JPH10300085A - セラミックヒータおよびセラミックグロープラグ - Google Patents
セラミックヒータおよびセラミックグロープラグInfo
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- JPH10300085A JPH10300085A JP9104394A JP10439497A JPH10300085A JP H10300085 A JPH10300085 A JP H10300085A JP 9104394 A JP9104394 A JP 9104394A JP 10439497 A JP10439497 A JP 10439497A JP H10300085 A JPH10300085 A JP H10300085A
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
- H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
- F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
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- F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
- F23Q2007/004—Manufacturing or assembling methods
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- 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
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- H05B2203/027—Heaters specially adapted for glow plug igniters
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温強度および耐酸化性に優れたセラミック
ヒータの提供。 【解決手段】 窒化珪素を主成分とするセラミック３１
中に、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖお
よびＣｒより選ばれる１種類以上の珪化物、炭化物また
は窒化物を主体とする発熱体３２を埋設してなるセラミ
ックヒータ３において、窒化珪素質セラミックとして焼
結させるための焼結助剤として、酸化物換算で１重量
％〜２０重量％の、１種類以上の希土類元素と、Ｖ2
Ｏ5 換算で０．５重量％〜８重量％のＶと、酸化物換
算で０．５重量％〜８重量％を占める、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、ＭｏおよびＷより選ばれる１種類以上の周期律表Ｖ
ａ族およびＶＩａ族元素とを用い、前記Ｖを含む前記Ｖ
ａ族およびＶＩａ族元素の合計が酸化物換算で１重量％
〜１０重量％を占める。
ヒータの提供。 【解決手段】 窒化珪素を主成分とするセラミック３１
中に、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖお
よびＣｒより選ばれる１種類以上の珪化物、炭化物また
は窒化物を主体とする発熱体３２を埋設してなるセラミ
ックヒータ３において、窒化珪素質セラミックとして焼
結させるための焼結助剤として、酸化物換算で１重量
％〜２０重量％の、１種類以上の希土類元素と、Ｖ2
Ｏ5 換算で０．５重量％〜８重量％のＶと、酸化物換
算で０．５重量％〜８重量％を占める、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、ＭｏおよびＷより選ばれる１種類以上の周期律表Ｖ
ａ族およびＶＩａ族元素とを用い、前記Ｖを含む前記Ｖ
ａ族およびＶＩａ族元素の合計が酸化物換算で１重量％
〜１０重量％を占める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンに配設するセラミックグロープラグに好適なセラミッ
クヒータに関する。
ンに配設するセラミックグロープラグに好適なセラミッ
クヒータに関する。
【０００２】
【従来の技術】窒化珪素を主成分とするセラミック中に
発熱体を埋設してなる窒化珪素質のセラミックヒータで
は、従来より、焼結助剤としてＡｌ2 Ｏ3 - Ｙ2 Ｏ3 や
希土類酸化物を用いていた（特開平３- ３１５０７４号
公報、特開平３- ３４４３４１号公報、特開平４- ３１
８２４号公報等）。
発熱体を埋設してなる窒化珪素質のセラミックヒータで
は、従来より、焼結助剤としてＡｌ2 Ｏ3 - Ｙ2 Ｏ3 や
希土類酸化物を用いていた（特開平３- ３１５０７４号
公報、特開平３- ３４４３４１号公報、特開平４- ３１
８２４号公報等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のセラミックヒー
タを試作して試験した結果、以下の不具合があることを
発明者らは見出した。Ａｌ2 Ｏ3 - Ｙ2 Ｏ3 焼結助剤を
使用した窒化珪素質セラミックは、高温強度や耐酸化性
が劣る。
タを試作して試験した結果、以下の不具合があることを
発明者らは見出した。Ａｌ2 Ｏ3 - Ｙ2 Ｏ3 焼結助剤を
使用した窒化珪素質セラミックは、高温強度や耐酸化性
が劣る。
【０００４】希土類酸化物の焼結助剤を使用した窒化珪
素質セラミックは、高温強度および耐酸化性共、Ａｌ2
Ｏ3 - Ｙ2 Ｏ3 焼結助剤を使用したものよりは優れてい
るが、エンジンの始動性向上のために１４００℃の高温
まで昇温させた場合の耐酸化性は不十分である。
素質セラミックは、高温強度および耐酸化性共、Ａｌ2
Ｏ3 - Ｙ2 Ｏ3 焼結助剤を使用したものよりは優れてい
るが、エンジンの始動性向上のために１４００℃の高温
まで昇温させた場合の耐酸化性は不十分である。
【０００５】本発明の第１の目的は、高温強度および耐
酸化性に優れたセラミックヒータの提供にある。本発明
の第２の目的は、高温強度および耐酸化性に優れたセラ
ミックグロープラグの提供にある。
酸化性に優れたセラミックヒータの提供にある。本発明
の第２の目的は、高温強度および耐酸化性に優れたセラ
ミックグロープラグの提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、以下の構成を採用した。 （１）窒化珪素を主成分とするセラミック中に、Ｗ、Ｔ
ａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、ＶおよびＣｒより
選ばれる１種類以上の珪化物、炭化物または窒化物を主
体とする発熱体を埋設したセラミックヒータにおいて、
窒化珪素質セラミックとして焼結させるための焼結助剤
として、酸化物換算で１重量％〜２０重量％の、１種類
以上の希土類元素と、Ｖ2 Ｏ5 換算で０．５重量％〜８
重量％のＶと、酸化物換算で０．５重量％〜８重量％を
占める、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷより選ばれる
１種類以上の周期律表Ｖａ族およびＶＩａ族元素とを用
い、前記Ｖを含む前記Ｖａ族およびＶＩａ族元素の合計
が酸化物換算で１重量％〜１０重量％を占める。
め、本発明は、以下の構成を採用した。 （１）窒化珪素を主成分とするセラミック中に、Ｗ、Ｔ
ａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、ＶおよびＣｒより
選ばれる１種類以上の珪化物、炭化物または窒化物を主
体とする発熱体を埋設したセラミックヒータにおいて、
窒化珪素質セラミックとして焼結させるための焼結助剤
として、酸化物換算で１重量％〜２０重量％の、１種類
以上の希土類元素と、Ｖ2 Ｏ5 換算で０．５重量％〜８
重量％のＶと、酸化物換算で０．５重量％〜８重量％を
占める、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷより選ばれる
１種類以上の周期律表Ｖａ族およびＶＩａ族元素とを用
い、前記Ｖを含む前記Ｖａ族およびＶＩａ族元素の合計
が酸化物換算で１重量％〜１０重量％を占める。
【０００７】（２）窒化珪素を主成分とするセラミック
中に、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖお
よびＣｒより選ばれる１種類以上の珪化物、炭化物また
は窒化物を主体とする発熱体を埋設したセラミックヒー
タにおいて、窒化珪素質セラミックとして焼結させるた
めの焼結助剤として、酸化物換算で１重量％〜１５重量
％の、１種類以上の希土類元素と、Ｖ2 Ｏ5 換算で１重
量％〜５重量％のＶと、酸化物換算で１重量％〜５重量
％を占める、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷより選ば
れる１種類以上の周期律表Ｖａ族およびＶＩａ族元素と
を用い、前記Ｖを含む前記Ｖａ族およびＶＩａ族元素の
合計が酸化物換算で２重量％〜６重量％を占める。
中に、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖお
よびＣｒより選ばれる１種類以上の珪化物、炭化物また
は窒化物を主体とする発熱体を埋設したセラミックヒー
タにおいて、窒化珪素質セラミックとして焼結させるた
めの焼結助剤として、酸化物換算で１重量％〜１５重量
％の、１種類以上の希土類元素と、Ｖ2 Ｏ5 換算で１重
量％〜５重量％のＶと、酸化物換算で１重量％〜５重量
％を占める、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷより選ば
れる１種類以上の周期律表Ｖａ族およびＶＩａ族元素と
を用い、前記Ｖを含む前記Ｖａ族およびＶＩａ族元素の
合計が酸化物換算で２重量％〜６重量％を占める。
【０００８】（３）セラミックグロープラグは、上記
(1) または(2) のセラミックヒータを使用している。
(1) または(2) のセラミックヒータを使用している。
【０００９】
〔請求項１について〕焼結助剤として、酸化物換算で
１重量％〜２０重量％の、１種類以上の希土類元素と、
Ｖ2 Ｏ5 換算で０．５重量％〜８重量％のＶと、酸
化物換算で０．５重量％〜８重量％を占める、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷより選ばれる１種類以上の周期
律表Ｖａ族およびＶＩａ族元素とを用い、Ｖを含む前記
Ｖａ族およびＶＩａ族元素の合計を酸化物換算で１重量
％〜１０重量％を占めるように規定している。これによ
り、詳しいメカニズムは不明なるものの、高い機械的強
度（常温〜高温）を有し、耐酸化性に優れた焼結体（セ
ラミックヒータ）が得られる。
１重量％〜２０重量％の、１種類以上の希土類元素と、
Ｖ2 Ｏ5 換算で０．５重量％〜８重量％のＶと、酸
化物換算で０．５重量％〜８重量％を占める、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷより選ばれる１種類以上の周期
律表Ｖａ族およびＶＩａ族元素とを用い、Ｖを含む前記
Ｖａ族およびＶＩａ族元素の合計を酸化物換算で１重量
％〜１０重量％を占めるように規定している。これによ
り、詳しいメカニズムは不明なるものの、高い機械的強
度（常温〜高温）を有し、耐酸化性に優れた焼結体（セ
ラミックヒータ）が得られる。
【００１０】希土類元素が酸化物換算で１重量％未満で
あると焼結助剤の役目を果たさず、２０重量％を越える
と焼結体の機械的強度が低下する。また、希土類元素が
多いほど７００℃〜１０００℃における低温酸化に対し
て有害なメリライト形化合物（Ｒ2 Ｓｉ3 Ｏ3 Ｎ4
Ｒ；希土類元素）が多く生成し、耐酸化性が低下するの
で、希土類元素は酸化物換算で２０重量％未満にする必
要がある。
あると焼結助剤の役目を果たさず、２０重量％を越える
と焼結体の機械的強度が低下する。また、希土類元素が
多いほど７００℃〜１０００℃における低温酸化に対し
て有害なメリライト形化合物（Ｒ2 Ｓｉ3 Ｏ3 Ｎ4
Ｒ；希土類元素）が多く生成し、耐酸化性が低下するの
で、希土類元素は酸化物換算で２０重量％未満にする必
要がある。
【００１１】Ｖを含む周期律表Ｖａ族およびＶＩａ族元
素の合計を酸化物換算で１重量％〜１０重量％と規定し
ているのは以下の理由による。１重量％未満では焼結助
剤の役目を果たさない。また、１０重量％を越えると、
粒界相が過剰となり、また、分散相（硫化物等）が均一
分散せず、凝集して高温強度が低下する。
素の合計を酸化物換算で１重量％〜１０重量％と規定し
ているのは以下の理由による。１重量％未満では焼結助
剤の役目を果たさない。また、１０重量％を越えると、
粒界相が過剰となり、また、分散相（硫化物等）が均一
分散せず、凝集して高温強度が低下する。
【００１２】ＶおよびＮｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷ
より選ばれる１種類以上の周期律表Ｖａ族およびＶＩａ
族元素を、それぞれ酸化物換算で０．５重量％〜８重量
％と規定したのは、０．５重量％未満の場合あるいは８
重量％を越えると、焼結助剤を複合添加することによる
相乗効果が得られなくなるためである。
より選ばれる１種類以上の周期律表Ｖａ族およびＶＩａ
族元素を、それぞれ酸化物換算で０．５重量％〜８重量
％と規定したのは、０．５重量％未満の場合あるいは８
重量％を越えると、焼結助剤を複合添加することによる
相乗効果が得られなくなるためである。
【００１３】〔請求項２について〕焼結助剤として、
酸化物換算で１重量％〜１５重量％の、１種類以上の希
土類元素と、Ｖ2 Ｏ5 換算で１重量％〜５重量％のＶ
と、酸化物換算で１重量％〜５重量を占める、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷより選ばれる１種類以上の周
期律表Ｖａ族およびＶＩａ族元素とを用い、Ｖを含む前
記Ｖａ族およびＶＩａ族元素の合計を酸化物換算で２重
量％〜６重量％を占めるように規定している。これによ
り、詳しいメカニズムは不明なるものの、高い機械的強
度（常温〜高温）を有し、耐酸化性に優れた焼結体（セ
ラミックヒータ）が得られる。
酸化物換算で１重量％〜１５重量％の、１種類以上の希
土類元素と、Ｖ2 Ｏ5 換算で１重量％〜５重量％のＶ
と、酸化物換算で１重量％〜５重量を占める、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷより選ばれる１種類以上の周
期律表Ｖａ族およびＶＩａ族元素とを用い、Ｖを含む前
記Ｖａ族およびＶＩａ族元素の合計を酸化物換算で２重
量％〜６重量％を占めるように規定している。これによ
り、詳しいメカニズムは不明なるものの、高い機械的強
度（常温〜高温）を有し、耐酸化性に優れた焼結体（セ
ラミックヒータ）が得られる。
【００１４】希土類元素が酸化物換算で１重量％未満で
あると焼結助剤の役目を果たさず、１５重量％を越える
と焼結体の機械的強度が低下する。また、希土類元素が
多いほど７００℃〜１０００℃における低温酸化に対し
て有害なメリライト形化合物（Ｒ2 Ｓｉ3 Ｏ3 Ｎ4
Ｒ；希土類元素）が多く生成し、耐酸化性が低下するの
で、希土類元素は酸化物換算で１５重量％未満にする必
要がある。
あると焼結助剤の役目を果たさず、１５重量％を越える
と焼結体の機械的強度が低下する。また、希土類元素が
多いほど７００℃〜１０００℃における低温酸化に対し
て有害なメリライト形化合物（Ｒ2 Ｓｉ3 Ｏ3 Ｎ4
Ｒ；希土類元素）が多く生成し、耐酸化性が低下するの
で、希土類元素は酸化物換算で１５重量％未満にする必
要がある。
【００１５】Ｖを含む周期律表Ｖａ族およびＶＩａ族元
素の合計を酸化物換算で２重量％〜６重量％と規定して
いるのは以下の理由による。２重量％未満では焼結助剤
としての役目が低下する。また、６重量％を越えると、
粒界相が過剰気味となり、また、分散相（硫化物等）が
均一分散し難くなり、凝集して高温強度が低下する。
素の合計を酸化物換算で２重量％〜６重量％と規定して
いるのは以下の理由による。２重量％未満では焼結助剤
としての役目が低下する。また、６重量％を越えると、
粒界相が過剰気味となり、また、分散相（硫化物等）が
均一分散し難くなり、凝集して高温強度が低下する。
【００１６】ＶおよびＮｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷ
より選ばれる１種類以上の周期律表Ｖａ族およびＶＩａ
族元素を、酸化物換算で１重量％〜５重量％と規定した
のは、１重量％未満の場合あるいは５重量％を越える
と、焼結助剤を複合添加することによる相乗効果が得ら
れ難くなくなるためである。
より選ばれる１種類以上の周期律表Ｖａ族およびＶＩａ
族元素を、酸化物換算で１重量％〜５重量％と規定した
のは、１重量％未満の場合あるいは５重量％を越える
と、焼結助剤を複合添加することによる相乗効果が得ら
れ難くなくなるためである。
【００１７】〔請求項３について〕セラミックグロープ
ラグは、高い機械的強度（常温〜高温）を有し、耐酸化
性に優れた焼結体（セラミックヒータ）を使用している
ので、エンジンに装着した場合に、高温強度や耐酸化性
に優れる。
ラグは、高い機械的強度（常温〜高温）を有し、耐酸化
性に優れた焼結体（セラミックヒータ）を使用している
ので、エンジンに装着した場合に、高温強度や耐酸化性
に優れる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施例（請求項１、２、
３に対応）を図に基づいて説明する。図１に示すグロー
プラグＡは、金属外筒１と、該金属外筒１の後部１１を
保持する筒状主体金具２と、金属外筒１内に嵌挿される
セラミックヒータ３と、主体金具２に絶縁状態に配設さ
れる端子電極４とを備える。
３に対応）を図に基づいて説明する。図１に示すグロー
プラグＡは、金属外筒１と、該金属外筒１の後部１１を
保持する筒状主体金具２と、金属外筒１内に嵌挿される
セラミックヒータ３と、主体金具２に絶縁状態に配設さ
れる端子電極４とを備える。
【００１９】金属外筒１（肉厚０．６ｍｍ）は、耐熱金
属で形成され、後部１１が主体金具２の先端内周２０に
銀ろう付けされている。主体金具２（炭素鋼製）は、レ
ンチ嵌合用の六角部２２を後端に形成し、ディーゼルエ
ンジンの燃焼室に螺着するためのねじ２３を先端外周に
形成している。
属で形成され、後部１１が主体金具２の先端内周２０に
銀ろう付けされている。主体金具２（炭素鋼製）は、レ
ンチ嵌合用の六角部２２を後端に形成し、ディーゼルエ
ンジンの燃焼室に螺着するためのねじ２３を先端外周に
形成している。
【００２０】セラミックヒータ３は、後述する方法で製
造され、Ｓｉ3 Ｎ4 質のセラミック３１中に取出しリー
ド線３３、３４およびＵ字状の発熱抵抗体３２を埋設し
ている｛取出しリード線３３、３４間の抵抗値（設計
値）は７５０ｍΩ｝。発熱抵抗体３２は、セラミック３
１中に埋設（埋設深さは０．３ｍｍ以上）され、通電発
熱時には８００℃〜１３００℃に昇温する。
造され、Ｓｉ3 Ｎ4 質のセラミック３１中に取出しリー
ド線３３、３４およびＵ字状の発熱抵抗体３２を埋設し
ている｛取出しリード線３３、３４間の抵抗値（設計
値）は７５０ｍΩ｝。発熱抵抗体３２は、セラミック３
１中に埋設（埋設深さは０．３ｍｍ以上）され、通電発
熱時には８００℃〜１３００℃に昇温する。
【００２１】取出しリード線３３、３４は、直径０．３
ｍｍのＷ（タングステン製）線であり、一端３３１、３
４１を発熱抵抗体３２の端部３２１、３２２に連結し、
他端３３２、３４２をセラミック３１の中間および後部
でセラミック表面に露出させている。
ｍｍのＷ（タングステン製）線であり、一端３３１、３
４１を発熱抵抗体３２の端部３２１、３２２に連結し、
他端３３２、３４２をセラミック３１の中間および後部
でセラミック表面に露出させている。
【００２２】取出しリード線３３の他端３３２は、金属
筒５１から金属外筒１を介して主体金具２に電気接続さ
れている。また、取出しリード線３４の他端３４２は、
金属金具５２を介して端子電極４に電気接続されてい
る。
筒５１から金属外筒１を介して主体金具２に電気接続さ
れている。また、取出しリード線３４の他端３４２は、
金属金具５２を介して端子電極４に電気接続されてい
る。
【００２３】ねじ４１が形成される端子電極４は、イン
シュレータ６１およびナット６２により主体金具２に絶
縁して固定される。また、６３は給電金具（図示せず）
を端子電極４に固定するためのナットである。
シュレータ６１およびナット６２により主体金具２に絶
縁して固定される。また、６３は給電金具（図示せず）
を端子電極４に固定するためのナットである。
【００２４】つぎに、セラミックヒータ３（比較品のセ
ラミックヒータも同様）の製造方法を説明する。 (1) 平均粒径０．５μｍのＷＣ（炭化タングステン）
に、平均粒径０．７μｍの窒化珪素を４０重量％、Ｙｂ
2 Ｏ3 を５重量％添加し、５０時間湿式混合し、泥漿を
製造する。尚、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、ＶおよびＣｒより選ばれる１種類以上の珪化物、炭
化物または窒化物であればＷＣ（炭化タングステン）以
外でも良い｛例えばＭｏＳｉ（二硫化モリブデン）｝。
ラミックヒータも同様）の製造方法を説明する。 (1) 平均粒径０．５μｍのＷＣ（炭化タングステン）
に、平均粒径０．７μｍの窒化珪素を４０重量％、Ｙｂ
2 Ｏ3 を５重量％添加し、５０時間湿式混合し、泥漿を
製造する。尚、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、ＶおよびＣｒより選ばれる１種類以上の珪化物、炭
化物または窒化物であればＷＣ（炭化タングステン）以
外でも良い｛例えばＭｏＳｉ（二硫化モリブデン）｝。
【００２５】(2) 泥漿を１５０℃で１２時間乾燥させ、
粉末にする。 (3) この粉末に、数種のバインダーを３０体積％〜７０
体積％添加し、混練ニーダー中で３時間混練する。尚、
数種のバインダーには、例えば、ポリエチレンあるいは
ワックスと酢酸ビニルとポリエチレンとを混合したもの
（合成樹脂系のバインダー）を使用する。
粉末にする。 (3) この粉末に、数種のバインダーを３０体積％〜７０
体積％添加し、混練ニーダー中で３時間混練する。尚、
数種のバインダーには、例えば、ポリエチレンあるいは
ワックスと酢酸ビニルとポリエチレンとを混合したもの
（合成樹脂系のバインダー）を使用する。
【００２６】(4) この混練物をペレタイザーにて約３ｍ
ｍ粒に造粒する。 (5) 取出しリード線３３、３４をセットした射出成形機
に造粒物を入れ、図３に示す、立体Ｕ字状の未焼成発熱
抵抗体が完成する。
ｍ粒に造粒する。 (5) 取出しリード線３３、３４をセットした射出成形機
に造粒物を入れ、図３に示す、立体Ｕ字状の未焼成発熱
抵抗体が完成する。
【００２７】
【表１】
【００２８】(6) 平均粒径０．７μｍの窒化珪素と、平
均粒径１μｍ〜２μｍの希土類酸化物とおよび平均粒径
０．５μｍ〜３μｍの周期律表Ｖａ族、ＶＩａ族の酸化
物粉末（Ｖ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｃｒ2 Ｏ
3 、ＭｏＯ3 、ＷＯ3 ）を、表１に示す割合で配合し、
ボールミル中で湿式混合し、バインダーを加えた後、ス
プレードライにより混合粉末を得る。
均粒径１μｍ〜２μｍの希土類酸化物とおよび平均粒径
０．５μｍ〜３μｍの周期律表Ｖａ族、ＶＩａ族の酸化
物粉末（Ｖ2 Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｃｒ2 Ｏ
3 、ＭｏＯ3 、ＷＯ3 ）を、表１に示す割合で配合し、
ボールミル中で湿式混合し、バインダーを加えた後、ス
プレードライにより混合粉末を得る。
【００２９】(7) 先に製造した未焼成の発熱抵抗体（図
３に示す）を上記混合粉末中に埋設し、プレス成形後に
ホットプレス焼成法で、Ｎ2 ガス雰囲気、１７５０℃×
６０分、３００ｋｇｆ／ｃｍ2 にて焼成し、焼結体を得
る。
３に示す）を上記混合粉末中に埋設し、プレス成形後に
ホットプレス焼成法で、Ｎ2 ガス雰囲気、１７５０℃×
６０分、３００ｋｇｆ／ｃｍ2 にて焼成し、焼結体を得
る。
【００３０】(8) この焼結体をφ３．５の略円筒状に研
摩（研摩により他端３３２、３４２が露出）し、金属筒
５１、金属金具５２をろう付けし、図２に示すセラミッ
クヒータ３が完成する。
摩（研摩により他端３３２、３４２が露出）し、金属筒
５１、金属金具５２をろう付けし、図２に示すセラミッ
クヒータ３が完成する。
【００３１】尚、以下の工程を行うとグロープラグＡが
完成する。取出しリード線３３、３４の他端３３２、３
４２（露出面）に、金属筒５１、金属金具５２をろう付
けして金属外筒１に嵌め込み、金属外筒１の後部１１を
主体金具２の先端内周２０に銀ろう付けする。更に、イ
ンシュレータ６１およびナット６２によって端子電極４
を主体金具２に固定する。
完成する。取出しリード線３３、３４の他端３３２、３
４２（露出面）に、金属筒５１、金属金具５２をろう付
けして金属外筒１に嵌め込み、金属外筒１の後部１１を
主体金具２の先端内周２０に銀ろう付けする。更に、イ
ンシュレータ６１およびナット６２によって端子電極４
を主体金具２に固定する。
【００３２】セラミックヒータ３｛(1) 〜(7) ｝および
比較品のセラミックヒータ｛(8) 〜(13)｝に対して以下
の試験を実施した。尚、結果を表１に示す。セラミック
ヒータ３および比較品の機械的強度（常温／高温）を調
べるため、常温および高温（１４００℃）での三点曲げ
強度（ＭＰａ）を測定した。セラミックヒータ３および
比較品の耐酸化性を評価するため、９００℃および１４
００℃の炉内に１００時間放置し、酸化増量（ｍｇ／ｃ
ｍ2 ）を測定した。
比較品のセラミックヒータ｛(8) 〜(13)｝に対して以下
の試験を実施した。尚、結果を表１に示す。セラミック
ヒータ３および比較品の機械的強度（常温／高温）を調
べるため、常温および高温（１４００℃）での三点曲げ
強度（ＭＰａ）を測定した。セラミックヒータ３および
比較品の耐酸化性を評価するため、９００℃および１４
００℃の炉内に１００時間放置し、酸化増量（ｍｇ／ｃ
ｍ2 ）を測定した。
【００３３】表１から明らかなように、セラミックヒー
タ３｛(1) 〜(7) ｝は、機械的強度（常温、高温）およ
び耐酸化性について、比較品のセラミックヒータ｛(8)
〜(13)｝と比較して優れていることが確認された。尚、
セラミックヒータ３｛(1) 〜(7) ｝を使用したグロープ
ラグＡは、エンジンに装着し、４００℃〜９００℃のサ
イクル運転における機械的強度や耐酸化性も、比較品の
セラミックヒータ｛(8) 〜(13)｝を使用したグロープラ
グと比較して優れている。
タ３｛(1) 〜(7) ｝は、機械的強度（常温、高温）およ
び耐酸化性について、比較品のセラミックヒータ｛(8)
〜(13)｝と比較して優れていることが確認された。尚、
セラミックヒータ３｛(1) 〜(7) ｝を使用したグロープ
ラグＡは、エンジンに装着し、４００℃〜９００℃のサ
イクル運転における機械的強度や耐酸化性も、比較品の
セラミックヒータ｛(8) 〜(13)｝を使用したグロープラ
グと比較して優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るセラミックヒータを使用したグロ
ープラグの断面図である。
ープラグの断面図である。
【図２】本発明に係るセラミックヒータの断面図であ
る。
る。
【図３】未焼成の発熱抵抗体の斜視図である。
【符号の説明】 Ａ グロープラグ（セラミックグロープラグ） １ 金属外筒 ２ 主体金具 ３ セラミックヒータ ３２ 発熱抵抗体（発熱体）
Claims (3)
- 【請求項１】 窒化珪素を主成分とするセラミック中
に、 Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、ＶおよびＣ
ｒより選ばれる１種類以上の珪化物、炭化物または窒化
物を主体とする発熱体を埋設したセラミックヒータにお
いて、 窒化珪素質セラミックとして焼結させるための焼結助剤
として、 酸化物換算で１重量％〜２０重量％の、１種類以上の希
土類元素と、 Ｖ2 Ｏ5 換算で０．５重量％〜８重量％のＶと、 酸化物換算で０．５重量％〜８重量％を占める、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷより選ばれる１種類以上の周
期律表Ｖａ族およびＶＩａ族元素とを用い、 前記Ｖを含む前記Ｖａ族およびＶＩａ族元素の合計が酸
化物換算で１重量％〜１０重量％を占めることを特徴と
するセラミックヒータ。 - 【請求項２】 窒化珪素を主成分とするセラミック中
に、 Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、ＶおよびＣ
ｒより選ばれる１種類以上の珪化物、炭化物または窒化
物を主体とする発熱体を埋設したセラミックヒータにお
いて、 窒化珪素質セラミックとして焼結させるための焼結助剤
として、 酸化物換算で１重量％〜１５重量％の、１種類以上の希
土類元素と、 Ｖ2 Ｏ5 換算で１重量％〜５重量％のＶと、 酸化物換算で１重量％〜５重量％を占める、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷより選ばれる１種類以上の周期
律表Ｖａ族およびＶＩａ族元素とを用い、 前記Ｖを含む前記Ｖａ族およびＶＩａ族元素の合計が酸
化物換算で２重量％〜６重量％を占めることを特徴とす
るセラミックヒータ。 - 【請求項３】 請求項１ないし請求項３の何れかのセラ
ミックヒータを使用したセラミックグロープラグ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9104394A JPH10300085A (ja) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | セラミックヒータおよびセラミックグロープラグ |
| BR9801881-7A BR9801881A (pt) | 1997-04-22 | 1998-04-01 | Aquecedor cerâmico e vela de incandescência cerâmica |
| US09/060,474 US5883360A (en) | 1997-04-22 | 1998-04-15 | Ceramic heater ceramic glow plug and method of manufacturing the ceramic heater |
| DE69834525T DE69834525T2 (de) | 1997-04-22 | 1998-04-22 | Keramisches Heizelement, keramische Glühkerze und Herstellungsverfahren des Heizelements |
| EP98303101A EP0874197B1 (en) | 1997-04-22 | 1998-04-22 | Ceramic heater, ceramic glow plug, and method of manufacturing the ceramic heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9104394A JPH10300085A (ja) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | セラミックヒータおよびセラミックグロープラグ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10300085A true JPH10300085A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14379528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9104394A Pending JPH10300085A (ja) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | セラミックヒータおよびセラミックグロープラグ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5883360A (ja) |
| EP (1) | EP0874197B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10300085A (ja) |
| BR (1) | BR9801881A (ja) |
| DE (1) | DE69834525T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001132949A (ja) * | 1999-10-29 | 2001-05-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミックヒータ及びグロープラグ |
| JP2007064621A (ja) * | 2006-10-06 | 2007-03-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | グロープラグ |
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| GB0028491D0 (en) * | 2000-11-22 | 2001-01-10 | Isis Innovation | Detection of features in images |
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| JP4553529B2 (ja) * | 2001-08-28 | 2010-09-29 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミックヒータ及びそれを用いたグロープラグ |
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| US9689570B2 (en) * | 2012-02-29 | 2017-06-27 | Kyocera Corporation | Heater and glow plug with the same |
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| US4556780A (en) * | 1983-10-17 | 1985-12-03 | Nippondenso Co., Ltd. | Ceramic heater |
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-
1997
- 1997-04-22 JP JP9104394A patent/JPH10300085A/ja active Pending
-
1998
- 1998-04-01 BR BR9801881-7A patent/BR9801881A/pt not_active IP Right Cessation
- 1998-04-15 US US09/060,474 patent/US5883360A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-22 EP EP98303101A patent/EP0874197B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-22 DE DE69834525T patent/DE69834525T2/de not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| EP0874197A3 (en) | 2004-03-24 |
| EP0874197A2 (en) | 1998-10-28 |
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| EP0874197B1 (en) | 2006-05-17 |
| DE69834525T2 (de) | 2007-05-03 |
| DE69834525D1 (de) | 2006-06-22 |
| US5883360A (en) | 1999-03-16 |
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