JP6905929B2 - ハニカム構造体 - Google Patents

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Description

本発明はハニカム構造体に関する。とりわけ、本発明は触媒担体であると共に電圧を印加することによりヒーターとしても機能することができるハニカム構造体に関する。
従来、コージェライトや炭化珪素を材料とするハニカム構造体に触媒を担持したものが、自動車エンジンから排出された排ガス中の有害物質の処理に用いられている（例えば、特許文献１を参照）。このようなハニカム構造体は、排ガスの流路となり一方の底面から他方の底面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有する柱状のハニカム構造部を一般に有する。
ハニカム構造体に担持した触媒によって排ガスを処理する場合、触媒を所定の温度まで昇温する必要があるが、エンジン始動時には、触媒温度が低いため、排ガスが十分に浄化されないという問題が従来生じていた。そこで、導電性セラミックスからなるハニカム構造体に電極を配設し、通電によりハニカム構造体自体を発熱させることで、ハニカム構造体に担持された触媒をエンジン始動前又はエンジン始動時に活性温度まで昇温する電気加熱触媒（ＥＨＣ）と呼ばれるシステムが開発されてきた。ＥＨＣにおいては、自動車の電気系統に損傷を与えることなく、均一に（発熱分布の偏り無く）発熱させることで触媒を良好に機能させることが求められる。
例えば、特許文献２においては、触媒担体であると共に電圧を印加することによりヒーターとしても機能し、電圧を印加したときの温度分布の偏りを抑制することができるハニカム構造体が提案されている。具体的には、柱状のハニカム構造体の側面に一対の電極部をハニカム構造部のセルの延びる方向に延びる帯状に配設し、セルの延びる方向に直交する断面において、一対の電極部における一方の電極部を、一対の電極部における他方の電極部に対して、ハニカム構造部の中心を挟んで反対側に配設することで電圧を印加したときの温度分布の偏りを抑制することが提案されている。
また、特許文献３においては、ハニカム構造体における発熱が集中する箇所を分散させることにより、ハニカム構造体の局所的な温度上昇を抑制し、より均等にハニカム構造体を発熱させる手法が開示されている。具体的には、特許文献３には、一対の電極部のそれぞれを二以上の電極体の積層体で形成し、ハニカム構造部の外周壁に最も近くに配設された電極体の中心角を、その他の電極体の中心角よりも大きくしたハニカム構造体が記載されている。
特許第４１３６３１９号公報 国際公開第２０１３／１４６９５５号 国際公開第２０１３／００８６６４号
このように、ハニカム構造体を均一に発熱させる手法については研究が行われているものの、未だその手法が研究し尽くされたとは言えない。そこで、本発明は従来とは異なる手法により均一発熱性が改善されたハニカム構造体を提供することを課題の一つとする。
［１］
外周側壁と、外周側壁の内側に配設され、一方の底面から他方の底面まで貫通して流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁とを有する柱状のハニカム構造部、
ハニカム構造部の中心軸を挟んで、外周側壁の外面に接触する状態で設けられた一対の電極部、及び、
外周側壁に形成された一対の端子接続部であって、それぞれは各電極部によって少なくとも一部が被覆されている端子接続部
を備えた導電性ハニカム構造体であって、
各電極部は、それぞれが外周側壁の外面に接触する状態でセルの流路方向に延設された帯状の第一電極層、第二電極層及び第三電極層を備え、第一電極層、第二電極層及び第三電極層は、第二電極層、第一電極層及び第三電極層の順に外周側壁の周方向に直列に接続されており、
端子接続部は第一電極層によって少なくとも一部が被覆されており、
電極部の電気抵抗率はハニカム構造部の電気抵抗率より低く、
各電極部において、端子接続部と、端子接続部からセルの流路方向に最も遠い第一電極層の表面地点との間の電気抵抗をＲ1とし、端子接続部と、端子接続部から外周側壁の周方向に最も遠い第二電極層の表面地点との間の電気抵抗をＲ2とし、端子接続部と、端子接続部から外周側壁の周方向に最も遠い第三電極層の表面地点との間の電気抵抗をＲ3とすると、Ｒ1／Ｒ2≦０．２及びＲ1／Ｒ3≦０．２が成立する、
導電性ハニカム構造体である。
［２］
第一電極層の電気抵抗率をρ1、第二電極層の電気抵抗率をρ2、第三電極層の電気抵抗率をρ3とすると、ρ1／ρ2≦０．５及びρ1／ρ3≦０．５が成立する［１］に記載の導電性ハニカム構造体。
［３］
０．８≦ρ2／ρ3≦１．２である［１］又は［２］に記載の導電性ハニカム構造体。
［４］
セルの流路方向に直交する何れの断面で観察しても、各電極部が、一対の電極部のそれぞれの周方向中央同士を結んだ直線を対称軸として、線対称に形成されている［１］〜［３］の何れか一項に記載の導電性ハニカム構造体。
［５］
ハニカム構造部の電気抵抗率は０．００１〜１Ω・ｃｍの範囲にあり、電極部の電気抵抗率は０．０００１〜０．１Ω・ｃｍの範囲にある［１］〜［４］の何れか一項に記載の導電性ハニカム構造体。
［６］
外周側壁は、ハニカム構造部の中心軸を挟んで、セルの流路方向に延設された一対の突出部を有し、各電極部上の各端子接続部は、該突出部が形成されている箇所に配置される［１］〜［５］の何れか一項に記載の導電性ハニカム構造体。
［７］
外周側壁と、外周側壁の内側に配設され、一方の底面から他方の底面まで貫通して流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁とを有する柱状のハニカム構造部、
ハニカム構造部の中心軸を挟んで、外周側壁の外面に接触する状態で設けられた一対の電極部、及び、
外周側壁に形成された一対の端子接続部であって、それぞれは各電極部によって少なくとも一部が被覆されている端子接続部
を備えた導電性ハニカム構造体であって、
各電極部は、外周側壁の外面に接触する状態で外周側壁の周方向に一端から端子接続部をその少なくとも一部を被覆するように通って他端まで延設された帯状の第一電極層と、第一電極層の一端に接続し、当該一端から外周側壁の外面に接触する状態でセルの流路方向に延設された帯状の第二電極層と、第一電極層の他端に接続し、当該他端から外周側壁の外面に接触する状態でセルの流路方向に延設された帯状の第三電極層とを備え、
電極部の電気抵抗率はハニカム構造部の電気抵抗率より低く、
端子接続部は第一電極層によって少なくとも一部が被覆されており、
各電極部において、端子接続部と、端子接続部から第二電極層に向かって外周側壁の周方向に最も遠い第一電極層の表面地点Ａ1との間の電気抵抗をＲ12とし、
端子接続部から外周側壁の周方向に最も近い第二電極層の表面地点Ａ2と、該表面地点Ａ2からセルの流路方向に最も遠い第二電極層の表面地点Ａ3との間の電気抵抗をＲ2とし、
端子接続部と、端子接続部から第三電極層に向かって外周側壁の周方向に最も遠い第一電極層の表面地点Ｂ1との間の電気抵抗をＲ13とし、
端子接続部から外周側壁の周方向に最も近い第三電極層の表面地点Ｂ2と、該表面地点Ｂ2からセルの流路方向に最も遠い第三電極層の表面地点Ｂ3との間の電気抵抗をＲ3とすると、
Ｒ2／Ｒ12≦０．２及びＲ3／Ｒ13≦０．２が成立する、
導電性ハニカム構造体。
［８］
第一電極層の電気抵抗率をρ1、第二電極層の電気抵抗率をρ2、第三電極層の電気抵抗率をρ3とすると、ρ2／ρ1≦０．５、及びρ3／ρ1≦０．５が成立する［７］に記載の導電性ハニカム構造体。
［９］
０．８≦ρ2／ρ3≦１．２である［７］又は［８］に記載の導電性ハニカム構造体。
［１０］
セルの流路方向に直交する何れの断面で観察しても、各電極部が、一対の電極部のそれぞれの周方向中央同士を結んだ直線を対称軸として、線対称に形成されている［７］〜［９］の何れか一項に記載の導電性ハニカム構造体。
［１１］
ハニカム構造部の電気抵抗率は０．００１〜１Ω・ｃｍの範囲にあり、電極部の電気抵抗率は０．０００１〜０．１Ω・ｃｍの範囲にある［７］〜［１０］の何れか一項に記載の導電性ハニカム構造体。
［１２］
外周側壁は、ハニカム構造部の中心軸を挟んで、セルの流路方向に延設された一対の突出部を有し、各電極部上の各端子接続部は、該突出部が形成されている箇所に配置される［７］〜［１１］の何れか一項に記載の導電性ハニカム構造体。
本発明によれば、ハニカム構造体の均一発熱性を改善することが可能となるので、触媒を良好に機能させることができる。例えば、本発明に係るハニカム構造体をＥＨＣとして使用することで、自動車の環境性能を向上することが可能となる。
本発明に係るハニカム構造体の第一の実施形態を示す模式図（底面図、左側面図、右側面図）である。 第一の実施形態に係るハニカム構造体の模式的な部分断面図であり、ハニカム構造部の外周側壁の外面上に接触して形成された第一電極層、第二電極層及び第三電極層、並びに端子接続部の位置関係の例を示す。 第一の実施形態に係るハニカム構造体の模式的な部分断面図であり、ハニカム構造部の外周側壁が突出部を有する場合の、第一電極層、第二電極層及び第三電極層、並びに端子接続部の位置関係の例を示す。 本発明に係るハニカム構造体の第二の実施形態を示す模式図（底面図、左側面図、右側面図）である。 第二の実施形態に係るハニカム構造体の模式的な部分断面図であり、ハニカム構造部の外周側壁の外面上に接触して形成された第一電極層、第二電極層及び第三電極層、並びに端子接続部の位置関係の例を示す。 第二の実施形態に係るハニカム構造体の模式的な部分断面図であり、ハニカム構造部の外周側壁が突出部を有する場合の、第一電極層、第二電極層及び第三電極層、並びに端子接続部の位置関係の例を示す。 本発明に係るハニカム構造体の製造工程の例を説明する模式図である。
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。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
本発明において、「周方向」とはハニカム構造体のセルの流路方向に直交する断面における外周側壁の周方向を意味する。
本発明において、「セルの流路方向」は「軸方向」と同義であり、両者は交換可能に使用される。
本発明において、電気抵抗及び電気抵抗率は、特に断りのない限り、四探針法により４００℃で測定した値である。
＜１．導電性ハニカム構造体の第一の実施形態＞
（１−１ 全体構造）
図１には本発明の導電性ハニカム構造体の第一の実施形態について、模式図（底面図、左側面図、右側面図）が示されている。本実施形態に係るハニカム構造体１００は、外周側壁１１１と、外周側壁１１１の内側に配設され、第一底面１１２から第二底面１１３まで貫通して流路を形成する複数のセル１１４を区画形成する隔壁１１５とを有する柱状のハニカム構造部１１０を備える。隔壁１１５は多孔質とすることができる。複数のセル１１４の流路には、流体を流すことができる。
本実施形態に係るハニカム構造体１００は、ハニカム構造部１１０の中心軸Ｏを挟んで、外周側壁１１１の外面に接触する状態で設けられた一対の電極部１２０ａ、１２０ｂを備える。また、本実施形態に係るハニカム構造体１００は、外周側壁１１１に形成された一対の端子接続部１３０ａ、１３０ｂであって、それぞれは各電極部１２０ａ、１２０ｂによって少なくとも一部が被覆されている端子接続部１３０ａ、１３０ｂを備える。
（１−２ ハニカム構造部）
ハニカム構造部１１０は導電性を有する限り特に材質に制限はなく、金属やセラミックス等を使用可能である。特に、耐熱性と導電性の両立の観点から、ハニカム構造部１１０の材質は、珪素−炭化珪素複合材又は炭化珪素を主成分とするものであることが好ましく、珪素−炭化珪素複合材又は炭化珪素であることが更に好ましい。ハニカム構造部の電気抵抗率を下げるために、ケイ化タンタル（ＴａＳｉ2）、ケイ化クロム（ＣｒＳｉ2）を配合することもできる。ハニカム構造部１１０が珪素−炭化珪素複合材を主成分とするというのは、ハニカム構造部１１０が珪素−炭化珪素複合材（合計質量）を、ハニカム構造部全体の９０質量％以上含有していることを意味する。ここで、珪素−炭化珪素複合材は、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り、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。また、ハニカム構造部１１０が炭化珪素を主成分とするというのは、ハニカム構造部１１０が炭化珪素（合計質量）を、ハニカム構造部全体の９０質量％以上含有していることを意味する。
本実施形態のハニカム構造体１００のハニカム構造部１１０は、一対の端子接続部１３０ａ、１３０ｂを介して一対の電極部１２０ａ、１２０ｂ間に電圧を印加すると通電してジュール熱により発熱することが可能である。よって、ハニカム構造部１１０はヒーターとして好適に用いることができる。印加する電圧は１２〜９００Ｖが好ましく、６４〜６００Ｖが更に好ましいが、印加する電圧は適宜変更可能である。また、ハニカム構造部１１０に触媒を担持することにより、ハニカム構造体１００を触媒体として使用することが可能である。
ハニカム構造部１１０の電気抵抗率は、印加する電圧に応じて適宜設定すればよく、特段の制限はないが、例えば０．００１〜２００Ω・ｃｍとすることができる。６４Ｖ以上の高電圧用には２〜２００Ω・ｃｍとすることができ、典型的には５〜１００Ω・ｃｍとすることができる。また、６４Ｖ未満の低電圧用には０．００１〜２Ω・ｃｍとすることができ、典型的には０．００１〜１Ω・ｃｍとすることができ、より典型的には０．０１〜１Ω・ｃｍとすることができる。
ハニカム構造部１１０の隔壁１１５の気孔率は、３５〜６０％であることが好ましく、３５〜４５％であることが更に好ましい。気孔率が、３５％未満であると、焼成時の変形が大きくなってしまうことがある。気孔率が６０％を超えるとハニカム構造体の強度が低下することがある。気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。
ハニカム構造部１１０の隔壁１１５の平均細孔径は、２〜１５μｍであることが好ましく、４〜８μｍであることが更に好ましい。平均細孔径が２μｍより小さいと、電気抵抗率が大きくなりすぎることがある。平均細孔径が１５μｍより大きいと、電気抵抗率が小さくなりすぎることがある。平均細孔径は、水銀ポロシメータにより測定した値である。
セル１１４の流路方向に直交する断面におけるセル１１４の形状に制限はないが、四角形、六角形、八角形、又はこれらの組み合わせであることが好ましい。これ等のなかでも、正方形及び六角形が好ましい。セル形状をこのようにすることにより、ハニカム構造体１００に排ガスを流したときの圧力損失が小さくなり、触媒の浄化性能が優れたものとなる。
ハニカム構造部１１０の外形は柱状である限り特に限定されず、例えば、底面が円形の柱状（円柱形状）、底面がオーバル形状の柱状、底面が多角形（四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等）の柱状等の形状とすることができる。また、ハニカム構造部１１０の大きさは、耐熱性を高める（外周側壁の周方向に入るクラックを防止する）という観点から、底面１１２、１１３の面積が２０００〜２００００ｍｍ2であることが好ましく、４０００〜１００００ｍｍ2であることが更に好ましい。また、ハニカム構造部１１０の軸方向の長さは、耐熱性を高める（外周側壁において中心軸方向に平行に入るクラックを防止する）という観点から、５０〜２００ｍｍであることが好ましく、７５〜１５０ｍｍであることが更に好ましい。
（１−３ 電極部及び端子接続部）
本実施形態に係るハニカム構造体１００は、ハニカム構造部１１０の中心軸Ｏを挟んで、外周側壁１１１の外面に接触する状態で設けられた一対の電極部１２０ａ、１２０ｂを備える。また、本実施形態に係るハニカム構造体１００は、外周側壁１１１に形成された一対の端子接続部１３０ａ、１３０ｂであって、それぞれは各電極部１２０ａ、１２０ｂによって少なくとも一部が被覆されている端子接続部１３０ａ、１３０ｂを備える。当該構成により、ハニカム構造体１００は、端子接続部１３０ａ、１３０ｂを介して一対の電極部１２０ａ、１２０ｂ間に電圧を印加した時に、ハニカム構造部１１０内を流れる電流の偏りを抑制することができ、ハニカム構造部１１０内の温度分布の偏りを抑制することができる。
一方の電極部１２０ａは、外周側壁１１１の外面に接触する状態でセル１１４の流路方向に延設された帯状の第一電極層１２１ａ、第二電極層１２２ａ及び第三電極層１２３ａを備える。第一電極層１２１ａ、第二電極層１２２ａ及び第三電極層１２３ａは、第二電極層１２２ａ、第一電極層１２１ａ及び第三電極層１２３ａの順に外周側壁１１１の周方向に直列に接続されている。
同様に、他方の電極部１２０ｂも、外周側壁１１１の外面に接触する状態でセル１１４の流路方向に延設された帯状の第一電極層１２１ｂ、第二電極層１２２ｂ及び第三電極層１２３ｂを備える。第一電極層１２１ｂ、第二電極層１２２ｂ及び第三電極層１２３ｂは、第二電極層１２２ｂ、第一電極層１２１ｂ及び第三電極層１２３ｂの順に外周側壁１１１の周方向に直列に接続されている。
第二電極層１２２ａ、１２２ｂ及び第三電極層１２３ａ、１２３ｂの周方向の一側端はそれぞれ、第一電極層１２１ａ、１２１ｂの周方向各側端に隣接している。換言すれば、第一電極層１２１ａ、１２１ｂの一方の周方向側端は、第二電極層１２２ａ、１２２ｂの周方向の一側端と隙間無く連結されており、第一電極層１２１ａ、１２１ｂの他方の周方向側端は、第三電極層１２３ａ、１２３ｂの周方向の一側端と隙間無く連結されている。これにより、端子接続部１３０ａ、１３０ｂからの電流が第一電極層１２１ａ、１２１ｂを通って第二電極層１２２ａ、１２２ｂ及び第三電極層１２３ａ、１２３ｂに容易に流れ込むことができるので電流の周方向への広がりを促進することができる。
また、第一電極層１２１ａ、１２１ｂ及び第二電極層１２２ａ、１２２ｂは、何れか一方の側端部が他方の側端部に乗り上げるようにして接続されると、外周側壁１１１の外面と電極層の間に隙間が生じやすく、電極層の密着性が低下する原因となる。このことから、図２に示すように、第一電極層１２１ａ、１２１ｂ及び第二電極層１２２ａ、１２２ｂの周方向側端同士は外表面と内表面の間の側面１２５で少なくとも接することが好ましい。第一電極層１２１ａ、１２１ｂ及び第三電極層１２３ａ、１２３ｂの周方向側端同士の接続についても同様である。
電極部１２０ａ、１２０ｂの電気抵抗率をハニカム構造部１１０の電気抵抗率より低くすることにより、電極部に優先的に電気が流れやすくなり、通電時に電気が軸方向及び周方向に広がりやすくなる。電極部１２０ａ、１２０ｂの電気抵抗率は、ハニカム構造部１１０の電気抵抗率の１／１０以下であることが好ましく、１／２０以下であることがより好ましく、１／３０以下であることが更により好ましい。但し、両者の電気抵抗率の差が大きくなりすぎると電気が周方向に広がりすぎて、ハニカム構造部１１０の中心軸Ｏ付近の温度が上がり難くなることから、電極部１２０ａ、１２０ｂの電気抵抗率は、ハニカム構造部１１０の電気抵抗率の１／１０００以上であることが好ましく、１／５００以上であることがより好ましく、１／３００以上であることが更により好ましい。
電極部１２０ａ、１２０ｂの電気抵抗率については、印加する電圧に応じて適宜設定すればよく、特段の制限はないが、例えば０．０００１〜１００Ω・ｃｍとすることができる。６４Ｖ以上の高電圧用には０．１〜１００Ω・ｃｍとすることができ、典型的には０．５〜５０Ω・ｃｍとすることができる。また、６４Ｖ未満の低電圧用には０．０００１〜０．１Ω・ｃｍとすることができ、典型的には０．０００５〜０．０５Ω・ｃｍとすることができる。
電極部１２０ａ、１２０ｂは、金属やセラミックス等を使用可能である。金属としては、限定的ではないが、入手のし易さから銀、銅、ニッケル、金、パラジウム、ケイ素等が代表的である。炭素を用いることも可能である。セラミックスとしては、限定的ではないが、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔａの少なくとも一種を含むセラミックス、例示的には炭化珪素、ケイ化クロム、炭化ホウ素、ホウ化クロム、ケイ化タンタルが挙げられる。金属とセラミックスを組み合わせて複合材としてもよい。
電極部１２０ａ、１２０ｂの材質がハニカム構造部１１０と同様に珪素−炭化珪素複合材又は炭化珪素を主成分とする場合であっても、電極部１２０ａ、１２０ｂにおける他の成分を変えることや、珪素の配合比をハニカム構造部１１０のそれよりも上げることや、気孔率を下げることや、原料の金属珪素粒子の粒径を小さくすることにより、電極部１２０ａ、１２０ｂの電気抵抗率をハニカム構造部１１０のそれよりも小さくできる。
ハニカム構造部１１０の均一発熱性を高めるという観点からは、一対の端子接続部１３０ａ、１３０ｂに端子を接続して電圧を印加したときに、軸方向及び周方向に電流が広がることが好ましい。図１を参照すると、本実施形態では、各電極部１２０ａ、１２０ｂにおいて、端子接続部１３０ａ、１３０ｂと、端子接続部１３０ａ、１３０ｂからセルの流路方向に最も遠い第一電極層１２１ａ、１２１ｂの表面地点との間の電気抵抗をＲ1とし、端子接続部１３０ａ、１３０ｂと、端子接続部１３０ａ、１３０ｂから外周側壁１１１の周方向に最も遠い第二電極層１２２ａ、１２２ｂの表面地点との間の電気抵抗をＲ2とし、端子接続部１３０ａ、１３０ｂと、端子接続部１３０ａ、１３０ｂから外周側壁１１１の周方向に最も遠い第三電極層１２３ａ、１２３ｂの表面地点との間の電気抵抗をＲ3とすると、Ｒ1／Ｒ2≦０．２及びＲ1／Ｒ3≦０．２が成立する。Ｒ1／Ｒ2≦０．１及びＲ1／Ｒ3≦０．１が成立することが好ましく、Ｒ1／Ｒ2≦０．０５及びＲ1／Ｒ3≦０．０５が成立することがより好ましく、Ｒ1／Ｒ2≦０．０１及びＲ1／Ｒ3≦０．０１が成立することが更により好ましく、例えば、０．００１≦Ｒ1／Ｒ2≦０．２及び０．００１≦Ｒ1／Ｒ3≦０．２が成立する。なお、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3を測定する際の端子接続部に接触させる電極（針）の位置は、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3の値がそれぞれ最も小さくなる位置とする。
一例として、左側面側の端子接続部１３０ａに正電圧、右側面側の端子接続部１３０ｂに負電圧を印加するときを考える。Ｒ1／Ｒ2及びＲ1／Ｒ3について上記関係が成立する場合、端子接続部１３０ａから流入した電流は、第一電極層１２１ａの電気抵抗が小さいので、左側面側の第一電極層１２１ａを通って軸方向全体に広がりやすくなる。つまり、本実施形態によれば、第一電極層１２１ａの軸方向の両側端まで流れた後に第二電極層１２２ａ及び第三電極層１２３ａに向かって周方向に流れる電流の割合を増加させることができる。第二電極層１２２ａ及び第三電極層１２３ａを周方向側端まで流れた電流はその後、ハニカム構造部１１０の内部を通って右側面側の第二電極層１２２ｂ及び第三電極層１２３ｂに到達し、その後、右側面側の第一電極層１２１ｂを通って端子接続部１３０ｂから流出することができる。
図３を参照すると、外周側壁１１１は、ハニカム構造部１１０の中心軸を挟んで、セル１１４の流路方向に延設された一対の突出部１２６を有することができる。各端子接続部１３０ａ（１３０ｂ）は、突出部１２６が形成されている箇所に配置することができる。換言すれば、突出部１２６上に第一電極層１２１ａ（１２１ｂ）を形成することができる。一対の突出部１２６を有する外周側壁１１１の部分は厚さが相対的に大きくなるので、軸方向の電気抵抗が下がり、端子接続部１３０ａ（１３０ｂ）に流入した電流が軸方向に広がりやすくなる。これにより、均一発熱性を補助的に高めることができる。
均一発熱性を高めるという観点からは、端子接続部を介して第一電極層に流入した電流は、第二電極層及び第三電極層に電流が均等に流れることが好ましい。このため、Ｒ2とＲ3はできるだけ差が小さいことが望ましい。具体的には、０．８≦Ｒ2／Ｒ3≦１．２であることが好ましく、０．９≦Ｒ2／Ｒ3≦１．１であることがより好ましく、Ｒ2＝Ｒ3であることが更により好ましい。
第一電極層１２１ａ、１２１ｂは、ハニカム構造部１１０の両底面間の８０％以上の長さに亘って、好ましくは９０％以上の長さに亘って、より好ましくは全長に亘って延びていることが、第一電極層１２１ａ、１２１ｂの軸方向へ電流が広がりやすいという観点から望ましい。同様に、第二電極層１２２ａ、１２２ｂ及び第三電極層１２３ａ、１２３ｂも、ハニカム構造部１１０の両底面間の８０％以上の長さに亘って、好ましくは９０％以上の長さに亘って、より好ましくは全長に亘って延びていることが、ハニカム構造部１１０の均一発熱性を高めるという観点から望ましい。
Ｒ1／Ｒ2及びＲ1／Ｒ3について上記関係を成立させる方法としては、例えば、第一電極層１２１ａ、１２１ｂの電気抵抗率を、第二電極層１２２ａ、１２２ｂの電気抵抗率及び第三電極層１２３ａ、１２３ｂの電気抵抗率よりも小さくする方法が挙げられる。この場合、第一電極層の電気抵抗率をρ1、第二電極層の電気抵抗率をρ2、第三電極層の電気抵抗率をρ3とすると、ρ1／ρ2≦０．５及びρ1／ρ3≦０．５が成立することが好ましく、ρ1／ρ2≦０．１及びρ1／ρ3≦０．１が成立することがより好ましく、ρ1／ρ2≦０．０１及びρ1／ρ3≦０．０１が成立することがより好ましく、ρ1／ρ2≦０．００５及びρ1／ρ3≦０．００５が成立することが更により好ましく、例えば０．０００１≦ρ1／ρ2≦０．５及び０．０００１≦ρ1／ρ3≦０．５とすることができる。
Ｒ1／Ｒ2及びＲ1／Ｒ3について上記関係を成立させる他の方法としては、第一電極層、第二電極層及び第三電極層の厚さを変化させる方法が考えられる。第一電極層の厚さを第二電極層及び第三電極層よりも大きくすることで、第一電極層の電気抵抗が下がり、優先的に第一電極層に電流が流れるようになる。但し、厚さは極端に差を付けるのが難しいため、電気抵抗率ほど自由度はない。例示的には、第一電極層の厚さをＴ1、第二電極層をＴ2、第三電極層の電気抵抗率をＴ3とすると、１．２≦Ｔ1／Ｔ2≦５及び１．２≦Ｔ1／Ｔ3≦５とすることができる。電気抵抗率を調整することにより厚さを調整する必要性はなくなるため、第一電極層の厚さは第二電極層及び第三電極層よりも薄くてもよいし、同じでもよい。
Ｔ1、Ｔ2、及びＴ3はそれぞれ、０．０１〜５ｍｍであることが好ましく、０．０１〜３ｍｍであることが更に好ましい。このような範囲とすることにより、均一発熱性を高めることができる。Ｔ1、Ｔ2、及びＴ3が０．０１ｍｍより小さいと、電気抵抗が高くなり均一に発熱できないことがある。Ｔ1、Ｔ2、及びＴ3が５ｍｍより厚いと、キャニング時に破損することがある。
Ｒ2とＲ3の差を小さくする方法として、ρ2とρ3の差を小さくする方法が挙げられる。具体的には、０．８≦ρ2／ρ3≦１．２とすることが好ましく、０．９≦ρ2／ρ3≦１．１とすることがより好ましく、ρ2＝ρ3であることが更により好ましい。ρ2とρ3が同じであれば第二電極層及び第三電極層を同一の材質で形成できるので、電極形成原料の調合コストを低下させることができる。
均一発熱性を高めるという観点からは、ハニカム構造体１００はセル１１４の流路方向に直交する何れの断面で観察しても、各電極部１２０ａ、１２０ｂが、一対の電極部１２０ａ、１２０ｂのそれぞれの周方向中央同士を結んだ直線Ｃを対称軸として線対称に形成されていることが好ましい（図１参照）。
また、図１を参照すると、セルの流路方向に直交する断面において、各電極部１２０ａ、１２０ｂの周方向の両側端と中心軸Ｏとを結ぶ２本の線分が作る中心角αは、電流を周方向に広げて均一発熱性を高めるという観点から、３０°以上であることが好ましく、４０°以上であることがより好ましく、６０°以上であることが更により好ましい。但し、中心角αを大きくし過ぎると、ハニカム構造部１１０の内部を通過する電流が少なくなり、外周側壁１１１付近を通過する電流が多くなる。そこで、当該中心角αは、ハニカム構造部１１０の均一発熱性の観点から、１４０°以下であることが好ましく、１３０°以下であることがより好ましく、１２０°以下であることが更により好ましい。
均一発熱性を高めるという観点から、端子接続部１３０ａ、１３０ｂは第一電極層１２１ａ、１２１ｂによって少なくとも一部が被覆されるように形成されることが好ましく、第一電極層１２１ａ、１２１ｂの周方向の中央部において第一電極層１２１ａ、１２１ｂによって少なくとも一部が被覆されるように形成されることがより好ましい。
端子接続部１３０ａ（１３０ｂ）の形状には特に制限はないが、例えば、図２（ａ）、図３（ａ）に示すように、ハニカム構造部の外周側壁１１１に凸状に設けることができる。凸状の端子接続部１３０ａ（１３０ｂ）の少なくとも一部を第一電極層１２１ａ（１２１ｂ）で被覆することができる。この場合、例えば第一電極層で被覆された端子接続部をクリップ式端子で挟んだり、第一電極層で被覆された端子接続部に凹型端子を差し込んだりすることで、端子接続部と端子を接続可能である。
また、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示すように、ハニカム構造部の外周側壁１１１に凹状の端子接続部１３０ａ（１３０ｂ）を形成することができる。凹状の端子接続部１３０ａ（１３０ｂ）の少なくとも一部を第一電極層１２１ａ（１２１ｂ）で被覆することができる。この場合、例えば凸型端子を端子接続部に差し込むことで端子接続部と端子を接続可能である。
端子接続部１３０ａ（１３０ｂ）は、排ガス雰囲気に曝されることから耐食性を有することが好ましい。そこで、例えば、端子接続部１３０ａ（１３０ｂ）の材質はＳｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＴｉよりなる群から選択される少なくとも一種を含む合金又はＳｉＣを含むセラミックスとすることが可能である。
ハニカム構造部の主成分が珪素−炭化珪素複合材又は炭化珪素である場合、端子接続部の主成分も珪素−炭化珪素複合材又は炭化珪素であることが好ましい。このように、端子接続部が珪素−炭化珪素複合材又は炭化珪素を主成分とすることにより、ハニカム構造部の成分と端子接続部の成分とが同じ（又は近い）成分となる。そのため、ハニカム構造部と端子接続の熱膨張係数が同じ（又は近い）値になる。また、ハニカム構造部の材質と端子接続部の材質とが、同じ（又は近く）になるため、ハニカム構造部と端子接続部との接合強度も高くなる。そのため、ハニカム構造部に熱応力がかかっても、端子接続部がハニカム構造部から剥れたり、端子接続部とハニカム構造部との接合部分が破損したりするのを防ぐことができる。ここで、珪素−炭化珪素複合材を主成分とするというのは、端子接続部が珪素−炭化珪素複合材（合計質量）を、端子接続部全体の９０質量％以上含有していることを意味する。また、端子接続部が炭化珪素を主成分とするというのは、端子接続部が炭化珪素（合計質量）を、端子接続部全体の９０質量％以上含有していることを意味する。
＜２．導電性ハニカム構造体の第二の実施形態＞
（２−１ 全体構造）
図４には本発明の導電性ハニカム構造体の第二の実施形態について、模式図（底面図、左側面図、右側面図）が示されている。本実施形態に係るハニカム構造体２００は、外周側壁２１１と、外周側壁２１１の内側に配設され、第一底面２１２から第二底面２１３まで貫通して流路を形成する複数のセル２１４を区画形成する隔壁２１５とを有する柱状のハニカム構造部２１０を備える。隔壁２１５は多孔質とすることができる。複数のセル２１４の流路には、流体を流すことができる。
本実施形態に係るハニカム構造体２００は、ハニカム構造部２１０の中心軸Ｏを挟んで、外周側壁２１１の外面に接触する状態で設けられた一対の電極部２２０ａ、２２０ｂを備える。また、本実施形態に係るハニカム構造体２００は、外周側壁２１１に形成された一対の端子接続部２３０ａ、２３０ｂであって、それぞれは各電極部２２０ａ、２２０ｂによって少なくとも一部が被覆されている端子接続部２３０ａ、２３０ｂを備える。
（２−２ ハニカム構造部）
本実施形態に係るハニカム構造体２００のハニカム構造部２１０は、第一の実施形態に係るハニカム構造部１１０と同様であり、その説明を省略する。第二の実施形態に係るハニカム構造部２１０の各構成要素と、第一の実施形態に係るハニカム構造部１１０の各構成要素は、下二桁が同じ構成要素同士が対応関係にある。
（２−３ 電極部及び端子接続部）
本実施形態に係るハニカム構造体２００は、ハニカム構造部２１０の中心軸Ｏを挟んで、外周側壁２１１の外面に接触する状態で設けられた一対の電極部２２０ａ、２２０ｂを備える。また、本実施形態に係るハニカム構造体２００は、外周側壁２１１に形成された一対の端子接続部２３０ａ、２３０ｂであって、それぞれは各電極部２２０ａ、２２０ｂによって少なくとも一部が被覆されている端子接続部２３０ａ、２３０ｂを備える。当該構成により、ハニカム構造体２００は、端子接続部２３０ａ、２３０ｂを介して一対の電極部２２０ａ、２２０ｂ間に電圧を印加した時に、ハニカム構造部２１０内を流れる電流の偏りを抑制することができ、ハニカム構造部２１０内の温度分布の偏りを抑制することができる。
一方の電極部２２０ａは、外周側壁２１１の外面に接触する状態で外周側壁２１１の周方向に一端から端子接続部２３０ａをその少なくとも一部を被覆するように通って他端まで延設された帯状の第一電極層２２１ａと、第一電極層２２１ａの一端に接続し、当該一端から外周側壁２１１の外面に接触する状態でセル２１４の流路方向に延設された帯状の第二電極層２２２ａと、第一電極層２２１ａの他端に接続し、当該他端から外周側壁２１１の外面に接触する状態でセル２１４の流路方向に延設された帯状の第三電極層２２３ａとを備える。
同様に、他方の電極部２２０ｂも、外周側壁２１１の外面に接触する状態で外周側壁２１１の周方向に一端から端子接続部２３０ｂをその少なくとも一部を被覆するように通って他端まで延設された帯状の第一電極層２２１ｂと、第一電極層２２１ｂの一端に接続し、当該一端から外周側壁２１１の外面に接触する状態でセル２１４の流路方向に延設された帯状の第二電極層２２２ｂと、第一電極層２２１ｂの他端に接続し、当該他端から外周側壁２１１の外面に接触する状態でセル２１４の流路方向に延設された帯状の第三電極層２２３ａとを備える。
第二電極層２２２ａ、２２２ｂ及び第三電極層２２３ａ、２２３ｂの周方向の一側端はそれぞれ、第一電極層２２１ａ、２２１ｂの周方向各側端に隣接している。換言すれば、第一電極層２２１ａ、２２１ｂの一方の周方向側端は、第二電極層２２２ａ、２２２ｂの周方向の一側端と隙間無く連結されており、第一電極層２２１ａ、２２１ｂの他方の周方向側端は、第三電極層２２３ａ、２２３ｂの周方向の一側端と隙間無く連結されている。これにより、端子接続部２３０ａ、２３０ｂからの電流が第一電極層２２１ａ、２２１ｂを通って第二電極層２２２ａ、２２２ｂ及び第三電極層２２３ａ、２２３ｂに容易に流れ込むことができるので電流の周方向への広がりを促進することができる。
また、第一電極層２２１ａ、２２１ｂ及び第二電極層２２２ａ、２２２ｂは、何れか一方の側端部が他方の側端部に乗り上げるようにして接続されると、外周側壁２１１の外面と電極層の間に隙間が生じやすく、電極層の密着性が低下する原因となる。このことから、図５に示すように、第一電極層２２１ａ、２２１ｂ及び第二電極層２２２ａ、２２２ｂの周方向側端同士は外表面と内表面の間の側面２２５で少なくとも接することが好ましい。第一電極層２２２ａ、２２２ｂ及び第三電極層２２３ａ、２２３ｂの周方向側端同士の接続についても同様である。
電極部２２０ａ、２２０ｂの電気抵抗率をハニカム構造部２１０の電気抵抗率より低くすることにより、電極部に優先的に電気が流れやすくなり、通電時に電気が軸方向及び周方向に広がりやすくなる。電極部２２０ａ、２２０ｂの電気抵抗率は、ハニカム構造部２１０の電気抵抗率の１／１０以下であることが好ましく、１／２０以下であることがより好ましく、１／３０以下であることが更により好ましい。但し、両者の電気抵抗率の差が大きくなりすぎると電気が周方向に広がりすぎて、ハニカム構造部２１０の中心軸Ｏ付近の温度が上がり難くなることから、電極部２２０ａ、２２０ｂの電気抵抗率は、ハニカム構造部２１０の電気抵抗率の１／１０００以上であることが好ましく、１／５００以上であることがより好ましく、１／３００以上であることが更により好ましい。
電極部２２０ａ、２２０ｂの電気抵抗率については、印加する電圧に応じて適宜設定すればよく、特段の制限はないが、例えば０．０００１〜１００Ω・ｃｍとすることができる。６４Ｖ以上の高電圧用には０．１〜１００Ω・ｃｍとすることができ、典型的には０．５〜５０Ω・ｃｍとすることができる。また、６４Ｖ未満の低電圧用には０．０００１〜０．１Ω・ｃｍとすることができ、典型的には０．０００５〜０．０５Ω・ｃｍとすることができる。
電極部２２０ａ、２２０ｂは、金属やセラミックス等を使用可能である。金属としては、限定的ではないが、入手のし易さから銀、銅、ニッケル、金、パラジウム、ケイ素等が代表的である。炭素を用いることも可能である。セラミックスとしては、限定的ではないが、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔａの少なくとも一種を含むセラミックス、例示的には炭化珪素、ケイ化クロム、炭化ホウ素、ホウ化クロム、ケイ化タンタルが挙げられる。金属とセラミックスを組み合わせて複合材としてもよい。
電極部２２０ａ、２２０ｂの材質がハニカム構造部２１０と同様に珪素−炭化珪素複合材又は炭化珪素を主成分とする場合であっても、電極部２２０ａ、２２０ｂにおける他の成分を変えることや、珪素の配合比をハニカム構造部２１０のそれよりも上げることや、気孔率を下げることや、原料の金属珪素粒子の粒径を小さくすることにより、電極部２２０ａ、２２０ｂの電気抵抗率をハニカム構造部２１０のそれよりも小さくできる。
ハニカム構造部２１０の均一発熱性を高めるという観点からは、一対の端子接続部２３０ａ、２３０ｂに端子を接続して電圧を印加したときに、電流が軸方向及び周方向に広がることが好ましい。図４を参照すると、本実施形態では、各電極部２２０ａ、２２０ｂにおいて、端子接続部２３０ａ、２３０ｂと、端子接続部２３０ａ、２３０ｂから第二電極層２２２ａ、２２２ｂに向かって外周側壁２１１の周方向に最も遠い第一電極層２２１ａ、２２１ｂの表面地点Ａ1との間の電気抵抗をＲ12とし、端子接続部２３０ａ、２３０ｂから外周側壁２１１の周方向に最も近い第二電極層２２２ａ、２２２ｂの表面地点Ａ2と、該表面地点Ａ2からセル２１４の流路方向に最も遠い第二電極層２２２ａ、２２２ｂの表面地点Ａ3との間の電気抵抗をＲ2とし、端子接続部２３０ａ、２３０ｂと、端子接続部２３０ａ、２３０ｂから第三電極層２２３ａ、２２３ｂに向かって外周側壁２１１の周方向に最も遠い第一電極層２２１ａ、２２１ｂの表面地点Ｂ1との間の電気抵抗をＲ13とし、端子接続部２３０ａ、２３０ｂから外周側壁２１１の周方向に最も近い第三電極層２２３ａ、２２３ｂの表面地点Ｂ2と、該表面地点Ｂ2からセル２１４の流路方向に最も遠い第三電極層２２３ａ、２２３ｂの表面地点Ｂ3との間の電気抵抗をＲ3とすると、Ｒ2／Ｒ12≦０．２及びＲ3／Ｒ13≦０．２が成立する。Ｒ2／Ｒ12≦０．１及びＲ3／Ｒ13≦０．１が成立することが好ましく、Ｒ2／Ｒ12≦０．０５及びＲ3／Ｒ13≦０．０５が成立することがより好ましく、Ｒ2／Ｒ12≦０．０１及びＲ3／Ｒ13≦０．０１が成立することが更により好ましく、例えば０．００１≦Ｒ2／Ｒ12≦０．２及び０．００１≦Ｒ3／Ｒ13≦０．２が成立する。なお、Ｒ12、Ｒ2、Ｒ13及びＲ3を測定する際の端子接続部に接触させる電極（針）の位置は、Ｒ12、Ｒ2、Ｒ13及びＲ3の値がそれぞれ最も小さくなる位置とする。
一例として、左側面側の端子接続部２３０ａに正電圧、右側面側の端子接続部２３０ｂに負電圧を印加するときを考える。Ｒ2／Ｒ12及びＲ3／Ｒ13について上記関係が成立する場合、端子接続部２３０ａから流入した電流は、左側面側の第一電極層２２１ａを通って周方向に流れやすい。第一電極層２２１ａの周方向の両側端まで流れた後、電流は、ハニカム構造部２１０の内部を通って対向する第一電極層２２１ｂに流れることもできるが、本実施形態では、第二電極層２２２ａ及び第三電極層２２３ａの軸方向への電気抵抗が小さいため、第二電極層２２２ａ及び第三電極層２２３ａを軸方向に流れる電流の割合を増加させることができる。第二電極層２２２ａ及び第三電極層２２３ａを軸方向に流れた電流はその後、ハニカム構造部２１０の内部を通って右側面側の第二電極層２２２ｂ及び第三電極層２２３ｂに到達し、その後、右側面側の第一電極層２２１ｂを通って端子接続部２３０ｂから流出することができる。
図６を参照すると、外周側壁２１１は、ハニカム構造部２１０の中心軸を挟んで、セル２１４の流路方向に延設された一対の突出部２２６を有することができる。各電極部２２０ａ、２２０ｂ上の各端子接続部２３０ａ、２３０ｂは、突出部２２６が形成されている箇所に配置することができる。換言すれば、突出部２２６上に第一電極層２２１ａ、２２１ｂを形成することができる。一対の突出部２２６を有する外周側壁２１１の部分は厚さが相対的に大きくなるので、軸方向の電気抵抗が下がり、端子接続部２３０ａ、２３０ｂに流入した電流が軸方向に広がりやすくなる。これにより、均一発熱性を補助的に高めることができる。
均一発熱性を高めるという観点からは、第一電極層から第二電極層及び第三電極層に電流が均等に流れることが好ましい。このため、Ｒ2とＲ3はできるだけ差が小さいことが望ましい。具体的には、０．８≦Ｒ2／Ｒ3≦１．２であることが好ましく、０．９≦Ｒ2／Ｒ3≦１．１であることがより好ましく、Ｒ2＝Ｒ3であることが更により好ましい。
第一電極層２２１ａ、２２１ｂは、ハニカム構造部２１０の両底面間の７０％以下の長さに亘って、好ましくは６５％以下の長さに亘って、より好ましくは６０％以下の長さに亘って延びていることが、第一電極層２２１ａ、２２１ｂの周方向へ電流を流れやすくするという観点から望ましい。但し、第一電極層２２１ａ、２２１ｂの軸方向の幅を短くしすぎると、軸方向の均一発熱性が損なわれることから、第一電極層２２１ａ、２２１ｂは、ハニカム構造部２１０の両底面間の１０％以上の長さに亘って、好ましくは１５％以上の長さに亘って、より好ましくは２０％以上の長さに亘って延びていることが望ましい。
一方、第二電極層２２２ａ、２２２ｂ及び第三電極層２２３ａ、２２３ｂは、ハニカム構造部２１０の両底面間の８０％以上の長さに亘って、好ましくは９０％以上の長さに亘って、より好ましくは全長に亘って延びていることが、第二電極層２２２ａ、２２２ｂ及び第三電極層２２３ａ、２２３ｂの軸方向へ電流を流れやすくするという観点から望ましい。
Ｒ2／Ｒ12及びＲ3／Ｒ13について上記関係を成立させる方法としては、例えば、第二電極層２２２ａ、２２２ｂの電気抵抗率及び第三電極層２２３ａ、２２３ｂの電気抵抗率を第一電極層２２１ａ、２２１ｂの電気抵抗率よりも小さくする方法が挙げられる。この場合、第一電極層の電気抵抗率をρ1、第二電極層の電気抵抗率をρ2、第三電極層の電気抵抗率をρ3とすると、ρ2／ρ1≦０．５及びρ3／ρ1≦０．５が成立することが好ましく、ρ2／ρ1≦０．１及びρ3／ρ1≦０．１が成立することがより好ましく、ρ2／ρ1≦０．０１及びρ3／ρ1≦０．０１が成立することがより好ましく、ρ2／ρ1≦０．００５及びρ3／ρ1≦０．００５が成立することが更により好ましく、例えば０．０００１≦ρ2／ρ1≦０．５及び０．０００１≦ρ3／ρ1≦０．５とすることができる。
Ｒ2／Ｒ12及びＲ3／Ｒ13について上記関係を成立させる他の方法としては、第一電極層、第二電極層及び第三電極層の厚さを変化させる方法が考えられる。第一電極層の厚さを第二電極層及び第三電極層よりも小さくすることで、第一電極層の電気抵抗を高くすることができる。但し、厚さは極端に差を付けるのが難しいため、電気抵抗率ほど自由度はない。例示的には、第一電極層の厚さをＴ1、第二電極層をＴ2、第三電極層の電気抵抗率をＴ3とすると、１．２≦Ｔ2／Ｔ1≦５及び１．２≦Ｔ3／Ｔ1≦５とすることができる。電気抵抗率を調整することにより厚さを調整する必要性はなくなるため、第一電極層の厚さは第二電極層及び第三電極層よりも厚くてもよいし、同じでもよい。
Ｔ1、Ｔ2、及びＴ3はそれぞれ、０．０１〜５ｍｍであることが好ましく、０．０１〜３ｍｍであることが更に好ましい。このような範囲とすることにより、均一発熱性を高めることができる。Ｔ1、Ｔ2、及びＴ3が０．０１ｍｍより小さいと、電気抵抗が高くなり均一に発熱できないことがある。Ｔ1、Ｔ2、及びＴ3が５ｍｍより厚いと、キャニング時に破損することがある。
Ｒ2とＲ3の差を小さくする方法として、ρ2とρ3の差を小さくする方法が挙げられる。具体的には、０．８≦ρ2／ρ3≦１．２とすることが好ましく、０．９≦ρ2／ρ3≦１．１とすることがより好ましく、ρ2＝ρ3であることが更により好ましい。ρ2とρ3が同じであれば第二電極層及び第三電極層を同一の材質で形成できるので、電極形成原料の調合コストを低下させることができる。
均一発熱性を高めるという観点からは、ハニカム構造体２００はセル２１４の流路方向に直交する何れの断面で観察しても、各電極部２２０ａ、２２０ｂが、一対の電極部２２０ａ、２２０ｂのそれぞれの周方向中央同士を結んだ直線Ｃを対称軸として線対称に形成されていることが好ましい（図４参照）。
また、図４を参照すると、セルの流路方向に直交する断面において、各電極部２２０ａ、２２０ｂの周方向の両側端と中心軸Ｏとを結ぶ２本の線分が作る中心角αは、電流を周方向に広げて均一発熱性を高めるという観点から、３０°以上であることが好ましく、４０°以上であることがより好ましく、６０°以上であることが更により好ましい。但し、中心角αを大きくし過ぎると、ハニカム構造部２１０の内部を通過する電気の量が少なくなり、外周側壁２１１付近を通過する電流が多くなる。そこで、当該中心角αは、ハニカム構造部２１０の均一発熱性の観点から、１４０°以下であることが好ましく、１３０°以下であることがより好ましく、１２０°以下であることが更により好ましい。
均一発熱性を高めるという観点から、端子接続部２３０ａ、２３０ｂは第一電極層２２１ａ、２２１ｂによって少なくとも一部が被覆されるように形成されることが好ましく、第一電極層２２１ａ、２２１ｂ上の周方向の中央部において第一電極層２２１ａ、２２１ｂによって少なくとも一部が被覆されるように形成されることがより好ましい。
端子接続部２３０ａ（２３０ｂ）の形状には特に制限はないが、例えば、図５（ａ）、図６（ａ）に示すように、ハニカム構造部の外周側壁２１１に凸状に設けることができる。凸状の端子接続部２３０ａ（２３０ｂ）の少なくとも一部を第一電極層２２１ａ（２２１ｂ）で被覆することができる。この場合、例えば端子接続部をクリップ式端子で挟んだり、第一電極層で被覆された端子接続部に凹型端子を差し込んだりすることで、端子接続部と端子を接続可能である。
また、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、ハニカム構造部の外周側壁２１１に凹状の端子接続部２３０ａ（２３０ｂ）を形成することができる。凹状の端子接続部２３０ａ（２３０ｂ）の少なくとも一部を第一電極層２２１ａ（２２１ｂ）で被覆することができる。この場合、例えば凸型端子を端子接続部に差し込むことで端子接続部と端子を接続可能である。
端子接続部２３０ａ、２３０ｂは、排ガス雰囲気に曝されることから、耐食性を有することが好ましい。例えば、端子接続部２３０ａ、２３０ｂの材質はＳｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＴｉよりなる群から選択される少なくとも一種を含む合金又はＳｉＣを含むセラミックスとすることが可能である。
ハニカム構造部の主成分が珪素−炭化珪素複合材又は炭化珪素である場合、端子接続部の主成分も珪素−炭化珪素複合材又は炭化珪素であることが好ましい。このように、端子接続部が珪素−炭化珪素複合材又は炭化珪素を主成分とすることにより、ハニカム構造部の成分と端子接続部の成分とが同じ（又は近い）成分となる。そのため、ハニカム構造部と端子接続の熱膨張係数が同じ（又は近い）値になる。また、ハニカム構造部の材質と端子接続部の材質とが、同じ（又は近く）になるため、ハニカム構造部と端子接続部との接合強度も高くなる。そのため、ハニカム構造部に熱応力がかかっても、端子接続部がハニカム構造部から剥れたり、端子接続部とハニカム構造部との接合部分が破損したりするのを防ぐことができる。ここで、珪素−炭化珪素複合材を主成分とするというのは、端子接続部が珪素−炭化珪素複合材（合計質量）を、端子接続部全体の９０質量％以上含有していることを意味する。また、端子接続部が炭化珪素を主成分とするというのは、端子接続部が炭化珪素（合計質量）を、端子接続部全体の９０質量％以上含有していることを意味する。
＜３．導電性ハニカム構造体の製造方法＞
次に、本発明に係る導電性ハニカム構造体を製造する方法について例示的に説明する。本発明に係る導電性ハニカム構造体の製造方法は一実施形態において、端子接続部付き未焼成ハニカム構造部を得るＡ１工程と、端子接続部付き未焼成ハニカム構造部を焼成して端子接続部付き焼成ハニカム構造部を得るＡ２工程と、端子接続部付き焼成ハニカム構造部に電極部を形成するＡ３工程とを含む（図７参照）。
Ａ１工程は、ハニカム構造部の前駆体であるハニカム成形体を作製し、ハニカム成形体の側面に端子接続部を形成して、端子接続部付き未焼成ハニカム構造部を得る工程である。ハニカム構造部１１０は、図１に示すような、第一底面１１２から第二底面１１３まで延びる複数のセル１１４を区画形成する隔壁１１５と、最外周に位置する外周側壁１１１とを有する。
ハニカム成形体の作製は、公知のハニカム構造体の製造方法におけるハニカム成形体の作製方法に準じて行うことができる。例えば、まず、炭化珪素粉末（炭化珪素）に、金属珪素粉末（金属珪素）、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１０〜４０質量％となるようにすることが好ましい。炭化珪素粉末における炭化珪素粒子の平均粒子径は、３〜５０μｍが好ましく、３〜４０μｍが更に好ましい。金属珪素粉末における金属珪素粒子の平均粒子径は、２〜３５μｍであることが好ましい。炭化珪素粒子及び金属珪素粒子の平均粒子径はレーザー回折法で粒度の頻度分布を測定したときの、体積基準による算術平均径を指す。炭化珪素粒子は、炭化珪素粉末を構成する炭化珪素の微粒子であり、金属珪素粒子は、金属珪素粉末を構成する金属珪素の微粒子である。尚、これは、ハニカム構造部の材質を、珪素−炭化珪素系複合材とする場合の成形原料の配合であり、ハニカム構造部の材質を炭化珪素とする場合には、金属珪素は添加しない。
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、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、２．０〜１０．０質量部であることが好ましい。
水の含有量は、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、２０〜６０質量部であることが好ましい。
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、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、０．１〜２．０質量部であることが好ましい。
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、炭化珪素粉末及び金属珪素粉末の合計質量を１００質量部としたときに、０．５〜１０．０質量部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法で粒度の頻度分布を測定したときの、体積基準による算術平均径を指す。造孔材が吸水性樹脂の場合には、造孔材の平均粒子径は吸水後の平均粒子径のことである。
次に、得られた成形原料を混練して坏土を形成した後、坏土を押出成形してハニカム成形体を作製する。押出成形に際しては、所望の全体形状、セル形状、隔壁厚み、セル密度等を有する口金を用いることができる。次に、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。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、ハニカム成形体の両底部を切断して所望の長さとすることができる。乾燥後のハニカム成形体をハニカム乾燥体と呼ぶ。
次に、凸状の端子接続部１３０ａ（１３０ｂ）を形成する場合、端子接続部形成用の坏土、例えばハニカム成形体と同じ原料を用いた坏土を所望の形状に成形し、一対の端子接続部を作製する。一対の端子接続部１３０ａ（１３０ｂ）をハニカム乾燥体の中心軸を挟んで対向する外周側壁１１１の外面に貼り付ける。貼り付け方法としては、端子接続部１３０ａ（１３０ｂ）と外周側壁１１１の外面との間に、ハニカム成形体又は端子接続部と同一原料を用いて水の添加割合を高くすることにより作製したペーストを挟んで貼り付ける方法が挙げられる。別法として、ハニカム乾燥体の中心軸を挟んで対向する外周側壁１１１をくり抜いて凹状の端子接続部を穿設することもできる。この場合、凹状の端子接続部の材質はハニカム構造部と同一となる。凹状の端子接続部には更に端子接続部形成原料を塗布してもよい。
Ａ２工程では、端子接続部付き未焼成ハニカム構造部を焼成して端子接続部付き焼成ハニカム構造部を得る。焼成の前に、バインダ等を除去するため、脱脂を行ってもよい。焼成条件としては、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気において、１４００〜１５００℃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、酸化処理を行うことが好ましい。脱脂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。
Ａ３工程では端子接続部付き焼成ハニカム構造部に電極部１２０ａ（１２０ｂ）を形成する。電極部形成原料を調合する方法、及び電極部形成原料を焼成ハニカム構造部に形成する方法については、公知のハニカム構造体の製造方法に準じて行うことができる。電極部をハニカム構造部に比べて低い電気抵抗率にするために、電極部の材料を変えたり、ハニカム構造部よりも金属珪素の含有比率を高めたり、金属珪素粒子の粒径を小さくしたりすることができる。電極部形成原料を調合した後は、先述した第一電極層１２１ａ（１２１ｂ）、第二電極層１２２ａ（１２２ｂ）及び第三電極層１２３ａ（１２３ｂ）が、先述した電気抵抗及び被覆エリアに関する条件を満たすように、電極部形成原料の組成、電極部厚さ、電極部形成エリアを決定する。電極部形成原料に応じて、溶射及び塗布などの適切な方法で、電極部形成原料をハニカム構造部の外周側壁１１１に付着させることができる。電極部付着部は必要に応じて焼成してもよい。このような手順により、ハニカム構造部の中心軸を挟んで、外周側壁の外面に接触する状態で設けられた一対の電極部が形成される。
以下、本発明及びその利点をより良く理解するための実施例を例示するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
まず、電極層形成原料として以下を用意した。平均粒子径は、レーザー回折法で粒度の頻度分布を測定したときの、体積基準による算術平均径を指す。
（１）銀ペーストＡ：市販品
（２）銀ペーストＢ：市販品
（３）平均粒子径が５０μｍのケイ化クロム（ＣｒＳｉ2）粉：市販品（以下、「ＣｒＳｉ2粉」という。）
（４）平均粒子径が６０μｍのケイ素（Ｓｉ）と平均粒子径が５０μｍの炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）の体積比でＳｉ：Ｂ4Ｃ＝９８：２の混合粉（以下、「Ｓｉ／Ｂ4Ｃ粉」という。）
（５）平均粒子径が６０μｍのケイ素（Ｓｉ）粉と平均粒子径が５０μｍのホウ化クロム（ＣｒＢ）粉の体積比でＳｉ：ＣｒＢ＝８２：１８の混合粉Ａ（以下、「Ｓｉ／ＣｒＢ粉（Ａ）」という。）
（６）平均粒子径が６０μｍのケイ素（Ｓｉ）粉と平均粒子径が５０μｍのホウ化クロム（ＣｒＢ）粉の体積比でＳｉ：ＣｒＢ＝９５：５の混合粉Ｂ（以下、「Ｓｉ／ＣｒＢ粉（Ｂ）」という。）
（７）平均粒子径が６０μｍのケイ素（Ｓｉ）粉と平均粒子径が５０μｍのホウ化クロム（ＣｒＢ）粉の体積比でＳｉ：ＣｒＢ＝９８：２の混合粉Ｃ（以下、「Ｓｉ／ＣｒＢ粉（Ｃ）」という。）
＜１．第一の実施形態に関連する試験＞
（実施例１−１）
（１）ハニカム乾燥体の作製
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てセラミック原料を調製した。そして、セラミック原料に、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロース、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た。そして、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質量部とした。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質量部とした。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質量部とした。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。炭化珪素粉末、金属珪素粉末及び造孔材の平均粒子径は、レーザー回折法で粒度の頻度分布を測定したときの、体積基準による算術平均径を指す。
得られた円柱状の坏土を押出成形機を用いて成形し、各セルの断面形状が正方形の柱状の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、両底面を所定量切断し、ハニカム乾燥体とした。
（２）端子接続部の形成
次に、ハニカム成形体と同じ組成の坏土を使用して、一対の円柱状の端子接続部を成形した。一対の円柱状の端子接続部の底面をハニカム乾燥体の中心軸を挟んで対向する外周側壁の外面に貼り付け、端子接続部付き未焼成ハニカム構造部を得た。
（３）焼成
得られた端子接続部付き未焼成ハニカム構造部を、脱脂し、焼成し、更に酸化処理して端子接続部付き焼成ハニカム構造部を得た。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。
（４）第一電極層の形成
次に、第一電極層形成原料として銀ペーストＡを使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、外周側壁の外面に塗布し、軸方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
（５）第二電極層及び第三電極層の形成
Ｓｉ／ＣｒＢ粉（Ｃ）を第二及び第三の電極層形成原料とした。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
第二及び第三の電極層形成原料の溶射は、以下のような溶射条件のプラズマ溶射とした。プラズマガスとして、３０Ｌ/ｍｉｎのＡｒガスと１０Ｌ/ｍｉｎのＨ2ガスからなるＡｒ−Ｈ2混合ガスを使用した。そして、プラズマ電流を６００Ａとし、プラズマ電圧を６０Ｖとし、溶射距離を１５０ｍｍとし、溶射用粒子供給量を３０ｇ/ｍｉｎとした。さらに、溶射時の金属相の酸化を抑制するため、プラズマフレームをＡｒガスによりシールドした。
（６）ハニカム構造体の仕様
上記の手順で得られたハニカム構造体は、底面が直径１００ｍｍの円形であり、セルの流路方向における長さが１２０ｍｍである略円柱形状を有していた。
第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表１に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。
セル密度は、９３セル／ｃｍ2であった。
隔壁の厚さは１０１．６μｍであった。
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。
外周側壁の厚みは３００μｍであった。
（７）各部位の電気抵抗率
ハニカム構造部、第一電極層、第二電極層及び第三電極層の電気抵抗率は、以下の方法で測定した。まず、測定対象と同じ材質で０．２ｍｍ×４ｍｍ×４０ｍｍの試験片を作成した。そして、試験片の両端部（長手方向における両端部）全面に銀ペーストを塗布し、配線して通電できるようにした。試験片に電圧印加電流測定装置をつなぎ、その試験片に電圧を印加した。試験片に１０〜２００Ｖの電圧を印加し、試験片の温度が４００℃の状態における電流値及び電圧値を測定し、得られた電流値及び電圧値、並びに試験片寸法から電気抵抗率を算出した。結果を表１に示す。
（８）電気抵抗比
上記の手順で得られたハニカム構造体の各電極部において、端子接続部と、端子接続部からセルの流路方向に最も遠い第一電極層の表面地点との間の４００℃における電気抵抗Ｒ1、端子接続部と、端子接続部から外周側壁の周方向に最も遠い第二電極層の表面地点との間の４００℃における電気抵抗Ｒ2、及び、端子接続部と端子接続部から外周側壁の周方向に最も遠い第三電極層の表面地点との間の４００℃における電気抵抗Ｒ3を四探針法によりそれぞれ計測し、Ｒ1／Ｒ2及びＲ1／Ｒ3を求めた。各電極部において、Ｒ1／Ｒ2及びＲ1／Ｒ3は実質的に同じであった。結果を表１に示す。
（９）通電試験
上記の手順で得られたハニカム構造体の通電試験を行った。通電試験は、一対の端子接続部に端子を接続して３ｋＷの投入電力で電圧を印加したしたときの１分後の「担体中央部」、「底面中心」及び「端子部」の温度を計測した。結果を表１に示す。「担体中央部」の温度は、一対の端子接続部を結ぶ直線とハニカム構造部の中心軸の交点における温度を指す。「底面中心」の温度は、ハニカム構造部の中心軸と両底面との交点（二箇所）における温度の何れか低い方の値を指す。「端子部」の温度は、両端子接続部と外周側壁の境界部（二箇所）における温度の何れか高い方の値を指す。
（実施例１−２）
実施例１−１と同様の端子接続部付き焼成ハニカム構造部を作製した。
第一電極層形成原料としてＣｒＳｉ2粉を使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
第二及び第三の電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｃ）を使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
第一電極層、第二電極層及び第三電極層のプラズマ溶射条件は実施例１−１において述べた条件と同じとした。
得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表１に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。得られたハニカム構造体について、実施例１−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表１に示す。
（実施例１−３）
実施例１−１と同様の端子接続部付き焼成ハニカム構造部を作製した。
第一電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ａ）を使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
第二及び第三の電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｃ）を使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
第一電極層、第二電極層及び第三電極層のプラズマ溶射条件は実施例１−１において述べた条件と同じとした。
得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表１に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。得られたハニカム構造体について、実施例１−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表１に示す。
（実施例１−４）
実施例１−１と同様の端子接続部付き焼成ハニカム構造部を作製した。
第一電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｂ）を使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
第二及び第三の電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｃ）を使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
第一電極層、第二電極層及び第三電極層のプラズマ溶射条件は実施例１−１において述べた条件と同じとした。
得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表１に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。得られたハニカム構造体について、実施例１−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表１に示す。
（実施例１−５）
ハニカム成形体及び端子接続部の形成原料の珪素の配合比を増やした他は、実施例１−１と同様の条件で、端子接続部付き焼成ハニカム構造部を作製した。
第一電極層形成原料としてＳｉ／Ｂ4Ｃ粉を使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
第二及び第三の電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ａ）を使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
第一電極層、第二電極層及び第三電極層のプラズマ溶射条件は実施例１−１において述べた条件と同じとした。
得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表１に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。得られたハニカム構造体について、実施例１−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表１に示す。
（実施例１−６）
ハニカム成形体及び端子接続部の形成原料の珪素の配合比を増やし、更に、粒径を小さくすることによって気孔率を３５％に下げた他は、実施例１−１と同様の条件で、端子接続部付き焼成ハニカム構造部を作製した。
第一電極層形成原料として銀ペーストＢを使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、外周側壁の外面に塗布し、軸方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
第二及び第三の電極層形成原料としてＣｒＳｉ2粉を使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
第二電極層及び第三電極層のプラズマ溶射条件は実施例１−１において述べた条件と同じとした。
得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表１に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。得られたハニカム構造体について、実施例１−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表１に示す。
（実施例１−７）
（１）ハニカム乾燥体の作製
珪化タンタル（ＴａＳｉ2）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末と炭化珪素（ＳｉＣ）粉末とを、ＴａＳｉ2：Ｓｉ：ＳｉＣ＝８４．４：１１．３：４．２の質量割合で混合してセラミック原料を調製した。そして、セラミック原料に、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロース、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た。そして、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珪化タンタル（ＴａＳｉ2）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末と炭化珪素（ＳｉＣ）粉末の合計を１００質量部としたときに７質量部とした。造孔材の含有量は珪化タンタル（ＴａＳｉ2）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末と炭化珪素（ＳｉＣ）粉末の合計を１００質量部としたときに３質量部とした。水の含有量は珪化タンタル（ＴａＳｉ2）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末と炭化珪素（ＳｉＣ）粉末の合計を１００質量部としたときに４２質量部とした。ＴａＳｉ2粉末は、平均粒子径が７μｍのものとした。珪素粉末は、平均粒子径が６μｍのものとした。炭化珪素粉末は、平均粒子径が３５μｍのものとした。ＴａＳｉ2粉末、珪素粉末及び炭化珪素粉末の平均粒子径は、レーザー回折法で粒度の頻度分布を測定したときの、体積基準による算術平均径を指す。
得られた円柱状の坏土を押出成形機を用いて成形し、各セルの断面形状が正方形の柱状の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、両底面を所定量切断し、ハニカム乾燥体とした。
（２）端子接続部の形成
次に、ハニカム成形体と同じ成形原料を使用して、一対の円柱状の端子接続部を成形した。一対の円柱状の端子接続部の底面をハニカム乾燥体の中心軸を挟んで対向する外周側壁の外面に貼り付け、端子接続部付き未焼成ハニカム構造部を得た。
（３）焼成
得られた端子接続部付き未焼成ハニカム構造部を、脱脂し、焼成し、更に酸化処理して端子接続部付き焼成ハニカム構造部を得た。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。
（４）第一電極層の形成
次に、第一電極層形成原料として銀ペーストＡを使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、外周側壁の外面に塗布し、軸方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
（５）第二電極層及び第三電極層の形成
第二及び第三の電極層形成原料として銀ペーストＢを使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面に塗布し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表１に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。
得られたハニカム構造体について、実施例１−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表１に示す。
（比較例１−１）
実施例１−１と同様の端子接続部付き焼成ハニカム構造部を作製した。
第一電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｃ）を使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
第二及び第三の電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｃ）を使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
第一電極層、第二電極層及び第三電極層のプラズマ溶射条件は実施例１−１において述べた条件と同じとした。
得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表１に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。得られたハニカム構造体について、実施例１−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表１に示す。
（比較例１−２）
実施例１−１と同様の端子接続部付き焼成ハニカム構造部を作製した。
第一電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｂ）を使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
第二及び第三の電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｃ）を使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
第一電極層、第二電極層及び第三電極層のプラズマ溶射条件は実施例１−１において述べた条件と同じとした。
得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表１に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。得られたハニカム構造体について、実施例１−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表１に示す。
（比較例１−３）
（１）ハニカム乾燥体の作製
実施例１−１と同じハニカム成形体を得た。
（２）第二電極層及び第三電極層の形成
第二及び第三の電極層形成原料としてハニカム成形体と同じ成形原料を使用した。ハニカム成形体の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように形成予定の一対の第一電極層の周方向各側端に隣接する位置に、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料をハニカム成形体の両底面間の全長に亘って、ハニカム成形体の外周側壁の外面に塗布し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。
（３）端子接続部の形成
ハニカム成形体と同じ成形原料を使用して、一対の円柱状の端子接続部を成形した。一対の円柱状の端子接続部の底面をハニカム乾燥体の中心軸を挟んで対向する外周側壁の外面に貼り付け、端子接続部付き未焼成ハニカム構造部を得た。端子接続部の貼り付け箇所は形成予定の第一電極層の軸方向及び周方向中央部とした。
（４）焼成
得られた端子接続部付き未焼成ハニカム構造部を、脱脂し、焼成し、更に酸化処理して端子接続部付き焼成ハニカム構造部を得た。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。
（５）第一電極層の形成
第一電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｂ）を使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。また、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
第一電極層のプラズマ溶射条件は実施例１−１において述べた条件と同じとした。
得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表１に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。得られたハニカム構造体について、実施例１−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表１に示す。
Figure 0006905929
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Figure 0006905929
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（考察）
表１に示す結果から、本発明の実施例では、比較例に比べて均一発熱性に優れていることが理解できる。特に、Ｒ1／Ｒ2及びＲ1／Ｒ3が好適化されている実施例１−１は均一発熱性に優れていた。比較例１−１及び比較例１−２ではＲ1／Ｒ2及びＲ1／Ｒ3が大きいために端子付近に発熱が集中した。比較例１−３ではＲ1／Ｒ2及びＲ1／Ｒ3は適切であったが、第二電極層及び第三電極層の電気抵抗率がハニカム構造部よりも低くないために、発熱が周方向に広がらなかった。
＜２．第二の実施形態に関連する試験＞
（実施例２−１）
（１）ハニカム構造体の作製
実施例１−１と同様の端子接続部付き焼成ハニカム構造部を作製した。
第一電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｃ）を使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の外周側壁の外面の軸方向中央部にプラズマ溶射し、周方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。第一電極層のプラズマ溶射条件は実施例１−１において述べた条件と同じとした。
第二及び第三の電極層形成原料として銀ペーストＡを使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面に塗布し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表２に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。得られたハニカム構造体について、実施例１−１と同様に、電気抵抗率を求めた。結果を表２に示す。
（２）電気抵抗比
上記の手順で得られたハニカム構造体の各電極部において、端子接続部と、端子接続部から第二電極層に向かって外周側壁の周方向に最も遠い第一電極層の表面地点Ａ1との間の４００℃における電気抵抗Ｒ12、端子接続部から外周側壁の周方向に最も近い第二電極層の表面地点Ａ2と、該表面地点Ａ2からセルの流路方向に最も遠い第二電極層の表面地点Ａ3との間の４００℃における電気抵抗Ｒ2、端子接続部と、端子接続部から第三電極層に向かって外周側壁の周方向に最も遠い第一電極層の表面地点Ｂ1との間の４００℃における電気抵抗Ｒ13、端子接続部から外周側壁の周方向に最も近い第三電極層の表面地点Ｂ2と、該表面地点Ｂ2からセルの流路方向に最も遠い第三電極層の表面地点Ｂ3との間の４００℃における電気抵抗Ｒ3を、四探針法によりそれぞれ計測し、Ｒ2／Ｒ12及びＲ3／Ｒ13を求めた。各電極部において、Ｒ2／Ｒ12及びＲ3／Ｒ13は実質的に同じであった。結果を表２に示す。
（３）通電試験
上記の手順で得られたハニカム構造体の通電試験を行った。通電試験は、一対の端子接続部に端子を接続して３ｋＷの投入電力で電圧を印加したときの１分後の「担体中央部」、「底面中心」及び「端子部」の温度を計測した。結果を表２に示す。
（実施例２−２）
実施例１−１と同様の端子接続部付き焼成ハニカム構造部を作製した。第一電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｃ）を使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の外周側壁の外面の軸方向中央部にプラズマ溶射し、周方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
第二及び第三の電極層形成原料としてＣｒＳｉ2粉を使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
第一電極層、第二電極層及び第三電極層のプラズマ溶射条件は実施例１−１において述べた条件と同じとした。得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表２に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。
得られたハニカム構造体について、実施例２−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表２に示す。
（実施例２−３）
実施例１−１と同様の端子接続部付き焼成ハニカム構造部を作製した。第一電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｃ）を使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の外周側壁の外面の軸方向中央部にプラズマ溶射し、周方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
第二及び第三の電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ａ）を使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
第一電極層、第二電極層及び第三電極層のプラズマ溶射条件は実施例１−１において述べた条件と同じとした。得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表２に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。得られたハニカム構造体について、実施例２−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表２に示す。
（実施例２−４）
実施例１−１と同様の端子接続部付き焼成ハニカム構造部を作製した。第一電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｃ）を使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の外周側壁の外面の軸方向中央部にプラズマ溶射し、周方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
第二及び第三の電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｂ）を使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
第一電極層、第二電極層及び第三電極層のプラズマ溶射条件は実施例１−１において述べた条件と同じとした。得られたハニカム構造体の一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表２に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。得られたハニカム構造体について、実施例２−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表２に示す。
（実施例２−５）
ハニカム成形体及び端子接続部の形成原料の珪素の配合比を増やした他は、実施例１−１と同様の条件で、端子接続部付き焼成ハニカム構造部を作製した。
第一電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ａ）を使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の外周側壁の外面の軸方向中央部にプラズマ溶射し、周方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
第二及び第三の電極層形成原料としてＳｉ／Ｂ4Ｃ粉を使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
第一電極層、第二電極層及び第三電極層のプラズマ溶射条件は実施例１−１において述べた条件と同じとした。得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表２に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。得られたハニカム構造体について、実施例２−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表２に示す。
（実施例２−６）
ハニカム成形体及び端子接続部の形成原料の珪素の配合比を増やし、更に、粒径を小さくすることによって気孔率を３５％に下げた他は、実施例１−１と同様の条件で、端子接続部付き焼成ハニカム構造部を作製した。
第一電極層形成原料としてＣｒＳｉ2粉を使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の外周側壁の外面の軸方向中央部にプラズマ溶射し、周方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
第二及び第三の電極層形成原料として銀ペーストＢを使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面に塗布し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
第一電極層のプラズマ溶射条件は実施例１−１において述べた条件と同じとした。得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表２に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。得られたハニカム構造体について、実施例２−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表２に示す。
（実施例２−７）
実施例１−７と同様の端子接続部付き焼成ハニカム構造部を作製した。第一電極層形成原料として銀ペーストＢを使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の外周側壁の外面の軸方向中央部に塗布し、周方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
第二及び第三の電極層形成原料として銀ペーストＡを使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面に塗布し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表２に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。得られたハニカム構造体について、実施例２−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表２に示す。
（比較例２−１）
実施例１−１と同様の端子接続部付き焼成ハニカム構造部を作製した。第一電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｃ）を使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の外周側壁の外面の軸方向中央部にプラズマ溶射し、周方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
第二及び第三の電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｃ）を使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
第一電極層、第二電極層及び第三電極層のプラズマ溶射条件は実施例１−１において述べた条件と同じとした。得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表２に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。得られたハニカム構造体について、実施例２−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表２に示す。
（比較例２−２）
実施例１−１と同様の端子接続部付き焼成ハニカム構造部を作製した。第一電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｃ）を使用した。第一電極層形成原料を、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の外周側壁の外面の軸方向中央部にプラズマ溶射し、周方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。この際、第一電極層は、第一電極層の軸方向及び周方向中央部に端子接続部が配置されるように形成し、更に、円柱状の端子接続部の側面を第一電極層によって被覆した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
第二及び第三の電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｂ）を使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
第一電極層、第二電極層及び第三電極層のプラズマ溶射条件は実施例１−１において述べた条件と同じとした。得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表２に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。得られたハニカム構造体について、実施例２−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表２に示す。
（比較例２−３）
（１）ハニカム乾燥体の作製
実施例１−１と同じハニカム成形体を得た。
（２）第一電極層の形成
第一電極層形成原料としてハニカム成形体と同じ成形原料を使用した。第一電極層形成原料を、ハニカム成形体の外周側壁の外面の軸方向中央部に塗布し、周方向に延びる帯状の第一電極層を二箇所形成した。二箇所の第一電極層は、端子接続部付き焼成ハニカム構造部の中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係となるように配置した。
（３）端子接続部の形成
次に、ハニカム成形体と同じ成形原料を使用して、一対の円柱状の端子接続部を成形した。各円柱状の端子接続部の底面を第一電極層の軸方向及び周方向中央部に貼り付け、端子接続部付き未焼成ハニカム構造部を得た。
（４）焼成
得られた端子接続部付き未焼成ハニカム構造部を、脱脂し、焼成し、更に酸化処理して端子接続部付き焼成ハニカム構造部を得た。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。
（５）第二電極層及び第三電極層の形成
第二及び第三の電極層形成原料としてＳｉ／ＣｒＢ粉（Ｂ）を使用した。各第一電極層の周方向各側端に隣接させて、第二電極層形成原料及び第三電極層形成原料を端子接続部付き焼成ハニカム構造部の両底面間の全長に亘って、端子接続部付きハニカム構造部の外周側壁の外面にプラズマ溶射し、軸方向に延びる帯状の第二電極層及び第三電極層を形成した。この際、第一電極層と第二電極層、及び、第一電極層と第三電極層は、それぞれ境界部同士を接触させた。
第二電極層及び第三電極層のプラズマ溶射条件は実施例１−１において述べた条件と同じとした。得られたハニカム構造体の第一電極層、第二電極層及び第三電極層はそれぞれ、表２に記載の「幅（周方向）」、「幅（軸方向）」及び「電極厚さ」を有していた。得られたハニカム構造体について、実施例２−１と同様に、電気抵抗率及び電気抵抗比を求め、また、通電試験を行った。結果を表２に示す。
Figure 0006905929
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（考察）
表２に示す結果から、本発明の実施例では、比較例に比べて均一発熱性に優れていることが理解できる。特に、Ｒ2／Ｒ12及びＲ3／Ｒ13が好適化されている実施例２−１は均一発熱性に優れていた。比較例２−１及び比較例２−２ではＲ2／Ｒ12及びＲ3／Ｒ13が大きいために端子付近に発熱が集中した。比較例２−３ではＲ2／Ｒ12及びＲ3／Ｒ13は適切であったが、第一電極層の電気抵抗率がハニカム構造部よりも低くないために、発熱が周方向に広がらなかった。
１００ ハニカム構造体
１１０ ハニカム構造部
１１１ 外周側壁
１１２ 第一底面
１１３ 第二底面
１１４ セル
１１５ 隔壁
１２０ａ、１２０ｂ 電極部
１２１ａ、１２１ｂ 第一電極層
１２２ａ、１２２ｂ 第二電極層
１２３ａ、１２３ｂ 第三電極層
１２５ 側面
１２６ 突出部
１３０ａ、１３０ｂ 端子接続部
２００ ハニカム構造体
２１０ ハニカム構造部
２１１ 外周側壁
２１２ 第一底面
２１３ 第二底面
２１４ セル
２１５ 隔壁
２２０ａ、２２０ｂ 電極部
２２１ａ、２２１ｂ 第一電極層
２２２ａ、２２２ｂ 第二電極層
２２３ａ、２２３ｂ 第三電極層
２２５ 側面
２２６ 突出部
２３０ａ、２３０ｂ 端子接続部

Claims (12)

  1. 外周側壁と、外周側壁の内側に配設され、一方の底面から他方の底面まで貫通して流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁とを有する柱状のハニカム構造部、
    ハニカム構造部の中心軸を挟んで、外周側壁の外面に接触する状態で設けられた一対の電極部、及び、
    外周側壁に形成された一対の端子接続部であって、それぞれは各電極部によって少なくとも一部が被覆されている端子接続部
    を備えた導電性ハニカム構造体であって、
    各電極部は、それぞれが外周側壁の外面に接触する状態でセルの流路方向に延設された帯状の第一電極層、第二電極層及び第三電極層を備え、第一電極層、第二電極層及び第三電極層は、第二電極層、第一電極層及び第三電極層の順に外周側壁の周方向に直列に接続されており、
    電極部の電気抵抗率はハニカム構造部の電気抵抗率より低く、
    各電極部において、端子接続部と、端子接続部からセルの流路方向に最も遠い第一電極層の表面地点との間の電気抵抗をＲ1とし、端子接続部と、端子接続部から外周側壁の周方向に最も遠い第二電極層の表面地点との間の電気抵抗をＲ2とし、端子接続部と、端子接続部から外周側壁の周方向に最も遠い第三電極層の表面地点との間の電気抵抗をＲ3とすると、Ｒ1／Ｒ2≦０．２及びＲ1／Ｒ3≦０．２が成立する、
    導電性ハニカム構造体。
  2. 第一電極層の電気抵抗率をρ1、第二電極層の電気抵抗率をρ2、第三電極層の電気抵抗率をρ3とすると、ρ1／ρ2≦０．５及びρ1／ρ3≦０．５が成立する請求項１に記載の導電性ハニカム構造体。
  3. ０．８≦ρ2／ρ3≦１．２である請求項１又は２に記載の導電性ハニカム構造体。
  4. セルの流路方向に直交する何れの断面で観察しても、各電極部が、一対の電極部のそれぞれの周方向中央同士を結んだ直線を対称軸として、線対称に形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の導電性ハニカム構造体。
  5. ハニカム構造部の電気抵抗率は０．００１〜１Ω・ｃｍの範囲にあり、電極部の電気抵抗率は０．０００１〜０．１Ω・ｃｍの範囲にある請求項１〜４の何れか一項に記載の導電性ハニカム構造体。
  6. 外周側壁は、ハニカム構造部の中心軸を挟んで、セルの流路方向に延設された一対の突出部を有し、各電極部上の各端子接続部は、該突出部が形成されている箇所に配置される請求項１〜５の何れか一項に記載の導電性ハニカム構造体。
  7. 外周側壁と、外周側壁の内側に配設され、一方の底面から他方の底面まで貫通して流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁とを有する柱状のハニカム構造部、
    ハニカム構造部の中心軸を挟んで、外周側壁の外面に接触する状態で設けられた一対の電極部、及び、
    外周側壁に形成された一対の端子接続部であって、それぞれは各電極部によって少なくとも一部が被覆されている端子接続部
    を備えた導電性ハニカム構造体であって、
    各電極部は、外周側壁の外面に接触する状態で外周側壁の周方向に一端から端子接続部をその少なくとも一部を被覆するように通って他端まで延設された帯状の第一電極層と、第一電極層の一端に接続し、当該一端から外周側壁の外面に接触する状態でセルの流路方向に延設された帯状の第二電極層と、第一電極層の他端に接続し、当該他端から外周側壁の外面に接触する状態でセルの流路方向に延設された帯状の第三電極層とを備え、
    電極部の電気抵抗率はハニカム構造部の電気抵抗率より低く、
    各電極部において、端子接続部と、端子接続部から第二電極層に向かって外周側壁の周方向に最も遠い第一電極層の表面地点Ａ1との間の電気抵抗をＲ12とし、
    端子接続部から外周側壁の周方向に最も近い第二電極層の表面地点Ａ2と、該表面地点Ａ2からセルの流路方向に最も遠い第二電極層の表面地点Ａ3との間の電気抵抗をＲ2とし、
    端子接続部と、端子接続部から第三電極層に向かって外周側壁の周方向に最も遠い第一電極層の表面地点Ｂ1との間の電気抵抗をＲ13とし、
    端子接続部から外周側壁の周方向に最も近い第三電極層の表面地点Ｂ2と、該表面地点Ｂ2からセルの流路方向に最も遠い第三電極層の表面地点Ｂ3との間の電気抵抗をＲ3とすると、
    Ｒ2／Ｒ12≦０．２及びＲ3／Ｒ13≦０．２が成立する、
    導電性ハニカム構造体。
  8. 第一電極層の電気抵抗率をρ1、第二電極層の電気抵抗率をρ2、第三電極層の電気抵抗率をρ3とすると、ρ2／ρ1≦０．５、及びρ3／ρ1≦０．５が成立する請求項７に記載の導電性ハニカム構造体。
  9. ０．８≦ρ2／ρ3≦１．２である請求項７又は８に記載の導電性ハニカム構造体。
  10. セルの流路方向に直交する何れの断面で観察しても、各電極部が、一対の電極部のそれぞれの周方向中央同士を結んだ直線を対称軸として、線対称に形成されている請求項７〜９の何れか一項に記載の導電性ハニカム構造体。
  11. ハニカム構造部の電気抵抗率は０．００１〜１Ω・ｃｍの範囲にあり、電極部の電気抵抗率は０．０００１〜０．１Ω・ｃｍの範囲にある請求項７〜１０の何れか一項に記載の導電性ハニカム構造体。
  12. 外周側壁は、ハニカム構造部の中心軸を挟んで、セルの流路方向に延設された一対の突出部を有し、各電極部上の各端子接続部は、該突出部が形成されている箇所に配置される請求項７〜１１の何れか一項に記載の導電性ハニカム構造体。
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