JP2009156254A - 排気ガス処理体の保持シール部材及び排気ガス処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大重量の排気ガス処理体における風蝕の懸念を解消することにあり、高い設計自由度を可能にすることができる保持シール部材及び排気ガス処理装置を提供する。
【解決手段】排気ガスを処理する排気ガス処理体７０をハウジング８１内に保持する保持シール部材１０であって、無機繊維のシート部材１１，１２を少なくとも２層に積層してなり、シート部材１１，１２は、裏面側に配置されるシート部材１２が表面側に配置されるシート部材１１よりも予め定められた長さだけ幅寸法が小さい保持シール部材１０及び排気ガス処理装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、触媒担持体やＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）等の排気ガス処理体をハウジング内に保持するのに用いる保持シール部材及び排気ガス処理装置に関する。

保持シール部材及び排気ガス処理装置の一例として、金属製の外筒内に、保持部材を介在させてセラミック製触媒担体を組み付けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

図３０に示すように、上記特許文献１に開示された排気ガス処理装置２００は、セラミック製触媒担体２０１の外周部に保持部材２０２を装着し、これを装着後の保持部材２０２の外径よりもやや小さい内径を有する外筒２０３に挿入する。その後、保持部材２０２が所定の面圧を有するようになるまで外筒２０３をテーパ変形させて全周縮径させている。

特開平１０−１４１０５２号公報

通常、内燃機関の排気ガス成分中に含まれる窒素酸化物、炭化水素化合物、一酸化炭素等の人体に有害な成分を除去するために、排気ガス流路上に取り付けられる排気ガス処理装置は、触媒担体やＤＰＦ触媒等の排気ガス処理体と、これを収める金属製のハウジングと、排気ガス処理体をハウジング内に弾性的に保持する保持シール部材とから構成されている。

保持シール部材は、金属製のハウジングと排気ガス処理体との間に弾性的に設置されることで、内燃機関の振動等により排気ガス処理体の金属製のハウジングとの干渉に伴う破損等を防止するとともに、金属製のハウジングと排気ガス処理体との間から未浄化排出ガスが漏出することを防ぐ機能を必要とされる。

しかし、近年の排出ガス規制及び燃料規制の強化に伴い、排出ガス温度は高温化傾向にあり、バーミキュライトを用いた膨張性保持シール部材では、耐熱性が不足する虞がある。

そこで、多結晶質のアルミナ繊維の無膨張マット型の保持シール部材が用いられるようになってきている。しかしながら、多結晶質のアルミナ繊維の保持シール部材は、嵩高いために、金属製のハウジングと排気ガス処理体との間に組み付ける際の組付け性改善のために、ニードリング処理を行うのが一般的である。

例えば、ＤＰＦとして使用する際に、重量の重い排気ガス処理体をアルミナ繊維の保持シール部材で保持するには、その保持シール部材の発生面圧を大きくするために、排気ガス処理体と金属製のハウジング間に詰め込む保持シール部材の充填密度（ＧＢＤ（Ｇａｐ Ｂｕｌｋ Ｄｅｎｓｉｔｙ））（一般的な充填密度としては０．２〜０．６ｇ／ｃｍ^３であり、充填密度が大きくなるにつれて発生面圧も大きくなる。）を大きくする必要がある。

このとき、充填密度が０．５ｇ／ｃｍ^３以上になると、保持シール部材の繊維の圧壊が徐々に始まり、繊維長が短くなる。そのため、重量の大きい排気ガス処理体を保持するために、保持シール部材の充填密度が０．５ｇ／ｃｍ^３以上に詰められた排気ガス処理装置では、繊維長が短くなり、排出ガスが保持シール部材の端部に直接ぶつかる排気管形状の場合に、保持シール部材の繊維の風蝕が懸念される。

一方、セラミック繊維にバーミキュライトを混合して抄造法で作られた保持シール部材は、風蝕性能がアルミナ繊維のものに比べて劣る。そのため、保持シール部材の長手方向に沿って、アルミナ繊維で抄造された保持シール部材を付加することで耐風蝕性能を改善しようとしている。

しかし、このような膨張性保持シール部材は、７００℃以上の排出ガス温度下では、バーミキュライトの熱劣化による保持力低下の懸念がある。そのため、エンジンの直下のような７００℃以上の高温化では、アルミナ繊維の保持シール部材の使用が望まれる。

そこで本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、大重量の排気ガス処理体の保持における風蝕の懸念を解消することにあり、これにより設計自由度の高い保持シール部材及び排気ガス処理装置を提供することにある。

１）本発明に係る保持シール部材は、排気ガスを処理する排気ガス処理体をハウジング内に保持する保持シール部材であって、
無機繊維のシート部材を少なくとも２層を形成するように積層してなり、裏面側に配置される該シート部材が表面側に配置される前記シート部材よりも予め定められた長さだけガス流入方向の幅寸法が小さいことを特徴としている。なお、幅寸法とは、排気ガスの流れに沿った排気ガス処理体の軸方向の長さを云う。また、シート部材の表裏は、排気ガス処理体への巻回時に排気ガス処理体に接する側を裏面側、その反対側（ハウジングへの組付け時にハウジングに接する側）を表面側と云う。

上記１）に記載の発明によれば、例えば、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上でハウジングに圧入されることで、シート部材の積層されて径方向に重なっている部分は、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上ではあるが、排気ガス処理体を保持するために必要な面圧を確保することができる。しかし、シート部材の積層されずに重なっていない部分は、１層であるためにＧＢＤは２層部分より低くなることにより、繊維の損傷が無くなり、耐風蝕性能を確保することができる。これにより、大重量の排気ガス処理体の保持における風蝕の懸念を解消することができ、設計自由度を高くすることができる。

２）本発明に係る保持シール部材は、上記１）に記載した保持シール部材であって、前記シート部材の少なくとも排気ガスの流入側は、前記ハウジングへの組付け時に、幅寸法の大きいシート部材の流入側端部が、幅寸法の小さいシート部材側に屈曲していることを特徴としている。なお、屈曲とは、少なくともハウジングへの組付け後に折曲状や湾曲状に変形している状態を云う。

上記２）に記載の発明によれば、幅寸法が小さいシート部材からはみ出した幅寸法の大きいシート部材の屈曲部分は、低いＧＢＤになるために、耐風蝕性能の低下をより一層阻止することができる。

３）本発明に係る保持シール部材は、上記２）に記載した保持シール部材であって、前記幅寸法の大きいシート部材が、ニードルマットであることを特徴としている。

上記３）に記載の発明によれば、幅寸法の大きいシート部材がニードルマットであるので、シール部材の厚み方向にニードルによって無機繊維が局所的に配向し、シール部材の強度がより向上するとともに、耐風蝕性を一層向上させることができる。なお、ニードルはシール部材の表面と裏面の両側から対向して施されることが好ましい。これにより、保持シール部材の強度が一層向上する。

４）本発明に係る保持シール部材は、排気ガスを処理する排気ガス処理体の外周に無機繊維のシート部材を少なくとも２層を形成するように巻回してハウジング内に該排気ガス処理体を保持する保持シール部材であって、前記シート部材は、単一に形成され、前記排気ガス処理体に始めに巻回されるガス流入方向の端部の幅寸法が対向する端部の幅寸法に対して予め定められた長さだけ異なっていることを特徴としている。

上記４）に記載の発明によれば、単一のシート部材を排気ガス処理体に巻回して、例えば、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上でハウジングに圧入されることで、排気ガス処理体の軸方向に沿った２層構造の中央部分は、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上となるものの、排気ガス処理体を保持するために必要な面圧を確保することができる。また、実質１層構造の端部部分は、ＧＢＤは低くなるとともに、繊維の損傷が無くなり、耐風蝕性能を確保することができる。これにより、大重量の排気ガス処理体における風蝕の懸念を解消することができ、設計自由度を高くすることができる。

５）本発明に係る保持シール部材は、上記４）に記載した保持シール部材であって、前記シート部材の前記幅寸法の変化は、展開状態で一対の対向する長辺端部から短辺端部に向って連続的に小さくなっており、前記短辺端部から巻き始めることを特徴としている。

上記５）に記載の発明によれば、第２層部分から第１層部分への幅寸法の変化が連続的に小さくなるので、シート部材の平面形状を、例えば、単純な台形形状とすることができ、保持シール部材を形成する上で加工性に優れる。また、端部部分のＧＢＤは、低くなるとともに、繊維の損傷が無くなり、耐風蝕性能を向上させることができる。

６）本発明に係る保持シール部材は、排気ガスを処理する排気ガス処理体の外周に無機繊維のシート部材を少なくとも２層を形成するように巻回してハウジング内に該排気ガス処理体を保持する保持シール部材であって、
前記シート部材は、単一に形成され、前記排気ガス処理体に始めに巻回されるガス流入方向の端部の幅寸法が、対向する端部の幅寸法に等しいことを特徴としている。

上記６）に記載の発明によれば、シート部材は、排気ガス処理体の軸方向に所定のずらし寸法でずらしながら、排気ガス処理体に螺旋状に巻回され、例えば、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上でハウジングに圧入される。そして、排気ガス処理体の軸方向に沿った複数層構造の中央部分は、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上となるものの、排気ガス処理体を保持するために必要な面圧を確保することができる。また、ずらし寸法が設定されていた端部部分は、ＧＢＤは低くなるとともに、繊維の損傷が無くなり、耐風蝕性能を確保することができる。これにより、大重量の排気ガス処理体における風蝕の懸念を解消することができ、設計自由度を高くすることができる。

７）本発明に係る保持シール部材は、上記６）に記載した保持シール部材であって、前記シート部材は、長方形または平行四辺形に形成されることを特徴としている。

上記７）に記載の発明によれば、シート部材が長方形や平行四辺形に形成されれば、作製が簡単になって、生産性の向上を図ることができる。

８）本発明に係る保持シール部材は、上記６）又は上記７）に記載した保持シール部材であって、前記シート部材は、ガス流入方向の端部およびガス流出方向の端部の少なくとも一方に、前記排気ガス処理体への巻き付け後に均一面を形成するための切欠を有することを特徴としている。

上記８）に記載の発明によれば、シート部材は、排気ガス処理体の軸方向に所定のずらし寸法でずらしながら、排気ガス処理体に螺旋状に巻回された際に、切欠により端部が突出することなく相対的に平行な端面に巻回される。

９）本発明に係る保持シール部材は、上記１）乃至上記８）のいずれかに記載した保持シール部材であって、前記シート部材は、結合材を含有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載した保持シール部材。

上記９）に記載の発明によれば、結合材として、例えばアクリル系ラテックスエマルジョン等の有機バインダーを用いることで、無機繊維を主成分として有機バインダーによって結着させることで、繊維の飛散を抑えることができ、作業者におけるハンドリング性を向上させることができる。

１０）本発明に係る保持シール部材は、上記１）乃至上記９）のいずれかに記載した保持シール部材であって、前記無機繊維がアルミナとシリカとの混合物であることを特徴としている。

上記１０）に記載の発明によれば、アルミナにシリカを配合させて無機繊維を形成することで、耐熱性の向上を図ることができるとともに、風蝕性を確保したアルミナ系の前駆体を作成することができる。

１１）本発明に係る排気ガス処理装置は、排気ガス処理体と、当該排気ガス処理体の外周部の少なくとも一部に巻回された保持シール部材と、当該保持シール部材を巻回した前記排気ガス処理体を収容保持するハウジングとを備える排気ガス処理装置であって、前記保持シール部材が、無機繊維のシート部材を少なくとも２層を形成するように積層してなり、裏面側に配置される該シート部材が表面側に配置される前記シート部材よりも予め定められた長さだけガス流入方向の幅寸法が小さく形成されており、前記ハウジングへの組付け時に表面側に配置された該シート部材の端部が変形することを特徴としている。

上記１１）に記載の発明によれば、シート部材の積層されて径方向に重なっている部分は、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上となるので、排気ガス処理体を保持するために必要な面圧を確保することができる。また、シート部材の積層されずに重なっていない部分は、１層であるためにＧＢＤは低くなるとともに、繊維の損傷が無くなり、耐風蝕性能が低下しないようにできる。これにより、大重量の排気ガス処理体における風蝕の懸念を解消することができ、高い設計自由度を可能にして、排気ガス処理特性の向上を図ることができる。

１２）本発明に係る排気ガス処理装置は、排気ガス処理体と、当該排気ガス処理体の外周部に無機繊維のシート部材を少なくとも２層を形成するように巻回された保持シール部材と、当該保持シール部材を巻回した前記排気ガス処理体を収容保持するハウジングとを備える排気ガス処理装置であって、前記保持シール部材の前記シート部材は、前記排気ガス処理体に始めに巻回されるガス流入方向の前記保持シール部材端部の幅寸法が対向する端部の幅寸法に対して予め定められた長さだけ異なっており、前記ハウジングへの組付け時に表面側の前記２層部分の端部が変形することを特徴としている。

上記１２）に記載の発明によれば、単層の保持シール部材を排気ガス処理体に巻回して、例えば、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上でハウジングに圧入されることで、排気ガス処理体の軸方向に沿った２層構造の中央部分は、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上となるものの、排気ガス処理体を保持するために必要な面圧を確保することができる。また、実質１層構造の端部部分は、ＧＢＤは低くなるとともに、繊維の損傷が無くなり、耐風蝕性能を確保することができる。これにより、大重量の排気ガス処理体における風蝕の懸念を解消することができ、高い設計自由度を可能にして、排気ガス処理特性の向上を図ることができる。

１３）本発明に係る排気ガス処理装置は、排気ガス処理体と、当該排気ガス処理体の外周部に無機繊維のシート部材を少なくとも２層を形成するように巻回された保持シール部材と、当該保持シール部材を巻回した前記排気ガス処理体を収容保持するハウジングとを備える排気ガス処理装置であって、前記保持シール部材の前記シート部材は、前記排気ガス処理体の軸方向に所定のずらし寸法を有するようにずらしながら、該排気ガス処理体に螺旋状に巻回されることを特徴としている。

上記１３）に記載の発明によれば、保持シール部材のシート部材は、排気ガス処理体の軸方向に所定のずらし寸法でずらしながら、排気ガス処理体に螺旋状に巻回された後に、例えば、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上でハウジングに圧入される。そして、排気ガス処理体の軸方向に沿った複数層構造の中央部分は、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上となるものの、排気ガス処理体を保持するために必要な面圧を確保することができる。また、ずらし寸法が設定されていた端部部分は、ＧＢＤは低くなるとともに、繊維の損傷が無くなり、耐風蝕性能を確保することができる。これにより、大重量の排気ガス処理体における風蝕の懸念を解消することができ、高い設計自由度を可能にして、排気ガス処理特性の向上を図ることができる。

１４）本発明に係る排気ガス処理装置は、上記１１）乃至１３）のいずれかに記載した排気ガス処理装置であって、前記ハウジングへの組付け後の表面側に配置された前記シート部材の変形した端部の充填密度が、０．２５〜０．５５ｇ／ｃｍ^３であり、更に好ましくは０．３〜０．５ｇ／ｃｍ^３であることを特徴としている。なお、０．２５ｇ／ｃｍ^３以下であれば、面圧が低いため繊維が動くことで、折れて飛散してしまう。また、ＧＢＤ０．５５ｇ／ｃｍ^３以上であると、面圧で繊維が折れて短くなり、飛散してしまう。

上記１４）に記載の発明によれば、表面側に配置されたシート部材の変形した端部の充填密度が、０．３〜０．５ｇ／ｃｍ^３であれば、最良の耐風蝕性能を確保することができる。

１５）本発明に係る排気ガス処理装置は、上記１１）乃至１４）のいずれかに記載した排気ガス処理装置であって、前記排気ガス処理体が、触媒担持体または排気ガスフィルタであることを特徴としている。

上記１５）に記載の発明によれば、例えば、コージェライトやアルミナ、ムライト、スピネル等に代表される耐熱性の高いセラミック材料を円柱状のハニカムに成形していて、周知の三元触媒（例えばプラチナ・ロジウム・パラジウム触媒）を担持している触媒担持体に保持シール部材を適用することができる。また、耐熱性の高い、例えば、セラミック材料を多孔質で円柱状のハニカムに成形した排気ガスフィルタにも保持シール部材を適用することができる。これにより、ガソリンエンジン用とディーゼルエンジン用とに高い汎用性を有して保持シール部材を使用することができる。

本発明に係る保持シール部材及び排気ガス処理装置によれば、排気ガスを処理する排気ガス処理体をハウジングに保持する保持シール部材及び排気ガス処理装置において、大重量の排気ガス処理体における風蝕の懸念を解消することができ、高い設計自由度を可能にして、排気ガス処理特性の向上を図ることができる。

以下、図を参照して本発明の複数の好適な実施形態を説明する。

（第１実施形態）
図１〜図４は本発明に係る保持シール部材及び排気ガス処理装置の第１実施形態を示すもので、図１は本発明の第１実施形態に係る保持シール部材の分解斜視図、図２は図１の保持シール部材を触媒担持体に組み付けた一部破断外観斜視図、図３は本発明の第１実施形態に係る排気ガス処理装置の縦断面図、図４は図３の排気ガス処理装置の要部拡大図である。

図１に示すように、保持シール部材１０は、第１のシート部材（Ａ層）１１と、第２のシート部材（Ｂ層）１２と、を積層してなる。

第１のシート部材１１は、例えば、長さ寸法Ｌ１が４４０ｍｍで、幅寸法Ｌ２が１１０ｍｍに打ち抜き加工で形成されており、一方の端部に係合凸部１３が形成されており、他方の端部に係合凹部１４が形成されている。

第１のシート部材１１は、アルミニウム含有量７０ｇ/ｌ、Ａｌ／Ｃｌ＝１．８（原子比）の塩基性塩化アルミニウム水溶液に、アルミナ系繊維の組成がＡｌ_２Ｏ_３：ＳｉＯ_２＝７２：２８となるようにシリカゾルを配合し、アルミナ系繊維の前駆体を形成する。次に、ポリビニルアルコール等の有機重合体を添加し、この液を濃縮して紡糸液とし、この紡糸液を用いてブローイング法にて紡糸する。その後、積層状に折りたたんでアルミナ系繊維のシート部材が形成される。その後、得られたシート部材を常温から最高温度１２０℃で連続焼成して、アルミナ系繊維の第１のシート部材を形成した。また、結合剤として、アクリル系ラテックスエマルジョンを付着させることで、乾燥後樹脂分５％に設定される。

第２のシート部材１２は、例えば、長さ寸法Ｌ１が４４０ｍｍで、第１のシート部材１１よりも予め定められた１０ｍｍの幅寸法Ｌ４だけ一方側に大きい１２０ｍｍの幅寸法Ｌ３に打ち抜き加工で形成されている。また、一方の端部に係合凸部１５が形成されており、他方の端部に係合凹部１６が形成されている。

第２のシート部材１２は、アルミニウム含有量７０ｇ／ｌ、Ａｌ／Ｃｌ＝１．８（原子比）の塩基性塩化アルミニウム水溶液に、アルミナ系繊維の組成がＡｌ_２Ｏ_３：ＳｉＯ_２＝７２：２８となるようにシリカゾルを配合し、アルミナ系繊維の前駆体を形成する。次に、ポリビニルアルコール等の有機重合体を添加し、この液を濃縮して紡糸液とし、この紡糸液を用いてブローイング法にて紡糸する。その後、積層状に折りたたんでアルミナ系繊維のシート部材が形成される。そして、シート部材に対して、８０個／１００ｃｍ^２のニードルを有するニードルボードを用いて、所望のニードル密度が得られるようにニードル処理を行ってニードルマットを作成した。その後、得られたシート部材を常温から最高温度１２５０℃で連続焼成して、目付け量７５０ｇ／ｃｍ^２のアルミナ系繊維の第２のシート部材を形成した。このとき、アルミナ系繊維の平均直径は７．２μｍであり、最小直径は３．２μｍである。また、結合剤として、アクリル系ラテックスエマルジョンを付着させることで、乾燥後樹脂分５％に設定される。

第１のシート部材１１と、第２のシート部材１２とは、それぞれの流出側縁部を合わせて、シート部材同士が接する面を両面粘着テープで貼り合わせて積層される。

図２に示すように、保持シール部材１０は、第２のシート部材１２を表面側に配置するとともに第１のシート部材１１を裏面側に配置して外周側触媒担持体７０に巻回される。このとき、両係合凸部１３，１５が両係合凹部１４，１６に係合されることで、触媒担持体７０に一体的に組み付けられる。

触媒担持体７０は、例えば、コージェライトやアルミナ、ムライト、スピネル等に代表される耐熱性の高いセラミック材料を円柱状のハニカムに成形したものであり、周知の三元触媒（例えばプラチナ・ロジウム・パラジウム触媒）を担持してなる。

図３、図４に示すように、触媒担持体７０に組付けられた保持シール部材１０は、排気ガス処理装置８０のハウジング８１内に、繊維圧壊が始まるＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上で圧入される。

このとき、保持シール部材１０は、図３中の左方である排気ガスの流入側において、第１のシート部材１１から幅寸法Ｌ４だけはみ出している第２のシート部材１２の端部が、第１のシート部材１１側に屈曲されることで屈曲部１７が形成されている。

保持シール部材１０は、第１のシート部材１１及び第２のシート部材１２が積層されて径方向に重なっている部分が、繊維圧壊が開始する、ＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上となる。これにより、触媒担持体７０を保持するための大きな面圧を付与できるとともに、繊維が破壊され、繊維長が短くなり耐風蝕性能の低下が始まる。

また、排気ガスの流入側の屈曲部１７は、第１のシート部材１１及び第２のシート部材１２が積層されずに重なっていない１層であるため、ＧＢＤ０．２５〜０．５５ｇ／ｃｍ^３となって低くなり、繊維の損傷が無くなるので、耐風蝕性能は低下しない。

なお、ディーゼルエンジンに適用するため、触媒担持体７０の流出側に、耐熱性の高い、例えば、セラミック材料を多孔質で円柱状のハニカムに成形した排気ガスフィルタを配置することもできる。

また、第１のシート部材１１を抄造成型することも可能である。更に、第１のシート部材１１を、バーミキュライトを混合した膨張マットとすることもできる。この場合、第１のシート部材１１の厚み調整が容易である。

以上説明したように、本発明の第１実施形態に係る保持シール部材１０によれば、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上でハウジング８１に圧入されることで、両シート部材１１，１２が積層されて径方向に重なっている部分は、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上となる。これにより、触媒担持体７０を保持するために必要な面圧を確保することができるとともに、繊維が破壊され、繊維長が短くなり耐風蝕性能の低下が始まる。これに対して、両シート部材１１，１２が積層されずに重なっていない部分は、１層であるためＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３より低くなるとともに、繊維の損傷が無くなり、耐風蝕性能が低下しないようにできる。これにより、大重量の排気ガス処理体における風蝕の懸念を解消することができ、設計自由度を高めることができ、排気ガス処理特性の向上を図ることができる。

また、保持シール部材１０によれば、幅寸法が小さい第１のシート部材１１からはみ出した幅寸法の大きい第２のシート部材１２の屈曲部１７は、低いＧＢＤになるため、風蝕性能の低下をより一層阻止することができる。

また、保持シール部材１０によれば、結合材として、アクリル系ラテックスエマルジョン等の有機バインダーを用いることで、無機繊維を主成分として有機バインダーにより結着させることで、繊維の飛散を抑えることができ、作業者におけるハンドリング性を向上させることができる。

また、保持シール部材１０によれば、アルミナにシリカを配合させて無機繊維を形成することで、耐熱性の向上を図ることができるとともに、風蝕性を確保したアルミナ系の前駆体を作成することができる。

また、保持シール部材１０によれば、第２のシール部材１２がニードルマットであるため、特に風蝕性の確保が可能であり、強度が向上されていることで、組付け時の破壊防止を図ることができる。

また、保持シール部材１０によれば、第１のシート部材１１を抄造成型することで厚みの調整を容易に行うことができる。更に、第１のシート部材１１を、バーミキュライトを混合した膨張マットとすることで面圧コントロールを容易に行うことができる。

また、本発明の第１実施形態に係る排気ガス処理装置８０によれば、両シート部材１１，１２が積層されて径方向に重なっている部分は、繊維圧壊が開始するＧＢＤ以上となるので、触媒担持体７０を保持するために必要な面圧を確保することができるとともに、繊維長が短く破壊されるため、風蝕性能の低下が始まる。これに対して、両シート部材１１，１２が積層されずに重なっていない部分は、１層であるためＧＢＤは低くなるとともに、繊維の損傷が無くなり、風蝕性能が低下しないようにできる。これにより、大重量の排気ガス処理体における風蝕の懸念を解消することができ、保持シール部材１０を大きい発生面圧で組み付けられることで、設計自由度が高まり、例えば、触媒担持体７０の径を大きく且つ長さを小さくすることができるとともに、風蝕性能を確保することで、排気ガス処理特性の向上を図ることができる。

また、排気ガス処理装置８０によれば、コージェライトやアルミナ、ムライト、スピネル等に代表される耐熱性の高いセラミック材料を円柱状のハニカムに成形していて、周知の三元触媒（例えばプラチナ・ロジウム・パラジウム触媒）を担持している触媒担持体７０に保持シール部材１０を適用することができる。また、耐熱性の高い、例えば、セラミック材料を多孔質で円柱状のハニカムに成形した排気ガスフィルタにも保持シール部材１０を適用することができる。これにより、ガソリンエンジン用とディーゼルエンジン用とに高い汎用性を有して、保持シール部材１０を使用することができる。

（第２実施形態）
次に、図５及び図６を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。

図５及び図６は本発明に係る保持シール部材及び排気ガス処理装置の第２実施形態を示すもので、図５は本発明の第２実施形態に係る保持シール部材の分解斜視図、図６は本発明の第２実施形態に係る排気ガス処理装置の縦断面図である。なお、以下の各実施形態において、上述した第１実施形態と共通する構成部分の説明は同一符号または相当符号を付すことで簡略化あるいは省略する。

図５に示すように、本発明の第２実施形態に係る保持シール部材２０は、第１のシート部材（Ａ層）２１と、第２のシート部材（Ｂ層）２２と、を積層してなり、第１のシート部材２１が、例えば、長さ寸法Ｌ１が４４０ｍｍで、幅寸法Ｌ２が１１０ｍｍに打ち抜き加工で形成されている。第２のシート部材２２が、例えば、長さ寸法Ｌ１が４４０ｍｍで、第１のシート部材２１よりも予め定められた１０ｍｍの幅寸法Ｌ４だけ両側にそれぞれ大きい１３０ｍｍの幅寸法Ｌ５に打ち抜き加工で形成されている。その他の部位は、第１実施形態と同様に構成される。

図６に示すように、触媒担持体７０に組付けられた保持シール部材２０は、排気ガス処理装置８０のハウジング８１内に、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上で圧入される。

このとき、保持シール部材２０は、図６中の左方である排気ガスの流入側において、第１のシート部材２１から幅寸法Ｌ４だけはみ出している第２のシート部材２２の一端部が、第１のシート部材２１側に屈曲されることで屈曲部２３が形成される。また、図６中の右方である排気ガスの流出側において、第１のシート部材２１から幅寸法Ｌ４だけはみ出している第２のシート部材２２の他端部が、第１のシート部材２１側に屈曲されることで屈曲部２４が形成されている。

保持シール部材２０は、第１のシート部材２１及び第２のシート部材２２が積層されて径方向に重なっている部分が、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上となる。これにより、触媒担持体７０を保持するための大きな面圧を付与できるとともに、繊維が破壊され、繊維長が短くなり耐風蝕性能の低下が始まる。

また、排気ガスの流入側及び流出側の屈曲部２３，２４は、第１のシート部材２１及び第２のシート部材２２が積層されずに重なっていないので、１層であるためＧＢＤ０．２５〜０．５５ｇ／ｃｍ^３となって低くなり、繊維の損傷が無くなって耐風蝕性能が低下しない。なお、ＧＢＤ０．２５ｇ／ｃｍ^３以下であると、面圧が低いため繊維が動き易く、折れて飛散してしまう。また、ＧＢＤ０．５５ｇ／ｃｍ^３以上であると、面圧で繊維が折れて短くなり、飛散してしまう。

第２実施形態に係る保持シール部材２０は、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。特に、本実施形態によれば、排気ガスの流入側及び流出側の屈曲部２３，２４によって、低いＧＢＤになるため、耐風蝕性能の低下をより一層阻止することができる。

（第３実施形態）
次に、図７乃至図９を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。

図７乃至図９は本発明に係る保持シール部材及び排気ガス処理装置の第３実施形態を示すもので、図７は本発明の第３実施形態に係る保持シール部材の分解斜視図、図８は本発明の第３実施形態に係る排気ガス処理装置の縦断面図、図９は図８の排気ガス処理装置の要部拡大図である。

図７に示すように、本発明の第３実施形態に係る保持シール部材３０は、第１のシート部材（Ａ層）３１と、第２のシート部材（Ｂ層）３２と、第２のシート部材３２に同一の第３のシート部材３３（Ｃ層）とを積層してなる。第１のシート部材３１が、例えば、長さ寸法Ｌ１が４４０ｍｍで、幅寸法Ｌ２が１１０ｍｍに打ち抜き加工で形成されており、第２のシート部材３２が、例えば、長さ寸法Ｌ１が４４０ｍｍで、第１のシート部材３１よりも予め定められた５ｍｍの幅寸法Ｌ７だけそれぞれ両側に大きい１２０ｍｍの幅寸法Ｌ６に打ち抜き加工で形成されている。

加えて、第３のシート部材３３が、第２のシート部材３２と同様にして、例えば、長さ寸法Ｌ１が４４０ｍｍで、第１のシート部材１１よりも予め定められた５ｍｍの幅寸法Ｌ７だけそれぞれ両側に大きい１２０ｍｍの幅寸法Ｌ６に打ち抜き加工で形成されて、係合凸部３４と係合凹部３５とが形成されている。その他の部位は、第１実施形態と同様に構成される。

図８、図９に示すように、触媒担持体７０に組付けられた保持シール部材３０は、排気ガス処理装置８０に有するハウジング８１内に、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上で圧入される。

このとき、保持シール部材３０は、図８中の左方である排気ガスの流入側において、第１のシート部材３１から幅寸法Ｌ７だけはみ出している第２のシート部材３２の一端部が、第１のシート部材３１側に屈曲されることで屈曲部３６が形成される。また、図８中の右方である排気ガスの流出側において、第１のシート部材３１から幅寸法Ｌ７だけはみ出している第２のシート部材３２の他端部が、第１のシート部材３１側に屈曲されることで屈曲部３７が形成されている。

加えて、保持シール部材３０は、排気ガスの流入側において、第１のシート部材３１から幅寸法Ｌ７だけはみ出している第３のシート部材３３の一端部が、第１のシート部材３１側に屈曲されることで屈曲部３８が形成されている。また、排気ガスの流出側において、第１のシート部材３１から幅寸法Ｌ７だけはみ出している第３のシート部材３３の他端部が、第１のシート部材３１側に屈曲されることで屈曲部３９が形成されている。

保持シール部材３０は、第１のシート部材３１、第２のシート部材３２及び第３のシート部材３３が積層されて径方向に重なっている部分が、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上となる。これにより、触媒担持体７０を保持するための大きな面圧を付与できるとともに、繊維が破壊され、繊維長が短くなり耐風蝕性能の低下が始まる。

また、排気ガスの流入側及び流出側の屈曲部３６，３７，３８，３９は、第１のシート部材３１、第２のシート部材３２及び第３のシート部材３３が積層されずに重なっていないので、２層であるためＧＢＤ０．２５〜０．５５ｇ／ｃｍ^３となって低くなり、繊維の損傷が無くなって風蝕性能が低下しない。

第３実施形態に係る保持シール部材３０は、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。特に、本実施形態によれば、排気ガスの流入側及び流出側の屈曲部３６，３７，３８，３９の幅寸法が第２実施形態よりも小さくなる。これにより、ハウジング８１への圧入時に屈曲端部が面一となり組付けが容易になるとともに、触媒担持体７０の長さを有効利用することができる。また、組付け後における第２のシート部材３２及び第３のシート部材３３の変形量が小さくなるので、耐風蝕性能の低下をより一層阻止することができる。また、中央部分の保持力の向上と端部部分の耐風蝕性の向上により中央部分及び端部部分のＧＢＤの設計が容易となる。

（第４実施形態）
次に、図１０乃至図１２を参照して、本発明の第４実施形態について説明する。

図１０乃至図１２は本発明に係る保持シール部材及び排気ガス処理装置の第４実施形態を示すもので、図１０は本発明の第４実施形態に係る保持シール部材の分解斜視図、図１１は本発明の第４実施形態に係る排気ガス処理装置の縦断面図、図１２は図１１の排気ガス処理装置の要部拡大図である。

図１０に示すように、本発明の第４実施形態に係る保持シール部材４０は、第１のシート部材（Ａ層）４１と、第２のシート部材（Ｂ層）４２と、第３のシート部材４３（Ｃ層）とを積層してなる。第１のシート部材４１が、例えば、長さ寸法Ｌ１が４４０ｍｍで、幅寸法Ｌ２が１１０ｍｍに打ち抜き加工で形成されている。また、第２のシート部材４２が、例えば、長さ寸法Ｌ１が４４０ｍｍで、第１のシート部材４１よりも予め定められた２５ｍｍの幅寸法Ｌ９だけ流入側に大きく、第１のシート部材４１よりも予め定められた５ｍｍの幅寸法Ｌ７だけ流出側に大きい１４０ｍｍの幅寸法Ｌ８に打ち抜き加工で形成されている。

加えて、第３のシート部材４３が、例えば、長さ寸法Ｌ１が４４０ｍｍで、第１のシート部材４１よりも予め定められた１０ｍｍの幅寸法Ｌ４だけ流入側に大きく、第１のシート部材４１よりも予め定められた５ｍｍの幅寸法Ｌ７だけ流出側に大きい１２５ｍｍの幅寸法Ｌ１０に打ち抜き加工で形成されている。その他の部位は、第１実施形態と同様に構成される。

図１１、図１２に示すように、触媒担持体７０に組付けられた保持シール部材４０は、排気ガス処理装置８０に有するハウジング８１内に、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上で圧入される。

このとき、保持シール部材４０は、図１１中の左方である排気ガスの流入側において、第１のシート部材４１から幅寸法Ｌ４だけはみ出している第３のシート部材４３の一端部が、第１のシート部材４１側に屈曲されることで屈曲部４４が形成される。また、図１１中の右方である排気ガスの流出側において、第１のシート部材４１から幅寸法Ｌ７だけはみ出している第３のシート部材４３の他端部が、第１のシート部材４１側に屈曲されることで屈曲部４５が形成されている。

加えて、保持シール部材４０は、排気ガスの流入側において、第１のシート部材４１から幅寸法Ｌ９だけはみ出している第２のシート部材４２の一端部が、第１のシート部材４１及び第２のシート部材４２側に屈曲されることで屈曲部４６が形成されている。また、排気ガスの流出側において、第１のシート部材４１から幅寸法Ｌ７だけはみ出している第２のシート部材４２の他端部が、第１のシート部材４１側に屈曲されることで屈曲部４７が形成されている。

保持シール部材４０は、第１のシート部材４１、第２のシート部材４２及び第３のシート部材４３が積層されて径方向に重なっている部分が、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上となる。これにより、触媒担持体７０を保持するための大きな面圧を付与できるとともに、繊維が破壊され、繊維長が短くなり風蝕性能の低下が始まる。

また、排気ガスの流入側及び流出側の屈曲部４４，４５，４６，４７は、第１のシート部材４１、第２のシート部材４２及び第３のシート部材４３が積層されずに重なっていないので、１層又は２層であるためＧＢＤ０．２５〜０．５５ｇ／ｃｍ^３、好ましくはＧＢＤ０．３〜０．５ｇ／ｃｍ^３となって低くなり、繊維の損傷が無くなって風蝕性能が低下しない。なお、ＧＢＤ０．２５ｇ／ｃｍ^３以下であると、面圧が低いため繊維が動くことで、折れて飛散してしまう。また、ＧＢＤ０．５５ｇ／ｃｍ^３以上であると、面圧で繊維が折れて短くなり、飛散してしまう。

第４実施形態に係る保持シール部材４０は、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。特に、本実施形態によれば、圧入によって組み付けられる際におけるせん断歪を是正することができる。

（第５実施形態）
次に、図１３乃至図１５を参照して、本発明の第５実施形態について説明する。

図１３乃至図１５は本発明に係る保持シール部材及び排気ガス処理装置の第５実施形態を示すもので、図１３（Ａ）は本発明の第５実施形態に係る保持シール部材の斜視図、図１３（Ｂ）は本発明の第５実施形態に係る別の保持シール部材の斜視図、図１４は図１３（Ｂ）の保持シール部材を触媒担持体に組み付けた外観斜視図、図１５は図１４の排気ガス処理装置の要部拡大図である。

図１３に示すように、本発明の第５実施形態に係る保持シール部材５０，５１は、上記第１〜第４実施形態の各保持シール部材１０，２０，３０，４０とは異なり、１枚の単層シートであり、触媒担持体７０外周に複数回巻回させる巻き付けタイプである。本実施形態の保持シール部材５０，５１は、３回巻き付けタイプであり、２回巻きや４回巻き以上の形態も可能である。

保持シール部材５０，５１は、アルミニウム含有量７０ｇ／ｌ、Ａｌ／Ｃｌ＝１．８（原子比）の塩基性塩化アルミニウム水溶液に、アルミナ系繊維の組成がＡｌ_２Ｏ_３：ＳｉＯ_２＝７２：２８となるようにシリカゾルを配合し、アルミナ系繊維の前駆体を形成する。次に、ポリビニルアルコール等の有機重合体を添加し、この液を濃縮して紡糸液とし、この紡糸液を用いてブローイング法にて紡糸する。その後、積層状に折りたたんでアルミナ系繊維のシート部材が形成される。そして、シート部材に対して、８０個／１００ｃｍ^２のニードルを有するニードルボードを用いて、所望のニードル密度が得られるようにニードル処理を行ってニードルマットを作成した。その後、得られたシート部材を常温から最高温度１２５０℃で連続焼成して、目付け量７５０ｇ／ｃｍ^２のアルミナ系繊維のシート部材を形成した。このとき、アルミナ系繊維の平均直径は７．２μｍであり、最小直径は３．２μｍである。また、結合剤として、アクリル系ラテックスエマルジョンを付着させることで、乾燥後樹脂分５％に設定される。

図１３（Ａ）に示す保持シール部材５０は、巻き始めの第１層を形成する幅狭い第１シート部５２と、中間の第２層を形成する第２シート部５３と、巻き終わりの第３層を形成する幅広い第３シート部５４とから形成されている。例えば、長さ寸法Ｌ１１が１３４０ｍｍ、幅寸法Ｌ１２が１１０ｍｍ、Ｌ１２よりも定められた５ｍｍの幅寸法Ｌ１５だけ大きい１２０ｍｍの幅寸法Ｌ１４、Ｌ１４よりも定められた５ｍｍの幅寸法Ｌ１８だけ大きい１３０ｍｍの幅寸法Ｌ１７の段階的に幅広形状に打ち抜き加工で形成されている。

加えて、例えば、第１シート部５２の長さ寸法Ｌ１３が４６０ｍｍ、第２のシート部５３の長さ寸法Ｌ１６が４４０ｍｍ、第３のシート部５４の長さ寸法Ｌ１９が４４０ｍｍで形成されている。

保持シール部材５０が触媒担持体外周に第１シート部５２から巻き始めて第３シート部５４まで巻き終わることで第１層〜第３層を連続的に形成することができ、第３シート部５４の幅方向端部が、排気ガス処理装置のハウジング内への組付け時に屈曲部を形成する。

図１３（Ｂ）に示す保持シール部材５１は、巻き始めの第１層から巻き終わりの第３層まで直線的に連続した台形形状に形成されたシート部５５である。例えば、長さ寸法Ｌ１１が１３４０ｍｍ、幅寸法Ｌ１２が１１０ｍｍ、Ｌ１２よりも定められた１０ｍｍの幅寸法だけ大きい１３０ｍｍの幅寸法Ｌ１７の台形形状に打ち抜き加工で形成されている。

図１４、図１５に示すように、保持シール部材５１が触媒担持体７０の外周に連続的に巻き付けることで、第１層５６、第２層５７及び第３層５８が連続的に形成される。そして、触媒担持体７０に組付けられた保持シール部材５１は、排気ガス処理装置８０のハウジング８１内に、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上で圧入される。

このとき、保持シール部材５１は、図１５中の左方である排気ガスの流入側において、排気ガス処理装置８０のハウジング８１内への組付け時に第３層５８の幅方向端部で屈曲部５９が形成される。また、排気ガスの流出側においても、同様に第３層５８の幅方向他端部で屈曲部５９が形成される。

保持シール部材５１は、３周巻回されることでシート部５５が積層されて径方向に重なっている部分が、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上となる。これにより、触媒担持体７０を保持するための大きな面圧を付与できるとともに、繊維が破壊され、繊維長が短くなり風蝕性能の低下が始まる。

また、排気ガスの流入側及び流出側の屈曲部５９は、シート部５５が積層されずに重なっていないので、１層又は２層であるためＧＢＤ０．２５〜０．５５ｇ／ｃｍ^３、好ましくはＧＢＤ０．３〜０．５ｇ／ｃｍ^３となって低くなり、繊維の損傷が無くなって風蝕性能が低下しない。

第５実施形態に係る保持シール部材５０，５１は、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。特に、本実施形態によれば、保持シール部材を形成する上で加工性に優れる。そして、単層の保持シール部材を排気ガス処理体に巻回して、例えば、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上でハウジングに圧入されることで、排気ガス処理体の軸方向に沿った３層構造の中央部分は、ＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上となるので、排気ガス処理体を保持するために必要な面圧を確保することができる。また、実質１層構造の端部部分は、ＧＢＤは低くなるとともに、繊維の損傷が無くなり、耐風蝕性能を確保することができる。これにより、大重量の排気ガス処理体における風蝕の懸念を解消することができ、高い設計自由度を可能にすることができる。なお、保持シール部材５０，５１は、幅広側から巻き始めても良い。

（第６実施形態）
次に、図１６乃至図２１を参照して、本発明の第６実施形態について説明する。

図１６乃至図２１は本発明に係る保持シール部材及び排気ガス処理装置の第６実施形態を示すもので、図１６は本発明の第６実施形態に係る保持シール部材の斜視図、図１７は図１６の保持シール部材を触媒担持体に組み付けた外観斜視図、図１８は本発明の第６実施形態に係る保持シール部材の第１変形例の斜視図、図１９は図１８の保持シール部材を触媒担持体に組み付けた外観斜視図、図２０は本発明の第６実施形態に係る保持シール部材の第２変形例の斜視図、図２１は図２０の保持シール部材を触媒担持体に組み付けた外観斜視図である。

図１６に示すように、本発明の第６実施形態に係る保持シール部材９０は、上記第５実施形態と同様に、１枚の単層のシート部材９１からなり、触媒担持体７０外周に複数回巻回させる巻き付けタイプである。本実施形態の保持シール部材９０は、３回巻き付けタイプであり、２回巻きや４回巻き以上の形態も可能である。

シート部材９１は、例えば、長さ寸法Ｌ２０が１３４０ｍｍ、均一の幅寸法Ｌ２１が１１０ｍｍで、厚さ寸法Ｌ２２が６．０ｍｍの長方形に形成されており、巻き始め側に一対の直角の角部９２，９３を有し、これらの反対側の巻き終わり側に一対の直角の角部９４，９５を有している。

シート部材９１は、巻き始めの第１層を形成する第１シート部９６と、中間の第２層を形成する第２シート部９７と、巻き終わりの第３層を形成する第３シート部９８とが連続的に形成されている。

また、シート部材９１は、巻き始め側の一対の角部９２，９３の間に巻き始め側端面９９を有し、この反対側の巻き終わり側の一対の角部９４，９５の間に巻き終わり側端面１００を有している。

そして、シート部材９１は、巻き始め側の角部９２と巻き終わり側の角部９４との間に、排気ガスの流出側端面１０１を有し、巻き始め側の角部９３と巻き終わり側の角部９５との間に、排気ガスの流入側端面１０２を有している。

シート部材９１は、例えば、アルミニウム含有量７０ｇ／ｌ、Ａｌ／Ｃｌ＝１．８（原子比）の塩基性塩化アルミニウム水溶液に、アルミナ系繊維の組成がＡｌ_２Ｏ_３：ＳｉＯ_２＝７２：２８となるようにシリカゾルを配合し、アルミナ系繊維の前駆体を形成する。次に、ポリビニルアルコール等の有機重合体を添加し、この液を濃縮して紡糸液とし、この紡糸液を用いてブローイング法にて紡糸する。その後、積層状に折りたたんでアルミナ系繊維のシート部材が形成される。そして、シート部材に対して、８０個／１００ｃｍ^２のニードルを有するニードルボードを用いて、所望のニードル密度が得られるようにニードル処理を行ってニードルマットを作成した。その後、得られたシート部材を常温から最高温度１２５０℃で連続焼成して、目付け量７５０ｇ／ｃｍ^２のアルミナ系繊維のシート部材を形成した。このとき、アルミナ系繊維の平均直径は７．２μｍであり、最小直径は３．２μｍである。また、結合剤として、アクリル系ラテックスエマルジョンを付着させることで、乾燥後樹脂分５％に設定される。

図１７に示すように、シート部材９１は、その巻き始め側の角部９２，９３を触媒担持体７０の一方の端部に合わせるようにして、触媒担持体７０の軸方向に、例えば３ｍｍ以上である所定のずらし寸法Ｌ２３を形成するようにずらしながら、触媒担持体７０に螺旋状に巻回される。これにより、第１層９６、第２層９７及び第３層９８が３層構造をなす保持シール部材９０が形成される。

そして、触媒担持体７０に組付けられた保持シール部材９０は、排気ガス処理装置８０のハウジング８１内に、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上で圧入される。
（図１５参照）この圧入に伴い、第１層９６に対して第２層９７及び第３層９８が相対的に位置ずれする。これにより、保持シール部材９０は、図１７中の右方後方である排気ガスの流入側において、第３層９８の幅方向端部が屈曲される。

保持シール部材９０は、３周巻回されることでシート部材９１が積層されて径方向に重なっている部分が、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上となる。これにより、触媒担持体７０を保持するための大きな面圧を付与できるとともに、繊維が破壊され、繊維長が短くなり風蝕性能の低下が始まる。

また、排気ガスの流入側及び流出側は、シート部材９１が積層されずに重なっていないので、１層又は２層であるためＧＢＤ０．２５〜０．５５ｇ／ｃｍ^３、好ましくはＧＢＤ０．３〜０．５ｇ／ｃｍ^３となって低くなり、繊維の損傷が無くなって風蝕性能が低下することはない。

図１８に示すように、保持シール部材９０の第１変形例では、シート部材９１において、巻き始め側端面９９と流出側端面１０１との間に、角部９２部分を切除した流出側切欠１０３を設けており、流出側切欠１０３の反対側に、巻き終わり側端面１００と流入側端面１０２との間に、角部９５部分を切除した流入側切欠１０４を設けている。

図１９に示すように、シート部材９１は、その流出側切欠１０３を触媒担持体７０の一方の端面に合わせるようにして、触媒担持体７０の軸方向に、例えば３ｍｍ以上である所定のずらし寸法Ｌ２３を形成するようにずらしながら、触媒担持体７０に螺旋状に巻回される。これにより、流出側端面１０１においては、第２層９７と流出側切欠１０３とが均一面を形成し、流入側端面１０２においては、第２層９７と流入側切欠１０４とが均一面を形成する。

図２０に示すように、保持シール部材９０の第２変形例では、シート部材９１において、巻き始め側端面９９と巻き終わり側端面１００との間に、流出側切欠１０３と角部９４とを斜めに切除した傾斜状切欠面１０５を設けている。これにより、シート部材９１は、傾斜状切欠面１０５により、幅寸法Ｌ２４の巻き始め側端面９９と、幅寸法Ｌ２４よりも短い幅寸法Ｌ２５の巻き終わり側端面１００とを有している。

図２１に示すように、シート部材９１は、その巻き始め側端面９９を触媒担持体７０の軸方向の一方の端面に合わせるようにして、触媒担持体７０に巻回される。これにより、排気ガスの流出側においては、傾斜状切欠面１０５によって、第１層９６、第２層９７および第３層９８が均一面を形成する。

第６実施形態に係る保持シール部材９０は、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。特に、本実施形態によれば、シート部材９１は、触媒担持体７０の軸方向に所定のずらし寸法Ｌ２３を形成するようにずらしながら、触媒担持体７０に螺旋状に巻回された後に、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上でハウジング８１に圧入される。そして、触媒担持体７０の軸方向に沿った複数層構造の中央部分は、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上となるものの、触媒担持体７０を保持するために必要な面圧を確保することができる。

また、シート部材９１が長方形に形成されているため、作製が簡単であり、生産性の向上を図ることができる。また、シート部材９１は、触媒担持体７０の軸方向に所定のずらし寸法Ｌ２３を形成するようにずらしながら、触媒担持体７０に螺旋状に巻回された際に、各切欠１０３，１０４および切欠面１０５により端部が突出することなく均一面に形成される。

また、第６実施形態に係る排気ガス処理装置８０によれば、保持シール部材９０のシート部材９１は、触媒担持体７０の軸方向に所定のずらし寸法Ｌ２３を形成するようにずらしながら、触媒担持体７０に螺旋状に巻回される。その後、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上でハウジングに圧入される。そして、触媒担持体７０の軸方向に沿った複数層構造の中央部分は、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上となるものの、触媒担持体７０を保持するために必要な面圧を確保することができる。

また、ずらし寸法Ｌ２３が設定されていた端部部分は、ＧＢＤは低くなるとともに、繊維の損傷が無くなり、耐風蝕性能を確保することができる。これにより、大重量の排気ガス処理体における風蝕の懸念を解消することができ、高い設計自由度を可能にして、排気ガス処理特性の向上を図ることができる。

（第７実施形態）
次に、図２２乃至図２７を参照して、本発明の第７実施形態について説明する。

図２２乃至図２７は本発明に係る保持シール部材及び排気ガス処理装置の第７実施形態を示すもので、図２２は本発明の第７実施形態に係る保持シール部材の斜視図、図２３は図２２の保持シール部材を触媒担持体に組み付けた外観斜視図、図２４は本発明の第７実施形態に係る保持シール部材の第１変形例の斜視図、図２５は図２４の保持シール部材を触媒担持体に組み付けた外観斜視図、図２６は本発明の第７実施形態に係る保持シール部材の第２変形例の斜視図、図２７は図２６の保持シール部材を触媒担持体に組み付けた外観斜視図である。

図２２に示すように、本発明の第７実施形態に係る保持シール部材１２０は、上記第６実施形態と同様に、１枚の単層のシート部材１２１からなり、触媒担持体７０外周に複数回巻回させる巻き付けタイプである。本実施形態の保持シール部材１２０は、３回巻き付けタイプであり、２回巻きや４回巻き以上の形態も可能である。

シート部材１２０は、例えば、長さ寸法Ｌ２０が１３４５ｍｍ、均一の幅寸法Ｌ２１が１１０ｍｍで、厚さ寸法Ｌ２２が６．０ｍｍの平行四辺形に形成されており、巻き始め側に鋭角の角部１２２および鈍角の角部１２３を有し、これらの反対側の巻き終わり側に鈍角の角部１２４および鋭角の角部１２５を有している。

図２３に示すように、シート部材１２１は、その巻き始め側の鋭角の角部１２２および鈍角の角部１２３を触媒担持体７０の一方の端部に合わせるようにして、触媒担持体７０の軸方向に、例えば３ｍｍ以上である所定のずらし寸法Ｌ２３を形成するようにずらしながら、触媒担持体７０に螺旋状に巻回される。これにより、第１層９６、第２層９７及び第３層９８が３層構造をなす保持シール部材１２０が形成される。

そして、触媒担持体７０に組付けられた保持シール部材１２０は、排気ガス処理装置８０のハウジング８１内に、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上で圧入される。この圧入に伴い、第１層９６に対して第２層９７及び第３層９８が相対的に位置ずれして、保持シール部材１２０の流出側端面１０１が均一面を形成する。

図２４に示すように、保持シール部材１２０の第１変形例では、シート部材１２１において、巻き始め側端面９９と流出側端面１０１との間に、鋭角の角部１２２部分を切除した流出側切欠１２６を設けており、流出側切欠１２６の反対側に、巻き終わり側端面１００と流入側端面１０２との間に、鋭角の角部１２５部分を切除した流入側切欠１２７を設けている。

図２５に示すように、シート部材１２１は、その流出側切欠１２６を触媒担持体７０の一方の端面に合わせるようにして、触媒担持体７０の軸方向に、例えば３ｍｍ以上である所定のずらし寸法Ｌ２３を形成するようにずらしながら、触媒担持体７０に螺旋状に巻回される。これにより、流出側端面１０１においては、第２層９７と流出側切欠１２６とが均一面を形成し、流入側端面１０２においては、第２層９７と流入側切欠１２７とが均一面を形成する。

図２６に示すように、保持シール部材１２０の第２変形例では、シート部材１２１において、巻き始め側端面９９と巻き終わり側端面１００との間に、流出側切欠１２６と角部１２４とを斜めに切除した傾斜状切欠面１２８を設けている。

図２７に示すように、シート部材１２１は、その巻き始め側端面９９を触媒担持体７０の一方の端面に合わせるようにして、触媒担持体７０の軸方向に、例えば３ｍｍ以上である所定のずらし寸法Ｌ２３を介してずらしながら、触媒担持体７０に螺旋状に巻回される。これにより、流出側端面１０１において、第１層９６、第２層９７および第３層９８が均一面を形成する。

第７実施形態に係る保持シール部材１２０は、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。特に、本実施形態によれば、シート部材１２１を平行四辺形に形成することで、流入側端面９９および流出側端面１００を、触媒担持体７０の軸方向に平行に配置することができるので、触媒担持体７０に対するシート部材１２１の位置を安定させることができる。

なお、本発明に係る保持シール部材及び排気ガス処理装置は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良等が可能である。

例えば、各シール部材のはみ出し部分は、流入側及び流出側を入れ換えて適用しても良い。

また、第１〜第４実施形態において、圧入時のせん断力を用いて、第１のシート部材に対して第２のシート部材を位置ずれさせるようにしても良く、或いは、排出ガスの流出側の端面が均一面を形成するように切除しても良い。

(実施例)
次に、図２８に示す面圧測定装置を用いて、本発明に係る保持シール部材及び排気ガス処理装置の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。本実施例では、第１実施形態〜第７実施形態のうちの第１実施形態及び第２実施形態の保持シール部材１０，２０を代表的に選んで行った。図２８は面圧測定装置の正面図である。

（面圧風蝕特性測定）
先ず、面圧測定を図２８に示す面圧測定装置６０を用いて行った。面圧測定装置６０は、門型万能材料試験機であり、プレート６１と、測定基台６２との間に配置された取り付け治具６３にサンプル６４を挟み、プレート６１でサンプル６４に圧縮荷重を与え、圧縮後の嵩密度ＧＢＤが所望の条件になるように変位測定器６５により測定した。サンプル６４としては、２５ｍｍ角に打ち抜き加工したアルミナ繊維集合体のシート部材を用意した。

面圧測定には、実施例１として、第１のシール部材（Ａ層）及び第２のシール部材（Ｂ層）がそれぞれニードルマットであるものを用意した。また、実施例２として、第１のシール部材（Ａ層）が抄造成型マットであり、第２のシール部材（Ｂ層）がニードルマットであるものを用意した。また、比較例１、２として、１層で坪量の異なるニードルマットであるものを用意した。

一般的に、ニードルマットは、紡糸をニードリングしてから焼成することで形成される。繊維同士が絡み合っているので、せん断力に対する強度が高い。
また、抄造マットは、紡糸を焼成してから粉砕処理し、水とバインダーを加えて抄造してから、乾燥させて形成される。繊維長は凡そ０．３ｍｍ〜０．５ｍｍと短く、製造時に多量のバインダーを必要とするが厚さ調整が可能である。

次に、風蝕特性試験を行い、面圧風蝕特性の測定値を表１に、面圧風蝕評価を図２９に示す。

表１及び図２９により明らかなように、実施例１及び実施例２では、幅方向に広いＢ層の端が、排気ガス処理装置への組み付け後に排気ガスに曝される。そして、組付け後のＢ層の端部は、ＧＢＤ０．３ｇ／ｃｍ^３であり、耐風蝕性が良好になっていることがわかる。また、Ａ層及びＢ層の径方向に重なっている部分は、ＧＢＤ０．６ｇ／ｃｍ^３であり、大きな面圧が得られていることがわかる。

これは、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上でハウジングに圧入されることで、シート部材が積層されて径方向に重なっている部分は、繊維圧壊が開始するＧＢＤ０．５ｇ／ｃｍ^３以上となる。これにより、排気ガス処理体を保持するために必要な面圧を確保することができるとともに、繊維長が短く破壊されるため、耐風蝕性能の低下が始まる。これに対して、シート部材が積層されずに重なっていない部分は、１層であるためＧＢＤは低くなるとともに、繊維の損傷が無くなり、風蝕性能が低下しないようにできるからである。

これに対して、比較例１は、排気ガス処理装置への組み付け後に排気ガスに曝される。そして、端部は、ＧＢＤ０．６ｇ／ｃｍ^３であり、繊維が風蝕される虞がある。また、比較例２は、比較例１と同様にして、排気ガス処理装置への組み付け後に排気ガスに曝される。そして、端部は、ＧＢＤ０．３ｇ／ｃｍ^３であり、繊維が風蝕される虞は無い。しかし、面圧が低くなっており、重量の大きい触媒担持体を保持するために必要な面圧を得ることが難しいことがわかる。

面圧風蝕特性測定により明らかなように、本発明に係る実施例１及び実施例２が、０．２５≦ＧＢＤ≦０．５５の範囲内で耐風蝕性が良く、特に０．３≦ＧＢＤ≦０．５で良好であることがわかる。抄造マットの場合は、繊維長が０．３ｍｍ〜０．５ｍｍと短いため、ＧＢＤ０．３ｇ／ｃｍ^３以下の低いＧＢＤで風蝕が早く進むことがわかる。また、ＧＢＤ０．６ｇ／ｃｍ^３以上の高いＧＢＤでも風蝕が早く進むことがわかる。
一方、ニードルマットの場合は、繊維同士が絡み合っているので、ＧＢＤ０．３ｇ／ｃｍ^３以下の低いＧＢＤでも風蝕が進み難いことがわかる。

なお、本実施例では、第１実施形態〜第７実施形態のうちの第１実施形態及び第２実施形態の保持シール部材１０，２０を代表的に選んで行ったが、他の第３〜第７実施形態においても同様の作用効果を得ることができた。

本発明の第１実施形態に係る保持シール部材の分解斜視図である。 図１の保持シール部材を触媒担持体に組み付けた一部破断外観斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る排気ガス処理装置の縦断面図である。 図３の排気ガス処理装置の要部拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る保持シール部材の分解斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る排気ガス処理装置の縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係る保持シール部材の分解斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る排気ガス処理装置の縦断面図である。 図８の排気ガス処理装置の要部拡大図である。 本発明の第４実施形態に係る保持シール部材の分解斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る排気ガス処理装置の縦断面図である。 図１１の排気ガス処理装置の要部拡大図である。 本発明の第５実施形態に係る保持シール部材の斜視図である。 図１３の保持シール部材を触媒担持体に組み付けた外観斜視図である。 図１４の排気ガス処理装置の要部拡大図である。 本発明の第６実施形態に係る保持シール部材の斜視図である。 図１６の保持シール部材を触媒担持体に組み付けた外観斜視図である。 本発明の第６実施形態に係る保持シール部材の第１変形例の斜視図である。 図１８の保持シール部材を触媒担持体に組み付けた外観斜視図である。 本発明の第６実施形態に係る保持シール部材の第２変形例の斜視図である。 図２０の保持シール部材を触媒担持体に組み付けた外観斜視図である。 本発明の第７実施形態に係る保持シール部材の斜視図である。 図２２の保持シール部材を触媒担持体に組み付けた外観斜視図である。 本発明の第７実施形態に係る保持シール部材の第１変形例の斜視図である。 図２４の保持シール部材を触媒担持体に組み付けた外観斜視図である。 本発明の第７実施形態に係る保持シール部材の第２変形例の斜視図である。 図２６の保持シール部材を触媒担持体に組み付けた外観斜視図である。 実施例に用いた面圧測定装置の正面図である。 面圧風蝕評価を示すグラフである。 従来の排気ガス処理装置の断面図である。

符号の説明

１０ 保持シール部材
１１ 第１のシート部材（シート部材）
１２ 第２のシート部材（シート部材）
２０ 保持シール部材
２１ 第１のシート部材（シート部材）
２２ 第２のシート部材（シート部材）
３０ 保持シール部材
３１ 第１のシート部材（シート部材）
３２ 第２のシート部材（シート部材）
３３ 第３のシート部材（シート部材）
４０ 保持シール部材
４１ 第１のシート部材（シート部材）
４２ 第２のシート部材（シート部材）
４３ 第３のシート部材（シート部材）
７０ 触媒担持体（排気ガス処理体）
８０ 排気ガス処理装置
８１ ハウジング
９０ 保持シール部材
９１ シート部材
１２０ 保持シール部材
１２１ シート部材

Claims (15)

1. 排気ガスを処理する排気ガス処理体をハウジング内に保持する保持シール部材であって、
   無機繊維のシート部材を少なくとも２層を形成するように積層してなり、裏面側に配置される該シート部材が表面側に配置される前記シート部材よりも予め定められた長さだけガス流入方向の幅寸法が小さいことを特徴とする保持シール部材。
2. 前記シート部材の少なくとも排気ガスの流入側は、前記ハウジングへの組付け時に、幅寸法の大きいシート部材の流入側端部が、幅寸法の小さいシート部材側に屈曲していることを特徴とする請求項１に記載した保持シール部材。
3. 前記幅寸法の大きいシート部材が、ニードルマットであることを特徴とする請求項２に記載した保持シール部材。
4. 排気ガスを処理する排気ガス処理体の外周に無機繊維のシート部材を少なくとも２層を形成するように巻回してハウジング内に該排気ガス処理体を保持する保持シール部材であって、
   前記シート部材は、単一に形成され、前記排気ガス処理体に始めに巻回されるガス流入方向の端部の幅寸法が対向する端部の幅寸法に対して予め定められた長さだけ異なっていることを特徴とする保持シール部材。
5. 前記シート部材の前記幅寸法の変化は、展開状態で一対の対向する長辺端部から短辺端部に向って連続的に小さくなっており、前記短辺端部から巻き始めることを特徴とする請求項４に記載した保持シール部材。
6. 排気ガスを処理する排気ガス処理体の外周に無機繊維のシート部材を少なくとも２層を形成するように巻回してハウジング内に該排気ガス処理体を保持する保持シール部材であって、
   前記シート部材は、単一に形成され、前記排気ガス処理体に始めに巻回されるガス流入方向の端部の幅寸法が、対向する端部の幅寸法に等しいことを特徴とする保持シール部材。
7. 前記シート部材は、長方形または平行四辺形に形成されることを特徴とする請求項６に記載した保持シール部材。
8. 前記シート部材は、ガス流入方向の端部およびガス流出方向の端部の少なくとも一方に、前記排気ガス処理体への巻き付け後に均一面を形成するための切欠を有することを特徴とする請求項６又は７に記載した保持シール部材。
9. 前記シート部材は、結合材を含有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載した保持シール部材。
10. 前記無機繊維が、アルミナとシリカとの混合物であることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載した保持シール部材。
11. 排気ガス処理体と、当該排気ガス処理体の外周部の少なくとも一部に巻回された保持シール部材と、当該保持シール部材を巻回した前記排気ガス処理体を収容保持するハウジングとを備える排気ガス処理装置であって、
    前記保持シール部材が、無機繊維のシート部材を少なくとも２層を形成するように積層してなり、裏面側に配置される該シート部材が表面側に配置される前記シート部材よりも予め定められた長さだけガス流入方向の幅寸法が小さく形成されており、前記ハウジングへの組付け時に表面側に配置された該シート部材の端部が変形することを特徴とする排気ガス処理装置。
12. 排気ガス処理体と、当該排気ガス処理体の外周部に無機繊維のシート部材を少なくとも２層を形成するように巻回された保持シール部材と、当該保持シール部材を巻回した前記排気ガス処理体を収容保持するハウジングとを備える排気ガス処理装置であって、
    前記保持シール部材の前記シート部材は、前記排気ガス処理体に始めに巻回されるガス流入方向の前記保持シール部材端部の幅寸法が対向する端部の幅寸法に対して予め定められた長さだけ異なっており、前記ハウジングへの組付け時に表面側の前記２層部分の端部が変形することを特徴とする排気ガス処理装置。
13. 排気ガス処理体と、当該排気ガス処理体の外周部に無機繊維のシート部材を少なくとも２層を形成するように巻回された保持シール部材と、当該保持シール部材を巻回した前記排気ガス処理体を収容保持するハウジングとを備える排気ガス処理装置であって、
    前記保持シール部材の前記シート部材は、前記排気ガス処理体の軸方向に所定のずらし寸法を有するようにずらしながら、該排気ガス処理体に螺旋状に巻回されることを特徴とする排気ガス処理装置。
14. 前記ハウジングへの組付け後の表面側に配置された前記シート部材の変形した端部の充填密度が、０．２５〜０．５５ｇ／ｃｍ^３であり、更に好ましくは０．３〜０．５ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に記載した排気ガス処理装置。
15. 前記排気ガス処理体が、触媒担持体または排気ガスフィルタであることを特徴とする請求項１１乃至請求項１４のいずれか１項に記載した排気ガス処理装置。

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