通电加热式催化装置及其制造方法与流程

本发明涉及通电加热式催化装置及其制造方法。

背景技术：
近年来，作为净化从汽车等的发动机排出的排气(废气)的排气净化装置，通电加热式催化剂(EHC：ElectricallyHeatedCatalyst)装置受到关注。在EHC中，即使是在如发动机刚起动后等那样排气的温度低、催化剂难以活化的条件下，也能够通过通电加热来强制性地使催化剂活化，提高排气的净化效率。在专利文献1所公开的EHC中，在担载有铂、钯等催化剂的具有蜂窝结构的圆筒状的载体的外周面形成有在该载体的轴向上延伸设置的表面电极。并且，在表面电极上连接有梳齿状的配线以供给电流。通过该电流在表面电极中沿载体轴向扩展，载体整体被通电加热。由此，担载在载体上的催化剂被活化，通过载体的排气中的未燃烧HC(烃)、CO(一氧化碳)、NOx(氮氧化物)等通过催化反应而被净化。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2012-066188号公报

技术实现要素：
关于上述的通电加热式催化装置，发明人发现了以下的课题。图8是用于说明本发明的课题的图，是表示以往的通电加热式催化装置的构成的一例的横截面图。如图8所示，在该通电加热式催化装置中，具备表面电极30和配线构件4的载体20隔着衬垫(mat)60被外筒70覆盖。在此，配线构件4是在相对配置于载体20的外周面的一对表面电极30的各自上所固定的板状的构件。各配线构件4，为了与外部电极(未图示)连接，经由衬垫60的开口部61和外筒70的开口部71而向外筒70的外侧导出。这样，在通电加热式催化装置中，需要将固定在表面电极30上的配线构件4经由形成于外筒70的侧面的开口部71向外筒70的外侧导出。于是，在以往的通电加热式催化装置中，如图8所示，通过焊接被分割的外筒70a、70b，用外筒70覆盖载体20。在图8的例子中，在被纵切的外筒70a、70b的接合部位分别形成有凸缘部72，凸缘部72彼此被焊接。换句话说，在以往的通电加热式催化装置中，不能够将通常的筒(未被分割的筒)作为外筒70使用。其原因是，配线构件4的引出部和外筒70发生干扰，不能向外筒70中插入具备配线构件4的载体20。如以上说明的那样，在以往的通电加热式催化装置中，由于在用外筒覆盖载体时焊接了被分割的外筒，因此存在生产率差的问题。本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的是提供生产率优异的通电加热式催化装置。本发明的一个实施方式涉及的通电加热式催化装置，具备：担载有催化剂的载体；固定在所述载体的外周面的薄板状的配线构件；外筒，其覆盖所述载体的外周面，并且在侧面具有用于向外侧引出所述配线构件的开口部；和保持构件，其被填充在所述载体和所述外筒之间，保持所述载体，所述载体借助于所述配线构件被通电加热，经由所述开口部引出的所述配线构件的引出部形成为波折状。在本发明的一个实施方式涉及的通电加热式催化装置中，由于配线构件的引出部形成为波折状，因此在用外筒覆盖载体时，能够预先折叠引出部，不需要焊接被分割的外筒。因而，生产率优异。优选的是，所述配线构件由伸长率为15％以上的退火材料构成。根据这样的构成，能够将所述引出部容易地形成为波折状。优选的是，还具备在所述载体的外周面上在所述载体的轴向上延伸设置的表面电极，所述配线构件固定在所述表面电极上，所述配线构件具备：梳齿状的第1配线，其在所述载体的周向上延伸设置，且与所述表面电极的所述轴向的中央部连接；和梳齿状的第2配线，其从所述第1配线朝向所述表面电极的两端在所述轴向上延伸设置。根据这样的构成，即使是表面电极发生了载体周向的裂纹的情况，也由第2配线保持电流向载体轴向的扩展。因而，载体的轴向中央部附近不会被集中地加热，能够避免由该集中加热引起的热应力开裂。另外，优选的是，所述配线构件由在所述第1配线和所述第2配线上相互间隔开而设置的钮扣形状的多个固定层固定在所述表面电极上。根据这样的构成，能够缓和热应变(热应力)。本发明的一实施方式涉及的通电加热式催化装置的制造方法，所述通电加热式催化装置是担载有催化剂的载体借助于薄板状的配线构件被通电加热的装置，所述制造方法具备：在所述载体的外周面固定引出部被折叠成波折状的所述配线构件的工序；采用用于保持所述载体的保持构件覆盖固定有所述配线构件的所述载体的外周面的工序；向外筒中压入被所述保持构件覆盖的载体的工序；和通过拉伸被折叠成波折状的所述引出部，经由形成在所述外筒的侧面上的开口部向所述外筒的外侧引出所述引出部的工序。在本发明的一实施方式涉及的通电加热式催化装置的制造方法中，通过在向外筒压入载体后拉伸被折叠成波折状的引出部，来向外筒的外侧引出引出部。因而，在用外筒覆盖载体时不需要焊接被分割的外筒，生产率优异。优选的是，作为所述配线构件使用伸长率为15％以上的退火材料。根据这样的构成，能够将所述引出部容易地形成为波折状。根据本发明，能够提供生产率优异的通电加热式催化装置。附图说明图1是实施方式1涉及的通电加热式催化装置100的立体图。图2是在图1中除掉了外筒70的立体图。图3是在图2中从表面电极30的正上方观察到的俯视图。图4是基于图3中的IV-IV切割线得到的横截面图。图5是用于对实施方式1涉及的通电加热式催化装置100的制造方法进行说明的横截面图。图6是用于对实施方式1涉及的通电加热式催化装置100的制造方法进行说明的横截面图。图7是表示向外筒70压入载体20的情况的纵截面图。图8是用于说明本发明的课题的图，是表示以往的通电加热式催化装置的构成的一例的横截面图。具体实施方式以下，一边参照附图，一边对应用了本发明的具体实施方式进行详细说明。但是，本发明并不限于以下的实施方式。另外，为了使说明明确，以下的记载以及附图被适当地简化。(实施方式1)首先，参照图1～图4，对实施方式1涉及的通电加热式催化装置进行说明。图1是实施方式1涉及的通电加热式催化装置100的立体图。图2是在图1中除掉了外筒70的立体图。图3是在图2中从表面电极30的正上方(x轴方向正侧)观察到的俯视图。图4是基于图3中的IV-IV切割线得到的横截面图。再者，不言而喻，附图中示出的右侧xyz坐标系是便于说明构成要素的位置关系的坐标。附图中的y轴方向是载体20的轴向。在此，优选的是，在使用通电加热式催化装置100时，如图4所示那样使z轴方向的正向与铅垂向上的方向一致。通电加热式催化装置100设置在例如汽车等的排气路径上，净化从发动机排出的排气。如图1所示，通电加热式催化装置100具备载体20和外筒70。另外，如图2所示，通电加热式催化装置100在载体20上具备表面电极30、配线构件40、固定层50。进而，如图3、图4所示，通电加热式催化装置100在载体20和外筒70之间具备衬垫60。即，通电加热式催化装置100具备载体20、表面电极30、配线构件40、固定层50、衬垫60、外筒70。再者，在图1中省略了衬垫60。另外，在图3中，对于一个表面电极30，示出了其与载体20、配线构件40、固定层50的位置关系，但对另一个表面电极30而言也是同样的。具体地说，如图2、图4所示，两个表面电极30相对于与yz平面平行的面存在镜面对称的位置关系。载体20是担载铂、钯等催化剂的多孔质构件。另外，载体20本身由于被通电加热，因此由具有导电性的陶瓷、具体地说例如SiC(碳化硅)构成。如图2所示，载体20的外形为大致圆柱形状，内部具有蜂窝结构。如由箭头所示那样，排气沿载体20的轴向(y轴方向)从载体20的内部通过。表面电极30是如图2所示那样形成在载体20的外周面且隔着载体20彼此相对配置的一对电极。表面电极30与载体20物理性地接触、并且电连接。另外，如图3所示，各表面电极30具有矩形形状的平面形状，并在载体轴向(y轴方向)上延伸设置。再者，表面电极30没有形成于载体轴向的两端附近。进而，如图4所示，表面电极30经由配线构件40、外部电极81、外部配线82与电池83电连接。根据这样的构成，向载体20供给电流来进行通电加热。再者，一对表面电极30之中的一个为正极，另一方为负极，但哪个表面电极30成为正极或者负极都可以。也就是说，不限定流过载体20的电流的方向。另外，表面电极30是例如通过等离子喷镀形成的厚度50～200μm左右的喷镀皮膜。由于表面电极30与配线构件40同样地通电，因此需要该喷镀皮膜为金属基体。作为构成喷镀皮膜的基质的金属，为了能耐受800℃以上的高温下的使用，优选在高温下的耐氧化性优异的Ni-Cr合金(其中，Cr含量为20～60质量％)、MCrAlY合金(其中，M为Fe、Co、Ni之中的至少一种)。在此，上述NiCr合金、MCrAlY合金也可以包含其他合金元素。构成表面电极30的喷镀皮膜也可以为多孔质。通过为多孔质，缓和应力的功能提高。配线构件40如图3所示那样配置在各表面电极30之上。配线构件40如图3所示那样具有在表面电极30上在载体周向上延伸设置的梳齿状的第1配线41、在表面电极30上在载体轴向上延伸设置的梳齿状的第2配线42、和向外部电极81(图4)连接的引出部43。配线构件40是整体为例如厚度0.1mm左右的金属薄板。第1配线41和第2配线42的宽度为例如1mm左右。另外，为了能耐受800℃以上的高温下的使用，配线构件40优选由例如不锈钢系合金、Ni基系合金、Co基系合金等耐热(耐氧化)合金构成。当考虑导电度、耐热性、高温下的耐氧化性、排气气氛中的耐腐蚀性等性能和成本时，优选不锈钢系合金。如图3所示，多个第1配线4...