JPH06100339B2 - セラミツク発熱体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セラミック発熱体特にセラミック発熱体の電
極に関し、セラミック発熱体はディーゼルエンジンの始
動補助装置であるセラミックグロープラグおよび燃焼式
ヒータの着火源であるセラミックヒータに適用される。

〔従来の技術〕

従来公知のこの種のものとしては、例えば特開昭59−96
692号公報に記載されたものがある。

これは例えば断面Ｕ字形状のセラミック発熱体素子と電
気絶縁セラミック支持体とを一体化し、かつ前記発熱体
素子に一対の電極を接続するとともに該電極を前記セラ
ミック支持体内に埋設し、このセラミック支持体の外周
にメタライズ層を介して金属ハウジングを固定し、該電
極の一方の先端側を該セラミック支持体の側面において
メタライズ層を介して金属ハウジングに電気的に接続し
た構成となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕 しかるに、上記従来のものによると、冷熱サイクルによ
り、上記セラミック支持体のうち上記電極の一方の先端
部の部位に亀裂が入るという問題がある。

そこで、本発明者は鋭意研究の結果、上記の亀裂の原因
が電極の先端部の形状に起因していることを突き止め
た。

即ち、電極の先端面が平坦であると、該電極の先端面と
セラミック支持体との境界が該支持体の外面に対し直角
に伸びる直線状になり、かつ該電極は金属ハウジングと
の接続のため該側面がセラミック支持体の外面に一部露
出し、上記直線状の境界がセラミック支持体の外面にや
はり露出することになる。

従って、金属ハウジングとセラミック支持体との間の熱
膨張差によりメタライズ層を介して上記電極の先端部と
セラミック支持体との間に応力が発生し、該両者の間の
直線状の境界が引き金になってセラミック支持体に亀裂
が生じるのである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の点に鑑み、金属ハウジングに接続される
電極の先端部に、セラミック支持体の内側に向く傾斜面
を有する曲げ部を形成するものである。

〔作用〕

本発明においては、セラミック支持体と電極の先端部と
の間の境界が該支持体の外面に対し直角方向の直線状に
ならないため、上記の応力が作用してもその応力を分散
でき、該応力に対し強い。

〔発明の効果〕

従って、本発明によれば、セラミック支持体の亀裂の発
生を従来に比べて抑えることができる。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明する。第１図
（ａ）〜（ｃ）において、導電性セラミックを含む材料
（MoSi₂とSi₃N₄）で構成されたセラミック発熱体素子１
は縦断面がＵ字形状を有しており、該発熱体素子１の後
端部には電気絶縁性セラミックを含む材料（Al₂O₃とSi₃
N₄）より成るセラミック支持体２が一体的に結合せしめ
てある。該セラミック支持体２内にはタングステン線よ
り成る一対の電極3,4が埋設してあり、その一端は発熱
体素子１に電気的に接続されている。また、電極３の他
端はセラミック支持体２の外周面である側面に一部表面
を露出するよう屈曲してあり、かつその先端部はセラミ
ック支持体２の内側に向けて傾斜すよう更に屈曲してあ
る。なお、傾斜面を3a、先端の屈げ部を3bとしてある。

一方、電極４の先端はＬ字状に屈曲されてセラミック支
持体２の側面に一部表面を露出せしめてある。

なお、電極3,4の上記露出表面は後述する電気接続のた
めに平坦に加工してある。

次に、上記構成のセラミック発熱体を備えたディーゼル
エンジン用グロープラグの構造について説明する。第２
図において、上記セラミック発熱体のセラミック支持体
２の外面および先端端面にはニッケルメッキ層が形成し
てあり、該層を介して金属スリーブ（コバール、SUS鋼
等）５および金属キャップ（スリーブと同材質）８が銀
ろうによりろう付接合してある。なお、上記メッキ層お
よび上記銀ろう層をメタライズ層9,10としてある。

スリーブ５の外周には金属ハウジング６がろう付け固定
されており、前記発熱体の電極３は上記メタライズ層
９、スリーブ５を介してハウジング６にアースされてい
る。

上記キャップ８はコネクティングピン７を介して端子ボ
ルト11に電気的に接続され、該ボルト11は電源のプラス
に接続される。なお、12は電気絶縁ブッシュ、13はナッ
ト、14は電気絶縁支持プレート、15は封口用絶縁ガラス
を示している。

第３図は本実施例のセラミック発熱体及び従来のセラミ
ック発熱体の抗折強度を測定した結果を示し、第３図
（ａ）は測定方法を説明する図で３点曲げ試験で抗折強
度測定を行い、スパン長Ｌは20mmとし、スパン長の真中
にアース側電極の端面がくるようにセラミック発熱体を
位置させている。第３図（ｂ）はアース側電極の端面形
状と強度の測定結果の特性図である。

第４図（ａ）はアース電極の端面の曲げ込み量と抗折と
の関係を測定する方法の説明図、第４図（ｂ）は測定結
果を示す特性図で、これにより、d/D＝0.1〜1.0では抵
折強度はほとんど変わっていないが、d/D＝０の従来の
電極端面フラットな形状のときの抵折強度が20kg/mm²で
あるのに対し、多少でも曲げ込んだ本発明電極端面形状
のときの抵折強度は60〜80kg/mm²となり強度が向上して
いることが判る。

この強度はセラミック支持体材質単体の強度に近いもの
である。

なお、本発明は上記の実施例に限定されず、次のごとき
種々の変形ができる。

（１）セラミック発熱体は金属スリーブ５を廃止してハ
ウジング６に接合してもよい。

（２）電極の先端の形状は第５図（ａ），（ｂ）のごと
き形状でもよい。

（３）前記電極３をプラス側に、電極４をアース側にし
ても勿論よい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明になるセラミッ
ク発熱体の一実施例の構成を示し、第１図（ａ），
（ｂ）は部分断面模式図、第１図（ｃ）は第１図（ａ）
の右側面図、第２図は本発明の用途例を示す断面図、第
３図（ａ），（ｂ）は本発明になるセラミック発熱体及
び従来のセラミック発熱体の抗折強度の測定方法及び測
定結果を示す図、第４図（ａ），（ｂ）はアース側電極
端面の曲げ込み量と抗折強度との関係を示す図、第５図
（ａ），（ｂ）は本発明の他の実施例における電極先端
部の形状を示す図である。 １…セラミック発熱体素子,2…セラミック支持体,3…電
極,3a…傾斜面,3b…曲げ部,4…電極,6…金属スリーブ,7
…金属ハウジング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気導電性セラミックを含む材料で構成さ
   れた発熱体素子と、該発熱体素子に一体に接合され、電
   気絶縁性セラミックを含む材料で構成されたセラミック
   支持体と、該支持体内部に埋設され、前記発熱体素子へ
   の通電を行なう一対の電極と、前記支持体の外周に接合
   された金属ハウジングとを有し、前記一対の電極のうち
   少なくとも一方の電極の先端側を前記支持体の外周面に
   おいて前記ハウジングに電気的に接続するとともに、該
   電極の先端部に、前記支持体の内側に向く傾斜面を有す
   る曲げ部を形成したことを特徴とするセラミック発熱
   体。