(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルパティキュレートフィルターと，該ディーゼルパティキュレートフィルターの外方を覆う金属シェルと，上記ディーゼルパティキュレートフィルターと上記金属シェルとの間に配置される保持シール材とから構成されるディーゼルパティキュレートフィルターシステムの製造方法であって，
パイプ状の金属シェルの中に，上記保持シール材としてのバインダーが添加されていない無機質繊維マットを挿入する工程と，
上記金属シェルの中に，金属シェル内壁との間に上記無機質繊維マットを介設させた状態で，拡張機を配置する工程と，
上記拡張機を拡張させることにより上記無機質繊維マットを上記金属シェル内壁に対して圧縮して，上記拡張機をディーゼルパティキュレートフィルターの外径よりも大きくする工程と，
上記金属シェルの一方の開口部からディーゼルパティキュレートフィルターを挿入する工程とを有する構成からなることを特徴とするディーゼルパティキュレートフィルターシステムの製造方法。
【請求項２】
触媒保持体と，該触媒保持体の外方を覆う金属シェルと，上記触媒保持体と上記金属シェルとの間に配置される保持シール材とから構成される排ガス浄化用触媒コンバーターの製造方法であって，
パイプ状の金属シェルの中に，上記保持シール材としてのバインダーが添加されていない無機質繊維マットを挿入する工程と，
上記金属シェルの中に，金属シェル内壁との間に上記無機質繊維マットを介設させた状態で，拡張機を配置する工程と，
上記拡張機を拡張させることにより上記無機質繊維マットを上記金属シェル内壁に対して圧縮して，上記拡張機を触媒保持体の外径よりも大きくする工程と，
上記金属シェルの一方の開口部から触媒保持体を挿入する工程とを有する構成からなることを特徴とする排ガス浄化用触媒コンバーターの製造方法。
【請求項３】
請求項１の方法により製造されたことを特徴とするディーゼルパティキュレートフィルターシステム。
【請求項４】
請求項２の方法により製造されたことを特徴とする排ガス浄化用触媒コンバーター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，ディーゼルパティキュレートフィルターシステム及び排ガス浄化用触媒コンバーター，並びにこれらの製造方法に関し，特に保持シール材を金属シェル内に組み付ける方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
ディーゼルエンジン自動車に設けられているディーゼルパティキュレートフィルター（以下，「ＤＰフィルター」ともいう。）システムは，ディーゼルパティキュレートを捕獲するためのセラミック製のＤＰフィルターと，これを収容する金属シェルとからなる。ＤＰフィルターと金属シェルとの間には，ＤＰフィルターを保持するための保持シール材が介設している。保持シール材は，無機質繊維マットからなる。
【０００３】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記保持シール材は，クッション性を有し，嵩高である。そのため，ＤＰフィルターを保持シール材とともに金属シェル内に装着する際の，保持シール材の装着作業に支障が生じるおそれがある。
そこで，保持シール材にバインダーを含浸させて無機質繊維マットの厚みを薄くすることが考えられる。しかし，この場合には，バインダーが焼失して排ガス量が増加するおそれがあり，排ガス規制値を満足することができない。
また，排ガス浄化用触媒コンバーターも，触媒保持体を保持シール材を介して金属シェル内に装着した構成を有し，上記ＤＰフィルターシステムと同様の問題がある。
【０００４】
本発明は，ＤＰフィルターまたは触媒保持体の金属シェル内への装着作業がしやすく，排ガス量が少ない，ディーゼルパティキュレートフィルターシステム及び排ガス浄化用触媒コンバーター，並びにこれらの製造方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，ディーゼルパティキュレートフィルターと，該ディーゼルパティキュレートフィルターの外方を覆う金属シェルと，上記ディーゼルパティキュレートフィルターと上記金属シェルとの間に配置される保持シール材とから構成されるディーゼルパティキュレートフィルターシステムの製造方法であって，
パイプ状の金属シェルの中に，上記保持シール材としてのバインダーが添加されていない無機質繊維マットを挿入する工程と，
上記金属シェルの中に，金属シェル内壁との間に上記無機質繊維マットを介設させた状態で，拡張機を配置する工程と，
上記拡張機を拡張させることにより上記無機質繊維マットを上記金属シェル内壁に対して圧縮して，上記拡張機をディーゼルパティキュレートフィルターの外径よりも大きくする工程と，
上記金属シェルの一方の開口部からディーゼルパティキュレートフィルターを挿入する工程とを有する構成からなることを特徴とするディーゼルパティキュレートフィルターシステムの製造方法である。
【０００６】
本発明においては，無機質繊維マットを金属シェルの中に挿入し，拡張機により挿入部分を予め拡大している。そのため，無機質繊維マットに妨げられることなく，ディーゼルパティキュレートフィルターの挿入をスムーズに行うことができる。したがって，本発明によれば，金属シェル内へのＤＰフィルターの装着作業が容易となる。
また，本発明においては，バインダーを用いないため，排ガス中に保持シール材から排出される有機成分は皆無であり，環境保全の点からも優れている。
【０００７】
無機質繊維マットとしては，アルミナ及びシリカを含有することが好ましい。これにより，無機質繊維マットの耐熱性が向上する。
特に，無機質繊維マットは，７０〜１００重量％のアルミナを含有していることが好ましい。これにより，高温時の弾性力が高くなり，ＤＰフィルターを保持する力が高まる。また，９００〜９５０℃の高温下でも，これらの性質を十分に発揮でき，近年の内燃機関の高温化傾向に十分に対応することができる。
【０００８】
無機質繊維マットには，ニードルパンチング処理が施されていることが好ましい。これにより，繊維同士が絡み合い，弾性力が高くなり，ＤＰフィルターを保持する力が向上する。
【０００９】
拡張機の拡張により圧縮されているときの無機質繊維マットの充填密度は０．２〜０．６ｋｇ／ｃｍ３であることが好ましい。０．２ｇ／ｃｍ３未満では，金属シェル内へのＤＰフィルターの装着作業性が低下する。一方，０．６ｇ／ｃｍ３を超える場合には，無機質繊維マット中の繊維が圧壊し，反発力が得られないおそれがある。
【００１０】
ＤＰフィルターの外径は，拡張した状態の拡張機よりも若干小さい。このため，ＤＰフィルターが容易に金属シェル内に挿入され，次に拡張機を抜き取ることにより無機質繊維マットが所定の充填密度になる。このときの無機質繊維マットの充填密度は０．２〜０．６ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。０．２ｇ／ｃｍ３未満の場合には，ディーゼルパティキュレートフィルターを保持する力が弱くなるおそれがある。０．６ｇ／ｃｍ３を超える場合には，繊維が圧壊し，反発力が得られないおそれがある。
【００１１】
請求項２の発明は，触媒保持体と，該触媒保持体の外方を覆う金属シェルと，上記触媒保持体と上記金属シェルとの間に配置される保持シール材とから構成される排ガス浄化用触媒コンバーターの製造方法であって，
パイプ状の金属シェルの中に，上記保持シール材としてのバインダーが添加されていない無機質繊維マットを挿入する工程と，
上記金属シェルの中に，金属シェル内壁との間に上記無機質繊維マットを介設させた状態で，拡張機を配置する工程と，
上記拡張機を拡張させることにより上記無機質繊維マットを上記金属シェル内壁に対して圧縮して，上記拡張機を触媒保持体の外径よりも大きくする工程と，
上記金属シェルの一方の開口部から触媒保持体を挿入する工程とを有する構成からなることを特徴とする排ガス浄化用触媒コンバーターの製造方法である。
【００１２】
本製造方法においては，上記ＤＰフィルターシステムの製造方法と同様に，無機質繊維マットを金属シェルの中に挿入し，拡張機により挿入部分を予め拡大している。そのため，無機質繊維マットに妨げられることなく，触媒保持体の挿入をスムーズに行うことができる。したがって，本発明によれば，金属シェル内への触媒保持体の装着作業が容易となる。
また，本発明においては，バインダーを用いないため，排ガス中に保持シール材から排出される有機成分は皆無であり，環境保全の点からも優れている。
【００１３】
また，請求項３の発明のように，請求項１の方法により製造されたことを特徴とするディーゼルパティキュレートフィルターシステムがある。また，請求項４の発明のように，請求項２の方法により製造されたことを特徴とする排ガス浄化用触媒コンバーターがある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態に係る排気ガス浄化用コンバータの製造方法について，図１〜図５を用いて説明する。
本例の排ガス浄化用触媒コンバーター５は，図１（ａ），（ｂ）に示すごとく，排気ガス成分を浄化する触媒を担持してなる触媒保持体３と，触媒保持体３の外方を被覆する円筒状の金属シェル２と，触媒保持体３と金属シェル２との間に配置された保持シール材１とよりなる。保持シール材１は，バインダーを含まない無機質繊維マットである。無機質繊維マットは，７０重量％のアルミナと，３０重量％のシリカとからなる。金属シェル２内における保持シール材１の繊維密度（充填密度）は０．２９ｇ／ｃｍ３である。
【００１５】
触媒保持体３は，ハニカム構造を有する円柱体であり，その直径は８０ｍｍである。金属シェル２は，直径８８ｍｍの円筒体である。
排ガス浄化用触媒コンバーター５は，図２に示すごとく，ガソリンエンジン９の排気管９１の途中に設けられている。
【００１６】
触媒保持体３は，セラミックの一種であるコーディエライト製である。触媒保持体３は，排気管９１の開口セル３１，３２へ排気ガスを通過させる。この際に，排気ガスに含まれているＨＣなどの排ガス成分が，触媒保持体に担持されている白金などの触媒の触媒反応により浄化される。
【００１７】
次に，本例の排ガス浄化用触媒コンバーターの製造方法について説明する。
まず，無機質繊維マットとして，７０重量％のアルミナと３０重量％のシリカとよりなる繊維のマット状物を準備する。無機質繊維マットには，ニードルパンチング処理を施すことが好ましい。
【００１８】
次に，図３（ａ）に示すごとく，無機質繊維マット１０に切断加工をして，長尺体とするとともに，その両端に，触媒保持体３の外周を巻回したときに互いに係合し合う凹部１１と凸部１２とを形成する。また，図３（ｂ）に示すごとく，外径９１ｍｍ，内径８８ｍｍ，長さ１００ｍｍのパイプ状の金属シェル２を準備する。
【００１９】
次に，図４（ａ）に示すごとく，無機質繊維マット１０をパイプ状に巻回して，凹部１１と凸部１２とを係合させ，この状態で金属パイプ２の中に挿入する。これにより，金属シェル２の中に，無機質繊維マット１０により囲まれた空間部分８が形成される。
次に，図４（ｂ）に示すごとく，上記空間部分８に，拡張機７を設置する。拡張機７は，円柱体であり，その側面が拡張するように構成されている。
【００２０】
次に，図４（ｃ）に示すごとく，拡張機７を拡張させる。拡張機７を拡張させる手段としては，機械的アームなどがある。無機質繊維マット１０を金属シェル２内壁に対して圧縮する。これにより，無機質繊維マット１０の厚みは，３．５ｍｍとなり，充填密度は０．３３ｇ／ｃｍ３となる。
【００２１】
次に，図５（ａ）に示すごとく，金属シェル２の一方の開口部２１から触媒保持体３を挿入する。その後，金属シェル２の中に配置されている拡張機７を抜き取ることにより，図５（ｂ）に示すごとく，金属シェル２と触媒保持体３との間に，無機質繊維マット１０からなる保持シール材１が介設される。
その後，金属シェル２の軸方向の両端にしぼり加工を施し，図１（ｂ）に示すごとく，排気管９１に連結するためのフランジ部２９を形成する。
以上により，排ガス浄化用触媒コンバーター５が得られる。
【００２２】
本例においては，無機質繊維マット１０を拡張機７の拡張によって圧縮して厚みを薄くしている。このため，金属シェル２の中において，触媒保持体３が挿入される空間部分８が拡大し，触媒保持体３の金属シェル２内への装着作業性が向上する。
【００２３】
実施形態例２
本例のＤＰフィルターシステムの製造方法においては，実施形態例１の触媒保持体に代えてＤＰフィルターを用いている。
ＤＰフィルターは，セラミックス製でハニカム構造を有する。その他は，実施形態例１と同様の製造工程を行う。
【００２４】
得られたＤＰフィルターシステムは，ディーゼルエンジンの排気管の途中に配置される。ＤＰフィルターは，微細な多孔体であり，その中を排気ガスが通過する際に排気ガスに含まれるディーゼルパティキュレートを捕獲する。捕獲されたディーゼルパティキュレートは，着火装置により焼失する。
本例においても，ＤＰフィルターの金属シェル内への挿入が容易で，また保持シール材は適正な面圧によってＤＰフィルターを保持する。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば，ＤＰフィルターまたは触媒保持体の金属シェル内への装着作業がしやすく，排ガス量が少ない，ディーゼルパティキュレートフィルターシステム及び排ガス浄化用触媒コンバーター，並びにこれらの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１の排ガス浄化用触媒コンバーターの斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）。
【図２】実施形態例１における，排ガス浄化用触媒コンバーターの取り付け位置を示す説明図。
【図３】実施形態例１における，無機質繊維マットの展開図（ａ），及び金属シェルの斜視図（ｂ）。
【図４】実施形態例１における，排ガス浄化用触媒コンバーターの製造方法を示すための金属シェル内部の断面図（ａ）〜（ｃ）。
【図５】実施形態例１における，排ガス浄化用触媒コンバーターの製造方法を示すための金属シェル内部の断面図（ａ）〜（ｂ）。
【符号の説明】
１．．．保持シール材，
１０．．．無機質繊維マット，
２．．．金属シェル，
２１，２２．．．開口部，
３．．．触媒保持体，
５．．．排ガス浄化用触媒コンバーター，
７．．．拡張機，
８．．．空間部分，
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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