JPH08273813A - セラミックヒーター - Google Patents
セラミックヒーターInfo
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- JPH08273813A JPH08273813A JP9421995A JP9421995A JPH08273813A JP H08273813 A JPH08273813 A JP H08273813A JP 9421995 A JP9421995 A JP 9421995A JP 9421995 A JP9421995 A JP 9421995A JP H08273813 A JPH08273813 A JP H08273813A
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- JP
- Japan
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- ceramic
- heat pattern
- heating element
- ceramic sheet
- aluminum nitride
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 レニウム−タングステン合金のヒートパター
ンを内蔵するセラミックヒーターを安定した使用及び耐
久性を向上できる。 【構成】 窒化アルミニウムのセラミックシート１０に
対してレニウム−タングステン合金粉末のヒートパター
ン３′を印刷し、このヒートパターン３′を印刷したセ
ラミックシート１０に対して同材料のセラミックシート
１１を積層し、この積層されたセラミックシート１０，
１１を上下方向から窒化珪素のセラミックシート１２，
１３により挟持すると共にプレス成形、焼成してセラミ
ックヒーター１とした。また、ヒートパターンの発熱体
３ａに対して温度抵抗係数の大きい物質を直列に接続す
ることで自己制御機能を有するものとし、ヒートパター
ンの断線を防止して耐久性を向上できる。
ンを内蔵するセラミックヒーターを安定した使用及び耐
久性を向上できる。 【構成】 窒化アルミニウムのセラミックシート１０に
対してレニウム−タングステン合金粉末のヒートパター
ン３′を印刷し、このヒートパターン３′を印刷したセ
ラミックシート１０に対して同材料のセラミックシート
１１を積層し、この積層されたセラミックシート１０，
１１を上下方向から窒化珪素のセラミックシート１２，
１３により挟持すると共にプレス成形、焼成してセラミ
ックヒーター１とした。また、ヒートパターンの発熱体
３ａに対して温度抵抗係数の大きい物質を直列に接続す
ることで自己制御機能を有するものとし、ヒートパター
ンの断線を防止して耐久性を向上できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、主としてディーゼル
エンジンの低温始動時における燃料の着火や燃焼機器の
着火及び酸素センサーの活性化に使用されるセラミック
ヒーターの構造に関する。
エンジンの低温始動時における燃料の着火や燃焼機器の
着火及び酸素センサーの活性化に使用されるセラミック
ヒーターの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、主としてディーゼルエンジンの低
温始動時における燃料の着火や燃焼機器の着火及び酸素
センサーの活性化に使用されるセラミックヒーターに
は、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を主成分とする絶
縁体シート上にタングステン（Ｗ）或はモリブデン（Ｍ
ｏ）等の粉末によりヒートパターンを印刷すると共に棒
状に成形した後、焼成することにより、特に酸素センサ
ー用のセラミックヒーターとしてなるものや、窒化珪素
（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を主成分とする絶縁体シート上に、タン
グステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属粉末によ
りヒートパターンを印刷すると共に適宜ヒーターの形状
に成形した後、焼成することでセラミックヒーターとし
てなるものの他、レニウム（Ｒｅ）−タングステン
（Ｗ）合金線材を巻回してコイル状とし、このコイル状
としたレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）合金線材
を窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 燃焼体）基体中に内蔵して発熱
体とするセラミックヒーターが一般的に知られている。
温始動時における燃料の着火や燃焼機器の着火及び酸素
センサーの活性化に使用されるセラミックヒーターに
は、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を主成分とする絶
縁体シート上にタングステン（Ｗ）或はモリブデン（Ｍ
ｏ）等の粉末によりヒートパターンを印刷すると共に棒
状に成形した後、焼成することにより、特に酸素センサ
ー用のセラミックヒーターとしてなるものや、窒化珪素
（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を主成分とする絶縁体シート上に、タン
グステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属粉末によ
りヒートパターンを印刷すると共に適宜ヒーターの形状
に成形した後、焼成することでセラミックヒーターとし
てなるものの他、レニウム（Ｒｅ）−タングステン
（Ｗ）合金線材を巻回してコイル状とし、このコイル状
としたレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）合金線材
を窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 燃焼体）基体中に内蔵して発熱
体とするセラミックヒーターが一般的に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のものにおいて、主としてディーゼルエンジンの低
温始動時における燃料の着火や燃焼機器の着火などに使
用されるセラミックヒーターにおいて、酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を主成分とする絶縁体シート上にヒー
トパターンを印刷すると共に棒状に成形した後、焼成す
ることにより、特に酸素センサー用のセラミックヒータ
ーとしてなるものの場合、タングステン（Ｗ）或はモリ
ブデン（Ｍｏ）等により印刷するヒートパターンを用い
るものとすることでセラミックヒーターとしての製造コ
スト自体は引き下げることが可能となるが、ヒータパタ
ーンを印刷する絶縁体シートが酸化アルミニウム（Ａｌ
2 Ｏ3 ）を主成分とするものであるため耐熱衝撃性が低
く、セラミックヒーターにおいて急速な昇温を実施する
とセラミックヒーターを構成する絶縁体シート自体が破
損し易くなるという問題を有するものとなる。
従来のものにおいて、主としてディーゼルエンジンの低
温始動時における燃料の着火や燃焼機器の着火などに使
用されるセラミックヒーターにおいて、酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を主成分とする絶縁体シート上にヒー
トパターンを印刷すると共に棒状に成形した後、焼成す
ることにより、特に酸素センサー用のセラミックヒータ
ーとしてなるものの場合、タングステン（Ｗ）或はモリ
ブデン（Ｍｏ）等により印刷するヒートパターンを用い
るものとすることでセラミックヒーターとしての製造コ
スト自体は引き下げることが可能となるが、ヒータパタ
ーンを印刷する絶縁体シートが酸化アルミニウム（Ａｌ
2 Ｏ3 ）を主成分とするものであるため耐熱衝撃性が低
く、セラミックヒーターにおいて急速な昇温を実施する
とセラミックヒーターを構成する絶縁体シート自体が破
損し易くなるという問題を有するものとなる。
【０００４】更に、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を主成分と
する絶縁体シート上において、タングステン（Ｗ）、モ
リブデン（Ｍｏ）等の粉末によりヒートパターンを印刷
すると共に適宜ヒーターの形状に成形した後、焼成する
ことでセラミックヒーターとしてなるものでは、ヒート
パターンを印刷する絶縁体シートに窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4
）を使用するものであるため、絶縁体シート自体の耐
熱衝撃性は向上するものとなり、急速な昇温を実施して
もセラミックヒーターを構成する絶縁体シート自体の熱
衝撃による破損は確実に解消できるが、発熱するヒート
パターンがタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等
の粉末により印刷されるものであるため、通電による自
己発熱量が十分に確保できず、ディーゼルエンジンの低
温始動時における始動性能が低下してしまう問題があ
る。
する絶縁体シート上において、タングステン（Ｗ）、モ
リブデン（Ｍｏ）等の粉末によりヒートパターンを印刷
すると共に適宜ヒーターの形状に成形した後、焼成する
ことでセラミックヒーターとしてなるものでは、ヒート
パターンを印刷する絶縁体シートに窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4
）を使用するものであるため、絶縁体シート自体の耐
熱衝撃性は向上するものとなり、急速な昇温を実施して
もセラミックヒーターを構成する絶縁体シート自体の熱
衝撃による破損は確実に解消できるが、発熱するヒート
パターンがタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等
の粉末により印刷されるものであるため、通電による自
己発熱量が十分に確保できず、ディーゼルエンジンの低
温始動時における始動性能が低下してしまう問題があ
る。
【０００５】一方、レニウム（Ｒｅ）−タングステン
（Ｗ）合金線材を巻回してコイル状とし、このコイル状
としたレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）合金線材
からなる発熱体を窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）基体中に内蔵
して、又はレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）の合
金粉末により窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）よりなるセラミッ
クシート上に印刷されるヒートパターンをもって発熱体
とするセラミックヒーターの場合は、セラミックヒータ
ーを構成する窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）基体中に内蔵され
る発熱体、すなわちコイル状としたレニウム（Ｒｅ）−
タングステン（Ｗ）合金線材、又はレニウム（Ｒｅ）−
タングステン（Ｗ）の合金粉末により印刷されるヒート
パターンは、通電によって発生する自己発熱が極めて高
温となるためディーゼルエンジンの低温始動時における
吸入空気の予熱あるいは燃料の着火には適するものであ
ると共に、窒化珪素自体が耐熱衝撃性が高いため破損な
どを確実に防止することができるが、このコイル状とし
たレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）合金線材、又
はレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）の合金粉末に
より印刷されるヒートパターンからなる発熱体への通電
に伴う高温状態が長時間持続された場合には、コイル状
としたレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）合金線
材、又はレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）の合金
粉末により印刷されるヒートパターンよりなる発熱体を
内蔵する窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）基体が反応して、コイ
ル状としたレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）合金
線材、又はレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）の合
金粉末により印刷されるヒートパターンよりなる発熱体
と、この発熱体を内蔵することとなる窒化珪素（Ｓｉ3
Ｎ4）基体との間に珪化層を形成してしまうことから、
セラミックヒーターを構成する発熱体の電気抵抗の変化
と共にセラミックヒーターの昇温特性が変化し、急速な
高温度への昇温が妨げられる恐れがある。
（Ｗ）合金線材を巻回してコイル状とし、このコイル状
としたレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）合金線材
からなる発熱体を窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）基体中に内蔵
して、又はレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）の合
金粉末により窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）よりなるセラミッ
クシート上に印刷されるヒートパターンをもって発熱体
とするセラミックヒーターの場合は、セラミックヒータ
ーを構成する窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）基体中に内蔵され
る発熱体、すなわちコイル状としたレニウム（Ｒｅ）−
タングステン（Ｗ）合金線材、又はレニウム（Ｒｅ）−
タングステン（Ｗ）の合金粉末により印刷されるヒート
パターンは、通電によって発生する自己発熱が極めて高
温となるためディーゼルエンジンの低温始動時における
吸入空気の予熱あるいは燃料の着火には適するものであ
ると共に、窒化珪素自体が耐熱衝撃性が高いため破損な
どを確実に防止することができるが、このコイル状とし
たレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）合金線材、又
はレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）の合金粉末に
より印刷されるヒートパターンからなる発熱体への通電
に伴う高温状態が長時間持続された場合には、コイル状
としたレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）合金線
材、又はレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）の合金
粉末により印刷されるヒートパターンよりなる発熱体を
内蔵する窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）基体が反応して、コイ
ル状としたレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）合金
線材、又はレニウム（Ｒｅ）−タングステン（Ｗ）の合
金粉末により印刷されるヒートパターンよりなる発熱体
と、この発熱体を内蔵することとなる窒化珪素（Ｓｉ3
Ｎ4）基体との間に珪化層を形成してしまうことから、
セラミックヒーターを構成する発熱体の電気抵抗の変化
と共にセラミックヒーターの昇温特性が変化し、急速な
高温度への昇温が妨げられる恐れがある。
【０００６】そこで、この発明は上記従来のものより性
能を改善するものであり、高温度への急速な昇温を可能
にするレニウム−タングステン合金からなる発熱体を内
蔵する耐熱衝撃性の高い窒化珪素のセラミックヒーター
を長期間にわたって安定して使用できるように耐久性を
向上させようとするものである。
能を改善するものであり、高温度への急速な昇温を可能
にするレニウム−タングステン合金からなる発熱体を内
蔵する耐熱衝撃性の高い窒化珪素のセラミックヒーター
を長期間にわたって安定して使用できるように耐久性を
向上させようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのために、レニウム−
タングステン合金粉末を印刷用インキと混合することに
より調製される印刷用ペーストをもって、窒化アルミニ
ウムを主成分とするセラミックシート上に、電極取出部
と一体に発熱体となる任意形状及び厚さを有するヒート
パターンを印刷すると共に、このヒートパターンを印刷
した窒化アルミニウムのセラミックシートに対して該ヒ
−トパターンを覆うように同形状の窒化アルミニウムを
主成分とするセラミックシートを一体に積層し、更に、
この積層された窒化アルミニウムを主成分とするセラミ
ックシートを上下方向から窒化珪素を主成分とするセラ
ミックシートによって挟持した後、プレス成形し、焼成
してなるものであり、更に上記窒化アルミニウムを主成
分とするセラミックシート上に、電極取出部と一体に発
熱体となる任意形状及び厚さを有するヒートパターンを
印刷すると共に、この発熱体となるヒートパターンにお
いて、前記発熱体と直列に発熱体より温度抵抗係数のよ
り大きい導電物質を接続してなるものである。
タングステン合金粉末を印刷用インキと混合することに
より調製される印刷用ペーストをもって、窒化アルミニ
ウムを主成分とするセラミックシート上に、電極取出部
と一体に発熱体となる任意形状及び厚さを有するヒート
パターンを印刷すると共に、このヒートパターンを印刷
した窒化アルミニウムのセラミックシートに対して該ヒ
−トパターンを覆うように同形状の窒化アルミニウムを
主成分とするセラミックシートを一体に積層し、更に、
この積層された窒化アルミニウムを主成分とするセラミ
ックシートを上下方向から窒化珪素を主成分とするセラ
ミックシートによって挟持した後、プレス成形し、焼成
してなるものであり、更に上記窒化アルミニウムを主成
分とするセラミックシート上に、電極取出部と一体に発
熱体となる任意形状及び厚さを有するヒートパターンを
印刷すると共に、この発熱体となるヒートパターンにお
いて、前記発熱体と直列に発熱体より温度抵抗係数のよ
り大きい導電物質を接続してなるものである。
【０００８】
【作用】上記の構成を具えるので、セラミックヒーター
として長期間にわたって使用しても、発熱体である窒化
アルミニウムを主成分とするセラミックシート上に印刷
されるレニウム−タングステン合金粉末のヒートパター
ンは、このヒートパターンを印刷する窒化アルミニウム
とは反応することなく、しかも他の窒化アルミニウムの
セラミックシートによって積層されるものとなるので、
レニウム−タングステン合金粉末よりなる発熱体と、こ
の発熱体を内蔵する窒化珪素基体との間には珪化層は生
じることがなく、発熱体の電気抵抗の変化を防止するこ
とができ、従ってセラミックヒーターとして高温で長時
間使用してもセラミックヒーターとしての昇温特性を十
分安定して発揮させることができる。
として長期間にわたって使用しても、発熱体である窒化
アルミニウムを主成分とするセラミックシート上に印刷
されるレニウム−タングステン合金粉末のヒートパター
ンは、このヒートパターンを印刷する窒化アルミニウム
とは反応することなく、しかも他の窒化アルミニウムの
セラミックシートによって積層されるものとなるので、
レニウム−タングステン合金粉末よりなる発熱体と、こ
の発熱体を内蔵する窒化珪素基体との間には珪化層は生
じることがなく、発熱体の電気抵抗の変化を防止するこ
とができ、従ってセラミックヒーターとして高温で長時
間使用してもセラミックヒーターとしての昇温特性を十
分安定して発揮させることができる。
【０００９】更に、前記のヒートパターンに対して、前
記発熱体と直列に発熱体より温度抵抗係数のより大きい
導電物質を配置して自己制御機能を有するものとしたも
ので、ヒートパターンに大電流を流して急速に昇温さ
せ、高温に応じて発熱体となるヒートパターンに通電さ
れる加熱電流を減少させることにより、セラミックヒー
ターとしての昇温特性を向上させて、ディーゼルエンジ
ンの低温始動時における燃料への着火性や燃焼機器の着
火性及び酸素センサーの活性化に要する時間を短縮化す
ると共に、過熱の防止によってヒートパターンの断線を
防止し、耐久性を確実に確保することができるものであ
る。
記発熱体と直列に発熱体より温度抵抗係数のより大きい
導電物質を配置して自己制御機能を有するものとしたも
ので、ヒートパターンに大電流を流して急速に昇温さ
せ、高温に応じて発熱体となるヒートパターンに通電さ
れる加熱電流を減少させることにより、セラミックヒー
ターとしての昇温特性を向上させて、ディーゼルエンジ
ンの低温始動時における燃料への着火性や燃焼機器の着
火性及び酸素センサーの活性化に要する時間を短縮化す
ると共に、過熱の防止によってヒートパターンの断線を
防止し、耐久性を確実に確保することができるものであ
る。
【００１０】
【実施例】この発明を図に示す実施例により更に説明す
る。（１）は、この発明の実施例である板状のセラミッ
クヒーターであり、この板状のセラミックヒーター
（１）は、内部に発熱体（３ａ）となるレニウム−タン
グステン合金粉末によるヒートパターン（３）を内蔵す
る窒化珪素を主成分とするセラミックヒーター本体
（２）と、このセラミックヒーター本体（２）の表面に
導出される正、負の電極取出部（４）（５）に対して電
気的導通を図るべく各々リード線（８）（９）に接続す
る電極板（６）（７）から構成されるものである。
る。（１）は、この発明の実施例である板状のセラミッ
クヒーターであり、この板状のセラミックヒーター
（１）は、内部に発熱体（３ａ）となるレニウム−タン
グステン合金粉末によるヒートパターン（３）を内蔵す
る窒化珪素を主成分とするセラミックヒーター本体
（２）と、このセラミックヒーター本体（２）の表面に
導出される正、負の電極取出部（４）（５）に対して電
気的導通を図るべく各々リード線（８）（９）に接続す
る電極板（６）（７）から構成されるものである。
【００１１】そして、上記セラミックヒーター本体
（２）は、レニウム−タングステン合金粉末を印刷用イ
ンキと混合することにより調製される印刷用ペーストを
もって、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックシ
ート（１０）上に、電極取出部（４）（５）と一体に発
熱体（３′ａ）となる任意形状及び厚さを有するヒート
パターン（３’）を印刷すると共に、このヒートパター
ン（３’）を印刷した窒化アルミニウムのセラミックシ
ート（１０）に対して同形状の窒化アルミニウムを主成
分とするセラミックシート（１１）を一体に積層し、こ
の積層した窒化アルミニウムを主成分とするセラミック
シート（１０）（１１）を上下方向から窒化珪素を主成
分とするセラミックシート（１２）（１３）によって挟
持した後、プレス成形し、焼成してなるものである。な
お、このセラミックヒーター（１）の成形に当たって
は、使用目的又は場所に応じて上述する板状の他に、上
記積層したプレス成形体を円筒状或は巻回状などに成形
した後焼成することも考えられる。また、印刷用インキ
としては、有機バインダとして例えばポリビニルブチラ
ール、ＥＶＡ、アクリル樹脂などと溶剤として例えばエ
チルアルコール、トルエンなどが使用され、これらをレ
ニウムータングステン金属粉末に加えて混合してペース
ト状とする。更に、これらに少量のＳｉ3 Ｎ4 粉末を混
合し、抵抗値、膨張係数を調整することができる。
（２）は、レニウム−タングステン合金粉末を印刷用イ
ンキと混合することにより調製される印刷用ペーストを
もって、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックシ
ート（１０）上に、電極取出部（４）（５）と一体に発
熱体（３′ａ）となる任意形状及び厚さを有するヒート
パターン（３’）を印刷すると共に、このヒートパター
ン（３’）を印刷した窒化アルミニウムのセラミックシ
ート（１０）に対して同形状の窒化アルミニウムを主成
分とするセラミックシート（１１）を一体に積層し、こ
の積層した窒化アルミニウムを主成分とするセラミック
シート（１０）（１１）を上下方向から窒化珪素を主成
分とするセラミックシート（１２）（１３）によって挟
持した後、プレス成形し、焼成してなるものである。な
お、このセラミックヒーター（１）の成形に当たって
は、使用目的又は場所に応じて上述する板状の他に、上
記積層したプレス成形体を円筒状或は巻回状などに成形
した後焼成することも考えられる。また、印刷用インキ
としては、有機バインダとして例えばポリビニルブチラ
ール、ＥＶＡ、アクリル樹脂などと溶剤として例えばエ
チルアルコール、トルエンなどが使用され、これらをレ
ニウムータングステン金属粉末に加えて混合してペース
ト状とする。更に、これらに少量のＳｉ3 Ｎ4 粉末を混
合し、抵抗値、膨張係数を調整することができる。
【００１２】この発明の実施例であるセラミックヒータ
ー（１）は、以上の構成を具えるので、実際にリード線
（８）（９）と一体となる電極板（６）（７）を介して
正、負の電極取出部（４）（５）を通じて、この電極取
出部（４）（５）と一体となるセラミックヒーター本体
（２）内に内蔵され、発熱体（３ａ）となるレニウム−
タングステン合金粉末によるヒートパターン（３）に対
して通電を行うものとすると、この通電により自己発熱
を行うヒートパターン（３）が、レニウム−タングステ
ン合金粉末を印刷用インキと混合することにより調製さ
れる印刷用ペーストをもって、窒化アルミニウムを主成
分とするセラミックシート（１０）に印刷されるもので
あると共に、このセラミックシート（１０）上に印刷さ
れるレニウム−タングステン合金粉末によるヒートパタ
ーン（３）に対して、同形状の窒化アルミニウムを主成
分とするセラミックシート（１１）を一体に積層すると
共に、この積層する窒化アルミニウムのセラミックシー
ト（１０）（１１）を上下方向から窒化珪素のセラミッ
クシート（１２）（１３）によって挟持した後、プレス
成形、焼成してなるものであるので、ディーゼルエンジ
ン等の低温始動時における予熱等のために、高温度に急
速に昇温させ、更に、発熱体であるヒートパターン
（３）を長時間にわたって高温度状態にしておいても、
発熱体であるヒートパターン（３）を構成するレニウム
−タングステン合金粉末は、ヒートパターン（３）を印
刷し、更にこのセラミックシート（１０）に印刷された
ヒートパターン（３）に対して積層されるセラミックシ
ート（１１）をも窒化アルミニウム（ＡｌＮ）であるた
め、発熱体となるヒートパターン（３）中に含まれるレ
ニウム（Ｒｅ）とセラミックシート（１０）（１１）と
は化学的に反応することがなく、すなわちヒートパター
ン（３）を構成するレニウム（Ｒｅ）−タングステン
（Ｗ）合金粉末は窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を主成分とす
るセラミックシート（１２）（１３）に対しては直接接
触することがない。その結果発熱体であるヒートパター
ン（３）の表面には、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を主成分
とするセラミックシート（１２）（１３）に由来する珪
化層が形成されることを防止できることとなるため、セ
ラミックヒーター本体（２）内に内蔵されるヒートパタ
ーン（３）の電気抵抗も変化することがなく、セラミッ
クヒーター（１）として長期間にわたり安定して使用す
ることができる共に、セラミックヒーター（１）の表面
が窒化珪素を主成分とするセラミックシート（１２）
（１３）となっているため、耐熱衝撃性に優れたもので
あり、セラミックヒーター（１）の急速な昇温に対して
十分に対応することができる。
ー（１）は、以上の構成を具えるので、実際にリード線
（８）（９）と一体となる電極板（６）（７）を介して
正、負の電極取出部（４）（５）を通じて、この電極取
出部（４）（５）と一体となるセラミックヒーター本体
（２）内に内蔵され、発熱体（３ａ）となるレニウム−
タングステン合金粉末によるヒートパターン（３）に対
して通電を行うものとすると、この通電により自己発熱
を行うヒートパターン（３）が、レニウム−タングステ
ン合金粉末を印刷用インキと混合することにより調製さ
れる印刷用ペーストをもって、窒化アルミニウムを主成
分とするセラミックシート（１０）に印刷されるもので
あると共に、このセラミックシート（１０）上に印刷さ
れるレニウム−タングステン合金粉末によるヒートパタ
ーン（３）に対して、同形状の窒化アルミニウムを主成
分とするセラミックシート（１１）を一体に積層すると
共に、この積層する窒化アルミニウムのセラミックシー
ト（１０）（１１）を上下方向から窒化珪素のセラミッ
クシート（１２）（１３）によって挟持した後、プレス
成形、焼成してなるものであるので、ディーゼルエンジ
ン等の低温始動時における予熱等のために、高温度に急
速に昇温させ、更に、発熱体であるヒートパターン
（３）を長時間にわたって高温度状態にしておいても、
発熱体であるヒートパターン（３）を構成するレニウム
−タングステン合金粉末は、ヒートパターン（３）を印
刷し、更にこのセラミックシート（１０）に印刷された
ヒートパターン（３）に対して積層されるセラミックシ
ート（１１）をも窒化アルミニウム（ＡｌＮ）であるた
め、発熱体となるヒートパターン（３）中に含まれるレ
ニウム（Ｒｅ）とセラミックシート（１０）（１１）と
は化学的に反応することがなく、すなわちヒートパター
ン（３）を構成するレニウム（Ｒｅ）−タングステン
（Ｗ）合金粉末は窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を主成分とす
るセラミックシート（１２）（１３）に対しては直接接
触することがない。その結果発熱体であるヒートパター
ン（３）の表面には、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を主成分
とするセラミックシート（１２）（１３）に由来する珪
化層が形成されることを防止できることとなるため、セ
ラミックヒーター本体（２）内に内蔵されるヒートパタ
ーン（３）の電気抵抗も変化することがなく、セラミッ
クヒーター（１）として長期間にわたり安定して使用す
ることができる共に、セラミックヒーター（１）の表面
が窒化珪素を主成分とするセラミックシート（１２）
（１３）となっているため、耐熱衝撃性に優れたもので
あり、セラミックヒーター（１）の急速な昇温に対して
十分に対応することができる。
【００１３】更に、この窒化アルミニウムのセラミック
シート（１０）上に印刷されるレニウム−タングステン
合金粉末のヒートパターン（３）に対して、発熱体（３
ａ）と直列に発熱体（３ａ）より温度抵抗係数のより大
きい導電物質、例えばＷ、Ｍｏ線又はＷ、Ｍｏ粉末のペ
ーストを接続し、上述と同様に積層して焼成することに
よって、セラミックヒーター（１）の発熱体（３ａ）に
大電流を流して、急速に昇温させると共に、発熱体（３
ａ）に対して直列に配置される温度抵抗係数のより大き
い導電物質の温度上昇によって加熱電流を減少させて過
熱を防止することから、セラミックヒーター（１）とし
ての昇温特性を向上させて、ディーゼルエンジンの低温
始動時における燃料への着火性及び酸素センサーの活性
化の向上を可能にすると共に、発熱体であるヒートパタ
ーン（３）の急速な昇温に伴うヒートパターン（３）の
断線を防止し、耐久性を確実に確保することができるも
のである。
シート（１０）上に印刷されるレニウム−タングステン
合金粉末のヒートパターン（３）に対して、発熱体（３
ａ）と直列に発熱体（３ａ）より温度抵抗係数のより大
きい導電物質、例えばＷ、Ｍｏ線又はＷ、Ｍｏ粉末のペ
ーストを接続し、上述と同様に積層して焼成することに
よって、セラミックヒーター（１）の発熱体（３ａ）に
大電流を流して、急速に昇温させると共に、発熱体（３
ａ）に対して直列に配置される温度抵抗係数のより大き
い導電物質の温度上昇によって加熱電流を減少させて過
熱を防止することから、セラミックヒーター（１）とし
ての昇温特性を向上させて、ディーゼルエンジンの低温
始動時における燃料への着火性及び酸素センサーの活性
化の向上を可能にすると共に、発熱体であるヒートパタ
ーン（３）の急速な昇温に伴うヒートパターン（３）の
断線を防止し、耐久性を確実に確保することができるも
のである。
【００１４】
【発明の効果】以上のとおり、レニウム−タングステン
合金粉末からなるヒートパターンを窒化アルミニウムを
主成分とするセラミックシート上に印刷すると共に、こ
のヒートパターンを印刷するセラミックシートに対して
窒化アルミニウムを主成分とするセラミックシートを積
層した上、この積層する窒化アルミニウムのセラミック
シートを上下方向から窒化珪素を主成分とするセラミッ
クシートにより挟持した後、プレス成形、焼成してなる
ものとすることで、ヒートパターン表面に珪化層を生ず
ることなくレニウム−タングステン合金粉末のヒートパ
ターンにおける安定して長時間にわたる高温状態を維持
することができると共に、熱衝撃性を向上させることで
急速な昇温に対しての破損を確実に防止することができ
る。更に、このヒートパターンに温度抵抗係数の大きい
物質を直列に接続することで自己制御機能を有するもの
とし、急速な昇温に伴うヒートパターンの断線を防ぎ、
耐久性をも向上させることができる優れた効果を有する
ものである。
合金粉末からなるヒートパターンを窒化アルミニウムを
主成分とするセラミックシート上に印刷すると共に、こ
のヒートパターンを印刷するセラミックシートに対して
窒化アルミニウムを主成分とするセラミックシートを積
層した上、この積層する窒化アルミニウムのセラミック
シートを上下方向から窒化珪素を主成分とするセラミッ
クシートにより挟持した後、プレス成形、焼成してなる
ものとすることで、ヒートパターン表面に珪化層を生ず
ることなくレニウム−タングステン合金粉末のヒートパ
ターンにおける安定して長時間にわたる高温状態を維持
することができると共に、熱衝撃性を向上させることで
急速な昇温に対しての破損を確実に防止することができ
る。更に、このヒートパターンに温度抵抗係数の大きい
物質を直列に接続することで自己制御機能を有するもの
とし、急速な昇温に伴うヒートパターンの断線を防ぎ、
耐久性をも向上させることができる優れた効果を有する
ものである。
【図１】この発明の実施例である板状のセラミックヒー
ターの要部拡大部分断面正面図である。
ターの要部拡大部分断面正面図である。
【図２】この発明の実施例である板状のセラミックヒー
ターにおけるセラミックシートの積層状態を示す分解斜
視図である。
ターにおけるセラミックシートの積層状態を示す分解斜
視図である。
１ セラミックヒーター ２ セラミックヒーター本体 ３ ヒートパターン ３ａ 発熱体 ３’（焼成前の）ヒートパターン ３′ａ （焼成前の）発熱体 ４ 電極取出部 ５ 電極取出部 ６ 電極板 ７ 電極板 ８ リード線 ９ リード線 １０ （窒化アルミニウムの）セラミックシート １１ （窒化アルミニウムの）セラミックシート １２ （窒化珪素の）セラミックシート １３ （窒化珪素の）セラミックシート
Claims (2)
- 【請求項１】 レニウム−タングステン合金粉末を印刷
用インキと混合することにより調製される印刷用ペース
トをもって、窒化アルミニウムを主成分とするセラミッ
クシート上に、電極取出部と一体に発熱体となる任意形
状及び厚さを有するヒートパターンを印刷すると共に、
このヒートパターンを印刷した窒化アルミニウムのセラ
ミックシートに対して該ヒートパターンを覆うように同
形状の窒化アルミニウムを主成分とするセラミックシー
トを一体に積層し、更に、この積層された窒化アルミニ
ウムを主成分とするセラミックシートを上下方向から窒
化珪素を主成分とするセラミックシートによって挟持し
た後、プレス成形し、焼成してなるセラミックヒータ
ー。 - 【請求項２】 上記窒化アルミニウムを主成分とするセ
ラミックシート上に、電極取出部と一体に発熱体となる
任意形状及び厚さを有するヒートパターンを印刷すると
共に、この発熱体となるヒートパターンにおいて、前記
発熱体と直列に発熱体より温度抵抗係数のより大きい導
電物質を接続してなる請求項１記載のセラミックヒータ
ー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07094219A JP3087012B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | セラミックヒーター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07094219A JP3087012B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | セラミックヒーター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08273813A true JPH08273813A (ja) | 1996-10-18 |
| JP3087012B2 JP3087012B2 (ja) | 2000-09-11 |
Family
ID=14104213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07094219A Expired - Fee Related JP3087012B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | セラミックヒーター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3087012B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000011970A (ko) * | 1998-07-28 | 2000-02-25 | 클라우스 포스, 게오르그 뮐러 | 람다탐침을구비한가열소자 |
| US6512210B2 (en) | 2000-04-14 | 2003-01-28 | Kyocera Corporation | Ceramic heater |
| KR100459868B1 (ko) * | 2002-09-25 | 2004-12-03 | 한국과학기술연구원 | 저온 소성 세라믹 히터용 조성물 및 세라믹 히터 제조방법 |
| JP2005300046A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミックヒータおよびグロープラグ |
| US7705273B2 (en) | 2004-04-07 | 2010-04-27 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ceramic heater, method of producing the same, and glow plug using a ceramic heater |
-
1995
- 1995-03-29 JP JP07094219A patent/JP3087012B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000011970A (ko) * | 1998-07-28 | 2000-02-25 | 클라우스 포스, 게오르그 뮐러 | 람다탐침을구비한가열소자 |
| US6512210B2 (en) | 2000-04-14 | 2003-01-28 | Kyocera Corporation | Ceramic heater |
| US6787741B2 (en) | 2000-04-14 | 2004-09-07 | Kyocera Corporation | Ceramic heater |
| KR100459868B1 (ko) * | 2002-09-25 | 2004-12-03 | 한국과학기술연구원 | 저온 소성 세라믹 히터용 조성물 및 세라믹 히터 제조방법 |
| US7705273B2 (en) | 2004-04-07 | 2010-04-27 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ceramic heater, method of producing the same, and glow plug using a ceramic heater |
| JP2005300046A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミックヒータおよびグロープラグ |
| JP4546756B2 (ja) * | 2004-04-13 | 2010-09-15 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミックヒータおよびグロープラグ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3087012B2 (ja) | 2000-09-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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