排気ガス処理担体保持用マット及び排気ガス処理装置
【課題】排気ガス処理装置としての組み立て性や歩留まりを維持しつつ、担体のずれを抑え、シール性を高めることのできる排気ガス処理担体保持用マットを提供する。
【解決手段】この排気ガス処理担体保持用マット１０は、排気ガス処理装置の容器である筒状のシェルの内周面とそのシェルに内包される柱状の排気ガス処理担体の外周面との間に狭持される。ここでは、筒状のシェルの内周面との対抗面となる表面１０ａに、凸部を分布形成する態様で部分埋設された熱溶融性材料からなる粒体１５を担持させる。
【解決手段】この排気ガス処理担体保持用マット１０は、排気ガス処理装置の容器である筒状のシェルの内周面とそのシェルに内包される柱状の排気ガス処理担体の外周面との間に狭持される。ここでは、筒状のシェルの内周面との対抗面となる表面１０ａに、凸部を分布形成する態様で部分埋設された熱溶融性材料からなる粒体１５を担持させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ガス処理装置の内部において、排気ガス処理担体を保持するために用いられる排気ガス処理担体保持用マット、及び該マットを用いて組み立てられた排気ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の排気ガス処理担体保持用マットとしては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。図６（ａ）に、こうした排気ガス処理担体保持用マットの模式的な斜視構成を、また図６（ｂ）に、図６（ａ）のＥ−Ｅ線に沿った断面構造をそれぞれ示す。
【０００３】
図６（ａ）に示されるように、短冊状からなる排気ガス処理担体保持用マット１００には、その厚み方向に対する垂直な一対の平面である表面１００ａ及び裏面１００ｂが設けられている。なお、このマット１００自体は、無機繊維を積層させることにより形成されている。また、図６（ｂ）に示されるように、同マット１００の表面１００ａには、均一な密度で取り付けられた複数のニードルを繰り返し突き刺すニードリング処理が施されることによって、均一な凹凸構造が形成されている。
【０００４】
また、図７は、こうした排気ガス処理担体保持用マット１００が巻装された排気ガス処理担体が排気ガス処理装置の容器である金属シェルに嵌入される過程を模式的に示したものである。
【０００５】
図７に示されるように、円筒状の金属シェル３００の開口３００ｅから嵌入される円柱状の排気ガス処理担体２００には、その外周面に、排気ガス処理担体保持用マット１００がその表面１００ａが表となるように、巻装されている。また、こうしてマット１００が巻装された排気ガス処理担体２００の最大外径ＤＧは、金属シェル３００の内径ＤＭよりも若干径大となるように寸法設定されている。そして、マット１００が巻装された排気ガス処理担体２００は、その外周面が金属シェル３００の内周面３００ｂに対して押し付けられながら金属シェル３００に矢印ＡＲＥの方向に向けて嵌入される。なおこのとき、上記巻装されている排気ガス処理担体保持用マット１００の表面１００ａには、上述のように均一な凹凸構造が形成されているために、金属シェル３００の内周面３００ｂとの接触面積が抑えられ、ひいてはそれらの間で矢印ＡＲＦの方向に発生する摩擦力も抑制されるようになる。すなわち、排気ガス処理担体保持用マット１００が排気ガス処理担体２００から捲れることを抑制しつつ、同排気ガス処理担体２００を金属シェル３００に容易に嵌入することができ、その組み立て性が高められるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２６８５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記マット１００が巻装された排気ガス処理担体２００が金属シェル３００に嵌入された構造となる排気ガス処理装置は通常、車載内燃機関の排気管に接続されるが、同装置がこうして排気管に接続された場合には、排気ガス処理担体２００に対して排気ガスよる押圧力がかかることになる。特に近年は、排気ガス規制の強化に伴って、触媒コンバータやＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）等の排気ガス処理装置も大型化されるとともに、排気ガス圧も昇圧される傾向にある。そのため、排気ガス処理装置内での排気ガス処理担体２００のずれを抑え、かつシール性を確保するためには、金属シェル３００に対する排気ガス処理担体２００の嵌合強度、すなわち同排気ガス処理担体２００の上記排気ガス処理担体保持用マット１００を含めた金属シェル３００との結合強度を高める必要がある。しかし、金属シェル３００との間でこうして結合強度を高めるようにすれば、自ずと上記マット１００の圧入抵抗等も高めざるをえず、結局のところ、排気ガス処理装置としての上述した組み立て性の低下や歩留まりの低下が無視できなくなる。
【０００８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気ガス処理装置としての組み立て性や歩留まりを維持しつつ、担体のずれを抑え、シール性を高めることのできる排気ガス処理担体保持用マット、及び該マットを用いて組み立てられた排気ガス処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、排気ガス処理装置の容器である筒状のシェルの内周面と同シェルに内包される柱状の排気ガス処理担体の外周面との間に狭持される排気ガス処理担体保持用マットであって、前記シェルの内周面との対向面となる面に、凸部を分布形成する態様で部分埋設された熱溶融性材料からなる粒体が担持されてなることを要旨とする。
【００１０】
排気ガス処理担体保持用マットとしてのこのような構成によれば、凸部として分布形成された粒体により、排気ガス処理担体をシェルに嵌入させるときには、排気ガス処理担体保持用マットとシェルの内周面との接触面積が抑えられ、ひいてはそれらの間で発生する摩擦力も抑制されるようになる。このため、排気ガス処理担体保持用マットの捲れ等を抑制しつつ、排気ガス処理装置の組み立て性を高めることができるようになる。また、粒体は上記面に部分埋設、すなわち一部が上気凸部として突出した状態でその他の部分が埋設された状態に保持されているために、該粒体の担持も安定して実現されるようになる。しかも、上記粒体は熱溶融性の材料からなることから、排気ガス処理装置の組み立ての際、これを加熱することで排気ガス処理担体保持用マットとシェルの内周面との接触面積が広げられ、ひいてはそれらの間で発生する摩擦力を高めることができるようにもなる。すなわち、シェル内における排気ガス処理担体のずれを抑え、ひいてはシール性を高めることができるようにもなる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の排気ガス担体処理保持用マットにおいて、前記粒体は、同一方向に転動可能に部分埋設されてなることを要旨とする。
このような構成によれば、上記転動の方向を排気ガス処理担体の嵌入方向に一致させることで、上記担持された粒体がいわゆるころの働きを担うようになり、排気ガス処理担体の上記シェルへの嵌入もより容易となる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の排気ガス担体処理保持用マットにおいて、前記粒体は球状の形状からなることを要旨とする。
このような構成によれば、上記粒体の転動方向を常に排気ガス処理担体の嵌入方向に一致させることができるとともに、当該マットに対する粒体の担持も容易となる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気ガス担体処理保持用マットにおいて、前記粒体は、車載内燃機関の車両走行時における排気ガス温度によって溶融する樹脂からなることを要旨とする。
【００１４】
このような構成によれば、当該排気ガス処理担体保持用マットを内蔵する排気ガス処理装置では、これを車両に組み込むだけで上述した粒体の加熱効果を得ることができるようになる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気ガス処理担体保持用マットにおいて、当該マットが繊維集合体からなり、前記粒体は、前記繊維集合体と同粒体との結合材であるエマルションの乾燥痕を含む層に部分埋設されてなることを要旨とする。
【００１６】
このような構成によれば、粒体とエマルションとを分散させた液体を排気ガス処理担体保持用マットの上記対向面となる面から吹き付けて、粒体を上記対向面となる面に残置させつつエマルションを繊維集合体に含侵させることができる。また、その後乾燥させつつ、粒体を部分埋設させることができるようにもなり、粒体の安定した担持が容易に実現されるようになる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、柱状の排気ガス処理担体がその外周面を排気ガス処理担体保持用マットにより包まれた状態で筒状のシェルに内包されてなる排気ガス処理装置において、前記排気ガス処理担体保持用マットとして、請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気ガス処理担体保持用マットを備えることを要旨とする。
【００１８】
排気ガス処理装置としてのこのような構成によれば、排気ガス処理担体保持用マットとしての上述の作用効果に基づき、当該排気ガス処理装置の組み立て性や歩留まりを高めつつ、排気ガス処理担体のずれの抑制や、シール性の向上を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は、本発明にかかる排気ガス処理担体保持用マットの一実施の形態についてその斜視構造を模式的に示す斜視図。（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面を拡大して示す拡大断面図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、同実施の形態の排気ガス処理担体保持用マットの製造過程を模式的に示す断面図。
【図３】（ａ）は、同実施の形態の排気ガス処理担体保持用マットが巻装された排気ガス処理担体の斜視構造を模式的に示す斜視図。（ｂ）は、（ａ）の領域Ｂにおける断面を拡大して示す拡大断面図。
【図４】（ａ），（ｂ）は、上記実施の形態の排気ガス処理担体保持用マットを用いた本発明にかかる排気ガス処理装置の一実施の形態についてその組み立て工程を模式的に示す断面図。（ｃ）は、（ｂ）の領域Ｃにおける断面を拡大して示す拡大断面図。
【図５】（ａ），（ｂ）は、同実施の形態の排気ガス処理装置の内燃機関への組み付け後の態様を模式的に示す断面図。（ｃ）は、（ｂ）の領域Ｄにおける断面を拡大して示す拡大断面図。
【図６】（ａ）は、従来の排気ガス処理担体保持用マットについてその斜視構造を模式的に示した斜視図。（ｂ）は、（ａ）のＥ−Ｅ断面を拡大して示す拡大断面図。
【図７】従来の排気ガス処理担体保持用マットが巻装された被覆排気ガス処理担体が金属シェルに嵌入される過程を模式的に示した斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明にかかる排気ガス処理担体保持用マットの一実施形態について、図１，図２を参照して詳細に説明する。まず、図１を参照して、本実施の形態の排気ガス処理担体保持用マットの構造について説明する。
【００２１】
本実施の形態の排気ガス処理担体保持用マットは、排気ガス処理担体に巻装されるものであり、無機繊維を積層させることにより形成されている。そして、図１（ａ）に示すように、短冊状の排気ガス処理担体保持用マット１０には、その厚み方向に対する垂直な一対の平面として表面１０ａ及び裏面１０ｂが設けられている。
【００２２】
ここで、図１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面構造に基づいて、排気ガス処理担体保持用マット１０の構造を更に詳述する。
図１（ｂ）に示すように、排気ガス処理担体保持用マット１０の表面１０ａには、凸部を分布形成する態様で部分埋設された球状の粒体１５が担持されている。具体的には、例えば直径０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの粒体１５が１平方センチメートル当たり３０個〜７０個担持されるように、凸部が分布形成されている。なお、この粒体１５は、運転状態にある内燃機関の排気ガスの熱によって溶融し得る熱溶融性材料によって形成されている。また、排気ガス処理担体保持用マット１０は、通常円柱状からなる排気ガス処理担体の外周面と上記裏面１０ｂとが互いに密着するように巻装される。
【００２３】
次に、排気ガス処理担体保持用マット１０の製造方法の一例について、図２を参照して詳細に説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、マット材１０Ｍを用意する。なお、このマット材１０Ｍは、周知の無機繊維の集合体からなり、その内部は乾燥領域１０Ｄによって占められている。
【００２４】
次に、図２（ｂ）に示すように、粒体１５とエマルションＥＭとが分散した液体をマット材１０Ｍの表面１０ａに吹き付けていく。ちなみに、上記液体は攪拌器ＳＢによって攪拌されつつタンクＴＫに貯留されており、該タンクＴＫから引き出されたパイプＰの先端から噴射されることによって上記吹き付けが行われる。その結果、上記液体が吹き付けられた領域の表面１０ａ上に粒体１５が均一に分布するように残置されるとともに、エマルションＥＭは浸透してマット材１０Ｍの内部に含侵される。そして、このようにエマルションＥＭの含侵された領域が含侵領域１０Ｗとなる。
【００２５】
次に、図２（ｃ）に示すように、上記液体を表面１０ａの全域に吹き付けられたマット材１０Ｍの表面１０ａ及び裏面１０ｂを、互いに近づくように加熱しながらプレスすると同時に送風乾燥する。詳述すると、周知のプレス機によって表面１０ａに分散残置された粒体１５がマット材１０Ｍに部分埋設されるように加熱されながら押し込まれるとともに、矢線で示す表面１０ａから裏面１０ｂの方向への送風によって含侵領域１０ＷからエマルションＥＭの水分が除去される。なおこの際、粒体１５が溶融しない程度の温度に加熱を制限することに留意する。
【００２６】
これにより、図２（ｄ）に示すように、粒体１５が部分埋設、すなわち各々表面１０ａから突出する凸部が分布形成された状態でその他の部分がマット材１０Ｍに埋設された状態に保持されるようになる。また、排気ガス処理担体保持用マット１０の無機繊維積層部分（マット材１０Ｍ）は、エマルションＥＭから水分が除去された乾燥領域１０Ｄとなる。こうして、粒体１５が無機繊維積層部分（無機繊維集合体）と同粒体１５との結合材であるエマルションＥＭの乾燥痕を含む層に部分埋設された排気ガス処理担体保持用マット１０が得られる。
【００２７】
次に、このように製造された本実施の形態の排気ガス処理担体保持用マット１０が巻装された排気ガス処理担体について、図３を参照して詳細に説明する。
この排気ガス処理担体は、例えば、車載ガソリン機関で使用される三元触媒や車載ディーゼル機関で用いられるＤＰＦ等のフィルターに相当するものである。図３（ａ）に示すように、この排気ガス処理担体２０には、その外周面２０ａと排気ガス処理担体保持用マット１０の裏面１０ｂとが互いに密着するように排気ガス処理担体保持用マット１０が巻装され、かつ緊結されている。その結果、排気ガス処理担体保持用マット１０が巻装された排気ガス処理担体２０の最大外径部分における外周面は、上述のように製造された排気ガス処理担体保持用マット１０の表面１０ａとなる。すなわち、図３（ｂ）に示されるように、排気ガス処理担体２０の最大外径部分における外周面に、上述のように部分埋設された粒体１５による凸部が分布形成されることになる。
【００２８】
次に、上記構成を有する排気ガス処理担体保持用マット１０の作用として、同マット１０が巻装された排気ガス処理担体２０を金属シェル３０に嵌入する際にもたらされる作用について図４を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、排気ガス処理担体保持用マット１０が巻装された円柱状の排気ガス処理担体２０の最大外径ＤＧは、円筒状の金属シェル３０の内径ＤＭよりも若干拡径されるように寸法設定されている。そして、上記最大外径における外周面、すなわち排気ガス処理担体保持用マット１０の表面１０ａが、金属シェル３０の内周面３０ｂに押し付けられながら、金属シェル３０に矢印ＡＲ１の方向に向けて嵌入される。その際、排気ガス処理担体保持用マット１０の表面１０ａと金属シェル３０の内周面３０ｂとの間には、矢印ＡＲ１と反対方向である矢印ＡＲＦ１の方向に摩擦力（抵抗力）が発生する。またこのとき、上記表面１０ａの突端は、内径が徐々に絞られる形状の嵌入冶具４０によって案内される。すなわち、表面１０ａの最大外径ＤＧは嵌入冶具４０の内径によって徐々に縮径化されるために、嵌入冶具４０を用いない場合と比べて滑らかに上記嵌入を行うことができるようになる。
【００３０】
そして、図４（ｂ）に示すように、矢印ＡＲ１の方向に向けた上記嵌入を継続すると、排気ガス処理担体保持用マット１０の全体が金属シェル３０の径方向に均等に圧縮されるようになる。ここで、金属シェル３０の内周面３０ｂと接触する排気ガス処理担体保持用マット１０の表面１０ａには上述のように、粒体１５による凸部が分布形成されているため、内周面３０ｂとの接触面積が抑えられ、ひいてはそれらの間で矢印ＡＲＦ１の方向に発生する摩擦力も、凸部が分布形成されていない場合と比べて抑制されるようになる。
【００３１】
また、上記嵌入の過程では、図４（ｃ）に示すように、各粒体１５は金属シェル３０の内周面３０ｂに押し付けられながら移動するために、矢印ＡＲ１と反対方向に各粒体１５を転動させようとする矢印ＡＲ２の方向へのモーメントが発生する。その結果、このモーメントによって、各粒体１５はそれまで部分埋設されていた担持跡を回転ガイドとする回転運動が許容されるようになる。すなわち、各粒体１５が矢印ＡＲ２の方向に転動する、いわゆるころの働きを担うようになるために、矢印ＡＲＦ１の方向に発生する上記摩擦力がさらに抑制されるようになる。
【００３２】
このように、排気ガス処理担体保持用マット１０としての上記構成によれば、排気ガス処理担体２０から捲れたり無機繊維積層部分が折れたりすることをさらに抑制しつつ、排気ガス処理担体２０を金属シェル３０に容易に嵌入することができ、排気ガス処理装置としての組み立て性が大幅に高められるようになる。
【００３３】
次に、上記構成を有する排気ガス処理担体保持用マット１０の作用として、同マット１０が巻装された排気ガス処理担体２０を内蔵する車載排気ガス処理装置が使用される際にもたらされる作用について図５を参照して詳細に説明する。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、内燃機関を車両に搭載する工程として組み付けが行われた直後の排気ガス処理装置は、その排気管の一部を構成する円筒状の金属シェル３０と、排気ガス処理担体２０との間にあって、上記排気ガス処理担体保持用マット１０の各粒体１５が転動可能な状態にある。その後、車両の走行に伴って内燃機関が稼動すると、それら各粒体１５は、同機関から矢印ＡＲ３の方向に排出される高温の排気ガスに曝されるようになる。そしてその結果、図５（ｂ）に示すように、上記排気ガスの熱によって、熱溶融性材料からなる粒体１５及びエマルションＥＭの乾燥痕を含む層に残留していたバインダー（図示略）が共に溶融されて、排気ガス処理担体保持用マット１０の表面１０ａの全面が金属シェル３０の内周面３０ｂと密着するようになる。詳述すると、図５（ｃ）に示すように、表面１０ａと内周面３０ｂとを離間させていた各粒体１５とエマルションＥＭの乾燥痕を含む層を硬化させていた上記バインダーとの溶融によって、柔軟性を回復した排気ガス処理担体保持用マット１０の表面１０ａは、各粒体１５の担持跡も含めて矢印ＡＲ４の方向に膨張するようになる。これにより、排気ガス処理担体保持用マット１０の表面１０ａの全面が金属シェル３０の内周面３０ｂと密着するようになるために、金属シェル３０の内部にて排気ガス処理担体２０を保持する大きな保持力（摩擦力）が、上記矢印ＡＲ３の方向と抗する方向に、すなわち矢印ＡＲＦ２の方向に生じるようになる。そしてこれにより、金属シェル３０内における排気ガス処理担体２０のずれを抑え、ひいてはシール性を高めることができるようになる。
【００３５】
換言すると、上記構成を有する排気ガス処理担体保持用マット１０を内蔵した排気ガス処理装置では、同マット１０の作用によって、排気ガス処理装置自らの組み立て性や歩留まりが高められるとともに、該排気ガス処理装置内における排気ガス処理担体２０のずれが抑制され、かつシール性も高められるようになる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態にかかる排気ガス処理担体保持用マット、あるいは排気ガス処理装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）排気ガス処理担体保持用マット１０の金属シェル３０の内周面３０ｂとの対向面となる面である表面１０ａに、凸部を分布形成する態様で部分埋設された熱溶融性材料からなる粒体１５を担持させるようにした。その結果、排気ガス処理担体２０を金属シェル３０に嵌入させるときには、表面１０ａと内周面３０ｂとの接触面積が抑えられ、ひいてはそれらの間で発生する摩擦力も抑制することができるようになる。すなわち、排気ガス処理担体保持用マット１０の捲れ等を抑制しつつ、排気ガス処理装置の組み立て性を高めることができるようになる。
【００３７】
（２）排気ガス処理担体保持用マット１０を内蔵する排気ガス処理装置では、粒体１５を加熱することによって、同粒体１５により分布形成されている凸部が溶融される。その結果、表面１０ａと内周面３０ｂとの接触面積が広げられ、ひいてはそれらの間で発生する摩擦力を高めることができるようにもなる。
【００３８】
（３）排気ガス処理担体２０を金属シェル３０に嵌入するときに発生するモーメントによって、各粒体１５はそれまで部分埋設されていた担持跡を回転ガイドとする回転運動が許容されるようになる。すなわち、各粒体１５が転動するいわゆるころの働きを担うようになるために、排気ガス処理担体２０を金属シェル３０にさらに容易に嵌入することができるようになる。
【００３９】
（４）粒体１５は、運転状態にある内燃機関の排気ガスの熱によって溶融する熱溶融性材料によって形成されている。そのため、排気ガス処理担体保持用マット１０を内蔵する排気ガス処理装置では、同装置を車両に組み込むだけで上述した粒体の加熱効果を得ることができるようになる。
【００４０】
（５）粒体１５とエマルションＥＭとを分散させた液体を表面１０ａから吹き付けて、粒体１５を表面１０ａに分散残置させつつエマルションＥＭを繊維集合体に含侵させることができる。また、その後乾燥させることによって、表面１０ａを含むように形成されたエマルションＥＭの乾燥痕（バインダー）を含む層に粒体１５を均一に分布かつ部分埋設させることができるようにもなる。そして、粒体１５及び上記バインダーの溶融後によって、柔軟性を回復した繊維集合体の復元力によって粒体１５の担持跡を消去しつつ、排気ガス処理装置内において、表面１０ａと内周面３０ｂとの接触面積をさらに広げることができるようにもなる。
【００４１】
（６）排気ガス処理担体保持用マット１０を内蔵する排気ガス処理装置では、同マット１０の作用によって、排気ガス処理装置自らの組み立て性や歩留まりが高められるとともに、該排気ガス処理装置内における排気ガス処理担体２０のずれが抑制され、かつシール性も高められるようになる。
（変形例）
なお、上記実施の形態は、以下のような態様をもって実施することもできる。
【００４２】
・上記実施の形態において、粒体１５は球状の形状からなるとしたが、真球に限らず、多少の凹凸があってもよい。また、球状の形状に限らず、例えば円柱状や樽状の中実形状であっても、円筒状の中空形状であってもよい。要は、表面１０ａ上にて、転動しやすい形状の粒体１５が、転動方向が排気ガス処理担体保持用マット１０の嵌入方向に一致するように担持されていればよい。このようにしても、上記（１）〜（６）に準じた効果を得ることはできる。
【００４３】
・上記実施の形態において、粒体１５は転動可能であるとしたが、これに限らず、転動しない構成であってもよい。すなわち、粒体１５は、例えば円錐状や角錐状等の先細りした形状であって、先細りした部分が凸部を形成するものであってもよい。要は、上記マット１０の表面１０ａと金属シェル３０の内周面３０ｂとの接触面積を縮小することのできる構造であればよい。加えて、排気ガス処理担体２０の嵌入を滑らかにするためには、凸部の先端は曲面であることがより望ましい。
【００４４】
・粒体１５が溶融する温度は、１５０℃〜２００℃であることが望ましい。この程度の溶融温度とすれば、内燃機関の暖機運転時の排気ガスであっても粒体１５を溶融させることができるようになる。
【００４５】
・粒体１５は排気ガスの熱によって溶融するものだけでなく、焼失する有機物であってもよい。要は、上記マット１０の表面１０ａ上にて凸部を形成して排気ガス処理担体２０の嵌入時に表面１０ａと金属シェル３０の内周面３０ｂとの接触面積を縮小するとともに、その後、排気ガスの熱等によって表面１０ａから除去されて、マット材１０Ｍを形成する無機繊維集合体としての本来の性質を出現させ得るものであればよい。
【００４６】
・マット材１０Ｍは無機繊維集合体であるとしたが、具体的にはセラミック繊維やガラス繊維等の集合体とすることが望ましい。また、繊維集合体であるかないかに拘らず、柔軟性があって圧縮力が解除された場合には元の形状に復元する機能を有する材料であればよい。要は、粒体１５が溶融したとしても、これに追随して溶融せず、かつ柔軟性のある材料によってマット材１０Ｍが構成されていればよい。
【００４７】
・エマルションＥＭの乾燥痕であるバインダーは、粒体１５を表面１０ａに担持することができる接着力を有するとともに、上記乾燥痕を含む層の曲げ性を担保するためには、有機性であることが望ましい。中でも汎用性や扱い易さに優れ、粒体１５と同等の１５０℃〜２００℃の温度帯で溶融するラテックス樹脂であることが特に望ましい。
【００４８】
・上記実施の形態において、排気ガス処理担体２０を嵌入する容器は金属シェル３０であるとしたが、これに限らず、例えば耐熱性を有する樹脂製のシェルであってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１００…排気ガス処理担体保持用マット、１０ａ，１００ａ…表面、１０ｂ，１００ｂ…裏面、１０Ｍ…マット材、１０Ｄ…乾燥領域、１０Ｗ…含侵領域、１５…粒体、２０，２００…排気ガス処理担体、２０ａ…外周面、３０，３００…金属シェル、３０ｂ，３００ｂ…内周面、４０…嵌入冶具、３００ｅ…開口、ＤＧ…最大外径、ＤＭ…内径、ＥＭ…エマルション、Ｐ…パイプ、ＳＢ…攪拌器、ＴＫ…タンク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ガス処理装置の内部において、排気ガス処理担体を保持するために用いられる排気ガス処理担体保持用マット、及び該マットを用いて組み立てられた排気ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の排気ガス処理担体保持用マットとしては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。図６（ａ）に、こうした排気ガス処理担体保持用マットの模式的な斜視構成を、また図６（ｂ）に、図６（ａ）のＥ−Ｅ線に沿った断面構造をそれぞれ示す。
【０００３】
図６（ａ）に示されるように、短冊状からなる排気ガス処理担体保持用マット１００には、その厚み方向に対する垂直な一対の平面である表面１００ａ及び裏面１００ｂが設けられている。なお、このマット１００自体は、無機繊維を積層させることにより形成されている。また、図６（ｂ）に示されるように、同マット１００の表面１００ａには、均一な密度で取り付けられた複数のニードルを繰り返し突き刺すニードリング処理が施されることによって、均一な凹凸構造が形成されている。
【０００４】
また、図７は、こうした排気ガス処理担体保持用マット１００が巻装された排気ガス処理担体が排気ガス処理装置の容器である金属シェルに嵌入される過程を模式的に示したものである。
【０００５】
図７に示されるように、円筒状の金属シェル３００の開口３００ｅから嵌入される円柱状の排気ガス処理担体２００には、その外周面に、排気ガス処理担体保持用マット１００がその表面１００ａが表となるように、巻装されている。また、こうしてマット１００が巻装された排気ガス処理担体２００の最大外径ＤＧは、金属シェル３００の内径ＤＭよりも若干径大となるように寸法設定されている。そして、マット１００が巻装された排気ガス処理担体２００は、その外周面が金属シェル３００の内周面３００ｂに対して押し付けられながら金属シェル３００に矢印ＡＲＥの方向に向けて嵌入される。なおこのとき、上記巻装されている排気ガス処理担体保持用マット１００の表面１００ａには、上述のように均一な凹凸構造が形成されているために、金属シェル３００の内周面３００ｂとの接触面積が抑えられ、ひいてはそれらの間で矢印ＡＲＦの方向に発生する摩擦力も抑制されるようになる。すなわち、排気ガス処理担体保持用マット１００が排気ガス処理担体２００から捲れることを抑制しつつ、同排気ガス処理担体２００を金属シェル３００に容易に嵌入することができ、その組み立て性が高められるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２６８５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記マット１００が巻装された排気ガス処理担体２００が金属シェル３００に嵌入された構造となる排気ガス処理装置は通常、車載内燃機関の排気管に接続されるが、同装置がこうして排気管に接続された場合には、排気ガス処理担体２００に対して排気ガスよる押圧力がかかることになる。特に近年は、排気ガス規制の強化に伴って、触媒コンバータやＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）等の排気ガス処理装置も大型化されるとともに、排気ガス圧も昇圧される傾向にある。そのため、排気ガス処理装置内での排気ガス処理担体２００のずれを抑え、かつシール性を確保するためには、金属シェル３００に対する排気ガス処理担体２００の嵌合強度、すなわち同排気ガス処理担体２００の上記排気ガス処理担体保持用マット１００を含めた金属シェル３００との結合強度を高める必要がある。しかし、金属シェル３００との間でこうして結合強度を高めるようにすれば、自ずと上記マット１００の圧入抵抗等も高めざるをえず、結局のところ、排気ガス処理装置としての上述した組み立て性の低下や歩留まりの低下が無視できなくなる。
【０００８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気ガス処理装置としての組み立て性や歩留まりを維持しつつ、担体のずれを抑え、シール性を高めることのできる排気ガス処理担体保持用マット、及び該マットを用いて組み立てられた排気ガス処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、排気ガス処理装置の容器である筒状のシェルの内周面と同シェルに内包される柱状の排気ガス処理担体の外周面との間に狭持される排気ガス処理担体保持用マットであって、前記シェルの内周面との対向面となる面に、凸部を分布形成する態様で部分埋設された熱溶融性材料からなる粒体が担持されてなることを要旨とする。
【００１０】
排気ガス処理担体保持用マットとしてのこのような構成によれば、凸部として分布形成された粒体により、排気ガス処理担体をシェルに嵌入させるときには、排気ガス処理担体保持用マットとシェルの内周面との接触面積が抑えられ、ひいてはそれらの間で発生する摩擦力も抑制されるようになる。このため、排気ガス処理担体保持用マットの捲れ等を抑制しつつ、排気ガス処理装置の組み立て性を高めることができるようになる。また、粒体は上記面に部分埋設、すなわち一部が上気凸部として突出した状態でその他の部分が埋設された状態に保持されているために、該粒体の担持も安定して実現されるようになる。しかも、上記粒体は熱溶融性の材料からなることから、排気ガス処理装置の組み立ての際、これを加熱することで排気ガス処理担体保持用マットとシェルの内周面との接触面積が広げられ、ひいてはそれらの間で発生する摩擦力を高めることができるようにもなる。すなわち、シェル内における排気ガス処理担体のずれを抑え、ひいてはシール性を高めることができるようにもなる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の排気ガス担体処理保持用マットにおいて、前記粒体は、同一方向に転動可能に部分埋設されてなることを要旨とする。
このような構成によれば、上記転動の方向を排気ガス処理担体の嵌入方向に一致させることで、上記担持された粒体がいわゆるころの働きを担うようになり、排気ガス処理担体の上記シェルへの嵌入もより容易となる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の排気ガス担体処理保持用マットにおいて、前記粒体は球状の形状からなることを要旨とする。
このような構成によれば、上記粒体の転動方向を常に排気ガス処理担体の嵌入方向に一致させることができるとともに、当該マットに対する粒体の担持も容易となる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気ガス担体処理保持用マットにおいて、前記粒体は、車載内燃機関の車両走行時における排気ガス温度によって溶融する樹脂からなることを要旨とする。
【００１４】
このような構成によれば、当該排気ガス処理担体保持用マットを内蔵する排気ガス処理装置では、これを車両に組み込むだけで上述した粒体の加熱効果を得ることができるようになる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気ガス処理担体保持用マットにおいて、当該マットが繊維集合体からなり、前記粒体は、前記繊維集合体と同粒体との結合材であるエマルションの乾燥痕を含む層に部分埋設されてなることを要旨とする。
【００１６】
このような構成によれば、粒体とエマルションとを分散させた液体を排気ガス処理担体保持用マットの上記対向面となる面から吹き付けて、粒体を上記対向面となる面に残置させつつエマルションを繊維集合体に含侵させることができる。また、その後乾燥させつつ、粒体を部分埋設させることができるようにもなり、粒体の安定した担持が容易に実現されるようになる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、柱状の排気ガス処理担体がその外周面を排気ガス処理担体保持用マットにより包まれた状態で筒状のシェルに内包されてなる排気ガス処理装置において、前記排気ガス処理担体保持用マットとして、請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気ガス処理担体保持用マットを備えることを要旨とする。
【００１８】
排気ガス処理装置としてのこのような構成によれば、排気ガス処理担体保持用マットとしての上述の作用効果に基づき、当該排気ガス処理装置の組み立て性や歩留まりを高めつつ、排気ガス処理担体のずれの抑制や、シール性の向上を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は、本発明にかかる排気ガス処理担体保持用マットの一実施の形態についてその斜視構造を模式的に示す斜視図。（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面を拡大して示す拡大断面図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、同実施の形態の排気ガス処理担体保持用マットの製造過程を模式的に示す断面図。
【図３】（ａ）は、同実施の形態の排気ガス処理担体保持用マットが巻装された排気ガス処理担体の斜視構造を模式的に示す斜視図。（ｂ）は、（ａ）の領域Ｂにおける断面を拡大して示す拡大断面図。
【図４】（ａ），（ｂ）は、上記実施の形態の排気ガス処理担体保持用マットを用いた本発明にかかる排気ガス処理装置の一実施の形態についてその組み立て工程を模式的に示す断面図。（ｃ）は、（ｂ）の領域Ｃにおける断面を拡大して示す拡大断面図。
【図５】（ａ），（ｂ）は、同実施の形態の排気ガス処理装置の内燃機関への組み付け後の態様を模式的に示す断面図。（ｃ）は、（ｂ）の領域Ｄにおける断面を拡大して示す拡大断面図。
【図６】（ａ）は、従来の排気ガス処理担体保持用マットについてその斜視構造を模式的に示した斜視図。（ｂ）は、（ａ）のＥ−Ｅ断面を拡大して示す拡大断面図。
【図７】従来の排気ガス処理担体保持用マットが巻装された被覆排気ガス処理担体が金属シェルに嵌入される過程を模式的に示した斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明にかかる排気ガス処理担体保持用マットの一実施形態について、図１，図２を参照して詳細に説明する。まず、図１を参照して、本実施の形態の排気ガス処理担体保持用マットの構造について説明する。
【００２１】
本実施の形態の排気ガス処理担体保持用マットは、排気ガス処理担体に巻装されるものであり、無機繊維を積層させることにより形成されている。そして、図１（ａ）に示すように、短冊状の排気ガス処理担体保持用マット１０には、その厚み方向に対する垂直な一対の平面として表面１０ａ及び裏面１０ｂが設けられている。
【００２２】
ここで、図１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面構造に基づいて、排気ガス処理担体保持用マット１０の構造を更に詳述する。
図１（ｂ）に示すように、排気ガス処理担体保持用マット１０の表面１０ａには、凸部を分布形成する態様で部分埋設された球状の粒体１５が担持されている。具体的には、例えば直径０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの粒体１５が１平方センチメートル当たり３０個〜７０個担持されるように、凸部が分布形成されている。なお、この粒体１５は、運転状態にある内燃機関の排気ガスの熱によって溶融し得る熱溶融性材料によって形成されている。また、排気ガス処理担体保持用マット１０は、通常円柱状からなる排気ガス処理担体の外周面と上記裏面１０ｂとが互いに密着するように巻装される。
【００２３】
次に、排気ガス処理担体保持用マット１０の製造方法の一例について、図２を参照して詳細に説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、マット材１０Ｍを用意する。なお、このマット材１０Ｍは、周知の無機繊維の集合体からなり、その内部は乾燥領域１０Ｄによって占められている。
【００２４】
次に、図２（ｂ）に示すように、粒体１５とエマルションＥＭとが分散した液体をマット材１０Ｍの表面１０ａに吹き付けていく。ちなみに、上記液体は攪拌器ＳＢによって攪拌されつつタンクＴＫに貯留されており、該タンクＴＫから引き出されたパイプＰの先端から噴射されることによって上記吹き付けが行われる。その結果、上記液体が吹き付けられた領域の表面１０ａ上に粒体１５が均一に分布するように残置されるとともに、エマルションＥＭは浸透してマット材１０Ｍの内部に含侵される。そして、このようにエマルションＥＭの含侵された領域が含侵領域１０Ｗとなる。
【００２５】
次に、図２（ｃ）に示すように、上記液体を表面１０ａの全域に吹き付けられたマット材１０Ｍの表面１０ａ及び裏面１０ｂを、互いに近づくように加熱しながらプレスすると同時に送風乾燥する。詳述すると、周知のプレス機によって表面１０ａに分散残置された粒体１５がマット材１０Ｍに部分埋設されるように加熱されながら押し込まれるとともに、矢線で示す表面１０ａから裏面１０ｂの方向への送風によって含侵領域１０ＷからエマルションＥＭの水分が除去される。なおこの際、粒体１５が溶融しない程度の温度に加熱を制限することに留意する。
【００２６】
これにより、図２（ｄ）に示すように、粒体１５が部分埋設、すなわち各々表面１０ａから突出する凸部が分布形成された状態でその他の部分がマット材１０Ｍに埋設された状態に保持されるようになる。また、排気ガス処理担体保持用マット１０の無機繊維積層部分（マット材１０Ｍ）は、エマルションＥＭから水分が除去された乾燥領域１０Ｄとなる。こうして、粒体１５が無機繊維積層部分（無機繊維集合体）と同粒体１５との結合材であるエマルションＥＭの乾燥痕を含む層に部分埋設された排気ガス処理担体保持用マット１０が得られる。
【００２７】
次に、このように製造された本実施の形態の排気ガス処理担体保持用マット１０が巻装された排気ガス処理担体について、図３を参照して詳細に説明する。
この排気ガス処理担体は、例えば、車載ガソリン機関で使用される三元触媒や車載ディーゼル機関で用いられるＤＰＦ等のフィルターに相当するものである。図３（ａ）に示すように、この排気ガス処理担体２０には、その外周面２０ａと排気ガス処理担体保持用マット１０の裏面１０ｂとが互いに密着するように排気ガス処理担体保持用マット１０が巻装され、かつ緊結されている。その結果、排気ガス処理担体保持用マット１０が巻装された排気ガス処理担体２０の最大外径部分における外周面は、上述のように製造された排気ガス処理担体保持用マット１０の表面１０ａとなる。すなわち、図３（ｂ）に示されるように、排気ガス処理担体２０の最大外径部分における外周面に、上述のように部分埋設された粒体１５による凸部が分布形成されることになる。
【００２８】
次に、上記構成を有する排気ガス処理担体保持用マット１０の作用として、同マット１０が巻装された排気ガス処理担体２０を金属シェル３０に嵌入する際にもたらされる作用について図４を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、排気ガス処理担体保持用マット１０が巻装された円柱状の排気ガス処理担体２０の最大外径ＤＧは、円筒状の金属シェル３０の内径ＤＭよりも若干拡径されるように寸法設定されている。そして、上記最大外径における外周面、すなわち排気ガス処理担体保持用マット１０の表面１０ａが、金属シェル３０の内周面３０ｂに押し付けられながら、金属シェル３０に矢印ＡＲ１の方向に向けて嵌入される。その際、排気ガス処理担体保持用マット１０の表面１０ａと金属シェル３０の内周面３０ｂとの間には、矢印ＡＲ１と反対方向である矢印ＡＲＦ１の方向に摩擦力（抵抗力）が発生する。またこのとき、上記表面１０ａの突端は、内径が徐々に絞られる形状の嵌入冶具４０によって案内される。すなわち、表面１０ａの最大外径ＤＧは嵌入冶具４０の内径によって徐々に縮径化されるために、嵌入冶具４０を用いない場合と比べて滑らかに上記嵌入を行うことができるようになる。
【００３０】
そして、図４（ｂ）に示すように、矢印ＡＲ１の方向に向けた上記嵌入を継続すると、排気ガス処理担体保持用マット１０の全体が金属シェル３０の径方向に均等に圧縮されるようになる。ここで、金属シェル３０の内周面３０ｂと接触する排気ガス処理担体保持用マット１０の表面１０ａには上述のように、粒体１５による凸部が分布形成されているため、内周面３０ｂとの接触面積が抑えられ、ひいてはそれらの間で矢印ＡＲＦ１の方向に発生する摩擦力も、凸部が分布形成されていない場合と比べて抑制されるようになる。
【００３１】
また、上記嵌入の過程では、図４（ｃ）に示すように、各粒体１５は金属シェル３０の内周面３０ｂに押し付けられながら移動するために、矢印ＡＲ１と反対方向に各粒体１５を転動させようとする矢印ＡＲ２の方向へのモーメントが発生する。その結果、このモーメントによって、各粒体１５はそれまで部分埋設されていた担持跡を回転ガイドとする回転運動が許容されるようになる。すなわち、各粒体１５が矢印ＡＲ２の方向に転動する、いわゆるころの働きを担うようになるために、矢印ＡＲＦ１の方向に発生する上記摩擦力がさらに抑制されるようになる。
【００３２】
このように、排気ガス処理担体保持用マット１０としての上記構成によれば、排気ガス処理担体２０から捲れたり無機繊維積層部分が折れたりすることをさらに抑制しつつ、排気ガス処理担体２０を金属シェル３０に容易に嵌入することができ、排気ガス処理装置としての組み立て性が大幅に高められるようになる。
【００３３】
次に、上記構成を有する排気ガス処理担体保持用マット１０の作用として、同マット１０が巻装された排気ガス処理担体２０を内蔵する車載排気ガス処理装置が使用される際にもたらされる作用について図５を参照して詳細に説明する。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、内燃機関を車両に搭載する工程として組み付けが行われた直後の排気ガス処理装置は、その排気管の一部を構成する円筒状の金属シェル３０と、排気ガス処理担体２０との間にあって、上記排気ガス処理担体保持用マット１０の各粒体１５が転動可能な状態にある。その後、車両の走行に伴って内燃機関が稼動すると、それら各粒体１５は、同機関から矢印ＡＲ３の方向に排出される高温の排気ガスに曝されるようになる。そしてその結果、図５（ｂ）に示すように、上記排気ガスの熱によって、熱溶融性材料からなる粒体１５及びエマルションＥＭの乾燥痕を含む層に残留していたバインダー（図示略）が共に溶融されて、排気ガス処理担体保持用マット１０の表面１０ａの全面が金属シェル３０の内周面３０ｂと密着するようになる。詳述すると、図５（ｃ）に示すように、表面１０ａと内周面３０ｂとを離間させていた各粒体１５とエマルションＥＭの乾燥痕を含む層を硬化させていた上記バインダーとの溶融によって、柔軟性を回復した排気ガス処理担体保持用マット１０の表面１０ａは、各粒体１５の担持跡も含めて矢印ＡＲ４の方向に膨張するようになる。これにより、排気ガス処理担体保持用マット１０の表面１０ａの全面が金属シェル３０の内周面３０ｂと密着するようになるために、金属シェル３０の内部にて排気ガス処理担体２０を保持する大きな保持力（摩擦力）が、上記矢印ＡＲ３の方向と抗する方向に、すなわち矢印ＡＲＦ２の方向に生じるようになる。そしてこれにより、金属シェル３０内における排気ガス処理担体２０のずれを抑え、ひいてはシール性を高めることができるようになる。
【００３５】
換言すると、上記構成を有する排気ガス処理担体保持用マット１０を内蔵した排気ガス処理装置では、同マット１０の作用によって、排気ガス処理装置自らの組み立て性や歩留まりが高められるとともに、該排気ガス処理装置内における排気ガス処理担体２０のずれが抑制され、かつシール性も高められるようになる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態にかかる排気ガス処理担体保持用マット、あるいは排気ガス処理装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）排気ガス処理担体保持用マット１０の金属シェル３０の内周面３０ｂとの対向面となる面である表面１０ａに、凸部を分布形成する態様で部分埋設された熱溶融性材料からなる粒体１５を担持させるようにした。その結果、排気ガス処理担体２０を金属シェル３０に嵌入させるときには、表面１０ａと内周面３０ｂとの接触面積が抑えられ、ひいてはそれらの間で発生する摩擦力も抑制することができるようになる。すなわち、排気ガス処理担体保持用マット１０の捲れ等を抑制しつつ、排気ガス処理装置の組み立て性を高めることができるようになる。
【００３７】
（２）排気ガス処理担体保持用マット１０を内蔵する排気ガス処理装置では、粒体１５を加熱することによって、同粒体１５により分布形成されている凸部が溶融される。その結果、表面１０ａと内周面３０ｂとの接触面積が広げられ、ひいてはそれらの間で発生する摩擦力を高めることができるようにもなる。
【００３８】
（３）排気ガス処理担体２０を金属シェル３０に嵌入するときに発生するモーメントによって、各粒体１５はそれまで部分埋設されていた担持跡を回転ガイドとする回転運動が許容されるようになる。すなわち、各粒体１５が転動するいわゆるころの働きを担うようになるために、排気ガス処理担体２０を金属シェル３０にさらに容易に嵌入することができるようになる。
【００３９】
（４）粒体１５は、運転状態にある内燃機関の排気ガスの熱によって溶融する熱溶融性材料によって形成されている。そのため、排気ガス処理担体保持用マット１０を内蔵する排気ガス処理装置では、同装置を車両に組み込むだけで上述した粒体の加熱効果を得ることができるようになる。
【００４０】
（５）粒体１５とエマルションＥＭとを分散させた液体を表面１０ａから吹き付けて、粒体１５を表面１０ａに分散残置させつつエマルションＥＭを繊維集合体に含侵させることができる。また、その後乾燥させることによって、表面１０ａを含むように形成されたエマルションＥＭの乾燥痕（バインダー）を含む層に粒体１５を均一に分布かつ部分埋設させることができるようにもなる。そして、粒体１５及び上記バインダーの溶融後によって、柔軟性を回復した繊維集合体の復元力によって粒体１５の担持跡を消去しつつ、排気ガス処理装置内において、表面１０ａと内周面３０ｂとの接触面積をさらに広げることができるようにもなる。
【００４１】
（６）排気ガス処理担体保持用マット１０を内蔵する排気ガス処理装置では、同マット１０の作用によって、排気ガス処理装置自らの組み立て性や歩留まりが高められるとともに、該排気ガス処理装置内における排気ガス処理担体２０のずれが抑制され、かつシール性も高められるようになる。
（変形例）
なお、上記実施の形態は、以下のような態様をもって実施することもできる。
【００４２】
・上記実施の形態において、粒体１５は球状の形状からなるとしたが、真球に限らず、多少の凹凸があってもよい。また、球状の形状に限らず、例えば円柱状や樽状の中実形状であっても、円筒状の中空形状であってもよい。要は、表面１０ａ上にて、転動しやすい形状の粒体１５が、転動方向が排気ガス処理担体保持用マット１０の嵌入方向に一致するように担持されていればよい。このようにしても、上記（１）〜（６）に準じた効果を得ることはできる。
【００４３】
・上記実施の形態において、粒体１５は転動可能であるとしたが、これに限らず、転動しない構成であってもよい。すなわち、粒体１５は、例えば円錐状や角錐状等の先細りした形状であって、先細りした部分が凸部を形成するものであってもよい。要は、上記マット１０の表面１０ａと金属シェル３０の内周面３０ｂとの接触面積を縮小することのできる構造であればよい。加えて、排気ガス処理担体２０の嵌入を滑らかにするためには、凸部の先端は曲面であることがより望ましい。
【００４４】
・粒体１５が溶融する温度は、１５０℃〜２００℃であることが望ましい。この程度の溶融温度とすれば、内燃機関の暖機運転時の排気ガスであっても粒体１５を溶融させることができるようになる。
【００４５】
・粒体１５は排気ガスの熱によって溶融するものだけでなく、焼失する有機物であってもよい。要は、上記マット１０の表面１０ａ上にて凸部を形成して排気ガス処理担体２０の嵌入時に表面１０ａと金属シェル３０の内周面３０ｂとの接触面積を縮小するとともに、その後、排気ガスの熱等によって表面１０ａから除去されて、マット材１０Ｍを形成する無機繊維集合体としての本来の性質を出現させ得るものであればよい。
【００４６】
・マット材１０Ｍは無機繊維集合体であるとしたが、具体的にはセラミック繊維やガラス繊維等の集合体とすることが望ましい。また、繊維集合体であるかないかに拘らず、柔軟性があって圧縮力が解除された場合には元の形状に復元する機能を有する材料であればよい。要は、粒体１５が溶融したとしても、これに追随して溶融せず、かつ柔軟性のある材料によってマット材１０Ｍが構成されていればよい。
【００４７】
・エマルションＥＭの乾燥痕であるバインダーは、粒体１５を表面１０ａに担持することができる接着力を有するとともに、上記乾燥痕を含む層の曲げ性を担保するためには、有機性であることが望ましい。中でも汎用性や扱い易さに優れ、粒体１５と同等の１５０℃〜２００℃の温度帯で溶融するラテックス樹脂であることが特に望ましい。
【００４８】
・上記実施の形態において、排気ガス処理担体２０を嵌入する容器は金属シェル３０であるとしたが、これに限らず、例えば耐熱性を有する樹脂製のシェルであってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１００…排気ガス処理担体保持用マット、１０ａ，１００ａ…表面、１０ｂ，１００ｂ…裏面、１０Ｍ…マット材、１０Ｄ…乾燥領域、１０Ｗ…含侵領域、１５…粒体、２０，２００…排気ガス処理担体、２０ａ…外周面、３０，３００…金属シェル、３０ｂ，３００ｂ…内周面、４０…嵌入冶具、３００ｅ…開口、ＤＧ…最大外径、ＤＭ…内径、ＥＭ…エマルション、Ｐ…パイプ、ＳＢ…攪拌器、ＴＫ…タンク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス処理装置の容器である筒状のシェルの内周面と同シェルに内包される柱状の排気ガス処理担体の外周面との間に狭持される排気ガス処理担体保持用マットにおいて、
前記シェルの内周面との対向面となる面に、凸部を分布形成する態様で部分埋設された熱溶融性材料からなる粒体が担持されてなる
ことを特徴とする排気ガス処理担体保持用マット。
【請求項２】
前記粒体は、同一方向に転動可能に部分埋設されてなる
請求項１に記載の排気ガス処理担体保持用マット。
【請求項３】
前記粒体は球状の形状からなる
請求項１または２に記載の排気ガス処理担体保持用マット。
【請求項４】
前記粒体は、車載内燃機関の車両走行時における排気ガス温度によって溶融する樹脂からなる
請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気ガス処理担体保持用マット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気ガス処理担体保持用マットにおいて、
当該マットが繊維集合体からなり、前記粒体は、前記繊維集合体と同粒体との結合材であるエマルションの乾燥痕を含む層に部分埋設されてなる
ことを特徴とする排気ガス処理担体保持用マット。
【請求項６】
柱状の排気ガス処理担体がその外周面を排気ガス処理担体保持用マットにより包まれた状態で筒状のシェルに内包されてなる排気ガス処理装置において、
前記排気ガス処理担体保持用マットとして、請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気ガス処理担体保持用マットを備える
ことを特徴とする排気ガス処理装置。
【請求項１】
排気ガス処理装置の容器である筒状のシェルの内周面と同シェルに内包される柱状の排気ガス処理担体の外周面との間に狭持される排気ガス処理担体保持用マットにおいて、
前記シェルの内周面との対向面となる面に、凸部を分布形成する態様で部分埋設された熱溶融性材料からなる粒体が担持されてなる
ことを特徴とする排気ガス処理担体保持用マット。
【請求項２】
前記粒体は、同一方向に転動可能に部分埋設されてなる
請求項１に記載の排気ガス処理担体保持用マット。
【請求項３】
前記粒体は球状の形状からなる
請求項１または２に記載の排気ガス処理担体保持用マット。
【請求項４】
前記粒体は、車載内燃機関の車両走行時における排気ガス温度によって溶融する樹脂からなる
請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気ガス処理担体保持用マット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気ガス処理担体保持用マットにおいて、
当該マットが繊維集合体からなり、前記粒体は、前記繊維集合体と同粒体との結合材であるエマルションの乾燥痕を含む層に部分埋設されてなる
ことを特徴とする排気ガス処理担体保持用マット。
【請求項６】
柱状の排気ガス処理担体がその外周面を排気ガス処理担体保持用マットにより包まれた状態で筒状のシェルに内包されてなる排気ガス処理装置において、
前記排気ガス処理担体保持用マットとして、請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気ガス処理担体保持用マットを備える
ことを特徴とする排気ガス処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２０７５５３（Ｐ２０１２−２０７５５３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７２０１４（Ｐ２０１１−７２０１４）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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