JP3334897B2 - 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
ガス浄化手段として排気管の途中に介装されて使用され
る排気ガス浄化装置に関する。更に詳しくは、本発明
は、この種の排気ガス浄化装置における大きな欠点、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
な構成要素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
の観点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。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張や熱的応力
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。

【０００３】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触媒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。

【０００４】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担持母体として使
用したコンバータにおいて、該主触媒担持母体の排気ガ
ス上流側の近傍部位に、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法、(ii) 実開平２−９
４３１６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充分に満足のいくものではない。

【０００５】

【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均一にか
つ充分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実開昭６３
−６７６０９号などに提案されている排気ガス浄化装置
用の通電発熱式ハニカム体の改良について、鋭意、検討
を加えた。

【０００６】その結果、本発明者らは、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
る通電発熱式ハニカム体、即ち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巻
回タイプのハニカム体を製作し、これに通電するため
に、(i) その中心軸線上に、一方の電極材（これは棒状
の電極材とみられる。以下、中心部電極材という。）を
配設とともに、(ii) 該ハニカム体の外周を保持する外
枠（金属製ケース）を他の電極材（以下、外周部電極材
という。）とした、構造のプレヒータ機能を有する通電
発熱式ハニカム体には、次の欠点があることを見い出し
た。

【０００７】例えば、前記構造の通電発熱式ハニカム体
において、外部の電源部（バッテリなど）に対して、ハ
ニカム体の外周部電極材を＋極、中心部電極材を−極に
接続して通電したとき、（イ）外周部電極材（ハニカム
体が導電性の円筒状金属製ケース内で固着されている場
合、該金属製ケース全体が外周部電極材となる。）の表
面積に対するハニカム体の外周部及びその近傍部位にお
ける平板状帯材と波板状帯材が形成する通電面積の割合
と、（ロ）中心部電極材（例えばＮｉ製丸棒材）の表面
積に対するハニカム体の中心部及び近傍部位における平
板状帯材と波板状帯材が形成する通電面積の割合におい
て、前者（イ）の方が圧倒的に多いことから各セルの壁
を通じて流れる電流密度が後者より極めて少なくなるこ
と、別言すれば通電によりハニカム体の外周部及びその
近傍部位では抵抗加熱により得られる発熱量は、ハニカ
ム体の中心部及びその近傍部位での抵抗加熱により得ら
れる発熱量と比較して小さなものとなる。その結果、プ
レヒータとしてのハニカム体内部の温度が不均一とな
る。

【０００８】周知のように、この種のプレヒータ機能を
有する通電発熱式ハニカム体（Ｈ´）は、図９に示され
る態様で排気ガス浄化装置（Ａ）に組込まれて使用され
るものである。図９は、従来の通電発熱式ハニカム体
（Ｈ´）を組込んだ排気ガス浄化装置（Ａ）の一部を省
略した断面図である。図示されるように、排気ガス流方
向（Ｆ）に対し、排気ガスの上流側に通電発熱式ハニカ
ム体（Ｈ´）、下流側にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈなどの排気ガ
スの浄化用触媒を担持したメイン（主）触媒（Ｍ）を金
属製ケース（Ｃ）内に配設して構成されるものである。
そして、該通電発熱式ハニカム体（Ｈ´）の中心部電極
材と外周部電極材は、電極端子や導線(5,6）を介して外
部電源部(4) に接続される。

【０００９】しかしながら、前記図９で示される従来タ
イプの排気ガス浄化装置（Ａ）においては、前述したよ
うにプレヒータ機能を有する通電発熱式ハニカム体（Ｈ
´）が、通電によりその内部が均一に加熱昇温されず、
その内部を通過する排気ガスは不均一に加熱されて下流
側の主触媒（Ｍ）に至る。即ち、排気ガスは触媒反応に
とって最適な温度に均一に加熱されずに主触媒（Ｍ）内
に流入してしまい、その結果、十分に満足にいく排気ガ
ス浄化を達成することができない。また、従来の通電発
熱式ハニカム体（Ｈ´）においては、前記した電流密度
の相違から中央部位を適温にすると外周部位が低温とな
るが、これを解消しようとして外周部位を適温にすると
中心部位、特に中心部電極材の近傍部位はオーバヒート
し、極端な場合にはメルトダウン（溶損）してしまいハ
ニカム体（Ｈ´）の耐振耐久性（機械的強度）が大きく
損なわれる。

【００１０】これに対して本発明者らは、状来の通電発
熱式ハニカム体（Ｈ´）においては前記（イ）と（ロ）
で説明したように中心部電極材（棒状のもの）外周部電
極材（金属製ケースを電極材とするため円筒状のもの）
という電極材の配設構成のもとでは重大な欠点を有する
が、ハニカム体の外周面上に所望の間隔をおいて、相対
向する部位に板状の一対の電極板を配設したとき、極め
て良好な結果を得ることを見い出した。即ち、前記した
電極板の配設構成のもとにおいて、ハニカム体の内部は
ほぼ均一に加熱されるため、排気ガス浄化効率、特にコ
ールドスタート時の排気ガスの浄化効率を大幅に改善で
きることを見い出した。本発明は、前記知見をベースと
した通電発熱式排気ガス浄化装置、特にその主要な構成
要素であるヒータ特性に優れたハニカム体を提供しよう
とするものである。

【００１１】

【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、通電発熱式ハニカム体（Ｈ）及び前記ハニカ
ム体（Ｈ）の後部に配設される主触媒から成る排気ガス
浄化装置において、前記通電発熱ハニカム体（Ｈ）が、 (i).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したハニカム体（Ｈ₁ ）で構
成され、かつ、 (ii). 前記ハニカム体（Ｈ₁ ）が、その外周面上におい
て、所望の周長（ｄ）の間隔をおいて設定される相対応
する二つの部位に、前記ハニカム体（Ｈ ₁ ）の周長の１
０〜４０％に等しい同一周長（１）の電極板（Ｂ₁ ，Ｂ
₂ ）を前記ハニカム体（Ｈ ₁ ）の全幅（Ｄ）に亘って配
設したもので構成されたものである、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。

【００１２】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。

【００１３】図１は、本発明の第一実施例のヒータ機能
を有する通電発熱式ハニカム体（Ｈ）の一部を省略した
正面図であり、図２は側面図である。本発明の通電発熱
式ハニカム体（Ｈ）は、前述した図９に示される従来の
通電発熱式ハニカム体（Ｈ´）に代替して使用されるも
のである。即ち、排気ガス流方向（Ｆ）に対して主触媒
（Ｍ）の上流側に、プレヒータとし配設されて使用され
るものである。本発明の通電発熱式ハニカム体（Ｈ）
は、従来のハニカム体（Ｈ´）と比較して、次の点で大
きく相違するものである。（ａ）従来の通電発熱式ハニ
カム体（Ｈ´）は、前述したように、かつ図９に示され
るように耐熱性の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
渦巻状に巻回して製作した巻回タイプのハニカム体に、
棒状の中心部電極材（Ｂ₁ ）と外周部電極材（Ｂ₂ ）
（該ハニカム体の金属製ケース）を配設した構造のもの
である。なお、前記平板状帯材(1)と波板状帯材(2) の
巻回積層により、図１に示されるように多数の排気ガス
の網目状通気孔路（セル）(3) が自動的に形成される。 （ｂ）これに対して、本発明の通電発熱式ハニカム体
（Ｈ）は、その電極材の配設構成が全く相違するもので
ある。これを図１〜図２により詳しく説明する。図１に
示されるように、本発明の通電発熱式ハニカム体（Ｈ）
において電極材は次のようにして配設される。即ち、該
通電発熱式ハニカム体（Ｈ）を構成するハニカム体（Ｈ
₁ ）（図１には、巻回タイプのハニカム体Ｈ₁ が示され
ている。）の外周面上において、所望の周長（ｄ）の間
隔をおいて設定される相対向する（二つの）部位に、周
長（ｌ）の電極板（Ｂ₁ ，Ｂ₂ ）が配設される。例え
ば、断面形状が円形で半径ｒの巻回タイプのハニカム体
（Ｈ₁ ）の場合、各電極板（Ｂ₁ ，Ｂ₂ ）の周長（ｌ）
は、ｌ＝（πｒ−ｄ）に設定すればよい。また、図２に
示されるようにハニカム体（Ｈ₁ ）は幅（排気ガス流方
向の厚み）（Ｄ）を有するものであり、各電極板
（Ｂ₁ ，Ｂ₂ ）の面積略ｌ×Ｄの板状体のものである。

【００１４】前記した従来のものと本発明のものとの間
にみられる電極材の配設構成における相違点は、重要な
意義を有するものである。例えば、図１〜図２の態様の
もとで通電する場合、より具体的には外部の電源部(4)
に対して、リード線(5,6) をもってハニカム体（Ｈ₁ ）
の一方の外周面上の電極板（Ｂ₁ ）を＋極側、他方の外
周面上電極板（Ｂ₂）を−極側に接続して（なお、図１
〜図２には各リード線と各電極板の間に電極端子（51,6
1 ）が設けらていることが示されている。）、通電する
場合を考える。このような場合、電極板（Ｂ₁ ）→他方
の電極板（Ｂ₂ ）に至る各セルの壁（これは、当然のこ
とながら平板状帯材(1) と波板状帯材(2) で構成され
る。）を通じて電気が流れる通電経路において、各通電
経路における単位体積当りの抵抗値がほぼ同じものとな
り（別言すれば、単位体積当りの通電面積が略同じもの
となり）、ハニカム体（Ｈ₁ ）の内部は均一に抵抗加熱
されることにとなる。即ち、前記（イ）及び（ロ）で説
明したように従来の電極材の配設構成においての通電時
の欠点は完全に解決されることになる。

【００１５】本発明において、二つの電極板（Ｂ₁ ，Ｂ
₂ ）をハニカム体（Ｈ₁ ）の外周面において、所定の距
離（周長ｄ）をおいて配設させることが重要である。も
し、この周長（ｄ）が小さいと（逆にいうと電極板の周
長ｌが大きいと）、電気は両電極板（Ｂ₁ ，Ｂ₂）の端
部近傍で導通してしまい、効果的な抵抗加熱を得ること
かができない。従って、各電極板（Ｂ₁ ，Ｂ₂ ）の周長
（ｌ）は、十分な抵抗加熱が得られるように設定される
べきであって、一般的にはハニカム体（Ｈ₁ ）の周長10
〜40％の長さに設定される。なお、ハニカム体（Ｈ₁ ）
の断面形状として、後述するように円形、レーストラッ
ク形状（長円形状）、矩形形状、楕円形状など種々の形
状のものがあるため、これら形状に応じて適切な各電極
板（Ｂ₁ ，Ｂ₂ ）の周長（ｌ）を決めればよい。なお、
本発明においてハニカム体（Ｈ₁ ）のセルに注目する
と、図１（断面円形状のハニカム体）の場合、対向する
上下の電極板（Ｂ₁ ，Ｂ₂ ）と各電極板（Ｂ₁ ，Ｂ₂ ）
の端部を結ぶ線とで囲まれるセルと、それ以外のセルに
区別されるが、各電極板（Ｂ₁ ，Ｂ₂ ）の周長（ｌ）の
設定にもよるが、後者のセルも十分に加熱される。これ
は、該部分（後者のセルの部分）も通電経路となるこ
と、該部分が小さいことから他の部分からの熱伝達によ
り十分に加熱されることなどによるものである。また、
図２に示されるように、本発明のハニカム体（Ｈ₁ ）
は、所望の幅（Ｄ）（排気ガス流方向の厚み）を有する
ものである。該ハニカム体（Ｈ₁ ）の幅（Ｄ）は後述す
るようにハニカム体（Ｈ₁ ）が複数に区分される場合が
あるが、一般的には5〜50mmに設定すればよい。

【００１６】本発明の通電発熱式ハニカム体（Ｈ）にお
いて、その主要な構成要素はハニカム体（Ｈ₁ ）である
が、該ハニカム体（Ｈ₁ ）を製作するために使用される
平板状帯材(1) としては、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%−Ａｌ5%
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〜0.1mm 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合金なども使用される。なお、本
発明において、通電発熱式ハニカム体（Ｈ）の主要な構
成要素であるハニカム体（Ｈ₁ ）は、図に示される巻回
タイプのものに限定されない。本発明において適用する
ことができるハニカム体（Ｈ₁ ）の構造は、後述する主
触媒（Ｍ）のところで説明する。また、通常、ハニカム
体（Ｈ₁ ）は金属製ケース（Ｃ₁ ）内で固着、保持され
るが、図１〜図２においては金属製ケース（Ｃ₁ ）が省
略されている。しかし、これらのケーシング技術は後述
する排気ガス浄化装置（Ａ）に適用される金属製ケース
（Ｃ）のケーシング技術と同種のものである。その際、
電極板（Ｂ₁ ，Ｂ₂ ）にケースの機能を持たせることが
できる場合、ケースを省略してもよいことはいうまでも
ないことである。

【００１７】本発明において、前記通電発熱式ハニカム
体（Ｈ）に適用される電極板（Ｂ₁ ，Ｂ₂ ）としては、
耐熱鋼やニッケルなどのものが使用される。本発明にお
いて、図示されていないが、外部電源部(4) から電極材
（Ｂ₁ ，Ｂ₂ ）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設定値でオン−
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。なお、図１〜図２には、電力供給
のオン−オフのスイッチング(7) が示されている。ま
た、外部電源部(4) として直流電源を示したが、他の実
施例が示すように交流電源であってもよいことは言うま
でもないことである。

【００１８】次に、本発明の通電発熱式ハニカム体
（Ｈ）の第二実施例を図３で説明する。図３で示される
通電発熱式ハニカム体（Ｈ）の第二実施例において、図
１〜図２に示される第一実施例のものと大きく相違する
点は、該ハニカム体（Ｈ）の主要な構成要素であるハニ
カム体（Ｈ₁ ）として、巻回タイプでかつ断面形状がレ
ーストラック形状（長円形状）のものを横長に使用して
いるという点である。

【００１９】図４は、本発明の通電発熱式ハニカム体
（Ｈ）の第三実施例を示すものである。この第三実施例
のものは、前記第二実施例と基本的には略同様のもので
あるが、ハニカム体（Ｈ₁ ）として巻回タイプでかつ断
面形状がレーストラック形状（長円形状）のものを縦長
に使用している点で、かつ外部電源部(4) が交流電源で
あるという点で相違している。

【００２０】図５は、本発明の通電発熱式ハニカム体
（Ｈ）の第四実施例を示すものである。図１〜図２に示
される第一実施例のものと大きく相違する点は、該ハニ
カム体（Ｈ）の主要な構成要素であるハニカム体
（Ｈ₁ ）として、積層タイプ（具体的な構成は後述す
る。）でかつ断面形状が矩形状のものを使用している点
である。

【００２１】図６は、本発明の通電発熱式ハニカム体
（Ｈ）の第五実施例を示すものである。この第五実施例
のものは、前記第四実施例と基本的には略同様のもので
あるが、積層タイプのハニカム体（Ｈ₁ ）の積層方向の
点で、及び外部電源部(4) が交流電源である点で相違し
ている。

【００２２】図７は、本発明の通電発熱式ハニカム体
（Ｈ）の第六実施例を示すものである。第六実施例は、
通電発熱式ハニカム体（Ｈ）を構成するハニカム体（Ｈ
₁ ）が二つのハニカム体（Ｈ₁ 〜Ｈ₂ ）で構成されてい
ることを示している。なお、図７において矢線Ｆは、排
気ガス流方向を示している。第六実施例において、ハニ
カム体（Ｈ₁ ）とハニカム体（Ｈ₂ ）に対し電気が図示
のように電極材Ｂ₁ →Ｂ₂ →Ｂ₃ に流れるように、即ち
隣接するハニカム体の一方の電極板を共用するように電
極材を配設し、通電経路を長くするようにして十分な抵
抗加熱が得られるようにすることが好ましい。通電発熱
式ハニカム体（Ｈ）を構成するハニカム体（Ｈ₁ ）は、
過酷な使用条件（高い温度環境、激しい振動など）のも
とで使用されるため、その構成部材である平板状帯材と
波板状帯材との当接部はろう接合などにより固着され
る。この場合、通電により電気は該当接部を通って最短
距離（短絡）を流れるため十分な抵抗値を得ることがで
きなくなる。従って、本実施例の態様は好ましいもので
ある。

【００２３】図８は、本発明の通電発熱式ハニカム体
（Ｈ）の第七実施例を示すものである。第七実施例は、
通電発熱式ハニカム体（Ｈ）を構成するハニカム体（Ｈ
₁ ）が四つのハニカム体（Ｈ₁ 〜Ｈ₄ ）で構成されてい
ることを示している。図８において、矢線Ｆは、排気ガ
ス流方向を示している。なお、各ハニカム体（Ｈ₁ 〜Ｈ
₄ ）は、第六実施例（図７）と同様に、通電経路が長く
なるように通電接続され、十分な抵抗加熱が得られるよ
うにしている。

【００２４】本発明の通電発熱式ハニカム体（Ｈ）は、
前記したように（図９参照）、排気ガス浄化装置（Ａ）
の主要な構成要素である主触媒（Ｍ）の前部に配設され
て使用されるものである。次に、主触媒（Ｍ）の構造に
ついて、図を参照して説明する。排気ガス浄化装置
（Ａ）の主要な構成要素である主触媒（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、例えば主
触媒（Ｈ）の前駆体である主触媒担持母体を製作し、こ
れに排気ガス浄化用触媒を担持させればよい。以下に金
属（メタル）製モノリスタイプの該主触媒担持母体の製
法を説明する。なお、前記した通電発熱式ハニカム体
（Ｈ）を構成するハニカム体（Ｈ₁ 〜Ｈ_n ）は、以下に
説明する態様で製作すればよい。

【００２５】図１０に示される断面形状が円形の主触媒
（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。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38mm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(3.0mm)，波高(1.4mm) 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 300cpsi）を有する外径70mmのメタル製主
触媒担持母体とすればよい。

【００２６】図１１に示される断面形状が円形の主触媒
担持母体は、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階層状に重積して
製作したものである。

【００２７】図１２に示される断面形状がレーストラッ
ク形状（長円形）の主触媒担持母体は、前記図８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。

【００２８】図１３に示される断面形状が円形の主触媒
担持母体は、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。

【００２９】図１４に示される断面形状が円形の主触媒
担持母体は、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、即ち各浄化エメレント
（Ｅ）を略Ｓ字状カーブに変曲させて製作したものであ
る。

【００３０】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（ｒ−Ａｌ₂ Ｏ₃ ）粉末と
アルミナゾルを配合したスラリーを塗布し、これを６０
０℃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Ｐｔ，Ｐｄ、Ｒｈ触媒などの触媒
を担持させるためには、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。以上のようにし
て、主触媒（Ｍ）が製作される。

【００３１】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通電発熱式ハニカム体（Ｈ）と主
触媒（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１０〜図１４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（Ｃ）を用いてもよい。金属製ケース（Ｃ）
の素材として、前記主触媒（Ｍ）と同種の耐熱鋼を用い
てもよいし、更に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。

【００３２】

【発明の効果】本発明の通電発熱式ハニカム体（Ｈ）
は、排気ガス浄化装置（Ａ）の主要な構成要素として金
属製ケース（Ｃ）内において主触媒（Ｍ）の上流側に配
設されるものである。そして、前記通電発熱式ハニカム
体（Ｈ）は、その内部において温度分布が均一でかつ十
分な抵抗加熱が得られるように特殊な配設方式により電
極板を配置している。従って、本発明においては、排気
ガスが通電発熱式ハニカム体（Ｈ）において均一、かつ
主触媒（Ｍ）での触媒反応に好適な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、本発明の通電発熱式ハニカム
体（Ｈ）において、その構成部材が加熱時に局部的に加
熱されることがなく、部材劣化に伴う耐振耐久性（機械
的強度）の低下を防止することができる。更に、該ハニ
カム体（Ｈ）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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の通電発熱式ハニカム体
（Ｈ）の一部を省略した正面図である。

【図２】図１に示される通電発熱式ハニカム体（Ｈ）の
側面図である。

【図３】本発明の第二実施例の通電発熱式ハニカム体
（Ｈ）の一部を省略した正面図である。

【図４】本発明の第三実施例の通電発熱式ハニカム体
（Ｈ）の一部を省略した正面図である。

【図５】本発明の第四実施例の通電発熱式ハニカム体
（Ｈ）の一部を省略した正面図である。

【図６】本発明の第五実施例の通電発熱式ハニカム体
（Ｈ）の一部を省略した正面図である。

【図７】本発明の第六実施例の通電発熱式ハニカム体
（Ｈ）の一部を省略した側面図である。

【図８】本発明の第七実施例の通電発熱式ハニカム体
（Ｈ）の一部を省略した側面図である。

【図９】従来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１０】主触媒（Ｍ）の第一実施例の断面図である。

【図１１】主触媒（Ｍ）の第二実施例の断面図である。

【図１２】主触媒（Ｍ）の第三実施例の断面図である。

【図１３】主触媒（Ｍ）の第四実施例の断面図である。

【図１４】主触媒（Ｍ）の第五実施例の断面図である。

【符号の説明】

Ｈ………通電発熱式ハニカム体 Ｈ₁ ，Ｈ_n ……ハニカム体 Ａ………排気ガス浄化装置 Ｆ………排気ガスの流れ方向 Ｂ₁ ，Ｂ₂ ………電極板 Ｃ………排気ガス浄化装置の金属製ケース Ｃ₁ ………ハニカム体（Ｈ₁ ）の金属製ケース Ｍ………主触媒 １………平板状帯材 ２………波板状帯材 ３………セル（網目状通気孔路） ４………外部電源部 ５，６………リード線 ５１，６１……電極端子

フロントページの続き (72)発明者 西田 俊之 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 中鉢 勝芳 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 審査官 繁田 えい子 (56)参考文献 特開 平４−280086（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−6120（ＪＰ，Ｕ) 国際公開89／10470（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01J 21/00 - 37/36 B01D 53/86 F01N 3/20

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通電発熱式ハニカム体（Ｈ）及び前記ハ
   ニカム体（Ｈ）の後部に配設される主触媒から成る排気
   ガス浄化装置において、前記通電発熱式ハニカム体
   （Ｈ）が、 (i).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したハニカム体（Ｈ₁ ）で構
   成され、かつ、 (ii). 前記ハニカム体（Ｈ₁ ）が、その外周面上におい
   て、所望の周長（ｄ）の間隔をおいて設定される相対応
   する二つの部位に、前記ハニカム体（Ｈ ₁ ）の周長の１
   ０〜４０％に等しい同一周長（１）の電極板（Ｂ₁ ，Ｂ
   ₂ ）を前記ハニカム体（Ｈ ₁ ）の全幅（Ｄ）に亘って配
   設したもので構成されたものである、 ことを特徴とする排気ガス浄化装置。
2. 【請求項２】 ハニカム体（Ｈ₁ ）が、前記ハニカム体
   （Ｈ ₁ ）用の金属製ケース（Ｃ₁ ）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。
3. 【請求項３】 ハニカム体（Ｈ₁ ）が１つのハニカム体
   （Ｈ₁ ）または複数のハニカム体（Ｈ₁ 〜Ｈ_n ，ｎ≧
   ２）で構成されたものである請求項１に記載の排気ガス
   浄化装置。
4. 【請求項４】 ハニカム体（Ｈ₁ ）が複数のハニカム体
   （Ｈ₁ 〜Ｈ_n ，ｎ≧２）で構成されるとき、電極板（Ｂ
   ₁ ，Ｂ ₂ ）が、隣接する二つのハニカム体において、一
   方のハニカム体の外周面に配設された電極板は共用さ
   れ、他方のハニカム体の外周面に配設された電極板は共
   用されないように少なくとも一方の電極板が複数に分割
   されて配設されたものである請求項３に記載の排気ガス
   浄化装置。