(57)【要約】【課題】  排ガス処理体を斑なく加熱することができる排ガス浄化装置に用いる保持シール材を提供すること。【解決手段】  電気伝導性を有する柱状の排ガス処理体ユニットが複数個集合して形成される排ガス処理体と、上記排ガス処理体の周囲に配設された保持シール材と、上記排ガス処理体を収容するケーシングとを備える排ガス浄化装置に用いられる保持シール材であって、上記保持シール材は、無機繊維を含み、第１の主面と第２の主面とを有する平面視矩形状のマットからなり、上記保持シール材は、上記排ガス処理体を構成する各排ガス処理体ユニット同士の間を１枚で連続して介在するように構成されており、上記保持シール材の第１の主面及び／又は第２の主面には、上記排ガス処理体ユニットに通電するための少なくとも一対の電極が、上記保持シール材の長手方向に沿って配設されており、上記電極は、上記保持シール材が各排ガス処理体ユニット同士の間を連続して介在する際に、自身が接触して短絡しないように構成されていることを特徴とする保持シール材。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気伝導性を有する柱状の排ガス処理体ユニットが複数個集合して形成される排ガス処理体と、
前記排ガス処理体の周囲に配設された保持シール材と、
前記排ガス処理体を収容するケーシングとを備える排ガス浄化装置に用いられる保持シール材であって、
前記保持シール材は、無機繊維を含み、第１の主面と第２の主面とを有する平面視矩形状のマットからなり、
前記保持シール材は、前記排ガス処理体を構成する各排ガス処理体ユニット同士の間を１枚で連続して介在するように構成されており、
前記保持シール材の第１の主面及び／又は第２の主面には、前記排ガス処理体ユニットに通電するための少なくとも一対の電極が、前記保持シール材の長手方向に沿って配設されており、
前記電極は、前記保持シール材が各排ガス処理体ユニット同士の間を連続して介在する際に、自身が接触して短絡しないように構成されていることを特徴とする保持シール材。
【請求項２】
前記電極は、前記保持シール材の長手方向に沿って連続している請求項１に記載の保持シール材。
【請求項３】
前記保持シール材の第１の主面及び／又は第２の主面には有機シートが貼付され、
前記有機シートと前記保持シール材の第１の主面及び／又は第２の主面との間には、前記電極が狭持されている請求項１又は２に記載の保持シール材。
【請求項４】
前記有機シートの構成材料は、ポリオレフィン樹脂、ビニル樹脂、スチロール樹脂及びポリエステル樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項１〜３のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項５】
前記電極の構成材料は、白金、金、銀、ケイ素及びケイ素−炭化ケイ素からなる群から選択された少なくとも１種からなる請求項１〜４のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の保持シール材を製造する方法であって、
無機繊維を含み、第１の主面と第２の主面とを有する平面視矩形状のマットからなる保持シール材を準備する保持シール材準備工程と、
前記保持シール材の第１の主面及び／又は第２の主面に少なくとも一対の電極を配設する電極配設工程とを含むことを特徴とする保持シール材の製造方法。
【請求項７】
電気伝導性を有する柱状の排ガス処理体ユニットが複数個集合して形成される排ガス処理体と、
前記排ガス処理体の周囲に配設された保持シール材と、
前記排ガス処理体を収容するケーシングとを備える排ガス浄化装置であって、
前記保持シール材は、無機繊維を含み、第１の主面と第２の主面とを有する平面視矩形状のマットからなり、
前記排ガス処理体を構成する各排ガス処理体ユニット同士の間には、連続する一枚の前記保持シール材が介在されており、
前記排ガス処理体ユニットと、前記保持シール材との間には、前記排ガス処理体ユニットに通電するための少なくとも一対の電極が、前記保持シール材の長手方向に沿って並設されており、
前記電極は、自身が接触して短絡しないように配設されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項８】
前記排ガス処理体を構成する全ての前記排ガス処理体ユニット同士の間には、連続する一枚の前記保持シール材が介在されており、前記電極は、前記保持シール材の長手方向に沿って連続している請求項７に記載の排ガス浄化装置。
【請求項９】
前記排ガス処理体は、複数の形状の異なる柱状の排ガス処理体ユニットを組み合わせることにより、所定の排ガス処理体の形状が形成されている請求項７又は８に記載の排ガス浄化装置。
【請求項１０】
前記電極は、前記排ガス処理体を構成する全ての排ガス処理体ユニットと接触している請求項７〜９のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
【請求項１１】
前記電極は、前記保持シール材の第１の主面と、前記排ガス処理体ユニットとの間のみに配設されている請求項７〜１０のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
【請求項１２】
前記電極は、前記保持シール材の第１の主面と前記排ガス処理体ユニットとの間、及び、前記保持シール材の第２の主面と前記排ガス処理体ユニットとの間の両方に配設されている請求項７〜１０のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
【請求項１３】
前記排ガス処理体ユニットは、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたセラミック製のハニカム焼成体からなる請求項７〜１２のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
【請求項１４】
前記排ガス処理体ユニットは、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された金属製のハニカム体からなる請求項７〜１２のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
【請求項１５】
前記排ガス処理体ユニットは、触媒を担持してなる請求項７〜１４のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
【請求項１６】
請求項７〜１５のいずれかに記載の排ガス浄化装置の製造方法であって、
無機繊維を含み、第１の主面と第２の主面とを有する平面視矩形状のマットからなる保持シール材を準備する保持シール材準備工程と、
前記保持シール材の第１の主面及び／又は第２の主面に、少なくとも一対の電極を配設する電極配設工程と、
柱状の排ガス処理体ユニットと、前記保持シール材との間に前記電極が配設され、かつ、一枚の前記保持シール材が、複数個の前記排ガス処理体ユニット同士の間に連続して介在するように、前記保持シール材を前記排ガス処理体ユニットに巻き付けることにより複数個の前記排ガス処理体ユニットを集合し、排ガス処理体を形成する排ガス処理体作製工程と、
前記保持シール材をさらに前記排ガス処理体の周囲に巻き付ける巻き付け工程と、
前記保持シール材がその周囲に巻き付けられた前記排ガス処理体をケーシング内部に収容する収容工程とを含むことを特徴とする排ガス浄化装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持シール材、保持シール材の製造方法、及び、排ガス浄化装置に関する。
【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やＨＣ、ＮＯｘ等の有害なガス成分も含まれていることから、この有害なガス成分が環境や人体に及ぼす影響についても懸念されている。
【０００３】
そこで、排ガス中のＰＭを捕集したり、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、炭化ケイ素やコージェライトなどの多孔質セラミック又は金属からなる排ガス処理体と、排ガス処理体を収容するケーシングと、排ガス処理体とケーシングとの間に配設される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。
【０００４】
上記排ガス浄化装置のなかで、上記した有害なガス成分を浄化する触媒コンバータ装置は、所定の活性化温度に到達した状態でないと排ガス処理体が充分な触媒作用を発揮することができない。しかし、例えば、エンジン等の内燃機関を始動した直後や、ハイブリッドエンジンを搭載した自動車でエンジンが稼働していない場合等においては、排ガス処理体の温度が活性化温度より低い温度となり、有害なガス成分を充分に浄化することができない場合がある。
【０００５】
このため、特許文献１には、金属製触媒担体自身を発熱抵抗体、つまり電熱ヒータとして利用し、上記のような場合であっても、金属製触媒担体を活性化温度以上の温度に昇温させる排気浄化用触媒コンバータが提案されている。
図１７は、従来の金属製触媒担体自身を発熱抵抗体とした排気浄化用触媒コンバータの一例を模式的に示す断面図である。
図１７に示す排気浄化用触媒コンバータ１は、ケーシング（金属製シェル）２２内に複数個の金属製触媒担体２〜４が排ガスの流通する方向に間隔を隔てて配置されている。金属製触媒２〜４は、触媒を担持する波状の金属板と平板とを交互に積層して長円状に巻回したものの両端をロー付して構成されている。これら金属製触媒担体２〜４には、ケーシング２２を貫通する＋側電極部材５〜７及び−側電極部材８〜１０がそれぞれ着装されている。＋側電極部材５〜７及び−側電極部材８〜１０は、導電性の放熱板１１、１２により、それぞれ連結されている。各電極部材５〜１０の突出部はナット１３〜１８で固定されている。金属触媒担体２〜４とケーシング２２との間には電気絶縁材であって緩衝性を有する環状の保持シール材（マット部材）１９〜２１が介装されている。
排気浄化用触媒コンバータ１では、保持シール材１９〜２１には孔が形成され、この孔に電極部材５〜１０が挿入されることより、金属製触媒担体２〜４と電極部材５〜１０とが接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２６９３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記排気浄化用触媒コンバータ１には、以下のような問題が存在する。
すなわち、上記排気浄化用触媒コンバータ１では、金属製触媒担体２〜４の表層に設置された電極部材５〜１０からのみの電圧印加となる。一般に、電流は両電極間の最短経路で流れる傾向があるので、金属製触媒担体２〜４に流れる電流は、金属製触媒担体全体に均一に流れにくい。そのため、金属製触媒担体２〜４の昇温には部分的な斑が生じやすくなる。また、上記排気浄化用触媒コンバータでは、金属製触媒担体２〜４の表層に設置された電極部材５〜１０からのみの電圧印加となるので、効率的に排ガス浄化を行うために金属製触媒担体の任意の位置を選択して発熱量を多くすることは難しいという問題がある。
【０００８】
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、排ガス処理体を斑なく加熱することができる排ガス浄化装置に用いる保持シール材、上記保持シール材の製造方法、上記保持シール材が用いられた排ガス浄化装置、及び、上記保持シール材が用いられた排ガス浄化装置の製造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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の保持シール材では、電気伝導性を有する柱状の排ガス処理体ユニットが複数個集合して形成される排ガス処理体と、上記排ガス処理体の周囲に配設された保持シール材と、上記排ガス処理体を収容するケーシングとを備える排ガス浄化装置に用いられる保持シール材であって、上記保持シール材は、無機繊維を含み、第１の主面と第２の主面とを有する平面視矩形状のマットからなり、上記保持シール材は、上記排ガス処理体を構成する各排ガス処理体ユニット同士の間を１枚で連続して介在するように構成されており、上記保持シール材の第１の主面及び／又は第２の主面には、上記排ガス処理体ユニットに通電するための少なくとも一対の電極が、上記保持シール材の長手方向に沿って配設されており、上記電極は、上記保持シール材が各排ガス処理体ユニット同士の間を連続して介在する際に、自身が接触して短絡しないように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の保持シール材は、通常、電気伝導性を有する排ガス処理体ユニットに巻き付け、該保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体をケーシングに収容して使用するが、上記保持シール材が電極を備えているため、任意のタイミングで電気伝導性を有する排ガス処理体ユニットに通電し、排ガス処理体ユニットを発熱させることができる。
従って、このような排ガス浄化装置では、エンジン等の内燃機関を始動した直後の排ガス処理体（触媒担体）の昇温のみでなく、ハイブリッド車両等のモータ及びエンジンを搭載した車両がモータを稼働させ、エンジンが稼働していない時にも、所定の温度以上の温度を保つように排ガス処理体を発熱させることができる。そのため、エンジンが稼働し始めた際、直ぐに排ガス処理体を排ガス浄化装置として機能させることができる。
【００１１】
また、本発明の保持シール材が用いられた排ガス浄化装置では、電気伝導性を有する排ガス処理体ユニットに直接通電するので、排ガス処理体を構成する排ガス処理体ユニットの配置位置に関わらず排ガス処理体ユニットを発熱させることができる。従って、排ガス処理体全体を斑なく昇温させることができる。
【００１２】
本発明の保持シール材が用いられた排ガス浄化装置では、保持シール材に配設されている電極は、保持シール材からの面圧を受けることにより、保持シール材と、排ガス処理体ユニットとの間に固定されることになる。また、排ガス処理体ユニットが熱膨張することにより体積が増加した場合であっても、保持シール材はその体積の増加を吸収することができる。そのため、電極は、排ガス処理体ユニットの体積が増加して形状が変化した場合であっても、排ガス処理体ユニットから離れにくく、接続不良になりにくい。
【００１３】
本発明の保持シール材が用いられた排ガス浄化装置では、従来の排ガス浄化装置のように電極部材をケーシングの外から挿入する必要がないので、ケーシング及び保持シール材に孔を形成する必要がない。そのため、排ガス浄化装置を製造する際に、ケーシングと、保持シール材とを位置合わせする必要がないので、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体をケーシング内部に収容する方法として圧入方式、サイジング方式等を用いることができる。
【００１４】
また、本発明の保持シール材が用いられた排ガス浄化装置では、保持シール材に孔を形成して保温面積を減少させる必要がないので、保持シール材の反発力の総和が低下することがなく、保持シール材により充分に排ガス処理体を保温することが可能な排ガス浄化装置を提供することができる。
【００１５】
本発明の保持シール材では、上記電極は、上記保持シール材の長手方向に沿って連続していることが望ましい。
電極が保持シール材の長手方向に沿って連続していると、電極の端部を電源と接続することにより、連続する電極の全ての部分に通電することができる。そのため、本発明の保持シール材が用いられた排ガス浄化装置では、連続する電極に接触する全ての排ガス処理体ユニットに容易に通電することができる。
【００１６】
本発明の保持シール材では、上記保持シール材の第１の主面及び／又は第２の主面には有機シートが貼付され、上記有機シートと上記保持シール材の第１の主面及び／又は第２の主面との間には、上記電極が狭持されていることが望ましい。
上記構成の保持シール材では、有機シートが電極を保護することになるので、外部からの衝撃等により電極が損傷することを防ぐことができる。
また、保持シール材を排ガス処理体ユニットに巻き付ける際に、有機シートが貼付されていない場合には、電極と、排ガス処理体ユニットとが直接接触するので、電極と、排ガス処理体ユニットとが擦れ電極が破損することがある。しかし、上記構成の保持シール材では、電極と、排ガス処理体ユニットとが直接接触することはない。従って、電極が破損することを防ぐことができる。
また、上記構成の保持シール材では、電極が、有機シートにより保持シール材の主面に固定されることになるので、上記構成の保持シール材をそのまま排ガス処理体ユニットの周囲に巻き付け、保持シール材と排ガス処理体ユニットとの間に電極を配設することができ、容易に電極を備えた排ガス浄化装置を作製することができる。
さらに、上記構成の保持シール材が用いられた排ガス浄化装置では、排ガス浄化装置に排ガスが流入すると、有機シートは熱分解により消失する。そうすると、電極と排ガス処理体ユニットとが直接接触することになるので、排ガス処理体ユニットに通電することができ、排ガス処理体ユニットを発熱させることができる。
【００１７】
本発明の保持シール材では、上記有機シートの構成材料は、ポリオレフィン樹脂、ビニル樹脂、スチロール樹脂及びポリエステル樹脂からなる群から選択される少なくとも１種からなることが望ましい。
有機シートの構成材料が、ポリオレフィン樹脂、ビニル樹脂、スチロール樹脂及びポリエステル樹脂からなる群から選択される少なくとも１種からなると、これらの樹脂は充分な柔軟性を有するので外部からの衝撃を吸収することができる。また、上記構成の保持シール材が用いられた排ガス浄化装置に排ガスが流入した際に、有機シートが熱分解しやすくなる。
【００１８】
本発明の保持シール材では、上記電極の構成材料は、白金、金、銀、ケイ素及びケイ素−炭化ケイ素からなる群から選択された少なくとも１種からなることが望ましい。
電極の構成材料が、白金、金、銀、ケイ素及びケイ素−炭化ケイ素からなる群から選択された少なくとも１種からなると、導電性向上に効果がある。また、種々の物質を組み合わせることにより、要求される排ガス処理体ユニットの特性に応じて種々の特性を有する電極とすることができ、この電極を用いて排ガス処理体ユニットに通電することにより、排ガス処理体ユニットを好適に発熱させることができる。
【００１９】
本発明の保持シール材の製造方法は、上記構成の保持シール材を製造する方法であって、無機繊維を含み、第１の主面と第２の主面とを有する平面視矩形状のマットからなる保持シール材を準備する保持シール材準備工程と、上記保持シール材の第１の主面及び／又は第２の主面に少なくとも一対の電極を配置する電極配設工程とを含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明の保持シール材の製造方法により、本発明の保持シール材を製造することができる。
【００２１】
本発明の排ガス浄化装置では、電気伝導性を有する柱状の排ガス処理体ユニットが複数個集合して形成される排ガス処理体と、上記排ガス処理体の周囲に配設された保持シール材と、上記排ガス処理体を収容するケーシングとを備える排ガス浄化装置であって、上記保持シール材は、無機繊維を含み、第１の主面と第２の主面とを有する平面視矩形状のマットからなり、上記排ガス処理体を構成する各排ガス処理体ユニット同士の間には、連続する一枚の上記保持シール材が介在されており、上記排ガス処理体ユニットと、上記保持シール材との間には、上記排ガス処理体ユニットに通電するための少なくとも一対の電極が、上記保持シール材の長手方向に沿って並設されており、上記電極は、自身が接触して短絡しないように配設されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の排ガス浄化装置では、電気伝導性を有する排ガス処理体ユニットに直接通電するので、排ガス処理体を構成する排ガス処理体ユニットの配置位置に関わらず排ガス処理体ユニットを発熱させることができる。
従って、排ガス処理体全体を斑なく昇温させることができる。また、排ガス処理体ユニットの電気抵抗値等の特性を変更することにより、排ガス処理体の一部の排ガス処理体ユニットを選択的に発熱させることもできるので、効率的に排ガス浄化を行うために排ガス処理体の任意の位置を選択して発熱量を多くすることができる。
【００２３】
本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体を発熱させる手段として、電気伝導性を有する排ガス処理体ユニットに通電するための少なくとも一対の電極を用いており、この電極と電源とは、接続部材等を用いて容易に接続させることができるので、接続不良が発生するおそれが殆どない。また、排ガス処理体ユニットと保持シール材との間に配設された電極は、保持シール材からの面圧を受けるので、電極は、排ガス処理体ユニットに押し付けられる。そのため、電極が排ガス処理体ユニットから離間するおそれが殆どない。
【００２４】
本発明の排ガス浄化装置では、ケーシングや保持シール材に大きな孔を形成し、外部から電極部材を排ガス処理体に当接させる必要がないので、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体をケーシング内部に収容する方法として、圧入等の種々の方法をとることができる。
【００２５】
本発明の排ガス浄化装置では、保持シール材に孔を形成して保温面積を減少させる必要がないので、保持シール材の反発力の総和が低下することがなく、上記保持シール材により充分に排ガス処理体を保温することが可能な排ガス浄化装置を提供することができる。
また、排ガス処理体ユニット同士の間に保持シール材が存在するので、保持シール材の保温効果により、排ガス処理体ユニットの温度を排ガスを処理するのに好適な温度に維持しやすくなる。
【００２６】
本発明の排ガス浄化装置では、電極自体が発熱体にもなるので、電極が発熱することにより、排ガス処理体ユニットを加熱することができる。
【００２７】
排ガス処理体に排ガスが流通することによる加熱や、排ガス処理体ユニットが通電されることによる発熱等により、排ガス処理体ユニットが高温になり、排ガス処理体ユニットに体積の変化が生じた場合であっても、排ガス処理体ユニット同士の間には、上記保持シール材が介在しており、保持シール材は、無機繊維を含むマットからなるので、排ガス処理体ユニットの体積変化を吸収することができる。そのため、排ガス処理体ユニットに体積の変化が生じることに起因するクラック等の損傷の発生をする防止することができる。
【００２８】
本発明の排ガス浄化装置では、電極が自身と接触して短絡しないように配設されているので、排ガス浄化装置を使用することにより振動などで電極の位置が少しずれたとしても短絡が生じることはない。
【００２９】
本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体ユニットは、排ガス処理体の周囲に配設された保持シール材からの面圧のみならず、排ガス処理体ユニット同士の間に介在している保持シール材からの面圧を受けることになる。その結果、排ガス処理体を構成する排ガス処理体ユニットが抜け落ちることを防止できる。
【００３０】
本発明の排ガス浄化装置では、エンジン等の内燃機関を始動した直後の排ガス処理体（触媒担体）の昇温のみでなく、ハイブリッド車両等のモータ及びエンジンを搭載した車両がモータを稼働させ、エンジンが稼働していない時にも、所定の温度以上の温度を保つように排ガス処理体を発熱させることができる。そのため、エンジンが稼働し始めた際、直ぐに排ガス処理体を排ガス浄化装置として機能させることができる。
【００３１】
本発明の排ガス浄化装置では、上記排ガス処理体を構成する全ての上記排ガス処理体ユニット同士の間には、連続する一枚の上記保持シール材が介在されており、上記電極は、上記保持シール材の長手方向に沿って連続していることが望ましい。
上記構成の排ガス浄化装置では、全ての排ガス処理体ユニット同士は、直接接触することはなく、排ガス処理体ユニット同士が直接接触することによるクラック等の損傷の発生を防止することができる。
また、連続する一枚の上記保持シール材が介在されていることにより排ガス処理体ユニット同士の間には保持シール材の継ぎ目がなくシール性を損なうことがない。
また、電極が保持シール材の長手方向に沿って連続していると、電極の端部を電源と接続することにより、連続する電極の全ての部分に通電することができる。そのため、連続する電極に接触する全ての排ガス処理体ユニットに容易に通電することができる。
【００３２】
本発明の排ガス浄化装置では、上記排ガス処理体は、複数の形状の異なる柱状の排ガス処理体ユニットを組み合わせることにより、所定の排ガス処理体の形状が形成されていることが望ましい。
排ガス処理体が上記形状であると、単にこれら複数種類の排ガス処理体ユニットを保持シール材を介して組み合わせるのみで、簡単に排ガス処理体を構成することができる。また、予め、所定の排ガス処理体の形状が形成される組み合わせとなる種々の形状の排ガス処理体ユニットを製造しておくことにより、要求される種々の形状の排ガス処理体を容易に作製することができ、排ガス処理体の形状に関する多様な要求に比較的容易に答えることができる。
【００３３】
本発明の排ガス浄化装置では、上記電極が、上記排ガス処理体を構成する全ての排ガス処理体ユニットと接触していることが望ましい。
電極が、排ガス処理体を構成する全ての排ガス処理体ユニットと接触していると、全ての排ガス処理体ユニットに通電することができるので、排ガス処理体を斑なく昇温させることができる。
【００３４】
本発明の排ガス浄化装置では、上記電極は、上記保持シール材の第１の主面と、上記排ガス処理体ユニットとの間のみに配設されていてもよい。
上記のように電極が配設されていると、電極と電源とを接続する配線を複雑にすることなく、電極と電源とを接続することができる。
【００３５】
本発明の排ガス浄化装置では、上記電極は、上記保持シール材の第１の主面と上記排ガス処理体ユニットとの間、及び、上記保持シール材の第２の主面と上記排ガス処理体ユニットとの間の両方に配設されていてもよい。
上記のように電極が配設されていると、隣り合う排ガス処理体ユニット同士の間に１層の保持シール材を配設するだけで、隣り合う排ガス処理体ユニットの両方に通電することができる。
【００３６】
本発明の排ガス浄化装置では、上記排ガス処理体ユニットは、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたセラミック製のハニカム焼成体からなることが望ましい。
排ガス処理体ユニットがセラミック製のハニカム焼成体であると、セラミックは、脆性材料であるので、機械的な衝撃等により破壊され易いが、排ガス処理体ユニットの側面の周囲には、保持シール材が介在し、衝撃を吸収するので、機械的な衝撃や熱衝撃により排ガス処理体ユニットにクラック等を発生するのを防止することができる。
【００３７】
本発明の排ガス浄化装置では、上記排ガス処理体ユニットは、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された金属製のハニカム体からなることが望ましい。
金属製ハニカム体は通電により発熱するので、発熱体として適している。また、圧力損失の低減、低熱容量化に効果がある。さらに、強い衝撃を受けた場合であってもクラックが生じにくい。
【００３８】
本発明の排ガス浄化装置では、上記排ガス処理体ユニットは、触媒を担持してなることが望ましい。
排ガス処理体ユニットが、触媒を担持してなると、有毒な排ガスの浄化も可能になる。
【００３９】
本発明の排ガス浄化装置の製造方法は、上記構成の排ガス浄化装置を製造する方法であって、無機繊維を含み、第１の主面と第２の主面とを有する平面視矩形状のマットからなる保持シール材を準備する保持シール材準備工程と、上記保持シール材の第１の主面及び／又は第２の主面に、少なくとも一対の電極を配設する電極配設工程と、柱状の排ガス処理体ユニットと、上記保持シール材との間に上記電極が配設され、かつ、一枚の上記保持シール材が、複数個の上記排ガス処理体ユニット同士の間に連続して介在するように、上記保持シール材を上記排ガス処理体ユニットに巻き付けることにより複数個の上記排ガス処理体ユニットを集合し、排ガス処理体を形成する排ガス処理体作製工程と、上記保持シール材をさらに上記排ガス処理体の周囲に巻き付ける巻き付け工程と、上記保持シール材がその周囲に巻き付けられた上記排ガス処理体をケーシング内部に収容する収容工程とを含むことを特徴とする。
【００４０】
本発明の排ガス浄化装置の製造方法では、上述した保持シール材の製造方法を用いて保持シール材を作製した後、作製された少なくとも一対の電極を第１の主面及び／又は第２の主面に有する保持シール材を排ガス処理体ユニットに巻き付け、排ガス処理体ユニットを複数個集合して排ガス処理体を作製する。この際、上記電極が、保持シール材と、排ガス処理体ユニットとの間に配設されるように保持シール材を排ガス処理体ユニットに巻き付ける。その後、保持シール材をさらに上記排ガス処理体の周囲に巻き付け、圧入等の手段により、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体をケーシングに収容することができる。上記方法により、保持シール材と排ガス処理体との間に少なくとも一対の電極が配設された排ガス浄化装置を、比較的容易に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１（ａ）は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す排ガス浄化装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の排ガス浄化装置の排ガス処理体ユニットと、排ガス処理体ユニット同士の間に介在されている保持シール材との一部の一例を模式的に示す模式図である。図２（ｂ）は、本発明の排ガス浄化装置の排ガス処理体ユニットの全体と、排ガス処理体ユニット同士の間に介在されている保持シール材の全体との一例を模式に示す模式図である。
【図３−１】図３−１は、本発明の排ガス浄化装置に用いられた、一対の電極が並設された保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。
【図３−２】図３−２は、図３−１に示す一対の電極が並設された保持シール材の平面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の排ガス浄化装置を構成する内方排ガス処理体ユニットの一例を模式的に示す斜視図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す内方排ガス処理体ユニットのＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の排ガス浄化装置を構成する外方排ガス処理体ユニットの一例を模式的に示す斜視図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｄ）は、本発明の排ガス浄化装置に用いられる保持シール材に一対の電極を並設する工程の一例を順に示す模式図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｅ）は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体を形成する工程の一例を順に示す模式図である。
【図８】図８は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の一例を示す模式図である。
【図９】図９は、本発明の排ガス浄化装置を構成する周囲に保持シール材が配設された排ガス処理体の一例を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す、排ガス浄化装置の長手方向に垂直な方向の断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の排ガス浄化装置の排ガス処理体ユニットと、排ガス処理体ユニット同士の間に介在されている保持シール材との一部の一例を模式的に示す模式図である。
【図１２】図１２は本発明の排ガス浄化装置に用いられた、一対の電極が並設された保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図１３（ａ）〜（ｅ）は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体を形成する工程の一例を順に示す模式図である。
【図１４】図１４は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の一例を示す模式図である。
【図１５】図１５は、本発明の排ガス浄化装置を構成する周囲に保持シール材が配設された排ガス処理体の一例を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、本発明の保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１７】図１７は、従来の金属製触媒担体自身を発熱抵抗体とした排気浄化用触媒コンバータの一例を模式的に示す断面図である。
【００４２】
（発明の詳細な説明）
以下、本発明について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の記載に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
【００４３】
図１（ａ）は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す排ガス浄化装置のＡ−Ａ線断面図である。
図１（ａ）に示すように、本発明の排ガス浄化装置の一例である排ガス浄化装置１００は、排ガス処理体１３０と、排ガス処理体１３０の外方を覆うケーシング１１０と、排ガス処理体１３０とケーシング１１０との間に配置された保持シール材１２０とから構成されており、ケーシング１１０の排ガスが導入される側の端部には、エンジン等の内燃機関に連結された導入管１１１が接続されており、ケーシング１１０の他端部には、外部に連結された排出管１１２が接続されている。保持シール材１２０は、第１の主面１２１と、第１の主面１２１と反対側の主面である第２の主面１２２とを備えている。保持シール材１２０の第１の主面１２１には、電極１６１ａ及び電極１６１ｂからなる第１の一対の電極１６１が並設されており、保持シール材１２０の第２の主面１２２には、電極１６２ａ及び電極１６２ｂからなる第２の一対の電極１６２が並設されている。第１の一対の電極１６１及び第２の一対の電極１６２には導線１６３が接続されている。導線１６３は、排ガス処理体１３０とケーシング１１０との間にある空間を通って、ケーシング１１０に配設された端子取り出し口１７０を介してケーシング１１０から取り出され外部電源１８０と接続されている。なお、図１（ａ）中、排ガスをＧで示し、排ガスの流れを矢印で示している。
また、保持シール材１２０は、本発明の保持シール材の一例である。
【００４４】
以下の説明において、排ガス処理体の外周の一部を構成している排ガス処理体ユニットを「外方排ガス処理体ユニット」と、外方排ガス処理体ユニットより内側に位置する排ガス処理体ユニットを「内方排ガス処理体ユニット」とも表記する。なお、外方排ガス処理体ユニットと内方排ガス処理体ユニットとを特に区別する必要がない場合、単に排ガス処理体ユニットと表記する。
【００４５】
図１（ｂ）に示す排ガス浄化装置１００では、それぞれ形の異なる外方排ガス処理体ユニット１４０と、外方排ガス処理体ユニット１４１と、外方排ガス処理体ユニット１４２と、外方排ガス処理体ユニット１４０、１４１及び１４２の内側に位置する内方排ガス処理体ユニット１５０とが４つずつ、保持シール材１２０を介して組み合わされ、断面形状が略円形の排ガス処理体１３０が形成されている。
なお、詳しくは後述するが、外方排ガス処理体ユニット１４２は、外方排ガス処理体ユニット１４１を、外方排ガス処理体ユニット１４１の長手方向に垂直な軸を中心に１８０°回転させた形状であり、外方排ガス処理体ユニット１４１と、外方排ガス処理体ユニット１４２とは、実質的に同一の形状であるが、便宜上両者を区別して記載する。
【００４６】
図１（ｂ）に示す排ガス浄化装置１００では、排ガス処理体１３０の間に介装されているのは、連続する一枚の保持シール材１２０であり、一枚の保持シール材１２０を、順次、排ガス処理体１３０を構成する外方排ガス処理体ユニット１４０、１４１、１４２及び内方排ガス処理体ユニット１５０のそれぞれ特定の側面に巻き付けることにより、全体として排ガス処理体１３０を構成する外方排ガス処理体ユニット１４０、１４１、１４２、及び、内方排ガス処理体ユニット１５０の対向する面の全てに保持シール材１２０が介装された状態としている。一枚の保持シール材１２０を用いて、外方排ガス処理体ユニット１４０、１４１、１４２及び内方排ガス処理体ユニット１５０の対向する面のみに介装することは難しいので、保持シール材１２０は、排ガス処理体１３０の周囲の一部にも配設されており、最終的には、排ガス処理体１３０全体に保持シール材１２０を巻き付けるため、排ガス処理体１３０の外周全体にもう一度保持シール材１２０が巻き付けられている。そのため、排ガス処理体１３０の外周部分には、保持シール材１２０が２層となっている部分が存在している。このように周囲に保持シール材１２０が配設された排ガス処理体１３０は、ケーシング１１０に収容されている。
【００４７】
従って、排ガス処理体１３０の内部に介装された保持シール材１２０は、全ての部分で連続層とはなっておらず、一部不連続層が存在するが、保持シール材１２０は弾性に富んでいるので、互いに密着し合い、境界部分にもスペースは生じていない。また、当然、保持シール材１２０と排ガス処理体ユニットの側面との間にもスペースが生じることはない。このため、排ガスが、保持シール材１２０と、排ガス処理体ユニットとの間を通過することはない。また、排ガス処理体１３０を構成する外方排ガス処理体ユニット１４０、１４１、１４２、及び、内方排ガス処理体ユニット１５０の間には、弾性に富む保持シール材１２０が介装されているため、外方排ガス処理体ユニット１４０、１４１、１４２、及び、内方排ガス処理体ユニット１５０に破損が生じることはない。
【００４８】
さらに、図１（ｂ）に示すように、本発明の排ガス浄化装置１００では、各排ガス処理体ユニット同士が対向する角部を除いて、各排ガス処理体ユニット同士の間にある保持シール材１２０が１層になるように配設されている。
そのため、各排ガス処理体ユニットが保持シール材１２０から受ける面圧は均等になりやすくなる。すなわち、各排ガス処理体ユニットにかかる面圧が偏在しにくくなるので、各排ガス処理体ユニットが損傷しにくくなる。また、各排ガス処理体ユニット同士が対向する角部には、保持シール材１２０が２層存在しているので、各排ガス処理体ユニットの角部が損傷しにくくなる。さらに、保持シール材１２０が２層存在している部分からは、効率よく面圧を受けることができ、排ガス処理体１３０を構成する各排ガス処理体ユニットが抜け落ちることを防止しやすくなる。
【００４９】
また、各排ガス処理体ユニット同士の間には保持シール材１２０が存在しているので、各排ガス処理体ユニット同士の間の距離が均等になる。そのため、外部から衝撃を受けた場合でも、各排ガス処理体ユニットに衝撃が均等に伝わりやすくなる。さらに、各排ガス処理体ユニットに伝わる熱も均等に伝わりやすくなる。そのため、外部からの衝撃や熱衝撃を受けた場合でも、各排ガス処理体ユニットにクラック等の損傷が生じにくくなる。
【００５０】
図１（ｂ）に示すように、本発明の排ガス浄化装置１００では、排ガス処理体１３０の周囲に配設された保持シール材１２０が２層になっている部分が複数存在している。図１（ｂ）に示すように、排ガス処理体１３０のＡ−Ａ線の断面形状は略円形である。保持シール材１２０が２層になっている部分同士は、この略円形の断面形状の中心を軸に、略対向する位置に存在している。そのため、排ガス処理体１３０が受ける排ガス処理体１３０の周囲に配設された保持シール材１２０からの面圧は偏在しにくくなる。従って、排ガス処理体１３０が損傷しにくくなる。
【００５１】
また、各排ガス処理体ユニット同士の間の保持シール材１２０が１層なので、後述する保持シール材１２０の長手方向の長さＬが最小の長さとなる。そのため、保持シール材１２０の価格を安くすることができる。
【００５２】
本発明の排ガス浄化装置１００では、保持シール材１２０の第１の主面１２１と排ガス処理体ユニットとの間には、排ガス処理体ユニットに通電するための第１の一対の電極１６１が並設されており、保持シール材１２０の第２の主面１２２と排ガス処理体ユニットとの間には、第２の一対の電極１６２が並設されている。
【００５３】
このことを、図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて詳しく説明する。
図２（ａ）は、本発明の排ガス浄化装置の排ガス処理体ユニットと、排ガス処理体ユニット同士の間に介在されている保持シール材との一部の一例を模式的に示す模式図である。図２（ｂ）は、本発明の排ガス浄化装置の排ガス処理体ユニットの全体と、排ガス処理体ユニット同士の間に介在されている保持シール材の全体との一例を模式に示す模式図である。
【００５４】
図２（ａ）に示すように、内方排ガス処理体ユニット１５０と、内方排ガス処理体ユニットと隣り合う別の内方排ガス処理体ユニット１５０（以下、便宜上内方排ガス処理体ユニット１１５０という）との間の保持シール材１２０が１層となるように、保持シール材１２０が配設されている。また、保持シール材１２０の第１の主面１２１と、内方排ガス処理体ユニット１１５０とが接しており、保持シール材１２０の第２の主面１２２と、内方排ガス処理体ユニット１５０とが接している。
保持シール材１２０の第１の主面１２１と、内方排ガス処理体ユニット１１５０との間には、第１の一対の電極１６１が並設されており、保持シール材１２０の第２の主面１２２と、内方排ガス処理体ユニット１５０との間には、第２の一対の電極１６２が並設されている。
【００５５】
また、図２（ｂ）についても内方排ガス処理体ユニット１５０とその周囲とに着目すると、本発明の排ガス浄化装置１００では、内方排ガス処理体ユニット１５０には保持シール材１２０の第２の主面１２２のみが接している。また、内方排ガス処理体ユニット１５０の周囲の排ガス処理体ユニットには保持シール材１２０の第１の主面１２１のみが接している。このように、本発明の排ガス浄化装置１００では、図２（ｂ）に示すように、排ガス処理体１３０を長手方向に垂直な方向で切断した切断面において、Ａで示される保持シール材１２０の第１の主面１２１のみに接する排ガス処理体ユニットと、Ｂで示される保持シール材１２０の第２の主面１２２のみに接する排ガス処理体ユニットとに分けることができ、これらが市松模様状になるように配設されている。本発明の排ガス浄化装置１００では、同一の排ガス処理体ユニットに、保持シール材１２０の第１の主面１２１と第２の主面１２２とが同時に接することはない。
【００５６】
従って、各排ガス処理体ユニットは、第１の一対の電極１６１又は第２の一対の電極１６２のいずれか一方と接触しているが、各排ガス処理体ユニットは、第１の一対の電極１６１及び第２の一対の電極１６２と同時に接することはない。そのため、排ガス処理体ユニットを介して第１の一対の電極１６１から第２の一対の電極１６２に電流が流れることはない。
【００５７】
本発明の排ガス浄化装置１００では、各一対の電極は、保持シール材１２０の長手方向に沿って連続している。そのため、各一対の電極の端部を電源と接続することにより、連続する各一対の電極の全ての部分に通電することができる。そのため、連続する各一対の電極に接触する全ての排ガス処理体ユニットに容易に通電することができる。
【００５８】
本発明の排ガス浄化装置１００では、各排ガス処理体ユニットが、第１の一対の電極１６１及び第２の一対の電極１６２のいずれか一方と接触している。従って、各排ガス処理体ユニットに通電することができ、排ガス処理体１３０を斑なく昇温させることができる。
【００５９】
本発明の排ガス浄化装置１００では、第１の一対の電極１６１及び第２の一対の電極１６２と接続された導線１６３は、導入管１１１側の排ガス処理体１３０の端部から取り出されている、導線１６３は排ガス処理体１３０とケーシング１１０の間にある空間を通ってケーシング１１０に配設された端子取り出し口１７０を介してケーシング１１０から取り出され外部電源１８０と接続されている。導線１６３は、排ガス処理体１３０とケーシング１１０との間にある空間において、排ガス浄化装置１００の長手方向に伸縮可能な形状をしていることが望ましい。導線１６３が、排ガス処理体１３０とケーシング１１０との間にある空間において排ガス浄化装置１００の長手方向に伸縮可能であると、外部から衝撃が加わったとしても、衝撃を吸収することができるので切断しにくくなる。伸縮可能な形状としては、特に限定されないが、コイル状、ジグザク状又は波線状であることが望ましく、コイル状であることがより望ましい。
【００６０】
導線１６３の構成材料は、特に限定されないが、ニッケル、白金、銀、銅、鉄及びステンレス鋼からなる群から選択される少なくとも１種を含むことが望ましく、ニッケルであることがより望ましい。導線１６３の構成材料がニッケルであると、強度に優れ、充分な電気伝導性を有する。
【００６１】
図３−１は、本発明の排ガス浄化装置に用いられた、一対の電極が並設された保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。図３−２は、図３−１に示す一対の電極が並設された保持シール材の平面図である。
【００６２】
図３−１に示す保持シール材１２０は、所定の長手方向の長さ（以下、図３−１中、矢印Ｌで示す）、幅（以下、図３−１中、矢印Ｗで示す）及び厚さ（以下、図３−１中、矢印Ｔで示す）を有し、無機繊維を含む平面視形状略矩形のマットである。また、保持シール材１２０は、第１の主面１２１と、第１の主面１２１と反対側の主面である第２の主面１２２とを備えている。図３−１に示す保持シール材１２０は、第１の端部１２３と、第１の端部１２３と反対側の端部である第２の端部１２４とを備えている。図３−１に示す保持シール材１２０は、第１の側面１２５と、第１の側面１２５と反対側の側面である第２の側面１２６を備えている。保持シール材１２０の第１の側面１２５は、排ガス浄化装置１００において、導入管１１１側に配置される側面である。
【００６３】
図３−１に示す保持シール材１２０では、保持シール材１２０の長手方向に垂直な仮想直線αを境に内部保持シール材部１２７と外部保持シール材部１２８とに分けることができる。第１の端部１２３が属する部分が内部保持シール材部１２７であり、第２の端部１２４が属する部分が外部保持シール材部１２８である。
内部保持シール材部１２７は、図１（ｂ）に示す排ガス浄化装置において、各排ガス処理体ユニット同士の間に配設されている部分である。
外部保持シール材部１２８は、図１（ｂ）に示す排ガス浄化装置において、排ガス処理体１３０の周囲に配設されている部分である。
【００６４】
外部保持シール材部１２８の長手方向の長さは、排ガス処理体１３０の周囲の長さと略同じである。
【００６５】
保持シール材１２０の厚さは特に限定されないが、２．０〜２０ｍｍであることが望ましい。
保持シール材１２０の厚さが２０ｍｍを超えると、保持シール材１２０の柔軟性が失われるので、保持シール材１２０を排ガス処理体ユニット間に配設する場合に扱いづらくなる。また、保持シール材１２０に巻きジワや割れが生じやすくなる。
保持シール材１２０の厚さが２．０ｍｍ未満であると、保持シール材１２０の面圧が排ガス処理体ユニットを保持するのに十分でなくなる。そのため、排ガス処理体１３０を構成する排ガス処理体ユニットが抜け落ちやすくなる。また、排ガス処理体ユニットに体積変化が生じた場合、保持シール材１２０は排ガス処理体ユニットの体積変化を吸収しにくくなる。そのため、排ガス処理体ユニットにクラック等が発生しやすくなる。
【００６６】
保持シール材１２０に含まれる無機繊維としては、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、シリカ繊維、及び、生体溶解性繊維からなる群から選択される少なくとも一種の無機繊維であることが望ましい。
無機繊維が、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、及び、シリカ繊維の少なくとも１種である場合には、耐熱性に優れているので、通電により排ガス処理体ユニットが発熱し充分な高温になった場合であっても、変質等が発生することはなく、保持シール材としての機能を充分に維持することができる。また、無機繊維が生体溶解性繊維である場合には、保持シール材を用いて排ガス浄化装置を作製する際に、飛散した無機繊維を吸入等しても、生体内で溶解するため、作業員の健康に害を及ぼすことがない。
【００６７】
保持シール材１２０を構成する無機繊維について、アルミナを用いる場合には、アルミナ以外に、例えば、ＣａＯ、ＭｇＯ、又は、ＺｒＯ２等の添加剤が含まれていてもよい。
【００６８】
また、シリカを用いる場合には、シリカ以外に、例えば、ＣａＯ、ＭｇＯ、又は、ＺｒＯ２等の添加剤が含まれていてもよい。
【００６９】
さらにアルミナ−シリカを用いる場合、その組成比としては、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。
【００７０】
保持シール材１２０を構成する無機繊維の平均繊維長は、５〜１５０ｍｍであることが望ましく、１０〜８０ｍｍであることがより望ましい。
無機繊維の平均繊維長が５ｍｍ未満であると、無機繊維の繊維長が短すぎるため、無機繊維同士の交絡が不充分となり、保持シール材のせん断強度が低くなる。また、無機繊維の平均繊維長が１５０ｍｍを超えると、無機繊維の繊維長が長すぎるため、保持シール材の作製時における無機繊維の取り扱い性が低下する。その結果、排ガス処理体ユニットへの巻き付け性が低下し、保持シール材が割れやすくなる。
【００７１】
本発明の保持シール材１２０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。
無機繊維の平均繊維径が１〜２０μｍであると、無機繊維の強度及び柔軟性が充分に高くなり、保持シール材のせん断強度を向上させることができる。
無機繊維の平均繊維径が１μｍ未満であると、無機繊維が細く切れやすいので、無機繊維の引っ張り強度が不充分となる。一方、無機繊維の平均繊維径が２０μｍを超えると、無機繊維が曲がりにくいため、柔軟性が不充分となる。
【００７２】
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、２００〜４０００ｇ／ｍ２であることが望ましく、１０００〜３０００ｇ／ｍ２であることがより望ましい。保持シール材の目付量が２００ｇ／ｍ２未満であると、保持力が充分ではなく、保持シール材の目付量が４０００ｇ／ｍ２を超えると、保持シール材の嵩が低くなりにくい。そのため、このような保持シール材を用いて排ガス浄化装置を製造する場合、各排ガス処理体ユニットが脱落しやすくなる。
【００７３】
また、保持シール材１２０の嵩密度（巻き付け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。保持シール材の嵩密度が０．１０ｇ／ｃｍ３未満であると、無機繊維の絡み合いが弱く、無機繊維が剥離しやすいため、保持シール材の形状を所定の形状に保ちにくくなる。
また、保持シール材の嵩密度が０．３０ｇ／ｃｍ３を超えると、保持シール材が硬くなり、排ガス処理体ユニットへの巻き付け性が低下し、保持シール材が割れやすくなる。
【００７４】
図３−１に示す保持シール材１２０の第１の主面１２１には、電極１６１ａ及び電極１６１ｂからなる第１の一対の電極１６１が保持シール材１２０の長手方向に沿って並設されている。電極１６１ａは保持シール材１２０の第１の側面１２５側に、電極１６１ｂは保持シール材１２０の第２の側面１２６側に配設されており、電極１６１ａの長さは電極１６１ｂの長さと比べ少し短い。
また、保持シール材１２０の第２の主面１２１には、電極１６２ａ及び電極１６２ｂからなる第２の一対の電極１６２が保持シール材１２０の長手方向に沿って並設されている。電極１６２ａは保持シール材１２０の第１の側面１２５側に、電極１６２ｂは保持シール材１２０の第２の側面１２６側に配設されており、電極１６２ａの長さは電極１６２ｂの長さと比べ少し短い。
【００７５】
図２（ｂ）に示すように、保持シール材１２０が各排ガス処理体ユニットに巻き付けられると、保持シール材１２０の第１の主面１２１同士が接触する部分が生じる。電極１６１ａを保持シール材１２０の長手方向に沿って平行に、かつ、直線状に配置すると、上記の保持シール材１２０の第１の主面１２１同士が接触する部分において、電極１６１ａが自身と接触することになる。このような状態で電極１６１ａに電流が流れると短絡が生じる。そのため、保持シール材１２０では、電極１６１ａは、自身と接触して短絡しないような形状をしている。
【００７６】
電極１６１の形状を図３−２を用いて説明する。
図３−２では、保持シール材１２０の第１の主面１２１側のみを示しており、保持シール材１２０の第２の主面側の記載は省略している。
まず、電極１６１ａの形状を保持シール材１２０の第１の端部１２３側から説明する。
電極１６１ａは、保持シール材１２０の第１の端部１２３（以下、電極１６１ａの始点Ｐ０という）から第１の曲折点Ｐ１まで保持シール材１２０の長手方向と平行な方向に直線状に形成されている。電極１６１ａは、第１の曲折点Ｐ１で保持シール材１２０の幅方向（以下、第１の方向という）に斜めに折れ曲がり、第２の曲折点Ｐ２まで直線状に形成されている。Ｐ０からＰ１までの電極１６１ａと、Ｐ１からＰ２までの電極１６１ａとが形成する角の角度は鈍角である。電極１６１ａは、第２の曲折点Ｐ２で保持シール材１２０の長手方向と平行な方向に折れ曲がり、第３の曲折点Ｐ３まで直線状に形成されている。電極１６１ａは、第３の曲折点Ｐ３で第１の方向と逆の方向（以下、第２の方向という）に斜めに折れ曲がり、第４の曲折点Ｐ４まで直線状に形成されている。Ｐ２からＰ３までの電極１６１ａとＰ３からＰ４までの電極１６１ａとが形成する角の角度は鈍角であり、Ｐ０からＰ１までの電極１６１ａと、Ｐ１からＰ２までの電極１６１ａとが形成する角の角度と等しい。電極１６１ａは、第４の曲折点Ｐ４で保持シール材１２０の長手方向と平行な方向に折れ曲がり、第５の曲折点Ｐ５まで直線状に形成されている。電極１６１ａは、第５の曲折点Ｐ５で第１の方向に折れ曲がり、第６の曲折点Ｐ６まで直線状に形成されている。以下同様に、電極１６１ａは、第１の方向への折れ曲がりと第２の方向への折れ曲がりを繰り返し、保持シール材１２０上の仮想直線α近傍まで形成されている。図３−２では、この繰り返し部分を省略している。Ｐ０、Ｐ１、Ｐ４、及び、Ｐ５は同一直線上にあり、また、Ｐ２、Ｐ３、及び、Ｐ６は同一直線上にある。上記曲折点間の間隔は、保持シール材１２０が排ガス処理体ユニットに巻き付けられた際に、電極１６１ａ自身が接触しない間隔であり、排ガス処理体ユニットの大きさ、及び、排ガス処理体１３０の大きさに応じてあらかじめ算出することができる。電極１６１ｂについても同様に形成されている。また、電極１６１ａと、電極１６１ｂとは、保持シール材１２０の幅方向の長さの中心を通る保持シール材１２０の長手方向に平行な直線を軸として、略線対称な形状であることが望ましい。電極１６１ａ及び電極１６１ｂが並設されることにより形成された第１の一対の電極１６１は、保持シール材１２０の長手方向に沿って２本の電極が配置されており、保持シール材１２０の幅方向の２本の電極間の距離が、長い部分と短い部分とが交互に存在している。電極１６２ａ及び電極１６２ｂからなる第２の一対の電極１６２についても同様である。
【００７７】
本発明の排ガス浄化装置１００を構成する保持シール材１２０の電極１６１ａ、電極１６１ｂ、電極１６２ａ及び電極１６２ｂの構成材料は、白金、金、銀、ケイ素及びケイ素−炭化ケイ素からなる群から選択された少なくとも１種からなることが望ましい。電極の構成材料が、白金、金、銀、ケイ素及びケイ素−炭化ケイ素からなる群から選択された少なくとも１種からなると導電性向上に効果がある。また、各電極は、種々の物質を組み合わせることにより、要求される排ガス処理体ユニットの特性に応じて種々の特性を有する電極とすることができ、この電極を用いて排ガス処理体ユニットに通電することにより、排ガス処理体ユニットを好適に発熱させることができる。
【００７８】
電極１６１ａ、電極１６１ｂ、電極１６２ａ及び電極１６２ｂの形状は、箔状、線状等が挙げられる。線状の場合は、その断面形状として円形、楕円形、扇形、長方形等が挙げられる。これらの中では、箔状であることが望ましい。
【００７９】
第１の一対の電極１６１を構成する電極１６１ａ及び１６１ｂは、保持シール材１２０の長手方向に沿って保持シール材１２０の第１の端部１２３から保持シール材１２０上の仮想直線αの近傍まで連続している。また、仮想直線α近傍の電極１６１ａの端部と、導線１６３とは、ロー付により接続されている。導線１６３は、電極１６１ａと略垂直となるようにロー付されており、導線１６３は、保持シール材１２０の第１の側面１２５側に突き出ている。
仮想直線α近傍の電極１６１ｂの端部と、導線１６３とは、ロー付により接続されている。導線１６３は、電極１６１ｂ略垂直となるようにロー付されており、導線１６３は、保持シール材１２０の第１の側面１２５側に突き出ている。電極１６１ａの長さは、電極１６１ｂの長さより少し短いので、導線１６３同士が接触することはない。
第２の一対の電極１６２を構成する電極１６２ａ及び電極１６２ｂも同様に、導線１６３とロー付により接続されている。
【００８０】
図４（ａ）は、本発明の排ガス浄化装置を構成する内方排ガス処理体ユニットの一例を模式的に示す斜視図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す内方排ガス処理体ユニットのＢ−Ｂ線断面図である。
【００８１】
図４（ａ）に示す内方排ガス処理体ユニット１５０には、多数のセル１５５がセル壁１５６を隔てて長手方向（図４（ａ）中、矢印ａの方向）に並設されるとともに、その外周に外周壁１５７が形成されている。セル１５５の両端面は目封じされておらず、セル１５５の一方の端面から流入した排ガスは、他方の端面より流出することができる。また、内方排ガス処理体処理ユニット１５０の断面形状は略正方形である。
【００８２】
なお、図４（ａ）では、内方排ガス処理体ユニット１５０として、各々のセルにおけるいずれ端面にも封止材による目封じがなされていない触媒担体を示しているが、各々のセルにおけるいずれか一方の端面が封止材によって目封じされた排ガスフィルタ（ハニカムフィルタ）を用いてもよい。
【００８３】
本発明の排ガス浄化装置１００では、排ガス処理体ユニットにより排ガスが浄化される。この機構を内方排ガス処理体ユニット１５０を例に図４（ｂ）を参照して説明する。
内燃機関から排出された排ガスが、排ガス浄化装置１００の内部の排ガス処理体１３０に到達すると、排ガスが排ガス処理体１３０を構成する内方排ガス処理体ユニット１５０の端面に到達することになる。内方排ガス処理体ユニット１５０の端面に到達した排ガス（図４（ｂ）中、排ガスをＧで示し、排ガスの流れを矢印で表す）は、内方排ガス処理体ユニット（触媒担体）１５０の排ガス流入側の端面に開口したセル１５５に流入し、セル１５５に担持された触媒１５８と接しながら、セル１５５中を通過し、排ガス流出側の端面から排出される。この際、排ガス中のＣＯやＨＣ、ＮＯＸ等の有害なガス成分がセル壁１５６に担持された触媒１５８により浄化される。
このように、触媒が担持された排ガス処理体ユニットを含む排ガス処理体１３０は、触媒担体として好適に使用することができる。
【００８４】
図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の排ガス浄化装置を構成する外方排ガス処理体ユニットの一例を模式的に示す斜視図である。
【００８５】
図５（ａ）に示す外方排ガス処理体ユニット１４０、図５（ｂ）に示す外方排ガス処理体ユニット１４１、及び、図５（ｃ）に示す外方排ガス処理体ユニット１４２の断面形状は、図４（ａ）に示す内方排ガス処理体ユニット１５０から、その一部を取り除いた形状を有している。
外方排ガス処理体ユニット１４０、１４１及び１４２、並びに、内方排ガス処理体ユニット１５０をそれぞれ４つずつ組み合わせることにより略円柱状の排ガス処理体１３０を形成することができる。
【００８６】
外方排ガス処理体ユニット１４０は、曲面状の側面１４０ａ、平面状の側面１４０ｂ及び１４０ｃ、並びに、端面１４０ｅ及び１４０ｆとで囲まれた形状をなしている。側面１４０ｂと側面１４０ｃとが接して形成する角は９０°である。曲面状の側面１４０ａは、排ガス処理体１３０の外周面を構成する。
【００８７】
外方排ガス処理体ユニット１４１は、曲面状の側面１４１ａ、平面状の側面１４１ｂ、１４１ｃ及び１４１ｄ、並びに、端面１４１ｅ及び１４１ｆとで囲まれた形状をなしている。側面１４１ｂと側面１４１ｃとが接して形成する角、及び、側面１４１ｃと側面１４１ｄとが接して形成する角は９０°である。曲面状の側面１４１ａは、排ガス処理体１３０の外周面を構成する。
【００８８】
外方排ガス処理体ユニット１４２は、曲面状の側面１４２ａ、平面状の側面１４２ｂ、１４２ｃ及び１４２ｄ、並びに、端面１４２ｅ及び１４２ｆとで囲まれた形状をなしている。
外方排ガス処理体ユニット１４２は、外方排ガス処理体ユニット１４１を、外方排ガス処理体ユニット１４１の側面１４１ｃに垂直な軸を中心に１８０°回転させた形状であり、曲面状の側面１４２ａは、排ガス処理体１３０の外周面を構成する。
また、外方排ガス処理体ユニット１４１との対応関係については、曲面状の側面１４２ａ、並びに、平面状の側面１４２ｂ、１４２ｃ及び１４２ｄは、それぞれ、曲面状の側面１４１ａ、並びに、平面状の側面１４１ｄ、１４１ｃ及び１４１ｂと対応する。
【００８９】
本発明の排ガス浄化装置１００を構成する排ガス処理体ユニットは、電気伝導性を有している。そのため、第１の一対の電極１６１又は第２の一対の電極１６２に電流を流すことにより、排ガス処理体ユニットに直接通電することができる。本発明の排ガス浄化装置１００では、全ての排ガス処理体ユニットが、第１の一対の電極１６１又は第２の一対の電極１６２と接触しているので、全ての排ガス処理体ユニットに通電することができる。そのため、排ガス処理体を構成する排ガス処理体ユニットの配置位置に関わらず排ガス処理体ユニットを発熱させることができる。従って、排ガス処理体全体を斑なく昇温させることができる。
【００９０】
本発明の排ガス浄化装置１００を構成する排ガス処理体ユニットの電気抵抗値は１Ω〜１０３Ωであることが望ましい。電気抵抗値が１Ωを下回ると、充分な発熱量を得にくくなる。電気抵抗値が１０３Ωを超えると、抵抗値が高すぎて電流が流れにくくなり、排ガス処理体ユニットが発熱しにくくなる。
【００９１】
本発明の排ガス浄化装置１００の排ガス処理体ユニットの断面におけるセル密度は、特に限定されないが、望ましい下限は、３１．０個／ｃｍ２（２００個／ｉｎｃｈ２）、望ましい上限は、９３．０個／ｃｍ２（６００個／ｉｎｃｈ２）、より望ましい下限は、３８．８個／ｃｍ２（２５０個／ｉｎｃｈ２）、より望ましい上限は、７７．５個／ｃｍ２（５００個／ｉｎｃｈ２）である。
【００９２】
本発明の排ガス処理装置１００を構成する排ガス処理体ユニットは、特に限定されないが、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたセラミック製のハニカム焼成体であってもよい。
排ガス処理体ユニットがセラミック製のハニカム焼成体であると、セラミックは、脆性材料であるので、機械的な衝撃等により破壊され易いが、排ガス処理体ユニットの側面の周囲には、保持シール材が介在し、衝撃を吸収するので、機械的な衝撃や熱衝撃により排ガス処理体ユニットにクラック等を発生するのを防止することができる。
【００９３】
また、本発明の排ガス浄化装置１００では、上記ハニカム焼成体は、炭化ケイ素質の多孔質焼成体からなることが望ましい。
炭化ケイ素質の多孔質焼成体は通電により発熱するので、発熱体として適している。
また、炭化ケイ素質の多孔質焼成体は、耐熱性及び耐蝕性に優れ、強度及び硬度が高いので、排ガス浄化装置を長期間繰り返し使用しても、熱応力等により排ガス処理体ユニットにクラックが生じにくい。
【００９４】
本発明の排ガス処理装置１００を構成する排ガス処理体ユニットは、特に限定されないが、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された金属製のハニカム体であってもよい。
金属製ハニカム体は通電により発熱するので、発熱体として適している。また、圧力損失の低減、低熱容量化に効果がある。さらに、強い衝撃を受けた場合であってもクラックが生じにくい。
【００９５】
本発明の排ガス浄化装置１００を構成する排ガス処理体ユニットには、排ガスを浄化するための触媒が担持されている。担持させる触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属が望ましく、このなかでは、白金がより望ましい。また、その他の触媒として、例えば、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を用いることもできる。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。
これらの触媒が担持されていると、ＣＯやＨＣ、ＮＯＸ等の有毒な排ガスを好適に浄化することができる。
【００９６】
次に、本発明の保持シール材１２０の製造方法の一例について説明する。
【００９７】
本発明の保持シール材１２０の製造方法では、無機繊維を含み、第１の主面と第２の主面とを有する平面視矩形状のマットからなる保持シール材を準備する保持シール材準備工程と、上記保持シール材の第１の主面及び第２の主面の両方に一対の電極を配設する電極配設工程とを含むことを特徴とする。
【００９８】
保持シール材準備工程について説明する。
本発明の保持シール材１２０を構成するマットとして、平面視したときに、長手方向に伸びる長辺とそれにほぼ直角な短辺からなる矩形形状の所定の全長のニードルパンチング処理マットを用意する。ニードルパンチング処理マットは、紡糸用混合物のブローイング法による紡糸工程、紡糸工程により得られた無機繊維前駆体の圧縮によるシート状物の作製工程、シート状物のニードルパンチング処理工程、焼成処理工程、ニードルパンチング処理したシート状物へのバインダーの含浸工程、乾燥工程、及び、裁断工程を経て作製される。なお、ニードルパンチング処理とは、ニードル等の繊維交絡手段を無機繊維前駆体のシート状物に抜き差しすることをいう。
【００９９】
マットを構成する無機繊維としては、上記のアルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、シリカ繊維、及び、生体溶解性繊維からなる群から選択される少なくとも一種の無機繊維を用いることができる。
【０１００】
ニードルパンチング処理は、ニードルパンチング装置を用いて行うことができる。ニードルパンチング装置は、無機繊維前駆体のシート状物を支持する支持板と、この支持板の上方に設けられ、突き刺し方向（素地マットの厚さ方向）に往復移動可能なニードルボードとで構成されている。ニードルボードには、多数のニードルが取り付けられている。このニードルボードを支持板に載せた無機繊維前駆体のシート状物に対して移動させ、多数のニードルを無機繊維前駆体のシート状物に対して抜き差しすることで、無機繊維前駆体を構成する繊維を複雑に交絡させることができる。ニードルパンチング処理の回数やニードル数は、目的とする嵩密度や目付量等に応じて変更すればよい。
【０１０１】
ニードルパンチング処理したシート状物にはバインダーを付着させることが望ましい。シート状物にバインダーを付着させることで、無機繊維同士の交絡構造をより強固なものとすることができるとともに、マットの嵩高さを抑えることができる。
【０１０２】
バインダーとしては、アクリル系ラテックス又はゴム系ラテックス等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。このバインダーをスプレー等を用いてマット全体に均一に吹きかけて、バインダーをマットに付着させる。
【０１０３】
また、上述したように、バインダー中の水分等を除去するために、マットを圧縮乾燥させる。乾燥条件としては、例えば、９５〜１５０℃で１〜３０分間乾燥させればよい。
【０１０４】
バインダーが付着されたシート状物を所定の大きさに裁断することにより、本発明の保持シール材１２０を準備することができる。
【０１０５】
次に、電極配設工程について説明する。
電極配設工程では、上記工程を経て準備された保持シール材１２０の第１の主面１２１に、第１の一対の電極１６１を並設する。
図６（ａ）〜（ｄ）は、本発明の排ガス浄化装置に用いられる保持シール材に一対の電極を並設する工程の一例を順に示す模式図である。
電極配設工程では、まず、図６（ａ）に示すように、電極１６１ａ及び１６１ｂを作製する。電極１６１ａは、以下の形状となるように作製する。
電極１６１ａは、電極１６１ａの始点Ｐ０から第１の曲折点Ｐ１まで、直線状に形成されている。電極１６１ａは、第１の曲折点Ｐ１で第１の方向に斜めに折れ曲がり、第２の曲折点Ｐ２まで直線状に形成されている。第１の方向とは、Ｐ０からＰ１までの電極１６１ａと、Ｐ１からＰ２までの電極１６１ａとが形成する角の角度が鈍角となるような方向である。電極１６１ａは、第２の曲折点Ｐ２で、Ｐ０からＰ１までの電極１６１ａと平行な方向に折れ曲がり、第３の曲折点Ｐ３まで直線状に形成されている。電極１６１ａは、第３の曲折点Ｐ３で第１の方向と逆の方向（以下、第２の方向という）に斜めに折れ曲がり、第４の曲折点Ｐ４まで直線状に形成されている。Ｐ２からＰ３までの電極１６１ａとＰ３からＰ４までの電極１６１ａとが形成する角の角度は鈍角であり、Ｐ０からＰ１までの電極１６１ａと、Ｐ１からＰ２までの電極１６１ａとが形成する角の角度と等しい。電極１６１ａは、第４の曲折点Ｐ４で、Ｐ０からＰ１までの電極１６１ａと平行な方向に折れ曲がり、第５の曲折点Ｐ５まで直線状に形成されている。電極１６１ａは、第５の曲折点Ｐ５で第１の方向に折れ曲がり、第６の曲折点Ｐ６まで直線状に形成されている。以下同様に、電極１６１ａは、第１の方向への折れ曲がりと第２の方向への折れ曲がりを繰り返し形成されている。Ｐ０、Ｐ１、Ｐ４、及び、Ｐ５は同一直線上にあり、また、Ｐ２、Ｐ３、及び、Ｐ６は同一直線上にある。上記曲折点間の間隔は、後述するように保持シール材１２０が排ガス処理体ユニットに巻き付けられた際に、電極１６１ａ自身が接触しない間隔であり、排ガス処理体ユニットの大きさ、及び、排ガス処理体１３０の大きさに応じてあらかじめ算出することができる。電極１６１ｂも同様に作製する。電極１６１ａと電極１６１ｂとは、端部の長さが異なる以外は、同じ形状である。
【０１０６】
次に、図６（ｂ）に示すように、保持シール材１２０の第１の主面１２１に、作製した電極１６１ａ及び電極１６１ｂを互いに接触しないように並設する。この際、電極１６１ａと、電極１６１ｂとは、保持シール材１２０の幅方向の長さの中心を通る保持シール材１２０の長手方向に平行な直線を軸として、略線対称になるように配置する。
【０１０７】
次に、図６（ｃ）に示すように、第１の一対の電極１６１が並設された保持シール材１２０の第１の主面１２１に有機シート１６４を第１の一対の電極１６１が覆われるように載置し、熱圧着により有機シート１６４を保持シール材１２０の第１の主面１２１に貼付する。この方法により、図６（ｄ）に示すように、第１の一対の電極１６１を保持シール材１２０の第１の主面１２１に固定することができる。また、有機シート１６４を、糸等を用いて保持シール材１２０に縫い付けてもよく、接着剤により貼付してもよい。
【０１０８】
有機シート１６４を貼付することにより、有機シート１６４が第１の一対の電極１６１を保護することになるので、外部からの衝撃等により第１の一対の電極１６１が損傷することを防ぐことができる。
また、後述するように保持シール材１２０を排ガス処理体ユニットに巻き付ける際に、有機シートが貼付されていない場合には、第１の一対の電極１６１と、排ガス処理体ユニットとが直接接触するので、第１の一対の電極１６１と、排ガス処理体ユニットとが擦れ第１の一対の電極１６１が破損することがある。しかし、有機シート１６４が貼付されていると、第１の一対の電極１６１と、排ガス処理体ユニットとが直接接触することはない。従って、第１の一対の電極１６１が破損することを防ぐことができる。
また、第１の一対の電極１６１が、有機シート１６４により保持シール材１２０の第１の主面１２１に固定されることになるので、保持シール材１２０をそのまま排ガス処理体ユニットの周囲に巻き付け、保持シール材１２０と排ガス処理体ユニットとの間に第１の一対の電極１６１を配設することができ、容易に第１の一対の電極１６１を備えた排ガス浄化装置１００を作製することができる。
さらに、有機シート１６４が貼付された保持シール材１２０が用いられた排ガス浄化装置１００では、排ガス浄化装置１００に排ガスが流入すると、有機シート１６４は熱分解により消失する。そうすると、第１の一対の電極１６１と排ガス処理体ユニットとが直接接触することになるので、排ガス処理体ユニットに通電することができ、排ガス処理体ユニットを発熱させることができる。
【０１０９】
有機シート１６４の構成材料は、特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ブタジエンゴム、ポリイソブチレンゴム等のポリオレフィン樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル等のビニル樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等のスチロール樹脂、ポリエチレンフタレート、ポリエーテルエステル等のポリエステル樹脂等が挙げられる。有機シートは、フィルム等の不織布であってもよく、上記材料を繊維状にしたものを用いた織布であってもよい。
【０１１０】
有機シート１６４の厚さは、２０〜２００μｍであることが望ましい。有機シートの厚さが２０μｍ未満であると、有機シートの厚さが薄すぎて貼付する際等に破れるおそれがある。一方、有機シートの厚さが２００μｍを超えると、有機シートの厚さが厚すぎて、無機繊維単位重量当たりの貼付量が多くなりすぎ、ケーシングへの圧入は問題なく行うことができるものの、分解により発生する炭化水素ガス等の量が多くなりすぎ、好ましくない。
【０１１１】
次に、保持シール材１２０の第２の主面１２２にも同様の方法で第２の一対の電極１６２を並設する。
【０１１２】
これら工程を経て、本発明の保持シール材１２０の第１の主面１２１及び第２の主面１２２に第１の一対の電極１６１及び第２の一対の電極１６２がそれぞれ並設された保持シール材１２０を準備することができる。
【０１１３】
次に、上記工程を経て準備された本発明の保持シール材１２０を用いて本発明の排ガス浄化装置１００を製造する方法の一例を説明する。
本発明の排ガス浄化装置１００を製造する方法では、本発明の保持シール材１２０に配設された電極に導線をロー付するロー付工程と、上記各排ガス処理体ユニットと、上記保持シール材との間に上記電極が配設され、かつ、一枚の上記保持シール材が、複数個の上記排ガス処理体ユニット同士の間に連続して介在するように、上記保持シール材を上記排ガス処理体ユニットに巻き付けることにより複数個の上記排ガス処理体ユニットを集合し、排ガス処理体を形成する排ガス処理体作製工程と、上記保持シール材をさらに上記排ガス処理体の周囲に巻き付ける巻き付け工程と、上記保持シール材がその周囲に巻き付けられた上記排ガス処理体をケーシング内部に収容する収容工程とを含むことを特徴とする。
【０１１４】
ロー付工程について説明する。
ロー付工程では、電極１６１ａ、電極１６１ｂ、電極１６２ａ及び電極１６２ｂと、導線１６３とをロー付により接続する。
導線１６３をロー付する位置は、保持シール材１２０上の仮想直線α近傍の各電極端部でロー付されることが望ましい。
ロー付用のロー材は、特に限定されないが、ニッケルであることが望ましい。
【０１１５】
続いて、排ガス処理体作製工程について説明する。
本発明の排ガス浄化装置１００を構成する排ガス処理体１３０は、連続する一枚の保持シール材１２０が介在するように、各排ガス処理体ユニット同士の間に、保持シール材を巻き付けることにより形成される。この工程を図面を参照しながら説明する。
【０１１６】
図７（ａ）〜（ｅ）は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体を形成する工程の一例を順に示す模式図である。
図７（ａ）〜（ｅ）では、保持シール材１２０を各排ガス処理体ユニットに巻き付ける工程を、各排ガス処理体ユニットの長手方向に垂直な方向で切断した断面図を用いて示している。
また、図８は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の一例を示す模式図である。
【０１１７】
本発明の排ガス浄化装置１００を構成する排ガス処理体１３０を形成する工程では、まず、図７（ａ）に示すように、外方排ガス処理体ユニット１４０の辺１４０ｓと、保持シール材１２０の第１の端部１２３の辺１２３ｓとが合致するように両者を接触させる。その後、外方排ガス処理体ユニット１４０の側面１４０ｂと、保持シール材１２０の第１の主面１２１とを接触させる。そして、保持シール材１２０の第１の主面１２１を、外方排ガス処理体ユニット１４０の側面１４０ｂ及び側面１４０ｃに沿うように接触させながら、保持シール材１２０を外方排ガス処理体ユニット１４０に巻き付ける。
この際、外方排ガス処理体ユニット１４０の両端面１４０ｅ、１４０ｆを支持棒（図示せず）等で固定しておく必要がある。また、保持シール材１２０の第１の端部１２３が移動しないように、保持シール材１２０の第１の端部１２３近傍に接着材を塗布して外方排ガス処理体ユニット１４０の側面１４０ａに貼り付けるか、板状体を用いて保持シール材１２０を外方排ガス処理体ユニット１４０の側面１４０ａに押し付け、固定してもよい。
【０１１８】
続いて、排ガス処理体１３０を形成する工程では、図７（ｂ）に示すように、外方排ガス処理体ユニット１４１の側面１４１ｂと、保持シール材１２０の第２の主面１２２とが接触するように、外方排ガス処理体ユニット１４１を配設する。この際、側面１４０ｂと側面１４１ｃとが同一平面上に属するように、かつ、側面１４０ｃと側面１４１ｂとが対面するように外方排ガス処理体ユニット１４１を配設する。すなわち、上記状態となるように、外方排ガス処理体ユニット１４１を保持シール材１２０の表面に押し付ける。そして、保持シール材１２０の第２の主面１２２を、外方排ガス処理体ユニット１４１の側面１４１ｂ、側面１４１ａ及び側面１４１ｄに沿うように接触させながら、保持シール材１２０を外方排ガス処理体ユニット１４１に巻き付ける。
この状態を保つためには、上記のように外方排ガス処理体ユニット１４１を配設するとともに、外方排ガス処理体ユニット１４１の側面の保持シール材１２０を巻き付けた後、外方排ガス処理体ユニット１４１の端面１４１ｅ、１４１ｆを支持棒（図示せず）等で固定する必要がある。以下の工程においても、本工程と同様に、各排ガス処理体ユニットに保持シール材１２０を巻き付けた後、排ガス処理体ユニットの両端面を固定する必要がある。固定化に関する記載内容は、本工程と同様であるので、以下においては、その記載を省略することとする。
【０１１９】
続いて、図７（ｃ）に示すように、排ガス処理体１３０を形成する工程では、外方排ガス処理体ユニット１４２の側面１４２ｂと、保持シール材１２０の第１の主面１２１とが接触するように、外方排ガス処理体ユニット１４２を配設する。この際、側面１４１ｃと側面１４２ｃとが同一平面上に属するように、かつ、側面１４１ｄと側面１４２ｂとが対面するように外方排ガス処理体ユニット１４２を配設する。すなわち、上記状態となるように、外方排ガス処理体ユニット１４２を保持シール材１２０の表面に押し付ける。そして、保持シール材１２０の第１の主面１２１を、外方排ガス処理体ユニット１４２の側面１４２ｂ、側面１４２ｃ及び側面１４２ｄに沿うように接触させながら、保持シール材１２０を外方排ガス処理体ユニット１４２に巻き付ける。
【０１２０】
続いて、図７（ｄ）に示すように、排ガス処理体１３０を形成する工程では、別の外方排ガス処理体ユニット１４０（以下、便宜上外方排ガス処理体ユニット１１４０という）の側面１１４０ｂを保持シール材１２０の第２の主面１２２に接触するように、外方排ガス処理体ユニット１１４０を配設する。すなわち、上記状態となるように、外方排ガス処理体ユニット１１４０を保持シール材１２０の表面に押し付ける。この際、側面１４２ｃと側面１１４０ｃとが同一平面上に属するように、かつ、側面１４２ｄと側面１１４０ｂとが対面するように外方排ガス処理体ユニット１１４０を配設する。そして、保持シール材１２０の第２の主面１２２を、外方排ガス処理体ユニット１１４０の側面１１４０ｂ、側面１１４２ａ及び側面１１４２ｃに沿うように接触させながら、保持シール材１２０を外方排ガス処理体ユニット１１４０に巻き付ける。
【０１２１】
外方排ガス処理体ユニット１１４０は、外方排ガス処理体ユニット１４０を、外方排ガス処理体ユニット１４０の長手方向に平行な軸を中心に反時計方向に９０°回転させた形状である。
【０１２２】
この工程では、保持シール材１２０の第１の主面１２１と、第２の主面１２２とが、隣り合う排ガス処理体ユニットの側面に交互に接触するように、保持シール材１２０を、各排ガス処理体ユニットに巻き付けている。
【０１２３】
続いて、図７（ｅ）に示すように、排ガス処理体１３０を形成する工程では、別の外方排ガス処理体ユニット１４１（以下、便宜上外方排ガス処理体ユニット１１４１という）、内方排ガス処理体ユニット１５０、内方排ガス処理体ユニット１１５０、及び、別の外方排ガス処理体ユニット１４２（以下、便宜上外方排ガス処理体ユニット１１４２という）に保持シール材１２０を巻き付ける。
【０１２４】
外方排ガス処理体ユニット１１４１は、外方排ガス処理体ユニット１４１を、外方排ガス処理体ユニット１４１の長手方向に平行な軸を中心に反時計方向に９０°回転させた形状である。
外方排ガス処理体ユニット１１４２は、外方排ガス処理体ユニット１４２を、外方排ガス処理体ユニット１４２の長手方向に平行な軸を中心に反時計方向に９０°回転させた形状である。
【０１２５】
この工程で配設する各排ガス処理体ユニットの位置関係は以下の通りである。
外方排ガス処理体ユニット１１４１の側面１１４１ｂと、外方排ガス処理体ユニット１１４０の側面１１４０ｃとは対面し、かつ、外方排ガス処理体ユニット１１４１の側面１１４１ｃと、外方排ガス処理体ユニット１１４０の側面１１４０ｂとが同一平面上に属するように、外方排ガス処理体ユニット１１４１を配置している。
内方排ガス処理体ユニット１５０の１つの側面と、外方排ガス処理体ユニット１４２の側面１４２ｃとは対面するように内方排ガス処理体ユニット１５０を配置している。
内方排ガス処理体ユニット１１５０の１つの側面と、外方排ガス処理体ユニット１４１の側面１４１ｃとは対面するように内方排ガス処理体ユニット１１５０を配置している。
外方排ガス処理体ユニット１１４２の側面１１４２ｄと、外方排ガス処理体ユニット１１４０の側面１４０ｂとは対面し、かつ、外方排ガス処理体ユニット１１４２の側面１１４２ｃと、側面１４０ｃとが同一平面上に属するように、外方排ガス処理体ユニット１１４２を配置している。
【０１２６】
この工程で配設する保持シール材１２０の配設の位置関係は以下の通りである。
保持シール材１２０の第１の主面１２１を、外方排ガス処理体ユニット１１４１の側面１１４１ｂ、及び、１１４１ｃに沿うように接触させながら、保持シール材１２０を外方排ガス処理体ユニット１１４１に巻き付けている。
そして、保持シール材１２０の第１の主面１２１と、第２の主面１２２とが、隣り合う内方排ガス処理体ユニット１５０及び１１５０、並びに、外方排ガス処理体ユニット１１４２の側面に交互に接触するように、保持シール材１２０を、各排ガス処理体ユニットに巻き付ける。
【０１２７】
これまでの工程を経た各排ガス処理体ユニットの集合体の断面形状は略半円形となっている。
【０１２８】
続いて、排ガス処理体１３０を形成する工程では、図８に示す排ガス処理体１３０のように、各排ガス処理体ユニットの集合体の断面形状が略円形となるように、各排ガス処理体ユニットに保持シール材１２０を巻き付ける。
この際、保持シール材１２０の第１の主面１２１と、第２の主面１２２とが、隣り合う排ガス処理体ユニットの側面に交互に接触するように、保持シール材１２０を、排ガス処理体ユニットに巻き付ける。
この際の各排ガス処理体ユニットの配設位置及び種類は、上記の断面形状が略半円形の排ガス処理体ユニットの集合体を半円の中心を軸に１８０°回転させた各排ガス処理体ユニットの配設位置及び種類と一致する。
【０１２９】
これまでの工程を経た各排ガス処理体ユニットの集合体は、図８に示すような排ガス処理体１３０となる。
【０１３０】
各排ガス処理体ユニットに保持シール材１２０を巻き付ける際に、排ガス処理体ユニットが相互に分離しないよう、各種対処を行っても良い。例えば、保持シール材１２０に接着材を塗布しておき、これにより各排ガス処理体ユニット同士を固定しても良い。
【０１３１】
また、図８中の仮想直線α´は、図３−１中の保持シール材１２０の仮想直線αと直交する、保持シール材１２０の厚さ方向に略平行な直線である。また、仮想直線α´を境に、各排ガス処理体ユニットを巻き付けている部分が、内部保持シール材部１２７であり、排ガス処理体１３０の外に飛び出している部分が、外部保持シール材部１２８である。
【０１３２】
図９は、本発明の排ガス浄化装置を構成する周囲に保持シール材が配設された排ガス処理体の一例を示す斜視図である。
【０１３３】
次に、巻き付け工程について説明する。
上記工程の後、本発明の排ガス浄化装置の製造方法では、図９に示すように排ガス処理体１３０の周囲の反時計方向に沿って、外部保持シール材部１２８を排ガス処理体１３０に巻き付ける。
この際に、導線１６３が一緒に巻き込まれないようにするため、導線１６３をあらかじめ排ガス処理体１３０の端部から取り出しておく。
【０１３４】
これら工程を経て、周囲に保持シール材１２０が巻き付けられた排ガス処理体１３０を作製することができる。
【０１３５】
次に、収容工程について説明する。
収容工程では、周囲に保持シール材１２０が配設された排ガス処理体１３０を、ケーシング１１０に収容する。
収容後に保持シール材１２０が圧縮して所定の面圧（すなわち、排ガス処理体を保持する力）を発揮するために、ケーシング１１０の内径は、周囲に保持シール材１２０が配設された排ガス処理体１３０の最外径より少し小さくなっている。
収容後、導線１６３をケーシング１１０に配設された端子取り出し口１７０から取り出し、外部電源１８０と接続する。
【０１３６】
収容工程に関し、周囲に保持シール材１２０が配設された排ガス処理体１３０をケーシング１１０に収容する方法としては、例えば、ケーシングの内部の所定の位置まで周囲に保持シール材１２０が配設された排ガス処理体１３０を圧入する圧入方式（スタッフィング方式）、周囲に保持シール材１２０が配設された排ガス処理体１３０をケーシングの内部に挿入した後、ケーシングの内径を縮めるように外周側から圧縮するサイジング方式（スウェージング方式）、並びに、ケーシングを、第１のケーシング及び第２のケーシングの２つの部品に分離可能な形状としておき、周囲に保持シール材１２０が配設された排ガス処理体１３０を第１のケーシング上に載置した後に第２のケーシングを被せて密封するクラムシェル方式等が挙げられる。
【０１３７】
次に、排ガス処理体１３０が収容されたケーシング１１０を車両の排気管に配設し、排ガスを流通させるとともに、排ガスの温度を上昇させる。これにより、保持シール材１２０の第１の主面１２１及び第２の主面１２２に貼付された有機シート１６４は分解、焼失する。有機シート１６４が分解、焼失すると、排ガス処理体ユニットと一対の電極１６１及び１６２とが接触した状態となるので、排ガス処理体ユニットに通電可能な排ガス浄化装置１００が完成する。
【０１３８】
また、排ガス処理体１３０が収容されたケーシング１１０を車両の排気間に配設する前に、排ガス処理体１３０が収容されたケーシング１１０を加熱し、有機シート１６４を分解させてもよい。
【０１３９】
これら工程を経て、本発明の排ガス浄化装置１００が製造される。
【０１４０】
このような工程を経て製造された本発明の排ガス浄化装置１００では、各一対の電極は、保持シール材１２０の第１の主面１２１と排ガス処理体ユニットとの間、及び、保持シール材１２０の第２の主面１２２と排ガス処理体ユニットとの間の両方に配設されている。上記製造方法によれば、隣り合う排ガス処理体ユニット同士の間に１層の保持シール材１２０を配設するだけで、隣り合う排ガス処理体ユニットの両方に通電することができる排ガス浄化装置を製造することができる。
【０１４１】
次に、本発明の排ガス浄化装置１００の別の製造方法の一例を説明する。
本発明の排ガス浄化装置１００の別の製造方法は、電極配設工程の替りに保持シール材の主面に導体ペーストを配設する電極パターン配設工程があること、及び、収容工程の後に導体ペーストを加熱し電極を焼成する電極焼成工程があること以外は、上記製造方法と同じである。
【０１４２】
電極パターン配設工程について説明する。
まず、導電性を有する金属粒子と、樹脂と、溶剤と、増粘剤とを混合し、電極の元となる導体ペーストを調製する。
【０１４３】
導体ペーストに含まれる金属粒子としては、特に限定されないが、白金、金及び銀からなる群から選択される少なくとも１種を含む金属粒子であることが望ましい。
【０１４４】
これら金属粒子の粒径は、０．１〜１００μｍが好ましい。０．１μｍ未満と微細すぎると、酸化されやすく、一方、１００μｍを超えると、焼結しにくくなり、抵抗値が大きくなる。
【０１４５】
導体ペーストに含まれる樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。また、溶剤としては、特に限定されないが、イソプロピルアルコールなどが挙げられる。増粘剤としては、特に限定されないが、セルロースなどが挙げられる。
【０１４６】
次に、導体ペーストを、有機シートの表面に一対の所定のパターンとなるようにスクリーン印刷する。
その後、導体ペーストを乾燥させることにより、一対の電極パターンが形成された有機シートを作製する。
【０１４７】
所定のパターンとは、一対の電極パターンが、後の工程を経て保持シール材に配設された一対の電極となり、保持シール材が排ガス処理体ユニットに巻き付けられた際に、一対の電極自身が接触しないパターンであり、上記第１の一対の電極１６１の形状と同じ形状のパターンである。
【０１４８】
有機シートの構成材料は、特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ブタジエンゴム、ポリイソブチレンゴム等のポリオレフィン樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル等のビニル樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等のスチロール樹脂、ポリエチレンフタレート、ポリエーテルエステル等のポリエステル樹脂等が挙げられる。有機シートは、フィルム等の不織布であってもよく、上記材料を繊維状にしたものを用いた織布であってもよい。
【０１４９】
次に、有機シートに形成された一対の電極パターンと導線とをロー付により接続する。
導線をロー付する一対の電極パターンの位置は、特に限定されないが、電極パターンの端部でロー付されることが望ましい。
ロー付用のロー材は、特に限定されないが、ニッケルであることが望ましい。
【０１５０】
次に、有機シート上に形成された一対の電極パターンが保持シール材の第１の主面側になるように保持シール材の上に有機シートを載置し、接着剤等を用いて、有機シートを保持シール材に貼付する。
【０１５１】
次に、同様の方法で一対の電極パターンが形成された有機シートを保持シール材の第２の主面に貼付する。
【０１５２】
これら工程を経て、保持シール材の第１の主面及び第２の主面に、一対の電極パターンが形成された有機シートが貼付された保持シール材を準備することができる。
【０１５３】
次に、上記方法と同様の方法で、保持シール材を排ガス処理体ユニットに巻き付け、排ガス処理体を作製し、作製された排ガス処理体を、ケーシングに収容する。収容後、導線をケーシングに配設された端子取り出し口から取り出し、外部電源と接続する。
【０１５４】
次に、電極焼成工程について説明する。
上記工程を経て作製された排ガス処理体を収容したケーシングを８５０〜９５０℃で加熱する。これにより、各電極パターンを構成する粒子同士を焼結させ、電極を作製する。その際、有機シート、分解、焼失する。有機シートが分解、焼失すると、排ガス処理体ユニットに通電可能な排ガス浄化装置が完成する。
【０１５５】
本発明の保持シール材、保持シール材の製造方法、排ガス浄化装置、及び、排ガス浄化装置の製造方法は以下の一例のようであってもよい。
【０１５６】
図１０は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す、排ガス浄化装置の長手方向に垂直な方向の断面図である。
【０１５７】
図１０に示す本発明の排ガス浄化装置の一例である排ガス浄化装置２００では、それぞれ形の異なる外方排ガス処理体ユニット２４０と、外方排ガス処理体ユニット２４１と、外方排ガス処理体ユニット２４２と、外方排ガス処理体ユニット２４０、２４１及び２４２の内側に位置する４つの内方排ガス処理体ユニット２５０とが４つずつ、保持シール材２２０を介して組み合わされ、断面形状が略円形の排ガス処理体２３０が形成されている。
また、保持シール材２２０は、本発明の保持シール材の一例である。
【０１５８】
本発明の排ガス浄化装置２００では、各排ガス処理体ユニット同士の間にある保持シール材が、２層になるように配設されている点、及び、保持シール材２２０の第１の主面のみに一対の電極が並設されている点が本発明の排ガス浄化装置１００と異なる。
【０１５９】
外方排ガス処理体ユニット２４０、２４１及び２４２、並びに、内方排ガス処理体ユニット２５０は、それぞれ、上記本発明の排ガス浄化装置１００を構成する外方排ガス処理体ユニット１４０、１４１及び１４２、並びに、内方排ガス処理体ユニット１５０と同じ形状である。
【０１６０】
図１０に示すように、連続する一枚の保持シール材２２０は、排ガス処理体２３０の周囲にも配設されている。周囲に保持シール材２２０が配設された排ガス処理体２３０は、ケーシング２１０に収容されている。
【０１６１】
図１０に示すように、本発明の排ガス浄化装置２００では、各排ガス処理体ユニット同士の間にある保持シール材２２０が２層になるように配設されている。
すなわち、横に並んだ排ガス処理体ユニットの間には、保持シール材を排ガス処理体ユニットの側面に沿って下降させた後に折り曲げ、２層にしており、上下の排ガス処理体ユニットの間では、上層は、連続した一つの層となっている。
また、一枚の保持シール材２２０を用いて、外方排ガス処理体ユニット２４０、２４１、及び、２４２、並びに、内方排ガス処理体ユニット２５０の対向する面にのみ介装することは難しいので、保持シール材２２０は、排ガス処理体２３０の周囲の一部にも配設されており、最終的には、排ガス処理体２３０の外周全体にもう一度保持シール材２２０を巻き付けるため、排ガス処理体２３０の外周全体にもう一度保持シール材２２０が巻き付けられている。そのため、排ガス処理体２３０の外周部分には、保持シール材２２０が２層となっている部分が存在している。
【０１６２】
各排ガス処理体ユニット同士の間にある保持シール材２２０が、図１０に示すように、２層になるように配設された場合、各排ガス処理体ユニット同士の間に保持シール材が１層になるように配設した場合と異なり、保持シール材２２０の境界が内部の保持シール材間を横切るように形成されることがないので、排ガス処理体２３０の内部を排ガスが通過しにくくなり、排ガス漏れの可能性がより低くなる。
また、各排ガス処理体ユニットの間に存在する単位面積当たりの無機繊維の量をより多くすることができ、各排ガス処理体ユニットが破損しにくく、より保温効果に優れた排ガス処理体２３０を実現することができる。
さらに、本発明の排ガス浄化装置１００の説明で述べたような各排ガス処理体ユニット同士の間にある保持シール材２２０が１層になるように配設された場合と同様、各排ガス処理体ユニットが保持シール材２２０から受ける面圧は均等になりやすくなる。すなわち、各排ガス処理体ユニットにかかる面圧が偏在しにくくなるので、各排ガス処理体ユニットが損傷しにくくなる。
また、各排ガス処理体ユニット同士の間の保持シール材２２０が介在しているので、各排ガス処理体ユニット同士の間の距離が均等になる。そのため、外部から衝撃を受けた場合でも、各排ガス処理体ユニットに衝撃が均等に伝わりやすくなる。さらに、各排ガス処理体ユニットに伝わる熱も均等に伝わりやすくなる。そのため、外部からの衝撃や熱衝撃を受けた場合でも、各排ガス処理体ユニットにクラック等の損傷が生じにくくなる。
【０１６３】
図１０に示すように、本発明の排ガス浄化装置２００では、各排ガス処理体ユニットとケーシング２１０との間に保持シール材２２０が連続して２層になっている部分が存在している。本発明の排ガス浄化装置２００を用いる際、この保持シール材２２０が２層になっている部分が、排ガス浄化装置２００の底部に位置するように配設することが望ましい。
一般的に、排ガス浄化装置を用いる場合、保持シール材の排ガス浄化装置の底部に配設されている部分は、重力の影響により荷重がかかるので、保持シール材に損傷が生じやすくなり、また、保持シール材の面圧も低下しやすくなる。
保持シール材２２０が２層になっている部分が、排ガス浄化装置２００の底部に位置するように配設されていると、重力の影響により、保持シール材２２０に荷重がかかったとしても、保持シール材２２０が２層存在しているので、損傷を防ぎやすくなり、また、保持シール材２２０の面圧も維持しやすくなる。
【０１６４】
本発明の排ガス浄化装置２００では、保持シール材２２０の第１の主面２２１と、排ガス処理体ユニットとの間には、排ガス処理体ユニットに通電するための一対の電極２６１が並設されている。
【０１６５】
このことを、図１１を用いて詳しく説明する。
図１１は、本発明の排ガス浄化装置の排ガス処理体ユニットと、排ガス処理体ユニット同士の間に介在されている保持シール材との一部の一例を模式的に示す模式図である。
【０１６６】
図１１に示すように、内方排ガス処理体ユニット２５０と、内方排ガス処理体ユニットと隣り合う別の内方排ガス処理体ユニット２５０（以下、便宜上内方排ガス処理体ユニット１２５０という）との間の保持シール材２２０が２層となるように、保持シール材２２０が配設されている。また、保持シール材２２０の第１の主面２２１のみが、内方排ガス処理体ユニット２５０及び内方排ガス処理体ユニット１２５０と接している。
保持シール材２２０の第１の主面２２１と、内方排ガス処理体ユニット２５０及び内方排ガス処理体ユニット１２５０との間には、一対の電極２６１が並設されている。
【０１６７】
このように、本発明の排ガス浄化装置２００では、全ての排ガス処理体ユニットに、保持シール材２２０の第１の主面２２１のみが接している。従って、全ての排ガス処理体ユニットは一対の電極２６１と接しており、全ての排ガス処理体ユニットに通電可能となっている。
【０１６８】
図１２は本発明の排ガス浄化装置に用いられた、一対の電極が並設された保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。
【０１６９】
図１２に示す保持シール材２２０は、無機繊維を含む平面視形状略矩形のマットである。また、保持シール材２２０は、第１の主面２２１と、第１の主面２２１と反対側の主面である第２の主面２２２とを備えている。図１２に示す保持シール材２２０は、第１の端部２２３と、第１の端部２２３と反対側の端部である第２の端部２２４とを備えている。図１２に示す保持シール材２２０は、第１の側面２２５と、第１の側面２２５と反対側の側面である第２の側面２２６を備えている。
【０１７０】
図１２に示す保持シール材２２０では、保持シール材２２０の長手方向に垂直な仮想直線βを境に内部保持シール材部２２７と外部保持シール材部２２８に分けることができる。第１の端部２２３が属する部分が内部保持シール材部２２７であり、第２の端部２２４が属する部分が外部保持シール材部２２８である。
内部保持シール材部２２７は、図１０に示す排ガス浄化装置において、各排ガス処理体ユニット同士の間に配設されている部分である。
外部保持シール材部２２８は、図１０に示す排ガス浄化装置において、排ガス処理体２３０の周囲に配設されている部分である。
【０１７１】
外部保持シール材部２２８の長手方向の長さは、排ガス処理体２３０の周囲の長さと略同じである。
【０１７２】
本発明の排ガス浄化装置２００に用いられた保持シール材２２０は、内部保持シール材部２２７の長手方向の長さが長いこと、及び、厚さが薄いこと以外は、本発明の保持シール材１２０と同じ形状及び組成である。
【０１７３】
保持シール材２２０の厚さは特に限定されないが、２．０〜２０ｍｍであることが望ましい。
保持シール材２２０の厚さが２０ｍｍを超えると、保持シール材２２０の柔軟性が失われるので、保持シール材２２０を排ガス処理体ユニット間に配設する場合に扱いづらくなる。また、保持シール材２２０に巻きジワや割れが生じやすくなる。また、本発明の排ガス浄化装置２００においては、各排ガス処理体ユニットの間に２層の保持シール材２２０を配設するので、上記望ましい厚さの上限を超えると、保持シール材２２０の間に隙間が出来やすくなる。
保持シール材２２０の厚さが２．０ｍｍ未満であると、保持シール材２２０の面圧が排ガス処理体ユニットを保持するのに十分でなくなる。そのため、排ガス処理体２３０を構成する排ガス処理体ユニットが抜け落ちやすくなる。また、排ガス処理体ユニットに体積変化が生じた場合、保持シール材２２０は排ガス処理体ユニットの体積変化を吸収しにくくなる。そのため、排ガス処理体ユニットにクラック等が発生しやすくなる。
【０１７４】
図１２に示す保持シール材２２０の第１の主面２２１には、電極２６１ａ及び電極２６１ｂからなる一対の電極２６１が保持シール材２２０の長手方向に沿って並設されている。電極２６１ａは保持シール材２２０の第１の側面２２５側に、電極２６１ｂは保持シール材２２０の第２の側面２２６側に配設されており、電極２６１ａの長さは、電極２６１ｂの長さと比べ少し短い。
【０１７５】
保持シール材２２０が、各排ガス処理体ユニットに巻き付けられると、保持シール材２２０の第１の主面２２１同士が接触する部分が生じる。電極２６１ａを保持シール材２２０の長手方向に沿って平行に、かつ、直線状に配置すると、上記の保持シール材２２０の第１の主面２２１同士が接触する部分において、電極２６１ａが自身と接触することになる。このような状態で電極２６１ａに電流が流れると短絡が生じる。そのため、保持シール材２２０では、電極２６１ａは、自身と接触して短絡しないような形状をしている。すなわち、電極２６１ａは、曲折点間の間隔が異なる以外は本発明の排ガス浄化装置１００の説明で述べた電極１６１ａと同様の形状をしている。２６１ｂについても同様に形成されている。また、電極２６１ａと、電極２６１ｂとは、保持シール材２２０の幅方向の長さの中心を通る保持シール材２２０の長手方向に平行な直線を軸として、略線対称な形状であることが望ましい。電極２６１ａ及び電極２６１ｂが並設されることにより形成された第１の一対の電極２６１は、保持シール材２２０の長手方向に沿って２本の電極が配置されており、保持シール材２２０の幅方向の２本の電極間の距離は、長い部分と短い部分とが存在している。
【０１７６】
本発明の排ガス浄化装置２００に用いられた電極２６１ａ及び電極２６１ｂは、本発明の排ガス浄化装置１００に用いられた電極１６１ａ、電極１６１ｂ、電極１６２ａ及び電極１６２ｂと同じ組成である。
【０１７７】
一対の電極２６１を構成する電極２６１ａ及び２６１ｂは、保持シール材２２０の長手方向に沿って、保持シール材２２０の第１の端部２２３から保持シール材２２０上の仮想直線βの近傍まで連続している。また、仮想直線β近傍の電極２６１ａの端部と、導線２６３とはロー付により接続されている。導線２６３は、電極２６１ａと略垂直となるようにロー付されており、導線２６３は、保持シール材２２０の第１の側面２２５側に突き出ている。
仮想直線α近傍の電極２６１ｂの端部と、導線２６３とは、ロー付により接続されている。導線２６３は、電極２６１ｂ略垂直となるようにロー付されており、導線２６３は、保持シール材２２０の第１の側面２２５側に突き出ている。電極２６１ａの長さは、電極２６１ｂの長さより少し短いので、導線２６３同士が接触することはない。
【０１７８】
本発明の排ガス浄化装置２００を構成する外方排ガス処理体ユニット２４０、２４１及び２４２、並びに、内方排ガス処理体ユニット２５０は、それぞれ、本発明の排ガス浄化装置１００を構成する外方排ガス処理体ユニット１４０、１４１及び１４２、並びに、内方排ガス処理体ユニット１５０と同じように、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されるとともに、その外周に外周壁が形成されている。
【０１７９】
本発明の保持シール材２２０の製造方法は、一対の電極２６１が保持シール材２２０の第１の主面２２１のみに並設されていること、及び、内部保持シール材部２２７の長手方向の長さが長い以外は、上記本発明の保持シール材１２０と同じ製造方法で製造できるので詳細は省略する。
【０１８０】
次に、本発明の排ガス浄化装置２００の製造方法の一例について説明する。本発明の排ガス浄化装置２００の製造方法は、排ガス処理体作製工程が異なる以外は、本発明の排ガス浄化装置１００の製造方法と同じである。
【０１８１】
本発明の排ガス浄化装置２００の製造方法における排ガス処理体作製工程について説明する。
本発明の排ガス浄化装置２００を構成する排ガス処理体２３０は、連続する一枚の保持シール材２２０が介在し、保持シール材２２０の第１の主面２２１のみが各排ガス処理体ユニットに接するするように、各排ガス処理体ユニット同士の間に保持シール材を巻き付けることにより形成される。この工程を図面を参照しながら説明する。
【０１８２】
図１３（ａ）〜（ｅ）は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体を形成する工程の一例を順に示す模式図である。
図１３（ａ）〜（ｅ）では、保持シール材２２０を各排ガス処理体ユニットに巻き付ける工程を、各排ガス処理体ユニットの長手方向に垂直な方向で切断した断面図を用いて示している。
また、図１４は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の一例を示す模式図である。
【０１８３】
排ガス処理体２３０を形成する工程では、まず、図１３（ａ）に示すように、外方排ガス処理体ユニット２４０の辺２４０ｓと、保持シール材２２０の第１の端部２２３の辺２２３ｓとが合致するように両者を接触させる。その後、外方排ガス処理体ユニット２４０の側面２４０ｂと、保持シール材２２０の第１の主面２２１とを接触させる。そして、保持シール材２２０の第１の主面２２１が、外方排ガス処理体ユニット２４０の側面２４０ｂ及び側面２４０ｃに沿うように接触させながら、保持シール材２２０を外方排ガス処理体ユニット２４０に巻き付ける。この際、外方排ガス処理体ユニット２４０の両端面を支持棒（図示せず）等で固定しておく必要がある。また、保持シール材２２０の第１の端部２２３が移動しないように、保持シール材２２０の第１の端部２２３近傍に接着材を塗布して外方排ガス処理体ユニット２４０の側面２４０ａに貼り付けるか、板状体を用いて保持シール材２２０を外方排ガス処理体ユニット２４０の側面２４０ａに押し付け、固定してもよい。
【０１８４】
次に、外方排ガス処理体ユニット２４０の側面２４０ｃと、保持シール材２２０の第１の主面２２１とが接触している終点を支点に保持シール材２２０を反対に折り曲げる。反対に折り曲げるとは、保持シール材２２０を１８０°折り曲げ、保持シール材２２０の第２の主面２２２同士を接触させることをいう。
【０１８５】
続いて、排ガス処理体２３０を形成する工程では、図１３（ｂ）に示すように、外方排ガス処理体ユニット２４１の側面２４１ｂと、保持シール材２２０の第１の主面２２１とが接触するように、外方排ガス処理体ユニット２４１を配設する。この際、側面２４０ｂと側面２４１ｃとが同一平面上に属するように、かつ、側面２４０ｃと側面２４１ｂとが対面するように外方排ガス処理体ユニット２４１を配設する。すなわち、上記状態となるように、外方排ガス処理体ユニット２４１を保持シール材２２０の表面に押し付ける。そして、保持シール材２２０の第１の主面２２１が、外方排ガス処理体ユニット２４１の側面２４１ｂ、側面２４１ｃ及び側面２４１ｄに沿うように接触させながら、保持シール材２２０を外方排ガス処理体ユニット２４１に巻き付ける。
この状態を保つためには、上記のように外方排ガス処理体ユニット２４１を配設するとともに、外方排ガス処理体ユニット２４１の側面の保持シール材２２０を巻き付けた後、外方排ガス処理体ユニット２４１の端面を支持棒（図示せず）等で固定する必要がある。以下の工程においても、本工程と同様に、各排ガス処理体ユニットに保持シール材２２０を巻き付けた後、排ガス処理体ユニットの両端面を固定する必要がある。固定化に関する記載内容は、本工程と同様であるので、以下においては、その記載を省略することとする。
【０１８６】
次に、外方排ガス処理体ユニット２４１の側面２４１ｄと、保持シール材２２０の第１の主面２２１とが接触している終点を支点に保持シール材２２０を反対に折り曲げる。
【０１８７】
続いて、図１３（ｃ）に示すように、排ガス処理体２３０を形成する工程では、外方排ガス処理体ユニット２４２の側面２４２ｂが、保持シール材２２０の第１の主面２２１に接触するように、外方排ガス処理体ユニット２４２を配設する。この際、側面２４１ｃと側面２４２ｃとが同一平面上に属するように、かつ、側面２４１ｄと側面２４２ｂとが対面するように外方排ガス処理体ユニット２４２を配設する。すなわち、上記状態となるように、外方排ガス処理体ユニット２４２を保持シール材２２０の表面に押し付ける。そして、保持シール材２２０の第１の主面２２１が、外方排ガス処理体ユニット２４２の側面２４２ｂ、側面２４２ｃ及び側面２４２ｄに沿うように接触させながら、保持シール材２２０を外方排ガス処理体ユニット２４２に巻き付ける。次に、外方排ガス処理体ユニット２４２の側面２４２ｄと保持シール材２２０の第１の主面２２１とが接触している終点を支点に、保持シール材２２０を反対に折り曲げる。
【０１８８】
続いて、図１３（ｄ）に示すように、排ガス処理体２３０を形成する工程では、別の外方排ガス処理体ユニット２４０（以下、便宜上外方排ガス処理体ユニット１２４０という）の側面１２４０ｂが保持シール材２２０の第１の主面２２１に接触するように、外方排ガス処理体ユニット１２４０を配設する。この際、側面２４２ｃと側面１２４０ｃとが同一平面上に属するように、かつ、側面２４２ｄと側面１２４２ｂとが対面するように外方排ガス処理体ユニット１２４０を配設する。すなわち、上記状態となるように、外方排ガス処理体ユニット１２４０を保持シール材２２０の表面に押し付ける。そして、保持シール材２２０の第１の主面２２１が、外方排ガス処理体ユニット１２４０の側面１２４０ｂ及び側面１２４０ｃに沿うように接触させながら、保持シール材２２０を外方排ガス処理体ユニット１２４０に巻き付ける。次に、外方排ガス処理体ユニット１２４０の側面２４０ｃと、保持シール材２２０の第１の主面２２１とが接触している終点を支点に保持シール材２２０を反対に折り曲げる。次に、側面１２４０ｃ、側面２４２ｃ、側面２４１ｃ、及び、側面２４０ｂに沿って、保持シール材２２０の第２の主面２２２同士が接触するように保持シール材２２０を折り返す。
【０１８９】
外方排ガス処理体ユニット１２４０は、外方排ガス処理体ユニット２４０を、外方排ガス処理体ユニット２４０の長手方向に平行な軸を中心に反時計方向に９０°回転させた形状である。
【０１９０】
続いて、図１３（ｅ）に示すように、排ガス処理体２３０を形成する工程では、別の外方排ガス処理体ユニット２４１（以下、便宜上外方排ガス処理体ユニット１２４１という）、内方排ガス処理体ユニット２５０、内方排ガス処理体ユニット１２５０、及び、別の外方排ガス処理体ユニット２４２（以下、便宜上外方排ガス処理体ユニット１２４２という）に保持シール材２２０を巻き付ける。
【０１９１】
外方排ガス処理体ユニット１２４１は、外方排ガス処理体ユニット２４１を、外方排ガス処理体ユニット２４１の長手方向に平行な軸を中心に反時計方向に９０°回転させた形状である。
外方排ガス処理体ユニット１２４２は、外方排ガス処理体ユニット２４２を、外方排ガス処理体ユニット２４２の長手方向に平行な軸を中心に反時計方向に９０°回転させた形状である。
【０１９２】
この工程で配設する各排ガス処理体ユニットの位置関係は以下の通りである。
外方排ガス処理体ユニット１２４１の側面１２４１ｂと、外方排ガス処理体ユニット１２４０の側面１２４０ｃとは対面し、かつ、外方排ガス処理体ユニット１２４１の側面１２４１ｃと、外方排ガス処理体ユニット１２４０の側面１２４０ｂとが同一平面上に属するように、外方排ガス処理体ユニット１２４１を配置している。
内方排ガス処理体ユニット２５０の１つの側面と、外方排ガス処理体ユニット２４２の側面２４２ｃとは対面するように内方排ガス処理体ユニット２５０を配置している。
内方排ガス処理体ユニット１２５０の１つの側面と、外方排ガス処理体ユニット２４１の側面２４１ｃとは対面するように内方排ガス処理体ユニット１２５０を配置している。
外方排ガス処理体ユニット１２４２の側面１２４２ｄと、外方排ガス処理体ユニット１２４０の側面２４０ｂとは対面し、かつ、外方排ガス処理体ユニット１２４２の側面１２４２ｃと、側面２４０ｃとが同一平面上に属するように、外方排ガス処理体ユニット１２４２を配置している。
【０１９３】
この工程で配設する保持シール材２２０の配設の位置関係は以下の通りである。
保持シール材２２０の第１の主面２２１を、外方排ガス処理体ユニット１２４２の側面１２４２ａ、１２４２ｂ、及び、１２４２ｃに沿うように接触させながら、保持シール材２２０を外方排ガス処理体ユニット１２４２に巻き付けている。次に、外方排ガス処理体ユニット１２４２の側面１２４２ｂと保持シール材２２０の第１の主面２２１とが接触している終点を支点に、保持シール材２２０を反対に折り曲げる。
以下同様に、保持シール材２２０の第１の主面２２１のみが、内方排ガス処理体ユニット１２５０、２５０、及び、１２４１に接触するように、保持シール材２２０を排ガス処理体ユニットに巻き付ける。
【０１９４】
これまでの工程を経た各排ガス処理体ユニットの集合体の断面形状は略半円形となっている。
【０１９５】
続いて、排ガス処理体２３０を形成する工程では、図１４に示す排ガス処理体２３０のように、各排ガス処理体ユニットの集合体の断面形状が略円形となるように、各排ガス処理体ユニットに保持シール材２２０を巻き付ける。
この際、保持シール材２２０の第１の主面２２１のみが排ガス処理体ユニットに接触するように、保持シール材２２０を、各排ガス処理体ユニットに巻き付ける。
この際の各排ガス処理体ユニットの配設位置及び種類は、上記の断面形状は略半円形の排ガス処理体ユニットの集合体を半円の中心を軸に１８０°回転させた各排ガス処理体ユニットの配設位置及び種類と一致する。
【０１９６】
これまでの工程を経た各排ガス処理体ユニットの集合体は、図１４に示すような排ガス処理体２３０となる。
【０１９７】
また、図１４中の仮想直線β´は、図１２中の保持シール材２２０の仮想直線βと直交する、保持シール材２２０の厚さ方向に略平行な直線である。また、仮想直線β´を境に、各排ガス処理体ユニットを巻き付けている部分が、内部保持シール材部２２７であり、排ガス処理体２３０の外に飛び出している部分が、外部保持シール材部２２８である。
【０１９８】
図１５は、本発明の排ガス浄化装置を構成する周囲に保持シール材が配設された排ガス処理体の一例を示す斜視図である。
【０１９９】
続いて、本発明の排ガス浄化装置の製造方法では、図１５に示すように排ガス処理体２３０の周囲の時計方向に沿って、外部保持シール材部２２８を排ガス処理体２３０に巻き付ける。
この際に、導線２６３が一緒に巻き込まれないようにするため、導線２６３をあらかじめ排ガス処理体２３０の端部から取り出しておく。
【０２００】
これら工程を経て、周囲に保持シール材２２０が巻き付けられた排ガス処理体２３０を作製することができる。
【０２０１】
次に、周囲に保持シール材２２０が配設された排ガス処理体２３０を、ケーシング２１０に収容する収容工程を行う。
収容後に保持シール材２２０が圧縮して所定の面圧（すなわち、排ガス処理体を保持する力）を発揮するために、ケーシング２１０の内径は、周囲に保持シール材２２０が配設された排ガス処理体２３０の最外径より少し小さくなっている。
収容後、導線２６３をケーシング２１０に配設された端子取り出し口から取り出し、外部電源と接続する。
【０２０２】
収容工程に関し、周囲に保持シール材２２０が配設された排ガス処理体２３０をケーシング２１０に収容する方法としては、例えば、ケーシングの内部の所定の位置まで周囲に保持シール材２２０が配設された排ガス処理体２３０を圧入する圧入方式（スタッフィング方式）、周囲に保持シール材２２０が配設された排ガス処理体２３０をケーシングの内部に挿入した後、ケーシングの内径を縮めるように外周側から圧縮するサイジング方式（スウェージング方式）、並びに、ケーシングを、第１のケーシング及び第２のケーシングの２つの部品に分離可能な形状としておき、周囲に保持シール材２２０が配設された排ガス処理体２３０を第１のケーシング上に載置した後に第２のケーシングを被せて密封するクラムシェル方式等が挙げられる。
【０２０３】
次に、排ガス処理体２３０が収容されたケーシング２１０を車両の排気管に配設し、排ガスを流通させるとともに、排ガスの温度を上昇させる。これにより、保持シール材２２０の第１の主面２２１及び第２の主面２２２に貼付された有機シートは分解、焼失する。有機シートが分解すると、排ガス処理体ユニットと一対の電極２６１とが接触した状態となるので、排ガス処理体ユニットに通電可能な排ガス浄化装置２００が完成する。
【０２０４】
また、排ガス処理体２３０が収容されたケーシング２１０を車両の排気間に配設する前に、排ガス処理体２３０が収容されたケーシング２１０を加熱し、有機シートを分解させてもよい。
【０２０５】
これら工程を経て、本発明の排ガス浄化装置２００が製造される。
【０２０６】
本発明の保持シール材は、以下の一例のようであってもよい。
図１６は、本発明の保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。
【０２０７】
図１６に示す本発明の保持シール材の一例である保持シール材３２０は、無機繊維を含む平面視形状略矩形のマットである。また、保持シール材３２０は、第１の主面３２１と、第１の主面３２１と反対側の主面である第２の主面３２２とを備えている。
【０２０８】
図１６に示す保持シール材３２０は、平坦な端部を有する第１の端部３２３と、凸部３９１を有する第２の端部３２４とを備えている。
【０２０９】
図１６に示す保持シール材３２０では、保持シール材３２０の長手方向に垂直な仮想直線γを境に内部保持シール材部３２７と外部保持シール材部３２８に分けることができる。第１の端部３２３が属する部分が内部保持シール材部３２７であり、第２の端部３２４が属する部分が外部保持シール材部３２８である。
内部保持シール材部３２７は、本発明の排ガス浄化装置において、各排ガス処理体ユニット同士の間に配設されている部分である。
外部保持シール材部３２８は、本発明の排ガス浄化装置において、排ガス処理体の周囲に配設されている部分である。
保持シール材３２０の第１の主面３２１には、電極３６１ａ及び電極３６１ｂからなる一対の電極３６１が並設されており、電極３６１ａの端部及び電極３６１ｂと、導線３６３とは、ロー付により接続されている。一対の電極３６１は、上記本発明の排ガス浄化装置１００の一対の電極１６１と同じ形状である。
【０２１０】
外部保持シール材部３２８には、第１の主面３２１から第２の主面３２２を貫通する開口部３９２が形成されている。開口部３９２は、内部保持シール材部３２７と外部保持シール材部３２８との境目に位置している。
【０２１１】
凸部３９１及び開口部３９２は、排ガス処理体に外部保持シール材部３２８を巻き付けた際に、ちょうど互いに嵌合するような形状となっている。
このように保持シール材３２０を嵌合させると、保持シール材を巻き付けた排ガス処理体を持ち運ぶ際に保持シール材３２０がずれにくくなり、ハンドリングが向上する。
【０２１２】
本発明の保持シール材、及び、排ガス処理装置は以下の特徴を有していてもよい。
【０２１３】
本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体ユニットが接触する部分の電極の電気抵抗値は、接触する排ガス処理体ユニットに応じて異なっていてもよい。
このような本発明の排ガス浄化装置では、接触する排ガス処理体ユニットに応じて電極の電気抵抗値を変更することで、電極自体の発熱を制御することができる。排ガス処理体ユニットは、電極が発熱することによっても加熱されるので、上記のように電極自体の発熱を調整することで、排ガス処理体の昇温を任意の部分で調整することができる。
【０２１４】
排ガス処理体ユニットが接触する部分の電極の電気抵抗値が、接触する排ガス処理体ユニットに応じて異なる本発明の排ガス浄化装置を製造する場合は、本発明の排ガス浄化装置１００の別の製造方法で説明した、導体ペーストを有機シートにスクリーン印刷する際に、そのパターンの一部の導体ペーストの組成を変更することにより製造することができる。導体ペーストの組成を変更する部分は、排ガス処理体の大きさ等によりあらかじめ計算することができる。
【０２１５】
本発明の排ガス浄化装置１００及び２００では、全ての排ガス処理体ユニットに接触するように電極が配設されていたが、本発明の排ガス浄化装置では、電極が一部の排ガス処理体ユニットのみに接触するように配設されていてもよい。
【０２１６】
本発明の排ガス浄化装置１００及び２００では、保持シール材の片方の主面には、一対の電極が並設されていたが、本発明の排ガス浄化装置では二対以上の電極が配設されていてもよい。二対以上の電極が配設されていると、１本の電極が損傷し切断したとしても、電流を流すことができる。そのため、フェールセーフに優れる。
【０２１７】
本発明の排ガス浄化装置１００及び２００では、各排ガス処理体ユニット同士の間に配設された保持シール材は、１層又は２層であったが、本発明の排ガス浄化装置では３層以上であってもよい。
また、本発明の排ガス浄化装置１００及び２００では、各排ガス処理体ユニット同士の間に配設された保持シール材の層の数は同じであったが、本発明の排ガス浄化装置では、各排ガス処理体ユニット同士の間で異なっていてもよい。
【０２１８】
本発明の排ガス浄化装置１００及び２００では、各排ガス処理体ユニット同士の間には、一枚の連続する保持シール材が介在されており、かつ、排ガス処理体の周囲にも同じ保持シール材が連続して配置されていたが、本発明の排ガス浄化装置では、各排ガス処理体ユニット同士の間に介在している内部保持シール材部と、排ガス処理体の周囲に配設されている外部保持シール材部とは分離していてもよい。
【０２１９】
本発明の排ガス処理装置を構成する排ガス処理体の周囲に配設された保持シール材は、一枚の連続する保持シール材である必要はなく、分離していてもよい。
【０２２０】
図１４に示すように、本発明の排ガス浄化装置２００では、保持シール材２２０を各排ガス処理体ユニット同士の間に介装させた際、排ガス処理体の周囲に保持シール材２２０が存在していない部分は連続している。そのため、排ガス処理体の周囲に保持シール材２２０が存在していない部分にのみ保持シール材２２０を配設してもよい。
【０２２１】
本発明の排ガス処理装置を構成する排ガス処理体の周囲に配設された保持シール材は、１層であってもよく、多層であってもよい。また、排ガス処理体の周囲に配設された保持シール材の層の数は、全ての周囲において同一の数でもよく、一部の周囲において異なる数でもよい。
【０２２２】
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体ユニットは、排ガス処理体に配置される位置により、電気抵抗値が異なっていてもよい。
このような本発明の排ガス浄化装置では、配設される位置により排ガス処理体ユニットの電気抵抗値が異なるので、排ガス処理体ユニットの電気抵抗値を変更することにより、排ガス処理体の昇温を任意の部分で調整することができる。
【０２２３】
本発明の排ガス浄化装置１００及び２００では、排ガス処理体は、１６個の排ガス処理体ユニットを組み合わせて形成されていたが、本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体ユニットの数は特に限定されず、１６個より多くてもよく、少なくてもよい。
【０２２４】
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の形状は、円柱形状に限定されるものでなく、例えば、楕円柱形状、角柱形状等の任意の形状であっても良い。
【０２２５】
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体は、複数の形状の異なる柱状の排ガス処理体ユニットを組み合わせることにより、所定の排ガス処理体の形状が形成されている。
そのため、単にこれら複数種類の排ガス処理体ユニットを保持シール材を介して組み合わせるのみで、簡単に排ガス処理体を構成することができる。また、予め、所定の排ガス処理体の形状が形成される組み合わせとなる種々の形状の排ガス処理体ユニットを製造しておくことにより、要求される種々の形状の排ガス処理体を容易に作製することができ、排ガス処理体の形状に関する多様な要求に比較的容易に答えることができる。
【０２２６】
また、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体ユニットの形状は、特に限定されるものではないが、排ガス処理体ユニット同士を結束させて排ガス処理体を作製する際に結束しやすい形状であることが望ましく、その断面形状としては、正方形、長方形、六角形、扇状等が挙げられる。
【０２２７】
これまで、排ガス処理体ユニットとしては、各々のセルの両端面が封止材による目封じをされていない触媒担体について説明を行ったが、排ガス処理体ユニットは、セルのいずれか一方の端部が封止された多孔質体であってもよい。このような排ガス処理体ユニットは、ＰＭを捕集するフィルタとして好適に使用することが可能となる。
【０２２８】
排ガス処理体ユニットが、セルのいずれか一方の端部が封止された多孔質体である場合、多孔質体としては、炭化ケイ素質の多孔質体であることが望ましい。
【０２２９】
排ガス処理体ユニットが炭化ケイ素質の多孔質体である場合、排ガス処理体ユニットの気孔率は特に限定されないが、３５〜６０％であることが望ましい。
気孔率が３５％未満であると、ガス処理体がすぐに目詰まりを起こすことがあり、一方、気孔率が６０％を超えると、排ガス処理体ユニットの強度が低下して容易に破壊されることがあるからである。
また、上記排ガス処理体ユニットの平均気孔径は５〜３０μｍであることが望ましい。
平均気孔径が５μｍ未満であると、ＰＭが容易に目詰まりを起こすことがあり、一方、平均気孔径が３０μｍを超えると、ＰＭが気孔を通り抜けてしまい、ＰＭを捕集することができず、フィルタとして機能することができないことがあるからである。
なお、上記気孔率及び気孔径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による測定の従来公知の方法により測定することができる。
【０２３０】
本発明の保持シール材１２０の製造方法では、電極が配設された保持シール材１２０に上から覆うように有機シート１６４を貼付し電極を固定していた。しかし、本発明の保持シール材の製造方法では、電極を、有機シート上に接剤等により固定し、有機シート上に固定された電極が、保持シール材の主面側になるように保持シール材に有機シートを載置し、接着剤等を用いて、有機シートを保持シール材に貼付してもよい。
【０２３１】
本発明の保持シール材１２０の製造方法では、電極が配設された保持シール材１２０に上から覆うように有機シートを貼付し、電極を固定していたが、本発明の保持シール材の製造方法では、両面テープを用いて電極を保持シール材に固定してもよい。この場合、有機シートを分解、焼失させることなく、電極を通じて排ガス処理体ユニットに電極を流すことができるので、初期の排ガス処理体ユニットへの導電性が向上する。
【０２３２】
また、電極は有機繊維からなる糸により縫い付けることにより固定してもよい。この場合、糸で縫い付けられた電極を通じて排ガス処理体ユニットに電極を流すことができるので、排ガスが流入する前に、排ガス処理体ユニットを発熱させることにより、有機繊維からなる糸を分解、焼失させることができる。
【０２３３】
本発明の排ガス浄化装置を構成するケーシングの材質は、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。
【０２３４】
本発明の排ガス浄化装置の製造方法では、保持シール材を排ガス処理体に巻き付ける際に、粘着テープ等を用いて、保持シール材を固定してもよい。
【０２３５】
以下に、本発明の保持シール材、保持シール材の製造方法、排ガス浄化装置、及び、排ガス浄化装置の製造方法の作用効果ついて列挙する。
【０２３６】
（１）本発明の保持シール材が用いられた本発明の排ガス浄化装置では、電気伝導性を有する排ガス処理体ユニットに直接通電するので、排ガス処理体を構成する排ガス処理体ユニットの配置位置に関わらず排ガス処理体ユニットを発熱させることができる。
【０２３７】
（２）本発明の保持シール材が用いられた本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体を発熱させる手段として、電気伝導性を有する排ガス処理体ユニットに通電するための一対の電極を用いており、この電極と電源とは、接続部材等を用いて容易に接続させることができるので、接続不良が発生するおそれが殆どない。また、排ガス処理体ユニットと保持シール材との間に配設された電極は、保持シール材からの面圧を受けるので、電極は、排ガス処理体ユニットに押し付けられる。そのため、電極が排ガス処理体ユニットから離間するおそれが殆どない。
【０２３８】
（３）本発明の保持シール材が用いられた本発明の排ガス浄化装置では、ケーシングや保持シール材に大きな孔を形成し、外部から電極部材を排ガス処理体に当接させる必要がないので、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体をケーシング内部に収容する方法として、圧入等の種々の方法をとることができる。
【０２３９】
（４）本発明の保持シール材が用いられた本発明の排ガス浄化装置では、保持シール材に孔を形成して保温面積を減少させる必要がないので、保持シール材の反発力の総和が低下することがなく、上記保持シール材により充分に排ガス処理体を保温することが可能な排ガス浄化装置を提供することができる。
また、排ガス処理体ユニット同士の間に保持シール材が存在するので、保持シール材の保温効果により、排ガス処理体ユニットの温度を排ガスを処理するのに好適な温度に維持しやすくなる。
【０２４０】
（５）本発明の保持シール材が用いられた本発明の排ガス浄化装置では、電極自体が発熱体にもなるので、電極が発熱することにより、排ガス処理体ユニットを加熱することができる。
【０２４１】
（６）本発明の保持シール材が用いられた本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体に排ガスが流通することによる加熱や、排ガス処理体ユニットが通電されることによる発熱等により、排ガス処理体ユニットが高温になり、排ガス処理体ユニットに体積の変化が生じた場合であっても、排ガス処理体ユニット同士の間には、上記保持シール材が介在しており、保持シール材は、無機繊維を含むマットからなるので、排ガス処理体ユニットの体積変化を吸収することができる。そのため、排ガス処理体ユニットに体積の変化が生じることに起因するクラック等の損傷の発生を防止することができる。
【０２４２】
（７）本発明の保持シール材が用いられた本発明の排ガス浄化装置では、電極が自身と接触して短絡しないように配設されているので、排ガス浄化装置を使用することにより振動などで電極の位置が少しずれたとしても短絡が生じることはない。
【０２４３】
（８）本発明の保持シール材が用いられた本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体ユニットは、排ガス処理体の周囲に配設された保持シール材からの面圧のみならず、排ガス処理体ユニット同士の間に介在している保持シール材からの面圧を受けることになる。その結果、排ガス処理体を構成する排ガス処理体ユニットが抜け落ちることを防止できる。
【０２４４】
（９）本発明の保持シール材が用いられた本発明の排ガス浄化装置では、エンジン等の内燃機関を始動した直後の排ガス処理体（触媒担体）の昇温のみでなく、ハイブリッド車両等のモータ及びエンジンを搭載した車両がモータを稼働させ、エンジンが稼働していない時にも、所定の温度以上の温度を保つように排ガス処理体を発熱させることができる。そのため、エンジンが稼働し始めた際、直ぐに排ガス処理体を排ガス浄化装置として機能させることができる。
【０２４５】
（１０）本発明の保持シール材が用いられた本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体を構成する全ての排ガス処理体ユニット同士の間には、連続する一枚の保持シール材が介在されている。そのため、本発明の排ガス浄化装置では、全ての排ガス処理体ユニット同士は、直接接触することはなく、排ガス処理体ユニット同士が直接接触することによるクラック等の損傷の発生を防止することができる。
また、連続する一枚の上記保持シール材が介在されていることにより排ガス処理体ユニット同士の間には保持シール材の継ぎ目がなくシール性を損なうことがない。
【０２４６】
（実施例）
以下、本発明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。
【０２４７】
（実施例１）
（１）保持シール材準備工程
（ａ−１）紡糸工程
Ａｌ含有量が７０ｇ／ｌであり、Ａｌ：Ｃｌ＝１：１．８（原子比）となるように調製した塩基性塩化アルミニウム水溶液に対して、焼成後の無機繊維における組成比が、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８（重量比）となるようにシリカゾルを配合し、さらに、有機重合体（ポリビニルアルコール）を適量添加して混合液を調製した。
得られた混合液を濃縮して紡糸用混合物とし、この紡糸用混合物をブローイング法により紡糸して平均繊維長が１００ｍｍ、平均繊維径が５．１μｍである無機繊維前駆体を作製した。
【０２４８】
（ａ−２）圧縮工程
上記工程（ａ−１）で得られた無機繊維前駆体を圧縮して、連続したシート状物を作製した。
【０２４９】
（ａ−３）ニードルパンチング処理工程
上記工程（ａ−２）で得られたシート状物に対して、以下に示す条件を用いて連続的にニードルパンチング処理を行ってニードルパンチング処理体を作製した。
まず、ニードルが２１個／ｃｍ２の密度で取り付けられたニードルボードを準備した。次に、このニードルボードをシート状物の一方の表面の上方に配設し、ニードルボードをシート状物の厚さ方向に沿って一回上下させることによりニードルパンチング処理を行い、ニードルパンチング処理体を作製した。この際、ニードルの先端部分に形成されたバーブがシート状物の反対側の表面に完全に貫出するまでニードルを貫通させた。
【０２５０】
（ａ−４）焼成工程
上記工程（ａ−３）で得られたニードルパンチング処理体を最高温度１２５０℃で連続して焼成し、アルミナとシリカとを含む無機繊維からなる焼成シート状物を作製した。無機繊維の平均繊維径は、５．１μｍであり、無機繊維径の最小値は、３．２μｍであった。このようにして得られたアルミナ繊維製保持シール材は、嵩密度が０．１５ｇ／ｃｍ３であり、目付量が１４００ｇ／ｍ２である。
【０２５１】
（ａ−５）切断工程
上記工程（ａ−４）で得られた焼成シート状物を切断し、切断シート状物を作製した。
【０２５２】
（ａ−６）含浸工程
上記工程（ａ−５）で得られた切断シート状物に、有機バインダとしてアクリル系樹脂を含む有機バインダ溶液（アクリル系ラテックス）をフローコートして、切断シート状物に有機バインダを含浸させることにより、含浸シート状物を作製した。
【０２５３】
（ａ−７）乾燥工程
上記工程（ａ−６）で得られた含浸シート状物から過剰な有機バインダ溶液を吸引除去した後に、圧縮乾燥させてその厚さを薄くし、その厚さが２．０ｍｍのニードルパンチング処理マットを作製した。
【０２５４】
（ａ−８）裁断工程
このようにして得られたニードルパンチング処理マットを平面視寸法が全長１５００ｍｍ×幅１００ｍｍとなるように裁断した。
このようにして作製されたニードリング処理マットは、本実施例の保持シール材となる。
本実施例の保持シール材は、後述する排ガス処理体の形成工程において排ガス処理体に巻き付けた際に、排ガス処理体に巻き付けられていない余剰部分ができるように作製された。
【０２５５】
（２）電極配設工程
（ｂ−１）電極準備工程
全長１０００ｍｍ×幅１０ｍｍ及び全長１０２０ｍｍ×幅１０ｍｍの電極であり、上記本発明の排ガス浄化装置１００の説明にて説明した電極の形状を有する白金箔（電極）を作製した。
（ｂ−２）電極配設工程
保持シール材の第１の主面に、作製した白金箔２枚を互いに接触しないように配設した。この際、排ガスが流入する導入管側に配置される保持シール材の第１の側面側に、全長が短い方の白金箔を配置した。保持シール材の第１の主面に並設された一対の白金箔は、保持シール材の長手方向に沿って配置されており、保持シール材の幅方向の２枚の白金箔間の距離は、長い部分と短い部分とが存在している。
白金箔が配置された保持シール材の第１の主面に、白金箔が覆われるように、全長９５０ｍｍ×幅９０ｍｍのポリエチレン製有機シートを載置し、熱圧着によりポリエチレン製有機シートを保持シール材の第１の主面に貼付した。これにより、白金箔を保持シール材の第１の主面に固定した。同様の方法で、白金箔を保持シール材の第２の主面にも固定した。
【０２５６】
（３）ロー付工程
保持シール材の仮想直線α近傍の白金箔の端部と、ニッケル線とを、構成材料がニッケルからなるロー材によりロー付した。ニッケル線は、白金箔と略垂直になり、保持シール材の第１の側面側に突き出るようにロー付された。ニッケル線は、保持シール材の第１の側面と接する部分からニッケル線が突き出している側に５ｍｍの部分を始点として、その始点からニッケル線が突き出している側に２０ｍｍまでの部分をコイル状にした。
【０２５７】
（４）排ガス処理体ユニットの準備工程
（ｃ−１）成形体作製工程
平均粒子径２２μｍを有する炭化ケイ素の粗粉末５２．８重量％と、平均粒子径０．５μｍの炭化ケイ素の微粉末２２．６重量％とを混合し、得られた混合物に対して、アクリル樹脂２．１重量％、有機バインダ（メチルセルロース）４．６重量％、潤滑剤（日本油脂社製  ユニルーブ）２．８重量％、グリセリン１．３重量％、及び、水１３．８重量％を加えて混練して湿潤混合物を得た後、押出成形する押出成形工程を行い、図４（ａ）及び図５（ａ）〜（ｃ）に示す排ガス処理体ユニットの形状と略同一の形状の排ガス処理体ユニットの成形体を４つずつ作製した。
【０２５８】
（ｃ−２）乾燥工程
上記工程（ｃ−１）で得られた排ガス処理体ユニットの成形体を、マイクロ波乾燥機を用いて上記生の排ガス処理体ユニットの成形体を乾燥させ、排ガス処理体ユニットの乾燥体とした。
【０２５９】
（ｃ−３）脱脂工程
上記工程（ｃ−２）で得られた排ガス処理体ユニットの乾燥体を４００℃で脱脂し、排ガス処理体ユニットの脱脂体とした。
【０２６０】
（ｃ−４）焼成工程
上記工程（ｃ−３）で得られた排ガス処理体ユニットの脱脂体を常圧のアルゴン雰囲気下２２００℃、３時間の条件で焼成工程を行い、気孔率が４５％、平均気孔径が１５μｍ、セルの数（セル密度）が３００個／ｉｎｃｈ２、セル壁の厚さが０．２５ｍｍ（１０ｍｉｌ）の排ガス処理体ユニットの炭化ケイ素焼結体を製造した。
【０２６１】
（ｃ−５）触媒担持工程
上記工程（ｃ−４）で得られた排ガス処理体ユニットの炭化ケイ素焼結体を、硝酸白金溶液に浸漬した後、６００℃で１時間保持することにより、排ガス処理体ユニットの炭化ケイ素焼結体のセル壁に白金触媒を担持させた。
このようにして作製された炭化ケイ素焼結体は、本実施例の排ガス処理体ユニットとなる。
【０２６２】
（５）排ガス処理体作製工程
上記排ガス処理体を形成する方法により、保持シール材を各排ガス処理体ユニットに巻き付け、排ガス処理体を形成した。排ガス処理体は全長１０５ｍｍの略円柱状であり、外径は１４５ｍｍであった。
（６）巻き付け工程
次に、この排ガス処理体の外周面全体に外部保持シール材部を巻き付けた。
この際に、導線が一緒に巻き込まれないようにするため、導線をあらかじめ排ガス処理体の端部から取り出した。
さらに、排ガス処理体に巻き付けられていない、保持シール材の余剰部分を切断した。
【０２６３】
（７）収容工程
（ｄ−１）排ガス処理体の収容
圧入方式（スタッフィング方式）により、排ガス処理体をケーシングに圧入した。保持シール材の隙間嵩密度（ＧＢＨ）は０．４ｇ／ｃｍ３とした。
【０２６４】
（ｄ−２）導線と外部電源の接続
ケーシングに配設された端子取り出し口から導線を取り出し、外部電源と接続した。
【０２６５】
（８）有機シート分解工程
排ガス処理体が収容されたケーシングを車両の排気管に配設し、排ガスを流通させるとともに、排ガスの温度を６００℃に上昇させて、有機シートを分解、焼失させた。
【０２６６】
（実施例２）
上述した実施例１における（２）の（ｂ−１）及び（ｂ−２）、（３）、並びに、（８）を以下の（ｂ´−１）及び（ｂ´−２）、（３´）、並びに、（８´）にそれぞれ変更した以外は、実施例１と同様にして排ガス浄化装置を製造した。
（ｂ´−１）導体ペースト準備工程
平均粒子径４．５μｍを有する銀４８重量％と、平均粒子径０．５μｍを有する白金粒子２１重量％と、ＳｉＯ２粉末１．０重量％と、Ｂ２Ｏ３粉末２．２重量％と、ＺｎＯ粉末４．１重量％と、ＰｂＯ粉末３．４重量％と、酢酸エチル３．４重量％と、ブチルカルビトール１７．９重量％を混合し導体ペーストを作製した。
（ｂ´−２）電極パターン印刷工程
全長１０００ｍｍ×幅９０ｍｍのポリエチレン製有機シートを準備し、ポリエチレン製有機シートの表面に一対の所定のパターンとなるように、導体ペーストをスクリーン印刷した。その後、導体ペーストを乾燥させることにより、表面に所定パターンの電極パターンが形成された有機シートを作製した。所定パターンとは、上記本発明の排ガス浄化装置１００の説明にて説明したパターンである。
（３´）ロー付工程
構成材料がニッケルからなるロー材により、電極パターンの一方の端部と、ニッケル線とを略垂直になるようにロー付した。後の工程を経てポリエチレン製有機シートが保持シール材に貼付された際に、導線が保持シール材の第１の側面側に突き出るようにロー付した。
また、導線は、後の工程を経てポリエチレン製有機シートが保持シール材に貼付された際に、保持シール材の第１の側面と接する部分から導線が突き出している側に５ｍｍの部分を始点として、その始点から導線が突き出している側に２０ｍｍまでの部分をコイル状にした。
その後、有機シート上に形成された電極パターンが保持シール材の第１の主面側になるように保持シール材の上に電極パターンが形成された有機シートを載置し、接着剤等を用いて、有機シートを保持シール材に貼付した。同様に、保持シール材の第２の主面側にも電極パターンが形成された有機シートを貼付した。
（８´）電極焼成工程
排ガス処理体が収容されたケーシングを９００℃で加熱した。これにより、各電極パターンを構成する粒子同士を焼結させ、電極を作製し、有機シートを、分解、焼失させた。
【０２６７】
本発明の保持シール材は、電気伝導性を有する柱状の排ガス処理体ユニットが複数個集合して形成される排ガス処理体と、上記排ガス処理体の周囲に配設された保持シール材と、上記排ガス処理体を収容するケーシングとを備える排ガス浄化装置に用いられる保持シール材であって、上記保持シール材は、無機繊維を含み、第１の主面と第２の主面とを有する平面視矩形状のマットからなり、上記保持シール材は、上記排ガス処理体を構成する各排ガス処理体ユニット同士の間を１枚で連続して介在するように構成されており、上記保持シール材の第１の主面及び／又は第２の主面には、上記排ガス処理体ユニットに通電するための少なくとも一対の電極が、上記保持シール材の長手方向に沿って配設されており、上記電極は、上記保持シール材が各排ガス処理体ユニット同士の間を連続して介在する際に、自身が接触して短絡しないように構成されていることを必須の構成要件としている。係る必須の構成要件に、発明の詳細な説明で詳述した種々の構成（例えば、電極の構成材料、電極の形状、有機シートの貼付、有機シートの構成材料、保持シール材の構成材料、保持シール材の排ガス浄化装置への使用方法、保持シール材の製造方法等）を適宜組み合わせることにより所望の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０２６８】
１００、２００  排ガス浄化装置
１１０、２１０  ケーシング
１１１  導入管
１１２  排出管
１２０、２２０、３２０  保持シール材
１２１、２２１、３２１  第１の主面
１２２、２２２、３２２  第２の主面
１２３、２２３、３２３  第１の端部
１２４、２２４、３２４  第２の端部
１２５、２２５  第１の側面
１２６、２２６  第２の側面
１２７、２２７、３２７  内部保持シール材部
１２８、２２８、３２８  外部保持シール材部
１３０、２３０  排ガス処理体
１４０、１４１、１４２、１１４０、１１４１、１１４２、２４０、２４１、２４２、１２４０、１２４１、１２４２  外方排ガス処理体ユニット
１５０、１１５０、２５０、１２５０  内方排ガス処理体ユニット
１５５  セル
１５６  セル壁
１５７  外周壁
１５８  触媒
１６１ａ、１６１ｂ、１６２ａ、１６２ｂ、２６１ａ、２６１ｂ、３６１ａ、３６１ｂ  電極
１６１、１６２、２６１、３６１  一対の電極
１６３、２６３、３６３  導線
１６４  有機シート
１７０  端子取り出し口
１８０  外部電源
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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