JP5626371B2 - 電気加熱式触媒 - Google Patents

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Description

本発明は、電気加熱式触媒に関する。
通電により発熱する触媒の担体と、該触媒の担体を収容するケースと、の間に絶縁体のマットを設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このマットによれば、触媒の担体に通電したときに、ケースに電気が流れることを抑制できる。しかし、内燃機関の始動直後などには、排気管壁面で排気中の水が凝縮することがある。液体となった水は排気に押されて下流側に流れ、触媒に到達する。この液体の水がマット内に浸入し電極まで達すると、電極とケースとの間の絶縁抵抗が低下するため電極からケースに電気が流れる虞がある。
また、水がマット内を通って触媒の担体へ到達することを抑制するために、マットを内管で分割することがある。しかし、触媒からの熱や排気の熱が内管よりも外側に伝わり難くなるため、内管よりも外側に存在するマットの温度は上がり難い。また、内管よりも外側に存在するマットからケースの外部へ熱が逃げるため、内管よりも外側に存在するマットの温度は下がり易い。このため、内管よりも外側のマットに侵入した水は、蒸発せずにマット内に滞留し易い。そして、このマット内に滞留する水により、電極とケースとの間の絶縁抵抗値が低下するため、電極からケースに電気が流れる虞がある。
特開平０５−２６９３８７号公報
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気加熱式触媒のケースに電気が流れることを抑制することにある。
上記課題を達成するために本発明による電気加熱式触媒は、
通電により発熱する発熱体と、
前記発熱体を収容するケースと、
前記発熱体と前記ケースとの間に設けられる内管と、
前記発熱体と前記内管との間及び前記内管と前記ケースとの間に設けられる電気を絶縁するマットと、
前記発熱体に接続され該発熱体に電力を供給する電極と、
を備え、
前記内管の表面には、電気を絶縁する絶縁層が形成されており、
前記絶縁層は、内管の外周面側よりも内周面側のほうが薄い。
発熱体は、触媒の担体としてもよく、触媒よりも上流側に設けることもできる。そして、発熱体に通電することにより該発熱体が発熱するため、触媒の温度を上昇させることができる。内管は、マットをケース側と発熱体側とに分割している。また、内管はマットにより支持されるため、該内管は、発熱体及びケースとは接触していない。
ここで、内燃機関の排気中には水分が含まれるため、ケースなどにおいて水が凝縮することがある。この水はケースの内面を流れてマットに付着し、その後マットに吸収される。マットは、内管で分割されているため、ケースの内面を流れて来た水は、内管よりも外側のマットに付着する。そして、内管が存在することにより、該内管よりも内側のマットに水が浸入することが抑制される。内管の表面には絶縁層が形成されるため、該内管に金属を用いたとしても電気が内管を流れることが抑制される。
ところで、絶縁層に用いられる絶縁材料は、温度が高いほど、絶縁抵抗値が低下する。すなわち、温度が高くなるほど、電気が流れ易くなる。また、絶縁層を厚くするほど、絶縁抵抗値は大きくなる。したがって、温度が比較的高い部位においては、絶縁層を厚くすれば絶縁抵抗値の低下を抑制できる。
しかし、絶縁材料は断熱性能も有するため、絶縁層を厚くするほど、断熱性能が高くなる。このため、絶縁層を厚くし過ぎると、発熱体からの熱が内管よりも外側のマットへ伝わり難くなる。そうすると、内管よりも外側のマットに滞留している水の蒸発に時間がかかってしまう。
ここで、内管の内周面側では、発熱体から熱を受けることにより温度が高くなり、内管の外周面側では、ケースから外部へ熱が放出されるため温度が低くなる。このため、絶縁層の厚さを内管の内周面と外周面とで同じにすると、絶縁抵抗値は内周面側よりも外周面側のほうが大きくなる。したがって、内管の外周面側の絶縁層を厚くすれば、絶縁抵抗値を効果的に高めることができる。すなわち、内管の外周面側のほうが内周面側よりも温度が低いために、該外周面側の絶縁層を相対的に厚くすることで、絶縁性能を高くすることができる。また、内管の内周面側の絶縁層を相対的に薄くして断熱効果を小さくすることで、発熱体や排気からの熱を内管よりも外側のマットへ伝え易くすることができる。これにより、マットに水が滞留することを抑制できる。
また、上記課題を達成するために本発明による電気加熱式触媒は、
通電により発熱する発熱体と、
前記発熱体を収容するケースと、
前記発熱体と前記ケースとの間に設けられる内管と、
前記発熱体と前記内管との間及び前記内管と前記ケースとの間に設けられる電気を絶縁するマットと、
前記発熱体に接続され該発熱体に電力を供給する電極と、
を備え、
前記内管は、前記マットよりも排気の流れ方向の上流側及び下流側へ突出しており、
前記内管の表面には、電気を絶縁する絶縁層が形成されており、
前記絶縁層は、前記マットよりも排気の流れ方向の上流側または下流側へ突出している部位のほうが、前記マットが設けられている部位よりも薄い。
内管をマットよりも排気の流れ方向の上流側及び下流側へ突出させることにより、マットの上流端及び下流端に水や粒子状物質（ＰＭ）が付着しても、電気が流れることを抑制できる。
ここで、内管のマットが設けられている部位では、内管とマットとが接しているため、マットに滞留している水により短絡の虞がある。このため、絶縁層には高い絶縁性能が要求される。また、マットには断熱効果があるため、マットが設けられている部位では、内管の温度が比較的高いまま維持される。したがって、マットが設けられている部位においては、絶縁層を比較的厚くするとよい。
一方、マットよりも排気の流れ方向の上流側または下流側へ突出している部位では、排気の温度が低下すると、内管から熱が奪われるため、温度が低下し易い。このため、絶縁層が薄くても絶縁性能を維持できる。したがって、マットよりも排気の流れ方向の上流側または下流側へ突出している部位においては、絶縁層を比較的薄くすることができる。
また、上記課題を達成するために本発明による電気加熱式触媒は、
通電により発熱する発熱体と、
前記発熱体を収容するケースと、
前記発熱体と前記ケースとの間に設けられる内管と、
前記発熱体と前記内管との間及び前記内管と前記ケースとの間に設けられる電気を絶縁するマットと、
前記発熱体に接続され該発熱体に電力を供給する電極と、
を備え、
前記内管の表面には、電気を絶縁する絶縁層が形成されており、
前記電極の一部は、前記発熱体の周方向に沿って該発熱体の外周面に形成されており、
前記絶縁層は、少なくとも夫々の電極において他の電極との距離が最短となる部位の近傍の部位のほうが、近傍に電極が存在しない部位よりも厚い。
発熱体に接続される電極は、陽極と陰極との少なくとも２つある。この陽極と陰極との間に電位差を生じさせると発熱体に電気が流れる。ここで、電気は、抵抗の小さな所を流れるため、陽極と陰極との距離が最短となる箇所を流れ易い。すなわち、陽極と陰極とを結ぶ最短経路で発熱体の温度が高くなり易い。したがって、夫々の電極において他の電極との距離が最短となる部位の近傍において絶縁層を相対的に厚くすれば、要求される絶縁抵抗値を確保できる。なお、電極が発熱体の外周に沿って形成されている場合には、該電極の端部で電極間の距離が最短となるため、該電極の端部の近傍で絶縁層を相対的に厚くしてもよい。
また、電極は、少なくとも、夫々の電極において他の電極との距離が最短となる部位の近傍で相対的に厚くすればよいが、これに代えて、電極近傍において相対的に厚くしてもよい。すなわち、電極全体に亘って、その近傍に存在する絶縁層の厚さを相対的に厚くしてもよい。また、「夫々の電極において他の電極との距離が最短となる部位の近傍の部位」は、「夫々の電極において他の電極との距離が最短となる部位から所定の距離未満の部位」としてもよい。また、「近傍に電極が存在しない部位」は、「夫々の電極において他の電極との距離が最短となる部位から所定の距離以上離れている部位」としてもよい。
本発明によれば、電気加熱式触媒のケースに電気が流れることを抑制することができる。
実施例１に係る電気加熱式触媒の概略構成を示す図である。 絶縁層の絶縁抵抗値と温度との関係を示した図である。 実施例２に係る電気加熱式触媒の概略構成を示す図である。 マットが設けられている部位及びその近傍の部位において、絶縁層を相対的に厚くした場合の電気加熱式触媒の概略構成を示す図である。 実施例３に係る電気加熱式触媒の概略構成を示す図である。 マットが設けられている部位及びその近傍の部位において、内管の外周面側の絶縁層を相対的に厚くした場合の電気加熱式触媒の概略構成を示す図である。 実施例４に係る電気加熱式触媒の概略構成を示す図である。 実施例４に係る電気加熱式触媒の概略構成を示す他の図である。
以下、本発明に係る電気加熱式触媒の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。なお、以下の実施例は、適宜組み合わせることができる。
図１は、本実施例１に係る電気加熱式触媒１の概略構成を示す図である。なお、本実施例に係る電気加熱式触媒１は、車両に搭載される内燃機関の排気管２に設けられる。内燃機関は、ディーゼル機関であっても、また、ガソリン機関であってもよい。また、電気モータを備えたハイブリッドシステムを採用した車両においても用いることができる。
図１に示す電気加熱式触媒１は、排気管２の中心軸Ａに沿って電気加熱式触媒１を縦方向に切断した断面図である。なお、電気加熱式触媒１の形状は、中心軸Ａに対して線対称のため、図１では、上側の部分のみを示している。
本実施例に係る電気加熱式触媒１は、中心軸Ａを中心にした円柱形の触媒担体３を備えている。そして、中心軸Ａ側から順に、触媒担体３、内管４、ケース５が備わる。また、触媒担体３と内管４との間、及び内管４とケース５との間には、マット６が設けられている。
触媒担体３には、電気抵抗となって、通電により発熱する材質のものが用いられる。触媒担体３の材料には、たとえばＳｉＣが用いられる。触媒担体３は、排気の流れる方向（すなわち、中心軸Ａの方向）に伸び且つ排気の流れる方向と垂直な断面がハニカム状をなす複数の通路を有している。この通路を排気が流通する。触媒担体３の外形は、たとえば排気管２の中心軸Ａを中心とした円柱形である。なお、中心軸Ａと直交する断面による触媒担体３の断面形状は、たとえば楕円形で有っても良い。中心軸Ａは、排気管２、触媒担体３、内管４、及びケース５で共通の中心軸である。
触媒担体３には、触媒が担持される。触媒は、たとえば酸化触媒、三元触媒、吸蔵還元型ＮＯx触媒、選択還元型ＮＯx触媒などを挙げることができる。触媒担体３には、電極７が２本接続されており、該電極７間に電圧をかけることにより触媒担体３に通電される。この触媒担体３の電気抵抗により該触媒担体３が発熱する。なお、本実施例においては触媒担体３が、本発明における発熱体に相当する。また、触媒よりも上流側に発熱体を備えていてもよい。そうすると、発熱体により排気が温められ、その排気が触媒を通過することにより、該触媒の温度を上昇させることができる。
マット６には、電気絶縁材が用いられ、たとえばアルミナを主成分とするセラミックファイバーが用いられる。マット６は、触媒担体３の外周面及び内管４の外周面に巻きつけられる。マット６は、触媒担体３の外周面（中心軸Ａと平行な面）を覆っているため、触媒担体３に通電したときに、内管４及びケース５へ電気が流れることを抑制している。
内管４の材料には、ステンレス鋼材が用いられる。内管４は、中心軸Ａを中心とした管状に形成される。この内管４は、中心軸Ａ方向の長さがマット６より長い。このため、内管４は、マット６から上流側及び下流側に突出している。内管４の内径は、触媒担体３の外周をマット６で覆ったときの該マット６の外径と略同じで、内管４内にマット６及び触媒担体３を収容するときには、該マット６が圧縮されるため、該マット６の反発力により内管４内に触媒担体３が固定される。
内管４の表面には絶縁層４１が形成されている。絶縁層４１は、たとえばセラミックである。内管４の表面に絶縁層４１が形成されるため、該内管４に金属を用いたとしても該内管４を電気が流れることが抑制される。
ケース５の材料には、金属が用いられ、たとえばステンレス鋼材を用いることができる。ケース５は、中心軸Ａと平行な曲面を含んで構成される収容部５１と、該収容部５１よりも上流側及び下流側で該収容部５１と排気管２とを接続するテーパ部５２，５３と、を備えて構成されている。収容部５１の内側に、触媒担体３、内管４、及びマット６が収容される。テーパ部５２，５３は、収容部５１から離れるに従って通路断面積が縮小するテーパ形状をしている。すなわち、触媒担体３よりも上流側のテーパ部５２では、上流側ほど断面積が小さくなり、触媒担体３よりも下流側のテーパ部５３では、下流側ほど断面積が小さくなる。収容部５１の内径は、内管４の外周をマット６で覆ったときの該マット６の外径と略同じで、収容部５１にマット６及び内管４を収容するときには、該マット６が圧縮されるため、該マット６の反発力により収容部５１内に内管４が固定される。
触媒担体３には、電極７が２つ接続されている。この電極７を通すために、内管４及びケース５には、それぞれ孔４０、５４が設けられている。また、電極７が触媒担体３に接続されるまでの該電極７の周りには、マット６を設けていない。そして、ケース５に開けられている孔５４には、電極７を支持する絶縁材８が設けられている。この絶縁材８は、ケース５と電極７との間に隙間なく設けられる。このようにして、ケース５内には、電極７の周りに閉じられた空間である電極室９が形成される。なお、内管４を、電極室９よりも上流側と、下流側と、に分割し、夫々を離して設置してもよい。また、マット６も、電極室９よりも上流側と下流側とに分割し、夫々を離して設置してもよい。そうすると、電極室９は、触媒担体３の周りを１周することになる。
そして、本実施例１では、内管４の表面に形成される絶縁層４１の厚さが内管４の内周面側と外周面側とで異なる。すなわち、内管４の内周面側の絶縁層４０１（以下、内側絶縁層４０１という。）のほうが、内管４の外周面側の絶縁層４０２（以下、外側絶縁層４０２という。）よりも薄くなるように形成される。ここで、絶縁層４１は材料の塗布と焼成とを繰り返して形成されるため、この繰り返す回数を内管４の内周面側よりも外周面側で多くすることにより、外側絶縁層４０２を比較的厚くすることができる。
このように構成された電気加熱式触媒１では、触媒担体３よりも上流側で凝縮した水が、排気管２やケース５の内壁を流れてマット６に付着することがある。このときには、収容部５１の内壁を水が流れてくるので、この水は内管４と収容部５１との間のマット６に付着する。そして、内管４が存在することにより、水が内管４よりも内側に入り込むことが抑制される。また、内管４がマット６よりも上流側及び下流側に突出しているため、水が内管４よりも内側に入り込むことがより抑制される。このため、ケース５と触媒担体３とが水を介して短絡することが抑制される。また、マット６内に侵入した水は、触媒担体３からの熱により蒸発することで除去される。
また、排気中の粒子状物質（以下、ＰＭという。）がマット６や内管４に付着すると、該ＰＭによりケース５と触媒担体３とが短絡する虞がある。しかし、内管４がマット６よりも突出することにより、突出した箇所においては排気の熱を受けて温度が高くなるので、該内管４に付着したＰＭを酸化させて除去することができる。これにより、ケース５と触媒担体３とがＰＭにより短絡することが抑制される。
ここで、図２は、絶縁層４１の絶縁抵抗値と温度との関係を示した図である。実線は絶縁層４１が比較的厚い場合を示し、一点鎖線は絶縁層４１が比較的薄い場合を示している。また、破線は、絶縁層４１に要求される絶縁抵抗値の下限値である。
絶縁層４１は、温度が高くなるほど、絶縁抵抗値が小さくなる。すなわち、温度が高くなるほど、電気が流れ易くなる。また、同じ温度では、絶縁層４１が厚いほど絶縁抵抗値が大きくなる。したがって、高温条件下では、要求される絶縁抵抗値を確保するために絶縁層４１を厚くするとよい。
一方、絶縁層４１は断熱性能も有するため、絶縁層４１を厚くするほど、断熱性能が高くなる。このため、絶縁層４１を厚くし過ぎると、触媒担体３からの熱が内管４よりも外側のマット６へ伝わり難くなるので、内管４よりも外側のマット６に滞留している水の蒸発に時間がかかってしまう。
ここで、内管４の内周面側は、触媒担体３から熱を受けるため温度が高い。一方、内管４の外周面側は、ケース５から熱が逃げるため温度が低い。このため、絶縁層４１の厚さを内管４の内周面側と外周面側とで同じにすると、内周面側よりも温度の低い外周面側のほうが絶縁抵抗値は大きくなる。
したがって、外側絶縁層４０２を厚くし、その分、内側絶縁層４０１を薄くすることで、絶縁層４１の全体としての厚さは同じであっても、全体としての絶縁抵抗値を高くすることができる。また、外側絶縁層４０２を厚くした分、内側絶縁層４０１を薄くすることで、断熱性能が上がることを抑制できるので、内管４よりも外側のマット６に滞留する水を蒸発させることもできる。
また、内側絶縁層４０１を薄くすることで、内管４の温度が上昇し易くなる。そして、外側絶縁層４０２を厚くすることで、内管４からケース５へ熱が逃げることを抑制できる。すなわち、内管４の温度を高く維持することができるため、内管４がマット６よりも上流側または下流側に突出している部位に付着した粒子状物質（ＰＭ）の酸化を促進させることができる。すなわち、ＰＭによる短絡を抑制できる。
このように、内側絶縁層４０１と外側絶縁層４０２とで絶縁層の厚さを同じにした場合よりも、外側絶縁層４０２を相対的に厚くしたほうが、内側絶縁層４０１と外側絶縁層４０２との厚さの合計値が同じであったとしても、絶縁層４１全体としての絶縁抵抗値を大きくすることができる。また、絶縁層４１全体としての厚さの合計値が増すことを抑制できるため、内管４よりも外側のマット６に熱が伝わらなくなることを抑制できる。
図３は、本実施例２に係る電気加熱式触媒１０の概略構成を示す図である。実施例１に示す電気加熱式触媒１と異なる点について説明する。なお、実施例１に示す電気加熱式触媒１と同じ部材については同じ符号を付している。
なお、本実施例では、内管４の表面に形成される絶縁層４１であって、マット６が設けられている部位（マット６に接する部位）における絶縁層４１を、「マット内絶縁層４０３」という。また、内管４の表面に形成される絶縁層４１であって、マット６から排気の上流側または下流側へ突出する部位における絶縁層４１を、「マット外絶縁層４０４」という。マット内絶縁層４０３は、マット６の上流端よりも下流側で且つマット６の下流端よりも上流側の絶縁層４１としてもよい。また、マット外絶縁層４０４は、マット６の上流端よりも上流側の部位の絶縁層４１またはマット６の下流端よりも下流側の部位の絶縁層４１としてもよい。
そして、本実施例では、マット内絶縁層４０３よりも、マット外絶縁層４０４のほうが薄くなるように形成する。ここで、絶縁層４１は材料の塗布と焼成とを繰り返して形成されるため、この繰り返す回数をマット外絶縁層４０４よりもマット内絶縁層４０３で多くすることにより、マット内絶縁層４０３を比較的厚くすることができる。
ここで、マット６に滞留している水による短絡を防ぐ必要があるため、マット内絶縁層４０３には高い絶縁性能が要求される。また、マット６の断熱効果により、マット内絶縁層４０３の温度は比較的高いまま維持される。したがって、マット内絶縁層４０３は厚いほうがよい。すなわち、温度が高くても、マット内絶縁層４０３を厚くしておけば、要求される絶縁抵抗値を確保できる。
一方、マット外絶縁層４０４は、排気の温度が低下すると、排気により熱が奪われるため、温度が低下し易い。このため、マット外絶縁層４０４を薄くしても要求される絶縁抵抗値を確保できる。
なお、マット６から突出している部位であっても、マット６の近傍であれば、絶縁層４１の厚さを、マット内絶縁層４０３と同じにしてもよい。すなわち、マット６が設けられている部位及びその近傍の部位において、絶縁層４１を相対的に厚くしてもよい。図４は、マット６が設けられている部位及びその近傍の部位において、絶縁層４１を相対的に厚くした場合の電気加熱式触媒１０の概略構成を示す図である。絶縁層４１を相対的に厚くする範囲は、マット６の上流端または下流端に付着した水が到達する範囲としてもよい。すなわち、水による短絡を防ぐために高い絶縁性能が要求される範囲としてもよい。また、マット６から突出している部位であっても、マット６の近傍であれば、絶縁層４１の温度が高く維持される。このため、温度が高いために絶縁抵抗値が低下する虞のある範囲の絶縁層４１を相対的に厚くしてもよい。
以上説明したように本実施例２によれば、マット内絶縁層４０３を厚くし、マット外絶縁層４０４を薄くすることにより、要求される絶縁抵抗値を確保しつつ絶縁層が厚くなる面積を抑制できるので、コストアップを抑制できる。
図５は、本実施例３に係る電気加熱式触媒１１の概略構成を示す図である。実施例１，２に示す電気加熱式触媒１，１０と異なる点について説明する。なお、実施例１，２に示す電気加熱式触媒１，１０と同じ部材については同じ符号を付している。
なお、本実施例では、マット６が設けられている部位における絶縁層４１であって、内管４の内周面側の絶縁層４１を、「マット内−内側絶縁層４０５」という。また、マット６が設けられている部位における絶縁層４１であって、内管４の外周面側の絶縁層４１を、「マット内−外側絶縁層４０６」という。さらに、内管４の表面に形成される絶縁層４１であって、マット６から排気の上流側または下流側へ突出する部位における絶縁層４１を、「マット外絶縁層４０４」という。
そして、図５に示す電気加熱式触媒１１では、マット内−外側絶縁層４０６を、他の部位の絶縁層４１よりも厚くしている。すなわち、マット内−内側絶縁層４０５及びマット外絶縁層４０４よりも、マット内−外側絶縁層４０６のほうが厚くなるように形成する。
ここで、絶縁層４１は材料の塗布と焼成とを繰り返して形成されるため、この繰り返す回数をマット内−外側絶縁層４０６だけ他よりも多くすることで、マット内−外側絶縁層４０６を比較的厚くすることができる。
このように、マット６と接する箇所においては、マット内−内側絶縁層４０５よりもマット内−外側絶縁層４０６のほうを厚くすることで、絶縁層４１の全体としての絶縁抵抗値を大きくすることができる。また、絶縁層４１の全体としての厚さが増すことを抑制できるため、内管４よりも外側のマット６に熱が伝わらなくなることを抑制できる。
また、マット外絶縁層４０４を薄くし、マット内−外側絶縁層４０６を厚くすることにより、要求される絶縁抵抗値を確保しつつ絶縁層が厚くなる面積を抑制できるので、コストアップを抑制できる。
なお、マット６から突出している部位であっても、マット６の近傍であれば、内管４の外周面側の絶縁層４１の厚さを、マット内−外側絶縁層４０６と同じにしてもよい。すなわち、内管４の外周面側であってマット６が設けられている部位及びその近傍の部位において、絶縁層４１を相対的に厚くしてもよい。図６は、マット６が設けられている部位及びその近傍の部位において、内管４の外周面側の絶縁層４１を相対的に厚くした場合の電気加熱式触媒１１の概略構成を示す図である。絶縁層４１を相対的に厚くする範囲は、マット６の上流端または下流端に付着した水が到達する範囲としてもよい。すなわち、水による短絡を防ぐために高い絶縁性能が要求される範囲としてもよい。また、マット６から突出している部位であっても、マット６の近傍であれば、絶縁層４１の温度が高く維持される。このため、温度が高いために絶縁抵抗値が低下する虞のある範囲であって、内管４の外周面側の絶縁層４１を相対的に厚くしてもよい。
図７は、本実施例４に係る電気加熱式触媒１２の概略構成を示す図である。実施例１に示す電気加熱式触媒１と異なる点について説明する。なお、実施例１に示す電気加熱式触媒１と同じ部材については同じ符号を付している。
図７は、電気加熱式触媒１２を中心軸と直交する面により切断したときの断面図である。なお、図７では、内管４、絶縁層４１、電極７以外のハッチングを省略している。ここで、電極７は、陽極７１と、陰極７２と、を備えている。陽極７１及び陰極７２は、触媒担体３の外周面に沿って設けられている。そして、陽極７１と陰極７２との間に触媒担体３が存在することで、該触媒担体３に電気が流れる。ここで、電気は抵抗の小さな所を流れるため、陽極７１と陰極７２との距離が最短となる部位を主に流れる（図７の二点鎖線で囲んだ箇所を参照。）。したがって、陽極７１および陰極７２の夫々において、他の電極との距離が最短となる部位においては、他の部位よりも、温度が高くなり易いので、この近傍では絶縁層４１の絶縁抵抗値が低下する虞がある。
これに対して、温度が高くなる箇所において絶縁層４１を厚くすれば、要求される絶縁抵抗値を確保できる。すなわち、陽極７１および陰極７２の夫々において他の電極との距離が最短となる部位の近傍の絶縁層４０８（図７の一点鎖線で囲んだ箇所を参照。）を、近傍に電極７が存在しない絶縁層４０９よりも厚くする。これにより、絶縁性能の低下を抑制できる。なお、絶縁層４１を相対的に厚くする範囲は、熱により絶縁抵抗値が低下する虞がある範囲として実験等により求めることができる。また、陽極７１および陰極７２の夫々において他の電極との距離が最短となる部位から所定の距離未満の絶縁層４１を相対的に厚くしてもよい。この所定の距離は、熱により絶縁抵抗値が低下する虞がある範囲として実験等により求めることができる。
また、図８は、本実施例４に係る電気加熱式触媒１３の概略構成を示す他の図である。図８は、電気加熱式触媒１２を中心軸と直交する面により切断したときの断面図である。なお、図８では、内管４、絶縁層４１、電極７以外のハッチングを省略している。
図８に示す電気加熱式触媒１３では、陽極７１及び陰極７２の近傍において絶縁層４１を厚くしている。すなわち、電極７の近傍の絶縁層４１０を、近傍に電極７が存在しない絶縁層４１１よりも厚くする。これにより、電極７の全体の温度が上昇しても要求される絶縁抵抗値を確保することができる。なお、電極７から所定の距離未満の絶縁層４１を相対的に厚くしてもよい。
１ 電気加熱式触媒
２ 排気管
３ 触媒担体
４ 内管
５ ケース
６ マット
７ 電極
８ 絶縁材
９ 電極室
４１ 絶縁層
４０１ 内側絶縁層
４０２ 外側絶縁層

Claims (3)

  1. 通電により発熱する発熱体と、
    前記発熱体を収容するケースと、
    前記発熱体と前記ケースとの間に設けられる内管と、
    前記発熱体と前記内管との間及び前記内管と前記ケースとの間に設けられる電気を絶縁するマットと、
    前記発熱体に接続され該発熱体に電力を供給する電極と、
    を備え、
    前記内管の表面には、電気を絶縁する絶縁層が形成されており、
    前記絶縁層は、内管の外周面側よりも内周面側のほうが薄い電気加熱式触媒。
  2. 通電により発熱する発熱体と、
    前記発熱体を収容するケースと、
    前記発熱体と前記ケースとの間に設けられる内管と、
    前記発熱体と前記内管との間及び前記内管と前記ケースとの間に設けられる電気を絶縁するマットと、
    前記発熱体に接続され該発熱体に電力を供給する電極と、
    を備え、
    前記内管は、前記マットよりも排気の流れ方向の上流側及び下流側へ突出しており、
    前記内管の表面には、電気を絶縁する絶縁層が形成されており、
    前記絶縁層は、前記マットよりも排気の流れ方向の上流側または下流側へ突出している部位のほうが、前記マットが設けられている部位よりも薄い電気加熱式触媒。
  3. 通電により発熱する発熱体と、
    前記発熱体を収容するケースと、
    前記発熱体と前記ケースとの間に設けられる内管と、
    前記発熱体と前記内管との間及び前記内管と前記ケースとの間に設けられる電気を絶縁するマットと、
    前記発熱体に接続され該発熱体に電力を供給する電極と、
    を備え、
    前記内管の表面には、電気を絶縁する絶縁層が形成されており、
    前記電極の一部は、前記発熱体の周方向に沿って該発熱体の外周面に形成されており、
    前記絶縁層は、少なくとも夫々の電極において他の電極との距離が最短となる部位の近傍の部位のほうが、近傍に電極が存在しない部位よりも厚い電気加熱式触媒。
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