JPH08264267A - セラミックヒータ - Google Patents
セラミックヒータInfo
- Publication number
- JPH08264267A JPH08264267A JP6844895A JP6844895A JPH08264267A JP H08264267 A JPH08264267 A JP H08264267A JP 6844895 A JP6844895 A JP 6844895A JP 6844895 A JP6844895 A JP 6844895A JP H08264267 A JPH08264267 A JP H08264267A
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- Japan
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- heating element
- powder
- ceramic heater
- press
- compact
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価で信頼性に優れたセラミックヒータの提
供。 【構成】 Ｒｅ−Ｗ合金、Ｓｉ3 Ｎ4 の各粉末を混合し
た粉末混合物、あるいは、Ｒｅ−Ｗ合金、ＷＣ、Ｓｉ3
Ｎ4 の各粉末を混合した粉末混合物から発熱体用成形体
を成形し、この成形体をＳｉ3 Ｎ4 粉末中に埋設してホ
ットプレスによって焼結させてセラミックヒータの発熱
体とする。発熱体がセラミックヒータの主体と同時に焼
結されるため、加工コストが低減できる。発熱体の組成
がセラミックヒータの主体の組成と近くなるため、熱膨
張差が小さくなり、耐久性が向上する。
供。 【構成】 Ｒｅ−Ｗ合金、Ｓｉ3 Ｎ4 の各粉末を混合し
た粉末混合物、あるいは、Ｒｅ−Ｗ合金、ＷＣ、Ｓｉ3
Ｎ4 の各粉末を混合した粉末混合物から発熱体用成形体
を成形し、この成形体をＳｉ3 Ｎ4 粉末中に埋設してホ
ットプレスによって焼結させてセラミックヒータの発熱
体とする。発熱体がセラミックヒータの主体と同時に焼
結されるため、加工コストが低減できる。発熱体の組成
がセラミックヒータの主体の組成と近くなるため、熱膨
張差が小さくなり、耐久性が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バーナ、ファンヒータ
の着火用やディーゼルエンジンの始動補助用グロープラ
グに用いられるセラミックヒータに関する。
の着火用やディーゼルエンジンの始動補助用グロープラ
グに用いられるセラミックヒータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、グロープラグその他に用いられる
セラミックヒータは、Ｒｅ−Ｗ合金線をコイル状に加工
した発熱線をＳｉ3 Ｎ4 粉末中に埋設してホットプレス
焼成されている。
セラミックヒータは、Ｒｅ−Ｗ合金線をコイル状に加工
した発熱線をＳｉ3 Ｎ4 粉末中に埋設してホットプレス
焼成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のもので
は、Ｒｅ−Ｗ合金線の熱膨張係数が（４．５〜５．０）
Ｓｉ3 Ｎ4 の熱膨張係数（３．５）に対して大きいた
め、繰り返し通電が行われると、発熱線回りにクラック
が発生しやすく、場合によっては、セラミックヒータの
破損を招く虞があり、長期に亙って使用する場合に信頼
性が不十分であるとともに、発熱線をコイル状に加工し
て用いるため、加工コストが高くなるという問題があ
る。
は、Ｒｅ−Ｗ合金線の熱膨張係数が（４．５〜５．０）
Ｓｉ3 Ｎ4 の熱膨張係数（３．５）に対して大きいた
め、繰り返し通電が行われると、発熱線回りにクラック
が発生しやすく、場合によっては、セラミックヒータの
破損を招く虞があり、長期に亙って使用する場合に信頼
性が不十分であるとともに、発熱線をコイル状に加工し
て用いるため、加工コストが高くなるという問題があ
る。
【０００４】本発明は、安価で耐久性に優れたセラミッ
クヒータを提供することを目的とする。
クヒータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のセラミックヒー
タは、Ｒｅ−Ｗ合金、Ｓｉ3 Ｎ4 の各粉末を混合した粉
末混合物、あるいは、Ｒｅ−Ｗ合金、ＷＣ、Ｓｉ3 Ｎ4
の各粉末を混合した粉末混合物から成形した発熱体用成
形体をＳｉ3 Ｎ4 粉末中に埋設し、前記発熱体用成形体
を前記Ｓｉ3 Ｎ4 粉末とともにホットプレス焼成して発
熱体を焼結させたことを技術的手段とする。また、前記
Ｒｅ−Ｗ合金粉末におけるＲｅの割合を３〜４０重量％
とすることを技術的手段とする。また、前記ＷＣまたは
前記ＷＣおよびＳｉ3 Ｎ4 を、５〜５０重量％添加する
ことを技術的手段とする。
タは、Ｒｅ−Ｗ合金、Ｓｉ3 Ｎ4 の各粉末を混合した粉
末混合物、あるいは、Ｒｅ−Ｗ合金、ＷＣ、Ｓｉ3 Ｎ4
の各粉末を混合した粉末混合物から成形した発熱体用成
形体をＳｉ3 Ｎ4 粉末中に埋設し、前記発熱体用成形体
を前記Ｓｉ3 Ｎ4 粉末とともにホットプレス焼成して発
熱体を焼結させたことを技術的手段とする。また、前記
Ｒｅ−Ｗ合金粉末におけるＲｅの割合を３〜４０重量％
とすることを技術的手段とする。また、前記ＷＣまたは
前記ＷＣおよびＳｉ3 Ｎ4 を、５〜５０重量％添加する
ことを技術的手段とする。
【０００６】
【作用】本発明では、発熱体用成形体をあらかじめシー
ト状、棒状に成形、または印刷しておくことができるた
め、加工が容易であり、成形したものをＳｉ3 Ｎ4 粉末
中に埋設して同時にホットプレス焼成するため、発熱体
をコイル状に加工する必要がない。また、発熱体用の粉
末混合物の組成として、Ｒｅ−Ｗ合金に、ＷＣおよびＳ
ｉ 3 Ｎ4 を添加しているため、セラミックヒータの主体
となるセラミック焼結体の熱膨張率に近づけることがで
き、発熱体とセラミックヒータの主体との間でのクラッ
クの発生を防止できる。
ト状、棒状に成形、または印刷しておくことができるた
め、加工が容易であり、成形したものをＳｉ3 Ｎ4 粉末
中に埋設して同時にホットプレス焼成するため、発熱体
をコイル状に加工する必要がない。また、発熱体用の粉
末混合物の組成として、Ｒｅ−Ｗ合金に、ＷＣおよびＳ
ｉ 3 Ｎ4 を添加しているため、セラミックヒータの主体
となるセラミック焼結体の熱膨張率に近づけることがで
き、発熱体とセラミックヒータの主体との間でのクラッ
クの発生を防止できる。
【０００７】
【発明の効果】本発明では、発熱体がセラミックヒータ
の主体であるセラミック焼結体と同時に焼結されるた
め、発熱体の加工コストの低減を図ることができる。ま
た、発熱体の成分として、ＷＣおよびＳｉ3 Ｎ4 をＲｅ
−Ｗ合金に添加しているため、セラミックヒータの主体
であるＳｉ3 Ｎ4 との熱膨張差を小さくすることができ
るため、信頼性の高いセラミックヒータとすることがで
きる。
の主体であるセラミック焼結体と同時に焼結されるた
め、発熱体の加工コストの低減を図ることができる。ま
た、発熱体の成分として、ＷＣおよびＳｉ3 Ｎ4 をＲｅ
−Ｗ合金に添加しているため、セラミックヒータの主体
であるＳｉ3 Ｎ4 との熱膨張差を小さくすることができ
るため、信頼性の高いセラミックヒータとすることがで
きる。
【０００８】
【実施例】次に本発明を図に示す実施例に基づいて説明
する。図１に示すセラミックヒータ１０は、セラミック
焼結体１１内に、発熱体１２、タングステン製のリード
線１４、１５を設けたもので、図２に示すように、次の
とおり形成される。
する。図１に示すセラミックヒータ１０は、セラミック
焼結体１１内に、発熱体１２、タングステン製のリード
線１４、１５を設けたもので、図２に示すように、次の
とおり形成される。
【０００９】Ｓｉ3 Ｎ4 粉末からなる半割りプレス体
１１ａを形成する（図２Ａ）。 発熱体用粉末混合物からなる略Ｕ字形の発熱体用成形
体１２ａを上記のＳｉ3 Ｎ4 の半割りプレス体１１ａ
上に配置して、発熱体用成形体１２ａの末端にリード線
１４、１５を設置する（図２Ｂ） ホットプレス用のモールド内に上記を配した後に、
窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4）粉末１１ｂを充填して、プレス
体１１ｃを作成する（図２Ｃ）。 上記のプレス体をホットプレスして、ヒータ用セラ
ミック焼結体を作成する。 上記のヒータ用セラミック焼結体を研磨して、円柱
状のセラミックヒータ１０として仕上げる。 なお、上記図中、３０〜３４はプレス型である。
１１ａを形成する（図２Ａ）。 発熱体用粉末混合物からなる略Ｕ字形の発熱体用成形
体１２ａを上記のＳｉ3 Ｎ4 の半割りプレス体１１ａ
上に配置して、発熱体用成形体１２ａの末端にリード線
１４、１５を設置する（図２Ｂ） ホットプレス用のモールド内に上記を配した後に、
窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4）粉末１１ｂを充填して、プレス
体１１ｃを作成する（図２Ｃ）。 上記のプレス体をホットプレスして、ヒータ用セラ
ミック焼結体を作成する。 上記のヒータ用セラミック焼結体を研磨して、円柱
状のセラミックヒータ１０として仕上げる。 なお、上記図中、３０〜３４はプレス型である。
【００１０】次に、上記における発熱体用成形体１２
ａの組成および成形方法について説明する。発熱体用成
形体１２ａとなる発熱体用粉末混合物の組成は、Ｒｅ−
Ｗ合金、Ｓｉ3 Ｎ4 の各粉末を混合して成形剤を加えた
もの、あるいは、Ｒｅ−Ｗ合金、ＷＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 の各
粉末を混合して成形剤を加えたもののいずれかを用い
る。
ａの組成および成形方法について説明する。発熱体用成
形体１２ａとなる発熱体用粉末混合物の組成は、Ｒｅ−
Ｗ合金、Ｓｉ3 Ｎ4 の各粉末を混合して成形剤を加えた
もの、あるいは、Ｒｅ−Ｗ合金、ＷＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 の各
粉末を混合して成形剤を加えたもののいずれかを用い
る。
【００１１】また発熱体用成形体１２ａの成形方法とし
ては、次の３種類の方法の何れかによって成形体を得
る。 （１）グリーンシートを打抜きして得られる板状成形体 （２）射出成形による棒状成形体 （３）スラリーによるプリント成形体 これらの各成形方法の何れかを任意に選択して、発熱体
用成形体１２ａとする。
ては、次の３種類の方法の何れかによって成形体を得
る。 （１）グリーンシートを打抜きして得られる板状成形体 （２）射出成形による棒状成形体 （３）スラリーによるプリント成形体 これらの各成形方法の何れかを任意に選択して、発熱体
用成形体１２ａとする。
【００１２】以上の組成からなる発熱体用成形体１２ａ
を、Ｓｉ3 Ｎ4 粉末中でホットプレスすることによっ
て、セラミック焼結体１１の焼結とともに発熱体１２と
することができる。また、発熱体１２およびセラミック
焼結体１１が同時に焼結されるため、発熱体１２を単独
で加工する必要がなくなり、加工コストの低減を図るこ
とができる。また、発熱体１２の組成をＲｅ−Ｗ合金単
独ではなく、ＷＣおよびＳｉ3 Ｎ4を添加しているた
め、セラミックヒータ１０の主体である窒化珪素（Ｓｉ
3 Ｎ4）との熱膨張差を小さくすることができるため、
信頼性の高いセラミックヒータ１０とすることができ
る。
を、Ｓｉ3 Ｎ4 粉末中でホットプレスすることによっ
て、セラミック焼結体１１の焼結とともに発熱体１２と
することができる。また、発熱体１２およびセラミック
焼結体１１が同時に焼結されるため、発熱体１２を単独
で加工する必要がなくなり、加工コストの低減を図るこ
とができる。また、発熱体１２の組成をＲｅ−Ｗ合金単
独ではなく、ＷＣおよびＳｉ3 Ｎ4を添加しているた
め、セラミックヒータ１０の主体である窒化珪素（Ｓｉ
3 Ｎ4）との熱膨張差を小さくすることができるため、
信頼性の高いセラミックヒータ１０とすることができ
る。
【００１３】以上の構成からなる本実施例のセラミック
ヒータ１０における発熱体１２の組成と、耐久性との関
係を表１に示す。なお、ホットプレス条件は、１８５０
℃×３０分、２００ｋｇ／ｃｍ2 である。表１中、サン
プル番号１〜８のみが本発明に該当するものである。
ヒータ１０における発熱体１２の組成と、耐久性との関
係を表１に示す。なお、ホットプレス条件は、１８５０
℃×３０分、２００ｋｇ／ｃｍ2 である。表１中、サン
プル番号１〜８のみが本発明に該当するものである。
【００１４】
【表１】
【００１５】サンプル番号１〜８の本発明にかかる組成
を有するものでは、クラックの発生はなく、良好な耐久
性を確保できる。これに対し、サンプル番号９の組成で
は、Ｒｅ−Ｗ合金におけるＲｅの割合が３重量％未満で
あるため、ＷＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 との結合性が低下し、発熱
体１２自体にクラックが発生する。また、サンプル番号
１０のように、Ｒｅ−Ｗ合金におけるＲｅの割合が４０
重量％を超えると、ヒータ材の熱膨張係数が大きくな
り、発熱体１２回りにクラックが発生する。また、サン
プル番号１１のように、ＷＣおよびＳｉ3 Ｎ4 の合計量
が５重量％未満の場合も、結合性が低下して、発熱体１
２自体にクラックが発生する。さらに、サンプル番号１
２、１３のように、ＷＣおよびＳｉ3 Ｎ4 の合計量が５
０重量％を超える場合にも、発熱体１２自体や、発熱体
１２回りにクラックが発生する。
を有するものでは、クラックの発生はなく、良好な耐久
性を確保できる。これに対し、サンプル番号９の組成で
は、Ｒｅ−Ｗ合金におけるＲｅの割合が３重量％未満で
あるため、ＷＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 との結合性が低下し、発熱
体１２自体にクラックが発生する。また、サンプル番号
１０のように、Ｒｅ−Ｗ合金におけるＲｅの割合が４０
重量％を超えると、ヒータ材の熱膨張係数が大きくな
り、発熱体１２回りにクラックが発生する。また、サン
プル番号１１のように、ＷＣおよびＳｉ3 Ｎ4 の合計量
が５重量％未満の場合も、結合性が低下して、発熱体１
２自体にクラックが発生する。さらに、サンプル番号１
２、１３のように、ＷＣおよびＳｉ3 Ｎ4 の合計量が５
０重量％を超える場合にも、発熱体１２自体や、発熱体
１２回りにクラックが発生する。
【００１６】図３は、上記の製造方法によって製造され
たセラミックヒータ１０を発熱部として用いたセラミッ
クグロープラグ１を示すものであり、セラミックグロー
プラグ１において、２は機関への取付けのためのねじ２
ａが形成された取付け金具、３はセラミックヒータ１０
を支持する外筒、４はねじ４ａが形成された通電用の中
軸、５は中軸４とセラミックヒータ１０を接続するリー
ドコイル、６は中軸４と取付け金具２との絶縁のための
絶縁体、７は中軸４にねじ止めされて絶縁体６を固定す
る丸ナット、８はガラスシールである。
たセラミックヒータ１０を発熱部として用いたセラミッ
クグロープラグ１を示すものであり、セラミックグロー
プラグ１において、２は機関への取付けのためのねじ２
ａが形成された取付け金具、３はセラミックヒータ１０
を支持する外筒、４はねじ４ａが形成された通電用の中
軸、５は中軸４とセラミックヒータ１０を接続するリー
ドコイル、６は中軸４と取付け金具２との絶縁のための
絶縁体、７は中軸４にねじ止めされて絶縁体６を固定す
る丸ナット、８はガラスシールである。
【００１７】以下、セラミックグロープラグ１の製造方
法について、上記で成形されたセラミックヒータ１０
に続く部分を説明する。 セラミックヒータ１０のリード線１４、１５に外筒３
およびリードコイル５をそれぞれろう付けする。 中軸４とリードコイル５を溶接する。 上記の外筒３と取付け金具２をろう付けし、中軸４
と取付け金具２間にガラスシール８を設ける。 上記の取付け金具２と中軸２間に絶縁体６を配して
丸ナット７で固定して、セラミックグロープラグ１の組
み付けを終わる。
法について、上記で成形されたセラミックヒータ１０
に続く部分を説明する。 セラミックヒータ１０のリード線１４、１５に外筒３
およびリードコイル５をそれぞれろう付けする。 中軸４とリードコイル５を溶接する。 上記の外筒３と取付け金具２をろう付けし、中軸４
と取付け金具２間にガラスシール８を設ける。 上記の取付け金具２と中軸２間に絶縁体６を配して
丸ナット７で固定して、セラミックグロープラグ１の組
み付けを終わる。
【００１８】以上のとおり、本発明によれば、発熱体１
２がセラミックヒータ１０の主体であるセラミック焼結
体１１と同時に焼結されるため、発熱体１２の加工コス
トの低減を図ることができる。また、発熱体１２の成分
として、ＷＣおよびＳｉ3 Ｎ4 をＲｅ−Ｗ合金に添加し
ているため、セラミックヒータ１０の主体であるＳｉ3
Ｎ4 との熱膨張差を小さくすることができるため、信頼
性の高いセラミックヒータ１０とすることができる。
２がセラミックヒータ１０の主体であるセラミック焼結
体１１と同時に焼結されるため、発熱体１２の加工コス
トの低減を図ることができる。また、発熱体１２の成分
として、ＷＣおよびＳｉ3 Ｎ4 をＲｅ−Ｗ合金に添加し
ているため、セラミックヒータ１０の主体であるＳｉ3
Ｎ4 との熱膨張差を小さくすることができるため、信頼
性の高いセラミックヒータ１０とすることができる。
【図１】本発明の実施例を示すセラミックヒータを示す
断面図である。
断面図である。
【図２】本実施例のセラミックヒータの製造過程におけ
る各成形体の配列を示す斜視図およびプレス型による成
形を示す断面図である。
る各成形体の配列を示す斜視図およびプレス型による成
形を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例を示すセラミックグロープラグ
を示す断面図である。
を示す断面図である。
１ セラミックグロープラグ １０ セラミックヒータ（発熱部） １１ セラミック焼結体 １２ 発熱体 １２ａ 発熱体用成形体
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｒｅ−Ｗ合金、Ｓｉ3 Ｎ4 の各粉末を混
合した粉末混合物、あるいは、Ｒｅ−Ｗ合金、ＷＣ、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 の各粉末を混合した粉末混合物から成形した発
熱体用成形体をＳｉ3 Ｎ4 粉末中に埋設し、 前記発熱体用成形体を前記Ｓｉ3 Ｎ4 粉末とともにホッ
トプレス焼成して発熱体を焼結させたセラミックヒー
タ。 - 【請求項２】 前記Ｒｅ−Ｗ合金粉末におけるＲｅの割
合を３〜４０重量％とすることを特徴とする請求項１記
載のセラミックヒータ。 - 【請求項３】 前記ＷＣまたは前記ＷＣおよびＳｉ3 Ｎ
4 を、５〜５０重量％添加することを特徴とする請求項
２記載のセラミックヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6844895A JPH08264267A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | セラミックヒータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6844895A JPH08264267A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | セラミックヒータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08264267A true JPH08264267A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=13374009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6844895A Pending JPH08264267A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | セラミックヒータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08264267A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007226972A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミックヒータの製造方法 |
-
1995
- 1995-03-27 JP JP6844895A patent/JPH08264267A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007226972A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミックヒータの製造方法 |
| JP4559979B2 (ja) * | 2006-02-21 | 2010-10-13 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミックヒータの製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040623 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20041109 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |