KR101888746B1 - 세라믹 히터 및 글로 플러그 - Google Patents

Abstract

(과제) 세라믹 히터 성형시에, 전극부 근방에 공극이 발생하는 것을 억제한다.
(해결수단) 세라믹을 함유하는 기체와, 기체의 내부에 매설되어 세라믹을 함유하는 저항체로서, 2개의 리드부와, 2개의 리드부에 있어서의 일방의 단부끼리를 연결하는 연결부와, 2개의 리드부 중의 적어도 일방의 리드부와 일체로 형성되고, 당해 리드부에 자신의 일단부가 접속되어 당해 리드부의 축선과 교차하는 방향으로 연신하며, 자신의 타단부가 기체의 외표면으로 노출되어 있는 전극부를 가지는 저항체를 구비하는 세라믹 히터에 있어서, 일방의 리드부의 축선을 통과하여 전극부의 연신 방향에 평행한 가상면으로 절단되는 전극부의 단면에 있어서, 타단부의 축선과 평행한 방향의 길이를 A로 하고, 일단부의 축선과 평행한 방향의 길이를 B로 했을 때에, 0.1≤A/B≤0.8을 만족한다.

Description

세라믹 히터 및 글로 플러그{CERAMIC HEATER AND GLOW PLUG}

본 발명은 세라믹 히터 및 세라믹 히터를 구비하는 글로 플러그에 관한 것이다.

종래부터, 내연기관에 있어서의 점화 보조에 이용되는 글로 플러그로서, 절연성 세라믹으로 이루어지는 기체(基體) 내부에 도전성 세라믹으로 이루어지는 저항체가 배치된 히터를 구비한 글로 플러그가 이용되고 있다. 저항체는 봉 형상의 2개의 리드부와, 각 리드부에 있어서의 일방의 단부를 연결하는 대략 U자 형상의 연결부와, 각 리드부에서 기체의 외주 표면으로 향하여 돌출되어 배치된 전극부를 가지며, 전극부를 통하여 통전함으로써 발열한다. 상기 히터에 이용되는 저항체 및 기체는 어느 것이나 모두 세라믹 및 바인더(수지 등의 결합재)를 포함하는 재료에 의해 제작된다. 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 세라믹 및 바인더를 포함하는 성형 재료를 사출 성형함으로써 후속 공정에 있어서 저항체가 되는 미소성의 중간 성형체를 성형하고, 상기 중간 성형체에 대해서 탈지 및 소성을 실행함으로써 저항체가 제작된다.

특허문헌 1: 일본국 특개2007-240080호 공보

미소성의 저항체를 금형 내에 얹어 놓고, 금형 내에 세라믹 등의 재료를 사출함으로써, 미소성의 저항체를 둘러싸도록 미소성의 기체를 형성할 경우, 각 리드부의 전극부 근방에 있어서, 재료가 골고루 미치지 않은 부분이 발생할 수 있다. 이와 같은 부분은 그 후의 탈지 및 소성 공정을 거쳐서 얻어진 히터의 완성품에 있어서 공극으로서 나타난다. 이와 같은 공극이 존재하면, 상기 공극을 기점으로 하여 균열이 발생하여 히터가 손상된다고 하는 문제가 있었다.

이와 같은 문제는 사출 성형에 한정되지 않고, 분말 형상의 재료를 압축하는 분말 프레스 성형이나, 시트 형상의 재료를 적층하는 시트 적층 성형이나, 주입 성형 등 기체를 형성 가능한 임의의 성형 방법에 있어서 공통되는 문제였다. 또, 글로 플러그에 한정되지 않고, 착화용의 히터 장치나, 각종 센서에 이용되는 세라믹 히터에 공통되는 문제였다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 이하의 형태로서 실현하는 것이 가능하다.

(1) 본 발명의 일형태에 따르면, 세라믹 히터가 제공된다. 이 세라믹 히터는 세라믹을 함유하는 기체와; 상기 기체의 내부에 매설되어 세라믹을 함유하는 저항체로서, 서로 평행으로 연장 설치된 2개의 리드부와, 상기 2개의 리드부에 있어서의 일방의 단부끼리를 연결하는 연결부와, 상기 2개의 리드부 중의 적어도 일방의 리드부와 일체로 형성되고, 당해 리드부에 자신의 일단부가 접속되어 당해 리드부의 축선과 교차하는 방향으로 연신하며, 자신의 타단부가 상기 기체의 외표면으로 노출되어 있는 전극부를 가지는 저항체;를 구비하는 세라믹 히터로서, 상기 일방의 리드부의 상기 축선을 통과하여 상기 전극부의 연신 방향에 평행한 가상면으로 절단되는 상기 전극부의 단면에 있어서, 상기 타단부의 상기 축선과 평행한 방향의 길이를 A로 하고, 상기 일단부의 상기 축선과 평행한 방향의 길이를 B로 했을 때에, 0.1≤A/B≤0.8을 만족하는 것을 특징으로 한다. 이 형태의 세라믹 히터에 따르면, 길이 A와 길이 B의 비율 A/B가 0.1 이상 또한 0.8 이하이므로, 리드부와 전극부의 접속 부분을 완만하게 할 수 있어 전극부 근방의 기체를 성형할 때에, 상기 부분에 공극이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이로 인해, 상기 공극에 기인하여 세라믹 히터의 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다. 또, 상기 비율 A/B가 0.1 이상이므로, 전극부에 있어서의 일단부와 타단부 사이의 접속 부분이 너무 완만하게 되는 것을 억제할 수 있다. 이로 인해, 저항체가 기체 내에 매설된 상태의 소성체를 연마하여 타단부를 기체의 외표면으로 노출시킬 때에, 타단부의 표면적에 편차가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 세라믹 히터의 전기저항값에 편차가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또, 상기 비율 A/B가 0.8 이하이므로, 전극부에 있어서의 일단부와 타단부 사이의 접속 부분을 충분히 완만하게 할 수 있다. 이로 인해, 기체의 성형 재료를 공급할 때에, 성형 재료를 전극부 근방에 충분히 골고루 미치게 할 수 있어 공극이 전극부 근방에 발생하는 것을 억제할 수 있다.

(2) 상기 형태의 세라믹 히터에 있어서, 1㎜≤A≤5㎜를 만족해도 좋다. 이 형태의 세라믹 히터에 따르면, 길이 A가 1㎜ 이상이므로, 타단부의 표면적이 작기 때문에 세라믹 히터의 전기저항값이 커지는 것을 억제할 수 있다. 또, 길이 A가 5㎜ 이하이므로, 전극부가 크기 때문에 세라믹 히터 전체로서의 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.

(3) 상기 형태의 세라믹 히터에 있어서, 상기 전극부의 상기 단면에 있어서, 상기 일단부 중 상기 축선의 방향에 있어서의 상기 연결부와는 반대측의 단과 상기 타단부 중 상기 축선의 방향에 있어서의 상기 연결부와는 반대측의 단의 사이의 상기 축선의 방향을 따른 길이를 c로 하고, 상기 일단부 중 상기 축선의 방향에 있어서의 상기 연결부측의 단과, 상기 타단부 중 상기 축선의 방향에 있어서의 상기 연결부의 단의 사이의 상기 축선의 방향을 따른 길이를 d로 했을 때에, c와 d는 달라도 좋다. 이 형태의 세라믹 히터에 따르면, 길이 c와 길이 d는 다르므로, 일단부와 타단부를 접속하는 부분에 있어서의 경사의 어느 하나의 일방을 완만하게 할 수 있다. 이로 인해, 전극부 근방의 기체를 성형할 때에, 완만한 경사를 가지는 부분과는 반대측으로부터 성형 재료를 공급할 때에, 완만한 경사를 가지는 부분에도 성형 재료를 골고루 미치게 할 수 있다.

(4) 상기 형태의 세라믹 히터에 있어서, c＜d를 만족해도 좋다. 이 형태의 세라믹 히터에 따르면, 연결부와는 반대측에서 연결부로 향하는 방향으로 성형 재료를 공급할 경우에, 일단부 중 축선의 방향에 있어서의 연결부측의 단과 타단부 중 축선의 방향에 있어서의 연결부측의 단을 연결하는 부분을 포함하는 전극부 근방의 부분에 성형 재료를 골고루 미치게 할 수 있다.

본 발명은 세라믹 히터 이외의 다양한 형태로 실현하는 것도 가능하다. 예를 들면, 글로 플러그, 세라믹 히터의 제조방법, 글로 플러그의 제조방법, 세라믹 히터용의 저항체 및 그 저항체의 제조방법, 세라믹 히터용의 기체 및 그 기체의 제조방법 등의 형태로 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태로서의 세라믹 히터를 적용한 글로 플러그의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 히터를 중심으로 한 글로 플러그의 부분 확대 단면도이다.
도 3은 본 실시형태에 있어서의 저항체(22)의 외관 형상을 나타내는 설명도이다.
도 4는 글로 플러그(100)의 제조 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 스텝 S120의 처리 내용을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 6은 스텝 S125의 처리 내용을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 7은 전극 대응부(327) 근방에 있어서의 성형 재료의 흐름을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 8은 본 실시예의 히터와 비교예의 히터에 대한 강도 및 전기저항의 평가 결과를 나타내는 설명도이다.
도 9는 변형예에 있어서의 전극부의 외관 형상을 나타내는 설명도이다.

A. 실시형태:

A-1. 세라믹 히터의 구성:

도 1은 본 발명의 일실시형태로서의 세라믹 히터를 적용한 글로 플러그의 구성을 나타내는 설명도이다. 글로 플러그(100)는 봉 형상의 외관 형상을 가지며, 금속 쉘(2)과, 중축(中軸, 3)과, 절연 부재(5)와, 절연 부재(6)와, 크림핑 부재(8)와, 외통(7)과, 히터(4)와, 전극 링(18)과, 리드 선(19)을 구비하고 있다. 또한, 도 1에서는 글로 플러그(100)의 중심축(C1)과 평행으로 X축이 설정되고, X축과 수직으로 Y축 및 Z축이 설정되어 있다. 이하에서는, 글로 플러그(100)에 있어서 중심축(C1)을 따라서 히터(4)가 설치되어 있는 측(-X 방향측)을 「선단측」이라고 부르고, 중심축(C1)을 따라서 중축(3)이 배치되어 있는 측(+X 방향측)을 「후단측」이라고 부른다.

금속 쉘(2)은 축 구멍(9)을 구비한 대략 원통 형상의 외관 형상을 가지는 금속제의 부재이다. 금속 쉘(2)의 외주면에 있어서, 후단에 공구 걸어맞춤부(12)가, 중앙 부분에 수나사부(11)가 각각 형성되어 있다. 공구 걸어맞춤부(12)는 소정의 공구와 걸어 맞춤 가능한 외관 형상(예를 들면, 단면 육각 형상)을 가지고 있으며, 글로 플러그(100)가 도시하지 않는 엔진의 실린더 헤드 등에 장착될 때에 소정의 공구와 걸어 맞추어진다. 수나사부(11)는 글로 플러그(100)를 도시하지 않는 엔진의 실린더 헤드에 장착하기 위해 이용된다.

중축(3)은 금속제의 둥근 봉 형상의 부재이며, 후단측의 일부가 금속 쉘(2)의 후단으로부터 돌출되도록 금속 쉘(2)의 축 구멍(9)에 수용되어 있다. 중축(3)은 다른 부분에 비하여 직경이 작은 소경부(小徑部, 17)를 선단에 구비하고 있다. 소경부(17)에는 금속제의 리드 선(19)의 일단이 접합되어 있으며, 상기 리드 선(19)을 통하여 전극 링(18)과 전기적으로 접속되어 있다.

절연 부재(5)는 중축(3)을 둘러싸는 링 형상의 외관을 가지며, 금속 쉘(2)의 축 구멍(9)에 배치되어 있다. 절연 부재(5)는 금속 쉘(2)의 중심축 및 중축(3)의 중심축이 어느 것이나 모두 글로 플러그(100)의 중심축(C1)과 일치되도록 중축(3)을 고정한다. 또, 절연 부재(5)는 금속 쉘(2)과 중축(3)의 사이를 전기적으로 절연함과 아울러 양자의 사이를 기밀 밀봉한다. 절연 부재(6)는 통 형상부(13) 및 플랜지부(14)를 구비하고 있다. 통 형상부(13)는 절연 부재(5)와 마찬가지로 링 형상의 외관 형상을 가지며, 축 구멍(9)의 후단에 있어서 중축(3)을 둘러싸서 배치되어 있다. 플랜지부(14)는 통 형상부(13)의 외주 직경보다도 큰 직경을 가지는 링 형상의 외관 형상을 가지며, 통 형상부(13)보다도 중축(3)의 후단측에 있어서 중축(3)을 둘러싸서 배치되고, 금속 쉘(2)과 중축(3)의 사이 및 금속 쉘(2)과 크림핑 부재(8)의 사이를 전기적으로 절연한다.

크림핑 부재(8)는 대략 원통 형상의 외관 형상을 가지며, 플랜지부(14)와 접한 상태에서 금속 쉘(2)의 후단으로부터 돌출된 중축(3)을 둘러싸도록 크림핑되어 있다. 이와 같이 크림핑 부재(8)가 크림핑됨으로써, 중축(3)과 금속 쉘(2)의 사이에 끼워 맞춰진 절연 부재(6)가 고정되고, 중축(3)으로부터의 절연 부재(6)의 빠짐이 방지된다.

외통(7)은 축 구멍(10)을 가지는 대략 통 형상인 외관 형상의 금속제 부재이며, 금속 쉘(2)의 선단에 접합되어 있다. 외통(7)의 후단측에는 후육부(厚肉部, 15) 및 걸어맞춤부(16)가 형성되어 있다. 걸어맞춤부(16)는 후육부(15)보다도 후단측에 배치되고, 외주 직경이 후육부(15)의 외주 직경보다도 작다. 외통(7)은 걸어맞춤부(16)가 금속 쉘(2)의 축 구멍(9)에 끼워 넣어지고, 후육부(15)가 금속 쉘(2)의 선단에 접하도록 배치되어 있다. 외통(7)은 히터(4)의 중심축이 글로 플러그(100)의 중심축(C1)과 일치되도록 축 구멍(10)에 있어서 히터(4)를 보유(保維)한다.

히터(4)는 선단이 곡면인 원기둥 형상의 외관 형상을 가지며, 외통(7)의 축 구멍(10)에 끼워 넣어져 있다. 히터(4)의 선단측의 일부는 외통(7)으로부터 돌출되어 도시하지 않는 연소실 내로 노출된다. 히터(4)의 후단측의 일부는 외통(7)으로부터 돌출되어 금속 쉘(2)의 축 구멍(9)에 수용되어 있다. 히터(4)의 상세 구성에 대해서는 후술한다. 히터(4)는 세라믹계 재료에 의해 형성되어 있다. 전극 링(18)은 금속제의 부재이며, 히터(4)의 후단에 끼워 넣어져 있다. 전극 링(18)에는 상술한 리드 선(19)의 일단이 접속되어 있다.

도 2는 도 1에 나타내는 히터를 중심으로 한 글로 플러그의 부분 확대 단면도이다. 또한, 도 2에 있어서 도 1과 동일한 구성부에는 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 히터(4)는 기체(21) 및 저항체(22)를 구비하고 있다. 기체(21)는 절연성 세라믹으로 이루어지고, 선단이 곡면인 대략 원기둥 형상의 외관 형상을 가지며, 내부에 저항체(22)가 매설되어 있다. 기체(21)는 두께 방향(Y축과 평행한 방향)으로 연장되는 구멍을 2개 구비하고 있으며, 이들 2개의 구멍에 있어서, 저항체(22)가 가지는 후술의 2개의 전극부를 수용한다.

저항체(22)는 1쌍의 리드부(31a, 31b)와, 발열부(32)를 구비하고 있다. 1쌍의 리드부(31a, 31b)는 각각 도전성 세라믹으로 이루어지는 봉 형상의 부재이며, 기체(21) 내부에 배치되어 있다. 1쌍의 리드부(31a, 31b)는 서로 길이 방향이 평행이 되도록 또, 각각의 중심축(축선, C11, C12)이 글로 플러그(100)의 중심축(C1)과 평행이 되도록 배치되어 있다. 또, 1쌍의 리드부(31a, 31b)는 3개의 중심축(C1, C11, C12)이 1개의 가상 평면 위에 위치하도록 배치되어 있다. 일방의 리드부(31a)의 후단 근방의 위치에는 전극부(27)가 배치되어 있다. 전극부(27)는 리드부(31a)와 일체로 형성되고, 리드부(31a)에 자신의 일단이 접속되어 직경 방향으로 연신하여 형성되어 있다. 전극부[27, 후술하는 직경축소부(272)]는 기체(21)의 구멍에 수용되어 있다. 전극부(27)에 있어서, 리드부(31a)와 접속된 측과는 반대측의 단부는 기체(21)의 표면으로 노출되어 전극 링(18)의 내주면에 접하고 있다. 이와 같이 하여 전극 링(18)과 리드부(31a)가 전기적으로 접속된다. 또, 타방의 리드부(31b)의 후단 근방의 위치에도 전극부(28)가 직경 방향으로 연신하여 형성되어 있다. 전극부(28)는 기체(21)의 구멍에 수용되고, 리드부(31b)에 접속된 측과는 반대측의 단부는 기체(21)의 표면으로 노출되어 외통(7)의 내주면에 접하고 있다. 이와 같이 하여 외통(7)과 리드부(31b)가 전기적으로 접속된다. 1쌍의 리드부(31a, 31b)는 어느 것이나 모두 발열부(32)와 접속되고, 발열부(32)에 전류를 유도한다. 따라서, 전극 링(18)에 리드 선(19)을 통하여 전기적으로 접속된 중축(3)과, 외통(7)에 걸어 맞추어 전기적으로 접속된 금속 쉘(2)은 글로 플러그(100)에 있어서, 발열부(32)에 통전하기 위한 전극(양극 및 음극)으로서 기능한다.

도 3은 본 실시형태에 있어서의 저항체(22)의 외관 형상을 나타내는 설명도이다. 도 3의 (a)는 -Y 방향으로 본 저항체(22)의 측면도이다. 도 3의 (b)는 3개의 중심축(C1, C11, C12)을 통과하는 가상 평면에서의 리드부(31a)의 단면에 있어서, 전극부(27) 근방 부분을 확대하여 나타내는 부분 확대 단면도이다. 도 3의 (b)에서는 -Z 방향으로 본 리드부(31a)의 단면을 나타내고 있다.

도 3의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 전극부(27)는 대략 타원뿔대 형상의 외관 형상을 가진다. 전극부(27)는 기부(基部, 271)와, 직경축소부(272)와, 상단부(273)를 구비하고 있다. 기부(271)는 리드부(31a)와의 접속 부분에 해당하며, 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이 대략 타원형의 외주 형상을 가진다. 상단부(273)는 전극부(27)에 있어서, 리드부(31a)로부터 가장 멀리 떨어져 위치하고 있으며, 전극 링(18)의 내주면과 접한다. 상단부(273)는 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 대략 원형의 외주 형상을 가진다. 또한, 상단부(273)의 외주 형상은 대략 타원형이라도 좋다. 상단부(273)의 직경은 기부(271)의 긴 축의 길이 및 짧은 축의 길이보다도 작다. 직경축소부(272)는 기부(271)와 상단부(273)를 연속적으로 접속하는 부위이며, X-Z 평면과 평행한 면에서의 단면 형상은 대략 타원형이다. 또한, 직경축소부(272)의 X-Z 평면과 평행한 면에서의 단면 형상은 대략 원형이라도 좋다. 직경축소부(272)의 X-Z 평면과 평행한 면에서의 단면에 있어서의 최대 직경은 +Y 방향으로 향함에 따라서 작아진다. 따라서, 상단부(273)에 있어서의 중심축(C11)과 평행한 방향의 길이 A는 기부(271)에 있어서의 중심축(C11)과 평행한 방향의 길이 B보다도 작다. 본 실시형태에 있어서, 길이 A와 길이 B의 비율인 A/B는 하기 식 (1)을 만족한다.

0.1≤A/B≤0.8 ㆍㆍㆍ(1)

상기 비율 A/B는 0.1 이상 또한 0.7 이하인 것이 바람직하며, 0.1 이상 또한 0.6 이하인 것이 더욱 바람직하고, 또, 0.1 이상 또한 0.5 이하인 것이 더욱더 바람직하다. 비율 A/B가 상기 식 (1)을 만족함으로써, 리드부(31a)와 전극부(27)의 접속 부분이 완만하게 되기 때문에 후술하는 히터 제작에 있어서 기체(21)의 재료를 사출 성형할 때에, 전극부(27)에 상당하는 부위 근방에 재료를 빠짐없이 배치할 수 있다. 상기 비율 A/B가 0.1보다도 작으면 직경축소부(272)의 표면의 경사가 너무 완만하게 되기 때문에 후술하는 연마 공정에 의해 형성되는 상단부(273)의 표면적에 편차가 발생할 우려가 있다. 또, 비율 A/B가 0.8보다도 크면 직경축소부(272)의 표면의 경사가 너무 급하게 되기 때문에 히터 제작에 있어서 기체(21)의 재료를 사출 성형할 때에, 기체(21)의 재료를 전극부(27)에 상당하는 부위에 충분히 골고루 미치게 할 수 없게 되어 전극부(27)에 상당하는 부위 근방에 공극이 발생할 우려가 있다. 본 실시형태에 있어서, 상기 길이 A는 1㎜ 이상 또한 5㎜ 이하이다. 본 실시형태에서는 직경축소부(272)의 단면에 있어서의 바깥 둘레 가장자리는 내측으로 볼록하게 되는 R 형상을 가진다.

본 실시형태에서는 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 기부(271)에 있어서 중심축(C11)을 따라서 발열부(32)와는 반대의 단(후단측의 단)과 상단부(273)에 있어서 중심축(C11)을 따라서 발열부(32)와는 반대의 단(후단측의 단) 사이의 중심축(C11)을 따른 길이를 길이 c로 하고, 기부(271)에 있어서 중심축(C11)을 따라서 발열부(32)측의 단(선단측의 단)과 상단부(273)에 있어서 중심축(C11)을 따라서 발열부(32)측의 단(선단측의 단) 사이의 중심축(C11)을 따른 길이를 길이 d로 했을 때에, 길이 c 및 길이 d는 하기 식 (2)를 만족한다.

c＜d ㆍㆍㆍ(2)

길이 c 및 길이 d가 상기 식 (2)를 만족함으로써 후술하는 히터 제작에 있어서 기체(21)의 재료를 사출 성형할 때에, 전극부(27)에 상당하는 부위 근방에 재료를 빠짐없이 배치할 수 있다. 상기 효과의 상세에 대해서는 후술한다. 또한, 본 실시형태에서는 길이 c 및 길이 d는 상기 식 (2)를 만족하는 것은 필수는 아니다. 따라서, 길이 c 및 길이 d가 동일해도, 또, 길이 c가 길이 d보다도 커도 좋다.

리드부(31b)의 구성은 상술한 리드부(31a)의 구성과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.

발열부(32)는 U자 형상의 외관 형상을 가지며, 2개의 리드부(31a, 31b)의 -X 방향의 단부끼리를 연결한다. 발열부(32)는 통전에 의해 발열하는 부위이다. 만곡 부분에 전류를 집중시킴으로써 고온을 실현시키기 위해, 만곡 부분의 직경은 발열부(32)에 있어서의 다른 부분의 직경이나, 각 리드부(31a, 31b)의 직경보다도 작다.

본 실시예에서는 각 리드부(31a, 31b) 및 발열부(32)를 형성하는 도전성 세라믹은 절연 재료로서 질화 규소를 주된 성분으로 하고, 도전성 재료로서 텅스텐 카바이드를 함유한 도전성 세라믹 재료를 소성 등으로 하여 얻어진다. 그 결과, 저항체(22)는 56체적％ 이상 또한 70체적％ 이하의 질화 규소와, 20체적％ 이상 또한 35체적％ 이하의 텅스텐 카바이드를 함유한다.

상술의 히터(4)는 청구항에 있어서의 세라믹 히터의 하위 개념에 상당한다. 또, 발열부(32)는 청구항에 있어서의 연결부의 하위 개념에, 기부(271)는 청구항에 있어서의 일단부의 하위 개념에, 상단부(273)는 청구항에 있어서의 타단부의 하위 개념에 각각 상당한다.

A-2. 글로 플러그의 제조:

도 4는 글로 플러그(100)의 제조 순서를 나타내는 흐름도이다. 우선, 저항체(22)의 성형 재료가 제작되고(스텝 S105), 기체(21)의 성형 재료가 제작된다(스텝 S110). 본 실시형태에 있어서, 저항체(22)의 성형 재료는 절연성 세라믹 및 텅스텐 카바이드를 주된 성분으로 하는 분상체이며, 예를 들면, 절연성 세라믹 원료 및 텅스텐 카바이드 등의 세라믹 원료를 혼합 분쇄하고, 이 혼합물과 바인더 등을 니더(kneader, 혼련기)를 이용하여 혼련하며, 그 후 펠릿(pellet)화함으로써 조립(造粒)하여 제작할 수 있다. 본 실시형태에서는 절연성 세라믹 원료로서 질화 규소를 이용하지만, 질화 규소에 대신하여 또는, 질화 규소에 더불어서 사이알론(SIALON) 등을 이용할 수도 있다. 또, 본 실시형태에서는, 바인더는 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들면, 폴리프로필렌 등의 바인더나 가소제, 왁스 및 분산제 등을 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 이용할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 기체(21)의 성형 재료는 절연성 세라믹을 주된 성분으로 하는 분상체이며, 예를 들면, 절연성 세라믹 원료를 분쇄하고, 이 분쇄물과 바인더 등을 니더를 이용하여 혼련하며, 그 후 펠릿화함으로써 조립하여 제작할 수 있다. 세라믹 원료 및 바인더의 종류로서는 저항체(22)의 성형 재료와 동일한 종류를 이용해도 좋다.

저항체(22)의 중간 성형체를 스텝 S105에서 얻어진 성형 재료를 이용하여 사출 성형으로 제작한다(스텝 S115). 본 실시형태에 있어서, 「저항체(22)의 중간 성형체」란 후술하는 탈지나 소성 등의 가열 공정을 거쳐서 저항체(22)가 되는 부재를 의미한다.

스텝 S115에서 얻어진 저항체(22)의 중간 성형체의 편면측에 절반 분할 형상인 기체(21)의 중간 성형체를 성형한다(스텝 S120). 저항체(22)의 중간 성형체의 타방의 면측에 기체(21)의 중간 성형체의 잔부를 성형하여 히터(4)의 중간 성형체를 얻는다(스텝 S125). 스텝 S120, S125에서는 어느 것이나 모두 스텝 S110에서 얻어진 성형 재료를 이용한 사출 성형에 의해 실행된다.

도 5는 스텝 S120의 처리 내용을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 도 6은 스텝 S125의 처리 내용을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 스텝 S120에서는 우선, 저항체(22)의 중간 성형체(300)를 하부 금형(400)에 형성된 캐비티(420) 내에 배치하고, 중간 성형체(300)의 상부 절반을 덮도록 상부 금형(500)을 배치한다. 저항체(22)의 중간 성형체(300)는 저항체(22)와 거의 상사형인 외관 형상을 가진다. 즉, 리드부(31a)에 대응하는 리드 대응부(310)와, 리드부(31b)에 대응하는 리드 대응부(311)와, 발열부(32)에 대응하는 발열 대응부(332)와, 2개의 전극부(27, 28)에 대응하는 2개의 전극 대응부(327, 328)를 구비하고 있다. 또, 중간 성형체(300)는 후단 연결부(350)를 구비하고 있다. 후단 연결부(350)는 중간 성형체(300)에 있어서, 발열 대응부(332)와는 반대측에 있어서, 2개의 리드 대응부(310, 311)의 단부를 연결한다. 후단 연결부(350)는 2개의 리드 대응부(310, 311)의 상대적인 위치가 어긋나는 것을 억제하여 중간 성형체(300)의 취급을 용이하게 하기 위해 설치되어 있다.

하부 금형(400)에 형성된 캐비티(420)는 저항체(22)의 중간 성형체(300)의 하부 절반이 수용 가능한 형상으로 형성되어 있다. 상부 금형(500)은 하부 금형(400)과의 맞춤면측이 개구된 중공의 직육면체 형상인 외관 형상을 가진다. 상부 금형(500)의 길이 방향의 일방의 단면(S1)에는 성형 재료를 상부 금형(500)의 내부에 충전하기 위한 사출 구멍이 설치되어 있다. 상술한 바와 같이 중간 성형체(300), 하부 금형(400) 및 상부 금형(500)을 배치한 후, 상부 금형(500) 내에 스텝 S110에서 얻어진 성형 재료를 사출하여 절반 분할 형상인 기체(21)의 중간 성형체를 저항체(22)의 중간 성형체의 편측면측(도 5에 있어서의 상방면측)에 성형한다. 이와 같이 해서 도 6에 나타내는 중간 성형체(700)가 얻어진다.

스텝 S125에서는 스텝 S120에서 얻어진 중간 성형체(700)를 상하 반전시켜 서 도 6에 나타내는 자세로 하고, 새로운 하부 금형(600)에 형성된 캐비티(620) 내에 배치한다. 다음에, 중간 성형체(700)의 상부 절반을 덮도록 상부 금형(500)을 배치한다. 하부 금형(600)에 형성된 캐비티(620)는 중간 성형체(700)에 있어서의 기체의 중간 성형체의 부분이 정확히 수용 가능한 형상으로 형성되어 있다. 상부 금형(500)은 도 5에 나타내는 상부 금형(500)과 같다. 상술한 바와 같이 중간 성형체(700), 하부 금형(600) 및 상부 금형(500)을 배치한 후, 상부 금형(500) 내에 스텝 S110에서 얻어진 성형 재료를 사출하여 중간 성형체(700)의 상부 절반에 기체(21)의 중간 성형체의 잔부를 형성한다. 이와 같이 하여 히터(4)의 중간 성형체가 얻어진다.

도 7은 전극 대응부(327) 근방에 있어서의 성형 재료의 흐름을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 도 7에서는 스텝 S125에 있어서의 중간 성형체(700)를 -Y 방향으로 본 상태를 나타내고 있다. 도 7에서는 상부 금형(500) 및 하부 금형(600)은 생략되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 상부 금형(500)과 중간 성형체(700)의 경계면(750)은 3개의 중심축(C1, C11, C12)을 통과하는 가상 평면과 일치한다. 전극 대응부(327)는 기부 대응부(341)와, 직경 축소 대응부(342)와, 상단 대응부(343)를 구비하고 있다. 기부 대응부(341)는 기부(271)에 대응하는 부위이다. 또, 직경 축소 대응부(342)는 직경축소부(272)에, 상단 대응부(343)는 상단부(273)에 각각 대응하는 부위이다.

상술한 바와 같이, 스텝 S125에 있어서의 상부 금형(500) 내로의 성형 재료의 사출은 상부 금형(500)의 단면(S1)으로부터 실행되기 때문에 상부 금형(500) 내에 있어서, 성형 재료는 상기 단면(S1)에서 반대측의 면으로 향하는 방향으로 유동한다. 도 7에 있어서 굵은 실선의 화살표(FL)로 나타내는 바와 같이, 전극 대응부(327)의 근방에 있어서, 단면(S1)에서 대략 -X 방향으로 향하여 흘러 온 재료는 전극 대응부(327)의 직경 축소 대응부(342)에 도달한다. 여기서, 직경 축소 대응부(342)의 X-Z 평면과 평행한 단면 형상은 대략 타원형이므로, 직경 축소 대응부(342)에 이른 성형 재료는 직경 축소 대응부(342)의 상부 절반의 표면을 따라서 직경 축소 대응부(342)의 선단 방향(-X 방향)으로 원활하게 이동한다. 전극 대응부(327)에서는 기부 대응부(341)에서 상단 대응부(343)로(+Y 방향으로) 향함에 따라서 직경이 감소하고 있다. 재료가 흐르는 방향(-X 방향)으로 보아 직경 축소 대응부(342)의 상부 절반의 표면은 +Y 방향을 향함에 따라서 +Z 방향에 위치한다. 환언하면, 전극 대응부(327)의 상부 절반의 표면은 -X 방향으로 보아 +Y 방향으로 향함에 따라서 하방으로 경사져 있다. 이로 인해, 성형 재료가 직경 축소 대응부(342)의 상부 절반의 표면을 이동할 때에, 일부의 성형 재료는 +Y 방향으로 이동하여 상단 대응부(343)에 대해서 선단측에 인접하는 영역(AR1)으로 돌아 들어간다. 이로 인해, 상기 영역(AR1)에 성형 재료가 충전되고, 공극이 발생하는 것이 억제된다.

또, 도 3에 나타내는 바와 같이, 저항체(22)에 있어서, 길이 c에 비하여 길이 d는 크다. 이것은 도 7에 나타내는 중간 성형체(700)에 있어서도 대응하는 거리에 대해서 동일한 관계로 되어 있는 것을 의미한다. 길이 c에 상당하는 거리, 즉, 기부 대응부(341)에 있어서, 중심축을 따라서 발열 대응부(332)와는 반대측의 단(후단측의 단)과 상단 대응부(343)에 있어서 중심축을 따라서 발열 대응부(332)와는 반대측의 단(후단측의 단) 사이의 중심축을 따른 거리(이하, 「길이 c11」라고 부른다)와, 기부 대응부(341)에 있어서, 중심축을 따라서 발열 대응부(332)측의 단(선단측의 단)과 상단 대응부(343)에 있어서 중심축을 따라서 발열 대응부(332)측의 단(선단측의 단) 사이의 중심축을 따른 거리(이하, 「길이 c12」라고 부른다)는 하기 식 (3)을 만족한다.

c11＜c12 ㆍㆍㆍ（3）

상기 식 (3)을 만족함으로써, 도 3의 (b)에 나타내는 직경축소부(272)와 마찬가지로 직경 축소 대응부(342)에 있어서도 상단 대응부(343)에 대해서 선단측에 위치하는 경사면은 비교적 완만하다. 이로 인해, 상기 경사면을 따라서 재료가 진행되기 때문에 영역(AR1)에 제대로 성형 재료가 충전되고, 영역(AR1)에 공극이 발생하는 것이 억제된다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 스텝 S125에 있어서 히터(4)의 중간 성형체가 얻어지면, 히터(4)의 중간 성형체의 탈지가 실행된다(스텝 S130). 히터(4)의 중간 성형체에는 바인더가 포함되어 있으므로, 가열(가소성)함으로써, 상기 바인더가 제거된다. 예를 들면, 히터(4)의 중간 형성체를 질소 분위기 중에서 800℃로 60분 가열해도 좋다. 스텝 S130의 다음에 본 소성이 실행된다(스텝 S135). 상기 본 소성에서는 스텝 S130의 이른바 가소성에 비하여 고온으로 가열이 실행된다. 예를 들면, 1750℃로 가열해도 좋다. 이때, 히터(4)의 중간 성형체가 가압되는, 이른바 핫 프레스 소성을 실행해도 좋다.

연마 가공 및 절단 가공이 실행된다(스텝 S140). 이 공정에서는 스텝 S135에 의해 얻어진 소성체의 외주의 연마 및 선단부의 곡면 가공이 실행된다. 연마에 의해, 전극부(27, 28)가 기체(21)의 표면으로부터 노출된다. 또, 절단에 의해, 스텝 S135에 의해 얻어진 소성체의 후단부, 즉, 후단 연결부(350)에 상당하는 부분이 제거된다. 상술한 스텝 S105∼S140에 의해 히터(4)가 완성된다. 그 후, 도 1에 나타내는 글로 플러그(100)의 각 구성부가 조립되어(스텝 S145) 글로 플러그(100)가 완성된다.

이상 설명한 실시형태의 글로 플러그(100)에서는 길이 A와 길이 B의 비율인 A/B가 상기 식 (1)을 만족하므로, 리드부(31a)와 전극부(27)의 접속 부분 및 리드부(31b)와 전극부(28)의 접속 부분을 완만하게 할 수 있어 기체(21)의 중간 성형체를 사출 형성할 때에, 전극 대응부(327, 328)의 근방에 재료를 빠짐없이 배치할 수 있다.

또, 비율 A/B가 0.1 이상이므로, 직경축소부(272)의 경사가 너무 완만하게 되는 것을 억제할 수 있다. 이로 인해, 연마 공정(스텝 S140)에 의해 형성되는 상단부(273)의 표면적에 편차가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 상단부(273)는 전극 링(18)과 접하는 부분이며, 또, 전극부(28)에 있어서는 외통(7)과 접하는 부분이다. 이로 인해, 상기 부분의 표면적에 편차가 발생하면, 전기저항값에 편차가 발생하여 히터(4)의 발열 성능에 편차가 발생한다. 그러나 실시형태의 글로 플러그(100)에서는 이와 같은 히터(4)의 발열 성능의 편차를 억제할 수 있다.

또, 비율 A/B가 0.8 이하이므로, 직경축소부(272)의 경사를 충분히 완만하게 할 수 있다. 이로 인해, 기체(21)의 성형 재료를 공급할 때에, 성형 재료를 전극 대응부(327, 328)의 근방에 충분히 골고루 미치게 할 수 있어 공극이 전극 대응부(327, 328)의 근방, 나아가서는, 전극부(27, 28)의 근방에 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또, 길이 c 및 길이 d가 상기 식 (2)를 만족하므로, 중간 성형체(700)에 있어서, 길이 c11 및 길이 c12가 상기 식 (3)을 만족하고 있다. 그러므로 직경 축소 대응부(342)에 있어서, 상단 대응부(343)에 대해서 선단측에 위치하는 부분의 경사면을 비교적 완만하게 할 수 있어서 상기 경사면을 따라 성형 재료를 흘려서 영역(AR1)에 제대로 성형 재료를 충전할 수 있다. 따라서, 영역(AR1)에 공극이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또, 스텝 S120, S125에 있어서 성형 재료가 전극 대응부(327, 328) 근방에 이르렀을 때에, 성형 재료는 전극 대응부(327, 328)의 표면을 따라서 원활하게 이동하므로, 전극 대응부(327, 328)에 성형 재료가 충돌하는 것에 의한 전극 대응부(327, 328)의 변형이나 손상을 억제할 수 있다.

B. 실시예:

상술한 실시형태의 히터(4)를 복수 제조하고, 각각에 대해서 강도와 전기저항값을 측정하여 평가했다. 도 8은 본 실시예의 히터와 비교예의 히터에 대한 강도 및 전기저항의 평가 결과를 나타내는 설명도이다. 도 8에서는 실시예 및 비교예의 히터에 대한 길이 A의 값(㎜)과, 길이 B의 값(㎜)과, 강도(㎫)와, 저항(mΩ)과, 길이 c(㎜)와, 길이 d(㎜)가 나타내어져 있다.

실시예 1∼9의 히터는 길이 A 및 길이 B의 조합과, 길이 c 및 길이 d의 조합이 각각 서로 다르다. 이에 대해서, 실시예 10∼11의 히터는 길이 A 및 길이 B의 조합은 어느 것이나 모두 같고, 길이 c 및 길이 d의 조합이 서로 다르다. 실시예 1∼9의 히터는 상술의 길이 A와 길이 B의 비율 A/B가 상기 식 (1)의 관계를 만족한다. 이에 대해서, 비교예 1∼3의 히터는 비율 A/B가 상기 식 (1)을 만족하고 있지 않다. 또, 비교예 1∼3에서는 길이 c 및 길이 d의 조합이 서로 다르다. 또한, 각 실시예 및 비교예의 히터를 각각 10개씩 제작했다.

실시예 및 비교예의 각 히터에 대해서, 전극부(28)의 상단부가 배치되어 있는 면을 인장면(引張面)으로 하여 스팬(span) 12㎜로 3점 굽힘 강도를 측정했다. 도 8에서는 각 실시예 및 각 비교예의 히터에 대해서 각각 평균값을 나타내고 있다. 또, 도 8에서는 강도의 평가 결과로서, 1050㎫ 이상을 「○」(고평가)으로 나타내고, 1000㎫ 이상 또한 1050㎫ 미만을 「△」(중간 정도의 평가)으로 나타내며, 1000㎫ 미만을 「×」(저평가)로 나타내고 있다.

강도에 대한 실시예 1∼13의 평가 결과는 어느 것이나 모두 중간 정도 이상의 양호한 결과였다. 실시예 8의 히터에 대한 강도의 평가가 「△」인 것은 길이 A가 8㎜로 비교적 크고, 전극부(28) 자체가 크기 때문에, 히터 전체로서의 강도가 저하했기 때문이라고 추정된다. 이에 대해서, 비교예 1, 2의 히터는 강도가 「×」(저평가)였다. 비교예 1에 대해서는 길이 A가 길이 B의 2배이며, 전극부(28)가 기부에서 상단부로 향함에 따라서 직경 확대하고 있기 때문에, 스텝 S120, S125에 있어서 성형 재료가 흐를 때에, 상단부측으로 재료가 돌아 들어가지 않고 공극이 발생했기 때문에 강도가 저하된 것이라고 추정된다. 또, 비교예 2에 대해서는 길이 A와 길이 B가 동일하기 때문에, 비교예 1과 마찬가지로 스텝 S120, S125에 있어서 성형 재료가 흐를 때에, 상단부측으로 재료가 돌아 들어가지 않고 공극이 발생했기 때문에 강도가 저하된 것이라고 추정된다.

또, 길이 A, B의 값이 공통되는 실시예 5, 10∼13의 히터 중 실시예 5, 12, 13의 히터에 대해서는 길이 c 및 길이 d가 상기 식 (2)(c＜d)를 만족하고 있다. 이에 대해서, 다른 실시예 10, 11의 히터에 대해서는 상기 식 (2)를 만족하고 있지 않다. 이들 실시예 5, 10∼13에 대한 강도를 보면, 실시예 5, 12, 13의 히터의 강도는 1200㎫ 이상인 것에 대해서, 실시예 10, 11의 히터의 강도는 1080㎫ 이하이다. 이것은 길이 c 및 길이 d가 상기 식 (2)를 만족하는 실시예 5, 12, 13의 히터에서는 스텝 S120, S125에 있어서, 영역(AR1)에 제대로 성형 재료를 충전할 수 있었기 때문에, 상기 영역(AR1)에 있어서의 공극의 발생을 억제할 수 있어 강도가 높아진 것에 대해서, 길이 c 및 길이 d가 상기 식 (2)를 만족하고 있지 않은 실시예 10, 11의 히터에서는 영역(AR1)에 있어서 작은 공극이 발생하여 강도가 낮아진 것이라고 추정된다.

이와 같은 강도의 평가 결과로부터 비율 A/B는 0.1 이상 또한 0.8 이하인 것이 바람직한 것을 이해할 수 있다. 또, 길이 A는 0.05㎜ 이상 또한 5㎜ 이하인 것이 바람직한 것을 이해할 수 있다. 또, 길이 c 및 길이 d는 상기 식 (2)에 나타내는 관계인 c＜d를 만족하는 것이 바람직한 것을 이해할 수 있다.

실시예 및 비교예의 각 히터에 대해서 전기저항값을 측정했다. 전기저항값의 측정은 공지의 임의의 방법에 의해 실시할 수 있다. 도 8에서는 각 실시예의 히터에 대해서, 각각 평균값(단위: mΩ)을 나타내고 있다. 또, 도 8에서는 전기저항의 평가 결과로서, 700mΩ 미만을 「○」(고평가)으로 나타내고, 700mΩ 이상을 「△」(중간 정도의 평가)으로 나타내고 있다. 또한, 비교예 3의 평가 결과 「×」에 대해서는 후술한다.

전기저항에 대한 실시예 1∼13의 평가 결과는 어느 것이나 모두 중간 정도 이상의 양호한 결과였다. 실시예 9의 히터에 대한 상기 저항의 평가가 「△」인 것은 길이 A가 매우 작고(0.05㎜), 상단부의 표면적이 다른 실시예의 히터에 비하여 매우 작기 때문인 것이라고 추정된다. 비교예 3의 히터에 대한 평가 「×」는 비교예 3의 10개의 히터의 저항값의 편차가 매우 큰 것을 의미하고 있다. 비교예 3의 비율 A/B는 0.05로 매우 작다. 이것은 직경축소부(272)에 있어서의 경사가 매우 완만한 것을 의미하고, 이 경우, 스텝 S140에 있어서의 연마 정도에 의해서, 상단부(273)의 표면적이 크게 바뀔 수 있다. 이로 인해, 히터로서의 전기저항값에 큰 편차가 발생한 것이라고 추정된다.

이와 같은 전기저항의 평가 결과로부터, 비율 A/B는 0.1 이상 또한 0.8 이하인 것이 바람직한 것을 이해할 수 있다. 또, 길이 A는 1㎜ 이상 또한 5㎜ 이하인 것이 바람직한 것을 이해할 수 있다.

C. 변형예:

C1. 변형예 1:

상기 실시형태 및 실시예에 있어서, 전극부(27) 및 전극부(28)의 어느 것이나 모두 상기 식 (1)을 만족하고 있었지만, 이들 2개의 전극부(27, 28) 중 어느 일방만이 상기 식 (1)을 만족해도 좋다.

C2. 변형예 2:

상기 실시형태에서는 길이 c 및 길이 d는 상기 식 (2)(c＜d)를 만족하고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 길이 c 및 길이 d는 서로 동일해도 좋으며, 또, 길이 c가 길이 d보다도 커도 좋다. 길이 c가 길이 d보다도 큰 구성에 있어서도 스텝 S120, S125에 있어서의 성형 재료의 사출 방향이 상기 실시형태 및 실시예와 반대이면, 상기 실시형태 및 실시예와 동일한 효과를 이룬다. 이 구성에 있어서는 상부 금형(500)에 있어서, 발열 대응부(332)에 가까운 측의 단면에 성형 재료의 사출 구멍을 설치해도 좋다. 즉, 일반적으로는, 길이 c 및 길이 d가 동일하지 않은 구성을 채용해도 좋다.

C3. 변형예 3:

상기 실시형태 및 실시예에 있어서의 직경축소부(272)의 외관 형상은 X-Z 평면과 평행한 면에서의 단면에 있어서의 최대 직경이 +Y 방향을 향함에 따라서 작아지며, 또한, X-Y 평면과 평행한 면에서의 단면에 있어서의 바깥 둘레 가장자리가 내측으로 볼록하게 되는 R형상을 가지는 형상이었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 도 9는 변형예에 있어서의 전극부의 외관 형상을 나타내는 설명도이다. 도 9에서는 도 3의 (b)와 마찬가지로 -Z 방향으로 본 리드부(31a)의 단면 중, 전극부의 근방의 단면을 나타내고 있다. 도 9의 (a)는 변형예에 있어서의 직경축소부의 제 1 형태를 나타내며, 도 9의 (b)는 변형예에 있어서의 직경축소부의 제 2 형태를 나타내고, 도 9의 (c)는 변형예에 있어서의 직경축소부의 제 3 형태를 나타낸다.

도 9의 (a)에 나타내는 변형예의 제 1 형태의 전극부(27a)는 직경축소부(272)에 대신하여 직경축소부(272a)를 가지는 점에 있어서, 도 3의 (b)에 나타내는 실시형태의 전극부(27)와 다르다. 직경축소부(272a)의 단면의 바깥 둘레 가장자리의 형상은 직선 형상이다.

도 9의 (b)에 나타내는 변형예의 제 2 형태의 전극부(27b)는 직경축소부(272)에 대신하여 직경축소부(272b)를 가지는 점에 있어서, 도 3의 (b)에 나타내는 실시형태의 전극부(27)와 다르다. 직경축소부(272b)의 단면의 바깥 둘레 가장자리의 형상은 외측으로 볼록하게 되는 R형상이다.

도 9의 (c)에 나타내는 변형예의 제 3 형태의 전극부(27c)는 직경축소부(272)에 대신하여 직경축소부(272c)를 가지는 점에 있어서, 도 3의 (b)에 나타내는 실시형태의 전극부(27)와 다르다. 직경축소부(272c)의 단면의 바깥 둘레 가장자리의 형상은 계단 형상이다.

도 9의 (a)∼(c)에 나타내는 전극부(27a∼27c)를 가지는 히터라도 길이 A 및 길이 B의 비율 A/B가 상기 식 (1)을 만족함으로써, 상기 실시형태 및 실시예의 히터(4)와 동일한 효과를 이룬다.

C4. 변형예 4:

상기 실시형태에서는, 스텝 S120, S125에 있어서 사출 성형에 의해서 히터(4)의 중간 성형체를 형성하고 있었지만, 사출 성형에 대신하여 분말 프레스 성형, 시트 적층 성형 및 주입 성형 등의 임의의 성형 방법에 의해 형성해도 좋다.

C5. 변형예 5:

상기 실시형태에서는 스텝 S125에 있어서, 스텝 S120에서 얻어진 중간 성형체(700)를 상하 역전시켜서 하부 금형(600)의 캐비티(620)에 수용하고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 스텝 S120의 완료 후, 상부 금형(500)을 중간 성형체(700)의 상부에 배치한 채 하부 금형(400)을 새로운 하부 금형으로 교환하고, 상기 하부 금형 내에 성형 재료를 사출하여 히터(4)의 중간 성형체를 얻어도 좋다. 이 구성에 있어서는 새로운 하부 금형으로서 예를 들면, 상부 금형(500)과 동일한 형상의 금형을 이용해도 좋다.

C6. 변형예 6:

상기 실시형태 및 실시예에서는 저항체(22)의 성형 재료에 있어서의 도전성 재료는 텅스텐 카바이드였지만, 이것에 대신하여 규화 몰리브덴이나 규화 텅스텐 등의 임의의 도전성 재료를 이용할 수 있다.

C7. 변형예 7:

상기 실시형태에서는, 히터(4)는 글로 플러그(100)에 이용되는 세라믹 히터였지만, 글로 플러그(100)에 대신하여 버너의 착화용의 히터, 가스 센서의 가열용 히터, DPF(Diesel particulate filter)에 사용되는 세라믹 히터라도 좋다.

본 발명은 상기 실시형태 및 변형예에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 구성으로 실현할 수 있다. 예를 들면, 발명의 개요의 란에 기재한 각 형태 중의 기술적 특징에 대응하는 본 실시형태, 변형예 중의 기술적 특징은 상술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해서, 혹은, 상술한 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해서 적절하게 교환이나, 조합을 실시하는 것이 가능하다. 또, 그 기술적 특징이 본 명세서 중에 필수적인 것으로서 설명되어 있지 않으면, 적절하게 삭제하는 것이 가능하다.

2: 금속 쉘 3: 중축
4: 히터 5: 절연 부재
6: 절연 부재 7: 외통
8: 크림핑 부재 9: 축 구멍
10: 축 구멍 11: 수나사부
12: 공구 걸어맞춤부 13: 통 형상부
14: 플랜지부 15: 후육부
16: 걸어맞춤부 17: 소경부
18: 전극 링 19: 리드 선
21: 기체 22: 저항체
27: 전극부 27a: 전극부
27b: 전극부 27c: 전극부
28: 전극부 31a: 리드부
31b: 리드부 32: 발열부
100: 글로 플러그 271: 기부
272: 직경축소부 272a: 직경축소부
272b: 직경축소부 272c: 직경축소부
273: 상단부 300: 중간 성형체
310: 리드 대응부 311: 리드 대응부
327: 전극 대응부 328: 전극 대응부
332: 발열 대응부 341: 기부 대응부
342: 직경 축소 대응부 343: 상단 대응부
350: 후단 연결부 400: 하부 금형
420: 캐비티 500: 상부 금형
600: 하부 금형 620: 캐비티
700: 중간 성형체 750: 경계면
AR1: 영역 C1: 중심축
C11: 중심축 C12: 중심축
S1: 단면

Claims (7)

1. 세라믹을 함유하는 기체와;
   상기 기체의 내부에 매설되어 세라믹을 함유하는 저항체로서,
   서로 평행으로 연장 설치된 2개의 리드부와,
   상기 2개의 리드부에 있어서의 일방의 단부끼리를 연결하는 연결부와,
   상기 2개의 리드부 중의 적어도 일방의 리드부와 일체로 형성되고, 당해 리드부에 자신의 일단부가 접속되어 당해 리드부의 축선과 교차하는 방향으로 연신하며, 자신의 타단부가 상기 기체의 외표면으로 노출되어 있는 전극부를 가지는 저항체;를 구비하는 세라믹 히터로서,
   상기 일방의 리드부의 상기 축선을 통과하여 상기 전극부의 연신 방향에 평행한 가상면으로 절단되는 상기 전극부의 단면에 있어서, 상기 타단부의 상기 축선과 평행한 방향의 길이를 A로 하고, 상기 일단부의 상기 축선과 평행한 방향의 길이를 B로 했을 때에, 0.1≤A/B≤0.8을 만족하고,
   상기 전극부의 상기 단면에 있어서, 상기 일단부 중 상기 축선의 방향에 있어서의 상기 연결부와는 반대측의 단과, 상기 타단부 중 상기 축선의 방향에 있어서의 상기 연결부와는 반대측의 단 사이의 상기 축선의 방향을 따른 길이를 c로 하고, 상기 일단부 중 상기 축선의 방향에 있어서의 상기 연결부측의 단과, 상기 타단부 중 상기 축선의 방향에 있어서의 상기 연결부의 단 사이의 상기 축선의 방향을 따른 길이를 d로 했을 때에, c와 d는 다른 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   1㎜≤A≤5㎜
   를 만족하는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   c＜d를 만족하는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
   
6. 삭제
7. 청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 세라믹 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 글로 플러그.
   

Images