JP2002235530A - 内燃機関の触媒昇温装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘導加熱により排気浄化触媒の排気浄化触媒
の排気上流端面近傍の温度を活性温度にまで迅速に昇温
させる。 【解決手段】 機関排気通路に排気浄化触媒を配置する
と共に該排気浄化触媒の排気上流端面に面して導電体を
配置する。導電体に交番電流を供給することにより排気
浄化触媒の排気上流端面近傍の部分を誘導加熱する。排
気浄化触媒の排気上流端面近傍の部分の温度を触媒活性
温度にまで上昇させるのに必要な熱量が排気上流端面近
傍の部分の領域毎に異なるのに対応して誘導加熱による
発熱量を排気上流端面近傍の部分の領域毎に異ならせ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の触媒昇温
装置に関し、特に、導電体に交番電流を供給して誘導加
熱するようにした触媒昇温装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の内燃機関では、排出される排気
ガス中の有害ガス成分、例えば、一酸化炭素（ＣＯ）、
窒素酸化物（ＮＯ_x）、および炭化水素（ＨＣ）等の成
分を大気に放出する前に浄化するために、白金やパラジ
ウム等の貴金属を触媒として担持した排気浄化触媒を排
気系に備えている。

【０００３】排気浄化触媒において触媒が触媒作用を行
うためには、排気浄化触媒をその活性温度以上に昇温さ
せなければならない。しかしながら特に機関冷間始動時
には排気浄化触媒の温度は低く、また排気ガスも低温で
あるので排気浄化触媒はその活性温度にまで昇温しづら
い。このため排気浄化触媒では触媒作用が活発に行われ
にくい。そこで例えば機関始動時等のように排気浄化触
媒の温度が低い時に、排気ガス以外の手段により排気浄
化触媒をその活性温度以上にまで加熱して触媒作用の活
発化を図ることが望ましい。

【０００４】排気浄化触媒をその活性温度以上にまで昇
温させる方法の一つに、特開平６−１５４６２３号公報
により提案された誘導加熱を用いた方法がある。この特
開平６−１５４６２３号公報では、誘導加熱用コイルを
排気浄化触媒の排気上流端面近傍の外周面周りに配置し
て、排気浄化触媒の排気上流端面近傍を加熱するように
している。このような構成にすると、低電力で迅速に排
気浄化触媒の排気上流端面近傍を加熱することができ
る。そして、少なくとも排気浄化触媒の排気上流端面近
傍の温度がその活性温度になっていれば、排気ガス中の
成分の触媒反応による発熱によって下流部分の触媒を順
次加熱するので、排気ガス中のほとんどの有害ガス成分
が浄化される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、排気浄化触
媒の排気上流端面近傍を活性温度以上にまで上昇させる
のに必要な熱量は排気浄化触媒の排気上流端面の領域毎
に異なる。ところが、特開平６−１５４６２３号公報に
記載された構成では、排気浄化触媒の排気上流端面近傍
をほぼ均一に加熱するため、排気浄化触媒の排気上流端
面近傍の温度をその全面に亘って活性温度以上にまで迅
速に上昇させることができない。

【０００６】このような問題に鑑みて、本発明の目的
は、誘導加熱により排気浄化触媒の排気浄化触媒の排気
上流端面近傍の温度を活性温度にまで迅速に昇温させる
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１の発明では、機関排気通路に排気浄化触媒を配
置すると共に該排気浄化触媒の排気上流端面に面して導
電体を配置し、該導電体に交番電流を供給することによ
り排気浄化触媒の排気上流端面近傍の部分を誘導加熱す
るようにした内燃機関の触媒昇温装置において、前記排
気浄化触媒の排気上流端面近傍の部分の温度を触媒活性
温度にまで上昇させるのに必要な熱量が排気上流端面近
傍の部分の領域毎に異なるのに対応して誘導加熱による
発熱量を排気上流端面近傍の部分の領域毎に異ならせ
る。すなわち誘導加熱による排気浄化触媒の排気上流端
面近傍の部分の発熱量がその部分において領域毎に異な
る。

【０００８】第２の発明では、第１の発明において、誘
導加熱による発熱量を排気浄化触媒の排気上流端面近傍
の部分の中央領域と該中央領域周りの領域とで異ならせ
る。

【０００９】第３の発明では、排気浄化触媒の排気上流
端面の単位面積当たりに対面する導電体の対面面積を排
気浄化触媒の排気上流端面近傍の部分の領域毎に異なら
せることにより誘導加熱による発熱量を異ならせる。

【００１０】第４の発明では、第３の発明において、導
電体が排気浄化触媒の排気上流端面に沿って一つの導電
材を渦巻き状に巻いて形成されるコイルである。

【００１１】第５の発明では、第３の発明において、導
電体が排気浄化触媒の排気上流端面に沿って同心円を為
して並列関係でもって配置される複数の環状導電材から
なる。このように導電体を並列関係でもって配置される
導電材から構成することにより導電体全体の電気抵抗値
が小さくなる。

【００１２】第６の発明では、第３の発明において、導
電体が排気浄化触媒の排気上流端面に沿って互いに間を
開けて並列関係でもって配置される複数の導電材からな
る。このように導電体を並列関係でもって配置される導
電材から構成することにより、導電体全体の電気抵抗値
が小さくなる。

【００１３】第７の発明では、第４〜第６のいずれか一
つの発明において、隣り合った導電材間の距離を導電体
の領域毎に異ならせることにより排気浄化触媒の排気上
流端面の単位面積当たりに対面する導電体の対面面積を
異ならせる。

【００１４】第８の発明では、第４〜第６のいずれか一
つの発明において、導電材の太さを導電体の領域毎に異
ならせることにより排気浄化触媒の排気上流端面の単位
面積当たりに対面する導電体の対面面積を異ならせる。

【００１５】第９の発明では、第４〜第８のいずれか一
つの発明において、排気浄化触媒の排気上流端面を円錐
形にすると共に導電体を排気浄化触媒の排気上流端面に
対応して円錐形をなして配置する。これによれば導電体
の対面面積が排気浄化触媒の排気上流端面に対して平行
に延在する導電体の対面面積よりも増加する。

【００１６】第１０の発明では、第４〜第９のいずれか
一つの発明において、導電体の横断面の形状を矩形にし
て該導電体の幅挟の端面が排気ガス流に対面するように
導電体を配置する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施形態を説明する。なお、図中の同じ参照番号は
同様な要素を示す。

【００１８】図１は本発明の第一の実施例の触媒昇温装
置を含む内燃機関の概略構成図である。図１において、
１は触媒コンバータ、２は機関本体、３は機関排気通路
である。機関排気通路３は機関本体２の排気ポートに連
結される。触媒コンバータ１は機関排気通路３に配置さ
れる。触媒コンバータ１は流入口４および流出口５を有
する。上記機関本体２から排出された排気ガスは機関排
気通路３を介して流入口４から触媒コンバータ１に流入
して流出口５において触媒コンバータ１から排出され
る。このように排気ガスが触媒コンバータ１内を流入口
４から流出口５に流れるので以下の説明では流入口４側
を排気上流側、流出口５側を排気下流側と称する。触媒
コンバータ１はほぼ円筒形のケーシング６と、ほぼ円筒
形の排気浄化触媒７とを具備する。ケーシング６の上流
側壁面はほぼ円錐形状である。排気浄化触媒７はその長
手軸線がケーシング６の長手軸線と同軸になるようにケ
ーシング６内に収容される。排気浄化触媒７の排気上流
端面８は排気浄化触媒７の軸線方向に対して垂直な平坦
な面である。しかしながら、排気上流端面８の形状は例
えば後述するように円錐形のような別の形状であっても
よい。排気浄化触媒７は一定温度（活性温度）以上で良
好な触媒作用を示す触媒である。また排気浄化触媒７の
担体は適度の導電性と透磁率とを有する金属製担体、ま
たは透磁率と導電性とが高い材料を点在させた適度の導
電性と透磁率とを有する担体である。ケーシング６内に
は排気浄化触媒７の排気上流端面８に面して導電体１０
が配置される。

【００１９】次に図１〜図３を参照して本実施例の導電
体について詳細に説明する。なお図２は図１に示した触
媒コンバータの上流側の拡大断面図であり、図３は図２
の線III−IIIに沿った触媒コンバータの断面図である。
また図２には触媒コンバータの長手軸線に対して図面に
向かって左側のみに磁力線を示しているが、実際には磁
力線は長手軸線から触媒コンバータの外周へ向かう全て
の放射状方向に存在する。

【００２０】図１に示したように本実施例の導電体１０
はコイルである。コイル１０は電気抵抗が低い材料から
成る一本の導電材、例えば導線を渦巻き状に巻いて形成
される。なお、導線としては、ステンレスや銅を用いる
ことができる。コイル１０には交番電流を流すための交
番電流発生電源１１が接続される。交番電流発生電源１
１は直流電源に共振回路を組み込んだものである。しか
しながら交番電流発生電源１１は交流電源でもよい。

【００２１】図２に示したようにコイル１０は触媒コン
バータ１の長手軸線１３（ケーシング６の長手軸線およ
び排気浄化触媒７の長手軸線と同軸）を中心として排気
浄化触媒７の排気上流端面８に沿って触媒コンバータ１
の外周近傍まで渦巻き状に延びる。またコイル１０は排
気浄化触媒７の排気上流端面８に空間を開けて面するよ
うに配置される。しかしながらコイル１０が排気浄化触
媒７の排気上流端面８に絶縁体を介して配置されるよう
にしてもよい。またコイル１０を構成する導線の横断面
の形状は細長くて矩形である。もちろん導線の横断面の
形状は円形や楕円形等の他の断面形状であってもよい。

【００２２】図３に示したようにコイル１０の隣り合っ
た導線間の距離（以下、単に導線間距離と称す。）はそ
の中央領域１４において最も長く、中央領域から径方向
外側に向かうにつれて徐々に短くなり、周辺領域１５に
おいて最も短い。すなわち本実施例では導線間距離をコ
イル１０の中央領域１４から周辺領域１５に向かって徐
々に短くすることにより導線が比較的多く存在する領域
（疎の部分）と、導線が比較的少なく存在する領域（密
の部分）とをコイル１０に形成している。次に誘導加熱
について説明する。コイル１０に交番電流を流すと図２
に示したようにコイル１０の周りに交番磁界、すなわち
磁力線１２が形成される。排気浄化触媒７はコイル１０
周囲の雰囲気（例えば排気ガスや空気）よりも極めて透
磁率が高いので磁力線１２はコイル１０と排気浄化触媒
７との間の雰囲気中を通らずに排気浄化触媒７の排気上
流端面８近傍の一部分（以下、単に上流端部分と称
す。）９を通過する。これにより排気浄化触媒７の上流
端部分９に渦電流が発生し（表皮効果）、この渦電流に
よって排気浄化触媒７の上流端部分９が誘導加熱せしめ
られる。

【００２３】ところで排気浄化触媒７の上流端部分９の
中央領域の部分（以下、単に中央領域部分と称す。）周
りの領域の部分（以下、単に周辺領域部分と称す。）は
ケーシング６を介して大気に隣接しているので当該周辺
領域部分からの放熱量は中央領域部分からの放熱量より
も大きい。このため排気浄化触媒７の上流端部分９全体
を等しく加熱した場合には周辺領域部分の温度は中央領
域部分の温度よりも低くなる傾向にある。したがって排
気浄化触媒７の上流端部分９全体の温度をその活性温度
にまで上昇させるために必要な熱量は当該上流端部分９
の中央領域部分から周辺領域部分に向かって徐々に大き
くなる。ここで本実施例ではコイル１０の導線間距離を
その中央領域から周辺領域に向かって徐々に短くしてい
る。コイル１０の導線間距離が短いほど排気浄化触媒７
の排気上流端面８の単位面積当たりに対面するコイル１
０の対面面積（以下、単にコイル対面面積と称す。）が
大きくなる。また交番電流はコイル１０を構成する導線
の表面近傍を流れることからコイル対面面積が大きいほ
どコイル１０により形成される磁界が強くなり、斯くし
て誘導加熱による排気浄化触媒７の上流端部分９の発熱
量が大きくなる。したがって本実施例によれば誘導加熱
による排気浄化触媒７の上流端部分９の発熱量はその中
央領域部分から周辺領域部分に向かって徐々に大きくな
る。

【００２４】このように本実施例によれば排気浄化触媒
７の上流端部分９の温度をその活性温度にまで上昇させ
るのに必要な発熱量が当該部分９の中央領域部分から周
辺領域部分に向かって徐々に大きくなるのに対応して誘
導加熱による排気浄化触媒７の上流端部分９の発熱量を
当該部分９の中央領域部分から周辺領域部分に向かって
徐々に大きくしているので排気浄化触媒７の上流端部分
９全体の温度をその活性温度まで迅速に上昇させること
ができる。また本実施例では上述したようにコイル１０
の導線間距離を変えることにより誘導加熱による排気浄
化触媒７の上流端部分９の発熱量を当該部分９における
領域毎に異ならせている。すなわち本実施例によればコ
イル１０の導線間距離をコイル１０における領域毎に異
ならせるという単純な構成により誘導加熱による排気浄
化触媒７の上流端部分９の発熱量を当該部分９における
領域毎に異ならせることができる。

【００２５】なお本実施例ではコイル１０の導線間距離
をコイル１０の中央領域から周辺領域に向かって徐々に
短くしているが排気浄化触媒７の上流端部分９における
領域毎にその領域の温度を活性温度にまで上昇させるの
に必要な熱量によってはコイル１０の導線間距離をコイ
ル１０の中央領域から周辺領域に向かって徐々に一定の
割合で長くしたり、コイル１０の導線間距離を不規則に
異ならせたりすることもある。すなわちコイル１０の導
線間距離は排気浄化触媒７の上流端部分９全体の温度を
迅速に活性温度にまで上昇させるという観点から排気浄
化触媒７の上流端部分９における領域毎にその領域の温
度を活性温度にまで上昇させるのに必要な熱量に応じて
適宜、設定される。また上述した実施例において単純に
周辺領域におけるコイルの導線間距離を中央領域におけ
る導線間距離よりも短くするようにしてもよい。もちろ
んこの場合、誘導加熱による排気浄化触媒の上流端部分
の発熱量は当該部分の中央領域部分よりも周辺領域部分
のほうが多くなる。また本実施例の触媒コンバータ１お
よび排気浄化触媒７はほぼ円筒形であるが例えば楕円形
や矩形等の別の形状であってもよく、この場合には導線
を円形ではなく触媒コンバータ１や排気浄化触媒７の形
状に合わせて楕円形や矩形等の別の形状に巻いてコイル
を形成してもよい。またコイルの導線間距離を異ならせ
るという構成以外にも導線の横断面の形状を異ならせる
という構成によってコイル対面面積を変えるようにして
もよい。

【００２６】また誘導加熱により排気浄化触媒を加熱す
ることには以下のような利点がある。誘導加熱によれば
渦電流が流れた部分のみが加熱されるので単位体積当た
りの発熱量が大きい。すなわちコイル１０を排気浄化触
媒７の排気上流端面８に面して配置し、排気浄化触媒７
を加熱すると排気浄化触媒７の上流端部分９のみが強力
に加熱せしめられる。また誘導加熱によれば加熱される
部分が非常に小さいので当該加熱部分を通過する排気ガ
スに露出する加熱部分の面積も非常に小さい。このため
排気ガスに奪われる加熱部分の熱量が少なく、したがっ
て加熱部分の温度を少ない電力で急激に上昇させること
ができる。また交番磁界の浸透深さ（交番磁界が到達す
る排気上流端面８近傍の部分９の排気浄化触媒７の長手
方向における距離）は交番電流の周波数の平方根に反比
例する。すなわち交番電流の周波数を高くするという簡
単な操作により交番磁界の浸透深さを浅くし、これによ
り加熱すべき部分を小さくし、排気浄化触媒７の上流端
部分９の加熱効率を上昇させることができる。

【００２７】またコイルを排気浄化触媒の排気上流端面
に面して配置することには以下のような利点がある。排
気浄化触媒の排気上流端面近傍の部分全体の温度をその
活性温度まで上昇させるためには少なくとも排気上流端
面をその全面に亘って誘導加熱する必要がある。ところ
が上述した特開平６−１５４６２３号公報に記載された
構成、すなわち排気浄化触媒の上流端部分をその周囲か
ら誘導加熱するようにした構成ではコイルのほとんどの
磁力線が排気浄化触媒の周辺領域の部分にしか到達せ
ず、このため排気浄化触媒の中央領域の部分を十分に誘
導加熱することができない。すなわち上記公報に記載の
構成によると排気浄化触媒の上流端部分全体を均等に誘
導加熱することができない。

【００２８】一方、本実施例の触媒昇温装置では排気浄
化触媒の排気上流端面に面してコイルが配置されるので
磁力線が排気浄化触媒の上流端部分全体を通過する。こ
のため排気浄化触媒の上流端部分全体を誘導加熱するこ
とができる。

【００２９】次に図４を参照して第二実施例の触媒昇温
装置について説明する。図４に示したように本実施例で
はコイル２０の導線間距離はそれぞれ等しく、コイル２
０の導線の太さはコイル２０の中央領域から周辺領域に
向かって太くなる。コイルの導線間距離が等しい場合に
おいては導線の太さを太くするほどコイル対面面積が増
大する。すなわち本実施例では導線の太さをコイルにお
ける領域毎に異ならせることによりコイル対面面積をコ
イルにおける領域毎に異ならせ、斯くして誘導加熱によ
る排気浄化触媒７の上流端部分９の発熱量を当該部分９
における領域毎に異ならせている。もちろん排気浄化触
媒７の上流端部分９における領域毎にその領域の温度を
活性温度にまで上昇させるのに必要な熱量によってはコ
イル２０の太さをコイル２０の中央領域２４から周辺領
域２５に向かって一定の割合で徐々に細くしたり、コイ
ル２０の太さを不規則に異ならせたりすることもある。
すなわちコイル２０の太さは排気浄化触媒７の上流端部
分９全体の温度を迅速に活性温度にまで上昇させるとい
う観点から排気浄化触媒７の上流端部分９における領域
毎にその領域の温度を活性温度にまで上昇させるのに必
要な熱量に応じて適宜、設定される。また第一実施例の
考え方と本実施例の考え方とを組み合わせてコイルの導
線間距離をコイルにおける領域毎に異ならせると共に導
線の太さをコイルにおける領域毎に異ならせるようにし
てもよい。

【００３０】次に図５を参照して第三実施例の触媒昇温
装置について説明する。図５に示したように本実施例の
導電体３０は二つのコイル３１、３２から構成される。
各コイル３１、３２は等しい長さの導線を渦巻き状に巻
くことにより形成される。これらコイル３１、３２は径
方向外側に向かって互いに交互に並んで排気浄化触媒７
の排気上流端面８の中央領域３４から周辺領域３５まで
延在するように配置される。各コイル３１、３２は第一
実施例のコイル１０と同様に形成される。すなわち各コ
イル３１、３２の導線間距離はその中央領域３４から周
辺領域３５に向かって徐々に短くなっている。したがっ
て誘導加熱による排気浄化触媒７の上流端部分９の発熱
量は当該部分９の中央領域部分から周辺領域部分に向か
って徐々に大きくなるので本実施例によれば排気浄化触
媒７の上流端部分９全体の温度を迅速にその活性温度に
まで上昇させることができる。また本実施例のコイル３
１、３２は交番電流発生電源１１に並列に接続される。
このようにコイルが並列に交番電流発生電源１１に接続
された場合には全体としての電気抵抗が第一実施例のよ
うにコイル１０が交番電流発生電源１１に直列に接続さ
れている場合の電気抵抗に比べて小さくなる。このため
コイル内を電流が流れやすくなり、排気浄化触媒７の上
流端部分９の加熱効率が向上する。

【００３１】なお本実施例では各コイル３１、３２を構
成する導線の長さは等しいが排気浄化触媒７の上流端部
分９の各領域の温度を活性温度まで上昇させるのに必要
な熱量によっては例えばこれらコイル３１、３２のうち
一方を排気浄化触媒７の排気上流端面８の中央領域から
周辺領域まで延在させると共に他方のコイルを排気浄化
触媒７の排気上流端面８の周辺領域のみに延在させると
いったように各コイル３１、３２を構成する導線の長さ
が異なっていてもよい。また本実施例の導電体３０は二
つのコイルから構成されているが三つ以上のコイルから
構成されるようにしてもよい。

【００３２】次に図６を参照して第四実施例の触媒昇温
装置について説明する。図６に示したように本実施例の
導電体は複数（本実施例では五つ）のコイル４０から構
成される。これらコイル４０のうちの一つは排気浄化触
媒７の排気上流端面８の中央領域に配置される。この中
央領域に配置されたコイル４０はその中心が排気浄化触
媒７の軸線と同軸になるように配置される。残りの四つ
のコイル４０は排気浄化触媒７の排気上流端面８の周辺
領域に配置される。すなわち残りの四つのコイル４０は
排気浄化触媒７の排気上流端面８の中央領域に配置され
たコイル４０と触媒コンバータ１のケーシング６との間
に配置される。本実施例では周辺領域に配置される各コ
イル４０の導線間距離は中央領域に配置されるコイル４
０の導線間距離よりも短い。このため誘導加熱による排
気浄化触媒７の上流端部分９の発熱量はその中央領域部
分よりも周辺領域部分のほうが大きい。したがって本実
施例によれば排気浄化触媒７の上流端部分９全体の温度
を迅速にその活性温度にまで上昇させることができる。
また本実施例においては各コイル４０は交番電流発生電
源１１に並列に接続される。このため各コイル４０の電
気抵抗が小さいので各コイル４０内を電流が流れやす
く、したがって排気浄化触媒７の上流端部分９の加熱効
率が向上する。

【００３３】なお図７に示したように周辺領域に配置さ
れるコイルを六つとしてもよい。このように周辺領域に
配置するコイルの数を増やせばコイル対面面積が増大
し、排気浄化触媒７の上流端部分９の加熱効率が向上す
る。

【００３４】次に図８を参照して第五実施例の触媒昇温
装置について説明する。図８に示したように本実施例の
導電体５０は排気浄化触媒７の排気上流端面８に沿って
同心円を為して並列関係でもって配置される複数の環状
の導電材、例えば導線から構成される。導電体５０の隣
り合う導線間の距離（導線間距離）はその中央領域５４
から周辺領域５５に向かって徐々に短くなる。このため
誘導加熱による排気浄化触媒７の上流端部分９の発熱量
はその中央領域部分よりも周辺領域部分のほうが大き
い。したがって本実施例によれば排気浄化触媒７の上流
端部分９全体の温度を迅速にその活性温度にまで上昇さ
せることができる。また本実施例において各導線は交番
電流発生電源１１に並列に接続される。このため各導線
の電気抵抗が小さいので各導線内を電流が流れやすく、
したがって排気浄化触媒７の上流端部分９の加熱効率が
向上する。また環状の導線を同心円を為して配置する本
実施例の構成では導線間距離を導電体の領域毎に異なら
せることが容易である。また導線の太さを各導線毎に異
ならせることも容易である。

【００３５】なお導電体を環状の導線を同心円状に並列
に接続して構成するのではなく、図９に示したように導
線間距離が導電体の中央領域から周辺領域に向かって徐
々に短くなるように半円状の複数の導線を並列に接続し
て導電体を構成してもよい。

【００３６】次に図１０および図１１を参照して第六実
施例の触媒昇温装置について説明する。図１０に示した
ように本実施例では排気浄化触媒７の排気上流端面８の
形状はケーシング６の上流側壁面との距離が長手軸線１
３近傍からケーシング６の外周に向かうにつれて徐々に
短くなるようにほぼ円錐形状である。排気浄化触媒７の
排気上流端面８をこのような形状にすることにより、排
気ガスが排気上流端面８の全面に亘って均等に流入しや
すくなる。またコイル６０は触媒コンバータ１の長手軸
線１３を中心として流入口４の周りから排気浄化触媒７
のほぼ円錐形状の排気上流端面８に沿って触媒コンバー
タ１の外周近傍まで円錐形をなして延びる。本実施例の
コイル６０は導線間距離が当該コイル６０の中央領域か
ら周辺領域に向かって徐々に短くなるように構成され
る。このため誘導加熱による排気浄化触媒７の上流端部
分９の発熱量はその中央領域部分よりも周辺領域部分の
ほうが大きい。したがって本実施例によれば排気浄化触
媒７の上流端部分９全体の温度を迅速にその活性温度に
まで上昇させることができる。また排気上流端面８の形
状をほぼ円錐形状としたことにより本実施例におけるコ
イル対面面積は第一実施例におけるコイル対面面積より
も大きくなり、排気浄化触媒７の上流端部分９の加熱効
率が向上する。

【００３７】また図１１に示したようにコイル６０を構
成する導線の横断面の形状は矩形であり、その幅挟の端
面が排気ガス流に対面するように配置される。これによ
ればコイル６０を排気浄化触媒７の排気上流端面８に沿
って配置してもコイル６０が排気ガスの流れを阻害する
ことが少なくなる。なお上述した実施例において導線の
太さを太くすることにより排気浄化触媒の排気上流端面
近傍の部分における発熱量を増大する場合、コイルがそ
の全体により形成する平面に対して水平な方向の長さを
長くし、斯くしてコイル対面面積を増大するように導線
の太さを太くする必要がある。

【００３８】

【発明の効果】第１の発明によれば、排気浄化触媒の排
気上流端面近傍の部分の温度を触媒活性温度にまで上昇
させるのに必要な熱量が当該部分における領域毎に異な
るのに対応して誘導加熱による発熱量を排気浄化触媒の
排気上流端面近傍の部分の領域毎に異ならせたので、排
気浄化触媒の排気上流端面近傍の部分全体の温度を迅速
に触媒活性温度にまで昇温させることができる。

【００３９】第５の発明および第６の発明によれば、導
電体全体の電気抵抗値が小さいので電流が流れやすくな
り、低い電圧でも排気浄化触媒の排気上流端面近傍の部
分をより効率的に誘導加熱することができるようにな
る。

【００４０】第１０の発明によれば、導電体の対面面積
が排気浄化触媒の排気上流端面に対して平行に延在する
導電体の対面面積よりも増加するので、誘導加熱による
加熱効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施例の触媒昇温装置を示す図である。

【図２】図１に示した触媒コンバータの上流側の拡大断
面図である。

【図３】図２の線III−IIIに沿った触媒コンバータの断
面図である。

【図４】図３と同様な図であって第二実施例の触媒昇温
装置を示す図である。

【図５】図３と同様な図であって第三実施例の触媒昇温
装置を示す図である。

【図６】図３と同様な図であって第四実施例の触媒昇温
装置を示す図である。

【図７】図３と同様な図であって第四実施例の変更例を
示す図である。

【図８】図３と同様な図であって第五実施例の触媒昇温
装置を示す図である。

【図９】図３と同様な図であって第五実施例の変更例を
示す図である。

【図１０】図２を同様な図であって第六実施例の触媒昇
温装置を示す図である。

【図１１】第六実施例のコイルと排気浄化触媒とを示す
拡大断面図である。

【符号の説明】 １…触媒コンバータ ２…機関本体 ３…機関排気通路 ４…流入口 ５…流出口 ６…ケーシング ７…排気浄化触媒 ８…排気上流端面 ９…上流端部分 １０…コイル １２…磁力線 １３…長手軸線

フロントページの続き (72)発明者 伊藤 隆晟 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 一瀬 宏樹 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G091 AB01 BA02 CA03 HA45 4D048 AA06 AA13 AA18 BA30Y BA31Y CC51 CC52 DA01 DA13

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関排気通路に排気浄化触媒を配置する
   と共に該排気浄化触媒の排気上流端面に面して導電体を
   配置し、該導電体に交番電流を供給することにより排気
   浄化触媒の排気上流端面近傍の部分を誘導加熱するよう
   にした内燃機関の触媒昇温装置において、前記排気浄化
   触媒の排気上流端面近傍の部分の温度を触媒活性温度に
   まで上昇させるのに必要な熱量が排気上流端面近傍の部
   分の領域毎に異なるのに対応して誘導加熱による発熱量
   を排気上流端面近傍の部分の領域毎に異ならせた触媒昇
   温装置。
2. 【請求項２】 誘導加熱による発熱量を排気浄化触媒の
   排気上流端面近傍の部分の中央領域と該中央領域周りの
   領域とで異ならせた請求項１に記載の触媒昇温装置。
3. 【請求項３】 排気浄化触媒の排気上流端面の単位面積
   当たりに対面する導電体の対面面積を排気浄化触媒の排
   気上流端面近傍の部分の領域毎に異ならせることにより
   誘導加熱による発熱量を異ならせた請求項１または２に
   記載の触媒昇温装置。
4. 【請求項４】 導電体が排気浄化触媒の排気上流端面に
   沿って一つの導電材を渦巻き状に巻いて形成されるコイ
   ルである請求項３に記載の触媒昇温装置。
5. 【請求項５】 導電体が排気浄化触媒の排気上流端面に
   沿って同心円を為して並列関係でもって配置される複数
   の環状導電材からなる請求項３に記載の触媒昇温装置。
6. 【請求項６】 導電体が排気浄化触媒の排気上流端面に
   沿って互いに間を開けて並列関係でもって配置される複
   数の導電材からなる請求項３に記載の触媒昇温装置。
7. 【請求項７】 隣り合った導電材間の距離を導電体の領
   域毎に異ならせることにより排気浄化触媒の排気上流端
   面の単位面積当たりに対面する導電体の対面面積を異な
   らせた請求項４〜６のいずれか一つに記載の触媒昇温装
   置。
8. 【請求項８】 導電材の太さを導電体の領域毎に異なら
   せることにより排気浄化触媒の排気上流端面の単位面積
   当たりに対面する導電体の対面面積を異ならせた請求項
   ４〜６のいずれか一つに記載の触媒昇温装置。
9. 【請求項９】 排気浄化触媒の排気上流端面を円錐形に
   すると共に導電体を排気浄化触媒の排気上流端面に対応
   して円錐形をなして配置した請求項４〜８に記載の触媒
   昇温装置。
10. 【請求項１０】 導電体の横断面の形状を矩形にして該
    導電体の幅挟の端面が排気ガス流に対面するように導電
    体を配置した請求項４〜９に記載の触媒昇温装置。