CN101228396A - 钎焊构造体、陶瓷加热器以及热线点火塞 - Google Patents

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Abstract

一种陶瓷加热器，其具备：在外周面的一部分上形成有金属化层的棒状的陶瓷体；插入了该陶瓷体的一部分的筒状配件，用钎料对该筒状配件的内周面和金属化层进行钎焊，陶瓷体在与金属化层相比靠陶瓷体的一个端部侧或另一个端部侧、并且位于筒状配件内的部位具有缩径部，在该缩径部的至少一部分和与之相对的筒状配件的内周面之间填充有钎料。由此，可以得到即使在高温、高压等严酷的条件下，也具有优良耐久性和高可靠性的钎焊接合的陶瓷加热器等的钎焊构造体。

Description

钎焊构造体、陶瓷加热器以及热线点火塞
技术领域
本发明涉及将筒状配件钎焊在陶瓷体上而用于各种产业设备的钎焊构造体、陶瓷加热器以及热线点火塞，更详细地说，是涉及用于焊烙铁、卷发器、石油取暖器点火·气化器、密封机、汽车用氧传感器、热线点火塞等的陶瓷加热器等的钎焊构造体。
背景技术
历来，将配件钎焊在陶瓷体上而成的钎焊构造体被广泛应用于各种产业设备。其中陶瓷加热器作为半导体加热用加热器、还有石油扇加热器等的石油气化器用热源等、以及汽车用氧传感器和预热系统等中的发热源，在广泛的范围内使用，特别是近年来作为车载陶瓷加热器的用途增大。
一般作为陶瓷加热器使用的有平板状、圆柱状、圆筒状等的形状。图1是表示具备圆筒状的陶瓷加热器的热线点火塞构造的剖面图。在如图1所示的现有的陶瓷加热器40中，在由绝缘性陶瓷构成的陶瓷体41中埋设高熔点金属(例如钨等)的线圈和导电性陶瓷等的发热电阻体42，将该发热电阻体42的阴极侧的引出部43a从陶瓷体41的侧面引出，与筒状配件44连接。另一方面，阳极侧的引出部43b在与陶瓷体41的埋设有发热电阻体42的位置相反的端面侧，与电极取出配件的一端连接，此外，在该电极取出配件的另一端连接有外部连接端子45(参考特许文献1)。
特许文献1：特开2002-122326号公报
发明内容
然而，如上所述，在近年来用途不断扩大的车载陶瓷加热器中，为了实现提高柴油发动机的燃效和清洁尾气等目的，发动机的高压缩比化和高爆发压力化得到发展。因此，需要一种钎焊构造体，其即使在高温、高压等恶劣环境下，陶瓷体和筒状配件的钎焊接合部分的可靠性仍很优异。
本发明鉴于上述问题而形成，目的在于提高一种钎焊构造体，其即使在高温、高压等恶劣的环境下，钎焊接合部分耐久性也优异，可靠性高。
用于解决上述问题的本发明的钎焊构造体、陶瓷加热器以及热线点火塞如下构成。
(1)一种钎焊构造体，其具备：在外周面的至少一部分上形成有金属化层的陶瓷体；插入了该陶瓷体的至少一部分的筒状配件，并且，用钎料对该筒状配件的内周面和所述金属化层进行了钎焊，其中，所述陶瓷体在与所述金属化层相比靠陶瓷体的一个端部侧或另一个端部侧、并且位于所述筒状配件内的部位具有缩径部，在该缩径部的至少一部分和与之相对的所述筒状配件的内周面之间填充有钎料，该钎料覆盖所述金属化层的端部，所述钎料与所述缩径部的表面接触。
(2)一种钎焊构造体，其具备：在外周面的至少一部分上形成有金属化层的陶瓷体；插入了该陶瓷体的至少一部分的筒状配件，并且，用钎料对该筒状配件的内周面和所述金属化层进行了钎焊，其中，所述陶瓷体在与所述金属化层相比靠陶瓷体的一个端部侧或另一个端部侧、并且位于所述筒状配件内的部位具有缩径部，在该缩径部的至少一部分和与之相对的所述筒状配件的内周面之间，不经金属化层而填充有钎料。
(3)根据(1)或(2)所述的钎焊构造体，其中，所述陶瓷体的至少所述一个端部位于所述筒状配件内，所述缩径部位于与所述金属化层相比所述一个端部侧，并且，随着朝向所述一个端部侧直径逐渐变小。
(4)根据(1)～(3)中任一项所述的钎焊构造体，其中，填充在所述缩径部的至少一部分和与之相对的所述筒状配件的内周面之间的所述钎料，与钎焊所述筒状配件的内周面和所述金属化层的所述钎料形成一体。
(5)根据(1)～(4)中任一项所述的钎焊构造体，其中，所述陶瓷体的所述缩径部的外周面和未缩径的外周面的边界区域进行了倒角加工。
(6)根据(1)～(5)中任一项所述的钎焊构造体，其中，在所述筒状配件的内周面上形成有以镍为主成分的镀敷层。
(7)根据(6)所述的钎焊构造体，其中，在所述筒状配件的内周面的一部分和所述筒状配件的端面的至少一个上存在未实施所述镀敷的部分。
(8)根据(6)或(7)所述的钎焊构造体，其中，所述镀敷层的厚度为0.5μm以上。
(9)根据(1)～(8)中任一项所述的钎焊构造体，其中，所述筒状配件由不锈钢构成。
(10)陶瓷加热器，其中，在(1)～(9)中任一项所述的钎焊构造体的所述陶瓷体中埋设有发热电阻体。
(11)根据(10)所述的陶瓷加热器，其中，在所述陶瓷体中以朝向所述一个端部侧延伸设置的状态埋设有分别与所述发热电阻体的两个端部连接的一对引线，一个所述引线与所述金属化层电连接，另一个所述引线延伸设置到所述陶瓷体的所述一个端部与外部端子连接，所述缩径部形成于所述金属化层和所述外部端子之间。
(12)一种热线点火塞，具备：所述(10)或(11)所述的陶瓷加热器；插入了该陶瓷加热器的所述筒状配件的一个端部侧的外壳。
此外，本发明中的所述“缩径部”是指在棒状的陶瓷体中外径局部地变小的区域。
根据本发明的钎焊构造体，由于陶瓷体在与金属化层相比靠陶瓷体的一个端部侧或另一个端部侧、并且位于筒状配件内的部位具有缩径部，在该缩径部的至少一部分和与之相对的所述筒状配件的内周面之间填充有钎料，因此，相对于作用于陶瓷体的轴向的负荷的钎焊接合强度增大。另外，由于该钎料覆盖金属化层的端部，因此，与金属化层露出时相比，可以使金属化层的耐久性提高。另外，因为钎料覆盖金属化层的端部，并与缩径部的表面接触，因此，金属化层的端部和钎料的端部处于不同的位置。如此，施于陶瓷体和筒状配件的负荷集中的位置，被分散到钎料的端部和金属化层的端部，可以避免负荷集中于一点。如此，即使在高温、高压等恶劣的条件下，也可以获得耐久性优异、钎焊接合部分的接合可靠性高的陶瓷加热器等的钎焊构造体。
另外，本发明的钎焊构造体，陶瓷体在与金属化层相比靠陶瓷体的一个端部侧或另一个端部侧、并且位于筒状配件内的部位具有缩径部，在该缩径部的至少一部分和与之相对的所述筒状配件的内周面之间，不经金属化层而填充有钎料。即，由于钎料被填充在缩径部的至少一部分和与之相对的筒状配件的内周面之间，因此，相对于作用于陶瓷体的轴向的负荷的钎焊接合强度增大。此外，由于在缩径部和钎料之间没有形成金属化层，因此能够由金属化层和钎料的牢固的接合部分承受负荷，并且缩径部和钎料直接接触的面积变大，由该接触部分承受更大的负荷。如此，施于陶瓷体和筒状配件的负荷集中的位置，被更确实地分散到钎料的端部和金属化层的端部，可以避免负荷集中于一点。
另外，在本发明的陶瓷体的缩径部和未缩径的外周面的边界区域加工有倒角时，由于钎料被更稳定地填充在缩径部和筒状配件的内周面之间，因此可以进一步提高钎焊接合部分的接合可靠性。
此外，在本发明的筒状配件的内周面实施有以镍为主成分的镀敷时，提高筒状配件的内周面和钎料的润湿性，从而进一步提高钎焊接合强度。另外，优选在本发明的筒状配件的内周面的一部分以及筒状配件的端面的至少一个上，存在未实施镀敷的部分。即，由于在筒状配件的内周面的一部分以及筒状配件的端面的至少一个上存在未实施镀敷的部分，可以抑制钎焊时熔融的钎料流动扩展到比未实施镀敷的部分的更前端侧。如此通过用一部分拦截钎料的流动，可以使钎料稳定地填充在位于筒状配件的后端侧的陶瓷体的缩径部和筒状配件的内周面之间，因此钎焊接合部分的接合可靠性进一步提高。
因此，本发明的包含钎焊构造体的陶瓷加热器以及热线点火塞具有优异的耐久性和高可靠性。
附图说明
图1是表示采用现有的陶瓷加热器的热线点火塞的剖面图。
图2是表示本发明的一种实施方式的陶瓷加热器的剖面图。
图3是图2中的钎焊部分的剖面详图。
图4(a)是表示本发明中的陶瓷体的缩径部的一例的概要图；(b)是表示本发明中的陶瓷体的缩径部的其他例的概要图。
图5是表示具备本实施方式的陶瓷加热器的热线点火塞的一例的剖面图。
图6(a)是表示在缩径部未形成金属化层的形态的概要图；(b)是表示在缩径部的一部分上形成有金属化层的形态的概要图。
图7是表示经金属化层在缩径部填充有钎料的形态的概要图。
具体实施方式
以下，参考附图对作为本发明的钎焊构造体的一种实施方式的陶瓷加热器进行详细说明。图2是表示本实施方式的陶瓷加热器的剖面图，图3是表示图2中的钎焊部分的剖面详图。
如图2及图3所示，本实施方式的陶瓷加热器10具备：在外周面的一部分上形成有金属化层17的棒状的陶瓷体11；插入了该陶瓷体11的一部分的筒状配件18，并且，通过钎料19a对该筒状配件18和金属化层17进行了钎焊。为了使该钎焊均匀地进行，提高耐久性，优选陶瓷体11为圆柱状，筒状配件18为圆筒形状。
陶瓷体11一个端部位于筒状配件18内。缩径部16位于与金属化层17相比靠一个端部侧(图2的上方侧)的位置，且形成为随着朝向一个端部侧直径变小。该缩径部16形成在陶瓷体11的全周上。
在缩径部16的一部分和与缩径部16相对的筒状配件18的内周面18c之间填充有钎料19b。如图3所示，填充在缩径部16的钎料19b，与对筒状配件18的内周面18c和金属化层17进行钎焊的钎料19a形成一体。即，筒状配件18不仅通过钎料19a与金属化层17牢固地接合，由于该钎料19b填充在缩径部16的一部分，钎料19b进入缩径部16内形成勾挂部分，因此，筒状配件18向陶瓷体11的另一个端部侧(图3的下方侧)的活动受到限制(勾挂部分起到了楔子的作用)。由此，即使在高温、高压等恶劣的条件下使用，也可以获得钎焊接合部分的接合可靠性极高的陶瓷加热器10。
另外，钎料19b不经金属化层17填充在缩径部16的一部分和筒状配件18的内周面之间。在如此填充有钎料19b时，钎料覆盖金属化层17的端部，因此与金属化层17露出的情况相比，可以提高金属化层17的耐久性。另外，由于钎料覆盖金属化层17的端部，钎料19b的端部与缩径部16的表面直接接触，因此金属化层17的端部和钎料19b的端部处于不同的位置。如此，施加在陶瓷体11和筒状配件18上的负荷集中的位置，被分散到钎料19b的端部和金属化层17的端部，可以避免负荷集中于一点。
还有，在本发明中，更优选为在缩径部16和钎料19b之间不形成金属化层17。如此，可以由金属化层17和钎料19a的牢固的接合部分承受负荷，并且缩径部16和钎料19直接接触的面积变大，由该接触部分承受更大的负荷，因此，施加在陶瓷体11和筒状配件18上的负荷集中的位置，被更确实地分散到钎料19b的端部和金属化层17的端部，可以避免负荷集中于一点。
另一方面，如图7所示，在经金属化层17在缩径部16的和与之相对的筒状配件18的内周面18c之间填充有钎料19b的情况下，施于陶瓷体11和筒状配件18上的负荷容易集中在钎料19b的端部和金属化层17的端部。即，如图7所示，当仅金属化层17的端部与缩径部16的表面接触时，上述负荷集中在金属化层17的端部上。另外，当钎料19b的端部和金属化层17的端部位于大致相同的位置时，不能获得如上所述的负荷的分散效果。
另外，如上所述，填充在缩径部16内的钎料19b也可以与钎焊筒状配件18的内周面18c和金属化层17的钎料19a分体。在钎料19a、19b形成为一体时，不经金属化层而填充在缩径部16的钎料19b被由接合力被与金属化层17接合的钎料19a支承，因此可以进一步提高钎焊接合部分的接合可靠性。另外，由于钎料19a与钎料19b形成一体，由施于筒状配件18和陶瓷体11的负荷引起的应力被分散在广泛的范围内，可以抑制应力仅集中在钎料19b的端部等上，因此可以进行高强度、高可靠性的钎焊。另外，因为填充在缩径部16的钎料19b，起到缓冲材的作用承受施于陶瓷体11上的负荷引起的应力，因此可以抑制应力集中于一部分，在应力分散作用下进行高强度、高可靠性的钎焊。
图4(a)是表示本发明中的陶瓷体的缩径部的一例的概要图；图4(b)是表示本发明中的陶瓷体的缩径部的其他例的概要图。图4(a)表示缩径部16的外周面和未缩径的外周面的边界区域没有进行倒角加工的情况；图4(b)表示对缩径部16和未缩径的外周面的边界区域进行了倒角加工的情况。如图4(b)所示，通过在缩径部的基端部16b和未缩径的外周面的边界进行倒角加工，倒角部M起到缓冲的作用，使钎料更容易填充，因此，可以稳定地将钎料填充在缩径部的基端部16b和筒状配件18的内周面之间，可以对于来自缩径部16的另一端侧的负荷，进行具有高强度、高可靠性的钎焊，因此更为优选。
在此，所谓的“边界区域进行了倒角加工”是指如图4(a)所示对由缩径部的外周面和未缩径的外周面的边界(交叉棱线)形成的角部(张角部分)，实施如图4(b)所示的C面和R面等的倒角加工，使缩径部的外周面和未缩径的外周面处于平滑连接的状态。另外，对进行了倒角加工的面的曲率半径或倾斜角度不作特别限定，只要缩径部的外周面和未缩径的外周面处于平滑连接的状态即可。
此外，在本发明中，虽然通过将钎料19填充到缩径部16的至少一部分中，可以发挥本发明的效果，但优选为填充在缩径部16的陶瓷体11的全周的范围。
在陶瓷体11上，以片状、棒状、线圈状等形态，且通过埋设U字型的发热电阻体12形成有发热部10a。该发热部10a从筒状配件18的前端向外部突出，并且该发热部10a远侧的端部(后端部)位于筒状配件18的内部。
在发热电阻体12的两端部上，分别连接有一对的引线15a、15b。这些引线15a、15b以向一个端部侧延伸设置的状态埋设在陶瓷体11内。一方的引线15a，经一部分在陶瓷体11的表面露出的引出部13a与在陶瓷体11的外周面上形成的金属化层17电连接。引出部13a其露出部分被金属化层17覆盖。另外，另一方的引线15b，经引出部13b延伸设置到陶瓷体11的一方的端部与阳极端子(外部端子)14连接。由此，可以向发热电阻体12供应电力。缩径部16形成在金属化层17和阳极端子14之间。
引出部13b和筒状配件18经金属化层17及钎料19a相互连接。由于筒状配件18具有作为电极的功能，所以在从外部电源向筒状配件18及引出部13a通电时，向设在陶瓷体11内的U字型的发热电阻体12的端部供电，发热电阻体12开始发热。产生的热在陶瓷体11内部的传导，到达陶瓷体11的表面，对被加热物进行加热。
发热电阻体12一般包含导电成分和绝缘成分。作为导电成分可以例举出从W、Ta、Nb、Ti、Mo、Zr、Hf、V、Cr等中选出的一种以上的元素的硅化物、碳化物、氮化物等的至少一种。作为绝缘成分可以举出氮化硅质烧结体等。尤其是当绝缘成分和/或构成陶瓷体11的成分中含有氮化硅时，作为导电成分优选采用碳化钨、硅化钼、氮化钛以及硅化钨的至少一种。导电成分优选绝缘成分与构成绝缘体的成分之间的热膨胀差小，熔点优选超过陶瓷加热器的使用温度(1400℃以上，更优选为1500℃以上)。另外，在发热电阻体12中含有的导电成分和绝缘成分的量比并不作特别限定，但将发热电阻体定为100体积％时，优选将导电成分定为15～40体积％，更优选为20～30体积％。
陶瓷体11由电绝缘性陶瓷构成。作为该电绝缘性陶瓷并不作特别限定，但优选使用氮化物陶瓷。这是因为氮化物陶瓷的热传导率较高，可以将热量有效地从陶瓷体11的前端传导到另一端侧，能够减小陶瓷体11的前端和另一端侧的温度差。例如，可以仅由氮化硅质陶瓷、赛纶陶瓷及氮化铝陶瓷中的任一种构成，也可以是以氮化硅质陶瓷、赛纶陶瓷及氮化铝陶瓷中的任一种为主成分的混合物。尤其是即使在氮化物陶瓷中通过形成氮化硅质陶瓷，可以获得具有强耐冲击性和优良耐久性的陶瓷加热器以及热线点火塞。该氮化硅质陶瓷广泛包含以氮化硅为主成分的物质，例如不仅包含氮化硅，还包含赛纶陶瓷。
金属化层17优选通过实施镀敷，提高钎料19a的润湿性和耐久性。镀敷优选为Au、Ni等。
筒状配件18由导电材料形成，因为需要能够承受钎焊温度，因此优选主要由铁构成的合金，特别是以铁和Cr为主成分构成的高耐热性合金更为优选，这其中更优选为不锈钢，从耐久性的观点出发，更优选为主要由铁和Ni以及Cr构成的不锈钢合金。
在筒状配件18的内周面18c上形成有金属层18d。金属层18d优选由Ni、Au、Pt、Pd、Ag、Cu以及它们的合金等构成，更优选为Ni。为了均匀地形成金属层18d，优选采用镀敷处理形成。通过镀Ni金属层18d钎焊性优异。硼类的Ni镀敷因为耐久性优异所以更为优选。
另外，在筒状配件18的内周面18c的一部分和/或筒状配件18的端面18a上，存在未实施镀敷等的金属层的部分，优选为该部分上不存在钎料19。即，在筒状配件18的端面18a上以圆周状以0.1mm以上的宽度W形成有非镀敷部。由于该非镀敷部的存在，可以防止钎焊时钎料19扩散到筒状配件18的下方侧到外表面18a侧。由此，可以在钎焊部稳定地固定钎料19a，使钎料19b稳定地填充在缩径部16的一部分，因此能够进行可靠性高的钎焊。宽度W优选为0.15mm以上，更优选为0.2mm以上。如此能够形成可靠性高的陶瓷体10。
另外，金属层18d的厚度为0.5μm以上，优选为0.5～12μm，更优选为0.5～10μm，进一步优选为3～9μm，特别优选为4～8μm。由此可以提高筒状配件18的表面18c和钎料19的润湿性，使钎料19稳定地填充在缩径部16的端部16b和筒状配件18的内周面18c之间，可以在缩径部16内形成钎料积存。
图5是表示具备本实施方式的陶瓷加热器的热线点火塞的一例的剖面图。如图5所示，该陶瓷加热器型热线点火塞36具备：陶瓷加热器10；插入了该陶瓷加热器10的筒状配件18’的一个端部侧的外壳35。陶瓷加热器10的阳极端子14在外壳35内延伸设置。其他部位赋予与图2及图3相同的符号，省略其说明。
以下，对本实施方式的陶瓷加热器以及热线点火塞的制造方法的一例进行说明。
制造陶瓷体11时，作为构成发热电阻体12的成分，制成含有上述导电成分和绝缘成分的膏状物，将其埋设在上述电绝缘性陶瓷中。在将膏状物整体设定为100质量％时，一般膏状物中含有合计为75～90质量％左右的导电成分及绝缘成分。例如，可以通过对规定量的各种原料粉末进行湿式混合后，使其干燥，再混合树脂、蜡等规定量的粘结剂等而制成该膏状物。该膏状物也可以进行适度干燥，成形加工为便于处理的颗粒状等的形态。
向陶瓷中埋设的方法，可以采用迄今为止已经公知的各种方法。例如，调节引线在模具内突出的长度，将其固定在模具内，将上述膏状物注入到该模具内，由此进行埋设。另外，也可以采用将引线插入到成形为规定形状的膏状物中，调节接触长度而进行埋设的方法。作为其他方法，例如也可以通过挤压成形，将棒状基体的原料粉末制成成形体，在该成形体的表面上制作调和了粘结剂等的上述膏状物，通过丝网印刷法将其印刷成形为发热电阻体12，引线15a、15b，引出部13a、13b等的导体形状。采用这些方法，将发热电阻体12与陶瓷体11用的原料一起进行挤压成形而压成一体，由此，获得具有缩径部16的陶瓷体11的形状的粉末成形体。如图3所示，本实施方式的缩径部16具有圆柱形状的前端部16a。
接着，将该成形体收纳到石墨制等的加压用模具中，将其收容在烧成炉中，根据需要进行预烧，除去粘接剂后，在规定温度、规定时间下通过热压烧成，可以获得陶瓷体11。如此，构成陶瓷体11的电绝缘性陶瓷通常与发热电阻体12，引线15a、15b，引出部13a、13b等同时烧成，烧成后它们成为一体。
电绝缘性陶瓷只要在-20～1500℃内对于发热电阻体12以及引线15a、15b具有充分的绝缘性即可，特别是对于发热电阻体12，优选具有108倍以上的绝缘性。
另外，电绝缘性陶瓷中通常混合有数质量％(2～10质量％左右)的烧结助剂。对烧结助剂的粉末并不作特别限定，可以使用一般在氮化硅的烧成中使用的稀土类氧化物等的粉末。具体地说，在采用例如Yb、Er等的氧化物，特别采用如Er2O3等的烧结时晶界成为结晶相的烧结助剂粉末时，因为耐热性高所以特别优选。在电绝缘性陶瓷中也可以含有构成发热电阻体12的各种金属元素的硼化物，为了减小与构成发热电阻体12的上述导电成分的热膨胀率之差，也可以含有少量的导电成分。在引出部13b及前端部16a上嵌合阳极端子14通过钎料接合。
也可以在上述挤压成形时同时形成缩径部16，但也可以在对陶瓷体11进行挤压成形后，通过磨削等形成。引线15b被设置为偏心于陶瓷体11的轴心，通过挤压成形和磨削等形成缩径部16，由此使引线15b露出到外部。而且，在引线15b的侧面连接引出部13b及阳极端子14。由此，引线15b和引出部13b以及阳极端子14的接触面积变大，因此可以进行更确实的连接。另外，引线15a经引出部13a与形成在陶瓷体11的外周面上的金属化层17电连接。
在筒状配件18的内周面18c上形成金属层18d。此时在筒状配件18的内周面的一部分和/或筒状配件18的端面，设置不形成金属层的部分(非镀敷部)。由此，能够防止在后述的与陶瓷体11钎焊时，钎料19扩展到筒状配件18的外表面18b侧。非镀敷部与钎料19的润湿性低，可以起到拦截钎料19流动的功能，因此可以稳定地将钎料19填充到缩径部16。
其次，对陶瓷体11和筒状配件18进行钎焊。采用预先成形为环状的钎料19，将其配置在缩径部16附近。接着，将陶瓷体11插入筒状配件18，通过在规定的温度下进行加热向钎料19赋予流动性，使钎料19流入到形成有金属层18d的筒状配件18的内周面18c和金属化层17之间，用非镀敷部拦截，钎料19的一部分(钎料19b)填充到缩径部16的一部分中。钎料19的量设定为钎焊后钎料填充缩径部16的一部分。由此，可以得到陶瓷加热器10。通过钎焊及铆接将该陶瓷加热器10固定在外壳35上得到热线点火塞36。
此外，本发明的陶瓷加热器及热线点火塞并不限定于上述实施方式，只要在不超出本发明的要旨的范围内可以进行各种变更。
例如，在陶瓷体11的外周面上形成的金属化层，不仅可以如图6(a)所示，没有形成在缩径部上，也可以如图6(b)所示，形成在缩径部的一部分上。
另外，在本发明中，筒状配件18既可以是无接缝的筒状形状，也可以采用将金属线卷绕成线圈状而形成的筒状形状。
以下，举实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不限定于以下的实施例。
实施例
通过如下所示的方法，制成图2、3所示的陶瓷加热器10以及图5所示的热线点火塞36。
首先，向构成陶瓷体11的电绝缘性陶瓷的主成分即90～92mol％的氮化硅中，添加作为烧结助剂的2～10mol％的稀土类元素氧化物。接着，相对于氮化硅和稀土类元素氧化物的总量，分别添加0.2～2.0质量％的氧化铝和1～5质量％的氧化硅并进行混合，调整原料粉末。
其次，通过挤压成形法对上述方法得到的原料粉末进行成形得到成形体。向钨中添加适量的有机溶剂、溶媒并进行混合，制成发热体膏状物，通过丝网印刷法，以发热电阻体12以及引出部13a、13b的导体形状将其印刷到上述成形体的上表面上。
此外，将以钨为主成分的导电体(引线)夹在上述发热电阻体12和引出部13之间，使其密接，在大约1650～1800℃的温度进行热压烧成，由此，对电绝缘性陶瓷、发热电阻体12等一起进行烧成而一体化。
其后，对引出部13a进行磨削加工使其呈缩径形状，对引出部13b进行无心(centerless)加工，将其加工成圆筒状形成电极取出部。接着，涂敷含有Ag-Cu-Ti的膏状物覆盖引出部13a的表面，在真空中烧成形成金属化层17。
将筒状配件18钎焊在这样得到的陶瓷体11上。此时，改变缩径部16和筒状配件的内周面之间的钎料填充量，制成各种样品。用这些样品进行如下的通电耐久试验。即，向发热电阻体12施加电压使发热电阻体产生焦耳发热，施加使陶瓷加热器的饱和温度成为1400℃的电压，将电压施加时间定为5分钟，其后切断电压，将常温的压缩空气吹向陶瓷加热器的最高发热部，进行强制冷却，将该强制冷却时间定为3分钟，如此进行热循环，次数为10000次。
其次，对进行了通电耐久试验的样品的一部分进行振动试验。振动试验在将50g的重锤安装在陶瓷加热器10的前端(图2的下方侧的端部)，将筒状配件18安装在振动试验的夹具上，在此状态下进行。试验条件如下所述。
振动加速度：30G
振动频率：1000Hz
振动次数：108次
重锤：50g
接着，采用初期样品、通电耐久试验后的样品、以及通电耐久试验+振动试验后的样品，对其钎焊部的接合强度进行了评价。评价方法如下所述。即，固定筒状配件18，在将钎焊部加热到500℃的状态下，向陶瓷体11施加从图2的下方朝向上方的负荷，对陶瓷体移动的负荷进行调查。结果如表1所示。此外，关于陶瓷体的移动负荷，如表1所示，将80kgf以上的判定为◎(优)，将60kgf以上的判定为○(良)，将50kgf以上的判定为△(合格)，将其以下的判定为×(不合格)。
[表1]
  缩径部中无钎料   在缩径部的一部分有钎料   在缩径部的全周有钎料
  图7     图6(b)   图7     图6(b)
  初期   124Kgf   127Kgf     132Kgf   155Kgf     162Kgf
  通电耐久试验后   15Kgf   61Kgf     69Kgf   73Kgf     91Kgf
  通电耐久试验+振动试验后 1Kgf以下 51Kgf 62Kgf 58Kgf 84Kgf
  判定   ×   △     ○   △     ◎
从表1明确可知，在本发明的范围内的、在缩径部和筒状配件的内周面的至少一部分上填充有钎料的样品，在通电耐久试验后获得了61kgf以上的良好结果。另外，在缩径部的全周填充有钎料的样品，在通电耐久试验后获得了73kgf以上的极为良好的结果。这被认为是钎料起到了楔子的作用。
另一方面，在本发明的范围外的、在缩径部和配件内周面之间没有填充钎料的样品在通电耐久试验后为15kgf，在通电耐久试验后进行了振动试验的样品为1kgf以下。
其次，对在缩径部和未缩径的外周面的边界区域有无倒角加工(评估样品的缩径部基端16b的形状如图4(a)或图4(b)所示)、和钎料的填充状况的关系进行了调查。结果如表2所示。另外，表2中的数值表示的是填充率(相对于样品数(N)100个，在缩径部全周上填充有钎料的样品所占的比例)。
[表2]
无倒角加工 有倒角加工
缩径部和筒状配件的内周面之间的钎料填充率 84％ 100％
(N＝100)
从表2明确可知，进行了倒角加工的样品全部可以确认到在倒角部和配件内周面之间在全周范围填充有钎料，获得非常良好的结果。这被认为是通过进行倒角加工，可以在不受缩径部的基端16b的形状的影响下，稳定地将钎料填充于倒角部。
另一方面，没有进行倒角加工的样品得到缩径部和配件内周面之间的填充率低的结果。其中还存在钎料完全未填充到缩径部的样品。这被认为是缩径部端16b未被钎料润湿，在没有充分的钎料量的情况下，钎料被吸附到筒状配件的内周面侧，因此钎料不能被填充到缩径部和筒状配件的内周面之间。

Claims (12)

1.一种钎焊构造体，其具备：在外周面的至少一部分上形成有金属化层的陶瓷体；插入了该陶瓷体的至少一部分的筒状配件，并且，用钎料对该筒状配件的内周面和所述金属化层进行了钎焊，其特征在于，
所述陶瓷体在与所述金属化层相比靠陶瓷体的一个端部侧或另一个端部侧、并且位于所述筒状配件内的部位具有缩径部，在该缩径部的至少一部分和与之相对的所述筒状配件的内周面之间填充有钎料，该钎料覆盖所述金属化层的端部，所述钎料与所述缩径部的表面接触。
2.一种钎焊构造体，其具备：在外周面的至少一部分上形成有金属化层的陶瓷体；插入了该陶瓷体的至少一部分的筒状配件，并且，用钎料对该筒状配件的内周面和所述金属化层进行了钎焊，其特征在于，
所述陶瓷体在与所述金属化层相比靠陶瓷体的一个端部侧或另一个端部侧、并且位于所述筒状配件内的部位具有缩径部，在该缩径部的至少一部分和与之相对的所述筒状配件的内周面之间，不经金属化层而填充有钎料。
3.根据权利要求1或2所述的钎焊构造体，其特征在于，所述陶瓷体的至少所述一个端部位于所述筒状配件内，所述缩径部位于与所述金属化层相比所述一个端部侧，并且，随着朝向所述一个端部侧直径逐渐变小。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的钎焊构造体，其特征在于，填充在所述缩径部的至少一部分和与之相对的所述筒状配件的内周面之间的所述钎料，与钎焊所述筒状配件的内周面和所述金属化层的所述钎料形成一体。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的钎焊构造体，其特征在于，所述陶瓷体的所述缩径部的外周面和未缩径的外周面的边界区域进行了倒角加工。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的钎焊构造体，其特征在于，在所述筒状配件的内周面上形成有以镍为主成分的镀敷层。
7.根据权利要求6所述的钎焊构造体，其特征在于，在所述筒状配件的内周面的一部分和所述筒状配件的端面的至少一个上存在未实施所述镀敷的部分。
8.根据权利要求6或7所述的钎焊构造体，其特征在于，所述镀敷层的厚度为0.5μm以上。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的钎焊构造体，其特征在于，所述筒状配件由不锈钢构成。
10.一种陶瓷加热器，其特征在于，在权利要求1～9中任一项所述的钎焊构造体的所述陶瓷体中埋设有发热电阻体。
11.根据权利要求10所述的陶瓷加热器，其特征在于，在所述陶瓷体中以朝向所述一个端部侧延伸设置的状态埋设有分别与所述发热电阻体的两个端部连接的一对引线，一个所述引线与所述金属化层电连接，另一个所述引线延伸设置到所述陶瓷体的所述一个端部与外部端子连接，所述缩径部形成于所述金属化层和所述外部端子之间。
12.一种热线点火塞，其特征在于，具备：权利要求10或11所述的陶瓷加热器；插入了该陶瓷加热器的所述筒状配件的一个端部侧的外壳。
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