JPH0713907B2 - セラミツクヒ−タ - Google Patents
セラミツクヒ−タInfo
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- JPH0713907B2 JPH0713907B2 JP21280285A JP21280285A JPH0713907B2 JP H0713907 B2 JPH0713907 B2 JP H0713907B2 JP 21280285 A JP21280285 A JP 21280285A JP 21280285 A JP21280285 A JP 21280285A JP H0713907 B2 JPH0713907 B2 JP H0713907B2
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- Japan
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- ceramic heater
- electrode
- heat generating
- heater according
- ring
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
- F01N3/027—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
- H05B3/141—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Ceramic Engineering (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、セラミックヒータの改良に関し、特にディー
ゼルエンジン等の排気ガス中に含まれる微粒子の捕集浄
化装置の再生用ヒータに適用するものである。
ゼルエンジン等の排気ガス中に含まれる微粒子の捕集浄
化装置の再生用ヒータに適用するものである。
［従来の技術］ 排気ガス中の微粒子を捕集して浄化するために、耐熱性
のあるセラミック製のハニカム又はフォーム状のフィル
ターを用い、この捕集微粒子をそのフィルター上面に設
置された耐熱性のセラミックヒータで着火して燃焼し、
フィルターを再生することが考えられている。この場
合、ヒータとしては、第８図に示すような長方形状の平
板状ヒータ、又は第９図に示すようなＶ字状又はＵ字状
に形成された平板状ヒータが考えられ、フィルターとし
てはこれらのヒータを複数個配置するのがよいとされて
いる。
のあるセラミック製のハニカム又はフォーム状のフィル
ターを用い、この捕集微粒子をそのフィルター上面に設
置された耐熱性のセラミックヒータで着火して燃焼し、
フィルターを再生することが考えられている。この場
合、ヒータとしては、第８図に示すような長方形状の平
板状ヒータ、又は第９図に示すようなＶ字状又はＵ字状
に形成された平板状ヒータが考えられ、フィルターとし
てはこれらのヒータを複数個配置するのがよいとされて
いる。
しかし、これらのヒータの保持方法は、いずれも共通し
ており、片側の電極をアース端子として溶接により完全
にケースに固定し、＋側の電極をヒータの発熱冷却によ
るヒータ脚部の開閉の動きに対して自由にスライドでき
るような電極片持ち保持構造しかとることができなかっ
た。即ちこのようなヒータ形状で＋側まで完全に固定す
ると屈曲部で応力が無限大となり、ヒータが割れ易い。
またこの電極片持ち保持のヒータをエンジンに取付ける
と、エンジンの振動がヒータにつたわり、ヒータは最も
強度的に弱い電極接合部を中心に振動が起き、アース側
電極接合部で割れが多発するという問題が生じる。
ており、片側の電極をアース端子として溶接により完全
にケースに固定し、＋側の電極をヒータの発熱冷却によ
るヒータ脚部の開閉の動きに対して自由にスライドでき
るような電極片持ち保持構造しかとることができなかっ
た。即ちこのようなヒータ形状で＋側まで完全に固定す
ると屈曲部で応力が無限大となり、ヒータが割れ易い。
またこの電極片持ち保持のヒータをエンジンに取付ける
と、エンジンの振動がヒータにつたわり、ヒータは最も
強度的に弱い電極接合部を中心に振動が起き、アース側
電極接合部で割れが多発するという問題が生じる。
［発明が解決しようとする問題点］ 通常Ｕ字状もしくはＶ字状に形成されたヒータは、例え
ば第９図のように両端の電極部３′で金属リードに接続
されて通電加熱されるために、電極部の保護を目的とし
て電極部の断面積を発熱部の断面積よりかなり大きくし
て電極部の発熱を抑えることが行なわれる。
ば第９図のように両端の電極部３′で金属リードに接続
されて通電加熱されるために、電極部の保護を目的とし
て電極部の断面積を発熱部の断面積よりかなり大きくし
て電極部の発熱を抑えることが行なわれる。
しかし従来のこのセラミックヒータにおいては、熱膨張
により発熱、冷却過程で脚部の開閉の動きが生じる。こ
のヒータが保持部に固定されると摩擦等により上記の動
きが阻害され、屈曲部（2a′）に応力が集中する。この
屈曲部2a′の応力集中は、脚部にかかる外力と脚部から
屈曲部2a′までの長さLoのモーメントに比例する。従っ
てこの形状は屈曲部2a′に応力が集中し、通電の繰り返
しにより屈曲部で割れるという問題が生じる。
により発熱、冷却過程で脚部の開閉の動きが生じる。こ
のヒータが保持部に固定されると摩擦等により上記の動
きが阻害され、屈曲部（2a′）に応力が集中する。この
屈曲部2a′の応力集中は、脚部にかかる外力と脚部から
屈曲部2a′までの長さLoのモーメントに比例する。従っ
てこの形状は屈曲部2a′に応力が集中し、通電の繰り返
しにより屈曲部で割れるという問題が生じる。
また上記の従来のセラミックヒータをフィルター面に配
置しようとすると、電極部のスペースが大きいわりには
発熱面積が小さく、そのためフィルターの表面を広く加
熱することが出来ないという問題もあった。
置しようとすると、電極部のスペースが大きいわりには
発熱面積が小さく、そのためフィルターの表面を広く加
熱することが出来ないという問題もあった。
そこで本願の出願人は、ヒータ発熱時の応力集中を防止
し、均熱性を確保し、発熱領域の大きさを確保しおよび
電極の取り回しを容易とするセラミックヒータを提供し
た（特許出願番号60-3459）。該未公知先願のセラミッ
クヒータは、例えば第10図に示すように、１本の直線ま
たは曲線m5の線上に２つの電極部35a、35bが設けられ、
発熱部が該線の一方の側に位置しているセラミックヒー
タであって、 上記発熱部はリング状部15と、該リング状部15をほぼ二
等分する２つの接続部分15c、15dで各々一体的に接続す
る２つの脚部25a、25bと、で構成され、各該脚部25a、2
5bの先端に各１つの該電極部35a、35bが設けられてお
り、上記リング状部15と上記２つの電極部35a、35bとで
三角形を形成する構成をもつことを特徴とする。しかし
該セラミックヒータであっても、該ヒータの保持方法は
電極片持ち保持構造しかとることができず、そのために
アース側電極接合部で割れが多発するという問題は、従
来のセラミックヒータと同じである。
し、均熱性を確保し、発熱領域の大きさを確保しおよび
電極の取り回しを容易とするセラミックヒータを提供し
た（特許出願番号60-3459）。該未公知先願のセラミッ
クヒータは、例えば第10図に示すように、１本の直線ま
たは曲線m5の線上に２つの電極部35a、35bが設けられ、
発熱部が該線の一方の側に位置しているセラミックヒー
タであって、 上記発熱部はリング状部15と、該リング状部15をほぼ二
等分する２つの接続部分15c、15dで各々一体的に接続す
る２つの脚部25a、25bと、で構成され、各該脚部25a、2
5bの先端に各１つの該電極部35a、35bが設けられてお
り、上記リング状部15と上記２つの電極部35a、35bとで
三角形を形成する構成をもつことを特徴とする。しかし
該セラミックヒータであっても、該ヒータの保持方法は
電極片持ち保持構造しかとることができず、そのために
アース側電極接合部で割れが多発するという問題は、従
来のセラミックヒータと同じである。
本発明は、上記問題点を克服するものであり、ヒータ保
持の位置を変更し、電極部への振動集中等を避け、その
ため電極部での割れ又はハガレを低減させるセラミック
ヒータを提供することを目的とする。
持の位置を変更し、電極部への振動集中等を避け、その
ため電極部での割れ又はハガレを低減させるセラミック
ヒータを提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明セラミックヒータは、２つの電極部と、該２つの
電極部と接続する発熱部と、該発熱部の側部に接続され
た、セラミックヒータの保持用突出部と、から成り、 該２つの電極部、該発熱部および該保持用突出部は一体
的に形成されたことを特徴とする。
電極部と接続する発熱部と、該発熱部の側部に接続され
た、セラミックヒータの保持用突出部と、から成り、 該２つの電極部、該発熱部および該保持用突出部は一体
的に形成されたことを特徴とする。
上記電極部は、このセラミックヒータに通電し、発熱さ
せるためのものである。
せるためのものである。
該電極部は第５図に示すように、長方形状の発熱部の一
側部に接続されたものとすることができる。即ちこの構
造は両持ち構造の場合である。
側部に接続されたものとすることができる。即ちこの構
造は両持ち構造の場合である。
この電極部は、例えば第１図、第２図又は第３図に示す
ように１本の曲線m1、m2又はm3、また第４図に示すよう
に１本の直線m4の線上に設けられ、第１図に示すように
各脚部2a、2bの先端に設けたものとすることができる。
この電極部の平面形状は第１図および第２図に示すよう
に脚部よりも大きなものとし、長手方向に凸部を有する
ものとすることができる。この凸部は、第１図に示すよ
うに主に外側に配置されてもよいが、第４図に示すよう
に内側に配置されてもよい。後者の場合には、複数個の
セラミックヒータを組合せる場合、より大きな発熱面積
を確保することができる。前者の場合には、ヒータ保持
用突出部の面積を大きくすることができる。
ように１本の曲線m1、m2又はm3、また第４図に示すよう
に１本の直線m4の線上に設けられ、第１図に示すように
各脚部2a、2bの先端に設けたものとすることができる。
この電極部の平面形状は第１図および第２図に示すよう
に脚部よりも大きなものとし、長手方向に凸部を有する
ものとすることができる。この凸部は、第１図に示すよ
うに主に外側に配置されてもよいが、第４図に示すよう
に内側に配置されてもよい。後者の場合には、複数個の
セラミックヒータを組合せる場合、より大きな発熱面積
を確保することができる。前者の場合には、ヒータ保持
用突出部の面積を大きくすることができる。
上記発熱部は、第３図に示すようにＶ字形状であっても
よいし、Ｕ字形状であってもよいし、また第５図に示す
ように長方形状であってもよい。更には該発熱部は上記
線の一方の側に位置し、かつ、例えば第１図に示すよう
にリング状部１と、該リング状部１をほぼ２等分する２
つの接続部分で各々一体的に接続する２つの脚部2a、2b
とで構成されるものとすることもできる。
よいし、Ｕ字形状であってもよいし、また第５図に示す
ように長方形状であってもよい。更には該発熱部は上記
線の一方の側に位置し、かつ、例えば第１図に示すよう
にリング状部１と、該リング状部１をほぼ２等分する２
つの接続部分で各々一体的に接続する２つの脚部2a、2b
とで構成されるものとすることもできる。
該リング状部は、本セラミックヒータのほぼ中心部に位
置し、主発熱部を構成するものとすることができる。上
記リング状部の形状はリングの平面形状、長径と短径の
有無、長径と短径の比、リング幅等は特に限定されな
い。このリング状部の形状は、例えば第１図および第２
図に示すようにトラック状長円形状、円形状（図示せ
ず）とすることができ、さらに第４図に示すように長方
形状とすることもできる。該リング状部に各々一体的に
接続する２つの脚部は、該リング状部をほぼ２等分する
２つの接続部分に接続される。ここに「ほぼ２等分す
る」とは、リング状部の均熱性を確保するため、例えば
第２図に示すように、リング状部の中心Ａを通る直線で
２等分する２つの接続点例えばB1とB2、C1とC2が接続点
であってもよいし、B1とB2の各点よりも、長半径ａの1/
3だけ上下した範囲内即ち左側の接続点はD2とE2の範囲
内、右側の接続点はD1とE1の範囲内であることを意味す
る。この接続部分は通常、短径と長径を有するリングの
場合には短径側で接続されるのが好ましい。
置し、主発熱部を構成するものとすることができる。上
記リング状部の形状はリングの平面形状、長径と短径の
有無、長径と短径の比、リング幅等は特に限定されな
い。このリング状部の形状は、例えば第１図および第２
図に示すようにトラック状長円形状、円形状（図示せ
ず）とすることができ、さらに第４図に示すように長方
形状とすることもできる。該リング状部に各々一体的に
接続する２つの脚部は、該リング状部をほぼ２等分する
２つの接続部分に接続される。ここに「ほぼ２等分す
る」とは、リング状部の均熱性を確保するため、例えば
第２図に示すように、リング状部の中心Ａを通る直線で
２等分する２つの接続点例えばB1とB2、C1とC2が接続点
であってもよいし、B1とB2の各点よりも、長半径ａの1/
3だけ上下した範囲内即ち左側の接続点はD2とE2の範囲
内、右側の接続点はD1とE1の範囲内であることを意味す
る。この接続部分は通常、短径と長径を有するリングの
場合には短径側で接続されるのが好ましい。
該脚部は上記リング状部都２つの電極部を接続する部分
であり、副発熱部を構成するものとすることができる。
この脚部は第１図に示すようにほぼ同じ幅を有するもの
とすることができるし、また第２図に示すように先端方
向に末広がり状であり、該脚部21a、21bの伸びる方向と
平行方向に走るスリット5a、5bを持つことができる。尚
このスリットの数およびスリットの形状は特に限定され
ないが第２図に示すように該脚部の伸びる方向と平行方
向に走る形状をもち、該脚部の横断面積がほぼ一定とな
るようにするのが好ましい。
であり、副発熱部を構成するものとすることができる。
この脚部は第１図に示すようにほぼ同じ幅を有するもの
とすることができるし、また第２図に示すように先端方
向に末広がり状であり、該脚部21a、21bの伸びる方向と
平行方向に走るスリット5a、5bを持つことができる。尚
このスリットの数およびスリットの形状は特に限定され
ないが第２図に示すように該脚部の伸びる方向と平行方
向に走る形状をもち、該脚部の横断面積がほぼ一定とな
るようにするのが好ましい。
該片持ち状セラミックヒータにおいては、上記リング状
部と上記２つの電極部とで三角形を形成する構成とする
のが好ましい。これは、本セラミックヒータを複数個組
合せてヒータの表面積を多くすることが可能のためであ
る。
部と上記２つの電極部とで三角形を形成する構成とする
のが好ましい。これは、本セラミックヒータを複数個組
合せてヒータの表面積を多くすることが可能のためであ
る。
上記突出部は、セラミックヒータを保持するためのもの
である。該突出部は上記発熱部の側部に接続され、かつ
セラミックヒータが保持される構成であればよい。該突
出部の接続場所は、該発熱部の側部のうちそのほぼ中間
が好ましい。この場合はこのヒータをバランスよ良く保
持できるからである。該突出部は例えば第１図に示すよ
うに片持ち構造のセラミックヒータの場合には、リング
状発熱部の電極側側部と接続し、１本の曲線m1に配置さ
れるほぼ正四角形状のもの４でもよいし、第３図に示す
ようにＶ字状発熱部の頂点の下側（電極側側部）に接続
し、逆Ｔ字形状であって、該逆Ｔ字の底部側が１本の曲
線m3上に配置されるもの42とすることもできる。また該
突出部は第５図に示すように、長方形状の発熱部の長辺
側のほぼ中央部側部に接続する四角形状43とすることも
できる。なお該突出部の全体形状は上記形状に限定され
るものではなく、目的、用途により種々の形状が選択さ
れる。また該突出部の数は通常１つであるが、これに限
定されない。
である。該突出部は上記発熱部の側部に接続され、かつ
セラミックヒータが保持される構成であればよい。該突
出部の接続場所は、該発熱部の側部のうちそのほぼ中間
が好ましい。この場合はこのヒータをバランスよ良く保
持できるからである。該突出部は例えば第１図に示すよ
うに片持ち構造のセラミックヒータの場合には、リング
状発熱部の電極側側部と接続し、１本の曲線m1に配置さ
れるほぼ正四角形状のもの４でもよいし、第３図に示す
ようにＶ字状発熱部の頂点の下側（電極側側部）に接続
し、逆Ｔ字形状であって、該逆Ｔ字の底部側が１本の曲
線m3上に配置されるもの42とすることもできる。また該
突出部は第５図に示すように、長方形状の発熱部の長辺
側のほぼ中央部側部に接続する四角形状43とすることも
できる。なお該突出部の全体形状は上記形状に限定され
るものではなく、目的、用途により種々の形状が選択さ
れる。また該突出部の数は通常１つであるが、これに限
定されない。
上記突出部の、電流の流れ方向に垂直な方向の幅（例え
ば第１図〜第４図中のｄ）は、発熱部の、電流の流れ方
向に垂直な方向の幅（do）の２倍以上であるのが好まし
い。
ば第１図〜第４図中のｄ）は、発熱部の、電流の流れ方
向に垂直な方向の幅（do）の２倍以上であるのが好まし
い。
また該突出部は、例えば第２図に示すように発熱部に近
い側に、電流の流れ込み防止および発熱部からの熱伝導
の防止のための穴41dを有するのが好ましい。さらに該
突出部は、例えば第２図に示すように、セラミックヒー
タを固定すためのネジ穴41e、41fを有するのが好まし
い。
い側に、電流の流れ込み防止および発熱部からの熱伝導
の防止のための穴41dを有するのが好ましい。さらに該
突出部は、例えば第２図に示すように、セラミックヒー
タを固定すためのネジ穴41e、41fを有するのが好まし
い。
上記セラミックヒータの全体形状は、種々の三角形状、
Ｔ字形（第５図）又は凸字形等とすることができる。こ
の三角形状においては例えば第１図および第２図に示す
ように電極部を結ぶ線を底辺とする二等辺三角形状であ
るのが好ましい。これは、円形状に複数のセラミックヒ
ータを組合せる場合、円の全面積を均等に覆うことがで
きるからである。またこの凸字形状としては第４図に示
すように頂部が突出した角状とし、相対するように平行
方向に複数のセラミックヒータを組合せることもでき
る。
Ｔ字形（第５図）又は凸字形等とすることができる。こ
の三角形状においては例えば第１図および第２図に示す
ように電極部を結ぶ線を底辺とする二等辺三角形状であ
るのが好ましい。これは、円形状に複数のセラミックヒ
ータを組合せる場合、円の全面積を均等に覆うことがで
きるからである。またこの凸字形状としては第４図に示
すように頂部が突出した角状とし、相対するように平行
方向に複数のセラミックヒータを組合せることもでき
る。
上記電極部は脚部の先端表面に一体的に形成されたメタ
ライズ層を構成することができる。該メタライズ層の材
質は特に限定されず通常用いられるもので良い。また該
メタライズ層の形成場所は電極部表面をほぼ全面被覆す
るように形成されるのが好ましい。またメタライズ層６
の表面側には例えば第６図に示すように金属電極８が配
設されているものとすることかできる。該金属電極は第
６図に示すようにセラミックヒータの端部を押圧する形
状のものであってもよいし、又リード線が接合された電
極板であってもよい。
ライズ層を構成することができる。該メタライズ層の材
質は特に限定されず通常用いられるもので良い。また該
メタライズ層の形成場所は電極部表面をほぼ全面被覆す
るように形成されるのが好ましい。またメタライズ層６
の表面側には例えば第６図に示すように金属電極８が配
設されているものとすることかできる。該金属電極は第
６図に示すようにセラミックヒータの端部を押圧する形
状のものであってもよいし、又リード線が接合された電
極板であってもよい。
また第６図に示すように上記メタライズ層６および金属
電極８の両者を接合するようにロー材層７が形成されて
もよい。該ロー材層の材質は特に限定されないが、通常
耐熱性のあるニッケル等が用いられる。
電極８の両者を接合するようにロー材層７が形成されて
もよい。該ロー材層の材質は特に限定されないが、通常
耐熱性のあるニッケル等が用いられる。
上記セラミックヒータの製造方法は以下の様にすること
ができる。即ち発熱体を構成する導電性セラミック（例
えば窒化チタン等）の粉末と、絶縁材料の粉末（例えば
窒化珪素）とを混合し、混合粉末を調整し、これを所定
形状に成形し、得られたセラミック成形体を焼成してセ
ラミック焼結体を形成して、セラミックヒータを製造す
ることができる。
ができる。即ち発熱体を構成する導電性セラミック（例
えば窒化チタン等）の粉末と、絶縁材料の粉末（例えば
窒化珪素）とを混合し、混合粉末を調整し、これを所定
形状に成形し、得られたセラミック成形体を焼成してセ
ラミック焼結体を形成して、セラミックヒータを製造す
ることができる。
［発明の効果］ 本発明のセラミックヒータは、該発熱部の側部に接続さ
れた、セラミックヒータの保持用突出部を有する。従っ
て該セラミックヒータにおいては、該突出部を絶縁体を
挟んでケースに固定保持することにより、ヒータをバラ
ンス良く保持することができ、また電極部はフリーな状
態に保持することができ、エンジン振動の電極部への集
中をなくすことができる。またこの形状ではヒータの発
熱冷却時の脚部開閉の動きは突出部においてなくするこ
とができ該突出部での膨張、収縮は先端を通る軸方向に
起きるため、これらによる応力集中はなくなる。故に該
セラミックヒータは電極部での割れ又はハガレを低減で
き、そのため通電不良を低減することができる。
れた、セラミックヒータの保持用突出部を有する。従っ
て該セラミックヒータにおいては、該突出部を絶縁体を
挟んでケースに固定保持することにより、ヒータをバラ
ンス良く保持することができ、また電極部はフリーな状
態に保持することができ、エンジン振動の電極部への集
中をなくすことができる。またこの形状ではヒータの発
熱冷却時の脚部開閉の動きは突出部においてなくするこ
とができ該突出部での膨張、収縮は先端を通る軸方向に
起きるため、これらによる応力集中はなくなる。故に該
セラミックヒータは電極部での割れ又はハガレを低減で
き、そのため通電不良を低減することができる。
［実施例］ 以下、実施例により本発明を説明する。
（実施例１） 本実施例に係わるセラミックヒータは第２図に示すよう
に、２つの電極部31a、31bと、該２つの電極部31a、31b
と接続する発熱部11、21と、該発熱部11の電極側側部に
接続された、セラミックヒータの保持用突出部41と、か
ら成り、該２つの電極部31a、31b、該発熱部11、21およ
び該突出部41は一体的に形成された構成を有する。
に、２つの電極部31a、31bと、該２つの電極部31a、31b
と接続する発熱部11、21と、該発熱部11の電極側側部に
接続された、セラミックヒータの保持用突出部41と、か
ら成り、該２つの電極部31a、31b、該発熱部11、21およ
び該突出部41は一体的に形成された構成を有する。
そして該２つの電極部31a、31bは１本の曲線m2の線上に
設けられている。該発熱部は該電極部31a、31bに接続さ
れ、該線m2の一方の側に位置し、該発熱部はリング状部
11と、該リング状部11を二等分する２つの接続部分B1、
B2で各々一体的に接続する２つの脚部21a、21bとで構成
されている。このリング状部11の形状は短径対長径の比
は２対９であるトラック状長円形状であり、２つの接続
部分B1、B2は短径の線上に位置している。２つの脚部21
a、21bは先端方向に末広がり状であり、該脚部21a、21b
の伸びる方向と平行方向に走る三角形状を有するスリッ
ト5a、5bを各１つ有する。上記セラミックヒータの全体
形状は、二等辺三角形状であり、その頂角はほぼ60度
で、その二等辺の長さは70mmである。尚この場合電極部
31a、31bの先端から屈曲部末端11a、11bまでの距離Ｌは
30mmである。
設けられている。該発熱部は該電極部31a、31bに接続さ
れ、該線m2の一方の側に位置し、該発熱部はリング状部
11と、該リング状部11を二等分する２つの接続部分B1、
B2で各々一体的に接続する２つの脚部21a、21bとで構成
されている。このリング状部11の形状は短径対長径の比
は２対９であるトラック状長円形状であり、２つの接続
部分B1、B2は短径の線上に位置している。２つの脚部21
a、21bは先端方向に末広がり状であり、該脚部21a、21b
の伸びる方向と平行方向に走る三角形状を有するスリッ
ト5a、5bを各１つ有する。上記セラミックヒータの全体
形状は、二等辺三角形状であり、その頂角はほぼ60度
で、その二等辺の長さは70mmである。尚この場合電極部
31a、31bの先端から屈曲部末端11a、11bまでの距離Ｌは
30mmである。
該突出部は、ほぼ正方形状を有し、この電流の流れ方向
に垂直な方向の幅は18mmであり、発熱部の、電流の流れ
方向に垂直な方向の幅の約3.5倍であり、発熱部に近い
側に、電流の流れ込み防止および発熱部からの熱伝導の
防止のための穴41dおよびセラミックヒータを固定する
ための２つのネジ穴41e、41fを有する。なお絶縁処理は
ケース側にセラミックの絶縁体を溶射することにより行
ない、ネジを介してセラミックヒータを固定した。
に垂直な方向の幅は18mmであり、発熱部の、電流の流れ
方向に垂直な方向の幅の約3.5倍であり、発熱部に近い
側に、電流の流れ込み防止および発熱部からの熱伝導の
防止のための穴41dおよびセラミックヒータを固定する
ための２つのネジ穴41e、41fを有する。なお絶縁処理は
ケース側にセラミックの絶縁体を溶射することにより行
ない、ネジを介してセラミックヒータを固定した。
なお該セラミックヒータは、35重量％の窒化チタンと57
重量％の窒化珪素と焼結助剤として４重量％のスピネル
と４重量％の酸化イットリウムとから構成されている。
重量％の窒化珪素と焼結助剤として４重量％のスピネル
と４重量％の酸化イットリウムとから構成されている。
上記セラミックヒータは以下のようにして製造された。
即ち平均粒径１μｍの窒化チタン35重量％と、平均粒径
0.8μｍの窒化珪素57重量％と焼結助剤として４重量％
のスピネルと４重量％の酸化イットリウムとを湿式にて
混合し、乾燥機にバインダとしてポリビニルアルコール
を少量加えて成形用粉末を得た。これを金型プレスにて
ヒータ形状にプレスし、1800℃で２時間、窒素雰囲気に
て焼成した。得られたセラミックヒータの端子部にニッ
ケルペーストを1200℃で１時間水素雰囲気下で焼付けて
本セラミックヒータを製造することができる。
即ち平均粒径１μｍの窒化チタン35重量％と、平均粒径
0.8μｍの窒化珪素57重量％と焼結助剤として４重量％
のスピネルと４重量％の酸化イットリウムとを湿式にて
混合し、乾燥機にバインダとしてポリビニルアルコール
を少量加えて成形用粉末を得た。これを金型プレスにて
ヒータ形状にプレスし、1800℃で２時間、窒素雰囲気に
て焼成した。得られたセラミックヒータの端子部にニッ
ケルペーストを1200℃で１時間水素雰囲気下で焼付けて
本セラミックヒータを製造することができる。
本セラミックヒータは、該発熱部の電極側側部に接続さ
れた、セラミックヒータの保持用突出部41を有する。従
って該セラミックヒータにおいては該突出部41を絶縁体
を挟んでケースに固定保持することにより電極部31a、3
1bはフリーな状態に保持することができエンジン振動の
該電極部31a、31bへの集中をなくすことができる。また
この形状ではヒータの発熱冷却時の脚部開閉の動きは該
突出部においてなくすることができ、該突出部41での膨
張、収縮は先端を通る軸方向に起きるため、これらによ
る応力集中はなくなる。故に該セラミックヒータは電極
部31a、31bでの割れ又はハガレが低減でき、そのために
通電不良を低減できた。
れた、セラミックヒータの保持用突出部41を有する。従
って該セラミックヒータにおいては該突出部41を絶縁体
を挟んでケースに固定保持することにより電極部31a、3
1bはフリーな状態に保持することができエンジン振動の
該電極部31a、31bへの集中をなくすことができる。また
この形状ではヒータの発熱冷却時の脚部開閉の動きは該
突出部においてなくすることができ、該突出部41での膨
張、収縮は先端を通る軸方向に起きるため、これらによ
る応力集中はなくなる。故に該セラミックヒータは電極
部31a、31bでの割れ又はハガレが低減でき、そのために
通電不良を低減できた。
また該セラミックヒータにおいて、該突出部41は、この
電流の流れ方向に垂直な方向の幅ｄは、発熱部の、電流
の流れ方向に垂直な方向の幅doの約3.5倍であり、発熱
部に近い側に、電流の流れ込み防止および発熱部からの
熱伝導の防止のための穴41dおよびセラミックヒータを
固定するための２つのネジ穴41e、41fを有する。従って
該セラミックヒータは、第２図中に矢印で示したように
電流は中央リング部11に流れ突出部41にほとんど電流が
流れ込まないようにすることができ突出部41での発熱を
抑えることができる。
電流の流れ方向に垂直な方向の幅ｄは、発熱部の、電流
の流れ方向に垂直な方向の幅doの約3.5倍であり、発熱
部に近い側に、電流の流れ込み防止および発熱部からの
熱伝導の防止のための穴41dおよびセラミックヒータを
固定するための２つのネジ穴41e、41fを有する。従って
該セラミックヒータは、第２図中に矢印で示したように
電流は中央リング部11に流れ突出部41にほとんど電流が
流れ込まないようにすることができ突出部41での発熱を
抑えることができる。
また本セラミックヒータは、発熱部にリング状部11を有
し屈曲部が２つに分割され、しかも電極部末端から屈曲
部までの距離Ｌが本セラミックヒータにおいては従来の
セラミックヒータと比べて短いので、屈曲部に係る応力
が従来と比べて小さくなり、ヒータ発熱時の応力の集中
を排除することができ破壊強度に対して極めて強い。従
って本セラミックヒータは従来のＶ字形状のセラミック
ヒータに比べて破壊強度は向上している。また本セラミ
ックヒータは、リング状部11および脚部21a、21bの各横
断面積はほぼ同一であるのでこのセラミックヒータは極
めて均熱性に優れる。また該突出部41は１本の曲線上に
配置されヒータの中心対称軸上でバランスよく保持でき
るため、その保持強度にも優れる。また本セラミックヒ
ータの全体形状は頂角60度の二等辺三角形を有するの
で、このヒータを６個、第７図に示すように円形に組合
せると、発熱領域を大きくすることができる。
し屈曲部が２つに分割され、しかも電極部末端から屈曲
部までの距離Ｌが本セラミックヒータにおいては従来の
セラミックヒータと比べて短いので、屈曲部に係る応力
が従来と比べて小さくなり、ヒータ発熱時の応力の集中
を排除することができ破壊強度に対して極めて強い。従
って本セラミックヒータは従来のＶ字形状のセラミック
ヒータに比べて破壊強度は向上している。また本セラミ
ックヒータは、リング状部11および脚部21a、21bの各横
断面積はほぼ同一であるのでこのセラミックヒータは極
めて均熱性に優れる。また該突出部41は１本の曲線上に
配置されヒータの中心対称軸上でバランスよく保持でき
るため、その保持強度にも優れる。また本セラミックヒ
ータの全体形状は頂角60度の二等辺三角形を有するの
で、このヒータを６個、第７図に示すように円形に組合
せると、発熱領域を大きくすることができる。
（実施例２） 本実施例に係わるセラミックヒータは第３図に示すよう
に、２つの電極部32a、32bと、該２つの電極部32a、32b
と接続するＶ字形状の発熱部22と、該発熱部22の電極側
側部に接続された、セラミックヒータの保持用突出部42
と、から成り、該２つの電極部32a、32b、該発熱部22お
よび該突出部42は一体的に形成された構成を有する。
に、２つの電極部32a、32bと、該２つの電極部32a、32b
と接続するＶ字形状の発熱部22と、該発熱部22の電極側
側部に接続された、セラミックヒータの保持用突出部42
と、から成り、該２つの電極部32a、32b、該発熱部22お
よび該突出部42は一体的に形成された構成を有する。
そして該２つの電極部32a、32bは１本の曲線m3の線上に
設けられている。
設けられている。
該突出部42は、逆Ｔ字形状を有し、この電流の流れ方向
に垂直な方向の幅は70mmであり、発熱部の、電流の流れ
方向に垂直な方向の幅の約７倍であり、セラミックヒー
タを固定するための２つのネジ穴42e、42fを有する。な
お絶縁処理はケース側にセラミックの絶縁体を溶射する
ことにより行ない、ネジを介してセラミックヒータを固
定した。
に垂直な方向の幅は70mmであり、発熱部の、電流の流れ
方向に垂直な方向の幅の約７倍であり、セラミックヒー
タを固定するための２つのネジ穴42e、42fを有する。な
お絶縁処理はケース側にセラミックの絶縁体を溶射する
ことにより行ない、ネジを介してセラミックヒータを固
定した。
なお該セラミックヒータの組成および製造方法は実施例
１と同様である。
１と同様である。
該セラミックヒータにおいても、上記実施例１に係わる
セラミックヒータと同様に、電極部32a、32bでの割れ又
はハガレが低減でき、そのために通電不良を低減でき
た。
セラミックヒータと同様に、電極部32a、32bでの割れ又
はハガレが低減でき、そのために通電不良を低減でき
た。
（実施例３） 本実施例に係わるセラミックヒータは第５図に示すよう
に、平板状のものであり、２つの電極部34a、34bと、該
２つの電極部34a、34bと接続する平板状の発熱部24と、
該発熱部24の側部に接続された、セラミックヒータの保
持用突出部44と、から成り、該２つの電極部34a、34b、
該発熱部24および該突出部44は一体的に形成された構成
を有する。
に、平板状のものであり、２つの電極部34a、34bと、該
２つの電極部34a、34bと接続する平板状の発熱部24と、
該発熱部24の側部に接続された、セラミックヒータの保
持用突出部44と、から成り、該２つの電極部34a、34b、
該発熱部24および該突出部44は一体的に形成された構成
を有する。
該発熱部24には、電流の流れ方向に沿って４つの長穴状
の穴が設けられている。
の穴が設けられている。
該突出部44は、ほぼ正方形状を有し、この電流の流れ方
向に垂直な方向の幅（ｄ）は20mmであり、発熱部の、電
流の流れ方向に垂直な方向の幅の約４倍であり、セラミ
ックヒータを固定するための２つのネジ穴44e、44fを有
する。なお絶縁処理はケース側にセラミックの絶縁体を
溶射することにより行ない、ネジを介してセラミックヒ
ータを固定した。
向に垂直な方向の幅（ｄ）は20mmであり、発熱部の、電
流の流れ方向に垂直な方向の幅の約４倍であり、セラミ
ックヒータを固定するための２つのネジ穴44e、44fを有
する。なお絶縁処理はケース側にセラミックの絶縁体を
溶射することにより行ない、ネジを介してセラミックヒ
ータを固定した。
なお該セラミックヒータの組成および製造方法は実施例
１と同様である。
１と同様である。
該セラミックヒータにおいても、上記実施例１に係わる
セラミックヒータと同様に、電極部34a、34bでの割れ又
はハガレが低減でき、そのために通電不良を低減でき
た。
セラミックヒータと同様に、電極部34a、34bでの割れ又
はハガレが低減でき、そのために通電不良を低減でき
た。
第１図は中央がリング状部である発熱部を有する本発明
のセラミックヒータの平面図である。第２図は中央がリ
ング状部である発熱部を有する実施例１に係るセラミッ
クヒータの平面図である。第３図はＶ字形状の発熱部を
有する実施例２に係わるセラミックヒータの平面図であ
る。第４図は四角形状のリング状部を有する本発明に係
わるセラミックヒータの平面図である。第５図は長方形
状の発熱部を有する実施例３に係わるセラミックヒータ
の平面図である。第６図は本発明のセラミックヒータの
表面にメタライズ層さらにその表面に金属電極を配置せ
しめた構造を有するセラミックヒータの一部断面図であ
る。第７図は実施例１に係わるセラミックヒータの６個
を組合せて成る加熱装置の平面図である。 第８図は長方形状の発熱部を有する従来のセラミックヒ
ータの平面図である。第９図はＶ字形状の発熱部を有す
る従来のセラミックヒータの平面図である。 第10図は未公知先行技術に係わるリング状発熱部を有す
るセラミックヒータの平面図である。 １……リング状部、２……脚部 ３……電極部、４……保持用突出部 4d……電流の流れ込み防止等のための穴 4e、4f……セラミックヒータ固定用のネジ穴 ５……スリット、６……メタライズ層 ７……ロー材層、８……金属電極 Ｌ……電極部末端から屈曲部までの距離 1a、1b、11a、11b、2a′……屈曲部 Ａ……リングの中心 B1とB2、C1とC2……リング状部をほぼ二等分する２つの
接続点 D2〜E2、D1〜E1……リング状部をほぼ二等分する２つの
接続点の範囲 ｍ……２つの電極部が設けられる線 ａ……リングの長半径 ｄ……突出部の電流の流れ方向に垂直な方向の幅 do……発熱部の電流の流れ方向に垂直な方向の幅
のセラミックヒータの平面図である。第２図は中央がリ
ング状部である発熱部を有する実施例１に係るセラミッ
クヒータの平面図である。第３図はＶ字形状の発熱部を
有する実施例２に係わるセラミックヒータの平面図であ
る。第４図は四角形状のリング状部を有する本発明に係
わるセラミックヒータの平面図である。第５図は長方形
状の発熱部を有する実施例３に係わるセラミックヒータ
の平面図である。第６図は本発明のセラミックヒータの
表面にメタライズ層さらにその表面に金属電極を配置せ
しめた構造を有するセラミックヒータの一部断面図であ
る。第７図は実施例１に係わるセラミックヒータの６個
を組合せて成る加熱装置の平面図である。 第８図は長方形状の発熱部を有する従来のセラミックヒ
ータの平面図である。第９図はＶ字形状の発熱部を有す
る従来のセラミックヒータの平面図である。 第10図は未公知先行技術に係わるリング状発熱部を有す
るセラミックヒータの平面図である。 １……リング状部、２……脚部 ３……電極部、４……保持用突出部 4d……電流の流れ込み防止等のための穴 4e、4f……セラミックヒータ固定用のネジ穴 ５……スリット、６……メタライズ層 ７……ロー材層、８……金属電極 Ｌ……電極部末端から屈曲部までの距離 1a、1b、11a、11b、2a′……屈曲部 Ａ……リングの中心 B1とB2、C1とC2……リング状部をほぼ二等分する２つの
接続点 D2〜E2、D1〜E1……リング状部をほぼ二等分する２つの
接続点の範囲 ｍ……２つの電極部が設けられる線 ａ……リングの長半径 ｄ……突出部の電流の流れ方向に垂直な方向の幅 do……発熱部の電流の流れ方向に垂直な方向の幅
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 及部 一夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 川原 伸章 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 丹羽 準 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 影山 照高 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 今村 善彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 小端 喜代志 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 高間 健一郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 竹島 伸一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】２つの電極部と、該２つの電極部と接続す
る発熱部と、該発熱部の側部に接続された、セラミック
ヒータの保持用突出部と、から成り、 該２つの電極部、該発熱部および該保持用突出部は一体
的に形成されたことを特徴とするセラミックヒータ。 - 【請求項２】突出部の、電流の流れ方向に垂直な方向の
幅は、発熱部の、電流の流れ方向に垂直な方向の幅の２
倍以上である特許請求の範囲第１項記載のセラミックヒ
ータ。 - 【請求項３】突出部は、発熱部に近い側に、電流の流れ
込み防止および発熱部から熱伝導の防止のための穴を有
する特許請求の範囲第１項記載のセラミックヒータ。 - 【請求項４】突出部は、セラミックヒータを固定するた
めのネジ穴を有する特許請求の範囲第１項記載のセラミ
ックヒータ。 - 【請求項５】１本の直線または曲線の線上に２つの電極
部が設けられ、発熱部が該線の一方の側に位置してお
り、 上記発熱部はリング状部と、該リング状部をほぼ２等分
する２つの接続部分で各々一体的に接続する２つの脚
と、で構成され、各該脚部の先端に各１つの該電極部が
設けられており、 上記リング状部と上記２つの電極部とで三角形を形成す
る構成をもつ特許請求の範囲第１項記載のセラミックヒ
ータ。 - 【請求項６】リング状部の形状はトラック状長円形状で
あり、２つの接続部分は短径の線上に位置する特許請求
の範囲第５項記載のセラミックヒータ。 - 【請求項７】全体形状が電極部を結ぶ線を底辺とする二
等辺三角形状である特許請求の範囲第５項記載のセラミ
ックヒータ。 - 【請求項８】脚部は先端方向に末広がり状であり、該脚
部の伸びる方向と平行方向に走るスリットをもつ特許請
求の範囲第５項記載のセラミックヒータ。 - 【請求項９】セラミックヒータを構成する導電性セラミ
ックは、窒化チタンと窒化珪素とから構成される特許請
求の範囲第１項記載のセラミックヒータ。 - 【請求項１０】電極部は脚部の先端表面に一体的に形成
されたメタライズ層で構成されている特許請求の範囲第
１項記載のセラミックヒータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21280285A JPH0713907B2 (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | セラミツクヒ−タ |
| US06/907,818 US4723069A (en) | 1985-09-26 | 1986-09-16 | Ceramic heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21280285A JPH0713907B2 (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | セラミツクヒ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6273587A JPS6273587A (ja) | 1987-04-04 |
| JPH0713907B2 true JPH0713907B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=16628617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21280285A Expired - Lifetime JPH0713907B2 (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | セラミツクヒ−タ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4723069A (ja) |
| JP (1) | JPH0713907B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5101095A (en) * | 1989-03-30 | 1992-03-31 | Donaldson Company, Inc. | Diesel engine gas filter with electrical heater |
| US5053603A (en) * | 1989-03-30 | 1991-10-01 | Donaldson Company, Inc. | Electrical resistance heater |
| DE3914899A1 (de) * | 1989-05-05 | 1991-01-31 | Productech Gmbh | Verfahren und anordnung zum herstellen von teilen aus einem rohling zum abgeben thermischer energie |
| JP2898364B2 (ja) * | 1990-07-06 | 1999-05-31 | 日本碍子株式会社 | 電極一体型ハニカムヒーター及びその製造方法 |
| US5266278A (en) * | 1990-07-06 | 1993-11-30 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb heater having integrally formed electrodes and/or integrally sintered electrodes and method of manufacturing such honeycomb heater |
| US5250094A (en) | 1992-03-16 | 1993-10-05 | Donaldson Company, Inc. | Ceramic filter construction and method |
| US20030085214A1 (en) * | 2001-11-07 | 2003-05-08 | University Of Colorado At Boulder | Micro-glow plug and method of making same field of the invention |
| KR100474333B1 (ko) * | 2002-04-09 | 2005-03-08 | 엘지전자 주식회사 | 전열기의 발열체 단자 구조 |
| DE102005035600A1 (de) * | 2005-07-29 | 2007-02-01 | Robert Bosch Gmbh | Glühkomponente für Verbrennungskraftmaschinen mit keramischem Filterelement |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3681737A (en) * | 1969-05-16 | 1972-08-01 | Bengt Magnusson | Electric resistance heater |
| US3875477A (en) * | 1974-04-23 | 1975-04-01 | Norton Co | Silicon carbide resistance igniter |
| JPS58209084A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-05 | 株式会社日立製作所 | 直熱形ヒ−タ材 |
| JPS60127685A (ja) * | 1983-12-12 | 1985-07-08 | 大同特殊鋼株式会社 | 真空容器加熱用電極 |
-
1985
- 1985-09-26 JP JP21280285A patent/JPH0713907B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-09-16 US US06/907,818 patent/US4723069A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6273587A (ja) | 1987-04-04 |
| US4723069A (en) | 1988-02-02 |
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