JPH06272860A - セラミックヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電性セラミック体の変形が少なく、絶縁不
良の生じないセラミックヒータを提供することを目的と
するものである。 【構成】 セラミックヒータ１２において、導電性セラ
ミック体１６のリード線１８ａ、１８ｂが接続されてい
る端部１６ａ、１６ｂには、テーパ部３０ａ、３０ｂが
形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【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
られるセラミックヒータ等に適用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、セラミックグロープラグに用
いられるセラミックヒーターには、例えば特開昭５５−
１２６９８９号公報等に示されるように発熱体としてタ
ングステン線等の高融点金属を絶縁性セラミック体内に
配置したもの、特開平１−３１７１７０号公報等に示さ
れるように電流を流すことによって、発熱可能な導電性
セラミック体およびこの導電性セラミック体に電流を供
給するためのリード線が絶縁性セラミック体に埋設した
ものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５５−１２６９８９号公報のものは、発熱体が金属より
なるため、急激な温度上昇等により断線が生じるという
問題がある。

【０００４】そのため、特開平１−３１７１７０号公報
の如く、発熱体として導電性セラミック体を採用するこ
とが望まれている。ところで、このセラミックヒータを
成形する方法として、従来では、セラミックヒーターを
射出成形によって成形している。

【０００５】図８は、この射出成形の型に設置された導
電性セラミック体が射出成形の型に設置されている様子
を示す断面図を示す。即ち、図８において、導電性セラ
ミック体１とこの導電性セラミック体１に導通された導
電部材であるタングステンからなるリード線２からなる
発熱体を射出成形の成形型３ａおよび３ｂにによって形
成される空間Ｒ内に設置する。その後、噴射口４より、
スラリー状の絶縁性セラミックを射出することによっ
て、セラミックヒータの成形を行う。そして、その後、
成形されたものを焼成することによって、セラミックヒ
ータとするのである。

【０００６】しかしながら、絶縁性セラミックを射出す
る際には、高温、高圧の条件で射出するために、導電性
セラミック体１とリード線２との導通部５近傍において
は、絶縁性セラミックが直接衝突し、導電性セラミック
体１を変形させるという問題が生じる。

【０００７】その導電性セラミック体１の変形の様子を
図９に示す。即ち、図９に示す如く、絶縁性セラミック
の射出によって、導通部５近傍の導電性セラミック体１
が剥がれ、剥がれ部１ａが生じるたげでなく、導電性セ
ラミック体１まわりの絶縁性セラミック体６の肉圧は非
常に薄いため、変形した導電性セラミック体１である剥
がれ部１ａが絶縁性セラミック体６の表面に露出してし
まう。そのため、このセラミックヒータを使用する時に
は、絶縁不良となるという問題が生じてしまう。

【０００８】そこで、本発明は上記問題点を鑑みたもの
であり、導電性セラミック体の変形が少なく、絶縁不良
の生じないセラミックヒータを提供することを目的とす
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、絶
縁性セラミック体と、該絶縁性セラミック体に埋設さ
れ、電流を流すことによって発熱可能な導電性セラミッ
ク体と、該導電性セラミック体に電気的に導通された導
電部材とからなるセラミックヒータにおいて、前記導電
性セラミック体の、前記絶縁性セラミック体に埋設され
ている前記導電性セラミック体と前記導電部材との導通
部近傍の前記導電性セラミック体が略テーパ状に形成さ
れているセラミックヒータとするものである。

【００１０】

【作用】上記構成とすることにより、導電性セラミック
体と導電部材との導通部分の導電性セラミック体がテー
パ状となっているため、この導通部分における導電性セ
ラミック体の変形が生じたとしても、導通部分における
絶縁性セラミック体の肉厚をテーパ状としない時に比べ
てさらに厚くすることができるために、例え導電性セラ
ミック体の変形が生じたとしても、導電性セラミック体
が絶縁性セラミック体の表面に露出することがない。

【００１１】

【発明の効果】本発明を採用することによって、導電性
セラミック体が絶縁性セラミック体の表面に露出するこ
とを防ぐことができたので、導電性セラミック体の変形
が少なく、絶縁不良の生じないセラミックヒータを得る
ことができた。

【００１２】

【実施例】以下本発明を具体的実施例により説明する。
図１は本発明のセラミックヒータをセラミックグロープ
ラグ１０に採用した一実施例を示した断面図である。

【００１３】図１に示すように、このグロープラグ１０
の一端には、セラミックヒータ１２が設けられている。
このセラミックヒータ１２は、略円形断面を有する絶縁
性セラミック体１４の先端内部に、略Ｕ字形状をなす導
電性セラミック体１６と、この導電性セラミック体１６
の両端には、導電部材であるタングステンよりなるリー
ド線１８ａ、１８ｂの一端が埋設されている。

【００１４】このセラミックヒータ１２の外周面は、金
属パイプ２０を介して、筒状の金属ハウジング２２の一
端側に接合されている。ここで、セラミックヒータ１２
の外周面と金属パイプ２０とは、この絶縁性セラミック
体１４の外表面にニッケルメッキを施した後、ロウ付け
を行うことにより結合せしめてある。また、金属パイプ
２０と金属ハウジング２２とはロウ付けにより結合され
ている。

【００１５】リード線１８ａの他端は絶縁性セラミック
体１４の基端まで延びて基端に嵌着した金属キャップ２
４に接続することによって、このリード線１８ａは、金
属キャップ２４、ニッケル線２６および中軸２８を介し
て図示しない電源に接続されている。

【００１６】また、リード線１８ｂの他端は金属パイプ
２０に導通接続することにより、アースにおとしてい
る。図２に第１実施例のセラミックヒータ１２の要部の
拡大図を示し、そのＡ−Ａ断面図を図３および側面図を
図４に示す。

【００１７】このセラミックヒータ１２は、断面が略円
形形状をなす、例えば窒化珪素等よりなる絶縁性セラミ
ック体１４中に、例えば珪化モリブデン等よりなる導電
性セラミック体１６および導電部材であるリード線１８
ａ、１８ｂが埋設されている。

【００１８】導電性セラミック体１６は、断面が半円形
状をなす略Ｕ字形状を有する導電性セラミックよりな
り、この導電性セラミック体１６の略Ｕ字形状の導通部
である端部１６ａおよび１６ｂに、タングステンよりな
るリード線１８ａおよ１８ｂの一端が埋設されている。

【００１９】そして、本第１実施例においては、この導
電性セラミック体１６とリード線１８ａ、１８ｂとの導
通部分である端部１６ａ、１６ｂにおいて、図２および
図３の如くのような、導電性セラミック体１６の端面に
従い薄肉となるようなテーパ形状のテーパ部３０ａ、３
０ｂが形成されている。

【００２０】次に、第１実施例のセラミックヒータの製
法を述べる。初めに、図５の如く、あらかじめＵ字形状
の焼成される前の導電性セラミック体１６のテーパ部３
０ａ、３０ｂが形成されている端部１６ａおよび１６ｂ
にリード線１８ａ、１８ｂの一端が埋設された発熱体３
２を成形型３ａおよび３ｂによって形成された空間Ｒ内
に設置する。

【００２１】次に、射出口４より、絶縁性セラミックを
射出させることによって、空間Ｒ内に焼成前のセラミッ
クヒータを成形する。その後、成形された焼成前のセラ
ミックヒータを焼成させることによって、第１実施例に
採用するセラミックヒータ１２を得る。

【００２２】上述する如く、第１実施例においては、導
電性セラミック体１６の端部において、テーバ部３０
ａ、３０ｂを設けたので、以下のような効果を有するこ
とができる。

【００２３】即ち、図５および図６に示す矢印Ａに如
く、射出口４より射出された絶縁性セラミックは、導電
性セラミック体１６の端部１６ａ、１６ｂに衝突する
際、端部１６ａ、１６ｂには、テーパ部３０ａ、３０ｂ
が形成されているために、滑らかに流れるのである。こ
のため、絶縁性セラミックが導電性セラミック体１６の
一部を剥がすことを抑制することができる。さらには、
導電性セラミック体１６にテーパ部３０ａ、３０ｂを形
成することによって、導電性セラミック体１６の端部１
６ａ、１６ｂにおける絶縁性セラミック体１４の肉厚を
厚くすることができたので、例え、導電性セラミック体
１６の端部１６ａ、１６ｂの一部に剥がれ部１６ｃが生
じたとしても、図６に示す如く、絶縁性セラミック体１
４の外表面に達することを防止することができ、セラミ
ックヒータ１２の作動時における絶縁不良を防止するこ
とができた。

【００２４】次に、第１実施例のセラミックヒータと従
来のセラミックヒータとの成形状態を比較しその結果を
表１に示す。従来のセラミックヒータの構成としては、
図８に示す如く、導電性セラミック体１の端部は、テー
パが形成されてなく、絶縁性セラミックが直接導電性セ
ラミック体１の端面に衝突する形状のものを採用し、こ
のセラミックヒータを比較例とした。

【００２５】試験条件としては、射出口４からの絶縁性
セラミックの射出温度を１５５℃から５℃づつ上げてゆ
き、その時の不良の発生率を調査した。また、不良品の
判断としては、セラミックヒータとして使用が不可能な
ものを不良品と判断した。

【００２６】

【表１】 表から明らからかなように、射出温度が１６５℃未満で
は第１実施例および比較例ともに、不良が発生してい
る。これは、射出温度が低いため、絶縁性セラミックが
型内に十分充填されないためであると思われる。

【００２７】さらに温度を上げていくと、比較例のもの
は１７５℃くらいからセラミック発熱体１の端部におい
て、剥がれ部１ａが発生しだし、射出温度が１８０℃の
ものから不良が発生しはじめる。それに対して、第１実
施例のものは、１８５℃くらいからセラミック発熱体の
端部において、剥がれ部１６ｃが発生し、射出温度が１
９０℃のものから不良が発生しはじめる。

【００２８】従って、絶縁性セラミックの射出時の設定
可能温度条件域は比較例のものは、１６５℃から１７５
℃の約１０℃であるのに対して、第１実施例のものは、
１６５℃から１８５℃の約２０℃と従来の比較例と比較
して２倍程度広くすることができた。

【００２９】具体的な剥がれ部の状態は、図５および図
９に示される如くとなった。上記実施例において、導電
性セラミック体の端部に形成するテーパ部の形状は、図
２に示されるような直線状のテーパ形状としたが、本発
明はこれに限るものではなく、例えば図７に示すような
形状の如く、導電性セラミック体３２の端部に段差を有
するテーパ部３４ａ、３４ｂとしてもよい。即ち、導電
性セラミック体の端部において、絶縁性セラミック体の
肉厚を厚することができればどのようなテーパ部の形状
であればよい。

【００３０】しかしながら、絶縁性セラミックの射出時
を考慮した場合には、射出される絶縁性セラミックが、
導電性セラミック体の端部において、滑らかに流れるよ
うな、例えば、直線状または内側方向の曲線状をなすテ
ーパ形状とするのが好ましい。

【００３１】さらには、そのテーパ部の角度において
も、図２に示すθ角度が、１５℃〜６０℃であるのが好
ましい。なぜなら、１５℃以下であると、導電性セラミ
ック体のみで十分に導電部材を保持することができなく
なり、また、６０℃以上であると、絶縁性セラミックが
導電性セラミック体に衝突した際に、滑らかに絶縁性セ
ラミックを流すことができず、導電性セラミック体の端
部の変形がひどくなり、十分な本発明の効果を得ること
ができないためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のセラミックヒータを採用
したセラミックグロープラグの断面図である。

【図２】本発明の第１実施例のセラミックヒータの一部
拡大図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図２の側面図である。

【図５】第１実施例のセラミックヒータの射出成形時の
成形型内に設置した様子を示す模式図である。

【図６】第１実施例の射出成形時における導電性セラミ
ックの変形の様子を示す説明図である。

【図７】本発明の他の実施例を示す一部拡大図である。

【図８】従来のセラミックヒータの射出成形時の成形型
内に設置した様子を示す模式図である。

【図９】従来の射出成形時における導電性セラミックの
変形の様子を示す説明図である。

【符号の説明】

１２ セラミックヒータ １４ 絶縁性セラミック体 １６ 導電性セラミック体 １６ａ 端部 １６ｂ 端部 １８ａ リード線 １８ｂ リード線 ３０ａ テーパ部 ３０ｂ テーパ部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性セラミック体と、該絶縁性セラミ
   ック体に埋設され、電流を流すことによって発熱可能な
   導電性セラミック体と、該導電性セラミック体に電気的
   に導通された導電部材とからなるセラミックヒータにお
   いて、 前記導電性セラミック体の、前記絶縁性セラミック体に
   埋設されている前記導電性セラミック体と前記導電部材
   との導通部近傍の前記導電性セラミック体が略テーパ状
   に形成されていることを特徴とするセラミックヒータ。