加热器以及具备该加热器的电热塞的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及利用于例如燃烧式车载供暖设备中的点火用或火焰探测用的加热器、 石油暖风机等各种燃烧设备的点火用的加热器、汽车发动机的电热塞（glow plug)用的加 热器、氧传感器等各种传感器用的加热器或测定设备的加热用的加热器等的加热器W及具 备该加热器的电热塞。
【背景技术】
[0002] 用于电热塞的陶瓷加热器由构成导体的导电性陶瓷、和构成陶瓷基体的绝缘性陶 瓷构成。导体由发热体和导线构成，进行材料的选定W及形状的设计，使得导线的电阻值小 于发热体的电阻值。
[0003] 近年来，要求能够更加快速升温的加热器。因此，需要对发热体施加比现有更高的 电压，流动大电流。但是，由于在流动大电流的情况下加热器的一部分局部较大地发热，因 此存在局部发生较大的热膨胀的情况。结果，存在局部产生较大的热应力，加热器的耐久性 下降该样的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的加热器具备：绝缘基体；发热体，其埋设于该绝缘基体，并由第1直线部、 与该第1直线部并行设置的第2直线部W及将所述第1直线部和所述第2直线部相连的折 回部构成；第1导线，其埋设于所述绝缘基体并且与所述第1直线部连接；和第2导线，其埋 设于所述绝缘基体并且与所述第2直线部连接，所述第1直线部相对于所述第1导线而倾 斜。
【附图说明】
[0005] 图1的（a)是表示本发明的加热器的实施方式的一例的概略纵剖面图，化）是从 下侧朝向上侧观察（a)所示的加热器的概略透视图。
[0006] 图2的（a)是表示加热器的其他例的概略透视图，化）是按（a)所示的A-A线切 断的概略剖面图。
[0007] 图3是表示加热器的其他例的概略透视图。
[000引图4是表示本发明的电热塞的实施方式的一例的概略纵剖面图。
【具体实施方式】
[0009] 参照附图来详细说明本发明的加热器的实施方式的例子。
[0010] 图1所示的加热器1具备绝缘基体2、埋设于绝缘基体2的发热体3、和埋设于绝 缘基体2并且与发热体3连接的导线4,发热体3相对于导线4而倾斜。
[0011] 发热体3由第1直线部32、与第1直线部32并行设置的第2直线部33、W及与第 1直线部32和第2直线部33相连的折回部31构成。导线4由与第1直线部32连接的第 1导线41、W及与第2直线部33连接的第2导线42构成。第1直线部32相对于第1导线 41而倾斜。此外，第2直线部33相对于第2导线42而倾斜。
[0012] 本实施方式的加热器1中的绝缘基体2例如形成为椿状。在该绝缘基体2中埋设 有发热体3 W及导线4。在此，本例中的绝缘基体2由陶瓷构成。由此能够提供快速升温 时的可靠性高的加热器1。具体来说，作为本例中的绝缘基体2,可W举出氧化物陶瓷、氮化 物陶瓷或碳化物陶瓷等具有电绝缘性的陶瓷等。尤其是优选绝缘基体2由氮化娃质陶瓷构 成。对于氮化娃质陶瓷而言，作为主要成分的氮化娃在高强度、高初性、高绝缘性W及耐热 性方面优异。由氮化娃质陶瓷构成的绝缘基体2例如能够通过如下方式得到：相对于主要 成分的氮化娃，加入3~12质量％的Y203、孔2〇3或化2〇3等稀上类元素氧化物W及0. 5~ 3质量％的Al2〇3作为烧结助剂，再混合SiO 2使得烧结体中包含的SiO 2量成为1. 5~5质 量％，成型为给定形状，然后在1650~1780°C进行热压烧成。绝缘基体2的长度例如形成 为20~50mm，绝缘基体2的直径例如形成为3~5mm。
[0013] 该发热体3埋设于绝缘基体2的前端侧。从发热体3的前端（折回部31的中间 点附近）到发热体3的后端（与导线4的连接部）的距离例如形成为2~10mm。另外，发 热体3的横截面的形状能够设为圆、楠圆或矩形等。发热体3形成为与后述的导线4相比 截面面积较小。
[0014] 作为发热体3的形成材料，能够使用W W、Mo或Ti等的碳化物、氮化物或娃化物等 为主要成分的材料。在绝缘基体2由氮化娃质陶瓷构成的情况下，在与绝缘基体2的热膨 胀率之差小的方面、具有高耐热性的方面W及电阻率小的方面，在上述材料中也是碳化鹤 (WC)作为发热体3的材料优异。而且，在绝缘基体2由氮化娃质陶瓷构成的情况下，发热体 3优选W无机导电体的WC为主要成分，且其中添加的氮化娃的含有率为20质量％ ^上。例 如，在由氮化娃质陶瓷构成的绝缘基体2中，成为发热体3的导体成分与氮化娃相比热膨胀 率较大，因此通常处于对发热体3施加有来自绝缘基体2的拉伸应力的状态。对此，通过在 发热体3中添加氮化娃，从而能够使发热体3的热膨胀率接近绝缘基体2的热膨胀率。由 此，能够缓和在加热器1的升温时W及降温时在发热体3与绝缘基体2之间产生的热应力。
[0015] 导线4中第1导线41在一端侧与第1直线部32连接，在另一端侧从绝缘基体2 的靠后端的侧面导出。第2导线42在一端侧与第2直线部33连接，在另一端侧从绝缘基 体2的后端部导出。
[0016] 该导线4使用与发热体3相同的材料来形成。导线4例如通过使截面面积大于发 热体3或者使绝缘基体2的形成材料的含有量少于发热体3,从而每单位长度的电阻值变 低。尤其是在与绝缘基体2的热膨胀率之差小的方面、具有高耐热性的方面W及电阻率小 的方面，优选WC作为导线4的材料。此外，优选导线4 W作为无机导电体的WC为主要成分， 并在其中添加氮化娃使得其含有量成为15质量％ W上。
[0017] 而且，本例的加热器1的第1直线部32相对于第1导线41而倾斜。在第1直线 部32相对于第1导线41不倾斜的情况下，由于折回部31的发热会比第1直线部32的发 热大，因此发热体3的发热量产生偏颇。可W推测该是因为，即使设为折回部31与第1直 线部32的每单位长度的电阻值相同，也是相对于电流动的方向而倾斜的折回部31对突入 电流的负载较大的缘故。因此，本例的加热器1通过使第1直线部32相对于第1导线41 而倾斜，从而在第1直线部32中也使对突入电流的负载变大。由此，能够使第1直线部32 中的发热量变大，从而能够降低发热体3中的发热量的偏颇。因此，能够降低在流过大电流 的情况下由于发热体3的一部分局部较大地发热而引起局部发生较大的热膨胀的可能性。 结果，能够减少局部产生较大的热应力的情况，所W能够提高加热器1的耐久性。
[0018] 通过使第1直线部32相对于第1导线41而倾斜5~20。，能够获得上述的作用 效果。尤其是通过使其倾斜11~16°，能够进一步降低发热体3中的温度差。
[0019] 如图1所示，发热体3具备第1直线部32、第2直线部33化及折回部31。在第1 直线部32 W及第2直线部33分别连接有第1导线41 W及第2导线42。第1导线41和第 2导线42除了从绝缘基体2向外部引出的部位W外并行地设置。第1直线部32 W相对于 第1导线41而倾斜的方式进行连接。第2直线部33 W相对于第2导线42而倾斜的方式 进行连接。通过第2直线部33也相对于第2导线42而倾斜，能够进一步降低发热体3中 的温度差。
[0020] 而且，在本例的加热器1中，第1直线部32 W及第2直线部33相对于包含第1导 线41 W及第2导线42的双方的轴的平面而倾斜。由此，能够维持第1直线部32与第2直 线部33的间隔地使第1直线部32相对于第1导线41而倾斜。结果，能够降低在第1直线 部32与第2直线部33之间发生短路的可能性。
[0021] 接着，说明另一例的加热