JP3003456B2 - 通電加熱式触媒担体構造 - Google Patents
通電加熱式触媒担体構造Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は通電加熱式触媒担体構造
に関する。この種の触媒担体構造は内燃機関の排気通路
に設けられ、排気ガス中に含まれるＣＯ，ＨＣ等の有害
成分を完全燃焼させて排気ガスを浄化する場合におい
て、内燃機関の冷間時に所定温度以上で作用する触媒の
機能を活性化するべく昇温するのに使用される。
に関する。この種の触媒担体構造は内燃機関の排気通路
に設けられ、排気ガス中に含まれるＣＯ，ＨＣ等の有害
成分を完全燃焼させて排気ガスを浄化する場合におい
て、内燃機関の冷間時に所定温度以上で作用する触媒の
機能を活性化するべく昇温するのに使用される。
【０００２】
【従来の技術】特開昭６２−２７３０５０号公報又は特
開平１−２０３０４４号公報には、中心体を中心に平箔
と波箔から成る複数の金属箔が伸開線状に巻回されて外
筒に収容され且つその外周端が外筒内面に接合された構
造の金属製触媒担体が開示されている。
開平１−２０３０４４号公報には、中心体を中心に平箔
と波箔から成る複数の金属箔が伸開線状に巻回されて外
筒に収容され且つその外周端が外筒内面に接合された構
造の金属製触媒担体が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の金属製触媒担体においては、金属箔は中心
側の端部で中心体に、外周側の端部で外筒にそれぞれ接
合・固定されているのみで、中心部と外周部との間の中
間領域では保持・固定が十分でなかったために、中間領
域における金属箔の熱膨張は吸収できるものの、排気ガ
スによる排圧のため特に中間領域において金属箔が後方
への力を受け、金属箔が所定位置から後退するという問
題を生ずる。
ような従来の金属製触媒担体においては、金属箔は中心
側の端部で中心体に、外周側の端部で外筒にそれぞれ接
合・固定されているのみで、中心部と外周部との間の中
間領域では保持・固定が十分でなかったために、中間領
域における金属箔の熱膨張は吸収できるものの、排気ガ
スによる排圧のため特に中間領域において金属箔が後方
への力を受け、金属箔が所定位置から後退するという問
題を生ずる。
【０００４】なお、本発明の出願人は、先願（特願平０
３−３３８５５６号）において、触媒担体の一部領域の
みを発熱させるために、表面に酸化膜等の絶縁皮膜を形
成した金属箔を渦巻き状に巻回して触媒担体を形成し、
この触媒担体の中心部と外周部の端面を放電接合等によ
り接合して、金属箔の表面の絶縁層を溶融させて電気的
に短絡させ、これにより、触媒担体の中心部と外周部を
非ヒータ部として構成し、中間部のみをヒータ部として
電気的に加熱できるように構成した通電加熱式触媒担体
構造を提案している。
３−３３８５５６号）において、触媒担体の一部領域の
みを発熱させるために、表面に酸化膜等の絶縁皮膜を形
成した金属箔を渦巻き状に巻回して触媒担体を形成し、
この触媒担体の中心部と外周部の端面を放電接合等によ
り接合して、金属箔の表面の絶縁層を溶融させて電気的
に短絡させ、これにより、触媒担体の中心部と外周部を
非ヒータ部として構成し、中間部のみをヒータ部として
電気的に加熱できるように構成した通電加熱式触媒担体
構造を提案している。
【０００５】以上のことから、本発明は、金属箔の保持
が十分で、且つ熱応力による金属箔の座屈等の問題を発
生させない構造の通電加熱式触媒担体を得ることを課題
とする。
が十分で、且つ熱応力による金属箔の座屈等の問題を発
生させない構造の通電加熱式触媒担体を得ることを課題
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明では、平箔と波箔とを重ねて成る金属
箔を中心体のまわりに巻回して外筒に収容し、金属箔の
外周側端部を外筒に接合して成る金属触媒担体構造にお
いて、複数の前記金属箔を配置すると共に、各金属箔の
外筒側端部から、次の金属箔の外筒側端部の内側に入り
込むまでの、外筒側端部領域の少なくとも一部は外筒の
みに固着・接合され、隣接する金属箔には固着されてい
ないこと、及び該一部以外の金属箔の領域は、隣接する
金属箔との間で任意に固着・接合されていることを特徴
とする通電加熱式触媒担体構造が提供される。
るために、本発明では、平箔と波箔とを重ねて成る金属
箔を中心体のまわりに巻回して外筒に収容し、金属箔の
外周側端部を外筒に接合して成る金属触媒担体構造にお
いて、複数の前記金属箔を配置すると共に、各金属箔の
外筒側端部から、次の金属箔の外筒側端部の内側に入り
込むまでの、外筒側端部領域の少なくとも一部は外筒の
みに固着・接合され、隣接する金属箔には固着されてい
ないこと、及び該一部以外の金属箔の領域は、隣接する
金属箔との間で任意に固着・接合されていることを特徴
とする通電加熱式触媒担体構造が提供される。
【０００７】
【作用】本発明においては、各金属箔の外筒側端部か
ら、次の金属箔の外筒側端部の内側に入り込むまでの、
外筒側端部領域の一部が外筒のみに固着・接合され、隣
接する金属箔には固着されていない構造としたので、金
属箔の外筒に対する保持は十分である一方で、隣接する
金属箔との間の柔軟性が確保される。また、外筒と接触
される領域以外の金属箔の領域は、金属箔どおしが任意
に固着・接合されているので、排圧に対する触媒担体の
強度を確保することができる。このように全体として熱
膨張を吸収し、且つ排圧に強い触媒担体構造が得られ
る。
ら、次の金属箔の外筒側端部の内側に入り込むまでの、
外筒側端部領域の一部が外筒のみに固着・接合され、隣
接する金属箔には固着されていない構造としたので、金
属箔の外筒に対する保持は十分である一方で、隣接する
金属箔との間の柔軟性が確保される。また、外筒と接触
される領域以外の金属箔の領域は、金属箔どおしが任意
に固着・接合されているので、排圧に対する触媒担体の
強度を確保することができる。このように全体として熱
膨張を吸収し、且つ排圧に強い触媒担体構造が得られ
る。
【０００８】
【実施例】図１は本発明に係る通電加熱式触媒担体構造
の一実施例を示す正面断面図である。図２は図１のIIで
示した部分の拡大図である。図１及び図２において、波
箔１１及び平箔１２を交互に重ねて配置した複数対の金
属箔２１〜２６の各々の一端を中心体である棒状の中心
電極１に結合し、これらの金属箔２１〜２６を中心電極
１を中心に渦巻き状に巻回し、このようにして得られた
略ハニカム構造の触媒担体３を金属外筒４に収容した通
電加熱式触媒装置が示される。図１では、波箔１１及び
平箔１２の対から成る６つの金属箔２１〜２６が６０度
おきに配置されている。即ち、各金属箔の一端、即ち内
側端が中心電極に６０度おきに導通可能に結合され、一
方、各金属箔の他端、即ち外周端も同様に外筒に６０度
おきに導通可能にロー付け等で接合されている。
の一実施例を示す正面断面図である。図２は図１のIIで
示した部分の拡大図である。図１及び図２において、波
箔１１及び平箔１２を交互に重ねて配置した複数対の金
属箔２１〜２６の各々の一端を中心体である棒状の中心
電極１に結合し、これらの金属箔２１〜２６を中心電極
１を中心に渦巻き状に巻回し、このようにして得られた
略ハニカム構造の触媒担体３を金属外筒４に収容した通
電加熱式触媒装置が示される。図１では、波箔１１及び
平箔１２の対から成る６つの金属箔２１〜２６が６０度
おきに配置されている。即ち、各金属箔の一端、即ち内
側端が中心電極に６０度おきに導通可能に結合され、一
方、各金属箔の他端、即ち外周端も同様に外筒に６０度
おきに導通可能にロー付け等で接合されている。
【０００９】波箔１１および平箔１２は、例えば２０％
Ｃｒ−５％Ａｌ−７５％Ｆｅの組成を有し、板厚５０μ
程度の金属箔材料である。波箔１１および平箔１２の表
面には絶縁被膜である活性アルミナがコーティングさ
れ、この活性アルミナの被膜上に触媒である貴金属、例
えば白金、パラジウム、ロジウム等が含浸されている。
図１において、中心電極１は触媒担体３の中心を軸方向
に延び、詳細には図示していないが、触媒担体３から離
れた後約９０度曲がって、外筒４に設けられた電極座２
により外筒４の外側へ出る。電極座２はこの中心電極１
を外筒４から電気的に絶縁している。このような構造に
より触媒担体３はその軸方向が排気ガスの流れ方向とな
るように内燃機関の排気通路に配置される。
Ｃｒ−５％Ａｌ−７５％Ｆｅの組成を有し、板厚５０μ
程度の金属箔材料である。波箔１１および平箔１２の表
面には絶縁被膜である活性アルミナがコーティングさ
れ、この活性アルミナの被膜上に触媒である貴金属、例
えば白金、パラジウム、ロジウム等が含浸されている。
図１において、中心電極１は触媒担体３の中心を軸方向
に延び、詳細には図示していないが、触媒担体３から離
れた後約９０度曲がって、外筒４に設けられた電極座２
により外筒４の外側へ出る。電極座２はこの中心電極１
を外筒４から電気的に絶縁している。このような構造に
より触媒担体３はその軸方向が排気ガスの流れ方向とな
るように内燃機関の排気通路に配置される。
【００１０】図２において、金属箔２１〜２６の外周端
と外筒４との間の接合状態が詳細に示されている。金属
箔２１の外筒側端部から、この金属箔２１に隣接し且つ
外周側にある次の金属箔２６の外筒側端部の内側に入り
込むまでの、外筒側端部領域Ａの一部Ｂ、即ち図２の実
施例では金属箔２１の波箔の５山分に相当する領域Ｂの
みが外筒４にロー付け、レーザ溶接等で固着・接合さ
れ、かつこの領域Ｂはこの金属箔２１に隣接し且つ内周
側にある金属箔２２には固着されておらず、この一部領
域Ｂでは金属箔２１と金属箔２２との間に若干の半径方
向の隙間Ｃがある。
と外筒４との間の接合状態が詳細に示されている。金属
箔２１の外筒側端部から、この金属箔２１に隣接し且つ
外周側にある次の金属箔２６の外筒側端部の内側に入り
込むまでの、外筒側端部領域Ａの一部Ｂ、即ち図２の実
施例では金属箔２１の波箔の５山分に相当する領域Ｂの
みが外筒４にロー付け、レーザ溶接等で固着・接合さ
れ、かつこの領域Ｂはこの金属箔２１に隣接し且つ内周
側にある金属箔２２には固着されておらず、この一部領
域Ｂでは金属箔２１と金属箔２２との間に若干の半径方
向の隙間Ｃがある。
【００１１】一方、領域Ａの範囲内でかつ前記一部Ｂ以
外の部分は、金属箔２１と外筒４との間に隙間があって
空間部Ｄを規定している。金属箔２２〜２６についても
同様の構造である。上記のような隙間Ｃ及び空間部Ｄが
応力緩衝帯域となって、金属箔２１〜２６の熱膨張に伴
う半径方向の圧縮応力を緩和し、これらの金属箔の座屈
及び引張破断を防止する。
外の部分は、金属箔２１と外筒４との間に隙間があって
空間部Ｄを規定している。金属箔２２〜２６についても
同様の構造である。上記のような隙間Ｃ及び空間部Ｄが
応力緩衝帯域となって、金属箔２１〜２６の熱膨張に伴
う半径方向の圧縮応力を緩和し、これらの金属箔の座屈
及び引張破断を防止する。
【００１２】また、金属箔２１〜２６の前記接合領域Ｂ
以外の全領域では、金属箔２１〜２６が隣接する金属箔
との間で任意にロー付け、スポット接合等の方法で固着
・接合されている。例えば、金属箔２１〜２６は波箔１
１の数山毎に１山づつ、或いは数山接合されて次の数山
は非接合といったような状態、又は後に説明する担体の
端面を放電接合する等のように任意かつ適宜の間隔で金
属箔どおしで接合されている。
以外の全領域では、金属箔２１〜２６が隣接する金属箔
との間で任意にロー付け、スポット接合等の方法で固着
・接合されている。例えば、金属箔２１〜２６は波箔１
１の数山毎に１山づつ、或いは数山接合されて次の数山
は非接合といったような状態、又は後に説明する担体の
端面を放電接合する等のように任意かつ適宜の間隔で金
属箔どおしで接合されている。
【００１３】また、金属箔２１〜２６の外筒４との接合
領域Ｂは他の金属箔の領域よりも波箔１１及び平箔１２
とも２〜３倍厚くし、即ち１００〜１５０μ程度の厚さ
とし、補強するのが望ましい。図３は図２における空間
部Ｄに略台形の連接柱３０を配置し、外筒３の内面に固
定したものである。このような連接柱３０は対向する金
属箔２２を半径方向内側へ押圧するように弾性を有する
のが望ましく、例えば平箔１２と同様の箔を数巻きに
し、略台形に成形し、その底辺側を外筒４の内周面に接
合することで構成できる。このような連接柱３０を設け
ることにより空間部Ｄを２つの空間部Ｄ1及びＤ2 に分
割してこれらの空間部を確保すると共に、応力緩衝帯域
である半径方向の隙間Ｃを確保することができる。
領域Ｂは他の金属箔の領域よりも波箔１１及び平箔１２
とも２〜３倍厚くし、即ち１００〜１５０μ程度の厚さ
とし、補強するのが望ましい。図３は図２における空間
部Ｄに略台形の連接柱３０を配置し、外筒３の内面に固
定したものである。このような連接柱３０は対向する金
属箔２２を半径方向内側へ押圧するように弾性を有する
のが望ましく、例えば平箔１２と同様の箔を数巻きに
し、略台形に成形し、その底辺側を外筒４の内周面に接
合することで構成できる。このような連接柱３０を設け
ることにより空間部Ｄを２つの空間部Ｄ1及びＤ2 に分
割してこれらの空間部を確保すると共に、応力緩衝帯域
である半径方向の隙間Ｃを確保することができる。
【００１４】図４は応力緩衝帯域である隙間Ｃ及び空間
部Ｄを確保するための製造工程の一例を示したものであ
る。金属箔２１〜２６を中心電極１まわり巻回して外筒
４に挿入した後、応力緩衝帯域Ｃ，Ｄに対応する容積及
び形状を有する剥離材４０を外筒４に圧入する。その
後、触媒担体の端面を放電接合により、金属箔相互間を
接合する。この場合において、剥離材４０は紙等のよう
に熱によって焼失する材質のものを用い、放電接合の間
に隙間Ｃ又は空間部Ｄの領域は確保する、即ち領域Ｂが
隣接する内側の金属箔に接合されるのを防止し、かつ領
域Ｂ以外の領域Ａの部分が外筒３に接合されるのを防止
すると共に、放電接合の終了までには熱により焼失して
なくなり隙間Ｃ及び空間部Ｄのみ残すようなものとす
る。次いで、金属箔の外周側端部のＢ領域は外筒４の外
側からレーザ溶接等の手段で強固に接合される。
部Ｄを確保するための製造工程の一例を示したものであ
る。金属箔２１〜２６を中心電極１まわり巻回して外筒
４に挿入した後、応力緩衝帯域Ｃ，Ｄに対応する容積及
び形状を有する剥離材４０を外筒４に圧入する。その
後、触媒担体の端面を放電接合により、金属箔相互間を
接合する。この場合において、剥離材４０は紙等のよう
に熱によって焼失する材質のものを用い、放電接合の間
に隙間Ｃ又は空間部Ｄの領域は確保する、即ち領域Ｂが
隣接する内側の金属箔に接合されるのを防止し、かつ領
域Ｂ以外の領域Ａの部分が外筒３に接合されるのを防止
すると共に、放電接合の終了までには熱により焼失して
なくなり隙間Ｃ及び空間部Ｄのみ残すようなものとす
る。次いで、金属箔の外周側端部のＢ領域は外筒４の外
側からレーザ溶接等の手段で強固に接合される。
【００１５】
【発明の効果】本発明においては、各金属箔の外筒側端
部から、次の金属箔の外筒側端部の内側に入り込むまで
の、外筒側端部領域の一部が外筒のみに固着・接合さ
れ、隣接する金属箔には固着されていない構造であるの
で、金属箔の外筒に対する保持は十分である一方、隣接
する金属箔との間の柔軟性が確保される。また、それ以
外の金属箔の領域は、金属箔どおしが任意に固着・接合
されているので、排圧に対する触媒担体の強度を確保す
ることができる。このように全体として熱膨張を吸収
し、且つ排圧に強い触媒担体構造が得られ、図５に示す
ような波箔１１の座屈（ａ）あるいは平箔１２の破断
（ｂ）等を防止することができる。
部から、次の金属箔の外筒側端部の内側に入り込むまで
の、外筒側端部領域の一部が外筒のみに固着・接合さ
れ、隣接する金属箔には固着されていない構造であるの
で、金属箔の外筒に対する保持は十分である一方、隣接
する金属箔との間の柔軟性が確保される。また、それ以
外の金属箔の領域は、金属箔どおしが任意に固着・接合
されているので、排圧に対する触媒担体の強度を確保す
ることができる。このように全体として熱膨張を吸収
し、且つ排圧に強い触媒担体構造が得られ、図５に示す
ような波箔１１の座屈（ａ）あるいは平箔１２の破断
（ｂ）等を防止することができる。
【図１】本発明の通電加熱式触媒担体構造の一実施例を
示す正面断面図である。
示す正面断面図である。
【図２】図１の符号IIで示した触媒担体構造の外周部の
拡大図である。
拡大図である。
【図３】図２と類似する図であって、本発明の他の実施
例を示す。
例を示す。
【図４】図２と類似する図であって、本発明の製造工程
の一実施例を示す。
の一実施例を示す。
【図５】波箔及び平箔が座屈を起こす場合の状態を示す
図である。
図である。
１…中心電極 ２…電極座 ３…触媒担体 ４…外筒 １１…波箔 １２…平箔 ２１〜２６…金属箔 ３０…台形連接柱 ４０…剥離材 Ａ…外周側端部領域 Ｂ…接合領域 Ｃ…隙間 Ｄ…空間部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/20 ＺＡＢ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＢ (56)参考文献 特開 平６−246170（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−246168（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−284852（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−269682（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−341314（ＪＰ，Ａ) 特許2711938（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/28 301 F01N 3/28 311 B01J 35/04 321
Claims (1)
- 【請求項１】 平箔と波箔とを重ねて成る金属箔を中心
体のまわりに巻回して外筒に収容し、金属箔の外周側端
部を外筒に接合して成る金属触媒担体構造において、複
数の前記金属箔を配置すると共に、各金属箔の外筒側端
部から、次の金属箔の外筒側端部の内側に入り込むまで
の、外筒側端部領域の少なくとも一部は外筒のみに固着
・接合され、隣接する金属箔には固着されていないこ
と、及び該一部以外の金属箔の領域は、隣接する金属箔
との間で任意に固着・接合されていることを特徴とする
通電加熱式触媒担体構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5132102A JP3003456B2 (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 通電加熱式触媒担体構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5132102A JP3003456B2 (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 通電加熱式触媒担体構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06341315A JPH06341315A (ja) | 1994-12-13 |
| JP3003456B2 true JP3003456B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=15073509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5132102A Expired - Lifetime JP3003456B2 (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 通電加熱式触媒担体構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3003456B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018178768A (ja) * | 2017-04-05 | 2018-11-15 | 日本特殊陶業株式会社 | 内燃機関の触媒装置 |
-
1993
- 1993-06-02 JP JP5132102A patent/JP3003456B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06341315A (ja) | 1994-12-13 |
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