JPH03246315A - 触媒コンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は自動車用内燃機関等に用いられる排気浄化用
の触媒コンバータ、特にメタル担体自体を加熱用ヒータ
として利用するようにした触媒コンバータに関する。

従来の技術 自動車用内燃機関等の排気浄化用触媒コンバータとして
、近年、熱容量や圧力損失の点で有利なメタル担体を用
いたものが多用される傾向にある。

一方、触媒コンバータは、良く知られているように、所
定の活性化温度にまで昇温した状態でないと十分な触媒
作用を果たすことができず、従って、内燃機関の冷間始
動直後などには、排気浄化性能が十分なレベルに達する
までにある程度の時間が掛かってしまう。

そこで、電熱ヒータを用いて触媒担体を加熱することが
従来から考えられており、特に上述したメタル担体では
、それ自体が導電性金属板から構成されでいるので、そ
の金属板そのものを抵抗体つまり加熱用ヒータとして利
用する方法が提案されている。

ここで問題となるのは、耐熱性等の点から一般にメタル
担体に利用されているステンレス系の金属板では、その
抵抗率が非常に小さく、従って、略円柱形に成形された
メタル担体の径方向もしくは長さ方向に通電した場合に
、発熱体として必要な抵抗値を側底確保できない、とい
うことである。

このような点を考慮して、従来、特開昭４８５４３１２
号公報には、平坦な第１の金属板と凹凸の波形に屈曲し
た第２の金属板との表面に、それぞれ予め絶縁性セラミ
ックス層をコーティングした上で、両者を重ね合わせる
とともに巻回して略円柱状に形成したメタル担体が示さ
れている。

このものでは、渦巻状をなす第１の金属板と第２の金属
板とがその全長に亙って互いに絶縁されるため、その一
方、例えば第２の金属板の中心部と外周部とを端子部と
して通電することで、抵抗体としての長さをかなり大き
く確保できるようになっている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の構成では、絶縁性セラミック
ス層を表面にコーティングした第１．第２金属板を、そ
のコーテイング後に湾曲させつつ巻回して略円柱状に成
形しなければならないので、実際には、その巻回工程時
に絶縁性セラミックス層が多量に剥離してしまい、側底
実用に供することができない。また絶縁性セラミックス
層の剥離によって担体内部での短絡つまり抵抗値の低下
が生じ易い。

課題を解決するための手段 この発明に係る触媒コンバータは、比較的平坦な第１金
属板と凹凸の波形に屈曲した第２金属板とを組み合わせ
て略円盤状に形成したメタル担体を、ケーシング内にガ
ス流れ方向に沿って複数個適宜な間隔を介して配列し、
前端および後端に位置するメタル担体の外周部をそれぞ
れケーシングの外部電極に接続するとともに、各メタル
担体の外周部の２箇所に対向配置した導電部材を介して
各メタル担体を順次直列に接続したことを特徴としてい
る。

作用 上記構成では、メタル担体を構成する第１金属板と第２
金属板とは特に絶縁されておらず、対向配置された一方
の導電部材から他方の導電部材へ向かってメタル担体内
を電流が流れる。このメタル担体は、個々に小型のもの
となるので、その抵抗値は比較的大きくなる。そして、
更に複数個のメタル担体が直列に接続されているため、
全体としての抵抗値を十分に大きく確保することができ
る。

実施例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図および第２図は、この発明に係る内燃機関用の触
媒コンバータを示している。

この触媒コンバータは、複数個、図示例では１０個のメ
タル担体ｌからなる触媒本体２と、この触媒本体２を収
容した金属製ケーシング３とから大略構成されている。

上記ケーシング３は、一端に排気人口４を有するととも
に他端に排気出口５を有し、それぞれに排気管接続用の
フランジ４ａ、５ａが設けられている。また上記ケーシ
ング３は、長手方向に沿って２分割された形に予め形成
されており、触媒本体２を収容した上で両側縁のフラン
ジ３ａを互いに溶接することにより一体化されている。

そして上記ケーシング３の前後２箇所に、外部電極６゜
７が設けられている。これらの外部電極６．７はそれぞ
れ絶縁性ブツシュ８を介してケーシング３の取付孔に挿
入されている。

尚、上記ケーシング３は、後述するメタル担体１の形状
に合わせて第２図に示すように偏平な断面形状を有して
おり、その長径方向に略沿った位置に外部電極６．７が
配置されている。

触媒本体２は、全体としては偏平な長円断面の略円柱状
をなしており、絶縁性を有するセラミックスファイバ製
マット９を介してケーシング３内に収容されている。

この触媒本体２の主体をなすメタル担体１は、平坦な帯
状をなす第１金属板ＩＩと、高さ１〜３ＪＩｌ程度の凹
凸の波形に屈曲させた帯状をなす第２金属板Ｉ２とを、
互いに重ね合わせるとともに順次巻回して略円盤状に形
成したものであって、両金属板１１．１２の間に、第３
図に詳示するように多数の微細な流路１３が画成されて
いる。尚、このメタル担体Ｉは、第２図に示すようにか
なり偏平な形状に巻回されており、例えばその両側の端
面をレーザー溶接することで巻回状態か固定保持されて
いる。また、上記メタル担体ｌの母材としては、薄いス
テンレス系の金属板、例えば、Ｆｅを主体としてＣｒ２
Ｏ％、１５％および微量のＬａを配合したものが用いら
れる。因みに、この材料の抵抗率としては１５０μΩ・
ＣＩ程度である。上記メタル担体１の表面には、図示せ
ぬ触媒層がコーティングされている。

尚、上述した実施例では、平坦な金属板にて第１金属板
１１を構成するようにしているが、波形の第２金属板１
２に比して十分に緩やかな波形つまり平坦に近い波形を
なす金属板を用いることも可能である。

１０個のメタル担体１は、いずれも同一形状をなし、ケ
ーシング３のガス流れ方向に沿って同軸上に配列されて
いる。詳しくは、セラミックス等からなる絶縁性のリン
グ状スペーサ１４を挟んで順次積層されており、上記ス
ペーサ１４によって各メタル担体１間に適宜な間隔が保
たれている。

そして、各メタル担体１は、その外周部に溶接した導電
部材としての導電板１５によって順次電気的に接続され
ている。上記導電板１５は、メタル担体ｌの長径方向に
沿った２箇所に対向配置されており、隣接するメタル担
体１間士を交互に接続している。つまり上記導電板１５
は全部で計９個あり、例えば、前端のメタル担体ｌと２
番目のメタル担体１とを第１図下側に位置する第１の導
電板１５が接続しているとともに、２番目のメタル担体
ｌと３番目のメタル担体ｌとを反対側に位置する第２の
導電板１５が接続しており、以下同様に１０番目のメタ
ル担体ｌまで交互に接続しである。従って、各メタル担
体ｌの長径方向を通電方向とした形で計１０個のメタル
担体ｌが直列に接続されている。

また、この直列に接続した抵抗体全体の両端となる位置
、つまり前端のメタル担体１の長径側の一端部と後端の
メタル担体１の長径側の一端部が、それぞれ外部電極６
．７に接続されている。

第４図は、上記のように構成された触媒コンバータのヒ
ータ回路の一例を示すもので、全体として直列に接続さ
れたメタル担体ｌがリレー１６を介してヒータ用電源１
７に接続されるようになっており、上記リレー１６はマ
イクロコンピュータ等からなる制御回路１８によって制
御される。

さて上記の構成によれば、各メタル担体１をその長径方
向に沿って電流が流れることになる。各メタル担体ｌは
、第２図に示すように細長い偏平形状をなし、かつその
ガス流れ方向に沿った厚さも非常に小さいので、個々の
抵抗値を比較的大きく確保することができる。そして、
１０個のメタル担体ｌ全体の抵抗値はその１０倍の値と
なるから、ヒータとして必要な０．５〜１Ω程度の抵抗
値を確保することが可能となり、十分に大きな発熱量が
得られる。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係る触媒コン
バータによれば、メタル担体を複数個の略円盤状のもの
とし、それぞれを直列に接続して通電するようにしたの
で、ヒータとして必要な抵抗値を容易に確保でき、十分
な発熱量が得られる。

特に、メタル担体自体には絶縁性セラミックス層のコー
ティング等が不要であり、通常のメタル担体の製法をそ
のまま利用できるため、製造が容易であり、かつ実用性
に富んだものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る触媒コンバータの断面図、第２
図はそのｎ−■線に沿った断面図、第３図は第２図の■
部分の拡大図、第４図はヒータ回路の一例を示す回路図
である。 １・・・メタル担体、３・・・ケーシング、６．７・・
・外部電極、１１・・・第１金属板、１２・・第２金属
板、１４・・・スペーサ、１５・・・導電板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）比較的平坦な第１金属板と凹凸の波形に屈曲した
   第２金属板とを組み合わせて略円盤状に形成したメタル
   担体を、ケーシング内にガス流れ方向に沿って複数個適
   宜な間隔を介して配列し、前端および後端に位置するメ
   タル担体の外周部をそれぞれケーシングの外部電極に接
   続するとともに、各メタル担体の外周部の２箇所に対向
   配置した導電部材を介して各メタル担体を順次直列に接
   続したことを特徴とする触媒コンバータ。