排ガス浄化システム、排ガス浄化システムの製造方法、及び、排ガス浄化システムを用いた排ガス浄化方法
【課題】保持シール材が排ガス処理体を充分に保持することができる排ガス浄化システムを提供する。
【解決手段】保持シール材１４０は、無機繊維を含むマット状であるとともに、排ガス浄化装置１１０のガス出口側に位置する第１の側面１４１と、入口側に位置する第２の側面１４２とを有し、保持シール材の第１の側面には、第１の傾斜面が形成されており、排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、第１の傾斜面は、保持シール材と排ガス処理体とが接触する第１の内側端点１４３ａと、保持シール材と金属容器とが接触する第１の外側端点１４３ｂとを有し、第１の内側端点は、第１の外側端点よりも排ガス浄化装置のガス入口側に位置し、第１の傾斜面は、第１の内側端点から第１の外側端点へ向かい、かつ、第１の傾斜面は、排ガス処理体の端面に対して傾斜している。
【解決手段】保持シール材１４０は、無機繊維を含むマット状であるとともに、排ガス浄化装置１１０のガス出口側に位置する第１の側面１４１と、入口側に位置する第２の側面１４２とを有し、保持シール材の第１の側面には、第１の傾斜面が形成されており、排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、第１の傾斜面は、保持シール材と排ガス処理体とが接触する第１の内側端点１４３ａと、保持シール材と金属容器とが接触する第１の外側端点１４３ｂとを有し、第１の内側端点は、第１の外側端点よりも排ガス浄化装置のガス入口側に位置し、第１の傾斜面は、第１の内側端点から第１の外側端点へ向かい、かつ、第１の傾斜面は、排ガス処理体の端面に対して傾斜している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化システム、排ガス浄化システムの製造方法、及び、排ガス浄化システムを用いた排ガス浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中には、パティキュレートマター（以下、ＰＭともいう）が含まれており、近年、このＰＭが環境や人体に害を及ぼすことが問題となっている。また、排ガス中には、ＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）又はＮＯｘ（窒素酸化物）等の有害なガス成分が含まれており、この有害なガス成分が環境や人体に害を及ぼすことについても問題となっている。
【０００３】
そこで、内燃機関と連結されることにより排ガス中のＰＭを捕集したり、排ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ又はＮＯｘ等の排ガス中の有害なガス成分を浄化したりする排ガス浄化装置として、コージェライトや炭化ケイ素などの多孔質セラミックからなる排ガス処理体と、排ガス処理体を内部に収容する金属容器（ケーシング）と、排ガス処理体と金属容器との間に配設され、無機繊維を含むマット状の保持シール材とから構成される排ガス浄化装置が種々提案されている。
この排ガス浄化装置では、無機繊維の有する弾性によって保持シール材が排ガス処理体を保持している。また、排ガス処理体と金属容器との隙間を保持シール材が埋めることにより、排ガス処理体と金属容器との隙間からの排ガスの漏出を防止している。
【０００４】
排ガス浄化装置を作製する方法としては、周囲に保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を金属容器の内部に圧入する方法が知られている。そして、金属容器としては、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体の外径（排ガス処理体の直径と保持シール材の厚さとを合わせた長さ）よりも若干短い内径を有する金属容器が用いられる。
なお、本明細書では、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を巻付体ともいうこととする。
【０００５】
上記の方法により製造される排ガス浄化装置では、保持シール材が金属容器内で圧縮された状態となる。そのため、保持シール材が無機繊維の有する弾性により元の形状に戻ろうとする復元力（すなわち、排ガス処理体を保持する保持力）を発揮し、保持シール材で排ガス処理体が保持される。
【０００６】
そして、排ガス浄化装置の一方の端部に、排ガスを排ガス浄化装置に導入するための導入管を接続し、かつ、排ガス浄化装置の他方の端部に、排ガス浄化装置を通過した排ガスを外部に排出するための排出管を接続することにより、排ガス浄化システムを製造することができる。
本明細書では、排ガス浄化装置において、導入管に接続されている端部の側をガス入口側ということとし、排出管に接続されている端部の側をガス出口側ということとする。
【０００７】
しかしながら、従来の方法で製造される排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の周囲に巻き付けられた保持シール材の側面が変形し、排ガスを流入させた場合に保持シール材の破損が発生するという問題がある。
これについて、図２１を参照しながら以下に詳しく説明する。
図２１は、従来の排ガス浄化システムの一例を模式的に示す断面図である。図２１では、圧入方向を矢印Ｚで表している。このように、従来の排ガス浄化システムでは、圧入方向と排ガスを流入させる方向が同じである。
【０００８】
図２１に示した従来の排ガス浄化システム２００において、排ガス浄化装置２１０のガス出口側２１２では、保持シール材２４０の第１の側面２４１が、排ガス処理体２３０の出口側端面２３２と略平行にならず、傾いた状態となっている。また、排ガス浄化装置２１０のガス入口側２１１では、保持シール材２４０の第２の側面２４２が、排ガス処理体２３０の入口側端面２３１と略平行にならず、傾いた状態となっている。
この理由については、以下のように考えられる。保持シール材２４０が巻き付けられた排ガス処理体２３０を金属容器２２０の内部に圧入する際に、保持シール材２４０の排ガス処理体２３０と接触している主面２４５ａ（以下、単に第一主面ともいう）と、保持シール材２４０の金属容器２２０と接触している主面２４５ｂ（以下、単に第二主面ともいう）との間でせん断力が負荷される。せん断力は、保持シール材２４０の第一主面２４５ａ側では圧入方向に働き、保持シール材２４０の第二主面２４５ｂ側では圧入方向と反対の方向に働く。その結果、保持シール材２４０の第一主面２４５ａ及び第二主面２４５ｂの互いの位置がずれて、保持シール材２４０が変形するものと考えられる。
なお、略平行とは、排ガス処理体の端面（入口側端面、出口側端面）と保持シール材の第１の側面又は第２の側面とが平行であるか、又は、保持シール材の第１の側面又は第２の側面が排ガス処理体の端面から傾いていても実質的にその傾きを無視し得る程度に傾いていることをいう。
【０００９】
図２１に示した従来の排ガス浄化システム２００のように、排ガス浄化装置２１０において、保持シール材２４０の第１の側面２４１及び第２の側面２４２が傾いた状態では、排ガスを流入させた場合に保持シール材２４０の第１の側面２４１又は第２の側面２４２と排ガスとが接触する面積が大きくなる。そのため、排ガスの流動に伴って保持シール材２４０の第１の側面２４１又は第２の側面２４２が風蝕されやすくなる。そして、保持シール材２４０の第１の側面２４１又は第２の側面２４２に発生した風蝕が進展し、保持シール材２４０が破損することがある。
そのため、保持シール材２４０の破損が発生した場合には、排ガス処理体２３０を充分に保持することができなくなり、風蝕により発生した隙間から排ガスが漏れたり、場合によっては、排ガス処理体２３０が脱落したりするという問題がある。
【００１０】
このような問題に対して、排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置として、例えば、側面に傾斜面を形成した保持シール材を用いた排ガス浄化装置、及び、排ガス浄化装置の製造方法が開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−０９２５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に記載の排ガス浄化装置に用いられる保持シール材では、まず、カッター等の切断治具で保持シール材の側面を切断して第一主面側から第二主面側に向かって傾斜した傾斜面とする。次に、この保持シール材の側面（傾斜面）が金属容器に巻付体を圧入する際の圧入方向に突出するようにして、保持シール材を排ガス処理体の周囲に単層に巻き付けて巻付体を作製する。
このようにして作製した巻付体を金属容器に圧入すると、第二主面近傍が圧入方向と反対の方向に変形していくにつれ傾斜面が徐々に排ガス処理体の端面と平行になっていくとされている。そして、巻付体が所定の位置に配設された状態においては、保持シール材の第２の側面がちょうど排ガス処理体の端面と略平行になるとされている。
【００１３】
しかしながら、特許文献１に記載の排ガス浄化装置を用いて、従来の方法により排ガス浄化システムを製造した場合、排ガス浄化システムに排ガスを流入させると、排ガスの流動に伴って、排ガス処理体がガス出口側に押されることになる。
図２２（ａ）は、排ガスを流入させる前の従来の排ガス浄化システムの別の一例を模式的に示す断面図である。図２２（ｂ）は、排ガスを流入させている間の従来の排ガス浄化システムの別の一例を模式的に示す断面図である。
図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に示す排ガス浄化システム３００は、特許文献１に記載の排ガス浄化装置を用いて、従来の方法により製造されている。
図２２（ｂ）に示すように、排ガス浄化システム３００に排ガスＧ２を流入させると、保持シール材３４０の第１の側面３４１及び第２の側面３４２が傾いた状態となってしまう。
保持シール材の側面が傾いた状態であると、従来の排ガス浄化システムと同様に、保持シール材が風蝕されやすくなるという問題が発生する。また、保持シール材の風蝕という問題以外に、以下のような問題も発生する。
【００１４】
排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面で見た場合、保持シール材の第１の側面又は第２の側面が傾いていない部分では、排ガス処理体と金属容器との隙間が保持シール材によって完全に埋められている。排ガス処理体と金属容器との隙間が保持シール材によって完全に埋められている部分では、保持シール材は、排ガス処理体や金属容器を垂直に押し出すことができる。その結果、保持シール材に面圧（保持シール材の保持面に負荷される圧力）が発生する。
一方、保持シール材の第１の側面又は第２の側面が傾いた部分では、排ガス処理体と金属容器との隙間が保持シール材によって埋められていない空間が存在する。保持シール材の第１の側面又は第２の側面が傾いた部分では、排ガス処理体と金属容器との隙間に保持シール材が存在しないため、保持シール材が排ガス処理体や金属容器を垂直に押し出すことができない。その結果、保持シール材に面圧が発生しない。
以下、面圧が発生する部分の面積を面圧有効面積という。
【００１５】
図２２（ａ）に示す排ガスを流入させる前の排ガス浄化システム３００において、面圧有効面積は、Ｓ３で表される部分の面積である。一方、図２２（ｂ）に示す排ガスを流入させている間の排ガス浄化システム３００において、面圧有効面積は、Ｓ４で表される部分の面積である。
排ガス浄化システム３００に排ガスＧ２を流入させると、保持シール材３４０の第１の側面３４１及び第２の側面３４２が傾いていくため、面圧有効面積は、Ｓ３からＳ４へ減少する。その結果、保持シール材の保持力が低下する。
このように、特許文献１に記載の排ガス浄化装置を用いて、従来の方法により排ガス浄化システムを製造した場合、排ガスを流入させている間、保持シール材の保持力が低下し、保持シール材が排ガス処理体を充分に保持することができないという問題がある。
【００１６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、排ガスを流入させている間、保持シール材が排ガス処理体を充分に保持することができる排ガス浄化装置を備える排ガス浄化システム、上記排ガス浄化システムの製造方法、及び、上記排ガス浄化システムを用いた排ガス浄化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者は、上述した課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、排ガスの流動に伴って排ガス処理体が移動することを考慮して、保持シール材の側面に傾斜面を設けることにより、保持シール材の保持力の低下を防止することができることを見出し、本発明を完成した。
【００１８】
すなわち、請求項１に記載の排ガス浄化システムは、
金属容器、上記金属容器内に収容された排ガス処理体、並びに、上記排ガス処理体の周囲に巻き付けられ上記排ガス処理体及び上記金属容器の間に配設された保持シール材を備えた排ガス浄化装置と、
上記排ガス浄化装置の一方の端部に接続され、排ガスを上記排ガス浄化装置に導入するための導入管と、
上記排ガス浄化装置の他方の端部に接続され、上記排ガス浄化装置を通過した上記排ガスを外部に排出するための排出管とからなる排ガス浄化システムであって、
上記排ガス浄化装置は、上記導入管に接続されたガス入口側と、上記排出管に接続されたガス出口側とを有し、
上記保持シール材は、無機繊維を含むマット状であるとともに、上記排ガス浄化装置のガス出口側に位置する第１の側面と、上記排ガス浄化装置のガス入口側に位置する第２の側面とを有し、
上記保持シール材の第１の側面には、第１の傾斜面が形成されており、
上記排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、上記第１の傾斜面は、上記保持シール材と上記排ガス処理体とが接触する第１の内側端点と、上記保持シール材と上記金属容器とが接触する第１の外側端点とを有し、
上記第１の内側端点は、上記第１の外側端点よりも上記排ガス浄化装置のガス入口側に位置し、
上記第１の傾斜面は、上記第１の内側端点から上記第１の外側端点へ向かい、かつ、
上記第１の傾斜面は、上記排ガス処理体の端面に対して傾斜していることを特徴とする。
【００１９】
請求項１に記載の排ガス浄化システムでは、保持シール材の第１の側面が、従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは逆の方向に傾いている。
請求項１に記載の排ガス浄化システムに排ガスを流入させた場合、排ガスの流動に伴って、排ガス処理体が排ガス浄化装置のガス出口側に押されることになる。その結果、保持シール材の第１の側面に形成されている第１の傾斜面が、排ガスの流入方向、つまり排ガス浄化装置のガス出口側に移動することにより、第１の側面が排ガス処理体の端面と略平行になっていく。
請求項１に記載の排ガス浄化システムでは、従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは異なり、排ガス処理体や金属容器に対して充分な面圧が発生する。その結果、排ガスを流入させている間も保持シール材の保持力が低下することを防止することができるため、保持シール材が排ガス処理体を充分に保持することができる。
【００２０】
請求項１に記載の排ガス浄化システムにおいて、排ガスを流入させている間も保持シール材の保持力が低下しない理由は、以下のように考えられる。
図１（ａ）は、排ガスを流入させる前の本発明の排ガス浄化システムの一例を模式的に示す断面図である。図１（ｂ）は、排ガスを流入させている間の本発明の排ガス浄化システムの一例を模式的に示す断面図である。
図１（ａ）に示す排ガスを流入させる前の排ガス浄化システム１００において、面圧が発生する面圧有効面積は、Ｓ１で表される部分の面積である。一方、図１（ｂ）に示す排ガスを流入させている間の排ガス浄化システム１００において、面圧有効面積は、Ｓ２で表される部分の面積である。
排ガス浄化システム１００に排ガスＧ１を流入させると、保持シール材１４０の第１の側面１４１が排ガス処理体１３０の端面と略平行になっていくため、面圧有効面積は、Ｓ１からＳ２へ増加する。その結果、保持シール材の保持力が向上する。
【００２１】
また、請求項１に記載の排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置を構成する保持シール材が充分な保持力を発揮することができるため、排ガス処理体と金属容器との間に配設する保持シール材の充填密度（ＧＢＤ；Ｇａｐ Ｂｕｌｋ Ｄｅｎｓｉｔｙ）を小さくすることができる。その結果、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の量を低減させることができる。
なお、保持シール材の充填密度（ＧＢＤ）とは、巻付体を金属容器に圧入した後の保持シール材の嵩密度を表し、「充填密度（ｇ／ｃｍ３）＝単位面積あたりの保持シール材の重量（ｇ／ｃｍ２）／排ガス処理体と金属容器との隙間の距離（ｃｍ）」により求められる。
【００２２】
また、従来の排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の保持力が充分でなかったため、保持シール材のみで排ガス処理体を充分に保持しにくい。そのため、排ガス処理体を保持するために、金属ネット等の他の保持材を使用する必要がある。しかし、請求項１に記載の排ガス浄化システムでは、保持シール材のみで排ガス処理体を充分に保持することができるため、金属ネット等の他の保持材を使用することを省略することができる。
【００２３】
さらに、請求項１に記載の排ガス浄化システムのように、保持シール材の第１の側面が、従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは逆の方向に傾いていると、保持シール材を構成する無機繊維が、排ガス浄化装置のガス入口側から内燃機関側へ飛散する量を低減させることができる。
その理由は明らかではないが、請求項１に記載の排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の保持力によって無機繊維が拘束されるためであると考えられる。
【００２４】
請求項２に記載の排ガス浄化システムでは、
上記保持シール材の第２の側面には、第２の傾斜面が形成されており、
上記排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、上記第２の傾斜面は、上記保持シール材と上記排ガス処理体とが接触する第２の内側端点と、上記保持シール材と上記金属容器とが接触する第２の外側端点とを有し、
上記第２の内側端点は、上記第２の外側端点よりも上記排ガス浄化装置のガス入口側に位置し、
上記第２の傾斜面は、上記第２の内側端点から上記第２の外側端点へ向かい、かつ、
上記第２の傾斜面は、上記排ガス処理体の端面に対して傾斜している。
【００２５】
請求項２に記載の排ガス浄化システムでは、保持シール材の第１の側面に加えて、保持シール材の第２の側面にも傾斜面が形成されている。そして、保持シール材の第２の側面は、従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは逆の方向に傾いている。
そのため、請求項２に記載の排ガス浄化システムに排ガスを流入させた場合、保持シール材の第２の側面に形成されている第２の傾斜面が、排ガスの流入方向、つまり排ガス浄化装置のガス出口側に移動することにより、保持シール材の第１の側面だけでなく保持シール材の第２の側面も排ガス処理体の端面と略平行になっていく。
請求項２に記載の排ガス浄化システムに排ガスを流入させると、保持シール材の第１の側面及び第２の側面が排ガス処理体の端面と略平行になっていくため、面圧有効面積は増加する。その結果、保持シール材の保持力が向上する。このように、請求項２に記載の排ガス浄化システムでは、従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは異なり、排ガス処理体や金属容器に対する面圧が大きくなる。その結果、排ガス浄化装置を構成する保持シール材は、請求項１に記載の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における保持シール材よりも大きい保持力を発揮することができる。
【００２６】
請求項３に記載の排ガス浄化システムでは、上記排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、上記第１の内側端点及び上記第１の外側端点を結ぶ線分と、上記金属容器の内周とにより形成される第１の角度は、２５〜８９．５°である。
第１の角度が、２５°未満であると、排ガス浄化装置における保持シール材の変形が大きくなりすぎるため、保持シール材が破損しやすくなる。また、第１の角度が、２５°未満であると、排ガスを流入させる前の排ガス浄化システムにおいて、面圧有効面積が小さくなりすぎるため、保持シール材に充分な保持力が得られない。
一方、第１の角度が、８９．５°を超えると、排ガス浄化装置における保持シール材に第１の傾斜面を設ける効果が充分に得られない。
【００２７】
請求項４に記載の排ガス浄化システムでは、上記保持シール材は、ニードリング処理によって形成された複数のニードル痕を有する。
排ガス浄化装置を構成する保持シール材にニードル痕が設けられていると、巻付体が金属容器に圧入される際に、保持シール材のニードル痕に一定の方向性が生じる。排ガス浄化装置において、保持シール材のニードル痕が一定の方向性を有していると、保持シール材が排ガス処理体や金属容器を押し出す力が大きくなるため、保持シール材の保持力が向上すると考えられる。
ニードル痕を有する保持シール材の保持力が大きい理由は、以下のように考えられる。保持シール材が、無機繊維から構成される場合、無機繊維は、ニードル痕において、保持シール材の表面に対して垂直な方向に配向する。その結果、排ガス浄化装置において、保持シール材がニードル痕の向き（無機繊維が配向している向き）に排ガス処理体や金属容器を押し出す力が大きくなると考えられる。
【００２８】
請求項５に記載の排ガス浄化システムでは、上記複数のニードル痕は、上記保持シール材の厚さ方向に対して斜め方向に形成されている。
排ガス浄化装置において、複数のニードル痕が、保持シール材の厚さ方向に対して斜め方向に形成されていると、保持シール材が排ガス処理体や金属容器を押し出す力がより大きくなるため、保持シール材の保持力がさらに向上すると考えられる。
【００２９】
請求項６に記載の排ガス浄化システムでは、上記保持シール材には、バインダが付与されている。
保持シール材に付与されたバインダによって、保持シール材を構成する無機繊維同士を互いに固着することができる。従って、排ガス浄化装置を構成する保持シール材にバインダが付与されていると、ニードル痕の向きが維持されやすくなる。そのため、排ガス浄化装置において、保持シール材が排ガス処理体や金属容器を押し出す力が大きくなる。その結果、排ガス浄化装置における保持シール材の保持力が向上すると考えられる。
【００３０】
請求項７に記載の排ガス浄化システムでは、上記保持シール材に付与されたバインダの量は、１０重量％以下である。
上述したように、排ガス浄化装置を構成する保持シール材にバインダが付与されていると、排ガス浄化装置における保持シール材の保持力を向上させることができる。しかし、保持シール材に付与されたバインダの量が多くなるほど、保持シール材の保持力を向上させる効果は小さくなるため、保持シール材に付与されたバインダの量は、１０重量％以下であることが望ましい。保持シール材に付与されたバインダの量が１０重量％を超えると、保持シール材を構成する無機繊維同士が互いに固着されすぎてしまう。その結果、保持シール材を構成する無機繊維の有する弾性が弱くなるため、保持シール材の保持力を向上させる効果は小さくなると考えられる。また、保持シール材に付与されたバインダの量が１０重量％を超えると、バインダ成分が熱分解することによって、分解ガスが多く発生するという不具合が生じやすくなる。
【００３１】
請求項８に記載の排ガス浄化システムでは、上記金属容器には、上記排ガス浄化装置のガス入口側となるガス入口側と上記排ガス浄化装置のガス出口側となるガス出口側との区別がある。
このように、本発明の排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置を構成する金属容器にガス入口側とガス出口側の区別があってもよいし、金属容器にガス入口側とガス出口側の区別がなくてもよい。
いずれの場合であっても、排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置は、導入管に接続されたガス入口側と、排出管に接続されたガス出口側とを有している。
【００３２】
請求項９に記載の排ガス浄化システムの製造方法は、
請求項１〜７のいずれかに記載の排ガス浄化システムの製造方法であって、
周囲に保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を金属容器に圧入することにより、排ガス浄化装置を作製する圧入工程と、
排ガスを上記排ガス浄化装置に導入するための導入管を上記排ガス浄化装置の一方の端部に接続し、かつ、上記排ガス浄化装置を通過した上記排ガスを外部に排出するための排出管を上記排ガス浄化装置の他方の端部に接続する接続工程とを含み、
上記圧入工程では、上記保持シール材の第２の側面を圧入の進行方向に対して先頭にして、上記保持シール材の第１の側面側から上記保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を押し、
上記接続工程では、上記排ガス浄化装置の端部のうち、上記保持シール材の第１の側面よりも上記保持シール材の第２の側面に近い端部に上記導入管を接続し、かつ、上記保持シール材の第２の側面よりも上記保持シール材の第１の側面に近い端部に上記排出管を接続することにより、上記保持シール材の第１の側面よりも上記保持シール材の第２の側面に近い端部を排ガス浄化装置のガス入口側とし、かつ、上記保持シール材の第２の側面よりも上記保持シール材の第１の側面に近い端部を排ガス浄化装置のガス出口側とすることを特徴とする。
【００３３】
請求項９に記載の排ガス浄化システムの製造方法では、都度、保持シール材の側面をカッター等の切断治具で切断する操作を行うことなく、保持シール材の第１の側面に第１の傾斜面を形成したり、保持シール材の第２の側面に第２の傾斜面を形成したりすることができる。そのため、保持シール材が充分な保持力を発揮する排ガス浄化装置を備える本発明の排ガス浄化システムを簡便かつ効率的に製造することができる。
【００３４】
また、保持シール材に第１の傾斜面が形成された排ガス浄化装置では、排ガス処理体と金属容器との間に配設する保持シール材の充填密度（ＧＢＤ）を小さくすることができるため、請求項９に記載の排ガス浄化システムの製造方法では、少ない量の保持シール材を用いて排ガス浄化装置を作製することができ、上記排ガス浄化装置を用いて排ガス浄化システムを製造することができる。
さらに、請求項９に記載の排ガス浄化システムの製造方法では、金属ネット等の他の保持材を使用することなく、保持シール材のみで排ガス処理体を充分に保持することが可能な排ガス浄化装置を作製することができ、上記排ガス浄化装置を用いて排ガス浄化システムを製造することができる。
【００３５】
請求項１０に記載の排ガス浄化システムの製造方法は、
上記金属容器には、上記排ガス浄化装置のガス入口側となるガス入口側と上記排ガス浄化装置のガス出口側となるガス出口側との区別があり、
上記圧入工程の前に、上記保持シール材の第１の側面が上記金属容器のガス出口側に位置し、かつ、上記保持シール材の第２の側面が上記金属容器のガス入口側に位置するように、上記保持シール材の第２の側面が圧入の進行方向に対して先頭になるようにして、上記保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を配置する配置工程をさらに含む。
【００３６】
排ガス浄化装置を構成する金属容器にガス入口側とガス出口側との区別がある場合には、圧入工程の前に、金属容器に対して巻付体をどの方向から圧入するかを定めることにより、保持シール材の第１の側面に形成された第１の傾斜面や、保持シール材の第２の側面に形成された第２の傾斜面を有する排ガス浄化装置を作製することができ、上記排ガス浄化装置を用いて排ガス浄化システムを製造することができる。
【００３７】
請求項１１に記載の排ガス浄化方法は、
請求項１〜８のいずれかに記載の排ガス浄化システムを用いてエンジンから排出された排ガスを浄化する排ガス浄化方法であって、
エンジンから排出された排ガスを上記排ガス浄化装置のガス入口側から上記排ガス浄化装置に流入させ、上記排ガス浄化装置のガス出口側から流出させることを特徴とする。
請求項１〜８のいずれかに記載の排ガス浄化システムに対して、上記の方向に排ガスを流入させると、排ガス処理体が排ガス浄化装置のガス出口側に押されるため、保持シール材の第１の側面が排ガス処理体の端面と略平行になっていく。その結果、面圧有効面積が増加するため、排ガスを流入させている間も保持シール材の保持力の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１（ａ）は、排ガスを流入させる前の本発明の排ガス浄化システムの一例を模式的に示す断面図である。図１（ｂ）は、排ガスを流入させている間の本発明の排ガス浄化システムの一例を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムの一例を模式的に示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置の一例を模式的に示す斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した排ガス浄化装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、図２に示した排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における金属容器の内周近傍の部分拡大断面図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す保持シール材のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における排ガス処理体の一例を模式的に示す斜視図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す排ガス処理体のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】図７は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における金属容器の一例を模式的に示す斜視図である。
【図８】図８（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する導入管の一例を模式的に示す斜視図である。図８（ｂ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排出管の一例を模式的に示す斜視図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の第一実施形態の圧入工程の一例を模式的に示す斜視図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した圧入工程により作製された排ガス浄化装置を模式的に示す一部切り欠き斜視断面図である。図９（ｃ）は、本発明の第一実施形態の接続工程の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）は、押し抜き強度を測定する方法を模式的に示す斜視図である。図１０（ｂ）は、押し抜き強度試験機を模式的に示す正面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、各実施例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の押し抜き強度を測定する場合を模式的に示す断面図であり、図１１（ｂ）は、各比較例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の押し抜き強度を測定する場合を模式的に示す断面図である。
【図１２】図１２は、繊維飛散量の測定方法を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図１３（ａ）は、実施例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の繊維飛散量を測定する場合を模式的に示す断面図であり、図１３（ｂ）は、比較例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の繊維飛散量を測定する場合を模式的に示す断面図である。
【図１４】図１４は、実施例１及び比較例１における押し抜き強度の測定結果のグラフである。
【図１５】図１５は、実施例１〜実施例３及び比較例１〜比較例３における押し抜き強度の測定結果から、保持シール材のバインダ含有量と押し抜き強度との関係を示すグラフである。
【図１６】図１６は、実施例１及び実施例４〜実施例８、並びに、比較例１及び比較例４〜比較例７における押し抜き強度の測定結果から、保持シール材の充填密度と押し抜き強度との関係を示すグラフである。
【図１７】図１７は、実施例１及び実施例９における押し抜き強度の測定結果のグラフである。
【図１８】図１８は、実施例１及び比較例１における繊維飛散量の測定結果のグラフである。
【図１９】図１９は、保持シール材のバインダ含有量と押し抜き強度の増加率との関係を示すグラフである。
【図２０】図２０（ａ）は、本発明の実施形態に係る配置工程の一例を模式的に示す斜視図である。図２０（ｂ）は、本発明の実施形態に係る圧入工程の一例を模式的に示す一部切り欠き斜視断面図である。図２０（ｃ）は、図２０（ａ）に示した配置工程、及び、図２０（ｂ）に示した圧入工程を経ることにより作製された排ガス浄化装置を模式的に示す一部切り欠き斜視断面図である。
【図２１】図２１は、従来の排ガス浄化システムの一例を模式的に示す断面図である。
【図２２】図２２（ａ）は、排ガスを流入させる前の従来の排ガス浄化システムの別の一例を模式的に示す断面図である。図２２（ｂ）は、排ガスを流入させている間の従来の排ガス浄化システムの別の一例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
（第一実施形態）
以下、本発明の排ガス浄化システム、排ガス浄化システムの製造方法、及び、排ガス浄化システムを用いた排ガス浄化方法の一実施形態である第一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４０】
まず、本発明の実施形態に係る排ガス浄化システムについて説明する。
図２は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムの一例を模式的に示す断面図である。
図２に示す排ガス浄化システム１００は、排ガス浄化装置１１０と、排ガス浄化装置１１０の一方の端部に接続され、排ガスを排ガス浄化装置１１０に導入するための導入管１０１と、排ガス浄化装置１１０の他方の端部に接続され、排ガス浄化装置１１０を通過した排ガスを外部に排出するための排出管１０２とからなる。
排ガス浄化装置１１０は、導入管１０１に接続されたガス入口側１１１と、排出管１０２に接続されたガス出口側１１２とを有している。
【００４１】
図３（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置の一例を模式的に示す斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した排ガス浄化装置のＡ−Ａ線断面図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す排ガス浄化装置１１０は、金属容器１２０と、金属容器１２０内に収容された排ガス処理体１３０と、排ガス処理体１３０及び金属容器１２０の間に配設された保持シール材１４０とを備えている。
保持シール材１４０は、無機繊維を含むマット状であり、排ガス処理体１３０の周囲に巻き付けられている。そして、保持シール材１４０によって排ガス処理体１３０が保持されている。
【００４２】
図２に示す排ガス浄化システム１００において、排ガス浄化装置１１０を構成する排ガス処理体１３０は、排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１に位置する入口側端面１３１と、排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２に位置する出口側端面１３２とを有している。
【００４３】
本実施形態に係る排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における保持シール材について説明する。
図２に示すように、排ガス浄化システム１００を構成する排ガス浄化装置１１０において、保持シール材１４０は、排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２に位置する第１の側面１４１と、排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１に位置する第２の側面１４２とを有している。そして、保持シール材１４０の第１の側面１４１には、第１の傾斜面が形成されており、また、保持シール材１４０の第２の側面１４２には、第２の傾斜面が形成されている。
【００４４】
保持シール材１４０の第１の側面１４１に形成された第１の傾斜面は、保持シール材１４０と排ガス処理体１３０とが接触する第１の内側端点１４３ａと、保持シール材１４０と金属容器１２０とが接触する第１の外側端点１４３ｂとを有する。
保持シール材１４０の第１の内側端点１４３ａは、保持シール材１４０の第１の外側端点１４３ｂよりも排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１に位置している。そして、第１の傾斜面は、排ガス処理体１３０の端面に対して傾斜しており、第１の内側端点１４３ａから第１の外側端点１４３ｂへ向かっている。
【００４５】
保持シール材１４０の第２の側面１４２に形成された第２の傾斜面は、保持シール材１４０と排ガス処理体１３０とが接触する第２の内側端点１４４ａと、保持シール材１４０と金属容器１２０とが接触する第２の外側端点１４４ｂとを有する。
保持シール材１４０の第２の内側端点１４４ａは、保持シール材１４０の第２の外側端点１４４ｂよりも排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１に位置している。そして、第２の傾斜面は、排ガス処理体１３０の端面に対して傾斜しており、第２の内側端点１４４ａから第２の外側端点１４４ｂへ向かっている。
【００４６】
図４は、図２に示した排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における金属容器の内周近傍の部分拡大断面図である。
本明細書では、排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、第１の内側端点及び第１の外側端点を結ぶ線分と、金属容器の内周とにより角度が形成される角度のうち、鋭角である方の角度を「第１の角度」ということとする。また、排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、第２の内側端点及び第２の外側端点を結ぶ線分と、金属容器の内周とにより形成される角度のうち、鋭角である方の角度を「第２の角度」ということとする。
すなわち、図４に示す排ガス浄化装置１１０においては、αで示す角度が第１の角度であり、βで示す角度が第２の角度である。
【００４７】
以下、第１の角度の求め方について、図４を参照しながら説明する。
まず、排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２から保持シール材１４０の第１の外側端点１４３ｂまでの距離（図４中、両矢印ｘ１の長さ）を測定する。次に、排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２から保持シール材１４０の第１の内側端点１４３ａまでの距離（図４中、両矢印ｘ２の長さ）を測定する。さらに、金属容器１２０と排ガス処理体１３０との間の距離（図４中、両矢印ｙ１の長さ）を測定する。そして、以下の計算式（１）により、第１の角度αを算出する。計算式（１）中、ａｒｃｔａｎは、逆正接（正接の逆関数）を表す。
第１の角度α（°）＝ａｒｃｔａｎ｛ｙ１／（ｘ２−ｘ１）｝・・・（１）
また、第２の角度についても、第１の角度と同様に求められる。すなわち、図４において、排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１から保持シール材１４０の第２の外側端点１４４ｂまでの距離ｘ３、排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１から保持シール材１４０の第２の内側端点１４４ａまでの距離ｘ４、金属容器１２０と排ガス処理体１３０との間の距離ｙ２をそれぞれ測定し、以下の計算式（２）により第２の角度βを算出する。
第２の角度β（°）＝ａｒｃｔａｎ｛ｙ２／（ｘ３−ｘ４）｝・・・（２）
【００４８】
本実施形態の排ガス浄化システムでは、第１の角度（排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、第１の内側端点及び第１の外側端点を結ぶ線分と、金属容器の内周とにより角度が形成される角度のうち、鋭角である方の角度）は、保持シール材の保持力の点から、２５〜８９．５°であることが好ましい。
また、本実施形態の排ガス浄化システムでは、第２の角度（排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、第２の内側端点及び第２の外側端点を結ぶ線分と、金属容器の内周とにより形成される角度のうち、鋭角である方の角度）は、保持シール材の保持力の点から、２５〜８９．５°であることが好ましい。
【００４９】
以下、保持シール材の構成の一例について詳しく説明する。
図５（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す保持シール材のＢ−Ｂ線断面図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す保持シール材１４０は、アルミナ−シリカ繊維等の無機繊維１４９からなり、所定の長さ（図５（ａ）中、矢印Ｌで示す）、幅（図５（ａ）中、矢印Ｗで示す）、及び、厚さ（図５（ａ）中、矢印Ｔで示す）を有する平面視略矩形の平板状の形状を有している。
また、保持シール材１４０の幅方向に平行な端面１４７ａ、１４７ｂのうち、一方の端面１４７ａには、凸部１４８ａが形成されており、他方の端面１４７ｂには、保持シール材１４０を丸めて端面１４７ａと端面１４７ｂとを当接させた際に凸部１４８ａと嵌合する形状の凹部１４８ｂが形成されている。
【００５０】
このような保持シール材は、紡糸法により、無機繊維を絡み合わせることにより製造することができる。
【００５１】
本実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置において、保持シール材は、無機繊維から構成された素地マットに対してニードリング処理を施して得られるニードルマットであることが望ましい。ニードリング処理とは、ニードル等の繊維交絡手段を素地マットに対して抜き差しする処理のことをいう。ニードリング処理が施された保持シール材では、比較的繊維長の長い無機繊維が３次元的に交絡する。そのため、無機繊維の開繊が防止されて、ニードルマットの強度が向上することとなる。
【００５２】
保持シール材がニードルマットである場合、保持シール材は、ニードリング処理によって形成された複数のニードル痕を有している。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す保持シール材１４０は、複数のニードル痕１４６を有する例を示している。ニードル痕１４６には、保持シール材の厚さ方向に配向するとともに、互いに絡み合った無機繊維１４９が含まれている。
保持シール材の無機繊維が一定の方向に配向されていると、排ガス浄化装置において、保持シール材がニードル痕の向き（図５（ｂ）中、両矢印ｆで示した向き）、すなわち、無機繊維が配向している向きに、排ガス処理体や金属容器を押し出す力が大きくなると考えられる。
保持シール材１４０においては、ニードル痕１４６を中心として、互いに絡み合った無機繊維１４９により、保持シール材１４０が厚さ方向に沿って縫い付けられたような状態になっている。
【００５３】
一方、保持シール材１４０において、ニードル痕１４６が形成されていない領域は、特定の方向に配向されていない無機繊維１４９が比較的緩く絡み合うことにより形成されており、不織布状を呈している。
【００５４】
従って、保持シール材１４０において、ニードル痕１４６近傍では、ニードル痕１４６が形成されていない領域に比べて、無機繊維１４９の密度が高い。
【００５５】
本実施形態の排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、ニードル痕の形状、及び、ニードル痕が形成される方向は特に限定されないが、保持シール材の厚さ方向に対して斜め方向に形成されていることが望ましい。具体的には、排ガスを流入させる前の排ガス浄化システムにおいて、ニードル痕は、保持シール材に形成された第１の傾斜面や第２の傾斜面に略平行であることが望ましい。
図４には、排ガス浄化装置１１０を構成する保持シール材１４０が、保持シール材１４０の厚さ方向に対して斜め方向に形成された複数のニードル痕１４６を有する例を示している。図４に示した排ガス浄化装置１１０において、保持シール材１４０は、第１の傾斜面及び第２の傾斜面に略平行なニードル痕の向きｆに、排ガス処理体１３０及び金属容器１２０を押し出すことができる。
【００５６】
本実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置において、保持シール材には、バインダが付与されていてもよい。保持シール材に付与されたバインダによって、保持シール材を構成する無機繊維同士を互いに固着することができる。従って、これらのバインダによって、保持シール材を金属容器に圧入する際の保持シール材の嵩を低減させたり、無機繊維の飛散を防止したりすることができる。
また、保持シール材にバインダが付与されていると、ニードル痕の向きが維持されやすくなるため、保持シール材が排ガス処理体や金属容器を押し出す力が大きくなる。その結果、保持シール材の保持力が向上すると考えられる。
【００５７】
保持シール材にバインダを付与する方法としては、例えば、スプレー等を用いて保持シール材にバインダ溶液を所定量吹きかけることにより、保持シール材にバインダを付着させる方法、及び、保持シール材にバインダ溶液を含浸させる方法等が挙げられる。
【００５８】
上記バインダ溶液としては、アクリル系樹脂等の有機バインダを水に分散させて調製したエマルジョンを用いることができる。また、上記バインダ溶液には、アルミナゾル等の無機バインダが適宜含まれていてもよい。
【００５９】
保持シール材に付与されるバインダの量（以下、バインダ含有量ともいう）は、保持シール材の保持力向上の点から、１０重量％以下であることが好ましく、０．５〜６．０重量％であることがより好ましく、１．０〜２．０重量％であることがさらに好ましい。
【００６０】
本実施形態に係る排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における排ガス処理体について説明する。
図６（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における排ガス処理体の一例を模式的に示す斜視図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す排ガス処理体のＣ−Ｃ線断面図である。
【００６１】
図６（ａ）に示すように、排ガス処理体１３０は、主にコージェライト等の多孔質セラミックからなり、その形状は略円柱状である。また、排ガス処理体１３０の外周には、排ガス処理体１３０の外周部を補強したり、形状を整えたり、排ガス処理体１３０の断熱性を向上させたりする目的で、コート層１３６が設けられている。なお、コート層は、必要に応じて設けられていればよい。
【００６２】
図６（ａ）に示す排ガス処理体１３０は、セル壁１３５を隔てて長手方向（図６（ａ）中、両矢印ａで示した方向）に多数のセル１３３が並設されたハニカム構造体となっている。
そして、各々のセル１３３におけるいずれか一方の端部は、封止材１３４によって封止されている。この場合、排ガス処理体は、排ガスに含まれるＰＭを浄化するフィルタ（ハニカムフィルタ）として機能する。排ガス処理体としてハニカムフィルタを用いた場合の排ガス浄化方法については後述する。
【００６３】
本実施形態に係る排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における金属容器について説明する。
図７は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における金属容器の一例を模式的に示す斜視図である。
図７に示す金属容器１２０は、主にステンレス等の金属からなり、その形状は、略円筒状である。金属容器１２０の内径は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す排ガス処理体１３０の端面の直径と、排ガス処理体１３０に巻き付けられた状態の保持シール材１４０の厚さとを合わせた長さより若干短くなっている。
また、金属容器１２０の長さは、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す排ガス処理体１３０の長手方向における長さより若干長くなっている。なお、金属容器の長さは、排ガス処理体の長手方向における長さと略同一であってもよい。
【００６４】
本実施形態に係る排ガス浄化システムを構成する導入管及び排出管について説明する。
図８（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する導入管の一例を模式的に示す斜視図である。図８（ｂ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排出管の一例を模式的に示す斜視図である。
図８（ａ）に示す導入管１０１は、主にステンレス等の金属からなり、その形状は、略円筒状である。そして、図８（ａ）に示すように、導入管１０１の一方の端面１０３ａの外径（内径）は、図７に示した金属容器１２０の外径（内径）と略同一となっている。また、導入管１０１の他方の端面１０３ｂの外径（内径）は、図７に示した金属容器１２０の端面の外径（内径）よりも小さくなっている。そして、導入管１０１の一方の端面１０３ａ近傍の形状は、一方の端面１０３ａ側から他方の端面１０３ｂ側に向かって縮小したテーパー状になっている。
この導入管１０１の他方の端面１０３ｂは、必要に応じてさらに排ガス管が接続された上で、内燃機関と連結されることになる。
【００６５】
図８（ｂ）に示す排出管１０２は、主にステンレス等の金属からなり、その形状は、略円筒状である。そして、図８（ｂ）に示すように、排出管１０２の一方の端面１０４ａの外径（内径）は、図７に示した金属容器１２０の外径（内径）と略同一となっている。また、排出管１０２の他方の端面１０４ｂの外径（内径）は、図７に示した金属容器１２０の端面の外径（内径）よりも小さくなっている。そして、排出管１０２の一方の端面１０４ａ近傍の形状は、一方の端面１０４ａ側から他方の端面１０４ｂ側に向かって縮小したテーパー状になっている。
この排出管１０２の他方の端面１０４ｂは、外部に連結されることになる。
【００６６】
次に、上述した構成を有する排ガス浄化システムを用いて排ガスを浄化する本実施形態の排ガス浄化方法について、図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照しながら説明する。
なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す排ガス浄化システム１００では、排ガス処理体１３０として、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示したハニカムフィルタを用いた場合を示している。
【００６７】
図１（ａ）に示す排ガス浄化システム１００に対して、内燃機関から排出された排ガスを排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１から流入させると、排ガスの流動に伴って、排ガス処理体１３０が排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２に押されることになる。その結果、図１（ｂ）に示すように、保持シール材１４０の第１の側面１４１に形成されている第１の傾斜面が、排ガス（図１（ｂ）中、排ガスをＧ１で示し、排ガスの流れを矢印で示す）の流入方向、つまり排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２に移動することにより、保持シール材１４０の第１の側面１４１が、排ガス処理体１３０の出口側端面１３２と略平行になっていく。同様に、保持シール材１４０の第２の側面１４２に形成されている第２の傾斜面が、排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２に移動することにより、保持シール材１４０の第２の側面１４２が、排ガス処理体１３０の入口側端面１３１と略平行になっていく。
排ガス浄化システム１００に排ガスＧ１を流入させると、保持シール材１４０の第１の側面１４１及び第２の側面１４２が排ガス処理体１３０の端面と略平行になっていくため、面圧有効面積は、Ｓ１からＳ２へ増加する。その結果、保持シール材の保持力が向上する。
【００６８】
本実施形態の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の保持力は、保持シール材の第１の側面及び第２の側面が排ガス処理体の端面と略平行となるときに最大となる。
本実施形態の排ガス浄化システムでは、排ガス処理体は、遅くとも保持シール材の第１の側面及び第２の側面が排ガス処理体の端面と略平行となる前に、保持シール材によって保持され、以降、排ガスが流入されても移動することがないように設計されている。
【００６９】
図１（ｂ）に示すように、排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１から排ガス浄化装置１１０の中に流入した排ガスＧ１は、排ガス処理体１３０の出口側端面１３２側の端部が封止された一のセル１３３ａに流入する。そして、排ガスＧ１は、一のセル１３３ａと、排ガス処理体１３０の入口側端面１３１側の端部が封止された他のセル１３３ｂとを隔てるセル壁１３５を通過する。この際、排ガス中のＰＭがセル壁１３５で捕集され、排ガスＧ１が浄化される。
浄化された排ガスＧ１は、他のセル１３３ｂに流入し、排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２から排ガス浄化装置１１０の外に排出される。その後、排ガスＧ１は、排出管１０２を通って外部に排出される。
このように、一のセル１３３ａと他のセル１３３ｂとを隔てるセル壁１３５が、フィルタとして機能するようになっている。
【００７０】
続いて、本実施形態の排ガス浄化システムの製造方法について、図９（ａ）〜図９（ｃ）を参照しながら説明する。ここでは、図２に示した排ガス浄化システム１００を製造する方法について説明する。
本実施形態の排ガス浄化システムの製造方法は、圧入工程と接続工程とを含む。
【００７１】
図９（ａ）は、本発明の第一実施形態の圧入工程の一例を模式的に示す斜視図である。図９（ａ）では、圧入方向を矢印Ｘで表している。
図９（ａ）に示すように、まず、排ガス処理体１３０の周囲に保持シール材１４０が巻き付けられた巻付体１５０を用意する。
巻付体１５０は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示した排ガス処理体（ハニカム構造体）１３０の外周に、図５（ａ）に示した保持シール材１４０の凸部１４８ａと凹部１４８ｂとが嵌合するようにして保持シール材１４０を巻き付けることによって製造することができる。
【００７２】
次に、巻付体を金属容器に圧入することにより、排ガス浄化装置を作製する圧入工程を行う。
圧入工程では、保持シール材１４０の第２の側面１４２を圧入の進行方向に対して先頭にして、保持シール材１４０の第１の側面１４１側から巻付体１５０を押すことにより、巻付体１５０を金属容器１２０内の所定の位置まで圧入する。
【００７３】
図９（ａ）に示す圧入工程では、圧入治具８０を用いて、巻付体１５０を金属容器１２０に圧入する方法を示している。
圧入治具８０は、全体として略円筒状であり、その内部が一端から他端に向かってテーパー状に広がっている。
圧入治具８０の一端は、金属容器１２０の内径よりわずかに小さな径に相当する内径を有する短径側端部８１となっている。また、圧入治具８０の他端は、少なくとも巻付体１５０の外径に相当する内径を有する長径側端部８２となっている。
圧入治具８０を用いることにより、巻付体１５０を金属容器１２０に容易に圧入することができる。
なお、巻付体を金属容器に圧入する方法としては特に限定されず、例えば、手で巻付体を押すことにより巻付体を金属容器に圧入する等の方法であってもよい。
【００７４】
本実施形態の排ガス浄化システムの製造方法では、さらに、プレス機等を使用することにより、金属容器の内径を縮めるように外周側から圧縮して、巻付体を保持してもよい。
【００７５】
上記圧入工程により、排ガス浄化装置を作製することができる。
図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した圧入工程により作製された排ガス浄化装置を模式的に示す一部切り欠き斜視断面図である。
巻付体１５０を金属容器１２０の内部に圧入する際に、保持シール材１４０の排ガス処理体１３０と接触している第一主面１４５ａと、保持シール材１４０の金属容器１２０と接触している第二主面１４５ｂとの間でせん断力が負荷され、第一主面１４５ａ及び第二主面１４５ｂの互いの位置がずれて保持シール材１４０が変形する。
その結果、図９（ｂ）に示す排ガス浄化装置１１０では、保持シール材１４０の第１の側面１４１及び第２の側面１４２が傾いた状態になっている。
【００７６】
続いて、排ガス浄化装置の一方の端部に導入管を接続し、かつ、排ガス浄化装置の他方の端部に排出管を接続する接続工程を行う。
図９（ｃ）は、本発明の第一実施形態の接続工程の一例を模式的に示す斜視図である。図９（ｃ）においては、排ガス浄化装置の向きが、図９（ｂ）と逆向きとなっている。
接続工程では、まず、排ガス浄化装置１１０の端部のうち、保持シール材１４０の第１の側面１４１よりも保持シール材１４０の第２の側面１４２に近い端部に導入管１０１を溶接によって接続する。次に、保持シール材１４０の第２の側面１４２よりも保持シール材１４０の第１の側面１４１に近い端部に排出管１０２を溶接によって接続する。
なお、溶接の代わりに、ネジや所定の金具等の結合手段を用いてもよい。
【００７７】
以上の工程を経ることにより、図２に示した排ガス浄化システム１００を製造することができる。
図２に示した排ガス浄化システム１００では、上述した接続工程により、排ガス浄化装置１１０の端部のうち、保持シール材１４０の第１の側面１４１よりも保持シール材１４０の第２の側面１４２に近い端部が排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１となっており、保持シール材１４０の第２の側面１４２よりも保持シール材１４０の第１の側面１４１に近い端部が排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２となっている。
【００７８】
以下に、本実施形態の排ガス浄化システム、排ガス浄化システムの製造方法、及び、排ガス浄化システムを用いた排ガス浄化方法の作用効果について列挙する。
（１）本実施形態の排ガス浄化システムでは、保持シール材の第１の側面には、第１の傾斜面が形成されており、また、保持シール材の第２の側面には、第２の傾斜面が形成されている。そして、第１の傾斜面及び第２の傾斜面により、保持シール材の第１の側面及び第２の側面が、従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは逆の方向に傾いている。
本実施形態の排ガス浄化システムに排ガスを流入させた場合、排ガスの流動に伴って、排ガス処理体が排ガス浄化装置のガス出口側に押されることになる。その結果、保持シール材の第１の側面に形成されている第１の傾斜面、及び、保持シール材の第２の側面に形成されている第２の傾斜面が、排ガスの流入方向、つまり排ガス浄化装置のガス出口側に移動することにより、第１の側面及び第２の側面が排ガス処理体の端面と略平行になっていく。
本実施形態の排ガス浄化システムに排ガスを流入させると、保持シール材の第１の側面及び第２の側面が排ガス処理体の端面と略平行になっていくため、面圧有効面積は増加する。その結果、保持シール材の保持力が向上する。このように、本実施形態の排ガス浄化システムでは、従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは異なり、排ガス処理体や金属容器に対して充分な面圧が発生する。その結果、排ガスを流入させている間も保持シール材の保持力が低下することを防止することができるため、保持シール材が排ガス処理体を充分に保持することができる。
【００７９】
（２）本実施形態の排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置を構成する保持シール材が充分な保持力を発揮することができるため、排ガス処理体と金属容器との間に配設する保持シール材の充填密度（ＧＢＤ）を小さくすることができる。その結果、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の量を低減させることができる。
【００８０】
（３）従来の排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の保持力が充分でなかったため、保持シール材のみで排ガス処理体を充分に保持しにくい。そのため、排ガス処理体を保持するために、金属ネット等の他の保持材を使用する必要がある。しかし、本実施形態の排ガス浄化システムでは、保持シール材のみで排ガス処理体を充分に保持することができるため、金属ネット等の他の保持材を使用することを省略することができる。
【００８１】
（４）また、本実施形態の排ガス浄化システムでは、保持シール材の第１の側面に第１の傾斜面が形成されており、かつ、保持シール材の第２の側面に第２の傾斜面が形成されている。そのため、保持シール材を構成する無機繊維が、排ガス浄化装置のガス入口側から内燃機関側へ飛散する量を低減させることができる。
【００８２】
（５）本実施形態の排ガス浄化システムの製造方法は、圧入工程と接続工程とを含む。
圧入工程では、上記保持シール材の第２の側面を圧入の進行方向に対して先頭にして、上記保持シール材の第１の側面側から上記保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を押す。また、接続工程では、上記排ガス浄化装置の端部のうち、上記保持シール材の第１の側面よりも上記保持シール材の第２の側面に近い端部に上記導入管を接続し、かつ、上記保持シール材の第２の側面よりも上記保持シール材の第１の側面に近い端部に上記排出管を接続することにより、上記保持シール材の第１の側面よりも上記保持シール材の第２の側面に近い端部をガス入口側とし、かつ、上記保持シール材の第２の側面よりも上記保持シール材の第１の側面に近い端部をガス出口側とする。
このような製造方法によると、都度、保持シール材の側面をカッター等の切断治具で切断する操作を行うことなく、保持シール材の第１の側面に第１の傾斜面を形成し、保持シール材の第２の側面に第２の傾斜面を形成することができる。そのため、保持シール材が充分な保持力を発揮する排ガス浄化装置を備える本発明の排ガス浄化システムを簡便かつ効率的に製造することができる。
【００８３】
（６）また、本実施形態の排ガス浄化システムの製造方法では、少ない量の保持シール材を用いて排ガス浄化装置を作製することができ、上記排ガス浄化装置を用いて排ガス浄化システムを製造することができる。
さらに、本実施形態の排ガス浄化システムの製造方法では、金属ネット等の他の保持材を使用することなく、保持シール材のみで排ガス処理体を充分に保持することが可能な排ガス浄化装置を作製することができ、上記排ガス浄化装置を用いて排ガス浄化システムを製造することができる。
【００８４】
（７）本実施形態の排ガス浄化方法は、本実施形態の排ガス浄化システムを用いてエンジンから排出された排ガスを浄化する排ガス浄化方法であって、エンジンから排出された排ガスを上記排ガス浄化装置のガス入口側から上記排ガス浄化装置に流入させ、上記排ガス浄化装置のガス出口側から流出させる。
本実施形態の排ガス浄化システムに対して、上記の方向に排ガスを流入させると、排ガス処理体が排ガス浄化装置のガス出口側に押されるため、保持シール材の第１の側面及び第２の側面が排ガス処理体の端面と略平行になっていく。その結果、面圧有効面積が増加するため、排ガスを流入させている間も保持シール材の保持力の低下を防止することができる。
【００８５】
（実施例）
以下、本発明の第一実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００８６】
（実施例１）
（１）保持シール材の作製
アルミナ−シリカ組成を有するアルミナ繊維（平均繊維長：５０ｍｍ、平均繊維径：５．５μｍ）からなる素地マットとして、組成比がＡｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８である素地マットを用意した。この素地マットに対し、ニードリング処理を施すことで、ニードルマットを作製した。
【００８７】
次に、ニードルマットを平面視寸法で、２６６ｍｍ（長さ）×８３．５ｍｍ（幅）に裁断した。裁断したニードルマットのアルミナ繊維量に対して１．０重量％となるように、スプレーを用いて裁断したニードルマットにバインダ溶液を吹きかけることにより、ニードルマット全体にバインダを均一に付着させた。
なお、バインダ溶液としては、アクリル系樹脂を水に充分に分散させることで、アクリル系ラテックスエマルジョンを調製したものを用いた。
【００８８】
その後、バインダを付着させたニードルマットを７０ｋＰａの加圧下、１４０℃の温度で５分間通気乾燥させることにより、図５（ａ）に示した形状（Ｌ＝２６６ｍｍ、Ｗ＝８３．５ｍｍ、Ｔ＝７．９ｍｍ）を有し、嵩密度が０．１７７ｇ／ｃｍ３、目付量が１４００ｇ／ｍ２、バインダ含有量が１．０重量％である保持シール材を作製した。
【００８９】
（２）巻付体の作製
主に多孔質セラミックからなり、直径８０ｍｍ×長さ９５ｍｍの円柱状であって、従来公知の方法で作製されたハニカム構造体（排ガス処理体）を用意した。
【００９０】
次いで、工程（１）で作製した保持シール材を、保持シール材の端部の凸部と凹部が互いに勘合し合うように、用意した排ガス処理体の外周に隙間なく巻き付けることにより巻付体を作製した。
作製した巻付体において、保持シール材は、第１の側面、及び、第２の側面とを有する。
【００９１】
（３）排ガス浄化装置の作製
まず、ステンレス製の内径８８ｍｍ×全長１１５ｍｍの円筒状の金属容器を用意した。
【００９２】
巻付体を金属容器へ圧入するため、図９（ａ）に示した形状の圧入治具を用意した。
用意した圧入治具の短径側端部を金属容器の一端へ嵌め込み、両者を固定した。
【００９３】
次に、保持シール材の第２の側面を圧入の進行方向に対して先頭にして、保持シール材の第１の側面側から巻付体を押すことにより、巻付体を金属容器内に圧入した。
具体的には、圧入治具の長径側端部内に巻付体（保持シール材の第２の側面側）を押し当て、保持シール材の第１の側面側から押すことにより、巻付体全体が金属容器内に位置するように巻付体を圧入して排ガス浄化装置を作製した。
作製された排ガス浄化装置における保持シール材の充填密度は、０．３５ｇ／ｃｍ３である。
【００９４】
（４）排ガス浄化システムの製造
上記により作製した排ガス浄化装置について、排ガス浄化装置の端部のうち、保持シール材の第１の側面よりも保持シール材の第２の側面に近い端部に導入管を接続し、かつ、保持シール材の第２の側面よりも保持シール材の第１の側面に近い端部に排出管を接続することにより排ガス浄化システムを製造した。
製造した排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置の端部のうち、保持シール材の第１の側面よりも保持シール材の第２の側面に近い端部が排ガス浄化装置のガス入口側であり、保持シール材の第２の側面よりも保持シール材の第１の側面に近い端部が排ガス浄化装置のガス出口側である。
なお、実施例１の排ガス浄化システムは、図２に示した排ガス浄化システム１００に相当する。
【００９５】
実施例１の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の第１の側面には、第１の傾斜面が形成されており、保持シール材の第２の側面には、第２の傾斜面が形成されている。そして、排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、保持シール材の第１の側面に形成された第１の傾斜面は、保持シール材と排ガス処理体とが接触する第１の内側端点と、保持シール材と金属容器とが接触する第１の外側端点とを有している。保持シール材の第１の内側端点は、保持シール材の第１の外側端点よりも排ガス浄化装置のガス入口側に位置し、かつ、第１の傾斜面は、第１の内側端点から第１の外側端点へ向かっている。
また、排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、保持シール材の第２の側面に形成された第２の傾斜面は、保持シール材と排ガス処理体とが接触する第２の内側端点と、保持シール材と金属容器とが接触する第２の外側端点とを有している。保持シール材の第２の内側端点は、保持シール材の第２の外側端点よりも排ガス浄化装置のガス入口側に位置し、かつ、第２の傾斜面は、第２の内側端点から第２の外側端点へ向かっている。
第１の傾斜面における第１の角度を測定したところ、第１の角度は、６１．２°である。
【００９６】
（実施例２及び実施例３）
裁断したニードルマットに付着させるバインダの濃度を変更することによって、保持シール材のバインダ含有量を６．０重量％（実施例２）、１０重量％（実施例３）に変更した他は、実施例１と同様にして保持シール材を作製した。また、これらの保持シール材を用いて、実施例１と同様にして巻付体を作製し、排ガス浄化装置を作製した。作製した排ガス浄化装置を用いて、実施例１と同様にして導入管及び排出管を接続することにより排ガス浄化システムを製造した。
実施例２及び実施例３の排ガス浄化システムにおける保持シール材の充填密度、バインダ含有量、及び、第１の角度を表１に示す。
【００９７】
（実施例４〜８）
排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における保持シール材の充填密度が表１に示す値になるように、保持シール材の嵩密度を変更した他は、実施例１と同様にして保持シール材を作製した。また、これらの保持シール材を用いて、実施例１と同様にして巻付体を作製し、排ガス浄化装置を作製した。作製した排ガス浄化装置を用いて、実施例１と同様にして導入管及び排出管を接続することにより排ガス浄化システムを製造した。
実施例４〜８の排ガス浄化システムにおける保持シール材の充填密度、バインダ含有量、及び、第１の角度を表１に示す。
【００９８】
（実施例９）
保持シール材を作製する際に、素地マットに対し、ニードリング処理を施さなかったこと以外は、実施例１と同様にして保持シール材を作製した。また、この保持シール材を用いて、実施例１と同様にして巻付体を作製し、排ガス浄化装置を作製した。作製した排ガス浄化装置を用いて、実施例１と同様にして導入管及び排出管を接続することにより排ガス浄化システムを製造した。
実施例９の排ガス浄化システムにおける保持シール材の充填密度、バインダ含有量、及び、第１の角度を表１に示す。
【００９９】
（比較例１）
実施例１で作製した排ガス浄化装置について、実施例１とは反対に、排ガス浄化装置の端部のうち、保持シール材の第２の側面よりも保持シール材の第１の側面に近い端部に導入管を接続し、かつ、保持シール材の第１の側面よりも保持シール材の第２の側面に近い端部に排出管を接続することにより排ガス浄化システムを製造した。
製造した排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置の端部のうち、保持シール材の第２の側面よりも保持シール材の第１の側面に近い端部が排ガス浄化装置のガス入口側であり、保持シール材の第１の側面よりも保持シール材の第２の側面に近い端部が排ガス浄化装置のガス出口側である。
なお、比較例１の排ガス浄化システムは、図２１に示した従来の方法により製造された排ガス浄化システム２００に相当する。
【０１００】
比較例１の排ガス浄化システムにおいても、保持シール材の第１の側面には、第１の傾斜面が形成されており、保持シール材の第２の側面には、第２の傾斜面が形成されている。しかし、比較例１の排ガス浄化システムでは、保持シール材の第１の側面、第２の側面ともに、実施例１の排ガス浄化システムとは逆の方向に傾いている。
【０１０１】
比較例１の排ガス浄化システムにおける保持シール材の充填密度、バインダ含有量、及び、第１の角度を表１に示す。比較例１の排ガス浄化システムにおける保持シール材の充填密度、及び、バインダ含有量は、実施例１における値と同じである。一方、比較例１の排ガス浄化システムにおける保持シール材の第１の角度は、実施例１における値と同じであるが、角度の向きが実施例１とは逆向きである。そのような場合、表１では、保持シール材の第１の角度をマイナスの値で示すこととする。
【０１０２】
（比較例２〜７）
実施例２〜７で作製した排ガス浄化装置について、比較例１と同様に、排ガス浄化装置の端部のうち、保持シール材の第２の側面よりも保持シール材の第１の側面に近い端部に導入管を接続し、かつ、保持シール材の第１の側面よりも保持シール材の第２の側面に近い端部に排出管を接続することにより排ガス浄化システムを製造した。
比較例２〜７の排ガス浄化システムにおける保持シール材の充填密度、バインダ含有量、及び、第１の角度を表１に示す。
【０１０３】
各実施例及び比較例の排ガス浄化システムの特性を評価するために、導入管及び排出管を接続する前の排ガス浄化装置における押し抜き強度の評価、及び、繊維飛散量の評価を行った。
【０１０４】
（押し抜き強度の評価）
各実施例及び比較例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置について、巻付体の押し抜き強度を以下の方法により測定し、これを排ガス浄化装置のガス入口側から排ガスを流入させた際の保持シール材の保持力の指標とした。
図１０（ａ）は、押し抜き強度を測定する方法を模式的に示す斜視図である。図１０（ｂ）は、押し抜き強度試験機を模式的に示す正面図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）では、各実施例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の押し抜き強度を測定する方法を示している。
まず、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、各実施例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置１１０を、排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１を上にして台６１の上に載置した。
次に、押し抜き治具６２で押し抜き荷重（加圧速度：１ｍｍ／ｍｉｎ）を排ガス処理体１３０にかけた。巻付体１５０（保持シール材１４０が巻き付けられた排ガス処理体１３０）が押し抜かれた時点までの押し抜き荷重（Ｎ）の最大値を測定した。押し抜き治具６２は、アルミニウム製であり、巻付体１５０と接する荷重部分６３の直径は３０ｍｍである。
この押し抜き荷重（Ｎ）の最大値を保持シール材の面積（ｃｍ２）で割った値を、保持シール材と金属容器との間の保持力としての押し抜き強度（Ｎ／ｃｍ２）とした。
一方、各比較例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置については、図１１（ｂ）に示すように、各比較例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置２１０を、排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１を上にして台６１の上に載置し、上記と同様の方法により押し抜き強度を測定した。
図１１（ａ）は、各実施例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の押し抜き強度を測定する場合を模式的に示す断面図であり、図１１（ｂ）は、各比較例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の押し抜き強度を測定する場合を模式的に示す断面図である。
なお、押し抜き強度の測定には、インストロン万能試験機（５５８２型）を用いた。
実施例１〜９の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の押し抜き強度は、それぞれ４．５８Ｎ／ｃｍ２、５．４２Ｎ／ｃｍ２、６．３８Ｎ／ｃｍ２、２．２９Ｎ／ｃｍ２、３．３３Ｎ／ｃｍ２、５．５８Ｎ／ｃｍ２、６．９２Ｎ／ｃｍ２、８．２９Ｎ／ｃｍ２、４．２０Ｎ／ｃｍ２であった。一方、比較例１〜７の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の押し抜き強度は、それぞれ３．２２Ｎ／ｃｍ２、４．１１Ｎ／ｃｍ２、５．１７Ｎ／ｃｍ２、１．４２Ｎ／ｃｍ２、２．１１Ｎ／ｃｍ２、４．０２Ｎ／ｃｍ２、４．７１Ｎ／ｃｍ２であった。
各実施例及び比較例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の押し抜き強度の測定結果を表１に示す。
【０１０５】
（繊維飛散量の評価）
実施例１及び比較例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置について、繊維飛散量を以下の方法により測定し、これを排ガス浄化装置のガス入口側からの繊維飛散量の指標とした。
図１２は、繊維飛散量の測定方法を模式的に示す斜視図である。図１２では、実施例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の繊維飛散量を測定する方法を示している。
図１２に示すように、排ガス処理体１３０の端面をマスキング処理した排ガス浄化装置１１０を、排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１を下にして紙７１の上に載置した。
次に、図１２に示すように、ハンマー７２を用いて排ガス浄化装置１１０に衝撃を与え、紙７１の上に落下した繊維の重量（ｍｇ）を電子天秤を用いて測定した。この繊維の重量を繊維飛散量（ｍｇ）とした。
一方、比較例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置については、図１３（ｂ）に示すように、排ガス処理体２３０の端面をマスキング処理した排ガス浄化装置２１０を、排ガス浄化装置２１０のガス入口側２１１を下にして紙７１の上に載置し、上記と同様の方法により繊維飛散量を測定した。
図１３（ａ）は、実施例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の繊維飛散量を測定する場合を模式的に断面図であり、図１３（ｂ）は、比較例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の繊維飛散量を測定する場合を模式的に示す断面図である。
【０１０６】
繊維飛散量の測定には、図１２に示す衝撃試験機を用いた。ハンマーの持ち上げ角度（図１２中、γで示した角度）は、９０°とした。このときのハンマーによる衝撃力は、０．２４Ｎ・ｍであった。ハンマーによって排ガス浄化装置に衝撃を与える位置は、排ガス浄化装置の長手方向において中央となる位置であって、円周方向において５等分となる位置（５箇所）とした。各位置について２回ずつ、計１０回ハンマーによって排ガス浄化装置に衝撃を与えた。
その結果、実施例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の繊維飛散量は、０．２６７ｍｇであった。一方、比較例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の繊維飛散量は、１．３０ｍｇであった。
【０１０７】
各実施例及び比較例の排ガス浄化システムについて、保持シール材の充填密度、バインダ含有量、第１の角度、及び、ニードリング処理の有無、並びに、押し抜き強度の測定結果をまとめて表１に示した。
図１４は、実施例１及び比較例１における押し抜き強度の測定結果のグラフである。
図１５は、実施例１〜実施例３及び比較例１〜比較例３における押し抜き強度の測定結果から、保持シール材のバインダ含有量と押し抜き強度との関係を示すグラフである。
図１６は、実施例１及び実施例４〜実施例８、並びに、比較例１及び比較例４〜比較例７における押し抜き強度の測定結果から、保持シール材の充填密度と押し抜き強度との関係を示すグラフである。
図１７は、実施例１及び実施例９における押し抜き強度の測定結果のグラフである。
図１８は、実施例１及び比較例１における繊維飛散量の測定結果のグラフである。
【０１０８】
【表１】
【０１０９】
また、実施例１〜実施例３及び比較例１〜比較例３における押し抜き強度の測定結果から、保持シール材のバインダ含有量が１．０重量％、６．０重量％及び１０重量％であるときの押し抜き強度の増加率を求めた。押し抜き強度の増加率は、保持シール材のバインダ含有量が同じである実施例及び比較例に対して、「押し抜き強度の増加率（％）＝｛実施例における押し抜き強度（Ｎ／ｃｍ２）−比較例における押し抜き強度（Ｎ／ｃｍ２）｝／比較例における押し抜き強度（Ｎ／ｃｍ２）×１００」により求めた。その結果を表２に示す。
また、図１９は、保持シール材のバインダ含有量と押し抜き強度の増加率との関係を示すグラフである。
【０１１０】
【表２】
【０１１１】
表１及び図１４に示すように、保持シール材に形成された第１の傾斜面における第１の角度がプラスの値を示す実施例１の場合、押し抜き強度は４．６Ｎ／ｃｍ２であった。一方、保持シール材に形成された第１の傾斜面における第１の角度がマイナスの値を示す比較例１の場合、押し抜き強度は３．２Ｎ／ｃｍ２であった。この結果より、排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の第１の側面を従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは逆の方向に傾けることにより、排ガスの流入に伴って面圧有効面積が増加するため、保持シール材の保持力が向上すると考えられる。
【０１１２】
次に、保持シール材のバインダ含有量が、押し抜き強度に与える影響を考える。
表１及び図１５に示すように、いずれのバインダ含有量においても、実施例における押し抜き強度は、比較例における押し抜き強度よりも大きい値であった。
これらの結果より、排ガス浄化装置を構成する保持シール材にバインダを付与することにより、保持シール材の保持力を向上させることはできると考えられる。また、排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の第１の側面を従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは逆の方向に傾けることにより、保持シール材の保持力が向上する効果は、バインダ含有量に関係なく発現すると考えられる。
【０１１３】
さらに、図１５より、押し抜き強度は、保持シール材のバインダ含有量が増加するとともに向上することが分かった。
一方、図１９より、押し抜き強度の増加率は、保持シール材のバインダ含有量が増加すると減少することが分かった。
これらの結果より、排ガス浄化装置を構成する保持シール材にバインダを付与することにより、保持シール材の保持力を向上させることはできるものの、保持シール材の保持力を向上させる効果は、バインダ含有量が少ない方が大きいと考えられる。
【０１１４】
次に、保持シール材の充填密度が、押し抜き強度に与える影響を考える。
表１及び図１６に示すように、すべての保持シール材の充填密度において、実施例における押し抜き強度の方が、比較例における押し抜き強度よりも大きい値であった。
これらの結果より、排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の第１の側面を従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは逆の方向に傾けることにより、保持シール材の保持力が向上する効果は、保持シール材の充填密度に関係なく発現すると考えられる。
また、図１６より、押し抜き強度は、保持シール材の充填密度が大きくなるほど大きくなると考えられる。
【０１１５】
続いて、ニードリング処理が押し抜き強度に与える影響を考える。
図１７に示すように、保持シール材にニードリング処理を施した実施例１における押し抜き強度の方が、保持シール材にニードリング処理を施していない実施例９における押し抜き強度よりも大きい値であった。この結果より、排ガス浄化装置を構成する保持シール材にニードリング処理を施すことによって、保持シール材を構成する無機繊維が、保持シール材の表面に対して垂直な方向に配向するため、保持シール材の保持力がより向上すると考えられる。
【０１１６】
続いて、繊維飛散量について考える。
図１８より、実施例１における繊維飛散量は、比較例１における繊維飛散量よりも極めて少ない。この結果より、排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の第１の側面を従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは逆の方向に傾けることにより、保持シール材を構成する無機繊維が、保持シール材の保持力によって拘束されるため、排ガス浄化装置のガス入口側から内燃機関側へ飛散する量を低減させることができると考えられる。
【０１１７】
（その他の実施形態）
本発明の排ガス浄化システムにおいては、排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における金属容器に、排ガス浄化装置のガス入口側となるガス入口側と排ガス浄化装置のガス出口側となるガス出口側との区別があってもよい。
【０１１８】
排ガス浄化装置を構成する金属容器にガス入口側とガス出口側との区別がある場合には、圧入工程の前に、金属容器に対して巻付体をどの方向から圧入するかを定めることにより、保持シール材の第１の側面に形成された第１の傾斜面や、保持シール材の第２の側面に形成された第２の傾斜面を有する排ガス浄化装置を作製することができ、上記排ガス浄化装置を用いて排ガス浄化システムを製造することができる。
【０１１９】
以下、排ガス浄化装置を構成する金属容器にガス入口側とガス出口側との区別がある場合における、本発明の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置を作製する方法について、図２０（ａ）〜図２０（ｃ）を参照しながら説明する。
排ガス浄化装置を構成する金属容器にガス入口側とガス出口側との区別がある場合、本発明の第一実施形態で説明した圧入工程の前に、保持シール材の第１の側面が金属容器のガス出口側に位置し、かつ、保持シール材の第２の側面が金属容器のガス入口側に位置するように、保持シール材の第２の側面が圧入の進行方向に対して先頭になるようにして、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を配置する配置工程をさらに含む。
【０１２０】
図２０（ａ）は、本発明の実施形態に係る配置工程の一例を模式的に示す斜視図である。図２０（ａ）では、圧入方向を矢印Ｙで表している。
図２０（ａ）に示すように、まず、排ガス処理体３０の周囲に保持シール材４０が巻き付けられた巻付体５０を用意する。巻付体を製造する方法については、本発明の第一実施形態で既に説明しているので、ここでは省略する。
【０１２１】
次に、巻付体を金属容器に対して所定の向きに配置する配置工程を行う。
配置工程では、保持シール材４０の第１の側面４１が金属容器２０のガス出口側２２に位置し、かつ、保持シール材４０の第２の側面４２が金属容器２０のガス入口側２１に位置するように、保持シール材４０の第２の側面４２が圧入の進行方向に対して先頭になるようにして、巻付体５０を配置する。
【０１２２】
続いて、上記の位置に配置した巻付体を金属容器に圧入する圧入工程を行う。
図２０（ｂ）は、本発明の実施形態に係る圧入工程の一例を模式的に示す一部切り欠き斜視断面図である。図２０（ｂ）では、圧入方向を矢印Ｙで表している。
圧入工程では、保持シール材４０の第１の側面４１側から巻付体５０を押すことにより、巻付体５０を金属容器２０内の所定の位置まで圧入する。
巻付体を金属容器に圧入する方法としては、例えば、本発明の第一実施形態で説明した圧入治具を用いる方法等が挙げられる。
【０１２３】
以上の工程を経ることにより、排ガス浄化装置を作製することができる。
図２０（ｃ）は、図２０（ａ）に示した配置工程、及び、図２０（ｂ）に示した圧入工程を経ることにより作製された排ガス浄化装置を模式的に示す一部切り欠き斜視断面図である。
作製された排ガス浄化装置１０において、排ガス処理体３０は、金属容器２０のガス入口側２１に位置する入口側端面３１と、金属容器２０のガス出口側２２に位置する出口側端面３２とを有している。
巻付体５０を金属容器２０の内部に圧入する際に、保持シール材４０の排ガス処理体３０と接触している第一主面４５ａと、保持シール材４０の金属容器２０と接触している第二主面４５ｂとの間でせん断力が負荷され、第一主面４５ａ及び第二主面４５ｂの互いの位置がずれて保持シール材４０が変形する。
その結果、図２０（ｃ）に示す排ガス浄化装置１０では、保持シール材４０の第１の側面４１及び第２の側面４２が傾いた状態になっている。
【０１２４】
以上の工程により作製された排ガス浄化装置について、排ガス浄化装置を構成する金属容器のガス入口側に導入管を接続し、かつ、排ガス浄化装置を構成する金属容器のガス出口側に排出管を接続することにより、本発明の構成を有する排ガス浄化システムを製造することができる。
【０１２５】
本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムでは、保持シール材の第１の側面に第１の傾斜面が形成され、保持シール材の第２の側面に第２の傾斜面が形成されている。本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の第２の側面に第２の傾斜面が形成されていることが好ましいが、保持シール材の第２の側面に第２の傾斜面は必ずしも形成されていなくてもよい。
保持シール材の第１の側面に第１の傾斜面を形成し、かつ、保持シール材の第２の側面に第２の傾斜面を形成しない方法としては、例えば、保持シール材の側面をカッター等の切断治具で切断する方法等が挙げられる。
【０１２６】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材に形成される第１の傾斜面及び第２の傾斜面は、保持シール材の内側端点と外側端点とが本発明の第一実施形態で説明した位置関係を満たす限り、その断面形状は特に限定されず、例えば、直線、曲線、折れ線等、任意の形状であってよい。
【０１２７】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材に形成される第１の傾斜面は、保持シール材の第１の側面の全部に形成されている必要はない。例えば、保持シール材の第１の側面の一部をカッター等の切断治具で切断することにより、保持シール材の第１の側面の一部にのみ第１の傾斜面を形成することができる。同様に、本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材に形成される第２の傾斜面は、保持シール材の第２の側面の全部に形成されている必要はなく、保持シール材の第２の側面の一部にのみ形成されていてもよい。
【０１２８】
本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムでは、保持シール材の幅は、排ガス処理体の長手方向の長さよりも短い。
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の幅は、特に限定されず、排ガス処理体の長手方向の長さと略同一でもよいし、排ガス処理体の長手方向の長さよりも長くてもよい。
【０１２９】
なお、本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の幅が、排ガス処理体の長手方向の長さよりも長い場合、保持シール材の側面には、保持シール材と排ガス処理体とが接触する第１の内側端点や第２の内側端点は存在しないこととなる。しかし、そのような場合であっても、排ガス処理体の長手方向の長さが、保持シール材の長手方向の長さよりも長いと仮定した場合に、両者が接触する点をそれぞれ第１の内側端点、及び、第２の内側端点ということとする。
【０１３０】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の端面に形成される凹部及び凸部の形状は、凹部と凸部とが嵌合することができる形状であれば特に限定されないが、一組の凹部及び凸部からなる場合には、一方の端面の一部に幅２０ｍｍ×長さ２０ｍｍ〜幅１００ｍｍ×長さ１００ｍｍの大きさに渡って突出した凸部が形成されており、他方の端面の一部にそれに嵌合する形状の凹部が形成されていることが望ましい。このような凹部及び凸部の形状を有する保持シール材を用いて排ガス浄化システムを製造する場合には、保持シール材で排ガス処理体を確実に保持することができるので、排ガス浄化システムの取り扱い性に優れることとなる。
また、上記保持シール材の端面には、互いに嵌合する複数の凹部及び凸部が形成されていてもよいし、凹部及び凸部が形成されていなくてもよい。
【０１３１】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材を構成する無機繊維としては、上述したアルミナとシリカとを含む無機繊維に限られず、その他の無機化合物を含む無機繊維であってもよい。
また、アルミナ及びシリカのうち、アルミナのみを含む無機繊維であってもよいし、シリカのみを含む無機繊維であってもよい。
アルミナとシリカとを含む無機繊維の組成比としては、重量比で、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝６０：４０〜８０：２０であることが望ましく、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７０：３０〜７４：２６であることがより望ましい。
アルミナ及びシリカのうち、アルミナのみを含む無機繊維には、アルミナ以外に、例えば、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ２等の添加剤が含まれていてもよい。
アルミナ及びシリカのうち、シリカのみを含む無機繊維には、シリカ以外に、例えば、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ２等の添加剤が含まれていてもよい。
【０１３２】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材を構成する無機繊維の平均繊維長は、０．５〜１０ｃｍであることが望ましく、１〜８ｃｍであることがより望ましい。
【０１３３】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材を構成する無機繊維の平均繊維径は、１〜２０μｍであることが望ましく、３〜１０μｍであることがより望ましい。
【０１３４】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の目付量（単位面積あたりの重量）は、特に限定されないが、５００〜５０００ｇ／ｍ２であることが望ましく、１０００〜４０００ｇ／ｍ２であることがより望ましい。
また、本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の嵩密度（巻付体を金属容器に圧入する前の保持シール材の嵩密度）についても、特に限定されないが、０．１０〜０．３０ｇ／ｃｍ３であることが望ましい。
【０１３５】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の厚さは、特に限定されないが、６〜３１ｍｍであることが望ましく、８〜２０ｍｍであることがより望ましい。
【０１３６】
本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムでは、保持シール材が、ニードリング処理が施されたニードルマットである。本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材には、ニードリング処理が施されていることが好ましいが、ニードリング処理が施されていなくてもよい。
また、保持シール材にニードリング処理が施されている場合、ニードリング処理は、無機繊維から構成された素地マット全体に対して施されていてもよいし、素地マットの一部に施されていてもよい。
【０１３７】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材にバインダが付与されている場合、保持シール材を作製する際に用いられるバインダ溶液に含まれる有機バインダとしては、例えば、アクリル系樹脂、アクリルゴム等のゴム、カルボキシメチルセルロース又はポリビニルアルコール等の水溶性有機重合体、スチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。
これらの中では、アクリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴムが特に好ましい。
また、有機バインダの配合量は、無機繊維と有機バインダと無機バインダとの合計に対して１５重量％以下であることが望ましい。
【０１３８】
上記バインダ溶液には、上述した有機バインダが複数種類含まれていてもよい。
また、上記バインダ溶液としては、上述した有機バインダを水に分散させたラテックスの他に、上述した有機バインダを水又は有機溶媒に溶解させた溶液等であってもよい。
【０１３９】
上記バインダ溶液に無機バインダが含まれる場合、無機バインダとしては、例えば、アルミナゾル、シリカゾル等が挙げられる。
また、無機バインダの配合量は、無機繊維同士を結合することができるのであれば、特に限定されない。
【０１４０】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材にニードリング処理が施された後、保持シール材にバインダ溶液を含浸させることが好ましい。保持シール材に付与されたバインダによって、保持シール材を構成する無機繊維同士が固着され、その結果、ニードル痕の向きが維持されやすくなるためである。
【０１４１】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の枚数は、特に限定されず、１枚の保持シール材であってもよいし、互いに結合された複数枚の保持シール材であってもよい。
複数枚の保持シール材を結合する方法としては、特に限定されず、例えば、ミシン縫いで保持シール材同士を縫合したり、粘着テープや、接着材等で保持シール材同士を接着する方法等が挙げられる。
【０１４２】
本発明の排ガス浄化システムを構成する金属容器の材質は、耐熱性を有する金属であれば特に限定されず、具体的には、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属類が挙げられる。
【０１４３】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、金属容器の形状は、略円筒型形状の他、クラムシェル型形状、ダウンサイジング型形状等を好適に用いることができる。
【０１４４】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、排ガス処理体の形状は、柱状であれば特に限定されず、略円柱状の他に、例えば、略楕円柱状や略角柱状等任意の形状、大きさのものであってもよい。
【０１４５】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、排ガス処理体は、図６（ａ）に示したような一体的に形成されたものであってもよい。また、排ガス処理体は、炭化ケイ素等からなり、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された形状のハニカム焼成体を、主にセラミックを含む接着材層を介して複数個結束してなるものであってもよい。
【０１４６】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、排ガス処理体には、触媒を担持させてもよい。このような触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、バリウム等のアルカリ土類金属、又は、金属酸化物等が挙げられる。これらの触媒は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【０１４７】
また、上記金属酸化物としては、ＰＭの燃焼温度を低下させることができるものであれば特に限定されず、例えば、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、ＦｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＣｕＯ２、Ｍｎ２Ｏ３、ＭｎＯ、組成式ＡｎＢ１−ｎＣＯ３（式中、ＡはＬａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ又はＹであり、Ｂはアルカリ金属又はアルカリ土類金属であり、ＣはＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅ又はＮｉであり、０≦ｎ≦１である）で表される複合酸化物等が挙げられる。
これらは、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよいが、少なくともＣｅＯ２を含むものであることが望ましい。
このような金属酸化物を排ガス処理体に担持させることにより、ＰＭの燃焼温度を低下させることができる。
【０１４８】
上記排ガス処理体に触媒を担持させる方法としては、例えば、触媒が含まれた溶液を排ガス処理体に含浸させた後に加熱する方法や、排ガス処理体の表面にアルミナ膜からなる触媒担持層を形成し、このアルミナ膜に触媒を担持させる方法等が挙げられる。
アルミナ膜を形成する方法としては、例えば、Ａｌ（ＮＯ３）３等のアルミニウムを含有する金属化合物溶液を排ガス処理体に含浸させて加熱する方法、アルミナ粉末を含有する溶液を排ガス処理体に含浸させて加熱する方法等が挙げられる。
また、アルミナ膜に触媒を担持させる方法としては、例えば、貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又は、金属酸化物を含む溶液等をアルミナ膜が形成された排ガス処理体に含浸させて加熱する方法等が挙げられる。
【０１４９】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、排ガス処理体がハニカム構造体である場合、セルに封止材が設けられずに、セルの端部が封止されていなくてもよい。この場合、排ガス処理体は、白金等の触媒を担持させることによって、排ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ又はＮＯｘ等の有害なガス成分を浄化する触媒担体として機能する。
【符号の説明】
【０１５０】
１０、１１０、２１０、３１０ 排ガス浄化装置
２０、１２０、２２０、３２０ 金属容器
２１ 金属容器のガス入口側
２２ 金属容器のガス出口側
３０、１３０、２３０、３３０ 排ガス処理体
４０、１４０、２４０、３４０ 保持シール材
４１、１４１、２４１、３４１ 保持シール材の第１の側面
４２、１４２、２４２、３４２ 保持シール材の第２の側面
１４３ａ 保持シール材の第１の内側端点
１４３ｂ 保持シール材の第１の外側端点
１４４ａ 保持シール材の第２の内側端点
１４４ｂ 保持シール材の第２の外側端点
１４６ ニードル痕
１００、２００、３００ 排ガス浄化システム
１０１、２０１、３０１ 導入管
１０２、２０２、３０２ 排出管
１１１、２１１ 排ガス浄化装置のガス入口側
１１２、２１２ 排ガス浄化装置のガス出口側
Ｇ１、Ｇ２ 排ガス
α 第１の角度
β 第２の角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化システム、排ガス浄化システムの製造方法、及び、排ガス浄化システムを用いた排ガス浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中には、パティキュレートマター（以下、ＰＭともいう）が含まれており、近年、このＰＭが環境や人体に害を及ぼすことが問題となっている。また、排ガス中には、ＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）又はＮＯｘ（窒素酸化物）等の有害なガス成分が含まれており、この有害なガス成分が環境や人体に害を及ぼすことについても問題となっている。
【０００３】
そこで、内燃機関と連結されることにより排ガス中のＰＭを捕集したり、排ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ又はＮＯｘ等の排ガス中の有害なガス成分を浄化したりする排ガス浄化装置として、コージェライトや炭化ケイ素などの多孔質セラミックからなる排ガス処理体と、排ガス処理体を内部に収容する金属容器（ケーシング）と、排ガス処理体と金属容器との間に配設され、無機繊維を含むマット状の保持シール材とから構成される排ガス浄化装置が種々提案されている。
この排ガス浄化装置では、無機繊維の有する弾性によって保持シール材が排ガス処理体を保持している。また、排ガス処理体と金属容器との隙間を保持シール材が埋めることにより、排ガス処理体と金属容器との隙間からの排ガスの漏出を防止している。
【０００４】
排ガス浄化装置を作製する方法としては、周囲に保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を金属容器の内部に圧入する方法が知られている。そして、金属容器としては、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体の外径（排ガス処理体の直径と保持シール材の厚さとを合わせた長さ）よりも若干短い内径を有する金属容器が用いられる。
なお、本明細書では、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を巻付体ともいうこととする。
【０００５】
上記の方法により製造される排ガス浄化装置では、保持シール材が金属容器内で圧縮された状態となる。そのため、保持シール材が無機繊維の有する弾性により元の形状に戻ろうとする復元力（すなわち、排ガス処理体を保持する保持力）を発揮し、保持シール材で排ガス処理体が保持される。
【０００６】
そして、排ガス浄化装置の一方の端部に、排ガスを排ガス浄化装置に導入するための導入管を接続し、かつ、排ガス浄化装置の他方の端部に、排ガス浄化装置を通過した排ガスを外部に排出するための排出管を接続することにより、排ガス浄化システムを製造することができる。
本明細書では、排ガス浄化装置において、導入管に接続されている端部の側をガス入口側ということとし、排出管に接続されている端部の側をガス出口側ということとする。
【０００７】
しかしながら、従来の方法で製造される排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の周囲に巻き付けられた保持シール材の側面が変形し、排ガスを流入させた場合に保持シール材の破損が発生するという問題がある。
これについて、図２１を参照しながら以下に詳しく説明する。
図２１は、従来の排ガス浄化システムの一例を模式的に示す断面図である。図２１では、圧入方向を矢印Ｚで表している。このように、従来の排ガス浄化システムでは、圧入方向と排ガスを流入させる方向が同じである。
【０００８】
図２１に示した従来の排ガス浄化システム２００において、排ガス浄化装置２１０のガス出口側２１２では、保持シール材２４０の第１の側面２４１が、排ガス処理体２３０の出口側端面２３２と略平行にならず、傾いた状態となっている。また、排ガス浄化装置２１０のガス入口側２１１では、保持シール材２４０の第２の側面２４２が、排ガス処理体２３０の入口側端面２３１と略平行にならず、傾いた状態となっている。
この理由については、以下のように考えられる。保持シール材２４０が巻き付けられた排ガス処理体２３０を金属容器２２０の内部に圧入する際に、保持シール材２４０の排ガス処理体２３０と接触している主面２４５ａ（以下、単に第一主面ともいう）と、保持シール材２４０の金属容器２２０と接触している主面２４５ｂ（以下、単に第二主面ともいう）との間でせん断力が負荷される。せん断力は、保持シール材２４０の第一主面２４５ａ側では圧入方向に働き、保持シール材２４０の第二主面２４５ｂ側では圧入方向と反対の方向に働く。その結果、保持シール材２４０の第一主面２４５ａ及び第二主面２４５ｂの互いの位置がずれて、保持シール材２４０が変形するものと考えられる。
なお、略平行とは、排ガス処理体の端面（入口側端面、出口側端面）と保持シール材の第１の側面又は第２の側面とが平行であるか、又は、保持シール材の第１の側面又は第２の側面が排ガス処理体の端面から傾いていても実質的にその傾きを無視し得る程度に傾いていることをいう。
【０００９】
図２１に示した従来の排ガス浄化システム２００のように、排ガス浄化装置２１０において、保持シール材２４０の第１の側面２４１及び第２の側面２４２が傾いた状態では、排ガスを流入させた場合に保持シール材２４０の第１の側面２４１又は第２の側面２４２と排ガスとが接触する面積が大きくなる。そのため、排ガスの流動に伴って保持シール材２４０の第１の側面２４１又は第２の側面２４２が風蝕されやすくなる。そして、保持シール材２４０の第１の側面２４１又は第２の側面２４２に発生した風蝕が進展し、保持シール材２４０が破損することがある。
そのため、保持シール材２４０の破損が発生した場合には、排ガス処理体２３０を充分に保持することができなくなり、風蝕により発生した隙間から排ガスが漏れたり、場合によっては、排ガス処理体２３０が脱落したりするという問題がある。
【００１０】
このような問題に対して、排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置として、例えば、側面に傾斜面を形成した保持シール材を用いた排ガス浄化装置、及び、排ガス浄化装置の製造方法が開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−０９２５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に記載の排ガス浄化装置に用いられる保持シール材では、まず、カッター等の切断治具で保持シール材の側面を切断して第一主面側から第二主面側に向かって傾斜した傾斜面とする。次に、この保持シール材の側面（傾斜面）が金属容器に巻付体を圧入する際の圧入方向に突出するようにして、保持シール材を排ガス処理体の周囲に単層に巻き付けて巻付体を作製する。
このようにして作製した巻付体を金属容器に圧入すると、第二主面近傍が圧入方向と反対の方向に変形していくにつれ傾斜面が徐々に排ガス処理体の端面と平行になっていくとされている。そして、巻付体が所定の位置に配設された状態においては、保持シール材の第２の側面がちょうど排ガス処理体の端面と略平行になるとされている。
【００１３】
しかしながら、特許文献１に記載の排ガス浄化装置を用いて、従来の方法により排ガス浄化システムを製造した場合、排ガス浄化システムに排ガスを流入させると、排ガスの流動に伴って、排ガス処理体がガス出口側に押されることになる。
図２２（ａ）は、排ガスを流入させる前の従来の排ガス浄化システムの別の一例を模式的に示す断面図である。図２２（ｂ）は、排ガスを流入させている間の従来の排ガス浄化システムの別の一例を模式的に示す断面図である。
図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に示す排ガス浄化システム３００は、特許文献１に記載の排ガス浄化装置を用いて、従来の方法により製造されている。
図２２（ｂ）に示すように、排ガス浄化システム３００に排ガスＧ２を流入させると、保持シール材３４０の第１の側面３４１及び第２の側面３４２が傾いた状態となってしまう。
保持シール材の側面が傾いた状態であると、従来の排ガス浄化システムと同様に、保持シール材が風蝕されやすくなるという問題が発生する。また、保持シール材の風蝕という問題以外に、以下のような問題も発生する。
【００１４】
排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面で見た場合、保持シール材の第１の側面又は第２の側面が傾いていない部分では、排ガス処理体と金属容器との隙間が保持シール材によって完全に埋められている。排ガス処理体と金属容器との隙間が保持シール材によって完全に埋められている部分では、保持シール材は、排ガス処理体や金属容器を垂直に押し出すことができる。その結果、保持シール材に面圧（保持シール材の保持面に負荷される圧力）が発生する。
一方、保持シール材の第１の側面又は第２の側面が傾いた部分では、排ガス処理体と金属容器との隙間が保持シール材によって埋められていない空間が存在する。保持シール材の第１の側面又は第２の側面が傾いた部分では、排ガス処理体と金属容器との隙間に保持シール材が存在しないため、保持シール材が排ガス処理体や金属容器を垂直に押し出すことができない。その結果、保持シール材に面圧が発生しない。
以下、面圧が発生する部分の面積を面圧有効面積という。
【００１５】
図２２（ａ）に示す排ガスを流入させる前の排ガス浄化システム３００において、面圧有効面積は、Ｓ３で表される部分の面積である。一方、図２２（ｂ）に示す排ガスを流入させている間の排ガス浄化システム３００において、面圧有効面積は、Ｓ４で表される部分の面積である。
排ガス浄化システム３００に排ガスＧ２を流入させると、保持シール材３４０の第１の側面３４１及び第２の側面３４２が傾いていくため、面圧有効面積は、Ｓ３からＳ４へ減少する。その結果、保持シール材の保持力が低下する。
このように、特許文献１に記載の排ガス浄化装置を用いて、従来の方法により排ガス浄化システムを製造した場合、排ガスを流入させている間、保持シール材の保持力が低下し、保持シール材が排ガス処理体を充分に保持することができないという問題がある。
【００１６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、排ガスを流入させている間、保持シール材が排ガス処理体を充分に保持することができる排ガス浄化装置を備える排ガス浄化システム、上記排ガス浄化システムの製造方法、及び、上記排ガス浄化システムを用いた排ガス浄化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者は、上述した課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、排ガスの流動に伴って排ガス処理体が移動することを考慮して、保持シール材の側面に傾斜面を設けることにより、保持シール材の保持力の低下を防止することができることを見出し、本発明を完成した。
【００１８】
すなわち、請求項１に記載の排ガス浄化システムは、
金属容器、上記金属容器内に収容された排ガス処理体、並びに、上記排ガス処理体の周囲に巻き付けられ上記排ガス処理体及び上記金属容器の間に配設された保持シール材を備えた排ガス浄化装置と、
上記排ガス浄化装置の一方の端部に接続され、排ガスを上記排ガス浄化装置に導入するための導入管と、
上記排ガス浄化装置の他方の端部に接続され、上記排ガス浄化装置を通過した上記排ガスを外部に排出するための排出管とからなる排ガス浄化システムであって、
上記排ガス浄化装置は、上記導入管に接続されたガス入口側と、上記排出管に接続されたガス出口側とを有し、
上記保持シール材は、無機繊維を含むマット状であるとともに、上記排ガス浄化装置のガス出口側に位置する第１の側面と、上記排ガス浄化装置のガス入口側に位置する第２の側面とを有し、
上記保持シール材の第１の側面には、第１の傾斜面が形成されており、
上記排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、上記第１の傾斜面は、上記保持シール材と上記排ガス処理体とが接触する第１の内側端点と、上記保持シール材と上記金属容器とが接触する第１の外側端点とを有し、
上記第１の内側端点は、上記第１の外側端点よりも上記排ガス浄化装置のガス入口側に位置し、
上記第１の傾斜面は、上記第１の内側端点から上記第１の外側端点へ向かい、かつ、
上記第１の傾斜面は、上記排ガス処理体の端面に対して傾斜していることを特徴とする。
【００１９】
請求項１に記載の排ガス浄化システムでは、保持シール材の第１の側面が、従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは逆の方向に傾いている。
請求項１に記載の排ガス浄化システムに排ガスを流入させた場合、排ガスの流動に伴って、排ガス処理体が排ガス浄化装置のガス出口側に押されることになる。その結果、保持シール材の第１の側面に形成されている第１の傾斜面が、排ガスの流入方向、つまり排ガス浄化装置のガス出口側に移動することにより、第１の側面が排ガス処理体の端面と略平行になっていく。
請求項１に記載の排ガス浄化システムでは、従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは異なり、排ガス処理体や金属容器に対して充分な面圧が発生する。その結果、排ガスを流入させている間も保持シール材の保持力が低下することを防止することができるため、保持シール材が排ガス処理体を充分に保持することができる。
【００２０】
請求項１に記載の排ガス浄化システムにおいて、排ガスを流入させている間も保持シール材の保持力が低下しない理由は、以下のように考えられる。
図１（ａ）は、排ガスを流入させる前の本発明の排ガス浄化システムの一例を模式的に示す断面図である。図１（ｂ）は、排ガスを流入させている間の本発明の排ガス浄化システムの一例を模式的に示す断面図である。
図１（ａ）に示す排ガスを流入させる前の排ガス浄化システム１００において、面圧が発生する面圧有効面積は、Ｓ１で表される部分の面積である。一方、図１（ｂ）に示す排ガスを流入させている間の排ガス浄化システム１００において、面圧有効面積は、Ｓ２で表される部分の面積である。
排ガス浄化システム１００に排ガスＧ１を流入させると、保持シール材１４０の第１の側面１４１が排ガス処理体１３０の端面と略平行になっていくため、面圧有効面積は、Ｓ１からＳ２へ増加する。その結果、保持シール材の保持力が向上する。
【００２１】
また、請求項１に記載の排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置を構成する保持シール材が充分な保持力を発揮することができるため、排ガス処理体と金属容器との間に配設する保持シール材の充填密度（ＧＢＤ；Ｇａｐ Ｂｕｌｋ Ｄｅｎｓｉｔｙ）を小さくすることができる。その結果、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の量を低減させることができる。
なお、保持シール材の充填密度（ＧＢＤ）とは、巻付体を金属容器に圧入した後の保持シール材の嵩密度を表し、「充填密度（ｇ／ｃｍ３）＝単位面積あたりの保持シール材の重量（ｇ／ｃｍ２）／排ガス処理体と金属容器との隙間の距離（ｃｍ）」により求められる。
【００２２】
また、従来の排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の保持力が充分でなかったため、保持シール材のみで排ガス処理体を充分に保持しにくい。そのため、排ガス処理体を保持するために、金属ネット等の他の保持材を使用する必要がある。しかし、請求項１に記載の排ガス浄化システムでは、保持シール材のみで排ガス処理体を充分に保持することができるため、金属ネット等の他の保持材を使用することを省略することができる。
【００２３】
さらに、請求項１に記載の排ガス浄化システムのように、保持シール材の第１の側面が、従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは逆の方向に傾いていると、保持シール材を構成する無機繊維が、排ガス浄化装置のガス入口側から内燃機関側へ飛散する量を低減させることができる。
その理由は明らかではないが、請求項１に記載の排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の保持力によって無機繊維が拘束されるためであると考えられる。
【００２４】
請求項２に記載の排ガス浄化システムでは、
上記保持シール材の第２の側面には、第２の傾斜面が形成されており、
上記排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、上記第２の傾斜面は、上記保持シール材と上記排ガス処理体とが接触する第２の内側端点と、上記保持シール材と上記金属容器とが接触する第２の外側端点とを有し、
上記第２の内側端点は、上記第２の外側端点よりも上記排ガス浄化装置のガス入口側に位置し、
上記第２の傾斜面は、上記第２の内側端点から上記第２の外側端点へ向かい、かつ、
上記第２の傾斜面は、上記排ガス処理体の端面に対して傾斜している。
【００２５】
請求項２に記載の排ガス浄化システムでは、保持シール材の第１の側面に加えて、保持シール材の第２の側面にも傾斜面が形成されている。そして、保持シール材の第２の側面は、従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは逆の方向に傾いている。
そのため、請求項２に記載の排ガス浄化システムに排ガスを流入させた場合、保持シール材の第２の側面に形成されている第２の傾斜面が、排ガスの流入方向、つまり排ガス浄化装置のガス出口側に移動することにより、保持シール材の第１の側面だけでなく保持シール材の第２の側面も排ガス処理体の端面と略平行になっていく。
請求項２に記載の排ガス浄化システムに排ガスを流入させると、保持シール材の第１の側面及び第２の側面が排ガス処理体の端面と略平行になっていくため、面圧有効面積は増加する。その結果、保持シール材の保持力が向上する。このように、請求項２に記載の排ガス浄化システムでは、従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは異なり、排ガス処理体や金属容器に対する面圧が大きくなる。その結果、排ガス浄化装置を構成する保持シール材は、請求項１に記載の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における保持シール材よりも大きい保持力を発揮することができる。
【００２６】
請求項３に記載の排ガス浄化システムでは、上記排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、上記第１の内側端点及び上記第１の外側端点を結ぶ線分と、上記金属容器の内周とにより形成される第１の角度は、２５〜８９．５°である。
第１の角度が、２５°未満であると、排ガス浄化装置における保持シール材の変形が大きくなりすぎるため、保持シール材が破損しやすくなる。また、第１の角度が、２５°未満であると、排ガスを流入させる前の排ガス浄化システムにおいて、面圧有効面積が小さくなりすぎるため、保持シール材に充分な保持力が得られない。
一方、第１の角度が、８９．５°を超えると、排ガス浄化装置における保持シール材に第１の傾斜面を設ける効果が充分に得られない。
【００２７】
請求項４に記載の排ガス浄化システムでは、上記保持シール材は、ニードリング処理によって形成された複数のニードル痕を有する。
排ガス浄化装置を構成する保持シール材にニードル痕が設けられていると、巻付体が金属容器に圧入される際に、保持シール材のニードル痕に一定の方向性が生じる。排ガス浄化装置において、保持シール材のニードル痕が一定の方向性を有していると、保持シール材が排ガス処理体や金属容器を押し出す力が大きくなるため、保持シール材の保持力が向上すると考えられる。
ニードル痕を有する保持シール材の保持力が大きい理由は、以下のように考えられる。保持シール材が、無機繊維から構成される場合、無機繊維は、ニードル痕において、保持シール材の表面に対して垂直な方向に配向する。その結果、排ガス浄化装置において、保持シール材がニードル痕の向き（無機繊維が配向している向き）に排ガス処理体や金属容器を押し出す力が大きくなると考えられる。
【００２８】
請求項５に記載の排ガス浄化システムでは、上記複数のニードル痕は、上記保持シール材の厚さ方向に対して斜め方向に形成されている。
排ガス浄化装置において、複数のニードル痕が、保持シール材の厚さ方向に対して斜め方向に形成されていると、保持シール材が排ガス処理体や金属容器を押し出す力がより大きくなるため、保持シール材の保持力がさらに向上すると考えられる。
【００２９】
請求項６に記載の排ガス浄化システムでは、上記保持シール材には、バインダが付与されている。
保持シール材に付与されたバインダによって、保持シール材を構成する無機繊維同士を互いに固着することができる。従って、排ガス浄化装置を構成する保持シール材にバインダが付与されていると、ニードル痕の向きが維持されやすくなる。そのため、排ガス浄化装置において、保持シール材が排ガス処理体や金属容器を押し出す力が大きくなる。その結果、排ガス浄化装置における保持シール材の保持力が向上すると考えられる。
【００３０】
請求項７に記載の排ガス浄化システムでは、上記保持シール材に付与されたバインダの量は、１０重量％以下である。
上述したように、排ガス浄化装置を構成する保持シール材にバインダが付与されていると、排ガス浄化装置における保持シール材の保持力を向上させることができる。しかし、保持シール材に付与されたバインダの量が多くなるほど、保持シール材の保持力を向上させる効果は小さくなるため、保持シール材に付与されたバインダの量は、１０重量％以下であることが望ましい。保持シール材に付与されたバインダの量が１０重量％を超えると、保持シール材を構成する無機繊維同士が互いに固着されすぎてしまう。その結果、保持シール材を構成する無機繊維の有する弾性が弱くなるため、保持シール材の保持力を向上させる効果は小さくなると考えられる。また、保持シール材に付与されたバインダの量が１０重量％を超えると、バインダ成分が熱分解することによって、分解ガスが多く発生するという不具合が生じやすくなる。
【００３１】
請求項８に記載の排ガス浄化システムでは、上記金属容器には、上記排ガス浄化装置のガス入口側となるガス入口側と上記排ガス浄化装置のガス出口側となるガス出口側との区別がある。
このように、本発明の排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置を構成する金属容器にガス入口側とガス出口側の区別があってもよいし、金属容器にガス入口側とガス出口側の区別がなくてもよい。
いずれの場合であっても、排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置は、導入管に接続されたガス入口側と、排出管に接続されたガス出口側とを有している。
【００３２】
請求項９に記載の排ガス浄化システムの製造方法は、
請求項１〜７のいずれかに記載の排ガス浄化システムの製造方法であって、
周囲に保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を金属容器に圧入することにより、排ガス浄化装置を作製する圧入工程と、
排ガスを上記排ガス浄化装置に導入するための導入管を上記排ガス浄化装置の一方の端部に接続し、かつ、上記排ガス浄化装置を通過した上記排ガスを外部に排出するための排出管を上記排ガス浄化装置の他方の端部に接続する接続工程とを含み、
上記圧入工程では、上記保持シール材の第２の側面を圧入の進行方向に対して先頭にして、上記保持シール材の第１の側面側から上記保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を押し、
上記接続工程では、上記排ガス浄化装置の端部のうち、上記保持シール材の第１の側面よりも上記保持シール材の第２の側面に近い端部に上記導入管を接続し、かつ、上記保持シール材の第２の側面よりも上記保持シール材の第１の側面に近い端部に上記排出管を接続することにより、上記保持シール材の第１の側面よりも上記保持シール材の第２の側面に近い端部を排ガス浄化装置のガス入口側とし、かつ、上記保持シール材の第２の側面よりも上記保持シール材の第１の側面に近い端部を排ガス浄化装置のガス出口側とすることを特徴とする。
【００３３】
請求項９に記載の排ガス浄化システムの製造方法では、都度、保持シール材の側面をカッター等の切断治具で切断する操作を行うことなく、保持シール材の第１の側面に第１の傾斜面を形成したり、保持シール材の第２の側面に第２の傾斜面を形成したりすることができる。そのため、保持シール材が充分な保持力を発揮する排ガス浄化装置を備える本発明の排ガス浄化システムを簡便かつ効率的に製造することができる。
【００３４】
また、保持シール材に第１の傾斜面が形成された排ガス浄化装置では、排ガス処理体と金属容器との間に配設する保持シール材の充填密度（ＧＢＤ）を小さくすることができるため、請求項９に記載の排ガス浄化システムの製造方法では、少ない量の保持シール材を用いて排ガス浄化装置を作製することができ、上記排ガス浄化装置を用いて排ガス浄化システムを製造することができる。
さらに、請求項９に記載の排ガス浄化システムの製造方法では、金属ネット等の他の保持材を使用することなく、保持シール材のみで排ガス処理体を充分に保持することが可能な排ガス浄化装置を作製することができ、上記排ガス浄化装置を用いて排ガス浄化システムを製造することができる。
【００３５】
請求項１０に記載の排ガス浄化システムの製造方法は、
上記金属容器には、上記排ガス浄化装置のガス入口側となるガス入口側と上記排ガス浄化装置のガス出口側となるガス出口側との区別があり、
上記圧入工程の前に、上記保持シール材の第１の側面が上記金属容器のガス出口側に位置し、かつ、上記保持シール材の第２の側面が上記金属容器のガス入口側に位置するように、上記保持シール材の第２の側面が圧入の進行方向に対して先頭になるようにして、上記保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を配置する配置工程をさらに含む。
【００３６】
排ガス浄化装置を構成する金属容器にガス入口側とガス出口側との区別がある場合には、圧入工程の前に、金属容器に対して巻付体をどの方向から圧入するかを定めることにより、保持シール材の第１の側面に形成された第１の傾斜面や、保持シール材の第２の側面に形成された第２の傾斜面を有する排ガス浄化装置を作製することができ、上記排ガス浄化装置を用いて排ガス浄化システムを製造することができる。
【００３７】
請求項１１に記載の排ガス浄化方法は、
請求項１〜８のいずれかに記載の排ガス浄化システムを用いてエンジンから排出された排ガスを浄化する排ガス浄化方法であって、
エンジンから排出された排ガスを上記排ガス浄化装置のガス入口側から上記排ガス浄化装置に流入させ、上記排ガス浄化装置のガス出口側から流出させることを特徴とする。
請求項１〜８のいずれかに記載の排ガス浄化システムに対して、上記の方向に排ガスを流入させると、排ガス処理体が排ガス浄化装置のガス出口側に押されるため、保持シール材の第１の側面が排ガス処理体の端面と略平行になっていく。その結果、面圧有効面積が増加するため、排ガスを流入させている間も保持シール材の保持力の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１（ａ）は、排ガスを流入させる前の本発明の排ガス浄化システムの一例を模式的に示す断面図である。図１（ｂ）は、排ガスを流入させている間の本発明の排ガス浄化システムの一例を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムの一例を模式的に示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置の一例を模式的に示す斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した排ガス浄化装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、図２に示した排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における金属容器の内周近傍の部分拡大断面図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す保持シール材のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における排ガス処理体の一例を模式的に示す斜視図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す排ガス処理体のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】図７は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における金属容器の一例を模式的に示す斜視図である。
【図８】図８（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する導入管の一例を模式的に示す斜視図である。図８（ｂ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排出管の一例を模式的に示す斜視図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の第一実施形態の圧入工程の一例を模式的に示す斜視図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した圧入工程により作製された排ガス浄化装置を模式的に示す一部切り欠き斜視断面図である。図９（ｃ）は、本発明の第一実施形態の接続工程の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）は、押し抜き強度を測定する方法を模式的に示す斜視図である。図１０（ｂ）は、押し抜き強度試験機を模式的に示す正面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、各実施例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の押し抜き強度を測定する場合を模式的に示す断面図であり、図１１（ｂ）は、各比較例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の押し抜き強度を測定する場合を模式的に示す断面図である。
【図１２】図１２は、繊維飛散量の測定方法を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図１３（ａ）は、実施例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の繊維飛散量を測定する場合を模式的に示す断面図であり、図１３（ｂ）は、比較例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の繊維飛散量を測定する場合を模式的に示す断面図である。
【図１４】図１４は、実施例１及び比較例１における押し抜き強度の測定結果のグラフである。
【図１５】図１５は、実施例１〜実施例３及び比較例１〜比較例３における押し抜き強度の測定結果から、保持シール材のバインダ含有量と押し抜き強度との関係を示すグラフである。
【図１６】図１６は、実施例１及び実施例４〜実施例８、並びに、比較例１及び比較例４〜比較例７における押し抜き強度の測定結果から、保持シール材の充填密度と押し抜き強度との関係を示すグラフである。
【図１７】図１７は、実施例１及び実施例９における押し抜き強度の測定結果のグラフである。
【図１８】図１８は、実施例１及び比較例１における繊維飛散量の測定結果のグラフである。
【図１９】図１９は、保持シール材のバインダ含有量と押し抜き強度の増加率との関係を示すグラフである。
【図２０】図２０（ａ）は、本発明の実施形態に係る配置工程の一例を模式的に示す斜視図である。図２０（ｂ）は、本発明の実施形態に係る圧入工程の一例を模式的に示す一部切り欠き斜視断面図である。図２０（ｃ）は、図２０（ａ）に示した配置工程、及び、図２０（ｂ）に示した圧入工程を経ることにより作製された排ガス浄化装置を模式的に示す一部切り欠き斜視断面図である。
【図２１】図２１は、従来の排ガス浄化システムの一例を模式的に示す断面図である。
【図２２】図２２（ａ）は、排ガスを流入させる前の従来の排ガス浄化システムの別の一例を模式的に示す断面図である。図２２（ｂ）は、排ガスを流入させている間の従来の排ガス浄化システムの別の一例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
（第一実施形態）
以下、本発明の排ガス浄化システム、排ガス浄化システムの製造方法、及び、排ガス浄化システムを用いた排ガス浄化方法の一実施形態である第一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４０】
まず、本発明の実施形態に係る排ガス浄化システムについて説明する。
図２は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムの一例を模式的に示す断面図である。
図２に示す排ガス浄化システム１００は、排ガス浄化装置１１０と、排ガス浄化装置１１０の一方の端部に接続され、排ガスを排ガス浄化装置１１０に導入するための導入管１０１と、排ガス浄化装置１１０の他方の端部に接続され、排ガス浄化装置１１０を通過した排ガスを外部に排出するための排出管１０２とからなる。
排ガス浄化装置１１０は、導入管１０１に接続されたガス入口側１１１と、排出管１０２に接続されたガス出口側１１２とを有している。
【００４１】
図３（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置の一例を模式的に示す斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した排ガス浄化装置のＡ−Ａ線断面図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す排ガス浄化装置１１０は、金属容器１２０と、金属容器１２０内に収容された排ガス処理体１３０と、排ガス処理体１３０及び金属容器１２０の間に配設された保持シール材１４０とを備えている。
保持シール材１４０は、無機繊維を含むマット状であり、排ガス処理体１３０の周囲に巻き付けられている。そして、保持シール材１４０によって排ガス処理体１３０が保持されている。
【００４２】
図２に示す排ガス浄化システム１００において、排ガス浄化装置１１０を構成する排ガス処理体１３０は、排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１に位置する入口側端面１３１と、排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２に位置する出口側端面１３２とを有している。
【００４３】
本実施形態に係る排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における保持シール材について説明する。
図２に示すように、排ガス浄化システム１００を構成する排ガス浄化装置１１０において、保持シール材１４０は、排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２に位置する第１の側面１４１と、排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１に位置する第２の側面１４２とを有している。そして、保持シール材１４０の第１の側面１４１には、第１の傾斜面が形成されており、また、保持シール材１４０の第２の側面１４２には、第２の傾斜面が形成されている。
【００４４】
保持シール材１４０の第１の側面１４１に形成された第１の傾斜面は、保持シール材１４０と排ガス処理体１３０とが接触する第１の内側端点１４３ａと、保持シール材１４０と金属容器１２０とが接触する第１の外側端点１４３ｂとを有する。
保持シール材１４０の第１の内側端点１４３ａは、保持シール材１４０の第１の外側端点１４３ｂよりも排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１に位置している。そして、第１の傾斜面は、排ガス処理体１３０の端面に対して傾斜しており、第１の内側端点１４３ａから第１の外側端点１４３ｂへ向かっている。
【００４５】
保持シール材１４０の第２の側面１４２に形成された第２の傾斜面は、保持シール材１４０と排ガス処理体１３０とが接触する第２の内側端点１４４ａと、保持シール材１４０と金属容器１２０とが接触する第２の外側端点１４４ｂとを有する。
保持シール材１４０の第２の内側端点１４４ａは、保持シール材１４０の第２の外側端点１４４ｂよりも排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１に位置している。そして、第２の傾斜面は、排ガス処理体１３０の端面に対して傾斜しており、第２の内側端点１４４ａから第２の外側端点１４４ｂへ向かっている。
【００４６】
図４は、図２に示した排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における金属容器の内周近傍の部分拡大断面図である。
本明細書では、排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、第１の内側端点及び第１の外側端点を結ぶ線分と、金属容器の内周とにより角度が形成される角度のうち、鋭角である方の角度を「第１の角度」ということとする。また、排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、第２の内側端点及び第２の外側端点を結ぶ線分と、金属容器の内周とにより形成される角度のうち、鋭角である方の角度を「第２の角度」ということとする。
すなわち、図４に示す排ガス浄化装置１１０においては、αで示す角度が第１の角度であり、βで示す角度が第２の角度である。
【００４７】
以下、第１の角度の求め方について、図４を参照しながら説明する。
まず、排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２から保持シール材１４０の第１の外側端点１４３ｂまでの距離（図４中、両矢印ｘ１の長さ）を測定する。次に、排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２から保持シール材１４０の第１の内側端点１４３ａまでの距離（図４中、両矢印ｘ２の長さ）を測定する。さらに、金属容器１２０と排ガス処理体１３０との間の距離（図４中、両矢印ｙ１の長さ）を測定する。そして、以下の計算式（１）により、第１の角度αを算出する。計算式（１）中、ａｒｃｔａｎは、逆正接（正接の逆関数）を表す。
第１の角度α（°）＝ａｒｃｔａｎ｛ｙ１／（ｘ２−ｘ１）｝・・・（１）
また、第２の角度についても、第１の角度と同様に求められる。すなわち、図４において、排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１から保持シール材１４０の第２の外側端点１４４ｂまでの距離ｘ３、排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１から保持シール材１４０の第２の内側端点１４４ａまでの距離ｘ４、金属容器１２０と排ガス処理体１３０との間の距離ｙ２をそれぞれ測定し、以下の計算式（２）により第２の角度βを算出する。
第２の角度β（°）＝ａｒｃｔａｎ｛ｙ２／（ｘ３−ｘ４）｝・・・（２）
【００４８】
本実施形態の排ガス浄化システムでは、第１の角度（排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、第１の内側端点及び第１の外側端点を結ぶ線分と、金属容器の内周とにより角度が形成される角度のうち、鋭角である方の角度）は、保持シール材の保持力の点から、２５〜８９．５°であることが好ましい。
また、本実施形態の排ガス浄化システムでは、第２の角度（排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、第２の内側端点及び第２の外側端点を結ぶ線分と、金属容器の内周とにより形成される角度のうち、鋭角である方の角度）は、保持シール材の保持力の点から、２５〜８９．５°であることが好ましい。
【００４９】
以下、保持シール材の構成の一例について詳しく説明する。
図５（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す保持シール材のＢ−Ｂ線断面図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す保持シール材１４０は、アルミナ−シリカ繊維等の無機繊維１４９からなり、所定の長さ（図５（ａ）中、矢印Ｌで示す）、幅（図５（ａ）中、矢印Ｗで示す）、及び、厚さ（図５（ａ）中、矢印Ｔで示す）を有する平面視略矩形の平板状の形状を有している。
また、保持シール材１４０の幅方向に平行な端面１４７ａ、１４７ｂのうち、一方の端面１４７ａには、凸部１４８ａが形成されており、他方の端面１４７ｂには、保持シール材１４０を丸めて端面１４７ａと端面１４７ｂとを当接させた際に凸部１４８ａと嵌合する形状の凹部１４８ｂが形成されている。
【００５０】
このような保持シール材は、紡糸法により、無機繊維を絡み合わせることにより製造することができる。
【００５１】
本実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置において、保持シール材は、無機繊維から構成された素地マットに対してニードリング処理を施して得られるニードルマットであることが望ましい。ニードリング処理とは、ニードル等の繊維交絡手段を素地マットに対して抜き差しする処理のことをいう。ニードリング処理が施された保持シール材では、比較的繊維長の長い無機繊維が３次元的に交絡する。そのため、無機繊維の開繊が防止されて、ニードルマットの強度が向上することとなる。
【００５２】
保持シール材がニードルマットである場合、保持シール材は、ニードリング処理によって形成された複数のニードル痕を有している。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す保持シール材１４０は、複数のニードル痕１４６を有する例を示している。ニードル痕１４６には、保持シール材の厚さ方向に配向するとともに、互いに絡み合った無機繊維１４９が含まれている。
保持シール材の無機繊維が一定の方向に配向されていると、排ガス浄化装置において、保持シール材がニードル痕の向き（図５（ｂ）中、両矢印ｆで示した向き）、すなわち、無機繊維が配向している向きに、排ガス処理体や金属容器を押し出す力が大きくなると考えられる。
保持シール材１４０においては、ニードル痕１４６を中心として、互いに絡み合った無機繊維１４９により、保持シール材１４０が厚さ方向に沿って縫い付けられたような状態になっている。
【００５３】
一方、保持シール材１４０において、ニードル痕１４６が形成されていない領域は、特定の方向に配向されていない無機繊維１４９が比較的緩く絡み合うことにより形成されており、不織布状を呈している。
【００５４】
従って、保持シール材１４０において、ニードル痕１４６近傍では、ニードル痕１４６が形成されていない領域に比べて、無機繊維１４９の密度が高い。
【００５５】
本実施形態の排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、ニードル痕の形状、及び、ニードル痕が形成される方向は特に限定されないが、保持シール材の厚さ方向に対して斜め方向に形成されていることが望ましい。具体的には、排ガスを流入させる前の排ガス浄化システムにおいて、ニードル痕は、保持シール材に形成された第１の傾斜面や第２の傾斜面に略平行であることが望ましい。
図４には、排ガス浄化装置１１０を構成する保持シール材１４０が、保持シール材１４０の厚さ方向に対して斜め方向に形成された複数のニードル痕１４６を有する例を示している。図４に示した排ガス浄化装置１１０において、保持シール材１４０は、第１の傾斜面及び第２の傾斜面に略平行なニードル痕の向きｆに、排ガス処理体１３０及び金属容器１２０を押し出すことができる。
【００５６】
本実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置において、保持シール材には、バインダが付与されていてもよい。保持シール材に付与されたバインダによって、保持シール材を構成する無機繊維同士を互いに固着することができる。従って、これらのバインダによって、保持シール材を金属容器に圧入する際の保持シール材の嵩を低減させたり、無機繊維の飛散を防止したりすることができる。
また、保持シール材にバインダが付与されていると、ニードル痕の向きが維持されやすくなるため、保持シール材が排ガス処理体や金属容器を押し出す力が大きくなる。その結果、保持シール材の保持力が向上すると考えられる。
【００５７】
保持シール材にバインダを付与する方法としては、例えば、スプレー等を用いて保持シール材にバインダ溶液を所定量吹きかけることにより、保持シール材にバインダを付着させる方法、及び、保持シール材にバインダ溶液を含浸させる方法等が挙げられる。
【００５８】
上記バインダ溶液としては、アクリル系樹脂等の有機バインダを水に分散させて調製したエマルジョンを用いることができる。また、上記バインダ溶液には、アルミナゾル等の無機バインダが適宜含まれていてもよい。
【００５９】
保持シール材に付与されるバインダの量（以下、バインダ含有量ともいう）は、保持シール材の保持力向上の点から、１０重量％以下であることが好ましく、０．５〜６．０重量％であることがより好ましく、１．０〜２．０重量％であることがさらに好ましい。
【００６０】
本実施形態に係る排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における排ガス処理体について説明する。
図６（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における排ガス処理体の一例を模式的に示す斜視図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す排ガス処理体のＣ−Ｃ線断面図である。
【００６１】
図６（ａ）に示すように、排ガス処理体１３０は、主にコージェライト等の多孔質セラミックからなり、その形状は略円柱状である。また、排ガス処理体１３０の外周には、排ガス処理体１３０の外周部を補強したり、形状を整えたり、排ガス処理体１３０の断熱性を向上させたりする目的で、コート層１３６が設けられている。なお、コート層は、必要に応じて設けられていればよい。
【００６２】
図６（ａ）に示す排ガス処理体１３０は、セル壁１３５を隔てて長手方向（図６（ａ）中、両矢印ａで示した方向）に多数のセル１３３が並設されたハニカム構造体となっている。
そして、各々のセル１３３におけるいずれか一方の端部は、封止材１３４によって封止されている。この場合、排ガス処理体は、排ガスに含まれるＰＭを浄化するフィルタ（ハニカムフィルタ）として機能する。排ガス処理体としてハニカムフィルタを用いた場合の排ガス浄化方法については後述する。
【００６３】
本実施形態に係る排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における金属容器について説明する。
図７は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における金属容器の一例を模式的に示す斜視図である。
図７に示す金属容器１２０は、主にステンレス等の金属からなり、その形状は、略円筒状である。金属容器１２０の内径は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す排ガス処理体１３０の端面の直径と、排ガス処理体１３０に巻き付けられた状態の保持シール材１４０の厚さとを合わせた長さより若干短くなっている。
また、金属容器１２０の長さは、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す排ガス処理体１３０の長手方向における長さより若干長くなっている。なお、金属容器の長さは、排ガス処理体の長手方向における長さと略同一であってもよい。
【００６４】
本実施形態に係る排ガス浄化システムを構成する導入管及び排出管について説明する。
図８（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する導入管の一例を模式的に示す斜視図である。図８（ｂ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムを構成する排出管の一例を模式的に示す斜視図である。
図８（ａ）に示す導入管１０１は、主にステンレス等の金属からなり、その形状は、略円筒状である。そして、図８（ａ）に示すように、導入管１０１の一方の端面１０３ａの外径（内径）は、図７に示した金属容器１２０の外径（内径）と略同一となっている。また、導入管１０１の他方の端面１０３ｂの外径（内径）は、図７に示した金属容器１２０の端面の外径（内径）よりも小さくなっている。そして、導入管１０１の一方の端面１０３ａ近傍の形状は、一方の端面１０３ａ側から他方の端面１０３ｂ側に向かって縮小したテーパー状になっている。
この導入管１０１の他方の端面１０３ｂは、必要に応じてさらに排ガス管が接続された上で、内燃機関と連結されることになる。
【００６５】
図８（ｂ）に示す排出管１０２は、主にステンレス等の金属からなり、その形状は、略円筒状である。そして、図８（ｂ）に示すように、排出管１０２の一方の端面１０４ａの外径（内径）は、図７に示した金属容器１２０の外径（内径）と略同一となっている。また、排出管１０２の他方の端面１０４ｂの外径（内径）は、図７に示した金属容器１２０の端面の外径（内径）よりも小さくなっている。そして、排出管１０２の一方の端面１０４ａ近傍の形状は、一方の端面１０４ａ側から他方の端面１０４ｂ側に向かって縮小したテーパー状になっている。
この排出管１０２の他方の端面１０４ｂは、外部に連結されることになる。
【００６６】
次に、上述した構成を有する排ガス浄化システムを用いて排ガスを浄化する本実施形態の排ガス浄化方法について、図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照しながら説明する。
なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す排ガス浄化システム１００では、排ガス処理体１３０として、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示したハニカムフィルタを用いた場合を示している。
【００６７】
図１（ａ）に示す排ガス浄化システム１００に対して、内燃機関から排出された排ガスを排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１から流入させると、排ガスの流動に伴って、排ガス処理体１３０が排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２に押されることになる。その結果、図１（ｂ）に示すように、保持シール材１４０の第１の側面１４１に形成されている第１の傾斜面が、排ガス（図１（ｂ）中、排ガスをＧ１で示し、排ガスの流れを矢印で示す）の流入方向、つまり排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２に移動することにより、保持シール材１４０の第１の側面１４１が、排ガス処理体１３０の出口側端面１３２と略平行になっていく。同様に、保持シール材１４０の第２の側面１４２に形成されている第２の傾斜面が、排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２に移動することにより、保持シール材１４０の第２の側面１４２が、排ガス処理体１３０の入口側端面１３１と略平行になっていく。
排ガス浄化システム１００に排ガスＧ１を流入させると、保持シール材１４０の第１の側面１４１及び第２の側面１４２が排ガス処理体１３０の端面と略平行になっていくため、面圧有効面積は、Ｓ１からＳ２へ増加する。その結果、保持シール材の保持力が向上する。
【００６８】
本実施形態の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の保持力は、保持シール材の第１の側面及び第２の側面が排ガス処理体の端面と略平行となるときに最大となる。
本実施形態の排ガス浄化システムでは、排ガス処理体は、遅くとも保持シール材の第１の側面及び第２の側面が排ガス処理体の端面と略平行となる前に、保持シール材によって保持され、以降、排ガスが流入されても移動することがないように設計されている。
【００６９】
図１（ｂ）に示すように、排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１から排ガス浄化装置１１０の中に流入した排ガスＧ１は、排ガス処理体１３０の出口側端面１３２側の端部が封止された一のセル１３３ａに流入する。そして、排ガスＧ１は、一のセル１３３ａと、排ガス処理体１３０の入口側端面１３１側の端部が封止された他のセル１３３ｂとを隔てるセル壁１３５を通過する。この際、排ガス中のＰＭがセル壁１３５で捕集され、排ガスＧ１が浄化される。
浄化された排ガスＧ１は、他のセル１３３ｂに流入し、排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２から排ガス浄化装置１１０の外に排出される。その後、排ガスＧ１は、排出管１０２を通って外部に排出される。
このように、一のセル１３３ａと他のセル１３３ｂとを隔てるセル壁１３５が、フィルタとして機能するようになっている。
【００７０】
続いて、本実施形態の排ガス浄化システムの製造方法について、図９（ａ）〜図９（ｃ）を参照しながら説明する。ここでは、図２に示した排ガス浄化システム１００を製造する方法について説明する。
本実施形態の排ガス浄化システムの製造方法は、圧入工程と接続工程とを含む。
【００７１】
図９（ａ）は、本発明の第一実施形態の圧入工程の一例を模式的に示す斜視図である。図９（ａ）では、圧入方向を矢印Ｘで表している。
図９（ａ）に示すように、まず、排ガス処理体１３０の周囲に保持シール材１４０が巻き付けられた巻付体１５０を用意する。
巻付体１５０は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示した排ガス処理体（ハニカム構造体）１３０の外周に、図５（ａ）に示した保持シール材１４０の凸部１４８ａと凹部１４８ｂとが嵌合するようにして保持シール材１４０を巻き付けることによって製造することができる。
【００７２】
次に、巻付体を金属容器に圧入することにより、排ガス浄化装置を作製する圧入工程を行う。
圧入工程では、保持シール材１４０の第２の側面１４２を圧入の進行方向に対して先頭にして、保持シール材１４０の第１の側面１４１側から巻付体１５０を押すことにより、巻付体１５０を金属容器１２０内の所定の位置まで圧入する。
【００７３】
図９（ａ）に示す圧入工程では、圧入治具８０を用いて、巻付体１５０を金属容器１２０に圧入する方法を示している。
圧入治具８０は、全体として略円筒状であり、その内部が一端から他端に向かってテーパー状に広がっている。
圧入治具８０の一端は、金属容器１２０の内径よりわずかに小さな径に相当する内径を有する短径側端部８１となっている。また、圧入治具８０の他端は、少なくとも巻付体１５０の外径に相当する内径を有する長径側端部８２となっている。
圧入治具８０を用いることにより、巻付体１５０を金属容器１２０に容易に圧入することができる。
なお、巻付体を金属容器に圧入する方法としては特に限定されず、例えば、手で巻付体を押すことにより巻付体を金属容器に圧入する等の方法であってもよい。
【００７４】
本実施形態の排ガス浄化システムの製造方法では、さらに、プレス機等を使用することにより、金属容器の内径を縮めるように外周側から圧縮して、巻付体を保持してもよい。
【００７５】
上記圧入工程により、排ガス浄化装置を作製することができる。
図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した圧入工程により作製された排ガス浄化装置を模式的に示す一部切り欠き斜視断面図である。
巻付体１５０を金属容器１２０の内部に圧入する際に、保持シール材１４０の排ガス処理体１３０と接触している第一主面１４５ａと、保持シール材１４０の金属容器１２０と接触している第二主面１４５ｂとの間でせん断力が負荷され、第一主面１４５ａ及び第二主面１４５ｂの互いの位置がずれて保持シール材１４０が変形する。
その結果、図９（ｂ）に示す排ガス浄化装置１１０では、保持シール材１４０の第１の側面１４１及び第２の側面１４２が傾いた状態になっている。
【００７６】
続いて、排ガス浄化装置の一方の端部に導入管を接続し、かつ、排ガス浄化装置の他方の端部に排出管を接続する接続工程を行う。
図９（ｃ）は、本発明の第一実施形態の接続工程の一例を模式的に示す斜視図である。図９（ｃ）においては、排ガス浄化装置の向きが、図９（ｂ）と逆向きとなっている。
接続工程では、まず、排ガス浄化装置１１０の端部のうち、保持シール材１４０の第１の側面１４１よりも保持シール材１４０の第２の側面１４２に近い端部に導入管１０１を溶接によって接続する。次に、保持シール材１４０の第２の側面１４２よりも保持シール材１４０の第１の側面１４１に近い端部に排出管１０２を溶接によって接続する。
なお、溶接の代わりに、ネジや所定の金具等の結合手段を用いてもよい。
【００７７】
以上の工程を経ることにより、図２に示した排ガス浄化システム１００を製造することができる。
図２に示した排ガス浄化システム１００では、上述した接続工程により、排ガス浄化装置１１０の端部のうち、保持シール材１４０の第１の側面１４１よりも保持シール材１４０の第２の側面１４２に近い端部が排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１となっており、保持シール材１４０の第２の側面１４２よりも保持シール材１４０の第１の側面１４１に近い端部が排ガス浄化装置１１０のガス出口側１１２となっている。
【００７８】
以下に、本実施形態の排ガス浄化システム、排ガス浄化システムの製造方法、及び、排ガス浄化システムを用いた排ガス浄化方法の作用効果について列挙する。
（１）本実施形態の排ガス浄化システムでは、保持シール材の第１の側面には、第１の傾斜面が形成されており、また、保持シール材の第２の側面には、第２の傾斜面が形成されている。そして、第１の傾斜面及び第２の傾斜面により、保持シール材の第１の側面及び第２の側面が、従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは逆の方向に傾いている。
本実施形態の排ガス浄化システムに排ガスを流入させた場合、排ガスの流動に伴って、排ガス処理体が排ガス浄化装置のガス出口側に押されることになる。その結果、保持シール材の第１の側面に形成されている第１の傾斜面、及び、保持シール材の第２の側面に形成されている第２の傾斜面が、排ガスの流入方向、つまり排ガス浄化装置のガス出口側に移動することにより、第１の側面及び第２の側面が排ガス処理体の端面と略平行になっていく。
本実施形態の排ガス浄化システムに排ガスを流入させると、保持シール材の第１の側面及び第２の側面が排ガス処理体の端面と略平行になっていくため、面圧有効面積は増加する。その結果、保持シール材の保持力が向上する。このように、本実施形態の排ガス浄化システムでは、従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは異なり、排ガス処理体や金属容器に対して充分な面圧が発生する。その結果、排ガスを流入させている間も保持シール材の保持力が低下することを防止することができるため、保持シール材が排ガス処理体を充分に保持することができる。
【００７９】
（２）本実施形態の排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置を構成する保持シール材が充分な保持力を発揮することができるため、排ガス処理体と金属容器との間に配設する保持シール材の充填密度（ＧＢＤ）を小さくすることができる。その結果、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の量を低減させることができる。
【００８０】
（３）従来の排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の保持力が充分でなかったため、保持シール材のみで排ガス処理体を充分に保持しにくい。そのため、排ガス処理体を保持するために、金属ネット等の他の保持材を使用する必要がある。しかし、本実施形態の排ガス浄化システムでは、保持シール材のみで排ガス処理体を充分に保持することができるため、金属ネット等の他の保持材を使用することを省略することができる。
【００８１】
（４）また、本実施形態の排ガス浄化システムでは、保持シール材の第１の側面に第１の傾斜面が形成されており、かつ、保持シール材の第２の側面に第２の傾斜面が形成されている。そのため、保持シール材を構成する無機繊維が、排ガス浄化装置のガス入口側から内燃機関側へ飛散する量を低減させることができる。
【００８２】
（５）本実施形態の排ガス浄化システムの製造方法は、圧入工程と接続工程とを含む。
圧入工程では、上記保持シール材の第２の側面を圧入の進行方向に対して先頭にして、上記保持シール材の第１の側面側から上記保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を押す。また、接続工程では、上記排ガス浄化装置の端部のうち、上記保持シール材の第１の側面よりも上記保持シール材の第２の側面に近い端部に上記導入管を接続し、かつ、上記保持シール材の第２の側面よりも上記保持シール材の第１の側面に近い端部に上記排出管を接続することにより、上記保持シール材の第１の側面よりも上記保持シール材の第２の側面に近い端部をガス入口側とし、かつ、上記保持シール材の第２の側面よりも上記保持シール材の第１の側面に近い端部をガス出口側とする。
このような製造方法によると、都度、保持シール材の側面をカッター等の切断治具で切断する操作を行うことなく、保持シール材の第１の側面に第１の傾斜面を形成し、保持シール材の第２の側面に第２の傾斜面を形成することができる。そのため、保持シール材が充分な保持力を発揮する排ガス浄化装置を備える本発明の排ガス浄化システムを簡便かつ効率的に製造することができる。
【００８３】
（６）また、本実施形態の排ガス浄化システムの製造方法では、少ない量の保持シール材を用いて排ガス浄化装置を作製することができ、上記排ガス浄化装置を用いて排ガス浄化システムを製造することができる。
さらに、本実施形態の排ガス浄化システムの製造方法では、金属ネット等の他の保持材を使用することなく、保持シール材のみで排ガス処理体を充分に保持することが可能な排ガス浄化装置を作製することができ、上記排ガス浄化装置を用いて排ガス浄化システムを製造することができる。
【００８４】
（７）本実施形態の排ガス浄化方法は、本実施形態の排ガス浄化システムを用いてエンジンから排出された排ガスを浄化する排ガス浄化方法であって、エンジンから排出された排ガスを上記排ガス浄化装置のガス入口側から上記排ガス浄化装置に流入させ、上記排ガス浄化装置のガス出口側から流出させる。
本実施形態の排ガス浄化システムに対して、上記の方向に排ガスを流入させると、排ガス処理体が排ガス浄化装置のガス出口側に押されるため、保持シール材の第１の側面及び第２の側面が排ガス処理体の端面と略平行になっていく。その結果、面圧有効面積が増加するため、排ガスを流入させている間も保持シール材の保持力の低下を防止することができる。
【００８５】
（実施例）
以下、本発明の第一実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００８６】
（実施例１）
（１）保持シール材の作製
アルミナ−シリカ組成を有するアルミナ繊維（平均繊維長：５０ｍｍ、平均繊維径：５．５μｍ）からなる素地マットとして、組成比がＡｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８である素地マットを用意した。この素地マットに対し、ニードリング処理を施すことで、ニードルマットを作製した。
【００８７】
次に、ニードルマットを平面視寸法で、２６６ｍｍ（長さ）×８３．５ｍｍ（幅）に裁断した。裁断したニードルマットのアルミナ繊維量に対して１．０重量％となるように、スプレーを用いて裁断したニードルマットにバインダ溶液を吹きかけることにより、ニードルマット全体にバインダを均一に付着させた。
なお、バインダ溶液としては、アクリル系樹脂を水に充分に分散させることで、アクリル系ラテックスエマルジョンを調製したものを用いた。
【００８８】
その後、バインダを付着させたニードルマットを７０ｋＰａの加圧下、１４０℃の温度で５分間通気乾燥させることにより、図５（ａ）に示した形状（Ｌ＝２６６ｍｍ、Ｗ＝８３．５ｍｍ、Ｔ＝７．９ｍｍ）を有し、嵩密度が０．１７７ｇ／ｃｍ３、目付量が１４００ｇ／ｍ２、バインダ含有量が１．０重量％である保持シール材を作製した。
【００８９】
（２）巻付体の作製
主に多孔質セラミックからなり、直径８０ｍｍ×長さ９５ｍｍの円柱状であって、従来公知の方法で作製されたハニカム構造体（排ガス処理体）を用意した。
【００９０】
次いで、工程（１）で作製した保持シール材を、保持シール材の端部の凸部と凹部が互いに勘合し合うように、用意した排ガス処理体の外周に隙間なく巻き付けることにより巻付体を作製した。
作製した巻付体において、保持シール材は、第１の側面、及び、第２の側面とを有する。
【００９１】
（３）排ガス浄化装置の作製
まず、ステンレス製の内径８８ｍｍ×全長１１５ｍｍの円筒状の金属容器を用意した。
【００９２】
巻付体を金属容器へ圧入するため、図９（ａ）に示した形状の圧入治具を用意した。
用意した圧入治具の短径側端部を金属容器の一端へ嵌め込み、両者を固定した。
【００９３】
次に、保持シール材の第２の側面を圧入の進行方向に対して先頭にして、保持シール材の第１の側面側から巻付体を押すことにより、巻付体を金属容器内に圧入した。
具体的には、圧入治具の長径側端部内に巻付体（保持シール材の第２の側面側）を押し当て、保持シール材の第１の側面側から押すことにより、巻付体全体が金属容器内に位置するように巻付体を圧入して排ガス浄化装置を作製した。
作製された排ガス浄化装置における保持シール材の充填密度は、０．３５ｇ／ｃｍ３である。
【００９４】
（４）排ガス浄化システムの製造
上記により作製した排ガス浄化装置について、排ガス浄化装置の端部のうち、保持シール材の第１の側面よりも保持シール材の第２の側面に近い端部に導入管を接続し、かつ、保持シール材の第２の側面よりも保持シール材の第１の側面に近い端部に排出管を接続することにより排ガス浄化システムを製造した。
製造した排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置の端部のうち、保持シール材の第１の側面よりも保持シール材の第２の側面に近い端部が排ガス浄化装置のガス入口側であり、保持シール材の第２の側面よりも保持シール材の第１の側面に近い端部が排ガス浄化装置のガス出口側である。
なお、実施例１の排ガス浄化システムは、図２に示した排ガス浄化システム１００に相当する。
【００９５】
実施例１の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の第１の側面には、第１の傾斜面が形成されており、保持シール材の第２の側面には、第２の傾斜面が形成されている。そして、排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、保持シール材の第１の側面に形成された第１の傾斜面は、保持シール材と排ガス処理体とが接触する第１の内側端点と、保持シール材と金属容器とが接触する第１の外側端点とを有している。保持シール材の第１の内側端点は、保持シール材の第１の外側端点よりも排ガス浄化装置のガス入口側に位置し、かつ、第１の傾斜面は、第１の内側端点から第１の外側端点へ向かっている。
また、排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、保持シール材の第２の側面に形成された第２の傾斜面は、保持シール材と排ガス処理体とが接触する第２の内側端点と、保持シール材と金属容器とが接触する第２の外側端点とを有している。保持シール材の第２の内側端点は、保持シール材の第２の外側端点よりも排ガス浄化装置のガス入口側に位置し、かつ、第２の傾斜面は、第２の内側端点から第２の外側端点へ向かっている。
第１の傾斜面における第１の角度を測定したところ、第１の角度は、６１．２°である。
【００９６】
（実施例２及び実施例３）
裁断したニードルマットに付着させるバインダの濃度を変更することによって、保持シール材のバインダ含有量を６．０重量％（実施例２）、１０重量％（実施例３）に変更した他は、実施例１と同様にして保持シール材を作製した。また、これらの保持シール材を用いて、実施例１と同様にして巻付体を作製し、排ガス浄化装置を作製した。作製した排ガス浄化装置を用いて、実施例１と同様にして導入管及び排出管を接続することにより排ガス浄化システムを製造した。
実施例２及び実施例３の排ガス浄化システムにおける保持シール材の充填密度、バインダ含有量、及び、第１の角度を表１に示す。
【００９７】
（実施例４〜８）
排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における保持シール材の充填密度が表１に示す値になるように、保持シール材の嵩密度を変更した他は、実施例１と同様にして保持シール材を作製した。また、これらの保持シール材を用いて、実施例１と同様にして巻付体を作製し、排ガス浄化装置を作製した。作製した排ガス浄化装置を用いて、実施例１と同様にして導入管及び排出管を接続することにより排ガス浄化システムを製造した。
実施例４〜８の排ガス浄化システムにおける保持シール材の充填密度、バインダ含有量、及び、第１の角度を表１に示す。
【００９８】
（実施例９）
保持シール材を作製する際に、素地マットに対し、ニードリング処理を施さなかったこと以外は、実施例１と同様にして保持シール材を作製した。また、この保持シール材を用いて、実施例１と同様にして巻付体を作製し、排ガス浄化装置を作製した。作製した排ガス浄化装置を用いて、実施例１と同様にして導入管及び排出管を接続することにより排ガス浄化システムを製造した。
実施例９の排ガス浄化システムにおける保持シール材の充填密度、バインダ含有量、及び、第１の角度を表１に示す。
【００９９】
（比較例１）
実施例１で作製した排ガス浄化装置について、実施例１とは反対に、排ガス浄化装置の端部のうち、保持シール材の第２の側面よりも保持シール材の第１の側面に近い端部に導入管を接続し、かつ、保持シール材の第１の側面よりも保持シール材の第２の側面に近い端部に排出管を接続することにより排ガス浄化システムを製造した。
製造した排ガス浄化システムでは、排ガス浄化装置の端部のうち、保持シール材の第２の側面よりも保持シール材の第１の側面に近い端部が排ガス浄化装置のガス入口側であり、保持シール材の第１の側面よりも保持シール材の第２の側面に近い端部が排ガス浄化装置のガス出口側である。
なお、比較例１の排ガス浄化システムは、図２１に示した従来の方法により製造された排ガス浄化システム２００に相当する。
【０１００】
比較例１の排ガス浄化システムにおいても、保持シール材の第１の側面には、第１の傾斜面が形成されており、保持シール材の第２の側面には、第２の傾斜面が形成されている。しかし、比較例１の排ガス浄化システムでは、保持シール材の第１の側面、第２の側面ともに、実施例１の排ガス浄化システムとは逆の方向に傾いている。
【０１０１】
比較例１の排ガス浄化システムにおける保持シール材の充填密度、バインダ含有量、及び、第１の角度を表１に示す。比較例１の排ガス浄化システムにおける保持シール材の充填密度、及び、バインダ含有量は、実施例１における値と同じである。一方、比較例１の排ガス浄化システムにおける保持シール材の第１の角度は、実施例１における値と同じであるが、角度の向きが実施例１とは逆向きである。そのような場合、表１では、保持シール材の第１の角度をマイナスの値で示すこととする。
【０１０２】
（比較例２〜７）
実施例２〜７で作製した排ガス浄化装置について、比較例１と同様に、排ガス浄化装置の端部のうち、保持シール材の第２の側面よりも保持シール材の第１の側面に近い端部に導入管を接続し、かつ、保持シール材の第１の側面よりも保持シール材の第２の側面に近い端部に排出管を接続することにより排ガス浄化システムを製造した。
比較例２〜７の排ガス浄化システムにおける保持シール材の充填密度、バインダ含有量、及び、第１の角度を表１に示す。
【０１０３】
各実施例及び比較例の排ガス浄化システムの特性を評価するために、導入管及び排出管を接続する前の排ガス浄化装置における押し抜き強度の評価、及び、繊維飛散量の評価を行った。
【０１０４】
（押し抜き強度の評価）
各実施例及び比較例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置について、巻付体の押し抜き強度を以下の方法により測定し、これを排ガス浄化装置のガス入口側から排ガスを流入させた際の保持シール材の保持力の指標とした。
図１０（ａ）は、押し抜き強度を測定する方法を模式的に示す斜視図である。図１０（ｂ）は、押し抜き強度試験機を模式的に示す正面図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）では、各実施例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の押し抜き強度を測定する方法を示している。
まず、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、各実施例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置１１０を、排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１を上にして台６１の上に載置した。
次に、押し抜き治具６２で押し抜き荷重（加圧速度：１ｍｍ／ｍｉｎ）を排ガス処理体１３０にかけた。巻付体１５０（保持シール材１４０が巻き付けられた排ガス処理体１３０）が押し抜かれた時点までの押し抜き荷重（Ｎ）の最大値を測定した。押し抜き治具６２は、アルミニウム製であり、巻付体１５０と接する荷重部分６３の直径は３０ｍｍである。
この押し抜き荷重（Ｎ）の最大値を保持シール材の面積（ｃｍ２）で割った値を、保持シール材と金属容器との間の保持力としての押し抜き強度（Ｎ／ｃｍ２）とした。
一方、各比較例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置については、図１１（ｂ）に示すように、各比較例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置２１０を、排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１を上にして台６１の上に載置し、上記と同様の方法により押し抜き強度を測定した。
図１１（ａ）は、各実施例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の押し抜き強度を測定する場合を模式的に示す断面図であり、図１１（ｂ）は、各比較例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の押し抜き強度を測定する場合を模式的に示す断面図である。
なお、押し抜き強度の測定には、インストロン万能試験機（５５８２型）を用いた。
実施例１〜９の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の押し抜き強度は、それぞれ４．５８Ｎ／ｃｍ２、５．４２Ｎ／ｃｍ２、６．３８Ｎ／ｃｍ２、２．２９Ｎ／ｃｍ２、３．３３Ｎ／ｃｍ２、５．５８Ｎ／ｃｍ２、６．９２Ｎ／ｃｍ２、８．２９Ｎ／ｃｍ２、４．２０Ｎ／ｃｍ２であった。一方、比較例１〜７の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の押し抜き強度は、それぞれ３．２２Ｎ／ｃｍ２、４．１１Ｎ／ｃｍ２、５．１７Ｎ／ｃｍ２、１．４２Ｎ／ｃｍ２、２．１１Ｎ／ｃｍ２、４．０２Ｎ／ｃｍ２、４．７１Ｎ／ｃｍ２であった。
各実施例及び比較例の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の押し抜き強度の測定結果を表１に示す。
【０１０５】
（繊維飛散量の評価）
実施例１及び比較例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置について、繊維飛散量を以下の方法により測定し、これを排ガス浄化装置のガス入口側からの繊維飛散量の指標とした。
図１２は、繊維飛散量の測定方法を模式的に示す斜視図である。図１２では、実施例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の繊維飛散量を測定する方法を示している。
図１２に示すように、排ガス処理体１３０の端面をマスキング処理した排ガス浄化装置１１０を、排ガス浄化装置１１０のガス入口側１１１を下にして紙７１の上に載置した。
次に、図１２に示すように、ハンマー７２を用いて排ガス浄化装置１１０に衝撃を与え、紙７１の上に落下した繊維の重量（ｍｇ）を電子天秤を用いて測定した。この繊維の重量を繊維飛散量（ｍｇ）とした。
一方、比較例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置については、図１３（ｂ）に示すように、排ガス処理体２３０の端面をマスキング処理した排ガス浄化装置２１０を、排ガス浄化装置２１０のガス入口側２１１を下にして紙７１の上に載置し、上記と同様の方法により繊維飛散量を測定した。
図１３（ａ）は、実施例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の繊維飛散量を測定する場合を模式的に断面図であり、図１３（ｂ）は、比較例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の繊維飛散量を測定する場合を模式的に示す断面図である。
【０１０６】
繊維飛散量の測定には、図１２に示す衝撃試験機を用いた。ハンマーの持ち上げ角度（図１２中、γで示した角度）は、９０°とした。このときのハンマーによる衝撃力は、０．２４Ｎ・ｍであった。ハンマーによって排ガス浄化装置に衝撃を与える位置は、排ガス浄化装置の長手方向において中央となる位置であって、円周方向において５等分となる位置（５箇所）とした。各位置について２回ずつ、計１０回ハンマーによって排ガス浄化装置に衝撃を与えた。
その結果、実施例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の繊維飛散量は、０．２６７ｍｇであった。一方、比較例１の排ガス浄化システムにおける排ガス浄化装置の繊維飛散量は、１．３０ｍｇであった。
【０１０７】
各実施例及び比較例の排ガス浄化システムについて、保持シール材の充填密度、バインダ含有量、第１の角度、及び、ニードリング処理の有無、並びに、押し抜き強度の測定結果をまとめて表１に示した。
図１４は、実施例１及び比較例１における押し抜き強度の測定結果のグラフである。
図１５は、実施例１〜実施例３及び比較例１〜比較例３における押し抜き強度の測定結果から、保持シール材のバインダ含有量と押し抜き強度との関係を示すグラフである。
図１６は、実施例１及び実施例４〜実施例８、並びに、比較例１及び比較例４〜比較例７における押し抜き強度の測定結果から、保持シール材の充填密度と押し抜き強度との関係を示すグラフである。
図１７は、実施例１及び実施例９における押し抜き強度の測定結果のグラフである。
図１８は、実施例１及び比較例１における繊維飛散量の測定結果のグラフである。
【０１０８】
【表１】
【０１０９】
また、実施例１〜実施例３及び比較例１〜比較例３における押し抜き強度の測定結果から、保持シール材のバインダ含有量が１．０重量％、６．０重量％及び１０重量％であるときの押し抜き強度の増加率を求めた。押し抜き強度の増加率は、保持シール材のバインダ含有量が同じである実施例及び比較例に対して、「押し抜き強度の増加率（％）＝｛実施例における押し抜き強度（Ｎ／ｃｍ２）−比較例における押し抜き強度（Ｎ／ｃｍ２）｝／比較例における押し抜き強度（Ｎ／ｃｍ２）×１００」により求めた。その結果を表２に示す。
また、図１９は、保持シール材のバインダ含有量と押し抜き強度の増加率との関係を示すグラフである。
【０１１０】
【表２】
【０１１１】
表１及び図１４に示すように、保持シール材に形成された第１の傾斜面における第１の角度がプラスの値を示す実施例１の場合、押し抜き強度は４．６Ｎ／ｃｍ２であった。一方、保持シール材に形成された第１の傾斜面における第１の角度がマイナスの値を示す比較例１の場合、押し抜き強度は３．２Ｎ／ｃｍ２であった。この結果より、排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の第１の側面を従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは逆の方向に傾けることにより、排ガスの流入に伴って面圧有効面積が増加するため、保持シール材の保持力が向上すると考えられる。
【０１１２】
次に、保持シール材のバインダ含有量が、押し抜き強度に与える影響を考える。
表１及び図１５に示すように、いずれのバインダ含有量においても、実施例における押し抜き強度は、比較例における押し抜き強度よりも大きい値であった。
これらの結果より、排ガス浄化装置を構成する保持シール材にバインダを付与することにより、保持シール材の保持力を向上させることはできると考えられる。また、排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の第１の側面を従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは逆の方向に傾けることにより、保持シール材の保持力が向上する効果は、バインダ含有量に関係なく発現すると考えられる。
【０１１３】
さらに、図１５より、押し抜き強度は、保持シール材のバインダ含有量が増加するとともに向上することが分かった。
一方、図１９より、押し抜き強度の増加率は、保持シール材のバインダ含有量が増加すると減少することが分かった。
これらの結果より、排ガス浄化装置を構成する保持シール材にバインダを付与することにより、保持シール材の保持力を向上させることはできるものの、保持シール材の保持力を向上させる効果は、バインダ含有量が少ない方が大きいと考えられる。
【０１１４】
次に、保持シール材の充填密度が、押し抜き強度に与える影響を考える。
表１及び図１６に示すように、すべての保持シール材の充填密度において、実施例における押し抜き強度の方が、比較例における押し抜き強度よりも大きい値であった。
これらの結果より、排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の第１の側面を従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは逆の方向に傾けることにより、保持シール材の保持力が向上する効果は、保持シール材の充填密度に関係なく発現すると考えられる。
また、図１６より、押し抜き強度は、保持シール材の充填密度が大きくなるほど大きくなると考えられる。
【０１１５】
続いて、ニードリング処理が押し抜き強度に与える影響を考える。
図１７に示すように、保持シール材にニードリング処理を施した実施例１における押し抜き強度の方が、保持シール材にニードリング処理を施していない実施例９における押し抜き強度よりも大きい値であった。この結果より、排ガス浄化装置を構成する保持シール材にニードリング処理を施すことによって、保持シール材を構成する無機繊維が、保持シール材の表面に対して垂直な方向に配向するため、保持シール材の保持力がより向上すると考えられる。
【０１１６】
続いて、繊維飛散量について考える。
図１８より、実施例１における繊維飛散量は、比較例１における繊維飛散量よりも極めて少ない。この結果より、排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の第１の側面を従来の方法で製造された排ガス浄化システムとは逆の方向に傾けることにより、保持シール材を構成する無機繊維が、保持シール材の保持力によって拘束されるため、排ガス浄化装置のガス入口側から内燃機関側へ飛散する量を低減させることができると考えられる。
【０１１７】
（その他の実施形態）
本発明の排ガス浄化システムにおいては、排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置における金属容器に、排ガス浄化装置のガス入口側となるガス入口側と排ガス浄化装置のガス出口側となるガス出口側との区別があってもよい。
【０１１８】
排ガス浄化装置を構成する金属容器にガス入口側とガス出口側との区別がある場合には、圧入工程の前に、金属容器に対して巻付体をどの方向から圧入するかを定めることにより、保持シール材の第１の側面に形成された第１の傾斜面や、保持シール材の第２の側面に形成された第２の傾斜面を有する排ガス浄化装置を作製することができ、上記排ガス浄化装置を用いて排ガス浄化システムを製造することができる。
【０１１９】
以下、排ガス浄化装置を構成する金属容器にガス入口側とガス出口側との区別がある場合における、本発明の排ガス浄化システムを構成する排ガス浄化装置を作製する方法について、図２０（ａ）〜図２０（ｃ）を参照しながら説明する。
排ガス浄化装置を構成する金属容器にガス入口側とガス出口側との区別がある場合、本発明の第一実施形態で説明した圧入工程の前に、保持シール材の第１の側面が金属容器のガス出口側に位置し、かつ、保持シール材の第２の側面が金属容器のガス入口側に位置するように、保持シール材の第２の側面が圧入の進行方向に対して先頭になるようにして、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を配置する配置工程をさらに含む。
【０１２０】
図２０（ａ）は、本発明の実施形態に係る配置工程の一例を模式的に示す斜視図である。図２０（ａ）では、圧入方向を矢印Ｙで表している。
図２０（ａ）に示すように、まず、排ガス処理体３０の周囲に保持シール材４０が巻き付けられた巻付体５０を用意する。巻付体を製造する方法については、本発明の第一実施形態で既に説明しているので、ここでは省略する。
【０１２１】
次に、巻付体を金属容器に対して所定の向きに配置する配置工程を行う。
配置工程では、保持シール材４０の第１の側面４１が金属容器２０のガス出口側２２に位置し、かつ、保持シール材４０の第２の側面４２が金属容器２０のガス入口側２１に位置するように、保持シール材４０の第２の側面４２が圧入の進行方向に対して先頭になるようにして、巻付体５０を配置する。
【０１２２】
続いて、上記の位置に配置した巻付体を金属容器に圧入する圧入工程を行う。
図２０（ｂ）は、本発明の実施形態に係る圧入工程の一例を模式的に示す一部切り欠き斜視断面図である。図２０（ｂ）では、圧入方向を矢印Ｙで表している。
圧入工程では、保持シール材４０の第１の側面４１側から巻付体５０を押すことにより、巻付体５０を金属容器２０内の所定の位置まで圧入する。
巻付体を金属容器に圧入する方法としては、例えば、本発明の第一実施形態で説明した圧入治具を用いる方法等が挙げられる。
【０１２３】
以上の工程を経ることにより、排ガス浄化装置を作製することができる。
図２０（ｃ）は、図２０（ａ）に示した配置工程、及び、図２０（ｂ）に示した圧入工程を経ることにより作製された排ガス浄化装置を模式的に示す一部切り欠き斜視断面図である。
作製された排ガス浄化装置１０において、排ガス処理体３０は、金属容器２０のガス入口側２１に位置する入口側端面３１と、金属容器２０のガス出口側２２に位置する出口側端面３２とを有している。
巻付体５０を金属容器２０の内部に圧入する際に、保持シール材４０の排ガス処理体３０と接触している第一主面４５ａと、保持シール材４０の金属容器２０と接触している第二主面４５ｂとの間でせん断力が負荷され、第一主面４５ａ及び第二主面４５ｂの互いの位置がずれて保持シール材４０が変形する。
その結果、図２０（ｃ）に示す排ガス浄化装置１０では、保持シール材４０の第１の側面４１及び第２の側面４２が傾いた状態になっている。
【０１２４】
以上の工程により作製された排ガス浄化装置について、排ガス浄化装置を構成する金属容器のガス入口側に導入管を接続し、かつ、排ガス浄化装置を構成する金属容器のガス出口側に排出管を接続することにより、本発明の構成を有する排ガス浄化システムを製造することができる。
【０１２５】
本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムでは、保持シール材の第１の側面に第１の傾斜面が形成され、保持シール材の第２の側面に第２の傾斜面が形成されている。本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の第２の側面に第２の傾斜面が形成されていることが好ましいが、保持シール材の第２の側面に第２の傾斜面は必ずしも形成されていなくてもよい。
保持シール材の第１の側面に第１の傾斜面を形成し、かつ、保持シール材の第２の側面に第２の傾斜面を形成しない方法としては、例えば、保持シール材の側面をカッター等の切断治具で切断する方法等が挙げられる。
【０１２６】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材に形成される第１の傾斜面及び第２の傾斜面は、保持シール材の内側端点と外側端点とが本発明の第一実施形態で説明した位置関係を満たす限り、その断面形状は特に限定されず、例えば、直線、曲線、折れ線等、任意の形状であってよい。
【０１２７】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材に形成される第１の傾斜面は、保持シール材の第１の側面の全部に形成されている必要はない。例えば、保持シール材の第１の側面の一部をカッター等の切断治具で切断することにより、保持シール材の第１の側面の一部にのみ第１の傾斜面を形成することができる。同様に、本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材に形成される第２の傾斜面は、保持シール材の第２の側面の全部に形成されている必要はなく、保持シール材の第２の側面の一部にのみ形成されていてもよい。
【０１２８】
本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムでは、保持シール材の幅は、排ガス処理体の長手方向の長さよりも短い。
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の幅は、特に限定されず、排ガス処理体の長手方向の長さと略同一でもよいし、排ガス処理体の長手方向の長さよりも長くてもよい。
【０１２９】
なお、本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の幅が、排ガス処理体の長手方向の長さよりも長い場合、保持シール材の側面には、保持シール材と排ガス処理体とが接触する第１の内側端点や第２の内側端点は存在しないこととなる。しかし、そのような場合であっても、排ガス処理体の長手方向の長さが、保持シール材の長手方向の長さよりも長いと仮定した場合に、両者が接触する点をそれぞれ第１の内側端点、及び、第２の内側端点ということとする。
【０１３０】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の端面に形成される凹部及び凸部の形状は、凹部と凸部とが嵌合することができる形状であれば特に限定されないが、一組の凹部及び凸部からなる場合には、一方の端面の一部に幅２０ｍｍ×長さ２０ｍｍ〜幅１００ｍｍ×長さ１００ｍｍの大きさに渡って突出した凸部が形成されており、他方の端面の一部にそれに嵌合する形状の凹部が形成されていることが望ましい。このような凹部及び凸部の形状を有する保持シール材を用いて排ガス浄化システムを製造する場合には、保持シール材で排ガス処理体を確実に保持することができるので、排ガス浄化システムの取り扱い性に優れることとなる。
また、上記保持シール材の端面には、互いに嵌合する複数の凹部及び凸部が形成されていてもよいし、凹部及び凸部が形成されていなくてもよい。
【０１３１】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材を構成する無機繊維としては、上述したアルミナとシリカとを含む無機繊維に限られず、その他の無機化合物を含む無機繊維であってもよい。
また、アルミナ及びシリカのうち、アルミナのみを含む無機繊維であってもよいし、シリカのみを含む無機繊維であってもよい。
アルミナとシリカとを含む無機繊維の組成比としては、重量比で、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝６０：４０〜８０：２０であることが望ましく、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７０：３０〜７４：２６であることがより望ましい。
アルミナ及びシリカのうち、アルミナのみを含む無機繊維には、アルミナ以外に、例えば、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ２等の添加剤が含まれていてもよい。
アルミナ及びシリカのうち、シリカのみを含む無機繊維には、シリカ以外に、例えば、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ２等の添加剤が含まれていてもよい。
【０１３２】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材を構成する無機繊維の平均繊維長は、０．５〜１０ｃｍであることが望ましく、１〜８ｃｍであることがより望ましい。
【０１３３】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材を構成する無機繊維の平均繊維径は、１〜２０μｍであることが望ましく、３〜１０μｍであることがより望ましい。
【０１３４】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の目付量（単位面積あたりの重量）は、特に限定されないが、５００〜５０００ｇ／ｍ２であることが望ましく、１０００〜４０００ｇ／ｍ２であることがより望ましい。
また、本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の嵩密度（巻付体を金属容器に圧入する前の保持シール材の嵩密度）についても、特に限定されないが、０．１０〜０．３０ｇ／ｃｍ３であることが望ましい。
【０１３５】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の厚さは、特に限定されないが、６〜３１ｍｍであることが望ましく、８〜２０ｍｍであることがより望ましい。
【０１３６】
本発明の第一実施形態の排ガス浄化システムでは、保持シール材が、ニードリング処理が施されたニードルマットである。本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材には、ニードリング処理が施されていることが好ましいが、ニードリング処理が施されていなくてもよい。
また、保持シール材にニードリング処理が施されている場合、ニードリング処理は、無機繊維から構成された素地マット全体に対して施されていてもよいし、素地マットの一部に施されていてもよい。
【０１３７】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材にバインダが付与されている場合、保持シール材を作製する際に用いられるバインダ溶液に含まれる有機バインダとしては、例えば、アクリル系樹脂、アクリルゴム等のゴム、カルボキシメチルセルロース又はポリビニルアルコール等の水溶性有機重合体、スチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。
これらの中では、アクリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴムが特に好ましい。
また、有機バインダの配合量は、無機繊維と有機バインダと無機バインダとの合計に対して１５重量％以下であることが望ましい。
【０１３８】
上記バインダ溶液には、上述した有機バインダが複数種類含まれていてもよい。
また、上記バインダ溶液としては、上述した有機バインダを水に分散させたラテックスの他に、上述した有機バインダを水又は有機溶媒に溶解させた溶液等であってもよい。
【０１３９】
上記バインダ溶液に無機バインダが含まれる場合、無機バインダとしては、例えば、アルミナゾル、シリカゾル等が挙げられる。
また、無機バインダの配合量は、無機繊維同士を結合することができるのであれば、特に限定されない。
【０１４０】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材にニードリング処理が施された後、保持シール材にバインダ溶液を含浸させることが好ましい。保持シール材に付与されたバインダによって、保持シール材を構成する無機繊維同士が固着され、その結果、ニードル痕の向きが維持されやすくなるためである。
【０１４１】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、保持シール材の枚数は、特に限定されず、１枚の保持シール材であってもよいし、互いに結合された複数枚の保持シール材であってもよい。
複数枚の保持シール材を結合する方法としては、特に限定されず、例えば、ミシン縫いで保持シール材同士を縫合したり、粘着テープや、接着材等で保持シール材同士を接着する方法等が挙げられる。
【０１４２】
本発明の排ガス浄化システムを構成する金属容器の材質は、耐熱性を有する金属であれば特に限定されず、具体的には、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属類が挙げられる。
【０１４３】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、金属容器の形状は、略円筒型形状の他、クラムシェル型形状、ダウンサイジング型形状等を好適に用いることができる。
【０１４４】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、排ガス処理体の形状は、柱状であれば特に限定されず、略円柱状の他に、例えば、略楕円柱状や略角柱状等任意の形状、大きさのものであってもよい。
【０１４５】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、排ガス処理体は、図６（ａ）に示したような一体的に形成されたものであってもよい。また、排ガス処理体は、炭化ケイ素等からなり、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された形状のハニカム焼成体を、主にセラミックを含む接着材層を介して複数個結束してなるものであってもよい。
【０１４６】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、排ガス処理体には、触媒を担持させてもよい。このような触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、バリウム等のアルカリ土類金属、又は、金属酸化物等が挙げられる。これらの触媒は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【０１４７】
また、上記金属酸化物としては、ＰＭの燃焼温度を低下させることができるものであれば特に限定されず、例えば、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、ＦｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＣｕＯ２、Ｍｎ２Ｏ３、ＭｎＯ、組成式ＡｎＢ１−ｎＣＯ３（式中、ＡはＬａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ又はＹであり、Ｂはアルカリ金属又はアルカリ土類金属であり、ＣはＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅ又はＮｉであり、０≦ｎ≦１である）で表される複合酸化物等が挙げられる。
これらは、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよいが、少なくともＣｅＯ２を含むものであることが望ましい。
このような金属酸化物を排ガス処理体に担持させることにより、ＰＭの燃焼温度を低下させることができる。
【０１４８】
上記排ガス処理体に触媒を担持させる方法としては、例えば、触媒が含まれた溶液を排ガス処理体に含浸させた後に加熱する方法や、排ガス処理体の表面にアルミナ膜からなる触媒担持層を形成し、このアルミナ膜に触媒を担持させる方法等が挙げられる。
アルミナ膜を形成する方法としては、例えば、Ａｌ（ＮＯ３）３等のアルミニウムを含有する金属化合物溶液を排ガス処理体に含浸させて加熱する方法、アルミナ粉末を含有する溶液を排ガス処理体に含浸させて加熱する方法等が挙げられる。
また、アルミナ膜に触媒を担持させる方法としては、例えば、貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又は、金属酸化物を含む溶液等をアルミナ膜が形成された排ガス処理体に含浸させて加熱する方法等が挙げられる。
【０１４９】
本発明の排ガス浄化システムにおいて、排ガス処理体がハニカム構造体である場合、セルに封止材が設けられずに、セルの端部が封止されていなくてもよい。この場合、排ガス処理体は、白金等の触媒を担持させることによって、排ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ又はＮＯｘ等の有害なガス成分を浄化する触媒担体として機能する。
【符号の説明】
【０１５０】
１０、１１０、２１０、３１０ 排ガス浄化装置
２０、１２０、２２０、３２０ 金属容器
２１ 金属容器のガス入口側
２２ 金属容器のガス出口側
３０、１３０、２３０、３３０ 排ガス処理体
４０、１４０、２４０、３４０ 保持シール材
４１、１４１、２４１、３４１ 保持シール材の第１の側面
４２、１４２、２４２、３４２ 保持シール材の第２の側面
１４３ａ 保持シール材の第１の内側端点
１４３ｂ 保持シール材の第１の外側端点
１４４ａ 保持シール材の第２の内側端点
１４４ｂ 保持シール材の第２の外側端点
１４６ ニードル痕
１００、２００、３００ 排ガス浄化システム
１０１、２０１、３０１ 導入管
１０２、２０２、３０２ 排出管
１１１、２１１ 排ガス浄化装置のガス入口側
１１２、２１２ 排ガス浄化装置のガス出口側
Ｇ１、Ｇ２ 排ガス
α 第１の角度
β 第２の角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属容器、前記金属容器内に収容された排ガス処理体、並びに、前記排ガス処理体の周囲に巻き付けられ前記排ガス処理体及び前記金属容器の間に配設された保持シール材を備えた排ガス浄化装置と、
前記排ガス浄化装置の一方の端部に接続され、排ガスを前記排ガス浄化装置に導入するための導入管と、
前記排ガス浄化装置の他方の端部に接続され、前記排ガス浄化装置を通過した前記排ガスを外部に排出するための排出管とからなる排ガス浄化システムであって、
前記排ガス浄化装置は、前記導入管に接続されたガス入口側と、前記排出管に接続されたガス出口側とを有し、
前記保持シール材は、無機繊維を含むマット状であるとともに、前記排ガス浄化装置のガス出口側に位置する第１の側面と、前記排ガス浄化装置のガス入口側に位置する第２の側面とを有し、
前記保持シール材の第１の側面には、第１の傾斜面が形成されており、
前記排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、前記第１の傾斜面は、前記保持シール材と前記排ガス処理体とが接触する第１の内側端点と、前記保持シール材と前記金属容器とが接触する第１の外側端点とを有し、
前記第１の内側端点は、前記第１の外側端点よりも前記排ガス浄化装置のガス入口側に位置し、
前記第１の傾斜面は、前記第１の内側端点から前記第１の外側端点へ向かい、かつ、
前記第１の傾斜面は、前記排ガス処理体の端面に対して傾斜していることを特徴とする排ガス浄化システム。
【請求項２】
前記保持シール材の第２の側面には、第２の傾斜面が形成されており、
前記排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、前記第２の傾斜面は、前記保持シール材と前記排ガス処理体とが接触する第２の内側端点と、前記保持シール材と前記金属容器とが接触する第２の外側端点とを有し、
前記第２の内側端点は、前記第２の外側端点よりも前記排ガス浄化装置のガス入口側に位置し、
前記第２の傾斜面は、前記第２の内側端点から前記第２の外側端点へ向かい、かつ、
前記第２の傾斜面は、前記排ガス処理体の端面に対して傾斜している請求項１に記載の排ガス浄化システム。
【請求項３】
前記排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、前記第１の内側端点及び前記第１の外側端点を結ぶ線分と、前記金属容器の内周とにより形成される第１の角度は、２５〜８９．５°である請求項１又は２に記載の排ガス浄化システム。
【請求項４】
前記保持シール材は、ニードリング処理によって形成された複数のニードル痕を有する請求項１〜３のいずれかに記載の排ガス浄化システム。
【請求項５】
前記複数のニードル痕は、前記保持シール材の厚さ方向に対して斜め方向に形成されている請求項４に記載の排ガス浄化システム。
【請求項６】
前記保持シール材には、バインダが付与されている請求項１〜５のいずれかに記載の排ガス浄化システム。
【請求項７】
前記保持シール材に付与されたバインダの量は、１０重量％以下である請求項６に記載の排ガス浄化システム。
【請求項８】
前記金属容器には、前記排ガス浄化装置のガス入口側となるガス入口側と前記排ガス浄化装置のガス出口側となるガス出口側との区別がある請求項１〜７のいずれかに記載の排ガス浄化システム。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の排ガス浄化システムの製造方法であって、
周囲に保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を金属容器に圧入することにより、排ガス浄化装置を作製する圧入工程と、
排ガスを前記排ガス浄化装置に導入するための導入管を前記排ガス浄化装置の一方の端部に接続し、かつ、前記排ガス浄化装置を通過した前記排ガスを外部に排出するための排出管を前記排ガス浄化装置の他方の端部に接続する接続工程とを含み、
前記圧入工程では、前記保持シール材の第２の側面を圧入の進行方向に対して先頭にして、前記保持シール材の第１の側面側から前記保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を押し、
前記接続工程では、前記排ガス浄化装置の端部のうち、前記保持シール材の第１の側面よりも前記保持シール材の第２の側面に近い端部に前記導入管を接続し、かつ、前記保持シール材の第２の側面よりも前記保持シール材の第１の側面に近い端部に前記排出管を接続することにより、前記保持シール材の第１の側面よりも前記保持シール材の第２の側面に近い端部を排ガス浄化装置のガス入口側とし、かつ、前記保持シール材の第２の側面よりも前記保持シール材の第１の側面に近い端部を排ガス浄化装置のガス出口側とすることを特徴とする排ガス浄化システムの製造方法。
【請求項１０】
前記金属容器には、前記排ガス浄化装置のガス入口側となるガス入口側と前記排ガス浄化装置のガス出口側となるガス出口側との区別があり、
前記圧入工程の前に、前記保持シール材の第１の側面が前記金属容器のガス出口側に位置し、かつ、前記保持シール材の第２の側面が前記金属容器のガス入口側に位置するように、前記保持シール材の第２の側面が圧入の進行方向に対して先頭になるようにして、前記保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を配置する配置工程をさらに含む請求項９に記載の排ガス浄化システムの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれかに記載の排ガス浄化システムを用いてエンジンから排出された排ガスを浄化する排ガス浄化方法であって、
エンジンから排出された排ガスを前記排ガス浄化装置のガス入口側から前記排ガス浄化装置に流入させ、前記排ガス浄化装置のガス出口側から流出させることを特徴とする排ガス浄化方法。
【請求項１】
金属容器、前記金属容器内に収容された排ガス処理体、並びに、前記排ガス処理体の周囲に巻き付けられ前記排ガス処理体及び前記金属容器の間に配設された保持シール材を備えた排ガス浄化装置と、
前記排ガス浄化装置の一方の端部に接続され、排ガスを前記排ガス浄化装置に導入するための導入管と、
前記排ガス浄化装置の他方の端部に接続され、前記排ガス浄化装置を通過した前記排ガスを外部に排出するための排出管とからなる排ガス浄化システムであって、
前記排ガス浄化装置は、前記導入管に接続されたガス入口側と、前記排出管に接続されたガス出口側とを有し、
前記保持シール材は、無機繊維を含むマット状であるとともに、前記排ガス浄化装置のガス出口側に位置する第１の側面と、前記排ガス浄化装置のガス入口側に位置する第２の側面とを有し、
前記保持シール材の第１の側面には、第１の傾斜面が形成されており、
前記排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、前記第１の傾斜面は、前記保持シール材と前記排ガス処理体とが接触する第１の内側端点と、前記保持シール材と前記金属容器とが接触する第１の外側端点とを有し、
前記第１の内側端点は、前記第１の外側端点よりも前記排ガス浄化装置のガス入口側に位置し、
前記第１の傾斜面は、前記第１の内側端点から前記第１の外側端点へ向かい、かつ、
前記第１の傾斜面は、前記排ガス処理体の端面に対して傾斜していることを特徴とする排ガス浄化システム。
【請求項２】
前記保持シール材の第２の側面には、第２の傾斜面が形成されており、
前記排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、前記第２の傾斜面は、前記保持シール材と前記排ガス処理体とが接触する第２の内側端点と、前記保持シール材と前記金属容器とが接触する第２の外側端点とを有し、
前記第２の内側端点は、前記第２の外側端点よりも前記排ガス浄化装置のガス入口側に位置し、
前記第２の傾斜面は、前記第２の内側端点から前記第２の外側端点へ向かい、かつ、
前記第２の傾斜面は、前記排ガス処理体の端面に対して傾斜している請求項１に記載の排ガス浄化システム。
【請求項３】
前記排ガス浄化装置の長手方向に平行な断面において、前記第１の内側端点及び前記第１の外側端点を結ぶ線分と、前記金属容器の内周とにより形成される第１の角度は、２５〜８９．５°である請求項１又は２に記載の排ガス浄化システム。
【請求項４】
前記保持シール材は、ニードリング処理によって形成された複数のニードル痕を有する請求項１〜３のいずれかに記載の排ガス浄化システム。
【請求項５】
前記複数のニードル痕は、前記保持シール材の厚さ方向に対して斜め方向に形成されている請求項４に記載の排ガス浄化システム。
【請求項６】
前記保持シール材には、バインダが付与されている請求項１〜５のいずれかに記載の排ガス浄化システム。
【請求項７】
前記保持シール材に付与されたバインダの量は、１０重量％以下である請求項６に記載の排ガス浄化システム。
【請求項８】
前記金属容器には、前記排ガス浄化装置のガス入口側となるガス入口側と前記排ガス浄化装置のガス出口側となるガス出口側との区別がある請求項１〜７のいずれかに記載の排ガス浄化システム。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の排ガス浄化システムの製造方法であって、
周囲に保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を金属容器に圧入することにより、排ガス浄化装置を作製する圧入工程と、
排ガスを前記排ガス浄化装置に導入するための導入管を前記排ガス浄化装置の一方の端部に接続し、かつ、前記排ガス浄化装置を通過した前記排ガスを外部に排出するための排出管を前記排ガス浄化装置の他方の端部に接続する接続工程とを含み、
前記圧入工程では、前記保持シール材の第２の側面を圧入の進行方向に対して先頭にして、前記保持シール材の第１の側面側から前記保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を押し、
前記接続工程では、前記排ガス浄化装置の端部のうち、前記保持シール材の第１の側面よりも前記保持シール材の第２の側面に近い端部に前記導入管を接続し、かつ、前記保持シール材の第２の側面よりも前記保持シール材の第１の側面に近い端部に前記排出管を接続することにより、前記保持シール材の第１の側面よりも前記保持シール材の第２の側面に近い端部を排ガス浄化装置のガス入口側とし、かつ、前記保持シール材の第２の側面よりも前記保持シール材の第１の側面に近い端部を排ガス浄化装置のガス出口側とすることを特徴とする排ガス浄化システムの製造方法。
【請求項１０】
前記金属容器には、前記排ガス浄化装置のガス入口側となるガス入口側と前記排ガス浄化装置のガス出口側となるガス出口側との区別があり、
前記圧入工程の前に、前記保持シール材の第１の側面が前記金属容器のガス出口側に位置し、かつ、前記保持シール材の第２の側面が前記金属容器のガス入口側に位置するように、前記保持シール材の第２の側面が圧入の進行方向に対して先頭になるようにして、前記保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を配置する配置工程をさらに含む請求項９に記載の排ガス浄化システムの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれかに記載の排ガス浄化システムを用いてエンジンから排出された排ガスを浄化する排ガス浄化方法であって、
エンジンから排出された排ガスを前記排ガス浄化装置のガス入口側から前記排ガス浄化装置に流入させ、前記排ガス浄化装置のガス出口側から流出させることを特徴とする排ガス浄化方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１１−２２６４４４（Ｐ２０１１−２２６４４４Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９９２００（Ｐ２０１０−９９２００）
【出願日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
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