特開 2023-140289 金属比率検査方法、電気加熱式触媒の製造方法、及びハニカム構造体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023140289

(43)【公開日】2023-10-04

(54)【発明の名称】金属比率検査方法、電気加熱式触媒の製造方法、及びハニカム構造体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/952 20060101AFI20230927BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20230927BHJP

【ＦＩ】

G01N21/952

F01N3/24 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023008297

(22)【出願日】2023-01-23

(31)【優先権主張番号】P 2022046047

(32)【優先日】2022-03-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】横井 里奈

(72)【発明者】

【氏名】野呂 貴志

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 隆道

【テーマコード（参考）】

2G051

3G091

【Ｆターム（参考）】

2G051AA07

2G051AB20

2G051BA20

2G051BB01

2G051BB03

2G051BB11

2G051CA04

2G051CB01

3G091AB01

3G091BA39

3G091CA04

(57)【要約】

【課題】より容易に溶射複合材の金属比率を検査することができる金属比率検査方法、電気加熱式触媒の製造方法、及びハニカム構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】金属比率検査方法は、金属及びセラミックスを含む溶射複合材の金属比率を検査するための金属比率検査方法であって、溶射複合材に撮像光を照射しながら溶射複合材を撮像する撮像工程（ステップＳ１１）と、撮像工程で得た溶射複合材の画像の輝度分布に基づき、溶射複合材の金属比率を推定する推定工程（ステップＳ１２）と、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属及びセラミックスを含む溶射複合材の金属比率を検査するための金属比率検査方法であって、
前記溶射複合材に撮像光を照射しながら前記溶射複合材を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で得た前記溶射複合材の画像の輝度分布に基づき、前記溶射複合材の金属比率を推定する推定工程と、
を含む、
金属比率検査方法。

【請求項2】

前記撮像工程では、前記溶射複合材への前記撮像光の照射角度を３０°～９０°とする、
請求項１に記載の金属比率検査方法。

【請求項3】

前記撮像工程では、前記撮像光の照度を７５万ｌｕｘ～１５０万ｌｕｘとする、
請求項１に記載の金属比率検査方法。

【請求項4】

前記溶射複合材は、ハニカム構造体に金属電極を固定する溶射固定層を含む、
請求項１に記載の金属比率検査方法。

【請求項5】

前記溶射複合材は、ハニカム構造体の外周面に形成された溶射下地層を含む、
請求項１に記載の金属比率検査方法。

【請求項6】

前記金属比率検査方法が、前記推定工程で推定された金属比率が所定範囲に含まれているかを判定する判定工程を更に含む、
請求項１から５までのいずれか１項に記載の金属比率検査方法。

【請求項7】

金属及びセラミックスを含む溶射固定層により金属電極が固定された電気加熱式触媒を準備する準備工程と、
請求項１から５までのいずれか１項に記載の金属比率検査方法により、前記溶射固定層の金属比率を検査する検査工程と、
前記検査工程の検査結果に基づき、前記溶射固定層の金属比率が所定範囲に含まれている前記電気加熱式触媒を選別する電気加熱式触媒選別工程と、
を含む、
電気加熱式触媒の製造方法。

【請求項8】

金属及びセラミックスを含む溶射下地層が外周面に形成されたハニカム構造体を準備する準備工程と、
請求項１から５までのいずれか１項に記載の金属比率検査方法により、前記溶射下地層の金属比率を検査する第１検査工程と、
前記第１検査工程の検査結果に基づき、前記溶射下地層の金属比率が所定範囲に含まれている前記ハニカム構造体を選別するハニカム構造体選別工程と、
を含む、
ハニカム構造体の製造方法。

【請求項9】

前記ハニカム構造体選別工程では、前記溶射下地層の金属比率が２０～８０％の範囲に含まれている前記ハニカム構造体を選別する、
請求項８に記載のハニカム構造体の製造方法。

【請求項10】

金属及びセラミックスを含む溶射下地層が外周面に形成されたハニカム構造体を準備する準備工程と、前記溶射下地層の金属比率を検査する第１検査工程と、前記第１検査工程の検査結果に基づき、前記溶射下地層の金属比率が所定範囲に含まれている前記ハニカム構造体を選別するハニカム構造体選別工程と、を含む、ハニカム構造体の製造方法により得られたハニカム構造体に金属電極を固定した電気加熱式触媒を製造する方法であって、
前記ハニカム構造体選別工程の後に、選別された前記ハニカム構造体において、金属及びセラミックスを含む溶射固定層により前記溶射下地層に前記金属電極を固定する固定工程と、
前記溶射固定層の金属比率を検査する第２検査工程と、
前記第２検査工程の検査結果に基づき、前記溶射固定層の金属比率が所定範囲に含まれている前記電気加熱式触媒を選別する電気加熱式触媒選別工程と、
を含み、
前記第１及び第２検査工程は、請求項１から５までのいずれか１項に記載の金属比率検査方法により行われる、
電気加熱式触媒の製造方法。

【請求項11】

前記電気加熱式触媒選別工程では、前記溶射固定層の金属比率が２０～８０％の範囲に含まれている前記電気加熱式触媒を選別する、
請求項７に記載の電気加熱式触媒の製造方法。

【請求項12】

前記電気加熱式触媒選別工程では、前記溶射固定層の金属比率が２０～８０％の範囲に含まれている前記電気加熱式触媒を選別する、
請求項１０に記載の電気加熱式触媒の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属及びセラミックスを含む溶射複合材の金属比率を検査するための金属比率検査方法、並びにその方法を用いた電気加熱式触媒の製造方法及びハニカム構造体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、金属及びセラミックスを含む複合材を溶射することが行われている。下記の特許文献１では、ハニカム構造体に設けられた電極層と金属電極とを溶射複合材により接合することが開示されている。

【0003】

例えば体積抵抗率等の溶射複合材の特性は、溶射複合材の金属比率に依存する。溶射複合材の金属比率を検査する従来方法としては、溶射複合材の切断端面のＳＥＭ（走査電子顕微鏡）画像を得た後に、そのＳＥＭ画像中のコントラストの違いから、溶射複合材の金属比率を算出することが挙げられる。

【0004】

溶射複合材の金属比率の検査ではないが、下記の特許文献２では、セラミック部品の外観を撮像し、撮像された画像の輝度差からセラミック部品の内部クラックを検出することが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２－１０６１６４号公報

【特許文献2】特開２００２－３１８１９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のような従来の金属比率検査方法では、ＳＥＭ画像から溶射複合材の金属比率を算出している。ＳＥＭ画像を得るためには、複雑な操作、すなわち、溶射複合材を切断し、その切断片を樹脂に埋めることで試験片を作成し、その試験片をＳＥＭで観察することが必要となる。また、ＳＥＭ画像を得るためには、検査対象である溶射複合材を破壊する必要がある。また、ＳＥＭの観察視野限界により、複数の溶射複合材の検査を同時に行うことが難しい。

【0007】

本発明は、上記のような課題の少なくとも１つを解決するためになされたものであり、その目的の一つは、より容易に溶射複合材の金属比率を検査することができる金属比率検査方法、電気加熱式触媒の製造方法、及びハニカム構造体の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

項目１．本発明は、一実施の形態において、金属及びセラミックスを含む溶射複合材の金属比率を検査するための金属比率検査方法であって、溶射複合材に撮像光を照射しながら溶射複合材を撮像する撮像工程と、撮像工程で得た溶射複合材の画像の輝度分布に基づき、溶射複合材の金属比率を推定する推定工程と、を含む金属比率検査方法に関する。

【0009】

項目２．本発明は、撮像工程では、溶射複合材への撮像光の照射角度を３０°～９０°とする、項目１に記載の金属比率検査方法に関していてよい。

【0010】

項目３．本発明は、撮像工程では、撮像光の照度を７５万ｌｕｘ～１５０万ｌｕｘとする、項目１又は２に記載の金属比率検査方法に関していてよい。

【0011】

項目４．本発明は、溶射複合材は、ハニカム構造体に金属電極を固定する溶射固定層を含む、項目１から３までのいずれか１項に記載の金属比率検査方法に関していてよい。

【0012】

項目５．本発明は、溶射複合材は、ハニカム構造体の外周面に形成された溶射下地層を含む、項目１から４までのいずれか１項に記載の金属比率検査方法に関していてよい。

【0013】

項目６．本発明は、金属比率検査方法が、推定工程で推定された金属比率が所定範囲に含まれているかを判定する判定工程を更に含む、項目１から５までのいずれか１項に記載の金属比率検査方法に関していてよい。

【0014】

項目７．本発明は、金属及びセラミックスを含む溶射固定層により金属電極が固定された電気加熱式触媒を準備する準備工程と、項目１から５までのいずれか１項に記載の金属比率検査方法により、溶射固定層の金属比率を検査する検査工程と、検査工程の検査結果に基づき、溶射固定層の金属比率が所定範囲に含まれている電気加熱式触媒を選別する電気加熱式触媒選別工程と、を含む、電気加熱式触媒の製造方法に関する。

【0015】

項目８．本発明は、金属及びセラミックスを含む溶射下地層が外周面に形成されたハニカム構造体を準備する準備工程と、項目１から５までのいずれか１項に記載の金属比率検査方法により、溶射下地層の金属比率を検査する第１検査工程と、第１検査工程の検査結果に基づき、溶射下地層の金属比率が所定範囲に含まれているハニカム構造体を選別するハニカム構造体選別工程と、を含む、ハニカム構造体の製造方法に関する。

【0016】

項目９．本発明は、ハニカム構造体選別工程では、溶射下地層の金属比率が２０～８０％の範囲に含まれているハニカム構造体を選別する、項目８に記載のハニカム構造体の製造方法に関していてよい。

【0017】

項目１０．本発明は、金属及びセラミックスを含む溶射下地層が外周面に形成されたハニカム構造体を準備する準備工程と、溶射下地層の金属比率を検査する第１検査工程と、第１検査工程の検査結果に基づき、溶射下地層の金属比率が所定範囲に含まれているハニカム構造体を選別するハニカム構造体選別工程と、を含む、ハニカム構造体の製造方法により得られたハニカム構造体に金属電極を固定した電気加熱式触媒を製造する方法であって、ハニカム構造体選別工程の後に、選別されたハニカム構造体において、金属及びセラミックスを含む溶射固定層により溶射下地層に金属電極を固定する固定工程と、溶射固定層の金属比率を検査する第２検査工程と、第２検査工程の検査結果に基づき、溶射固定層の金属比率が所定範囲に含まれている電気加熱式触媒を選別する電気加熱式触媒選別工程と、を含み、第１及び第２検査工程は、項目１から５までのいずれか１項に記載の金属比率検査方法により行われる、電気加熱式触媒の製造方法に関する。

【0018】

項目１１．本発明は、電気加熱式触媒選別工程では、溶射固定層の金属比率が２０～８０％の範囲に含まれている電気加熱式触媒を選別する、項目７又は１０に記載の電気加熱式触媒の製造方法に関していてよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明の金属比率検査方法、電気加熱式触媒の製造方法、及びハニカム構造体の製造方法の一実施の形態によれば、より容易に溶射複合材の金属比率を検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施の形態による金属比率検査方法を示すフローチャートである。

【図2】図１の方法の検査対象の一例であるハニカム構造体を示す斜視図である。

【図3】図２のハニカム構造体に固定される金属電極を示す平面図である。

【図4】図３の溶射固定層及びその周辺を示す斜視図である。

【図5】図１の方法を実施することができる検査装置の一例を示す平面図である。

【図6】図５の検査装置を示す側面図である。

【図7】図１の方法を実施することができる検査装置の第１変形例を示す平面図である。

【図8】図７の検査装置を示す側面図である。

【図9】図１の方法を実施することができる検査装置の第２変形例を示す平面図である。

【図10】図９の検査装置を示す側面図である。

【図11】図１の方法を実施することができる検査装置の第３変形例を示す平面図である。

【図12】図１１の検査装置を示す側面図である。

【図13】本発明の一実施の形態による電気加熱式触媒の製造方法を示すフローチャートである。

【図14】本発明の一実施の形態によるハニカム構造体の製造方法を示すフローチャートである。

【図15】本発明の一実施の形態による電気加熱式触媒の製造方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【0022】

図１は、本発明の一実施の形態による金属比率検査方法を示すフローチャートである。本実施の形態による金属比率検査方法は、金属及びセラミックスを含む溶射複合材の金属比率を検査するためのものである。

【0023】

溶射複合材は、溶融された材料が所定の対象に吹き付けられることで形成されたものである。後に図を用いて説明するように、溶射複合材は、ハニカム構造体に金属電極を固定する溶射固定層、及びハニカム構造体の外周面に形成された溶射下地層を含んでいてよい。しかしながら、溶射複合材は、これらに限定されず、金属及びセラミックスを含む任意のものであってよい。

【0024】

溶射複合材の金属比率とは、溶射複合材に含まれる金属成分の割合である。より具体的には、溶射複合材の金属比率は、溶射複合材の観察部分全体の面積に占める金属成分の面積の比率であり得る。また、溶射複合材の金属比率は、溶射複合材に占める金属成分の重量％又は体積％の場合もある。重量％又は体積％は、金属成分の面積の比率等の他の数値から換算されてもよい。

【0025】

図１に示すように、本実施の形態の金属比率検査方法は、撮像工程（ステップＳ１１）及び推定工程（ステップＳ１２）を含んでいる。

【0026】

撮像工程（ステップＳ１１）は、溶射複合材に撮像光を照射しながら溶射複合材を撮像する工程である。撮像工程では、溶射複合材の画像（溶射複合材の外観の画像）が得られる。画像には、１つの溶射複合材のみが写っていてもよいが、複数の溶射複合材が写っていてもよい。画像には、例えば溶射複合材が載っているハニカム構造体の表面等の他の部材（背景）が写っていてよい。しかしながら、１つの溶射複合材の一部が画像全体を占めていてもよい。特定の溶射複合材に関して、その溶射複合材を１つの角度から撮像した１つの画像が得られてもよいし、その溶射複合材を複数の角度から撮像された複数の画像が得られてもよい。特定の溶射複合材の特定の面を複数の角度から撮像した画像が得られてもよい。例えば、溶射複合材が後述の溶射固定層であるとき、特定の溶射固定層を異なる方向から撮像した複数の画像を得てよい。また、溶射複合材が後述の溶射下地層であるとき、その溶射下地層の外面を異なる方向から撮像した複数の画像を得てよい。特定の溶射複合材に関して複数の画像が得られるとき、それらの画像が統合されてその溶射複合材の立体形状が得られてもよい。画像は、静止画であってもよいし、動画（連続的に撮像された複数の静止画）であってもよい。必要に応じて、撮像範囲及び／又は画像種別（静止画若しくは動画）を切り替えてよい。

【0027】

溶射複合材への撮像光の照射は、様々な条件で実施できる。撮像光は、発光手段から溶射複合材に直接的に照射された直接光であってよい。撮像光が直接光であるとき、溶射複合材への撮像光の照射角度は、限定はされないが、３０°～９０°とすることができる。照射角度を３０°以上かつ９０°以下とすることで、溶射複合材で反射された撮像光を撮像手段又はカメラでより検出しやすくなり、金属比率の違いを判別しやすくなる。照射角度は、撮像光とサンプル正面とがなす角度と理解できる。撮像光の位置は、発光手段の位置と理解してよい。サンプルは、溶射複合材そのものと理解してもよいが、溶射複合材が設けられた部材（例えばハニカム構造体）と理解してもよい。サンプル正面は、溶射複合材の撮像される面と理解してもよい。一方、サンプルを溶射複合材が設けられた部材とするとき、サンプル正面を、溶射複合材が設けられた位置におけるその部材の接平面と理解してもよい。一方、撮像光は、発光手段から反射部材又は拡散部材を介して溶射複合材に間接的に照射された間接光又は拡散光であってもよい。撮像光の照度は、限定はされないが、７５万ｌｕｘ～１５０万ｌｕｘとすることができる。照度が７５万ｌｕｘ以上であることで、十分な光量の下で溶射複合材を撮像でき、金属比率の違いを判別しやすくなる。照度が１５０万ｌｕｘ以下であることで、過剰な光量により画像が白飛びすることを回避でき、金属比率の違いを判別しやすくなる。撮像光の照度は、溶射複合材の位置において例えば照度計等を用いて測定することができる。

【0028】

推定工程（ステップＳ１２）は、撮像工程で得た溶射複合材の画像の輝度分布に基づき、溶射複合材の金属比率を推定する工程である。

【0029】

上述のように溶射複合材は、金属及びセラミックスを含んでいる。金属は、セラミックスと比較してより多くの撮像光を反射する。このため、溶射複合材の金属比率に応じて画像の輝度分布に違いが表れる。溶射複合材の金属比率が高いほど、高輝度の部分が多くなる。金属比率が既知の複数の溶射複合材の画像を得て、それらの画像の輝度分布を基準分布として予め求めることができる。そして、撮像工程で得た溶射複合材の画像の輝度分布と基準分布とを比較することで、その画像における溶射複合材の金属比率を推定することができる。

【0030】

撮像工程で得た画像に溶射複合材以外のもの（背景）が含まれているとき、例えばエッジ検出等の画像処理により、画像から溶射複合材部分を切り出した上で、その溶射複合材部分の輝度分布を求めることができる。撮像工程で得た画像に複数の溶射複合材が含まれているとき、それぞれの溶射複合材部分における輝度分布を求めることができる。輝度分布は、反射光のヒストグラムと理解できる。輝度分布は、画像の画素毎の輝度値の分布であってもよいし、互いに隣接する複数の画素を含む領域毎の輝度値の分布であってもよい。領域の輝度値は、その領域に含まれる複数の画素の輝度値の平均値であり得る。特定の溶射複合材に関して複数の画像が得られるとき、各画像の金属比率を個々に推定した結果を得てもよいし、各画像の金属比率の平均値を最終的な金属比率の結果として得てもよい。

【0031】

図１に示すように、本実施の形態の金属比率検査方法は、推定工程で推定された金属比率が所定範囲に含まれているかを判定する判定工程（ステップＳ１３）を更に含んでいる。判定に用いる金属比率の範囲は、検査対象毎に適宜設定することができる。例えば、溶射複合材が、ハニカム構造体に金属電極を固定する溶射固定層であるか、又はハニカム構造体の外周面に形成された溶射下地層であるとき、判定に用いる金属比率の範囲を２０～８０％の範囲と設定してよい。

【0032】

次に、図２は、図１の方法の検査対象の一例であるハニカム構造体１を示す斜視図である。図２に示すハニカム構造体１は、電気加熱式担体の一部を構成するものである。電気加熱式担体は、通電によりハニカム構造体１を発熱させることで、ハニカム構造体１に担持された触媒をエンジン始動前に活性温度まで昇温させることができるものである。電気加熱式担体は、例えば自動車等の排気経路上に設けられ、エンジンから排出される排気ガスを浄化するために用いることができる。

【0033】

ハニカム構造体１は、ハニカム構造部１０と、一対の電極層１１と、一対の溶射下地層１２とを有している。

【0034】

ハニカム構造部１０は、セラミックス製の柱状の部材であり、外周壁１００と、外周壁１００の内側に配設され、一方の端面から他方の端面まで延びる流路を形成する複数のセル１０１ａを区画形成する隔壁１０１とを有している。柱状とは、セル１０１ａの流路方向（ハニカム構造部１０の軸方向）に厚みを有する立体形状と理解できる。ハニカム構造部１０の軸方向長さとハニカム構造部１０の端面の直径又は幅との比（アスペクト比）は任意である。柱状には、ハニカム構造部１０の軸方向長さが端面の直径又は幅よりも短い形状（偏平形状）が含まれていてよい。

【0035】

一対の電極層１１は、外周壁１００の表面に設けられている。一対の電極層１１は、ハニカム構造部１０の周方向に互いに離間して設けられている。より具体的には、一対の電極層１１は、ハニカム構造部１０の中心軸を挟んで設けられている。図２では、一対の電極層１１の一方のみが示されている。

【0036】

電極層１１は、電気を流しやすくするために設けられた層である。電極層１１の体積抵抗率は、ハニカム構造部１０の体積抵抗率の１／２００以上、１／１０以下であることが好ましい。電極層１１の材質は、導電性セラミックス、金属、又は金属及び導電性セラミックスとの複合材（サーメット）を使用することができる。金属としては、例えばＣｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ又はＴｉの単体金属又はこれらの金属よりなる群から選択される少なくとも一種の金属を含有する合金が挙げられる。導電性セラミックスとしては、限定的ではないが、炭化珪素（ＳｉＣ）が挙げられ、珪化タンタル（ＴａＳｉ₂）及び珪化クロム（ＣｒＳｉ₂）等の金属珪化物等の金属化合物が挙げられる。

【0037】

後述のように、本実施の形態の電気加熱式担体では、電極層１１上に金属電極２（図３参照）が固定される。図示はしないが、金属電極２には、パワーケーブルを介して例えばバッテリ等の外部電源が接続され得る。金属電極２及び電極層１１を通してハニカム構造部１０に電圧を印加することにより、ハニカム構造部１０を発熱させることができる。

【0038】

本実施の形態の一対の電極層１１は、分離帯１１０と、この分離帯１１０によって分離された第１及び第２部分電極層１１１，１１２とをそれぞれ有している。分離帯１１０は、第１及び第２部分電極層１１１，１１２の間に設けられたスリットであり得る。スリットには、第１及び第２部分電極層１１１，１１２よりも体積抵抗率が高い材料が充填されていてもよい。

【0039】

一対の溶射下地層１２は、電極層１１に金属電極２を固定する溶射固定層３（図３参照）の密着性を向上させるため設けられた層であり、各電極層１１の上に形成されている。図２では一対の溶射下地層１２の一方のみが示されている。溶射下地層１２は、金属及びセラミックスを含む溶射複合材を構成する。溶射下地層１２の材料としては、金属珪素と炭化珪素の複合材、珪化タンタルや珪化クロム等の金属珪化物と金属珪素と炭化珪素の複合材、更には上記の一種又は二種以上の金属に熱膨張低減の観点から、アルミナ、ムライト、ジルコニア、コージェライト、窒化珪素、ベントナイト及び窒化アルミ等の絶縁性セラミックスを一種又は二種以上添加した複合材が挙げられる。また、金属としては、上記の金属以外として、耐熱性を有する金属、例えばＡｌ若しくはＣｒを含有する金属、ＳＵＳ、又はＮｉ－Ｃｒ合金等を用いることができる。溶射下地層１２が省略されてもよい。

【0040】

次に、図３は図２のハニカム構造体１に固定される金属電極２を示す平面図であり、図４は図３の溶射固定層３及びその周辺を示す斜視図である。本実施の形態の電気加熱式担体は、上述のハニカム構造体１と、ハニカム構造体１に電圧を印加するための一対の金属電極２と、一対の金属電極２をハニカム構造体１に固定するための複数の溶射固定層３とを備えている。図３は、本発明の実施の形態による電気加熱式担体の要部を示しており、一方の電極層１１に１つの金属電極２が固定された様子を示している。他方の電極層１１にも別の金属電極２が同様に固定される。一対の金属電極２のうち、一方は陽極として扱われ、他方は陰極として扱われる。すなわち、一方の金属電極２からハニカム構造体１を通って他方の金属電極２に電流が流れる。

【0041】

一対の金属電極２のそれぞれには、基部２０、接続部２１及び引出部２２が設けられている。これら基部２０、接続部２１及び引出部２２は、板体によって構成され得る。少なくとも基部２０及び接続部２１は、ハニカム構造体１の外周面に沿うように円弧状であるか、又は円弧状とすることができる。

【0042】

基部２０は、接続部２１及び引出部２２と一体に設けられている。基部２０は、接続部２１と引出部２２との間に配置されている。基部２０は、長手状の板体であり得る。金属電極２は、基部２０の延在方向２０Ｅ（長手方向）がセル１０１ａの流路方向に沿うようにハニカム構造体１の外周面上に配置され得る。このとき、延在方向２０Ｅに直交する基部２０の幅方向２０Ｗは、ハニカム構造体１の周方向に延在され得る。また、各金属電極２は、ハニカム構造体１の周方向に関して電極層１１の外側（第１及び第２部分電極層１１１，１１２のいずれか一方の外側）に基部２０が位置するようにハニカム構造体１の外周面上に配置され得る。

【0043】

接続部２１は、ハニカム構造体１に固定されて、ハニカム構造体１に電気的に接続される部分である。本実施の形態の接続部２１は、ハニカム構造体１の電極層１１上の溶射下地層１２に接続されている。より具体的には、接続部２１は第１及び第２部分電極層１１１，１１２上の溶射下地層１２に接続されている。

【0044】

本実施の形態の接続部２１は、基部２０から延出された複数の歯部２３を有する櫛歯状とされている。各歯部２３は、基部２０の延在方向２０Ｅに互いに離間して、基部２０の幅方向２０Ｗに係る一方の端部から延出されている。基部２０からの歯部２３の延在方向２３Ｅは、基部２０の幅方向２０Ｗと同じ方向であってよい。基部２０からの各歯部２３の延出長さは、ハニカム構造体１の周方向に係る電極層１１の延在幅以上とすることができる。

【0045】

引出部２２は、基部２０から引き出された部分である。引出部２２は、基部２０の幅方向２０Ｗに係る他方の端部から延出されている。引出部２２は、図示のように舌片状とすることができる。引出部２２は基部２０及び接続部２１を介してハニカム構造体１に固定されており、引出部２２自体は屈曲可能に設けられていてよい。引出部２２には、図示しないパワーケーブルを介して外部電源が接続され得る。

【0046】

上述のように、溶射固定層３は金属電極２をハニカム構造体１に固定している。溶射固定層３は、ハニカム構造体１の外周面の上に接続部２１が載置された状態で、溶射された材料がハニカム構造体１の外周面（溶射下地層１２又は電極層１１）及び各歯部２３の上に吹き付けられることで形成され得る。溶射固定層３は、歯部２３の幅方向２３Ｗに各歯部２３を跨ぐようにハニカム構造体１の外周面（溶射下地層１２又は電極層１１）及び歯部２３の上に設けられている。歯部２３の幅方向２３Ｗは、歯部２３の延在方向２３Ｅに直交する方向であり、基部２０の延在方向２０Ｅと同じ方向であってよい。図４に特に表れているように、溶射固定層３は、所定の厚み３Ｔ、幅３Ｗ及び奥行３Ｄを有する立体形状の形態をとることがある。溶射固定層３は、複数の面３ａを有することがある。溶射固定層３は、ドーム型形状であってよい。

【0047】

溶射固定層３は、金属及びセラミックスを含む溶射複合材を構成する。溶射固定層３の材料は、溶射下地層１２の材料と同種ものであってよい。すなわち、溶射固定層３の材料としては、金属珪素と炭化珪素の複合材、珪化タンタルや珪化クロム等の金属珪化物と金属珪素と炭化珪素の複合材、更には上記の一種又は二種以上の金属に熱膨張低減の観点から、アルミナ、ムライト、ジルコニア、コージェライト、窒化珪素、ベントナイト及び窒化アルミ等の絶縁性セラミックスを一種又は二種以上添加した複合材が挙げられる。また、金属としては、上記の金属以外として、耐熱性を有する金属、例えばＡｌ若しくはＣｒを含有する金属、ＳＵＳ、又はＮｉ－Ｃｒ合金等を用いることができる。

【0048】

次に、図５は図１の方法を実施することができる検査装置４の一例を示す平面図であり、図６は図５の検査装置４を示す側面図である。上述の金属比率検査方法は、図５及び図６に示す検査装置４を用いて実施することができる。

【0049】

図５及び図６に示すように、検査装置４は、支持台４０、撮像手段４１、発光手段４２及び処理装置４３を含んでいる。

【0050】

支持台４０は、検査対象である溶射複合材５ａを有する試験体５を支持するための台である。試験体５は、限定はされないが、上述のようなハニカム構造体１（図２参照）であってもよいし、そのハニカム構造体１に金属電極２（図３参照）が固定された電気加熱式担体であってもよい。すなわち、検査対象である溶射複合材５ａは、限定はされないが、溶射下地層１２であってもよいし、溶射固定層３であってもよい。

【0051】

撮像手段４１は、支持台４０に支持された試験体５の溶射複合材５ａを撮像するための機器であり、例えばカメラ等の機器により構成することができる。例えば撮像レンズの交換等により、撮像手段４１の撮像範囲が変更可能とされてよい。また、撮像手段４１によって得られる画像の種別（静止画又は動画）が変更可能とされていてよい。撮像手段４１の光軸４１ａは、溶射複合材５ａに向けられている。撮像手段４１は、溶射複合材５ａの外面に光軸４１ａが直交するように配置されてもよいし、溶射複合材５ａの外面に光軸４１ａが９０°以下の角度で交わるように配置されてもよい。

【0052】

支持台４０及び撮像手段４１は、試験体５の配置位置を変えずに、撮像手段４１が撮像する試験体５の溶射複合材５ａ及び／又は溶射複合材５ａの部分を変更できるように構成されてよい。本実施形態では、支持台４０が試験体５を回転可能に支持する回転台により構成されており、支持台４０の回転軸４０ａに直交する面に溶射複合材５ａが交わるように支持台４０上に試験体５が載置されている。支持台４０の回転軸４０ａは、試験体５の軸方向と同軸とされている。支持台４０が試験体５を回転させることにより、撮像手段４１に対向する溶射複合材５ａ及び／又は溶射複合材５ａの部分が変えられる。撮像手段４１が試験体５の周囲を移動可能に設けられていてもよい。

【0053】

支持台４０及び撮像手段４１は、互いの相対的な移動により、撮像手段４１が撮像する溶射複合材５ａ及び／又は撮像手段４１が撮像する溶射複合材５ａの向きが変更できるように構成されてよい。支持台４０及び／又は撮像手段４１は、高さ位置を調整することができるように構成されてよい。支持台４０及び／又は撮像手段４１は、支持台４０の回転軸４０ａに直交する面内で移動可能とされていてよい。撮像手段４１は、光軸４１ａの向きを調整できるように構成されていてよい。

【0054】

発光手段４２は、撮像手段４１が溶射複合材５ａを撮像する際に、溶射複合材５ａに撮像光４２０を照射するための機器である。限定はされないが、発光手段４２は、溶射複合材５ａの周囲を少なくとも部分的に囲むように配置されることができる。発光手段４２は、円環状に配置された発光体４２１を有している。発光体４２１は、チューブ照明又はＬＥＤ発光素子等により構成できる。図５及び図６に示す態様では、撮像手段４１と溶射複合材５ａとの間に円環状の発光手段４２又は発光体４２１が配置されており、発光手段４２の開口部４２２を通して撮像手段４１が溶射複合材５ａに対向している。図示の態様では、発光手段４２は、溶射複合材５ａの周囲３６０°の位置から溶射複合材５ａに発光体４２１から撮像光４２０を直接的に照射することができる。

【0055】

処理装置４３は、例えばコンピュータ又は専用回路等により構成される機器である。処理装置４３は、有線又は無線により上述の支持台４０、撮像手段４１及び発光手段４２に接続されており、これら支持台４０、撮像手段４１及び発光手段４２の動作を制御することができる。より具体的には、処理装置４３は、支持台４０及び撮像手段４１の位置制御、支持台４０の回転動作、発光手段４２の発光動作、及び撮像手段４１の撮像動作等を制御することができる。処理装置４３は、撮像手段４１によって撮像された溶射複合材５ａの画像を入手し、その画像の処理を行うことができる。処理装置４３による画像処理には、溶射複合材５ａの画像の輝度分布に基づき溶射複合材５ａの金属比率を推定する推定処理、及び推定処理で推定された金属比率が所定範囲に含まれているかを判定する判定処理が含まれていてよい。

【0056】

換言すると、処理装置４３は、発光手段４２から溶射複合材５ａに撮像光４２０を照射しながら、撮像手段４１に溶射複合材５ａを撮像させる撮像部４３０と、撮像手段４１によって撮像された溶射複合材５ａの画像の輝度分布に基づき、溶射複合材５ａの金属比率を推定する推定部４３１と、推定部４３１によって推定された金属比率が所定範囲に含まれているかを判定する判定部４３２とを含んでいてよい。

【0057】

次に、図７は図１の方法を実施することができる検査装置４の第１変形例を示す平面図であり、図８は図７の検査装置４を示す側面図である。上述の金属比率検査方法は、図７及び図８に示す検査装置４を用いて実施することもできる。図７及び図８に示す検査装置４では、発光体４２１からの撮像光４２０がドーム４２３を介して間接的に溶射複合材５ａに照射される。ドーム４２３は、撮像光４２０を反射又は拡散する反射部材又は拡散部材を構成する。ドーム４２３は曲面状、半球状又は放物曲面状の内面４２３ａを有している。発光体４２１は、ドーム４２３の内面４２３ａよりも溶射複合材５ａに近い位置に配置されている。その他の構成は、図５及び図６に示す検査装置４と同様である。

【0058】

次に、図９は図１の方法を実施することができる検査装置４の第２変形例を示す平面図であり、図１０は図９の検査装置４を示す側面図である。図５～図８に示す態様は、円環状に配置された発光体４２１を発光手段４２が有していたが、発光体４２１の形状及び／又は配置を適宜変更できる。これは、発光体４２１から溶射複合材５ａに撮像光４２０を直接的に照射するか又は間接的に照射するかに拘わらない。図９及び図１０に示す態様では、試験体５の両側に配置された一対の長手状の発光体４２１が用いられている。発光体４２１は、その長さ方向が溶射複合材５ａの延在方向に延びるように配置されている。試験体５がハニカム構造体１であり、セル１０１ａの流路方向が高さ方向に沿うようにハニカム構造体１が支持台４０に載せられているとき、発光体４２１はセル１０１ａの流路方向（高さ方向）に延びるように配置され得る。

【0059】

発光体４２１の形状及び／又は配置に応じて、ドーム４２３等の発光体４２１に付随する構成の形状及び／又は配置も適宜変更できる。図９及び図１０に示す態様では、図７及び図８に示す態様と同様に、発光体４２１からの撮像光４２０がドーム４２３を介して間接的に溶射複合材５ａに照射される。図９及び図１０に示す態様では、ドーム４２３は、円筒を長さ方向に沿う面で半分に切断したかのような形状を有している。

【0060】

次に、図１１は図１の方法を実施することができる検査装置４の第３変形例を示す平面図であり、図１２は図１１の検査装置４を示す側面図である。図１１及び図１２に示すように、発光手段４２は、同軸落射照明であってもよい。発光手段４２は、撮像手段４１の光軸４１ａ上に配置されたハーフミラー４２４を有していてよい。ハーフミラー４２４は、ハーフミラー４２４の側方に配置された発光体４２１からの撮像光４２０を反射して、光軸４１ａに沿って溶射複合材５ａに照射することができる。また、ハーフミラー４２４は、溶射複合材５ａからの反射光４２０ａを撮像手段４１に向けて透過させることができる。なお、発光体４２１の位置は、ハーフミラー４２４の側方に限定されず、ハーフミラー４２４の上方又は下方等の他の位置であってよい。

【0061】

次に、図１３は、本発明の一実施の形態による電気加熱式触媒の製造方法を示すフローチャートである。本実施の形態の電気加熱式触媒の製造方法は、準備工程（ステップＳ２１）、検査工程（ステップＳ２２）及び電気加熱式触媒選別工程（ステップＳ２３）を含んでいる。

【0062】

準備工程（ステップＳ２１）は、金属及びセラミックスを含む溶射固定層３により金属電極２が固定された電気加熱式触媒を準備する工程である。この工程を電気加熱式触媒準備工程と称してもよい。金属電極２は、溶射固定層３によりハニカム構造体１の外周面に固定されていてよい。より具体的には、金属電極２は、ハニカム構造体１の電極層１１に固定されていてよい。電極層１１は、溶射下地層１２を有しているか又は有していない。ハニカム構造体１が溶射下地層１２を有しているとき、金属電極２は溶射下地層１２に固定されている。一方、ハニカム構造体１が溶射下地層１２を有していないとき、金属電極２は電極層１１に固定されている。

【0063】

検査工程（ステップＳ２２）は、準備工程（ステップＳ２１）の後に、上述の金属比率検査方法（図１参照）により、溶射固定層３の金属比率を検査する検査工程である。この検査工程では、溶射固定層３の金属比率が推定され得る。検査工程では、金属比率が所定範囲に含まれているかの判定が行われなくてよい。すなわち、検査工程には、図１の撮像工程（ステップＳ１１）及び推定工程（ステップＳ１２）が含まれている。

【0064】

電気加熱式触媒選別工程（ステップＳ２３）は、検査工程の検査結果に基づき、溶射固定層３の金属比率が所定範囲に含まれている電気加熱式触媒を選別する工程である。この電気加熱式触媒選別工程では、溶射固定層３の金属比率が２０～８０％の範囲に含まれている電気加熱式触媒を選別することができる。溶射固定層３の金属比率が２０％以上であることで、金属電極２を接合する強度及び導電性をより確実に担保できる。金属比率が８０％以下であることで、溶射固定層３の熱膨張を抑え、溶射固定層３の耐熱衝撃性をより確実に担保できる。溶射固定層３の金属比率が所定範囲に含まれていると選別された電気加熱式触媒が次工程に送られる。次工程には出荷が含まれていてよい。一方、溶射固定層３の金属比率が所定範囲に含まれていないと判定された電気加熱式触媒は、リペアを受けるか又は廃棄され得る。限定はされないが、複数の溶射固定層３のすべてについて金属比率が所定範囲に含まれているかを個々に判定し、すべての溶射固定層３の金属比率が所定範囲に含まれている電気加熱式触媒を選別することができる。代替的に、複数の溶射固定層３のうちの幾つかについて金属比率が所定範囲に含まれているかを判定してもよい。

【0065】

次に、図１４は、本発明の一実施の形態によるハニカム構造体の製造方法を示すフローチャートである。本実施の形態のハニカム構造体の製造方法は、準備工程（ステップＳ３１）、第１検査工程（ステップＳ３２）及びハニカム構造体選別工程（ステップＳ３３）を含んでいる。

【0066】

準備工程（ステップＳ３１）は、金属及びセラミックスを含む溶射下地層１２が外周面に形成されたハニカム構造体１を準備する工程である。この工程をハニカム構造体準備工程と称してもよい。すなわち、本実施の形態のハニカム構造体の製造方法における準備工程では、ハニカム構造体１の電極層１１は溶射下地層１２を有している。

【0067】

第１検査工程（ステップＳ３２）は、準備工程（ステップＳ３１）の後に、上述の金属比率検査方法（図１参照）により、溶射下地層１２の金属比率を検査する検査工程である。この検査工程では、溶射下地層１２の金属比率が推定され得る。第１検査工程では、金属比率が所定範囲に含まれているかの判定が行われなくてよい。すなわち、第１検査工程には、図１の撮像工程（ステップＳ１１）及び推定工程（ステップＳ１２）が含まれている。

【0068】

ハニカム構造体選別工程（ステップＳ３３）は、第１検査工程の検査結果に基づき、溶射下地層１２の金属比率が所定範囲に含まれているハニカム構造体１を選別する工程である。このハニカム構造体選別工程では、溶射下地層１２の金属比率が２０～８０％の範囲に含まれているハニカム構造体１を選別することができる。溶射下地層１２の金属比率が２０％以上であることで、導電性をより確実に担保できる。金属比率が８０％以下であることで、溶射下地層１２の熱膨張を抑えることができ、溶射下地層１２の耐熱衝撃性をより確実に担保できる。溶射下地層１２の金属比率が所定範囲に含まれていると選別されたハニカム構造体１が次工程に送られる。次工程には金属電極２をハニカム構造体１に固定する工程又は出荷が含まれていてよい。一方、溶射下地層１２の金属比率が所定範囲に含まれていないと判定されたハニカム構造体１は、リペアを受けるか又は廃棄され得る。限定はされないが、一対の溶射下地層１２のすべてについて金属比率が所定範囲に含まれているかを個々に判定し、すべての溶射下地層１２の金属比率が所定範囲に含まれているハニカム構造体１を選別することができる。代替的に、一対の溶射下地層１２の一方について金属比率が所定範囲に含まれているかを判定してもよい。

【0069】

次に、図１５は、本発明の一実施の形態による電気加熱式触媒の製造方法を示すフローチャートである。本実施の形態の電気加熱式触媒の製造方法は、上述のハニカム構造体の製造方法により得られたハニカム構造体１に金属電極２を固定した電気加熱式触媒を製造する方法である。本実施の形態による電気加熱式触媒の製造方法は、上述の準備工程（ステップＳ３１）、第１検査工程（ステップＳ３２）及びハニカム構造体選別工程（ステップＳ３３）に続いて、固定工程（ステップＳ３４）、第２検査工程（ステップＳ３５）及び電気加熱式触媒選別工程（ステップＳ３６）を含んでいる。

【0070】

固定工程（ステップＳ３４）は、ハニカム構造体選別工程の後に、選別されたハニカム構造体１において、金属及びセラミックスを含む溶射固定層３により溶射下地層１２に金属電極２を固定する工程である。選別されたハニカム構造体１とは、溶射下地層１２の金属比率が２０～８０％の範囲に含まれているハニカム構造体１であり得る。

【0071】

第２検査工程（ステップＳ３５）は、固定工程（ステップＳ３４）の後に、上述の金属比率検査方法（図１参照）により、溶射固定層３の金属比率を検査する工程である。この第２検査工程では、溶射固定層３の金属比率が推定され得る。第２検査工程では、金属比率が所定範囲に含まれているかの判定が行われなくてよい。すなわち、第２検査工程には、図１の撮像工程（ステップＳ１１）及び推定工程（ステップＳ１２）が含まれている。

【0072】

電気加熱式触媒選別工程（ステップＳ３６）は、第２検査工程の検査結果に基づき、溶射固定層３の金属比率が所定範囲に含まれている電気加熱式触媒を選別する工程である。この電気加熱式触媒選別工程では、溶射固定層３の金属比率が２０～８０％の範囲に含まれている電気加熱式触媒を選別することができる。溶射固定層３の金属比率が所定範囲に含まれていると選別された電気加熱式触媒が次工程に送られる。次工程には出荷が含まれていてよい。一方、溶射固定層３の金属比率が所定範囲に含まれていないと判定された電気加熱式触媒は、リペアを受けるか又は廃棄され得る。

【0073】

以上説明した金属比率検査方法、電気加熱式触媒の製造方法、及びハニカム構造体の製造方法の一実施の形態によれば、ＳＥＭを用いる場合と比較して、より容易に溶射複合材の金属比率を検査することができる。ＳＥＭを用いる場合と比較して、簡単な原理で特徴をつかめる。また、非破壊で溶射複合材５ａ（溶射下地層１２及び／又は溶射固定層３）の金属比率を推定できる。また、ＳＥＭを用いる場合と比較して、検査時間（前後作業も含む）を短縮できる。また、検査を行う観察範囲の選択性を向上できる（１つの溶射複合材５ａを検査対象とするか若しくは複数の溶射複合材５ａを同時に検査対象とするか、又は一部の溶射複合材５ａを検査対象とするか若しくは溶射複合材５ａの全体を検査対象とするか任意に切り替えることができる）。

【0074】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと理解される。

【符号の説明】

【0075】

１ ：ハニカム構造体
２ ：金属電極
３ ：溶射固定層
５ａ ：溶射複合材
１２ ：溶射下地層
４２０ ：撮像光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】