JP6786412B2 - セラミックヒータ及びグロープラグ - Google Patents

Description

本発明は、セラミックヒータ及びグロープラグに関するものである。

従来、グロープラグなどに用いられるセラミックヒータとして、絶縁性セラミックからなる棒状の基体の内部に、導電性セラミックからなる折り返し形状の発熱抵抗体を埋設したセラミックヒータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２４３９４号公報

この種のセラミックヒータでは、折り返し形状の発熱抵抗体を通電によって発熱させ、この発熱により基体の表面部の温度を高めることで、外部に対する加熱を行う。このため、セラミックヒータの昇温性能を高めるためには、発熱抵抗体で発生した熱がより効率的に基体の表面部に伝導されることが望ましい。

しかし、特許文献１のセラミックヒータを含め、従来のセラミックヒータでは、折り返し形状の発熱抵抗体が通電によって発熱したとき、基体の表面部側への熱伝導だけでなく、基体の内部側への熱伝導、即ち、発熱抵抗体によって囲まれる部分への熱伝導も生じやすい。このような基体の内部側への熱伝導が大きいほど、その分、基体の表面部側への熱伝導が抑えられ、基体の表面部の効率的な昇温を阻害してしまうことになる。つまり、基体の内部側へ向かう熱伝導は、セラミックヒータの昇温性能を低下させる原因となり、消費電力を増大させる原因にもなる。

本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、昇温性能を高め、消費電力を低減し得るセラミックヒータ又はグロープラグを提供することを目的とするものである。

本発明の一つの解決手段であるセラミックヒータは、
絶縁性セラミックからなり、後端側から先端側へ軸線方向に沿って延びる基体と、
導電性セラミックからなり、前記基体に埋設される抵抗体であり、前記基体の後端側に配置されて前記軸線方向に沿って延びる一対の導電部と、前記一対の導電部に接続するとともに、前記導電部からの通電によって発熱する発熱部と、を有する抵抗体と、を備え、
前記発熱部は、自身の後端側が一方の前記導電部の先端側に接続するとともに、前記軸線方向に沿って延びる第１抵抗部と、自身の後端側が他方の前記導電部の先端側に接続するとともに、前記軸線方向に沿って延びる第２抵抗部と、前記第１抵抗部及び前記第２抵抗部の先端側を連結する連結部と、を備えるセラミックヒータであって、
前記セラミックヒータを前記第１抵抗部及び前記第２抵抗部を通る軸線方向に直交する断面をみたときに、少なくとも一部が前記第１抵抗部と前記第２抵抗部とが対向する領域の内側に配置され、前記基体よりも熱伝導率が低い低熱伝導部を有する。

上記セラミックヒータは、基体よりも熱伝導率が低い低熱伝導部の少なくとも一部が第１抵抗部と第２抵抗部とが対向する領域の内側に配置される。このように低熱伝導部が配置されるため、発熱部の発熱時に、第１抵抗部と第２抵抗部の間（つまりは、基体の内部側）への熱伝導が抑えられ、その分の熱が、基体の表面部側へ伝導されやすくなる。よって、昇温性能を高めることができ、効率的な昇温によって消費電力の低減も図られる。

上記セラミックヒータにおいて、低熱伝導部は、軸線方向において導電部の後端側の位置まで配置されていてもよい。
このセラミックヒータは、発熱部の発熱時に、第１抵抗部と第２抵抗部とが対向する領域への熱伝導だけでなく、一対の導体部間への熱伝導をも抑えることができる。つまり、基体の基端側への熱伝導を効果的に抑えることができるため、その分の熱が、基体先端側の表面部に伝導されやすくなる。よって、基体先端側の表面部をより効率的に昇温させることができる。
軸線方向において導電部の後端側の位置まで配置される配置形態は、第１抵抗部と第２抵抗部とが対向する領域から導電部の後端側の位置まで連続的に配置される形態をも含み、第１抵抗部と第２抵抗部とが対向する領域から導電部の後端側の位置まで一部が途切れた形態で断続的に配置される形態をも含む。

上記セラミックヒータにおいて、低熱伝導部は、第１抵抗部及び第２抵抗部の少なくとも何れか一方に接した状態で配置されてもよい。
このセラミックヒータは、第１抵抗部または第２抵抗部に低熱伝導部が接するまで配置されるため、第１抵抗部と第２抵抗部とが対向する領域内に低熱伝導部がより多く配置されることになり、第１抵抗部と第２抵抗部の間において、熱伝導率の高い部分がより少なくなる。よって、第１抵抗部と第２抵抗部の間（つまりは、基体の内部側）への熱伝導をより一層抑えることができ、基体の表面部をより一層効率的に昇温させることができる。

上記セラミックヒータにおいて、低熱伝導部は、基体の外周面及び先端面から露出しない位置に配置されてもよい。
このセラミックヒータは、低熱伝導部が基体の外周面及び先端面から露出しないため、低熱伝導部がこれらの位置から直接的に高温環境下に晒されることに起因する不具合（例えば熱衝撃などに起因するクラック等）を防ぐことができる。

上記セラミックヒータにおいて、断面をみたときに、低熱伝導部は、一部が領域の内側から外側に跨って配置されていてもよい。
このセラミックヒータは、発熱部が発熱したとき、第１抵抗部と第２抵抗部とが対向する領域の内側への熱伝導だけでなく、その領域の外側において基体の外周面及び先端面に露出しない位置への熱伝導をも抑えることができる。つまり、発熱部で発生した熱が伝導されやすい部分が基体表面部付近により集中するため、発熱部の発熱時には、極めて効率的に基体表面部付近に熱が伝導されやすくなる。

上記セラミックヒータにおいて、発熱部は、導電部と同一の材料によって構成されるとともに、導電部よりも断面積が小さい構成であってもよい。
発熱部と導電部とを同一の導電性セラミック材料によって構成した場合、発熱部と導電部とを効率的に製造することができ、導電部の断面積に対する発熱部の断面積の比率（断面積比）を調整することで、消費電力を低減することも可能となる。しかし、消費電力の低減を図るために発熱部の断面積を相対的に小さくしすぎると、発熱部の抵抗値が上昇し、電流が抑えられ、昇温性能が低下することになる。つまり、消費電力を低減するためには昇温性能を犠牲にしなければならない。この問題の対策として、タングステンカーバイド等の導電物質の添加量を増加させて抵抗値を低下させ、昇温性能を高めることも考えられるが、この方法だけでは、発熱部及び導電部を構成する導電性セラミック材料と、基体を構成する絶縁性セラミック材料との熱膨張率の差が大きくなり、焼成時に界面でクラック等が発生する懸念がある。
このような問題に関し、上記セラミックヒータでは、導電部と発熱部とを共通の材料によって一体的に形成することを可能としつつ、低熱伝導部の存在によって昇温性能を高めることができる。特に、発熱部の断面積を相対的に小さくして消費電力の低減を図ることを可能としつつ、基体の表面部への効率的な熱伝導によって昇温性能をも高めることができ、発熱部において導電物質の添加量を増加させなくても、消費電力の低減と昇温性能の向上を両立することができる。

本発明は、発熱部と一対の導電部とを含んだ抵抗体が同一の材料によって形成されている場合、抵抗体の先端側における相対的に径が細い部分を「発熱部」とし、相対的に径が太い部分を「導電部」とすることができる。また、発熱部と一対の導電部とが異なる材料によって形成されている場合、抵抗体の先端側の材料の部分、即ち、基端側と異なる材料の部分を「発熱部」とし、抵抗体の基端側の材料の部分を「導電部」とすることができる。

本発明の他の解決手段であるグロープラグは、セラミックヒータと前記セラミックヒータを保持する金具とを備えるグロープラグであって、前記セラミックヒータが上記いずれかのセラミックヒータを含む。

このグロープラグは、上述したセラミックヒータと同様の効果を奏する。

本発明によれば、昇温性能を高め、消費電力を低減し得るセラミックヒータ又はグロープラグを実現することができる。

第１実施形態のグロープラグの一例を示す断面概略図である。 図１で示すグロープラグのうち、セラミックヒータを含む部分を拡大して示す拡大断面図である。 図３（Ａ）は、図２で示すセラミックヒータの一部を拡大して示す拡大断面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＡ−Ａ断面を示す断面図である。 図４（Ａ）は、セラミックヒータの製造方法の一例を説明する説明図である。図４（Ｂ）は、セラミックヒータの製造過程で成形された成形体を示す説明図である。 第２態様のグロープラグにおけるセラミックヒータ付近を拡大して示す拡大断面図である。 図６（Ａ）は、図５で示すセラミックヒータの一部を拡大して示す拡大断面図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。 第３態様のグロープラグにおけるセラミックヒータ付近を拡大して示す拡大断面図である。 図８（Ａ）は、図７で示すセラミックヒータの一部を拡大して示す拡大断面図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。 第４態様のグロープラグにおけるセラミックヒータ付近を拡大して示す拡大断面図である。 図１０（Ａ）は、図９で示すセラミックヒータの一部を拡大して示す拡大断面図である。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＤ−Ｄ断面を示す断面図である。 第５態様のグロープラグにおけるセラミックヒータ付近を拡大して示す拡大断面図である。 図１２（Ａ）は、図１１で示すセラミックヒータの一部を拡大して示す拡大断面図である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＥ−Ｅ断面を示す断面図である。 他の実施形態のセラミックヒータを発熱部付近で切断した切断面を示す断面図である。図１３（Ａ）は、第１例を示す断面図である。図１３（Ｂ）は第２例を示す断面図である。

Ａ．第１実施形態
Ａ１．グロープラグの構成
図１は、第１実施形態のグロープラグの一例を示す概略図である。図２は、図１で示すグロープラグ１のうちのセラミックヒータ４０を含む部分を示す拡大断面図である。図１、図２において図示されたラインＣＬは、グロープラグ１の中心軸を示している。図１、図２において図示された断面は、中心軸ＣＬを含む断面である。

以下、中心軸ＣＬのことを「軸線ＣＬ」とも呼び、中心軸ＣＬと平行な方向を「軸線方向」とも呼ぶ。中心軸ＣＬを中心とする円の径方向を、単に「径方向」とも呼び、中心軸ＣＬを中心とする円の円周方向を「周方向」とも呼ぶ。中心軸ＣＬと平行な方向のうち、図１における下方向を第１方向Ｄ１と呼ぶ。第１方向Ｄ１は、後述する端子部材８０からセラミックヒータ４０に向かう方向である。図中の第２方向Ｄ２と第３方向Ｄ３とは、互いに垂直な方向であり、いずれも、第１方向Ｄ１と垂直な方向である。以下、第１方向Ｄ１を、先端方向Ｄ１とも呼び、第１方向Ｄ１の反対方向を、後端方向Ｄ１ｒとも呼ぶ。また、図１における先端方向Ｄ１側をグロープラグ１の先端側と呼び、図１における後端方向Ｄ１ｒ側をグロープラグ１の後端側と呼ぶ。

図１のように、グロープラグ１は、主体金具２０と、中軸３０と、セラミックヒータ４０と、Ｏリング５０と、絶縁部材６０と、金属外筒７０（以下、単に「外筒７０」とも呼ぶ）と、端子部材８０と、接続部材９０と、を含む。

主体金具２０は、中心軸ＣＬに沿って延びる貫通孔２０Ａを有する筒状の部材である。主体金具２０は、後端方向Ｄ１ｒ側の端部に形成された工具係合部２８と、工具係合部２８よりも先端方向Ｄ１側に設けられた雄ネジ部２２と、を含む。工具係合部２８は、グロープラグ１の脱着時に、図示しない工具と係合する部分である。雄ネジ部２２は、図示しない内燃機関の取付孔に形成された雌ネジに螺合するためのネジ山を含んでいる。主体金具２０は、導電性材料（例えば、炭素鋼等の金属）で形成されている。

主体金具２０の貫通孔２０Ａには、中軸３０が収容されている。中軸３０は、丸棒状の部材である。中軸３０は、導電性材料（例えば、ステンレス鋼）で形成されている。中軸３０の後端方向Ｄ１ｒ側の端部である後端部３９は、主体金具２０の後端方向Ｄ１ｒ側の開口部２０Ｂから後端方向Ｄ１ｒに向かって突出している。

開口部２０Ｂの近傍において、中軸３０の外面と、主体金具２０の貫通孔２０Ａの内面と、の間には、Ｏリング５０が設けられている。Ｏリング５０は、弾性材料（例えば、ゴム）で形成されている。主体金具２０の開口部２０Ｂには、リング状の絶縁部材６０が装着されている。絶縁部材６０は、筒状部６２と、筒状部６２の後端方向Ｄ１ｒ側に設けられたフランジ部６８と、を含む。筒状部６２は、中軸３０の外面と、主体金具２０の開口部２０Ｂを形成する部分の内面と、の間に挟まれている。絶縁部材６０は、例えば、樹脂によって形成されている。主体金具２０は、これらＯリング５０及び絶縁部材６０を介して、中軸３０を支持している。

絶縁部材６０の後端方向Ｄ１ｒ側には、端子部材８０が配置されている。端子部材８０は、キャップ状の部材であり、導電性材料（例えば、ニッケル等の金属）で形成されている。端子部材８０と主体金具２０との間には、絶縁部材６０のフランジ部６８が挟まれている。端子部材８０には、中軸３０の後端部３９が挿入されている。端子部材８０が加締められることによって、端子部材８０が後端部３９に固定されている。このような構造により、端子部材８０と中軸３０とが電気的に接続されている。

主体金具２０の先端方向Ｄ１側の開口部２０Ｃには、外筒７０が固定されている。外筒７０は、例えば、圧入や溶接などによって開口部２０Ｃに固定されている。外筒７０は、中心軸ＣＬに沿って延びる貫通孔７０Ａを有する筒状の部材である。外筒７０は、導電性材料（例えば、ステンレス鋼）で形成されている。

外筒７０の貫通孔７０Ａには、通電によって発熱するセラミックヒータ４０が挿入されている。セラミックヒータ４０は、中心軸ＣＬに沿って延びるように配置された棒状の部材である。外筒７０は、セラミックヒータ４０の先端部４１が露出した状態で、セラミックヒータ４０の中央部分の外周面を、保持している。セラミックヒータ４０の後端部４９は、主体金具２０の貫通孔２０Ａに収容されている。

セラミックヒータ４０の後端部４９には、接続部材９０が固定されている。接続部材９０は、中心軸ＣＬに沿って延びる貫通孔を有する円筒状の部材であり、導電性材料（例えば、ステンレス鋼）で形成されている。接続部材９０の先端方向Ｄ１側には、セラミックヒータ４０の後端部４９が圧入されている。接続部材９０の後端方向Ｄ１ｒ側には、中軸３０の先端方向Ｄ１側の端部である先端部３１が圧入されている。このような構造により、中軸３０と接続部材９０とが電気的に接続されている。

Ａ２．セラミックヒータ４０の構成
次に、図２、図３などを参照し、セラミックヒータ４０について説明する。図２、図３では、第１態様のセラミックヒータ４０の詳細を説明する。図２は、金属外筒７０、接続部材９０、セラミックヒータ４０などの、より詳細な断面図を示すものである。図３（Ａ）は、図２で示す断面図の一部を更に拡大した断面拡大図を示すものであり、図３（Ｂ）は、セラミックヒータ４０を発熱部１２１付近（具体的には、第１抵抗部１２１Ａ、第２抵抗部１２１Ｂをいずれも通る位置）で中心軸ＣＬと直交する方向に切断した切断面を示すものである。

図２のように、セラミックヒータ４０は、後端側から先端側へ軸線方向に沿って延びる丸棒状の基体１１０と、基体１１０の内部に埋設された略Ｕ字状の発熱抵抗体１２０（以下、単に「抵抗体１２０」と呼ぶ）と、基体１１０の内部に埋設された低熱伝導部１３０とを含む。セラミックヒータ４０は、材料を焼成することによって、形成される。

基体１１０は、絶縁性セラミック材料で形成されている。本実施形態では、基体１１０を形成するセラミック材料は、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）から主に成る。他の実施形態としては、基体１１０を構成する窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）のうち、珪素（Ｓｉ）の少なくとも一部がアルミニウム（Ａｌ）で置換され、窒素（Ｎ）の少なくとも一部が酸素（Ｏ）で置換されてもよい。

抵抗体１２０は、導電性セラミック材料で形成されている。抵抗体１２０を形成する導電性セラミック材料は、通電発熱できる導電性物質であればよく、本実施形態では、炭化タングステン（ＷＣ）と窒化珪素との混合物が用いられる。他の実施形態としては、二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）と窒化珪素との混合物等が用いられてもよい。

低熱伝導部１３０は、基体１１０よりも熱伝導率の低い絶縁性セラミック材料で形成されている。本実施形態では、低熱伝導部１３０を形成するセラミック材料は、サイアロンから主に成る。他の実施形態としては、低熱伝導部１３０を形成するセラミック材料として、窒化珪素の多孔体もしくはサイアロンの多孔体が用いられてもよい。

基体１１０の先端部（すなわち、セラミックヒータ４０の先端部４１）は、先端側に向かって徐々に細くなっている。抵抗体１２０の電気伝導率は、基体１１０の電気伝導率よりも高く、低熱伝導部１３０の電気伝導率よりも高い。抵抗体１２０は、通電がなされることによって発熱する。

図２のように、抵抗体１２０は、２本のリード部として構成される第１導電部１２２、第２導電部１２３と、第１導電部１２２及び第２導電部１２３に接続された発熱部１２１と、電極取出部１２４、１２５と、を含んでいる。第１導電部１２２、第２導電部１２３は、基体１１０の後端１１０Ａ側から先端１１０Ｂ側に向かって延びる一対の導電部である。第１導電部１２２、第２導電部１２３の各々は、セラミックヒータ４０の後端部４９から先端部４１の近傍まで軸線ＣＬと平行に延びている。第１導電部１２２と第２導電部１２３は、中心軸ＣＬを挟んでおおよそ対称な位置に配置されている。第１導電部１２２から第２導電部１２３へ向かう方向が、第３方向Ｄ３である。

発熱部１２１は、導電性セラミックからなり、セラミックヒータ４０の先端部４１において基体１１０に埋設される部分であり、第１導電部１２２の先端方向Ｄ１側の端部と第２導電部１２３の先端方向Ｄ１側の端部とを接続する構成をなす。発熱部１２１は、第１導電部１２２から先端側に延びる第１抵抗部１２１Ａと、第２導電部１２３から先端側に延びる第２抵抗部１２１Ｂと、第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂの先端側を連結する連結部１２１Ｃと、を備える。発熱部１２１の形状は、折り返し形状であり、具体的にはセラミックヒータ４０の先端部４１の湾曲した外面形状に合わせて湾曲する略Ｕ字状となっている。

発熱部１２１は、一対の導電部である第１導電部１２２及び第２導電部１２３と同一の導電性セラミック材料によって構成されている。発熱部１２１の断面積は、第１導電部１２２及び第２導電部１２３のそれぞれの断面積よりも小さい。具体的には、発熱部１２１のいずれの位置においても、断面積が、第１導電部１２２及び第２導電部１２３のそれぞれにおけるいずれの位置の断面積よりも小さくなっている。従って、発熱部１２１の単位長さ当たりの電気抵抗は、第１導電部１２２及び第２導電部１２３の単位長さ当たりの電気抵抗よりも大きい。ゆえに、抵抗体１２０の通電時には、発熱部１２１の温度が、第１導電部１２２及び第２導電部１２３の温度と比べて急速に上昇する。なお、抵抗体１２０における「断面積」とは、導通経路の方向（電流が流れる方向）に対して垂直な断面の面積である。

第１導電部１２２の後端方向Ｄ１ｒ側の部分には、第１電極取出部１２４が接続されている。第１電極取出部１２４は、径方向に沿って延びる部材であり、内側の端部は第１導電部１２２に接続され、外側の端部は、セラミックヒータ４０の外面に露出する。第１電極取出部１２４の露出部分は、外筒７０の内周面に接触している。このような構造により、外筒７０と第１導電部１２２とが電気的に接続された状態となる。

第２導電部１２３の後端方向Ｄ１ｒ側の部分には、第２電極取出部１２５が接続されている。第２電極取出部１２５は、径方向に沿って延びる部材であり、第１電極取出部１２４よりも、後端方向Ｄ１ｒ側に配置されている。第２電極取出部１２５の内側の端部は、第２導電部１２３に接続され、外側の端部は、セラミックヒータ４０の外面に露出する。第２電極取出部１２５の露出部分は、接続部材９０の内周面に接触している。このような構造により、接続部材９０と第２導電部１２３とが電気的に接続された状態となる。

低熱伝導部１３０は、絶縁性セラミック材料で形成され、具体的には基体１１０よりも熱伝導率が低くなっている。本実施形態では、基体１１０の熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ以上、かつ４０Ｗ／ｍＫ以下の範囲内となっている。一方、低熱伝導部１３０の熱伝導率は、５Ｗ／ｍＫ以上、かつ１５Ｗ／ｍＫ未満の範囲内となっている。

低熱伝導部１３０は、基体１１０内に埋設されるとともに、少なくとも一部が第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂの間に配置される。図３（Ａ）（Ｂ）で示す例では、低熱伝導部１３０が、基体１１０の外周面及び先端面から露出しない位置に配置される。具体的には、図３（Ａ）のように、低熱伝導部１３０は、中心軸ＣＬ上において中心軸ＣＬに沿うように長手状に延びている。そして、低熱伝導部１３０は、領域Ｓの内側において第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂのそれぞれに接触しない位置、かつ、連結部１２１Ｃに接触しない位置に配置される。なお、図３（Ｂ）では、セラミックヒータ４０において第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂを通る断面であって且つ軸線方向に直交する断面をみたときに第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂとが対向する領域Ｓを、クロスハッチング領域として概念的に示す。図３（Ｂ）で示す断面では、領域Ｓ内に低熱伝導部１３０の領域全体が含まれ、その外側に基体１１０の領域が構成されている。

図３（Ｂ）のように、第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂとが対向する対向方向における低熱伝導部１３０の幅は、第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂの間の最小間隔よりも小さい。更には、この対向方向における低熱伝導部１３０の幅は、第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂのそれぞれにおける上記対向方向の幅よりも小さい。なお、上述した第３方向Ｄ３は、第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂとが対向する対向方向と平行な方向である。上述した対向方向及び軸線方向と直交する所定方向における低熱伝導部１３０の長さは、第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂの上記所定方向の長さＷよりも小さい。ここでいう所定方向は、上述した第２方向Ｄ２と平行な方向である。

図３（Ｂ）のように、上述の対向方向及びこの対向方向と直交する上述の所定方向において、低熱伝導部１３０の全てが、領域Ｓの内側に収まっている。図３（Ｂ）では、上述の所定方向（第２方向Ｄ２と平行な方向に）おける第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂの配置領域の両境界を直線Ｌ１，Ｌ２で示している。軸線方向において低熱伝導部１３０が配置された領域では、中心軸ＣＬと直交する切断面をみた場合、図３（Ｂ）のように第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂの間において直線Ｌ１と直線Ｌ２の間に低熱伝導部１３０の全てが収まる関係となる。

図２の例では、軸線方向における発熱部１２１の配置領域を符号ＡＲで示す。図２で示す抵抗体１２０において、配置領域ＡＲよりも後方側（後端方向Ｄｒ１側）の領域は、第１導電部１２２及び第２導電部１２３の領域となっている。図２の例では、軸線方向において配置領域ＡＲの領域内のみ、具体的には、第１導電部１２２及び第２導電部１２３における先端側の両端部よりも先端方向Ｄ１側であって連結部１２１Ｃよりも後端方向Ｄｒ１側のみに低熱伝導部１３０が配置されている。

Ａ３．セラミックヒータの製造
次に、セラミックヒータ１０の製造方法を説明する。
セラミックヒータ１０の製造方法において、まず、抵抗体１２０の材料が生成される。具体的には、導電性化合物の粉末と、窒化珪素と、焼結助剤と、水と、を混合することによって、スラリーが生成される。生成されたスラリーから、スプレードライによって、粉末が生成される。生成された粉末とバインダとを混練機によって混練することによって、図２等で示す抵抗体１２０の材料として、混合物が生成される。導電性化合物としては、上述した種々の化合物を採用可能である。

このように抵抗体１２０の材料を生成した後、生成された混合物を成形することによって、成形体が生成される。成形方法としては、例えば射出成形が採用される。以上により、未焼成の抵抗体（以下「未焼成抵抗体」と呼ぶ）が、成形される。なお、他の成形方法（例えば、プレス成形）を採用してもよい。

図４（Ａ）には、後述する未焼成のセラミックヒータの分解斜視図が示されている。図中の部材１２０Ｚは、未焼成抵抗体を示している（以下「未焼成抵抗体１２０Ｚ」と呼ぶ）。図示するように、未焼成抵抗体１２０Ｚは、未焼成の導電部１２２Ｚ、１２３Ｚと、未焼成の発熱部１２１Ｚと、未焼成の電極取出部１２４Ｚ、１２５Ｚと、を含んでいる。

更に、図２、図３で示す低熱伝導部１３０の材料が生成される。具体的には、サイアロンの構成元素を含む粉末（「サイアロン構成粉末」と呼ぶ）と、焼結助剤と、水と、を混合することによって、スラリーが生成される。生成されたスラリーから、スプレードライによって、粉末が生成される。生成された粉末とバインダとを混練機によって混練することによって、低熱伝導部１３０の材料として、混合物が生成される。サイアロン構成粉末としては、例えば、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）の粉末と、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の粉末と、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の粉末と、を採用可能である。

このように低熱伝導部１３０の材料を生成した後、生成された混合物を成形することによって、成形体が生成される。成形方法としては、例えば射出成形が採用される。以上により、未焼成の低熱伝導部（以下「未焼成低熱伝導部」と呼ぶ）が、成形される。なお、他の成形方法（例えば、プレス成形）を採用してもよい。図４（Ａ）において、部材１３０Ｚは、未焼成低熱伝導部である。なお、未焼成低熱伝導部１３０Ｚの成形は、未焼成抵抗体１２０Ｚの成形よりも前に行ってもよい。

更に、基体１１０の材料が生成される。具体的には、絶縁性セラミック（例えば窒化珪素）粉末と、焼結助剤と、水と、を混合することによって、スラリーが生成される。生成されたスラリーから、スプレードライによって、粉末が生成される。生成された粉末とバインダとを混練機によって混練することによって、基体１１０の材料として、混合物が生成される。

このように基体１１０の材料を生成した後、生成された混合物を成形することによって、未焼成の成形体が成形される。図４（Ｂ）で示す部材４０Ｚは、成形される成形体を示している（以下「成形体４０Ｚ」と呼ぶ）。図４（Ａ）の分解斜視図は、図４（Ｂ）で示す成形体４０Ｚの基体１１０に対応する部分を、中心軸ＣＬを通る平面で２等分して得られる２つの部分１１０Ｙ、１１０Ｚと、成形された未焼成抵抗体１２０Ｚと、成形された未焼成低熱伝導部１３０Ｚとを示している。第１部分１１０Ｚは、未焼成抵抗体１２０Ｚの一部を収容するための第１凹部１１１Ｚと、未焼成低熱伝導部１３０Ｚの一部を収容するための第２凹部１１２Ｚとを有している。図示を省略するが、第２部分１１０Ｙも、同様の凹部を有している。未焼成抵抗体１２０Ｚ及び未焼成低熱伝導部１３０Ｚは、これらの部分１１０Ｙ、１１０Ｚに挟まれている。

このような成形体４０Ｚは、以下のように成形される。図示しない成形型の内の所定位置に、上述した方法で成形された未焼成抵抗体１２０Ｚと未焼成低熱伝導部１３０Ｚとを配置する。そして、混錬によって生成された基体の材料を、射出成形により未焼成抵抗体１２０Ｚ及び未焼成低熱伝導部１３０Ｚを覆うように、成形する。以上により、図４（Ｂ）で示す成形体４０Ｚが成形される。

なお、他の成形方法を採用してもよい。例えば、第１部分１１０Ｚをプレス成形する。そして、図示しない成形型の内の所定位置に第１部分１１０Ｚを配置する。次に、第１部分１１０Ｚの第１凹部１１１Ｚ及び第２凹部１１２Ｚに、未焼成抵抗体１２０Ｚ及び未焼成低熱伝導部１３０Ｚをそれぞれ嵌め込む。次に、成形型の内の第２部分１１０Ｙに対応する空間内に、上述した方法で生成された基体材料を充填し、プレス成形によって、成形体４０Ｚを成形する。

なお、基体の材料の生成は、成形体４０Ｚの成形よりも前の任意のタイミングで実行可能である。例えば、抵抗体１２０の材料の生成の前や後であってもよく、未焼成抵抗体１２０Ｚの成形の前や後であってもよい。あるいは、低熱伝導部１３０の材料の生成の前や後であってもよく、未焼成低熱伝導部１３０Ｚの成形の前や後であってもよい。

このように成形体４０Ｚが成形された後、成形体４０Ｚからバインダを除去するために、仮焼が行われる。仮焼は、例えば、摂氏４００度以上、摂氏８００度以下の温度で、行われる。仮焼の後、冷間等方圧プレス（ＣＩＰ）を行っても良い。

このように成形体４０Ｚの仮焼が行われた後、成形体４０Ｚが焼成される。これにより、焼結された部材（焼成体とも呼ぶ）が、生成される。焼成方法としては、例えば常圧焼成法が採用される。常圧焼成法を採用する場合、例えば、摂氏１５００度以上、１８００度以下の温度で、０．１ＭＰａ以上、１ＭＰａ以下の圧力の非酸化雰囲気下（好ましくは、窒素分圧が０．０５ＭＰａ以上）で、焼成が行われる。常圧焼成法は、安価に大量の成形体４０Ｚの焼成が可能である。

なお、焼成方法としては、他の方法を採用してもよい。例えば、ガス圧焼成法、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）、ホットプレス法等を採用可能である。ガス圧焼成法を採用する場合、例えば、摂氏１５００度以上、１９５０度以下の温度で、５ＭＰａ以上、１２ＭＰａ以下の圧力の非酸化雰囲気下で、焼成が行われる。熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）を採用する場合、例えば、常圧焼成法、又は、ガス圧焼成法で１次焼成が行われる。その後に、摂氏１４５０度以上、１９００度以下の温度で、１２ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以下の圧力の窒素雰囲気下で、焼成（２次焼成）が行われる。ホットプレス法を採用する場合、例えば、０．１ＭＰａ以上、１ＭＰａ以下の非酸化雰囲気下で、摂氏１４５０度以上、１９００度以下の温度で、１０ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下の１軸加圧の下で、焼成が行われる。

このように成形体４０Ｚに対する焼成が行われた後、成形体４０Ｚを焼成して得られる焼成体（図示せず）が、研磨加工される。これにより、焼成体の外形が、所定の形状に加工される。

Ａ４．変形例
（第２態様）
次に、図５、図６を参照し、第１態様のセラミックヒータ４０の一部を変形した第２態様のセラミックヒータ２４０及びグロープラグ２０１について説明する。

図５で示すグロープラグ２０１及びセラミックヒータ２４０は、セラミックヒータ２４０以外の部分は、図１、図２で示す第１態様のグロープラグ１及びセラミックヒータ４０のそれぞれと同一の構成をなす。図５で示すセラミックヒータ２４０において、抵抗体１２０は、第１態様のセラミックヒータ４０の抵抗体１２０（図２）と同一の構成をなす。セラミックヒータ２４０において、基体１１０は、第１態様のセラミックヒータ４０（図２）の基体１１０における一部の位置が低熱伝導部２３０に置き換わっている点以外は、第１態様のセラミックヒータ４０（図２）の基体１１０と同一の構成をなす。なお、図５、図６では、図２等で示す第１態様のセラミックヒータ４０及びグロープラグ１と同様の部分については、これらの各部分と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図５で示す第２態様のセラミックヒータ２４０及びグロープラグ２０１も第１態様のセラミックヒータ４０及びグロープラグ１のそれぞれの特徴を含む。本構成でも、発熱部１２１は、第１導電部１２２及び第２導電部１２３と同一の材料によって構成されるとともに、第１導電部１２２及び第２導電部１２３よりも断面積が小さい構成となっている。そして、基体１１０よりも熱伝導率が低い低熱伝導部２３０が基体１１０内に埋設され、低熱伝導部２３０が第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂの間に配置される。更に、低熱伝導部２３０は、基体１１０の外周面及び先端面から露出しない位置に配置される。なお、図６（Ｂ）では、セラミックヒータ２４０において第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂを通る断面であって且つ軸線方向に直交する断面をみたときに第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂとが対向する領域Ｓを、クロスハッチング領域として概念的に示す。図６（Ｂ）で示す断面では、領域Ｓ内に低熱伝導部２３０の領域全体が含まれ、その外側に基体１１０の領域が構成されている。

更に、低熱伝導部２３０は、軸線方向において、発熱部１２１の配置領域ＡＲの内側と外側に跨って配置される。具体的には、低熱伝導部２３０は、軸線方向において第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂの間の位置から第１導電部１２２及び第２導電部１２３の後端側の位置まで連続して配置される。つまり、基体１１０の中心側に低熱伝導部２３０が存在することによる中心側への熱伝導の抑制効果が、発熱部１２１の位置から基体１１０の後端側の位置まで連続して生じるようになっている。

（第３態様）
次に、図７、図８を参照し、第１態様のセラミックヒータ４０の一部を変形した第３態様のセラミックヒータ３４０及びグロープラグ３０１について説明する。

図７で示すグロープラグ３０１及びセラミックヒータ３４０は、セラミックヒータ３４０以外の部分は、図１、図２で示す第１態様のグロープラグ１及びセラミックヒータ４０のそれぞれと同一の構成をなす。図７で示すセラミックヒータ３４０において、抵抗体１２０は、第１態様のセラミックヒータ４０の抵抗体１２０（図２）と同一の構成をなす。セラミックヒータ３４０において、基体１１０は、第１態様のセラミックヒータ４０（図２）の基体１１０における一部の位置が低熱伝導部３３０に置き換わっている点以外は、第１態様のセラミックヒータ４０（図２）の基体１１０と同一の構成をなす。なお、図７、図８では、図２等で示す第１態様のセラミックヒータ４０及びグロープラグ１と同様の部分については、これらの各部分と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図７で示す第３態様のセラミックヒータ３４０及びグロープラグ３０１も第１態様のセラミックヒータ４０及びグロープラグ１のそれぞれの特徴を含む。本構成でも、発熱部１２１は、第１導電部１２２及び第２導電部１２３と同一の材料によって構成されるとともに、第１導電部１２２及び第２導電部１２３よりも断面積が小さい構成となっている。そして、基体１１０よりも熱伝導率が低い低熱伝導部３３０が基体１１０内に埋設され、低熱伝導部３３０が第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂの間に配置される。更に、低熱伝導部３３０は、基体１１０の外周面及び先端面から露出しない位置に配置される。

更に、低熱伝導部３３０は、第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂの各々に接した状態で配置される。即ち、低熱伝導部３３０による熱伝導の抑制効果が、第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂの直近の位置まで生じるようになっている。図７、図８（Ａ）のように、低熱伝導部３３０は、軸線方向において配置領域ＡＲの内側のみに配置され、図８（Ｂ）のように、低熱伝導部３３０の一部が、第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂの対向する領域Ｓの内側から外側に跨って配置される。図８（Ｂ）では、第２方向Ｄ２と平行な方向における第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂの配置領域の両境界を直線Ｌ１，Ｌ２で示している。低熱伝導部３３０は、直線Ｌ１と直線Ｌ２の間の内側から外側に跨っている。具体的には、低熱伝導部３３０が存在する位置において軸線ＣＬと直交する方向に切断した切断面は、図８（Ｂ）のような構成をなす。図８（Ｂ）のように、軸線ＣＬと直交する方向の切断面において、低熱伝導部３３０の外径は軸線ＣＬを中心とする円形となっており、低熱伝導部３３０の周囲には、低熱伝導部３３０よりも熱伝導率が大きい基体１１０が環状に配置されている。なお、図８（Ｂ）では、セラミックヒータ３４０において第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂを通る断面であって且つ軸線方向に直交する断面をみたときに第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂとが対向する領域Ｓを、クロスハッチング領域として概念的に示す。図８（Ｂ）で示す断面では、領域Ｓ内が全て低熱伝導部３３０の領域となっている。

（第４態様）
次に、図９、図１０を参照し、第１態様のセラミックヒータ４０の一部を変形した第４態様のセラミックヒータ４４０及びグロープラグ４０１について説明する。

図９で示すグロープラグ４０１及びセラミックヒータ４４０は、セラミックヒータ４４０以外の部分は、図１、図２で示す第１態様のグロープラグ１及びセラミックヒータ４０のそれぞれと同一の構成をなす。図９で示すセラミックヒータ４４０において、抵抗体１２０は、第１態様のセラミックヒータ４０の抵抗体１２０（図２）と同一の構成をなす。セラミックヒータ４４０において、基体１１０は、第１態様のセラミックヒータ４０（図２）の基体１１０における一部の位置が低熱伝導部４３０に置き換わっている点以外は、第１態様のセラミックヒータ４０（図２）の基体１１０と同一の構成をなす。なお、図９、図１０では、図２等で示す第１態様のセラミックヒータ４０及びグロープラグ１と同様の部分については、これらの各部分と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図９で示す第４態様のセラミックヒータ４４０及びグロープラグ４０１も第１態様のセラミックヒータ４０及びグロープラグ１のそれぞれの特徴を含む。本構成でも、発熱部１２１は、第１導電部１２２及び第２導電部１２３と同一の材料によって構成されるとともに、第１導電部１２２及び第２導電部１２３よりも断面積が小さい構成となっている。そして、基体１１０よりも熱伝導率が低い低熱伝導部４３０が基体１１０内に埋設され、低熱伝導部４３０が第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂの間に配置される。更に、低熱伝導部４３０は、基体１１０の外周面及び先端面から露出しない位置に配置される。

第４態様のセラミックヒータ４４０は、第２態様のセラミックヒータ２４０と第３態様のセラミックヒータ３４０の構成、機能が付加されている。図９、図１０（Ａ）のように、低熱伝導部４３０は、第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂの各々に接した状態で配置され、更に、連結部１２１Ｃにも接した状態で配置されている。具体的には、折り返し形状で形成された発熱部１２１の内側の領域を全て埋めるように配置されている。

図９のように、低熱伝導部４３０は、軸線方向において、発熱部１２１の配置領域ＡＲの内側と外側に跨って配置されている。具体的には、低熱伝導部４３０は、軸線方向において第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂの間の位置から第１導電部１２２及び第２導電部１２３の後端部の位置まで連続して配置されている。低熱伝導部４３０は、第１導電部１２２及び第２導電部１２３のそれぞれにも接触し、第１導電部１２２と第２導電部１２３の間の領域を全て埋めるように配置されている。つまり、Ｕ字状に構成された抵抗体１２０の全経路にわたり、抵抗体１２０の内側の面に低熱伝導部４３０が接触しており、具体的には、抵抗体１２０の内側領域を全て埋めるように低熱伝導部４３０が配置されている。

セラミックヒータ４４０を第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂが存在する位置で軸線ＣＬと直交する方向に切断した切断面は、図１０（Ｂ）のような構成をなす。この切断面では、第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂのそれぞれの領域が離れた位置に表れる。軸線方向において第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂが存在する少なくともいずれかの位置では、図１０（Ｂ）のように、低熱伝導部４３０の一部が第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂとが対向する領域Ｓの内側から外側に跨って配置されている。具体的には、軸線ＣＬと直交する方向の切断面において、低熱伝導部４３０の外径が軸線ＣＬを中心とする円形となっており、低熱伝導部４３０の周囲には、低熱伝導部４３０よりも熱伝導率が大きい基体１１０が環状に配置されている。図１０（Ｂ）では、セラミックヒータ４４０において第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂを通る断面であって且つ軸線方向に直交する断面をみたときに第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂとが対向する領域Ｓを、クロスハッチング領域として概念的に示す。図１０（Ｂ）で示す断面では、領域Ｓ内が全て低熱伝導部４３０の領域となっている。

（第５態様）
次に、図１１、図１２を参照し、第１態様のセラミックヒータ４０の一部を変形した第５態様のセラミックヒータ７４０及びグロープラグ７０１について説明する。

図１１で示すグロープラグ７０１及びセラミックヒータ７４０は、セラミックヒータ７４０以外の部分は、図１、図２で示す第１態様のグロープラグ１及びセラミックヒータ４０のそれぞれと同一の構成をなす。図１１で示すセラミックヒータ７４０において、抵抗体１２０は、第１態様のセラミックヒータ４０の抵抗体１２０（図２）と同一の構成をなす。セラミックヒータ７４０において、基体１１０は、第１態様のセラミックヒータ４０（図２）の基体１１０における一部の位置が低熱伝導部７３０に置き換わっている点以外は、第１態様のセラミックヒータ４０（図２）の基体１１０と同一の構成をなす。なお、図１１、図１２では、図２等で示す第１態様のセラミックヒータ４０及びグロープラグ１と同様の部分については、これらの各部分と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図１１で示す第５態様のセラミックヒータ７４０及びグロープラグ７０１も第１態様のセラミックヒータ４０及びグロープラグ１のそれぞれの特徴を含む。本構成でも、発熱部１２１は、第１導電部１２２及び第２導電部１２３と同一の材料によって構成されるとともに、第１導電部１２２及び第２導電部１２３よりも断面積が小さい構成となっている。そして、基体１１０よりも熱伝導率が低い低熱伝導部７３０が基体１１０内に埋設され、低熱伝導部７３０が第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂの間に配置される。更に、低熱伝導部７３０は、基体１１０の外周面及び先端面から露出しない位置に配置される。

更に、低熱伝導部７３０は、第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂの各々に接した状態で配置される。即ち、低熱伝導部７３０による熱伝導の抑制効果が、第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂの直近の位置まで生じるようになっている。図１１、図１２（Ａ）のように、低熱伝導部７３０は、軸線方向において配置領域ＡＲの内側のみに配置され、図１２（Ｂ）のように、低熱伝導部７３０が、第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂの対向する領域Ｓの内側のみに配置される。図１２（Ｂ）では、第２方向Ｄ２と平行な方向における第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂの配置領域の両境界を直線Ｌ１，Ｌ２で示している。低熱伝導部７３０は、直線Ｌ１と直線Ｌ２の間の内側のみに配置されている。具体的には、低熱伝導部７３０が存在する位置において軸線ＣＬと直交する方向に切断した切断面は、図１２（Ｂ）のような構成をなす。図１２（Ｂ）のように、軸線ＣＬと直交する方向の切断面において、低熱伝導部７３０の外径は領域Ｓと同じ形状となっている。なお、図１２（Ｂ）では、セラミックヒータ７４０において第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂを通る断面であって且つ軸線方向に直交する断面をみたときに第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂとが対向する領域Ｓを、クロスハッチング領域として概念的に示す。図１２（Ｂ）で示す断面では、領域Ｓ内が全て低熱伝導部７３０の領域となっている。

ａ５．効果
図３等で示す第１態様のセラミックヒータ４０は、基体１１０よりも熱伝導率が低い低熱伝導部１３０の少なくとも一部が第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂとが対向する領域Ｓの内側に配置されている。このように低熱伝導部１３０が配置されるため、発熱部１２１の発熱時に、第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂの間（つまりは、基体１１０の内部側）への熱伝導が抑えられ、その分の熱が、基体１１０の表面部側へ伝導されやすくなる。よって、昇温性能を高めることができ、効率的な昇温によって消費電力の低減も図られる。第２〜第５態様のセラミックヒータ２４０（図６等），３４０（図８等），４４０（図１０等）、７４０（図１２等）も同様の効果を奏する。

図３で示す第１態様のセラミックヒータ４０において、低熱伝導部１３０は、基体１１０の外周面及び先端面から露出しない位置に配置されている。このセラミックヒータ４０は、低熱伝導部１３０が基体１１０の外周面及び先端面から露出しないため、低熱伝導部１３０がこれらの位置から直接的に高温環境下に晒されることに起因する不具合（例えば熱衝撃などに起因するクラック等）を防ぐことができる。第２〜第５態様のセラミックヒータ２４０（図６），３４０（図８），４４０（図１０）、７４０（図１２）も同様の効果を奏する。

図３で示す第１態様のセラミックヒータ４０において、発熱部１２１は、一対の導電部である第１導電部１２２及び第２導電部１２３と同一の材料によって構成され、これら第１導電部１２２及び第２導電部１２３よりも断面積が小さい構成となっている。このセラミックヒータ４０では、第１導電部１２２及び第２導電部１２３と発熱部１２１とを共通の材料によって一体的に形成することを可能としつつ、低熱伝導部１３０の存在によって昇温性能を高めることができる。特に、発熱部１２１の断面積を相対的に小さくして消費電力の低減を図ることを可能としつつ、基体１１０の表面部への効率的な熱伝導によって昇温性能をも高めることができ、発熱部１２１において導電物質の添加量を増加させなくても、消費電力の低減と昇温性能の向上を両立することができる。第２〜第５態様のセラミックヒータ２４０（図６），３４０（図８），４４０（図１０）、７４０（図１２）も同様の効果を奏する。

図５、図６で示す第２態様のセラミックヒータ２４０では、低熱伝導部２３０は、軸線方向において第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂの間の位置から一対の導電部（第１導電部１２２及び第２導電部１２３）の後端側の位置まで連続して配置されている。このセラミックヒータ２４０は、発熱部１２１の発熱時に、第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂとが対向する領域Ｓへの熱伝導だけでなく第１導電部１２２と第２導電部１２３の間への熱伝導をも抑えることができる。つまり、基体１１０の基端側（後端側）への熱伝導を効果的に抑えることができるため、その分の熱が、基体先端側の表面部に伝導されやすくなる。よって、基体先端側の表面部をより効率的に昇温させることができる。図９、図１０で示す第４態様のセラミックヒータ４４０も同様の効果を奏する。

図７、図８で示す第３態様のセラミックヒータ３４０では、低熱伝導部３３０が、第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂの各々に接した状態で配置されている。このセラミックヒータ３４０は、第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂに低熱伝導部３３０が接するまで配置されるため、第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂとが対向する領域Ｓ内に低熱伝導部３３０がより多く配置されることになり、第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂの間において、熱伝導率の高い部分が、より少なくなる。よって、第１抵抗部１２１Ａ及び第２抵抗部１２１Ｂの間（つまりは、基体１１０の内部側）への熱伝導をより一層抑えることができ、基体１１０の表面部をより一層効率的に昇温させることができる。第４態様、第５態様のセラミックヒータ４４０（図１０等）、７４０（図１２等）も同様の効果を奏する。

図７、図８で示す第３態様のセラミックヒータ３４０では、低熱伝導部３３０が基体１１０の外周面及び先端面から露出しない位置に配置され、断面をみたときに、低熱伝導部３３０の一部が第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂとが対向する領域Ｓの内側から外側に跨って配置される。このセラミックヒータ３４０は、発熱部１２１が発熱したとき、第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂの間の領域への熱伝導だけでなく、その領域の外側において基体１１０の外周面及び先端面に露出しない位置への熱伝導をも抑えることができる。つまり、発熱部１２１で発生した熱が伝導されやすい部分が基体表面部付近により集中するため、発熱部１２１の発熱時に、極めて効率的に基体表面部付近に熱が伝導されやすくなる。図９、図１０で示す第４態様のセラミックヒータ４４０も同様の効果を奏する。

特に、第４態様のセラミックヒータ４４０は、抵抗体１２０の内部全体を埋めるように低熱伝導部４３０が配置されるため、基体１１０の内部及び基端側への熱伝導を抑制する効果が極めて高く、基体先端側の表面部を昇温させる効果が極めて高い。

ａ６．評価試験
次に、本発明の効果を検証するために行った試験の結果について説明する。
検証試験に用いる実施例１〜５として、５種類のセラミックヒータを用意した。５種類のセラミックヒータは、低熱伝導部の形状と、低熱伝導部の形状に合わせた基体の内部形状のみが異なり、それ以外の構成は同一である。具体的には、実施例１として図２、図３で示す第１態様のセラミックヒータ４０を用意した。実施例２として図５、図６で示す第２態様のセラミックヒータ２４０を用意した。実施例３として図７、図８で示す第３態様のセラミックヒータ３４０を用意した。実施例４として図９、図１０で示す第４態様のセラミックヒータ４４０を用意した。実施例５として図１１、図１２で示す第５態様のセラミックヒータ７４０を用意した。

また、比較例として、図２、図３で示す第１態様のセラミックヒータ４０において低熱伝導部１３０を基体１１０に置き換えた構成、即ち、低熱伝導部１３０を省略した構成のセラミックヒータを用意した。

そして、各実施例１〜５及び比較例のセラミックヒータのそれぞれに対して、昇温速度を測定する試験を行った。昇温速度を測定する試験の条件は、次の通りである。

試験対象となるセラミックヒータに対して１１Ｖの直流電圧を印加し、１１Ｖの直流電圧の印加状態を継続した。そして、セラミックヒータに対して１１Ｖの直流電圧の印加を開始してから、セラミックヒータの発熱部が１０００℃に達するまでに要した時間を計測した。各実施例１〜５及び比較例の昇温速度の測定結果は表１の通りである。

更に、各実施例１〜５及び比較例のセラミックヒータのそれぞれに対して、消費電力を測定する試験を行った。消費電力を測定する試験の条件は、次の通りである。

試験対象となるセラミックヒータに対し一定の直流電圧を印加し、この一定の直流電圧の印加状態でセラミックヒータの発熱部が１２００℃となるときに消費される電力を測定した。各実施例１〜５及び比較例の消費電力の測定結果は表１の通りである。

表１で示す通り、実施例１〜５のいずれも、セラミックヒータの発熱部が１０００℃に達するまでに要した時間が比較例より短く、昇温速度を向上し得ることが確認された。また、実施例１〜５のいずれも、発熱部が１２００℃となるときに消費される電力が比較例よりも小さく、消費電力を低減し得ることが確認された。このように、昇温速度の向上及び消費電力の低減の面で優れた効果を生じさせることが確認された。その理由は、低熱伝導部の存在により、基体の内部側への熱伝導が抑制され、基体の表面部を効率的に昇温させることができるためであると考えられる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態の各態様に限定されるものではなく、例えば次のような例も本発明の技術的範囲に含まれる。

第１実施形態の各態様では、基体１１０が窒化珪素を主体としてなり、低熱伝導部１３０，２３０，３３０,４３０がサイアロンとして構成された例を示したが、この関係に限定されない。いずれの例においても、低熱伝導部の熱伝導率が基体よりも低い関係であればよく、例えば、基体については窒化珪素を主成分として構成し、低熱伝導部については基体よりも熱伝導率の低い窒化珪素の多孔体もしくはサイアロンの多孔体で構成してもよい。あるいは、基体をサイアロンによって構成し、低熱伝導部については基体よりも熱伝導率の低いサイアロンの多孔体で構成してもよい。

第１実施形態の各態様に限定されず、図３（Ｂ）、図６（Ｂ）、図８（Ｂ）、図１０（Ｂ）、図１２（Ｂ）で示したセラミックヒータの構成を、図１３（Ａ）（Ｂ）で示す各態様のようにしてもよい。なお、図１３（Ａ）（Ｂ）で示す各態様では、セラミックヒータ以外の構成は、第１実施形態と同様の構成とすることができる。図１３（Ａ）で示すセラミックヒータ５４０では、第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂとの対向する領域Ｓから外側に及ぶように、具体的には、セラミックヒータ５４０の表面部に達するまで低熱伝導部５３０が配置されている。図１３（Ｂ）で示すセラミックヒータ６４０でも、第１抵抗部１２１Ａと第２抵抗部１２１Ｂとの対向する領域Ｓから外側に及ぶように、具体的には、セラミックヒータ６４０の表面部に達するまで低熱伝導部６３０が配置されている。図１３（Ａ）（Ｂ）の構成では、低熱伝導部が外部に露出する。図１３（Ａ）（Ｂ）のいずれの例においても、図２で示すグロープラグの軸線方向において、発熱部１２１の配置領域ＡＲ内にのみ低熱伝導部が配置されていてもよい。あるいは、軸線方向において配置領域ＡＲの外側まで（例えば、軸線方向において第１導電部１２２及び第２導電部１２３の後端部の位置まで）、低熱伝導部が配置されていてもよい。また、低熱伝導部は、図２等で示す連結部１２１Ｃに接触するように配置されていてもよく、接触しないように配置されていてもよい。

第１実施形態の各態様の説明では、基体の内部に１種類の低熱伝導部が埋設された例を説明したが、基体の内部に２種類以上の低熱伝導部が埋設されていてもよい。

第１実施形態の各態様の説明では、発熱部１２１と、リード部として機能する一対の導電部（第１導電部１２２及び第２導電部１２３）とを同一の１種類の材料によって一体的に構成した発熱抵抗体１２０を例示した。しかし、この例に限定されず、発熱部１２１と一対の導電部（第１導電部１２２及び第２導電部１２３）とを、電気抵抗率の異なる別々の導電性セラミック材料によってそれぞれ構成してもよい。

１，２０１，３０１，４０１，７０１…グロープラグ
１１０…基体
１２０…発熱抵抗体（抵抗体）
１２１…発熱部
１２１Ａ…第１抵抗部
１２１Ｂ…第２抵抗部
１２１Ｃ…連結部
１２２…第１導電部（導電部）
１２３…第２導電部（導電部）
１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０，７３０…低熱伝導部
４０，２４０，３４０，４４０，５４０，６４０，７４０…セラミックヒータ
ＣＬ…軸線

Claims (7)

1. 絶縁性セラミックからなり、後端側から先端側へ軸線方向に沿って延びる基体と、
   導電性セラミックからなり、前記基体に埋設される抵抗体であり、前記基体の後端側に配置されて前記軸線方向に沿って延びる一対の導電部と、前記一対の導電部に接続するとともに、前記導電部からの通電によって発熱する発熱部と、を有する抵抗体と、を備え、
   前記発熱部は、自身の後端側が一方の前記導電部の先端側に接続するとともに、前記軸線方向に沿って延びる第１抵抗部と、自身の後端側が他方の前記導電部の先端側に接続するとともに、前記軸線方向に沿って延びる第２抵抗部と、前記第１抵抗部及び前記第２抵抗部の先端側を連結する連結部と、を備えるセラミックヒータであって、
   前記セラミックヒータを前記第１抵抗部及び前記第２抵抗部を通る前記軸線方向に直交する断面をみたときに、少なくとも一部が前記第１抵抗部と前記第２抵抗部とが対向する領域の内側に配置され、前記基体よりも熱伝導率が低い低熱伝導部を有する、
   セラミックヒータ。
2. 前記低熱伝導部は、前記軸線方向において前記導電部の後端側の位置まで配置される、
   請求項１に記載のセラミックヒータ。
3. 前記低熱伝導部は、前記第１抵抗部及び前記第２抵抗部の少なくとも何れか一方に接した状態で配置される、
   請求項１又は請求項２に記載のセラミックヒータ。
4. 前記低熱伝導部は、前記基体の外周面及び先端面から露出しない位置に配置される、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のセラミックヒータ。
5. 前記断面をみたときに、前記低熱伝導部は、一部が前記領域の内側から外側に跨って配置される、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のセラミックヒータ。
6. 前記発熱部は、前記導電部と同一の材料によって構成されるとともに、前記導電部よりも断面積が小さい、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のセラミックヒータ。
7. セラミックヒータと、前記セラミックヒータを保持する金具とを備えるグロープラグであって、
   前記セラミックヒータは、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のセラミックヒータを含むグロープラグ。