JP3155988B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、それ自身を発熱させる
ことにより、内燃機関の暖機以前に触媒を活性化させ、
その時の排気ガスの浄化を可能にする通電発熱式の排気
浄化装置に関する。
ことにより、内燃機関の暖機以前に触媒を活性化させ、
その時の排気ガスの浄化を可能にする通電発熱式の排気
浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような排気浄化装置は、触媒を担持
するメタル箔を渦状に積層することによって形成される
メタルモノリス担体を発熱体として利用するものであ
る。このメタルモノリス担体は、通電のための二つの電
極がその外周部に設けられている場合、メタル箔は中心
部で連結される互いに反対方向の二つの渦を形成する。
この構造において、各渦を形成するメタル箔が互いに半
径方向に隣接するために、特に外周部においては二つの
電極間に印加されるのと同等の電圧がこれらのメタル箔
の間に作用し、通常のアルミナ被覆等ではショートする
可能性がある。
するメタル箔を渦状に積層することによって形成される
メタルモノリス担体を発熱体として利用するものであ
る。このメタルモノリス担体は、通電のための二つの電
極がその外周部に設けられている場合、メタル箔は中心
部で連結される互いに反対方向の二つの渦を形成する。
この構造において、各渦を形成するメタル箔が互いに半
径方向に隣接するために、特に外周部においては二つの
電極間に印加されるのと同等の電圧がこれらのメタル箔
の間に作用し、通常のアルミナ被覆等ではショートする
可能性がある。
【０００３】従って、半径方向に隣接するメタル箔間に
作用する電圧を小さなものとするために、一方の電極を
メタルモノリス担体の中心に配置するものが一般的に使
用されている。この中心電極は、メタルモノリス担体の
外周部を保持する他方の電極となる外筒の外側に設けら
れた電源と電気的に接続されるために、電気的に絶縁さ
れてこの外筒部を貫通するように形成される。この構造
において、排気ガス温度の上昇に伴い外筒及び中心電極
が加熱されると、両者はそれぞれの機能に適した材料に
より形成されるために通常異なる熱膨張係数を有し、ま
た排気ガスの温度分布に差が生じるために、両者の間に
は軸線方向の熱膨張差を生じ、メタルモノリス担体の中
心部はその外周部に対してこの熱膨張差分だけ軸線方向
に変形させられる。
作用する電圧を小さなものとするために、一方の電極を
メタルモノリス担体の中心に配置するものが一般的に使
用されている。この中心電極は、メタルモノリス担体の
外周部を保持する他方の電極となる外筒の外側に設けら
れた電源と電気的に接続されるために、電気的に絶縁さ
れてこの外筒部を貫通するように形成される。この構造
において、排気ガス温度の上昇に伴い外筒及び中心電極
が加熱されると、両者はそれぞれの機能に適した材料に
より形成されるために通常異なる熱膨張係数を有し、ま
た排気ガスの温度分布に差が生じるために、両者の間に
は軸線方向の熱膨張差を生じ、メタルモノリス担体の中
心部はその外周部に対してこの熱膨張差分だけ軸線方向
に変形させられる。
【０００４】メタルモノリス担体が軸線方向に充分な長
さを有していれば、半径方向の溶接等を工夫することに
よりこの変形に対しての追従性を持たせることが可能と
なるが、近年、このようなメタルモノリス担体は、省電
力化のために軸線方向長さが短くなっているために、前
述の変形に対する追従性を持たせることができず、この
変形によってメタルモノリス担体に発生する剪断応力が
その機械的な寿命をかなり低下させる問題を有してい
る。特表平３−５０４４０５号公報には、中心電極に湾
曲部を設け、この湾曲部の弾性変形により前述の熱膨張
差を吸収させようとする通電発熱式の排気浄化装置が記
載されている。
さを有していれば、半径方向の溶接等を工夫することに
よりこの変形に対しての追従性を持たせることが可能と
なるが、近年、このようなメタルモノリス担体は、省電
力化のために軸線方向長さが短くなっているために、前
述の変形に対する追従性を持たせることができず、この
変形によってメタルモノリス担体に発生する剪断応力が
その機械的な寿命をかなり低下させる問題を有してい
る。特表平３−５０４４０５号公報には、中心電極に湾
曲部を設け、この湾曲部の弾性変形により前述の熱膨張
差を吸収させようとする通電発熱式の排気浄化装置が記
載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、中心電極は電
気抵抗を小さなものとしないとメタルモノリス担体を充
分に発熱させることができないために、この中心電極の
直径は比較的太いものとなってその剛性は高くなり、一
方メタル箔により形成されるメタルモノリス担体の剛性
は比較的低いものであるために、前述の熱膨張差に対し
て中心電極の湾曲部が弾性変形するとは考えにくく、依
然としてメタルモノリス担体は前述のように変形させら
れ、前述の問題を解決することにはならない。
気抵抗を小さなものとしないとメタルモノリス担体を充
分に発熱させることができないために、この中心電極の
直径は比較的太いものとなってその剛性は高くなり、一
方メタル箔により形成されるメタルモノリス担体の剛性
は比較的低いものであるために、前述の熱膨張差に対し
て中心電極の湾曲部が弾性変形するとは考えにくく、依
然としてメタルモノリス担体は前述のように変形させら
れ、前述の問題を解決することにはならない。
【０００６】従って、本発明の目的は、中心電極と外筒
部の熱膨張差によりもたらされるメタルモノリス担体の
変形をかなり小さくして、その機械的な寿命の低下を防
止することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供する
ことである。
部の熱膨張差によりもたらされるメタルモノリス担体の
変形をかなり小さくして、その機械的な寿命の低下を防
止することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供する
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による請求項１に
記載の内燃機関の排気浄化装置は、中心電極と、他方の
電極を形成する外筒部と、前記中心電極及び前記外筒部
を電気的に接続すると共に触媒を担持するメタル箔によ
り形成されるメタルモノリス担体とを具備し、前記中心
電極が前記外筒部の外側に設けられた電源へ電気的に接
続されるために電気的に絶縁されて前記外筒部を貫通す
る内燃機関の排気浄化装置において、前記外筒部におけ
る前記メタルモノリス担体の接続部側の部分と、前記外
筒部における前記中心電極の貫通部側の部分との間に
は、排気ガス温度上昇に伴う前記メタルモノリス担体に
作用する前記中心電極と前記外筒部との熱膨張差を吸収
するように前記接続部側の部分と前記貫通部側の部分と
の軸線方向の相対的な強制離間をもたらす熱膨張部材が
配置されていることを特徴とする。また、本発明による
請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置は、中心電極
と、他方の電極を形成する外筒部と、前記中心電極及び
前記外筒部を電気的に接続すると共に触媒を担持するメ
タル箔により形成されるメタルモノリス担体とを具備
し、前記中心電極が前記外筒部の外側に設けられた電源
へ電気的に接続されるために電気的に絶縁されて前記外
筒部を貫通する内燃機関の排気浄化装置において、前記
外筒部における前記メタルモノリス担体の接続部と前記
中心電極の貫通部との間には外周方向に延在する屈曲部
が設けられ、前記屈曲部には排気ガス温度上昇に伴って
熱膨張して前記屈曲部を押し広げる部材が配置されてい
ることを特徴とする。また、本発明による請求項３に記
載の内燃機関の排気浄化装置は、中心電極と、他方の電
極を形成する外筒部と、前記中心電極及び前記外筒部を
電気的に接続すると共に触媒を担持するメタル箔により
形成されるメタルモノリス担体とを具備し、前記中心電
極が前記外筒部の外側に設けられた電源へ電気的に接続
されるために電気的に絶縁されて前記外筒部を貫通する
内燃機関の排気浄化装置において、前記外筒部における
前記メタルモノリス担体の接続部側の部分と、前記外筒
部における前記中心電極の貫通部側の部分とは、排気ガ
ス温度上昇に伴う前記メタルモノリス担体に作用する前
記中心電極と前記外筒部との熱膨張差を吸収するように
前記接続部側の部分と前記貫通部側の部分との軸線方向
の相対的な移動を許容する導電性の低剛性部材によって
接続されていることを特徴とする。また、本発明による
請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置は、中心電極
と、他方の電極を形成する外筒部と、前記中心電極及び
前記外筒部を電気的に接続すると共に触媒を担持するメ
タル箔により形成されるメタルモノリス担体とを具備
し、前記中心電極が前記外筒部の外側に設けられた電源
へ電気的に接続されるために電気的に絶縁されて前記外
筒部を貫通する内燃機関の排気浄化装置において、前記
メタルモノリス担体は、前記外筒部内に位置する部材へ
外周部において電気的及び機械的に接続され、前記部材
は、導電性で低剛性の保持部材によって前記外筒部に接
続されていることを特徴とする。
記載の内燃機関の排気浄化装置は、中心電極と、他方の
電極を形成する外筒部と、前記中心電極及び前記外筒部
を電気的に接続すると共に触媒を担持するメタル箔によ
り形成されるメタルモノリス担体とを具備し、前記中心
電極が前記外筒部の外側に設けられた電源へ電気的に接
続されるために電気的に絶縁されて前記外筒部を貫通す
る内燃機関の排気浄化装置において、前記外筒部におけ
る前記メタルモノリス担体の接続部側の部分と、前記外
筒部における前記中心電極の貫通部側の部分との間に
は、排気ガス温度上昇に伴う前記メタルモノリス担体に
作用する前記中心電極と前記外筒部との熱膨張差を吸収
するように前記接続部側の部分と前記貫通部側の部分と
の軸線方向の相対的な強制離間をもたらす熱膨張部材が
配置されていることを特徴とする。また、本発明による
請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置は、中心電極
と、他方の電極を形成する外筒部と、前記中心電極及び
前記外筒部を電気的に接続すると共に触媒を担持するメ
タル箔により形成されるメタルモノリス担体とを具備
し、前記中心電極が前記外筒部の外側に設けられた電源
へ電気的に接続されるために電気的に絶縁されて前記外
筒部を貫通する内燃機関の排気浄化装置において、前記
外筒部における前記メタルモノリス担体の接続部と前記
中心電極の貫通部との間には外周方向に延在する屈曲部
が設けられ、前記屈曲部には排気ガス温度上昇に伴って
熱膨張して前記屈曲部を押し広げる部材が配置されてい
ることを特徴とする。また、本発明による請求項３に記
載の内燃機関の排気浄化装置は、中心電極と、他方の電
極を形成する外筒部と、前記中心電極及び前記外筒部を
電気的に接続すると共に触媒を担持するメタル箔により
形成されるメタルモノリス担体とを具備し、前記中心電
極が前記外筒部の外側に設けられた電源へ電気的に接続
されるために電気的に絶縁されて前記外筒部を貫通する
内燃機関の排気浄化装置において、前記外筒部における
前記メタルモノリス担体の接続部側の部分と、前記外筒
部における前記中心電極の貫通部側の部分とは、排気ガ
ス温度上昇に伴う前記メタルモノリス担体に作用する前
記中心電極と前記外筒部との熱膨張差を吸収するように
前記接続部側の部分と前記貫通部側の部分との軸線方向
の相対的な移動を許容する導電性の低剛性部材によって
接続されていることを特徴とする。また、本発明による
請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置は、中心電極
と、他方の電極を形成する外筒部と、前記中心電極及び
前記外筒部を電気的に接続すると共に触媒を担持するメ
タル箔により形成されるメタルモノリス担体とを具備
し、前記中心電極が前記外筒部の外側に設けられた電源
へ電気的に接続されるために電気的に絶縁されて前記外
筒部を貫通する内燃機関の排気浄化装置において、前記
メタルモノリス担体は、前記外筒部内に位置する部材へ
外周部において電気的及び機械的に接続され、前記部材
は、導電性で低剛性の保持部材によって前記外筒部に接
続されていることを特徴とする。
【０００８】
【作用】請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置は、
外筒部におけるメタルモノリス担体の接続部側の部分
と、外筒部における中心電極の貫通部側の部分との間に
配置された熱膨張部材が、中心電極と外筒部の熱膨張時
にメタルモノリス担体に作用する両者の熱膨張差を吸収
するように外筒部における接続部側の部分と貫通部側の
部分との軸線方向の相対的な強制離間をもたらすため
に、熱膨張差によるメタルモノリス担体の変形が抑制さ
れる。請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置は、外
筒部におけるメタルモノリス担体の接続部と中心電極の
貫通部との間には外周方向に延在する屈曲部が設けら
れ、屈曲部は排気ガス温度上昇に伴って熱膨張する部材
によって押し広げられるために、中心電極と外筒部の熱
膨張時にメタルモノリス担体に作用する両者の熱膨張差
は吸収され、熱膨張差によるメタルモノリス担体の変形
が抑制される。請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装
置は、外筒部におけるメタルモノリス担体の接続部側の
部分と、外筒部における中心電極の貫通部側の部分とを
接続する導電性の低剛性部材が、中心電極と外筒部の熱
膨張時にメタルモノリス担体に作用する両者の熱膨張差
を吸収するように、外筒部における接続部側の部分と貫
通部側の部分との軸線方向の相対的な移動を許容するた
めに、熱膨張差によるメタルモノリス担体の変形が抑制
される。請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置は、
メタルモノリス担体が、外筒部内に位置する部材へ外周
部において電気的及び機械的に接続され、この部材は、
導電性で低剛性の保持部材によって外筒部に接続されて
いるために、外筒部に対するメタルモノリス担体の軸線
方向における相対的な移動が可能となり、中心電極と外
筒部の熱膨張時にメタルモノリス担体に作用する両者の
熱膨張差は吸収され、熱膨張差によるメタルモノリス担
体の変形が抑制される。
外筒部におけるメタルモノリス担体の接続部側の部分
と、外筒部における中心電極の貫通部側の部分との間に
配置された熱膨張部材が、中心電極と外筒部の熱膨張時
にメタルモノリス担体に作用する両者の熱膨張差を吸収
するように外筒部における接続部側の部分と貫通部側の
部分との軸線方向の相対的な強制離間をもたらすため
に、熱膨張差によるメタルモノリス担体の変形が抑制さ
れる。請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置は、外
筒部におけるメタルモノリス担体の接続部と中心電極の
貫通部との間には外周方向に延在する屈曲部が設けら
れ、屈曲部は排気ガス温度上昇に伴って熱膨張する部材
によって押し広げられるために、中心電極と外筒部の熱
膨張時にメタルモノリス担体に作用する両者の熱膨張差
は吸収され、熱膨張差によるメタルモノリス担体の変形
が抑制される。請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装
置は、外筒部におけるメタルモノリス担体の接続部側の
部分と、外筒部における中心電極の貫通部側の部分とを
接続する導電性の低剛性部材が、中心電極と外筒部の熱
膨張時にメタルモノリス担体に作用する両者の熱膨張差
を吸収するように、外筒部における接続部側の部分と貫
通部側の部分との軸線方向の相対的な移動を許容するた
めに、熱膨張差によるメタルモノリス担体の変形が抑制
される。請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置は、
メタルモノリス担体が、外筒部内に位置する部材へ外周
部において電気的及び機械的に接続され、この部材は、
導電性で低剛性の保持部材によって外筒部に接続されて
いるために、外筒部に対するメタルモノリス担体の軸線
方向における相対的な移動が可能となり、中心電極と外
筒部の熱膨張時にメタルモノリス担体に作用する両者の
熱膨張差は吸収され、熱膨張差によるメタルモノリス担
体の変形が抑制される。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明による排気浄化装置の第一実
施例を示す断面図である。同図において、１は一対の平
らなメタル箔及び波状のメタル箔を渦状に配置すること
によって形成されるメタルモノリス担体であり、両メタ
ル箔には触媒が担持されると共にアルミナ等の絶縁被覆
が形成されている。メタルモノリス担体１の中心部は中
心電極２に、またその外周部は金属製の外筒３に、それ
ぞれ電気的及び機械的に接続されている。
施例を示す断面図である。同図において、１は一対の平
らなメタル箔及び波状のメタル箔を渦状に配置すること
によって形成されるメタルモノリス担体であり、両メタ
ル箔には触媒が担持されると共にアルミナ等の絶縁被覆
が形成されている。メタルモノリス担体１の中心部は中
心電極２に、またその外周部は金属製の外筒３に、それ
ぞれ電気的及び機械的に接続されている。
【００１０】中心電極２は、外筒３の外側に設けられた
電源（図示せず）に電気的に接続されるために外筒３を
貫通し、絶縁材から形成される端子座４によって外筒３
に電気的に絶縁されて保持される。
電源（図示せず）に電気的に接続されるために外筒３を
貫通し、絶縁材から形成される端子座４によって外筒３
に電気的に絶縁されて保持される。
【００１１】このように構成された排気浄化装置は、機
関冷間始動等において、中心電極２と外筒３との間に電
圧を印加することによって、メタルモノリス担体が良好
に発熱し、それに担持される触媒を活性化させて、この
時においても排気ガスの浄化を可能とする。
関冷間始動等において、中心電極２と外筒３との間に電
圧を印加することによって、メタルモノリス担体が良好
に発熱し、それに担持される触媒を活性化させて、この
時においても排気ガスの浄化を可能とする。
【００１２】本実施例の排気浄化装置は、小さな容量の
電源でも充分な発熱を可能とするために、メタルモノリ
ス担体１の電気抵抗を大きくすべくその軸線方向の長さ
が比較的短くされると共に、中心電極２の電気抵抗を小
さくすべくその直径が比較的大きくされている。また、
中心電極２には、その外筒半径方向に延在する部分の長
手方向熱膨張を吸収するための湾曲部２ａが形成されて
いる。さらに、外筒３の中心電極２貫通部とメタルモノ
リス担体１の接続部との間には、半径方向外側に突出す
る屈曲部３ａが設けられ、この屈曲部３ａの内側には外
筒３の材料の熱膨張係数より少なくとも大きな熱膨張係
数を有する材料から形成されたリング５がはめ込まれて
いる。
電源でも充分な発熱を可能とするために、メタルモノリ
ス担体１の電気抵抗を大きくすべくその軸線方向の長さ
が比較的短くされると共に、中心電極２の電気抵抗を小
さくすべくその直径が比較的大きくされている。また、
中心電極２には、その外筒半径方向に延在する部分の長
手方向熱膨張を吸収するための湾曲部２ａが形成されて
いる。さらに、外筒３の中心電極２貫通部とメタルモノ
リス担体１の接続部との間には、半径方向外側に突出す
る屈曲部３ａが設けられ、この屈曲部３ａの内側には外
筒３の材料の熱膨張係数より少なくとも大きな熱膨張係
数を有する材料から形成されたリング５がはめ込まれて
いる。
【００１３】中心電極２の材質は通電性能及び機械的強
度を重視して選択され、一方外筒３の材質は機械的強度
及びそのコストを重視して選択されるために、両者は異
なる材質により形成されている。機関冷間始動時のよう
に排気ガス温度が低い時は問題とはならないが、排気ガ
ス温度の上昇に伴い中心電極２及び外筒３が加熱される
と、両者の材質の違いによる熱膨張係数の違い、及び特
に両者を加熱する排気ガス温度の違いにより、両者の間
に軸線方向の熱膨張差が生じることになる。この熱膨張
差はメタルモノリス担体１の軸線方向の変形をもたら
し、この変形により発生する剪断応力がメタルモノリス
担体１の機械的な寿命を著しく低下させる。
度を重視して選択され、一方外筒３の材質は機械的強度
及びそのコストを重視して選択されるために、両者は異
なる材質により形成されている。機関冷間始動時のよう
に排気ガス温度が低い時は問題とはならないが、排気ガ
ス温度の上昇に伴い中心電極２及び外筒３が加熱される
と、両者の材質の違いによる熱膨張係数の違い、及び特
に両者を加熱する排気ガス温度の違いにより、両者の間
に軸線方向の熱膨張差が生じることになる。この熱膨張
差はメタルモノリス担体１の軸線方向の変形をもたら
し、この変形により発生する剪断応力がメタルモノリス
担体１の機械的な寿命を著しく低下させる。
【００１４】一般的に、外筒３内を通る排気ガスは、外
筒３近傍において外気により冷却されるために、中心部
程その温度が高くなっている。それにより前述の熱膨張
差は、中心電極２の方が外筒３より熱膨張することによ
って生じる。しかし、本実施例における外筒３には、中
心電極２貫通部とメタルモノリス担体１の接続部との間
に屈曲部３ａが設けられ、この屈曲部３ａの内側にはリ
ング５がはめ込まれているために、このリング５の材質
及び軸線方向長さを、外筒３及び中心電極２の材料にお
ける熱膨張係数の差と、それぞれに作用する排気ガス温
度の差とを考慮して適当に選択することで、このリング
５の熱膨張が外筒３の屈曲部３ａを弾性変形の範囲で強
制的に押し広げ、中心電極２の熱膨張と外筒３の延びを
等しくすることが可能となり、メタルモノリス担体１の
軸線方向の変形を防止することができる。それにより、
メタルモノリス担体１の機械的な寿命の低下は防止され
る。こうして、リング５は、排気ガス温度上昇に伴うメ
タルモノリス担体１に作用する中心電極２と外筒３との
熱膨張差を低減するように、外筒３におけるメタルモノ
リス担体１の接続部側の部分と外筒３における中心電極
２の貫通部側の部分との軸線方向の相対的な強制離間を
もたらす熱膨張部材として機能する。
筒３近傍において外気により冷却されるために、中心部
程その温度が高くなっている。それにより前述の熱膨張
差は、中心電極２の方が外筒３より熱膨張することによ
って生じる。しかし、本実施例における外筒３には、中
心電極２貫通部とメタルモノリス担体１の接続部との間
に屈曲部３ａが設けられ、この屈曲部３ａの内側にはリ
ング５がはめ込まれているために、このリング５の材質
及び軸線方向長さを、外筒３及び中心電極２の材料にお
ける熱膨張係数の差と、それぞれに作用する排気ガス温
度の差とを考慮して適当に選択することで、このリング
５の熱膨張が外筒３の屈曲部３ａを弾性変形の範囲で強
制的に押し広げ、中心電極２の熱膨張と外筒３の延びを
等しくすることが可能となり、メタルモノリス担体１の
軸線方向の変形を防止することができる。それにより、
メタルモノリス担体１の機械的な寿命の低下は防止され
る。こうして、リング５は、排気ガス温度上昇に伴うメ
タルモノリス担体１に作用する中心電極２と外筒３との
熱膨張差を低減するように、外筒３におけるメタルモノ
リス担体１の接続部側の部分と外筒３における中心電極
２の貫通部側の部分との軸線方向の相対的な強制離間を
もたらす熱膨張部材として機能する。
【００１５】図２は、本発明による排気浄化装置の第二
実施例を示す断面図である。第一実施例との違いについ
てのみ以下に説明する。本実施例における外筒３’は、
第１、第２、及び第３部材から構成されている。第１部
材３１はメタルモノリス担体１が位置する所において分
割され、少なくともメタルモノリス担体１の軸線方向長
さ以上の空間を形成するように配置されている。第２部
材３２は第１部材の空間以上の軸線方向長さを有し、空
間を覆うように第１部材３１の外側に配置されており、
メタルモノリス担体１の外周部が電気的及び機械的に接
続されている。第３部材３３は、第２部材３２及び第１
部材３１の空間を気密に覆うように第１部材３１に接続
されている。
実施例を示す断面図である。第一実施例との違いについ
てのみ以下に説明する。本実施例における外筒３’は、
第１、第２、及び第３部材から構成されている。第１部
材３１はメタルモノリス担体１が位置する所において分
割され、少なくともメタルモノリス担体１の軸線方向長
さ以上の空間を形成するように配置されている。第２部
材３２は第１部材の空間以上の軸線方向長さを有し、空
間を覆うように第１部材３１の外側に配置されており、
メタルモノリス担体１の外周部が電気的及び機械的に接
続されている。第３部材３３は、第２部材３２及び第１
部材３１の空間を気密に覆うように第１部材３１に接続
されている。
【００１６】第２部材３２は、第１部材３１及び第３部
材３３にワイヤメッシュ等の高い通電性能を有しかつ剛
性の低い材料から形成された四つのリング状保持部材６
によって接続されている。
材３３にワイヤメッシュ等の高い通電性能を有しかつ剛
性の低い材料から形成された四つのリング状保持部材６
によって接続されている。
【００１７】このように構成された排気浄化装置は、中
心電極２と外筒３’の第１部材３１又は第３部材３３と
の間に電圧を印加することで、保持部材６を介してメタ
ルモノリス担体１における通電が実現され、前述の実施
例と同様に機関冷間始動時等の排気ガスの浄化が可能と
なる。
心電極２と外筒３’の第１部材３１又は第３部材３３と
の間に電圧を印加することで、保持部材６を介してメタ
ルモノリス担体１における通電が実現され、前述の実施
例と同様に機関冷間始動時等の排気ガスの浄化が可能と
なる。
【００１８】また、排気ガスの温度上昇に伴う中心電極
２と外筒３’の軸線方向における熱膨張差は、保持部材
６の材料を適当に選択して、その剛性をメタルモノリス
担体１の剛性よりかなり低くすることで、メタルモノリ
ス担体１を変形させるのではなく、保持部材６が外筒
３’の第２部材３２を前述の熱膨張差だけ軸線方向に移
動させるように変形して吸収するために、メタルモノリ
ス担体１の機械的な寿命の低下を防止することができ
る。こうして、保持部材６は、排気ガス温度上昇に伴う
メタルモノリス担体１に作用する中心電極２と外筒３’
との熱膨張差を低減するように、外筒３’におけるメタ
ルモノリス担体１の接続部側の部分３２と外筒３’にお
ける中心電極２の貫通部側の部分との軸線方向の相対的
な移動を許容する低剛性部材として機能する。
２と外筒３’の軸線方向における熱膨張差は、保持部材
６の材料を適当に選択して、その剛性をメタルモノリス
担体１の剛性よりかなり低くすることで、メタルモノリ
ス担体１を変形させるのではなく、保持部材６が外筒
３’の第２部材３２を前述の熱膨張差だけ軸線方向に移
動させるように変形して吸収するために、メタルモノリ
ス担体１の機械的な寿命の低下を防止することができ
る。こうして、保持部材６は、排気ガス温度上昇に伴う
メタルモノリス担体１に作用する中心電極２と外筒３’
との熱膨張差を低減するように、外筒３’におけるメタ
ルモノリス担体１の接続部側の部分３２と外筒３’にお
ける中心電極２の貫通部側の部分との軸線方向の相対的
な移動を許容する低剛性部材として機能する。
【００１９】本実施例のように構成することなく、保持
部材６と同等の材料で中心電極２を形成することによっ
ても前述の熱膨張差に対するメタルモノリス担体１の変
形を防止することができるが、中心電極２は常時排気ガ
スにさらされるために、排気ガスの圧力に対する機械的
な強度が必要であり、このような構成は実現不可能であ
る。本実施例の構成において、保持部材６は外筒３’の
第１部材３１の外側に配置されているために、直接的に
排気ガスの圧力が作用することはなく、それに対する機
械的な強度は考慮する必要がないために、その剛性を充
分に低くすることができる。
部材６と同等の材料で中心電極２を形成することによっ
ても前述の熱膨張差に対するメタルモノリス担体１の変
形を防止することができるが、中心電極２は常時排気ガ
スにさらされるために、排気ガスの圧力に対する機械的
な強度が必要であり、このような構成は実現不可能であ
る。本実施例の構成において、保持部材６は外筒３’の
第１部材３１の外側に配置されているために、直接的に
排気ガスの圧力が作用することはなく、それに対する機
械的な強度は考慮する必要がないために、その剛性を充
分に低くすることができる。
【００２０】また、第１実施例は外筒３の屈曲部３ａに
リング５をはめ込むものであるが、屈曲部３ａを省略し
て外筒３のその部分をリング５と同等な材料により構成
するようにしても同様な効果を得ることができる。
リング５をはめ込むものであるが、屈曲部３ａを省略し
て外筒３のその部分をリング５と同等な材料により構成
するようにしても同様な効果を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】このように、本発明による請求項１に記
載の内燃機関の排気浄化装置によれば、外筒部における
メタルモノリス担体の接続部側の部分と、外筒部におけ
る中心電極の貫通部側の部分との間に配置された熱膨張
部材が熱膨張して、中心電極と外筒部の熱膨張時にメタ
ルモノリス担体に作用する両者の熱膨張差を吸収するよ
うに外筒部における接続部側の部分と貫通部側の部分と
の軸線方向の相対的な強制離間をもたらすために、熱膨
張差によるメタルモノリス担体の変形が抑制される。そ
れにより、メタルモノリス担体の機械的な寿命は低下す
ることなく充分に維持される。また、本発明による請求
項２に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、外筒部
におけるメタルモノリス担体の接続部と中心電極の貫通
部との間には外周方向に延在する屈曲部が設けられ、屈
曲部は排気ガス温度上昇に伴って熱膨張する部材によっ
て押し広げられるために、中心電極と外筒部の熱膨張時
にメタルモノリス担体に作用する両者の熱膨張差は吸収
され、熱膨張差によるメタルモノリス担体の変形が抑制
される。それにより、メタルモノリス担体の機械的な寿
命は低下することなく充分に維持される。また、本発明
による請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置によれ
ば、外筒部におけるメタルモノリス担体の接続部側の部
分と、外筒部における中心電極の貫通部側の部分とを接
続する導電性の低剛性部材が容易に変形して、中心電極
と外筒部の熱膨張時にメタルモノリス担体に作用する両
者の熱膨張差を吸収するように外筒部における接続部側
の部分と貫通部側の部分との軸線方向の相対的な移動を
許容するために、熱膨張差によるメタルモノリス担体の
変形が抑制される。それにより、メタルモノリス担体の
機械的な寿命は低下することなく充分に維持される。ま
た、本発明による請求項４に記載の内燃機関の排気浄化
装置によれば、メタルモノリス担体が、外筒内に位置す
る部材へ外周部において電気的及び機械的に接続され、
この部材は導電性で低剛性の保持部材によって外筒部に
接続されているために、保持部材が容易に変形して外筒
部に対するメタルモノリス担体の軸線方向における相対
的な移動が可能となり、中心電極と外筒部の熱膨張時に
メタルモノリス担体に作用する両者の熱膨張差は吸収さ
れ、熱膨張差によるメタルモノリス担体の変形が抑制さ
れる。それにより、メタルモノリス担体の機械的な寿命
は低下することなく充分に維持される。
載の内燃機関の排気浄化装置によれば、外筒部における
メタルモノリス担体の接続部側の部分と、外筒部におけ
る中心電極の貫通部側の部分との間に配置された熱膨張
部材が熱膨張して、中心電極と外筒部の熱膨張時にメタ
ルモノリス担体に作用する両者の熱膨張差を吸収するよ
うに外筒部における接続部側の部分と貫通部側の部分と
の軸線方向の相対的な強制離間をもたらすために、熱膨
張差によるメタルモノリス担体の変形が抑制される。そ
れにより、メタルモノリス担体の機械的な寿命は低下す
ることなく充分に維持される。また、本発明による請求
項２に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、外筒部
におけるメタルモノリス担体の接続部と中心電極の貫通
部との間には外周方向に延在する屈曲部が設けられ、屈
曲部は排気ガス温度上昇に伴って熱膨張する部材によっ
て押し広げられるために、中心電極と外筒部の熱膨張時
にメタルモノリス担体に作用する両者の熱膨張差は吸収
され、熱膨張差によるメタルモノリス担体の変形が抑制
される。それにより、メタルモノリス担体の機械的な寿
命は低下することなく充分に維持される。また、本発明
による請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置によれ
ば、外筒部におけるメタルモノリス担体の接続部側の部
分と、外筒部における中心電極の貫通部側の部分とを接
続する導電性の低剛性部材が容易に変形して、中心電極
と外筒部の熱膨張時にメタルモノリス担体に作用する両
者の熱膨張差を吸収するように外筒部における接続部側
の部分と貫通部側の部分との軸線方向の相対的な移動を
許容するために、熱膨張差によるメタルモノリス担体の
変形が抑制される。それにより、メタルモノリス担体の
機械的な寿命は低下することなく充分に維持される。ま
た、本発明による請求項４に記載の内燃機関の排気浄化
装置によれば、メタルモノリス担体が、外筒内に位置す
る部材へ外周部において電気的及び機械的に接続され、
この部材は導電性で低剛性の保持部材によって外筒部に
接続されているために、保持部材が容易に変形して外筒
部に対するメタルモノリス担体の軸線方向における相対
的な移動が可能となり、中心電極と外筒部の熱膨張時に
メタルモノリス担体に作用する両者の熱膨張差は吸収さ
れ、熱膨張差によるメタルモノリス担体の変形が抑制さ
れる。それにより、メタルモノリス担体の機械的な寿命
は低下することなく充分に維持される。
【図１】本発明による排気浄化装置の第一実施例を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明による排気浄化装置の第二実施例を示す
断面図である。
断面図である。
１…メタルモノリス担体 ２…中心電極 ３，３’…外筒 ３ａ…屈曲部 ５…リング ６…保持部材 ３１…第１部材 ３２…第２部材 ３３…第３部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−67609（ＪＰ，Ｕ) 特表 平３−504405（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/20 ZAB F01N 3/24 ZAB F01N 3/28 311 F01N 3/28 ZAB
Claims (4)
- 【請求項１】 中心電極と、他方の電極を形成する外筒
部と、前記中心電極及び前記外筒部を電気的に接続する
と共に触媒を担持するメタル箔により形成されるメタル
モノリス担体とを具備し、前記中心電極が前記外筒部の
外側に設けられた電源へ電気的に接続されるために電気
的に絶縁されて前記外筒部を貫通する内燃機関の排気浄
化装置において、前記外筒部における前記メタルモノリ
ス担体の接続部側の部分と、前記外筒部における前記中
心電極の貫通部側の部分との間には、排気ガス温度上昇
に伴う前記メタルモノリス担体に作用する前記中心電極
と前記外筒部との熱膨張差を吸収するように前記接続部
側の部分と前記貫通部側の部分との軸線方向の相対的な
強制離間をもたらす熱膨張部材が配置されていることを
特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】 中心電極と、他方の電極を形成する外筒
部と、前記中心電極及び前記外筒部を電気的に接続する
と共に触媒を担持するメタル箔により形成されるメタル
モノリス担体とを具備し、前記中心電極が前記外筒部の
外側に設けられた電源へ電気的に接続されるために電気
的に絶縁されて前記外筒部を貫通する内燃機関の排気浄
化装置において、前記外筒部における前記メタルモノリ
ス担体の接続部と前記中心電極の貫通部との間には外周
方向に延在する屈曲部が設けられ、前記屈曲部には排気
ガス温度上昇に伴って熱膨張して前記屈曲部を押し広げ
る部材が配置されていることを特徴とする内燃機関の排
気浄化装置。 - 【請求項３】 中心電極と、他方の電極を形成する外筒
部と、前記中心電極及び前記外筒部を電気的に接続する
と共に触媒を担持するメタル箔により形成されるメタル
モノリス担体とを具備し、前記中心電極が前記外筒部の
外側に設けられた電源へ電気的に接続されるために電気
的に絶縁されて前記外筒部を貫通する内燃機関の排気浄
化装置において、前記外筒部における前記メタルモノリ
ス担体の接続部側の部分と、前記外筒部における前記中
心電極の貫通部側の部分とは、排気ガス温度上昇に伴う
前記メタルモノリス担体に作用する前記中心電極と前記
外筒部との熱膨張差を吸収するように前記接続部側の部
分と前記貫通部側の部分との軸線方向の相対的な移動を
許容する導電性の低剛性部材によって接続されているこ
とを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】 中心電極と、他方の電極を形成する外筒
部と、前記中心電極及び前記外筒部を電気的に接続する
と共に触媒を担持するメタル箔により形成されるメタル
モノリス担体とを具備し、前記中心電極が前記外筒部の
外側に設けられた電源へ電気的に接続されるために電気
的に絶縁されて前記外筒部を貫通する内燃機関の排気浄
化装置において、前記メタルモノリス担体は、前記外筒
部内に位置する部材へ外周部において電気的及び機械的
に接続され、前記部材は、導電性で低剛性の保持部材に
よって前記外筒部に接続されていることを特徴とする内
燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00419493A JP3155988B2 (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00419493A JP3155988B2 (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06212957A JPH06212957A (ja) | 1994-08-02 |
| JP3155988B2 true JP3155988B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=11577885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00419493A Expired - Fee Related JP3155988B2 (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3155988B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07238825A (ja) * | 1994-02-25 | 1995-09-12 | Toyota Motor Corp | 電気ヒータ付触媒装置 |
-
1993
- 1993-01-13 JP JP00419493A patent/JP3155988B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06212957A (ja) | 1994-08-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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