CN114247285A - 电加热式载体、废气净化装置及电加热式载体的制造方法 - Google Patents

电加热式载体、废气净化装置及电加热式载体的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供电加热式载体、废气净化装置及电加热式载体的制造方法，该电加热式载体能够抑制电极端子间的电阻变化，并更可靠地得到所设计的输出功率。对于本发明的电加热式载体(1)，在与隔室(20c)的延伸方向垂直的截面中，蜂窝结构体(2)具有：多条第一狭缝(251)，它们构成为彼此分离地配置，且在与外周壁(22)之间及彼此之间规定通电路径；以及至少1条第二狭缝(252)，它们位于通电路径内，且在与第一狭缝(251)不同的方向上延伸存在，从一个电极端子(3)至另一个电极端子(3)为止的通电路径的长度比蜂窝结构体(2)的直径要长。

Description

电加热式载体、废气净化装置及电加热式载体的制造方法
技术领域
本发明涉及电加热式载体、废气净化装置及电加热式载体的制造方法。
背景技术
例如，如下述的专利文献1等所示，已知有电加热式催化器(EHC)，其通过在蜂窝结构体的外周壁表面所设置的一对电极端子，使电流在蜂窝结构体中流通，对蜂窝结构体进行加热。在像这样的电加热式催化器中，在蜂窝结构体设置多条狭缝，以规定流通于蜂窝结构体的电流的通电路径。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平09－103684号公报
发明内容
在如上所述的现有构成中，即便在蜂窝结构体设置相同形状的狭缝，也会因例如基材的体积电阻率偏差等主要原因而导致电极端子间的电阻发生变化。如果电极端子间的电阻发生变化，则例如向电极端子间施加一定电压的情况下，投入电力发生变化，无法得到所设计的输出功率，有可能产生加热不足等不良情况。另外，还有可能电阻低于规定电阻，使得电流值升高。
本发明是为了解决如上所述的课题而实施的，其目的在于，提供能够抑制电极端子间的电阻变化、且更可靠地得到所设计的输出功率的电加热式载体、废气净化装置及电加热式载体的制造方法。
本发明所涉及的电加热式载体具备：柱状的蜂窝结构体，该蜂窝结构体具有外周壁和隔壁，该隔壁配设于外周壁的内侧并区划形成多个隔室，该多个隔室从一个端面贯通至另一个端面而形成流路；以及一对电极端子，该一对电极端子设置于外周壁的表面，所述电加热式载体的特征在于，在与隔室的延伸方向垂直的截面中，蜂窝结构体具有：多条第一狭缝，该多条第一狭缝构成为彼此分离地配置，且在与外周壁之间及彼此之间规定通电路径；以及至少1条第二狭缝，该至少1条第二狭缝位于通电路径内，且在与第一狭缝不同的方向上延伸存在，从一个电极端子至另一个电极端子为止的通电路径的长度比蜂窝结构体的直径要长。
本发明所涉及的废气净化装置具备：上述的电加热式载体；以及金属壳体，该金属壳体对电加热式载体进行收纳。
本发明所涉及的电加热式载体的制造方法是如下电加热式载体的制造方法，该电加热式载体具备：柱状的蜂窝结构体，该蜂窝结构体具有外周壁和隔壁，该隔壁配设于外周壁的内侧并区划形成多个隔室，该多个隔室从一个端面贯通至另一个端面而形成流路；以及一对电极端子，该一对电极端子设置于外周壁的表面，在与隔室的延伸方向垂直的截面中，蜂窝结构体具有多条第一狭缝，该多条第一狭缝构成为彼此分离地配置，且在与外周壁之间及彼此之间规定通电路径，所述电加热式载体的制造方法的特征在于，包括：准备具有第一狭缝的加工前的电加热式载体的工序；向一对电极端子通电并测定通电路径的电阻的工序；以及将电阻的测定值与电阻的目标值进行比较，基于测定值与目标值之差，在加工前的电加热式载体设置在截面中位于通电路径内的至少1条第二狭缝的工序。
发明效果
根据本发明的电加热式载体、废气净化装置及电加热式载体的制造方法，蜂窝结构体具有有别于构成为规定通电路径的多条第一狭缝的至少1条第二狭缝，因此，能够抑制电极端子间的电阻变化，且更可靠地得到所设计的输出功率。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式中的电加热式载体的主视图。
图2是图1的线II－II处的电加热式载体的截面图。
图3是将图1的部分路径中的1个放大示出的说明图。
图4是表示图3的第一及第二狭缝的第一方案的说明图。
图5是表示图3的第一及第二狭缝的第二方案的说明图。
图6是表示图3的第一及第二狭缝的第三方案的说明图。
图7是表示图3的第一及第二狭缝的第四方案的说明图。
图8是表示包括图1的电加热式载体的废气净化装置的立体图。
图9是表示图8的废气净化装置的分解立体图。
图10是表示图1的电加热式载体的制造方法的流程图。
图11是表示图1的电加热式载体的第一变形例的主视图。
图12是表示图1的电加热式载体的第二变形例的主视图。
图13是表示图1的电加热式载体的第三变形例的主视图。
图14是表示第二狭缝的延伸幅度与通电路径的电阻之间的关系的曲线图。
图15是表示在1个部分路径内设置多个第二狭缝时的第二狭缝间的分离距离与第一狭缝的分离距离之间的关系的曲线图。
图16是表示部分路径内的第二狭缝的位置与部分路径的中心位置之间的关系的曲线图。
符号说明
1…电加热式载体、2…蜂窝结构体、20c…隔室、20d…隔壁、22…外周壁、25a…填充剂、26…部分路径、251…第一狭缝、252…第二狭缝、3…电极端子、5…废气净化装置、6…金属壳体。
具体实施方式
以下，参照附图，对用于实施本发明的方式进行说明。本发明并不限定于各实施方式，可以在不脱离其主旨的范围内将构成要素变形而实现具体化。另外，通过各实施方式中公开的多个构成要素的适当组合，能够形成各种发明。例如，可以从实施方式中给出的全部构成要素中删除若干构成要素。进一步，可以将不同的实施方式的构成要素适当组合。
＜电加热式载体＞
图1是表示本发明的实施方式中的电加热式载体1的主视图，图2是图1的线II－II处的电加热式载体1的截面图。如图1及图2所示，本实施方式的电加热式载体1具有蜂窝结构体2及一对电极端子3。
蜂窝结构体2为陶瓷制的柱状部件。作为陶瓷材料，可以举出：氧化铝、多铝红柱石、氧化锆及堇青石等氧化物系陶瓷；碳化硅、氮化硅及氮化铝等非氧化物系陶瓷等。其中，优选为包含SiC及Si中的至少一者作为主成分的陶瓷。更优选为由Si含浸SiC构成的陶瓷。
本实施方式的蜂窝结构体2具有导电性。蜂窝结构体2只要通电能够因焦耳热而发热即可，对电阻率没有特别限制，优选为0.0005～200Ωcm，更优选为0.001～100Ωcm。本发明中，蜂窝结构体2的电阻率设为利用四端子法于25℃测定得到的值。
蜂窝结构体2的外形为柱状即可，没有特别限定，例如可以设为底面为圆形的柱状(圆柱形状)、底面为椭圆形的柱状、底面为多边形(四边形、五边形、六边形、七边形、八边形等)的柱状等形状。应予说明，所谓柱状，可以理解为：在隔室20c的延伸方向(蜂窝结构体2的轴向2A)上具有厚度的立体形状。轴向2A上的蜂窝结构体2的轴向长度可以比宽度方向2W上的蜂窝结构体2的宽度方向长度要短。
本实施方式的蜂窝结构体2具有：中央部20、外周部21及外周壁22。
中央部20设置于蜂窝结构体2的宽度方向2W上的蜂窝结构体2的中央。如图1所示，在蜂窝结构体2的底面为圆形时，宽度方向2W与径向的含义相同。中央部20具有区划形成多个隔室20c的隔壁20d，该多个隔室20c从中央部20的一个端面20a贯通至另一个端面20b而形成流路。从一个端面20a流入至隔室20c的流体能够通过流路和/或隔壁20d而从另一个端面20b排出。流体可以为例如汽车等的废气。
与隔室20c的延伸方向垂直的截面中的隔室的形状没有限制，优选为四边形、六边形、八边形或它们的组合。其中，优选为四边形及六边形。通过使隔室20c的形状为上述形状，使废气向蜂窝结构体2流动时的压力损失减小，催化剂的净化性能优异。从容易同时实现结构强度及加热均匀性的观点出发，特别优选为四边形。
隔壁20d的气孔率优选为0～60％，更优选为0～50％，进一步优选为0～40％。通过气孔率为60％以下，能够确保隔壁20d的强度。气孔率为利用水银孔度计测定得到的值。应予说明，气孔率为20％以下的情况下，可以根据隔壁20d的截面的SEM图像，将空隙部和隔壁部二值化，计算出气孔率，而不是利用水银孔度计得到气孔率。
区划形成隔室20c的隔壁20d的厚度优选为0.05～0.31mm，更优选为0.07～0.25mm，进一步优选为0.09～0.2mm。通过隔壁20d的厚度为0.05mm以上，能够抑制蜂窝结构体2的强度降低。通过隔壁20d的厚度为0.31mm以下，将蜂窝结构体2用作催化剂载体而担载有催化剂的情况下，能够抑制废气流通时的压力损失增大。本发明中，隔壁20d的厚度定义为：在与隔室20c的延伸方向垂直的截面中，将相邻的隔室20c的重心彼此连结的线段中的从隔壁20d通过的部分的长度。
对于蜂窝结构体2，在与隔室20c的流路方向垂直的截面中，隔室密度优选为150×103～1400×103隔室/m2，更优选为300×103～1300×103隔室/m2，进一步优选为400×103～1200×103隔室/m2。通过使隔室密度在上述范围内，能够在使废气流通时的压力损失减小的状态下使催化剂的净化性能提高。如果隔室密度为150×103隔室/m2以上，则充分确保催化剂担载面积。如果隔室密度为1400×103隔室/m2以下，则将蜂窝结构体2用作催化剂载体而担载有催化剂的情况下，可抑制废气流通时的压力损失过大。隔室密度为中央部20的端面的面积除以隔室数得到的值。
通过在蜂窝结构体2担载催化剂，能够将电加热式载体1用作催化器。可以使例如汽车废气等流体向隔室20c的流路流动。作为催化剂，例如可以举出贵金属系催化剂或除了贵金属系催化剂以外的催化剂。作为贵金属系催化剂，可例示：将铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)等贵金属担载于氧化铝细孔表面且包含二氧化铈、氧化锆等助催化剂的三元催化剂、氧化催化剂、或者包含碱土金属和铂作为氮氧化物(NOx)的吸储成分的NOx吸储还原催化剂(LNT催化剂)。作为不使用贵金属的催化剂，可例示：包含铜置换沸石或铁置换沸石的NOx选择还原催化剂(SCR催化剂)等。另外，可以使用选自由上述催化剂构成的组中的2种以上的催化剂。应予说明，催化剂的担载方法也没有特别限制，可以按照以往在蜂窝结构体担载催化剂的担载方法进行。
外周部21设置于中央部20的宽度方向外侧。本实施方式的外周部21设置成：在中央部20的周向整个区域，将中央部20包围。
外周壁22设置成：在中央部20的周向整个区域，将外周部21包围。区划形成隔室20c的隔壁20d配置于外周壁22的内侧。从确保蜂窝结构体2的结构强度并抑制流通于隔室20c的流体从外周壁22泄漏的观点出发，在蜂窝结构体2设置外周壁22是有用的。具体而言，外周壁22的厚度优选为0.1mm以上，更优选为0.15mm以上，进一步优选为0.2mm以上。不过，如果外周壁22过厚，则强度过高，与隔壁20d之间的强度失衡，导致耐热冲击性降低，因此，外周壁22的厚度优选为1.0mm以下，更优选为0.7mm以下，进一步优选为0.5mm以下。此处，外周壁22的厚度定义为：在以与隔室的延伸方向垂直的截面观察待测定厚度的外周壁22的部位时，该测定部位处的外周壁22的切线的法线方向上的厚度。
本实施方式的外周部21具有从中央部20趋向外周部21的外周面21d而呈尖细状的外形。换言之，外周部21从中央部20趋向外周部21的外周面21d时，轴向长度逐渐变短。本实施方式的外周部21的端面21a、21b为相对于蜂窝结构体2的宽度方向2W而倾斜地延伸的圆锥面。外周部21的端面21a、21b为在蜂窝结构体2的轴向2A上的两端将中央部20的外缘和外周面21d连接的面。应予说明，可以没有外周部21，这种情况下，具有由隔壁20d区划形成的隔室c的中央部20扩展。
本实施方式的外周部21具有在蜂窝结构体2的轴向2A上的中心位置以沿着蜂窝结构体2的宽度方向2W延伸存在的平面为中心而对称的形状。构成各端面21a、21b的各圆锥面的倾斜角度及延伸幅度彼此相等。
在本实施方式的外周部21的内部设置有从外周部21的一个端面21a贯通至另一个端面21b的多个隔室20c。在外周部21的内部所设置的隔室20c具有与在中央部20的内部所设置的隔室20c同等的构成。不过，外周部21可以为内部不具有隔室20c的中实结构。
本实施方式中，在外周部21的端面21a、21b，隔室20c的开口通过填充剂24而封堵。换言之，外周部21的端面21a、21b通过填充剂24而成为平滑面。此处所称的平滑面是指：与隔室20c的开口裸露的情形相比较、表面凹凸较小的面。如后所述，外周部21的端面21a、21b构成用于把持蜂窝结构体2的把持用端面。通过在外周部21的端面21a、21b将隔室20c的开口以填充剂24封堵，能够抑制因与端面21a、21b之间的接触而使得后述的金属壳体6或者垫片7(参照图8)或端面21a、21b被削掉。不过，可以省略填充剂24，在外周部21的端面21a、21b，将隔室20c的开口敞开。
电极端子3设置于外周壁22的表面。另外，电极端子3以在蜂窝结构体2的周向上彼此分离的方式设置在外周部21的外周面21d上。本实施方式的一对电极端子3配置成：在与隔室20c的延伸方向垂直的截面中，夹着蜂窝结构体2的中心轴而在蜂窝结构体2的宽度方向2W上对置。可以理解为：一对电极端子3在蜂窝结构体2的周向上隔着180°的角度间隔而配置。本实施方式中，一对电极端子3配置成：在后述的第一狭缝251彼此分离的第二方向2W2上对置。
本实施方式的电极端子3为竖立设置在外周面21d上的柱状的部件。可以在电极端子3与外周面21d之间设置有带状或瓦状的电极层。电极端子3的外形为柱状即可，没有特别限定，例如可以设为底面为圆形的柱状(圆柱形状)、底面为椭圆形的柱状、底面为多边形(四边形、五边形、六边形、七边形、八边形等)的柱状等形状。
电极端子3的直径优选为5～25mm，更优选为8～20mm，进一步优选为10～15mm。通过电极端子3的直径为5mm以上，能够确保耐电流性能。通过电极端子3的直径为25mm以下，能够确保良好的接合性。
电极端子3的长度优选为6～30mm，更优选为8～25mm，进一步优选为10～20mm。通过电极端子3的长度为6mm以上，容易将外部电极与电极端子3连接。通过电极端子3的长度为30mm以下，能够避免蜂窝结构体2的外径过大。
若向电极端子3施加电压，则能够利用焦耳热而使蜂窝结构体2发热。因此，蜂窝结构体2还能够优选用作加热器。施加电压优选为12～900V，更优选为48～600V，不过，施加电压可以适当变更。
在与隔室20c的延伸方向垂直的截面中，蜂窝结构体2具有多条第一狭缝251和至少1条第二狭缝252。以下，有时将该“与隔室20c的延伸方向垂直的截面”称为“上述的截面”。
第一狭缝251构成为：在上述的截面中，彼此分离地配置，且在与外周壁22之间及彼此之间规定通电路径。第一狭缝251构成为阻碍电流流动，来自一个电极端子3的电流绕过第一狭缝251而通过蜂窝结构体2趋向另一个电极端子3。该电极端子3间供电流流通的路径为通电路径。从一个电极端子3至另一个电极端子3为止的通电路径的长度比蜂窝结构体2的直径(电极端子3间的最短距离)要长。
第一狭缝251的形状及配置方案任意，本实施方式的第一狭缝251各自在上述的截面中呈直线状沿着第一方向2W1延伸存在，且在与第一方向2W1正交的第二方向2W2上彼此分离地配置。即，多条直线状的第一狭缝251彼此平行地配置。第一及第二方向2W1、2W2为蜂窝结构体2的宽度方向2W中包含的彼此正交的2个方向。本实施方式中，第一狭缝251在第二方向2W2上等间隔地配置。不过，第一狭缝251的间隔可以彼此不同。
第二方向2W2上相邻的一对第一狭缝251配置成：在从第二方向2W2观察时，彼此一部分重叠。换言之，第二方向2W2上相邻的一对第一狭缝251中的一者的末端位于比另一者的末端更靠另一者的基端侧的位置。基端为第一狭缝251的外周壁22侧的一端，末端为第一狭缝251的另一端。本实施方式的各第一狭缝251的末端位于中央部20内。不过，至少一部分第一狭缝251的末端可以超过中央部20而到达外周部21。
至少一部分第一狭缝251自外周壁22开始延伸存在。换言之，外周壁22因第一狭缝251而在蜂窝结构体2的周向上不连续。本实施方式中，所有的第一狭缝251均自外周壁22开始延伸存在。本实施方式中，自第一方向2W1上的蜂窝结构体2的一端侧的外周壁22开始延伸存在的第一狭缝251和自另一端侧的外周壁22开始延伸存在的第一狭缝251在第二方向2W2上交替配置。至少一部分第一狭缝251可以不是自外周壁22开始延伸存在(可以设置成与外周壁22分离)。
此处，由第一狭缝251规定的通电路径包含多个部分路径26。部分路径26被第二方向2W2上相邻的一对第一狭缝251夹着，并且，在第一方向2W1上从一对第一狭缝251中的一者的端部延伸至另一者的端部。在本实施方式的通电路径内，至少2个部分路径26彼此串联配置。本实施方式中，所有的部分路径26(6个部分路径26)均在通电路径内彼此串联配置。
第二狭缝252在上述的截面中位于通电路径内。第二狭缝252构成为阻碍电流流通，通过设置有第一狭缝251及第二狭缝252，使得通电路径整体及第二狭缝252周边的电阻上升。设置第二狭缝252的目的是：调整通电路径的电阻。本实施方式中，第二狭缝252在与第一狭缝251不同的方向上延伸存在。第二狭缝252比第一狭缝251要短，且在第二方向2W2上延伸存在。另外，第二狭缝252与第一狭缝251相交。第二狭缝252可以相对于第二方向2W2倾斜，也可以设置成与第一狭缝251分离。
本实施方式的第二狭缝252设置在部分路径26内。不过，第二狭缝252也可以设置于通电路径中的第一狭缝251与外周壁22之间的部分。本实施方式中，在所有的部分路径26均设置有至少1个第二狭缝252。不过，在至少1个部分路径26没有设置第二狭缝252也是可以的。
像本实施方式这样，部分路径26串联配置的情况下，蜂窝结构体2的中央部容易集中发热。另一方面，本实施方式的第二狭缝252能够使第二狭缝252周边的电阻上升，从而使第二狭缝252周边的发热量上升。即，通过利用第二狭缝252调整电阻，能够使蜂窝结构体2的发热进一步均匀化。通过与蜂窝结构体2的中心部相比较在周边部设置更多的第二狭缝252，能够更切实地使蜂窝结构体2的发热均匀化。应予说明，蜂窝结构体2的中心部为以蜂窝结构体2的面积重心为中心的区域，该区域具有与设置有供流体通过的隔室20c的区域(本实施方式的中央部20)的外形相似的形状，且可以认为面积是设置有该隔室20c的区域的1/4。另外，周边部被认为是该中心部的外侧。
另外，根据蜂窝结构体2的使用方式等，还有时希望使蜂窝结构体2的中心部集中发热。这种情况下，可以与蜂窝结构体2的周边部相比较在中心部设置更多的第二狭缝252。换言之，可以利用第二狭缝252的分布来调整蜂窝结构体2的发热分布。
在第一及第二狭缝251、252中的至少一者中填充有填充剂25a。本实施方式中，在第一及第二狭缝251、252这两者中均填充有填充剂25a。更具体而言，在第一及第二狭缝251、252中均无间隙地填充有填充剂25a。通过在第一及第二狭缝251、252填充有填充剂25a，能够提高蜂窝结构体2的强度。另外，能够抑制流体通过自外周壁22开始延伸存在的第一狭缝251而向外周壁22侧流动，还能够降低电极端子3等劣化。可以仅在一部分第一及第二狭缝251、252中填充有填充剂25a，也可以在第一及第二狭缝251、252中的任意一者或两者中没有填充填充剂25a。
接下来，图3是将图1的部分路径26中的1个放大示出的说明图。图3中示出了夹着部分路径26的一对第一狭缝251、以及在该部分路径26所设置的2个第二狭缝252。
如图3所示，第二狭缝252在第二方向2W2具有规定的延伸幅度252a。第二狭缝252的延伸幅度252a越大，由第二狭缝252带来的电阻上升量越增加。夹着设置有该第二狭缝252的部分路径26的一对第一狭缝251在第二方向2W2上具有分离距离251a。第二狭缝252的延伸幅度252a优选为第一狭缝251的分离距离251a的10％以上且90％以下。如下文中详细说明那样，如果第二狭缝252的延伸幅度252a为第一狭缝251的分离距离251a的10％以上，则电阻容易因第二狭缝252而上升，故优选。另一方面，如果第二狭缝252的延伸幅度252a为第一狭缝251的分离距离251a的90％以下，则蜂窝结构体2的强度和/或净化效率提高，并且，抑制因该第二狭缝252的周边成为热点、热应力局部增大导致产生裂纹的可能性。另外，如果填充有填充剂25a的第二狭缝252的延伸幅度252a为第一狭缝251的分离距离251a的90％以下，则能够抑制压力损失上升。为了更可靠地得到上述优点，第二狭缝252的延伸幅度252a更优选为一对第一狭缝251的分离距离251a的30％以上且60％以下。
部分路径26内的第一方向2W1上的第二狭缝252的位置优选处于自第一方向2W1上的部分路径26的中心位置26a起算第一方向2W1上的部分路径26的延伸幅度26b的30％以内的位置。即，第二狭缝252优选配置于部分路径26的中央区域(以中心位置26a为中心的部分路径26的区域、且是在第一方向2W1上具有部分路径26的延伸幅度26b的60％的幅度的区域)。如下文中详细说明那样，通过第二狭缝252的位置处于自中心位置26a起算延伸幅度26b的30％以内的位置，能够使第二狭缝252对电阻的调整稳定。在部分路径26内设置有1个第二狭缝252的情况下，可以将该第二狭缝252配置于部分路径26的中心位置26a。
如图3所示，1个部分路径26内，多个第二狭缝252在第一方向2W1上彼此分离地设置的情况下，上述多个第二狭缝252间的分离距离252b优选为夹着该1个部分路径26的一对第一狭缝251在第二方向2W2上的分离距离251a的1.25倍以上。如下文中详细说明那样，通过使第二狭缝252间的分离距离252b为第一狭缝251的分离距离251a的1.25倍以上，能够使第二狭缝252对电阻的调整稳定。另外，为了使第二狭缝252对电阻的调整更加稳定，更优选使第二狭缝252间的分离距离252b为第一狭缝251的分离距离251a的2倍以上。
在1个部分路径26设置的第二狭缝252的数量可以根据第一方向2W1上的部分路径26的延伸幅度26b进行确定。例如，第一方向2W1上的部分路径26的延伸幅度26b超过规定幅度的情况下，可以在该部分路径26设置多个第二狭缝252。与在1个部分路径26设置1个第二狭缝252的情况相比，在1个部分路径26设置多个第二狭缝252的情况下，第二狭缝252的延伸幅度252a可以更短。这是因为：利用多个第二狭缝252，能够整体确保部分路径26的电阻上升量。通过设置多个较短的第二狭缝252，能够确保电阻的上升量，并且，能够实现强度提高及电阻均匀化。
接下来，图4是表示图3的第一及第二狭缝251、252的第一方案的说明图。图4中示出了隔室20c为四边形的方案。如上所述，隔室20c由隔壁20d区划形成。在上述的截面中，电流流经隔壁20d。第一及第二狭缝251、252可以如下形成，即，以使得相邻的隔室20c连结的方式使隔壁20d脱落(设置缺口)。图4中图示了通过将一列隔室20c连结而形成第一及第二狭缝251、252，不过，可以将更多列的隔室20c连结。第二狭缝252的延伸幅度252a可以理解为：沿着隔壁20d的距离。如图4所示，在隔室20c为四边形时，可以按沿着直线的距离来测定第二狭缝252的延伸幅度252a。
接下来，图5是表示图3的第一及第二狭缝251、252的第二方案的说明图，图6是表示图3的第一及第二狭缝251、252的第三方案的说明图，图7是表示图3的第一及第二狭缝251、252的第四方案的说明图。图5～图7中示出了隔室20c为六边形的方案。如上所述，第二狭缝252的延伸幅度252a可以理解为：沿着隔壁20d的距离。如图5～图7所示，在隔室20c为六边形时，第二狭缝252的延伸幅度252a可以按如图5～图7所示沿着折线的距离来测定。
接下来，图8是表示包括图1的电加热式载体1的废气净化装置5的立体图，图9是表示图8的废气净化装置5的分解立体图。如图8及图9所示，废气净化装置5具有：电加热式载体1、金属壳体6及一对垫片7。
金属壳体6为用于对电加热式载体1进行收纳的壳体。在金属壳体6设置有使中央部20的端面20a、20b露出的开口60。金属壳体6设置成：在沿着蜂窝结构体2的轴向观察蜂窝结构体2时，将外周部21遮盖。流体通过开口60而向中央部20的一个端面20a、20b流入，且流体从另一个端面20a、20b排出。即，中央部20的端面20a、20b构成流体流通用端面。
如图9特别表示那样，本实施方式的金属壳体6具有一对罩体61、62。罩体61、62从轴向上的两侧对蜂窝结构体2进行夹入。更具体而言，罩体61、62通过对外周部21的端面21a、21b进行夹入来把持蜂窝结构体2。即，本实施方式的电加热式载体1中，外周部21的端面21a、21b构成用于把持蜂窝结构体2的把持用端面。
垫片7为介于金属壳体6(罩体61、62)与蜂窝结构体2之间的部件。垫片7由例如比不锈钢等金属壳体6及蜂窝结构体2柔软的材料构成。通过设置垫片7，能够利用金属壳体6(罩体61、62)更可靠地保持蜂窝结构体2。不过，垫片7可以省略。
接下来，图10是表示图1的电加热式载体1的制造方法的流程图。如图10所示，图1的电加热式载体1的制造方法包括：准备工序(步骤S1)、测定工序(步骤S2)及加工工序(步骤S3)。
准备工序(步骤S1)是：准备具有第一狭缝251的加工前的电加热式载体1的工序。加工前的电加热式载体1可以为具有除了图1所示的第二狭缝252以外的各构成的电加热式载体1。准备工序没有限定，可以包括：制备工序，该工序中，制备规定量的材料(陶瓷坯料)；成型工序，该工序中，将材料从模具中挤出而得到具有外周壁22及隔壁20d的成型体；安装工序，该工序中，将电极端子3安装于成型体；以及烧成工序，该工序中，将成型体烧成。安装工序可以在烧成工序之后进行。可以在成型工序时得到具有第一狭缝251的成型体，也可以通过对成型工序中得到的成型体或烧成工序中得到的烧成体实施加工来形成第一狭缝251。
测定工序(步骤S2)是：针对加工前的电加热式载体1，对一对电极端子3通电，测定加工前的电加热式载体1中的通电路径的电阻的工序。可以向电极端子3间施加直流电压。可以在例如25℃等室温进行电阻的测定。可以例如对每个电加热式载体1或电加热式载体1的每个制造批次等以规定频率进行测定。对每个制造批次进行测定可以理解为：对例如1次制备工序中得到的由相同材料制作的多个电加热式载体1中的1个或多个代表性的电加热式载体1，测定通电路径的电阻等。
加工工序(步骤S3)是：将电阻的测定值与电阻的目标值进行比较，基于测定值与目标值之差，在加工前的电加热式载体1设置在上述的截面中位于通电路径内且在与第一狭缝251不同的方向上延伸存在的至少1条第二狭缝252的工序。
通过在加工前的电加热式载体1设置第二狭缝252，能够使通电路径的电阻提高。即，在电阻的测定值低于目标值时，通过在加工前的电加热式载体1设置第二狭缝252，能够使通电路径的电阻接近于目标值。
通过变更第二狭缝252的数量、位置及大小，能够调整电阻的上升量。即，通过根据电阻的测定值与目标值之差来确定第二狭缝252的数量、位置及大小，能够使通电路径的电阻接近于目标值。可以如图1等所示在所有的部分路径26均设置至少1条第二狭缝252，也可以仅在一部分的部分路径26设置第二狭缝252，另外，还可以在通电路径中的第一狭缝251与外周壁22之间的部分设置第二狭缝252。
特别是，通过变更第二方向2W2上的第二狭缝252的延伸幅度252a，能够容易地调整通电路径的电阻。另外，通过按满足规定条件的方式确定第二狭缝252的位置，能够使由第二狭缝252带来的电阻上升量稳定。因此，预先确定第二狭缝252的配置模式(数量及位置)，根据电阻的测定值与目标值之差，调整第二狭缝252的延伸幅度252a，能够使电阻更稳定且容易地接近于目标值。应予说明，通过将相同类型(相同尺寸和/或相同使用目的)的多个电加热式载体1进行比较可知：针对这些电加热式载体1，在预先确定了第二狭缝252的配置模式的前提下，通过调整第二狭缝252的延伸幅度252a来调整通电路径的电阻。
接下来，图11是表示图1的电加热式载体1的第一变形例的主视图。图1的电加热式载体1中，一对电极端子3配置成：在与隔室20c的延伸方向垂直的截面中，夹着蜂窝结构体2的中心轴而在蜂窝结构体2的宽度方向2W(第二方向2W2)上对置。换言之，一对电极端子3在蜂窝结构体2的周向上隔开180°的角度间隔进行配置。不过，一对电极端子3可以不一定配置成彼此对置，如图11所示，可以在蜂窝结构体2的周向上以小于180°的角度间隔进行配置。
接下来，图12是表示图1的电加热式载体1的第二变形例的主视图。图1的电加热式载体1中，所有的第一狭缝251均自外周壁22开始延伸存在。不过，如图12所示，至少一部分的第一狭缝251可以不是自外周壁22开始延伸存在(可以设置成与外周壁22分离)。图12所示的第二变形例中，设置成与外周壁22分离的第一狭缝251和自外周壁22开始延伸存在的第一狭缝251在第二方向2W2上交替配置。另外，第二变形例中，在一部分的部分路径26各设置1个第二狭缝252。各第二狭缝252配置于第一方向2W1上的部分路径26的中央位置。
应予说明，图12中，在第二方向2W2上配置于最外侧的第一狭缝251未设置第二狭缝252，不过，在配置于最外侧的第一狭缝251也可以设置第二狭缝252。这种情况下，第二狭缝252可以设置于通电路径中的第一狭缝251与外周壁22之间的部分，而不是设置于部分路径26。
接下来，图13是表示图1的电加热式载体1的第三变形例的主视图。如图13所示，在至少一部分的第一狭缝251不是自外周壁22开始延伸存在的方案中，也可以在部分路径26设置有多个第二狭缝252。另外，如图13所示，该方案中，也可以配置成：各第二狭缝252相对于第一方向2W1上的部分路径26的中央位置有所偏离。
对于像本实施方式这样的电加热式载体1，根据废气净化装置5及电加热式载体1的制造方法，由于蜂窝结构体2具有有别于构成为规定通电路径的多条第一狭缝251的至少1条第二狭缝252，所以，能够抑制电极端子3间的电阻变化，更可靠地得到所设计的输出功率。
另外，第一狭缝251各自在上述的截面中呈直线状沿着第一方向2W1延伸存在，且在与第一方向2W1正交的第二方向2W2上彼此分离地配置，在第二方向2W2上相邻的一对第一狭缝251配置成从第二方向2W2观察时彼此一部分重叠，因此，能够使通电路径更可靠地延长。
第二方向2W2上的第二狭缝252的延伸幅度252a为夹着设置有第二狭缝252的部分路径26的一对第一狭缝251在第二方向2W2上的分离距离251a的10％以上且90％以下，因此，能够通过第二狭缝252而使电阻更可靠地上升，从而能够避免蜂窝结构体2的强度和/或净化效率降低，能够抑制该第二狭缝252的周边成为热点、热应力局部增大而导致产生裂纹的可能性增大。另外，在第二狭缝252填充有填充剂25a的方案中，能够避免压力损失过度上升。
另外，部分路径26内的第一方向2W1上的第二狭缝252的位置为自第一方向2W1上的部分路径26的中心位置26a起算第一方向2W1上的部分路径26的延伸幅度26b的30％以内的位置，因此，能够使第二狭缝252对电阻的调整稳定。
另外，1个部分路径26内的多个第二狭缝252间的分离距离252b为夹着1个部分路径26的一对第一狭缝251在第二方向2W2上的分离距离251a的1.25倍以上，因此，能够使第二狭缝252对电阻的调整稳定。
另外，在通电路径内，至少2个部分路径26彼此串联配置，因此，蜂窝结构体2的中央部容易集中发热。通过利用第二狭缝252来调整电阻，能够使蜂窝结构体2的发热进一步均匀化。即，在至少2个部分路径26彼此串联配置的方案中，设置第二狭缝252特别有用。
另外，在第一及第二狭缝251、252中的至少一者中填充有填充剂25a，因此，能够提高蜂窝结构体2的强度。另外，能够抑制流体通过自外周壁22开始延伸存在的第一狭缝251而向外周壁22侧流动，还能够降低电极端子3等劣化。
另外，第一狭缝251的至少一部分自外周壁22开始延伸存在，因此，沿着外周壁22的通电路径不会成为最短距离，能够抑制外周发热。
接下来，举出实施例。本发明的发明人如下规定电路模型，并且，假定在该电路模型中设定各种第二狭缝252，计算出电路模型中的电阻。电路模型整体规定为：在纵向(第一方向2W1)上具有57个隔室20c且在横向(第二方向2W2)上具有10个隔室20c的蜂窝结构体。各隔室20c为四边形。每1块隔壁20d的电阻为0.0251Ω。将两侧的纵向各1列隔室20c设为第一狭缝251，使得电流在第一狭缝251间的横向8个隔室的区域中流通。为了方便，设定电流在电路整体中均等地流通。假定向电路模型施加4.8V。在第一狭缝251间的横向8个隔室的区域中，使横向一列的规定数的隔室20c为第二狭缝252。在电路模型中设置1个第二狭缝252的情况下，在纵向上的电路中央部配置第二狭缝252。在电路模型中设置多个第二狭缝252的情况下，在自电路两端起算10个隔室以上的区域配置第二狭缝252。
图14是表示第二狭缝252的延伸幅度252a与通电路径的电阻之间的关系的曲线图。图14中，横轴示出电路模型中设为第二狭缝252的横向一列的隔室20c的数量，右侧纵轴示出电阻(Ω)，左侧纵轴示出相对于初始状态的电阻的上升率(％)。另外，将第二狭缝252的延伸幅度252a相对于第一狭缝251的分离距离251a(8个隔室)的比例示于曲线图上部。
如图14所示，当延伸幅度252a小于分离距离251a的10％时，不易产生由第二狭缝252带来的电阻上升。另一方面，当延伸幅度252a超过分离距离251a的90％时，电阻值大幅上升。电阻值的大幅上升使第二狭缝252的周边成为热点，热应力局部增大，由此使产生裂纹的可能性增大。另外，当延伸幅度252a超过分离距离251a的90％时，蜂窝结构体2的强度和/或净化效率降低，并且，压力损失的上升增大。由此可知：第二狭缝252的延伸幅度252a优选为第一狭缝251的分离距离251a的10％以上且90％以下。另外，为了使上述问题的可能性更小，第二狭缝252的延伸幅度252a更优选为一对第一狭缝251的分离距离251a的30％以上且60％以下。
接下来，图15是表示在1个部分路径26内设置多个第二狭缝252时的第二狭缝252间的分离距离252b与电阻之间的关系的曲线图。图15中，横轴示出电路模型中设为第二狭缝252间的分离距离252b的纵向一列的隔室20c的数量，左侧纵轴示出电阻(Ω)，右侧纵轴示出相对于初始状态的电阻的上升率(％)。另外，将第二狭缝252间的分离距离252b相对于第一狭缝251的分离距离251a(8个隔室)的倍率示于曲线图上部。
如图15所示，可知：当第二狭缝252间的分离距离252b超过一定值时，随着增大，电阻值及上升率的变化减小。特别是，可知：如果第二狭缝252间的分离距离252b为第一狭缝251的分离距离251a的1.25倍以上，则电阻值及上升率的变化可靠地减小，第二狭缝252对电阻的调整稳定。据此，第二狭缝252间的分离距离252b优选为第一狭缝251的分离距离251a的1.25倍以上，更优选为2倍以上。
接下来，图16是表示部分路径26内的第二狭缝252的位置与部分路径26的中心位置26a之间的关系的曲线图。图16中，横轴为电路模型中从部分路径26的中心位置26a至第二狭缝252为止的纵向上的隔室20c的数量，左侧纵轴示出电阻(Ω)，右侧纵轴示出相对于初始状态的电阻的上升率(％)。另外，将从中心位置26a至第二狭缝252为止的距离(隔室数)相对于纵向上的部分路径26的延伸幅度26b(57个隔室)的比例示于曲线图上部。应予说明，图16的曲线图中示出的电阻值等是假定电路模型内电流从一个第一狭缝251的上端流入且电流从另一个第一狭缝251的下端流出而计算出来的。
如图16所示，可知：当部分路径26内的纵向上的第二狭缝252的位置为自纵向上的部分路径26的中心位置26a起算纵向上的部分路径26的延伸幅度的30％以内的位置时，电阻值及上升率变化较小。据此，第二狭缝252的位置优选为自部分路径26的中心位置26a起算部分路径26的延伸幅度的30％以内的位置。

Claims (14)

1.一种电加热式载体，其具备：
柱状的蜂窝结构体，该蜂窝结构体具有外周壁和隔壁，该隔壁配设于所述外周壁的内侧并区划形成多个隔室，该多个隔室从一个端面贯通至另一个端面而形成流路；以及
一对电极端子，该一对电极端子设置于所述外周壁的表面，
所述电加热式载体的特征在于，
在与所述隔室的延伸方向垂直的截面中，所述蜂窝结构体具有：
多条第一狭缝，该多条第一狭缝构成为彼此分离地配置，且在与所述外周壁之间及彼此之间规定通电路径；以及
至少1条第二狭缝，该至少1条第二狭缝位于所述通电路径内，且在与所述第一狭缝不同的方向上延伸存在，
从一个所述电极端子至另一个所述电极端子为止的通电路径的长度比所述蜂窝结构体的直径要长。
2.根据权利要求1所述的电加热式载体，其特征在于，
所述第二狭缝在所述截面中与所述第一狭缝相交。
3.根据权利要求1或2所述的电加热式载体，其特征在于，
所述第一狭缝各自在所述截面中呈直线状沿着第一方向延伸存在，且在与所述第一方向正交的第二方向上彼此分离地配置，
所述第二方向上相邻的一对所述第一狭缝配置成：在从所述第二方向观察时，彼此一部分重叠。
4.根据权利要求3所述的电加热式载体，其特征在于，
所述通电路径包含多个部分路径，该多个部分路径被所述第二方向上相邻的所述一对第一狭缝夹着，且在所述第一方向上从所述一对第一狭缝中的一者的端部延伸至另一者的端部，
所述第二狭缝设置于所述部分路径内。
5.根据权利要求4所述的电加热式载体，其特征在于，
所述第二方向上的所述第二狭缝的延伸幅度为夹着设置有该第二狭缝的所述部分路径的所述一对第一狭缝在所述第二方向上的分离距离的10％以上且90％以下。
6.根据权利要求4或5所述的电加热式载体，其特征在于，
所述部分路径内的所述第一方向上的所述第二狭缝的位置为自所述第一方向上的所述部分路径的中心位置起算所述第一方向上的所述部分路径的延伸幅度的30％以内的位置。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的电加热式载体，其特征在于，
在1个所述部分路径内，多个所述第二狭缝在所述第一方向上彼此分离地设置，
所述1个部分路径内的所述多个第二狭缝间的分离距离为夹着所述1个部分路径的所述一对第一狭缝在所述第二方向上的分离距离的1.25倍以上。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的电加热式载体，其特征在于，
在所述通电路径内，至少2个所述部分路径彼此串联配置。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电加热式载体，其特征在于，
所述截面中，所述一对电极端子配置成：夹着所述蜂窝结构体的中心轴而在所述第二方向上对置。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电加热式载体，其特征在于，
在所述第一狭缝及第二狭缝中的至少一者中填充有填充剂。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电加热式载体，其特征在于，
至少一部分所述第一狭缝自所述外周壁开始延伸存在。
12.一种废气净化装置，其特征在于，具备：
权利要求1至11中任一项所述的电加热式载体；以及
金属壳体，该金属壳体对所述电加热式载体进行收纳。
13.一种电加热式载体的制造方法，该电加热式载体具备：
柱状的蜂窝结构体，该蜂窝结构体具有外周壁和隔壁，该隔壁配设于所述外周壁的内侧并区划形成多个隔室，该多个隔室从一个端面贯通至另一个端面而形成流路；以及
一对电极端子，该一对电极端子设置于所述外周壁的表面，
在与所述隔室的延伸方向垂直的截面中，所述蜂窝结构体具有多条第一狭缝，该多条第一狭缝构成为彼此分离地配置，且在与所述外周壁之间及彼此之间规定通电路径，
所述电加热式载体的制造方法的特征在于，包括：
准备具有所述第一狭缝的加工前的电加热式载体的工序；
向所述一对电极端子通电并测定所述通电路径的电阻的工序；以及
将所述电阻的测定值与所述电阻的目标值进行比较，基于所述测定值与所述目标值之差，在所述加工前的电加热式载体设置在所述截面中位于所述通电路径内的至少1条第二狭缝的工序。
14.根据权利要求13所述的电加热式载体的制造方法，其特征在于，
所述至少1条第二狭缝在与所述第一狭缝不同的方向上延伸存在。
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