JP3193426B2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に自動車の排気ガ
スの浄化手段として排気管の途中に介装される、排気ガ
ス浄化用触媒を担持するための触媒担持母体を主要な構
成要素とする排気ガス浄化装置に関する。更に詳しく
は、本発明は、この種の触媒担持母体を使用した排気ガ
ス浄化装置の大きな欠点、即ちエンジン始動時（コール
ドスタート時）の排気ガスの低浄化率の問題を大幅に改
善することができる加熱手段を組込んだ排気ガス浄化装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の排気ガス浄化装置の主要
な構成部材である触媒担持母体として、コージェライト
などのセラミックス材を用いたセラミックス製のモノリ
スタイプのものと、金属（メタル）製のモノリスタイプ
のものが知られている。特に最近においては、機械的強
度、耐久性、通気抵抗、浄化効率（装置の小型化）など
の側面から金属製モノリスタイプのものが盛んに研究開
発されている。なお、以下の説明においては、説明の便
宜のために後者の金属製モノリスタイプのものを主とし
て説明する。金属製モノリスタイプの排気ガス浄化装置
は、一般に耐熱性の薄肉鋼板からの平板状帯材と前記薄
肉鋼板を波形成形した波板状帯材とを、相互に当接部を
有するように重積し、これを一括渦巻状に巻回積層する
か、あるいは階層状に重積して製作した軸方向に排気ガ
ス通路のための多数の網目状通気孔路（以下、セルとも
いう。）を有するハニカム状積層体（以下、ハニカム体
という。）と、前記ハニカム体を填装し固着するための
両端が開口した筒状の金属製ケースから構成されてい
る。

【０００３】そして、前記ハニカム体と金属製ケースと
は、排気ガス自体の高温度及び排気ガスと浄化用触媒と
の発熱反応による高い温度雰囲気下で生起する熱膨脹や
熱的応力に耐えるように、また自動車走行時の激しい振
動に耐え得るようにろう接または溶接などにより強固に
固着される。なお、ハニカム体を構成する平板状帯材と
波板状帯材の当接部は種々の方法により固着されること
はいうまでもないことである。

【０００４】この種の排気ガス浄化装置における大きな
問題は、次の点にある。即ち、エンジン始動時（コール
ドスタート時）において、金属製ハニカム体の壁面に担
持された、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈなどの排気ガス浄化用触媒
が、排気ガスと効率的に接触反応を起こす最適な温度条
件に達していないことであり、エンジンから排出される
ＣＯ（一酸化炭素）やＨＣ（炭化水素化合物）などの有
害な物質のほとんどが浄化されずに大気中に放出されて
しまうという点にある。

【０００５】前記したエンジン始動時（コールドスター
ト時）の問題点を解決するために種々の提案がなされて
いる。例えば、(i) 実開昭６３−６７６０９号には、
セラミックス製モノリスタイプを主触媒として使用した
コンバータにおいて、該主触媒の排気ガス上流側の近接
部位に、予めハニカム状に製作したメタル担体にアルミ
ナをコートし、かつ通電可能とされたメタルモノリス触
媒を配設する方式、(ii) 実開平２−９４３１６号に
は、触媒本体の外周部に遠赤外線ヒータを配設する方
式、(iii) 実開平３−１００２２号には、モノリスタ
イプの触媒の前面（排気ガスの上流側）に加熱ヒータ、
更に該ヒータの前面に排気ガスを整流するための整流板
を配設する方式、などが提案されている。しかしなが
ら、これら従来の提案のものは、ヒータ機能を果たすハ
ニカム体を十分に高く昇温させて触媒反応を効率的に行
なわしめなければならないという要請からみて、昇温温
度が不十分であったり、解決のためにコストアップを強
いられたりして十分に満足のいくものではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は、前記した
従来のハニカム体にみられる問題点を解決すべくなされ
たものである。本発明者らは、コールドスタート時にハ
ニカム体の温度、特にハニカム体の内部全体を十分にか
つ急速に高い温度に昇温させる技術について種々、検討
を加えた。特に、従来技術において説明した前記実開昭
６３−６７６０９号などに提案されているタイプの通電
発熱式排気ガス浄化装置において、主触媒担持母体の前
部に配設されるプレヒータ機能を有するハニカム体の改
良について、鋭意、検討を加えた。

【０００７】その結果、本発明者らは、 (i) 従来技術として説明した実開昭６３−６７６０９
号などに提案されているように、予め耐熱性の薄肉金属
板製の平板状帯材と波板状帯材を当接させるように重積
してハニカム体を製作し、次いでこれにアルミナを被覆
処理してプレヒータとするものに対して（なお、前記従
来技術においてアルミナでコーティングするのは、形成
されるコーティング層に排気ガスの浄化用触媒を担持さ
せるためであると認められる。）、 (ii)(a) 耐熱性で薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯
材を用いて所望の幅（軸方向の厚さ）を有する複数のハ
ニカム体（Ｈ1 〜Ｈn ）を構成し、(b) 該各ハニカム体
の中心部に、電極材（Ｂ）を配設し、かつ(c) 各ハニカ
ム体を所望の間隔をもって配置するとともに、外部の電
源部に対して最長の通電経路となるように相互に接続し
てヒータ機能を有するハニカム体（Ｈ）を構成した場
合、通電時に抵抗が大きくなるために抵抗加熱による発
熱量が大きくなること、そしてこれがエンジン始動時
（コールドスタート時）の排気ガス浄化に極めて有効で
あることを見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００８】即ち、前記(i) の場合、ハニカム体を構成
する薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材が当接関係
にあるため、例えばハニカム体のセンター部と外周部に
電極端子をもつ巻回タイプで円筒状のハニカム体におい
ては、通電により電気は該当接部を通じて容易にハニカ
ム体のセンター部から半径方向に最短距離を通って流れ
てしまうために（ヒータとしての抵抗値が小さいこと）
十分な抵抗加熱を得ることができないこと、これに対し
前記(ii)の場合、電気はハニカム体のセンター部から半
径方向に流れるが、ハニカム体が複数のもので構成され
ていることから十分に長い通電経路がとれるために十分
な抵抗加熱を得ることができ、これによりハニカム体は
十分に高い温度に昇温されること、かつ各ハニカム体の
センター部に電極材（Ｂ）を配設していることから各ハ
ニカム体の内部は均一に昇温されること、更に各ハニカ
ム体間の空隙部において排気ガスが乱流化されるために
排気ガスがより均一に予熱され、これが排気ガス浄化に
極めて有効であることが見い出された。本発明は、前記
知見をベースとしたヒータ特性に優れた通電発熱式排気
ガス浄化装置を提供しようとするものである。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】本発明を概説すれば、
本発明は、金属製ケース内の排気ガス流の上流側に複数
のハニカム体（第１ハニカム体Ｈ1 〜第ｎハニカム体Ｈ
n ）で構成されるヒータ機能を有するハニカム体
（Ｈ）、及び下流側に主触媒担持母体（Ｍ）を配設して
なる排気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置（Ａ）
において、前記ヒータ機能を有するハニカム体（Ｈ）を
構成する各ハニカム体（Ｈ1 〜Ｈn ）が、(i)耐熱性で
薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を相互に当接す
るように重積して製作され、かつ、その中心部に電極材
（Ｂ）を有するものであり、(ii) 所望の間隔をもって
配設されたものであり、かつ、(iii) 外部の電源部に
対し最長の通電経路をとるように、相互に通電接続され
たものであること、を特徴とする排気ガス浄化装置に関
するものである。

【００１０】以下、本発明の技術的構成及び実施態様に
ついて、図面を参照して説明する。なお、本発明は図示
のものに限定されないことはいうまでもないことであ
る。

【００１１】図１は、本発明の第一実施例の排気ガス浄
化装置（Ａ）の斜視図である。図２は、図１に示される
本発明の第一実施例の排気ガス浄化装置（Ａ）の一部を
省略した断面図である。図１〜図２に示されるように、
本発明の排気ガス浄化装置（Ａ）は、ヒータ機能を有す
るハニカム体（Ｈ）、主触媒担持母体（Ｍ）及び前記ハ
ニカム体（Ｈ）と主触媒担持母体（Ｍ）を収容し、かつ
固着するための金属製ケース（Ｃ）という三つの主要な
構成要素から構成されるものである。更に、本発明の排
気ガス浄化装置（Ａ）において、前記ヒータ機能を有す
るハニカム体（Ｈ）を通電発熱させるために前記ヒータ
機能を有するハニカム体（Ｈ）は、外部に設置された電
源部(6) に接続される。そして、本発明の排気ガス浄化
装置（Ａ）において、ヒータ機能を有するハニカム体
（Ｈ）と主触媒担持母体（Ｍ）は、排気ガス流（Ｆ）
（図２参照）に対し、上流側にヒータ機能を有するハニ
カム体（Ｈ）、下流側に主触媒担持母体（Ｍ）が金属製
ケース（Ｃ）内に配設され、固着される。

【００１２】まず、本発明のヒータ機能を有するハニカ
ム体（Ｈ）の構成について説明する。本発明のヒータ機
能を有するハニカム体（Ｈ）は、図２に示されるように
所望の幅（Ｌ）をもつ複数のハニカム体（Ｈ1 〜Ｈn ）
（図２の場合にはｎ＝３の例が示されているが、本発明
はこれに限定されない。）を所望の間隔（Ｄ）をおいて
配設されて構成される。前記各ハニカム体（Ｈ1 〜Ｈn
）の幅（Ｌ）及びハニカム体間の間隔（Ｄ）は適宜に
決めればよいが、効果の観点や製作面の容易性などか
ら、Ｌが５〜100 mm，Ｄが１〜100 mmが好ましい。そし
て、各ハニカム体（Ｈ1 〜Ｈn ）の中心部には各ハニカ
ム体の軸方向に電極材（Ｂ＝Ｂ1 〜Ｂn ）が配設され
る。

【００１３】本発明において、各ハニカム体（Ｈ1 〜Ｈ
n ）の構造は任意のものであってよく図１には、巻回タ
イプのハニカム体（Ｈ1 ）が示されている。この種の巻
回タイプのハニカム体（Ｈ1 ）は、耐熱性で薄肉金属板
製の平板状帯材(1) 波板状帯材(2) を相互に当接するよ
うに重積し、これを一括渦巻状に巻回積層して製作され
る。この巻回形成により、排気ガスの通路となる多数の
網目状通気孔路（セル）（3)が自動的に形成される。

【００１４】本発明において、ヒータ機能を有するハニ
カム体（Ｈ）を構成する各ハニカム体（Ｈ1 〜Ｈn ）
は、前記した巻回タイプのものに限定されず、前記した
組合せの材料を相互に当接するように階層状に重積して
製作した階層タイプのものであってもよい。また、前記
巻回タイプの変形例として、巻回成形後に中心部に大き
な空洞が形成されるようにし、該空洞部を圧潰し、断面
形状がレーストラック形状のハニカム体としてもよい。
更に、前記した組合わせの材料を相互に当接させたもの
（以下、浄化エレメントという。）を中心にみたとき、
各浄化エレメントがハニカム体の中心点から放射状に配
設された構造の放射状ハニカム体であったり、各浄化エ
レメントが略Ｓ字状カーブに変曲された構造のＳ字状ハ
ニカム体であったりしてもよい。なお、これら各種構造
のハニカム体は、メタル製の主触媒担持母体（Ｍ）と同
じものであり、その具体的な製法については主触媒担持
母体（Ｍ）のところで説明する。

【００１５】本発明において、前記平板状帯材(1) とし
て、通常のメタルモノリスタイプの主触媒担持母体の製
作に使用されている帯材、例えばクロム鋼（クロム13〜
25%）、Ｆｅ−Ｃｒ 20%−Ａｌ 5% などの耐熱性のステ
ンレス鋼、あるいはこれに耐酸化性を改善するために希
土類を加えた耐熱性のステンレス鋼などの厚さ0.04mm〜
0.1 mmの帯材を使用する。また、波板状帯材(2) とし
て、前記平板状帯材(1)から所定の略正弦波もしくは台
形波を有するように波付加工したものが使用される。こ
のほか、ハニカム体の高温下の通電性を考慮してＮｉ−
Ｃｒ合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ−
Ｆｅ合金なども使用される。本発明において、各ハニカ
ム体（Ｈ1 〜Ｈn ）の中心部には、その軸方向に電極材
（Ｂ1 〜Ｂn ）が配設される。このような電極材（Ｂ1
〜Ｂn ）としては、前記した各ハニカム体（Ｈ1 〜Ｈn
）の構造にあわせて所望の形状のものが使用される。
例えば電極材（Ｂ1 〜Ｂn ）として、ニッケルの線材、
棒材、または板材などが使用される。

【００１６】次に、前記ヒータ機能を有するハニカム体
（Ｈ）と外部の電源部(6) の配線関係（通電接続の態
様）、即ち、各ハニカム体（Ｈ1〜Ｈｎ）と外部に設け
られた電源部（６）との配線関係について詳しく説明す
る。本発明は、前記した構造の複数のハニカム体（Ｈ1
〜Ｈｎ）と外部の電源部（６）とを配線するにあたり、
ハニカム体を昇温させるに十分な抵抗値が確保されるよ
うに、即ち最長の通電経路が確保されるように両者を配
線するものである。

【００１７】複数のハニカム体（Ｈ1〜Ｈｎ）と外部の
電源部（６）との配線関係の一つの態様が図２に示され
ている。図２において、（４），（５）はリード線、
（６）は外部の電源部（バッテリ）を示す。なお、図示
されていないが、外部の電源部（６）から中心部に配設
された電極材（Ｂ1〜Ｂｎ）（以下、単に中心電極材Ｂ1
〜Ｂｎということがある。）への電力供給は、タイマー
で時間を限っておこなってもよいし、あるいはハニカム
体の所望の部位に取付けたセンサー（熱電対など）によ
りハニカム体の温度や排気ガス温度を測定して所望のし
きい値でオン−オフさせるようにしてもよく、その態様
に何等の制限を受けるものではない。

【００１８】図示されるように、外部の電源部（６）の
（＋）極は、リード線（４）を介して第１ハニカム体
（Ｈ1）の中心部に配設された電極材（Ｂ1）に配線され
る。そして、第１ハニカム体（Ｈ1）と第２ハニカム体
（Ｈ2）は、夫々の中心電極材（Ｂ1，Ｂ2）が絶縁体
（Ｉ1）を介して当接しているため、電気は該電極材
（Ｂ1，Ｂ2）を通じて第２ハニカム体（Ｈ2）へは流れ
ない。本発明においては、最長の通電経路とすることが
要請されているので、図２では、第１ハニカム体（Ｈ
1）の最外周部と第２ハニカム体（Ｈ2）の最外周部をリ
ード線（４）で配線するようにしている。次に、第２ハ
ニカム体（Ｈ2）と第３ハニカム体（Ｈ3）は、夫々の中
心電極材（Ｂ2，Ｂ3）が当接するように配設される。こ
のため電気は第２ハニカム体（Ｈ2）の最外周部→第２
ハニカム体（Ｈ2）の中心電極材（Ｂ2）→第３ハニカム
体（Ｈ3）の中心電極材（Ｂ3）→第３ハニカム体（Ｈ
3）の最外周部という経路を通じて流れる。そして、第
３ハニカム体（Ｈ3）から外部の電源部（６）に配線さ
れるリード線（５）は、第３ハニカム体（Ｈ3）の最外
周部より導出される。以上の配線態様により外部の電源
部（６）より通電される電気エネルギーは、大きな抵抗
値のもとで抵抗加熱を生むことになり、各ハニカム体
（Ｈ1〜Ｈｎ）を十分に高い温度に昇温させることがで
きる。

【００１９】なお、図２において、各ハニカム体（Ｈ1
〜Ｈ3）は、金属製ケーシング（Ｃ）に対して絶縁材層
（Ｉ）により絶縁され、電気がケース（Ｃ）により漏電
しないようにされている。また、リード線（４，５）が
ケース（Ｃ）を貫通する部位を絶縁することはいうまで
もないことである。更にまた、各中心電極材（Ｂ1〜Ｂ
3）はハニカム体（Ｈ1〜Ｈ3）の一方の側面から突出さ
れて配設されているが、別に突出させなくてもよい。こ
のような場合、間隔（Ｄ）を設けるために所望のスペー
サー等を使用すればよい。

【００２０】次に、図３により、複数のハニカム体（Ｈ
1〜Ｈ3）と外部の電源部（６）との配線関係の第二実施
態様を説明する。図２の第一の配線関係と大きく相違す
る点は、バッテリ（６）の（＋）極に接続されたリード
線（４）が第１ハニカム体（Ｈ1）の最外周部に接続さ
れている点である。そして、電気は、第１ハニカム体
（Ｈ1）の最外周部→第１ハニカム体（Ｈ1）の中心電極
材（Ｂ1）→第２ハニカム体（Ｈ2）の最外周部→第２ハ
ニカム体（Ｈ2）の中心電極材（Ｂ2）→第３ハニカム体
（Ｈ3）の最外周部→第３ハニカム体（Ｈ3）の中心電極
材（Ｂ3）→バッテリ（６）の（−）極という通電経路
を流れる。

【００２１】なお、図３においては、図２の第一実施態
様のものと比較して主触媒担持母体（Ｍ）が省略されて
いること、また、各ハニカム体（Ｈ1〜Ｈ3）が夫々金属
製のケーシング（Ｃ1〜Ｃ3）内で固着されている点が相
違している。図３の第二実施態様において、第１ハニカ
ム体（Ｈ1）の中心電極材（Ｂ1）は、第２ハニカム体の
中心電極材（Ｂ2）に対し絶縁体（Ｉ1）を介して当接し
ているが、変形例として該絶縁体（Ｉ1）を取除いても
構わない。また、図３には中心電極材（Ｂ1）から二本
のリード線が導出されている態様が示されているが、一
本であってもよい。このことは、中心電極材（Ｂ2）に
ついてもいえることである。

【００２２】図４により、複数のハニカム体（Ｈ1〜Ｈ
4）と外部の電源部(6) との配線関係の第三実施態様を
説明する。図４において、図を簡略にするために、排気
ガス浄化装置（Ａ）を構成する金属製ケース（Ｃ）、主
触媒担持母体（Ｍ）、及び各ハニカム体（Ｈ1〜Ｈ4）の
外周部と金属製ケース（Ｃ）間に設けられる絶縁材層
（Ｉ）が省略されている。図４に示される第三実施態様
において、第１と第２ハニカム体（Ｈ1とＨ2）、及び第
３と第４ハニカム体（Ｈ3とＨ4）は、夫々の金属製ケー
ス（Ｃ1とＣ2）により導通されるようにしてある。ま
た、第２と第３ハニカム体（Ｈ2とＨ3）は、中心部に配
設された中心電極材（Ｂ2とＢ3）を直接当接させて導通
させるようにしている。図２〜図３のように中心電極材
の間に絶縁体（Ｉ1〜Ｉ2）を使用していない。

【００２３】図５により、複数のハニカム体（Ｈ1〜Ｈ
4）と外部の電源部（６）との配線関係の第四実施態様
を説明する図５に示される第四実施態様において、第２
と第３ハニカム体（Ｈ2とＨ3）は、該ハニカム体の共通
の金属製ケース（Ｃ2）により導通されるようにしてあ
る。その他の点は、図４に示される第三実施態様のもの
と基本的には同じである。図５に示される第四実施態様
において、電気は、バッテリ（６）の（＋）極→リード
線（４）→第１ハニカム体（Ｈ1）の最外周部に当接す
る金属製ケース（Ｃ2）→第１ハニカム体（Ｈ1）の最外
周部→第１ハニカム体（Ｈ1）の中心電極材（Ｂ1）→第
２ハニカム体の中心電極材（Ｂ2）→第２ハニカム体
（Ｈ2）の最外周部→第２及び第３ハニカム体（Ｈ2〜Ｈ
3）の最外周部に当接する金属製ケース（Ｃ2）→第３ハ
ニカム体（Ｈ3）の最外周部→第３ハニカム体（Ｈ3）の
中心電極材（Ｂ3）→第４ハニカム体の中心電極材（Ｂ
4）→第４ハニカム体（Ｈ4 ）の最外周部→第４ハニカ
ム体（Ｈ4）の最外周部に当接する金属製ケース（Ｃ4）
→リード線（５）→バッテリ（６）の（−）極という通
電経路を流れる。これにより、十分な抵抗値が確保さ
れ、電気エネルギーを高い熱エネルギーに変換させるこ
とができる。

【００２４】本発明の排気ガス浄化装置（Ａ）の主要な
構成要素である主触媒担持母体（Ｍ）は、セラミックス
製モノリスタイプのものであってもよく、あるいは金属
（メタル）製モノリスタイプのものであってもよい。こ
れらは、常法に従って製作すればよく、以下に金属（メ
タル）製モノリスタイプの製法を説明する。なお、前記
したヒータ機能を有するハニカム体（Ｈ）を構成する各
ハニカム体（Ｈ1 〜Ｈn ）は、以下に説明する態様で製
作すればよい。

【００２５】図６に示される断面形状が円形の主触媒担
持母体（Ｍ）は、耐熱性で薄肉金属板製の平板状帯材
(1) と波板状帯材(2) を相互に当接するように重積し、
これを一括渦巻状に巻回積層して製作される。巻回積層
により排気ガスの通路となる多数の網目状通気孔路（セ
ル）(3) が自動的に形成される。

【００２６】より具体的には、次のようにして製作すれ
ばよい。Ｆｅ−Ｃｒ 20%−Ａｌ 5% −Ｃｅ 0.02%の耐熱
鋼の厚さ0.04mm，幅50mmの薄肉鋼帯からなる平板状帯材
をフォーミングギアの間を通過させ、ピッチ幅(1.0mm),
波高(0.3mm) の波板状帯材とする。次いで、前記平板状
帯材と波板状帯材を相互に重積し、スリット入り巻回成
形棒のスリット部にその端部を挿入し、一括巻回積層し
て、例えば軸方向に多数の網目状通気孔路（セル密度 3
00cpsi) を有する外径70mmのメタル製主触媒担持母体
（Ｍ）とすればよい。

【００２７】図７に示される断面形状が円形の主触媒担
持母体（Ｍ）は、耐熱性で薄肉金属板製の平板状帯材
(1) と波板状帯材(2) を相互に当接するように階層状に
重積して製作したものである。

【００２８】図８に示される断面形状がレーストラック
形状（長円形）の主触媒担持母体（Ｍ）は、前記図６に
示される巻回タイプの変形例であり、巻回成形後に巻回
中心部に大径の空洞が形成されるようにし、次いで該空
洞部を圧潰し、断面形状をレーストラック形状にしたも
のである。

【００２９】図９に示される断面形状が円形の主触媒担
持母体（Ｍ）は、耐熱性で薄肉金属板製の平板状帯材
(1) と波板状帯材(2) を当接させて浄化エレメント
（Ｅ）とし、該浄化エレメント（Ｅ）の所望の数を固定
軸（Ｂ）を起点として放射状に外延させて製作したもの
である。

【００３０】図１０に示される断面形状が円形の主触媒
担持母体（Ｍ）は、耐熱性で薄肉金属板製の平板状帯材
と波板状帯材を当接させて浄化エレメント（Ｅ）とし、
該浄化エレメント（Ｅ）を最外面が平板状帯材となるよ
うに階層状に重積するとともに、上下両最外面に設定さ
れた二つの固定点（Ｓ1,Ｓ2 ）を中心に各浄化エレメン
ト（Ｅ）を逆向きに折曲げて、即ち各浄化エレメント
（Ｅ）を略Ｓ字状カーブに変曲させて製作したものであ
る。

【００３１】以上のようにして製作される各種構造の主
触媒担持母体（Ｍ）に、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈなどの排気ガ
ス浄化用触媒を担持させるためには、通常の方法を採用
すればよい。例えば、まず、前記触媒をハニカム構造の
主触媒担持母体（Ｍ）の壁面に担持させるための触媒担
持層を形成する。これには、活性アルミナ（γ−Ａｌ₂
Ｏ₃ ）粉末とアルミナゾルを配合したスラリーをトップ
上面部し、これを６００℃に加熱処理すればよい。次い
で、このようにして形成された触媒担持層に三元触媒な
どの触媒を担持させるために、含浸処理などの通常の方
法を採用して触媒成分を担持させればよい。

【００３２】本発明において、金属製ケース（Ｃ）は前
記ヒータ機能を有するハニカム体（Ｈ）と主触媒担持母
体（Ｍ）を内部に収容し固着するためのものであり、両
端が開口しているものであれば、その形状に何らの制約
を受けるものではない。例えば、図６〜図１０に示され
る断面形状のもの、あるいは車体下部のスペースに適合
させるために、断面楕円形状や断面略三角形状の金属製
ケースを用いてもよい。金属製ケースの素材として、前
記主触媒担持母体と同種の耐熱鋼を用いてもよいし、耐
熱耐食性に富むものを用いてもよい。また、外側部分の
金属材料を内側部分より耐熱耐食性に富むものとした二
重構造のもの、具体的には内側部分にフェライト系ステ
ンレス鋼を、外側部分にオーステナイト系ステンレス鋼
を用いてもよい。

【００３３】

【発明の効果】本発明の排気ガス浄化装置は、金属製ケ
ース内において主触媒担持母体の上流側に、中心部に電
極材を有する複数のメタル製ハニカム体（Ｈ1 〜Ｈn ）
からなるヒータ機能を有するハニカム体（Ｈ）を配設し
たものである。そして、前記ヒータ機能を有するハニカ
ム体（Ｈ）は、十分な抵抗加熱が得られるように外部の
電源部に対し通電経路が最長となるように配線接続され
る。従って、本発明においてはヒータ機能を有するハニ
カム体（Ｈ）を構成する各ハニカム体（Ｈ1 〜Ｈn ）が
均一、かつ十分に高い温度に加熱昇温されるため、排気
ガス処理において特に問題となるコールドスタート時の
排気ガス浄化能力を大幅に改善することができる。ま
た、該ハニカム体それ自体がヒータとなるため別途にヒ
ータ材を製作し、配設しなくてよい。更に、ヒータ機能
を有するハニカム体（Ｈ）を構成する各ハニカム体（Ｈ
1 〜Ｈn ）が、所望の間隔をもって配設されるため、該
空間部において排気ガスが乱流化される。そして、該乱
流化により主触媒担持母体に流入する排気ガスがより均
一な温度に加熱されるため、排気ガスの浄化効率を改善
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の排気ガス浄化装置（Ａ）の斜視図で
ある。

【図２】 図１の縦断面図であり、特に本発明のヒータ
機能を有するハニカム体（Ｈ）部の第一実施態様を示
す。

【図３】 本発明のヒータ機能を有するハニカム体
（Ｈ）部の第二実施態様を示す。

【図４】 本発明のヒータ機能を有するハニカム体
（Ｈ）部の第三実施態様を示す。

【図５】 本発明のヒータ機能を有するハニカム体
（Ｈ）部の第四実施態様を示す。

【図６】 本発明の主触媒担持母体（Ｍ）の第一実施態
様の断面図である。

【図７】 本発明の主触媒担持母体（Ｍ）の第二実施態
様の断面図である。

【図８】 本発明の主触媒担持母体（Ｍ）の第三実施態
様の断面図である。

【図９】 本発明の主触媒担持母体（Ｍ）の第四実施態
様の断面図である。

【図１０】 本発明の主触媒担持母体（Ｍ）の第五実施
態様の断面図である。

【符号の説明】

Ａ………排気ガス浄化装置 Ｆ………排気ガスの流れ方向 Ｂ，Ｂ1 ，Ｂ2 ……電極材 Ｃ………金属製ケース Ｃ1 ，Ｃ2 ………各ハニカム体の金属製ケース Ｍ………主触媒担持母体 １………平板状帯材 ２………波板状帯材 ３………セル（網目状通気孔路） ４，５………リード線 ６………バッテリ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01J 21/00 - 37/36 B01D 53/86

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製ケース内の排気ガス流の上流側に
   複数のハニカム体（第１ハニカム体Ｈ１〜第ｎハニカム
   体Ｈｎ）で構成されるヒータ機能を有するハニカム体
   （Ｈ）、及び、下流側に主触媒担持母体（Ｍ）、を配設
   してなる排気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置
   （Ａ）において、 (i).前記ヒータ機能を有するハニカム体（Ｈ）の各ハニ
   カム体（Ｈ1 〜Ｈｎ）は、耐熱性で薄肉金属板製の平板
   状帯材と波板状帯材を相互に当接させ、これを巻回成形
   して製作されるとともに、その中心部に中心電極材（Ｂ
   ＝Ｂ1〜Ｂｎ）を有するもので構成され、 (ii).前記ヒータ機能を有するハニカム体（Ｈ）の各ハ
   ニカム体（Ｈ1 〜Ｈｎ）は、所望の間隔をもって配設さ
   れ、かつ、 (iii).前記ヒータ機能を有するハニカム体（Ｈ）の各ハ
   ニカム体（Ｈ1 〜Ｈｎ）は、外部の電極部（６）に対す
   る通電接続の態様が、 (iii)-1. 第１ハニカム体（Ｈ1）と外部の電極部（６）
   の正（＋）極との接続が、その中心電極材（Ｂ1）であ
   る場合、第１ハニカム体（Ｈ1）内の中心電極材（Ｂ1）
   から最外周部への通電経路に対して、第二ハニカム体
   （Ｈ2）においては最外周部から中心電極材（Ｂ2）への
   通電経路となるように通電接続され、それ以降の各ハニ
   カム体（Ｈ3〜Ｈｎ）内の通電経路は前記第１ハニカム
   体（Ｈ1）と第２ハニカム体（Ｈ2）の通電経路が交互に
   実現されるように通電接続される態様、あるいは、 (iii)-2. 第１ハニカム体（Ｈ1）と外部の電極部（６）
   の正（＋）極との接続が、その最外周部である場合、第
   １ハニカム体（Ｈ１）内の最外周部から中心電極材（Ｂ
   1）への通電経路に対して、第２ハニカム体以降の各ハ
   ニカム体（Ｈ2〜Ｈｎ）内においては同様に最外周部か
   ら中心電極材（Ｂ2〜Ｂｎ）への通電経路が実現される
   ように通電接続される態様、更にまた、 (iii)-3. 第１ハニカム体（Ｈ1）と外部の電極部（６）
   の正（＋）極との接続が、その最外部である場合、第１
   ハニカム体（Ｈ1）内の最外周部から中心電極材（Ｂ1）
   への通電経路に対して、第２ハニカム体（Ｈ2）内にお
   いては中心電極材（Ｂ2）から最外周部への通電経路と
   なるように通電接続され、それ以降の各ハニカム体（Ｈ
   3〜Ｈｎ）内においては前記第１ハニカム体（Ｈ1）と第
   ２ハニカム体（Ｈ2）の通電経路が交互に実現されるよ
   うに通電接続される態様、 のいずれか１つの態様で通電接続されるものである、 ことを特徴とする排気ガス浄化装置。
2. 【請求項２】 各ハニカム体（Ｈ１〜Ｈｎ）の幅（ハニ
   カム体の軸方向の厚さ）（Ｌ）が、５〜１００ｍｍであ
   る請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
3. 【請求項３】 各ハニカム体（Ｈ１〜Ｈｎ）の間隔
   （Ｄ）が、１〜１００ｍｍである請求項１に記載の排気
   ガス浄化装置。
4. 【請求項４】 各ハニカム体（Ｈ１〜Ｈｎ）が、夫々の
   金属製ケース（Ｃ１〜Ｃｎ）内で固着されたものである
   請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
5. 【請求項５】 各ハニカム体（Ｈ１〜Ｈｎ）及び主触媒
   担持母体（Ｍ）が、排気ガス浄化装置（Ａ）を構成する
   金属製ケース（Ｃ）内で固着されたものである請求項１
   に記載の排気ガス浄化装置。