(57)【要約】      （修正有）【課題】簡便な構成で排ガス浄化装置におけるコーン部の断熱を可能にした排ガス浄化装置を提供すること。【解決手段】排ガス処理体１２０と、筒状のケーシング１３０と、排ガス処理体１２０の周囲に巻きつけられて排ガス処理体１２０及びケーシング１３０の間に配設されている保持シール材１１０と、第１のコーン部材１４０と、第２のコーン部材１５０と、ケーシング１３０の外周面及び第１のコーン部材１４０の外周面を覆う断熱材１０とを備えた排ガス浄化装置であって、断熱材１０は、無機繊維を含むマットからなり、ケーシング１３０の外周面に巻きつけられたケーシング断熱部２０と、第１のコーン部材１４０の外周面を覆う第１のコーン断熱部３０とを備えており、ケーシング断熱部２０と第１のコーン断熱部３０は互いの側面の少なくとも一部が連続して繋がっている。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス処理体と、
排ガス流入側に位置する第１の端部及び排ガス流出側に位置する第２の端部を有し、前記排ガス処理体を収容する筒状のケーシングと、
前記排ガス処理体の周囲に巻きつけられて前記排ガス処理体及び前記ケーシングの間に配設されている保持シール材と、
前記ケーシングの第１の端部側に配設された筒状部材であり、その径が前記ケーシングの第１の端部から離れるに従って次第に小さくなっている第１のコーン部材と、
前記ケーシングの第２の端部側に配設された筒状部材であり、その径が前記ケーシングの第２の端部から離れるに従って次第に小さくなっている第２のコーン部材と、
前記ケーシングの外周面及び前記第１のコーン部材の外周面を覆う断熱材とを備えた排ガス浄化装置であって、
前記断熱材は、無機繊維を含むマットからなり、
前記ケーシングの外周面に巻きつけられたケーシング断熱部と、
前記第１のコーン部材の外周面を覆う第１のコーン断熱部とを備えており、
前記ケーシング断熱部と前記第１のコーン断熱部は互いの側面の少なくとも一部が連続して繋がっていることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記第１のコーン断熱部の数は１つである請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記第１のコーン断熱部の形状は、扇形からその扇形と中心点及び中心角が同じで半径の小さい扇形を除いた形状、又は、三日月形である請求項２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記第１のコーン断熱部の数は２つ以上である請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記第１のコーン断熱部のそれぞれの形状は、三角形、台形又は扇形である請求項４に記載の排ガス浄化装置。
【請求項６】
前記第１のコーン部材の中心軸が、前記ケーシングの中心軸とずれている請求項１〜５のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
【請求項７】
前記ケーシング断熱部と前記第１のコーン断熱部が連続して繋がっている部位には、断熱材の厚さ方向にスリットが設けられている請求項１〜６のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
【請求項８】
前記ケーシング断熱部の表面及び第１のコーン断熱部の表面には、繊維飛散抑制処理がされている請求項１〜７のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
【請求項９】
前記ケーシング断熱部の表面及び第１のコーン断熱部の表面を覆うカバー部材がさらに設けられている請求項１〜８のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
【請求項１０】
前記カバー部材は、３次元成形体である請求項９に記載の排ガス浄化装置。
【請求項１１】
前記カバー部材は、金属箔又は金属メッシュである請求項９に記載の排ガス浄化装置。
【請求項１２】
前記断熱材は、
前記第２のコーン部材の外周面を覆う第２のコーン断熱部をさらに備えており、
前記ケーシング断熱部と前記第２のコーン断熱部は互いの側面の少なくとも一部が連続して繋がっている請求項１〜１１のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
【請求項１３】
前記第２のコーン断熱部の数は１つである請求項１２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項１４】
前記第２のコーン断熱部の形状は、扇形からその扇形と中心点及び中心角が同じで半径の小さい扇形を除いた形状、又は、三日月形である請求項１３に記載の排ガス浄化装置。
【請求項１５】
前記第２のコーン断熱部の数は２つ以上である請求項１２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項１６】
前記第２のコーン断熱部のそれぞれの形状は、三角形、台形又は扇形である請求項１５に記載の排ガス浄化装置。
【請求項１７】
前記第２のコーン部材の、前記ケーシング側と反対の端部には、その径が一定の筒状部材である直管部材が配設されており、
前記断熱材は、
前記直管部材の外周面に巻きつけられた短冊部をさらに備えており、
前記第２のコーン断熱部と前記短冊部は互いの側面の少なくとも一部が連続して繋がっている請求項１２〜１６のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
【請求項１８】
無機繊維を含むマットからなり、
長手方向に伸びる長辺と前記長辺にほぼ直角な短辺とを有する平面視略矩形状のケーシング断熱部と、
前記ケーシング断熱部の前記長辺側の側面の１つである第１のケーシング断熱部側面及び前記第１のケーシング断熱部側面と反対側の長辺側の側面である第２のケーシング断熱部側面を有し、前記第１のケーシング断熱部側面と少なくとも一部が連続して繋がっている第１のコーン断熱部とを備えた断熱材であって、
前記ケーシング断熱部の２つの前記短辺同士が接するように断熱材を筒状に丸めた際に、前記第１のコーン断熱部により囲まれた空間として形成されるコーン筒状部の径が前記第１のケーシング断熱部側面から離れるに従って次第に小さくなることを特徴とする断熱材。
【請求項１９】
前記第１のコーン断熱部の数は１つである請求項１８に記載の断熱材。
【請求項２０】
前記第１のコーン断熱部の形状は、扇形からその扇形と中心点及び中心角が同じで半径の小さい扇形を除いた形状、又は、三日月形である請求項１９に記載の断熱材。
【請求項２１】
前記第１のコーン断熱部の数は２つ以上である請求項１８に記載の断熱材。
【請求項２２】
前記第１のコーン断熱部のそれぞれの形状は、三角形、台形又は扇形である請求項２１に記載の断熱材。
【請求項２３】
前記第１のコーン断熱部の形状は、前記ケーシング断熱部の２つの前記短辺同士が接するように断熱材を筒状に丸めた際に、前記コーン筒状部の中心軸が、前記ケーシング断熱部により囲まれた筒状部の中心軸とずれるようになっている請求項１８〜２２のいずれかに記載の断熱材。
【請求項２４】
前記ケーシング断熱部と前記第１のコーン断熱部が連続して繋がっている部位には、断熱材の厚さ方向にスリットが設けられている請求項１８〜２３のいずれかに記載の断熱材。
【請求項２５】
前記ケーシング断熱部の表面及び第１のコーン断熱部の表面には、繊維飛散抑制処理がされている請求項１８〜２４のいずれかに記載の断熱材。
【請求項２６】
前記第２のケーシング断熱部側面と連続して繋がっている第２のコーン断熱部をさらに備えている請求項１８〜２５のいずれかに記載の断熱材。
【請求項２７】
前記第２のコーン断熱部の数は１つである請求項２６に記載の断熱材。
【請求項２８】
前記第２のコーン断熱部の形状は、扇形からその扇形と中心点及び中心角が同じで半径の小さい扇形を除いた形状、又は、三日月形である請求項２７に記載の断熱材。
【請求項２９】
前記第２のコーン断熱部の数は２つ以上である請求項２６に記載の断熱材。
【請求項３０】
前記第２のコーン断熱部のそれぞれの形状は、三角形、台形又は扇形である請求項２９に記載の断熱材。
【請求項３１】
前記第２のコーン断熱部の側面のうち前記ケーシング断熱部と繋がっている側面と反対側に位置する側面において連続して繋がっている、平面視略矩形状の短冊部をさらに備えている請求項２６〜３０のいずれかに記載の断熱材。
【請求項３２】
請求項１８〜３１のいずれかに記載の断熱材の製造方法であって、
断熱材を構成する全ての部位が繋がった状態となるように１枚のシートから断熱材を打ち抜く工程を行うことを特徴とする、断熱材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化装置、断熱材及び断熱材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン等の内燃機関から排出された排ガス中に含まれる有害ガス等の有害物質を浄化するため、内燃機関の排気通路（排ガスが流通する排気管等）には、排ガス浄化装置が設けられている。
排ガス浄化装置は、内燃機関の排気通路にケーシングを設け、ケーシングの中に排ガス処理体を配置した構造となっている。排ガス処理体の一例としては、触媒担体又はディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が挙げられる。
【０００３】
排ガス処理体には無機繊維集合体からなる保持シール材が巻きつけられて、ケーシング内に配設される。この保持シール材は、自動車の走行等により生じる振動や衝撃により、排ガス処理体がその外周を覆うケーシングと接触して破損するのを防止することや、排ガス処理体とケーシングとの間から排気ガスが漏れることを防止すること等を主な目的として配設されている。
【０００４】
排ガス処理体に触媒が担持された排ガス浄化装置による有害物質の浄化効率を高めるためには、内燃機関の排気通路及び排ガスの温度を触媒活性化に適した温度（以下、触媒活性化温度ともいう）に維持する必要がある。
【０００５】
排ガス処理体に触媒が担持された排ガス浄化装置は、所定の触媒活性化温度に達するまで昇温した状態でないと、充分な触媒作用を奏することができない。
そのため、排ガス浄化装置には、排ガス処理体の温度が低下しないようにする保温性能が求められる。
【０００６】
ここで、排ガス浄化装置の排ガス流入側に位置する金属部材であるコーン部からの放熱が問題になる場合があり、特許文献１には、コーン部の外側に真空断熱室と蓄熱部材を設けた排ガス浄化装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３１４２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された排ガス浄化装置の構造は複雑であり、その製造にかかる手間と費用が大きくなるという問題があった。また、真空断熱部の真空状態が振動等により破れてしまうと以後の断熱効果が低下するおそれがあった。
【０００９】
本発明は、簡便な構成で排ガス浄化装置におけるコーン部の断熱を可能にした排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
また、本発明はケーシングの外周面及びコーン部の外周面の断熱性能に優れ、ケーシングとコーン部の両方を位置ずれを生じることなく覆うことができ、かつ、使用時の耐久性が高い断熱構造を達成することのできる断熱材を提供すること、及び、上記断熱材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】
【００１０】
上記目的を達成するための、本発明の排ガス浄化装置は、排ガス処理体と、
排ガス流入側に位置する第１の端部及び排ガス流出側に位置する第２の端部を有し、上記排ガス処理体を収容する筒状のケーシングと、
上記排ガス処理体の周囲に巻きつけられて上記排ガス処理体及び上記ケーシングの間に配設されている保持シール材と、
上記ケーシングの第１の端部側に配設された筒状部材であり、その径が上記ケーシングの第１の端部から離れるに従って次第に小さくなっている第１のコーン部材と、
上記ケーシングの第２の端部側に配設された筒状部材であり、その径が上記ケーシングの第２の端部から離れるに従って次第に小さくなっている第２のコーン部材と、
上記ケーシングの外周面及び上記第１のコーン部材の外周面を覆う断熱材とを備えた排ガス浄化装置であって、
上記断熱材は、無機繊維を含むマットからなり、
上記ケーシングの外周面に巻きつけられたケーシング断熱部と、
上記第１のコーン部材の外周面を覆う第１のコーン断熱部とを備えており、
上記ケーシング断熱部と上記第１のコーン断熱部は互いの側面の少なくとも一部が連続して繋がっていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の排ガス浄化装置では、断熱材が、ケーシング断熱部及び第１のコーン断熱部を備えており、ケーシング断熱部がケーシングの周囲に巻きつけられて排ガス処理体及びケーシングを保温し、第１のコーン断熱部が第１のコーン部材の外周面を覆って第１のコーン部材を保温する。
第１のコーン部材は排ガス流入側に位置しているため排ガスの温度が高く、保温の必要性が高い部分であるが、本発明の排ガス浄化装置では第１のコーン部材が第１のコーン断熱部で覆われるため、第１のコーン部材からの放熱を抑制することができる。
上記構成であると、簡便な構成で排ガス浄化装置における第１のコーン部材の断熱が可能になる。また、真空部分を有さないために使用時の耐久性にも優れる。
さらに、ケーシング断熱部及び第１のコーン断熱部は連続して繋がっているため位置ずれを生じることはなく、ケーシング断熱部と第１のコーン断熱部が１つの部材からなるため排ガス浄化装置の組み付けの作業性に優れる。
【００１２】
本発明の排ガス浄化装置では、上記第１のコーン断熱部の数は１つであることが望ましい。
また、上記第１のコーン断熱部の形状は、扇形からその扇形と中心点及び中心角が同じで半径の小さい扇形を除いた形状、又は、三日月形であることが望ましい。
第１のコーン断熱部が上記形状であると、１つのコーン断熱部で、第１のコーン部材の外周面と略同じ形状を形作ることができ、第１のコーン部材の外周面を覆うことができる。
【００１３】
本発明の排ガス浄化装置では、上記第１のコーン断熱部の数は２つ以上であることが望ましい。また、上記第１のコーン断熱部のそれぞれの形状は、三角形、台形又は扇形であることが望ましい。
第１のコーン断熱部が上記形状であると、２つ以上のコーン断熱部を組み合わせて、第１のコーン部材の外周面と略同じ形状を形作ることができ、第１のコーン部材の外周面を覆うことができる。
【００１４】
本発明の排ガス浄化装置では、上記第１のコーン部材の中心軸が、上記ケーシングの中心軸とずれていることが望ましい。
コーン部材の中心軸がケーシングの中心軸とずれている偏心の排ガス浄化装置とすると、車載時に排ガス浄化装置周囲のスペースを有効に活用でき、デザインの自由度が増すため好ましい。
【００１５】
本発明の排ガス浄化装置では、上記ケーシング断熱部と上記第１のコーン断熱部が連続して繋がっている部位には、断熱材の厚さ方向にスリットが設けられていることが望ましい。
上記スリットが設けられていると、ケーシング断熱部と第１のコーン断熱部が連続して繋がっている部位を容易に折り曲げることができるため、第１のコーン断熱部を第１のコーン部材の外周面に沿って配置させることが容易になる。
【００１６】
本発明の排ガス浄化装置では、上記ケーシング断熱部の表面及び第１のコーン断熱部の表面には、繊維飛散抑制処理がされていることが望ましい。
上記部位に、無機バインダの塗布等の繊維飛散抑制処理がされていると排ガス浄化装置の組み付け作業時及び排ガス浄化装置の使用時に繊維飛散が抑制されるため好ましい。
【００１７】
本発明の排ガス浄化装置では、上記ケーシング断熱部の表面及び第１のコーン断熱部の表面を覆うカバー部材がさらに設けられていることが望ましい。
また、上記カバー部材は、３次元成形体であることが望ましく、上記カバー部材は、金属箔又は金属メッシュであることも望ましい。
このようなカバー部材が設けられていると、排ガス浄化装置の組み付け作業時及び排ガス浄化装置の使用時に繊維飛散が抑制されるため好ましい。
【００１８】
本発明の排ガス浄化装置では、上記断熱材は、
上記第２のコーン部材の外周面を覆う第２のコーン断熱部をさらに備えており、
上記ケーシング断熱部と上記第２のコーン断熱部は互いの側面の少なくとも一部が連続して繋がっていることが望ましい。
上記構成であると、排ガス浄化装置の排ガス流出側に位置する第２のコーン部材からの放熱を第２のコーン断熱部により抑制することができる。
また、第２のコーン断熱部もケーシング断熱部と連続して繋がっているため位置ずれを生じることはなく、ケーシング断熱部、第１のコーン断熱部及び第２のコーン断熱部が１つの部材からなるため排ガス浄化装置の組み付けの作業性に優れる。
【００１９】
本発明の排ガス浄化装置では、上記第２のコーン断熱部の数は１つであることが望ましい。
また、上記第２のコーン断熱部の形状は、扇形からその扇形と中心点及び中心角が同じで半径の小さい扇形を除いた形状、又は、三日月形であることが望ましい。
【００２０】
本発明の排ガス浄化装置では、上記第２のコーン断熱部の数は２つ以上であることが望ましい。また、上記第２のコーン断熱部のそれぞれの形状は、三角形、台形又は扇形であることが望ましい。
【００２１】
本発明の排ガス浄化装置では、上記第２のコーン部材の、上記ケーシング側と反対の端部には、その径が一定の筒状部材である直管部材が配設されており、
上記断熱材は、
上記直管部材の外周面に巻きつけられた短冊部をさらに備えており、
上記第２のコーン断熱部と上記短冊部は互いの側面の少なくとも一部が連続して繋がっていることが望ましい。
上記構成であると、第２のコーン部材からさらに排ガス流出側に位置する直管部材からの放熱を短冊部により抑制することができる。
また、短冊部も第２のコーン断熱部と連続して繋がっているため位置ずれを生じることはなく、ケーシング断熱部、第１のコーン断熱部、第２のコーン断熱部及び短冊部が１つの部材からなるため排ガス浄化装置の組み付けの作業性に優れる。
【００２２】
本発明の断熱材は、無機繊維を含むマットからなり、
長手方向に伸びる長辺と上記長辺にほぼ直角な短辺とを有する平面視略矩形状のケーシング断熱部と、
上記ケーシング断熱部の上記長辺側の側面の１つである第１のケーシング断熱部側面及び上記第１のケーシング断熱部側面と反対側の長辺側の側面である第２のケーシング断熱部側面を有し、上記第１のケーシング断熱部側面と少なくとも一部が連続して繋がっている第１のコーン断熱部とを備えた断熱材であって、
上記ケーシング断熱部の２つの上記短辺同士が接するように断熱材を筒状に丸めた際に、上記第１のコーン断熱部により囲まれた空間として形成されるコーン筒状部の径が上記第１のケーシング断熱部側面から離れるに従って次第に小さくなることを特徴とする。
【００２３】
本発明の断熱材を用いると、ケーシングとコーン部材の両方を位置ずれを生じることなく１枚の断熱材を用いて覆うことができ、簡便な構成で排ガス浄化装置におけるコーン部の断熱を行うことができる。また、使用時の耐久性が高い断熱構造を提供することができる。
さらに、保管時及び搬送時には平面状とすることができるので、保管、搬送効率の高い断熱材となる。
【００２４】
本発明の断熱材において、上記第１のコーン断熱部の数は１つであることが望ましい。また、上記第１のコーン断熱部の形状は、扇形からその扇形と中心点及び中心角が同じで半径の小さい扇形を除いた形状、又は、三日月形であることが望ましい。
第１のコーン断熱部が上記形状であると、１つのコーン断熱部で、コーン部材の外周面と略同じ形状を形作ることができ、コーン部材の外周面を覆うことができる。
【００２５】
本発明の断熱材において、上記第１のコーン断熱部の数は２つ以上であることが望ましい。また、上記第１のコーン断熱部のそれぞれの形状は、三角形、台形又は扇形であることが望ましい。
第１のコーン断熱部が上記形状であると、２つ以上のコーン断熱部を組み合わせて、コーン部材の外周面と略同じ形状を形作ることができ、コーン部材の外周面を覆うことができる。
また、第１のケーシング断熱部側面からコーン断熱部の最も遠い位置までの長さが、コーン断熱部の数を１つとした場合と比較して短くなるため、シートから打ち抜いて断熱材を作成する際の材料歩留まりが向上する。
【００２６】
本発明の断熱材において、上記第１のコーン断熱部の形状は、上記ケーシング断熱部の２つの上記短辺同士が接するように断熱材を筒状に丸めた際に、上記コーン筒状部の中心軸が、上記ケーシング断熱部により囲まれた筒状部の中心軸とずれるようになっていることが望ましい。
上記構成であると、コーン部材の中心軸がケーシングの中心軸とずれている偏心の排ガス浄化装置に対して好適に使用することができる。
【００２７】
本発明の断熱材において、上記ケーシング断熱部と上記第１のコーン断熱部が連続して繋がっている部位には、断熱材の厚さ方向にスリットが設けられていることが望ましい。
上記スリットが設けられていると、ケーシング断熱部と第１のコーン断熱部が連続して繋がっている部位を容易に折り曲げることができるため、第１のコーン断熱部をコーン部材の外周面に沿って配置させることが容易になる。
【００２８】
本発明の断熱材において、上記ケーシング断熱部の表面及び第１のコーン断熱部の表面には、繊維飛散抑制処理がされていることが望ましい。
ケーシング断熱部の表面及び第１のコーン断熱部の表面に無機バインダの塗布等の繊維飛散抑制処理がされていると排ガス浄化装置の組み付け作業時及び排ガス浄化装置の使用時に繊維飛散が抑制されるため好ましい。
【００２９】
本発明の断熱材は、上記第２のケーシング断熱部側面と連続して繋がっている第２のコーン断熱部をさらに備えていることが望ましい。
上記構成であると、排ガス流入側に位置する第１のコーン部材及び排ガス流出側に位置する第２のコーン部材の両方を、位置ずれを生じることなくコーン断熱部により覆うことができる。
また、ケーシング断熱部、第１のコーン断熱部及び第２のコーン断熱部が１つの部材からなるため排ガス浄化装置の組み付けの作業性に優れる。
【００３０】
本発明の断熱材において、上記第２のコーン断熱部の数は１つであることが望ましい。
また、上記第２のコーン断熱部の形状は、扇形からその扇形と中心点及び中心角が同じで半径の小さい扇形を除いた形状、又は、三日月形であることが望ましい。
【００３１】
本発明の断熱材において、上記第２のコーン断熱部の数は２つ以上であることが望ましい。
また、上記第２のコーン断熱部のそれぞれの形状は、三角形、台形又は扇形であることが望ましい。
【００３２】
本発明の断熱材は、上記第２のコーン断熱部の側面のうち上記ケーシング断熱部と繋がっている側面と反対側に位置する側面において連続して繋がっている、平面視略矩形状の短冊部をさらに備えていることが望ましい。
上記構成であると、第２のコーン部材からさらに排ガス流出側に位置する直管部材の外周面も、位置ずれを生じることなく短冊部により覆うことができる。
また、ケーシング断熱部、第１のコーン断熱部、第２のコーン断熱部及び短冊部が１つの部材からなるため排ガス浄化装置の組み付けの作業性に優れる。
【００３３】
本発明の断熱材の製造方法は、本発明の断熱材の製造方法であって、
断熱材を構成する全ての部位が繋がった状態となるように１枚のシートから断熱材を打ち抜く工程を行うことを特徴とする。
上記方法であると、ケーシングの外周面及びコーン部材の外周面の両方を覆うことのできる断熱材を簡便な方法によって製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の断熱材の一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す断熱材のケーシング断熱部の２つの短辺同士が接するように断熱材を筒状に丸めた際の様子の一例を模式的に示す斜視図である。
【図３】図３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４】図４は、本発明の断熱材の他の一例を模式的に示す上面図である。
【図５】図５は、本発明の断熱材の他の一例を模式的に示す上面図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本発明の断熱材の他の一例を模式的に示す上面図である。
【図７】図７は、偏心コーンを有する排ガス浄化装置の例を模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の断熱材の他の一例を模式的に示す上面図である。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、本発明の断熱材の他の一例を模式的に示す上面図である。
【図１０】図１０は、カバー部材を有する排ガス浄化装置の例を模式的に示す断面図である。
【図１１】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、図１０に示す排ガス浄化装置の組み付けの様子を模式的に示す斜視図である。
【図１２】図１２は、第２のコーン断熱部を備える本発明の断熱材の一例を模式的に示す上面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、第２のコーン部材の外周面が第２のコーン断熱部で覆われている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り、図１３（ｂ）は、第１のコーン断熱部の表面から第２のコーン断熱部の表面までを覆うカバー部材を有する排ガス浄化装置の例を模式的に示す断面図である。
【図１４】図１４は、短冊部を備える本発明の断熱材の一例を模式的に示す上面図である。
【図１５】図１５は、直管部材の外周面が短冊部で覆われている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１６】図１６は、第１のコーン断熱部の表面から短冊部の表面までを覆うカバー部材を有する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１７】図１７は、短冊部にさらに別のコーン断熱部及び別のケーシング断熱部が繋がった本発明の断熱材の一例を模式的に示す上面図である。
【図１８】図１８は、排ガス処理体を２つ備える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。
【００３５】
（発明の詳細な説明）
以下、本発明の排ガス浄化装置及び本発明の断熱材について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の構成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。なお、以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
【００３６】
本発明の排ガス浄化装置は、排ガス処理体と、
排ガス流入側に位置する第１の端部及び排ガス流出側に位置する第２の端部を有し、上記排ガス処理体を収容する筒状のケーシングと、
上記排ガス処理体の周囲に巻きつけられて上記排ガス処理体及び上記ケーシングの間に配設されている保持シール材と、
上記ケーシングの第１の端部側に配設された筒状部材であり、その径が上記ケーシングの第１の端部から離れるに従って次第に小さくなっている第１のコーン部材と、
上記ケーシングの第２の端部側に配設された筒状部材であり、その径が上記ケーシングの第２の端部から離れるに従って次第に小さくなっている第２のコーン部材と、
上記ケーシングの外周面及び上記第１のコーン部材の外周面を覆う断熱材とを備えた排ガス浄化装置であって、
上記断熱材は、無機繊維を含むマットからなり、
上記ケーシングの外周面に巻きつけられたケーシング断熱部と、
上記第１のコーン部材の外周面を覆う第１のコーン断熱部とを備えており、
上記ケーシング断熱部と上記第１のコーン断熱部は互いの側面の少なくとも一部が連続して繋がっていることを特徴とする。
【００３７】
図１は、本発明の断熱材の一例を模式的に示す斜視図である。
後述するように、図１に示す断熱材は本発明の排ガス浄化装置に用いることのできる断熱材である。
図１に示す断熱材１０は、長手方向（図１中、両矢印ａで示す方向）に伸びる長辺２１及び長辺２１にほぼ直角な短辺２２を有する平面視略矩形状のケーシング断熱部２０を有する。
一方の短辺２２には凸部２３及び凹部２４が形成されている。凸部２３及び凹部２４は、後述する排ガス浄化装置においてケーシングの外周面にケーシング断熱部２０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。
ケーシング断熱部２０の形状としての平面視略矩形状とは、凸部及び凹部の形状を考慮せず、ケーシング断熱部全体の形状を見たときに矩形状になっているという意味である。
短辺２２には凸部２３及び凹部２４が形成されているため、短辺２２は一本の直線からなる辺ではないが、断熱材を平面視した際に短辺２２は長辺２１にほぼ直角な辺となっているといえる。
本明細書において、断熱材の長さは長辺の長さとして定める。長辺の長さは、凸部及び凹部の形状を無視して定める長さであり、図１中に両矢印Ｌで定める長さである。
【００３８】
ケーシング断熱部２０の長辺２１側の２つの側面は第１のケーシング断熱部側面２５及び第２のケーシング断熱部側面２６である。
これらのうち、第１のケーシング断熱部側面２５には、第１のコーン断熱部３０が連続して繋がっている。
本発明の断熱材では第１のコーン断熱部の数は１つでも２つ以上であってもよい。
断熱材１０では第１のコーン断熱部３０は複数（６つ）設けられており、第１のコーン断熱部３０のそれぞれの形状は台形である。台形の形状は、第１のケーシング断熱部側面２５と繋がる辺を長さの長い底辺３１とし、第１のケーシング断熱部側面２５から離れた辺を長さの短い底辺３２とし、台形の一方の脚にあたる辺３３と他方の脚にあたる辺３４とを有する形状である。
なお、本明細書において、「コーン断熱部の形状」とは、コーン断熱部を平面視した場合の形状を意味する。
本発明の断熱材では、第１のコーン断熱部とケーシング断熱部とは連続して繋がっていることから、通常は同じ材料であり、同じ厚さを有するマット状の部材である。
【００３９】
また、断熱材１０のケーシング断熱部２０と第１のコーン断熱部３０が連続して繋がっている部位には、断熱材１０の厚さ方向にスリット３５が設けられていることが望ましい。
スリット３５は断熱材を筒状に丸めてコーン断熱部を折り曲げる際に、コーン断熱部の折り曲げを容易にするために設けられる切込みである。スリットの深さは断熱材の厚さの２０〜８０％であることが望ましい。
【００４０】
また、ケーシング断熱部の表面及び第１のコーン断熱部の表面には、繊維飛散抑制処理がされていることが望ましい。図１には繊維飛散抑制処理がされているケーシング断熱部の表面を繊維飛散抑制処理部２７として示し、繊維飛散抑制処理がされている第１のコーン断熱部の表面を繊維飛散抑制処理部３７としてハッチングを付して示している。
また、第１のコーン断熱部の側面のうち、断熱材を筒状に丸めてコーン断熱部を折り曲げた際に露出する側面にも繊維飛散抑制処理がされていることが望ましい。図１には繊維飛散抑制処理がされている第１のコーン断熱部の表面を繊維飛散抑制処理部３８としてハッチングを付して示している。
繊維飛散抑制処理としては、断熱材への無機バインダ（アルミナゾル、シリカゾル）のコーティング等の処理が挙げられ、繊維飛散抑制処理を施すことによって、無機繊維の風蝕が防止される。
【００４１】
本発明の断熱材は、無機繊維を含むマットからなる。マットを構成する無機繊維としては、特に限定されず、アルミナ−シリカ繊維であってもよく、アルミナ繊維、シリカ繊維等であってもよい。また、ガラス繊維や生体溶解性繊維であってもよい。耐熱性や耐風蝕性等、マットに要求される特性等に応じて変更すればよく、各国の環境規制に適合できるような太径繊維や繊維長のものを使用するのが好ましい。
【００４２】
この中でも、低結晶性アルミナ質の無機繊維が望ましく、ムライト組成の低結晶性アルミナ質の無機繊維がより望ましい。加えて、スピネル型化合物を含む無機繊維がさらに好ましい。
【００４３】
さらに低結晶性アルミナ質かつスピネル型化合物を含む無機繊維の場合、結晶化比率は０．１〜３０％の範囲が好ましく、さらには結晶化率０．４〜２０％の範囲がさらに好ましい。結晶化率の測定方法は、ムライト回析線（２θ＝２６．４°）とγアルミナ回析線（２θ＝４５．４°）の積分強度比より算出することができる。
【００４４】
断熱材を構成するマットは、種々の方法により得ることができるが、例えば、ニードリング法又は抄造法により製造することができる。
特に、無機繊維からなる素地マットに対してニードルパンチ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。ニードルパンチング処理とは、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ことをいう。
【００４５】
交絡構造を呈するために、ニードリング法により得られるマットを構成する無機繊維はある程度の平均繊維長を有しており、例えば、無機繊維の平均繊維長は、１〜１５０ｍｍであることが好ましく、１０〜８０ｍｍであることがより好ましい。
無機繊維の平均繊維長が１ｍｍ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、ケーシングの外周面への巻き付け性が低下し、断熱材が割れやすくなる。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、断熱材を構成する繊維本数が減少するため、マットの緻密性が低下する。その結果、断熱材のせん断強度が低くなる。
【００４６】
抄造法により得られるマットを構成する無機繊維の平均繊維長は、０．１〜２０ｍｍであることが好ましい。
無機繊維の平均繊維長が０．１ｍｍ未満であると、無機繊維の繊維長が短すぎるため、もはや繊維としての特徴を実質上示さなくなり、マット状繊維集合体にしたときに繊維同士に好適な絡み合いが起こりにくい。また、無機繊維の平均繊維長が２０ｍｍを超えると、無機繊維の繊維長が長すぎるため、抄造工程で水に繊維を分散したスラリー溶液中の繊維同士の絡み合いが強くなりすぎるため、マット状繊維集合体としたときに繊維が不均一に集積しやすくなる。
【００４７】
また、断熱材の目付量（単位面積当たりの重量）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。
また、断熱材の厚みは５〜１５ｍｍであることが望ましい。
【００４８】
図２は、図１に示す断熱材のケーシング断熱部の２つの短辺同士が接するように断熱材を筒状に丸めた際の様子の一例を模式的に示す斜視図である。
後述するように、本発明の断熱材はケーシング断熱部をケーシングの外周面に巻きつけて使用される。
図２に示す形状は、ケーシング断熱部２０をケーシングの外周面に巻きつけた場合の、断熱材１０の形状に相当する。
断熱材１０のケーシング断熱部２０の２つの短辺２２には、凸部２３と凹部２４が設けられているため、短辺２２同士が接するように断熱材を筒状に丸めると、凸部２３と凹部２４が互いに嵌合した筒状となる。
第１のコーン断熱部３０は、各第１のコーン断熱部３０の形状である台形の一方の脚にあたる辺３３と他方の脚にあたる辺３４が、隣り合う台形間で接するように丸められて、その結果、第１のコーン断熱部３０で囲まれた空間であるコーン筒状部３６が形成される。コーン筒状部３６の径は第１のケーシング断熱部側面２５において最大であり、ケーシング断熱部２０が形成する筒の内径と同じであるが、第１のケーシング断熱部側面２５から離れるに従って次第に小さくなる。
【００４９】
以下、図１及び図２に示す本発明の断熱材を備えた排ガス浄化装置について説明する。
図３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３に示す排ガス浄化装置１００では、排ガス処理体１２０が筒状のケーシング１３０に収容されている。図３では排ガスの流れる向きを矢印Ｇで示しており、ケーシング１３０は排ガス流入側に位置する第１の端部１３１及び排ガス流出側に位置する第２の端部１３２を有している。
ケーシング１３０の第１の端部１３１には第１のコーン部材１４０が溶接等の接合手段により配設されている。第１のコーン部材１４０は、その径がケーシング１３０の第１の端部１３１から離れるにしたがって次第に小さくなる形状の筒状部材である。
また、ケーシング１３０の第２の端部１３２には第２のコーン部材１５０が溶接等の接合手段により配設されており、第２のコーン部材１５０は、その径がケーシング１３０の第２の端部１３２から離れるにしたがって次第に小さくなる形状の筒状部材である。
【００５０】
排ガス浄化装置１００の内部においては、排ガス処理体１２０の周囲には保持シール材１１０が巻きつけられており、保持シール材１１０は排ガス処理体１２０とケーシング１３０の間に配設されている。
保持シール材１１０は無機繊維を含むマットである。保持シール材１１０の形状は、断熱材１０のケーシング断熱部２０の形状と同様に、凹部と凸部を有する平面略矩形状であり、排ガス処理体１２０の周囲に保持シール材１１０を巻きつけた際に保持シール材１１０の凹部と凸部がちょうど互いに嵌合するようになっていることが望ましい。
【００５１】
図３に示す排ガス処理体１２０は、多孔質セラミック等のセラミック質のハニカム構造体であり、触媒担体として使用される。触媒担体においては、排ガス流入側端面１２０ａ及び排ガス流出側端面１２０ｂがともに開口した貫通孔１２５に排ガスが流入し、貫通孔１２５を隔てる隔壁１２６に担持させた触媒の作用により排ガスが浄化される。
また、排ガス処理体は貫通孔のいずれかの端部が交互に封止されてなるＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）であってもよい。
排ガス処理体を構成する素材は特に限定されないが、炭化ケイ素質及び窒化ケイ素質等の非酸化物、並びに、コージェライト及びチタン酸アルミニウム等の酸化物を用いることができる。
これら多孔質焼成体は、脆性材料であるので、機械的な衝撃等により破壊されやすい。しかし、本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体１２０の側面の周囲には保持シール材１１０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１２０にクラック等が発生するのを防止することができる。
【００５２】
ケーシング断熱部２０と連続して繋がっている第１のコーン断熱部３０は、第１のコーン部材１４０の外周面１４１の少なくとも一部を覆っている。なお、第１のコーン断熱部３０は、第１のコーン部材１４０の外周面１４１の全部を覆っていることが望ましく、図３に示す排ガス浄化装置１００では、断熱材１０が図２に示す形状に丸められて排ガス浄化装置の最外周に配置されているため、第１のコーン断熱部３０により第１のコーン部材１４０の外周面１４１の全部が覆われる。
【００５３】
排ガス浄化装置１００において、断熱材１０のスリット３５はケーシング１３０の第１の端部１３１の近傍に位置し、第１のコーン断熱部３０が第１のコーン部材１４０の形状に沿って折り曲げられている。
また、ケーシング断熱部２０の表面及び第１のコーン部材３０の表面には、それぞれ繊維飛散抑制処理部２７、繊維飛散抑制処理部３７が設けられている。また、第１のコーン部材３０の側面にも繊維飛散抑制処理部３８が設けられている。
【００５４】
本発明の排ガス浄化装置の組み付けは、例えば以下のように行うことができる。
まず、排ガス処理体の周囲に保持シール材を巻きつけた巻付体を準備し、巻付体をケーシングに圧入する。続いて、ケーシングの第１の端部及び第２の端部に、第１のコーン部材及び第２のコーン部材をそれぞれ溶接等により接合させる。その後、本発明の断熱材のケーシング断熱部をケーシングの外周面に巻きつけるとともに、第１のコーン部材の外周面を第１のコーン断熱部で覆うことにより、本発明の排ガス浄化装置を製造することができる。
なお、第１のコーン部材及び第２のコーン部材の形成は、円筒形状のケーシングとして、第１のコーン部材及び第２のコーン部材となる部分も含んだ長い円筒を準備しておき、巻付体の圧入を行った後にケーシングの第１の端部側及び第２の端部側をスピニング加工（絞り加工）によりコーン形状に加工することによって行ってもよい。
【００５５】
図３に示すような排ガス浄化装置に用いることのできる本発明の断熱材の他の例について、以下に説明する。
図４、図５及び図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本発明の断熱材の他の一例を模式的に示す上面図である。
図４に示す断熱材１１は、第１のコーン断熱部４０のそれぞれの形状が三角形である他は、図１に示す断熱材１０と同様の形状である。
また、図５に示す断熱材１２は、第１のコーン断熱部４１のそれぞれの形状が扇形である他は、図１に示す断熱材１０と同様の形状である。
第１のコーン断熱部の形状を三角形又は扇形にした場合には、断熱材を筒状に丸めた際に、隣り合う第１のコーン断熱部の辺が互いに接しないように三角形又は扇形の形状を定めることが望ましい。隣り合う第１のコーン断熱部の辺が接するように三角形又は扇形の形状を定めると、コーン筒状部の先端が尖った形状となるが、第１のコーン部材の先端が尖った形状になることはないのでコーン筒状部の先端が尖った形状になると好ましくないためである。
断熱材１１及び断熱材１２において、断熱材を筒状に丸めた際に、隣り合う第１のコーン断熱部の辺が互いに接しないようにすると、第１のコーン断熱部の間に隙間が生じる。そのため、これらの断熱材を用いた排ガス浄化装置とした場合には、第１のコーン部材の外周面の全部ではなく外周面の一部が第１のコーン断熱部で覆われることになる。
【００５６】
図６（ａ）に示す断熱材１３は、第１のコーン断熱部の数が１つである断熱材の例である。その他は図１に示す断熱材１０と同様の形状である。
断熱材１３の第１のコーン断熱部４２は、扇形からその扇形と中心点及び中心角が同じで半径の小さい扇形を除いた形状である。第１のコーン断熱部４２はケーシング断熱部２０の第１のケーシング断熱部側面２５と一部でのみ繋がっている。
このような断熱材１３を筒状に丸めた際にも、第１のコーン断熱部４２により囲まれた空間として形成されるコーン筒状部の径が第１のケーシング断熱部側面２５から離れるに従って次第に小さくなる形状となる。
【００５７】
図６（ｂ）には、図６（ａ）に示す断熱材の変形例を示す。
図６（ｂ）に示す断熱材１３´は、図６（ａ）に示す断熱材１３の第１のコーン断熱部４２を、第１のコーン断熱部４２がケーシング断熱部２０の第１のケーシング断熱部側面２５と繋がっている点で２つに分割し、分割した第１のコーン断熱部４２ａ、４２ｂを第１のケーシング断熱部側面２５の両端に配置した形状である。
このように、コーン断熱部の形状が、全体として扇形からその扇形と中心点及び中心角が同じで半径の小さい扇形を除いた形状となるようになっているものも、コーン断熱部の形状が「扇形からその扇形と中心点及び中心角が同じで半径の小さい扇形を除いた形状」になっているものに含まれる。また、この場合のコーン断熱部の数は１つと数える。
【００５８】
本発明の排ガス浄化装置は、第１のコーン部材の中心軸が、ケーシングの中心軸とずれている、いわゆる偏心コーンを有する排ガス浄化装置であってもよい。偏心コーンを有する排ガス浄化装置及びそのような排ガス浄化装置に適した断熱材について以下に説明する。
【００５９】
図７は、偏心コーンを有する排ガス浄化装置の例を模式的に示す断面図である。
ケーシングの中心軸は、ケーシングの第１の端部及び第２の端部において、ケーシングの長手方向（図７中、両矢印ｂで示す方向であり、排ガスの流路方向と平行な方向）に垂直な断面でそれぞれ切断したケーシングの断面の形状の重心を繋いでなる軸である。
図７に示す排ガス浄化装置２００では、ケーシング１３０の中心軸を一点鎖線１３３で示している。
【００６０】
第１のコーン部材の中心軸は、第１のコーン部材の両端、すなわちケーシングの第１の端部側の端部及びケーシングの第１の端部から最も遠い側の端部において、上記ケーシングの長手方向に垂直な断面でそれぞれ切断した第１のコーン部材の断面の形状の重心を繋いでなる軸である。図７では、偏心コーンである第１のコーン部材２４０の中心軸を一点鎖線２４２で示している。
【００６１】
ケーシングの中心軸である一点鎖線１３３の向きと、第１のコーン部材の中心軸である一点鎖線２４２の向きがずれているため、図７に示す排ガス浄化装置２００は、偏心コーンを有する排ガス浄化装置である。
【００６２】
図７に示す排ガス浄化装置２００では、第２のコーン部材２５０も偏心コーンであり、その中心軸２５２はケーシングの中心軸である一点鎖線１３３の向きとずれている。
第２のコーン部材の中心軸は、第２のコーン部材の両端、すなわちケーシングの第２の端部側の端部及びケーシングの第２の端部から最も遠い側の端部において、上記ケーシングの長手方向に垂直な断面でそれぞれ切断した第２のコーン部材の断面の形状の重心を繋いでなる軸である。
排ガス浄化装置２００のその他の構成は、図３に示す排ガス浄化装置１００と同様である。
【００６３】
偏心コーンを有する本発明の排ガス浄化装置に適した、本発明の断熱材について以下に説明する。
図８、図９（ａ）及び図９（ｂ）は、本発明の断熱材の他の一例を模式的に示す上面図である。
図８に示す断熱材１４は、偏心コーンを有する本発明の排ガス浄化装置に用いることのできる断熱材である。断熱材１４では台形状の第１のコーン断熱部が計６つ設けられており、その内訳は、その台形の高さが高い第１のコーン断熱部４３が２つ、台形の高さが中くらいの第１のコーン断熱部４４が２つ、台形の高さが低い第１のコーン断熱部４５が２つである。
このような断熱材１４を筒状に丸めると、第１のコーン断熱部４３では第１のケーシング断熱部側面２５からの高さＬ１が長く第１のコーン断熱部４５では第１のケーシング断熱部側面２５からの高さＬ３が短い、コーン筒状部が形成される。
そのため、図７に示す排ガス浄化装置２００の断面図のように、第１のコーン断熱部４３を第１のコーン部材２４０の上側（第１のコーン部材のケーシングの端面からの距離が長い側）に配置し、第１のコーン断熱部４５を第１のコーン部材２４０の下側（第１のコーン部材のケーシングの端面からの距離が短い側）に配置することで、偏心コーンである第１のコーン部材２４０の外周面を第１のコーン断熱部で覆うことができる。
【００６４】
図９（ａ）に示す断熱材１５は、第１のコーン断熱部の数が１つであり、偏心コーンを有する本発明の排ガス浄化装置に用いることのできる断熱材の例である。
断熱材１５の第１のコーン断熱部４６は、三日月型である。第１のコーン断熱部４６はケーシング断熱部２０の第１のケーシング断熱部側面２５と一部でのみ繋がっている。
このような断熱材１５を筒状に丸めた際にも、第１のコーン断熱部４６には第１のケーシング断熱部側面２５からの距離が長い部分と短い部分が生じるので、第１のコーン部材の形状に合わせて第１のコーン断熱部の上記距離が長い部分と短い部分を配置することで、偏心コーンである第１のコーン部材の外周面を第１のコーン断熱部で覆うことができる。
【００６５】
図９（ｂ）には、図９（ａ）に示す断熱材の変形例を示す。
図９（ｂ）に示す断熱材１５´は、図９（ａ）に示す断熱材１５の第１のコーン断熱部４６を、第１のコーン断熱部４６がケーシング断熱部２０の第１のケーシング断熱部側面２５と繋がっている点で２つに分割し、分割したコーン断熱部４６ａ、４６ｂを第１のケーシング断熱部側面２５の両端に配置した形状である。
このように、コーン断熱部の形状が、全体として三日月形となるようになっているものも、コーン断熱部の形状が三日月形になっているものに含まれる。また、この場合のコーン断熱部の数は１つと数える。
【００６６】
本発明の排ガス浄化装置においては、ケーシング断熱部の表面及び第１のコーン断熱部の表面を覆うカバー部材が設けられていてもよい。カバー部材を有する排ガス浄化装置について以下に説明する。
図１０は、カバー部材を有する排ガス浄化装置の例を模式的に示す断面図である。
図１０に示す排ガス浄化装置３００には、カバー部材３１０が設けられている。カバー部材３１０は溶接部３１１によって第１のコーン部材１４０と溶接されて固定されており、溶接部３１２によって第２のコーン部材１５０と溶接されて固定されている。
そして、カバー部材３１０と第１のコーン部材１４０の間に第１のコーン断熱部３０が配設されており、かつ、カバー部材３１０とケーシング１３０の間にケーシング断熱部２０が配設されている。第１のコーン断熱部３０及びケーシング断熱部２０がこのように配設されていると、第１のコーン断熱部３０及びケーシング断熱部２０の位置が安定する。また、第１のコーン断熱部３０の表面及びケーシング断熱部２０の表面がカバー部材３１０で覆われて露出しないため、第１のコーン断熱部３０及びケーシング断熱部２０からの繊維飛散が抑制される。そのため、図１０に示す排ガス浄化装置３００では第１のコーン断熱部３０及びケーシング断熱部２０に繊維飛散抑制処理部（図３における繊維飛散抑制処理部２７、繊維飛散抑制処理部３７及び繊維飛散抑制処理部３８）を設けていない。
排ガス浄化装置３００のその他の構成は、図３に示す排ガス浄化装置１００と同様である。
【００６７】
カバー部材を有する排ガス浄化装置の組み付けは、分割したカバー部材を断熱材の外側から被せてカバー部材を固定することによって行うことができる。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、図１０に示す排ガス浄化装置の組み付けの様子を模式的に示す斜視図である。
まず、図１１（ａ）に示すように、ケーシングの外周面に断熱材のケーシング断熱部が巻きつけられ、第１のコーン部材の外周面が第１のコーン断熱部で覆われた排ガス浄化装置１００を準備する。
次に、カバー部材を２つに分割した形状である、上側カバー部材３１０ａ及び下側カバー部材３１０ｂを準備し、排ガス浄化装置１００のそれぞれ上下から上側カバー部材３１０ａ及び下側カバー部材３１０ｂを被せる。
そして、図１１（ｂ）に示すように、カバー部材３１０ａとカバー部材３１０ｂを溶接等によって固定してカバー部材３１０を形成し、カバー部材３１０を有する排ガス浄化装置３００を形成する。
この際、カバー部材３１０ａ及びカバー部材３１０ｂは第１のコーン部材１４０及び第２のコーン部材１５０とも溶接等により固定されるようにすることが望ましい。
【００６８】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すカバー部材３１０（３１０ａ、３１０ｂ）は、その形状が立体的に成形された３次元成形体である。
カバー部材としては、３次元成形体の他に、金属箔又は金属メッシュを用いることができ、金属箔又は金属メッシュによって断熱材の表面を覆うことによっても、第１のコーン断熱部及びケーシング断熱部からの繊維飛散を抑制することができる。
【００６９】
本発明の排ガス浄化装置に用いることのできる本発明の断熱材は、第２のコーン部材の外周面の少なくとも一部を覆う第２のコーン断熱部をさらに備えており、ケーシング断熱部と第２のコーン断熱部は互いの側面の少なくとも一部が連続して繋がっていることが望ましい。
このような断熱材及び断熱材を備える排ガス浄化装置について以下に説明する。
【００７０】
図１２は、第２のコーン断熱部を備える本発明の断熱材の一例を模式的に示す上面図である。
図１２に示す断熱材１６では、第２のケーシング断熱部側面２６には、第２のコーン断熱部５０が連続して繋がっている。断熱材１６では第２のコーン断熱部５０は複数（６つ）設けられており、第２のコーン断熱部のそれぞれの形状は台形である。
第２のコーン断熱部５０の形態は、その位置が異なる他は、図１に示す第１のコーン断熱部３０と同様にすることができる。
本発明の断熱材では、第２のコーン断熱部とケーシング断熱部とは連続して繋がっていることから、通常は同じ材料であり、同じ厚さを有するマット状の部材である。
スリット及び繊維飛散抑制処理については、図１２では図示を省略しているが、図１に示す第１のコーン断熱部３０において設けた位置と同様の位置に設けることができる。
【００７１】
断熱材１６を筒状に丸めると、図２に示す形状と同様に、第２のコーン断熱部５０で囲まれた空間であるコーン筒状部が形成される。第２のコーン断熱部５０で囲まれたコーン筒状部の径は第２のケーシング断熱部側面２６において最大であり、ケーシング断熱部２０が形成する筒の内径と同じであるが、第２のケーシング断熱部側面２６から離れるに従って次第に小さくなる。
なお、第２のコーン断熱部を備える本発明の断熱材において、第２のコーン断熱部の数は１つでも２つ以上であってもよく、その形状も台形に限定されるものではなく、第１のコーン断熱部の形状と同様に、三角形、扇形、扇形からその扇形と中心点及び中心角が同じで半径の小さい扇形を除いた形状、又は、三日月形等とすることができる。
また、偏心コーンに対応した形状の第２のコーン断熱部としてもよい。
【００７２】
図１３（ａ）は、第２のコーン部材の外周面が第２のコーン断熱部で覆われている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１３（ａ）に示す排ガス浄化装置４００では、図１２に示す断熱材１６が用いられており、ケーシング断熱部２０と連続して繋がっている第２のコーン断熱部５０は、第２のコーン部材１５０の外周面１５１の少なくとも一部を覆っている。
第２のコーン断熱部５０におけるスリット及び繊維飛散抑制処理については、図３に示す第１のコーン断熱部３０において設けた位置と同様の位置に設けることができる。
排ガス浄化装置４００のその他の構成は、図３に示す排ガス浄化装置１００と同様である。
【００７３】
また、第１のコーン断熱部の表面から第２のコーン断熱部の表面までを覆うカバー部材が設けられていてもよい。
図１３（ｂ）は、第１のコーン断熱部の表面から第２のコーン断熱部の表面までを覆うカバー部材を有する排ガス浄化装置の例を模式的に示す断面図である。
図１３（ｂ）に示す排ガス浄化装置５００には、図１０に示す排ガス浄化装置におけるカバー部材と同様のカバー部材３１０が設けられている。
カバー部材３１０が設けられている場合、カバー部材３１０と第２のコーン部材１５０の間に、第２のコーン断熱部５０が配設される。
カバー部材を設けることによって第２のコーン断熱部からの繊維飛散をも抑制することができる。
排ガス浄化装置５００のその他の構成は、図３に示す排ガス浄化装置１００と同様である。
【００７４】
本発明の排ガス浄化装置に用いることのできる本発明の断熱材は、第２のコーン断熱部の側面と連続して繋がっている短冊部をさらに備えていることが望ましい。
このような断熱材及び断熱材を備える排ガス浄化装置について以下に説明する。
【００７５】
図１４は、短冊部を備える本発明の断熱材の一例を模式的に示す上面図である。
図１４に示す断熱材１７では、第２のコーン断熱部５０の側面のうち、ケーシング断熱部２０と繋がっている側面と反対側に位置する側面５１において、平面視略矩形状の短冊部６０が設けられている。短冊部６０は、第２のコーン断熱部５０の側面の一部と繋がっている。
本発明の断熱材では、短冊部、第２のコーン断熱部とケーシング断熱部とが連続して繋がっていることから、通常はこれらが同じ材料であり、同じ厚さを有するマット状の部材である。
スリットについては、図１４では図示を省略しているが、第２のコーン断熱部と短冊部が繋がる部位を折り曲げた際に外側（伸ばされる側）に設けておくことが望ましい。
また、繊維飛散抑制処理は、短冊部が露出する部位に設けておくことが望ましく、短冊部を筒状に丸めた際に外側になる表面に設けておくことが望ましい。
【００７６】
断熱材１７を筒状に丸めると、短冊部６０は円筒状に丸められる。
円筒状に丸められた短冊部６０は、後述する排ガス浄化装置において、第２のコーン部材の端部に配設される直管部材の外周面を覆うことができる。
図１５は、直管部材の外周面が短冊部で覆われている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１５に示す排ガス浄化装置６００では、第２のコーン部材１５０の、ケーシング１３０側とは反対の端部１５２には、その径が一定の筒状部材である直管部材１６０が配設されている。
排ガス浄化装置６００では、図１４に示す断熱材１７が用いられており、第２のコーン断熱部５０と連続して繋がっている短冊部６０は、直管部材１６０の外周面１６１の少なくとも一部を覆っている。
第２のコーン断熱部５０と短冊部６０が繋がる部位におけるスリット６５は、第２のコーン部材１５０及び直管部材１６０の境界部に設けられている。短冊部６０の表面が露出する部位には繊維飛散抑制処理が設けられることが望ましい。
【００７７】
図１５に示す排ガス浄化装置６００は、図３に示す排ガス浄化装置１００に対して第２のコーン部材の端部に直管部材を溶接等により接合させて、その後、本発明の断熱材のケーシング断熱部をケーシングの外周面に巻きつけるとともに、第１のコーン部材の外周面、第２のコーン部材の外周面及び直管部材の外周面を第１のコーン断熱部、第２のコーン部及び短冊部でそれぞれ覆うことにより、製造することができる。
【００７８】
図１６は、第１のコーン断熱部の表面から短冊部の表面までを覆うカバー部材を有する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。
排ガス浄化装置７００には、カバー部材７１０が設けられている。
カバー部材７１０は溶接部７１１によって第１のコーン部材１４０と溶接されて固定されており、溶接部７１２によって直管部材１６０と溶接されて固定されている。
そして、カバー部材７１０により、第１のコーン断熱部３０の表面、ケーシング断熱部２０の表面、第２のコーン断熱部５０の表面、及び、短冊部６０の表面が覆われている。
上記構成であると、第１のコーン断熱部３０から短冊部６０までの位置が安定する。
また、第１のコーン断熱部３０の表面から短冊部６０の表面までがカバー部材７１０で覆われて露出しないため、第１のコーン断熱部３０の表面、ケーシング断熱部２０の表面、第２のコーン断熱部５０の表面、及び、短冊部６０の表面からの繊維飛散が抑制される。
そのため、図１６に示す排ガス浄化装置７００では断熱材１７に繊維飛散抑制処理部（図３における繊維飛散抑制処理部２７、繊維飛散抑制処理部３７及び繊維飛散抑制処理部３８）を設けていない。
【００７９】
本発明の排ガス浄化装置に用いることのできる本発明の断熱材は、短冊部にさらに別のコーン断熱部及び別のケーシング断熱部が繋がったものであってもよい。
このような断熱材は、排ガス処理体を２つ備える排ガス浄化装置に好適に用いられる。
図１７は、短冊部にさらに別のコーン断熱部及び別のケーシング断熱部が繋がった本発明の断熱材の一例を模式的に示す上面図である。
図１７に示す断熱材１８は、２つ目のケーシングの外周面に巻きつけられる部位である第２のケーシング断熱部８０と、第２のケーシング断熱部８０の側面と連続して繋がっている第３のコーン断熱部７０を備えており、第３のコーン断熱部７０は、短冊部６０の側面の、第２のコーン断熱部５０と繋がっている側面と反対側の側面６１と連続して繋がっている。
すなわち、断熱材１８は、第１のコーン断熱部３０、ケーシング断熱部２０、第２のコーン断熱部５０、短冊部６０、第３のコーン断熱部７０及び第２のケーシング断熱部８０が連続して繋がっている。
各部位の構成は、これまで説明した他の断熱材の構成と同様であるためのその詳細な説明は省略するが、第２のケーシング断熱部８０とケーシング断熱部２０、第３のコーン断熱部７０と第１のコーン断熱部３０はそれぞれ同様の構成とすることができる。
また、第２のケーシング断熱部８０と第３のコーン断熱部７０の関係は、ケーシング断熱部２０と第１のコーン断熱部３０の関係と同様にすることができる。
さらに、第３のコーン断熱部７０と短冊部６０の関係は、第２のコーン断熱部５０と短冊部６０の関係と同様にすることができる。
【００８０】
図１８は、排ガス処理体を２つ備える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。
排ガス浄化装置８００には、排ガスの下流側に別の排ガス処理体２２０が設けられている。排ガス処理体２２０はＤＰＦであり、多数のセル２２５がセル壁２２６を隔てて長手方向に並設された柱状のものである。セル２２５のいずれか一方の端部は、封止材２２８で封止されている。
排ガスは、排ガス処理体２２０の排ガス流入側端面２２０ａに開口した一のセル２２５に流入し、セル２２５を隔てるセル壁２２６を通過する。この際、排ガス中のＰＭがセル壁２２６で捕集され、排ガスが浄化されることとなる。浄化された排ガスは、排ガス流出側端面２２０ｂに開口した他のセル２２５から流出し、外部に排出される。
【００８１】
排ガス処理体２２０の周囲には、保持シール材２１０が巻きつけられており、保持シール材２１０は排ガス処理体２２０と第２のケーシング１８０の間に配設されている。
第２のケーシング１８０の周囲には、断熱材１８の一部である第２のケーシング断熱部８０が巻きつけられている。
第２のケーシング１８０の排ガス流入側に位置する第１の端部１８１には第３のコーン部材１７０が配設されており、第３のコーン部材１７０の、第２のケーシング１８０側と反対側の端部には直管部材１６０が配設されている。
また、第２のケーシング１８０の排ガス流出側に位置する第２の端部１８２には第４のコーン部材１９０が配設されている。
【００８２】
第２のケーシング断熱部８０と連続して繋がっている第３のコーン断熱部７０は、第３のコーン部材１７０の外周面１７１の少なくとも一部を覆っている。
第３のコーン断熱部７０と第３のコーン部材１７０の関係は、第１のコーン断熱部３０と第１のコーン部材１４０の関係と同様にすることができる。
なお、図１８中の左側に示す、第１のコーン部材１４０から直管部材１６０までの構成は、これまで説明した形態と同様にすることができるためその詳細な説明を省略する。
【００８３】
図１８に示す排ガス浄化装置は、排ガス処理体の周囲に保持シール材を巻きつけた巻付体をケーシングに圧入したのち、第１〜第４のコーン部材、直管部材をそれぞれ溶接等により接合させ、その後、本発明の断熱材を第１のコーン部材から第２のケーシングの外周面まで巻きつけることにより、製造することができる。
【００８４】
以下、本発明の断熱材の製造方法について説明する。
本発明の断熱材の製造方法は、断熱材を構成する全ての部位が繋がった状態となるように１枚のシートから断熱材を打ち抜く工程を行うことを特徴とする。
【００８５】
まず、無機繊維を含むマットを作製する。マットは、種々の方法により得ることができるが、例えば、ニードリング法又は抄造法により製造することができる。
ニードリング法の場合、例えば、以下の方法により製造することができる。すなわち、まず、例えば、塩基性塩化アルミニウム水溶液とシリカゾル等とを原料とする紡糸用混合物をブローイング法により紡糸して３〜１０μｍの平均繊維径を有する無機繊維前駆体を作製する。続いて、上記無機繊維前駆体を圧縮して所定の大きさの連続したシート状物を作製し、これにニードルパンチング処理を施し、その後、焼成処理を施すことによりマットの準備が完了する。
【００８６】
抄造法の場合、アルミナ繊維、シリカ繊維等の無機繊維と、無機結合剤と、水とを原料液中の無機繊維の含有量が所定の値となるように混合し、攪拌機で攪拌することで混合液を調製する。混合液には、必要に応じて、高分子化合物や樹脂からなるコロイド溶液が含まれていてもよい。続いて、底面にろ過用のメッシュが形成された成形器に混合液を流し込んだ後に、混合液中の水を、メッシュを介して脱水することにより原料シートを作製する。その後、原料シートを所定の条件で加熱圧縮することによりマットの準備が完了する。
【００８７】
上記マットには、必要に応じて、有機結合剤及び／又は無機結合剤を含む結合剤溶液を付与し、乾燥する処理を行ってもよい。
【００８８】
上記マットは１枚の大きなシート状の部材として得られるので、これを断熱材の形状に打ち抜くことによって、本発明の断熱材を得ることができる。
断熱材の打ち抜きは、トムソン刃、ギロチン刃等により行うことができる。
【００８９】
以下に、本発明の排ガス浄化装置の作用効果について説明する。
【００９０】
（１）本発明の排ガス浄化装置では、第１のコーン部材が第１のコーン断熱部で覆われるため、簡便な構成で排ガス浄化装置における第１のコーン部材の断熱が可能になる。
また、ケーシング断熱部及び第１のコーン断熱部は連続して繋がっているため位置ずれを生じることはなく、ケーシング断熱部と第１のコーン断熱部が１つの部材からなるため排ガス浄化装置の組み付けの作業性に優れる。
【００９１】
（２）本発明の排ガス浄化装置は、偏心コーンを有する場合、第２のコーン部材を有する場合、直管部材を有する場合、第２の排ガス処理体を有する場合といった様々な形態で使用することができ、各形態において必要な場所に断熱部を設けることができるため、排ガス浄化装置からの放熱を抑制することができる。
【００９２】
（３）本発明の断熱材は、排ガス処理体とコーン部材の両方を位置ずれを生じることなく１枚の断熱材を用いて覆うことができ、簡便な構成で排ガス浄化装置におけるコーン部材の断熱を行うことができる。また、使用時の耐久性が高い断熱構造を提供することができる。
さらに、保管時及び搬送時には平面状とすることができるので、保管、搬送効率の高い断熱材となる。
【００９３】
（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。
【００９４】
（シート製造例）
まず、以下の手順により無機繊維を含むマットを準備した。
アルミナ−シリカ組成を有するアルミナ繊維性の素地マットとして、組成比がＡｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８（重量比）とな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により、嵩密度が０．１５ｇ／ｃｍ３であり、目付量が１５００ｇ／ｍ２であるニードル処理マットを作製した。
【００９５】
別途、アクリル系ラテックス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ておき、これをバインダとして用いた。
【００９６】
次に、ニードルマットを平面視寸法で全長１２５０ｍｍ×幅１２００ｍｍに裁断し、裁断したニードルマット１００重量％に対するバインダ添着量が１．０重量％となるように、裁断したニードルマットをバインダ中に含浸した。
【００９７】
その後、バインダを含浸させたニードルマットを１４０℃の温度で６分間通気乾燥させることにより、１枚のシート状物としてのマットを作製した。
マットの厚さは９．１ｍｍであった。
【００９８】
（実施例１〜８）
上記マットを所定の形状のトムソン刃を用いて打ち抜き加工して、下記形状の実施例１〜８に係る断熱材を作製した。断熱材の長手方向の長さ（長辺の長さ）は６２７ｍｍ、ケーシング断熱部の幅（短辺の長さ）は２３３ｍｍとした。
【００９９】
（実施例１〜６：スリットを設けない断熱材の例）
実施例１：台形状の第１のコーン断熱部を６つ有する形状（図１の形状）。
台形は上底３５ｍｍ、下底１０４ｍｍ、高さ１６０ｍｍの等脚台形とした。
実施例２：実施例１と同じ台形状の第１のコーン断熱部及び第２のコーン断熱部を６つずつ有する形状（図１２の形状）。
実施例３：三角形状の第１のコーン断熱部を６つ有する形状（図４の形状）。
三角形の形状は底辺１０４ｍｍ、高さ１６０ｍｍの二等辺三角形とした。
実施例４：扇形からその扇形と中心点及び中心角が同じで半径の小さい扇形を除いた形状の第１のコーン断熱部を１つ有する形状（図６（ａ）の形状）。
大きい扇形の形状は中心角１５７°、半径２１６ｍｍ、小さい扇形の半径は５２ｍｍとした。
実施例５：高さの異なる台形状の第１のコーン断熱部を６つ有する形状（図８の形状）。
台形の高さはそれぞれ高い順に１８０ｍｍ、１６０ｍｍ、１４０ｍｍとした。
各台形の下底は１０４ｍｍであり、高さ１６０ｍｍの等脚台形の上底は３５ｍｍであり、高さ１８０ｍｍ、１４０ｍｍの台形は、それぞれの台形の脚と下底のなす角が高さ１６０ｍｍの等脚台形と同じである台形である。
実施例６：三日月形の第１のコーン断熱部を１つ有する形状（図９（ａ）の形状）。
三日月形の形状は、外側の弧の半径が３００ｍｍ、内側の弧の半径が１１４０ｍｍ、外側の弧の中心と内側の弧の中心の距離が１０００ｍｍとなる形状とした。
（実施例７：スリットを設けた断熱材の例）
実施例７：実施例１において、ケーシング断熱部と第１のコーン断熱部が連続して繋がっている部位に深さ４ｍｍのスリットを設けたもの。
（実施例８：短冊部を設けた断熱材の例）
実施例８：実施例２における第２のコーン断熱部に繋がる短冊部をさらに有する形状（図１４の形状）。短冊部の形状は長さ２０４ｍｍ、幅８０ｍｍ。ケーシング断熱部と第１のコーン断熱部及び第２のコーン断熱部が連続して繋がっている部位のそれぞれ、並びに、第２のコーン断熱部と短冊部が連続して繋がっている部位には深さ４ｍｍのスリットを設けた。
【０１００】
（比較例１）
実施例４で用いた断熱材につき、第１のコーン断熱部をケーシング断熱部から分離したものを準備した。
（比較例２）
実施例１で用いた断熱材を筒状に丸めた際の形状と同じになるように設計した３次元成形体を準備した。
【０１０１】
（評価）
（排ガス浄化装置の作製）
上記断熱材又は３次元成形体を用いて、排ガス浄化装置を作製した。
排ガス浄化装置の構成は、排ガス処理体を上流側、下流側に１つずつ、計２つ備える構成とし、各実施例及び比較例の断熱材は、上流側のケーシングの外周面に巻きつける断熱材として用いた。第１のコーン断熱部は第１のコーン部材側に配置した。
上流側のケーシングの外周面に断熱材を巻きつけた排ガス浄化装置は、カバー部材を設けた構成とし、実施例１、３、４、７及び比較例１、２については、図１０に示すようなカバー部材を設けた排ガス浄化装置とした。
実施例２については、図１３（ｂ）に示すようなカバー部材を設けた排ガス浄化装置とした。
実施例５、６については、図７に示すような偏心コーンを有する排ガス浄化装置であって、第１のコーン部材が断熱材の形状に対応する偏心コーンであり、さらにカバー部材を設けた排ガス浄化装置とした。
実施例８については、図１６に示すようなカバー部材を設けた排ガス浄化装置とし、第２のコーン断熱部及び短冊部が第２のコーン部材及び直管部材の外周面を覆うように配置した。
【０１０２】
（コーン断熱部の位置ずれ）
排ガス浄化装置の組み付け作業において、比較例１では、コーン断熱部の位置とケーシング断熱部の位置がずれてしまうことがあった。
実施例７では、断熱材にスリットが設けられているために断熱材の折り曲げが容易となり、第１のコーン断熱部の位置精度が極めて良好であった。
表１では、コーン断熱部の位置精度が極めて良好なものを◎、良好なものを○、悪いものを×として示した。
【０１０３】
（保温性）
排ガス浄化装置に、所定温度（６００℃）の排ガスを流入させ、２つの排ガス処理体を経て排ガス浄化装置から流出した後の排ガスの温度を測定し、保温性の評価とした。
表１では、保温性が極めて良好なものを◎、良好なものを○として示した。
【０１０４】
（梱包時の積載性）
比較例２の３次元成形体は、保管時、梱包時に嵩張るものであった。他の実施例及び比較例では断熱材はマット状であり嵩張ることはなかった。
表１では、特に嵩張らないものを◎、嵩張らないものを○、嵩張るものを×として示した。
【０１０５】
【表１】
2015075084.tif 000003
【符号の説明】
【０１０６】
断熱材  １０、１１、１２、１３、１３´、１４、１５、１５´、１６、１７、１８
ケーシング断熱部  ２０
長辺  ２１
短辺  ２２
第１のケーシング断熱部側面  ２５
第２のケーシング断熱部側面  ２６
ケーシング断熱部表面に設けられた繊維飛散抑制処理  ２７
第１のコーン断熱部  ３０、４０、４１、４２、４２ａ、４２ｂ、４３、４４、４５、４６、４６ａ、４６ｂ
スリット  ３５
コーン筒状部  ３６
第１のコーン断熱部の表面に設けられた繊維飛散抑制処理  ３７
第１のコーン断熱部の側面に設けられた繊維飛散抑制処理  ３８
第２のコーン断熱部  ５０
短冊部  ６０
排ガス浄化装置  １００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００
排ガス処理体  １２０、２２０
ケーシング  １３０
ケーシングの第１の端部  １３１
ケーシングの第２の端部  １３２
ケーシングの中心軸  １３３
第１のコーン部材  １４０、２４０
第１のコーン部材の外周面  １４１
第２のコーン部材  １５０、２５０
第２のコーン部材の外周面  １５１
直管部材  １６０
直管部材の外周面  １６１
第１のコーン断熱部の中心軸  ２４２
カバー部材  ３１０、７１０
【図１】
2015075084.tif 000004
【図２】
2015075084.tif 000005
【図３】
2015075084.tif 000006
【図４】
2015075084.tif 000007
【図５】
2015075084.tif 000008
【図６】
2015075084.tif 000009
【図７】
2015075084.tif 000010
【図８】
2015075084.tif 000011
【図９】
2015075084.tif 000012
【図１０】
2015075084.tif 000013
【図１１】
2015075084.tif 000014
【図１２】
2015075084.tif 000015
【図１３】
2015075084.tif 000016
【図１４】
2015075084.tif 000017
【図１５】
2015075084.tif 000018
【図１６】
2015075084.tif 000019
【図１７】
2015075084.tif 000020
【図１８】
2015075084.tif 000021