JPH0528478B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、デイーゼル機関に装着されるグロー
プラグ用のセラミツクヒータ及びその製造方法に
関するものである。

（従来の技術） 一般にデイーゼル機関は低温時における始動性
が悪いために、シリンダまたは副燃焼室内にグロ
ープラグを装着して、これに通電して室内を予熱
することによりエンジンの始動性を向上させる方
法がとられており、始動時において急速な昇温特
性を持つことが要求されるとともに、近時は、グ
ロープラグを始動時のみではなく始動後において
も燃焼安定化のためのアフターグローとして長時
間使用する傾向となつてきており、その電気的な
らびに化学的安定性や耐久性が益々要求されてき
ている。

この目的を達成するための急速加熱型グロープ
ラグの発熱体としてセラミツクヒータが用いられ
ている。該セラミツクヒータの一従来例の縦断面
図を第３図に示す。同図において、例えばタング
ステン(W)またはタングステン合金等の高融点金属
をらせん状にした発熱コイル２１をＵ字状に折り
曲げ、その両端に発熱コイルより線径の大きな電
極取出用リード線２２及び２３の端部を嵌挿さ
せ、例えばSi₃N₄等の絶縁性セラミツク粉体中に
埋設しプレス成型し焼結したのち、外周を所定の
寸法に研削または研磨してセラミツク焼結体２４
が形成されており、電極取出用リード線２２及び
２３をそれぞれプラグの取付金具及び中軸等を介
して電源に連結するために上記の研削または研磨
に際して電極取出用リード線２２及び２３の端部
２２−１及び２３−１がそれぞれセラミツク焼結
体２４の外表面に裸出されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の如きセラミツクヒータ及びその製造方法
においては、発熱コイルの各端への電極取出用リ
ード線の嵌挿の程度により発熱コイルの抵抗値に
バラツキを生じ、また、上記嵌挿の作業性が悪
く、かつ、嵌挿した状態での発熱コイルと電極取
出用リード線との組立体の形状が不揃いとなるな
どの問題があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の如き問題点を解決するためにな
されたもので、基体となるセラミツク粉体を半割
円柱状に、かつ、その半割平面部に発熱コイル及
びその電極取出用リード部を埋め込むための所定
の形状をした溝を設けてプレス成型し、導電性セ
ラミツクからなるシートにより、または導電性セ
ラミツクのペーストを厚膜印刷して、電極取出用
リード部を形成し、その端部に発熱コイルの端部
を重ねて発熱コイルと共に上記溝内に配置し、更
に、基体となるセラミツク粉体により上記の発熱
コイル及び電極取出用リード部を埋め込んで円柱
状に成型してのち、焼結及び外形仕上げを行なつ
てなるセラミツクヒータ及びその製造方法を提供
するものである。

なお、導電性セラミツクとしては20重量％以上
のタングステンカーバイト（WC）と残部の基体
となるセラミツクとの混合体が望ましい。

（作用） タングステンカーバイト（WC）は高融点物質
であり、この粉末と、基体となるセラミツク粉体
とを調合してシート成形または厚膜印刷して円柱
状セラミツク成形体中に埋設されており、基体と
なるセラミツクと同時に焼結される。従つて、電
極取出用リード部の形状、ボリユームは任意に選
定することが可能であり、かつ、タングステンカ
ーバイト（WC）の熱膨張係数は4.9×10^-6／℃
（室温から1000℃まで）でセラミツク（Si₃N₄）
のそれに近く、焼結後は従来のようなセラミツク
体中に大きな金属異物が埋設された状態と異な
り、殆どセラミツク一体に近く基体となるセラミ
ツクの強度、熱衝撃性等を低下させることがな
い。

また、発熱コイル及び電極取出用リード部は予
め形成された溝部に埋設されるので、形状が一定
しており、発熱コイルの抵抗値のバラツキも小さ
くなる。なお、導電性セラミツクとしてのタング
ステンカーバイト（WC）の含有量を20重量％以
上としたのは、この含有量以下では電気的導通性
が悪くなるためであり、また、残部を基体となる
セラミツクと同様にしたのは導電性セラミツクの
熱膨張係数を基体となるセラミツクのそれとほぼ
等しくするためであり、このために焼結時におけ
る一体化が良くなる。

（実施例） 第１図は本発明に係る実施例におけるセラミツ
クヒータの縦断面図であり、同図において、発熱
コイル１４及び導電性セラミツクからなる電極取
出用リード部１２及び１３が、セラミツク焼結体
１５′内に埋設され、電極取出用リード部１２及
び１３の各端部１２−１及び１３−１がセラミツ
ク焼結体１５′の外表面に裸出されている。

第２図は本発明に係る上記セラミツクヒータの
製造方法の実施例の説明図であり、同図により説
明すると、基体となるセラミツク粉体Si₃N₄をａ
図に示す如く平面部に発熱コイル及びその電極取
出用リード部を埋め込むための溝１１−１を形成
したかまぼこ状の半割円柱状の成形体１１を成形
し、タングステンカーバイト（WC）と基体とな
るセラミツク粉体Si₃N₄との混合粉末（タングス
テンカーバイトの含有量を20重量％以上とする）
をｂ図に示す如くシート成形し、該シート成形体
１２及び１３をｃ図に示す如く成形体１１の溝１
１−１に配置し、ｄ図に示す如く形成された高融
点金属タングステンからなる発熱コイル１４をｅ
図に示す如く両端をシート成形体１２及び１３の
端部に重ねて溝１１−１内に挿入し、更に、ｆ図
に示す如く基体となるセラミツク粉体Si₃N₄にて
略円柱状に成形してホツトプレス法にて焼成する
と、該円柱状成形体１５と同時にシート成形体１
２及び１３も焼結されて電極取出用リード部１２
及び１３（シート成形体と同一番号とする）が形
成され、円柱状セラミツク焼結体１５の外形を所
定の寸法に研削または研磨してｇ図に示す如く電
極取出用リード部１２及び１３の各端部１２−１
および１３−１を裸出させ仕上げて（仕上げ後の
セラミツク焼結体は１５′で示す）所要のセラミ
ツクヒータを得る。

なお、ｃ図におけるシート成形体１２及び１３
はｂ図における如くシート成形ではなく厚膜印刷
としてもよい。

（発明の効果） 本発明によるセラミツクヒータの製造方法によ
つて製造されたセラミツクヒータは、前述の如く
予め形成された溝内に発熱コイル及びその電極取
出用リード部が埋設されているので、形状が一定
となり、発熱コイルの抵抗値のバラツキが小さく
なり、しかも、電極取出用リード部も基体となる
セラミツクと同時に焼成されて一体化し、かつ、
熱膨張係数も殆ど等しいので、強度及び熱衝撃性
に優れている。また、本発明の製造方法は作業性
が良く、品質の安定した製品を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるセラミツクヒータの実施
例の縦断面図、第２図は本発明によるセラミツク
ヒータの製造方法の実施例の説明図、第３図は従
来例のセラミツクヒータの縦断面図である。 １１：半割円柱状の成形体、１１−１：溝、１
２，１３：電極取出用リード部、１４：発熱コイ
ル、１５′：セラミツク焼結体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発熱コイル及びその電極取出し用リード部を
   セラミツク焼結体中に埋設して成るセラミツクヒ
   ータに於いて、電極取出し用リード部を、前記焼
   結体と同質のセラミツク基材中に20重量％以上の
   タングステンカーバイトを含有せしめた導電性セ
   ラミツクで構成したことを特徴とするセラミツク
   ヒータ。 ２ 発熱コイル及びその電極取出し用リード部を
   セラミツク焼結体中に埋設して成るセラミツクヒ
   ータの製造方法に於いて、加圧成形により半割り
   円柱状の平面部に発熱コイル及びその電極取出し
   用リード部を埋め込むための溝を形成した焼結用
   セラミツク粉末成形体を成形し、該溝内に焼結用
   セラミツク粉末と同質のセラミツク基材中に20重
   量％以上のタングステンカーバイトを含有せしめ
   た導電性セラミツクから成る電極取出し用リード
   部を形成すると共に、発熱コイルをその端部が該
   リード部端部に重なるように装填し、その上を焼
   結用セラミツク粉末により覆つてから円柱状に加
   圧成形した後、焼結してから外形仕上げを行うこ
   とを特徴とするセラミツクヒータの製造方法。 ３ 電極取出し用リード部を、上記導電性セラミ
   ツクのシート材から形成することを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載のセラミツクヒータの製
   造方法。 ４ 電極取出し用リード部を、上記導電性セラミ
   ツクのペースト材を厚膜状に印刷して形成するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のセラ
   ミツクヒータの製造方法。 ５ 発熱コイルとその電極取出し用リード部をセ
   ラミツク焼結体中に埋設して成るセラミツクヒー
   タに於いて、セラミツク焼結体は円柱状をなし、
   発熱コイルはタングステンもしくはタングステン
   合金線を螺旋状に巻いて構成すると共に、電極取
   出し用リード部は前記焼結体と同質のセラミツク
   基材中に20重量％以上のタングステンカーバイト
   を含有せしめた導電性セラミツクで構成したこと
   を特徴とするデイーゼル機関のグロープラグ用セ
   ラミツクヒータ。