JP2016186262A - 電気加熱式触媒コンバーター - Google Patents

Abstract

【課題】構成要素間の熱膨張率の差に起因した構成要素界面に生じ得る破損を解消することのできる電気加熱式触媒コンバーターを提供する。
【解決手段】触媒コート層を備えたセラミックス製の基材１と、基材１の表面に配設されるセラミックス製の電極膜２と、電極膜２に固定されるセラミックス製の電極端子３と、電極端子３に対してろう材４を介して取り付けられる外部電極５と、を備えた電気加熱式触媒コンバーター１０であって、ろう材４の熱膨張率は、電極端子３の熱膨張率以上でかつ外部電極５の熱膨張率以下となっており、電極端子３の熱膨張率は、ろう材４との取り付け箇所から電極膜２との取り付け箇所に向かって小さくなっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、排ガスの排気系統に配される電気加熱式触媒コンバーターに関するものである。

各種産業界においては、環境影響負荷低減に向けた様々な取り組みが世界規模でおこなわれており、中でも、自動車産業においては、燃費性能に優れたガソリンエンジン車は勿論のこと、ハイブリッド車や電気自動車等のいわゆるエコカーの普及とそのさらなる性能向上に向けた開発が日々進められている。

ところで、車両エンジンとマフラーを繋ぐ排ガスの排気系統には、常温時の排ガスを浄化することに加えて、冷寒時には電気加熱によって触媒を可及的速やかに活性化させて排ガスを浄化する電気加熱式触媒コンバーター（EHC:Electrically Heated Converter）が搭載されることがある。この電気加熱式触媒コンバーターは、排ガスの排気系統に配されたハニカム触媒にたとえば一対の電極を取り付け、これら一対の電極を電源を有する外部回路で繋いだ構成とし、電極に通電することでハニカム触媒を加熱し、ハニカム触媒の活性を高めてこれを通過する排ガスを無害化するものである。

ところで、上記する電気加熱式触媒コンバーターの一般的な構成を概説すると、中空を有する外管（金属ケース）と、この中空に配された触媒コート層を有するハニカム構造で発熱性の基材と、外管と基材の間に介層された絶縁性のマット（保持材）と、該マットのない領域において基材の表面に取付けられるたとえば一対の電極と、該一対の電極を繋ぐ外部回路とからなる構成を挙げることができ、この構成のハニカム構造体が特許文献１に開示されている。

より詳細には、基材の表面で電極が配設される箇所には基材全体に電流を可及的に等量に拡散させるための電極膜が形成され、この電極膜に設けられた開口部を介して基材の表面に電極端子が取付けられた構造を呈している。電極端子にはろう材を介して外部電極（リード端子）が取り付けられ、電源に通じるケーブルによって外部回路が構成されている。なお、電極膜に開口部を設けることなく、電極膜の表面に電極端子が取り付けられた形態もある。

このようにEHCの構成要素は触媒を担持したハニカム構造の基材、基材の表面に形成された電極膜、電極膜の表面に形成された電極端子と外部回路から構成されているが、この中でも基材には、大きく金属製のものとセラミックス製のものが存在している。このうち、金属製の基材では抵抗が低すぎるために、ハイブリッド車（HV）やプラグインハイブリット車（PHV）に適用するのが困難であることが分かっている。そこで、これらの環境対応車にも適用可能なセラミックス製の基材を具備するEHCの適用が主流となりつつある。

ここで、上記するEHCの構成要素である電極膜や電極端子、ハニカム構造の基材にはそれぞれ、以下で記載の作用や機能が要求される。

まず、電極膜には、集電体としての機能が要求され、そのためには基材よりも低い体積抵抗率を有することが望ましい。また、電流の拡散機能が要求され、このことによって基材全体の均等通電を促進できることが望ましく、そのために基材全体に可及的に等量の電流を拡散・整流できることが望ましい。また、基材の表面に取り付けられることから基材との接合界面には基材と同等以上の熱応力に対する強度を有していることが望ましく、そのためには接続強度が高いことに加えて、基材との熱変形量を可及的に少なくするべく基材と電極膜双方の熱膨張係数が近似しているのが望ましい。さらに熱衝撃への対応も考慮すると熱伝導率も基材以上のものがよく、耐環境信頼性の確保の観点から、高温酸化雰囲気下での体積抵抗の変化が小さいことが望ましい。なお、上記電極膜に要求される作用や機能は電極端子にもそのまま妥当する。

一方、ハニカム構造で発熱体である基材には、使用用途や投入電流および電圧に対して最適な抵抗値に制御可能であるのが望ましい。また、触媒の使用温度範囲である-30℃〜1000℃において抵抗の温度依存性が少なく、抵抗値の変化が少ないのが望ましい。また、耐酸化性が高いこと、耐熱衝撃性が高いことのほか、電極膜や電極端子との接合容易性を有しているのが望ましい。

ところで、上記するように、電極膜を備えた基材、電極端子、外部電極が相互に固定されてなる従来の電気加熱式触媒コンバーターにおいては、各構成要素の熱膨張率の差により、発生する熱応力が相違する。たとえば、SiC/Si系の基材の熱膨張率は4×10⁻⁶〜5×10⁻⁶/℃であり、SiC/Si系、MoSi₂系の電極端子の熱膨張率は4×10⁻⁶〜6×10⁻⁶/℃であり、Ni系のろう材の熱膨張率は14×10⁻⁶〜15×10⁻⁶/℃であり、SUS(20Cr-5Al)製の外部電極の熱膨張率は11×10⁻⁶〜12×10⁻⁶/℃である。

そのため、特に電極端子とろう材の間には熱膨張率に大きな差があることから、これらの界面にて熱応力の相違に起因した亀裂等の破損が生じる可能性があり、界面破損によって電気接続性能に対する信頼性が低下することになる。

特開２０１３−１９８８８７号公報

本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、構成要素間の熱膨張率の差に起因した構成要素界面に生じ得る破損を解消することのできる電気加熱式触媒コンバーターを提供することを目的とする。

前記目的を達成すべく、本発明による電気加熱式触媒コンバーターは、触媒コート層を備えたセラミックス製の基材と、前記基材の表面に配設されるセラミックス製の電極膜と、前記電極膜に固定されるセラミックス製の電極端子と、前記電極端子に対してろう材を介して取り付けられる外部電極と、を備えた電気加熱式触媒コンバーターであって、前記ろう材の熱膨張率は、前記電極端子の熱膨張率以上でかつ前記外部電極の熱膨張率以下となっており、前記電極端子の熱膨張率は、前記ろう材との取り付け箇所から前記電極膜との取り付け箇所に向かって小さくなっているものである。

セラミックス製の電極膜を備えた基材、セラミックス製の電極端子、ろう材、金属製の外部電極が電気加熱式触媒コンバーターの構成要素の場合、熱膨張率は一般に、基材、電極端子、ろう材、外部電極の順に大きくなる。本発明の電気加熱式触媒コンバーターは、電極端子の熱膨張率に分布を設け、電極端子の熱膨張率を、ろう材との取り付け箇所から電極膜との取り付け箇所に向かって小さくなるように傾斜させたことに特徴を有するものである。このように熱膨張率を傾斜させた構成により、電極端子における電極膜との取り付け箇所の熱膨張率と電極膜の熱膨張率の差を可及的に小さくし、かつ、電極端子におけるろう材との取り付け箇所の熱膨張率とろう材の熱膨張率の差も可及的に小さくすることができる。その結果、各構成要素の界面における熱膨張率の差に起因した破損を効果的に解消できるものである。

ここで、セラミックス製の基材は、通電性と発熱性を有し、三角形や四角形、六角形等の多数の孔を有した多孔質基材であり、一般にハニカム構造体と称されるものである。そして、基材の有する多数のセルの表面には、アルミナ等の酸化物担体に白金やパラジウム等の貴金属触媒が担持された触媒コート層が形成されている。なお、この基材には、その全体が一体に成形されたもののほかに、複数の分割体が既述する本発明の接合材によって接合された形態もある。

基材や電極膜、電極端子を形成するセラミックス素材としては、SiC、SiCとSiの複合材、SiCとMoSi₂の複合材、MoSi₂とSiの複合材などを挙げることができる。

また、ろう材側から電極膜側へ熱膨張率が小さくなるように傾斜した電極端子の実施の形態としては、熱膨張率が徐々に傾斜している形態のほか、熱膨張率の異なる２層構造、３層構造等の多層構造の形態を挙げることができる。熱膨張率が徐々に傾斜している形態の作成方法としては、例えばある種類の原料粉を振動により圧密化した後、別の種類の原料粉を供給して振動にて圧密化し、その後に焼成することで一層目と二層目が混ざり合い、熱膨張率が徐々に傾斜している形態を形成することができる。

ここで、電気加熱式触媒コンバーターの各構成要素の熱膨張率に関し、前記電極端子の熱膨張率のうち、前記ろう材との取り付け箇所の熱膨張率は6×10⁻⁶〜9×10⁻⁶/℃であり、前記ろう材の熱膨張率は7×10⁻⁶〜10×10⁻⁶/℃であり、前記外部電極の熱膨張率は9×10⁻⁶〜12×10⁻⁶/℃であるのが好ましい。

特に、前記電極端子の前記ろう材との取り付け箇所の熱膨張率とろう材の熱膨張率の差、および、前記ろう材の熱膨張率と前記外部電極の熱膨張率の差がいずれも2×10⁻⁶以内である場合に、各構成要素の界面破壊が効果的に抑制される。なお、望ましくは、隣接する構成要素の熱膨張率の差がいずれも1×10⁻⁶以内である。

また、前記ろう材がTi系ろう材であり、熱膨張率が9×10⁻⁶〜10×10⁻⁶/℃であるのが好ましい。

ここで、Ti系ろう材とは、Tiを主成分として、その他、Cu、Ni、Zr、Cr、Al等が含有された素材からなるろう材や、主たるTi層の表面にNiやCu等からなる表層を備えたクラッド型のTi系ろう材を包含するものである。外部電極がSUS製の場合にはNi素材の最表層によって外部電極との濡れ性が良好になり、ヤング率の低いCu層によって内部応力緩和を図ることができる。

また、Ti系ろう材とセラミックス製の電極端子の接合の際に該電極端子にろう材が含浸されることで、これらの界面には、ろう材の熱膨張率と電極端子のろう材側の熱膨張率の中間の熱膨張率を有する界面層が形成され、このことによっても、ろう材と電極端子の熱膨張率の相違に起因した界面破壊を抑制することができる。

さらに、本発明者等によれば、様々な素材のろう材、具体的には、Ni系ろう材、Ag系ろう材、活性Ag系ろう材、Ti系ろう材、Po系ろう材を使用して電極端子や外部電極とのろう付性を検証した結果、セラミックス製の電極端子とたとえばSUS製の外部電極の双方に対するTi系ろう材のろう付性が極めて良好であることが実証されている。

また、外部電極に関しては、耐酸化性と熱膨張率の観点からSUS(19Cr-2Mo系) 、SUS(20Cr-5Al系)から形成されている外部電極を適用するのが好ましい。

以上の説明から理解できるように、本発明の電気加熱式触媒コンバーターによれば、電極端子の熱膨張率を、ろう材との取り付け箇所から電極膜との取り付け箇所に向かって小さくなるように傾斜させたことにより、構成要素間の熱膨張率の差に起因した構成要素界面に生じ得る破損を解消でき、電気接続性能に対する信頼性の高い電気加熱式触媒コンバーターとなる。

本発明の電気加熱式触媒コンバーター（EHC）の実施の形態を説明した模式図である。 （ａ）は印加電流の流れを説明した斜視図であり、（ｂ）は印加電流の流れを説明した断面図である。 電極端子とろう材、および外部電極を拡大して示した図である。 （ａ）は実施例の電極端子、ろう材および外部電極を拡大した写真図であり、（ｂ）はろう材による接続箇所を拡大した写真図である。 耐久試験後の電極端子、ろう材および外部電極の写真図である。

以下、図面を参照して、本発明の電気加熱式触媒コンバーターの実施の形態を説明する。なお、図示する電極端子は３層構造の形態であるが、その他の多層構造の電極端子であってもよいし、多層構造でなくて熱膨張率が徐々に傾斜した電極端子であってもよいことは勿論のことである。

（電気加熱式触媒コンバーターの実施の形態）
図１は本発明の電気加熱式触媒コンバーター（EHC）の実施の形態を説明した模式図であり、図２（ａ）は印加電流の流れを説明した斜視図であり、図２（ｂ）は印加電流の流れを説明した断面図である。また、図３は電極端子とろう材、および外部電極を拡大して示した図である。

図示する電気加熱式触媒コンバーター１０は、排ガスの排気系統、より具体的には、不図示のエンジン、電気加熱式触媒コンバーター１０（EHC）、不図示の三元触媒コンバーター、および不図示のサブマフラーとメインマフラーが順に配され、相互に系統管で繋がれている排気系統内に組み込まれるものである。エンジンを始動させた際に、可及的速やかに電気加熱式触媒コンバーター１０を構成する貴金属触媒を所定温度まで加熱昇温し、エンジンから流通してくる排ガスをこの貴金属触媒にて浄化し、電気加熱式触媒コンバーター１０で浄化しきれなかった排ガスはその下流に位置する三元触媒浄化装置にて浄化されるようになっている。

電気加熱式触媒コンバーター１０は、金属製の外管７（金属ケース）、外管７の中空に不図示のマット（保持材）を介して固定され、不図示の触媒コート層をセル壁１ａの表面に具備するハニカム構造の基材１、基材１の表面に配設されて一対の電極を構成する電極膜２，２とその内側に配設された電極端子３，３、それぞれの電極端子３，３に対してろう材４を介して取り付けられた外部電極５，５、外部電極５，５間を繋ぐケーブル６ａおよびケーブル６ａの途中に介在する電源６ｂからなる外部回路６、からその全体が大略構成されている。

外管７はその内部に発熱性の基材１を収容できる中空を有する筒状のものであればその形状は任意であり、収容される基材１の形状に応じて円筒状のもの、角筒状のものなどを適用できる。

基材１には、多数のセル壁１ａからなるハニカム構造の排ガス流路が形成され、セル壁１ａには不図示の触媒コート層が形成されている。この触媒コート層は、アルミナ(Al₂O₃)等の酸化物にパラジウム(Pd)やロジウム(Rh)、白金(Pt)等の白金族元素や白金族元素化合物、あるいはそれ以外の貴金属やその化合物をアルミナやセリアジルコニア系の複合酸化物（CeO₂−ZrO₂）に担持させ、これをアルミナゾルや水とともに調整してなるスラリーを基材骨格に対し、含浸法やイオン交換法、ゾルゲル法、ウォッシュコート法などを適用して形成したものである。

排ガスの排気系統の上流側から流下してきた（Ｘ方向）排ガスは、多数のセル壁１ａから構成された排ガス流路を流通する過程で貴金属触媒の活性によって浄化され、浄化された排ガスは電気加熱式触媒コンバーター１０から排気系統の下流側に流通していく。

基材１の表面のうち、上下一対の電極形成箇所には電極膜２が形成され、電極膜２に開設された開口２ａを介して電極端子３が基材１の表面に固定されている。

電極端子３にはろう材４を介して外部電極５が装着され、上下２つの外部電極５，５に電源６ｂが介在するケーブル６ａが繋がれて外部回路６を形成している。

図２（ａ）で示すように、エンジン始動の際に電源６ｂをON制御すると、基材１の中央に位置する電極端子３に通電され（Ｙ１方向）、図２（ｂ）で示すように基材１の断面内の直径経路を流れるパス（Ｙ５方向）と、電極端子３の周囲の電極膜２を介して（Ｙ２方向）基材１の断面内を直線的に流れ（Ｙ６方向）、対向する側の電極膜２を介して（Ｙ３方向）対向する電極端子３に流通する（Ｙ４方向）パスが形成される。

このように、電極膜２は電流の拡散機能を有しており、基材１全体における可及的に均等な通電を図り、等量電流の拡散と整流を図るものである。

なお、外管７と基材１の間に介層される不図示の絶縁性のマットは、絶縁性のほかにも耐熱性や強度に優れたアルミナ等を素材とするセラミックス繊維シートから形成することができる。

次に、図３を参照して、電極端子３の構成を詳細に説明するとともに、各構成要素の素材や熱膨張率について説明する。

まず、基材１、電極膜２および電極端子３はいずれもセラミックス素材からなり、SiC、SiCとSiの複合材、SiCとMoSi₂の複合材などから形成されている。

図３で示すように、電極端子３はろう材４側から順に、第一層３ａ、第二層３ｂ、第三層３ｃの３層構造を呈しており、第一層３ａの熱膨張率が最も大きく、第二層３ｂ、第三層３ｃの順に熱膨張率が小さくなっている。

基材１および電極膜２の熱膨張率は4×10⁻⁶〜5×10⁻⁶/℃程度であり、ろう材の熱膨張率は7×10⁻⁶〜10×10⁻⁶/℃、外部電極５の熱膨張率は9×10⁻⁶〜12×10⁻⁶/℃である。

一方、電極端子３を構成する各層の熱膨張率は、第三層３ｃの熱膨張率が5×10⁻⁶〜6×10⁻⁶/℃程度であり、第二層３ｂの熱膨張率が6×10⁻⁶〜8×10⁻⁶/℃程度であり、第一層３ａの熱膨張率が8×10⁻⁶〜9×10⁻⁶/℃程度である。

ここで、第二層３ｂと第一層３ａを「ろう材側の電極端子」と称した場合に、この領域の熱膨張率は6×10⁻⁶〜9×10⁻⁶/℃となり、7×10⁻⁶〜10×10⁻⁶/℃の熱膨張率を有するろう材４と同程度の熱膨張率となり、もしくは双方の熱膨張率の差は極めて少なくなる。

また、第三層３ｃを「電極膜側の電極端子」と称した場合に、この領域の熱膨張率は5×10⁻⁶〜6×10⁻⁶/℃程度であることから、4×10⁻⁶〜5×10⁻⁶/℃程度の熱膨張率の電極膜２と同程度の熱膨張率となり、もしくは双方の熱膨張率の差も極めて少なくなる。

このように、電極端子３を三層構造として熱膨張率を傾斜させたことにより、電極端子３が接続される電極膜２とろう材４の熱膨張率を同程度、もしくは双方の熱膨張率の差をいずれも少なくすることができ、これら隣接構成要素間における熱膨張率差（による熱変形量差）に起因した界面破壊が効果的に解消される。

なお、電極端子３の各層の厚みとしては、第一層３ａの厚みを0.8mm程度かそれ以下、第二層３ｂの厚みを0.7mm程度かそれ以下、第三層３ｃの厚みを1.3mm程度かそれ以下に設定できる。

電極膜２と電極端子３、電極端子３とろう材４の間の熱膨張率差はいずれも2×10⁻⁶以内となっており、1×10⁻⁶以内に設定することも可能になり、さらには、熱膨張率差をゼロにすることも可能になる。

ろう材４には、Tiを主成分として、その他、Cu、Ni、Zr、Cr、Al等が含有された素材からなるろう材や、クラッド型のTi系ろう材が適用される。後者の具体例としては、中央にTi層があり、最表層にNi層があり、Ni層とTi層の間にCu層がある形態（60Ti15Cu25Ni）や、最表層にNi層があり、Ni層とTi層の間にCu層、Zr層がある形態（40Ti20Zr20Cu20Ni）などが挙げられる。

最表層にNi層が存在することで、SUS製の外部電極５との濡れ性が良好になる。その一方で熱膨張率とヤング率が高く（熱膨張率：13.4×10⁻⁶、ヤング率：200GPa）なることから、最表層は可及的に薄層にするのがよい。また、Cuはヤング率が低い（ヤング率：128GPa）ので内部応力緩和に繋がるが、熱膨張率が高い（熱膨張率：16.5×10⁻⁶）ことから、やはりCu層も可及的に薄層にするのがよい。

主素材であるTiは、熱膨張率が電極端子３の第一層３ａに近くなり（熱膨張率：8.6×10⁻⁶）、ヤング率は低く（ヤング率：116GPa）、応力緩和層として作用する。さらに、セラミックスとの反応性も高く、濡れ性も良好である。なお、このようなクラッド型のTi系ろう材４の厚みとしては、Ni層、Cu層の厚みをともに2〜3μm程度、Ti層の厚みを32〜38μm程度に設定できる。

一方、外部電極５はSUS(19Cr-2Mo系)から形成されており、従来のSUS(20Cr-5Al)製に比して熱膨張率が小さくなり、ろう材４の熱膨張率に近似させることができる。

（実施例）
本発明者等は、以下の方法で３層構造の電極端子を製作し、さらに、電極端子と外部電極をろう材にて接続して実施例にかかる電気加熱式触媒コンバーターを製作した。

＜電極端子の作成＞
MoSi₂/Si系材料の多層構造の電極端子の製作プロセスは、原料粉末を用意し、原料粉末のスラリー化を図り、スラリーをスプレードライし、顆粒化し、成形し、脱脂と焼成をおこなって所定形状の電極端子を製作するものである。

まず、平均粒子径D50約数(μm)（例えば約6μm）のMoSi原料粉末と平均粒子径D50約数(μm)（例えば約8μm） のSi原料粉末をそれぞれ、多層構成の成分になるように所定量秤量し、均一混合粉末を作製した。

製作された混合粉末に有機バインダ（例えばPVA）を加え溶媒である水に混合してスラリーを作製した。

製作されたスラリーを用いて、スプレードライヤーにより、所定の条件にて多層構成の成分比で平均粒子径D50約50(μm)の球状の造粒粉を作製した。

製作された造粒粉を用いて、各層毎に所定量の顆粒をプレス成形金型に投入し、下段の層から順次予備成形した。全ての予備成形が完了した後、電極端子として本成形した。

作製された成形体を用いて、有機バインダを除去するために脱脂した。ここで、脱脂条件は、減圧雰囲気下、約300〜600(℃)の温度範囲とした。

脱脂後の成形体を焼成して焼結体を得た。ここで、焼結の条件は、不活性雰囲気下、Siの融点（1414℃）近傍温度とした。Siの溶融を介して焼結体を得た。

＜電極端子と外部電極の接続＞
以上で製作したセラミック製の多層構造の電極端子とSUS製の外部電極の間に、所定量の箔状のろう材を挟み込んだ。ろう材と電極端子および外部電極との接着性が不良の場合は、有機接着剤にて借り止めをおこなうのがよい。なお、有機バインダーを含むペースト状のろう材を適用する場合は、ペースト自体で仮止めが可能である。

真空雰囲気下もしくは不活性雰囲気（Arガス）下、所定のろう付け温度（900〜1000℃）にて所定時間曝し、ろう材を介して電極端子と外部電極を接合した。ここで、ろう付け時間は、ろう材が溶融し、更に電極端子の上段部に拡散しているのを確認することによって決定される時間である。

図４（ａ）は実施例の電極端子、ろう材および外部電極を拡大した写真図であり、図４（ｂ）はろう材による接続箇所を拡大した写真図である。各図より、ろう材が電極端子の上面に十分に拡散していることが分かる。このことにより、ろう材の熱膨張率と電極端子の上層の熱膨張率の中間の熱膨張率の層を形成することができ、電極端子とろう材の良好な接合性を保証することができる。

＜電気加熱式触媒コンバーターの製作＞
焼成後のセラミックハニカム基材（SiC/Si）上に、セラミック製の電極膜用組成ペーストをたとえばスクリーン印刷し、その上に焼成後のセラミック電極端子（MoSi2/Si）を仮接着し、約1250℃以上の温度範囲において不活性ガス雰囲気（Arガス等）下で焼成した。その後、SUS製の外部電極とセラミック製の多層構造の電極端子の上層との間にTi系ろう材を挟み、約900〜1000℃にて不活性ガス雰囲気下でろう付けした。 その後の組み付けは、通常の触媒基材をキャニングする方法で実施例にかかる電気加熱式触媒コンバーターを製作した。

＜冷熱サイクル後の耐久試験とその結果＞
本発明者等は、上記方法で製作された電極端子と外部電極がろう材を介して接続されてなる電気加熱式触媒コンバーターを試作し、酸化雰囲気下で、200℃と850℃の冷熱雰囲気を繰り返すサイクル試験を実施した。サイクル試験後、耐久試験（熱衝撃試験）を実施し、電極端子とろう材、外部電極の接続状態を確認した。図５は耐久試験後の電極端子、ろう材および外部電極の写真図である。

図５より、熱衝撃試験後においても、ろう材を介した電極端子と外部電極の接続状態が維持されていることが確認できた。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

１…ハニカム構造の基材、１ａ…セル壁、２…電極膜、３…電極端子、４…ろう材、５…外部電極、６…外部回路、６ａ…ケーブル、６ｂ…電源、７…外管（金属ケース）、１０…電気加熱式触媒コンバーター（EHC）

Claims (6)

1. 触媒コート層を備えたセラミックス製の基材と、
   前記基材の表面に配設されるセラミックス製の電極膜と、
   前記電極膜に固定されるセラミックス製の電極端子と、
   前記電極端子に対してろう材を介して取り付けられる外部電極と、を備えた電気加熱式触媒コンバーターであって、
   前記ろう材の熱膨張率は、前記電極端子の熱膨張率以上でかつ前記外部電極の熱膨張率以下となっており、
   前記電極端子の熱膨張率は、前記ろう材との取り付け箇所から前記電極膜との取り付け箇所に向かって小さくなっている電気加熱式触媒コンバーター。
2. 前記電極端子の熱膨張率のうち、前記ろう材との取り付け箇所の熱膨張率は6×10⁻⁶〜9×10⁻⁶/℃であり、
   前記ろう材の熱膨張率は7×10⁻⁶〜10×10⁻⁶/℃であり、
   前記外部電極の熱膨張率は9×10⁻⁶〜12×10⁻⁶/℃である請求項１に記載の電気加熱式触媒コンバーター。
3. 前記電極端子の前記ろう材との取り付け箇所の熱膨張率とろう材の熱膨張率の差、および、前記ろう材の熱膨張率と前記外部電極の熱膨張率の差がいずれも2×10⁻⁶以内である請求項１または２に記載の電気加熱式触媒コンバーター。
4. 前記ろう材がTi系ろう材であり、熱膨張率が9×10⁻⁶〜10×10⁻⁶/℃である請求項１〜３のいずれかに記載の電気加熱式触媒コンバーター。
5. 前記電極端子は、熱膨張率の異なる多層構造を呈している請求項１〜４のいずれかに記載の電気加熱式触媒コンバーター。
6. 前記外部電極がSUS(19Cr-2Mo系) もしくはSUS(20Cr-5Al系)から形成されている請求項１〜５のいずれかに記載の電気加熱式触媒コンバーター。

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