JP2000156275A

JP2000156275A - セラミックヒータ用発熱抵抗体及びセラミックヒータ並びにセラミックヒータの製造方法

Info

Publication number: JP2000156275A
Application number: JP10327317A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Tatematsu; 一穂立松; Shindo Watanabe; 進道渡邉
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1998-11-17
Filing date: 1998-11-17
Publication date: 2000-06-06
Anticipated expiration: 2018-11-17
Also published as: JP3963412B2

Abstract

(57)【要約】【課題】発熱抵抗体の抵抗温度係数を任意に調節する
ことができ、抗折強度及び通電耐久性能に優れるセラミ
ックヒータ用発熱抵抗体及びセラミックヒータ並びにセ
ラミックヒータの製造方法を提供する。【解決手段】本セラミックヒータ用発熱抵抗体は、焼
結体からなり、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｖ及びＣｒの中から選ばれる１種類以上の炭化物、
窒化物並びに珪化物のうちの少なくとも一種からなる導
電成分と、該導電成分に少なくとも一部が固溶されて上
記発熱抵抗体の抵抗温度係数を変化させる調整成分
(Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ及びＣ
ｒのうちの少なくとも１種)とを含有し、上記調整成分
は０．１〜５．０重量％であり、上記導電成分の結晶粒
子の平均粒径は１１μｍ以下である。本セラミックヒー
ターは、セラミック製(窒化珪素質等)基体と、上記基体
中に埋設される上記セラミックヒーター用発熱抵抗体と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックヒータ
用発熱抵抗体及びセラミックヒータ並びにセラミックヒ
ータの製造方法に関する。更に詳しく言えば、本発明は
ディーゼルエンジンのグロープラグ又はその他の加熱に
用いられるセラミックヒータ用発熱抵抗体、及びそれを
用いたセラミックヒータ、並びにそのセラミックヒータ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来はグロープラグ等の１０００℃以上
の高温で用いられるセラミックヒータにおいて、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｔｉ、Ｚｒ並びにＨｆの金属、又はこれらの炭化
物、窒化物、珪化物等が含有されて、種々の昇温特性
（抵抗温度係数等）を持たせたセラミックヒータ用発熱
抵抗体を用いたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年は用途に
応じて急速昇温特性や定温発熱特性等を求めることが多
くなり、上記昇温特性に適合しないことが多くなってき
ている。また、上記昇温特性は発熱抵抗体によってほぼ
決定されるため、これらの昇温特性とは異なった任意の
昇温特性を持つセラミックヒータの作製は難しいことが
多かった。更に、これらの抵抗体材料は焼成時に焼結が
不十分となったり、過大粒成長が起きやすく、これらに
よる強度低下を起こしやすかった。本発明は、このよう
な問題点を解決するものであり、発熱抵抗体の抵抗温度
係数を任意に調節することができ、抗折強度及び通電耐
久性能に優れるセラミックヒータ用発熱抵抗体及びこれ
を用いたセラミックヒータ、並びにこのセラミックヒー
タの製造方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本第１発明のセラミック
ヒータ用発熱抵抗体は、焼結体からなり、Ｗ、Ｔａ、Ｎ
ｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ及びＣｒの中から選ば
れる１種類以上の炭化物、窒化物並びに珪化物のうちの
少なくとも一種からなる導電成分と、該導電成分に少な
くとも一部が固溶されて上記発熱抵抗体の抵抗温度係数
を変化させる調整成分と、を含有し、上記導電成分及び
上記調整成分の合計を１００ｗｔ％とした場合、上記調
整成分は０．１〜５．０ｗｔ％であり、上記発熱抵抗体
を構成する上記導電成分の結晶粒子の平均粒径は１１μ
ｍ以下であることを特徴とする。本第３発明のセラミッ
クヒータは、セラミック製基体と、この基体中に埋設さ
れ、且つ上記第１発明に示される上記セラミックヒータ
ー用発熱抵抗体とを備えることを特徴とする。

【０００５】上記「導電成分」には、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、
Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、及びＣｒ等に示される金
属元素のうちから選ばれる１種類以上の珪化物、炭化物
及び窒化物のうちの１種類又は２種類以上を選択でき
る。これらのうち、膨張率が、この発熱抵抗体に含有さ
れる他のセラミックス成分（窒化珪素質等）又はセラミ
ック製基材に近ければ近いほど好ましく、例えば、ＷＣ
等が挙げられる。また、本セラミックセンサは高温で焼
成して形成されるので、融点が高いものほど好ましく、
例えば、ＷＣ、ＴｉＮ、ＭｏＳｉ₂等が挙げられる。

【０００６】焼結体中における上記導電成分の結晶粒子
の平均粒径は、１１μｍ以下（特に好ましくは１０μｍ
以下、更に好ましくは９．５μｍ）である。これが１１
μｍを越えると、十分な抗折強度を得ることが難しくな
り、且つ通電耐久性能が悪くなるからである。また、こ
の粒径を変化させることによっても、抵抗温度係数を適
宜変えることができる。

【０００７】上記「調整成分」は、少なくともその一部
が上記導電成分内に固溶されることで、本発熱抵抗体の
抵抗温度係数を変化させることができる金属元素であれ
ばよく、特に限定されない。この調製成分としては、第
２又は第３発明に示すように、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、
Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ及びＣｒのうちの少なくとも１種
であり、且つ上記導電成分の含有金属元素と異なる金属
元素であるものとすることができる。そして、これらの
金属元素のうち、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａが好ましい。

【０００８】また、上記導電成分及び上記調整成分の合
計を１００ｗｔ％とした場合の上記調整成分の含有割合
は０．１〜５．０ｗｔ％（この場合、単に「％」とい
う。、好ましくは、０．２〜５％、より好ましくは０．
２〜４．５％）である。この調整成分の含有割合が、
０．１％未満では、焼成での抵抗体材料の焼結性のバラ
ツキが激しく、焼結不十分あるいは逆に過大粒成長を起
こしやすく、強度・通電耐久性等の性能が低下するし、
５．０％を越えると、発熱抵抗体の耐熱性低下や熱膨張
の増加を引き起こし、通電耐久性が低下するため、好ま
しくないからである。

【０００９】上記「発熱低抗体」に含有されるセラミッ
ク成分又は上記「基体」を構成するセラミック成分とし
ては、目的により種々選択でき、例えば、窒化珪素質、
アルミナ、窒化アルミニウム等とすることができる。こ
れらのうち、窒化珪素質が好ましい。この「窒化珪素
質」には、窒化珪素を主成分とするものが広く含まれ、
窒化珪素のみならず、サイアロン等をも含まれる。更
に、通常、焼結助剤（Ｙ、Ｙｂ、Ｅｒ等の各酸化物等）
が数ｗｔ％（２〜１０ｗｔ％程度）配合されて焼成され
るので、この発熱抵抗体中には、この助剤から由来され
た成分（化合物等）が含有される。

【００１０】上記導電成分の上記平均粒径を１１μｍ以
下とする場合、抗折強度が１２５０ＭＰａ以上（好まし
くは１３００ＭＰａ以上）、及び／又は、１４００℃で
一分毎に給電して断線しないサイクル数（以下、「耐久
性能」という。）が１０，０００サイクル以上とするこ
とができる。また、導電成分がＷＣで、調整成分の含有
割合が０．１〜５％まで変化させ、且つ上記平均粒径を
１１μｍ以下とする場合、発熱抵抗体の抵抗温度係数を
２．８〜３．９まで変化させることができる。この場
合、あわせて、発熱抵抗体の抗折強度が１２５０ＭＰａ
以上、上記耐久性能が１００００サイクル以上とするこ
とができる。

【００１１】本第４発明のセラミックヒータの製造方法
は、導電成分用原料と、焼成後に抵抗温度係数を変化さ
せる調整成分として少なくとも一部が固溶されることに
なる調整成分用原料とを含む混合粉末を調製し、該混合
粉末を用いて発熱抵抗体形状の成形体を得、その後、該
成形体をセラミック粉末からなる基体用原料中に埋入さ
せ、一体に成形してセラミック成形体とし、次いで、焼
成するセラミックヒータの製造方法であって、上記導電
成分用原料は、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｖ及びＣｒの中から選ばれる１種類以上の炭化物、
窒化物並びに珪化物のうちの少なくとも１種からなり、
上記導電成分用原料及び上記調整成分原料の合計を１０
０ｗｔ％とした場合、上記調整成分原料は０．１〜５．
０ｗｔ％であり、上記成形体が焼成されて得られる発熱
抵抗体を構成する導電成分の結晶粒子の平均粒径が１１
μｍ以下であることを特徴とする。

【００１２】上記「導電成分用原料」は、上記に示すよ
うに、Ｗ等の珪化物、炭化物及び窒化物のうちの一種又
は二種以上からなる。尚、これらの複合化合物でもよ
い。これらのうち、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ及びＨｆ等の
前記各種化合物が好ましく、特にＷＣ粉末、ＴｉＮ粉末
又はＭｏＳｉ₂粉末が好ましい。また、前記の「導電成
分」の説明おいて示すと同様に、この膨張率が他のセラ
ミックス成分（窒化珪素質等）又はセラミック製基材に
近いものが好ましく、また、融点が高いものほど好まし
い。更に、この導電成分用原料の粉末粒子径は、焼成後
の焼結体中の導電成分の結晶粒子径が１１μｍ以下とな
るようなものであれば良く、例えば、この粉末粒子径を
１．８μｍ以下（特に０．５μｍ以上）、好ましくは
０．５〜１．５μｍ、より好ましくは０．５〜１．２μ
ｍとすることができる。特に、この粉末粒子径を１．８
μｍ以下（特に０．５μｍ以上）とすることにより、導
電成分の結晶粒子径を１１μｍ以下とすることができ、
この粉末粒子径を１．５μｍ以下（特に０．５μｍ以
上）とすることによりこの結晶粒子径を１０μｍ以下
（特に０．５μｍ以上）、粉末粒子径を１．２μｍ以下
（特に０．５μｍ以上）とすることにより結晶粒子径を
５μｍ以下（特に４μｍ以下）とすることができる。

【００１３】また、上記「調整成分用原料」は、焼結後
のセラミック用発熱抵抗体にて抵抗温度係数を調整する
こととなるものであり、配合量が０．５％以上の配合に
より強度及び耐久性能を大きく低下させるようなもので
ないものであればよい。この原料としては、第５発明に
示すように、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｖ及びＣｒのうちの少なくとも１種であり、且つ上
記導電成分の含有金属元素と異なる金属元素の炭化物、
酸化物、窒化物並びに珪化物のうちの少なくとも一種か
らなるものとすることができる。このうちでは、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ及びＴｉの炭化物、酸化物、窒化
物及び／又は珪化物が好ましく、特に、Ｖ、Ｃｒ及びＮ
ｂの炭化物、酸化物及び／又は窒化物が好ましい。この
具体例としては、（１）ＶＣ、Ｖ₂Ｏ₅、ＶＮ、（２）Ｃ
ｒ₃Ｃ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃ _、ＣｒＮ、Ｃｒ₃Ｓｉ₂ _、（３）ＮｂＮ、
ＮｂＣ、（４）ＭｏＳｉ₂、Ｍｏ₅Ｓｉ₃、（５）Ｚｒ
Ｃ、ＺｒＮ、（６）ＴａＣ、ＴａＮ、（７）ＷＣ、Ｗ₂
Ｃ、（８）ＴｉＣ、ＴｉＮ等を挙げることができる。但
し、上記発熱抵抗体を構成する金属元素を含む材料は除
かれる。また、硼化物等（Ｗ₂Ｂ₅、ＴｉＢ₂、ＭｏＢ、
Ｍｏ₂Ｂ、ＭｏＢ₂、ＣｒＢ）を選択することもできる。

【００１４】また、上記調整成分原料の配合量は、前記
の調整成分の説明において示すと同様に、０．１〜５．
０％（好ましくは０．２〜５．０％、より好ましくは
０．２〜４．５％）である。これが０．１％未満では、
焼成での抵抗体材料の焼結性のバラツキが激しく、焼結
不十分あるいは逆に過大粒成長を起こしやすく、強度・
通電耐久性等の性能が低下するし、５．０％を越える
と、発熱抵抗体の耐熱性低下や熱膨張の増加を引き起こ
し、通電耐久性が低下するため、好ましくないからであ
る。

【００１５】また、所定の成形体を埋設する上記「セラ
ミック粉末材料」又は上記「基体用原料」の種類として
は、目的により種々選択できるが、前記に示すように、
通常、窒化珪素質のセラミック粉末材料が用いられる。
この「窒化珪素質」の意味は前記に示す通りであり、ま
た焼結助剤が前記に示すように適宜用いられる。更に、
上記の各原料粉末の形態は特に限定されず、単なる粉末
品でも、造粒品でも、破砕品等であってもよいし、その
粒径も特に限定されない。

【００１６】

【作用】セラミックヒータ用発熱抵抗体において、上記
調整成分の一部又は全部が上記導電成分の結晶粒子内に
固溶される。そして、調整成分用原料の配合量を多くし
て焼成させれば、このセラミックヒータ内に含有される
調整成分の量、ひいては、この調整成分が固溶される量
が多くなり、それに従って、抵抗温度係数が小さくなる
（表１参照）。従って、上記調整成分を上記導電成分に
任意の割合で含有させることで、本発熱抵抗体の抵抗温
度係数を任意に設定することができる。尚、この調整成
分は、上記導電成分の結晶粒子内に固溶されるのみなら
ず、その一部は、粒界相に種々の化合物となって偏析す
る。この粒界に偏析する上記調整成分においても本発熱
抵抗体の抵抗温度特性の変化に影響を与えると思われる
が、固溶したとき程の大きな影響は生じないと考えられ
る。

【００１７】また、焼結体である発熱低抗体を構成する
導電成分の平均粒子径を所定大きさ以下にすることによ
り、抗折強度及び耐久性能に優れたものとすることがで
きるし、更に、抵抗温度係数をも調整できる。また、上
記調整成分は少量の添加で大きな効果が得られるため、
上記調整成分の添加が本発熱抵抗体の抵抗温度係数以外
の諸特性（例えば、強度、耐熱性、耐熱衝撃性及び密着
性等）に悪影響を与えることは少ない。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のセラミックヒータ
及びセラミックヒータの製造方法を実施例によって詳細
に説明する。（１）セラミックヒータの作製導電成分用原料としてのＷＣ粉末、所定量の調整用成分
用原料（ＶＣ粉末、Ｃｒ₃Ｏ₂粉末、Ｎｂ₂Ｏ₅粉末、表１
及び表２参照）と、絶縁用セラミック粉末（Ｓｉ₃Ｎ₄粉
末）３４ｗｔ％（以下、単に「％」という。）と、焼結
助剤（Ｙｂ₂Ｏ₃又はＥｒ₂Ｏ₃）６％を配合する。この場
合、ＷＣ粉末と所定量の調整用成分用原料の合計量を６
０％とする。これらを７２時間湿式で混合した。その
後、乾燥させて混合粉末を得、この混合粉末とバインダ
ーとを混練機に投入し、４時間混練した。次いで、この
混練物を裁断してペレット状とし、これを射出成型機に
投入して、タングステン製のリード線が両端に嵌合され
たＵ字状の未焼結ヒータ本体を得た。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】一方、Ｓｉ₃Ｎ₄粉末に焼結助剤粉末（約６
％）を配合し、４０時間湿式混合したものをスプレード
ライヤー法によって造粒し、この造粒物中に上記未焼結
ヒータ本体を埋入した後、これらを一体にプレスを行い
未焼結セラミックヒータを得た。次いで、この未焼結セ
ラミックヒータを６００℃、約２時間で仮焼してバイン
ダーを除去し、仮焼体を得た。その後、この仮焼体をホ
ットプレス用カーボン型にセットし、窒素雰囲気下、表
１及び表２に示す焼成温度及び焼成時間でホットプレス
焼成し、セラミックヒータを作製した。尚、導電成分の
粒径は、導電成分用原料（本実施例ではＷＣ粉末）の粒
径を変えることで調節した。表１及び表２において、使
用した各ＷＣ粉末の平均粒径は、（１）Ｎｏ．１〜８、
１７、１９〜２０（表１参照）、Ｎｏ．１（表２参照）
の場合０．６μｍ、（２）Ｎｏ．９〜１６、１８、２１
〜２２（表１参照）、Ｎｏ．２（表２参照）の場合１．
０μｍ、（３）Ｎｏ．３〜４（表２参照）の場合１．５
μｍ、（４）Ｎｏ．５〜６（表２参照）の場合２．０μ
ｍである。

【００２２】（２）セラミックヒータの構成上記製造方法で作製したセラミックヒータ２を図２に示
す。また、本セラミックヒータ２を用いたグロープラグ
１を図１に示す。このグロープラグ１は、発熱する部位
となる先端側にセラミックヒータ２を備える。また、こ
のセラミックヒータ２は、基体２１と、発熱抵抗体２２
と、給電部２３ａ、２３ｂとを備える。

【００２３】基体２１はＳｉ₃Ｎ₄を主としたセラミック
スであり、埋設される発熱抵抗体２２、及び給電部２３
ａ、２３ｂを保護する。また、発熱抵抗体２２はＵ字形
の棒状体であり、基体２１内に埋設される形で配設され
ている。更に、この発熱抵抗体２２は、導電成分、抵抗
温度係数を調節するための調整成分、及び絶縁成分であ
るセラミック成分を含有している。また、給電部２３
ａ、２３ｂは図２に示すように、セラミックヒータ２外
から供給される電力を基体２１内の発熱抵抗体２２へ給
電できるように、各一端は基体２１の表面に配設され、
各他端は発熱抵抗体２２の各端部に接続されている。

【００２４】（３）セラミックヒータの評価上記により作製された各セラミックヒータにおいて、そ
の発熱抵抗体（発熱部）の抗折強度及び抵抗温度係数
と、通電耐久試験とを行い、その結果を表１及び表２に
示した。上記抗折強度は、３点曲げ強さ試験（スパン；
２０ｍｍ、クロスヘッドスピード；０．５ｍｍ／秒）に
よって求めた。上記抵抗温度係数は、１０００℃と２５
℃での各発熱抵抗体の抵抗値の比である。上記通電耐久
試験は、通電によって最高となる温度部位の飽和温度
（２０秒程度で飽和する）が１４００℃となる電圧を印
加した後、印加を止めて一分間放置することを１サイク
ルとし、断線するまでのサイクル数を測定した。上記導
電成分の結晶粒子径は、電子顕微鏡写真によって求め
た。

【００２５】表１の結果によれば、調整成分を含有しな
い比較例の場合（Ｎｏ．１７、１８）は、強度が各々１
１８０ＭＰａ、１１７０ＭＰａと小さく、また、耐久性
能も、各々１５００サイクル、１２００サイクルで断線
した。また、この調整成分の含有量が６．２〜８．０％
と多い場合（Ｎｏ．１９〜２２）は、抗折強度は優れる
ものの、耐久性能が１０００〜２２００サイクルで断線
した。一方、調整成分の粒子径が１．４〜３．８μｍで
あって、調整成分の含有量が０．２〜４．３％である実
施例の場合（Ｎｏ．１〜１６）は、抗折強度が１２９０
〜１３４０ＭＰａと大きく、しかも耐久性能はいずれも
１００００サイクルでも断線せず、極めて優れた耐久性
能を示した。更に、導電成分をＷＣとした場合の抵抗温
度係数を、その調整成分の含有量（０．２〜４．３％）
に従って、３．７〜２．９の範囲で適宜調整できた。

【００２６】調整成分の結晶粒子径の大きさの効果を検
討した表２によれば、この平均粒径が各々１２．５μ
ｍ、１５．４μｍの比較例の場合（Ｎｏ．５、６）は、
抗折強度が各々１２１０ＭＰａ、１０８０ＭＰａと小さ
く、また、耐久性能は、各々１２００サイクル、８００
サイクルで断線し、著しく悪かった。一方、調整成分の
粒子径が１．５〜９．４μｍの実施例の場合（Ｎｏ．１
〜４）は、その順に従って抗折強度が僅かに低下するも
のの、１３００〜１３４０ＭＰａと大きく、しかも耐久
性能はいずれも１００００サイクルでも断線せず、優れ
た耐久性能を示した。尚、これら場合（Ｎｏ．１〜５）
は調整成分の含有量（０．８％又は０．９％）はほとん
ど変わらないので、抵抗温度係数はほとんど同じであっ
た。

【００２７】尚、本発明においては、上記実施例に限ら
ず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した
実施例とすることができる。即ち、即ち、導電成分（導
電成分用原料）及び調整成分（調整成分用原料）は、表
１に示す金属元素（金属元素化合物）のみならず、他の
金属元素（金属元素化合物）を用いたものとすることが
できる。また、調整成分用原料としては、上記炭化物等
のセラミック化合物のみならず、金属単体も使用でき
る。更に、発熱抵抗体の成形方法は、上記射出成形に限
らず、厚膜印刷等の任意の方法とすることができる。

【００２８】更に、図３に示すような、発熱抵抗体２２
を発熱部２２１と制御抵抗部２２２とに分けた二材式セ
ラミックヒータ２Ａの場合は、発熱部２２１の抵抗温度
特性を大きくし、制御抵抗部２２２を低抵抗とすること
によって、発熱の必要が無い周辺部の発熱が少なくし、
発熱が必要な先端側で集中的に発熱させることができる
消費電力の少ないセラミックヒータを作製することがで
きる。また、発熱部２２１と制御抵抗部２２２を互いに
入れ換え、発熱範囲（発熱ボリューム）が大きいセラミ
ックヒータを作製することができる。

【００２９】このような二材式セラミックヒータ２Ａに
おいて本発熱抵抗体を用いることで、導電成分を共通と
し、導電成分の結晶粒子径及び／又は調整成分の含有比
率を変化させることで発熱部２２１と制御抵抗部２２２
で異なった抵抗温度係数とすることができるとともに、
優れた抗折強度及び通電耐久性能を備えた物とすること
もできる。また、発熱部２２１と制御抵抗部２２２とで
導電成分を共通とし、調整成分の含有比率のみを変更す
ることにより、同時に焼成できるので、それぞれの焼成
条件のずれを少なくすることができる。また、同種の導
電成分用原料及び調整成分用原料を用い且つ一体成形が
できるので、密着性を高め、境界で破断することを防ぐ
ことができる。

【００３０】

【発明の効果】本各発明のセラミックヒータ用発熱抵抗
体又はセラミックヒータによれば、優れた抗折強度及び
通電耐久性能を維持しつつ、抵抗温度係数を変化させ
て、所望の発熱特性の発熱抵抗体又はセラミックヒータ
を得ることができる。また、焼結体である発熱低抗体を
構成する導電成分の平均粒子径を所定の大きさ以下にす
ることにより、抗折強度及び耐久性能に極めて優れたも
のとすることができる。本発明のセラミックヒータの製
造方法によれば、上記有用なセラミックヒータを容易に
且つ確実に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本セラミックヒータを用いたグロープラグを説
明するための断面図である。

【図２】本セラミックヒータを説明するための断面図で
ある。

【図３】二材式のセラミックヒータを説明するための断
面図である。

【符号の説明】

１；グロープラグ、２；セラミックヒータ、２Ａ；二材
式セラミックヒータ、２１；基体、２２；発熱抵抗体、
２２１；発熱部、２２２；制御抵抗部、２３ａ、２３
ｂ；給電部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K092 PP16 QA01 QB08 QB10 QB12 QB24 QB74 RA02 RC10 VV18 VV31 VV40 4G030 AA45 AA49 AA67 BA02 CA04 GA09 GA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミックヒータ用に用いられ、焼結体
からなるセラミックヒータ用発熱抵抗体において、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ及びＣｒ
の中から選ばれる１種類以上の炭化物、窒化物並びに珪
化物のうちの少なくとも一種からなる導電成分と、該導
電成分に少なくとも一部が固溶されて上記発熱抵抗体の
抵抗温度係数を変化させる調整成分と、を含有し、上記
導電成分及び上記調整成分の合計を１００ｗｔ％とした
場合、上記調整成分は０．１〜５．０ｗｔ％であり、上記発熱抵抗体を構成する上記導電成分の結晶粒子の平
均粒径は１１μｍ以下であることを特徴とするセラミッ
クヒータ用発熱抵抗体。
【請求項２】上記調整成分は、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔ
ｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ及びＣｒのうちの少なくとも
１種であり、且つ上記導電成分の含有金属元素と異なる
金属元素である請求項１記載のセラミックヒーター用発
熱抵抗体。
【請求項３】セラミック製基体と、上記基体中に埋設
される請求項１又は２記載の上記セラミックヒーター用
発熱抵抗体とを備えることを特徴とするセラミックヒー
タ。
【請求項４】導電成分用原料と、焼成後に抵抗温度係
数を変化させる調整成分として少なくとも一部が固溶さ
れることになる調整成分用原料とを含む混合粉末を調製
し、該混合粉末を用いて発熱抵抗体形状の成形体を得、
その後、該成形体をセラミック粉末からなる基体用原料
中に埋入させ、一体に成形してセラミック成形体とし、
次いで、焼成するセラミックヒータの製造方法であっ
て、上記導電成分用原料は、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ及びＣｒの中から選ばれる１種類以上の
炭化物、窒化物並びに珪化物のうちの少なくとも１種か
らなり、上記導電成分用原料及び上記調整成分原料の合
計を１００ｗｔ％とした場合、上記調整成分原料は０．
１〜５．０ｗｔ％であり、上記成形体が焼成されて得ら
れる発熱抵抗体を構成する導電成分の結晶粒子の平均粒
径が１１μｍ以下であることを特徴とするセラミックヒ
ータの製造方法。
【請求項５】上記調整成分用原料は、Ｗ、Ｔａ、Ｎ
ｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ及びＣｒのうちの少な
くとも１種であり、且つ上記導電成分の含有金属元素と
異なる金属元素の炭化物、酸化物、窒化物並びに珪化物
のうちの少なくとも一種からなる請求項４記載のセラミ
ックヒータの製造方法。