DE102021110712A1 - Verfahren zur herstellung einer elektrisch beheizten katalysator-vorrichtung, dünne metallplatte für eine elektrode der elektrisch beheizten katalysator-vorrichtung, und elektrisch beheizte katalysator-vorrichtung - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer elektrisch beheizten katalysator-vorrichtung, dünne metallplatte für eine elektrode der elektrisch beheizten katalysator-vorrichtung, und elektrisch beheizte katalysator-vorrichtung Download PDF

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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung umfasst das Herstellen einer dünnen Metallplatte als ein Material einer Metallelektrodenschicht. Die dünne Metallplatte umfasst Verdrahtungsabschnitte, eine Basis, einen Anschlussabschnitt, eine zweite Basis, und einen Pseudo-Anschlussabschnitt. Das Verfahren umfasst das Zuführen von Strom zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Pseudo-Anschlussabschnitt der dünnen Metallplatte, nachdem die Fixierungsschichten gebildet sind; und Bilden der Metallelektrodenschicht durch Entfernen eines Abschnitts der dünnen Metallplatte zwischen einem kleinsten Querschnittsflächenabschnitt und einem fernen Ende des Pseudo-Anschlussabschnitts durch Schmelzen und Schneiden des kleinsten Querschnittsflächenabschnitts unter Verwendung der jouleschen Wärme, welche durch den zugeführten Strom erzeugt wird. Der kleinste Querschnittsflächenabschnitt ist ein Teil der dünnen Metallplatte, welcher eine kleinste Fläche in einem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte aufweist.

Description

  • HINTERGRUND
  • 1. Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung, eine dünne Metallplatte bzw. metallische Dünnplatte für eine Elektrode einer elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung, und eine elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Zum Beispiel offenbart die japanische Patentanmeldung Nr. 2019-209245 eine elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung, welche einen Katalysator durch Bestromung erwärmt. Wie in 10 gezeigt, umfasst die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung, welche in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-209245 ( JP 2019 209 245 A ) offenbart ist, einen zylindrischen Katalysator-Träger 200 und zwei Elektroden 201 zur Zuführung von Strom zu dem Katalysator-Träger 200. 10 stellt lediglich eine der zwei Elektroden 201 der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung dar.
  • Jede Elektrode 201 umfasst eine Metallelektrodenschicht 203, eine filmförmige bzw. filmartige Oberflächenelektrodenschicht 204, und Fixierschichten 205. Die Metallelektrodenschicht 203 umfasst Verdrahtungsabschnitte 202, welche parallel zueinander angeordnet sind. Die Oberflächenelektrodenschicht 204 ist zwischen der Metallelektrodenschicht 203 und der Außenumfangsfläche des Katalysator-Trägers 200 angeordnet. Die Fixierungsschichten 205 sind an der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 204 mit den Verdrahtungsabschnitten 202 dazwischen befestigt. Die Metallelektrodenschicht 203 ist aus einer dünnen Metallplatte bzw. metallischen Dünnplatte bzw. Metall-Dünnplatte hergestellt. Die Oberflächenelektrodenschicht 204 und die Fixierschichten 205 sind Filme aus porösem Metall, welche durch thermisches Sprühen von metallischem Pulver gebildet werden. Die Metallelektrodenschicht 203 umfasst eine Basis 206, mit welcher ein Ende eines jeden Verdrahtungsabschnitts 202 verbunden ist. Die Metallelektrodenschicht 203 umfasst ebenfalls einen Endabschnitt 207, mit welchem eine externe Verbindung bzw. ein externer Draht verbunden ist, wenn die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung an einem Verbrennungsmotor montiert ist. Der Anschlussabschnitt bzw. Endabschnitt 207 erstreckt sich von der Basis 206 in eine von den Verdrahtungsabschnitten 202 entgegengesetzte bzw. gegenüberliegende Richtung.
  • In dieser elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung müssen die Verdrahtungsabschnitte 202 der Metallelektrodenschicht 203 fixiert bzw. befestigt werden, während sie in engen Kontakt mit der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 204 gebracht werden. Wenn sich die Verdrahtungsabschnitte 202 verdrehen bzw. verzerren, sind die Verdrahtungsabschnitte 202 mit Teilen derselben getrennt von der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 204 fixiert. Um damit umzugehen, verwendet die vorstehend beschriebene elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung des Standes der Technik eine dünne Metallplatte 210, welche die in 11 gezeigte Gestalt aufweist, als das Material der Metallelektrodenschicht 203. Dies ermöglicht es, die Verdrahtungsabschnitte 202 leicht zu befestigen, während sie in engen Kontakt mit der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 204 gebracht werden.
  • 11 ist eine Draufsicht der dünnen Metallplatte 210, welches das Material der Metallelektrodenschicht 203 ist. Die dünne Metallplatte 210 umfasst die Verdrahtungsabschnitte 202, die Basis 206, und den Endabschnitt 207. Die dünne Metallplatte 210 umfasst ferner eine zweite Basis 208 und einen Pseudo-Endabschnitt 209, welche zur Basis 206 und zum Endabschnitt 207 symmetrische Gestalten aufweisen, und auf der gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Seite der Verdrahtungsabschnitte 202 von der Basis 206 und des Endabschnitts 207 angeordnet sind.
  • Die Elektrode 201 der vorstehend beschriebenen, elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung wird auf die nachstehende Weise gebildet. Wenn die Elektrode 201 gebildet wird, wird die Oberflächenelektrodenschicht 204 zuerst auf der Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers 200 durch thermisches Sprühen gebildet. Als nächstes werden bei der dünnen Metallplatte 210, welche derart angeordnet ist, dass die Verdrahtungsabschnitte 202 auf der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 204 angeordnet sind, der Anschlussabschnitt 207 und der Pseudo-Anschlussabschnitt 209 gehalten, um Spannung an die dünne Metallplatte 210 derart anzulegen, dass die Verdrahtungsabschnitte 202 gespannt bzw. straff sind. In diesem Zustand werden die Verdrahtungsabschnitte 202 gegen die Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 204 gedrückt. Dann werden die Fixierungsschichten 205 durch thermisches Sprühen derart gebildet, dass die Verdrahtungsabschnitte 202 an der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 204 befestigt sind. Danach wird die dünne Metallplatte 210 entlang der in 11 gezeigten Langstrich-Doppelkurzstrich-Linie bzw. Linie, welche durch einen langen Strich und zwei kurze Striche dargestellt ist, geschnitten, um die zweite Basis 208 und den Pseudo-Anschlussabschnitt 209 zu entfernen, welche nicht für die Metallelektrodenschicht 203 erforderlich bzw. notwendig sind, wodurch die Elektrode 201 gebildet wird.
  • In der vorstehend beschriebenen, elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung weist die dünne Metallplatte 210, welches das Material der Metallelektrodenschicht 203 ist, den Pseudo-Anschlussabschnitt 209 auf, welcher auf der gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Seite des Anschlussabschnitts 207 angeordnet ist. Der Anschluss- bzw. Endabschnitt 207 und der Pseudo-Anschlussabschnitt 209 werden jeweils als eine Aufreißlasche verwendet. Diese ermöglicht den Verdrahtungsabschnitten 202 mit der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 204 in engen Kontakt gebracht zu werden, wenn die Verdrahtungsabschnitte 202 befestigt bzw. fixiert sind. Die zweite Basis 208 und der Pseudo-Anschlussabschnitt bzw. Pseudo-Endabschnitt 209 sind j edoch nicht notwendig bzw. erforderlich für die Metallelektrodenschicht 203. Deshalb muss, nachdem die Verdrahtungsabschnitte 202 befestigt sind, die dünne Metallplatte 210 geschnitten werden, um diese unnötigen Abschnitte zu entfernen. Wenn die dünne Metallplatte 210 durch von außen bereitgestellter körperlicher Tätigkeit unter Verwendung eines Messers oder Laserbestrahlung geschnitten wird, können die Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 204 und/oder der Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers 200 zerkratzt werden. Dies bewirkt eine Verschlechterung der Qualität und/oder eine Verringerung der Ausbeute der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung.
  • KURZFASSUNG
  • Diese Kurzfassung ist vorgesehen, um eine Auswahl an Konzepten in einer vereinfachten Form einzuführen, welche nachstehend in der Detaillierten Beschreibung weiter beschrieben werden. Diese Kurzfassung beabsichtigt weder Haupt- bzw. Schlüsseleigenschaften oder wesentliche Merkmale der beanspruchten Gegenstände zu identifizieren, noch ist es beabsichtigt, dass sie als eine Hilfe bei der Bestimmung des Umfangs der beanspruchten Gegenstände verwendet wird.
  • In einem allgemeinen Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung vorgesehen. Die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung umfasst einen zylindrischen Katalysator-Träger, welcher einen Katalysator trägt und umfasst ein elektrisch leitendes Material, eine filmförmige bzw. filmartige Oberflächenelektrodenschicht, welche auf einer Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers bereitgestellt ist, eine Metallelektrodenschicht, welche aus einer dünnen Metallplatte hergestellt ist, und eine Fixierungs- bzw. Befestigungsschicht. Die Metallelektrodenschicht umfasst eine Basis, Verdrahtungsabschnitte, und einen Anschlussabschnitt. Die Verdrahtungsabschnitte erstrecken sich von der Basis in einer Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers. Die Verdrahtungsabschnitte sind auf einer Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht und parallel zueinander in einer Axialrichtung des Katalysator-Trägers angeordnet. Der Anschlussabschnitt erstreckt sich von einem Ende der Basis, welches sich auf einer von einer Seite der Basis, an welcher die Verdrahtungsabschnitte angeordnet sind, gegenüberliegenden Seite in der Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers befindet. Die Fixierungsschicht ist an der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht mit den Verdrahtungsabschnitten dazwischen befestigt. Das Verfahren umfasst das Herstellen der dünnen Metallplatte als das Material der Metallelektrodenschicht. Die dünne Metallplatte umfasst die Verdrahtungsabschnitte, die Basis, den Anschlussabschnitt, eine zweite Basis, welche mit den Enden der Verdrahtungsabschnitte auf einer von den mit der Basis verbundenen Enden gegenüberliegenden Seite verbunden ist, und einen Pseudo-Anschlussabschnitt, welcher sich von einem Ende der zweiten Basis, welches sich auf einer von einer Seite der zweiten Basis, an welcher die Verdrahtungsabschnitte angeordnet sind, gegenüberliegenden Seite in einer Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte befindet, erstreckt. Das Verfahren stellt die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung durch die nachstehend diskutierten Schritte (1) bis (3) her. Schritt (1) umfasst das Drücken der Verdrahtungsabschnitte gegen die Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht, welche auf der Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers ausgebildet bzw. gebildet ist, während der Anschlussabschnitt und der Pseudo-Anschlussabschnitt gehalten werden, und das Anwenden bzw. Anlegen einer Spannung an die dünne Metallplatte. Schritt (2) umfasst das Bilden der Fixierungsschicht durch thermisches Sprühen, wobei die Verdrahtungsabschnitte gegen die Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht gedrückt sind bzw. werden. Schritt (3) umfasst das Zuführen von Strom zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Pseudo-Anschlussabschnitt der dünnen Metallplatte, nachdem die Fixierungsschicht gebildet ist, und Bilden der Metallelektrodenschicht durch Entfernen eines Abschnitts der dünnen Metallplatte zwischen einem kleinsten Querschnittsflächenabschnitt und einem entfernten bzw. distalen Ende des Pseudo-Anschlussabschnitts durch Schmelzen und Schneiden des kleinsten Querschnittsflächenabschnitts unter Verwendung von durch den zugeführten Strom erzeugter joulescher Wärme, wobei der kleinste Querschnittsflächenabschnitt ein Teil der dünnen Metallplatte ist, welcher eine kleinste Fläche in einem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte aufweist.
  • In dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren ist das Material der Metallelektrodenschicht eine dünne Metallplatte, welche den Anschlussabschnitt und den Pseudo-Anschlussabschnitt umfasst, welcher sich in der vom Anschlussabschnitt entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Richtung erstreckt. Bei dieser dünnen Metallplatte können durch Halten des Anschlussabschnitts und des Pseudo-Anschlussabschnitts und Ziehen der Verdrahtungsabschnitte von den gegenüberliegenden Seiten die Verdrahtungsabschnitte straff gemacht werden ohne verzerrt bzw. verdreht zu werden. In diesem Zustand werden die Verdrahtungsabschnitte gegen die Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht gedrückt, und die Fixierungsschicht wird durch thermisches Sprühen derart gebildet, dass die Verdrahtungsabschnitte befestigt sind, während sie in engen Kontakt mit der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht gebracht sind bzw. werden.
  • Die Metallelektrodenschicht der dünnen Metallplatte umfasst einen überflüssigen bzw. unnötigen Abschnitt, welcher entfernt werden muss, nachdem die Verdrahtungsabschnitte an der Oberflächenelektrodenschicht befestigt sind. In dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren wird Strom zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Pseudo-Anschlussabschnitt zugeführt, sodass die begleitende joulesche Wärme die dünne Metallplatte schmilzt und schneidet bzw. bricht, um den unnötigen bzw. überflüssigen Abschnitt von der Metallelektrodenschicht zu entfernen. Der Teil der dünnen Metallplatte, in welchem die Stromdichte am größten ist, wenn Strom zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Pseudo-Anschlussabschnitt zugeführt wird, ist der Teil der dünnen Metallplatte, welcher die kleinste Fläche in einem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte aufweist, mit anderen Worten, der vorstehend beschriebene kleinste Querschnittsflächenabschnitt. Deshalb kann, wenn die dünne Metallplatte derart gebildet ist, dass der kleinste Querschnittsflächenabschnitt an der Grenze bzw. Grenzfläche zwischen dem unnötigen bzw. überflüssigen Abschnitt und dem Abschnitt, welcher in der Metallelektrodenschicht gehalten bzw. beibehalten wurde, angeordnet ist, der überflüssige Abschnitt der dünnen Metallplatte mittels Schmelzen und Schneiden bzw. Brechen durch Bestromung entfernt werden. Da das Entfernen ohne eine von außen zugeführte körperliche Handlung ausgeführt wird, werden die Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht und die Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers während des Prozesses wahrscheinlich nicht zerkratzt.
  • Die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung, welche durch das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren hergestellt wird, verringert die Möglichkeit des Kontaktfehlers bzw. der Kontaktstörung zwischen den Verdrahtungsabschnitten der dünnen Metallplatte und der Oberflächenelektrodenschicht, und verringert die Möglichkeit von Kratzern auf der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht und/oder auf der Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers. Das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren verbessert somit die Qualität der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung.
  • Im vorstehenden Herstellungsverfahren kann die als das Material der Metallelektrodenschicht verwendete dünne Metallplatte an einem Ende eines jeden Verdrahtungsabschnitts auf einer zur zweiten Basis näheren Seite einen schmalen Teil bzw. Abschnitt, welcher eine kleinste Fläche in einem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte aufweist, umfassen. Ein Abschnitt der dünnen Metallplatte, in welcher die schmalen Teile der Verdrahtungsabschnitte gebildet sind, kann der kleinste Querschnittsflächenabschnitt der dünnen Metallplatte sein. In diesem Fall werden die zweite Basis und der Pseudo-Anschlussabschnitt als unnötige bzw. überflüssige Abschnitte der dünnen Metallplatte entfernt, nachdem die Verdrahtungsabschnitte fixiert sind.
  • Im vorstehenden Herstellungsverfahren kann die als das Material der Metallelektrodenschicht verwendete dünne Metallplatte derart konfiguriert sein, dass ein schmaler Teil bzw. ein schmales Stück an einem Ende des Pseudo-Anschlussabschnitts, welcher der zweiten Basis in der Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte näher ist, gebildet wird. Der schmale Teil bzw. das schmale Stück kann im Pseudo-Anschlussabschnitt eine kleinste Fläche in einem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte aufweisen. Ein Abschnitt der dünnen Metallplatte, in welchem das schmale Stück gebildet ist, kann der kleinste Querschnittsflächenabschnitt der dünnen Metallplatte sein. In diesem Fall wird der Abschnitt des Pseudo-Anschlussabschnitts zwischen dem schmalen Teil und dem fernen bzw. distalen Ende als ein unnötiger bzw. überflüssiger Abschnitt der dünnen Metallplatte entfernt, nachdem die Verdrahtungsabschnitte befestigt sind.
  • In einem anderen allgemeinen Aspekt wird eine dünne Metallplatte für eine Elektrode einer elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung bereitgestellt. Die dünne Metallplatte ist konfiguriert, um als ein Material einer Metallelektrodenschicht in der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung verwendet zu werden. Die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung umfasst einen zylindrischen Katalysator-Träger, welcher einen Katalysator trägt und ein elektrisch leitendes Material, eine filmförmige Oberflächenelektrodenschicht, welche auf einer Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers versehen bzw. bereitgestellt ist, die Metallelektrodenschicht, welche aus der dünnen Metallplatte hergestellt ist, und eine Fixierungsschicht umfasst, welche an einer Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht mit einem Teil der Metallelektrodenschicht dazwischen befestigt ist. Die dünne Metallplatte umfasst eine Basis, Verdrahtungsabschnitte, und einen Anschlussabschnitt, eine zweite Basis, und einen Pseudo-Anschlussabschnitt. Die Verdrahtungsabschnitte erstrecken sich von der Basis in einer Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers. Die Verdrahtungsabschnitte sind auf der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht und parallel zueinander in einer Axialrichtung des Katalysator-Trägers angeordnet. Der Anschlussabschnitt erstreckt sich von einem Ende der Basis, welches sich auf einer von einer Seite der Basis, an welcher die Verdrahtungsabschnitte angeordnet sind, gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Seite in der Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers befindet. Die zweite Basis ist mit Enden der Verdrahtungsabschnitte auf einer von den mit der Basis verbundenen Enden gegenüberliegenden Seite verbunden. Der Pseudo-Anschlussabschnitt erstreckt sich von einem Ende der zweiten Basis, welches sich auf einer von einer Seite der zweiten Basis, mit welcher die Verdrahtungsabschnitte verbunden sind, gegenüberliegenden Seite in einer Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte befindet. Ein kleinster Querschnittsflächenabschnitt der dünnen Metallplatte wird an einer Position auf der dünnen Metallplatte bereitgestellt, welche sich näher an einem fernen bzw. distalen Ende des Pseudo-Anschlussabschnitts befindet als die Enden der Verdrahtungsabschnitte, welche mit der Basis verbunden sind. Der kleinste Querschnittsflächenabschnitt ist ein Teil der dünnen Metallplatte, welcher eine kleinste Fläche in einem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte aufweist.
  • Die Verwendung der vorstehend beschriebenen dünnen Metallplatte bzw. metallischen Dünnplatte für eine Elektrode als das Material der Metallelektrodenschicht ermöglicht die Herstellung der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung durch das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren. Dies verbessert die Qualität der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung. Die dünne Metallplatte für eine Elektrode kann derart konfiguriert sein, dass die Verdrahtungsabschnitte jeweils ein schmales Stück an einem Ende auf einer mit der zweiten Basis verbundenen Seite umfassen. Das schmale Stück kann eine kleinere Fläche in einem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Verdrahtungsabschnitts als die verbleibenden Teile bzw. Abschnitte des Verdrahtungsabschnitts aufweisen. Ein Teil der dünnen Metallplatte, in welchem die schmalen Teile bzw. Abschnitte bzw. die schmalen Stücke der Verdrahtungsabschnitte bereitgestellt sind, kann der Abschnitt mit dem kleinsten Querschnitt der dünnen Metallplatte sein. Ebenso kann die dünne Metallplatte für eine Elektrode derart konfiguriert sein, dass ein schmales Stück an einem Ende des Pseudo-Anschlussabschnitts, welcher der zweiten Basis in der Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte näher ist, bereitgestellt werden kann. Das schmale Stück kann im Pseudo-Anschlussabschnitt eine kleinste Fläche in einem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte aufweisen. Ein Teil, in welchem das schmale Stück bereitgestellt ist, kann der kleinste Querschnittsflächenabschnitt der dünnen Metallplatte sein.
  • Das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren bildet die Metallelektrodenschicht durch Entfernen des unnötigen bzw. überflüssigen Teils der dünnen Metallplatte mittels Schmelzen und Schneiden durch Bestromung. Dementsprechend umfasst die Metallelektrodenschicht der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung, welche durch das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren hergestellt wird, einen geschmolzenen und geschnittenen Abschnitt bzw. Teil. Der Teil, welcher durch Bestromung geschmolzen und geschnitten wird, ist der Teil der dünnen Metallplatte, welcher die kleinste Fläche in einem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte aufweist. Deshalb ist die Fläche des geschmolzenen und geschnittenen Abschnitts kleiner als oder gleich der Fläche des Querschnitts des Teils in der Metallelektrodenschicht, welcher die kleinste Fläche im Querschnitt senkrecht zur Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers aufweist.
  • Dementsprechend umfasst die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung, welche in dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren hergestellt wird, einen zylindrischen Katalysator-Träger, welcher einen Katalysator trägt und ein elektrisch leitendes Material umfasst, eine filmförmige Oberflächenelektrodenschicht, welche auf einer Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers gebildet ist, eine Metallelektrodenschicht, und eine Fixierungsschicht. Die Metallelektrodenschicht ist aus einer dünnen Platte aus einem metallischem Material bzw. Metall-Material hergestellt und umfasst eine Basis, Verdrahtungsabschnitte, und einen Anschlussabschnitt. Die Verdrahtungsabschnitte erstrecken sich von der Basis in eine Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers. Die Verdrahtungsabschnitte sind auf einer Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht und parallel zueinander in einer Axialrichtung des Katalysator-Trägers angeordnet. Der Anschlussabschnitt erstreckt sich von einem Ende der Basis, welche sich auf einer von einer Seite der Basis, an welcher die Verdrahtungsabschnitte angeordnet sind, gegenüberliegenden Seite in der Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers befindet. Die Fixierungsschicht ist an einer Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht mit den Verdrahtungsabschnitten dazwischen befestigt. Ein geschmolzener und geschnittener bzw. gebrochener Abschnitt existiert an einem Ende der Metallelektrodenschicht, welche sich auf einer von einer Seite der Basis, an welcher der Anschlussabschnitt angeordnet ist, gegenüberliegenden Seite in der Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers befindet. Eine Fläche des geschmolzenen und geschnittenen Abschnitts ist kleiner als oder gleich einer Fläche eines Querschnitts eines Teils in der Metallelektrodenschicht, welche eine kleinste Fläche in einem Querschnitt senkrecht zur Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers aufweist.
  • Die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung kann derart konfiguriert sein, dass der geschmolzene und geschnittene Abschnitt auf einem entfernten bzw. distalen Ende eines jeden Verdrahtungsabschnitts gebildet ist. Ebenso kann die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung derart konfiguriert sein, dass die Metallelektrodenschicht eine zweite Basis umfasst. Die zweite Basis kann mit den Verdrahtungsabschnitten an den Enden der Verdrahtungsabschnitte, welche sich auf einer von einer Seite, an welcher die Basis angeordnet ist, gegenüberliegenden Seite in der Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers befinden, verbunden sein. Der geschmolzene und geschnittene Abschnitt kann an einem Ende der zweiten Basis, welches sich auf einer von einer Seite der zweiten Basis, an welcher die Verdrahtungsabschnitte angeordnet sind, gegenüberliegenden Seite in der Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers befindet, bereitgestellt sein.
  • Andere Merkmale und Aspekte werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung, der Zeichnung, und den Ansprüchen ersichtlich.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm, welches eine Weise zeigt, in welcher eine elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform an einem Verbrennungsmotor montiert ist.
    • 2 ist eine Seitenansicht der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung.
    • 3 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs, welcher durch die Langstrich-Doppelkurz strich-Linie in 2 umgeben ist.
    • 4 ist eine Draufsicht einer dünnen Metallplatte, welche das Material der Metallelektrodenschicht ist, welche in der Elektrode der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung verwendet wird.
    • 5 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereiches, welcher durch die Langstrich-Doppelkurzstrich-Linie in 4 umgeben ist.
    • 6 ist ein Diagramm, welches eine Weise zeigt, in welcher ein Schritt, welcher sich auf das Befestigen bzw. Fixieren der Verdrahtungsabschnitte bezieht, in der Herstellung der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung ausgeführt wird.
    • 7 ist ein Diagramm, welches eine Weise zeigt, in welcher ein Schritt, welcher sich auf das Entfernen des nicht benötigten Abschnitts der dünnen Metallplatte bezieht, in der Herstellung der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung ausgeführt wird.
    • 8 ist eine Draufsicht einer dünnen Metallplatte, welche das Material der Metallelektrodenschicht ist, welche in einer Elektrode einer elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform verwendet wird.
    • 9 ist eine Seitenansicht der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung der zweiten Ausführungsform.
    • 10 ist eine Seitenansicht der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung des Standes der Technik.
    • 11 ist eine Draufsicht einer dünnen Metallplatte, welche das Material der Metallelektrodenschicht ist, welche in der Elektrode der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung des Standes der Technik verwendet wird.
  • Durchgehend durch die Zeichnung und die detaillierte Beschreibung bezeichnen dieselben Bezugszeichen dieselben Elemente. Die Zeichnungen sind möglicherweise nicht maßstabsgetreu und die relative Größe, Proportionen und die Darstellung der Elemente in der Zeichnung können zur Klarheit, Darstellung und Zweckdienlichkeit vergrößert sein.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Diese Beschreibung stellt ein umfassendes Verständnis der beschriebenen Verfahren, Apparate, und/oder Systeme bereit. Änderungen und Äquivalente der beschriebenen Verfahren, Apparate, und/oder Systeme sind für einen Fachmann offensichtlich. Abfolgen von Durchführungen bzw. Betriebsweisen sind beispielhaft und können für einen Fachmann offensichtlich geändert bzw. verändert werden, mit der Ausnahme von Durchführungen, welche zwingend in einer gewissen Reihenfolge ausgeführt werden müssen. Beschreibungen von Funktionen und Strukturen bzw. Bauweisen, welche einem Fachmann wohlbekannt sind, können ausgelassen bzw. weggelassen sein.
  • Beispielhafte Ausführungsformen können verschiedene Formen aufweisen, und sind nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt. Die beschriebenen Beispiele sind jedoch durchgängig und vollständig, und vermitteln einem Fachmann den vollen Umfang der Erfindung.
  • Erste Ausführungsform
  • Eine elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform wird nun mit Bezug zu den 1 bis 7 beschrieben.
  • Wie in 1 gezeigt, umfasst die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung 10, welche im Inneren eines Abgasrohres 11 eines an einem Fahrzeug montierten Verbrennungsmotors angeordnet ist, einen Katalysator-Träger 12. Der Katalysator-Träger 12 ist aus einem porösen elektrisch leitenden Material hergestellt und weist eine säulenförmige äußere Gestalt bzw. Außengestalt auf. In der nachstehenden Beschreibung wird eine Richtung, welche parallel zur Spalten- bzw. Säulenmittellinie des zylindrischen Katalysator-Trägers 12 ist, als eine Axialrichtung bzw. axiale Richtung des Katalysator-Trägers 12 bezeichnet. Ebenso wird in der nachstehenden Beschreibung eine umkreisende Richtung bzw. Umkreisrichtung um die Säulenmittellinie als eine Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers 12 bezeichnet, und eine Richtung senkrecht zur Säulenmittellinie wird als eine radiale Richtung bzw. Radialrichtung des Katalysator-Trägers 12 bezeichnet.
  • Der Katalysator-Träger 12 ist aus Verbund- bzw. Komposit-Keramik, zum Beispiel aus Siliziumcarbid-Partikeln und Silizium-Partikeln, hergestellt. Der Katalysator-Träger 12 enthält eine Honigwaben-Struktur mit einer großen Anzahl an feinen Poren bzw. Feinporen 13, welche sich in der Axialrichtung erstrecken. Die inneren Wände bzw. Innenwände der Feinporen 13 tragen den Katalysator, wie Platin, Palladium, und Rhodium. Aus einem isolierenden Material hergestellte Abstandshalter bzw. Spacer 14 sind in die Lücke zwischen der Innenwand des Abgasrohres 11 und des Außenumfangs des Katalysator-Trägers 12 gestellt. Die Abstandshalter 14 isolieren das Abgasrohr 11 und den Katalysator-Träger 12 voneinander.
  • Die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung 10 umfasst ferner ein Paar Elektroden 15 auf dem äußeren Umfang bzw. Außenumfang des Katalysator-Trägers 12. Die Elektroden 15 sind an symmetrischen Positionen bezüglich der Säulenzentrallinie des Katalysator-Trägers 12 angeordnet. Wenn die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung 10 an dem Fahrzeug montiert ist, sind die Elektroden 15 mit einer Fahrzeug-Bordstromquelle 16 verbunden. Das Fahrzeug umfasst eine Steuereinheit 17, welche konfiguriert ist, um das An- und Ausschalten der Bestromung zwischen den Elektroden 15 zu steuern.
  • In dem mit der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung 10 ausgestatteten Verbrennungsmotor reinigt der durch den Katalysator-Träger 12 getragene Katalysator giftige Bestandteile im Abgas. Unmittelbar nachdem der Verbrennungsmotor gestartet wird, ist die Temperatur des Katalysator-Trägers 12 niedrig, und der Katalysator ist inaktiv. Während keinem oder geringem Lastbetrieb des Verbrennungsmotors ist die Temperatur des Abgases, welches in das Abgasrohr 11 strömt, niedrig. Wenn dieser Zustand anhält, wird die Temperatur des Katalysator-Trägers 12 verringert, sodass der Katalysator inaktiv werden kann. Dementsprechend führt die Steuereinheit 17, unmittelbar nachdem der Verbrennungsmotor gestartet wird, oder während keinem oder geringem Lastbetrieb des Verbrennungsmotors, dem Katalysator-Träger 12 Strom von der Fahrzeug-Bordstromquelle 16 zu, sodass durch den Strom erzeugte jouelsche Wärme den Katalysator-Träger 12 erwärmt, um die Aktivierung des Katalysators voranzutreiben bzw. zu fördern.
  • Als nächstes wird die detaillierte Konfiguration der Elektrode 15, welche in der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform bereitgestellt ist, mit Bezug zu 2 beschrieben.
  • Die Elektrode 15 umfasst eine Oberflächenelektrodenschicht 20, welche auf der Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers 12 bereitgestellt ist. Die Oberflächenelektrodenschicht 20 ist ein Film eines porösen Metalls, welcher auf der Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers 12 durch thermisches Sprühen gebildet wird bzw. ist. Die Oberflächenelektrodenschicht 20 ist aus einem Metall, welches eine hohe Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen aufweist, wie eine Nichrom-Chrom-Legierung, hergestellt. Die Oberflächenelektrodenschicht 20 in der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine rechteckige Gestalt mit langen Seiten, welche sich in der Axialrichtung des Katalysator-Trägers 12 erstrecken, und kurzen Seiten, welche sich in der Umfangsrichtung erstrecken, auf.
  • Die Elektrode 15 umfasst eine Metallelektrodenschicht 21, welche auf der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 20 bereitgestellt ist. Die Metallelektrodenschicht 21 ist eine dünne Metallplatte für eine Elektrode, welche aus einer wärmebeständigen Legierung hergestellt ist, welcher zum Beispiel eine ferritische Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit zugegebenem Yttrium (FeCrAlY-Legierung) ist. Die Metallelektrodenschicht 21 umfasst eine Basis 22 und Verdrahtungsabschnitte 23. Die Verdrahtungsabschnitte 23 erstrecken sich von der Basis 22 in der Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers 12 und sind parallel zueinander in der Axialrichtung des Katalysator-Trägers 12 angeordnet. Die Oberflächenelektrodenschicht 20 ist zwischen den Verdrahtungsabschnitten 23 der Metallelektrodenschicht 21 und der Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers 12 angeordnet. Das heißt, die Verdrahtungsabschnitte 23 der Metallelektrodenschicht 21 sind in der Axialrichtung des Katalysator-Trägers 12 auf der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 20 angeordnet.
  • Außerdem umfasst die Metallelektrodenschicht 21 einen Anschlussabschnitt 24. Der Anschlussabschnitt 24 erstreckt sich von dem Ende der Basis 22, welches sich auf einer von der Seite der Basis 22, an welcher die Verdrahtungsabschnitte 23 angeordnet sind, gegenüberliegenden Seite in der Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers 12 befindet. Der Anschlussabschnitt 24 der Metallelektrodenschicht 21 ist nach außen in der radialen Richtung des Katalysator-Trägers 12 gebogen. Wenn die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung 10 an dem Fahrzeug befestigt ist, ist eine externe Leitung bzw. ein externer Draht mit dem Anschlussabschnitt 24 verbunden.
  • Die Elektrode 15 umfasst ferner Fixierungsschichten 25, welche konfiguriert sind, um die Verdrahtungsabschnitte 23 auf der Metallelektrodenschicht 21 an der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 20 zu befestigen. Die Fixierungsschichten 25 sind Filme, welche aus einem porösen Metall hergestellt sind, welche auf den Verdrahtungsabschnitten 23 und der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 20 gebildet sind. Die Fixierungsschichten 25 sind aus einem Metall, welches eine hohe Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen, wie eine Nichrom-Chrom-Legierung aufweist, hergestellt. Die Fixierungsschichten 25 der Elektrode 15 sind auf den Verdrahtungsabschnitten 23 der Metallelektrodenschicht 21 und der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 20 verstreut. Jede Fixierungsschicht 25 ist an der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 20 mit einem Teil der Metallelektrodenschicht 21, das heißt, eine der Verdrahtungsabschnitte 23, dazwischen befestigt.
  • 3 zeigt in einer vergrößerten Weise den Bereich, welcher durch die Langstrich-Doppelkurzstrich-Linie in 2 umrandet wird. Jeder Verdrahtungsabschnitt 23 umfasst einen konischen bzw. kegelförmigen fernen bzw. distalen Endabschnitt. Der ferne bzw. distale Endabschnitt umfasst ein fernes bzw. distales Ende 23A, welches eine grobe bzw. grobkörnige Oberfläche ist, welche Spuren vom Schmelzen und Schneiden aufweist. Die Stirnflächen bzw. Planflächen an den äußeren Kanten bzw. Außenkanten der Metallelektrodenschicht 21, ausgenommen den fernen bzw. distalen Enden 23A, sind geschnittene Oberflächen, welche durch Stanzen gebildet und weicher sind als die fernen bzw. distalen Enden 23A.
  • Ein Herstellungsverfahren, welches sich auf die Bildung der Elektrode 15 in der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung 10 bezieht, wird nun beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine dünne Metallplatte, welche nachstehend diskutiert wird, als das Material der Metallelektrodenschicht 21 der Elektrode 15 verwendet. Das heißt, das Herstellungsverfahren umfasst das Herstellen einer dünnen Metallplatte als das Material der Metallelektrodenschicht 21.
  • 4 ist eine Draufsicht einer dünnen Metallplatte 30, welche das Material der Metallelektrodenschicht 21 ist. Die dünne Metallplatte 30 umfasst die Basis 22 der Metallelektrodenschicht 21, die Verdrahtungsabschnitte 23, und den Anschlussabschnitt 24. Die dünne Metallplatte 30 weist zusätzlich einen Abschnitt auf, welcher nicht als Teil der Metallelektrodenschicht 21 beibehalten wird. Insbesondere umfasst die dünne Metallplatte 30 Strukturen, welche zur Basis 22 und zum Anschlussabschnitt 24 auf der gegenüberliegenden Seite der Verdrahtungsabschnitte 23 von der Basis 22 und dem Anschlussabschnitt 24 ähnlich sind. In der nachstehenden Beschreibung wird die Basis 22, welche in der Metallelektrodenschicht 21 beibehalten wird, als eine erste Basis 22 bezeichnet, und die Basis, welche nicht beibehalten wird, wird als eine zweite Basis 31 bezeichnet. Ebenfalls wird in der nachstehenden Beschreibung der Teil, welcher dem Anschlussabschnitt 24 entspricht und nicht in der Metallelektrodenschicht 21 beibehalten wird, als ein Pseudo-Anschlussabschnitt 32 bezeichnet.
  • 5 zeigt in einer vergrößerten Weise den Bereich, welcher durch die Langstrich-Doppelkurzstrich-Linie in 4 umrundet wird. Wie in 5 gezeigt, umfasst jeder Verdrahtungsabschnitt 23 ein schmales Stück 33 an einem zur zweiten Basis 31 näherem Ende. Das schmale Stück 33 weist eine kleinere Breite als die verbleibenden Stücke bzw. Abschnitte des Verdrahtungsabschnitts 23 auf. In der nachstehenden Beschreibung wird der Querschnitt der dünnen Metallplatte 30 senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte 23 als ein Querschnitt bzw. Querdurchschnitt der dünnen Metallplatte 30 bezeichnet. Der Teil in der dünnen Metallplatte 30, in welchem das schmale Stück 33 eines jeden Verdrahtungsabschnitts 23 gebildet ist, weist die kleinste Fläche im Querschnitt in der dünnen Metallplatte 30 auf. In dem Teil, in welchem die Verdrahtungsabschnitte 23 bereitgestellt sind, ist die Summe der Flächen im Querschnitt der Verdrahtungsabschnitte 23 die Fläche im Querschnitt der dünnen Metallplatte 30. In der nachstehenden Beschreibung wird der Teil der dünnen Metallplatte 30, in welchem die Fläche im Querschnitt die kleinste ist, als ein kleinster Querschnittsflächenabschnitt der dünnen Metallplatte 30 bezeichnet.
  • Als nächstes wird das Verfahren zur Bildung der Elektrode 15 in der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Das Verfahren verwendet die vorstehend beschriebene dünne Metallplatte 30 als das Material der Metallelektrodenschicht 21. Um die Elektrode 15 zu bilden, wird die Oberflächenelektrodenschicht 20 zuerst auf der Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers 12 durch thermisches Sprühen gebildet. Insbesondere wird ein Pastenmaterial, welches durch Dispergieren von Siliziumcarbid (SiC)-Partikel und Silizium (Si)-Partikel in einem Dispersionsmittel erhalten wird, zuerst auf die Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers 12 aufgetragen. Das Pastenmaterial wird gebacken, um ein Fundament der Oberflächenelektrodenschicht 20 zu bilden. Das Auftragen des Pastenmaterials kann zum Beispiel mittels Siebdruck bzw. Filmdruck durchgeführt werden. Nachfolgend wird ein Metall-Maskenblatt bzw. -Schablonenblatt, welches eine Öffnung aufweist, welche der Gestalt der Oberflächenelektrodenschicht 20 entspricht, auf das Fundament gestellt. Pulver, welches durch Mischen von Nichrom-Chrom-Legierungspartikeln und Bentonit-Partikeln erhalten wird, wird auf die Öffnung des Maskenblatts mittels thermischem Sprühen, wie Gasflammen-Sprühen oder Plasma-Sprühen, gesprüht. Die thermisch gesprühte Nichrom-Chrom-Legierung verfestigt sich auf dem Fundament, welches sich derart bildete, dass die Oberflächenelektrodenschicht 20 gebildet wird.
  • Als nächstes wird, wie in 6 gezeigt, die dünne Metallplatte 30 derart platziert bzw. hingestellt, dass die Verdrahtungsabschnitte 23 auf der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 20 angeordnet sind. Der Anschlussabschnitt 24 und der Pseudo-Anschlussabschnitt 32 werden zum Beispiel mit Klammern bzw. Zwingen gehalten, um Spannung an die dünne Metallplatte 30 anzulegen. Dies drückt die Verdrahtungsabschnitte 23 gegen die Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 20 in einem straffen bzw. gespannten Zustand ohne Verdrehen bzw. Verzerren. Dann wird ein MaskenBlatt M auf die dünne Metallplatte 30 gestellt. Das Maskenblatt M weist Öffnungen auf, welche den Gestalten der Fixierungsschichten 25 an Positionen entsprechen, an welchen die Fixierungsschichten 25 gebildet werden. In diesem Zustand wird das Pulver, welches durch Mischen von Nichrom-Chrom-Legierungspartikeln und Bentonit-Partikeln erhalten wird, auf die Öffnungen des Maskenblatts M durch thermisches Sprühen gesprüht. Die gebildeten Fixierungsschichten 25 befestigen die Verdrahtungsabschnitte 23 der dünnen Metallplatte 30 an die Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 20.
  • Danach werden, wie in 7 gezeigt, elektrische Leitungen bzw. Drähte W mit dem Anschlussabschnitt 24 und dem Pseudo-Anschlussabschnitt 32 verbunden, um der dünnen Metallplatte 30 Strom zuzuführen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Teil bzw. das Stück in der dünnen Metallplatte 30, in welcher die Stromdichte am größten ist, der Teil, in welchem die schmalen Stücke 33 der Verdrahtungsabschnitte 23 gebildet sind. Deshalb sind, wenn ein ausreichender Strom zugeführt wird, die schmalen Stücke 33 der dünnen Metallplatte 30 der erste Teil bzw. Abschnitt, in welchem die Temperatur den Schmelzpunkt des Metalls, welches die dünne Metallplatte 30 bildet, aufgrund der jouleschen Wärme, welche die Bestromung begleitet, erreicht. In der vorliegenden Ausführungsform werden auf diese Weise die schmalen Teile bzw. Stücke 33 der Verdrahtungsabschnitte 23 geschmolzen und geschnitten. Insbesondere wird, wenn die schmalen Stücke 33 auf den Schmelzpunkt des Materials der dünnen Metallplatte 30 erwärmt werden, der Pseudo-Anschlussabschnitt 32 gezogen bzw. herausgezogen, sodass die zweite Basis 31 und der Pseudo-Anschlussabschnitt 32 von den verbleibenden Abschnitten der dünnen Metallplatte 30 getrennt werden. Mit anderen Worten, es wird der unnötige bzw. überflüssige Abschnitt der dünnen Metallplatte 30 entfernt, sodass die Metallelektrodenschicht 21 gebildet wird.
  • In der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung 10, in welcher die Elektroden 15 auf die vorstehend beschriebene Weise gebildet werden, sind die fernen bzw. distalen Enden 23A der Verdrahtungsabschnitte 23 der Metallelektrodenschicht 21 grobe bzw. grobkörnige Oberflächen mit Spuren vom Schmelzen und Schneiden. Die gesamte Fläche der geschmolzenen und geschnittenen Abschnitte, das heißt, die gesamten Fläche der fernen bzw. distalen Enden 23A der Verdrahtungsabschnitte 23, ist kleiner als die Fläche des Querschnitts des Teils bzw. Abschnitts in der Metallelektrodenschicht 21, welche die kleinste Fläche im Querschnitt aufweist. Die Fläche des fernen bzw. distalen Endes 23A eines jeden Verdrahtungsabschnitts 23 bezieht sich auf die herausragende bzw. vorspringende Fläche des fernen bzw. distalen Endes 23A auf eine Fläche bzw. Ebene senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Verdrahtungsabschnitts 23.
  • Strenggenommen weisen die fernen bzw. distalen Enden des Anschlussabschnitts 24 und des Pseudo-Anschlussabschnitts 32 abgerundete bzw. rundliche Gestalten auf, und die Fläche des Querschnitts nahe dem fernen bzw. distalen Ende ist kleiner als die Fläche des Querschnitts des schmalen Stücks 33. Wenn Strom der dünnen Metallplatte 30 zugeführt wird, um die schmalen Stücke 33 zu schmelzen und zu schneiden, sind die elektrischen Verbindungen W durch Halten des Anschlussabschnitts 24 und des Pseudo-Anschlussabschnitts 32 mit Klammern verbunden, sodass kein Strom den Bereichen einschließlich den fernen bzw. distalen Enden des Anschlussabschnitts 24 und des Pseudo-Anschlussabschnitts 32 zugeführt wird. Dementsprechend sind, wenn die Fläche des Querschnitts der schmalen Stücke 33 und/oder der Fläche der geschmolzenen und geschnittenen Abschnitte mit den Flächen des Querschnitts des verbleibenden Abschnitts der dünnen Metallplatte 30 und/oder der Metallelektrodenschicht 21 verglichen werden, die Bereiche einschließlich den fernen bzw. distalen Enden des Anschlussabschnitts 24 und/oder des Pseudo-Anschlussabschnitts 32 von der Berücksichtigung ausgenommen.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird die Elektrode 15 auf der Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers 12 durch die nachstehend beschriebenen Schritte (1) bis (3) in der vorliegenden Ausführungsform bereitgestellt. Das heißt, Schritt (1) umfasst das Drücken der Verdrahtungsabschnitte 23 gegen die Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 20, welche auf der Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers 12 gebildet ist, während der Anschlussabschnitt 24 und der Pseudo-Anschlussabschnitt 32 gehalten werden, und Anlegen von Spannung T an die dünne Metallplatte 30. Schritt (2) umfasst das Bilden der Fixierungsschichten 25, wobei die Verdrahtungsabschnitte 23 gegen die Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 20 gedrückt werden. Schritt (3) umfasst das Bilden der Metallelektrodenschicht 21 durch: Zuführen von Strom zwischen dem Anschlussabschnitt 24 und dem Pseudo-Anschlussabschnitt 32 der dünnen Metallplatte 30, nachdem die Fixierungsschichten 25 gebildet sind; und Entfernen eines Abschnitts der dünnen Metallplatte 30 zwischen dem kleinsten Querschnittsflächenabschnitt und dem fernen bzw. distalen Ende des Pseudo-Anschlussabschnitt 32 durch Schmelzen und Schneiden des kleinsten Querschnittsflächenabschnitts unter Verwendung der durch den zugeführten Strom erzeugten jouleschen Wärme.
  • Die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung 10 und das Herstellungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform weist die nachstehenden Vorteile auf.
  • (1) Die dünne Metallplatte 30 umfasst den Pseudo-Anschlussabschnitt 32. Wenn die Verdrahtungsabschnitte 23 an der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 20 durch Bilden der Fixierungsschichten 25 durch thermisches Sprühen befestigt werden, wird die Pseudo-Anschlussabschnitt 32 als eine Aufreißlasche verwendet, um die Spannung T zum Drücken der Verdrahtungsabschnitte 23 gegen die Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 20 anzuwenden, während die Verdrahtungsabschnitte 23 straff gemacht werden, ohne verzerrt zu werden. Somit werden die Verdrahtungsabschnitte 23 an der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 20 leicht und richtig befestigt. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit eines Kontaktfehlers zwischen den Verdrahtungsabschnitten 23 der Metallelektrodenschicht 21 und der Oberflächenelektrodenschichten 20.
  • (2) Wenn der überflüssige Abschnitt der dünnen Metallplatte 30 von der Metallelektrodenschicht 21 durch Schneiden mit einem Schneider bzw. Schneidmesser entfernt wird, können die Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 20 und/oder die Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers 12 zerkratzt werden. Das Schneideverfahren muss deshalb vorsichtig durchgeführt werden. In dieser Hinsicht trennt die vorliegende Ausführungsform den unnötigen bzw. überflüssigen Abschnitt der dünnen Metallplatte 30 von der Metallelektrodenschicht 21 mittels Schmelzen und Schneiden durch Zuführen von Strom. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit, dass die Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 20 und/oder die Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers 12 zerkratzt werden.
  • (3) Vorteile (1) und (2) verbessern die Qualität der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung 10.
  • Zweite Ausführungsform
  • Eine elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform wird nun mit Bezug zu den 8 und 9 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform werden ähnliche oder dieselben Bezugszeichen an jene Komponenten vergeben, welche die ähnlichen oder dieselben Komponenten sind, wie die entsprechenden Komponenten der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, und die detaillierte Beschreibung wird ausgelassen.
  • In der ersten Ausführungsform wird die dünne Metallplatte 30 an den schmalen Stücken 33 der Verdrahtungsabschnitte 23 durch Zuführen von Strom geschmolzen und geschnitten, nachdem die Verdrahtungsabschnitte 23 an der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht 20 befestigt sind. Dies trennt die zweite Basis 31 und den Pseudo-Anschlussabschnitt 32 der dünnen Metallplatte 30 von der Metallelektrodenschicht 21. In der vorliegenden Ausführungsform wird nur ein Pseudo-Anschlussabschnitt 132 von einer Metallelektrodenschicht getrennt, und eine zweite Basis 131 der dünnen Metallplatte 130 verbleibt in der Metallelektrodenschicht.
  • 8 ist eine Draufsicht der dünnen Metallplatte 130, welche eine Metallelektrodenschicht einer elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform bildet. Wie die dünne Metallplatte 30 der ersten Ausführungsform umfasst die dünne Metallplatte 130 der vorliegenden Ausführungsform Verdrahtungsabschnitte 123, welche parallel zueinander angeordnet sind, eine erste Basis 122 und die zweite Basis 131, welche über die Verdrahtungsabschnitte 123 verbrückt sind, einen Anschlussabschnitt 124, und den Pseudo-Anschlussabschnitt 132. Die Verdrahtungsabschnitte 123 in der dünnen Metallplatte 130 der vorliegenden Ausführungsform weisen jedoch jeweils eine konstante Breite entlang der gesamten Länge auf, und sind nicht mit den schmalen Stücken 33, wie die Verdrahtungsabschnitte 23 der ersten Ausführungsform, versehen. Stattdessen umfasst die dünne Metallplatte 130 der vorliegenden Ausführungsform ein schmales Stück 133. Das schmale Stück 133 wird am Ende des Pseudo-Anschlussabschnitts 132 gebildet, welches näher an der zweiten Basis 131 in der Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte 123 ist. Das schmale Stück 133 ist das Stück der kleinsten Breite im Pseudo-Anschlussabschnitt 132. Die Dicke der dünnen Metallplatte 130, welche den Pseudo-Anschlussabschnitt 132 umfasst, ist über dessen Gesamtheit gleich bzw. konstant. Das schmale Stück 133 weist deshalb die kleinste Fläche im Querschnitt im Pseudo-Anschlussabschnitt 132 auf. Ebenfalls ist das schmale Stück 133 ein kleinster Querschnittsflächenabschnitt, an welchem die Fläche im Querschnitt die kleinste in der dünnen Metallplatte 130 ist.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird die Elektrode 15 auf dieselbe Vorgehensweise wie in der ersten Ausführungsform gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch, wenn Strom zugeführt wird, nachdem die Verdrahtungsabschnitte 123 befestigt sind, der schmale Abschnitt 133 in dem Pseudo-Anschlussabschnitt 132 geschmolzen und geschnitten, sodass nur der Pseudo-Anschlussabschnitt 132 von dem verbleibenden Abschnitt der dünnen Metallplatte 130 getrennt wird.
  • 9 ist eine Seitenansicht der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform, in welcher die Elektrode 15 in der vorstehend beschriebenen Weise gebildet wurde. Die Metallelektrodenschicht 21 in der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform umfasst die zweite Basis 131. Die zweite Basis 131 ist mit den Verdrahtungsabschnitten 123 an den Enden der Verdrahtungsabschnitte 123 verbunden, welche sich an einer von der Seite, an welcher die erste Basis 122 angeordnet ist, gegenüberliegenden Seite in der Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers 12 befinden. Ein Abschnitt im Pseudo-Anschlussabschnitt 132, welcher näher an der zweiten Basis 131 als das schmale Stück 133 ist, verbleibt in der Metallelektrodenschicht 21. Der verbleibende Abschnitt des Pseudo-Anschlussabschnitts 132 wird ebenfalls als ein Teil der zweiten Basis 131 angesehen. In diesem Zustand umfasst die Metallelektrodenschicht 21 einen geschmolzenen und geschnittenen Abschnitt 131A. Der geschmolzene und geschnittene Abschnitt 131A ist am Ende der zweiten Basis 131 angeordnet, das heißt auf einer von der Seite der zweiten Basis 131, an welcher die Verdrahtungsabschnitte 123 angeordnet sind, gegenüberliegenden Seite in der Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers 12 befindet. Die Fläche des geschmolzenen und geschnittenen Abschnitts 131 A ist kleiner als die Fläche des Querschnitts des Teils bzw. Abschnitts in der Metallelektrodenschicht 21, welche die kleinste Fläche im Querschnitt aufweist. Die Fläche des geschmolzenen und geschnittenen Abschnitts 131A bezieht sich auf die vorspringende bzw. herausragende Oberfläche des geschmolzenen und geschnittenen Abschnitts 131 A auf eine Ebene senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte 123.
  • Die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform weist den nachstehenden Vorteil, zusätzlich zu den vorstehenden Vorteilen (1) bis (3), auf.
  • (4) Der unnötige bzw. überflüssige Abschnitt der dünnen Metallplatte 130 wird durch Ziehen bzw. Herausziehen des Pseudo-Anschlussabschnitts 132 entfernt, wenn der zu schmelzende und zu schneidende Teil bzw. Abschnitt ausreichend erwärmt wird. Wenn es zwei oder mehrere zu schmelzende und zu schneidende Teile bzw. Abschnitte wie in der ersten Ausführungsform gibt, kann der Zeitpunkt, zu welchem ein jeder zu schmelzende und zu schneidende Teil bzw. Abschnitt ausreichend erwärmt wird, um getrennt zu werden, variieren, was es schwierig macht einen Zeitpunkt zu wählen, um die Trennung durchzuführen. In dieser Hinsicht wird, da die vorliegende Ausführungsform lediglich einen zu schmelzenden und zu schneidenden Teil bzw. Abschnitt aufweist, der unnötige bzw. überflüssige Abschnitt der dünnen Metallplatte 130 leicht getrennt.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können wie folgt abgeändert werden. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und die nachstehenden Abänderungen können kombiniert werde, solange die kombinierten Abänderungen technisch konsistent miteinander bleiben.
  • Das Material von mindestens einem von dem Katalysator-Träger 12, der Oberflächenelektrodenschicht 20, der Metallelektrodenschicht 21, und der Fixierungsschichten 25 kann geändert werden.
  • In der Metallelektrodenschicht 21 können die Anzahl der Verdrahtungsabschnitte 23, 123 und die Gestalten der ersten Basen 22, 122 und der Anschlussabschnitte 24, 124 geändert werden. In der Elektrode 15 kann die Gestalt der Oberflächenelektrodenschicht 20 und/oder der Fixierungsschichten 25 geändert werden. Ebenfalls können die Anzahl und/oder die Positionen der Fixierungsschichten 25 geändert werden.
  • In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen umfassen die dünnen Metallplatten 30, 130 die zweiten Basen 31, 131 und die Pseudo-Anschlussabschnitte 32, 132, welche im Wesentlichen symmetrische Gestalten wie die ersten Basen 22, 122 und die Anschlussabschnitte 24, 124 aufweisen. Solange die zweiten Basen 31, 131 an die Verdrahtungsabschnitte 23, 123 gekoppelt sind, und die Pseudo-Anschlussabschnitte 32, 132 gehalten werden können, können die Gestalten bzw. Formen von diesen geändert werden.
  • In der ersten Ausführungsform weist das schmale Stück 33, welches in jedem Verdrahtungsabschnitt 23 gebildet ist, eine kleinere Breite als der verbleibende Abschnitt des Verdrahtungsabschnitts 23 auf. Das schmale Stück 33 kann gebildet werden, um eine kleinere Dicke als der verbleibende Abschnitt des Verdrahtungsabschnitts 23, oder eine kleinere Breite und eine kleinere Dicke als der verbleibende Abschnitt des Verdrahtungsabschnitts 23 aufzuweisen. In der zweiten Ausführungsform kann ebenso das schmale Stück 133 gebildet werden, um eine kleinere Dicke als der verbleibende Abschnitt des Pseudo-Anschlussabschnitts 132, oder eine kleinere Dicke und eine kleinere Breite als der verbleibende Abschnitt des Pseudo-Anschlussabschnitts 132 aufzuweisen.
  • Es kann lediglich eine Elektrode 15 auf der Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers 12 bereitgestellt werden, und eine andere Elektrode 15 kann in einem Teil bzw. Abschnitt des Katalysator-Trägers 12 ausgenommen der Umfangsoberfläche bereitgestellt werden. Drei oder mehrere Elektroden 15 können auf der Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers 12 bereitgestellt werden, und die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung kann derart konfiguriert sein, dass das Paar Elektroden 15, welches bestromt werden soll, geschalten wird.
  • Verschiedene Änderungen der Form bzw. Gestalt und Details können in den vorstehenden Beispielen gemacht werden, ohne vom Konzept und Umfang der Ansprüche und deren Äquivalenten abzuweichen. Die Beispiele dienen lediglich zur Beschreibung, und nicht zur Beschränkung. Beschreibungen von Merkmalen in jedem Beispiel sollen als auf ähnlichen Merkmale oder Aspekte in anderen Beispielen anwendbar berücksichtigt werden. Geeignete Ergebnisse können erreicht werden, wenn Abfolgen in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden, und/oder wenn Komponenten in einem beschriebenen System, Bauweise, Vorrichtung, oder Schaltung anders kombiniert werden, und/oder ersetzt oder durch andere Komponenten oder deren Äquivalente unterstützt werden. Der Umfang der Erfindung ist nicht durch die detaillierte Beschreibung definiert, sondern durch die Ansprüche und deren Äquivalente. Alle Änderungen innerhalb des Umfangs der Ansprüche und deren Äquivalente sind in der Erfindung enthalten.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2019209245 [0002]
    • JP 2019209245 A [0002]

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung, wobei die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung umfasst: einen zylindrischen Katalysator-Träger (12), welcher einen Katalysator trägt und ein elektrisch leitendes Material umfasst; eine filmförmige Oberflächenelektrodenschicht (20), welche auf einer Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers (12) bereitgestellt ist; eine Metallelektrodenschicht (21), welche aus einer dünnen Metallplatte (30; 130) hergestellt ist; und eine Fixierungsschicht (25), die Metallelektrodenschicht (21) umfasst: eine Basis (22; 122); Verdrahtungsabschnitte (23; 123), welche sich von der Basis (22, 122) in einer Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers (12) erstrecken, die Verdrahtungsabschnitte (23; 123) auf einer Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht (20) und parallel zueinander in einer Axialrichtung des Katalysator-Trägers (12) angeordnet sind; und ein Anschlussabschnitt (24; 124), welcher sich von einem Ende der Basis (22; 122), welches sich auf einer von einer Seite der Basis (22; 122), an welcher die Verdrahtungsabschnitte (23; 123) angeordnet sind, gegenüberliegenden Seite in der Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers (12) befindet, erstreckt, und die Fixierungsschicht (25) an der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht (20) mit den Verdrahtungsabschnitten (23; 123) dazwischen befestigt ist, das Verfahren umfasst: Herstellen der dünnen Metallplatte (30; 130) als das Material der Metallelektrodenschicht (21), wobei die dünne Metallplatte (30; 130) umfasst: die Verdrahtungsabschnitte (23; 123), die Basis (22; 122), den Anschlussabschnitt (24; 124), eine zweite Basis (31; 131), welche mit den Enden der Verdrahtungsabschnitte (23; 123) auf einer von den mit der Basis (22; 122) verbundenen Enden gegenüberliegenden Seite verbunden ist, und einen Pseudo-Anschlussabschnitt (32; 132), welcher sich von einem Ende der zweiten Basis (31; 131), welches sich auf einer von einer Seite der zweiten Basis (31; 131), an welcher die Verdrahtungsabschnitte (23; 123) angeordnet sind, gegenüberliegenden Seite in einer Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte (23; 123) befindet, erstreckt; Pressen der Verdrahtungsabschnitte (23; 123) gegen die Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht (20), welche auf der Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers (12) gebildet ist, während der Anschlussabschnitt (24; 124) und der Pseudo-Anschlussabschnitt (32; 132) gehalten werden, und Anlegen einer Spannung an die dünne Metallplatte (30; 130); Bilden der Fixierungsschicht (25) durch thermisches Sprühen wobei die Verdrahtungsabschnitte (23; 123) gegen die Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht (20) gedrückt werden; Zuführen von Strom zwischen dem Anschlussabschnitt (24; 124) und dem Pseudo-Anschlussabschnitt (32; 132) der dünnen Metallplatte (30; 130), nachdem die Fixierungsschicht (25) gebildet ist; und Bilden der Metallelektrodenschicht (21) durch Entfernen eines Abschnitts der dünnen Metallplatte (30; 130) zwischen einem kleinsten Querschnittsflächenabschnitt und einem distalen Ende des Pseudo-Anschlussabschnitts (32; 132) durch Schmelzen und Schneiden des kleinsten Querschnittsflächenabschnitts unter Verwendung von durch den zugeführten Strom erzeugter joulescher Wärme, wobei der kleinste Querschnittsflächenabschnitt ein Teil der dünnen Metallplatte (30; 130) ist, welcher eine kleinste Fläche in einem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte (23; 123) aufweist.
  2. Verfahren zur Herstellung der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Herstellen der dünnen Metallplatte (30) das Bilden eines schmalen Stücks (33) an einem Ende eines jeden Verdrahtungsabschnitts (23) auf einer zur zweiten Basis (31) näheren Seite umfasst, welcher eine kleinste Fläche in einem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte (23) aufweist, und, ein Abschnitt der dünnen Metallplatte (30), in welchem die schmalen Stücke (33) der Verdrahtungsabschnitte (23) gebildet sind, der kleinste Querschnittsflächenabschnitt der dünnen Metallplatte (30) ist.
  3. Verfahren zur Herstellung der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Herstellen der dünnen Metallplatte (130) das Bilden eines schmalen Stücks (133) an einem Ende des Pseudo-Anschlussabschnitts (132), welcher in der Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte (123) zur zweiten Basis (131) näher ist, umfasst, wobei das schmale Stück (133) im Pseudo-Anschlussabschnitt (132) eine kleinste Fläche in einem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte (123) aufweist, und ein Abschnitt der dünnen Metallplatte (130), in welchem das schmale Stück (133) gebildet ist, der kleinste Querschnittsflächenabschnitt der dünnen Metallplatte (130) ist.
  4. Dünne Metallplatte (30; 130) für eine Elektrode einer elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung (10), wobei die dünne Metallplatte (30; 130) konfiguriert ist, um als ein Material einer Metallelektrodenschicht (21) in der elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung (10) verwendet zu werden, die elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung (10) umfasst: einen zylindrischen Katalysator-Träger (12), welcher einen Katalysator trägt und ein elektrisch leitendes Material umfasst; eine filmförmige Oberflächenelektrodenschicht (20), welche auf einer Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers (12) bereitgestellt ist; die Metallelektrodenschicht (21), welche aus der dünnen Metallplatte (30; 130) hergestellt ist; und eine Fixierungsschicht (25), welche an einer Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht (20) mit einem Teil der Metallelektrodenschicht (21) dazwischen befestigt ist, die dünne Metallplatte (30; 130) umfasst: eine Basis (22; 122); Verdrahtungsabschnitte (23; 123), welche sich von der Basis (22, 122) in einer Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers (12) erstrecken, wobei die Verdrahtungsabschnitte (23; 123), welche auf der Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht (20) und parallel zueinander in einer Axialrichtung des Katalysator-Trägers (12) angeordnet sind; ein Anschlussabschnitt (24; 124), welcher sich von einem Ende der Basis (22; 122), welche sich auf einer von einer Seite der Basis (22; 122), an welcher die Verdrahtungsabschnitte (23; 123) angeordnet sind, gegenüberliegenden Seite in der Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers befindet, erstreckt; eine zweite Basis (31; 131), welche mit den Enden der Verdrahtungsabschnitte (23; 123) auf einer von den mit der Basis (22; 122) verbundenen Enden gegenüberliegenden Seite verbunden ist; und einen Pseudo-Anschlussabschnitt (32; 132), welcher sich von einem Ende der zweiten Basis (31; 131), welches sich auf einer von einer Seite der zweiten Basis (31; 131), mit welchen die Verdrahtungsabschnitte (23; 123) verbunden sind, gegenüberliegenden Seite in einer Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte (23; 123) befindet, erstreckt, wobei ein kleinster Querschnittsflächenabschnitt der dünnen Metallplatte (30; 130) an einer Position auf der dünnen Metallplatte (30; 130), welche sich näher an einem fernen Ende des Pseudo-Anschlussabschnitts (32) befindet als die Enden der Verdrahtungsabschnitte (23; 123), welche mit der Basis (22; 122) verbunden sind, bereitgestellt ist, wobei der kleinste Querschnittsflächenabschnitt ein Teil der dünnen Metallplatte (30; 130) ist, welcher eine kleinste Fläche in einem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte (23; 123) aufweist.
  5. Dünne Metallplatte (30) für eine Elektrode einer elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei die Verdrahtungsabschnitte (23) jeweils ein schmales Stück (33) an einem Ende auf einer mit der zweiten Basis (31) verbundenen Seite umfassen, wobei das schmale Stück (33), welches eine kleinere Fläche in einem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Verdrahtungsabschnitts (23) als verbleibende Teile des Verdrahtungsabschnitts (23) aufweist, und ein Abschnitt der dünnen Metallplatte, in welchem die schmalen Stücke (33) der Verdrahtungsabschnitte (23) bereitgestellt sind, der kleinste Querschnittsflächenabschnitt der dünnen Metallplatte (30) ist.
  6. Dünne Metallplatte (130) für eine Elektrode einer elektrisch beheizten Katalysator-Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei ein schmales Stück (133) an einem Ende des Pseudo Anschlussabschnitts (132), welcher in der Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte (123) der zweiten Basis (131) näher ist, bereitgestellt ist, wobei das schmale Stück (133) im Pseudo-Anschlussabschnitt (132) eine kleinste Fläche in einem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Verdrahtungsabschnitte (123) aufweist, und ein Abschnitt, in welchem das schmale Stück (133), welches bereitgestellt ist, der kleinste Querschnittsflächenabschnitt der dünnen Metallplatte (130) ist.
  7. Elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung (10), umfassend: einen zylindrischen Katalysator-Träger (12), welcher einen Katalysator trägt und ein elektrisch leitendes Material umfasst; eine filmförmige Oberflächenelektrodenschicht (20), welche auf einer Außenumfangsoberfläche des Katalysator-Trägers (12) gebildet ist; eine Metallelektrodenschicht (21), welche aus einer dünnen Platte aus einem Metallmaterial hergestellt ist und umfasst eine Basis (22; 122), Verdrahtungsabschnitte (23; 123), welche sich von der Basis (22, 122) in einer Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers (12) erstrecken, wobei die Verdrahtungsabschnitte (23; 123) auf einer Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht (20) und parallel zueinander in einer Axialrichtung des Katalysator-Trägers (12) angeordnet sind, und einen Anschlussabschnitt (24; 124), welcher sich von einem Ende der Basis (22; 122), welches sich auf einer von einer Seite der Basis (22; 122), auf welcher die Verdrahtungsabschnitte (23; 123) angeordnet sind, gegenüberliegenden Seite in der Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers (12) befindet, erstreckt; und eine Fixierungsschicht (25), welche an einer Oberfläche der Oberflächenelektrodenschicht (20) mit den Verdrahtungsabschnitten (23; 123) dazwischen befestigt ist, wobei ein geschmolzener und geschnittener Abschnitt (23A; 131A) an einem Ende der Metallelektrodenschicht (21) existiert, welches sich auf einer von einer Seite der Basis (22; 122), an welcher der Anschlussabschnitt (24; 124) angeordnet ist, gegenüberliegenden Seite in der Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers (12) befindet, und eine Fläche des geschmolzenen und geschnittenen Abschnitts (23A; 131A) kleiner als oder gleich einer Fläche eines Querschnitts eines Teils in der Metallelektrodenschicht (21) ist, welcher eine kleinste Fläche in einem Querschnitt senkrecht zur Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers (12) aufweist.
  8. Elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung (10) nach Anspruch 7, wobei der geschmolzene und geschnittene Abschnitt auf einem fernen Ende (23A) eines jeden Verdrahtungsabschnitts (23) gebildet ist.
  9. Elektrisch beheizte Katalysator-Vorrichtung (10) nach Anspruch 7, wobei die Metallelektrodenschicht (21) eine zweite Basis (131) umfasst, die zweite Basis (131) mit den Verdrahtungsabschnitten (123) an den Enden der Verdrahtungsabschnitte (123), welche sich auf einer von einer Seite, an welcher die Basis (122) angeordnet ist, gegenüberliegenden Seite in der Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers (12) befinden, verbunden ist, und der geschmolzene und geschnittene Abschnitt (131A) an einem Ende der zweiten Basis (131), welches sich auf einer von einer Seite der zweiten Basis (131), an welcher die Verdrahtungsabschnitte (123) angeordnet sind, gegenüberliegenden Seite in der Umfangsrichtung des Katalysator-Trägers (12) befindet, bereitgestellt ist.
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