JP5894479B2 - heater - Google Patents

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Description

本発明は、ヒーターに関する。更に詳しくは、エンジンオイルやトランスミッションフルードなどの潤滑系流体を加熱するために使用することができるヒーターに関する。   The present invention relates to a heater. More particularly, the present invention relates to a heater that can be used to heat lubricating fluid such as engine oil and transmission fluid.

機械の中には、部品同士を擦り合わせながら動作するものがある。例えば、エンジンなどの内燃機関においては、シリンダー内をピストンが上下運動する過程で、多くの部品が互いに擦れ合う。このように部品同士が擦れ合うと、部品に摩耗や発熱を生じ、機械に不具合が生じることがある。   Some machines operate while rubbing parts together. For example, in an internal combustion engine such as an engine, many parts rub against each other in the process of a piston moving up and down in a cylinder. If the parts rub against each other in this way, the parts may be worn or heated, and the machine may malfunction.

そこで、部品同士が擦れ合う際の摩擦を低減させて摩耗や発熱を抑えるために、潤滑系流体を使用する。例えば、エンジンにおける部品の摩耗や発熱の抑制には、潤滑系流体としてエンジンオイルを使用する。このように、部品同士を擦り合わせながら動作する機械を良好に動作させるためには、潤滑系流体が欠かせないものとなっている。但し、このような潤滑系流体が低温状態にある場合には、潤滑系流体の粘性が高くなってしまう。その結果、摩擦を十分に低減できないという問題が生じる。また、潤滑系流体の粘性が高くなってしまうと、潤滑系流体を目的の箇所まで供給できないという問題も生じる。   Therefore, a lubricating fluid is used in order to reduce friction when parts rub against each other to suppress wear and heat generation. For example, engine oil is used as a lubricating fluid to suppress wear and heat generation of parts in the engine. Thus, in order to operate a machine that operates while rubbing parts together, a lubricating fluid is indispensable. However, when such a lubricating fluid is in a low temperature state, the viscosity of the lubricating fluid is increased. As a result, there arises a problem that the friction cannot be reduced sufficiently. Further, when the viscosity of the lubricating fluid becomes high, there also arises a problem that the lubricating fluid cannot be supplied to the target location.

この問題に対処するため、ヒーターを用いて潤滑系流体を加熱することが行われている。これにより、潤滑系流体の粘性を適当に低くすることができ、潤滑系流体によって摩擦を良好に低減することが可能になる。但し、潤滑系流体を過度に加熱してしまうと、潤滑系流体の劣化を引き起こしてしまうという不都合が生じる。そのため、潤滑系流体を過度に加熱しない仕組みを備えるヒーター等が種々提案されている(例えば、特許文献1〜3)。   In order to cope with this problem, a lubricating fluid is heated using a heater. As a result, the viscosity of the lubricating fluid can be appropriately reduced, and the friction can be satisfactorily reduced by the lubricating fluid. However, if the lubricating fluid is excessively heated, there is a disadvantage that the lubricating fluid is deteriorated. Therefore, various heaters having a mechanism that does not excessively heat the lubricating fluid have been proposed (for example, Patent Documents 1 to 3).

特開2003−74789号公報JP 2003-74789 A 特開昭63−16114号公報JP 63-16114 A 実開昭63−12607号公報Japanese Utility Model Publication No. 63-12607

しかしながら、従来のヒーターでは、潤滑系流体を過度に加熱しない仕組みを有効にしたままで潤滑系流体の温度を速やかに上げることは困難であった。例えば、特許文献1には、ヒーターをシェルに収容して潤滑油を間接加熱する潤滑油の凍結防止構造が記載されている。特許文献1に記載の凍結防止構造では、潤滑油を間接加熱するため、潤滑油の劣化を防止することができる。しかしながら、特許文献1に記載の凍結防止構造においては、ヒーターがシェル内に収容されているため、潤滑油の速やかな昇温が難しいと考えられる。   However, with the conventional heater, it has been difficult to quickly raise the temperature of the lubricating fluid while keeping the mechanism that does not excessively heat the lubricating fluid effective. For example, Patent Document 1 describes a structure for preventing freezing of lubricating oil in which a heater is housed in a shell and the lubricating oil is indirectly heated. In the anti-freezing structure described in Patent Literature 1, since the lubricating oil is indirectly heated, the deterioration of the lubricating oil can be prevented. However, in the antifreezing structure described in Patent Document 1, it is considered difficult to quickly raise the temperature of the lubricating oil because the heater is housed in the shell.

また、特許文献2には、ヒーターに、自らは発熱しない放熱フィンが取り付けられたエンジンオイルの加熱装置が記載されている。特許文献3には、ヒーターに、自らは発熱しない放熱部材が取り付けられたオイルヒータが記載されている。特許文献2及び3のように、放熱部材等をヒーターに取り付けることにより、ヒーターの伝熱面積(換言すれば、熱交換面積)を大きくすることができる。但し、ヒーターに取り付けられた放熱フィンや放熱部材は、自ら発熱するものではないため、潤滑油の速やかな昇温が難しいと考えられる。   Further, Patent Document 2 describes an engine oil heating device in which a radiator fin that does not generate heat is attached to a heater. Patent Document 3 describes an oil heater in which a heat radiating member that does not generate heat is attached to the heater. As in Patent Documents 2 and 3, by attaching a heat radiating member or the like to the heater, the heat transfer area of the heater (in other words, the heat exchange area) can be increased. However, since the radiating fins and the radiating members attached to the heater do not generate heat by themselves, it is considered difficult to quickly raise the temperature of the lubricating oil.

また、それでも敢えて速やかな昇温を実現するためには、ヒーターのサイズを大きくせざるを得なかった。しかしながら、自動車等においては、車両内の空間的な制約があり、大型のヒーターを、エンジン用の加熱装置として使用することは困難であった。このため、小型で、且つ速やかな昇温が可能なヒーターの開発が要望されている。   In addition, in order to realize a rapid temperature increase, the size of the heater has to be increased. However, in automobiles and the like, there are spatial restrictions in the vehicle, and it has been difficult to use a large heater as a heating device for an engine. For this reason, development of a heater that is small and capable of quickly raising the temperature is desired.

また、このようなヒーターにおいては、潤滑油が流れる配管等との絶縁対策が必要である。即ち、このようなヒーターには、ヒーターを発熱させるために電流を流すため、上記配管等に電流が流れないようにするための対策が必要である。また、潤滑油が流れる配管にヒーターを配置する際には、ヒーターにより発生した熱が外部に逃げないような断熱対策も必要である。   Further, in such a heater, it is necessary to take measures for insulation from piping or the like through which lubricating oil flows. In other words, such a heater requires a measure for preventing current from flowing through the piping or the like because current flows in order to cause the heater to generate heat. In addition, when a heater is disposed in a pipe through which lubricating oil flows, it is necessary to take measures for heat insulation so that heat generated by the heater does not escape to the outside.

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、小型で、且つエンジンオイルやトランスミッションフルードなどの潤滑系流体を速やかに昇温することが可能なヒーターを提供する。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a small heater that can quickly raise the temperature of a lubricating fluid such as engine oil or transmission fluid.

上述の課題を解決するため、本発明は、以下のヒーターを提供する。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides the following heaters.

[1] ヒーター本体、前記ヒーター本体を収納するハウジング、及び前記ヒーター本体
と前記ハウジングとの間の少なくとも一部に配置された樹脂材、を備え、前記ヒーター本
体が、潤滑系流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形
成する隔壁を有する筒状のハニカム構造部、及び前記ハニカム構造部の側面に配設された
一対の電極部を有し、前記ハウジングが、前記潤滑系流体が流入する流入口及び前記ヒー
ター本体に形成された前記セルを通過した前記潤滑系流体が流出する流出口を有し、前記
ヒーター本体の側面側を覆うように前記ヒーター本体を収納し、前記ハニカム構造部の前
記隔壁が、セラミックスを主成分とする材料からなり、前記隔壁が通電により発熱し、前記隔壁は、SiC、金属含浸SiC、金属複合SiC、及び金属複合Si3N4からなる群から選ばれる1種を主成分とし、前記ハウジングの材質が、樹脂であるヒーター。
[2] 前記ハウジングと前記樹脂材とが一体化されている前記[1]に記載のヒーター。
[3] 前記ハウジングの内部において、前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間に、断熱材が配置されている前記[1]に記載のヒーター。
[1] A heater main body, a housing for housing the heater main body, and a resin material disposed at least at a part between the heater main body and the housing, wherein the heater main body has a flow path for a lubricating fluid. A cylindrical honeycomb structure portion having partition walls that partition and form a plurality of cells extending from one end surface to the other end surface, and a pair of electrode portions disposed on the side surface of the honeycomb structure portion, and the housing An inlet for the lubricating system fluid to flow in and an outlet for the lubricating system fluid to flow out through the cell formed in the heater main body, and the heater body is configured to cover a side surface of the heater body. The partition wall of the honeycomb structure portion is made of a material mainly composed of ceramics, the partition wall generates heat when energized, and the partition wall is made of SiC, metal-impregnated S. The heater which has as a main component 1 type chosen from the group which consists of iC, metal composite SiC, and metal composite Si3N4, and the material of the said housing is resin .
[2] The heater according to [1], wherein the housing and the resin material are integrated.
[3] The heater according to [1], wherein a heat insulating material is disposed between the heater body and the housing inside the housing.

] 前記樹脂材が、前記ヒーター本体の前記一方の端面側における前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間、及び前記ヒーター本体の前記他方の端面側における前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間に、少なくとも配置されている前記[2]又は[3]に記載のヒーター。 [ 4 ] The resin material is between the heater body and the housing on the one end face side of the heater body, and between the heater body and the housing on the other end face side of the heater body, The heater according to [2] or [3] , which is disposed at least.

] 前記一対の電極部の一部が、前記ハウジングを貫通して前記ハウジングの外側まで延設され、前記樹脂材が、前記一対の電極部が前記ハウジングを貫通する部位における前記一対の電極部と前記ハウジングとの間に、少なくとも配置されている前記[2]又は[3]に記載のヒーター。 [ 5 ] A part of the pair of electrode portions extends through the housing to the outside of the housing, and the resin material is the pair of electrodes in a portion where the pair of electrode portions penetrates the housing. The heater according to [2] or [3] , which is disposed at least between a portion and the housing.

] 前記樹脂材が、少なくとも前記ヒーター本体に配置された前記一対の電極部全域を覆うように、前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間に配置されている前記[2]又は[3]に記載のヒーター。 [ 6 ] In the above [2] or [3] , the resin material is disposed between the heater body and the housing so as to cover at least the entire region of the pair of electrodes disposed in the heater body . The heater described.

] 前記一対の電極部のそれぞれが、前記ハニカム構造部の側面に配置された電極基板と、前記電極基板に連結するように配置された棒状の電極部とからなる前記[2]又は[3]に記載のヒーター。 [ 7 ] The above [2] or [ 7 ], wherein each of the pair of electrode portions includes an electrode substrate disposed on a side surface of the honeycomb structure portion and a rod-shaped electrode portion disposed so as to be connected to the electrode substrate . 3] .

] 前記樹脂材の耐熱温度が、80℃以上である前記[2]又は[3]に記載のヒーター。 [ 8 ] The heater according to [2] or [3] , wherein the heat resistant temperature of the resin material is 80 ° C. or higher.

] 前記樹脂材の比抵抗が、10Ω・cm以上である前記[2]又は[3]に記載のヒーター。 [ 9 ] The heater according to [2] or [3] , wherein the specific resistance of the resin material is 10 9 Ω · cm or more.

本発明のヒーターは、ヒーター本体、ヒーター本体を収納するハウジング、及びヒーター本体とハウジングとの間の少なくとも一部に配置された樹脂材、を備えたものである。そして、上記ヒーター本体が、潤滑系流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有する筒状のハニカム構造部、及びハニカム構造部の側面に配設された一対の電極部を有する。また、上記ハウジングが、潤滑系流体が流入する流入口及びヒーター本体に形成されたセルを通過した潤滑系流体が流出する流出口を有する。上記ハウジングが、ヒーター本体の側面側を覆うようにヒーター本体を収納する。本発明のヒーターにおいては、ハニカム構造部の隔壁が、セラミックスを主成分とする材料からなる。上記隔壁が通電により発熱する。   The heater of the present invention includes a heater body, a housing that houses the heater body, and a resin material that is disposed at least in part between the heater body and the housing. The heater main body is disposed on a side surface of the cylindrical honeycomb structure portion having partition walls that partition and form a plurality of cells extending from one end face to the other end face that serve as a flow path for the lubricating fluid. A pair of electrode portions. Further, the housing has an inflow port through which the lubricating system fluid flows in and an outflow port through which the lubricating system fluid that has passed through the cell formed in the heater body flows out. The housing houses the heater body so as to cover the side surface of the heater body. In the heater of the present invention, the partition walls of the honeycomb structure portion are made of a material mainly composed of ceramics. The partition generates heat when energized.

本発明のヒーターによれば、潤滑系流体を過度に加熱することなく、潤滑系流体の温度を速やかに上げることができる。また、ヒーターのサイズが小さな場合であっても、潤滑系流体の温度を速やかに上げることができる。   According to the heater of the present invention, the temperature of the lubricating fluid can be quickly increased without excessively heating the lubricating fluid. Further, even when the heater size is small, the temperature of the lubricating fluid can be quickly raised.

更に、ヒーター本体とハウジングとの間の少なくとも一部に樹脂材が配置されているため、主にヒーター本体とハウジングとの電気的な絶縁を得ることができる。また、上記樹脂材が、ヒーター本体の断熱層としても機能する。これにより、ヒーターの断熱性を向上することができる。例えば、上記樹脂材を配置することにより、ヒーター本体が発熱した際に、ハウジング外部への放熱を抑制することができる。更に、上記樹脂材が、ヒーター本体とハウジングとのシール層としても機能する。これにより、ヒーター本体とハウジングとの間のシール性を向上することができる。例えば、上記樹脂材を配置することにより、ヒーター本体とハウジングとの間への、加熱対象である潤滑系流体の漏れ出しを抑制する役割を果たす。   Furthermore, since the resin material is disposed at least at a part between the heater body and the housing, electrical insulation between the heater body and the housing can be obtained mainly. Moreover, the said resin material functions also as a heat insulation layer of a heater main body. Thereby, the heat insulation of a heater can be improved. For example, by disposing the resin material, heat dissipation to the outside of the housing can be suppressed when the heater body generates heat. Furthermore, the resin material also functions as a seal layer between the heater body and the housing. Thereby, the sealing performance between the heater body and the housing can be improved. For example, by arranging the resin material, it plays a role of suppressing leakage of a lubricating fluid that is a heating target between the heater body and the housing.

本発明のヒーターの一実施形態を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view showing typically one embodiment of the heater of the present invention. 図1に示すヒーターの一方の端面を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically one end surface of the heater shown in FIG. 図1に示すヒーターの上面を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the upper surface of the heater shown in FIG. 図3におけるA−A’断面を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the A-A 'cross section in FIG. 3 typically. 図3におけるB−B’断面を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the B-B 'cross section in FIG. 3 typically. 図1に示すヒーターにおける、ヒーター本体を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the heater main body in the heater shown in FIG. 図6に示すヒーター本体の一方の端面を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically one end surface of the heater main body shown in FIG. 本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the heater of this invention typically. 本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the heater of this invention typically. 本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the heater of this invention typically. 本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the heater of this invention typically. 本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the heater of this invention typically. 本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the heater of this invention typically. 本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the heater of this invention typically. 本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the heater of this invention typically. 本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the heater of this invention typically. 本発明のヒーターの他の実施形態を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically other embodiment of the heater of this invention. 図16に示すヒーターの、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面を模式的に示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the heater shown in FIG. 16 perpendicular to the flow direction of the lubricating fluid flowing in the heater body. 図16に示すヒーターにおける、ヒーター本体を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the heater main body in the heater shown in FIG. 本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the heater of this invention typically. 本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically other embodiment of the heater of this invention. 図20に示すヒーターにおける、ヒーター本体を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the heater main body in the heater shown in FIG. 本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically other embodiment of the heater of this invention. 図22に示すヒーターの、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面を模式的に示す断面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the heater shown in FIG. 22 that is perpendicular to the flow direction of the lubricating fluid flowing in the heater body. 図22に示すヒーターの、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に平行な断面を模式的に示す断面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the heater shown in FIG. 22 parallel to the flow direction of the lubricating fluid flowing in the heater body. 図22に示すヒーターのヒーター本体を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the heater main body of the heater shown in FIG. 図25に示すヒーター本体の展開状態を模式的に示す展開斜視図である。FIG. 26 is a developed perspective view schematically showing a developed state of the heater body shown in FIG. 25. ヒーターの加熱時間と、潤滑系流体の温度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the heating time of a heater, and the temperature of a lubrication system fluid. 実施例における通電加熱試験の試験方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the test method of the electrical heating test in an Example. 本発明のヒーターの更に他の実施形態に用いられるヒーター本体を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the heater main body used for further another embodiment of the heater of this invention. 本発明のヒーターの更に他の実施形態に用いられるヒーター本体を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the heater main body used for further another embodiment of the heater of this invention.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and changes, modifications, and improvements can be added without departing from the scope of the present invention.

(1)ヒーター:
本発明のヒーターの一の実施形態は、図1〜図5に示すようなヒーター100である。本実施形態のヒーター100は、ヒーター本体50、ヒーター本体50を収納するハウジング51、及びヒーター本体50とハウジング51との間の少なくとも一部に配置された樹脂材52、を備えたものである。
(1) Heater:
One embodiment of the heater of the present invention is a heater 100 as shown in FIGS. The heater 100 according to the present embodiment includes a heater body 50, a housing 51 that houses the heater body 50, and a resin material 52 that is disposed at least partially between the heater body 50 and the housing 51.

ここで、図1は、本発明のヒーターの一実施形態を模式的に示す斜視図である。図2は、図1に示すヒーターの一方の端面を模式的に示す平面図である。図3は、図1に示すヒーターの上面を模式的に示す平面図である。図4は、図3中のA−A’断面を模式的に示す断面図である。図5は、図3中のB−B’断面を模式的に示す断面図である。   Here, FIG. 1 is a perspective view schematically showing an embodiment of the heater of the present invention. FIG. 2 is a plan view schematically showing one end face of the heater shown in FIG. FIG. 3 is a plan view schematically showing the upper surface of the heater shown in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the A-A ′ cross section in FIG. 3. FIG. 5 is a sectional view schematically showing a B-B ′ section in FIG. 3.

本実施形態のヒーター100に用いられるヒーター本体50は、図6及び図7に示すようなものである。ここで、図6は、図1に示すヒーターにおける、ヒーター本体を模式的に示す斜視図である。図7は、図6に示すヒーター本体の一方の端面を模式的に示す平面図である。   The heater body 50 used in the heater 100 of the present embodiment is as shown in FIGS. Here, FIG. 6 is a perspective view schematically showing a heater body in the heater shown in FIG. 7 is a plan view schematically showing one end face of the heater body shown in FIG.

図6及び図7に示すように、ヒーター本体50が、筒状のハニカム構造部4、及び一対の電極部21を有する。筒状のハニカム構造部4は、潤滑系流体の流路となる一方の端面11から他方の端面12まで延びる複数のセル2を区画形成する隔壁1を有する。一対の電極部21が、ハニカム構造部4の側面5に配設されている。ハニカム構造部4の隔壁1が、セラミックスを主成分とする材料からなる。この隔壁1が通電により発熱する。即ち、本実施形態のヒーターにおいては、ハニカム構造部4の隔壁1が、潤滑系流体を加熱するための発熱体となる。   As shown in FIGS. 6 and 7, the heater body 50 includes a tubular honeycomb structure portion 4 and a pair of electrode portions 21. The tubular honeycomb structure portion 4 includes a partition wall 1 that partitions and forms a plurality of cells 2 extending from one end surface 11 to the other end surface 12 serving as a flow path for the lubricating system fluid. A pair of electrode portions 21 is disposed on the side surface 5 of the honeycomb structure portion 4. The partition walls 1 of the honeycomb structure part 4 are made of a material mainly composed of ceramics. The partition wall 1 generates heat when energized. That is, in the heater of the present embodiment, the partition walls 1 of the honeycomb structure portion 4 serve as a heating element for heating the lubricating fluid.

また、図1〜図5に示すように、本実施形態のヒーター100のハウジング51が、ヒーター本体50の側面側を覆うようにヒーター本体50を収納している。ハウジング51が、潤滑系流体が流入する流入口55及びヒーター本体50に形成されたセル2を通過した潤滑系流体が流出する流出口56を有する。本実施形態のヒーター100のハウジング51においては、一の面に開口部を有するハウジング本体51aと、ハウジング本体51aの開口部を塞ぐための蓋部51bと、から構成されたものである。即ち、ハウジング本体51aの内部に、ヒーター本体50が配置され、その後、ハウジング本体51aに蓋部51bが配設されることによって、ハウジング51内にヒーター本体50が収納される。   As shown in FIGS. 1 to 5, the housing 51 of the heater 100 of the present embodiment houses the heater body 50 so as to cover the side surface side of the heater body 50. The housing 51 has an inflow port 55 through which the lubricating system fluid flows in and an outflow port 56 through which the lubricating system fluid that has passed through the cell 2 formed in the heater body 50 flows out. The housing 51 of the heater 100 according to the present embodiment includes a housing body 51a having an opening on one surface and a lid 51b for closing the opening of the housing body 51a. That is, the heater main body 50 is disposed inside the housing main body 51a, and then the lid 51b is disposed on the housing main body 51a, whereby the heater main body 50 is accommodated in the housing 51.

このような本実施形態のヒーター100によれば、潤滑系流体を過度に加熱することなく、潤滑系流体の温度を速やかに上げることができる。また、ヒーター100のサイズが小さな場合であっても、潤滑系流体の温度を速やかに上げることができる。即ち、上述したように、本実施形態のヒーター100においては、通電によって隔壁1自体が発熱する。このため、潤滑系流体がセル2内を流通する過程で、隔壁1によって潤滑系流体を加熱し続けることができる。   According to the heater 100 of this embodiment, the temperature of the lubricating fluid can be quickly raised without excessively heating the lubricating fluid. Moreover, even when the size of the heater 100 is small, the temperature of the lubricating fluid can be quickly raised. That is, as described above, in the heater 100 of the present embodiment, the partition wall 1 itself generates heat when energized. For this reason, the lubricating fluid can be continuously heated by the partition wall 1 in the course of the lubricating fluid flowing through the cell 2.

例えば、ハニカム構造部の隔壁自体が発熱せずに、別の熱源によってハニカム構造部を加熱するヒーターでは、潤滑系流体の良好な加熱が困難である。即ち、ヒーターによって潤滑系流体を加熱する過程においては、セル内を流通する潤滑系流体と、隔壁との間で、熱交換が行われる。隔壁自体が発熱しないヒーターでは、別の熱源による隔壁の加熱が追いつかず、潤滑系流体の速やかな昇温が困難である。また、隔壁自体が発熱しないヒーターにおいては、別の熱源を大きくして、隔壁に伝達する熱を多くすることも考えられる。しかしながら、このような方法では、ヒーター全体のサイズが大きくなってしまう。自動車等においては、車両内の空間的な制約があり、大型のヒーターを、エンジン用の加熱装置として使用することは困難である。   For example, in a heater that heats the honeycomb structure portion with another heat source without causing the partition wall itself of the honeycomb structure portion to generate heat, it is difficult to heat the lubricating fluid well. That is, in the process of heating the lubricating fluid by the heater, heat exchange is performed between the lubricating fluid flowing in the cell and the partition wall. In a heater in which the partition wall itself does not generate heat, heating of the partition wall by another heat source cannot catch up, and it is difficult to quickly raise the temperature of the lubricating fluid. In addition, in a heater in which the partition wall itself does not generate heat, it is conceivable to increase another heat source to increase the heat transferred to the partition wall. However, such a method increases the size of the entire heater. In an automobile or the like, there is a spatial limitation in the vehicle, and it is difficult to use a large heater as a heating device for an engine.

また、ハニカム構造部4が、複数のセル2を区画形成する隔壁1を有するハニカム構造であるため、潤滑系流体との接触面積を大きくすることができる。このため、セル2内を流通する潤滑系流体を良好に加熱することができ、潤滑系流体の温度を速やかに上げることができる。即ち、本実施形態のヒーター100においては、ヒーター内に流入した潤滑系流体が小分けされ、小分けされた潤滑系流体が各セル2内を流通する。このように潤滑系流体が小分けされると、潤滑系流体と隔壁1との接触面積が大きくなる。これに伴って、隔壁1と潤滑系流体との接触による伝熱量も多くなる。更に、隔壁1と潤滑系流体との伝熱量が多くなると、その伝熱量が、潤滑系流体内での熱拡散によって散逸してしまう熱量よりも大きくなる。このため、潤滑系流体の温度が、より速やかに上がり易くなる。   In addition, since the honeycomb structure portion 4 has a honeycomb structure having partition walls 1 that partition and form a plurality of cells 2, the contact area with the lubricating fluid can be increased. For this reason, the lubricating fluid flowing in the cell 2 can be heated satisfactorily, and the temperature of the lubricating fluid can be quickly raised. That is, in the heater 100 of the present embodiment, the lubricating fluid that has flowed into the heater is divided into small portions, and the divided lubricating fluid flows in each cell 2. When the lubricating fluid is subdivided in this way, the contact area between the lubricating fluid and the partition wall 1 increases. Along with this, the amount of heat transfer due to the contact between the partition wall 1 and the lubricating fluid increases. Further, when the amount of heat transfer between the partition wall 1 and the lubricating fluid increases, the amount of heat transferred becomes larger than the amount of heat dissipated by thermal diffusion within the lubricating fluid. For this reason, the temperature of the lubricating fluid is likely to rise more quickly.

また、本実施形態のヒーター100においては、隔壁1の単位面積あたりの発熱量を少なくする場合であっても、潤滑系流体の温度を確実に上げることができる。これは、本実施形態のヒーター100が、セル2によって構成される流路中で、潤滑系流体を加熱し続けることができるからである。隔壁1の単位面積あたりの発熱量を少なくすると、潤滑系流体を過度に加熱することを防ぐことができる。従って、本実施形態のヒーター100においては、潤滑系流体を過度に加熱することなく、潤滑系流体の温度を速やかに上げることができる。また、このように潤滑系流体を過度に加熱しないため、潤滑系流体の劣化を有効に抑制することができる。   In the heater 100 of the present embodiment, the temperature of the lubricating fluid can be reliably increased even when the amount of heat generated per unit area of the partition wall 1 is reduced. This is because the heater 100 of this embodiment can continue to heat the lubricating fluid in the flow path constituted by the cells 2. If the calorific value per unit area of the partition wall 1 is reduced, it is possible to prevent the lubricating fluid from being heated excessively. Therefore, in the heater 100 of this embodiment, the temperature of the lubricating fluid can be quickly raised without excessively heating the lubricating fluid. Further, since the lubricating fluid is not heated excessively in this way, deterioration of the lubricating fluid can be effectively suppressed.

更に、本実施形態のヒーター100においては、ヒーター本体50とハウジング51との間の少なくとも一部に樹脂材52が配置されている。このため、主にヒーター本体50とハウジング51との電気的な絶縁を得ることができる。また、上記樹脂材52が、ヒーター本体50の断熱層としても機能する。これにより、ヒーター100の断熱性を向上することができる。例えば、上記樹脂材52を配置することにより、ヒーター本体50が発熱した際に、ハウジング51外部への放熱を抑制することができる。更に、上記樹脂材52が、ヒーター本体50とハウジング51とのシール層としても機能する。これにより、ヒーター本体50とハウジング51との間のシール性を向上することができる。例えば、上記樹脂材52を配置することにより、ヒーター本体とハウジングとの間への、加熱対象である潤滑系流体の漏れ出しを抑制する役割を果たす。   Furthermore, in the heater 100 of the present embodiment, a resin material 52 is disposed at least at a part between the heater body 50 and the housing 51. For this reason, electrical insulation between the heater body 50 and the housing 51 can be obtained mainly. Further, the resin material 52 also functions as a heat insulating layer of the heater body 50. Thereby, the heat insulation of the heater 100 can be improved. For example, by disposing the resin material 52, it is possible to suppress heat radiation to the outside of the housing 51 when the heater body 50 generates heat. Further, the resin material 52 also functions as a seal layer between the heater body 50 and the housing 51. Thereby, the sealing performance between the heater body 50 and the housing 51 can be improved. For example, by disposing the resin material 52, the resin material 52 plays a role of suppressing leakage of the lubricating fluid that is a heating target between the heater body and the housing.

本明細書において、「潤滑系流体」とは、機械系部品の潤滑に用いられる流体の総称を意味する。機械系部品の潤滑に用いられる流体としては、例えば、エンジンオイル、トランスミッションフルード、ギアオイル、デフオイル、ブレーキフルード、パワーステアリングフルード等を挙げることができる。   In this specification, “lubricating fluid” means a general term for fluids used for lubricating mechanical parts. Examples of the fluid used for lubricating the mechanical system parts include engine oil, transmission fluid, gear oil, differential oil, brake fluid, and power steering fluid.

本実施形態のヒーターは、例えば、自動車のエンジンオイルやトランスミッションフルード等の潤滑系流体を加熱するためのヒーターとして使用することができる。一般に、自動車を冬季に走行させたり、寒冷地で走行させたりする場合には、上記潤滑系流体が低温になり易い。潤滑系流体が低温状態にあると、その粘性が高くなってしまう。その結果、エンジンやトランスミッションについては、部品に生じる摩擦が大きい状態のまま動作する時間が増えてしまう。このような状態でエンジンやトランスミッションを動作させると、燃費の悪化を招く。   The heater of this embodiment can be used as a heater for heating a lubricating fluid such as an engine oil or transmission fluid of an automobile, for example. Generally, when an automobile is run in winter or is run in a cold region, the lubricating fluid tends to be low in temperature. If the lubricating fluid is in a low temperature state, its viscosity will increase. As a result, for the engine and transmission, the operation time increases while the friction generated in the parts is large. If the engine or transmission is operated in such a state, the fuel efficiency is deteriorated.

本実施形態のヒーターを使用すると、エンジンオイルやトランスミッションフルードの温度を速やかに上げることができる。これにより、エンジンオイルやトランスミッションフルードが低温になっている時間を短縮することができる。その結果、自動車の燃費を向上させることができる。   If the heater of this embodiment is used, the temperature of engine oil or transmission fluid can be raised rapidly. As a result, the time during which the engine oil and transmission fluid are at a low temperature can be shortened. As a result, the fuel consumption of the automobile can be improved.

また、一般に、トランスミッションフルードは、エンジンオイルよりも燃費悪化への寄与が大きい。従来のヒーターでは、トランスミッションフルードを十分に加熱するためには、大型のヒーターを使用しなければならなかった。本実施形態のヒーターにおいては、ヒーターを小型化した場合であっても、トランスミッションフルードを十分に加熱することができる。これにより、自動車の燃費をより向上させることができる。このように、本実施形態のヒーターは、自動車のような、ヒーターを設置するための空間の広さが限られている場合に、その効果を十分に発揮するものである。   In general, transmission fluid contributes more to the deterioration of fuel efficiency than engine oil. With conventional heaters, large heaters had to be used to sufficiently heat the transmission fluid. In the heater of the present embodiment, the transmission fluid can be sufficiently heated even when the heater is downsized. Thereby, the fuel consumption of a motor vehicle can be improved more. As described above, the heater according to the present embodiment exhibits its effect sufficiently when the space for installing the heater is limited, such as an automobile.

以下、本実施形態のヒーターについて、構成要素毎に更に詳細に説明する。   Hereinafter, the heater of this embodiment is demonstrated in detail for every component.

(1−1)ヒーター本体:
ヒーター本体は、図6及び図7に示すように、筒状のハニカム構造部4、及び一対の電極部21を有するものである。筒状のハニカム構造部4が、潤滑系流体の流路となる一方の端面11から他方の端面12まで延びる複数のセル2を区画形成する隔壁1を有する。このヒーター本体においては、一対の電極部21が、ハニカム構造部4の側面5に配設されている。
(1-1) Heater body:
As shown in FIGS. 6 and 7, the heater body has a tubular honeycomb structure portion 4 and a pair of electrode portions 21. The tubular honeycomb structure portion 4 includes partition walls 1 that partition and form a plurality of cells 2 extending from one end face 11 to the other end face 12 that serve as a flow path for the lubricating fluid. In this heater body, a pair of electrode portions 21 are arranged on the side surface 5 of the honeycomb structure portion 4.

ハニカム構造部4が、隔壁1を取り囲むように最外周に配置された外周壁3を更に有していてもよい。図6及び図7においては、ハニカム構造部4が、外周壁3を更に有している場合の例を示す。外周壁3によって構成されるハニカム構造部4の側面5に、一対の電極部21が配設されている。隔壁1と、外周壁3とは、同一の材料からなるものであってもよいし、異なる材料からなるものであってもよい。   The honeycomb structure portion 4 may further include an outer peripheral wall 3 disposed on the outermost periphery so as to surround the partition wall 1. 6 and 7 show an example in which the honeycomb structure portion 4 further includes an outer peripheral wall 3. A pair of electrode portions 21 are disposed on the side surface 5 of the honeycomb structure portion 4 constituted by the outer peripheral wall 3. The partition wall 1 and the outer peripheral wall 3 may be made of the same material or different materials.

隔壁1は、セラミックスを主成分とする材料からなるものである。ここで、本明細書において、「セラミックスを主成分とする」とは、セラミックスを50質量%以上含むことをいう。即ち、セラミックスを主成分とする材料からなる隔壁とは、セラミックスを50質量%以上含んだ隔壁のことを意味する。本実施形態のハニカム構造部に適用可能な「通電により発熱するセラミックス」としては、SiC、金属含浸SiC、金属複合SiC、金属複合Si等を挙げることができる。 The partition wall 1 is made of a material mainly composed of ceramics. Here, in the present specification, “having ceramics as a main component” means containing 50% by mass or more of ceramics. That is, the partition wall made of a material mainly composed of ceramics means a partition wall containing 50% by mass or more of ceramics. Examples of “ceramics that generate heat upon energization” applicable to the honeycomb structure of the present embodiment include SiC, metal-impregnated SiC, metal composite SiC, and metal composite Si 3 N 4 .

本実施形態のヒーターにおいては、隔壁の比抵抗が0.01〜50Ω・cmであることが好ましい。本実施形態のヒーターにおいては、隔壁の比抵抗が0.03〜10Ω・cmであることが更に好ましく、0.07〜5Ω・cmであることが特に好ましい。隔壁の比抵抗を上記数値範囲とすることにより、エンジンオイルやトランスミッションフルードなどの潤滑系流体を速やかに昇温することが可能なヒーターとすることができる。また、ハニカム構造部の小型化に十分対応可能なものとなる。   In the heater of this embodiment, it is preferable that the specific resistance of the partition wall is 0.01 to 50 Ω · cm. In the heater of the present embodiment, the specific resistance of the partition wall is more preferably 0.03 to 10 Ω · cm, and particularly preferably 0.07 to 5 Ω · cm. By setting the specific resistance of the partition wall within the above numerical range, a heater capable of quickly raising the temperature of a lubricating fluid such as engine oil or transmission fluid can be obtained. In addition, the honeycomb structure can be sufficiently reduced in size.

上述したSiCには、再結晶SiC及び反応焼結SiCが含まれる。再結晶SiCは、例えば、以下のように作製されるものである。まず、SiC粉体、有機質バインダー、及び「水又は有機溶剤」を含有する原料を、混合、混練して坏土を調製する。次に、この坏土を成形して成形体を作製する。次に、得られた成形体を、不活性ガス雰囲気中において、1600〜2300℃で焼成して、焼成体を得る。このようにして得られたものが「再結晶SiC」である。そして、得られた焼成体は主に多孔質となる。再結晶SiCは、原料、粒径、不純物量などを変化させることにより比抵抗を変化させることができる。例えば、SiC中に不純物を固溶させることにより、比抵抗を変化させることができる。具体的には、窒素雰囲気中で焼成することにより、SiCに窒素を固溶させて再結晶SiCの比抵抗を小さくすることができる。   The SiC described above includes recrystallized SiC and reaction sintered SiC. For example, the recrystallized SiC is manufactured as follows. First, a raw material containing SiC powder, an organic binder, and “water or an organic solvent” is mixed and kneaded to prepare a clay. Next, this clay is molded to produce a molded body. Next, the obtained molded body is fired at 1600 to 2300 ° C. in an inert gas atmosphere to obtain a fired body. What is obtained in this way is “recrystallized SiC”. And the obtained sintered body becomes mainly porous. Recrystallized SiC can change the specific resistance by changing the raw material, particle size, impurity amount, and the like. For example, the specific resistance can be changed by dissolving impurities in SiC. Specifically, by firing in a nitrogen atmosphere, nitrogen can be dissolved in SiC to reduce the specific resistance of recrystallized SiC.

反応焼結SiCは、原料間の反応を利用して生成させたSiCである。反応焼結SiCとしては、多孔質の反応焼結SiC、及び緻密質の反応焼結SiCを挙げることができる。多孔質の反応焼結SiCは、例えば、以下のように作製されるものである。まず、窒化珪素粉末、炭素質物質、炭化珪素及び黒鉛粉末を混合、混練して坏土を調製する。なお、炭素質物質は、窒化珪素を還元する物質である。炭素質物質としては、カーボンブラック、アセチレンブラック等の固体カーボン粉末、フェノール、フラン、ポリイミド等の樹脂等を挙げることができる。次に、この坏土を成形して成形体を作製する。次に、非酸化性雰囲気中において、上記成形体を一次焼成して一次焼成体を得る。次に、得られた一次焼成体を酸化性雰囲気中で加熱して脱炭することにより、残存する黒鉛を除去する。次に、非酸化性雰囲気中において、「脱炭された一次焼成体」を1600〜2500℃で二次焼成して二次焼成体を得る。このようにして得られたものが「多孔質の反応焼結SiC」である。   Reaction-sintered SiC is SiC generated by utilizing a reaction between raw materials. Examples of the reaction-sintered SiC include porous reaction-sintered SiC and dense reaction-sintered SiC. The porous reaction-sintered SiC is produced, for example, as follows. First, a clay is prepared by mixing and kneading silicon nitride powder, carbonaceous material, silicon carbide and graphite powder. The carbonaceous substance is a substance that reduces silicon nitride. Examples of the carbonaceous material include solid carbon powders such as carbon black and acetylene black, resins such as phenol, furan, and polyimide. Next, this clay is molded to produce a molded body. Next, the molded body is primarily fired in a non-oxidizing atmosphere to obtain a primary fired body. Next, the obtained primary fired body is heated in an oxidizing atmosphere and decarburized to remove the remaining graphite. Next, the “decarburized primary fired body” is secondarily fired at 1600 to 2500 ° C. in a non-oxidizing atmosphere to obtain a secondary fired body. What is obtained in this way is “porous reaction sintered SiC”.

緻密質の反応焼結SiCは、例えば、以下のように作製されるものである。まず、SiC粉体及び黒鉛粉末を混合、混練して坏土を調製する。次に、この坏土を成形して成形体を作製する。次に、この成形体に「溶融した珪素(Si)」を含浸させる。これにより、黒鉛を構成する炭素と、含浸させた珪素とを反応させてSiCを生成させる。上記のように、成形体に「溶融した珪素(Si)」を「含浸」させることにより、気孔が無くなり易い。即ち、気孔が塞がれ易い。そのため、緻密な成形体を得ることができる。このようにして得られたものが「緻密質の反応焼結SiC」である。   Dense reaction-sintered SiC is produced, for example, as follows. First, SiC powder and graphite powder are mixed and kneaded to prepare a clay. Next, this clay is molded to produce a molded body. Next, this molded body is impregnated with “molten silicon (Si)”. Thereby, the carbon which comprises graphite and the silicon | silicone impregnated are made to react, and SiC is produced | generated. As described above, pores are easily eliminated by “impregnating” the molten body with “molten silicon (Si)”. That is, the pores are easily blocked. Therefore, a dense molded body can be obtained. The product thus obtained is “dense reaction sintered SiC”.

上述した「金属含浸SiC」としては、Si含浸SiC、金属Siとその他の種類の金属とを含浸させたSiC等を挙げることができる。上記「その他の種類の金属」としては、例えば、Al、Ni、Cu、Ag、Be、Mg、Ti等を挙げることができる。隔壁が、上述した「金属含浸SiC」を主成分とする材料からなる場合には、その隔壁が、耐熱性、耐熱衝撃性、耐酸化性、及び耐食性に優れたものになる。「耐食性」とは、酸やアルカリなどによって生じる腐食作用に対する対抗性のことを意味する。   Examples of the “metal-impregnated SiC” include Si-impregnated SiC, SiC impregnated with metal Si and other types of metals, and the like. Examples of the “other types of metals” include Al, Ni, Cu, Ag, Be, Mg, and Ti. When the partition wall is made of the above-described material mainly composed of “metal-impregnated SiC”, the partition wall has excellent heat resistance, thermal shock resistance, oxidation resistance, and corrosion resistance. “Corrosion resistance” means resistance to the corrosive action caused by acid or alkali.

金属含浸SiCとしては、例えば、SiC粒子を主体とした多孔質体に、溶融した金属を含浸させたものを挙げることができる。このため、金属含浸SiCは、比較的に気孔が少ない緻密体となる。   Examples of the metal-impregnated SiC include those obtained by impregnating a porous body mainly composed of SiC particles with a molten metal. For this reason, the metal-impregnated SiC becomes a dense body having relatively few pores.

「Si含浸SiC」とは、金属SiとSiCとを構成成分として含む焼結体を総称する概念である。金属Siとは、金属珪素のことを意味する。Si含浸SiCでは、SiC粒子の表面を、金属Siの凝固物が取り囲んでいる。これにより、Si含浸SiCは、金属Siを介して、複数のSiC粒子同士が結合した構造を有するものとなっている。   “Si-impregnated SiC” is a concept generically referring to a sintered body containing metal Si and SiC as constituent components. Metal Si means metal silicon. In Si-impregnated SiC, the surface of the SiC particles is surrounded by solidified metal Si. Accordingly, the Si-impregnated SiC has a structure in which a plurality of SiC particles are bonded to each other through metal Si.

「金属Siとその他の種類の金属とを含浸させたSiC」とは、金属Siとその他の種類の金属とSiCとを構成成分として含む焼結体を総称する概念である。金属Siとその他の種類の金属とを含浸させたSiCでは、SiC粒子の表面を、金属Siの凝固物やその他の種類の金属の凝固物が取り囲んでいる。これにより、金属Siとその他の種類の金属とを含浸させたSiCは、金属Siやその他の種類の金属を介して、複数のSiC粒子同士が結合した構造を有するものとなっている。   “SiC impregnated with metal Si and other types of metals” is a concept generically referring to sintered bodies containing metal Si, other types of metals, and SiC as constituent components. In SiC impregnated with metal Si and other types of metals, the surface of the SiC particles is surrounded by solidified products of metal Si and other types of metals. Thereby, SiC impregnated with metal Si and other types of metals has a structure in which a plurality of SiC particles are bonded to each other through metal Si and other types of metals.

隔壁が、金属含浸SiCを主成分とする材料からなる場合には、含浸させる金属の量を調整することにより、隔壁の比抵抗を調整することができる。隔壁が、金属含浸SiCを主成分とする材料からなる場合には、一般に、含浸させる金属の量が多くなるにつれて、隔壁の比抵抗がより小さくなる。   When the partition wall is made of a material mainly composed of metal-impregnated SiC, the specific resistance of the partition wall can be adjusted by adjusting the amount of metal impregnated. When the partition wall is made of a material mainly composed of metal-impregnated SiC, generally, the specific resistance of the partition wall becomes smaller as the amount of metal to be impregnated increases.

上述した「金属複合SiC」としては、Si複合SiC、金属Siとその他の種類の金属とを複合焼結させたSiC等を挙げることができる。上記「その他の種類の金属」としては、例えば、Al、Ni、Cu、Ag、Be、Mg、Ti等を挙げることができる。   Examples of the above-mentioned “metal composite SiC” include Si composite SiC, SiC obtained by composite sintering of metal Si and other types of metals, and the like. Examples of the “other types of metals” include Al, Ni, Cu, Ag, Be, Mg, and Ti.

金属複合SiCとしては、SiC粒子と金属粉末とを混合焼結したものを挙げることができる。SiC粒子と金属粉末とを混合焼結する際には、SiC粒子と金属粉末とが接触する接点において焼結が進行する。このため、金属複合SiCは、比較的に多くの気孔が形成された多孔質体となる。金属複合SiCでは、金属粉末からなる金属相を介してSiC粒子が相互連結した構造を取りつつ、多孔質体の気孔が形成されている。例えば、Si複合SiCでは、SiC粒子の表面に金属Si相が結合した形で、気孔を形成しながら、金属Siを介してSiC粒子同士が結合した構造が取られている。金属Siとその他の種類の金属とを複合焼結させたSiCにおいても、上記金属複合SiCと同様の構造が取られている。   Examples of the metal composite SiC include those obtained by mixing and sintering SiC particles and metal powder. When the SiC particles and the metal powder are mixed and sintered, the sintering proceeds at the contact point where the SiC particles and the metal powder are in contact with each other. For this reason, the metal composite SiC becomes a porous body in which a relatively large number of pores are formed. In the metal composite SiC, pores of a porous body are formed while taking a structure in which SiC particles are interconnected via a metal phase made of metal powder. For example, Si composite SiC has a structure in which SiC particles are bonded to each other through metal Si while forming pores in a form in which a metal Si phase is bonded to the surface of SiC particles. Also in SiC in which metal Si and other types of metals are combined and sintered, the same structure as that of the metal composite SiC is taken.

隔壁が、金属複合SiCを主成分とする材料からなる場合には、複合させる金属の量や成分を調整することにより、隔壁の比抵抗を調整することができる。隔壁が、金属複合SiCを主成分とする材料からなる場合には、一般に、複合させる金属の量が多くなるにつれて、隔壁の比抵抗がより小さくなる。   When the partition wall is made of a material mainly composed of metal composite SiC, the specific resistance of the partition wall can be adjusted by adjusting the amount and components of the metal to be combined. When the partition is made of a material mainly composed of metal composite SiC, generally, the specific resistance of the partition becomes smaller as the amount of metal to be combined increases.

本実施形態のヒーターにおいては、隔壁の単位表面積あたりの発熱量が、ハニカム構造部の大きさ、隔壁の比抵抗、隔壁の厚さ、セル密度等に依存している。例えば、ハニカム構造部の大きさが制限されている場合には、隔壁の厚さやセル密度を調整することによって、隔壁の単位表面積あたりの発熱量を調節することができる。これにより、潤滑系流体を過度に加熱しないようなヒーターとすることができる。また、ヒーターを配置する空間の広さに余裕がある場合には、ハニカム構造部の大きさを調整して、ヒーターの発熱量を調節することができる。ハニカム構造部の大きさとは、ハニカム構造部のセルの延びる方向の長さや、ハニカム構造部のセルの延びる方向に直交する断面の大きさのことを意味する。以下、「ハニカム構造部のセルの延びる方向の長さ」のことを、単に「ハニカム構造部の長さ」ということがある。また、「ハニカム構造部のセルの延びる方向に直交する断面の大きさ」のことを、単に「ハニカム構造部の断面の大きさ」ということがある。   In the heater of the present embodiment, the amount of heat generated per unit surface area of the partition wall depends on the size of the honeycomb structure, the specific resistance of the partition wall, the partition wall thickness, the cell density, and the like. For example, when the size of the honeycomb structure portion is limited, the amount of heat generated per unit surface area of the partition wall can be adjusted by adjusting the partition wall thickness and cell density. Thereby, it can be set as the heater which does not heat a lubrication system fluid excessively. In addition, when there is a sufficient space for the heater, the size of the honeycomb structure can be adjusted to adjust the amount of heat generated by the heater. The size of the honeycomb structure part means the length in the cell extending direction of the honeycomb structure part or the size of the cross section orthogonal to the cell extending direction of the honeycomb structure part. Hereinafter, “the length of the honeycomb structure portion in the cell extending direction” may be simply referred to as “the length of the honeycomb structure portion”. Further, “the size of the cross section perpendicular to the cell extending direction of the honeycomb structure portion” may be simply referred to as “the size of the cross section of the honeycomb structure portion”.

例えば、ハニカム構造部の長さを長くすることができる場合には、潤滑系流体を加熱する距離を長くすることができる。これにより、潤滑系流体を良好に加熱することができる。また、ハニカム構造部の長さを長くすることで、潤滑系流体を十分に加熱することができる場合には、隔壁の比抵抗を相対的に小さくしてもよい。   For example, when the length of the honeycomb structure portion can be increased, the distance for heating the lubricating fluid can be increased. Thereby, a lubrication system fluid can be heated favorably. Further, if the lubricating fluid can be sufficiently heated by increasing the length of the honeycomb structure portion, the specific resistance of the partition walls may be relatively reduced.

一方、ハニカム構造部の長さや断面の大きさに制約がある場合には、隔壁の比抵抗、隔壁の厚さ、セル密度等を調整して、隔壁の単位表面積あたりの発熱量を調節することが好ましい。   On the other hand, when the length of the honeycomb structure and the size of the cross section are restricted, the calorific value per unit surface area of the partition should be adjusted by adjusting the specific resistance of the partition, the thickness of the partition, the cell density, etc. Is preferred.

例えば、隔壁の気孔率を調整することにより、隔壁の比抵抗を調整することができる。一般に、隔壁の気孔率が小さくなるほど、隔壁の比抵抗がより小さくなる。   For example, the specific resistance of the partition wall can be adjusted by adjusting the porosity of the partition wall. In general, the smaller the porosity of the partition wall, the smaller the specific resistance of the partition wall.

また、隔壁の主成分によって、隔壁の気孔率の好ましい範囲が異なってくる。例えば金属複合SiCを主成分とすると、隔壁の気孔率は、30〜90%が好ましい。また、金属複合SiCを主成分とすると、隔壁に開気孔が多く存在し、気孔が大きくなる。そして、金属複合SiCを主成分とする隔壁は、隣り合うセル間を連通する連通気孔が多く存在する。そのため、この連通気孔によって潤滑系流体が隔壁内部を通過することが可能になる。従って、隔壁と潤滑系流体との接触面積が大きくなる。そのため、金属複合SiCを主成分とする隔壁を有するハニカム構造部を備えるヒーターは、加熱効率(即ち、熱交換効率)が向上する。なお、加熱効率は、後述する「変換効率」で表すことができる。一方、例えば、金属含浸SiCを主成分とすると、隔壁の気孔率は、0〜10%が好ましい。また、金属含浸SiCを主成分とすると、隔壁の気孔が小さくなり、開気孔が少なくなる。そのため、金属含浸SiCを主成分とする隔壁には、潤滑系流体が浸入し難い。そのため、隔壁の気孔内に留まって流れなくなる潤滑系流体が少なくなる。このようなことから、金属含浸SiCを主成分とする隔壁の場合には、潤滑系流体が過熱されて劣化することを防止できる。また、セル間を連通する気孔が無いため、潤滑系流体が隔壁の内部を通過することが無くなる。そのため、潤滑系流体についてセル内のみを流動させることができる。   Moreover, the preferable range of the porosity of a partition changes with main components of a partition. For example, when metal composite SiC is the main component, the porosity of the partition walls is preferably 30 to 90%. Moreover, when metal composite SiC is a main component, many open pores exist in the partition wall, and the pores become large. And the partition which has metal composite SiC as a main component has many communicating vents which connect between adjacent cells. For this reason, this continuous vent allows the lubricating fluid to pass through the partition wall. Accordingly, the contact area between the partition wall and the lubricating fluid increases. Therefore, a heater including a honeycomb structure having partition walls mainly composed of metal composite SiC has improved heating efficiency (that is, heat exchange efficiency). The heating efficiency can be expressed by “conversion efficiency” described later. On the other hand, for example, when metal-impregnated SiC is the main component, the porosity of the partition walls is preferably 0 to 10%. Further, when the metal-impregnated SiC is a main component, the pores of the partition walls are reduced and the open pores are reduced. Therefore, it is difficult for the lubricating fluid to enter the partition wall mainly composed of metal-impregnated SiC. Therefore, the lubricating system fluid that remains in the pores of the partition wall and stops flowing is reduced. For this reason, in the case of the partition wall mainly composed of metal-impregnated SiC, it is possible to prevent the lubricating fluid from being overheated and deteriorated. Further, since there are no pores communicating between the cells, the lubricating fluid does not pass through the partition walls. Therefore, only the lubricating system fluid can flow in the cell.

また、隔壁の材料として用いられるSiCの種類、純度(不純物量)によっても、隔壁の比抵抗を調整することができる。SiCの種類としては、α−SiC、β−SiC等を挙げることができる。また、α−SiCやβ−SiCの混合割合を調整することによって、隔壁の比抵抗を調整することもできる。   In addition, the specific resistance of the partition wall can be adjusted by the type and purity (impurity amount) of SiC used as the partition wall material. Examples of SiC include α-SiC and β-SiC. In addition, the specific resistance of the partition walls can be adjusted by adjusting the mixing ratio of α-SiC or β-SiC.

また、隔壁の材料に含まれる金属中の不純物の量によっても、隔壁の比抵抗が変化する。また、主成分とする材料に含まれる金属として、合金を使用することもできる。また、ハニカム構造部の作製時に、上記金属を合金化させることもできる。このようにすることにより、隔壁の比抵抗を変化させることができる。   In addition, the specific resistance of the partition changes depending on the amount of impurities in the metal contained in the partition material. Moreover, an alloy can also be used as a metal contained in the material as a main component. In addition, the metal can be alloyed when the honeycomb structure is manufactured. By doing in this way, the specific resistance of a partition can be changed.

本実施形態のヒーターにおいては、隔壁の厚さが、0.1〜0.51mmであることが好ましい。また、ハニカム構造部のセル密度が、15〜280セル/cmであることが好ましい。このように構成されたハニカム構造部を用いることにより、潤滑系流体を過度に加熱することなく、潤滑系流体の温度を速やかに上げることができる。本実施形態のヒーターにおいては、隔壁の厚さが、0.1〜0.51mmであり、且つハニカム構造部のセル密度が、15〜280セル/cmであることがより好ましい。 In the heater of this embodiment, the partition wall thickness is preferably 0.1 to 0.51 mm. Moreover, it is preferable that the cell density of a honeycomb structure part is 15-280 cells / cm < 2 >. By using the honeycomb structure configured as described above, the temperature of the lubricating fluid can be quickly increased without excessively heating the lubricating fluid. In the heater of the present embodiment, it is more preferable that the partition wall thickness is 0.1 to 0.51 mm, and the cell density of the honeycomb structure portion is 15 to 280 cells / cm 2 .

また、本実施形態のヒーターにおいては、隔壁の厚さが0.25〜0.51mmであり、且つセル密度が15〜62セル/cmであることが更に好ましい。隔壁の厚さが0.30〜0.38mmであり、且つセル密度が23〜54セル/cmであることが特に好ましい。このように構成されたハニカム構造部を用いることにより、セル内を潤滑系流体が流通する際の圧力損失を小さくすることができる。 Moreover, in the heater of this embodiment, it is more preferable that the partition wall thickness is 0.25 to 0.51 mm and the cell density is 15 to 62 cells / cm 2 . It is particularly preferable that the partition wall thickness is 0.30 to 0.38 mm and the cell density is 23 to 54 cells / cm 2 . By using the honeycomb structure configured as described above, it is possible to reduce the pressure loss when the lubricating fluid flows in the cell.

ヒーター本体は、ハニカム構造部の隔壁の表面に、絶縁破壊強度が10〜1000V/μmである絶縁層を有するものであることが好ましい。絶縁層の絶縁破壊強度は、100〜1000V/μmであることが更に好ましい。潤滑系流体は、部品から生じた金属性磨耗粉や水分などを含んでいることがある。特に、金属性磨耗粉はオイルフィルターなどにより大部分が除去されるが、除去されずに潤滑系流体中に残るものがある。そのため、ヒーターを長期間使用することより、除去されずに残った金属性磨耗粉が隔壁に付着したり、堆積して目詰まりしたりすることがある。このような場合、ヒーターが短絡してしまう可能性がある。ハニカム構造部の隔壁の表面に、絶縁破壊強度が10〜1000V/μmである電気絶縁層(以下、単に「絶縁性」ともいう)を有すると、潤滑系流体に含まれる金属性磨耗粉が隔壁に付着や堆積して目詰まりすることに起因してヒーターが短絡してしまうことを防ぐことができる。   The heater body preferably has an insulating layer having a dielectric breakdown strength of 10 to 1000 V / μm on the surface of the partition walls of the honeycomb structure. The dielectric breakdown strength of the insulating layer is more preferably 100 to 1000 V / μm. Lubricating fluids may contain metallic wear powder or moisture generated from parts. In particular, most of the metallic wear powder is removed by an oil filter or the like, but there are some that remain in the lubricating fluid without being removed. For this reason, when the heater is used for a long period of time, the metallic wear powder remaining without being removed may adhere to the partition walls or be deposited and clogged. In such a case, the heater may be short-circuited. When the surface of the partition walls of the honeycomb structure portion has an electrical insulating layer (hereinafter also simply referred to as “insulating”) having a dielectric breakdown strength of 10 to 1000 V / μm, metallic wear powder contained in the lubricating fluid is separated from the partition walls. It is possible to prevent the heater from being short-circuited due to clogging due to adhesion or deposition.

上記絶縁層としては、隔壁に含まれるセラミックス成分が酸化して作られる酸化膜を挙げることができる。このような酸化膜は、酸化雰囲気下で高温処理することにより形成することができる。   An example of the insulating layer is an oxide film formed by oxidizing a ceramic component contained in a partition wall. Such an oxide film can be formed by high-temperature treatment in an oxidizing atmosphere.

絶縁層としては、セラミックスコート層、SiO系のガラスコート層、又はセラミックスと「SiO系のガラス」との混合物のコート層からなるものであってもよい。 The insulating layer may be a ceramic coating layer, a SiO 2 glass coating layer, or a coating layer of a mixture of ceramics and “SiO 2 glass”.

セラミックスコート層としては、Al、MgO、ZrO、TiO、CeOなどの酸化物を主成分とするものや、窒化物を主成分とするものを挙げることができる。「酸化物を主成分とするもの」と「窒化物を主成分とするもの」とでは、「酸化物を主成分とするもの」の方が大気中における安定性が高い。一方、「窒化物を主成分とするもの」は、より熱伝導に優れる。SiO系のガラスコート層としては、SiOを主成分とするものを挙げることができる。セラミックスとSiO系のガラスとの混合物のコート層としては、SiOと「Al、MgO、ZrO、TiO、CeOなどの成分」との混合物を主成分とするものを挙げることができる。なお、絶縁層の構成成分は、耐電圧の要求値に応じて適宜選択することができる。 Examples of the ceramic coating layer include a layer mainly composed of oxides such as Al 2 O 3 , MgO, ZrO 2 , TiO 2 and CeO 2, and a layer mainly composed of nitride. Among “things mainly containing oxides” and “things mainly containing nitrides”, “things mainly containing oxides” have higher stability in the atmosphere. On the other hand, the “having nitride as a main component” is more excellent in heat conduction. Examples of the SiO 2 -based glass coat layer include those containing SiO 2 as a main component. Examples of the coating layer of a mixture of ceramics and SiO 2 glass include those having a main component of a mixture of SiO 2 and “components such as Al 2 O 3 , MgO, ZrO 2 , TiO 2 , and CeO 2 ”. be able to. The constituent components of the insulating layer can be appropriately selected according to the required value of withstand voltage.

セラミックスコート層、SiO系のガラスコート層、及びセラミックスとSiO系のガラスとの混合物のコート層の形成には、それぞれ湿式による方法、又は乾式による方法を採用することができる。 A wet method or a dry method can be employed to form the ceramic coat layer, the SiO 2 glass coat layer, and the coat layer of the mixture of ceramic and SiO 2 glass, respectively.

湿式による方法としては、ハニカム焼結体を、絶縁層形成用スラリー、絶縁層形成用コロイド、及び絶縁層形成用溶液のいずれかに浸漬し、その後、余剰分を除去し、乾燥させた後、焼成する方法を挙げることができる。   As a wet method, the honeycomb sintered body is immersed in one of the insulating layer forming slurry, the insulating layer forming colloid, and the insulating layer forming solution, and then the excess is removed and dried. The method of baking can be mentioned.

例えば、「酸化物を主成分とする絶縁層」を形成する場合、絶縁層形成用スラリー、及び絶縁層形成用コロイドとしては、Al、Mg、Si、Zr、Ti、Ce等の金属源、又はその酸化物を含むものを用いることができる。「酸化物を主成分とする絶縁層」は、Al、MgO、SiO、ZrO、TiO、CeOなどを主成分とする絶縁層のことである。また、絶縁層形成用溶液としては、Al(OC、Si(OCなどの金属アルコキシド溶液を用いることができる。湿式による方法における焼結温度は、主成分によって適宜決定することができる。湿式による方法における焼結温度は、例えば、SiOを主成分とする絶縁層の場合、1100〜1200℃であることが好ましい。また、Alを主成分とする絶縁層の場合、1300〜1400℃であることが好ましい。 For example, when forming an “insulating layer mainly composed of oxide”, the insulating layer forming slurry and the insulating layer forming colloid include metal sources such as Al, Mg, Si, Zr, Ti, and Ce, or Those containing the oxide can be used. The “insulating layer mainly composed of oxide” is an insulating layer mainly composed of Al 2 O 3 , MgO, SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , CeO 2 or the like. As the insulating layer forming solution, a metal alkoxide solution such as Al (OC 3 H 7 ) 3 , Si (OC 2 H 5 ) 4 can be used. The sintering temperature in the wet method can be appropriately determined depending on the main component. The sintering temperature in the wet method is, for example, preferably 1100 to 1200 ° C. in the case of an insulating layer mainly composed of SiO 2 . In the case of an insulating layer mainly composed of Al 2 O 3 , the temperature is preferably 1300 to 1400 ° C.

「窒化物を主成分とする絶縁層」を形成する場合、ハニカム成形体を、絶縁層形成用スラリー、及び絶縁層形成用コロイド、絶縁層形成用溶液のいずれかに浸漬し、その後、余剰分を除去し、乾燥させる。その後、窒素又はアンモニアを含む還元雰囲気にて窒化する。このようにして、窒化物を主成分とする絶縁層を形成することができる。窒化物としては、絶縁性を有しながら熱伝導が高いAlN、Si等を挙げることができる。 When forming the “insulating layer mainly composed of nitride”, the honeycomb formed body is immersed in one of the insulating layer forming slurry, the insulating layer forming colloid, and the insulating layer forming solution, and then the excess Remove and dry. Thereafter, nitriding is performed in a reducing atmosphere containing nitrogen or ammonia. In this manner, an insulating layer containing nitride as a main component can be formed. Examples of the nitride include AlN, Si 3 N 4, and the like that have insulating properties and high thermal conductivity.

乾式による方法は、静電スプレー法などを挙げることができる。静電スプレー法により絶縁層を形成するには、例えば、以下ように行うことができる。まず、絶縁性物質の粉末(絶縁性粒子)又は「絶縁性粒子を含むスラリー」に電圧を印加して負(又は正)に帯電させる。その後、正(又は負)に帯電させたハニカム構造部に、帯電させた「絶縁性粒子、又は絶縁性粒子を含むスラリー」を吹き付ける。このようにして絶縁層を形成する。   Examples of the dry method include an electrostatic spray method. For example, the insulating layer can be formed by electrostatic spraying as follows. First, a voltage is applied to an insulating substance powder (insulating particles) or “slurry containing insulating particles” to make it negative (or positive). Thereafter, the charged “insulating particles or slurry containing insulating particles” is sprayed onto the positively (or negatively) honeycomb structure. In this way, an insulating layer is formed.

絶縁層の膜厚は、所望の耐電圧に応じて適宜設定することができる。絶縁層の膜厚が厚いと、絶縁性が高くなるものの潤滑系流体を加熱するには熱抵抗が大きくなる。これは、絶縁層が隔壁に比較して熱伝導が低くなりやすいためである。更に、ヒーターの圧力損失が大きくなる。そのため、絶縁層の膜厚は絶縁性が確保できる範囲内において薄い方が好ましい。具体的には、絶縁層の膜厚は、隔壁の膜厚よりも薄いことが好ましい。更に具体的には、材質毎の絶縁破壊強度に拠るが、絶縁層の膜厚が、10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることが更に好ましく、3μm以下であることが特に好ましい。絶縁層の膜厚が上述した値であると、熱抵抗を低く維持しつつ、ハニカム構造部の圧力損失が増加することを防止できる。絶縁層の膜厚は、絶縁層の平均膜厚を意味する。絶縁層の膜厚は、断面サンプルを用いて光学顕微鏡や電子顕微鏡により観察して計測した値である。ここで、「断面サンプル」は、ヒーター本体の一部を切り出したサンプルであり、隔壁の壁面に直交する切断面を有するサンプルである。また、例えば、絶縁層が酸化膜である場合に、上記のような厚さの酸化膜を形成するためには、焼成温度を1200〜1400℃とすることが好ましい。また、水蒸気雰囲気下で焼成し、酸化膜を形成することも好ましい方法である。更に、焼成時間を調整することにより、酸化膜の膜厚を調整することもできる。焼成時間が長くなるほど、酸化膜の厚さは厚くなる。   The film thickness of the insulating layer can be appropriately set according to the desired withstand voltage. When the thickness of the insulating layer is thick, the thermal resistance increases to heat the lubricating fluid, although the insulating property increases. This is because the insulating layer tends to have lower thermal conductivity than the partition. Furthermore, the pressure loss of the heater increases. Therefore, it is preferable that the thickness of the insulating layer is as thin as possible within a range where the insulating property can be secured. Specifically, the thickness of the insulating layer is preferably smaller than the thickness of the partition wall. More specifically, although depending on the dielectric breakdown strength of each material, the thickness of the insulating layer is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, and particularly preferably 3 μm or less. When the film thickness of the insulating layer is the value described above, it is possible to prevent an increase in the pressure loss of the honeycomb structure portion while keeping the thermal resistance low. The film thickness of an insulating layer means the average film thickness of an insulating layer. The film thickness of the insulating layer is a value measured by observing with an optical microscope or an electron microscope using a cross-sectional sample. Here, the “cross-section sample” is a sample obtained by cutting out a part of the heater body, and is a sample having a cut surface orthogonal to the wall surface of the partition wall. For example, when the insulating layer is an oxide film, the firing temperature is preferably set to 1200 to 1400 ° C. in order to form the oxide film having the above thickness. It is also a preferable method to form an oxide film by baking in a water vapor atmosphere. Furthermore, the film thickness of the oxide film can be adjusted by adjusting the baking time. The longer the firing time, the thicker the oxide film.

更に、本実施形態のヒーターでは、隔壁の表面には、SiCが酸化してSiOが生成されたことにより、酸化膜が形成されている。隔壁の表面に酸化膜を形成する際には、大気などの酸化雰囲気下で高温処理を施す。本実施形態のヒーターが備えるハニカム構造部のように、隔壁の主成分が、SiC、Si含浸SiC、又はSi複合SiCである場合には、例えば、大気中で1200℃〜1400℃で熱処理することにより、隔壁の表面に酸化膜を形成することができる。 Furthermore, in the heater of the present embodiment, an oxide film is formed on the surface of the partition wall by oxidizing SiC and generating SiO 2 . When an oxide film is formed on the surface of the partition wall, high temperature treatment is performed in an oxidizing atmosphere such as air. When the main component of the partition walls is SiC, Si-impregnated SiC, or Si composite SiC as in the honeycomb structure provided in the heater of the present embodiment, for example, heat treatment is performed at 1200 ° C. to 1400 ° C. in the atmosphere. Thus, an oxide film can be formed on the surface of the partition wall.

ハニカム構造部の形状は特に限定されず、例えば、端面が円形の筒状(円筒形状)、底面がオーバル形状の筒状、端面が多角形の筒状等の形状とすることができる。多角形としては、四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等を挙げることができる。図1〜図7においては、ハニカム構造部4の形状が、端面が四角形の筒状である場合の例を示す。   The shape of the honeycomb structure portion is not particularly limited, and for example, the end surface may be a cylindrical shape (cylindrical shape), the bottom surface may be an oval shape, the end surface may be a polygonal shape, or the like. Examples of the polygon include a quadrangle, a pentagon, a hexagon, a heptagon, and an octagon. 1 to 7 show an example in which the shape of the honeycomb structure portion 4 is a tubular shape having a square end surface.

セル2の延びる方向に直交する断面におけるセル2の形状が、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。また、上記断面におけるセル2の形状が、円形であってもよい。   It is preferable that the shape of the cell 2 in the cross section orthogonal to the extending direction of the cell 2 is a quadrangle, a hexagon, an octagon, or a combination thereof. Further, the shape of the cell 2 in the cross section may be circular.

外周壁は、ハニカム構造部の側面を構成する壁である。外周壁は、ハニカム構造部を作製する過程において、隔壁とともに形成されたものであってもよい。例えば、隔壁と外周壁とを一度に押出成形して作製してもよい。勿論、押出成形時には外周壁を形成しなくともよい。例えば、セルを区画形成する隔壁の外周部分に、セラミックス材料を塗工して外周壁を形成することもできる。   An outer peripheral wall is a wall which comprises the side surface of a honeycomb structure part. The outer peripheral wall may be formed together with the partition walls in the process of manufacturing the honeycomb structure portion. For example, the partition wall and the outer peripheral wall may be produced by extrusion molding at a time. Of course, it is not necessary to form an outer peripheral wall at the time of extrusion molding. For example, the outer peripheral wall can be formed by coating a ceramic material on the outer peripheral portion of the partition wall that defines the cell.

外周壁3は、セラミックスを主成分とする材料からなるものであることが好ましい。外周壁3は、隔壁1と同一の材料からなるものであってもよいし、隔壁1と異なる材料からなるものであってもよい。外周壁の材料としては、例えば、SiC、金属含浸SiC、金属複合SiC、金属複合Si等を挙げることができる。 The outer peripheral wall 3 is preferably made of a material mainly composed of ceramics. The outer peripheral wall 3 may be made of the same material as the partition wall 1, or may be made of a material different from that of the partition wall 1. Examples of the material of the outer peripheral wall include SiC, metal-impregnated SiC, metal composite SiC, metal composite Si 3 N 4 and the like.

ハニカム構造部の外周壁は、厚肉であると更に好ましい。外周壁が厚肉であるとは、外周壁が隔壁より厚いことを意味する。外周壁が厚肉であると、外周壁の構造体としての強度が増大する。そのため、電極部の接合時における熱応力に対する耐性を向上させることができる。その結果、外周壁におけるクラックの生成などを抑制し易くなる。また、外周壁が厚肉であると、外周壁の熱容量が増大する。そのため、通電時における外周壁の温度上昇を減少させることができる。ここで、外周壁は、エンジンオイルなどの潤滑系流体との接触面積が小さいので過熱し易い。そのため、上記のように、通電時における外周壁の温度上昇を減少させることが好ましい。また、ヒーターのハウジングの少なくとも一部に樹脂が使用されている場合、ヒーターが局所的に過熱することによって当該樹脂が劣化し損傷することがある。そのため、ハニカム構造部の外周壁を厚肉にすることにより、当該樹脂の劣化による損傷を抑制することが可能になる。   The outer peripheral wall of the honeycomb structure is more preferably thick. That the outer peripheral wall is thick means that the outer peripheral wall is thicker than the partition wall. When the outer peripheral wall is thick, the strength of the outer peripheral wall as a structure increases. Therefore, it is possible to improve resistance to thermal stress at the time of joining the electrode portions. As a result, it becomes easy to suppress the generation of cracks in the outer peripheral wall. Further, if the outer peripheral wall is thick, the heat capacity of the outer peripheral wall increases. Therefore, the temperature rise of the outer peripheral wall during energization can be reduced. Here, the outer peripheral wall tends to overheat because the contact area with the lubricating fluid such as engine oil is small. Therefore, as described above, it is preferable to reduce the temperature rise of the outer peripheral wall during energization. In addition, when a resin is used in at least a part of the heater housing, the resin may deteriorate and be damaged due to local overheating of the heater. Therefore, it is possible to suppress damage due to deterioration of the resin by making the outer peripheral wall of the honeycomb structure portion thick.

外周壁の厚さは、外周壁の気孔率などにも拠るが、0.3〜5mmが好ましく、0.5〜3mmが更に好ましい。   Although the thickness of an outer peripheral wall is based also on the porosity of an outer peripheral wall, etc., 0.3-5 mm is preferable and 0.5-3 mm is still more preferable.

また、ハニカム構造部の外周壁は、緻密であると更に好ましい。外周壁が緻密であると、外周壁内部を通過して潤滑系流体がヒーター本体の外部に漏れ出ることを抑制できる。ハウジング内にヒーターを収納する際には、ハウジング内に潤滑系流体が漏れ出ることを防止するために、ヒーター本体の外周にシール材が配置されることがある。外周壁を緻密にすれば、上記のように潤滑系流体がヒーターの外部に漏れ出ることを抑制できるため、上記シール材が不要になる。なお、上述したように、従来のヒーターにおいては、ヒーター本体の外部に潤滑系流体が漏れ出さないように構成されていることが一般的であるが、本実施形態のヒーターにおいては、ハウジングとヒーター本体との間に、積極的に潤滑系流体を流してもよい。即ち、ヒーター本体の外側に積極的に潤滑系流体を流して、ハニカム構造部の外周壁の外側の面を使用して、潤滑系流体を加熱してもよい。   Further, it is more preferable that the outer peripheral wall of the honeycomb structure portion is dense. When the outer peripheral wall is dense, it is possible to prevent the lubricating fluid from leaking outside the heater body through the outer peripheral wall. When the heater is housed in the housing, a sealing material may be disposed on the outer periphery of the heater body in order to prevent the lubricating fluid from leaking into the housing. If the outer peripheral wall is made dense, it is possible to suppress the leakage of the lubricating fluid to the outside of the heater as described above, so that the sealing material becomes unnecessary. As described above, the conventional heater is generally configured so that the lubricating fluid does not leak outside the heater body. However, in the heater of the present embodiment, the housing and the heater Lubricating fluid may be actively flowed between the main body. In other words, the lubricating fluid may be heated by actively flowing the lubricating fluid outside the heater body and using the outer surface of the outer peripheral wall of the honeycomb structure portion.

「緻密な外周壁」は、例えば、金属を含浸させることにより緻密化したものが好ましい。また、「緻密な外周壁」は、緻密な「Al、MgO、SiO、Si、AlN、又はBN」、又はこれらの複合物により形成されてもよい。 The “dense outer peripheral wall” is preferably one that has been densified by impregnation with metal, for example. Further, the “dense outer peripheral wall” may be formed of dense “Al 2 O 3 , MgO, SiO 2 , Si 3 N 4 , AlN, or BN”, or a composite thereof.

このような「緻密な外周壁」を有するハニカム構造部は、例えば、「隔壁を構成する材料」と、この「隔壁を構成する材料」と異なる種類の「外周壁を構成する材料」とを、共押出しすることにより作製できる。   The honeycomb structure portion having such a “dense outer peripheral wall” includes, for example, “a material forming the partition wall” and “a material forming the outer wall” of a different type from the “material forming the partition wall”. It can be produced by coextrusion.

また、「金属が含浸されることにより緻密化した外周壁」を有するハニカム構造部は、乾燥後のハニカム成形体、又は焼成後のハニカム焼結体に金属を含浸させて形成することが好ましい。なお、含浸させる金属としては、Siが好ましい。そして、上記乾燥後のハニカム成形体、又は焼成後のハニカム焼結体に金属を含浸させるには、外周壁のみが含浸されるように、含浸させる金属の量(例えば含浸Si量)を調整して金属を含浸させる方法がある。又は、上記乾燥後のハニカム成形体、又は焼成後のハニカム焼結の両端面に含浸阻害材をコーティングしたり、上記両端面に板状の治具を載置したりする方法がある。これらの方法により、外周壁に優先的に金属を含浸させることができる。含浸阻害材としては、例えば、酸化物系、特にAlなどを挙げることができる。 In addition, the honeycomb structure portion having “the outer peripheral wall densified by being impregnated with metal” is preferably formed by impregnating metal into a dried honeycomb formed body or a fired honeycomb sintered body. Note that Si is preferable as the metal to be impregnated. In order to impregnate the dried honeycomb formed body or the fired honeycomb sintered body with the metal, the amount of metal to be impregnated (for example, the amount of impregnated Si) is adjusted so that only the outer peripheral wall is impregnated. There is a method of impregnating with metal. Alternatively, there is a method in which an impregnation inhibiting material is coated on both end faces of the dried honeycomb formed body or the fired honeycomb sintered body, or a plate-like jig is placed on both end faces. By these methods, the outer peripheral wall can be preferentially impregnated with metal. Examples of the impregnation inhibitor include oxides, particularly Al 2 O 3 .

一対の電極部21は、ハニカム構造部4の隔壁1を通電するための電極である。一対の電極部21における一方の電極部21と他方の電極部21とが、ハニカム構造部4を側方から挟み込むように、ハニカム構造部4の側面5に配設されている。一対の電極部21間に電圧を印加することにより、隔壁1が通電して、ハニカム構造部4が発熱する。   The pair of electrode portions 21 are electrodes for energizing the partition walls 1 of the honeycomb structure portion 4. One electrode portion 21 and the other electrode portion 21 of the pair of electrode portions 21 are disposed on the side surface 5 of the honeycomb structure portion 4 so as to sandwich the honeycomb structure portion 4 from the side. By applying a voltage between the pair of electrode portions 21, the partition wall 1 is energized, and the honeycomb structure portion 4 generates heat.

一対の電極部21の材質としては、例えば、ステンレス、銅、ニッケル、アルミニウム、モリブデン、タングステン、ロジウム、コバルト、クロム、ニオブ、タンタル、金、銀、白金、パラジウム、及びこれら金属の合金等を挙げることができる。また、一対の電極部21は、Cu/W複合材、Cu/Mo複合材、Ag/W複合材、SiC/Al複合材、C/Cu複合材等の複合材を用いて形成されたものであってもよい。「Cu/W複合材」とは、銅タングステン複合材を意味する。「Cu/Mo複合材」とは、銅モリブデン複合材を意味する。「Ag/W複合材」とは、銀タングステン複合材を意味する。「SiC/Al複合材」とは、SiCとアルミニウムの複合材を意味する。「C/Cu複合材」とは、炭素と銅の複合材を意味する。   Examples of the material of the pair of electrode portions 21 include stainless steel, copper, nickel, aluminum, molybdenum, tungsten, rhodium, cobalt, chromium, niobium, tantalum, gold, silver, platinum, palladium, and alloys of these metals. be able to. The pair of electrode portions 21 are formed using a composite material such as a Cu / W composite material, a Cu / Mo composite material, an Ag / W composite material, a SiC / Al composite material, or a C / Cu composite material. There may be. “Cu / W composite” means a copper tungsten composite. “Cu / Mo composite” means a copper molybdenum composite. “Ag / W composite” means a silver-tungsten composite. “SiC / Al composite material” means a composite material of SiC and aluminum. “C / Cu composite” means a composite of carbon and copper.

この際、電極部の材質としては、電気抵抗が低く、熱膨張係数が低く、その熱膨張係数がハニカム構造部のセラミックスに近くなることが望ましい。電気抵抗が低いことが望ましい理由としては、電気抵抗が高いと、通電時に電極部自身の発熱により問題を生じる場合があるためである。また、熱膨張係数が低いことが望ましい理由としては、以下の通りである。電極材の熱膨張係数がセラミックスに対して高い場合には、電極部の接合時に発生する熱応力が大きくなり、界面剥離やセラミックス側へのクラック発生により問題を生じる場合があるためである。   At this time, it is desirable that the material of the electrode part has a low electrical resistance, a low thermal expansion coefficient, and a thermal expansion coefficient close to that of the ceramic of the honeycomb structure part. The reason why it is desirable that the electric resistance is low is that if the electric resistance is high, a problem may occur due to heat generation of the electrode part itself when energized. The reason why it is desirable that the thermal expansion coefficient is low is as follows. This is because, when the thermal expansion coefficient of the electrode material is higher than that of ceramics, the thermal stress generated at the time of joining the electrode parts becomes large, which may cause problems due to interface peeling or generation of cracks on the ceramic side.

電極部の材質については、熱応力によるセラミックスへのクラックの発生や電極の界面剥離、電極部自身の発熱、コストの点等のバランスを考慮して適宜選択することができる。例えば、アルミニウムについては、電気抵抗が低いものの熱膨張係数が高いために熱応力によって電極部が剥離し易くなる場合がある。また、ステンレスについては、電気抵抗が比較的高いために電極部自身の発熱の点で問題となる場合がある。また、金、銀、白金、パラジウム、及びロジウム等の貴金属材質については、特に金、銀の電気抵抗が低いものの、材料コスト上問題となる場合がある。上述した複合材を用いて形成された電極部においては、電気抵抗が低いことに加え、熱膨張係数が、例えばアルミニウム等の他の純金属よりも低く、その熱膨張係数がハニカム構造部を構成するセラミックスに近いため、熱サイクル時の熱応力を低減する効果を期待することができる。これは、モリブデンやタングステンのように、他の金属と比較して熱膨張係数が低い材質でも同様な効果が得られる。   The material of the electrode part can be appropriately selected in consideration of the balance of generation of cracks in the ceramic due to thermal stress, peeling of the electrode interface, heat generation of the electrode part itself, cost, and the like. For example, although aluminum has a low electrical resistance and a high coefficient of thermal expansion, the electrode portion may be easily peeled off due to thermal stress. Stainless steel may have a problem in terms of heat generation of the electrode part itself because of its relatively high electrical resistance. In addition, regarding noble metal materials such as gold, silver, platinum, palladium, and rhodium, although the electrical resistance of gold and silver is particularly low, it may cause a problem in material cost. In the electrode part formed using the composite material described above, in addition to low electrical resistance, the thermal expansion coefficient is lower than that of other pure metals such as aluminum, and the thermal expansion coefficient constitutes the honeycomb structure part. Since it is close to ceramics, the effect of reducing thermal stress during thermal cycling can be expected. The same effect can be obtained even with a material having a lower coefficient of thermal expansion than other metals, such as molybdenum and tungsten.

一対の電極部21のそれぞれが、ハニカム構造部4のセル2の延びる方向に延びる帯状に形成されていることが好ましい。また、セル2の延びる方向に直交する断面において、一方の電極部21が、他方の電極部21に対して、ハニカム構造部4の中心を挟んで反対側に配設されていることが好ましい。図1〜図7においては、端面が四角形の筒状に形成されたハニカム構造部4の向かい合う2つの側面5に、一対の電極部21が配設された場合の例を示す。このように構成することによって、一対の電極部21間に電圧を印加したときの、ハニカム構造部4の温度分布の偏りを抑制することができる。   Each of the pair of electrode portions 21 is preferably formed in a strip shape extending in the extending direction of the cells 2 of the honeycomb structure portion 4. In addition, in the cross section orthogonal to the extending direction of the cells 2, it is preferable that one electrode portion 21 is disposed on the opposite side of the other electrode portion 21 with the center of the honeycomb structure portion 4 interposed therebetween. FIGS. 1 to 7 show an example in which a pair of electrode portions 21 is disposed on two side surfaces 5 facing each other of the honeycomb structure portion 4 whose end face is formed in a rectangular tube shape. By configuring in this way, it is possible to suppress an uneven temperature distribution of the honeycomb structure portion 4 when a voltage is applied between the pair of electrode portions 21.

また、電極部の形状が、「電極部の外周を取り囲む形状の面積より、電極部の接合部分の面積のほうが小さい」形状であることが好ましい。また、本実施形態のヒーターは、電極部の形状が、「長方形において角部が曲線状に形成された」形状であってもよい。このような電極部の形状は、熱応力が低減される形状である。そのため、「電極部とハニカム構造部とを接合した後に、ハニカム構造部にクラックが発生したり、電極部がハニカム構造部から剥れたりすること」が、抑制される。更に、加熱と冷却とが繰り返される使用環境下においても、電極部がハニカム構造部から剥れたり、ハニカム構造部にクラックが生じたりすることを防止することができる。   Moreover, it is preferable that the shape of the electrode portion is “the area of the joint portion of the electrode portion is smaller than the area of the shape surrounding the outer periphery of the electrode portion”. Further, in the heater of the present embodiment, the shape of the electrode portion may be a shape “a corner portion is formed in a curved shape in a rectangle”. The shape of such an electrode part is a shape in which thermal stress is reduced. Therefore, “after the electrode portion and the honeycomb structure portion are joined, cracks in the honeycomb structure portion or peeling of the electrode portion from the honeycomb structure portion” are suppressed. Furthermore, even under a use environment where heating and cooling are repeated, it is possible to prevent the electrode part from being peeled off from the honeycomb structure part or causing cracks in the honeycomb structure part.

例えば、図4においては、電極部21の形状は、長方形において角部が曲線状に形成された形状である。更に、図4においては、電極部21の形状が、複数の孔が形成された板状である。電極部21の形状を、「長方形において角部が曲線状に形成された形状」及び「複数の孔が形成された板状」とすることで、電極部21の熱応力が低減される。なお、電極部21の形状については、上述した形状に限定されることはない。例えば、「長方形において角部が曲線状に形成された形状」及び「複数の孔が形成された板状」のうちの一方のみを満たす形状であってもよい。   For example, in FIG. 4, the shape of the electrode portion 21 is a shape in which a corner portion is formed in a curved shape in a rectangle. Furthermore, in FIG. 4, the shape of the electrode part 21 is a plate shape in which a plurality of holes are formed. The thermal stress of the electrode part 21 is reduced by setting the shape of the electrode part 21 to “a rectangular shape with corners formed in a curved shape” and “a plate shape in which a plurality of holes are formed”. In addition, about the shape of the electrode part 21, it is not limited to the shape mentioned above. For example, it may be a shape satisfying only one of “a shape in which a corner portion is formed in a curved shape in a rectangle” and “a plate shape in which a plurality of holes are formed”.

一対の電極部21には、電源等との電気的接続を確保するための端子部分を有していてもよい。例えば、一対の電極部21の一部に、上記「端子部分」が形成されていてもよい。このような電極部としては、「電極部の本体」と、「電極部の本体から延びる突出部分」と、を有するものを挙げることができる。電極部の本体が、ハニカム構造部の側面に実際に配置される部分となる。   The pair of electrode portions 21 may have terminal portions for ensuring electrical connection with a power source or the like. For example, the “terminal portion” may be formed on a part of the pair of electrode portions 21. As such an electrode part, what has "the main part of an electrode part" and "the protrusion part extended from the main part of an electrode part" can be mentioned. The main body of the electrode portion is the portion that is actually disposed on the side surface of the honeycomb structure portion.

一対の電極部21のそれぞれは、一対の電極部21の一部が、ハウジング51を貫通してハウジング51の外側まで延設されたものであってもよい。ハウジング51の外側まで延設された一対の電極部21の一部が、上述した突出部分であることが好ましい。このように構成することによって、ハウジング51内に収納したヒーター本体50の隔壁1に対して、簡便に通電を行うことができる。   Each of the pair of electrode portions 21 may have a part of the pair of electrode portions 21 extending through the housing 51 to the outside of the housing 51. Part of the pair of electrode portions 21 extending to the outside of the housing 51 is preferably the above-described protruding portion. By comprising in this way, it can energize simply with respect to the partition 1 of the heater main body 50 accommodated in the housing 51. FIG.

ハニカム構造部の2つの側面に一対の電極部が配置されたヒーター本体を作製する際には、板状又は膜状の電極部を、ハニカム構造部とは別に作製し、作製した電極部を、ハニカム構造部の2つの側面に接合することが好ましい。一対の電極部をハニカム構造部の側面に接合する方法としては、例えば、ハニカム構造部の側面に導電性接合材を配置し、この導電性接合材によって、電極部とハニカム構造部の側面とを接合する方法を挙げることができる。本実施形態のヒーターに用いられるヒーター本体においては、上述した導電性接合材が、60〜200℃で焼成されて導電性接合部を形成していることが好ましい。   When producing a heater body in which a pair of electrode portions are disposed on two side surfaces of a honeycomb structure portion, a plate-like or film-like electrode portion is produced separately from the honeycomb structure portion, and the produced electrode portion is It is preferable to join the two side surfaces of the honeycomb structure. As a method of joining the pair of electrode parts to the side surface of the honeycomb structure part, for example, a conductive bonding material is disposed on the side surface of the honeycomb structure part, and the electrode part and the side surface of the honeycomb structure part are connected by this conductive bonding material. The method of joining can be mentioned. In the heater main body used for the heater of this embodiment, it is preferable that the conductive bonding material described above is baked at 60 to 200 ° C. to form a conductive bonding portion.

これは、導電性接合材が60〜200℃で焼成される際に、ハニカム構造部4と一対の電極部21とが、導電性接合材(焼成後は、導電性接合部23)を介して接合されることを意味する。本明細書において、被焼成物(例えば、導電性接合材)を「焼成する」とは、加熱により被焼成物の一部を溶融させ、被焼成物の構成要素同士を結合させて、被焼成物を焼成物(例えば、導電性接合部)とすることを意味する。導電性接合材が、焼成されて焼成物である導電性接合部になる際に、ハニカム構造部及び電極部が、当該導電性接合部を介して接合される。   This is because when the conductive bonding material is fired at 60 to 200 ° C., the honeycomb structure portion 4 and the pair of electrode portions 21 are connected via the conductive bonding material (the conductive bonding portion 23 after firing). It means to be joined. In this specification, “sintering” an object to be fired (for example, a conductive bonding material) means melting a part of the object to be fired by heating and bonding the components of the object to be fired. This means that the product is a fired product (for example, a conductive joint). When the conductive bonding material is fired to become a conductive bonding portion that is a fired product, the honeycomb structure portion and the electrode portion are bonded via the conductive bonding portion.

ここで、「ポリアミド樹脂、脂肪族アミン及び銀フレーク」を含有する導電性ペーストを導電性ペーストAとする。また、「銀化合物、ケイ酸塩溶液及び水」を含有する導電性ペーストを導電性ペーストBとする。また、「ニッケル粉末及びケイ酸塩溶液」を含有する導電性ペーストを導電性ペーストCとする。ここで、ニッケル粉末は、導電性ペーストC全体に対して30〜60質量%含有されていることが好ましい。また、「酸化アルミニウム、グラファイト及びケイ酸塩溶液」を含有する導電性ペーストを導電性ペーストDとする。この場合、導電性接合材としては、導電性ペーストA、導電性ペーストB、導電性ペーストC、及び、導電性ペーストDからなる群から選択される1種であることが好ましい。従って、導電性接合部23は、導電性ペーストA、導電性ペーストB、導電性ペーストC、及び導電性ペーストDからなる群から選択される1種を焼成したものであることが好ましい。導電性接合部23の材質を上記のようにすることにより、本実施形態のヒーターのヒーター本体は、通電による発熱性能が良好になる。更に、本実施形態のヒーターのヒーター本体は、一般的なロウ接合などに比べて接合温度が低い。即ち、接合温度が200℃以下である。そのため、熱応力が低減されることから、セラミックスを主成分とするハニカム構造部と電極部とを接合した際に、ハニカム構造部にクラックが発生することを防止することができる。更に、本実施形態のヒーターのヒーター本体は、電極部がハニカム構造部から剥れることを防止することができる。   Here, the conductive paste containing “polyamide resin, aliphatic amine and silver flake” is referred to as conductive paste A. Also, a conductive paste containing “silver compound, silicate solution and water” is referred to as conductive paste B. A conductive paste containing “nickel powder and silicate solution” is referred to as conductive paste C. Here, it is preferable that 30-60 mass% of nickel powder is contained with respect to the whole conductive paste C. Further, a conductive paste containing “aluminum oxide, graphite and silicate solution” is referred to as a conductive paste D. In this case, the conductive bonding material is preferably one selected from the group consisting of conductive paste A, conductive paste B, conductive paste C, and conductive paste D. Therefore, it is preferable that the conductive bonding portion 23 is obtained by firing one selected from the group consisting of the conductive paste A, the conductive paste B, the conductive paste C, and the conductive paste D. By making the material of the conductive joint portion 23 as described above, the heater body of the heater of the present embodiment has good heat generation performance due to energization. Furthermore, the heater body of the heater of the present embodiment has a bonding temperature lower than that of general brazing bonding. That is, the bonding temperature is 200 ° C. or lower. Therefore, since thermal stress is reduced, it is possible to prevent cracks from occurring in the honeycomb structure portion when the honeycomb structure portion mainly composed of ceramics and the electrode portion are joined. Furthermore, the heater main body of the heater of the present embodiment can prevent the electrode portion from peeling off from the honeycomb structure portion.

また、一対の電極部とハニカム構造部とを接合する導電性接合部は、溶射法、コールドスプレー法、又はメッキ法によって形成された、金属を含有するものであってもよい。このような導電性接合部は、一対の電極部とともに「電極」としての機能を発揮する。また、このような導電性接合部は、ハニカム構造部の表面上に、電気抵抗が低い層として直接形成することができる点で好ましい。これにより、ヒーター本体に大きな電流を流すことができる。   Moreover, the electroconductive joining part which joins a pair of electrode part and a honeycomb structure part may contain the metal formed by the thermal spraying method, the cold spray method, or the plating method. Such a conductive joint portion functions as an “electrode” together with a pair of electrode portions. In addition, such a conductive joint is preferable in that it can be directly formed as a layer having low electric resistance on the surface of the honeycomb structure. Thereby, a big electric current can be sent through a heater main body.

導電性接合部の材質としては、これまでに説明した電極部の材質と同様の材質を挙げることができる。導電性接合部の材質としては、上述した電極部と同様に、電気抵抗が低く、熱膨張係数が低く、その熱膨張係数がハニカム構造部のセラミックスに近くなることが望ましい。電気抵抗が高いと、通電時に導電性接合部自身の発熱により問題が発生することがある。また、熱膨張係数がセラミックスに対して高いと、導電性接合部とハニカム構造部との界面が剥離したり、ハニカム構造部にクラックが発生したりすることがある。   Examples of the material of the conductive joint portion include the same materials as those of the electrode portions described so far. As the material of the conductive joint portion, it is desirable that the electrical resistance is low, the thermal expansion coefficient is low, and the thermal expansion coefficient is close to that of the ceramics of the honeycomb structure portion, as in the above-described electrode portion. If the electrical resistance is high, a problem may occur due to heat generation of the conductive joint itself during energization. If the thermal expansion coefficient is higher than that of ceramics, the interface between the conductive joint and the honeycomb structure may be peeled off or cracks may be generated in the honeycomb structure.

溶射法としては、例えば、プラズマ溶射法、高速フレーム溶射法(HVOF法)、アーク溶射法、フレーム溶射法などを挙げることができる。   Examples of the thermal spraying method include a plasma spraying method, a high-speed flame spraying method (HVOF method), an arc spraying method, and a flame spraying method.

溶射法による導電性接合部の形成方法としては、具体的には、以下のような方法を挙げることができる。まず、ハニカム構造部の側面のうち電極部を配設する2つの側面(電極部配設面)をサンドブラスト処理する。このサンドブラスト処理により上記電極部配設面を表面粗化するとともに、上記電極部配設面から酸化膜層を除去する。次に、上記電極部配設面以外の側面に、この側面を覆うように保護カバーを配設する。次に、上記電極部配設面に、加熱溶融させた粉末原料を吹き付ける。このようにして電極部配設面上に、導電性接合部となる塗膜を形成することができる。粉末原料としては、例えば、純ニッケル、ニッケル合金、純アルミニウム、アルミニウム合金、純銅、銅合金、純モリブデン、純タングステンなどを挙げることができる。また、粉末原料を加熱溶融させる温度は、前記の溶射方法によって異なり、適宜設定することが好ましい。   Specific examples of the method for forming the conductive joint by the thermal spraying method include the following methods. First, of the side surfaces of the honeycomb structure portion, two side surfaces (electrode portion disposition surfaces) on which the electrode portions are disposed are sandblasted. By this sandblasting, the surface on which the electrode part is disposed is roughened, and the oxide film layer is removed from the surface on which the electrode part is disposed. Next, a protective cover is provided on the side surface other than the electrode portion installation surface so as to cover the side surface. Next, the powder raw material heated and melted is sprayed onto the electrode portion arrangement surface. In this way, a coating film to be a conductive joint can be formed on the electrode portion-providing surface. Examples of the powder raw material include pure nickel, nickel alloy, pure aluminum, aluminum alloy, pure copper, copper alloy, pure molybdenum, and pure tungsten. Further, the temperature at which the powder raw material is heated and melted varies depending on the thermal spraying method, and is preferably set as appropriate.

このような溶射法によれば、導電性接合部が完全には緻密化し難い。即ち、溶射法によれば、導電性接合部の内部に複数の気孔が形成された導電性接合部を作製することができる。このような導電性接合部は、気孔が形成されていることによりヤング率が低下するため、熱応力に対する緩和機能が向上したものとなる。   According to such a thermal spraying method, it is difficult to completely densify the conductive joint. That is, according to the thermal spraying method, it is possible to produce a conductive joint in which a plurality of pores are formed inside the conductive joint. Such a conductive joint has an improved relaxation function against thermal stress because Young's modulus decreases due to the formation of pores.

コールドスプレー法による導電性接合部の形成方法としては、具体的には、以下のような方法を挙げることができる。まず、上記溶射法と同様にして、電極部配設面をサンドブラスト処理し、上記電極部配設面以外の側面にこの側面を覆うように保護カバーを配設する。次に、キャリアガスとして約200〜600℃程度の窒素ガス、アルゴンガス、空気などのガスを用いて、粉末原料を上記電極部配設面に超高速で衝突させる。このように、超高速で粉末原料を上記電極部配設面に衝突させることにより、粉末原料が固相状態のまま塑性変形する。このようにして上記電極部配設面上に上記粉末原料に由来する塗膜を形成することができる。キャリアガスは、粉末原料の融点又は軟化点よりも低い温度に設定される。   Specific examples of the method for forming the conductive joint by the cold spray method include the following methods. First, in the same manner as the above-described thermal spraying method, the electrode portion disposition surface is sandblasted, and a protective cover is disposed on the side surface other than the electrode portion disposition surface so as to cover this side surface. Next, using a gas such as nitrogen gas, argon gas, air, or the like at about 200 to 600 ° C. as the carrier gas, the powder raw material is caused to collide with the electrode portion arrangement surface at an ultra high speed. In this way, the powder raw material is plastically deformed in the solid phase state by colliding the powder raw material with the electrode portion arrangement surface at an ultrahigh speed. In this way, a coating film derived from the powder raw material can be formed on the electrode part arrangement surface. The carrier gas is set at a temperature lower than the melting point or softening point of the powder raw material.

コールドスプレー法において粉末原料として用いることができるものは、主に、上記溶射法で用いることができる粉末原料に比べて塑性変形し易い軟質金属である。また、コールドスプレー法は、粉末原料の溶融温度が溶射法に比べて低いため、粉末原料の熱変質や酸化が発生し難い。そのため、バルク(固体状の固まり)の材料特性に近いという利点がある。   What can be used as a powder raw material in the cold spray method is mainly a soft metal that is more easily plastically deformed than the powder raw material that can be used in the above-described thermal spraying method. Moreover, since the melting temperature of the powder raw material is lower than that of the thermal spraying method in the cold spray method, thermal alteration and oxidation of the powder raw material are difficult to occur. Therefore, there is an advantage that it is close to the material characteristics of the bulk (solid mass).

粉末原料としては、例えば、純ニッケル、純アルミニウム、純銅などを挙げることができる。   Examples of the powder raw material include pure nickel, pure aluminum, and pure copper.

メッキ法による導電性接合部の形成方法としては、具体的には、以下のような方法を挙げることができる。まず、上記溶射法と同様にして、上記電極部配設面をサンドブラスト処理し、上記電極部配設面以外の側面にこの側面を覆うように保護カバーを配設する。次に、上記電極部配設面にメッキ処理を行う。このようにして上記電極部配設面上に導電性接合部となる塗膜を形成することができる。   Specific examples of the method for forming the conductive joint by plating include the following methods. First, in the same manner as the thermal spraying method, the electrode portion disposition surface is sandblasted, and a protective cover is disposed on a side surface other than the electrode portion disposition surface so as to cover the side surface. Next, a plating process is performed on the electrode portion arrangement surface. In this way, a coating film that becomes a conductive joint can be formed on the surface of the electrode part.

メッキ法としては、無電解メッキ法、電解メッキ法、又はこれらを組み合わせた方法などを挙げることができる。なお、無電解メッキ法では、膜厚が厚い導電性接合部を形成することが困難になる傾向がある。そのため、無電解メッキ法により下層(即ち、導電性接合部からなる第1層)を形成した後、この下層上に電解メッキ法により上層(即ち、導電性接合部からなる第2層)を形成することができる。このように無電解メッキ法と電解メッキ法とを組み合わせることにより、膜厚の厚い導電性接合部を形成することができる。   Examples of the plating method include an electroless plating method, an electrolytic plating method, or a combination of these. In the electroless plating method, it tends to be difficult to form a conductive joint having a large film thickness. Therefore, after forming a lower layer (ie, a first layer made of a conductive joint) by an electroless plating method, an upper layer (ie, a second layer made of a conductive joint) is formed on the lower layer by an electrolytic plating method. can do. By combining the electroless plating method and the electrolytic plating method in this way, a thick conductive joint can be formed.

メッキ法に用いるメッキ材料としては、例えば、純ニッケル、純銅などを挙げることができる。   Examples of the plating material used for the plating method include pure nickel and pure copper.

なお、導電性接合部は、溶射法、コールドスプレー法、メッキ法などの方法を組み合わせて形成することができる。例えば、無電解メッキ法により上記下層を形成した後、この下層上にコールドスプレー法により上記上層を形成することができる。なお、この下層と上層とからなるものが導電性接合部となる。このように複数の方法を組み合わせることにより、導電性接合部を厚く形成することができる。なお、上記各方法において、サンドブラスト処理及び保護カバーを配設する操作は、適宜採用すればよい。   Note that the conductive joint can be formed by a combination of methods such as thermal spraying, cold spraying, and plating. For example, after the lower layer is formed by an electroless plating method, the upper layer can be formed on the lower layer by a cold spray method. In addition, what consists of this lower layer and an upper layer becomes a conductive junction. By combining a plurality of methods in this way, the conductive joint can be formed thick. In each of the above methods, the sand blasting process and the operation of disposing the protective cover may be adopted as appropriate.

次に、本発明のヒーターの他の実施形態について説明する。本発明のヒーターの他の実施形態としては、図16及び図17に示すようなヒーター300を挙げることができる。ヒーター300では、ヒーター本体60の一対の電極21の構成が、これまでに説明した一対の電極部と異なっている。即ち、図18に示すように、一対の電極部21のそれぞれが、ハニカム構造部4の側面に配置された電極基板22aと、電極基板22aに連結するように配置された棒状の電極部22bとからなる。電極基板22aは、ハニカム構造部4の側面5に導電性接合部23を介して接合され、且つ、その一部が、ハニカム構造部4の一対の電極部21が配設されていない側面に沿って折れ曲がっていることが好ましい。そして、この一対の電極部21の折れ曲がった部分は、ハニカム構造部4と接触していないことが好ましい。   Next, another embodiment of the heater of the present invention will be described. Another embodiment of the heater of the present invention is a heater 300 as shown in FIGS. In the heater 300, the configuration of the pair of electrodes 21 of the heater body 60 is different from the pair of electrode portions described so far. That is, as shown in FIG. 18, each of the pair of electrode portions 21 includes an electrode substrate 22a disposed on the side surface of the honeycomb structure portion 4, and a rod-shaped electrode portion 22b disposed so as to be connected to the electrode substrate 22a. Consists of. The electrode substrate 22a is bonded to the side surface 5 of the honeycomb structure portion 4 via the conductive bonding portion 23, and a part thereof is along the side surface where the pair of electrode portions 21 of the honeycomb structure portion 4 are not provided. It is preferable that it is bent. The bent portions of the pair of electrode portions 21 are preferably not in contact with the honeycomb structure portion 4.

図16及び図17に示すような本実施形態のヒーター300においては、棒状の電極部22bがハウジング51を貫通して、電源等との端子部分を形成している。棒状の電極部22bがハウジング51を貫通する部位に、Oリング53等のシール性を有する部材を配設することが好ましい。このように構成することによって、棒状の電極部22bがハウジング51を貫通する部位のシール性(耐圧性)を向上させることができる。また、図16〜図18に示すような径を有する棒状の電極部を設けることで、大電流を流す場合での電極部自身の発熱を抑制する効果がある。   In the heater 300 of this embodiment as shown in FIGS. 16 and 17, the rod-shaped electrode portion 22 b penetrates the housing 51 to form a terminal portion for a power source or the like. It is preferable that a member having a sealing property such as an O-ring 53 is disposed at a portion where the rod-shaped electrode portion 22 b penetrates the housing 51. By comprising in this way, the sealing performance (pressure | voltage resistance) of the site | part through which the rod-shaped electrode part 22b penetrates the housing 51 can be improved. Further, by providing a rod-shaped electrode portion having a diameter as shown in FIGS. 16 to 18, there is an effect of suppressing heat generation of the electrode portion itself when a large current is passed.

ここで、図16は、本発明のヒーターの他の実施形態を模式的に示す斜視図である。図17は、図16に示すヒーターの、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面を模式的に示す断面図である。また、図18は、図16に示すヒーターにおける、ヒーター本体を模式的に示す斜視図である。図16〜図18において、図1及び図6に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。   Here, FIG. 16 is a perspective view schematically showing another embodiment of the heater of the present invention. FIG. 17 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the heater shown in FIG. 16 perpendicular to the flow direction of the lubricating fluid flowing in the heater body. FIG. 18 is a perspective view schematically showing a heater body in the heater shown in FIG. 16 to 18, the same components as those shown in FIGS. 1 and 6 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

(1−2)ハウジング:
図1〜図5に示すように、ハウジング51は、ヒーター本体50の側面側を覆うようにヒーター本体50を収納する、筐体である。ハウジング51は、潤滑系流体が流入する流入口55と、ヒーター本体50に形成されたセル2を通過した潤滑系流体が流出する流出口56と、を有するものである。流入口55と流出口56とが、潤滑系流体が流れる配管等に接続されて、ヒーター100の内部に潤滑系流体が流入するようになる。
(1-2) Housing:
As shown in FIGS. 1 to 5, the housing 51 is a housing that houses the heater body 50 so as to cover the side surface side of the heater body 50. The housing 51 has an inflow port 55 into which the lubricating system fluid flows in and an outflow port 56 through which the lubricating system fluid that has passed through the cell 2 formed in the heater body 50 flows out. The inflow port 55 and the outflow port 56 are connected to a pipe or the like through which the lubrication system fluid flows, and the lubrication system fluid flows into the heater 100.

ハウジングの材質については特に制限はない。例えば、ハウジングの材質が、金属又は樹脂であることが好ましい。なお、本発明のハウジングの材質は樹脂である。金属によりハウジングを形成することにより、機械的強度、及び耐熱性に優れたハウジングとすることができる。また、潤滑系流体が流れる配管との接続部分の形成が容易である。更に、金属材では溶接等により筐体加工が可能である利点がある。このため、金属材を用いることにより、一般に、ヒーター使用時における信頼性に優れたハウジングを作製することができる。一方、近年、車両の軽量化の観点から実用化が進んでいる樹脂材をハウジングに用いることも可能である。樹脂によりハウジングを形成することにより、ヒーター本体とハウジングとの電気的な絶縁を得ることができる。本実施形態のヒーターにおいては、ヒーター本体とハウジングとの間の少なくとも一部に、樹脂材が配置されている。このため、ヒーター本体とハウジングとの電気的な絶縁が、上記樹脂材によって実現されている。上述したように、樹脂によりハウジングを形成することにより、ヒーター本体とハウジングとの絶縁をより確実なものとすることができる。また、樹脂材は一般に熱伝導が金属材に比較して低いことから、ヒーター加熱した熱を筐体内部に閉じ込めるための断熱効果がある。 There are no particular restrictions on the material of the housing. For example, the material of the housing is preferably a metal or a resin. The housing of the present invention is made of resin. By forming the housing from metal, it is possible to obtain a housing having excellent mechanical strength and heat resistance. Further, it is easy to form a connection portion with a pipe through which the lubricating fluid flows. Furthermore, the metal material has an advantage that the housing can be processed by welding or the like. For this reason, by using a metal material, it is generally possible to produce a housing with excellent reliability when using a heater. On the other hand, in recent years, it is also possible to use a resin material that has been put into practical use from the viewpoint of weight reduction of a vehicle. By forming the housing from resin, electrical insulation between the heater body and the housing can be obtained. In the heater of this embodiment, a resin material is disposed at least at a part between the heater body and the housing. For this reason, electrical insulation between the heater body and the housing is realized by the resin material. As described above, by forming the housing from resin, the insulation between the heater body and the housing can be made more reliable. In addition, since the resin material generally has a lower thermal conductivity than the metal material, it has a heat insulating effect for confining the heat heated by the heater inside the housing.

ハウジングを形成する金属としては、ステンレス(SUS)等の鉄合金、アルミ合金、マグネシウム合金、銅合金等を挙げることができる。ハウジングとしては、ヒーター発熱時の熱損失を抑制する点から、熱伝導が低いものであることが好ましい。このため、例えば、ハウジングを形成する金属として、熱伝導が低いと共に、汎用材であり筐体加工が可能なステンレスを好適に用いることができる。また、軽量性を要求する場合には、アルミ合金やマグネシウム合金等を適用することができる。   Examples of the metal forming the housing include iron alloys such as stainless steel (SUS), aluminum alloys, magnesium alloys, and copper alloys. The housing preferably has a low thermal conductivity from the viewpoint of suppressing heat loss when the heater generates heat. For this reason, for example, as the metal forming the housing, it is possible to suitably use stainless steel that has low thermal conductivity and is a general-purpose material that can be processed into a casing. Moreover, when a lightweight property is required, an aluminum alloy, a magnesium alloy, or the like can be applied.

また、ハウジングを形成する樹脂としては、加熱された潤滑系流体により変形しない程度の耐熱性を有する樹脂であることが好ましい。具体的には、エチレンプロピレンジエンモノマー共重合体(EPDM)、エチレンプロピレン共重合体、ポリイミド、ポリアミドイミド、シリコーン、フッ素エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン(PS)、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)樹脂、アクリルニトリルスチレン(AS)樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ナイロン、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、環状ポリオレフィン、ポリフェニレンスルファイド(PPS)、ポリテトラフロロエチレン、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、メチルメタクリレートスチレン(MS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、等の樹脂を挙げることができる。また、ハウジングを形成する樹脂として、上述した各樹脂に、ガラス繊維等を添加した樹脂複合材であってもよい。樹脂複合材にすることで、耐熱性の向上や低熱膨張化による熱応力の低減効果(別言すれば、耐久性の向上)がある。強化繊維はガラス繊維等を用いることができ、絶縁性を要求する場合には、絶縁性を有する繊維が好適となる。このようなことから、ヒーターの出力を高くする場合には、ハウジングを形成する樹脂として、耐熱性を高めた樹脂複合材を用いることが好ましい。   Further, the resin forming the housing is preferably a resin having heat resistance to such an extent that it is not deformed by the heated lubricating fluid. Specifically, ethylene propylene diene monomer copolymer (EPDM), ethylene propylene copolymer, polyimide, polyamideimide, silicone, fluorine elastomer, epoxy resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, alkyd Resin, polyurethane, thermosetting polyimide, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene chloride, polystyrene (PS), polyvinyl acetate, polytetrafluoroethylene, acrylonitrile butadiene styrene (ABS) Resin, acrylonitrile styrene (AS) resin, acrylic resin, polyamide, nylon, polyacetal, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene Ethylene terephthalate (PET), cyclic polyolefin, polyphenylene sulfide (PPS), polytetrafluoroethylene, polysulfone, polyether sulfone, amorphous polyarylate, liquid crystal polymer, polyether ether ketone, thermoplastic polyimide, thermoplastic polyurethane (TPU) ), Methyl methacrylate styrene (MS), polymethyl methacrylate (PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), and the like. Further, the resin forming the housing may be a resin composite material in which glass fibers or the like are added to the above-described resins. By using a resin composite material, there is an effect of reducing heat stress by improving heat resistance and reducing thermal expansion (in other words, improving durability). Glass fibers or the like can be used as the reinforcing fibers, and when insulating properties are required, insulating fibers are suitable. For this reason, when increasing the output of the heater, it is preferable to use a resin composite with improved heat resistance as the resin forming the housing.

ハウジングの流入口及び流出口は、潤滑系流体が流入又は流出する流路の出入口である。ハウジングの流入口及び流出口が、潤滑系流体が流れる配管に対して、直接接続することが可能に構成されていてもよい。また、ハウジングの流入口及び流出口に、上記配管との接続機構が更に接続されていてもよい。例えば、上記「配管との接続機構」としては、管継手(フランジ継手ともいう)を挙げることができる。また、「配管との接続機構」が、流入口に向けて口径が漸増する拡管部や、流出口から口径が漸減する狭管部等を更に有していてもよい。   The inlet and outlet of the housing are inlets and outlets of a flow path through which the lubricating system fluid flows in or out. The inflow port and the outflow port of the housing may be configured to be able to be directly connected to the piping through which the lubricating fluid flows. Moreover, the connection mechanism with the said piping may be further connected to the inflow port and outflow port of a housing. For example, a pipe joint (also referred to as a flange joint) can be mentioned as the “connecting mechanism with piping”. Further, the “connecting mechanism with the piping” may further include an expanded pipe portion whose diameter gradually increases toward the inflow port, a narrow tube portion whose diameter decreases gradually from the outflow port, and the like.

ハウジングの大きさについては特に制限はない。但し、ヒーター本体を収納することが可能な大きさである必要がある。また、ハウジングの大きさが、ヒーター本体を収納した際に、ハウジングとヒーター本体との間にある程度の隙間を有するような大きさであることが好ましい。この隙間に樹脂材が配置される。また、ハウジングとヒーター本体との間に、断熱材を更に配置してもよい。断熱材を配置することで、ヒーターの発熱が筐体内外へ逃げることを抑制した断熱構造にすることも可能である。なお、断熱材としては、ヒーター加熱時の耐熱性の点からも、無機質繊維系の断熱材が好適である。断熱材としては、セラミックス繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、グラスウール、ロックウール等のファイバーマット、シート、ブランケット等が使用可能である。なお、これまでに説明した樹脂材にも、断熱性を付与することが可能であるが、本実施形態のヒーターに用いられる「断熱材」と、上記「樹脂材」とは、別の構成要素である。即ち、ここでいう「断熱材」には、本実施形態のヒーターに用いられる「樹脂材」は含まれていない。また、上記隙間の全ての部位に樹脂材が配置されない場合(即ち、隙間の一部のみに樹脂材が配置される場合)であっても、この隙間が空気層となり、ヒーター本体の断熱層となる。   There is no particular limitation on the size of the housing. However, it is necessary to have a size that can accommodate the heater body. Moreover, it is preferable that the size of the housing is such that there is a certain gap between the housing and the heater body when the heater body is housed. A resin material is disposed in the gap. Moreover, you may further arrange | position a heat insulating material between a housing and a heater main body. By disposing a heat insulating material, it is possible to have a heat insulating structure that suppresses the heat generated by the heater from escaping into and out of the housing. As the heat insulating material, an inorganic fiber heat insulating material is preferable from the viewpoint of heat resistance when heating the heater. As the heat insulating material, ceramic fibers, alumina fibers, silica fibers, fiber mats such as glass wool and rock wool, sheets, blankets and the like can be used. In addition, although it is possible to impart heat insulation to the resin materials described so far, the “heat insulation material” used in the heater of the present embodiment and the above “resin material” are separate components. It is. That is, the “heat insulating material” here does not include the “resin material” used in the heater of the present embodiment. Further, even when the resin material is not disposed at all the portions of the gap (that is, when the resin material is disposed only at a part of the gap), the gap serves as an air layer, and the heat insulating layer of the heater body. Become.

例えば、図5に示すように、本実施形態のヒーター100においては、ヒーター本体50の外周側に、樹脂材52が配置され、この樹脂材52とハウジング51との間に隙間を有していてもよい。   For example, as shown in FIG. 5, in the heater 100 of the present embodiment, a resin material 52 is disposed on the outer peripheral side of the heater body 50, and there is a gap between the resin material 52 and the housing 51. Also good.

また、本実施形態のヒーターにおいては、ヒーター本体とハウジングとの間に、2種以上の樹脂材が積層した状態で配置されていてもよい。即ち、図10に示すヒーター401のように、ヒーター本体50とハウジング51との間に、第一の樹脂材52aと第二の樹脂材52bとが積層した状態で配置されたものであってもよい。第一の樹脂材52aと第二の樹脂材52bとの樹脂の種類については、特に制限はない。例えば、ヒーター本体50側に配置する第一の樹脂材52aとしては、フッ素系樹脂等を用いることができる。また、ハウジング51側に配置する第二の樹脂材52bとしては、シリコーン系樹脂やフッ素系樹脂等を用いることができる。尚、樹脂材の選定については、絶縁性、断熱性、耐熱性を重視することにより、適宜変化させることが可能である。また、第一の樹脂材52aと第二の樹脂材52bとを、以下のように形成してもよい。例えば、第一の樹脂材52aについては、ヒーター本体50の側面に、樹脂をコーティングすることによって形成する。そして、第二の樹脂材52bについては、第一の樹脂材52aをコーティングしたヒーター本体50とハウジング51との間に、樹脂を充填することによって形成してもよい。図10は、本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。図10に示す断面は、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面である。図10において、図5に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。   Moreover, in the heater of this embodiment, you may arrange | position in the state which laminated | stacked 2 or more types of resin materials between the heater main body and the housing. That is, even if the first resin material 52a and the second resin material 52b are stacked between the heater main body 50 and the housing 51 as in the heater 401 shown in FIG. Good. There is no restriction | limiting in particular about the kind of resin of the 1st resin material 52a and the 2nd resin material 52b. For example, as the first resin material 52a disposed on the heater body 50 side, a fluorine-based resin or the like can be used. Further, as the second resin material 52b disposed on the housing 51 side, a silicone resin, a fluorine resin, or the like can be used. In addition, about selection of a resin material, it can change suitably by attaching importance to insulation, heat insulation, and heat resistance. Moreover, you may form the 1st resin material 52a and the 2nd resin material 52b as follows. For example, the first resin material 52 a is formed by coating a resin on the side surface of the heater body 50. And about the 2nd resin material 52b, you may form by filling resin between the heater main body 50 and the housing 51 which coated the 1st resin material 52a. FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing still another embodiment of the heater of the present invention. The cross section shown in FIG. 10 is a cross section perpendicular to the flow direction of the lubricating fluid flowing in the heater body. In FIG. 10, the same components as those shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

また、本実施形態のヒーターにおいては、ヒーター本体とハウジングとの間に、樹脂材と断熱材とが配置されていてもよい。即ち、図11A及び図11Bに示すヒーター402A,402Bのように、ヒーター本体50(図11Bにおいては、ヒーター本体60)とハウジング51との間に、樹脂材52と断熱材57とが積層した状態で配置されたものであってもよい。上記断熱材57には、断熱材とシリコーン系樹脂やフッ素系樹脂等を積層させてもよい。また、図11A及び図11Bに示すヒーター402A,402Bにおいては、樹脂材52と断熱材57とを以下のように形成してもよい。例えば、樹脂材52については、ヒーター本体50(図11Bにおいては、ヒーター本体60)の側面に、樹脂をコーティングすることによって形成する。そして、断熱材57については、樹脂材52をコーティングしたヒーター本体50(図11Bにおいては、ヒーター本体60)とハウジング51との間に、断熱材と樹脂とを充填することによって形成してもよい。   Moreover, in the heater of this embodiment, the resin material and the heat insulating material may be arrange | positioned between the heater main body and the housing. That is, as in the heaters 402A and 402B shown in FIGS. 11A and 11B, the resin material 52 and the heat insulating material 57 are laminated between the heater body 50 (heater body 60 in FIG. 11B) and the housing 51. It may be arranged in. The heat insulating material 57 may be laminated with a heat insulating material and a silicone resin, a fluorine resin, or the like. Moreover, in the heaters 402A and 402B shown in FIGS. 11A and 11B, the resin material 52 and the heat insulating material 57 may be formed as follows. For example, the resin material 52 is formed by coating a resin on the side surface of the heater body 50 (heater body 60 in FIG. 11B). And about the heat insulating material 57, you may form by filling a heat insulating material and resin between the heater main body 50 (FIG. 11B heater main body 60) coated with the resin material 52, and the housing 51. .

また、本実施形態のヒーターにおいては、ヒーター本体とハウジングとの間に、樹脂材と断熱材と樹脂材とが積層した状態で配置されたものであってもよい。例えば、図15に示すヒーター406においては、ヒーター本体60を覆うように、まず、樹脂材52が配置されている。そして、その樹脂材52の外側に断熱材57が配置され、更に、断熱材57の外側に樹脂材52が配置されている。一番外側の樹脂材52は、ハウジング51の内面を覆うように配置されている。図15における断熱材57は、図11A及び図11Bに示すヒーター402A,402Bの断熱材57と同様のものを用いることができる。   Moreover, in the heater of this embodiment, it may be arrange | positioned in the state which laminated | stacked the resin material, the heat insulating material, and the resin material between the heater main body and the housing. For example, in the heater 406 shown in FIG. 15, the resin material 52 is first arranged so as to cover the heater body 60. The heat insulating material 57 is disposed outside the resin material 52, and the resin material 52 is disposed outside the heat insulating material 57. The outermost resin material 52 is disposed so as to cover the inner surface of the housing 51. The heat insulating material 57 in FIG. 15 can be the same as the heat insulating material 57 of the heaters 402A and 402B shown in FIGS. 11A and 11B.

また、ハウジングの材質が樹脂の場合には、ハウジングと樹脂材とが一体化されていてもよい。即ち、ヒーター本体の外側に配置された樹脂材によって、本実施形態のヒーターにおけるハウジングが形成されていてもよい。樹脂材は、ハウジングとヒーター本体との絶縁層、断熱層、シール層等として機能するものである。ハウジングの材質が樹脂の場合には、ハウジングと樹脂材とを一体化することにより、樹脂材の機能を、ハウジング全体にまで拡張することができる。例えば、図12に示すヒーター403は、これまでに説明した、ハウジングと樹脂材との双方の機能を備えた、樹脂製のハウジング71を備えたヒーターである。このような樹脂製のハウジング71としては、例えば、熱硬化性のエポキシ系樹脂を用いたものを好適例として挙げることができる。これにより、ハニカム外周に熱硬化性の樹脂を流し込んで鋳ぐるむような形(即ち、モールド)で一体化することが可能である。また、エポキシ系樹脂にガラス繊維等を添加した強化型の樹脂複合材を用いてもよい。強化型の樹脂複合材の場合、耐熱性の向上や低熱膨張化による熱応力の低減効果がある。強化繊維はガラス繊維等を用いることができ、ハウジング本体に絶縁性が要求されるため、絶縁性を有する繊維が好適となる。ハウジング71は、本実施形態のヒーター403における樹脂材72を兼用したものである。   Moreover, when the material of the housing is resin, the housing and the resin material may be integrated. That is, the housing in the heater of the present embodiment may be formed by a resin material arranged outside the heater body. The resin material functions as an insulating layer, a heat insulating layer, a seal layer, or the like between the housing and the heater body. When the material of the housing is resin, the function of the resin material can be extended to the entire housing by integrating the housing and the resin material. For example, the heater 403 shown in FIG. 12 is a heater provided with a resin-made housing 71 having the functions of both a housing and a resin material as described above. As such a resin housing 71, for example, a housing using a thermosetting epoxy resin can be cited as a suitable example. As a result, it is possible to integrate the thermosetting resin into the outer periphery of the honeycomb so as to be cast (ie, a mold). Moreover, you may use the reinforced resin composite material which added the glass fiber etc. to the epoxy resin. In the case of a reinforced resin composite material, there is an effect of reducing thermal stress by improving heat resistance and reducing thermal expansion. As the reinforcing fiber, glass fiber or the like can be used, and since the insulating property is required for the housing body, the insulating fiber is suitable. The housing 71 also serves as the resin material 72 in the heater 403 of this embodiment.

以上説明したように、本実施形態のヒーターにおいては、ハウジングとヒーター本体との間の少なくとも一部に、樹脂材が配置されていれば、ハウジング内部の構造等については、ヒーターを使用する状況や形態に応じて、適宜変更可能である。   As described above, in the heater of the present embodiment, if the resin material is disposed at least in a portion between the housing and the heater body, the structure inside the housing, etc. It can be appropriately changed according to the form.

図11A、図11B、図12、及び図15は、本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。図11A、図11B、図12、及び図15に示す断面は、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面である。図11A、図11B、図12、及び図15において、図5及び図17に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。   FIG. 11A, FIG. 11B, FIG. 12 and FIG. 15 are cross-sectional views schematically showing still another embodiment of the heater of the present invention. 11A, FIG. 11B, FIG. 12 and FIG. 15 are cross sections perpendicular to the flow direction of the lubricating fluid flowing in the heater body. 11A, FIG. 11B, FIG. 12, and FIG. 15, components that are configured in the same manner as the elements shown in FIG. 5 and FIG.

「ハウジングと樹脂材とを一体化する」とは、ハウジングと樹脂材とが、1つの部材として構成されていることを意味する。従って、「ハウジングと樹脂材とを一体化したもの」には、ハウジングと樹脂材とを所定の樹脂を用いて成形する際に、一度の成形によって1つの部材として形成したものが含まれる。また、「ハウジングと樹脂材とを一体化したもの」には、ハウジングと樹脂材との接触部分を接合したものも含まれる。   “Integrating the housing and the resin material” means that the housing and the resin material are configured as one member. Therefore, the “integrated housing and resin material” includes a housing and a resin material formed as a single member by molding once when the housing and the resin material are molded using a predetermined resin. In addition, “integrated housing and resin material” include those in which a contact portion between the housing and the resin material is joined.

図1〜図5に示す本実施形態のヒーター100においては、ハウジング51が、その内部に収納したヒーター本体50の一対の電極部21を外部に取り出すための、電極取出部54を有している。この電極取出部54から一対の電極部21の先端側の部分が外部に露出しており、一対の電極部21に対する電気的接続を可能とする。   In the heater 100 of the present embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the housing 51 has an electrode extraction portion 54 for taking out the pair of electrode portions 21 of the heater main body 50 housed therein. . A portion on the tip end side of the pair of electrode portions 21 is exposed to the outside from the electrode extraction portion 54, and electrical connection to the pair of electrode portions 21 is enabled.

この電極取出部54には、一対の電極部21がハウジング51を貫通する箇所にOリング53が配設されている。このOリング53によって、ハウジング51を貫通する部位における耐圧性(シール性)が確保される。ここでいう耐圧性とは、ハウジング内部に潤滑系流体が流動する際、潤滑系流体のハウジング外部への漏洩を抑止する性能のことを意味する。本実施形態のヒーターにおいては、ヒーター動作上において問題が生じないように、上述したような耐圧性が必要となる。   In the electrode extraction portion 54, an O-ring 53 is disposed at a location where the pair of electrode portions 21 penetrates the housing 51. With this O-ring 53, pressure resistance (sealability) at a portion penetrating the housing 51 is ensured. Here, the pressure resistance means the performance of suppressing the leakage of the lubricating fluid to the outside of the housing when the lubricating fluid flows inside the housing. In the heater of this embodiment, the pressure resistance as described above is necessary so that no problem occurs in the heater operation.

また、本実施形態のヒーターにおいては、ヒーター本体の外側に積極的に潤滑系流体を流してもよい。例えば、図13に示すヒーター404は、ヒーター本体60とハウジング51との間にも、潤滑系流体が流れるように構成されたヒーターである。このように構成することによって、ハニカム構造部4の外周壁3の外側の面を使用して、潤滑系流体を加熱することができる。このようにして外周壁3における発熱を有効活用することで、ヒーター404の加熱効率を向上させることができる。勿論、図13に示すヒーター404においては、ハニカム構造部4のセル2内にも潤滑系流体が流れ、セル2の内部においても、潤滑系流体を加熱することができる。   Moreover, in the heater of this embodiment, you may actively flow a lubrication system fluid on the outer side of a heater main body. For example, the heater 404 shown in FIG. 13 is a heater configured such that a lubricating fluid flows between the heater body 60 and the housing 51. By comprising in this way, a lubrication system fluid can be heated using the surface outside the outer peripheral wall 3 of the honeycomb structure part 4. FIG. Thus, the heating efficiency of the heater 404 can be improved by effectively utilizing the heat generated in the outer peripheral wall 3. Of course, in the heater 404 shown in FIG. 13, the lubricating fluid flows also in the cells 2 of the honeycomb structure portion 4, and the lubricating fluid can be heated also in the cells 2.

図13に示すヒーター404においては、ヒーター本体60の一対の電極部21の表面には、少なくとも樹脂材52を配置して、一対の電極部21の絶縁性を確保することが好ましい。即ち、ハニカム構造部4の外周壁3に対しては、積極的に潤滑系流体を接触させてもよいが、一対の電極部21には、潤滑系流体が接触しないようにすることが好ましい。一対の電極部21に対する絶縁は、上述したように、樹脂材52によって行うことができる。また、ハウジング51がSUS等の金属製のものである場合には、ハウジング51の内側の面にも樹脂材52を配置して、ハウジング51の絶縁性を確保することが好ましい。図13は、本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。図13に示す断面は、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面である。図13において、図17に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。   In the heater 404 shown in FIG. 13, it is preferable that at least a resin material 52 is disposed on the surface of the pair of electrode portions 21 of the heater body 60 to ensure insulation of the pair of electrode portions 21. That is, the lubricating fluid may be positively contacted with the outer peripheral wall 3 of the honeycomb structure portion 4, but it is preferable that the lubricating fluid is not in contact with the pair of electrode portions 21. The insulation with respect to the pair of electrode portions 21 can be performed by the resin material 52 as described above. Further, when the housing 51 is made of metal such as SUS, it is preferable to arrange the resin material 52 on the inner surface of the housing 51 to ensure the insulation of the housing 51. FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing still another embodiment of the heater of the present invention. The cross section shown in FIG. 13 is a cross section perpendicular to the flow direction of the lubricating fluid flowing in the heater body. In FIG. 13, the same components as those shown in FIG. 17 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

また、図12に示すヒーター403においては、ハウジング71が樹脂からなり、このハウジング71と樹脂材72とが一体化したものであるが、ハウジングが単独で樹脂からなるものであってもよい。例えば、図14に示すヒーター405においては、ハウジング73が樹脂からなるものである。ハウジング73は、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂等を用いて形成することができる。ヒーター本体60を覆う樹脂材52についても、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂等を用いて形成することができる。図14に示すヒーター405においては、ハウジング73と樹脂材52との間に断熱材57を充填している。また、ハウジング73は、ハウジング73から一対の電極部21が延出される部位に電極取出部74を有している。そして、電極取出部74には、一対の電極部21が貫通する箇所にOリング53が配設されている。図14は、本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。図14に示す断面は、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面である。図14において、図17に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。   In the heater 403 shown in FIG. 12, the housing 71 is made of resin, and the housing 71 and the resin material 72 are integrated. However, the housing may be made of resin alone. For example, in the heater 405 shown in FIG. 14, the housing 73 is made of resin. The housing 73 can be formed using an epoxy resin, a fluorine resin, or the like. The resin material 52 covering the heater body 60 can also be formed using an epoxy resin, a fluorine resin, or the like. In the heater 405 shown in FIG. 14, a heat insulating material 57 is filled between the housing 73 and the resin material 52. The housing 73 has an electrode extraction portion 74 at a portion where the pair of electrode portions 21 extend from the housing 73. And in the electrode extraction part 74, the O-ring 53 is arrange | positioned in the location where a pair of electrode part 21 penetrates. FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing still another embodiment of the heater of the present invention. The cross section shown in FIG. 14 is a cross section perpendicular to the flow direction of the lubricating fluid flowing through the heater body. In FIG. 14, the same components as those shown in FIG. 17 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

(1−3)樹脂材:
樹脂材は、ヒーター本体とハウジングとの間の少なくとも一部に配置されたものである。この樹脂材が、本実施形態のヒーターにおける、ハウジングとヒーター本体との絶縁層、断熱層、シール層等として機能する。
(1-3) Resin material:
The resin material is disposed at least at a part between the heater body and the housing. This resin material functions as an insulating layer, a heat insulating layer, a seal layer, and the like between the housing and the heater body in the heater of this embodiment.

図1〜図5に示すように、樹脂材52が、ヒーター本体50の一方の端面側におけるヒーター本体50とハウジング51との間に配置されることが好ましい。また、樹脂材52が、ヒーター本体50の他方の端面側におけるヒーター本体50とハウジング51との間に配置されることが好ましい。このように構成することによって、ヒーター本体50の絶縁性、及び断熱性をより向上させることができる。また、ヒーター本体50の一方の端面側及び他方の端面側の、潤滑系流体に対するシール性を向上することができる。即ち、このように樹脂材52を配置することにより、ヒーター本体50とハウジング51との間に、加熱対象である潤滑系流体が漏れ出してしまうのを防止することができる。   As shown in FIGS. 1 to 5, the resin material 52 is preferably disposed between the heater body 50 and the housing 51 on one end face side of the heater body 50. The resin material 52 is preferably disposed between the heater body 50 and the housing 51 on the other end face side of the heater body 50. By comprising in this way, the insulation of the heater main body 50 and heat insulation can be improved more. Moreover, the sealing performance with respect to the lubrication system fluid on one end face side and the other end face side of the heater body 50 can be improved. That is, by disposing the resin material 52 in this way, it is possible to prevent the lubricating fluid that is the heating target from leaking between the heater body 50 and the housing 51.

本実施形態のヒーターは、ハウジング内に樹脂材を適用することからも、ヒーター本体の発熱温度が、最高で200℃〜250℃程度までのヒーターとして好適に利用することができる。なお、ヒーターの内部には、加熱するための潤滑系流体が流れ、ヒーター本体から熱を受け取る。別言すれば、潤滑系流体がヒーター本体から熱を奪うことになる。そのため、潤滑系流体がヒーターの一種の冷却剤としても作用する。その結果、ヒーター本体が高温に発熱しても、ヒーター本体の外側にある樹脂材における実温度は低くなる傾向がある。但し、樹脂材の耐熱範囲を考慮したヒーター設計が必要になる。   Since the heater of this embodiment applies a resin material in a housing, it can be suitably used as a heater having a heat generation temperature of the heater body up to about 200 ° C. to 250 ° C. A lubricating fluid for heating flows inside the heater and receives heat from the heater body. In other words, the lubricating fluid takes heat away from the heater body. Therefore, the lubricating fluid acts as a kind of coolant for the heater. As a result, even if the heater body generates heat to a high temperature, the actual temperature of the resin material outside the heater body tends to be low. However, it is necessary to design a heater in consideration of the heat resistance range of the resin material.

また、図1〜図5に示すように、樹脂材52が、一対の電極部21がハウジングを貫通する部位における、一対の電極部21とハウジング51との間に、少なくとも配置されていることが好ましい。このように構成することによって、一対の電極部21の一部がハウジング51を貫通する部位からの、潤滑系流体の漏れを防止することができる。上述したように、ハウジング51を貫通する部位には、耐圧性を確保する点よりOリング53が配設されていることが更に好ましい。本実施形態のヒーターにおいては、樹脂材が、少なくともヒーター本体に配置された一対の電極部全域を覆うように配置されていることが好ましい。このように構成することによって、ヒーター本体の絶縁性を確保することができる。   Moreover, as shown in FIGS. 1-5, the resin material 52 is arrange | positioned at least between a pair of electrode part 21 and the housing 51 in the site | part through which a pair of electrode part 21 penetrates a housing. preferable. With this configuration, it is possible to prevent leakage of the lubricating fluid from a portion where a part of the pair of electrode portions 21 penetrates the housing 51. As described above, it is more preferable that the O-ring 53 is disposed in a portion penetrating the housing 51 from the viewpoint of ensuring pressure resistance. In the heater of this embodiment, it is preferable that the resin material is disposed so as to cover at least the entire region of the pair of electrode portions disposed in the heater body. By comprising in this way, the insulation of a heater main body can be ensured.

また、図8及び図9に示すヒーター200のように、樹脂材52が、ヒーター本体50の側面側全域を覆うように、ヒーター本体50とハウジング51との間に配置されていてもよい。ここで、図8及び図9は、本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。図8は、図4に示す断面と同様の位置でヒーターを切断した断面である。図9は、図5に示す断面と同様の位置でヒーターを切断した断面である。図8及び図9においては、図1〜図5に示すヒーターの構成要素と同様に構成された構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。   Further, like the heater 200 shown in FIGS. 8 and 9, the resin material 52 may be disposed between the heater body 50 and the housing 51 so as to cover the entire side of the heater body 50. Here, FIG.8 and FIG.9 is sectional drawing which shows typically other embodiment of the heater of this invention. FIG. 8 is a cross section obtained by cutting the heater at the same position as the cross section shown in FIG. FIG. 9 is a cross section of the heater cut at the same position as the cross section shown in FIG. In FIG.8 and FIG.9, about the component comprised similarly to the component of the heater shown in FIGS. 1-5, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

このように、ヒーター本体50の側面側全域を覆うように樹脂材52を配置することにより、絶縁性、断熱性、及びシール性をより向上させることができる。   Thus, by disposing the resin material 52 so as to cover the entire side of the heater main body 50, the insulating properties, heat insulating properties, and sealing properties can be further improved.

図1〜図5に示すように、樹脂材52を特定の箇所に配置する際には、所定の形状に形成した樹脂材52を、ヒーター本体50とハウジング51との間に適宜配置する。一方、図8及び図9に示すように、ヒーター本体50の側面側全域を覆うように樹脂材52を配置する際には、以下のように樹脂材52を形成することが好ましい。例えば、ヒーター本体50とハウジング51との間に、溶融した樹脂を充填し、ヒーターを鋳ぐるむような形(即ち、モールド)で、溶融した樹脂を固めて樹脂材52を形成する。また、ヒーター本体50をハウジング51内に収納する前に、予め、ヒーター本体50の側面側全域に樹脂を塗布して、樹脂材52を形成する。そして、樹脂材52が側面に形成されたヒーター本体50を、ハウジング51内に収納する。このような方法によって樹脂材52を形成することにより、ヒーター本体50の側面側全域を覆うような樹脂材52を簡便に作製することができる。   As shown in FIGS. 1 to 5, when the resin material 52 is disposed at a specific location, the resin material 52 formed in a predetermined shape is appropriately disposed between the heater body 50 and the housing 51. On the other hand, as shown in FIGS. 8 and 9, when the resin material 52 is disposed so as to cover the entire side of the heater body 50, it is preferable to form the resin material 52 as follows. For example, a molten resin is filled between the heater main body 50 and the housing 51, and the molten resin is solidified to form a resin material 52 in a shape that casts the heater (that is, a mold). In addition, before the heater body 50 is housed in the housing 51, a resin material 52 is formed by applying a resin to the entire side of the heater body 50 in advance. And the heater main body 50 in which the resin material 52 was formed in the side surface is accommodated in the housing 51. FIG. By forming the resin material 52 by such a method, the resin material 52 covering the entire side of the heater body 50 can be easily produced.

また、上述したように、ハウジングと樹脂材とが一体化されていてもよい。このような場合には、図12に示すように、ヒーター本体60の側面側に、ハウジング71と樹脂材72とが一体化したものを、所定の樹脂により一体成形によって形成することができる。   Further, as described above, the housing and the resin material may be integrated. In such a case, as shown in FIG. 12, a housing 71 and a resin material 72 integrated on the side surface of the heater body 60 can be formed by integral molding with a predetermined resin.

樹脂材を形成する樹脂としては、加熱された潤滑系流体により変形しない程度の耐熱性を有する樹脂であることが好ましい。具体的には、エチレンプロピレンジエンモノマー共重合体(EPDM)、エチレンプロピレン共重合体、ポリイミド、ポリアミドイミド、シリコーン、フッ素エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン(PS)、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)樹脂、アクリルニトリルスチレン(AS)樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ナイロン、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、環状ポリオレフィン、ポリフェニレンスルファイド(PPS)、ポリテトラフロロエチレン、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、メチルメタクリレートスチレン(MS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、等の樹脂を挙げることができる。また、樹脂材を形成する樹脂として、上述した各樹脂に、ガラス繊維等を添加した樹脂複合材であってもよい。樹脂複合材にすることで、耐熱性の向上や低熱膨張化による熱応力の低減効果(別言すれば、耐久性の向上)がある。強化繊維はガラス繊維等を用いることができ、絶縁性を要求する場合には、絶縁性を有する繊維が好適となる。このようなことから、ヒーターの出力を高くする場合には、樹脂材を形成する樹脂として、耐熱性を高めた樹脂複合材を用いることが好ましい。   The resin forming the resin material is preferably a resin having heat resistance to such an extent that it is not deformed by a heated lubricating fluid. Specifically, ethylene propylene diene monomer copolymer (EPDM), ethylene propylene copolymer, polyimide, polyamideimide, silicone, fluorine elastomer, epoxy resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, alkyd Resin, polyurethane, thermosetting polyimide, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene chloride, polystyrene (PS), polyvinyl acetate, polytetrafluoroethylene, acrylonitrile butadiene styrene (ABS) Resin, acrylonitrile styrene (AS) resin, acrylic resin, polyamide, nylon, polyacetal, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene Ethylene terephthalate (PET), cyclic polyolefin, polyphenylene sulfide (PPS), polytetrafluoroethylene, polysulfone, polyether sulfone, amorphous polyarylate, liquid crystal polymer, polyether ether ketone, thermoplastic polyimide, thermoplastic polyurethane (TPU) ), Methyl methacrylate styrene (MS), polymethyl methacrylate (PMMA), polydimethylsiloxane (PDMS), and the like. Moreover, the resin composite material which added glass fiber etc. to each resin mentioned above as resin which forms a resin material may be sufficient. By using a resin composite material, there is an effect of reducing heat stress by improving heat resistance and reducing thermal expansion (in other words, improving durability). Glass fibers or the like can be used as the reinforcing fibers, and when insulating properties are required, insulating fibers are suitable. For this reason, when increasing the output of the heater, it is preferable to use a resin composite material with improved heat resistance as the resin forming the resin material.

また、樹脂材を断熱層及びシール層として有効に機能させるためには、樹脂材の耐熱温度が、80℃以上であることが好ましい。更に、樹脂材の耐熱温度が、100℃以上であることが好ましく、更に120℃以上であることが特に好ましい。   Moreover, in order to make a resin material function effectively as a heat insulation layer and a sealing layer, it is preferable that the heat-resistant temperature of a resin material is 80 degreeC or more. Furthermore, the heat resistant temperature of the resin material is preferably 100 ° C. or higher, and more preferably 120 ° C. or higher.

本明細書において、「耐熱温度」とは、下記[1]及び[2]に示す温度のうちのいずれか1つの温度のことを意味する。即ち、「樹脂材の耐熱温度が、100℃以上」という場合には、下記[1]及び[2]に示す温度のうちのいずれか1つの温度が、100℃以上となる。勿論、「樹脂材の耐熱温度が、100℃以上」という場合において、下記[1]及び[2]に示す温度の両方が、100℃以上であってもよい。尚、耐熱温度の他の規格として、高温下で長時間暴露した場合を対象とした下記[3]等も存在する。   In this specification, “heat-resistant temperature” means any one of the temperatures shown in the following [1] and [2]. That is, when “the heat resistant temperature of the resin material is 100 ° C. or higher”, one of the temperatures shown in the following [1] and [2] is 100 ° C. or higher. Of course, in the case of “the heat resistant temperature of the resin material is 100 ° C. or higher”, both the temperatures shown in the following [1] and [2] may be 100 ° C. or higher. As another standard for the heat resistant temperature, there is the following [3] for the case of long-time exposure at high temperatures.

[1]荷重たわみ温度:加熱浴槽中で長方形の試験片の両端2点を支え、試験片の中央に荷重を加えた状態で温度を上昇し、変形が生じたときの温度。
[2]ビカット軟化温度:加熱浴槽中で長方形の試験片の両端2点を支え、試験片の中央に一定の断面積の端面を押し当てた状態で温度を上昇し、変形が生じたときの温度。
[3]UL規格温度:数万時間の高温暴露により物性が半減する温度。
[1] Deflection temperature under load: The temperature at which the two points of a rectangular test piece are supported in a heating bath and the temperature is raised while a load is applied to the center of the test piece and deformation occurs.
[2] Vicat softening temperature: When two ends of a rectangular test piece are supported in a heating bath, the temperature rises with the end face of a constant cross-sectional area pressed against the center of the test piece, and deformation occurs temperature.
[3] UL standard temperature: a temperature at which physical properties are halved by high temperature exposure for several tens of thousands of hours.

また、樹脂材を絶縁層として有効に機能させるためには、樹脂材の比抵抗が、10Ω・cm以上であることが好ましい。更に、樹脂材の比抵抗が、1010Ω・cm以上であることが好ましく、1012Ω・cm以上であることが特に好ましい。 In order for the resin material to function effectively as an insulating layer, the specific resistance of the resin material is preferably 10 9 Ω · cm or more. Furthermore, the specific resistance of the resin material, is preferably 10 10 Ω · cm or more, and particularly preferably 10 12 Ω · cm or more.

(2)ヒーターの更に他の実施形態:
次に、本発明のヒーターの更に他の実施形態について説明する。本発明のヒーターの更に他の実施形態としては、下記のような、各種の振動吸収構造を備えたヒーターを挙げることができる。本発明のヒーターは、自動車等のエンジンの周辺に搭載されて、エンジンオイルやトランスミッションフルードなどの潤滑系流体を加熱するために用いることができる。この際、エンジンの振動により加速度が発生する。このため、下記のような振動吸収構造を備えたヒーターとすることで、振動による衝撃を緩和して、耐久性に優れたヒーターとすることができる。
(2) Still another embodiment of the heater:
Next, still another embodiment of the heater of the present invention will be described. As still another embodiment of the heater of the present invention, heaters having various vibration absorbing structures as described below can be cited. The heater of the present invention is mounted around an engine of an automobile or the like and can be used for heating a lubricating fluid such as engine oil or transmission fluid. At this time, acceleration is generated by engine vibration. For this reason, by setting it as the heater provided with the following vibration absorption structures, the impact by vibration can be relieved and it can be set as the heater excellent in durability.

第一の振動吸収構造として、ヒーター本体の電極部が、ハウジングを貫通する部位に、樹脂製やゴム製等のOリングやパッキンを配置した構造を挙げることができる。例えば、図4及び図5に示すOリング53を、樹脂製やゴム製のOリング53とすることで、第一の振動吸収構造とすることができる。   As the first vibration absorbing structure, a structure in which an O-ring or packing made of resin, rubber, or the like is disposed at a portion where the electrode portion of the heater body penetrates the housing can be exemplified. For example, the O-ring 53 shown in FIGS. 4 and 5 can be a first vibration absorption structure by using a resin or rubber O-ring 53.

また、第二の振動吸収構造として、緩衝部材を、ヒーターの各部に配置した構造を挙げることができる。緩衝部材としては、樹脂製やゴム製のものを挙げることができる。緩衝部材を配置する箇所としては、ヒーター本体とハウジングとの間や、ヒーター本体の電極部がハウジングを貫通する部位等を挙げることができる。図9に示すようなヒーター本体50とハウジング51との間に配置された樹脂材52も、上述した緩衝部材となる。   Moreover, the structure which has arrange | positioned the buffer member in each part of a heater can be mentioned as a 2nd vibration absorption structure. Examples of the buffer member include those made of resin and rubber. Examples of the location where the buffer member is disposed include a portion between the heater main body and the housing, an electrode portion of the heater main body penetrating the housing, and the like. The resin material 52 disposed between the heater main body 50 and the housing 51 as shown in FIG. 9 also serves as the above-described buffer member.

また、第三の振動吸収構造として、ヒーター本体の一対の電極部の一部に、伸縮可能な振動吸収部を設けた構造を挙げることができる。伸縮可能な振動吸収部としては、所定の方向に伸縮可能な蛇腹状のものを挙げることができる。本実施形態のヒーターにおいては、一対の電極部がハウジングを貫通する部位にて、ヒーター本体が固定されているため、一対の電極部に対して強い振動が加わることがある。そのため、このような伸縮可能な振動吸収部を設けた一対の電極部とすることで、ヒーター本体に加わる振動を良好に吸収することができる。   Moreover, as a third vibration absorbing structure, a structure in which a stretchable vibration absorbing portion is provided on a part of the pair of electrode portions of the heater body can be exemplified. As the vibration absorbing portion that can be expanded and contracted, a bellows-shaped one that can expand and contract in a predetermined direction can be exemplified. In the heater of the present embodiment, since the heater body is fixed at a portion where the pair of electrode portions penetrates the housing, strong vibration may be applied to the pair of electrode portions. Therefore, the vibration applied to the heater body can be satisfactorily absorbed by using a pair of electrode portions provided with such a stretchable vibration absorbing portion.

例えば、第三の振動吸収構造を備えたヒーターとしては、図19に示すようなヒーター500を挙げることができる。図19に示すヒーター500においては、一対の電極部41の一部に、蛇腹状の振動吸収部42を設けた例を示す。一対の電極部41の蛇腹状の振動吸収部42は、ハウジング51の内部に位置するものであることが好ましい。これにより、ハウジング51内に収納されたヒーター本体70に加わる振動を良好に吸収することができる。図19は、本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。図19に示す断面は、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面である。図19において、図5に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。   For example, as a heater provided with the third vibration absorbing structure, a heater 500 as shown in FIG. 19 can be exemplified. In the heater 500 shown in FIG. 19, an example in which a bellows-like vibration absorbing portion 42 is provided in a part of the pair of electrode portions 41 is shown. The bellows-like vibration absorbing portions 42 of the pair of electrode portions 41 are preferably located inside the housing 51. Thereby, the vibration added to the heater main body 70 accommodated in the housing 51 can be favorably absorbed. FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing still another embodiment of the heater of the present invention. The cross section shown in FIG. 19 is a cross section perpendicular to the flow direction of the lubricating fluid flowing in the heater body. In FIG. 19, the same components as those shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

第四の振動吸収構造として、ヒーター本体の一対の電極部に対する電気的な接続方法において、以下のような接続方法を採用した構造を挙げることができる。一対の電極部に対する電気的な接続方法としては、例えば、それぞれの一対の電極部が、ハウジング内において、電気的接続用のケーブルに接続され、当該電気的接続用のケーブルをハウジングの外部まで引出して電気的な接続を行う方法を挙げることができる。また、別の接続方法としては、例えば、ヒーター本体を収納するハウジングに、電気的接続用のコネクターを挿入するためのコネクター挿入口を形成する。そして、電気的接続用のコネクターを、ハウジングのコネクター挿入口から挿入して、ハウジング内に収納・固定されたヒーター本体の一対の電極部との電気的な接続を行う方法を挙げることができる。この接続方法においては、一対の電極部が、ハニカム構造部とともに、ハウジング内に収納されている。即ち一対の電極部が、ハウジングを貫通して外部まで延出するように構成されていないため、ハウジングに加わる振動がヒーター本体に伝達され難い。   As the fourth vibration absorbing structure, a structure in which the following connection method is employed in the electrical connection method for the pair of electrode portions of the heater body can be exemplified. As an electrical connection method for the pair of electrode portions, for example, each pair of electrode portions is connected to a cable for electrical connection in the housing, and the cable for electrical connection is pulled out of the housing. And a method of making an electrical connection. As another connection method, for example, a connector insertion port for inserting a connector for electrical connection is formed in a housing that houses the heater body. A method of inserting an electrical connection connector from a connector insertion port of the housing and electrically connecting the pair of electrode portions of the heater body housed and fixed in the housing can be mentioned. In this connection method, the pair of electrode portions are housed in the housing together with the honeycomb structure portion. That is, since the pair of electrode portions are not configured to penetrate the housing and extend to the outside, vibration applied to the housing is difficult to be transmitted to the heater body.

また、本発明のヒーターの更に他の実施形態としては、ハウジングの流入口側又は流出口側から、一対の電極部が外部に延出するように構成されたヒーターを挙げることができる。即ち、図1に示すヒーター100は、一対の電極部21が、ハウジング51の側面から外部に延出するように構成されたものであるが、一対の電極部のハウジングの流入口側又は流出口側から、外部に延出するよう構成されていてもよい。このようなヒーターとしては、例えば、図20に示すヒーター600を挙げることができる。図20は、本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す斜視図である。図21は、図20に示すヒーターにおける、ヒーター本体を模式的に示す斜視図である。図20及び図21において、図1〜図5に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。図20及び図21においては、ハウジング81の流出口56側から、一対の電極部43が外部に延出するよう構成されている。一対の電極部43に流出口56側から電力を供給するように構成することによって、一対の電極部43からの抜熱を抑制することができる。これにより、潤滑系流体をより均一な温度に加熱することができる。また、このようなヒーター600においては、ハウジングの側面の上部から一対の電極部に電力を供給する構成と比較して、ハウジング内の上部と下部とでの、潤滑系流体の温度勾配が付き難くなると推測される。   As still another embodiment of the heater of the present invention, a heater configured such that a pair of electrode portions extend to the outside from the inflow side or the outflow side of the housing can be exemplified. In other words, the heater 100 shown in FIG. 1 is configured such that the pair of electrode portions 21 are extended from the side surface of the housing 51 to the outside. You may be comprised so that it may extend outside from the side. An example of such a heater is a heater 600 shown in FIG. FIG. 20 is a perspective view schematically showing still another embodiment of the heater of the present invention. FIG. 21 is a perspective view schematically showing a heater body in the heater shown in FIG. 20 and 21, the same components as those shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. 20 and 21, the pair of electrode portions 43 are configured to extend to the outside from the outflow port 56 side of the housing 81. By configuring the pair of electrode parts 43 to supply power from the outlet 56 side, heat removal from the pair of electrode parts 43 can be suppressed. As a result, the lubricating fluid can be heated to a more uniform temperature. Further, in such a heater 600, compared to a configuration in which electric power is supplied from the upper part of the side surface of the housing to the pair of electrode parts, a temperature gradient of the lubricating fluid is difficult to be applied at the upper part and the lower part in the housing. Presumed to be.

図21に示すように、ヒーター本体80のそれぞれの電極部43は、ハニカム構造部4の側面5に配置された電極基板43aと、この電極基板43から、潤滑系流体の流れ方向下流側に延出した電極端子部43bと有するものである。電極端子部43bが、ハウジング81(図20参照)の流出口56(図20参照)側から外部に延出するよう構成されている。   As shown in FIG. 21, each electrode portion 43 of the heater body 80 includes an electrode substrate 43 a disposed on the side surface 5 of the honeycomb structure portion 4, and extends from the electrode substrate 43 to the downstream side in the flow direction of the lubricating fluid. It has the electrode terminal part 43b taken out. The electrode terminal portion 43b is configured to extend to the outside from the outlet 56 (see FIG. 20) side of the housing 81 (see FIG. 20).

また、本発明のヒーターの更に他の実施形態としては、図22〜図24に示すようなヒーター700を挙げることができる。このヒーター700は、ハウジング91の内部に、図25及び図26に示すようなヒーター本体90が収納されたものである。ハウジング91とヒーター本体90との間には、樹脂材52、及び断熱材57が配置されている。ここで、図22は、本発明のヒーターの更に他の実施形態を模式的に示す斜視図である。図23は、図22に示すヒーター700の、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に垂直な断面を模式的に示す断面図である。図25は、図22に示すヒーター700の、ヒーター本体内を流通する潤滑系流体の流れ方向に平行な断面を模式的に示す断面図である。図25は、図22に示すヒーター700のヒーター本体を模式的に示す斜視図である。図26は、図25に示すヒーター本体90の展開状態を模式的に示す展開斜視図である。   As still another embodiment of the heater of the present invention, a heater 700 as shown in FIGS. This heater 700 is a housing in which a heater main body 90 as shown in FIGS. 25 and 26 is housed in a housing 91. A resin material 52 and a heat insulating material 57 are disposed between the housing 91 and the heater main body 90. Here, FIG. 22 is a perspective view schematically showing still another embodiment of the heater of the present invention. FIG. 23 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the heater 700 shown in FIG. 22 perpendicular to the flow direction of the lubricating fluid flowing in the heater body. FIG. 25 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the heater 700 shown in FIG. 22 parallel to the flow direction of the lubricating fluid flowing through the heater body. FIG. 25 is a perspective view schematically showing a heater body of the heater 700 shown in FIG. FIG. 26 is a developed perspective view schematically showing the developed state of the heater body 90 shown in FIG.

図22〜図26に示すように、本実施形態のヒーター700におけるハウジング91は、一の面に開口部を有するハウジング本体91aと、ハウジング本体91aの開口部を塞ぐための蓋部91bと、から構成されたものである。また、ヒーター本体90は、ハニカム構造部4と、一対の電極部31とを有するものである。   As shown in FIGS. 22 to 26, the housing 91 in the heater 700 of the present embodiment includes a housing main body 91a having an opening on one surface, and a lid 91b for closing the opening of the housing main body 91a. It is configured. The heater body 90 includes the honeycomb structure portion 4 and a pair of electrode portions 31.

本実施形態のヒーター700においては、それぞれの電極部31が、電極基板31aと、電極端子部31bと、電極基板連結部31cとから構成されている。電極基板31aは、ハニカム構造部4の側面5に配設されて、ハニカム構造部4に電圧を印加するためのものである。図25及び図26においては、電極基板31aが櫛歯状に形成された場合の例を示す。電極基板連結部31cは、電極基板31aと電極端子部31bとの連結するための部分である。本実施形態のヒーター700においては、一対の電極部31の各電極基板連結部31cが、電気絶縁性のシール材35を介して積層された状態で、ハウジング本体91aと蓋部91bとによって挟持されている。電極端子部31bは、ハウジング本体91aと蓋部91bとによって挟持された電極基板連結部31cから延設されたものである。   In the heater 700 of this embodiment, each electrode part 31 is comprised from the electrode board | substrate 31a, the electrode terminal part 31b, and the electrode board | substrate connection part 31c. The electrode substrate 31 a is disposed on the side surface 5 of the honeycomb structure part 4 to apply a voltage to the honeycomb structure part 4. 25 and 26 show an example in which the electrode substrate 31a is formed in a comb shape. The electrode substrate connecting portion 31c is a portion for connecting the electrode substrate 31a and the electrode terminal portion 31b. In the heater 700 of this embodiment, the electrode substrate connecting portions 31c of the pair of electrode portions 31 are sandwiched between the housing main body 91a and the lid portion 91b in a state where the electrode substrate connecting portions 31c are stacked via the electrically insulating sealing material 35. ing. The electrode terminal portion 31b extends from the electrode substrate connecting portion 31c sandwiched between the housing main body 91a and the lid portion 91b.

本実施形態のヒーター700においては、シール材35を介して積層された状態の電極基板連結部31cを、ハウジング本体91aと蓋部91bとによって挟持することによって、ハウジング91からの電極部31の取り出しが行われている。このため、本実施形態のヒーター700は、耐圧性に優れたものである。即ち、このように構成することによって、ヒーター700内を潤滑系流体が流通した際における、電極部31の取り出し箇所からの潤滑系流体の漏れ出しを防止することができる。   In the heater 700 of the present embodiment, the electrode substrate connection portion 31c stacked via the seal material 35 is sandwiched between the housing main body 91a and the lid portion 91b, whereby the electrode portion 31 is removed from the housing 91. Has been done. For this reason, the heater 700 of this embodiment is excellent in pressure resistance. That is, with this configuration, it is possible to prevent the lubricating fluid from leaking out from the electrode 31 extraction location when the lubricating fluid flows in the heater 700.

また、本発明のヒーターのその他の実施形態としては、以下のようなヒーター本体を備えたヒーターを挙げることができる。図29に示すヒーター本体152は、筒状のハニカム構造部4と、ハニカム構造部4の側面5に導電性接合部23を介して接合された一対の電極部24とを備えている。ハニカム構造部4は、潤滑系流体の流路となる一方の端面11から他方の端面12まで延びる複数のセル2を区画形成する隔壁1、及び最外周に位置する外周壁3を有している。隔壁1は、セラミックスを主成分とする材料からなるとともに、通電により発熱するものである。導電性接合部23は、ハニカム構造部4の2つの側面5に配置されている。この導電性接合部23を介して、角部が曲線状に形成された形状の電極部24が接合されている。導電性接合部23は、溶射法、コールドスプレー法、又はメッキ法によって形成された、金属を含むものであることが好ましい。このようなヒーター本体152においても、図6に示すヒーター本体50と同様に、ハウジング内に収納することによって、本実施形態のヒーターとすることができる。   In addition, as other embodiments of the heater of the present invention, a heater including the following heater body can be exemplified. A heater main body 152 shown in FIG. 29 includes a tubular honeycomb structure portion 4 and a pair of electrode portions 24 bonded to the side surface 5 of the honeycomb structure portion 4 via the conductive bonding portion 23. The honeycomb structure part 4 has a partition wall 1 that partitions and forms a plurality of cells 2 extending from one end surface 11 to the other end surface 12 that serve as a flow path for the lubricating fluid, and an outer peripheral wall 3 that is positioned at the outermost periphery. . The partition 1 is made of a material mainly composed of ceramics and generates heat when energized. The conductive joint portion 23 is disposed on the two side surfaces 5 of the honeycomb structure portion 4. Via this conductive joint portion 23, an electrode portion 24 having a corner formed in a curved shape is joined. It is preferable that the electroconductive joining part 23 is a thing containing the metal formed by the thermal spraying method, the cold spray method, or the plating method. Such a heater main body 152 can also be used as the heater of the present embodiment by being housed in a housing, similarly to the heater main body 50 shown in FIG.

また、本発明のヒーターのその他の実施形態としては、図30に示すヒーター本体153を備えたヒーターを挙げることができる。図30に示すヒーター本体153は、筒状のハニカム構造部4と、ハニカム構造部4の側面5に導電性接合部23を介して接合された一対の電極部25とを備えている。電極部25は、電極基板26aと、電極基板26aに連結するように配置された棒状の電極部26bと有している。このようなヒーター本体153においても、図18に示すヒーター本体60と同様に、ハウジング内に収納することによって、本実施形態のヒーターとすることができる。このヒーター本体153の場合には、棒状の電極部26bに外部電源等からの配線が接続されることが好ましい。一対の電極部25の各電極基板26aは、ハニカム構造部4の側面5に導電性接合部23を介して接合され、且つ、その一部が、ハニカム構造部4の一対の電極部25が配設されていない側面に沿って折れ曲がっていることが好ましい。ここで、図29及び図30は、本発明のヒーターの更に他の実施形態に用いられるヒーター本体を模式的に示す斜視図である。図29及び図30において、図6及び図18に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。   As another embodiment of the heater of the present invention, a heater provided with a heater body 153 shown in FIG. 30 can be mentioned. A heater main body 153 shown in FIG. 30 includes a tubular honeycomb structure portion 4 and a pair of electrode portions 25 joined to the side surface 5 of the honeycomb structure portion 4 via a conductive joint portion 23. The electrode part 25 has an electrode substrate 26a and a rod-like electrode part 26b arranged so as to be connected to the electrode substrate 26a. Also in such a heater main body 153, it can be set as the heater of this embodiment by accommodating in a housing similarly to the heater main body 60 shown in FIG. In the case of the heater main body 153, it is preferable that a wire from an external power source or the like is connected to the rod-shaped electrode portion 26b. Each electrode substrate 26 a of the pair of electrode portions 25 is bonded to the side surface 5 of the honeycomb structure portion 4 via the conductive bonding portion 23, and a part of the electrode substrate 26 a is arranged with the pair of electrode portions 25 of the honeycomb structure portion 4. It is preferable that it bends along the side surface which is not provided. Here, FIG.29 and FIG.30 is a perspective view which shows typically the heater main body used for further another embodiment of the heater of this invention. 29 and 30, the same components as those shown in FIGS. 6 and 18 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

(3)ヒーターの製造方法:
次に、本実施形態のヒーターを製造する方法について説明する。なお、本実施形態のヒーターを製造する方法については、以下の製造方法に限定されることはない。
(3) Heater manufacturing method:
Next, a method for manufacturing the heater of this embodiment will be described. In addition, about the method of manufacturing the heater of this embodiment, it is not limited to the following manufacturing methods.

まず、Si複合SiCを主成分とするハニカム構造部を作製する例について説明する。SiC粉体、金属Si粉体、水、有機バインダーなどを混ぜ合わせ、混練して坏土を調製する。そして、この坏土をハニカム形状に成形してハニカム成形体を作製する。その後、得られたハニカム成形体を、不活性ガス雰囲気中において焼成することにより、Si複合SiCを主成分とするハニカム構造部を作製することができる。   First, an example of producing a honeycomb structure part mainly composed of Si composite SiC will be described. SiC powder, metallic Si powder, water, organic binder, etc. are mixed and kneaded to prepare a clay. Then, this clay is formed into a honeycomb shape to produce a honeycomb formed body. Thereafter, the obtained honeycomb formed body is fired in an inert gas atmosphere, whereby a honeycomb structure part mainly composed of Si composite SiC can be manufactured.

次に、Si含浸SiCを主成分とするハニカム構造部を作製する例について説明する。まず、SiC粉体、金属Si粉体、水、有機バインダーなどを混ぜ合わせ、混練して坏土を調製する。そして、この坏土をハニカム形状に成形してハニカム成形体を作製する。その後、得られたハニカム成形体を不活性ガス雰囲気中において焼成することによりハニカム構造体を形成する。その後、得られたハニカム構造体に、不活性ガス雰囲気中においてSiを含浸することにより、Si含浸SiCを主成分とするハニカム構造部を作製することができる。尚、再結晶SiC及び反応焼結SiCの作製については先述の通りである。   Next, an example of manufacturing a honeycomb structure mainly composed of Si-impregnated SiC will be described. First, SiC powder, metal Si powder, water, an organic binder, etc. are mixed and kneaded to prepare a clay. Then, this clay is formed into a honeycomb shape to produce a honeycomb formed body. Thereafter, the resulting honeycomb formed body is fired in an inert gas atmosphere to form a honeycomb structure. Thereafter, the resulting honeycomb structure is impregnated with Si in an inert gas atmosphere, whereby a honeycomb structure portion mainly composed of Si-impregnated SiC can be produced. The production of recrystallized SiC and reaction-sintered SiC is as described above.

上記したSi含浸SiCを主成分とするハニカム構造部の作製方法において、SiC粉体、水、有機バインダーなどを混ぜ合わせ、混練して坏土を調製してもよい。即ち、坏土の原料には、金属Si粉体が含まれていなくともよい。   In the above-described method for manufacturing a honeycomb structure mainly composed of Si-impregnated SiC, SiC powder, water, an organic binder, and the like may be mixed and kneaded to prepare a clay. That is, the raw material for the clay does not need to contain the metal Si powder.

また、その他、隔壁及び外周壁を構成する材料としては、炭化珪素、Fe−16Cr−8Al、SrTiO(perovslite)、Fe(corundum)、SnO(rutile)、ZnO(wurzite)等を挙げることができる。このような材料を用いることにより、隔壁及び外周壁の比抵抗を、0.01〜50Ω・cmにすることができる。炭化珪素の比抵抗は、一般的に幅が広く1〜1000Ω・cmであり、SiC単独であれば、先述の比抵抗範囲内にするのが好ましい。また、Si及びSi系合金と複合化する場合には、微構造組織にも拠るが、最大で1000Ω・cmの比抵抗まで適用することが可能である。Fe−16Cr−8Alの比抵抗は、0.03Ω・cmとなる。SrTiO(perovslite)の比抵抗は、0.1Ω・cm以下である。Fe(corundum)の比抵抗は、約10Ω・cmである。SnO(rutile)の比抵抗は、0.1Ω・cm以下である。ZnO(wurzite)の比抵抗は、0.1Ω・cm以下である。 In addition, as the material constituting the partition wall and the outer peripheral wall, silicon carbide, Fe-16Cr-8Al, SrTiO 3 (perovslite), Fe 2 O 3 (corundum), SnO 3 (rutile), ZnO (wurzeite), etc. Can be mentioned. By using such a material, the specific resistance of the partition walls and the outer peripheral wall can be set to 0.01 to 50 Ω · cm. The specific resistance of silicon carbide generally has a wide width of 1 to 1000 Ω · cm, and if SiC is used alone, it is preferably within the specific resistance range described above. Further, in the case of compounding with Si and Si-based alloy, although it depends on the microstructure, it is possible to apply up to a specific resistance of 1000 Ω · cm. The specific resistance of Fe-16Cr-8Al is 0.03 Ω · cm. The specific resistance of SrTiO 3 (perovslite) is 0.1 Ω · cm or less. The specific resistance of Fe 2 O 3 (corundum) is about 10 Ω · cm. The specific resistance of SnO 3 (rutile) is 0.1 Ω · cm or less. The specific resistance of ZnO (wurzite) is 0.1 Ω · cm or less.

また、ハニカム構造部を作製する際には、金属Siの含有量/(Siの含有量+SiCの含有量)の値が5〜50であることが好ましい。金属Siの含有量/(Siの含有量+SiCの含有量)の値が10〜40であることが更に好ましい。このように構成することによって、隔壁や外周壁の強度を保ちながら、その比抵抗を適当な大きさにすることができる。   Further, when the honeycomb structure portion is manufactured, the value of metal Si content / (Si content + SiC content) is preferably 5 to 50. The value of metal Si content / (Si content + SiC content) is more preferably 10-40. By comprising in this way, the specific resistance can be made into a suitable magnitude | size, maintaining the intensity | strength of a partition or an outer peripheral wall.

また、隔壁表面に絶縁性を有するためには、例えば、大気中で1200℃、6時間高温処理することにより、隔壁の表面に酸化膜を形成してもよい。   In order to have insulation on the partition wall surface, for example, an oxide film may be formed on the surface of the partition wall by performing a high temperature treatment at 1200 ° C. for 6 hours in the atmosphere.

次に、ハニカム構造部の側面に配置する一対の電極部を形成する。電極部の材質としては、例えば、ステンレス、銅、ニッケル、アルミニウム、モリブデン、タングステン、ロジウム、コバルト、クロム、ニオブ、タンタル、金、銀、白金、パラジウム、及びこれら金属の合金等を挙げることができる。電極部の材質については、上述したように、熱応力によるセラミックスへのクラックの発生や電極の界面剥離、電極部自身の発熱、コストの点等のバランスを考慮して適宜選択することができる。また、電極部には、熱膨張係数が低く、その熱膨張係数がハニカム構造部のセラミックスに近くなるために、熱サイクル時の熱応力の低減に効果がある、モリブデン、タングステン、Cu/W複合材、Cu/Mo複合材、Ag/W複合材、SiC/Al複合材、C/Cu複合材等の複合材を用いて形成してもよい。   Next, a pair of electrode portions disposed on the side surface of the honeycomb structure portion is formed. Examples of the material of the electrode part include stainless steel, copper, nickel, aluminum, molybdenum, tungsten, rhodium, cobalt, chromium, niobium, tantalum, gold, silver, platinum, palladium, and alloys of these metals. . As described above, the material of the electrode part can be appropriately selected in consideration of the balance of the generation of cracks in the ceramic due to thermal stress, the peeling of the electrode interface, the heat generation of the electrode part itself, the cost, and the like. In addition, the electrode part has a low thermal expansion coefficient, and its thermal expansion coefficient is close to that of ceramics in the honeycomb structure part, so that it is effective in reducing thermal stress during thermal cycling. Molybdenum, tungsten, Cu / W composite You may form using composite materials, such as a material, Cu / Mo composite material, Ag / W composite material, SiC / Al composite material, C / Cu composite material.

次に、形成した電極部を、ハニカム構造部の側面に貼り付ける。このようにして、本実施形態のヒーターに用いられるヒーター本体を作製する。   Next, the formed electrode part is attached to the side surface of the honeycomb structure part. In this manner, a heater body used for the heater of this embodiment is manufactured.

次に、本実施形態のヒーターに用いられるハウジングを形成する。ハウジングの材質が金属の場合には、ヒーター本体を収納可能な大きさの筐体であるハウジングを、従来公知の方法で作製する。ハウジングを作製する方法としては、例えば、熱間や冷間でのプレス成形、鍛造加工、押出し加工、溶接等の方法を挙げることができる。   Next, a housing used for the heater of this embodiment is formed. When the material of the housing is metal, a housing, which is a housing of a size that can accommodate the heater body, is produced by a conventionally known method. Examples of the method for producing the housing include hot and cold press molding, forging, extrusion, welding, and the like.

ハウジングの材質が樹脂の場合には、ヒーター本体を収納可能な大きさの筐体であるハウジングを作製する。樹脂製のハウジングを作製する方法としては、例えば、樹脂モールド、射出成形、押出成形、中空成形、熱成形、圧縮成形等の方法を挙げることができる。また、ハウジングの材質が樹脂の場合には、ヒーター本体を収納した状態で、成形によってハウジングを作製することもできる。即ち、ハウジングを容器として別途作製するのではなく、ヒーター本体を実際に覆うようにしてハウジングを作製することもできる。   When the material of the housing is resin, a housing that is a housing of a size that can accommodate the heater body is produced. Examples of the method for producing the resin housing include methods such as resin molding, injection molding, extrusion molding, hollow molding, thermoforming, and compression molding. Further, when the housing is made of resin, the housing can be manufactured by molding in a state where the heater body is accommodated. That is, the housing can be manufactured so as to actually cover the heater body, instead of separately manufacturing the housing as a container.

更に、ハウジングの材質が樹脂の場合には、ヒーター本体とハウジングとの間に配置する樹脂材と、ハウジングとを、一体的に形成してもよい。この際、樹脂材と一体化したハウジングを、容器として別途作製してもよい。また、ヒーター本体を収納した状態で、樹脂材と一体化したハウジングを作製してもよい。   Further, when the housing is made of resin, the resin material disposed between the heater body and the housing and the housing may be integrally formed. At this time, a housing integrated with a resin material may be separately manufactured as a container. Moreover, you may produce the housing integrated with the resin material in the state which accommodated the heater main body.

次に、樹脂材がハウジングと一体化していない場合には、ヒーター本体とハウジングとの間に配置する樹脂材を作製する。樹脂材としては、ヒーター本体の一方の端面側及び他方の端面側に配置されて、ヒーター本体とハウジングとの間を塞ぐような形状に形成されたものが好ましい。また、一対の電極部の一部が、ハウジングを貫通してハウジングの外側まで延設されている場合には、一対の電極部がハウジングを貫通する部位の隙間を塞ぐような形状に形成されたものが好ましい。このように樹脂材を配置することにより、主にヒーター本体とハウジングとの電気的な絶縁を得ることができる。また、上記樹脂材が、ヒーター本体の断熱層としても機能する。また、このように樹脂材を配置することにより、ヒーター本体とハウジングとの間への、加熱対象である潤滑系流体の漏れ出しを抑制する役割を果たす。   Next, when the resin material is not integrated with the housing, a resin material to be disposed between the heater body and the housing is produced. The resin material is preferably disposed on one end face side and the other end face side of the heater body and formed in a shape that closes the space between the heater body and the housing. In addition, when a part of the pair of electrode portions extends through the housing to the outside of the housing, the pair of electrode portions are formed so as to close the gap between the portions penetrating the housing. Those are preferred. By arranging the resin material in this manner, electrical insulation between the heater body and the housing can be obtained mainly. Moreover, the said resin material functions also as a heat insulation layer of a heater main body. Moreover, by arranging the resin material in this manner, it plays a role of suppressing leakage of the lubricating fluid that is the heating target between the heater body and the housing.

また、少なくともヒーター本体に配置された一対の電極部全域を覆うように、樹脂材を配置してもよい。上述したように、少なくとも一対の電極部全域を覆うように、樹脂材を配置することにより、ヒーター本体に要求される十分な絶縁性を確保することができる。また、ヒーター本体の側面側全域を覆うように樹脂材を形成してもよい。なお、少なくとも一対の電極部全域を覆うように、又は、ヒーター本体の側面側全域を覆うように樹脂材を配置する場合には、ヒーター本体の側面側に樹脂を塗布し、この樹脂を固めて樹脂材を形成してもよい。   Moreover, you may arrange | position a resin material so that the whole region of a pair of electrode part arrange | positioned at least at a heater main body may be covered. As described above, by disposing the resin material so as to cover at least the entire region of the pair of electrode portions, sufficient insulation required for the heater body can be ensured. Moreover, you may form a resin material so that the whole side surface side area of a heater main body may be covered. In the case of arranging a resin material so as to cover at least the entire pair of electrode parts or to cover the entire side surface of the heater body, the resin is applied to the side surface of the heater body and the resin is solidified. A resin material may be formed.

次に、ハウジング内に、ヒーター本体を収納し、且つ、ヒーター本体とハウジングとの間に、適宜、樹脂材を配置する。以上のようにして、本実施形態のヒーターを製造することができる。なお、ヒーター本体を収納した状態でハウジングを作製した場合には、ヒーター本体を収納する工程が省略される。また、樹脂材と一体化したハウジングを作製した場合には、樹脂材を配置する工程が省略される。また、ヒーター本体の側面側全域を覆うように樹脂材を形成した場合には、側面側全域を覆うように樹脂材が形成されたヒーター本体を、ハウジング内に収納する。以上のようにして、本実施形態のヒーターを製造することができる。   Next, the heater main body is accommodated in the housing, and a resin material is appropriately disposed between the heater main body and the housing. As described above, the heater of this embodiment can be manufactured. In the case where the housing is manufactured in a state where the heater main body is stored, the step of storing the heater main body is omitted. Moreover, when the housing integrated with the resin material is produced, the step of arranging the resin material is omitted. When the resin material is formed so as to cover the entire side surface side of the heater body, the heater body formed with the resin material so as to cover the entire side surface side is housed in the housing. As described above, the heater of this embodiment can be manufactured.

ここで、図11Aに示すようなヒーター402Aを製造する方法の具体例について説明する。まず、上述した方法によりハニカム構造部4を作製する。次に、ハニカム構造部4の側面5のうちの平行に配置された2つの面に、電極部21を接合する。電極部21は、Ni、Cu、Mo、W、Cu/W複合材等によって形成することができる。これにより、ハニカム構造部4の2つの側面5に、一対の電極部21が配置されたヒーター本体50を作製することができる。   Here, a specific example of a method for manufacturing the heater 402A as shown in FIG. 11A will be described. First, the honeycomb structure part 4 is produced by the method described above. Next, the electrode part 21 is joined to two surfaces arranged in parallel among the side surfaces 5 of the honeycomb structure part 4. The electrode portion 21 can be formed of Ni, Cu, Mo, W, a Cu / W composite material, or the like. Thereby, the heater main body 50 by which a pair of electrode part 21 is arrange | positioned at the two side surfaces 5 of the honeycomb structure part 4 can be produced.

次に、得られたヒーター本体50の外周部分(より具体的には、ハニカム構造部4の側面5)に、樹脂をコーティングして、樹脂材52を形成する。コーティングする樹脂としては、フッ素系樹脂等を用いることができる。樹脂のコーティングは、例えば、大気中で、約150℃の温度によって行うことができる。   Next, a resin material 52 is formed by coating the outer peripheral portion of the obtained heater body 50 (more specifically, the side surface 5 of the honeycomb structure portion 4) with resin. As the resin to be coated, a fluorine resin or the like can be used. The coating of the resin can be performed at a temperature of about 150 ° C. in the air, for example.

次に、ハニカム構造部4の側面5に配置した樹脂材52を更に覆うように、断熱材57を更に配置する。断熱材57としては、セラミックスファイバーシート(Al−SiO系等)を用いることができる。また、図11Aにおいて図示していないが、断熱材57を更に覆うように、樹脂製のシートを更に配置してもよい。樹脂製のシートとしては、シリコーン系樹脂やフッ素系樹脂等からなるシートを用いることができる。 Next, a heat insulating material 57 is further disposed so as to further cover the resin material 52 disposed on the side surface 5 of the honeycomb structure portion 4. As the heat insulating material 57, a ceramic fiber sheet (Al 2 O 3 —SiO 2 or the like) can be used. Although not shown in FIG. 11A, a resin sheet may be further disposed so as to further cover the heat insulating material 57. As the resin sheet, a sheet made of a silicone resin, a fluorine resin, or the like can be used.

次に、外周部分に樹脂材52と断熱材57とが配置されたヒーター本体50を、SUS製のハウジング本体内に配置する。その後、ハウジング本体に、一対の電極部21の一部が露出するようにして、SUS製の蓋部を配置する。ハウジング本体と蓋部とを、例えば、レーザー溶接等によって接合して、ハウジング51内にヒーター本体50を収納する。蓋部としては、一対の電極部21が貫通する部位に電極取出部54を設け、その電極取出部54内部に、フッ素系樹脂等からなるOリング53を配置することが好ましい。   Next, the heater main body 50 in which the resin material 52 and the heat insulating material 57 are arranged on the outer peripheral portion is arranged in a housing body made of SUS. Thereafter, a cover made of SUS is arranged on the housing body so that a part of the pair of electrode portions 21 is exposed. The heater main body 50 is accommodated in the housing 51 by joining the housing main body and the lid portion by, for example, laser welding. As the lid portion, it is preferable to provide an electrode extraction portion 54 at a portion through which the pair of electrode portions 21 penetrate, and an O-ring 53 made of a fluorine-based resin or the like is disposed inside the electrode extraction portion 54.

また、電極取出部54から一対の電極部21が外部に露出する境界部分には、更に、シリコーン系樹脂やフッ素系樹脂等の樹脂材52を配置することが好ましい。即ち、一対の電極部21が外部に露出する境界部分を、樹脂材52によって封止することが好ましい。このように構成することによって、一対の電極部21に通電用の端子等を接続する際の絶縁を良好に確保することができる。このようにして、図11Aに示すようなヒーター402Aを製造することができる。   Further, it is preferable to further dispose a resin material 52 such as a silicone resin or a fluorine resin at a boundary portion where the pair of electrode portions 21 are exposed to the outside from the electrode extraction portion 54. That is, it is preferable to seal the boundary portion where the pair of electrode portions 21 are exposed to the outside by the resin material 52. By comprising in this way, the insulation at the time of connecting the terminal for electricity supply etc. to a pair of electrode part 21 can be ensured favorable. In this way, the heater 402A as shown in FIG. 11A can be manufactured.

次に、図12に示すようなヒーター403を製造する方法の具体例について説明する。図12に示すヒーター403は、樹脂材72とハウジング71とが一体化したものである。まず、上述した方法によりハニカム構造部4を作製する。次に、ハニカム構造部4の側面5のうちの平行に配置された2つの面に、電極部21を接合する。電極部21は、NiやCu等によって形成することができる。これにより、ハニカム構造部4の2つの側面5に、一対の電極部21が配置されたヒーター本体60を作製することができる。   Next, a specific example of a method for manufacturing the heater 403 as shown in FIG. 12 will be described. The heater 403 shown in FIG. 12 is a unit in which the resin material 72 and the housing 71 are integrated. First, the honeycomb structure part 4 is produced by the method described above. Next, the electrode part 21 is joined to two surfaces arranged in parallel among the side surfaces 5 of the honeycomb structure part 4. The electrode part 21 can be formed of Ni, Cu or the like. Thereby, the heater main body 60 in which the pair of electrode portions 21 are disposed on the two side surfaces 5 of the honeycomb structure portion 4 can be manufactured.

次に、ハウジング71を形成するための金型を用意する。即ち、作製するハウジング71の形状に対応した凹形状(別言すれば、キャビティー空間)を有する金型を用意する。ハウジング71を作製する際には、まず、用意した金型内に、ヒーター本体60を配置する。次に、大気中、室温にて、硬化剤を添加した熱硬化性の樹脂を、金型の凹形状内に流し込む。樹脂としては、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂等を用いることができる。流し込んだ樹脂を硬化させた後、金型から、樹脂に覆われた状態のヒーター本体60を取り出す。ヒーター本体60を覆っている樹脂の表面を、所定の形状に加工してハウジング71を作製する。このようにして、図12に示すようなヒーター403を製造することができる。   Next, a mold for forming the housing 71 is prepared. That is, a mold having a concave shape (in other words, a cavity space) corresponding to the shape of the housing 71 to be manufactured is prepared. When manufacturing the housing 71, first, the heater body 60 is placed in a prepared mold. Next, a thermosetting resin to which a curing agent is added is poured into the concave shape of the mold at room temperature in the atmosphere. As the resin, for example, a thermosetting epoxy resin or the like can be used. After the poured resin is cured, the heater body 60 covered with the resin is taken out from the mold. The housing 71 is manufactured by processing the surface of the resin covering the heater body 60 into a predetermined shape. In this way, the heater 403 as shown in FIG. 12 can be manufactured.

また、上述した金型から取り出した「樹脂に覆われた状態のヒーター本体」を、更に、図11Aに示すようなSUS製のハウジング51内に収納して、ヒーターを作製してもよい。このようなヒーターを作製する場合には、樹脂に覆われた状態のヒーター本体の外側に、更に樹脂シートを配置して、ハウジング内に収納することが好ましい。このように構成することによって、絶縁性、断熱性、及びシール性により優れたヒーターを得ることができる。   Further, the “heater main body covered with resin” taken out from the mold described above may be further housed in a SUS housing 51 as shown in FIG. 11A to produce a heater. When producing such a heater, it is preferable to dispose a resin sheet on the outside of the heater main body covered with resin and store it in the housing. By comprising in this way, the heater excellent in insulation, heat insulation, and sealing performance can be obtained.

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

参考例1)
まず、Si複合SiCを主成分とするハニカム構造部を作製した。具体的には、SiC粉体、金属Si粉体、水、有機バインダーを混ぜ合わせ、混練して坏土を調製した。次に、この坏土をハニカム形状に成形して、ハニカム成形体を作製した。次に、得られたハニカム成形体を、不活性ガス雰囲気中において焼成することにより、Si複合SiCを主成分とするハニカム構造部を作製した。得られたSi複合SiCハニカムの気孔率は40%であった。
( Reference Example 1)
First, the honeycomb structure part which has Si composite SiC as a main component was produced. Specifically, SiC powder, metal Si powder, water, and an organic binder were mixed and kneaded to prepare a clay. Next, this clay was formed into a honeycomb shape to prepare a honeycomb formed body. Next, the obtained honeycomb formed body was fired in an inert gas atmosphere, so that a honeycomb structure part containing Si composite SiC as a main component was produced. The porosity of the obtained Si composite SiC honeycomb was 40%.

ハニカム構造部の形状は、端面が四角形の筒状であった。端面の四角形のそれぞれの一辺の長さは、38mmであった。ハニカム構造部のセルの延びる方向の長さは、50mmであった。隔壁の厚さは、0.38mmであった。外周壁の厚さは、0.38mmであった。ハニカム構造部のセル密度は、47セル/cmであった。隔壁及び外周壁の比抵抗は、30Ω・cmであった。 The shape of the honeycomb structure part was a cylindrical shape having a square end face. The length of each side of the quadrilateral end face was 38 mm. The length of the honeycomb structure portion in the cell extending direction was 50 mm. The partition wall thickness was 0.38 mm. The thickness of the outer peripheral wall was 0.38 mm. The cell density of the honeycomb structure part was 47 cells / cm 2 . The specific resistance of the partition walls and the outer peripheral wall was 30 Ω · cm.

その後、ハニカム構造部を大気中で酸化処理することで、隔壁及び外周壁の表面に絶縁用の酸化膜を形成した。その後、ハニカム構造部の外周壁の4面のうち、向かい合う一対の面のそれぞれを表面加工して酸化膜を除去した後に、電極部を配置してヒーター本体を作製した。ここで電極の接合方法としては、導電性接合材であるニッケル粉末及びケイ酸塩溶液を含有する導電性ペーストを用い、大気中で焼成することにより、ハニカム構造部の外周壁に電極部を接合した。それぞれの電極部としては、ハニカム構造部の側面に実際に配置される電極部の本体と、その電極部の本体から延びる突出部分と、を有するものを用いた。電極部の本体が、配置するハニカム構造部の側面と同じ大きさの面を有している。電極部の突出部分が、電源との電気的接続を確保するための端子部分となる。電極部の材質は、純金属ニッケル(Ni)であった。尚、電極部は、表面をサンドブラストにより表面粗化処理したものを用いた。これにより、ハニカム構造部の2つの側面に、一対の電極部が配置されたヒーター本体を作製した。   Thereafter, the honeycomb structure was oxidized in the atmosphere to form an insulating oxide film on the surfaces of the partition walls and the outer peripheral wall. Thereafter, of the four surfaces of the outer peripheral wall of the honeycomb structure portion, each of a pair of opposing surfaces was subjected to surface processing to remove the oxide film, and then an electrode portion was disposed to produce a heater body. Here, as an electrode joining method, the electrode part is joined to the outer peripheral wall of the honeycomb structure part by using a conductive paste containing nickel powder and a silicate solution as a conductive joining material and firing in the air. did. As each electrode part, what has the main part of the electrode part actually arrange | positioned on the side surface of a honeycomb structure part, and the protrusion part extended from the main body of the electrode part was used. The main body of the electrode portion has a surface having the same size as the side surface of the honeycomb structure portion to be arranged. The protruding portion of the electrode portion serves as a terminal portion for ensuring electrical connection with the power source. The material of the electrode part was pure metal nickel (Ni). In addition, the electrode part used what roughened the surface by sandblasting. Thus, a heater body in which a pair of electrode portions was disposed on the two side surfaces of the honeycomb structure portion was manufactured.

次に、図5に示すように、得られたヒーター本体50の外周部分(より具体的には、ハニカム構造部4の側面5)に、樹脂をコーティングして、樹脂材52を形成した。コーティングする樹脂としては、フッ素系樹脂を用いた。樹脂のコーティングは、大気中で、約150℃の温度の温度条件にて行った。樹脂材52の厚さは、約1〜2mmとした。   Next, as shown in FIG. 5, a resin material 52 was formed by coating a resin on the outer peripheral portion (more specifically, the side surface 5 of the honeycomb structure portion 4) of the obtained heater main body 50. Fluorine resin was used as the resin to be coated. The resin coating was performed in air at a temperature condition of about 150 ° C. The thickness of the resin material 52 was about 1 to 2 mm.

次に、ヒーター本体50を収納するハウジング51を作製した。ハウジング51としては、ヒーター本体50を収納するためのハウジング本体51aと、このハウジング本体51aの蓋となる蓋部51bとから構成されるものとした。ハウジング51は、ハウジング51内にヒーター本体50を収納した際に、樹脂材をコーティングしたヒーター本体50とハウジング51との間に、約0.5mmの隙間ができる大きさの筐体とした。ハウジング51には、潤滑系流体が流入する流入口、及び潤滑系流体が流出する流出口を形成した。ハウジング51の材質は、汎用材のステンレス鋼(SUS304)を用いた。ハウジング51を構成する金属材の厚さは、1.5mmであった。蓋部51bとしては、一対の電極部21が貫通する部位に電極取出部54を設け、その電極取出部54内部に、フッ素系樹脂からなるOリング53を配置した。   Next, a housing 51 for housing the heater body 50 was produced. The housing 51 is composed of a housing main body 51a for housing the heater main body 50 and a lid portion 51b serving as a lid of the housing main body 51a. The housing 51 is a housing having a size that allows a gap of about 0.5 mm between the housing 51 and the heater body 50 coated with a resin material when the heater body 50 is housed in the housing 51. In the housing 51, an inflow port through which the lubricating system fluid flows and an outflow port through which the lubricating system fluid flows out are formed. The material of the housing 51 is stainless steel (SUS304), which is a general-purpose material. The thickness of the metal material constituting the housing 51 was 1.5 mm. As the lid portion 51 b, an electrode extraction portion 54 is provided in a portion through which the pair of electrode portions 21 penetrates, and an O-ring 53 made of a fluorine-based resin is disposed inside the electrode extraction portion 54.

外周部分に樹脂材52が配置されたヒーター本体50を、SUS製のハウジング本体51a内に配置した。その後、ハウジング本体51aに、一対の電極部21の一部が露出するようにして、ハウジング本体と同じSUS304製の蓋部51bを配置した。ハウジング本体51aと蓋部51bとを、レーザー溶接によって接合して、ハウジング51内に、ヒーター本体50を収納した。このようにして、参考例1のヒーターを作製した。 The heater main body 50 in which the resin material 52 is arranged on the outer peripheral portion is arranged in a housing main body 51a made of SUS. Thereafter, the same SUS304 lid 51b as that of the housing main body was disposed in the housing main body 51a such that a part of the pair of electrode portions 21 was exposed. The housing main body 51 a and the lid portion 51 b were joined by laser welding, and the heater main body 50 was accommodated in the housing 51. In this way, the heater of Reference Example 1 was produced.

表1に、電極部の材質、電極部の構造、ハウジングの構造、隔壁の材質、隔壁の気孔率(%)及び隔壁及び外周壁の比抵抗(Ω・cm)を示す。表1の「電極部の構造」の欄における「平板型」とは、図5に示すような電極部21のことを意味する。即ち、それぞれの電極部21が、一枚の平板状に形成され、ハニカム構造部4の側面5に配置された電極部21の一部が、ハウジング51の外部まで引出された構造のことを意味する。また、表1〜表4の「電極部の構造」の欄における「棒型」とは、図16〜図18に示すような、電極部21が、ハニカム構造部4の側面に配置された電極基板22aと、電極基板22aに連結するように配置された棒状の電極部22bとからなる構造のことを意味する。   Table 1 shows the material of the electrode part, the structure of the electrode part, the structure of the housing, the material of the partition, the porosity (%) of the partition, and the specific resistance (Ω · cm) of the partition and the outer peripheral wall. “Plate type” in the column of “Structure of electrode part” in Table 1 means an electrode part 21 as shown in FIG. That is, each electrode part 21 is formed in a single flat plate shape, and a part of the electrode part 21 arranged on the side surface 5 of the honeycomb structure part 4 is drawn to the outside of the housing 51. To do. In addition, “bar type” in the column of “electrode part structure” in Tables 1 to 4 is an electrode in which the electrode part 21 is arranged on the side surface of the honeycomb structure part 4 as shown in FIGS. It means a structure composed of a substrate 22a and a rod-shaped electrode portion 22b arranged so as to be connected to the electrode substrate 22a.

また、表1〜表4の「ハウジングの構造」とは、各参考例・実施例のヒーターにおけるハウジング内の構造を、図5、図10、図11A、図11B、図12、図13、図14、及び図23に示す構造を例にして示すものである。即ち、「ハウジングの構造」が図5である場合、ヒーター本体の外周を覆うように樹脂材が配置され、樹脂材によって覆われた状態のヒーター本体が、樹脂材とハウジングとの間に隙間を設けた状態で、ハウジング内に収納された構造のヒーターであることを示す。また、「ハウジングの構造」が図10である場合、ヒーター本体を覆うように配置された樹脂材が2層からなる構成のヒーターであることを示す。「ハウジングの構造」が図11A及び図11Bである場合、ヒーター本体を覆うように樹脂材が配置され、更に、その樹脂材を覆うように断熱材が配置された構成のヒーターであることを示す。尚、図11Aにおいては、「電極部の構造」が「平板型」である。また、図11Bにおいては、「電極部の構造」が「棒型」である。「ハウジングの構造」が図12である場合、樹脂材とハウジングが一体化した構成のヒーターであることを示す。「ハウジングの構造」が図13である場合、ハニカム構造部の外周壁の外側にも、潤滑系流体が流れるように構成されたヒーターであることを示す。図13に示すようなヒーターにおいては、ハニカム構造部の外周壁の外側の面を使用して、潤滑系流体を加熱することができる。「ハウジングの構造」が図14である場合、ハウジングが樹脂材によって形成されていることを示す。「ハウジングの構造」が図23である場合、電極部が、電極基板、電極端子部、及び電極基板連結部から構成されたヒーターであることを示す。このようなヒーターにおいては、一対の電極部の各電極基板連結部が、電気絶縁性のシール材を介して積層された状態で、ハウジング本体と蓋部とによって挟持されている。 The “housing structure” in Tables 1 to 4 refers to the structure in the housing of the heater of each reference example / example. FIG. 5, FIG. 10, FIG. 11A, FIG. 11B, FIG. 14 and the structure shown in FIG. 23 are taken as an example. That is, when the “housing structure” is FIG. 5, the resin material is disposed so as to cover the outer periphery of the heater body, and the heater body covered with the resin material has a gap between the resin material and the housing. It shows that it is a heater of the structure accommodated in the housing in the provided state. In addition, when the “housing structure” is FIG. 10, it is indicated that the resin material disposed so as to cover the heater body is a heater having two layers. When the “housing structure” is FIG. 11A and FIG. 11B, this indicates that the heater has a configuration in which a resin material is disposed so as to cover the heater body, and further, a heat insulating material is disposed so as to cover the resin material. . In FIG. 11A, the “structure of the electrode portion” is “flat plate type”. Further, in FIG. 11B, the “structure of the electrode portion” is “bar type”. When the “housing structure” is FIG. 12, it indicates that the resin material and the housing are integrated. When the “housing structure” is FIG. 13, it indicates that the heater is configured so that the lubricating fluid flows also outside the outer peripheral wall of the honeycomb structure portion. In the heater as shown in FIG. 13, the lubricating system fluid can be heated using the outer surface of the outer peripheral wall of the honeycomb structure. When “the structure of the housing” is FIG. 14, it indicates that the housing is formed of a resin material. When the “housing structure” is FIG. 23, it is indicated that the electrode portion is a heater composed of an electrode substrate, an electrode terminal portion, and an electrode substrate connecting portion. In such a heater, each electrode substrate connecting portion of the pair of electrode portions is sandwiched between the housing body and the lid portion in a state where the electrode substrate connecting portions are stacked via an electrically insulating sealing material.

得られた参考例1のヒーターを用いて、以下の方法で、通電加熱試験を行った。通電加熱試験の結果から求められた参考例1の変換効率(%)を表1に示す。 Using the obtained heater of Reference Example 1, an energization heating test was performed by the following method. Table 1 shows the conversion efficiency (%) of Reference Example 1 obtained from the results of the electric heating test.

[通電加熱試験]
まず、図28に示すような通電加熱試験装置900に、各参考例・実施例のヒーター800を設置する。通電加熱試験装置900は、潤滑系流体が循環する配管95を備えたものである。この配管95には、ポンプ94が接続されており、ポンプ94を駆動させることにより、配管95内に潤滑系流体が循環する。また、この配管95には、バルブ98及び流量計99が設置されている。また、ヒーター800の流入口側及び流出口側には、熱電対T1,T2及び圧力計P1,P2が配置されている。これにより、ヒーター800のハウジングの流入口から流入する潤滑系流体の温度と圧力、及びヒーター800のハウジングの流出口から流出する潤滑系流体の温度と圧力を測定することができる。クーラー96は潤滑系流体の初期温度を調整するために使われる。図28は、実施例における通電加熱試験の試験方法を説明するための説明図である。
[Electric heating test]
First, the heater 800 of each reference example and example is installed in an electric heating test apparatus 900 as shown in FIG. The electric heating test apparatus 900 includes a pipe 95 through which a lubricating fluid circulates. A pump 94 is connected to the pipe 95, and the lubricating fluid circulates in the pipe 95 by driving the pump 94. The pipe 95 is provided with a valve 98 and a flow meter 99. Further, thermocouples T1 and T2 and pressure gauges P1 and P2 are arranged on the inlet and outlet sides of the heater 800, respectively. Thereby, the temperature and pressure of the lubricating fluid flowing in from the inlet of the housing of the heater 800 and the temperature and pressure of the lubricating fluid flowing out of the outlet of the housing of the heater 800 can be measured. The cooler 96 is used to adjust the initial temperature of the lubricating fluid. FIG. 28 is an explanatory diagram for explaining a test method of an energization heating test in Examples.

上記のように通電加熱試験装置900にヒーター800を設置し、ポンプ94を駆動させて、ヒーター800内に潤滑系流体を通過させる。潤滑系流体を通過させたヒーター800のヒーター本体に、表1に示すような値の印加電圧(V)を印加して、ヒーター800によって潤滑系流体を加熱する。ハウジングの流入口から流入する潤滑系流体の温度、及びハウジングの流出口から流出する潤滑系流体の温度を、熱電対T1,T2にて測定しながら、ハウジングの流出口から流出する潤滑系流体の温度が60℃に到達するまでの時間(秒)を測定する。潤滑系流体としては、市販のエンジンオイル(グレード:0W−30、エクソンモービル社製の「モービル1(商品名)」)を用いた。表1に、印加電圧(V)、ヒーター内を通過させる潤滑系流体の流量(L/min)、及び潤滑系流体の初期温度(℃)を示す。潤滑系流体の初期温度とは、ヒーターによって加熱される前の潤滑系流体の温度である。   As described above, the heater 800 is installed in the electric heating test apparatus 900, the pump 94 is driven, and the lubricating fluid is passed through the heater 800. An applied voltage (V) having a value as shown in Table 1 is applied to the heater body of the heater 800 through which the lubricating system fluid has passed, and the lubricating system fluid is heated by the heater 800. While measuring the temperature of the lubricating fluid flowing in from the inlet of the housing and the temperature of the lubricating fluid flowing out of the outlet of the housing with thermocouples T1 and T2, the lubricating fluid flowing out of the outlet of the housing The time (seconds) until the temperature reaches 60 ° C. is measured. As the lubricating fluid, commercially available engine oil (grade: 0W-30, “Mobile 1 (trade name)” manufactured by ExxonMobil) was used. Table 1 shows the applied voltage (V), the flow rate (L / min) of the lubricating fluid that passes through the heater, and the initial temperature (° C.) of the lubricating fluid. The initial temperature of the lubricating fluid is the temperature of the lubricating fluid before being heated by the heater.

測定した潤滑系流体の温度及び60℃に到達するまでの時間から、下記式(1)に基づいて、通電加熱試験を行ったヒーターの変換効率(%)を求めた。尚、ここでの変換効率とは試験時の時間平均値となる。下記式(1)中の「潤滑系流体への伝熱量」は、下記式(2)より算出される値である。下記式(1)中の「投入電力量」は、下記式(3)より算出される値である。なお、式(2)中の「潤滑系流体の温度差」とは、流出口から流出する潤滑系流体の温度が60℃に到達した時点における、「ハウジングの流出口から流出する潤滑系流体の温度」と「ハウジングの流入口から流入する潤滑系流体の温度」との差の値のことをいう。   Based on the measured temperature of the lubricating fluid and the time to reach 60 ° C., the conversion efficiency (%) of the heater subjected to the electric heating test was determined based on the following formula (1). Here, the conversion efficiency is the time average value during the test. The “heat transfer amount to the lubricating fluid” in the following formula (1) is a value calculated from the following formula (2). The “input power amount” in the following formula (1) is a value calculated from the following formula (3). It should be noted that the “temperature difference of the lubrication system fluid” in the expression (2) means “the lubrication system fluid flowing out from the outlet of the housing when the temperature of the lubrication system fluid flowing out from the outlet reaches 60 ° C.” It means the value of the difference between “temperature” and “temperature of the lubricating fluid flowing in from the inlet of the housing”.

変換効率(%)=潤滑系流体への伝熱量/投入電力量 ・・・(1)
潤滑系流体への伝熱量=潤滑系流体の流量×比熱×潤滑系流体の温度差 ・・・(2)
投入電力量=電力(W)×時間(秒) ・・・(3)
Conversion efficiency (%) = Heat transfer to lubrication system fluid / Input power amount (1)
Heat transfer amount to lubrication system fluid = Flow rate of lubrication system fluid x Specific heat x Temperature difference of lubrication system fluid (2)
Input power amount = power (W) × time (seconds) (3)

この通電加熱試験においては、各参考例・実施例のヒーター本体のハニカム構造部の比抵抗の値に応じて、ヒーター本体に印加する印加電圧の値を調節して試験を行った。即ち、比較的に比抵抗の値が大きなヒーター本体を「高抵抗品」として、印加電圧を、100〜400Vの範囲とした。また、比較的に比抵抗の値が小さなヒーター本体を「低抵抗品」として、印加電圧を、10〜60Vの範囲とした。 In this energization heating test, the test was performed by adjusting the value of the applied voltage applied to the heater body in accordance with the value of the specific resistance of the honeycomb structure portion of the heater body of each reference example and example. That is, the heater body having a relatively large specific resistance value was set as a “high resistance product”, and the applied voltage was set in the range of 100 to 400V. In addition, the heater body having a relatively small specific resistance value was set as a “low resistance product”, and the applied voltage was set in the range of 10 to 60V.

Figure 0005894479
Figure 0005894479

ヒーターによって潤滑系流体を加熱した結果の代表例として、潤滑系流体の流速を7.5L/min、ヒーター印加電圧を300Vとした条件における、ヒーターの加熱時間と、潤滑系流体の温度との関係を、図27に示す。図27においては、ヒーター通過前、及びヒーター通過後の温度が示されている。これより、潤滑系流体の温度が、約40秒で30℃から60℃に上昇することが分かった。なお、本試験では、50秒でヒーター加熱電源をオフにした。   As a typical example of the result of heating the lubricating fluid with the heater, the relationship between the heating time of the heater and the temperature of the lubricating fluid under the condition that the flow velocity of the lubricating fluid is 7.5 L / min and the heater applied voltage is 300 V Is shown in FIG. In FIG. 27, temperatures before and after passing through the heater are shown. From this, it was found that the temperature of the lubricating fluid increased from 30 ° C. to 60 ° C. in about 40 seconds. In this test, the heater heating power was turned off in 50 seconds.

各条件因子の効果については、ヒーターへの印加電圧を高くしていくことで、潤滑系流体への投入電力が大きくなり、潤滑系流体が短時間で昇温する傾向を示した。潤滑系流体の流量については、前記の印加電圧の効果に対し、加熱時間などへの影響は少ない結果であった。   As for the effect of each condition factor, increasing the applied voltage to the heater increased the input power to the lubricating fluid and showed a tendency for the lubricating fluid to increase in temperature in a short time. With respect to the flow rate of the lubricating fluid, the effect on the heating time was small with respect to the effect of the applied voltage.

参考例2〜14)
電極部の材質、電極部の構造、及びハウジングの構造を表1に示すように変更した以外は、参考例1と同様の方法でヒーターを作製した。得られたヒーターを用いて、参考例1と同様の方法で通電加熱試験を行った。通電加熱試験の結果から求められた変換効率(%)を表1に示す。表1に、通電加熱試験における、印加電圧(V)、ヒーター内を通過させる潤滑系流体の流量(L/min)、及び潤滑系流体の初期温度(℃)を示す。
( Reference Examples 2-14)
A heater was produced in the same manner as in Reference Example 1 except that the material of the electrode part, the structure of the electrode part, and the structure of the housing were changed as shown in Table 1. Using the obtained heater, an energization heating test was conducted in the same manner as in Reference Example 1. Table 1 shows the conversion efficiency (%) obtained from the results of the electric heating test. Table 1 shows the applied voltage (V), the flow rate (L / min) of the lubricating fluid passing through the heater, and the initial temperature (° C.) of the lubricating fluid in the electric heating test.

「ハウジングの構造」が図10である参考例2〜5においては、参考例1と同様にして樹脂材をコーティングしたものを、第一の樹脂材52aとした。そして、この第一の樹脂材52aを覆うように、第二の樹脂材52bを配置した。第二の樹脂材52bとしては、以下のような樹脂材のマットを用いた。樹脂材のマットとして、厚み2mmのシリコーン系樹脂を用いた。 In Reference Examples 2 to 5 in which “Housing Structure” is FIG. 10, a resin material coated as in Reference Example 1 was used as the first resin material 52 a. And the 2nd resin material 52b was arrange | positioned so that this 1st resin material 52a might be covered. As the second resin material 52b, the following resin material mat was used. A silicone resin having a thickness of 2 mm was used as a mat for the resin material.

「ハウジングの構造」が図11Aである参考例6〜14においては、断絶材として、厚み5mmのセラミックスファイバーシート(Al2O3−SiO2系)を用いた。なお、「ハウジングの構造」が図11Bの参考例においても、参考例6〜14と同様に、断絶材として、厚み5mmのセラミックスファイバーシート(Al2O3−SiO2系)を用いた。また、参考例12〜14においては、電極部の材質として、純金属の銅(Cu)を用いた。 In Reference Examples 6 to 14 where the “housing structure” is FIG. 11A, a ceramic fiber sheet (Al 2 O 3 —SiO 2) having a thickness of 5 mm was used as the breaker. In the reference example of FIG. 11B in “housing structure”, a ceramic fiber sheet (Al 2 O 3 —SiO 2 system) having a thickness of 5 mm was used as the breaker material, as in Reference Examples 6 to 14. In Reference Examples 12 to 14, pure metal copper (Cu) was used as the material of the electrode portion.

参考例15〜30)
電極部の材質、電極部の構造、ハウジングの構造、及び隔壁の材料を表2に示すように変更した以外は、参考例1と同様の方法でヒーターを作製した。参考例15〜30においては、電極部の構造が「棒型」である。この棒型の電極部は、端面の直径が6mmの円柱状のものである。
( Reference Examples 15-30)
A heater was produced in the same manner as in Reference Example 1, except that the electrode part material, the electrode part structure, the housing structure, and the partition wall material were changed as shown in Table 2. In Reference Examples 15 to 30, the structure of the electrode part is “bar-shaped”. This rod-shaped electrode portion has a cylindrical shape with an end face diameter of 6 mm.

得られた参考例15〜30のヒーターを用いて、参考例1と同様の方法で通電加熱試験を行った。通電加熱試験の結果から求められた変換効率(%)を表2に示す。表2に、通電加熱試験における、印加電圧(V)、ヒーター内を通過させる潤滑系流体の流量(L/min)、及び潤滑系流体の初期温度(℃)を示す。 Using the heaters of the obtained Reference Examples 15 to 30, an electric heating test was performed in the same manner as in Reference Example 1. Table 2 shows the conversion efficiency (%) obtained from the results of the electric heating test. Table 2 shows the applied voltage (V), the flow rate (L / min) of the lubricating fluid passing through the heater, and the initial temperature (° C.) of the lubricating fluid in the electric heating test.

Figure 0005894479
Figure 0005894479

参考例18〜20、及び参考例24〜30においては、隔壁の材料を「再結晶SiC」とした。再結晶SiCからなる隔壁を有するハニカム構造部の作製方法は、以下の通りである。まず、SiC粉体、有機質バインダー、及び「水又は有機溶剤」を含有する原料を、混合、混練して坏土を調製した。次に、この坏土を成形してハニカム成形体を作製した。次に、得られた成形体を、窒素ガス雰囲気中において、所定の温度(1600〜2300℃)で焼成して、ハニカム構造部を作製した。 In Reference Examples 18 to 20 and Reference Examples 24 to 30, the partition wall material was “recrystallized SiC”. A method for manufacturing a honeycomb structure portion having partition walls made of recrystallized SiC is as follows. First, raw materials containing SiC powder, an organic binder, and “water or an organic solvent” were mixed and kneaded to prepare a clay. Next, this kneaded material was formed to produce a honeycomb formed body. Next, the obtained formed body was fired at a predetermined temperature (1600 to 2300 ° C.) in a nitrogen gas atmosphere to produce a honeycomb structure part.

参考例31〜38)
電極部の材質、電極部の構造、ハウジングの構造、及び隔壁の材料を表3に示すように変更した以外は、参考例1と同様の方法でヒーターを作製した。ここで、参考例33及び34、参考例35及び36においては、電極部の材質として純金属のMo、Wを用いた。得られたヒーターを用いて、参考例1と同様の方法で通電加熱試験を行った。通電加熱試験の結果から求められた変換効率(%)を表3に示す。表3に、通電加熱試験における、印加電圧(V)、ヒーター内を通過させる潤滑系流体の流量(L/min)、及び潤滑系流体の初期温度(℃)を示す。
( Reference Examples 31-38)
A heater was produced in the same manner as in Reference Example 1 except that the material of the electrode part, the structure of the electrode part, the structure of the housing, and the material of the partition walls were changed as shown in Table 3. Here, in Reference Examples 33 and 34 and Reference Examples 35 and 36, pure metals Mo and W were used as the material of the electrode portions. Using the obtained heater, an energization heating test was conducted in the same manner as in Reference Example 1. Table 3 shows the conversion efficiency (%) obtained from the results of the electric heating test. Table 3 shows the applied voltage (V), the flow rate (L / min) of the lubricating fluid passing through the heater, and the initial temperature (° C.) of the lubricating fluid in the electric heating test.

Figure 0005894479
Figure 0005894479

参考例31及び32においては、隔壁の材料を「反応焼結SiC(多孔質)」とした。「反応焼結SiC(多孔質)」とは、多孔質の反応焼結SiCのことである。反応焼結SiC(多孔質)からなる隔壁を有するハニカム構造部の作製方法は、以下の通りである。まず、窒化珪素粉末、炭素質物質、炭化珪素及び黒鉛粉末を混合、混練して坏土を調製する。次に、この坏土を成形してハニカム成形体を作製した。次に、非酸化性雰囲気中において上記成形体を一次焼成して一次焼成体を得た。次に、得られた一次焼成体を酸化性雰囲気中で加熱して脱炭することにより、残存する黒鉛を除去した。次に、非酸化性雰囲気中において「脱炭された一次焼成体」を所定の温度(1600〜2500℃)で二次焼成して二次焼成体を得た。得られた二次焼成体がハニカム構造部となる。 In Reference Examples 31 and 32, the material of the partition walls was “reactive sintered SiC (porous)”. “Reactive sintered SiC (porous)” refers to porous reactive sintered SiC. The manufacturing method of the honeycomb structure part which has the partition which consists of reaction sintering SiC (porous) is as follows. First, a clay is prepared by mixing and kneading silicon nitride powder, carbonaceous material, silicon carbide and graphite powder. Next, this kneaded material was formed to produce a honeycomb formed body. Next, the molded body was primarily fired in a non-oxidizing atmosphere to obtain a primary fired body. Next, the obtained primary fired body was heated and decarburized in an oxidizing atmosphere to remove the remaining graphite. Next, the “decarburized primary fired body” was subjected to secondary firing at a predetermined temperature (1600 to 2500 ° C.) in a non-oxidizing atmosphere to obtain a secondary fired body. The obtained secondary fired body becomes a honeycomb structure part.

また、参考例37及び38においては、電極部の材質として、銅タングステン複合材を用いた。尚、本複合材は、タングステン(W)の体積率が85%のものを使用した。表3の「電力部の材質」の欄には、銅タングステン複合材を「Cu/W」と記す。 In Reference Examples 37 and 38, a copper tungsten composite material was used as the material of the electrode portion. The composite material used was a tungsten (W) volume fraction of 85%. In the column of “Material of power section” in Table 3, the copper tungsten composite material is described as “Cu / W”.

(実施例39〜42)
電極部の材質、電極部の構造、ハウジングの構造、及び隔壁の材料を表3に示すように変更し、樹脂材とハウジングとが一体化したヒーターを、以下の方法によって作製した。まず、表3に示す隔壁の材料に応じた、ハニカム構造部を有するヒーター本体を作製した。次に、ハウジングを形成するための金型を用意した。即ち、作製するハウジングの形状に対応した凹形状を有する金型を用意した。この金型内に、電極接合後のヒーター本体を配置し、更に前記電極部の外周にフッ素系樹脂製のOリングを所定の位置にはめ込んだ後、金型の凹形状内に、大気中、室温にて、硬化剤を添加した熱硬化性の樹脂を流し込む。樹脂としては、熱硬化性のエポキシ樹脂を用いた。流し込んだ樹脂を硬化させた後、金型から、樹脂に覆われた状態のヒーター本体を取り出した。ヒーター本体を覆っている樹脂の表面を加工して、ヒーター本体を覆っている樹脂からハウジングを作製した。得られたヒーターを用いて、参考例1と同様の方法で通電加熱試験を行った。通電加熱試験の結果から求められた変換効率(%)を表3に示す。表3に、通電加熱試験における、印加電圧(V)、ヒーター内を通過させる潤滑系流体の流量(L/min)、及び潤滑系流体の初期温度(℃)を示す。
(Examples 39 to 42)
The material of the electrode part, the structure of the electrode part, the structure of the housing, and the material of the partition were changed as shown in Table 3, and a heater in which the resin material and the housing were integrated was produced by the following method. First, a heater body having a honeycomb structure according to the partition material shown in Table 3 was manufactured. Next, a mold for forming the housing was prepared. That is, a mold having a concave shape corresponding to the shape of the housing to be manufactured was prepared. In this mold, the heater main body after electrode joining is arranged, and further, after inserting an O-ring made of a fluororesin into a predetermined position on the outer periphery of the electrode part, in the concave shape of the mold, in the atmosphere, At room temperature, a thermosetting resin added with a curing agent is poured. As the resin, a thermosetting epoxy resin was used. After the poured resin was cured, the heater main body covered with the resin was taken out from the mold. The surface of the resin covering the heater body was processed to produce a housing from the resin covering the heater body. Using the obtained heater, an energization heating test was conducted in the same manner as in Reference Example 1. Table 3 shows the conversion efficiency (%) obtained from the results of the electric heating test. Table 3 shows the applied voltage (V), the flow rate (L / min) of the lubricating fluid passing through the heater, and the initial temperature (° C.) of the lubricating fluid in the electric heating test.

(実施例43〜46)
電極部の材質、電極部の構造、ハウジングの構造、及び隔壁の材料を表3に示すように変更し、ハウジングが樹脂によって形成されたヒーター(即ち、「ハウジングの構造」が図14のヒーター)を、以下の方法によって作製した。まず、表3に示す隔壁の材料に応じた、ハニカム構造部を有するヒーター本体を作製した。参考例1と同様の方法で、ヒーター本体の外周部分に、樹脂をコーティングして、樹脂材を形成した。このヒーター本体とは別に、フッ素系樹脂を用いて、ハウジングを作製した。尚、ハウジングに使用したフッ素系樹脂は、その厚みが5mmのものを用いた。得られた樹脂製のハウジング内に、樹脂をコーティングして樹脂材を配設したヒーター本体を収納し、更に、ハウジングとヒーター本体との間に、前記同様のセラミックスファイバーシート(Al2O3−SiO2系)の断熱材を配置して、ヒーターを作製した。得られたヒーターを用いて、参考例1と同様の方法で通電加熱試験を行った。通電加熱試験の結果から求められた変換効率(%)を表3に示す。表3に、通電加熱試験における、印加電圧(V)、ヒーター内を通過させる潤滑系流体の流量(L/min)、及び潤滑系流体の初期温度(℃)を示す。
(Examples 43 to 46)
A heater in which the material of the electrode part, the structure of the electrode part, the structure of the housing, and the material of the partition are changed as shown in Table 3 and the housing is made of resin (that is, the “housing structure” is the heater of FIG. 14). Was prepared by the following method. First, a heater body having a honeycomb structure according to the partition material shown in Table 3 was manufactured. In the same manner as in Reference Example 1, the outer peripheral portion of the heater body was coated with a resin to form a resin material. Apart from this heater body, a housing was made using a fluorine-based resin. The fluororesin used for the housing was 5 mm thick. The obtained resin housing accommodates a heater main body coated with resin and disposed with a resin material, and further between the housing and the heater main body, the same ceramic fiber sheet (Al2O3-SiO2 type) as described above. The heater was prepared by arranging the heat insulating material. Using the obtained heater, an energization heating test was conducted in the same manner as in Reference Example 1. Table 3 shows the conversion efficiency (%) obtained from the results of the electric heating test. Table 3 shows the applied voltage (V), the flow rate (L / min) of the lubricating fluid passing through the heater, and the initial temperature (° C.) of the lubricating fluid in the electric heating test.

参考例47〜50)
電極部の材質、電極部の構造、ハウジングの構造、及び隔壁の材料を表4に示すように変更し、ハニカム構造部の外側にも潤滑系流体が流れるように構成されたヒーターを作製した。即ち、参考例47〜50のヒーターは、「ハウジングの構造」が図13のヒーターである。得られたヒーターを用いて、参考例1と同様の方法で通電加熱試験を行った。通電加熱試験の結果から求められた変換効率(%)を表4に示す。表4に、通電加熱試験における、印加電圧(V)、ヒーター内を通過させる潤滑系流体の流量(L/min)、及び潤滑系流体の初期温度(℃)を示す。参考例47〜50においては、ハウジングの内側に、樹脂材をコーティングした。ハウジングの内側にコーティングした樹脂材の厚みは約2mmである。また、この樹脂材としてはフッ素系樹脂を用いた。
( Reference Examples 47-50)
The material of the electrode part, the structure of the electrode part, the structure of the housing, and the material of the partition walls were changed as shown in Table 4 to produce a heater configured to allow the lubricating fluid to flow outside the honeycomb structure part. That is, in the heaters of Reference Examples 47 to 50, the “housing structure” is the heater of FIG. Using the obtained heater, an energization heating test was conducted in the same manner as in Reference Example 1. Table 4 shows the conversion efficiency (%) obtained from the results of the electric heating test. Table 4 shows the applied voltage (V), the flow rate (L / min) of the lubricating fluid passing through the heater, and the initial temperature (° C.) of the lubricating fluid in the energization heating test. In Reference Examples 47 to 50, a resin material was coated on the inside of the housing. The thickness of the resin material coated on the inside of the housing is about 2 mm. In addition, a fluorine resin was used as the resin material.

参考例51〜54)
電極部の材質、電極部の構造、ハウジングの構造、及び隔壁の材料を表4に示すように変更し、図23に示すような構造のヒーターを作製した。得られたヒーターを用いて、参考例1と同様の方法で通電加熱試験を行った。通電加熱試験の結果から求められた変換効率(%)を表4に示す。表4に、通電加熱試験における、印加電圧(V)、ヒーター内を通過させる潤滑系流体の流量(L/min)、及び潤滑系流体の初期温度(℃)を示す。
( Reference Examples 51-54)
The material of the electrode part, the structure of the electrode part, the structure of the housing, and the material of the partition walls were changed as shown in Table 4 to produce a heater having a structure as shown in FIG. Using the obtained heater, an energization heating test was conducted in the same manner as in Reference Example 1. Table 4 shows the conversion efficiency (%) obtained from the results of the electric heating test. Table 4 shows the applied voltage (V), the flow rate (L / min) of the lubricating fluid passing through the heater, and the initial temperature (° C.) of the lubricating fluid in the energization heating test.

参考例55及び56)
電極部の材質、電極部の構造、ハウジングの構造、及び隔壁の材料を表4に示すように変更し、図11Bに示すような構造のヒーターを作製した。本参考例においては、低温動作時を模擬し、潤滑系流体の初期温度を0℃に下げた状態での試験とした。得られたヒーターを用いて、参考例1と同様の方法で通電加熱試験を行った。通電加熱試験の結果から求められた変換効率(%)を表4に示す。表4に、通電加熱試験における、印加電圧(V)、ヒーター内を通過させる潤滑系流体の流量(L/min)、及び潤滑系流体の初期温度(℃)を示す。
( Reference Examples 55 and 56)
The material of the electrode part, the structure of the electrode part, the structure of the housing, and the material of the partition walls were changed as shown in Table 4 to produce a heater having a structure as shown in FIG. 11B. In this reference example, the test was performed in a state where the low temperature operation was simulated and the initial temperature of the lubricating fluid was lowered to 0 ° C. Using the obtained heater, an energization heating test was conducted in the same manner as in Reference Example 1. Table 4 shows the conversion efficiency (%) obtained from the results of the electric heating test. Table 4 shows the applied voltage (V), the flow rate (L / min) of the lubricating fluid passing through the heater, and the initial temperature (° C.) of the lubricating fluid in the energization heating test.

Figure 0005894479
Figure 0005894479

(結果)
表1〜表4に示すように、参考例1〜38、実施例39〜46、参考例47〜56のヒーターは、通電加熱試験における変換効率が高いものであった。このように、参考例1〜38、実施例39〜46、参考例47〜56のヒーターにおいては、ハウジングとヒーター本体との間に樹脂材が配置されているため、ヒーター本体の絶縁性を確保すると共に、ヒーター本体によって加熱された熱がハウジングを伝って外部に拡散してしまうことを抑制していることが分かる。更に、樹脂材に加えてセラミックスファイバーシートの断熱材を併用したり、ハウジングを樹脂製にすることで、更に変換効率を向上させることができた。また、ハウジングを樹脂製にすることで、ヒーターの軽量化も実現可能であった。参考例55及び56においては、潤滑系流体の初期温度を0℃にまで下げたことから、始動時の粘性が高くなり、初期温度が30℃のものに比較してハニカム通過時の潤滑系流体の圧損は高くなったが、動作上の問題無く、ヒーターとして良好なものであった。
(result)
As shown in Tables 1 to 4, the heaters of Reference Examples 1 to 38, Examples 39 to 46, and Reference Examples 47 to 56 had high conversion efficiency in the electric heating test. Thus, in the heaters of Reference Examples 1 to 38, Examples 39 to 46, and Reference Examples 47 to 56, since the resin material is disposed between the housing and the heater body, the insulation of the heater body is ensured. In addition, it can be seen that the heat heated by the heater body is prevented from diffusing outside through the housing. Furthermore, the conversion efficiency could be further improved by using a ceramic fiber sheet heat insulating material in addition to the resin material or making the housing made of resin. Moreover, the weight of the heater could be reduced by using a resin housing. In Reference Examples 55 and 56, since the initial temperature of the lubricating fluid was lowered to 0 ° C., the viscosity at the time of start-up increased, and the lubricating fluid at the time of passing through the honeycomb as compared with the initial temperature of 30 ° C. Although the pressure loss was high, there was no problem in operation and it was a good heater.

また、参考例1〜38、実施例39〜46、参考例47〜56のヒーターのように樹脂材を多用に活用することで、軽量化と共に、簡便且つ低温プロセスでのハウジング構造の作製が可能となった。また、ヒーター本体として、ハニカム形状のハニカム構造部と、その側面に配設された一対の電極部とを有するものを用いることで、従来のヒーターに比較して、小型化、早期加熱、高い変換効率を得ることが分かった。尚、ハウジングの構造及びハウジング内部の樹脂材等の配置について、上述した変換効率と、ヒーターに要求される強度設計や耐久性等を考慮して、適宜決定することが好ましい。 In addition, by utilizing the resin material extensively like the heaters of Reference Examples 1 to 38, Examples 39 to 46, and Reference Examples 47 to 56, it is possible to produce a housing structure with a simple and low temperature process as well as weight reduction. It became. In addition, by using a heater body having a honeycomb-shaped honeycomb structure part and a pair of electrode parts arranged on the side surface, the heater body can be downsized, heated quickly, and highly converted compared to conventional heaters. It turns out to gain efficiency. The housing structure and the arrangement of the resin material and the like inside the housing are preferably determined as appropriate in consideration of the conversion efficiency described above and the strength design and durability required for the heater.

本発明は、エンジンオイルやトランスミッションフルードなどの潤滑系流体を加熱するために使用可能なヒーターとして利用できる。   The present invention can be used as a heater that can be used to heat lubricating fluid such as engine oil and transmission fluid.

1:隔壁、2:セル、3:外周壁、4:ハニカム構造部、5:側面、11:一方の端面、12:他方の端面、21:電極部、22a:電極基板、22b:電極部、23:導電性接合部、24:電極部、25電極部、26a:電極基板、26b:電極部、31:電極部、31a:電極基板、31b:電極端子部、31c:電極基板連結部、35:シール材、41:電極部、42:振動吸収部、43:電極部、43a:電極基板、43b:電極端子部、50,60,70,80,90:ヒーター本体、51,61,71,73,81,91:ハウジング、51a:ハウジング本体、51b:蓋部、52,72:樹脂材、52a:第一の樹脂材、52b:第二の樹脂材、53:Oリング、54:電極取出部、55:流入口、56:流出口、57:断熱材、74:電極取出部、91a:ハウジング本体、91b:蓋部、94:ポンプ、95:配管、96:クーラー、98:バルブ、99:流量計、100,200,300,401,402A,402B,403,404,405,406,500,600,700,800:ヒーター、152:153:ヒーター本体、900:通電加熱試験装置、P1,P2:圧力計、T1,T2:熱電対。 1: partition wall, 2: cell, 3: outer peripheral wall, 4: honeycomb structure part, 5: side face, 11: one end face, 12: the other end face, 21: electrode part, 22a: electrode substrate, 22b: electrode part, 23: Conductive joint portion, 24: Electrode portion, 25 electrode portion, 26a: Electrode substrate, 26b: Electrode portion, 31: Electrode portion, 31a: Electrode substrate, 31b: Electrode terminal portion, 31c: Electrode substrate connecting portion, 35 : Seal material, 41: Electrode part, 42: Vibration absorption part, 43: Electrode part, 43a: Electrode substrate, 43b: Electrode terminal part, 50, 60, 70, 80, 90: Heater main body, 51, 61, 71, 73, 81, 91: Housing, 51a: Housing body, 51b: Lid, 52, 72: Resin material, 52a: First resin material, 52b: Second resin material, 53: O-ring, 54: Electrode extraction Part, 55: inlet, 56: outlet, 57: disconnection Material: 74: Electrode extraction part, 91a: Housing body, 91b: Cover part, 94: Pump, 95: Piping, 96: Cooler, 98: Valve, 99: Flow meter, 100, 200, 300, 401, 402A, 402B , 403, 404, 405, 406, 500, 600, 700, 800: heater, 152: 153: heater body, 900: current heating test device, P1, P2: pressure gauge, T1, T2: thermocouple.

Claims (9)

ヒーター本体、前記ヒーター本体を収納するハウジング、及び前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間の少なくとも一部に配置された樹脂材、を備え、
前記ヒーター本体が、潤滑系流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有する筒状のハニカム構造部、及び前記ハニカム構造部の側面に配設された一対の電極部を有し、
前記ハウジングが、前記潤滑系流体が流入する流入口及び前記ヒーター本体に形成された前記セルを通過した前記潤滑系流体が流出する流出口を有し、前記ヒーター本体の側面側を覆うように前記ヒーター本体を収納し、
前記ハニカム構造部の前記隔壁が、セラミックスを主成分とする材料からなり、前記隔壁が通電により発熱し、
前記隔壁は、SiC、金属含浸SiC、金属複合SiC、及び金属複合Si からなる群から選ばれる1種を主成分とし、
前記ハウジングの材質が、樹脂であるヒーター。
A heater body, a housing for housing the heater body, and a resin material disposed at least in part between the heater body and the housing,
The heater body is disposed on a side surface of the honeycomb structure having a cylindrical honeycomb structure having partition walls that define and form a plurality of cells extending from one end face to the other end face serving as a flow path for the lubricating fluid. A pair of electrode portions,
The housing has an inflow port through which the lubricating system fluid flows in and an outflow port through which the lubricating system fluid that has passed through the cell formed in the heater body flows out, and covers the side surface side of the heater body. Store the heater body,
The partition walls of the honeycomb structure portion are made of a material mainly composed of ceramics, and the partition walls generate heat when energized ,
The partition wall is mainly composed of one selected from the group consisting of SiC, metal-impregnated SiC, metal composite SiC, and metal composite Si 3 N 4 .
A heater in which a material of the housing is resin .
前記ハウジングと前記樹脂材とが一体化されている請求項に記載のヒーター。 The heater according to claim 1 , wherein the housing and the resin material are integrated. 前記ハウジングの内部において、前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間に、断熱材が配置されている請求項に記載のヒーター。 The heater according to claim 1 , wherein a heat insulating material is disposed between the heater body and the housing inside the housing. 前記樹脂材が、前記ヒーター本体の前記一方の端面側における前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間、及び前記ヒーター本体の前記他方の端面側における前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間に、少なくとも配置されている請求項2又は3に記載のヒーター。 The resin material is at least disposed between the heater body and the housing on the one end face side of the heater body and between the heater body and the housing on the other end face side of the heater body. The heater according to claim 2 or 3 . 前記一対の電極部の一部が、前記ハウジングを貫通して前記ハウジングの外側まで延設され、
前記樹脂材が、前記一対の電極部が前記ハウジングを貫通する部位における前記一対の電極部と前記ハウジングとの間に、少なくとも配置されている請求項2又は3に記載のヒーター。
A part of the pair of electrode portions extends through the housing to the outside of the housing,
The heater according to claim 2 or 3 , wherein the resin material is disposed at least between the pair of electrode portions and the housing in a portion where the pair of electrode portions penetrates the housing.
前記樹脂材が、少なくとも前記ヒーター本体に配置された前記一対の電極部全域を覆うように、前記ヒーター本体と前記ハウジングとの間に配置されている請求項2又は3に記載のヒーター。 The heater according to claim 2 or 3 , wherein the resin material is disposed between the heater body and the housing so as to cover at least the entire region of the pair of electrode portions disposed in the heater body. 前記一対の電極部のそれぞれが、前記ハニカム構造部の側面に配置された電極基板と、前記電極基板に連結するように配置された棒状の電極部とからなる請求項2又は3に記載のヒーター。 4. The heater according to claim 2 , wherein each of the pair of electrode portions includes an electrode substrate disposed on a side surface of the honeycomb structure portion and a rod-shaped electrode portion disposed so as to be connected to the electrode substrate. . 前記樹脂材の耐熱温度が、80℃以上である請求項2又は3に記載のヒーター。 The heater according to claim 2 or 3 , wherein the heat resistant temperature of the resin material is 80 ° C or higher. 前記樹脂材の比抵抗が、10Ω・cm以上である請求項2又は3に記載のヒーター。 The heater according to claim 2 or 3, wherein a specific resistance of the resin material is 10 9 Ω · cm or more.
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