特許 7384661 マット材及び排ガス浄化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-13

(45)【発行日】2023-11-21

(54)【発明の名称】マット材及び排ガス浄化装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/28 20060101AFI20231114BHJP

【ＦＩ】

F01N3/28 311N

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019237446

(22)【出願日】2019-12-26

(65)【公開番号】P2021105380

(43)【公開日】2021-07-26

【審査請求日】2022-09-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000000158

【氏名又は名称】イビデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 達也

(72)【発明者】

【氏名】向後 雄太

【審査官】鷲巣 直哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１３８７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１６２５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０８８６８９８４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも無機繊維によって構成されたマット材であって、
前記マット材は、平面視で長手方向及び当該長手方向に垂直な幅方向を有する平面視略矩形であり、
前記マット材は平面視において、通常領域と、前記長手方向に沿って延びる当該マット材の対向する２つの外縁を結ぶように連続的に形成され、かつ、前記通常領域より強度の高い補強領域と、を含み、
前記補強領域は更に、前記長手方向における両端を結ぶように連続的に形成され、
前記補強領域は、第１の補強領域及び当該第１の補強領域より強度の低い第２の補強領域を含み、
前記第１の補強領域は、前記長手方向に沿って延びる当該マット材の対向する２つの外縁を結ぶように連続的に形成され、
前記第２の補強領域は、前記長手方向における両端を結ぶように連続的に形成される、マット材。

【請求項2】

前記マット材は、前記通常領域及び前記補強領域に有機バインダ又は無機バインダを含有し、
前記補強領域における当該有機バインダ又は当該無機バインダの含有量が、前記通常領域の当該有機バインダ又は当該無機バインダの含有量より多い、
請求項１に記載のマット材。

【請求項3】

前記マット材は、前記通常領域及び前記補強領域にニードルパンチング処理がされており、
前記補強領域における当該ニードルパンチング処理の密度が、前記通常領域の当該ニードルパンチング処理の密度より高い、
請求項１に記載のマット材。

【請求項4】

少なくとも無機繊維によって構成されたマット材であって、
前記マット材は、平面視で長手方向及び当該長手方向に垂直な幅方向を有する平面視略矩形であり、
前記マット材は平面視において、通常領域と、前記長手方向に沿って延びる当該マット材の対向する２つの外縁を結ぶように連続的に形成され、かつ、前記通常領域より強度の高い補強領域と、を含み、
前記補強領域には、前記通常領域を構成する材料より強度の高い補強材が埋め込まれている、マット材。

【請求項5】

前記補強材が、有機材料、無機材料及び金属材料のうち少なくとも１つからなる、
請求項４に記載のマット材。

【請求項6】

前記補強領域は、前記幅方向に略平行に形成される、
請求項４又は５に記載のマット材。

【請求項7】

前記補強領域は、前記幅方向に対して斜めに交わるように形成される、
請求項４又は５に記載のマット材。

【請求項8】

前記マット材は、前記長手方向における両端にそれぞれ嵌合部を備え、
前記補強領域が当該嵌合部の少なくとも一方に隣接して形成されている、
請求項１～７のいずれか１項に記載のマット材。

【請求項9】

前記通常領域及び前記補強領域は、互いに別部材でない一体のマットから形成される、請求項１～８のいずれか１項に記載のマット材。

【請求項10】

前記マット材は平面視において、前記通常領域の面積が前記補強領域の面積より大きい、請求項１～９のいずれか１項に記載のマット材。

【請求項11】

前記補強領域は、前記長手方向に沿って延びる当該マット材の対向する２つの外縁を結ぶように連続的に形成され、かつ、切れ目が存在しない、
請求項１～１０のいずれか１項に記載のマット材。

【請求項12】

前記マット材は、給湯器、オーブンレンジ、ガスコンロ、バーナー試験機、加熱試験機、内燃機関及び焼成炉のいずれかから選択される装置の一つに適用される、
請求項１～１１のいずれか１項に記載のマット材。

【請求項13】

排ガス処理体と、
前記排ガス処理体を収容するケーシングと、
前記排ガス処理体と前記ケーシングとの間に配置され、前記排ガス処理体を保持するマット材と、を備える排ガス浄化装置であって、
前記マット材は、請求項１～１１のいずれか１項に記載のマット材である、
排ガス浄化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マット材及び排ガス浄化装置に関する。

【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。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。

【0003】

排ガス浄化装置においては、ケーシングと排ガス処理体との間にシール部材が設けられ、排気ガスがリークすることを防ぐ機能を有している。シール部材は、例えば、シリカ・アルミナ系セラミックファイバー等の無機繊維によって構成される。また、ケーシングと排ガス処理体とは熱膨張係数が異なっているため、高温時に熱膨張差が生じてしまう。このため、シール部材には、この熱膨張差を吸収し得るクッション性が要求される。

【0004】

シール部材の耐熱性が不十分であるとそのシール性能の劣化を招いてしまうことになる。特に、シール部材の装着位置がずれてしまい、シール部材のシール性能が極端に悪化してしまうことがある。また、シール部材のはみ出しによりシール部材の保持面積が減少することになり、これに伴ってシール部材の保持力が低下してしまい、これによってもシール性能の悪化を招くことになる。シール部材の装着位置のずれは、排ガス処理体の外周囲にシール部材を巻き付けた状態で、ケーシングの内部に挿入する際の挿入抵抗等によって生じる。

【0005】

例えば、特許文献１には、排気ガス流れ方向の上流側端部又は下流側端部の有機系バインダの含浸量が排気ガス流れ方向の中央部分におけるバインダ含浸量よりも多く設定されたシール部材が開示されている。これにより、シェル内部への挿入時の挿入抵抗等によって生じるずれを回避しつつ、シール部材の弾性を維持し、その反発力によるシール部材の保持力を高く維持できるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００７－１６２５８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１のシール部材においては、流れ方向の端部に連続して多くの有機系バインダが含有されており、排ガス処理体への巻き付けが困難となり、円滑な排ガス浄化装置の製造が妨げられるおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、排ガス処理体への巻き付けの容易性を確保するとともに、ケーシングに挿入する際の変形を抑制することの可能なマット材を提供する。

【0009】

本発明のマット材は、少なくとも無機繊維によって構成されたマット材であって、前記マット材は、平面視で長手方向及び当該長手方向に垂直な幅方向を有する平面視略矩形であり、前記マット材は平面視において、通常領域と、前記長手方向に沿って延びる当該マット材の対向する２つの外縁を結ぶように連続的に形成され、かつ、前記通常領域より強度の高い補強領域と、を含む。

【0010】

本発明のマット材は、例えば、前記長手方向における両端にそれぞれ嵌合部を備え、前記補強領域が当該嵌合部の少なくとも一方に隣接して形成されている。

【0011】

本発明のマット材は、例えば、前記補強領域は更に、前記長手方向における両端を結ぶように連続的に形成される。

【0012】

本発明のマット材は、例えば、前記補強領域は、第１の補強領域及び当該第１の補強領域より強度の低い第２の補強領域を含み、前記第１の補強領域は、前記長手方向に沿って延びる当該マット材の対向する２つの外縁を結ぶように連続的に形成され、前記第２の補強領域は、前記長手方向における両端を結ぶように連続的に形成される。

【0013】

本発明のマット材は、例えば、前記補強領域は、前記幅方向に略平行に形成される。

【0014】

本発明のマット材は、例えば、前記補強領域は、前記幅方向に対して斜めに交わるように形成される。

【0015】

本発明のマット材は、例えば、前記通常領域及び前記補強領域は、互いに別部材でない一体のマットから形成される。

【0016】

本発明のマット材は、例えば、前記通常領域及び前記補強領域に有機バインダ又は無機バインダを含有し、前記補強領域における当該有機バインダ又は当該無機バインダの含有量が、前記通常領域の当該有機バインダ又は当該無機バインダの含有量より多い。

【0017】

本発明のマット材は、例えば、前記通常領域及び前記補強領域にニードルパンチング処理がされており、前記補強領域における当該ニードルパンチング処理の密度が、前記通常領域の当該ニードルパンチング処理の密度より高い。

【0018】

本発明のマット材は、例えば、前記補強領域には、前記通常領域を構成する材料より強度の高い補強材が埋め込まれている。

【0019】

本発明のマット材は、例えば、前記補強材が、有機材料、無機材料又は金属材料のうち少なくとも１つからなる。

【0020】

本発明のマット材は、例えば、平面視において、前記通常領域の面積が前記補強領域の面積より大きい。

【0021】

本発明のマット材は、例えば、前記補強領域は、前記長手方向に沿って延びる当該マット材の対向する２つの外縁を結ぶように連続的に形成され、かつ、切れ目が存在しない。

【0022】

本発明のマット材は、例えば、給湯器、オーブンレンジ、ガスコンロ、バーナー試験機、加熱試験機、内燃機関及び焼成炉のいずれかから選択される装置の一つに適用される。

【0023】

本発明の排ガス浄化装置は、排ガス処理体と、前記排ガス処理体を収容するケーシングと、前記排ガス処理体と前記ケーシングとの間に配置され、前記排ガス処理体を保持する上述のいずれかのマット材と、を備える。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、通常領域より強度の高い補強領域が特定の位置に形成されており、排ガス処理体への巻き付けの容易性を確保するとともに、ケーシングに挿入する際の変形を抑制することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】図１は、本発明の第一実施形態に係るマット材の一例を模式的に示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示すマット材の平面図である。

【図3】図３（ａ）は、本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置の一例を模式的に示す一部切り欠き斜視断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す排ガス浄化装置のＡ－Ａ線断面図である。

【図4】図４は、本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の一例を模式的に示す斜視図である。

【図5】図５は、本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置を構成するケーシングの一例を模式的に示す斜視図である。

【図6】図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置の製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。

【図7】図７（ａ）～図７（ｄ）は、本発明の第二～第五実施形態に係るマット材の一例を示す平面図である。

【図8】図８（ａ）～図８（ｄ）は、本発明の第六～第九実施形態に係るマット材の一例を示す平面図である。

【図9】図９は、本発明の第十実施形態に係るマット材の一例を示す平面図である。

【図10】図１０は、本発明の第十一実施形態に係るマット材の一例を示す平面図である。

【図11】図１１は、本発明の第十二実施形態に係るマット材の一例を模式的に示す斜視図である。

【図12】図１２は、本発明の第十三実施形態に係るマット材の一例を模式的に示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施形態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。

【0027】

（第一実施形態）
以下、本発明のマット材、排ガス浄化装置、及び、排ガス浄化装置の製造方法の一実施形態である第一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0028】

まず、本発明の第一実施形態に係るマット材について説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係るマット材の一例を模式的に示す斜視図である。図１に示すマット材１０Ａは、少なくともアルミナ－シリカ繊維等の無機繊維からなり、マット状である。より詳細には、マット材１０Ａは、所定の長さ（図１中、矢印Ｌ_１で示す）、幅（図１中、矢印Ｗ_１で示す）、及び、厚さ（図１中、矢印Ｔ_１で示す）を有する平面視略矩形の平板状の形状を有している。また、マット材１０Ａは、マット材１０Ａの幅Ｗ_１方向に平行な第１の端面１１（１１ａ、１１ｂ及び１１ｃ）、並びに、第２の端面１２（１２ａ、１２ｂ及び１２ｃ）を有している。本明細書において、「マット材の長手方向の長さ」とは、マット材の長さ方向における、第１の端面と第２の端面との距離をいうこととする。「マット材の長手方向の長さ」を、単に「マット材の長さ」とも記載する。また、マット材１０Ａの平面視において、長手方向Ｌ_１（矢印Ｌ_１の方向）、幅方向Ｗ_１（矢印Ｗ_１の方向）、厚さ方向Ｔ_１（矢印Ｔ_１の方向）がそれぞれ定義される。

【0029】

本実施形態のマット材では、上記第１の端面及び上記第２の端面には、それぞれ、少なくとも１つの突出部からなる段差が設けられている。図１に示すマット材１０Ａでは、第１の端面１１に２つの突出部１３ａ及び１３ｃが形成されており、第２の端面１２に１つの突出部１３ｂが形成されている。なお、マット材１０Ａの第１の端面１１と第２の端面１２とを当接させた際、突出部１３ｂが形成する凸部と、突出部１３ａ及び１３ｃが形成する凹部とは嵌合される。このように、図１に示すマット材１０Ａには、第１の端面１１及び第２の端面１２にそれぞれ３段の段差が設けられている。図２は、図１に示すマット材の平面図である。図２には、マット材１０Ａに形成されている突出部１３ａ、１３ｂ及び１３ｃの具体的な位置を示している。
なお、本実施形態のマット材では、嵌合される突出部１３ａ、突出部１３ｂ及び１３ｃの形状として、いわゆる凹凸型を採用しているが、公知形状であるＬ字型の嵌合部を有する形状であってもよい。

【0030】

本明細書において、「突出部」とは、以下の領域を指すこととする。マット材の端面（第１の端面又は第２の端面）において、各段差の始点が属する端面と該段差の終点が属する端面との間の領域に存在するマット材の部分を「突出部」ということとする。したがって、マット材の突出部は、マット材の第１の端面側及び第２の端面側にそれぞれ存在する。

【0031】

本実施形態のマット材では、マット材の長さ方向において、突出部の長さは略等しいことが好ましい。つまり、マット材のいずれの部分においても、第１の端面と第２の端面との距離が略等しいことが好ましい。図１に示すマット材１０Ａでは、マット材１０Ａの長さＬ_１方向において、突出部１３ａの長さ（図１中、矢印Ｘ_１で示す）、突出部１３ｂの長さ（図１中、矢印Ｘ_２で示す）、及び、突出部１３ｃの長さ（図１中、矢印Ｘ_３で示す）がいずれも略等しくなっている。したがって、図１に示すマット材１０Ａは、一定の長さＬ_１を有している。なお、「略等しい」とは、完全に同じ長さでないことを許容するものであり、実質的に同じ長さと同視し得る場合を含む。

【0032】

本実施形態のマット材１０Ａは、平面視で長手方向Ｌ_１及び当該長手方向Ｌ_１に垂直な幅方向Ｗ_１を有する平面視略矩形であり、マット材１０Ａは平面視において、通常領域１６と、長手方向に沿って延びるマット材１０Ａの対向する２つの外縁１８を結ぶように連続的に形成され、かつ、通常領域１６より強度の高い補強領域１５ａと、を含む。ここで通常領域１６は、補強領域１５ａ以外のマット材１０Ａの他の領域を指す。そして、マット材１０Ａの特定の位置に補強領域１５ａが形成され、その強度は通常領域１６より高くなるように設定されている。本実施形態では、突出部１３ａ、１３ｂ及び１３ｃも通常領域１６に含まれ得る。

【0033】

一般的にマット材には、有機バインダ又は無機バインダ等のバインダを付与することができる。マット材に付与されたバインダによって、マット材を構成する無機繊維同士を互いに固着することができ、マット材をケーシングに圧入する際のマット材の嵩を低減させたり、無機繊維の飛散を防止したりすることができる。また、有機バインダ又は無機バインダの含有量を増やすことにより、マット材の強度を向上させることができる。本実施形態のマット材１０Ａは、通常領域１６及び補強領域１５ａの双方に有機バインダ又は無機バインダを含有し、補強領域１５ａにおける有機バインダ又は無機バインダの含有量が、通常領域１６の有機バインダ又は無機バインダの含有量より多くなっている。なお、通常領域１６における有機バインダ又は無機バインダの含有量がゼロ（すなわち、通常領域１６に有機バインダ又は無機バインダを含まない）であってもよい。

【0034】

添加する有機バインダは、特に限定されるものではなく、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ゴム系樹脂、スチレン系樹脂等が挙げられる。上記有機バインダの中では、ゴム系樹脂（ラテックス）等が好ましい。有機バインダを含有する有機バインダ含有液としては、例えば、カルボキシメチルセルロース又はポリビニルアルコール等の水溶性有機重合体を溶解させた溶液、アクリルゴム、アクリロニトリル－ブタジエンゴム又はスチレン－ブタジエンゴムを水に分散させたラテックス等が挙げられる。

【0035】

添加する無機バインダも、特に限定されるものではなく、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、イットリア、セリア、亜鉛、マグネシア、ジルコニア、更にはこれらから選択された、もしくは、これらの組み合わせからなるコロイダルゾル等が挙げられる。

【0036】

本実施形態のマット材の製造方法の一例について説明する。例えば、紡糸法により、無機繊維を絡み合わせて作製した素地マットを所望の形状に打ち抜く方法等によりマット材を製造することができる。
また、本実施形態のマット材は、抄造又は立体成形により製造されるものであってもよい。

【0037】

次に、本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置について説明する。図３（ａ）は、本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置の一例を模式的に示す一部切り欠き斜視断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す排ガス浄化装置のＡ－Ａ線断面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す排ガス浄化装置１００は、ケーシング１２０と、ケーシング１２０内に収容された排ガス処理体１３０と、排ガス処理体１３０及びケーシング１２０の間に配置されたマット材１１０とを備えている。マット材１１０は、排ガス処理体１３０の周囲に巻き付けられており、マット材１１０によって排ガス処理体１３０が保持されている。すなわち、マット材１１０は、所定の保持力により排ガス処理体１３０を保持するとともに、排ガス処理体１３０とケーシング１２０をシールする保持シール材として機能する。ケーシング１２０の端部には、必要に応じて、内燃機関から排出された排ガスを導入する導入管と排ガス処理体を通過した排ガスが外部に排出される排出管とが接続される。

【0038】

本実施形態の排ガス浄化装置を構成するマット材について説明する。本実施形態の排ガス浄化装置では、本実施形態のマット材が用いられている。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す排ガス浄化装置１００では、マット材１１０として、図１に示したマット材１０Ａが用いられている例を示している。

【0039】

本実施形態の排ガス浄化装置において、マット材の第１の端面及び第２の端面は、隙間なく当接していてもよいし、所定の隙間が形成されていてもよい。マット材の当接部における第１の端面及び第２の端面の間に隙間が形成されていると、上記隙間に電極部材及び／又はセンサーを配置することができる。マット材の第１の端面及び第２の端面の間に隙間が形成されている場合、マット材の第１の端面と第２の端面との間の距離は、１００ｍｍ以下であることが好ましく、２０～１００ｍｍであることがより好ましく、２０～４０ｍｍであることがさらに好ましい。マット材の第１の端面と第２の端面との間の距離が、１００ｍｍを超えると、排ガス処理体に接触するマット材の面積が少なくなるため、マット材が排ガス処理体を保持しにくくなる。マット材の当接部における第１の端面と第２の端面との間の距離が、２０ｍｍ未満であると、隙間の大きさが小さすぎるため、上記隙間に電極部材及び／又はセンサーを配置しにくくなる。

【0040】

本実施形態の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体について説明する。図４は、本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の一例を模式的に示す斜視図である。図４には、排ガス処理体の一例として、触媒担体の例を示している。

【0041】

図４に示す排ガス処理体１３０は、主に多孔質セラミックからなり、その形状は略円柱状である。また、排ガス処理体１３０の外周には、排ガス処理体１３０の外周部を補強したり、形状を整えたり、排ガス処理体１３０の断熱性を向上させたりする目的で、コート層１３３が設けられている。なお、コート層は、必要に応じて設けられていればよい。

【0042】

図４に示す排ガス処理体１３０は、隔壁１３２を隔てて長手方向（図４中、両矢印ａで示した方向）に多数の貫通孔１３１が並設されたハニカム構造体となっている。排ガス処理体１３０では、ハニカム構造体の隔壁１３２に、排ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等の有害なガス成分を浄化するための触媒が担持されている。上記触媒としては、例えば、白金等が挙げられる。

【0043】

本実施形態の排ガス浄化装置を構成するケーシングについて説明する。図５は、本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置を構成するケーシングの一例を模式的に示す斜視図である。図５に示すケーシング１２０は、主にステンレス等の金属からなり、その形状は、略円筒状である。ケーシング１２０の内径は、図４に示す排ガス処理体１３０の端面の直径と、排ガス処理体１３０に巻き付けられた状態のマット材の厚さとを合わせた長さより若干短くなっている。なお、ケーシングの長さは、排ガス処理体の長手方向における長さより若干長くなっていてもよいし、排ガス処理体の長手方向における長さと略同一であってもよい。

【0044】

以下、本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置の製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）では、本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置の製造方法の一例として、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示した排ガス浄化装置１００の製造方法について説明する。

【0045】

まず、図６（ａ）に示すように、マット材１１０を排ガス処理体１３０の周囲に巻き付けることにより、巻付体（マット材が巻き付けられた排ガス処理体）１６０を作製する巻き付け工程を行う。マット材１１０として、図１に示したマット材１０Ａを用いる。

【0046】

次に、図６（ｂ）に示すように、作製した巻付体１６０を、略円筒状のケーシング１２０に収容する収容工程を行う。巻付体をケーシングに収容する方法としては、圧入方式（スタッフィング方式）、サイジング方式（スウェージング方式）、及び、クラムシェル方式等が挙げられる。圧入方式（スタッフィング方式）では、圧入治具等を用いて、ケーシングの内部の所定の位置まで巻付体を圧入する。サイジング方式（スウェージング方式）では、巻付体をケーシングの内部に挿入した後、ケーシングの内径を縮めるように外周側から圧縮する。クラムシェル方式では、ケーシングを、第１のケーシング及び第２のケーシングの２つの部品に分離可能な形状としておき、巻付体を第１のケーシング上に載置した後に第２のケーシングを被せて密封する。巻付体をケーシングに収容する方法の中では、圧入方式（スタッフィング方式）又はサイジング方式（スウェージング方式）が好ましい。圧入方式（スタッフィング方式）又はサイジング方式（スウェージング方式）では、ケーシングとして２つの部品を用いる必要がないため、製造工程の数を少なくすることができるからである。

【0047】

図６（ｂ）では、圧入治具１７０を用いて、巻付体１６０をケーシング１２０に圧入する方法を示している。圧入治具１７０は、全体として略円筒状であり、その内部が一端から他端に向かってテーパー状に広がっている。圧入治具１７０の一端は、ケーシング１２０の内径よりわずかに小さな径に相当する内径を有する短径側端部１７１となっている。また、圧入治具１７０の他端は、少なくとも巻付体１６０の外径に相当する内径を有する長径側端部１７２となっている。圧入治具１７０を用いることにより、巻付体１６０をケーシング１２０に容易に圧入することができる。なお、巻付体をケーシングに圧入する方法としては特に限定されず、例えば、手で巻付体を押すことにより巻付体をケーシングに圧入する方法等であってもよい。

【0048】

しかしながら、このような排ガス処理体１３０とマット材１１０を含む巻付体１６０をケーシングに圧入する際、マット材１１０の外縁１８が、圧入治具１７０又はケーシング１２０の内周と接触して、圧入する方向（図６（ｂ）の矢印と逆方向）へ当該部分が変形し、円滑なケーシングへの挿入が妨げられるおそれがある。

【0049】

本実施形態のマット材１０Ａでは、上述した通り、通常領域１６より強度の高い補強領域１５ａが、外縁１８の少なくとも一部に設けられている。強度の高い補強領域１５ａは、圧入の際に圧入治具１７０又はケーシング１２０の内周に接触しても抵抗力が高く、変形が抑制される。よって、円滑な圧入ひいては円滑な排ガス浄化装置の製造を実現することができる。また、補強領域１５ａが一部にのみ形成されているため、マット材１０Ａの剛性が過剰に大きくならず、排ガス処理体１３０の周囲への巻き付け作業も容易に行うことができる。

【0050】

図１及び図２に示すように、補強領域１５ａは、長手方向Ｌ_１に沿って延びるマット材１０Ａの対向する２つの外縁を結ぶように連続的に形成される。「連続的に」は、補強領域１５ａが２つの外縁１８の間で切れ目なく存在することを意味する。本実施形態においては、補強領域１５ａは、長手方向Ｌ_１に延びる外縁１８に沿って、外縁１８の少なくとも一部に形成されており、所定の強度を確保している。このような構成により、十分な強度を確保することができる。必要な強度を確保できるなら、補強領域１５ａの長手方向Ｌ_１の長さは、実施形態のものより短くてもよい。また、マット材１０Ａの排ガス処理体１３０の周囲への巻き付け作業が困難にならない限り、補強領域１５ａの長手方向Ｌ_１の長さは実施形態のものより長くてもよい。

【0051】

また、本実施形態においては、対向する２つの外縁において補強領域１５ａが形成されており、図６（ｂ）示したマット材１０Ａの圧入を図６（ｂ）とは逆の方向からも容易に行うことができる。

【0052】

補強領域１５ａ及び通常領域１６は、互いに別部材でない一体のマット（素地マット）から形成可能である。すなわち、作製した素地マットに対し添加する有機バインダの量を調整することにより、一体の素地マットから補強領域１５ａ及び通常領域１６を生成することが可能である。補強領域１５ａを構成する部品と、通常領域１６を構成する部品とを別々に用意して組み立てる場合に比べて、容易にマット材１０Ａを製造することが可能である。

【0053】

続いて、図６（ｃ）に示すように、マット材１１０の径方向の位置を、ケーシング１２０の径方向の適切な位置に合わせる位置調整工程を行う。なお、上記収容工程において、収容工程及び位置調整工程を同時に行うことができる。以上の工程を経ることにより、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示した排ガス浄化装置１００を製造することができる。

【0054】

（第二実施形態）
図７（ａ）は、本発明の第二実施形態に係るマット材の一例を示す平面図である。図７（ａ）に示すマット材１０Ｂは、マット材１０Ａと基本的に同じ構成を有するが、本実施形態においては、４つの補強領域１５ｂが長手方向Ｌ_１に並んで形成される。また、第１の端面１１における２つの突出部１３ａ及び１３ｃと、第２の端面１２に１つの突出部１３ｂによって、マット材の両端にそれぞれ嵌合部が形成されるが、２つの補強領域１５ｂが、嵌合部の少なくとも一方に隣接して形成されている。本実施形態では、２つの補強領域１５ｂが二つの嵌合部それぞれに隣接して形成されている。このような構成により、嵌合部の変形を抑制することができる。

【0055】

（第三実施形態）
図７（ｂ）は、本発明の第三実施形態に係るマット材の一例を示す平面図である。図７（ｂ）に示すマット材１０Ｃは、マット材１０Ｂと基本的に同じ構成を有するが、本実施形態においては、３つの補強領域１５ｃが長手方向Ｌ_１に並んで形成される。本実施形態によれば、マット材１０Ｂより有機バインダの使用量を減らすことできる。

【0056】

（第四実施形態）
図７（ｃ）は、本発明の第四実施形態に係るマット材の一例を示す平面図である。第一～第三実施形態では、補強領域は、幅方向Ｗ_１に略平行に形成されるが、図７（ｃ）に示すマット材１０Ｄでは、２つの補強領域１５ｄが、幅方向Ｗ_１に対して斜めに交わるように形成される。このような構成により、有機バインダの使用量を抑制しつつ、強度を確保することができる。

【0057】

（第五実施形態）
図７（ｄ）は、本発明の第五実施形態に係るマット材の一例を示す平面図である。図７（ｄ）に示すマット材１０Ｅは、マット材１０Ｄと基本的に同じ構成を有するが、本実施形態においては、より多くの補強領域１５ｅが長手方向Ｌ_１に並んで形成される。本実施形態によれば、マット材１０Ｄより高い強度を確保することできる。

【0058】

（第六実施形態）
図８（ａ）は、本発明の第六実施形態に係るマット材の一例を示す平面図である。本実施形態のマット材１０Ｆでは、補強領域１５ｆは更に、長手方向Ｌ_１における両端を結ぶように連続的に形成される。すなわち、前述の実施形態では、補強領域は対向する２つの外縁１８を結ぶように連続的に形成されているのみであるが、本実施形態では、補強領域１５ｆは長手方向Ｌ_１にも連続的に形成される。このような構成によりさらに高い強度を確保することができる。補強領域１５ｆは更に、嵌合部を形成する突出部１３ａ、１３ｂ及び１３ｃにも形成されており、嵌合部の変形を抑制することができる。

【0059】

（第七実施形態）
図８（ｂ）は、本発明の第七実施形態に係るマット材の一例を示す平面図である。図８（ｂ）に示すマット材１０Ｇは、マット材１０Ｆと基本的に同じ構成を有するが、補強領域１５ｇは、突出部１３ｂ、１３ｃには形成されていない。このような構成により、有機バインダの使用量を抑制しつつ、強度を確保することができる。

【0060】

（第八実施形態）
図８（ｃ）は、本発明の第八実施形態に係るマット材の一例を示す平面図である。本実施形態では上述の実施形態とは異なり、突出部１３ｃが存在せず、幅方向Ｗ_１の長さが短くなっている。このような形態のマット材１０Ｈにも補強領域１５ｈを設けることができる。

【0061】

（第九実施形態）
図８（ｄ）は、本発明の第九実施形態に係るマット材の一例を示す平面図である。図８（ｄ）に示すマット材１０Ｉは、マット材１０Ｈと基本的に同じ構成を有するが、本実施形態においては、補強領域１５ｉは、嵌合部を形成する突出部１３ａ、１３ｂにも形成されており、嵌合部の変形を抑制することができる。

【0062】

（第十実施形態）
図９は、本発明の第十実施形態に係るマット材の一例を示す平面図である。図９に示すマット材１０Ｊは、補強領域１５ｊが、幅方向Ｗ_１に対して異なる方向から斜めに交わるように形成される。このような構成により、有機バインダの使用量を抑制しつつ、強度を確保することができる。

【0063】

（第十一実施形態）
図１０は、本発明の第十一実施形態に係るマット材の一例を示す平面図である。図１０に示すマット材１０Ｋは、図８（ａ）のマット材１０Ｆと類似した構成を有する。ただし、マット材１０Ｋは、補強領域として、第１の補強領域１５ｋ及び第１の補強領域１５ｋより強度の低い第２の補強領域１５ｍを含んでいる。第１の補強領域１５ｋが、長手方向Ｌ_１に沿って延びるマット材１０Ｋの対向する２つの外縁１８を結ぶように連続的に形成される点は上述の実施形態と同じである。さらに本実施形態では、第２の補強領域１５ｍが、長手方向Ｌ_１における両端を結ぶように連続的に形成されている。このような構成により、マット材１０Ａの強度の確保と、マット材１０Ａの排ガス処理体１３０の周囲への巻き付け作業の容易性のバランスを適切に確保することができる。

【0064】

（第十二実施形態）
マット材においては、無機繊維から構成された素地マットに対してニードルパンチング処理を施すことができる。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処理のことをいう。ニードルパンチング処理が施されたマット材では、比較的繊維長の長い無機繊維が３次元的に交絡する。そのため、マット材の強度が向上することとなる。

【0065】

図１１は、本発明の第十二実施形態に係るマット材の一例を模式的に示す斜視図である。図１１に示すマット材１０Ｎは、第一実施形態に係るマット材１０Ａと基本的に同じ構成を有するが、通常領域１６及び補強領域１５ｎの双方にニードルパンチング処理がされており、補強領域１５ｂにおけるニードルパンチング処理の密度が、通常領域１６のニードルパンチング処理の密度より高く設定されている。このような処理により、補強領域１５ｎと通常領域１６を生成することができる。なお、通常領域１６におけるニードルパンチング処理は、なしであってもよい。

【0066】

（第十三実施形態）
図１２は、本発明の第十三実施形態に係るマット材の一例を模式的に示す斜視図である。図１２に示すマット材１０Ｐは、第一実施形態に係るマット材１０Ａと基本的に同じ構成を有するが、補強領域１５ｐには、通常領域１６を構成する材料（無機繊維等）より強度の高い補強材１５ｑが埋め込まれている。このような処理により、補強領域１５ｐと通常領域１６を生成することができる。
補強材１５ｑは、有機材料、無機材料又は金属材料等、種々の材料により構成することができ、その種類は特に限定されない。補強材１５ｑの材料は、有機物（樹脂、ゴム）、セラミック、金属等、一定の強度を確保できるものならば特に限定はされない。
補強材１５ｑを形成するより具体的な材料の例として、例えば、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、塩化ビニル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリエステル、ポリウレタン、ポリフェニレンエーテル、エラストマー、ポリフェニレンサルファイド、アクリロニトリルスチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、フッ素樹脂等の樹脂、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム等のゴム、アルミニウム、鉄、銅、ニッケル、チタン又はそれらの合金等を挙げることができる。また、補強材１５ｑの形状や数等も特に限定はされない。

【0067】

マット材は平面視において、例えば通常領域の面積が補強領域の面積より大きく設定される。これにより、マット材の剛性が過剰に増大するのを抑制して、排ガス処理体への巻き付けの容易性を確保することができる。

【0068】

また、本発明のマット材は種々の装置に適用可能であるが、ジェットエンジンや自動車用エンジンの如き内燃機関のみならず、給湯器、オーブンレンジ、ガスコンロ、バーナー試験機、熱間面圧測定機等の加熱を必要とする加熱試験機、焼成炉等に対し適用可能である。

【0069】

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

【符号の説明】

【0070】

１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈ、１０Ｉ、１０Ｊ、１０Ｋ、１０Ｎ、１０Ｐ、１１０ マット材
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 第１の端面
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 第２の端面
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 突出部
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈ、１５ｉ、１５ｊ、１５ｋ、１５ｍ、１５ｎ、１５ｐ 補強領域
１５ｑ 補強材
１６ 通常領域
１８ 外縁
１００ 排ガス浄化装置
１２０ ケーシング
１３０ 排ガス処理体
１３１ 貫通孔
１３２ 隔壁
１３３ コート層
１６０ 巻付体
１７０ 圧入治具
１７１ 短径側端部
１７２ 長径側端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】