JPH081011A - Self-heating type catalyst convertor - Google Patents

Self-heating type catalyst convertor

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JPH081011A
JPH081011A JP6135832A JP13583294A JPH081011A JP H081011 A JPH081011 A JP H081011A JP 6135832 A JP6135832 A JP 6135832A JP 13583294 A JP13583294 A JP 13583294A JP H081011 A JPH081011 A JP H081011A
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self
catalytic converter
honeycomb carrier
heating
converter according
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千太 東條
Kanehito Nakamura
兼仁 中村
Naoki Nagata
直樹 永田
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Abstract

PURPOSE:To obtain both of high resistance and low heat capacity of a honeycomb carrier, to activate the catalyst with small electric power in a short time, and to improve its durability. CONSTITUTION:This catalyst convertor is a self-heating type one to be disposed in the route of exhaust gas from an engine. The honeycomb carrier which carries the catalyst material consists of flat plates and wavy plates of metal foils. Slits 2a, 3a as a mesh-like aperture are formed in at least a part of these plates. The honeycomb body is provided with electrodes 12 (12a, 12c), 22 (22a, 22c) which enable application of an electric current on the slit part in the axial direction of the honeycomb body. These electrodes are joined with rings 8, 9 attached around the honeycomb body. A part of the electrode is formed as a rod electrode 12a which projects outside through an engaging hole of an outer cylinder 13 and fixed to the outer cylinder 13 with insulating members 14a, 14b and gasket members 15a, 15b.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用の排気浄化装
置としての触媒コンバータに係り、特に触媒作用を行な
う物質の活性化を促進するために、触媒担体自体が発熱
するようにした自己発熱型触媒コンバータに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalytic converter as an exhaust gas purifying device for automobiles, and more particularly to self-heating the catalyst carrier itself to generate heat in order to accelerate activation of a substance that performs a catalytic action. Type catalytic converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば自動車用エンジンの排気経
路内に触媒コンバータを介在させて、排ガス中に含まれ
ているCO,HCおよびNOx等の有害成分を無害な気
体あるいは水に変換することが行われている。しかしな
がら、単に触媒コンバータのみを用いた場合、エンジン
の始動初期の排ガスの温度が低い状態では、触媒物質が
活性化されないために排気ガスが浄化されにくいという
問題がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a catalytic converter is interposed in an exhaust path of an automobile engine to convert harmful components such as CO, HC and NOx contained in exhaust gas into harmless gas or water. Has been done. However, when only the catalytic converter is used, there is a problem that the exhaust gas is hard to be purified because the catalytic substance is not activated when the temperature of the exhaust gas is low at the initial stage of engine startup.

【0003】このため特開平2−223622号公報お
よび特開平5−277379号公報では、触媒が担持さ
れている触媒コンバータのハニカム担体に、別体として
自己発熱型ハニカムフィルタに触媒を担持させた自己発
熱型ハニカム担体からなる触媒コンバータを設けること
によって、この自己発熱型ハニカム担体に通電加熱して
触媒物質の活性化を図ることが提案されている。
Therefore, in JP-A-2-223622 and JP-A-5-277379, a self-heating honeycomb filter is separately supported on a honeycomb carrier of a catalytic converter on which the catalyst is carried, and a self-heating honeycomb filter is supported on the honeycomb carrier. It has been proposed to provide a catalytic converter composed of a heat-generating honeycomb carrier to electrically heat the self-heat-generating honeycomb carrier to activate the catalyst substance.

【0004】これらの自己発熱型ハニカム担体は、波形
の凹凸が連続的に折曲形成されて帯状をなす金属製の波
板と、平坦な帯状をなす金属製の平板とを交互に重ね合
わせて、巻回もしくは積層して形成されたものである。
In these self-heating type honeycomb carriers, corrugated metal plates in the form of strips formed by continuously bending corrugations and flat metal plates in the form of flat strips are alternately stacked. It is formed by winding or laminating.

【0005】そして、これら触媒コンバータを加熱する
場合には、中心と外周面に電極を設けて中心部から外側
面に向かって電流を流すか、もしくは対向する外周面に
各1個合計2個の電極を設けて、ハニカム担体の径方向
断面を横断して電流を流して発熱させる自己発熱型ハニ
カム担体が提案されている。
When heating these catalytic converters, an electrode is provided at the center and the outer peripheral surface to allow a current to flow from the central portion toward the outer surface, or one on each of the opposing outer peripheral surfaces, a total of two. A self-heating type honeycomb carrier has been proposed in which an electrode is provided and an electric current is passed across a radial cross section of the honeycomb carrier to generate heat.

【0006】さらに、これら金属製のハニカム担体とハ
ニカム担体を支持する外周リング間の接合において、特
開平5−253493号公報では、ハニカム担体−リン
グ間の接合部と同一の径方向断面上の外層部に、ハニカ
ム担体自体の接合部を設ける方法が提案されている。
Further, in joining between these honeycomb carriers made of metal and the outer peripheral ring supporting the honeycomb carriers, in JP-A-5-253493, the outer layer on the same radial cross section as the joining portion between the honeycomb carrier and the ring is disclosed. There has been proposed a method of providing a bonded portion of the honeycomb carrier itself in the portion.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような自
己発熱型のハニカム担体では、担体そのものに通電して
発熱、昇温させるために、波板と平板に所定の抵抗値を
持たせる必要があり、従来技術のように中心電極から外
側面に向かって電流を流す自己発熱型ハニカム担体の場
合には、帯状の波板材料と平板材料の長さを十分に長く
取って抵抗値を確保する必要がある。
However, in such a self-heating type honeycomb carrier, it is necessary to give a predetermined resistance value to the corrugated plate and the flat plate in order to generate heat by heating the carrier itself by heating. In the case of a self-heating type honeycomb carrier in which a current is passed from the center electrode toward the outer surface as in the prior art, the length of the strip-shaped corrugated sheet material and the flat sheet material is made sufficiently long to secure the resistance value. There is a need.

【0008】従来のハニカム担体では、上記のような理
由から金属箔の長さを非常に長くとる必要があるため、
ハニカム担体自身の熱容量が増大する結果、通電時の昇
温速度が極めて遅くなり、大電流を投入しなければ迅速
に昇温しないので、エンジンの始動直後から触媒を十分
に活性化して高い浄化性能を得ることが難しい。
In the conventional honeycomb carrier, it is necessary to make the length of the metal foil very long for the above-mentioned reason.
As a result of the increase in the heat capacity of the honeycomb carrier itself, the rate of temperature rise during energization becomes extremely slow, and the temperature does not rise rapidly unless a large current is applied.Therefore, the catalyst is sufficiently activated immediately after the engine is started and high purification performance is achieved. Hard to get.

【0009】また、触媒コンバータがエンジンの振動に
対して十分な強度を得るためには、ハニカム担体の波板
材と平板材との接触部分が溶接等の方法によって機械的
に接合されていることが望ましいが、電気的絶縁を保っ
て接合することは非常に困難である。特に中心電極から
外側面に向かって電流を流す場合、端面を溶接によって
接合してしまうと必要な抵抗値が全く得られない。この
理由から、ハニカム担体の端面を単純に溶接することは
できないので、十分な強度を保持しながら電気的には絶
縁を保ことが非常に困難である。
Further, in order for the catalytic converter to have sufficient strength against engine vibration, the contact portions between the corrugated plate material and the flat plate material of the honeycomb carrier must be mechanically joined by a method such as welding. Although desirable, it is very difficult to join while maintaining electrical insulation. In particular, when a current is passed from the center electrode toward the outer surface, if the end surfaces are joined by welding, the required resistance value cannot be obtained at all. For this reason, since it is not possible to simply weld the end faces of the honeycomb carrier, it is extremely difficult to electrically maintain insulation while maintaining sufficient strength.

【0010】また、従来の触媒コンバータでは、自己発
熱型ハニカム担体に通電して昇温させた際に、波板およ
び平板を構成する金属箔によって発生した熱は、熱伝導
によってハニカム担体内全体に拡がってしまうため、触
媒を活性化温度まで昇温させるのに非常に長い時間を要
するという問題があった。さらに、こうした加熱と冷却
の冷熱サイクルを繰り返すうちに、熱応力と振動によっ
てハニカム担体が破損するという問題があった。
Further, in the conventional catalytic converter, the heat generated by the metal foil forming the corrugated plate and the flat plate when the self-heating honeycomb carrier is heated to increase the temperature inside the honeycomb carrier by heat conduction. Since it spreads, there is a problem that it takes a very long time to raise the temperature of the catalyst to the activation temperature. Further, there is a problem that the honeycomb carrier is damaged due to thermal stress and vibration during repeated heating and cooling cold and heat cycles.

【0011】以上述べたように、ハニカム担体の抵抗値
の確保と、熱容量の低減および耐久性の向上という条件
を全て満足させることは非常に困難であった。本発明
は、このような従来技術の問題点に鑑み、ハニカム担体
の高抵抗化と低熱容量化を両立させるとともに、熱伝導
を低減し、耐久性を向上させ、しかも僅かな電力によっ
て迅速に十分な温度までハニカム担体を昇温させること
のできる自己発熱型触媒コンバータを得ることを目的と
している。
As described above, it is extremely difficult to satisfy all the conditions of securing the resistance value of the honeycomb carrier and reducing the heat capacity and improving the durability. In view of such problems of the conventional technology, the present invention makes both high resistance and low heat capacity of the honeycomb carrier compatible with each other, reduces heat conduction, improves durability, and quickly and sufficiently with a small amount of electric power. It is an object of the present invention to obtain a self-heating type catalytic converter capable of raising the temperature of a honeycomb carrier to any temperature.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、エンジンの排気経路中に配置される自己
発熱型金属製触媒コンバータにおいて、触媒物質を担持
しているハニカム担体が金属製の平板と波板とから構成
されており、前記平板および/または波板の少なくとも
一部には開口としてのスリット部が形成されていて、そ
れらの平板と波板を交互に積層および/または巻回して
形成された層間の一部が接合されており、前記平板およ
び/または波板のスリット部に対してハニカム担体の軸
方向に電流を流すことを可能とする電流流入・流出部が
設けられ、前記電流流入・流出部はハニカム担体のまわ
りに接合されたリングに接合されるとともに外筒の取付
穴を貫通して外部へ突出する棒状電極を有し、前記棒状
電極は前記外筒に対して絶縁部材とガスケット部材を介
して固定されていることを特徴とする自己発熱型触媒コ
ンバータを提供するものである。
In order to achieve this object, the present invention is directed to a self-heating metal catalytic converter arranged in an exhaust path of an engine, wherein a honeycomb carrier carrying a catalytic substance is made of metal. Of the flat plate and the corrugated plate, at least a part of the flat plate and / or the corrugated plate is provided with a slit as an opening, and the flat plate and the corrugated plate are alternately laminated and / or wound. A part of the layers formed by turning is joined, and a current inflow / outflow portion is provided to allow a current to flow in the axial direction of the honeycomb carrier with respect to the slit portion of the flat plate and / or the corrugated plate. The current inflow / outflow portion has a rod-shaped electrode that is joined to a ring that is joined around the honeycomb carrier and that protrudes to the outside through the mounting hole of the outer cylinder, and the rod-shaped electrode is opposed to the outer cylinder. It is intended to provide a self-heating type catalytic converter, characterized in that fixed through the insulating member and the gasket member Te.

【0013】[0013]

【作用】本発明によれば、ハニカム担体を構成する平板
または波板にスリット部を設けたことにより、従来のも
のに比較して高い電気抵抗を有する平板または波板を得
ることができる。従って、従来のように、平板や波板に
長い材料を必要としないため、ハニカム担体の熱容量が
極めて小さくなり,低電力でも短時間内に触媒の活性化
温度まで昇温させることが可能になる。
According to the present invention, since the flat plate or the corrugated plate forming the honeycomb carrier is provided with the slit portion, it is possible to obtain the flat plate or the corrugated plate having a higher electric resistance than the conventional one. Therefore, unlike the conventional case, a long material is not required for the flat plate or the corrugated plate, so that the heat capacity of the honeycomb carrier becomes extremely small, and it is possible to raise the temperature up to the activation temperature of the catalyst within a short time even with low power. .

【0014】また、平板または波板に設けたスリット部
によって軸方向の熱伝導を極めて少なくすることができ
るので、昇温時の熱を触媒コンバータ内に蓄積させて、
昇温速度を迅速にさせることができる。そのため、投入
電力はこの蓄熱効果によっても少なくてすむ。
Further, since the heat conduction in the axial direction can be extremely reduced by the slit portion provided on the flat plate or the corrugated plate, the heat at the time of temperature rise is accumulated in the catalytic converter,
The temperature rising rate can be increased. Therefore, the input power can be small due to this heat storage effect.

【0015】さらに、ハニカム担体内部の接合部と、リ
ング−ハニカム担体間の接合部、および各電極とリング
−ハニカム担体間の接合部、あるいはハニカム担体内部
の接合部を、ハニカム担体の同一の径方向断面内に設け
るのを避けて、中心軸の方向にそれらを相互にずらすこ
とにより、電極とリングの熱が直接ハニカム担体の接合
部に流れ込むのを防止し、ハニカム担体の接合部と同一
の径方向断面内の温度勾配を小さくすることができる。
そのため、ハニカム担体に発生する熱応力が非常に小さ
くなる。
Further, the joint portion inside the honeycomb carrier, the joint portion between the ring and the honeycomb carrier, and the joint portion between each electrode and the ring and the honeycomb carrier, or the joint portion inside the honeycomb carrier have the same diameter of the honeycomb carrier. By avoiding providing in the direction cross section, and by displacing them in the direction of the central axis, it is possible to prevent the heat of the electrode and the ring from directly flowing into the joint portion of the honeycomb carrier, and the same as the joint portion of the honeycomb carrier. The temperature gradient in the radial cross section can be reduced.
Therefore, the thermal stress generated in the honeycomb carrier is extremely small.

【0016】また、ハニカム担体を支持する電極の数を
3本以上とすることにより、径方向の振動を抑制するこ
とができる。さらにハニカム担体を収める外筒を+およ
び/または−の電極の数と同数に分割することにより、
外筒部材を電極の軸方向から容易に挿入することが可能
になり、組み付け時にハニカム担体に無理な応力が作用
するのを防止することができる。
Further, when the number of electrodes supporting the honeycomb carrier is three or more, radial vibration can be suppressed. Further, by dividing the outer cylinder containing the honeycomb carrier into the same number as the number of + and / or-electrodes,
The outer cylinder member can be easily inserted from the axial direction of the electrode, and it is possible to prevent unreasonable stress from acting on the honeycomb carrier during assembly.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明を実施することによって、非常に
耐久性に優れ、僅かな電力によって短時間内に昇温して
触媒を活性化させ、高い浄化性能を得ることができる自
己発熱型の触媒コンバータを提供することかできる。
By carrying out the present invention, a self-heating type that is extremely durable and can activate the catalyst by raising the temperature in a short time with a small amount of electric power to obtain high purification performance. It is possible to provide a catalytic converter.

【0018】[0018]

【実施例】以下本発明の第1実施例を詳細に説明する。
図1は自己発熱型ハニカムフィルタに触媒を担持させた
自己発熱型ハニカム担体の斜視図である。第1実施例の
自己発熱型ハニカム担体1は、電流流入部である下流側
端部1aと、電流流出部である上流側端部1bを除いた
部分にスリットが形成された平板2と波板3とを重ね合
わせて渦巻き状に巻き上げたものである。また、この自
己発熱型ハニカム担体1には、上流側端部1bと下流側
端部1aとの間に通電可能なように、下流側端部1aに
は電源4とスイッチ5が接続されるとともに、上流側端
部1bがアースされている。
The first embodiment of the present invention will be described in detail below.
FIG. 1 is a perspective view of a self-heating honeycomb carrier in which a catalyst is supported on a self-heating honeycomb filter. The self-heating type honeycomb carrier 1 of the first embodiment has a flat plate 2 and a corrugated plate in which slits are formed in a portion excluding a downstream end 1a which is a current inflow portion and an upstream end 1b which is a current outflow portion. 3 and 3 are overlapped and rolled up in a spiral shape. A power source 4 and a switch 5 are connected to the downstream end 1a of the self-heating honeycomb carrier 1 so that electricity can be conducted between the upstream end 1b and the downstream end 1a. The upstream end 1b is grounded.

【0019】図2は、第1実施例のハニカム担体1に使
用される平板2に形成された平板スリット部2aの形状
を詳細に示す展開図である。第1実施例の平板スリット
部2aは、渦巻方向の長さをbとし、軸方向の長さをd
とする略矩形をなす複数個の開口部6が、渦巻方向ピッ
チ(b+c)の半分(b+c)/2だけ渦巻方向にずら
した位置関係に形成されているもので、幅fの上流側端
部1bと幅hの下流側端部1aとの間の幅gの部分に設
けられる。なお、この平板2の材質は、Crが18〜2
4wt%,Alが4.5〜5.5wt%,希土類金属
(REM)が0.01〜0.2wt%で、残部がFeか
らなるFe−Cr−Al組成よりなり、その板厚は、t
=0.03〜0.05の帯状をなしている。
FIG. 2 is a development view showing in detail the shape of the flat plate slit portion 2a formed on the flat plate 2 used in the honeycomb carrier 1 of the first embodiment. In the flat plate slit portion 2a of the first embodiment, the length in the spiral direction is b, and the length in the axial direction is d.
Is formed in a positional relationship that is shifted in the spiral direction by half (b + c) / 2 of the spiral direction pitch (b + c). It is provided at a portion of width g between 1b and the downstream end 1a of width h. In addition, as for the material of the flat plate 2, Cr is 18 to 2
4% by weight, 4.5 to 5.5% by weight of Al, 0.01 to 0.2% by weight of rare earth metal (REM), the balance being Fe-Cr-Al composition consisting of Fe, and its plate thickness is t
= 0.03 to 0.05.

【0020】また、波板3もまた、この平板2に形成さ
れた平板スリット部2aと同一形状の波板スリット部3
aが形成され、さらに連続的に凹凸が形成されている。
おのように平板スリット部2aまたは波板スリット部3
aが多数の開口を有することことから、その部分がメッ
シュ状に見える。
Further, the corrugated plate 3 also has a corrugated plate slit portion 3 having the same shape as the flat plate slit portion 2a formed on the flat plate 2.
a is formed, and unevenness is continuously formed.
Flat slit part 2a or corrugated plate slit part 3
Since a has many openings, that part looks like a mesh.

【0021】次に、実施例の自己発熱型コンバータの製
造方法を図3を用いて説明する。第1実施例のハニカム
担体1は、先ず、図3に示すように、平板2に形成され
た平板スリット部2aに対して、波板3の波板スリット
部3aが相対向するように重ね合わせられて、その端部
を一対の半円柱状の巻き取り治具7a、7bによって挟
みこまれる。そして、この巻き取り治具7a、7bを中
心にして所定寸法まで巻回し、所定寸法に達したところ
で巻き取り治具7aおよび7bを取外す。その後、さら
に所定寸法まで巻回された後、平板2と波板3との両端
面における接触部分をレーザ溶接によって電気的に短絡
するよう溶接接合して、平板2と波板3とを接合させ
る。
Next, a method of manufacturing the self-heating converter of the embodiment will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 3, the honeycomb carrier 1 of the first embodiment is superposed so that the corrugated plate slit portions 3a of the corrugated plate 3 face the flat plate slit portions 2a formed on the flat plate 2. Then, the end portion is sandwiched by a pair of semi-cylindrical winding jigs 7a and 7b. Then, the winding jigs 7a and 7b are wound to a predetermined size, and when the predetermined size is reached, the winding jigs 7a and 7b are removed. After that, after being further wound to a predetermined size, the flat plate 2 and the corrugated plate 3 are welded and joined by laser welding so that the contact portions on both end faces of the flat plate 2 and the corrugated plate 3 are electrically short-circuited. .

【0022】そしてこの構造体を800℃〜1200℃
で1〜10時間加熱して、金属表面にAlの酸化物を堆
積させ、平板2と波板3の接触部分の全面をAlの酸化
物によって接合させる。そしてこの構造物をγ−Al2
3 を含有するスラリー中に含浸し、焼成するというウ
ォッシュコート工程を行う。その後、触媒金属、例えば
Pt,Phを溶解した水溶液中に含浸して再度焼結す
る。その結果、γ−Al 2 3 と触媒物質とが付着し自
己発熱型ハニカム担体1を得ることができる。このよう
にして製造されたハニカム担体1はケーシングに収容さ
れ、このケーシングによって自動車の排気経路中に装着
される。
Then, this structure is set at 800 ° C. to 1200 ° C.
Heat for 1 to 10 hours to deposit Al oxide on the metal surface.
Then, the entire surface of the contact portion between the flat plate 2 and the corrugated plate 3 is oxidized with Al.
Joined by objects. And this structure is γ-Al2
O3It is impregnated into a slurry containing
Perform the washcoat process. Then a catalytic metal, for example
Impregnate into an aqueous solution of Pt and Ph and sinter again
You. As a result, γ-Al 2O3And the catalytic substance adhere to
The self-heating type honeycomb carrier 1 can be obtained. like this
The honeycomb carrier 1 manufactured as described above is housed in a casing.
Mounted in the exhaust path of the car by this casing
Is done.

【0023】第1実施例について更に具体的に述べる
と、自己発熱型ハニカム担体1は、直径66mm,長さ
67mmの寸法を有する。また、平板2の平板スリット
部2aと波板3の波板スリット部3aは略同一の形状で
あって、図2に示す各部分の寸法を、f=11mm,h
=27.65mm,g=28.35mm,e=0.35
mm,b=45mm,c=5mmとしている。
To describe the first embodiment in more detail, the self-heating honeycomb carrier 1 has dimensions of 66 mm in diameter and 67 mm in length. Further, the flat plate slit portion 2a of the flat plate 2 and the corrugated plate slit portion 3a of the corrugated plate 3 have substantially the same shape, and the size of each portion shown in FIG. 2 is f = 11 mm, h
= 27.65 mm, g = 28.35 mm, e = 0.35
mm, b = 45 mm, and c = 5 mm.

【0024】このようにして、上述の寸法のスリット形
状を有するFe−Cr−Al−REM製で板厚0.05
mmの平板2と、この平板2を波の高さ1.45mm,
波のピッチ4.75mmの波板材に加工した波板3とを
得る。そして、この平板2と波板3とを2枚重ね合わせ
て円形に巻回する。この自己発熱型ハニカム担体1をケ
ーシングに収容して排気経路中に取り付けた構成を図4
に示す。
In this way, a plate thickness of 0.05 made of Fe-Cr-Al-REM having the slit shape with the above-mentioned dimensions is obtained.
mm flat plate 2 and this flat plate 2 having a wave height of 1.45 mm,
A corrugated sheet 3 processed into a corrugated sheet material having a wave pitch of 4.75 mm is obtained. Then, the flat plate 2 and the corrugated plate 3 are superposed on each other and wound in a circular shape. FIG. 4 shows a configuration in which this self-heating honeycomb carrier 1 is housed in a casing and attached in the exhaust path.
Shown in

【0025】図4に示すように、上流側端部1bおよび
下流側端部1a部分にはステンレス鋼製の上流側リング
8および下流側リング9がそれぞれレーザ溶接によって
接合される。そして、上流側リング8には、排気マニホ
ルド10に取り付けるためのフランジ11が溶接によっ
て接合されている。また、下流側リング9には、図4の
断面A−Aを示す図5から明らかなようにステンレス鋼
製の支持棒12(12a,12b,12c)が取り付け
られている。
As shown in FIG. 4, an upstream ring 8 and a downstream ring 9 made of stainless steel are joined to the upstream end 1b and the downstream end 1a by laser welding. A flange 11 for attaching to the exhaust manifold 10 is joined to the upstream ring 8 by welding. Further, as is apparent from FIG. 5 showing the cross section AA of FIG. 4, stainless steel support rods 12 (12a, 12b, 12c) are attached to the downstream ring 9.

【0026】この支持棒12は、外筒13との間の電気
的絶縁を保つためのセラミック製のガスケット14aお
よび14と、銅製のガスケット15aおよび15b、支
持棒12にネジ締めされるナット16とを用いて気密的
に固定されている。この自己発熱型ハニカム担体1のす
ぐ下流側には、断面がオーバル形状のケース17内にワ
イヤーネット18によって支持される容量1300cc
のセラミック製主モノリス触媒19を保持させてある。
The support rod 12 includes ceramic gaskets 14a and 14 for maintaining electrical insulation from the outer cylinder 13, gaskets 15a and 15b made of copper, and a nut 16 screwed to the support rod 12. It is fixed airtightly using. Immediately downstream of the self-heating honeycomb carrier 1, a capacity 1300 cc supported by a wire net 18 in a case 17 having an oval cross section.
The main monolith catalyst 19 made of ceramic is held.

【0027】第1実施例においては、図2に示したよう
なスリット形状を設けた場合、スリットを形成すること
によって残された箔部分b×eの一本が約1.7Ω程度
の抵抗値となり、全体として図6に示す等価回路のよう
になる。即ち、図6の各抵抗体がそれぞれ1.7Ω程度
で全体としては0.3Ω程度の高抵抗体を成立させるこ
とができる。
In the first embodiment, when the slit shape as shown in FIG. 2 is provided, one foil portion b × e left by forming the slit has a resistance value of about 1.7Ω. Thus, the whole equivalent circuit is as shown in FIG. That is, each of the resistors in FIG. 6 has a resistance of about 1.7Ω, and a high resistance of about 0.3Ω can be realized as a whole.

【0028】以上のような構成の自己発熱型ハニカム担
体1に、エンジン始動後直ちに10〜12Vで約30〜
40Aの電力を供給した時、約8sec(エンジンはア
イドリング状態)で自己発熱型ハニカム担体1は400
℃〜500℃まで加熱され、それによって触媒物質が活
性化してエンジンから排出される排ガスを浄化すること
ができる。
In the self-heating type honeycomb carrier 1 having the above-described structure, about 30 to 12 V is applied immediately after the engine is started.
When the electric power of 40 A was supplied, the self-heating honeycomb carrier 1 was 400 times in about 8 seconds (the engine was idling).
C. to 500.degree. C. are heated, which activates the catalytic material and purifies the exhaust gas emitted from the engine.

【0029】このように第1実施例の自己発熱型ハニカ
ム担体1では、平板2および波板3にスリットを設ける
ことによって、上流側端部1bと下流側端部1aとの間
に容易に高抵抗体を構成でき、従来のように抵抗値確保
のために金属箔を長く取る必要がないため、極めて低熱
容量のハニカム担体を実現することができる。従って低
電力によって短時間に昇温させることができ、触媒物質
を迅速に活性化することができる。
As described above, in the self-heating type honeycomb carrier 1 of the first embodiment, the slits are provided in the flat plate 2 and the corrugated plate 3 so that the height can be easily increased between the upstream end 1b and the downstream end 1a. Since a resistor can be formed and it is not necessary to take a long metal foil to secure a resistance value as in the conventional case, a honeycomb carrier having an extremely low heat capacity can be realized. Therefore, it is possible to raise the temperature in a short time with a low electric power, and the catalyst substance can be rapidly activated.

【0030】さらに、平板2および波板3に形成された
スリットが、自己発熱型ハニカム担体1の軸方向に、ス
リット間隔の位置を交互にスリットの長さの略半分の長
だけずらされているため、従来のスリットのない自己発
熱型ハニカム担体と比較して熱伝導を極めて小さくする
ことができる。
Further, the slits formed on the flat plate 2 and the corrugated plate 3 are displaced in the axial direction of the self-heating honeycomb carrier 1 by alternating the positions of the slit intervals by approximately half the length of the slits. Therefore, the heat conduction can be made extremely small as compared with the conventional self-heating type honeycomb carrier having no slit.

【0031】例えば、図2の場合に用いたスリット寸法
では、その比は約2.6×10-4倍となり、通電して昇
温させた時の熱は自己発熱型ハニカム担体1内に蓄熱さ
れやすくなっている。従って昇温開始後に触媒物質が活
性化温度に到達する箇所が早く発生し、この部分から触
媒反応熱を受けて他の部分が活性化されるため、投入電
力はこれによっても少なくてすむ。
For example, in the slit size used in the case of FIG. 2, the ratio is about 2.6 × 10 −4 times, and the heat generated when the temperature is increased by energizing is stored in the self-heating honeycomb carrier 1. It is easy to be done. Therefore, a portion where the catalytic substance reaches the activation temperature is generated early after the start of the temperature rise, and the other portion is activated by receiving the heat of the catalytic reaction from this portion, so that the input electric power is also small.

【0032】また、平板2や波板3に形成されるスリッ
トによって軸方向の熱伝導が極めて小さくなるため、通
電して昇温させた時の熱は自己発熱型ハニカム担体1内
に蓄熱されやすくなっている。したがって、昇温開始
後、従来の自己発熱型ハニカム担体に比較して短時間内
に触媒物質の活性化温度に到達する箇所が発生し、この
部分から始まった触媒反応熱を受けて全体が素早く昇温
して活性化されることになる。つまり、投入電力はこの
蓄熱効果によっても少なくてすむ。
Further, since the heat conduction in the axial direction becomes extremely small due to the slits formed in the flat plate 2 and the corrugated plate 3, the heat generated when the current is supplied and heated is easily accumulated in the self-heating honeycomb carrier 1. Has become. Therefore, after the temperature rise is started, there is a place where the activation temperature of the catalytic substance is reached within a short time as compared with the conventional self-heating type honeycomb carrier, and the whole of the catalyst quickly receives the heat of the catalytic reaction started from this part. It will be activated by raising the temperature. In other words, the input power can be small due to this heat storage effect.

【0033】さらに、波板3と平板2の接触部分を完全
に溶接させることができるので、熱負荷やエンジンの振
動に対して極めて強く、優れた耐久性を有する自己発熱
型ハニカム担体を実現することができる。また、本発明
の他の実施例として、自己発熱型ハニカム担体は、第1
実施例のように巻き上げないで、図7に示すように、平
板2と波板3とを概ね平坦な状態で交互に積層すること
によって形成したコンバータ21としてもよい。
Furthermore, since the contact portion between the corrugated plate 3 and the flat plate 2 can be completely welded, a self-heating type honeycomb carrier which is extremely strong against heat load and engine vibration and has excellent durability is realized. be able to. In addition, as another embodiment of the present invention, a self-heating honeycomb carrier is
Instead of winding up as in the embodiment, as shown in FIG. 7, the converter 21 may be formed by alternately stacking the flat plate 2 and the corrugated plate 3 in a substantially flat state.

【0034】また、図4および図5に示した例では、自
己発熱型ハニカム担体は、排気ガス温を受けて早期に昇
温することができるように、排気マニホルドに極めて近
接して取り付けられるが、このような場所は自動車走行
中の高温の排気ガスやエンジン振動にさらされるため
に、非常に厳しい環境下であるともいえる。しかしなが
らこの自己発熱型ハニカム担体1の波板と平板とは機械
的に溶接接合されている上に、酸化熱処理工程によって
全面に渡って平板と波板とがAlの酸化物によって接合
されているので、熱負荷やエンジンの振動に対して極め
て強く、耐久性に問題を生じることはない。
In the examples shown in FIGS. 4 and 5, the self-heating honeycomb carrier is mounted very close to the exhaust manifold so that the temperature of the self-heating honeycomb carrier can be raised early by receiving the exhaust gas temperature. It can be said that such a place is in a very severe environment because it is exposed to high temperature exhaust gas and engine vibration while the vehicle is running. However, since the corrugated plate and the flat plate of the self-heating honeycomb carrier 1 are mechanically welded and joined to each other, and the flat plate and the corrugated plate are joined to each other by the oxide of Al by the oxidation heat treatment step. , It is extremely strong against heat load and engine vibration and does not cause any problem in durability.

【0035】なお、第1実施例においては、自己発熱型
のハニカムフィルタに触媒を担持させて自己発熱型のハ
ニカム担体を構成するだけでなく、担体を構成する平板
および波板にスリットを形成した点に特徴がある。しか
しながら、自己発熱型ハニカムフィルタを構成する平板
および波板の、触媒を担持させない部分にスリットを設
けた場合にも、十分な発熱を得ることのできる小型の自
己発熱型触媒コンバータを構成することができる。
In the first embodiment, not only the self-heating type honeycomb filter is made to support the catalyst to form the self-heating type honeycomb carrier, but also the flat plate and corrugated plate forming the carrier are provided with slits. The point is characteristic. However, it is possible to configure a small self-heating type catalytic converter that can obtain sufficient heat generation even when slits are provided in the flat plate and the corrugated plate that constitute the self-heating type honeycomb filter where the catalyst is not supported. it can.

【0036】次に、ハニカム担体における平板と波板と
の接合領域、およびハニカム担体と外周リングとの接合
領域について、詳細に説明する。第1実施例のハニカム
担体とそれに付随する部分の断面図を図8に示す。図8
は、ハニカム担体1の内部において、ろう付,レーザ溶
接,放電溶接等の手法を用いて選択的に接合される第1
領域23、第2領域24、第3領域25、第4領域26
を、それぞれ太い斜線の領域として示しており、また、
ハニカム担体−リング間において、ろう付、レーザ溶
接、放電溶接等の手法を用いて選択的に接合される第1
領域31および第2領域32を、それぞれ細い斜線の領
域として示している。
Next, the bonding area between the flat plate and the corrugated plate and the bonding area between the honeycomb carrier and the outer peripheral ring in the honeycomb carrier will be described in detail. FIG. 8 shows a cross-sectional view of the honeycomb carrier of the first embodiment and the portion accompanying it. FIG.
Is a first member that is selectively bonded inside the honeycomb carrier 1 by using a method such as brazing, laser welding, or discharge welding.
Area 23, second area 24, third area 25, fourth area 26
Are shown as thick shaded areas, and
First bonding between the honeycomb carrier and the ring selectively by using a technique such as brazing, laser welding, or discharge welding
The area 31 and the second area 32 are shown as areas with thin diagonal lines.

【0037】図8に示されるように、ハニカム担体の接
合部23〜26と、リング−ハニカム担体間の接合部3
1および32は、ハニカム担体の同一径方向断面にな
く、中心軸方向に上流側端部1bではmbだけ、下流側
端部1aではmaだけずらされている。具体的にいう
と、第1実施例においてはmb=2mm、ma=15m
mとなっている。このため、リングの熱が直接ハニカム
担体の接合部23〜26に流れ込まず、間隔mb、ma
だけ迂回しなければならない。そのため、ハニカム担体
の接合部と同一径方向断面のハニカム担体の内部の温度
勾配は小さく、ハニカム担体に発生する熱応力も非常に
小さくすることができる。しかも、これらの溶接間隔m
b、maを30mm以下に抑えることにより、ハニカム
担体接合部23〜26に作用する軸方向の熱応力をも抑
制できる。
As shown in FIG. 8, the joint portions 23 to 26 of the honeycomb carrier and the joint portion 3 between the ring and the honeycomb carrier 3 are joined together.
Nos. 1 and 32 are not in the same radial cross section of the honeycomb carrier, and are shifted by mb at the upstream end 1b and by ma at the downstream end 1a in the central axis direction. Specifically, in the first embodiment, mb = 2 mm, ma = 15 m
It has become m. Therefore, the heat of the ring does not directly flow into the joint portions 23 to 26 of the honeycomb carrier, and the distances mb, ma
You just have to detour. Therefore, the temperature gradient inside the honeycomb carrier having the same radial cross section as the joined portion of the honeycomb carrier is small, and the thermal stress generated in the honeycomb carrier can be made extremely small. Moreover, these welding intervals m
By suppressing b and ma to be 30 mm or less, it is possible to suppress the thermal stress in the axial direction that acts on the honeycomb carrier joints 23 to 26.

【0038】さらに、各ハニカム担体接合部23〜26
は、図9に示されるハニカム担体の同一径方向断面にお
ける平板と波板の当接部33のうちの50%以上に設け
られている。そのため、ハニカム担体内部のセルの径方
向の変形が拘束されて径方向のヤング率が大きくなり、
ハニカム担体の径方向の振動に対して強い構造となって
いる。
Further, the honeycomb carrier joints 23 to 26 are formed.
Are provided on 50% or more of the contact portions 33 of the flat plate and the corrugated plate in the same radial cross section of the honeycomb carrier shown in FIG. Therefore, the radial deformation of the cells inside the honeycomb carrier is restricted, and the Young's modulus in the radial direction increases,
It has a strong structure against the radial vibration of the honeycomb carrier.

【0039】さらに、メッシュ状のスリット部2a,3
aの両端k1およびk2から1mm以上10mm以内の
範囲に、ハニカム担体の接合部が少なくとも1箇所以上
設けられている。そのため、メッシュ状の部分の両端に
おけるハニカム担体の振動が抑制され、ハニカム担体の
構成が変化するメッシュ状のスリット部2a,3aと上
流側端部1bおよび下流側端部1aとの境界に、大きな
応力が働くのを防止している。
Further, the mesh-shaped slit portions 2a, 3
At least one bonded portion of the honeycomb carrier is provided in a range of 1 mm or more and 10 mm or less from both ends k1 and k2 of a. Therefore, vibration of the honeycomb carrier at both ends of the mesh-shaped portion is suppressed, and a large gap is formed at the boundary between the mesh-shaped slit portions 2a and 3a and the upstream end 1b and the downstream end 1a in which the configuration of the honeycomb carrier changes. Prevents stress.

【0040】さらに、ハニカム担体の同一径方向断面に
設けた接合部は、中心軸方向の異なる2箇所以上に設け
られている。第1実施例においては、上流側端部1b、
下流側端部1aに各2箇所設けられており、各接合部の
間隔は上流側端部1bにおいてnb=6mm、下流側端
部1aにおいてna=3mmとなっている。そのため、
ハニカム担体内部のセルの軸方向の変形が拘束されて軸
方向ヤング率が大きくなり、ハニカム担体の軸方向の振
動に対しても強い構造となっている。
Further, the joint portions provided in the same radial cross section of the honeycomb carrier are provided at two or more locations different in the central axis direction. In the first embodiment, the upstream end 1b,
The downstream end 1a is provided at two places each, and the intervals between the joints are nb = 6 mm at the upstream end 1b and na = 3 mm at the downstream end 1a. for that reason,
The axial deformation of the cells inside the honeycomb carrier is restrained to increase the axial Young's modulus, and the structure has a strong structure against the axial vibration of the honeycomb carrier.

【0041】さらに、リング−ハニカム担体間の接合部
31、32は、図10に示す如く、ハニカム担体とリン
グを横切る任意の断面上において、しかも部分的に設け
られている。接合部を任意の或る断面上に設けることに
より、接合工程の自動化を容易にし、接合部を部分的に
設けることによりリング−ハニカム担体間の周方向熱応
力を緩和している。また、接合部を蛇行させないため、
ハニカム担体の平板および波板の接合部と、リング−ハ
ニカム担体間の接合部との位置決めを容易にすることが
でき、さらに接合工程の自動化を容易にすることができ
る。
Further, as shown in FIG. 10, the joint portions 31 and 32 between the ring and the honeycomb carrier are provided partially on an arbitrary cross section that crosses the honeycomb carrier and the ring. By providing the joining portion on an arbitrary certain cross section, automation of the joining process is facilitated, and by partially providing the joining portion, thermal stress in the circumferential direction between the ring and the honeycomb carrier is relaxed. Also, to prevent the joint from meandering,
It is possible to facilitate the positioning of the joint between the flat plate and the corrugated plate of the honeycomb carrier and the joint between the ring and the honeycomb carrier, and also to facilitate the automation of the bonding process.

【0042】さらに、リング−ハニカム担体間の接合部
31、32は、上流側端部1b、下流側端部1aにおい
てそれぞれ中心軸方向の異なる位置に31b1、31b
2、32a1、32a2が、それぞれ同一の径方向断面
上にあるように設けられている。ハニカム担体への通電
時に電流は+電極12(支持棒)、下流側リング9、後
板接合部32、ハニカム担体1、前板接合部31、上流
側リング8、−電極22の順に流れるが、リング−ハニ
カム担体間の接合部を中心軸方向の異なる2箇所に設け
て接合面積を増加させることにより、接合部31、32
に流れる電流を分散させて、接合部のハニカム担体温度
が異常に上昇するのを防止している。また、リングとハ
ニカム担体間の接合面積を増加させることにより、リン
グ−ハニカム担体間に発生する応力も低減する。更に、
各接合部を同一の径方向断面上に設けることにより、接
合作業の自動化を容易にしている。
Further, the joint portions 31 and 32 between the ring and the honeycomb carrier 31b1 and 31b are located at different positions in the central axis direction at the upstream end portion 1b and the downstream end portion 1a, respectively.
2, 32a1 and 32a2 are provided so as to be on the same radial cross section. At the time of energizing the honeycomb carrier, the current flows in the order of the + electrode 12 (support rod), the downstream ring 9, the rear plate joint 32, the honeycomb carrier 1, the front plate joint 31, the upstream ring 8, and the-electrode 22, By providing a joint between the ring and the honeycomb carrier at two different locations in the central axis direction to increase the joint area, the joints 31, 32
The current flowing through the cells is dispersed to prevent the temperature of the honeycomb carrier at the joint from rising abnormally. Further, by increasing the bonding area between the ring and the honeycomb carrier, the stress generated between the ring and the honeycomb carrier is also reduced. Furthermore,
By providing each joint on the same radial cross section, automation of the joining work is facilitated.

【0043】次に、電極の接合領域について、詳細に説
明する。図8に示される如く、電極22、電極(支持
棒)12と、リング−ハニカム担体間の接合部31、3
2は、ハニカム担体の同一径方向断面になく、中心軸方
向に上流側端部1bではpb、下流側端部1aではpa
だけずらされている。第1実施例においては、具体的
に、pb=1mm、pa=6mmとなっている。このた
め、電極の熱が直接ハニカム担体の接合部23〜26に
流れ込むことがなく、間隔pb+mb、pa+maだけ
迂回しなければならない。そのため、ハニカム担体接合
部と同一径方向断面のハニカム担体内温度勾配は小さ
く、ハニカム担体に発生する熱応力も非常に小さくする
ことができる。
Next, the bonding area of the electrodes will be described in detail. As shown in FIG. 8, the electrode 22, the electrode (supporting rod) 12, and the joint portions 31 and 3 between the ring and the honeycomb carrier.
2 is not in the same radial cross section of the honeycomb carrier, and is pb at the upstream end 1b and pa at the downstream end 1a in the central axis direction.
It is just staggered. In the first embodiment, specifically, pb = 1 mm and pa = 6 mm. For this reason, the heat of the electrodes does not flow directly into the joint portions 23 to 26 of the honeycomb carrier, and must be detoured by the intervals pb + mb and pa + ma. Therefore, the temperature gradient in the honeycomb carrier in the same radial cross section as the honeycomb carrier joint portion is small, and the thermal stress generated in the honeycomb carrier can be made extremely small.

【0044】さらに、電極の位置は、ハニカム担体の接
合部と、同一径方向断面に設けないで、中心軸方向にず
らせることが望ましい。第1実施例においては、具体的
に、下流側端部1aにおいてqa=2mmだけずらされ
ている。これにより、ハニカム担体の冷却時に、ハニカ
ム担体の接合部25、26のまわりの下流側リング9の
熱が維持されるのを防ぎ、ハニカム担体の接合部の熱応
力を抑制することができる。
Further, it is desirable that the position of the electrode is not provided in the same radial cross section as the joint portion of the honeycomb carrier, but is displaced in the central axis direction. In the first embodiment, specifically, the downstream end 1a is displaced by qa = 2 mm. Accordingly, it is possible to prevent the heat of the downstream ring 9 around the bonded portions 25 and 26 of the honeycomb carrier from being maintained when the honeycomb carrier is cooled, and suppress the thermal stress of the bonded portion of the honeycomb carrier.

【0045】さらに、図11に示される如く、上流側端
部1bにおいてハニカム担体の中心点Oと電極22とを
結ぶ放射状の直線r上には、リング−ハニカム担体間の
接合部31を設けない。下流側端部1aについても同様
である。これにより、ハニカム担体の冷却時に高温とな
る電極22、12まわりの上流側リング8、下流側リン
グ9には、リング−ハニカム担体間接合部がないので、
耐久性の面から非常に有利となる。
Further, as shown in FIG. 11, the ring-honeycomb carrier joint 31 is not provided on the radial straight line r connecting the center point O of the honeycomb carrier and the electrode 22 at the upstream end 1b. . The same applies to the downstream end 1a. As a result, the upstream ring 8 and the downstream ring 9 around the electrodes 22 and 12 which become hot when the honeycomb carrier is cooled do not have a ring-honeycomb carrier joint.
It is very advantageous in terms of durability.

【0046】次に、電極によるハニカム担体の支持につ
いて、詳細に説明する。図4および図5に示されている
ように、ハニカム担体1は前後のリング8、9を介して
それぞれ3本の電極12a、12b、12c、22a、
22b、22cによって支持されている。しかも、各リ
ングに設けられる電極は、周方向に均等に配置されてい
る。
Next, the support of the honeycomb carrier by the electrodes will be described in detail. As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the honeycomb carrier 1 has three electrodes 12a, 12b, 12c, 22a, and
It is supported by 22b and 22c. Moreover, the electrodes provided on each ring are evenly arranged in the circumferential direction.

【0047】特開平5−277379号公報に示されて
いるように、2本の電極によりハニカム担体を支持する
場合、外筒に対してハニカム担体の位置は一義的に決ま
らないので製作上の困難があった。しかし、図5に示さ
れているように、3本以上の電極(支持棒)12a、1
2b、12cによって支持した場合、ハニカム担体1の
位置は一義的に決まるので製作が容易になる。また、そ
れによって径方向の振動を抑制する耐振効果も生じる。
さらに、電極を周方向に均等に配置することによって、
径方向の熱応力を均等に分散してハニカム担体の変形を
防止することができる。また、電極の数を奇数にするこ
とにより、それぞれの対向する位置に電極が存在しなく
なるので、ハニカム担体の径方向の変形が拘束されない
ため、径方向の熱応力を低減することができる。
As shown in Japanese Patent Laid-Open No. 5-277379, when a honeycomb carrier is supported by two electrodes, the position of the honeycomb carrier with respect to the outer cylinder is not uniquely determined, which is difficult to manufacture. was there. However, as shown in FIG. 5, three or more electrodes (support rods) 12a, 1
When the honeycomb carrier 1 is supported by 2b and 12c, the position of the honeycomb carrier 1 is uniquely determined, which facilitates manufacturing. In addition, a vibration resistance effect that suppresses radial vibration is also produced thereby.
Furthermore, by arranging the electrodes evenly in the circumferential direction,
It is possible to evenly disperse the thermal stress in the radial direction and prevent the honeycomb carrier from being deformed. Further, by making the number of the electrodes odd, the electrodes do not exist at the positions facing each other, so that the radial deformation of the honeycomb carrier is not constrained, and the thermal stress in the radial direction can be reduced.

【0048】さらに、+電極用の支持棒12の1本12
aは、他の電極用の支持棒12b,12cよりも長くな
っている。そのため、+電極の支持棒12aから通電用
の配線を取り出し易くなるので、電極部と配線部のコネ
クタ部の構造が簡単になる。言うまでもなく、−電極用
のボルトの1本を他の電極用のボルトより長くした場合
も同様である。
Further, one of the support rods 12 for the + electrode 12
The length a is longer than the support rods 12b and 12c for the other electrodes. Therefore, it is easy to take out the wiring for energization from the support rod 12a of the + electrode, and the structure of the connector portion of the electrode portion and the wiring portion is simplified. Needless to say, the same applies when one of the electrode bolts is made longer than the other electrode bolts.

【0049】さらに、外筒およびフランジに電気的に接
地する側の電極用のボルト(−電極ボルト)22は、接
地しない側の支持棒であるボルト(+電極ボルト)12
よりも細くなっている。また、この電極ボルトは、上流
側の外筒およびフランジに接地してある。このように、
3本の電極に電流が分配されて1本当たりの電流密度が
低くなる接地側電極を小径化することにより、熱容量が
低減するとともに、ハニカム担体からの放熱経路を狭め
て、より一層の省電力や、早期昇温を可能にしている。
そして、ハニカム担体上流側の電極を前述のような構成
とすることによって排気熱の有効利用が可能になる。
Furthermore, the bolt (-electrode bolt) 22 for the electrode on the side electrically grounded to the outer cylinder and the flange is the bolt (+ electrode bolt) 12 which is the support rod on the side not grounded.
Is thinner than. Further, the electrode bolt is grounded to the outer cylinder and the flange on the upstream side. in this way,
By reducing the diameter of the grounding side electrode, in which the current is distributed to the three electrodes and the current density per one is low, the heat capacity is reduced and the heat dissipation path from the honeycomb carrier is narrowed to further reduce power consumption. It also enables early temperature rise.
The exhaust heat can be effectively used by configuring the electrode on the upstream side of the honeycomb carrier as described above.

【0050】次に、ハニカム担体を収納する外筒につい
て、詳細に説明する。図12に示される如く、ハニカム
担体を収納する外筒13は、+および−の電極の数と同
数に、しかも周方向に均等に分割されており、それぞれ
の外筒部材には+,−電極を通す穴(33a、33b)
が、それぞれ2個設けられている。そのため、同一の外
筒部材13a、13b、13cを電極の軸方向に容易に
挿入することができ、組み付ける時にハニカム担体に無
理な力が作用することもない。また、外筒に設けられた
穴によってハニカム担体1の位置決めが容易に行うこと
ができるので組付性が良い。
Next, the outer cylinder for housing the honeycomb carrier will be described in detail. As shown in FIG. 12, the outer cylinder 13 for accommodating the honeycomb carrier is divided into the same number as the number of + and-electrodes, and is evenly divided in the circumferential direction. Each of the outer cylinder members has + and-electrodes. Holes for passing through (33a, 33b)
Are provided in each case. Therefore, the same outer cylinder members 13a, 13b, 13c can be easily inserted in the axial direction of the electrodes, and no unreasonable force acts on the honeycomb carrier during assembly. Moreover, since the honeycomb carrier 1 can be easily positioned by the holes provided in the outer cylinder, the assembling property is good.

【0051】さらに、+および−の電極を通す穴(33
a、33b)は、外筒の分割線34〜36上を避けて形
成されている。そのため、外筒部材間の溶接と、電極−
外筒部材間の溶接を独立に行うことができ、外筒部材間
の溶接を先に行なうことによって、溶接時のハニカム担
体の変形を防止することができる。さらに、+,−の電
極12,22および外筒部材に設けられる2個の穴(3
3a、33b)は、外筒中心軸方向の略同一線上に配置
されており、組付時の位置決めが容易になっている。
Further, holes (33
a, 33b) are formed so as to avoid the dividing lines 34 to 36 of the outer cylinder. Therefore, welding between outer cylinder members and electrode-
The outer tubular members can be welded independently, and the outer tubular members can be welded first to prevent deformation of the honeycomb carrier during welding. Furthermore, the + and-electrodes 12 and 22 and the two holes (3
3a, 33b) are arranged on substantially the same line in the direction of the outer cylinder center axis, and positioning is easy at the time of assembly.

【0052】以上のように第1実施例におけるハニカム
担体1は熱応力に対する耐熱疲労性と耐振性とを兼ね備
えており、しかも自己発熱型触媒コンバータとして高い
浄化率を得ることが可能となる。
As described above, the honeycomb carrier 1 in the first embodiment has both heat fatigue resistance and vibration resistance against thermal stress, and it is possible to obtain a high purification rate as a self-heating type catalytic converter.

【0053】次に、第1実施例のハニカム担体を製造す
る工程、特に溶接方法を図13を用いて詳細に説明す
る。あらかじめ所定の寸法に切断された帯状の平板72
をロール状に巻いた2個のステンレス箔のうち、一方を
波板成形用の歯車77a及び77bに導いて波板73を
成形する。そして、成形された波板73を他方の平板7
2と重ね合わせて巻回していく。
Next, the process of manufacturing the honeycomb carrier of the first embodiment, particularly the welding method, will be described in detail with reference to FIG. Strip-shaped flat plate 72 that has been cut to a predetermined size
One of the two stainless foils wound in a roll shape is guided to the corrugated plate forming gears 77a and 77b to form the corrugated plate 73. Then, the formed corrugated plate 73 is used as the other flat plate 7
Roll it on top of 2.

【0054】さらに、この巻回を行いながら巻回工程を
とめることなく、ハニカム担体の軸方向の直角断面にお
ける対角線上の2方向より、一方は波板73の山部78
を、他方は波板の谷部79を、YAGレーザヘッドから
照射されるレーザにより隣接する平板72と接合する。
このレーザ溶接の位置は、平板72と波板73の接触部
において行う必要があるため位置検出を必要とする。そ
のため、この製造装置には、レーザ変位センサ81と渦
電流変位センサ82を配設している。そして、位置検出
を行うとともに、レーザ焦点距離を補正し、巻回と同時
に巻回工程を止めることなく巻きながら順次接合して行
く。
Further, without stopping the winding process while performing this winding, one of the two peaks 78 of the corrugated plate 73 is formed from two directions on a diagonal line in a cross section perpendicular to the axial direction of the honeycomb carrier.
On the other hand, the valley portion 79 of the corrugated plate is joined to the adjacent flat plate 72 by the laser emitted from the YAG laser head.
The position of this laser welding needs to be detected because it needs to be performed at the contact portion between the flat plate 72 and the corrugated plate 73. Therefore, the laser displacement sensor 81 and the eddy current displacement sensor 82 are provided in this manufacturing apparatus. Then, the position is detected, the laser focal length is corrected, and the winding process is performed simultaneously with the winding process without stopping the winding process.

【0055】即ち、レーザ変位センサ81は、レーザヘ
ッド80とメタルハニカム担体71とのギャップを検出
し、レーザヘッド80を移動させるための図示しないサ
ーボモータへ信号を送る。また、渦電流式変位センサ8
1は、波板73の山部78あるいは谷部79を検出し、
その検出信号をもとに、YAGレーザが照射されるよう
になっている。以上の制御によって、正確に平板72と
波板73とをレーザ溶接することができる。
That is, the laser displacement sensor 81 detects a gap between the laser head 80 and the metal honeycomb carrier 71, and sends a signal to a servo motor (not shown) for moving the laser head 80. In addition, the eddy current displacement sensor 8
1 detects the peak 78 or the valley 79 of the corrugated plate 73,
The YAG laser is emitted based on the detection signal. By the above control, the flat plate 72 and the corrugated plate 73 can be accurately laser-welded.

【0056】図14は、レーザ溶接を行っている部分の
近傍を示す説明図である。即ち、図14は軸方向に4点
のレーザ接合を行う場合のものである。この場合、4点
接合を可能とするためには、YAGレーザはハーフミラ
ー83によって4分割される。そして、分割されたそれ
ぞれがファイバケーブル84、レーザヘッド80を介し
て、接合する部分に照射される。
FIG. 14 is an explanatory view showing the vicinity of the portion where laser welding is performed. That is, FIG. 14 shows a case where laser bonding is performed at four points in the axial direction. In this case, the YAG laser is divided into four by the half mirror 83 in order to enable four-point bonding. Then, each of the divided parts is irradiated through the fiber cable 84 and the laser head 80 to the joining portion.

【0057】なお、ハニカム担体71の触媒の担持方法
等、製法における他の工程については前述の例と同様の
方法によって行われる。図中76はメッシュ部、即ち平
板72と波板73の一部に形成されたスリット部を示
す。以上のように、レーザ光を分割することによって、
軸方向に、接合点数を容易に増加させることができる。
The other steps in the manufacturing method, such as the method of supporting the catalyst on the honeycomb carrier 71, are carried out by the same method as the above-mentioned example. Reference numeral 76 in the drawing denotes a mesh portion, that is, a slit portion formed in a part of the flat plate 72 and the corrugated plate 73. By dividing the laser light as described above,
The number of joining points can be easily increased in the axial direction.

【0058】次に本発明の第2の実施例について説明す
る。この実施例は第1実施例の場合とは異なるハニカム
担体の接合位置を有する点に特徴がある。即ち、第1実
施例では、ハニカム担体の同一の径方向断面に設けられ
たハニカム担体の各接合部が、リング−ハニカム担体間
の接合部よりも上流側に位置する自己発熱型触媒コンバ
ータについて述べたが、第2実施例は、隣接する2つの
同一径方向断面に設けられたハニカム担体の接合部の中
間位置に、リング−ハニカム担体間の接合部を設けた自
己発熱型触媒コンバータであって、この点を図15およ
び図16を用いて詳細に説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is characterized in that the honeycomb carrier has a bonding position different from that of the first embodiment. That is, in the first embodiment, the self-heating type catalytic converter in which the respective joints of the honeycomb carrier provided in the same radial cross section of the honeycomb carrier are located on the upstream side of the joint between the ring and the honeycomb carrier will be described. However, the second embodiment is a self-heating type catalytic converter in which a joint between the ring and the honeycomb carrier is provided at an intermediate position of the joint between the adjacent honeycomb carriers provided in the same radial cross section. This point will be described in detail with reference to FIGS. 15 and 16.

【0059】第2実施例のハニカム担体とそれに付随す
る部分の断面図を図15に示す。第2実施例では、ハニ
カム担体41の後板41aの溶接位置が第1実施例と異
なっている。図15は、ハニカム担体41の内部におい
てろう付やレーザ溶接、放電溶接等の手法を用いて選択
的に接合された、それぞれ太い斜線によって示される第
3領域45、第4領域46と、ハニカム担体−リング間
においてろう付やレーザ溶接、放電溶接等の手法を用い
て選択的に接合された、細い斜線によって示される第2
領域47とを示している。
FIG. 15 is a sectional view of the honeycomb carrier of the second embodiment and the portion accompanying it. In the second embodiment, the welding position of the rear plate 41a of the honeycomb carrier 41 is different from that in the first embodiment. FIG. 15 shows a third region 45 and a fourth region 46, which are selectively joined by using a technique such as brazing, laser welding, and discharge welding inside the honeycomb carrier 41, respectively, and a third region 45 and a fourth region 46, which are indicated by thick diagonal lines, and the honeycomb carrier. The second, shown by the thin diagonal lines, selectively joined between the rings using techniques such as brazing, laser welding or discharge welding.
A region 47 is shown.

【0060】図15に示されているように、ハニカム担
体の接合部45、46と、リング−ハニカム担体間の接
合部47は、ハニカム担体の同一径方向断面になく、中
心軸方向に下流側端部41aではmaだけずらされてい
る。第2実施例においては具体的に、ma=10mmと
なっている。このため、リング49の熱が直接にハニカ
ム担体の接合部45、46に流れ込むことがなく、熱は
間隔maだけ迂回して流れる。そのためハニカム担体の
接合部と同一径方向断面におけるハニカム担体内の温度
勾配は小さくなり、ハニカム担体に発生する熱応力も非
常に小さくすることができる。しかも、これらの溶接間
隔maを30mm以下に抑えることにより、ハニカム担
体の接合部45、46に作用する軸方向熱応力をも抑制
することができる。
As shown in FIG. 15, the joint portions 45 and 46 of the honeycomb carrier and the joint portion 47 between the ring and the honeycomb carrier are not on the same radial cross section of the honeycomb carrier, but are on the downstream side in the central axis direction. The end portion 41a is displaced by ma. Specifically, ma = 10 mm in the second embodiment. Therefore, the heat of the ring 49 does not directly flow into the joint portions 45 and 46 of the honeycomb carrier, but the heat bypasses the gap ma and flows. Therefore, the temperature gradient in the honeycomb carrier in the same radial cross section as the joined portion of the honeycomb carrier becomes small, and the thermal stress generated in the honeycomb carrier can be made extremely small. Moreover, by suppressing the welding distance ma to 30 mm or less, it is possible to suppress the axial thermal stress acting on the joint portions 45 and 46 of the honeycomb carrier.

【0061】さらに、各ハニカム担体の接合部45、4
6は、図9に示されているようなハニカム担体の同一径
方向断面における平板と波板との当接部33の50%以
上に設けられている。そのため、ハニカム担体内のセル
の径方向の変形が拘束されて径方向ヤング率が大きくな
り、ハニカム担体の径方向の振動に対して強い構造とな
っている。
Furthermore, the joint portions 45, 4 of the respective honeycomb carriers are
6 is provided in 50% or more of the contact portion 33 between the flat plate and the corrugated plate in the same radial cross section of the honeycomb carrier as shown in FIG. Therefore, the radial deformation of the cells in the honeycomb carrier is restricted, the Young's modulus in the radial direction increases, and the honeycomb carrier has a strong structure against vibration in the radial direction.

【0062】さらに、ハニカム担体内の同一径方向断面
に形成された接合部は、中心軸方向の異なる2箇所以上
に設けられている。第2実施例においても、下流側端部
41aに2箇所設けられており、接合部の間隔はna=
23mmとなっている。そのため、ハニカム担体内のセ
ルの軸方向の変形が拘束されて軸方向ヤング率が大きく
なり、ハニカム担体の軸方向の振動に対しても強い構造
となっている。
Further, the joints formed in the same radial cross section in the honeycomb carrier are provided at two or more locations different in the central axis direction. Also in the second embodiment, the downstream end portion 41a is provided at two places, and the distance between the joint portions is na =
It is 23 mm. Therefore, the axial deformation of the cells in the honeycomb carrier is restricted, the Young's modulus in the axial direction increases, and the honeycomb carrier has a strong structure against vibration in the axial direction.

【0063】さらに、リング−ハニカム担体間の接合部
47は、図16に示すように、ハニカム担体とリングを
横切る任意の断面上、しかも部分的に設けられている。
接合部を任意の或る断面上に設けることによって接合工
程の自動化を容易にし、接合部を部分的に設けることに
よってリング−ハニカム担体間の円周方向の熱応力を緩
和している。
Further, as shown in FIG. 16, the joint 47 between the ring and the honeycomb carrier is provided on an arbitrary cross section that crosses the honeycomb carrier and the ring, and is partially provided.
The joining process is facilitated by providing the joining unit on any given cross section, and the partial provision of the joining unit reduces the thermal stress in the circumferential direction between the ring and the honeycomb carrier.

【0064】さらに、リング−ハニカム担体間の接合部
47は、下流側端部41aにおいてそれぞれ中心軸方向
位置の異なる2箇所に47a1および47a2のよう
に、それぞれ同一の断面上に設けられている。ハニカム
担体への通電時に、電流は+電極42、下流側リング4
9、下流側端部の接合部47、ハニカム担体41、更に
上流側端部の接合部、上流側リング、−電極の順に流れ
るが、リング−ハニカム担体間の接合部を中心軸方向の
異なる2箇所に設けて接合面積を増加させることによ
り、接合部47に流れる電流が分散して、接合部のハニ
カム担体の温度が異常に上昇するのを防止している。ま
た、リングとハニカム担体間の接合面積を稼ぐことによ
り、リング−ハニカム担体間に発生する応力も低減して
いる。また、各接合部を同一の径方向断面に設けること
により接合工程の自動化を容易にしている。
Further, the joint portion 47 between the ring and the honeycomb carrier is provided on the same cross-section, such as 47a1 and 47a2, at two locations on the downstream side end portion 41a, each of which has a different position in the central axis direction. When the honeycomb carrier is energized, the current is positive electrode 42, downstream ring 4
9, the joint portion 47 at the downstream end, the honeycomb carrier 41, the joint portion at the upstream end, the upstream ring, and the electrode flow in this order, but the joint portion between the ring and the honeycomb carrier is different in the central axis direction. By providing the bonding area at the location to increase the bonding area, the current flowing through the bonding portion 47 is prevented from being dispersed and the temperature of the honeycomb carrier at the bonding portion is prevented from abnormally rising. Further, by increasing the bonding area between the ring and the honeycomb carrier, the stress generated between the ring and the honeycomb carrier is also reduced. Further, the joining process is facilitated by providing each joining portion in the same radial cross section.

【0065】次に、電極の接合領域について、詳細に説
明する。図15に示される如く、+電極42と、リング
−ハニカム担体間の接合部47は、ハニカム担体の同一
径方向断面になく、下流側端部41aにおいて中心軸方
向にpaだけずらされている。具体的に第2実施例にお
いてはpa=2mmとなっている。このため、+電極の
熱が直接にハニカム担体の接合部45,46に流れ込む
ことがなく、熱は間隔pa+maだけ迂回して流れる。
その結果、ハニカム担体の接合部と同一径方向断面のハ
ニカム担体内の温度勾配は小さくなり、ハニカム担体に
発生する熱応力も非常に小さくすることができる。
Next, the electrode bonding area will be described in detail. As shown in FIG. 15, the + electrode 42 and the joint 47 between the ring and the honeycomb carrier are not in the same radial cross section of the honeycomb carrier, and are displaced by pa in the central axis direction at the downstream end 41a. Specifically, in the second embodiment, pa = 2 mm. Therefore, the heat of the + electrode does not directly flow into the joining portions 45 and 46 of the honeycomb carrier, but the heat flows by bypassing the interval pa + ma.
As a result, the temperature gradient in the honeycomb carrier having the same radial cross section as the joined portion of the honeycomb carrier becomes small, and the thermal stress generated in the honeycomb carrier can be made extremely small.

【0066】さらに、電極の位置は、ハニカム担体の接
合部と同一の径方向断面には設けないで、中心軸方向に
ずらして設けることが望ましい。第2実施例において
は、下流側端部41aにてqa=2mmだけずらされて
いる。これにより、ハニカム担体の冷却時にハニカム担
体の接合部45,46のまわりの下流側リング49に熱
が維持されるのを防ぎ、ハニカム担体の接合部に発生す
る熱応力を抑制することができる。
Further, it is desirable that the electrodes are not provided in the same radial cross section as the joint portion of the honeycomb carrier, but are displaced in the central axis direction. In the second embodiment, the end 41a on the downstream side is displaced by qa = 2 mm. This prevents heat from being maintained in the downstream ring 49 around the joints 45, 46 of the honeycomb carrier during cooling of the honeycomb carrier, and suppresses thermal stress generated in the joints of the honeycomb carrier.

【0067】さらに、第1実施例の図11に示されてい
るのと同様に、第2実施例の下流側端部41aにおいて
もハニカム担体の中心点と電極42とを結ぶ放射方向の
直線上にはリング−ハニカム担体間の接合部47を設け
ない。これにより、ハニカム担体の冷却時に高温となる
電極42まわりの下流側リング49にはリング−ハニカ
ム担体間の接合部が設けられていないので、耐久性の面
からも非常に有利となる。
Further, similarly to the first embodiment shown in FIG. 11, the downstream end 41a of the second embodiment also has a radial straight line connecting the center point of the honeycomb carrier and the electrode 42. No ring-to-honeycomb carrier joint 47 is provided. As a result, no joint between the ring and the honeycomb carrier is provided in the downstream ring 49 around the electrode 42, which becomes hot when the honeycomb carrier is cooled, which is extremely advantageous in terms of durability.

【0068】その他、第2実施例においても、例えば、
電極によるハニカム担体の支持やハニカム担体を収納す
る外筒について、また、ハニカム担体の内部の溶接方法
等については、第1実施例の場合と同様である。以上の
ように第2実施例においても、ハニカム担体が熱応力に
対する耐熱疲労性と耐振性とを兼ね備えており、しか
も、自己発熱型触媒コンバータとして高い浄化率を得る
ことが可能となる。
In addition, also in the second embodiment, for example,
The supporting of the honeycomb carrier by the electrodes, the outer cylinder for housing the honeycomb carrier, the welding method of the inside of the honeycomb carrier, and the like are the same as in the first embodiment. As described above, also in the second embodiment, the honeycomb carrier has both thermal fatigue resistance and vibration resistance against thermal stress, and it is possible to obtain a high purification rate as a self-heating type catalytic converter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例の自己発熱型触媒担体の斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view of a self-heating type catalyst carrier according to a first embodiment.

【図2】第1実施例の平板の展開図である。FIG. 2 is a development view of a flat plate according to the first embodiment.

【図3】平板と波板との接合状態を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a joined state of a flat plate and a corrugated plate.

【図4】第1実施例の自己発熱型触媒コンバータをエン
ジンの排気経路中に配置した場合の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the self-heating catalytic converter of the first embodiment arranged in the exhaust path of the engine.

【図5】図4のA−A線における断面図である。5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図6】第1実施例のハニカム担体の等価回路図であ
る。
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of the honeycomb carrier of the first embodiment.

【図7】第1実施例の変形例を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a modification of the first embodiment.

【図8】第1実施例におけるハニカム担体、外周リン
グ、および電極の接合状態を切断して示す斜視図であ
る。
[Fig. 8] Fig. 8 is a perspective view showing a bonded state of the honeycomb carrier, the outer peripheral ring, and the electrodes in the first embodiment by cutting them.

【図9】平板と波板との当接部を拡大して示す断面図で
ある。
FIG. 9 is an enlarged sectional view showing a contact portion between a flat plate and a corrugated plate.

【図10】第1実施例におけるハニカム担体、外周リン
グ、および電極の接合状態を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a bonded state of the honeycomb carrier, the outer peripheral ring, and the electrodes in the first embodiment.

【図11】第1実施例におけるハニカム担体、外周リン
グ、および電極の接合状態を示す径方向の断面図であ
る。
FIG. 11 is a radial cross-sectional view showing a bonded state of the honeycomb carrier, the outer peripheral ring, and the electrodes in the first embodiment.

【図12】第1実施例における外筒部の構造を説明する
斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view illustrating a structure of an outer cylinder portion in the first embodiment.

【図13】第1実施例の担体を製造する装置の概念図で
ある。
FIG. 13 is a conceptual diagram of an apparatus for manufacturing the carrier of the first embodiment.

【図14】第1実施例の担体を接合する装置の斜視図で
ある。
FIG. 14 is a perspective view of an apparatus for joining carriers according to the first embodiment.

【図15】第2実施例におけるハニカム担体、外周リン
グ、および電極の接合状態を切断して示す斜視図であ
る。
[Fig. 15] Fig. 15 is a perspective view showing a joined state of a honeycomb carrier, an outer peripheral ring, and electrodes in a second embodiment in a cut state.

【図16】第2実施例におけるハニカム担体、外周リン
グ、および電極の接合状態を示す斜視図である。
FIG. 16 is a perspective view showing a bonded state of the honeycomb carrier, the outer peripheral ring, and the electrodes in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…自己発熱型ハニカム担体(第1実施例) 1a…下流側端部 1b…上流側端部 2…平板 2a…平板スリット部 3…波板 3a…波板スリット部 6…開口部 7a,7b…巻取り治具 8…上流側リング 9…下流側リング 12(12a〜12c)…支持棒(電極部材) 13…外筒 13a〜13c…外筒部材 14a,14b…セラミック製ガスケット 15a,15b…ガスケット 16…ナット 19…セラミック製モノリス触媒 21…コンバータ(変形例) 22…電極 23〜26…ハニカム担体内の接合部 31,32…リング−ハニカム担体間の接合部 33…当接部 41…自己発熱型ハニカム担体(第2実施例) 42…電極 45,46…ハニカム担体内の接合部 47…リング−ハニカム担体間の接合部 49…下流側リング 71…メタルハニカム担体 72…平板 73…波板 79…波板の谷部 80…レーザヘッド 81,82…レーザ変位センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Self-heating type honeycomb carrier (1st Example) 1a ... Downstream end 1b ... Upstream end 2 ... Flat plate 2a ... Flat plate slit 3 ... Corrugated plate 3a ... Corrugated plate slit 6 ... Opening 7a, 7b ... Winding jig 8 ... Upstream side ring 9 ... Downstream side ring 12 (12a to 12c) ... Support rod (electrode member) 13 ... Outer cylinder 13a to 13c ... Outer cylinder member 14a, 14b ... Ceramic gasket 15a, 15b ... Gasket 16 ... Nut 19 ... Ceramic monolith catalyst 21 ... Converter (modification) 22 ... Electrodes 23 to 26 ... Joining part in honeycomb carrier 31, 32 ... Joining part between ring and honeycomb carrier 33 ... Contact part 41 ... Self Exothermic type honeycomb carrier (second embodiment) 42 ... Electrodes 45, 46 ... Bonding part in honeycomb carrier 47 ... Ring-honeycomb carrier bonding part 49 ... Downstream ring 71 ... Meta Le honeycomb carrier 72 ... Flat plate 73 ... Corrugated plate 79 ... Corrugated plate trough 80 ... Laser head 81, 82 ... Laser displacement sensor

───────────────────────────────────────────────────── 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 B01D 53/94 B01J 35/02 ZAB G F01N 3/20 ZAB K ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location B01D 53/94 B01J 35/02 ZAB G F01N 3/20 ZAB K

Claims (33)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジンの排気経路中に配置される自己
発熱型金属製触媒コンバータにおいて、触媒物質を担持
しているハニカム担体が金属製の平板と波板とから構成
されており、前記平板および/または波板の少なくとも
一部には開口としてのスリット部が形成されていて、そ
れらの平板と波板を交互に積層および/または巻回して
形成された層間の一部が接合されており、前記平板およ
び/または波板のスリット部に対してハニカム担体の軸
方向に電流を流すことを可能とする電流流入・流出部が
設けられ、前記電流流入・流出部はハニカム担体のまわ
りに接合されたリングに接合されるとともに外筒の取付
穴を貫通して外部へ突出する棒状電極を有し、前記棒状
電極は前記外筒に対して絶縁部材とガスケット部材を介
して固定されていることを特徴とする自己発熱型触媒コ
ンバータ。
1. A self-heating type metallic catalytic converter arranged in an exhaust path of an engine, wherein a honeycomb carrier carrying a catalytic substance comprises a metallic flat plate and a corrugated plate. / Or at least a part of the corrugated sheet is formed with a slit portion as an opening, and a part of the layers formed by alternately laminating and / or winding the flat plate and the corrugated sheet are joined, A current inflow / outflow portion that allows an electric current to flow in the axial direction of the honeycomb carrier is provided in the slit portion of the flat plate and / or the corrugated plate, and the current inflow / outflow portion is bonded around the honeycomb carrier. A rod-shaped electrode that is joined to the ring and protrudes to the outside through the mounting hole of the outer cylinder, and the rod-shaped electrode is fixed to the outer cylinder via an insulating member and a gasket member. A self-heating catalytic converter characterized in that
【請求項2】 請求項1記載の自己発熱型触媒コンバー
タにおいて、ハニカム担体の接合部と、リング−ハニカ
ム担体間の接合部は、ハニカム担体の同一の径方向断面
内に設けないで、中心軸方向にずらして設けられている
ことを特徴とする自己発熱型触媒コンバータ。
2. The self-heating catalytic converter according to claim 1, wherein the joint portion of the honeycomb carrier and the joint portion between the ring and the honeycomb carrier are not provided in the same radial cross section of the honeycomb carrier, and the central axis is not provided. A self-heating type catalytic converter, which is provided so as to be displaced in the direction.
【請求項3】 請求項2記載の自己発熱型触媒コンバー
タにおいて、ハニカム担体の同一の径方向断面内に設け
られた接合部が、平板、波板当接部の50%以上を占め
ていることを特徴とする自己発熱型触媒コンバータ。
3. The self-heating catalytic converter according to claim 2, wherein the joint portions provided in the same radial cross section of the honeycomb carrier occupy 50% or more of the flat plate and corrugated plate contact portions. A self-heating catalytic converter characterized by.
【請求項4】 請求項2または3のいずれかに記載の自
己発熱型触媒コンバータにおいて、ハニカム担体の同一
の径方向断面内の接合部が、中心軸方向の異なる2箇所
以上の位置に設けられていることを特徴とする自己発熱
型触媒コンバータ。
4. The self-heating catalytic converter according to claim 2 or 3, wherein the joints in the same radial cross section of the honeycomb carrier are provided at two or more positions different in the central axis direction. The self-heating type catalytic converter is characterized in that
【請求項5】 請求項4記載の自己発熱型触媒コンバー
タにおいて、隣接するハニカム担体のそれぞれ同一の径
方向断面内に設けられた2箇所の接合部の間隔が2mm
以上であることを特徴とする自己発熱型触媒コンバー
タ。
5. The self-heating type catalytic converter according to claim 4, wherein an interval between two joining portions provided in adjacent honeycomb carriers in the same radial cross section is 2 mm.
A self-heating catalytic converter characterized by the above.
【請求項6】 請求項2〜5のいずれかに記載の自己発
熱型触媒コンバータにおいて、ハニカム担体内部の接合
部と、リング−ハニカム担体間の接合部との間隔が、2
mm以上30mm以下であることを特徴とする自己発熱
型触媒コンバータ。
6. The self-heating catalytic converter according to claim 2, wherein a gap between the joint portion inside the honeycomb carrier and the joint portion between the ring and the honeycomb carrier is 2.
A self-heating catalytic converter characterized by having a diameter of not less than 30 mm and not more than 30 mm.
【請求項7】 請求項2〜6のいずれかに記載の自己発
熱型触媒コンバータにおいて、リング−ハニカム担体間
の接合部が、ハニカム担体とリングを横切る任意の断面
上に設けられていることを特徴とする自己発熱型触媒コ
ンバータ。
7. The self-heating catalytic converter according to claim 2, wherein the joint between the ring and the honeycomb carrier is provided on an arbitrary cross section that crosses the honeycomb carrier and the ring. Characteristic self-heating catalytic converter.
【請求項8】 請求項7記載の自己発熱型触媒コンバー
タにおいて、リング−ハニカム担体間の接合部が、リン
グ上に部分的に設けられていることを特徴とする自己発
熱型触媒コンバータ。
8. The self-heating catalytic converter according to claim 7, wherein the joint between the ring and the honeycomb carrier is partially provided on the ring.
【請求項9】 請求項7または8のいずれかに記載の自
己発熱型触媒コンバータにおいて、リング−ハニカム担
体間の接合部が、中心軸方向の異なる2箇所以上の位置
に設けられることを特徴とする自己発熱型触媒コンバー
タ。
9. The self-heating catalytic converter according to claim 7, wherein the joint between the ring and the honeycomb carrier is provided at two or more positions different in the central axis direction. A self-heating catalytic converter.
【請求項10】 請求項9記載の自己発熱型触媒コンバ
ータにおいて、異なる2箇所以上のリング−ハニカム担
体間の接合部が、同一の径方向断面内に設けられること
を特徴とする自己発熱型触媒コンバータ。
10. The self-heating catalyst according to claim 9, wherein two or more different ring-honeycomb carrier joints are provided in the same radial cross section. converter.
【請求項11】 請求項2〜10のいずれかに記載の自
己発熱型触媒コンバータにおいて、ハニカム担体の接合
部がレーザビーム接合により設けられることを特徴とす
る自己発熱型触媒コンバータ。
11. The self-heating type catalytic converter according to claim 2, wherein the honeycomb carrier is provided with a joining portion by laser beam joining.
【請求項12】 請求項2〜11のいずれかに記載の自
己発熱型触媒コンバータにおいて、リング−ハニカム担
体間の接合部がレーザビーム接合により設けられること
を特徴とする自己発熱型触媒コンバータ。
12. The self-heating catalytic converter according to claim 2, wherein the joint portion between the ring and the honeycomb carrier is provided by laser beam joining.
【請求項13】 請求項1記載の自己発熱型触媒コンバ
ータにおいて、電極が、リング−ハニカム担体間の接合
部と同一の径方向断面内を避けて、中心軸方向にずれた
位置に設けられていることを特徴とする自己発熱型触媒
コンバータ。
13. The self-heating catalytic converter according to claim 1, wherein the electrodes are provided at positions displaced in the central axis direction, avoiding the same radial cross section as the joint between the ring and the honeycomb carrier. A self-heating type catalytic converter characterized by having
【請求項14】 請求項1記載の自己発熱型触媒コンバ
ータにおいて、電極が、ハニカム担体の接合部と同一の
径方向断面内を避けて、中心軸方向にずれた位置に設け
られていることを特徴とする自己発熱型触媒コンバー
タ。
14. The self-heating catalytic converter according to claim 1, wherein the electrodes are provided at positions displaced in the central axis direction while avoiding the same radial cross section as the joint portion of the honeycomb carrier. Characteristic self-heating catalytic converter.
【請求項15】 請求項1記載の自己発熱型触媒コンバ
ータにおいて、リング−ハニカム担体間の接合部が、ハ
ニカム担体の中心点と電極とを結ぶ放射方向の直線上を
避けて設けられていることを特徴とする自己発熱型触媒
コンバータ。
15. The self-heating catalytic converter according to claim 1, wherein the joint portion between the ring and the honeycomb carrier is provided so as to avoid the radial straight line connecting the center point of the honeycomb carrier and the electrode. A self-heating catalytic converter characterized by.
【請求項16】 請求項1記載の自己発熱型触媒コンバ
ータにおいて、前後のリングがそれぞれ3本以上の棒状
電極によって支持されていることを特徴とする自己発熱
型触媒コンバータ。
16. The self-heating catalytic converter according to claim 1, wherein the front and rear rings are supported by three or more rod-shaped electrodes, respectively.
【請求項17】 請求項16記載の自己発熱型触媒コン
バータにおいて、各リングを支える棒状電極が奇数本で
あることを特徴とする自己発熱型触媒コンバータ。
17. The self-heating catalytic converter according to claim 16, wherein the number of rod-shaped electrodes supporting each ring is an odd number.
【請求項18】 請求項16または17のいずれかに記
載の自己発熱型触媒コンバータにおいて、各リングに設
けられる棒状電極が周方向に均等に配置されていること
を特徴とする自己発熱型触媒コンバータ。
18. The self-heating catalytic converter according to claim 16 or 17, wherein rod-shaped electrodes provided in each ring are evenly arranged in the circumferential direction. .
【請求項19】 請求項16〜18のいずれかに記載の
自己発熱型触媒コンバータにおいて、+、−電極ボルト
の各1本が他の電極ボルトよりも長いことを特徴とする
自己発熱型触媒コンバータ。
19. The self-heating catalytic converter according to any one of claims 16 to 18, wherein each one of + and-electrode bolts is longer than the other electrode bolts. .
【請求項20】 請求項16〜18のいずれかに記載の
自己発熱型触媒コンバータにおいて、+電極ボルトの1
本が他の電極ボルトよりも長いことを特徴とする自己発
熱型触媒コンバータ。
20. The self-heating type catalytic converter according to claim 16, wherein one of the + electrode bolts is used.
A self-heating catalytic converter characterized in that the book is longer than the other electrode bolts.
【請求項21】 請求項16〜18のいずれかに記載の
自己発熱型触媒コンバータにおいて、−電極ボルトの1
本が他の電極ボルトよりも長いことを特徴とする自己発
熱型触媒コンバータ。
21. The self-heating catalytic converter according to claim 16, wherein one of the negative electrode bolts is used.
A self-heating catalytic converter characterized in that the book is longer than the other electrode bolts.
【請求項22】 請求項16〜21のいずれかに記載の
自己発熱型触媒コンバータにおいて、前後の棒状電極が
ハニカム担体の中心軸方向の略同一の径方向面上に設置
されていることを特徴とする自己発熱型触媒コンバー
タ。
22. The self-heating catalytic converter according to any one of claims 16 to 21, wherein front and rear rod-shaped electrodes are installed on substantially the same radial surface in the central axis direction of the honeycomb carrier. A self-heating catalytic converter.
【請求項23】 請求項16〜22のいずれかに記載の
自己発熱型触媒コンバータにおいて、外筒およびフラン
ジに電気的に接地する側の電極ボルトを、接地しない側
の電極ボルトよりも細くしたことを特徴とする自己発熱
型触媒コンバータ。
23. In the self-heating catalytic converter according to claim 16, the electrode bolt on the side electrically grounded to the outer cylinder and the flange is thinner than the electrode bolt on the side not grounded. A self-heating catalytic converter characterized by.
【請求項24】 請求項23記載の自己発熱型触媒コン
バータにおいて、上流側の電極ボルトを外筒およびフラ
ンジに接地したことを特徴とする自己発熱型触媒コンバ
ータ。
24. The self-heating catalytic converter according to claim 23, wherein the upstream electrode bolt is grounded to the outer cylinder and the flange.
【請求項25】 請求項1記載の自己発熱型触媒コンバ
ータにおいて、外筒が+および/または−電極の数と同
数に分割されていることを特徴とする自己発熱型触媒コ
ンバータ。
25. The self-heating catalytic converter according to claim 1, wherein the outer cylinder is divided into the same number as the number of + and / or-electrodes.
【請求項26】 請求項25記載の自己発熱型触媒コン
バータにおいて、外筒が周方向に均等に、複数個の部分
に分割されていることを特徴とする自己発熱型触媒コン
バータ。
26. The self-heating catalytic converter according to claim 25, wherein the outer cylinder is evenly divided into a plurality of portions in the circumferential direction.
【請求項27】 請求項25または26のいずれかに記
載の自己発熱型触媒コンバータにおいて、外筒部材に電
極を通す穴が設けられていることを特徴とする自己発熱
型触媒コンバータ。
27. The self-heating type catalytic converter according to claim 25 or 26, wherein the outer cylinder member is provided with a hole through which an electrode is inserted.
【請求項28】 請求項27記載の自己発熱型触媒コン
バータにおいて、外筒の分割線を避けた位置に穴が設け
られていることを特徴とする自己発熱型触媒コンバー
タ。
28. The self-heating catalytic converter according to claim 27, wherein a hole is provided at a position avoiding the dividing line of the outer cylinder.
【請求項29】 請求項27または28のいずれかに記
載の自己発熱型触媒コンバータにおいて、外筒部材には
+電極用および−電極用の2個の穴が設けられているこ
とを特徴とする自己発熱型触媒コンバータ。
29. The self-heating catalytic converter according to claim 27, wherein the outer cylinder member is provided with two holes for + electrode and − electrode. Self-heating catalytic converter.
【請求項30】 請求項29記載の自己発熱型触媒コン
バータにおいて、外筒部材に設けられる2個の穴が、外
筒中心軸方向に略同一線上に配置されていることを特徴
とする自己発熱型触媒コンバータ。
30. The self-heating catalytic converter according to claim 29, wherein the two holes provided in the outer cylinder member are arranged substantially on the same line in the direction of the central axis of the outer cylinder. Type catalytic converter.
【請求項31】 請求項2または3のいずれかに記載の
自己発熱型触媒コンバータにおいて、スリット部によっ
て形成されるメッシュの両端部から1mm以上10mm以内
の範囲に、ハニカム担体の接合部が少なくとも1箇所以
上設けられていることを特徴とする自己発熱型触媒コン
バータ。
31. The self-heating catalytic converter according to claim 2, wherein the honeycomb carrier has at least one bonded portion within a range of 1 mm or more and 10 mm or less from both ends of the mesh formed by the slits. A self-heating type catalytic converter characterized by being provided in more than one place.
【請求項32】 請求項6記載の自己発熱型触媒コンバ
ータにおいて、軸方向に隣接する2つの径方向断面に設
けられたハニカム担体の接合部の中間部に、リング−ハ
ニカム担体間の接合部を設けたことを特徴とする自己発
熱型触媒コンバータ。
32. The self-heating catalytic converter according to claim 6, wherein a ring-honeycomb carrier joint is provided at an intermediate portion of the honeycomb carrier joints provided in two axially adjacent radial cross sections. A self-heating catalytic converter characterized by being provided.
【請求項33】 請求項6記載の自己発熱型触媒コンバ
ータにおいて、ハニカム担体の同一の径方向断面内に設
けられたハニカム担体の接合部が、リング−ハニカム担
体間の接合部よりも上流側に位置していることを特徴と
する自己発熱型触媒コンバータ。
33. The self-heating catalytic converter according to claim 6, wherein the honeycomb carrier joints provided in the same radial cross section of the honeycomb carrier are located upstream of the joint between the ring and the honeycomb carrier. A self-heating catalytic converter characterized by being located.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013198887A (en) * 2012-02-24 2013-10-03 Denso Corp Honeycomb structure body
JP5850858B2 (en) * 2010-12-24 2016-02-03 日本碍子株式会社 Honeycomb structure
CN114542247A (en) * 2022-01-18 2022-05-27 潍柴动力股份有限公司 SCR system and engine

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