(57)【要約】 本発明はコア(18)と外側ハウジング(40)および取付層(50)をコア(18)と外側ハウジング(40)の間に設けた排気後処理装置(30)に関する。コアには上流の端面(20)と下流の端面(22)がある。取付層(50)とハウジング(40)には上流の端面(20)から下流の端面(22)まで拡張される主要部分(52)がある。またハウジング(40)は、ハウジング(40)中で取付層(50)によりコアを保持するようにコア(18)の端面に重なる一部(40a、40b)を含む。ハウジング(40)の端部の一部(40a、40b)によって取付層(50)の端部の一部(50a、50b)はコア(18)の端面に対して圧縮される。
2008511795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側の面と下流側の面とを有する基材と、
前記基材の上流側の端部から下流側の端部に亙る周辺を覆う取付主要部分と、前記基材の前記上流側の面と前記下流側の面に対向する各端部と、を含む取付層と、
前記取付層の前記取付主要部分を、前記基材の前記周辺に対して前記上流側の端部と前記下流側の端部との間で圧縮させるハウジング主要部分と、前記取付層の前記各端部を前記基材の前記上流側の端部と前記下流側の端部に対して圧縮させる各端部と、を含む外側ハウジングと、
を備えることを特徴とする後処理装置。
【請求項２】
前記取付層は非膨張素材を含むことを特徴とする請求項１に記載の後処理装置。
【請求項３】
前記外側ハウジングと前記基材とは概ね円形の外周面形状を有し、前記取付層は前記外側ハウジングと前記基材との間で筒状体を形成することを特徴とする請求項１に記載の後処理装置。
【請求項４】
前記外側ハウジングの前記各端部の少なくとも一つは、前記外側ハウジングの全体の周辺から連続して延設されるリップ部を画定することを特徴とする請求項１に記載の後処理装置。
【請求項５】
前記外側ハウジングの前記各端部の少なくとも一つは、前記外側ハウジングの全体の周辺のみに位置する分離した基材保持構造体を画定することを特徴とする請求項１に記載の後処理装置。
【請求項６】
前記取付層の前記取付主要部分と前記取付層の前記各端部と、は連続するように一体的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の後処理装置。
【請求項７】
前記外側ハウジングは、金属素材を含むことを特徴とする請求項１に記載の後処理装置。
【請求項８】
前記外側ハウジングの前記各端部は、前記外側ハウジングの前記主要部分に対して約90度の角度で半径方向の内側に曲げられることを特徴とする請求項１に記載の後処理装置。
【請求項９】
前記外側ハウジングの前記各端部は、前記外側ハウジングの前記主要部分に対して90度未満の角度で半径方向の内側に曲げられることを特徴とする請求項１に記載の後処理装置。
【請求項１０】
前記取付層は、膨張素材を含むことを特徴とする請求項１に記載の後処理装置。
【請求項１１】
前記基材は、触媒を含むことを特徴とする請求項１に記載の後処理装置。
【請求項１２】
上流側の面と下流側の面とを有する基材と、
前記基材の上流側の端部から下流側の端部に亙る周辺を覆う主要部分と、前記基材の前記上流側の面と前記下流側の面に重なる各端部と、を含む取付層と、
基材保持構造体とを備え、
前記取付層は前記基材保持構造体と前記基材との間に位置し、前記基材保持構造体は、前記取付層の前記各端部を前記基材の前記上流側の面と前記下流側の面とに圧縮させる部分を含むことを特徴とする後処理システム。
【請求項１３】
前記基材保持構造体は、前記基材と前記取付層と、がその内部に取り付けられる排気管によって画定されることを特徴とする請求項１２に記載の後処理システム。
【請求項１４】
前記排気管は前記基材を保持するための半径方向に延設される突起部を含むことを特徴とする請求項１３に記載の後処理システム。
【請求項１５】
半径方向に延設される前記突起部は、前記排気管の周辺から連続するリップ部を形成することを特徴とする請求項１４に記載の後処理システム。
【請求項１６】
半径方向に延設される前記突起部は、前記排気管の全体の周辺の部分のみに位置する非連続の複数分の突起部として形成されることを特徴とする請求項１４に記載の後処理システム。
【請求項１７】
前記基材保持構造体は、排気管の内部の中間部分のハウジング中に取り付けられる中間ハウジングにより画定され、前記中間ハウジングは前記排気管と前記取付層との間に取り付けられることを特徴とする請求項１２に記載の後処理システム。
【請求項１８】
前記中間ハウジングは、前記取付層の前記主要部分を前記基材の前記上流側の面と前記下流側の面との間で前記基材の周囲に対して圧縮させる主要部分を含み、前記中間ハウジングの各端部は、前記ハウジングの前記主要部分に対して約90度の角度で半径方向の内側に曲げられることを特徴とする請求項１７に記載の後処理システム。
【請求項１９】
前記中間ハウジングは、前記取付層の前記主要部分を前記基材の前記上流側の面と前記下流側の面との間で前記基材の周囲に対して圧縮させるハウジング主要部分を含み、前記中間ハウジングの各端部は、前記ハウジングの前記ハウジング主要部分に対して90度未満の角度で半径方向の内側に曲げられることを特徴とする請求項１７に記載の後処理システム。
【請求項２０】
前記取付層は、非膨張素材を含むことを特徴とする請求項１２に記載の後処理システム。
【請求項２１】
前記取付層は、膨張素材を含むことを特徴とする請求項１２に記載の後処理システム。
【請求項２２】
基材と、金属製のハウジングと、非膨張性の取付層とを含む後処理装置の製造方法であって、
前記後処理装置をある温度である時間加熱し、前記ハウジングを酸化させ、前記基材と前記取付層との間の境界層と、前記取付層と前記ハウジングとの間の境界層に存在する汚染物質を少なくともある程度取り外く温度状態を継続させて基材保持性を改善させる加熱工程を、製造工程の一部に含むことを特徴とする後処理装置の製造方法。
【請求項２３】
前記後処理装置の前記加熱工程中に、前記取付層から保護層を取り除くことをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の後処理装置の製造方法。
【請求項２４】
基材と、金属製のハウジングと、保護層で覆われた非膨張性の取付層とを含む後処理装置の製造方法であって、
前記後処理装置をある温度である時間加熱し、前記基材が前記保護層で覆われていない取付層で包まれている状態で前記基材を前記ハウジングから押し出すための力に等しい基準線押出し（プッシュアウト）値よりも基材保持力を少なくとも20パーセント分良好にする温度状態を継続するための加熱工程を、製造工程の一部に含むことを特徴とする後処理装置の製造方法。
【請求項２５】
前記基材保持力は、前記基準線押し値よりも少なくとも30パーセント分良好であることをことを特徴とする請求項２４に記載の後処理装置の製造方法。
【請求項２６】
前記基材保持力は、前記基準線押し値よりも少なくとも40パーセント分良好であることを特徴とする請求項２４に記載の後処理装置の製造方法。
【請求項２７】
基材と、金属製のハウジングと、保護層で覆われていない非膨張性の取付層とを含む後処理装置の製造方法であって、
前記後処理装置をある温度である時間加熱し、加熱前に前記基材を前記ハウジングから押し出すための力に等しい基準線押出し（プッシュアウト）値よりも基材保持力を少なくとも20パーセント分良好にする温度状態を継続する加熱工程を、製造工程の一部に含むことを特徴とする後処理装置の製造方法。
【請求項２８】
前記基材保持力は、前記基準線押し値よりも少なくとも30パーセント分良好であることをことを特徴とする請求項２７に記載の後処理装置の製造方法。
【請求項２９】
前記基材保持力は、前記基準線押し値よりも少なくとも40パーセント分良好であることを特徴とする請求項２７に記載の後処理装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件出願は、2005年8月30日にPCT国際特許出願として米国のドナルドソン  カンパニー、  インコーポレイティドを出願人とし、米国を除く各国を指定し、ホッペンステッド、ブルース  ベルナルドとブレイスデル、ジャレド  ディーンとリーブス、ゲーリー、デイルとスホダ、アルとを発明者として出願されたものであり、2004年8月31日に予備出願された米国出願第60/606, 030号および2004年8月31日に予備出願された米国出願第60/606, 025号の優先権主張出願であるのでこれらを本出願に合体する。
【０００２】
本発明は、一般的に触媒コンバータまたはディーゼルエンジン煤塵フィルタのようなコアを備えるエンジン排気装置およびこれらの排気装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
大気汚染を減少させるためにエンジン排気物質の排出基準はますますより厳しくなってきている。触媒コンバータは、エンジンから排出される汚染物質ガス(例えば、炭化水素、一酸化炭素、酸化窒素など)の濃度を低減するために使用されている。ディーゼルエンジンに関して見れば、ディーゼルエンジン煤塵フィルタは粒子状物質(例えば、煤)の濃度を削減するために排気流中で使用されている。
【０００４】
本発明に合体される米国特許第5355973号は、触媒コンバータの構成事例を開示している。当該特許の図3を参照すると、触媒コンバータは多くの縦溝流路を形成したセラミック基材基材かコア100を含む構成を備えている。触媒はコア100の上に設けられる。コア100は外側の金属製のケース体105か「缶」の中に取り付けられる。膨張部材またはマット101がコア100とケース体105の間に配置される。ケース体105の両方の端部106、107はケース体105の中のコア100を保持するように曲げ加工される。ガスケット109は端部106、107とコア100の端面の間に配置される。
【０００５】
本発明に合体される米国特許第4851015号は、ディーゼルエンジン煤塵フィルタの構成事例を開示している。当該特許の図7を参照するとフィルタは多くの縦溝流路を形成した多孔質セラミックコア104を含んでいる。縦溝流路に隣接した状態でコア104の反対側の端部に差し込まれる。蓋が設けられた端部を設けることで基材の壁を通して排気ガスを強制的に流れさせ、煤を壁で回収する。コア104は金属ハウジング108中に取り付けられる。膨張素材106はコア104とハウジング108の間に置かれる。ハウジングの端部110はハウジング108の中のコア104を保持するために曲げ加工される。封印/ガスケット材は端部110とコア104の端面の間に置かれる。いくつかの適用分野では、フィルタの基材に炭化水素と一酸化炭素などの汚染物質ガスの濃度を抑制できる触媒を設けることで触媒コンバータとして機能させることができる。
【０００６】
上述された後処理装置の端部に設けられるガスケットは、排気ガスが膨張素材の端部にぶつかり物理的に素材を浸食するのことを防ぐ。またガスケットは排気ガスがコアとケース体の間から漏洩することを防ぐとともに、ケース体の両端部と協働して軸方向にケース体の中のコアが移動することを防止する。このガスケットは、ガラス繊維やワイヤ製網または他の耐熱素材などの素材を通常含む。
【０００７】
ガスケットは、このように機能的であるがガスケットの使用上でこれに関連する難点がある。例えばガスケットは、組立上で増加した部品点数から構成せざるを得ない場合がある結果、製造上の煩雑さを招くので製造コストがアップした後処理装置となる。また、ある種のガスケットはコア又は緩衝層を摩滅させる場合がある。この上、ガスケットと緩衝層の材料の物性上の不一致は、運転温度の範囲内でガスケット/緩衝層の間でのインタフェース上で不均一な半径方向の力を発生する結果となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一つの実施形態として、コアと外側ハウジングと、コアと外側ハウジングとの間の取付層を備える排気後処理装置に関連している。コアには上流側の面と下流側の面がある。取付層と外側ハウジングとは上流側の端面から下流側の端面に亙り拡張する主要部分がある。また、取付層とハウジングはハウジング中でコアを保持するためにコアの端面に重なる各端部を備える。望ましくは取付層の端部の一部はハウジングの端部の一部によってコアの端面を圧縮すると良い。このように構成する結果、好適な具体事例によれば取付層の端部の一部に個別に設けられるガスケットを設けずにハウジングの端部をシールすることができる。
【０００９】
本発明の別の実施形態によれば基材、金属製のハウジングおよび非膨張性のマット層を含む後処理装置を製造するための方法に関連する開示がなされる。この方法によると後処理装置を加熱し、基材と前記取付層との間の境界層と、前記取付層と前記ハウジングとの間の境界層に存在する汚染物質を少なくとも取り除く温度状態を継続させるための加熱工程によりハウジングを酸化させて基材保持性が改善される。望ましくは、加熱は後処理装置の設置の前に排気システムに行われる製造工程の一部であると良い。
【００１０】
以下に本発明の種々の実施形態について本発明を適用可能にする構成事例を特に詳細に述べるが、本発明は請求の範囲に規程される種々の構成が可能あることは言うまでもなく、また発明の実施形態は、種々の組合せがあることも無論である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に添付の図面に基づき本発明の各実施形態を詳細に記載するが、本発明は請求の範囲に規程される範囲において種々の変更が可能であり、後述の記載以外にも種々の代替構成があることが理解されよう。
【００１２】
図1は、エンジン排気管11(例えば消音器、ハウジング、パイプまたは他の構造)中に他の構成要素とともに排気管中に取り付けられる後処理装置30を含むエンジン排気システム10の一部を図示している。本図において後処理装置30は、上流側の面20と下流側の面22を有する基材18を含む。図中の矢印14は、後処理装置30の上流側の面20から下流側の面22まで排気ガスが流れる方向を図示している。この後処理装置30は、1つの実施形態例として、ディーゼルエンジンの排気システムである比較的に低温度の排気システム(例えば摂氏300度未満)に組み込まれている。
【００１３】
この後処理装置30としては、排気流中から汚染物質を取り除くための触媒コンバータ、ディーゼルエンジン煤塵フィルタ、低濃度窒素酸化物触媒装置、選択的接触還元(SCR)触媒装置、低濃度窒素酸化物トラップまたは他の装置を含むことができる。基材18の構成については、装置30の機能から決定されることになる。
【００１４】
触媒コンバータは、一酸化炭素および炭化水素を変換して排気を二酸化炭素と水に変換するために一般的に使用される。ディーゼルエンジン煤塵フィルタは、排気ガス中から粒子状物質(例えば、炭素または煤などの粒子状物質)を取り除くのために使用される。低濃度窒素酸化物触媒は、低水準の炭化水素の援助により窒素酸化物を窒素と酸素の豊かな環境化の酸素に変換することができる触媒である。ディーゼルエンジンに関しては炭化水素排出濃度が低すぎるため適度な度窒素酸化物変換を行うことができないため、炭化水素が低濃度窒素酸化物触媒の上流側に注がれる必要がある。また選択的接触還元触媒装置は、窒素酸化物を窒素と酸素に変換することができる。しかしながら変換のために炭化水素を使用するのに対して選択的接触還元触媒装置は排気に注がれる尿素やアンモニアなどを過剰に上流を流す必要がある。窒素酸化物トラップは、低負荷運転条件の間窒素酸化物を吸収する酸化バリウムなどの素材を使用する。燃料を多く使用する高負荷運転中の間窒素酸化物が遮断されてトラップ中の触媒(例えば貴金属)によって窒素と酸素に変換される。
【００１５】
ディーゼルエンジン煤塵フィルタの基材は周知の様々な構成を備える。典型的構成は、米国特許第4851015号に記述されたモノリスセラミック基材のように閉塞された通路を有する「ハニカム」構成を備えるので、当該公報の内容を本発明に合体する。基材はワイヤ製の網構成としても設けることができる。また基材に触媒を含有させることもできる。典型的な触媒としてはゼオライトなどの卑金属やプラチナ、パラジウムおよびロジウムなどの貴金属および他のタイプの成分を含むことができる。
【００１６】
特定の実施形態構成例になるディーゼルエンジン煤塵フィルタによれば、75%以上の煤塵の減少効率を備えることができる。また他の実施形態構成例になるディーゼルエンジン煤塵フィルタによれば85%以上の煤塵の減少効率を備えることができる。さらに別のディーゼルエンジン煤塵フィルタによれば90%またはこれ以上の煤塵の減少効率を備えることができる。この減少効率はフィルタに入る煤塵分からフィルタを出る煤塵分を引き算し、フィルタに入る煤塵分で分ることで得ることができる。
【００１７】
また触媒コンバータ基材は種々の公知の構成を備えることができる。一構成例としては基材の排気ガス流れ方向に沿うように形成される縦溝流路を形成した基材を含むことができる。波形のメタルと多孔質セラミック基材/コアの両方を備える触媒コンバータ構成が米国特許第5355973号に記述されているので、当該記載内容を本願明細書に合体する。望ましくは基材は触媒を含むと良い。例えば基材を触媒または触媒を飽和（インプリグネイテッド）して形成するかまたは触媒をコーティングすることができる。このように形成される典型的な触媒にはプラチナ、パラジウムおよびロジウムなどの貴金属と卑金属であるゼオライト等がある。
【００１８】
一つの実施例によれば、触媒コンバータが1平方インチあたり少なくとも200個または1平方インチあたり200〜400個のセルを形成したセル密度を持つことができる。触媒コンバータの望ましい触媒は30グラム/立方フィート以上のプラチナを形成した基材が挙げられる。他の実施例では貴金属のローディングレベルが30〜100グラム/立方フィートの基材がある。また特定の実施例では、触媒コンバータが5万/時間以下、または50,000〜150,000/時間の範囲となるsv値（空間速度、space velocity)を備える触媒コンバータ（体積流量値であるDOC/DOCボリューム)として設けられる。
【００１９】
図1を再度参照して、後処理装置30の基材18は保護用のハウジング40の中に取り付けられている。望ましくは取付層50が基材18とハウジング40の間に位置されると良い。特定の実施形態によれば基材18と取付層50とは円筒形状(例えば筒状、楕円形、長円形または他の形状)をなし、ハウジング40を一周させることができ基材18の外周とハウジング40の内部を覆うように形成される。図示される取付層50は基材18の上流側の面20から下流側の面22を覆う主要部分52を有している。この取付層50はハウジング40の主要部分42によって半径方向の内側に圧縮される。また取付層50は基材18の夫々の上流側の面20と下流側の面22に対向する端部50a、50bを含む。ハウジング40の端部40a、40bは取付層50の端部50a、50bを圧縮するように構成される。
【００２０】
各端部4Oa、40bは基材保持構造体(例えば、リップ部、フランジ部、タブまたは他の構造物)を装置30の端部において形成することになる。特定の実施形態によればそれぞれの保有構造体は、装置30の360度の全体の周辺に連続的に拡張されるリップ部として設けられる。また他の実施形態によれば保有構造体は装置30の周辺の一部のみに配置される。また、装置の端部をシールするのにガスケットか他の構造物を使用することができる。
【００２１】
多くの機能を可能にするように取付層50を設けることができる。例えば取付層50の本体52は、ハウジング40と基材18の間の半径方向の圧力を伝えることができる。この半径方向の圧力はハウジング40中で基材18を保持するように促進できる。望ましくは取付層50はハウジング40から基材18に伝達される振動を減少させる緩衝機能を提供すると良い。さらに望ましくは取付層50は断熱状態を提供するように設けられると良い。加えて取付層50の端部50a、50bはハウジング40の端部40a、40bの間で基材18の端面20、22の軸方向の圧力を伝えることになる。
【００２２】
取付層50は、マット、マントル、緩衝層、スリーブなどの形態から形成される。本体50と端部50a、50bは同じか同様の物理的特性を備えると良い。望ましい実施形態によれば本体50と端部50a、50bは同じ物理的特性を持つように同じ素材で作られる。また別の実施形態では取付層50は、端部50aから端部50bまで連続するように端部50aから端部50bの間で連続接続されるマットがある。マット素材は膨張マット素材と非膨張マット素材を含む。膨張マット素材は、高い温度に反応して膨張するバーミキュライトなどの混合物を通常含む。したがって膨張マット素材のセールスポイントは、それらが後処理装置が組立後に通常加熱されて使用されることである。
【００２３】
非膨張のマットは、高い温度に反応して展開するバーミキュライトなどの混合物を含まない。したがって非膨張マット素材は、セラミック繊維、アルミニウム繊維、シリカ繊維または他の材料などの耐浸食性を有する繊維状のマットを含む。耐浸食性を有する非膨張マット素材は、比較的大きい温度範囲で一定の把持力を提供する圧縮力「スプリング」を提供することができる。このような非膨張素材としては、ニューヨーク州のナイアガラ・フォールズのユニフラックス  コーポレイション（Unifrax Corporation）から販売されている基材保持マット（Substrate Support Mat）のCC-MaxR 4 とCC-MaxR 6 が挙げられる。別のサポートマットは、ミネソタ州のセント  ポールのミネソタ  マイニンマニュファクチャリングカンパニによって販売されているインタラム（Interam）1101ＨＴマットがある。非膨張マットが好まれる一方で耐浸食性を有するマットを使用できる。
【００２４】
望ましくは後処理装置30のハウジング40はステンレスや他のメタルなどの金属材料から組み立てられると良い。またハウジング40は「缶」、「ケース体」、「キャニスター」と呼ぶことができる。
【００２５】
図1の実施形態によれば、取付層50は基材18の端面20、22へ軸方向の圧縮力を発生する役割と基材18の円周面に対して半径方向の圧力を加える二つの役割を行う。このため取付層50の端部50a、50bを図示のように設けることで後処理装置の端部に設けられる別々のガスケットか他のシール部材を設ける必要がなくなり部品点数を削減でき製造効率を向上できることになる。
【００２６】
図1の実施形態ではハウジング40の端部40a、40bは本体42に対して約90度で曲げ加工されている。図2は、ハウジング140の本体に対して角度の90度未満で曲げ加工された端部140a、140bを有したハウジング140を備えた代替構成の後処理装置130を図示している。本図において装置130は、基材18の軸の端面20、22に対して圧縮される端部150a、150bを有した取付層150を含んでいる。この取付層150は上述した取付層と同様の素材構造を備えることができる。
【００２７】
図3は、中間的なハウジングを使用せずに直接的に排気管211に対して取り付けられる後処理装置230を図示している。図3で示されるように装置230は、端面20、22を有する基材18を含む。取付層250は基材18の周辺の周りを覆うように設けられ、基材18と導管211の間で半径方向に圧縮される。この層250は、上述した取付層50と同様の素材構造を備えることができる。導管211は装置230の対向する端部において一体的に配置される保持構造体270を含む。この保持構造体は半径方向の内側に素材250の端部250a、250bが突出形成されており、基材18の端面20、22に素材の各端部を圧縮した状態で設けられている。図3に図示されるように保持構造体270は連続的に基材18の端部の周囲に角度360度に亙り形成されている。他の実施形態によれば、この保有構造体として複数に分離された非連続して形成される半径方向の突起を使用することができる。
【００２８】
多くの異なる製造技術で本発明の原理に従う後処理装置を製造することができるが、装置30を製造するための事例を以下に述べる。一例の方法によると後処理装置30は、最初にコア18の外周面に対して取付素材50(例えば非膨張性の素材)を巻き付け、素材の長手方向に沿う各縁部が互いに隣接する状態にして縦方向の接合部を形成する。この接続部は長手方向の縁部を重ねるかまたは互いに突き当てることで形成される。接続部を固定するためにテープや他の素材などの締結手段を使用することができる。このようにして素材50が基材18に対して一旦巻き付けられると、素材をその上に設けた状態の基材を予めロール加工された金属シート(例えば先行（precursor)ハウジング)の内部に滑り込ませることができる。次に基材18の外周面に対して素材50を半径方向に圧縮するために金属シートが基材に対して半径方向に圧縮される。そして従来からの技術である突合せ溶接、溶接継手などによってシートの縦縁部を固定することで、圧縮された配置状態を維持した金属シートを保持することができる。他の実施形態によれば、最初に金属シートを最終的なサイズに予め形成しておき素材50を巻きつけた基材を「詰め込む」ことができる。この「詰め込み」工程によれば、金属シートを基材と素材50に対して別々に圧縮する必要性がなくなる。
【００２９】
図4は、基材18の外周面にシートを取り付けた後の様子を図示している。図4で示されるようにシート40と素材50の双方の長さは基材18の長さLよりも大きい。この長さLは、基材18の軸方向に沿う端面20、22の間の距離である。シート40と素材50によって提供される余分な長さ分は、シート40と素材50の端部が基材20の端面20、22に夫々当接するように半径方向の内側に(矢印90で図示される)移動されるかまたは曲げ加工される。シート40の各端部は、素材の端面20、22を圧縮してハウジングの中の基材18を保持する。このようにして素材50と協働して素材の端面20、22を圧縮した状態でハウジング中で基材をしっかりと保持する。シート40の各端部は、図2または図1の実施形態で示されるように完全に曲げられるかまたは部分的に曲げられる。この曲げの度合いを変えることによってシートの端部によって端面20、22が軸方向に圧縮される圧縮力を正確に制御できる。
【００３０】
非膨張性のマット素材は空気層を作り出す繊維素材構造をしばしば有する。空気層を有する繊維は、装置の組立工程において取り扱い上の問題(例えば皮膚障害など)を引き起こす。この問題を克服するために伸縮素材(例えばポリオレフィン系)の非膨張マット素材で覆うかまたは閉じ込めることができる。図5は、ハウジング340と基材318の間に置かれるマット350を備えた後処理装置330を図示している。マット350は各保護層352の間で閉じ込められている。この保護層を設けることで上記の取り扱い上の問題を解決できるが、この構成によれば新規な問題がある。例えばマットの境界に保護層が存在することで軸方向に沿う基材保持力がかなり低下する。このことは低温ディーゼルエンジンであって摂氏300度未満の温度で運転される排気用途では特に問題が大きくなる。その理由は排気温度が閉じ込め素材を溶かすかまたは酸化させるには不十分であることによる。
【００３１】
上記の問題を克服するために出願人は熱硬化サイクルに曝される非膨張マットを含む後処理装置の製造工程を開発した。初めに、取付層を閉じ込める保護層を溶解または酸化させる温度状態に装置を曝す。しかしながら出願人は驚いたことに後処理装置全体を保護層を溶解または酸化させる温度以上となる熱硬化サイクルに曝すことで、単に保護層を溶解または酸化させる温度の熱硬化サイクルにする以上に基材保持力が向上されることを発見した。このことは、ハウジングからマット素材でカバーされた基材を押し出すための必要となる基準線押出し（プッシュアウト）値を比較することで評価できる。この比較によれば、マットでカバーされた基材を押すために必要となる押出し力は基準線値よりも約24パーセント少なかった。後処理装置を加熱することによって、素材が(例えば溶融と酸化で)基準線押出し値を少し超えて高くなった。ハウジングを部分的に少なくとも酸化させるために後処理装置をさらに加熱することによって外に押し力は基準線値を超えて約20パーセント増加した。また、後処理装置を完全に加熱しハウジングを酸化させると外に押出す力は基準線値を超えて約48パーセント増加した。
【００３２】
以上から熱サイクルによるいくつかの要素が明確に基材保持力に影響すると思われる。例えば熱サイクルは金属缶(境界層で摩擦の係数を増加させる)の酸化を引き起こすものと推定された。また熱サイクルでマット(缶との間のマットと基材との間のマット)の境界層において存在するあらゆるオイルか他の汚染物質が除去されたものと推測された。熱サイクルはマットを保護する保護素材を溶かすかまたは酸化させたものと推測された。また熱サイクルは「購入時」にマット素材中に存在していたバインダーを放出するものとも推測された。  上記の結果を得るためには熱サイクルがより高い温度で行われるかまたはより長い所要時間行われるかこれら双方の条件で行われることで、素材を酸化させるか保護素材を溶解させる必要がある。望ましくは加熱サイクルが製品販売の前の初期工程で行われる(例えばオーブンか他の制御下の加熱手段)ことで後処理装置として排気システム用に提供されると良い。一つの実施形態ではコア組立体は少なくとも15分間におよび摂氏538度の温度に曝される。これによれば良好な結果を得ることができるが、この条件に限定されないことは言うまでもない。また別の実施形態では上記の工程がディーゼルエンジン排気用途の後処理装置について行われることになる。
【００３３】
熱サイクルの実工程パラメータである熱サイクル(時間と温度)は、加熱工程(ガス、電気、バッチ処理量、流れ量など)と素材(酸化率、バインダー放出量、引火点など)の双方から決定される。組立工程の前に酸化工程(または外側の缶の係数を増加させる他の工程)をすることで部分的な基材の保持力を改善できるので組立体全体を加熱する工程を排除することができる。
【００３４】
本発明は基材保持力を改良するために非膨張マットを含む後処理装置を加熱するかまたは架橋するための工程を備える。後処理装置のマットは保護層で覆われるかまたは保護層で覆われていない場合がある。保護層がマットに存在しているか否かに拘わらず基材保持力の改良を達成することができる。図1〜図4から分かるようにハウジングの端部は基材の端面を圧縮するマットを備えた後処理装置に対して加熱工程を使用できる。また図6で示されるような装置を製造するために上記の加熱工程を使用することができる。図6に図示された装置30'は図1の装置と同様の構成を備えるが、ハウジングの各端部は延長されておりマットを間接的に保護するように曲げられており間隙31'を介して基材の端部を保護するように構成されている。
【００３５】
尚、上述の仕様、構成例およびデータは、製造のための完全な記述と発明の構成の使用例を提供するものである。発明の精神と範囲か出発しないで発明の多くの実施形態を作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】は、本発明の原理による一実施形態の後処理装置の横断面図である。
【図２】は、本発明の原理による第2実施形態の後処理装置の横断面図である。
【図３】は、本発明の原理による第3実施形態の後処理装置の横断面図である。
【図４】は、本発明の原理による後処理装置であって、ハウジング中で基材を固定するために外側ハウジングの端を半径方向の内側に曲げる前の様子を図示した後処理装置の一部拡大図である。
【図５】は、保護材料の中にマット層を閉じ込めた後処理装置の横断面図である。
【図６】は、ハウジングの各端部が延設され曲げ加工されることで、曲げられた端部と基材の各端部との間に間隙を残すように構成されたハウジングを含む後処理装置の横断面図である。
【図１】
2008511795.tif 000003
【図２】
2008511795.tif 000004
【図３】
2008511795.tif 000005
【図４】
2008511795.tif 000006
【図５】
2008511795.tif 000007
【図６】
2008511795.tif 000008
【国際調査報告】
2008511795.tif 000009
2008511795.tif 000010
2008511795.tif 000011