JPH09266060A - Ceramic heater and ceramic heater unit - Google Patents

Ceramic heater and ceramic heater unit

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JPH09266060A
JPH09266060A JP8103200A JP10320096A JPH09266060A JP H09266060 A JPH09266060 A JP H09266060A JP 8103200 A JP8103200 A JP 8103200A JP 10320096 A JP10320096 A JP 10320096A JP H09266060 A JPH09266060 A JP H09266060A
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JP
Japan
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heater
ceramic
wiring
crack detection
crack
Prior art date
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Pending
Application number
JP8103200A
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Japanese (ja)
Inventor
Naotoshi Morita
直年 森田
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic heater which can surely prevent leakage and a ceramic heater unit. SOLUTION: In a ceramic heater 10 in which heater wiring 20 is placed between ceramic layers 12, 14, crack-detecting wiring 22 and a ceramic layer 16 are placed on the upper surface of the ceramic layer 14. If the ceramic layer 16 is cracked and the heater wiring 20 is exposed, the crack detecting wiring 22 is disconnected. A detecting circuit 82 detects the disconnection of the crack detecting wiring 22, stopping the supply of power to the heater wiring 20.

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、特に、常時入浴できる温度に湯温を保つ風呂用
セラミックヒータ、或いは、電気温水器用セラミックヒ
ータ等の、水の加熱用セラミックヒータ及びセラミック
ヒータユニットに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic heater, and more particularly, to a ceramic heater for heating water such as a ceramic heater for a bath that keeps the hot water at a temperature that allows constant bathing or a ceramic heater for an electric water heater, and a ceramic heater. It is about units.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガラス管にニクロム線を配設したシーズ
ヒータに代わり、セラミック層の間にメタライズヒータ
配線を内蔵するセラミックヒータが液体の加熱用に用い
られるようになっている。セラミックヒータは、シーズ
ヒータに比べて小型で長寿命であるという特徴を有して
いるが、熱衝撃に弱く、例えば、気泡や液中の異物が表
面に付着した際に、当該部分の温度のみが高まることに
よりセラミック層にヒビが入り易いという問題点があ
る。特に、セラミックヒータを導電性の高い液中に用い
る場合には、当該ヒビの部分にてヒータ配線が露出し
て、漏電の可能性がある。
2. Description of the Related Art Instead of a sheathed heater in which a nichrome wire is arranged in a glass tube, a ceramic heater having a metallized heater wiring built in between ceramic layers is used for heating a liquid. Ceramic heaters are characterized by their smaller size and longer life than sheathed heaters, but they are vulnerable to thermal shock and, for example, when air bubbles or foreign matter in the liquid adheres to the surface, only the temperature of that part However, there is a problem that the ceramic layer is likely to be cracked due to the increase of the temperature. In particular, when the ceramic heater is used in a highly conductive liquid, the heater wiring may be exposed at the cracked portion, which may cause electric leakage.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来、セラミックヒー
タを水の加熱用に用いる場合には、セラミックヒータの
ヒータ配線と並列にアースラインを設け、ヒータ配線に
漏電等による大電流が流れた際には、該アースライン側
に主として電流を流し、ヒータ配線側に大電流を流さな
いようにする安全装置が広く用いられていた。しかしな
がら、家庭用の電気製品においては、アースラインを適
切に接地して用いているとは限らなかった。ここで、ア
ースラインを適切にアース側に接続していない場合に
は、上述した安全装置は適切に動作し得ず、セラミック
ヒータにヒビが入ってヒータ配線が水中に剥き出しにな
っても、漏電を十分に防ぎ得ないことがあった。また、
当該安全装置は、実際に漏電が発生し、大電流が流れた
際に、瞬時に電流の供給を停止するものであるため、漏
電の発生を未然に防止することはできなかった。
Conventionally, when a ceramic heater is used for heating water, an earth line is provided in parallel with the heater wiring of the ceramic heater, and when a large current flows through the heater wiring due to an electric leakage or the like. In general, a safety device has been widely used in which a current is mainly supplied to the earth line side and a large current is not supplied to the heater wiring side. However, in household electric appliances, the earth line is not always properly grounded. Here, if the earth line is not properly connected to the earth side, the safety device described above cannot operate properly, and even if the ceramic heater is cracked and the heater wiring is exposed in water, there is a leakage current. There was a case where it could not be prevented sufficiently. Also,
Since the safety device instantaneously stops the supply of the current when a large current flows and a large current flows, it is impossible to prevent the occurrence of the leakage.

【0004】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、漏電を
未然且つ確実に防止し得るセラミックヒータ及びセラミ
ックユニットを提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a ceramic heater and a ceramic unit capable of surely preventing electric leakage.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1のセラミックヒータでは、ヒータ配線を内
蔵するセラミック層からなるセラミックヒータであっ
て、前記セラミック層に配設された割れ検出用配線と、
を備えたことを技術的特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the ceramic heater according to claim 1 is a ceramic heater comprising a ceramic layer containing a heater wiring, and the crack detection is provided in the ceramic layer. Wiring for
The technical feature is to have.

【0006】請求項2のセラミックヒータでは、請求項
1において、前記割れ検出用配線と前記ヒータ配線とが
同じセラミック層の間に配置されていることを技術的特
徴とする。
A ceramic heater according to a second aspect is characterized in that, in the first aspect, the crack detection wiring and the heater wiring are arranged between the same ceramic layers.

【0007】請求項3のセラミックヒータでは、請求項
1において、前記ヒータ配線を内蔵するセラミック層の
上面に前記割れ検出用配線が配置されていることを技術
的特徴とする。
A ceramic heater according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the crack detection wiring is arranged on an upper surface of a ceramic layer containing the heater wiring.

【0008】請求項4のセラミックヒータでは、請求項
3において、前記ヒータ配線のパターン上に前記割れ検
出用配線が配置されていることを技術的特徴とする。
A ceramic heater according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the third aspect, the crack detection wiring is arranged on the pattern of the heater wiring.

【0009】上記の目的を達成するため、請求項5のセ
ラミックヒータユニットでは、ヒータ配線を内蔵するセ
ラミック層からなるセラミックヒータであって、前記セ
ラミック層に配設された割れ検出用配線と、該割れ検出
用配線の断線によりセラミック層の割れを検出する割れ
検出手段とを備えたことを技術的特徴とする。
In order to achieve the above object, in the ceramic heater unit according to a fifth aspect of the present invention, there is provided a ceramic heater comprising a ceramic layer containing a heater wire, the crack detecting wire being provided in the ceramic layer, A technical feature is that a crack detecting means for detecting a crack in the ceramic layer due to a break in the crack detecting wiring is provided.

【0010】請求項6のセラミックヒータユニットで
は、請求項5において、前記割れ検出用配線と前記ヒー
タ配線とが同じセラミック層の間に配置されていること
を技術的特徴とする。
A ceramic heater unit according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that, in the fifth aspect, the crack detection wiring and the heater wiring are arranged between the same ceramic layers.

【0011】請求項7のセラミックヒータユニットで
は、請求項5において、前記ヒータ配線を内蔵するセラ
ミック層の上面に前記割れ検出用配線が配置されている
ことを技術的特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the ceramic heater unit according to the fifth aspect, wherein the crack detecting wiring is arranged on the upper surface of the ceramic layer containing the heater wiring.

【0012】請求項4のセラミックヒータユニットで
は、請求項7において、前記ヒータ配線のパターン上に
前記割れ検出用配線が配置されていることを技術的特徴
とする。
A ceramic heater unit according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the seventh aspect, the crack detection wiring is arranged on the pattern of the heater wiring.

【0013】[0013]

【作用】請求項1の構成では、セラミック層が割れてヒ
ータ配線が露出するようになると、このセラミック層の
割れに伴い、割れ検出用配線が断線し、外部機器等に電
気的な断線を認識させることができる。
According to the first aspect of the present invention, when the ceramic layer is cracked and the heater wiring is exposed, the crack detection wiring is broken due to the cracking of the ceramic layer, and an external wire is recognized as an electrical break. Can be made.

【0014】請求項2の構成では、割れ検出用配線とヒ
ータ配線とを同じセラミック層の間に配置してあるた
め、割れ検出用配線を埋設するためのセラミック層を設
ける必要がない。このため、セラミックヒータを廉価に
構成することができる。
In the second aspect of the invention, since the crack detection wiring and the heater wiring are arranged between the same ceramic layers, it is not necessary to provide a ceramic layer for burying the crack detection wiring. Therefore, the ceramic heater can be constructed at low cost.

【0015】請求項3の構成では、割れ検出用配線がヒ
ータ配線と異なるセラミック層の間に配置してあるた
め、該割れ検出用配線を自由に配設することができる。
According to the third aspect of the present invention, the crack detection wiring is arranged between the ceramic layer different from the heater wiring, so that the crack detection wiring can be freely arranged.

【0016】請求項4の構成では、ヒータ配線のパター
ン上に割れ検出用配線を配置しているため、セラミック
層が割れてヒータ配線が剥き出しになるときには、必ず
割れ検出用配線が断線する。このため、ヒータ配線の露
出を確実に検出することができる。
In the structure of claim 4, since the crack detection wiring is arranged on the pattern of the heater wiring, the crack detection wiring is always broken when the ceramic layer is broken and the heater wiring is exposed. Therefore, it is possible to reliably detect the exposure of the heater wiring.

【0017】請求項5の構成では、セラミック層が割れ
てヒータ配線が露出するようになると、このセラミック
層の割れに伴い、割れ検出用配線が断線する。この割れ
検出用配線の断線を、割れ検出手段が検出する。
In the structure of claim 5, when the ceramic layer is cracked to expose the heater wiring, the crack detection wiring is disconnected due to the cracking of the ceramic layer. The break detecting means detects the disconnection of the break detecting wire.

【0018】請求項6の構成では、割れ検出用配線とヒ
ータ配線とを同じセラミック層の間に配置してあるた
め、割れ検出用配線を埋設するためのセラミック層を設
ける必要がない。このため、セラミックヒータを廉価に
構成することができる。
In the structure of claim 6, since the crack detection wiring and the heater wiring are arranged between the same ceramic layers, it is not necessary to provide a ceramic layer for burying the crack detection wiring. Therefore, the ceramic heater can be constructed at low cost.

【0019】請求項7の構成では、割れ検出用配線がヒ
ータ配線と異なるセラミック層の間に配置してあるた
め、該割れ検出用配線を自由に配設することができる。
In the structure of claim 7, since the crack detecting wiring is arranged between the ceramic layer different from the heater wiring, the crack detecting wiring can be freely arranged.

【0020】請求項8の構成では、ヒータ配線のパター
ン上に割れ検出用配線を配置しているため、セラミック
層が割れてヒータ配線が剥き出しになるときには、必ず
割れ検出用配線が断線する。このため、ヒータ配線の露
出を確実に検出することができる。
In the structure of claim 8, since the crack detection wiring is arranged on the heater wiring pattern, when the ceramic layer is cracked and the heater wiring is exposed, the crack detection wiring is always broken. Therefore, it is possible to reliably detect the exposure of the heater wiring.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施態
様について図を参照して説明する。図1は、本発明の第
1実施態様に係るセラミックヒータを一部切り欠いて示
している。セラミックヒータ10は、中空のセラミック
碍管30の外周に、第1、第2、第3の3層のセラミッ
ク層12、14、16を配置して成る。第1セラミック
層12と第2セラミック層14との間には、ヒータ配線
20が配設されている。また、第2セラミック層14と
第3セラミック層16との間には、割れ検出用配線22
が配設されている。セラミックヒータ10の外周には、
フランジ32が取り付けられている。フランジ32の上
方には、ヒータ配線20への接続用の端子20a、20
bが取り付けられ、また、図中の背面には、割れ検出用
配線22への接続用の端子22a、22bが配設されて
いる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a ceramic heater according to a first embodiment of the present invention with a part cut away. The ceramic heater 10 is formed by arranging three layers of ceramic layers 12, 14, 16 on the outer circumference of a hollow ceramic porcelain tube 30. The heater wiring 20 is arranged between the first ceramic layer 12 and the second ceramic layer 14. In addition, the crack detection wiring 22 is provided between the second ceramic layer 14 and the third ceramic layer 16.
Are arranged. On the outer periphery of the ceramic heater 10,
A flange 32 is attached. Above the flange 32, terminals 20a, 20 for connection to the heater wiring 20 are provided.
b is attached, and terminals 22a and 22b for connecting to the crack detection wiring 22 are provided on the back surface in the figure.

【0022】第1実施態様のセラミックヒータは、風呂
の湯を常時入浴できる温度に保つための保温用に用いら
れ、風呂の湯をくみ上げて、オゾンで浄化する図示しな
い浄化用タンクに配置される。このセラミックヒータ1
0は、浄化用タンクの上面に穿設された通孔からフラン
ジ32より下部を挿入することにより、該下部を浄化用
タンクの湯中へ浸漬し、ヒータ配線20に流された電流
により、当該湯を加熱するよう構成されている。
The ceramic heater of the first embodiment is used for keeping the hot water of the bath at a temperature at which it can be bathed at all times, and is arranged in a purification tank (not shown) for pumping the hot water of the bath and purifying it with ozone. . This ceramic heater 1
0 is immersed in the hot water of the purification tank by inserting the lower portion from the flange 32 through the through hole formed in the upper surface of the purification tank, and the current flowing in the heater wiring 20 causes the current to flow. It is configured to heat hot water.

【0023】次に、第1実施態様のセラミックヒータの
製造方法について図2及び図3を参照して述べる。先
ず、第1、第2、第3セラミック層12、14、16の
製造方法について説明する。アルミナ粉末にMgO2%
(重量比、以下同じ)、CaO2%、SiO2 4%を混
合してボールミルで50〜80時間、湿式粉砕した後に
脱水乾燥する。この粉末にメタクリル酸イソブチルエス
テル3%、ブチルエステル3%、ニトロセルロース1
%、ジオクチルフタレート0.5%を加え、更に、溶剤
としてトリクロールエチレン、n−ブタノールを加えて
ボールミルで混合して流動性のあるスラリーとする。こ
れを減圧脱泡後に平板状に流し出して徐冷し、溶剤を発
散させ、図3(A)に示すように第1、第2セラミック
層12、14と成る厚さ0.5mmの第1、第2アルミナ
グリーンシート12γ、14γ、及び、第3セラミック
層16と成る厚さ0.05mmの第3アルミナグリーンシ
ート16γを形成する。
Next, a method of manufacturing the ceramic heater of the first embodiment will be described with reference to FIGS. First, a method of manufacturing the first, second and third ceramic layers 12, 14 and 16 will be described. 2% MgO in alumina powder
(Weight ratio, same below), CaO 2 % and SiO 2 4% are mixed, wet pulverized in a ball mill for 50 to 80 hours, and then dehydrated and dried. To this powder, isobutyl methacrylate 3%, butyl ester 3%, nitrocellulose 1
%, Dioctyl phthalate 0.5%, trichlorethylene and n-butanol as solvents, and mixed in a ball mill to form a fluid slurry. This is degassed under reduced pressure, then poured out in a plate shape and gradually cooled to diffuse the solvent, and the first and second ceramic layers 12 and 14 having a thickness of 0.5 mm are formed as shown in FIG. 3 (A). Then, the second alumina green sheets 12γ, 14γ and the third alumina green sheet 16γ having a thickness of 0.05 mm to be the third ceramic layer 16 are formed.

【0024】そして、割れ検出用配線22を形成するた
めにタングステン粉末をスラリー状にしてメタライズイ
ンクを形成する。このタングステンメタライズインクを
第2アルミナグリーンシート14γに面状にスクリーン
印刷して金属ペースト層22γを形成する。図2(A)
に、図3(A)に示す第2アルミナグリーンシート14
γをC矢印に沿って見た平面図を示している。ここで、
図3(A)は、図2(A)のE−E断面に相当する。
Then, in order to form the crack detection wiring 22, tungsten powder is slurried to form a metallized ink. This tungsten metallized ink is screen-printed on the second alumina green sheet 14γ to form a metal paste layer 22γ. FIG. 2 (A)
The second alumina green sheet 14 shown in FIG.
The top view which looked at (gamma) along the C arrow is shown. here,
FIG. 3A corresponds to the EE cross section of FIG.

【0025】そして、ヒータ配線20を形成するため、
タングステン粉末にアルミナ等の不純物を多めに混入し
スラリー状にした高抵抗のメタライズインクを形成す
る。このタングステンメタライズインクを第1アルミナ
グリーンシート12γに面状にスクリーン印刷して金属
ペースト層20γを形成する。図2(B)に、図3
(A)に示す第1アルミナグリーンシート12γをD矢
印に沿って見た平面図を示している。図2(A)、図2
(B)から分かるように、第1実施態様では、ヒータ配
線20を形成する金属ペースト層20γの配線パターン
の直上に、割れ検出用配線22を形成する金属ペースト
層22γの配線パターンが位置するように調整されてい
る。
Then, in order to form the heater wiring 20,
A high resistance metallized ink is formed by mixing a large amount of impurities such as alumina into tungsten powder to form a slurry. This tungsten metallized ink is screen-printed on the first alumina green sheet 12γ to form a metal paste layer 20γ. In FIG. 2 (B), FIG.
The top view which looked at the 1st alumina green sheet 12g shown to (A) along the D arrow is shown. 2A and FIG.
As can be seen from (B), in the first embodiment, the wiring pattern of the metal paste layer 22γ forming the crack detection wiring 22 is located immediately above the wiring pattern of the metal paste layer 20γ forming the heater wiring 20. Has been adjusted to.

【0026】そして、これら第1、第2、第3グリーン
シート12γ、14γ、16γを図3(B)に示すよう
に熱圧着する。そして、この熱圧着したアルミナグリー
ンシート12γ、14γ、16γの一方の端部にヒータ
配線からの接続用の端子20a、20bを形成するため
のスルーホール40a、40bを穿設し、また、割れ検
出用配線22の端子22a、22bを形成するためのス
ルーホール42a、42bを穿設して、該スルーホール
40a、40b、42a、42b内に、端子用のメタラ
イズインクを充填する。そして、このように積層したア
ルミナグリーンシート12γ、14γ、16γを図1に
示すセラミック碍管30に巻き付け、1400°C〜1
600°Cの非酸素雰囲気下で同時焼成する。焼成によ
り形成したセラミックヒータに、図1に示すガラスから
成るフランジ32をガラス付けし、上記端子20a、2
0b、22a、22bにニッケルメッキを施した後、当
該端子にリード線を半田付けし、セラミックヒータが完
成する。
Then, the first, second and third green sheets 12γ, 14γ and 16γ are thermocompression bonded as shown in FIG. 3 (B). Then, through holes 40a, 40b for forming terminals 20a, 20b for connection from the heater wiring are bored at one end of the thermocompression bonded alumina green sheets 12γ, 14γ, 16γ, and crack detection is performed. Through holes 42a and 42b for forming the terminals 22a and 22b of the wiring 22 are bored and the through holes 40a, 40b, 42a and 42b are filled with metallized ink for terminals. The alumina green sheets 12γ, 14γ, 16γ thus laminated are wound around the ceramic porcelain tube 30 shown in FIG.
Simultaneous firing is performed in a non-oxygen atmosphere at 600 ° C. A glass-made flange 32 shown in FIG. 1 is attached to the ceramic heater formed by firing, and the terminals 20a, 2
After nickel plating is applied to 0b, 22a, and 22b, a lead wire is soldered to the terminal to complete the ceramic heater.

【0027】引き続き、本実施態様のセラミックヒータ
のヒビ割れの検出回路を有するセラミックユニット11
0について、図4を参照して説明する。この割れ検出手
段の1つである検出回路82は、ゲートA1と、抵抗器
R1とトランジスタTR1とからなり、TR1の出力に
より電源回路80へのAC100Vの電力供給をオン・
オフするリレーRE1を制御するように構成されてい
る。電源回路80は、リレーRE1を介してAC100
Vの商用電力が供給されると、これを24Vに降圧して
からセラミックヒータ10のヒータ配線20に印加し、
上述した風呂の湯を加熱する。
Subsequently, the ceramic unit 11 having the crack detection circuit for the ceramic heater according to the present embodiment.
0 will be described with reference to FIG. The detection circuit 82, which is one of the crack detection means, includes a gate A1, a resistor R1 and a transistor TR1. The output of TR1 turns on the power supply of AC100V to the power supply circuit 80.
It is configured to control the relay RE1 that turns off. The power supply circuit 80 is connected to the AC100 via the relay RE1.
When commercial power of V is supplied, it is stepped down to 24V and then applied to the heater wiring 20 of the ceramic heater 10,
The bath water described above is heated.

【0028】一方、検出回路82のゲートA1の一方の
入力端子A1aには、DC5Vが供給され、この電位
は、割れ検出用配線22の端子22a側にも供給されて
いる。一方、端子22bに接続されたゲートA1の他方
の入力端子A1bには、該割れ検出用配線22にて降圧
した電位が印加されるようになっている。
On the other hand, DC5V is supplied to one input terminal A1a of the gate A1 of the detection circuit 82, and this potential is also supplied to the terminal 22a side of the crack detection wiring 22. On the other hand, the potential lowered by the crack detection wiring 22 is applied to the other input terminal A1b of the gate A1 connected to the terminal 22b.

【0029】ここで、セラミックヒータユニット110
が正常に動作しているとき、即ち、図1に示すセラミッ
ク層16にクラックが入らず、割れ検出用配線22が断
線していないときには、ゲートA1の入力端子A1bに
は、入力端子A1aと比較して低い電位が入力され、該
ゲートA1はハイレベルを出力する。これにより、トラ
ンジスタTR1が通電され、リレーRE1がオンとな
り、電源回路80にAC100Vの電力が供給される。
Here, the ceramic heater unit 110
Is operating normally, that is, when the ceramic layer 16 shown in FIG. 1 is not cracked and the crack detection wiring 22 is not broken, the input terminal A1b of the gate A1 is compared with the input terminal A1a. Then, a low potential is input, and the gate A1 outputs a high level. As a result, the transistor TR1 is energized, the relay RE1 is turned on, and power of AC 100 V is supplied to the power supply circuit 80.

【0030】他方、水中の気泡や湯の異物が第3セラミ
ック層16の表面に付着し、当該部分の温度のみが高ま
ることにより第3セラミック層16にヒビが入った際に
は、即ち、熱衝撃により第3セラミック層16にクラッ
クが入った場合、動作を継続するとヒータ配線20が湯
と接触し、漏電する恐れがある。第3セラミック層16
にヒビが入った際には、割れ検出用配線22に断線が生
じる。この割れ検出用配線22の断線によってゲートA
1の入力端子A1bには入力端子A1aと同じ電位が加
わる。これにより、該ゲートA1の出力はロウレベルと
なり、トランジスタTR1の通電が停止され、リレーR
E1がオフとなり、電源回路80への電力の供給が中断
される。
On the other hand, when bubbles in the water or foreign matter in the hot water adhere to the surface of the third ceramic layer 16 and only the temperature of that portion rises and the third ceramic layer 16 is cracked, that is, when heat is generated. When the third ceramic layer 16 is cracked by the impact, the heater wiring 20 may come into contact with the hot water and continue to leak if the operation is continued. Third ceramic layer 16
When cracks occur in the cracks, the crack detection wiring 22 is broken. Due to the disconnection of the crack detection wiring 22, the gate A
The same potential as that of the input terminal A1a is applied to the first input terminal A1b. As a result, the output of the gate A1 becomes low level, the conduction of the transistor TR1 is stopped, and the relay R1
E1 is turned off, and the power supply to the power supply circuit 80 is interrupted.

【0031】この第1実施態様では、セラミックヒータ
の表面が熱衝撃等で割れると、必ず、割れ検出用配線2
2が切断されるので、瞬時にヒータ配線20側への電力
の供給を停止して漏電を未然に防止できる。ここで、割
れ検出用配線22が切断されるよりも早く水がヒータ配
線20に達した場合には、瞬間的に漏電が生じることも
理論的に考え得るが、通常熱衝撃によるクラックは微小
であり、表層に配置された第1セラミック層16及び、
第2セラミック層14を介してヒータ配線20までに水
が達するまでに時間がかかるため、瞬時でも漏電を生ず
ることがない。
In the first embodiment, when the surface of the ceramic heater is cracked due to thermal shock or the like, the crack detection wiring 2 is always used.
Since No. 2 is cut off, the supply of electric power to the heater wiring 20 side can be instantaneously stopped to prevent electric leakage. Here, when water reaches the heater wiring 20 earlier than when the crack detection wiring 22 is cut, it may theoretically be considered that electric leakage occurs instantaneously, but cracks due to thermal shock are usually small. Yes, the first ceramic layer 16 disposed on the surface, and
Since it takes time for the water to reach the heater wiring 20 through the second ceramic layer 14, no electric leakage occurs instantly.

【0032】また、この第1実施態様では、図2
(A)、図2(B)を参照して上述したようにヒータ配
線20のパターン直上に割れ検出用配線22を配置して
いるため、割れ検出用配線22の下側に位置すると共に
該ヒータ配線20を担持している第2セラミック層14
が割れて、ヒータ配線20が剥き出しになるときには、
必ず割れ検出用配線22が断線する。このため、ヒータ
配線20が水中に露出する以前に、確実にクラックを検
出し、ヒータ配線20への給電を停止することができ
る。
Further, in this first embodiment, FIG.
As described above with reference to FIGS. 2A and 2B, since the crack detection wiring 22 is arranged immediately above the pattern of the heater wiring 20, the crack detection wiring 22 is positioned below the crack detection wiring 22 and Second ceramic layer 14 carrying wiring 20
Is cracked and the heater wiring 20 is exposed,
The crack detection wiring 22 is always disconnected. Therefore, before the heater wiring 20 is exposed in water, it is possible to reliably detect the crack and stop the power supply to the heater wiring 20.

【0033】引き続き、第1実施態様の改変例について
図5及び図6を参照して説明する。図1を参照して上述
した構成例では、割れ検出用配線22とヒータ配線20
とが異なるセラミック層間に配置されていたが、この改
変例においては、図5に示すように、割れ検出用配線2
2がヒータ配線20と共に、第2セラミック層14と第
1セラミック層12の間に配置されている。
Next, a modified example of the first embodiment will be described with reference to FIGS. In the configuration example described above with reference to FIG. 1, the crack detection wiring 22 and the heater wiring 20.
, And were arranged between ceramic layers different from each other, but in this modified example, as shown in FIG.
2 and the heater wiring 20 are arranged between the second ceramic layer 14 and the first ceramic layer 12.

【0034】図6(A)は、当該改変例に係るセラミッ
クヒータを構成するグリーンシート14γ、12γを示
している。また、図6(B)は、図6(A)に示すグリ
ーンシート12γをF側から見た状態を示している。こ
のセラミックヒータは、図5に示すセラミック碍管30
の外周に第2セラミック層14を構成するグリーンシー
ト14γと、第1セラミック層12を構成するグリーン
シート12γとを巻回し、焼成して成る。この改変例に
おいては、第1セラミック層12を構成するグリーンシ
ート12γにヒータ配線20を構成する金属ペースト層
20γが配置され、該金属ペースト層20γを囲むよう
に、割れ検出用配線22を構成する金属ペースト層22
γが配置されている。
FIG. 6A shows green sheets 14γ and 12γ forming the ceramic heater according to the modified example. Further, FIG. 6 (B) shows a state of the green sheet 12γ shown in FIG. 6 (A) viewed from the F side. This ceramic heater is a ceramic insulator tube 30 shown in FIG.
A green sheet 14γ that constitutes the second ceramic layer 14 and a green sheet 12γ that constitutes the first ceramic layer 12 are wound around the outer periphery of and are fired. In this modification, the metal paste layer 20γ forming the heater wiring 20 is arranged on the green sheet 12γ forming the first ceramic layer 12, and the crack detection wiring 22 is formed so as to surround the metal paste layer 20γ. Metal paste layer 22
γ is arranged.

【0035】ここで、図5に示すセラミックヒータ10
において、表面に配置されている第2セラミック層14
にクラックが入った際には、該クラックは周縁部まで達
する。言い換えるなら、第2セラミック層14の中央部
分にクラックが発生したなら、このクラックは周縁部ま
でほぼ確実に延びて行く。ここで、クラックが周縁部ま
で延びると、割れ検出用配線22に断線を生じせしめ
る。この割れ検出用配線22の断線を上述したように検
出回路82が検出して、ヒータ配線20への給電を停止
する。この図5に示す改変例は、第3セラミック層が省
略されてるため、製造コストが廉価であると共に熱伝導
性が高いという特徴を有する。
Here, the ceramic heater 10 shown in FIG.
The second ceramic layer 14 disposed on the surface
When a crack is generated in the crack, the crack reaches the peripheral portion. In other words, if a crack occurs in the central portion of the second ceramic layer 14, this crack will almost certainly extend to the peripheral portion. Here, when the crack extends to the peripheral portion, the crack detection wiring 22 is broken. The detection circuit 82 detects the disconnection of the crack detection wiring 22 as described above, and the power supply to the heater wiring 20 is stopped. The modified example shown in FIG. 5 is characterized in that the manufacturing cost is low and the thermal conductivity is high because the third ceramic layer is omitted.

【0036】引き続き、本発明の第2実施態様について
図7及び図8を参照して説明する。上述した実施態様で
は、円筒形状のセラミックヒータに本発明を適用する例
を挙げたが、この第2実施態様では、板状のセラミック
ヒータに本発明を適用している。図7に示すように、第
2実施態様のセラミックヒータ110は、セラミック板
130の表面(図中の手前側の面)と裏面(図中の奥手
側の面)に、第1、第2、第3の3層のセラミック層1
2、14、16を配置して成る。第1セラミック層12
と第2セラミック層14との間には、ヒータ配線20が
配設され、また、第2セラミック層14と第3セラミッ
ク層16との間には、割れ検出用配線22が配設されて
いる。この第2実施態様においても、図2(A)、図2
(B)を参照して上述した第1実施態様と同様に、ヒー
タ配線20のパターンの直上に割れ検出用配線22が配
設されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the cylindrical ceramic heater is given, but in the second embodiment, the present invention is applied to the plate-shaped ceramic heater. As shown in FIG. 7, the ceramic heater 110 according to the second embodiment has first, second, and third surfaces on the front surface (the front surface in the drawing) and the back surface (the back surface in the drawing) of the ceramic plate 130. Third three-layer ceramic layer 1
2, 14, 16 are arranged. First ceramic layer 12
The heater wiring 20 is disposed between the second ceramic layer 14 and the second ceramic layer 14, and the crack detection wiring 22 is disposed between the second ceramic layer 14 and the third ceramic layer 16. . Also in this second embodiment, FIG.
Similar to the first embodiment described above with reference to FIG. (B), the crack detection wiring 22 is arranged immediately above the pattern of the heater wiring 20.

【0037】この第2実施態様においても、水中の気泡
や湯の異物が第3セラミック層16の表面に付着し、当
該部分の温度のみが高まることにより第3セラミック層
16にヒビが入った際には、割れ検出用配線22に断線
が生じる。この割れ検出用配線22の断線を、図4を参
照して上述した検出回路82が検出すると、電源回路8
0への電力の供給が中断される。
Also in this second embodiment, when bubbles in water or foreign matter in hot water adhere to the surface of the third ceramic layer 16 and only the temperature of the portion increases, the third ceramic layer 16 is cracked. Disconnection occurs in the crack detection wiring 22. When the detection circuit 82 described above with reference to FIG. 4 detects the disconnection of the crack detection wiring 22, the power supply circuit 8
The power supply to 0 is interrupted.

【0038】図8は、図7に示すセラミックヒータ11
0の改変例を示している。図7を参照して上述した構成
例では、割れ検出用配線22とヒータ配線20とが異な
るセラミック層間に配置されていたが、この改変例にお
いては、図8に示すように、割れ検出用配線22がヒー
タ配線20と共に、第1セラミック層12と第2セラミ
ック層14の間に配置されている。この改変例において
も、表面に配置されている第2セラミック層14にクラ
ックが入った際には、該クラックは周縁部まで達し、割
れ検出用配線22に断線を生じせしめる。この割れ検出
用配線22の断線を検出回路82が検出して、ヒータ配
線20への給電を停止する。
FIG. 8 shows the ceramic heater 11 shown in FIG.
0 shows a modified example. In the configuration example described above with reference to FIG. 7, the crack detection wiring 22 and the heater wiring 20 are arranged between different ceramic layers, but in this modified example, as shown in FIG. The heater wiring 20 and the heater wiring 20 are disposed between the first ceramic layer 12 and the second ceramic layer 14. Also in this modified example, when a crack is formed in the second ceramic layer 14 disposed on the surface, the crack reaches the peripheral portion and causes a break in the crack detection wiring 22. The detection circuit 82 detects the disconnection of the crack detection wiring 22 and stops the power supply to the heater wiring 20.

【0039】なお、上述した実施態様では、セラミック
層を構成するセラミックとして、アルミナを主成分とす
るセラミック材料を用いたが、AlN、ガラスセラミッ
ク、SiC、ムライト、ガラスセラミック等、種々のセ
ラミック材料を採用することができる。また、ヒータ配
線、割れ検出用配線を形成する金属ペースト層の材料は
セラミック材料に応じて適宜選択すればよく、例えば、
タングステン、モリブデン、銅、銀等を用いることがで
きる。また、上述した実施態様では、風呂の湯の加熱に
用いるセラミックヒータを例に挙げたが、本発明は、導
電性を有する種々の液体を加熱するセラミックヒータに
好適に適用できる。なお、本実施態様では検出回路をデ
ィスクリートな回路により構成したが、IC等種々の装
置により割れ検出用配線の断線を検出することが可能で
ある。
In the above-described embodiment, a ceramic material containing alumina as a main component is used as the ceramic constituting the ceramic layer, but various ceramic materials such as AlN, glass ceramic, SiC, mullite, glass ceramic are used. Can be adopted. Further, the material of the metal paste layer forming the heater wiring and the crack detection wiring may be appropriately selected according to the ceramic material.
Tungsten, molybdenum, copper, silver or the like can be used. Further, in the above-described embodiment, the ceramic heater used to heat the hot water in the bath is described as an example, but the present invention can be suitably applied to the ceramic heater that heats various liquids having conductivity. Although the detection circuit is composed of a discrete circuit in this embodiment, it is possible to detect the breakage of the crack detection wiring by various devices such as an IC.

【0040】[0040]

【効果】以上記述したように本発明のセラミックヒータ
及びセラミックユニットによれば、セラミック層にクラ
ックが入った時点でヒータ配線への給電を停止するた
め、漏電を未然に防止することが可能となる。また、ヒ
ビ割れの検出を簡易で廉価な構成で実現ができる。
As described above, according to the ceramic heater and the ceramic unit of the present invention, the power supply to the heater wiring is stopped when the ceramic layer is cracked, so that it is possible to prevent the electric leakage. . Also, crack detection can be realized with a simple and inexpensive structure.

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

【図1】本発明の第1実施例に係るセラミックヒータを
示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a ceramic heater according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すセラミックヒータを構成するグリー
ンシートの平面を示し、図2(A)は図3(A)に示す
第2グリーンシートのC矢視図であり、図2(B)は図
3(A)に示す第1グリーンシートのD矢視図である。
2 is a plan view of a green sheet constituting the ceramic heater shown in FIG. 1, FIG. 2 (A) is a C arrow view of the second green sheet shown in FIG. 3 (A), and FIG. FIG. 4 is a view on arrow D of the first green sheet shown in FIG.

【図3】図1に示すセラミックヒータを構成するグリー
ンシートの縦断面図であり、図3(A)は積層前の状態
を、図3(B)は積層された状態を示している。
3A and 3B are vertical cross-sectional views of a green sheet constituting the ceramic heater shown in FIG. 1, FIG. 3A showing a state before lamination, and FIG. 3B showing a state in which they are laminated.

【図4】第1実施態様に係るセラミックヒータユニット
の電源回路と検出回路との回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a power supply circuit and a detection circuit of the ceramic heater unit according to the first embodiment.

【図5】本発明の第1実施例の改変例に係るセラミック
ヒータを示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a ceramic heater according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図6】図5に示すセラミックヒータを構成するグリー
ンシートを示し、図6(A)はグリーンシートの縦断面
図であり、図6(B)は図6(A)のF矢視図である。
FIG. 6 shows a green sheet that constitutes the ceramic heater shown in FIG. 5, FIG. 6 (A) is a vertical cross-sectional view of the green sheet, and FIG. 6 (B) is a view on arrow F of FIG. 6 (A). is there.

【図7】図7は、本発明の第2実施態様に係るセラミッ
クヒータの斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view of a ceramic heater according to a second embodiment of the present invention.

【図8】図8は、本発明の第2実施態様の改変例に係る
セラミックヒータの斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view of a ceramic heater according to a modified example of the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 セラミックヒータ 12 第1セラミック層 14 第2セラミック層 16 第3セラミック層 20 ヒータ配線 22 割れ検出用配線 80 電源回路 82 検出回路(割れ検出手段) 110 セラミックユニット 10 Ceramic Heater 12 First Ceramic Layer 14 Second Ceramic Layer 16 Third Ceramic Layer 20 Heater Wiring 22 Crack Detection Wiring 80 Power Circuit 82 Detection Circuit (Crack Detection Means) 110 Ceramic Unit

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年5月28日[Submission date] May 28, 1996

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の名称[Correction target item name] Name of invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【発明の名称】 セラミックヒータ及びセラミックヒー
タユニット
Title: Ceramic heater and ceramic heater unit

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ヒータ配線を内蔵するセラミック層から
なるセラミックヒータであって、 前記セラミック層に配設された割れ検出用配線と、を備
えたことを特徴とするセラミックヒータ。
1. A ceramic heater comprising a ceramic layer containing a heater wiring, comprising: a crack detection wiring disposed in the ceramic layer.
【請求項2】 前記割れ検出用配線と前記ヒータ配線と
が同じセラミック層の間に配置されていることを特徴と
する請求項1のセラミックヒータ。
2. The ceramic heater according to claim 1, wherein the crack detection wire and the heater wire are arranged between the same ceramic layers.
【請求項3】 前記ヒータ配線を内蔵するセラミック層
の上面に前記割れ検出用配線が配置されていることを特
徴とする請求項1のセラミックヒータ。
3. The ceramic heater according to claim 1, wherein the crack detection wiring is arranged on an upper surface of a ceramic layer containing the heater wiring.
【請求項4】 前記ヒータ配線のパターン上に前記割れ
検出用配線が配置されていることを特徴とする請求項3
のセラミックヒータ。
4. The crack detection wiring is arranged on the heater wiring pattern.
Ceramic heater.
【請求項5】 ヒータ配線を内蔵するセラミック層から
なるセラミックヒータであって、 前記セラミック層に配設された割れ検出用配線と、 該割れ検出用配線の断線によりセラミック層の割れを検
出する割れ検出手段とを備えたことを特徴とするセラミ
ックヒータユニット。
5. A ceramic heater comprising a ceramic layer containing a heater wiring, the crack detecting wiring being disposed in the ceramic layer, and a crack for detecting a crack in the ceramic layer by disconnection of the crack detecting wiring. A ceramic heater unit comprising a detecting means.
【請求項6】 前記割れ検出用配線と前記ヒータ配線と
が同じセラミック層の間に配置されていることを特徴と
する請求項5のセラミックヒータユニット。
6. The ceramic heater unit according to claim 5, wherein the crack detection wiring and the heater wiring are arranged between the same ceramic layers.
【請求項7】 前記ヒータ配線を内蔵するセラミック層
の上面に前記割れ検出用配線が配置されていることを特
徴とする請求項5のセラミックヒータユニット。
7. The ceramic heater unit according to claim 5, wherein the crack detection wiring is arranged on an upper surface of a ceramic layer containing the heater wiring.
【請求項8】 前記ヒータ配線のパターン上に前記割れ
検出用配線が配置されていることを特徴とする請求項7
のセラミックヒータユニット。
8. The crack detection wiring is arranged on a pattern of the heater wiring.
Ceramic heater unit.
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