JPH08326526A - 電気加熱式金属触媒担体 - Google Patents
電気加熱式金属触媒担体Info
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- JPH08326526A JPH08326526A JP7131597A JP13159795A JPH08326526A JP H08326526 A JPH08326526 A JP H08326526A JP 7131597 A JP7131597 A JP 7131597A JP 13159795 A JP13159795 A JP 13159795A JP H08326526 A JPH08326526 A JP H08326526A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、電気加熱式金属触媒担体を厳しい加
熱・冷却の熱サイクルの排ガス条件下で使用する際に、
中心電極に近い金属波箔先端部に生ずる破断を防止する
とともに、電極引出材と金属外筒間を電気絶縁する絶縁
材（碍子）の破損を防止して耐久性を向上できる電気加
熱式金属触媒担体を提供する。 【構成】 金属平箔と金属波箔を重ね中心電極に円筒状
に巻き取って得られるハニカム体を金属外筒に収容して
なり、中心電極と外部電極間に電流路を形成した電気加
熱式金属触媒担体において、中心電極と金属箔間、電極
引出材と金属外筒間に熱膨張吸収構造を形成した。
熱・冷却の熱サイクルの排ガス条件下で使用する際に、
中心電極に近い金属波箔先端部に生ずる破断を防止する
とともに、電極引出材と金属外筒間を電気絶縁する絶縁
材（碍子）の破損を防止して耐久性を向上できる電気加
熱式金属触媒担体を提供する。 【構成】 金属平箔と金属波箔を重ね中心電極に円筒状
に巻き取って得られるハニカム体を金属外筒に収容して
なり、中心電極と外部電極間に電流路を形成した電気加
熱式金属触媒担体において、中心電極と金属箔間、電極
引出材と金属外筒間に熱膨張吸収構造を形成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属ハニカム体を触媒
担体としこれを通電発熱させて、短時間に触媒活性温度
に上昇できる構造を有する電気加熱式金属触媒担体に関
するものである。
担体としこれを通電発熱させて、短時間に触媒活性温度
に上昇できる構造を有する電気加熱式金属触媒担体に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、近年、自動車等内燃機関の排気
通路に浄化触媒を配し、排気中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等
の有害成分を浄化する技術が知られている。しかし、排
気浄化触媒は、活性温度より低い温度では、排気浄化能
力が著しく低下するため、内燃機関の始動時等、触媒の
温度が低い間は、排気中の上記有害成分、特にＨＣ，Ｃ
Ｏ成分が触媒により浄化されず、そのまま大気中に放出
されるという問題を生ずる。
通路に浄化触媒を配し、排気中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等
の有害成分を浄化する技術が知られている。しかし、排
気浄化触媒は、活性温度より低い温度では、排気浄化能
力が著しく低下するため、内燃機関の始動時等、触媒の
温度が低い間は、排気中の上記有害成分、特にＨＣ，Ｃ
Ｏ成分が触媒により浄化されず、そのまま大気中に放出
されるという問題を生ずる。
【０００３】この問題を解決するために、触媒担体に金
属を使用し、内燃機関の始動時にこの金属触媒担体に、
電流を流すことにより、金属触媒担体自体を発熱させ
て、短時間で触媒活性化温度（３００〜４００℃）に上
昇させるようにした電気加熱式触媒装置が提案されてい
る。
属を使用し、内燃機関の始動時にこの金属触媒担体に、
電流を流すことにより、金属触媒担体自体を発熱させ
て、短時間で触媒活性化温度（３００〜４００℃）に上
昇させるようにした電気加熱式触媒装置が提案されてい
る。
【０００４】この種の電気加熱式触媒装置の例として、
本件出願人が特願平６−１１６６７４号において提案し
たものがある。この電気加熱式触媒装置は、概念的には
図５に示すように、排気ガス流路に接続された筒状のケ
ーシング１内に電気加熱式触媒担体２と主触媒担体３を
直列配設してなるもので、排ガスを電気加熱式金属触媒
担体２を経由して主触媒担体３に導き、ここで排ガスを
浄化して排出するように構成されている。
本件出願人が特願平６−１１６６７４号において提案し
たものがある。この電気加熱式触媒装置は、概念的には
図５に示すように、排気ガス流路に接続された筒状のケ
ーシング１内に電気加熱式触媒担体２と主触媒担体３を
直列配設してなるもので、排ガスを電気加熱式金属触媒
担体２を経由して主触媒担体３に導き、ここで排ガスを
浄化して排出するように構成されている。
【０００５】ここで用いられる電気加熱式触媒担体２
は、図６に示すように、波箔、平箔の少なくとも一方の
表面に絶縁被膜を形成した金属製の平箔４と波箔５を重
ねて中心電極６Ａの回りに巻回して得られる図７に示す
ような円筒状の金属箔積層体（ハニカム体）７と、この
ハニカム体を内装した金属外筒（ケーシング）１と、こ
の金属外筒に接続された外部電極８と、この外部電極と
前記中心電極６Ａ間に通電する電源９等から構成されて
おり、ハニカム体７に通電してこのハニカム体内に形成
した電流路１０で発熱させ、触媒活性化温度まで昇温さ
せ、触媒反応を促進する機能を有している。
は、図６に示すように、波箔、平箔の少なくとも一方の
表面に絶縁被膜を形成した金属製の平箔４と波箔５を重
ねて中心電極６Ａの回りに巻回して得られる図７に示す
ような円筒状の金属箔積層体（ハニカム体）７と、この
ハニカム体を内装した金属外筒（ケーシング）１と、こ
の金属外筒に接続された外部電極８と、この外部電極と
前記中心電極６Ａ間に通電する電源９等から構成されて
おり、ハニカム体７に通電してこのハニカム体内に形成
した電流路１０で発熱させ、触媒活性化温度まで昇温さ
せ、触媒反応を促進する機能を有している。
【０００６】このハニカム体７を形成する金属平箔４、
金属波箔５には、一般には導電性のある金属箔が用いら
れており、このハニカム体を通電発熱可能な電気加熱式
触媒担体に用いる場合には、表面にアルミナなどの金属
酸化物からなる絶縁被膜を形成させ、金属平箔と金属波
箔を局部的に接合し、図８に示すようにこの接合部１１
において局所的に絶縁被膜を破壊して金属平箔と金属波
箔間に、中心電極６Ａ側から金属外筒１側に例えば螺旋
状の電流路１０を形成することが行われている。
金属波箔５には、一般には導電性のある金属箔が用いら
れており、このハニカム体を通電発熱可能な電気加熱式
触媒担体に用いる場合には、表面にアルミナなどの金属
酸化物からなる絶縁被膜を形成させ、金属平箔と金属波
箔を局部的に接合し、図８に示すようにこの接合部１１
において局所的に絶縁被膜を破壊して金属平箔と金属波
箔間に、中心電極６Ａ側から金属外筒１側に例えば螺旋
状の電流路１０を形成することが行われている。
【０００７】このように、ハニカム体７を形成する金属
平箔４と金属波箔５は、電流路１０を形成する接合部１
１によって固定され、内周面の補強接合部７ａを介して
中心電極６Ａの外周面に、また外周面の補強接合部７ｂ
は金属外筒（ケーシング）１にそれぞれ強固に接合され
ており、ハニカム体７の通電発熱は、エンジンが始動時
に中心電極６Ａと外部電極８間に電流を流し、ハニカム
体７の電流路１０の発熱点で発熱させることによって行
うように構成されている。この電気加熱式触媒担体にお
いては、中心電極６Ａが電極引出材１２を介して金属外
筒１の外部のリード線１３と接続され、この電極引出材
１２は金属外筒に溶接固定された保持部１４に絶縁固定
されている。
平箔４と金属波箔５は、電流路１０を形成する接合部１
１によって固定され、内周面の補強接合部７ａを介して
中心電極６Ａの外周面に、また外周面の補強接合部７ｂ
は金属外筒（ケーシング）１にそれぞれ強固に接合され
ており、ハニカム体７の通電発熱は、エンジンが始動時
に中心電極６Ａと外部電極８間に電流を流し、ハニカム
体７の電流路１０の発熱点で発熱させることによって行
うように構成されている。この電気加熱式触媒担体にお
いては、中心電極６Ａが電極引出材１２を介して金属外
筒１の外部のリード線１３と接続され、この電極引出材
１２は金属外筒に溶接固定された保持部１４に絶縁固定
されている。
【０００８】一般には、特開平５−２２０４０４号公報
に開示されているように、中心電極６Ａと電極引出材１
２と金属外筒（ケーシング）１は、保持部１４を介して
剛構造で固定されており、このため、電気加熱式金属触
媒担体を厳しい加熱・冷却の熱サイクルの排ガス条件下
で使用する際に、金属箔と中心電極との熱膨張差や中心
電極、電極引出材と金属外筒１との熱膨張差により生ず
る熱応力によって、中心電極６Ａ近傍の金属箔（金属波
箔、金属平箔）が破断したり、電極引出材１２と金属外
筒（ケーシング）間を電気絶縁する絶縁材（図示省略）
が破損して通電不良や排ガス漏れを起し、電気加熱式金
属触媒担体としての機能が低下することがある。
に開示されているように、中心電極６Ａと電極引出材１
２と金属外筒（ケーシング）１は、保持部１４を介して
剛構造で固定されており、このため、電気加熱式金属触
媒担体を厳しい加熱・冷却の熱サイクルの排ガス条件下
で使用する際に、金属箔と中心電極との熱膨張差や中心
電極、電極引出材と金属外筒１との熱膨張差により生ず
る熱応力によって、中心電極６Ａ近傍の金属箔（金属波
箔、金属平箔）が破断したり、電極引出材１２と金属外
筒（ケーシング）間を電気絶縁する絶縁材（図示省略）
が破損して通電不良や排ガス漏れを起し、電気加熱式金
属触媒担体としての機能が低下することがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、厳しい加熱
・冷却の熱サイクルの排ガス条件下で使用する際して、
中心電極に近い金属波箔先端部に生ずる破断を防止する
とともに、電極引出材と金属外筒間を電気絶縁する絶縁
材（碍子）の破損を防止して耐久性を向上できる電気加
熱式金属触媒担体を提供するものである。
・冷却の熱サイクルの排ガス条件下で使用する際して、
中心電極に近い金属波箔先端部に生ずる破断を防止する
とともに、電極引出材と金属外筒間を電気絶縁する絶縁
材（碍子）の破損を防止して耐久性を向上できる電気加
熱式金属触媒担体を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明は、
金属平箔と金属波箔を重ね中心電極に円筒状に巻き取っ
て得られるハニカム体を金属外筒に収容してなり、中心
電極と外部電極間に電流路を形成した電気加熱式金属触
媒担体において、中心電極を中空体としたことを特徴と
する電気加熱式金属触媒担体。
金属平箔と金属波箔を重ね中心電極に円筒状に巻き取っ
て得られるハニカム体を金属外筒に収容してなり、中心
電極と外部電極間に電流路を形成した電気加熱式金属触
媒担体において、中心電極を中空体としたことを特徴と
する電気加熱式金属触媒担体。
【００１１】第二の発明は、金属平箔と金属波箔を重ね
中心電極に円筒状に巻き取って得られるハニカム体を金
属外筒に収容してなり、中心電極と外部電極間に電流路
を形成した電気加熱式金属触媒担体において、中心電極
の先端部にスリットを設けたことを特徴とする電気加熱
式金属触媒担体。
中心電極に円筒状に巻き取って得られるハニカム体を金
属外筒に収容してなり、中心電極と外部電極間に電流路
を形成した電気加熱式金属触媒担体において、中心電極
の先端部にスリットを設けたことを特徴とする電気加熱
式金属触媒担体。
【００１２】第三の発明は、金属平箔と金属波箔を重ね
中心電極に円筒状に巻き取って得られるハニカム体を金
属外筒に収容してなり、中心電極と外部電極間に電流路
を形成した電気加熱式金属触媒担体において、中心電極
と金属箔および中心電極近傍の金属箔同志の接合部で
は、少なくともハニカム体の排ガス流入側端部で非接合
部を有することを特徴とする電気加熱式金属触媒担体。
中心電極に円筒状に巻き取って得られるハニカム体を金
属外筒に収容してなり、中心電極と外部電極間に電流路
を形成した電気加熱式金属触媒担体において、中心電極
と金属箔および中心電極近傍の金属箔同志の接合部で
は、少なくともハニカム体の排ガス流入側端部で非接合
部を有することを特徴とする電気加熱式金属触媒担体。
【００１３】第四の発明は、金属平箔と金属波箔を重ね
中心電極に円筒状に巻き取って得られるハニカム体を金
属外筒に収容してなり、中心電極と外部電極間に電流路
を形成した電気加熱式金属触媒担体において、中心電
極、および、中心電極に電気的に接続され電極を金属外
筒の外に引き出す電極引出材を線膨張係数が１０〜１５
×１０-6／℃の耐熱金属板としたことを特徴とする電気
加熱式金属触媒担体。
中心電極に円筒状に巻き取って得られるハニカム体を金
属外筒に収容してなり、中心電極と外部電極間に電流路
を形成した電気加熱式金属触媒担体において、中心電
極、および、中心電極に電気的に接続され電極を金属外
筒の外に引き出す電極引出材を線膨張係数が１０〜１５
×１０-6／℃の耐熱金属板としたことを特徴とする電気
加熱式金属触媒担体。
【００１４】第五の発明は、金属平箔と金属波箔を重ね
中心電極に円筒状に巻き取って得られるハニカム体を金
属外筒に収容してなり、中心電極と外部電極間に電流路
を形成した電気加熱式金属触媒担体において、中心電極
に電気的に接続され電極を金属外筒の外に引き出す耐熱
金属板からなる電極引出材に曲り部を形成したことを特
徴とする電気加熱式金属触媒担体。
中心電極に円筒状に巻き取って得られるハニカム体を金
属外筒に収容してなり、中心電極と外部電極間に電流路
を形成した電気加熱式金属触媒担体において、中心電極
に電気的に接続され電極を金属外筒の外に引き出す耐熱
金属板からなる電極引出材に曲り部を形成したことを特
徴とする電気加熱式金属触媒担体。
【００１５】第六の発明は、金属平箔と金属波箔を重ね
中心電極に円筒状に巻き取って得られるハニカム体を金
属外筒に収容してなり、中心電極と外部電極間に電流路
を形成した電気加熱式金属触媒担体において、中心電極
に電気的に接続され電極を金属外筒の外に引き出す電極
引出材を金属外筒に絶縁材を介して保持し、この電極引
出材の係止部をクッション材を介して係止体で固定した
ことを特徴とする電気加熱式金属触媒担体。
中心電極に円筒状に巻き取って得られるハニカム体を金
属外筒に収容してなり、中心電極と外部電極間に電流路
を形成した電気加熱式金属触媒担体において、中心電極
に電気的に接続され電極を金属外筒の外に引き出す電極
引出材を金属外筒に絶縁材を介して保持し、この電極引
出材の係止部をクッション材を介して係止体で固定した
ことを特徴とする電気加熱式金属触媒担体。
【００１６】第七の発明は、第一の発明〜第六の発明を
同時に満足する構成を有することを特徴とする電気加熱
式金属触媒担体。第八の発明は、第一の発明〜第六の発
明を選択的に組み合わせた構成を有することを特徴とす
る電気加熱式金属触媒担体である。
同時に満足する構成を有することを特徴とする電気加熱
式金属触媒担体。第八の発明は、第一の発明〜第六の発
明を選択的に組み合わせた構成を有することを特徴とす
る電気加熱式金属触媒担体である。
【００１７】
【作用】本発明においては、中心電極とハニカムとの間
および電極引出材と金属外筒（ケーシング）との間に、
熱膨張吸収構造を形成することができるので、電気加熱
式金属触媒担体を厳しい加熱・冷却の熱サイクルの排ガ
ス条件下で使用する際に、金属箔と中心電極、および中
心電極、電極引出材と金属外筒（ケーシング）１との熱
膨張差により生ずる熱応力を軽減でき、中心電極近傍の
金属箔の破断、電極引出材と金属外筒間の電気絶縁材の
破損を防止して電気加熱式金属触媒担体の耐久性を向上
することができる。
および電極引出材と金属外筒（ケーシング）との間に、
熱膨張吸収構造を形成することができるので、電気加熱
式金属触媒担体を厳しい加熱・冷却の熱サイクルの排ガ
ス条件下で使用する際に、金属箔と中心電極、および中
心電極、電極引出材と金属外筒（ケーシング）１との熱
膨張差により生ずる熱応力を軽減でき、中心電極近傍の
金属箔の破断、電極引出材と金属外筒間の電気絶縁材の
破損を防止して電気加熱式金属触媒担体の耐久性を向上
することができる。
【００１８】本発明者等は、電気加熱式金属触媒担体に
おいて、加熱・冷却の熱サイクルを与えた際、中心電極
に近い金属箔（金属平箔、金属波箔）の破断現象および
中心電極引出材と金属外筒間の電気絶縁材の破損現象の
メカニズムについて検討し、次の知見を得た。
おいて、加熱・冷却の熱サイクルを与えた際、中心電極
に近い金属箔（金属平箔、金属波箔）の破断現象および
中心電極引出材と金属外筒間の電気絶縁材の破損現象の
メカニズムについて検討し、次の知見を得た。
【００１９】即ち、中心電極近傍の金属箔の破断現象
は、金属箔と中心電極との半径方向、および中心電極と
金属外筒との排ガス流れの方向の熱膨張差による熱応力
に起因して発生し、電極引出材と金属外筒（ケーシン
グ）間の電気絶縁材の破損現象は、電極引出材と金属外
筒との熱膨張差による熱応力に起因して発生することを
知見した。
は、金属箔と中心電極との半径方向、および中心電極と
金属外筒との排ガス流れの方向の熱膨張差による熱応力
に起因して発生し、電極引出材と金属外筒（ケーシン
グ）間の電気絶縁材の破損現象は、電極引出材と金属外
筒との熱膨張差による熱応力に起因して発生することを
知見した。
【００２０】本発明者等は、これらの知見に基づき、金
属箔の破断を防止するためには、 中心電極に熱膨張吸収構造を付与する 中心電極近傍の金属箔に対する中心電極の熱膨張差の
影響を小さくする 電極引出材に熱膨張吸収構造を付与する ことが有効であり、電極引出材と金属外筒間の電気絶縁
材の破損を防止するために、 電極引出材に熱膨張吸収構造を付与する 電極引出材の係止部と係止材間に熱膨張吸収構造を付
与する ことが有効である。と認識し、その具体的手段として本
発明を完成するに至った。
属箔の破断を防止するためには、 中心電極に熱膨張吸収構造を付与する 中心電極近傍の金属箔に対する中心電極の熱膨張差の
影響を小さくする 電極引出材に熱膨張吸収構造を付与する ことが有効であり、電極引出材と金属外筒間の電気絶縁
材の破損を防止するために、 電極引出材に熱膨張吸収構造を付与する 電極引出材の係止部と係止材間に熱膨張吸収構造を付
与する ことが有効である。と認識し、その具体的手段として本
発明を完成するに至った。
【００２１】すなわち、第一の発明では、中心電極を中
空にし温度差を低減して、軸方向、半径方向の熱膨張差
を小さくする。なお、この中空部は、部分的例えば先端
部のみに形成してもよい。
空にし温度差を低減して、軸方向、半径方向の熱膨張差
を小さくする。なお、この中空部は、部分的例えば先端
部のみに形成してもよい。
【００２２】第二の発明では、先端部にスリットを形成
して金属箔に対する半径方向の熱応力を緩和する。な
お、スリットを形成する場合は、必ずしも中空体にする
必要はない。このスリット効果を確かなものにするため
には、スリットの長さをハニカム体の厚みの１〜２倍の
領域にすることが好ましい。
して金属箔に対する半径方向の熱応力を緩和する。な
お、スリットを形成する場合は、必ずしも中空体にする
必要はない。このスリット効果を確かなものにするため
には、スリットの長さをハニカム体の厚みの１〜２倍の
領域にすることが好ましい。
【００２３】第三の発明では、中心電極と金属箔および
中心電極近傍の金属箔同志の接合部では、少なくとも排
ガス流入側端部で非接合部を有するようにして、金属箔
に対する半径方向の熱応力を緩和する。
中心電極近傍の金属箔同志の接合部では、少なくとも排
ガス流入側端部で非接合部を有するようにして、金属箔
に対する半径方向の熱応力を緩和する。
【００２４】第四の発明では、中心電極および電極引出
材を線膨張係数が１０〜１５×１０-6／℃の耐熱金属に
して金属箔と中心電極間、中心電極、電極引出材と金属
外筒（ケーシング）間の熱膨張差を緩和する。この線膨
張係数は、金属箔、金属外筒の線膨張係数と同じまたは
近い領域であることが好ましい。
材を線膨張係数が１０〜１５×１０-6／℃の耐熱金属に
して金属箔と中心電極間、中心電極、電極引出材と金属
外筒（ケーシング）間の熱膨張差を緩和する。この線膨
張係数は、金属箔、金属外筒の線膨張係数と同じまたは
近い領域であることが好ましい。
【００２５】第五の発明では、中心電極を金属筒に固定
する耐熱金属板からなる電極引出材に曲り部を形成して
電極引出材の熱膨張を吸収する。第五の発明において、
耐熱金属板からなる電極引出材は、排ガス流に対する抵
抗を小さくするためには、排ガス流路では断面積の小さ
い側端面をハニカム体の下流側端面向けて配置し固定す
ることがより望ましい。
する耐熱金属板からなる電極引出材に曲り部を形成して
電極引出材の熱膨張を吸収する。第五の発明において、
耐熱金属板からなる電極引出材は、排ガス流に対する抵
抗を小さくするためには、排ガス流路では断面積の小さ
い側端面をハニカム体の下流側端面向けて配置し固定す
ることがより望ましい。
【００２６】第六の発明では、中心電極に接続した電極
引出材の金属外筒との絶縁係止部とその係止体間にクッ
ション材を介在させて固定して、電極引出材の半径方向
の熱応力を緩和する。このクッション材には耐熱性があ
り、適度の伸縮性を有するものであればよく、例えばス
テンレス繊維やセラミックス繊維の加圧成形体などが適
性がある。
引出材の金属外筒との絶縁係止部とその係止体間にクッ
ション材を介在させて固定して、電極引出材の半径方向
の熱応力を緩和する。このクッション材には耐熱性があ
り、適度の伸縮性を有するものであればよく、例えばス
テンレス繊維やセラミックス繊維の加圧成形体などが適
性がある。
【００２７】第七の発明では、第一の発明〜第六の発明
を同時に満足するように構成する。第八の発明では、第
一の発明〜第六の発明を選択的に組み合わせた構成にす
る。
を同時に満足するように構成する。第八の発明では、第
一の発明〜第六の発明を選択的に組み合わせた構成にす
る。
【００２８】このように構成することによって、中心電
極とハニカム体（金属箔）間、電極引出材と金属外筒
（ケーシング）間に熱膨張吸収構造を形成することがで
き、電気加熱式金属触媒担体に加熱・冷却の熱サイクル
を与えた際に、金属箔と中心電極間、中心電極、電極引
出材と金属外筒（ケーシング）１との熱膨張差により生
ずる熱応力を軽減でき、中心電極近傍の金属箔の破断、
電極引出材と金属外筒間の電気絶縁材の破損を防止して
電気加熱式金属触媒担体の耐久性を向上することができ
る。
極とハニカム体（金属箔）間、電極引出材と金属外筒
（ケーシング）間に熱膨張吸収構造を形成することがで
き、電気加熱式金属触媒担体に加熱・冷却の熱サイクル
を与えた際に、金属箔と中心電極間、中心電極、電極引
出材と金属外筒（ケーシング）１との熱膨張差により生
ずる熱応力を軽減でき、中心電極近傍の金属箔の破断、
電極引出材と金属外筒間の電気絶縁材の破損を防止して
電気加熱式金属触媒担体の耐久性を向上することができ
る。
【００２９】
【実施例】以下に本発明を図１〜図４に示す実施例に基
づいて説明する。図１は、本発明の電気加熱式金属触媒
担体を用いた電気加熱式触媒装置を示している。ここで
は、第一の発明〜第六の発明を選択的に組み合わせた第
八の発明の実施例に基づいて本発明の概要を説明する。
づいて説明する。図１は、本発明の電気加熱式金属触媒
担体を用いた電気加熱式触媒装置を示している。ここで
は、第一の発明〜第六の発明を選択的に組み合わせた第
八の発明の実施例に基づいて本発明の概要を説明する。
【００３０】図１に示すように、電気加熱式触媒装置は
排気ガス流路に接続された筒状のケーシング１内に電気
加熱式触媒担体２と主触媒担体３を直列配設してなるも
ので、排ガスを本発明の電気加熱式金属触媒担体２を経
由して主触媒担体３に導き、ここで排ガスを浄化して排
出するように構成されている。
排気ガス流路に接続された筒状のケーシング１内に電気
加熱式触媒担体２と主触媒担体３を直列配設してなるも
ので、排ガスを本発明の電気加熱式金属触媒担体２を経
由して主触媒担体３に導き、ここで排ガスを浄化して排
出するように構成されている。
【００３１】ここで用いられる本発明の電気加熱式触媒
担体２は、図６〜図８に示したように、波箔、平箔の少
なくとも一方の表面に絶縁被膜を形成した金属製の平箔
４と波箔５を重ねて中心電極６の回りに巻回して得られ
る円筒状の金属箔積層体（ハニカム体）７と、このハニ
カム体を内装した金属外筒（ケーシング）１と、この金
属外筒に接続された外部電極８と、この外部電極と前記
中心電極６間に通電する電源９等から構成されている。
担体２は、図６〜図８に示したように、波箔、平箔の少
なくとも一方の表面に絶縁被膜を形成した金属製の平箔
４と波箔５を重ねて中心電極６の回りに巻回して得られ
る円筒状の金属箔積層体（ハニカム体）７と、このハニ
カム体を内装した金属外筒（ケーシング）１と、この金
属外筒に接続された外部電極８と、この外部電極と前記
中心電極６間に通電する電源９等から構成されている。
【００３２】そして、外部電極と中心電極６間に通電す
ることにより、ハニカム体７に通電し、図２（ａ）に示
すようにハニカム体内に配置した接合部１１を経て螺旋
状に形成された電流路１０で発熱させ、触媒活性化温度
に昇温させ、触媒反応を促進する機能を有している。
ることにより、ハニカム体７に通電し、図２（ａ）に示
すようにハニカム体内に配置した接合部１１を経て螺旋
状に形成された電流路１０で発熱させ、触媒活性化温度
に昇温させ、触媒反応を促進する機能を有している。
【００３３】ここで用いた中心電極６は、図３（ａ）に
示すように中空部６ａを有する管状体であり、ハニカム
体７との温度差を低減して軸方向、半径方向の熱膨張差
を小さくするようにしている。この中心電極の先端部に
は、中間部に熱膨張差を吸収する曲り部１２ｃを形成し
た耐熱金属板からなる電極引出材１２ｏの先端部が接合
されており、この電極引出材のリード線１３を接続した
他端側の係止部１２ｓは、金属外筒（ケーシング）１に
配設した保持部１４において、電気絶縁材１５を介して
挟持され係止体１６により固定されており、電極引出材
１２ｏを保持した電気絶縁材１５と係止体１６間には、
電極引出材１２ｏの半径方向の熱応力を緩和するクッシ
ョン材１７が介在している。
示すように中空部６ａを有する管状体であり、ハニカム
体７との温度差を低減して軸方向、半径方向の熱膨張差
を小さくするようにしている。この中心電極の先端部に
は、中間部に熱膨張差を吸収する曲り部１２ｃを形成し
た耐熱金属板からなる電極引出材１２ｏの先端部が接合
されており、この電極引出材のリード線１３を接続した
他端側の係止部１２ｓは、金属外筒（ケーシング）１に
配設した保持部１４において、電気絶縁材１５を介して
挟持され係止体１６により固定されており、電極引出材
１２ｏを保持した電気絶縁材１５と係止体１６間には、
電極引出材１２ｏの半径方向の熱応力を緩和するクッシ
ョン材１７が介在している。
【００３４】この中心電極６ｏと接合された、ハニカム
体７の内周部の少なくとも排ガス流入側端部では、非接
合部７ｏを有する補強接合部７ａを形成して、中心電極
６ｏとハニカム体７との熱膨張差による半径方向の熱応
力を緩和するようにしているため、金属波箔の破断を防
止し耐久性を向上することができる。
体７の内周部の少なくとも排ガス流入側端部では、非接
合部７ｏを有する補強接合部７ａを形成して、中心電極
６ｏとハニカム体７との熱膨張差による半径方向の熱応
力を緩和するようにしているため、金属波箔の破断を防
止し耐久性を向上することができる。
【００３５】なお、図３は、中心電極例を示しており、
前記の実施例では、図３（ａ）の中空部６ａを有する電
極６を用いたが、図３（ｂ）のように、中空で先端部に
例えば軸方向に伸びる複数のスリット６ｂを設けた中心
電極６１、あるいは図３（ｃ）のように先端部に例えば
軸方向に伸びる複数のスリット６ｃを十字形に配置した
中心電極６２などを用いてもよい。
前記の実施例では、図３（ａ）の中空部６ａを有する電
極６を用いたが、図３（ｂ）のように、中空で先端部に
例えば軸方向に伸びる複数のスリット６ｂを設けた中心
電極６１、あるいは図３（ｃ）のように先端部に例えば
軸方向に伸びる複数のスリット６ｃを十字形に配置した
中心電極６２などを用いてもよい。
【００３６】また、図４は、電極引出材例を示してお
り、前記の実施例では図４（ａ）のように、中間部に下
向きの曲り部１２ｃを形成した耐熱金属板による電極引
出材１２ｏを用いたが、図４（ｂ）のように、中間部に
横向きの曲り部１２ｃを形成した耐熱金属板による電極
引出材１２ｐ、あるいは図４（ｃ）のような幅方向が水
平になるように固定した耐熱金属板による電極引出材１
２ｈ、図４（ｄ）のような幅方向が上下になるように固
定した耐熱金属板による電極引出材１２ｖなどを用いて
もよい。
り、前記の実施例では図４（ａ）のように、中間部に下
向きの曲り部１２ｃを形成した耐熱金属板による電極引
出材１２ｏを用いたが、図４（ｂ）のように、中間部に
横向きの曲り部１２ｃを形成した耐熱金属板による電極
引出材１２ｐ、あるいは図４（ｃ）のような幅方向が水
平になるように固定した耐熱金属板による電極引出材１
２ｈ、図４（ｄ）のような幅方向が上下になるように固
定した耐熱金属板による電極引出材１２ｖなどを用いて
もよい。
【００３７】このようにして、中心電極とハニカム体内
周間、電極引出材と金属外筒（ケーシング）間に、熱膨
張吸収構造を形成することができるので、電気加熱式金
属触媒担体を厳しい加熱・冷却の熱サイクルの排ガス条
件下で使用する際に、金属箔と中心電極間、電極引出材
と金属外筒（ケーシング）間の熱膨張差により生ずる熱
応力を軽減でき、中心電極近傍の金属箔の破断、電極引
出材と金属外筒間の電気絶縁材の破損を防止して電気加
熱式金属触媒担体の耐久性を向上することができる。
周間、電極引出材と金属外筒（ケーシング）間に、熱膨
張吸収構造を形成することができるので、電気加熱式金
属触媒担体を厳しい加熱・冷却の熱サイクルの排ガス条
件下で使用する際に、金属箔と中心電極間、電極引出材
と金属外筒（ケーシング）間の熱膨張差により生ずる熱
応力を軽減でき、中心電極近傍の金属箔の破断、電極引
出材と金属外筒間の電気絶縁材の破損を防止して電気加
熱式金属触媒担体の耐久性を向上することができる。
【００３８】なお、前記の実施例は、請求項１〜請求項
６の構成を選択的に組み合わせた請求項８に相当するも
のであるが、本発明では請求項１〜請求項６の構成を同
時に満足させてもよく、また請求項１〜請求項６の構成
をそれぞれ独立させても相応の効果が得られる。
６の構成を選択的に組み合わせた請求項８に相当するも
のであるが、本発明では請求項１〜請求項６の構成を同
時に満足させてもよく、また請求項１〜請求項６の構成
をそれぞれ独立させても相応の効果が得られる。
【００３９】
【発明の効果】本発明においては、中心電極とハニカム
体（金属箔）間、電極引出材と金属外筒（ケーシング）
間に、熱膨張吸収構造を形成するので、電気加熱式金属
触媒担体を厳しい加熱・冷却の熱サイクルの排ガス条件
下で使用する際に、金属箔と中心電極間、中心電極、電
極引出材と金属外筒（ケーシング）間の熱膨張差により
生ずる熱応力を軽減でき、中心電極近傍の金属箔の破断
を防止し、また電極引出材と金属外筒間の電気絶縁材の
破損を防止して電気加熱式金属触媒担体の耐久性を向上
することができる。
体（金属箔）間、電極引出材と金属外筒（ケーシング）
間に、熱膨張吸収構造を形成するので、電気加熱式金属
触媒担体を厳しい加熱・冷却の熱サイクルの排ガス条件
下で使用する際に、金属箔と中心電極間、中心電極、電
極引出材と金属外筒（ケーシング）間の熱膨張差により
生ずる熱応力を軽減でき、中心電極近傍の金属箔の破断
を防止し、また電極引出材と金属外筒間の電気絶縁材の
破損を防止して電気加熱式金属触媒担体の耐久性を向上
することができる。
【図１】本発明を採用した電気加熱式触媒装置例を示す
側断面概要説明図。
側断面概要説明図。
【図２】（ａ）図は、図１のＡ−Ａ矢視断面概要説明
図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ矢視断面概要説明図。
図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ矢視断面概要説明図。
【図３】本発明において用いる中心電極例を示す立面概
要説明図。
要説明図。
【図４】本発明において用いる電極引出材例を示す立面
概要説明図。
概要説明図。
【図５】従来の電気加熱式触媒装置例を示す側断面概要
説明図。
説明図。
【図６】従来の電気加熱式触媒担体用のハニカム体の形
成例を示す立面概要説明図。
成例を示す立面概要説明図。
【図７】従来の電気加熱式触媒担体用のハニカム体端面
の平面概要説明図。
の平面概要説明図。
【図８】従来の電気加熱式触媒担体用のハニカム体にお
ける電流路形成状態を示す端面平面概要説明図。
ける電流路形成状態を示す端面平面概要説明図。
１ 筒状ケーシング（金属外筒） ２ 電気加熱式金属触媒担体 ３ 主触媒担体 ４ 金属平箔 ５ 金属波箔 ６Ａ、６、６１、６２ 中心電極 ６ａ 中空部 ６ｂ スリット ６ｃ 十字形スリット ７ ハニカム体 ７ａ 内周強化部 ７ｂ 外周強化部 ７ｏ 非接合部 ８ 外部電極 ９ 電源 １０ 電流路 １１ 接合部 １２、１２ｏ、１２ｐ、１２ｈ、１２ｖ 電極引出材 １２ｓ 係止部 １２ｃ 曲り部 １３ リード線 １４ 保持部 １５ 絶縁材 １６ 係止体 １７ クッション材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｊ 35/04 ３２１ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３１１Ｓ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３１１ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＣ (72)発明者 四谷 弘毅 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 中島 郁二 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 吉田 和雄 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 小粥 真彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 桜井 計宏 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 下地 浩二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 金属平箔と金属波箔を重ね中心電極に円
筒状に巻き取って得られるハニカム体を金属外筒に収容
してなり、中心電極と外部電極間に電流路を形成した電
気加熱式金属触媒担体において、中心電極を中空体とし
たことを特徴とする電気加熱式金属触媒担体。 - 【請求項２】 金属平箔と金属波箔を重ね中心電極に円
筒状に巻き取って得られるハニカム体を金属外筒に収容
してなり、中心電極と外部電極間に電流路を形成した電
気加熱式金属触媒担体において、中心電極の先端部にス
リットを設けたことを特徴とする電気加熱式金属触媒担
体。 - 【請求項３】 金属平箔と金属波箔を重ね中心電極に円
筒状に巻き取って得られるハニカム体を金属外筒に収容
してなり、中心電極と外部電極間に電流路を形成した電
気加熱式金属触媒担体において、中心電極と金属箔およ
び中心電極近傍の金属箔同志の接合部では、少なくとも
ハニカム体の排ガス流入側端部で非接合部を有すること
を特徴とする電気加熱式金属触媒担体。 - 【請求項４】 金属平箔と金属波箔を重ね中心電極に円
筒状に巻き取って得られるハニカム体を金属外筒に収容
してなり、中心電極と外部電極間に電流路を形成した電
気加熱式金属触媒担体において、中心電極、および、中
心電極に電気的に接続され電極を金属外筒の外に引き出
す電極引出材を線膨張係数が１０〜１５×１０-6／℃の
耐熱金属板としたことを特徴とする電気加熱式金属触媒
担体。 - 【請求項５】 金属平箔と金属波箔を重ね中心電極に円
筒状に巻き取って得られるハニカム体を金属外筒に収容
してなり、中心電極と外部電極間に電流路を形成した電
気加熱式金属触媒担体において、中心電極および中心電
極に電気的に接続され電極を金属外筒の外に引き出す耐
熱金属板からなる電極引出材に曲り部を形成したことを
特徴とする電気加熱式金属触媒担体。 - 【請求項６】 金属平箔と金属波箔を重ね中心電極に円
筒状に巻き取って得られるハニカム体を金属外筒に収容
してなり、中心電極と外部電極間に電流路を形成した電
気加熱式金属触媒担体において、中心電極に電気的に接
続され電極を金属外筒の外に引き出す電極引出材を金属
外筒に絶縁材を介して保持し、この電極引出材の係止部
をクッション材を介して係止体で固定したことを特徴と
する電気加熱式金属触媒担体。 - 【請求項７】 請求項１〜６を同時に満足する構成を有
することを特徴とする電気加熱式金属触媒担体。 - 【請求項８】 請求項１〜６を選択的に組み合わせた構
成を有することを特徴とする電気加熱式金属触媒担体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7131597A JPH08326526A (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | 電気加熱式金属触媒担体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7131597A JPH08326526A (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | 電気加熱式金属触媒担体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08326526A true JPH08326526A (ja) | 1996-12-10 |
Family
ID=15061789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7131597A Withdrawn JPH08326526A (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | 電気加熱式金属触媒担体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08326526A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015083313A1 (ja) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | トヨタ自動車株式会社 | 通電加熱式触媒装置及びその製造方法 |
| CN111542686A (zh) * | 2018-01-12 | 2020-08-14 | 纬湃科技有限责任公司 | 加热用于排气后处理的装置的设备和方法 |
| CN111686822A (zh) * | 2019-03-15 | 2020-09-22 | 日本碍子株式会社 | 电加热型载体、废气净化装置、电加热型载体的制造方法、接合体以及接合体的制造方法 |
| JP2021156185A (ja) * | 2020-03-25 | 2021-10-07 | 日本碍子株式会社 | 排気ガス浄化装置及び導電体付き電気加熱式担体 |
| CN114174648A (zh) * | 2019-08-13 | 2022-03-11 | 纬湃技术有限公司 | 可电加热的催化转化器 |
| JP2022123833A (ja) * | 2021-02-11 | 2022-08-24 | ベンテラー オートモービルテクニック ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 排ガス後処理装置における電気加熱板用ホルダ |
-
1995
- 1995-05-30 JP JP7131597A patent/JPH08326526A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015083313A1 (ja) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | トヨタ自動車株式会社 | 通電加熱式触媒装置及びその製造方法 |
| CN111542686A (zh) * | 2018-01-12 | 2020-08-14 | 纬湃科技有限责任公司 | 加热用于排气后处理的装置的设备和方法 |
| CN111542686B (zh) * | 2018-01-12 | 2022-08-19 | 纬湃科技有限责任公司 | 加热用于排气后处理的装置的设备和方法 |
| US11549421B2 (en) | 2018-01-12 | 2023-01-10 | Vitesco Technologies GmbH | Apparatus and method for heating a device for exhaust gas after-treatment |
| CN111686822A (zh) * | 2019-03-15 | 2020-09-22 | 日本碍子株式会社 | 电加热型载体、废气净化装置、电加热型载体的制造方法、接合体以及接合体的制造方法 |
| CN114174648A (zh) * | 2019-08-13 | 2022-03-11 | 纬湃技术有限公司 | 可电加热的催化转化器 |
| US12246286B2 (en) | 2019-08-13 | 2025-03-11 | Vitesco Technologies GmbH | Electrically heatable catalytic converter |
| JP2021156185A (ja) * | 2020-03-25 | 2021-10-07 | 日本碍子株式会社 | 排気ガス浄化装置及び導電体付き電気加熱式担体 |
| JP2022123833A (ja) * | 2021-02-11 | 2022-08-24 | ベンテラー オートモービルテクニック ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 排ガス後処理装置における電気加熱板用ホルダ |
| US11795850B2 (en) | 2021-02-11 | 2023-10-24 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Holder for an electric heating disk in an exhaust gas aftertreatment device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |