JPH0673634B2 - 内部に支持構造物を備えた電気加熱可能なハニカム体特に触媒担体 - Google Patents

内部に支持構造物を備えた電気加熱可能なハニカム体特に触媒担体

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JPH0673634B2
JPH0673634B2 JP3511994A JP51199491A JPH0673634B2 JP H0673634 B2 JPH0673634 B2 JP H0673634B2 JP 3511994 A JP3511994 A JP 3511994A JP 51199491 A JP51199491 A JP 51199491A JP H0673634 B2 JPH0673634 B2 JP H0673634B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に自動車におけるオットーエンジンの低温
始動過程中に有害物質の発生を減少するために使用され
るような導電性を有しそのため電気加熱可能なハニカム
体に関する。
この種のハニカム体は例えば国際特許出願第89/10470号
公報あるいは同第89/10471号公報で公知である。特にこ
れらの公報には、電気接触が外側の半殻体を介して行わ
れているようなＳ字状に絡められた（逆向きに絡められ
たとも言う）積層板を備えている実施形態が示されてい
る。この接触方式では自明のように、ハニカム体に大電
流を供給する際にこの電流はハニカム体全体にわたって
完全に一様に分布されることはない。また大きな運転荷
重の場合には機械的な安定性も、ハニカム体の内部に存
在する電気絶縁層が任意の機械的な荷重を吸収できない
ので必ずしも満足させることができない。上述の文献に
は更に、すべての板金がＵ字状に内側支持壁に取り付け
られているハニカム体の形状も記載されている。この支
持壁は非導電性セクションによって中断されている複数
個導電性セクションから成っている。しかしこのような
構成は、基本物質が主に非導電性材料例えばセラミック
スから成る支持壁が任意の機械的な引張り力を吸収でき
ず、また金属製の外被管への結合に問題がある。
ヨーロッパ特許第B1-0245737号公報および同第B1-02457
38号公報は、逆向きに絡められた積層板から成るハニカ
ム体ないし内部支持壁を備えたハニカム体の重要な利点
が記載されているので、本発明の理解にとっておよび従
来技術として価値がある。
本発明の目的はこの従来技術から出発して、機械的に特
に安定し、簡単に製造でき、ハニカム体全体にわたって
電流を一様に供給でき、その場合、ハニカム体の電気抵
抗が従来の一体形のハニカム体に比べて増大し、電気抵
抗が単純な構造的処置によって又は個々の部品の寸法づ
けによって広い限界範囲内で調整できるような導電性ハ
ニカム体を作ることにある。
この目的を達成するには、２つの端面を有し、層状に配
置され少なくとも部分的にパターン化された多数の板金
から成り、一方の端面から他方の端面まで延びる多数の
流体貫流用の通路を形成しているハニカム体において、 ａ）ハニカム体が一方の端面から他方の端面まで延びる
１つ又は複数個の平面的な間隙および／又は電気絶縁層
によって分割され、各横断面範囲においてハニカム体の
導電性は減少されるが横断面平面内を延びる電気につな
がっている少なくとも１つの電流経路が形成され、 ｂ）板金がハニカム体の内部を少なくとも部分的に延び
る主として金属製の支持構造物に保持され、この支持構
造物が少なくとも部分的に電気絶縁間隙および／又は電
気絶縁層に対して平行にないしはその内部を延び、 ｃ）支持構造物が同時に間隙の安定体としておよび／又
は電気絶縁層の支持体として形成されている、 ハニカム体が役立つ。
ハニカム体の内部に突出している通しの金属製の支持構
造物は、すべての板金を機械的に荷重可能に安定して懸
架することを可能にし、その場合、支持構造物を適当に
寸法づけ且つ板金との接触構造を相応して選択すること
によって、同時に電圧を印加した場合にハニカム体内に
おいて電流を一様に分布できる。従来技術における接触
構造の場合、電流はハニカム体内をできるだけ短い経路
を捜して流れ、湾曲した板金層の場合にそれぞれの内部
軌道を比較的強く印加してしまうのに対し、本発明では
板金と支持構造物との接触構造によって十分な平衡が生
じる。
支持構造物の第１の部分が電気的に良導的に相互に且つ
第１の接続端子に接続され、支持構造物の第２の部分が
電気的に良導的に相互に且つ第２の接続端子に接続さ
れ、支持構造物の第１の部分が板金を通って延びる少な
くとも１つの電流経路だけを介して支持構造物の第２の
部分に導電的に接続されているような構成が有利であ
る。後に図面を参照して詳述するように、支持構造物の
機械的且つ電気的な機能は本発明の特別な利点を成して
いる。
実質的な支持構造物だけに掛かっているハニカム体は、
外被管の内部にこの外被管とは電気絶縁して配置され、
板金が支持構造物だけを介して外被管に接続されるよう
にすることができる。更に原理的には本発明において外
被管を導電線に導電接続することもできるが、後での給
電系統への接続に際して大きな自由度を得るためには、
外被管との電気接続は存在しないことが特に有利であ
る。その場合外被管は保護スリーブとしておよび例えば
自動車における排気ガス系統の他の部品への支持結合要
素としてだけ用いられる。
従って、支持構造物が電気絶縁して外被管を通して導か
れ、および／又はこの外被管に特にかみ合い結合によっ
て取り付けられていることが有利である。その場合、外
側に導かれている支持構造物は、例えば大電流用に設計
された給電線をねじ止めするか差し込むことができる接
続端子として直接形成することができる。
本発明は、板金がほぼＳ字状に湾曲された１つ又は複数
個の積層板の形で配置されているハニカム体において、
特に良好な特性を生ずる。その場合、Ｓ字状とは、従来
技術において逆向きに絡められた少なくともその内部範
囲が常にＳ字に似ているような公知の形状を意味してい
る。この形状によれば、非常に種々の横断面形状、特に
円形、長円形あるいは楕円形の横断面を製造技術上有利
な仕方で形成することができ、積層板および電気絶縁中
間層の厚さによって実質的に任意の所望の電気抵抗が得
られる。しかし本発明において、板金層が外周まで延び
ずに大きく曲げ戻されて内側支持構造物で終えているよ
うな公知のＳ字状形状の変形例を使用することが特に有
利である。これは所定の場合に製造技術上の利点を有す
るが、本発明はこの特殊な実施態様に限定されない。原
理的には積層板は個々の板金から構成する必要もなく、
例えばドイツ連邦共和国特許第C2-3809105号公報に記載
されているようにＳ字状に絡められた閉鎖形コイルから
も構成できる。
板金のＳ字状経過に相応して、電気絶縁間隙および／又
は電気絶縁層が、電流経路が１回あるいは数回にわたっ
てほぼＳ字状に板金層の積層板をたどるように配置され
ていることが有利である。このようにして、積層板の寸
法およびＳ字状転回の数によって電気抵抗はその都度の
用途に対して広い限界範囲で良好に調整できる。
支持構造物に固定された板金がハニカム体の内部におい
て支持構造物に取り付けられているか、ないしは支持構
造物に特に90°以下の種々の角度を成して移行している
ことが有利である。原理的には支持構造物は必すしも別
個の板金である必要はなく、支持構造物は例えば全部あ
るいは一部を、密集した束の形に結合された板金の延長
端部から構成することもでき、これにより補助的な結合
技術および補助的な構造部品は必ずしも必要なくなる。
しかしたいていの場合、支持構造物を別個の板金で作
り、ハニカム体を形成する板金を支持構造物に接合技術
で固定すること特にろう付けすることが有利である。後
に図面を参照して詳述するように、充填すべきたいてい
の横断面形状に対してはハニカム体を形成する板金が支
持壁に対して斜めに延びていることが有利であり、多く
の場合補助的に、支持構造物が絶縁体に沿って湾曲され
ていることが有利である。
更に図面特に第３図を参照して説明するように、支持構
造物は同時に電気接続端子として電流を一様に供給する
ことができる。そのためには支持構造物の導電性は種々
の範囲に適合させる必要があり、これは局所的に適当に
選択された板金厚さによって達成できる。原理的には支
持構造物は事情によっては電流状態に相応して厚さを連
続的に変化して作ることもできるが、たいていの場合
は、例えば２つあるいは３つの異なった板金厚さを用い
るだけで十分である。
ハニカム体の内部における主として金属製の支持構造物
は、主に間隙によって電気的な分割を実現することがで
きる。従来技術において間隙による分割は、電気的な意
味での分割の際に長延の振動を起こし易い形状物が生ず
るので、機械的に安定しなくなる。自動車における排気
ガス系統の圧力衝撃による典型的な機械的荷重および走
行車の運動による振動の際、かかるハニカム体は短い運
転時間経過後に壊れてしまい、その際更に電気的短絡の
発生は避けられない。しかし非常に厚い機械的に安定し
た支持構造物によって、ハニカム体の長延の部分セグメ
ントもこの部分セグメントに沿って延びる支持構造物に
よって、電気的短絡も機械的過負荷も生じないように安
定して接触支持することができる。その場合、間隙はハ
ニカム体の機能が害されないように狭く維持できる。こ
の間隙は例えば個々の板金のパターン高さないし板金層
の間隔と同じ大きさをしている。個々の特に危険な範囲
あるいは支持構造物が異なった電位に著しく接近する個
所に、補助的に電気絶縁層が施される。
特にハニカム体内における電気絶縁層の設置に対して有
利なことは、この層が支持構造物の片側あるいは両側に
設置すること、特に火炎噴射セラミックス層の形で設置
することである。電気絶縁層を一般にハニカム体を形成
するために利用されているような非常に薄い板金に施す
ことは非常に難しいが、支持構造物に対して利用される
ような頑丈な板金にこのような層を設けることは極めて
簡単である。その場合非常に安定した層としては例えば
火炎噴射、プラズマ噴射あるいは爆発噴射被膜が挙げら
れる。例えばセラミックス繊維マットなどの形をした電
気絶縁中間層は安全に省略できる。
本発明に基づくハニカム体の構造の場合、このハニカム
体を電気式に加熱する際に非常に低い電圧例えば自動車
で生ずる12V又は14Vしか必要とされないという効果が得
られる。従って絶縁についての要求は高電圧系統の場合
よりも非常に小さい。更にこの種のハニカム体に対する
主な用途は自動車における低温始動過程における加熱に
あるので、電気絶縁は所定の温度例えば300℃まで有効
であればよく、高温度および又は後での振動において熱
膨張あるいは振動によって万一短絡が生じても、そのと
きにはもはやハニカム体に電圧が供給されていないの
で、不利な作用を生じない。
後に図面を参照して詳細に説明するように、十分に高い
抵抗を得るためには、一回だけＳ字状に延びる電流経路
をハニカム体の内部に形成することでは不十分である。
Ｓ字状に絡められた積層板の中に中央板金層の代わりに
又は並行して間隙あるいは電気絶縁層が設けられ、すべ
ての板金が積層板の一端において導電的に互いに接続さ
れ、積層板の他端において中央絶縁体の片側における板
金の半部が第１の支持接続構造物を介して第１の接続端
子に接続され、中央絶縁体の反対側における板金の半部
が第２の支持接続構造物を介して第２の接続端子に接続
されていることにより、長さ当たりの抵抗を２倍にした
状態で電流経路の長さを倍増できる。この配置構造は電
気抵抗が増大されるという利点の他に、両方の接続端子
が片側に特に接近して並べてハニカム体に配置され、こ
れが排気ガス系統への結合を容易にするという利点を追
加的に生ずる。
安定性を高めるために、積層板の一端における導電接続
部が、外被管に電気絶縁して取り付けられているか又は
支持されている支持橋絡構造物を形成することが必要で
ある。このハニカム体は機械的な安定性において、補助
的な電気分解部なしのＳ字状積層板と差がない。
ハニカム体における電流分布に対しては特に、支持構造
物が部分範囲において電気接触するためにそれぞれ複数
の板金層をくちばし状に包囲していることが特に有利で
ある。かかるくちばし状の接触構造によって、電流が湾
曲された積層板において湾曲の内部範囲に集中すること
が十分に避けられる。なお板金のくちばし状の包囲は機
械的な安定も生じさせる。
支持構造物によりハニカム体全体が安定化されるにも拘
わらず、ハニカム体の内部に全く補助的な処置を講じな
い場合には振動が生ずる。このような振動は、支持構造
物が少なくとも部分範囲特にハニカム体の外周から遠く
離れて位置する部分範囲にハニカム体の片側端面あるい
は両側端面から突出しその端面に接触していない補強舌
片を有し、これらの補強舌片が電気絶縁して相互におよ
び／又は外被管に接触支持されていることにより、抑制
されるか少なくとも著しく低減される。このような接触
支持は振動を避けるだけでなく、電気絶縁間隙の維持を
保証する。接触支持には種々の方式があり、例えば片側
あるいは両側の端面の前に安定リングを形成する方式あ
るいは外被管に所望の方向に接触支持する方式がある。
本発明に基づくハニカム体に対して適した板金として
は、この種のハニカム体に対して公知の交互に配置され
た平板および波板が考えられる。ハニカム体に対して適
した板金層のパターン化も他のすべての形状が利用でき
る。材料としては少なくとも自動車の排気ガス系統に利
用する場合に耐熱ステンレス鋼が考えられる。典型的な
用途は加熱可能な触媒としての利用にあるので、触媒活
性材料により完全に又は部分的に被覆されたものが使用
される。この種の加熱式触媒は主に低温始動過程中にお
ける挙動に影響を与えねばならないので、触媒活性被覆
層は一般的な触媒とは、好適には主に酸化作用をする被
覆層例えばプラチナおよび／又はロジウムの蒸着層が設
けられている点で相違している。
この種のハニカム体の電気抵抗範囲としては、自動車に
おける電気設備の利用に関して、20℃の温度において0.
01〜0.3オーム、好適には0.025〜0.1オーム特に約0.02
オームの電気抵抗が考えられる。最近の開発状況によれ
ば、この種のハニカム体は数秒内で250〜300℃の温度に
達しなければならず、従ってあくまでも400A以上の電流
強さを考慮しなければならないという点から出発してい
る。この種のハニカム体において生ずる詳細な電流強さ
は、使用される電源の内部抵抗および導線の抵抗に著し
く左右されるので、給電系統の定格電圧によりハニカム
体に一定の給電を供給することができない。それにも拘
わらず十分に速い加熱を保証するためには、例えば400
〜800Aの電流を許容する低い抵抗を選択する必要があ
る。
本発明に基づくハニカム体における厚さについて云え
ば、この種のハニカム体に対する典型的な板金は0.03〜
0.06mmの厚さを有するのに対し、支持構造物は0.5〜1.5
mm特に約1mmの厚さを有している。局所的にごく小さな
電流強さを受ければよい支持構造物部分は、0.2〜0.8mm
特に約0.5mmの厚さを備えればよい。
特にハニカム体を主触媒の前における加熱用触媒として
使用するためには、ハニカム体の直径が両側端面間の間
隔よりも大きいようにハニカム体を形成することが有利
である。このように比較的薄い円盤は共通の外被管の内
部に主触媒と共に組み込むことができる。しかし本発明
は原理的には任意の他の寸法に設定することも、また直
径と両端面間の間隔を異なった比率にすることもでき
る。
図面には本発明の実施例が示されている。即ち、 第１図は二重Ｓ字状の電流経路を備えた本発明に基づく
ハニカム体の横断面図、 第２図は第１図における部分II、即ち外被管を通る接続
構造物の貫通部の詳細図、 第３図は本発明に基づくハニカム体における電流分布を
表した説明図、 第４図は長円形の形をした本発明の実施例の断面図、 第５図は本発明に基づくハニカム体を共通の外被管の中
で主触媒の前で加熱可能な前置触媒として利用する場合
の空間的状態を表した斜視図、 第６図、第７図および第８図はハニカム体を安定化する
ためにハニカム体の端面から突出した補強舌片の種々の
配置方式の説明図である。
第１図は長手スリット２、３を備えた外被管１を示して
いる（第５図の斜視図も参照）。この外被管１の中には
交互に重ね合わされた平板７と波板８から成る絡まされ
た積層板６が収納されている。積層板６は外被管自体に
接しておらず、支持構造物13、14、15、16によって支え
られている。絡まされた積層板６が２つの半殻体４、５
によって囲まれ、これらの半殻体４、５がその折曲げ端
で外被管１に電気絶縁して取り付けられることが、製造
技術上および電流を供給した場合のハニカム体における
電流分布にとって有利である。他の支持構造物も外被管
１にあるスリット２、３を通して外側に突出する折曲げ
端を有している。ハニカム体自体は電気絶縁間隙９によ
って電気的に分離されており、その場合支持構造物13、
14、15、16はその間隙に沿って延び、ハニカム体の内部
に深く達している。このようにして支持構造物13、14、
15、16は板金を著しく安定化するので、間隙は補助的な
処置なしに絶縁体として使用することができる。支持構
造物によって直接安定化されていないハニカム体の内部
に存在する部分間隙22も、他の範囲におけるハニカム体
の剛性によって安定化されている。
補足的な第２図および第３図からも分かるように、支持
構造物13、14、15、16は少なくとも外被管におけるスリ
ット２、３を通るブッシング範囲において互いに電気絶
縁されなければならない。このような電気絶縁は間隙９
の範囲における補助的な処置としても有利である。これ
は特に支持構造物13、14、15、16および場合によっては
半殻体４、５の部分範囲詳しくはそれぞれ電気絶縁が望
まれる側にセラミックス被覆層20を施すことによって簡
単に用意できる。この層は特に火炎噴射によって形成す
ると有利である。これにより、電気絶縁層を機械的安定
性についての問題を伴う特別な層として設ける必要がな
いので、本発明の大きな利点が生ずる。また本来のハニ
カム構造体を形成する非常に薄い板金を被覆する必要が
なくなる。この作業も同様に非常に困難なものであっ
た。これに対して比較的厚い支持構造物４、５、13、1
4,15、16は問題なしにその最終的な形状に予め作ること
ができ、所望の側にセラミックス被覆層を施すことがで
きる。半殻体４、５と外被管１との間の間隙10が十分に
大きい限り、ここには補助的な絶縁は不要である。しか
し例えば安定性の理由により半殻体４、５が外側条溝に
よる補強部を備えている場合には、半殻体４、５の外側
に又は外被管１の内側に少なくとも部分的な絶縁被覆層
を設けることが有利である。外被管１におけるスリット
２、３への支持構造物の固定は密閉保持キャップ17およ
びスリット付保持キャップ８によって行われると有利で
ある。これらの保持キャップは外被管に金属的に特に溶
接継目21によって結合されている。支持構造物の折曲げ
端はこれらの保持キャップの内部において電気的条件に
応じて部分的に被覆層によって相互に且つ保持キャップ
17、18に対して絶縁されなければならない。従って機械
的な固定は、保持キャップ17、18が波形あるいはジグザ
グ状にその中にある板金に押しつけられることによりか
らみ合い結合によって行われると有利である。その場合
保持キャップ17は閉鎖形であるので補助的な処置なしに
密封され、一方スリット付保持キャップ18内に残存する
すべての中間室19には密封のため膨潤材が一緒に圧入さ
れる。この種の膨潤材は、結晶の構造変化により生ずる
中空室を絶えず塞ぐ例えば雲母繊維から成っている。ス
リット付保持キャップ18から支持構造物13、14の端部1
1、12が突出している。第１図および第３図に矢印で示
されているように、ハニカム体は二重Ｓ字状経路で電流
により貫流される。この電流（ここでは直流電流と仮定
して説明する）は第１の接続端子11から支持構造物13を
介して積層板６の板金７、８の上側半部に達する。その
場合支持構造物13はこの積層板端部をくちばし状に取り
囲んでおり、半殻体５はこの包囲部の延長部となってい
る。このようにして電流は極めて一様にハニカム体に導
入される。電流は矢印に沿ってくちばし状の支持構造物
15に向かって流れる。この支持構造物15は同様にくちば
し状の支持構造物16と一緒に一端において積層板６の両
半部間の橋絡部を形成しているので、板金７、８の第２
の半部における電流は支持構造物14に戻り、そこから接
続端子12に達する。その場合第３図において特に小さな
矢印で、内部に深く突出している支持構造物13、14、1
5、16並びに半殻体４、５の電流分布についての作用が
示されている。絶縁間隙および／又は被覆層は破線20、
22によって示されている。特に第３図から明らかなよう
に、自由間隙22が存在するハニカム体の内部に全く支持
構造物が設けられていないことにより、すべての電流は
積層板６の板金７、８を通って流れざるを得ないので、
この範囲において著しく均一な電流の流れが達成され、
これは一様な加熱を生じる。
なお二重Ｓ字状の電流経路は本発明の特別な一実施形態
に過ぎない。ハニカム体が小さな抵抗しか持たないなら
ば、単一のＳ字状の電流経路で十分であり、この場合積
層板６の内部における間隙は省略でき、支持構造物13、
14は一緒に電流供給線として、支持構造物15、16は一緒
に電流導出線として使用できる。ただしこの場合には、
電気接続端子はハニカム体の一方の側に並置されずに両
側に設けられる。
第４図は第１図と全く同様に構成された断面楕円形の電
気加熱式ハニカム体を示している。上述のすべての説明
はこの実施例にも当てはまる。このハニカム体もスリッ
ト42、43付の外被管41を有している。この外被管41の中
に平板47と波板48とのＳ字状積層板46が収納されてい
る。この積層板は幾分非対称の半殻体44、45によって取
り囲まれ、支持構造物53、54、55、56に保持されてい
る。ハニカム体は互いに詰め合わされた２つのＳ字状の
層に間隙49によって電気的に分割されている。これらの
層は一緒に電流経路を形成している。積層板46は間隙50
によって外被管から分離され、支持構造物53、54、55、
56によって電気絶縁して外被管に、詳しくは保持キャッ
プ57、58内に取り付けられている。支持構造物53、54は
接続端子51、52に通じており、その場合保持キャップ58
内に残存する中間室59は膨潤材によって密に充填され
る。
第５図は、本発明に基づくハニカム体を収容するために
予め用意された外被管１の前部を概略斜視図で示してい
る。このハニカム体はその支持構造物の端部でスリット
２、３に挿入され、その際スリット２、３はその外側端
が組立舌片25で境界づけられている。この組立舌片25は
ハニカム体の挿入前に曲げられ、続いて再び最初の位置
に曲げ戻される。しかしかかる組立舌片は、間隙の閉鎖
が適当に形成された保持キャップによって行われるとき
には省略することもできる。第５図において本発明に基
づくハニカム体に対する後での組込み位置23が破線で示
されている。同様に後置接続される主触媒の組込み位置
24も破線で示されている。主触媒は有利には同じ外被管
１の中に配置され、これにより製造の際および後での組
立の際の総経費は低減される。
第６図、第７図および第８図は、本発明に基づくハニカ
ム体を安定化するためないしは特に機械的に大きな負荷
を受ける用途において振動を抑制するための種々の実施
例を示している。これらすべての図面には、本来のハニ
カム体の端面の前および／又は後ろに存在する構造物が
破線で示されている。このような構造物は支持構造物を
製造する際に張出し部あるいは突出舌片として支持構造
物に設けられるが、これは実質的に追加的な製造費用を
必要としない。
第６図において、ハニカム体の端面から突出する補強舌
片61、62、63、64は、場合によっては同様にハニカム体
の端面から突出するハニカム体の支持構造物の内側部分
と一緒に、ハニカム体の内側部分を振動に対して特に大
きく安定化するリングを形成している。その場合、電気
的条件を考慮して補強舌片61、62は互いに電気絶縁され
るが機械的に固く結合されなければならず、これは相応
したセラミックス被覆層およびかみ合い結合例えば締付
け結合によって達成される。このことは補強舌片63、64
に対しても当てはまる。補強舌片61、62、63、64は電気
的条件を維持するためにハニカム体の板金に接触しては
ならない。ハニカム体の端面の前および／又は後ろにあ
るリングはハニカム体の使用に支障をきたすことはな
い。なぜなら普通の配置構造がこの種のハニカム体の流
れに対してもともと相応した自由室を有しているからで
ある。またこの種の補強リングはハニカム体の通路の方
向に大きく延長する必要はなく、従って例えば約1cmの
奥行きで十分である。
第７図において安定化は、支持構造物の内側部分を外被
管に対して支持する補強舌片71、73によって行われてい
る。またこの補強舌片71、73はハニカム体の前および／
又は後ろをこれに接触することなしに延びている。これ
らは固定点72、74で電気絶縁して外被管に例えば接合板
によって取り付けられている。この実施例は、ハニカム
体の固定点ないし支持点を外被管の円周にわたって分布
し、振動が特に大きく抑制され、ハニカム体が特に安定
化されるという利点を有している。この支持方式は支持
構造物の負荷を軽減する。
第８図に示されているような補強舌片81、82は製造技術
的により簡単である。これらの補強舌片の端部は同時に
他の支持構造物と共に電気絶縁条件を考慮して保持キャ
ップ内に取り付けられる。この実施例も、支持構造物と
組み合わせて補強舌片81、82によって外被管の一方の側
から他方の側への安定した橋絡部が形成され、この橋絡
部が破線の範囲においてハニカム体の端面の前および後
ろを延びているので、安定性を著しく高める。
本発明に基づくハニカム体は、支持構造物が予め作られ
必要な場所に絶縁被覆層が施されることにより、比較的
簡単に製造できる。パターン化された板金は予め作られ
た支持構造物の中に比較的容易に挿入でき、半殻体の収
縮によって所望の形をとる。最後に、外被管スリットへ
の挿入、保持キャップのはめ込みおよびかみ合い式の機
械的な固い結合のための保持キャップの圧縮が行われ、
その際保持キャップは外被管に溶接される。パターン化
された板金は場合によっては、既に一般に公知のように
相互におよびその支持構造物にろう付けされる。続いて
ハニカム体は用途に応じて完全にあるいは部分的に触媒
活動層が施される。本発明に基づくハニカム体の主な用
途は、触媒が始動前および／又はその直後に大電流によ
り迅速に有害物質の触媒変換が行われる温度に加熱され
ることにより、自動車の低温始動過程における有害物の
発生を低減する加熱用触媒として使用することにある。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/20 ＺＡＢ Ｋ 3/28 ＺＡＢ ３０１ Ｐ

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】２つの端面を有し、層状に配置され少なく
    とも部分的にパターン化された多数の板金（７、８、4
    7、48）から成り、これらの板金が一方の端面から他方
    の端面まで延びる多数の流体貫流用の通路を形成してい
    るハニカム体において、 ａ）ハニカム体が一方の端面から他方の端面まで延びる
    １つ又は複数個の平面的な間隙（9;49）および／又は電
    気絶縁層（20）によって分割され、各横断面範囲におい
    てハニカム体の導電性は減少されるが横断面平面内を延
    びる電気的につながっている少なくとも１つの電流経路
    が形成され、 ｂ）板金（７、８、47、48）がハニカム体の内部を少な
    くとも部分的に延びる主として金属製の支持構造物
    （４、５、13、14、15、16;44、45、53、54、55、56）
    に保持され、これらの支持構造物が少なくとも部分的に
    電気絶縁間隙（9;49）および／又は電気絶縁層（20）に
    対して平行にないしはその内部を延び、 ｃ）支持構造物（４、５、13、14、15、16;44、45、5
    3、54、55、56）が同時に間隙（9;49）の安定体として
    および／又は電気絶縁層（20）の支持体として形成され
    ている、 ことを特徴とするハニカム体。
  2. 【請求項２】支持構造物の第１の部分（13;53）が電気
    的に良導的に相互に且つ第１の接続端子（11;51）に接
    続され、支持構造物の第２の部分（14;54）が電気的に
    良導的に相互に且つ第２の接続端子（12;52）に接続さ
    れ、支持構造物の第１の部分（13;53）が板金（７、8;4
    7、48）を通って延びる少なくとも１つの電流経路を介
    して支持構造物の第２の部分（14;54）に導電接続され
    ていることを特徴とする請求の範囲第１項記載のハニカ
    ム体。
  3. 【請求項３】ハニカム体が外被管（1;41）の内部にこの
    この外被管に対して電気絶縁（10、50）して配置され、
    板金（７、8;47、48）が支持構造物（13、14、15、16;5
    3、54、55、56）だけを介して機械的に外被管（1;41）
    に接続されていることを特徴とする請求の範囲第１項又
    は第２項記載のハニカム体。
  4. 【請求項４】支持構造物（13、14、15、16;53、54、5
    5、56）が電気絶縁して外被管（1;41）を通して導か
    れ、および／又は外被管に好適にはかみ合い結合によっ
    て取り付けられていることを特徴とする請求の範囲第３
    項記載のハニカム体。
  5. 【請求項５】板金（７、8;47、48）がほぼＳ字状に湾曲
    された１つ又は複数個の積層板（6;46）の形で配置され
    ていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第４項
    のいずれか１つに記載のハニカム体。
  6. 【請求項６】電気絶縁間隙（9;49）および／又は電気絶
    縁層（20）が、形成された電流経路がほぼ１回あるいは
    数回にわたってほぼＳ字状に板金（７、8;47、48）の積
    層板（6;46）をたどるように配置されていることを特徴
    とする請求の範囲第５項記載のハニカム体。
  7. 【請求項７】板金（７、8;47、48）がハニカム体の内部
    において支持構造物（13、14、15、16;53、54、55、5
    6）に取り付けられているか、ないしは支持構造物に好
    適には90°以下の種々の角度を成して移行していること
    を特徴とする請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか
    １つに記載のハニカム体。
  8. 【請求項８】支持構造物（４、５、13、14、15、16;4
    4、45、53、54、55、56）が局所的に受けるべき電流強
    さに適合された局所的な電気抵抗を有し、従って支持構
    造物（４、５、13、14、15、16;44、45、53、54、55、5
    6）の各部分範囲が異なった厚さを有していることを特
    徴とする請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか１つ
    に記載のハニカム体。
  9. 【請求項９】ハニカム体の内部における電気的な分割が
    主に間隙（9;49）によって行われ、しかし部分範囲にお
    いては電気絶縁層（20）によって助成されていることを
    特徴とする請求の範囲第１項ないし第８項のいずれか１
    つに記載のハニカム体。
  10. 【請求項１０】電気絶縁層（20）が支持構造物（13、1
    4、15、16;53、54、55、56）の片側あるいは両側に好適
    には火炎噴射セラミックス層の形で設けられていること
    を特徴とする請求の範囲第９項記載のハニカム体。
  11. 【請求項１１】ハニカム体がほぼＳ字状に絡められた板
    金（７、8;47、48）の積層板（6;46）から形成され、こ
    の積層板が中央板金層の代わりに又はこれと並行して間
    隙（9;22;49）又は電気絶縁層（20）を有しており、す
    べての板金が積層板（6;46）の一端において導電的に互
    いに接続（15、16;55、56）され、積層板（6;46）の他
    端において中央絶縁体（9;20;22;49）の一方の側におけ
    る板金（７、8;47、48）の半部が第１の支持接続構造物
    （13;53）を介して第１の接続端子（11;51）に接続さ
    れ、中央絶縁体（9;20;22;49）の他方の側における板金
    （７、8;47、48）の半部が第２の支持接続構造物（14;5
    4）を介して第２の接続端子（12;52）に接続されている
    ことを特徴とする請求の範囲第５項ないし第10項のいず
    れか１つに記載のハニカム体。
  12. 【請求項１２】積層板（6;46）の一端における導電的な
    接続部が、外被管（1;41）に電気絶縁して取り付けられ
    ている（17;57）か又は支持されている支持橋絡構造物
    （15、16;55、56）によって形成されていることを特徴
    とする請求の範囲第11項記載のハニカム体。
  13. 【請求項１３】支持構造物が部分範囲（13、14、15、1
    6;53、54、55、56）において電気接触するためにそれぞ
    れ複数の板金（７、8;47、48）層をくちばし状に包囲し
    ていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第12項
    のいずれか１つに記載のハニカム体。
  14. 【請求項１４】支持構造物（14、15;54、55）が少なく
    とも部分範囲、好適にはハニカム体の外周から遠く離れ
    て位置する部分範囲にハニカム体の片側端面あるいは両
    側端面から突出しその端面に接触していない補強舌片
    （61、62、63、64;71、72;81、82）を有し、これらの補
    強舌片が電気絶縁して相互におよび又は外被管（1;41）
    に接触支持されていることを特徴とする請求の範囲第１
    項ないし第13項のいずれか１つに記載のハニカム体。
  15. 【請求項１５】板金（７、8;47、48）が特に耐熱ステン
    レス鋼から成る交互に配置された平板（7;47）および波
    板（8;48）であることを特徴とする請求の範囲第１項な
    いし第14項のいずれか１つに記載のハニカム体。
  16. 【請求項１６】板金（７、8;47、48）が交互に配置され
    た異なった波板あるいはパターン化された板金であるこ
    とを特徴とする請求の範囲第１項ないし第15項のいずれ
    か１つに記載のハニカム体。
  17. 【請求項１７】ハニカム体が排気ガス浄化用に特にオッ
    トーエンジン付き自動車に対して使用され、触媒活動材
    料を装填しているか装填できることを特徴とする請求の
    範囲第１項ないし第16項のいずれか１つに記載のハニカ
    ム体。
  18. 【請求項１８】ハニカム体が20℃の温度において第１の
    接続端子（11;51）と第２の接続端子（12;52）との間に
    0.01〜0.3オーム、好適には0.025〜0.1オーム特に約0.0
    2オームの電気抵抗を有していることを特徴とする請求
    の範囲第２項ないし第17項のいずれか１つに記載のハニ
    カム体。
  19. 【請求項１９】支持構造物（13、14、15、16;53、54、5
    5、56）の少なくとも一部が0.5〜1.5mm特に約1mmの厚さ
    の板金であることを特徴とする請求の範囲第１項ないし
    第18項のいずれか１つに記載のハニカム体。
  20. 【請求項２０】局所的に小さな電流強さに対して設計さ
    れた支持構造物（４、5;44、45）が0.2〜0.8mm特に約0.
    5mmの厚さの板金であることを特徴とする請求の範囲第
    １項ないし第19項のいずれか１つに記載のハニカム体。
  21. 【請求項２１】ハニカム体の直径が両側端面間の間隔よ
    りも大きいことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第
    20項のいずれか１つに記載のハニカム体。
JP3511994A 1990-07-30 1991-07-15 内部に支持構造物を備えた電気加熱可能なハニカム体特に触媒担体 Expired - Fee Related JPH0673634B2 (ja)

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