JP2537272B2 - セラミックヒ―タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主に燃焼機器の点火に用いるためのセラミ
ックヒータにおける、セラミック製発熱体とリード線と
の接続部の構造に関する。

［従来の技術］ セラミックヒータは、セラミック製発熱体にリード線
を接続するとともに、これらを機器への装着手段を兼ね
るハウジングに保持させた構成を有する。

セラミック製発熱体は、電気絶縁性のセラミック焼結
体製基体に、電気抵抗体を担持させて形成されている。

基体は、平板状、角棒状、あるいは丸棒状など所定の
形状を有し、電気抵抗体は、高融点金属または導電性セ
ラミックからなる導電体を、所定のパターンで、前記基
体内に埋設させるか、基体の表面に被着して形成され
る。

この種のセラミックヒータは、従来よりディーゼル機
関のグロープラブとして実用されている。また近年、電
波雑音を生じない利点から、電子制御装置を備えたガス
燃焼機器などの燃焼機器の点火装置としての使用が検討
されている。グロープラグではハウジングとして筒状主
体金具が使用されるが、点火装置用セラミックヒータで
はハウジングは通常、セラミック製筒状体が用いられ
る。

従来の点火装置用セラミックヒータは、第３図に示す
如く、つぎの構造を有していた。

（あ）導電体101の両端部102、103を、基体110の後端部
111の表面に露出させた構造のセラミック製発熱体10を
焼成し、この露出面に金属製の電極板131、132をろう付
けする。

（い）この電極板131、132にリード線141、142をろう付
け、半田付けまたは溶接して、リード線付き発熱体（発
熱素子）150を形成する。

（う）この発熱素子150を、その後端部を覆うセラミッ
ク製筒状ハウジング160に挿入して、空隙にセメント等
の無機質系の接着剤170を充填し、セラミックヒータ100
が製造される。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに従来のセラミックヒータはつぎの欠点があっ
た。

（ア）電極板131、132のろう付け部の強度が不足して、
製造工程の途中で電極板131、132が剥離し易い。

（イ）セメント170の強度不足や充填むらのため、接着
剤170による電極板131、132の保持力が不十分となり、
リード線141、142に加わる引っ張り力で電極板131、132
がリード線141、142ごと剥離しやすい。

（ウ）電極板131、132を炉中でろう付けする場合、電極
板131、132の押さえがないので、ろう付けのセッティン
グが難しく、かつろう付け炉中で電極板131、132が脱落
しやすい。

（エ）セラミック製発熱体にリード線141、142をろう付
けした後、ハウジング160内に接着剤170で固着するた
め、組み付けに手間がかかる。

この発明の目的は、上記セラミック製発熱体と、リー
ド線との接続強度の増強、およびセラミックヒータの組
み付け効率化にある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的達成のため、本発明は、電気絶縁性セラミッ
ク焼結体からなる基体に、電気抵抗体を担持させるとと
もに、該電気抵抗体の各端部を基体後端部で露出させた
棒状のセラミック製発熱体と、前記基体後端部が嵌め込
まれる貫通穴と、該貫通穴に平行して設けられ前記各端
部を臨む一対の側穴とを形成した電気絶縁性のハウジン
グと、前記電気抵抗体の各端部に電気接続されるリード
線とを備えるセラミックヒータであって、前記ハウジン
グと前記セラミック製発熱体と前記リード線との固着
は、側穴内に前記リード線を差し込むとともに、導電性
ガラスシール材を充填し、溶融凝固させて行う構成を採
用した。

［作用および発明の効果］ 本発明のセラミックヒータは、導電性ガラスシール材
を溶融し、続いて凝固させることにより、セラミック製
発熱体とリード線とをハウジング内に同時に固着できる
ので、つぎの効果を奏する。

（ａ）ハウジングとセラミック製発熱体とリード線の相
互の固着力が格段に向上できる。

（ｂ）セラミック製発熱体の電気抵抗体の各端部と各リ
ード線との電気的導通が確実となる。

（ｃ）従来、必要であった、セラミック製発熱体への電
極板のろう付け作業、電極板へのリード線の溶接作業、
及び比較的長時間を要する無機質系接着剤の固化接着工
程を省略でき、生産性が向上できる。

［実施例］ 次に本発明を第１図および第２図に示す実施例に基づ
き説明する。

本発明にかかるセラミックヒータ１は、セラミック製
筒状ハウジング２内に、セラミック製発熱体10の後部を
差し込み、前記ハウジング２の後端から該ハウジング２
の内壁と発熱体10の後部外壁との間に設けた間隙Ｓに、
リード線11、12の先端部を差し込み、ハウジング２内
の、発熱体10と、該差し込まれたリード線の先端部が重
なる部分に導電性にガラスシール材５を充填し、溶融さ
せてその後凝固させてなる。

ハウジング２は、アルミナ、ムライト、窒化珪素など
耐熱性、耐熱衝撃性に優れたセラミックを主体とするセ
ラミック焼結体製である。ハウジング２の内部には、セ
ラミック製発熱体10の後端部が円滑に嵌め込まれる寸法
を有する軸心の貫通穴21と、該貫通穴に連通するととも
に、その後部に沿って、平行して設けられた側穴22、23
とが設けられている。側穴22、23は前記リード線11、12
の差し込まれる間隙Ｓを形成している。

セラミック製発熱体10は、窒化珪素、アルミナなどの
電気絶縁性で耐熱性に優れたセラミック焼結体からなる
基体３に、略Ｕ字状のパターンで埋設された導電体から
なる電気抵抗体４を担持させた構造を有する。

本実施例では、基体３はアルミナまたは窒化珪素を主
体とし、直径8.0mm、長さ50mmの丸棒状を呈する。

電気抵抗体４は、その両端部41、42が基体３の後端部
31に配され、該両端部41、42はその外側の側面が基体３
の側面に露出した露出面43、44となっている。

導電性ガラスシール材５は、鉛ガラスまたは硼珪酸ガ
ラスに、銅または錫の粉末を混合したものが好適であ
る。リード線11、12は、ニッケル線またはニッケル棒が
使用できる。

このセラミックヒータ１は、つぎのように製造され
る。

（Ａ）丸棒状に成形した未焼結セラミック成形体内に、
所定のパターンで導電体を配着させ、焼成して一体化す
る。これにより未焼結セラミック成形体は、基体３とな
り、導電体は電気低抗体４となって、セラミック製発熱
体10が製造される。

（Ｂ）つぎに電気低抗体４の露出面43、44を含むセラミ
ック製発熱体の後端部31を、ハウジング２の貫通穴21に
嵌め込む。この場合において、発熱体10の後端部31およ
び／またはハウジング２の内周をテーパに形成しておく
と、嵌合が円滑になされる。

（Ｃ）つぎに前記側穴22、23に、導電性ガラスシール材
５を充填するとともに、リード線11、12の先端部を差し
込む。

（Ｄ）つぎにこの嵌合体を電気炉内で加熱し、ガラスシ
ール材５を溶融させて、その後凝固させる。第１図に示
す構造の本発明に係るセラミックヒータは、リード線が
1.0kgf以上の引っ張り強度を有するのに対し、第３図に
示す構造の従来のセラミックヒータは、0.2〜0.3kgfの
引っ張り強度である。

［変形例］ 本発明は、上記実施例のほか、つぎの変形例を含む。

（１）リード線の先端部を、径大に形成したり、ガラス
シールがなされる部分の、リード線の先端部、ハウジン
グ内周、またはセラミック製発熱体に、凸凹を設けるこ
とにより、ガラスシールとリード線等との結合強度を増
大させる。

（２）セラミック製発熱体の後端部に溝を設け、この溝
とハウジング内壁との間隙にリード線の先端部を差し込
むとともに導電性ガラスシール材を充填する。

（３）導電性ガラスシール材で固着するのはリード線の
接続金具とし、この接続金具にリード線を接続する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセラミックヒータの平面断面図、第２
図はその背面図、第３図は従来のセラミックヒータの平
面断面図である。 図中、１……セラミックヒータ、２、160……セラミッ
ク製筒状ハウジング、３……基体、４……電気低抗体、
５……導電性ガラスシール材、10……セラミック製発熱
体、11、12……リード線、21……貫通穴、22、23……側
穴、31……基体後端部、100……セラミックヒータ、170
……セメント等の無機質系の接着剤

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気絶縁性セラミック焼結体からなる基体
   に、電気抵抗体を担持させるとともに、該電気抵抗体の
   各端部を基体後端部で露出させた棒状のセラミック製発
   熱体と、 前記基体後端部が嵌め込まれる貫通穴と、該貫通穴に平
   行して設けられ前記各端部を臨む１対の側穴とを形成し
   た電気絶縁性のハウジングと、 前記電気抵抗体の各端部に電気接続されるリード線とを
   備えるセラミックヒータであって、 前記ハウジングと前記セラミック製発熱体と前記リード
   線との固着は、 側穴内に前記リード線を差し込むとともに、導電性ガラ
   スシール材を充填し、溶融凝固させて行うことを特徴と
   するセラミックヒータ。