JP3179651B2

JP3179651B2 - ヒーターユニット

Info

Publication number: JP3179651B2
Application number: JP04818294A
Authority: JP
Inventors: 智治近藤; 匡人伊藤; 勇次出口
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1993-03-22
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 2001-06-25
Anticipated expiration: 2016-06-25
Also published as: JPH07259543A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車排ガスの浄化等
に好適に用いることができるヒーターユニットに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近になり、自動車等の内燃機関から排
出される排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯ_X）、一酸化炭
素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）を浄化するための触媒、
触媒担体等として、従来公知の多孔質セラミックハニカ
ム構造体の他に、金属ハニカム構造体が注目を集めるよ
うになってきた。一方、排ガス規制の強化に伴い、コー
ルドスタート時のエミッションを低減するヒーター等の
開発も切望されている。

【０００３】このようなハニカム構造体として、例えば
実開昭６３−６７６０９号公報に記載の技術が知られて
いる。この実開昭６３−６７６０９号公報には、セラミ
ック製主モノリス触媒の上流側に近接させてメタル担体
にアルミナをコートした電気通電可能なメタルモノリス
触媒を配設した触媒コンバーターが開示されている。

【０００４】しかしながら、実開昭６３−６７６０９号
公報記載の触媒コンバーターにおいては、主モノリス触
媒の上流側に近接させて配設したプレヒーターとしての
メタルモノリス触媒は、単にフォイルタイプのメタルハ
ニカム構造体の内周から外周へ通電し発熱させるもので
あって、その抵抗が調節されておらず（すなわち、材
質、寸法、リブ厚が規定されるのみで、所望の抵抗が調
節されていない）、昇温特性が不十分であるという問題
があった。

【０００５】そこで、本出願人は、先に、ハニカム構造
体に通電のための少なくとも２つの電極を設けるととも
に、該電極間にスリット等の抵抗調節機構を有し、該ス
リット外周部にジルコニア系耐熱性無機接着剤を充填し
たヒーターを提案した（特開平３−２９６１８４号）。
本出願人はまた、ハニカムヒーターの外周部をセラミッ
ク質のマット、クロス等の絶縁物質を介在させ金属質バ
ンドで被覆することによりハニカムヒーターを保持する
方法などを提案した（特開平４−２４１７１５号）。さ
らに特開平４−２４１７１５号には、バンドやリング自
体を、例えばＡｌ₂Ｏ₃やＺｒＯ₂を溶射してセラミック
コーティングし、バンド及びリング表面に絶縁保護膜を
形成する方法も開示されている。

【０００６】本出願人は更に、抵抗調節機構の少なくと
も一部分に絶縁性を有するセラミックコーティング（例
えばホーロー加工）を施すか、抵抗調節機構たるスリッ
トの外周部に絶縁性セラミックコーティングされた金属
質のスペーサーを挿入してなる抵抗調節型ヒーターを絶
縁性を有するセラミックコーティングが施された缶体に
保持してなるヒーターユニット（特願平３−１６７６４
５号）を提案した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したいずれの方法
もヒーターの抵抗調節機構を絶縁して保護する手法を示
すものであるが、自動車の苛酷な運転条件下（特に、振
動と熱衝撃）においては、特開平３−２９６１８４号の
ヒーターは、無機接着剤が脱離する可能性があり、ま
た、特開平４−２４１７１５号のヒーターは、水平方向
及び垂直方向の振動によりヒーターが変形し、スペーサ
ーが破壊したり、絶縁用マットが損耗する恐れがある。
特願平３−１６７６４５号のヒーターユニットにおいて
は、これらの問題の大部分は解消されているものの、導
通の恐れのある箇所は全てセラミックコーティングを施
す必要があり、必ずしも簡易な方法ではない。また、バ
ッテリー、ケーブル等ヒーターシステムの軽量化及び更
なる低エミッション化を達成せんがため、より高い温度
の排気ガスを利用して早期に触媒を機能させることので
きるエンジン近傍個所（例えば、マニホールド位置）へ
のヒーターの設置が要請されている。マニホールド位置
にヒーターを設置する場合、振動は３０Ｇ前後と苛酷と
なり、又振動方向はヒーターユニットのガス流れ方向と
平行な縦振動が主で、熱衝撃も更に厳しくなる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は上記し
た課題に鑑みてなされたもので、本発明によれば、ガス
流れ方向に平行な多数の貫通孔を有する金属質のハニカ
ム構造体に、少なくとも１個の電極を電気的に接続して
ハニカムヒーターを構成し、このハニカムヒーターを、
金属質の保持部材を介して金属質の缶体に保持してなる
ヒーターユニットであって、保持部材が、ハニカムヒー
ター及び缶体と連結するバネ構造を有する部材であると
ともに、ハニカムヒーターとの連結部又は缶体との連結
部の少なくとも一方で、絶縁部を介して連結され、ハニ
カムヒーターのガス流れ方向に対して実質的に垂直方向
に発生する変位を吸収するとともに、ガス流れ方向に発
生する変位に対してはハニカムヒーターを固定する機能
を有することを特徴とするヒーターユニット（第１発
明）が、提供される。

【０００９】第１発明においては、保持部材が、環状部
とバネ機能を有する足部とを有してなり、環状部は、ハ
ニカム構造体に設けた溝に嵌合され、足部は、缶体に固
定されてなる構造が好ましい。また、この際、保持部材
は、複数に分割され、この分割された各部材を個々独立
して配設してなることが好ましい。また、第１発明にお
いては、保持部材を、ハニカムヒーターの外周部に渦巻
状に配置してなるものが好ましい。また、保持部材は、
該環状部の断面形状が、中空のリング形状、又はＵ字状
リング形状であることが好ましい。更に、保持部材は、
波型形状を有することが好ましい。

【００１０】また、本発明においては、更に、ハニカム
構造体と電極とが、バネ構造を有する金属質の連結部材
を介して連結され、かつ電極が、絶縁部材を介して缶体
の一部に固定されてなること、又は、電極が、ハニカム
構造体と直接連結され、絶縁部材及び絶縁部材に連結し
たバネ構造を有する緩衝部材を介して缶体に固定されて
なることが好ましい。これらの構造とすることにより、
ハニカムヒーターのガス流れ方向に対して実質的に垂直
方向に発生する変位を吸収し得る機能が増大し、ハニカ
ムヒーターの変形、破壊のおそれがほとんどなくなる。

【００１１】また本発明によれば、ガス流れ方向に平行
な多数の貫通孔を有する金属質のハニカム構造体に、少
なくとも１個の電極を電気的に接続してハニカムヒータ
ーを構成し、ハニカムヒーターを、金属質の缶体に保持
してなるヒーターユニットであって、ハニカム構造体と
電極とが、バネ構造を有する金属質の連結部材を介して
連結され、かつ電極が、絶縁部材を介して缶体の一部に
固定されることにより、ハニカムヒーターのガス流れ方
向に対して実質的に垂直方向に発生する変位を吸収する
とともに、ガス流れ方向に発生する変位に対してはハニ
カムヒーターを固定する機能を有することを特徴とする
ヒーターユニット（第２発明）、が提供される。第２発
明においては、連結部材が、略Ｕ字型の断面形状である
金属板からなることが好ましく、連結部材のバネ係数
が、ハニカムヒーターのガス流れ方向単位長さ当たり４
kgf/mm以下であることが好ましい。

【００１２】

【作用】本発明は、ヒーターユニットにおいて、ハニカ
ムヒーターを缶体に保持する保持形態を基本的には次の
３形態とする。 (1) 金属質の保持部材を介して、ハニカムヒーターを缶
体に保持する（第１の保持形態）。 (2) 電極および金属質の連結部材を介して、ハニカムヒ
ーターを缶体に保持する（第２の保持形態）。 (3) 電極をハニカムヒーターに直接連結し、電極は緩衝
部材を介して缶体に固定される（第３の保持形態）。

【００１３】なお、ハニカムヒーターと缶体との間に
は、絶縁材を介在させることが必要である。そして、本
発明は、上記保持形態において、保持部材は、バネ構造
を有するため、ガス流れ方向と垂直方向の変位に対して
は、その変位を吸収し得る機能を有し、一方、その両端
を固定するため、ガス流れ方向の変位に対しては、ハニ
カムヒーターを固定する機能を有するものである。ま
た、電極に連結する連結部材又は緩衝部材は、同様にバ
ネ構造を有するため、ガス流れ方向と垂直方向の変位に
対しては、その変位を吸収し得る機能を有し、これと連
結する電極が、ハニカム構造体又は缶体に固定されるた
め、ガス流れ方向の変位に対してハニカムヒーターを固
定する機能を有するものである。従って、このような構
成を有する本発明のヒーターユニットは、自動車の苛酷
な運転条件下において、振動および熱衝撃による膨張、
収縮に対して、ハニカムヒーターの破壊、変形を抑制す
ることができる。

【００１４】次に、本発明の構成要件を詳細に説明す
る。本発明で使用する金属質のハニカム構造体は、ガス
流れ方向に平行な多数な貫通孔を有する。ハニカム構造
体の材質としては、通電により発熱する金属質のもので
あれば任意の材質が使用できるが、自動車排ガス等高温
に晒されるため、耐熱性、耐酸化性の点から、Ｆｅ−Ｃ
ｒ−Ａｌ系の組成が好ましい。ハニカムのセル形状は特
に限定されないが、耐熱衝撃性の点から四角形や三角形
の形状に比して、六角形やそれ以上の多角形、コルゲー
ト形等の伸縮に対してフレキシブルな形状が好ましい。

【００１５】ハニカムのセル数についても特に限定され
ないが、熱伝導効率、触媒浄化効率等の点で、１００〜
６００セル／in²が好ましい。セル数が６００セル／in²
を超えると、ガスの圧力損失の点で問題が生じる。ハニ
カム構造体としては、圧延した薄板（フォイル）に波型
をつけて巻き上げるフォイル型、および粉末冶金押出し
法による押出し型の両者を用いることができるが、構造
耐久性の点で押出し型が好ましい。

【００１６】ハニカム構造体は、通常所望の電力を投入
するために抵抗を調節する必要があり、例えば押出し型
の場合、抵抗調節手段として、特開平３−２９５１８４
号公報に示すようなスリット等を入れている。この場
合、ハニカム構造体の外周部には、通電のための電極が
少なくとも２個設置されてハニカムヒーターとされ、通
電される。なお、このハニカムヒーターを触媒コンバー
ターとして用いる場合には、通常ハニカムヒーター上に
触媒を被覆して使用する。

【００１７】上記のようにして得られたハニカムヒータ
ーを缶体内に保持するが、その場合には次の点を考慮す
ることが重要である。即ち、金属質のハニカム構造体の
熱膨張率は、１０〜２０×１０^-6／℃と大きく、高温下
のハニカム構造体と比較的低温の缶体との熱膨張差に基
づく変位を吸収する必要があり、さらに、自動車に装着
した場合の苛酷な振動に対し、ハニカム構造体の破壊耐
久性、絶縁機能を維持するために、ハニカムヒーターは
缶体に強固に固定されなければならない。

【００１８】そこで、第１発明においては、ハニカムヒ
ーターを金属質の保持部材を介して金属質の缶体に保持
・固定する。ここで、保持部材の最も重要な機能は、ハ
ニカムヒーターのガス流れ方向と垂直な方向（以下、半
径方向という）に発生する変位を吸収し、かつガス流れ
方向に発生する変位に対してはハニカムヒーターを固定
することである。このような保持部材の具体的な構成は
後述するが、基本的には次の構成要件を備えるものであ
る。 (1) ハニカムヒーターの半径方向に発生する変位を吸収
するためには、ハニカムヒーターの半径方向にバネ構造
を有し、 (2) ガス流れ方向に発生する変位に対してハニカムヒー
ターを固定するためには、ガス流れ方向に大きな抵抗
力、強度で固定する構造を有する。

【００１９】ハニカムヒーターと缶体は絶縁する必要が
あるため、ハニカムヒーターと保持部材との連結部、又
は保持部材と缶体との連結部の少なくとも一方は絶縁材
から構成される絶縁部を有する。これら両連結部に絶縁
機能を持たせることは安全性の点から好ましいが、製造
工程が煩雑となるため、通常どちらか一方の連結部にお
いて絶縁機能を持たせればよい。ハニカムヒーターと保
持部材との連結部の位置としては、ハニカムヒーターの
外周部、外周部近傍、或いは中心部等任意であるが、連
結部の耐熱性、ガス流れの阻害の観点から、外周部又は
外周部近傍が好ましい。

【００２０】なお、ハニカムヒーターを最も苛酷なマニ
ホールド直下に装着する場合、半径方向に発生する変位
とは、例えば、高温ガス流入時の高温のヒーターと比較
的低温の缶体の熱膨張差によって発生する変位であり、
ガス流れ方向に発生する変位とは、エンジンの振動に基
づく変位である。なお、本発明のヒーターユニットは、
ガス流れ方向に垂直な方向の振動に対しても充分な剛性
を持ち、共振により破壊することがない。従って、あら
ゆる方向の振動に対しても充分な耐久性を具備するた
め、マニホールド位置に限らず、床下等、排気管のどの
位置であっても搭載可能である。

【００２１】次に、図面に基づいてさらに詳しく説明す
る。まず、本願の第１発明に係るヒーターユニットのタ
イプＡについて説明する。図１(a)(b)は、六角セルを有
し、抵抗調節機構として、ハニカム構造体１０にスリッ
ト１１を設けたハニカムヒーター１２を示している。こ
のハニカムヒーター１２の外周部に溝１３を形成する。
溝１３の形成は、焼結後のハニカム構造体１０に円筒研
削加工を施すことによって得ることができるが、粉末冶
金押出し法の場合、ハニカム構造体の乾燥体に対して、
予め同様の方法で加工してもよい。一方、図２(a)(b)に
示すようなリングの半割り状を呈する保持部材１６を用
いる。保持部材１６は、環状部１４と足部１５を有して
いる。

【００２２】上記した保持部材１６の環状部１４を、図
３に示すように、ハニカムヒーター１２の溝１３に嵌合
させ連結させる。環状部１４の表面には絶縁コート１７
が予め被覆されている。ここで、絶縁コート１７は、ホ
ーロー、溶射、セラミックコーティング、セメント被覆
等の方法により、ガラス（結晶化ガラスを含む）、セラ
ミック、セメント等の耐熱性無機物が強固に被覆され形
成される。なお、図３には示していないが、ハニカムヒ
ーター１２の溝１３の表面にも絶縁コート１７を被覆し
てもよい。ここで、絶縁コート１７の熱膨張率は、保持
部材１６の熱膨張率と適合させたものを用いることが好
ましい。

【００２３】また、保持部材１６とハニカムヒーター１
２とを連結するために、接合材１８を用いる。ここで、
接合材１８としては通常Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＳｉＯ₂−
Ａｌ₂Ｏ₃系等の耐熱性無機セメントを用いることができ
る。また、接合材１８はそれ自体が絶縁性を有する材料
を用いることが好ましい。

【００２４】以上のようにして、絶縁コート１７と接合
材１８により絶縁部が形成されることにより、ハニカム
ヒーター１２と保持部材１６は絶縁部を介して連結され
ることになる。接合材１８自体が絶縁性を有する材料か
らなる場合には、絶縁コート１７は必ずしも必要ではな
い。尚、絶縁コート１７の厚さとしては５〜２００μｍ
の範囲が、強度、絶縁性、耐熱衝撃性の観点から好まし
い。

【００２５】絶縁部の形状としては、ガス流れ方向の絶
縁部の投影長さＬを、ハニカムヒーターのガス流れ方向
の厚さＴに比して短くすることが好ましい。ハニカムヒ
ーター１２の熱膨張率は通常１０〜２０×１０^-6／℃
で、絶縁部、例えば接合材１８の熱膨張率は１〜１０×
１０^-6／℃と小さいため、ハニカムヒーター１２と絶縁
部の熱膨張差をできる限り小さくする必要があり、通常
ＬはＴの１／２以下とする。また、自動車用排ガス浄化
用に本発明のヒーターユニットを用いる場合には、Ｌは
０．５〜１０ｍｍの範囲とすることが好ましい。Ｌが
０．５ｍｍ未満では、振動に対して強固な接合ができ
ず、一方１０ｍｍを超えると接合材１８がハニカム構造
体１０との熱膨張差により破壊する恐れが生じる。

【００２６】さらに、接合面深さＤ（これは、溝１３の
深さとほぼ同じ）は、ハニカムヒーター１２のガス通過
面積をそれほど低減させず、かつ十分な接合強度を得る
ために、２〜１０ｍｍの範囲が好ましい。接合材１８の
厚さｔは１ｍｍ以下とすることが好ましい。ｔが１ｍｍ
を超えると、接着強度が低下し、破損の恐れがある。好
ましくは０．０１〜０．５ｍｍである。尚、上記した絶
縁部の他の例として、絶縁材とろう材を利用し、ろう付
処理を用いることができる。

【００２７】以上のようにして、リングの半割り状の保
持部材１６を２個ハニカムヒーター１２に連結し、さら
に図４(a)(b)に示す如く、保持部材１６同士を溶接によ
って接合し、環状で一体型の保持部材１６が接合された
ハニカムヒーター１２が得られる。このようにして得ら
れた、環状で一体型の保持部材１６を有するハニカムヒ
ーター１２は、図５のように、金属質の缶体１９内に保
持される。即ち、保持部材１６の足部１５が、溶接、ネ
ジ止め、はさみ込み、嵌め込み等の手段によって缶体１
９に固定される。ハニカムヒーター１２の外周側には、
外周側からのバイパスガスを防止するためにセラミック
マット２０等を充填することが好ましい。この際、マッ
ト２０は絶縁性に優れることは勿論のこと、耐熱性にも
優れ、ハニカムヒーター１２の振動に対し粉化、飛散し
にくいことが好ましい。また、マット２０の排ガスによ
る風蝕防止のため、排ガスがマット２０に直接当たらな
いように、図５、図６に示すような遮蔽板３４を設ける
か、あるいは図８(b)(c)に示すように、缶体１９の形状
を変更することも可能である。また、排ガスの条件によ
ってマット２０にカーボンが付着し、絶縁性の低下が著
しい場合にはマット２０をなくしてもよい。ただし、こ
の場合には、バイパスガスが多量にならないように、遮
蔽板３４とハニカムヒーター１２との間の隙間を小さく
する等の工夫が必要となる。

【００２８】また、環状で一体型の保持部材１６の熱膨
張率は、ハニカムヒーター１２の熱膨張率の１〜２倍が
好ましく、１〜１．５倍がさらに好ましい。さらに、ハ
ニカムヒーター１２と保持部材１６の連結部（溝１３）
と、保持部材１６と缶体１９の連結部２１の直線距離は
２０ｍｍ以内が好ましい。２０ｍｍを超えると連結部２
１の熱膨張による変位が大きくなり、また連結部への負
荷が増大する。上記のようにして得られるヒーターユニ
ットは、以下の特徴を有する。ハニカムヒーター１２が
高温時に熱膨張すると、外周部に配設された環状で一体
型の保持部材１６は、ハニカムヒーター１２の熱膨張に
追随するように膨張し、一方、保持部材１６の足部１５
は缶体１９に強固に固定されているので、ガス流れ方向
の変位、例えば振動に対して抵抗し、強固な耐久性が発
現される。

【００２９】ハニカムヒーター１２を通電加熱するため
の電極２２としては特に限定されるものではないが、後
述するように、連結部材、緩衝部材を用いてハニカムヒ
ーター、缶体と連結したものが、ハニカムヒーター１２
の発生する半径方向の変位を吸収して好ましい。

【００３０】また、タイプＡの応用例として、図７に示
すように、ハニカムヒーター１２のスリット１１の切り
込み長さを調節してその端部位置を調節することによ
り、ハニカムヒーター通電時の一体型保持部材１６への
伝導熱を活用し、通電時のハニカムヒーター１２の熱膨
張に一体型保持部材１６を追従させるようにすることは
好ましい。尚、２２は電極である。別の応用例として、
図８(a)(b)(c)に示すように、一体型保持部材１６の一
部をガス入口側Ｘに突出させることにより、温度に対す
る追従性を向上させることも好ましい。

【００３１】次に、タイプＢについて説明する。上記の
ように、タイプＡは、半割り状の保持部材１６を接合さ
せて、環状で一体型の保持部材１６を作製し、この一体
型保持部材１６を用いたヒーターユニットを示すもので
あるが、タイプＢは、図９(a)(b)に示すように、複数割
りの保持部材１６同士を接合させず、図１０(a)(b)に示
すように、ハニカムヒーター１２の溝１３に嵌合・連結
させた例である。この場合には、タイプＡと異なり、一
体型保持部材１６を用いていないので、高温下のハニカ
ムヒーター１２の熱膨張による半径方向の変位を、保持
部材１６の足部１５で吸収する構造である。また、ガス
流れ方向の変位に対しては保持部材１６の環状部１４と
缶体との連結部によって抵抗し保持する。このタイプＢ
の応用例としては、図１１(a)(b)に示すように、２個を
超える複数個の保持部材１６（図１１の場合、７個）を
用いる例が挙げられ、さらに保持部材１６とハニカムヒ
ーター１２の連結部が同一平面内になくてもよい。

【００３２】次にタイプＣを説明する。図１２(a)(b)に
示すように、絶縁部が保持部材１６と缶体１９の連結部
にある場合がタイプＣである。即ち、ハニカムヒーター
１２の外周部に、図１３のように、くの字状の薄板から
なる保持部材１６を、複数個溶接等の手段により連結す
る。従って、保持部材１６とハニカムヒーター１２は導
通している。缶体１９と連結する側の保持部材１６は、
必要に応じて絶縁コート材が被覆される。さらに、予め
２つ割りの缶体１９を用い、保持部材１６の先端にセラ
ミックマット等の充填材２３を挿入し、保持部材１６と
充填材２３を包みこむようにかしめる。このようにし
て、缶体１９とハニカムヒーター１２は絶縁された状態
となり、かつ保持部材１６はタイプＡ、Ｂと同様の効果
を奏することになる。

【００３３】更に、タイプＡ〜Ｃに共通する応用例を説
明する。図１４〜図１８の例は、保持部材の断面形状を
示すものである。保持部材１６は、環状の一体型でもよ
く、また複数個に分割されたものでもよい。図１４は保
持部材１６のハニカムヒーター１２と連結する部分の先
端をＲ取りしたものであり、これにより絶縁コート１７
の成膜性を向上させたものであり、さらに、ハニカムヒ
ーター１２の溝１３のエッジ部への応力集中を緩和する
ことができる。図１５〜１８は、ハニカムヒーター１２
の外周部に予め強化部２４を設け、保持部材１６と強固
に連結した例を示す。強化部２４の作製方法としては、
粉末冶金法を用いる場合、ハニカムヒーター１２の乾燥
体にハニカムヒーターと同一組成の坏土、または乾燥体
を所望の形状に加工したものを接合し、焼成して得るこ
とができる。この場合には、連結部の強度が改善、向上
する。尚、図１５はハニカムヒーター１２と保持部材１
６の連結部がハニカムヒーター１２の外周部近傍にある
場合を示す。

【００３４】図１９、図２０は、図３に示す例の応用例
で、保持部材１６の連結部の断面形状が異なる例を示し
ており、図１９の場合には溝１３及び保持部材１６の環
状部１４が、半径方向の平面に対しテーパー（角度）を
有するように形成され、図２０の場合には溝１３及び保
持部材１６の環状部１４がＲ（丸み）を有するように形
成されている。この構成により、保持部材１６とハニカ
ムヒーター１２の連結部のクリアランスを小さくでき、
その結果接着強度が向上し、高い接合強度が得られる。
図２１は、保持部材１６の断面形状がＵ字型の例であ
り、このＵ字構造が半径方向の変位に対してバネ機能を
有する。図２２(a)(b)は、保持部材１６として、板状体
をハニカムヒーター１２の外周部に渦巻状に配置したも
ので、半径方向の変位に対してバネ機能を有する。図２
３(a)(b)は、ハニカムヒーター１２の溝部で連結し、さ
らに図２２(a)(b)と同様にバネ機能部をハニカムヒータ
ー１２の外周部に渦巻状に配置した保持部材１６を示
す。図２２(a)(b)及び図２３(a)(b)の保持部材１６は、
バネ機能部をハニカムヒーター１２の外周部に渦巻状に
配置しているので、他の保持部材と比べて保持部材のガ
ス流れ方向の長さが短くなり、コンパクトになる利点を
有する。ここで、保持部材１６を図２９に示すような電
極と組み合わせる場合、保持部材１６の渦巻方向と電極
の連結部材２５の渦巻方向を一致させることが、保持部
材１６と連結部材２５との熱膨張収縮方向が一致して、
干渉しないことから望ましい。

【００３５】図２４〜図２７は、保持部材１６とハニカ
ムヒーター１２の連結部の強度を維持しつつ軽量化さ
せ、温度に対する追従性を改良させた例を示す。すなわ
ち、図２４は、保持部材１６の環状部１４が中空のリン
グから形成された例、図２５及び図２６は、保持部材１
６の環状部１４が断面Ｕ字状リングで形成された例であ
る。また、図２７は、保持部材１６が波状に構成されて
おり、これによりハニカムヒーター１２との連結部の強
度を大きくすることができる。さらに図２８は、保持部
材１６の先端の断面形状が多角形状になっており、これ
に絶縁コート１７が被覆されたものをセメント等の接合
材を用いることなく、かしめて形成した例である。

【００３６】なお、第１発明において、ハニカムヒータ
ーとハニカムヒーターを保持する保持部材は、自動車の
排気管の振動に共振して破壊することのないよう、ガス
流れ方向及び半径方向のそれぞれの振動に対して１００
０Ｈｚ以上、好ましくは２０００Ｈｚの固有振動数を持
つことが望ましい。ハニカムヒーターについて、ガス流
れ方向の固有振動数を増加させるには、スリットの切り
込みの長さを短くする、ガス流れ方向厚さを増加させる
等の手段が、また半径方向の固有振動数を増加させるに
は、スリットの切り込み長さを短くする、隣合うスリッ
ト間のセル数を増やす等の手段が有効である。ただし、
上記手段はハニカムヒーターの抵抗値を減少させること
になるため、所定の抵抗値をもつヒーターユニットを得
るためには、ハニカムヒーターの径、ガス流れ方向厚
さ、スリット本数等を調整し、上記固有振動数の条件も
満足する設計が必要である。

【００３７】一方、保持部材について、固有振動数を増
加させるには、足部の長さを短くする、足部の幅を広く
する、足部の本数を増やす等の手段がある。足部の長さ
が短すぎると、保持部材の環状部と缶体との熱膨張差に
よって足部に高い応力が発生し、疲労破壊につながるた
め、応力値が３０kg/mm²以下、好ましくは１５kg/mm²以
下となるよう、上述の固有振動数とバランスをとって設
計することが重要である。次に、本願の第１発明の変形
例をタイプＥとして説明する。図３２は、第１発明の変
形例（タイプＥ）における電極構造を示す部分断面図で
ある。図３２に示す如く、タイプＥの例では、電極２２
を、直接溶接等の手段によりハニカムヒーター１２に接
合するとともに、絶縁碍子等の絶縁材からなる絶縁部材
２６にナット２９により連結し、さらに絶縁部材２６を
緩衝部材２７を介して缶体１９に固定する。緩衝部材２
７は、上記した保持部材と同様に、ハニカムヒーター１
２の半径方向の変位を吸収し、またガス流れ方向の変位
に対しては固定機能を有する。なお、タイプＥの例にお
いて、緩衝部材は、後述する第２発明の連結部材と同様
に、バネ係数として、ハニカムヒーターのガス流れ方向
単位長さ当たり約４０N/mm（４kgf/mm）以下が好まし
く、約１０N/mm（１kgf/mm）以下のものであることがよ
り好ましい。バネ係数が約４０N/mm（４kgf/mm）を超え
ると、バネ力が大きくなり過ぎて、電極接合部付近のハ
ニカムを押しつぶしてしまうおそれがある。

【００３８】次に、本願の第２発明について説明する。
ヒーターユニットは、通電するための電極を少なくとも
１個有する必要がある。通常、電極はハニカム構造体に
直接溶接等の手法によって接合されるため、この電極が
絶縁碍子等を介して缶体に固定されると、缶体とハニカ
ムヒーターの熱膨張差に基づく相対変位によって、電極
がハニカムヒーターを変形させる恐れがある。従って、
電極とハニカムヒーターの連結方法を改善する必要が生
じるのであり、以下、この例をタイプＤとして詳細に説
明する。

【００３９】タイプＤの典型的な例を図２９に示す。図
２９に示すように、ハニカムヒーター１２は、ハニカム
構造体と電極２２とが、バネ構造を有する金属質の連結
部材２５を介して連結され、かつ電極２２が、絶縁部材
を介して缶体１９の一部に固定されることにより半径方
向に発生する変位を吸収し、ガス流れ方向に対しては固
定機能を有する。連結部材２５は、前述の保持部材と同
様の材質、形状が適用できる。ただし、その抵抗値はハ
ニカムヒーターの発熱の妨げにならないように充分小さ
な値とする。

【００４０】連結部材２５とハニカムヒーター１２及び
電極２２との接合は溶接等任意の方法が適用できる。ま
た、電極２２は絶縁碍子等の絶縁材からなる絶縁部材２
６、碍子固定治具３０を介しワッシャー、ナット２９に
より缶体１９に強固に保持される。タイプＤの方法は、
電極２２が連結部を介してハニカムヒーター１２に固定
されているので、外部から電極２２への衝撃に対しハニ
カムヒーター１２の破損の恐れが小さい。又、図３０に
示すハニカムヒーターは、上記したタイプＡと同一の方
法により、保持部材１６にてハニカムヒーター１２が缶
体１９内に保持された例を示すが、図３０の例に限ら
ず、それ以外のいかなる方法に対しても本タイプは有効
に作用する。更に、本タイプの別の例として、図３１
(a)(b)に示すように、断面形状が略Ｕ字型になるように
折返した金属板を連結部材２５として電極２２とハニカ
ムヒーター１２の間に介在させるのも好ましい例の１つ
である。

【００４１】なお、第２発明において、電極とハニカム
ヒーターとを連結する連結部材は、ハニカム構造体と缶
体との熱膨張差に基づく変異を吸収できるようにバネ機
能を有するが、そのバネ力は、バネ係数として、ハニカ
ムヒーターのガス流れ方向単位長さ当たり約４０N/mm
（４kgf/mm）以下が好ましく、約１０N/mm（１kgf/mm）
以下がより好ましい。バネ係数が約４０N/mm（４kgf/m
m）を超えると、バネ力が大きくなり過ぎて、連結部材
とハニカムヒーターとの接合部付近のハニカムを連結部
材が押しつぶしてしまうおそれがある。また、連結部材
の断面積は１０mm²以上、好ましくは１５mm²以上とする
ことが、長さは５０mm以下、好ましくは２０mm以下とす
ることが、通電時の連結部材の温度上昇及びそれによる
連結部材の伸びを小さくするため好ましい。断面積、長
さが、上記の範囲からはずれている場合には、異常昇温
によって連結部材が溶解したり、伸び量が大きくなり過
ぎて、連結部材及び連結部材が接合されている電極とハ
ニカムヒーターに高い応力が発生し、破壊に至る可能性
がある。連結部材のバネ係数の減少と断面積の増加及び
長さの減少とは相反する特性のため、バランスよく設計
することが重要である。

【００４２】

【００４３】更に、第２発明のタイプＤは、前述したタ
イプＡ〜Ｃ等に示す保持部材を利用した保持方法を併用
することにより、ハニカムヒーターの変形、破壊等の恐
れは殆ど発現しなくなり、最も好ましいものである。

【００４４】

【実施例】以下、本発明を実施例に基いて更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。

【００４５】(1) ハニカムヒーターの調製方法ハニカム構造体：平均粒径４４μｍ以下のＦｅ粉末、Ｃ
ｒ−３０Ａｌ粉末（重量％）、Ｆｅ−５０Ａｌ粉末（重
量％）、Ｆｅ−２０Ｂ粉末（重量％）及びＹ₂Ｏ₃粉末を
Ｆｅ−１２Ｃｒ−１０Ａｌ−０．０５Ｂ−０．５Ｙ₂Ｏ₃
という組成になるように添加、混合した。この混合物１
００ｇ当り、メチルセルロース（４ｇ）を有機バインダ
ーとして、また、オレイン酸（１ｇ）を酸化防止剤とし
て添加し、混合した。このように坏土を調製した後、直
径が１１３ｍｍ、厚さ３０ｍｍの円柱形状のハニカム成
形体を押出成形により得た。

【００４６】このハニカム成形体を大気中、９０℃で
１６時間乾燥し、次いで、水素雰囲気下で１３２５℃に
２時間保持して焼結した。上記方法により、外径９３ｍ
ｍφ、厚さ２５ｍｍ、隔壁厚さ０．１ｍｍで、六角セル
よりなるセル密度４５０セル／平方インチのハニカム構
造体を得た。次に、この外周部に円筒研削盤にて幅３．
５ｍｍ、深さ４ｍｍの溝１３を形成し、さらにスリット
１１を貫通孔の軸と平行な方向に、スリット間のセル数
が８個となるようにダイヤモンドソーにより研削加工し
て形成し、次いで空気中、１１５０℃で３０分熱処理を
行なうことにより、図１(a)(b)に示すハニカム構造体１
０を得た。

【００４７】触媒調整法：γ−Ａｌ₂Ｏ₃とＣｅＯ₂とを
重量比で７０：３０となるように、それぞれの粉末を調
整し、これらの粉末に水と微量の硝酸を添加し、湿式法
で粉砕し、担持スラリーを調整した。この担持スラリー
を用い、ディップ法により、ハニカム構造体１０にウォ
ッシュコート層を形成した。次いで、このウォッシュコ
ート層を乾燥した後、５００℃で焼成し、γ−Ａｌ₂Ｏ₃
とＣｅＯ₂とを被覆した。次いで、ＰｔとＲｈとをモル
比で５：１、かつ総担持量が４０ｇ／ｆｔ³になるよう
に、塩化白金酸と硝酸ロジウムとからなる水溶液に約２
０分含浸させ、触媒を担持した。

【００４８】電極：（タイプＤ）図３０に示すように、長さ方向にＲ：５０
ｍｍで曲げた厚さ１．５ｍｍ、幅１５ｍｍ、長さ４５ｍ
ｍのＳＵＳ４０９Ｌの導電プレート（連結部材）２５の
一端に、Ｍ１０×１．２５（外径：φ１０ｍｍ、ピッ
チ：１．２５ｍｍ）、長さ３０ｍｍのＳＵＳ４０９Ｌ製
ねじ型電極２２を溶接し、一方導電プレート２５の他端
をハニカム構造体１０と溶接することにより、導電プレ
ート２５を配設した。缶体１９と電極２２との固定は、
図３０に示すように、缶体１９に設けられたφ１４ｍｍ
の孔２８に、内径φ１１ｍｍ、外径φ２０ｍｍ、厚さ４
ｍｍのＡｌ₂O₃製碍子をはさんで電極２２を取り出しナ
ット２９にて固定する方法で行なった。

【００４９】（タイプＥ）Ｍ１０×１．２５、長さ４０
ｍｍのＳＵＳ４０９Ｌ製ボルト（電極２２）を用意し、
ハニカム構造体１０と溶接した。さらに、緩衝部材２７
として図３２に示すような同心円状の波を持ち、中心に
φ１４ｍｍの孔を有する板厚０．８ｍｍ、外径φ５０ｍ
ｍのＳＵＳ３１０Ｓ部材（緩衝部材２７）を用意した。
電極２２と缶体１９との固定は、図３２に示すように、
まず電極２２と緩衝部材２７をタイプＤと同じ碍子２６
をはさんでナット２９で締め込み固定し、次に緩衝部材
２７の外周部と缶体１９とを溶接固定する方法で行なっ
た。

【００５０】（タイプＦ）タイプＥと同じ方法にて電極
２２をハニカム構造体１０と溶接した。次に、図３３に
示すような碍子固定治具３０として、両端に内径φ２
０．５ｍｍの凹部、中心にφ１４ｍｍの孔を有する外径
φ２３ｍｍ、高さ１０ｍｍのＳＵＳ３１０Ｓの部材を用
意し、また碍子２６として内径φ１１ｍｍ、外径φ２０
ｍｍ、高さ４ｍｍ及び８ｍｍのＡｌ₂Ｏ₃製碍子を用意し
た。電極２２と缶体１９との固定は、図３３に示すよう
に、まず、碍子２６、碍子固定治具３０をワッシャー、
ナット２９にて電極２２に固定し、次に缶体１９に設け
られたφ２３．５ｍｍの孔に挿入し、溶接固定する方法
で行なった。

【００５１】(2) ヒーターユニットの調製方法（実施例１）ハニカム構造体１０に触媒を担持調整した
後、タイプＤの電極付き導電プレート２５を取付け、ま
た保持部材１６として、図２に示す厚さ３ｍｍ、外周Ｒ
４４ｍｍ、内周Ｒ３５．５ｍｍの半円弧部（環状部１
４）と厚さ１．５ｍｍ、幅８ｍｍ、長さ２０ｍｍの足部
１４を４本を有するＳＵＳ３１０Ｓ部材を２つ用意し
た。次に、保持部材１６の環状部１４にアルミナを２０
〜２５μｍ溶射し、絶縁コート１７を形成した。

【００５２】次いで、ハニカム構造体１０に形成したス
リット１１の溝１３以外の部分に厚さ０．８ｍｍのスペ
ーサーを挿入し、仮止めした。次に溝部１３に無機セメ
ントを充填し、２つの保持部材１６を挿入し、空気中で
１００℃で１時間、次いで３００℃で１時間乾燥し、固
定した。ここで、無機セメントはＡｌ₂Ｏ₃を主成分とす
る日本化学工業製のボンドＸ＃６４を使用した。乾燥
後、仮止めスペーサーをはずし、２つの保持部材１６の
突合せ部を溶接にて結合し、図４のように環状化した。
次に、保持部材１６を固定したハニカムヒーター１２
を、図５に示すように、保持部材足部１５と、ＳＵＳ３
１０Ｓ製で厚さ１．５ｍｍの缶体１９を溶接にて固定し
た。また、ハニカムヒーター１２の外周部にガスリーク
防止用のセラミックマット２０として住友３Ｍ製インタ
ラムマット（商標）を配置し、さらにマット２０の風触
防止用の内径φ９３ｍｍの遮蔽板を缶体１９と溶接固定
し、電極をタイプＤの方法にて固定し、図５に示すよう
な、ガス流れ方向入口側に保持部材１６の足部１５を有
する全長１００ｍｍ、抵抗値３０ｍΩのハニカムヒータ
ーユニットＡを得た。

【００５３】（実施例２）図９に示す頂角８５°の円弧
で、それ以外は実施例１と同じ保持部材１６を用意し、
実施例１と同一方法にて図１０に示されるハニカムヒー
ター１２を得た。このハニカムヒーターユニット１２に
タイプＥの電極を取り付け、それ以外は実施例１と同様
にしてニカムヒーターユニットＢを得た。

【００５４】（実施例３）実施例１と同一方法にて同一
形状のハニカム成形体を得た。次に該ハニカム成形体と
同一材質の厚さ１．５ｍｍ、１０ｍｍ角の中実ブロック
成形体を６個用意した。

【００５５】ハニカム成形体と同一材質の成形体に少量
の水を混ぜあわせて作成したのり（ペースト）を用いて
中実ブロック成形体をハニカム成形体の外周に貼り、次
いで実施例１と同一方法にて焼成、スリット加工、触媒
付を行ない、図１２に示すハニカム構造体１０を作製し
た。更に、図１３に示されるように、幅８ｍｍ、長さ２
４ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのＳＵＳ４０９Ｌ製の保持部材
１６を用意し、その一端を溶接にてハニカム構造体１０
のブロックと固定した。次に、保持部材１６の他端を、
アルミナ・シリカ系の連続繊維から編み上げられたファ
イバーマット２３（住友３Ｍ社製ネクステルマット（商
標）、１．５ｍｍ厚）で被覆した状態にて缶体１９に設
けた溝に挿入し、さらにかしめて固定した。一方、電極
は実施例２と同じ方法にてタイプＥの電極を取り付け、
それ以外は実施例１と同じ方法にてガスリーク防止マッ
ト及び遮蔽板を設け、図１２に示す保持構造をもつハニ
カムヒーターＣを得た。

【００５６】（実施例４）電極のみをタイプＦの方法に
て取り付け、それ以外は実施例１と同一方法、同一構造
にてハニカムヒーターユニットＤを得た。

【００５７】（実施例５）電極のみをタイプＦの方法に
て取り付け、それ以外は実施例２と同一方法、同一構造
にてハニカムヒーターユニットＥを得た。

【００５８】（比較例１）実施例１と同一方法にて、溝
のないスリット入りで触媒付のハニカムヒーター１２’
を得た。次に、厚さ０．８ｍｍ、幅１５ｍｍ、高さ４ｍ
ｍのＺｒＯ₂製スペーサーをハニカムヒーター外周のス
リット開放端に挿入し、実施例１と同じ無機セメントに
て接合し、空気中１００℃で１時間乾燥固定した。次い
で、電極引き出し孔を設けた断面がコの字状の板厚１ｍ
ｍ、幅３７ｍｍのＳＵＳ３１０Ｓ製の円筒状でコの字状
保持部材１６’の内側にハニカムヒーター１２’を挿入
し、無機セメントが露出しないように無機セメント充填
層３１の端面部に、断面がＬ字状で厚さ２ｍｍの円筒状
碍子２６をセットして実施例１と同じセメントを充填し
た。次に、空気中にて１００℃で６時間、更に３００℃
で３時間の乾燥を行ない、図３４に示すような、保持部
材と一体化したハニカムヒーター１２’を得た。

【００５９】さらに、ハニカムヒーター１２’の外周
に、保持用マット３２として住友３Ｍ製インタラムマッ
ト（商標）（３．４ｍｍ厚さ）を巻き、幅３７．５ｍｍ
の凹部を持つ１．５ｍｍ厚の缶体１９にはめ込み、実施
例４と同様にしてタイプＦの電極を設け、実施例１と同
様の外形状を持つハニカムヒーターユニットＦを得た。

【００６０】（比較例２）比較例１と同一方法にて、ス
ペーサーを挿入した同じハニカム構造体を得た。次に、
実施例３と同じ厚さ３ｍｍ、幅３０ｍｍのアルミナ・シ
リカ（Ａｌ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂）系ファイバーマット３３を
電極部を除いてハニカム構造体外周部に巻き、比較例１
と同様な幅３１ｍｍの凹部をもつ缶体１９にはめ込み、
電極その他を比較例１と同様にしてハニカムヒーターユ
ニットＧを得た。

【００６１】(3) 加振バーナー耐久試験実車耐久試験を模擬した加振バーナー耐久試験により、
上記実施例１〜５及び比較例１〜２で得られたヒーター
ユニットの耐久性を調べた。即ち、プロパンバーナーの
排ガス（吸入空気量１ｍ³／ｍｉｎ、プロパン２０Ｎｌ
／ｍｉｎ）を用い、ヒーター温度を２００℃から９５０
℃まで５分間で昇温し、さらに９５０℃から２００℃ま
で５分間で降温するサイクルを２００サイクル繰り返し
た。この時、ヒーターユニットに対して、加振機を用い
強制的にガス流れ方向に２８Ｇ、２００Ｈｚの振動が与
えられた。結果を表１に示す。

【００６２】

【表１】

【００６３】表１より、本発明の保持構造及び／又は電
極構造を有するヒーターユニットは排気管内のきびしい
熱衝撃と振動に対して十分な構造耐久性を有することが
わかる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
自動車などの苛酷な条件下、振動及び熱衝撃による膨張
・収縮に対して、ハニカムヒーターの破壊、剥離などが
生じないヒーターユニットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハニカムヒーターの一例を示し、(a)は平面
図、(b)は側面図である。

【図２】保持部材の一例を示し、(a)は平面図、(b)は側
面図である。

【図３】ハニカムヒーターの外周部の一例を示す部分断
面図である。

【図４】保持部材を有するハニカムヒーターの一例を示
し、(a)は平面図、(b)は側面図である。

【図５】第１発明のヒーターユニットの一例を示す一部
切欠き断面図である。

【図６】ハニカムヒーターと缶体を保持部材で連結した
例を示す部分断面図である。

【図７】保持部材を有するハニカムヒーターの一例を示
す平面図である。

【図８】ハニカムヒーターと缶体を保持部材で連結した
例を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のＡ−Ａ断面図、(c)
は一部断面を示す側面図である。

【図９】保持部材の他の例を示し、(a)は平面図、(b)は
側面図である。

【図１０】第１発明のヒーターユニットの他の例を示
し、(a)は平面図、(b)は側面図である。

【図１１】第１発明のヒーターユニットのさらに他の例
を示し、(a)は平面図、(b)は側面図である。

【図１２】第１発明のヒーターユニットのさらに他の例
を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のＢ−Ｂ断面図であ
る。

【図１３】図１２に示すヒーターユニットの保持部材を
示す説明図である。

【図１４】ハニカムヒーターと保持部材の連結状況の例
を示す説明図である。

【図１５】ハニカムヒーターと保持部材の連結状況の例
を示す説明図である。

【図１６】ハニカムヒーターと保持部材の連結状況の例
を示す説明図である。

【図１７】ハニカムヒーターと保持部材の連結状況の例
を示す説明図である。

【図１８】ハニカムヒーターと保持部材の連結状況の例
を示す説明図である。

【図１９】ハニカムヒーターの外周部の他の例を示す部
分断面図である。

【図２０】ハニカムヒーターの外周部のさらに別の例を
示す部分断面図である。

【図２１】ハニカムヒーターと缶体を保持部材で連結し
た例を示す説明図である。

【図２２】第１発明のヒーターユニットのさらに別の例
を示し、(a)は部分平面図、(b)は(a)のＣ−Ｃ断面図で
ある。

【図２３】第１発明のヒーターユニットのさらに別の例
を示し、(a)は部分平面図、(b)は(a)のＤ−Ｄ断面図で
ある。

【図２４】ハニカムヒーターと保持部材の連結状況の例
を示す説明図である。

【図２５】ハニカムヒーターと保持部材の連結状況の例
を示す説明図である。

【図２６】ハニカムヒーターと保持部材の連結状況の例
を示す説明図である。

【図２７】ハニカムヒーターと保持部材の連結状況の例
を示す説明図である。

【図２８】ハニカムヒーターと保持部材の連結状況の例
を示す説明図である。

【図２９】第２発明の電極構造の一例を示す部分断面図
である。

【図３０】第２発明の電極構造を有する第１発明のヒー
ターユニットの一例を示す平面図である。

【図３１】第２発明の電極構造の別の例を示し、(a)は
正面の部分断面図、(b)は側面の部分断面図である。

【図３２】第１発明の電極構造の一例を示す部分断面図
である。

【図３３】電極構造の一例を示す部分断面図である。

【図３４】比較例１のハニカムヒーターの保持構造の一
例を示す部分断面図である。

【図３５】比較例２のハニカムヒーターの保持構造の一
例を示す部分断面図である。

【符合の説明】

１０…ハニカム構造体、１１…スリット、１２…ハニカ
ムヒーター、１３…溝、１４…保持部材の環状部、１５
…保持部材の足部、１６…保持部材、１７…絶縁コー
ト、１８…接合材、１９…缶体、２０…セラミックマッ
ト、２１…連結部、２２…電極、２３…充填材、２４…
強化部、２５…連結部材、２６…碍子、２７…緩衝部
材、２９…ナット、３０…碍子固定治具、３１…無機セ
メント充填層、３２…保持用マット、３３…ファイバー
マット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−241716（ＪＰ，Ａ) 特開平４−203416（ＪＰ，Ａ) 実開昭52−163619（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/00 - 3/38 B01J 35/02 H05B 3/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス流れ方向に平行な多数の貫通孔を有
する金属質のハニカム構造体に、少なくとも１個の電極
を電気的に接続してハニカムヒーターを構成し、該ハニ
カムヒーターを、金属質の保持部材を介して金属質の缶
体に保持してなるヒーターユニットであって、該保持部材が、該ハニカムヒーター及び該缶体と連結す
るバネ構造を有する部材であるとともに、該ハニカムヒ
ーターとの連結部又は該缶体との連結部の少なくとも一
方で、絶縁部を介して連結され、ハニカムヒーターのガ
ス流れ方向に対して実質的に垂直方向に発生する変位を
吸収するとともに、ガス流れ方向に発生する変位に対し
てはハニカムヒーターを固定する機能を有することを特
徴とするヒーターユニット。
【請求項２】該保持部材が、環状部とバネ機能を有す
る足部とを有してなり、該環状部は、該ハニカム構造体
に設けた溝に嵌合され、該足部は、該缶体に固定されて
なる請求項１に記載のヒーターユニット。
【請求項３】該保持部材が、複数に分割され、該分割
された各部材を個々独立して配設してなる請求項２に記
載のヒーターユニット。
【請求項４】該保持部材が、ハニカムヒーターの外周
部に渦巻状に配置されてなる請求項３に記載のヒーター
ユニット。
【請求項５】該保持部材の該環状部の断面形状が、中
空のリング形状、又はＵ字状リング形状である請求項２
に記載のヒーターユニット。
【請求項６】該保持部材が、波型形状を有する請求項
１又は３に記載のヒーターユニット。
【請求項７】該ハニカム構造体と該電極とが、バネ構
造を有する金属質の連結部材を介して連結され、かつ該
電極が、絶縁部材を介して該缶体の一部に固定されてな
る請求項１〜６のいずれか一項に記載のヒーターユニッ
ト。
【請求項８】該電極が、該ハニカム構造体と直接連結
され、絶縁部材及び該絶縁部材に連結したバネ構造を有
する緩衝部材を介して該缶体に固定されてなる請求項１
〜７のいずれか一項に記載のヒーターユニット。
【請求項９】ガス流れ方向に平行な多数の貫通孔を有
する金属質のハニカム構造体に、少なくとも１個の電極
を電気的に接続してハニカムヒーターを構成し、該ハニ
カムヒーターを、金属質の缶体に保持してなるヒーター
ユニットであって、該ハニカム構造体と該電極とが、バ
ネ構造を有する金属質の連結部材を介して連結され、か
つ該電極が、絶縁部材を介して該缶体の一部に固定され
ることにより、該ハニカムヒーターのガス流れ方向に対
して実質的に垂直方向に発生する変位を吸収し得るとと
もに、ガス流れ方向に発生する変位に対してはハニカム
ヒーターを固定する機能を有することを特徴とするヒー
ターユニット。
【請求項１０】該連結部材が、略Ｕ字型の断面形状を
有する金属板からなる請求項９に記載のヒーターユニッ
ト。
【請求項１１】該連結部材のバネ係数が、ハニカムヒ
ーターのガス流れ方向単位長さ当たり約４０N/mm（４kg
f/mm）以下である請求項９又は１０に記載のヒーターユ
ニット。