本發(fā)明涉及在液體加熱用加熱器、粉體加熱用加熱器、氣體加熱用加熱器以及氧傳感器用加熱器等中使用的加熱器。

背景技術(shù)：

作為在液體加熱用加熱器、粉體加熱用加熱器、氣體加熱用加熱器以及氧傳感器用加熱器等中使用的加熱器，例如已知日本特開2011-60712號(hào)公報(bào)(以下，稱為專利文獻(xiàn)1)公開的加熱器。專利文獻(xiàn)1公開的加熱器具備：在內(nèi)部埋設(shè)發(fā)熱電阻體的陶瓷基體；設(shè)置于陶瓷基體的表面的電極焊盤；以及與電極焊盤接合的端子構(gòu)件。

專利文獻(xiàn)1公開的加熱器裝置將端子構(gòu)件設(shè)置成從陶瓷基體立起，從而相對(duì)于端子構(gòu)件立起的方向上的振動(dòng)，很容易提高強(qiáng)度，但是相對(duì)于沿著陶瓷基體的長(zhǎng)度方向的方向上的振動(dòng)，很難提高強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

加熱器具備：棒狀或者筒狀的陶瓷體；設(shè)置于該陶瓷體的內(nèi)部的發(fā)熱電阻體；設(shè)置于所述陶瓷體的表面且與所述發(fā)熱電阻體連接的電極層；以及與該電極層接合的引線端子，該引線端子包括：從所述電極層立起的第1部分；從所述陶瓷體的外周起在外側(cè)沿所述陶瓷體的長(zhǎng)度方向延伸的第2部分；以及經(jīng)由比該第2部分更靠外的外側(cè)將所述第1部分和所述第2部分相連的第3部分。

附圖說明

圖1是表示加熱器的縱剖視圖。

圖2是表示變形例的加熱器的縱剖視圖。

圖3是表示變形例的加熱器的縱剖視圖。

圖4是變形例的加熱器之中以經(jīng)過第1部分與電極層的接合部的剖面截?cái)嗟臋M剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下，詳細(xì)說明加熱器10。

圖1是表示加熱器10的縱剖視圖。如圖1所示，該加熱器10具備：棒狀或者筒狀的陶瓷體1；設(shè)置于陶瓷體1的內(nèi)部的發(fā)熱電阻體2；設(shè)置于陶瓷體1的表面的電極層3；以及與電極層3接合的引線端子4。

陶瓷體1是為了保護(hù)發(fā)熱電阻體2而設(shè)置的構(gòu)件。陶瓷體1的形狀是棒狀或者筒狀。作為棒狀，例如可列舉圓柱狀或者棱柱狀等柱狀等。另外，這里所說的柱狀例如也包括在特定方向上延伸得較長(zhǎng)的板狀。作為筒狀，例如可列舉圓筒狀或者方筒狀。在圖1所示的加熱器10中，陶瓷體1是圓柱狀。

陶瓷體1由絕緣性的陶瓷材料構(gòu)成。作為絕緣性的陶瓷材料，例如可列舉氧化鋁、氮化硅或者氮化鋁。從導(dǎo)熱率出色的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用氮化鋁。特別是，在使用氮化鋁的情況下，由于能夠使陶瓷體1的導(dǎo)熱率高至150W/(m·K)，所以能夠?qū)⒂稍O(shè)置于陶瓷體1內(nèi)部的發(fā)熱電阻體2產(chǎn)生的熱有效地傳導(dǎo)至加熱器10的表面。因此，加熱器10能夠急速升溫。

此外，從容易制造的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用氧化鋁。在陶瓷體1是圓柱狀的情況下，關(guān)于陶瓷體1的尺寸，例如可將長(zhǎng)度設(shè)定成100mm，將外徑設(shè)定成20mm。此外，在陶瓷體1是板狀的情況下，關(guān)于陶瓷體1的尺寸，例如可將長(zhǎng)度設(shè)定成80mm，將寬度設(shè)定成50mm，將厚度設(shè)定成2mm。在陶瓷體1是圓筒狀的情況下，關(guān)于陶瓷體1的尺寸，例如可將長(zhǎng)度設(shè)定成100mm，將外徑設(shè)定成20mm，將內(nèi)徑設(shè)定成14mm。

發(fā)熱電阻體2是因電流流過而發(fā)熱的電阻體。發(fā)熱電阻體2設(shè)置在陶瓷體1的內(nèi)部。即，發(fā)熱電阻體2被埋設(shè)于陶瓷體1中。本例的加熱器10中的發(fā)熱電阻體2具有彎折形狀。發(fā)熱電阻體2的兩端部與引出電極21連接。引出電極21被引出至陶瓷體1的一個(gè)端部，且在端部被引出到陶瓷體1的外周面。

在本例中，發(fā)熱電阻體2的彎折部設(shè)置在陶瓷體1的另一個(gè)端部。即，引出電極21設(shè)置在陶瓷體1之中與發(fā)熱電阻體2的彎折部相反一側(cè)的區(qū)域內(nèi)。發(fā)熱電阻體2的兩端部經(jīng)由引出電極21與設(shè)置在陶瓷體1的外周面的電極層3電連接。

發(fā)熱電阻體2由金屬材料形成。作為金屬材料，例如了列舉鎢、鉬或者錸等。關(guān)于發(fā)熱電阻體2的尺寸，例如可將寬度設(shè)定成1mm，將全長(zhǎng)設(shè)定成3000mm，將厚度設(shè)定成0.02mm。引出電極21可使用與發(fā)熱電阻體2相同的金屬材料，與發(fā)熱電阻體2同時(shí)形成。此外，引出電極21也可使用與發(fā)熱電阻體2不同的材料，與發(fā)熱電阻體2分開形成。

電極層3設(shè)置于陶瓷體1的表面。電極層3經(jīng)由引出電極21與發(fā)熱電阻體2連接。電極層3由金屬材料形成。作為金屬材料，例如可列舉鎢、鉬或者錸等。關(guān)于電極層3的尺寸，例如可將長(zhǎng)度設(shè)定成9mm，將寬度設(shè)定成5mm，將厚度設(shè)定成0.02mm。另外，在本例中，雖然電極層3經(jīng)由引出電極21與發(fā)熱電阻體2連接著，但是并不限于此。具體來說，加熱器10也可以不具有引出電極21，而是直接連接電極層3和發(fā)熱電阻體2。

引線端子4是用于向發(fā)熱電阻體2供給電力的構(gòu)件。與外部的電源(未圖示)連接引線端子4來使用該引線端子4。作為引線端子4，可使用由鎳或者銅的金屬形成的線材或者板材。可使用接合材料5，在電極層3的表面上安裝引線端子4。作為接合材料5，例如可使用釬料。

引線端子4具備：從電極層3立起的第1部分41；從陶瓷體1的外周起在外側(cè)沿長(zhǎng)度方向延伸的第2部分42；以及經(jīng)由比第2部分42更靠外的外側(cè)連接第1部分41和第2部分42的第3部分43。由此，在沿著陶瓷體1的長(zhǎng)度方向的方向上產(chǎn)生了振動(dòng)時(shí)，由于第3部分43彎折，從而能夠降低因該振動(dòng)引起的應(yīng)力。因此，能夠降低在第1部分41與電極層3的接合部產(chǎn)生的應(yīng)力。其結(jié)果，能夠提高相對(duì)于沿陶瓷體1的長(zhǎng)度方向的方向上的振動(dòng)的強(qiáng)度。

作為第1部分41立起的方向，可列舉與電極層3的表面垂直的方向以及從垂直的方向觀察時(shí)傾斜了20°以下的傾斜的方向。這里所說的“傾斜的方向”包括：第1部分41靠近發(fā)熱電阻體2而立起的方向；第1部分41遠(yuǎn)離發(fā)熱電阻體2而立起的方向；在陶瓷體1的圓周方向上傾斜的方向；以及這些結(jié)合起來的方向。特別是，當(dāng)?shù)?部分41在與電極層3的表面垂直的方向上立起的情況下，能夠很容易使接合材料5均勻地浸潤(rùn)擴(kuò)展至第1部分41的周圍。因此，能夠用較少的接合材料5牢固地保持引線端子4。

在本例中，引線端子4是棒狀，引線端子4的剖面(第1部分41、第2部分42以及第3部分43的剖面)是圓形狀。特別是，第3部分43的剖面是圓形狀，從而彎折了第3部分43時(shí)，能夠降低第3部分43發(fā)生損傷的危險(xiǎn)。作為引線端子4的剖面的其他形狀，例如，可列舉矩形狀、C字形狀、U字形狀或者中空狀等。特別是，在第3部分43是C字形狀或者U字形狀的情況下，優(yōu)選在與陶瓷體1相反的一側(cè)開口。由此，能夠容易彎折第3部分43。此外，引線端子4例如也可以是板狀。例如，引線端子4之中，第1部分41、第2部分42以及第3部分42可以通過彎折板狀的構(gòu)件來形成。引線端子4為板狀時(shí)能夠提高引線端子4的強(qiáng)度。

此外，在本例中，第3部分43的一部分與從電極層3立起的第1部分41平滑地連續(xù)。由此，與在第1部分41和第3部分43之間存在高低差或者迂回部的情況相比，能夠使產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)應(yīng)力集中的部位遠(yuǎn)離第1部分41與電極層3的接合部分。另外，這里所說的“平滑”是指在第1部分41和第3部分43之間不存在高低差或者迂回部。

此外，在本例中，從第1部分41起連續(xù)地設(shè)置第3部分43，并且第2部分42位于第3部分43的前端，從而通過第3部分43吸收因振動(dòng)引起的應(yīng)力的同時(shí)，也能夠使第2部分42靠近陶瓷體的外周面。若兩個(gè)第2部分42的間隔擴(kuò)大，則存在加熱器10會(huì)大型化的問題，但是通過采用能夠使兩個(gè)第2部分42靠近陶瓷體的外周面的本例的結(jié)構(gòu)，能夠使加熱器10小型化。

此外，在本例中，引線端子4之中第1部分41、第2部分42以及第3部分43的剖面的形狀以及大小相同，但是并不限于此。具體來說，在各個(gè)部位，形狀以及大小也可以不同。特別是，優(yōu)選第3部分43比第1部分41及第2部分42細(xì)。由此，能夠確保引線端子4的強(qiáng)度，同時(shí)能夠容易使第3部分43彎折。

關(guān)于引線端子4的尺寸，例如能夠如下那樣設(shè)定。在圖1所示的加熱器10的情況下，可將第1部分41的長(zhǎng)度設(shè)定成2.3mm。關(guān)于第2部分42的長(zhǎng)度，可將第1部分41立起的方向上的長(zhǎng)度設(shè)定成1.5mm，將沿陶瓷體1的長(zhǎng)度方向的方向上的長(zhǎng)度設(shè)定成2.5mm。此外，可將第3部分43的長(zhǎng)度設(shè)定成6.5mm。此外，第1部分41、第2部分42以及第3部分43各自的剖面可設(shè)定成直徑為0.8mmφ的圓形狀。

此外，在利用接合材料5來接合引線端子4與電極層3的情況下，優(yōu)選接合材料5僅在引線端子4中的第1部分41處浸潤(rùn)擴(kuò)展。具體來說，優(yōu)選接合材料5不浸潤(rùn)擴(kuò)展到第3部分43。由此，能夠進(jìn)行第1部分41與電極層3的接合的同時(shí)，減輕對(duì)第3部分43產(chǎn)生的彎折作用的阻礙。

進(jìn)一步地，本例的加熱器10如圖1所示，第3部分43具有迂回形狀。由此，由于能夠以迂回的部分為起點(diǎn)集中使其彎折，所以能夠吸收大的振動(dòng)。

此外，如圖2所示，第3部分43也可以具有彎曲形狀。由于第3部分43是彎曲形狀，從而在彎折了第3部分43時(shí)，能夠減輕應(yīng)力集中于特定部位。因此，能夠提高加熱器10的長(zhǎng)期可靠性。

此外，如圖3所示，優(yōu)選分別具備兩個(gè)以上的電極層3以及引線端子4，并且兩個(gè)電極層3與兩個(gè)引線端子4各自的接合部的位置在陶瓷體1的長(zhǎng)度方向上錯(cuò)開著。由此，能夠提高電極層3以及引線端子4的接合部的耐久性。具體來說，在將兩個(gè)引線端子4的接合部設(shè)置在一條直線上的情況下，對(duì)于陶瓷體1以引線端子4的第1部分41為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)這樣的振動(dòng)而言，很難提高接合部的強(qiáng)度。相對(duì)于此，通過錯(cuò)開兩個(gè)引線端子4的接合部的位置來進(jìn)行配置，從而能夠提高相對(duì)于陶瓷體1以引線端子4的第1部分41為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)這樣的振動(dòng)的強(qiáng)度。

另外，這里所說的“錯(cuò)開接合部的位置來進(jìn)行配置”例如是指，在觀察引線端子4之中與電極層3接合的第1部分41的端面時(shí)，第1部分41的端面的中心彼此錯(cuò)開著。也就是說，接合部彼此的位置不必完全錯(cuò)開，也可以是在陶瓷體1的長(zhǎng)度方向上觀察時(shí)接合部彼此的一部分重合。接合部的位置例如能夠錯(cuò)開0.2～1.2mm。

進(jìn)一步地，優(yōu)選在陶瓷體1的長(zhǎng)度方向上觀察兩個(gè)第1部分41彼此時(shí)，不是部分重合而是完全錯(cuò)開。由此，能夠進(jìn)一步提高相對(duì)于陶瓷體1以引線端子4的第1部分為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)這樣的振動(dòng)的強(qiáng)度。

此外，如圖4所示，優(yōu)選分別具備兩個(gè)以上的電極層3以及引線端子4，并且兩個(gè)電極層3與引線端子4各自的接合部的位置從夾著陶瓷體1相對(duì)的位置朝圓周方向錯(cuò)開。由此，能夠提高相對(duì)于陶瓷體1以引線端子4的第1部分41為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)這樣的振動(dòng)的強(qiáng)度。

另外，這里所說的“朝圓周方向錯(cuò)開”例如是指，在觀察引線端子4之中與電極層3接合的第1部分41的端面時(shí)，第1部分41的端面的中心彼此的位置在圓周方向上錯(cuò)開。也就是說，接合部彼此不必完全錯(cuò)開，接合部彼此的一部分也可以夾著陶瓷體1而相對(duì)。接合部彼此例如能夠錯(cuò)開1°～15°。

進(jìn)一步地，兩個(gè)第1部分41彼此的端面也可以在陶瓷體1的圓周方向上觀察時(shí)不具有相對(duì)的部分而是完全地錯(cuò)開。由此，能夠進(jìn)一步提高相對(duì)于陶瓷體1以引線端子4的第1部分41為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)這樣的振動(dòng)的強(qiáng)度。

符號(hào)的說明

1：陶瓷體

2：發(fā)熱電阻體

21：引出電極

3：電極層

4：引線端子

41：第1部分

42：第2部分

43：第3部分

5：接合材料

10：加熱器