(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒を担持する担体と、
前記担体の外周面において、前記担体の軸方向に延設された表面電極と、
前記担体の軸方向に延設され根元部と、当該根元部から前記担体の周方向に櫛歯状に延設されるとともに前記表面電極に固定された複数の配線と、を有する配線部材と、
前記担体の外周面を覆う外筒と、
前記担体と前記外筒との間に充填され、前記担体を保持する保持部材と、を備え、
前記表面電極及び前記配線部材を介して前記担体が通電加熱される、通電加熱式触媒装置であって、
前記保持部材は、前記配線部材を引き出すための開口部を有し、
前記保持部材の前記開口部は、前記根元部の長手方向中央部に位置しており、
前記根元部のうち、前記根元部の前記長手方向中央部以外の部分は、前記保持部材によって前記担体へ押し付けられており、
前記根元部のうち、前記根元部の前記長手方向中央部は、前記保持部材によって前記担体へ押し付けられておらず、
前記配線部材の前記根元部に、複数の前記配線と反対側の外縁から前記担体の周方向に延びた切り欠きが設けられている、
通電加熱式触媒装置。
【請求項２】
前記切り欠きと隣接する前記配線同士の間に形成された隙間とが、前記根元部において前記担体の軸方向の中央部から端部へ向かって、交互になるように前記切り欠きが設けられている、
請求項１に記載の通電加熱式触媒装置。
【請求項３】
前記切り欠き及び前記隙間は、それぞれ前記根元部において前記担体の軸方向の中央部から端部へ向かうにつれて長くなっている、
請求項２に記載の通電加熱式触媒装置。
【請求項４】
触媒を担持する担体の外周面に、前記担体の軸方向に延びた表面電極を設ける工程と、
前記担体の軸方向に延びた根元部と、当該根元部から前記担体の周方向に延びた櫛歯状配線と、を有する配線部材の前記櫛歯状配線を、前記表面電極に固定する工程と、
前記配線部材が固定された前記担体の外周面を、前記担体を保持するための保持部材により覆う工程と、
前記保持部材により覆われた前記担体を外筒に圧入する工程と、を備える通電加熱式触媒装置の製造方法であって、
前記配線部材の前記根元部には、複数の前記配線と反対側の外縁から前記担体の周方向に延びた切り欠きが設けられている、
通電加熱式触媒装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通電加熱式触媒装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等のエンジンから排出される排気ガスを浄化する排気浄化装置として通電加熱式触媒（ＥＨＣ：Electrically Heated Catalyst）装置が注目されている。ＥＨＣでは、エンジンの始動直後などのように排気ガスの温度が低く、触媒が活性化し難い条件下であっても、通電加熱により強制的に触媒を活性化させ、排気ガスの浄化効率を高めることができる。ここで、排気ガス中の未燃焼ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）等が触媒反応により浄化される。
【０００３】
特許文献１に開示されたＥＨＣでは、白金やパラジウム等の触媒を担持するハニカム構造を有する円柱状の担体の外周面に、当該担体の軸方向に延設された一対の表面電極が対向配置されている。各表面電極には、円周方向に延設された複数の櫛歯状配線が接続され、電流が供給される。
【０００４】
ＥＨＣは自動車等の排気経路上に設けられるため、上記表面電極及び配線の材料には、電気伝導度のみならず、耐熱性、高温下における耐酸化性、及び排気ガス雰囲気における耐腐食性等に優れた金属材料が用いられる。他方、上記担体の材料としては、ＳｉＣ（炭化珪素）などのセラミックス材料が用いられる。そのため、通電加熱時には、表面電極及び配線を構成する金属材料と、担体を構成するセラミックス材料との線膨張係数差による熱応力が発生する。
【０００５】
特許文献１の図１及び図２に開示されたＥＨＣでは、ボタン状の固定層により各櫛歯状配線を表面電極に固定することにより、熱応力を緩和している。また、櫛歯状配線を表面電極上において担体軸方向の一端から他端まで並列配置しているため、電流が表面電極において担体軸方向に広がり、担体全体を加熱することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１３６９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明者は、上述の通電加熱式触媒装置に関し、以下の課題を見出した。
図７は本発明の課題を説明するための図であって、従来の通電加熱式触媒装置の一例を表面電極の真上から見た平面図である。図７に示すように、円柱状の担体１０の外周面に、担体軸方向に延設された表面電極２０が形成されている。表面電極２０には、円周方向に延設された複数の櫛歯状配線３１を有する配線部材３０がボタン状の固定層４０により固定されている。配線部材３０を備えた円柱状の担体１０は、可撓性を有するマット５０により全体を覆われている。
【０００８】
従来の通電加熱式触媒装置では、昇温及び降温の繰り返しにより、図７に示すように、担体軸方向の両端部に位置する櫛歯状配線３１が付根近傍（根元部３２との境界近傍）において破断し易かった。以下に想定される課題発生メカニズムについて説明する。
【０００９】
図８は、図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ切断線による断面図であって、昇温時及び降温時における配線部材３０の根元部３２の変形を示す図である。マット５０に覆われた担体１０は外筒７０に圧入される。そのため、図８の上段に示すように、櫛歯状配線３１の根元部３２は、担体１０に固定されていないものの、マット５０により担体１０に押し付けられ、拘束されている。他方、マット５０には、配線部材３０の引出部３３を外部に引き出すための開口部５１が設けられている。そのため、担体軸方向に延設された根元部３２は、中央部ではマット５０により拘束されていない。
【００１０】
図８の中段に示すように、昇温時には、マット５０により拘束された根元部３２の端部は外側に動くことができず、内側（中央部）に向かって膨張するため、根元部３２の中央部が担体１０から浮き上がった状態となる。次に、図８の下段に示すように、昇温時に一度浮き上がった根元部３２の中央部は、降温時に再びマット５０の下に引き込まれることはない。そのため、マット５０下の根元部３２は内側に向かって収縮し、根元部３２の両端部が取付時よりも内側に移動する。この現象は昇温及び降温の繰り返しにより助長される。
【００１１】
図９は、従来の通電加熱式触媒装置における配線部材３０の変形解析結果である。図９の上段は昇温時の配線部材３０、下段は降温時の配線部材３０を示している。図９では、各櫛歯状配線３１の先端が図示しない固定層４０により拘束されており、固定層４０よりも先端側の櫛歯状配線３１は省略されている。また、マット５０による配線部材３０の拘束を単純化し、図９の上段に示した昇温時の配線部材３０の形状を取付時のままであると仮定している。そして、図９の下段に、降温による収縮に伴う配線部材３０の変形結果が示されている。図９の下段に示すように、従来の通電加熱式触媒装置では、降温時における根元部３２の両端部の内側へのずれが大きくなっている。
【００１２】
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、担体軸方向の両端部に位置する櫛歯状配線の付根近傍での破断が抑制された通電加熱式触媒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】
【００１３】
本発明の一態様に係る通電加熱式触媒装置は、
触媒を担持する担体と、
前記担体の外周面において、前記担体の軸方向に延設された表面電極と、
前記担体の軸方向に延設された根元部と、当該根元部から前記担体の周方向に延設されるとともに前記表面電極に固定された櫛歯状配線と、を有する配線部材と、
前記担体の外周面を覆う外筒と、
前記担体と前記外筒との間に充填され、前記担体を保持する保持部材と、を備え、
前記表面電極及び前記配線部材を介して前記担体が通電加熱される、通電加熱式触媒装置であって、
前記配線部材の前記根元部に、前記担体の周方向に延びたスリットが設けられているものである。
配線部材の根元部に、担体周方向に延びたスリットが設けられているため、昇温及び降温の繰り返しによる根元部の両端部の内側へのずれを抑制することができる。その結果、担体軸方向の両端部に位置する櫛歯状配線の付根近傍での破断を抑制することができる。
【００１４】
前記スリットは、前記櫛歯状配線側の前記外縁から前記担体の周方向に延びた第１のスリットと、前記櫛歯状配線と反対側の前記外縁から前記担体の周方向に延びた第２のスリットと、を有していることが好ましい。このような構成により、上述の櫛歯状配線の付根近傍での破断をより効果的に抑制することができる。
【００１５】
また、前記第１のスリットと前記第２のスリットとが、前記根元部において前記担体の軸方向の中央部から端部へ向かって、交互に設けられていることが好ましい。このような構成により、上述の櫛歯状配線の付根近傍での破断をさらに効果的に抑制することができる。
【００１６】
さらに、前記第１のスリット及び前記第２のスリットは、それぞれ前記根元部において前記担体の軸方向の中央部から端部へ向かうにつれて長くなっていることが好ましい。このような構成により、上述の櫛歯状配線の付根近傍での破断をより一層効果的に抑制することができるとともに、各櫛歯状配線に供給する電流量を均一にすることができる。
【００１７】
また、前記根元部上において、前記配線部材を引き出すための開口部が前記保持部材に設けられていることが好ましい。このような場合に、特に効果的である。
【００１８】
本発明の一態様に係る通電加熱式触媒装置の製造方法は、
触媒を担持する担体の外周面に、前記担体の軸方向に延びた表面電極を設ける工程と、
前記担体の軸方向に延びた根元部と、当該根元部から前記担体の周方向に延びた櫛歯状配線と、を有する配線部材の前記櫛歯状配線を、前記表面電極に固定する工程と、
前記配線部材が固定された前記担体の外周面を、前記担体を保持するための保持部材により覆う工程と、
前記保持部材により覆われた前記担体を外筒に圧入する工程と、を備える通電加熱式触媒装置の製造方法であって、
前記配線部材の前記根元部に、前記担体の周方向に延びたスリットを設けるものである。
配線部材の根元部に、担体周方向に延びたスリットを設けるため、昇温及び降温の繰り返しによる根元部の両端部の内側へのずれを抑制することができる。その結果、担体軸方向の両端部に位置する櫛歯状配線の付根近傍での破断を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、担体軸方向の両端部に位置する櫛歯状配線の付根近傍での破断が抑制された通電加熱式触媒装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置の斜視図である。
【図２】図１において表面電極２０の真上から見た平面図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ切断線による横断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置における配線部材３０の変形解析結果である。
【図５】第２の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置を表面電極２０の真上から見た平面図である。
【図６】図５におけるＶＩ−ＶＩ切断線による断面図であって、屈曲部３５が形成された部位での櫛歯状配線３１の縦断面図である。
【図７】本発明の課題を説明するための図であって、従来の通電加熱式触媒装置の一例を表面電極の真上から見た平面図である。
【図８】図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ切断線による断面図であって、昇温時及び降温時における配線部材３０の根元部３２の変形を示す図である。
【図９】従来の通電加熱式触媒装置における配線部材３０の変形解析結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００２２】
（第１の実施の形態）
まず、図１〜図３を参照して、第１の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置の斜視図である。図２は、図１において表面電極２０の真上（ｘ軸方向マイナス側）から見た平面図である。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ切断線による横断面図である。
【００２３】
なお、当然のことながら、図面に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。各図面におけるｘｙｚ座標は共通であって、ｙ軸方向が担体１０の軸方向である。ここで、通電加熱式触媒装置１００を使用する際には、図３に示すようにｚ軸方向プラス向きを鉛直方向上向きに一致させることが好ましい。
【００２４】
通電加熱式触媒装置１００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。図１に示すように、通電加熱式触媒装置１００は、担体１０の外周面上に、表面電極２０、配線部材３０、固定層４０を備えている。さらに、図２及び図３に示すように、通電加熱式触媒装置１００は、マット５０及び外筒７０を備えている。
【００２５】
なお、図１では、マット５０及び外筒７０は省略されている。また、図２では、一方の表面電極２０について、担体１０、配線部材３０、固定層４０、マット５０との位置関係が示されているが、他方の表面電極２０についても同様である。具体的には、図１及び図３に示すように、２つの表面電極２０は、ｙｚ平面に平行な対称面に関して鏡面対称な位置関係にある。
【００２６】
担体１０は、白金やパラジウム等の触媒を担持する多孔質部材である。また、担体１０自体が通電加熱されるため、担体１０は導電性を有するセラミックス、具体的には例えばＳｉＣ（炭化珪素）からなることが好ましい。図１に示すように、担体１０は、外形が略円柱形状であって、内部はハニカム構造を有している。白抜き矢印で示すように、排気ガスが担体１０の内部を軸方向（ｙ軸方向）に通過する。
【００２７】
表面電極２０は、図１に示すように、担体１０の外周面に形成され、かつ、担体１０を介して互いに対向配置された一対の電極である。表面電極２０は、担体１０と物理的に接触しているとともに電気的に接続されている。また、図２に示すように、それぞれの表面電極２０は、矩形状の平面形状を有し、担体軸方向（ｙ軸方向）に延設されている。さらに、図３に示すように、表面電極２０は、配線部材３０、外部電極８１、外部配線８２を介して、バッテリ８３に電気的に接続されている。このような構成により、担体１０に電流が供給され、通電加熱される。なお、一対の表面電極２０のうちの一方がプラス極、他方がマイナス極であるが、いずれの表面電極２０がプラス極あるいはマイナス極になってもよい。つまり、担体１０を流れる電流の向きは限定されない。
【００２８】
表面電極２０は、例えばプラズマ溶射により形成された厚さ５０〜２００μｍ程度の溶射皮膜である。表面電極２０は配線部材３０と同様に通電するため、この溶射皮膜は金属ベースである必要がある。溶射皮膜のマトリクスを構成する金属としては、８００℃以上の高温下での使用に耐えるため、高温下での耐酸化性に優れたＮｉ−Ｃｒ合金（但し、Ｃｒ含有量は２０〜６０質量％）、ＭＣｒＡｌＹ合金（但し、ＭはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうち少なくとも一種）が好ましい。ここで、上記ＮｉＣｒ合金、ＭＣｒＡｌＹ合金は、他の合金元素を含んでいてもよい。
【００２９】
配線部材３０は、図１及び図２に示すように、それぞれの表面電極２０の上に配置されている。配線部材３０は、図２に示すように、櫛歯状配線３１、根元部３２、及び引出部３３を備えている。それぞれの詳細については後述する。配線部材３０は、全体が例えば厚さ０．１ｍｍ程度の金属薄板である。また、配線部材３０は、８００℃以上の高温下での使用に耐えるため、例えばステンレス系合金、Ｎｉ基系合金、Ｃｏ基系合金などの耐熱（耐酸化）合金からなることが好ましい。電気伝導度、耐熱性、高温下における耐酸化性、排気ガス雰囲気における耐腐食性等の性能やコストを考慮すると、ステンレス系合金が好ましい。
【００３０】
複数の櫛歯状配線３１は、図２に示すように、表面電極２０の形成領域の略全体に亘って、担体円周方向に延設されるとともに、担体軸方向（ｙ軸方向）に沿って略等間隔に並設されている。さらに、全ての櫛歯状配線３１は、表面電極２０の形成領域のｚ軸方向プラス側において根元部３２に接続されている。櫛歯状配線３１の幅は、例えば１ｍｍ程度である。図示した例では、表面電極２０上に１９本の櫛歯状配線３１が設けられている。櫛歯状配線３１は、いずれも固定層４０により表面電極２０に固定されるととともに電気的に接続されている。なお、当然のことながら、櫛歯状配線３１の本数は１９本に限定されるものではなく、適宜決定される。
【００３１】
根元部３２は、図２に示すように、表面電極２０に沿って担体軸方向（ｙ軸方向）に延設された部位である。全ての櫛歯状配線３１は根元部３２から担体円周方向に延設されている。根元部３２は、担体１０及び表面電極２０に固定されていないが、マット５０により担体１０に押し付けられ、拘束されている。他方、マット５０の開口部５１が根元部３２上に設けられているため、根元部３２の長手方向中央部はマット５０により拘束されていない。
【００３２】
ここで、図２に示すように、本実施の形態に係る通電加熱式触媒装置１００では、根元部３２に外縁から担体円周方向に延びたスリット３４が設けられている。そのため、図８を参照して説明した昇温及び降温の繰り返しによる根元部３２の両端部の内側へのずれを抑制することができる。その結果、両端部に位置する櫛歯状配線３１の付根近傍での破断を抑制することができる。
【００３３】
スリット３４は、第１のスリット３４ａ及び第２のスリット３４ｂを備えている。第１のスリット３４ａは、櫛歯状配線３１側の外縁から担体円周方向に延びており、櫛歯状配線３１同士の間に形成されている。第２のスリット３４ｂは、櫛歯状配線３１と反対側の外縁から担体円周方向に延びている。なお、本実施の形態に係る通電加熱式触媒装置１００では、第１のスリット３４ａ及び第２のスリット３４ｂが設けられているが、いずれか一方のみを設けるだけでもよい。
【００３４】
図２に示すように、本実施の形態に係る通電加熱式触媒装置１００では、第１のスリット３４ａと第２のスリット３４ｂとが、担体軸方向（ｙ軸方向）の中央部から両端部に向かって、交互に形成されている。すなわち、根元部３２は長手方向（ｙ軸方向）の中央部から端部に向かって蛇行するように形成されている。さらに、第１のスリット３４ａ及び第２のスリット３４ｂは、それぞれ中央部から端部に向かうにつれて長くなっている。これにより、両端部に位置する櫛歯状配線３１の付根近傍での破断を抑制する効果を一層高めることができるとともに、各櫛歯状配線３１に供給する電流量を均一にすることができる。
【００３５】
図２では、最も左側（ｙ軸方向マイナス側）に位置する櫛歯状配線３１と隣接する左から２番目の櫛歯状配線３１との間に第１のスリット３４ａが設けられている。左から３番目の櫛歯状配線３１の形成位置にはその反対側（ｚ軸プラス側）に第２のスリット３４ｂが設けられている。また、左から４番目の櫛歯状配線３１と左から５番目の櫛歯状配線３１との間に第１のスリット３４ａが設けられている。左から６番目の櫛歯状配線３１の形成位置にはその反対側（ｚ軸プラス側）に第２のスリット３４ｂが設けられている。さらに、左から７番目の櫛歯状配線３１と左から８番目の櫛歯状配線３１との間に第１のスリット３４ａが設けられている。このように、根元部３２の左半分に３本の第１のスリット３４ａと２本の第２のスリット３４ｂとが形成されている。図２に示すように、根元部３２の右半分にも、ｚ軸に平行な対称軸に対して対称に３本の第１のスリット３４ａと２本の第２のスリット３４ｂとが形成されている。
【００３６】
引出部３３は、根元部３２の担体軸方向（ｙ軸方向）中央部において、櫛歯状配線３１と反対側に設けられている。引出部３３も、担体１０及び表面電極２０に固定されていない。図３に示すように、引出部３３は、マット５０の開口部５１及び外筒７０の開口部７１を介して、外筒７０の外側へ引き出されている。ここで、引出部３３は、複数の屈曲部を有し、伸縮可能に形成されている。つまり、引出部３３が蛇腹状に形成されている。図面の例では、例えば図３に示すように、引出部３３が３つの屈曲部（ｚ軸方向プラス側から見て２つの山折りと１つの谷折り）を有し、断面Ｍ字状に形成されている。引出部３３が２つの屈曲部（１つの山折りと１つの谷折り）を有し、断面Ｎ字状に形成されていてもよい。さらに、引出部３３が４つ以上の屈曲部を有していてもよい。
【００３７】
蛇腹状の引出部３３は、製造段階では折り畳まれた状態になっている。そのため、配線部材３０の引出部３３と外筒７０とが干渉することがなく、配線部材３０を備えた担体１０を外筒７０に圧入することができる。そして、担体１０を外筒７０に圧入した後、引出部３３を外筒７０の外側へ容易に引き出すことができる。ここで、配線部材３０として冷間圧延された薄板を焼鈍した焼鈍材（伸び１５％以上）を使用することにより、引出部３３を容易に蛇腹状に折り畳むことができる。
【００３８】
固定層４０は、櫛歯状配線３１上に形成された厚さ３００〜５００μｍ程度のボタン形状の溶射皮膜である。表面電極２０上に配線部材３０を配置し、その上にマスキング治具を配置し、プラズマ溶射を行うことにより、固定層４０を形成することができる。溶射皮膜の組成などについては、上述した表面電極２０と同様にすればよい。
【００３９】
上述の通り、固定層４０により、櫛歯状配線３１が表面電極２０に固定されるとともに電気的に接続される。図２の例では、各櫛歯状配線３１が、１つの固定層４０によりそれぞれ表面電極２０に固定されている。換言すると、固定層４０が形成されていない箇所では、櫛歯状配線３１は表面電極２０に固定されていない。このような構成により、金属薄板からなる配線部材３０と、セラミックスからなる担体１０との線膨張係数差に基づく熱ひずみ（熱応力）を緩和することができる。つまり、個々の固定層４０を極力小さい形状とし、点在させることにより、上記熱ひずみ（熱応力）を緩和している。なお、配置する固定層４０の個数及び間隔は適宜決定すればよい。
【００４０】
マット（保持部材）５０は、可撓性を有する断熱部材である。マット５０は、図２に破線で示すように、担体１０の外周面全体に巻き付けられており、図３に示すように、担体１０と外筒７０との間に充填されている。マット５０により、担体１０が外筒７０に固定・保持されるとともに、排気ガスが外筒７０の外部へ漏れないようにシールされる。
【００４１】
マット５０には、図２、図３に示すように、引出部３３を外筒７０の外側へ導出するための開口部５１が２つ設けられている。図２に示すように、開口部５１は、引出部３３の形成位置に対応して、担体軸方向の中央部において矩形状に形成されている。また、図３に示す横断面視では、２つの開口部５１は、ｙｚ平面に平行な対称面に関して鏡面対称に配置されている。なお、図面の例では、開口部５１の形状は矩形状であるが、特に限定されるものではない。例えば、開口部５１の形状は、円形状や楕円形状などであってもよい。
【００４２】
外筒７０は、担体１０を収納するための筐体であって、円柱状の担体１０よりも一回り大きい直径を有するパイプである。外筒７０はマット５０を介して担体１０の略全体を覆っている。ここで、外筒７０は、例えばステンレス系合金などの金属からなることが好ましい。
【００４３】
外筒７０の側面には、図３に示すように、引出部３３を外筒７０の外側へ導出するための開口部７１が設けられている。そのため、外筒７０の開口部７１は、引出部３３（すなわちマット５０の開口部５１）の形成位置に対応して、２箇所設けられている。２つの開口部７１は、外筒７０のｘｙ平面に平行な対称面よりもややｚ軸方向プラス側において、ｙｚ平面に平行な対称面に関して鏡面対称に配置されている。なお、開口部７１の形状は特に限定されるものではない。例えば、円形状、楕円形状や矩形状などにすることができる。
【００４４】
上記構成により、通電加熱式触媒装置１００では、一対の表面電極２０間において担体１０が通電加熱され、担体１０に担持された触媒が活性化される。これにより、担体１０を通過する排気ガス中の未燃焼ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）等が触媒反応により浄化される。
【００４５】
上述のように、実施の形態１に係る通電加熱式触媒装置１００では、配線部材３０の根元部３２に外縁から担体円周方向に延びたスリット３４が設けられている。そのため、昇温及び降温の繰り返しによる根元部３２の両端部の内側へのずれを抑制することができる。その結果、両端部に位置する櫛歯状配線３１の付根近傍での破断を抑制することができる。
【００４６】
図４は、第１の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置における配線部材３０の変形解析結果である。図４の上段は昇温時の配線部材３０、下段は降温時の配線部材３０を示している。図４では、各櫛歯状配線３１の先端が図示しない固定層４０により拘束されており、固定層４０よりも先端側の櫛歯状配線３１は省略されている。また、マット５０による配線部材３０の拘束を単純化し、図４の上段に示した昇温時の配線部材３０の形状を取付時のままであると仮定している。そして、図４の下段に、降温による収縮に伴う配線部材３０の変形結果が示されている。図４の下段に示すように、根元部３２にスリット３４が設けられた第１の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置では、図９に示した従来の通電加熱式触媒装置に比べ、降温時における根元部３２の両端部の内側へのずれが小さくなっている。
【００４７】
次に、第１の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置１００の製造方法について説明する。まず、担体１０の表面に、例えばプラズマ溶射により表面電極２０を形成する。続いて、表面電極２０上に、引出部３３が蛇腹状に折り畳まれた配線部材３０を配置し、マスキング治具を用いたプラズマ溶射により、配線部材３０上に固定層４０を形成する。これにより、表面電極２０上に配線部材３０が固定される。
【００４８】
次に、表面電極２０、配線部材３０、固定層４０が形成された担体１０の外周面上に、引出部３３の形成領域に対応した開口部５１を有するマット５０を巻き付ける。
次に、マット５０が巻き付けられた担体１０を外筒７０に圧入する。その後、蛇腹状に折り畳まれた引出部３３を引き伸ばすことにより、開口部７１を介して外筒７０の外側へ引出部３３を引き出す。
最後に、ネジ止めや溶接などにより、引出部３３を外部電極８１に固定する。
以上の工程により、図３に示すように、第１の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置１００を得ることができる。
【００４９】
（第２の実施の形態）
次に、図５及び図６を参照して、第２の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置について説明する。図５は、第２の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置を表面電極２０の真上から見た平面図である。図６は、図５におけるＶＩ−ＶＩ切断線による断面図であって、屈曲部３５が形成された部位での櫛歯状配線３１の縦断面図である。
【００５０】
図５に示すように、第２の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置では、第１の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置に比べ、根元部３２の長手方向中央部に引出部３３に至る長い第１のスリット３４ａが形成されている。そのため、第２の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置は、第１の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置よりも昇温及び降温の繰り返しによる根元部３２の両端部の内側へのずれを抑制することができる。
【００５１】
さらに、第２の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置では、各櫛歯状配線３１に、固定層４０と根元部３２との間において屈曲部３５が設けられている。図６に示すような縦断面形状を有する屈曲部３５により櫛歯状配線３１の伸縮が容易になる。そのため、第２の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置は、第１の実施の形態に係る通電加熱式触媒装置よりも昇温及び降温の繰り返しにより櫛歯状配線３１の付根に発生する応力を緩和することができる。
【００５２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
例えば、マット５０の開口部５１が根元部３２上に位置していない場合であっても、根元部３２にスリット３４を設けることにより、根元部３２の熱膨張及び熱収縮を緩和することができる。そのため、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０  担体
２０  表面電極
３０  配線部材
３１  櫛歯状配線
３２  根元部
３３  引出部
３４  スリット
３４ａ  第１のスリット
３４ｂ  第２のスリット
３５  屈曲部
４０  固定層
５０  マット
５１  開口部
７０  外筒
７１  開口部
８１  外部電極
８２  外部配線
８３  バッテリ
１００  通電加熱式触媒装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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４】
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【図９】
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