JPS62243277A - Ｓｉｃ結合型炭化珪素発熱体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、炭化珪素発熱体に関し、特に両端子部間の発
熱部が屈曲部を包有しかつ一体成形されてなる炭化珪素
発熱体に関するものである。

［従来の技術］ 従来この種の炭化珪素発熱体においては、第７図に示す
ように第１の炭化珪素発熱体ＩＩの一端部と第２の炭化
珪素発熱体１２の一端部との間に短絡板１３が配設され
ておりしかも第１の炭化珪素発熱体１１の一端部と短絡
板１３との当接部および第２の炭化珪素発熱体１２の一
端部と短絡板１３との当接部かそれでれ珪化処理によっ
て接合されていた。

これはこの種の炭化珪素発熱体が静水圧プレス成形法も
しくは押出成形法により形成されていたのて、たとえば
静水圧プレス成形法による場合屈曲部を有するものか作
成不能でありまた押出成形法による場合屈曲部の内側と
外側との間に密度差か生じその外側で亀裂が生じ易かフ
たためであった。　　− ［解決すべき問題点］ しかしなから上述した従来の炭化珪素発熱体では、第１
．第２の炭化珪素発熱体１１．１２と短絡板１３との当
接部か珪化処理により接合されていたのて、（り製造作
業ないし電気炉への取付作業が煩雑であってしかも短絡
板！３か発熱領域として機能しないという欠点かあり、
また（２）熱サイクルによって接合部に歪かＭ積され強
度劣化し破損し易いという欠点もあった。

そこで本発明の目的は、これらの問題点を解決し発熱部
に屈曲部を包有しておりかつ一体成形されてなる炭化珪
素発熱体を提供することにある。

（２）発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明の炭化珪素発熱体は、２つの端子部および発熱部
が一体成形されておりかつ前記発熱部に屈曲部を包有し
てなる構成を有する。

更に本発明の炭化珪素発熱体は、前記屈曲部の曲率半径
が２つの端子部ないし発熱部の外径の０．５倍以上でな
る構成を有すれば好ましい。

また本発明の炭化珪素発熱体は、少なくとも前記発熱部
が１．０〜ｓ、ｏ　ＩＬの平均粒径をもつ炭化珪素を２
０〜６０重量％包有してなる構成を有すれば好ましい。

［実施例］ 以ド木発明について添付図面を参照しつつ具体的に説明
する。

先ず第１図に示した第１の実施例について説明する。

■）は本発明の一体成形された炭化珪素発熱体で、発熱
部ｌと２つの端子部２．２とを包有している。発熱部ｌ
の両端部はそれぞれ端子部２．２に連続されており、中
央部は半円弧状の屈曲部１ａとされている。屈曲部１ａ
の曲率半径Ｒは所望に応じて適宜選択できるが、成形効
率および強度などを考慮すると発熱部１ないし端子部２
．２の外径ａの０．５倍以北特に０．５〜ｌＯ倍である
ことか好ましい。発熱部ｌないし端子部２．２の断面形
状には特に制限はないが、強度その他を考慮すれば円形
ないし矩形が好ましい。

炭化珪素発熱体１０は、その素体が平均粒径が２．２鉢
の微粒子を４０重量％含む炭化珪素原料１００部と可塑
剤としてのメチルセルロース２部と結合剤としての熱硬
化性樹脂たとえばフェノール樹脂４部とを互いに混練し
たのちプランジャ型の成形機によって押出成形すること
によって作成された。炭化珪素発熱体ｌＯの素体の形状
は実質的に第１図に示したものと同様で１発熱部ｌない
し端子ｆｌＡ２．２の外径ａが１０ｍｍであり発熱部１
ないし端子部２．２の長さし、が６００ｍｍでかつ発熱
部ｌのみの長さＬ２が３００ｇｇ−であった、また屈曲
１ｆＢｌａの曲率半径Ｒは４０ｍ−であった、この素体
は焼成されたのちいわゆる珪化処理および端子処理が施
されて炭化珪素発熱体ＩＯとされた。

炭化珪素発熱体ｌＯは、高温断続寿命試験において常温
と１４００℃との温度下に交互に反復して置いたところ
１５０回の熱サイクル経過後もなお折損などの損傷を生
じなかった。しかし第７図に示した同一寸法の従来例に
ついて同一の試験を行ったところ１０回の熱サイクル経
過時点で接合部に折損が発生した。

炭化珪素原料中の微粒子を２０重量％未満とじたところ
炭化珪素発熱体ｌＯの素体の成形に際し屈曲部１ａに微
細な亀裂が生じてしまい炭化珪素発熱体ｌＯを作成して
も寿命か短く好ましくなかった。

これに対し炭化珪素原料中の微粒子を６０１１％より大
としたところ炭化珪素発熱体ＩＯの素体の成形に際し屈
曲部１ａの内側と外側との間に密度差か生じた。この素
体な焼成したのち珪化処理および端子処理を施して作成
された炭化珪素発熱体ｌＯは表面に微細な亀裂が生じて
おり、上述した高温断絶寿命試験において２３回の熱サ
イクル経過時点てん１曲部１ａに折損か生じた。

一方炭化珪素原料中の微粒子のｆ均粒径を１．０棒未満
としたところ炭化珪素発熱体１０の素体の成形に際し一
定の形状を維持するためには結合剤を多ｊ４に添加する
必要があり、炭化珪素発熱体ｌＯを作成しても発熱特性
に劣化がみられ好ましくなかった。

これに対し炭化珪素原料中の微粒子の平均粒径を５．０
棒より大としたところ炭化珪素発熱体１０の素体の成形
に際し屈曲部１ａに微細な亀裂が生じてしまい炭化珪素
発熱体ｌＯを作成しても寿命か短く好ましくなかった。

以上を要するに炭化珪素材料中の微粒子の含有量ζｊ、
２０〜６０重量％の範囲にあることか好ましい。また微
粒子の平均粒径は１．０〜５．０ルの範囲にあることが
好ましい。

次に第２図に示した第２の実施例について説明する。

２０は本発明の一体成形された炭化珪素発熱体て、第１
図に示した第１の実施例と同様に発熱部ｌと２つの端子
部２．２とを包有している０発熱部１には第１の実施例
とは異なり３つの屈曲部＋ａ〜１ｃか含まれている６屈
曲部１ａ〜ｌｃの曲率半径Ｒ１〜Ｒｅは所望に応して適
宜選択できるが、成形効率および強度などを考慮すると
それぞれ発熱部！ないし端子部２．２の外径ａの０．５
倍以上特に０．５〜ｌＯ倍であることか好ましい。発熱
部ｌないし端子部２．２の断面形状には第１の実施例と
同様特に制限はないが、強度その他を考慮すれば円形な
いし矩形か好ましい。

炭化珪素発熱体２０の作成要領は、第１の実施例と同様
てよい。

更に第３図に示した第３の実施例について説明する。

３（ｌは本発明の−・体成形された炭化珪素発熱体て、
第１．第２の実施例と同様に発熱部ｌと２つの端ｆ部２
，２とを包有している０発熱部ｌの両端部はそれぞれ屈
曲部＋ａ、　ｌｂとされており、中央部は゛ト円弧状の
屈曲８ｔｌｌｃとされている。屈曲部１ａ〜１ｃの曲率
半径Ｒ１〜Ｒｅは所望に応して適宜選択できるが、成形
効率および強度などを考慮するとそれぞれ発熱部ｌない
し端子部２．２の外径ａの０．５倍以り特に０．５〜１
０倍であることか好ましい０発熱部ｌないし端子部２．
２の断面形状には第１、第２の実施例と同様特に制限は
ないか１強度その他を考慮すれば円形ないし矩形か好ま
しい。

炭化珪素発熱体３０の作成要領は、第１の実施例と同様
でよい。

また第４図に示した第４の実施例について説明する。

４０は本発明の一体成形された炭化珪素発熱体で、第１
ないし第３の実施例と同様に発熱部ｌと２つの端子部２
，２とを包有している０発熱部ｌの両端部はそれぞれ端
子部２．２に連続されており、中央部は円弧状の屈曲ｆ
ｌｌ　１　ａとされている。屈曲部ｌａの曲率半径Ｒは
所望に応じて適宜選択できるが、成形効率および強度な
どを考慮するとそれぞれ発熱部ｌないし端子部２．２の
外径ａの０．５倍以上特に０．５〜１０倍であることが
好ましい。発熱部ｌないし端子部２．２の断面形状には
第１ないし第３の実施例と同様特に制限はないが１強度
その他を考慮すれば円形ないし矩形が好ましい。

炭化珪素発熱体４０の作成要領は、第１の実施例と同様
でよい。

加えて第５図に示した第５の実施例について説明する。

５０は本発明の一体成形された炭化珪素発熱体で、第１
ないし第４の実施例と同様に発熱部ｌと２つの端子部２
．２とを包有している０発熱部ｌの両端部はそれぞれ屈
曲部１ａ、　ｌｂとされており、中央部は螺旋状の屈曲
ｆｆ１ｔｃとされている。屈曲部Ｉａ〜ｌｃの曲率半径
Ｒ８〜Ｒｃは所望に応じて適宜選択できるが、成形効率
および強度などを考慮するとそれぞれ発熱部！ないし端
子部２．２の外径ａの（）、５倍以上特に０．５〜１０
倍であることか好ましい。発熱部ｌないし端子部２．２
の断面形状には第１ないし第４の実施例と同様特に制限
はないが。

強度その他を考慮すれば円形ないし矩形が好ましい。

炭化珪素発熱体５０の作成要領は、第１の実施例と同様
でよい。

加えて第６図に示した第６の実施例について説明する。

６０は本発明の一体成形された炭化珪素発熱体て、第１
ないし第５の実施例と同様に発熱部１と２つの端子部２
．２とを包有している０発熱部ｌの両端部はそれぞれ端
子部２．２に連続されており、その近傍か屈曲部１ａ、
　ｌｂとされている。屈曲部Ｉａ、　ｌｂの曲率半径Ｒ
−、Ｒｈは所望に応じて適宜選択てきるが、成形効率お
よび強度などを考慮するとそれぞれ発熱部１ないし端子
部２．２の外径ａの０．５倍以北特にロ、５〜１０倍で
あることか好ましい。発熱部ｌないし端子部２．２の断
面形状には第１ないし第５の実施例と同様特に制限はな
いが、強度その他を考慮すれば円形ないし矩形か好まし
い。

炭化珪素発熱体６０の作成要領は、第１の実施例と同様
てよい。

（３）発明の効果 Ｅ述より明らかなように本発明は、２つの端子部および
発熱部が一体成形されておりかつ前記発熱部に屈曲部か
包有されているので、（１）短絡板との間の接合部を除
去でき長寿命化できる効果を有し、また（２）　！！Ｊ
造作造作−し電気炉への取付作業な筒素化てきる効果を
有し、併せて（３）発熱領域を拡大てきる効果も有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の炭化珪素発熱体の第１の実施例を示す
平面図、第２図は同第２の実施例を示す上面図、第３図
は同第３の実施例を示す平面図。 第４図は同第４の実施例を示す平面図、第５図は同第５
の実施例を示す正面図、第６図は同第６の実施例を示す
モ面図、第７図は同従来例を示す平面図である。 １・・・・発熱部 １８〜１ｃ・・・・屈曲部 ２・・・・端子部 ＋０．２０．：１０，４０，５０．６０・・・・炭化珪
素発熱体特許出願人　東芝セラミックス株式会社代理人
　　　弁理士　工　藤　　隆　夫第３図 第４図 第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２つの端子部に連続する発熱部を包有してなる炭
   化珪素発熱体において、前記２つの端子部および発熱部
   が一体成形されておりかつ前記発熱部が屈曲部を包有し
   てなることを特徴とする炭化珪素発熱体。
2. （２）屈曲部の曲率半径が、２つの端子部ないし発熱部
   の外径の０．５倍以上であることを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項記載の炭化珪素発熱体。
3. （３）少なくとも発熱部か、１．０〜５．０μの平均粒
   径をもつ炭化珪素を２０〜６０重量％包含してなること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項もしくは第（２
   ）項記載の炭化珪素発熱体。