JPH05288036A - 加熱式ハニカム構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用時における高温と低温との繰り返しのた
めに，波板と平板との間のズレに伴うスコーピングを発
生するということがなく，また加熱状態の調整が可能な
ハニカム構造体を提供すること。 【構成】 複数の平板２１〜２４と波板３１〜３４とを
渦巻き状に巻回したハニカム構造体で，両板は金属板で
あると共に少なくともその一方の表面に絶縁被膜を有す
る。複数の波板のうち第１波板３１とこれに隣接する両
側の平板２１，２２とは，入口端１１において導電可能
に接合され，出口端１２は接合されていない。逆に，第
２波板３２とこれに隣接する両側の平板２２，２３と
は，出口端１２において導電可能に接合され，入口端１
１では接合されていない。加熱用電流は，うず巻き状の
平板と波板とを，それらがジグザグ状になった部分を流
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，排気ガス浄化用触媒担
体，ディーゼルパティキュレートのトラッパなどに用い
る，渦巻き状の加熱式ハニカム構造体に関する。

【０００２】

【従来技術】例えば，自動車の排気浄化に用いるヒータ
触媒，そのスタートアップヒータ，ディーゼルエンジン
の排気中のパティキュレートを捕集するためのトラッパ
においては，平板と波板とを渦巻き状に巻回したハニカ
ム構造体が用いられている（例えば，特開平２−２２３
６２２号，特開平３−３２９２３号）。これらハニカム
構造体は，薄肉の材料を用いて，容易に通気性のコルゲ
ート構造体（後述の図５，６参照）に製造できる点で優
れている。

【０００３】

【解決しようとする課題】ところで，上記ヒータ触媒，
スタートアップ用ヒータ，トラッパは，触媒層を高温に
したり，捕集したパティキュレートを燃焼除去させるた
め，約３５０〜１０００℃に通電加熱される。それ故，
ハニカム構造体は，その長期使用中において上記加熱の
繰り返しにより，ハニカム構造体の中心部分が前方ある
いは後方へ少しづつ突出していくという，スコーピング
を生ずることがある。つまり，平板と波板の相互間にズ
レを生じて，ハニカム構造体の軸方向へのズレを生ず
る。

【０００４】そこで，図１５に示すごとく，中心電極４
１に巻回した平板２１〜２４と，波板３１〜３４と，こ
れらの外周に配置した外筒電極４２とよりなり，外筒電
極方向と直角方向に多数のガス通路９０とを有する加熱
式ハニカム構造体９において，ガス通路９０の入口端９
１と出口端９２の両方において平板２１〜２４と波板３
１〜３４とを溶接部９５により接合することも考えられ
る。

【０００５】この場合にはスコーピングを防止できる。
しかし，この場合は上記入口端９１と出口端９２の両端
面において，平板２１〜２４と波板３１〜３４とが溶接
により接合されている。そのため，ハニカム構造体９の
加熱に当たって，中心電極４１と外筒電極４２との間に
電圧を印加したとき，その電流は平板及び波板の両端の
接合部９５を直線状に流れてしまう。そのため，平板又
は波板の内部に電流が流れずハニカム構造体が加熱され
なくなってしまう。

【０００６】そこで，これに対応するため，平板を波板
よりも予め突出させておき，両者の巻回時平板の突出部
を波板方向に折曲すると共に両者を抵抗溶接し，両者を
一体化することが提案されている（特開平１−２４２１
５３号公報）。また，巻回した平板と波板において，そ
のガス通路の入口端における波板の山部又は谷部のいず
れか一方を平板と周方向において連続的に接合し，ガス
通路の出口端における波板の上記接合と異なるサイドの
谷部又は山部を，他の平板と周方向に連続的に接合する
ことが提案されている（特開平３−８６２４４号公
報）。

【０００７】しかしながら，これらのハニカム構造体に
おいても，スコーピングの防止が充分でないと共に，ハ
ニカム構造体内部の各部分における加熱状態が充分でな
い。即ち，ハニカム構造体においては，例えば中心電極
４１と外筒電極４２の付近は比較的ガス流量が低い。そ
のため，熱が奪われ難いが，その間の中間部分ではガス
流量が多く熱を奪われ易い。そのため，例えばこの中間
部分を集中的に加熱できるよう構成することが望まれ
る。

【０００８】また，中心電極４１は，ハニカム構造体の
外部へ連結されているため，熱が放出され易く，中心電
極付近のガス通路は特にスタートアップ時に昇温され難
い。本発明は，かかる従来の問題点に鑑み，スコーピン
グの発生がなく，加熱状態の調整が可能なハニカム構造
体を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題の解決手段】本発明は，複数の平板と波板とを渦
巻き状に巻回してなると共に，平板及び波板は金属板で
あって少なくとも一方の表面には絶縁被膜を有し，ま
た，巻回中心部には中心電極を，一方外周部には外筒電
極を有し，上記巻回方向と直角方向には多数のガス通路
を形成してなり，両電極間に電圧を印加することにより
発熱させる形式のハニカム構造体であって，上記複数の
波板のうち第１波板とこれに隣接する両側の平板とはガ
ス通路の入口端において互いに導電可能に接合されてお
り，一方その出口端においては両者は接合されておら
ず，逆に，他の第２波板とこれに隣接する両側の平板と
はガス通路の入口端においては接合されておらず，一方
その出口端においては両者が互いに導電可能に接合され
ていることを特徴とする加熱式ハニカム構造体にある。

【００１０】本発明において最も注目すべきことは，ガ
ス通路の入口端において第１波板とこれに隣接する平板
とを導電可能に接合し，その出口端は接合せず，一方逆
に出口端において第２波板とこれに隣接する平板とを導
電可能に接合し，その入口端は接合しないこと，つまり
入口端を接合した場合には出口端は接合せず，出口端側
を接合した場合には入口端は接合しないことである。

【００１１】上記第１波板，第２波板は，複数の平板を
任意に選択することにより特定する。本発明では，入口
端を接合する平板を第１波板，出口端を接合する平板を
第２波板としている。第１波板と第２波板は，交互に選
択することが好ましい。これにより，加熱用電流が各平
板を順次通って，ハニカム構造体全体が加熱される。上
記平板及び波板は，帯状の金属板であり，少なくとも一
方はその表面に電気絶縁被膜を有している。

【００１２】このような絶縁被膜は，種々の方法により
金属板表面に形成できる。例えば，金属板としてＦｅ
（残）−（１８〜２５ｗｔ％）Ｃｒ−（３〜６ｗｔ％）
Ａｌ−（０．０１〜１ｗｔ％）ＲＥＭ（希土類元素，例
えば，ランタンＬａ，セリウムＣｅ，イットリウムＹ
等）〔以下，これをＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ−ＲＥＭと記す〕
の薄い板（板厚０．０３〜０．１５ｍｍの箔）を用い
る。そして，この素材を９００℃以上の温度で１時間以
上，空気中で加熱することにより，その表面に強固な酸
化物層，即ち絶縁被膜が形成される。

【００１３】また，金属板は上記と同じものを使用し，
その表面にアルミナゾルを付着させ，それを９００℃以
上の温度で１時間以上加熱させる。これにより，アルミ
ナゾルがアルミナとなり，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ−ＲＥＭの
表面に，絶縁被膜としての酸化物層が形成される。この
場合は該絶縁被膜は，前記方法で作成されたものと，ア
ルミナゾルから作られたアルミナとの混合層となり，強
固な酸化物層となる。

【００１４】次に，金属板は上記と同じものを使用し，
その表面に有機糊料とアルミナとを混合したスラリーを
付着させ，焼結させることによって，表面にアルミナの
層を形成する。この場合，一般のアルミナゾルを絶縁被
膜が必要な部分にだけ付着させることも可能であり，そ
の後の焼成によって，アルミナ層を形成させる。上記有
機糊料としては，メチルセルロース，エチルセルロー
ス，ブチラールエポキン樹脂等，接合力があり，かつ加
熱処理されたとき，飛散してなくなるものを用いる。

【００１５】次に，上記入口端，出口端における接合
は，接合される第１波板又は第２波板とこれに隣接する
両側の平板との間において，加熱用の電流が流れるよ
う，導電可能に接合される必要がある。このような接合
方法としては，接合部分にロー材を介在させ，ロー材の
溶解温度で接合させる方法がある。また，レーザー溶接
法，アルゴン溶接法などがある。

【００１６】また，例えばＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ−ＲＥＭで
作られた平板と波板との間の上記接合部分に，Ｆｅ−Ｃ
ｒ−Ａｌ−ＲＥＭ材料からなる１〜２００μｍ程度の粒
径の粉末を介在させ，これらを焼結によって，金属拡散
接合させる方法を用いることもできる。これらの方法を
用いた接合部分は，機械的強度が高い。また，この場合
は，上記接合部分には，上記絶縁被膜を形成しておかな
い。或いは絶縁被膜を削除する。

【００１７】また，上記発明においては，平板と波板と
は，中心電極の近くにおいては，入口端及び出口端の両
者とも，隣接する平板と導電可能に接合されていること
を特徴とする加熱式ハニカム構造体とすることもでき
る。上記の「中心電極近」とは，ハニカム構造体の半径
の５０％以下をいう。

【００１８】このような構成を採る場合には，中心電極
近くにおいては，平板と波板の入口端及び出口端におい
て，ハニカム構造体の半径方向に直線的に加熱用電流が
流れる。そのため，中心電極近くの平板及び波板の発熱
を抑制することができる。それ故，発熱のピーク部分
を，ガス流量の多い中心電極と外筒電極との中間付近に
設定することができる。

【００１９】また，上記発明においては，平板と波板と
は，中心電極の近くにおいては，ガス通路に沿った接触
面が導電可能に接合されていることを特徴とする加熱式
ハニカム構造体とすることもできる。このような構成を
採る場合には，中心電極近くの平板と波板は，その接合
部分において，ハニカム構造体の半径方向に加熱用電流
が流れる。そのため，上記と同様に中心電極近くの発熱
を抑制し，発熱のピーク部分を上記と同様に中間付近に
設定することができる。

【００２０】上記のごとく，平板と波板とをガス通路に
沿った接触面において接合する方法としては，絶縁被膜
を形成することなく両者の接触面を接触させ，高温に加
熱する方法がある。これにより，両面間に金属分子の移
動が生じ，金属接合が生ずる。また，ロー材により接合
することもできる。或いは，溶接，金属粉末の焼結によ
る接合方法もある。また，本発明においては，中心電極
は中空体とすることができる。これにより，中心電極付
近からハニカム構造体外部への放熱を防止することがで
きる。そのため，特に，ハニカム構造体の加熱初期にお
ける，中心電極付近の加熱遅れを防止することができ
る。

【００２１】

【作用及び効果】本発明においては，上記のごとく，第
１波板は入口端において隣接する波板と導電可能に接合
され，出口端においては接合されず，逆に第２波板は入
口端においては接合されずに出口端において隣接する波
板と導電可能に接合されている。

【００２２】そこで，まずスコーピングに関しては，本
発明においては，上記のごとくガス通路の入口端を接合
した場合には出口端側を接合せず，一方出口端側を接合
した場合には入口端側を接合していない。換言すれば，
波板はガス通路の一方で接合され，他方は自由状態にあ
る。そのため，ハニカム構造体に加熱冷却が繰り返し生
じても，波板は自由に伸縮することができる。

【００２３】また，平板も，同一の波板には，入口端又
は出口端のいずれかが接合されているのみで，両端が同
一の波板に拘束されている訳ではない。そのため，平板
も，上記加熱，冷却の繰り返しに対して，自由に伸縮で
きる。したがって，波板，平板ともに，無理な熱応力が
発生せずスコーピング発生のおそれがない。

【００２４】次に，加熱状態に関しては，中心電極と外
筒電極との間に加熱用電圧が印加されたときには，その
電流はまず第１波板の入口端側の接合部において一方の
平板から第１波板に入り他方の平板に入る。該電流は，
該他方の平板の中をガス通路に沿って出口端側へ流れ，
出口端側の接合部において隣接する第２波板に入り，更
に他方の平板に入る。そして，電流は，その平板をガス
通路に沿って上記とは，逆方向に入口端側に流れ，入口
端側の接合部において，上記と同様に他の第１波板に入
り更に他方の平板に入る。

【００２５】このようにして，加熱電流は，概略平板の
中を順次ジグザグ状に流れるものは少量で，大部分はう
ず巻き状の平板や波板の中を流れる。この流れる量は，
ジグザグ状の電流経路の抵抗値の大きさと，うず巻き状
の平板や波板だけの中を流れる電流経路の抵抗値の大き
さとによって決まる。うず巻き状の平板，波板の中を大
部分の電流が流れると，発熱状態は均一になるが，ジグ
ザグ状にも電流が流れ，その割合が大きくなるにつれ中
心電極付近の温度が高くなる傾向にある。

【００２６】また，前記のごとく，中心電極付近の入口
端及び出口端を，或いは中心電極付近の平板と波板の接
触部分を，導電可能に接合する場合には，前記のごとく
部分的に加熱状態を調整することもできる。以上のごと
く，本発明によれば，スコーピングの発生がなく，加熱
状態の調整が可能な加熱式ハニカム構造体を提供するこ
とができる。

【００２７】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例にかかる加熱式ハニカム構造体につき，
図１〜図７を用いて説明する。本例のハニカム構造体１
は，まず図１，図５，図６に示すごとく，複数の平板２
１〜２４と波板３１〜３４とを渦巻き状に巻回してな
る。上記平板２１〜２４及び波板３１〜３４は，図２に
示すごとく，その表面に，後述する接合部分１５を除い
て，絶縁被膜２０，３０を有する金属板（実施例２に示
すＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ−ＲＥＭ）である。

【００２８】また，ハニカム構造体１は，図１〜図４に
示すごとく，その中心部に中心電極４１を，一方外周部
には外筒電極４２を有し，巻回方向と直角方向には多数
のガス通路１０を形成してなる。そして，このハニカム
構造体は，中心電極４１と外筒電極４２との間に電圧を
印加することにより，全体を加熱する形式の加熱式ハニ
カム構造体である。

【００２９】ここに重要なことは，次のごとく波板と平
板との接合状態である。即ち，図１〜図４に示すごと
く，上記複数の波板３１〜３４のうち，第１波板３１と
これに隣接する両側の平板２１，２２とは，ガス通路１
０の入口端１１において互いに導電可能に接合され，接
合部１５を有する。また，該第１波板３１は，ガス通路
１０の出口端１２においては接合されておらず自由状態
にある（図１）。

【００３０】一方，逆に第２波板３２とこれに隣接する
両側の平板２２，２３とは，ガス通路１０の入口端１１
においては，接合されていない。また，該第２波板３２
は，出口端において，上記平板２２，２３に導電可能に
接合されて，接合部１５を有する（図１，図２）。

【００３１】上記平板２１〜２４，波板３１〜３４は，
図２に示すごとく，その表面に絶縁被膜２０，３０を有
し，両者の接触部分は互いに電気的に絶縁されている。
しかし，上記接合部１５を形成する部分には，絶縁被膜
２０，３０が形成されていない。また，本例において
は，入口端１１を接合する第１波板は波板３１，３３
を，出口端１２を接合する第２波板は波板３２，３４と
している。即ち，第１波板と第２波板を交互に配置して
いる。

【００３２】また，図７に示すごとく，上記中心電極４
１と外筒電極４２との間には，電源４３，スイッチ４４
を介在させて，ハニカム構造体１に加熱用の電圧を印加
するためのヒート回路が形成されている。図７におい
て，符号Ｇ及び矢印は，排気ガス等のガス及びその流れ
を示す。本例の加熱式ハニカム構造体１は，実施例２に
具体例を示すごとく，例えば自動車の排気ガス浄化用触
媒の担体に用いる。

【００３３】次に作用効果につき説明する。本例のハニ
カム構造体１は，その使用に当たって，前記のごとく，
加熱，放冷が繰り返される。そのため，スコーピングが
発生しようとする。しかし本例の波板３１〜３４は，前
記のごとく，平板２１〜２４に対して，入口端１１と出
口端１２とにおいて交互に，導電可能に接合されてお
り，出口端又は入口端の一方が自由状態にある。

【００３４】そのため，ハニカム構造体１に，加熱冷却
が繰り返し生じても，波板３１〜３４は自由に伸縮する
ことができる。また，平板２１〜２４も，同一の波板に
は，入口端１１又は出口端１２のいずれかが接合されて
いるのみである。そのため，上記加熱冷却の繰り返しに
対して自由に伸縮できる。したがって，波板３１〜３
４，平板２１〜２４ともに，無理な熱応力が発生せず，
スコーピング発生のおそれがない。

【００３５】また，加熱状態に関しては，中心電極４１
と外筒電極４２との間に加熱用電圧が印加されたときに
は，電流は中心電極４１から外筒電極４２に向かって流
れる。このとき，図２に示すごとく，電流Ｅは矢印で示
すごとく，平板２１の入口端２１１から接合部１５，第
１波板３１の入口端３１１を経て，更に第１波板３１と
平板２２との間の接合１５を経て平板２２に入る。

【００３６】そして，平板２２の中を，ガス通路１０に
沿って，入口端から出口端に向かって流れる。その後平
板２２の出口端側においては，上記と同様に，図１より
知られるごとく，接合部１５から第２波板３２に入る。
そして，第２波板３２の出口端を経て，更に第２波板３
２と平板２３との接合部１５を経て平板２３に入る。そ
して，平板２３内を入口端１１側に向かって流れる。

【００３７】このようにして，上記電流Ｅはうず巻き状
の平板２１〜２４，波板３１〜３４の部分に大部分の電
流が流れ，平板内にも上記のごとくジグザグ状に少量の
電流が流れる。その結果，中心電極部付近の温度が高く
なるが，概略ハニカム構造体全体を加熱することができ
る。

【００３８】実施例２ 本例は，実施例１に示したものと同様のハニカム構造体
を，自動車の排気ガス浄化用触媒の担体に用いた具体例
を示すものである。まず，上記ハニカム構造体を作製す
るに当たっては，平板２１（他の平板も同様）及び波状
に加工した波板３１（他の波板も同様）を準備する。平
板２１は，長さ９００〜１０００ｍｍ，幅（ガス通路方
向）３５ｍｍのものを４枚準備した。この平板２１に
は，その表裏面に，空気中高温処理によって形成したＡ
ｌ₂ Ｏ₃ を主成分とする絶縁被膜２０が形成されている
（図２）。

【００３９】但し，前記接合部１５を形成する部分に
は，入口端又は出口端に，２〜３ｍｍの幅で絶縁被膜は
形成されていない。一方，波板３１は，長さ９００〜１
０００ｍｍ，幅３５ｍｍのものを４枚準備した。波板３
１の表面には，絶縁被膜は形成されていない。上記平板
及び波板は，共にＦｅ（残部）−２０ｗｔ％Ｃｒ−５ｗ
ｔ％Ａｌ−０．１ｗｔ％ＲＥＭ（前記参照）の，厚み
０．０５ｍｍの金属板を用いた。

【００４０】その後，上記８枚の平板２１，波板３１を
交互に積層させた状態で，これらの基端部を中心電極４
１に電気溶接し，次いで図５，図６に示すごとく巻回し
た。巻回後，巻回物の外周と外筒電極４２の外周との間
に，ニッケルのロー材を配置し，両者を圧入した。その
後，８００〜１２００℃の不活性ガス中または真空中
（１×１０^-4Ｔｏｒｒ）で焼成し，接合させた。これに
より，平板２１と波板３１との接触部分において，平板
２１に絶縁被膜が形成されていない部分と波板３１（本
例では絶縁被膜は形成されていない）とが，金属拡散に
より接合され，接合部１５を形成する。

【００４１】なお，上記平板２１と波板３１の端部の接
合において，強い接合が得られないときには，平板２１
の絶縁被膜が形成されていない部分に，上記と同様組成
のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ−ＲＥＭの粉末８ペーストで付着さ
せておく。これにより，該粉末が上記加熱焼成時に溶融
し，両者が強固に接合される。以上により，ハニカム構
造体が作製される。

【００４２】次に，上記ハニカム構造体に触媒担体とし
てのγ−Ａｌ₂ Ｏ₃ 粉末を付着させる。即ち，γ−Ａｌ
₂ Ｏ₃ 粉末と有機糊料とからなるスラリー中に，上記ハ
ニカム構造体を浸漬し，平板及び波板の表面にγ−Ａｌ
₂ Ｏ₃ 粉末のスラリーを付着させる。次いで，このスラ
リー付着ハニカム構造体を６００〜８００℃で乾燥焼成
し，γ−Ａｌ₂ Ｏ₃ 層を平板及び波板の表面に強固に固
着させる。これにより，担体用のハニカム構造体が得ら
れた。

【００４３】次に，このハニカム構造体のγ−Ａｌ₂ Ｏ
₃ 層の中に，排気浄化触媒としての，Ｐｔ，Ｐｈ，Ｐ
ｄ，Ｒｕなどを担持させる。これにより，触媒を担持し
た排気浄化用ハニカム構造体が得られた。その後，この
ハニカム構造体を，自動車エンジンの排気パイプ中のコ
ンバータ内に設置する。その他は，実施例１と同様であ
る。

【００４４】上記ハニカム構造体は，直径約９０ｍｍ，
幅３５ｍｍである。中心電極４１と外筒電極４２との間
には，１２ボルトの加熱用電圧が印加でき，１５０〜２
００Ａの電流が流れるよう構成されている（図７）。ま
た，通電時間１０〜１５秒で，ハニカム構造体は３５０
〜４００℃に加熱することができた。

【００４５】上記ハニカム構造体は，排気量２０００ｃ
ｃのエンジンのマニホールド直下に装着してある。この
触媒ハニカム構造体においては，加熱スタート後１０〜
１５秒で，排気ガス中の炭化水素，一酸化炭素，窒素酸
化物を大幅に浄化することができた。また，このハニカ
ム構造体は，長時間の使用においても，スコーピングは
何ら発生しなかった。

【００４６】実施例３ 本例は，図８に示すごとく，平板２１〜２４の幅は外筒
電極４２と同じであるが，波板３１〜３４の幅は，外筒
電極４２よりも少し短く構成したものである。そして，
波板３１，３３は，ハニカム構造体１の入口端１１にお
いては，平板２１〜２４よりも若干後退し，出口端１２
においては平板２１〜２４と同じ位置にある。また，波
板３２，３４は，上記と逆に，出口端１２が平板２１〜
２４より後退している。

【００４７】具体的には，平板２１〜２４の幅が３５ｍ
ｍであるのに比して，波板３１〜３４の幅は３２〜３４
ｍｍである。その他は実施例１と同様である。上記のご
とく，波板３１，３３と波板３２，３４とを，出口端１
２又は入口端１１側へ寄ておくことにより，その端面が
揃った部分のみを放電接合等により接合できる。そのた
め，上記各波板を，出口端１２側又は入口端１１側にお
いて，隣接する平板に対して容易に接合することがで
き，生産性も向上する。また，本例においても，実施例
１と同様の効果を得ることができる。

【００４８】実施例４ 本例は，図９に示すごとく，中心電極４１の付近におい
ては，平板２１（２２〜２４も同様）と波板３１（３２
〜３４も同様）の入口端及び出口端の両端を，導電可能
に接合部１５により接合した例である。また，平板２１
と波板３１とは，中心電極４１の付近では，同じ幅であ
るが，それよりも外方は実施例３と同様に波板３１の幅
が小さくなっている。その他は実施例３と同様である。

【００４９】即ち，まず平板２１は，同図のＡに示すご
とく，同じ幅を有し，外周縁部２９を３〜４ｍｍ残し，
絶縁被膜２０が形成されている。一方，波板３１は，同
図のＢに示しすごとく，中心電極４１の付近に巻回され
る部分が平板２１と同じ等幅部３７を有し，それよりも
外方側は段差部３８を有している。段差部３８は，同図
の下方が少し欠落したようになっており，等幅部３７よ
りもその幅が小さい。

【００５０】そのため，波板３１を巻回したときには，
同図Ｃの右方部分に示すごとく，波板３１の入口端３１
１は平板の入口端１１と同じ位置にあるが，波板３１の
出口端３１２側は平板の出口端よりも後退している。そ
して，波板３１と３３は上記形状を有し，波板３２と３
４とは，これと逆に上記段差部３８が出口端側に形成さ
れている。そのため，波板３２，３４の入口端は，平板
２１〜２４の入口端側よりも後退している（図９Ｃの右
方部分）。

【００５１】上記平板２１〜２４と波板３１〜３４とを
巻回し，次いで，平板と波板との幅方向端面において両
者が同じ位置にある部分を，実施例３のごとく，放電接
合する。これにより，図９Ｃに示すごとく，中心電極４
１の近くには，平板と波板の両端に導電可能な接合１５
を有する短絡部３７０が形成される。一方，それより
も，外方（外筒電極４２側）には，実施例３と同様に，
片面に交互に接合部１５を有するジグザグ部３８０が形
成される。

【００５２】上記ハニカム構造体においては，これに実
施例１と同様に加熱用電圧を印加すると，電流の大部分
はうず巻き状の平板，波板を流れ，少量の電流がジグザ
グ部を流れる。なお，短絡部３７０においては，平板及
び波板の両端が接合されているので，電流は入口端，出
口端を半径方向に流れ（短絡）る。そのため，ジグザグ
部３８０は中心電極に近い部分が高温に加熱され易い
が，全体も加熱される。一方短絡部３７０は，ジグザグ
部よりの熱の伝導で加熱される程度の加熱状態となる。

【００５３】それ故，本例によれば，中心電極４１付近
（半径の５０％）は，熱伝導によって加熱されるのみで
ある。一方ガスの流量が多い中間部分〜外周部は，上記
のごとく積極的に加熱することができ，加熱状態の調整
を行うことができる。その他，実施例１と同様の効果を
得ることができる。

【００５４】実施例５ 本例のハニカム構造体は図１０に示すごとく，中心電極
４１の付近は，平板２１〜２４と波板３１〜３４の接触
部分も，互いに導電可能に接合して接合部１６を形成し
たものである。また，実施例３と同様に，波板３１〜３
４は，平板２１〜２４よりもその幅が小さい。また，同
図Ｃに示すごとく，波板３１，３３は，ガス通路の入口
端１１においては平板２１と同じ位置にあるが，出口端
１２に置いては平板２１よりも内側にある。一方，波板
３２，３３は上記と逆の配置である。

【００５５】上記接合状態とするために，同図Ａに示す
如く，平板２１〜２４は，実施例４（図９）に比して，
中心電極の近くには絶縁被膜２０を形成していない。こ
こに，平板の全長の約３０％が絶縁被膜２０を有する絶
縁被膜形成部２８を，残りが金属表面部２７を形成して
いる。これらは，平板の表面，裏面とも同様である。ま
た，平板の外周部分２９には同図Ａに示すごとく，接合
部１５を形成するため，絶縁被膜は形成されていない。

【００５６】本例のハニカム構造体においては，中心電
極４１の付近は，ハニカム構造体の半径の約５０％の範
囲において，平板２１〜２４と波板３１〜３４とがその
接触部分において全て導電可能な接合１６を形成してい
る。上記接合１６は，平板の上記金属表面部２７と波板
との接触部を，溶接，ロー付け，焼結等により接合する
ことにより形成する。その他は，実施例３と同様であ
る。

【００５７】本例のハニカム構造体によれば，中心電極
４１の付近において，平板と波板とがその接触部分にお
いて前面接合されている。そのため，この部分では，加
熱用電流が短絡して流れることになる。それ故，実施例
４と同様に，中心電極付近は発熱が抑制され，それより
も外周方向に，発熱のピークを設定することができる。
その他，実施例１と同様の効果を得ることができる。

【００５８】実施例６ 本例は，図１１に示すごとく，実施例４のハニカム構造
体において，中心電極４１の付近の平板２１〜２４と波
板３１〜３４とをその接触部分において導電可能に接合
し，接合部１６を形成したものである。換言すれば，実
施例４に示した，段差部３８を有する波板３１〜３４
（図９Ｂ）と，実施例５に示した金属表面部２７を有す
る平板２１〜２４（図１０Ａ）とを用いたものである。
本例によれば，実施例５と同様の効果を得ることができ
る。

【００５９】実施例７ 本例においては，中心電極付近を電気的に短絡した場合
（上記実施例５，図１０。これを試料Ｙとする）と，短
絡しなかった場合（実施例１，図１。これを試料Ｚとす
る）とにおける，発熱状態をテストした。テストに供し
たハニカム構造体は，図１３に示すごとく，直径Ｒが８
９ｍｍ，幅Ｗが３５ｍｍ，中心電極の直径Ｄが８ｍｍで
ある。

【００６０】上記発熱テストにおいては，ハニカム構造
体の幅方向において，その端面より１７ｍｍの深さに熱
電対を配置し，中心電極４１と外筒電極４２との間に
３．１ＫＷの電圧を印加した。そして，通電２０秒後に
おける，半径方向の各部の温度を測定した。その結果
を，図１２に，横軸に中心電極から外筒電極までの距離
（ｍｍ），縦軸に温度（℃）を採って示した。

【００６１】同図より知られるごとく，中心電極付近に
電気的短絡部を設けた試料Ｙは，その短絡部では温度が
余り高くないことが分かる。一方，短絡部を設けていな
い試料Ｚは，中心電極付近においては温度が高いが，一
方ハニカム構造体の半径の半分よりも外方では，逆に試
料Ｙよりも低温となっている。上記より知られるごと
く，中心電極付近に電気的短絡部を設けたハニカム構造
体Ｙ（実施例４〜６）は，通気量の多い中心電極と外筒
との中間付近における発熱を大きくすることができる。

【００６２】実施例８ 本例は，図１４に示すごとく，実施例１のハニカム構造
体において，中心電極４１の内部に中空部４１２を形成
したものである。本例においては，中心電極４１が中空
体であるため，質量が低減した分だけ，中心電極４１の
昇温により奪われる熱を抑制することができる。そのた
め，加熱スタート時におけるハニカム構造体の昇温時間
を短くすることができる。その他，実施例１と同様の効
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１におけるハニカム構造体の，図５のＡ
−Ａ線矢視断面図。

【図２】実施例１のハニカム構造体における，要部拡大
断面図。

【図３】実施例１における平板と波板の巻回状態を示す
説明図。

【図４】実施例１における平板と波板の接合状態を示す
説明図。

【図５】実施例１のハニカム構造体における，巻回状態
を示す正面図。

【図６】実施例１のハニカム構造体の一部省略正面図。

【図７】実施例１のハニカム構造体の側面図及びヒータ
回路図。

【図８】実施例３のハニカム構造体における断面図。

【図９】実施例４のハニカム構造体における，平板
（Ａ），波板（Ｂ）及びハニカム断面（Ｃ）の説明図。

【図１０】実施例５のハニカム構造体における，平板
（Ａ），波板（Ｂ）及びハニカム断面（Ｃ）の説明図。

【図１１】実施例６のハニカム構造体における，平板
（Ａ），波板（Ｂ）及びハニカム断面（Ｃ）の説明図。

【図１２】実施例７におけるハニカム構造体の，半径方
向の温度分布を示す線図。

【図１３】実施例７のハニカム構造体における斜視図。

【図１４】実施例８のハニカム構造体の断面図。

【図１５】従来のハニカム構造体の断面図。

【符号の説明】

１．．．ハニカム構造体， １０．．．ガス通路， １１．．．入口端， １２．．．出口端， １５，１６．．．接合部， ２１〜２４．．．平板， ３１〜３４．．．波板， ４１．．．中心電極， ４２．．．外筒電極，

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の平板と波板とを渦巻き状に巻回し
   てなると共に，平板及び波板は金属板であって少なくと
   も一方の表面には絶縁被膜を有し，また，巻回中心部に
   は中心電極を，一方外周部には外筒電極を有し，上記巻
   回方向と直角方向には多数のガス通路を形成してなり，
   両電極間に電圧を印加することにより発熱させる形式の
   ハニカム構造体であって，上記複数の波板のうち第１波
   板とこれに隣接する両側の平板とはガス通路の入口端に
   おいて互いに導電可能に接合されており，一方その出口
   端においては両者は接合されておらず，逆に，他の第２
   波板とこれに隣接する両側の平板とはガス通路の入口端
   においては接合されておらず，一方その出口端において
   は両者が互いに導電可能に接合されていることを特徴と
   する加熱式ハニカム構造体。
2. 【請求項２】 請求項１において，平板と波板とは，中
   心電極の近くにおいては，入口端及び出口端の両者と
   も，隣接する平板と導電可能に接合されていることを特
   徴とする加熱式ハニカム構造体。
3. 【請求項３】 請求項１において，平板と波板とは，中
   心電極の近くにおいては，ガス通路に沿った接触面が導
   電可能に接合されていることを特徴とする加熱式ハニカ
   ム構造体。
4. 【請求項４】 請求項１において，中心電極は中空体で
   あることを特徴とする加熱式ハニカム構造体。