(57)【要約】【課題】ガス流れの下流側においても、セル間を区画するセル壁を透過してガスが流通可能であり、粒子状物質の捕集性能を向上できるハニカム構造体を提供すること。【解決手段】内燃機関の排気通路ＥＸに設けられる排気浄化装置１は、排気流れ方向Ｘを中心軸Ｃの方向とする筒状の外周壁２２の内側に、排気が通過する多数の通孔２１を有するセラミックス基体２と、誘導加熱部５とを備える。誘導加熱部５は、外周壁２２の外側を取り巻くコイル３と、セラミックス基体２の内部に配置され、中心軸Ｃの方向に延びる棒状の導電部材群４とを備え、導電部材群４は、外周領域５１に配置される導電部材４１Ａを通過する磁気回路の磁気抵抗が相対的に高く、中央領域５２に配置される導電部材４２Ａを通過する磁気回路の磁気抵抗が相対的に低い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路（ＥＸ）に設けられ、排気流れ方向を中心軸（Ｃ）の方向（Ｘ）とする筒状の外周壁(２２)の内側に、排気が通過する多数の通孔（２１）を有するセラミックス基体（２）と、
上記外周壁の外側を取り巻くコイル（３）、及び、上記セラミックス基体の内部に配置され、上記中心軸の方向に延びる棒状の導電部材群（４）を有する誘導加熱部（５）と、を備えており、
上記導電部材群は、上記外周壁に接する外周領域（５１）に配置される複数の第１導電部材（４１Ａ〜４１Ｃ）と、上記外周領域の内側に位置し上記中心軸を含む中央領域（５２）に配置される複数の第２導電部材（４２Ａ）とを含んで構成されており、かつ、上記第1導電部材を通過する磁気回路の磁気抵抗が相対的に高く、上記第２導電部材を通過する磁気回路の磁気抵抗が相対的に低い、内燃機関の排気浄化装置（１）。
【請求項２】
上記導電部材群は、上記第1導電部材の軸方向長が、上記第２導電部材の軸方向長よりも短い、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
上記導電部材群は、上記第1導電部材が上記中心軸の周りに多重に配置される第1導電部材群（４１）と、上記第２導電部材が上記中心軸の周りに多重に配置される第２導電部材群（４２）とを有する、請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
上記第1導電部材群は、上記外周壁に近いほど、上記第1導電部材の軸方向長が短く、上記第２導電部材群は、上記中心軸に近いほど、上記第２導電部材の軸方向長が長い、請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
上記第1導電部材は、同軸上に間隔をおいて配置される複数の分割片（４１１、４１２）からなり、複数の上記分割片の合計長が、上記第２導電部材の軸方向長よりも短い、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
上記第1導電部材は、上記中心軸の方向における一部に他の部分よりも径が小さい小径部（４１３）を有している、請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
内燃機関の排気通路（ＥＸ）に設けられ、排気流れ方向を中心軸（Ｃ）の方向（Ｘ）とする筒状の外周壁(２２)の内側に、排気が通過する多数の通孔（２１）を有するセラミックス基体（２）と、
上記外周壁の外側を取り巻くコイル（３）、及び、上記セラミックス基体の内部に配置され、上記中心軸の方向に延びる棒状の導電部材群（４）を有する誘導加熱部（５）と、を備えており、
上記導電部材群は、上記外周壁に接する外周領域（５１）に配置される複数の第１導電部材（４１Ｃ）と、上記外周領域の内側に位置し上記中心軸を含む中央領域（５２）に配置される複数の第２導電部材（４２Ａ）とを含んで構成されており、かつ、上記外周領域に配置される上記第１導電部材の単位角度当たりの数密度が相対的に小さく、上記中央領域に配置される上記第２導電部材の単位角度当たりの数密度が相対的に大きい、内燃機関の排気浄化装置（１）。
【請求項８】
上記導電部材群は、上記セラミックス基体の上記中心軸の周りに、上記第１導電部材及び上記第２導電部材が、径方向にずらして配置されている、請求項７に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
上記導電部材群は、上記セラミックス基体の上記中心軸の周りに、上記第１導電部材及び上記第２導電部材が、放射状、放射曲線状又は渦巻き状に配置されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
上記誘導加熱部は、排気流れ方向において、上記導電部材群の一部又は全部が、上記セラミックス基体の上流側の端部内に配置される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１１】
上記誘導加熱部は、排気流れ方向において上流側に位置する上記コイルの上流側の端部が、上記セラミックス基体の端面（２４）よりも上流側に変位して配置される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１２】
上記セラミックス基体の端面から上流側への上記コイルの変位量ｈと、コイル直径Ｄｃとが、ｈ／Ｄｃ＜０．１５の関係にある、請求項１１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１３】
上記セラミックス基体は、触媒が担持される触媒担体として用いられる、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に設置される排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の排気管に設置される排気浄化触媒や触媒担持フィルタは、排気の導入により発生する触媒反応熱を利用して昇温を図っている。一方、今後予想される厳しい排気規制を満足させるためには、排気管に排気が排出される時点までに、排気浄化触媒や触媒担持フィルタを構成するセラミックス基体の全体が、触媒活性温度以上に昇温されていることが望ましい。ところが、触媒反応熱を利用する従来の加熱方式では、排気が流れて来なければ加熱できないことから、触媒反応熱を利用しない加熱方式への転換が必要となっている。
【０００３】
特許文献１には、複数の穴が設けられるセラミックス製のフィルタと、複数の穴の一部に入れられた金属棒と、フィルタの周囲に設置された複数のコイルを有する排気浄化装置が開示されている。フィルタには触媒が付着しており、コイルに交流電流を流すことにより、金属棒を誘導加熱することで、排気に依存することなく、フィルタの温度を触媒の活性化温度以上に加熱可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１４５５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載される排気浄化装置は、排気の流通量が少なく、触媒反応熱では昇温されにくいセラミックス基体の外周部に金属棒を設けている。これは、セラミックス基体の外周部の昇温を、誘導加熱によりアシストして、排気の流通量が多いセラミックス基体の中央部との温度の均一化を図るためである。しかしながら、この構成において、排気が排出されるより前に、金属棒を誘導加熱すると、金属棒が配置されているセラミックス基体の外周部のみが加熱され、中央部を昇温させることができない。
【０００６】
そこで、例えば、セラミックス基体の中央部にも金属棒を配置することが考えられるが、誘導加熱では、コイルに近いほど金属棒が加熱されやすく、コイルからの距離が遠くなるセラミックス基体の中央部が加熱されにくい特性がある。そのために、セラミックス基体の温度が不均一になりやすく、中央部と外周部との温度差が大きくなることでヒビやワレにつながるおそれがあった。
【０００７】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、誘導加熱を利用して、セラミックス基体を早期に加熱することができ、しかもセラミックス基体の内部に温度勾配が生じるのを抑制して、セラミックス基体の全体をより均一に加熱することができる排気浄化装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、
内燃機関の排気通路（ＥＸ）に設けられ、排気流れ方向を中心軸（Ｃ）の方向（Ｘ）とする筒状の外周壁(２２)の内側に、排気が通過する多数の通孔（２１）を有するセラミックス基体（２）と、
上記外周壁の外側を取り巻くコイル（３）、及び、上記セラミックス基体の内部に配置され、上記中心軸の方向に延びる棒状の導電部材群（４）を有する誘導加熱部（５）と、を備えており、
上記導電部材群は、上記外周壁に接する外周領域（５１）に配置される複数の第１導電部材（４１Ａ〜４１Ｃ）と、上記外周領域の内側に位置し上記中心軸を含む中央領域（５２）に配置される複数の第２導電部材（４２Ａ）とを含んで構成されており、かつ、上記第1導電部材を通過する磁気回路の磁気抵抗が相対的に高く、上記第２導電部材を通過する磁気回路の磁気抵抗が相対的に低い、内燃機関の排気浄化装置（１）にある。
【０００９】
本発明の他の態様は、
内燃機関の排気通路（ＥＸ）に設けられ、排気流れ方向を中心軸（Ｃ）の方向（Ｘ）とする筒状の外周壁(２２)の内側に、排気が通過する多数の通孔（２１）を有するセラミックス基体（２）と、
上記外周壁の外側を取り巻くコイル（３）、及び、上記セラミックス基体の内部に配置され、上記中心軸の方向に延びる棒状の導電部材群（４）を有する誘導加熱部（５）と、を備えており、
上記導電部材群は、上記外周壁に接する外周領域（５１）に配置される複数の第１導電部材（４１Ｃ）と、上記外周領域の内側に位置し上記中心軸を含む中央領域（５２）に配置される複数の第２導電部材（４２Ａ）とを含んで構成されており、かつ、上記外周領域に配置される上記第１導電部材の単位角度当たりの数密度が相対的に小さく、上記中央領域に配置される上記第２導電部材の単位角度当たりの数密度が相対的に大きい、内燃機関の排気浄化装置（１）にある。
【発明の効果】
【００１０】
上記一態様の構成の排気浄化装置において、誘導加熱部のコイルに交番電流が流れると、導電部材群に誘導電流が発生し、自己発熱により加熱される。このとき、一般には、コイルからの距離が近い導電部材ほど、透過する磁束密度が高くなり、誘導加熱量は増加する。そこで、導電部材群のうち、コイルからの距離が近い外周領域では、磁気回路の磁気抵抗を相対的に高くすることで、第１導電部材へ磁束が流れにくくなる。また、コイルからの距離が遠い中央領域では、磁気回路の磁気抵抗を相対的に低くすることで、第２導電部材へ磁束が流れやすくなる。
【００１１】
すなわち、外周領域の第１導電部材を透過する磁束密度が低くなり、中央領域の第２導電部材を透過する磁束密度が高くなることで、磁束密度の差が小さくなり、セラミックス基体の全体に磁束がより均等に流れる。その結果、外周領域の誘導加熱量と中央領域の誘導加熱量とが同等となり、導電部材群により加熱されるセラミックス基体の温度をより均一にして加熱ムラを低減し、温度差によるヒビや割れの発生を抑制することが可能になる。
【００１２】
また、上記他の態様の構成の排気浄化装置では、外周領域に配置される第１導電部材の数密度を小さくして、誘導加熱量を低減する一方、中央領域に配置される第２導電部材の数密度を大きくして、誘導加熱量を増加することができる。この場合にも、導電部材群により加熱されるセラミックス基体の温度をより均一にして加熱ムラを低減し、温度差によるヒビや割れの発生を抑制することが可能になる。
【００１３】
以上のごとく、上記態様によれば、誘導加熱を利用して、セラミックス基体を早期に加熱することができ、しかもセラミックス基体の内部に温度勾配が生じるのを抑制して、セラミックス基体の全体をより均一に加熱することができる排気浄化装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１における、排気浄化装置の全体構成を示す軸方向断面図。
【図２】実施形態１における、排気浄化装置の主要部構成を示す径方向断面図で、図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】実施形態１における、セラミックス基体の部分拡大断面図で図２のIII部拡大図。
【図４】実施形態１における、セラミックス基体による導電部材の保持構造の他の例を示す部分拡大断面図。
【図５】実施形態１における、排気浄化装置のセラミックス基体を通過する磁束密度分布を説明するための軸方向断面図。
【図６】比較形態１における、排気浄化装置のセラミックス基体を通過する磁束密度分布を説明するための軸方向断面図。
【図７】試験例１において、実施形態１と比較形態１のセラミックス基体における磁束密度分布を比較して示す軸方向断面図。
【図８】試験例１における、セラミックス基体のコイルからの距離と磁束密度との関係を示す図。
【図９】試験例１における、セラミックス基体の端面の磁束測定位置と磁束密度との関係を示す図。
【図１０】試験例１における、セラミックス基体の端面の温度測定位置と温度との関係を示す図。
【図１１】実施形態２における、排気浄化装置の主要部構成を示す軸方向断面図。
【図１２】実施形態３における、排気浄化装置の主要部構成を示す軸方向断面図。
【図１３】実施形態３における、誘導加熱部を構成する第１導電部材の構成を示す拡大図。
【図１４】実施形態４における、排気浄化装置の主要部構成を示す軸方向断面図。
【図１５】実施形態５における、排気浄化装置の主要部構成を示す軸方向断面図。
【図１６】実施形態６における、排気浄化装置の全体構成を示す軸方向断面図。
【図１７】実施形態６における、排気浄化装置の主要部構成を示す径方向断面図で、図１６のＡ−Ａ断面図。
【図１８】実施形態７における、排気浄化装置の全体構成を示す軸方向断面図。
【図１９】実施形態７における、排気浄化装置の主要部構成を示す径方向断面図で、図１８のＡ−Ａ断面図。
【図２０】実施形態８における、排気浄化装置を構成するセラミックス基体の断面図。
【図２１】試験例２において、実施形態７、８と実施形態７の基準となるセラミックス基体の構成における温度分布を比較して示す部分断面図。
【図２２】試験例２における、実施形態７、８と実施形態７の基準となるセラミックス基体の内部の温度差を比較して示す柱状グラフ図。
【図２３】試験例３において、排気流れ方向における誘導加熱部の配置とセラミックス基体の温度分布の関係を比較して示す図。
【図２４】試験例３における、誘導加熱部を構成するコイルのセラミックス基体に対する配置例を示す図。
【図２５】試験例３における、セラミックス基体の端面からのコイルの距離とコイル直径との比率ｈ／Ｄｃと、温度差の改善率と温度低下率との関係を示す図。
【図２６】試験例３における、比率ｈ／Ｄｃと、セラミックス基体の温度差又は最大温度との関係を示す図。
【図２７】試験例３における、比率ｈ／Ｄｃと、温度差の改善率と温度低下率との関係を示す図。
【図２８】試験例３における、比率ｈ／Ｄｃと、コイルとセラミックス基体の中心部又は最外周部との距離の差Ｌ−ｌとの関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（実施形態１）
内燃機関の排気浄化装置に係る実施形態１について、図面を参照しながら説明する。
図１、図２に示すように、排気浄化装置１は、内燃機関の排気通路である排気管ＥＸに設けられるセラミックス基体２と、セラミックス基体２を加熱する誘導加熱部５と、を備えている。セラミックス基体２は、排気流れ方向を中心軸Ｃの方向（以下、軸方向Ｘ）とする筒状の外周壁２２の内側に、排気が通過する多数の通孔２１を有する。セラミックス基体２の中心軸Ｃを通り軸方向Ｘと直交する方向を、以降、径方向Ｙとする。図２には、誘導加熱部５が配置される排気流れの上流側における径方向Ｙの断面を示している。
【００１６】
誘導加熱部５は、セラミックス基体２の外周壁２２の外側を取り巻くコイル３と、セラミックス基体２の内部に配置され、軸方向Ｘに延びる棒状の導電部材群４を有する。導電部材群４は、中心軸Ｃの周りの領域のうち、外周壁２２側の外周領域５１に配置される複数の第１導電部材４１Ａと、中心軸Ｃ側の中央領域５２に配置される複数の第２導電部材４２Ａとを含んで構成されており、かつ、第１導電部材４１Ａを通過する磁気回路の磁気抵抗が相対的に高く、第２導電部材４２Ａを通過する磁気回路の磁気抵抗が相対的に低くなっている。
【００１７】
セラミックス基体２は、触媒を担持させるための触媒担体として用いられ、多数の通孔２１の表面には、図示しない触媒層が形成される。このとき、誘導加熱部５は、排気管ＥＸに排気が流入するより前に、誘導加熱によって導電部材群４を発熱させて、セラミックス基体２を触媒活性温度以上に昇温させることができる。導電部材群４のうち、外周領域５１に配置される第１導電部材４１Ａは、第１導電部材群４１を構成し、中央領域５２に配置される第２導電部材４２Ａは第２導電部材群４２を構成する。
【００１８】
ここで、導電部材群４は、例えば、その全部を基準となる導電部材４３Ａ（例えば、図６参照）で構成したときの、基準位置にある導電部材４３Ａを通過する磁気回路の磁気抵抗に対して、第１導電部材４１Ａを通過する磁気回路の磁気抵抗がより高くなるように構成される。また、第２導電部材４２Ａを通過する磁気回路の磁気抵抗は、基準位置にある導電部材４３Ａを通過する磁気回路の磁気抵抗と同じか、より低くなるように構成される。このとき、第１導電部材４１Ａを通過する磁気回路の磁気抵抗は、第２導電部材４２Ａを通過する磁気回路の磁気抵抗よりも高い。基準位置は、例えば、径方向Ｙにおいて、導電部材４３Ａを透過する磁束密度の最大値maxと最小値minとの平均値となる位置（例えば、図８参照）とし、その外側を外周領域５１、内側を中央領域５２とすることができる。
【００１９】
以下、排気浄化装置１の詳細構成を説明する。
本形態において、内燃機関は、例えば、図示しない自動車用エンジンであり、エンジンから排気管ＥＸに排出される排気を浄化するために、排気浄化装置１が設けられる。図１、図２において、浄化装置１は、排気管ＥＸの一部となる拡径された円筒状の管壁１１を装置外壁部とし、その内側に、円柱状のセラミックス基体２を収容保持している。
セラミックス基体２は、例えば、コーディエライト等のセラミックス材料にて構成することができる。
【００２０】
セラミックス基体２は、両端が開口する円筒状の外周壁２２と、その内側に位置する区画壁２３とが一体となった、セラミックスハニカム構造体として構成される。ここでは、例えば、図３に示すように、区画壁２３によって、断面多角形（例えば、六角形）の多数のセル２５が区画形成されており、多数のセル２５により多数の通孔２１が形成される。多数の通孔２１は、軸方向Ｘの一端側から他端側へ延びる、互いに平行な貫通孔である。
【００２１】
図１中に矢印で示すように、排気管ＥＸ内には、その軸方向Ｘ（例えば、図１の左右方向）に排気が流れ、同軸的に配置されるセラミックス基体２の上流側の端面（例えば、図１の左端側の端面）２４から、多数の通孔２１に流入する。排気は、多数の通孔２１内を、セラミックス基体２の下流側（例えば、図１の右端側）へ向けて流れ、その間に、通孔２１の表面に形成される触媒層と接触して浄化される。
【００２２】
誘導加熱部５は、セラミックス基体２の上流側の端部（例えば、図１の左端部）に配置される導電部材群４と、径方向Ｙにおいて、その外側に配置されるコイル３と、コイル３を収容保持するコイル収容部３１と、によって構成される。セラミックス基体２が収容される管壁１１の外側には、導電部材群４が配置される上流側の端部を取り囲むように、円筒状のコイル収容部３１が取り付けられている。コイル３は、コイル収容部３１と管壁１１との間に形成される円環状の中空部内に収容されて、導電部材群４の外側を円環状に取り巻いている。ここでは、例えば、２回巻きのコイル３を例示しているが、その巻き数は、特に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【００２３】
コイル収容部３１の外側壁には、コイル３に接続される一対の通電用端子３２、３３が設けられる。一対の通電用端子３２、３３は、排気管ＥＸの外部に設けられるインバータ回路部６に接続されて、コイル３に交流電力を供給する。インバータ回路部６は、例えば、複数のスイッチング素子等を内蔵して、バッテリ６１から入力される直流電力を交流電力に変換して出力する。バッテリ６１は、例えば、車載バッテリである。
【００２４】
導電部材群４は、外周領域５１に配置される第１導電部材群４１と、中央領域５２に配置される第２導電部材群４２からなる。これら第１導電部材群４１、第２導電部材群４２は、それぞれ、セラミックス基体２の中心軸Ｃの周りに、第１導電部材４１Ａ、第２導電部材４２Ａが多重に配置されて構成される。
本形態では、第1導電部材４１Ａは、セラミックス基体２の中心軸Ｃを中心として、同心状に配置される２つの仮想円５１Ａ、５１Ｂに沿って、二重円状に配置されている。また、第２導電部材４２Ａは、セラミックス基体２の中心軸Ｃを中心として、同心状に配置される２つの仮想円５２Ａ、５２Ｂに沿って、二重円状に配置されている。
【００２５】
このとき、外周領域５１において、第１導電部材群４１は、第１導電部材４１Ａを通過する磁気回路の磁気抵抗が相対的に高くなるように、第１導電部材４１Ａの形状や配置が工夫されている。また、中央領域５２において、第１導電部材群４２は、第２導電部材４２Ａを通過する磁気回路の磁気抵抗が相対的に低くなるように、第１導電部材群４２の形状や配置が工夫されている。具体的には、第1導電部材４１Ａは、その軸方向長が、第２導電部材４２Ａの軸方向長よりも短くなるように構成される。ここでは、例えば、導電部材４１Ａの軸方向長は、導電部材４２Ａの１／２程度となっている。
【００２６】
第１導電部材４１Ａと第２導電部材４２Ａとは、略同等の直径を有する一定径の棒状体にて構成されており、軸方向長のみが異なっている。軸方向Ｘにおいて、第１導電部材４１Ａ及び第２導電部材４２Ａの上流端部は、セラミックス基体２の上流側の端面２４の近傍に位置し、第１導電部材４１Ａの下流端部は、第２導電部材４２Ａの下流端部よりも上流側に位置する。
また、径方向Ｙにおいて、第１導電部材４１Ａ及び第２導電部材４２Ａは、中心軸Ｃの周りに放射状に配置される。すなわち、仮想円５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ上において、第１導電部材４１Ａ及び第２導電部材４２Ａは、それぞれ周方向に等角度間隔で配置され、中心軸Ｃを通り放射状に広がる複数の直線上に並んで位置している。
【００２７】
第２導電部材群４２の外側の仮想円５２Ｂ上の第２導電部材４２Ａの数と、第１導電部材群４１の２つの仮想円５１Ａ、５１Ｂ上の第１導電部材４１Ａの数は、同数であり、単位角度当たりの数密度は一定である。なお、ここでは、第２導電部材群４２の内側の仮想円５２Ａ上の第２導電部材４２Ａの数は、外側の仮想円５２Ｂ上の第２導電部材４２Ａより少ない数となっており、単位角度当たりの数密度はより小さい。これは、第２導電部材群４２が中心軸Ｃに比較的近い位置にあるからで、内側の仮想円５２Ａの径をより大きくして、第２導電部材４２Ａをより多く配置し、数密度を全体で一定とすることもできる。
【００２８】
第１導電部材４１Ａ及び第２導電部材４２Ａは、例えば、セラミックス基体２の通孔２１内に保持される。例えば、図３に示すように、第１導電部材４１Ａの径が、通孔２１を形成するセル２４の外径以下であるときは、通孔２１を拡径して、その内側に第１導電部材４１Ａを圧入保持することができる。また、図４に示すように、第１導電部材４１Ａの径が、通孔２１を形成するセル２４の外径より大きいときは、例えば、複数のセル２４を形成する区画壁２３に穴あけ加工して、第１導電部材４１Ａを挿通保持させることができる。その場合は、第１導電部材４１Ａの周囲の通孔２１に、例えば、セラミックス用接着剤２６等を充填して第１導電部材４１Ａを固定することが望ましい。
【００２９】
図３、図４には、第１導電部材４１Ａが保持された部位を示しているが、第２導電部材４２Ａについても同様とすることができる。
第１導電部材４１Ａ及び第２導電部材４２Ａは、例えば、同材質の導電性金属材料からなる。好適には、ステンレス鋼等の磁性金属材料にて構成されるのがよく、誘導加熱による加熱効率をより高めることができる。第１導電部材４１Ａと第２導電部材４２Ａを異なる材質とすることもできる。
【００３０】
次に、上記構成の排気浄化装置１の作用効果について説明する。
図１において、図示しない制御部から通電指令が出力されると、バッテリ６１の直流電力がインバータ回路部６にて交流電力に変換されて、コイル３へ交番電流が流れる。これに伴い、コイル３の周りに発生する磁界によって、コイル３の内側に配置される第１導電部材４１Ａ及び第２導電部材４２Ａが誘導加熱される。すなわち、交番磁束が通過することによって、第１導電部材４１Ａ及び第２導電部材４２Ａの表面に渦電流が流れ、ジュール熱が発生する。
【００３１】
このとき、図５に示すように、第１導電部材４１Ａの軸方向長を、第２導電部材４２Ａよりも短くすることで、第１導電部材４１Ａ及び第２導電部材４２Ａを透過する磁束密度を調整し、発生するジュール熱を調整することができる。図６に比較形態１として示すように、第２導電部材４２Ａと同一長の導電部材４３Ａを全体に配置して、導電部材群４３とした場合には、コイル３からの距離が近い外周側ほど、透過する磁束密度が高くなるために（例えば、図中に実線矢印で示す）、誘導加熱量は増加する。つまり、コイル３からの距離が近い外周領域５１で、発熱量が大きくなり、コイル３からの距離が遠い中央領域５２で、発熱量が小さくなって、セラミックス基体２を均等に加熱することができない。
【００３２】
そこで、外周領域５１と中央領域５２の発熱量を調整するために、第１導電部材４１Ａの軸方向長をより短くする。これにより、第２導電部材４２Ａの軸方向長との差に相当する長さ分が、導電金属材料から空気層に変わり、磁束が流れにくくなる。そのため、比較形態１の導電部材４３Ａに比べて、外周領域５１の第１導電部材４１Ａを透過する磁束密度が低くなり（例えば、図５中に点線矢印で示す）、その低下分の磁束が中央領域５２へ流れることになって、第２導電部材４２Ａを透過する磁束密度が増加する（例えば、図５中に実線矢印で示す）。なお、第１導電部材４１Ａ及び第２導電部材４２Ａを透過する磁束の流れ方向は、排気の流れ方向と同方向となっている。
【００３３】
このように、本形態では、金属の方が空気よりも透磁率が大きく磁束が流れやすい（すなわち、磁気抵抗が小さい）性質を利用し、磁束密度が高い導電部材４３Ａに代えて、軸方向長の短い第１導電部材４Ａを配置することで磁気抵抗を大きくする。これにより、第１導電部材群４１に磁束が流れにくくなる。その結果、セラミックス基体２の全体に磁束がより均一に流れ、外周領域５１と中央領域５２の発熱量の差が小さくなって、全体を均等に加熱することが可能になる。
【００３４】
（試験例１）
図７に示すように、実施形態１と比較形態１の構成について、誘導加熱部５により加熱されたセラミックス基体２の磁束密度分布をそれぞれシミュレーションにより求めた。コイル３への通電条件は、以下の通りとした。第１導電部材群４１、第２導電部材群４２、導電部材群４３は、以下に示す同材質の導電金属材料からなる棒状導電部材とした。
通電条件：周波数１７０ｋＨｚ
通電量：２５０Ａｒｍｓ
導電金属材料：ＳＵＳ４３０(透磁率：１．３×１０-3Ｈ／ｍ)
【００３５】
図７において、導電部材４３Ａは、四重円状に配置された導電部材４３Ａの径方向の位置（右図参照）は、二重円状に配置された第１導電部材４１Ａ、第２導電部材４２Ａの径方向の位置（左図参照）に対応させた。このとき、コイル３から近い順に、コイル３からの距離ａ、ｂ、ｃ、ｄとした。また、第１導電部材４１Ａの軸方向長と、第２導電部材４２Ａの軸方向長との差を、差分ｅ（左図参照）とした。
【００３６】
このとき、比較形態１の導電部材群４３のように、同一長の導電部材４３Ａを配置した場合には、中央領域５２の導電部材４３Ａよりも、外周領域５１の導電部材４３Ａの磁束密度分布が高く、コイル３に近い外周側ほど磁束密度が高くなっている。これに対して、実施形態１の導電部材群４３のように、外周領域５１の第１導電部材４１Ａを短くした場合には、最外周の第１導電部材４１Ａにおいても、中央領域５２の第２導電部材４２Ａとの磁束密度の差がほとんどなく、全体に均一な磁束密度分布となっている。
【００３７】
この効果を得るには、例えば、図８に示すように、比較形態１の導電部材群４３の磁束密度と、コイル３からの距離ａ、ｂ、ｃ、ｄの関係を用いて、外周領域５１と中央領域５２とを区画するのがよい。図８において、コイル３からの距離ａ、ｂ、ｃ、ｄが短いほど、導電部材４３Ａの磁束密度が高くなっており、磁束密度の最大値maxと最小値minとの平均値となる位置は、距離ｂと距離ｃの間の距離ｂ寄りにある。そこで、この平均値となる距離を境界として、これよりもコイル３に近い側を第１導電部材群４１とし、コイル３から遠い側を第２導電部材群４２とすることができる。
【００３８】
このとき、第２導電部材群４２となる位置、例えば、距離ｃ、ｄに対応する位置に配置される第２導電部材４２Ａの軸方向長は、比較形態１の導電部材４３Ａと同じであり、第１導電部材群４１となる位置、例えば、距離ａ、ｂに対応する位置に配置される第１導電部材４１Ａの軸方向長は、第２導電部材４２Ａよりも、差分ｅだけ、短く設定される。その場合、差分ｅは、導電部材群４を構成する金属の比透磁率をμｓ（例えば、金属の場合≒１００)としたとき、以下の式に基づいて設定するとよい。
ｅ＝２（ｄ−ａ）／μｓ
【００３９】
このように外周領域５１と中央領域５２とを適切に区画し、第１導電部材群４１と第２導電部材群４２の軸方向長を適切に設定することで、図９に示すように、磁束密度の調整が可能となる。すなわち、最外周の磁束測定位置Ｍ２にある第１導電部材４１Ａの磁束密度を、同位置にある比較形態１の導電部材４３Ａよりも低くし、最内周の磁束測定位置Ｍ１にある第２導電部材４２Ａの磁束密度を、同位置にある比較形態１の導電部材４３Ａよりも高くして、全体をより均一にすることが可能になる。
そして、図１０に示すように、外周領域５１の温度測定位置Ｔ５〜Ｔ７における測定温度を、比較形態１よりも低くし、中央領域５２の温度測定位置Ｔ１〜Ｔ４における測定温度を、比較形態１よりも高くして、全体をより均一にすることが可能になる。
なお、外周領域５１の温度測定位置Ｔ１は、中心軸Ｃの位置であり、Ｔ２〜Ｔ７は、中心軸Ｃの位置から、それぞれ５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍとした。
【００４０】
（実施形態２）
内燃機関の排気浄化装置に係る実施形態２について、図１１を参照しながら説明する。
本形態における排気浄化装置１の基本構成は、実施形態１と同様であり、セラミックス基体２を加熱する誘導加熱部５における第１導電部材４１Ａの形状が異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
【００４１】
図１１において、誘導加熱部５は、コイル３と、コイル３の内側に配置される導電部材群４を有している。導電部材群４は、外周領域５１に配置される第１導電部材群４１と、中央領域５２に配置される第２導電部材群４２からなり、第１導電部材群４１を形成する第１導電部材４１Ａは、２つの分割片４１１、４１２からなる。２つの分割片４１１、４１２は、同軸上に間隔をおいて配置されており、軸方向Ｘにおける合計長は、第２導電部材４２Ａの軸方向長よりも短くなっている。
【００４２】
本形態の第１導電部材４１Ａの形状によっても、２つの分割片４１１、４１２の間に空気層が配置されることで、第１導電部材群４１を透過する磁束量をより低下させ、第２導電部材群４２を透過する磁束量をより増加させることができる。その結果、セラミックス基体２の全体に磁束がより均一に流れ、外周領域５１と中央領域５２の発熱量の差が小さくなって、全体を均等に加熱することが可能になる。
【００４３】
（実施形態３）
内燃機関の排気浄化装置に係る実施形態３について、図１２、図１３を参照しながら説明する。
本形態における排気浄化装置１の基本構成は、実施形態１と同様であり、セラミックス基体２を加熱する誘導加熱部５における第１導電部材４１Ａの形状が異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
【００４４】
図１２において、誘導加熱部５は、コイル３と、コイル３の内側に配置される導電部材群４を有している。導電部材群４は、外周領域５１に配置される第１導電部材群４１と、中央領域５２に配置される第２導電部材群４２からなる。図１３に示すように、第１導電部材群４１を形成する棒状の第１導電部材４１Ａは、軸方向Ｘにおける中間部の一部を、他の部分よりも直径が小さくなるように形成された小径部４１３としている。
【００４５】
コイル３によって導電部材群４に発生する磁束は、ある一定の磁束密度（すなわち、飽和磁束密度）に達すると、それ以上の磁束を透過させられずに飽和する性質がある。一般に、磁束が透過する磁路断面積が小さいほど飽和しやすくなるので、本形態では、この性質を利用し、第１導電部材４１Ａの一部を細径化させた小径部４１３とする。このとき、最小断面積４１４となる小径部４１３において、磁束密度を飽和させることで、第１導電部材群４１を透過する磁束量が低下する。
【００４６】
このようにしても、第１導電部材群４１を透過する磁束量をより低下させ、第２導電部材群４２を透過する磁束量をより増加させることができる。その結果、セラミックス基体２の全体に磁束がより均一に流れ、外周領域５１と中央領域５２の発熱量の差が小さくなって、全体を均等に加熱することが可能になる。
【００４７】
（実施形態４）
内燃機関の排気浄化装置に係る実施形態４について、図１４を参照しながら説明する。
本形態における排気浄化装置１の基本構成は、実施形態１と同様であり、セラミックス基体２を加熱する誘導加熱部５における第１導電部材４１Ａの形状が異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
【００４８】
図１４において、誘導加熱部５は、コイル３と、コイル３の内側に配置される導電部材群４を有している。導電部材群４は、外周領域５１に配置される第１導電部材群４１と、中央領域５２に配置される第２導電部材群４２からなる。
上記実施形態１では、第１導電部材群４１、第２導電部材群４２を、それぞれ同一形状の第１導電部材４１Ａ、第２導電部材４２Ａにて構成したが、本形態では、第１導電部材群４１を、軸方向長の異なる棒状の第１導電部材４１Ａ、第１導電部材４１Ｂにて構成する。また、第２導電部材群４２を、軸方向長の異なる棒状の第２導電部材４２Ａ、第２導電部材４２Ｂにて構成している。
【００４９】
第１導電部材群４１において、例えば、外側に位置する第１導電部材４１Ａの軸方向長は、内側に位置する第１導電部材４１Ｂの軸方向長よりも短く、第２導電部材群４２において、例えば、内側に位置する第２導電部材４２Ａの軸方向長は、外側に位置する第２導電部材４１Ｂの軸方向長よりも長い。第１導電部材４１Ｂの軸方向長は、第２導電部材４１Ｂの軸方向長よりも短い。すなわち、径方向Ｙにおいて、導電部材群４は、中心軸Ｃに近い最内周の第２導電部材４１Ａから、外周壁２２に近い最外周の第１導電部材４１Ａに向けて、軸方向長が徐々に短くなるように配置されている。
【００５０】
このように、第１導電部材群４１と第２導電部材群４２の軸方向長を一律に設定せず、外周壁２２に近いほど軸方向長が短くなるように、又は、中心軸Ｃに近いほど軸方向長が長くなるように、導電部材群４１を構成することもできる。これにより、径方向Ｙにおいて、導電部材群４１を透過する磁束密度をより均一にすることができる。
その結果、セラミックス基体２の全体に磁束がより均一に流れ、外周領域５１と中央領域５２の発熱量の差が小さくなって、全体を均等に加熱することが可能になる。
【００５１】
（実施形態５）
内燃機関の排気浄化装置に係る実施形態５について、図１５を参照しながら説明する。
本形態における排気浄化装置１の基本構成は、実施形態１と同様であり、セラミックス基体２を加熱する誘導加熱部５における第１導電部材４１Ａの配置が異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
【００５２】
図１５において、誘導加熱部５は、コイル３と、コイル３の内側に配置される導電部材群４を有している。導電部材群４は、外周領域５１に配置される第１導電部材群４１と、中央領域５２に配置される第２導電部材群４２からなる。
上記実施形態１では、第１導電部材群４１、第２導電部材群４２を、軸方向長の異なる第１導電部材４１Ａ、第２導電部材４２Ａにて構成し、その全部を、上流端の位置を揃えてコイル３の内側に配置したが、必ずしもその必要はない。本形態では、例えば、第１導電部材群４１を構成する棒状の第１導電部材４１Ｃを、第２導電部材４２Ａと同じ径と軸方向長を有する同一形状に形成する。また、第１導電部材４１Ｃは、導電部材群４を通る磁束の流れ方向に対して、下流側にずらして配置される。ここでは、軸方向Ｘにおいて、例えば、第１導電部材４１Ｃの軸方向長の１／２程度が、コイル３の内側の空間に位置し、軸方向長の１／２程度は、コイル３の内側の空間よりも下流に位置する。
【００５３】
このように、第１導電部材群４１と第２導電部材群４２とを、異なる軸方向長とする代わりに、同一長としてその配置をずらすこともできる。このとき、外周領域５１の第１導電部材群４１では、第１導電部材４１Ｃの上流側に空気層が形成され、第１導電部材４１Ｃまでの距離が遠くなることによって、磁束が第１導電部材４１Ｃを透過しにくくなる。これにより、コイル３に近い側を透過する磁束密度を低下させ、導電部材群４１の全体として、透過する磁束量をより均一にすることができる。
その結果、セラミックス基体２の全体に磁束がより均一に流れ、外周領域５１と中央領域５２の発熱量の差が小さくなって、全体を均等に加熱することが可能になる。
【００５４】
（実施形態６）
内燃機関の排気浄化装置に係る実施形態６について、図１６、図１７を参照しながら説明する。
図１６において、本形態における排気浄化装置１の基本構成は、実施形態１と同様であり、セラミックス基体２を加熱する誘導加熱部５における第１導電部材４１Ａ、第２導電部材４２Ａの配置が異なっている。誘導加熱部５のコイル３には、一対の通電用端子３２、３３を介して、インバータ回路部６、バッテリ６１が接続されている。以下、相違点を中心に説明する。
【００５５】
図１７に示すように、第１導電部材群４１を形成する第１導電部材４１Ａ、第２導電部材群４２を形成する第２導電部材４２Ａは、中心軸Ｃ周りに放射曲線状に配置される。
上記実施形態１では、第１導電部材４１Ａ、第２導電部材４２Ａは、径方向Ｙにおいて、中心軸Ｃ周りに放射状に広がる複数の直線上に配置したが、直線上に並んでいる必要はなく、直線からずれて配置されていてもよい。本形態では、例えば、第１導電部材４１Ａ、第２導電部材４２Ａが、中心軸Ｃから概略渦状腕形状に延びる複数の曲線上に並ぶように、中心軸Ｃ周りに配置されている。
【００５６】
図示は省略するが、実施形態１と同様に、第１導電部材群４１を形成する第１導電部材４１Ａの軸方向長は、第２導電部材群４２を形成する第２導電部材４２Ａの軸方向長よりも短くなっている。また、第１導電部材群４１は、２つの仮想円５１Ａ、５１Ｂ上に二重円状に配置され、第２導電部材群４２は、中心軸Ｃの位置と、その周りを同心状に囲む２つの仮想円５２Ａ、５２Ｂ上に二重円状に配置されている。中心軸Ｃの外側において、単位角度当たりの数密度は、第１導電部材群４１、第２導電部材群４２で同等となっている。
【００５７】
このようにしても、第１導電部材群４１を透過する磁束量をより低下させ、第２導電部材群４２を透過する磁束量をより増加させることができる。また、第１導電部材群４１、第２導電部材群４２が、放射曲線状に配置されることで、導電部材４１Ａ、第２導電部材４２Ａが、径方向Ｙにおいて重ならない。すなわち、特定の角度方向に偏らず、全体に分散配置されるので、セラミックス基体２の全体に磁束がより均一に流れる。その結果、外周領域５１と中央領域５２の発熱量の差がより小さくなって、全体を均等に加熱することが可能になる。
【００５８】
（実施形態７）
内燃機関の排気浄化装置に係る実施形態７について、図１８、図１９を参照しながら説明する。
図１８において、本形態における排気浄化装置１の基本構成は、実施形態１と同様であり、セラミックス基体２を加熱する誘導加熱部５における第１導電部材群４１、第２導電部材群４２の配置及び形状が異なっている。誘導加熱部５のコイル３には、一対の通電用端子３２、３３を介して、インバータ回路部６、バッテリ６１が接続されている。以下、相違点を中心に説明する。
【００５９】
図１９に示すように、本形態では、第１導電部材群４１を、上記実施形態５と同様の棒状の第１導電部材４１Ｃにて構成し、第２導電部材４２Ａと同じ径と軸方向長を有する同一形状に形成している。また、上記実施形態６と同様に、第１導電部材４１Ｃ、第２導電部材４２Ａを同心状の仮想円５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ上に配置すると共に、中心軸Ｃ周りに放射曲線状に配置して、配置角度の重なりを抑制している。さらに、中心軸Ｃ周りの領域において、中心領域５２における単位角度当たりの数密度が相対的に大きく、外周領域５１における単位角度当たりの数密度が相対的に小さくなるように配置している。
【００６０】
この場合も、上述したように、導電部材群４の全部を基準となる導電部材４３Ａ（例えば、図６参照）とし、単位角度当たりの数密度を一定としたときの、磁束密度の最大値maxと最小値minとの平均値となる位置（例えば、図８参照）を基準として、その外側の外周領域５１における単位角度当たりの数密度を、より大きくすることができる。基準となる位置よりも内側の中央領域５２では、基準となる配置における単位角度当たりの数密度と同じか、より小さくすることができる。このとき、中心領域５２における単位角度当たりの数密度は、外周領域５１における単位角度当たりの数密度よりも大きい。
【００６１】
このように、導電部材群４を透過する磁束密度を調整する代わりに、磁束密度が低い第２導電部材４２Ａの配置数を増加させることで、中心領域５２における誘導加熱量を増加させることができる。また、第１導電部材４１Ｃ、第２導電部材４２Ａが特定の角度方向に偏らず、分散配置されるので、発熱量のばらつきを抑制することができる。
その結果、外周領域５１と中央領域５２の発熱量の差が小さくなって、発熱量を同等にすることができ、しかもセラミックス基体２の全体を均等に加熱することが可能になる。
【００６２】
（実施形態８）
内燃機関の排気浄化装置に係る実施形態８について、図２０を参照しながら説明する。
本形態における排気浄化装置１の基本構成は、実施形態１と同様であり、セラミックス基体２を加熱する誘導加熱部５における第１導電部材群４１、第２導電部材群４２の配置及び形状が異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
【００６３】
図２０に示すように、本形態では、第１導電部材群４１を、上記実施形態５と同様の棒状の第１導電部材４１Ｃにて構成し、第２導電部材４２Ａと同じ径と軸方向長を有する同一形状に形成している。また、上記各実施形態では、第１導電部材４１Ａ、第２導電部材４２Ａを同心円状に配置したが、本形態では、第１導電部材４１Ｃ、第２導電部材４２Ａを、概略渦巻き状に配置している。そして、中心軸Ｃ周りに概略渦状腕形状に延びる複数の曲線上に並ぶように配置すると共に、中心領域５２における単位角度当たりの数密度が相対的に大きく、外周領域５１における単位角度当たりの数密度が相対的に小さくなるように配置している。
なお、外周領域５１と中央領域５２とは、例えば、仮想円５３にて区画される。仮想円５３は、例えば、上記図８に示したように、基準となる導電部材群４について、磁束密度の最大値maxと最小値minとの平均値となる位置を基にして設定することができる。
【００６４】
この場合も、第１導電部材４１Ｃ、第２導電部材４２Ａが、径方向Ｙにおいて重ならないように、好適には、以下の条件を満足するフィボナッチ数列に基づいて配列されるのがよい。すなわち、第１導電部材４１Ｃ、第２導電部材４２Ａの位置が、中心軸Ｃを原点とするｘｙ平面上の点（ｘ，ｙ）で表されるとき、ｘ座標、ｙ座標は、以下の式を満足するように設定される。
ｘ＝ａ・ｔ／ｃｏｓ{（α・１８０）・π・ｔ}
ｙ＝ａ・ｔ／ｓｉｎ{（α・１８０）・π・ｔ}
ただし、α＝１８０・（３−√５）、ｔ＝１，２,３,・・・,ｎ
【００６５】
このように、第１導電部材４１Ｃ、第２導電部材４２Ａが、フィボナッチ数に対応する非周期的間隔を有する条件を満足するとき、径方向Ｙにおいて互いに重なり合うことなく、最も分散して配置される。これにより、効率よく磁束を透過させることができ、より均一にセラミックス基体２の全体を加熱することができる。
【００６６】
（試験例２）
図２１に示すように、実施形態７、８の構成による効果を確認するために、誘導加熱部５により加熱されたセラミックス基体２の温度分布をそれぞれシミュレーションにより求めた。コイル３への通電条件、第１導電部材群４１、第２導電部材群４２の材質は、上記試験例１と同様にした。
図２１左図には、同心円（基準）として、実施形態７の構成において、第１導電部材４１Ｃ、第２導電部材４２Ａが同心円状に配置されると共に、径方向Ｙにおいて直線上に並ぶように、放射状に配置した基準構成例について、シミュレーション結果を併せて示した。
【００６７】
このとき、図２１中図に示すように、基準構成例に比べて、第１導電部材４１Ｃ、第２導電部材４２Ａがより分散配置される実施形態７の構成では、外周領域５１の温度が相対的に低下し、中央領域５２の温度が相対的に上昇する。図２１右図に示すように、フィボナッチ数列に基づく実施形態８の構成では、第１導電部材４１Ｃ、第２導電部材４２Ａがより分散配置されることで、外周領域５１の温度がさらに低下し、セラミックス基体２の全体で温度がより均一になる。
【００６８】
これにより、図２２に示すように、基準構成例において、セラミックス基体２の最高温度と最低温度の温度差が約３８℃であるのに対し、実施形態７の構成では、温度差が約３３℃に低下する。実施形態８の構成では、さらに温度差が約２２℃と大きく低下し、導電部材群４の数密度が外周側で小さくなることに加えて、第１導電部材４１Ｃ、第２導電部材４２Ａがより分散して配置されることで、局所的な加熱が抑制されて、全体が均一加熱可能になることがわかる。
【００６９】
（試験例３）
誘導加熱部５のコイル３又は導電部材群４の配置による効果を、次のようにして確認した。
図２３に示すように、誘導加熱部５のコイル３と導電部材群４の配置を、排気流れ方向における上流端部、中間部、下流端部に変更した場合について、セラミックス基体２の内部における温度分布を比較した。いずれの場合も、コイル３と導電部材群４は、セラミックス基体２の軸方向Ｘにおいて同等位置にあり、コイル３の内側の領域内に導電部材群４が配置されている。
【００７０】
セラミックス基体２の温度分布は、誘導加熱部５が排気流れの上流端部（図２３の左図参照）にあるときに、最も均一となっている。このとき、誘導加熱部５により上流端部が加熱されることで、触媒反応が上流側から開始されることになり、次いで、排ガスが流れ始めると誘導加熱のほか触媒反応熱を利用して、下流側を昇温させることができる。これにより、効率よくセラミックス基体２を昇温可能となり、昇温ムラを抑制できると共に投入電力を抑制できる。
【００７１】
誘導加熱部５が排気流れの中間部（図２３の中図参照）にあるときは、中間部の上流の領域で温度が上昇せず、昇温ムラの抑制効果が小さい。誘導加熱部５が排気流れの下流端部（図２３の右図参照）にあるときは、中間部の温度がより低くなり、昇温ムラが大きくなる。
このように、誘導加熱部５を設ける場合には、導電部材群４の一部又は全部が、排気流れ方向において、セラミックス基体２の上流側の端部内に配置されることが望ましい。
【００７２】
次に、図２４に示すように、誘導加熱部５を、排気流れ方向の上流端部に配置した場合について、コイル３を導電部材群４に対して相対変位させたときの、変位量とセラミックス基体２の内部の温度差の関係を調べた。具体的には、コイル３と導電部材群４の上流側の端部が、セラミックス基体２の上流側の端面２４と同位置にある状態から（図２４左図参照）、コイル３のみをセラミックス基体２の端面２４よりも上流側に変位させ（図２４右図参照）、コイル３と、導電部材群４の最外周部との距離ｌ、導電部材群４の中心部との距離Ｌを変化させた。
【００７３】
距離ｌ及び距離Ｌは、変位量ｈ＝０又は変位量ｈ＞０のとき、コイル直径Ｄｃと、導電部材群４の最外周径ｄを用いて、それぞれ、以下の式で算出される。
・変位量ｈ＝０のとき
ｌ＝１／２（Ｄｃ−ｄ）
Ｌ＝１／２×Ｄｃ
・変位量＞０のとき
ｌ＝√〔｛（Ｄｃ−ｄ）2／４｝＋ｈ2〕
Ｌ＝√｛（Ｄｃ2／４）＋ｈ2｝
ここで、コイル３の上流側への変位量ｈは、コイル３の上流側の端部とセラミックス基体２の上流側の端面２４との距離で表される。また、コイル直径Ｄｃは、コイル３の中心径であり、最外周径ｄは、導電部材群４の最外周部が位置する仮想円の直径である。
【００７４】
このとき、図２５〜図２７に示すように、変位量ｈとコイル直径Ｄｃとの比率ｈ／Ｄｃを変化させることで、セラミックス基体２の最大温度の低下率と温度差の改善率との比率が変化する。また、この関係は、図２５に示すように、セラミックス基体２の直径Ｄとコイル直径Ｄｃとの比率Ｄ／Ｄｃによっても変化する。例えば、Ｄ／Ｄｃ＝１のとき、ｈ／Ｄｃが０から大きくなると、すなわち、コイル３が上流側へ変位すると、改善率／温度低下率が向上する。改善率／温度低下率は、ｈ／Ｄｃ＝０．１の近傍でピークとなり、ｈ／Ｄｃ＝０．１を超えると徐々に低下する。また、Ｄ／Ｄｃ＝１．３のときも同様の傾向が見られ、改善率／温度低下率がピークとなる位置が、ｈ／Ｄｃ＝０．１を超える位置へシフトする。
【００７５】
これは、図２８に示すように、ｈ／Ｄｃが大きくなるほど、コイル３から導電部材群４の最外周部との距離ｌと、中心部との距離Ｌとの差Ｌ−ｌが小さくなるためである。その効果により、図２６の左図に示すように、ｈ／Ｄｃが大きくなるほど、温度差は小さくなるが、一方で、図２６の右図に示すように、コイル３から離れることで、最大温度は低下する。その結果、図２７に示すように、ｈ／Ｄｃ＝０．１ないしその近傍で、改善率／温度低下率が最大となる。ｈ／Ｄｃ＝０．１５又はｈ／Ｄｃ＝０．３では、温度差は改善するが、最大温度が低下するために、改善率／温度低下率は、ほぼ同等となる。
したがって、コイル３を導電部材群４に対して変位させるときは、ｈ／Ｄｃが０．３以下、好適には、ｈ／Ｄｃ＝０．１５未満となるように調整するのがよい。
【００７６】
以上のように、上記実施形態の構成によれば、導電部材群４によりセラミックス基体２の全体をより均一に加熱し、加熱ムラを低減して、温度差によるヒビや割れの発生を抑制することができる。
【００７７】
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
例えば、上記実施形態では、中心軸Ｃの周りの領域を、外周領域５１と中央領域５２とに分けたが、これに限定されるものではなく、３つ以上の領域に分けて、それぞれに異なる形状の導電部材群を配置してもよい。また、これら領域に配置される導電部材群をどう材質としたが、異なる材質とすることもできる。
【００７８】
また、上記実施形態では、自動車用の排ガス浄化触媒への適用例として説明したが、触媒担持フィルタに適用することもできる。その場合、排ガス浄化触媒や触媒担持フィルタの基体となるセラミックス基体２のセル形状は、六角形以外の多角形その他任意の形状とすることができ、複数のセル形状や、大きさの異なるセル形状を組み合わせてもよい。さらに、自動車エンジンに限らず、各種装置からの排ガスを浄化する触媒体等、各種用途に任意に使用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１  排気浄化装置
２  セラミックス基体
２１  外周壁
３  コイル
４  導電部材群
４１Ａ〜４１Ｃ  第１導電部材
４２Ａ  第２導電部材
５  誘導加熱部
５１  外周領域
５２  中央領域
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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