(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温に加熱される被加熱体に外部電線を接続する電極であって、
前記電極が被加熱体に接続された高温側電極と、該高温側電極に直列に結合され、かつ外部電線と接続された低温側電極とから成り、
前記低温側電極が中心に配置された導電体を絶縁体を介して被覆材で覆って形成され、前記低温側電極と前記外部電線との接続部の温度を低下させるように、前記低温側電極の前記導電体が高温側電極の導電体より導電抵抗率の小さい材料で形成されていることを特徴とする電極。
【請求項２】
前記被加熱体が内燃機関の排気通路内に配設された触媒であって、前記高温側電極が前記排気通路内に配置され、前記低温側電極は排気通路外に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電極。
【請求項３】
前記低温側電極が彎曲部を介して排気通路の外壁に沿って外部電線との接続部に向けて延伸せしめられ、前記彎曲部の被覆材の厚さが外壁に沿う部分の被覆材の厚さよりも大きくされていることを特徴とする請求項２に記載の電極。
【請求項４】
前記低温側電極の被覆材を前記排気通路の外壁に溶接することによって前記低温側電極の全体が支持され、該溶接部の被覆材の厚さが他の部分の被覆材の厚さよりも大きくされていることを特徴とする請求項２に記載の電極。
【請求項５】
前記低温側電極の前記絶縁材は予め中空パイプ状に成形されて成り、前記被覆材は予め中空パイプ状に成形されて成り、
前記絶縁材の中空部に前記導電体が挿入し、該中空部に前記導電体が挿入された前記絶縁材を前記被覆材の中空部に挿入したものを、スウェージングにより縮径圧延して前記低温側電極が形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の電極。
【請求項６】
請求項１に記載の電極の製造方法であって、
低温側電極が、予め中空パイプ状に成形された絶縁材の中に導電体を挿入し、それを予め中空パイプ状に成形された被覆材の中に挿入し、その後、スウェージング加工により一体的に縮径圧延して形成される、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高温に加熱される被加熱体に電線を接続するための電極、特に電気加熱式触媒装置の電極の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷態始動後に触媒を速かに活性化させるために触媒を電気で加熱する電気加熱式触媒装置が公知である。例えば、特開平６−１０８８３１号公報に開示されたものがある。上記公報の装置では、触媒に中実のスタッドボルトの一端を接続し、排気管の外側まで延伸せしめたこのスタッドボルトの他端に外部電線が連結されている。一般的に、この電線には銅製のケーブル（銅線）が使用される場合が多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、スタッドボルトと外部電線の接続部が触媒に近接しており、そのために、この接続部がスタッドボルトを介して触媒により加熱されて高温となり、スタッドボルト側の接続部が高温酸化して導通不良を起こしたり、また、外部電線の方も高熱になって電線そのものの材質変化が発生したり、また被覆材の劣化が起きたりするという問題がある。
上記問題を解消するために引出し電極を長くして前記連結部を触媒から遠ざけるように配置することも可能であるが、そうすると、引出し電極自体の抵抗値が大きくなってしまい肝心の触媒そのものの発熱量が小さくなったり、また引出し電極全体の重量が大きくなったりするという問題がある。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑み、抵抗値を増大することなく電気加熱式触媒装置の引出し電極と外部電線との連結部の温度を低下することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、高温に加熱される被加熱体に外部電線を接続する電極であって、前記電極が被加熱体に接続された高温側電極と、該高温側電極に直列に結合され、かつ外部電線と接続された低温側電極とから成り、前記低温側電極は中心に配置された導電体を絶縁体を介して被覆材で覆って形成され、前記低温側電極と前記外部電線との接続部の温度を低下させるように、前記低温側電極の導電体は高温側電極の導電体より導電抵抗率の小さい材料で形成されていることを特徴とする電極が提供される。
この様に構成された電極は、高温側電極の導電体より導電抵抗率の小さい材料で形成された導電体を有する低温側電極を有するので、低温側電極の長さを長くすることによって、高温側電極の長さを長くした場合よりも、導電抵抗を増大させずに外部電線の接続点の温度を下げることができる。
【０００６】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、前記被加熱体が内燃機関の排気通路内に配設された触媒であって、前記高温側電極が前記排気通路内に配置され、前記低温側電極は排気通路外に配置されている電極が提供される。
この様に構成されるので排気通路内に配設された高温側電極は高温になるが、排気通路外に配置された低温側電極を長くすることによって外部電線の接続点の温度を下げることができる。
【０００７】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明において、前記低温側電極が彎曲部を介して排気通路の外壁に沿って外部電線との接続部に向けて延伸せしめられ、前記彎曲部の被覆材の厚さが外壁に沿う部分の被覆材の厚さよりも大きくされている電極が提供される。
この様に構成された電極では、低温側電極は排気通路の外表面に沿って延伸せしめられているので、長さが長くされても他の部品と干渉しにくく、搭載性が損なわれない。また、彎曲部の被覆材の厚さが大きくされているので、曲げ加工時の亀裂の発生等が防止され彎曲部を設けることによる耐久性の低下が防止される。
【０００８】
請求項４の発明によれば、請求項２の発明において、前記低温側電極の被覆材を前記排気通路の外壁に溶接することによって前記低温側電極の全体が支持され、該溶接部の被覆材の厚さが他の部分の被覆材の厚さよりも大きくされている電極が提供される。
この様に構成された電極では、低温側電極の被覆材を排気通路の外壁に溶接することによって低温側電極の全体が支持されるが、溶接部の被覆材の厚さが他の部分の被覆材の厚さよりも大きくされているので耐久性がよい。
【０００９】
請求項５の発明によれば、請求項１の発明において、前記低温側電極の前記絶縁材は予め中空パイプ状に成形されて成り、前記被覆材は予め中空パイプ状に成形されて成り、前記絶縁材の中空部に前記導電体が挿入し、該中空部に前記導電体が挿入された前記絶縁材を前記被覆材の中空部に挿入したものを、スウェージングにより縮径圧延して前記低温側電極が形成される電極が提供される。このように構成される電極は絶縁材と被覆材が予め中空パイプ状に成形されているので簡単に製造できる。
請求項６の発明によれば、請求項１に記載の電極の製造方法であって、
低温側電極が、予め中空パイプ状に成形された絶縁材の中に導電体を挿入し、それを予め中空パイプ状に成形された被覆材の中に挿入し、その後、スウェージング加工により一体的に縮径圧延して形成される、ことを特徴とする方法が提供される。このような製造方法では予め中空パイプ状に成形された絶縁材と被覆材を使用するので簡単に製造できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は自動車の排気管の途中に介装される触媒装置の断面図である。１００は触媒容器の全体を示し、触媒容器１００は溶接で結合された触媒容器第１部分１０１、触媒容器第２部分１０２、触媒容器第３部分１０３、触媒容器第４部分１０４からなる。
触媒容器第１部分１０１の外側には上流側排気管（図示しない）と接続するためのフランジ１０１ａが取り付けられ、触媒容器第４部分１０４の外側には下流側排気管（図示しない）と接続するためのフランジ１０４ａが取り付けられている。
【００１１】
触媒容器第２部分１０２の内部には電気加熱される電気加熱触媒１が配設されている。電気加熱触媒１は金属製の担体を有し、円周方向に弾性支持するための導電性材料で形成された緩衝材１０５、ガス圧により下流方向に移動せしめられるのを防ぐための電気絶縁性の材料で形成されたストッパ１０７、このストッパ１０７を保持する保持部材１０６により所定位置に保持される。
そして、電気加熱触媒１の中心部にはステンレス鋼等の耐熱性金属で作られた中実棒状の第１高温側電極２が取り付けられ、この第１高温側電極２の下流側の端部には、外周側に向かう板状の第２高温側電極３が取り付けられ第２高温側電極３は温度変化による収縮を吸収できるように図示されるような形状に曲げられていて、第２高温側電極３の他端には第３高温側電極４が取り付けられ、第３高温側電極４は触媒容器第２部分１０２に形成された開口１０２ａを通って外側まで延伸している。
【００１２】
一方、中心部分に配置された導電性の材料からなる導電体６をＭｇＯ（酸化マグネシウム）から成る絶縁材７を介して金属管８により被覆された低温側電極５が、その金属管８を前記触媒容器第２部分１０２に形成された開口１０２ａの周りに溶接することにより取り付けられている。
そして、低温側電極５の導電体６の触媒容器１００側の先端部分に第３高温側電極４の外側先端部がかしめ、または溶接によって結合されている。
また、低温側電極５の触媒容器１００側の先端部分は絶縁材７が砕けて触媒容器１００内に飛散するこを防止する飛散防止材９が充填されており、この飛散防止材９が触媒容器１００の内側に抜け落ちないように金属管８の最先端部は変形されている。
【００１３】
そして、低温側電極５の導電体６の他方の端部には、外部電線が結合される（図示しない）ので、その結合部分の温度が高くならないように低温側電極５は充分な長さが確保されている。そのため、長さが長くても抵抗が大きくならないように、第３高温側電極４は導電抵抗が大きいステンレス鋼でつくられているのに対して低温側電極５の導電体６はＮｉ（ニッケル）のような導電抵抗の小さい材料からなる撚り線で作られている。
そして、金属管８の最先端部は触媒容器１００側の先端部分と同様に内側に充填された飛散防止材１０が抜け落ちないように変形されているが、この部分の絶縁材７が破砕され飛散することがなければ不要である。
【００１４】
そして、上記のように長くされた低温側電極５を触媒容器第２部分１００の外表面に対して垂直に延伸させると、他の部品と干渉しやすくなり、搭載性が悪化するので、低温側電極５は図示されるように、触媒容器１００に沿うように折り曲げられている。
そして、彎曲部の金属管８の肉厚は直線部の肉厚よりも大きくされていているが、これは折り曲げ加工時に局部的な薄肉部や亀裂が発生するをさけているためである。
また、金属管８を前記触媒容器第２部分１０２に形成された開口１０２ａの周りに溶接する部分の肉厚は彎曲部の肉厚よりもさらに大きくされているが、これは低温側電極５の全体をこの溶接部で支持するので、変形を防止し、耐久性を向上するためのものである。
したがって、溶接部の肉厚をｔ１、彎曲部の肉厚をｔ２、彎曲部の肉厚より外部電極に近い部分の肉厚をｔ３とするとｔ１＞ｔ２＞ｔ３である。
図２はこの肉厚の差が分かるように図１を部分的に拡大した図である。
【００１５】
上記のように低温側電極５が第３高温側電極４よりも導電抵抗の小さい材質で形成されているので、導電抵抗を増大することなく外部電線を結合する部分の温度が充分に下がるようにその長さが延長されている。したがって、従来技術のように結合部の外部電線の温度が上昇し材質が変化して導通不良等の問題が発生するおそれはない。そして、外部電線を結合する部分の温度が充分に下げられるので、外部電線として銅線にビニールを被覆したような一般用の電線を用いることができる。
また、延長するに際して触媒容器１００に沿うように折り曲げられ、他の部品へ干渉しにくくされているので搭載性も悪化していない。
【００１６】
上記の様な構造の電極は以下に示すような手順で製造される。
（１）  第２高温側電極、第３高温側電極、低温側電極の中央導電体、金属管を所定の形状、寸法に切断、加工しておき、絶縁材を中央導電体の外径よりもやや大きな内径を有し中央導電体の長さよりもやや短い所定の長さの円筒状に成形しておく。
（２）  一方、開口部１０２ａが形成された触媒容器第２部分１０２に、中央に第１高温側電極２が配置された電気加熱触媒１を緩衝材１０５、保持部材１０６、ストッパ１０７により取り付けておく。
（３）  第２高温側電極を第３高温側電極にかしめまたは溶接によって取り付ける。
（４）  導電体に（３）で第２高温側電極が取り付けられた第３高温側電極をかしめ、または溶接によって取り付ける。
（５）  （４）の加工が終了したものを予め成形された絶縁材の中に挿入する。
（６）  （５）で導電体が挿入された前記絶縁体を金属管の中に挿入する。
（７）  金属管の両端部に飛散防止材を充填する。
（８）  （７）の加工が終了したものをスウェージングマシンで縮径加工する。
（９）  （８）の加工が終了したものを所定形状に折り曲げる。
（１０）  （９）の加工が終了したものを、予め（２）で用意した触媒容器第２部分１０２の開口部１０２ａの周囲に溶接で取り付ける。
（１１）  第１高温側電極と第２高温側電極を溶接で結合する。
（１２）  触媒容器第２部分の上流側に触媒容器第１部分を、下流側には、触媒容器第４部分が予め取り付けられた触媒容器第３部分を溶接で結合する。
図３は上記の内、（１）から（８）の部分を示したものである。図３に示されているように、加工前の材料部品状態の絶縁体７は一体のものではなく適当な長さに成形された複数のものである。
【００１７】
上記のようにして、製造することにより、特に、低温側電極の導電体を絶縁体の中に配置するに際し、位置決めの作業が要らなくなり、精度良く、短時間で行うことができ、熟練も要さない。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の各請求項のようにすれば、導電抵抗を増大せずに外部電線の接続点の温度を下げることができる。
特に請求項２、３、４の発明にようにすれば、排気通路内に配設された部分を有する電極の外部電線の接続点の温度を下げることができる。
特に請求項３の発明のようにすれば、搭載性を損なうことなく、排気通路内に配設された部分を有する電極の外部電線の接続点の温度を下げることができる。特に請求項５の発明のようにすれば、導電抵抗を増大せずに外部電線の接続点の温度を下げることができる電極を導電体を絶縁体の中で位置決めするという煩雑な工程なしに製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電極を備えた電気加熱触媒の断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】本発明の電極を製造する工程の一部を説明する図である。
【符号の説明】
１…電気加熱触媒
２…第１高温側電極
３…第２高温側電極
４…第３高温側電極
５…低温側電極
６…導電体
７…絶縁材
８…金属管
９…飛散防止材
１０…飛散防止材
１００…触媒容器
１０１…触媒容器第１部分
１０２…触媒容器第２部分
１０２ａ…開口部
１０３…触媒容器第３部分
１０４…触媒容器第４部分
【図１】
0003702531.tif 000002
【図２】
0003702531.tif 000003
【図３】
0003702531.tif 000004