特許 7082597 電気加熱式担体、排気ガス浄化装置及び排気ガス浄化装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-31

(45)【発行日】2022-06-08

(54)【発明の名称】電気加熱式担体、排気ガス浄化装置及び排気ガス浄化装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 35/02 20060101AFI20220601BHJP

   F01N 3/20 20060101ALI20220601BHJP

   B01J 32/00 20060101ALI20220601BHJP

   B01J 35/04 20060101ALI20220601BHJP

   B01J 37/08 20060101ALI20220601BHJP

   B01J 37/02 20060101ALI20220601BHJP

   B01D 53/94 20060101ALI20220601BHJP

【ＦＩ】

B01J35/02 G

F01N3/20 K ZAB

B01J32/00

B01J35/04 301F

B01J35/04 301M

B01J37/08

B01J37/02

B01D53/94 300

【請求項の数】 23

(21)【出願番号】P 2019158991

(22)【出願日】2019-08-30

(65)【公開番号】P2021037439

(43)【公開日】2021-03-11

【審査請求日】2021-03-17

(73)【特許権者】

【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】アクシス国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】笠井 義幸

(72)【発明者】

【氏名】高橋 博紀

(72)【発明者】

【氏名】森田 幸春

【審査官】森坂 英昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１０７４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８６２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１５８７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０６３３５３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｊ ２１／００ － ３８／７４

Ｂ０１Ｄ ５３／９４

Ｆ０１Ｎ ３／００ － ３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、一方の端面から他方の端面まで貫通して流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁と、を有するセラミックス製の柱状ハニカム構造体と、
前記柱状ハニカム構造体の外周壁の表面に配設された電極層と、
前記電極層上に設けられた、金属製コネクタに接続可能な電極接続部と、
を備え、
前記電極接続部は、独立した立ち上がり部位を少なくとも１つ有し、前記電極接続部の前記電極層の表面からの高さが１～６ｍｍである電気加熱式担体。

【請求項2】

前記電極接続部は、少なくとも表面が金属で構成されている請求項１に記載の電気加熱式担体。

【請求項3】

前記電極接続部は、全体が金属で構成されている請求項２に記載の電気加熱式担体。

【請求項4】

前記電極接続部が、前記電極層上に起立するように設けられた柱状電極接続部である請求項１～３のいずれか一項に記載の電気加熱式担体。

【請求項5】

前記電極接続部が円柱状または多角柱状である請求項４に記載の電気加熱式担体。

【請求項6】

前記電極接続部が外径１～２０ｍｍの円柱状である請求項５に記載の電気加熱式担体。

【請求項7】

前記電極接続部は、前記電極層上に起立するように設けられた複数の柱状部と、前記複数の柱状部の下端を連結する連結部とを有する請求項１～３のいずれか一項に記載の電気加熱式担体。

【請求項8】

前記電極接続部は、前記電極層上に起立するように設けられた複数の柱状部と、前記複数の柱状部の上端を連結する連結部とを有する請求項１～３のいずれか一項に記載の電気加熱式担体。

【請求項9】

前記電極接続部は、下端が前記柱状ハニカム構造体の外周壁に埋め込まれている請求項１～８のいずれか一項に記載の電気加熱式担体。

【請求項10】

前記電極層と前記電極接続部との間に、少なくとも１層の中間層が設けられている請求項１～８のいずれか一項に記載の電気加熱式担体。

【請求項11】

前記中間層が、酸化物セラミックス、または、金属若しくは金属化合物と酸化物セラミックスとの混合物で構成されている請求項１０に記載の電気加熱式担体。

【請求項12】

前記電極層が、前記柱状ハニカム構造体の外周壁の表面に、前記柱状ハニカム構造体の中心軸を挟んで対向するように配設された一対の電極層であり、
前記電極接続部は、前記一対の電極層上に形成されている請求項１～１１のいずれか一項に記載の電気加熱式担体。

【請求項13】

缶体と嵌合可能な電気加熱式担体であって、
前記電気加熱式担体が、
外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、一方の端面から他方の端面まで貫通して流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁と、を有するセラミックス製の柱状ハニカム構造体と、
前記柱状ハニカム構造体の外周壁の表面に配設された電極層と、
前記電極層上に設けられた、金属製コネクタに接続可能な電極接続部と、
を備え、
前記電極接続部は、円柱状の独立した立ち上がり部位を構成し、前記電極接続部の前記電極層の表面からの高さが、前記電気加熱式担体を前記缶体と嵌合したときに生じる前記缶体と前記電極層との隙間の高さ以下である電気加熱式担体。

【請求項14】

請求項１～１３のいずれか一項に記載の電気加熱式担体と、
前記電気加熱式担体の外周面に嵌合される缶体と、
前記電極接続部と電気的に接続された金属製コネクタと、
を有する排気ガス浄化装置。

【請求項15】

前記金属製コネクタと前記電極接続部とを接合する溶接接点部又は溶射部を有する請求項１４に記載の排気ガス浄化装置。

【請求項16】

請求項１４または１５に記載の排気ガス浄化装置の製造方法であって、前記製造方法が、
前記電気加熱式担体を前記缶体に嵌合する工程、及び
前記電極接続部に、前記金属製コネクタを電気的に接続する工程、
をこの順に有する排気ガス浄化装置の製造方法。

【請求項17】

前記電気加熱式担体を前記缶体に嵌合する方法が、押し込みキャニングである請求項１６に記載の排気ガス浄化装置の製造方法。

【請求項18】

前記電極接続部に前記金属製コネクタを電気的に接続する方法が、溶融金属法、固相接合法、及び機械的接合法からなる群より選択される少なくとも一種である請求項１６または１７に記載の排気ガス浄化装置の製造方法。

【請求項19】

前記溶融金属法が、溶接、ろう付け、液相拡散接合、及び共晶接合からなる群より選択される少なくとも一種である請求項１８に記載の排気ガス浄化装置の製造方法。

【請求項20】

前記溶接が、レーザー溶接、ＥＢ溶接、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接、プラズマ溶接、抵抗溶接、及びコンデンサ溶接からなる群より選択される少なくとも一種である請求項１９に記載の排気ガス浄化装置の製造方法。

【請求項21】

前記固相接合法が、拡散接合、焼結法、摩擦撹拌接合、及び超音波接合からなる群より選択される少なくとも一種である請求項１８に記載の排気ガス浄化装置の製造方法。

【請求項22】

前記機械的接合法が、焼き嵌め、圧入、ねじ止め、及び塑性結合法からなる群より選択される少なくとも一種である請求項１８に記載の排気ガス浄化装置の製造方法。

【請求項23】

前記電気加熱式担体を前記缶体に嵌合する工程の前に、前記電気加熱式担体に触媒を担持させる工程を有する請求項１６～２２のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気加熱式担体、排気ガス浄化装置及び排気ガス浄化装置の製造方法に関する。とりわけ、押し込みキャニングによる嵌合が可能となり生産性が良好な電気加熱式担体、排気ガス浄化装置及び排気ガス浄化装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、エンジン始動直後の排気ガス浄化性能を改善するため、電気加熱触媒（ＥＨＣ）が提案されている。ＥＨＣは、導電性セラミックスからなるハニカム構造体に電極を配設し、通電によりハニカム構造体自体を発熱させることで、ＥＨＣ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、エンジン始動直後に排出される排気ガスの浄化を狙うシステムである。

【0003】

ＥＨＣでは、上述のように、導電性セラミックスからなるハニカム構造体に電極を配設し、通電によりハニカム構造体自体を発熱させているが、当該電極については、種々の目的に応じた種々の構造が提案されている。

【0004】

特許文献１には、表面電極に担体円周方向のクラックが発生しても、担体軸方向への電流の広がりが保持されることを目的とした通電加熱式触媒装置が開示されている。当該通電加熱式触媒装置では、ハニカム構造体に配設する電極として、複数の配線をハニカム構造体の表面電極における軸方向の端部まで設けている。当該複数の配線は、それぞれ複数の固定層によって表面電極に固定されている。

【0005】

しかしながら、従来の電気加熱式担体には以下の問題がある。図１に示すように、従来の電気加熱式担体５０は、柱状ハニカム構造体５１の表面に配設された電極層上に電極５２が設けられている。また、一般的に、排気ガス浄化装置などにおいて、電気加熱式担体５０は、外部衝撃からの保護などを目的として、不図示のマット（保持材）を介して缶体５３と嵌合させて用いられることが求められる。このような嵌合においては、電気加熱式担体５０を缶体５３内に押し込んで嵌合させる、いわゆる押し込みキャニングを行うことが簡便な手段である。

【0006】

ここで、電気加熱式担体５０の電極５２は、図１に示すように、外部電源との接続のために、缶体５３の開口部５４から外側へ導出する必要がある。このため、電気加熱式担体５０を缶体５３と嵌合させるときは、上述の押し込みキャニングでは電極５２が邪魔になって嵌合が困難となる。このため、従来の電気加熱式担体５０では、例えば、缶体５３を左右の２体に分割して作製し、当該分割した缶体５３を、電極５２が缶体５３の開口部５４から外側へ導出されるように、電気加熱式担体５０に嵌め込む。そして、最後に、左右２体に分割した缶体５３を溶接している。

【0007】

このように、従来の電気加熱式担体５０は、缶体５３に嵌合させるときに、電極５２を缶体５３の開口部５４から外側へ導出させるために、あらかじめ缶体５３を分割する工程、及び、電気加熱式担体５０を嵌め込んだ後に分割した缶体５３を溶接する工程が必要となる。このため、生産性において問題があった。

【0008】

このような問題に対し、特許文献２では、電気加熱式担体の柱状ハニカム構造体に配設する電極（配線部材）について、缶体の開口部を介して引き出された当該配線部材の引出部を蛇腹状に形成している。そして、このような構成により、電気加熱式担体を缶体に嵌め込んだ後で、蛇腹状に形成された配線部材を外側へ引き出すことができるため、缶体を分割する工程及び分割後に溶接する工程が不要となり、生産性が向上すると記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開２０１３－１３６９９７号公報

【文献】特開２０１５－１０７４５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、特許文献２に記載されている電気加熱式担体は、上述のような押し込みキャニングによる嵌合が可能であるが、電極（配線部材）を蛇腹状に形成しなくてはならず、電極形状が複雑になってしまう。このため、電極の形成という点においては生産性の面で問題があり、改善の余地がある。

【0011】

本発明は、以上の問題を勘案してなされたものであり、押し込みキャニングによる嵌合が可能となり生産性が良好な電気加熱式担体及び排気ガス浄化装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明者は鋭意検討の結果、ハニカム構造体の外周壁の表面に配設された電極層上に、金属製コネクタに接続可能な電極接続部を設け、当該電極接続部において、独立した立ち上がり部位を少なくとも１つ有し、当該電極接続部の電極層の表面からの高さが１～６ｍｍとなるように構成することで、上記課題を解決できることを見出した。そこで、本発明は以下のように特定される。
（１）外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、一方の端面から他方の端面まで貫通して流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁と、を有するセラミックス製の柱状ハニカム構造体と、
前記柱状ハニカム構造体の外周壁の表面に配設された電極層と、
前記電極層上に設けられた、金属製コネクタに接続可能な電極接続部と、
を備え、
前記電極接続部は、独立した立ち上がり部位を少なくとも１つ有し、前記電極接続部の前記電極層の表面からの高さが１～６ｍｍである電気加熱式担体。
（２）缶体と嵌合可能な電気加熱式担体であって、
前記電気加熱式担体が、
外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、一方の端面から他方の端面まで貫通して流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁と、を有するセラミックス製の柱状ハニカム構造体と、
前記柱状ハニカム構造体の外周壁の表面に配設された電極層と、
前記電極層上に設けられた、金属製コネクタに接続可能な電極接続部と、
を備え、
前記電極接続部は、独立した立ち上がり部位を少なくとも１つ有し、前記電極接続部の前記電極層の表面からの高さが、前記電気加熱式担体を前記缶体と嵌合したときに生じる前記缶体と前記電極層との隙間の高さ以下である電気加熱式担体。
（３）（１）または（２）に記載の電気加熱式担体と、
前記電気加熱式担体の外周面に嵌合される缶体と、
前記電極接続部と電気的に接続された金属製コネクタと、
を有する排気ガス浄化装置。
（４）（３）の排気ガス浄化装置の製造方法であって、前記製造方法が、
前記電気加熱式担体を前記缶体に嵌合する工程、及び
前記電極接続部に、前記金属製コネクタを電気的に接続する工程、
をこの順に有する排気ガス浄化装置の製造方法。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、押し込みキャニングによる嵌合が可能となり生産性が良好な電気加熱式担体及び排気ガス浄化装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】従来の電気加熱式担体と缶体とが嵌合した様子を示す平面模式図である。

【図2】本発明の実施形態における電気加熱式担体の柱状ハニカム構造体の外観模式図である。

【図3】本発明の実施形態における一方の電極層に正対したときの電気加熱式担体の平面図である。

【図4】図３の電気加熱式担体を側方から見たときの電気加熱式担体の平面図である。

【図5】本発明の実施形態における電気加熱式担体の柱状ハニカム構造体、及び、電気加熱式担体と嵌合した状態の缶体の軸方向に垂直な断面模式図である。

【図6】本発明の別の実施形態における、柱状ハニカム構造体の外周壁、電極接続部及び電極層の、柱状ハニカム構造体の軸方向と平行な断面模式図である。

【図7】本発明の更に別の実施形態における、柱状ハニカム構造体の外周壁、電極接続部及び電極層の、柱状ハニカム構造体の軸方向と平行な断面模式図である。

【図8】本発明の更に別の実施形態における、柱状ハニカム構造体の外周壁、電極接続部及び電極層の、柱状ハニカム構造体の軸方向と平行な断面模式図である。

【図9】本発明の実施形態における排気ガス浄化装置の平面模式図である。

【図10】図４の電気加熱式担体の他の実施形態に係る平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して、本発明の電気加熱式担体及び排気ガス浄化装置の実施の形態について説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。

【0016】

＜電気加熱式担体＞
図２は、本発明の実施形態における電気加熱式担体２０の柱状ハニカム構造体１０の外観模式図を示すものである。図３は、本発明の実施形態における一方の電極層１４ａ、１４ｂに正対したときの電気加熱式担体２０の平面図である。図４は、図３の電気加熱式担体２０を側方から見たときの電気加熱式担体２０の平面図である。

【0017】

（１．柱状ハニカム構造体）
柱状ハニカム構造体１０は、外周壁１２と、外周壁１２の内側に配設され、一方の端面から他方の端面まで貫通して流路を形成する複数のセル１５を区画形成する隔壁１３とを有する。

【0018】

柱状ハニカム構造体１０の外形は柱状である限り特に限定されず、例えば、底面が円形の柱状（円柱形状）、底面がオーバル形状の柱状、底面が多角形（四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等）の柱状等の形状とすることができる。また、柱状ハニカム構造体１０の大きさは、耐熱性を高める（外周壁の周方向に入るクラックを抑制する）という理由により、底面の面積が２０００～２００００ｍｍ²であることが好ましく、５０００～１５０００ｍｍ²であることが更に好ましい。

【0019】

柱状ハニカム構造体１０は、導電性を有する。柱状ハニカム構造体１０は、通電してジュール熱により発熱可能である限り、電気抵抗率については特に制限はないが、０．０１～２００Ωｃｍであることが好ましく、１０～１００Ωｃｍであることが更に好ましい。本発明において、柱状ハニカム構造体１０の電気抵抗率は、四端子法により４００℃で測定した値とする。

【0020】

柱状ハニカム構造体１０の材質としては、限定的ではないが、炭化珪素、珪素、ジルコニア等の導電性セラミックスから選択することができる。また、炭化珪素－金属珪素複合材や炭化珪素／グラファイト複合材等を用いることもできる。これらの中でも、耐熱性と導電性の両立の観点から、柱状ハニカム構造体１０の材質は、珪素－炭化珪素複合材又は炭化珪素を主成分とするセラミックスであることが好ましく、珪素－炭化珪素複合材を主成分とするセラミックスであることが更に好ましい。柱状ハニカム構造体１０の材質が、珪素－炭化珪素複合材を主成分とするセラミックスであるというときは、柱状ハニカム構造体１０が、珪素－炭化珪素複合材（合計質量）を、全体の９０質量％以上含有していることを意味する。ここで、珪素－炭化珪素複合材は、骨材としての炭化珪素粒子、及び炭化珪素粒子を結合させる結合材としての珪素を含有するものであり、複数の炭化珪素粒子が、炭化珪素粒子間に細孔を形成するようにして、珪素によって結合されていることが好ましい。柱状ハニカム構造体１０の材質が、炭化珪素を主成分とするセラミックスであるというときは、柱状ハニカム構造体１０が、炭化珪素（合計質量）を、全体の９０質量％以上含有していることを意味する。

【0021】

柱状ハニカム構造体１０が、珪素－炭化珪素複合材を含んでいる場合、柱状ハニカム構造体１０に含有される「骨材としての炭化珪素粒子の質量」と、柱状ハニカム構造体１０に含有される「結合材としての珪素の質量」との合計に対する、柱状ハニカム構造体１０に含有される「結合材としての珪素の質量」の比率が、１０～４０質量％であることが好ましく、１５～３５質量％であることが更に好ましい。１０質量％以上であると、柱状ハニカム構造体１０の強度が十分に維持される。４０質量％以下であると、焼成時に形状を保持しやすくなる。

【0022】

セル１５の延伸方向に垂直な断面におけるセルの形状に制限はないが、四角形、六角形、八角形、又はこれらの組み合わせであることが好ましい。これ等のなかでも、四角形及び六角形が好ましい。セル形状をこのようにすることにより、柱状ハニカム構造体１０に排気ガスを流したときの圧力損失が小さくなり、触媒の浄化性能が優れたものとなる。

【0023】

セル１５を区画形成する隔壁１３の厚みは、０．０７～０．３ｍｍであることが好ましく、０．１～０．２５ｍｍであることがより好ましい。隔壁１３の厚みが０．０７ｍｍ以上であることで、柱状ハニカム構造体１０の強度が低下するのを抑制可能である。隔壁１３の厚みが０．３ｍｍ以下であることで、柱状ハニカム構造体１０を触媒担体として用いて、触媒を担持した場合に、排気ガスを流したときの圧力損失が大きくなるのを抑制できる。本発明において、隔壁１３の厚みは、セル１５の延伸方向に垂直な断面において、隣接するセル１５の重心同士を結ぶ線分のうち、隔壁１３を通過する部分の長さとして定義される。

【0024】

柱状ハニカム構造体１０は、セル１５の流路方向に垂直な断面において、セル密度が４０～１５０セル／ｃｍ²であることが好ましく、７０～１００セル／ｃｍ²であることが更に好ましい。セル密度をこのような範囲にすることにより、排気ガスを流したときの圧力損失を小さくした状態で、触媒の浄化性能を高くすることができる。セル密度が４０セル／ｃｍ²以上であると、触媒担持面積が十分に確保される。セル密度が１５０セル／ｃｍ²以下であると柱状ハニカム構造体１０を触媒担体として用いて、触媒を担持した場合に、排気ガスを流したときの圧力損失が大きくなりすぎることが抑制される。セル密度は、外周壁１２部分を除く柱状ハニカム構造体１０の一つの底面部分の面積でセル数を除して得られる値である。

【0025】

柱状ハニカム構造体１０の外周壁１２を設けることは、柱状ハニカム構造体１０の構造強度を確保し、また、セル１５を流れる流体が外周壁１２から漏洩するのを抑制する観点で有用である。具体的には、外周壁１２の厚みは好ましくは０．１ｍｍ以上であり、より好ましくは０．１５ｍｍ以上、更により好ましくは０．２ｍｍ以上である。但し、外周壁１２を厚くしすぎると高強度になりすぎてしまい、隔壁１３との強度バランスが崩れて耐熱衝撃性が低下することから、外周壁１２の厚みは好ましくは１．０ｍｍ以下であり、より好ましくは０．８ｍｍ以下であり、更により好ましくは０．６ｍｍ以下である。ここで、外周壁１２の厚みは、厚みを測定しようとする外周壁１２の箇所をセルの延伸方向に垂直な断面で観察したときに、当該測定箇所における外周壁１２の接線に対する法線方向の厚みとして定義される。また、電極接続部が配設される領域における外周壁の厚みを部分的に薄くしておいてもよい。

【0026】

隔壁１３は多孔質とすることができる。隔壁１３の気孔率は、３５～６０％であることが好ましく、３５～４５％であることが更に好ましい。気孔率が３５％以上であると、焼成時の変形をより抑制しやすくなる。気孔率が６０％以下であると柱状ハニカム構造体１０の強度が十分に維持される。気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。

【0027】

柱状ハニカム構造体１０の隔壁１３の平均細孔径は、２～１５μｍであることが好ましく、４～８μｍであることが更に好ましい。平均細孔径が２μｍ以上であると、電気抵抗率が大きくなりすぎることが抑制される。平均細孔径が１５μｍ以下であると、電気抵抗率が小さくなりすぎることが抑制される。平均細孔径は、水銀ポロシメータにより測定した値である。

【0028】

（２．電極層）
柱状ハニカム構造体１０は、外周壁１２の表面に、電極層１４ａ、１４ｂが配設されている。電極層１４ａ、１４ｂは、一方の電極層が、他方の電極層に対して、柱状ハニカム構造体１０の中心軸を挟んで対向するように設けられている一対の電極層であってもよい。なお、当該電極層は、上述のように一対設けなくてもよく、例えば柱状ハニカム構造体１０の外周壁１２の表面において、上述の一方のみ（電極層１４ａまたは電極層１４ｂのいずれか一方のみ）設けられていてもよい。

【0029】

電極層１４ａ、１４ｂの形成領域に特段の制約はないが、柱状ハニカム構造体１０の均一発熱性を高めるという観点からは、各電極層１４ａ、１４ｂは外周壁１２の外面上で外周壁１２の周方向及びセルの延伸方向に帯状に延設することが好ましい。具体的には、各電極層１４ａ、１４ｂは、柱状ハニカム構造体１０の両底面間の８０％以上の長さに亘って、好ましくは９０％以上の長さに亘って、より好ましくは全長に亘って延びていることが、電極層１４ａ、１４ｂの軸方向へ電流が広がりやすいという観点から望ましい。

【0030】

本発明の実施形態において、電極層１４ａ、１４ｂは、それぞれ図２に示すように、柱状ハニカム構造体１０の軸方向に沿って伸びるようなスリット状の分離帯１９が設けられていてもよい。当該分離帯１９は、電気加熱式担体２０の加熱時に、柱状ハニカム構造体１０と電極層１４ａ、１４ｂとの熱膨張差を緩和する機能を有し、当該熱膨張差による電極層１４ａ、１４ｂの割れや剥がれを抑制する機能を有する。スリット状の分離帯１９の幅は特に限定されないが、例えば０．５～３ｍｍに形成することができる。なお、電極層１４ａ、１４ｂの分離帯１９は形成しなくてもよく、電極層１４ａと電極層１４ｂとが、それぞれ１つの連続した電極層であってもよい。

【0031】

各電極層１４ａ、１４ｂの厚みは、０．０１～５ｍｍであることが好ましく、０．０１～３ｍｍであることが更に好ましい。このような範囲とすることにより均一発熱性を高めることができる。各電極層１４ａ、１４ｂの厚みが０．０１ｍｍ以上であると、電気抵抗が適切に制御され、より均一に発熱することができる。５ｍｍ以下であると、キャニング時に破損する恐れが低減される。各電極層１４ａ、１４ｂの厚みは、厚みを測定しようとする電極層の箇所をセルの延伸方向に垂直な断面で観察したときに、各電極層１４ａ、１４ｂの外面の当該測定箇所における接線に対する法線方向の厚みとして定義される。

【0032】

各電極層１４ａ、１４ｂの電気抵抗率を柱状ハニカム構造体１０の電気抵抗率より低くすることにより、電極層１４ａ、１４ｂに優先的に電気が流れやすくなり、通電時に電気がセルの流路方向及び周方向に広がりやすくなる。電極層１４ａ、１４ｂの電気抵抗率は、柱状ハニカム構造体１０の電気抵抗率の１／１０以下であることが好ましく、１／２０以下であることがより好ましく、１／３０以下であることが更により好ましい。但し、両者の電気抵抗率の差が大きくなりすぎると対向する電極層１４ａ、１４ｂの端部間に電流が集中して柱状ハニカム構造体１０の発熱が偏ることから、電極層１４ａ、１４ｂの電気抵抗率は、柱状ハニカム構造体１０の電気抵抗率の１／２００以上であることが好ましく、１／１５０以上であることがより好ましく、１／１００以上であることが更により好ましい。本発明において、電極層１４ａ、１４ｂの電気抵抗率は、四端子法により４００℃で測定した値とする。

【0033】

通電時に電気がセルの流路方向及び周方向に広がり易くするために、各電極層１４ａ、１４ｂの厚みを部分的に厚く、または電気抵抗率を部分的に小さくすることも、好ましい形態の一つである。

【0034】

各電極層１４ａ、１４ｂの材質は、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。金属及び導電性セラミックスとの複合材（サーメット）の具体例としては、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、窒化珪素及び窒化アルミ等の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。電極層１４ａ、１４ｂの材質としては、上記の各種金属及び導電性セラミックスの中でも、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との組合せとすることが、柱状ハニカム構造体と同時に焼成できるので製造工程の簡素化に資するという理由により好ましい。

【0035】

（３．電極接続部）
電極接続部３０は、電極層１４ａ、１４ｂ上に設けられ、電気的に接合されている。電極接続部３０は、後述の金属製コネクタ４１に接続可能に形成されており、金属製コネクタ４１が外部電源に電気的に接続されている。これにより、電極接続部３０に電圧を印加すると通電してジュール熱により柱状ハニカム構造体１０を発熱させることが可能である。このため、柱状ハニカム構造体１０はヒーターとしても好適に用いることができる。印加する電圧は１２～９００Ｖが好ましく、４８～６００Ｖが更に好ましいが、印加する電圧は適宜変更可能である。

【0036】

電極接続部３０は、独立した立ち上がり部位３２を少なくとも１つ有するように構成されている。立ち上がり部位３２とは、ハニカム構造体の外周壁の曲面から折れて略垂直方向に上がっている部位のことを意味する。本発明の実施形態に係る電気加熱式担体２０の電極接続部３０は、図３及び図４に示すように、それぞれ円柱状、すなわち円柱のピン形状に形成されている。この場合、電極接続部３０の立ち上がり部位３２は、各円柱状に形成された電極接続部３０そのものを示す。円柱状に形成された電極接続部３０において、当該円柱の外径が１～２０ｍｍであるのが好ましい。電極接続部３０の円柱の外径が１ｍｍ以上であれば、少ない数の電極接続部３０で効率良く電気加熱式担体２０を加熱することができる。電極接続部３０の円柱の外径が２０ｍｍ以下であれば、電極接続部３０の数を多くすることができ、より均一に電気加熱式担体２０を加熱することができる。また、電極接続部３０の配置の自由度が高まる。さらに、電極接続部３０が小さくなるため、電気加熱式担体２０の加熱による生じる熱応力が少なく、破損し難いという利点がある。円柱状に形成された電極接続部３０において、当該円柱の外径が１～１０ｍｍであるのがより好ましく、１～５ｍｍであるのが更により好ましい。電極接続部３０は、円柱状に限定されず、その他の柱状、例えば多角柱状に形成されていてもよい。

【0037】

図３及び図４に示す電極接続部３０は、電極層１４ａ、１４ｂにスリット状の分離帯１９が形成されているため、分離帯１９で分割された電極層１４ａ、１４ｂの両方に、それぞれ５つの円柱状の電極接続部３０が起立するように、互いに等間隔に並ぶように設けられている。電極接続部３０の数は特に限定されず、電極接続部３０のサイズと電極層１４ａ、１４ｂのサイズとの関係などから適宜調整することができる。

【0038】

電極接続部３０が、このように電極層１４ａ、１４ｂ上に起立するように設けられた柱状電極接続部であると、電極接続部３０の形状が複雑な構造とならず簡素化し、また電極層１４ａ、１４ｂ上に設置しやすいという利点がある。

【0039】

図５は、本発明の実施形態における電気加熱式担体２０の柱状ハニカム構造体１０、及び、電気加熱式担体２０と嵌合した状態の缶体４２の軸方向に垂直な断面模式図である。また、図５の左図の一部を拡大した図が図５の右図である。図５の右図に示すように、電気加熱式担体２０を缶体４２と嵌合したときに、缶体４２と電極層１４ａ、１４ｂとの間に、隙間が生じる。図５の右図では、当該隙間の高さをＨとしている。当該隙間にはマット（保持材）を設けることで、缶体４２内で電気加熱式担体２０が動かないように保持することができる。保持材は可撓性を有する断熱部材であるのが好ましい。

【0040】

本発明の実施形態における電気加熱式担体２０は、電極接続部３０の電極層１４ａ、１４ｂの表面からの高さは、１～６ｍｍに制御されている。電極接続部３０の電極層１４ａ、１４ｂの表面からの高さが１ｍｍ以上であると、金属製コネクタ４１と良好に接続することができる。

【0041】

缶体４２と電極層１４ａ、１４ｂとの間の隙間には、通常、マットが設けられており、マットの厚みは、凡そ１～６ｍｍ程度である。このため、電極接続部３０の電極層１４ａ、１４ｂの表面からの高さが１～６ｍｍの高さとすることで、電気加熱式担体２０を缶体４２と嵌合させるとき、電極接続部３０が缶体４２と接触することを避けることができる。これにより、電気加熱式担体２０を缶体４２内に押し込んで嵌合させる、いわゆる押し込みキャニングという簡便な手段で嵌合させることができ、生産性が良好となる。また、電極接続部３０の電極層１４ａ、１４ｂの表面からの高さが、電気加熱式担体２０を缶体４２と嵌合したときに生じる缶体４２と電極層１４ａ、１４ｂとの隙間の高さＨ以下とすることにより、電気加熱式担体２０を缶体４２と嵌合させるとき、電極接続部３０が缶体４２と接触することを避けることができる。

【0042】

また、電極接続部３０の電極層１４ａ、１４ｂの表面からの高さが、１～６ｍｍに制御されていると、電気加熱式担体２０の柱状ハニカム構造体１０のセル１５内に触媒をコートする工程で、柱状ハニカム構造体１０を固定する必要があるが、このとき電極接続部３０が邪魔にならず、柱状ハニカム構造体１０のセル１５内への触媒のコート処理が容易となる。また、当該触媒のコート処理では酸性溶液で処理する工程及び加熱炉で加熱する工程を行うことがあるが、電極接続部３０が複雑な形状でないため、当該酸や熱による影響で電極が変質することを抑制することができる。また、電極接続部３０が複雑な形状でないため、電極層１４ａ、１４ｂの表面における配置の自由度が高いという利点も有する。電極接続部３０の電極層１４ａ、１４ｂの表面からの高さは２～５ｍｍであるのが好ましく、３～５ｍｍであるのがより好ましい。

【0043】

電極接続部３０は、金属製コネクタ４１と電気的に接続されて、電極接続部３０に電圧を印加すると通電して電極層１４ａ、１４ｂを介してジュール熱により柱状ハニカム構造体１０を発熱させることができるものであれば、その材質は特に限定されない。電極接続部３０は、少なくとも表面が金属で構成されていてもよい。このような構成としては、例えば、セラミックスで形成された外径２～３ｍｍ程度の円柱状の電極棒の表面に、１ｍｍ厚程度の金属板が貼り付けられた電極のような形態が挙げられる。また、電極接続部３０は、全体が金属で構成されていてもよい。

【0044】

電極接続部３０に用いられる金属としては、単体金属及び合金等を採用することもできるが、耐食性、電気抵抗率及び線膨張率の観点から例えば、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＴｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｏよりなる群から選択される少なくとも一種を含む合金とすることが好ましく、ステンレス（Ｆｅ－Ｃｒ、Ｆｅ－Ｎｉ―Ｃｒ）鋼及びＦｅ－Ｎｉ合金、Ｎｉ－Ｃｒ合金、Ｎｉ－Ｍｏ合金、Ｎｉ－Ｃｒ－Ｍｏ合金がより好ましい。

【0045】

電極接続部３０は、電極層１４ａ、１４ｂの表面に接合により固定されることで、溶接部位３１を介して電気的に接続されていることが望ましい。

【0046】

電極接続部３０は、図１０に示すように、電極層１４ａ、１４ｂ上に、中間層１６を少なくとも１層配設した上に固定されることも、好ましい形態の一つである。中間層１６を配設することにより、例えば、電極接続部３０及び電極層１４ａ、１４ｂの間の熱膨張係数差を緩和することが可能となる。また、電極接続部３０を電極層１４ａ、１４ｂの表面に接合する際に生じる熱応力が緩和されるため、電気的な接続を容易にすることができる。

【0047】

中間層を形成する場合、その厚みは３～４００μｍの範囲内であることが好ましい。中間層の厚みを３μｍ以上とすることにより、その効果がより顕著に得ることができる。一方、中間層の厚みを４００μｍ以下とすることにより、柱状ハニカム構造体１０に流れる電流に対する影響を抑えることができ、電気加熱型触媒用担体の本来の機能に対する影響を最小限にすることができる。以上の観点から、中間層の厚みは５～１００μｍであることが更に好ましい。

【0048】

中間層１６の材質は、酸化物セラミックス、または、金属若しくは金属化合物と酸化物セラミックスとの混合物であることが好ましい。
金属としては、単体金属又は合金のいずれでもよく、例えばシリコン、アルミニウム、鉄、ステンレス、チタン、タングステン、Ｎｉ合金、Ｎｉ－Ｃｒ合金、Ｎｉ－Ｃｏ合金などを好適に用いることができる。金属化合物としては、酸化物セラミックス以外の物であって、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属珪化物、金属ほう化物、複合酸化物等が挙げられ、例えばＦｅＳｉ₂、ＣｒＳｉ₂などを好適に用いることができる。金属と金属化合物は、いずれも、単独一種でもよく、二種以上を併用しても良い。
酸化物セラミックスとしては、具体的には、ガラス、コージェライト、ムライトなどがある。
ガラスは、Ｂ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｔｉ及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種の成分からなる酸化物を更に含んでも良い。上記群より選択される少なくとも１種を更に含んでいると、電極層の強度がより向上する点で更に好ましい。

【0049】

中間層１６の熱膨張係数は、上述の様な材質を用いて適宜選択することができるが、電極層１４の熱膨張係数と、電極接続部３０の熱膨張係数間にあることが望ましい。また、必ずしも単層である必要はなく、中間層が多層となっていても構わない。

【0050】

図６は、本発明の別の実施形態における、柱状ハニカム構造体１０の外周壁１２、電極接続部３０及び電極層１４ａ、１４ｂの、柱状ハニカム構造体１０の軸方向と平行な断面模式図である。図６に示すように、電極接続部３０は、下端が柱状ハニカム構造体１０の外周壁１２に埋め込まれていてもよい。さらに、電極接続部の外周壁への埋め込み位置を決めるため、電極接続部に位置決め部位を設けてもよい。このような構成によれば、電極接続部３０が電気加熱式担体２０内でより強固に支持される。電極接続部３０は、全体の高さの３０～７０％が埋まるようにすることが好ましく、その下端が柱状ハニカム構造体１０の外周壁１２に埋め込まれているのが好ましい。

【0051】

図７は、本発明の更に別の実施形態における、柱状ハニカム構造体１０の外周壁１２、電極接続部３６及び電極層１４ａ、１４ｂの、柱状ハニカム構造体１０の軸方向と平行な断面模式図である。電極接続部３６は、電極層１４ａ、１４ｂ上に起立するように設けられた複数の柱状部３４（立ち上がり部位）と、複数の柱状部３４の下端を連結する連結部３５とを有する。このような構成によれば、少ない電極接続部３６で多くの柱状部３４を設けることができ、金属製コネクタ４１との良好な接続性を確保しつつ、設計の自由度を高めることができる。

【0052】

柱状部３４は、円柱状または多角柱状に形成することができる。複数の柱状部３４の下端を連結する連結部３５は、複数の柱状部３４と一体形成されていてもよく、別々に形成されたものが溶接などにより接続されたものであってもよい。また、図７に示した電極接続部３６と、図３、４及び６に示した電極接続部３０とを電極層１４ａ、１４ｂの表面に設けてもよい。

【0053】

図８は、本発明の更に別の実施形態における、柱状ハニカム構造体１０の外周壁１２、電極接続部３９及び電極層１４ａ、１４ｂの、柱状ハニカム構造体１０の軸方向と平行な断面模式図である。電極接続部３９は、電極層１４ａ、１４ｂ上に起立するように設けられた複数の柱状部３７（立ち上がり部位）と、複数の柱状部３７の上端を連結する連結部３８とを有する。このような構成によれば、少ない電極接続部３９で多くの柱状部３７を設けることができ、金属製コネクタ４１との良好な接続性を確保しつつ、設計の自由度を高めることができる。

【0054】

柱状部３７は、円柱状または多角柱状に形成することができる。複数の柱状部３７の上端を連結する連結部３８は、複数の柱状部３７と一体形成されていてもよく、別々に形成されたものが溶接などにより接続されたものであってもよい。また、図８に示した電極接続部３９と、図３、４及び６に示した電極接続部３０とを電極層１４ａ、１４ｂの表面に設けてもよい。

【0055】

電気加熱式担体２０に触媒を担持することにより、電気加熱式担体２０を触媒体として使用することができる。複数のセル１５の流路には、例えば、自動車排気ガス等の流体を流すことができる。触媒としては、例えば、貴金属系触媒又はこれら以外の触媒が挙げられる。貴金属系触媒としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）といった貴金属をアルミナ細孔表面に担持し、セリア、ジルコニア等の助触媒を含む三元触媒や酸化触媒、又は、アルカリ土類金属と白金を窒素酸化物（ＮＯ_x）の吸蔵成分として含むＮＯ_x吸蔵還元触媒（ＬＮＴ触媒）が例示される。貴金属を用いない触媒として、銅置換又は鉄置換ゼオライトを含むＮＯ_x選択還元触媒（ＳＣＲ触媒）等が例示される。また、これらの触媒からなる群から選択される２種以上の触媒を用いてもよい。なお、触媒の担持方法についても特に制限はなく、従来、ハニカム構造体に触媒を担持する担持方法に準じて行うことができる。

【0056】

＜電気加熱式担体の製造方法＞
次に、本発明に係る電気加熱式担体２０を製造する方法について例示的に説明する。本発明の電気加熱式担体２０の製造方法は一実施形態において、電極層形成ペースト付き未焼成柱状ハニカム構造体を得る工程Ａ１と、電極層形成ペースト付き未焼成柱状ハニカム構造体を焼成して柱状ハニカム構造体を得る工程Ａ２と、柱状ハニカム構造体に電極接続部を接合する工程Ａ３とを含む。

【0057】

工程Ａ１は、柱状ハニカム構造体の前駆体である柱状ハニカム成形体を作製し、柱状ハニカム成形体の側面に電極層形成ペーストを塗布して、電極層形成ペースト付き未焼成柱状ハニカム構造体を得る工程である。柱状ハニカム成形体の作製は、公知の柱状ハニカム構造体の製造方法における柱状ハニカム成形体の作製方法に準じて行うことができる。例えば、まず、炭化珪素粉末（炭化珪素）に、金属珪素粉末（金属珪素）、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を添加して成形原料を作製する。炭化珪素粉末の質量と金属珪素の質量との合計に対して、金属珪素の質量が１０～４０質量％となるようにすることが好ましい。炭化珪素粉末における炭化珪素粒子の平均粒子径は、３～５０μｍが好ましく、３～４０μｍが更に好ましい。金属珪素（金属珪素粉末）の平均粒子径は、２～３５μｍであることが好ましい。炭化珪素粒子及び金属珪素（金属珪素粒子）の平均粒子径はレーザー回折法で粒度の頻度分布を測定したときの、体積基準による算術平均径を指す。炭化珪素粒子は、炭化珪素粉末を構成する炭化珪素の微粒子であり、金属珪素粒子は、金属珪素粉末を構成する金属珪素の微粒子である。なお、これは、柱状ハニカム構造体の材質を、珪素－炭化珪素系複合材とする場合の成形原料の配合であり、柱状ハニカム構造体の材質を炭化珪素とする場合には、金属珪素は添加しない。

【0058】

バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。バインダの含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、２．０～１０質量部であることが好ましい。

【0059】

水の含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、２０～６０質量部であることが好ましい。

【0060】

界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、０．１～２質量部であることが好ましい。

【0061】

造孔材としては、焼成後に気孔となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、グラファイト、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、シリカゲル等を挙げることができる。造孔材の含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、０．５～１０質量部であることが好ましい。造孔材の平均粒子径は、１０～３０μｍであることが好ましい。１０μｍより小さいと、気孔を十分形成できないことがある。３０μｍより大きいと、成形時に口金に詰まることがある。造孔材の平均粒子径はレーザー回折法で粒度の頻度分布を測定したときの、体積基準による算術平均径を指す。造孔材が吸水性樹脂の場合には、造孔材の平均粒子径は吸水後の平均粒子径のことである。

【0062】

次に、得られた成形原料を混練して坏土を形成した後、坏土を押出成形して柱状ハニカム成形体を作製する。押出成形に際しては、所望の全体形状、セル形状、隔壁厚み、セル密度等を有する口金を用いることができる。次に、得られた柱状ハニカム成形体について、乾燥を行うことが好ましい。柱状ハニカム成形体の中心軸方向長さが、所望の長さではない場合は、柱状ハニカム成形体の両底部を切断して所望の長さとすることができる。乾燥後の柱状ハニカム成形体を柱状ハニカム乾燥体と呼ぶ。

【0063】

次に、電極層を形成するための電極層形成ペーストを調合する。電極層形成ペーストは、電極層の要求特性に応じて配合した原料粉（金属粉末、及び、セラミックス粉末等）に各種添加剤を適宜添加して混練することで形成することができる。電極層を積層構造とする場合、第一の電極層用のペースト中の金属粉末の平均粒子径に比べて、第二の電極層用のペースト中の金属粉末の平均粒子径を大きくすることにより、電極接続部と電極層の接合強度が向上する傾向にある。金属粉末の平均粒子径はレーザー回折法で粒度の頻度分布を測定したときの、体積基準による算術平均径を指す。

【0064】

次に、得られた電極層形成ペーストを、柱状ハニカム成形体（典型的には柱状ハニカム乾燥体）の側面に塗布し、電極層形成ペースト付き未焼成柱状ハニカム構造体を得る。電極層形成ペーストを調合する方法、及び電極層形成ペーストを柱状ハニカム成形体に塗布する方法については、公知の柱状ハニカム構造体の製造方法に準じて行うことができるが、電極層を柱状ハニカム構造体に比べて低い電気抵抗率にするために、柱状ハニカム構造体よりも金属の含有比率を高めたり、金属粒子の粒径を小さくしたりすることができる。

【0065】

柱状ハニカム構造体の製造方法の変更例として、工程Ａ１において、電極層形成ペーストを塗布する前に、柱状ハニカム成形体を一旦焼成してもよい。すなわち、この変更例では、柱状ハニカム成形体を焼成して柱状ハニカム焼成体を作製し、当該柱状ハニカム焼成体に、電極層形成ペーストを塗布する。

【0066】

工程Ａ２では、電極層形成ペースト付き未焼成柱状ハニカム構造体を焼成して、柱状ハニカム構造体を得る。焼成を行う前に、電極層形成ペースト付き未焼成柱状ハニカム構造体を乾燥してもよい。また、焼成の前に、バインダ等を除去するため、脱脂を行ってもよい。焼成条件としては、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気において、１４００～１５００℃で、１～２０時間加熱することが好ましい。また、焼成後、耐久性向上のために、１２００～１３５０℃で、１～１０時間、酸化処理を行うことが好ましい。脱脂及び焼成の方法は特に限定されず、電気炉、ガス炉等を用いて焼成することができる。

【0067】

工程Ａ３では、柱状ハニカム構造体上の電極層の表面に、独立した立ち上がり部位を少なくとも１つ有する形状の電極接続部を溶接する。溶接方法としては、レーザー溶接する方法が溶接面積の制御及び生産効率の観点から好ましい。これにより、電極接続部が電極層に電気的に接続された電気加熱式担体が得られる。

【0068】

なお、図６で示したように、電極接続部の下端を柱状ハニカム構造体の外周壁に埋め込む場合は、まず柱状ハニカム構造体の外周壁に、電極接続部の下端の断面形状に対応する形状で所定の深さを有する孔を形成しておく。次に、中間層となる材料とともに電極接続部の下端を当該孔に差し込んで熱処理をすることで、電極接続部の下端を柱状ハニカム構造体の外周壁に埋め込んで固定することができる。

【0069】

＜排気ガス浄化装置＞
上述した本発明の各実施形態に係る電気加熱式担体２０は、それぞれ図９に示すような排気ガス浄化装置４０に用いることができる。排気ガス浄化装置４０において、電気加熱式担体２０は、エンジンからの排気ガスを流すための排気ガス流路の途中に設置される。

【0070】

上述のようにして作製された本発明の実施形態における排気ガス浄化装置４０は、電気加熱式担体２０と、電気加熱式担体２０の外周面に嵌合される缶体４２とを有する。電気加熱式担体２０の外周面と、缶体４２の内周面との間には、保持材（不図示）が設けられている。

【0071】

排気ガス浄化装置４０は、略円筒状の缶体４２内に、可撓性を有する断熱部材などで構成された保持材を介して、電気加熱式担体２０を押し込みキャニングによって嵌合することで作製される。このとき、電気加熱式担体２０は、電極接続部３０の電極層１４ａ、１４ｂの表面からの高さが１～６ｍｍに制御されているため、電極接続部３０の電極層１４ａ、１４ｂの表面からの高さが、電気加熱式担体２０を缶体４２と嵌合したときに生じる缶体４２と電極層１４ａ、１４ｂとの隙間の高さ以下となっている。従って、押し込みキャニングという簡便な手段によって、電気加熱式担体２０を缶体４２との嵌合において、電極接続部３０が缶体４２と接触することを避けることができる。

【0072】

缶体４２の両側面には開口部４４が設けられている。電気加熱式担体２０の電極接続部３０には、缶体４２の開口部４４から金属製コネクタ４１が導き入れられて、電極接続部３０と金属製コネクタ４１とが電気的に接続される。金属製コネクタ４１は、外部電源に接続されて、電気加熱式担体２０に電圧を印加することができる。金属製コネクタ４１の形状は特に限定されないが、例えば図９に示すような櫛状に形成することができる。金属製コネクタ４１は、各先端部４３が円筒形状を有しており、当該円筒の内部に円柱状の電極接続部３０が嵌合することで、金属製コネクタ４１と電極接続部３０とが電気的に接続されている。排気ガス浄化装置４０は、金属製コネクタ４１と電極接続部３０とを接合する溶接接点部又は溶射部を有してもよい。

【0073】

＜排気ガス浄化装置の製造方法＞
次に、本発明の実施形態に係る排気ガス浄化装置４０の製造方法について詳述する。まず、本発明の実施形態に係る電気加熱式担体２０に触媒を担持させる。触媒は前述の貴金属系触媒又はこれら以外の触媒などを使用することができる。続いて、缶体４２内に、可撓性を有する断熱部材などで構成された保持材を介して、触媒が担持された電気加熱式担体２０を押し込みキャニングによって嵌合する。

【0074】

次に、缶体４２内に嵌合させた電気加熱式担体２０の電極接続部３０に対し、缶体４２の両側面に設けられた開口部４４から金属製コネクタ４１を導き入れて、電極接続部３０と金属製コネクタ４１とを接合することで、排気ガス浄化装置４０を作製する。

【0075】

電極接続部３０と金属製コネクタ４１とを接合する方法としては、特に制限されるものではないが、溶融金属法、固相接合法、機械的接合法からなる群より選択される少なくとも一種からなる方法を用いることが好ましい。

【0076】

前記溶融金属法としては、ろう付け、液相拡散接合、溶接、共晶接合からなる群より選択される少なくとも一種からなる手法を用いることができ、ろう付け、液相拡散接合が好ましい。溶接としては、レーザー溶接、ＥＢ溶接、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接、プラズマ溶接、抵抗溶接、コンデンサ溶接などが挙げられ、レーザー溶接、プラズマ溶接、抵抗溶接がより好ましく、レーザー溶接がさらに好ましい。

【0077】

前記固相接合法としては、拡散接合、焼結法、摩擦撹拌接合、超音波接合などが挙げられ、焼結法、超音波接合がより好ましい。焼結法を用いる場合は、焼結法における焼結接合材を中間層１６として用いることも好ましい形態の一つである。

【0078】

前記機械的接合法としては、焼き嵌め、圧入、ねじ止め、かしめ、塑性結合法などが挙げられ、かしめ、塑性結合法がより好ましい。

【符号の説明】

【0079】

１０、５１ 柱状ハニカム構造体
１２ 外周壁
１３ 隔壁
１４ａ、１４ｂ 電極層
１５ セル
１６ 中間層
１９ 分離帯
２０、５０ 電気加熱式担体
３０、３６、３９ 電極接続部
３１ 溶接部位
３２ 立ち上がり部位
３４、３７ 柱状部
３５、３８ 連結部
４０ 排気ガス浄化装置
４１ 金属製コネクタ
４２、５３ 缶体
４３ 先端部
４４、５４ 開口部
５２ 電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】