JP3269253B2 - Ceramic heater - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はセラミックヒータに関す
るものであり、例えばセラミックグロープラグに用いら
れる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic heater, for example, used for a ceramic glow plug.
【０００２】[0002]
【従来の技術】本出願人の出願になる特開平１ー３１７
１７０号公報は、電気絶縁性のセラミック部材からなる
棒状の基体と、この基体に埋設された導電性セラミック
材料を含む発熱体と、基体に埋設されて発熱体の両端に
個別に接続される高融点金属部材からなる一対の電極線
とを備え、これら電極線の先端部が発熱体の両端面から
発熱体の内部に埋設されるセラミックヒータを開示して
いる。上記公報では、発熱体としては、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｃ
を成分とする導電性セラミック粉末を絶縁性セラミック
粉末に分散して形成した導電性セラミック焼結体が開示
され、電極線としては例えばタングステンが一例として
挙げられている。2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei.
No. 170 discloses a rod-shaped base made of an electrically insulating ceramic member, a heating element including a conductive ceramic material embedded in the base, and a high-temperature element embedded in the base and individually connected to both ends of the heating element. There is disclosed a ceramic heater including a pair of electrode wires made of a melting point metal member, the tips of these electrode wires being embedded inside the heating element from both end faces of the heating element. In the above-mentioned publication, Mo, Si, C
A conductive ceramic sintered body formed by dispersing a conductive ceramic powder having the following composition in an insulating ceramic powder is disclosed, and tungsten is cited as an example of an electrode wire.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のセラミックヒータを用いたグロープラグをディーゼ
ルエンジンに装着して耐久試験を行った結果、長時間の
使用後、基体にクラックが発生する場合があった。そこ
で、クラック発生部分を分解調査すると、発熱体の端面
からその内部に埋設された電極線の端面周縁からクラッ
クが発生しており、そしてこのクラックが、発熱体（導
電性セラミック焼結体）を通じて絶縁性セラミック焼結
体の表面まで進展していることが確認された。However, when a glow plug using the above-mentioned conventional ceramic heater is mounted on a diesel engine and subjected to a durability test, cracks may occur in the substrate after long-time use. Was. Then, when the crack generation portion is disassembled and investigated, a crack is generated from the end face of the heating element to the end face peripheral edge of the electrode wire embedded therein, and the crack is transmitted through the heating element (conductive ceramic sintered body). It has been confirmed that it has extended to the surface of the insulating ceramic sintered body.
【０００４】このクラック発生の原因について考察する
と、電極線の端面が約９０度のエッジとなっているの
で、電極線の端面が埋設される発熱体すなわち上記導電
性セラミック焼結体はエッジ状の切り欠きを有すること
になる。このため、エンジンの燃焼による大温度差の温
度変化サイクルが頻繁にこの部位に作用したり、始動の
ための通電時の急激な温度上昇がこの部位に作用するの
で、電極線と発熱体との線膨張率の差に起因して熱応力
（熱ストレス）が生じ、この熱ストレスが電極線の端面
周縁近傍の発熱体に集中すると考えられる。Considering the cause of the crack generation, since the end face of the electrode wire has an edge of about 90 degrees, the heating element in which the end face of the electrode wire is embedded, that is, the conductive ceramic sintered body has an edge shape. It will have a notch. For this reason, a temperature change cycle of a large temperature difference due to combustion of the engine frequently acts on this portion, or a sharp temperature rise at the time of energization for starting acts on this portion, so that the electrode wire and the heating element may be connected to each other. It is considered that thermal stress (thermal stress) occurs due to the difference in linear expansion coefficient, and this thermal stress is concentrated on the heating element near the peripheral edge of the electrode wire.
【０００５】本発明は上記考察に基づきなされたもので
あり、電極線の発熱体側の端面近傍に生じるクラックを
防止可能なセラミックヒータを提供することを、その目
的としている。The present invention has been made based on the above considerations, and has as its object to provide a ceramic heater capable of preventing cracks from occurring near the end face of the electrode wire on the heating element side.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成は、
電気絶縁性のセラミック部材からなる棒状の基体と、導
電性セラミック部材又は高融点金属部材を含む電気抵抗
体からなるとともに前記基体に埋設される発熱体と、高
融点金属部材からなるとともに前記基体に埋設されて前
記発熱体の両端に個別に接続される一対の電極線とを備
え、前記両電極線の先端は、前記発熱体の両端に個別に
接続されるセラミックヒータにおいて、前記電極線の先
端部は、前記基体又は前記発熱体を構成するセラミック
体に埋設されるとともに先細形状を有することを特徴と
している。According to a first aspect of the present invention, there is provided:
A rod-shaped base made of an electrically insulating ceramic member, a heating element made of an electric resistor including a conductive ceramic member or a high melting point metal member and embedded in the base, A pair of electrode wires embedded and individually connected to both ends of the heating element, wherein the tips of the two electrode wires are individually connected to both ends of the heating element. The part is embedded in the ceramic body constituting the base or the heating element and has a tapered shape.
【０００７】本発明の第２の構成は上記第１の構成に加
えて、前記電極線の先端部が、セラミック粉末を含む焼
結体からなる前記発熱体の端面から前記発熱体の内部に
埋設される点を特徴としている。本発明の第３の構成は
上記第１又は第２の構成に加えて、前記電極線の先端部
の端面が面取りされている点を特徴としている。According to a second aspect of the present invention, in addition to the first aspect, the tip of the electrode wire is embedded in the inside of the heating element from an end face of the heating element made of a sintered body containing ceramic powder. Is characterized by A third configuration of the present invention is characterized in that, in addition to the above-described first or second configuration, an end surface of a tip end portion of the electrode wire is chamfered.
【０００８】なお、この面取りは、Ｃ面取りでも、Ｒ面
取りでもよい。本発明の第４の構成は上記第１〜第３の
いずれかの構成に加えて、前記電極線の先端部が、部分
球面状又は円錐面状に形成されている点を特徴としてい
る。なお、ここでいう部分球面状とは半球面状、一部球
面状、半楕円球面状、一部楕円球面状など、端面前面に
わたって丸みを帯びた凸曲面形状をいう。また、円錐面
状とは径方向断面が円形、楕円径または角が面取りされ
た断面を有し、先端に向けて次第に先細となる形状をい
う。なお、この円錐面状を採用する場合、その先端部を
切ることが好ましく、また切ってできた端面の周縁は面
取りすることが好ましい。The chamfer may be a C chamfer or an R chamfer. A fourth configuration of the present invention is characterized in that, in addition to any one of the first to third configurations, the distal end of the electrode wire is formed in a partially spherical shape or a conical shape. Here, the partial spherical shape refers to a convex curved surface shape that is rounded over the front surface of the end face, such as a semispherical shape, a partially spherical shape, a semi-elliptical spherical shape, and a partially elliptical spherical shape. In addition, the conical surface shape refers to a shape having a circular cross section in a radial direction, a cross section in which an elliptical diameter or a corner is chamfered, and gradually taper toward the tip. In the case of adopting this conical surface shape, it is preferable to cut off the tip, and it is preferable to chamfer the periphery of the cut end surface.
【０００９】本発明の第５の構成は上記第１〜第５のい
ずれかの構成の前記セラミックヒータを有する内燃機関
用グロープラグである。本発明の第６の構成は、電極線
の先端部は、前記基体又は前記発熱体を構成するセラミ
ック体に埋設されるとともにＲ面取り部を有することを
特徴としている。 本発明の第７の構成は、前記Ｒ面取り
部は、Ｒ０．０５ｍｍ以上のＲ面取りであることを特徴
としている。 本発明の第８の構成は、上記第６〜第７の
いずれか記載の前記セラミックヒータを有する内燃機関
用グロープラグである。 本発明の第９の構成は、電極線
の先端部は、前記基体又は前記発熱体を構成するセラミ
ック体に埋設されるとともにＣ面取り部を有することを
特徴としている。 本発明の第１０の構成は、前記Ｃ面取
り部は、Ｃ０．０５ｍｍ以上のＣ面取りであることを特
徴とする。 本発明の第１１の構成は、上記第９〜１０の
いずれか記載の前記セラミックヒータを有する内燃機関
用グロープラグである。 A fifth aspect of the present invention is a glow plug for an internal combustion engine having the ceramic heater according to any one of the first to fifth aspects. According to a sixth aspect of the present invention, an electrode wire is provided.
Of the ceramic constituting the base or the heating element
To be buried in the rack body and to have an R chamfer
Features. A seventh configuration of the present invention is the above-described R chamfering.
The part is a R chamfer of R0.05mm or more.
And The eighth configuration of the present invention is characterized in that:
An internal combustion engine having the ceramic heater according to any one of the preceding claims.
Glow plug. According to a ninth aspect of the present invention, an electrode wire
Of the ceramic constituting the base or the heating element
That it is buried in the rack and has a C chamfer
Features. A tenth configuration of the present invention is the above-mentioned C-chamfer.
The chamfered part is C chamfer of C0.05mm or more.
Sign. An eleventh configuration of the present invention is the ninth to tenth aspects of the present invention.
An internal combustion engine having the ceramic heater according to any one of the preceding claims.
Glow plug.
【００１０】[0010]
【作用及び発明の効果】本発明の第１の構成によれば、
基体又は発熱体を構成するセラミック体に埋設される電
極線の先端部を先細形状とすることにより、電極線の先
端面周縁近傍のクラック発生が防止できることがわかっ
た。これは、この部位の熱ストレスが、電極線の先端部
を先細形状としたため緩和されたためと考えらることが
できる。According to the first structure of the present invention,
It has been found that by forming the tip of the electrode wire embedded in the base or the ceramic body constituting the heating element into a tapered shape, it is possible to prevent cracks near the periphery of the tip surface of the electrode wire. This can be attributed to the fact that the thermal stress at this portion was alleviated due to the tapered end of the electrode wire.
【００１１】本発明の第２の構成では、上記クラック防
止効果を一層向上できた。これは、発熱体を構成する導
電性セラミック焼結体が基体を構成する絶縁性セラミッ
ク体よりもクラックを生じ易いにもかかわらず、電極線
の先端部が先細形状であるので熱ストレスが緩和される
ためであると考えられる。本発明の第３の構成によれば
上記第１又は第２の構成において更に、電極線の先端部
の端面を面取りすることにより発熱体の先端部を先細形
状としている。このようにすれば、加工が簡単である
が、クラック防止効果は充分大きいことがわかった。According to the second configuration of the present invention, the above-described crack preventing effect can be further improved. This is because, despite the fact that the conductive ceramic sintered body forming the heating element is more likely to crack than the insulating ceramic body forming the base, the tip of the electrode wire has a tapered shape, so that thermal stress is reduced. It is thought to be because. According to the third configuration of the present invention, in the first or second configuration, the tip of the heating element is further tapered by chamfering the end face of the tip of the electrode wire. By doing so, it was found that the processing was simple, but the crack preventing effect was sufficiently large.
【００１２】本発明の第４の構成は上記第１〜３の構成
において更に、電極線の先端部を部分球面状又は円錐面
状に形成しているので、クラック防止効果を一層向上で
きることがわかった。これは、この部位における電極線
の端面の曲率変化の急変をより一層、低減できるためと
考えられる。本発明の第５の構成によれば、長寿命の内
燃機関用グロープラグを実現することができる。さらに
第６の構成によれば、クラックの発生を抑制することが
できる。 第７の構成によれば、クラックの発生を抑制す
ることができ、信頼性を大幅に向上することができる。
第８の構成によれれは、長寿命の内燃機関用グロープラ
グを実現することができる。 第９の構成によれば、クラ
ックの発生を抑制することができる。 第１０の構成によ
れば、クラックの発生を抑制することができ、信頼性を
大幅に向上することができる。 第１１の構成によれれ
は、長寿命の内燃機関用グロープラグを実現することが
できる。 According to the fourth structure of the present invention, since the tip of the electrode wire is formed in a partially spherical or conical shape in the first to third structures, the crack preventing effect can be further improved. Was. This is presumably because the sudden change in the curvature of the end face of the electrode wire at this portion can be further reduced. According to the fifth configuration of the present invention, a long life glow plug for an internal combustion engine can be realized. further
According to the sixth configuration, generation of cracks can be suppressed.
it can. According to the seventh configuration, generation of cracks is suppressed.
And the reliability can be greatly improved.
According to the eighth configuration, a long-life glow plug for an internal combustion engine is provided.
Can be realized. According to the ninth configuration, the class
It is possible to suppress the occurrence of a lock. According to the tenth configuration
Cracks can be suppressed and reliability can be improved.
It can be greatly improved. According to the eleventh configuration
Can achieve a long life glow plug for internal combustion engines
it can.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、本発明を具体的実施例により説明す
る。 （実施例１）図１は本発明のセラミックヒータ１の実施
例を示した断面図であり、図２はその要部の拡大図を示
す。The present invention will be described below with reference to specific examples. (Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a ceramic heater 1 according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part thereof.
【００１４】このセラミックヒータ１は、円棒状の基体
３と、基体３の先端部に埋設されるＵ字状の発熱体２
と、基体３の基端部及び中央部に埋設される断面円形の
電極線４、５とからなる。基体３は、Ｓｉ3 Ｎ4 からな
る絶縁性セラミック粉末に、ＭｏＳｉ2 からなる導電体
セラミック粉末を少量分散させた断面円形の絶縁性セラ
ミック焼結体からなる。The ceramic heater 1 has a cylindrical base 3 and a U-shaped heating element 2 embedded at the tip of the base 3.
And the electrode wires 4 and 5 having a circular cross section buried in the base end and the center of the base 3. The base 3 is made of an insulating ceramic sintered body having a circular cross section in which a small amount of a conductive ceramic powder made of MoSi 2 is dispersed in an insulating ceramic powder made of Si 3 N 4 .
【００１５】発熱体２は、ＭｏＳｉ2 からなる導電体セ
ラミック粉末と、Ｓｉ3 Ｎ4 からなる絶縁性セラミック
粉末とを含む断面略半円形の導電性セラミック焼結体で
ある。電極線４、５の基端部は基体１の外周に露出して
部分円筒面４ｃ，５ｃとなっており、それらの先端部は
発熱体２の両端面から発熱体２の内部に埋設されてい
る。電極線４、５は、タングステン、モリブデン等の高
融点金属またはその合金からなるが、ここでは断面円形
のタングステン線とされている。部分円筒面４ｃ，５ｃ
の曲率半径は基体３の半径に等しくされている。The heating element 2 is a conductive ceramic sintered body having a substantially semicircular cross section including a conductive ceramic powder made of MoSi 2 and an insulating ceramic powder made of Si 3 N 4 . The base ends of the electrode wires 4 and 5 are exposed to the outer periphery of the base 1 to form partial cylindrical surfaces 4c and 5c, and the front ends thereof are embedded in the inside of the heating element 2 from both end faces of the heating element 2. I have. The electrode wires 4 and 5 are made of a metal having a high melting point such as tungsten or molybdenum or an alloy thereof. Partial cylindrical surfaces 4c, 5c
Is made equal to the radius of the substrate 3.
【００１６】本実施例において重要な点は、図２に示す
ように、電極線４、５の先端面４ａ、５ａの周縁にＲ面
取り部４ｂ、５ｂが施されている点にある。この実施例
では、基体３の直径は３．５ｍｍ、長さは４５ｍｍとさ
れ、発熱体２は半径が１．２ｍｍの半円形とされ、電極
線４、５の直径は０．６ｍｍとされている。そして、Ｒ
面取り部４ｂ、５ｂの曲率半径は０．１ｍｍとされ、電
極線４、５の発熱体２への埋設深さは１ｍｍとされてい
る。An important point in this embodiment is that, as shown in FIG. 2, R-chamfered portions 4b and 5b are formed on the peripheral edges of the tip surfaces 4a and 5a of the electrode wires 4 and 5, respectively. In this embodiment, the diameter of the base 3 is 3.5 mm, the length is 45 mm, the heating element 2 is a semicircle having a radius of 1.2 mm, and the diameter of the electrode wires 4 and 5 is 0.6 mm. I have. And R
The radius of curvature of the chamfers 4b, 5b is 0.1 mm, and the burying depth of the electrode wires 4, 5 in the heating element 2 is 1 mm.
【００１７】本実施例のセラミックヒータ１をディーゼ
ルエンジンのグロープラグに採用した例を図３に示す。
電極線４、５の部分円筒面４ｃ，５ｃが露出する基体３
の側面には各々ニッケルメッキが施されている。金属の
中空パイプ６が基体３の中央部に嵌着、ロウ付けされて
おり、中空パイプ６はセラミックヒータ１を保持すると
ともに、電極線５の部分円筒面５ｃと電気的に接続され
ている。FIG. 3 shows an example in which the ceramic heater 1 of this embodiment is used for a glow plug of a diesel engine.
Substrate 3 from which partial cylindrical surfaces 4c, 5c of electrode wires 4, 5 are exposed
Are plated with nickel. A metal hollow pipe 6 is fitted and brazed to the center of the base 3, and the hollow pipe 6 holds the ceramic heater 1 and is electrically connected to the partial cylindrical surface 5 c of the electrode wire 5.
【００１８】中空パイプ６の外周には図示しないエンジ
ンへの取付けネジ１０ａを有する両端開口筒状の金属ハ
ウジング１０の先端部が嵌着、ロウ付けされている。一
方、基体３の基端部に導出された電極線４の部分円筒面
４ｃには、金属キャップ７がロウ付けされており、金属
キャップ７には金属線８の一端が溶接され、金属線８の
他端は中軸９の先端に溶接されている。中軸９の基端部
に形成された雄ネジ部９１は図示しない電源と接続され
る。中軸９はハウジング１０内に嵌入されており、中軸
９はハウジング１０からガラスシール１１および絶縁ブ
ッシュ１２により電気的に絶縁され、絶縁ブッシュ１２
は雄ネジ部９１に螺着されたナット１３により固定され
ている。The distal end of a cylindrical metal housing 10 having both ends open and having a screw 10a for attachment to an engine (not shown) is fitted and brazed to the outer periphery of the hollow pipe 6. On the other hand, a metal cap 7 is brazed to the partial cylindrical surface 4c of the electrode wire 4 led to the base end of the base 3, and one end of a metal wire 8 is welded to the metal cap 7, Is welded to the tip of the center shaft 9. A male screw portion 91 formed at the base end of the center shaft 9 is connected to a power source (not shown). The center shaft 9 is fitted in a housing 10, and the center shaft 9 is electrically insulated from the housing 10 by a glass seal 11 and an insulating bush 12.
Is fixed by a nut 13 screwed to the male screw portion 91.
【００１９】このような構成とすることにより、不図示
の電源から中軸９、金属線８、金属キャップ７、電極線
４、発熱体２、電極線５、中空パイプ６、ハウジング１
０を介して図示しないエンジンブロックへ電流が通電可
能となっている。セラミックヒータ１の製造方法につい
て説明すると、電極線４、５を金型内の所定位置にセッ
トした状態で発熱体２を射出成形し、次にこの電極線
４、５及び発熱体２の一体物を金型内の所定位置にセッ
トした状態で基体３を射出成形した成形品をホットプレ
スにより焼結させる。しかるのち、焼結体の外周を研削
して形成する。By adopting such a configuration, a power source (not shown) is used to control the center shaft 9, metal wire 8, metal cap 7, electrode wire 4, heating element 2, electrode wire 5, hollow pipe 6, housing 1
A current can be supplied to an engine block (not shown) through the line 0. A method of manufacturing the ceramic heater 1 will be described. The heating element 2 is injection-molded in a state where the electrode wires 4 and 5 are set at predetermined positions in a mold, and then the electrode wire 4 and 5 and the heating element 2 are integrally formed. Is molded at a predetermined position in a mold, and a molded product obtained by injection molding the base 3 is sintered by hot pressing. Thereafter, the outer periphery of the sintered body is formed by grinding.
【００２０】以下、本発明の作用効果を表す試験結果を
説明する。ただし、発熱体２は、二珪化モリブデン（Ｍ
ｏＳｉ2 ）３０質量部、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）７０質
量部とした。試験は、２０００ｃｃディーゼルエンジン
を用い、電極線４、５の先端面４ａ、５ａで熱応力が発
生しやすいよう冷熱試験を行った。条件は、高い温度条
件として、前記セラミックグロープラグの通電がＯＮの
状態でＷ．Ｏ．Ｔ（全負荷）４０００ｒｐｍを１分、低
温条件として、前記セラミックグロープラグの通電がＯ
ＦＦの状態で、アイドリングで１分実施するサイクル
を、２００００サイクル運転した。Hereinafter, test results showing the effects of the present invention will be described. However, the heating element 2 is made of molybdenum disilicide (M
oSi 2 ) 30 parts by mass and silicon nitride (Si 3 N 4 ) 70 parts by mass. For the test, a 2000 cc diesel engine was used, and a cold / hot test was performed so that thermal stress was easily generated at the tip surfaces 4 a and 5 a of the electrode wires 4 and 5. The conditions are as follows: a high temperature condition; O. T (full load) is set to 4000 rpm for 1 minute, and the low temperature condition is set to 0.
In the state of the FF, a cycle of idling for 1 minute was operated for 20,000 cycles.
【００２１】この後、基体３の表面のクラックの有無を
観察した。その結果を表１に示す。表１において、Ｒは
Ｒ面取り部４ｂ、５ｂの曲率半径（単位ｍｍ）である。Thereafter, the presence or absence of cracks on the surface of the substrate 3 was observed. Table 1 shows the results. In Table 1, R is the radius of curvature (unit: mm) of the R chamfers 4b, 5b.
【００２２】[0022]
【表１】 Ｒ０．００のものは、４本中３本に基体３の表面にクラ
ックが発生し、Ｒ０．０３ｍｍのものは、４本中１本に
基体３の表面にクラックが発生した。しかし、Ｒ０．０
５ｍｍ以上のものは、クラックの発生がない。従って、
Ｒ０．０５ｍｍ以上のＲ面取りを行うことにより、信頼
性が大幅に向上することが分かる。[Table 1] In the case of R0.00, cracks occurred on the surface of the substrate 3 in three out of four, and in the case of R0.03 mm, cracks occurred in the surface of the substrate 3 in one out of four. However, R0.0
Those having a size of 5 mm or more do not have cracks. Therefore,
It can be seen that the reliability is greatly improved by performing the R chamfering of R 0.05 mm or more.
【００２３】以上、本発明のＲ面取りの効果について述
べたが、Ｃ面取りについても同様の試験を行った。その
結果を表２に示す。While the effects of the R chamfering of the present invention have been described above, the same test was conducted for the C chamfering. Table 2 shows the results.
【００２４】[0024]
【表２】 表２から、Ｃ０．００のものは、前述のＲ０．００のも
のに相当し、４本中３本に絶縁性セラミック体３の表面
にクラックが発生し、Ｃ０．０３ｍｍのものは、４本中
１本に絶縁性セラミック体３の表面にクラックが発生し
た。しかし、Ｃ０．０５ｍｍ以上のものは、クラックの
発生がない。従って、Ｃ０．０５ｍｍ以上のＣ面取りを
行うことにより、信頼性が大幅に向上することが分か
る。[Table 2] From Table 2, the case of C0.00 is equivalent to the above-mentioned case of R0.00, three out of four have cracks on the surface of the insulating ceramic body 3, and the case of C0.03mm has four. Cracks occurred on the surface of the insulating ceramic body 3 in one of them. However, those having a C of 0.05 mm or more have no cracks. Therefore, it can be seen that the reliability is greatly improved by performing the C chamfering with a C of 0.05 mm or more.
【００２５】以上、Ｒ面取り、Ｃ面取りの効果について
述べたが、結局、セラミックヒータ１の発熱部２に電流
を供給する電極線４，５の先端面４ａ，５ａに曲率半径
０．０５ｍｍ以上のＲ面取り、または、Ｃ面取りが施し
てあれば、厳しい冷熱の繰り返しにおいても、基体３の
表面にクラックが発生することなく、信頼性の高いセラ
ミックヒータを提供することができる。The effects of the R chamfering and the C chamfering have been described above. After all, the tip surfaces 4a and 5a of the electrode wires 4 and 5 for supplying a current to the heating portion 2 of the ceramic heater 1 have a radius of curvature of 0.05 mm or more. If the R chamfering or the C chamfering is performed, a highly reliable ceramic heater can be provided without generating cracks on the surface of the base 3 even in severe cooling and heating.
【００２６】更に、このＲ面取り又はＣ面取りの他の作
用効果を図４を参照して説明する。上記説明したよう
に、発熱体２の成形にあたって電極線４、５を金型１０
０内の所定位置にセットした状態で発熱体２を射出成形
する場合、金型１００内のキャビティ１０１において電
極線４、５の周囲の円筒状のキャビティ１０２は径方向
に狭小であり、軸方向に長くなり、射出口１０３からキ
ャビティ１０２内に発熱体原料を射出する際、この円筒
状のキャビティ１０２内への充填が容易ではない。本実
施例によれば、電極線４、５の端面が面取りされている
ので、この円筒状のキャビティ１０２内への充填が容易
となり、充填不良による発熱体２の成形不良を格段に低
減することができる。Further, other effects of the R chamfering or C chamfering will be described with reference to FIG. As described above, when forming the heating element 2, the electrode wires 4 and 5 are
When the heating element 2 is injection-molded in a state where the heating element 2 is set at a predetermined position in the mold 0, the cylindrical cavity 102 around the electrode wires 4 and 5 in the cavity 101 in the mold 100 is narrow in the radial direction, and When the heating element material is injected from the injection port 103 into the cavity 102, it is not easy to fill the cylindrical cavity 102. According to this embodiment, since the end surfaces of the electrode wires 4 and 5 are chamfered, the filling into the cylindrical cavity 102 becomes easy, and the molding failure of the heating element 2 due to the filling failure is significantly reduced. Can be.
【００２７】以下に、その他の実施例を説明する。ただ
し、実施例１と共通機能要素には同一符号を付す。 （実施例２）他の実施例を図５に示す。この実施例は電
極線４、５の先端面４ａ，５ａを半球状としたものであ
り、更に優れた効果が得られた。 （実施例３）他の実施例を図６に示す。Hereinafter, other embodiments will be described. However, the same reference numerals are given to the common functional elements as in the first embodiment. (Embodiment 2) Another embodiment is shown in FIG. In this embodiment, the tip surfaces 4a and 5a of the electrode wires 4 and 5 are made hemispherical, and more excellent effects are obtained. (Embodiment 3) Another embodiment is shown in FIG.
【００２８】この実施例は電極線４、５の先端面４ａ，
５ａを切頭円錐状とし、その先端面を面取りしたもので
あり、更に優れた効果が得られた。 （実施例４）他の実施例を図７に示す。この実施例は発
熱体２としてタングステン又はタングステン合金の小径
（ここでは直径０．２ｍｍ）のフィラメントを使用した
ものであり、このフィラメント２は、電極線４、５と一
体に形成できる他、電極線４、５に巻装してもよい。こ
の場合、電極線４、５の先端面４ａ，５ａは基体３の絶
縁性セラミック部材に埋設されるが、同様の効果を奏す
ることは明らかである。In this embodiment, the tip surfaces 4a of the electrode wires 4, 5 are provided.
5a was made into a truncated conical shape, and the tip surface was chamfered, and a more excellent effect was obtained. (Embodiment 4) Another embodiment is shown in FIG. In this embodiment, a small-diameter (here, 0.2 mm in diameter) filament of tungsten or a tungsten alloy is used as the heating element 2. This filament 2 can be formed integrally with the electrode wires 4 and 5, and can be formed integrally with the electrode wires 4. 4, 5 may be wound. In this case, the tip surfaces 4a, 5a of the electrode wires 4, 5 are buried in the insulating ceramic member of the base 3, but it is clear that the same effect is exerted.
【００２９】この実施例のセラミックヒータは、電極線
４、５及びフィラメント２を型内にセットして絶縁性セ
ラミック粉を充填、成形し、その成形品をホットプレス
した後、外周を略円形に研削して形成される。表１、２
にこのセラミックヒータの試験結果を示す。試験条件は
実施例１の場合と同じである。この結果、実施例１と同
じ効果を奏することがわかった。 （実施例５）他の実施例を以下に説明する。In the ceramic heater according to this embodiment, the electrode wires 4, 5 and the filament 2 are set in a mold, filled with insulating ceramic powder, molded, and the molded product is hot-pressed. It is formed by grinding. Tables 1 and 2
The test results of this ceramic heater are shown in FIG. The test conditions are the same as in Example 1. As a result, it was found that the same effect as in Example 1 was obtained. (Embodiment 5) Another embodiment will be described below.
【００３０】この実施例は発熱体として、タングステン
レニウムを主成分とする導電ペーストを厚膜状又は薄膜
状に印刷したものであり、この場合も電極線の先端面は
基体に埋設されるが、同様の効果が得られた。この実施
例のセラミックヒータは、少なくとも１個の絶縁性セラ
ミックのグリーンシート又は成形体の表面に導電性ペー
ストで抵抗パターンを印刷し、この抵抗パターンと電極
線とを接触させた状態でグリーンシート又は成形体を積
層し、この積層品をホットプレスした後、外周を略円形
に研削して形成される。In this embodiment, as a heating element, a conductive paste containing tungsten rhenium as a main component is printed in a thick film or a thin film. Also in this case, the tip end surfaces of the electrode wires are embedded in the base. Similar effects were obtained. In the ceramic heater of this embodiment, a resistance pattern is printed with a conductive paste on the surface of at least one insulating ceramic green sheet or molded body, and the green sheet or the green sheet is contacted with the resistance pattern and the electrode wires. After laminating | molding a molded object and hot-pressing this laminated | stacked product, it grinds the outer periphery into a substantially circular shape, and is formed.
【００３１】表１、２にこのセラミックヒータの試験結
果を示す。試験条件は実施例１の場合と同じである。こ
の結果、実施例１と同じ効果を奏することがわかった。Tables 1 and 2 show the test results of this ceramic heater. The test conditions are the same as in Example 1. As a result, it was found that the same effect as in Example 1 was obtained.
【図１】本発明のセラミックヒータの一実施例を示す断
面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a ceramic heater according to the present invention.
【図２】図１の要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of FIG.
【図３】図１のセラミックヒータをグロープラグに採用
した実施例を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing an embodiment in which the ceramic heater of FIG. 1 is employed for a glow plug.
【図４】発熱体２の成形工程を示す模式断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing a step of forming the heating element 2.
【図５】本発明のセラミックヒータの他の実施例を示す
断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the ceramic heater of the present invention.
【図６】本発明のセラミックヒータの他の実施例を示す
断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing another embodiment of the ceramic heater of the present invention.
【図７】本発明のセラミックヒータの他の実施例を示す
断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing another embodiment of the ceramic heater of the present invention.
１ セラミックヒータ ２ 発熱体 ３ 基体 ４ 電極線 ５ 電極線 REFERENCE SIGNS LIST 1 ceramic heater 2 heating element 3 base 4 electrode wire 5 electrode wire
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 3/14 F23Q 7/00 H05B 3/03 H05B 3/18 H05B 3/48 H05B 3/02 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H05B 3/14 F23Q 7/00 H05B 3/03 H05B 3/18 H05B 3/48 H05B 3/02
Claims (11)
状の基体と、導電性セラミック部材又は高融点金属部材
を含む電気抵抗体からなるとともに前記基体に埋設され
る発熱体と、高融点金属部材からなるとともに前記基体
に埋設されて前記発熱体の両端に個別に接続される一対
の電極線とを備え、前記両電極線の先端は、前記発熱体
の両端に個別に接続されるセラミックヒータにおいて、 前記電極線の先端部は、前記基体又は前記発熱体を構成
するセラミック体に埋設されるとともに先細形状を有す
ることを特徴とするセラミックヒータ。1. A rod-shaped base made of an electrically insulating ceramic member, a heating element made of an electric resistor including a conductive ceramic member or a high melting point metal member and embedded in the base, and a high melting point metal member. A pair of electrode wires buried in the base and individually connected to both ends of the heating element, wherein the ends of the two electrode wires are individually connected to both ends of the heating element. A ceramic heater, wherein a tip end of the electrode wire is embedded in a ceramic body constituting the base or the heating element and has a tapered shape.
を含む焼結体からなる前記発熱体の端面から前記発熱体
の内部に埋設される請求項１記載のセラミックヒータ。2. The ceramic heater according to claim 1, wherein a tip end of said electrode wire is embedded in said heating element from an end face of said heating element made of a sintered body containing ceramic powder.
れている請求項１，２のいずれか記載のセラミックヒー
タ。3. The ceramic heater according to claim 1, wherein an end face of a tip portion of the electrode wire is chamfered.
円錐面状に形成されている請求項１〜３のいずれか記載
のセラミックヒータ。4. The ceramic heater according to claim 1, wherein a tip of said electrode wire is formed in a partially spherical or conical shape.
ミックヒータを有する内燃機関用グロープラグ。5. A glow plug for an internal combustion engine having the ceramic heater according to claim 1.
状の基体と、導電性セラミック部材又は高融点金属部材-Shaped substrate, conductive ceramic member or high melting point metal member
を含む電気抵抗体からなるとともに前記基体に埋設されAnd is embedded in the base body.
る発熱体と、高融点金属部材からなるとともに前記基体And a base made of a high melting point metal member
に埋設されて前記発熱体の内部に接続される電極線とをAnd an electrode wire embedded in the heating element and connected inside the heating element.
備えるセラミックヒータにおいて、前記電極線の先端部In the ceramic heater provided, a tip portion of the electrode wire
は、前記基体又は前記発熱体を構成するセラミック体にIs applied to the ceramic body constituting the base or the heating element.
埋設されるとともにＲ面取り部を有することを特徴とすCharacterized by being buried and having a chamfer
るセラミックヒータ。Ceramic heater.
のＲ面取りであることを特徴とする請求項６記載のセラ7. The ceramic as claimed in claim 6, wherein the chamfer is an R chamfer.
ミックヒータ。Mick heater.
ミックヒータを有する内燃機関用グロープラグ。A glow plug for an internal combustion engine having a mic heater.
状の基体と、導電性セラミック部材又は高融点金属部材-Shaped substrate, conductive ceramic member or high melting point metal member
を含む電気抵抗体からなるとともに前記基体And a substrate comprising an electric resistor containing に埋設されBuried in
る発熱体と、高融点金属部材からなるとともに前記基体And a base made of a high melting point metal member
に埋設されて前記発熱体の内部に接続される電極線とをAnd an electrode wire embedded in the heating element and connected inside the heating element.
備えるセラミックヒータにおいて、前記電極線の先端部In the ceramic heater provided, a tip portion of the electrode wire
は、前記基体又は前記発熱体を構成するセラミック体にIs applied to the ceramic body constituting the base or the heating element.
埋設されるとともにＣ面取り部を有することを特徴とすIt is buried and has a C chamfer.
るセラミックヒータ。Ceramic heater.
上のＣ面取りであることを特徴とする請求項６記載のセ7. The cell according to claim 6, wherein said C chamfering is performed.
ラミックヒータ。Lamic heater.
セラミックヒータを有する内燃機関用グロープラグ。A glow plug for an internal combustion engine having a ceramic heater.
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