JPH067510B2 - 発熱部露出型セラミックヒータの製造方法 - Google Patents
発熱部露出型セラミックヒータの製造方法Info
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- JPH067510B2 JPH067510B2 JP1202470A JP20247089A JPH067510B2 JP H067510 B2 JPH067510 B2 JP H067510B2 JP 1202470 A JP1202470 A JP 1202470A JP 20247089 A JP20247089 A JP 20247089A JP H067510 B2 JPH067510 B2 JP H067510B2
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- ceramic heater
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミックヒータの製造方法に係り、特に急速
加熱性に優れ、グロープラグ（予熱栓）等に使用するの
に好適なセラミックヒータの製造方法に関する。
加熱性に優れ、グロープラグ（予熱栓）等に使用するの
に好適なセラミックヒータの製造方法に関する。
ディーゼルエンジンでは、予備燃焼室内にグロープラグ
を備え、始動時にはまずグロープラグを１０００℃前後
に予熱して燃料への着火を助ける方式が一般に行われて
いる。従来、グロープラグとして金属外管の中に金属線
ヒータを内蔵したものが使用されている。
を備え、始動時にはまずグロープラグを１０００℃前後
に予熱して燃料への着火を助ける方式が一般に行われて
いる。従来、グロープラグとして金属外管の中に金属線
ヒータを内蔵したものが使用されている。
しかしながら、このようなグロープラグでは予熱を開始
してから金属外管の表面温度が１０００℃前後にまで達
する時間が比較的長く、特に低温時においては予熱時間
がさらに長くなり始動までに１０秒以上の待ち時間を要
するという欠点があった。乗用車ではこの待ち時間（予
熱時間）が問題であり、急速始動の実現が強く望まれて
いる。
してから金属外管の表面温度が１０００℃前後にまで達
する時間が比較的長く、特に低温時においては予熱時間
がさらに長くなり始動までに１０秒以上の待ち時間を要
するという欠点があった。乗用車ではこの待ち時間（予
熱時間）が問題であり、急速始動の実現が強く望まれて
いる。
また従来、セラミックスを用いた発熱体としては、窒化
ケイ素や酸化アルミニウムのセラミック体中にタングス
テン、モリブデンなどを用いた金属線状発熱抵抗体を埋
設したものがある。これらの発熱体では金属とセラミッ
クスという特性の異なるものを組み合わせているため、
焼成が難しくかつ発熱体として用いる場合にも急速加熱
による熱衝撃やくり返し通電によるヒートサイクルでの
特性変化が問題となり、使用温度がこれによって制限さ
れるという欠点があった。
ケイ素や酸化アルミニウムのセラミック体中にタングス
テン、モリブデンなどを用いた金属線状発熱抵抗体を埋
設したものがある。これらの発熱体では金属とセラミッ
クスという特性の異なるものを組み合わせているため、
焼成が難しくかつ発熱体として用いる場合にも急速加熱
による熱衝撃やくり返し通電によるヒートサイクルでの
特性変化が問題となり、使用温度がこれによって制限さ
れるという欠点があった。
一方、点火装置として、Ｕ字型のセラミックス発熱体が
提案されている。（特公昭５７−４４８９２号公報）。
しかしこのようなセラミック発熱体をディーゼルエンジ
ンのグロープラグ等に使用する場合、Ｕ字型の発熱体に
は内部空間部を有しているために機械的強度が弱くエン
ジンの振動等によって長期的な使用に問題が生じる欠点
があった。またセラミック発熱体をＵ字型に成形するこ
とは製作上手間を要する欠点があった。
提案されている。（特公昭５７−４４８９２号公報）。
しかしこのようなセラミック発熱体をディーゼルエンジ
ンのグロープラグ等に使用する場合、Ｕ字型の発熱体に
は内部空間部を有しているために機械的強度が弱くエン
ジンの振動等によって長期的な使用に問題が生じる欠点
があった。またセラミック発熱体をＵ字型に成形するこ
とは製作上手間を要する欠点があった。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、１
０００℃前後までの昇温時間が短かく、堅固で、高温耐
久性に優れ、しかも長い使用寿命を有するセラミックヒ
ータの製造方法を提供するものである。
０００℃前後までの昇温時間が短かく、堅固で、高温耐
久性に優れ、しかも長い使用寿命を有するセラミックヒ
ータの製造方法を提供するものである。
本発明は、導電性セラミックス焼結体からなる導電部材
と絶縁性セラミックス焼結体からなる絶縁部材とが一体
焼結された発熱部露出型セラミックヒータの製造方法で
あって、絶縁部材組成物の平板状成形体を一対の導電部
材組成物の平板状成形体により挟んで積層すると共に、
該一対の導電部材組成物の平板状成形体を前記絶縁部材
組成物の平板状成形体の端部にて前記導電部材組成物に
より導通させた後、全体を焼結して平板状の焼結体を製
造する工程と、Ｕ字型ヒータ回路を形成するように前記
平板状の焼結体を板厚方向に切断する工程と、を含むこ
とを特徴とするものである。
と絶縁性セラミックス焼結体からなる絶縁部材とが一体
焼結された発熱部露出型セラミックヒータの製造方法で
あって、絶縁部材組成物の平板状成形体を一対の導電部
材組成物の平板状成形体により挟んで積層すると共に、
該一対の導電部材組成物の平板状成形体を前記絶縁部材
組成物の平板状成形体の端部にて前記導電部材組成物に
より導通させた後、全体を焼結して平板状の焼結体を製
造する工程と、Ｕ字型ヒータ回路を形成するように前記
平板状の焼結体を板厚方向に切断する工程と、を含むこ
とを特徴とするものである。
本発明によれば、Ｕ字型の内部空間部に絶縁部材が充填
されて機械的強度が強化された同一形状の発熱部露出型
セラミックヒータを同時に且つ多量に製造することが可
能である。
されて機械的強度が強化された同一形状の発熱部露出型
セラミックヒータを同時に且つ多量に製造することが可
能である。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の一例を示し、図において１は導電路が
Ｕ字形を有するヒータ部材、２はＵ字形ヒータ部１の中
央溝部を埋めて一体に接合された絶縁部材である。３は
ヒータ部材の端部に接合された一対のリード端子であ
る。導電性セラミックからなるヒータ部材１はＵ字型と
なっているのでグロープラグのように限られたスペース
内でヒータ部材１の寸法を小さくでき、かつヒータ部材
１の露出を大きくし、燃料の着火を確実にできる。また
Ｕ字型のヒータ部材１の中央溝部は開口とすることな
く、絶縁部材２で埋設されているので機械的補強と導電
路間の電気絶縁性とグロープラグの気密構造とを容易に
することができる。
Ｕ字形を有するヒータ部材、２はＵ字形ヒータ部１の中
央溝部を埋めて一体に接合された絶縁部材である。３は
ヒータ部材の端部に接合された一対のリード端子であ
る。導電性セラミックからなるヒータ部材１はＵ字型と
なっているのでグロープラグのように限られたスペース
内でヒータ部材１の寸法を小さくでき、かつヒータ部材
１の露出を大きくし、燃料の着火を確実にできる。また
Ｕ字型のヒータ部材１の中央溝部は開口とすることな
く、絶縁部材２で埋設されているので機械的補強と導電
路間の電気絶縁性とグロープラグの気密構造とを容易に
することができる。
ヒータ部材１を構成する導電性セラミックとして、周期
律表の４ａ族、５ａ族または６ａ族元素の炭化物、ホウ
化物または窒化物等の非酸化物導電材の群から選ばれた
１種以上とＳｉＣとＳｉＣの焼結助剤であるＡｌ又はＡ
ｌ化合物とからなる焼結体であって、この焼結体中の非
酸化物導電材は２０〜８０重量％が望ましい。
律表の４ａ族、５ａ族または６ａ族元素の炭化物、ホウ
化物または窒化物等の非酸化物導電材の群から選ばれた
１種以上とＳｉＣとＳｉＣの焼結助剤であるＡｌ又はＡ
ｌ化合物とからなる焼結体であって、この焼結体中の非
酸化物導電材は２０〜８０重量％が望ましい。
ヒータ部材に上記材料を選んだ理由は次の通りである。
まずＡｌまたはＡｌ化合物を焼結助剤とする緻密なＳｉ
Ｃ焼結体は耐熱温度が高く、高強度で、しかも耐熱衝撃
性、耐酸化性に優れるため非酸化物導電材を結合するマ
トリックス材として好適である。Ａｌ及びＡｌ2Ｏ3，Ａ
ｌＮ，ＡｌＰＯ4等のＡｌ化合物の添加は上記の効果以
外に、元来高抵抗であるＳｉＣの抵抗率を０．１〜１０
Ωcmに低減する効果があり、非酸化物導電材の含有量が
少ない領域におけるヒータ部材の抵抗率調整が容易にな
る利点がある。
まずＡｌまたはＡｌ化合物を焼結助剤とする緻密なＳｉ
Ｃ焼結体は耐熱温度が高く、高強度で、しかも耐熱衝撃
性、耐酸化性に優れるため非酸化物導電材を結合するマ
トリックス材として好適である。Ａｌ及びＡｌ2Ｏ3，Ａ
ｌＮ，ＡｌＰＯ4等のＡｌ化合物の添加は上記の効果以
外に、元来高抵抗であるＳｉＣの抵抗率を０．１〜１０
Ωcmに低減する効果があり、非酸化物導電材の含有量が
少ない領域におけるヒータ部材の抵抗率調整が容易にな
る利点がある。
前記非酸化物導電材の一群は、グロープラグの使用温度
範囲で実用上十分な耐熱、耐酸化を有し、長期間の使用
に対しても安定した抵抗特性を維持するのに有効であ
る。特に前記の非酸化物導電材は抵抗率が金属並に小さ
く、かつ抵抗温度特性が正であり、その結果ＳｉＣとの
複合焼結体であるヒータ部材の抵抗率を１０1〜１０-5
Ωcmの範囲内で自由に調整でき、かつ非酸化物導電材の
種類あるいは組合せを適当に選ぶことにより所望の正の
抵抗温度係数が得られる。ヒータ部材に正の抵抗温度特
性を持たせることは高温時の電流急増による熱破壊が防
止できるのでヒータ部材には必須の特性である。さらに
ヒータ部材中における非酸化物導電材の含有量が２０重
量％よりも少ないとヒータ部材が負の抵抗温度特性を有
するようになり、８０重量％よりも多いとヒータ部材の
強度が低下する。
範囲で実用上十分な耐熱、耐酸化を有し、長期間の使用
に対しても安定した抵抗特性を維持するのに有効であ
る。特に前記の非酸化物導電材は抵抗率が金属並に小さ
く、かつ抵抗温度特性が正であり、その結果ＳｉＣとの
複合焼結体であるヒータ部材の抵抗率を１０1〜１０-5
Ωcmの範囲内で自由に調整でき、かつ非酸化物導電材の
種類あるいは組合せを適当に選ぶことにより所望の正の
抵抗温度係数が得られる。ヒータ部材に正の抵抗温度特
性を持たせることは高温時の電流急増による熱破壊が防
止できるのでヒータ部材には必須の特性である。さらに
ヒータ部材中における非酸化物導電材の含有量が２０重
量％よりも少ないとヒータ部材が負の抵抗温度特性を有
するようになり、８０重量％よりも多いとヒータ部材の
強度が低下する。
一方、Ｕ字型のヒータ部材の中央溝部を埋める絶縁性セ
ラミックスは高強度、耐熱耐酸化性、並びに高温での電
気絶縁性に優れ、しかもヒータ部材と焼結温度がほぼ等
しいものを選定することが望ましい。このような点を考
慮すると絶縁性セラミックスにはＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4，Ａ
ｌＮ又はＡｌ2Ｏ3を主成分とすることが望ましい。
ラミックスは高強度、耐熱耐酸化性、並びに高温での電
気絶縁性に優れ、しかもヒータ部材と焼結温度がほぼ等
しいものを選定することが望ましい。このような点を考
慮すると絶縁性セラミックスにはＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4，Ａ
ｌＮ又はＡｌ2Ｏ3を主成分とすることが望ましい。
さらに導電性セラミックスがＳｉＣを成分として含み、
絶縁性セラミックスがＳｉＣを主成分とするものであれ
ば、両者の結合性が良く、両者の熱膨張係数の差異を小
さくすることができる。また熱膨張係数が約４×１０-6
／℃のＳｉＣと熱膨張係数が７〜８×１０-6／℃または
それ以上であるＴｉ，Ｚｒ，Ｎｂなどの炭化物、窒化
物、ホウ化物等とを組合せて複合させた導電性セラミッ
クスの場合、熱膨張係数を６×１０-6／℃程度とするこ
とができ、絶縁性のＡｌＮの熱膨張係数にほぼ一致させ
ることができる。
絶縁性セラミックスがＳｉＣを主成分とするものであれ
ば、両者の結合性が良く、両者の熱膨張係数の差異を小
さくすることができる。また熱膨張係数が約４×１０-6
／℃のＳｉＣと熱膨張係数が７〜８×１０-6／℃または
それ以上であるＴｉ，Ｚｒ，Ｎｂなどの炭化物、窒化
物、ホウ化物等とを組合せて複合させた導電性セラミッ
クスの場合、熱膨張係数を６×１０-6／℃程度とするこ
とができ、絶縁性のＡｌＮの熱膨張係数にほぼ一致させ
ることができる。
本発明のセラミックヒータの製造例を図面に基づいて説
明する。まずヒータ部材組成物および絶縁物組成物をそ
れぞれ平板状に仮成形して所定形状の成形体に切り出し
後、第２図に示すように積層する。図中、１１，１２，
１３，１４はヒータ部材組成物成形体、１５は絶縁部材
組成物成形体である。この積層体を所定圧力で本成形
し、セラミックスヒータの成形体を作製し、次いでホッ
トプレス焼結してヒータ素材を得る。このヒータ素材を
第３図に示す如く所定形状に切断（図中Ａ，Ｂは切断方
向を示す）した後、ヒータ部端部にリード端子を接合す
る。このようにして目的とするセラミックヒータを量産
できる。
明する。まずヒータ部材組成物および絶縁物組成物をそ
れぞれ平板状に仮成形して所定形状の成形体に切り出し
後、第２図に示すように積層する。図中、１１，１２，
１３，１４はヒータ部材組成物成形体、１５は絶縁部材
組成物成形体である。この積層体を所定圧力で本成形
し、セラミックスヒータの成形体を作製し、次いでホッ
トプレス焼結してヒータ素材を得る。このヒータ素材を
第３図に示す如く所定形状に切断（図中Ａ，Ｂは切断方
向を示す）した後、ヒータ部端部にリード端子を接合す
る。このようにして目的とするセラミックヒータを量産
できる。
本発明において、ヒータの先端部に肉薄部を形成するこ
ともできる。肉薄部を形成することによって、ヒータの
先端が局所的に赤熱するため、燃料への着火が一層確実
に行なわれる。また肉薄部の内厚を調整することによっ
て先端部の電気抵抗を調整することも可能となる。また
ヒータ部材とプラグ栓体との絶縁性を図るためにヒータ
部材の側面に絶縁層を設けることができ、さらにヒータ
部材の全面に薄い絶縁層を設け、ヒータ部材を保護する
こともできる。このような絶縁層として、ヒータ部材の
中央溝部に埋設される絶縁性セラミックスと同一組成の
もの、得られるセラミックヒータを大気中で予め１２０
０〜１５００℃で加熱して形成したもの、Ａｌ2Ｏ3を主
成分とする耐熱性の無機接着剤等によって形成すること
ができる。使用に先立って予め絶縁層を設けることによ
ってヒータ部材の耐熱性を低下させることなく、耐食
性、耐環境性の改善が期待できる。
ともできる。肉薄部を形成することによって、ヒータの
先端が局所的に赤熱するため、燃料への着火が一層確実
に行なわれる。また肉薄部の内厚を調整することによっ
て先端部の電気抵抗を調整することも可能となる。また
ヒータ部材とプラグ栓体との絶縁性を図るためにヒータ
部材の側面に絶縁層を設けることができ、さらにヒータ
部材の全面に薄い絶縁層を設け、ヒータ部材を保護する
こともできる。このような絶縁層として、ヒータ部材の
中央溝部に埋設される絶縁性セラミックスと同一組成の
もの、得られるセラミックヒータを大気中で予め１２０
０〜１５００℃で加熱して形成したもの、Ａｌ2Ｏ3を主
成分とする耐熱性の無機接着剤等によって形成すること
ができる。使用に先立って予め絶縁層を設けることによ
ってヒータ部材の耐熱性を低下させることなく、耐食
性、耐環境性の改善が期待できる。
第４図はヒータの先端部に肉薄部を形成する例を示して
いる。Ｕ字型のヒータ部材２２の中央溝部に絶縁部材２
３を埋設し、ヒータ部材２２の側面に絶縁層２１を設け
た素材を第３図に示すように切断加工した後ヒータの先
端部を切削加工によって肉薄部２５が形成される。次い
でヒータ部材２２の端部にリード端子２４を接続する。
いる。Ｕ字型のヒータ部材２２の中央溝部に絶縁部材２
３を埋設し、ヒータ部材２２の側面に絶縁層２１を設け
た素材を第３図に示すように切断加工した後ヒータの先
端部を切削加工によって肉薄部２５が形成される。次い
でヒータ部材２２の端部にリード端子２４を接続する。
第５図におけるヒータの先端部に肉薄部が形成されたヒ
ータの更に他の例は、第３図に示す切断加工（Ａ方向、
Ｂ方向の切断加工）の前にヒータ素材の両端部をそれぞ
れ切削加工して薄肉部４１を形成し、然る後第３図に示
す切断加工を施すことによって製造される。本実施例に
おいても、切断加工後のヒータ素材毎に切削加工を行う
必要がないので量産性が向上することになる。
ータの更に他の例は、第３図に示す切断加工（Ａ方向、
Ｂ方向の切断加工）の前にヒータ素材の両端部をそれぞ
れ切削加工して薄肉部４１を形成し、然る後第３図に示
す切断加工を施すことによって製造される。本実施例に
おいても、切断加工後のヒータ素材毎に切削加工を行う
必要がないので量産性が向上することになる。
実施例１ 黒色ＳｉＣ粉末４９重量％、Ａｌ2Ｏ3粉末１重量％及び
ＺｒＢ2粉末５０重量％の混合粉に成形バインダ（５％
ＰＶＡ溶液）を１０重量部加え、ライカイ機で３０分間
混合した後１６メッシュのフルイに通してヒータ部材組
成物を調整した。
ＺｒＢ2粉末５０重量％の混合粉に成形バインダ（５％
ＰＶＡ溶液）を１０重量部加え、ライカイ機で３０分間
混合した後１６メッシュのフルイに通してヒータ部材組
成物を調整した。
一方ＡｌＮ粉末に成形バインダ（５％ＰＶＡ溶液）を２
０重量部加え、混合した後１６メッシュのフルイで整粒
して絶縁部材組成物を調整した。
０重量部加え、混合した後１６メッシュのフルイで整粒
して絶縁部材組成物を調整した。
次いでヒータ部材組成物及び絶縁部材組成物を平板状に
仮成形し、これから第２図に示す如く所定形状の成形体
を切り出した後積層した。この積層体を所定圧力で本成
形してセラミックヒータの成形体を作製した。
仮成形し、これから第２図に示す如く所定形状の成形体
を切り出した後積層した。この積層体を所定圧力で本成
形してセラミックヒータの成形体を作製した。
続いて上記成形体を真空ホットプレス装置を用いて、圧
力３００kg／cm2、温度１９５０℃、保持時間１ｈの条
件でホットプレス燃結してヒータ素材を得た。
力３００kg／cm2、温度１９５０℃、保持時間１ｈの条
件でホットプレス燃結してヒータ素材を得た。
このヒータ素材を第３図に示す如く所定形状に切断した
後、ヒータ部端部にＮｉリード端子を高温メタライズ法
で接合して第１図に示したと同様のセラミックヒータを
作成した。
後、ヒータ部端部にＮｉリード端子を高温メタライズ法
で接合して第１図に示したと同様のセラミックヒータを
作成した。
得られたセラミックヒータは、室温時の抵抗値が約０．
１Ω（抵抗率は約１．５×１０-4Ωcm）、先端部を１０
００℃にした時の抵抗値が約０．３Ωであり、グロープ
ラグ用ヒータとして好ましい抵抗温度特性を有する。ま
た同ヒータの絶縁部材であるＡｌＮ焼結体は相対密度が
９８．５％の緻密質で、室温時に１０11Ωcm以上の抵抗
率を有し、ヒータ先端部を約１２００℃に赤熱しても絶
縁性が失なわれることはなかった。
１Ω（抵抗率は約１．５×１０-4Ωcm）、先端部を１０
００℃にした時の抵抗値が約０．３Ωであり、グロープ
ラグ用ヒータとして好ましい抵抗温度特性を有する。ま
た同ヒータの絶縁部材であるＡｌＮ焼結体は相対密度が
９８．５％の緻密質で、室温時に１０11Ωcm以上の抵抗
率を有し、ヒータ先端部を約１２００℃に赤熱しても絶
縁性が失なわれることはなかった。
本実施例になるセラミックヒータについて、昇温性能及
び昇温くり返し試験を行った結果を第６図及び第７図に
示した。昇温性能は第６図の曲線Ａに示したように先端
赤熱部が１０００℃に到達するまでの時間は１２Ｖ印加
の時に約０．９秒であり、極めて急速な加熱が可能であ
る。また室温と１１００℃の昇温くり返し試験は第７図
に示した如く、１０万サイクル後の抵抗値変動は約３％
と小さく、通電耐久性に優れている。さらに本実施例の
セラミックヒータの先端部温度を１０００±１００℃に
制御して連続１０００時間通電した後の抵抗値変動は約
３％であり、高温耐久性にも優れている。
び昇温くり返し試験を行った結果を第６図及び第７図に
示した。昇温性能は第６図の曲線Ａに示したように先端
赤熱部が１０００℃に到達するまでの時間は１２Ｖ印加
の時に約０．９秒であり、極めて急速な加熱が可能であ
る。また室温と１１００℃の昇温くり返し試験は第７図
に示した如く、１０万サイクル後の抵抗値変動は約３％
と小さく、通電耐久性に優れている。さらに本実施例の
セラミックヒータの先端部温度を１０００±１００℃に
制御して連続１０００時間通電した後の抵抗値変動は約
３％であり、高温耐久性にも優れている。
さらに本実施例のセラミックヒータを用いて第８図に示
す如きグロープラグを作成し、これを６気筒のディーゼ
ルエンジンに装着して着火テストを行った結果、全気筒
共に約１秒以内で着火始動し、ほぼ予熱なしでガソリン
エンジン並の急速始動が可能であった。この始動テスト
は約１万回くり返したが、ヒータの破損等のトラブルは
起らず、またヒータ抵抗値の変動も３％以内であった。
す如きグロープラグを作成し、これを６気筒のディーゼ
ルエンジンに装着して着火テストを行った結果、全気筒
共に約１秒以内で着火始動し、ほぼ予熱なしでガソリン
エンジン並の急速始動が可能であった。この始動テスト
は約１万回くり返したが、ヒータの破損等のトラブルは
起らず、またヒータ抵抗値の変動も３％以内であった。
実施例２ 黒色ＳｉＣ粉末４９重量％、焼結助剤のＡｌＮ粉末１重
量％及び導電材のＴｉＣ粉末５０重量％を混合し、実施
例１と同様にしてヒータ部材組成物を調整した。
量％及び導電材のＴｉＣ粉末５０重量％を混合し、実施
例１と同様にしてヒータ部材組成物を調整した。
一方緑色ＳｉＣ粉末９９重量％とＢｅＯｌ重量％とから
なる絶縁部材組成物を実施例１と同様にして調整した。
なる絶縁部材組成物を実施例１と同様にして調整した。
上記の両組成物から前記実施例１と同じ方法によりヒー
タ成形体を作成し、次いで真空ホットプレス装置を用い
て、圧力３００kg／cm2、温度２０００℃、１ｈの条件
でホットプレス焼結してヒータ素材を得た。このヒータ
素材から第３図に示したと同様のヒータエレメントを切
りだし、Ｎｉリードを接合して第１図と同じ構造のセラ
ミックヒータを得た。
タ成形体を作成し、次いで真空ホットプレス装置を用い
て、圧力３００kg／cm2、温度２０００℃、１ｈの条件
でホットプレス焼結してヒータ素材を得た。このヒータ
素材から第３図に示したと同様のヒータエレメントを切
りだし、Ｎｉリードを接合して第１図と同じ構造のセラ
ミックヒータを得た。
得られたセラミックヒータは、室温時の抵抗値が０．１
Ω、ヒータ先端部を１０００℃に赤熱させた時の抵抗値
は約０．２８Ωであった。またＳｉＣ絶縁部は相対密度
９８．５％の緻密質で、室温時に１０14Ωcm以上の抵抗
率を有し、先端部を１２００℃に加熱しても絶縁性は失
なわれていない。
Ω、ヒータ先端部を１０００℃に赤熱させた時の抵抗値
は約０．２８Ωであった。またＳｉＣ絶縁部は相対密度
９８．５％の緻密質で、室温時に１０14Ωcm以上の抵抗
率を有し、先端部を１２００℃に加熱しても絶縁性は失
なわれていない。
さらに本実施例のセラミックヒータを用いて作ったグロ
ープラグについても前記実施例１と同様な方法で昇温性
能、昇温くり返しテスト及び実エンジンによる着火性テ
ストを行ったが、いずれの特性も前記実施例１の場合と
同等の結果であった。
ープラグについても前記実施例１と同様な方法で昇温性
能、昇温くり返しテスト及び実エンジンによる着火性テ
ストを行ったが、いずれの特性も前記実施例１の場合と
同等の結果であった。
上記実施例において、グロープラグ用ヒータを例に説明
したが、本発明は家電品や産業機器等の各種ヒータある
いはガスレンジ、暖房器具、ボイラ等における気体およ
び液体燃料の点火装置等に適用することもできる。
したが、本発明は家電品や産業機器等の各種ヒータある
いはガスレンジ、暖房器具、ボイラ等における気体およ
び液体燃料の点火装置等に適用することもできる。
本発明によれば、同一形状のセラミックヒータを同時に
且つ多量に製造することが容易である。また、ヒータ部
がＵ字型で露出した直熱型であるため１０００℃前後ま
での昇温速度が非常に速く、しかもＵ字型の中央溝部は
絶縁部材で一体に接合されて補強されているので機械的
に堅固にすることができる。またヒータ部材および絶縁
部材は耐熱性を高くできるので、高温安定性と通電耐久
性に優れたセラミックヒータが得られる。
且つ多量に製造することが容易である。また、ヒータ部
がＵ字型で露出した直熱型であるため１０００℃前後ま
での昇温速度が非常に速く、しかもＵ字型の中央溝部は
絶縁部材で一体に接合されて補強されているので機械的
に堅固にすることができる。またヒータ部材および絶縁
部材は耐熱性を高くできるので、高温安定性と通電耐久
性に優れたセラミックヒータが得られる。
第１図（Ａ）は本発明に係るセラミックヒータの構成の
一例を示す平面図、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）の側面
図、第２図および第３図は本発明に係るセラミックヒー
タの製造工程を示す説明図、第４図（Ａ）は本発明に係
るセラミックヒータの構成の他の例を示す平面図、第４
図（Ｂ）は第４図（Ａ）の側面図、第５図は本発明に係
るセラミックヒータの構成の更に他の例を示す側面図、
第６図は本発明実施例になるセラミックヒータの昇温性
能を示す特性図、第７図は本発明実施例になるセラミッ
クヒータの昇温くり返し試験における抵抗値経時変化を
示す図、第８図は本発明のセラミックヒータを用いたグ
ロープラグを一部破断して示す図である。 １，２２，３１…ヒータ部材、２，２３，３２…絶縁部
材、３，２４…リード端子、１２〜１４…ヒータ部材組
成物成形体、１５…絶縁部材組成物成形体、２１…絶縁
層、２５，４１…肉薄部、３１…ヒータ部材、。
一例を示す平面図、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）の側面
図、第２図および第３図は本発明に係るセラミックヒー
タの製造工程を示す説明図、第４図（Ａ）は本発明に係
るセラミックヒータの構成の他の例を示す平面図、第４
図（Ｂ）は第４図（Ａ）の側面図、第５図は本発明に係
るセラミックヒータの構成の更に他の例を示す側面図、
第６図は本発明実施例になるセラミックヒータの昇温性
能を示す特性図、第７図は本発明実施例になるセラミッ
クヒータの昇温くり返し試験における抵抗値経時変化を
示す図、第８図は本発明のセラミックヒータを用いたグ
ロープラグを一部破断して示す図である。 １，２２，３１…ヒータ部材、２，２３，３２…絶縁部
材、３，２４…リード端子、１２〜１４…ヒータ部材組
成物成形体、１５…絶縁部材組成物成形体、２１…絶縁
層、２５，４１…肉薄部、３１…ヒータ部材、。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 誠一 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 武田 誠次郎 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所佐和工場内 (56)参考文献 特開 昭59−134585（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−113993（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】導電性セラミックス焼結体からなる導電部
材と絶縁性セラミックス焼結体からなる絶縁部材とが一
体焼結された発熱部露出型セラミックヒータの製造方法
であって、 絶縁部材組成物の平板状成形体を一対の導電部材組成物
の平板状成形体により挟んで積層すると共に、該一対の
導電部材組成物の平板状成形体を前記絶縁部材組成物の
平板状成形体の端部にて前記導電部材組成物により導通
させた後、全体を焼結して平板状の焼結体を製造する工
程と、 Ｕ字型ヒータ回路を形成するように前記平板状の焼結体
を板厚方向に切断する工程と、を含むことを特徴とする
発熱部露出型セラミックヒータの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1202470A JPH067510B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 発熱部露出型セラミックヒータの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1202470A JPH067510B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 発熱部露出型セラミックヒータの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12265383A Division JPS6014784A (ja) | 1983-07-06 | 1983-07-06 | セラミツクヒ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0286086A JPH0286086A (ja) | 1990-03-27 |
| JPH067510B2 true JPH067510B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=16458056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1202470A Expired - Lifetime JPH067510B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 発熱部露出型セラミックヒータの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067510B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5191508A (en) * | 1992-05-18 | 1993-03-02 | Norton Company | Ceramic igniters and process for making same |
| EP1814362A1 (de) * | 2006-01-30 | 2007-08-01 | Leister Process Technologies | Heizelement für eine Heisslufteinrichtung |
| DE102007053807A1 (de) * | 2007-11-12 | 2009-05-14 | Robert Bosch Gmbh | Keramische Glühstiftkerze mit verringertem Heizerabstand |
| DE102009028952A1 (de) * | 2009-08-27 | 2011-03-03 | Robert Bosch Gmbh | Glühkerze mit integriertem Temperaturfühler |
| EP2587156B1 (en) * | 2010-06-22 | 2019-04-17 | NGK Spark Plug Company Limited | Glowplug, production method thereof and heating device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59134585A (ja) * | 1983-01-21 | 1984-08-02 | ティーディーケイ株式会社 | 発熱体の構造 |
| JPS59113993U (ja) * | 1983-01-21 | 1984-08-01 | ティーディーケイ株式会社 | 発熱体の電極取出し構造 |
-
1989
- 1989-08-04 JP JP1202470A patent/JPH067510B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0286086A (ja) | 1990-03-27 |
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