ハニカム構造体及び排ガス浄化装置
【課題】本発明は、複数のハニカムユニットに安定して通電すると共に、高容量バッテリーから端子を経て電極間に電圧を印加しても断線及び接触抵抗による発熱を抑制することが可能なハニカム構造体及び該ハニカム構造体を有する排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ハニカム構造体１０は、複数の貫通孔が長手方向に並設されていると共に、導電性セラミックスを含むハニカムユニット１１が接着層１２を介して４個接着されており、ハニカムユニット１１の外周面には、一対の帯状電極１３が形成されており、４個の一対の帯状電極１３と電気的に接続されている一対の導電部材１４が設置されている。
【解決手段】ハニカム構造体１０は、複数の貫通孔が長手方向に並設されていると共に、導電性セラミックスを含むハニカムユニット１１が接着層１２を介して４個接着されており、ハニカムユニット１１の外周面には、一対の帯状電極１３が形成されており、４個の一対の帯状電極１３と電気的に接続されている一対の導電部材１４が設置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体及び排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の排ガスには、炭化水素化合物、一酸化炭素、窒素酸化物等の物質が含まれており、このような排ガスを浄化するために、コージェライトから構成されているハニカム構造体が用いられている。このようなハニカム構造体は、複数の貫通孔を隔てる隔壁の表面にアルミナからなる触媒担持層が形成されており、触媒担持層には、白金、ロジウム、パラジウム等の触媒が担持されている。
【０００３】
しかしながら、排ガスの温度が低下すると、触媒担持層に担持されている触媒の機能（活性）が十分に発揮されなくなり、排ガス浄化能が低下するという問題があった。
【０００４】
そこで、特許文献１には、ハニカム構造体の基材に炭化珪素質材等の発熱材を用いて、単一のハニカムユニットからなる一体構造とした触媒体を排気通路に接続された触媒容器内に絶縁体を介して内装し、前記触媒体の外周部に端子が接合され、前記触媒体が所定温度境遇内の条件のときのみ電源より端子を経て通電して基材を発熱させ、触媒体を加熱するようにした内燃機関における触媒式排気ガス浄化装置が開示されている。
【０００５】
一方、特許文献２には、内燃機関の排気ガスを浄化するための多孔質セラミックス製のフィルタを複数個組み合わせてなり、両端部に一対の自己発熱用電極を設けた排気ガスフィルタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭４９−１２４４１２号公報
【特許文献２】特開平７−８０２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２の図６に記載されている従来の排気ガスフィルタは、断面が略正方形状のフィルタと、断面が略二等辺三角形状のフィルタを組み合わせてなり、各フィルタの両端部に一対の自己発熱用電極が設けられているため、複数のフィルタに安定して通電することが困難である。その結果、一部のフィルタが十分に発熱せず、排ガス浄化能が低下するという問題がある。
【０００８】
また、例えば、ハイブリッド車に搭載されているような高容量バッテリーから端子を経て自己発熱用電極間に電圧を印加すると、端子又は自己発熱用電極が断線したり、端子と自己発熱用電極の間の接触抵抗により発熱したりするという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、複数のハニカムユニットに安定して通電すると共に、高容量バッテリーから端子を経て電極間に電圧を印加しても断線及び接触抵抗による発熱を抑制することが可能なハニカム構造体及び該ハニカム構造体を有する排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のハニカム構造体は、複数の貫通孔が長手方向に並設されていると共に、導電性セラミックスを含むハニカムユニットが接着層を介して複数個接着されており、前記ハニカムユニットの外周面には、一対の電極が形成されており、複数個の前記一対の電極と電気的に接続されている一対の導電部材が設置されている。
【００１１】
前記一対の電極は、前記ハニカムユニットの前記長手方向の両端部の外周面に形成されていることが望ましい。
【００１２】
前記ハニカムユニットが前記接着層を介して複数個接着されている形状は、円柱状又は楕円柱状であり、前記導電部材の形状は、円環状又は楕円環状であることが望ましく、前記導電部材は、最大幅が３ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが望ましい。
【００１３】
前記電極と前記導電部材の間に金属箔又は多孔質の金属板が挟持されていることが望ましい。
【００１４】
前記電極は、表面の少なくとも一部にシリコンを含む層が形成されており、前記導電部材は、前記電極と対向する側の表面に凸状部が形成されていると共に、該凸部に金属を含む層が形成されており、前記電極と前記導電部材の間に、前記シリコンと前記金属が反応することにより生成した珪化物を含むことが望ましい。
【００１５】
前記電極は、表面の少なくとも一部に金属を含む層が形成されており、前記導電部材は、前記電極と対向する側の表面に凸状部が形成されていると共に、該凸部にシリコンを含む層が形成されており、前記電極と前記導電部材の間に、前記金属と前記シリコンが反応することにより生成した珪化物を含むことが望ましい。
【００１６】
前記金属は、ニッケルであることが望ましい。
【００１７】
前記導電部材は、前記電極と対向する側の表面に凸状部又は尖状部が形成されており、該凸状部又は尖状部が前記電極に圧着されていることが望ましい。
【００１８】
前記電極は、溶射又はスパッタにより形成されていることが望ましい。
【００１９】
前記複数の貫通孔を隔てる隔壁は、触媒が担持されていることが望ましく、前記触媒は、白金、ロジウム又はパラジウムであることが望ましい。
【００２０】
前記導電性セラミックスは、炭化ケイ素を含むことが望ましい。
【００２１】
本発明の排ガス浄化装置は、本発明のハニカム構造体を有する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、複数のハニカムユニットに安定して通電すると共に、高容量バッテリーから端子を経て通電しても断線及び接触抵抗による発熱を抑制することが可能なハニカム構造体及び該ハニカム構造体を有する排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】
【００２３】
【図１】本発明のハニカム構造体の一例を示す斜視図である。
【図２】図１のハニカム構造体を構成するハニカムユニットを示す斜視図である。
【図３】本発明における導電確保部を形成する方法の一例を示す断面図である。
【図４】図３の方法を用いて形成される導電確保部を示す断面図である。
【図５】本発明の排ガス浄化装置の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明を実施するための形態を図面と共に説明する。
【００２５】
図１に、本発明のハニカム構造体の一例を示す。ハニカム構造体１０は、複数の四角柱状の貫通孔１１ａが隔壁１１ｂを隔てて長手方向に並設されているハニカムユニット１１（図２参照）が接着層１２を介して４個接着されており、円柱状である。また、ハニカムユニット１１の長手方向に垂直な断面は、中心角が９０°の扇形状であり、ハニカムユニット１１は、導電性セラミックスを含む。さらに、各ハニカムユニット１１の長手方向の両端部の外周の全域に、一対の帯状電極１３が形成されている。
【００２６】
なお、本願明細書及び特許請求の範囲において、ハニカムユニット１１の端部は、ハニカムユニット１１の端部の近傍を含むこととする。また、ハニカムユニット１１の端部の近傍は、ハニカムユニット１１の端面からの距離が３０ｍｍ以下であることを意味する。さらに、外周面は、端面を含まないこととする。
【００２７】
また、４個の一対の帯状電極１３と電気的に接続されている一対の円環状の導電部材１４が設置されている。このため、自動車用バッテリーから導電部材１４を経て帯状電極１３間に電圧を印加すると、４個のハニカムユニット１１に同一の電圧が印加されるため、安定して電流を流すことができる。また、例えば、ハイブリッド車に搭載されているような高容量バッテリーから導電部材１４を経て帯状電極１３間に電圧を印加しても、導電部材１４と帯状電極１３の物理的な密着性が優れるため、接触抵抗による発熱を抑制することができる。
【００２８】
導電性セラミックスとしては、ハニカムユニット１１に所定の電流を流した時に十分に発熱することが可能であれば、特に限定されないが、窒化アルミニウム、アルミニウム等でドープされている炭化ケイ素等が挙げられる。
【００２９】
ハニカムユニット１１は、帯状電極１３間の抵抗が１〜１×１０３Ωであることが好ましい。ハニカムユニット１１の帯状電極１３間の抵抗が１Ω未満であると、ジュールの法則により、ハニカムユニット１１に通電しても十分に発熱しなくなる。一方、ハニカムユニット１１の帯状電極１３間の抵抗が１×１０３Ωを超えると、例えば、ハイブリッド車に搭載されているような高容量バッテリーから導電部材１４を経て帯状電極１３間に電圧を印加しても、ハニカムユニット１１に流れる電流が小さくなり、ハニカムユニット１１を十分に発熱させることが困難になる。
【００３０】
ハニカムユニット１１は、気孔率が２５〜５０％であることが好ましい。ハニカムユニット１１の気孔率が２５％未満であると、ハニカムユニット１１の熱容量が増大して発熱しにくくなる。一方、ハニカムユニット１１の気孔率が５０％を超えると、ハニカムユニット１１の強度が不十分になる。
【００３１】
なお、ハニカムユニット１１の気孔率は、水銀圧入法を用いて測定することができる。
【００３２】
ハニカムユニット１１は、長手方向に垂直な断面の断面積が５〜５０ｃｍ２であることが好ましい。長手方向に垂直な断面の断面積が５ｃｍ２未満であると、ハニカム構造体１０の圧力損失が増大しやすくなる。一方、長手方向に垂直な断面の断面積が５０ｃｍ２を超えると、ハニカムユニット１１に発生する熱応力でクラックが発生しやすくなる。
【００３３】
ハニカムユニット１１は、長手方向に垂直な断面の開口率が５０〜８５％であることが好ましい。ハニカムユニット１１の長手方向に垂直な断面の開口率が５０％未満であると、ハニカムユニット１１の熱容量が増大して発熱しにくくなる。一方、ハニカムユニット１１の長手方向に垂直な断面の開口率が８５％を超えると、ハニカムユニット１１の強度が不十分となる。
【００３４】
ハニカムユニット１１の長手方向に垂直な断面の貫通孔１１ａの密度は、１５．５〜１８６個／ｃｍ２であることが好ましく、３１〜１５５個／ｃｍ２がより好ましく、４６．５〜１２４個／ｃｍ２がさらに好ましい。ハニカムユニット１１の長手方向に垂直な断面の貫通孔１１ａの密度が１５．５個／ｃｍ２未満であると、隔壁１１ｂに触媒が担持されている場合に、排ガスと触媒が接触しにくくなって、排ガスの浄化率が低下する。一方、ハニカムユニット１１の長手方向に垂直な断面の貫通孔１１ａの密度が１８６個／ｃｍ２を超えると、ハニカム構造体１０の圧力損失が増大する。
【００３５】
ハニカムユニット１１の隔壁１１ｂの厚さは、０．０５〜０．３０ｍｍであることが好ましい。隔壁１１ｂの厚さが０．０５ｍｍ未満であると、ハニカムユニット１１の強度が低下する。一方、隔壁１１ｂの厚さが０．３０ｍｍを超えると、ハニカムユニット１１の熱容量が増大して発熱しにくくなる。
【００３６】
ハニカムユニット１１の隔壁１１ｂに触媒が担持されていてもよい。
【００３７】
隔壁１１ｂに担持されている触媒としては、排ガスを浄化することが可能であれば、特に限定されないが、白金、ロジウム、パラジウム等が挙げられる。
【００３８】
また、隔壁１１ｂの表面にγ−アルミナからなる触媒担持層が形成されており、触媒担持層に触媒が担持されていることが好ましい。
【００３９】
窒化アルミニウムでドープされた炭化ケイ素から構成されるハニカムユニット１１を作製する方法としては、特に限定されないが、炭化ケイ素及び窒化アルミニウムを含む原料ペーストを用いて成形した成形体を焼成する方法等が挙げられる。
【００４０】
原料ペースト中の窒化アルミニウムの含有量は、０．１〜３０質量％であることが好ましい。
【００４１】
原料ペーストは、必要に応じて、有機バインダ、分散媒、成形助剤等をさらに含んでもよい。
【００４２】
原料ペーストに含まれる有機バインダとしては、特に限定されないが、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００４３】
原料ペースト中の有機バインダの含有量は、炭化ケイ素に対して、１〜１０質量％であることが好ましい。
【００４４】
原料ペーストに含まれる分散媒としては、特に限定されないが、水、メタノール等の水性溶媒、ベンゼン等の有機溶媒が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００４５】
原料ペーストに含まれる成形助剤としては、特に限定されないが、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等が挙げられる。
【００４６】
原料ペーストを調製する方法としては、特に限定されないが、ミキサー及びアトライターを用いて混合する方法、ニーダーを用いて混練する方法等が挙げられる。
【００４７】
原料ペーストを用いて成形する方法としては、特に限定されないが、押出成形等が挙げられる。
【００４８】
成形体を乾燥する際に用いる乾燥機としては、特に限定されないが、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等が挙げられる。
【００４９】
また、乾燥された成形体は、例えば、４００℃で２時間脱脂することが好ましい。
【００５０】
さらに、脱脂された成形体は、例えば、アルゴン等の不活性ガスの雰囲気において、２２００℃で３時間焼成することが好ましい。
【００５１】
なお、焼成時に窒素を導入して、炭化ケイ素を窒素でドープしてもよい。
【００５２】
ハニカムユニット１１の代わりに、基材（骨材）に存在する気孔に導電材料を含むハニカムユニットを用いてもよい。
【００５３】
ハニカムユニットの基材を構成する材料としては、特に限定されないが、炭化ケイ素、チタン酸アルミニウム、コージェライト、アルミナ、シリカ、ジルコニア、ゼオライト等が挙げられる。
【００５４】
炭化ケイ素から構成されるハニカムユニットの基材を作製する方法としては、特に限定されないが、前述のハニカムユニット１１を作製する方法において、窒化アルミニウムを含まない原料ペーストを用いる方法等が挙げられる。
【００５５】
ハニカムユニットの基材に存在する気孔に含まれる導電材料としては、通電した時に十分に発熱することが可能であれば、特に限定されないが、シリコン；ニッケルシリサイド、クロムシリサイド、鉄シリサイド等の珪化物等が挙げられる。
【００５６】
導電材料として、シリコンを含む導電層を形成する方法としては、特に限定されないが、溶融シリコン又はシリコン若しくはシリコンの前駆体を含むスラリーをハニカムユニットの基材の表面に含浸させる方法等が挙げられる。
【００５７】
なお、ハニカムユニット１１の長手方向に垂直な断面の形状は、導電部材１４と電気的に接続されている帯状電極１３を形成することが可能であれば、扇形状に限定されない。
【００５８】
また、四角柱状の貫通孔１１ａの代わりに、三角柱状、六角柱状等の貫通孔が並設されていてもよい。
【００５９】
ハニカムユニット１１を接着する接着層１２は、厚さが０．５〜２ｍｍであることが好ましい。接着層１２の厚さが０．５ｍｍ未満であると、ハニカムユニット１１の接着強度が不十分になる。一方、接着層１２の厚さが２ｍｍを超えると、ハニカム構造体１０の圧力損失が増大しやすくなる。
【００６０】
ハニカムユニット１１を接着させる方法としては、特に限定されないが、接着層用ペーストを塗布した後、乾燥固化する方法等が挙げられる。
【００６１】
接着層用ペーストとしては、特に限定されないが、無機バインダ及び無機粒子の混合物、無機バインダ及び無機繊維の混合物、無機バインダ、無機粒子及び無機繊維の混合物等が挙げられる。
【００６２】
接着層用ペーストに含まれる無機繊維としては、特に限定されないが、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、シリカアルミナ、ガラス、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、シリカアルミナが好ましい。
【００６３】
接着層用ペーストに含まれる無機バインダとしては、特に限定されないが、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス等の無機系ゾル、白土、カオリン、モンモリロナイト、セピオライト、アタパルジャイト等の粘土鉱物等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾルが好ましい。
【００６４】
接着層用ペーストに含まれる無機粒子としては、特に限定されないが、炭化ケイ素、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、セリア、ムライト等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、炭化ケイ素が好ましい。
【００６５】
また、接着層用ペーストは、有機バインダを含有してもよい。
【００６６】
接着層用ペーストに含まれる有機バインダとしては、特に限定されないが、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００６７】
なお、円柱状のハニカム構造体１０を作製する代わりに、角柱状、楕円柱状等の形状のハニカム構造体を作製してもよい。このとき、電極が断線しにくいことから、ハニカム構造体の形状は円柱状又は楕円柱状であることが好ましい。また、楕円柱状のハニカム構造体を構成するハニカムユニットは、長手方向に垂直な断面が楕円扇形状であることが好ましい。
【００６８】
なお、本願明細書及び特許請求の範囲において、楕円及び楕円扇形における楕円は、長さが同一の２本の線分で２個の半円を接続したトラック形状を含むこととする。
【００６９】
帯状電極１３は、金属から構成されることが好ましい。
【００７０】
帯状電極１３を形成する方法としては、特に限定されないが、溶射、スパッタ等が挙げられる。
【００７１】
なお、ハニカムユニット１１の外周の全域に形成されている帯状電極１３の代わりに、ハニカムユニット１１の外周の一部に形成されている帯状電極、即ち、ハニカムユニット１１の外周よりも短い帯状電極が形成されていてもよく、波状電極、ジグザグ電極が形成されていてもよい。
【００７２】
導電部材１４は、端子として機能する。
【００７３】
なお、導電部材１４の形状は、円環状に限定されず、ハニカム構造体１０の形状に応じて、楕円環状等の環状とすることができる。
【００７４】
また、本願明細書及び特許請求の範囲において、環状は、閉じている環のみではなく、閉じていない環を含むこととする。
【００７５】
導電部材１４を構成する材料としては、特に限定されないが、ステンレス鋼等の金属が挙げられる。
【００７６】
導電部材１４の最大幅は、３〜３０ｍｍであることが好ましい。導電部材１４の最大幅が３ｍｍ未満であると、例えば、ハイブリッド車に搭載されているような高容量バッテリーから導電部材１４を経て帯状電極１３間に電圧を印加すると、導電部材１４に流れる単位体積当たりの電流が増大し、導電部材１４が破損しやすくなる。一方、導電部材１４の幅が３０ｍｍを超えると、導電部材１４を経て帯状電極１３間に電圧を印加した時に発熱するハニカムユニット１１の体積が小さくなり、ハニカム構造体１０が排ガスを十分に浄化できなくなる。
【００７７】
なお、導電部材１４の最大幅とは、導電部材１４の長手方向の長さの最大値を意味する。
【００７８】
導電部材１４と帯状電極１３の間に、導電確保部が形成されていることが好ましい。これにより、導電部材１４と帯状電極１３の間の接触抵抗による発熱をさらに抑制することができる。
【００７９】
導電確保部を構成する材料としては、特に限定されないが、金属；ニッケルシリサイド、クロムシリサイド、鉄シリサイド等の珪化物等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、ニッケルシリサイドが好ましい。
【００８０】
図３に、本発明における導電確保部を形成する方法の一例を示す。また、図４に、図３の方法を用いて形成される導電確保部を示す。
【００８１】
導電部材１４は、帯状電極１３に対向する側の表面に所定の周期で凸部が形成されており、凸部の上面にニッケル層１４ａが形成されている。一方、ハニカムユニット１１の外周面に形成されている帯状電極１３の表面にシリコン層１３ａが形成されている。
【００８２】
このような導電部材１４を、８００〜１０００℃の不活性ガスの雰囲気下で、帯状電極１３に圧接させることにより、導電部材１４の凸部と帯状電極１３の間に、ニッケルシリサイドから構成される導電確保部１５を形成することができる。
【００８３】
導電部材１４を帯状電極１３に圧接させる雰囲気の温度が８００℃未満であると、ニッケルとシリコンの反応が十分に進行しなくなる。一方、導電部材１４を帯状電極１３に圧接させる雰囲気の温度が１０００℃を超えると、帯状電極１３が溶融しやすくなる。
【００８４】
導電部材１４を帯状電極１３に圧接させる雰囲気の不活性ガスとしては、特に限定されないが、ヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素等が挙げられる。
【００８５】
導電部材１４を帯状電極１３に圧接させる圧力は、０．３〜３．０ＭＰａであることが好ましい。導電部材１４を帯状電極１３に圧接させる圧力が０．３ＭＰａ未満であると、例えば、自動車用バッテリーから導電部材１４を経て帯状電極１３間に電圧を印加すると、接触抵抗による発熱が発生しやすくなる。一方、導電部材１４を帯状電極１３に圧接させる圧力が３．０ＭＰａを超えると、ハニカムユニット１１が破損しやすくなる。
【００８６】
導電部材１４の帯状電極１３に対向する側の凸部が形成されていない領域の面積に対する凸部が形成されている領域の面積の比は、１／３〜１であることが好ましい。この面積の比が１／３未満であると、導電確保部１７に流れる電流が小さくなって、接触抵抗による発熱が発生しやすくなる。一方、この面積の比が１を超えると、導電部材１４の凸部が帯状電極１３に圧接されにくくなって、ニッケルシリサイドから構成される導電確保部１７が十分に形成されなくなる。
【００８７】
導電部材１４の凸部が形成されていない領域の厚さに対する凸部が形成されている領域の厚さの比が５以下であることが好ましい。この比が５を超えると、例えば、自動車用バッテリーから導電部材１４を経て帯状電極１３間に電圧を印加すると、帯状電極１３と導電部材１４の間の接触抵抗による発熱が発生しやすくなる。
【００８８】
導電部材１４の凸部の上面にニッケル層１４ａを形成する方法としては、特に限定されないが、めっき、溶射等が挙げられる。
【００８９】
なお、導電部材１４の凸部の上面に形成されるニッケル層１４ａは、導電部材１４の凸部の側面、及び／又は、導電部材１４の帯状電極１３に対向する側の凸部が形成されていない表面に形成されていてもよい。
【００９０】
また、ニッケル層１４ａの代わりに、クロム層、鉄層等の金属層を形成してもよい。この場合、シリコンと金属が反応することにより、クロムシリサイド、鉄シリサイド等のケイ化物が生成する。このとき、金属としては、シリコンと反応することによりケイ化物を生成することが可能であれば、特に限定されないが、ニッケルが好ましい。
【００９１】
帯状電極１３の表面にシリコン層１３ａを形成する方法としては、特に限定されないが、溶融シリコン又はシリコン若しくはシリコンの前駆体を含むスラリーを帯状電極１３の表面に含浸させる方法等が挙げられる。
【００９２】
なお、帯状電極１３の表面に形成されるシリコン層１３ａは、帯状電極１３のニッケル層１４ａと対向する表面に形成されていれば、帯状電極１３の表面の全域に形成されていなくてもよい。
【００９３】
また、凸部の上面にニッケル層１４ａを形成する代わりに、シリコン層１３ａを形成すると共に、帯状電極１３の表面にシリコン層１３ａを形成する代わりに、ニッケル層１４ａを形成してもよい。
【００９４】
一方、帯状電極１３と導電部材１４の間に、金属箔又は多孔質の金属板を挟持することにより、金属から構成される導電確保部を形成することが好ましい。このとき、金属箔又は多孔質の金属板の少なくとも一部が帯状電極１３及び導電部材１４に接触していればよく、導電部材１４の帯状電極１３に対向する側の表面に凸部を形成してもよい。
【００９５】
また、導電部材１４の帯状電極１３に対向する側の表面に凸状部又は尖状部を形成して、凸状部又は尖状部を帯状電極１３に圧着させることにより、金属から構成される導電確保部を形成することが好ましい。このとき、凸状部又は尖状部は、導電部材１４と同一の材料から構成されていてもよいし、導電部材１４とは異なる材料から構成されていてもよい。
【００９６】
図５に、本発明の排ガス浄化装置の一例を示す。排ガス浄化装置１００は、ハニカム構造体１０の外周部に保持シール材２０を配置した状態で、金属管３０にキャニングすることにより得られる。また、ハニカム構造体１０の導電部材１４には、自動車用のバッテリー（不図示）が接続されている。このため、自動車用のバッテリーから導電部材１４を経て帯状電極１３間に電圧を印加することにより、４個のハニカムユニット１１に安定して通電することができ、その結果、触媒の排ガス浄化能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００９７】
１０ ハニカム構造体
１１ ハニカムユニット
１１ａ 貫通孔
１１ｂ 隔壁
１２ 接着層
１３ 帯状電極
１３ａ シリコン層
１４ 導電部材
１４ａ ニッケル層
１５ 導電確保部
２０ 保持シール材
３０ 金属管
１００ 排ガス浄化装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体及び排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の排ガスには、炭化水素化合物、一酸化炭素、窒素酸化物等の物質が含まれており、このような排ガスを浄化するために、コージェライトから構成されているハニカム構造体が用いられている。このようなハニカム構造体は、複数の貫通孔を隔てる隔壁の表面にアルミナからなる触媒担持層が形成されており、触媒担持層には、白金、ロジウム、パラジウム等の触媒が担持されている。
【０００３】
しかしながら、排ガスの温度が低下すると、触媒担持層に担持されている触媒の機能（活性）が十分に発揮されなくなり、排ガス浄化能が低下するという問題があった。
【０００４】
そこで、特許文献１には、ハニカム構造体の基材に炭化珪素質材等の発熱材を用いて、単一のハニカムユニットからなる一体構造とした触媒体を排気通路に接続された触媒容器内に絶縁体を介して内装し、前記触媒体の外周部に端子が接合され、前記触媒体が所定温度境遇内の条件のときのみ電源より端子を経て通電して基材を発熱させ、触媒体を加熱するようにした内燃機関における触媒式排気ガス浄化装置が開示されている。
【０００５】
一方、特許文献２には、内燃機関の排気ガスを浄化するための多孔質セラミックス製のフィルタを複数個組み合わせてなり、両端部に一対の自己発熱用電極を設けた排気ガスフィルタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭４９−１２４４１２号公報
【特許文献２】特開平７−８０２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２の図６に記載されている従来の排気ガスフィルタは、断面が略正方形状のフィルタと、断面が略二等辺三角形状のフィルタを組み合わせてなり、各フィルタの両端部に一対の自己発熱用電極が設けられているため、複数のフィルタに安定して通電することが困難である。その結果、一部のフィルタが十分に発熱せず、排ガス浄化能が低下するという問題がある。
【０００８】
また、例えば、ハイブリッド車に搭載されているような高容量バッテリーから端子を経て自己発熱用電極間に電圧を印加すると、端子又は自己発熱用電極が断線したり、端子と自己発熱用電極の間の接触抵抗により発熱したりするという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、複数のハニカムユニットに安定して通電すると共に、高容量バッテリーから端子を経て電極間に電圧を印加しても断線及び接触抵抗による発熱を抑制することが可能なハニカム構造体及び該ハニカム構造体を有する排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のハニカム構造体は、複数の貫通孔が長手方向に並設されていると共に、導電性セラミックスを含むハニカムユニットが接着層を介して複数個接着されており、前記ハニカムユニットの外周面には、一対の電極が形成されており、複数個の前記一対の電極と電気的に接続されている一対の導電部材が設置されている。
【００１１】
前記一対の電極は、前記ハニカムユニットの前記長手方向の両端部の外周面に形成されていることが望ましい。
【００１２】
前記ハニカムユニットが前記接着層を介して複数個接着されている形状は、円柱状又は楕円柱状であり、前記導電部材の形状は、円環状又は楕円環状であることが望ましく、前記導電部材は、最大幅が３ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが望ましい。
【００１３】
前記電極と前記導電部材の間に金属箔又は多孔質の金属板が挟持されていることが望ましい。
【００１４】
前記電極は、表面の少なくとも一部にシリコンを含む層が形成されており、前記導電部材は、前記電極と対向する側の表面に凸状部が形成されていると共に、該凸部に金属を含む層が形成されており、前記電極と前記導電部材の間に、前記シリコンと前記金属が反応することにより生成した珪化物を含むことが望ましい。
【００１５】
前記電極は、表面の少なくとも一部に金属を含む層が形成されており、前記導電部材は、前記電極と対向する側の表面に凸状部が形成されていると共に、該凸部にシリコンを含む層が形成されており、前記電極と前記導電部材の間に、前記金属と前記シリコンが反応することにより生成した珪化物を含むことが望ましい。
【００１６】
前記金属は、ニッケルであることが望ましい。
【００１７】
前記導電部材は、前記電極と対向する側の表面に凸状部又は尖状部が形成されており、該凸状部又は尖状部が前記電極に圧着されていることが望ましい。
【００１８】
前記電極は、溶射又はスパッタにより形成されていることが望ましい。
【００１９】
前記複数の貫通孔を隔てる隔壁は、触媒が担持されていることが望ましく、前記触媒は、白金、ロジウム又はパラジウムであることが望ましい。
【００２０】
前記導電性セラミックスは、炭化ケイ素を含むことが望ましい。
【００２１】
本発明の排ガス浄化装置は、本発明のハニカム構造体を有する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、複数のハニカムユニットに安定して通電すると共に、高容量バッテリーから端子を経て通電しても断線及び接触抵抗による発熱を抑制することが可能なハニカム構造体及び該ハニカム構造体を有する排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】
【００２３】
【図１】本発明のハニカム構造体の一例を示す斜視図である。
【図２】図１のハニカム構造体を構成するハニカムユニットを示す斜視図である。
【図３】本発明における導電確保部を形成する方法の一例を示す断面図である。
【図４】図３の方法を用いて形成される導電確保部を示す断面図である。
【図５】本発明の排ガス浄化装置の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明を実施するための形態を図面と共に説明する。
【００２５】
図１に、本発明のハニカム構造体の一例を示す。ハニカム構造体１０は、複数の四角柱状の貫通孔１１ａが隔壁１１ｂを隔てて長手方向に並設されているハニカムユニット１１（図２参照）が接着層１２を介して４個接着されており、円柱状である。また、ハニカムユニット１１の長手方向に垂直な断面は、中心角が９０°の扇形状であり、ハニカムユニット１１は、導電性セラミックスを含む。さらに、各ハニカムユニット１１の長手方向の両端部の外周の全域に、一対の帯状電極１３が形成されている。
【００２６】
なお、本願明細書及び特許請求の範囲において、ハニカムユニット１１の端部は、ハニカムユニット１１の端部の近傍を含むこととする。また、ハニカムユニット１１の端部の近傍は、ハニカムユニット１１の端面からの距離が３０ｍｍ以下であることを意味する。さらに、外周面は、端面を含まないこととする。
【００２７】
また、４個の一対の帯状電極１３と電気的に接続されている一対の円環状の導電部材１４が設置されている。このため、自動車用バッテリーから導電部材１４を経て帯状電極１３間に電圧を印加すると、４個のハニカムユニット１１に同一の電圧が印加されるため、安定して電流を流すことができる。また、例えば、ハイブリッド車に搭載されているような高容量バッテリーから導電部材１４を経て帯状電極１３間に電圧を印加しても、導電部材１４と帯状電極１３の物理的な密着性が優れるため、接触抵抗による発熱を抑制することができる。
【００２８】
導電性セラミックスとしては、ハニカムユニット１１に所定の電流を流した時に十分に発熱することが可能であれば、特に限定されないが、窒化アルミニウム、アルミニウム等でドープされている炭化ケイ素等が挙げられる。
【００２９】
ハニカムユニット１１は、帯状電極１３間の抵抗が１〜１×１０３Ωであることが好ましい。ハニカムユニット１１の帯状電極１３間の抵抗が１Ω未満であると、ジュールの法則により、ハニカムユニット１１に通電しても十分に発熱しなくなる。一方、ハニカムユニット１１の帯状電極１３間の抵抗が１×１０３Ωを超えると、例えば、ハイブリッド車に搭載されているような高容量バッテリーから導電部材１４を経て帯状電極１３間に電圧を印加しても、ハニカムユニット１１に流れる電流が小さくなり、ハニカムユニット１１を十分に発熱させることが困難になる。
【００３０】
ハニカムユニット１１は、気孔率が２５〜５０％であることが好ましい。ハニカムユニット１１の気孔率が２５％未満であると、ハニカムユニット１１の熱容量が増大して発熱しにくくなる。一方、ハニカムユニット１１の気孔率が５０％を超えると、ハニカムユニット１１の強度が不十分になる。
【００３１】
なお、ハニカムユニット１１の気孔率は、水銀圧入法を用いて測定することができる。
【００３２】
ハニカムユニット１１は、長手方向に垂直な断面の断面積が５〜５０ｃｍ２であることが好ましい。長手方向に垂直な断面の断面積が５ｃｍ２未満であると、ハニカム構造体１０の圧力損失が増大しやすくなる。一方、長手方向に垂直な断面の断面積が５０ｃｍ２を超えると、ハニカムユニット１１に発生する熱応力でクラックが発生しやすくなる。
【００３３】
ハニカムユニット１１は、長手方向に垂直な断面の開口率が５０〜８５％であることが好ましい。ハニカムユニット１１の長手方向に垂直な断面の開口率が５０％未満であると、ハニカムユニット１１の熱容量が増大して発熱しにくくなる。一方、ハニカムユニット１１の長手方向に垂直な断面の開口率が８５％を超えると、ハニカムユニット１１の強度が不十分となる。
【００３４】
ハニカムユニット１１の長手方向に垂直な断面の貫通孔１１ａの密度は、１５．５〜１８６個／ｃｍ２であることが好ましく、３１〜１５５個／ｃｍ２がより好ましく、４６．５〜１２４個／ｃｍ２がさらに好ましい。ハニカムユニット１１の長手方向に垂直な断面の貫通孔１１ａの密度が１５．５個／ｃｍ２未満であると、隔壁１１ｂに触媒が担持されている場合に、排ガスと触媒が接触しにくくなって、排ガスの浄化率が低下する。一方、ハニカムユニット１１の長手方向に垂直な断面の貫通孔１１ａの密度が１８６個／ｃｍ２を超えると、ハニカム構造体１０の圧力損失が増大する。
【００３５】
ハニカムユニット１１の隔壁１１ｂの厚さは、０．０５〜０．３０ｍｍであることが好ましい。隔壁１１ｂの厚さが０．０５ｍｍ未満であると、ハニカムユニット１１の強度が低下する。一方、隔壁１１ｂの厚さが０．３０ｍｍを超えると、ハニカムユニット１１の熱容量が増大して発熱しにくくなる。
【００３６】
ハニカムユニット１１の隔壁１１ｂに触媒が担持されていてもよい。
【００３７】
隔壁１１ｂに担持されている触媒としては、排ガスを浄化することが可能であれば、特に限定されないが、白金、ロジウム、パラジウム等が挙げられる。
【００３８】
また、隔壁１１ｂの表面にγ−アルミナからなる触媒担持層が形成されており、触媒担持層に触媒が担持されていることが好ましい。
【００３９】
窒化アルミニウムでドープされた炭化ケイ素から構成されるハニカムユニット１１を作製する方法としては、特に限定されないが、炭化ケイ素及び窒化アルミニウムを含む原料ペーストを用いて成形した成形体を焼成する方法等が挙げられる。
【００４０】
原料ペースト中の窒化アルミニウムの含有量は、０．１〜３０質量％であることが好ましい。
【００４１】
原料ペーストは、必要に応じて、有機バインダ、分散媒、成形助剤等をさらに含んでもよい。
【００４２】
原料ペーストに含まれる有機バインダとしては、特に限定されないが、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００４３】
原料ペースト中の有機バインダの含有量は、炭化ケイ素に対して、１〜１０質量％であることが好ましい。
【００４４】
原料ペーストに含まれる分散媒としては、特に限定されないが、水、メタノール等の水性溶媒、ベンゼン等の有機溶媒が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００４５】
原料ペーストに含まれる成形助剤としては、特に限定されないが、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等が挙げられる。
【００４６】
原料ペーストを調製する方法としては、特に限定されないが、ミキサー及びアトライターを用いて混合する方法、ニーダーを用いて混練する方法等が挙げられる。
【００４７】
原料ペーストを用いて成形する方法としては、特に限定されないが、押出成形等が挙げられる。
【００４８】
成形体を乾燥する際に用いる乾燥機としては、特に限定されないが、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等が挙げられる。
【００４９】
また、乾燥された成形体は、例えば、４００℃で２時間脱脂することが好ましい。
【００５０】
さらに、脱脂された成形体は、例えば、アルゴン等の不活性ガスの雰囲気において、２２００℃で３時間焼成することが好ましい。
【００５１】
なお、焼成時に窒素を導入して、炭化ケイ素を窒素でドープしてもよい。
【００５２】
ハニカムユニット１１の代わりに、基材（骨材）に存在する気孔に導電材料を含むハニカムユニットを用いてもよい。
【００５３】
ハニカムユニットの基材を構成する材料としては、特に限定されないが、炭化ケイ素、チタン酸アルミニウム、コージェライト、アルミナ、シリカ、ジルコニア、ゼオライト等が挙げられる。
【００５４】
炭化ケイ素から構成されるハニカムユニットの基材を作製する方法としては、特に限定されないが、前述のハニカムユニット１１を作製する方法において、窒化アルミニウムを含まない原料ペーストを用いる方法等が挙げられる。
【００５５】
ハニカムユニットの基材に存在する気孔に含まれる導電材料としては、通電した時に十分に発熱することが可能であれば、特に限定されないが、シリコン；ニッケルシリサイド、クロムシリサイド、鉄シリサイド等の珪化物等が挙げられる。
【００５６】
導電材料として、シリコンを含む導電層を形成する方法としては、特に限定されないが、溶融シリコン又はシリコン若しくはシリコンの前駆体を含むスラリーをハニカムユニットの基材の表面に含浸させる方法等が挙げられる。
【００５７】
なお、ハニカムユニット１１の長手方向に垂直な断面の形状は、導電部材１４と電気的に接続されている帯状電極１３を形成することが可能であれば、扇形状に限定されない。
【００５８】
また、四角柱状の貫通孔１１ａの代わりに、三角柱状、六角柱状等の貫通孔が並設されていてもよい。
【００５９】
ハニカムユニット１１を接着する接着層１２は、厚さが０．５〜２ｍｍであることが好ましい。接着層１２の厚さが０．５ｍｍ未満であると、ハニカムユニット１１の接着強度が不十分になる。一方、接着層１２の厚さが２ｍｍを超えると、ハニカム構造体１０の圧力損失が増大しやすくなる。
【００６０】
ハニカムユニット１１を接着させる方法としては、特に限定されないが、接着層用ペーストを塗布した後、乾燥固化する方法等が挙げられる。
【００６１】
接着層用ペーストとしては、特に限定されないが、無機バインダ及び無機粒子の混合物、無機バインダ及び無機繊維の混合物、無機バインダ、無機粒子及び無機繊維の混合物等が挙げられる。
【００６２】
接着層用ペーストに含まれる無機繊維としては、特に限定されないが、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、シリカアルミナ、ガラス、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、シリカアルミナが好ましい。
【００６３】
接着層用ペーストに含まれる無機バインダとしては、特に限定されないが、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス等の無機系ゾル、白土、カオリン、モンモリロナイト、セピオライト、アタパルジャイト等の粘土鉱物等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾルが好ましい。
【００６４】
接着層用ペーストに含まれる無機粒子としては、特に限定されないが、炭化ケイ素、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、セリア、ムライト等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、炭化ケイ素が好ましい。
【００６５】
また、接着層用ペーストは、有機バインダを含有してもよい。
【００６６】
接着層用ペーストに含まれる有機バインダとしては、特に限定されないが、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００６７】
なお、円柱状のハニカム構造体１０を作製する代わりに、角柱状、楕円柱状等の形状のハニカム構造体を作製してもよい。このとき、電極が断線しにくいことから、ハニカム構造体の形状は円柱状又は楕円柱状であることが好ましい。また、楕円柱状のハニカム構造体を構成するハニカムユニットは、長手方向に垂直な断面が楕円扇形状であることが好ましい。
【００６８】
なお、本願明細書及び特許請求の範囲において、楕円及び楕円扇形における楕円は、長さが同一の２本の線分で２個の半円を接続したトラック形状を含むこととする。
【００６９】
帯状電極１３は、金属から構成されることが好ましい。
【００７０】
帯状電極１３を形成する方法としては、特に限定されないが、溶射、スパッタ等が挙げられる。
【００７１】
なお、ハニカムユニット１１の外周の全域に形成されている帯状電極１３の代わりに、ハニカムユニット１１の外周の一部に形成されている帯状電極、即ち、ハニカムユニット１１の外周よりも短い帯状電極が形成されていてもよく、波状電極、ジグザグ電極が形成されていてもよい。
【００７２】
導電部材１４は、端子として機能する。
【００７３】
なお、導電部材１４の形状は、円環状に限定されず、ハニカム構造体１０の形状に応じて、楕円環状等の環状とすることができる。
【００７４】
また、本願明細書及び特許請求の範囲において、環状は、閉じている環のみではなく、閉じていない環を含むこととする。
【００７５】
導電部材１４を構成する材料としては、特に限定されないが、ステンレス鋼等の金属が挙げられる。
【００７６】
導電部材１４の最大幅は、３〜３０ｍｍであることが好ましい。導電部材１４の最大幅が３ｍｍ未満であると、例えば、ハイブリッド車に搭載されているような高容量バッテリーから導電部材１４を経て帯状電極１３間に電圧を印加すると、導電部材１４に流れる単位体積当たりの電流が増大し、導電部材１４が破損しやすくなる。一方、導電部材１４の幅が３０ｍｍを超えると、導電部材１４を経て帯状電極１３間に電圧を印加した時に発熱するハニカムユニット１１の体積が小さくなり、ハニカム構造体１０が排ガスを十分に浄化できなくなる。
【００７７】
なお、導電部材１４の最大幅とは、導電部材１４の長手方向の長さの最大値を意味する。
【００７８】
導電部材１４と帯状電極１３の間に、導電確保部が形成されていることが好ましい。これにより、導電部材１４と帯状電極１３の間の接触抵抗による発熱をさらに抑制することができる。
【００７９】
導電確保部を構成する材料としては、特に限定されないが、金属；ニッケルシリサイド、クロムシリサイド、鉄シリサイド等の珪化物等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、ニッケルシリサイドが好ましい。
【００８０】
図３に、本発明における導電確保部を形成する方法の一例を示す。また、図４に、図３の方法を用いて形成される導電確保部を示す。
【００８１】
導電部材１４は、帯状電極１３に対向する側の表面に所定の周期で凸部が形成されており、凸部の上面にニッケル層１４ａが形成されている。一方、ハニカムユニット１１の外周面に形成されている帯状電極１３の表面にシリコン層１３ａが形成されている。
【００８２】
このような導電部材１４を、８００〜１０００℃の不活性ガスの雰囲気下で、帯状電極１３に圧接させることにより、導電部材１４の凸部と帯状電極１３の間に、ニッケルシリサイドから構成される導電確保部１５を形成することができる。
【００８３】
導電部材１４を帯状電極１３に圧接させる雰囲気の温度が８００℃未満であると、ニッケルとシリコンの反応が十分に進行しなくなる。一方、導電部材１４を帯状電極１３に圧接させる雰囲気の温度が１０００℃を超えると、帯状電極１３が溶融しやすくなる。
【００８４】
導電部材１４を帯状電極１３に圧接させる雰囲気の不活性ガスとしては、特に限定されないが、ヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素等が挙げられる。
【００８５】
導電部材１４を帯状電極１３に圧接させる圧力は、０．３〜３．０ＭＰａであることが好ましい。導電部材１４を帯状電極１３に圧接させる圧力が０．３ＭＰａ未満であると、例えば、自動車用バッテリーから導電部材１４を経て帯状電極１３間に電圧を印加すると、接触抵抗による発熱が発生しやすくなる。一方、導電部材１４を帯状電極１３に圧接させる圧力が３．０ＭＰａを超えると、ハニカムユニット１１が破損しやすくなる。
【００８６】
導電部材１４の帯状電極１３に対向する側の凸部が形成されていない領域の面積に対する凸部が形成されている領域の面積の比は、１／３〜１であることが好ましい。この面積の比が１／３未満であると、導電確保部１７に流れる電流が小さくなって、接触抵抗による発熱が発生しやすくなる。一方、この面積の比が１を超えると、導電部材１４の凸部が帯状電極１３に圧接されにくくなって、ニッケルシリサイドから構成される導電確保部１７が十分に形成されなくなる。
【００８７】
導電部材１４の凸部が形成されていない領域の厚さに対する凸部が形成されている領域の厚さの比が５以下であることが好ましい。この比が５を超えると、例えば、自動車用バッテリーから導電部材１４を経て帯状電極１３間に電圧を印加すると、帯状電極１３と導電部材１４の間の接触抵抗による発熱が発生しやすくなる。
【００８８】
導電部材１４の凸部の上面にニッケル層１４ａを形成する方法としては、特に限定されないが、めっき、溶射等が挙げられる。
【００８９】
なお、導電部材１４の凸部の上面に形成されるニッケル層１４ａは、導電部材１４の凸部の側面、及び／又は、導電部材１４の帯状電極１３に対向する側の凸部が形成されていない表面に形成されていてもよい。
【００９０】
また、ニッケル層１４ａの代わりに、クロム層、鉄層等の金属層を形成してもよい。この場合、シリコンと金属が反応することにより、クロムシリサイド、鉄シリサイド等のケイ化物が生成する。このとき、金属としては、シリコンと反応することによりケイ化物を生成することが可能であれば、特に限定されないが、ニッケルが好ましい。
【００９１】
帯状電極１３の表面にシリコン層１３ａを形成する方法としては、特に限定されないが、溶融シリコン又はシリコン若しくはシリコンの前駆体を含むスラリーを帯状電極１３の表面に含浸させる方法等が挙げられる。
【００９２】
なお、帯状電極１３の表面に形成されるシリコン層１３ａは、帯状電極１３のニッケル層１４ａと対向する表面に形成されていれば、帯状電極１３の表面の全域に形成されていなくてもよい。
【００９３】
また、凸部の上面にニッケル層１４ａを形成する代わりに、シリコン層１３ａを形成すると共に、帯状電極１３の表面にシリコン層１３ａを形成する代わりに、ニッケル層１４ａを形成してもよい。
【００９４】
一方、帯状電極１３と導電部材１４の間に、金属箔又は多孔質の金属板を挟持することにより、金属から構成される導電確保部を形成することが好ましい。このとき、金属箔又は多孔質の金属板の少なくとも一部が帯状電極１３及び導電部材１４に接触していればよく、導電部材１４の帯状電極１３に対向する側の表面に凸部を形成してもよい。
【００９５】
また、導電部材１４の帯状電極１３に対向する側の表面に凸状部又は尖状部を形成して、凸状部又は尖状部を帯状電極１３に圧着させることにより、金属から構成される導電確保部を形成することが好ましい。このとき、凸状部又は尖状部は、導電部材１４と同一の材料から構成されていてもよいし、導電部材１４とは異なる材料から構成されていてもよい。
【００９６】
図５に、本発明の排ガス浄化装置の一例を示す。排ガス浄化装置１００は、ハニカム構造体１０の外周部に保持シール材２０を配置した状態で、金属管３０にキャニングすることにより得られる。また、ハニカム構造体１０の導電部材１４には、自動車用のバッテリー（不図示）が接続されている。このため、自動車用のバッテリーから導電部材１４を経て帯状電極１３間に電圧を印加することにより、４個のハニカムユニット１１に安定して通電することができ、その結果、触媒の排ガス浄化能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００９７】
１０ ハニカム構造体
１１ ハニカムユニット
１１ａ 貫通孔
１１ｂ 隔壁
１２ 接着層
１３ 帯状電極
１３ａ シリコン層
１４ 導電部材
１４ａ ニッケル層
１５ 導電確保部
２０ 保持シール材
３０ 金属管
１００ 排ガス浄化装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通孔が長手方向に並設されていると共に、導電性セラミックスを含むハニカムユニットが接着層を介して複数個接着されているハニカム構造体であって、
前記ハニカムユニットの外周面には、一対の電極が形成されており、
複数個の前記一対の電極と電気的に接続されている一対の導電部材が設置されていることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記一対の電極は、前記ハニカムユニットの前記長手方向の両端部の外周面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記ハニカムユニットが前記接着層を介して複数個接着されている形状は、円柱状又は楕円柱状であり、
前記導電部材の形状は、円環状又は楕円環状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記導電部材は、最大幅が３ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記電極と前記導電部材の間に金属箔又は多孔質の金属板が挟持されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記電極は、表面の少なくとも一部にシリコンを含む層が形成されており、
前記導電部材は、前記電極と対向する側の表面に凸状部が形成されていると共に、該凸部に金属を含む層が形成されており、
前記電極と前記導電部材の間に、前記シリコンと前記金属が反応することにより生成した珪化物を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記電極は、表面の少なくとも一部に金属を含む層が形成されており、
前記導電部材は、前記電極と対向する側の表面に凸状部が形成されていると共に、該凸部にシリコンを含む層が形成されており、
前記電極と前記導電部材の間に、前記金属と前記シリコンが反応することにより生成した珪化物を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項８】
前記金属は、ニッケルであることを特徴とする請求項６又は７に記載のハニカム構造体。
【請求項９】
前記導電部材は、前記電極と対向する側の表面に凸状部又は尖状部が形成されており、
該凸状部又は尖状部が前記電極に圧着されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項１０】
前記電極は、溶射又はスパッタにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項１１】
前記複数の貫通孔を隔てる隔壁は、触媒が担持されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項１２】
前記触媒は、白金、ロジウム又はパラジウムであることを特徴とする請求項１１に記載のハニカム構造体。
【請求項１３】
前記導電性セラミックスは、炭化ケイ素を含むことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のハニカム構造体を有することを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項１】
複数の貫通孔が長手方向に並設されていると共に、導電性セラミックスを含むハニカムユニットが接着層を介して複数個接着されているハニカム構造体であって、
前記ハニカムユニットの外周面には、一対の電極が形成されており、
複数個の前記一対の電極と電気的に接続されている一対の導電部材が設置されていることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記一対の電極は、前記ハニカムユニットの前記長手方向の両端部の外周面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記ハニカムユニットが前記接着層を介して複数個接着されている形状は、円柱状又は楕円柱状であり、
前記導電部材の形状は、円環状又は楕円環状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記導電部材は、最大幅が３ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記電極と前記導電部材の間に金属箔又は多孔質の金属板が挟持されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記電極は、表面の少なくとも一部にシリコンを含む層が形成されており、
前記導電部材は、前記電極と対向する側の表面に凸状部が形成されていると共に、該凸部に金属を含む層が形成されており、
前記電極と前記導電部材の間に、前記シリコンと前記金属が反応することにより生成した珪化物を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記電極は、表面の少なくとも一部に金属を含む層が形成されており、
前記導電部材は、前記電極と対向する側の表面に凸状部が形成されていると共に、該凸部にシリコンを含む層が形成されており、
前記電極と前記導電部材の間に、前記金属と前記シリコンが反応することにより生成した珪化物を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項８】
前記金属は、ニッケルであることを特徴とする請求項６又は７に記載のハニカム構造体。
【請求項９】
前記導電部材は、前記電極と対向する側の表面に凸状部又は尖状部が形成されており、
該凸状部又は尖状部が前記電極に圧着されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項１０】
前記電極は、溶射又はスパッタにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項１１】
前記複数の貫通孔を隔てる隔壁は、触媒が担持されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項１２】
前記触媒は、白金、ロジウム又はパラジウムであることを特徴とする請求項１１に記載のハニカム構造体。
【請求項１３】
前記導電性セラミックスは、炭化ケイ素を含むことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のハニカム構造体を有することを特徴とする排ガス浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２３０９９９（Ｐ２０１１−２３０９９９Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５７０４８（Ｐ２０１１−５７０４８）
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
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