電加熱催化劑裝置及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電加熱催化劑裝置及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，EHC(電加熱催化劑)裝置作為對(duì)從汽車等的引擎等排出的排放氣體進(jìn)行凈化的排氣凈化裝置而一直吸引注意力。在EHC裝置中，即使在排放氣體的溫度低并且因此不能容易地激活催化劑(如緊接在啟動(dòng)引擎之后)的這種條件下，通過(guò)電加熱并強(qiáng)制激活催化劑仍有可能提高排放氣體的凈化效率。應(yīng)當(dāng)注意到，通過(guò)催化反應(yīng)來(lái)去除排放氣體中所含有的未燃的HC (碳?xì)浠衔?、CO (—氧化碳)、NOx (氮氧化物)等。
[0003]日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)第2013-136997號(hào)公開(kāi)了一種EHC裝置，在該EHC裝置中，在具有蜂窩結(jié)構(gòu)并支持諸如鉑和鈀的催化劑的圓柱催化劑支持體的外表面上，在催化劑支持體的軸向上延伸的一對(duì)表面電極彼此相對(duì)地設(shè)置。在圓周方向上延伸的多個(gè)梳齒狀配線連接至表面電極中的每個(gè)，并且經(jīng)由梳齒狀配線將電流供應(yīng)至表面電極。
[0004]由于EHC裝置被設(shè)置在汽車等的排氣路徑上，因而上述表面電極和配線由具有優(yōu)良的耐熱性、高溫下的抗氧化性、排放氣體氛圍中的耐腐蝕性等等以及優(yōu)良的導(dǎo)電性的金屬材料構(gòu)成。同時(shí)，關(guān)于用于上述催化劑支持體的材料，使用如SiC(碳化硅)的陶瓷材料。因此，當(dāng)EHC裝置被電加熱時(shí)，由于形成表面電極和配線的金屬材料的線性膨脹系數(shù)與形成催化劑支持體的陶瓷材料的線性膨脹系數(shù)之間的差異而引起熱應(yīng)力發(fā)生。
[0005]在日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)第2013-136997號(hào)的圖1和圖2中公開(kāi)的EHC裝置中，通過(guò)使用按鈕狀固定層而將梳齒狀配線中的每個(gè)固定至表面電極，從而減小熱應(yīng)力。進(jìn)一步地，由于在催化劑支持體的軸向上從表面電極的一個(gè)端部到另一個(gè)端部彼此平行地布置梳齒狀配線，因而電流在表面電極中的催化劑支持體的軸向上展開(kāi)，并且因此整個(gè)催化劑支持體可被加熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)上述電加熱催化劑裝置中的以下問(wèn)題。圖8是用于闡述本發(fā)明要解決的問(wèn)題的圖，并且是當(dāng)從相關(guān)技術(shù)電加熱催化劑裝置的表面電極的正上方觀看的相關(guān)技術(shù)電加熱催化劑裝置的示例的平面圖。如圖8中所示，在催化劑支持體的軸向上延伸的表面電極20形成在圓柱催化劑支持體10的外表面上。由按鈕狀固定層40將包括在圓周方向上延伸的多個(gè)梳齒狀配線31的配線部件30固定至表面電極20。包括配線部件30的圓柱催化劑支持體10整個(gè)地被柔性的墊子50覆蓋。
[0007]在該相關(guān)技術(shù)中的電加熱催化劑裝置中，如圖8中所示，由于溫度的反復(fù)上升和下降而引起在催化劑支持體的軸向上定位在配線部件30的兩個(gè)端部的梳齒狀配線31傾向于在其基部附近(在具有根部32的邊界附近)斷裂。下文中闡述導(dǎo)致該問(wèn)題的假設(shè)機(jī)制。
[0008]圖9是沿著圖8中的線IX-1X截取的截面，并且示出了當(dāng)溫度已上升和下降時(shí)配線部件30的根部32的形變。覆蓋有墊子50的催化劑支持體10被按壓到外圓柱體70中。因此，如圖9的上部中所示，盡管梳齒狀配線31的根部32未被固定至催化劑支持體10，仍由墊子50將根部32按壓到催化劑支持體10上并且從而限制在催化劑支持體10上。同時(shí)，在墊子50中形成用于允許配線部件30的拉出部33被拉出到外部的開(kāi)口 51。因此，在催化劑支持體的軸向上延伸的根部32沒(méi)有被墊子50限制在其中央部分中。
[0009]如圖9的中部中所示，當(dāng)溫度已上升時(shí)，根部32向內(nèi)(向其中央部分)膨脹，因?yàn)楦?2的端部受墊子50限制并且無(wú)法向外移動(dòng)。因此，根部32的中央部分從催化劑支持體10上升。接下來(lái)，如圖9的下部中所示，即使當(dāng)溫度已下降時(shí)，根部32的中央部分(由于升高的溫度而引起該中央部分處于升高狀態(tài))也不被拉到定位于墊子50下方的其原來(lái)的地方。因此，根部32的定位于墊子50下方的部分向內(nèi)收縮，并且因此根部32的端部從原來(lái)設(shè)置根部32的多個(gè)地方向內(nèi)移動(dòng)。應(yīng)當(dāng)注意到，根部32已關(guān)于墊子50而滑動(dòng)。進(jìn)一步地，滑動(dòng)的量根據(jù)沿著根部32的位置而變化。即，沿著根部32的位置越接近其任一末端端部，滑動(dòng)的量就變得越大。隨著溫度的上升和下降反復(fù)，這種現(xiàn)象增加。
[0010]本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，并且其目的在于提供能夠防止在催化劑支持體的軸向上定位在配線部件的兩個(gè)端部處的梳齒狀配線在其基部附近斷裂的電加熱催化劑
目.0
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的電加熱催化劑裝置包括:
[0012]催化劑支持體，支持催化劑；
[0013]表面電極，設(shè)置在催化劑支持體的外表面上，表面電極在催化劑支持體的軸向上延伸；
[0014]配線部件，包括在催化劑支持體的軸向上延伸的根部、以及在催化劑支持體的圓周方向上從根部延伸的梳齒狀配線，梳齒狀配線被固定至表面電極；
[0015]外圓柱體，覆蓋催化劑支持體的外表面；以及
[0016]保持部件，保持催化劑支持體，保持部件被壓緊在催化劑支持體和外圓柱體之間，其中，
[0017]催化劑支持體通過(guò)經(jīng)由表面電極和配線部件饋送電流來(lái)加熱，以及
[0018]在覆蓋有保持部件的配線部件的根部中形成至少多個(gè)通孔或多個(gè)突出部。
[0019]由于在覆蓋有保持部件的配線部件的根部中形成至少多個(gè)通孔或多個(gè)突出部，抑制了根部關(guān)于保持部件的滑動(dòng)。因此，可抑制由溫度的反復(fù)上升和下降導(dǎo)致的根部的兩個(gè)端部的向內(nèi)偏移。因此，可以防止在催化劑支持體的軸向上定位在配線部件的兩個(gè)端部的梳齒狀配線在其基部附近斷裂。
[0020]優(yōu)選地，多個(gè)通孔或多個(gè)突出部從配線部件的中央部分向配線部件的兩個(gè)端部布置在催化劑支持體的軸向上的一行中。利用該配置，可更有效地抑制上述的梳齒狀配線在其基部附近的斷裂。
[0021]進(jìn)一步地，優(yōu)選地，隨著相鄰?fù)谆蛳噜復(fù)怀霾恐g的間隔的位置在催化劑支持體的軸向上從配線部件的中央部分離開(kāi)并且更接近配線部件的任一個(gè)端部，相鄰?fù)谆蛳噜復(fù)怀霾恐g的間隔變得更窄。利用該配置，可更有效地抑制上述的梳齒狀配線在其基部附近的斷裂。
[0022]進(jìn)一步地，優(yōu)選地，在根部上方，在保持部件中形成用于允許配線部件被拉出的開(kāi)口。在該情況下，本發(fā)明尤其有效。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一方面的電加熱催化劑裝置的制造方法包括:
[0024]在支持催化劑的催化劑支持體的外表面上提供表面電極，表面電極在催化劑支持體的軸向上延伸；
[0025]將配線部件的梳齒狀配線固定至表面電極，配線部件包括在催化劑支持體的軸向上延伸的根部、以及在催化劑支持體的圓周方向上從根部延伸的梳齒狀配線；
[0026]以用于保持催化劑支持體的保持部件來(lái)覆蓋其上固定有配線部件的催化劑支持體的外表面；以及
[0027]將覆蓋有保持部件的催化劑支持體按壓到外圓柱體中，其中
[0028]在以保持部件覆蓋催化劑支持體的外表面之前，在要以保持部件覆蓋的配線部件的根部中形成至少多個(gè)通孔或多個(gè)突出部。
[0029]由于在以保持部件覆蓋催化劑支持體的外表面之前，在要被覆蓋保持部件的配線部件的根部中形成至少多個(gè)通孔或多個(gè)突出部，抑制了根部關(guān)于保持部件的滑動(dòng)。因此，可抑制由溫度的反復(fù)上升和下降導(dǎo)致的根部的兩個(gè)端部的向內(nèi)偏移。因此，可以防止在催化劑支持體的軸向上定位在配線部件的兩個(gè)端部的梳齒狀配線在其基部附近斷裂。
[0030]本發(fā)明可提供能夠防止在催化劑支持體的軸向上定位在配線部件的兩個(gè)端部的梳齒狀配線在其基部處或在其基部附近斷裂的電加熱催化劑裝置。
[0031]本發(fā)明的上面以及其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從下文給出的詳細(xì)描述和僅通過(guò)圖示的方式給出的附圖而變得被更全面地理解，并且因此不應(yīng)被視為限制本發(fā)明。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是根據(jù)第一示例性實(shí)施例的電加熱催化劑裝置的透視圖；
[0033]圖2是當(dāng)從表面電極20的正上方觀看的圖1中所示的電加熱催化劑裝置的表面電極20的平面圖；
[0034]圖3是沿著圖2中的線II1-1II截取的電加熱催化劑裝置的橫向截面；
[0035]圖4是沿著圖2中的線IV-1V截取的截面，并且示出了當(dāng)溫度已上升和下降時(shí)配線部件30的根部32的形變；
[0036]圖5是根據(jù)第一示例性實(shí)施例的修改示例的電加熱催化劑裝置的截面；
[0037]圖6是沿著圖2中的線V1-VI截取的截面，并且是形成固定層40的部分處的截面；
[0038]圖7是當(dāng)從表面電極20的正上方觀看的根據(jù)第二示例性實(shí)施例的電加熱催化劑裝置的表面電極20的平面圖；
[0039]圖8是用于闡述本發(fā)明要解決的問(wèn)題的圖，并且是當(dāng)從表面電極的正上方觀看的相關(guān)技術(shù)電加熱催化劑裝置的示例的平面圖；以及
[0040]圖9是沿著圖8中的線IX-1X截取的截面，并且示出了當(dāng)溫度