JP2001132949A - Ceramic heater and glow plug - Google Patents
Ceramic heater and glow plugInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックヒータ
及びそれを用いたグロープラグに関する。更に詳しく言
えば、本発明は露出する基体の根元部分の抗折強度を十
分に備え、ディーゼルエンジンのグロープラグ又はその
他の加熱に用いられるセラミックヒータ及びそれを用い
たグロープラグに関する。The present invention relates to a ceramic heater and a glow plug using the same. More specifically, the present invention relates to a ceramic heater used for glow plugs or other heating of a diesel engine, which has sufficient bending strength at the base portion of an exposed substrate, and a glow plug using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１に示すように、略棒状のセラミック
ヒータ２の一端側を外筒３に密着するように挿入して使
用する、ディーゼルエンジン用のグロープラグ１が従来
より知られている。このようなグロープラグ１に用いら
れるセラミックヒータ２は、腐蝕雰囲気で且つ、１００
０℃以上の高温で用いられるため、外筒３によって覆わ
れていない露出部分の基体の損傷が激しい。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 1, a glow plug 1 for a diesel engine, which is used by inserting one end side of a substantially rod-shaped ceramic heater 2 into close contact with an outer cylinder 3, has been known. . The ceramic heater 2 used for such a glow plug 1 has a corrosive atmosphere,
Since the substrate is used at a high temperature of 0 ° C. or higher, the exposed portion not covered by the outer cylinder 3 is severely damaged.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】特に、露出するセラミ
ックヒータ２の根元部分（図１における部位Ｃ）より亀
裂が生じ、破損することもあった。このため、根元部分
の抗折強度を十分に備えるセラミックヒータ２が望まれ
ている。In particular, cracks may be generated from the exposed base portion (portion C in FIG. 1) of the ceramic heater 2 and may be damaged. For this reason, a ceramic heater 2 having a sufficient bending strength at the root portion is desired.
【０００４】また、通常のグロープラグ１は、乗用車等
であれば定格が１２Ｖ、大型トラック等であれば定格が
２４Ｖのバッテリに接続される。しかし、近年は、ワイ
ヤハーネスの細径化のために、グロープラグ１に流れる
電流を抑える必要がある。そのため、バッテリ電圧を２
４Ｖ以上にする需要が生じている。このような大電圧を
従来の定格のグロープラグに印加すると、セラミックヒ
ータの内部における基体セラミック粒界層のうちの移動
し易いものが移動することによって基体及び発熱抵抗体
の抗折強度等が低下することがある。このため、これら
の用途においても品質の安定した窒化珪素質焼結体が必
要とされている。本発明は、このような問題点を解決す
るものであり、露出する根元部分の基体の抗折強度を十
分に備えるセラミックヒータ、及びこのセラミックヒー
タを用い、特に２４Ｖ以上の電圧が印加されるグロープ
ラグを提供することを目的とする。The normal glow plug 1 is connected to a battery having a rating of 12 V for passenger cars and a rating of 24 V for large trucks. However, in recent years, it is necessary to suppress the current flowing through the glow plug 1 in order to reduce the diameter of the wire harness. Therefore, when the battery voltage is 2
There is a demand to make it 4V or more. When such a large voltage is applied to a conventional rated glow plug, the easily movable one of the base ceramic grain boundary layers inside the ceramic heater moves, thereby deteriorating the bending strength and the like of the base and the heating resistor. May be. Therefore, a silicon nitride-based sintered body of stable quality is required for these uses. The present invention solves such a problem, and a ceramic heater having a sufficient bending strength of a base at an exposed root portion, and a glow to which a voltage of 24 V or more is applied using the ceramic heater. The purpose is to provide a plug.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本第１発明のセラミック
ヒータは、基体及び発熱抵抗体を備え、一部を筒体内に
密着するように挿入されて使用されるセラミックヒータ
において、該基体のうち該筒体端面の近傍に位置する部
位の表面粗度が十点平均粗さにおいて２．７μｍ以下
（特に好ましくは、２．５μｍ以下、更に好ましくは、
２．０μｍ以下）であることを特徴とする。また、上記
筒体端面の近傍に位置する部位の片持抗折強度は、第２
発明に示すように７５０ＭＰａ以上（特に好ましくは８
００ＭＰａ）とすることができる。According to a first aspect of the present invention, there is provided a ceramic heater comprising a base and a heating resistor, wherein a part of the ceramic heater is inserted so as to be in close contact with a cylindrical body. The surface roughness of a portion located in the vicinity of the cylindrical end face is 2.7 μm or less (especially preferably 2.5 μm or less, more preferably, 10-point average roughness).
2.0 μm or less). Further, the cantilever bending strength of the portion located in the vicinity of the end surface of the cylindrical body is 2nd.
As shown in the invention, 750 MPa or more (especially preferably 8 MPa
00 MPa).
【０００６】上記「表面粗度」は損傷を起こし易い部位
である、上記「基体」のうち上記「筒体」の端面の近傍
に位置する部位における粗さを表わす。また、上記「近
傍」は、第２発明に示す片持抗折強度に影響を及ぼす部
位を示し、筒体の端面を基準とする約３ｍｍ以内（特に
約２ｍｍ以内）の基体である。更に、表面粗度を２．７
μｍ以下とするのは、基体表面の深部への外からの応力
集中（特に、図１における部位Ｃにおける応力集中）を
軽減することで、通常必要とされる７５０ＭＰａ以上の
抗折強度を満たすことができるためである。[0006] The "surface roughness" represents the roughness of a portion of the "base" located near the end face of the "cylindrical body", which is a portion that is liable to be damaged. The term "near" refers to a portion that affects the cantilever bending strength according to the second aspect of the present invention, and is a base within about 3 mm (particularly within about 2 mm) with respect to the end surface of the cylindrical body. Further, the surface roughness is set to 2.7.
The value of μm or less is to reduce the stress concentration from the outside to the deep part of the substrate surface (particularly, the stress concentration at the portion C in FIG. 1), thereby satisfying the normally required flexural strength of 750 MPa or more. This is because
【０００７】また、表面粗度を第１発明に示す、２．７
μｍ以下の表面粗度とする方法は任意に選択することが
できる。例えば、砥石やバフ等による研磨を行うことで
上記表面粗度を備える基体とすることを挙げることがで
きる。このように砥石やバフ等による研磨によっての表
面粗度とする場合、表面粗度の下限は特に限定しない
が、０．１μｍ以上（特に好ましくは０．２μｍ以上、
更に好ましくは０．３μｍ以上）とするのが好ましい。
これは表面粗度が０．１μｍ未満の基体は、砥石やバフ
等を用いた研磨による作製が容易でないためである。Further, the surface roughness is shown in the first invention, which is 2.7.
The method for reducing the surface roughness to μm or less can be arbitrarily selected. For example, a substrate having the above-mentioned surface roughness by polishing with a grindstone or a buff can be mentioned. When the surface roughness is determined by polishing with a grindstone or a buff, the lower limit of the surface roughness is not particularly limited, but 0.1 μm or more (particularly preferably 0.2 μm or more,
More preferably, it is 0.3 μm or more.
This is because a substrate having a surface roughness of less than 0.1 μm is not easily manufactured by polishing using a grindstone, a buff, or the like.
【０００８】上記「基体」を構成するセラミック成分、
又は上記「発熱低抗体」に含有されるセラミック成分と
しては目的により種々選択でき、例えば、窒化珪素、ア
ルミナ、窒化アルミニウム等とすることができる。これ
らのうち、窒化珪素が好ましい。この「窒化珪素」に
は、窒化珪素を主成分とするものが広く含まれ、窒化珪
素のみならず、サイアロン等をも含まれる。更に、通
常、焼結助剤（Ｙ、Ｙｂ、Ｅｒ等の各酸化物等）が数重
量％（２〜１０重量％程度）配合されて焼成されるの
で、この発熱抵抗体中には、この助剤から由来された成
分（化合物等）が含有される。A ceramic component constituting the above-mentioned “substrate”;
Alternatively, the ceramic component contained in the “low heat-generating antibody” can be variously selected depending on the purpose, and examples thereof include silicon nitride, alumina, and aluminum nitride. Of these, silicon nitride is preferred. The “silicon nitride” widely includes those mainly containing silicon nitride, and includes not only silicon nitride but also sialon and the like. Further, since a sintering aid (each oxide such as Y, Yb, Er and the like) is usually blended at several weight% (about 2 to 10 weight%) and fired, the heat generating resistor includes Components (compounds, etc.) derived from auxiliaries are contained.
【０００９】上記発熱抵抗体に含有される導電成分とし
ては、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、
及びＣｒから選ばれる１種以上の金属元素の珪化物、炭
化物又は窒化物のうちの少なくとも１種が焼成されてな
るものを使用することができる。この導電成分は、特
に、その熱膨張率が基体を構成する窒化珪素質焼結体
等、若しくは絶縁成分である窒化珪素質焼結体等と大き
な差がないものが好ましい。熱膨張率の差が小さい導電
成分であれば、ヒータ使用時の基体及び発熱抵抗体にお
ける亀裂の発生が抑えられる。そのような導電成分とし
ては、ＷＣ、ＭｏＳｉ2又はＴｉＮ等が挙げられる。ま
た、この導電成分としては、その融点がセラミックヒー
タの使用温度を越え、耐熱性の高いものが好ましい。導
電成分の融点が高ければ使用温度域におけるヒータの耐
熱性も向上する。The conductive components contained in the heating resistor include W, Ta, Nb, Ti, Mo, Zr, Hf, V,
And at least one of a silicide, a carbide, and a nitride of at least one metal element selected from Cr and Cr can be used. The conductive component preferably has a coefficient of thermal expansion that does not greatly differ from that of a silicon nitride-based sintered body or the like constituting a base or that of an insulating component. If the conductive component has a small difference in coefficient of thermal expansion, the occurrence of cracks in the base and the heating resistor when the heater is used can be suppressed. Examples of such a conductive component include WC, MoSi 2, and TiN. Further, it is preferable that the conductive component has a melting point exceeding the operating temperature of the ceramic heater and has high heat resistance. The higher the melting point of the conductive component, the higher the heat resistance of the heater in the operating temperature range.
【００１０】本発明のセラミックヒータは、以下のよう
にして製造することができる。導電成分の原料粉末とし
て、Ｗ、Ｔｉ及びＭｏ等の金属元素の珪化物、炭化物又
は窒化物からなる粉末を使用し、絶縁成分の原料粉末と
して窒化珪素粉末を用い、これら導電成分用原料粉末、
絶縁成分用原料粉末、及び焼結助剤粉末を所定の量比で
混合し、混合粉末を調製する。この混合は、湿式等、通
常の方法によって行うことができる。焼結助剤粉末は特
に限定されず、窒化珪素の焼成に一般に用いられる希土
類酸化物等の粉末を使用することができる。また、Ｅｒ
2Ｏ3等、焼結した場合の粒界が結晶相となる焼結助剤粉
末を用いると耐熱性が高くなることからより好ましい。The ceramic heater of the present invention can be manufactured as follows. As a raw material powder of the conductive component, a powder made of a silicide, carbide, or nitride of a metal element such as W, Ti, and Mo is used, and a silicon nitride powder is used as a raw material powder of the insulating component.
The raw material powder for the insulating component and the sintering aid powder are mixed at a predetermined ratio to prepare a mixed powder. This mixing can be performed by an ordinary method such as a wet method. The sintering aid powder is not particularly limited, and a powder of a rare earth oxide or the like generally used for firing silicon nitride can be used. Also, Er
It is more preferable to use a sintering aid powder such as 2 O 3 , in which the grain boundaries upon sintering become a crystal phase, since the heat resistance increases.
【００１１】このようにして調製した混合粉末に、適量
のバインダー等を配合して混練した後、造粒し、これを
用いて、射出成形等の方法により、焼成後、発熱抵抗体
となる成形体とすることができる。また、この成形体の
所定の位置にＷ等の金属からなるリード線が取り付けら
れる。The mixed powder thus prepared is blended with an appropriate amount of a binder or the like, kneaded, granulated, and then fired by injection molding or the like to form a heating resistor. Can be a body. A lead wire made of a metal such as W is attached to a predetermined position of the molded body.
【００１２】この成形体を、窒化珪素原料粉末と遮蔽剤
とを含有する基体用原料粉末に埋入する。その方法とし
ては、半割型の間の所定位置に成形体を載置した後、プ
レス成形する方法等が挙げられる。これらを一体に加圧
することにより、基体の形状を有する粉末成形体に発熱
抵抗体となる成形体が埋設されたセラミックヒータ成形
体が得られる。このセラミックヒータ成形体を、黒鉛製
等の加圧用ダイスに収納し、これを焼成炉に収容し、所
定の温度で所要時間、ホットプレス焼成することによ
り、セラミックヒータを製造することができる。This compact is embedded in a base material powder containing a silicon nitride material powder and a shielding agent. As a method therefor, there is a method in which a compact is placed at a predetermined position between the half molds and then press-molded. By pressing these together, a ceramic heater compact in which a compact serving as a heating resistor is embedded in a powder compact having the shape of a substrate is obtained. The ceramic heater molded body is housed in a pressing die made of graphite or the like, housed in a firing furnace, and hot-pressed at a predetermined temperature for a required time to manufacture a ceramic heater.
【００１３】本第３発明のグロープラグは、上記セラミ
ックヒータと、該セラミックヒータの一端側を覆う外筒
及びグロープラグ本体とを備えることを特徴とする。ま
た、上記外筒端面の近傍に位置する部位の片持抗折強度
は、第４発明に示すように７５０ＭＰａ以上（特に好ま
しくは８００ＭＰａ）とすることができる。A glow plug according to a third aspect of the present invention is characterized by comprising the ceramic heater, an outer cylinder covering one end of the ceramic heater, and a glow plug body. Further, the cantilever bending strength of the portion located in the vicinity of the outer cylinder end face can be 750 MPa or more (particularly preferably 800 MPa) as shown in the fourth invention.
【００１４】上記「グロープラグ本体」は、通常用いら
れるグロープラグの金具部分と同様の構成を備えること
ができ、グロープラグ本体は主体金具となる金属製パイ
プを備えるものを例示することができる。また、「外
筒」においても、通常用いられるグロープラグの金具部
分と同様の構成を備えることができ、ステンレス等を用
いた耐熱金属製の筒状体とすることができる。The "glow plug main body" can have the same structure as a metal part of a normally used glow plug, and the glow plug main body can be exemplified by one having a metal pipe serving as a metal shell. Also, the “outer cylinder” can have the same configuration as that of the metal part of the glow plug that is usually used, and can be a heat-resistant metal cylinder using stainless steel or the like.
【００１５】また、グロープラグは第５発明に示すよう
に、上記セラミックヒータには、２４Ｖ以上の電圧が印
加されるものとすることができる。第１及び２発明のセ
ラミックヒータでは抗折強度等の低下が抑えられるた
め、耐久性に優れる。このようなセラミックヒータを加
熱源として備える本グロープラグでは、使用時にセラミ
ックヒータが折損する等の問題を生ずることがない。
尚、このグロープラグにおいて、印加される電圧は、人
体の感電防止等の観点から６０Ｖ以下、特に４２Ｖ以下
であることが好ましい。In the glow plug according to a fifth aspect of the present invention, a voltage of 24 V or more is applied to the ceramic heater. The ceramic heaters of the first and second inventions are excellent in durability because the reduction in bending strength and the like are suppressed. The glow plug including such a ceramic heater as a heating source does not cause a problem such as breakage of the ceramic heater during use.
In this glow plug, the applied voltage is preferably 60 V or less, particularly preferably 42 V or less, from the viewpoint of preventing electric shock of the human body.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明のセラミックヒータ
及びそれを用いたグロープラグを詳細に説明する。 （１）セラミックヒータの作製 ２〜５モル％のＲＥ2Ｏ3(希土類元素酸化物)粉末と、Ｓ
ｉＯ2換算で２〜１５モル％の不可避酸素、並びに焼成
時に焼成助剤として寄与する各種酸化物を含み、残部が
窒化珪素からなる粉末と、を配合して絶縁成分用原料と
した。この絶縁成分用原料と導電成分用原料であるＷＣ
粉末とを、体積比で７５：２５となるように秤量し、７
２時間湿式混合した後、乾燥し、混合粉末を得た。その
後、この混合粉末とバインダーとを混練機に投入し、４
時間混練した。次いで、得られた混練物をペレット状と
し、これを射出成型機に投入してタングステン製のリー
ド線が両端に嵌合されたＵ字状の発熱抵抗体となる成形
体を得た。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a ceramic heater according to the present invention and a glow plug using the same will be described in detail. (1) Preparation of ceramic heater 2-5 mol% of RE 2 O 3 (rare earth element oxide) powder and S
A raw material for an insulating component was prepared by mixing 2 to 15 mol% of unavoidable oxygen in terms of iO2 and a powder containing various oxides that contribute as a sintering aid at the time of sintering and the balance being silicon nitride. The insulating component material and the conductive component material WC
Powder and 75:25 by volume ratio, and 7
After wet mixing for 2 hours, the mixture was dried to obtain a mixed powder. Then, the mixed powder and the binder are put into a kneading machine, and 4
Kneaded for hours. Next, the obtained kneaded material was formed into a pellet, which was put into an injection molding machine to obtain a U-shaped heat generating resistor in which tungsten lead wires were fitted at both ends.
【００１７】一方、Ｓｉ3Ｎ4粉末に焼結助剤粉末（約６
％）を配合し、４０時間湿式混合したものをスプレード
ライヤー法によって造粒し、この造粒物を圧粉した２個
の半割型を用意した。その後、発熱抵抗体となる成形体
を２個の半割型の間の所定位置に載置し、プレス成形し
て埋入した後、これらを７０気圧の圧力で一体に加圧
し、未焼成のセラミックヒータを得た。次いで、この未
焼成のセラミックヒータを６００℃で仮焼してバインダ
ーを除去し、仮焼体を得た。その後、この仮焼体をホッ
トプレス用カーボン型にセットし、窒素雰囲気下、１８
００℃で１時間、ホットプレス焼成して焼成体を得た。
次いで、この焼成体を所定の表面粗度となるまでダイア
モンド砥石による研磨を行い、セラミックヒータを作製
した。Meanwhile, Si 3 N 4 powder sintering additive powder (about 6
%), And the mixture obtained by wet mixing for 40 hours was granulated by a spray dryer method, and two half molds obtained by pressing the granulated material were prepared. Thereafter, the molded body to be the heating resistor is placed at a predetermined position between the two half molds, press-molded and embedded, and then pressurized integrally at a pressure of 70 atm. A ceramic heater was obtained. Next, the unfired ceramic heater was calcined at 600 ° C. to remove the binder, and a calcined body was obtained. Thereafter, the calcined body was set in a carbon mold for hot pressing, and was heated under a nitrogen atmosphere for 18 hours.
Hot press firing was performed at 00 ° C. for 1 hour to obtain a fired body.
Next, the fired body was polished with a diamond grindstone until a predetermined surface roughness was obtained, thereby producing a ceramic heater.
【００１８】（２）グロープラグの作製 （１）セラミックヒータの作製にて作製したセラミック
ヒータを、ステンレス製外筒にロウ付けした後、中軸等
を取付けた。その後、中軸等を取付けたセラミックヒー
タを、グロープラグ本体にロウ付け及びかしめを行うこ
とで固定し、グロープラグを作製した。(2) Production of glow plug (1) After the ceramic heater produced in the production of the ceramic heater was brazed to a stainless steel outer cylinder, a center shaft and the like were attached. Thereafter, the ceramic heater having the center shaft and the like was fixed to the glow plug body by brazing and caulking to produce a glow plug.
【００１９】（３）セラミックヒータ及びグロープラグ
の構成 上記製造方法で作製したセラミックヒータ２を図２に示
す。また、本セラミックヒータ２を用いたグロープラグ
１を図１に示す。このグロープラグ１は、グロープラグ
本体１１、中軸１２、外筒１３及びセラミックヒータ２
を備える。また、このセラミックヒータ２は、中軸１２
を介してグロープラグ本体１に設けられている。更に、
セラミックヒータ２の一端側はグロープラグ本体１及び
外筒３によって覆われることで保護されている。(3) Configuration of Ceramic Heater and Glow Plug The ceramic heater 2 manufactured by the above-described manufacturing method is shown in FIG. FIG. 1 shows a glow plug 1 using the present ceramic heater 2. The glow plug 1 includes a glow plug body 11, a center shaft 12, an outer cylinder 13, and a ceramic heater 2.
Is provided. The ceramic heater 2 is provided with a center shaft 12.
Is provided on the glow plug main body 1 via the. Furthermore,
One end of the ceramic heater 2 is protected by being covered by the glow plug body 1 and the outer cylinder 3.
【００２０】また、セラミックヒータ２は基体２１、発
熱抵抗体２２、給電部２３ａ及び２３ｂを備える。基体
２１はＳｉ3Ｎ4を主としたセラミックスであり、埋設さ
れる発熱抵抗体２２、及び給電部２３ａ、２３ｂを保護
する。また、発熱抵抗体２２はＵ字形の棒状体であり、
基体２１内に埋設される形で配設されている。更に、こ
の発熱抵抗体２２は導電成分、抵抗温度係数を調節する
ための調整成分、及び絶縁成分であるセラミック成分を
含有している。また、給電部２３ａ、２３ｂは図２に示
すように、セラミックヒータ２外から供給される電力を
基体２１内の発熱抵抗体２２へ給電できるように、各一
端は基体２１の表面に配設され、各他端は発熱抵抗体２
２の各端部に接続されている。The ceramic heater 2 includes a base 21, a heating resistor 22, and power supply portions 23a and 23b. The base 21 is a ceramic mainly composed of Si 3 N 4 and protects the buried heating resistor 22 and the power supply portions 23a and 23b. The heating resistor 22 is a U-shaped rod,
It is arranged so as to be embedded in the base 21. Further, the heating resistor 22 contains a conductive component, an adjusting component for adjusting a temperature coefficient of resistance, and a ceramic component as an insulating component. 2, one end of each of the power supply units 23a and 23b is provided on the surface of the base 21 so that power supplied from outside the ceramic heater 2 can be supplied to the heating resistor 22 in the base 21. , Each other end is a heating resistor 2
2 are connected to each end.
【００２１】（４）セラミックヒータの抗折強度の評価 （１）セラミックヒータの作製に示す作製方法によっ
て、直径が３．５ｍｍであり、異なる表面粗度であるセ
ラミックヒータを作製し、ステンレス製筒体内に挿入固
定した状態における片持ち抗折試験を行い、抗折強度を
求めた。この結果を表１及び図１に示す。尚、抗折強度
は、基体の筒体に覆われていない側の先端側を加圧する
片持ち抗折試験（スパン；８ｍｍ、クロスヘッドスピー
ド；０．５ｍｍ／ｍｉｎ）によって求めた。また、抗折
強度の算出式を数１に示す。更に、表面粗度は、ＪＩＳ
Ｂ ０６０１に基づいて測定した十点平均表面粗さであ
る。(4) Evaluation of bending strength of ceramic heater (1) Ceramic heaters having a diameter of 3.5 mm and different surface roughness were manufactured by the manufacturing method described in (1) Manufacturing of a ceramic heater. A cantilever bending test was performed in a state of being inserted and fixed in the body, and the bending strength was determined. The results are shown in Table 1 and FIG. The bending strength was determined by a cantilever bending test (span: 8 mm, crosshead speed: 0.5 mm / min) in which the front end of the base body not covered with the cylinder was pressed. The formula for calculating the bending strength is shown in Equation 1. Further, the surface roughness is measured according to JIS
It is a ten-point average surface roughness measured based on B0601.
【００２２】[0022]
【表１】 [Table 1]
【００２３】[0023]
【数１】 (Equation 1)
【００２４】表１及び図１の結果によれば、２．５μｍ
を越える表面粗度を備えるセラミックヒータでは、７５
０ＭＰａ未満の抗折強度であり、筒体端面に位置する図
１に示す部位Ｃから破損が生じた。また、２．５μｍ以
下の表面粗度を備えるセラミックヒータでは、いずれも
８００ＭＰａ以上の抗折強度を備えており、必要な強度
を得ることができた。更に、２．０μｍ以下の表面粗度
を備えるセラミックヒータでは、いずれも１０００ＭＰ
ａ以上の抗折強度を備え、使用に十分耐える強度を得る
ことができた。According to the results shown in Table 1 and FIG.
75 for ceramic heaters with surface roughness exceeding
The transverse rupture strength was less than 0 MPa, and breakage occurred from the portion C shown in FIG. 1 located on the end surface of the cylindrical body. In addition, all the ceramic heaters having a surface roughness of 2.5 μm or less had a bending strength of 800 MPa or more, and required strength could be obtained. Further, in the case of a ceramic heater having a surface roughness of 2.0 μm or less, the
It has a transverse rupture strength of a or more, and has a strength sufficient for use.
【００２５】また、０．２〜２．５μｍの表面粗度を備
えるセラミックヒータは、いずれも通常用いられるダイ
アモンド砥石による研磨により必要な表面粗度を得るこ
とができ、コスト増となることなく作製することができ
た。In addition, any ceramic heater having a surface roughness of 0.2 to 2.5 μm can obtain the required surface roughness by polishing with a commonly used diamond grindstone, and can be manufactured without increasing the cost. We were able to.
【００２６】[0026]
【発明の効果】本各発明のセラミックヒータ及びそれを
用いたグロープラグは、表面粗度を小さくすることで、
セラミック表面の凹部への外からの応力集中を軽減し、
応力集中による折れ等に強く、高電圧に耐えることがで
きるグロープラグとすることができる。また、コスト増
になることなく作製することができる。The ceramic heater and the glow plug using the same according to the present invention have a low surface roughness,
Reduces stress concentration from outside to the recess on the ceramic surface,
A glow plug that is resistant to breakage or the like due to stress concentration and can withstand high voltage can be provided. Further, it can be manufactured without increasing cost.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】セラミックヒータを用いたグロープラグを説明
するための断面図である。FIG. 1 is a sectional view illustrating a glow plug using a ceramic heater.
【図２】本セラミックヒータを説明するための断面図で
ある。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the present ceramic heater.
【図３】様々な表面粗度のセラミックヒータについて片
持ち抗折試験を行った結果のグラフである。FIG. 3 is a graph showing results of a cantilever bending test performed on ceramic heaters having various surface roughnesses.
１；グロープラグ、１１；グロープラグ本体、１２；中
軸、１３；外筒、２；セラミックヒータ、２１；基体、
２２；発熱抵抗体、２２１；発熱部、２２２；制御抵抗
部、２３ａ、２３ｂ；給電部。1; glow plug, 11; glow plug body, 12; center shaft, 13; outer cylinder, 2; ceramic heater, 21;
22: heating resistor, 221; heating section, 222; control resistor section, 23a, 23b;
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Claims (5)
内に密着するように挿入されて使用されるセラミックヒ
ータにおいて、該基体のうち該筒体端面の近傍に位置す
る部位の表面粗度が十点平均粗さにおいて２．７μｍ以
下であることを特徴とするセラミックヒータ。1. A ceramic heater provided with a base and a heating resistor, a part of which is inserted so as to be in close contact with a cylindrical body, wherein a surface roughness of a portion of the base located near an end surface of the cylindrical body is provided. A ceramic heater having a ten-point average roughness of 2.7 μm or less.
持抗折強度が７５０ＭＰａ以上である請求項１記載のセ
ラミックヒータ。2. The ceramic heater according to claim 1, wherein a cantilever bending strength of a portion located in the vicinity of the cylindrical end surface is 750 MPa or more.
と、該セラミックヒータの一端側を覆う外筒及びグロー
プラグ本体とを備えることを特徴とするグロープラグ。3. A glow plug, comprising: the ceramic heater according to claim 1; an outer cylinder covering one end of the ceramic heater; and a glow plug body.
片持抗折強度が７５０ＭＰａ以上である請求項３記載の
グロープラグ。4. The glow plug according to claim 3, wherein the cantilever bending strength of a portion located near the end surface of the outer cylinder is 750 MPa or more.
の電圧が印加される請求項３又は４記載のグロープラ
グ。5. The glow plug according to claim 3, wherein a voltage of 24 V or more is applied to said ceramic heater.
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|---|---|---|---|
| JP30894399A JP2001132949A (en) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | Ceramic heater and glow plug |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
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|---|---|
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