JP2014163867A - Gas sensor and heater element - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a power saving of a ceramic heater.SOLUTION: The gas sensor includes: a detection element having a detection part for detecting a specific gas in a gas to be measured; a heater element arranged inside a cylindrical hole of the detection element; and a housing surrounding the detection element. The heater element includes: a core material extending in an axial direction; and a heater layer wound around the core material and provided with a heating pattern. The heating pattern includes: main body parts arranged in an area including a center of a width direction of the heater layer, extended along an axial line direction, and arranged separated from each other; and a connection part for connecting between end parts of the adjacent main body parts. The main body part is made from two outside main body parts located at both end sides of the width direction of the heater layer; and a plurality of center side main body parts sandwiched by the outside main body part. The center side main body part is provided in an area having a central angle of 100° or more and 130° or less with a center of the heater element as a central point in a cross-section passing through the central side main body part and orthogonal to the axial line direction.

Description

本発明は、ガスセンサおよびヒータ素子に関する。   The present invention relates to a gas sensor and a heater element.

従来から、酸素センサ等の固体電解質体を用いるガスセンサにおいて、固体電解質体を加熱するためにセラミックヒータが配置されている。より詳細には、有底筒状の固体電解質体の筒孔内にセラミックヒータを挿入している。このセラミックヒータとしては、アルミナ等のセラミック基体中にタングステンやモリブデン等の金属からなる発熱抵抗体を埋設したものが広く用いられている。さらに、セラミック基体の外表面には、発熱抵抗体と電気的に接続された電極パッドが設けられている。一般的に、セラミックヒータは、発熱抵抗体がガスセンサ素子に接するように組み付けられると、固体電解質体を良好に加熱できるため好ましい。   Conventionally, in a gas sensor using a solid electrolyte body such as an oxygen sensor, a ceramic heater has been arranged to heat the solid electrolyte body. More specifically, a ceramic heater is inserted into the cylindrical hole of the bottomed cylindrical solid electrolyte body. As this ceramic heater, one in which a heating resistor made of a metal such as tungsten or molybdenum is embedded in a ceramic substrate such as alumina is widely used. Furthermore, an electrode pad electrically connected to the heating resistor is provided on the outer surface of the ceramic substrate. In general, it is preferable that the ceramic heater be assembled so that the heating resistor is in contact with the gas sensor element because the solid electrolyte body can be heated satisfactorily.

セラミックヒータは、例えば、発熱抵抗体を一方の主面に形成してなるセラミックシートを、当該主面が内側になるようにセラミック芯材に巻き付け、焼成して一体化することにより形成される。   The ceramic heater is formed, for example, by winding a ceramic sheet formed with a heating resistor on one main surface around a ceramic core so that the main surface is on the inside, and firing and integrating them.

特開２０００−２６６７１８号公報JP 2000-266718 A 特開２００４−３１９４５９号公報JP 2004-319459 A 特開２００６−１８４１４９号公報JP 2006-184149 A

しかしながら、セラミックヒータとガスセンサ素子との組み付け時において、ガスセンサ素子に対するセラミックヒータの位置が、規定の位置からから周方向に回転した状態でセラミックヒータが組み付けられる組み付けズレが生じ、セラミックヒータの発熱エリア（発熱抵抗体が配置されている領域）がガスセンサ素子とセラミックヒータとの接点からはずれてしまうことがある。この結果、セラミックヒータからガスセンサ素子への伝熱効率が低下し、セラミックヒータの電力消費量が増加する、という問題があった。そのため、ガスセンサにおいて、セラミックヒータとガスセンサ素子との組み付けズレが生じても、セラミックヒータの省電力化を図る技術が望まれている。   However, when the ceramic heater and the gas sensor element are assembled, there is an assembly displacement in which the ceramic heater is assembled in a state where the position of the ceramic heater with respect to the gas sensor element is rotated in the circumferential direction from the specified position, and the heat generation area of the ceramic heater ( The region where the heating resistor is disposed) may be disconnected from the contact point between the gas sensor element and the ceramic heater. As a result, there is a problem that the heat transfer efficiency from the ceramic heater to the gas sensor element is reduced, and the power consumption of the ceramic heater is increased. For this reason, in the gas sensor, there is a demand for a technique for reducing the power consumption of the ceramic heater even when the assembly deviation between the ceramic heater and the gas sensor element occurs.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following forms.

（１）本発明の一形態によれば、軸線方向に延出して有底筒状に形成されている検出素子であり、前記軸線方向の先端側に設置され、被測定ガス中の特定ガスを検出する検知部を有する検出素子と、；前記検出素子の筒孔内に配置され、前記軸線方向の先端側に発熱パターンを有する軸状のヒータ素子と、；前記検出素子の周囲を取り囲むハウジングと、を備えるガスセンサが提供される。この形態のガスセンサにおいて、前記ヒータ素子は、前記軸線方向に延びる芯材と、該芯材の周囲に巻きつけられ、前記発熱パターンが設けられたヒータ層と、を有しており、；前記発熱パターンは、前記ヒータ層を展開したときに、前記ヒータ層の幅方向の中央を含む領域内に配置されると共に、前記軸線方向に沿って延伸する４つ以上の本体部であって、互いに離間して配置されている本体部と、前記発熱パターンが一本の連続形状となるように、隣接する前記本体部の端部間を接続する接続部と、を有し、；前記本体部は、前記ヒータ層の前記幅方向の両端側に位置する２つの外側本体部と、該外側本体部に挟まれた複数の中央側本体部と、からなり、；前記中央側本体部は、前記中央側本体部を通るとともに前記軸線方向に直交する断面において、前記ヒータ素子の中心を中心点として、中心角が１００°以上、かつ、１３０°以下の領域内に設けられていることを特徴とする。この形態のガスセンサによれば、発熱パターンは、ヒータ層の幅方向の中央を含む領域内に配置されると共に、中央側本体部は、中央側本体部を通るとともに軸線方向に直交する断面において、ヒータ素子の中心を中心点として、中心角が１００°以上、かつ、１３０°以下の領域内に設けられてなる。従って、ヒータ素子と検出素子との組み付けズレが生じた場合にも、発熱パターン（特に、中央側本体部の領域）をヒータ素子と検出素子との接点に位置させることができる。よって、ヒータ素子の省電力化を図ることができる。 (1) According to one aspect of the present invention, the detection element extends in the axial direction and is formed in a bottomed cylindrical shape, and is installed on the distal end side in the axial direction, and the specific gas in the gas to be measured is A detection element having a detection unit for detection; an axial heater element disposed in the cylindrical hole of the detection element and having a heat generation pattern on the tip end side in the axial direction; and a housing surrounding the detection element A gas sensor is provided. In the gas sensor according to this aspect, the heater element includes a core material extending in the axial direction, and a heater layer wound around the core material and provided with the heat generation pattern; When the heater layer is unfolded, the pattern is arranged in a region including the center in the width direction of the heater layer and is four or more main body portions extending along the axial direction and separated from each other. And a connecting portion that connects between the end portions of the adjacent main body portions so that the heat generation pattern has a single continuous shape; and Two outer body portions located at both ends of the heater layer in the width direction, and a plurality of central body portions sandwiched between the outer body portions; the central body portion is the central side It passes through the main body and is orthogonal to the axial direction. In the surface, the central point the center of the heater element, a central angle of 100 ° or more and, characterized in that provided 130 ° in the following areas. According to the gas sensor of this embodiment, the heat generation pattern is disposed in a region including the center in the width direction of the heater layer, and the center-side body portion passes through the center-side body portion and is orthogonal to the axial direction. With the center of the heater element as the center point, the center angle is provided in a region of 100 ° or more and 130 ° or less. Therefore, even when the heater element and the detection element are misaligned, the heat generation pattern (particularly, the region of the central body part) can be positioned at the contact point between the heater element and the detection element. Therefore, power saving of the heater element can be achieved.

（２）上記形態のガスセンサであって、前記中央側本体部は、前記外側本体部よりも、幅が細くてもよい。この形態のガスセンサによれば、中央側本体部は、外側本体部よりも、幅が細く形成されている。従って、中央側本体部の方が外側本体部よりも発熱量が高くなるので、検出素子とヒータ素子との接点に、効率的に集熱できる。よって、ヒータ素子の省電力化を図ることができる。 (2) In the gas sensor of the above aspect, the central body part may be narrower than the outer body part. According to this form of gas sensor, the central body portion is formed narrower than the outer body portion. Therefore, since the calorific value of the central body part is higher than that of the outer body part, heat can be efficiently collected at the contact point between the detection element and the heater element. Therefore, power saving of the heater element can be achieved.

（３）上記形態のガスセンサであって、複数の前記中央側本体部は、前記ヒータ層の前記幅方向の中央に近づくほど、幅が細くてもよい。この形態のガスセンサによれば、中央側本体部は、ヒータ層の中央に近いほど、細く形成されている。従って、ヒータ層の中央に近づくにつれて発熱量が高くなるので、検出素子とヒータ素子との接点に、効率的に集熱できる。よって、ヒータ素子の省電力化を図ることができる。 (3) In the gas sensor according to the above aspect, the plurality of center-side main body portions may be narrower as they approach the center of the heater layer in the width direction. According to this form of the gas sensor, the center-side main body portion is formed thinner as it is closer to the center of the heater layer. Accordingly, the amount of heat generation increases as the center of the heater layer is approached, so that heat can be efficiently collected at the contact point between the detection element and the heater element. Therefore, power saving of the heater element can be achieved.

（４）上記形態のガスセンサにおいて、隣接する２つの前記中央側本体部の間隔は、前記外側本体部と前記中央側本体部との間隔よりも狭くてもよい。この形態のガスセンサによれば、発熱パターンの中央側の方が、両外側よりも、隣接する本体部間の間隔が狭くなるので、発熱パターンの中央側のほうが両外側に比して発熱密度が高くなる。従って、発熱パターンの中央側のほうが両外側よりも発熱量が高くなり、検出素子とヒータ素子との接点に、効率的に集熱できる。よって、ヒータ素子の省電力化を図ることができる。 (4) In the gas sensor of the above aspect, a distance between two adjacent central body parts may be narrower than a distance between the outer body part and the central body part. According to this form of gas sensor, the center side of the heat generation pattern has a smaller interval between adjacent main body portions than the outer sides, so the heat generation density at the center side of the heat generation pattern is higher than that at the outer sides. Get higher. Therefore, the amount of heat generated at the center side of the heat generation pattern is higher than that at the outside, and heat can be collected efficiently at the contact point between the detection element and the heater element. Therefore, power saving of the heater element can be achieved.

（５）上記形態のガスセンサにおいて、隣接する２つの前記中央側本体部の間隔は、前記ヒータ層の前記幅方向の中央に近づくほど、狭くなってもよい。この形態のガスセンサによれば、発熱パターンの中央ほど発熱密度が高くなり、発熱パターンの中央に近いほど発熱量が高くなる。従って、検出素子とヒータ素子との接点に、効率的に集熱でき、ヒータ素子の省電力化を図ることができる。 (5) In the gas sensor of the above aspect, the interval between two adjacent central side main body portions may become narrower as it approaches the center in the width direction of the heater layer. According to this type of gas sensor, the heat generation density increases toward the center of the heat generation pattern, and the heat generation amount increases as the distance from the center of the heat generation pattern increases. Therefore, heat can be efficiently collected at the contact point between the detection element and the heater element, and the power consumption of the heater element can be reduced.

（６）本発明の一形態によれば、軸線方向に延出して筒状に形成されるとともに被測定ガス中の特定ガスを検出するガスセンサ素子の筒孔内に配置され、前記軸線方向の先端側に発熱パターンを有する軸状のヒータ素子が提供される。このヒータ素子は、前記軸線方向に延びる芯材と、該芯材の周囲に巻きつけられ、前記発熱パターンが設けられたヒータ層を有しており、；前記発熱パターンは、前記ヒータ層を展開したときに、前記ヒータ層の幅方向の中央を含む領域内に配置されると共に、；前記軸線方向に沿って延伸する４つ以上の本体部であって、互いに離間して配置されている本体部と、前記内側パターンが一体の連続形状となるように、隣接する前記本体部の端部間を接続する接続部と、を有し、：前記本体部は、前記ヒータ層の幅方向の両端側に位置する２つの外側本体部と、該外側本体部に挟まれた複数の中央側本体部と、からなり、；前記中央側本体部は、前記中央側本体部を通るとともに前記軸線方向に直交する断面において、前記ヒータ素子の中心を中心点として、中心角が１００°以上、かつ、１３０°以下の領域内に設けられている。この形態のヒータ素子によれば、発熱パターンは、ヒータ層の幅方向の中央を含む領域内に配置されると共に、中央側本体部が、中央側本体部を通るとともに軸線方向に直交する断面において、ヒータ素子の中心を中心点として、中心角が１００°以上、かつ、１３０°以下の領域内に設けられてなる。従って、ヒータ素子とガスセンサの検出素子との組み付けズレが生じた場合にも、発熱パターン（特に中央側本体部の領域）をヒータ素子と検出素子との接点に位置させることができる。よって、ヒータ素子の省電力化を図ることができる。 (6) According to one aspect of the present invention, the tube is formed in a cylindrical shape extending in the axial direction, and is disposed in the cylindrical hole of the gas sensor element that detects a specific gas in the gas to be measured, and the tip in the axial direction. An axial heater element having a heat generation pattern on the side is provided. The heater element has a core material extending in the axial direction and a heater layer wound around the core material and provided with the heat generation pattern; the heat generation pattern expands the heater layer And four or more main body portions extending along the axial direction, the main body portions being spaced apart from each other, and disposed in a region including the center in the width direction of the heater layer. And connecting portions that connect between the end portions of the adjacent main body portions so that the inner pattern has an integrated continuous shape, and the main body portion has both ends in the width direction of the heater layer. Two outer body parts located on the side, and a plurality of central body parts sandwiched between the outer body parts; the central body part passes through the central body part and extends in the axial direction In the cross section perpendicular to the center of the heater element As center point, the center angle of 100 ° or more, and is provided in the 130 ° or less in the region. According to the heater element of this aspect, the heat generation pattern is arranged in a region including the center in the width direction of the heater layer, and the central body part passes through the central body part and is orthogonal to the axial direction. The center angle of the heater element is provided in a region having a central angle of 100 ° or more and 130 ° or less. Therefore, even when the assembly deviation between the heater element and the detection element of the gas sensor occurs, the heat generation pattern (particularly, the region of the central body part) can be positioned at the contact point between the heater element and the detection element. Therefore, power saving of the heater element can be achieved.

本発明は、ガスセンサの製造方法やガスセンサの制御方法、その制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。   The present invention can be realized in the form of a gas sensor manufacturing method, a gas sensor control method, a computer program for realizing the control method, a non-temporary recording medium on which the computer program is recorded, and the like.

本発明の一実施形態としてのガスセンサの構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the gas sensor as one Embodiment of this invention. セラミックヒータを示す斜視図。The perspective view which shows a ceramic heater. セラミックヒータの内部構成を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows the internal structure of a ceramic heater. 第１実施形態における発熱抵抗体１４１の発熱部１４２を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the heat-emitting part 142 of the heat generating resistor 141 in 1st Embodiment. 第１実施形態における比較例のセラミックヒータの断面図。Sectional drawing of the ceramic heater of the comparative example in 1st Embodiment. 第１実施形態における接触角度のズレについて説明する説明図。Explanatory drawing explaining the shift | offset | difference of the contact angle in 1st Embodiment. 発熱部１４２の幅Ｗ（中心角α）の異なるセラミックヒータ１００に定電圧を印加した際のヒータの到達温度の温度変化を曲線で示したグラフ。The graph which showed the temperature change of the ultimate temperature of the heater at the time of applying a constant voltage to the ceramic heater 100 from which the width W (center angle (alpha)) of the heat generating part 142 differs. 発熱部１４２の幅Ｗ（中心角α）の異なるセラミックヒータ１００の温度変化率を示す説明図。Explanatory drawing which shows the temperature change rate of the ceramic heater 100 from which the width W (center angle (alpha)) of the heat generating part 142 differs. 第２実施形態における発熱部３４２を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the heat-emitting part 342 in 2nd Embodiment. 第３実施形態における発熱部４４２を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the heat-emitting part 442 in 3rd Embodiment.

Ａ．第１の実施形態：
Ａ１．ガスセンサの構成：
図１は、本発明の一実施形態としてのガスセンサの構成を示す断面図である。ガスセンサ１０は、内燃機関の排気ガス中の酸素を検出する酸素センサである。ガスセンサ１０は、酸素検出素子２０と、主体金具１１と、内側端子部材３０と、外側端子部材４０と、セラミックヒータ１００と、を主に備える。 A. First embodiment:
A1. Gas sensor configuration:
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a gas sensor as one embodiment of the present invention. The gas sensor 10 is an oxygen sensor that detects oxygen in exhaust gas from an internal combustion engine. The gas sensor 10 mainly includes an oxygen detection element 20, a metal shell 11, an inner terminal member 30, an outer terminal member 40, and a ceramic heater 100.

図１には、ガスセンサ１０の軸線ＡＸが示されている。以下、軸線ＡＸに沿って延びる部材の両端のうちの、固体電解質体２１が配置された端部（図１の下側）を先端と呼び、グロメット１７が配置された端部（図１の上側）を後端と呼ぶ。また、図中の長手方向ＦＤは、軸線ＡＸと平行な方向を示している（図１中の上下方向）。   FIG. 1 shows an axis AX of the gas sensor 10. Hereinafter, of both ends of the member extending along the axis AX, an end portion (lower side in FIG. 1) where the solid electrolyte body 21 is arranged is referred to as a tip, and an end portion (upper side in FIG. ) Is called the rear end. Further, a longitudinal direction FD in the drawing indicates a direction parallel to the axis AX (vertical direction in FIG. 1).

酸素検出素子２０の形状は、軸線ＡＸ方向（図１中の上下方向）に延びる有底筒状である。酸素検出素子２０の断面形状は略Ｕ字状であり、先端２０ｓ（図１下側）は閉じ、後端２０ｋ（図１上側）は開口を形成している。酸素検出素子２０は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体２１と、固体電解質体２１の外周面の一部にメッキ等によって形成された外側電極（図示せず）と、固体電解質体２１の内周面の一部にメッキ等によって形成された内側電極（図示せず）とを備える。また、酸素検出素子２０の外周面において、軸線ＡＸ方向の中間部には、外側に突出する係合フランジ部２０ｆが設けられている。係合フランジ部２０ｆは、後述する主体金具１１と係合する。   The shape of the oxygen detection element 20 is a bottomed cylindrical shape extending in the direction of the axis AX (the vertical direction in FIG. 1). The cross-sectional shape of the oxygen detection element 20 is substantially U-shaped, the front end 20s (lower side in FIG. 1) is closed, and the rear end 20k (upper side in FIG. 1) forms an opening. The oxygen detection element 20 includes a solid electrolyte body 21 having oxygen ion conductivity, an outer electrode (not shown) formed by plating or the like on a part of the outer peripheral surface of the solid electrolyte body 21, An inner electrode (not shown) formed by plating or the like is provided on a part of the peripheral surface. Further, on the outer peripheral surface of the oxygen detection element 20, an engagement flange portion 20f protruding outward is provided at an intermediate portion in the axis AX direction. The engagement flange portion 20f engages with a metal shell 11 described later.

主体金具１１は、酸素検出素子２０の外周の一部を包囲する筒状に形成されている。主体金具１１の内側には、金属製パッキン（図示せず）を介してインシュレータ１３が配置されている。このインシュレータ１３には、金属製パッキン（図示せず）を介して係合フランジ部２０ｆが係合している。さらに、インシュレータ１３の後端側にはタルク１４、インシュレータ１３ｂおよび金属製パッキン８３が配置され、主体金具１１の後端側にて加締められることで、酸素検出素子２０を主体金具１１の内側において、気密状態で保持している。   The metal shell 11 is formed in a cylindrical shape surrounding a part of the outer periphery of the oxygen detection element 20. An insulator 13 is disposed inside the metal shell 11 via a metal packing (not shown). An engagement flange portion 20f is engaged with the insulator 13 via a metal packing (not shown). Further, the talc 14, the insulator 13 b, and the metal packing 83 are disposed on the rear end side of the insulator 13, and are crimped on the rear end side of the metal shell 11, so that the oxygen detection element 20 is placed inside the metal shell 11. Holds in an airtight state.

主体金具１１の先端側（図１の下側）には、プロテクタ１５が取り付けられている。プロテクタ１５は、主体金具１１の先端側開口部から突出する酸素検出素子２０の先端部を覆っている。プロテクタ１５は、外側プロテクタ１５ａと内側プロテクタ１５ｂの二重構造を備える。外側プロテクタ１５ａおよび内側プロテクタ１５ｂには、排気ガスを透過させる複数のガス透過口が形成されている（図示省略）。酸素検出素子２０の外側電極には、プロテクタ１５のガス透過口を通して、排気ガスが供給される。   A protector 15 is attached to the front end side of the metal shell 11 (the lower side in FIG. 1). The protector 15 covers the distal end portion of the oxygen detecting element 20 protruding from the distal end side opening of the metal shell 11. The protector 15 has a double structure of an outer protector 15a and an inner protector 15b. The outer protector 15a and the inner protector 15b are formed with a plurality of gas permeable ports through which exhaust gas permeates (not shown). Exhaust gas is supplied to the outer electrode of the oxygen detection element 20 through the gas permeation port of the protector 15.

主体金具１１は、外周面に形成された六角部１１ｃの後端側（図１の上側）に、接続部１１ｄを備える。接続部１１ｄには、筒状の金属外筒１６の先端が、外側から全周レーザ溶接により、固定されている。金属外筒１６の後端側の開口には、フッ素ゴムで構成されたグロメット１７が、挿入されている。このグロメット１７は、金属外筒１６の後端側の加締によって、固定されている。グロメット１７は、金属外筒１６のこの開口を、封止する。グロメット１７よりも先端側には、絶縁性のアルミナセラミックで形成されたセパレータ１８が配置されている。そして、グロメット１７およびセパレータ１８を貫通してセンサ出力リード線１９、１９ｂおよびヒータリード線１２ｂ、１２ｃが配置されている。なお、グロメット１７の中央には、軸線ＡＸに沿って貫通口が形成されており、この貫通口に金属パイプ８６が嵌め込まれている。金属パイプ８６には、撥水性および通気性を兼ね備えるシート状のフィルタ８５が被せられている。これにより、ガスセンサ１０の外部の大気は、フィルタ８５を介して金属外筒１６内に導入され、ひいては酸素検出素子２０の内部空間Ｇ内に導入される。金属外筒１６，主体金具１１，プロテクタ１５は、特許請求の範囲における「ハウジング」にあたる。   The metal shell 11 includes a connecting portion 11d on the rear end side (upper side in FIG. 1) of the hexagonal portion 11c formed on the outer peripheral surface. The distal end of the cylindrical metal outer cylinder 16 is fixed to the connecting portion 11d by laser welding all around from the outside. A grommet 17 made of fluororubber is inserted into the opening on the rear end side of the metal outer cylinder 16. The grommet 17 is fixed by caulking on the rear end side of the metal outer cylinder 16. The grommet 17 seals this opening of the metal outer cylinder 16. A separator 18 made of insulating alumina ceramic is disposed on the tip side of the grommet 17. Sensor output lead wires 19 and 19b and heater lead wires 12b and 12c are disposed through the grommet 17 and the separator 18. A through hole is formed in the center of the grommet 17 along the axis AX, and a metal pipe 86 is fitted into the through hole. The metal pipe 86 is covered with a sheet-like filter 85 having both water repellency and air permeability. As a result, the atmosphere outside the gas sensor 10 is introduced into the metal outer cylinder 16 through the filter 85, and then into the internal space G of the oxygen detection element 20. The metal outer cylinder 16, the metal shell 11, and the protector 15 correspond to the “housing” in the claims.

外側端子部材４０は、ステンレス鋼板からなる外嵌部４１とセパレータ挿入部４２とコネクタ部４３とを備える。セパレータ挿入部４２は、セパレータ１８内に挿入されている。このセパレータ挿入部４２からは、セパレータ当接部４２ｄが、分岐して突出する。セパレータ当接部４２ｄがセパレータ１８の内壁に弾性的に接触することによって、外側端子部材４０は、セパレータ１８内に保持される。   The outer terminal member 40 includes an outer fitting portion 41 made of a stainless steel plate, a separator insertion portion 42, and a connector portion 43. The separator insertion portion 42 is inserted into the separator 18. From this separator insertion portion 42, a separator abutting portion 42d branches and protrudes. The outer terminal member 40 is held in the separator 18 by the separator contact portion 42 d elastically contacting the inner wall of the separator 18.

セパレータ挿入部４２の後端には、コネクタ部４３が設けられている。コネクタ部４３は、センサ出力リード線１９ｂの芯線を加締により把持し、外側端子部材４０とセンサ出力リード線１９ｂとを電気的に接続する。   A connector portion 43 is provided at the rear end of the separator insertion portion 42. The connector 43 grips the core wire of the sensor output lead wire 19b by caulking, and electrically connects the outer terminal member 40 and the sensor output lead wire 19b.

セパレータ挿入部４２の先端には、外嵌部４１が設けられている。外嵌部４１は、酸素検出素子２０の後端付近の外周を把持して、外側端子部材４０と酸素検出素子２０の外側電極とを電気的に接続する。外側電極に発生した起電力は、外側端子部材４０およびセンサ出力リード線１９ｂを介して、ガスセンサ１０の外部に出力される。   An outer fitting portion 41 is provided at the tip of the separator insertion portion 42. The outer fitting portion 41 grips the outer periphery near the rear end of the oxygen detection element 20 and electrically connects the outer terminal member 40 and the outer electrode of the oxygen detection element 20. The electromotive force generated in the outer electrode is output to the outside of the gas sensor 10 through the outer terminal member 40 and the sensor output lead wire 19b.

内側端子部材３０は、ステンレス鋼板からなる挿入部３３とセパレータ挿入部３２とコネクタ部３１とを備える。セパレータ挿入部３２は、セパレータ１８内に挿入されている。このセパレータ挿入部３２からは、セパレータ当接部３２ｄが、分岐して突出する。セパレータ当接部３２ｄがセパレータ１８の内壁に弾性的に接触することによって、内側端子部材３０は、セパレータ１８内に保持される。   The inner terminal member 30 includes an insertion portion 33 made of a stainless steel plate, a separator insertion portion 32, and a connector portion 31. The separator insertion portion 32 is inserted into the separator 18. From this separator insertion portion 32, a separator contact portion 32d branches and protrudes. The inner terminal member 30 is held in the separator 18 by the separator contact portion 32 d elastically contacting the inner wall of the separator 18.

セパレータ挿入部３２の後端には、コネクタ部３１が設けられている。コネクタ部３１は、センサ出力リード線１９の芯線を加締により把持し、内側端子部材３０とセンサ出力リード線１９とを電気的に接続する。   A connector portion 31 is provided at the rear end of the separator insertion portion 32. The connector part 31 grips the core wire of the sensor output lead wire 19 by caulking, and electrically connects the inner terminal member 30 and the sensor output lead wire 19.

セパレータ挿入部３２の先端には、挿入部３３が設けられている。挿入部３３は、酸素検出素子２０の内部に挿入される。挿入部３３は、自身の弾性力により、酸素検出素子２０の内周面に形成された内側電極に押圧力を伴って接触する。これにより、挿入部３３は、酸素検出素子２０の内側電極との電気的導通を保持している。内側電極に発生した起電力は、内側端子部材３０およびセンサ出力リード線１９を介して、ガスセンサ１０の外部に出力される。   An insertion portion 33 is provided at the tip of the separator insertion portion 32. The insertion portion 33 is inserted into the oxygen detection element 20. The insertion portion 33 comes into contact with the inner electrode formed on the inner peripheral surface of the oxygen detection element 20 with a pressing force by its own elastic force. As a result, the insertion portion 33 maintains electrical continuity with the inner electrode of the oxygen detection element 20. The electromotive force generated in the inner electrode is output to the outside of the gas sensor 10 via the inner terminal member 30 and the sensor output lead wire 19.

挿入部３３の先端には、ヒータ押圧部３６が設けられている。ヒータ押圧部３６は、セラミックヒータ１００の側面を、酸素検出素子２０の内周面に押しつける。   A heater pressing portion 36 is provided at the distal end of the insertion portion 33. The heater pressing unit 36 presses the side surface of the ceramic heater 100 against the inner peripheral surface of the oxygen detection element 20.

セラミックヒータ１００は、内部空間Ｇ内に配置され、内側端子部材３０によって保持されることにより姿勢を維持している。セラミックヒータ１００は、後述する接続端子１３０がヒータリード線１２ｂ、１２ｃと接続され、ヒータリード線１２ｂ、１２ｃからの電力の供給により、固体電解質体２１の内周面を加熱する。   The ceramic heater 100 is disposed in the internal space G and is maintained by the inner terminal member 30 to maintain the posture. In the ceramic heater 100, a connection terminal 130 described later is connected to the heater lead wires 12 b and 12 c, and the inner peripheral surface of the solid electrolyte body 21 is heated by supplying power from the heater lead wires 12 b and 12 c.

Ａ２．セラミックヒータの構成：
図２はセラミックヒータ１００を示す斜視図である。図３はセラミックヒータ１００の内部構成を示す分解斜視図である。図２に示すように、丸棒状（本実施形態では、φ３ｍｍ、全長５０ｍｍ）のセラミック基体１０２に、接続端子１３０を固定することによって、セラミックヒータ１００が形成されている。図１に示すように、セラミックヒータ１００は、酸素検出素子２０に内挿されて、酸素検出素子２０を加熱する。なお、セラミックヒータ１００の長手方向の両端側のうち、発熱部分を備える側（図２左側）を「先端側」とし、これと反対側を「後端側」として説明する。 A2. Configuration of ceramic heater:
FIG. 2 is a perspective view showing the ceramic heater 100. FIG. 3 is an exploded perspective view showing the internal configuration of the ceramic heater 100. As shown in FIG. 2, the ceramic heater 100 is formed by fixing the connection terminal 130 to a ceramic base 102 having a round bar shape (in this embodiment, φ3 mm, total length 50 mm). As shown in FIG. 1, the ceramic heater 100 is inserted in the oxygen detection element 20 to heat the oxygen detection element 20. Of the both ends in the longitudinal direction of the ceramic heater 100, the side (left side in FIG. 2) provided with the heat generating portion will be referred to as “front end side”, and the opposite side will be described as “rear end side”.

セラミックヒータ１００は、セラミック基体１０２と、電極パッド１２１と、接続端子１３０とを主に備える。図３に示すように、セラミック基体１０２は、丸棒状（円柱形状）のアルミナセラミック製の碍管１０１の外周に絶縁性の高いアルミナセラミック製のグリーンシート１４０，１４６が巻き付けられ、これらを焼成することにより製造される。碍管１０１は、特許請求の範囲における「芯材」にあたる。   The ceramic heater 100 mainly includes a ceramic base 102, an electrode pad 121, and a connection terminal 130. As shown in FIG. 3, the ceramic base 102 is formed by winding green sheets 140 and 146 made of highly insulating alumina ceramic around the periphery of a round rod-like (cylindrical) alumina ceramic tube 101, and firing them. Manufactured by. The soot tube 101 corresponds to a “core material” in the claims.

グリーンシート１４０上には、発熱抵抗体１４１（ヒータパターン）が形成されている。発熱抵抗体１４１は、発熱部１４２と、発熱部１４２の両端にそれぞれ接続される一対のリード部１４３（陽極と陰極）とを備える。発熱抵抗体１４１の材料としては、タングステンやモリブデン等の種々の導電材料を採用可能である。グリーンシート１４０の後端側には、各リード部１４３毎に２個のスルーホール１４４が設けられている。スルーホール１４４を介して、セラミックヒータ１００の外表面上に形成される電極パッド１２１は、リード部１４３と、電気的に接続される。発熱部１４２は、特許請求の範囲の「発熱パターン」にあたる。   A heating resistor 141 (heater pattern) is formed on the green sheet 140. The heat generating resistor 141 includes a heat generating part 142 and a pair of lead parts 143 (anode and cathode) connected to both ends of the heat generating part 142, respectively. As a material of the heating resistor 141, various conductive materials such as tungsten and molybdenum can be employed. On the rear end side of the green sheet 140, two through holes 144 are provided for each lead portion 143. The electrode pad 121 formed on the outer surface of the ceramic heater 100 is electrically connected to the lead portion 143 through the through hole 144. The heat generating portion 142 corresponds to a “heat generating pattern” in the claims.

グリーンシート１４６は、グリーンシート１４０の発熱抵抗体１４１が形成される面に圧着されている。グリーンシート１４６の、この圧着面と反対側の面には、アルミナペーストが塗布され、この塗布面を内側にしてグリーンシート１４０，１４６が碍管１０１に巻き付けられて外周から内向きに押圧されることにより、セラミックヒータ成形体が形成される。その後、セラミックヒータ成形体が焼成されることにより、セラミック基体１０２が形成される。以降、グリーンシート１４６とグリーンシート１４０とが圧着された部材をヒータ層１５０と呼ぶ。換言すれば、図３におけるヒータ層１５０の説明は、ヒータ層１５０を展開した状態を示している。   The green sheet 146 is pressure-bonded to the surface of the green sheet 140 where the heating resistor 141 is formed. The surface of the green sheet 146 opposite to the pressure-bonding surface is coated with alumina paste, and the green sheets 140 and 146 are wound around the tub tube 101 and pressed inward from the outer periphery with the coated surface facing inside. Thus, a ceramic heater molded body is formed. Thereafter, the ceramic base 102 is formed by firing the ceramic heater molded body. Hereinafter, a member to which the green sheet 146 and the green sheet 140 are bonded is referred to as a heater layer 150. In other words, the description of the heater layer 150 in FIG. 3 shows a state in which the heater layer 150 is expanded.

図２、図３に示すように、陽極側の電極パッド１２１と陰極側の電極パッド１２１との２つの電極パッド１２１が、セラミック基体１０２の表面に形成されている。これらの電極パッド１２１は、グリーンシート１４０の外面におけるスルーホール１４４の形成された位置５に、それぞれ設けられている。陽極側と陰極側とのそれぞれにおけるリード部１４３−電極パッド１２１間の導通は、スルーホール１４４の内部に充填されている導電性ペーストを介して行われる。   As shown in FIGS. 2 and 3, two electrode pads 121 of an anode side electrode pad 121 and a cathode side electrode pad 121 are formed on the surface of the ceramic substrate 102. These electrode pads 121 are respectively provided at the positions 5 where the through holes 144 are formed on the outer surface of the green sheet 140. Conduction between the lead portion 143 and the electrode pad 121 on each of the anode side and the cathode side is performed via a conductive paste filled in the through hole 144.

図４は、第１実施形態における発熱抵抗体１４１の発熱部１４２を説明する説明図である。図５は、大幅に組み付けずれが生じている比較例のガスセンサ１０の断面図である。図４（ｂ）および図５は、発熱部１４２を通るとともに軸線ＡＸに直交する断面（図１におけるＡ−Ａ断面、図２におけるＢ−Ｂ断面）を示している。図４（ｂ）は、セラミックヒータ１００と酸素検出素子２０とが規定の位置で組み付けられ、組み付けズレがほとんど生じていない状態を示している。   FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the heat generating portion 142 of the heat generating resistor 141 in the first embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view of a gas sensor 10 of a comparative example in which a large assembly displacement has occurred. FIGS. 4B and 5 show cross sections (cross section AA in FIG. 1 and cross section BB in FIG. 2) that pass through the heat generating portion 142 and are orthogonal to the axis AX. FIG. 4B shows a state in which the ceramic heater 100 and the oxygen detection element 20 are assembled at a specified position, and the assembly displacement hardly occurs.

図４（ａ）に示されるように、発熱部１４２は、長手方向ＦＤに沿って延伸する複数の本体部２００と、発熱部１４２が一本の連続形状となるように、隣接する本体部２００の端部間を接続する接続部２１０と、を有する。複数の本体部２００は、互いに離間しつつ、ヒータ層１５０の幅方向（図４では幅方向Ｙ）に並んで配置されている。図４に示されるように、ヒータ層１５０の幅方向Ｙの中央を中央Ｃと示す。また、図４（ｂ）、図５に示されるように、発熱部１４２を通るとともに軸線ＡＸに直交する断面におけるセラミックヒータ１００の中心を中心点Ｏと呼ぶ。   As shown in FIG. 4A, the heat generating part 142 includes a plurality of main body parts 200 extending along the longitudinal direction FD and adjacent main body parts 200 such that the heat generating part 142 has a single continuous shape. A connecting portion 210 for connecting the end portions of the two. The plurality of main body portions 200 are arranged side by side in the width direction of the heater layer 150 (width direction Y in FIG. 4) while being separated from each other. As shown in FIG. 4, the center in the width direction Y of the heater layer 150 is indicated as a center C. Also, as shown in FIGS. 4B and 5, the center of the ceramic heater 100 in a cross section that passes through the heat generating portion 142 and is orthogonal to the axis AX is referred to as a center point O.

図４に示されるように、発熱部１４２は、ヒータ層１５０において、ヒータ層１５０の中央Ｃを含む領域内配置されている。   As shown in FIG. 4, the heat generating portion 142 is arranged in a region including the center C of the heater layer 150 in the heater layer 150.

さらに、発熱部１４２の複数の本体部２００は、セラミック層の幅方向Ｙの両端側に位置する２つの外側本体部２００ａと、外側本体部２００ａに挟まれた中央側本体部２００ｂとからなる。そして、中央側本体部２００ｂの領域Ｗは、図４（ｂ）に示す中心点Ｏを起点として、中心角αが１００°以上、かつ、１３０°以下の領域内に設けられてなる。図４（ｂ）に示すように、第１実施形態では、発熱部１４２は、中心点Ｏと、酸素検出素子２０とセラミックヒータ１００との接点Ｐを通る直線Ｌに対して若干周方向にずれている。なお、中心角αについて以下に説明する。   Further, the plurality of main body portions 200 of the heat generating portion 142 includes two outer main body portions 200a located on both ends in the width direction Y of the ceramic layer, and a central main body portion 200b sandwiched between the outer main body portions 200a. And the area | region W of the center side main-body part 200b is provided in the area | region where the central angle (alpha) is 100 degrees or more and 130 degrees or less from the center point O shown in FIG.4 (b). As shown in FIG. 4B, in the first embodiment, the heat generating portion 142 is slightly displaced in the circumferential direction with respect to the center point O and the straight line L passing through the contact point P between the oxygen detecting element 20 and the ceramic heater 100. ing. The center angle α will be described below.

ヒータ層１５０の中央Ｃ（発熱部１４２の中心）において酸素検出素子２０と接している場合、セラミックヒータ１００と酸素検出素子２０とが規定の位置で組み付けられ、組み付けズレが生じておらず、中央側本体部２００ｂの領域Ｗが酸素検出素子２０と接する。また、第１実施形態のように、若干周方向にずれて組み付けられたとしても、中央側本体部２００ｂの領域Ｗが酸素検出素子２０と接する。この場合、発熱抵抗体１４１により発せられた熱は、直接、接点Ｐを介して酸素検出素子２０に伝わる。 When the oxygen detection element 20 is in contact with the center C of the heater layer 150 (the center of the heat generating portion 142), the ceramic heater 100 and the oxygen detection element 20 are assembled at a specified position, and no assembly displacement occurs. The region W of the side main body 200b is in contact with the oxygen detection element 20. In addition, even when assembled slightly shifted in the circumferential direction as in the first embodiment, the region W of the central body 200b is in contact with the oxygen detection element 20. In this case, the heat generated by the heating resistor 141 is directly transmitted to the oxygen detection element 20 via the contact P.

しかしながら、セラミックヒータ１００と酸素検出素子２０との組み付けズレが大幅に生じると、図５の比較例に示されるように、中央側本体部２００ｂの領域Ｗとは異なる位置（接点Ｐ）においてセラミックヒータ１００と酸素検出素子２０とが接することになる。この場合、発熱抵抗体１４１により発せられた熱は、一度、ヒータ層１５０を周方向に伝熱してから、接点Ｐを介して酸素検出素子２０に伝わる。このため、セラミックヒータからガスセンサ素子への伝熱効率が低下し、セラミックヒータの電力消費量が増加してしまう。   However, when the assembly deviation between the ceramic heater 100 and the oxygen detection element 20 is significantly generated, as shown in the comparative example of FIG. 5, the ceramic heater is at a position (contact point P) different from the region W of the central body 200b. 100 and the oxygen detection element 20 are in contact with each other. In this case, the heat generated by the heating resistor 141 is once transferred in the circumferential direction of the heater layer 150 and then transferred to the oxygen detection element 20 through the contact P. For this reason, the heat transfer efficiency from a ceramic heater to a gas sensor element falls, and the power consumption of a ceramic heater will increase.

なお、以降では、ズレの程度を、ヒータ層１５０の中心点Ｏを基準として、セラミックヒータ１００と酸素検出素子２０との接点Ｐと、ヒータ層１５０（発熱部１４２）の中央Ｃとの角度θにより表す、この角度を接触角度と呼ぶ。ヒータ層１５０の中央Ｃが酸素検出素子２０と接している場合、接触角度は０°である。中央Ｃが発熱部１４２の中心点Ｏと接点Ｐとを結ぶ直線Ｌから左側へずれている場合には、接触角度は負符号で表され、中央Ｃが直線Ｌから右側へずれている場合には、接触角度は正符号で表される。例えば、中央Ｃが直線Ｌから右側へ５°ずれている場合、接触角度は（＋）５°であり、中央Ｃが直線Ｌから左側へ５°ずれている場合、接触角度は−５°である。   In the following, the degree of misalignment is the angle θ between the contact point P between the ceramic heater 100 and the oxygen detection element 20 and the center C of the heater layer 150 (heat generating portion 142), with the center point O of the heater layer 150 as a reference. This angle represented by is called the contact angle. When the center C of the heater layer 150 is in contact with the oxygen detection element 20, the contact angle is 0 °. When the center C is shifted to the left from the straight line L connecting the center point O of the heat generating part 142 and the contact P, the contact angle is represented by a negative sign, and the center C is shifted from the straight line L to the right. The contact angle is represented by a positive sign. For example, when the center C is shifted 5 ° to the right from the straight line L, the contact angle is (+) 5 °, and when the center C is shifted 5 ° to the left from the straight line L, the contact angle is −5 °. is there.

そこで、第１実施形態では、組み付けズレ発生時における接触角度のばらつき、すなわち、組み付け時における、ズレの発生程度およびズレの角度の程度、に基づいて、中央側本体部２００ｂの幅Ｗすなわち中心角α（図４）を規定する。   Therefore, in the first embodiment, the width W, that is, the central angle of the center-side main body 200b is based on the variation in the contact angle at the time of assembly displacement, that is, the degree of displacement and the angle of displacement at the time of assembly. α (FIG. 4) is defined.

図６は、第１実施形態における接触角度のズレについて説明する説明図である。図６（ａ）は、サンプル数（Ｎ数）１０５個のセラミックヒータ１００を、酸素検出素子２０に組み付けた際における接触角度と接触角度ごとの個数について示すリストであり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のリストに表される接触角度のズレの分布を表すヒストグラムである。１０５個のセラミックヒータ１００を酸素検出素子２０に組み付けた場合、図６（ａ）に示されるように、例えば、接触角度が０〜−１０°となるサンプルが２８個、接触角度が０〜＋１０°となるサンプルが４３個である。   FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the displacement of the contact angle in the first embodiment. FIG. 6A is a list showing the contact angle and the number of each contact angle when the ceramic heater 100 having 105 samples (N number) is assembled to the oxygen detection element 20, and FIG. FIG. 7 is a histogram showing a distribution of displacement of contact angles represented in the list of FIG. When 105 ceramic heaters 100 are assembled to the oxygen detection element 20, as shown in FIG. 6A, for example, 28 samples with a contact angle of 0 to −10 ° and a contact angle of 0 to +10 are obtained. There are 43 samples with a °.

図６（ｂ）に示されるヒストグラムにおいて、横軸は接触角度、縦軸は各接触角度におけるＮ数（サンプル数）を示す。当該ヒストグラムに示されるように、セラミックヒータ１００を酸素検出素子２０に組み付けた際における接触角度のズレは、正規分布に近似した分布となる。組み付けズレは、接触角度の平均値を０°とすると、接触角度の平均値±５σ以内にほぼ収まるので、第１実施形態では、接触角度が平均値±５σの場合に、中央側本体部２００ｂが酸素検出素子２０と接するように、中央側本体部２００ｂの幅Ｗ（中心角α）を規定する。   In the histogram shown in FIG. 6B, the horizontal axis represents the contact angle, and the vertical axis represents the N number (number of samples) at each contact angle. As shown in the histogram, the displacement of the contact angle when the ceramic heater 100 is assembled to the oxygen detection element 20 is a distribution that approximates a normal distribution. When the average value of the contact angle is 0 °, the assembly displacement is almost within the average value ± 5σ of the contact angle. In the first embodiment, when the contact angle is the average value ± 5σ, the center side main body 200b Defines the width W (center angle α) of the center-side main body 200b so as to be in contact with the oxygen detection element 20.

図６（ａ）および図６（ｂ）に基づき計算された＋５σは、５１．１３°である。従って、第１実施形態では、接触角度が−５０°〜＋５０°の範囲内のときに、中央側本体部２００ｂが酸素検出素子２０と接するように、中央側本体部２００ｂの中心角αを１００°以上（幅Ｗ＝２π（碍管１０１の半径＋グリーンシート１４０の厚み）＊（α／３６０°））としている。こうすることにより、組み付けズレが生じても、中央側本体部２００ｂが酸素検出素子２０に接する可能性を高くできる。なお、後述する実施例から規定されるように、中心角は、１００°以上、かつ、１３０°以下であることが好ましい。   + 5σ calculated based on FIGS. 6A and 6B is 51.13 °. Therefore, in the first embodiment, when the contact angle is in the range of −50 ° to + 50 °, the central angle α of the central side main body 200b is set to 100 so that the central main body 200b contacts the oxygen detection element 20. More than (° W = 2π (the radius of the vertical tube 101 + the thickness of the green sheet 140) * (α / 360 °)). By doing so, the possibility that the center-side main body 200b is in contact with the oxygen detection element 20 can be increased even if assembly displacement occurs. In addition, as specified from the examples described later, the central angle is preferably 100 ° or more and 130 ° or less.

Ｂ．試験結果：
Ｂ１．到達温度：
図７は、中央側本体部２００ｂの幅Ｗ（中心角）の異なるセラミックヒータ１００を用い、各セラミックヒータに定電圧を印加した際のヒータの到達温度を測定した結果を示す。図７のグラフは、測定結果の一覧であり、温度変化が曲線で示されている。図７において、横軸は接触角度（単位：°）を表し、縦軸は、セラミックヒータの到達温度（単位：℃）を表す。図７に示されるように、中心角α≦１３０°としたセラミックヒータは、従来例の中心角α＝１５０°としたセラミックヒータに比して、到達温度が高くなった。セラミックヒータに対する印加電圧は一定であるため、到達温度が高い方が、所望の温度に到達するために要される電力が少なくてよい。従って、中心角α≦１３０°とすることにより、セラミックヒータの省電力性能を従来よりも向上できる。 B. Test results:
B1. Achieving temperature:
FIG. 7 shows the result of measuring the temperature reached by the ceramic heater 100 having a different width W (center angle) of the central body 200b and applying a constant voltage to each ceramic heater. The graph of FIG. 7 is a list of measurement results, and the temperature change is indicated by a curve. In FIG. 7, the horizontal axis represents the contact angle (unit: °), and the vertical axis represents the ultimate temperature (unit: ° C) of the ceramic heater. As shown in FIG. 7, the ceramic heater with the central angle α ≦ 130 ° has a higher temperature than the ceramic heater with the central angle α = 150 ° of the conventional example. Since the applied voltage to the ceramic heater is constant, the higher the reached temperature, the less power is required to reach the desired temperature. Therefore, by setting the central angle α ≦ 130 °, the power saving performance of the ceramic heater can be improved as compared with the conventional case.

Ｂ２．温度変化率：
図８は、中央側本体部２００ｂの幅Ｗ（中心角α）の異なるセラミックヒータ１００について、接触角度＝０°のときと、接触角度＝５０°のときの到達温度に基づいて、接触角度の変化に伴う温度変化率を計算した結果を示す。なお、接触角度＝５０°とは、実際に、組み付けズレが生じる可能性のある最大角度に近い値である。 B2. Temperature change rate:
FIG. 8 shows the contact angle of the ceramic heater 100 having a different width W (center angle α) of the central body part 200b based on the reached temperatures when the contact angle = 0 ° and when the contact angle = 50 °. The result of having calculated the temperature change rate accompanying a change is shown. Note that the contact angle = 50 ° is a value close to the maximum angle at which assembly displacement may actually occur.

図８に示されるように、接触角度が０°のときと、５０°のときでは、中心角α≧１００°の場合、温度変化率は２％未満となる（実施例１〜３，従来例）。一方、中心角α＜１００の場合、接触角度が大きくなるにつれて、セラミックヒータの到達温度は低下し、温度変化率は２％以上となる。一般的に、温度変化率が２％未満であれば、温度は大きく変化していないと考えられるので、セラミックヒータの発熱部１４２の中心角α≧１００°とすることにより、セラミックヒータと酸素検出素子２０との組み付けズレが生じたとしても、セラミックヒータは、酸素検出素子２０を十分に加熱することができることがわかる。   As shown in FIG. 8, when the contact angle is 0 ° and 50 °, the temperature change rate is less than 2% when the central angle α ≧ 100 ° (Examples 1 to 3, Conventional example) ). On the other hand, when the center angle α <100, the ultimate temperature of the ceramic heater decreases as the contact angle increases, and the temperature change rate becomes 2% or more. In general, if the rate of temperature change is less than 2%, it is considered that the temperature does not change greatly. Therefore, by setting the central angle α ≧ 100 ° of the heat generating part 142 of the ceramic heater, the oxygen detection of the ceramic heater is performed. It can be seen that the ceramic heater can sufficiently heat the oxygen detection element 20 even when the assembly displacement with the element 20 occurs.

以上述べた通り、図７および図８に示されるように、セラミックヒータの発熱部１４２の中心角αは１００°以上、かつ、１３０°以下であることが好ましい。   As described above, as shown in FIGS. 7 and 8, the central angle α of the heat generating portion 142 of the ceramic heater is preferably 100 ° or more and 130 ° or less.

第１実施形態のガスセンサ１０によれば、発熱部１４２は、ヒータ層１５０の幅方向Ｙの中央Ｃを含む領域Ｗ内に配置されると共に、中央側本体部２００ｂの領域Ｗは、中心点Ｏを中心として、中心角が１００°以上、かつ、１３０°以下となるように形成されている。従って、セラミックヒータ１００と酸素検出素子２０との組み付けズレが生じた場合にも、発熱部１４２（特に中央側本体部２００ｂ）をセラミックヒータ１００と酸素検出素子２０との接点に位置させることができる。よって、セラミックヒータ１００の省電力化を図ることができる。   According to the gas sensor 10 of the first embodiment, the heat generating portion 142 is disposed in the region W including the center C in the width direction Y of the heater layer 150, and the region W of the center-side main body 200 b has the center point O. The center angle is 100 ° or more and 130 ° or less. Accordingly, even when the assembly deviation between the ceramic heater 100 and the oxygen detection element 20 occurs, the heat generating part 142 (particularly the central body part 200b) can be positioned at the contact point between the ceramic heater 100 and the oxygen detection element 20. . Therefore, power saving of the ceramic heater 100 can be achieved.

Ｃ．第２実施形態：
第２実施形態では、中心角αを１００°以上、かつ、１３０°以下としつつ、発熱部の幅を調整することにより、発熱部の中央Ｃ付近の発熱量を上昇させ、省電力効果を向上させる。 C. Second embodiment:
In the second embodiment, by adjusting the width of the heat generating part while setting the central angle α to be 100 ° or more and 130 ° or less, the amount of heat generation near the center C of the heat generating part is increased and the power saving effect is improved. Let

図９は、第２実施形態における発熱部３４２を説明する説明図である。発熱部３４２は、軸線ＡＸ方向に沿って延伸する複数の本体部３００と、発熱部３４２が一本の連続形状となるように、隣接する本体部３００の端部間を接続する接続部３１０と、を有する。複数の本体部３００は、互いに離間しつつ、セラミックヒータの幅方向（図９では幅方向Ｙ）に並んで配置されている。   FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating the heat generating unit 342 in the second embodiment. The heat generating part 342 includes a plurality of main body parts 300 extending along the axis AX direction, and a connection part 310 that connects between the end parts of the adjacent main body parts 300 so that the heat generating part 342 has a single continuous shape. Have. The plurality of main body portions 300 are arranged side by side in the width direction of the ceramic heater (width direction Y in FIG. 9) while being separated from each other.

図１０に示されるように、発熱部３４２は、第１実施形態と同様に、ヒータ層１５０において、中央Ｃを含む領域内に配置されている。   As shown in FIG. 10, the heat generating portion 342 is arranged in a region including the center C in the heater layer 150 as in the first embodiment.

さらに、発熱部３４２の複数の本体部３００は、セラミック層の幅方向Ｙの両端側に位置する２つの外側本体部３００ａと、外側本体部３００ａに挟まれた中央側本体部３００ｂ、３００ｃとからなる。そして、中央側本体部３００ｂ、３００ｃの領域Ｗは、中心点Ｏを起点として、中心角αが１００°以上、かつ、１３０°以下の領域に設けられている。   Further, the plurality of main body parts 300 of the heat generating part 342 are composed of two outer main body parts 300a located on both ends in the width direction Y of the ceramic layer, and central side main body parts 300b and 300c sandwiched between the outer main body parts 300a. Become. And the area | region W of the center side main-body parts 300b and 300c is provided in the area | region where the central angle (alpha) is 100 degrees or more and 130 degrees or less from the center point O as the starting point.

さらに、中央側本体部３００ｂ、３００ｃは、外側本体部３００ａの幅Ｓ１よりも、幅方向Ｙに沿った幅Ｓ（Ｓ２，Ｓ３）が細く形成されている。より具体的には、複数の本体部３００は、中央Ｃに近い本体部３００ほど、周方向に沿った幅Ｓが細くなるように形成されている。換言すれば、中央側本体部３００ｂ、３００ｃは、外側から中央Ｃに近づくほど（中央側本体部３００ｂの幅Ｓ２、中央側本体部３００ｃの幅Ｓ３の順に）、その幅Ｓが細くなるように形成されている。なお、第２実施形態では、外側から中央Ｃに近づくにつれて徐々に本体部３００の幅が細くなるように形成されているが、中央側本体部３００ｂ、３００ｃが、外側本体部３００ａの幅Ｓ１よりも、幅方向Ｙに沿った幅Ｓが細く形成されていればよく、例えば、中央側本体部３００ｂ、３００ｃは同幅でもよい。   Furthermore, the center side main body portions 300b and 300c are formed so that the width S (S2, S3) along the width direction Y is narrower than the width S1 of the outer main body portion 300a. More specifically, the plurality of main body portions 300 are formed such that the main body portion 300 closer to the center C has a smaller width S along the circumferential direction. In other words, the center side main body portions 300b and 300c become narrower as they approach the center C from the outside (in order of the width S2 of the center side main body portion 300b and the width S3 of the center side main body portion 300c). Is formed. In the second embodiment, the width of the main body 300 is gradually reduced from the outside toward the center C. However, the center-side main bodies 300b and 300c are smaller than the width S1 of the outer main body 300a. However, it is only necessary that the width S along the width direction Y is narrow, and for example, the central body portions 300b and 300c may have the same width.

第２実施形態のセラミックヒータによれば、中央側本体部３００ｂ、３００ｃは、外側本体部３００ａよりも、周方向に沿った幅Ｓが細く形成されている。従って、中央側本体部３００ｂ、３００ｃの方が外側本体部３００ａよりも発熱量が高くなるので、発熱部１４２の外側に比して中央Ｃの近傍の発熱量を高くできる。よって、酸素検出素子２０とセラミックヒータ１００との接点に、効率的に集熱できる。よって、セラミックヒータの省電力化を図ることができる。   According to the ceramic heater of the second embodiment, the center-side main body portions 300b and 300c are formed to have a narrower width S along the circumferential direction than the outer main body portion 300a. Accordingly, since the center side main body portions 300b and 300c have a higher heat generation amount than the outer main body portion 300a, the heat generation amount in the vicinity of the center C can be increased as compared with the outer side of the heat generation portion 142. Therefore, heat can be efficiently collected at the contact point between the oxygen detection element 20 and the ceramic heater 100. Therefore, power saving of the ceramic heater can be achieved.

また、第２実施形態のセラミックヒータによれば、中央側本体部３００ｂ、３００ｃは中央に近いほど（つまりは、中央側本体部３００ｃほど）、細く形成されている。従って、中央側本体部３００ｃに近づくにつれて発熱量が高くなるので、発熱部１４２の外側に比して中央Ｃの近傍の発熱量を高くできる。よって、酸素検出素子２０とセラミックヒータとの接点に、効率的に集熱できる。よって、セラミックヒータの省電力化を図ることができる。   Moreover, according to the ceramic heater of 2nd Embodiment, the center side main-body parts 300b and 300c are formed so thinly that it is near the center (that is, the center side main-body part 300c). Accordingly, the amount of heat generation increases as it approaches the center-side main body 300c, so that the amount of heat generation near the center C can be increased compared to the outside of the heat generation portion 142. Therefore, heat can be efficiently collected at the contact point between the oxygen detection element 20 and the ceramic heater. Therefore, power saving of the ceramic heater can be achieved.

Ｄ．第３実施形態：
第３実施形態では、中心角αを１００°以上、かつ、１３０°以下としつつ、各発熱部の間の間隔を調整することにより、発熱部の中央Ｃ付近の発熱量を上昇させ、省電力効果を向上させる。 D. Third embodiment:
In the third embodiment, by adjusting the interval between the heat generating portions while the central angle α is set to 100 ° or more and 130 ° or less, the amount of heat generation near the center C of the heat generating portion is increased, thereby saving power. Improve the effect.

図１０は、第３実施形態における発熱部４４２を説明する説明図である。発熱部４４２は、軸線ＡＸ方向に沿って延伸する複数の本体部４００と、発熱部４４２が一本の連続形状となるように、隣接する本体部４００の端部間を接続する接続部４１０と、を有する。複数の本体部４００は、互いに離間しつつ、セラミックヒータ１００の幅方向（図１１では幅方向Ｙ）に並んで配置されている。   FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the heat generating portion 442 in the third embodiment. The heat generating portion 442 includes a plurality of main body portions 400 extending along the axis AX direction, and a connection portion 410 that connects between the end portions of the adjacent main body portions 400 such that the heat generating portion 442 has a single continuous shape. Have. The plurality of main body portions 400 are arranged side by side in the width direction (width direction Y in FIG. 11) of the ceramic heater 100 while being separated from each other.

図１０に示されるように、発熱部４４２は、第１実施形態、第２実施形態と同様に、ヒータ層１５０において、中央Ｃを含む領域内に、配置されている。さらに、発熱部４４２の複数の本体部４００は、セラミック層の幅方向Ｙの両端側に位置する２つの外側本体部４００ａと、外側本体部４００ａに挟まれた中央側本体部４００ｂ、４００ｃとからなる。また、発熱部４４２の領域Ｗは、セラミックヒータ１００の中点を中心点Ｏとして、中心角αが１００°以上、かつ、１３０°以下となる円弧の長さに相当する。   As shown in FIG. 10, the heat generating portion 442 is arranged in a region including the center C in the heater layer 150 as in the first embodiment and the second embodiment. Further, the plurality of main body portions 400 of the heat generating portion 442 includes two outer main body portions 400a located on both ends in the width direction Y of the ceramic layer, and central side main body portions 400b and 400c sandwiched between the outer main body portions 400a. Become. In addition, the region W of the heat generating portion 442 corresponds to the length of an arc having a center point O at the midpoint of the ceramic heater 100 and a center angle α of 100 ° or more and 130 ° or less.

発熱部４４２は、複数の本体部４００の間隔ｄが、セラミックヒータ１００の幅方向Ｙにおける隣接する外側本体部４００ａと中央側本体部４００ｂとの間隔ｄ１よりも、発熱部４４２の隣接する中央側本体部４００ｂ、４００ｃの間隔ｄ２、隣接する中央側本体部４００ｃの間隔ｄ３のほうが狭くなるように形成されている。さらに、隣接する中央側本体部４００ｂ、４００ｃの間隔は、発熱部４４２の中央Ｃに近いほど（間隔ｄ２，ｄ３の順に）狭くなるように形成されている。なお、第３実施形態では、端部から中央Ｃに近づくにつれて徐々に隣接する本体部３００の間隔が狭くなるように形成されているが、端部側の間隔ｄ１よりも中央側の間隔ｄ２，ｄ３のほうが狭くなっていればよく、例えば、最も端側の間隔ｄ１よりも中央側の間隔ｄ２，ｄ３のほうが狭く形成され、間隔ｄ２、ｄ３が同間隔でもよい。   In the heat generating part 442, the interval d between the plurality of main body parts 400 is closer to the central side where the heat generating parts 442 are adjacent than the distance d1 between the adjacent outer main body part 400a and the central side main body part 400b in the width direction Y of the ceramic heater 100. The distance d2 between the main body portions 400b and 400c and the distance d3 between the adjacent central side main body portions 400c are formed to be narrower. Furthermore, the interval between the adjacent central side main body portions 400b and 400c is formed so as to be closer to the center C of the heat generating portion 442 (in the order of the intervals d2 and d3). In the third embodiment, the distance between the adjacent main body parts 300 gradually decreases from the end toward the center C, but the distance d2, which is closer to the center than the distance d1 on the end side. d3 may be narrower. For example, the distances d2 and d3 on the center side may be narrower than the distance d1 on the most end side, and the distances d2 and d3 may be the same distance.

第３実施形態のセラミックヒータによれば、発熱部４４２の中央側の方が、両外側よりも、隣接する本体部４００間の間隔が狭くなるので、発熱部４４２の中央側のほうが両外側に比して発熱密度が高くなる。従って、発熱部４４２の中央側のほうが両外側よりも発熱量が高くなり、酸素検出素子２０とセラミックヒータとの接点に、効率的に集熱できる。よって、セラミックヒータの省電力化を図ることができる。   According to the ceramic heater of the third embodiment, since the distance between the adjacent main body portions 400 is narrower on the center side of the heat generating portion 442 than on the outer side, the center side of the heat generating portion 442 is on the outer side. The heat generation density is higher than that. Accordingly, the amount of heat generated at the center side of the heat generating portion 442 is higher than that at the outer sides, and heat can be collected efficiently at the contact point between the oxygen detecting element 20 and the ceramic heater. Therefore, power saving of the ceramic heater can be achieved.

また、第３実施形態のセラミックヒータによれば、発熱部４４２の中央ほど発熱密度が、すなわち、発熱量が高くなる。従って、酸素検出素子２０とセラミックヒータとの接点に、効率的に集熱でき、セラミックヒータの省電力化を図ることができる。   Further, according to the ceramic heater of the third embodiment, the heat generation density, that is, the heat generation amount becomes higher toward the center of the heat generating portion 442. Therefore, heat can be efficiently collected at the contact point between the oxygen detection element 20 and the ceramic heater, and power saving of the ceramic heater can be achieved.

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the above effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

１０…ガスセンサ
１１…主体金具
１１ｃ…六角部
１１ｄ…接続部
１２ｂ…ヒータリード線
１３…インシュレータ
１３ｂ…インシュレータ
１４…タルク
１５…プロテクタ
１５ａ…外側プロテクタ
１５ｂ…内側プロテクタ
１６…金属外筒
１７…グロメット
１８…セパレータ
１９…センサ出力リード線
１９ｂ…センサ出力リード線
２０…酸素検出素子
２０ｆ…係合フランジ部
２０ｋ…後端
２０ｓ…先端
２１…固体電解質体
３０…内側端子部材
３１…コネクタ部
３２…セパレータ挿入部
３２ｄ…セパレータ当接部
３３…挿入部
３６…ヒータ押圧部
４０…外側端子部材
４１…外嵌部
４２…セパレータ挿入部
４２ｄ…セパレータ当接部
４３…コネクタ部
８５…フィルタ
８６…金属パイプ
１００…セラミックヒータ
１０１…碍管
１０２…セラミック基体
１２１…電極パッド
１３０…接続端子
１４０…グリーンシート
１４１…発熱抵抗体
１４２…発熱部
１４３…リード部
１４４…スルーホール
１４６…グリーンシート
１５０…ヒータ層
１６０…発熱エリア
２００…本体部
２００ａ…外側本体部
２００ｂ…中央側本体部
２１０…接続部
３００…本体部
３００ａ…外側本体部
３００ｂ…中央側本体部
３００ｃ…中央側本体部
３１０…接続部
３４２…発熱部
４００…本体部
４００ａ…外側本体部
４００ｂ…中央側本体部
４００ｃ…中央側本体部
４１０…接続部
４４２…発熱部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Gas sensor 11 ... Main metal fitting 11c ... Hexagon part 11d ... Connection part 12b ... Heater lead wire 13 ... Insulator 13b ... Insulator 14 ... Talc 15 ... Protector 15a ... Outer protector 15b ... Inner protector 16 ... Metal outer cylinder 17 ... Grommet 18 ... Separator 19 ... Sensor output lead wire 19b ... Sensor output lead wire 20 ... Oxygen detection element 20f ... Engagement flange portion 20k ... Rear end 20s ... Tip 21 ... Solid electrolyte member 30 ... Inner terminal member 31 ... Connector portion 32 ... Separator insertion portion 32d ... Separator contact part 33 ... Insertion part 36 ... Heater pressing part 40 ... Outer terminal member 41 ... Outer fitting part 42 ... Separator insertion part 42d ... Separator contact part 43 ... Connector part 85 ... Filter 86 ... Metal pipe 100 ... Ceramic Heater 101 ... Steel pipe 1 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Ceramic base | substrate 121 ... Electrode pad 130 ... Connection terminal 140 ... Green sheet 141 ... Heating resistor 142 ... Heat generating part 143 ... Lead part 144 ... Through hole 146 ... Green sheet 150 ... Heater layer 160 ... Heat generating area 200 ... Main-body part 200a ... Outer body part 200b ... Center side body part 210 ... Connection part 300 ... Body part 300a ... Outer body part 300b ... Center side body part 300c ... Center side body part 310 ... Connection part 342 ... Heat generating part 400 ... Body part 400a ... Outside Main body portion 400b ... Central side main body portion 400c ... Central side main body portion 410 ... Connection portion 442 ... Heat generating portion

Claims (6)

軸線方向に延出して有底筒状に形成されている検出素子であり、前記軸線方向の先端側に設置され、被測定ガス中の特定ガスを検出する検知部を有する検出素子と、
前記検出素子の筒孔内に配置され、前記軸線方向の先端側に発熱パターンを有する軸状のヒータ素子と、
前記検出素子の周囲を取り囲むハウジングと、を備えるガスセンサであって、
前記ヒータ素子は、前記軸線方向に延びる芯材と、該芯材の周囲に巻きつけられ、前記発熱パターンが設けられたヒータ層と、を有しており、
前記発熱パターンは、前記ヒータ層を展開したときに、前記ヒータ層の幅方向の中央を含む領域内に配置されると共に、前記軸線方向に沿って延伸する４つ以上の本体部であって、互いに離間して配置されている本体部と、前記発熱パターンが一本の連続形状となるように、隣接する前記本体部の端部間を接続する接続部と、を有し、
前記本体部は、前記ヒータ層の前記幅方向の両端側に位置する２つの外側本体部と、該外側本体部に挟まれた複数の中央側本体部と、からなり、前記中央側本体部は、前記中央側本体部を通るとともに前記軸線方向に直交する断面において、前記ヒータ素子の中心を中心点として、中心角が１００°以上、かつ、１３０°以下の領域内に設けられていることを特徴とする、ガスセンサ。 A detection element that extends in the axial direction and is formed in a bottomed cylindrical shape, is installed on the distal end side in the axial direction, and has a detection unit that detects a specific gas in the gas to be measured, and
An axial heater element disposed in the cylindrical hole of the detection element and having a heat generation pattern on the tip side in the axial direction;
A gas sensor comprising a housing surrounding the detection element,
The heater element has a core material extending in the axial direction, and a heater layer wound around the core material and provided with the heat generation pattern,
The heat generation pattern is arranged in a region including the center in the width direction of the heater layer when the heater layer is expanded, and is four or more main body portions extending along the axial direction, A main body portion that is spaced apart from each other, and a connection portion that connects between the end portions of the adjacent main body portions so that the heat generation pattern has one continuous shape,
The main body portion includes two outer main body portions positioned on both end sides in the width direction of the heater layer, and a plurality of central main body portions sandwiched between the outer main body portions. In a cross section passing through the central body portion and orthogonal to the axial direction, the central angle is provided in a region having a central angle of 100 ° or more and 130 ° or less with the center of the heater element as a central point. A characteristic gas sensor. 請求項１記載のガスセンサであって、
前記中央側本体部は、前記外側本体部よりも、幅が細いことを特徴とする、ガスセンサ。 The gas sensor according to claim 1,
The gas sensor according to claim 1, wherein the central body part has a narrower width than the outer body part. 請求項２記載のガスセンサであって、
複数の前記中央側本体部は、前記ヒータ層の前記幅方向の中央に近づくほど、幅が細くなることを特徴とする、ガスセンサ。 The gas sensor according to claim 2,
The gas sensor according to claim 1, wherein the plurality of center side main body portions become narrower as they approach the center of the heater layer in the width direction. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のガスセンサであって、
隣接する２つの前記中央側本体部の間隔は、前記外側本体部と前記中央側本体部との間隔よりも狭いことを特徴とする、ガスセンサ。 A gas sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein
The gas sensor according to claim 1, wherein a distance between two adjacent central body parts is narrower than a distance between the outer body part and the central body part. 請求項４記載のガスセンサであって、
隣接する２つの前記中央側本体部の間隔は、前記ヒータ層の前記幅方向の中央に近づくほど、狭くなることを特徴とする、ガスセンサ。 The gas sensor according to claim 4, wherein
The gas sensor according to claim 1, wherein a distance between two adjacent central side main body portions becomes narrower toward a center of the heater layer in the width direction. 軸線方向に延出して筒状に形成されるとともに被測定ガス中の特定ガスを検出するガスセンサ素子の筒孔内に配置され、前記軸線方向の先端側に発熱パターンを有する軸状のヒータ素子であって、
前記ヒータ素子は、前記軸線方向に延びる芯材と、該芯材の周囲に巻きつけられ、前記発熱パターンが設けられたヒータ層と、を有しており、
前記発熱パターンは、前記ヒータ層を展開したときに、前記ヒータ層の幅方向の中央を含む領域内に配置されると共に、前記軸線方向に沿って延伸する４つ以上の本体部であって、互いに離間して配置されている本体部と、前記内側パターンが一本の連続形状となるように、隣接する前記本体部の端部間を接続する接続部と、を有し、
前記本体部は、前記ヒータ層の前記幅方向の両端側に位置する２つの外側本体部と、該外側本体部に挟まれた複数の中央側本体部と、からなり、 前記中央側本体部は、前記中央側本体部を通るとともに前記軸線方向に直交する断面において、前記ヒータ素子の中心を中心点として、中心角が１００°以上、かつ、１３０°以下の領域内に設けられていることを特徴とする、ヒータ素子。 An axial heater element that extends in the axial direction and is formed in a cylindrical shape and is disposed in a cylindrical hole of a gas sensor element that detects a specific gas in the gas to be measured, and has a heat generation pattern on the distal end side in the axial direction. There,
The heater element has a core material extending in the axial direction, and a heater layer wound around the core material and provided with the heat generation pattern,
The heat generation pattern is arranged in a region including the center in the width direction of the heater layer when the heater layer is expanded, and is four or more main body portions extending along the axial direction, A main body portion that is spaced apart from each other, and a connection portion that connects between the end portions of the adjacent main body portions so that the inner pattern has a single continuous shape,
The main body portion is composed of two outer main body portions positioned on both end sides in the width direction of the heater layer, and a plurality of central side main body portions sandwiched between the outer main body portions, The center-side main body portion has a central angle of 100 ° or more and 130 ° or less with the center of the heater element as a center point in a cross section passing through the center-side main body portion and orthogonal to the axial direction. A heater element, which is provided.

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