JP2537273B2 - セラミックヒ―タ - Google Patents
セラミックヒ―タInfo
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- JP2537273B2 JP2537273B2 JP63228117A JP22811788A JP2537273B2 JP 2537273 B2 JP2537273 B2 JP 2537273B2 JP 63228117 A JP63228117 A JP 63228117A JP 22811788 A JP22811788 A JP 22811788A JP 2537273 B2 JP2537273 B2 JP 2537273B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電気ヒータあるいはガスおよび灯油等を
用いる燃焼機器の着火に要するセラミック製のヒータに
関する。
用いる燃焼機器の着火に要するセラミック製のヒータに
関する。
［従来の技術］ 従来、電気ヒータあるいはガスおよび灯油等を用いる
燃焼機器の着火に要するセラミック製のヒータとして、
第４、５図に斜視図および分解斜視図で示すセラミック
ヒータ200が提案されている。
燃焼機器の着火に要するセラミック製のヒータとして、
第４、５図に斜視図および分解斜視図で示すセラミック
ヒータ200が提案されている。
該セラミックヒータ200は、まず、セラミックスグリ
ーンシート10Aの間に、一層の略Ｕ字状パターンの導電
体20Aを付着させ、グリーンシート10Aを積層する。
ーンシート10Aの間に、一層の略Ｕ字状パターンの導電
体20Aを付着させ、グリーンシート10Aを積層する。
つぎに、それをホットプレス加工により焼成し、窒化
珪素を主成分とする電気絶縁性セラミックス製の絶縁体
10の中に、導電性セラミックスからなる一層の発熱体20
が埋設されてなる、平板状直方体の発熱素子30を形成す
る。さらに、発熱体20の端部40に電極板50をろう付け
し、該電極板50にリード線60を溶接して形成されてい
た。
珪素を主成分とする電気絶縁性セラミックス製の絶縁体
10の中に、導電性セラミックスからなる一層の発熱体20
が埋設されてなる、平板状直方体の発熱素子30を形成す
る。さらに、発熱体20の端部40に電極板50をろう付け
し、該電極板50にリード線60を溶接して形成されてい
た。
また、このセラミックヒータ200は、前記一層の発熱
体20が、絶縁体10の内部に、発熱体20の外縁部が絶縁体
表面から等距離に位置するように埋設されていた。これ
は、通電発熱時に、絶縁体表面への熱伝導の速度を一定
にし、発熱素子の表面温度分布を均一化するためであ
る。
体20が、絶縁体10の内部に、発熱体20の外縁部が絶縁体
表面から等距離に位置するように埋設されていた。これ
は、通電発熱時に、絶縁体表面への熱伝導の速度を一定
にし、発熱素子の表面温度分布を均一化するためであ
る。
［発明が解決しようとする課題］ しかるに、この従来のセラミックヒータは、つぎの欠
点があった。
点があった。
発熱素子が、平板状である為、平板面に垂直な方向の
荷重に対する抗折強度が不足していた。
荷重に対する抗折強度が不足していた。
また、垂直な方向の荷重に対する抗折強度を高めるた
めに、電気絶縁性セラミックス製の絶縁体を厚くする
と、つぎの欠点を招いた。
めに、電気絶縁性セラミックス製の絶縁体を厚くする
と、つぎの欠点を招いた。
通電発熱時に、厚み方向への熱伝導が遅延し、発熱素
子の表面温度分布にむらができるので、急加熱する時に
絶縁体にクラックが発生し、ついには破損してしまう
等、熱衝撃に対する耐久性が劣るようになる。
子の表面温度分布にむらができるので、急加熱する時に
絶縁体にクラックが発生し、ついには破損してしまう
等、熱衝撃に対する耐久性が劣るようになる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものである。
この発明の目的は、窒化珪素を主成分とする電気絶縁
性セラミックス製の絶縁体の中に、導電性セラミックス
からなる発熱体を埋設してなるセラミックヒータにおい
て、荷重に対する十分な抗折強度を有し、通電により急
加熱する時にクラックが発生するのが防止され、熱衝撃
や物理的衝撃に対して耐久性に勝れたセラミックヒータ
の提供にある。
性セラミックス製の絶縁体の中に、導電性セラミックス
からなる発熱体を埋設してなるセラミックヒータにおい
て、荷重に対する十分な抗折強度を有し、通電により急
加熱する時にクラックが発生するのが防止され、熱衝撃
や物理的衝撃に対して耐久性に勝れたセラミックヒータ
の提供にある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的達成のため、この発明は、以下の構成を採用
した。
した。
（１）略直方体形状を呈する、窒化珪素を主成分とした
絶縁体と、絶縁体表面から等位置で所定間隔を隔てて平
行に埋設される、導電性セラミックス製の電気抵抗体と
を有し、これら二つの電気抵抗体を並列電気接続して通
電用のリード線を接続してなる。
絶縁体と、絶縁体表面から等位置で所定間隔を隔てて平
行に埋設される、導電性セラミックス製の電気抵抗体と
を有し、これら二つの電気抵抗体を並列電気接続して通
電用のリード線を接続してなる。
（２）前記セラミックヒータは、第１のセラミックスグ
リーンシートに第１の電気抵抗体となる第１の導電体材
料を付着させ、第３のセラミックスグリーンシートに第
２の電気抵抗体となる第２の導電体材料を付着させ、第
１、第３のセラミックスグリーンシート間に、第２のセ
ラミックスグリーンシートを挟んで、これら３枚のセラ
ミックスグリーンシートを積層した後に焼成一体化して
製造される。
リーンシートに第１の電気抵抗体となる第１の導電体材
料を付着させ、第３のセラミックスグリーンシートに第
２の電気抵抗体となる第２の導電体材料を付着させ、第
１、第３のセラミックスグリーンシート間に、第２のセ
ラミックスグリーンシートを挟んで、これら３枚のセラ
ミックスグリーンシートを積層した後に焼成一体化して
製造される。
（３）前記セラミックヒータは、上記（１）又は（２）
の構成を有し、絶縁体表面から前記電気抵抗体までの厚
さをt1、前記所定間隔をt2、絶縁体表面と電気抵抗体外
縁部までの距離をx1およびx2、前記絶縁体の厚さをａ、
幅をｂとするとき、ｂ＝1.0〜1.5a、t1＝0.2〜0.4a、x1
＝x2＝0.1〜0.3bの範囲にある。
の構成を有し、絶縁体表面から前記電気抵抗体までの厚
さをt1、前記所定間隔をt2、絶縁体表面と電気抵抗体外
縁部までの距離をx1およびx2、前記絶縁体の厚さをａ、
幅をｂとするとき、ｂ＝1.0〜1.5a、t1＝0.2〜0.4a、x1
＝x2＝0.1〜0.3bの範囲にある。
［作用および発明の効果］ （請求項１について） この発明のセラミックヒータは、絶縁体表面から等位
置で所定間隔を隔てて平行に電気抵抗体を絶縁体に埋設
した構造により、通電発熱時に、絶縁体表面への熱伝導
の速度を一定にし、電気抵抗体の表面温度分布を均一化
する。
置で所定間隔を隔てて平行に電気抵抗体を絶縁体に埋設
した構造により、通電発熱時に、絶縁体表面への熱伝導
の速度を一定にし、電気抵抗体の表面温度分布を均一化
する。
従って、急加熱する時の熱衝撃に対する耐久性に優
れ、しかも、セラミックヒータの機械的強度（特に抗折
強度）が向上する。
れ、しかも、セラミックヒータの機械的強度（特に抗折
強度）が向上する。
（請求項２について） 第１のセラミックスグリーンシートに第１の導電体材
料を付着させ、第３のセラミックスグリーンシートに第
２の導電体材料を付着させ、第１、第３のセラミックス
グリーンシート間に、第２のセラミックスグリーンシー
トを挟んで、これら３枚のセラミックスグリーンシート
を積層した後の焼成することにより、これらは一体化し
て、第１、第３、第２のセラミックスグリーンシートは
絶縁体となり、第１、第２の導電体材料は電気抵抗体と
なる。
料を付着させ、第３のセラミックスグリーンシートに第
２の導電体材料を付着させ、第１、第３のセラミックス
グリーンシート間に、第２のセラミックスグリーンシー
トを挟んで、これら３枚のセラミックスグリーンシート
を積層した後の焼成することにより、これらは一体化し
て、第１、第３、第２のセラミックスグリーンシートは
絶縁体となり、第１、第２の導電体材料は電気抵抗体と
なる。
（請求項３について） この範囲にすることにより、セラミックヒータの機械
的強度（抗折強度）が向上する。
的強度（抗折強度）が向上する。
［実施例］ この発明を第１図ないし第３図に示す第１実施例に基
づき説明する。
づき説明する。
第１実施例のセラミックヒータ１は、棒状肉厚直方体
の発熱素子２と、該発熱素子２の両側後端の電極板51、
52に溶接されるリード線61、62と、発熱素子２の後端に
外嵌されて電極板51、52を緊密に保持する略コの字状の
二つの絶縁体71、72等からなる。
の発熱素子２と、該発熱素子２の両側後端の電極板51、
52に溶接されるリード線61、62と、発熱素子２の後端に
外嵌されて電極板51、52を緊密に保持する略コの字状の
二つの絶縁体71、72等からなる。
発熱素子２は、窒化珪素を主成分とする電気絶縁性で
耐熱性に優れたセラミックス焼結体からなる絶縁体３
に、一定間隔をおいて二層に配した略Ｕ字状パターンの
電気抵抗体41、42を埋設してなる。該電気抵抗体41、42
は、その両端部43、44、45、46が絶縁体３の後端部31に
配され、両端部43、44、45、46は、その外側の側面が絶
縁体３の側面に露出した露出面43A、44A、45A、46Aとな
っている。また両端部43と45、両端部44と46は、それぞ
れ導電体47、48で接続され、電気抵抗体41と42を電気的
に並列に接続して発熱体４を形成している。露出面43
A、45Aおよび導電体47と、露出面44A、46Aおよび導電体
48には、それぞれ銅製の電極板51、52がろう付けされて
いる。また電極板51、52にはリード線61、62が溶接され
ている。
耐熱性に優れたセラミックス焼結体からなる絶縁体３
に、一定間隔をおいて二層に配した略Ｕ字状パターンの
電気抵抗体41、42を埋設してなる。該電気抵抗体41、42
は、その両端部43、44、45、46が絶縁体３の後端部31に
配され、両端部43、44、45、46は、その外側の側面が絶
縁体３の側面に露出した露出面43A、44A、45A、46Aとな
っている。また両端部43と45、両端部44と46は、それぞ
れ導電体47、48で接続され、電気抵抗体41と42を電気的
に並列に接続して発熱体４を形成している。露出面43
A、45Aおよび導電体47と、露出面44A、46Aおよび導電体
48には、それぞれ銅製の電極板51、52がろう付けされて
いる。また電極板51、52にはリード線61、62が溶接され
ている。
発熱素子２は、つぎのように製造される。
（ａ）厚さの比が3:4:3になる第１層、第２層、第３層
のセラミックスグリーンシート32、33、34を形成する。
この３枚のグリーンシート32、33、34の間に、二層の略
Ｕ字状パターンの導電体材料41A、42Aを付着させ、グリ
ーンシート33の両側後端に該二層の導電体を接続する導
電体材料47A、48Aを付着させ、それらを積層し、ホット
プレス加工により焼成して一体化する。これにより、セ
ラミックスグリーンシート32、33、34は絶縁体３とな
り、二層の略Ｕ字状パターンの導電体材料41A、42Aと該
二層の導電体を接続する導電体材料47A、48Aは、それぞ
れ電気抵抗体41、42と導電体47、48になるとともに一体
化して発熱体４になる。
のセラミックスグリーンシート32、33、34を形成する。
この３枚のグリーンシート32、33、34の間に、二層の略
Ｕ字状パターンの導電体材料41A、42Aを付着させ、グリ
ーンシート33の両側後端に該二層の導電体を接続する導
電体材料47A、48Aを付着させ、それらを積層し、ホット
プレス加工により焼成して一体化する。これにより、セ
ラミックスグリーンシート32、33、34は絶縁体３とな
り、二層の略Ｕ字状パターンの導電体材料41A、42Aと該
二層の導電体を接続する導電体材料47A、48Aは、それぞ
れ電気抵抗体41、42と導電体47、48になるとともに一体
化して発熱体４になる。
（ｂ）つぎに電気抵抗体41、42の露出面43A、44A、45
A、46Aと導電体47、48にろう材と電極板51、52とをあて
がい、これらを覆うように発熱素子２の後端部に略コの
字状の二つの絶縁体71、72を外嵌する。
A、46Aと導電体47、48にろう材と電極板51、52とをあて
がい、これらを覆うように発熱素子２の後端部に略コの
字状の二つの絶縁体71、72を外嵌する。
（ｃ）つぎにこの嵌合体をろう付け炉内でろう付けし、
その後電極板51、52にリード線61、62をろう付けまたは
溶接する。
その後電極板51、52にリード線61、62をろう付けまたは
溶接する。
このセラミックヒータ１の発熱素子２は、第３図の断
面図に示すように、前記二層に配した略Ｕ字状パターン
の電気抵抗体41、42を、所定間隔の寸法比をもたせて絶
縁体に埋設するが、その間隔の寸法比は下記の様な範囲
にあるのが望ましい。
面図に示すように、前記二層に配した略Ｕ字状パターン
の電気抵抗体41、42を、所定間隔の寸法比をもたせて絶
縁体に埋設するが、その間隔の寸法比は下記の様な範囲
にあるのが望ましい。
前記二層の電気抵抗体41、42を挟む三層の絶縁体の厚
さをt1（第一層、第三層）、t2（中間の第二層）とし、
前記絶縁体側面と発熱体外縁部の距離をx1およびx2、絶
縁体断面の厚さをａ、幅をｂとするとき、それらの寸法
比はｂ＝1.0〜1.5a、t1＝0.2〜0.4a、x1＝x2＝0.1〜0.3
bの範囲にあるように形成する。
さをt1（第一層、第三層）、t2（中間の第二層）とし、
前記絶縁体側面と発熱体外縁部の距離をx1およびx2、絶
縁体断面の厚さをａ、幅をｂとするとき、それらの寸法
比はｂ＝1.0〜1.5a、t1＝0.2〜0.4a、x1＝x2＝0.1〜0.3
bの範囲にあるように形成する。
つぎに、絶縁体３の材料に窒化珪素系の粉末、発熱体
４の材料に炭化タングステン系の粉末を使用して、上記
実施例に示した構造のセラミックヒータを四種類の寸法
で製作して、抗折強度を測定した実験結果を表１に示
す。
４の材料に炭化タングステン系の粉末を使用して、上記
実施例に示した構造のセラミックヒータを四種類の寸法
で製作して、抗折強度を測定した実験結果を表１に示
す。
以上の如く、本発明によれば、巾を狭くしても抗折強
度は格段に向上する。
度は格段に向上する。
上記の抗折強度を測定した実験において、発熱体４の
材料に炭化タングステン系の粉末を使用したが、発熱体
４の材料としては、チタン、ジルコニウム、ハフニウ
ム、バナニウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデ
ン、タングステンより選ばれた１種類以上の窒化物、炭
化物を主体とするものが考えられる。
材料に炭化タングステン系の粉末を使用したが、発熱体
４の材料としては、チタン、ジルコニウム、ハフニウ
ム、バナニウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデ
ン、タングステンより選ばれた１種類以上の窒化物、炭
化物を主体とするものが考えられる。
第１図は本発明にかかるセラミックヒータの第１実施例
の斜視図、第２図はその分解斜視図、第３図はその断面
図、第４図は従来例の斜視図、第５図はその分解斜視図
である。 図中 １……セラミックヒータ、２……発熱素子、３…
…絶縁体、４……発熱体、32、33、34……セラミックス
グリーンシート、41、42……略Ｕ字状パターンの電気抵
抗体、47、48……導電体、51、52……電極板、61、62…
…リード線
の斜視図、第２図はその分解斜視図、第３図はその断面
図、第４図は従来例の斜視図、第５図はその分解斜視図
である。 図中 １……セラミックヒータ、２……発熱素子、３…
…絶縁体、４……発熱体、32、33、34……セラミックス
グリーンシート、41、42……略Ｕ字状パターンの電気抵
抗体、47、48……導電体、51、52……電極板、61、62…
…リード線
Claims (3)
- 【請求項１】略直方体形状を呈する、窒化珪素を主成分
とした絶縁体と、 絶縁体表面から等位置で所定間隔を隔てて平行に埋設さ
れる、導電性セラミックス製の電気抵抗体とを有し、 これら二つの電気抵抗体を並列電気接続して通電用のリ
ード線を接続してなるセラミックヒータ。 - 【請求項２】前記セラミックヒータは、 第１のセラミックスグリーンシートに第１の電気抵抗体
となる第１の導電体材料を付着させ、 第３のセラミックスグリーンシートに第２の電気抵抗体
となる第２の導電体材料を付着させ、 第１、第３のセラミックスグリーンシート間に、第２の
セラミックスグリーンシートを挟んで、これら３枚のセ
ラミックスグリーンシートを積層した後に焼成一体化し
て製造される請求項１記載のセラミックヒータ。 - 【請求項３】絶縁体表面から前記電気抵抗体までの厚さ
をt1、前記所定間隔をt2、 絶縁体表面と電気抵抗体外縁部までの距離をx1およびx
2、前記絶縁体の厚さをａ、幅をｂとするとき、ｂ＝1.0
〜1.5a、t1＝0.2〜0.4a、x1＝x2＝0.1〜0.3bの範囲にあ
ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のセラミ
ックヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63228117A JP2537273B2 (ja) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | セラミックヒ―タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63228117A JP2537273B2 (ja) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | セラミックヒ―タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0278174A JPH0278174A (ja) | 1990-03-19 |
| JP2537273B2 true JP2537273B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=16871472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63228117A Expired - Fee Related JP2537273B2 (ja) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | セラミックヒ―タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2537273B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9556911B2 (en) | 2014-08-06 | 2017-01-31 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Bearing seal for media lubrication |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5210527A (en) * | 1975-07-16 | 1977-01-26 | Sumakichi Shiratori | Dry element battery |
| JPS54119033U (ja) * | 1978-02-08 | 1979-08-21 | ||
| JPS616109Y2 (ja) * | 1979-04-09 | 1986-02-24 | ||
| JPS609586Y2 (ja) * | 1980-05-28 | 1985-04-04 | いすゞ自動車株式会社 | 予熱栓 |
| JPS5711488A (en) * | 1980-06-24 | 1982-01-21 | Ube Industries | Ceramic heater |
| JPS6086787A (ja) * | 1983-10-17 | 1985-05-16 | 株式会社デンソー | セラミツクヒ−タ |
| JPS59230285A (ja) * | 1984-05-21 | 1984-12-24 | 自動車機器株式会社 | セラミツクヒ−タ棒 |
| JPS61195580A (ja) * | 1985-02-22 | 1986-08-29 | 京セラ株式会社 | セラミツクヒ−タ |
-
1988
- 1988-09-12 JP JP63228117A patent/JP2537273B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9556911B2 (en) | 2014-08-06 | 2017-01-31 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Bearing seal for media lubrication |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0278174A (ja) | 1990-03-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |