JP5837401B2 - セラミックヒータの製造方法及びグロープラグの製造方法 - Google Patents
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また、「軸線に沿って延びる形状を有する絶縁基体」の形態としては、例えば、円柱状、楕円柱状、長円柱状、四角柱などの多角柱状などが挙げられる。但し、一部にくびれ部分や径大部分を有するものであっても良い。
また、半成形体のうち、第1成形体と未焼成発熱抵抗体の成形順序は、第1成形体を先に成形し、次いで、未焼成発熱抵抗体を成形しても良いし、これとは逆に、未焼成発熱抵抗体を先に成形し、次いで、第1成形体を成形しても良い。
また、半成形体のうちの第1成形体を構成する第1絶縁性セラミック粉末と第2成形体を構成する第2絶縁性セラミック粉末とは、同一の粉末を用いても良いし、製法や成分が異なる粉末を用いても良い。
けたU字状をなし、通電により発熱する発熱部、及び、この発熱部の両端から、上記軸線方向のうち上記先端方向とは逆の基端方向に向けて延びるリード部を有する発熱抵抗体と、を備えるグロープラグ用のセラミックヒータを有するグロープラグの製造方法であって、上記のいずれかに記載のセラミックヒータの製造方法により、上記セラミックヒータを製造するヒータ製造工程と、上記セラミックヒータを用いて、上記グロープラグを組み立てるプラグ組立工程と、を備えるグロープラグの製造方法である。
本実施形態に係るグロープラグ1は、図1に示すように、その軸線AXに沿う軸線方向HJのうち先端方向HS(図1において下方)に、通電により発熱するセラミックヒータ2を有する。
また、このセラミックヒータ2の基端側の部位を保持する筒状の主体金具3を有する。
この主体金具3は、自身の先端方向HSに位置し、セラミックヒータ2を保持するヒータ保持部材4と、このヒータ保持部材4の基端方向HKに位置する主体金具本体5とから構成されている。
このうち主体金具本体5は、軸線AXに沿って基端部5kから先端部5sまで延びる筒状をなしている。主体金具本体5の基端部5kには、六角断面形状の工具係合部5eが形成されている。また、主体金具本体5のうち、工具係合部5eよりも先端側の外周には、取付用のねじ部5fが形成されている。
一方、金属端子軸6の先端部6sは、筒状の接続リング9に挿入されて、これに溶接されている。また、この接続リング9には、他方でセラミックヒータ2の基端部2kが圧入され、基端部2kに設けられた一方の電極部18(図1では不図示。図2を参照)が、接続リング9に電気的に接続されている。これにより、セラミックヒータ2の一方の電極部18と、金属端子軸6とが電気的に接続されている。なお、セラミックヒータ2のもう一方の電極部19(図1では不図示。図2を参照)は、セラミックヒータ2を保持するヒータ保持部材4、従って、主体金具3に電気的に接続されている。
セラミックヒータ2は、図2及び図3に示すように、軸線AXに沿って基端部2kから先端部2sまで延びる円柱状をなす。そして、このセラミックヒータ2は、外形が円柱状をなす絶縁基体10の中に、通電によって発熱する発熱抵抗体11が埋設されたものである。
また、一対のリード部14,15は、発熱部12の両端12a,12bから、軸線方向HJのうち先端方向HSとは逆の基端方向HKに向けて、互いに平行に延びている。
発熱抵抗体11の一方のリード部14は、絶縁基体10の基端部10k付近に位置し、絶縁基体10の外周面10gに露出して、接続リング9と電気的に接続する電極部18を有している。また、他方のリード部15は、電極部18よりもやや先端方向HSに位置し、絶縁基体10の外周面10gに露出して、ヒータ保持部材4と電気的に接続する電極部19を有している。また、電極部18,19は、それぞれ軸線AXから見て、軸線方向HJに直交し且つリード部14,15が並ぶ並び方向HNの外側に向けて延びている(図
2参照)。なお、図2と直交する方向から見た図3では、電極部18,19の記載を省略している。
まず、半成形体成形工程について図4〜図8を参照して説明する。図4は、半成形体成形工程で成形される半成形体34のうち、先端部分の斜視図である。この工程では、焼成により絶縁基体10の一部となる第1成形体30、及び、焼成により発熱抵抗体11となる未焼成発熱抵抗体33を有する半成形体34を成形する。このうち、第1成形体30は、第1絶縁性セラミック粉末(主として窒化珪素質セラミック粉末)及び第1バインダを混合した第1基体用混合物KK1からなる。また、未焼成発熱抵抗体33は、導電性セラミック粉末(導電成分として炭化タングステン粉末を含有する窒化珪素質セラミック粉末)及び第2バインダを混合した発熱体用混合物KHからなる。
形体30中に埋められた深さを前側深さHD1、第1成形体30から突出した突出高さを前側高さHH1とする。また、成形体後側部55(成形体外側部)との後側境界57(外側境界)において、第1成形体30中に埋められた深さを後側深さHD2、第1成形体30から突出した突出高さを後側高さHH2とする。このとき、半成形体34は、前側高さHH1が前側深さHD1よりも小さく、また、後側高さHH2が後側深さHD2よりも小さくされている。さらに、後側高さHH2が前側高さHH1より小さくされている。
なお、本実施形態では、第1基体用混合物KK1と第2基体用混合物KK2は、同じ成分の絶縁性セラミック粉末及びバインダで構成されている。即ち、第1絶縁性セラミック粉末と第2絶縁性セラミック粉末、第1バインダと第3バインダは、それぞれ同じ成分で構成されている。
なお、半成形体成形工程において、未焼成曲げ返し部32のうち、後側高さHH2が前側高さHH1と同等か前側高さHH1より小さい形態に、半成形体34を成形すると良い。このように成形することにより、前側よりも後側で密着しにくい第1成形体30と第2成形体35とを、後側でも互いに密着することができる。
例えば、上述の実施形態では、セラミックヒータ2及び絶縁基体10の外形を円柱状としたが、この他に、楕円柱状、長円柱状、四角柱などの多角柱状などでも良く、一部にくびれ部分や径大部分を有するものであっても良い。
また、上述の実施形態では、第2成形体35のほか、半成形体34の第1成形体30及び未焼成発熱抵抗体33も射出成形法により、成形したが、半成形体34の第1成形体30及び未焼成発熱抵抗体33の成形方法は、粉末プレス、スリップキャスティングなどの射出成形法以外の成形手法を用いても良い。
また、上述の本実施形態では、半成形体成形工程において、まず、第1成形体30を成形した後、この第1成形体30に一体に未焼成発熱抵抗体33を成形して、半成形体34を形成した。しかし、これとは逆に、先に未焼成発熱抵抗体33を金型で成形しておき、これを別の金型に移した上で、この未焼成発熱抵抗体33と一体に第1成形体30を成形して、半成形体34を形成する手順を用いても良い。
また、上述の実施形態では、第1基体用混合物KK1及び第2基体用混合物KK2を共に、同じ絶縁性セラミック粉末(主として窒化珪素質セラミック粉末)及びバインダからなる構成とした。しかし、用いる絶縁性セラミック粉末は、同一の粉末を用いても良いし、製法や成分が異なる粉末を用いても良い。
1 グロープラグ
2 セラミックヒータ
2k (セラミックヒータの)基端部
2s (セラミックヒータの)先端部
10 絶縁基体
10k (絶縁基体の)基端部
10s (絶縁基体の)先端部
HJ 軸線方向
HS 先端方向
HK 基端方向
HN 並び方向
11 発熱抵抗体
12 発熱部
13 曲げ返し部
14,15 リード部
30 第1成形体
31 未焼成発熱部
32 未焼成曲げ返し部
33 未焼成発熱抵抗体
34 半成形体
34K (半成形体の)基端
34S (半成形体の)先端
35 第2成形体
HE 伸延方向
KK1 第1基体用混合物
KK2 第2基体用混合物
KH 発熱体用混合物
GK 基端側
GS 先端側
HR (曲げ返しの)半径方向
RI (半径方向の)内側
RO (半径方向の)外側
52 成形体内側部(成形体前側部)
54 内側境界(前側境界)
55 成形体外側部(成形体後側部)
57 外側境界(後側境界)
HH1 前側高さ
HD1 前側深さ
HH2 後側高さ
HD2 後側深さ
60 一体成形物
Claims (4)
- 絶縁性セラミックからなり、軸線に沿って延びる形状を有する絶縁基体と、
この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなる発熱抵抗体であって、
上記絶縁基体の先端部内に配置され、上記軸線に沿う軸線方向のうち先端方向に曲げ返し部を向けたU字状をなし、通電により発熱する発熱部、及び、
この発熱部の両端から、上記軸線方向のうち上記先端方向とは逆の基端方向に向けて延びるリード部を有する
発熱抵抗体と、を備える
セラミックヒータの製造方法であって、
第1絶縁性セラミック粉末を含み、焼成により上記絶縁基体の一部となる第1成形体、及び、
導電性セラミック粉末を含み、焼成により上記発熱部となる未焼成発熱部であって、焼成により上記曲げ返し部となる未焼成曲げ返し部を含む未焼成発熱部を有し、焼成により上記発熱抵抗体となる未焼成発熱抵抗体、を有する
半成形体を成形する
半成形体成形工程と、
射出成形法により、上記先端方向または上記基端方向に向けて、第2絶縁性セラミック粉末を含む第2基体用混合物を射出して、焼成により上記絶縁基体の残部となる第2成形体を、上記半成形体と一体に成形する
第2成形体成形工程と、を備え、
上記半成形体は、
上記未焼成発熱抵抗体のうち、少なくとも上記未焼成発熱部の上記未焼成曲げ返し部が、その伸延方向全体に亘って、
一部が上記第1成形体中に埋められる一方、
残部が上記第1成形体から突出した形態をなしており、
上記半成形体の上記第1成形体のうち、
上記未焼成曲げ返し部よりも曲げ返しの半径方向の内側に位置する部位を成形体内側部とし、
上記未焼成曲げ返し部よりも上記半径方向の外側に位置する部位を成形体外側部とし、
上記成形体内側部及び上記成形体外側部のうち、
上記第2成形体成形工程において、射出された上記第2基体用混合物が先に届く部位を成形体前側部とし、
上記第2基体用混合物が前記未焼成曲げ返し部を乗り越えた後に届く部位を成形体後側部とし、
上記未焼成曲げ返し部と上記成形体後側部との後側境界において、上記未焼成曲げ返し部の上記第1成形体中に埋められた深さを後側深さ、上記第1成形体から突出した突出高さを後側高さとしたとき、
上記半成形体成形工程は、
少なくとも、上記後側高さが上記後側深さよりも小さい形態に、上記半成形体を成形する
セラミックヒータの製造方法。 - 請求項1に記載のセラミックヒータの製造方法であって、
前記第2成形体成形工程は、
前記半成形体の基端を通り、先端に向けて、前記第2基体用混合物を射出して、前記第2成形体を成形する
セラミックヒータの製造方法。 - 請求項1または請求項2に記載のセラミックヒータの製造方法であって、
前記未焼成曲げ返し部と前記成形体前側部との前側境界において、上記未焼成曲げ返し部の前記第1成形体中に埋められた深さを前側深さ、上記第1成形体から突出した突出高さを前側高さとしたとき、
前記半成形体成形工程は、
上記前側高さが上記前側深さよりも小さい形態に、上記半成形体を成形する
セラミックヒータの製造方法。 - 絶縁性セラミックからなり、軸線に沿って延びる形状を有する絶縁基体と、
この絶縁基体内に埋設され、導電性セラミックからなる発熱抵抗体であって、
上記絶縁基体の先端部内に配置され、上記軸線に沿う軸線方向のうち先端方向に曲げ返し部を向けたU字状をなし、通電により発熱する発熱部、及び、
この発熱部の両端から、上記軸線方向のうち上記先端方向とは逆の基端方向に向けて延びるリード部を有する
発熱抵抗体と、を備えるグロープラグ用のセラミックヒータを有する
グロープラグの製造方法であって、
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のセラミックヒータの製造方法により、上記セラミックヒータを製造するヒータ製造工程と、
上記セラミックヒータを用いて、上記グロープラグを組み立てるプラグ組立工程と、
を備えるグロープラグの製造方法。
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