JPH05184939A - 排気ガス浄化用触媒コンバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気ガス浄化用触媒コンバータ装置におい
て、発熱抵抗体として利用する触媒担体の温度分布の均
一化等を図ることを目的とする。 【構成】 波形金属板２と平形金属板３とを夫々が略筒
状をなすように交互に重合して構成した略円柱状のメタ
ル担体４を、その中心部と外周部とを結ぶ方向に通電す
ることにより、発熱抵抗体として構成する。そして、メ
タル担体４の軸方向の中間部並びに両端部における所定
数の波形金属板２を、メタル担体４の中央側から外側に
行くに従って断面積が除々に小さくなるように形成する
ことにより、メタル担体４全体にわたって電気抵抗値を
均一化するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用内燃機関等に
用いられる排気ガス浄化用触媒コンバータ装置に関し、
特に、触媒担体を発熱抵抗体としたものにおいて、触媒
担体の構造の改良技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種排気ガス浄化用触媒コンバータ装
置は、良く知られているように、所定の活性化温度にす
るまで昇温した状態でないと充分な触媒作用を奏するこ
とができず、例えば、内燃機関の冷間始動直後等には、
排気浄化性能が充分なレベルに達するまでにある程度の
時間が掛かってしまう。

【０００３】このため、電熱ヒータ装置を用いて触媒担
体を加熱することが従来から考えられている。ところ
で、触媒を担持する触媒担体として、近年、熱容量や圧
力損失の点で有利なメタル担体を適用したものが考えら
れている。このメタル担体は金属板から構成されている
ため、この金属板自体を発熱抵抗体つまり電熱ヒータと
して利用するようにした触媒コンバータ装置が提案され
ている。

【０００４】しかし、略円柱形に形成されたメタル担体
にあっては、外周に行くに従って外径が大きくなって断
面積が大きくなり、外周部では中心部に較べて電気抵抗
値が小さくなる等、各部位の電気抵抗値が均一ではな
い。このため、局所的に電気抵抗値の大きな部位での発
熱量が多くなる等電気ヒータとして均一な温度分布を有
するものとならず、触媒担体の均一加熱が不可能で、加
熱性に劣るという問題点がある。

【０００５】このような問題を考慮した技術として、従
来、特開昭４８−５４３１２号公報に示されるものがあ
る。この技術は、メタル担体を、平坦な第１の金属板と
凹凸の波形に屈曲した第２の金属板の表面に、夫々予め
絶縁性セラミックス層をコーティングした上で、両者を
重ね合わせると共に、巻回して略円柱状に形成したもの
である。

【０００６】このものでは、渦巻状をなす第１の金属板
と第２の金属板とがその全長にわたって互いに絶縁され
ているため、例えば、第２の金属板の中心部と外周部と
を端子部として通電したときには、中心部から外周部へ
と変化のない均一な電流路が形成され、電気ヒータとし
て均一な温度分布を有し、触媒担体の均一加熱が可能と
なるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の触媒コンバータ装置にあっては、次のような
問題点があった。即ち、絶縁性セラミックス層を表面に
コーティングした第１，第２の金属板を、そのコーティ
ング後に湾曲させつつ巻回して略円柱状に成形する必要
があるため、実際には、前記巻回工程中に絶縁性セラミ
ックス層が多量に剥離してしまい、実用に供することは
できない。

【０００８】又、第１の金属板と第２の金属板とを絶縁
性セラミックス層によって固着させる構成であるため、
構造的な強度が低いという欠点がある。そこで、本発明
は以上のような従来の問題点に鑑み、排気ガス浄化用触
媒コンバータ装置において、発熱抵抗体となる触媒担体
の断面形状の改良により、触媒担体の温度分布の均一化
を図ると共に、製造の容易化を図って実用上有利にし、
しかも構造的な強度の向上を図ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の排気
ガス浄化用触媒コンバータ装置は、排気ガス浄化用触媒
を担持する触媒担体を、波形金属板と平形金属板とを夫
々が略筒状をなすように交互に重合し、波形金属板の波
部によって画成される空間をガス流路としてなる構成と
し、前記触媒担体の中心部と外周部とを結ぶ方向に通電
することにより、該触媒担体を発熱抵抗体として構成し
てなる排気ガス浄化用触媒コンバータ装置において、触
媒担体の中心部よりも外側に位置する所定数の波形金属
板を、触媒担体の中心部に位置する波形金属板よりも小
さな断面積に形成した。

【００１０】

【作用】かかる構成において、波形金属板と平形金属板
とを夫々が略筒状をなすように交互に重合して形成した
触媒担体にあっては、外周に行くに従って外径が大きく
なって断面積が大きくなり、外周部では中心部に較べて
電気抵抗値が小さくなる等、各部位の電気抵抗値が均一
ではない。

【００１１】しかし、触媒担体の中心部よりも外側に位
置する所定数の波形金属板を、触媒担体の中心部に位置
する波形金属板よりも小さな断面積に形成したから、触
媒担体の中心部と中心部よりも外側に位置する部分との
電気抵抗値を均一化できる。この結果、局所的に電気抵
抗値の大きな部位での発熱量が多くなることがない等電
気ヒータとして均一な温度分布を有するものとなり、触
媒担体の均一加熱が可能で、加熱性に優れたものとな
る。

【００１２】又、波形金属板の断面積を変化させる構成
であるから、製造上の問題点は一切ないと共に、構造的
な強度低下もなく、充分に実用に供する。

【００１３】

【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図１は、第１の実施例の触媒担体の製作途中の
状態を示しており、中心電極５の外周には４枚の波形金
属板２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの各端部が等間隔をもって
接続され、各波形金属板２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄに平板
金属板３が１枚ずつ重合し、これらが図中矢印方向に渦
巻き状に巻回される。

【００１４】波形金属板２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄと各平
板金属板３はＮｉ等によるロー付けで互いに固着され、
これにより略円柱状のメタル担体４が構成される。メタ
ル担体４において、平板金属板３の間に波形金属板２
Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄが介在し、これらの間に多数の細
路が画成され、この細路がガス流路として構成される。
図２は、第１実施例の断面図で前記メタル担体４は、そ
の中心部と外周部とを結ぶ方向に通電することにより、
発熱抵抗体として構成される。

【００１５】この場合、メタル担体４の中心部に、プラ
ス（＋）側電極を構成する中心電極５が挿通され、前記
外筒の外周面にマイナス（−）側電極を構成する外側電
極６が設けられる。ここで、メタル担体４の中心部より
も外側に位置する所定数の、この実施例では外側の２
Ｃ，２Ｂ，２Ｄの波形金属板２は、メタル担体４の中心
部に位置する波形金属板２よりも小さな断面積に形成さ
れる。

【００１６】本実施例においては、メタル担体４の軸方
向の中間部並びに両端部における所定数の波形金属板２
を、メタル担体４の中央側から外側に行くに従って断面
積が除々に小さくなるように形成する。この場合、メタ
ル担体４の軸方向の中間部と両端部に夫々長さを変化さ
せた波形金属板２を配設する。即ち、メタル担体４の軸
方向の中間部に長さを変化させて配設した波形金属板２
Ａは、メタル担体４の中央部から外周部に行くに従って
除々に短く形成する。又、メタル担体４の軸方向の両端
部に長さを変化させて配設した波形金属板２Ｂは、メタ
ル担体４の中央部から外周部に行くに従って除々に短く
形成する。

【００１７】尚、上記のように長さを変化させる波形金
属板２Ａ，２Ｂは重合状態にある波形金属板２の１つ置
きに設定する。従って、波形金属板２は長さを変化させ
たもの２Ａ，２Ｂと変化させていないもの２Ｃ，２Ｄと
が交互に位置することになる。第２の実施例を示す図
３，図４において、この例では、メタル担体４の軸方向
の中間部における所定数の波形金属板２を、メタル担体
４の中央側から外側に行くに従って断面積が除々に小さ
くなるように形成し、メタル担体４の軸方向の両端部に
おける所定数の波形金属板２を、夫々小さい断面積に形
成する。

【００１８】この場合、メタル担体４の軸方向の中間部
に長さを変化させて配設した波形金属板２Ａは、第１実
施例と同様に、メタル担体４の中央部から外周部に行く
に従って除々に短く形成する。又、メタル担体４の軸方
向の両端部の波形金属板２Ｂは、全て同一の長さであっ
て、通常の波形金属板２よりも短い長さに形成する。こ
の実施例においても、長さを変化させる波形金属板２
Ａ，２Ｂは重合状態にある波形金属板２の１つ置きに設
定する。

【００１９】第３の実施例を示す図５、図６において、
この例では、メタル担体４の軸方向の両端部における所
定数の波形金属板２を、メタル担体４の中央側から外側
に行くに従って断面積が除々に小さくなるように形成
し、メタル担体４の軸方向の中間部における所定数の波
形金属板２を、夫々小さい断面積に形成する。この場
合、メタル担体４の軸方向の両端部に長さを変化させて
配設した波形金属板２Ｂは、第１実施例と同様に、メタ
ル担体４の中央部から外周部に行くに従って除々に短く
形成する。又、メタル担体４の軸方向の中間部の波形金
属板２Ａは、全て同一の長さであって、通常の波形金属
板２よりも短い長さに形成する。

【００２０】第４の実施例を示す図７において、この例
は、１枚の波形金属板２と１枚の平形金属板３とを重ね
合わせて巻回して形成したもので、メタル担体４の中心
部よりも外側に位置する全ての波形金属板２を、メタル
担体４の中心部に位置する波形金属板２よりも小さな断
面積に形成する。この場合、メタル担体４の中心部から
外周部にかけて中心線に対して傾斜して屈曲する線上
に、全て同一の長さであって、通常の波形金属板２より
も短い長さの波形金属板２Ｃを配設して構成する。

【００２１】尚、この例では、触媒コンバータ装置の両
端部に夫々メタル担体４のない空所７が形成されること
になる。以上の各実施例の構成によると、次のような作
用・効果を奏する。即ち、略円柱形に形成されたメタル
担体４にあっては、外周に行くに従って外径が大きくな
って断面積が大きくなり、外周部では中心部に較べて電
気抵抗値が小さくなる等、各部位の電気抵抗値が均一で
はない。

【００２２】しかし、上記各実施例によると、メタル担
体４の中心部よりも外側に位置する所定数の波形金属板
２を、メタル担体４の中心部に位置する波形金属板２よ
りも小さな断面積に形成したから、メタル担体４の中心
部と中心部よりも外側に位置する部分との電気抵抗値を
均一化できる。特に、図１〜図３の実施例においては、
メタル担体４の中心部から外周部に行くに従って波形金
属板２の断面積を除々に小さく変化させるようにしたか
ら、メタル担体４全体にわたって電気抵抗値を均一化で
きる。

【００２３】この結果、局所的に電気抵抗値の大きな部
位での発熱量が多くなることがない等電気ヒータとして
均一な温度分布を有するものとなり、メタル担体４の均
一加熱が可能で、加熱性に優れたものとなる。又、かか
る構成によると、波形金属板２の断面積を変化させる構
成であるから、製造上の問題点は一切ないと共に、構造
的な強度低下もなく、充分に実用に供する。

【００２４】更に、以上の各実施例の構成によると、次
のような作用・効果を奏する。即ち、図１〜図６の実施
例においては、メタル担体４の軸方向の中間部と両端部
に夫々長さを短くした波形金属板２Ａ，２Ｂを配設し、
長さを短くする波形金属板２Ａ，２Ｂは重合状態にある
波形金属板２Ｃ，２Ｄの１つ置きに設定するようにした
から、中心電極５から外側電極６へと流れる電流の経路
が蛇行状となり、該電流の経路を長くすることができ
る。

【００２５】又、図７の実施例においては、メタル担体
４の中心部から外周部にかけて中心線に対して傾斜して
屈曲する線上に、短い長さの波形金属板２Ｅを配設して
構成したから、中心電極５から外側電極６へと流れる電
流の経路が中心線に対して傾斜して屈曲する線上に沿っ
た蛇行状となり、該電流の経路を長くすることができ
る。

【００２６】この結果、メタル担体４全体で見た場合、
発熱抵抗体の増大を図ることができ、電気ヒータとして
充分な加熱量を得ることができる。尚、以上のように、
特定の実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、当該技術分野における
熟練者等により、本発明に添付された特許請求の範囲か
ら逸脱することなく、種々の変更及び修正が可能である
との点に留意すべきである。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、排気ガス
浄化用触媒コンバータ装置において、触媒担体を発熱抵
抗体として構成してなる排気ガス浄化用触媒コンバータ
装置において、触媒担体の中心部よりも外側に位置する
所定数の波形金属板を、触媒担体の中心部に位置する波
形金属板よりも小さな断面積に形成したから、触媒担体
の温度分布の均一化を図れると共に、製造の容易化を図
れ、かつ構造的な強度の向上を図れる等実用に供する有
用性大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る排気ガス浄化用触媒コンバータ
装置の第１実施例を示す展開図

【図２】 第１実施例の断面図

【図３】 第２実施例の展開図

【図４】 第２実施例の断面図

【図５】 第３実施例の展開図

【図６】 第３実施例の断面図

【図７】 第４実施例の断面図

【符号の説明】

２ 波形金属板 ２Ａ 波形金属板 ２Ｂ 波形金属板 ２Ｃ 波形金属板 ２Ｄ 波形金属板 ３ 平形金属板 ４ メタル担体 ５ 中心電極 ６ 外側電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気ガス浄化用触媒を担持する触媒担体
   を、波形金属板と平形金属板とを夫々が略筒状をなすよ
   うに交互に重合し、波形金属板の波部によって画成され
   る空間をガス流路としてなる構成とし、前記触媒担体の
   中心部と外周部とを結ぶ方向に通電することにより、該
   触媒担体を発熱抵抗体として構成してなる排気ガス浄化
   用触媒コンバータ装置において、触媒担体の中心部より
   も外側に位置する所定数の波形金属板を、触媒担体の中
   心部に位置する波形金属板よりも小さな断面積に形成し
   たことを特徴とする排気ガス浄化用触媒コンバータ装
   置。