专利名称：尾气净化系统及其制造方法及使用该系统的尾气净化方法
技术领域：
本发明涉及尾气净化系统、尾气净化系统的制造方法、以及使用尾气净化系统的尾气净化方法。
背景技术：
在由柴油发动机等内燃机所排出的尾气中，含有颗粒物质(下文也称为PM)，近年来，该PM危及环境和人体而成为问题。另外，在尾气中含有CO (—氧化碳)、HC (烃)或 NOx (氮氧化物)等有害气体成分，该有害气体成分危及环境和人体，也成为问题。于是，作为通过与内燃机相连接而捕集尾气中的PM或对尾气所含有的CO、HC或 NOx等尾气中的有害气体成分进行净化的尾气净化装置，提出了由尾气处理体、金属容器 (外壳)、以及保持密封材料构成的尾气净化装置的各种提案，其中，尾气处理体由堇青石、 碳化硅等多孔质陶瓷构成；金属容器(外壳)将尾气处理体容纳在其内部；保持密封材料配设在尾气处理体与金属容器之间，为含有无机纤维的垫材状的保持密封材料。在该尾气净化装置中，在无机纤维所具有的弹性的作用下保持密封材料保持着尾气处理体。另外，通过在尾气处理体与金属容器的间隙中埋入保持密封材料，防止了尾气从尾气处理体与金属容器之间的间隙漏出。作为制造尾气净化装置的方法，已知有将周围卷绕有保持密封材料的尾气处理体压入金属容器的内部的方法。并且，作为金属容器，使用具有比卷绕有保持密封材料的尾气处理体的外径(尾气处理体的直径与保持密封材料的厚度的合计长度)略短的内径的金属容器。另外，在本说明书中，也将卷绕有保持密封材料的尾气处理体称为卷绕体。在通过上述方法所制造的尾气净化装置中，保持密封材料在金属容器内呈压缩状态。因此，保持密封材料发挥出在无机纤维所具有的弹性的作用下而要恢复到初始形状的复原力(即，保持尾气处理体的保持力)，利用保持密封材料保持尾气处理体。并且，通过在尾气净化装置的一侧的端部连接用于将尾气导入至尾气净化装置的导入管、且在尾气净化装置的另一侧的端部连接用于将通过了尾气净化装置的尾气排出到外部的排出管，可以制造尾气净化系统。在本说明书中，在尾气净化装置中，将与导入管相连接的端部一侧称为气体入口侧、将与排出管相连接的端部一侧称为气体出口侧。然而，在利用现有方法所制造出的尾气净化系统中，构成尾气净化装置的卷绕在尾气处理体的周围的保持密封材料的侧面会发生变形，在流入尾气的情况下具有保持密封材料会发生破损的问题。关于这一点，下面参照图21进行详细说明。图21为示意性示出现有尾气净化系统的一例的截面图。在图21中，压入方向以箭头Z来表示。如此，在现有的尾气净化系统中，压入方向与尾气流入的方向相同。在图21所示的现有的尾气净化系统200中，在尾气净化装置210的气体出口侧212，保持密封材料240的第1侧面241与尾气处理体230的出口侧端面232并未大致平行， 呈倾斜的状态。另外，在尾气净化装置210的气体入口侧211，保持密封材料MO的第2侧面242与尾气处理体230的入口侧端面231并未大致平行，呈倾斜的状态。其理由据认为如下。在将卷绕有保持密封材料240的尾气处理体230压入到金属容器220的内部时，在保持密封材料240的与尾气处理体230相接触的主面245a(下文也仅称为第一主面)和保持密封材料240的与金属容器220相接触的主面(下文也仅称为第二主面)之间负载有剪切力。剪切力在保持密封材料MO的第一主面Mfe侧在压入方向起作用，在保持密封材料240的第二主面对恥侧在压入方向的相反方向起作用。其结果，可以认为，保持密封材料MO的第一主面Mfe和第二主面对恥的相互位置发生偏移， 保持密封材料240产生变形。另外，所谓大致平行指的是，尾气处理体的端面(入口侧端面、出口侧端面)与保持密封材料的第1侧面或第2侧面平行、或者即使保持密封材料的第1侧面或第2侧面倾斜于尾气处理体的端面，但实质上也是以可忽视其斜率的程度倾斜着。如图21所示的现有尾气净化系统200所示，在尾气净化装置210中，在保持密封材料MO的第1侧面241和第2侧面242倾斜的状态下使尾气流入时，保持密封材料240 的第1侧面241或第2侧面242与尾气相接触的面积大。因此，伴随着尾气的流动，保持密封材料MO的第1侧面241或第2侧面242易于发生风蚀。并且，保持密封材料MO的第 1侧面241或第2侧面242所发生的风蚀进一步发展，保持密封材料240会发生破损。因而，保持密封材料240在发生破损的情况下，变得无法充分地保持尾气处理体 230，具有从因风蚀所产生的间隙泄露尾气的问题、或者根据情况具有尾气处理体230发生脱落的问题。针对这样的问题，作为构成尾气净化系统的尾气净化装置，例如公开了使用在侧面形成有倾斜面的保持密封材料的尾气净化装置以及尾气净化装置的制造方法(专利文献1) O专利文献1 日本特开2007-092553号公报
发明内容
在专利文献1所述的尾气净化装置中使用的保持密封材料中，首先，利用切割器等切断工具来切断保持密封材料的侧面，形成从第一主面侧朝向第二主面侧倾斜的倾斜面。接下来，按照使该保持密封材料的侧面(倾斜面)在将卷绕体压入至金属容器时的压入方向上突出的方式制作保持密封材料单层卷绕在尾气处理体的周围的卷绕体。可以认为，若将如此制作的卷绕体压入至金属容器中，则随着第二主面附近在与压入方向相反的方向上发生变形，倾斜面缓缓地变得与尾气处理体的端面平行。并且，可以认为，在将卷绕体配设在预定位置的状态下，保持密封材料的第2侧面恰好变得与尾气处理体的端面大致平行。然而，在使用专利文献1所述的尾气净化装置并利用现有的方法制造尾气净化系统的情况下，若尾气流入至尾气净化系统中，则伴随着尾气的流动，尾气处理体被推向气体出口侧。图22(a)为示意性示出在流入尾气之前的现有尾气净化系统的另一例的截面图。图22(b)为示意性示出在流入尾气期间的现有尾气净化系统的另一例的截面图。图22 (a)和图22 (b)所示的尾气净化系统300是使用专利文献1所述的尾气净化装置并利用现有的方法进行制造的。如图22 (b)所示，若尾气(；2流入至尾气净化系统300中，则保持密封材料340的第1侧面341和第2侧面342变成了倾斜的状态。若保持密封材料的侧面为倾斜的状态，则与现有的尾气净化系统同样地，会产生保持密封材料易于被风蚀的问题。另外，除了保持密封材料发生风蚀这样的问题以外，还会产生以下的问题。对平行于尾气净化装置的长度方向的截面进行观察的情况下，在保持密封材料的第1侧面或第2侧面未发生倾斜的部分，尾气处理体与金属容器之间的间隙被保持密封材料完全填埋。在尾气处理体与金属容器之间的间隙被保持密封材料完全填埋的部分，保持密封材料可对尾气处理体、金属容器进行垂直地挤压。其结果，在保持密封材料上产生面压 (保持密封材料的保持面上所负载的压力)。另一方面，在保持密封材料的第1侧面或第2侧面发生倾斜的部分，尾气处理体与金属容器之间的间隙存在有未被保持密封材料所填埋的空间。在保持密封材料的第1侧面或第2侧面发生倾斜的部分，在尾气处理体与金属容器之间的间隙不存在保持密封材料， 因而保持密封材料不能对尾气处理体、金属容器进行垂直地挤压。其结果，在保持密封材料上不产生面压。在下文中，将产生面压的部分的面积称为面压有效面积。在图22(a)所示的流入尾气之前的尾气净化系统300中，面压有效面积为&所示的部分的面积。另一方面，在图22(b)所示的流入尾气期间的尾气净化系统300中，面压有效面积为、所示的部分的面积。 若尾气(}2流入至尾气净化系统300中，则保持密封材料340的第1侧面341和第 2侧面342发生倾斜，因而面压有效面积由&减少至、。其结果，保持密封材料的保持力降低。因而，在使用专利文献1所述的尾气净化装置并利用现有方法制造尾气净化系统的情况下，在流入尾气期间，具有保持密封材料的保持力降低、保持密封材料不能充分保持尾气处理体这样的问题。本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供具备在流入尾气期间保持密封材料可充分保持尾气处理体的尾气净化装置的尾气净化系统、上述尾气净化系统的制造方法、以及使用上述尾气净化系统的尾气净化方法。本发明人为了解决上述课题进行了深入的研究，结果发现，考虑到伴随着尾气的流动尾气处理体会发生移动，在保持密封材料的侧面设置倾斜面，由此可以防止保持密封材料的保持力的降低，从而完成了本发明。S卩，技术方案1所述的尾气净化系统包括尾气净化装置、导入管以及排出管，所述尾气净化装置具备金属容器、容纳在所述金属容器内的尾气处理体、以及卷绕在所述尾气处理体的周围且配设于所述尾气处理体和所述金属容器之间的保持密封材料；所述导入管连接在所述尾气净化装置的一侧的端部，用于将尾气导入至所述尾气净化装置中；所述排出管连接在所述尾气净化装置的另一侧的端部，用于将通过了所述尾气净化装置的所述尾气排出到外部，该尾气净化系统的特征在于所述尾气净化装置具有与所述导入管连接的气体入口侧以及与所述排出管连接的气体出口侧；所述保持密封材料为含有无机纤维的垫材状，并且具有位于所述尾气净化装置的气体出口侧的第1侧面以及位于所述尾气净化装置的气体入口侧的第2侧面；在所述保持密封材料的第1侧面形成了第1倾斜面；在平行于所述尾气净化装置的长度方向的截面中，所述第1倾斜面具有所述保持密封材料与所述尾气处理体相接触的第1内侧端点以及所述保持密封材料与所述金属容器相接触的第1外侧端点；与所述第1外侧端点相比，所述第1内侧端点更靠近所述尾气净化装置的气体入口侧；所述第1倾斜面自所述第1内侧端点朝向所述第1外侧端点；并且所述第1倾斜面相对于所述尾气处理体的端面倾斜。在技术方案1所述的尾气净化系统中，保持密封材料的第1侧面在与利用现有方法制造的尾气净化系统相反的方向上倾斜。在向技术方案1所述的尾气净化系统中流入尾气的情况下，伴随着尾气的流动， 尾气处理体被推向尾气净化装置的气体出口侧。其结果，形成于保持密封材料的第1侧面的第1倾斜面向尾气的流入方向、也即尾气净化装置的气体出口侧移动，从而第1侧面与尾气处理体的端面呈大致平行。在技术方案1所述的尾气净化系统中，与利用现有方法制造的尾气净化系统不同，对尾气处理体、金属容器会产生充分的面压。其结果，在流入尾气期间也可以防止保持密封材料的保持力的降低，因而保持密封材料可充分地保持尾气处理体。在技术方案1所述的尾气净化系统中，在流入尾气期间保持密封材料的保持力也不会降低的理由可以考虑如下。图1(a)为示意性表示在流入尾气前的本发明的尾气净化系统的一例的截面图。 图1(b)为示意性表示在流入尾气期间的本发明的尾气净化系统的一例的截面图。在图1 (a)所示的流入尾气前的尾气净化系统100中，产生面压的面压有效面积为 S1所示部分的面积。另一方面，在图1(b)所示的流入尾气期间的尾气净化系统100中，面压有效面积为&所示部分的面积。若尾气G1流入至尾气净化系统100中，则保持密封材料140的第1侧面141与尾气处理体130的端面大致平行，因而面压有效面积由S1增加到&。其结果，保持密封材料的保持力提高。另外，在技术方案1所述的尾气净化系统中，由于构成尾气净化装置的保持密封材料能够发挥出充分的保持力，因而能够降低配设在尾气处理体与金属容器之间的保持密封材料的填充密度(GBD ；Gap Bulk Density) 0其结果，能够降低构成尾气净化装置的保持密封材料的量。另外，所谓保持密封材料的填充密度(GBD)表示将卷绕体压入至金属容器后的保持密封材料的堆积密度，其通过“填充密度(g/cm3)=每单位面积的保持密封材料的重量(g/cm2)/尾气处理体与金属容器之间的间隙的距离(cm) ”来求得。另外，在现有的尾气净化系统中，由于构成尾气净化装置的保持密封材料的保持力并不充分，因而仅以保持密封材料难以充分保持尾气处理体。因此，为了保持尾气处理体，需要使用金属网等其他保持材。然而，在技术方案1所述的尾气净化系统中，由于仅以保持密封材料就能充分保持尾气处理体，因而可省去使用金属网等其他保持材。进一步地，若如技术方案1所述的尾气净化系统那样，保持密封材料的第1侧面在与采用现有方法制造的尾气净化系统相反的方向上倾斜，则能够降低构成保持密封材料的无机纤维自尾气净化装置的气体入口侧向内燃机侧飞散的飞散量。其理由尚不明确，据认为这是由于，在技术方案1所述的尾气净化系统中，在构成尾气净化装置的保持密封材料的保持力的作用下无机纤维受到限制。在技术方案2所述的尾气净化系统中，在所述保持密封材料的第2侧面形成了第2倾斜面；在平行于所述尾气净化装置的长度方向的截面中，所述第2倾斜面具有所述保持密封材料与所述尾气处理体相接触的第2内侧端点以及所述保持密封材料与所述金属容器相接触的第2外侧端点；与所述第2外侧端点相比，所述第2内侧端点更靠近所述尾气净化装置的气体入口侧；所述第2倾斜面自所述第2内侧端点朝向所述第2外侧端点；并且所述第2倾斜面相对于所述尾气处理体的端面倾斜。在技术方案2所述的尾气净化系统中，除了保持密封材料的第1侧面外，在保持密封材料的第2侧面也形成了倾斜面。并且，保持密封材料的第2侧面在与利用现有方法制造的尾气净化系统相反的方向上倾斜。因而，在向技术方案2所述的尾气净化系统中流入尾气的情况下，在保持密封材料的第2侧面所形成的第2倾斜面向尾气的流入方向、也即尾气净化装置的气体出口侧移动，从而不仅保持密封材料的第1侧面、而且保持密封材料的第2侧面也与尾气处理体的端面呈大致平行。若尾气流入至技术方案2所述的尾气净化系统中，则保持密封材料的第1侧面和第2侧面与尾气处理体的端面大致平行，因而面压有效面积增加。其结果，保持密封材料的保持力提高。如此，在技术方案2所述的尾气净化系统中，与利用现有方法制造的尾气净化系统不同，对尾气处理体、金属容器的面压增大。其结果，构成尾气净化装置的保持密封材料可以发挥出比构成技术方案1所述的尾气净化系统的尾气净化装置中的保持密封材料更大的保持力。在技术方案3所述的尾气净化系统中，在平行于上述尾气净化装置的长度方向的截面中，由连结上述第1内侧端点和上述第1外侧端点的线段与上述金属容器的内周所形成的第1角度为25 89. 5°。第1角度若不足25°，则尾气净化装置中的保持密封材料的变形会过大，因而保持密封材料易于破损。另外，若第1角度不足25°，则在流入尾气之前的尾气净化系统中， 面压有效面积会过小，因而保持密封材料不能获得充分的保持力。另一方面，若第1角度超过89. 5°，则在尾气净化装置中的保持密封材料上设置第1倾斜面的效果不能充分得到。在技术方案4所述的尾气净化系统中，上述保持密封材料具有经针刺处理而形成的2个以上的针痕。若在构成尾气净化装置的保持密封材料上设有针痕，则在将卷绕体压入至金属容器中时，在保持密封材料的针痕处会产生一定的方向性。据认为，在尾气净化装置中，若保持密封材料的针痕具有一定的方向性，则保持密封材料挤压尾气处理体、金属容器的力会增大，因而保持密封材料的保持力会提高。具有针痕的保持密封材料的保持力增大的理由可以考虑如下。在保持密封材料由无机纤维构成的情况下，无机纤维在针痕处相对于保持密封材料的表面在垂直方向取向。 其结果，可以认为，在尾气净化装置中，保持密封材料在针痕的方向(无机纤维发生取向的方向)挤压尾气处理体、金属容器的力增大。在技术方案5所述的尾气净化系统中，上述2个以上的针痕在相对于上述保持密封材料的厚度方向斜向形成。据认为，在尾气净化装置中，若2个以上的针痕在相对于保持密封材料的厚度方向倾斜的方向形成，则会进一步增大保持密封材料挤压尾气处理体、金属容器的力，从而会进一步提高保持密封材料的保持力。在技术方案6所述的尾气净化系统中，在上述保持密封材料中提供了粘结剂。通过提供至保持密封材料的粘结剂，可以使构成保持密封材料的无机纤维彼此相互固着。因而，若将粘结剂赋予至构成尾气净化装置的保持密封材料中，则易于维持针痕的方向。因此，在尾气净化装置中，保持密封材料挤压尾气处理体、金属容器的力增大。其结果，可以认为，尾气净化装置中保持密封材料的保持力得到提高。在技术方案7所述的尾气净化系统中，提供至上述保持密封材料中的粘结剂的量为10重量％以下。若如上所述向构成尾气净化装置的保持密封材料中提供了粘结剂，则可提高尾气净化装置中保持密封材料的保持力。然而，由于被提供至保持密封材料中的粘结剂的量越多，提高保持密封材料的保持力的效果越小，因而优选提供至保持密封材料中的粘结剂的量为10重量％以下。赋予至保持密封材料中的粘结剂的量若超过10重量％，则构成保持密封材料的无机纤维彼此过于相互固着。其结果，可以认为，构成保持密封材料的无机纤维所具有的弹性变弱，因而提高保持密封材料的保持力的效果变小。另外，若被赋予至保持密封材料中的粘结剂的量超过10重量％，则粘结剂成分发生热分解，从而易于出现产生大量分解气体这样的问题。在技术方案8所述的尾气净化系统中，上述金属容器中具有作为上述尾气净化装置的气体入口侧的气体入口侧与作为上述尾气净化装置的气体出口侧的气体出口侧的区别。如此，在本发明的尾气净化系统中，构成尾气净化装置的金属容器可以具有气体入口侧和气体出口侧的区别，在金属容器中也可以不具有气体入口侧和气体出口侧的区别。即使在任一情况下，构成尾气净化系统的尾气净化装置均具有与导入管相连接的气体入口侧以及与排出管相连接的气体出口侧。
技术方案9所述的尾气净化系统的制造方法为技术方案1 7的任一项所述的尾气净化系统的制造方法，该制造方法的特征在于，其包括压入工序和连接工序；在所述压入工序中，通过将在周围卷绕有保持密封材料的尾气处理体压入至金属容器而制作尾气净化装置；在所述连接工序中，将用于向所述尾气净化装置中导入尾气的导入管连接在所述尾气净化装置的一侧的端部，并且将用于使通过了所述尾气净化装置的所述尾气排出到外部的排出管连接在所述尾气净化装置的另一侧的端部；在所述压入工序中，将所述保持密封材料的第2侧面相对于压入的行进方向设为前头，从所述保持密封材料的第1侧面侧推压卷绕有所述保持密封材料的尾气处理体；在所述连接工序中，在所述尾气净化装置的端部之中，在与所述保持密封材料的第1侧面相比更靠近所述保持密封材料的第2侧面的端部连接所述导入管，并且在与所述保持密封材料的第2侧面相比更靠近所述保持密封材料的第1侧面的端部连接所述排出管，由此将与所述保持密封材料的第1侧面相比更靠近所述保持密封材料的第2侧面的端部设为尾气净化装置的气体入口侧，并且将与所述保持密封材料的第2侧面相比更靠近所述保持密封材料的第1侧面的端部设为尾气净化装置的气体出口侧。在技术方案9所述的尾气净化系统的制造方法中，无论何时都无需进行利用切割器等切断工具来切断保持密封材料的侧面的操作，就能够在保持密封材料的第1侧面形成第1倾斜面、在保持密封材料的第2侧面形成第2倾斜面。因此，能够简便有效地制造出具备保持密封材料发挥出了充分的保持力的尾气净化装置的本发明的尾气净化系统。另外，对于在保持密封材料上形成有第1倾斜面的尾气净化装置，由于可以降低配设于尾气处理体与金属容器之间的保持密封材料的填充密度(GBD)，因而在技术方案9 所述的尾气净化系统的制造方法中，使用少量的保持密封材料即可制作尾气净化装置、可制造出使用上述尾气净化装置的尾气净化系统。进一步地，在技术方案9所述的尾气净化系统的制造方法中，能够制作出无需使用金属网等其他保持材、仅以保持密封材料即可充分保持尾气处理体的尾气净化装置、可以制造使用上述尾气净化装置的尾气净化系统。技术方案10所述的尾气净化系统的制造方法中，所述金属容器中具有作为所述尾气净化装置的气体入口侧的气体入口侧与作为所述尾气净化装置的气体出口侧的气体出口侧的区别；在所述压入工序之前进一步包括配置工序，在所述配置工序中，按照所述保持密封材料的第1侧面位于所述金属容器的气体出口侧、且所述保持密封材料的第2侧面位于所述金属容器的气体入口侧的方式，使所述保持密封材料的第2侧面相对于压入的行进方向为前头，来配置卷绕有所述保持密封材料的尾气处理体。在构成尾气净化装置的金属容器中具有气体入口侧和气体出口侧的区别的情况下，在压入工序之前确定相对于金属容器从哪个方向压入卷绕体，由此可以制作具有形成于保持密封材料的第1侧面的第1倾斜面、形成于保持密封材料的第2侧面的第2倾斜面的尾气净化装置，可以使用上述尾气净化装置制造尾气净化系统。技术方案11所述的尾气净化方法为使用技术方案1 8的任一项所述的尾气净化系统对由发动机中排出的尾气进行净化的尾气净化方法，该方法的特征在于使由发动机中排出的尾气自上述尾气净化装置的气体入口侧流入到上述尾气净化装置中，并且自上述尾气净化装置的气体出口侧流出。对于技术方案1 8的任一项所述的尾气净化系统，若沿上述方向流入尾气，则尾气处理体被推向尾气净化装置的气体出口侧，因而保持密封材料的第1侧面与尾气处理体的端面呈大致平行。其结果，由于增加了面压有效面积，因而即使在流入尾气期间也能防止保持密封材料的保持力的降低。
图1中，图1 (a)为示意性示出流入尾气前的本发明的尾气净化系统的一例的截面图；图1(b)为示意性示出在流入尾气期间的本发明的尾气净化系统的一例的截面图。图2为示意性示出本发明第一实施方式的尾气净化系统的一例的截面图。图3中，图3(a)为示意性示出构成本发明第一实施方式的尾气净化系统的尾气净化装置的一例的立体图；图3(b)为图3(a)所示的尾气净化装置的A-A线截面图。图4为构成图2所示的尾气净化系统的尾气净化装置中的金属容器的内周附近的部分放大截面图。图5中，图5(a)为示意性示出构成本发明第一实施方式的尾气净化系统的尾气净化装置中的保持密封材料的一例的立体图；图5(b)为图5(a)所示的保持密封材料的B-B 线截面图。图6中，图6 (a)为示意性示出构成本发明第一实施方式的尾气净化系统的尾气净化装置中的尾气处理体的一例的立体图；图6(b)为图6(a)所示的尾气处理体的C-C线截面图。图7为示意性示出构成本发明第一实施方式的尾气净化系统的尾气净化装置中的金属容器的一例的立体图。图8中，图8 (a)为示意性示出构成本发明第一实施方式的尾气净化系统的导入管的一例的立体图；图8(b)为示意性示出构成本发明第一实施方式的尾气净化系统的排出管的一例的立体图。图9中，图9(a)为示意性示出本发明第一实施方式的压入工序的一例的立体图； 图9(b)为示意性示出利用图9 (a)所示的压入工序所制作的尾气净化装置的局部缺口立体截面图；图9(c)为示意性示出本发明第一实施方式的连接工序的一例的立体图。图10中，图10(a)为示意性示出测定冲压强度的方法的立体图；图10(b)为示意性示出冲压强度试验机的主视图。图11中，图11 (a)为示意性示出测定各实施例的尾气净化系统中的尾气净化装置的冲压强度的情况的截面图；图1Kb)为示意性示出测定各比较例的尾气净化系统中的尾气净化装置的冲压强度的情况的截面图。图12为示意性示出纤维飞散量的测定方法的立体图。图13中，图13(a)为示意性示出测定实施例1的尾气净化系统中的尾气净化装置的纤维飞散量的情况的截面图；图13(b)为示意性示出测定比较例1的尾气净化系统中的尾气净化装置的纤维飞散量的情况的截面图。图14为实施例1和比较例1中的冲压强度的测定结果的图。图15为根据实施例1 实施例3和比较例1 比较例3中的冲压强度的测定结果来示出保持密封材料的粘结剂含量与冲压强度的关系的图。图16为根据实施例1和实施例4 实施例8以及比较例1和比较例4 比较例 7中的冲压强度的测定结果来示出保持密封材料的填充密度与冲压强度的关系的曲线图。图17为实施例1和实施例9中的冲压强度的测定结果的图。图18为实施例1和比较例1中的纤维飞散量的测定结果的图。图19为示出保持密封材料的粘结剂含量与冲压强度的增加率的关系的图。图20中，图20(a)为示意性示出本发明的实施方式的配置工序的一例的立体图； 图20(b)为示意性示出本发明的实施方式的压入工序的一例的局部缺口立体截面图；图 20(c)为示意性示出通过经由图20(a)所示的配置工序以及图20(b)所示的压入工序而制作的尾气净化装置的局部缺口立体截面图。图21为示意性示出现有的尾气净化系统的一例的截面图。图22中，图22(a)为示意性示出流入尾气前的现有的尾气净化系统的另一例的截面图；图22(b)为示意性示出流入尾气期间的现有的尾气净化系统的另一例的截面图。符号说明10、110、210、310 尾气净化装置20、120、220、320 金属容器21金属容器的气体入口侧22金属容器的气体出口侧30、130、230、330 尾气处理体40、140、240、340 保持密封材料41、141、241、341保持密封材料的第1侧面42、142、242、342保持密封材料的第2侧面143a保持密封材料的第1内侧端点143b保持密封材料的第1外侧端点144a保持密封材料的第2内侧端点144b保持密封材料的第2外侧端点146 针痕100、200、300尾气净化系统101、201、301 导入管102、202、302 排出管111、211尾气净化装置的气体入口侧112、212尾气净化装置的气体出口侧G1J2 尾气α第1角度β第2角度
具体实施例方式(第一实施方式)下面，参照附图对本发明的尾气净化系统、尾气净化系统的制造方法、以及作为使用了尾气净化系统的尾气净化方法的一实施方式的第一实施方式进行说明。首先对本发明的实施方式的尾气净化系统进行说明。图2为示意性示出本发明第一实施方式的尾气净化系统的一例的截面图。图2所示的尾气净化系统100由尾气净化装置110 ；与尾气净化装置110的一侧的端部相连接、用于将尾气导入至尾气净化装置110中的导入管101 ；以及与尾气净化装置 110的另一侧的端部相连接、用于将通过了尾气净化装置110的尾气排出到外部的排出管 102构成。尾气净化装置110具有与导入管101相连接的气体入口侧111以及与排出管102 相连接的气体出口侧112。图3(a)为示意性示出构成本发明第一实施方式的尾气净化系统的尾气净化装置的一例的立体图。图3(b)为图3(a)所示的尾气净化装置的A-A线截面图。图3(a)和图3(b)所示的尾气净化装置110具备金属容器120、容纳在金属容器 120内的尾气处理体130、以及配设在尾气处理体130和金属容器120之间的保持密封材料 140。保持密封材料140为含有无机纤维的垫材状，卷绕在尾气处理体130的周围。并且，通过保持密封材料140来保持着尾气处理体130。在图2所示的尾气净化系统100中，构成尾气净化装置110的尾气处理体130具有位于尾气净化装置110的气体入口侧111的入口侧端面131以及位于尾气净化装置110 的气体出口侧112的出口侧端面132。下面针对构成本实施方式的尾气净化系统的尾气净化装置中的保持密封材料进行说明。如图2所示，在构成尾气净化系统100的尾气净化装置110中，保持密封材料140 具有位于尾气净化装置Iio的气体出口侧112的第1侧面141以及位于尾气净化装置110 的气体入口侧111的第2侧面142。并且，在保持密封材料140的第1侧面141形成了第1 倾斜面、并在保持密封材料140的第2侧面142形成了第2倾斜面。在保持密封材料140的第1侧面141所形成的第1倾斜面具有保持密封材料140 与尾气处理体130相接触的第1内侧端点143a以及保持密封材料140与金属容器120相接触的第1外侧端点14北。保持密封材料I40的第1内侧端点143a比保持密封材料140的第1外侧端点14 更靠尾气净化装置110的气体入口侧111。并且，第1倾斜面相对于尾气处理体130的端面倾斜，由第1内侧端点143a朝向第1外侧端点14北。在保持密封材料140的第2侧面142所形成的第2倾斜面具有保持密封材料140 与尾气处理体130相接触的第2内侧端点14 以及保持密封材料140与金属容器120相接触的第2外侧端点144b。保持密封材料I40的第2内侧端点14 比保持密封材料140的第2外侧端点144b 更靠尾气净化装置110的气体入口侧111。并且，第2倾斜面相对于尾气处理体130的端面倾斜，由第2内侧端点14 朝向第2外侧端点144b。图4为构成图2所示的尾气净化系统的尾气净化装置中的金属容器的内周附近的部分放大截面图。
在本说明书中，在平行于尾气净化装置的长度方向的截面中，在由连结第1内侧端点和第1外侧端点的线段与金属容器的内周所形成的角度之中，作为锐角一方的角度被称为“第1角度”。另外，在平行于尾气净化装置的长度方向的截面中，由连结第2内侧端点和第2外侧端点的线段与金属容器的内周所形成的角度之中，作为锐角一方的角度被称为 “第2角度”。S卩，图4所示的尾气净化装置110中，以α所示的角度为第1角度、以β所示的角度为第2角度。在下文中，参照图4来说明第1角度的求得方法。首先测定从尾气净化装置110的气体出口侧112至保持密封材料140的第1外侧端点14 的距离(图4中双箭头&的长度)。接下来测定从尾气净化装置110的气体出口侧112至保持密封材料140的第1内侧端点143a的距离(图4中双箭头&的长度)。 进一步测定金属容器120与尾气处理体130之间的距离(图4中双箭头yi的长度)。然后通过以下计算式(1)计算出第1角度α。计算式(1)中，arctan表示反正切(正切的反函数)。第1 角度 α (° ) = Hrctanfy1Z(X2-X1))'"⑴另外，第2角度也与第1角度同样地求得。即，在图4中，分别测定从尾气净化装置Iio的气体入口侧111到保持密封材料140的第2外侧端点144b的距离&、从尾气净化装置110的气体入口侧111到保持密封材料140的第2内侧端点14 的距离&、金属容器 120与尾气处理体130之间的距离y2，利用下述计算式(2)计算出第2角度β。第2 角度 β (° ) = arctan{y2/(X3-X4)I- (2)在本实施方式的尾气净化系统中，从保持密封材料的保持力的方面考虑，优选第1 角度(在平行于尾气净化装置的长度方向的截面中，在由连结第1内侧端点和第1外侧端点的线段与金属容器的内周所形成的角度之中，作为锐角一方的角度)为25 89. 5°。另外，在本实施方式的尾气净化系统中，从保持密封材料的保持力的方面考虑，优选第2角度(在平行于尾气净化装置的长度方向的截面中，在由连结第2内侧端点和第 2外侧端点的线段与金属容器的内周所形成的角度之中，作为锐角一方的角度)为25 89. 5°。下面对保持密封材料的一个构成例进行详细说明。图5(a)为示意性示出构成本发明第一实施方式的尾气净化系统的尾气净化装置中的保持密封材料的一例的立体图。图5(b)为图5(a)所示的保持密封材料的B-B线截面图。图5 (a)和图5 (b)所示的保持密封材料140由氧化铝-二氧化硅纤维等无机纤维 149构成，其为具有特定长度(图5(a)中箭头L所示)、宽度(图5 (a)中箭头W所示)及厚度(图5(a)中箭头T所示)的俯视图大致为矩形的平板状的形状。另外，在保持密封材料140的平行于宽度方向的端面147a、147b之中，在一侧端面147a形成了凸部148a、在另一侧端面147b形成了在将保持密封材料140卷起而使端面 147a与端面147b抵接时能与凸部148a相嵌合的形状的凹部148b。这样的保持密封材料可以利用纺丝法通过无机纤维缠结来进行制造。在构成本实施方式的尾气净化系统的尾气净化装置中，保持密封材料优选为对由无机纤维构成的基体垫材实施针刺处理而得到的针刺垫材。所谓针刺处理指的是利用针等使纤维缠结的工具在基体垫材上进行插入抽出的处理。在实施了针刺处理的保持密封材料中，纤维较长的无机纤维3维地缠结。由此防止无机纤维的开纤、提高了针刺垫材的强度。在保持密封材料为针刺垫材的情况下，保持密封材料具有经针刺处理而形成的2 个以上的针痕。图5(a)和图5(b)所示的保持密封材料140示出了具有2个以上的针痕146的示例。针痕146沿保持密封材料的厚度方向进行取向、同时含有相互缠结的无机纤维149。
据认为，若保持密封材料的无机纤维沿一定方向进行取向，则在尾气净化装置中， 保持密封材料在针痕的方向(图5(b)中双箭头f所示的方向)、也即无机纤维发生取向的方向上挤压尾气处理体、金属容器的力增大。在保持密封材料140中，利用以针痕146为中心并相互缠结的无机纤维149，保持密封材料140呈沿厚度方向缝上那样的状态。另一方面，在保持密封材料140中，未形成针痕146的区域通过未沿特定方向取向的无机纤维149比较松散地缠结而形成，呈无纺布状。由此，在保持密封材料140中，与未形成针痕146的区域相比，在针痕146附近，无机纤维149的密度高。在本实施方式的尾气净化系统中，在平行于尾气净化装置的长度方向的截面，针痕的形状以及形成针痕的方向并无特别限定，但优选在相对于保持密封材料的厚度方向为倾斜的方向上形成。具体地说，优选在流入尾气之前的尾气净化系统中，针痕与保持密封材料上所形成的第1倾斜面、第2倾斜面大致平行。图4示出了构成尾气净化装置110的保持密封材料140具有在相对于保持密封材料140的厚度方向为倾斜的方向所形成的2个以上的针痕146的示例。在图4所示的尾气净化装置110中，保持密封材料140能够在与第1倾斜面和第2倾斜面大致平行的针痕的方向f上挤压尾气处理体130和金属容器120。在构成本实施方式的尾气净化系统的尾气净化装置中，保持密封材料中可以提供了粘结剂。利用提供至保持密封材料中的粘结剂，可以将构成保持密封材料的无机纤维彼此相互固着。因而，利用这些粘结剂，可以降低将保持密封材料压入至金属容器时的保持密封材料的体积、防止无机纤维的飞散。另外，若向保持密封材料中赋予了粘结剂，则易于维持针痕的方向，因而会增大保持密封材料对尾气处理体、金属容器的挤压力。其结果，可以认为保持密封材料的保持力得到提高。作为向保持密封材料中提供粘结剂的方法，可以举出例如，利用喷雾器等向保持密封材料喷预定量的粘结剂溶液，从而使粘结剂附着至保持密封材料的方法、以及在保持密封材料中浸渗粘结剂溶液的方法等。作为上述粘结剂溶液，可以使用将丙烯酸(7々U > )系树脂等有机粘结剂分散在水中而制备的乳液。另外，在上述粘结剂溶液中可以适当含有氧化铝溶胶等无机粘结剂。从提高保持密封材料的保持力的方面考虑，提供至保持密封材料中的粘结剂的量 (下文也称为粘结剂含量)优选为10重量％以下、更优选为0. 5 6. 0重量％、进一步优选为1. 0 2. 0重量％。
下面针对构成本实施方式的尾气净化系统的尾气净化装置中的尾气处理体进行说明。图6(a)为示意性示出构成本发明第一实施方式的尾气净化系统的尾气净化装置中的尾气处理体的一例的立体图。图6(b)为图6(a)所示的尾气处理体的C-C线截面图。如图6(a)所示，尾气处理体130主要由堇青石等多孔质陶瓷构成，其形状大致为圆柱状。此外，出于增强尾气处理体130的外周部、调整形状、提高尾气处理体130的绝热性的目的，在尾气处理体130的外周设有涂层136。另外，涂层根据需要进行设置即可。图6 (a)所示的尾气处理体130为隔着孔道壁135在长度方向(图6 (a)中双箭头 a所示的方向)并列设置有多个孔道133的蜂窝结构体。并且，各孔道133中任意一侧的端部被密封材134封堵。这种情况下，尾气处理体作为对尾气所含有的PM进行净化的过滤器(蜂窝过滤器)而发挥出功能。关于使用蜂窝过滤器作为尾气处理体的情况下的尾气净化方法如下文所述。下面针对构成本实施方式的尾气净化系统的尾气净化装置中的金属容器进行说明。图7为示意性示出构成本发明第一实施方式的尾气净化系统的尾气净化装置中的金属容器的一例的立体图。图7所示的金属容器120主要由不锈钢等金属构成，其形状大致为圆筒状。金属容器120的内径比图6(a)和图6(b)所示的尾气处理体130的端面的直径与卷绕在尾气处理体130的状态的保持密封材料140的厚度的合计长度稍短。另外，金属容器120的长度比图6(a)和图6(b)所示的尾气处理体130的长度方向的长度稍长。此外，金属容器的长度也可以与尾气处理体的长度方向的长度大致相同。下面针对构成本实施方式的尾气净化系统的导入管和排出管进行说明。图8(a)为示意性示出构成本发明第一实施方式的尾气净化系统的导入管的一例的立体图。图8(b)为示意性示出构成本发明第一实施方式的尾气净化系统的排出管的一例的立体图。图8(a)所示的导入管101主要由不锈钢等金属构成，其形状大致为圆筒状。并且， 如图8(a)所示，导入管101—侧的端面103a的外径(内径)与图7所示的金属容器120 的外径(内径)大致相同。另外，导入管101的另一侧的端面10 的外径(内径)小于图 7所示的金属容器120的端面的外径(内径)。于是，导入管101的一侧的端面103a附近的形状为从一侧的端面103a侧朝向另一侧的端面10 侧缩小的锥形状。该导入管101的另一侧的端面10 根据需要进一步连接有尾气管，由此与内燃机相连接。图8(b)所示的排出管102主要由不锈钢等金属构成，其形状大致为圆筒状。并且，如图8(b)所示，排出管102的一侧的端面10 的外径(内径)与图7所示的金属容器 120的外径(内径)大致相同。另外，排出管102的另一侧的端面104b的外径(内径)小于图7所示的金属容器120的端面的外径(内径)。于是，排出管102的一侧的端面10 附近的形状为从一侧的端面10 侧朝向另一侧的端面104b侧缩小的锥形状。该排出管102的另一侧的端面104b与外部相连接。接下来，参照图1(a)和图1(b)对使用具有上述构成的尾气净化系统来净化尾气的本实施方式的尾气净化方法进行说明。另外，在图1(a)和图1(b)所示的尾气净化系统100中，作为尾气处理体130，示出了使用图6(a)和图6(b)所示的蜂窝过滤器的情况。对于图1(a)所示的尾气净化系统100，若自尾气净化装置110的气体入口侧111 流入由内燃机排出的尾气，则伴随着尾气的流动，尾气处理体130被推向尾气净化装置110 的气体出口侧112。其结果，如图1(b)所示，在保持密封材料140的第1侧面141所形成的第1倾斜面向尾气(图1(b)中，尾气以G1表示、尾气的流向以箭头表示)的流入方向、 也即尾气净化装置110的气体出口侧112移动，从而保持密封材料140的第1侧面141变得与尾气处理体130的出口侧端面132大致平行。同样地，在保持密封材料140的第2侧面142所形成的第2倾斜面向尾气净化装置110的气体出口侧112移动，从而保持密封材料140的第2侧面142变得与尾气处理体130的入口侧端面131大致平行。若尾气G1流入至尾气净化系统100中，则保持密封材料140的第1侧面141和第 2侧面142变得与尾气处理体130的端面大致平行，因而面压有效面积由S1增加到&。其结果，保持密封材料的保持力得到提高。在本实施方式的尾气净化系统中，保持密封材料的保持力在保持密封材料的第1 侧面和第2侧面变得与尾气处理体的端面大致平行时为最大值。在本实施方式的尾气净化系统中，尾气处理体是以如下方式设计的最迟在保持密封材料的第1侧面和第2侧面达到与尾气处理体的端面大致平行之前利用保持密封材料保持该尾气处理体、随后即使流入尾气该尾气处理体也不会移动。如图1 (b)所示，自尾气净化装置110的气体入口侧111流入至尾气净化装置110 中的尾气G1流入到尾气处理体130的在出口侧端面132侧的端部被封堵的一个孔道133a 中。于是，尾气G1通过将一个孔道133a和尾气处理体130的在入口侧端面131侧的端部被封堵的其他孔道13 隔开的孔道壁135。此时，尾气中的PM被孔道壁135所捕集，尾气 G1得到净化。经净化的尾气G1流入至其他孔道13 中，自尾气净化装置110的气体出口侧112 排出到尾气净化装置Iio之外。其后，尾气G1通过排出管102排出到外部。如此，将一个孔道133a和其他孔道13 隔开的孔道壁135发挥出过滤器的功能。接下来，参照图9(a) 图9(c)对本实施方式的尾气净化系统的制造方法进行说明。在此，对制造图2所示的尾气净化系统100的方法进行说明。本实施方式的尾气净化系统的制造方法包括压入工序和连接工序。图9(a)为示意性表示本发明第一实施方式的压入工序的一例的立体图。图9(a) 中，压入方向以箭头X表示。如图9 (a)所示，首先准备在尾气处理体130的周围卷绕保持密封材料140而成的卷绕体150。对于卷绕体150，可以通过在图6(a)和图6 (b)所示的尾气处理体(蜂窝结构体)130的外周卷绕保持密封材料140使得图5(a)所示的保持密封材料140的凸部148a 与凹部148b相嵌合而进行制造。接下来，进行通过将卷绕体压入至金属容器而制作尾气净化装置的压入工序。在压入工序中，将保持密封材料140的第2侧面142在压入的行进方向上设为前头，从保持密封材料140的第1侧面141侧按压卷绕体150，由此将卷绕体150压入到金属容器120内的预定位置。在图9(a)所示的压入工序中，示出了使用压入工具80将卷绕体150压入到金属容器120中的方法。压入工具80作为整体呈大致圆筒状，其内部从一端朝向另一端呈锥形状扩展。压入工具80的一端为短径侧端部81，短径侧端部81所具有的内径与稍小于金属容器120的内径的径相当。另外，压入工具80的另一端为长径侧端部82，长径侧端部82所具有的内径至少相当于卷绕体150的外径。通过使用压入工具80，可以容易地将卷绕体150压入至金属容器120中。另外，作为将卷绕体压入至金属容器中的方法没有特别限定，例如可以为通过用手按压卷绕体而将卷绕体压入到金属容器中的方法等。在本实施方式的尾气净化系统的制造方法中，可以进一步使用压力机等从金属容器的外周侧进行压缩使得金属容器的内径缩小，从而保持卷绕体。通过上述压入工序，可以制作尾气净化装置。图9(b)为示意性示出利用图9 (a)所示的压入工序制作的尾气净化装置的局部缺口立体截面图。在将卷绕体150压入到金属容器120的内部时，保持密封材料140的与尾气处理体130相接触的第一主面14 和保持密封材料140的与金属容器120相接触的第二主面 14 之间负载有剪切力，第一主面14 和第二主面14 的相互位置发生偏移，保持密封材料140产生变形。其结果，在图9(b)所示的尾气净化装置110中，保持密封材料140的第1侧面141 和第2侧面142呈倾斜的状态。接下来，进行将导入管连接至尾气净化装置的一侧的端部、并将排出管连接至尾气净化装置的另一侧的端部的连接工序。图9(c)为示意性示出本发明第一实施方式的连接工序的一例的立体图。在图 9(c)中，尾气净化装置的方向与图9(b)相反。在连接工序中，首先，在尾气净化装置110的端部之中，在与保持密封材料140的第1侧面141相比靠近保持密封材料140的第2侧面142的端部通过焊接而连接导入管 101。随后，在与保持密封材料140的第2侧面142相比靠近保持密封材料140的第1侧面 141的端部通过焊接而连接排出管102。另外，也可以使用螺钉或特定的金属零件等结合手段来替代焊接。通过进行以上的工序可以制造图2所示的尾气净化系统100。在图2所示的尾气净化系统100中，通过上述的连接工序，在尾气净化装置110的端部之中，与保持密封材料140的第1侧面141相比靠近保持密封材料140的第2侧面142 的端部成为尾气净化装置110的气体入口侧111，与保持密封材料140的第2侧面142相比靠近保持密封材料140的第1侧面141的端部成为尾气净化装置110的气体出口侧112。在下文列举出本实施方式的尾气净化系统、尾气净化系统的制造方法、以及使用尾气净化系统的尾气净化方法的作用效果。(1)在本实施方式的尾气净化系统中，在保持密封材料的第1侧面形成了第1倾斜面、并且在保持密封材料的第2侧面形成了第2倾斜面。并且，借助第1倾斜面和第2倾斜面，保持密封材料的第1侧面和第2侧面在与利用现有方法制造的尾气净化系统相反的方向倾斜。在本实施方式的尾气净化系统中流入尾气的情况下，伴随着尾气的流动，尾气处理体被推向尾气净化装置的气体出口侧。其结果，在保持密封材料的第1侧面所形成的第1 倾斜面以及在保持密封材料的第2侧面所形成的第2倾斜面向尾气的流入方向、也即尾气净化装置的气体出口侧移动，由此使得第1侧面和第2侧面与尾气处理体的端面大致平行。若向本实施方式的尾气净化系统中流入尾气，则保持密封材料的第1侧面和第2 侧面变得与尾气处理体的端面大致平行，因而面压有效面积增加。其结果，保持密封材料的保持力提高。如此，与利用现有方法制造的尾气净化系统不同，在本实施方式的尾气净化系统中，对尾气处理体和金属容器产生充分的面压。其结果，在流入尾气期间也可防止保持密封材料的保持力的降低，因而保持密封材料可充分保持尾气处理体。(2)在本实施方式的尾气净化系统中，由于构成尾气净化装置的保持密封材料可以发挥出充分的保持力，因而可以减小配设于尾气处理体和金属容器之间的保持密封材料的填充密度(GBD)。其结果，能够降低构成尾气净化装置的保持密封材料的量。(3)在现有的尾气净化系统中，由于构成尾气净化装置的保持密封材料的保持力不充分，因而仅以保持密封材料难以充分保持尾气处理体。因此，为了保持尾气处理体，需要使用金属网等其他保持材。然而，在本实施方式的尾气净化系统中，由于仅用保持密封材料就可充分保持尾气处理体，因而可以省去使用金属网等其他保持材。(4)另外，在本实施方式的尾气净化系统中，在保持密封材料的第1侧面形成了第 1倾斜面、并在保持密封材料的第2侧面形成了第2倾斜面。由此能够降低构成保持密封材料的无机纤维从尾气净化装置的气体入口侧向内燃机侧飞散的量。(5)本实施方式的尾气净化系统的制造方法包括压入工序和连接工序。在压入工序中，将上述保持密封材料的第2侧面在压入的行进方向上作为前头， 从上述保持密封材料的第1侧面侧按压上述卷绕有保持密封材料的尾气处理体。另外，在连接工序中，在上述尾气净化装置的端部之中，在与上述保持密封材料的第1侧面相比靠近上述保持密封材料的第2侧面的端部连接上述导入管、并在与上述保持密封材料的第2 侧面相比靠近上述保持密封材料的第1侧面的端部连接上述排出管，由此，将与上述保持密封材料的第1侧面相比靠近上述保持密封材料的第2侧面的端部作为气体入口侧、并将与上述保持密封材料的第2侧面相比靠近上述保持密封材料的第1侧面的端部作为气体出口侧。若采用这样的制造方法，则无论何时都无需进行利用切割器等切断工具来切断保持密封材料的侧面的操作即可在保持密封材料的第1侧面形成第1倾斜面、在保持密封材料的第2侧面形成第2倾斜面。由此，能够简便有效地制造出具备保持密封材料发挥出充分的保持力的尾气净化装置的本发明的尾气净化系统。(6)另外，在本实施方式的尾气净化系统的制造方法中，可以使用少量的保持密封材料来制作尾气净化装置，可以使用上述尾气净化装置来制造尾气净化系统。进一步地，在本实施方式的尾气净化系统的制造方法中，能够制作出无需使用金属网等其他保持材而仅以保持密封材料就能充分保持尾气处理体的尾气净化装置，可以使用上述尾气净化装置来制造尾气净化系统。(7)本实施方式的尾气净化方法为使用本实施方式的尾气净化系统对由发动机中排出的尾气进行净化的尾气净化方法，其中，由发动机排出的尾气自上述尾气净化装置的气体入口侧流入至上述尾气净化装置、自上述尾气净化装置的气体出口侧流出。对于本实施方式的尾气净化系统，若沿上述方向流入尾气，则尾气处理体被推向尾气净化装置的气体出口侧，因而保持密封材料的第1侧面和第2侧面变得与尾气处理体的端面大致平行。其结果，面压有效面积增加，因而在流入尾气期间也能防止保持密封材料的保持力的降低。(实施例)下面示出对本发明的第一实施方式进行进一步具体公开的实施例。另外，本发明并不仅限于这些实施例。(实施例1)(1)保持密封材料的制作作为由具有氧化铝-二氧化硅组成的氧化铝纤维(平均纤维长50mm ；平均纤维径5. 5 μ m)构成的基体垫材，准备组成比为Al2O3 SiO2 = 72 观的基体垫材。通过对该基体垫材实施针刺处理来制作针刺垫材。接下来，将针刺垫材以俯视图尺寸为沈6讓(长度)X 83. 5mm (宽)进行剪裁。使用喷雾器向剪裁后的针刺垫材喷粘结剂溶液以使其相对于剪裁后的针刺垫材的氧化铝纤维量为1. 0重量％，由此使粘结剂均勻附着在整个针刺垫材上。另外，作为粘结剂溶液，使用通过将丙烯酸系树脂充分分散在水中而制备的丙烯酸系胶乳乳液。其后，将附着有粘结剂的针刺垫材在70kPa的加压下以140°C的温度通气干燥5分钟，由此来制作具有图5(a)所示的形状(L = 266mm、W = 83. 5mm,T = 7. 9mm)、堆积密度为 0. 177g/cm3、单位面积重量为1400g/m2、粘结剂含量为1. 0重量％的保持密封材料。(2)卷绕体的制作准备主要由多孔质陶瓷构成、直径SOmmX长度95mm的圆柱状、采用现有公知的方法制作的蜂窝结构体(尾气处理体)。接下来，按照保持密封材料端部的凸部与凹部相互咬合在一起的方式在所准备的尾气处理体的外周无间隙地卷绕在工序(1)中制作的保持密封材料，由此来制作卷缠体。所制作的卷绕体中，保持密封材料具有第1侧面以及第2侧面。(3)尾气净化装置的制作首先准备不锈钢制造的内径88mmX全长115mm的圆筒状的金属容器。为了将卷绕体压入至金属容器中，准备图9(a)所示形状的压入工具。将所准备的压入工具的短径侧端部嵌入至金属容器的一端，并将两者固定。接下来，将保持密封材料的第2侧面作为在压入的行进方向上的前头，从保持密封材料的第1侧面侧按压卷绕体，由此将卷绕体压入至金属容器内。具体地说，将卷绕体(保持密封材料的第2侧面侧)安放到压入工具的长径侧端部内，自保持密封材料的第1侧面侧进行推压，压入卷绕体使得卷绕体全部位于金属容器内，从而制作尾气净化装置。
所制作的尾气净化装置中的保持密封材料的填充密度为0. 35g/cm3。(4)尾气净化系统的制造对于上述制作的尾气净化装置，在尾气净化装置的端部之中，在与保持密封材料的第1侧面相比靠近保持密封材料的第2侧面的端部连接导入管、并在与保持密封材料的第2侧面相比靠近保持密封材料的第1侧面的端部连接排出管，由此来制造尾气净化系统。在所制造的尾气净化系统中，在尾气净化装置的端部之中，与保持密封材料的第1 侧面相比靠近保持密封材料的第2侧面的端部为尾气净化装置的气体入口侧、与保持密封材料的第2侧面相比靠近保持密封材料的第1侧面的端部为尾气净化装置的气体出口侧。另外，实施例1的尾气净化系统相当于图2所示的尾气净化系统100。在实施例1的尾气净化系统中，在保持密封材料的第1侧面形成了第1倾斜面、在保持密封材料的第2侧面形成了第2倾斜面。并且，在平行于尾气净化装置的长度方向的截面中，在保持密封材料的第1侧面所形成的第1倾斜面具有保持密封材料与尾气处理体相接触的第1内侧端点以及保持密封材料与金属容器相接触的第1外侧端点。保持密封材料的第1内侧端点比保持密封材料的第1外侧端点更靠近尾气净化装置的气体入口侧、且第1倾斜面从第1内侧端点朝向第1外侧端点。另外，在平行于尾气净化装置的长度方向的截面中，在保持密封材料的第2侧面所形成的第2倾斜面具有保持密封材料与尾气处理体相接触的第2内侧端点以及保持密封材料与金属容器相接触的第2外侧端点。保持密封材料的第2内侧端点比保持密封材料的第2外侧端点更靠近尾气净化装置的气体入口侧、且第2倾斜面从第2内侧端点朝向第2 外侧端点。对第1倾斜面中的第1角度进行测定，结果第1角度为61. 2。。(实施例2和实施例3)通过变更附着在剪裁后的针刺垫材上的粘结剂的浓度，将保持密封材料的粘结剂含量变更为6. 0重量％ (实施例2)、10重量％ (实施例3)；除此以外，与实施例1同样地制作保持密封材料。另外，使用这些保持密封材料，与实施例1同样地制作卷绕体、制作尾气净化装置。使用所制作的尾气净化装置，与实施例1同样地连接导入管和排出管，由此来制造尾气净化系统。实施例2和实施例3的尾气净化系统中的保持密封材料的填充密度、粘结剂含量以及第1角度列于表1。(实施例4 8)变更保持密封材料的堆积密度以使构成尾气净化系统的尾气净化装置中的保持密封材料的填充密度为表1所示的值；除此以外，与实施例1同样地制作保持密封材料。另外，使用这些保持密封材料，与实施例1同样地制作卷绕体、制作尾气净化装置。使用所制作的尾气净化装置，与实施例1同样地连接导入管和排出管，由此来制造尾气净化系统。实施例4 8的尾气净化系统中的保持密封材料的填充密度、粘结剂含量以及第 1角度列于表1。(实施例9)在制作保持密封材料时，不对基体垫材实施针刺处理；除此以外，与实施例1同样地制作保持密封材料。另外，使用该保持密封材料，与实施例1同样地制作卷绕体、制作尾气净化装置。使用所制作的尾气净化装置，与实施例1同样地连接导入管和排出管，由此来制造尾气净化系统。实施例9的尾气净化系统中的保持密封材料的填充密度、粘结剂含量以及第1角度列于表1。(比较例1)对于实施例1所制作的尾气净化装置，与实施例1相反地，在尾气净化装置的端部之中，在与保持密封材料的第2侧面相比靠近保持密封材料的第1侧面的端部连接导入管、 且在与保持密封材料的第1侧面相比靠近保持密封材料的第2侧面的端部连接排出管，由此来制造尾气净化系统。在所制造的尾气净化系统中，在尾气净化装置的端部之中，与保持密封材料的第2 侧面相比靠近保持密封材料的第1侧面的端部为尾气净化装置的气体入口侧、与保持密封材料的第1侧面相比靠近保持密封材料的第2侧面的端部为尾气净化装置的气体出口侧。另外，比较例1的尾气净化系统相当于图21所示的利用现有方法制造的尾气净化系统200。在比较例1的尾气净化系统中，也在保持密封材料的第1侧面形成了第1倾斜面、 在保持密封材料的第2侧面形成了第2倾斜面。但是，在比较例1的尾气净化系统中，保持密封材料的第1侧面、第2侧面均在与实施例1的尾气净化系统相反的方向倾斜。比较例1的尾气净化系统中的保持密封材料的填充密度、粘结剂含量以及第1角度列于表1。比较例1的尾气净化系统中的保持密封材料的填充密度以及粘结剂含量与实施例1中的值相同。另一方面，比较例1的尾气净化系统中的保持密封材料的第1角度与实施例1中的值相同，但角度的方向与实施例1中的方向相反。这种情况下，在表1中，保持密封材料的第1角度以负值表示。(比较例2 7)对于比较例2 7所制作的尾气净化装置，与比较例1同样地，在尾气净化装置的端部之中，在与保持密封材料的第2侧面相比靠近保持密封材料的第1侧面的端部连接导入管、且在与保持密封材料的第1侧面相比靠近保持密封材料的第2侧面的端部连接排出管，由此来制造尾气净化系统。比较例2 7的尾气净化系统中的保持密封材料的填充密度、粘结剂含量以及第 1角度列于表1。为了对各实施例和比较例的尾气净化系统的特性进行评价，进行了在连接导入管和排出管之前的尾气净化装置中的冲压强度的评价以及纤维飞散量的评价。(冲压强度的评价)对于各实施例和比较例的尾气净化系统中的尾气净化装置，利用下述方法测定卷绕体的冲压强度，将其作为由尾气净化装置的气体入口侧流入尾气时的保持密封材料的保持力的指标。图10(a)为示意性示出测定冲压强度的方法的立体图。图10(b)为示意性示出冲压强度试验机的主视图。在图10(a)和图10(b)中示出了对各实施例的尾气净化系统中的尾气净化装置的冲压强度进行测定的方法。首先，如图10(a)和图10(b)所示，将各实施例的尾气净化系统中的尾气净化装置110按照尾气净化装置110的气体入口侧111向上的方式放置于台61之上。接下来，利用冲压工具62向尾气处理体130施加冲压负荷(加压速度lmm/min)。 测定直至卷绕体150 (卷绕有保持密封材料140的尾气处理体130)被推出来的时刻的冲压负荷(N)的最大值。冲压工具62为铝制，与卷绕体150接触的负荷部分63的直径为30mm。将该冲压负荷(N)的最大值除以保持密封材料的面积(cm2)，将所得到的值计作作为保持密封材料与金属容器之间的保持力的冲压强度(N/cm2)。另一方面，对于各比较例的尾气净化系统中的尾气净化装置，如图11(b)所示，将各比较例的尾气净化系统中的尾气净化装置210按照尾气净化装置110的气体入口侧111 向上的方式放置于台61之上，利用与上述相同的方法对冲压强度进行测定。图11(a)为示意性示出对各实施例的尾气净化系统中的尾气净化装置的冲压强度进行测定的情况的截面图，图11(b)为示意性示出对各比较例的尾气净化系统中的尾气净化装置的冲压强度进行测定的情况的截面图。另外，冲压强度的测定中使用INSTR0N万能试验机(5582型)。实施例1 9的尾气净化系统中的尾气净化装置的冲压强度分别为4. 58N/cm2、 5. 42N/cm2、6. 38N/cm2、2. 29N/cm2、3. 33N/cm2、5. 58N/cm2、6. 92N/cm2、8. 29N/cm2、4. 20N/cm2。 另一方面，比较例1 7的尾气净化系统中的尾气净化装置的冲压强度分别为3. 22N/cm2、 4. llN/cm2、5. 17N/cm2、l. 42N/cm2、2. llN/cm2、4. 02N/cm2、4. 71N/cm2。各实施例和比较例的尾气净化系统中的尾气净化装置的冲压强度的测定结果列于表1。(纤维飞散量的评价)对于实施例1和比较例1的尾气净化系统中的尾气净化装置，采用下述方法测定纤维飞散量，将其作为由尾气净化装置的气体入口侧飞散的纤维飞散量的指标。图12为示意性示出纤维飞散量的测定方法的立体图。在图12中，示出了对实施例1的尾气净化系统中的尾气净化装置的纤维飞散量进行测定的方法。如图12所示，将对尾气处理体130的端面进行了遮挡、)V、处理的尾气净化装置Iio按照尾气净化装置110的气体入口侧111向下的方式放在纸71上面。接下来，如图12所示，使用冲击锤72对尾气净化装置110施予冲击，使用电子天平测定下落到纸71上的纤维的重量(mg)。将该纤维的重量计作纤维飞散量(mg)。另一方面，对于比较例1的尾气净化系统中的尾气净化装置，如图13(b)所示，将对尾气处理体230的端面进行了遮挡处理的尾气净化装置210按照尾气净化装置210的气体入口侧211向下的方式放在纸71的上面，采用与上述相同的方法测定纤维飞散量。图13(a)为示意性示出对实施例1的尾气净化系统中的尾气净化装置的纤维飞散量进行测定的情况的截面图，图13(b)为示意性示出对比较例1的尾气净化系统中的尾气净化装置的纤维飞散量进行测定的情况的截面图。在纤维飞散量的测定中使用图12所示的冲击试验机。冲击锤的抬起角度(图12 中Y所示的角度)为90°。此时冲击锤所施加的冲击力为0.24Ν·πι。对于利用冲击锤对尾气净化装置施予冲击的位置，是在尾气净化装置的长度方向上处于中央的位置，且在圆周方向上为5等分的位置(5处)。利用冲击锤对各位置分别施予2次、总计对尾气净化装置施予10次冲击。
其结果，实施例1的尾气净化系统中的尾气净化装置的纤维飞散量为0. 267mgo另一方面，比较例1的尾气净化系统中的尾气净化装置的纤维飞散量为1. 30mg。对于各实施例和比较例的尾气净化系统，将保持密封材料的填充密度、粘结剂含量、第1角度及有无针刺处理、以及冲压强度的测定结果汇总示于表1。图14为实施例1和比较例1中的冲压强度的测定结果的图。图15为根据实施例1 实施例3和比较例1 比较例3中的冲压强度的测定结果而示出保持密封材料的粘结剂含量与冲压强度的关系的图。图16为根据实施例1和实施例4 实施例8以及比较例1和比较例4 比较例 7中的冲压强度的测定结果而示出保持密封材料的填充密度与冲压强度的关系的曲线图。图17为实施例1和实施例9中的冲压强度的测定结果的图。图18为实施例1和比较例1中的纤维飞散量的测定结果的图。表权利要求
1.一种尾气净化系统，其包括尾气净化装置、导入管以及排出管，所述尾气净化装置具备金属容器、容纳在所述金属容器内的尾气处理体、以及卷绕在所述尾气处理体的周围且配设于所述尾气处理体和所述金属容器之间的保持密封材料；所述导入管与所述尾气净化装置的一侧的端部连接，用于将尾气导入至所述尾气净化装置中；所述排出管与所述尾气净化装置的另一侧的端部连接，用于将通过了所述尾气净化装置的所述尾气排出到外部，该尾气净化系统的特征在于所述尾气净化装置具有与所述导入管连接的气体入口侧以及与所述排出管连接的气体出口侧；所述保持密封材料为含有无机纤维的垫材状，并且具有位于所述尾气净化装置的气体出口侧的第1侧面以及位于所述尾气净化装置的气体入口侧的第2侧面； 在所述保持密封材料的第1侧面形成了第1倾斜面；在平行于所述尾气净化装置的长度方向的截面中，所述第1倾斜面具有所述保持密封材料与所述尾气处理体相接触的第1内侧端点以及所述保持密封材料与所述金属容器相接触的第1外侧端点；所述第1内侧端点比所述第1外侧端点更靠近所述尾气净化装置的气体入口侧； 所述第1倾斜面自所述第1内侧端点朝向所述第1外侧端点；并且， 所述第1倾斜面相对于所述尾气处理体的端面倾斜。
2.如权利要求1所述的尾气净化系统，其中在所述保持密封材料的第2侧面形成了第2倾斜面；在平行于所述尾气净化装置的长度方向的截面中，所述第2倾斜面具有所述保持密封材料与所述尾气处理体相接触的第2内侧端点以及所述保持密封材料与所述金属容器相接触的第2外侧端点；所述第2内侧端点比所述第2外侧端点更靠近所述尾气净化装置的气体入口侧； 所述第2倾斜面自所述第2内侧端点朝向所述第2外侧端点；并且， 所述第2倾斜面相对于所述尾气处理体的端面倾斜。
3.如权利要求1或2所述的尾气净化系统，其中，在平行于所述尾气净化装置的长度方向的截面中，由连结所述第1内侧端点和所述第1外侧端点的线段与所述金属容器的内周所形成的第1角度为25° 89. 5°。
4.如权利要求1 3任一项所述的尾气净化系统，其中，所述保持密封材料具有经针刺处理而形成的2个以上的针痕。
5.如权利要求4所述的尾气净化系统，其中，所述2个以上的针痕在相对于所述保持密封材料的厚度方向斜向形成。
6.如权利要求1 5的任一项所述的尾气净化系统，其中，在所述保持密封材料中提供了粘结剂。
7.如权利要求6所述的尾气净化系统，其中，提供至所述保持密封材料中的粘结剂的量为10重量％以下。
8.如权利要求1 7的任一项所述的尾气净化系统，其中，所述金属容器中具有作为所述尾气净化装置的气体入口侧的气体入口侧和作为所述尾气净化装置的气体出口侧的气体出口侧的区别。
9.一种尾气净化系统的制造方法，其为权利要求1 7的任一项所述的尾气净化系统的制造方法，该制造方法的特征在于，其包括压入工序和连接工序；在所述压入工序中，通过将在周围卷绕有保持密封材料的尾气处理体压入至金属容器而制作尾气净化装置；在所述连接工序中，将用于向所述尾气净化装置中导入尾气的导入管连接在所述尾气净化装置的一侧的端部，并且将用于使通过了所述尾气净化装置的所述尾气排出到外部的排出管连接在所述尾气净化装置的另一侧的端部；在所述压入工序中，将所述保持密封材料的第2侧面在压入的行进方向上作为前头， 从所述保持密封材料的第1侧面侧按压卷绕有所述保持密封材料的尾气处理体；在所述连接工序中，在所述尾气净化装置的端部之中，在与所述保持密封材料的第1 侧面相比更靠近所述保持密封材料的第2侧面的端部连接所述导入管，并且在与所述保持密封材料的第2侧面相比更靠近所述保持密封材料的第1侧面的端部连接所述排出管，由此将与所述保持密封材料的第1侧面相比更靠近所述保持密封材料的第2侧面的端部设为尾气净化装置的气体入口侧，并且将与所述保持密封材料的第2侧面相比更靠近所述保持密封材料的第1侧面的端部设为尾气净化装置的气体出口侧。
10.如权利要求9所述的尾气净化系统的制造方法，其中所述金属容器中具有作为所述尾气净化装置的气体入口侧的气体入口侧与作为所述尾气净化装置的气体出口侧的气体出口侧的区别；在所述压入工序之前进一步包括配置工序，在所述配置工序中，按照所述保持密封材料的第1侧面位于所述金属容器的气体出口侧、且所述保持密封材料的第2侧面位于所述金属容器的气体入口侧的方式，使所述保持密封材料的第2侧面在压入的行进方向上为前头，来配置卷绕有所述保持密封材料的尾气处理体。
11.一种尾气净化方法，其是使用权利要求1 8的任一项所述的尾气净化系统对由发动机中排出的尾气进行净化的尾气净化方法，该方法的特征在于使由发动机中排出的尾气自所述尾气净化装置的气体入口侧流入到所述尾气净化装置中，并且自所述尾气净化装置的气体出口侧流出。
全文摘要
本发明提供尾气净化系统及其制造方法及使用该系统的尾气净化方法，该尾气净化系统在流入尾气期间保持密封材料可充分保持尾气处理体。本发明的尾气净化系统包括尾气净化装置、导入管以及排出管，所述尾气净化装置具备金属容器、容纳在上述金属容器内的尾气处理体、以及卷绕在上述尾气处理体的周围的配设于上述尾气处理体和上述金属容器之间的保持密封材料；所述导入管连接在上述尾气净化装置的一侧的端部，用于将尾气导入至上述尾气净化装置中；所述排出管连接在上述尾气净化装置的另一侧的端部，用于将通过了上述尾气净化装置的上述尾气排出到外部。
文档编号F01N3/035GK102235221SQ201110083920
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月2日 优先权日2010年4月22日
发明者萩野将司 申请人:揖斐电株式会社