JP2019164940A - Ceramic heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セラミックヒータに関する。 The present invention relates to a ceramic heater.
従来、自動車用の酸素センサーやグローシステムなどにおける発熱源として、また、半導体加熱用ヒータや石油ファンヒータなどの石油気化器用熱源等としてセラミックヒータが周知である。 Conventionally, ceramic heaters are well known as heat sources in automobile oxygen sensors and glow systems, and as heat sources for petroleum vaporizers such as semiconductor heaters and petroleum fan heaters.
特許文献1に記載のセラミックヒータは、棒状のセラミックの本体部に、高融点金属からなる発熱抵抗体(発熱部)が設けられている。発熱抵抗体は、本体部の長手方向に延びる複数の長手部と、長手部と交差する方向に延びるとともに、長手部同士を繋ぐ複数の連結部とを備えている。 In the ceramic heater described in Patent Document 1, a heating resistor (heat generating portion) made of a refractory metal is provided in a main body of a rod-shaped ceramic. The heating resistor includes a plurality of longitudinal portions extending in the longitudinal direction of the main body portion, and a plurality of connecting portions that extend in a direction intersecting the longitudinal portions and connect the longitudinal portions.
従来技術のセラミックヒータにおいて、発熱部の熱によって本体部が所定温度まで加熱されるのに要する時間を短縮することが求められている。特に、本体部の先端で、所定温度まで加熱されるのに要する時間を短縮することが求められている。 In the conventional ceramic heater, it is required to shorten the time required for the main body to be heated to a predetermined temperature by the heat of the heat generating portion. In particular, it is required to shorten the time required for heating to the predetermined temperature at the tip of the main body.
しかし、本体部は、発熱部の長手部における中央付近において、温度が局所的に高い部分(ヒートポイント)が集中するように加熱されやすい。ヒートポイントの集中により発生した熱は本体部に効率的に伝熱されないため、本体部を所定温度まで加熱するのに要する時間が長くなるという問題があった。 However, the main body is easily heated so that locally high temperature portions (heat points) are concentrated in the vicinity of the center of the longitudinal portion of the heat generating portion. Since heat generated by concentration of heat points is not efficiently transferred to the main body, there is a problem that the time required to heat the main body to a predetermined temperature is increased.
本発明は上記課題を解決するためのものであって、その目的は、本体部が所定温度まで加熱されるのに要する時間を短縮可能にしたセラミックヒータを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a ceramic heater that can shorten the time required for the main body to be heated to a predetermined temperature.
上記課題を解決するセラミックヒータは、セラミックからなる長尺状の本体部と、当該本体部に規定のヒートパターンによって形成された発熱抵抗体からなる発熱部とを備えるセラミックヒータであって、上記発熱部は、上記本体部の長手方向に延びる複数の長手部と、上記長手部と交差する方向に延びるとともに、上記長手部の一端側同士と他端側同士を交互に繋ぐ複数の連結部とを備え、上記連結部のうちの少なくとも一部には、上記長手部の幅よりも幅が小さい狭小部が設けられていることを要旨とする。 A ceramic heater that solves the above problem is a ceramic heater comprising a long body portion made of ceramic and a heat generating portion made of a heating resistor formed in the main body portion by a prescribed heat pattern, wherein the heat generation The portion includes a plurality of longitudinal portions extending in the longitudinal direction of the main body portion, and a plurality of connecting portions that extend in a direction intersecting the longitudinal portion and alternately connect one end side and the other end side of the longitudinal portion. It is summarized that at least a part of the connecting portion is provided with a narrow portion having a width smaller than the width of the longitudinal portion.
この構成によれば、連結部に設けられた狭小部において発熱し易くなり、発熱部のヒートポイントの生成位置を調整することが可能になる。これにより、発熱部の温度差が小さくなり、本体部へ伝熱し易くなる。そのため、本体部が全体的に所定温度に到達するまでの時間を短縮することが可能となる。さらに、発熱部の長手部に局所的にヒートポイントが集中することを抑制することができるため、発熱部の過熱を抑制できる。これにより、セラミックヒータの信頼性向上が可能となる。 According to this configuration, heat is easily generated in the narrow portion provided in the connecting portion, and the heat point generation position of the heat generating portion can be adjusted. Thereby, the temperature difference of a heat-emitting part becomes small and it becomes easy to transfer heat to a main-body part. Therefore, it is possible to shorten the time until the main body reaches the predetermined temperature as a whole. Furthermore, since it can suppress that a heat point concentrates on the longitudinal part of a heat generating part locally, overheating of a heat generating part can be suppressed. As a result, the reliability of the ceramic heater can be improved.
本発明のセラミックヒータにおいて、上記狭小部は、上記長手部の一端側同士を繋ぐ前記連結部に設けられていることが好ましい。この構成によれば、長手部の一端側に対してヒートポイントの位置を調整させることができる。 In the ceramic heater of the present invention, it is preferable that the narrow portion is provided in the connecting portion that connects one end sides of the longitudinal portion. According to this structure, the position of a heat point can be adjusted with respect to the one end side of a longitudinal part.
本発明のセラミックヒータにおいて、上記連結部の上記狭小部の幅と上記長手部の幅との比は、1:1.2〜1:3の範囲内であることが好ましい。この構成によれば、発熱部によって本体部を加熱し易くすることができるとともに、ヒートポイントの生成位置を調整することができる。また、狭小部の強度を確保することが容易になる。 In the ceramic heater of the present invention, it is preferable that a ratio of the width of the narrow portion and the width of the longitudinal portion of the connecting portion is within a range of 1: 1.2 to 1: 3. According to this configuration, the main body portion can be easily heated by the heat generating portion, and the heat point generation position can be adjusted. Moreover, it becomes easy to ensure the strength of the narrow portion.
本発明のセラミックヒータにおいて、上記発熱部の上記狭小部の厚さが上記長手部の厚さと等しくなるように構成され、上記発熱部の上記狭小部の幅が上記長手部の幅よりも小さくなるように構成されていることが好ましい。この構成によれば、狭小部と長手部の厚さが等しくなるように構成されていることにより、狭小部と長手部の境界部分の段差を無くすことができる。 In the ceramic heater of the present invention, the thickness of the narrow portion of the heat generating portion is configured to be equal to the thickness of the longitudinal portion, and the width of the narrow portion of the heat generating portion is smaller than the width of the longitudinal portion. It is preferable that it is comprised. According to this configuration, since the narrow portion and the longitudinal portion are configured to have the same thickness, a step at the boundary portion between the narrow portion and the longitudinal portion can be eliminated.
本発明のセラミックヒータにおいて、複数の上記長手部は、上記本体部の軸周りに並設されていることが好ましい。この構成によれば、一対の給電部で本体部の軸周りに並設された複数の長手部に給電することが可能になるため、給電部の数を少なくすることができる。 In the ceramic heater of the present invention, it is preferable that the plurality of longitudinal portions are arranged in parallel around the axis of the main body portion. According to this configuration, it is possible to supply power to a plurality of longitudinal portions arranged in parallel around the axis of the main body portion with a pair of power supply portions, and thus the number of power supply portions can be reduced.
本発明のセラミックヒータにおいて、複数の上記長手部における一端側の端部及び他端側の端部の少なくとも一方は、上記本体部の軸方向における位置が、それぞれ上記本体部の周方向において揃って配置されていることが好ましい。この構成によれば、本体部の周方向において、本体部の温度分布を一定にすることが容易になる。 In the ceramic heater of the present invention, at least one of the end portions on the one end side and the end portions on the other end side of the plurality of longitudinal portions is aligned in the axial direction of the main body portion in the circumferential direction of the main body portion. It is preferable that they are arranged. According to this configuration, it is easy to make the temperature distribution of the main body portion constant in the circumferential direction of the main body portion.
本発明のセラミックヒータでは、発熱部が発熱し易くなるとともに、発熱部のヒートポイントの位置を調整することが可能になる。これにより、発熱部の温度差が小さくなり本体部への伝熱がしやすくなる。その結果、本体部が所定温度に達するまでの時間を短縮することができる。 In the ceramic heater of the present invention, the heat generating part easily generates heat, and the position of the heat point of the heat generating part can be adjusted. Thereby, the temperature difference of a heat-emitting part becomes small and it becomes easy to transfer heat to a main-body part. As a result, the time until the main body reaches a predetermined temperature can be shortened.
セラミックヒータの一実施形態を、図1〜図4に従って説明する。
図1に示すように、セラミックヒータ1は、セラミックからなる長尺状の本体部10を備えている。本体部10は、円柱状をなしている。本体部10は、軸方向(図1のX軸方向)における先端側に配置された径の大きい大径部10Aと、基端側に配置された径の小さい小径部10Bとを有している。
An embodiment of a ceramic heater will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the ceramic heater 1 includes a long main body 10 made of ceramic. The main body 10 has a cylindrical shape. The main body 10 has a large-diameter portion 10A having a large diameter disposed on the distal end side in the axial direction (X-axis direction in FIG. 1) and a small-diameter portion 10B having a small diameter disposed on the proximal end side. .
図1及び図2に示すように、本体部10の大径部10Aの内部には、抵抗発熱体からなる発熱部20と、同じく抵抗発熱体からなる一対の給電部30の一部とが埋設されている。本体部10は、セラミック製の芯材12と、芯材12に複数層となるように巻き付けられたセラミック製のシート材11とを備える。シート材11は、本体部10の径方向に沿って積層されている。給電部30の一部は、本体部の小径部10Bの側面に露出されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the large-diameter portion 10 </ b> A of the main body 10 is embedded with a heat generating portion 20 made of a resistance heating element and a part of a pair of power feeding portions 30 also made of a resistance heating element. Has been. The main body 10 includes a ceramic core material 12 and a ceramic sheet material 11 wound around the core material 12 so as to form a plurality of layers. The sheet material 11 is laminated along the radial direction of the main body 10. A part of the power feeding unit 30 is exposed on the side surface of the small diameter portion 10B of the main body.
発熱部20は、本体部10の軸方向(図1のX軸方向)に延びる複数の長手部21と、隣同士に位置する長手部21を繋ぐ複数の連結部22とを備える。複数の長手部21は、本体部10の先端側から基端側に向かって、本体部10の中心線Pに沿って延びるとともに、本体部10の横断面において、本体部の軸周りに間隔をあけて円状に並ぶように配置されている。複数の長手部21は、セラミックヒータ1の軸方向(図1のX軸方向)において、一端側である先端側と他端側である基端側の端部がそれぞれ揃うように整列されている。すなわち、複数の長手部21における一端側の端部及び他端側の端部は、本体部10の軸方向における位置が、それぞれ本体部10の周方向において揃って配置されている。 The heat generating unit 20 includes a plurality of long portions 21 extending in the axial direction of the main body portion 10 (X-axis direction in FIG. 1) and a plurality of connecting portions 22 that connect the long portions 21 located adjacent to each other. The plurality of longitudinal portions 21 extend from the distal end side to the proximal end side of the main body portion 10 along the center line P of the main body portion 10, and are spaced apart from each other around the axis of the main body portion in the cross section of the main body portion 10. It is arranged so that it is open and arranged in a circle. In the axial direction of the ceramic heater 1 (X-axis direction in FIG. 1), the plurality of longitudinal portions 21 are aligned such that the distal end side that is one end side and the proximal end end that is the other end side are aligned. . That is, the end portions on the one end side and the end portions on the other end side of the plurality of longitudinal portions 21 are arranged such that their positions in the axial direction of the main body portion 10 are aligned in the circumferential direction of the main body portion 10.
図3に示すように、発熱部20は、本体部10の周方向に隣り合う長手部21の端部同士が、連結部22によって本体部10の先端側及び基端側にて交互に接続されることにより、全体として所謂、櫛歯型の一つながりの配線パターンに形成されている。ここで、本実施形態の場合、先端側の連結部22を第1連結部22a、基端側の連結部22を第2連結部22bとする。 As shown in FIG. 3, in the heat generating part 20, the end parts of the longitudinal parts 21 adjacent to each other in the circumferential direction of the main body part 10 are alternately connected by the connecting part 22 on the distal end side and the proximal end side of the main body part 10. As a whole, the wiring pattern is formed into a so-called comb-shaped continuous wiring pattern. Here, in the case of this embodiment, let the connection part 22 of the front end side be the 1st connection part 22a, and let the connection part 22 of the base end side be the 2nd connection part 22b.
複数の長手部21のうち、両末端に位置する二つの長手部21は、本体部10において発熱部20よりも軸方向基端側に設けられた一対の給電部30に接続されている。給電部30は、先端側が本体部10の大径部10Aの内部に埋設され、基端側が本体部10の小径部10Bの側面に露出されている。 Of the plurality of longitudinal portions 21, the two longitudinal portions 21 located at both ends are connected to a pair of power feeding portions 30 provided in the main body portion 10 on the proximal side in the axial direction from the heat generating portion 20. The power feeding unit 30 has a distal end side embedded in the large diameter portion 10 </ b> A of the main body portion 10 and a proximal end side exposed at the side surface of the small diameter portion 10 </ b> B of the main body portion 10.
図4に示すように、発熱部20の第1連結部22aは、発熱部20の長手部21と厚さが等しくなるように構成され、発熱部20の長手部21よりも幅が小さくなるように構成されている。以下では、発熱部20の連結部22における長手部21よりも幅が小さくなるように構成された部分を狭小部23とする。本実施形態では、第1連結部22aの全体が狭小部23となっている。なお、発熱部20は、均一な厚さの配線パターンとなっていることから、発熱部20の断面積は、発熱部20の幅に比例する。本実施形態では、狭小部23の幅Hと長手部21の幅Dとの比「H:D」が、「1:1.2」〜「1:3」の範囲に設定されている。なお、さらに好適には、比「H:D」が「1:1.5」〜「1:2」の範囲に設定されていることが好ましい。 As shown in FIG. 4, the first connecting portion 22 a of the heat generating portion 20 is configured to have the same thickness as the longitudinal portion 21 of the heat generating portion 20, so that the width is smaller than the longitudinal portion 21 of the heat generating portion 20. It is configured. Below, the part comprised so that the width | variety may become smaller than the longitudinal part 21 in the connection part 22 of the heat generating part 20 is made into the narrow part 23. FIG. In the present embodiment, the entire first connecting portion 22 a is a narrow portion 23. Since the heat generating portion 20 has a wiring pattern with a uniform thickness, the cross-sectional area of the heat generating portion 20 is proportional to the width of the heat generating portion 20. In the present embodiment, the ratio “H: D” between the width H of the narrow portion 23 and the width D of the longitudinal portion 21 is set in the range of “1: 1.2” to “1: 3”. More preferably, the ratio “H: D” is preferably set in the range of “1: 1.5” to “1: 2”.
ここで、狭小部23の幅Hは、300〜1000μmの範囲で設定されることが好ましい。さらに好適には、500〜600μmの範囲が好ましい。また、発熱部20の厚みは5〜100μmに設定されることが好ましい。なお、断面積の比の計算には、狭小部23の幅Hと長手部21の幅Dのそれぞれの平均値を用いることができる。例えば、狭小部23及び長手部21の幅H及び幅Dは、任意の3点を顕微鏡を用いて測長し、その平均値を使用できる。また、発熱部20の厚みは、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて断面観察により任意の3点を測長し、その平均値を使用できる。 Here, the width H of the narrow portion 23 is preferably set in the range of 300 to 1000 μm. More preferably, the range of 500-600 micrometers is preferable. Moreover, it is preferable that the thickness of the heat generating part 20 is set to 5 to 100 μm. For calculating the ratio of the cross-sectional areas, the average value of the width H of the narrow portion 23 and the width D of the longitudinal portion 21 can be used. For example, the width H and the width D of the narrow portion 23 and the longitudinal portion 21 can be measured by measuring arbitrary three points using a microscope, and the average values thereof can be used. Moreover, the thickness of the heat generating part 20 can measure arbitrary 3 points | pieces by cross-sectional observation using a scanning electron microscope (SEM), and can use the average value.
図5〜図10に基づいて、セラミックヒータ1の製造方法について説明する。セラミックヒータ1は、以下に記載する配線パターン形成工程、シート材加工工程、巻き付け工程、焼成工程を順に経ることによって製造される。 A method for manufacturing the ceramic heater 1 will be described with reference to FIGS. The ceramic heater 1 is manufactured by sequentially performing a wiring pattern forming process, a sheet material processing process, a winding process, and a firing process described below.
(配線パターン形成工程)
配線パターン形成工程は、第1印刷工程、第1乾燥工程、第2印刷工程及び第2乾燥工程を有する。
(Wiring pattern formation process)
The wiring pattern forming process includes a first printing process, a first drying process, a second printing process, and a second drying process.
[第1印刷工程]
図5に示すように、焼成することにより絶縁性のセラミックとなるセラミック材料からなるシート材11は、長方形板状に形成されている。この場合、シート材11の長手方向が本体部10の軸方向となる第1方向となり、シート材11の短手方向が第1方向に直交する第2方向となる。シート材11の大きさは、1つのセラミックヒータ1の製造に合わせた1単位サイズに設定されている。
[First printing process]
As shown in FIG. 5, the sheet material 11 made of a ceramic material that becomes an insulating ceramic by firing is formed in a rectangular plate shape. In this case, the longitudinal direction of the sheet material 11 is the first direction that is the axial direction of the main body 10, and the short direction of the sheet material 11 is the second direction that is orthogonal to the first direction. The size of the sheet material 11 is set to one unit size according to the production of one ceramic heater 1.
続いて、シート材11の表面に、発熱部20を構成する第1配線パターン(以下、第1配線パターン40と記す)を印刷により形成する。第1配線パターン40は、シート材11の第1方向においても第2方向においても一方側に偏った領域に印刷され、この領域が発熱領域11aとなる。また、シート材11の第1方向においても第2方向においても、第1配線パターン40が印刷されない領域が存在する。第1配線パターン40の印刷に用いられるのは、高融点金属材料を含む第1導体ペーストである。 Then, the 1st wiring pattern (henceforth the 1st wiring pattern 40) which comprises the heat-emitting part 20 is formed in the surface of the sheet | seat material 11 by printing. The first wiring pattern 40 is printed in a region that is biased to one side in both the first direction and the second direction of the sheet material 11, and this region becomes the heat generation region 11a. Further, there is a region where the first wiring pattern 40 is not printed in both the first direction and the second direction of the sheet material 11. What is used for printing the first wiring pattern 40 is a first conductor paste containing a refractory metal material.
シート材11を構成するセラミック材料としては、公知のセラミックヒータ1の製造に用いられるセラミック材料を用いることができ、例えば、酸化物セラミック、窒化物セラミック、炭化物セラミックが挙げられる。酸化物セラミックとしては、例えば、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライトが挙げられる。窒化物セラミックとしては、例えば、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、窒化チタン等が挙げられる。炭化物セラミックとしては、例えば、炭化珪素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステンが挙げられる。また、シート材11を構成するセラミック材料には、バインダー等のその他成分が含まれていてもよい。 As a ceramic material which comprises the sheet | seat material 11, the ceramic material used for manufacture of the well-known ceramic heater 1 can be used, For example, an oxide ceramic, nitride ceramic, and carbide ceramic are mentioned. Examples of the oxide ceramic include alumina, zirconia, cordierite, and mullite. Examples of the nitride ceramic include aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, and titanium nitride. Examples of the carbide ceramic include silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide, tantalum carbide, and tungsten carbide. In addition, the ceramic material constituting the sheet material 11 may contain other components such as a binder.
第1配線パターン40に用いる第1導体ペーストに含まれる高融点金属材料は、特に限定されるものではなく、公知のセラミックヒータ1の製造に用いられる高融点金属材料を用いることができる。この高融点金属材料としては、例えば、W、Mo、Ta、Nb、Ti、Re、Ni、Cr等の高融点金属が挙げられる。第1配線パターン40の印刷方法としては、特に限定されないが、例えば、公知のスクリーン印刷を挙げることができる。 The refractory metal material contained in the first conductor paste used for the first wiring pattern 40 is not particularly limited, and a refractory metal material used for manufacturing the known ceramic heater 1 can be used. Examples of the refractory metal material include refractory metals such as W, Mo, Ta, Nb, Ti, Re, Ni, and Cr. A method for printing the first wiring pattern 40 is not particularly limited, and examples thereof include known screen printing.
[第1乾燥工程]
第1印刷工程後、表面に第1配線パターン40が印刷されたシート材11を乾燥させる。乾燥方法としては、特に限定されないが、例えば、シート材11を電気乾燥機に入れて加熱する方法を挙げることができる。
[First drying step]
After the first printing step, the sheet material 11 having the first wiring pattern 40 printed on the surface is dried. Although it does not specifically limit as a drying method, For example, the method of putting the sheet | seat material 11 in an electric dryer and heating can be mentioned.
[第2印刷工程]
図6に示すように、第1印刷工程で第1配線パターン40を形成したシート材11の表面に、給電部を構成する配線パターン(以下、第2配線パターン41と記す)を印刷することにより、給電部30を形成する。第2配線パターン41は、シート材11の第1方向において第1配線パターン40が印刷された発熱領域11aに隣接した領域に印刷され、この領域が給電領域11bとなる。第2配線パターン41の印刷に用いられるのは、高融点金属材料を含む第2導体ペーストである。
[Second printing process]
As shown in FIG. 6, by printing a wiring pattern (hereinafter referred to as a second wiring pattern 41) that constitutes a power feeding unit on the surface of the sheet material 11 on which the first wiring pattern 40 is formed in the first printing step. The power feeding unit 30 is formed. The second wiring pattern 41 is printed in a region adjacent to the heat generating region 11a where the first wiring pattern 40 is printed in the first direction of the sheet material 11, and this region becomes the power feeding region 11b. A second conductor paste containing a refractory metal material is used for printing the second wiring pattern 41.
第2配線パターン41に用いる第2導体ペーストに含まれる高融点金属材料は、第1配線パターン40に用いる第1導体ペーストと同様に特に限定されるものではない。また、第1導体ペーストと第2導体ペーストとは、同じ高融点金属材料を用いても、異なる高融点金属材料を用いても構わない。第2配線パターン41の印刷方法としては、特に限定されないが、例えば、公知のスクリーン印刷を挙げることができる。 The refractory metal material contained in the second conductor paste used for the second wiring pattern 41 is not particularly limited as in the case of the first conductor paste used for the first wiring pattern 40. The first conductive paste and the second conductive paste may use the same refractory metal material or different refractory metal materials. A method for printing the second wiring pattern 41 is not particularly limited, and examples thereof include known screen printing.
[第2乾燥工程]
第2印刷工程後、表面に第2配線パターン41が印刷されたシート材11を乾燥させる。乾燥方法としては、特に限定されないが、例えば、シート材11を電気乾燥機に入れて加熱する方法を挙げることができる。
[Second drying step]
After the second printing step, the sheet material 11 having the second wiring pattern 41 printed on the surface is dried. Although it does not specifically limit as a drying method, For example, the method of putting the sheet | seat material 11 in an electric dryer and heating can be mentioned.
(シート材加工工程)
図6に示すように、配線パターン形成工程後、第1配線パターン40及び第2配線パターン41が形成されたシート材11が特定形状をなすように削除領域11dを削除する。削除領域11dは、第1配線パターン40及び第2配線パターン41が印刷されていないシート材11の第2方向における非印刷領域であるブランク領域11cと削除領域11dとのうち、第1方向において基端側に偏った領域である。このシート材11の非印刷領域のうち、削除領域11dとして削除されなかった領域がブランク領域11cとなる。シート材11の第1方向において、発熱領域11aと給電領域11bとの境界K1は、ブランク領域11cと削除領域11dとの境界K2よりも内側(発熱領域11a側)に位置している。このため、給電領域11bは、シート材11の第2方向において、ブランク領域11cと削除領域11dとの双方に隣接している。
(Sheet material processing process)
As shown in FIG. 6, after the wiring pattern forming step, the deletion region 11d is deleted so that the sheet material 11 on which the first wiring pattern 40 and the second wiring pattern 41 are formed has a specific shape. The deletion area 11d is a blank area 11c that is a non-printing area in the second direction of the sheet material 11 on which the first wiring pattern 40 and the second wiring pattern 41 are not printed, and the deletion area 11d. The region is biased toward the end side. Of the non-printing area of the sheet material 11, the area that has not been deleted as the deletion area 11d becomes the blank area 11c. In the first direction of the sheet material 11, the boundary K1 between the heat generation region 11a and the power supply region 11b is located on the inner side (the heat generation region 11a side) than the boundary K2 between the blank region 11c and the deletion region 11d. For this reason, the electric power feeding area | region 11b is adjacent to both the blank area | region 11c and the deletion area | region 11d in the 2nd direction of the sheet | seat material 11. FIG.
図7に示すように、削除領域11dが削除されたシート材11では、発熱領域11aと給電領域11bとが第1方向に並設されるとともに、発熱領域11aとブランク領域11cとが第2方向に並設されて、給電領域11bの一部が第1方向に突出する。このため、シート材加工工程を経たシート材11は、発熱領域11a、給電領域11b、及びブランク領域11cを有し、全体としてL字状の特定形状をなす。 As shown in FIG. 7, in the sheet material 11 from which the deletion area 11d is deleted, the heat generation area 11a and the power supply area 11b are arranged in the first direction, and the heat generation area 11a and the blank area 11c are in the second direction. And a part of the power supply region 11b protrudes in the first direction. For this reason, the sheet material 11 that has undergone the sheet material processing step has a heat generating region 11a, a power feeding region 11b, and a blank region 11c, and has an L-shaped specific shape as a whole.
(巻き付け工程)
図8に示すように、シート材11は、第1配線パターン40(第2配線パターン41)の印刷面が裏面に来るように裏返される。そして、シート材11には、シート材11の発熱領域11a及び給電領域11bのあるシート材11の端縁に、シート材11の第1方向に沿うように芯材12が配置される。シート材加工工程を経たシート材11は、芯材12に巻き付けられる。芯材12は、焼成することにより絶縁性のセラミックとなるセラミック材料からなる円柱状の棒材である。
(Winding process)
As shown in FIG. 8, the sheet material 11 is turned over so that the printed surface of the first wiring pattern 40 (second wiring pattern 41) comes to the back surface. And the core material 12 is arrange | positioned so that the sheet material 11 may follow the 1st direction of the sheet material 11 in the edge of the sheet material 11 with the heat_generation | fever area | region 11a of the sheet | seat material 11, and the electric power feeding area | region 11b. The sheet material 11 that has undergone the sheet material processing step is wound around the core material 12. The core material 12 is a cylindrical bar made of a ceramic material that becomes an insulating ceramic when fired.
芯材12の長さは、シート材11における発熱領域11a及び給電領域11bが位置する部分の第1方向の長さL1(図7参照)にほぼ等しく、シート材11におけるブランク領域11cの第1方向の長さL2よりも長くなっている。芯材12の円周は、シート材11における発熱領域11a及び給電領域11bが位置する部分の第2方向の長さL3にほぼ等しい。また、シート材11におけるブランク領域11cの第2方向の長さL4は、芯材12にシート材11を1周分、巻き付けた状態の円周よりも長くなっている。 The length of the core material 12 is substantially equal to the length L1 (see FIG. 7) in the first direction of the portion of the sheet material 11 where the heat generation region 11a and the power feeding region 11b are located, and the first blank region 11c of the sheet material 11 is first. It is longer than the length L2 in the direction. The circumference of the core material 12 is substantially equal to the length L3 in the second direction of the portion of the sheet material 11 where the heat generating region 11a and the power feeding region 11b are located. The length L4 of the blank region 11c in the second direction of the sheet material 11 is longer than the circumference in a state where the sheet material 11 is wound around the core material 12 by one turn.
芯材12の形状は、特に限定されるものではなく、円柱状以外に、円筒状、角柱状、角筒状等を採用することができる。芯材12を構成するセラミック材料は、特に限定されるものではなく、公知のセラミックヒータ1の製造に用いられるセラミック材料を用いることができる。ただ、シート材11を構成するセラミック材料と熱膨張係数が近いものであることが好ましく、同セラミック材料と同じであることがより好ましい。また、芯材12を構成するセラミック材料には、バインダー等のその他成分が含まれていてもよい。また、芯材12は焼成されたセラミックであってもよい。 The shape of the core material 12 is not particularly limited, and a cylindrical shape, a prismatic shape, a rectangular tube shape, or the like can be employed in addition to the columnar shape. The ceramic material which comprises the core material 12 is not specifically limited, The ceramic material used for manufacture of the well-known ceramic heater 1 can be used. However, it is preferable that the thermal expansion coefficient is close to that of the ceramic material constituting the sheet material 11, and it is more preferable that the ceramic material is the same. Further, the ceramic material constituting the core material 12 may contain other components such as a binder. The core material 12 may be a fired ceramic.
図9に示すように、発熱領域11a及び給電領域11bが外側となるように芯材12にシート材11を第2方向に沿って巻き付ける。芯材12の円周とシート材11の長さL3との関係は上述のとおりほぼ等しい。このため、芯材12にシート材11を1周分、巻き付けた状態では、第1配線パターン40及び第2配線パターン41が外周側に露出する。 As shown in FIG. 9, the sheet material 11 is wound around the core material 12 along the second direction so that the heat generating region 11a and the power feeding region 11b are on the outside. The relationship between the circumference of the core material 12 and the length L3 of the sheet material 11 is substantially equal as described above. For this reason, in the state where the sheet material 11 is wound around the core material 12 for one turn, the first wiring pattern 40 and the second wiring pattern 41 are exposed to the outer peripheral side.
発熱領域11a及び給電領域11bが巻き付けられた芯材12は、さらに第2方向に沿ってブランク領域11cが巻き付けられる。ブランク領域11cの第2方向における長さは、芯材12に対してブランク領域11cによる層が3層となるように設定されている。発熱領域11a及び給電領域11bが巻き付けられた芯材12は、3周にわたってブランク領域11cが巻き付けられる。 The blank region 11c is further wound around the core material 12 around which the heat generating region 11a and the power feeding region 11b are wound along the second direction. The length of the blank region 11c in the second direction is set so that the core region 12 has three layers of the blank region 11c. The core region 12 around which the heat generating region 11a and the power feeding region 11b are wound has the blank region 11c wound around three rounds.
図10は、芯材12にシート材11が巻き付けられた後の成形体の全体構成を示している。シート材11は、削除領域11dが削除されて全体としてL字状をなすように形成され、このシート材11が巻き付け工程に供される。そのため、芯材12にシート材11を巻き付けた状態では、ブランク領域11cは、発熱領域11aの全体を被覆する。また、ブランク領域11cは、給電領域11bのうち、第1方向の内側(第1配線パターン40側)部分を被覆するものの、第1方向の外側部分を被覆しない。したがって、給電領域11bのうち、第1方向の外側部分は、外部に露出する。 FIG. 10 shows the overall configuration of the molded body after the sheet material 11 is wound around the core material 12. The sheet material 11 is formed so as to be L-shaped as a whole by deleting the deletion region 11d, and this sheet material 11 is subjected to a winding process. Therefore, in a state where the sheet material 11 is wound around the core material 12, the blank region 11c covers the entire heat generating region 11a. In addition, the blank area 11c covers the inner side (first wiring pattern 40 side) portion in the first direction in the power feeding area 11b, but does not cover the outer side portion in the first direction. Therefore, an outer portion in the first direction in the power feeding region 11b is exposed to the outside.
(焼成工程)
巻き付け工程後、成形体を焼成する。この焼成によって、成形体がセラミック化してセラミックヒータ1が得られる。上記のように、巻き付け工程に供されるシート材11は、全体としてL字状をなしている。そのため、本体部10は、大径部10Aと小径部10Bとを有する形状に形成される。また、給電部30は、先端側が大径部10Aの内部に埋設され、基端側が本体部10の小径部10Bの側面に露出する形状に形成される。
(Baking process)
After the winding step, the molded body is fired. By this firing, the formed body is converted into a ceramic and the ceramic heater 1 is obtained. As described above, the sheet material 11 subjected to the winding process has an L shape as a whole. Therefore, the main body 10 is formed in a shape having a large diameter portion 10A and a small diameter portion 10B. The power feeding unit 30 is formed in a shape in which the distal end side is embedded in the large diameter portion 10 </ b> A and the proximal end side is exposed on the side surface of the small diameter portion 10 </ b> B of the main body portion 10.
焼成工程における焼成条件は、特に限定されるものではなく、セラミックヒータ1の用途等に応じて適宜、設定することができる。また、焼成工程の前に乾燥工程や脱脂工程を行ってもよい。図2では、芯材12とシート材11との間に界面が示されているが、芯材12とシート材11とが同じ絶縁性セラミックで構成されている場合、焼成工程後に芯材12とシート材11との界面は消失させることができる。 The firing conditions in the firing step are not particularly limited, and can be appropriately set according to the application of the ceramic heater 1 or the like. Moreover, you may perform a drying process and a degreasing process before a baking process. In FIG. 2, an interface is shown between the core material 12 and the sheet material 11, but when the core material 12 and the sheet material 11 are made of the same insulating ceramic, The interface with the sheet material 11 can be eliminated.
本実施形態のセラミックヒータの作用を図11及び図12を用いて説明する。
図11に示すように、狭小部23の幅Hと長手部21の幅Dとが同じ場合、すなわち、第1連結部22aの断面積と長手部21の断面積とが同じ場合、長手部21の中央付近にヒートポイント50が集中する。これは、本体部10において単位面積当たりの発熱部20の占める割合が、長手部21の中央付近で大きくなっているからである。よって、セラミックヒータの長手方向中央付近に、発熱温度領域52が形成され、発熱温度領域52の中央に高温温度領域51が形成される。
The operation of the ceramic heater of this embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 11, when the width H of the narrow portion 23 and the width D of the longitudinal portion 21 are the same, that is, when the cross-sectional area of the first connecting portion 22a and the cross-sectional area of the longitudinal portion 21 are the same, the longitudinal portion 21 Heat points 50 are concentrated near the center of the area. This is because the ratio of the heat generating portion 20 per unit area in the main body portion 10 is increased near the center of the longitudinal portion 21. Therefore, the exothermic temperature region 52 is formed near the longitudinal center of the ceramic heater, and the high temperature region 51 is formed in the center of the exothermic temperature region 52.
図12に示すように、本実施形態では、第1連結部22aが狭小部23となるように形成されている。狭小部23の幅Hの減少に従って、狭小部23(第1連結部22a)が発熱し易くなる。そのため、ヒートポイント50は長手部21の中央付近に局所的に生成されるのではなく、第1連結部22a側にも生成される。これにより、セラミックヒータの長手方向中央付近から先端側にかけて広い範囲に発熱温度領域52が形成される。 As shown in FIG. 12, in the present embodiment, the first connecting portion 22 a is formed to be a narrow portion 23. As the width H of the narrow portion 23 decreases, the narrow portion 23 (first connecting portion 22a) easily generates heat. Therefore, the heat point 50 is not generated locally near the center of the longitudinal portion 21, but is also generated on the first connecting portion 22a side. Thereby, the exothermic temperature area | region 52 is formed in the wide range from the longitudinal direction center vicinity of a ceramic heater to the front end side.
本実施形態のセラミックヒータの効果について記載する。
(1)発熱部は、本体部の長手方向に延びる複数の長手部と、長手部と交差する方向に延びるとともに、長手部の一端側同士と他端側同士を交互に繋ぐ複数の連結部とを備え、複数の連結部のうちの少なくとも一部には、長手部よりも幅が小さい狭小部が設けられている。
The effect of the ceramic heater of this embodiment will be described.
(1) The heat generating portion includes a plurality of longitudinal portions extending in the longitudinal direction of the main body portion, a plurality of connecting portions extending in a direction intersecting the longitudinal portion, and alternately connecting one end side and the other end side of the longitudinal portion. And at least a part of the plurality of connecting portions is provided with a narrow portion having a width smaller than that of the longitudinal portion.
連結部に設けられた狭小部において発熱し易くなるため、発熱部の連結部側にもヒートポイントを生成させることが可能になる。したがって、セラミックヒータの温度分布の高低差が小さくなり、本体部が所定温度に到達するまでの時間を短縮することが可能となる。また、発熱部の長手部の中央付近にヒートポイントが集中することを抑制することができるため、セラミックヒータの信頼性向上が可能となる。 Since heat is easily generated in the narrow portion provided in the connecting portion, it is possible to generate a heat point also on the connecting portion side of the heat generating portion. Accordingly, the difference in temperature distribution of the ceramic heater is reduced, and the time until the main body reaches a predetermined temperature can be shortened. Moreover, since it can suppress that a heat point concentrates on the center vicinity of the longitudinal part of a heat generating part, the reliability improvement of a ceramic heater is attained.
(2)狭小部は、長手部の一端側同士を繋ぐ連結部に設けられている。したがって、長手部の一端側に対してヒートポイントの生成位置を調整することができる。
(3)狭小部と長手部の断面積比は、1:1.2〜1:3の範囲内である。したがって、発熱部によって本体部を加熱し易くすることができるとともに、ヒートポイントの生成位置を調整することができる。また、狭小部の強度を確保することが容易になる。
(2) The narrow portion is provided in a connecting portion that connects one end sides of the longitudinal portion. Therefore, the heat point generation position can be adjusted with respect to one end side of the longitudinal portion.
(3) The cross-sectional area ratio between the narrow portion and the longitudinal portion is in the range of 1: 1.2 to 1: 3. Accordingly, the main body can be easily heated by the heat generating portion, and the heat point generation position can be adjusted. Moreover, it becomes easy to ensure the strength of the narrow portion.
(4)狭小部は、厚さが長手部の厚さと等しくなるように構成され、幅が長手部の幅よりも小さくなるように構成されている。狭小部と長手部の厚さが等しくなるように構成されていることにより、狭小部と長手部の境界部分の段差を無くすことができる。 (4) The narrow portion is configured such that the thickness is equal to the thickness of the longitudinal portion, and the width is configured to be smaller than the width of the longitudinal portion. Since the narrow portion and the longitudinal portion are configured to have the same thickness, the step at the boundary portion between the narrow portion and the longitudinal portion can be eliminated.
(5)複数の長手部は、本体部の軸周りに並設されている。したがって、一対の給電部で本体部の軸周りに並設された複数の長手部に給電することが可能になるため、給電部の数を少なくすることができる。 (5) The plurality of longitudinal portions are arranged around the axis of the main body. Therefore, it is possible to feed power to a plurality of longitudinal portions arranged in parallel around the axis of the main body portion with a pair of feeding portions, and thus the number of feeding portions can be reduced.
(6)複数の長手部における一端側の端部及び他端側の端部の少なくとも一方は、本体部の軸方向における位置が、それぞれ本体部の周方向において揃って配置されている。したがって、本体部の周方向において、本体部の温度分布を一定にすることが容易になる。 (6) At least one of the end portion on one end side and the end portion on the other end side of the plurality of longitudinal portions is arranged such that positions in the axial direction of the main body portion are aligned in the circumferential direction of the main body portion. Therefore, it becomes easy to make the temperature distribution of the main body constant in the circumferential direction of the main body.
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は技術的に矛盾しない範囲で組み合わせて実施することができる。
・発熱部の厚みや幅は、セラミックヒータの用途や大きさに応じて、適宜変更可能である。
This embodiment can be implemented with the following modifications. The present embodiment and the following modifications can be combined and implemented within a technically consistent range.
The thickness and width of the heat generating part can be changed as appropriate according to the application and size of the ceramic heater.
・本実施形態において、長手部と狭小部との幅の比は、用途、目的に応じて適宜変更が可能である。ただし、温度分布の高低差、所定温度への到達時間から、長手部の幅は狭小部の幅に対して1.2倍から3倍の範囲が好適である。さらに、1.5倍から2倍の範囲では温度分布の高低差を小さくするのに有利となる。 In the present embodiment, the ratio of the width between the longitudinal portion and the narrow portion can be appropriately changed according to the application and purpose. However, the width of the longitudinal portion is preferably in the range of 1.2 to 3 times the width of the narrow portion because of the difference in temperature distribution and the time to reach the predetermined temperature. Further, in the range of 1.5 times to 2 times, it is advantageous to reduce the difference in temperature distribution.
・本実施形態の狭小部は、厚さが長手部の厚さと等しくなるように構成され、幅が長手部の幅よりも小さくなるように構成されていたが、この態様に限定されない。幅が長手部の幅よりも小さくなるように構成されていれば、狭小部の形状を適宜選択することができる。狭小部の形状としては、例えば、厚さが長手部の厚さよりも小さく構成され、厚さと幅の両方が長手部よりも小さく構成されていてもよい。 -Although the narrow part of this embodiment was comprised so that thickness might become equal to the thickness of a longitudinal part, and the width | variety was comprised smaller than the width | variety of a longitudinal part, it is not limited to this aspect. If the width is configured to be smaller than the width of the longitudinal portion, the shape of the narrow portion can be appropriately selected. As the shape of the narrow portion, for example, the thickness may be configured to be smaller than the thickness of the longitudinal portion, and both the thickness and the width may be configured to be smaller than the longitudinal portion.
・狭小部は、発熱部の第1連結部と第2連結部の両方に設けられていてもよく、第1連結部のみ又は第2連結部のみに設けられていてもよい。
・狭小部は連結部の一部に設けられていればよい。例えば、一つ飛ばしで連結部に設けられていてもよい。また、一つの連結部において、部分的に狭小部が設けられていてもよい。また、全ての連結部で狭小部を設けてもよい。
-A narrow part may be provided in both the 1st connection part and the 2nd connection part of a heat generating part, and may be provided only in the 1st connection part or the 2nd connection part.
-The narrow part should just be provided in a part of connection part. For example, it may be provided at the connecting portion by skipping one. Moreover, in one connection part, the narrow part may be provided partially. Moreover, you may provide a narrow part in all the connection parts.
・複数の長手部における先端側の端部及び基端側の端部は、本体部の軸方向において、それぞれ異なる位置に配置されていてもよい。すなわち、複数の長手部における一端側の端部及び他端側の端部は、本体部の軸方向における位置が、本体部の周方向において揃って配置されていなくてもよい。 -The edge part of the front end side in the some longitudinal part and the edge part of the base end side may be arrange | positioned in the position which each differs in the axial direction of a main-body part. That is, the end portions on the one end side and the end portions on the other end side of the plurality of longitudinal portions do not have to be arranged at the same position in the axial direction of the main body portion in the circumferential direction of the main body portion.
・本実施形態において、発熱部の形状は特に限定されない。例えば、2つの長手部と1つの連結部からなるU字型に形成されていてもよい。また、給電部の個数も二つに限定されない。 -In this embodiment, the shape of a heat-emitting part is not specifically limited. For example, it may be formed in a U-shape consisting of two longitudinal portions and one connecting portion. Further, the number of power feeding units is not limited to two.
・本実施形態において、セラミックヒータの製造方法は限定されない。既知の製造方法で製造できる。 -In this embodiment, the manufacturing method of a ceramic heater is not limited. It can be manufactured by a known manufacturing method.
以下、上記実施形態をさらに具体化した実施例について説明する。
上記実施形態及び別例において説明した発熱部において、長手部と、全体が狭小部からなる第1連結部とを備えたセラミックヒータを複数製造した。これらセラミックヒータは、長手部の幅と狭小部の幅との比が異なっており、その他の構成、製造条件は同一とした。以下、得られた各実施例及び比較例のセラミックヒータにおいて長手部及び狭小部の形状について記載する。
Hereinafter, examples in which the above embodiment is further embodied will be described.
In the heat generating part described in the embodiment and the other examples, a plurality of ceramic heaters each having a longitudinal part and a first connecting part consisting of a narrow part as a whole were manufactured. These ceramic heaters have different ratios between the width of the longitudinal portion and the width of the narrow portion, and other configurations and manufacturing conditions are the same. Hereinafter, in the obtained ceramic heater of each Example and Comparative Example, it describes about the shape of a longitudinal part and a narrow part.
(実施例1)
長手部の幅(D)が750μmで、狭小部の幅(H)が500μmであり、長手部の幅(D)が狭小部の幅(H)に対して1.5倍であるセラミックヒータを作製した。これを実施例1のセラミックヒータとした。
(Example 1)
A ceramic heater in which the width (D) of the longitudinal portion is 750 μm, the width (H) of the narrow portion is 500 μm, and the width (D) of the longitudinal portion is 1.5 times the width (H) of the narrow portion. Produced. This was used as the ceramic heater of Example 1.
(実施例2)
長手部の幅(D)が600μmで、狭小部の幅(H)が500μmであり、長手部の幅(D)が狭小部の幅(H)に対して1.2倍であるセラミックヒータを作製した。これを実施例2のセラミックヒータとした。
(Example 2)
A ceramic heater in which the width (D) of the longitudinal portion is 600 μm, the width (H) of the narrow portion is 500 μm, and the width (D) of the longitudinal portion is 1.2 times the width (H) of the narrow portion. Produced. This was used as the ceramic heater of Example 2.
(実施例3)
長手部の幅(D)が1000μmで、狭小部の幅(H)が500μmであり、長手部の幅(D)が狭小部の幅(H)に対して2倍であるセラミックヒータを作製した。これを実施例3のセラミックヒータとした。
(Example 3)
A ceramic heater having a width (D) of the longitudinal portion of 1000 μm, a width (H) of the narrow portion of 500 μm, and a width (D) of the longitudinal portion being twice the width (H) of the narrow portion was produced. . This was used as the ceramic heater of Example 3.
(比較例)
長手部の幅(D)が500μmで、狭小部の幅(H)が500μmであり、長手部の幅(D)と狭小部の幅(H)とが同じであるセラミックヒータを作製した。これを比較例のセラミックヒータとした。
(Comparative example)
A ceramic heater having a longitudinal part width (D) of 500 μm, a narrow part width (H) of 500 μm, and a longitudinal part width (D) equal to the narrow part width (H) was produced. This was used as a ceramic heater of a comparative example.
(電流密度測定)
実施例及び比較例のセラミックヒータにおける電流密度の測定を行った。電流密度は、セラミックヒータ先端から0.6mmまでの間での電流測定より求め、その結果を以下に示した。
(Current density measurement)
The current density of the ceramic heaters of the examples and comparative examples was measured. The current density was determined by measuring the current from the tip of the ceramic heater to 0.6 mm, and the results are shown below.
(ヒータ発熱確認試験)
各セラミックヒータに電源を投入し、発熱を開始してからの一定時間を経過した後、特定ポイントにおける発熱部の温度を測定し、所定温度に達したか否かを検証した。今回は、発熱開始後、25秒後において、セラミックヒータ先端から1mmの特定ポイントが850℃に達したか否かを検証した。測定には、サーモビュア(日本アビオニクス社製、品番:R300SR)を用いた。測定の結果を以下に示した。また、実施例及び比較例のセラミックヒータの全領域における温度を測定した。
(Heater heat generation confirmation test)
Each ceramic heater was turned on, and after a certain period of time had elapsed since the start of heat generation, the temperature of the heat generating portion at a specific point was measured to verify whether or not a predetermined temperature was reached. This time, it was verified whether or not a specific point of 1 mm from the tip of the ceramic heater reached 850 ° C. 25 seconds after the start of heat generation. A thermoviewer (manufactured by Nippon Avionics, product number: R300SR) was used for the measurement. The measurement results are shown below. Moreover, the temperature in the whole area | region of the ceramic heater of an Example and a comparative example was measured.
図13に示すように、比較例においては、セラミックヒータの全領域において、900℃以上になっている領域がなかった。
図14〜16に示すように、実施例においては、温度が900℃以上となっている領域が確認された。このように、実施例では、所定温度に達する時間が短くなって、効率よく温度上昇をしていることを確認した。
As shown in FIG. 13, in the comparative example, there was no region where the temperature was 900 ° C. or higher in the entire region of the ceramic heater.
As shown in FIGS. 14-16, in the Example, the area | region where temperature was 900 degreeC or more was confirmed. As described above, in the example, it was confirmed that the time to reach the predetermined temperature was shortened and the temperature was efficiently increased.
(温度サイクル試験)
実施例及び比較例のセラミックヒータに電圧を印加し、800℃まで加温した後、一定の電圧を100時間印加した。100時間の電圧印加を完了したセラミックヒータを稼動させて、セラミックヒータの電流値を測定し、これを初期の電流値とした。
(Temperature cycle test)
A voltage was applied to the ceramic heaters of Examples and Comparative Examples, and after heating to 800 ° C., a constant voltage was applied for 100 hours. The ceramic heater which completed the voltage application for 100 hours was operated, the electric current value of the ceramic heater was measured, and this was made into the initial electric current value.
次に、セラミックヒータを常温から800℃まで加温し、800℃に到達してから3分後に加温を停止させて、常温まで戻すことを1サイクルとする温度サイクルを100回繰り返した。温度サイクルを100回経たセラミックヒータを800℃まで加温した後、一定の電圧を100時間印加した。100時間の電圧印加を完了したセラミックヒータを稼動させて、セラミックヒータの電流値を確認し、これを温度サイクル後の電流値とした。 Next, the temperature cycle of heating the ceramic heater from room temperature to 800 ° C., stopping the heating 3 minutes after reaching 800 ° C., and returning to room temperature as one cycle was repeated 100 times. After heating the ceramic heater which passed 100 temperature cycles to 800 degreeC, the fixed voltage was applied for 100 hours. The ceramic heater which completed the voltage application for 100 hours was operated, the electric current value of the ceramic heater was confirmed, and this was made into the electric current value after a temperature cycle.
実施例1〜3においては、初期の電流値に対して温度サイクル後の電流値の減少率は10%未満であった。比較例においては、初期の電流値に対して温度サイクル後の電流値の減少率は10%以上であった。これより、実施例は、比較例よりも信頼性が向上していることが確認された。 In Examples 1 to 3, the reduction rate of the current value after the temperature cycle was less than 10% with respect to the initial current value. In the comparative example, the decrease rate of the current value after the temperature cycle was 10% or more with respect to the initial current value. Thus, it was confirmed that the reliability of the example was improved as compared with the comparative example.
1…セラミックヒータ、10…本体部、20…発熱部、21…長手部、22…連結部、22a…第1連結部、22b…第2連結部、23…狭小部、30…給電部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ceramic heater, 10 ... Main body part, 20 ... Heat generating part, 21 ... Longitudinal part, 22 ... Connection part, 22a ... 1st connection part, 22b ... 2nd connection part, 23 ... Narrow part, 30 ... Power feeding part.
Claims (6)
当該本体部に規定のヒートパターンによって形成された発熱抵抗体からなる発熱部とを備えるセラミックヒータであって、
前記発熱部は、
前記本体部の長手方向に延びる複数の長手部と、
前記長手部と交差する方向に延びるとともに、前記長手部の一端側同士と他端側同士を交互に繋ぐ複数の連結部とを備え、
複数の前記連結部のうちの少なくとも一部には、前記長手部よりも幅が小さい狭小部が設けられていることを特徴とするセラミックヒータ。 A long main body made of ceramic;
A ceramic heater provided with a heat generating part made of a heat generating resistor formed by a prescribed heat pattern in the main body part,
The heating part is
A plurality of longitudinal portions extending in the longitudinal direction of the main body portion;
A plurality of connecting portions that extend in a direction intersecting with the longitudinal portion and alternately connect one end side and the other end side of the longitudinal portion,
A ceramic heater, wherein a narrow portion having a width smaller than that of the longitudinal portion is provided in at least a part of the plurality of connecting portions.
2. At least one of an end portion on one end side and an end portion on the other end side of the plurality of longitudinal portions is arranged such that positions in the axial direction of the main body portion are aligned in the circumferential direction of the main body portion. The ceramic heater as described in any one of -5.
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2018
- 2018-03-20 JP JP2018052613A patent/JP2019164940A/en active Pending
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