(57)【要約】【課題】電極への確実な通電を確保しつつ高い生産効率にて製造することが可能な電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ）を提供する。【解決手段】本発明に係るＥＨＣは、通電により発熱する発熱体と、発熱体を収容する筒状の容器である第１ケースと、電気絶縁材料からなる緩衝材である第１マットと、発熱体に通電可能に構成された一対の電極と、を備える。第１マットは発熱体と第１ケースとの間に挟持されている。一対の電極の各々は、発熱体の外周面に形成された面状の表面電極と、第１ケース及び第１マットを貫通して当該表面電極に当接する外部電極と、によって構成される。これによれば、第１マットを発熱体の外周面に巻回して圧入又はサイジングにより第１ケースの内部に収容した後に、第１ケースの外周面に形成された貫通孔に外部電極を挿通して表面電極に当接させることができる。【選択図】図１
2020190236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する発熱体と、
前記発熱体を収容する筒状の容器である第１ケースと、
電気絶縁材料からなる緩衝材である第１マットと、
前記発熱体に通電可能に構成された一対の電極と、
を備え、
前記第１マットは、前記発熱体と前記第１ケースとの間に挟持されている、
電気加熱式触媒装置であって、
一対の前記電極の各々は、前記第１ケースの軸方向である第１方向に平行な前記発熱体の表面である外周面に配設された面状の導電性部材である表面電極と、前記表面電極に当接するように配設された導電性部材である外部電極とによって構成されており、
前記第１ケースの前記第１マットを介して前記表面電極に対向する領域には前記第１ケースの外側と内側とを連通する貫通孔である第１ケース孔が形成されており、
前記第１マットの少なくとも前記第１ケース孔に対向する領域には前記電気絶縁材料が存在しない間隙である第１マット間隙が形成されており、
前記外部電極は、前記第１ケース孔及び前記第１マット間隙に挿通されて前記表面電極に当接している、
電気加熱式触媒装置。
【請求項２】
請求項１に記載された電気加熱式触媒装置であって、
前記第１マット間隙は、前記第１マットの前記第１ケース孔に対向する領域において前記第１マットの外側と内側とを連通するように形成された貫通孔である第１マット孔である、
電気加熱式触媒装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された電気加熱式触媒装置であって、
前記表面電極の前記外部電極が当接する領域である当接領域は、少なくとも前記外部電極が当接する方向において可撓性を有するように構成されており、
前記外部電極に当接されて撓んだ前記当接領域は、前記外周面と前記当接領域との間に形成された間隙に収容されている、
電気加熱式触媒装置。
【請求項４】
請求項３に記載された電気加熱式触媒装置であって、
前記当接領域を構成する前記導電性部材は、弾性変形可能な材料によって構成されている、
電気加熱式触媒装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載された電気加熱式触媒装置であって、
前記外周面の前記当接領域に対向する領域と前記当接領域との間に緩衝材が配設されている、
電気加熱式触媒装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載された電気加熱式触媒装置であって、
前記第１ケースは、前記外部電極を前記表面電極に当接させた状態において前記外部電極を固定するように構成された電極固定部を備える、
電気加熱式触媒装置。
【請求項７】
請求項６に記載された電気加熱式触媒装置であって、
前記外部電極は、前記外部電極と前記電極固定部との間に介在して前記電極固定部に前記外部電極を取り付けるための部分である取付部を備え、
前記取付部の外周面に刻設された雄ねじと前記電極固定部に形成された貫通孔に刻設された雌ねじとを螺合することにより前記外部電極が前記電極固定部に固定されている、
電気加熱式触媒装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載された電気加熱式触媒装置であって、
前記発熱体を収容する筒状の容器である第２ケースと、
電気絶縁材料からなる緩衝材である第２マットと、
を更に備え、
前記第１マットは、前記第１ケースと前記第２ケースとの間に挟持されており、
前記第２マットは、前記発熱体と前記第２ケースとの間に挟持されており、
前記第２ケースの少なくとも前記第１ケース孔に対向する領域には前記第２ケースを構成する材料が存在しない間隙である第２ケース間隙が形成されており、
前記第２マットの少なくとも前記第１ケース孔に対向する領域には前記電気絶縁材料が存在しない間隙である第２マット間隙が形成されており、
前記外部電極は、前記第１ケース孔、前記第１マット間隙、前記第２ケース間隙及び前記第２マット間隙に挿通され且つ前記表面電極に当接するように配設されている、
電気加熱式触媒装置。
【請求項９】
請求項８に記載された電気加熱式触媒装置であって、
前記第２ケース間隙は、前記第２ケースの前記第１ケース孔に対向する領域において前記第２ケースの外側と内側とを連通するように形成された貫通孔である第２ケース孔である、
電気加熱式触媒装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載された電気加熱式触媒装置であって、
前記第２マット間隙は、前記第２マットの前記第１ケース孔に対向する領域において前記第２マットの外側と内側とを連通するように形成された貫通孔である第２マット孔である、
電気加熱式触媒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気加熱式触媒装置に関する。より具体的には、本発明は、電極への確実な通電を確保しつつ高い生産効率にて製造することが可能な電気加熱式触媒装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジン及びディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気には、例えば煤等からなる粒子状物質（ＰＭ）、一酸化炭素（ＣＯ）、未燃焼炭化水素（ＨＣ：ＨｙｄｒｏＣａｒｂｏｎ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）等の特定物質が含まれる。そこで、地球環境保護等の観点から、例えばＰＭを捕集するガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ：Ｇａｓｏｌｉｎｅ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）及びディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）等のフィルタ並びに酸化触媒（ＯＣ：Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｃａｔａｌｙｓｔ）、三元触媒（ＴＷＣ：Ｔｈｒｅｅ−Ｗａｙ  Ｃａｔａｌｙｓｔ）及び選択触媒還元脱硝装置（ＳＣＲ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）等の排気浄化触媒等の排気処理ユニットを含む排気処理装置を内燃機関の排気流路に介装して、これらの特定物質を除去することが広く行われている。
【０００３】
ところで、排気浄化触媒が所定の活性化温度に到達していない場合、当該排気浄化触媒は十分な触媒作用を発揮することができず、排気浄化機能が低下する。従って、例えば、冷間時における内燃機関の始動（冷間始動）を行った場合及びハイブリッド車両等において内燃機関の稼働頻度が低い場合等、排気浄化触媒の温度が十分に高まっていない場合においては、排気浄化触媒の温度が活性化温度に到達していないために所期の排気浄化機能を発揮することが困難となる虞がある。
【０００４】
そこで、当該技術分野においては、一対の電極を介して通電することによって発熱して排気浄化触媒を加熱する発熱体を備える排気処理装置である電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｈｅａｔｅｄ  Ｃａｔａｌｙｓｔ）が知られている。このようなＥＨＣは、例えば、排気浄化触媒を担持する担体の上流側に配設された別個の発熱体によって排気を加熱し、このようにして加熱された排気によって排気浄化触媒を加熱するように構成することができる。或いは、このようなＥＨＣは、例えば、排気浄化触媒を発熱体に担持させて（即ち、通電によって発熱する担体に排気浄化触媒を担持させて）排気浄化触媒と発熱体とを一体的に構成することもできる。何れの構成においても、ＥＨＣによれば、発熱体によって排気浄化触媒を加熱して排気浄化触媒の温度の活性化温度への到達を早め、結果として内燃機関の温度が低い場合における当該内燃機関からの上述した特定物質の放出（コールドエミッション）を低減することができる。
【０００５】
ところで、上記のように発熱体に通電するための電極は、例えば図１３に示すように、発熱体３の外周表面に貼り付けられた表面電極７ａと電源との電気的接続のために表面電極７ａに突設された電極端子７ｂとによって一体的に構成されることが一般的である（例えば、特許文献１を参照）。このような構成を有する電極を備える発熱体においては、表面電極から電極端子が突出しているため、例えば圧入又はサイジング等の方法によって当該発熱体を筒状のケース内に収めようとしても、筒状のケースの端部から当該発熱体をケース内に挿入することができない。従って、このような発熱体をケース内に収めるためには、例えば、プレス加工によって製造された２枚合わせ式のシェルに発熱体を挟み込んだ後に当該シェルを溶接等によって接合する必要があり、生産性が低い。
【０００６】
一方、当該技術分野においては、発熱体と、ケースと、発熱体とケースとの間に設けられる絶縁部材と、発熱体よりも上流側から下流側へと延在して発熱体の外周面に接続される電極と、を備えるＥＨＣが知られている（例えば、特許文献２を参照）。このような構成を有するＥＨＣは、例えば図１４に示すように、軸方向に延びる電極端子５ａを発熱体４の外周面に形成された電極膜８に接触させ且つ発熱体４の外周面に絶縁部材９を巻き付けた状態にて圧入又はサイジング等の方法により筒状のケース６の内部に発熱体４を収めた後にケース６の上流側から外部電極５を挿入して電極端子５ａに接触させることにより構成することができる。
【０００７】
しかしながら、上記のような構成を有するＥＨＣにおいては、ケースの上流側から挿入される外部電極を電極端子に押し当てることによって外部電極と電極端子とが電気的に接続される。このため、外部電極と電極端子との位置合わせが困難であったり、ケース内における排気浄化触媒の位置及び／又は角度が組付誤差等に起因してずれることにより外部電極と電極端子との接触面積にバラツキが生じたりする場合がある。その結果、上記のような構成を有するＥＨＣにおいては、確実な通電を確保することが困難となる虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５７３３４１９号公報
【特許文献２】特許第５６２５７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、当該技術分野においては、電極への確実な通電を確保しつつ高い生産効率にて製造することが可能な電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ）が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題に鑑み、本発明者は、鋭意研究の結果、面状の表面電極が外周面に形成された発熱体を筒状のケースの内部に収容した後に、当該ケースの外周面に形成された貫通孔に外部電極を挿通して当該外部電極を上記表面電極に当接させることにより、電極への確実な通電を確保しつつＥＨＣを高い生産効率にて製造することができることを見出した。
【００１１】
具体的には、本発明に係る電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ）（以降、「本発明ＥＨＣ」と称呼される場合がある。）は、通電により発熱する発熱体と、発熱体を収容する筒状の容器である第１ケースと、電気絶縁材料からなる緩衝材である第１マットと、発熱体に通電可能に構成された一対の電極と、を備える。第１マットは発熱体と第１ケースとの間に挟持されている。換言すれば、第１マットは、第１ケースと発熱体との間に介在して第１ケースの内部の所定の位置に復元力によって発熱体を保持している。
【００１２】
更に、一対の電極の各々は、表面電極と外部電極とによって構成されている。表面電極は、第１ケースの軸方向である第１方向に平行な発熱体の表面である外周面に配設された面状の導電性部材である。外部電極は、表面電極に当接するように配設された導電性部材である。
【００１３】
上記に加えて、本発明ＥＨＣにおいては、第１ケースの第１マットを介して表面電極に対向する領域には第１ケースの外側と内側とを連通する貫通孔である第１ケース孔が形成されている。また、第１マットの少なくとも第１ケース孔に対向する領域には電気絶縁材料が存在しない間隙である第１マット間隙が形成されている。更に、外部電極は、第１ケース孔及び第１マット間隙に挿通されて表面電極に当接している。
【００１４】
本発明の１つの好ましい態様において、第１マット間隙は、第１マットの第１ケース孔に対向する領域において第１マットの外側と内側とを連通するように形成された貫通孔である第１マット孔である。また、本発明のもう１つの好ましい態様において、表面電極の外部電極が当接する領域である当接領域は、少なくとも外部電極が当接する方向において可撓性を有するように構成されており、且つ、外部電極に当接されて撓んだ当接領域は、外周面と当接領域との間に形成された間隙に収容されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれは、電極への確実な通電を確保しつつ高い生産効率にて製造することが可能な電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ）を提供することができる。
【００１６】
本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施態様に係る電気加熱式触媒装置（第１ＥＨＣ）の構成の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の第２実施態様に係る電気加熱式触媒装置（第２ＥＨＣ）の構成の一例を示す模式的な拡大断面図である。
【図３】第２ＥＨＣが備える表面電極の構成の一例を示す模式的な平面図である。
【図４】第２ＥＨＣから第１ケース及び第１マットを除いた状態を示す模式的な斜視図である。
【図５】第２ＥＨＣにおいて外部電極に当接されて撓んだ当接領域を収容する間隙の構成の幾つかの例を示す模式的な断面図である。
【図６】第２ＥＨＣにおいて外部電極に当接されて撓んだ当接領域を収容する間隙の構成の更なる例を示す模式的な断面図である。
【図７】第２ＥＨＣにおいて外部電極に当接されて撓んだ当接領域を収容する間隙の構成の更なる例を示す模式的な断面図である。
【図８】第２ＥＨＣが備える当接領域及び当接領域を収容する間隙の構成の更なる例を示す模式的な断面図である。
【図９】本発明の第３実施態様に係る電気加熱式触媒装置（第３ＥＨＣ）の構成の一例を示す模式的な（ａ）斜視図及び（ｂ）外部電極近傍の拡大断面図である。
【図１０】本発明の第４実施態様に係る電気加熱式触媒装置（第４ＥＨＣ）の構成の一例を示す模式的な斜視図である。
【図１１】図１０に示した第４ＥＨＣの構成部材を示す模式的な分解斜視図である。
【図１２】図１０及び図１１に示した第４ＥＨＣの構成を示す模式的な拡大断面図である。
【図１３】従来技術に係る電気加熱式触媒装置が備える発熱体に通電するための電極の構成の一例を示す模式的な断面図である。
【図１４】従来技術に係る他の電気加熱式触媒装置が備える発熱体に通電するための電極の構成の一例を示す模式的な拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
《第１実施形態》
以下、本発明の第１実施形態に係る電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ）（以降、「第１ＥＨＣ」と称呼される場合がある。）について説明する。尚、本明細書において使用される「上流側」及び「下流側」なる用語は、ＥＨＣに流れる排気等の流体の流れにおける「上流側」及び「下流側」をそれぞれ意味する。
【００１９】
〈構成〉
第１ＥＨＣは、通電により発熱する発熱体と、発熱体を収容する筒状の容器である第１ケースと、電気絶縁材料からなる緩衝材である第１マットと、発熱体に通電可能に構成された一対の電極と、を備えるＥＨＣである。ＥＨＣは、例えば自動車等に搭載される内燃機関の排気経路上に設けられるため、ＥＨＣの構成要素は、例えば、高い耐熱性、耐酸化性、及び耐腐食性等を備える材料によって形成されることが望ましい。
【００２０】
発熱体の構成及び材料は、通電により発熱することが可能であり且つ排気処理装置としての使用環境及び使用条件に耐えることが可能である限り、特に限定されない。発熱体を形成する材料の具体例としては、例えば、ＳｉＣ（炭化珪素）等のセラミック材料を挙げることができる。
【００２１】
尚、第１ＥＨＣは、例えば、排気浄化触媒を担持する担体の上流側に配設された別個の発熱体によって排気を加熱し、このようにして加熱された排気によって排気浄化触媒を加熱するように構成されていてもよい。或いは、第１ＥＨＣにおいて、例えば、通電によって発熱する担体に排気浄化触媒が担持されていてもよい（即ち、排気浄化触媒が発熱体に担持されていてもよい）。
【００２２】
第１ケースの形状及び材料は、筒状の形状を有し、その内部に発熱体を収容することが可能であり且つ排気処理装置としての使用環境及び使用条件に耐えることが可能である限り、特に限定されない。具体的には、第１ケースは、例えば円筒状又は角筒状の形状を有していてもよく、その内部に発熱体を収容する部分の横断面よりも上流側及び／又は下流側の部分の横断面がより小さくなるように形成されていてもよい。典型的には、第１ケースを形成する材料はステンレス鋼を始めとする金属であり、第１ケースの形状は円筒形である。また、第１ケースは、例えば鋼管等によって一体物として形成されていてもよく、或いは複数の構成部材を集成することによって形成されていてもよい。
【００２３】
第１マットの形状及び材料は、電気絶縁材料からなる緩衝材であり、第１ケースと発熱体との間に介在して第１ケースの内部の所定の位置に復元力によって発熱体を保持することが可能であり且つ排気処理装置としての使用環境及び使用条件に耐えることが可能である限り、特に限定されない。即ち、第１マットは発熱体と第１ケースとの間に挟持されている。第１マットを形成する材料の具体例としては、例えば、アルミナ−シリカ系繊維等の無機繊維及びこのような無機繊維にバインダとしての樹脂を加えたものを挙げることができる。バインダとして使用される樹脂の具体例としては、例えば、アクリルゴム、ニトリルゴム、ポリビニルアルコール及びアクリル樹脂等を挙げることができる。
【００２４】
一対の電極を構成する材料は、発熱体に通電可能であり且つ排気処理装置としての使用環境及び使用条件に耐えることが可能である限り、特に限定されない。当該電極を構成する材料の具体例としては、例えば、Ｎｉ−Ｃｒ合金やＭＣｒＡｌＹ合金（但し、ＭはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうち少なくとも一種）等の金属材料が用いられる。
【００２５】
更に、（発熱体に通電可能に構成された）一対の電極の各々は、表面電極と外部電極とによって構成されている。表面電極は、第１ケースの軸方向である第１方向に平行な発熱体の表面である外周面に配設された面状の導電性部材である。このような表面電極は、例えば、溶射等の周知の手法により、発熱体の外周面上に形成することができる。外部電極は、表面電極に当接するように配設された導電性部材である。
【００２６】
上記に加えて、第１ＥＨＣにおいては、第１ケースの第１マットを介して表面電極に対向する領域に、第１ケースの外側と内側とを連通する貫通孔である第１ケース孔が形成されている。また、第１マットの少なくとも第１ケース孔に対向する領域に、電気絶縁材料が存在しない間隙である第１マット間隙が形成されている。第１ケース孔及び第１マット間隙により、第１ケースの外部と第１マットの内部とを連通する空間が画定されている。
【００２７】
尚、第１マット間隙は、第１マットの第１ケース孔に対向する領域において第１マットの外側と内側とを連通するように形成された貫通孔であってもよい。或いは、第１マット間隙は、第１マットの第１ケース孔に対向する領域のみならず、第１マットの他の領域にまで及ぶ間隙であってもよい。このような間隙の具体例としては、例えば、第１マットが２つの部材に分割されており且つ当該２つの部材の一方が第１ケース孔よりも上流側に配設され他方が第１ケース孔よりも下流側に配設される場合において当該２つの部材の間に画定される空間等を挙げることができる。この場合、第１マット間隙は、発熱体の外周面の全周に亘る環状の空間として画定される。但し、第１マット間隙の具体的な形状は、第１ケースと発熱体との間に介在して第１ケースの内部の所定の位置に復元力によって発熱体を保持することが可能であり且つ第１マットの第１ケース孔に対向する領域において第１マットの外側と内側とを連通することが可能である限り、特に限定されない。
【００２８】
更に、外部電極は、第１ケース孔及び第１マット間隙に挿通されて表面電極に当接している。外部電極の形状は、第１ケース孔及び第１マット間隙に挿通され且つ表面電極に当接するように配設されることが可能である限り、特に限定されない。典型的には、外部電極は、第１ケース孔及び第１マット間隙に挿通可能な断面を有する柱状の形状を有する。
【００２９】
尚、第１ＥＨＣは、例えば内燃機関の排気中に含まれる上述したような特定物質の除去を目的として、排気の流路等に介装される。従って、第１ＥＨＣは、筒状の容器である第１ケースの軸方向である第１方向における両端に位置する開口を除き、気密に構成される。具体的には、第１ケースに形成された貫通孔である第１ケース孔に挿通された外部電極と第１ケースとは気密に接合される。但し、例えば外部電極と第１ケースとの間に介在する電気絶縁材料等により、外部電極と第１ケースとを電気的に絶縁する必要がある。
【００３０】
図１は、第１ＥＨＣの構成の一例を示す模式図である。（ａ）は第１ＥＨＣ１０１の模式的な斜視図であり、（ｂ）は互いに対向する一対の外部電極４２ａ及び４２ｂの軸を含み且つ第１方向に直交する平面による第１ＥＨＣ１０１の模式的な断面図であり、（ｃ）は互いに対向する一対の外部電極４２ａ及び４２ｂの軸を含み且つ第１方向に平行な平面による第１ＥＨＣ１０１の模式的な断面図である。
【００３１】
図１に例示する第１ＥＨＣ１０１は、通電により発熱する発熱体１０と、発熱体１０を収容する筒状の容器である第１ケース２０と、電気絶縁材料からなる緩衝材である第１マット３０と、発熱体に通電可能に構成された一対の電極４０ａ及び４０ｂと、を備える。第１マット３０は発熱体１０と第１ケース２０との間に挟持されて、第１ケース２０の内部の所定の位置に復元力によって発熱体１０を保持している。
【００３２】
例えば、発熱体１０は、ＳｉＣ（炭化珪素）によって形成され且つハニカム構造を有する円柱体として構成することができる。また、第１ケース２０は、ステンレス鋼管によって構成することができる。更に、第１マット３０は、アルミナ−シリカ系繊維によって形成された不織布によって構成することができる。
【００３３】
上記に加えて、一対の電極４０ａ及び４０ｂの各々は、それぞれ、表面電極４１ａと外部電極４２ａとの組及び表面電極４１ｂと外部電極４２ｂとの組によって構成されている。表面電極４１ａ及び４１ｂは、第１ケース２０の軸方向である第１方向に平行な発熱体１０の表面である外周面にそれぞれ配設された面状の導電性部材である。外部電極４２ａ及び４２ｂは、それぞれ、表面電極４１ａ及び４１ｂに当接するように配設された導電性部材である。
【００３４】
また、第１ケース２０の第１マット３０を介して表面電極４１ａ及び４１ｂに対向する領域には、第１ケース２０の外側と内側とを連通する貫通孔である第１ケース孔２１ａ及び２１ｂがそれぞれ形成されている。また、第１マット３０の少なくとも第１ケース孔２１ａ及び２１ｂに対向する領域には電気絶縁材料が存在しない間隙である第１マット間隙が形成されている。図１に例示する第１ＥＨＣ１０１においては、第１マット３０の第１ケース孔２１ａ及び２１ｂに対向する領域において第１マット３０の外側と内側とを連通するようにそれぞれ形成された２つの貫通孔である第１マット孔３１ａ及び３１ｂとして第１マット間隙が形成されている。
【００３５】
更に、外部電極４２ａ及び４２ｂは、それぞれ、第１ケース孔２１ａ及び２１ｂ及び第１マット間隙３１ａ及び３１ｂに挿通されて表面電極４１ａ及び４１ｂに当接している。これにより、図示しない電源を外部電極４２ａ及び４２ｂに接続して、一対の電極４０ａ及び４０ｂを介して発熱体１０に通電し、発熱体１０を発熱させて、図示しない排気浄化触媒を所定の活性化温度へと昇温させることができる。
【００３６】
〈効果〉
以上説明してきたように、第１ＥＨＣが備える発熱体に通電する電極は、発熱体の外周面に配設された表面電極と、第１ケース孔及び第１マット間隙に挿通され且つ表面電極に当接するように配設された外部電極とによって構成されている。従って、例えば、第１マットを発熱体の外周面に巻回して柱体ユニットを形成し、例えば圧入又はサイジング等の方法により当該柱体ユニットを第１ケースの内部に収容した後に、外部電極を第１ケース孔及び第１マット間隙若しくは第１マット孔に挿通して表面電極に当接させることにより、第１ＥＨＣを高い生産効率にて製造することができる。
【００３７】
即ち、第１ＥＨＣは、表面電極から電極端子が突出している従来技術に係る電気加熱式触媒装置のように例えばプレス加工によって製造された２枚合わせ式のシェルに発熱体を挟み込んだ後に当該シェルを溶接等によって接合する必要が無く、高い生産効率にて製造することができる。また、外部電極と表面電極との位置合わせが容易であるため、確実な通電を確保することができる。
【００３８】
《第２実施形態》
以下、本発明の第２実施形態に係る電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ）（以降、「第２ＥＨＣ」と称呼される場合がある。）について説明する。
【００３９】
〈構成〉
第２ＥＨＣは、上述した第１ＥＨＣであって、表面電極の外部電極が当接する領域である当接領域は、少なくとも外部電極が当接する方向において可撓性を有するように構成されており、且つ、外部電極に当接されて撓んだ当接領域は、発熱体の外周面と当接領域との間に形成された間隙に収容されている、電気加熱式触媒装置である。
【００４０】
図２は、第２ＥＨＣの構成の一例を示す模式的な拡大断面図である。より具体的には、図２は、第２ＥＨＣ１０２が備える一対の電極のうちの一方の電極４０ａの近傍の部分の外部電極４２ａの軸を含み且つ第１方向に平行な平面による模式的な断面図である。尚、以下の説明においては第２ＥＨＣ１０２が備える一対の電極のうちの一方の電極４０ａの近傍の部分についてのみ述べるが、図示しない他方の電極の近傍の部分の構成も図２に示す構成と同様である。従って、他方の電極の近傍の部分についての説明は省略する。また、図２には、電極固定部５１ａ、取付部５２ａ及び絶縁部５３ａが描かれているが、これらの構成要素については本発明の他の実施形態に関する説明において後述する。
【００４１】
図２に示すように、当接領域４３ａは、第１ケース孔２１ａ及び第１マット間隙（又は第１マット孔）３１ａに挿通された外部電極４２ａが当接する表面電極４１ａの領域である。即ち、当接領域４３ａは、第１マット間隙（又は第１マット孔）３１ａを介して、第１ケース孔２１ａに対向する表面電極４１ａの部分である。また、当接領域４３ａは、少なくとも外部電極４２ａが当接する方向において可撓性を有するように構成されている。換言すれば、当接領域４３ａは、表面電極４１ａに当接する外部電極４２ａによって押圧されて押圧方向に撓むことが可能であるように構成されている。
【００４２】
当接領域４３ａの具体的な構成は、表面電極４１ａに当接する外部電極４２ａによって押圧されて押圧方向に撓むことが可能である限り、特に限定されない。当接領域４３ａは、例えば図３に示すように、当接領域４３ａの外縁部から中心部に向かって延在する導電性部材によって形成された複数（図３に示す例においては８つ）の突起４４ａによって構成されていてもよい。図３に例示する当接領域４３ａにおいては、各々の突起４４ａが当接領域４３ａの外縁部を支点として撓むことが可能であるように構成されている。このような当接領域は、例えば、表面電極の当接領域に該当する領域の中心から周縁部へと放射状に延びる複数の切り込みを入れることによって構成することができる。
【００４３】
図４は、第２ＥＨＣ１０２から第１ケース及び第１マットを除いた状態を示す模式的な斜視図である。尚、図４においては、第２ＥＨＣ１０２が備える一対の電極のうちの一方の電極４０ａのみが描かれており、他方の電極（４０ｂ）及びその近傍の部材については省略されているが、図示しない他方の電極及びその近傍の部材の構成は電極４０ａ及びその近傍の部材の構成と同様である。従って、他方の電極及びその近傍の部材の構成についての説明は省略する。
【００４４】
図４に例示する第２ＥＨＣ１０２においては、図３に示した表面電極４１ａが発熱体１０の外周面に図示しない脚部を介して導通可能に接合されている。表面電極４１ａの当接領域４３ａと発熱体１０の外周面との間には間隙が形成されており、これにより表面電極４１ａに当接する外部電極４２ａによって押圧されて押圧方向（発熱体１０側）に撓むことができるように構成されている。尚、図４には、取付部５２ａ及び絶縁部５３ａが描かれているが、これらの構成要素については本発明の他の実施形態に関する説明において後述する。
【００４５】
外部電極に当接される前の当接領域は、表面電極の当接領域以外の領域と面一になっていてもよく、表面電極の当接領域以外の領域である非当接領域よりも外側（第１ケースの軸に対する径方向における発熱体とは反対側）に突出していてもよく、或いは表面電極の非当接領域よりも内側（第１ケースの軸に対する径方向における発熱体側）に凹んでいてもよい。尚、当接領域と非当接領域とは上述したように一体的に形成されて表面電極が構成されていてもよく、或いは、それぞれ個別に形成された当接領域と非当接領域とが通電可能に接続されることによって表面電極が構成されていてもよい。
【００４６】
そして、外部電極に当接されて撓んだ当接領域は、外周面と当接領域との間に形成された間隙に収容されている。当該間隙の具体的な構成は、外部電極に当接されて撓んだ当接領域を収容することが可能である限り、特に限定されない。
【００４７】
尚、非当接領域よりも外側に当接領域が突出している場合であっても、第１マットを発熱体の外周面に巻回してなる柱体ユニットにおいて当接領域が第１マットよりも外側に突出しなければ、例えば圧入又はサイジング等の方法により当該柱体ユニットを第１ケースの内部に収容することができる。また、柱体ユニットにおいて当接領域が第１マットよりも外側に突出している場合であっても、柱体ユニットの最大径が第１ケースの内径よりも小さければ、例えばサイジング等の方法により当該柱体ユニットを第１ケースの内部に収容することができる。従って、例えば、第１マットを発熱体の外周面に巻回して柱体ユニットを形成し、例えば圧入又はサイジング等の方法により当該柱体ユニットを第１ケースの内部に収容した後に、外部電極を第１ケース孔及び第１マット間隙若しくは第１マット孔に挿通して表面電極に当接させることにより、第１ＥＨＣを高い生産効率にて製造することができる。
【００４８】
図５は、第２ＥＨＣにおいて外部電極に当接されて撓んだ当接領域を収容する間隙の構成の幾つかの例を示す模式的な断面図である。但し、図５においては、外部電極による押圧方向に当接領域は撓むことを可能にするための構成（例えば、図３に示したように突起等）は省略されている。
【００４９】
外部電極に当接される前の当接領域が表面電極の非当接領域と面一になっている場合は、例えば図５の（ａ）に示すように、発熱体１０の外周面の当接領域４３ａに対向する領域に形成された窪みとして間隙１０ａが構成されていてもよい。或いは、例えば図５の（ｂ）に示すように、発熱体１０の外周面と表面電極４１ａとが例えば脚部等を介して接続されていて、発熱体１０の外周面と当接領域４３ａとの間に形成された空間として間隙１０ａが構成されていてもよい。或いは、例えば図５の（ｃ）に示すように、表面電極４１ａが例えば脚部等によって互いに間隔を空けて接続された２枚の面状の導電性部材によって構成され、これら２枚の導電性部材の間に形成された空間として間隙１０ａが構成されていてもよい。
【００５０】
また、上述したように、外部電極に当接される前の当接領域が表面電極の当接領域以外の領域である非当接領域よりも外側に突出していてもよい。図６は、このような当接領域を備える第２ＥＨＣにおいて外部電極に当接されて撓んだ当接領域を収容する間隙の構成の幾つかの例を示す模式的な断面図である。但し、図６においても、図５と同様に、外部電極による押圧方向に当接領域は撓むことを可能にするための構成は省略されている。
【００５１】
この場合、例えば図６の（ａ）に示すように、外側に突出している当接領域４３ａと発熱体１０の外周面との間の空間として間隙１０ａが構成されていてもよい。或いは、図６の（ｂ）に示すように、発熱体１０の外周面の当接領域４３ａに対向する領域に形成された窪みと外側に突出している当接領域４３ａの内側の空間とによって間隙１０ａが構成されていてもよい。或いは、図６の（ｃ）に示すように、例えば脚部等を介して発熱体１０の外周面に接続された表面電極４１ａと発熱体１０の外周面との間に形成された空間と当接領域４３ａの内側の空間とによって間隙１０ａが構成されていてもよい。或いは、図６の（ｄ）に示すように、表面電極４１ａが例えば脚部等によって互いに間隔を空けて接続された２枚の面状の導電性部材によって構成されており、これら２枚の導電性部材の間に形成された空間と当接領域４３ａの内側の空間とによって間隙１０ａが構成されていてもよい。
【００５２】
更に、上述したように、外部電極に当接される前の当接領域が表面電極の非当接領域よりも内側に凹んでいてもよい。図７は、このような当接領域を備える第２ＥＨＣにおいて外部電極に当接されて撓んだ当接領域を収容する間隙の構成の幾つかの例を示す模式的な断面図である。但し、図７においても、図５及び図６と同様に、外部電極による押圧方向に当接領域は撓むことを可能にするための構成は省略されている。
【００５３】
例えば図７の（ａ）に示すように、発熱体１０の外周面の当接領域４３ａに対向する領域に形成された窪みとして間隙１０ａが構成されていてもよい。或いは、例えば図７の（ｂ）に示すように、発熱体１０の外周面と表面電極４１ａとが例えば脚部等を介して接続されていて、発熱体１０の外周面と当接領域４３ａとの間に形成された空間として間隙１０ａが構成されていてもよい。或いは、例えば図７の（ｃ）に示すように、表面電極４１ａが例えば脚部等によって互いに間隔を空けて接続された２枚の面状の導電性部材によって構成され、これら２枚の導電性部材の間に形成された空間として間隙１０ａが構成されていてもよい。
【００５４】
何れの構成においても、外部電極に当接される前から内側に凹んでいる当接領域が外部電極に当接されて更に内側に撓むので、外部電極に当接される前の当接領域が表面電極の非当接領域と面一になっている場合に比べて、当接領域を収容する間隙をより大きく確保する必要がある。
【００５５】
尚、外部電極に当接される前に非当接領域よりも外側に突出している当接領域の構成として図６に示した例においては、非当接領域から外側に向かって連続的に突出する曲面として当接領域が形成されている。しかしながら、例えば図８に示すように非当接領域から外側に向かって階段状に当接領域が突出していてもよく、当接領域の頂面は図８の（ａ）乃至（ｃ）に示すように平面によって構成されていてもよく、図８の（ｄ）に示すように曲面によって構成されていてもよい。外部電極に当接される前の当接領域が表面電極の非当接領域よりも内側に凹んでいる場合においても同様であり、連続的な曲面として当接領域が形成されていてもよく、或いは曲面又は平面によって構成された底面を有する階段状の凹みとして当接領域が形成されていてもよい。
【００５６】
〈効果〉
以上説明してきたように、第２ＥＨＣにおいては、表面電極の外部電極が当接する領域である当接領域が少なくとも外部電極が当接する方向において可撓性を有するように構成されており、且つ、外部電極に当接されて撓んだ当接領域が発熱体の外周面と当接領域との間に形成された間隙に収容されている。これにより、第２ＥＨＣの集成過程において、外部電極を第１ケース孔及び第１マット間隙（又は第１マット孔）に挿通して表面電極に当接させる際に、外部電極に押圧されて当接領域が容易に撓むことができる。その結果、外部電極と表面電極の当接領域との接触面積を増大させたり、当該接触面積のバラツキを低減させたりして、外部電極と表面電極とをより確実に導通させることができる。
【００５７】
〈第２ＥＨＣの変形例１〉
第２ＥＨＣにおいては、上記のように少なくとも外部電極が当接する方向に当接領域が撓むことにより外部電極と表面電極とをより確実に導通させることができる。この場合、外部電極に押圧されて撓んだ当接領域が外部電極に押圧される前の状態に戻ろうとする復元力を作用させることができれば、外部電極と表面電極とをより確実に接触させて、外部電極と表面電極とをより確実に導通させることができる。
【００５８】
そこで、本発明の第２実施形態の変形例１に係る電気加熱式触媒装置（以降、「第２ＥＨＣ（１）」と称呼される場合がある。）においては、当接領域を構成する導電性部材が弾性変形可能な材料によって構成されている。第２ＥＨＣ（１）が備える表面電極の当接領域を構成する材料は、弾性変形が可能であり、導電性を有し且つ排気処理装置としての使用環境及び使用条件に耐えることが可能である限り、特に限定されない。このような材料の具体例としては、例えば、所謂「ばね鋼」等を挙げることができる。
【００５９】
上記のように当接領域を構成する導電性部材が弾性変形可能な材料によって構成されることにより、例えば図３に示した表面電極４１ａの当接領域４３ａに形成された個々の突起４４ａは所謂「板ばね」と同様に構成される。従って、第２ＥＨＣ（１）によれば、外部電極に押圧されて撓んだ当接領域が外部電極に押圧される前の状態に戻ろうとする復元力を作用させることができる。その結果、当該復元力によって外部電極と表面電極の当接領域とをより確実に接触させて、外部電極と表面電極との接触面積を増大させたり、当該接触面積のバラツキを低減させたりして、外部電極と表面電極とを更に確実に導通させることができる。
【００６０】
〈第２ＥＨＣの変形例２〉
第２ＥＨＣ（上述した第２ＥＨＣ（１）を含む）においては、上記のように少なくとも外部電極が当接する方向に当接領域が撓むことにより外部電極と表面電極とをより確実に導通させることができる。この場合、外部電極に押圧されて撓んだ当接領域が発熱体の外周面に接触する可能性があり、その際の衝撃及び／又は押圧力の大きさによっては、発熱体の外周面が傷付いたり、発熱体が破損したりする可能性が考えられる。
【００６１】
そこで、本発明の第２実施形態の変形例２に係る電気加熱式触媒装置（以降、「第２ＥＨＣ（２）」と称呼される場合がある。）においては、発熱体の外周面の当接領域に対向する領域と当接領域との間に緩衝材が配設されている。当該緩衝材が配設される位置は、発熱体の外周面の当接領域に対向する領域と当接領域との間の何れかの位置である限り、特に限定されない。当該緩衝材は、例えば、図５乃至図８に示した空隙１０ａに配設することができる。これにより、外部電極に押圧されて撓んだ当接領域が発熱体の外周面に接触する際の衝撃及び／又は押圧力によって発熱体の外周面が傷付いたり発熱体が破損したりする可能性を低減することができる。
【００６２】
また、上記緩衝材を形成する材料は、発熱体の外周面の当接領域に対向する領域と当接領域との間に介在し且つ排気処理装置としての使用環境及び使用条件に耐えることが可能である限り、特に限定されない。当該緩衝材を形成する材料は、上述した第１マットを形成する材料とは異なる材料であっても良く、或いは上述した第１マットを形成する材料と同様の材料であってもよい。後者の場合における緩衝材を形成する材料の具体例としては、例えば、アルミナ−シリカ系繊維等の無機繊維及びこのような無機繊維にバインダとしての樹脂を加えたものを挙げることができる。バインダとして使用される樹脂の具体例としては、例えば、アクリルゴム、ニトリルゴム、ポリビニルアルコール及びアクリル樹脂等を挙げることができる。
【００６３】
より好ましくは、緩衝材は、発熱体の外周面の当接領域に対向する領域と当接領域との間に介在して、外部電極によって当接されて撓んだ当接領域に押圧・圧縮され、その復元力によって当接領域を外部電極側へ付勢することが可能な材料によって形成される。これにより、外部電極と表面電極とを更に確実に接触させて、外部電極と表面電極とを更に確実に導通させることができる。
【００６４】
《第３実施形態》
以下、本発明の第３実施形態に係る電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ）（以降、「第３ＥＨＣ」と称呼される場合がある。）について説明する。
【００６５】
上述した第１ＥＨＣ及び第２ＥＨＣを始めとする本発明の種々の実施形態に係る電気加熱式触媒装置（本発明ＥＨＣ）においては、少なくとも本発明ＥＨＣの使用期間に亘り、表面電極及び外部電極を発熱体に通電可能な状態を維持する必要がある。具体的には、外部電極が第１ケース孔及び第１マット間隙（又は第１マット孔）に挿通され且つ表面電極に当接している状態を維持する必要がある。
【００６６】
〈構成〉
そこで、第３ＥＨＣは、上述した第１ＥＨＣ又は第２ＥＨＣ（上述した第２ＥＨＣ（１）及び第２ＥＨＣ（２）を含む）であって、第１ケース孔及び第１マット間隙（又は第１マット孔）に挿通され且つ表面電極に当接している状態において外部電極を固定するように構成された部材又は機構を備える電気加熱式触媒装置である。上述した状態において外部電極を固定するための部材又は機構の具体的な構成については特に限定されず、当業者に周知の種々の構成の中から適宜選択することができる。また、上述した状態において外部電極を固定するための部材又は機構は、第１ケースが備えていてもよく、第１ケース以外の第３ＥＨＣの構成要素が備えていてもよく、或いは第３ＥＨＣ以外の装置等が備えていてもよい。
【００６７】
典型的には、第３ＥＨＣにおいては、外部電極を表面電極に当接させた状態において外部電極を固定するように構成された電極固定部を第１ケースが備える。より好ましくは、第３ＥＨＣにおいて、外部電極と電極固定部との間に介在して電極固定部に外部電極を取り付けるための部分である取付部を外部電極が備え、且つ、取付部の外周面に刻設された雄ねじと電極固定部に形成された貫通孔に刻設された雌ねじとを螺合することにより外部電極が電極固定部に固定されている。
【００６８】
図９は、第３ＥＨＣの構成の一例を示す模式図である。（ａ）は第３ＥＨＣ１０３の模式的な斜視図であり、（ｂ）は互いに対向する一対の外部電極４２ａ及び４２ｂの軸を含み且つ第１方向に直交する平面による第３ＥＨＣ１０３の外部電極４２ａ近傍の模式的な拡大断面図である。以下の説明においては第３ＥＨＣ１０３が備える一対の電極のうちの一方の電極４０ａの近傍の部分についてのみ述べるが、図示しない他方の電極の近傍の部分の構成も同様である。従って、他方の電極の近傍の部分についての説明は省略する。
【００６９】
第３ＥＨＣ１０３においては、外部電極４２ａを表面電極４１ａに当接させた状態において外部電極４２ａを固定するように構成された電極固定部５１ａを第１ケース２０が備える。より詳しくは、第３ＥＨＣ１０３において、外部電極４２ａと電極固定部５１ａとの間に介在して電極固定部５１ａに外部電極４２ａを取り付けるための部分である取付部５２ａを外部電極４２ａが備える。尚、上述した第１ＥＨＣに関する説明において述べたように、外部電極４２ａ（及び４２ｂ）と第１ケース２０とは電気的に絶縁されている必要がある。そこで、図９に示す例においては、電気絶縁材料からなる絶縁部５３ａが外部電極４２ａと取付部５２ａとの間に介在している。
【００７０】
尚、図示しないが、取付部５２ａの外周面に雄ねじを刻設し、電極固定部５１ａに形成された貫通孔に雌ねじを刻設し、これらを螺合することにより外部電極４２ａを電極固定部５１ａに固定してもよい。この場合、取付部５２ａと電極固定部５１ａとの螺合により、表面電極４１ａの当接領域４３ａに外部電極４２ａを所望の押圧力にて所望の位置に固定することができる。また、例えば第１ケース２０の気密性を維持すること等を目的として、電極固定部５１ａと取付部５２ａとの間にガスケット等を介在させてもよい。
【００７１】
〈効果〉
以上説明してきたように、第３ＥＨＣは、第１ケース孔及び第１マット間隙（又は第１マット孔）に挿通され且つ表面電極に当接している状態において外部電極を固定するように構成された部材又は機構を備える。典型的には、第３ＥＨＣにおいては、外部電極を表面電極に当接させた状態において外部電極を固定するように構成された電極固定部を第１ケースが備える。これにより、外部電極が第１ケース孔及び第１マット間隙（又は第１マット孔）に挿通され且つ表面電極に当接している状態を確実に維持することができる。その結果、外部電極と表面電極とを確実に接触させて、外部電極と表面電極とを確実に導通させることができる。
【００７２】
また、より好ましい態様に係る第３ＥＨＣにおいて、外部電極と電極固定部との間に介在して電極固定部に外部電極を取り付けるための部分である取付部を外部電極が備え、且つ、取付部の外周面に刻設された雄ねじと電極固定部に形成された貫通孔に刻設された雌ねじとを螺合することにより外部電極が電極固定部に固定されている。従って、取付部と電極固定部との螺合により、表面電極の当接領域に外部電極を所望の押圧力にて所望の位置に固定することができる。その結果、外部電極と表面電極とを更に確実に接触させて、外部電極と表面電極とを更に確実に導通させることができる。
【００７３】
《第４実施形態》
以下、本発明の第４実施形態に係る電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ）（以降、「第４ＥＨＣ」と称呼される場合がある。）について説明する。
【００７４】
上述した第１ＥＨＣ乃至第３ＥＨＣを始めとする本発明の種々の実施形態に係る電気加熱式触媒装置（本発明ＥＨＣ）は、通電により発熱する発熱体と、発熱体を収容する筒状の容器である第１ケースと、電気絶縁材料からなる緩衝材である第１マットと、発熱体に通電可能に構成された一対の電極と、を備える。そして、第１マットは発熱体と第１ケースとの間に挟持されている。
【００７５】
ところで、当該技術分野においては、例えば絶縁性の更なる向上及び保温性の向上等を目的として、電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ）を構成する発熱体を収容する筒状の容器を二重構造とすることが知られている。本発明に係る電気加熱式触媒装置（本発明ＥＨＣ）もまた、このような二重構造を有する筒状の容器を採用することができる。
【００７６】
〈構成〉
そこで、第４ＥＨＣは、上述した第１ＥＨＣ乃至第３ＥＨＣの何れかであって、発熱体を収容する筒状の容器である第２ケースと、電気絶縁材料からなる緩衝材である第２マットと、を更に備える。第４ＥＨＣにおいて、第１マットは第１ケースと第２ケースとの間に挟持されており、第２マットは発熱体と第２ケースとの間に挟持されている。また、第２ケースの少なくとも第１ケース孔に対向する領域には第２ケースを構成する材料が存在しない間隙である第２ケース間隙が形成されている。更に、第２マットの少なくとも第１ケース孔に対向する領域には電気絶縁材料が存在しない間隙である第２マット間隙が形成されている。加えて、外部電極は、第１ケース孔、第１マット間隙、第２ケース間隙及び第２マット間隙に挿通され且つ表面電極に当接するように配設されている。
【００７７】
換言すれば、第４ＥＨＣにおいては、第１ケースと発熱体との間に第２ケースが介装されており、第１ケースと第２ケースとの間に第１マットが挟持されており、第２ケースと発熱体との間に第２マットが挟持されており、第１ケース孔、第１マット間隙、第２ケース間隙及び第２マット間隙に挿通された外部電極が表面電極に当接している。
【００７８】
第２ケースの形状及び材料は、筒状の形状を有し、その内部に発熱体を収容することが可能であり且つ排気処理装置としての使用環境及び使用条件に耐えることが可能である限り、特に限定されない。具体的には、第２ケースは、例えば円筒状又は角筒状の形状を有していてもよい。典型的には、第２ケースを形成する材料はステンレス鋼を始めとする金属であり、第２ケースの形状は円筒形である。また、第２ケースは、例えば鋼管等によって一体物として形成されていてもよく、或いは複数の構成部材を集成することによって形成されていてもよい。但し、第２ケースは、例えば非金属材料等の絶縁材料によって形成されていてもよい。
【００７９】
また、第２マットの形状及び材料は、電気絶縁材料からなる緩衝材であり、第２ケースと発熱体との間に介在して第２ケースの内部の所定の位置に復元力によって発熱体を保持することが可能であり且つ排気処理装置としての使用環境及び使用条件に耐えることが可能である限り、特に限定されない。即ち、第２マットは第２ケースと発熱体との間に挟持されている。第２マットを形成する材料は、上述した第１マットを形成する材料とは異なる材料であっても良く、或いは上述した第１マットを形成する材料と同様の材料であってもよい。
【００８０】
図１０は、第４ＥＨＣの構成の一例を示す模式的な斜視図である。また、図１１は、図１０に示した第４ＥＨＣ１０４の構成部材を示す模式的な分解斜視図である。更に、図１２は、図１０及び図１１に示した第４ＥＨＣ１０４の構成を示す模式的な拡大断面図である。より具体的には、図１２は、第４ＥＨＣ１０４が備える一対の電極のうちの一方の電極４０ａの近傍の部分の外部電極４２ａの軸を含み且つ第１ケース２０の軸方向である第１方向に平行な平面による模式的な断面図である。
【００８１】
尚、図１０乃至図１２においては、第４ＥＨＣ１０４が備える一対の電極のうちの一方の電極４０ａのみが描かれており、他方の電極（４０ｂ）及びその近傍の部材については省略されているが、図示しない他方の電極及びその近傍の部材の構成は電極４０ａ及びその近傍の部材の構成と同様である。従って、他方の電極及びその近傍の部材の構成についての説明は省略する。また、図１０においては、第４ＥＨＣ１０４を例えば排気管等に接続するためのフランジ２０ｆが第１ケース２０の両端に設けられているが、図１１及び図１２においてはフランジ２０ｆが省略されている。更に、図１１においては、第１ケース２０及び第２ケース２２が、それらの軸を含む平面によってそれぞれ２つの部分に切断されているが、これは第４ＥＨＣ１０４の構成を判り易く示すことを目的とするものであり、このような例示に第１ケース２０及び第２ケース２２の具体的な構成は限定されない。
【００８２】
第４ＥＨＣ１０４は、発熱体１０を収容する筒状の容器である第２ケース２２と、電気絶縁材料からなる緩衝材である第２マット３２と、を更に備える。第４ＥＨＣ１０４において、第１マット３０は第１ケース２０と第２ケース２２との間に挟持されており、第２マット３２は第２ケース２２と発熱体１０との間に挟持されている。また、第２ケース２２の少なくとも第１ケース孔２１ａに対向する領域には第２ケース２２を構成する材料が存在しない間隙である第２ケース間隙２３ａが形成されている。更に、第２マット３２の少なくとも第１ケース孔２１ａに対向する領域には電気絶縁材料が存在しない間隙である第２マット間隙３３ａが形成されている。加えて、外部電極４２ａは、第１ケース孔２１ａ、第１マット間隙３１ａ、第２ケース間隙２３ａ及び第２マット間隙３３ａに挿通され且つ表面電極４１ａに当接するように配設されている。
【００８３】
尚、図１１に示す例においては、第２ケース間隙２３ａは、第２ケース２２の第１ケース孔２１ａに対向する領域において第２ケース２２の外側と内側とを連通するように形成された貫通孔である第２ケース孔２３ａとして形成されている。
【００８４】
しかしながら、第２ケース間隙２３ａは、第２ケース２２の第１ケース孔２１ａに対向する領域のみならず、第２ケース２２の他の領域にまで及ぶ間隙であってもよい。このような間隙の具体例としては、例えば第２ケース２２が２つの部材に分割されており且つ当該２つの部材の一方が第１ケース孔２１ａよりも上流側に配設され他方が第１ケース孔２１ａよりも下流側に配設される場合において当該２つの部材の間に画定される空間等を挙げることができる。この場合、第２ケース間隙２３ａは、発熱体１０の外周面の全周に亘る環状の空間として画定される。但し、第２ケース間隙２３ａの具体的な形状は、第２ケース２２の第１ケース孔２１ａに対向する領域において第２ケース２２の外側と内側とを連通することが可能である限り、特に限定されない。
【００８５】
また、図１１に示す例においては、第２マット間隙３３ａは、第２マット３２の第１ケース孔２１ａに対向する領域において第２マット３２の外側と内側とを連通するように形成された貫通孔である第２マット孔３３ａとして形成されている。
【００８６】
しかしながら、第２マット間隙３３ａは、第２マット３２の第１ケース孔２１ａに対向する領域のみならず、第２マット３２の他の領域にまで及ぶ間隙であってもよい。このような間隙の具体例としては、例えば、第２マット３２が２つの部材に分割されており且つ当該２つの部材の一方が第１ケース孔２１ａよりも上流側に配設され他方が第１ケース孔２１ａよりも下流側に配設される場合において当該２つの部材の間に画定される空間等を挙げることができる。この場合、第２マット間隙３３ａは、発熱体１０の外周面の全周に亘る環状の空間として画定される。但し、第２マット間隙３３ａの具体的な形状は、第２ケース２２と発熱体１０との間に介在して第２ケース２２の内部の所定の位置に復元力によって発熱体１０を保持することが可能であり且つ第２マット３２の第１ケース孔２１ａに対向する領域において第２マット３２の外側と内側とを連通することが可能である限り、特に限定されない。
【００８７】
ところで、図１０乃至図１２に例示する第４ＥＨＣ１０４においては、第１ケース２０が電極固定部５１ａを備え、外部電極４２ａが備える取付部５２ａと電極固定部５１ａとを螺合することにより、外部電極４２ａが電極固定部５１ａに固定されている。また、電気絶縁材料からなる絶縁部５３ａを外部電極４２ａと取付部５２ａとの間に介在させることにより、外部電極４２ａと第１ケース２０とが電気的に絶縁されている。更に、電極固定部５１ａと取付部５２ａとの間にガスケット５４ａを介在させることにより、第１ケース２０の気密性が維持されている。
【００８８】
〈効果〉
以上説明してきたように、第４ＥＨＣは、発熱体を収容する筒状の容器である第２ケースと電気絶縁材料からなる緩衝材である第２マットとを更に備え、第１マットは第１ケースと第２ケースとの間に挟持されており、第２マットは発熱体と第２ケースとの間に挟持されている。即ち、第４ＥＨＣを構成する発熱体は、二重構造を有する筒状の容器の中に収容されている。従って、第４ＥＨＣによれば、例えば絶縁性の更なる向上及び保温性の向上等の効果が達成される。
【００８９】
また、第４ＥＨＣにおいては、外部電極が、上述した第１ケース孔及び第１マット間隙、第２ケースの少なくとも第１ケース孔に対向する領域に形成された第２ケース間隙、並びに第２マットの少なくとも第１ケース孔に対向する領域に形成された第２マット間隙に挿通され且つ表面電極に当接するように配設されている。従って、第４ＥＨＣによれば、例えば、第２マットを発熱体の外周面に巻回して柱体ユニットを形成し、例えば圧入又はサイジング等の方法により当該柱体ユニットを第２ケースの内部に収容し、更に、第１マットを第２ケースの外周面に巻回して新たな柱体ユニットを形成し、例えば圧入又はサイジング等の方法により当該新たな柱体ユニットを第１ケースの内部に収容した後に、外部電極を第１ケース孔、第１マット間隙、第２ケース間隙（若しくは第２ケース孔）及び第２マット間隙（若しくは第２マット孔）に挿通して表面電極に当接させることにより、第４ＥＨＣを高い生産効率にて製造することができる。
【００９０】
即ち、第４ＥＨＣもまた、上述した第１ＥＨＣと同様に、表面電極から電極端子が突出している従来技術に係る電気加熱式触媒装置のように例えばプレス加工によって製造された２枚合わせ式のシェルに発熱体を挟み込んだ後に当該シェルを溶接等によって接合する必要が無く、高い生産効率にて製造することができる。また、外部電極と表面電極との位置合わせが容易であるため、確実な通電を確保することができる。
【００９１】
以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施形態及び変形例につき、時に添付図面を参照しながら説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施形態及び変形例に限定されると解釈されるべきではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることが可能であることは言うまでも無い。
【符号の説明】
【００９２】
１０…発熱体、１０ａ…間隙、２０…第１ケース、２０ｆ…フランジ、２１ａ，２１ｂ…第１ケース孔、２２…第２ケース、２３ａ…第２ケース間隙（第２ケース孔）、３０…第１マット、３１ａ，３１ｂ…第１マット間隙（第１マット孔）、３２…第２マット、３３ａ…第２マット間隙（第２マット孔）、３４ａ…緩衝材、４０ａ，４０ｂ…電極、４１ａ，４１ｂ…表面電極、４２ａ，４２ｂ…外部電極、５１ａ…電極固定部、５２ａ…取付部、５３ａ…絶縁部、及び５４ａ…ガスケット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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