JPH07208154A

JPH07208154A - 自己発熱型メタル担体

Info

Publication number: JPH07208154A
Application number: JP6003559A
Authority: JP
Inventors: Senta Toujiyou; 千太東條; Tatsuya Fujita; 達也藤田
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-01-18
Filing date: 1994-01-18
Publication date: 1995-08-08

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、昇温特性の優れるとともに、電力
が有効に使用される自己発熱型メタル担体を得ることを
目的とする。【構成】排気経路中に配置されたメタル担体２は、触
媒が担持された金属箔よりなり、第１発熱部７と、この
第１発熱部の総抵抗値よりも低い抵抗値を有する第２の
発熱部８が第１発熱部の最外周に第１発熱部と電気的に
直列になるように設けられている。そのため、排気経路
中を流れる排気ガス流量の多い箇所に設けられた第１発
熱部の方が第２発熱部よりも昇温特性が優れ、担持され
た触媒の活性化を迅速に行い排気ガスの清浄化を行うの
で、メタル担体２の発熱のための電力を有効に使用する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自己発熱型メタル担体
に関するものであり、特に、内燃機関の排気経路途中に
配置され、内燃機関の排気ガスを浄化可能な触媒が担持
された自己発熱型触媒コンバータ用のメタル担体に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自己発熱型メタル担体として
は、例えば、実開平５−６９３１６号公報に示されるよ
うに、メタル担体の全周を絶縁材で被覆し蛇行状に折り
畳んだものが開示されている。また、特開平４−１３６
４１２号公報に示されるように、中心と外周面に電極端
子を設けてメタル担体の中心部から外周面に向けて電流
を流すものが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実開平５−６
９３１６号公報のメタル担体では、メタル担体全体を発
熱させる必要があるため、迅速な昇温特性を得るために
は、大電力をメタル担体に印加する必要がある。また、
メタル担体自体を小さくすることによって、熱容量を小
さくさせることも考えられるが、メタル担体自体の容量
を小さくさせるということは、メタル担体自体の抵抗値
が低いために、十分な高温を得ることができないという
問題が生じてしまう。

【０００４】さらに、メタル担体自体を小さくすること
は、排ガスの通気抵抗を上昇させてしまうという問題も
また生じてしまう。また、メタル担体を排気経路中に配
置させた場合、この排気経路中にながれる排気ガスの流
量は、この排気ガス流れに対して垂直方向の流量分布を
みると、各箇所によって異なっている。

【０００５】しかし、上記のメタル担体では、全体に均
一に発熱するために、排気ガス流量が多い箇所も少ない
箇所も同等に触媒を活性化させていた。そのため、メタ
ル担体に必要な電力を不必要に消費していたという問題
が生じていた。また、特開平４−１３６４１２号公報の
メタル担体では、平板および波板を構成する各箔材は中
心電極と外周電極との間を電気的に並列接合されている
ため、十分高い抵抗値を得るためには、各箔材長を十分
長く取る必要があり、そのためメタル担体自体の大型化
という問題が生じてしまう。

【０００６】以上の如く、従来の自己発熱型メタル担体
では、小型のメタル担体でありながら、高い抵抗値を有
し、さらには、迅速な昇温特性を有するものを得ること
ができない。また、電流が一様にメタル担体内を流れる
ため、排ガス流量の少ない部分も一様に加熱する構造と
なり、電力が有効に使用されないという問題が生じる。

【０００７】さらに、メタル担体の大型化に伴いメタル
担体保持部の熱容量が大きくなり、同一温度変化に対応
するメタル担体の発生熱応力が増大し、耐久性が低下す
る。以上述べたように、抵抗値を確保しながら、早期昇
温と高耐久性を両立させることは非常に困難であった。
本発明は、上記問題点に鑑み、昇温特性のすぐれた自己
発熱型メタル担体を得ることを目的としている。

【０００８】さらには、電力が有効に使用される自己発
熱型メタル担体を得ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで本発熱において
は、請求項１において、通電されることによって発熱す
る発熱部を有する自己発熱型メタル担体であって、前記
発熱部は所望の抵抗値を有する第１発熱部と、該第１発
熱部よりも小なる抵抗値を有する第２発熱部とを有する
とともに、前記第１発熱部と前記第２発熱部とは電気的
に直列に導通されている自己発熱型メタル担体を提供す
る。

【００１０】請求項２において、前記発熱部は、スリッ
ト形状により形成されている請求項１の自己発熱型メタ
ル担体を提供する。請求項３において、平坦な金属箔で
ある平板と波付け加工された金属箔である波板とを互い
に積層または巻回することによって、前記自己発熱型メ
タル担体が構成されている請求項１記載の自己発熱型メ
タル担体を提供する。

【００１１】請求項４において、前記平板または前記波
板の板厚を変化させることによって、前記第１および第
２発熱体を構成している請求項３記載の自己発熱型メタ
ル担体を提供する。請求項５において、前記自己発熱型
メタル担体は、触媒が担持されているとともに、エンジ
ンの排気経路中に配置されている請求項１記載の自己発
熱型メタル担体を提供する。

【００１２】請求項６において、前記排気経路の排気ガ
ス流れに対して垂直断面において、最も排気ガスの流量
が多い箇所に、第１発熱部が設けられている請求項１記
載の自己発熱型メタル担体を提供する。請求項７におい
て、前記第１発熱部は前記排気経路の排気ガス流れに対
して垂直断面の略中心部に位置するとともに、前記第２
発熱部は前記排気経路の排気ガス流れに対して垂直断面
の略周辺部に位置する請求項１記載の自己発熱型メタル
担体を提供する。

【００１３】請求項８において、前記第１発熱部は前記
第２発熱部よりも排気経路上流側に設けられている請求
項１記載の自己発熱型メタル担体を提供する。請求項９
において、前記第１発熱部は前記排気経路の排気ガス流
れに対して垂直断面の略中心部近傍に位置するととも
に、前記第２発熱部は前記第１発熱部よりも排気経路の
下流側に設けられている請求項１記載の自己発熱型メタ
ル担体を提供する。

【００１４】請求項１０において、前記自己発熱型メタ
ル担体は、触媒が担持されている請求項１記載の自己発
熱型メタル担体を提供する。請求項１１において、エン
ジンの排気経路中に配置されるとともに、金属箔よりな
る平板および金属箔よりなる波板を交互に積層または巻
回するとともに、通電によって積極的に発熱する第１発
熱部が形成される第１の担体と、前記第１の担体の最外
周において、金属箔よりなる平板および金属箔よりなる
波板とを交互に積層または巻回するとともに、通電によ
って積極的に発熱する第２発熱部が形成される第２の担
体と、前記第１の担体の前記排気経路の流れ方向の一端
側の外周面と前記第２の担体の前記排気経路の流れ方向
の一端側の内周面とを電気的に導通させるとともに、前
記第１の担体の前記第１発熱部の最外周と前記第２の担
体の前記第２発熱部の内周面および前記第１の担体の前
記排気経路の流れ方向の他端側の外周面と前記第２の担
体の前記排気経路の流れ方向の他端側の外周面との間を
電気的に絶縁させることにより、前記第１発熱部と前記
第２発熱とを電気的に直列に導通させる絶縁部材と、前
記第１の担体の前記他端側から前記第１発熱部，前記第
１の担体の前記一端側，前記第２の担体の前記一端側，
前記第２発熱部および前記第２の担体の前記他端側に電
流がながれるように配置された電極端子とからなること
を特徴とする自己発熱型メタル担体。からなる自己発熱
型メタル担体を提供する。

【００１５】請求項１２において、前記平板または前記
波板をスリット形状とすることによって、前記発熱体を
構成している請求項１１記載の自己発熱型メタル担体を
提供する。請求項１３において、前記平板または前記波
板の板厚を薄くすることによって、前記発熱体を構成し
ている請求項１１記載の自己発熱型メタル担体を提供す
る。

【００１６】請求項１４において、前記第１発熱部の総
抵抗値は前記第２発熱部の総抵抗値よりも大である請求
項１１記載の自己発熱型メタル担体を提供する。請求項
１５において、前記平板および／または前記波板には、
触媒が担持されている請求項１１記載の自己発熱型メタ
ル担体を提供する。請求項１６において、エンジンの排
気経路中に配置されるとともに、金属箔よりなる平板お
よび金属箔よりなる波板を交互に積層または巻回するこ
とによって形成されるとともに、通電によって積極的に
発熱する第１発熱部を有する第１の担体と、エンジンの
排気経路中に配置されるとともに、金属箔よりなる平板
および金属箔よりなる波板を交互に積層または巻回する
ことによって形成されるとともに、通電によって積極的
に発熱する第２発熱部を有する第２の担体と、前記第１
発熱部と前記第２発熱部とを電気的に直列に導通させる
導通部材とからなる自己発熱型メタル担体を提供する。

【００１７】請求項１７において、前記発熱部は前記平
板および前記波板に形成されたスリットである請求項１
６記載の自己発熱型メタル担体を提供する。請求項１８
において、前記第１発熱部の総抵抗値は、前記第２発熱
部の総抵抗値よりも大である請求項１６記載の自己発熱
型メタル担体を提供する。請求項１９において、前記導
通部材は、前記第１の担体の前記排気経路中の排気ガス
の流れ方向の一端側と前記第２の担体の前記排気経路中
の排気ガスの流れ方向の一端側のみとが電気的に導通さ
せるとともに、前記第１発熱部と前記第２発熱部および
前記第１の担体の前記排気経路中の排気ガスの流れ方向
の他端側および前記第２の担体の前記排気経路中の排気
ガスの流れ方向の他端側とを絶縁することによって、前
記第１発熱部および前記第２発熱部とが電気的に直列に
導通されており、前記第１の担体の前記排気経路中の排
気ガス流れに平行な一端側と他端側および第２の担体の
担体の排気経路中の排気ガス流れに平行な一端側と他端
側の方向に電流が流れることによって、前記第１発熱部
および前記第２発熱部が発熱する請求項１６記載の自己
発熱型メタル担体を提供する。

【００１８】請求項２０において、エンジンの排気経路
中に設けられ、通電によって積極的に発熱する発熱部を
有する自己発熱型メタル担体において、前記自己発熱型
メタル担体の排気経路上流側には第１発熱部が、前記自
己発熱型メタル担体の排気経路下流側には第２発熱部が
設けられる自己発熱型メタル担体を提供する。請求項２
１において、前記第１発熱部は前記第２発熱部よりも総
抵抗値が大である請求項２０記載の自己発熱型メタル担
体を提供する。

【００１９】請求項２２において、前記第１発熱部と前
記第２発熱部との間には、電気的導通可能な導通部が設
けられている請求項２０記載の自己発熱型メタル担体を
提供する。請求項２３において、前記自己発熱型メタル
担体は、２種類の異なったスリット領域が長辺方向に形
成される金属箔よりなる平板と該平板に形成される２種
類の異なったスリット領域と対応したスリットが長辺方
向に形成される金属箔よりなる波板とを交互に積層また
は巻回することによってなる請求項２０記載の自己発熱
型メタル担体を提供する。

【００２０】請求項２４において、エンジンの排気経路
中に設けられ、長軸形状をなす電気的導通可能な中心電
極と、該中心電極を中心として、金属箔よりなる平板と
金属箔よりなる波板とを交互に積層または巻回された、
通電によって積極的に発熱する第１発熱部を有する第１
の担体と、該第１の担体の排気経路下流側において、前
記中心電極を中心として、金属箔よりなる平板と金属箔
よりなる波板とを交互に積層または巻回された、前記第
１発熱部と電気的に直列に設けられ通電によって積極的
に発熱する第２発熱部を有する第２の担体と、前記第１
の担体の最外周に電気的導通可能に設けられた第１電極
端子と、前記第２の担体の最外周に電気的導通可能に設
けられた第２電極端子とからなり、前記第１電極端子と
前記第２電極端子との間に電流を流すことによって、前
記第１発熱部と前記第２発熱部を発熱する自己発熱型メ
タル担体を提供する。

【００２１】請求項２５において、前記平板および前記
波板にスリットを形成することによって、前記第１発熱
部および前記第２発熱部が設けられる請求項２４記載の
自己発熱型メタル担体を提供する。請求項２６におい
て、前記第１発熱部は、前記排気経路の排気ガス流れに
対して垂直方向断面において、略中心部近傍のみに設け
られている請求項２４記載の自己発熱型メタル担体を提
供する。

【００２２】請求項２７において、前記第１発熱部は、
前記中心電極近傍のみに設けられている請求項２４記載
の自己発熱型メタル担体を提供する。請求項２８におい
て、前記自己発熱型メタル担体は、触媒が担持されてい
る請求項２４記載の自己発熱型メタル担体を提供する。
請求項２９において、エンジンの排気経路中に設けら
れ、長軸形状をなす電気的導通可能な中心電極と、該中
心電極を中心として、金属箔よりなる平板と金属箔より
なる波板とを交互に積層または巻回された、通電によっ
て積極的に発熱する第１発熱部を有する第１の担体と、
該第１の担体の最外周において、金属箔よりなる平板と
金属箔よりなる波板とを交互に積層または巻回され、前
記第１の発熱部と電気的に直列に設けられる通電によっ
て積極的に発熱する第２発熱部を有する第２の担体と、
該第２の担体の最外周に設けられ、電気的に導通可能な
電極端子とからなる自己発熱型メタル担体を提供する。

【００２３】請求項３０において、前記第１発熱部は前
記第２発熱部よりも総抵抗値が大である請求項２９記載
の自己発熱型メタル担体を提供する。請求項３１におい
て、前記平板および前記波板にスリットを形成すること
によって、前記第１発熱部および前記第２発熱部とする
請求項２９記載の自己発熱型メタル担体を提供する。

【００２４】請求項３２において、前記平板および前記
波板には、触媒が担持されている請求項２９記載の自己
発熱型メタル担体を提供する。

【００２５】

【作用および発明の効果】請求項１によれば、異なる抵
抗値を有する第１および第２発熱部を直列に導通させる
ことによって、後述するように、並列に配置されている
メタル担体と比較して総抵抗値が大きなメタル担体とす
ることができる。さらには、異なる抵抗値を有する第１
および第２発熱部とすることによって、昇温特性の異な
った領域を有するメタル担体とすることができる。

【００２６】そのため、所望の箇所のみを他の箇所に比
較して昇温特性を良好にすることができるため、有効に
電力を使用することができる。請求項２によれば、余分
な材料を用いることなく、単にスリット形状という簡便
な構造でありながら、スリット形状を所望の形状とする
ことのみで、所望の抵抗値を容易に得ることができる。

【００２７】請求項３によれば、メタル担体を平坦な金
属箔である平板と波付け加工された金属箔である波板と
を積層または巻回することによって得ている。このよう
に、平板と波板とを採用することによって、平板のみま
たは波板のみのメタル担体と比較して容易に本願発明の
メタル担体を得ることができる。さらには、平板と波板
という簡便な構造を採用することによって、メタル担体
とすることの加工を容易にすることができる。

【００２８】請求項４によれば、平板および波板を薄板
化という、平板および波板をスリット形状の如く切り込
み加工をすることなしで高抵抗値を得るので、平板およ
び波板の強度の急激な劣化を抑えながら、高抵抗値を有
する平板および波板とすることができる。請求項５によ
れば、本発明のメタル担体に触媒を担持させるととも
に、排気経路中に配置することによって、メタル担体の
良好な温度昇温によって、担持された触媒の活性化を迅
速に行うことができる。そのため、排気経路中に流れる
排気ガスの浄化もまた迅速に行うことができる。

【００２９】請求項６および７によれば、排気ガス流れ
方向に対して垂直方向に対する排気経路中の排気ガスの
流速が多い所望の箇所に、第２発熱部よりも昇温特性に
優れた第１発熱部を配置させることができるので、電力
の消費を排気ガスの浄化に有効に使用することができ
る。さらには、電力を排気ガスの流量の多い箇所により
多く使用させることができるので、第１発熱部の昇温特
性をより向上させることができる。

【００３０】このように、排気ガス流量の多い箇所に、
昇温特性の優れた第１発熱部を設けることができるの
で、排気経路中を流れる排気ガスの浄化性能を向上させ
ることができる。請求項８によれば、エンジン始動時に
は、温度の低いメタル担体によって、排気ガスが冷却さ
れ、担持された触媒の活性化が阻害される傾向にある。
しかし、第２発熱部よりも総抵抗値が高くすることによ
って、昇温特性を向上させた第１発熱部を第２発熱部よ
りも排気経路上流側に位置させることによって、排気ガ
スと自らの発熱により第１発熱部が効率よく昇温され、
迅速な触媒の活性化を行うことができる。

【００３１】そのため、排気ガスの浄化性能を向上させ
ることができる。請求項９によれば、請求項７および８
の作用および効果を同時に有することができる。請求項
１０によれば、第１発熱部および第２発熱部の加熱によ
って、所望の箇所が所望の速度にて担持された触媒を活
性化させることができる。

【００３２】請求項１１によれば、電流が第１の担体お
よび第２の担体の排気経路の流れ方向に対して平行に流
すことによって、第１発熱部および第２発熱部を発熱さ
せることができる。そのため、電極端子の配列を第１の
担体および第２の担体の各外周に設けることができるの
で、電極の取り出しが容易な構成とすることができる。

【００３３】請求項１２によれば、余分な材料を用いる
ことなく、単にスリット形状という簡便な構造でありな
がら、スリット形状を所望の形状とすることのみで、所
望の抵抗値を容易に得ることができる。請求項１３によ
れば、平板および波板を薄板化という、平板および波板
をスリット形状の如く切り込み加工をすることなしで高
抵抗値を得るので、平板および波板の強度の急激な劣化
を抑えながら、高抵抗値を有する平板および波板とする
ことができる。

【００３４】請求項１４によれば、排気ガス流れ方向に
対して垂直方向に対する排気経路中の排気ガスの流速が
多い箇所である中央部分において、第２発熱部よりも昇
温特性に優れた第１発熱部を配置させ、かつ第１発熱部
の外周部に第２発熱部を設けたので、電力の消費を排気
ガスの加熱に有効に使用することができる。さらには、
電力を第１発熱部により多く使用させることができるの
で、第１発熱部の昇温特性をより向上させることができ
る。

【００３５】請求項１５によれば、メタル担体の加熱に
よって、担持された触媒を活性化させることができる。
この触媒の活性化によって、排気経路中を流れる排気ガ
スの清浄化を行うことができる。請求項１６によれば、
第１発熱部と第２発熱部とをそれぞれ第１の担体と第２
の担体に設ける。このような構成とすることにより、排
気経路中の所望の箇所において、発熱を促すことができ
る。そのため、メタル担体の発熱のための使用電力の有
効な使用を行うことができる。

【００３６】請求項１７によれば、余分な材料を用いる
ことなく、単にスリット形状という簡便な構造でありな
がら、スリット形状を所望の形状とすることのみで、所
望の抵抗値を容易に得ることができる。請求項１８によ
れば、排気経路中の所望の箇所において、より発熱が必
要な箇所を選択して第１発熱部を設けることができるの
で、よりメタル担体の発熱のための電力を有効に使用す
ることができる。

【００３７】請求項１９によれば、第１の担体の排気経
路中の排気ガス流れに平行な一端側と他端側および第２
の担体の担体の排気経路中の排気ガス流れに平行な一端
側と他端側の方向に電流が流れることによって、一組の
平板と波板を用いただけで、第１発熱部および第２発熱
部を構成することができる。請求項２０によれば、排気
経路上流側に第１発熱部を設けたので、エンジン始動時
の温度の低いメタル担体によって、排気ガスが冷却さ
れ、担持された触媒の活性化が阻害される前に、排気ガ
スと第１発熱部自らの発熱によって、第１発熱部を効率
よく昇温し、迅速なメタル担体の発熱を行うことができ
る。

【００３８】請求項２１によれば、排気経路中に流れる
排気ガスが、メタル担体に最初に接触する箇所におい
て、第２発熱部よりも昇温特性の優れた第１発熱部を配
置させることによって、メタル担体の昇温特性をより向
上させることができる。請求項２２によれば、第１発熱
部と第２発熱部の排気経路内での位置関係を導通部によ
って、所望の箇所に配置することができ、有効なメタル
担体の発熱とすることができる。

【００３９】請求項２３によれば、余分な材料を用いる
ことなく、単にスリット形状という簡便な構造でありな
がら、スリット形状を所望の形状とすることのみで、所
望の抵抗値を容易に得ることができる。請求項２４によ
れば、第１の担体の最外周および第２の担体の最外周の
それぞれに電極端子を設けるのみによって、第１発熱部
および第２発熱部を発熱させることができるので、メタ
ル担体の発熱させるための構成を容易とすることができ
る。

【００４０】また、共通の中心電極とする構成としたの
で、第１の担体および第２の担体の位置関係を固定する
ことができる。さらには、排気経路上流側に第１発熱部
を設けたので、エンジン始動時の温度の低いメタル担体
によって、排気ガスが冷却され、担持された触媒の活性
化が阻害される前に、排気ガスと第１発熱部自らの発熱
によって、第１発熱部を効率よく昇温し、迅速なメタル
担体の発熱を行うことができる。

【００４１】請求項２５によれば、余分な材料を用いる
ことなく、単にスリット形状という簡便な構造でありな
がら、スリット形状を所望の形状とすることのみで、所
望の抵抗値を容易に得ることができる。請求項２６およ
び請求項２７によれば、排気ガス流れ方向に対して垂直
方向に対する排気経路中の排気ガスの流速が多い領域
に、第１発熱部を配置させたので、電力の消費をメタル
担体の発熱に有効に使用することができる。

【００４２】請求項２８によれば、排気経路中に流れる
排気ガスの清浄化を担持された触媒をメタル担体によっ
て活性化させることによって行うことができる。請求項
２９によれば、第１発熱部と第２発熱部とをそれぞれ第
１の担体と第２の担体に設ける。このような構成とする
ことにより、排気経路中の所望の箇所において、発熱を
促すことができる。そのため、メタル担体の発熱のため
の使用電力の有効な使用を行うことができる。

【００４３】請求項３０によれば、排気ガス流れ方向に
対して垂直方向に対する排気経路中の排気ガスの流速が
多い中央部に、第１発熱部を配置させたので、電力の消
費をメタル担体の発熱に有効に使用することができる。
請求項３１によれば、余分な材料を用いることなく、単
にスリット形状という簡便な構造でありながら、スリッ
ト形状を所望の形状とすることのみで、所望の抵抗値を
容易に得ることができる。

【００４４】請求項３２によれば、排気経路中に流れる
排気ガスの清浄化を担持された触媒をメタル担体によっ
て活性化させることによって行うことができる。

【００４５】

【実施例】

（第１実施例）以下、本発明の第１の実施例を詳細に説
明する。図１は、本発明の第１実施例の触媒コンバータ
１を示す。この触媒コンバータ１には、メタル担体２が
設けられている。

【００４６】図２に、このメタル担体２の模式図を示
す。このメタル担体２は、一方側よりには、幅略２０ｍ
ｍに渡って図３に示すようなスリット部５が形成されて
いる平板３と波板４を交互に渦巻き状に巻回されてい
る。この平板３および波板４の材質は双方ともＣｒが１
８〜２４ｗｔ％、Ａｌが４．５〜５．５％ｗｔ、希土類
元素（ＲＥＭ）が０．１〜０．２ｗｔ％、残部はＦｅか
ら成るＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ組成であるまた、板厚は３０〜
５０μｍである。

【００４７】図３は、第１実施例に採用される平板３に
形成されるスリット部５の形状を詳細に示す展開図であ
る。スリット部５を形成するスリットは長方形形状をな
すとともに、スリット幅ａは０．４ｍｍ、スリット長さ
ｂは１５〜３０ｍｍ、スリット間隔ｃは２〜５ｍｍであ
る。

【００４８】また、波板４もまた、この平板３に形成さ
れるスリット部５と同様のスリットが形成されている。
そして、ピッチ４．７７ｍｍ、高さ１．７５ｍｍの凹凸
が連続的に形成されることによって、波板４が構成され
ている。このメタル担体２には、図１に示す如く、平板
３と波板４とを略φ４０ｍｍまで巻回することによっ
て、第１の担体を得る。そして、この第１の担体の最外
周において、例えば、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ組成の金属箔の
表面に一端側の所定の領域である導通領域６ａのみを残
して酸化被膜を形成した円環状の絶縁領域６ｂを有する
絶縁部材６を所定回数巻回する。

【００４９】この時、この絶縁部材６は、第１の担体の
最外周において、他方側の最外周において、所定幅（第
１実施例では、略１０ｍｍ）のみの最外周を残して覆
う。また、導通領域６ａの一端側とメタル担体２の一端
側とは一致している。そして、さらに平板３および波板
４が巻回することによって、絶縁部材６の最外周に形成
された第２の担体を得る。しかしながら、この第２の担
体を第１の担体の最外周に絶縁部材６を介して巻回する
が、この時の平板３および波板４は、第１の担体の他方
側において、露出面２ａが形成されるように巻回され
る。

【００５０】そして、この平板３および波板４を交互に
重ねて略φ６０ｍｍまで巻回することによってメタル担
体２を得る。以上のようにメタル担体２は、絶縁部材６
によって、図１に示されるように、スリット部５が、第
１の担体の第１発熱部７と第２の担体の第２発熱部８と
に分割されている。

【００５１】そして、この第１発熱部７の総抵抗値は、
第２発熱部８の総抵抗値よりも大となるようになってい
る。具体的には、第１実施例においては、第１発熱部７
のスリット部総面積が第２発熱部８のスリット部総面積
よりも小となるように形成されている。また、絶縁部材
６によって、第１発熱部７および第２発熱部８の各々の
排気経路の下流側（メタル担体２の他端側）には、第１
の担体の第１下流側領域９および第１下流側領域よりも
軸方向に短い第２の担体の第２下流領域１０が形成され
ている。

【００５２】さらに、第１発熱部７と第２発熱部８の排
気経路上流側（メタル担体２の一方側）には、第１発熱
部７と第２発熱部８とを電気的に直列接合する上流側領
域１１が形成されている。そして、最後に巻回された平
板３および波板４は、例えばγ−アルミナ等の触媒を担
持させることによって、メタル担体２とすることができ
る。

【００５３】次に、メタル担体２がハウジング１５内に
保持される保持構造を図１を用いて詳述する。尚、図１
において、メタル担体２の平板３および波板４の断面の
図示は省略してある。メタル担体２のハウジング１５内
の保持は以下のように行っている。

【００５４】メタル担体２を構成する第１発熱部７の下
流側に位置する第１下流側領域９の露出面２ａ外周に
は、保持部材１６が設けられている。この保持部材１６
は、導電材料よりなりメタル担体２の露出面２ａの全周
に渡るリング状に形成されており、メタル担体２を保持
している。そして、このメタル担体２の露出面２ａの全
周に設けられた保持部材１６には、プラス側の電極であ
る第１電極端子１７がスポット溶接またはろう付け等に
よって電気的に導通されるように接合されている。

【００５５】この第１電極端子１７は、セラミック製の
碍子１８を介して、第１電極端子１７と一体に設けられ
ているスカート部１９ｂを、ナット１９ａによって固定
することにより、ハウジング１５と絶縁を保ちながら固
定されている。また、第２発熱部８の下流側に位置する
第２下流側領域１０には、保持部材２０が設けられてい
る。この保持部材２０もまた、導電材料よりなりメタル
担体２の下流側領域１０の全周に渡るリング状に形成さ
れ、メタル担体２０を保持している。そして、このメタ
ル担体２の下流側領域１０の全周に設けられた保持部材
２０には、マイナス側の電極である第２電極端子２１が
スポット溶接またはろう付け等によって接合されてい
る。

【００５６】この第２電極端子２１は、ナット２２によ
ってハウジング１５と導通可能に固定されている。さら
に第１発熱部７と第２発熱部８とを電気的に直列接合す
ることになる上流側領域１１には、メタル担体２の保持
部材２５が設けられている。この保持部材２５は、メタ
ル担体２の上流側領域１１の最外周全周に渡るリング状
に形成され、メタル担体２を保持している。そして、こ
のメタル担体２の上流側領域１１の全周に設けられた保
持部材２５には、支持部材２６がスポット溶接またはろ
う付け等によって接合されている。

【００５７】また、支持部材２６は、第１電極端子１７
と同様、ハウジング１５に対して、セラミック製の碍子
２７を介して、支持部材２６と一体に設けられているス
カート部２８ｂを、ナット２８ａによって固定すること
により、ハウジング１５と絶縁を保ちながら固定されて
る。尚、メタル担体２の発熱がハウジング１５より放熱
するのを防ぐために、ハウジング１５とメタル担体２と
の間には、例えばセラミックファイバーよりなる断熱材
２９が設けられている。

【００５８】次に本発明の第１実施例の作用を説明す
る。第１実施例において、上述の触媒コンバータ１を採
用することによって、以下の作用を有することができ
る。図４は、第１実施例の触媒コンバータ１をエンジン
３０のエキゾーストマニホールド３１ａ，３１ｂの途中
に設けた模式図を示す。

【００５９】尚、触媒コンバータ１のエンジン３０の下
流側には、触媒コンバータ１よりも容量の大なるスター
トキャタリスト３２ａ，３２ｂが設けられている。図４
に示す如く、エンジン３０の始動後において、各排気工
程で排出された排気ガスは、エキゾーストマニホールド
３１ａ、３１ｂを通して、触媒コンバータ１に設けられ
るメタル担体２の上流側に位置する第１発熱部７および
第２発熱部８に衝突する。

【００６０】一方、エンジン始動直後直ちに電力を供給
される第１発熱部７および第２発熱部８は、スリット形
状を有しているため、低熱容量で高抵抗値を有する。そ
のため、電力が集中し急速に発熱することとなる。この
第１発熱部７および第２発熱部８の温度が触媒の活性化
温度（略３００℃）にまで達すると、エンジン３０から
流れ込む排気ガスの浄化作用が開始される。その後、第
１および第２発熱部７，８における触媒自身の反応熱さ
らにはメタル担体２内部の熱伝導により、第１および第
２下流側領域９，１０の触媒活性もまた開始される。

【００６１】このようにして、エンジン３０の始動後約
数秒で、メタル担体２全域において触媒が活性化された
状態とすることができる。特に、第１実施例において
は、絶縁部材６をメタル担体２の内周部に設けることに
よって、第１発熱部７と第２発熱部８との２種類の発熱
部が形成されている。

【００６２】そして、第１発熱部７の総抵抗値が第２発
熱部８の総抵抗値よりも大となるように形成されてい
る。このような構成とすることによって、エキゾースト
マニホールド３１ａ，３１ｂ内における排気ガス流量の
多いエキゾーストマニホールド内の断面における中心領
域に対応する第１発熱部７の総抵抗値を、排気ガス流量
の少ないエキゾーストマニホールド内の断面における外
周領域に対応する第２発熱部８の総抵抗値より高く設計
することができる。

【００６３】そのため、第１発熱部７を第２発熱部８よ
りも早く昇温させることができるため、排気ガス流量の
大なる中心領域を外周領域よりも早く昇温させ触媒を活
性化させることができる。そのため、効率のよい排気ガ
スの清浄化を計ることができる。以上の方法により、排
気ガスの清浄化を効率よく行うことができるだけでな
く、外径が略φ６０ｍｍという小型でありながら、１０
０〜４００ｍΩの高抵抗値を有するメタル担体２を得る
ことができる。

【００６４】さらに、第１実施例においては、メタル担
体２の寸法を直径が最小で略φ６０ｍｍ、軸長が最小で
略５５ｍｍと極めて小型に設計することが可能とするこ
とができた。これは、メタル担体２にスリット部５を形
成することによって、発熱部となしたのみでなく、この
発熱部であるスリット部５を絶縁部材６によって、２分
割させることによって、第１発熱部７，第２発熱部８を
形成する。

【００６５】そのため、絶縁部材６を設けない場合より
も４倍の抵抗値を得ることができ、より迅速な昇温特性
を得ることができる。図５は、絶縁部材６が無い場合
と、第１実施例の如く絶縁部材６を設けた場合の等価回
路図である。この等価回路図からもあきらかなように、
絶縁部材によってｎ分割しそれぞれを直列に接合するこ
とにより、全体の抵抗値は、ｎ²倍増加させることがで
きるのである。

【００６６】そのため、従来と同一の抵抗値をうるため
のメタル担体の容積を１／ｎ²とすることができるの
で、高い抵抗値を有しながらメタル担体の容積を小型と
することが容易にできるのである。さらには、メタル担
体を小型化させることにより、メタル担体の熱容量もま
た小さくすることができ、さらに通電によるメタル担体
の昇温特性を向上させることができるのである。

【００６７】さらには、メタル担体２自体を小型化させ
ることができるので、このメタル担体２の全周に渡って
リング状に設けられた保持部材１６，２０および２５も
また小型化することができる。そのため、この保持部材
１６，２０および２５の熱容量を小さくでき、よって同
一温度変化に対するメタル担体２と保持部材１６，２０
および２５間の温度勾配が小さく、メタル担体２に発生
する熱応力を低減でき、耐久性を向上させることができ
る。

【００６８】さらには、第１実施例における第１および
第２電極端子は、第１の担体および第２の担体のそれぞ
れの最外周に接合したのち、ハウジング外に直接取り出
す構造としたので、電極端子の構成を棒状の単純な構成
とすることができる。尚、第１実施例におけるスリット
形状を図３に示す略長方形形状としたが、本発明は長方
形形状に限定されるものではなく、たとえば菱形形状や
波形形状であってもよい。

【００６９】さらには、第１実施例において、スリット
を形成することによって発熱部を構成したが、本発明は
これに限定されるものではなく、例えば、平板および波
板の板厚を薄くすることによって、発熱部としてもよ
い。（第２実施例）第１実施例においては、排気経路断面の
略中心部に第１発熱部を、排気経路断面の略外周部に第
２発熱部を設けたが、第１発熱部および第２発熱部の位
置はこれに限定されるものではない。

【００７０】第２実施例においては、メタル担体におい
て、第１発熱部と第２発熱部とを単に分割させた構成と
することを特徴とする。図６において、第２実施例のメ
タル担体３５を詳細に説明する。メタル担体３５は、第
１実施例と同様の金属箔の材質よりなり、軸方向略中央
部にスリットが形成された平板３６と波板３７とを所定
数積層した後（第２実施例においては平板３６と波板３
７を１組として３組積層ししている）、蛇行形状に積層
する。

【００７１】尚、平板３６および波板３７のスリット形
状は、第１実施例と同一のものとした。この積層によっ
て、断面半円形形状の第１の担体４０と第２の担体４１
とを形成することにより、第１の担体４０にはスリット
部よりなる第１発熱部４２が、第２の担体４１にはスリ
ット部よりなる第２発熱部４３を形成する。

【００７２】この時、第１発熱部４２は、第２発熱部４
３よりも抵抗値が大になるように、スリット形状の幅等
を変形させている。そのため、通電時には、第１発熱部
４２の方が第２発熱部４３よりも昇温速度が速く、より
高温となる。第２実施例においては、第１発熱部４２を
１５０Ωにまた第２発熱部４３を１００Ωとした。

【００７３】その後、第１の担体４０および第２の担体
４１の平面部を絶縁部材４５を介して固定しメタル担体
３５を得る。第１の担体４０と第２の担体４１との固定
は、例えばメタル担体３５の全周に渡るリング形状より
なる絶縁性の保持部材等によって、外部からの押圧を施
すことにより行う。

【００７４】絶縁部材４５は、第１実施例と同様の材質
であるＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ組成の金属箔よりなり、この表
面に導通領域４５ａと酸化被膜を形成した絶縁領域４５
ｂを有する。そして、導通領域４５ａは、第１発熱部４
２の排気経路の上流側（メタル担体３５の一端側）と第
２発熱部４３の排気経路の上流側（メタル担体３５の一
端側）との間に介在され、スポット溶接又はろう付け等
により第１発熱部４２と第２発熱部４３に接合されてい
る。そして、絶縁領域４５ｂは第１発熱部４２と第２発
熱部４３との間および第１発熱部４２と第２発熱部４３
のそれぞれの排気経路の下流側（メタル担体３５の他端
側）との間に介在されている。

【００７５】そして、第１の担体４０の第１発熱部４２
の排気経路下流側において、プラス側の電極である第１
電極端子４６が溶接またはろう付け等によって接合され
ている。また、第２の担体４１の第２発熱部４３の排気
経路下流側には、マイナス側の電極である第２電極端子
４７が溶接またはろう付け等によって接合されている。

【００７６】そして、平板３６およひ波板３７には、例
えばγ−アルミナ等からなる触媒が担持されている。図
７に、第２実施例のメタル担体３５を有する触媒コンバ
ータをエンジン３０の排気経路であるエギゾーストマニ
ホールド３１ｂ途中に配置させた模式図を示す。ここ
で、メタル担体３５のエギゾーストマニホールド３１ｂ
の直下には、スタートキャタリスト３２ｂが設けられて
いる。

【００７７】図７に示すエキゾーストマニホールド３１
ｂのような形状の場合には、排気ガス流量は、矢印Ａお
よびＢに示されるように、エキゾーストマニホールド３
１ｂが湾曲しているために、この湾曲の外側により多く
排気ガスが流れる。そのため、第２実施例のメタル担体
３５は、昇温特性の良好な第１発熱部４２を有する第１
の担体４０がエキゾーストマニホールド３１ｂ内を通過
する排気ガスのエキゾーストマニホールド３１ｂの断面
における流量の多い側（矢印Ａ側）である、エキゾース
トマニホールド３１ｂの断面上部になるように配置され
ている。次に、第２実施例の作用および効果を説明す
る。

【００７８】第２実施例のメタル担体に対して、第１電
極端子４６より通電させると、電流は、第１発熱部４
２，絶縁部材の導通領域４５ａ，第２発熱部４３を通り
第２電極端子を通過する。この通電によって、第１発熱
部４２および第２発熱部４３は発熱することとなる。

【００７９】この時、第１発熱部４２は第２発熱部４３
よりも高い抵抗値を有しているために、より高い昇温特
性と高い温度まで昇温させることができる。また、ここ
で第１発熱部４２はエキゾーストマニホールド３１ｂ内
において排ガス流量の大なる側に設けられている。その
ため、排気ガスの流量が大なる位置において、昇温特性
の良好な第１発熱部４２を配置させることができるの
で、より効率よく排気ガスの昇温を促すことができる。
そのため、触媒の活性化をより速く行うたとができるの
で、排気ガスの清浄化を迅速に達成させることができ
る。

【００８０】さらには、同一の排気ガスの加熱量の場合
には、排気ガス量の多い箇所のみに集中して加熱させる
ことができるので、発熱部の加熱に必要な電力をも有効
に使用することができる。（第３実施例）図８および図９（ａ），（ｂ）および
（ｃ）に第３実施例のメタル担体５０を示す。

【００８１】メタル担体５０は、第１実施例と同一の材
質よりなる金属箔でありスリット形状を有する平板５１
と第１実施例と同一の材質よりなる金属箔でありスリッ
ト形状を有する波板５２とが積層後、蛇行状に積層され
ることによって、断面扇形状の第１，第２および第３の
担体５６，５７および５８が形成されているそしてこれ
らの第１乃至第３の担体５６乃至５８は、絶縁部材６０
を介して、それぞれ図示しない保持手段によって、外部
より押圧固定されている。

【００８２】このような構成とすることにより、第１の
担体５６にはスリット部よりなる第１発熱部６２が、第
２の担体５７にはスリット部よりなる第２発熱部６３
が、第３の担体５８にはスリット部よりなる第３発熱部
６４が、それぞれ排気経路上流側（メタル担体５０の一
端側）および排気経路の下流側（メタル担体５０の他端
側）より所定距離だけ離れるように形成されている。

【００８３】さらにメタル担体５０には、第１の担体５
６の一端側部５６ａと第２の担体５７の一端側部５７ａ
とにおいて、第１の担体５６と第２の担体５７とを互い
に電気的に導通させる導通部材６５が溶接またはろう付
け等によって固定されている。さらに、第３の担体５８
の他端側部５８ｂと第１の担体５６の他端側部５６ｂと
には、第３の担体５８と第１の担体５６とを互いに電気
的に導通させる導通部材６６が溶接またはろう付け等に
よって固定されている。

【００８４】また、第３の担体５８の一端側５８ａに
は、プラスの電極である第１電極端子７０が溶接または
ろう付け等によって接合されている。第２の担体５７の
他端側５７ｂには、マイナスの電極である第２電極端子
７１が溶接またはろう付け等によって接合されている。
尚、平板５１および波板５２には、例えばγ−アルミナ
よりなる触媒が担持されている。

【００８５】次に、第３実施例のメタル担体５０の作用
を説明する。第１電極端子７０から第２電極端子７１に
電流を流すことによって、電流は以下の経路を通過する
ことにより、第１乃至第３発熱部６２，６３および６４
がそれぞれ発熱することとなる。即ち、第１電極端子７
０から第３の担体５８の一端側５８ａ→第３発熱部６４
第３の担体５８の他端側５８ｂ→第２導通部材６６→第
１の担体の他端側５６ｂ→第１発熱部６２→第１の担体
５６の一端側５６ａ→第１導通部材６５→第２の担体５
７の一端側５７ａ→第２発熱部６３→第２の担体５７の
他端側５７ｂ→第２電極端子と電流は流れる。

【００８６】この時、第３実施例において、第１，第２
及び第３発熱部６２，６３および６４のそれぞれの抵抗
値を任意の値にあらかじめ設計させることによって、第
１乃至第３発熱部の昇温特性および加熱温度を任意の値
に設定させることができる。具体的には、第１，第２お
よび第３発熱部を形成するスリット形状を変化させた
り、スリット長さを変化させることによって、各々の総
抵抗値を変化させる。

【００８７】そのため、排気経路にメタル担体５０を配
置させる時には、排気経路の複雑な経路によって生じる
排気経路断面での排ガスの異なる流量に十分対応した、
適切な昇温特性を有する発熱部を設けることができる。
即ち、第３実施例のメタル担体５０においては、メタル
担体５０に３つの独立した発熱部を設けたので、より排
ガス流量に対応した昇温特性および加熱温度を有する発
熱部を配置させることができるのである。

【００８８】そのため、メタル担体５０における排気ガ
ス流量の最も多い箇所に担持された触媒の活性化を速く
行うことができ、迅速な排気ガスの清浄化を達成するこ
とができる。さらに、このように、排気ガスのもっとも
流量の多い箇所に高い昇温特性および高い加熱温度を有
する発熱部を配置することができるので、従来と同一の
電流量であったとしてもより効果的に排気ガスを加熱す
ることができ、電流量をも有効に使用することができ
る。

【００８９】第３実施例においては、それぞれの発熱部
を異なる抵抗値としたが、第３実施例においては、例え
ば第１および第２発熱部の抵抗値を略同一とし、第３発
熱部のみを高抵抗値を有する発熱部としてもよい。この
ような構成とすることによって、電力を排気ガス流量の
最も流量の多い箇所のみにより集中的に消費させること
ができるので、排気ガスの昇温をより効率よく行うこと
ができる。

【００９０】また、第３実施例においては、それぞれの
担体の接続に導通部材として、外部より溶接等によっ
て、接続させる部材を採用したが、導通手段としては第
３実施例のような導通部材には限らない。例えば、導通
箇所である第３の担体の他端側側面と第１の担体の他端
側側面において、絶縁部材を介して互いに隣合う平板お
よび波板を溶接によって導通させてもよい。また、第１
の担体および第２の担体の一端側において、絶縁部材を
介して隣合う平板および波板もまた同様に溶接によって
導通させてもよい。

【００９１】このように、導通部材を使用しないことに
よって、部品点数を減らすことができるだけでなく、単
に溶接によって導通させることができるので、より容易
にメタル担体５０を得ることができる。さらには、メタ
ル担体５０を図示しないハウジング内に保持する場合に
もメタル担体５０の外周面の凹凸をなくすことができる
ので、より容易にメタル担体５０の保持をすることがで
きる。（第４実施例）次に第４実施例のメタル担体７５を示
す。

【００９２】上記実施例においては、軸方向に垂直な方
向において、昇温特性の異なる発熱部を有するメタル担
体を述べてきた。しかしながら、第４実施例の特徴は、
異なる抵抗値を有する発熱部が軸方向（排気ガスの流れ
方向に平行な方向）に配置されている点である。以下メ
タル担体７５の構成を図１０を用いて説明する。

【００９３】メタル担体７５もまた第１実施例と同一の
金属箔よりなる平板７６と第１実施例と同一の金属箔よ
りなる波板７７とが交互に巻回されている構成をなして
いる。しかしながらメタル７５を構成する平板７６およ
び波板７７には、異なった形状のスリット領域が２つ形
成されている。そのため、巻回後には、第１発熱部７８
と第２発熱部７９とが軸方向に２つ並んだ構成となって
いる。

【００９４】この時、第１発熱部７８の総抵抗値は第２
発熱部７９の総抵抗値よりも大となるようにスリット形
状が施されている。第１発熱部７８の排気経路上流側
（メタル担体７５の一端側）には、プラスの電極である
第１電極端子８０が溶接等によって接合されている。ま
た、第１発熱部７８の排気経路下流側（メタル担体７５
の他端側）には、電気的に導通する導通接続部８１を介
して、第２発熱部７９が一端側と一体的に形成されてい
る。

【００９５】さらに、第２発熱部７９の他端側には、マ
イナスの電極である第２電極端子８２が溶接等によって
接合されている。尚、平板７６および波板７７には、例
えばγ−アルミナよりなる触媒が担持されている。次に
メタル担体７５の作用を説明する。

【００９６】第１電極端子８０から第２電極端子８２に
電流を流すことによって、電流は以下の如く流れる。即
ち、第１発熱部７８の一端側→第１発熱部７８→導通接
続部８１→第２発熱部７９→第２発熱部の他端側→第２
電極端子と流れる。このように電流が流れることによっ
て、第１発熱部７８および第２発熱部７９が発熱するこ
ととなる。

【００９７】特に、第１発熱部７８は第２発熱部よりも
高抵抗値としているので、より昇温特性の優れたまた、
より高い温度まで昇温することとなる。ここで、第４実
施例のメタル担体７５を第１発熱部７８が排気経路上流
側となるように配置した場合には、流れ込む排気ガスを
第２発熱部よりもより昇温特性の優れた第１発熱部を上
流側に配置させることによって、最初に排気ガスと接触
する部分により昇温特性の良好な第１発熱部７８とする
ことができ、排気ガス熱と第１発熱部７８自らの発熱に
より、メタル担体が低温であるエンジン始動時において
もメタル担体７５に担持された触媒の活性化を迅速に行
うことができる。

【００９８】そのため、よりはやく排気ガスの清浄化を
達成させることができる。さらには、第１発熱部に電力
を集中させることができるので、電力の消費もまた効果
的に使用することが可能となる。第４実施例において
は、スリットを形成することによって、発熱部を形成す
るとともに、このスリットの形状によって、第１発熱部
と第２発熱部との総抵抗値を異ならしめた。しかしなが
ら、第４実施例は、スリットを形成することによって、
発熱部を形成することには限定されるものではなく、単
に平板や波板等の板厚を薄くする等の手段によっても、
発熱部を形成してもよいし、抵抗値を異ならしめる手段
もまた、スリット形状を変化させるのではなく、板厚の
変化によって異ならしめてもよい。

【００９９】さらに、第１発熱部と第２発熱部の総抵抗
値は異なるものとしたが、略同一の抵抗値としてもよ
い。第１発熱部と第２発熱部との昇温特性等を略同一と
することによって、メタル担体７５を均一に発熱させる
ことができ、メタル担体に担持させた触媒をより多くか
つより速く活性化させることができる。

【０１００】さらにまた、第１発熱部と第２発熱部との
総抵抗値を略同一とすることによって、メタル担体７５
の総抵抗値を最大限に上げることができ、小型で大抵抗
のメタル担体７５をもっとも効率よく得ることができ
る。（第５実施例）第４実施例のメタル担体７５において
は、メタル担体７５の軸方向に垂直な方向におけるメタ
ル担体７５の断面円形形状の面、全てが発熱する構成と
なっている。しかしながら、このように、メタル担体７
５の軸方向に垂直な方向における断面全体を昇温させる
ことは、非常に高い電力を必要とする。

【０１０１】そこで、第５実施例においては、軸方向に
異なる抵抗値を有する第１発熱部および第２発熱部を有
しながら、軸方向に垂直方向の断面において、特に排気
ガスを昇温させる領域のみを加熱することのできるメタ
ル担体８５を提供するものである。図１１にメタル担体
８５の一部破断図を示す。

【０１０２】メタル担体８５は、２つの担体である第１
の担体８６と第２の担体８７が軸方向直列に並んだ形状
となっている。この第１の担体８６および第２の担体８
７は、以下の構成となっている。即ち、各々の担体８
６，８７は、第１実施例と同一の材質の金属箔よりなる
平板９０と平板９１とが交互に巻回されることによって
形成されている。

【０１０３】しかしながら、この平板９０と波板９１の
巻回途中の発熱部を設けたい所望の箇所のみにおいて、
図１１に示されるように、スリット部が形成され、平板
９０および波板９１を巻回することにより、第１の担体
８６には第１発熱部９２が、また第２の担体８７には第
２発熱部９３が形成されている。さらには、このスリッ
ト又はスリット部の長さを変化させることによって、第
１発熱部９２の総抵抗値は第２発熱部９３の総抵抗値よ
りも大となるように形成されている。

【０１０４】そして、第１の担体８６の最外周には、プ
ラス側の電極である第１電極端子９５が溶接またはろう
付け等によって接合されている。また、第２の担体８７
の最外周には、マイナス側の電極てある第２電極端子９
６が溶接またはろう付け等によって接合されている。ま
た、第１の担体８６と第２の担体８７とは、第１実施例
と同様の材質よりなる絶縁部材９７を介して当接され
る。そして、第１の担体８６の中心部と第２の担体８７
との中心部においては、電気的に導通可能な中心電極９
８が固定されている。

【０１０５】即ち、第１の担体８６と第２の担体８７と
は、中心電極９８のみによって、電気的に導通された構
成となっている。尚、メタル担体８５を構成する平板９
０および波板９１には例えばγ−アルミナよりなる触媒
が担持されている。次に、メタル担体８５の作用および
効果を説明する。

【０１０６】メタル担体８５の第１電極端子９５より電
流を流すことによって、電流は第１電極端子９５→第１
発熱部９２→中心電極９８→第２発熱部９３→第２電極
端子９６を通る。このような電流の流れによって、第１
発熱部および第２発熱部が発熱することとなる。

【０１０７】特に、第５実施例においては、軸方向に対
し垂直方向の断面において、所望の発熱箇所のみにスリ
ット形状を配置させることによって、発熱部となしたの
で、この発熱部において、集中的に発熱させ、触媒の活
性化を行うことが可能となった。そのため、メタル担体
８５を排気経路中に配置させた場合においては以下の効
果を有することができる。

【０１０８】即ち、第１実施例において説明した如く、
排気経路断面の排気ガス流量の相違のある場合には、排
気ガス流量の大なる箇所に発熱部を設けることによっ
て、排気ガスを効率よく昇温させることができる。さら
には、第１発熱部の総抵抗値を第２発熱部の総抵抗値よ
りも大とすることにより、排気ガスが、はじめに最も高
い温度の発熱部に衝突することになり、排気ガスの清浄
化をよりはやく行うことができるばかりでなく、電力を
も有効に使用することができる。

【０１０９】第５実施例においては、第１の担体と第２
の担体とは中心電極のみによって導通がなされる構成と
したが、電流が第１電極端子→第１発熱部→第２発熱部
→第２電極端子を通るように構成がなされておれば、中
心電極のみによって、第１の担体と第２の担体とが導通
れる構成でなくてもよい。即ち、第１の担体と第２の担
体の中心電極近傍のおいて導通されていてもよい。

【０１１０】第５実施例においては、第１発熱部と第２
発熱部との各総抵抗値を異なるものとしたが、総抵抗値
を略同一としてもよい。この構成の場合には、メタル担
体の均一な昇温を図ることが容易にできる。（第６実施例）第５実施例においては、排気経路の断面
方向において、所望の箇所のみを早期昇温加熱可能とし
たが、第１の担体と第２の担体間に絶縁部材を設けなく
てはいけないという構成の複雑化という問題が生じてし
まう。

【０１１１】第６実施例においては、絶縁部材を用いず
メタル担体の軸方向に対して垂直方向における断面にお
いて、排気ガス流量の大なる箇所においては、昇温特性
の優れた第１発熱部を、排気ガス流量の小なる箇所に
は、昇温特性が第１発熱部よりも劣る第２発熱部という
異なる２種類の発熱部を形成されたメタル担体を提供す
るものである。

【０１１２】第６実施例のメタル担体１００の一部破断
面図を図１２に示す。メタル担体１００は、プラスの電
極である中心電極１１０を中心として、第１実施例と同
一の材質よりなる金属箔よりなる平板１０１と波板１０
２が交互に巻回されている。この平板１０１と波板１０
２には、スリットが形成されており、巻回されることに
より第１発熱部１０５を有する第１の担体１０６を形成
する。

【０１１３】次に第１の担体１０６の最外周に、電気的
に導通な金属箔よりなる導電部材１１１を数回巻回す
る。その後、この導電部材１１１の最外周にさらにまた
平板１０１と波板１０２とを交互に巻回する。この平板
１０１および波板１０２にもスリットが形成されてお
り、平板１０１と波板１０２との巻回によって、第２発
熱部１０７を有する第２の担体１０８が形成される。

【０１１４】最後に、この第２の担体１０８の最外周に
おいて、マイナスの電極である電極端子１１２が溶接等
によって、接合されている。尚、平板１０１および波板
１０２には、例えばγ−アルミナよりなる触媒が担持さ
れている。次に第６実施例のメタル担体１００の作用を
説明する。

【０１１５】中心電極より電流を流すことにより、電流
は、中心電極１１０→第１発熱部１０５→導電部材１１
１→第２発熱部１０７→電極端子１１２を流れ、第１発
熱部１０５および第２発熱部１０７が発熱される。第６
実施例においては、第１発熱部１０５の総抵抗値を第２
発熱部１０７の総抵抗値よりも大となるようにスリット
形状を設計することによって、メタル担体１００の軸方
向に垂直な断面における中心部近傍が周辺部近傍よりも
昇温特性が優れている。

【０１１６】そのため、排気経路途中にメタル担体１０
０を配置させた場合には、排気ガス流量の多い排気経路
の中心近傍の昇温を、メタル担体１００の第１発熱部１
０５によってより速く達成させることができる。さら
に、メタル担体１００は第１発熱部１０５だけでなく第
２発熱部１０７を導電部材１１１を介して第１発熱部１
０５の外周に形成されている。そのため、排気ガス流量
の少ない箇所においても昇温を促すことができる。

【０１１７】このように第１発熱部および第２発熱部の
昇温によって、触媒の活性化を必要な箇所に必要なだけ
の速さによって行うことができる。そのため、有効に電
力を使用することができ、より多くの排気ガスの清浄化
を達成することができる。上記実施例において、第１発
熱部と第２発熱部との総抵抗値を異ならしめるために、
スリット形状を異ならしめるたとによって対応したが、
第１発熱部の総抵抗値と第２発熱部の総抵抗値を異なら
しめるためには、スリット形状の変更のみに限定されな
い。例えば、スリット形状の形成される長さや平板や波
板の厚さを変化させることによってもまた、第１発熱部
の総抵抗値と第２発熱部の総抵抗値とを異ならしめても
よい。

【０１１８】上記第１，第４，第５および第６実施例に
おいて、メタル担体は平板と波板とを交互に巻回させる
ことによって構成したが、本発明は巻回に限定されるも
のではなく、例えば図１３の如く平板と波板とを交互に
積層させることによって、本発明のメタル担体としても
よい。また、上記第２および第３実施例において、メタ
ル担体は平板と波板とを交互に積層させることによって
構成したが、本発明は巻回に限定されるものではなく、
平板と波板とを交互に巻回させることによって、本発明
のメタル担体としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の自己発熱型メタル担体の構造を示
す模式図である。

【図２】第１実施例の自己発熱型メタル担体の斜視図で
ある。

【図３】第１実施例の自己発熱型メタル担体に使用され
る平板の展開図である。

【図４】第１実施例の自己発熱型メタル担体を搭載した
エンジン系統の全体構成図である。

【図５】（ａ）絶縁部材のない場合の自己発熱型メタル
担体および（ｂ）絶縁部材のある場合の第１実施例の自
己発熱型メタル担体の等価回路図である。

【図６】第２実施例の自己発熱型メタル担体を示す模式
図である。

【図７】第２実施例の自己発熱型メタル担体を搭載した
エンジン系統の全体構成図である。

【図８】第３実施例の自己発熱型メタル担体を示す模式
図である。

【図９】第３実施例の自己発熱型メタル担体を示す
（ａ）正面図，（ｂ）上面図，（ｃ）側面図である。

【図１０】第４実施例の自己発熱型メタル担体を示す模
式図である。

【図１１】第５実施例の自己発熱型メタル担体を示す一
部破断面図である。

【図１２】第６実施例の自己発熱型メタル担体を示す一
部破断面図である。

【図１３】その他の自己発熱型メタル担体を示す模式図
である。

【符号の説明】

２メタル担体３平板４波板７第１発熱部８第２発熱部

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｐ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通電されることによって発熱する発熱部
を有する自己発熱型メタル担体であって、前記発熱部は所望の抵抗値を有する第１発熱部と、該第
１発熱部よりも小なる抵抗値を有する第２発熱部とを有
するとともに、前記第１発熱部と前記第２発熱部とは電
気的に直列に導通されていることを特徴とする自己発熱
型メタル担体。
【請求項２】前記発熱部は、スリット形状により形成
されていることを特徴とする請求項１記載の自己発熱型
メタル担体。
【請求項３】平坦な金属箔である平板と波付け加工さ
れた金属箔である波板とを互いに積層または巻回するこ
とによって、前記自己発熱型メタル担体が構成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の自己発熱型メタル担
体。
【請求項４】前記平板または前記波板の板厚を変化さ
せることによって、前記第１および第２発熱体を構成し
ていることを特徴とする請求項３記載の自己発熱型メタ
ル担体。
【請求項５】前記自己発熱型メタル担体は、触媒が担
持されているとともに、エンジンの排気経路中に配置さ
れていることを特徴とする請求項１記載の自己発熱型メ
タル担体。
【請求項６】前記排気経路の排気ガス流れに対して垂
直断面において、最も排気ガスの流量が多い箇所に、第
１発熱部が設けられていることを特徴とする請求項５記
載の自己発熱型メタル担体。
【請求項７】前記第１発熱部は前記排気経路の排気ガ
ス流れに対して垂直断面の略中心部に位置するととも
に、前記第２発熱部は前記排気経路の排気ガス流れに対
して垂直断面の略周辺部に位置することを特徴とする請
求項５記載の自己発熱型メタル担体。
【請求項８】前記第１発熱部は前記第２発熱部よりも
排気経路上流側に設けられていることを特徴とする請求
項５記載の自己発熱型メタル担体。
【請求項９】前記第１発熱部は前記排気経路の排気ガ
ス流れに対して垂直断面の略中心部近傍に位置するとと
もに、前記第２発熱部は前記第１発熱部よりも排気経路
の下流側に設けられていることを特徴とする請求項５記
載の自己発熱型メタル担体。
【請求項１０】前記自己発熱型メタル担体は、触媒が
担持されていることを特徴とする請求項１記載の自己発
熱型メタル担体。
【請求項１１】エンジンの排気経路中に配置されると
ともに、金属箔よりなる平板および金属箔よりなる波板
を交互に積層または巻回するとともに、通電によって積
極的に発熱する第１発熱部が形成される第１の担体と、前記第１の担体の最外周において、金属箔よりなる平板
および金属箔よりなる波板とを交互に積層または巻回す
るとともに、通電によって積極的に発熱する第２発熱部
が形成される第２の担体と、前記第１の担体の前記排気経路の流れ方向の一端側の外
周面と前記第２の担体の前記排気経路の流れ方向の一端
側の内周面とを電気的に導通させるとともに、前記第１
の担体の前記第１発熱部の最外周と前記第２の担体の前
記第２発熱部の内周面および前記第１の担体の前記排気
経路の流れ方向の他端側の外周面と前記第２の担体の前
記排気経路の流れ方向の他端側の外周面との間を電気的
に絶縁させることにより、前記第１発熱部と前記第２発
熱とを電気的に直列に導通させる絶縁部材と、前記第１の担体の前記他端側，前記第１発熱部，前記第
１の担体の前記一端側，前記第２の担体の前記一端側，
前記第２発熱部および前記第２の担体の前記他端側間に
電流が流れるように配置された電極端子と、からなることを特徴とする自己発熱型メタル担体。
【請求項１２】前記平板または前記波板をスリット形
状とすることによって、前記発熱体を構成していること
を特徴とする請求項１１記載の自己発熱型メタル担体。
【請求項１３】前記平板または前記波板の板厚を薄く
することによって、前記発熱体を構成していることを特
徴とする請求項１１記載の自己発熱型メタル担体。
【請求項１４】前記第１発熱部の総抵抗値は前記第２
発熱部の総抵抗値よりも大であることを特徴とする請求
項１１記載の自己発熱型メタル担体。
【請求項１５】前記平板および／または前記波板に
は、触媒が担持されていることを特徴とする請求項１１
記載の自己発熱型メタル担体。
【請求項１６】エンジンの排気経路中に配置されると
ともに、金属箔よりなる平板および金属箔よりなる波板
を交互に積層または巻回することによって形成されると
ともに、通電によって積極的に発熱する第１発熱部を有
する第１の担体と、エンジンの排気経路中に配置されるとともに、金属箔よ
りなる平板および金属箔よりなる波板を交互に積層また
は巻回することによって形成されるとともに、通電によ
って積極的に発熱する第２発熱部を有する第２の担体
と、前記第１発熱部と前記第２発熱部とを電気的に直列に導
通させる導通部材と、からなることを特徴とする自己発熱型メタル担体。
【請求項１７】前記発熱部は前記平板および前記波板
に形成されたスリットであることを特徴とする請求項１
６記載の自己発熱型メタル担体。
【請求項１８】前記第１発熱部の総抵抗値は、前記第
２発熱部の総抵抗値よりも大であることを特徴とする請
求項１６記載の自己発熱型メタル担体。
【請求項１９】前記導通部材は、前記第１の担体の前
記排気経路中の排気ガスの流れ方向の一端側と前記第２
の担体の前記排気経路中の排気ガスの流れ方向の一端側
のみとが電気的に導通させるとともに、前記第１発熱部
と前記第２発熱部および前記第１の担体の前記排気経路
中の排気ガスの流れ方向の他端側および前記第２の担体
の前記排気経路中の排気ガスの流れ方向の他端側とを絶
縁することによって、前記第１発熱部および前記第２発
熱部とが電気的に直列に導通さており、前記第１の担体
の前記排気経路中の排気ガス流れに平行な一端側と他端
側および第２の担体の担体の排気経路中の排気ガス流れ
に平行な一端側と他端側の方向に電流が流れることによ
って、前記第１発熱部および前記第２発熱部が発熱する
ことを特徴とする請求項１６記載の自己発熱型メタル担
体。
【請求項２０】エンジンの排気経路中に設けられ、通
電によって積極的に発熱する発熱部を有する自己発熱型
メタル担体において、前記自己発熱型メタル担体の排気経路上流側には第１発
熱部が、前記自己発熱型メタル担体の排気経路下流側に
は第２発熱部が設けられることを特徴とする自己発熱型
メタル担体。
【請求項２１】前記第１発熱部は前記第２発熱部より
も総抵抗値が大であることを特徴とする請求項２０記載
の自己発熱型メタル担体。
【請求項２２】前記第１発熱部と前記第２発熱部との
間には、電気的導通可能な導通部が設けられていること
を特徴とする請求項２０記載の自己発熱型メタル担体。
【請求項２３】前記自己発熱型メタル担体は、２種類
の異なったスリット領域が長辺方向に形成される金属箔
よりなる平板と該平板に形成される２種類の異なったス
リット領域と対応したスリットが長辺方向に形成される
金属箔よりなる波板とを交互に積層または巻回すること
によってなることを特徴とする請求項２０記載の自己発
熱型メタル担体。
【請求項２４】エンジンの排気経路中に設けられ、長
軸形状をなす電気的導通可能な中心電極と、該中心電極を中心として、金属箔よりなる平板と金属箔
よりなる波板とを交互に積層または巻回された、通電に
よって積極的に発熱する第１発熱部を有する第１の担体
と、該第１の担体の排気経路下流側において、前記中心電極
を中心として、金属箔よりなる平板と金属箔よりなる波
板とを交互に積層または巻回された、前記第１発熱部と
電気的に直列に設けられ通電によって積極的に発熱する
第２発熱部を有する第２の担体と、前記第１の担体の最外周に電気的導通可能に設けられた
第１電極端子と、前記第２の担体の最外周に電気的導通可能に設けられた
第２電極端子とからなり、前記第１電極端子と前記第２電極端子との間に電流を流
すことによって、前記第１発熱部と前記第２発熱部を発
熱することを特徴とする自己発熱型メタル担体。
【請求項２５】前記平板および前記波板にスリットを
形成することによって、前記第１発熱部および前記第２
発熱部が設けられることを特徴とする請求項２４記載の
自己発熱型メタル担体。
【請求項２６】前記第１発熱部は、前記排気経路の排
気ガス流れに対して垂直方向断面において、略中心部近
傍のみに設けられていることを特徴とする請求項２４記
載の自己発熱型メタル担体。
【請求項２７】前記第１発熱部は、前記中心電極近傍
のみに設けられていることを特徴とする請求項２４記載
の自己発熱型メタル担体。
【請求項２８】前記自己発熱型メタル担体は、触媒が
担持されていることを特徴とする請求項２４記載の自己
発熱型メタル担体。
【請求項２９】エンジンの排気経路中に設けられ、長
軸形状をなす電気的導通可能な中心電極と、該中心電極を中心として、金属箔よりなる平板と金属箔
よりなる波板とを交互に積層または巻回された、通電に
よって積極的に発熱する第１発熱部を有する第１の担体
と、該第１の担体の最外周において、金属箔よりなる平板と
金属箔よりなる波板とを交互に積層または巻回され、前
記第１の発熱部と電気的に直列に設けられる通電によっ
て積極的に発熱する第２発熱部を有する第２の担体と、該第２の担体の最外周に設けられ、電気的に導通可能な
電極端子と、からなることを特徴とする自己発熱型メタル担体。
【請求項３０】前記第１発熱部は前記第２発熱部より
も総抵抗値が大であることを特徴とする請求項２９記載
の自己発熱型メタル担体。
【請求項３１】前記平板および前記波板にスリットを
形成することによって、前記第１発熱部および前記第２
発熱部とすることを特徴とする請求項２９記載の自己発
熱型メタル担体。
【請求項３２】前記平板および前記波板には、触媒が
担持されていることを特徴とする請求項２９記載の自己
発熱型メタル担体。