JP2003017220A

JP2003017220A - セラミックヒータ

Info

Publication number: JP2003017220A
Application number: JP2001197515A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tanaka; 智田中
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2003-01-17

Abstract

(57)【要約】【課題】セラミックヒータを、自動車用の暖房用ヒータ
や気化器用ヒータに使用した場合、使用条件によりセラ
ミックヒータの温度がオーバーシュートし、これにより
燃料が異常燃焼してしまい、火災を引き起こしてしまう
といった問題があった。【解決手段】リード引出部と接続するリード引出部およ
び外部回路と接続するための電極パッド部を前記セラミ
ック体の表面に形成してなるセラミックヒータにおい
て、該リード引出部と該電極パッド部の間に過昇温防止
部を一体的に形成

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車やファンヒ
ータ等に使用する暖房用ヒータや気化器用ヒータ、半田
ごて用ヒータなどに使用するセラミックヒータに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アルミナを主成分とするセラ
ミックス中に、Ｗ、Ｒｅ、Ｍｏ等の高融点金属からなる
発熱抵抗体を埋設してなるアルミナセラミックヒータ
が、一般的に用いられている（特開昭６３−９８６０
号、６３−５８４７９号公報等参照）。

【０００３】セラミックヒータは、セラミックスの持つ
電気絶縁性と、急速昇温性、小型化や取扱の容易さ等の
要因により、自動車の空燃比センサ加熱用、石油ファン
ヒータの気化器用、ハンダゴテ用、温水加熱用等色々な
用途で使用されている。

【０００４】例えば、石油ファンヒータに使用される円
板状のセラミックヒータを製造する場合は、図９に示す
ようにセラミックグリーンシート２３の一方の面に、
Ｗ、Ｒｅ、Ｍｏ等の高融点金属からなるペーストを印刷
することにより発熱抵抗体を形成し、その上に電極引出
部形成用の穴が形成された別のセラミックグリーンシー
トを重ねて密着し、円板状に切断加工した後焼成し、さ
らに電極引出部にＮｉ等の金属を無電解メッキした後、
Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金等の金属からなるリード部
をＡｇロウ、Ａｇ−Ｃｕロウ、Ａｕ−Ｃｕロウ、Ａｕ−
Ｎｉウ等のロウ材を用いてロウ付けすることにより、円
板状のセラミックヒータとしていた。

【０００５】このようにして作製した円板状のセラミッ
クヒータを石油気化器に装着して、燃料である灯油を加
熱することにより気化させたあと、別の添加手段で着火
させることにより、石油ファンヒータを安定的に連続燃
焼させることができるようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなセラミックヒータを、例えば自動車用の暖房用ヒー
タや気化器用ヒータに使用した場合、使用条件によりセ
ラミックヒータの温度がオーバーシュートし、これによ
り燃料が異常燃焼してしまい、火災を引き起こしてしま
うといった問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
した結果、セラミック体中にＷ、Ｍｏ、Ｒｅ等の高融点
金属を主成分とする発熱抵抗体およびリード引出部を埋
設し、該リード引出部と接続するリード引出部および外
部回路と接続するための電極パッド部を前記セラミック
体の表面に形成してなるセラミックヒータにおいて、該
リード引出部と該電極パッド部の間に過昇温防止部を一
体的に形成することにより、上記課題を解決できること
を見出した。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明のセラミックヒータの
実施形態を、図１〜４を用いて説明する。

【０００９】図１は、円板状のセラミックヒータ１の例
であるが、２層のセラミックグリーンシート３の間に発
熱抵抗体４を形成し、一方のセラミックグリーンシート
３に形成された２つの穴５から電極引出部６が露出する
ようになっている。これらの電極引出部６は発熱抵抗体
４と接続されている。また、これらの電極引出部６の横
には電極パッド７が形成されている。この電極パッド７
は、発熱抵抗体４とは独立して形成されており、一方の
電極引出部６のひとつと過昇温防止部９により接続され
ている。そして、他方の電極引出部６と電極パッド７に
は、Ｎｉ等の金属からなるリード線８がロウ付けされ、
これらのリード線８から電流を流すことにより発熱抵抗
体４を発熱させる。

【００１０】過昇温防止部９は、低融点金属もしくは低
融点金属合金により形成することが好ましい。そして、
過昇温防止部９を低融点金属や低融点金属合金により形
成することにより、発熱抵抗体４の加熱により電極引出
部６、電極パッド７の温度が温度センサの異常や電源の
異常等の要因により異常に昇温した際に、過昇温防止部
９が溶けて断線し、これ以上の昇温を防止することがで
きる。

【００１１】これらの材料は、板状にしてセラミックヒ
ータ１の表面に近接するように接合することが好まし
い。好ましくは、過昇温防止部９の厚みを１．０ｍｍ以
下、さらに好ましくは０．７ｍｍ以下とすることが好ま
しい。このように形成することによりセラミックヒータ
の過昇温を防止しやすくすることができる。即ち、低融
点金属や低融点金属合金の一部が溶融し始めると流路が
急速に減少し破断するようになるので、セラミックヒー
タが暴走してファンヒータの気化器部分が異常燃焼する
といった問題を未然に防止することが可能となる。ま
た、低融点金属または合金やハンダ、ヒューズの種類を
選択して溶融温度を変更することにより、過昇温の温度
設定を変更することができる。

【００１２】通常、過昇温防止部９は、別に加工された
過昇温防止用の検知素子をセラミックヒータ１もしくは
それに付随する被加熱体に装着して過昇温の有無を検知
するが、検知素子の取り付けの信頼性や検知素子の動作
の信頼性に問題がある。これに対し、本発明のように、
過昇温防止部９をセラミックヒータ１の電極引出部６お
よび電極パッド７に直接取り付けるとともに、回路内に
直列に取り付けることにより、セラミックヒータ１の温
度変化を直接検知し、直接回路を切断できるので、過昇
温防止の信頼性を高めることができる。また、過昇温防
止部９が外に露出しているので、過昇温防止部９の交換
も容易である。

【００１３】過昇温防止部９をなす低融点金属もしくは
低融点金属合金の例としては、Ｉｎを４０〜１００重量
％含有し、残りの０〜６０重量％がＳｎ、Ｚｎ、Ｐｂ、
Ａｂ、Ａｇ、Ａｌ等から選ばれる１種以上の金属からな
るものや、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ等から選ばれる金属を主成
分とするハンダ、ヒューズ等を使用することができる。

【００１４】そして、過昇温防止部９の別の実施形態と
しては、接続する取出電極６および電極パッド７のいず
れかに、低融点金属もしくは低融点金属合金からなる過
昇温防止部９を介してＮｉ線等のリード材料を接続する
ようにし、過昇温防止部９が溶融した際には、前記リー
ド材料が外れるようにして過昇温を防止するような構成
とすることも可能である。

【００１５】また、他の実施形態として、この過昇温防
止部９をＰＴＣサーミスタにより形成することもでき
る。この場合、電極引出部６が異常昇温した場合はＰＴ
Ｃサーミスタの温度が上昇し抵抗値が３桁以上高くなる
ので、発熱抵抗体４に流れる電流を小さくすることがで
きると同時に、繰り返し使用が可能となる。この場合、
ＰＴＣサーミスタの抵抗値の転移点Ｔｃを変更すること
により、過昇温防止温度の設定を変更することができ
る。

【００１６】過昇温防止部９としてＰＴＣサーミスタを
使用する際は、図６に模式的に示すように、電極引出部
６と電極パッド７の上に、セラミックヒータ１にＰＴＣ
サーミスタが密着するように設置する。また、ＰＴＣサ
ーミスタの形状係数を見掛け上小さくするため、金属板
１５をＰＴＣサーミスタの表面に形成しても良い。この
ような構成にすると、ＰＴＣヒータの抵抗が電極引出部
６と金属板１５間および電極パッド７と金属板１５の間
に挟まれる部分となるので、ＰＴＣサーミスタ自体の発
熱を防止することが可能となる。図６には、電極引出部
６と電極パッド７にともに接続するようにＰＴＣサーミ
スタを標記しているが、金属板１５を使用する場合、電
極引出部６もしくは電極パッド７のどちらか一方にＰＴ
Ｃサーミスタを設置し、該ＰＣＴサーミスタを介して金
属板１５やＮｉ線等からなるリードを用いて該電極引出
部６および電極パッド７を接続する構成とすることも可
能である。

【００１７】また、この際、板状のＰＴＣサーミスタの
両面に予め電極を形成しておき、電極引出部６もしくは
電極パッド７とハンダやロウ材を用いて接合することが
好ましい。

【００１８】過昇温防止部９としてＰＣＴサーミスタを
用いる場合も、セラミックヒータ１の温度を早く捉える
ことができるようにＰＴＣサーミスタの厚みを１ｍｍ以
下することが好ましい。また、ＰＴＣサーミスタとして
は、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛等を用い
る。

【００１９】また、セラミックヒータ１の形状は、図２
〜４に示すようにその用途によって円板状以外に、例え
ばハンダゴテ用には円柱状、自動車用の暖房用には円筒
状、一般機械加熱用には板状というように変更すること
が可能である。

【００２０】図２に示す板状のセラミックヒータ１は、
図１に示した円板状のセラミックヒータ１に較べて外形
が異なるだけで、同等の手順で作製することができる。

【００２１】また、図４に示す円筒状のセラミックヒー
タ１の場合、セラミックヒータ１の円筒部の端面形状
は、段差、曲面部もしくはテーパー部を施すことが好ま
しい。円筒形状のセラミックヒータ１を用いる場合、そ
の内部を燃料の流路とすることができるが、灯油もしく
はガソリンのような燃料を供給し、気化したガスが漏れ
ないようにシールする必要があるので、セラミックヒー
タ１と外部の流路との接合部においてシールが非常に重
要である。このシールに有利なように、円筒部の端面に
段差もしくはテーパーを形成することが好ましい。ま
た、シール用の弾性体にセラミックヒータ１の円筒部の
端面を押圧してシールする場合は、端面の平滑性も重要
である。

【００２２】該端面の加工は、押圧シールする相手材に
もよるが、平坦面に仕上げる場合は、鏡面加工により平
坦度を１００μｍ以下とし、表面粗さ（Ｒａ）を０．３
μｍ以下とすることが望ましい。また、段差もしくはテ
ーパーを形成する場合は、その形成面の表面粗さ（Ｒ
ａ）を０．３μｍ以下とし、はめ合わせてシールする相
手材の表面形状に倣った加工をしなければならない。

【００２３】図５は、本発明の板状のセラミックヒータ
１を用いた燃料気化器の模式図である。燃料は燃料供給
パイプ１２から燃料気化釜１１に供給され、該燃料気化
釜１１の底に装着されたセラミックヒータ１により加熱
して燃料を気化させ、気化した燃料をガスパイプ１３に
より不図示の燃焼器に供給されるようになっている。

【００２４】さらに、本発明のセラミックヒータ１の製
法について、セラミックグリーンシートの材質がアルミ
ナの場合を例に説明する。

【００２５】まず、円板状もしくは板状のセラミックヒ
ータ１は、所定の厚みのセラミックグリーンシート３を
準備し、その一方の表面にＷ、Ｒｅ、Ｍｏ等からなるペ
ーストをプリントして発熱抵抗体４を形成し、さらにそ
の表面に、電極引出部に穴を形成した別のセラミックグ
リーンシート３を重ねて密着し、所定の形状に切断した
後、Ｈ₂−Ｎ₂雰囲気中で１５００〜１６５０℃で焼成す
る。

【００２６】その後、前記電極引出部６と前記セラミッ
クヒータ１の表面に形成した電極パッド７にＮｉ等の耐
熱金属からなるメッキを施す。このメッキは、リード部
材８を電極引出部６および電極パッド７の表面にロウ付
けする際に、ロウ材の流れを良くし、ロウ付け強度を増
すためである。通常１〜５μｍ厚みのメッキ層を形成す
る。メッキ層の材質としては、Ｎｉ、Ｃｒ、もしくはこ
れらを主成分とする複合材料を使用することができる。

【００２７】そしてさらに、電極引出部６のひとつと電
極パッド７にＮｉ線等からなるリード部材をＡｇ、Ａｇ
−Ｃｕ、Ａｕ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｎｉ等からなるロウ材を用
いてロウ付けし、さらに残った電極引出部６と前記電極
パッド７の間にハンダからなる過昇温防止部９を形成し
て、本発明のセラミックヒータ１とする。

【００２８】また、棒状もしくは円筒状のセラミックヒ
ータ１を作製する場合は、セラミックグリーンシート３
の一方の面にＷ、Ｒｅ、Ｍｏ等の高融点金属からなるペ
ーストを用いて発熱抵抗体４および必要に応じてリード
部をプリントし、発熱抵抗体４もしくはリード部の端部
の裏面のセラミックグリーンシートにＷ、Ｒｅ、Ｍｏ等
の高融点金属からなるペーストを用いて電極引出部６を
形成し、さらに電極引出部の近傍に別途電極パッド部８
をプリントする。その後、電極引出部６にスルーホール
を形成し、Ｗからなるペーストを用いてスルーホールを
充填する。こうして準備したセラミックグリーンシート
３をセラミックロッド２もしくはセラミック円筒２’の
表面に、前記発熱抵抗体４が内側になるように密着し、
１５００〜１６５０℃のＨ₂−Ｎ₂雰囲気中で焼成する。

【００２９】この焼結したセラミックヒータ１の電極パ
ッド７には、焼成後メッキ層を形成する。このメッキ層
は、リード部材８を電極引出部６および電極パッド７の
表面にロウ付けする際に、ロウ材の流れを良くし、ロウ
付け強度を増すためである。通常１〜５μｍ厚みのメッ
キ層を形成する。メッキ層の材質としては、Ｎｉ、Ｃ
ｒ、もしくはこれらを主成分とする複合材料を使用する
ことができる。

【００３０】このメッキ層を形成する場合、メッキ層厚
みを管理するために、通常無電解メッキを使用する。無
電解メッキを使用する場合、メッキの前処理としてＰｄ
を含有する活性液に浸漬する。このＰｄが、メッキ処理
後メッキ層に残留し、ロウ付け時にロウ材層に拡散する
場合がある。

【００３１】このロウ材層に含有されるＰｄの含有量が
５００ｐｐｍを越えると、ロウ付け部の強度が低下し、
リード部８が電極引出部６、電極パッド７から容易に剥
離するようになるので、好ましくない。これに対し、ロ
ウ材層に含有されるＰｄの含有量を５００ｐｐｍ以下に
すれば、良好なロウ付け強度を維持できる。

【００３２】活性液中のＰｄは、電極引出部６、電極パ
ッド７の表面に単層吸着することが好ましい。通常は、
このようにして単層吸着したＰｄが、無電解メッキを施
した際にメッキする金属と置換され、この金属層を核に
メッキ層が形成される。ロウ材層中のＰｄ量が増加する
理由は、活性化処理時の活性液中のＰｄ濃度が高すぎた
り、活性化処理の時間が長すぎたりすると、電極引出部
６、電極パッド７表面にＰｄが多層吸着され、メッキ時
に十分置換されず残留するためと推定される。

【００３３】活性液中のＰｄの濃度を９０ｐｐｍ以下に
し、処理時間を２０分以下にすればロウ材層に含有され
るＰｄの量を５００ｐｐｍ以下に安定して調節すること
ができる。通常、このＰｄによる活性化処理は４０〜８
０℃、好ましくは６０±５℃程度の温度で処理される。

【００３４】また、原因は判らないが、Ｐｄの含有量が
増えるに従って、ロウ材層のＨｖ硬度が低下する傾向に
なることが判っている。これは、Ｐｄ含有量が増えると
空隙部１２が多くなりこれによってＨｖ硬度が低下する
ものと思われる。

【００３５】さらに、メッキ処理はロウ付けの前後に実
施する場合が多いが、特に、ロウ付け前に実施するメッ
キに関する活性化処理のＰｄ量の調整が重要である。

【００３６】また、活性液には、Ｐｄとともに活性液の
安定剤としてＰｂが使用されている。このＰｂの濃度
は、Ｐｄに対し同等か若干少な目に調整されているが、
このＰｂも処理条件によりＰｄの残留とほとんど比例的
にロウ材層中に含有されるようになる。そのため、でき
るだけＰｂ量に関しても少ない活性液とすることが好ま
しい。

【００３７】リード部８を固定するロウ材層としては、
Ａｕ、Ｃｕ、Ａｕ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｎｉ、Ａｇ、Ａｇ−Ｃ
ｕ系のロウ材が使用される。好ましくは、Ａｕ−Ｃｕロ
ウとしては、Ａｕ含有量が２５〜９５重量％としＡｕ−
ＮｉロウとしてはＡｕ含有量が５０〜９５重量％とする
と、ロウ付け温度を１０００℃程度に設定でき、ロウ付
け後の残留応力を低減できるので良い。また、湿度が高
い雰囲気中で使用する場合、Ａｕ系、Ｃｕ系のロウ材を
用いた方が、マイグレーションが発生しにくくなるので
好ましい。

【００３８】また、ロウ材層の表面には、メッキ層を形
成することが腐食からロウ材層を保護するために好まし
い。

【００３９】また、電極引出部６、電極パッド７の端部
からロウ材層の端部までの距離が少なくとも０．２ｍｍ
以上あるようにすることが好ましい。前記距離が０．２
ｍｍ未満であると、電極引出部６、電極パッド７の端部
がロウ材の収縮時に引っ張られて剥離しやすくなり、ロ
ウ付け強度が低下するので、好ましくない。

【００４０】また、前記電極引出部６、電極パッド７に
形成されるスルーホールの位置と前記ロウ材層の端部と
の距離を少なくとも０．２ｍｍ以上にすると、良好なロ
ウ付け強度を維持することができる。これにより、メッ
キ層の表面に形成したロウ材層が固化する際に大きく収
縮し、電極引出部６、電極パッド７を剥がしてしまうと
いうような不具合を防止できるからである。

【００４１】次にリード部材８の材質としては、耐熱性
良好なＮｉ系やＦｅ−Ｎｉ系合金等を使用することが好
ましい。発熱抵抗体４からの熱伝達により、使用中に電
極引出部６、電極パッド７の温度が上昇し、劣化する可
能性があるからである。

【００４２】中でも、リード部材８の材質としてＮｉや
Ｆｅ−Ｎｉ合金を使用する場合、その平均結晶粒径を４
００μｍ以下とすることが好ましい。前記平均粒径が４
００μｍを越えると、使用時の振動および熱サイクルに
より、ロウ付け部近傍のリード部材１０が疲労し、クラ
ックが発生するので好ましくない。他の材質について
も、例えばリード部材８の粒径がリード部材８の厚みよ
り大きくなると、ロウ材層とリード部材８の境界付近の
粒界に応力が集中して、クラックが発生するので好まし
くない。

【００４３】なお、ロウ付けの際の熱処理は、試料間の
バラツキを小さくするためには、ロウ材の融点より十分
余裕をとった高めの温度で熱処理する必要があるが、リ
ード部材８の平均結晶粒径を４００μｍ以下と小さくす
るためには、ロウ付けの際の温度をできるだけ下げ、処
理時間を短くすればよい。

【００４４】また、セラミックヒータ１の材質として
は、Ａｌ₂Ｏ₃８８〜９５重量％、ＳｉＯ₂２〜７重量
％、ＣａＯ０．５〜３重量％、ＭｇＯ０．５〜３重量
％、ＺｒＯ₂１〜３重量％と不可避不純物からなるＡｌ₂
Ｏ₃を使用することが好ましい。Ａｌ ₂Ｏ₃含有量をこれ
より少なくすると、ガラス質が多くなるため通電時のマ
イグレーションが大きくなるので好ましくない。また、
逆にＡｌ₂Ｏ₃含有量をこれより増やすと、内蔵する発熱
抵抗体４の金属層内に拡散するガラス量が減少し、セラ
ミックヒータ１の耐久性が劣化するので好ましくない。
ここで、セラミックスとしてアルミナの例を示したが、
本発明で示したことは、アルミナ質セラミックスに限定
されることではなく、窒化珪素質セラミックス、窒化ア
ルミニウム質セラミックス、炭化珪素質セラミックス
等、また、セラミックヒータのみならず、Ａｕ系のロウ
付けを実施する全てのものに当てはまる現象である。

【００４５】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００４６】実施例１まず、アルミナを主成分とし、５．０重量％のＳｉ
Ｏ₂、１．７重量％のＣａＯ、０．７重量％のＭｇＯ、
１．４重量％のＺｒＯ₂と不可避不純物からなる所定の
厚みのセラミックグリーンシート３を準備し、その一方
の表面に図１に示すようにＷからなるペーストをプリン
トして発熱抵抗体４、電極引出部６を形成し、さらにそ
の表面に、電極引出部に穴５および電極パッド７を形成
した別のセラミックグリーンシート３を重ねて密着し、
所定の形状に切断した後、Ｈ₂−Ｎ₂雰囲気中で１５００
〜１６５０℃の温度で焼成して、厚み５ｍｍ×５０ｍｍ
φのセラミックヒータ１の焼結体を得た。なお、電極引
出部６は、前記穴５から露出するように形成した。

【００４７】その後、前記電極引出部６と前記セラミッ
ク体の表面に形成した電極パッド７にＮｉからなる２μ
ｍのメッキを施し、電極引出部６のひとつおよび電極パ
ッド７にリード部材８をＡｕ−Ｃｕロウによりロウ付け
した。

【００４８】さらに、残りの電極引出部６と電極パッド
の間を接続するように、セラミックヒータ１の表面に密
着するように厚み０．５ｍｍで幅５ｍｍのハンダからな
る過昇温防止部９をハンダ付けにより設置して本発明の
セラミックヒータ１としたもの、およびハンダの代わり
に、図６に模式的に示すように、過昇温防止部材９とし
てＰＣＴサーミスタを用いたセラミックヒータを形成し
た。

【００４９】さらに比較例として、上記と同様にして作
製し、電極パッド７を形成しない従来のタイプのセラミ
ックヒータ２１を作製した。

【００５０】さらに、これらのセラミックヒータ１、２
１の電極パッド７とは反対側の主面中央に線径０．２ｍ
ｍのＣＡ（クロメル−アルメル）の熱電対素線を取り付
け、セラミックヒータ１の表面温度が２分間で１０００
℃に昇温するような電圧を５分間連続印加して、その昇
温カーブを測定した。

【００５１】これらの結果を、図７に示した。

【００５２】図７から判るように、比較例のセラミック
ヒータの温度は、１０００℃まで昇温した。これに対
し、過昇温防止部材を設置した本発明のセラミックヒー
タは、４５０℃くらいの温度で該過昇温防止部材９が断
線し、これ以上の温度には上昇しないことを確認でき
た。

【００５３】図５に示したファンヒータ用の燃料気化器
の場合、１０００℃まで加熱された比較例のセラミック
ヒータが接触している加熱容器１１の温度は６００℃程
度まで上昇し、内部に供給される灯油が急加熱されて異
常燃焼し、ひいては火災を発生させてしまうことが判っ
た。

【００５４】これに対し、本発明のようなセラミックヒ
ータ１にすれば、加熱容器１１の温度が燃料の爆発限界
を越えない温度で回路を切断し、火災の発生を防止する
ことが可能となることが判った。

【００５５】実施例２ここでは、円筒状のセラミックヒータの円筒端部の加工
について、シール性を評価した。

【００５６】まず、厚み０．４ｍｍのセラミックグリー
ンシート３の一方の主面にＷからなる発熱抵抗体４をプ
リント形成し、発熱抵抗体４の端部に形成された電極引
出部６の裏面となる部分に電極引出部６をプリントし、
これらの電極引出部６を導通させるようにスルーホール
を形成し、さらにスルーホールにＷインクを充填する。
また、発熱抵抗体４を形成した面の反対側の主面の電極
引出部の横に電極パッド７を形成し、その後、外径４０
ｍｍφ、４０ｍｍ長さのセラミックパイプ２の周囲に、
発熱抵抗体４が内側になるように前記セラミックグリー
ンシート３を巻き付け一体化し、１５００℃〜１６５０
℃で焼成して、円筒状のセラミックヒータ１の焼結体を
得た。

【００５７】このようにして得られた円筒状のセラミッ
クヒータは、外径３３ｍｍφ、長さ３４ｍｍ長さとなっ
た。そして、図４に示すように芯材となるセラミックパ
イプ２の両端面が突出した構造となっている。すなわ
ち、円筒状のセラミックヒータにおいて、円筒端部はセ
ラミックパイプ２の端部ということになる。

【００５８】円筒部のシール性を確保するため、円筒部
端面の厚みを０．２ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２
ｍｍと変更するとともに表面を鏡面研磨したサンプルを
各々５個づつ準備した。また、比較用に円筒部端面の厚
みを０．５ｍｍとし、鏡面研磨していないサンプルを準
備した。

【００５９】その後、セラミックヒータ１の外周面に露
出した電極引出部６および電極パッド７に厚み２μｍの
Ｎｉメッキを施し、Ａｇロウを用いてリード部材８をロ
ウ付けしてセラミックヒータ１とした。

【００６０】得られたセラミックヒータ１の両端面にテ
フロン（登録商標）からなるシール部を押圧して、その
押圧力と得られる真空度の関係を調査した。

【００６１】結果を図８に示した。

【００６２】図８から判るように、円筒状のセラミック
ヒータの端面を鏡面研磨していないサンプルの真空度
は、押圧力を２５０Ｎまで上げても真空度を１０⁰Ｐａ
まで上げることができなかった。これに対し、前記端面
を鏡面研磨したサンプルは、真空度を１０^-1Ｐａ程度ま
で下げることができる。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、セラミック体中にＷ、
Ｍｏ、Ｒｅ等の高融点金属を主成分とする発熱抵抗体を
埋設し、該発熱抵抗体と接続する電極引出部および外部
回路と接続するための電極パッド部を前記セラミック体
の表面に形成してなるセラミックヒータにおいて、該電
極引出部の少なくともひとつと該電極パッド部の間に過
昇温防止部を一体的に形成することにより、電源装置や
温度センサの異常によりセラミックヒータが暴走しよう
としても、所定の温度以上に過昇温防止部が加熱されれ
ば過昇温防止部が溶融し断線するので、燃料が爆発する
といった問題の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミックヒータの分解斜視図であ
る。

【図２】本発明のセラミックヒータの他の実施形態を示
す分解斜視図である。

【図３】本発明のセラミックヒータの他の実施形態を示
す分解斜視図である。

【図４】本発明のセラミックヒータの他の実施形態を示
す分解斜視図である。

【図５】本発明セラミックヒータを用いた燃料気化器の
模式図である。

【図６】本発明のセラミックヒータの過昇温防止部設置
部の部分断面図である。

【図７】本発明のセラミックヒータおよび比較例のセラ
ミックヒータの昇温特性を示す図である。

【図８】本発明のセラミックヒータのシール性の押圧力
依存性を示す図である。

【図９】従来のセラミックヒータの分解斜視図である。

【符号の説明】

１：セラミックヒータ２：セラミックロッド３：セラミックグリーンシート４：発熱抵抗体６：電極引出部７：電極パッド８：リード部材９：過昇温防止部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 3/12 Ｈ０５Ｂ 3/12 Ａ 3/20 ３９３ 3/20 ３９３ 3/48 3/48 Ｆターム(参考） 3K034 AA10 AA12 BA06 BB06 BB14 BC04 CA02 CA25 CA32 DA05 EA07 3K058 AA14 CA12 CA23 CA58 CA62 CA91 CE02 CE04 CE05 3K092 PP13 PP15 QA02 QA05 QB18 QB26 QB43 QB67 QB75 QC02 QC16 QC25 QC43 QC45 QC52 RF03 RF06 RF11 RF19 RF22 UA06 VV25 5E034 AA09 5G502 AA02 EE05 FF07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック体中にＷ、Ｍｏ、Ｒｅ等の高融
点金属を主成分とする発熱抵抗体を埋設し、該発熱抵抗
体と接続する電極引出部および外部回路と接続するため
の電極パッド部を前記セラミック体の表面に形成してな
るセラミックヒータにおいて、該電極引出部の少なくと
もひとつと該電極パッド部の間に過昇温防止部を一体的
に形成したことを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項２】前記過昇温防止部が、低融点金属もしくは
低融点合金からなることを特徴とする請求項１記載のセ
ラミックヒータ。
【請求項３】前記過昇温防止部が、ＰＴＣサーミスタか
らなることを特徴とする請求項１記載のセラミックヒー
タ。
【請求項４】前記セラミック体が円筒状体であり、その
少なくともひとつの端面が鏡面加工されていることを特
徴とする請求項１記載のセラミックヒータ。