JPH0742938A - セラミックヒータの製造方法 - Google Patents
セラミックヒータの製造方法Info
- Publication number
- JPH0742938A JPH0742938A JP19051993A JP19051993A JPH0742938A JP H0742938 A JPH0742938 A JP H0742938A JP 19051993 A JP19051993 A JP 19051993A JP 19051993 A JP19051993 A JP 19051993A JP H0742938 A JPH0742938 A JP H0742938A
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- JP
- Japan
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- ceramic heater
- ceramic
- insulating heat
- heat conductor
- conductive resistor
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 焼成工程における熱応力の発生を防止するこ
とにより、セラミックに微小亀裂が発生することを防止
し、以て耐久性を向上させることができるセラミックヒ
ータの製造方法を提供すること。 【構成】 セラミック粉末とバインダとを混合した絶縁
性熱伝導体１に導電性抵抗体２を埋設する成形工程と、
前記導電性抵抗体２に通電しながら前記絶縁性熱伝導体
１を外部から加熱する焼成工程とから成るセラミックヒ
ータ４の製造方法。
とにより、セラミックに微小亀裂が発生することを防止
し、以て耐久性を向上させることができるセラミックヒ
ータの製造方法を提供すること。 【構成】 セラミック粉末とバインダとを混合した絶縁
性熱伝導体１に導電性抵抗体２を埋設する成形工程と、
前記導電性抵抗体２に通電しながら前記絶縁性熱伝導体
１を外部から加熱する焼成工程とから成るセラミックヒ
ータ４の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
グロープラグ等に使用されるセラミックヒータの製造方
法に関するものである。
グロープラグ等に使用されるセラミックヒータの製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、金属チューブ内にニッケル線
ヒータを入れ、両者間に絶縁材及び熱伝導材として酸化
マグネシウムの粉末を充填した金属グロープラグが、デ
ィーゼルエンジンの予熱装置に用いられているが、この
金属グロープラグには、構造が複雑である、金属チ
ューブと酸化マグネシウム等の複合体のために熱伝導が
悪く、昇温特性に限度がある、急加熱の繰り返しによ
り、ニッケル線の耐熱強度が低下し易い、金属チュー
ブ本体が高温火炎に曝されるため、酸化腐食を生じ耐久
性に劣る、 800〜900 ℃（エンジン始動に必要なグロ
ープラグの温度）への到達時間は４〜５秒が限度であ
る、等の欠点がある。
ヒータを入れ、両者間に絶縁材及び熱伝導材として酸化
マグネシウムの粉末を充填した金属グロープラグが、デ
ィーゼルエンジンの予熱装置に用いられているが、この
金属グロープラグには、構造が複雑である、金属チ
ューブと酸化マグネシウム等の複合体のために熱伝導が
悪く、昇温特性に限度がある、急加熱の繰り返しによ
り、ニッケル線の耐熱強度が低下し易い、金属チュー
ブ本体が高温火炎に曝されるため、酸化腐食を生じ耐久
性に劣る、 800〜900 ℃（エンジン始動に必要なグロ
ープラグの温度）への到達時間は４〜５秒が限度であ
る、等の欠点がある。
【０００３】そこで、近年は図２に示すように、絶縁性
熱伝導体である窒化硅素等のセラミック11の内部に、導
電性抵抗体として安定した性能を持つタングステン等の
フィラメント12を埋め込んだセラミックヒータ13が、グ
ロープラグに用いられるようになってきている。このよ
うなセラミックヒータ13を製造する場合には、先ず成形
工程において、セラミック11の粉末とバインダを混合し
たものの中にフィラメント12を入れ、固めて成形体を製
造し、次に焼成工程において、この成形体を炉の中に入
れ、焼き固めて焼結体を製造する。
熱伝導体である窒化硅素等のセラミック11の内部に、導
電性抵抗体として安定した性能を持つタングステン等の
フィラメント12を埋め込んだセラミックヒータ13が、グ
ロープラグに用いられるようになってきている。このよ
うなセラミックヒータ13を製造する場合には、先ず成形
工程において、セラミック11の粉末とバインダを混合し
たものの中にフィラメント12を入れ、固めて成形体を製
造し、次に焼成工程において、この成形体を炉の中に入
れ、焼き固めて焼結体を製造する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
セラミックヒータ13を焼成する際に、矢印Ｈで示すよう
に、前記成形体を炉の中で外周部より加熱するため、先
細り形状となっているセラミックヒータ13の先端部にお
いて、図３に示すように局部的な温度勾配が生じ、その
結果、焼成中のセラミック11に熱応力が発生して、図４
に示すように、フィラメント12の周辺に微小亀裂Ｃが発
生するという問題があった。
セラミックヒータ13を焼成する際に、矢印Ｈで示すよう
に、前記成形体を炉の中で外周部より加熱するため、先
細り形状となっているセラミックヒータ13の先端部にお
いて、図３に示すように局部的な温度勾配が生じ、その
結果、焼成中のセラミック11に熱応力が発生して、図４
に示すように、フィラメント12の周辺に微小亀裂Ｃが発
生するという問題があった。
【０００５】そして、エンジンに組み付けて使用してい
る間に、この微小亀裂Ｃが徐々に成長し、やがてセラミ
ックヒーター13が破損して、グロープラグが使用不能に
なるという問題があった。本発明は以上の問題点に鑑み
て、焼成工程における熱応力の発生を防止することによ
り、セラミックに微小亀裂が発生することを防止し、以
て耐久性を向上させることができるセラミックヒータの
製造方法を提供することを目的とするものである。
る間に、この微小亀裂Ｃが徐々に成長し、やがてセラミ
ックヒーター13が破損して、グロープラグが使用不能に
なるという問題があった。本発明は以上の問題点に鑑み
て、焼成工程における熱応力の発生を防止することによ
り、セラミックに微小亀裂が発生することを防止し、以
て耐久性を向上させることができるセラミックヒータの
製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係るセラミックヒータの製造方法は、セラミ
ック粉末とバインダとを混合した絶縁性熱伝導体に導電
性抵抗体を埋設する成形工程と、前記導電性抵抗体に通
電しながら前記絶縁性熱伝導体を外部から加熱する焼成
工程とから成る方法である。
の本発明に係るセラミックヒータの製造方法は、セラミ
ック粉末とバインダとを混合した絶縁性熱伝導体に導電
性抵抗体を埋設する成形工程と、前記導電性抵抗体に通
電しながら前記絶縁性熱伝導体を外部から加熱する焼成
工程とから成る方法である。
【０００７】前記絶縁性熱伝導体の主原料であるセラミ
ック粉末としては、高い耐熱性と耐食性が要求されるこ
とから、窒化硅素や炭化硅素等の非酸化物材料を使用す
ることが好ましく、その中でも特に窒化硅素が適してい
る。また、前記導電性抵抗体としては、タングステン等
の金属材料の他に、導電性セラミック等を使用すること
ができる。
ック粉末としては、高い耐熱性と耐食性が要求されるこ
とから、窒化硅素や炭化硅素等の非酸化物材料を使用す
ることが好ましく、その中でも特に窒化硅素が適してい
る。また、前記導電性抵抗体としては、タングステン等
の金属材料の他に、導電性セラミック等を使用すること
ができる。
【０００８】
【作 用】本発明に係るセラミックヒータの製造方法に
よると、焼成工程において、前記導電性抵抗体に通電し
ながら前記絶縁性熱伝導体を外部から加熱することによ
り、この絶縁性熱伝導体を外部からのみならず内部から
も加熱することができるようになる。
よると、焼成工程において、前記導電性抵抗体に通電し
ながら前記絶縁性熱伝導体を外部から加熱することによ
り、この絶縁性熱伝導体を外部からのみならず内部から
も加熱することができるようになる。
【０００９】その結果、絶縁性熱伝導体の局部的な温度
差を大幅に減少させることができるので、熱応力は著し
く低減し、熱応力に起因する微小亀裂の発生を確実に防
止することができる。
差を大幅に減少させることができるので、熱応力は著し
く低減し、熱応力に起因する微小亀裂の発生を確実に防
止することができる。
【００１０】
【実 施 例】次に図１を参照して本発明に係るセラミ
ックヒータの製造方法の一実施例を説明する。本実施例
では、先ず原料調整工程において、絶縁性熱伝導体１の
主原料であるセラミック（窒化硅素）粉末とバインダ
（成形助材）とを混合し、スプレードライヤ（噴霧乾燥
機）を用いて造粒した。
ックヒータの製造方法の一実施例を説明する。本実施例
では、先ず原料調整工程において、絶縁性熱伝導体１の
主原料であるセラミック（窒化硅素）粉末とバインダ
（成形助材）とを混合し、スプレードライヤ（噴霧乾燥
機）を用いて造粒した。
【００１１】次の成形工程において、前記絶縁性熱伝導
体１に、導電性抵抗体２としてタングステン線のフィラ
メントを埋設し、粉末加圧成形法により成形体を製造し
た。尚、この成形工程では、一軸方向の加圧で成形する
金型プレス法、又はゴム型を用いて静水圧で加圧して成
形するラバープレス法を採用した。そして、次の焼成工
程において、この成形体を炉の中に入れ、前記導電性抵
抗体２に直流電源３を接続して通電しながら、加圧焼結
法により、前記絶縁性熱伝導体１を外部から加熱して、
焼結体であるセラミックヒータ４を製造した。尚、この
工程では、固体圧縮法、又はガス圧縮法を採用して、加
圧焼結を行った。
体１に、導電性抵抗体２としてタングステン線のフィラ
メントを埋設し、粉末加圧成形法により成形体を製造し
た。尚、この成形工程では、一軸方向の加圧で成形する
金型プレス法、又はゴム型を用いて静水圧で加圧して成
形するラバープレス法を採用した。そして、次の焼成工
程において、この成形体を炉の中に入れ、前記導電性抵
抗体２に直流電源３を接続して通電しながら、加圧焼結
法により、前記絶縁性熱伝導体１を外部から加熱して、
焼結体であるセラミックヒータ４を製造した。尚、この
工程では、固体圧縮法、又はガス圧縮法を採用して、加
圧焼結を行った。
【００１２】この焼成工程において、導電性抵抗体２に
通電しながら絶縁性熱伝導体１を外部から加熱すること
により、この絶縁性熱伝導体１を外部からのみならず内
部からも加熱することができるので、絶縁性熱伝導体１
の局部的な温度差を大幅に減少させることができ、熱応
力に起因する微小亀裂Ｃの発生を防止できた。
通電しながら絶縁性熱伝導体１を外部から加熱すること
により、この絶縁性熱伝導体１を外部からのみならず内
部からも加熱することができるので、絶縁性熱伝導体１
の局部的な温度差を大幅に減少させることができ、熱応
力に起因する微小亀裂Ｃの発生を防止できた。
【００１３】
【発明の効果】本発明に係るセラミックヒータの製造方
法は、セラミック粉末とバインダとを混合した絶縁性熱
伝導体に導電性抵抗体を埋設する成形工程と、前記導電
性抵抗体に通電しながら前記絶縁性熱伝導体を外部から
加熱する焼成工程とから成るので、以下の効果を奏する
ことができる。
法は、セラミック粉末とバインダとを混合した絶縁性熱
伝導体に導電性抵抗体を埋設する成形工程と、前記導電
性抵抗体に通電しながら前記絶縁性熱伝導体を外部から
加熱する焼成工程とから成るので、以下の効果を奏する
ことができる。
【００１４】焼成工程において、前記導電性抵抗体に通
電しながら前記絶縁性熱伝導体を外部から加熱すること
により、この絶縁性熱伝導体を外部からのみならず内部
からも加熱することができ、その結果、絶縁性熱伝導体
の局部的な温度差を大幅に減少させることができるの
で、熱応力に起因する微小亀裂の発生を防止することが
できる。
電しながら前記絶縁性熱伝導体を外部から加熱すること
により、この絶縁性熱伝導体を外部からのみならず内部
からも加熱することができ、その結果、絶縁性熱伝導体
の局部的な温度差を大幅に減少させることができるの
で、熱応力に起因する微小亀裂の発生を防止することが
できる。
【００１５】また、特別な装置を使用することなく簡単
に製造することができ、製造コストの上昇を招くことな
く、セラミックヒータの耐久性及び信頼性を向上させる
ことができる。
に製造することができ、製造コストの上昇を招くことな
く、セラミックヒータの耐久性及び信頼性を向上させる
ことができる。
【図１】本発明の一実施例におけるセラミックヒータの
製造方法によって製造されるセラミックヒータの断面図
と、その温度勾配を示す特性図である。
製造方法によって製造されるセラミックヒータの断面図
と、その温度勾配を示す特性図である。
【図２】従来のセラミックヒータの製造方法によって外
部から加熱されるセラミックヒータの断面図である。
部から加熱されるセラミックヒータの断面図である。
【図３】従来のセラミックヒータの製造方法によって製
造されるセラミックヒータの断面図と、その温度勾配を
示す特性図である。
造されるセラミックヒータの断面図と、その温度勾配を
示す特性図である。
【図４】従来のセラミックヒータに熱応力による亀裂が
発生した状態を示す要部拡大断面図である。
発生した状態を示す要部拡大断面図である。
１ 絶縁性熱伝導体 ２ 導電性抵抗
体 ４ セラミックヒータ
体 ４ セラミックヒータ
Claims (1)
- 【請求項１】 セラミック粉末とバインダとを混合した
絶縁性熱伝導体に導電性抵抗体を埋設する成形工程と、
前記導電性抵抗体に通電しながら前記絶縁性熱伝導体を
外部から加熱する焼成工程とから成るセラミックヒータ
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19051993A JPH0742938A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | セラミックヒータの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19051993A JPH0742938A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | セラミックヒータの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0742938A true JPH0742938A (ja) | 1995-02-10 |
Family
ID=16259446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19051993A Pending JPH0742938A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | セラミックヒータの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742938A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000310518A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-07 | Olympus Optical Co Ltd | ３次元形状測定装置 |
-
1993
- 1993-07-30 JP JP19051993A patent/JPH0742938A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000310518A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-07 | Olympus Optical Co Ltd | ３次元形状測定装置 |
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