JP2022145121A - ハニカム構造体、電気加熱式担体及び排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐熱衝撃性に優れたハニカム構造体、電気加熱式担体及び排気ガス浄化装置を提供する。【解決手段】外周壁１２と、外周壁の内側に配設され、一方の端面から他方の端面まで貫通して流路を形成する複数のセル１８を区画形成する隔壁１９と、を有するセラミックス製の柱状のハニカム構造部１１と、ハニカム構造部１１の中心軸を挟んで、外周壁１２の外面上において、セルの流路方向に帯状に延びるように設けられた一対の電極層１３ａ、１３ｂと、を備え、セル１８が、少なくとも一方の端面の内部に充填材が設けられた複数の充填材含有セル３８を有し、セル１８の流路方向に垂直な断面において、複数の充填材含有セル３８がハニカム構造部１１の中心部側から外周壁側へ向かう直線に沿って延びるように配置された充填領域２１が複数存在し、複数の充填領域２１が放射状に配置されているハニカム構造体。【選択図】図１

Description

本発明は、ハニカム構造体、電気加熱式担体及び排気ガス浄化装置に関する。

近年、エンジン始動直後の排気ガス浄化性能の低下を改善するため、電気加熱触媒（ＥＨＣ）が提案されている。ＥＨＣは、例えば、導電性セラミックスからなる柱状のハニカム構造体に金属電極を接続し、通電によりハニカム構造体自体を発熱させることで、エンジン始動前に触媒の活性温度まで昇温できるようにしたものである。

ＥＨＣは、ハニカム構造体の通電経路を遮断しないため、また、ハニカム構造体の脱落を防ぐために、排気ガス温度の変化に対してクラックが発生し難い、良好な耐熱衝撃性を備える構造を有することが好ましい。

特許文献１には、ハニカム構造体の外周部と電極層にスリットを設けることにより、耐熱衝撃性を向上させる技術が開示されている。

特許第６１２６４３４号公報

本発明者らの検討の結果、特許文献１に記載のスリットを設けたＥＨＣは、耐熱衝撃性の点でさらなる改善の余地があることが分かった。

本発明は上記事情に鑑みて創作されたものであり、耐熱衝撃性に優れたハニカム構造体、電気加熱式担体及び排気ガス浄化装置を提供することを課題とする。

上記課題は、以下の本発明によって解決されるものであり、本発明は以下のように特定される。
（１）外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、一方の端面から他方の端面まで貫通して流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁と、を有するセラミックス製の柱状のハニカム構造部と、
前記ハニカム構造部の中心軸を挟んで、前記外周壁の外面上において、前記セルの流路方向に帯状に延びるように設けられた一対の電極層と、
を備え、
前記セルが、少なくとも前記一方の端面の内部に充填材が設けられた複数の充填材含有セルを有し、
前記セルの流路方向に垂直な断面において、前記複数の充填材含有セルが前記ハニカム構造部の中心部側から前記外周壁側へ向かう直線に沿って延びるように配置された充填領域が複数存在し、
前記複数の充填領域が放射状に配置されているハニカム構造体。
（２）（１）に記載のハニカム構造体と、
前記ハニカム構造体の前記電極層に電気的に接続された金属電極と、
を備えた電気加熱式担体。
（３）（２）に記載の電気加熱式担体と、
前記電気加熱式担体を保持するための金属製の筒状部材と、
を有する排気ガス浄化装置。

本発明によれば、耐熱衝撃性に優れたハニカム構造体、電気加熱式担体及び排気ガス浄化装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るハニカム構造体の外観模式図である。 本発明の実施形態に係るハニカム構造体のセルの延伸方向に垂直な断面模式図である。 本発明の実施形態に係るハニカム構造体のセルの延伸方向に垂直な断面における、充填領域の一形態を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るハニカム構造体のセルの延伸方向に垂直な断面における、充填領域の一形態を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るハニカム構造体のセルの延伸方向に垂直な断面における、充填領域の一形態を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るハニカム構造体のセルの延伸方向に垂直な断面における、充填領域の一形態を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るハニカム構造体のセルの延伸方向に垂直な断面における、充填領域の一形態を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るハニカム構造体のセルの延伸方向に垂直な断面における、充填領域の一形態を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るハニカム構造体のセルの延伸方向に垂直な断面における、充填領域の一形態を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るハニカム構造体のセルの延伸方向に垂直な断面における、充填領域の一形態を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る電気加熱式担体のセルの延伸方向に垂直な断面模式図である。 実施例及び比較例における充填領域の配置形態を示すハニカム構造体のセルの延伸方向に垂直な断面模式図である。

次に本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。

本発明者らは、従来のハニカム構造体の耐熱衝撃性に関して、これまで認識していなかった新たな課題があることを見出した。特許文献１では、電極部スリットの深さをハニカム構造体スリットの深さよりも深くすることで、電極部付近のクラックが発生することを抑制している。しかしながら、車両の使用条件により、電極部付近ではなく、ハニカム構造体の端面にクラックが発生することが明らかとなった。具体的には、高温となっているハニカム構造体に対して、冷たいガスが勢い良く流れ込んでくるような車両の使用条件においては、ハニカム構造体に大きな熱膨張差が生まれる。この大きな熱膨張差によって、ハニカム構造体の端面にクラックが発生し、この端面に発生するクラックがＥＨＣの通電性能の低下や故障を早める要因となることが分かった。また、この端面に発生するクラックは、クラックが伸展してしまうため、ハニカム構造体を分断し、脱落させる可能性がある。本発明は、このような端面のクラックの発生を抑制し、耐熱衝撃性をさらに向上させるものである。

（１．ハニカム構造体）
図１は、本発明の実施形態におけるハニカム構造体１０の外観模式図である。図２は、ハニカム構造体１０のセルの延伸方向に垂直な断面模式図である。ハニカム構造体１０は、柱状ハニカム構造部１１と、電極層１３ａ、１３ｂとを備えている。

（１－１．柱状ハニカム構造部）
柱状ハニカム構造部１１は、外周壁１２と、外周壁１２の内側に配設され、一方の端面から他方の端面まで貫通して流路を形成する複数のセル１８を区画形成する隔壁１９とを有する。

柱状ハニカム構造部１１の外形は柱状である限り特に限定されず、例えば、底面が円形の柱状（円柱形状）、底面がオーバル形状の柱状、底面が多角形（四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等）の柱状等の形状とすることができる。また、柱状ハニカム構造部１１の大きさは、耐熱性を高める（外周壁の周方向に入るクラックを抑制する）という理由により、底面の面積が２０００～２００００ｍｍ²であることが好ましく、５０００～１５０００ｍｍ²であることが更に好ましい。

柱状ハニカム構造部１１は、セラミックス製であり、導電性を有する。導電性の柱状ハニカム構造部１１が通電してジュール熱により発熱可能である限り、当該セラミックスの電気抵抗率については特に制限はないが、０．１～２００Ωｃｍであることが好ましく、１～２００Ωｃｍがより好ましい。本発明において、柱状ハニカム構造部１１の電気抵抗率は、四端子法により２５℃で測定した値とする。

柱状ハニカム構造部１１の材質としては、限定的ではないが、アルミナ、ムライト、ジルコニア及びコージェライト等の酸化物系セラミックス、炭化珪素、窒化珪素及び窒化アルミ等の非酸化物系セラミックスからなる群から選択することができる。また、炭化珪素－金属珪素複合材や炭化珪素／グラファイト複合材等を用いることもできる。これらの中でも、耐熱性と導電性の両立の観点から、柱状ハニカム構造部１１の材質は、珪素－炭化珪素複合材又は炭化珪素を主成分とするセラミックスを含有していることが好ましい。柱状ハニカム構造部１１の材質が、珪素－炭化珪素複合材を主成分とするものであるというときは、柱状ハニカム構造部１１が、珪素－炭化珪素複合材（合計質量）を、全体の９０質量％以上含有していることを意味する。ここで、珪素－炭化珪素複合材は、骨材としての炭化珪素粒子、及び炭化珪素粒子を結合させる結合材としての珪素を含有するものであり、複数の炭化珪素粒子が、炭化珪素粒子間に細孔を形成するようにして、珪素によって結合されていることが好ましい。柱状ハニカム構造部１１の材質が、炭化珪素を主成分とするものであるというときは、柱状ハニカム構造部１１が、炭化珪素（合計質量）を、全体の９０質量％以上含有していることを意味する。

柱状ハニカム構造部１１が、珪素－炭化珪素複合材を含んでいる場合、柱状ハニカム構造部１１に含有される「骨材としての炭化珪素粒子の質量」と、柱状ハニカム構造部１１に含有される「結合材としての珪素の質量」との合計に対する、柱状ハニカム構造部１１に含有される「結合材としての珪素の質量」の比率が、１０～４０質量％であることが好ましく、１５～３５質量％であることが更に好ましい。

セル１８の延伸方向に垂直な断面におけるセルの形状に制限はないが、四角形、六角形、八角形、又はこれらの組み合わせであることが好ましい。これらのなかでも、構造強度及び加熱均一性を両立させやすいという観点から、四角形及び六角形が好ましい。

セル１８を区画形成する隔壁１９の厚みは、０．１～０．３ｍｍであることが好ましく、０．１５～０．２５ｍｍであることがより好ましい。本発明において、隔壁１９の厚みは、セル１８の延伸方向に垂直な断面において、隣接するセル１８の重心同士を結ぶ線分のうち、隔壁１９を通過する部分の長さとして定義される。

柱状ハニカム構造部１１は、セル１８の流路方向に垂直な断面において、セル密度が４０～１５０セル／ｃｍ²であることが好ましく、７０～１００セル／ｃｍ²であることが更に好ましい。セル密度をこのような範囲にすることにより、排気ガスを流したときの圧力損失を小さくした状態で、触媒の浄化性能を高くすることができる。セル密度は、外周壁１２部分を除く柱状ハニカム構造部１１の一つの底面部分の面積でセル数を除して得られる値である。

柱状ハニカム構造部１１の外周壁１２を設けることは、柱状ハニカム構造部１１の構造強度を確保し、また、セル１８を流れる流体が外周壁１２から漏洩するのを抑制する観点で有用である。具体的には、外周壁１２の厚みは好ましくは０．１ｍｍ以上であり、より好ましくは０．１５ｍｍ以上、更により好ましくは０．２ｍｍ以上である。但し、外周壁１２を厚くしすぎると高強度になりすぎてしまい、隔壁１９との強度バランスが崩れて耐熱衝撃性が低下することから、外周壁１２の厚みは好ましくは１．０ｍｍ以下であり、より好ましくは０．７ｍｍ以下であり、更により好ましくは０．５ｍｍ以下である。ここで、外周壁１２の厚みは、厚みを測定しようとする外周壁１２の箇所をセルの延伸方向に垂直な断面で観察したときに、当該測定箇所における外周壁１２の接線に対する法線方向の厚みとして定義される。

隔壁１９は多孔質としてもよい。多孔質とする場合、隔壁１９の気孔率は、３５～６０％であることが好ましく、３５～４５％であることが更に好ましい。気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。

柱状ハニカム構造部１１の隔壁１９の平均細孔径は、２～１５μｍであることが好ましく、４～８μｍであることが更に好ましい。平均細孔径は、水銀ポロシメータにより測定した値である。

セル１８は、少なくとも一方の端面の内部に充填材が設けられた複数の充填材含有セル３８を有している。ハニカム構造体１０には、セル１８の流路方向に垂直な断面において、複数の充填材含有セル３８が柱状ハニカム構造部１１の中心部側から外周壁１２側へ向かう直線に沿って延びるように配置された充填領域２１が複数存在している。ここで、上述の柱状ハニカム構造部１１の中心部は、柱状ハニカム構造部１１において、中心軸から外周壁１２までの長さの１／３の距離だけ中心軸から離れた位置までの領域を意味する。また、ハニカム構造体１０のセル１８の流路方向に垂直な断面において、複数の充填領域２１は、放射状に配置されている。ハニカム構造体１０をＥＨＣに使用した際など、高温のハニカム構造体１０に冷たいガスが勢い良く流れ込む。このとき、ハニカム構造体１０に熱膨張差が生まれるが、上述のように複数の充填材含有セル３８が柱状ハニカム構造部１１の中心部側から外周壁１２側へ向かう直線に沿って延びるように配置された充填領域２１が端面に設けられているため、ハニカム構造体１０の熱膨張差により生じる応力を緩和し、端面におけるクラックの発生を良好に抑制することができる。また、複数の充填領域２１が放射状に配置されているため、ハニカム構造体１０の端面の温度分布の偏りを抑制することができる。端面に温度分布の偏りがあると、充填材が無い部分では排気ガスがより多く流れるため温度低下が激しくなる。その結果、端面におけるクラックの発生をより良好に抑制することができる。また、複数の充填領域２１を放射状に配置することで、必要以上の充填材を設けることなく、なるべく少ない充填材の量で効率的に端面の温度分布の偏りを抑制することができる。

図３は、図２に示したハニカム構造体１０のセル１８の流路方向に垂直な断面における充填領域２１を、より模式的に示した図である。図３に示す例では、充填領域２１が１２個設けられている。隣接する充填領域２１が延びる方向同士のなす角θの大きさは、どの隣接する充填領域２１間でのなす角も等しく、３６０度／１２＝３０度である。このように、隣接する充填領域２１が延びる方向同士のなす角θが等しいと、充填領域２１がハニカム構造体１０のセル１８の流路方向に垂直な断面において均一に配置されるため、端面におけるクラックの発生をより良好に抑制することができる。隣接する充填領域２１が延びる方向同士のなす角θの大きさは、図３に示すように全て等しいことが最も好ましいが、これに限られない。すなわち、充填領域２１をハニカム構造体１０のセル１８の流路方向に垂直な断面において均一に配置するという観点からは、角θの大きさの最大値と最小値との差の絶対値は１１５度以下であるのが好ましく、６０度以下であるのがより好ましく、３０度以下であるのが更により好ましい。隣接する充填領域２１が延びる方向同士のなす角θの大きさは、充填領域２１の個数、及び、充填領域２１をどこまで均等に配置するかにもよるが、５度～１２０度とすることができる。

ハニカム構造体１０のセル１８の流路方向に垂直な断面における充填領域２１は、図３では１２個設けられているが、これに限られず、放射状に配置されている限り、３個以上など、適宜設計することができる。一例を挙げると、図４に示すように、充填領域２２が図３に示す充填領域２１より多く、放射状に合計２０個設けられていてもよい。

充填領域２３は、図５に示すように、ハニカム構造体１０のセル１８の流路方向に垂直な断面において、柱状ハニカム構造部１１の中心軸から外周壁１２側へ向かう直線に沿って延びるように配置されていてもよい。このような構成によれば、ハニカム構造体１０の中心軸付近の応力がより緩和されるため、ハニカム構造体１０の中心軸付近のクラックの発生をより良好に抑制することができる。

ハニカム構造体１０のセル１８の流路方向に垂直な断面において、柱状ハニカム構造部１１の外周壁１２に隣接するセル１８、及び、外周壁１２に隣接するセル１８に隣接する１個以上（６．２５×Ｄ／１００）個以下のセル１８が、充填材を設けていないセルであってもよい（上記Ｄは、ハニカム構造体の長径ｍｍを示し、後述においても同様の意味を示す）。なお、（６．２５×Ｄ／１００）の値のうち小数点以下は切り捨てる。一般に、エンジン加速時はハニカム構造体１０の中央部に比べ外周部のほうが、温度上昇が遅くなり、外周部に引張り応力が発生してしまう。これに対し、ハニカム構造体１０の外周壁１２付近に充填材含有セル３８が無いと車両のエンジン加速時のハニカム構造体１０の外周部の温度上昇の遅れを抑制することができるため、外周部の温度低下に起因する引張り応力の発生を抑制することができる。

図６に示すように、充填領域２４は、ハニカム構造体１０のセル１８の流路方向に垂直な断面において、柱状ハニカム構造部１１の外周壁１２まで延びていてもよい。このような構成によれば、ハニカム構造体１０の外周付近の応力がより緩和されるため、ハニカム構造体１０の外周付近のクラックの発生をより良好に抑制することができる。

図７に示すように、ハニカム構造体１０のセル１８の流路方向に垂直な断面において、柱状ハニカム構造部１１の中心軸から外周壁１２へ向かう直線における全てのセルが、充填領域２５を構成する充填材含有セルであってもよい。このような構成によれば、ハニカム構造体１０の中心軸付近及び外周付近の応力がいずれも緩和されるため、ハニカム構造体１０の中心軸付近及び外周付近のクラックの発生をより良好に抑制することができる。

図８に示すように、充填領域２６は、ハニカム構造体１０のセル１８の流路方向に垂直な断面において、充填材含有セル３８を、複数の充填材含有セル３８が柱状ハニカム構造部１１の中心部側から外周壁１２側へ向かう直線に直交する幅方向に１個以上（６．２５×Ｄ／１００）個以下隣接配置して構成されていてもよい。なお、（６．２５×Ｄ／１００）の値のうち小数点以下は切り捨てる。このような構成によれば、充填領域２６の幅を広く設けることができるため、ハニカム構造体１０の端面のクラックの発生をより良好に抑制することができる。

セル１８の流路方向に垂直な断面において、充填領域２６は、少なくとも一部の隣接するセル１８間の隔壁１９が欠損しており、隔壁１９が欠損している部位に充填材が設けられていてもよい。このような構成によれば、隔壁１９を欠損させることで、容易に充填領域２６の幅を大きくすることができ、ハニカム構造体１０の製造効率が良好となる。

図９に示すように、セル１８の流路方向に垂直な断面において、充填領域２７は、柱状ハニカム構造部１１の中心部側から外周壁１２側へ向かう直線に沿って、互いに平行に延びるように複数本配置されて構成されていてもよい。このような構成によれば、充填領域２７を幅方向に広く設けることができるため、ハニカム構造体１０の端面のクラックの発生をより良好に抑制することができる。図９では、充填領域２７がそれぞれ互いに平行に延びるように２本配置されているが、これに限られず、互いに平行に延びるように３本または４本以上が配置されていてもよい。

図１０に示すように、セル１８の流路方向に垂直な断面において、充填領域２８に配置されている充填材含有セル３８は、柱状ハニカム構造部１１の中心部側から外周壁１２側へ向かう直線に沿って、充填材を設けていないセルを間に挟み、分割して配置されていてもよい。このような構成によれば、圧力損失の増大を抑えることができる。１個の充填領域２８の分割数は特に限定されず、２つ、３つ、または、４つ以上に分割して形成されていてもよい。また、分割して形成された充填領域２８と、分割していない充填領域とを混合して設けてもよい。また、セル１８の流路方向に垂直な断面において、充填材を設けていないセル１８が、１個以上（６．２５×Ｄ／１００）個以下の隣接するセルであってもよい。ここで、Ｄは、柱状ハニカム構造部１１の長径（ｍｍ）を示す。なお、（６．２５×Ｄ／１００）の値のうち小数点以下は切り捨てる。このような構成によれば、ハニカム構造体１０の端面のクラックの発生を抑制しつつ、圧力損失の増大も良好に抑制することができる。

ハニカム構造体１０は、セル１８の流路方向に垂直な断面において、充填領域に接する隔壁１９に、スリットが設けられていないことが好ましい。ここで、スリットとは、ハニカム構造体１０の隔壁１９等に入れた切れ込みである。このように、充填領域に接する隔壁１９に、スリットが設けられていないと、ハニカム構造体１０の機械的強度が向上する。また、当該スリットを設ける工程が不要となり製造効率が良好となる。

充填材含有セル３８をハニカム構造体１０の両端面に設ける場合、同一のセルの両端面に設けても良く、一方の端面におけるセルと他方の端面におけるセルとで異なるセルにそれぞれ設けても良い。

充填材含有セル３８における充填材の一方の端面からの深さは、３ｍｍ以上であるのが好ましい。このような構成によれば、ハニカム構造体１０のセル１８の流路方向においても、クラックの発生をより良好に抑制することができる。充填材含有セル３８における充填材の一方の端面からの深さは、１０ｍｍ以上であるのがより好ましく、２０ｍｍ以上であるのが更により好ましい。

充填材は、柱状ハニカム構造部１１の主成分が炭化珪素、又は炭化珪素－金属珪素複合材である場合、炭化珪素を２０質量％以上含有することが好ましく、２０～７０質量％含有することが更に好ましい。これにより、充填材の熱膨張係数を、柱状ハニカム構造部１１の熱膨張係数に近い値にすることができ、ハニカム構造体１０の耐熱衝撃性を向上させることができる。充填材は、シリカ、アルミナ等を３０質量％以上含有するものであってもよい。

本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０において、充填材のヤング率は、０．００１～２０ＧＰａであることが好ましく、０．００５～１５ＧＰａであることが更に好ましく、０．０１～１０ＧＰａであることが特に好ましい。充填材のヤング率が０．００１ＧＰａ以上であると、ハニカム構造体１０の機械的強度が良好となる。充填材のヤング率が２０ＧＰａ以下であると、ハニカム構造体１０の耐熱衝撃性が良好となる。

本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０において、充填材の密度（ｇ／ｃｍ³）が、柱状ハニカム構造部１１の隔壁１９の密度（ｇ／ｃｍ³）と柱状ハニカム構造部１１のセル１８の開口率（％）との積より小さいことが好ましい。このような構成によれば、充填材の熱容量によって奪われるエネルギー量が減少することを抑制することができる。このため、柱状ハニカム構造部１１の中心部の温度低下を抑制し、排気ガスの排出効率の低下を良好に抑制することができる。ここで、柱状ハニカム構造部１１のセル１８の開口率（％）は、柱状ハニカム構造部１１全体の断面における、セル１８の開口面積の割合を示す。

本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０において、充填材の電気抵抗率は、柱状ハニカム構造部１１の電気抵抗率の１００～１０００００％であることが好ましい。また、充填材の電気抵抗率は、柱状ハニカム構造部１１の電気抵抗率の２００～１０００００％であることが更に好ましく、３００～１０００００％であることが特に好ましい。充填材の電気抵抗率が、柱状ハニカム構造部１１の電気抵抗率の１００％以上であると、充填材に電流が流れ難くなるため、柱状ハニカム構造部１１に均一に電流を流すことが容易となる。充填材の電気抵抗率は、高くても特に問題はない。充填材は絶縁体であってもよい。充填材の電気抵抗率は、実際には、柱状ハニカム構造部１１の電気抵抗率の１０００００％程度が上限となる。充填材としては、複数種の充填材を併用してもよい。

ハニカム構造体１０は、外周壁１２にセル１８の流路方向に延びる外周スリットをさらに有し、充填材含有セル３８と、外周スリットとが独立して存在していてもよい。このような外周スリットをさらに設けることで、ハニカム構造体１０の耐熱衝撃性がさらに向上する。外周スリットの幅は、特に限定されないが、１～１０ｍｍであってもよい。外周スリットの幅は、ハニカム構造体１０の大きさ、材質、用途、及び、外周スリットの本数や長さ等によって適宜調整可能である。

（１－２．電極層）
柱状ハニカム構造部１１の中心軸を挟んで、外周壁１２の外面上において、セル１８の流路方向に帯状に延びるように、一対の電極層１３ａ、１３ｂが設けられている。一対の電極層１３ａ、１３ｂがこのように設けられていることで、柱状ハニカム構造部１１の均一発熱性を高めることができる。電極層１３ａ、１３ｂは、柱状ハニカム構造部１１の両底面間の８０％以上の長さに亘って、好ましくは９０％以上の長さに亘って、より好ましくは全長に亘って延びていることが、電極層１３ａ、１３ｂの軸方向へ電流が広がりやすいという観点から望ましい。

電極層１３ａ、１３ｂの厚みは、０．０１～５ｍｍであることが好ましく、０．０１～３ｍｍであることが更に好ましい。このような範囲とすることにより均一発熱性を高めることができる。電極層１３ａ、１３ｂの厚みは、厚みを測定しようとする箇所をセル１８の延伸方向に垂直な断面で観察したときに、電極層１３ａ、１３ｂの外面の当該測定箇所における接線に対する法線方向の厚みとして定義される。

電極層１３ａ、１３ｂの電気抵抗率を柱状ハニカム構造部１１の電気抵抗率より低くすることにより、電極層１３ａ、１３ｂに優先的に電気が流れやすくなり、通電時に電気がセル１８の流路方向及び周方向に広がりやすくなる。電極層１３ａ、１３ｂの電気抵抗率は、柱状ハニカム構造部１１の電気抵抗率の１／１０以下であることが好ましく、１／２０以下であることがより好ましく、１／３０以下であることが更により好ましい。但し、両者の電気抵抗率の差が大きくなりすぎると、対向する電極層の端部間に電流が集中して柱状ハニカム構造部１１の発熱が偏ることから、電極層１３ａ、１３ｂの電気抵抗率は、柱状ハニカム構造部１１の電気抵抗率の１／２００以上であることが好ましく、１／１５０以上であることがより好ましく、１／１００以上であることが更により好ましい。本発明において、電極層１３ａ、１３ｂの電気抵抗率は、四端子法により２５℃で測定した値とする。

電極層１３ａ、１３ｂの材質は、導電性セラミックス、金属、又は金属及び導電性セラミックスとの複合材（サーメット）を使用することができる。金属としては、例えばＣｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ又はＴｉの単体金属又はこれらの金属よりなる群から選択される少なくとも一種の金属を含有する合金が挙げられる。導電性セラミックスとしては、限定的ではないが、炭化珪素（ＳｉＣ）が挙げられ、珪化タンタル（ＴａＳｉ₂）及び珪化クロム（ＣｒＳｉ₂）等の金属珪化物等の金属化合物が挙げられる。金属及び導電性セラミックスとの複合材（サーメット）の具体例としては、金属珪素と炭化珪素の複合材、珪化タンタルや珪化クロム等の金属珪化物と金属珪素と炭化珪素の複合材、更には上記の一種又は二種以上の金属に熱膨張低減の観点から、アルミナ、ムライト、ジルコニア、コージェライト、窒化珪素及び窒化アルミ等の絶縁性セラミックスを一種又は二種以上添加した複合材が挙げられる。電極層１３ａ、１３ｂの材質としては、上記の各種金属及び導電性セラミックスの中でも、珪化タンタルや珪化クロム等の金属珪化物と金属珪素と炭化珪素の複合材との組合せとすることが、柱状ハニカム構造部１１と同時に焼成できるので製造工程の簡素化に資するという理由により好ましい。

（２．電気加熱式担体）
図１１は、本発明の実施形態における電気加熱式担体３０のセルの延伸方向に垂直な断面模式図である。電気加熱式担体３０は、ハニカム構造体１０と、ハニカム構造体１０の電極層１３ａ、１３ｂに電気的に接続された金属電極３３ａ、３３ｂとを備えている。

（２－１．金属電極）
金属電極３３ａ、３３ｂは、ハニカム構造体１０の電極層１３ａ、１３ｂ上に設けられている。金属電極３３ａ、３３ｂは、一方の金属電極３３ａが、他方の金属電極３３ｂに対して、柱状ハニカム構造部１１の中心軸を挟んで対向するように配設される一対の金属電極であってもよい。金属電極３３ａ、３３ｂは、電極層１３ａ、１３ｂを介して電圧を印加すると通電してジュール熱により柱状ハニカム構造部１１を発熱させることが可能である。このため、電気加熱式担体３０はヒーターとしても好適に用いることができる。印加する電圧は１２～９００Ｖが好ましく、６４～６００Ｖが更に好ましいが、印加する電圧は適宜変更可能である。

金属電極３３ａ、３３ｂの材質としては、金属であれば特段の制約はなく、単体金属及び合金等を採用することもできるが、耐食性、電気抵抗率及び線膨張率の観点から例えば、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＴｉよりなる群から選択される少なくとも一種を含む合金とすることが好ましく、ステンレス鋼及びＦｅ－Ｎｉ合金がより好ましい。金属電極３３ａ、３３ｂの形状及び大きさは、特に限定されず、電気加熱式担体３０の大きさや通電性能等に応じて、適宜設計することができる。

電気加熱式担体３０に触媒を担持することにより、電気加熱式担体３０を触媒体として使用することができる。ハニカム構造体１０の複数のセル１８の流路には、例えば、自動車排気ガス等の流体を流すことができる。触媒としては、例えば、貴金属系触媒又はこれら以外の触媒が挙げられる。貴金属系触媒としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）といった貴金属をアルミナ細孔表面に担持し、セリア、ジルコニア等の助触媒を含む三元触媒や酸化触媒、又は、アルカリ土類金属と白金を窒素酸化物（ＮＯ_x）の吸蔵成分として含むＮＯ_x吸蔵還元触媒（ＬＮＴ触媒）が例示される。貴金属を用いない触媒として、銅置換又は鉄置換ゼオライトを含むＮＯ_x選択還元触媒（ＳＣＲ触媒）等が例示される。また、これらの触媒からなる群から選択される二種以上の触媒を用いてもよい。なお、触媒の担持方法についても特に制限はなく、従来、ハニカム構造体に触媒を担持する担持方法に準じて行うことができる。

（３．ハニカム構造体の製造方法）
次に、本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０を製造する方法について例示的に説明する。本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０の製造方法は一実施形態において、電極層形成ペースト付き未焼成ハニカム構造部を得る工程Ａと、電極層形成ペースト付き未焼成ハニカム構造部のセル内に充填材を充填する工程Ｂと、電極層形成ペースト付き未焼成ハニカム構造部を焼成してハニカム構造体を得る工程Ｃとを含む。

工程Ａは、電極層形成ペースト付き未焼成ハニカム構造部を得る工程である。
まず、外周壁と、外周壁の内側に配設され、一方の端面から他方の端面まで貫通して流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁と、を有するセラミックス製の柱状の未焼成ハニカム構造部を準備する。
次に、未焼成ハニカム構造部の所定領域に、電極層形成ペーストを塗布する。これによって、電極層形成ペースト付き未焼成ハニカム構造部が得られる。

工程Ａの柱状の未焼成ハニカム構造部の作製としては、まず、炭化珪素粉末（炭化珪素）に、金属珪素粉末（金属珪素）、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を添加して成形原料を作製する。炭化珪素粉末の質量と金属珪素の質量との合計に対して、金属珪素の質量が１０～４０質量％となるようにすることが好ましい。炭化珪素粉末における炭化珪素粒子の平均粒子径は、３～５０μｍが好ましく、３～４０μｍが更に好ましい。金属珪素（金属珪素粉末）の平均粒子径は、２～３５μｍであることが好ましい。炭化珪素粒子及び金属珪素（金属珪素粒子）の平均粒子径はレーザー回折法で粒度の頻度分布を測定したときの、体積基準による算術平均径を指す。炭化珪素粒子は、炭化珪素粉末を構成する炭化珪素の微粒子であり、金属珪素粒子は、金属珪素粉末を構成する金属珪素の微粒子である。なお、これは、工程Ａの柱状ハニカム構造部の材質を、珪素－炭化珪素系複合材とする場合の成形原料の配合であり、当該材質を炭化珪素とする場合には、金属珪素は添加しない。

バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。バインダの含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、２．０～１０．０質量部であることが好ましい。

水の含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、２０～６０質量部であることが好ましい。

界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、０．１～２．０質量部であることが好ましい。

造孔材としては、焼成後に気孔となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、グラファイト、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、シリカゲル等を挙げることができる。造孔材の含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、０．５～１０．０質量部であることが好ましい。造孔材の平均粒子径は、１０～３０μｍであることが好ましい。造孔材の平均粒子径はレーザー回折法で粒度の頻度分布を測定したときの、体積基準による算術平均径を指す。造孔材が吸水性樹脂の場合には、造孔材の平均粒子径は吸水後の平均粒子径のことである。

次に、得られた成形原料を混練して坏土を形成した後、坏土を成形（例えば、押出成形）してハニカム成形体を作製する。押出成形に際しては、所望の全体形状、セル形状、隔壁厚み、セル密度等を有する口金を用いることができる。次に、得られたハニカム成形体について、乾燥を行うことが好ましい。ハニカム成形体の中心軸方向長さが、所望の長さではない場合は、ハニカム成形体の両底部を切断して所望の長さとすることができる。乾燥後のハニカム成形体をハニカム乾燥体と呼ぶ。

工程Ａにおける、電極層を形成するための電極層形成ペーストの調合について説明する。電極層形成ペーストは、電極層の要求特性に応じて配合した原料粉（金属粉末、及び／又は、セラミックス粉末等）に各種添加剤を適宜添加して混練することで形成することができる。電極層を積層構造とする場合、第一の電極層用のペースト中の金属粉末の平均粒子径に比べて、第二の電極層用のペースト中の金属粉末の平均粒子径を大きくすることにより、金属端子と電極層の接合強度が向上する傾向にある。金属粉末の平均粒子径はレーザー回折法で粒度の頻度分布を測定したときの、体積基準による算術平均径を指す。

電極層形成ペーストを調合する方法、及び電極層形成ペーストをハニカム成形体に塗布する方法については、公知のハニカム構造体の製造方法に準じて行うことができるが、電極層をハニカム構造部に比べて低い電気抵抗率にするために、ハニカム構造部よりも金属の含有比率を高めたり、金属粒子の粒径を小さくしたりすることができる。

ハニカム構造体の製造方法の変更例として、工程Ａにおいて、電極層形成ペーストを塗布する前に、ハニカム成形体を一旦焼成してもよい。すなわち、この変更例では、ハニカム成形体を焼成してハニカム焼成体を作製し、当該ハニカム焼成体に、電極層形成ペーストを塗布する。

工程Ｂでは、電極層形成ペースト付き未焼成ハニカム構造部の少なくとも一方の端面の所望のセル内に充填材を充填する。充填材用原料をセルに充填する際には、ヘラ等を用いることが好ましい。充填材用原料は、電極層形成原料の好ましい組成と同様の組成であってもよい。また、充填材用原料としては、無機粒子及び無機接着剤を含有するものであってもよい。充填材用原料には、更に、有機バインダ、界面活性剤、発泡樹脂、水等が含有されることが好ましい。無機粒子としては、板状粒子、球状粒子、塊状粒子、繊維状粒子、針状粒子等を挙げることができる。また、無機粒子の材質としては、炭化珪素、マイカ、タルク、窒化ホウ素、ガラスフレーク等を挙げることができる。無機粒子としては、複数種類の無機粒子の混合物であってもよい。そして、無機粒子としては、少なくとも炭化珪素粒子を２０質量％以上含有するものであることが好ましい。無機接着剤としては、コロイダルシリカ（ＳｉＯ₂ゾル）、コロイダルアルミナ（アルミナゾル）、各種酸化物ゾル、エチルシリケート、水ガラス、シリカポリマー、リン酸アルミニウム等を挙げることができる。

工程Ｃでは、充填材を充填した、電極層形成ペースト付き未焼成ハニカム構造部を焼成して、ハニカム構造体１０を得る。焼成を行う前に、電極層形成ペースト付き未焼成ハニカム構造部を乾燥してもよい。また、焼成の前に、バインダ等を除去するため、脱脂を行ってもよい。焼成条件としては、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気において、１４００～１５００℃で、１～２０時間加熱することが好ましい。また、焼成後、耐久性向上のために、１２００～１３５０℃で、１～１０時間、酸化処理を行うことが好ましい。脱脂及び焼成の方法は特に限定されず、電気炉、ガス炉等を用いて焼成することができる。

（４．電気加熱式担体の製造方法）
本発明の実施形態に係る電気加熱式担体３０の製造方法は一実施形態において、ハニカム構造体１０の電極層上に、金属電極を固定する。固定方法としては、例えば、レーザー溶接、溶射、超音波溶接などが挙げられる。より具体的には、ハニカム構造体１０の柱状ハニカム構造部１１の中心軸を挟んで、電極層の表面上において、一対の金属電極を設ける。このようにして、本発明の実施形態に係る電気加熱式担体３０が得られる。

（５．排気ガス浄化装置）
上述した本発明の実施形態に係る電気加熱式担体３０は、排気ガス浄化装置に用いることができる。当該排気ガス浄化装置は、電気加熱式担体と、当該電気加熱式担体を保持するための金属製の筒状部材とを有する。排気ガス浄化装置において、電気加熱式担体３０は、エンジンからの排気ガスを流すための排気ガス流路の途中に設置される。排気ガス浄化装置において、柱状ハニカム構造部１１の一方の端面が、排気ガス流れの上流側に設けられていることが好ましい。このような構成によれば、高温のハニカム構造体１０に対し、冷たいガスが勢い良く流れ込んで来ても、ハニカム構造体１０内の熱膨張差の発生による端面のクラックの発生を良好に抑制することができる。

以下、本発明及びその利点をより良く理解するための実施例を例示するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
（１．坏土の作製）
炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末とを８０：２０の質量割合で混合してセラミックス原料を調製した。そして、セラミックス原料に、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロース、造孔材として吸水性樹脂を添加すると共に、水を添加して成形原料とした。そして、成形原料を真空土練機により混練し、円柱状の坏土を作製した。バインダの含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに７質量部とした。造孔材の含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに３質量部とした。水の含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに４２質量部とした。炭化珪素粉末の平均粒子径は２０μｍであり、金属珪素粉末の平均粒子径は６μｍであった。また、造孔材の平均粒子径は２０μｍであった。炭化珪素粉末、金属珪素粉末及び造孔材の平均粒子径は、レーザー回折法で粒度の頻度分布を測定したときの、体積基準による算術平均径を指す。

（２．ハニカム乾燥体の作製）
得られた円柱状の坏土を碁盤目状の口金構造を有する押出成形機を用いて成形し、セルの流路方向に垂直な断面における各セル形状が六角形である円柱状ハニカム成形体を得た。このハニカム成形体を高周波誘電加熱乾燥した後、熱風乾燥機を用いて１２０℃で２時間乾燥し、ハニカム乾燥体を作製した。

（３．電極層形成ペーストの調製及び塗布）
金属珪素（Ｓｉ）粉末、炭化珪素（ＳｉＣ）粉末、メチルセルロース、グリセリン、及び水を、自転公転攪拌機で混合して、電極層形成ペーストを調製した。Ｓｉ粉末、及びＳｉＣ粉末は体積比で、Ｓｉ粉末：ＳｉＣ粉末＝４０：６０となるように配合した。また、Ｓｉ粉末、及びＳｉＣ粉末の合計を１００質量部としたときに、メチルセルロースは０．５質量部であり、グリセリンは１０質量部であり、水は３８質量部であった。金属珪素粉末の平均粒子径は６μｍであった。炭化珪素粉末の平均粒子径は３５μｍであった。これらの平均粒子径はレーザー回折法で粒度の頻度分布を測定したときの、体積基準による算術平均径を指す。
次に、この電極層形成ペーストを曲面印刷機によって、ハニカム乾燥体に対して適切な面積及び膜厚で塗布した。

（４．充填材の充填及び焼成）
次に、充填材用原料は、以下のようにして作製したものを用いた。まず、炭化珪素粉末とシリカ粉末（コロイダルシリカ）を固形分量として６８：３２の質量割合で混合した。このとき、シリカの質量は、酸化物（ＳｉＯ₂）換算した質量である。これに、バインダとしてカルボキシメチルセルロース、保湿剤としてグリセリンを添加すると共に、水を添加して混合することで、混合物を得た。次に、この混合物を混練して充填材用原料とした。バインダの含有量は、炭化珪素粉末とシリカ粉末の固形分量の合計を１００質量部としたときに１．０質量部であった。グリセリンの含有量は、炭化珪素粉末とシリカ粉末の固形分量の合計を１００質量部としたときに４質量部であった。水の含有量は、炭化珪素粉末とシリカ粉末の合計を１００質量部としたときに３０質量部であった。炭化珪素粉末の平均粒子径は８μｍであった。この平均粒子径は、レーザー回折法で測定した値である。この充填材用原料を、ヘラを用いて、ハニカム乾燥体の一方の端面のセル内に、深さ３ｍｍで充填した。
さらに熱風乾燥機で１２０℃、３０分乾燥した後、ハニカム乾燥体と共にＡｒ雰囲気にて１４００℃で３時間焼成し、柱状のハニカム構造体とした。

ハニカム構造体は、端面が直径１００ｍｍの円形であり、高さ（セルの流路方向における長さ）が１００ｍｍであった。セル密度は９３セル／ｃｍ²であり、隔壁の厚みは１０１．６μｍであり、隔壁の気孔率は４５％であり、隔壁の平均細孔径は８．６μｍであった。電極層の厚みは０．３ｍｍであった。

図１２は、複数の充填材含有セルがハニカム構造体の中心部側から外周壁側へ向かう直線に沿って延びるように配置された充填領域の配置形態を示すためのハニカム構造体のセルの延伸方向に垂直な断面模式図である。図１２に示すように、実施例１のハニカム構造体の充填領域は、セルの流路方向に垂直な断面において、複数の充填材含有セルがハニカム構造体の中心部側から外周壁側へ向かう直線に沿って延びるように配置されている。複数の充填領域は、ハニカム構造体のセルの流路方向に垂直な断面において、放射状に配置されている。充填領域は１２個設けられており、隣接する充填領域が延びる方向同士のなす角の大きさは、どの隣接する充填領域間でのなす角も等しく、３０度であった。各充填領域の長さは３０ｍｍ、幅は１セルであり、セル内の深さは３ｍｍであった。

＜実施例２＞
充填材を充填したセルの配置を実施例１と同様に、図１２に示す構成とした。各充填領域のセル内の深さを１００ｍｍとした以外は、実施例１と同様にサンプルを作製した。

＜実施例３＞
図１２に示すように、各充填領域を、ハニカム構造体の中心部側から外周壁側へ向かう直線に沿って、充填材を設けていないセルをそれぞれ合計３ｍｍの長さで間に挟み、分割して配置した以外は、実施例１と同様にサンプルを作製した。

＜実施例４＞
図１２に示すように、各充填領域を、ハニカム構造体の中心部側から外周壁側へ向かう直線に沿って、互いに平行に延びるように合計１６本配置した。平行に延びる２本の充填領域と、隣接して平行に延びる２本の充填領域とのなす角は４５度であった。これら以外は、実施例１と同様にサンプルを作製した。

＜実施例５＞
図１２に示すように、各充填領域の幅を３セルとした以外は、実施例１と同様にサンプルを作製した。

＜実施例６＞
ハニカム構造体の一方の端面において、図１２の実施例１の充填領域に相当するセルの隔壁を除去するような線状スリットを形成し、合計１２本の線状スリットを設けた。線状スリットの深さは、ハニカム構造体の一方の端面から３ｍｍとした。この線状スリットでできた隙間を埋めるように実施例１と同様に充填材を充填した。これら以外は、実施例１と同様にサンプルを作製した。

＜実施例７＞
図１２に示すように、充填領域を６個設け、隣接する充填領域が延びる方向同士のなす角の大きさを、どの隣接する充填領域間でのなす角も等しく、６０度とした以外は、実施例１と同様にサンプルを作製した。

＜実施例８＞
図１２に示すように、充填領域を２個で１組とし、これを３組形成して、充填領域を合計６個設けた。１組の充填領域は互いのなす角の大きさを５度とし、隣接する他の組の充填領域とのなす角を１２０度とした。これら以外は、実施例１と同様にサンプルを作製した。このとき、なす角の最大値と最小値との差の絶対値は１１５度であった。

＜実施例９＞
図１２に示すように、各充填領域の長さを４０ｍｍとし、ハニカム構造体のセルの流路方向に垂直な断面において、ハニカム構造体の中心軸から外周壁側へ向かう直線に沿って延びるように各充填領域を配置した以外は、実施例１と同様にサンプルを作製した。

＜実施例１０＞
図１２に示すように、各充填領域の長さを４０ｍｍとし、ハニカム構造体のセルの流路方向に垂直な断面において、ハニカム構造体の外周壁まで延びるように各充填領域を配置した以外は、実施例１と同様にサンプルを作製した。

＜実施例１１＞
図１２に示すように、各充填領域の長さを５０ｍｍとし、ハニカム構造体のセルの流路方向に垂直な断面において、ハニカム構造体の中心軸から外周壁まで延びるように各充填領域を配置した以外は、実施例１と同様にサンプルを作製した。

＜比較例１＞
図１２に示すように、セル内に充填材を充填せず、充填領域を有さない構成とした以外は、実施例１と同様にサンプルを作製した。

図１２に、実施例１～１１及び比較例１における充填領域の配置形態を示すハニカム構造体のセルの延伸方向に垂直な断面模式図を示す。

（５．耐熱衝撃性試験）
サンプルを収納する金属ケースと、当該金属ケース内に加熱ガスを供給することができるプロパンガスバーナーと、を備えたプロパンガスバーナー試験機を用いて、実施例１～１１及び比較例１のハニカム構造体（サンプル）の加熱冷却試験を実施した。上記加熱ガスは、ガスバーナー（プロパンガスバーナー）でプロパンガスを燃焼させることにより発生する燃焼ガスとした。そして、上記加熱冷却試験によって、サンプルにクラックが発生するか否かを確認することにより、耐熱衝撃性を評価した。具体的には、まず、プロパンガスバーナー試験機の金属ケースに、得られたサンプルを収納（キャニング）した。そして、金属ケース内に、プロパンガスバーナーにより加熱されたガス（燃焼ガス）を供給し、ハニカム構造体内を通過するようにした。金属ケースに流入する加熱ガスの温度条件（入口ガス温度条件）を以下のようにした。まず、５分で指定温度まで昇温し、指定温度で１０分間保持し、その後、５分で１００℃まで冷却し、１００℃で１０分間保持した。このような昇温、冷却、保持の一連の操作を「昇温、冷却操作」と称する。その後、サンプルのクラックを確認した。そして、指定温度を８２５℃から２５℃ずつ上昇させながら上記「昇温、冷却操作」を繰り返した。指定温度は、サンプルにクラックが発生するまで２５℃ずつ上昇させた。指定温度が高くなると昇温峻度が大きくなり、中心部に対して外周部の昇温が遅れることにより、中心部と外周部の温度差が拡大し、発生応力が大きくなる。表１において、「耐熱衝撃性試験」の欄は、耐熱衝撃性試験において、ハニカム構造体にクラックが発生したときの指定温度を示している。
試験条件及び評価結果を表１に示す。

（６．考察）
実施例１～１１は、いずれもセルの流路方向に垂直な断面において、複数の充填材含有セルがハニカム構造体の中心部側から外周壁側へ向かう直線に沿って延びるように配置された充填領域が複数存在し、複数の充填領域が放射状に配置されているため、優れた耐熱衝撃性を示した。
比較例１は、セル内に充填材を設けず、上述の充填領域を形成しなかったため、実施例１～１１に比べて耐熱衝撃性が劣っていた。

１０ ハニカム構造体
１１ 柱状ハニカム構造部
１２ 外周壁
１３ａ、１３ｂ 電極層
１８ セル
１９ 隔壁
２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８ 充填領域
３０ 電気加熱式担体
３３ａ、３３ｂ 金属電極
３８ 充填材含有セル

Claims (14)

1. 外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、一方の端面から他方の端面まで貫通して流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁と、を有するセラミックス製の柱状のハニカム構造部と、
   前記ハニカム構造部の中心軸を挟んで、前記外周壁の外面上において、前記セルの流路方向に帯状に延びるように設けられた一対の電極層と、
   を備え、
   前記セルが、少なくとも前記一方の端面の内部に充填材が設けられた複数の充填材含有セルを有し、
   前記セルの流路方向に垂直な断面において、前記複数の充填材含有セルが前記ハニカム構造部の中心部側から前記外周壁側へ向かう直線に沿って延びるように配置された充填領域が複数存在し、
   前記複数の充填領域が放射状に配置されているハニカム構造体。
2. 前記セルの流路方向に垂直な断面において、前記充填領域に配置されている前記充填材含有セルは、前記ハニカム構造部の中心部側から前記外周壁側へ向かう直線に沿って、充填材を設けていないセルを間に挟み、分割して配置されている請求項１に記載のハニカム構造体。
3. 前記セルの流路方向に垂直な断面において、前記充填材を設けていないセルが、１個以上（６．２５×Ｄ／１００）個以下の隣接するセルである、
   （Ｄは、前記ハニカム構造部の長径（ｍｍ）を示す）
   請求項２に記載のハニカム構造体。
4. 前記セルの流路方向に垂直な断面において、前記ハニカム構造部の外周壁に隣接するセル、及び、前記外周壁に隣接するセルに隣接する１個以上（６．２５×Ｄ／１００）個以下のセルが、充填材を設けていないセルである、
   （Ｄは、前記ハニカム構造部の長径（ｍｍ）を示す）
   請求項１～３のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
5. 前記セルの流路方向に垂直な断面において、前記ハニカム構造部の中心軸から前記外周壁へ向かう直線における全てのセルが、前記充填領域を構成する前記充填材含有セルである請求項１に記載のハニカム構造体。
6. 前記セルの流路方向に垂直な断面において、前記充填領域は、前記充填材含有セルを、前記複数の充填材含有セルが前記ハニカム構造部の中心部側から前記外周壁側へ向かう直線に直交する幅方向に１個以上（６．２５×Ｄ／１００）個以下隣接配置して構成されている、
   （Ｄは、前記ハニカム構造部の長径（ｍｍ）を示す）
   請求項１～５のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
7. 前記セルの流路方向に垂直な断面において、前記充填領域は、前記ハニカム構造部の中心部側から前記外周壁側へ向かう直線に沿って、互いに平行に延びるように複数本配置されて構成されている請求項１～６のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
8. 前記セルの流路方向に垂直な断面において、隣接する前記充填領域が延びる方向同士のなす角θの大きさが、５度～１２０度である請求項１～７のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
9. 前記セルの流路方向に垂直な断面において、前記角θの大きさの最大値と最小値との差の絶対値が、１１５度以下である請求項８に記載のハニカム構造体。
10. 前記セルの流路方向に垂直な断面において、前記充填領域に接する前記隔壁に、スリットが設けられていない請求項１～９のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
11. 前記セルの流路方向に垂直な断面において、前記充填領域は、少なくとも一部の隣接するセル間の隔壁が欠損しており、前記隔壁が欠損している部位に充填材が設けられている請求項１～１０のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
12. 前記充填材含有セルにおける前記充填材の前記一方の端面からの深さが、３ｍｍ以上である請求項１～１１のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
13. 請求項１～１２のいずれか一項に記載のハニカム構造体と、
    前記ハニカム構造体の前記電極層に電気的に接続された金属電極と、
    を備えた電気加熱式担体。
14. 請求項１３に記載の電気加熱式担体と、
    前記電気加熱式担体を保持するための金属製の筒状部材と、
    を有する排気ガス浄化装置。

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