JPH09184627A - Ceramic heater - Google Patents

Ceramic heater

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Publication number
JPH09184627A
JPH09184627A JP35334295A JP35334295A JPH09184627A JP H09184627 A JPH09184627 A JP H09184627A JP 35334295 A JP35334295 A JP 35334295A JP 35334295 A JP35334295 A JP 35334295A JP H09184627 A JPH09184627 A JP H09184627A
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JP
Japan
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ceramic
heating element
bent
base
ceramic heater
Prior art date
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Pending
Application number
JP35334295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsuneo Ito
恒夫 伊藤
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP35334295A priority Critical patent/JPH09184627A/en
Publication of JPH09184627A publication Critical patent/JPH09184627A/en
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  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic heater having a structure where an electrode part is prevented from being positionally displaced during manufacture. SOLUTION: This ceramic heater 1 includes a ceramic substrate 13, a ceramic heater 10 buried in the ceramic substrate 13 and producing heat through its resistance by being supplied with electric power, and linear electrode parts 11, 12 connected at its one end with the ceramic heater 10 for supplying the ceramic heater 10 with electric power and buried in the ceramic substrate 13 together with the ceramic heater 10. U shaped folded-back parts 11b, 12b are formed at ends of the electrodes 11, 12 not connected with the ceramic heater 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はセラミックヒータに
関し、例えばセラミックグロープラグ等に使用されるセ
ラミックヒータに関する。
The present invention relates to a ceramic heater, and more particularly to a ceramic heater used for a ceramic glow plug or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、セラミックグロープラグに使用さ
れるセラミックヒータとして、絶縁性セラミック基体に
対し、通電により抵抗発熱するセラミック発熱体を埋設
した構成を有するものが知られている。セラミック発熱
体には、その通電のために線状又はロッド状の電極部の
一端が埋設される。
2. Description of the Related Art Heretofore, as a ceramic heater used for a ceramic glow plug, there has been known a ceramic heater having a structure in which an insulating ceramic substrate is embedded with a ceramic heating element which generates heat by resistance. One end of a linear or rod-shaped electrode portion is embedded in the ceramic heating element for energization thereof.

【0003】上述のようなセラミックヒータは、例えば
下記のようにして製造されている。すなわち、図8
(a)に示すように、まず、セラミック発熱体を形成す
る導電性セラミック粉末を、射出成形により電極部13
0と一体成形して一体射出成形体135を作る。一方、
これとは別に、セラミック基体を形成するためのセラミ
ック粉末を用いて、上記一体射出成形体135を収容す
るための凹部138がその合わせ面に形成された分割予
備成形体136及び137を予めプレス成形等により作
成しておく。そして、凹部138に一体射出成形体13
5を収容して分割予備成形体136及び137を型合わ
せした後、これらを金型を用いてプレス・一体化するこ
とにより、図8(b)に示す複合成形体139を形成
し、これをさらに焼成・研磨することによりセラミック
ヒータが得られることとなる。なお、図8(a)に示す
ように、各電極部130の末端部には、これを折れ線状
に外側へ曲げることにより、分割予備成形体136及び
137の外周面に沿う直線部130aが形成されてい
る。これら直線部130aは、焼成・研磨後にセラミッ
ク基体の表面に露出して、セラミック発熱体に対する給
電端子部を形成することとなる。
The ceramic heater as described above is manufactured, for example, as follows. That is, FIG.
As shown in (a), first, the conductive ceramic powder forming the ceramic heating element is injected into the electrode portion 13 by injection molding.
Integrally molded with 0 to make an integral injection molded body 135. on the other hand,
Separately from this, the divided preforms 136 and 137 in which the concave portions 138 for accommodating the integral injection-molded body 135 are formed on the mating surfaces thereof are previously press-molded by using the ceramic powder for forming the ceramic base. Etc. Then, the integral injection-molded body 13 is formed in the recess 138.
5 is housed and the divided preforms 136 and 137 are matched with each other, and then these are pressed and integrated by using a mold to form a composite molded body 139 shown in FIG. A ceramic heater can be obtained by further firing and polishing. As shown in FIG. 8A, a linear portion 130a is formed along the outer peripheral surface of the divided preforms 136 and 137 at the end of each electrode portion 130 by bending the electrode portion 130 outward in a polygonal line shape. Has been done. These linear portions 130a are exposed on the surface of the ceramic substrate after firing / polishing to form power supply terminal portions for the ceramic heating element.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のようにして製造
されたセラミックヒータにおいては、電極部130の直
線部130a(すなわち給電端子部)が、分割予備成形
体136及び137の合わせ面に対応する位置に形成さ
れることとなる。ところで、折れ線状の曲げ加工により
直線部130aを形成する場合、曲げられた各部が必ず
しも完全な平面を形成していない場合がある。そのた
め、図8(c)に示すように、直線部130aが形成さ
れた電極部130の末端部が合わせ面139aから浮き
上がり、プレス成形により複合成形体139を形成する
際に、その浮き上がった部分が分割予備成形体136又
は137に食い込んで、同図(d)に示すように、直線
部130aが合わせ面139aから位置ずれを起こすこ
とがある。このような位置ずれが生ずると、セラミック
ヒータの給電端子部が正規の位置に形成されず、例えば
これをグロープラグ等に使用した場合に導通不良を起こ
したり、あるいは製品毎に端子部の位置がばらつく結
果、検査工程におけるヒータ抵抗値測定等の自動化が行
いにくくなるといった問題を生じうる。
In the ceramic heater manufactured as described above, the straight portion 130a of the electrode portion 130 (that is, the power supply terminal portion) corresponds to the mating surface of the divided preforms 136 and 137. Will be formed at the position. By the way, in the case where the straight line portion 130a is formed by a bent line-shaped bending process, the bent portions may not necessarily form a perfect flat surface. Therefore, as shown in FIG. 8C, the terminal portion of the electrode portion 130 on which the linear portion 130a is formed is lifted from the mating surface 139a, and when the composite molded body 139 is formed by press molding, the lifted portion is There is a case where the linear preform 130a is displaced from the mating surface 139a by cutting into the divided preforms 136 or 137, as shown in FIG. When such a positional deviation occurs, the power supply terminal portion of the ceramic heater is not formed at a proper position, and when this is used for a glow plug or the like, conduction failure may occur, or the position of the terminal portion may vary depending on the product. As a result of the variation, there may occur a problem that it becomes difficult to automate the heater resistance value measurement and the like in the inspection process.

【0005】本発明の課題は、その製造中において、電
極部の位置ずれが起こりにくい構造を有するセラミック
ヒータを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a ceramic heater having a structure in which displacement of the electrode portion is unlikely to occur during its manufacture.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上述の課
題を解決するために、本発明のセラミックヒータは、セ
ラミック基体と、そのセラミック基体に埋設され、通電
により抵抗発熱する発熱体と、その発熱体に通電するた
めに該発熱体に一端が接続され、かつ該発熱体とともに
セラミック基体に埋設された線状の電極部とを備え、電
極部の、発熱体に接続されていない側の端部に曲返し部
が形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the ceramic heater of the present invention comprises a ceramic base, a heating element embedded in the ceramic base, which generates resistance heat when energized, and An end of the electrode portion, which is not connected to the heating element, is provided with one end connected to the heating element for energizing the heating element and having a linear electrode portion embedded in the ceramic base together with the heating element. The bent portion is formed in the portion.

【0007】発熱体は導電性セラミックスで構成するこ
とができるが、タングステンあるいはタングステン合金
等の高融点金属材料により構成することもできる。
The heating element can be made of conductive ceramics, but it can also be made of a refractory metal material such as tungsten or a tungsten alloy.

【0008】例えば発熱体が導電性セラミックスで形成
される場合、上記セラミックヒータを製造するために、
例えば下記のような複合粉末成形体を使用することがで
きる。すなわち、該複合粉末成形体は、電極部及びその
電極部の一端側が埋設・一体化された導電性セラミック
粉末成形部を有する一体成形体と、その一体成形体の外
側を覆う基体セラミック粉末成形部とを含んで構成され
る。ここで、電極部には、その導電性セラミック粉末成
形部に埋設されていない側の端部に前述の曲返し部が形
成される。このような複合粉末成形体は例えば次のよう
にして製造することができる。まず、上記一体成形体を
収容するための凹部がその合わせ面に形成された分割予
備成形体を基体セラミック粉末により作製し、その凹部
に前述の一体成形体を収容した後、それら分割予備成形
体を該合わせ面において型合わせする。そして、その型
合わせされた一体成形体及び分割予備成形体をプレス成
形によりさらに一体化することにより複合粉末成形体を
得る。この複合粉末成形体を焼成することにより、導電
性セラミック粉末成形部が発熱体となり、基体セラミッ
ク粉末成形部が同じくセラミック基体となって、本発明
のセラミックヒータが製造される。
For example, when the heating element is made of conductive ceramics, in order to manufacture the ceramic heater,
For example, the following composite powder compacts can be used. That is, the composite powder molded body is an integrated molded body having an electrode portion and a conductive ceramic powder molded portion in which one end side of the electrode portion is embedded and integrated, and a base ceramic powder molded portion covering the outside of the integrated molded body. It is configured to include and. Here, the above-described bent-back portion is formed at the end of the electrode portion that is not embedded in the conductive ceramic powder molding portion. Such a composite powder compact can be manufactured, for example, as follows. First, a divided preform having a recess for accommodating the above-mentioned integrally formed body formed on its mating surface is made of the base ceramic powder, and the above-mentioned integrally formed body is accommodated in the depression, and then the divided preform is formed. Are aligned on the mating surface. Then, the integrated molded body and the divided pre-molded body, which have been matched with each other, are further integrated by press molding to obtain a composite powder molded body. By firing this composite powder compact, the conductive ceramic powder compact becomes a heating element, and the base ceramic powder compact becomes a ceramic base to manufacture the ceramic heater of the present invention.

【0009】本発明のセラミックヒータにおいては、給
電端子部を形成するべき電極部の末端側に曲返し部が形
成されており、例えば上述の方法により複合粉末成形体
を作製する場合、この曲返し部が分割予備成形体の合わ
せ面に倣う平面部を形成することとなる。これにより、
電極部の末端部に合わせ面からの浮き上がりが生じてい
ても、プレス成形に伴う該曲返し部の分割予備成形体側
への食込みが起こりにくくなり、ひいては給電端子部の
位置ずれ不良の発生を抑さえることができる。
In the ceramic heater of the present invention, the bent portion is formed on the terminal side of the electrode portion where the power supply terminal portion is to be formed. For example, when the composite powder compact is manufactured by the above-mentioned method, the bent portion is bent. The portion forms a flat surface portion that follows the mating surface of the divided preform. This allows
Even if the terminal part of the electrode part is lifted from the mating surface, it is less likely that the bent-back part will bite into the side of the divided preform due to press molding, and as a result, the misalignment of the power supply terminal part can be suppressed. You can bear.

【0010】なお、発熱体が高融点金属で形成される場
合は、電極部と導電性セラミック粉末成形部との一体成
形体に代えて、電極部と高融点金属発熱体とが一体化さ
れた発熱体ユニットを使用すればよい。この場合、分割
予備成形体に形成される凹部は、該発熱体ユニットを収
容するものとされる。
When the heating element is formed of a refractory metal, the electrode section and the refractory metal heating element are integrated instead of the integral molding of the electrode section and the conductive ceramic powder molding section. A heating element unit may be used. In this case, the recess formed in the divided preformed body accommodates the heating element unit.

【0011】上記曲返し部において電極部は、その曲返
し底部を挟んだ両側部分の一方を、セラミック基体の表
面に露出する直線状とすることができる。この直線部分
を、発熱体に対する給電端子部として使用することがで
きる。
In the bent portion, the electrode portion may have a linear shape in which one of both side portions sandwiching the bent bottom portion is exposed on the surface of the ceramic base. This straight portion can be used as a power supply terminal portion for the heating element.

【0012】上記構成において、セラミック基体は棒状
に形成することができる。この場合、発熱体は、一方の
基端部から延び先端部で方向変換して他方の基端部へ至
る方向変換部と、その方向変換部の各基端部から同方向
に延びる2本の直線部とを備えた形状とすることがで
き、その方向変換部側が棒状のセラミック基体の先端側
に位置するように該セラミック基体に埋設される。ま
た、そのセラミック発熱体の各端部にそれぞれ上記線状
の電極部が接続される。このようなセラミックヒータ
は、ディーゼルエンジン等のグロープラグに好適に使用
できる。さらに、各電極部を、セラミック基体内にその
軸線とほぼ平行に設定された仮想的な分割面上において
該軸線方向に沿うように配置し、それぞれその末端部
を、該分割面上において外側へ曲げ返すことにより曲返
し部を形成することができる。この場合、その曲げられ
た末端部がセラミック基体の表面に露出する直線状に形
成される。ここで、上記仮想的な分割面は、前述の分割
予備成形体の合わせ面に対応して設定することができ
る。
In the above structure, the ceramic substrate can be formed in a rod shape. In this case, the heating element includes a direction changing part extending from one base end part and changing direction at the tip part to reach the other base end part, and two heat generating elements extending in the same direction from each base end part of the direction changing part. And a linear portion, and the direction changing portion side is embedded in the rod-shaped ceramic base so as to be located at the tip end side of the ceramic base. Further, the linear electrode portions are connected to the respective end portions of the ceramic heating element. Such a ceramic heater can be suitably used for glow plugs of diesel engines and the like. Further, the electrode portions are arranged in the ceramic base body along an axial direction on an imaginary dividing surface set substantially parallel to the axis thereof, and the respective end portions thereof are outward on the dividing surface. The bent portion can be formed by bending back. In this case, the bent end portion is formed in a linear shape exposed on the surface of the ceramic substrate. Here, the virtual divided surface can be set corresponding to the mating surface of the divided preformed body.

【0013】なお、電極部はタングステン(W)あるい
はタングステン−レニウム(Re)合金等の高融点金属
で構成することができる。ここで、上述のような高融点
金属は一般に脆い材質であることが多く、鋭角的な曲げ
に対する強度が必ずしも十分とは言えない場合がある。
そこで、曲げ返しの先端部分はなるべく鋭角的な形状を
避け、なだらかに湾曲する形状、例えばU字状に形成す
ることが望ましい。このようなU字状の曲げ部は形状が
単純で、加工による形成が容易な利点も有する。
The electrode portion may be made of a refractory metal such as tungsten (W) or a tungsten-rhenium (Re) alloy. Here, the refractory metal as described above is generally a brittle material, and the strength against acute-angle bending may not always be sufficient.
Therefore, it is desirable that the tip portion of the bent back is formed in a gently curved shape, for example, a U-shape, while avoiding a shape with an acute angle as much as possible. Such a U-shaped bent portion has a simple shape and has an advantage that it can be easily formed by working.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示す実施例を参照しつつ説明する。図1は、本発明に
係るセラミックヒータを使用したグロープラグを、その
内部構造とともに示すものである。すなわち、グロープ
ラグ50は、その一端側に設けられたセラミックヒータ
1と、そのセラミックヒータ1の先端部2が突出するよ
うにその外周面を覆う金属製の外筒3、さらにその外筒
3を外側から覆う筒状の金属ハウジング4等を備えてお
り、セラミックヒータ1と外筒3との間及び外筒3と金
属ハウジング4との間は、それぞれろう付けにより接合
されている。また、セラミックヒータ1の後端部には、
金属線により両端が弦巻ばね状に形成された結合部材5
の一端が外側から嵌合するとともに、その他端側は、金
属ハウジング4内に挿通された金属軸6の対応する端部
に嵌着されている。金属軸6の他方の端部側は金属ハウ
ジング4の外側へ延びるとともに、その外周面に形成さ
れたねじ部6aにナット7が螺合し、これを金属ハウジ
ング4に向けて締めつけることにより、金属軸6が金属
ハウジング4に対して固定されている。また、ナット7
と金属ハウジング4との間には絶縁ブッシュ8が嵌め込
まれている。そして、金属ハウジング4の外周面には、
図示しないエンジンブロックにグロープラグ50を固定
するためのねじ部5aが形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows a glow plug using a ceramic heater according to the present invention, together with its internal structure. That is, the glow plug 50 includes a ceramic heater 1 provided at one end thereof, a metal outer cylinder 3 that covers the outer peripheral surface of the ceramic heater 1 so that a tip end portion 2 of the ceramic heater 1 projects, and further includes the outer cylinder 3. A cylindrical metal housing 4 and the like, which are covered from the outside, are provided. The ceramic heater 1 and the outer cylinder 3 and the outer cylinder 3 and the metal housing 4 are respectively joined by brazing. In addition, at the rear end of the ceramic heater 1,
Coupling member 5 whose ends are formed in a spiral spring shape by metal wires
While one end of is fitted from the outside, the other end is fitted to the corresponding end of the metal shaft 6 inserted in the metal housing 4. The other end portion side of the metal shaft 6 extends to the outside of the metal housing 4, and a nut 7 is screwed into a screw portion 6a formed on the outer peripheral surface of the metal shaft 4, and the nut 7 is tightened toward the metal housing 4. The shaft 6 is fixed to the metal housing 4. Also, nut 7
An insulating bush 8 is fitted between the housing and the metal housing 4. Then, on the outer peripheral surface of the metal housing 4,
A screw portion 5a for fixing the glow plug 50 is formed on an engine block (not shown).

【0015】セラミックヒータ1は、図2(a)に示す
ように、一方の基端部から延び先端部で方向変換して他
方の基端部へ至る方向変換部10aと、その方向変換部
10aの各基端部から同方向に延びる2本の直線部10
bとを有するU字状のセラミック発熱体10を備え、そ
の各両端部に線状又はロッド状の電極部11及び12の
一端が埋設されるとともに、セラミック発熱体10と電
極部11及び12の全体が、円形断面を有する棒状のセ
ラミック基体13中に埋設されている。セラミック発熱
体10は、方向変換部10aがセラミック基体13の先
端側に位置するように配置されている。
As shown in FIG. 2A, the ceramic heater 1 includes a direction changing portion 10a which extends from one base end portion and changes direction at the tip portion to reach the other base end portion, and the direction changing portion 10a. Two straight portions 10 extending in the same direction from the respective base end portions of the
b-shaped ceramic heating element 10 having b and one end of each of the linear or rod-shaped electrode portions 11 and 12 is embedded at each end thereof, and the ceramic heating element 10 and the electrode portions 11 and 12 are The whole is embedded in a rod-shaped ceramic base 13 having a circular cross section. The ceramic heating element 10 is arranged such that the direction changing portion 10 a is located on the tip side of the ceramic base 13.

【0016】各電極部11及び12は、図2(b)に示
すように、セラミック基体13内にその軸線とほぼ平行
に設定された仮想的な分割面P上において、該軸線方向
に沿うように配置されている。そして、同図(a)に示
すように、それぞれその後端部が該分割面P上において
外側へ曲げ返されることにより、U字状の曲返し部11
b及び12bが形成され、その曲げられた各末端部がセ
ラミック基体13の表面に露出する直線状の露出部11
a及び12aとされている。これら露出部11a及び1
2aは、セラミック発熱体10への給電端子部として機
能する。なお、露出部12aは外筒3内に、同じく11
aはセラミック基体13の、セラミック発熱体10が位
置しない側の端部近傍にそれぞれ形成されている。ここ
で、図3に示すように、電極部11(12)の末端部を
セラミック基体13の外周面13a側へ曲げて直線部1
1a(12a)を形成するとともに、これを該外周面1
3aに露出させて露出部とし、そのさらに先端側を内側
へ曲げ返して曲返し部11b(12b)を形成する構成
としてもよい。
As shown in FIG. 2B, the electrode portions 11 and 12 are arranged along the axial direction on a virtual division plane P set in the ceramic base 13 substantially parallel to the axial line. It is located in. Then, as shown in (a) of the figure, the rear end of each is bent back on the dividing surface P, whereby the U-shaped bent portion 11 is formed.
b and 12b are formed, and each of the bent end portions is exposed on the surface of the ceramic base 13 in a linear shape.
a and 12a. These exposed portions 11a and 1
2a functions as a power supply terminal portion to the ceramic heating element 10. In addition, the exposed portion 12a is provided in the outer cylinder 3 in the same manner.
a is formed in the vicinity of the end of the ceramic base 13 on the side where the ceramic heating element 10 is not located. Here, as shown in FIG. 3, the end portion of the electrode portion 11 (12) is bent toward the outer peripheral surface 13a of the ceramic base 13 to form the linear portion 1.
1a (12a) is formed and the outer peripheral surface 1
3a may be exposed to form an exposed portion, and the tip end side may be further bent back inward to form the bent portion 11b (12b).

【0017】セラミック発熱体は、導電性を有するセラ
ミック、例えば炭化タングステン(WC)、硅化モリブ
デン(Mo2Si3)、炭化タングステンと窒化硅素(S
34)との複合物等により構成されるが、炭化硅素
(SiC)など半導体セラミックスを使用することもで
きる。また、電極部11及び12はタングステン(W)
あるいはタングステン−レニウム(Re)合金等の高融
点金属材料で構成される。一方、セラミック基体13
は、主に絶縁性のセラミックス、例えばアルミナ(Al
23)、シリカ(SiO2)、ジルコニア(ZrO2)、
チタニア(TiO2)、マグネシア(MgO)、ムライ
ト(3Al23・2SiO2)、ジルコン(ZrO2・S
iO2)、コージェライト(2MgO・2Al23・5
SiO2)、窒化硅素(Si34)、窒化アルミニウム
(AlN)等により構成される。
The ceramic heating element is a conductive ceramic such as tungsten carbide (WC), molybdenum silicate (Mo 2 Si 3 ), tungsten carbide and silicon nitride (S).
i 3 N 4 ) and the like, but semiconductor ceramics such as silicon carbide (SiC) can also be used. The electrode parts 11 and 12 are made of tungsten (W).
Alternatively, it is made of a refractory metal material such as a tungsten-rhenium (Re) alloy. On the other hand, the ceramic base 13
Are mainly insulating ceramics such as alumina (Al
2 O 3 ), silica (SiO 2 ), zirconia (ZrO 2 ),
Titania (TiO 2 ), magnesia (MgO), mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2 ), zircon (ZrO 2 .S)
iO 2 ) and cordierite (2MgO · 2Al 2 O 3 · 5)
SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum nitride (AlN) and the like.

【0018】図2(a)において、セラミック基体13
の表面には、その電極部12の露出部12aを含む領域
に、ニッケル等の金属薄層(図示せず)が所定の方法
(例えばメッキや気相製膜法など)により形成され、該
金属薄層を介してセラミック基体13と外筒3とがろう
付けにより接合されるとともに、電極部12がこれら接
合部を介して外筒3と導通している。また、電極部11
の露出部11aを含む領域にも同様に金属薄層が形成さ
れており、ここに結合部材5がろう付けされている。こ
のように構成することで、図示しない電源から、金属軸
6(図1)、結合部材5及び電極部11を介してセラミ
ック発熱体10に対して通電され、さらに電極部12、
外筒3、金属ハウジング4(図1)、及び図示しないエ
ンジンブロックを介して接地される。
In FIG. 2A, the ceramic base 13
A thin metal layer (not shown) of nickel or the like is formed in a region including the exposed portion 12a of the electrode portion 12 by a predetermined method (for example, plating or vapor deposition) on the surface of The ceramic base 13 and the outer cylinder 3 are joined by brazing via a thin layer, and the electrode portion 12 is electrically connected to the outer cylinder 3 via these joints. The electrode section 11
Similarly, a thin metal layer is formed in a region including the exposed portion 11a, and the joining member 5 is brazed to the thin metal layer. With this configuration, the ceramic heating element 10 is energized from the power source (not shown) through the metal shaft 6 (FIG. 1), the coupling member 5 and the electrode portion 11, and further the electrode portion 12,
It is grounded through the outer cylinder 3, the metal housing 4 (FIG. 1), and an engine block (not shown).

【0019】以下、セラミックヒータ1の製造方法につ
いて説明する。まず、図4(a)に示すように、セラミ
ック発熱体10に対応したU字形状のキャビティ32を
有した金型31に対し電極材30を、その一方の端部が
該キャビティ32内に入り込むように配置する。一方、
各電極材30の他方の端部側には、曲返し部30a(同
図(b))が形成されている。そして、その状態で、導
電性セラミック粉末とバインダとを含有するコンパウン
ド33を射出することにより、同図(b)に示すよう
に、電極材30とU字状の導電性セラミック粉末成形部
34とが一体化された一体射出成形体(一体成形体)3
5を作成する。
The method of manufacturing the ceramic heater 1 will be described below. First, as shown in FIG. 4A, an electrode material 30 is inserted into a mold 31 having a U-shaped cavity 32 corresponding to the ceramic heating element 10, and one end of the electrode material 30 is inserted into the cavity 32. To arrange. on the other hand,
On the other end side of each electrode material 30, a bent back portion 30a (FIG. 7B) is formed. Then, in this state, a compound 33 containing a conductive ceramic powder and a binder is injected, so that the electrode material 30 and the U-shaped conductive ceramic powder molding portion 34 are formed as shown in FIG. Integral injection molded body (integral molded body) 3
Create 5.

【0020】一方これとは別に、セラミック基体13を
形成するセラミック粉末を予め金型プレス成形すること
により、図5(a)に示すような、上下別体に形成され
た分割予備成形体36及び37を用意しておく。これら
分割予備成形体36及び37は、上記一体射出成形体3
5に対応した形状の凹部38がその合わせ面39aに形
成されている。そして、この凹部38に一体射出成形体
35を収容し、分割予備成形体36及び37を該型合わ
せ面39aにおいて型合わせするとともに、その状態で
これら分割予備成形体36、37及び一体射出成形体3
5をさらに金型を用いてプレス・一体化することによ
り、図5(b)に示すような、複合成形体39を作成す
る。
On the other hand, separately from this, the ceramic powder for forming the ceramic base 13 is press-molded in advance with a die to separately form the divided preforms 36 as shown in FIG. Prepare 37. These divided preforms 36 and 37 are the same as the integral injection-molded body 3 described above.
5 is formed in the mating surface 39a. Then, the integral injection molded body 35 is housed in the recess 38, the divided preformed bodies 36 and 37 are matched with each other on the mold matching surface 39a, and in this state, the divided preformed bodies 36 and 37 and the integrated injection molded body are formed. Three
By further pressing and unifying 5 using a die, a composite molded body 39 as shown in FIG. 5B is created.

【0021】ここで、図5(a)に示すように、電極材
30の曲返し部30aは、分割予備成形体36及び37
の合わせ面39aに倣う平面部を形成する。これによ
り、同図(c)に示すように、電極材30の曲返し部3
0aに合わせ面39aからの浮き上がりが生じていて
も、プレス成形に伴う該曲返し部30aの分割予備成形
体36ないし37側への食込みが起こりにくく、同図
(d)に示すように、該曲げ部30aが合わせ面39a
上に正確に位置決めされた複合成形体39が得られるこ
ととなる。
Here, as shown in FIG. 5A, the bent portion 30a of the electrode material 30 is divided into preforms 36 and 37.
A flat surface portion is formed that follows the mating surface 39a. As a result, as shown in FIG. 3C, the bent portion 3 of the electrode material 30 is
0a is lifted from the mating surface 39a, it is difficult for the bent portion 30a to bite into the side of the divided preforms 36 to 37 due to press molding, and as shown in FIG. Bent portion 30a is mating surface 39a
The composite molded body 39 accurately positioned above is obtained.

【0022】こうして得られた複合成形体39は、まず
バインダ成分等を除去するために仮焼され、続いて図6
(a)に示すように、グラファイト等で構成された成形
型40の間で加圧しながら所定の温度でホットプレス焼
成を行うことにより、同図(b)に示すような焼成体4
1となる。このとき、図5(b)に示す導電性セラミッ
ク粉末成形部34がセラミック発熱体10を、分割予備
成形体36及び37がセラミック基体13をそれぞれ形
成することとなる。また、各電極材30はそれぞれ電極
部11及び12となる。さらに、分割予備成形体36及
び37の合わせ面39aは、前述の仮想的な分割面P
(図2(b))を形成する。その後、焼成体41の外面
に、必要に応じて研磨等の加工を施すことにより、図2
に示すようなセラミックヒータ1が得られる。
The composite molded body 39 thus obtained is first calcined in order to remove the binder component and the like, and then, as shown in FIG.
As shown in (a), hot press firing is performed at a predetermined temperature while pressurizing between molding dies 40 made of graphite or the like, so that a fired body 4 as shown in FIG.
It becomes 1. At this time, the conductive ceramic powder molding portion 34 shown in FIG. 5B forms the ceramic heating element 10, and the divided preliminary molding bodies 36 and 37 form the ceramic base 13. Further, each electrode material 30 becomes the electrode portions 11 and 12, respectively. Further, the mating surface 39a of the divided preformed bodies 36 and 37 is the virtual divided surface P described above.
(FIG. 2B) is formed. After that, the outer surface of the fired body 41 is subjected to processing such as polishing, if necessary.
A ceramic heater 1 as shown in is obtained.

【0023】なお、セラミックヒータ1においては、セ
ラミック発熱体10に代えてタングステンあるいはタン
グステン合金(例えばタングステン−レニウム合金等)
の高融点金属材料で構成することもできる。その具体例
をその製法とともに図7に示す。なお、該態様において
は、構成及び製法ともに、発熱体をセラミックスで構成
する場合と多くの部分が共通するので、以下、主にその
相違点について説明し、共通部分については説明を省略
する。すなわち、図7(a)に示すようなコイル状の上
記高融点金属材料線材60を、同図(b)示すようにU
字状に曲げ、さらにその両端内側に電極材30を挿入・
一体化することにより発熱体ユニット61を形成する。
そして、図5において、一体射出成形体35の代りにこ
の発熱体ユニット61を分割予備成形体36、37の凹
部38に装着し、これをプレス・一体化して得られる複
合成形体をホットプレス焼成すれば、図7(c)に示す
ように、発熱体としての高融点金属材料線材60がセラ
ミック基体13に埋設されたセラミックヒータ1が得ら
れることとなる。
In the ceramic heater 1, instead of the ceramic heating element 10, tungsten or a tungsten alloy (for example, a tungsten-rhenium alloy) is used.
Alternatively, the high melting point metal material may be used. A specific example is shown in FIG. 7 together with its manufacturing method. In addition, in this embodiment, since both the configuration and the manufacturing method have many parts in common with the case where the heating element is made of ceramics, hereinafter, the different points will be mainly described, and the description of the common parts will be omitted. That is, the coiled high melting point metal material wire rod 60 as shown in FIG.
Bend into a letter shape and insert the electrode material 30 inside both ends.
The heating element unit 61 is formed by the integration.
Then, in FIG. 5, the heating element unit 61 is mounted in the recesses 38 of the divided preforms 36 and 37 in place of the integral injection-molded body 35, and the composite molded body obtained by pressing and integrating this is hot-press fired. Then, as shown in FIG. 7C, the ceramic heater 1 in which the high melting point metal material wire rod 60 as the heating element is embedded in the ceramic base 13 can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のセラミックヒータを採用したグロープ
ラグの一例を示す正面部分断面図。
FIG. 1 is a front partial cross-sectional view showing an example of a glow plug adopting a ceramic heater of the present invention.

【図2】そのセラミックヒータの正面断面図及びA−A
断面図。
FIG. 2 is a front sectional view and AA of the ceramic heater.
Sectional view.

【図3】U字形の曲返し部の変形例を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a modified example of a U-shaped bent portion.

【図4】セラミックヒータの製造工程説明図。FIG. 4 is an explanatory view of the manufacturing process of the ceramic heater.

【図5】図4に続く工程説明図。FIG. 5 is a process explanatory view following FIG. 4;

【図6】図5に続く工程説明図。FIG. 6 is a process explanatory view following FIG. 5;

【図7】発熱体を高融点金属線材で構成する例をその製
法とともに示す説明図。
FIG. 7 is an explanatory view showing an example in which the heating element is made of a refractory metal wire together with its manufacturing method.

【図8】従来のセラミックヒータの製造工程説明図。FIG. 8 is an explanatory view of a manufacturing process of a conventional ceramic heater.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 セラミックヒータ 10 セラミック発熱体 11、12 電極部 11a、12a 露出部 11b、12b 曲返し部 13 セラミック基体 P 仮想的な分割面 30 電極材 50 グロープラグ 60 高融点金属材料線材(発熱体) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic heater 10 Ceramic heating element 11, 12 Electrode part 11a, 12a Exposed part 11b, 12b Curved part 13 Ceramic base P Virtual dividing surface 30 Electrode material 50 Glow plug 60 High melting point metal material Wire material (heating element)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミック基体と、 そのセラミック基体に埋設され、通電により抵抗発熱す
る発熱体と、 その発熱体に通電するために該発熱体に一端が接続さ
れ、かつ該発熱体とともに前記セラミック基体に埋設さ
れた線状の電極部とを備え、 前記電極部の、前記発熱体に接続されていない側の端部
に、曲返し部が形成されていることを特徴とするセラミ
ックヒータ。
1. A ceramic base, a heating element embedded in the ceramic base, which generates resistance heat when energized, one end of which is connected to the heating element to energize the heating element, and the ceramic base together with the heating element. And a linear electrode portion embedded therein, wherein a bent portion is formed at an end portion of the electrode portion that is not connected to the heating element.
【請求項2】 前記発熱体は、導電性セラミックスによ
り形成されている請求項1記載のセラミックヒータ。
2. The ceramic heater according to claim 1, wherein the heating element is made of conductive ceramics.
【請求項3】 前記曲返し部において前記電極部は、そ
の曲返し底部を挟んだ両側部分の一方が、前記セラミッ
ク基体の表面に露出する直線状とされている請求項1又
は2に記載のセラミックヒータ。
3. The electrode portion of the bent portion has a linear shape in which one of both side portions sandwiching the bent bottom portion is exposed on the surface of the ceramic substrate. Ceramic heater.
【請求項4】 前記セラミック基体は棒状に形成され、 また、前記発熱体は、一方の基端部から延び先端部で方
向変換して他方の基端部へ至る方向変換部と、その方向
変換部の各基端部から同方向に延びる2本の直線部とを
備えた形状とされ、その方向変換部側が前記棒状のセラ
ミック基体の先端側に位置するように該セラミック基体
に埋設される一方、 前記発熱体の各端部にそれぞれ前記線状の電極部が接続
され、 それら各電極部は、前記セラミック基体内にその軸線と
ほぼ平行に設定された仮想的な分割面上において、該軸
線方向に沿うように配置され、それぞれその末端部が前
記分割面上において外側へ曲げ返されることにより前記
曲返し部が形成され、その曲げられた末端部が前記セラ
ミック基体の表面に露出する直線状に形成されている請
求項3記載のセラミックヒータ。
4. The ceramic base is formed in a rod shape, and the heating element extends from one base end portion and changes direction at a tip end portion to another base end portion, and a direction change portion thereof. And a straight line portion extending in the same direction from each base end portion of the rod portion, the direction changing portion side being embedded in the ceramic base so as to be located at the tip end side of the ceramic base. The linear electrode portions are respectively connected to the respective end portions of the heating element, and the respective electrode portions are arranged on the virtual dividing plane set in the ceramic base substantially parallel to the axial line. Linearly arranged so as to extend along the direction, and the bent end portions are formed by bending back end portions of the bent end portions outward on the dividing surface, and the bent end portions are exposed on the surface of the ceramic base. Formed in The ceramic heater according to claim 3,
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1612486A2 (en) 2004-06-29 2006-01-04 Ngk Spark Plug Co., Ltd Ceramic heater,ceramic glow plug, and ceramic heater manufacturing method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1612486A2 (en) 2004-06-29 2006-01-04 Ngk Spark Plug Co., Ltd Ceramic heater,ceramic glow plug, and ceramic heater manufacturing method

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