JP3137264B2 - 新規なセラミック点火器とその使用方法 - Google Patents
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 セラミック材料は、ガス燃焼炉、ストーブ、衣類ドラ
イヤーの点火器として大きな成功を収めている。セラミ
ック点火器は、一般に、導電性の端部と高抵抗性の中央
部を含んでなるＵ形を有する。点火器の端部が、電源リ
ード線に接続されると、高抵抗性部分（又は「ホットゾ
ーン」）が加熱する。
イヤーの点火器として大きな成功を収めている。セラミ
ック点火器は、一般に、導電性の端部と高抵抗性の中央
部を含んでなるＵ形を有する。点火器の端部が、電源リ
ード線に接続されると、高抵抗性部分（又は「ホットゾ
ーン」）が加熱する。
一つの通常の点火器のMini−IgniterTM（ニューハン
プシャー州のミルホールドにあるノートン社から入手可
能）は、８ボルトから48ボルトの印加用に設計されてお
り、窒化アルミニウム（AlN）、二ケイ化モリブデン（M
oSi2）、及び炭化ケイ素（SiC）を含むホットゾーン組
成と1.524mm×0.762mm（0.060インチ×0.030インチ）の
ホットゾーン横断面を有する。Mini−IgniterTMの評判
が高まると、通常の24ボルトを上回る定格電圧の小型点
火器を必要とする多くの用途が出現してきた。しかしな
がら、このような用途に使用すると、24VのMini−Ignit
erTMは温度の暴走を来たし、このため、コントロールシ
ステムの中に通常の経路電圧（即ち、120ボルト）を降
圧する変圧器が必要となる。したがって、高価な変圧器
を必要とせず、しかも、経路電圧の変動が予想される用
途や加熱工業によって提示される下記の要件を有する、
約240Vまでの印加電圧として定格された点火器に対する
ニーズが存在している。
プシャー州のミルホールドにあるノートン社から入手可
能）は、８ボルトから48ボルトの印加用に設計されてお
り、窒化アルミニウム（AlN）、二ケイ化モリブデン（M
oSi2）、及び炭化ケイ素（SiC）を含むホットゾーン組
成と1.524mm×0.762mm（0.060インチ×0.030インチ）の
ホットゾーン横断面を有する。Mini−IgniterTMの評判
が高まると、通常の24ボルトを上回る定格電圧の小型点
火器を必要とする多くの用途が出現してきた。しかしな
がら、このような用途に使用すると、24VのMini−Ignit
erTMは温度の暴走を来たし、このため、コントロールシ
ステムの中に通常の経路電圧（即ち、120ボルト）を降
圧する変圧器が必要となる。したがって、高価な変圧器
を必要とせず、しかも、経路電圧の変動が予想される用
途や加熱工業によって提示される下記の要件を有する、
約240Vまでの印加電圧として定格された点火器に対する
ニーズが存在している。
設計温度までの時間 ５秒未満 設計電圧の85％における最低温度 1100℃ 設計電圧の100％における設計温度 1350℃ 設計電圧の110％における最高温度 1500℃ ホットゾーンの長さ 38.1mm（1.5インチ）未満 パワー（Ｗ） 65〜100 これらの高電圧の印加に対して用いられるアンペア数
は、24ボルトにおいて用いられるもの（即ち、約1.0ア
ンペア）と同等であろうため、高められた電圧で機能し
得ることは、点火器の抵抗を高めることによって与えら
れるはずである。
は、24ボルトにおいて用いられるもの（即ち、約1.0ア
ンペア）と同等であろうため、高められた電圧で機能し
得ることは、点火器の抵抗を高めることによって与えら
れるはずである。
Mini−IgniterTMのホットゾーンは、高い抵抗性の材
料（AlN）、中位の抵抗性の材料（SiC）、及び高い導電
性の材料（MoSi2）を含むため、ホットゾーンの抵抗率
を高めるための一つの自明な仕方は、AlNの含有率を増
やしながらMoSi2とSiCの含有率を減らすことである。こ
の目的に関し、約76体積％のAlN、９体積％のMoSi2、及
び15体積％のSiCを含む試験的組成物の粉末成形体が作
成され、割合い高い温度（即ち、約1815℃）でHIP処理
された。得られたセラミックは、設計温度に到達するの
が遅いだけでなく、比較的高いHIP温度が比較的粗いグ
レインを生じさせ、これがその組成材料に顕著な負の温
度抵抗係数（NTCR）を与え、わずか1350℃を超えると温
度の暴走をもたらすといった点で不満足であることが分
った。負の温度抵抗係数は、点火器の温度が高くなると
その抵抗が減少することを意味する。この減少は、仮に
抵抗が一定な場合よりも点火器を高温にする。負の温度
抵抗係数が極端であると、点火器は定格電圧の85％で昇
温が遅くて低温であり、110％で不安定である。実際問
題として、このような点火器は定格の110％未満で暴走
することがあり、その場合、一定電圧であっても、破損
（焼き切れ）が生じるまで、電流と温度が増加し続け
る。これとは逆に、点火器は、正の温度抵抗係数（PTC
R）又は中位のみの負の温度抵抗係数を有することが好
ましい。正の抵抗温度係数を有するセラミックは、その
温度が1000℃から1350℃まで高められると抵抗率が増加
するのに対し、中位の負の温度抵抗係数を有するセラミ
ックは、その温度が1000℃から1350℃まで高められる
と、その抵抗率の減少は25％を下回る。正の温度抵抗係
数又は中位の負の温度抵抗係数のいずれも、電圧の増加
に伴ってより漸増的な昇温を可能にするであろうが、こ
のことは、先に説明したように、高電圧の印加のために
は重要であり、点火器は広い電圧範囲にわたって安定に
動作しなければならないからである。
料（AlN）、中位の抵抗性の材料（SiC）、及び高い導電
性の材料（MoSi2）を含むため、ホットゾーンの抵抗率
を高めるための一つの自明な仕方は、AlNの含有率を増
やしながらMoSi2とSiCの含有率を減らすことである。こ
の目的に関し、約76体積％のAlN、９体積％のMoSi2、及
び15体積％のSiCを含む試験的組成物の粉末成形体が作
成され、割合い高い温度（即ち、約1815℃）でHIP処理
された。得られたセラミックは、設計温度に到達するの
が遅いだけでなく、比較的高いHIP温度が比較的粗いグ
レインを生じさせ、これがその組成材料に顕著な負の温
度抵抗係数（NTCR）を与え、わずか1350℃を超えると温
度の暴走をもたらすといった点で不満足であることが分
った。負の温度抵抗係数は、点火器の温度が高くなると
その抵抗が減少することを意味する。この減少は、仮に
抵抗が一定な場合よりも点火器を高温にする。負の温度
抵抗係数が極端であると、点火器は定格電圧の85％で昇
温が遅くて低温であり、110％で不安定である。実際問
題として、このような点火器は定格の110％未満で暴走
することがあり、その場合、一定電圧であっても、破損
（焼き切れ）が生じるまで、電流と温度が増加し続け
る。これとは逆に、点火器は、正の温度抵抗係数（PTC
R）又は中位のみの負の温度抵抗係数を有することが好
ましい。正の抵抗温度係数を有するセラミックは、その
温度が1000℃から1350℃まで高められると抵抗率が増加
するのに対し、中位の負の温度抵抗係数を有するセラミ
ックは、その温度が1000℃から1350℃まで高められる
と、その抵抗率の減少は25％を下回る。正の温度抵抗係
数又は中位の負の温度抵抗係数のいずれも、電圧の増加
に伴ってより漸増的な昇温を可能にするであろうが、こ
のことは、先に説明したように、高電圧の印加のために
は重要であり、点火器は広い電圧範囲にわたって安定に
動作しなければならないからである。
米国特許第5085804号（以降、「Washburn特許」又は
「Washburn」と称する）とその関連の米国特許第540523
7号は、 （ａ）５〜50体積％のMoSi2、 （ｂ）50〜95体積％の炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ア
ルミニウム、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、マグネシ
ウムアルミネート、酸窒化ケイ素アルミニウム、及びそ
れらの混合物からなる群より選択された材料、 を含んでなるセラミック点火器のホットゾーンに適する
組成物を開示している。Washburn特許は、1.524mm×0.6
096mm（0.06インチ×0.024インチ）の横断面を有し、50
体積％のAlN、42.2体積％のSiC、及び7.8体積％のMoSi2
からなるホットゾーンを備えた220V点火器を開示してい
るが、ホットゾーンの低いMoSi2のレベルが、この点火
器がその設計温度に到達する速度を大きく制約するだけ
でなく、253ボルト（定格電圧230Vの110％）でその点火
器を不安定にする顕著な負の温度抵抗係数をもたらす。
「Washburn」と称する）とその関連の米国特許第540523
7号は、 （ａ）５〜50体積％のMoSi2、 （ｂ）50〜95体積％の炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ア
ルミニウム、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、マグネシ
ウムアルミネート、酸窒化ケイ素アルミニウム、及びそ
れらの混合物からなる群より選択された材料、 を含んでなるセラミック点火器のホットゾーンに適する
組成物を開示している。Washburn特許は、1.524mm×0.6
096mm（0.06インチ×0.024インチ）の横断面を有し、50
体積％のAlN、42.2体積％のSiC、及び7.8体積％のMoSi2
からなるホットゾーンを備えた220V点火器を開示してい
るが、ホットゾーンの低いMoSi2のレベルが、この点火
器がその設計温度に到達する速度を大きく制約するだけ
でなく、253ボルト（定格電圧230Vの110％）でその点火
器を不安定にする顕著な負の温度抵抗係数をもたらす。
したがって、上記に説明した高電圧での性能要件を満
たすセラミック点火器の材料に対してニーズが存在して
いる。
たすセラミック点火器の材料に対してニーズが存在して
いる。
発明の要旨 本発明にしたがうと、 （ｉ）ペアの導電性端部、及び （ii）（ａ）窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ
素、及びこれらの混合物からなる群より選択された約50
〜約80体積％の電気絶縁性材料、 （ｂ）炭化ケイ素、炭化ホウ素、及びこれらの混
合物からなる群より選択された約10〜約45体積％の半導
電性材料、及び （ｃ）二ケイ化モリブテン、二ケイ化タングステ
ン、炭化タングステン、窒化チタン、及びこれらの混合
物からなる群より選択された約５〜約25体積％の金属系
導体、を含んでなるホットゾーン、 を備えたセラミック点火器が提供され、ホットゾーンの
少なくとも一部は0.4826mm（0.019インチ）以下の厚さ
を有する。好ましくは、本点火器は、ホットゾーンがそ
の上に配置された支持体をさらに備え、その支持体は、
支持体とその上に配置されたホットゾーンの合計の厚さ
で少なくとも0.508mm（0.020インチ）の厚さを有する。
素、及びこれらの混合物からなる群より選択された約50
〜約80体積％の電気絶縁性材料、 （ｂ）炭化ケイ素、炭化ホウ素、及びこれらの混
合物からなる群より選択された約10〜約45体積％の半導
電性材料、及び （ｃ）二ケイ化モリブテン、二ケイ化タングステ
ン、炭化タングステン、窒化チタン、及びこれらの混合
物からなる群より選択された約５〜約25体積％の金属系
導体、を含んでなるホットゾーン、 を備えたセラミック点火器が提供され、ホットゾーンの
少なくとも一部は0.4826mm（0.019インチ）以下の厚さ
を有する。好ましくは、本点火器は、ホットゾーンがそ
の上に配置された支持体をさらに備え、その支持体は、
支持体とその上に配置されたホットゾーンの合計の厚さ
で少なくとも0.508mm（0.020インチ）の厚さを有する。
また、本発明にしたがうと、 （Ａ）（ｉ）ペアの導電性端部（32,33）、及び （ii）（ａ）窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒
化ケイ素、及びこれらの混合物からなる群より選択され
た約50〜約80体積％の電気絶縁性材料、 （ｂ）炭化ケイ素、炭化ホウ素、及びこれらの混
合物からなる群より選択された約10〜約45体積％の半導
電性材料、及び （ｃ）二ケイ化モリブデン、二ケイ化タングステ
ン、炭化タングステン、窒化チタン、及びこれらの混合
物からなる群より選択された約９〜約14体積％の金属系
導体、 を含んでなる点火器を提供し、 ここで、ホットゾーンの少なくとも一部が0.0967〜0.58
06mm2（0.00015〜0.00090平方インチ）の横断面を有
し、 （Ｂ）点火器の導電性端部の間に200V〜240Vの電圧を印
加し、それによって、５秒間未満で抵抗性部分を約1350
℃まで加熱させ、同時に、ホットゾーンの温度が1000℃
から1350℃まで昇温するときにホットゾーンの抵抗率が
25％を超えて増加しない、 各工程を含む加熱方法が提供される。
化ケイ素、及びこれらの混合物からなる群より選択され
た約50〜約80体積％の電気絶縁性材料、 （ｂ）炭化ケイ素、炭化ホウ素、及びこれらの混
合物からなる群より選択された約10〜約45体積％の半導
電性材料、及び （ｃ）二ケイ化モリブデン、二ケイ化タングステ
ン、炭化タングステン、窒化チタン、及びこれらの混合
物からなる群より選択された約９〜約14体積％の金属系
導体、 を含んでなる点火器を提供し、 ここで、ホットゾーンの少なくとも一部が0.0967〜0.58
06mm2（0.00015〜0.00090平方インチ）の横断面を有
し、 （Ｂ）点火器の導電性端部の間に200V〜240Vの電圧を印
加し、それによって、５秒間未満で抵抗性部分を約1350
℃まで加熱させ、同時に、ホットゾーンの温度が1000℃
から1350℃まで昇温するときにホットゾーンの抵抗率が
25％を超えて増加しない、 各工程を含む加熱方法が提供される。
図面の説明 図１と２は、本発明の好ましい態様のそれぞれ正面図
と斜視図である。
と斜視図である。
図３は、本発明の好ましい態様の分解図である。
図４は、比較例１と実施例１の電気的性能を抵抗と温
度に関して示す。
度に関して示す。
発明の説明 通常のWashburn点火器のホットゾーンに支持を与える
ことが、その厚さを安全に低減することを可能にするの
に十分な構造的支持をホットゾーンに与え、それによっ
て、220〜240Vの定格印加の要件を満たす電気特性をホ
ットゾーンにもたらすことが予想外に見出された。即
ち、高電圧点火器に必要な速度、抵抗、及び構造的完全
性を提供する狭い組成／横断面の範囲が見出された。
ことが、その厚さを安全に低減することを可能にするの
に十分な構造的支持をホットゾーンに与え、それによっ
て、220〜240Vの定格印加の要件を満たす電気特性をホ
ットゾーンにもたらすことが予想外に見出された。即
ち、高電圧点火器に必要な速度、抵抗、及び構造的完全
性を提供する狭い組成／横断面の範囲が見出された。
本発明の構成は、Washburnに照して予想外である。Wa
shburnは、ホットゾーンの厚さの実際上の下限は0.508m
m（0.020インチ）であると教示しているが、本発明の構
成はその下限をも下回る厚さを有する。
shburnは、ホットゾーンの厚さの実際上の下限は0.508m
m（0.020インチ）であると教示しているが、本発明の構
成はその下限をも下回る厚さを有する。
また、本発明の実施に係る方法も、Washburnに照して
予想外である。Washburnは「電気抵抗率（Washburn組成
物の）が数桁のオーダーで変化し得るため、電圧の印加
を受け入れるには、構造よりも、材料の電気特性が設計
されることができる」（Washburn特許の７欄50〜52行を
参照されたい）と教示している。このように、Washburn
は、高電圧点火器に望まれる電気特性を提供するため
に、横断面ではなく組成が変化されるべきであると教示
している。Washburn組成の限定範囲と組み合わされた割
合に薄いホットゾーン（即ち、0.0967〜0.5806mm2（0.0
0015〜0.00090平方インチ））が所望の高電圧特性をも
たらすとの示唆は全くない。事実として、Washburnは、
提案（６欄３〜６行を参照されたい）と実施例（７欄4
1,59,64行、10欄61行、12欄３行）によって割合に厚い
形状が望ましいことを教示している。これに対し、本発
明は、主として、Washburn特許の下限の近く又はそれを
下回るホットゾーン横断面を用いることによって高電圧
性能の要件を達成した。また、220V点火器についてのWa
shburnの組成変化は不都合に遅い速度をもたらすため、
単に抵抗を高める（例えば、薄いホットゾーンを提供す
ることにより）ことが、許容できる速度の高電圧点火器
を生み出すとの示唆も全くない。また、薄いホットゾー
ン横断面を有するその他のセラミック点火器に係る刊行
物（例えば、米国特許第4804823号）も200〜240Vの印加
におけるそれらの適性について示唆をしていない。
予想外である。Washburnは「電気抵抗率（Washburn組成
物の）が数桁のオーダーで変化し得るため、電圧の印加
を受け入れるには、構造よりも、材料の電気特性が設計
されることができる」（Washburn特許の７欄50〜52行を
参照されたい）と教示している。このように、Washburn
は、高電圧点火器に望まれる電気特性を提供するため
に、横断面ではなく組成が変化されるべきであると教示
している。Washburn組成の限定範囲と組み合わされた割
合に薄いホットゾーン（即ち、0.0967〜0.5806mm2（0.0
0015〜0.00090平方インチ））が所望の高電圧特性をも
たらすとの示唆は全くない。事実として、Washburnは、
提案（６欄３〜６行を参照されたい）と実施例（７欄4
1,59,64行、10欄61行、12欄３行）によって割合に厚い
形状が望ましいことを教示している。これに対し、本発
明は、主として、Washburn特許の下限の近く又はそれを
下回るホットゾーン横断面を用いることによって高電圧
性能の要件を達成した。また、220V点火器についてのWa
shburnの組成変化は不都合に遅い速度をもたらすため、
単に抵抗を高める（例えば、薄いホットゾーンを提供す
ることにより）ことが、許容できる速度の高電圧点火器
を生み出すとの示唆も全くない。また、薄いホットゾー
ン横断面を有するその他のセラミック点火器に係る刊行
物（例えば、米国特許第4804823号）も200〜240Vの印加
におけるそれらの適性について示唆をしていない。
図１に示したように、本発明の１つの好ましい点火器
は、ブリッジ11によって電気接続された２つの脚10を備
えたヘアピン形状を有し、ここで、２つの脚の各々は、
内側部分12、中央部分13、外側部分14を有し、ブリッジ
から同じ方向に延び、中央部分13がブリッジに電気接続
してホットゾーン組成を有し、内側部分と外側部分が支
持体を構成する。
は、ブリッジ11によって電気接続された２つの脚10を備
えたヘアピン形状を有し、ここで、２つの脚の各々は、
内側部分12、中央部分13、外側部分14を有し、ブリッジ
から同じ方向に延び、中央部分13がブリッジに電気接続
してホットゾーン組成を有し、内側部分と外側部分が支
持体を構成する。
図２に示したように、この設計の好ましい点火器は、
電気リード線に取り付けるためのペアの導電性端部32と
33、ホットゾーン34と35と36、電気絶縁性支持セクショ
ン37と38と39を有する。ペアのリード線がそれぞれの導
電性端部に取り付けられ、それらに電圧が印加される
と、第１リード線から第１導電性部分32とさらにホット
ゾーン34〜36のそれぞれを順次に電流が走り（それによ
ってホットゾーンの温度が高くなる）、最後に第２導電
性端33を通って第２リード線に出る。
電気リード線に取り付けるためのペアの導電性端部32と
33、ホットゾーン34と35と36、電気絶縁性支持セクショ
ン37と38と39を有する。ペアのリード線がそれぞれの導
電性端部に取り付けられ、それらに電圧が印加される
と、第１リード線から第１導電性部分32とさらにホット
ゾーン34〜36のそれぞれを順次に電流が走り（それによ
ってホットゾーンの温度が高くなる）、最後に第２導電
性端33を通って第２リード線に出る。
薄い横断面を有するホットゾーンの部分（例えば、図
２のホットゾーン34と36）は、約0.127mm〜0.762mm（0.
005インチ〜0.030インチ）、好ましくは約0.254mm〜0.4
8mm（0.010インチ〜0.019インチ）の厚さを有する。こ
れらの部分の幅は、一般に、0.51mm〜1.27mm（0.020イ
ンチ〜0.050インチ）、好ましくは0.635mm〜0.762mm
（0.025インチ〜0.030インチ）、より好ましくは約0.76
2mm（0.030インチ）である。２つの脚のヘアピン設計を
採用する１つの好ましい態様において、ホットゾーン
が、各脚の中に配置され、一般に、長さが約12.7mm〜3
0.5mm（0.5インチ〜1.2インチ）（１つの脚で）、好ま
しくは長さが約19.1mm〜25.4mm（0.75インチ〜1.0イン
チ）（１つの脚で）、幅が約0.508mm〜1.27mm（0.020イ
ンチ〜0.050インチ）、奥行が約0.762mm（0.030イン
チ）である。高電圧の印加のため（即ち、200V〜240V、
より一般には220V〜240V）、これらのホットゾーンの各
々は、0.0967〜0.5806mm2（0.00015〜0.00090平方イン
チ）、好ましくは0.1934〜0.3677mm2（0.00030〜0.0005
7平方インチ）、より好ましくは0.2903〜0.3290mm2（0.
00045〜0.00051平方インチ）の横断面を有する。
２のホットゾーン34と36）は、約0.127mm〜0.762mm（0.
005インチ〜0.030インチ）、好ましくは約0.254mm〜0.4
8mm（0.010インチ〜0.019インチ）の厚さを有する。こ
れらの部分の幅は、一般に、0.51mm〜1.27mm（0.020イ
ンチ〜0.050インチ）、好ましくは0.635mm〜0.762mm
（0.025インチ〜0.030インチ）、より好ましくは約0.76
2mm（0.030インチ）である。２つの脚のヘアピン設計を
採用する１つの好ましい態様において、ホットゾーン
が、各脚の中に配置され、一般に、長さが約12.7mm〜3
0.5mm（0.5インチ〜1.2インチ）（１つの脚で）、好ま
しくは長さが約19.1mm〜25.4mm（0.75インチ〜1.0イン
チ）（１つの脚で）、幅が約0.508mm〜1.27mm（0.020イ
ンチ〜0.050インチ）、奥行が約0.762mm（0.030イン
チ）である。高電圧の印加のため（即ち、200V〜240V、
より一般には220V〜240V）、これらのホットゾーンの各
々は、0.0967〜0.5806mm2（0.00015〜0.00090平方イン
チ）、好ましくは0.1934〜0.3677mm2（0.00030〜0.0005
7平方インチ）、より好ましくは0.2903〜0.3290mm2（0.
00045〜0.00051平方インチ）の横断面を有する。
図２に示された部分34と35と36は抵抗性と説明される
が、これらのセクションの１つだけが必要な横断面を有
する抵抗部分であることを必要とすることが明らかなは
ずである。例えば、ある態様において、部分35（「ブリ
ッジ」とも称される）は、ブリッジ35を火炎センサーと
して機能するのを可能にする、導電性端部32と33に同じ
組成を有することができる。別な態様において、ブリッ
ジ35は、同様な抵抗性の又はより高い抵抗性の材料であ
り、点火器の温度プロフィルをコントロールするのを助
長する。
が、これらのセクションの１つだけが必要な横断面を有
する抵抗部分であることを必要とすることが明らかなは
ずである。例えば、ある態様において、部分35（「ブリ
ッジ」とも称される）は、ブリッジ35を火炎センサーと
して機能するのを可能にする、導電性端部32と33に同じ
組成を有することができる。別な態様において、ブリッ
ジ35は、同様な抵抗性の又はより高い抵抗性の材料であ
り、点火器の温度プロフィルをコントロールするのを助
長する。
ホットゾーン34〜36は、ガス点火のための機能的加熱
を与える。好ましい態様において、英国特許第5045237
号（この特許は全体にわたって本願でも参考にして取り
入れられている）に開示の窒化アルミニウム、二ケイ化
モリブデン、炭化ケイ素の成分割合が使用される。Wash
burn特許に指摘があるように、AlN−SiC−MoSi2系は、
約0.001〜約100Ω・cmの抵抗率を有する点火器を生成し
得る変動性のあるものである。これらのホットゾーン
は、一般に、1000〜1500℃の温度範囲で0.04Ω・cm〜10
0Ω・cm、好ましくは0.2Ω・cm〜100Ω・cmの抵抗率を
有する。200〜240Vの電圧を用いる用途において、ホッ
トゾーンは、好ましくは、約50〜80体積％の窒化アルミ
ニウム、約９〜14体積％のMoSi2、10〜45体積％のSiCを
含んでなり、0.0967〜0.5806mm2（0.00015〜0.00090平
方インチ）の横断面を有する。より好ましくは、約60〜
70体積％の窒化アルミニウム、約10〜12体積％のMoS
i2、約20〜25体積％のSiCを含んでなり、0.1934〜0.367
7mm2（0.00030〜0.00057平方インチ）の横断面を有す
る。最も好ましくは、約64体積％のAlN、11体積％のMoS
i2、25体積％のSiCを含んでなり、0.2903〜0.3290mm
2（0.00045〜0.00051平方インチ）の横断面を有する。
割合に低い電圧の印加がこれらのホットゾーンが使用さ
れるときも、それぞれが許容できる程度で機能した。し
かしながら、13〜14体積％の二ケイ化モリブデンの含有
率と0.1355〜0.2709mm2（0.00021〜0.00042平方イン
チ）の横断面を有するホットゾーンは、わずか100Vで13
50℃に到達し、このため230Vでは焼き切れると思われ、
９体積％の二ケイ化モリブデン含有率と0.3868mm2（0.0
0060平方インチ）を有するホットゾーンは230Vで1000℃
に到達することができず、11〜12体積％の二ケイ化モリ
ブデン含有率と0.2903〜0.3290mm2（0.00045〜0.00051
平方インチ）の横断面を有するホットゾーンは良好な23
0Vでの性能を示した。
を与える。好ましい態様において、英国特許第5045237
号（この特許は全体にわたって本願でも参考にして取り
入れられている）に開示の窒化アルミニウム、二ケイ化
モリブデン、炭化ケイ素の成分割合が使用される。Wash
burn特許に指摘があるように、AlN−SiC−MoSi2系は、
約0.001〜約100Ω・cmの抵抗率を有する点火器を生成し
得る変動性のあるものである。これらのホットゾーン
は、一般に、1000〜1500℃の温度範囲で0.04Ω・cm〜10
0Ω・cm、好ましくは0.2Ω・cm〜100Ω・cmの抵抗率を
有する。200〜240Vの電圧を用いる用途において、ホッ
トゾーンは、好ましくは、約50〜80体積％の窒化アルミ
ニウム、約９〜14体積％のMoSi2、10〜45体積％のSiCを
含んでなり、0.0967〜0.5806mm2（0.00015〜0.00090平
方インチ）の横断面を有する。より好ましくは、約60〜
70体積％の窒化アルミニウム、約10〜12体積％のMoS
i2、約20〜25体積％のSiCを含んでなり、0.1934〜0.367
7mm2（0.00030〜0.00057平方インチ）の横断面を有す
る。最も好ましくは、約64体積％のAlN、11体積％のMoS
i2、25体積％のSiCを含んでなり、0.2903〜0.3290mm
2（0.00045〜0.00051平方インチ）の横断面を有する。
割合に低い電圧の印加がこれらのホットゾーンが使用さ
れるときも、それぞれが許容できる程度で機能した。し
かしながら、13〜14体積％の二ケイ化モリブデンの含有
率と0.1355〜0.2709mm2（0.00021〜0.00042平方イン
チ）の横断面を有するホットゾーンは、わずか100Vで13
50℃に到達し、このため230Vでは焼き切れると思われ、
９体積％の二ケイ化モリブデン含有率と0.3868mm2（0.0
0060平方インチ）を有するホットゾーンは230Vで1000℃
に到達することができず、11〜12体積％の二ケイ化モリ
ブデン含有率と0.2903〜0.3290mm2（0.00045〜0.00051
平方インチ）の横断面を有するホットゾーンは良好な23
0Vでの性能を示した。
好ましくは、最初の粉末の粒子サイズと緻密化後のホ
ットゾーンのグレインサイズ（d50）の双方が、Washbur
n特許に記載のものと同等である。ある態様において、
緻密体のホットゾーン構成部分の平均グレインサイズは
次の通りであり、即ち、ａ）電気絶縁性材料（即ち、Al
N）は約２〜10μｍ、ｂ）半導電性材料（即ち、SiC）は
約１〜10μｍ、ｃ）金属導体（即ち、MoSi2）は約１〜1
0μｍである。
ットゾーンのグレインサイズ（d50）の双方が、Washbur
n特許に記載のものと同等である。ある態様において、
緻密体のホットゾーン構成部分の平均グレインサイズは
次の通りであり、即ち、ａ）電気絶縁性材料（即ち、Al
N）は約２〜10μｍ、ｂ）半導電性材料（即ち、SiC）は
約１〜10μｍ、ｃ）金属導体（即ち、MoSi2）は約１〜1
0μｍである。
導電性端部32と33は、リード線の取り付けを可能にす
る。好ましくは、それらもまたAlN,SiC,MoSi2を含んで
なる。ここで、それらはホットゾーンよりもかなり高い
割合の導電性と半導電性材料（即ち、SiCとMoSi2）を含
む。したがって、それらは、一般に、ホットゾーン組成
物の抵抗率の約1/5〜1/20を有するに過ぎなく、ホット
ゾーンで期待されるレベルまでは昇温しない。それら
は、好ましくは、約20〜60体積％の窒化アルミニウム、
約20〜70体積％のMoSi2、及び特に1:1〜約1:3の体積比
のSiCを含んでなる。より好ましくは、導電性端部は、
約60体積％のAlN、20体積％のSiC、20体積％のMoSi2を
含んでなる。好ましい態様において、導電性端部32と33
の寸法は12.7mm（0.5インチ）（１つの脚の長さ）×0.7
62mm（0.030インチ）（幅）×0.762mm（0.030インチ）
（厚さ）である。
る。好ましくは、それらもまたAlN,SiC,MoSi2を含んで
なる。ここで、それらはホットゾーンよりもかなり高い
割合の導電性と半導電性材料（即ち、SiCとMoSi2）を含
む。したがって、それらは、一般に、ホットゾーン組成
物の抵抗率の約1/5〜1/20を有するに過ぎなく、ホット
ゾーンで期待されるレベルまでは昇温しない。それら
は、好ましくは、約20〜60体積％の窒化アルミニウム、
約20〜70体積％のMoSi2、及び特に1:1〜約1:3の体積比
のSiCを含んでなる。より好ましくは、導電性端部は、
約60体積％のAlN、20体積％のSiC、20体積％のMoSi2を
含んでなる。好ましい態様において、導電性端部32と33
の寸法は12.7mm（0.5インチ）（１つの脚の長さ）×0.7
62mm（0.030インチ）（幅）×0.762mm（0.030インチ）
（厚さ）である。
支持体37〜39の役割は、抵抗性部分34〜36に機械的支
持を与えることである。薄いホットゾーン部分を支持す
る支持体37と39は、一般に、ホットゾーン部分34と36と
同様な長さと幅、及び0.381mm〜0.51mm（0.015インチ〜
0.020インチ）の厚さを有し、ホットゾーンとそれを支
える支持体の合計厚さは0.51mm〜1.27mm（0.020インチ
〜0.050インチ）である。好ましくは、支持体は、少な
くとも108（10E＋８）オームの抵抗と少なくとも約150M
Paの強度を有する電気絶縁性セラミックからなる。支持
体に適するセラミック組成には、窒化アルミニウム、窒
化ホウ素、窒化ケイ素の少なくとも１種を少なくとも90
体積％含む組成が挙げられる。支持体が使用される場
合、支持体とそれに隣接するホットゾーンの熱膨張と緻
密化の速度がマッチするように注意する必要がある。例
えば、91体積％の窒化アルミニウム、６体積％のイット
リア、２体積％のアルミナ、及び１体積％のシリカから
なる支持体に通常のWashburnホットゾーン組成を組み合
わせると相容れない緻密化速度をもたらし、クラックを
発生させることが経験された。また、アルミナを支持用
材料の主成分として選択すると、ホットゾーン組成物を
熱間静水圧プレスする際に使用されるガラス媒体と反応
し、また、熱膨張の不一致から引き起こすクラックを生
じさせるとが経験された。AlN−MoSi2−SiC系を用いる
態様において、少なくとも90体積％の窒化アルミニウム
と10体積％以下のアルミナを含む支持体が、適合性のあ
る熱膨張と緻密化特性を呈した。したがって、窒化アル
ミニウム、窒化ホウ系、及び窒化ケイ素の少なくとも１
種を少なくとも90体積％と、アルミナ、イットリア、マ
グネシア、シリカ、及びカルシアからなる群より選択さ
れた焼結助剤を１〜10体積％で含んでなる支持体が、本
発明で採用するのに適すると考えられる。好ましい態様
において、支持体37〜39の寸法は長さ25.4mm（1.00イン
チ）×幅0.762mm（0.030インチ）×厚さ0.762mm（0.030
インチ）である。
持を与えることである。薄いホットゾーン部分を支持す
る支持体37と39は、一般に、ホットゾーン部分34と36と
同様な長さと幅、及び0.381mm〜0.51mm（0.015インチ〜
0.020インチ）の厚さを有し、ホットゾーンとそれを支
える支持体の合計厚さは0.51mm〜1.27mm（0.020インチ
〜0.050インチ）である。好ましくは、支持体は、少な
くとも108（10E＋８）オームの抵抗と少なくとも約150M
Paの強度を有する電気絶縁性セラミックからなる。支持
体に適するセラミック組成には、窒化アルミニウム、窒
化ホウ素、窒化ケイ素の少なくとも１種を少なくとも90
体積％含む組成が挙げられる。支持体が使用される場
合、支持体とそれに隣接するホットゾーンの熱膨張と緻
密化の速度がマッチするように注意する必要がある。例
えば、91体積％の窒化アルミニウム、６体積％のイット
リア、２体積％のアルミナ、及び１体積％のシリカから
なる支持体に通常のWashburnホットゾーン組成を組み合
わせると相容れない緻密化速度をもたらし、クラックを
発生させることが経験された。また、アルミナを支持用
材料の主成分として選択すると、ホットゾーン組成物を
熱間静水圧プレスする際に使用されるガラス媒体と反応
し、また、熱膨張の不一致から引き起こすクラックを生
じさせるとが経験された。AlN−MoSi2−SiC系を用いる
態様において、少なくとも90体積％の窒化アルミニウム
と10体積％以下のアルミナを含む支持体が、適合性のあ
る熱膨張と緻密化特性を呈した。したがって、窒化アル
ミニウム、窒化ホウ系、及び窒化ケイ素の少なくとも１
種を少なくとも90体積％と、アルミナ、イットリア、マ
グネシア、シリカ、及びカルシアからなる群より選択さ
れた焼結助剤を１〜10体積％で含んでなる支持体が、本
発明で採用するのに適すると考えられる。好ましい態様
において、支持体37〜39の寸法は長さ25.4mm（1.00イン
チ）×幅0.762mm（0.030インチ）×厚さ0.762mm（0.030
インチ）である。
また、支持体はホットゾーンを酸化から防ぐのに役立
つことが分かっている。ある態様において、図１に示し
たように、各脚のホットゾーンは、１）隣接するホット
ゾーンと実質的に同じ幅と長さを有する外側支持体、及
び２）ブリッジまで延びて隣接するホットゾーンと実質
的に同じ幅を有する内側支持体、によって支持され、そ
れによって、脚の間に含められたホットゾーンの表面積
の少なくとも約60％について酸化抵抗性バリヤを提供す
る。このような酸化抵抗性点火器は、30000サイクルを
超えても１％未満のアンペア数の増加を示すに過ぎない
ことが見出されている。これに対し、同じ組成を有する
が支持体を有しない通常の点火器は、30000サイクルを
超えると約15％のアンペア数の増加を示すことが経験さ
れている。
つことが分かっている。ある態様において、図１に示し
たように、各脚のホットゾーンは、１）隣接するホット
ゾーンと実質的に同じ幅と長さを有する外側支持体、及
び２）ブリッジまで延びて隣接するホットゾーンと実質
的に同じ幅を有する内側支持体、によって支持され、そ
れによって、脚の間に含められたホットゾーンの表面積
の少なくとも約60％について酸化抵抗性バリヤを提供す
る。このような酸化抵抗性点火器は、30000サイクルを
超えても１％未満のアンペア数の増加を示すに過ぎない
ことが見出されている。これに対し、同じ組成を有する
が支持体を有しない通常の点火器は、30000サイクルを
超えると約15％のアンペア数の増加を示すことが経験さ
れている。
本発明の好ましい点火器の導電性端部にリード線が取
り付けられ、220V〜240Vの電圧がリード線を介して印加
され、高抵抗性部分が、約５秒間以内で約1350℃まで昇
温し、図２にＡと表示した点火器の上側部分に白熱の輝
きを生じさせる。ここで、ある態様において、この白熱
が、領域Ｂと表示した下方の領域に移動することがあ
る。この移動の理由は、約1100℃を上回る温度で十分な
電流が、窒化アルミニウムを主成分とする支持体38を直
接横切って流れ、設計の電流路を短絡するためと考えら
れる。窒化アルミニウム粉末（室温で約106（10E＋６）
Ω・cmの抵抗率を有する電気絶縁材）が比類なく高いレ
ベルの金属不純物を含んでいたが、ガラスによるHIPプ
ロセスが窒化アルミニウムを主成分とする支持体に不純
物を導入したかが不明であった。この現象の理由の如何
によらず、図２に破線で示したように、支持体38に厚さ
約0.51mm〜1.27mm（0.020インチ〜0.050インチ）のスロ
ット40を設けることが、本発明の点火器に有意な短絡が
生成するのを首尾よく防ぐことが見出された。図１に示
したように、ある態様において、スロット15はブリッジ
11まで延びる。
り付けられ、220V〜240Vの電圧がリード線を介して印加
され、高抵抗性部分が、約５秒間以内で約1350℃まで昇
温し、図２にＡと表示した点火器の上側部分に白熱の輝
きを生じさせる。ここで、ある態様において、この白熱
が、領域Ｂと表示した下方の領域に移動することがあ
る。この移動の理由は、約1100℃を上回る温度で十分な
電流が、窒化アルミニウムを主成分とする支持体38を直
接横切って流れ、設計の電流路を短絡するためと考えら
れる。窒化アルミニウム粉末（室温で約106（10E＋６）
Ω・cmの抵抗率を有する電気絶縁材）が比類なく高いレ
ベルの金属不純物を含んでいたが、ガラスによるHIPプ
ロセスが窒化アルミニウムを主成分とする支持体に不純
物を導入したかが不明であった。この現象の理由の如何
によらず、図２に破線で示したように、支持体38に厚さ
約0.51mm〜1.27mm（0.020インチ〜0.050インチ）のスロ
ット40を設けることが、本発明の点火器に有意な短絡が
生成するのを首尾よく防ぐことが見出された。図１に示
したように、ある態様において、スロット15はブリッジ
11まで延びる。
また、本発明によると、本発明を実施する好ましい方
法が提供され、タイルの横断面が電気回路を表わすよう
に、所定の組成を有するタイルが配置される。本発明を
実施する１つの好ましいプロセスにおいて（図３に示す
ように）、導電性部分22と絶縁性部分23を有する第１タ
イル21が、平坦な表面（図示せず）の上に載置され、抵
抗性部分のみを有する第２タイル24が第１タイルの上に
載置される。次いで絶縁性部分26と抵抗性部分27を有す
る第３タイル25が、抵抗性セクション27が絶縁性セクシ
ョン23の上に位置するように、第２タイル24の上に載置
される。次いで抵抗性部分のみを有する第４タイル28が
第３タイル25の上に載置される。最後に、絶縁性部分30
と導電性部分31を有する第４タイル29が、絶縁性部分30
が抵抗性部分27の上に位置するように、第４タイルの上
に載置される。次いで個々のタイルが接合するようにこ
のラミネートが緻密化される。次いで緻密化したラミネ
ートが、その奥行にそってスライスされ、複数の個々の
セラミック点火器が生成する。
法が提供され、タイルの横断面が電気回路を表わすよう
に、所定の組成を有するタイルが配置される。本発明を
実施する１つの好ましいプロセスにおいて（図３に示す
ように）、導電性部分22と絶縁性部分23を有する第１タ
イル21が、平坦な表面（図示せず）の上に載置され、抵
抗性部分のみを有する第２タイル24が第１タイルの上に
載置される。次いで絶縁性部分26と抵抗性部分27を有す
る第３タイル25が、抵抗性セクション27が絶縁性セクシ
ョン23の上に位置するように、第２タイル24の上に載置
される。次いで抵抗性部分のみを有する第４タイル28が
第３タイル25の上に載置される。最後に、絶縁性部分30
と導電性部分31を有する第４タイル29が、絶縁性部分30
が抵抗性部分27の上に位置するように、第４タイルの上
に載置される。次いで個々のタイルが接合するようにこ
のラミネートが緻密化される。次いで緻密化したラミネ
ートが、その奥行にそってスライスされ、複数の個々の
セラミック点火器が生成する。
本発明の実施において、図３に示した個々の未焼結
（グリーン）タイルは、セラミックラミネートの全部の
層を有する（例えば、タイル25は絶縁性部分26と抵抗性
部分27を有する）。あるいは、タイルは一部の層のみか
らなることもできる。後者の場合、層の一部を含むタイ
ルは、特性の付随的低下を何ら伴うことなく一体に接合
され得ることが見出されている。
（グリーン）タイルは、セラミックラミネートの全部の
層を有する（例えば、タイル25は絶縁性部分26と抵抗性
部分27を有する）。あるいは、タイルは一部の層のみか
らなることもできる。後者の場合、層の一部を含むタイ
ルは、特性の付随的低下を何ら伴うことなく一体に接合
され得ることが見出されている。
図３は、硬いグリーンタイルとして高抵抗性部分24と
28を示しているが、この他に、これらの部分は、テープ
キャスティング、ロール圧縮、スライス後の中温プレ
ス、又はスクリーン印刷によっても作成可能である。
28を示しているが、この他に、これらの部分は、テープ
キャスティング、ロール圧縮、スライス後の中温プレ
ス、又はスクリーン印刷によっても作成可能である。
セラミック構成部分の加工（即ち、グリーン体の作成
と焼結条件）と、緻密化したセラミックからの点火器の
調製は、任意の通常方法によって行うことができる。一
般に、このような方法は、Washburn特許に実質的にした
がって行われる。好ましい態様において、グリーンのラ
ミネートは、Washburn特許に開示されているように、ガ
ラス媒体中の熱間静水圧プレス（HIP）によって緻密化
される。この緻密化は、ホットゾーンが理論密度の少な
くとも95％、好ましくは少なくとも99％の密度を有する
セラミック体を生成する。
と焼結条件）と、緻密化したセラミックからの点火器の
調製は、任意の通常方法によって行うことができる。一
般に、このような方法は、Washburn特許に実質的にした
がって行われる。好ましい態様において、グリーンのラ
ミネートは、Washburn特許に開示されているように、ガ
ラス媒体中の熱間静水圧プレス（HIP）によって緻密化
される。この緻密化は、ホットゾーンが理論密度の少な
くとも95％、好ましくは少なくとも99％の密度を有する
セラミック体を生成する。
本発明の点火器は、炉や調理器具のようなガス燃料の
点火用、ベースボードヒーター、ボイラー、ストーブ上
部などの多くの用途に使用することができる。
点火用、ベースボードヒーター、ボイラー、ストーブ上
部などの多くの用途に使用することができる。
以下、本発明の実施態様を、限定されない実施例と比
較例によってさらに説明する。本発明の目的に関し、
「安定な」点火器とは、所定の電圧で一定の抵抗率と一
定の温度を維持するものである。
較例によってさらに説明する。本発明の目的に関し、
「安定な」点火器とは、所定の電圧で一定の抵抗率と一
定の温度を維持するものである。
比較例１ この比較例は、ホットゾーンが通常のWashburn組成と
通常の（即ち、厚過ぎる）横断面を有する点火器の230V
における挙動を説明する。
通常の（即ち、厚過ぎる）横断面を有する点火器の230V
における挙動を説明する。
約66〜71体積％のAlN、8.5〜９体積％のMOSi2、及び2
0.5〜25体積％のSiCを含むホットゾーン組成物を高剪断
ミキサー中で配合した。また、約20体積％のAlN、約20
体積％のMoSi2、及び約60体積％のSiCを含む低温ゾーン
組成物を同様にして配合した。これらの粉末配合物を、
ホットプレスの空間の中に隣接させて充填し、ホットプ
レスに供し、理論密度の約60％のビレットを作成した。
次いでこのビレットを機械加工し、約76.2mm×50.8mm×
50.8mm（3.00インチ×2.00インチ×0.20インチ）の２ゾ
ーンのタイルを作成した。次いでこの機械加工したタイ
ルを熱間静水圧プレスに供し、タイルを1790℃の30000p
siに１時間保持した。このHIP処理の後、緻密なタイル
をヘアピン形状（即ち、１つの脚の長さ38.1mm（1.5イ
ンチ）×厚さ0.762mm（0.030インチ）×脚の幅1.27mm
（0.05インチ）、スロットの幅1.525mm（0.060イン
チ））で、約1.27mm×0.762mm（0.050インチ×0.030イ
ンチ）のホットゾーン横断面と１つの脚につき約25.4mm
（1.0インチ）のホットゾーン長さを有する点火器に機
械加工した。
0.5〜25体積％のSiCを含むホットゾーン組成物を高剪断
ミキサー中で配合した。また、約20体積％のAlN、約20
体積％のMoSi2、及び約60体積％のSiCを含む低温ゾーン
組成物を同様にして配合した。これらの粉末配合物を、
ホットプレスの空間の中に隣接させて充填し、ホットプ
レスに供し、理論密度の約60％のビレットを作成した。
次いでこのビレットを機械加工し、約76.2mm×50.8mm×
50.8mm（3.00インチ×2.00インチ×0.20インチ）の２ゾ
ーンのタイルを作成した。次いでこの機械加工したタイ
ルを熱間静水圧プレスに供し、タイルを1790℃の30000p
siに１時間保持した。このHIP処理の後、緻密なタイル
をヘアピン形状（即ち、１つの脚の長さ38.1mm（1.5イ
ンチ）×厚さ0.762mm（0.030インチ）×脚の幅1.27mm
（0.05インチ）、スロットの幅1.525mm（0.060イン
チ））で、約1.27mm×0.762mm（0.050インチ×0.030イ
ンチ）のホットゾーン横断面と１つの脚につき約25.4mm
（1.0インチ）のホットゾーン長さを有する点火器に機
械加工した。
得られた点火器の230Vにおける電気性能を抵抗と温度
について図４に示す。約230Vにおいて点火器の温度が上
り続け（即ち、暴走）、点火器が焼き切れを生じた。
について図４に示す。約230Vにおいて点火器の温度が上
り続け（即ち、暴走）、点火器が焼き切れを生じた。
例１ 図２に示した設計に実質的にしたがってグリーンのラ
ミネートを作成した。ホットゾーンは66体積％のAlN、2
5体積％のSiC、及び11体積％のMoSi2からなった。支持
体部分は96体積％の窒化アルミニウムと４体積％のアル
ミナからなった。導電性端部は20体積％のAlN、60体積
％のSiC、及び20体積％のMoSi2からなった。次いでグリ
ーンのラミネートを約1800℃で約１時間にわたってガラ
ス式HIP処理をすることによって緻密化させ、セラミッ
クブロックを作成した。次いでそのブロックをその幅に
そってスライスし、寸法が38.1mm×1.27mm×0.762mm
（1.5インチ×0.050×0.030インチ）の複数の加熱面エ
レメントを作成した。ホットゾーンは、約0.381mm×0.7
62mm（0.015インチ×0.030インチ）の横断面と約25.4mm
（1.0インチ）の１つの脚の長さを有した。1.27mm×0.7
62mm×35.56mm（0.050インチ×0.030インチ×1.40イン
チ）のスロットを、中央の絶縁性支持体部分に機械加工
した。
ミネートを作成した。ホットゾーンは66体積％のAlN、2
5体積％のSiC、及び11体積％のMoSi2からなった。支持
体部分は96体積％の窒化アルミニウムと４体積％のアル
ミナからなった。導電性端部は20体積％のAlN、60体積
％のSiC、及び20体積％のMoSi2からなった。次いでグリ
ーンのラミネートを約1800℃で約１時間にわたってガラ
ス式HIP処理をすることによって緻密化させ、セラミッ
クブロックを作成した。次いでそのブロックをその幅に
そってスライスし、寸法が38.1mm×1.27mm×0.762mm
（1.5インチ×0.050×0.030インチ）の複数の加熱面エ
レメントを作成した。ホットゾーンは、約0.381mm×0.7
62mm（0.015インチ×0.030インチ）の横断面と約25.4mm
（1.0インチ）の１つの脚の長さを有した。1.27mm×0.7
62mm×35.56mm（0.050インチ×0.030インチ×1.40イン
チ）のスロットを、中央の絶縁性支持体部分に機械加工
した。
適当なリード線を、加熱面エレメントの導電性部分に
取り付け、約230Vの電圧を印加した。得られた点火器の
230Vにおける電気性能を、抵抗と温度について図４に示
す。この点火器は、安定な加熱性能を示し、約４秒間で
1100℃の設計温度に到達した。
取り付け、約230Vの電圧を印加した。得られた点火器の
230Vにおける電気性能を、抵抗と温度について図４に示
す。この点火器は、安定な加熱性能を示し、約４秒間で
1100℃の設計温度に到達した。
例２ この例は、ホッドゾーンが過度に多い二ケイ化モリブ
デンを有する点火器の230Vにおける挙動を示す。
デンを有する点火器の230Vにおける挙動を示す。
ホットゾーンが15体積％のモリブデン含有率を有する
以外は例１に実質的にしたがって点火器を作成した。こ
の点火器は、わずか24Vで約1300℃の動作温度に到達し
た。この性能は24V点火器としては許容できるが、この
点火器は230Vでは焼き切れるであろうと考えられる。
以外は例１に実質的にしたがって点火器を作成した。こ
の点火器は、わずか24Vで約1300℃の動作温度に到達し
た。この性能は24V点火器としては許容できるが、この
点火器は230Vでは焼き切れるであろうと考えられる。
例３ この例は、ホットゾーンが不十分な二ケイ化モリブデ
ンを有する点火器の230Vにおける挙動を示す。
ンを有する点火器の230Vにおける挙動を示す。
ホットゾーンがわずか６体積％のモリブデン含有率を
有した以外は例１に実質的にしたがって点火器を作成し
た。
有した以外は例１に実質的にしたがって点火器を作成し
た。
この点火器は約12秒後に動作温度に到達したが240Vで
暴走の挙動を呈した。
暴走の挙動を呈した。
例４ この例は、脚の間にスロットを有しない点火器の230V
における挙動を示す。
における挙動を示す。
中央の窒化アルミニウムのセクションにスロットを設
けない以外は例１に実質的にしたがって点火器を作成し
た。
けない以外は例１に実質的にしたがって点火器を作成し
た。
この点火器は、定格電圧の85％で所定の温度まで迅速
に昇温した（即ち、1100℃まで５秒間）。しかしなが
ら、電圧をさらに高めると、点火器の最高温度部分が導
電性領域の方へと下方に移動することが観察され、点火
器の破損が生じた。
に昇温した（即ち、1100℃まで５秒間）。しかしなが
ら、電圧をさらに高めると、点火器の最高温度部分が導
電性領域の方へと下方に移動することが観察され、点火
器の破損が生じた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベイトマン，リンダ，エス. アメリカ合衆国，マサチューセッツ 01562，スペンサー，レッジ アベニュ 19 (56)参考文献 特開 昭61−130732（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23Q 7/22 615 H05B 3/14
Claims (20)
- 【請求項１】（ｉ）ペアの導電性端部（32,33）、及び （ii）（ａ）窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ
素、及びこれらの混合物からなる群より選択された50〜
80体積％の電気絶縁性材料、 （ｂ）炭化ケイ素、炭化ホウ素、及びこれらの混合物か
らなる群より選択された10〜45体積％の半導電性材料、
及び （ｃ）二ケイ化モリブテン、二ケイ化タングステン、炭
化タングステン、窒化チタン、及びこれらの混合物から
なる群より選択された５〜25体積％の金属系導体、 を含んでなるホットゾーン（34,35,36）であって、導電
性端部（32,33）の間に配置されたホットゾーン（34,3
5,36）、 を備え、ホットゾーン（34,35,36）の少なくとも一部が
0.4826mm（0.019インチ）以下の厚さを有するセラミッ
ク点火器。 - 【請求項２】（iii）ホットゾーン（34,35,36）がその
上に配置された支持体（37,38,39）をさらに備え、 支持体（37,38,39）が、支持体（37,38,39）とその上に
配置されたホットゾーン（34,35,36）の合計の厚さで少
なくとも0.51mm（0.020インチ）の厚さを有する請求項
１に記載の点火器。 - 【請求項３】支持体（37,38,39）が、窒化アルミニウ
ム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、及びこれらの混合物から
なる群より選択された電気絶縁性セラミックから本質的
になる請求項２に記載の点火器。 - 【請求項４】支持体（37,38,39）が、窒化アルミニウ
ム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、及びこれらの混合物から
なる群より選択された少なくとも90体積％の電気絶縁性
セラミック、及びアルミナ、イットリア、マグネシア、
カルシア、及びシリカからなる群より選択された１〜10
体積％の焼結助剤を含んでなる請求項３に記載の点火
器。 - 【請求項５】ホットゾーン（34,35,36）の組成が10〜12
体積％の二ケイ化モリブデンを含む請求項１に記載の点
火器。 - 【請求項６】ホットゾーン（34,35,36）が0.254mm〜0.4
826mm（0.010インチ〜0.019インチ）の厚さを有する請
求項５に記載の点火器。 - 【請求項７】点火器がブリッジ（11）によって電気接続
して配置された２つの脚（10）を備えたヘアピン形状を
有し、２つの脚（10）の各々がホットゾーン組成を有
し、ブリッジ（11）が導電性組成を有する請求項１に記
載の点火器。 - 【請求項８】ブリッジ（11）によって電気接続して配置
された２つの脚（10）を備えたヘアピン形状を有し、脚
（10）がブリッジ（11）から同じ方向に延び、各脚が、
内側部分（12）、中央部分（13）、外側部分（14）を備
え、中央部分（13）は、ブリッジ（11）によって電気接
続されてホットゾーン組成を有し、外側部分（14）と内
側部分（12）が支持体を形成した請求項７に記載の点火
器。 - 【請求項９】各脚の内側部分（12）が、脚（10）が互い
に接触しない厚さを有し、それによって、脚の間にスロ
ット（15）を画定した請求項８に記載の点火器。 - 【請求項１０】スロット（15）がブリッジ（11）まで延
びた請求項９に記載の点火器。 - 【請求項１１】各脚のホットゾーンが、 （ｉ）隣接ホットゾーンと実質的に同じ奥行と長さを有
する外側支持体（14）、及び （ii）ブリッジまで延びて隣接ホットゾーンと実質的に
同じ奥行を有する内側支持体（12）、 によって支持され、それによって、脚の中に収められた
ホットゾーンの表面積の少なくとも60％について酸化抵
抗性バリヤを提供した請求項８に記載の点火器。 - 【請求項１２】脚の間の１つの支持体（38）が、各脚の
内側部分を画定した請求項８に記載の点火器。 - 【請求項１３】（Ａ）（ｉ）ペアの導電性端部（32,3
3）、及び （ii）（ａ）窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ
素、及びこれらの混合物からなる群より選択された50〜
80体積％の電気絶縁性材料、 （ｂ）炭化ケイ素、炭化ホウ素、及びこれらの混合物か
らなる群より選択された10〜45体積％の半導電性材料、
及び （ｃ）二ケイ化モリブデン、二ケイ化タングステン、炭
化タングステン、窒化チタン、及びこれらの混合物から
なる群より選択された９〜14体積％の金属系導体、 を含んでなる点火器を提供し、 ここで、ホットゾーン（34,35,36）の少なくとも一部が
0.0967〜0.5806mm2（0.00015〜0.00090平方インチ）の
横断面を有し、 （Ｂ）点火器の導電性端部（32,33）の間に200V〜240V
の電圧を印加し、それによって、５秒間未満で抵抗性部
分を1350℃まで加熱させ、同時に、ホットゾーン（34,3
5,36）の温度が1000℃から1350℃まで昇温するときにホ
ットゾーン（34,35,36）の抵抗率が25％を上回って増加
しない、 各工程を含む加熱方法。 - 【請求項１４】印加電圧が220V〜240Vである請求項13に
記載の方法。 - 【請求項１５】点火器が、ブリッジ（11）によって電気
接続して配置された２つの脚（10）を備えたヘアピン形
状を有し、２つの脚（10）の各々がホットゾーン組成を
有し、ブリッジ（11）が導電性組成を有し、脚（10）が
ブリッジ（11）から同じ方向に延び、各脚が内側部分
（12）、中央部分（13）、外側部分（14）を備え、中央
部分（13）は、ブリッジ（11）によって電気接続されて
ホットゾーン組成を有し、外側部分（14）と内側部分
（12）が支持を形成し、各脚（10）の内側部分（12）
が、脚（10）が互いに接触しない厚さを有し、それによ
って、脚（10）の間にスロット（15）を画定した請求項
13に記載の方法。 - 【請求項１６】ホットゾーン（34,35,36）がその上に配
置された支持体（37,38,39）をさらに備え、ホットゾー
ン（34,35,36）が0.254mm〜0.4826mm（0.010インチ〜0.
019インチ）の厚さを有し、支持体（37,38,39）が、ホ
ットゾーン（34,35,36）と支持体（37,38,39）の合計厚
さが少なくとも0.51mm（0.020インチ）である厚さを有
する請求項13に記載の方法。 - 【請求項１７】ホットゾーン（34,35,36）の少なくとも
一部が、10〜12体積％の二ケイ化モリブデンを含み、0.
2903mm2〜0.3290mm2（0.00045〜0.00051平方インチ）の
横断面を有する請求項14に記載の方法。 - 【請求項１８】ホットゾーン（34,35,36）の少なくとも
一部が60〜70体積％の窒化アルミニウム、20〜25体積％
の炭化ケイ素、10〜12体積％の二ケイ化モリブデンを含
んでなり、0.1934mm2〜0.3677mm2（0.00030〜0.00057平
方インチ）の横断面を有する請求項14に記載の方法。 - 【請求項１９】ホットゾーン（34,35,36）の少なくとも
一部が64体積％の窒化アルミニウム、25体積％の炭化ケ
イ素、11体積％の二ケイ化モリブデンを含んでなり、0.
2903mm2〜0.3290mm2（0.00045〜0.00051平方インチ）の
横断面を有する請求項13に記載の方法。 - 【請求項２０】（ａ）窒化アルミニウム、窒化ホウ素、
窒化ケイ素、及びこれらの混合物からなる群より選択さ
れた50〜80体積％の電気絶縁性材料、 （ｂ）炭化ケイ素と炭化ホウ素からなる群より選択され
た10〜45体積％の半導電性材料、及び （ｃ）二ケイ化モリブデン、二ケイ化タングステン、窒
化チタン、及びこれらの混合物からなる群より選択され
た５〜25体積％の金属系導体、 を含んでなるホットゾーンを有するセラミック点火器で
あって、 その点火器は、ブリッジ（11）によって電気接続して配
置された２つの脚（10）を備えたヘアピン形状を有し、
２つの脚（10）の各々はブリッジ（11）から同じ方向に
延び、各脚が内側部分（12）、中央部分（13）、外側部
分（14）を備え、中央部分（13）は、ブリッジ（11）と
電気接続されてホットゾーン組成を有し、外側部分（1
4）と内側部分（12）が支持体を形成し、外側支持（1
4）は隣接ホットゾーンと実質的に同じ奥行と長さを有
し、内側支持（12）はブリッジまで延びて隣接ホットゾ
ーンと実質的に同じ奥行を有し、それによって、脚（1
0）の中に収められたホットゾーンの表面積の少なくと
も60％について酸化抵抗性バリヤを提供したセラミック
点火器。
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| US592,157 | 1996-01-26 | ||
| PCT/US1997/000308 WO1997027432A1 (en) | 1996-01-26 | 1997-01-10 | Novel ceramic igniter and method of using the same |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5786565A (en) * | 1997-01-27 | 1998-07-28 | Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation | Match head ceramic igniter and method of using same |
| JP2000058237A (ja) * | 1998-06-05 | 2000-02-25 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミックヒ―タ及びそれを用いた酸素センサ |
| US6028292A (en) * | 1998-12-21 | 2000-02-22 | Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. | Ceramic igniter having improved oxidation resistance, and method of using same |
| US6582629B1 (en) * | 1999-12-20 | 2003-06-24 | Saint-Gobain Ceramics And Plastics, Inc. | Compositions for ceramic igniters |
| US6474492B2 (en) | 2001-02-22 | 2002-11-05 | Saint-Gobain Ceramics And Plastics, Inc. | Multiple hot zone igniters |
| ES2556102T3 (es) * | 2001-03-05 | 2016-01-13 | Coorstek, Inc. | Encendedores cerámicos |
| CA2585072A1 (en) * | 2004-10-28 | 2006-05-11 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Ceramic igniters |
| CA2700619A1 (en) * | 2007-09-23 | 2009-07-09 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Heating element systems |
| MX2010007138A (es) * | 2007-12-29 | 2010-08-11 | Saint Gobain Ceramics | Elementos ceramicos de calentamiento con estructura abierta y metodos para la fabricacion de los mismos. |
| MX2010007140A (es) * | 2007-12-29 | 2010-08-12 | Saint Gobain Ceramics | Encendedor de ceramica coaxial y metodos de fabricacion. |
| US20100116182A1 (en) * | 2008-09-18 | 2010-05-13 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Resistance heater based air heating device |
| CN102143617A (zh) * | 2010-02-01 | 2011-08-03 | 蒋明学 | 含氮化钛的电热材料及元件 |
| US11125439B2 (en) | 2018-03-27 | 2021-09-21 | Scp Holdings, An Assumed Business Name Of Nitride Igniters, Llc | Hot surface igniters for cooktops |
| CN110536491A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-12-03 | 重庆利迈陶瓷技术有限公司 | 一种两层结构的陶瓷电热体及电烙铁 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58209084A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-05 | 株式会社日立製作所 | 直熱形ヒ−タ材 |
| CA1240710A (en) * | 1984-11-08 | 1988-08-16 | Malcolm E. Washburn | Refractory composition and products resulting therefrom |
| US5085804A (en) * | 1984-11-08 | 1992-02-04 | Norton Company | Refractory electrical device |
| US5045237A (en) * | 1984-11-08 | 1991-09-03 | Norton Company | Refractory electrical device |
| US4804823A (en) * | 1986-07-31 | 1989-02-14 | Kyocera Corporation | Ceramic heater |
| US5191508A (en) * | 1992-05-18 | 1993-03-02 | Norton Company | Ceramic igniters and process for making same |
| US5304778A (en) * | 1992-11-23 | 1994-04-19 | Electrofuel Manufacturing Co. | Glow plug with improved composite sintered silicon nitride ceramic heater |
| DE69424478T2 (de) * | 1993-07-20 | 2001-01-18 | Tdk Corp | Keramisches Heizelement |
| US5705261A (en) * | 1993-10-28 | 1998-01-06 | Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation | Active metal metallization of mini-igniters by silk screening |
| US5514630A (en) * | 1994-10-06 | 1996-05-07 | Saint Gobain/Norton Industrial Ceramics Corp. | Composition for small ceramic igniters |
-
1997
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013249276A (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-12 | Tsutsumi Planning:Kk | 機能食品 |
Also Published As
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