JPH04174991A - セラミックヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、絶縁性のセラミック内に電気抵抗線を埋設
し、この抵抗線に通電し発熱させるセラミックヒータに
関する。

［従来の技術］ 窒化珪素質など非酸化物系セラミック製で、棒状または
板状を呈する焼結体中に、タングステン、タングステン
−レニウム合金、モリブデン等の発熱抵抗線を埋設して
なるセラミックヒータが、内燃機関の予熱プラグ、ガス
燃焼機器の点火装置などに用いられている。

このセラミックヒータは、第６図Ａ、Ｂ、Ｃに示すごと
く、未焼結セラミック成形体２００中に、高融点金属か
らなる発熱抵抗線３００を、その両端部３１’０．３２
０が前記セラミック成形体の表面部に位置しかつ表面に
平行するよう埋設し、焼成後その表面を研磨して前記両
端部を露出させ、外部接続用端子面３００Ａ、３００Ｂ
を形成する。

この外部接続用端子面には電気端子がろう付けされる。

発熱抵抗線３００は、実際に発熱に寄与する中間から先
端部分は、直径０．２ｍｍ程度の細線である発熱コイル
を用い、発熱させたくない前記両端部を含６両側部は、
幾分太いＯ５３〜０．４ｕの電極リード棒で形成してい
る。この電極リード棒の後端部は前記発熱抵抗線の両端
部３１０．３２０となっており、セラミック焼結体の表
面研磨と同時に研磨される。

［発明が解決しようとする課題］ このさい電極リード棒は、断面積の半分程度まで削り取
られるが、未焼結セラミック成形体への抵抗線埋設時ま
たは焼成時に、埋設位置が幾分ばらつく。このため、電
極リード棒端部の研磨量が増減し、研磨量が少なく、外
部接続用端子面が少ししか露出しなかったり、研磨しす
ぎて電極リード棒のセラミック焼結体への埋設量が少な
くなったりする。前者においては、電極端子のろう付は
強度が低下し、後者は電極リード棒とセラミック焼結体
との結合強度が低下し剥離しやすくなる。

なお電極リード棒があまり太いと、セラミック焼結体と
の熱膨張差によりセラミック焼結体に加わる熱応力が大
きくなるため、セラミック焼結体の耐久性を低下させる
ことになる。

またタングステンなど高融点金属は、硬いなめ極めて加
工しにくく、鍛造による線引きは比較的容易であるが、
研磨される電極リード棒の端部のみ径大に成形するなど
微細な部品の精密な加工は電解に因るしかなく、製造コ
ストの著しい増大を招く。

この発明の目的は、セラミック焼結体に対する発熱抵抗
線両端の埋設位置がばらついても、外部接続用端子面が
十分確保でき易く、前記電極端子のろう付は強度の低下
が防止でき、がっ電極リード棒とセラミック焼結体との
結合面積の増大が図れ結合強度の低下が有効に防止でき
るセラミックヒータの提供にある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的達成のため、本発明のセラミックヒータは、未
焼成セラミック成形体中に、タングステン（Ｗ）、モリ
ブデン（Ｍｏ）、レニウム（Ｒｅ）等の高融点金属また
はその合金がらなり、両端部に金属製筒状体を外嵌めし
た発熱抵抗線を、これら両端部がセラミック焼結体表面
部に位置しがっ該表面に平行となるよう埋設し、焼成後
、前記両端部が埋設されたセラミック焼結体の表面を研
磨して前記両端部を露出させ、外部接続用端子面を形成
する構成を採用した。

［作用および発明の効果］ 本発明のセラミックヒータは、っぎの作用、効果を有す
る。

１）電極リード棒のうち研磨される部分のみが径大に形
成できるので、セラミック焼結体に対する電極リード棒
端部の埋設位置が多少ばらついても、前記電極端子のろ
う付は強度の低下と、電極リード棒とセラミック焼結体
との結合強度の低下とが確実に防止できる。

２）電極リード棒は、研磨される端部以外は通常の太さ
であるため、セラミック焼結体の耐久性の低下は防止で
きる。

３）特殊形状に加工した電極リード棒を用いず、金属製
筒状体を外嵌めして発熱抵抗体の両端部を径大化してい
るので、製造コストが安い。

［実施例〕 つぎにこの発明を第１図〜第３図に示す実施例に基づき
説明する。

本発明のセラミックヒータｌは、電気絶縁性セラミック
である窒化珪素質セラミック焼結体２と、このセラミッ
ク焼結体２中に埋設された発熱抵抗線３とからなる。

セラミック焼結体２は、先端が半球状とされた外径６醜
−１全長５０ｕ程度の円柱状を呈する。

発熱抵抗線３は、前記セラミック焼結体２の後側部２２
に並行的に埋設されている一対のタングステン製電極リ
ード棒５および６（両側部）と、この各電極リート棒５
．６の先端にその両端が接続されて、前記焼結体の先側
部２３に略Ｕ字型に埋設された発熱コイル４（中間部）
とからなる。

電極リード棒５および６は線径０．４ＩＩｌ−のタング
ステン線、発熱コイル４はタングステン−レニウム合金
製で線径０．２２ｍｍの細線を巻径１．０１ｍに螺旋巻
きしである。

電極リード棒５の後端部は発熱抵抗Ｉｉ３の一方の端部
３１となっており、線形０．２２ｍｍのタングステン線
をら巻きした筒状体７が外嵌されて径大化しており、セ
ラミック焼結体２の後端部の側壁面に平行するとともに
、研磨により外部接続用端子面３Ａとして露出されてい
る。

電極リード棒６の後端部は、発熱抵抗線３の他方の端部
３２となっており、前記と同一の筒状体７が外嵌されて
径大化しており、セラミック焼結体２の中央よりやや後
端よりの側壁面に平行するとともに、外部接続用端子面
３Ｂとして露出されている。

つぎに本発明のセラミックヒータの製造方法を第４図Ａ
〜Ｅに基づき説明する。

（Ａ）所定の長さに切断したタングステン線を折り曲げ
て電極リード棒５．６を形成し、その後端部に別途成形
した筒状体７．７を圧入する。

（Ｂ）つぎにこの電極リード棒５．６の先端にタングス
テン−レニウム合金製発熱コイル４の両端を嵌合して発
熱抵抗線３を製造する。

（Ｃ）窒化珪素質粉末をプレス成型し、半割成型品２人
、２Ｂを製造し、発熱抵抗線３をはさみ込み一体プレス
成型して埋設し、仮焼を行う。

（Ｄ）仮焼品２０を非酸素雰囲気中で１８００℃で３０
分間、ホットプレス圧力３００ｋ（］／　ｃｍ２にてホ
ットプレス焼成を行う。これにより電極リード棒５．６
と、その後端部に外嵌された筒状体７．７とは強固に融
着する。

（Ｅ）研磨により製品形状整形および電極露出を行う。

この研磨により前記筒状体７を含む電極リード１１５．
６の後端部（発熱抵抗体の両端部３１．３２）はほぼ断
面積の半分程度が削り落とされ、面積の大きい外部接続
用端子面３Ａ、３Ｂが露出する。

第５図は本発明にかかるセラミックヒータ１を用いたデ
ィーゼル機関のグロープラグを示す。このグロープラグ
１００は、筒状の取付金具１０１の先端部に、金属製支
持筒１０２を内嵌し、この支持筒１０２内に前記セラミ
ックヒータ１の中間部を嵌め込み、取付金具１０１内の
軸心を挿通してカップ状先端を備えた中心電極１０３を
配するとともに、その先端をセラミックヒータ１の後端
に嵌着させてなる。

この発明のセラミックヒータはガス燃焼機器の点火源と
して使用でき、またセラミック焼結体は角柱状、または
板状であってもよく、さらに筒状体７は金属パイプを切
断して金属製筒状体を形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセラミックヒータの正面断面図、第２
図はその平面図、第３図は右側面図、第４図Ａ〜Ｅはセ
ラミックヒータの製造工程図、第５図は本発明のセラミ
ックヒータを用いたディーゼル機関のグロープラグの要
部断面図である。第６図Ａ、Ｂ、Ｃは従来のセラミック
ヒータを示し、Ａは正面図、Ｂは平面図、Ｃは右側面図
である。 図中　１・・・セラミックヒータ　２・・・窒化珪素質
セラミック焼結体　３・・・発熱抵抗線　４・・・発熱
コイル　７・・・金属製筒状体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）未焼成セラミック成形体中に、タングステン、モリ
   ブデン、レニウム等の高融点金属またはその合金からな
   り、両端部に高融点金属またはその合金製筒状体を外嵌
   した発熱抵抗線を、これら両端部がセラミック焼結体表
   面部に位置しかつ該表面に平行となるよう埋設し、焼成
   後、前記両端部が埋設されたセラミック焼結体の表面を
   研磨して前記両端部を露出させ、外部接続用端子面を形
   成したセラミックヒータ。