JP5552920B2 - Ceramic heater - Google Patents
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本発明は、被加熱流体の流路壁に固定され、通電により発熱し被加熱流体を加熱するセラミックヒータに関し、例えば、燃焼式ヒータの着火源やディーゼルエンジンのグロープラグ、排ガス浄化装置の昇温用熱源等として好適なものである。 The present invention relates to a ceramic heater fixed to a flow path wall of a fluid to be heated and generating heat by energization to heat the fluid to be heated. For example, an ignition source of a combustion heater, a glow plug of a diesel engine, an exhaust gas purification device It is suitable as a heat source for temperature.
この種のセラミックヒータとして、特許文献1には、挿入方向に向かって内径寸法が連続的に小さくなっている被取付部材側テーパ部が形成された穴部を有する被取付部材に対し、前記穴部に挿入して取り付けるようにしたセラミックヒータであって、一端側に通電によって発熱する発熱部を有し、他端側に前記発熱部に通電するための通電リード部が電気的に接続されたセラミック発熱体と、前記セラミック発熱体の外周面に接合され、一端より前記セラミック発熱体の前記一端側が露出し、他端より前記セラミック発熱体の他端側が露出するように、前記セラミック発熱体を被覆するハウジングとを備え、前記ハウジングの外周面には、前記被取付部材における前記穴部の前記被取付部材側テーパ部に対応したテーパ形状を有する取付手段側シール部と、前記穴部に固定可能な取付部とが一体に形成されており、前記取付部によって前記ハウジングを前記穴部に固定したときに、前記取付手段側シール部は押圧され前記被取付部材側テーパ部に当接するようになっていることを特徴とするセラミックヒータが開示されている。 As this type of ceramic heater, Patent Document 1 discloses that the above-mentioned hole is provided for a mounted member having a hole portion in which a mounted member side tapered portion whose inner diameter dimension is continuously reduced toward the insertion direction is formed. A ceramic heater that is inserted into and attached to a part, has a heat generating part that generates heat when energized at one end side, and is electrically connected with an energization lead part for supplying current to the heat generating part at the other end side The ceramic heating element is bonded to an outer peripheral surface of the ceramic heating element, and the one end side of the ceramic heating element is exposed from one end and the other end side of the ceramic heating element is exposed from the other end. And a housing having a taper shape corresponding to the attached member side tapered portion of the hole portion of the attached member on the outer peripheral surface of the housing. A side seal portion and an attachment portion that can be fixed to the hole portion are integrally formed. When the housing is fixed to the hole portion by the attachment portion, the attachment means side seal portion is pressed and the cover portion is pressed. A ceramic heater is disclosed that is configured to abut on the attachment member side taper portion.
また、特許文献2には、棒状の形態を有すると共に自身の先端部に抵抗発熱体が埋設されたセラミックヒータと、該セラミックヒータの外周面に締まり嵌め状態にて取り付けられた金属嵌合部材とを備えたグロープラグにおいて、前記金属嵌合部材と前記セラミックヒータとの間に、前記金属嵌合部材よりも軟質の金属層が形成されていることを特徴とするグロープラグが開示されている。 Patent Document 2 discloses a ceramic heater having a rod-like shape and having a resistance heating element embedded in its tip, and a metal fitting member attached to the outer peripheral surface of the ceramic heater in an interference fit state. A glow plug is disclosed in which a softer metal layer than the metal fitting member is formed between the metal fitting member and the ceramic heater.
これらのセラミックヒータに用いられているセラミック発熱体は、例えば、炭化タングステン(WC)、二硅化モリブデン(MoSi2)及び二硅化タングステン(WSi2)等の導電性セラミックを用いて射出成形等の公知の方法により略U字形に形成して抵抗発熱体とし、タングステン(W)等の導電性材料を用いて所定の形状に形成した一対のリード部を抵抗発熱体の両端部に接続し、さらに、これらを窒化硅素Si3N4等の絶縁性セラミックによって覆い、ホットプレス等の公知の方法により一体的に焼結した後、切削加工によって絶縁性セラミックの内部に埋設されたリード部の先端を絶縁性セラミックの表面に露出させ、これにメッキ等を施し端子電極を形成し、絶縁性セラミックの内部に埋設された抵抗発熱体への通電を可能としている。
セラミック発熱体は、このような複雑な工程を経て形成され、しかも、焼結後の硬度が高く、切削加工が容易ではないことから、比較的単純な円柱状に形成されている。
このため、従来技術では、略円柱状に形成されたセラミック発熱体は、略筒状に形成された金属製のハウジングや嵌合部材内に挿通され、ロウ付けや締まり嵌め等によって固定され、さらに、発熱部が被加熱流体中に露出するように被取付部に固定される。この際、特許文献1にあるように、ハウジングに設けた取付手段側シール部によって気密性が確保され、被加熱流体の外部への漏れを防止している。
加えて、特許文献1のセラミックヒータでは、セラミック発熱体とハウジングとが焼き嵌め等の嵌合によって組み付けられた上に、セラミック発熱体とハウジングとの間隙に銀ロウや銅ロウ等のロウ材を流し込んでロウ付けすることによって接合強度を高くしている。
The ceramic heating elements used in these ceramic heaters are known, for example, injection molding using conductive ceramics such as tungsten carbide (WC), molybdenum disilicide (MoSi 2 ) and tungsten disilicide (WSi 2 ). By forming a substantially U shape by the above method to form a resistance heating element, a pair of lead portions formed in a predetermined shape using a conductive material such as tungsten (W) is connected to both ends of the resistance heating element, These are covered with an insulating ceramic such as silicon nitride Si 3 N 4 and sintered together by a known method such as hot pressing, and then the tip of the lead embedded in the insulating ceramic is insulated by cutting. Is exposed to the surface of the insulating ceramic, plated to form terminal electrodes, and energized to the resistance heating element embedded in the insulating ceramic Is possible.
The ceramic heating element is formed through such a complicated process, and since it has high hardness after sintering and is not easy to cut, it is formed in a relatively simple columnar shape.
For this reason, in the prior art, the ceramic heating element formed in a substantially cylindrical shape is inserted into a metal housing or fitting member formed in a substantially cylindrical shape, and fixed by brazing, interference fitting, or the like. The heat generating portion is fixed to the attached portion so as to be exposed in the heated fluid. At this time, as disclosed in Patent Document 1, airtightness is ensured by an attachment means side seal provided in the housing, and leakage of the heated fluid to the outside is prevented.
In addition, in the ceramic heater of Patent Document 1, the ceramic heating element and the housing are assembled by fitting such as shrink fitting, and a brazing material such as silver brazing or copper brazing is provided in the gap between the ceramic heating element and the housing. The bonding strength is increased by pouring and brazing.
近年、セラミックヒータの即暖化を図るべくセラミック発熱体の発熱温度は、1000℃以上に高温化する傾向にあり、また、燃焼炉や排気管に搭載されるセラミックヒータにおいては、燃焼ガスや燃焼排気等の高温の気体に晒されるため、ハウジグの先端部が500℃に達する場合もある。
このため、従来のセラミックヒータでは、セラミック発熱体を保持するハウジングには、加工の容易性、耐熱性等の観点から、ステンレス等の耐熱性金属材料が広く用いられている。
In recent years, the heat generation temperature of ceramic heating elements has tended to increase to 1000 ° C. or more in order to immediately warm the ceramic heater. In addition, in ceramic heaters mounted on combustion furnaces and exhaust pipes, combustion gases and combustion The tip of the housing may reach 500 ° C. because it is exposed to a high-temperature gas such as exhaust gas.
For this reason, in the conventional ceramic heater, a heat-resistant metal material such as stainless steel is widely used for the housing that holds the ceramic heating element from the viewpoint of ease of processing, heat resistance, and the like.
ところが、セラミック発熱体の熱膨張係数は、3.5×10−6/℃(〜100℃)であるのに対し、耐熱性金属材料として、例えば、SUS430の場合、10.4×10−6/℃(〜100℃)の熱膨張係数を有し、一般にハウジングとして用いられているステンレスの熱膨張係数は、10〜13×10−6/℃(〜100℃)であり、セラミック発熱体の熱膨張係数の3倍以上である。
このため、高温環境下では、金属製のハウジングの熱膨張係数と、セラミック発熱体の熱膨張係数の違いから、高温時においてハウジングがセラミック発熱体よりも遥かに大きく軸方向及び径方向に膨張することになり、ハウジングとセラミック発熱体との軸方向の相対変位が生じる。
エンジン等の運転状況の変化に伴う冷熱環境下に晒されたときに、高温環境下では、熱に晒されたハウジングには、時間の経過と共に高温側の先端部から、低温側の基端部に掛けて温度が低くなる温度勾配が形成され、その温度勾配にならい、先端部ほど膨張量が多いため、先端軸方向及び外径方向に向かって末広がりに膨張し、一時的に先端側におけるセラミック発熱体の締まり嵌めが解放される。
However, while the thermal expansion coefficient of the ceramic heating element is 3.5 × 10 −6 / ° C. (˜100 ° C.), as a heat resistant metal material, for example, in the case of SUS430, 10.4 × 10 −6. The thermal expansion coefficient of stainless steel generally used as a housing is 10-13 × 10 −6 / ° C. (˜100 ° C.). It is at least 3 times the thermal expansion coefficient.
For this reason, under a high temperature environment, the housing expands in the axial direction and the radial direction at a high temperature much larger than the ceramic heating element due to the difference between the thermal expansion coefficient of the metal housing and the thermal expansion coefficient of the ceramic heating element. As a result, an axial relative displacement between the housing and the ceramic heating element occurs.
When exposed to a cold environment accompanying changes in the operating conditions of the engine, etc., the housing exposed to heat in a high temperature environment will change from the high temperature side tip to the low temperature side base end over time. A temperature gradient that lowers the temperature is formed, and the tip portion has a larger amount of expansion according to the temperature gradient, so that the tip portion expands gradually toward the tip axis direction and the outer diameter direction, and temporarily ceramics on the tip side. The interference fit of the heating element is released.
一方、低温環境下では、冷却により、膨張したハウジングの先端部ほど急激な冷却によって、基端軸方向及び内径方向に向かって早く収縮する。
このとき、伝熱によって熱が移動する基端側は、加熱時・冷却時とも、先端側に比べ、温度変化に時間的遅れが生じる。
このため、先端側が冷却され収縮が開始したときに、ハウジング内部に残留する熱の移動によって基端側は依然膨張する傾向にあり、実質的に、ハウジングの先端部が膨張前のセラミック発熱体を保持していた位置よりも先端側の位置でセラミック発熱体の締め付けを開始することとなる。
On the other hand, under a low-temperature environment, due to cooling, the tip of the expanded housing rapidly contracts in the proximal axial direction and the inner diameter direction due to rapid cooling.
At this time, the base end side where heat is transferred by heat transfer has a time delay in temperature change compared to the front end side during heating and cooling.
For this reason, when the distal end side is cooled and contraction starts, the proximal end side still tends to expand due to the movement of heat remaining inside the housing, and the distal end portion of the housing substantially does not expand the ceramic heating element before expansion. Tightening of the ceramic heating element is started at a position closer to the tip side than the held position.
さらに、冷却状態で時間が経過するとハウジングの基端部も次第に冷却され軸方向・径方向ともに収縮する。
このとき、既に冷却収縮を完了した先端部が拘束点となるため、基端部はこの拘束点に向けて収縮することとなり、相対的にセラミック発熱体が基端側に向かって引き込まれることになる。
Furthermore, when time elapses in the cooling state, the base end portion of the housing is gradually cooled and contracts in both the axial direction and the radial direction.
At this time, since the distal end portion that has already completed the cooling shrinkage becomes a restraint point, the proximal end portion shrinks toward the restraint point, and the ceramic heating element is relatively drawn toward the proximal end side. Become.
即ち、冷熱環境下ではハウジングの先端面とセラミック発熱体の先端面との距離が冷熱の繰り返しによって相対的に変化し続けることとなり、ハウジングの先端面からセラミック発熱体の突出する長さが徐々に短くなる「発熱体引込現象」を生じることが判明した。
また、セラミック発熱体とハウジングとの間に介装されたロウ材は、高温環境下では先端側が先に軟化し、セラミック発熱体の拘束力が弱まるが、冷却過程では、相対的に先端側が先に硬化するため先端側が拘束点となって、相対的にセラミック発熱体を基端側へ引き込む傾向が強くなる。
このような発熱体引込現象によってセラミック発熱体の突出長さが変化すると、セラミックヒータによって加熱される被加熱流体の温度にも影響を与え、正確な加熱温度の制御が困難となる虞もある。
That is, in a cold environment, the distance between the front end surface of the housing and the front end surface of the ceramic heating element continues to change relatively by repeated cooling, and the length of the protrusion of the ceramic heating element from the front end surface of the housing gradually increases. It has been found that a “heating element pull-in phenomenon” that becomes shorter occurs.
In addition, the brazing material interposed between the ceramic heating element and the housing softens the tip side first in a high temperature environment and weakens the restraining force of the ceramic heating element, but the tip side is relatively first in the cooling process. Therefore, the tip side becomes a restraint point, and the tendency to draw the ceramic heating element relatively to the base end side becomes stronger.
When the protrusion length of the ceramic heating element changes due to such a heating element pull-in phenomenon, the temperature of the fluid to be heated heated by the ceramic heater is also affected, and it may be difficult to accurately control the heating temperature.
そこで、本発明はかかる実情に鑑みて、冷熱環境下での発熱体引き込み現象の発生を抑制し、信頼性の高いセラミックヒータを提供することを目的とする。 Therefore, in view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a highly reliable ceramic heater that suppresses the occurrence of a heating element pull-in phenomenon in a cold environment.
第1の発明では、一対の電極を具備し、該電極に接続され外部に設けた通電装置からの通電により発熱するセラミック発熱体と、該セラミック発熱体の外周に嵌着され、上記セラミック発熱体の先端側の発熱部を被取付部材の内側に取付固定するためのハウジングと、上記ハウジングと上記セラミック発熱体を接合する接合手段とを具備するセラミックヒータにおいて、上記接合手段が、上記ハウジングの先端側で、冷熱環境下に晒される部分に設けた第1の接合手段と、上記ハウジングの基端側で、冷熱環境下から離隔した部分に設けた第2の接合手段からなり、上記第1の接合手段は、上記ハウジングの冷熱環境下に晒される先端側と上記発熱体との間隙にロウ材を充填して形成した第1の発熱体ロウ接部によって構成すると共に、上記第2の接合手段は、上記ハウジングとは独立に設けて上記セラミック発熱体を覆う略環状に形成された環状固定部材と、該環状固定部材と上記セラミック発熱体との間隙にロウ材を充填して形成した第2の発熱体ロウ接部と、上記環状固定部材と上記ハウジング、又は、ハウジングに結合された部材との間隙にロウ材を充填して形成した環状固定部材ロウ接部とによって構成することを特徴とする(請求項1)。 In the first aspect of the present invention, a ceramic heating element comprising a pair of electrodes and generating heat by energization from an energization device connected to the electrodes and provided outside, and fitted on the outer periphery of the ceramic heating element, the ceramic heating element A ceramic heater comprising: a housing for mounting and fixing the heat generating portion on the tip end side of the attached member; and a joining means for joining the housing and the ceramic heating element, wherein the joining means is a tip of the housing. the side, a first bonding means provided on a portion exposed under cold environment, with the base end side of the housing, Ri Do the second joining means provided in the spaced portion from under cold environment, the first The joining means is constituted by a first heating element brazing portion formed by filling the gap between the heating element exposed to the cold environment of the housing and the heating element with a brazing material. The joining means 2 includes an annular fixing member that is provided independently of the housing and covers the ceramic heating element, and a brazing material is filled in a gap between the annular fixing member and the ceramic heating element. The second heating element brazing portion formed and an annular fixing member brazing portion formed by filling a brazing material in a gap between the annular fixing member and the housing or the member coupled to the housing. (Claim 1).
第1の発明によれば、上記ハウジングの先端側が冷熱サイクルに晒されたとき、上記セラミック発熱体の熱膨張係数と上記ハウジングの熱膨張係数との差により、上記セラミック発熱体に対して上記ハウジングの先端側の相対変位が生じ得る状況においても、冷熱環境下に晒され、接合強度の変化を伴う上記第1の接合手段に比べ、冷熱環境下から離隔し温度変化の少ない位置に設けられた上記第2の接合手段の接合力は、温度変化による接合力の変化がなく安定しており、冷熱サイクルに伴う上記ハウジングの膨張と収縮によって発生する上記セラミック発熱体を基端側に引込もうとする発熱体引込力に抗して上記セラミック発熱体の基端側を強固に拘束、保持するため、発熱体引込現象が生じ難くなる。
特に、本発明によれば、上記ハウジングの先端が冷熱サイクルに晒された時に上記第1のロウ接部の接合強度が弛む虞があるが、上記第2の接合手段として設けた上記第2の発熱体ロウ接部及び上記環状固定部材ロウ接部によって強固に保持されているため、相対的に接合強度の高い第2の接合手段によって発熱体引込現象が阻止される。
このとき、高温環境下において、上記第1のロウ接部は軟化するものの、上記ハウジングと上記セラミック発熱体との間隙から被取付部材内の被加熱流体の排出を阻止すると共に、被加熱流体若しくはセラミック発熱体からの熱を上記ハウジングの先端側を介して、被取付部材側へ伝熱させる。
一方、上記環状固定部材は、上記ハウジングと温度変化の少ない位置に設けられた上記環状固定部材ロウ接部を介して接合されているため、上記ハウジングに比べ相対的にヤング率の低い上記環状固定部材ロウ接部が緩衝部材なる上に、上記ハウジングの基端側は、先端側に比べて温度変化が少ないため、上記ハウジングの先端側が冷熱サイクルによる膨張と収縮を繰り返しても、その影響を受けることがない。
According to the first aspect of the present invention, when the front end side of the housing is exposed to a cooling cycle, the housing with respect to the ceramic heating element due to the difference between the thermal expansion coefficient of the ceramic heating element and the thermal expansion coefficient of the housing. Even in a situation where relative displacement on the front end side of the steel plate can occur, it is exposed to a cold environment and is provided at a position that is separated from the cold environment and has a small temperature change compared to the first bonding means that involves a change in bonding strength. The joining force of the second joining means is stable with no change in joining force due to temperature change, and attempts to draw the ceramic heating element generated by expansion and contraction of the housing accompanying a cooling cycle to the proximal end side. Since the base end side of the ceramic heating element is firmly restrained and held against the heating element pulling force, the heating element pulling phenomenon hardly occurs.
In particular, according to the present invention, when the front end of the housing is exposed to a thermal cycle, the bonding strength of the first brazing contact portion may be loosened. Since it is firmly held by the heating element brazing portion and the annular fixing member brazing portion, the heating element pull-in phenomenon is prevented by the second joining means having relatively high joining strength.
At this time, although the first brazed portion is softened under a high temperature environment, the heated fluid in the mounted member is prevented from being discharged from the gap between the housing and the ceramic heating element, and the heated fluid or Heat from the ceramic heating element is transferred to the attached member side through the front end side of the housing.
On the other hand, since the annular fixing member is joined to the housing via the annular fixing member brazing portion provided at a position where temperature change is small, the annular fixing has a relatively low Young's modulus compared to the housing. In addition to the member brazing portion being a buffer member, the base end side of the housing is less susceptible to temperature changes than the tip end side, so that the housing is affected even if the tip end side of the housing repeatedly expands and contracts due to a thermal cycle. There is nothing.
第2の発明では、上記環状固定部材が、上記一対の電極の一方に接合されている(請求項2)。 In the second aspect of the invention, the annular fixing member is joined to one of the pair of electrodes (claim 2).
第2の発明によれば、上記環状固定部材を介して上記一対の電極の一方が、ハウジングに接地状態となるため、上記セラミック発熱体への通電を図るべく接続される一方の通電線を排することができるのに加え、このようないわゆるボディアース型のセラミックヒータにおいて、冷熱環境下におけるセラミック発熱体の引込現象が抑制されているため、接地電極の剥離が生じ難くなり、セラミックヒータの信頼性が向上する。
According to the second invention, since one of the pair of electrodes is grounded to the housing via the annular fixing member, one of the conducting wires connected to energize the ceramic heating element is removed. In addition, the so-called body earth type ceramic heater can suppress the pulling-in phenomenon of the ceramic heating element in the cold environment, so that it is difficult for the ground electrode to peel off, and the reliability of the ceramic heater is reduced. Improves.
図1を参照して、本発明の第1の実施形態におけるセラミックヒータ1について説明する。
なお、本発明において、セラミックヒータ1に接続される図略の通電装置側を基端側、セラミックヒータ1が挿入、固定される被取付部材側を先端側と称する。
本実施形態におけるセラミックヒータ1は、セラミックヒータ1が取り付けられる被取付部材60に装着され、セラミック発熱体10の基端側表面に形成された一対の電極として設けられた発熱体電極部111、121に接続された一つの通電線114、124を介して外部に設けた図略の通電装置に接続され、通電により発熱し、被取付部材60の内側の被加熱流体600の加熱に用いられ、例えば、内燃機関から排出される燃焼排気を加熱して排気浄化装置再生のための熱源としたり、寒冷地仕様のディーゼル車等において冷却水を加熱する燃焼式ヒータの着火源としたり、ディーゼル機関の着火の補助を行ったりするのに好適なものである。
With reference to FIG. 1, the ceramic heater 1 in the 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
In the present invention, the energization device side (not shown) connected to the ceramic heater 1 is referred to as a base end side, and the attached member side to which the ceramic heater 1 is inserted and fixed is referred to as a front end side.
The ceramic heater 1 according to the present embodiment is mounted on a mounted
セラミックヒータ1は、通電により発熱するセラミック発熱体10と、セラミック発熱体10の先端側に位置する発熱部を被取付部材60の内側の被加熱流体600中に取付固定するためのハウジング30とによって構成されている。
さらに、セラミック発熱体10の中腹が、第1の接合手段によって、ハウジング30の先端側の冷熱環境下に晒される部分に接合され、ハウジング30の先端からセラミック発熱体10の発熱部が被加熱流体600中に露出している。
The ceramic heater 1 includes a
Further, the middle part of the
ハウジング30は、セラミック発熱体10を挿入保持する発熱体挿入孔301が設けられ、基端側外周には、ハウジングネジ部302を締め付けるための六角部303が設けられ、先端側外周側には、被取付部材60に螺結するためのハウジングネジ部302(雄ねじ)が設けられ、六角部303とハウジングネジ部302との間には、被取付部材60に設けた被取付部材側テーパ部612と当接し気密性を保持するハウジングシール部304が設けられている。
The
セラミック発熱体10は、略円柱状に形成された耐熱性絶縁部101の先端側に内蔵された略U字型の抵抗発熱体100と、抵抗発熱体100と外部に設けられた通電装置との導通を図る一対の発熱体リード部110、120と、各リード部110、120に導通して耐熱性絶縁部100の表面に引き出された一対の電極として設けられた発熱体電極部111、121とによって構成されている。
抵抗発熱体100には、二硅化モリブデンMoSi2、炭化硅素SiC、炭化タングステンWC等の公知の導電性セラミック材料が用いられ、耐熱性絶縁部100には、窒化硅素Si3N4等の公知の絶縁性セラミック材料が用いられ、リード部110、120には、タングステンW等の公知の導電性金属材料が用いられている。
セラミック発熱体10は、抵抗発熱体100と一対のリード部110、120とを射出成形等の公知の方法により所望の形状に形成した後、抵抗発熱体100とリード部110、120とを所望の位置に配設し、これらを耐熱性絶縁部100が一体的に覆うようにして、ホットプレス等の公知の成形方法により1700℃〜1800℃で一体的に焼成した後、外形を所望の形状に切削し、リード部110、120の先端を耐熱性絶縁部100の表面に露出させ、さらに、リード部110、120の先端には、メッキ等の公知の方法により一対の発熱体電極部111、121が形成されている。
The
A known conductive ceramic material such as molybdenum disilicide MoSi 2 , silicon carbide SiC, tungsten carbide WC, or the like is used for the
In the
本実施形態においては、第1の接合手段として、ハウジング30の先端側の冷熱環境下に晒される部分が発熱体10の中腹を締まり嵌めすると共に、ハウジング30の先端の内周壁とセラミック発熱体10の外周との間隙にロウ材を充填した第1の発熱体ロウ接部23が形成されている。
さらに、セラミック発熱体10の一対の発熱体電極部111、121は、冷熱環境から離隔したハウジング30の基端側に露出している。
セラミック発熱体10の一の発熱体電極部111が形成された位置で、第2の接合手段によって、セラミック発熱体10とハウジング30の基端側の冷熱環境から離隔した部分とが接合されている。
In the present embodiment, as the first joining means, the portion exposed to the cold environment on the front end side of the
Further, the pair of
At a position where one heating
さらに、本実施形態においては、第2の接合手段として、ハウジング30の基端側の冷熱環境から離隔された部分で、セラミック発熱体10の表面に引き出された一の発熱体電極部111を覆うように略環状に形成された環状固定部材として設けられた電極接続金具20を締まり嵌めすると共に、電極接続金具20の内周面201とセラミック発熱体10の発熱体電極部111の引き出された表面との間隙にロウ材を充填した第2の発熱体ロウ接部21と、電極接続金具20の底面202とハウジング30の基端側表面305との間隙にロウ材を充填した環状部材ロウ接部22とが形成されている。
また、本実施形態においては、電極接続金具20は、先端側が外径方向に向かって鍔状に拡径されたフランジ部が形成されており、底面202の面積を大きくすることによってハウジング30の基端側表面305との接合強度を高くしてある。
発熱体電極部111、121にはそれぞれ、環状の電極接続金具20、122が嵌着され、発熱体電極部111、121と電極接続金具20、122との僅かな間隙に加熱溶融したロウ材を浸透させロウ付けされて導通が確保されている。
電極接続金具20、122には、それぞれ、通電線端子部113、123が接続され、これらに接続して通電線114、124が外部に引き出されている。
Further, in the present embodiment, as the second joining means, the one heating
Further, in the present embodiment, the electrode connection fitting 20 has a flange portion whose tip end is enlarged in a bowl shape toward the outer diameter direction, and the base of the
Ring-shaped
Conductive
本実施形態において、電極接続金具20は、セラミック発熱体10への通電を行う通電線114との電気的導通を図ると共に、セラミック発熱体10をハウジング30の冷熱環境から離隔した部分と接合するための第2の接合手段としても用いられている。
なお、ロウ材としては、の銀ロウ(融点750〜900℃)や、銅ロウ(融点1050〜1150℃)等を用いることができる。
また、第1の発熱体ロウ接部23、第2の発熱体ロウ接部21を設けるに際して、セラミック発熱体10の表面にNiメッキ、Crメッキ等のメタライズ層を形成する下地処理を所定の範囲に施すことによって、メタライズ層の形成されたセラミック発熱体10の表面とロウ材との濡れ性が向上し、所望の範囲にのみロウ接部21、23を形成することができる。
In the present embodiment, the electrode connection fitting 20 is intended to be electrically connected to the
As the brazing material, silver brazing (melting point: 750 to 900 ° C.), copper brazing (melting point: 1050 to 1150 ° C.), or the like can be used.
Further, when the first heating
被取付部材60には、ヒータ取付穴部610が設けられ、セラミックヒータ1が挿入され、ヒータ取付穴部610の内周には、被取付部材側ネジ部611(雌ネジ部)が形成され、ヒータ取付穴部610の先端側には、挿入方向に向かって内径が連続的に縮径する、略すり鉢状の被取付部材側テーパ部612が形成され、セラミックヒータ1のハウジングネジ部302を被取付部材側ネジ部611に螺結すると、ヒータ側に設けたハウジングシール部304と被取付部材側に設けた被取付部材側テーパ部612とが当接し、気密性が確保され、被加熱流体600の流出が阻止されている。
The mounted
ハウジング30の先端側は、セラミック発熱体10への通電と停止のみならず、燃焼式ヒータの燃焼と停止や、ディーゼル機関の燃焼と停止等の被加熱流体600の温度変化等の冷熱サイクルに晒される。
このとき、セラミック発熱体10の熱膨張係数(約3.5×10−6/℃)とハウジング30の熱膨張係数(例えば、SUS430の場合は、10.4×10−6/℃)との差により、セラミック発熱体10に対してハウジング30の先端側の相対変位が生じ得る状況においても、冷熱環境下に晒され、接合強度の変化を伴う第1の接合手段(23)に比べ、冷熱環境下から離隔し温度変化の少ない位置に設けられた第2の接合手段(20、21、22)の接合力は、温度変化による接合力の変化がなく安定しており、冷熱サイクルに伴うハウジング30の膨張と収縮によって発生するセラミック発熱体10を基端側に引込もうとする発熱体引込力に抗してセラミック発熱体10の基端側を強固に拘束、保持するため、発熱体引込現象が生じ難くなる。
The front end side of the
At this time, the thermal expansion coefficient of the ceramic heating element 10 (about 3.5 × 10 −6 / ° C.) and the thermal expansion coefficient of the housing 30 (for example, 10.4 × 10 −6 / ° C. in the case of SUS430) Even in a situation where relative displacement of the front end side of the
また、高温環境下において、第1のロウ接部(23)は軟化するものの、ハウジング30とセラミック発熱体10との間隙から被取付部材60内の被加熱流体600の排出を阻止すると共に、被加熱流体600若しくはセラミック発熱体10からの熱をハウジング30の先端側を介して、被取付部材600側へ伝熱させる。
一方、環状固定部材として設けられた電極接続金具20は、ハウジング30と温度変化の少ない位置に設けられた環状固定部材ロウ接部22を介して接合されているため、ハウジング30に比べ相対的にヤング率の低い環状固定部材ロウ接部22が緩衝部材となる上に、ハウジング30の基端側は温度変化が先端側に比べて少ないため、ハウジング30の先端側が冷熱サイクルによる膨張と収縮を繰り返しても、その影響を受けることがない。
Further, although the first brazing portion (23) is softened under a high temperature environment, the
On the other hand, the electrode fitting 20 provided as an annular fixing member is joined to the
なお、本実施形態においては、発熱体電極部111は、電極接続金具20を介してハウジング30とボディアース状態となっているが、被取付部材60が燃焼排気管等の著しく酸化され易い環境に置かれている場合等には、ハウジング30と被取付部材60との接地状態が必ずしも良好となるとは限らず、この場合、電極接続金具20に通電線114を接続することにより、確実な接地を図ることができる。
In the present embodiment, the heating
ここで、比較例として図9に示す従来のセラミックヒータ1zの概要について説明すると共に、図2を参照して、従来のセラミックヒータ1zの問題点について説明する。
図9に示すように、従来のセラミックヒータ1zは、挿入方向に向かって内径寸法が連続的に小さくなっている被取付部材側テーパ部612zが形成されたヒータ取付穴部610zを有する被取付部材60zに対し、ヒータ取付穴部610zに挿入して取り付けるようにしたセラミックヒータであって、被加熱流体に晒される先端側に通電によって発熱する抵抗発熱体100zを有し、基端側に抵抗発熱体100zに通電するための一対のリード部110z、120zが電気的に接続されたセラミック発熱体10zと、セラミック発熱体10zの外周面に接合されている。
さらに、セラミックヒータ1zは、被加熱流体側の一端よりセラミック発熱体10zの先端側が露出し、他端よりセラミック発熱体10zの基端側が露出するように、セラミック発熱体10zを被覆するハウジング30zとを備え、ハウジング30zの外周面には、被取付部材60zにおけるヒータ取付穴部610zの被取付部材側テーパ部612zに対応したテーパ形状を有するハウジングシール部304zと、ヒータ取付穴部610zに設けた被取付部材側ネジ部611z(雌ねじ)に固定可能なハウジングネジ部302z(雄ねじ)とが一体に形成されており、ハウジングネジ部302zによってハウジング30zをヒータ取付穴部610zに固定したときに、ハウジングシール部304zが押圧され被取付部材側テーパ部612zに当接するようになっている。
また、セラミック発熱体10zとハウジング30zとは、略筒状に形成されたハウジング30zの発熱体挿通孔301zの空間部にロウ材を配置し、セラミック発熱体10zの基端側から、スペーサ211zを嵌め込み、空間部CV30z内にスペーサ211zを配置し、さらに、セラミック発熱体10zの基端側から、スペーサ211zと当接するまでセラミック発熱体10zの発熱体電極部110zに環状の電極接続金具112zを嵌め込み、その上端面にロウ材を配置し、さらに、セラミック発熱体10zの基端部に露出する発熱体電極部121zに環状の電極接続金具122zを嵌め込み、その端面にロウ材を配置し、これらを熱処理することにより、各部に配置されたロウ材が溶融し部材間の隙間に流れ、これが固まることで、セラミック発熱体10zとは、ハウジング30z、電極接続金具112z、122zと接合されている。
従来のハウジング30zを構成する発熱体保持部材300zは、ステンレス等の耐熱性金属材料によって形成されており、その熱膨張係数は、例えば、SUS430の場合、10.4×10−6/℃(〜100℃)である。
また、従来のセラミックヒータ1zでは、一般的に、ロウ接部20zを形成するに当たりロウ材として銀ロウ(融点750〜900℃)が用いられている。
Here, an outline of the conventional
As shown in FIG. 9, the conventional
Further, the
Further, the
The heating
Further, in the conventional
図2(a)は、常温時におけるセラミック発熱体10zとハウジング30zとの位置関係を簡単に示したものである。
本図(b)に示すように、高温環境下では、熱膨張係数の大きなハウジング30zの高温側が軸方向及び外径方向に大きく伸び、熱膨張係数の小さなセラミック発熱体10zの伸びは、ハウジング30zの伸びに比べ小さく、それぞれの先端面の相対的な距離は小さくなる。
高温環境下で熱に晒されたハウジング30zには、時間の経過と共に高温側の先端部から、低温側の基端部に掛けて温度が低くなる温度勾配が形成され、その温度勾配にならい、先端部ほど、先端軸方向及び外径方向に向かって末広がりに膨張し、一時的に先端側におけるセラミック発熱体の締り嵌めが解放される。
また、ハウジング30zとセラミック発熱体10zとの間隙を埋めるロウ材は高温環境下に晒されることにより軟化し、保持力が弱まる。
さらに、本図(c)に示すように。低温環境下では、冷却により、膨張したハウジング10zの先端部ほど急激な冷却によって、基端軸方向及び内径方向に向かって早く収縮する。
このとき、伝熱によって熱が移動する基端側は、加熱時・冷却時とも、先端側に比べ、温度変化に時間的遅れが生じ、基端側の保持力が相対的に弱くなる。
このため、先端側が冷却され収縮が開始したときに、ハウジング30z内部に残留する余熱の移動によって基端側は依然膨張する傾向にあり、実質的に、ハウジング30zの先端部が膨張前のセラミック発熱体10zを保持していた位置よりも先端側の位置でセラミック発熱体の締め付けを開始することとなる。
本図(d)に示すように、さらに、冷却状態で時間が経過するとハウジング10zの基端部も次第に冷却され軸方向・径方向ともに収縮する。
この時、既に冷却収縮を完了した先端部が拘束点となるため、基端部はこの拘束点に向けて収縮することとなり、相対的にセラミック発熱体10zが基端側に向かって引き込まれることになる。
即ち、冷熱環境下ではハウジングの先端面とセラミック発熱体の先端面との距離が冷熱の繰り返しによって相対的に変化し続けることとなり、ハウジングの先端面からセラミック発熱体の突出する長さが徐々に短くなる。
本図(a)に示すように、常温時にハウジング30zからの付きだし長さL0であったセラミック発熱体10zは、本図(d)に示すように、冷熱サイクル後のハウジング30zからの付き出し長さL1がΔLだけ短くなる「発熱体引込現象」を生じる。
また、セラミック発熱体10zとハウジング30zとの間隙に充填されたロウ材20zは、高温環境下では先端側が先に軟化し、セラミック発熱体10zの拘束力が弱まるが、冷却過程では、相対的に先端側が先に硬化するため先端側が拘束点となって、相対的にセラミック発熱体10zを基端側へ引き込む傾向がさらに強くなる。
FIG. 2A simply shows the positional relationship between the
As shown in FIG. 5B, in a high temperature environment, the high temperature side of the
In the
Further, the brazing material filling the gap between the
Furthermore, as shown in FIG. Under a low temperature environment, due to cooling, the tip of the expanded
At this time, the base end side where heat is transferred by heat transfer has a time delay in temperature change compared to the front end side during heating and cooling, and the holding force on the base end side becomes relatively weak.
For this reason, when the distal end side is cooled and contraction starts, the proximal end side still tends to expand due to the movement of residual heat remaining inside the
As shown in FIG. 4D, when the time elapses in the cooling state, the proximal end portion of the
At this time, since the distal end portion that has already completed the cooling shrinkage becomes a restraint point, the proximal end portion shrinks toward the restraint point, and the
That is, in a cold environment, the distance between the front end surface of the housing and the front end surface of the ceramic heating element continues to change relatively by repeated cooling, and the length of the protrusion of the ceramic heating element from the front end surface of the housing gradually increases. Shorter.
As shown in the figure (a), the
In addition, the
図3を参照して、本発明の効果を確認するために行った試験について説明する。
図3(a)に示すような、本発明の第1の実施形態におけるセラミックヒータ1と、比較例として本図(b)に示すような従来のセラミックヒータ1zに対して、ヒータ温度を1350℃まで昇温し、3分間加熱した後、1分間強制冷却して、ロウ接部における先端側(A部)と基端側(B部)を、本図(c)に示すような冷熱サイクルに晒した後、セラミック発熱体のハウジングからの突き出し長さL、Lzを計測し、その変化から発熱体引込量ΔLの変化を調査し、その結果を本図(d)に示す。
本図(d)に示すように、比較例として示した従来のセラミックヒータ1zでは、冷熱サイクルが15000回を超えた辺りから、発熱体の引込現象が観察され、25000回の冷熱サイクルに晒した後には、発熱体引込量ΔLは0.7mmとなった。一方、本発明の実施例として示したセラミックヒータ1では、25000回の冷熱サイクルに晒した後も、発熱体引込現象は発生せず、冷熱環境に晒され温度変化の大きい先端側(A部)のみならず、温度変化の少ないハウジング30の基端側(B部)でセラミック発熱体10を保持固定することにより、発熱体引込現象の抑制を図る本発明の効果が確認された。
With reference to FIG. 3, the test performed in order to confirm the effect of this invention is demonstrated.
As compared with the ceramic heater 1 according to the first embodiment of the present invention as shown in FIG. 3A and the conventional
As shown in this figure (d), in the conventional
図4を参照して、本発明の第1の実施形態におけるセラミックヒータの変形例1a、1bについて説明する。
なお、上記第1の実施形態と同様の構成については同じ符号を付したので説明を省略し、相違点を中心に説明する。以下の実施形態においても同様である。
第1の実施形態において、は、本発明の要部である環状固定部材として設けた電極接続金具20に導通線端子部113を接続し、外部に導通線114を引き出した例を示したが、本図(a)に示すように、電極接続金具20は、ハウジング30の基端側にロウ接されているため、セラミック発熱体10を保持するだけでなく、ハウジング30を介して発熱体電極部111が、接地状態となるため、セラミック発熱体10への通電を図るべく接続される通電線114を排することができる。
加えて、このようないわゆるボディアース型のセラミックヒータ1aにおいて、冷熱環境下におけるセラミック発熱体の引込現象が抑制されているため、接地電極となる発熱体電極部111と電極接続金具20との間に設けたロウ接部21の剥離が生じ難くなり、セラミックヒータの信頼性が向上する。
また、上記実施形態においては、環状固定部材として、電極接続金具20を、下端に外径方向に向かって広がる鍔部を設けた断面略L字型に形成したが、本図(b)に示すように、電極接続金具20bを略筒状に形成し、内周壁201とセラミック発熱体10の表面102とをロウ付けし、底面202bとハウジング30bの上面305bとをロウ付けしてある。
さらに、電極接続金具20bをハウジング30bに挿嵌させ、ハウジング30bによって電極接続金具20bの外周を締め嵌めしても良い。
With reference to FIG. 4,
In addition, since the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to the said 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted and it demonstrates centering around difference. The same applies to the following embodiments.
In the first embodiment, the example in which the conductive
In addition, in such a so-called body ground type ceramic heater 1a, the pulling-in phenomenon of the ceramic heating element in a cold environment is suppressed, so that the heating
Moreover, in the said embodiment, although the electrode connection metal fitting 20 was formed in the substantially L-shaped cross section which provided the collar part which spreads toward an outer-diameter direction as an annular fixing member, it shows to this figure (b). Thus, the electrode connection fitting 20b is formed in a substantially cylindrical shape, the inner
Furthermore, the electrode connection fitting 20b may be inserted into the
図5を参照して、本発明の第2の実施形態におけるセラミックヒータ1cとその変形例1dについて説明する。
上記実施形態においては、ハウジング30、30bは、ステンレス等の金属材料によって、一体的に形成した例を示したが、本実施形態においては、ハウジング30cを、略筒状に形成された発熱体保持部材300cと、別体に設けたニップルナット状の発熱体取付部材310との複数の部材によって構成し、発熱体保持部材300cと、電極接続金具20cとを接合している点が相違する。
本実施形態においては、発熱体保持部材300cは、両端が開口し、一方の端に外径方向に張り出す鍔部311が設けられており、鍔部311の基端側表面には、セラミックヒータ1cの中心軸に対して直交する水平面をなし、後述する押圧部307によって被取付部材方向に押圧される受圧部312が設けられ、鍔部311の先端側表面には、挿入方向に向かって連続的に縮径する略円錐テーパ状の稜面を有する取付手段側シール部304cが設けられている。
発熱体取付部材310は、ステンレス等の耐熱性金属材料を用いて略筒状に形成されており、基端側外周に六角部303が設けられ、先端側外周にハウジングネジ部302が設けられ、先端には、ハウジングネジ部302を被取付部材側ネジ部611cに螺結したときに、受圧部312を被取付部材方向に押圧する押圧部307が形成されている。
また、発熱体取付部材310を被取付部材60cに螺結する際に、発熱体保持部材300cの回転を伴わないように、発熱体取付部材310の内径306と、発熱体保持部材300cの外径との間には間隙が形成されている。
このようにハウジング30cを、発熱体保持部材300cと、発熱体取付部材310の複数の部材によって構成することによって、上記実施形態と同様の効果に加え、セラミックヒータ1cを被取付部60cに組み付ける際に、発熱体取付部材310を回転させても、通電線114、124が捻れることがなく、組み付けの作業性が向上すると共に、導通線114、124とセラミック発熱体10との接続部に捻りを生じないので、第2の発熱体ロウ接部21cが剥離する虞がない。さらに、本図(b)に示すように、導通線114を廃した構成としても良い。本図に示したいずれの実施形態においても上記実施形態と同様に、発熱体引込現象の発生を抑制し、信頼性の高いセラミックヒータが実現できる。
With reference to FIG. 5, the ceramic heater 1c and its
In the above embodiment, the
In the present embodiment, the heating
The heating
Further, when the heating
In this way, when the
図6を参照して本発明の第3の実施形態におけるセラミックヒータ1eについて説明する。
本実施形態においては、発熱体保持部材300eと発熱体取付部材310dとの間に、略筒状の導通線保護部材33を介装し、セラミック発熱体10の基端側に設けた発熱体電極部111、121、電極接続金具20e、122、導通線端子部113、123及び導通線114、124を覆い、基端部を封止部材34を用いて封止固定してある。
導通線保護部材33は、両端が開口する略筒状に形成された導通線保護基体330の保護部材先端部331を発熱体保持部材300eの基端部を覆うように挿嵌し、保護部材先端部331において、発熱体保持部材300eと溶接固定され、保護部材基端部332には、外部の通電制御装置に接続される一対の導通線114、124が挿通された封止部材34が挿入され、加締め部333において、全周に渡り加締められ、導通線保護部材33の基端側の開口が封止されている。
封止部材34は、シリコンゴム等の弾性部材が用いられ、導通線114、124を保持、固定すると共に、導通線保護部材330の基端側を封止している。
本実施形態では、上記実施形態と複数箇所に接合手段を設けて発熱体10と発熱体保持部材300eとを接合することによって、発熱体引込現象が生じ難くなっているのに加え、導通線保護部材33によって、セラミック発熱体10の基端部に引き出された導通線とセラミック発熱体10との接続部分が、外部からの浸水や、衝撃等から保護される。
本実施形態におけるセラミックヒータ1eを被取付部材として、燃焼機関の排ガス流路等の外部からの被水、石跳ね、振動等の過酷な使用環境に設けた場合でも高い信頼性を維持できる。
A ceramic heater 1e according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, a heating element electrode provided on the proximal end side of the
The conducting
The sealing
In the present embodiment, by connecting the
High reliability can be maintained even when the ceramic heater 1e according to the present embodiment is used as a member to be attached and is provided in a harsh usage environment such as flooding from outside such as an exhaust gas flow path of a combustion engine, rock jumping, and vibration.
図7を参照して、本発明の第3の実施形態におけるセラミックヒータの変形例1fについて説明する。
上記実施形態においては、本実施形態においては、セラミック発熱体10への通電を一対の通電線114、124を介して行う例を示したが、本実施形態では、セラミック発熱体10の一の発熱体電極部111b(接地電極側)が電極接続金具20fを介して発熱体保持部材330に直接的に接続されている。
このような、構成とすることにより、上記実施形態と同様の効果に加え、一の電極接続金具20f、通電線端子部113、通電線114をそれぞれ廃することが可能となり、製造が簡易となる。また、セラミック発熱体10の体格を小さくできので、搭載性が向上する上に、製造コストの削減も可能となる。
With reference to FIG. 7, the modification 1f of the ceramic heater in the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated.
In the above embodiment, in the present embodiment, the example in which the energization to the
By adopting such a configuration, in addition to the same effects as those of the above-described embodiment, the one electrode connecting fitting 20f, the energizing
図8を参照して、本発明の第4の実施形態におけるセラミックヒータ1gについて説明する。上記実施形態においては、燃焼式ヒータの着火源や、燃焼排気の加熱源として用いた比較的小型のセラミックヒータを例に説明したが、本実施形態においては、ディーゼルエンジンの燃焼室又は副燃焼室を被取付部材60gとし、着火を補助する長尺のグロープラグとして用いる場合について説明する。
上記実施形態においては、発熱体電極部121から外部への接続に通電線124を用いているが、本実施形態においては、発熱体電極部121に略筒状の電極接続金具122gを嵌着し、電極接続金具122gに連結して金属材料を略棒状に形成した通電中軸123gを接続している。
さらに、発熱体電極部111は、第2の接合手段である電極接続金具20gを介して、発熱体保持部材300gに接合されている。
発熱体保持部材300g及び発熱体固定部材310gは、長尺に形成されているが基本的な構造は、上記実施形態に示した発熱体保持部材300c及び発熱体固定部材310と同様である。
また、本実施形態においては、燃焼時の圧力上昇に対抗できるように、封止部材34gとして、耐熱性セラミック粉末等が用いられている。
With reference to FIG. 8, the
In the embodiment described above, the
Further, the heating
Although the heating
In the present embodiment, a heat-resistant ceramic powder or the like is used as the sealing member 34g so as to counter the pressure increase during combustion.
本発明は上記実施形態に限定するものではなく、一対の電極を具備し、該電極に接続され外部に設けた通電装置からの通電により発熱するセラミック発熱体と、該セラミック発熱体の外周に嵌着され、上記セラミック発熱体の先端側の発熱部を被取付部材の内側に取付固定するためのハウジングと、上記ハウジングと上記セラミック発熱体を接合する接合手段とを具備するセラミックヒータにおいて、上記ハウジングの先端側で、冷熱環境下に晒される部分に設けた第1の接合手段と、上記ハウジングの基端側で、冷熱環境下から離隔した部分に設けた第2の接合手段を設けることより、セラミックヒータのハウジングが冷熱サイクルに晒されたときに、ハウジングとセラミック発熱体との相対変位による発熱体引込現象を起こり難くする本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes a ceramic heating element that includes a pair of electrodes and that generates heat when energized from an energization device that is connected to the electrodes and provided outside, and is fitted to the outer periphery of the ceramic heating element. A ceramic heater comprising: a housing for attaching and fixing a heat generating portion on the front end side of the ceramic heating element to an inside of a member to be attached; and a joining means for joining the housing and the ceramic heating element. By providing a first joining means provided in a portion exposed to a cold environment on the distal end side of the first and a second joining means provided in a portion separated from the cold environment on the base end side of the housing, A book that makes it difficult for the heating element to be pulled in due to the relative displacement between the housing and the ceramic heating element when the ceramic heater housing is exposed to a cold cycle. It can be appropriately changed without departing from the spirit of the light.
1 セラミックヒータ
10 セラミック発熱体
20 電極接続金具(第2の接合手段)
21 第2の発熱体ロウ接部(第2の接合手段)
22 固定部材ロウ接部(第2の接合手段)
23 第1のロウ接部(第1の接合手段)
111、121 発熱体電極部
30 ハウジング
60 被取付部材
600 被加熱流体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
21 2nd heat generating body brazing part (2nd joining means)
22 fixing member brazing portion (second joining means)
23 1st brazing part (1st joining means)
111, 121 Heating
Claims (2)
上記接合手段が、上記ハウジングの先端側で、冷熱環境下に晒される部分に設けた第1の接合手段と、上記ハウジングの基端側で、冷熱環境下から離隔した部分に設けた第2の接合手段からなり、
上記第1の接合手段を、上記ハウジングの冷熱環境下に晒される先端側と上記発熱体との間隙にロウ材を充填して形成した第1の発熱体ロウ接部によって構成すると共に、
上記第2の接合手段を、上記ハウジングとは独立に設けて上記セラミック発熱体を覆う略環状に形成された環状固定部材と、
該環状固定部材と上記セラミック発熱体との間隙にロウ材を充填して形成した第2の発熱体ロウ接部と、
上記環状固定部材と上記ハウジング、又は、ハウジングに結合された部材との間隙にロウ材を充填して形成した環状固定部材ロウ接部とによって構成したことを特徴とするセラミックヒータ。 A ceramic heating element comprising a pair of electrodes and generating heat by energization from an energizing device connected to the electrodes and provided externally, and a heat generating part fitted on the outer periphery of the ceramic heating element, on the tip side of the ceramic heating element In a ceramic heater comprising a housing for mounting and fixing the inner side of a member to be mounted, and a joining means for joining the housing and the ceramic heating element,
The joining means includes a first joining means provided at a portion exposed to the cold environment on the distal end side of the housing, and a second joint provided at a portion separated from the cold environment on the proximal end side of the housing. Ri Do from the junction means,
The first joining means is constituted by a first heating element brazing portion formed by filling a brazing material in a gap between the front end side exposed to the cold environment of the housing and the heating element,
An annular fixing member that is formed in a substantially annular shape that covers the ceramic heating element by providing the second joining means independently of the housing;
A second heating element brazing portion formed by filling a brazing material in a gap between the annular fixing member and the ceramic heating element;
A ceramic heater comprising: an annular fixing member brazing portion formed by filling a gap between the annular fixing member and the housing or a member coupled to the housing with a brazing material .
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