JP3089156B2 - セラミックヒータのリード端子接続装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気暖房器に使用する
セラミックヒータにおいて、該セラミックヒータに設け
られた金属電極にリード端子を接続するセラミックヒー
タのリード端子接続装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、セラミックヒータ２１に金属電極
２２を形成し、その金属電極２２にリード端子２３を接
続するには図６に示すように、セラミック基体表面に電
極となる金属電極２２を形成し、この金属電極２２に各
種のろう材２４を用いてリード端子２３をろう付けする
方法が一般的である。リード端子２３はセラミックヒー
タ２１に給電させる為、導電率の高い金属材料が使用さ
れるが、一般に金属材料はセラミックスに比べて熱膨張
率が大きい。そして、セラミックヒータ２１として使用
されるセラミック材料は、通電の繰り返しによる熱応力
に耐えうるよう熱膨張率の小さいものが選ばれる為に、
リード端子２３とセラミックヒータ２１との熱膨張率の
差は非常に大きくなる。セラミックスと金属の接合にお
いてはこの様な熱膨張率の違いにより発生する熱応力の
為、接合部で破壊されやすい。

【０００３】これを防止する方法として特開平３−５０
１６７号公報に記載されている様に、金属部品の反射側
表面に熱応力緩衝セラミック部品２５を接合することに
より、熱応力を緩和する方法が考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、熱応力緩衝セ
ラミック部品を接合する方法では、接合時にろう材が溶
けるまで両側から加熱しながら超音波振動を与えて接合
しているが、セラミックヒータ基材と熱応力緩衝セラミ
ックとの大きさが極端に差があり、熱容量が大きく違う
為、加熱時の温度管理が非常にシビアになる。

【０００５】また、セラミックヒータ基材と熱応力緩衝
セラミックとが温度差がついた状態で接合されると、リ
ード端子内に応力が発生する。この応力は、セラミック
基体あるいは熱応力緩衝セラミックに引っ張り応力とな
って残留されることになる。その為、冷却後すぐあるい
はセラミックヒータの通電の繰り返しにより、セラミッ
ク基体にクラックが発生したり、金属電極がセラミック
基体から剥離したり、熱応力緩衝セラミックが剥離した
り、低荷重で破断しリード端子がとれてしまうという問
題があった。

【０００６】また、リード端子の材質は応力緩和効果を
促進する為、アルミニウムなどの軟質金属を使用してい
るが、接合時の加熱温度が上がりすぎるとアルミニウム
組織が破壊され低荷重で破断しリード端子がとれてしま
う。この時リード端子がはずれると電気暖房器の構造部
材に接触し、器具のショートがおこったり、感電や火災
になるなどの問題があった。

【０００７】また、リード端子は軟質金属を使用してい
る為、繰り返しの屈曲に弱く、リード端子にはリード線
がカシメられているのでリード線を引っ掛けると、リー
ド端子が曲がったり、とれてしまったりなどのアッセン
ブリーの輸送や、暖房器の組み立て生産性に問題があっ
た。

【０００８】本発明は、セラミックヒータの金属電極に
リード端子の一方の面を接合するとともに他方の面に熱
応力緩衝セラミック若しくはセラミックヒータの材料と
熱膨張率が近似した金属部材を接合し、上記セラミック
ヒータと上記熱応力緩衝セラミック若しくは金属部材と
を挾持体ではさみ込み、上記リード端子の剥離をなくし
て器具のショート及び感電，火災を防止することを目的
とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１記載のセラミックヒータのリード線接続装
置は、リード端子の接合部を板状に形成し、該接合部の
一方の面をセラミックヒータの金属電極に接合するとと
もに他方の面に熱応力緩衝セラミック若しくは上記セラ
ミックヒータの材料と熱膨張率が近似した金属部材を接
合し、上記セラミックヒータと上記熱応力緩衝セラミッ
ク若しくは金属部材とを挾持体ではさみ込むことにより
上記リード端子が上記セラミックヒータの金属電極に接
続されている。

【００１０】また、請求項２記載のセラミックヒータの
リード端子接続装置は、上記熱応力緩衝セラミック若し
くは金属部材と上記リード端子とを同時にはさみ込んで
いる。そして、請求項３記載のセラミックヒータのリー
ド端子接続装置の上記挾持体は、その途中に切り込みを
設けて上記熱応力緩衝セラミック若しくは金属部材をは
さみ込む挾持片と上記リード端子をはさみ込む端子挾持
片とを形成し、上記熱応力緩衝セラミック若しくは金属
部材と上記リード端子とを個別にはさみ込んでいる。

【００１１】

【作用】この発明に従えば以下の通りに作用する。請求
項１においては接合時に両側から加熱しながら超音波振
動を与えているが、温度差がついて接合された状態でリ
ード端子の剥離があっても、板バネではさまれている
為、リード端子はセラミックヒータからははずれること
が無いので器具のショートや感電、火災を防止すること
ができる。

【００１２】請求項２においては、セラミックヒータか
らのリード端子がはずれるのを防止するとともに、ヒー
タの輸送時や組み立て時にリード線を引っ掛けた場合で
もリード端子の変形や破断を防止することができる。請
求項３においては、リード端子のはずれや変形，破断を
防止するとともに板バネ取付け後リード端子を曲げるこ
とにより、板バネの左右方向のズレや、脱落を防止する
ことができ、また、リード端子曲げ用の治具にもなり生
産性が向上する。

【００１３】

【実施例】本発明のセラミックヒータのリード端子接続
装置を図１〜図５とともに説明する。図１は本発明の請
求項１の一実施例の要部拡大斜視図、図２は本発明の請
求項１の一実施例の要部断面図、本発明のセラミックヒ
ータ全体は従来例においてセラミックヒータ全体を示す
図６を用いて説明する。

【００１４】これらの図において、セラミックヒータ１
は板状に成型された例えばＳｉＣの様な導電性セラミッ
クであり、その電極部の表面には金属電極２が形成され
ている。リード端子４の先端は板状に成形され金属電極
２に接合される。６は金属電極２とリード端子４とを接
合する為のろう材、７はリード端子４と熱応力緩衝セラ
ミック３若しくはセラミックヒータ１の材料と熱膨張率
が近似した金属部材３ａを接合する為のろう材である。
この場合、例えば、セラミックヒータ１のセラミック基
体がＳｉＣ系あるいはＳｉＣ−Ｓｉ₃Ｎ₄系復合セラミッ
ク材料である場合、金属部材３ａはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ
系，Ｆｅ−Ｎｉ系合金、タングステンあるいはモリブデ
ンを使用することにより応力緩衝効果がある。

【００１５】そして、セラミックヒータ１と熱応力緩衝
セラミック３または金属部材３ａをはさみ込む方向へバ
ネ性を持った挾持体である板バネ５が設けられている。

【００１６】上記リード端子４の接合は、セラミックヒ
ータ１裏面側から加熱し、熱応力緩衝セラミック３若し
くは金属部材３ａの表面側から超音波振動しながら加熱
されたコテ（図示せず）にてろう材６、ろう材７を溶か
して金属電極２に接合する。

【００１７】このとき、セラミックヒータ１と熱応力緩
衝セラミック３若しくは金属部材３ａの大きさに差が有
り、加熱の温度に差が付いた状態で接合されると、どち
らかに応力が残った形で残る。

【００１８】これを冷却したり、セラミックヒータ１の
通電の繰り返しにより、セラミック基体にクラックが発
生したり、等おこるが、板バネ５にてはさみ込んでいる
為、セラミックヒータ１への通電は停止するがリード端
子４がはずれて暖房器の構造部材（図示せず）に接触す
る様なことは無い。

【００１９】図３は本発明の請求項２の一実施例の要部
拡大斜視図でこの図において、リード端子４は請求項１
と同様にセラミックヒータ１へ接合されている。そし
て、板バネ５は熱応力緩衝セラミック３若しくは金属部
材３ａとセラミックヒータ１とをはさみ込む様に取り付
けられると同時にリード端子４を保護する様にセラミッ
クヒータ１端面付近まで伸ばされている。

【００２０】これによればリード端子４の脱落を防げる
とともにリード端子４にカシメられているリード線９を
輸送時や組み立て時に引っ掛けたとしても、リード端子
４の変形や、繰り返しによる破断を防止することができ
る。

【００２１】図４は本発明の請求項３の一実施例の要部
拡大斜視図でこの図において、リード端子４は請求項１
と同様にセラミックヒータ１へ接合されている。そし
て、板バネ５は熱応力緩衝セラミック３若しくは金属部
材３ａとセラミックヒータ１とはさみ込む様に取り付け
られると同時に、板バネ５の中央付近には切り込み５ａ
を設け、リード端子４をはさみ込む端子挾持片５ｂと熱
応力緩衝セラミック３若しくは金属部材３ａをはさみ込
む挾持片５ｃとを形成し、上記リード端子４を端子挾持
片５ｂで、熱応力緩衝セラミック３若しくは金属部材３
ａを挾持片５ｃで夫々個別にはさみ込んでいる。

【００２２】これによれば、リード端子４の材質は接合
時の応力緩和を行う為、アルミなどの軟質金属を使用し
ているが加熱温度が高すぎるとアルミニウムの組織が破
壊され、低荷重で破断してしまうが、板バネ５によって
セラミックヒータ１とリード端子４をはさみ込んでいる
ので脱落することは無い。

【００２３】また、暖房機の構造上、リード線９をヒー
タ１面に対し垂直方向へ引き回す場合でも、図５の変形
実施例の様に、リード端子４を板バネ５より手で曲げる
ことができ、生産治具の変わりに使用することができ
る。このとき、板バネ５は熱応力緩衝セラミック３若し
くは金属部材３ａとリード端子４にはさまれる為、左，
右方向のズレは全く無くなり、輸送時においても、板バ
ネ５の脱落は少なくなる。

【００２４】

【発明の効果】以上の様なリード端子構造を用いたこの
発明は以下の効果がある。

【００２５】請求項１においては、熱応力緩衝セラミッ
クや、リード端子の剥離または、セラミック基体にクラ
ックが発生してもリード端子はセラミックヒータから脱
落することはないので、ヒータへの通電は停止される
が、器具のショートや、感電、火災を防止することがで
きる。

【００２６】請求項２においては、ヒータの輸送時や器
具の組み立て時にリード線を引っ掛けた場合でもリード
端子の変形や破断を防止することができる。請求項３に
おいては、板バネ取り付け後リード端子を曲げることに
より、輸送時の板バネの左右方向のズレや脱落を防止す
ることができ、また、リード端子曲げ用の治具にもなり
生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミックヒータのリード端子接続装
置の請求項１にかかる一実施例を示す要部拡大斜視図で
ある。

【図２】図１の断面図である。

【図３】本発明のセラミックヒータのリード端子接続装
置の請求項２にかかる一実施例を示す要部拡大斜視図で
ある。

【図４】本発明のセラミックヒータのリード端子接続装
置の請求項３にかかる一実施例を示す要部拡大斜視図で
ある。

【図５】図４の変形例を示す要部拡大斜視図である。

【図６】従来のセラミックヒータ全体を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ セラミックヒータ ２ 金属電極 ３ 熱応力緩衝セラミック ３ａ 金属部材 ４ リード端子 ５ 板バネ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックヒータに設けられた金属電極
   にリード端子の接合部を接続するセラミックヒータのリ
   ード端子接続装置において、 上記リード端子の接合部を板状に形成し、該接合部の一
   方の面を上記金属電極に接合するとともに他方の面に熱
   応力緩衝セラミック若しくは上記セラミックヒータの材
   料と熱膨張率が近似した金属部材を接合し、 上記セラミックヒータと上記熱応力緩衝セラミック若し
   くは金属部材とを挾持体ではさみ込むことにより上記リ
   ード端子が上記セラミックヒータの金属電極に接続され
   ていることを特徴とするセラミックヒータのリード端子
   接続装置。
2. 【請求項２】 上記挾持体は、上記熱応力緩衝セラミッ
   ク若しくは金属部材と上記リード端子とを同時にはさみ
   込むことを特徴とする請求項１記載のセラミックヒータ
   のリード端子接続装置。
3. 【請求項３】 上記挾持体は、その途中に切り込みを設
   けて上記熱応力緩衝セラミック若しくは金属部材を挾持
   する挾持片と上記リード端子をはさみ込む端子挾持片と
   を形成し、上記熱応力緩衝セラミック若しくは金属部材
   と上記リード端子とを個別にはさみ込むことを特徴とす
   る請求項１記載のセラミックヒータのリード端子接続装
   置。