JP2011171140A - Electrode connection structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電極接続構造に関し、さらに詳しくは、熱膨張差による破壊等を防止しながら、セラミック製のハニカム構造体に電極を接続することができる電極接続構造に関する。 The present invention relates to an electrode connection structure, and more particularly to an electrode connection structure that can connect an electrode to a ceramic honeycomb structure while preventing breakage due to a difference in thermal expansion.
従来、自動車等の排ガスを浄化するために用いられる触媒コンバーターにおいて、触媒を早期にその作用温度まで昇温するために、通電発熱式ヒーターを配設する技術が知られている。この通電発熱式ヒーターは、通常、被通電体である金属質のハニカム構造体、当該ハニカム構造体が収容された缶体等の金属質のハウジング、及び当該ハニカム構造体に接続された通電のための電極を備えるものである（例えば、特許文献１〜３を参照）。そして、電極は、通常、ハウジングに配設され、ハウジングに配設された電極とハニカム構造体とがリード線等の導電性部材により接続されることにより、電極を通じてハニカム構造体に通電することが可能な構造になっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a catalytic converter used for purifying exhaust gas from an automobile or the like, a technique is known in which an energizing heat-generating heater is provided in order to quickly raise the catalyst to its operating temperature. This energization heating type heater is usually used for energization connected to a metallic honeycomb structure as a body to be energized, a metallic housing such as a can containing the honeycomb structure, and the honeycomb structure. (See, for example,
従来の被通電体であるハニカム構造体は、金属質であったため、リード線等の導電性部材を溶接により接続することが可能であった。 Since the conventional honeycomb structure which is an electrified member is metallic, it has been possible to connect conductive members such as lead wires by welding.
一方、近年、ＳｉＣのような導電性の高いセラミックによって被通電体であるハニカム構造体が形成された通電発熱式ヒーターが提案されている。 On the other hand, in recent years, there has been proposed an energization heating type heater in which a honeycomb structure which is an object to be energized is formed of a highly conductive ceramic such as SiC.
被通電体であるハニカム構造体がセラミックによって形成された場合、電極に繋がれたリード線等の導電性部材を、溶接によって当該ハニカム構造体に接続すると、熱膨張差（セラミックと金属との熱膨張差）による破壊、使用時の振動による破壊等が発生するという問題があった。 When the honeycomb structure, which is an electrified body, is formed of ceramic, if a conductive member such as a lead wire connected to an electrode is connected to the honeycomb structure by welding, a difference in thermal expansion (heat between the ceramic and the metal) There has been a problem that destruction due to differential expansion), vibration due to vibration during use, and the like occur.
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、熱膨張差による破壊等を防止しながら、セラミック製のハニカム構造体に電極を接続することができる電極接続構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an electrode connection structure that can connect an electrode to a ceramic honeycomb structure while preventing breakage due to a difference in thermal expansion. And
上述の課題を解決するため、本発明は、以下の電極接続構造を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides the following electrode connection structure.
［１］ セラミックハニカム構造部に配設された電極接続用突起部と、弾性力により前記電極接続用突起部に固定されることによって前記電極接続用突起部に取り付けられた接続具とを有する電極接続構造。 [1] An electrode having an electrode connection protrusion disposed in a ceramic honeycomb structure and a connector attached to the electrode connection protrusion by being fixed to the electrode connection protrusion by an elastic force Connection structure.
［２］ 前記電極接続用突起部が、前記セラミックハニカム構造部に接する側の端部から反対側の端部に向かう方向において拡開するように形成されたテーパー部を有し、前記接続具が、一対の平行な縁部を有する導電性の板状の胴部、及び前記胴部における一対の縁部のそれぞれから前記胴部の一の面側に向かって延びるように配設された一対の導電性の板状の脚部を有する接続部材と、前記胴部の前記一の面に配設され前記一の面の法線方向に伸縮することができるバネ部材とを備え、前記一対の脚部の対向する面が、前記電極接続用突起部のテーパー部の表面形状に対して相補的なテーパー形状を有し、前記接続具が、前記バネ部材が押し縮められた状態で前記電極接続用突起部に被せられるとともに、前記一対の脚部の対向する面が、前記電極接続用突起部のテーパー部の表面に当接するようにして、前記一対の脚部が、前記電極接続用突起部のテーパー部に係合し、前記バネ部材が伸びようとする弾性力により、前記一対の脚部の対向する面が前記電極接続用突起部のテーパー部の表面に押し付けられて、前記接続具が前記電極接続用突起部に固定された［１］に記載の電極接続構造。 [2] The electrode connecting protrusion has a tapered portion formed so as to expand in a direction from the end on the side in contact with the ceramic honeycomb structure to the end on the opposite side, A pair of conductive plate-like body portions having a pair of parallel edges, and a pair of the body portions disposed so as to extend from one of the pair of edge portions toward one surface side of the body portion. A pair of legs, comprising: a connecting member having a conductive plate-like leg; and a spring member disposed on the one surface of the body and capable of expanding and contracting in a normal direction of the one surface. The opposing surface of the part has a tapered shape complementary to the surface shape of the tapered part of the electrode connecting projection, and the connection tool is used for connecting the electrode in a state where the spring member is compressed. The protrusions are covered and the opposing surfaces of the pair of legs are The pair of legs engages with the tapered portion of the electrode connecting projection so as to abut the surface of the tapered portion of the electrode connecting protruding portion, and the spring member is stretched by an elastic force to extend. The electrode connection structure according to [1], wherein the opposing surfaces of the pair of leg portions are pressed against the surface of the tapered portion of the electrode connection protrusion, and the connection tool is fixed to the electrode connection protrusion. .
［３］ 前記テーパー部が、前記電極接続用突起部の、前記セラミックハニカム構造部に接する側の端部から反対側の端部までの全体に亘って形成された［２］に記載の電極接続構造。 [3] The electrode connection according to [2], wherein the taper portion is formed over an entire length from an end portion on the side in contact with the ceramic honeycomb structure portion to an opposite end portion of the electrode connection protrusion. Construction.
［４］ 前記テーパー部が、前記電極接続用突起部の、前記セラミックハニカム構造部に接する側の端部から反対側の端部までの間における一部に形成された［２］に記載の電極接続構造。 [4] The electrode according to [2], wherein the tapered portion is formed in a part of the electrode connecting projection from an end portion on the side in contact with the ceramic honeycomb structure portion to an opposite end portion. Connection structure.
［５］ セラミックハニカム構造部に、間隔を開けて並ぶ２つの前記電極接続用突起部が配設され、２つの前記電極接続用突起部が、前記セラミックハニカム構造部に接する側の端部から反対側の端部に向かう方向において拡開するように形成されたテーパー部を有し、前記接続具が、一対の平行な縁部を有する導電性の板状の胴部と、前記胴部における前記一対の縁部のそれぞれ及び前記胴部における前記一対の縁部に平行であって前記胴部の中央の位置から、前記胴部の一の面側に向かって延びるように配設された３枚の導電性の板状の脚部と、を有する弾性変形可能な接続部材を備え、前記接続具が、前記縁部に配設された前記２つの脚部が２つの前記電極接続用突起部のそれぞれのテーパー形状における外側の面に係合するとともに前記胴部の中央の位置に配設された脚部が２つの前記電極接続用突起部の間に差し込まれた状態で、前記電極接続用突起部に被せられ、前記接続部材の弾性力により、前記縁部に配設された２つの脚部の対向する面が２つの前記電極接続用突起部のそれぞれの外側に位置する前記外側の面を押圧することにより、前記接続具が前記電極接続用突起部に固定された［１］に記載の電極接続構造。 [5] The two electrode connection protrusions arranged at a distance from each other are disposed on the ceramic honeycomb structure portion, and the two electrode connection protrusion portions are opposite from the end portion on the side in contact with the ceramic honeycomb structure portion. A taper portion formed so as to expand in a direction toward the end portion on the side, and the connector has a conductive plate-like body portion having a pair of parallel edges, and the body portion in the body portion. Each of the pair of edge portions and three pieces disposed parallel to the pair of edge portions of the body portion and extending from a central position of the body portion toward one surface side of the body portion An electrically deformable connecting member having a conductive plate-like leg portion, and the two leg portions disposed on the edge portion of the two connecting portions of the electrode connecting projections. Engaging the outer surface of each tapered shape In a state where the leg portion arranged at the center position of the recording body portion is inserted between the two electrode connection projection portions, the electrode connection projection portion is covered, and by the elastic force of the connection member, The connecting surfaces of the two leg portions disposed on the edge portion press the outer surfaces located on the outer sides of the two electrode connecting projections, so that the connection tool is used for the electrode connection. The electrode connection structure according to [1], which is fixed to the protrusion.
［６］ 前記接続具が、柔軟性のあるリング状の金属線と、前記金属線に等間隔に配設された２つのバネ部材とを備え、前記金属線が、前記２つのバネ部材を前記電極接続用突起部との間で挟んで縮めた状態で、前記電極接続用突起部の外周を取り囲むようにして前記電極接続用突起部に取り付けられ、前記２つのバネ部材が伸びようとする弾性力によって前記金属線が押し広げられることにより、前記金属線が、前記電極接続用突起部を、前記バネ部材が前記金属線を押し広げる方向と直交する方向から挟むことによって、前記接続具が前記電極接続用突起部に固定された［１］に記載の電極接続構造。 [6] The connector includes a flexible ring-shaped metal wire and two spring members disposed at equal intervals on the metal wire, and the metal wire includes the two spring members. Elasticity which is attached to the electrode connection protrusion so as to surround the outer periphery of the electrode connection protrusion and is stretched between the two spring members in a state of being sandwiched and contracted with the electrode connection protrusion. When the metal wire is pushed and spread by force, the metal wire sandwiches the electrode connecting projection from a direction perpendicular to the direction in which the spring member pushes the metal wire, so that the connection tool is The electrode connection structure according to [1], which is fixed to the electrode connection protrusion.
［７］ 前記接続具が、前記電極接続用突起部を取り囲むことが可能な導電性の枠体と、前記枠体の対向する面に配設された一対の導電性のバネ部材とを備え、前記枠体が、前記２つのバネ部材を前記電極接続用突起部との間で挟んで縮めた状態で、前記電極接続用突起部の外周を取り囲むようにして前記電極接続用突起部に取り付けられ、前記２つのバネ部材が伸びようとする弾性力によって、前記接続具が前記電極接続用突起部に固定された［１］に記載の電極接続構造。 [7] The connection tool includes a conductive frame that can surround the electrode connection protrusion, and a pair of conductive spring members disposed on opposing surfaces of the frame, The frame body is attached to the electrode connection protrusion so as to surround the outer periphery of the electrode connection protrusion with the two spring members sandwiched between the electrode connection protrusion and being contracted. The electrode connection structure according to [1], wherein the connection tool is fixed to the electrode connection protrusion by elastic force that the two spring members tend to extend.
［８］ 前記接続具が、それぞれの一方の面を対向させるとともに間隔を開けて配置された弾性変形可能な２枚の導電性の板部と、前記２枚の板部の一方の端部同士及び他方の端部同士を繋ぐように配設された一対の連結部とを備え、前記接続具が、前記２枚の板部が互いに離れる方向に弾性変形した状態で、前記電極接続用突起部の外周を取り囲むようにして前記電極接続用突起部に取り付けられ、前記接続具の前記２枚の板部が、互いに近づく方向に変形しようとする弾性力により前記電極接続用突起部を押圧した状態で、前記電極接続用突起部を挟むことにより、前記接続具が前記電極接続用突起部に固定された［１］に記載の電極接続構造。 [8] The connecting tool includes two conductive plate portions that are elastically deformable and face each other and spaced apart from each other, and one end portions of the two plate portions. And a pair of connecting portions disposed so as to connect the other end portions, and the connection tool is elastically deformed in a direction in which the two plate portions are separated from each other, and the electrode connection projection portion Attached to the electrode connecting projection so as to surround the outer periphery of the electrode, and the two plate portions of the connector press the electrode connecting projection by an elastic force that tends to deform in a direction approaching each other. Thus, the electrode connection structure according to [1], wherein the connection tool is fixed to the electrode connection protrusion by sandwiching the electrode connection protrusion.
本発明の電極接続構造は、セラミックハニカム構造部に配設された電極接続用突起部と、弾性力により前記電極接続用突起部に固定されることによって電極接続用突起部に取り付けられた接続具とを有するため、熱膨張差による破壊や振動による破壊を防止しながら、セラミック製のハニカム構造体（セラミックハニカム構造部）に電極を接続することができる。 The electrode connection structure of the present invention includes an electrode connection protrusion disposed in a ceramic honeycomb structure, and a connector attached to the electrode connection protrusion by being fixed to the electrode connection protrusion by elasticity. Therefore, it is possible to connect the electrode to the ceramic honeycomb structure (ceramic honeycomb structure part) while preventing damage due to a difference in thermal expansion and vibration.
次に本発明を実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and those skilled in the art do not depart from the spirit of the present invention. It should be understood that design changes, improvements, and the like can be made as appropriate based on ordinary knowledge.
（１）電極接続構造：
本発明の電極接続構造の一の実施形態は、図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、セラミックハニカム構造部１１に配設された電極接続用突起部５と、弾性力により電極接続用突起部５に固定されることによって電極接続用突起部５に取り付けられた接続具１とを有するものである。つまり、本実施形態の電極接続構造１００は、上記接続具１が、上記電極接続用突起部５に、上記接続具１の弾性力により電極接続用突起部５に固定されるようにして、取り付けられた構造（接続構造）であるということができる。
(1) Electrode connection structure:
As shown in FIGS. 1A and 1B, an embodiment of the electrode connection structure of the present invention includes an
更に詳細には、本実施形態の電極接続構造１００は、電極接続用突起部５が、「セラミックハニカム構造部１１に接する側の端部５ａ」から「反対側の端部５ｂ」に向かう方向において拡開するように形成されたテーパー部５ｃを有し、接続具１が、「一対の平行な縁部２ａ，２ｂを有する導電性の板状の胴部２、及び、胴部２における一対の縁部２ａ，２ｂのそれぞれから胴部２の一の面２ｃ側に向かって延びるように配設された一対の導電性の板状の脚部３，３を有する」接続部材６と、「胴部２の一の面２ｃに配設され一の面２ｃの法線方向に伸縮することができる」バネ部材４とを備え、一対の脚部３，３の対向する面が、電極接続用突起部５のテーパー部５ｃの表面形状に対して相補的なテーパー形状を有し、「接続具１が、バネ部材４が押し縮められた状態で電極接続用突起部５に被せられる」とともに、「一対の脚部３，３の対向する面３ａ，３ｂが、電極接続用突起部５のテーパー部５ｃの表面に当接するようにして、一対の脚部３，３が、電極接続用突起部５のテーパー部５ｃに係合し」、バネ部材４が伸びようとする弾性力により、一対の脚部３，３の対向する面３ａ，３ｂが電極接続用突起部５のテーパー部５ｃの表面に押し付けられて、接続具１が電極接続用突起部５に固定されたものである。尚、セラミックハニカム構造部に電極接続用突起部が配設されたものを、セラミックハニカム構造体と称することがある。
More specifically, in the electrode connection structure 100 of the present embodiment, the
また、接続具１には、電極に接続されるリード線（導電性部材）１２が配設されており、リード線１２の「接続具１に接続されている側の端部に対して、反対側の端部」（図１Ａ、図１Ｂにおいて、省略されている側の端部）が、電極（セラミックハニカム構造体が挿入された缶体等に取り付けられた電極）に接続されることになる（図１０を参照）。
Further, the
図１Ａは、本発明の電極接続構造の一の実施形態の断面を示す模式図である。図１Ａは、電極接続用突起部５のテーパー部５ｃの表面に直交する断面を示している。図１Ｂは、本発明の電極接続構造の一の実施形態を模式的に示す側面図である。また、図１Ａ及び図１Ｂにおいては、セラミックハニカム構造部１１は、外周壁１１ａの一部のみが示され、他の部分は省略されている。
FIG. 1A is a schematic view showing a cross section of one embodiment of the electrode connection structure of the present invention. FIG. 1A shows a cross section orthogonal to the surface of the tapered portion 5 c of the
このように、本実施形態の電極接続構造１００は、セラミックハニカム構造部１１に配設された電極接続用突起部５と、弾性力により電極接続用突起部５に固定されることによって電極接続用突起部に取り付けられた接続具１とを有するため、熱膨張差による破壊や振動による破壊を防止しながら、セラミックハニカム構造体に電極を接続することができる。ここで、「セラミックハニカム構造体に電極を接続する」とは、セラミックハニカム構造体が挿入された缶体に取り付けられた電極と、セラミックハニカム構造体とを、リード線等の導電性部材によって電気的に接続することを意味する。従って、本実施形態の電極接続構造１００によってセラミックハニカム構造体に電極を接続する際には、電極から延びるリード線に接続具を取り付け、当該接続具を弾性力により電極接続用突起部５に固定することになる。そして、本実施形態の電極接続構造１００は、電極から延びるリード線に接続具を取り付け、当該接続具を弾性力により電極接続用突起部５に固定するため、熱膨張や振動が生じても、接続具が弾性変形して熱膨張差や振動を緩和することができ、これにより、セラミックハニカム構造体の破壊を防止することができる。
As described above, the electrode connection structure 100 according to the present embodiment has the
本実施形態の電極接続構造１００において、電極接続用突起部５は、「セラミックハニカム構造部１１に接する側の端部５ａ」から「反対側の端部（先端部）５ｂ」に向かうに従って（向かう方向において）拡開するように形成されたテーパー部５ｃを有するものである。電極接続用突起部５は、セラミックハニカム構造部１１の外周壁１１ａから外側に突き出した柱状の突起物である。本実施形態の電極接続構造１００における電極接続用突起部５は、四角柱（直方体）における「平行な一対の面」に相当する位置関係の「２つの面」が、「セラミックハニカム構造部１１に接する側の端部５ａ」から「反対側の端部（先端部）５ｂ」に向かうに従って拡開するように、テーパー状に形成された形状である。従って、電極接続用突起部５のテーパー形状は、電極接続用突起部５の先端部５ｂに向かうに従って拡開する形状である。また、電極接続用突起部５の形状は、円錐台形状であってもよい。この場合、円錐台形状の「小さい側の端面」がセラミックハニカム構造部１１に接するようにして、電極接続用突起部５がセラミックハニカム構造部１１に配設されていることが好ましい。
In the electrode connection structure 100 of the present embodiment, the
電極接続用突起部５の高さは、５〜１５ｍｍであることが好ましい。５ｍｍより低いと、接続具１を取り付け難くなることがあり、また、取り付けたときに、外れ易くなることがある。１５ｍｍより高いと、ハニカム構造体を缶体に挿入して使用する際に、電極接続用突起部５が折れ易くなることがあり、また、大きな缶体が必要になることがある。また、電極接続用突起部５の、「セラミックハニカム構造部１１に接する側の端部５ａに対して反対側の端部（先端部）５ｂ」側の端面（上端面）の大きさ（「縦の長さ」×「横の長さ」）は、「５ｍｍ×５ｍｍ」〜「１０ｍｍ×１０ｍｍ」であることが好ましい。「５ｍｍ×５ｍｍ」より小さいと、接続具１を取り付け難くなることがあり、また、取り付けたときに、外れ易くなることがある。更に、電極接続用突起が破損し易くなることがある。「１０ｍｍ×１０ｍｍ」より大きいと、接続具１が不必要に大きくなることがある。また、電極接続用突起部５の形状が円錐台形状である場合、電極接続用突起部５の、「セラミックハニカム構造部１１に接する側の端部５ａに対して反対側の端部（先端部）５ｂ」側の端面（上端面）の大きさ（直径）は、５〜１０ｍｍであることが好ましい。
The height of the
また、電極接続用突起部５のテーパー部５ｃのテーパー形状の角度（小さい方の角度）は、電極接続用突起部５の中心軸（「セラミックハニカム構造部１１に接する側の端部５ａ」から「反対側の端部（先端部）５ｂ」に向かう方向）に対して０°より大きく、３０°以下であることが好ましい。角度が０°であると、接続具１を取り付けたときに、外れ易くなることがある。３０°より大きいと、接続具１を取り付け難くなることがあり、また角部（先端部の外周部分）が破損し易くなることがある。加えて、偏荷重がかかった場合、電極接続用突起部５が破損し易くなることがある。電極接続用突起部５の材質は、セラミックハニカム構造部１１と同材質、等が好ましい。
Further, the taper-shaped angle (smaller angle) of the taper portion 5c of the
また、電極接続用突起部５は、テーパー部５ｃが、電極接続用突起部５の、「セラミックハニカム構造部１１に接する側の端部５ａ」から「反対側の端部（先端部）５ｂ」までの全体に亘って形成されたものである。これに対し、図２に示すように、電極接続用突起部５は、テーパー部５ｃが、電極接続用突起部５の、セラミックハニカム構造部１１に接する側の端部５ａから反対側の端部５ｂまでの間における一部に形成されたものであってもよい。図２に示す、本発明の電極接続構造の他の実施形態（電極接続構造２００）は、本発明の電極接続構造の一の実施形態において、電極接続用突起部５のテーパー部５ｃが、電極接続用突起部５の先端部５ｂ側の半分に形成されたものである。図２は、本発明の電極接続構造の他の実施形態の断面を示す模式図である。
In addition, the
本実施形態の電極接続構造１００において、接続具１は、「一対の平行な縁部２ａ，２ｂを有する導電性の板状の胴部２、及び胴部２における一対の縁部２ａ，２ｂのそれぞれから胴部２の一の面２ｃ側に向かって延びるように配設された一対の導電性の板状の脚部３，３を有する」接続部材６と、「胴部２の一の面２ｃに配設され一の面２ｃの法線方向に伸縮することができる」バネ部材４とを備えるものである。
In the electrode connection structure 100 of the present embodiment, the
接続具１における接続部材６の胴部２は、長方形の板であり、長方形の一対の平行な２辺に相当する部分（縁部２ａ，２ｂ）に、それぞれ脚部３，３が配設されている。また、接続部材６は、一枚の板を、平行な２本の線を折り目として折り曲げて（２箇所で折り曲げて）形成した形状であり、上記折り目に直交する断面が「Ｕ字形状」に近い形状になっているということもできる。
The
接続具１における接続部材６は、一体的に形成されたもの（複数の部材を溶接等により接合したものではなく、１つの部材を変形して形成したものであり、例えば、上記のように、一枚の板を折り曲げて形成したもの）であることが好ましい。そして、接続部材６の材質は、ステンレス鋼等が好ましい。
The
接続具１における接続部材６の胴部２の大きさは、一辺の長さが、電極接続用突起部５の上端面の対応する一辺（接続具１を電極接続用突起部５に取り付けたときに、当該胴部２の辺と略平行であり最も近くに位置する辺）の長さより、１〜３ｍｍ長いことが好ましい。胴部２の一辺の長さが、「電極接続用突起部５の上端面の対応する一辺の長さより１ｍｍ長い」長さより短いと、接続具１を電極接続用突起部５に取付け難くなることがある。胴部２の一辺の長さが、「電極接続用突起部５の上端面の一辺の長さより３ｍｍ長い」長さより長いと、接続具１が電極接続用突起部５から外れ易くなることがある。また不必要に大きくなることがある。胴部２の厚さは、０．３〜１．５ｍｍであることが好ましい。０．３ｍｍより薄いと、接続具１の強度が低下することがある。１．５ｍｍより厚いと、不必要に材料を多く使用することになることがある。
The size of the
接続具１における接続部材６の脚部３は、長方形の板である。一対の脚部３，３の対向する面は、電極接続用突起部５のテーパー部５ｃの表面形状に対して相補的なテーパー形状を有する。そして、脚部３の、「胴部２に接続されている辺」に直交する方向における長さは、接続具１を電極接続用突起部５に取り付けたときに、接続部材６の胴部２と、電極接続用突起部５の上端面との間の距離が１〜５ｍｍとなる、長さであることが好ましい。胴部２と、電極接続用突起部５の上端面との間の距離が１ｍｍより短いと、バネ部材４を配設し難くなることがある。胴部２と、電極接続用突起部５の上端面との間の距離が５ｍｍより長いと、ハニカム構造体を挿入する缶体を大きくする必要が生じることがある。更に、電極接続用突起部５のテーパー部５ｃの表面に直交する断面（図１Ａ参照）において、接続具１を電極接続用突起部５に取り付けたときに、電極接続用突起部５のテーパー部５ｃと、脚部３の内側の面（対向する面３ａ，３ｂ）とが接触する長さは、当該断面におけるテーパー部５ｃの長さの２０〜９０％であることが好ましい。２０％より短いと、接続具１が外れ易くなることがある。９０％より長いと、接続具１を電極接続用突起部５に取り付け難くなることがある。またセラミックハニカム構造体１１を破損し易くなることがある。脚部３の厚さは、０．３〜１．５ｍｍであることが好ましい。０．３ｍｍより薄いと、接続具１の強度が低下することがある。１．５ｍｍより厚いと、不必要に材料を多く使用することになることがある。
The
「一対の脚部３，３の対向する面３ａ，３ｂが、テーパー形状である」とは、一対の脚部３，３が、「胴部２に接続されている側の端部から、反対側の端部である先端部に向かうに従って」互いの距離が近くなるように傾斜することにより、一対の脚部３，３の対向する面が、「胴部２に接続されている側の端部から、反対側の端部である先端部に向かうに従って」互いの距離が近くなるように傾斜していることを意味する。そして、「一対の脚部３，３の対向する面が、電極接続用突起部５のテーパー部５ｃの表面形状に対して相補的なテーパー形状である」とは、「一対の脚部３，３の対向する面が、テーパー形状である」とともに、一対の脚部３，３の対向する面の傾斜と、電極接続用突起部５のテーパー部５ｃの表面の傾斜とが同じ角度であることを意味する。
“The opposing surfaces 3a and 3b of the pair of
バネ部材４の大きさ（伸縮する方向に直交する断面における大きさ）は、接続部材６と電極接続用突起部５との間に挟み込むことができる大きさ（図１Ａ、図１Ｂ参照）であることが好ましい。また、バネ部材４の材質は、インコネル等が好ましい。
The size of the spring member 4 (the size in the cross section orthogonal to the extending and contracting direction) is a size that can be sandwiched between the connecting
また、接続具１において、バネ部材４は、伸縮方向が胴部２の一の面２ｃに直交するように配設されていることが好ましい。また、バネ部材４は、胴部２の一の面２ｃに溶接されていることが好ましいが、胴部２と電極接続用突起部５との間に配置されているだけでもよい。
Further, in the
本実施形態の電極接続構造１００は、「接続具１（接続部材６）が、バネ部材４が押し縮められた状態で電極接続用突起部５に被せられる」とともに、「一対の脚部３，３の対向する面３ａ，３ｂが、電極接続用突起部５のテーパー部５ｃの表面に当接するようにして、一対の脚部３，３が、電極接続用突起部５のテーパー部５ｃに係合し」、バネ部材４が伸びようとする弾性力により、一対の脚部３，３の対向する面３ａ，３ｂが電極接続用突起部５のテーパー部５ｃの表面に押し付けられて、接続具１が電極接続用突起部５に固定されたものである。つまり、接続部材６と電極接続用突起部５との間に配設された縮められた状態のバネ部材４が、伸びようとする弾性力により、接続部材６の胴部２と、電極接続用突起部５との間を押し広げようとすることにより、一対の脚部３，３が、電極接続用突起部５のテーパー部５ｃに引っ掛かった状態で係合し、上記バネ部材４の伸びようとする弾性力により、この状態（一対の脚部３，３が、電極接続用突起部５のテーパー部５ｃに、引っ掛かるように係合した状態）で固定される。
The electrode connection structure 100 according to the present embodiment includes a “connector 1 (connecting member 6) that covers the
接続具１を電極接続用突起部５に取り付けて本実施形態の電極接続構造１００を形成する際には、一対の脚部３，３が開いた状態（例えば、脚部３と、胴部２の一の面２ｃとの角度が９０°程度の状態）の接続部材６を、「接続部材６と電極接続用突起部５との間にバネ部材４を挟んだ」状態で、電極接続用突起部５の上に載せて、「かしめる」ことにより脚部３，３を閉じて、接続具１を電極接続用突起部５に取り付けることが好ましい。「かしめる」ことにより、電極接続用突起部５の形状に係わりなく、接続具１を電極接続用突起部５に取り付けることができる。また、接続具１を電極接続用突起部５に取り付けて本実施形態の電極接続構造１００を形成する際には、接続部材６を、「接続部材６と電極接続用突起部５との間にバネ部材４を挟むとともに、一対の脚部３，３を電極接続用突起部５のテーパー部５ｃに引掛けた」状態で、電極接続用突起部５の上をスライドさせながら、電極接続用突起部５に取り付けてもよい。
When the electrode connection structure 100 of the present embodiment is formed by attaching the
また、本実施形態の電極接続構造１００においては、電極接続用突起部５はテーパー状に形成されているが、電極接続用突起部５は、円柱状や四角柱等の角柱状であってもよい。電極接続用突起部が、円柱状や角柱状である場合には、接続部材を、電極接続用突起部の上に載せて、「かしめる」ことにより脚部を閉じて、接続具を電極接続用突起部に取り付けることが好ましい。「かしめる」ことにより、接続具が、円柱状又は角柱状の電極接続用突起部から外れることを防止することができる。
Further, in the electrode connection structure 100 of the present embodiment, the
本発明の電極接続構造の更に他の実施形態は、図３に示すように、本発明の電極接続構造の一の実施形態において、セラミックハニカム構造部１１に、間隔を開けて並ぶ２つの電極接続用突起部５が配設され、２つの電極接続用突起部５が、セラミックハニカム構造部１１に接する側の端部５ａから反対側の端部（先端部）５ｂに向かう方向において拡開するように形成されたテーパー部５ｃを有し、接続具１が、一対の平行な縁部２ａ，２ｂを有する導電性の板状の胴部２と、胴部２における一対の縁部２ａ，２ｂのそれぞれ及び胴部２における一対の縁部２ａ，２ｂに平行であって胴部２の中央の位置から、胴部２の一の面２ｃ側に向かって延びるように配設された３枚の導電性の板状の脚部３，３ｃ，３と、を有する弾性変形可能な接続部材６を備え、接続具１が、「縁部２ａ，２ｂに配設された２つの脚部３，３が２つの電極接続用突起部５，５のそれぞれのテーパー形状における外側の面５ｅ，５ｅに係合するとともに胴部２の中央の位置に配設された脚部（中央脚部）３ｃが２つの電極接続用突起部５の間に差し込まれた」状態で、電極接続用突起部５に被せられ、接続部材６の弾性力により、縁部２ａ，２ｂに配設された２つの脚部３，３の対向する面３ａ，３ｂが２つの電極接続用突起部５のそれぞれの外側に位置する外側の面５ｅ，５ｅを押圧することにより、接続具１が電極接続用突起部５に固定されたものである。また、接続具１には、リード線１２が配設される。図３は、本発明の電極接続構造の更に他の実施形態の断面を示す模式図である。
Still another embodiment of the electrode connection structure of the present invention is, as shown in FIG. 3, in one embodiment of the electrode connection structure of the present invention, two electrode connections arranged at intervals in the ceramic honeycomb structure portion 11. And the two
ここで、「２つの電極接続用突起部５，５のそれぞれのテーパー形状における外側の面５ｅ，５ｅ」とは、セラミックハニカム構造部１１に配設された２つの電極接続用突起部５，５における「一方の電極接続用突起部５のテーパー形状を形成する面のなかの、他方の電極接続用突起部５から遠い側の面」と、「上記他方の電極接続用突起部５のテーパー形状を形成する面のなかの、上記一方の電極接続用突起部５から遠い側の面」との２つの面を意味する。そして、「縁部２ａ，２ｂに配設された２つの脚部３，３が２つの電極接続用突起部５，５のそれぞれのテーパー形状における外側の面５ｅ，５ｅに係合する」とは、上記外側の面５ｅ，５ｅによって一つのテーパー形状が形成されていると仮定したときに、２つの脚部３，３が当該「外側の面５ｅ，５ｅによって形成された」テーパー形状に係合することを意味する。
Here, “the outer surfaces 5e and 5e in the respective tapered shapes of the two
本実施形態の電極接続構造３００においては、各電極接続用突起部５の条件は、上記本発明の電極接続構造における一の実施形態における電極接続用突起部５の条件と同じであることが好ましい。また、２つの電極接続用突起部５，５の形状は、異なっていても良いが、同じであることが好ましい。
In the electrode connection structure 300 of the present embodiment, the conditions of the
本実施形態の電極接続構造３００においては、接続具１の各脚部（中央脚部を除く）３，３の条件は、上記本発明の電極接続構造における一の実施形態における脚部３の条件と同じであることが好ましい。中央脚部３ｃは、「２つの脚部３，３の対向する面３ａ，３ｂに直交する断面（胴部２の一対の縁部２ａ，２ｂに直交する断面）における形状が、底辺が胴部２の一の面２ｃに接する２等辺三角形」の、三角柱状（全体形状）であることが好ましい。２つの脚部３，３の対向する面３ａ，３ｂに直交する断面において、中央脚部３ｃの、胴部２の一の面２ｃに接する部分（底辺）の長さは、１〜３ｍｍが好ましい。また、２つの脚部３，３の対向する面３ａ，３ｂに直交する断面において、中央脚部３ｃの高さ（上記「底辺」に直交する方向の長さ）は、３〜１０ｍｍが好ましい。
In the electrode connection structure 300 of the present embodiment, the conditions of the legs (excluding the central leg) 3 and 3 of the
接続具１の胴部２の一の面２ｃと、電極接続用突起部５の先端部５ｂとの間には隙間が空いていることが好ましい。隙間が空いていることにより、熱膨張等により接続具１及び電極接続用突起部５が、熱膨張、熱収縮等の変形（接続具１は弾性変形）を起こしたときに、当該隙間によって応力が特定の部分に集中することを防止することができ、電極接続用突起部５の破壊等を防止することができる。また、接続具１の胴部２の一の面２ｃと、電極接続用突起部５の先端部５ｂとの間の距離は、０．５〜５ｍｍが好ましい。０．５ｍｍより短いと、接続具１と電極接続用突起部５とが接触することがあり、電極接続用突起部５における特定の部分に応力が集中し易くなることがある。
It is preferable that a gap is provided between one surface 2c of the
接続具１の胴部２の、縁部２ａ，２ｂの延びる方向における長さは、「電極接続用突起部５の、テーパー部５ｃに直交する断面に直交する方向における長さ」の、２０〜９０％が好ましい。また、接続具１の胴部２の、縁部２ａ，２ｂに直交する断面における長さは、「２つの電極接続用突起部５のテーパー部５ｃに直交する断面における、２つの先端部５ｂ，５ｂ（上端面）の長さと、２つの先端部５ｂ，５ｂ間の距離とを合計した長さ」に対して、１〜５ｍｍだけ長いことが好ましい。
The length of the
本実施形態の電極接続構造３００においては、接続具１の上記条件以外の条件については、上記本発明の電極接続構造における一の実施形態における接続具１の条件と同じであることが好ましい。
In the electrode connection structure 300 of the present embodiment, conditions other than the above-described conditions of the
接続具１を電極接続用突起部５に取り付けて本実施形態の電極接続構造３００を形成する際には、一対の脚部３，３が開いた状態の接続部材６を、電極接続用突起部５の上に載せて、かしめることにより脚部３，３を閉じて、接続具１を電極接続用突起部５に取り付けることが好ましい。また、接続具１を電極接続用突起部５に取り付けて本実施形態の電極接続構造１００を形成する際には、接続部材６を、「一対の脚部３，３を電極接続用突起部５のテーパー部５ｃに引掛けた」状態で、電極接続用突起部５の上をスライドさせながら、電極接続用突起部５に取り付けてもよい。
When the
本発明の電極接続構造の更に他の実施形態は、図４Ａ、図４Ｂに示すように、本発明の電極接続構造の一の実施形態において、接続具１が、柔軟性のあるリング状の金属線２１と、金属線２１に等間隔に配設された２つのバネ部材２２とを備え、金属線２１が、２つのバネ部材２２，２２を電極接続用突起部５との間で挟んで縮めた状態で、電極接続用突起部５の外周を取り囲むようにして電極接続用突起部５に取り付けられ、２つのバネ部材２２，２２が伸びようとする弾性力によって金属線２１が押し広げられることにより、金属線２１が、電極接続用突起部５を、バネ部材２２が金属線２１を押し広げる方向と直交する方向から挟むことによって、接続具１が電極接続用突起部５に固定されたものである。また、接続具１には、リード線１２が配設される。図４Ａは、本発明の電極接続構造の更に他の実施形態を模式的に示す平面図である。図４Ｂは、本発明の電極接続構造の更に他の実施形態を模式的に示す側面図である。
Still another embodiment of the electrode connection structure of the present invention is as shown in FIGS. 4A and 4B. In one embodiment of the electrode connection structure of the present invention, the
本実施形態の電極接続構造４００においては、電極接続用突起部５は、四角柱状であることが好ましい。また、電極接続用突起部５は、四角柱状において、バネ部材２２が当接する「互いに隣接していない２つの面」が、先端部が広がるテーパー状になった形状であってもよい。電極接続用突起部５が、先端部が広がるテーパー状であると、接続具１が、より外れ難くなる。「互いに隣接していない２つの面」とは、例えば、直方体であれば、平行な一対の面であり、「当該直方体における平行な一対の面」に相当する位置関係にある２つの面のことを意味する。尚、電極接続用突起部５が四角柱状（テーパー状になっていない形状）であっても、ハニカム構造体を缶体に挿入するときには、通常、ハニカム構造体と缶体との隙間が充填材により埋められるため、当該充填材の存在により、接続具１は、電極接続用突起部５から抜け難くなっている。
In the
本実施形態の電極接続構造４００においては、電極接続用突起部５の上記以外の条件は、上記本発明の電極接続構造における一の実施形態における電極接続用突起部５の条件と同じであることが好ましい。
In the
本実施形態の電極接続構造４００においては、接続具１は、柔軟性のあるリング状の金属線２１と、金属線２１に等間隔に配設された２つのバネ部材２２とを備えるものである。金属線２１の材質としては、ステンレス鋼等を挙げることができる。また、金属線２１の断面（金属線２１を一か所で切断して一本の線状としたときの「長さ方向」、に直交する断面）の形状としては、長方形、楕円形、円形等を挙げることができる。金属線２１の断面の面積は、０．１〜２０ｍｍ２が好ましい。０．１ｍｍ２より小さいと、金属線２１が細く、強度が小さくなることがある。２０ｍｍ２より大きいと、金属線２１が太いため、電極接続構造４００が大きくなることがあり、また、金属線２１が外れやすくなることがある。また、金属線２１の長さ（リング状の金属線２１の一周の長さ）は、電極接続用突起部５の先端部５ｂの外周の長さの１．４〜４倍であることが好ましい。１．４倍より短いと、バネ部材２２を小さくする必要があるため、バネ部材２２の弾性力が小さくなることがある。４倍より長いと、バネ部材２２が長くなり、固定状態が不安定になることがある。
In the
バネ部材２２の大きさ（伸縮する方向に直交する断面における大きさ）は、金属線２１と電極接続用突起部５との間に挟み込むことができる大きさ（図４Ａ、図４Ｂ参照）であることが好ましい。また、バネ部材２２の材質は、インコネル等が好ましい。
The size of the spring member 22 (the size in the cross section orthogonal to the extending and contracting direction) is a size that can be sandwiched between the
本実施形態の電極接続構造４００においては、２つのバネ部材２２，２２が伸びようとする弾性力によって金属線２１が押し広げられることにより、金属線２１が、電極接続用突起部５を、バネ部材２２が金属線２１を押し広げる方向と直交する方向から挟むことによって、接続具１が電極接続用突起部５に固定されている。換言すれば、バネ部材２２，２２によって電極接続用突起部５を挟むとともに、バネ部材２２が金属線２１を押し広げる方向と直交する方向から金属線２１によって挟むことによって、接続具１が電極接続用突起部５に固定されている。
In the
本発明の電極接続構造の更に他の実施形態は、図５、図６に示すように、本発明の電極接続構造の一の実施形態において、接続具１が、それぞれの一方の面４１ａ，４１ａを対向させるとともに間隔を開けて配置された弾性変形可能な２枚の導電性の板部４１，４１と、２枚の板部４１，４１の一方の端部同士及び他方の端部同士を繋ぐように配設された一対の連結部４２，４２とを備え、接続具１が、２枚の板部４１，４１が互いに離れる方向に弾性変形した状態で、電極接続用突起部５の外周を取り囲むようにして電極接続用突起部５に取り付けられ、接続具１の２枚の板部４１，４１が、互いに近づく方向に変形しようとする弾性力により電極接続用突起部５を押圧した状態で、電極接続用突起部５を挟むことにより、接続具１が電極接続用突起部５に固定されたものである。図５は、本発明の電極接続構造の更に他の実施形態を模式的に示す平面図である。図６は、本発明の電極接続構造の更に他の実施形態を模式的に示す側面図である。
Still another embodiment of the electrode connection structure of the present invention is, as shown in FIGS. 5 and 6, in one embodiment of the electrode connection structure of the present invention, the
ここで、「２枚の板部４１，４１が、互いに離れる方向に弾性変形した状態」とは、２枚の板部４１，４１が、それぞれの中央部分が離れるように変形することを意味する。２枚の板部４１，４１は、端部同士が連結部４２によって繋がれて固定されており、端部は変形し難いため、それぞれの中央部が離れるように変形する。
Here, “the state in which the two
本実施形態の電極接続構造６００においては、電極接続用突起部５は、四角柱状であることが好ましい。また、電極接続用突起部５は、先端部５ｂが広がるテーパー状であってもよい。電極接続用突起部５が、先端部が広がるテーパー状であると、接続具１が、より外れ難くなる。「互いに隣接していない２つの面」とは、例えば、直方体であれば、平行な一対の面であり、「当該直方体における平行な一対の面」に相当する位置関係にある２つの面のことを意味する。尚、電極接続用突起部５が四角柱状（テーパー状になっていない形状）であっても、ハニカム構造体を缶体に挿入するときには、通常、ハニカム構造体と缶体との隙間が充填材により埋められるため、当該充填材の存在により、接続具１は、電極接続用突起部５から抜け難くなっている。
In the
本実施形態の電極接続構造６００においては、電極接続用突起部５の上記以外の条件は、上記本発明の電極接続構造における一の実施形態における電極接続用突起部５の条件と同じであることが好ましい。
In the
本実施形態の電極接続構造６００においては、接続具１が、それぞれの一方の面４１ａ，４１ａを対向させるとともに間隔を開けて配置された弾性変形可能な２枚の導電性の板部４１，４１と、２枚の板部４１，４１の一方の端部同士及び他方の端部同士を繋ぐように配設された一対の連結部４２，４２とを備えるものである。接続具１は、このように板部４１と連結部４２とにより形成されていることが好ましいが、これに限定されるものではない。例えば、一体的に形成された（接続部分が存在しない）四角筒状であってもよい。また、一枚の板をリング状に巻き、端部同士を溶接して、リング状の枠体としてもよい。
In the
接続具１を電極接続用突起部５に取り付けた状態において、電極接続用突起部５と連結部４２との間の距離は、０．５〜５ｍｍであることが好ましい。０．５ｍｍより短いと、接続具１を電極接続用突起部５に取り付け難くなることがある。５ｍｍより長いと、接続具１を電極接続用突起部５に、安定して固定することが難しくなることがある。
In a state where the
接続具１の材質としては、インコネル等を挙げることができる。
Examples of the material of the
本発明の電極接続構造の上記各実施形態における接続具の製造方法は、特に限定されず、所定の材料の部材を所定形状に加工して形成することができる。 The manufacturing method of the connection tool in each of the above embodiments of the electrode connection structure of the present invention is not particularly limited, and can be formed by processing a member of a predetermined material into a predetermined shape.
（２）セラミックハニカム構造体（接続具を有するセラミックハニカム構造体）：
本発明の電極接続構造を構成する電極接続用突起部は、セラミックハニカム構造部に配設されるものであり、「セラミックハニカム構造部及び電極接続用突起部を備える」セラミックハニカム構造体の構成要素であるということもできる。そのため、本発明の電極接続構造を形成するということは、「セラミックハニカム構造部及び電極接続用突起部を備える」セラミックハニカム構造体に接続具を取り付けて、接続具が取り付けられたハニカム構造体を形成するということと同じになる。以下、上記、接続具が取り付けられたハニカム構造体について説明する。尚、「本発明の電極接続構造を構成する」接続具が、取り付けられたハニカム構造体のことを、本発明の電極接続構造を有するセラミックハニカム構造体ということがある。
(2) Ceramic honeycomb structure (ceramic honeycomb structure having a connector):
The electrode connection protrusions constituting the electrode connection structure of the present invention are disposed in the ceramic honeycomb structure part, and are “components of the ceramic honeycomb structure having a ceramic honeycomb structure part and electrode connection protrusions” It can also be said. Therefore, the formation of the electrode connection structure of the present invention means that the honeycomb structure having the connection tool attached thereto is attached to the ceramic honeycomb structure having a ceramic honeycomb structure and electrode connection protrusions. It is the same as forming. Hereinafter, the honeycomb structure to which the connection tool is attached will be described. In addition, the honeycomb structure to which the connector constituting the electrode connection structure of the present invention is attached may be referred to as a ceramic honeycomb structure having the electrode connection structure of the present invention.
「本発明の電極接続構造を構成する」接続具が、取り付けられたセラミックハニカム構造体は、図９に示されるように、セラミックハニカム構造部５４及びセラミックハニカム構造部５４の外周壁５３に配設された電極接続用突起部５を有する」ハニカム構造体７００と、電極接続用突起部５に取り付けられた接続具１とを備えるものである。図９は、本発明の電極接続構造の一の実施形態を有するセラミックハニカム構造体の断面を示す模式図である。
The ceramic honeycomb structure to which the connector constituting the electrode connection structure of the present invention is attached is disposed on the ceramic
セラミックハニカム構造体７００は、図７、図８に示すように、流体の流路となる一方の端面６１から他方の端面６２まで延びる複数のセル５２を区画形成する多孔質の隔壁５１と、最外周に位置する（隔壁５１全体の外周を取り囲むように配設された）外周壁５３とを有する筒状のセラミックハニカム構造部５４と、セラミックハニカム構造部５４の外周壁５３に配設された一対の電極接続用突起部５，５とを備えるものである。図７は、本発明の電極接続構造の一の実施形態が適用されるセラミックハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。図８は、本発明の電極接続構造の一の実施形態が適用されるセラミックハニカム構造体の断面を示す模式図である。以下、「セラミックハニカム構造体」を単に、「ハニカム構造体」ということがある。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
ハニカム構造体７００は、隔壁５１及び外周壁５３が、骨材としての炭化珪素粒子、及び炭化珪素粒子を結合させる結合材としての珪素を含有するものであることが好ましい。ハニカム構造体７００においては、複数の炭化珪素粒子が、炭化珪素粒子間に細孔を形成するようにして、珪素によって結合されていることが好ましい。
In the
ハニカム構造体７００は、セラミックハニカム構造部５４の側面（外周壁５３）に一対の電極部２１，２１が配設されている。本実施形態のハニカム構造体１００は、一対の電極接続用突起部５，５間に電圧を印加することにより、発熱する。印加する電圧は５０〜３００Ｖが好ましく、１００〜２００Ｖが更に好ましい。
In the
ハニカム構造体７００の隔壁厚さは、特に限定されないが、３５〜４３０μｍであることが好ましい。また、ハニカム構造体７００のセル密度は、特に限定されないが、１５〜１９０セル／ｃｍ２であることが好ましい。
The partition wall thickness of the
ハニカム構造体７００は、電極接続用突起部５が、炭化珪素粒子及び珪素を主成分とすることが好ましい。ここで、「炭化珪素粒子及び珪素を主成分とする」とは、炭化珪素粒子と珪素との合計質量が、電極部全体の質量の９０質量％以上であることを意味する。このように、電極接続用突起部５が炭化珪素粒子及び珪素を主成分とすることにより、電極接続用突起部５の成分とセラミックハニカム構造部５４の成分とを同じ（又は近い）成分とすることができるため（セラミックハニカム構造部５４の主成分が、炭化珪素粒子及び珪素の場合）、電極接続用突起部５とセラミックハニカム構造部５４の熱膨張係数が同じ（又は近い）になる。また、材質が同じ（又は近い）になるため、電極接続用突起部５とセラミックハニカム構造部５４との接合強度も高くなる。そのため、ハニカム構造体に熱応力がかかっても、電極接続用突起部５がセラミックハニカム構造部５４から剥れたり、電極接続用突起部５とセラミックハニカム構造部５４との接合部分が破損したりすることを防ぐことができる。
In the
ハニカム構造体７００は、セル５２の延びる方向に直交する断面におけるセル５２の形状が、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形であることが好ましい。
In the
本実施形態のハニカム構造体の形状は特に限定されず、例えば、底面が円形の筒状（円筒形状）、底面がオーバル形状の筒状、底面が多角形（四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等）の筒状等の形状とすることができる。また、ハニカム構造体の大きさは、特に限定されないが、底面の面積が５００〜１６５０００ｍｍ２であることが好ましい。また、ハニカム構造体の中心軸方向の長さは、１００〜４６０ｍｍであることが好ましい。 The shape of the honeycomb structure of the present embodiment is not particularly limited. For example, the bottom surface has a circular cylindrical shape (cylindrical shape), the bottom surface has an oval cylindrical shape, and the bottom surface has a polygonal shape (square, pentagon, hexagon, heptagon. , Octagons, etc.). The size of the honeycomb structure is not particularly limited, but the area of the bottom surface is preferably 500 to 165000 mm 2 . Further, the length in the central axis direction of the honeycomb structure is preferably 100 to 460 mm.
ハニカム構造体７００の製造方法は、特に限定されないが、例えば、以下のように製造することができる。
Although the manufacturing method of the
まず、炭化珪素粉末（炭化珪素）に、金属珪素（金属珪素粉末）、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を添加して成形原料を作製する。炭化珪素粉末の質量と金属珪素の質量との合計に対して、金属珪素の質量が１０〜３０質量％となるようにすることが好ましい。炭化珪素粒子及び金属珪素の合計質量は、成形原料全体の質量に対して３０〜７８質量％であることが好ましい。 First, metal silicon (metal silicon powder), a binder, a surfactant, a pore former, water, and the like are added to silicon carbide powder (silicon carbide) to produce a forming raw material. It is preferable that the mass of the metal silicon is 10 to 30% by mass with respect to the total of the mass of the silicon carbide powder and the mass of the metal silicon. The total mass of the silicon carbide particles and the metal silicon is preferably 30 to 78 mass% with respect to the mass of the entire forming raw material.
バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。バインダの含有量は、成形原料全体に対して２〜１０質量％であることが好ましい。 Examples of the binder include methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, hydroxypropoxyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and polyvinyl alcohol. Among these, it is preferable to use methyl cellulose and hydroxypropoxyl cellulose in combination. The content of the binder is preferably 2 to 10% by mass with respect to the entire forming raw material.
水の含有量は、成形原料全体に対して２０〜６０質量％であることが好ましい。 The water content is preferably 20 to 60% by mass with respect to the entire forming raw material.
界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、成形原料全体に対して２質量％以下であることが好ましい。 As the surfactant, ethylene glycol, dextrin, fatty acid soap, polyalcohol and the like can be used. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. The content of the surfactant is preferably 2% by mass or less with respect to the whole forming raw material.
造孔材としては、焼成後に気孔となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、グラファイト、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、シリカゲル等を挙げることができる。造孔材の含有量は、成形原料全体に対して１０質量％以下であることが好ましい。造孔材の平均粒子径は、１０〜３０μｍであることが好ましい。１０μｍより小さいと、気孔を十分形成できないことがある。３０μｍより大きいと、成形時に口金に詰まることがある。造孔材の平均粒子径はレーザー回折方法で測定した値である。 The pore former is not particularly limited as long as it becomes pores after firing, and examples thereof include graphite, starch, foamed resin, water absorbent resin, and silica gel. The pore former content is preferably 10% by mass or less based on the entire forming raw material. The average particle diameter of the pore former is preferably 10 to 30 μm. If it is smaller than 10 μm, pores may not be formed sufficiently. If it is larger than 30 μm, the die may be clogged during molding. The average particle diameter of the pore former is a value measured by a laser diffraction method.
また、成形原料は、焼結助剤として炭酸ストロンチウムを含有することが好ましい。焼結助剤の含有量は、成形原料全体に対して０．１〜３質量％であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a shaping | molding raw material contains strontium carbonate as a sintering auxiliary agent. The content of the sintering aid is preferably 0.1 to 3% by mass with respect to the entire forming raw material.
次に、成形原料を混練して坏土を形成する。成形原料を混練して坏土を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。 Next, the forming raw material is kneaded to form a clay. There is no restriction | limiting in particular as a method of kneading | mixing a shaping | molding raw material and forming a clay, For example, the method of using a kneader, a vacuum clay kneader, etc. can be mentioned.
次に、坏土を押出成形してハニカム成形体を形成する。押出成形に際しては、所望の全体形状、セル形状、隔壁厚さ、セル密度等を有する口金を用いることが好ましい。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。ハニカム成形体は、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁と最外周に位置する外周壁とを有する構造である。 Next, the kneaded material is extruded to form a honeycomb formed body. In extrusion molding, it is preferable to use a die having a desired overall shape, cell shape, partition wall thickness, cell density and the like. As the material of the die, a cemented carbide which does not easily wear is preferable. The honeycomb formed body has a structure having porous partition walls that define and form a plurality of cells serving as fluid flow paths and an outer peripheral wall located at the outermost periphery.
ハニカム成形体の隔壁厚さ、セル密度、外周壁の厚さ等は、乾燥、焼成における収縮を考慮し、作製しようとする本発明のハニカム構造体の構造に合わせて適宜決定することができる。 The partition wall thickness, cell density, outer peripheral wall thickness, and the like of the honeycomb formed body can be appropriately determined according to the structure of the honeycomb structure of the present invention to be manufactured in consideration of shrinkage during drying and firing.
得られたハニカム成形体について、乾燥を行うことが好ましい。乾燥の方法は特に限定されず、例えば、マイクロ波加熱乾燥、高周波誘電加熱乾燥等の電磁波加熱方式と、熱風乾燥、過熱水蒸気乾燥等の外部加熱方式とを挙げることができる。これらの中でも、成形体全体を迅速かつ均一に、クラックが生じないように乾燥することができる点で、電磁波加熱方式で一定量の水分を乾燥させた後、残りの水分を外部加熱方式により乾燥させることが好ましい。乾燥の条件として、電磁波加熱方式にて、乾燥前の水分量に対して、３０〜９９質量％の水分を除いた後、外部加熱方式にて、３質量％以下の水分にすることが好ましい。電磁波加熱方式としては、誘電加熱乾燥が好ましく、外部加熱方式としては、熱風乾燥が好ましい。 It is preferable to dry the obtained honeycomb formed body. The drying method is not particularly limited, and examples thereof include an electromagnetic heating method such as microwave heating drying and high-frequency dielectric heating drying, and an external heating method such as hot air drying and superheated steam drying. Among these, the entire molded body can be dried quickly and uniformly without cracks, and after drying a certain amount of moisture with an electromagnetic heating method, the remaining moisture is dried with an external heating method. It is preferable to make it. As drying conditions, it is preferable to remove moisture of 30 to 99% by mass with respect to the amount of moisture before drying by an electromagnetic heating method, and then to make the moisture to 3% by mass or less by an external heating method. As the electromagnetic heating method, dielectric heating drying is preferable, and as the external heating method, hot air drying is preferable.
ハニカム成形体の中心軸方向長さが、所望の長さではない場合は、両端面（両端部）を切断して所望の長さとすることが好ましい。切断方法は特に限定されないが、丸鋸切断機等を用いる方法を挙げることができる。 When the length in the central axis direction of the honeycomb formed body is not a desired length, it is preferable that both end faces (both end portions) are cut to a desired length. The cutting method is not particularly limited, and examples thereof include a method using a circular saw cutting machine.
次に、電極接続用突起部形成用部材を作製することが好ましい。電極接続用突起部形成用部材は、ハニカム成形体に貼り付けられて、焼成され、電極接続用突起部となるものである。電極接続用突起部形成用部材の形状は、特に限定されないが、例えば、図１Ａ、図１Ｂに示す電極接続用突起部５のような形状に形成することが好ましい。そして、得られた電極接続用突起部形成用部材を、ハニカム成形体に貼り付けることが好ましい。尚、ハニカム成形体の作製、及び電極接続用突起部形成用部材の作製の、順序はどのような順序でもよい。
Next, it is preferable to produce an electrode connecting projection forming member. The electrode connection protrusion forming member is attached to the honeycomb formed body and fired to become an electrode connection protrusion. The shape of the electrode connection protrusion forming member is not particularly limited, but it is preferable to form the
電極接続用突起部形成用部材は、電極接続用突起部形成原料（電極接続用突起部形成用部材を形成するための原料）を成形、乾燥して得ることが好ましい。電極接続用突起部の主成分を、炭化珪素及び珪素とする場合、電極接続用突起部形成原料は、炭化珪素粉末及び珪素粉末に、所定の添加物を添加し、混練して形成することが好ましい。 The electrode connection protrusion forming member is preferably obtained by molding and drying an electrode connection protrusion forming raw material (raw material for forming the electrode connection protrusion forming member). When the main components of the electrode connecting protrusions are silicon carbide and silicon, the electrode connecting protrusion forming raw material may be formed by adding a predetermined additive to silicon carbide powder and silicon powder and kneading them. preferable.
具体的には、炭化珪素粉末（炭化珪素）に、金属珪素（金属珪素粉末）、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を添加して、混練して電極接続用突起部形成原料を作製する。炭化珪素粉末の質量と金属珪素の質量との合計に対して、金属珪素の質量が２０〜４０質量％となるようにすることが好ましい。炭化珪素粒子及び金属珪素の合計質量は、電極接続用突起部形成原料全体の質量に対して５０〜８５質量％であることが好ましい。 Specifically, metal silicon (metal silicon powder), a binder, a surfactant, a pore former, water, and the like are added to silicon carbide powder (silicon carbide) and kneaded to obtain a projection forming raw material for electrode connection. Make it. It is preferable that the mass of the metal silicon is 20 to 40% by mass with respect to the total of the mass of the silicon carbide powder and the mass of the metal silicon. The total mass of the silicon carbide particles and the metal silicon is preferably 50 to 85% by mass with respect to the total mass of the electrode connection protrusion forming raw material.
バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。バインダの含有量は、電極接続用突起部形成原料全体に対して１〜１０質量％であることが好ましい。 Examples of the binder include methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, hydroxypropoxyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and polyvinyl alcohol. Among these, it is preferable to use methyl cellulose and hydroxypropoxyl cellulose in combination. The content of the binder is preferably 1 to 10% by mass with respect to the entire electrode connection protrusion forming raw material.
水の含有量は、電極接続用突起部形成原料全体に対して１５〜３０質量％であることが好ましい。 The water content is preferably 15 to 30% by mass with respect to the entire electrode connecting projection forming raw material.
界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、電極接続用突起部形成原料全体に対して２質量％以下であることが好ましい。 As the surfactant, ethylene glycol, dextrin, fatty acid soap, polyalcohol and the like can be used. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. The content of the surfactant is preferably 2% by mass or less with respect to the entire electrode connection protrusion forming raw material.
造孔材としては、焼成後に気孔となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、グラファイト、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、シリカゲル等を挙げることができる。造孔材の含有量は、電極接続用突起部形成原料全体に対して１０質量％以下であることが好ましい。造孔材の平均粒子径は、１０〜３０μｍであることが好ましい。１０μｍより小さいと、気孔を十分形成できないことがある。３０μｍより大きいと、成形時に口金に詰まることがある。造孔材の平均粒子径はレーザー回折方法で測定した値である。 The pore former is not particularly limited as long as it becomes pores after firing, and examples thereof include graphite, starch, foamed resin, water absorbent resin, and silica gel. The pore former content is preferably 10% by mass or less with respect to the entire electrode connection projection forming raw material. The average particle diameter of the pore former is preferably 10 to 30 μm. If it is smaller than 10 μm, pores may not be formed sufficiently. If it is larger than 30 μm, the die may be clogged during molding. The average particle diameter of the pore former is a value measured by a laser diffraction method.
次に、炭化珪素粉末（炭化珪素）、金属珪素（金属珪素粉末）、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を混合して得られた混合物を混練して、電極接続用突起部形成原料とすることが好ましい。混練の方法は特に限定されず、例えば、混練機を用いることができる。 Next, a mixture obtained by mixing silicon carbide powder (silicon carbide), metal silicon (metal silicon powder), a binder, a surfactant, a pore former, water, and the like is kneaded to form an electrode connection protrusion. It is preferable to use as a raw material. The method of kneading is not particularly limited, and for example, a kneader can be used.
得られた電極接続用突起部形成原料を成形して、電極接続用突起部形成用部材の形状にする方法は特に限定されず、押し出し成形後に加工する方法等を挙げることができる。 There is no particular limitation on the method of molding the obtained electrode connection projection forming raw material into the shape of the electrode connection projection formation member, and examples thereof include a method of processing after extrusion molding.
電極接続用突起部形成原料を成形して、電極接続用突起部形成用部材の形状にした後に、乾燥させて、電極接続用突起部形成用部材を得ることが好ましい。乾燥条件は、５０〜１００℃とすることが好ましい。 It is preferable to form the electrode connection protrusion forming raw material into the shape of the electrode connection protrusion formation member and then dry the electrode connection protrusion formation member to obtain the electrode connection protrusion formation member. The drying conditions are preferably 50 to 100 ° C.
次に、電極接続用突起部形成用部材を、ハニカム成形体に貼り付けることが好ましい。電極接続用突起部形成用部材をハニカム成形体に貼り付ける方法は、特に限定されないが、上記電極接続用突起部形成原料又はこれを水で希釈した原料を用いて電極接続用突起部形成用部材をハニカム成形体に貼り付けることが好ましい。電極接続用突起部形成用部材をハニカム成形体に貼り付ける際には、「底面が台形の四角柱状」の電極接続用突起部形成用部材の、「当該低面に直交する断面における台形の上底」に相当する面を、ハニカム成形体に接触させるようにして貼り付けることが好ましい。 Next, the electrode connecting protrusion forming member is preferably attached to the honeycomb formed body. The method for attaching the electrode connection protrusion forming member to the honeycomb formed body is not particularly limited, but the electrode connection protrusion forming member using the electrode connection protrusion forming raw material or the raw material diluted with water is used. Is preferably attached to the honeycomb formed body. When affixing the electrode connecting protrusion forming member to the honeycomb formed body, the electrode connecting protrusion forming member having a “bottom-shaped trapezoidal bottom” is connected to the top of the trapezoid in the cross section perpendicular to the lower surface. The surface corresponding to the “bottom” is preferably attached so as to be in contact with the honeycomb formed body.
そして、電極接続用突起部形成用部材が貼り付けられたハニカム成形体を乾燥し、焼成して、本発明のハニカム構造体とすることが好ましい。 Then, it is preferable that the honeycomb formed body to which the electrode connecting protrusion forming member is attached is dried and fired to obtain the honeycomb structure of the present invention.
このときの乾燥条件は、５０〜１００℃とすることが好ましい。また、焼成の前に、バインダ等を除去するため、仮焼成を行うことが好ましい。仮焼成は大気雰囲気において、２００〜５００℃で、０．５〜２０時間行うことが好ましい。仮焼成及び焼成の方法は特に限定されず、電気炉、ガス炉等を用いて焼成することができる。焼成条件は、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気において、１４００〜１６００℃で、１〜２０時間加熱することが好ましい。また、焼成後、耐久性向上のために、１２００〜１３５０℃で、１〜１０時間、酸素化処理を行うことが好ましい。 The drying conditions at this time are preferably 50 to 100 ° C. Moreover, in order to remove a binder etc. before baking, it is preferable to perform temporary baking. Pre-baking is preferably performed at 200 to 500 ° C. for 0.5 to 20 hours in an air atmosphere. The method of temporary baking and baking is not particularly limited, and baking can be performed using an electric furnace, a gas furnace, or the like. Firing conditions are preferably heated at 1400 to 1600 ° C. for 1 to 20 hours in an inert atmosphere such as nitrogen or argon. Moreover, after baking, in order to improve durability, it is preferable to perform oxygenation treatment at 1200 to 1350 ° C. for 1 to 10 hours.
尚、電極接続用突起部形成用部材は、ハニカム成形体を焼成する前に貼り付けてもよいし、焼成した後に貼り付けてもよい。電極接続用突起部形成用部材を、ハニカム成形体を焼成した後に貼り付けた場合は、その後に、上記条件によって再度焼成することが好ましい。 The electrode connecting protrusion forming member may be attached before firing the honeycomb formed body or may be attached after firing. When the electrode connecting protrusion forming member is attached after the honeycomb formed body is fired, it is preferably fired again under the above conditions.
図１０に示すように、接続具１が取り付けられたセラミックハニカム構造体（本発明の電極接続構造の一の実施形態を有するセラミックハニカム構造体）７００は、缶体７１に収納され、接続具１は、缶体７１に配設された電極７２に、リード線１２によって接続されることが好ましい。図１０は、缶体７１に収納された、本発明の電極接続構造の一の実施形態を有するセラミックハニカム構造体７００の、断面を示す模式図である。
As shown in FIG. 10, a ceramic honeycomb structure 700 (a ceramic honeycomb structure having one embodiment of the electrode connection structure of the present invention) 700 to which the
接続具１が取り付けられたセラミックハニカム構造体７００は、外周に充填材７３を配設した状態で、缶体７１内に収納されている。また、ハニカム構造体７００は、留め具７４によって、缶体７１内で動かないように固定されている。缶体７１は、ガスＧが流入する入口７１ａ及びガスＧが流出する出口７１ｂとを有する筒状体である。缶体７１の材質としては、特に限定されないが、ステンレス鋼、鉄等を挙げることができる。また、電極としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。また、充填材７３としては、特に限定されないが、耐熱無機絶縁マット等を挙げることができる。
The
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.
（実施例１）
炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末とを８０：２０の質量割合で混合し、これに、焼結助剤として炭酸ストロンチウム、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロース、造孔材として吸水性樹脂を添加すると共に、水を添加して成形原料とし、成形原料を真空土練機により混練し、円柱状の坏土を作製した。バインダの含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに７質量部であり、炭酸ストロンチウムの含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計に対し１質量部であり、造孔材の含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに３質量部であり、水の含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに４２質量部であった。炭化珪素粉末の平均粒子径は２０μｍであり、金属珪素粉末の平均粒子径は６μｍであった。また、造孔材の平均粒子径は、２０μｍであった。炭化珪素、金属珪素及び造孔材の平均粒子径は、レーザー回折法で測定した値である。
Example 1
Silicon carbide (SiC) powder and metal silicon (Si) powder are mixed at a mass ratio of 80:20, and strontium carbonate as a sintering aid, hydroxypropyl methylcellulose as a binder, and a water absorbent resin as a pore former. In addition to the addition, water was added to form a forming raw material, and the forming raw material was kneaded with a vacuum kneader to prepare a cylindrical clay. The binder content is 7 parts by mass when the total of silicon carbide (SiC) powder and metal silicon (Si) powder is 100 parts by mass, and the content of strontium carbonate is silicon carbide (SiC) powder and metal silicon ( Si) powder is 1 part by mass, and the pore former content is 3 parts by mass when the total of silicon carbide (SiC) powder and metal silicon (Si) powder is 100 parts by mass, The content of was 42 parts by mass when the total of silicon carbide (SiC) powder and metal silicon (Si) powder was 100 parts by mass. The average particle diameter of the silicon carbide powder was 20 μm, and the average particle diameter of the metal silicon powder was 6 μm. Moreover, the average particle diameter of the pore former was 20 μm. The average particle diameters of silicon carbide, metal silicon and pore former are values measured by a laser diffraction method.
得られた円柱状の坏土を押出成形機を用いて成形し、ハニカム成形体を得た。得られたハニカム成形体を高周波誘電加熱乾燥した後、熱風乾燥機を用いて１２０℃で２時間乾燥し、両端面を所定量切断した。 The obtained columnar kneaded material was formed using an extrusion molding machine to obtain a honeycomb formed body. The obtained honeycomb formed body was dried by high-frequency dielectric heating and then dried at 120 ° C. for 2 hours using a hot air dryer, and both end surfaces were cut by a predetermined amount.
次に、ハニカム成形体に塗布した電極部形成原料を乾燥させた。乾燥条件は、７０℃とした。 Next, the electrode part forming raw material applied to the honeycomb formed body was dried. The drying conditions were 70 ° C.
次に、炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末とを６０：４０の質量割合で混合し、これに、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロースを添加すると共に、水を添加して、混合した。混合物を混練して電極接続用突起部形成原料とした。電極接続用突起部形成原料を、真空土練機を用いて坏土とした。バインダの含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに４質量部であり、水の含有量は炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末の合計を１００質量部としたときに２２質量部であった。炭化珪素粉末の平均粒子径は５２μｍであり、金属珪素粉末の平均粒子径は６μｍであった。炭化珪素及び金属珪素の平均粒子径は、レーザー回折法で測定した値である。 Next, silicon carbide (SiC) powder and metal silicon (Si) powder were mixed at a mass ratio of 60:40, to which hydroxypropylmethylcellulose was added as a binder, and water was added and mixed. The mixture was kneaded to obtain a projection forming raw material for electrode connection. The electrode connecting projection forming raw material was made into clay using a vacuum kneader. The binder content is 4 parts by mass when the total of silicon carbide (SiC) powder and metal silicon (Si) powder is 100 parts by mass, and the water content is silicon carbide (SiC) powder and metal silicon (Si ) When the total powder was 100 parts by mass, it was 22 parts by mass. The average particle diameter of the silicon carbide powder was 52 μm, and the average particle diameter of the metal silicon powder was 6 μm. The average particle diameter of silicon carbide and metal silicon is a value measured by a laser diffraction method.
得られた坏土を、真空土練機を用いて成形し、図１Ａ、図１Ｂに示される電極接続用突起部５のような形状に加工し、乾燥して、電極接続用突起部形成用部材を得た。電極接続用突起部形成用部材の形状は、底面が台形（線対象の台形）の四角柱状であった。また、乾燥条件は、７０℃とした。電極接続用突起部形成用部材は２つ作製した。
The obtained clay is formed using a vacuum kneader, processed into a shape like the
次に、２つの電極接続用突起部形成用部材のそれぞれを、ハニカム成形体に貼り付けた。電極接続用突起部形成用部材は、電極接続用突起部形成原料を用いて、ハニカム成形体に貼り付けた。電極接続用突起部形成用部材をハニカム成形体に貼り付ける際には、「底面が台形の四角柱状」の電極接続用突起部形成用部材の、「当該低面に直交する断面における台形の上底」に相当する面を、ハニカム成形体に接触させるようにして貼り付けた。その後、電極接続用突起部形成用部材を貼り付けたハニカム成形体を、脱脂し、焼成し、更に酸化処理してハニカム構造体を得た。脱脂の条件は、５５０℃で３時間とした。焼成の条件は、アルゴン雰囲気下で、１４５０℃、２時間とした。酸化処理の条件は、１３００℃で１時間とした。 Next, each of the two electrode connecting protrusion forming members was attached to the honeycomb formed body. The electrode connecting protrusion forming member was attached to the honeycomb formed body using the electrode connecting protrusion forming raw material. When affixing the electrode connecting protrusion forming member to the honeycomb formed body, the electrode connecting protrusion forming member having a “bottom-shaped trapezoidal bottom” is connected to the top of the trapezoid in the cross section perpendicular to the lower surface. The surface corresponding to the “bottom” was pasted so as to be in contact with the honeycomb formed body. Thereafter, the honeycomb formed body to which the electrode connecting protrusion forming member was attached was degreased, fired, and further oxidized to obtain a honeycomb structure. The degreasing conditions were 550 ° C. for 3 hours. The firing conditions were 1450 ° C. and 2 hours in an argon atmosphere. The conditions for the oxidation treatment were 1300 ° C. and 1 hour.
得られたハニカム構造体の隔壁の平均細孔径（気孔径）は８．６μｍであり、気孔率は４５％であった。平均細孔径および気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。また、ハニカム構造体の、隔壁の厚さは９０μｍであり、セル密度は９０セル／ｃｍ２であった。また、ハニカム構造体の底面は直径９３ｍｍの円形であり、ハニカム構造体のセルの延びる方向における長さは１００ｍｍであった。また、電極接続用突起部は、セラミックハニカム構造部に接する面が、直径７ｍｍの円形であり、先端部の面が、直径１０ｍｍの円形であり、「セラミックハニカム構造部に接する面から、先端部の面までの距離」が、１０ｍｍであった。電極接続用突起部を、底面が台形の四角柱としたときの、当該台形は、線対象の台形のままであった。 The average pore diameter (pore diameter) of the partition walls of the obtained honeycomb structure was 8.6 μm, and the porosity was 45%. The average pore diameter and porosity are values measured with a mercury porosimeter. The honeycomb structure had a partition wall thickness of 90 μm and a cell density of 90 cells / cm 2 . The bottom surface of the honeycomb structure was a circle having a diameter of 93 mm, and the length of the honeycomb structure in the cell extending direction was 100 mm. In addition, the electrode connecting protrusion has a circular shape with a diameter of 7 mm on the surface in contact with the ceramic honeycomb structure portion, and a circular surface with a diameter of 10 mm on the tip portion. The distance to the surface ”was 10 mm. The trapezoid when the electrode connecting projection was a square column with a trapezoidal bottom surface remained a line-shaped trapezoid.
次に、図１Ａ、図１Ｂに示されるような接続具１を作製した。接続具の接続部材は、２０ｍｍ×２０ｍｍの大きさで、厚さが１ｍｍの金属板を材料として形成した。接続部材の材質は、ステンレス鋼とした。接続部材の形成の際には接続部材を電極接続用突起部に取り付ける前は、接続部材は、胴部２と脚部３，３とが略９０°になるようにした。
Next, a
接続具のバネ部材は、コイル状のバネを用いた。バネ部材の構造は、直径０．５ｍｍの金属線が螺旋状に３回巻かれた構造とした。バネ部材の螺旋形状全体を円筒形であると想定したときの、底面の直径は、５ｍｍであり、中心軸方向の長さは７ｍｍであった。 A coil spring was used as the spring member of the connection tool. The structure of the spring member was a structure in which a metal wire having a diameter of 0.5 mm was spirally wound three times. When assuming that the entire spiral shape of the spring member is cylindrical, the diameter of the bottom surface was 5 mm, and the length in the central axis direction was 7 mm.
次に、図９に示すように、ハニカム構造体７００の２つの電極接続用突起部５に接続具１を接続し、接続具が取り付けられたセラミックハニカム構造体（本発明の電極接続構造を有するセラミックハニカム構造体）を作製した。電極接続構造は、図１Ａ，図１Ｂに示すような構造とした。電極接続用突起部５に接続具１を接続する際には、接続部材と電極接続用突起部との間にバネ部材が挟まれるようにして、接続具を電極接続用突起部に被せ、脚部を「かしめる」ことにより、接続具１を電極接続用突起部５に固定した。
Next, as shown in FIG. 9, the
得られた、接続具が取り付けられたセラミックハニカム構造体について、以下に示す方法で、冷熱加振試験を言った。また、耐熱衝撃性試験の前と後に、以下に示す方法で、通電試験を行った。 With respect to the obtained ceramic honeycomb structure to which the connection tool was attached, the thermal vibration test was performed by the method described below. In addition, before and after the thermal shock resistance test, an energization test was performed by the following method.
（冷熱加振試験）
日本ガイシ社製、冷熱加振試験機を用いて、加速度：３０Ｇ、周波数：２００Ｈｚ、試験時間：１００時間、冷熱条件：「１００℃から９００℃までの間を往復する」の条件で冷熱加振試験を実施し、破損の有無を確認した。
(Cooling vibration test)
Using a cold vibration tester manufactured by NGK, Inc., acceleration: 30 G, frequency: 200 Hz, test time: 100 hours, cooling condition: “reciprocating between 100 ° C. and 900 ° C.” A test was conducted to check for damage.
（通電試験）
まず、接続具が取り付けられたセラミックハニカム構造体の抵抗値を測定する。そして、冷熱加振試験後、接続具が取り付けられたセラミックハニカム構造体の抵抗を測定し、その変化を算出した。
(Energization test)
First, the resistance value of the ceramic honeycomb structure to which the connection tool is attached is measured. After the thermal vibration test, the resistance of the ceramic honeycomb structure to which the connector was attached was measured, and the change was calculated.
冷熱加振試験の結果、セラミックハニカム構造部と電極接続用突起部との間に亀裂等は生じなかった。また、電極接続用突起部と接続具との接続状態も、目視で、異常はなかった。また、冷熱加振試験の前と後に行った抵抗値測定では（通電試験）、抵抗値の変化がほとんど得られなかった（変化量１ｍΩ以下）。これにより、セラミックハニカム構造部と電極接続用突起部との間の電気的な接続状態、及び、電極接続用突起部と接続具との間の電気的な接続状態の、いずれも、異常がなかったことが分かる。 As a result of the thermal vibration test, no cracks or the like were generated between the ceramic honeycomb structure portion and the electrode connection projection. Further, the connection state between the electrode connecting projection and the connection tool was also not visually abnormal. Further, in the resistance value measurement performed before and after the thermal vibration test (energization test), almost no change in resistance value was obtained (variation of 1 mΩ or less). As a result, neither the electrical connection state between the ceramic honeycomb structure part and the electrode connection projection part nor the electrical connection state between the electrode connection projection part and the connector is abnormal. I understand that.
本発明の電極接続構造は、化学、電力、鉄鋼等の様々な分野において、内燃機関から排出される排ガスを浄化する触媒装置に好適に利用することができる。 The electrode connection structure of the present invention can be suitably used for a catalyst device for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine in various fields such as chemistry, electric power, and steel.
１：接続具、２：胴部、２ａ，２ｂ：縁部、２ｃ：一の面、３：脚部、３ａ，３ｂ：面（対向する面）、３ｃ：脚部（中央脚部）、４：バネ部材、５：電極接続用突起部、５ａ：端部（セラミックハニカム構造部に接する側の端部）、５ｂ：端部（セラミックハニカム構造部に接する側の端部に対して反対側の端部、先端部）、５ｃ：テーパー部、５ｅ：外側の面、６：接続部材、１１：セラミックハニカム構造部、１１ａ：外周壁、１２：リード線、２１：金属線、２２：バネ部材、４１：板部、４２：連結部、５１：隔壁、５２：セル、５３：外周壁、５４：セラミックハニカム構造部、６１：一方の端面、６２：他方の端面、７１：缶体、７２：電極、７３：充填材、７４：留め具、１００、２００，３００，４００，６００：電極接続構造、７００：セラミックハニカム構造体、Ｇ：ガス、Ｔ２：厚さ。
1: connector, 2: trunk, 2a, 2b: edge, 2c: one surface, 3: leg, 3a, 3b: surface (opposite surface), 3c: leg (center leg), 4 : Spring member, 5: electrode connecting projection, 5a: end (end on the side in contact with the ceramic honeycomb structure), 5b: end (on the side opposite to the end on the side in contact with the ceramic honeycomb structure) 5c: taper part, 5e: outer surface, 6: connecting member, 11: ceramic honeycomb structure part, 11a: outer peripheral wall, 12: lead wire, 21: metal wire, 22: spring member, 41: plate part, 42: connecting part, 51: partition, 52: cell, 53: outer peripheral wall, 54: ceramic honeycomb structure part, 61: one end face, 62: the other end face, 71: can body, 72: electrode 73: Filler 74:
Claims (8)
前記接続具が、一対の平行な縁部を有する導電性の板状の胴部、及び前記胴部における一対の縁部のそれぞれから前記胴部の一の面側に向かって延びるように配設された一対の導電性の板状の脚部を有する接続部材と、前記胴部の前記一の面に配設され前記一の面の法線方向に伸縮することができるバネ部材とを備え、
前記一対の脚部の対向する面が、前記電極接続用突起部のテーパー部の表面形状に対して相補的なテーパー形状を有し、
前記接続具が、前記バネ部材が押し縮められた状態で前記電極接続用突起部に被せられるとともに、前記一対の脚部の対向する面が、前記電極接続用突起部のテーパー部の表面に当接するようにして、前記一対の脚部が、前記電極接続用突起部のテーパー部に係合し、
前記バネ部材が伸びようとする弾性力により、前記一対の脚部の対向する面が前記電極接続用突起部のテーパー部の表面に押し付けられて、前記接続具が前記電極接続用突起部に固定された請求項１に記載の電極接続構造。 The electrode connecting protrusion has a tapered portion formed so as to expand in a direction from the end on the side in contact with the ceramic honeycomb structure to the end on the opposite side;
The connector is disposed so as to extend from each of the pair of edge portions of the body portion toward one surface side of the body portion, and a conductive plate-like body portion having a pair of parallel edges. A connection member having a pair of conductive plate-shaped legs, and a spring member that is disposed on the one surface of the body and can be expanded and contracted in the normal direction of the one surface,
The opposing surfaces of the pair of leg portions have a tapered shape complementary to the surface shape of the tapered portion of the electrode connecting projection,
The connector is placed on the electrode connecting projection with the spring member being compressed, and the opposing surfaces of the pair of leg portions abut the surface of the tapered portion of the electrode connecting projection. The pair of legs are engaged with the tapered portion of the electrode connecting projection,
The opposing surfaces of the pair of leg portions are pressed against the surface of the taper portion of the electrode connection protrusion by the elastic force of the spring member to extend, and the connector is fixed to the electrode connection protrusion. The electrode connection structure according to claim 1.
２つの前記電極接続用突起部が、前記セラミックハニカム構造部に接する側の端部から反対側の端部に向かう方向において拡開するように形成されたテーパー部を有し、
前記接続具が、一対の平行な縁部を有する導電性の板状の胴部と、前記胴部における前記一対の縁部のそれぞれ及び前記胴部における前記一対の縁部に平行であって前記胴部の中央の位置から、前記胴部の一の面側に向かって延びるように配設された３枚の導電性の板状の脚部と、を有する弾性変形可能な接続部材を備え、
前記接続具が、前記縁部に配設された前記２つの脚部が２つの前記電極接続用突起部のそれぞれのテーパー形状における外側の面に係合するとともに前記胴部の中央の位置に配設された脚部が２つの前記電極接続用突起部の間に差し込まれた状態で、前記電極接続用突起部に被せられ、前記接続部材の弾性力により、前記縁部に配設された２つの脚部の対向する面が２つの前記電極接続用突起部のそれぞれの外側に位置する前記外側の面を押圧することにより、前記接続具が前記電極接続用突起部に固定された請求項１に記載の電極接続構造。 The ceramic honeycomb structure is provided with two electrode connection protrusions arranged at intervals,
The two electrode connection protrusions have a tapered portion formed so as to expand in a direction from the end on the side in contact with the ceramic honeycomb structure portion toward the end on the opposite side;
The connection tool is parallel to the conductive plate-like body having a pair of parallel edges, the pair of edges in the body and the pair of edges in the body, and An elastically deformable connecting member having three conductive plate-like legs disposed so as to extend from a central position of the body portion toward one surface side of the body portion;
In the connector, the two legs disposed on the edge engage with the outer surfaces of the tapered shapes of the two electrode connection protrusions and are arranged at the center of the trunk. 2 is disposed on the edge portion by the elastic force of the connection member, with the leg portion provided being inserted between the two electrode connection projection portions and being covered with the electrode connection projection portion. 2. The connection tool is fixed to the electrode connection protrusion by pressing the outer surfaces located on the outer sides of the two electrode connection protrusions with opposing surfaces of the two leg portions. The electrode connection structure described in 1.
前記金属線が、前記２つのバネ部材を前記電極接続用突起部との間で挟んで縮めた状態で、前記電極接続用突起部の外周を取り囲むようにして前記電極接続用突起部に取り付けられ、
前記２つのバネ部材が伸びようとする弾性力によって前記金属線が押し広げられることにより、前記金属線が、前記電極接続用突起部を、前記バネ部材が前記金属線を押し広げる方向と直交する方向から挟むことによって、前記接続具が前記電極接続用突起部に固定された請求項１に記載の電極接続構造。 The connector comprises a flexible ring-shaped metal wire and two spring members arranged at equal intervals on the metal wire,
The metal wire is attached to the electrode connection projection so as to surround the outer periphery of the electrode connection projection with the two spring members sandwiched between the electrode connection projection and contracted. ,
The metal wire is pushed and spread by the elastic force of the two spring members to extend, so that the metal wire is perpendicular to the electrode connecting projection and the spring member is to push the metal wire. The electrode connection structure according to claim 1, wherein the connection tool is fixed to the electrode connection protrusion by being sandwiched from a direction.
前記枠体が、前記２つのバネ部材を前記電極接続用突起部との間で挟んで縮めた状態で、前記電極接続用突起部の外周を取り囲むようにして前記電極接続用突起部に取り付けられ、
前記２つのバネ部材が伸びようとする弾性力によって、前記接続具が前記電極接続用突起部に固定された請求項１に記載の電極接続構造。 The connector includes a conductive frame that can surround the electrode connection protrusion, and a pair of conductive spring members disposed on opposing surfaces of the frame,
The frame body is attached to the electrode connection protrusion so as to surround the outer periphery of the electrode connection protrusion with the two spring members sandwiched between the electrode connection protrusion and being contracted. ,
2. The electrode connection structure according to claim 1, wherein the connection tool is fixed to the electrode connection protrusion by an elastic force of the two spring members extending.
前記接続具が、前記２枚の板部が互いに離れる方向に弾性変形した状態で、前記電極接続用突起部の外周を取り囲むようにして前記電極接続用突起部に取り付けられ、
前記接続具の前記２枚の板部が、互いに近づく方向に変形しようとする弾性力により前記電極接続用突起部を押圧した状態で、前記電極接続用突起部を挟むことにより、前記接続具が前記電極接続用突起部に固定された請求項１に記載の電極接続構造。 The connecting device has two elastically deformable conductive plate portions arranged opposite to each other and spaced apart from each other, one end portion of the two plate portions, and the other A pair of connecting portions arranged to connect the ends,
The connection tool is attached to the electrode connection protrusion so as to surround the outer periphery of the electrode connection protrusion with the two plate portions elastically deformed in a direction away from each other.
By sandwiching the electrode connection protrusion in a state where the two plate portions of the connection tool press the electrode connection protrusion by an elastic force that tends to deform in a direction approaching each other, the connection tool is The electrode connection structure according to claim 1, wherein the electrode connection structure is fixed to the electrode connection protrusion.
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