JPH0611837U

JPH0611837U - 電熱触媒担体

Info

Publication number: JPH0611837U
Application number: JP4810092U
Authority: JP
Inventors: 誠一田中; 弘島村
Original assignee: カルソニック株式会社
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 1994-02-15

Abstract

(57)【要約】【目的】本考案は、例えば、自動車の排気系に装着さ
れるメタル触媒コンバータの電熱触媒担体に関し、詳し
くは、帯板状の金属製ハニカム担体の長手方向に沿って
電流を流して加熱する電熱触媒担体に関し、金属製触媒
担体の各層間の絶縁層と金属製触媒担体との剥がれを防
止することを目的とする。【構成】容器２を、最中合わせで互いに接合されると
ともに棒状電極４が貫通する取付孔２Ｄがそれぞれ形成
された一対の分割シェル２Ａ，２Ａで構成し、棒状電極
４の基端部を金属製触媒担体３の端部に固着し、分割シ
ェル２Ａの内壁面２Ｅと金属製触媒担体３の間に、絶縁
部材９を配置し、一対の分割シェル２Ａ，２Ａを、両側
から押圧して互いに押し合わせる押圧手段７を配置し
た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば、自動車の排気系に装着されるメタル触媒コンバータの電熱触媒担体に関し、詳しくは、帯板状の金属製ハニカム担体の長手方向に沿って電流を流して加熱する電熱触媒担体に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、自動車の排気系には、メタル触媒コンバータが装着されており、このメタル触媒コンバータにより例えば排気ガス中のＣＯ成分やＨＣ成分等の未燃焼成分が、排気ガスの熱により燃焼して除去されるが、特に冬期等の外気の温度が低いエンジン運転開始時には排気ガスの温度が低いことから、メタル触媒コンバータ内の触媒担体が暖めらずに温度が低く、排気ガス中の未燃焼成分の燃焼が不充分となる。

【０００３】そこで、エンジン運転開始時にメタル触媒コンバータ内の触媒担体を急速に加熱して暖めることが要求される。例えば、メタル触媒コンバータにおいては、その金属製触媒担体に電流を流して抵抗加熱する電熱触媒担体が公表特許公報平３ −５００９１１号公報に開示されている。

【０００４】図４，図５はこの種のメタル触媒コンバータの一例を示す。図において、符号２１はメタル触媒コンバータを示し、このメタル触媒コンバータ２１は、金属製のシェル２２Ａ，２２Ａを最中合わせにしてなる筒状容器２２を有し、筒状容器２２の中央部分内に、電熱触媒担体２３が収容されている。この電熱触媒担体２３は、筒状容器２２の内側に配置されてセラミックペーパ等からなる円筒状絶縁材２４により囲まれて保持されている。

【０００５】電熱触媒担体２３は、帯板状の金属製触媒担体２５を蛇行状に多段に折り畳んだコア部３０からなり、金属製触媒担体２５は、金属製の波板２５Ａと平板２５Ｂを積層して構成されている。

【０００６】そして、金属製触媒担体２５の両端には、電極２６，２７が設けられ、この電極２６，２７は、円筒状絶縁材２４及び筒状容器２２を貫通して筒状容器２２の外に突出し、図示しない電源を介して接続さている。電極２６，２７の外周には、絶縁カラー２６Ａ，２７Ａがそれぞれ設けられ、シェル２２と電極２６，２７とを絶縁している。

【０００７】そして、蛇行状に多段に折り畳んだ金属製触媒担体２５の各層の間には、それぞれ絶縁プレート２８からなる絶縁層が介装されている。絶縁プレート２８は、両電極２６，２７間で、電流を、蛇行状に折れ畳んだ金属製触媒担体２５にその長手方向に沿って蛇行状に流すためのものである。つまり、金属製触媒担体２５の所定の段の部分と、隣接する他の段の部分との間の電流短絡を防止するためである。

【０００８】しかして、エンジン運転開始時に、電流は、矢印Ｘで示すように両電極２６，２７間で、蛇行状に折れ畳んだ金属製触媒担体２５をその長手方向に沿って蛇行状に流れる。この電流の抵抗加熱により、コア部３０が全体的に加熱され、急速に暖められる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、従来の電熱触媒担体２３にあっては、金属製触媒担体２５の所定の段の部分の、隣接する他の段の部分との間で電流短絡を防止するため、金属製触媒担体２５の各段の部分の間に絶縁プレート２８をそれぞれ設け、絶縁プレート２８と金属製触媒担体２５を高温用接着剤により接着している。

【００１０】排気ガスの温度の変化により、金属製触媒担体２５は、その長手方向に熱膨張・熱収縮するが、金属製触媒担体２５の材質と絶縁プレート２８の材質の相違による熱膨張率の相違で、金属製触媒担体２５と絶縁プレート２８が剥がれ易く、絶縁プレート２８の保持を確保することが困難である。

【００１１】そのため、排気ガスのガス流れにより、絶縁プレート２８のずれ、抜け落ち等の不具合が発生するという問題がある。そこで、本出願人により、実願平４−１７７８６号に示す電熱触媒担体が図６，図７に示すように出願された。

【００１２】この電熱触媒担体３１は、両端にそれぞれ電極３２，３２を設けた一枚の帯板状の金属製触媒担体３３を、絶縁層３４を介して長手方向に沿って多段に折り畳むことにより、金属製触媒担体３３を層状にしたコア部３５を形成してなり、前記絶縁層３４を、セラミック繊維布で構成し、金属製触媒担体３３の絶縁層３４側に臨む面を波板３６で形成するとともに、コア部３５の、各層における対向して隣接する金属製触媒担体３３の波板３６の部分の間に、絶縁層３４を挟持させたものである。

【００１３】かかる構成の電熱触媒担体３１では、コア部３５の、各層における対向して隣接する金属製触媒担体３３の波板３６の部分の間に、絶縁層３４を挟持することにより、排気ガス流に対して、絶縁層３４が波板３６からずれたり剥がれたりすることを防止することを意図している。

【００１４】ところが、依然として、排気ガス流に対して、セラミック繊維布からなる絶縁層３４が波板３６からずれたり剥がれたりする不具合が生じる。本考案は、上述の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、金属製触媒担体の各層間の絶縁層と金属製触媒担体との剥がれを防止することができる電熱触媒担体を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

請求項１記載の考案は、両端にそれぞれ電極を設けた一枚の帯板状の金属製触媒担体を、絶縁層を介して長手方向に沿って多段に折り畳むことにより、金属製触媒担体を層状に形成し、この金属製触媒担体を金属製の容器内に収容し、棒状電極を、容器の取付孔を貫通して容器外に突出させてなる電熱触媒担体において、容器を、最中合わせで互いに接合されるとともに棒状電極が貫通する取付孔がそれぞれ形成された一対の分割シェルで構成し、棒状電極の基端部を金属製触媒担体の端部に固着し、分割シェルの内壁面と金属製触媒担体の間に、絶縁部材を配置し、一対の分割シェルを、両側から押圧して互いに押し合わせる押圧手段を配置したことを特徴とする。

【００１６】請求項２記載の考案は、両端にそれぞれ電極を設けた一枚の帯板状の金属製触媒担体を、絶縁層を介して長手方向に沿って多段に折り畳むことにより、金属製触媒担体を層状に形成し、この金属製触媒担体を金属製の容器内に収容し、棒状電極を、容器の取付孔を貫通して容器外に突出させてなる電熱触媒担体において、容器を、最中合わせで互いに接合されるとともに棒状電極が貫通する取付孔がそれぞれ形成された一対の分割シェルで構成し、分割シェル外に、アウタセラミック体を棒状電極を貫通させて配置し、分割シェルの内壁面と金属製触媒担体の間に、インナセラミック体を棒状電極を貫通させて配置し、棒状電極に、アウタセラミック体を分割シェルの外壁面に押圧する締付手段を設けたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】

請求項１記載の考案においては、容器内に金属製触媒担体をあたかも浮いた状態に保持し、この状態で、押圧手段により両分割シェルが両側から押圧され、互いに押し合わせられる。

【００１８】そのため、分割シェルの内壁面により、絶縁部材を介して金属製触媒担体が収縮するように押圧される。これにより、金属製触媒担体の多段に折り畳んだ部分が、分割シェルから押圧され、絶縁層に、その両側の金属製触媒担体の多段に折り畳んだ部分から挟持力が作用する。

【００１９】請求項２記載の考案においては、締付手段の締め込みにより、アウタセラミック体が分割シェルの外壁面上に押圧され、両分割シェルが両側から押圧され、互いに押し合わせられる。

【００２０】そのため、分割シェルの内壁面により、インナセラミック体を介して金属製触媒担体が収縮するように押圧される。これにより、金属製触媒担体の多段に折り畳んだ部分が、分割シェルから押圧され、絶縁層に、金属製触媒担体の多段に折り畳んだ両側部分から挟持力が作用する。

【００２１】

【実施例】

以下、図面により本考案を、自動車用触媒コンバータに適用したものについて説明する。

【００２２】図１ないし図３により本考案の実施例に係わる電熱触媒担体を説明する。図において、符号１はメタル触媒コンバータを示し、このメタル触媒コンバータ１は、金属製の筒状容器２を有し、筒状容器２は、一対の分割シェル２Ａ，２Ａで構成され、分割シェル２Ａ，２Ａは、互いに重ね合わされる両側フランジ部分２Ｂ，２Ｂ及び２Ｃ，２Ｃにて接着・接合され、後述する棒状電極４が貫通する取付孔２Ｄが形成されている。

【００２３】筒状容器２の中央部分内に金属製触媒担体３が収容されている。金属製触媒担体３は金属製の波板と平板を積層して構成される一枚の帯状体を蛇行状に多段に折り畳んでなり、この金属製触媒担体３の層間に、セラミック繊維布からなる絶縁層Ｚがそれぞれ層状に配置されている。

【００２４】金属製触媒担体３の端部に一体に一対の棒状電極４，４の基端部４Ｂが固着され、これらは反対側の位置にあり、分割シェル２Ａの取付孔２Ｄから突出して設けられている。一対の棒状電極４，４は図示しない電源を介して接続されている。

【００２５】分割シェル２Ａ外に、円筒ブロック体からなるアウタセラミック体５が棒状電極４を貫通させて配置されている。アウタセラミック体５の小径底部５Ａは、分割シェル２Ａの取付孔２Ｄに挿入されている。アウタセラミック体５の小径底部５Ａと分割シェル２Ａの外壁面２Ｆの間にはリング状の第１ガスケット６Ａが挟まれている。

【００２６】アウタセラミック体５の頂部５Ｂ上には、リング状の第２ガスケット６Ｂが取り付けられている。棒状電極４には、その外螺子４Ａに螺合するナット部材（締付手段）７，７が設けられている。ナット部材７と第２ガスケット６Ｂとの間にはリング８が、棒状電極４の周りに設けられている。

【００２７】そして、棒状電極４の基端部４Ｂの周りには、インナセラミック体９が配置され、インナセラミック体９は、後述のセラミック製マット１０と金属製触媒担体３の端部の間に位置している。

【００２８】分割シェル２の内壁面２Ｅと金属製触媒担体３の間に、緩衝部材としてのセラミック製マット１０及びワッシャ・ワイヤ・メッシュ１１，１１と、このセラミック製マット１０の内側に位置する前部セラミック製筒状保持部材１２及び後部セラミック製筒状保持部材１３とが設けられている。

【００２９】前部セラミック製筒状保持部材１２は、前端に金属製触媒担体３の前端面に当接する環状フランジからなる前側押え部１２Ａを有し、後部セラミック製筒状保持部材１２は後端に金属製触媒担体３の後端面に当接する環状フランジからなる後側押え部１３Ａを有している。

【００３０】前部セラミック製筒状保持部材１２及び後部セラミック製筒状保持部材１３の各中央部側端面には、それぞれ切り欠き部（図示せず）が形成され、それらで各インナセラミック体９を前後方向からそれぞれ囲んでいる。

【００３１】そして、エンジン運転開始時に、電流は、両棒状電極４，４間で、折れ畳んだ金属製触媒担体３をその長手方向に沿って蛇行状に流れる。この電流の抵抗加熱により、金属製触媒担体３が全体的に加熱され、急速に暖められる。

【００３２】しかして、本実施例においては、筒状容器２の内部の前部セラミック製筒状保持部材１２及び後部セラミック製筒状保持部材１３の内側に金属製触媒担体３をあたかも浮いた状態に保持し、この状態で、ナット部材７，７の締め込みにより、アウタセラミック体５が分割シェル２Ａの外壁面２Ｆ上に押圧されると、両分割シェル２Ａ，２Ａが両側から押圧され、互いに押し合わせられる。

【００３３】そして、分割シェル２Ａの内壁面２Ｅにより、セラミック製マット１０及びインナセラミック体９を介して金属製触媒担体３が収縮するように押圧される。これにより、金属製触媒担体３の多段に折り畳んだ部分が、分割シェル２Ａ，２Ａから押圧され、絶縁層Ｚに、金属製触媒担体３の多段に折り畳んだ両側の部分から挟持力が作用する。

【００３４】そして、両分割シェル２Ａ，２Ａが互いに押圧され、その状態で、それらの両側フランジ部分２Ｂ，２Ｂ及び２Ｃ，２Ｃにて溶接等により接着・接合され、筒状容器２が形成される。

【００３５】以上の如き構成によれば、ナット部材７，７により両分割シェル２Ａ，２Ａが両側から押圧され、金属製触媒担体３が収縮するように押圧される。この分割シェル２Ａ，２Ａの圧力により、金属製触媒担体３の多段に折り畳んだ部分が、外側から押圧され、絶縁層Ｚに圧力が掛けられる。

【００３６】一方、排気ガスの温度の変化により、金属製触媒担体３は、その長手方向に熱膨張・熱収縮するが、上述した両分割シェル２Ａ，２Ａからの圧力により、各層における対向して隣接する金属製触媒担体３の部分の間に、絶縁層Ｚが強く挟持され、絶縁層Ｚの金属製触媒担体３の部分の間における接触が確実になり、排気ガス流に対して、絶縁層Ｚが金属製触媒担体３の部分からずれたり剥がれたりすることを防止できる。この挟持力は、従来の、コア部の各層における対向して隣接する金属製触媒担体の波板の部分の間に、セラミック繊維布からなる絶縁層を挟持させた構造における挟持力よりも強力であることを示している。

【００３７】即ち、金属製触媒担体３と絶縁層Ｚの熱膨張率の相違を問題とする高温用接着剤の採用を回避し、絶縁層Ｚの金属製触媒担体３に対する摩擦力の利用で絶縁層Ｚの挟持を確実にし、金属製触媒担体３に対して絶縁層Ｚのずれや脱落を防止することができる。

【００３８】なお、本実施例においては、分割シェル２Ａ，２Ａを押圧するための手段として、ナット部材７，７が用いられているが、かかる手段に限定されることなく、例えば、分割シェル２Ａ，２Ａを無端バンドで巻いて締め付ける手段を採用し、これにより、分割シェル２Ａ，２Ａを両側から互いに押し合わせ、金属製触媒担体３を押圧すれば良い。この場合には、分割シェル２Ａと金属製触媒担体３の間に、圧力伝達機能を営む少なくとも絶縁部材があれば良い。

【００３９】また、本考案は上記実施例に限らず、内燃機関の触媒コンバータに広く適用することができる。

【００４０】

【考案の効果】

以上説明したように、請求項１記載の考案によれば、容器内に金属製触媒担体をあたかも浮いた状態に保持し、この状態で、押圧手段により両分割シェルが両側から押圧され、互いに押し合わせられる。これにより、金属製触媒担体の多段に折り畳んだ部分が、分割シェルから押圧され、絶縁層に、その両側の金属製触媒担体の多段に折り畳んだ部分から挟持力が作用する。

【００４１】一方、排気ガスの温度の変化により、金属製触媒担体は、その長手方向に熱膨張・熱収縮するが、上述の両分割シェルからの圧力により、各層における対向して隣接する金属製触媒担体の部分の間に、絶縁層が強く挟持され、絶縁層の金属製触媒担体の部分間における接触が確実になり、排気ガス流に対して、絶縁層が金属製触媒担体の部分からずれたり剥がれたりすることを防止できる効果を奏する。

【００４２】請求項２記載の考案によれば、請求項１記載の考案と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係わる電熱触媒担体を示す縦
断面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線で切った断面図である。

【図３】図１の電極取付部付近を示す拡大図である。

【図４】従来における電熱触媒担体を示す断面図であ
る。

【図５】同電熱触媒担体を示す側面図である。

【図６】従来における他の電熱触媒担体を示す断面図で
ある。

【図７】同電熱触媒担体の要部拡大図である。

【符号の説明】

２筒状容器２Ａ分割シェル２Ｄ取付孔２Ｅ内壁面２Ｆ外壁面３金属製触媒担体４棒状電極５アウタセラミック体７ナット部材（締付手段）９インナセラミック体（絶縁部材）Ｚ絶縁層

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】両端にそれぞれ棒状電極（４，４）を設
けた一枚の帯板状の金属製触媒担体（３）を、絶縁層
（Ｚ）を介して長手方向に沿って多段に折り畳むことに
より、金属製触媒担体（３）を層状に形成し、この金属製触媒担体（３）を金属製の容器（２）内に収
容し、棒状電極（４）を、容器（２）の取付孔（２Ｄ）を貫通
して容器（２）外に突出させてなる電熱触媒担体におい
て、容器（２）を、最中合わせで互いに接合されるとともに
棒状電極（４）が貫通する取付孔（２Ｄ）がそれぞれ形
成された一対の分割シェル（２Ａ，２Ａ）で構成し、棒状電極（４）の基端部を金属製触媒担体（３）の端部
に固着し、分割シェル（２Ａ）の内壁面（２Ｅ）と金属製触媒担体
（３）の間に、絶縁部材（９）を配置し、一対の分割シェル（２Ａ，２Ａ）を、両側から押圧して
互いに押し合わせる押圧手段（７）を配置したことを特
徴とする電熱触媒担体。
【請求項２】両端にそれぞれ棒状電極（４，４）を設
けた一枚の帯板状の金属製触媒担体（３）を、絶縁層
（Ｚ）を介して長手方向に沿って多段に折り畳むことに
より、金属製触媒担体（３）を層状に形成し、この金属製触媒担体（３）を金属製の容器（２）内に収
容し、棒状電極（４）を、容器（２）の取付孔（２Ｄ）を貫通
して容器（２）外に突出させてなる電熱触媒担体におい
て、容器（２）を、最中合わせで互いに接合されるとともに
棒状電極（４）が貫通する取付孔（２Ｄ）がそれぞれ形
成された一対の分割シェル（２Ａ，２Ａ）で構成し、分割シェル（２Ａ）外に、アウタセラミック体（５）を
棒状電極（４）を貫通させて配置し、分割シェル（２Ａ）の内壁面（２Ｅ）と金属製触媒担体
（３）の間に、インナセラミック体（９）を棒状電極
（４）を貫通させて配置し、棒状電極（４）に、アウタセラミック体（５）を分割シ
ェル（２Ａ）の外壁面（２Ｆ）に押圧する締付手段
（７）を設けたことを特徴とする電熱触媒担体。