(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，
ディーゼルパティキュレートフィルターを，保持シール材により被覆して被覆体を形成する工程と，
上記被覆体を，パイプ状の金属シェルの中に挿入する工程とを有し，
上記金属シェル内壁には螺旋溝が形成されており，上記被覆体の金属シェル挿入時には，上記被覆体を，上記金属シェルの螺旋溝の螺旋進行方向に回転させながら，上記金属シェルの中にねじ込むことにより，上記保持シール材を上記螺旋溝に沿って導いて圧入す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】
請求項１において，上記保持シール材は，バインダーが含浸されていない無機質繊維マットであ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３】
請求項１または２において，上記金属シェル内に挿入する前の保持シール材の嵩密度は０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ３であ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４】
請求項１〜３のいずれか１項において，上記金属シェル内に挿入した後の上記保持シール材の充填密度は，０．２０〜０．６０ｇ／ｃｍ３であ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５】
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よりなり，
上記金属シェルの内壁には，上記ディーゼルパティキュレートフィルターの挿入方向に沿って形成された螺旋溝が形成されており，上記保持シール材を上記螺旋溝に沿って導いて圧入してい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−システム。
【請求項６】
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，
触媒保持体を，保持シール材により被覆して被覆体を形成する工程と，
上記被覆体を，パイプ状の金属シェルの中に挿入する工程とを有し，
上記金属シェル内壁には螺旋溝が形成されており，上記被覆体の金属シェル挿入時には，上記被覆体を，上記金属シェルの螺旋溝の螺旋進行方向に回転させながら，上記金属シェルの中にねじ込むことにより，上記保持シール材を上記螺旋溝に沿って導いて圧入す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７】
請求項６において，上記保持シール材は，バインダーが含浸されていない無機質繊維マットであ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８】
請求項６または７において，上記金属シェル内に挿入する前の保持シール材の嵩密度は０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ３であ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９】
請求項６〜８のいずれか１項において，上記金属シェル内に挿入した後の上記保持シール材の充填密度は，０．２０〜０．６０ｇ／ｃｍ３であ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１０】
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よりなり，
上記金属シェルの内壁には，上記触媒保持体の挿入方向に沿って形成された螺旋溝が形成されており，上記保持シール材を上記螺旋溝に沿って導いて圧入している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，
ディーゼルパティキュレートフィルターを，保持シール材により被覆して被覆体を形成する工程と，
上記被覆体を，パイプ状の金属シェルの中に挿入する工程とを有し，
上記金属シェル内壁には螺旋溝が形成されており，上記被覆体の金属シェル挿入時には，上記被覆体を，上記金属シェルの螺旋溝の螺旋進行方向に回転させながら，上記金属シェルの中にねじ込むことにより，上記保持シール材を上記螺旋溝に沿って導いて圧入す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，ＤＰフィルターを保持シール材により被覆し，これを金属シェルにねじ込んで圧入している。金属シェルには，螺旋溝が形成されているため，ＤＰフィルターは保持シール材とともに，螺旋溝に沿って金属シェルの中に導かれる。そのため，ＤＰフィルター及び保持シール材のねじ込みに要する力が軽減される。したがって，本発明によれば，少ない力でＤＰフィルター及び保持シール材を金属シェル内に装着することができる。
また，本発明においては，保持シール材にバインダーを含浸させて，薄厚化する必要もない。また，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とすることができ，環境保全の点からも優れている。
【０００７】
請求項２の発明のように，上記保持シール材は，バインダーが含浸されていない無機質繊維マットであることが好ましい。これにより，保持シール材の金属シェル保持力が増大する。また，バインダを含まないため，保持シール材から有機成分が排ガスとして排出されることはない。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
請求項３の発明のように，上記金属シェル内に挿入する前の保持シール材の嵩密度は０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。０．０５ｇ／ｃｍ３未満では，保持シール材によりＤＰフィルターを被覆することが困難となる場合があり，０．２ｇ／ｃｍ３を超える場合には，繊維が折れ反発力が低下し，ＤＰフィルターを保持する力が低下するおそれがある。
【００１１】
請求項４の発明のように，上記金属シェル内に挿入した後の上記保持シール材の充填密度は，０．２０〜０．６０ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。０．２０ｇ／ｃｍ３未満では，保持シール材によるディーゼルパティキュレートフィルターの保持力が低下するおそれがある。一方，０．６０ｇ／ｃｍ３を超える場合には，繊維が折れ反発力が低下し，ＤＰフィルターを保持する力が低下するおそれがある。
【００１２】
金属シェル内へ挿入する前の保持シール材の厚みに対する，挿入後のその厚みの比は，１／５〜１／２であることが好ましい。これにより，ＤＰフィルターを保持するに適切な力を確保できる。
【００１３】
請求項５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よりなり，
上記金属シェルの内壁には，上記ディーゼルパティキュレートフィルターの挿入方向に沿って形成された螺旋溝が形成されており，上記保持シール材を上記螺旋溝に沿って導いて圧入してい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−システムである。
【００１４】
本発明においては，金属シェル内壁に，螺旋溝が形成されているため，ＤＰフィルターを金属シェル内に安定して保持することができる。
【００１５】
上記金属シェルの内壁における上記螺旋溝は，上記ディーゼルパティキュレートフィルターの挿入方向に沿って形成されている。これにより，ＤＰフィルターを一層安定して保持することができる。
【００１６】
請求項６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，
触媒保持体を，保持シール材により被覆して被覆体を形成する工程と，
上記被覆体を，パイプ状の金属シェルの中に挿入する工程とを有し，
上記金属シェル内壁には螺旋溝が形成されており，上記被覆体の金属シェル挿入時には，上記被覆体を，上記金属シェルの螺旋溝の螺旋進行方向に回転させながら，上記金属シェルの中にねじ込むことにより，上記保持シール材を上記螺旋溝に沿って導いて圧入す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。
【００１７】
本発明は，上記ディーゼルパティキュレートフィルタ−システムの製造方法におけるＤＰフィルターの代わりに触媒保持体を用いて，排ガス浄化用触媒コンバーターを製造したものである。
本発明においては，触媒保持体を保持シール材により被覆し，これを螺旋溝を有する金属シェルにねじ込んで圧入している。そのため，触媒保持体は保持シール材とともに，螺旋溝に沿って金属シェルの中に導かれる。したがって，本発明によれば，少ない力で触媒保持体及び保持シール材を金属シェル内に装着することができる。
また，本発明においては，保持シール材にバインダーを含浸させて，薄厚化する必要もなく，環境保全の点からも優れている。
【００１８】
請求項７の発明のように，上記保持シール材は，バインダーが含浸されていない無機質繊維マットであることが好ましい。これにより，保持シール材の金属シェル保持力が増大する。また，バインダを含まないため，保持シール材から有機成分が排ガスとして排出されることはない。
【００１９】
請求項８の発明のように，上記金属シェル内に挿入する前の保持シール材の嵩密度は０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。０．０５ｇ／ｃｍ３未満では，保持シール材により触媒保持体を被覆することが困難となる場合があり，０．２ｇ／ｃｍ３を超える場合には，繊維が折れ反発力が低下し，触媒保持体を保持する力が低下するおそれがある。
【００２０】
請求項９の発明のように，上記金属シェル内に挿入した後の上記保持シール材の充填密度は，０．２０〜０．６０ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。０．２０ｇ／ｃｍ３未満では，保持シール材による触媒保持体を保持する力が低下するおそれがある。一方，０．６０ｇ／ｃｍ３を超える場合には，繊維が折れ反発力が低下し，触媒保持体を保持する力が低下するおそれがある。
【００２１】
請求項１０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よりなり，
上記金属シェルの内壁には，上記触媒保持体の挿入方向に沿って形成された螺旋溝が形成されており，上記保持シール材を上記螺旋溝に沿って導いて圧入していることを特徴とする排ガス浄化用触媒コンバーターである。
【００２２】
本排ガス浄化用触媒コンバーターにおいては，金属シェル内壁に，触媒保持体の挿入方向に沿った螺旋溝が形成されているため，触媒保持体を金属シェル内に安定して保持することができる。
【００２３】
上記金属シェルの内壁における上記螺旋溝は，上記触媒保持体の挿入方向に沿って形成されている。これにより，ＤＰフィルターを一層安定して保持することができる。
【００２４】
【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ＤＰフィルターシステムの製造方法について，図１〜図５を用いて説明する。
本例のＤＰフィルターシステム５は，図１に示すごとく，ディーゼルパティキュレートを捕獲するためのＤＰフィルター３と，ＤＰフィルター３の側面を被覆する金属シェル２と，ＤＰフィルター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。
【００２５】
金属シェル２は直径１４１ｍｍ，内径１３８ｍｍの円筒体（パイプ）であり，その内壁には幅１ｍｍ，深さ０．３ｍｍの螺旋溝２１が形成されている。螺旋溝２１の１回転当たりの，螺旋軸方向の進行量は１０ｍｍである。また，金属シェル２の表面には，図２に示すごとく，内壁に形成した螺旋溝２１に対応する螺旋状の凸部２２が形成されている。
【００２６】
保持シール材１は，７０重量％のアルミナ繊維と，３０重量％のシリカ繊維とからなる。金属シェル２内における保持シール材１の充填密度は０．３ｇ／ｃｍ３であり，厚みは４ｍｍである。
【００２７】
ＤＰフィルター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。ＤＰフィルター３は，図３に示すごとく，ハニカム構造を有する円柱体であり，その直径は１３０ｍｍである。ＤＰフィルター３は，排気系の上流側かまたは下流側の一方が開口し，他方が閉塞された多数のセルの集合体からなるハニカム構造体である。ＤＰフィルター３は，上流側開口セル３１から下流側開口セル３２へと，多孔性のセル壁を通じて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ディーゼルパティキュレートがセル壁により捕獲され，排気ガスは浄化される。なお，捕獲されたディーゼルパティキュレートは，図示しない着火装置により焼失される。
ＤＰフィルターシステム５は，ディーゼルエンジン９の排気管９１の途中に設けられている。
【００２８】
次に，本例のＤＰフィルターシステムの製造方法について説明する。
まず，７０重量％のアルミナ繊維と３０重量％のシリカ繊維とを混合し，ウェッブを形成する。ウェッブにニードルパンチング処理を施す。これにより，ウェッブ内の繊維同士が絡み合い，無機質繊維マットからなる保持シール材１が形成される。このときの保持シール材１の厚みは１２ｍｍであり，充填密度は０．１ｇ／ｃｍ３である。
【００２９】
次に，図４（ａ）に示すごとく，保持シール材１に切断加工をして，長尺体とするとともに，その両端に，ＤＰフィルター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。
次に，図４（ｂ）に示すごとく，ＤＰフィルター３の側面に保持シール材１を巻回し，凹部１１と凸部１２とを突き合わせて，被覆体４を得る。
また，図４（ｃ）に示すごとく，パイプ状の金属シェル２の内壁に螺旋溝２１する。
【００３０】
次に，図５に示すごとく，被覆体４を金属シェル２の螺旋溝２１の螺旋進行方向に回転させながら，金属シェル２の中にねじ込む。
以上により，図１，図２に示すごとく，ＤＰフィルター３が保持シール材１を介して金属シェル２に装着される。
その後，図３に示すごとく，金属シェル２の両端開口部にしぼり加工を施して，排気系９１に接続するためのフランジ部２９を形成する。
以上により，本例のＤＰフィルターシステム５が得られる。
【００３１】
本発明においては，図５に示すごとく，ＤＰフィルター３を保持シール材１により被覆し，これを金属シェル２にねじ込んで圧入している。金属シェル２には，螺旋溝２１が形成されているため，ＤＰフィルター３は保持シール材１とともに，その螺旋溝２１に沿って金属シェル２の中に導かれる。そのため，ＤＰフィルター３及び保持シール材１のねじ込みに要する力が軽減される。したがって，本例によれば，少ない力でＤＰフィルター３及び保持シール材１を金属シェル２内に装着することができる。
また，保持シール材にバインダーを含浸させて，薄厚化する必要もない。
【００３２】
実施形態例２
本例の排ガス浄化用触媒コンバーターの製造方法においては，実施形態例１のＤＰフィルターに代えて触媒保持体を用いている。
触媒保持体は，セラミックス製でハニカム構造を有し，排気ガスを浄化する白金などの触媒が担持されている。その他は，実施形態例１と同様の製造工程を行う。
【００３３】
排ガス浄化用触媒コンバーターは，ガソリンエンジンの排気管の途中に配置される。排気ガスを触媒保持体の中に通過させると，触媒保持体の中の触媒作用により，ＨＣなどの排気ガス成分が浄化される。
本例においても，触媒保持体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触媒保持体を保持する。
【００３４】
【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ＤＰフィルターシステムの内部構造を示すための一部切欠斜視図。
【図２】実施形態例１のＤＰフィルターシステムの斜視図。
【図３】実施形態例１における，ＤＰフィルターシステムの断面説明図。
【図４】実施形態例１における，ＤＰフィルターの製造方法を示す説明図（ａ）〜（ｃ）。
【図５】図４に続く，ＤＰフィルターの製造方法を示す説明図。
【符号の説明】
１．．．保持シール材，
２．．．金属シェル，
２１．．．螺旋溝，
２２．．．凸部，
３．．．ＤＰフィルター，
４．．．被覆体，
５．．．ＤＰフィルターシステム，
【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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