JPH0261793B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、デイーゼルエンジン、あるいは暖房
用燃焼器等に用いられるセラミツクヒータに関
し、詳細にはその製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、セラミツクヒータの製造方法としては、
例えば特開昭59−8293号公報に記載されたものが
ある。

これは導電性を有するセラミツク材料をシート
に成形し、各シートを所定形状に打抜き、これら
を積層するとともに積層シート間に電極を挟み、
全体をホツトプレスで焼成する方法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来例ではシート成形、打抜、積層という
ように著しく工数がかかるうえにシートの厚さ管
理が困難であり、良好な寸法精度が得られない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、成形型内に一対の電極を互いに離間
して並置し、一対の電極の一端側が露出する、成
形型内の発熱部成形用キヤビテイー内、ならびに
該電極の一端側を除く他の領域が露出する、成形
型内の絶縁部成形用キヤビテイー内に、各々導電
性を有するセラミツク材料を包含した発熱部材
料、電気絶縁性を有するセラミツク材料を包含し
た絶縁部材料を射出成形し、発熱部および絶縁部
を前記電極に一体的に結合するものである。

〔作用〕

本発明によれば、各材料を射出成形するため、
比較的複雑な形状であつても精度よく低コストで
製造できる。

〔発明の効果〕

従つて、本発明は従来に比べて製造工数を著し
く低減でき、かつ寸法精度を高くできるという優
れた効果を奏する。

〔実施例〕

以下本発明を具体的実施例により詳細に説明す
る。

まず、第１図に示すデイーゼルエンジン用セラ
ミツクグロープラグの発熱体について説明する。

１は平均粒径0.9μｍのMoSi₂30モル％と平均粒
径3.5μｍのSi₃N₄70モル％との混合物を焼結して
成る発熱部であり、断面Ｕ字形状に成形してあ
る。

２は断面Ｔ字形状に成形された突出部であり、
発熱部１と同一組成で、かつMoSi₂とSi₃N₄との
粒径が発熱部１と逆転した関係となつている材料
を焼結したものである。この粒径関係により突出
部２は電気絶縁性を示す。つまり、MoSi₂の粒子
どうしの間に細かいSi₃N₄粒子が存在することに
なり、MoSi₂の粒子どうしの接触が断たれるため
導電路が形成されず、電気絶縁体となる。

３はSi₃N₄50モル％とAl₂O₃50モル％とより成
る混合物を焼結して成る電気絶縁性の支持部であ
る。

４は一対の電極で、例えばタングステン線より
成り、支持部３、突出部２、および発熱部２にま
たがつて埋設してある。なお、この電極４はその
先端側を屈曲してあり、その屈曲端４ａは後述す
るように相手側材に接続されるようになつてい
る。

なお、突出部２の外表面に発熱部１が接合され
るため、両者の材料を同一にして熱伝導率、熱膨
張係数を一致させ、また両者の接合面角部になだ
らかな曲面を付与し、全体として耐熱衝撃性を向
上させている。

次に第２図に、第１図の発熱体を備えたデイー
ゼルエンジン用セラミツクグロープラグの全体構
成を説明する。

第２図において、５は金属スリーブであつて、
このスリーブ５の内側に前記支持部３がろう付け
してある。即ち、支持部３の一部の外周にはNi
無電解メツキが施してあるり、このNi面にスリ
ーブ５がろう付けされているのである。

６は金属ハウジングであり、外周にねじ部６ａ
を有している。このハウジング６の内側に上記ス
リーブ５がろう付け接合されている。

７は端子軸であり、ハウジング６にマグネシア
等の電気絶縁材８を介して固定されている。

９は電気絶縁板、１０はナツト、１１は支持部
３の後端に嵌着した金属キヤツプである、発熱部
１に接続された電極４の一方の屈曲端（第１図参
照）の露出部はスリーブ５を介してハウジング６
へボデイアースされ、他方の電極４の屈曲端（第
１図参照）の露出部はプラス側の端子軸１１に接
続されている。従つて、電流は端子軸１１→電極
４→発熱部１→電極４→スリーブ５→ハウジング
６へと流れる。これにより、Ｕ字状の発熱部１が
発熱する。

次に、前述の第１図の発熱体の製造方法につい
て以下詳述する。

まず、平均粒径0.9μｍのMoSi₂30モル％と平均
粒径35μｍのSi₃N₄70モル％とよりなる導電性セ
ラミツク材料50〜65容量％にバインダーを50〜35
容量％加える。

バインダーは例えば、パラフイン、アタツクチ
ツクポリプロレン、および高密度ポリエチレンよ
り成り、組成範囲は任意とする。

このバインダーと上記導電性セラミツク材料と
をニーダにて180℃で３時間混練し、粉砕して発
熱部材料とする。

一方、平均粒径35μｍのMoSi₂30モル％と平均
粒径0.9μｍのSi₃N₄70モル％とよりなる電気絶縁
性セラミツク材料を前記と同様のバインダーを用
いて同様の方法で突出部材料を調整する。

他方、Si₃N₄50モル％とAl₂O₃50モル％とより
なる電気絶縁性セラミツク材料を前記と同様のバ
インダーを用いて同様の方法で支持部材料を調整
した。

次に、これらの材料を用いて射出圧力1000Kg／
cm²、成形型温度40℃、上記材料が充填されている
シリンダ温度160〜170℃の成形条件で成形する。

本成形は前記第１図に示した発熱体を１個づつ
行なうのではなく、通常、多数個同時に行なうも
のである。これは第３図に示すごとく、たとえば
４個同時に成形する。

以下に説明する成形手順は、一個の発熱体の成
形について述べてある。

(1) 突出部の成形 第４図ａはさきほど第３図のｘ部分を拡大し
たものであり、第４図ｂのイ−イ矢視図であ
る。また、第４図ｂのＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃ
の各断面をそれぞれ第４図ｃ，ｄ，ｅに示す。

成形型は上型１２と下型１３とに分割された
割型構造としてあり、該上型１２、下型１３の
割型面には電極としてのタングステン線４の直
線部分を保持するための溝１４、およびタング
ステン線４の屈曲４ａを保持するための他の溝
１５をそれぞれ有している。

また、タングステン線４の先端の一部が露出
するよう略Ｔ字形状の絶縁部としての突出部成
形用キヤビテイ１６が設けてあり、かつ該キヤ
ビテイ１６には成形材料の注入が行なわれるゲ
ート１７が開口している。

かような成形型において、タングステン線４
を上述のごとく上型１２、下型１３の溝１４お
よび１５にセツトして固定するとともに、その
先端の一部をキヤビテイ１６に露出する。

そして、ゲート１７より前述の突出部材料を
キヤビテイ１６内に射出成形し、第５図のごと
く、タングステン線４と突出部２′との一体結
合成形品を得る。

(2) 支持部の成形 上記の一体結合成形品を別の成形型内にセツ
トする。この成形型は第５図に示す構成を有し
ている。即ち、上型１８と下型１９とに分割さ
れた割型構造としてある。上型１８と下型１９
との間には、前記突出部２′より突出するタン
グステン線４の上半分を露出させる絶縁部とし
ての支持部成形用キヤビテイ２０が設けてあ
り、また下型１９にはタングステン線４の屈曲
端４ａを保持する溝２０ａが設けてある。

なお、上型１８と下型１９との間には、前記
突出部２′を保持する保持溝２１が勿論設けて
ある。

上記成形型において、上型１８に設けたゲー
ト２２より前述の支持部材料をキヤビテイ２０
内に射出成形する。これにより、キヤビテイ２
０内のみならず溝２０ａ内にも支持部材料が充
填される。なお、この溝２０ａは、成形圧によ
るタングステン線４の屈曲端４ａの変形を防ぐ
ためのものである。

以上によつて、支持部の半分が成形され、同
時に支持部の半分によつてタングステン線４が
固定される。成形後、ゲート部を切削、カツタ
ーナイフ等で除去する。

次に、これを別の成形型内に保持し、残つた
半分の支持部を成形する。

これは第６図ａ，ｂ，ｃに示すごとく、割型
構造となつていると上型２３と下型２４との間
には溝２５，２６が設けてあり、ここに第５図
の成形部品をセツトし、固定する。上型２３に
は支持部の半分を成形するための支持部成形用
キヤビテイ２７が設けてあり、ここに上型２３
のゲート２８より前述の支持部材料を射出成形
する。これにより、支持部の残り半分が成形さ
れ、突出部２′、支持部３′、およびタングステ
ン線４の一体結合成形品を得る。

(3) 発熱部の成形 上記の一体結合成形品を別の成形型にセツト
し、固定する。この成形型も第７図ａ，ｂのご
とく割型構造としてあり、一体結合成形品を上
型２９と下型３０とに設けた溝４９，５０にセ
ツトし、固定する。また、上型２９と下型３０
との間に設けた、突出部２′周りのキヤビテイ
３１内にゲート３２より前述の発熱部材料を射
出成形する。その後、ゲート部を切削、カツタ
ーナイフ等で除去する。

得られた発熱体成形品を成形型より取出し、
温度1600〜1700℃、圧力500〜700Kg／cm²の条件
でホツトプレスで焼成し、セラミツクヒータの
発熱体を得る。

なお、本実施例において、上記成形順序(1)〜
(3)を任意に変更しても勿論よい。

また、突出部２と支持部３とを同一材料で構
成した場合には上記成形順序の(1)、および(2)の
支持部半分成形（第５図）は同時に行なうこと
ができる。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

第８図は例えば自動車暖房装置における燃焼器
の着火源として使用されるセラミツクヒータの発
熱体の構成を示している。発熱部１の全外周囲は
支持部３と同一材料により密封されている。これ
は燃料の燃焼時に発生するカーボンが発熱部１に
付着してシヨートサーキツトを形成するのを防止
するためである。突出部２は支持部３と同一材料
より成る。タングステン線４は前記第１図の実施
例と同じく屈曲端４ａを有し、その側面は同じく
支持部４の外面に露出している。なお、発熱部１
および支持部３は前記第１図の実施例と同一の材
料で構成されている。

次に、この発熱体の成形方法について説明す
る。尚、材料組成、混練条件、成形条件は前記実
施例と同一である。

(1) 発熱部の成形 第９図ａ〜ｃにおいて、割型構造となつてい
る上型３３、下型３４の分割面の溝３５にタン
グステン線４を固定し、かつ下型３４の溝３６
にタングステン線４の屈曲端４ａを保持する。
上型３３、下型３４によつて形成したキヤビテ
イ３７内にゲート３８を経て前記発熱部材料を
射出成形する。

これにより、発熱部２′とタングステン線４
との一体結合成形品を得る。

(2) 支持部の成形 上記一体結合成形品において、発熱部２′の
ゲート部を除去し、第１０図ａ〜ｄの別の成形
型にセツトする。この成形型は割型構造であ
り、上型３９には発熱部２′より突出するタン
グステン線４の直線部の半分が露出するととも
に、発熱部２′の半分が露出するキヤビテイ４
１が設けてある。下型４０にはタングステン線
４の屈曲端４ａを保持するととにキヤビテイ４
１に開口する溝４２が設けてある。

上型３９に設けたゲート４３より前記支持部
材料を射出成形し、支持部の半分を成形する。

次に、第１１図ａ，ｂ，ｃのごとく、別の割
型構造の成形型を用いて支持部の残り半分を成
形する。上型４４には支持部の残り半分を成形
するキヤビテイ４６が設けてあり、下型４５に
は予め成形した半分の支持部を受ける溝４７が
設けてある。上型４４に設けたゲート４８より
支持部材料を射出成形する。ゲート部を除去し
たち、成形型より取出し、前記実施例と同一条
件でホツトプレスし焼成して発熱体を得る。

なお、本発明は各実施例の材料、成形条件に限
定されるものでないことは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｃは本発明の一実施例である発熱体
を示すもので、第１図ａは平面図、第１図ｂは右
側面図、第１図ｃは正面図、第２図は第１図の発
熱体を用いたグロープラグを示す断面図、第３図
は本発明の成形型の一実施例を示す平面図、第４
図ａ〜ｅは突出部の成形方法の説明に供する成形
型を示すもので、第４図ａは下型を第４図ｂのイ
−イ方向からみた平面図、第４図ｂは断面側面
図、第４図ｃは第４図ｂのＡ−Ａ断面図、第４図
ｄは第４図ｂのＢ−Ｂ断面図、第４図ｅは第４図
ｂのＣ−Ｃ断面図、第５図ａ〜ｃは支持部の半分
を成形する方法の説明に供する成形型を示すもの
で、第５図ａは下型を第５図ｂのロ−ロ方向から
みた平面図、第５図ｂは断面側面図、第５図ｃは
第５図ｂのＤ−Ｄ断面図、第６図ａ〜ｃは支持部
の残りの半分を成形する方法の説明に供する成形
型を示すもので、第６図ａは下型を第６図ｂのハ
−ハ方向からみた平面図、第６図ｂは断面側面
図、第６図ｃは第６図ｂのＥ−Ｅ断面図、第７図
ａ，ｂは発熱部の成形方法の説明に供する成形型
を示すもので、第７図ａは下型を第７図ｂのニ−
ニ方向からみた平面図、第７図ｂは断面側面図、
第８図ａ〜ｃは本発明の他の実施例である発熱体
を示すもので、第８図ａは平面図、第８図ｂは右
側側面図、第８図ｃは正面図、第９図〜第１１図
は第８図の発熱体の成形方法を示すもので、第９
図ａ〜ｃは発熱部の成形方法の説明に供する成形
型を示すものであつて、第９図ａは下型を第９図
ｂのホ−ホ方向からみた平面図、第９図ｂは断面
側面図、第９図ｃは第９図ｂのＦ−Ｆ断面図、第
１０図ａ〜ｄは支持部の半分の成形方法の説明に
供する成形型を示すもので、第１０図ａは下型を
第１０図ｂのヘ−ヘ方向からみた平面図、第１０
図ｂは断面側面図、第１０図ｃは第１０図ｂのＧ
−Ｇ断面図、第１０図ｄは第１０図ｂのＨ−Ｈ断
面図、第１１図ａ〜ｄは支持部の残り半分の成形
方法の説明に供する成形型を示すもので、第１１
図ａは下型を第１１図ｂのト−ト方向からみた平
面図、第１１図ｂは断面側面図、第１１図ｃは第
１１図ｂの−断面図、第１１図ｄは第１１図
ｂのＪ−Ｊ断面図である。 １……発熱部、２……突出部、３……支持部、
４……電極、１２……上型、１３……下型、１６
……キヤビテイ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 成形型内に一対の電極を互いに離間して並置
   し、一対の電極の一端側が露出する、成形型内の
   発熱部成形用キヤビテイー内、ならびに該電極の
   一端側を除く他の領域が露出する、成形型内の絶
   縁部成形用キヤビテイー内に、各々導電性を有す
   るセラミツク材料を包含した発熱部材料、電気絶
   縁性を有するセラミツク材料を包含した絶縁部材
   料を射出成形し、発熱部ならびに絶縁部を前記電
   極に一体的に結合することを特徴とするセラミツ
   クヒータの製造方法。