JP5450213B2

JP5450213B2 - キャニスタ

Info

Publication number: JP5450213B2
Application number: JP2010085779A
Authority: JP
Inventors: 正浩杉浦
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2030-04-02
Also published as: US8529676B2; JP2011214554A; US20110240490A1

Description

本発明は、燃料タンク内にて発生した蒸発燃料を処理するキャニスタに関する。

自動車等に代表される車両には、燃料タンク内の蒸発燃料（例えば、ガソリンベーパ）を処理する蒸発燃料処理装置としてのキャニスタが設置されている。キャニスタは、概略、中空容器状に形成されるケーシングと、このケーシング内に配される吸着材とを備える。ケーシングは、燃料タンク内にて発生した蒸発燃料を吸入するタンクポートと、大気を吸入する大気ポートと、エンジン等に接続されたパージポートとを備える。吸着材は、活性炭等を用いて構成され、蒸発燃料を吸着したり或いは蒸発燃料を脱離させたりする。つまり、蒸発燃料は、停車時等に燃料タンクからケーシング内に流入して吸着材に一時吸着し、エンジン稼動時に大気ポートから流入した空気によって吸着材から脱離し、パージポートを介してエンジンへと送られるようになっている。

タンクポートからケーシング内に流入した蒸発燃料を含む気体は、ケーシング内に画定された吸着室において燃料成分が捕集される。そして、燃料成分が捕集された後の実質的に空気となった気体は大気ポートより大気中へと放出される。しかし、給油時などにおいてキャニスタ内に大量の蒸発燃料が流入すると、一部の蒸発燃料が吸着材に吸着されないまま大気ポートから大気中へ放出される恐れがあった。

従来、例えば特許文献１のキャニスタにおいては、蒸発燃料が吸着材によって吸着されずに大気中へ放出されることを抑制するために、キャニスタ本体内の吸着材を充填した室内に上部に絞り通路を形成したプレートが配置されている。当該プレートを配置することによって、吸着室内の通気抵抗が増大し、蒸発燃料が吸着室内に滞留する時間が増加する。そのため、吸着材による蒸発燃料の吸着効率を向上させることができ、結果的に大気中へ放出される蒸発燃料の量が低減されている。

特開２００１−３２３８４５

しかし、このようなキャニスタをもってしても、プレートと大気ポートとの間に位置する吸着材に吸着した蒸発燃料が吸着材から脱離し、大気ポートを介して大気中へと放出される恐れがあった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものである。本発明が解決しようとする課題は、蒸発燃料の大気への吹き抜けを抑制することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係るキャニスタは次の手段を採用する。
すなわち、本発明の第１の発明に係るキャニスタは、蒸発燃料の吸着・脱離を行う吸着材が充填されるケーシングにより確定された吸着室と、吸着室を燃料タンクに連通するケーシングに形成されたタンクポートと、吸着室を自動車内燃機関の吸気通路などのパージ供給箇所に連通するケーシングに形成されたパージポートと、吸着室内の蒸発燃料を脱離した空気を大気に放出することのできるケーシングに形成された大気ポートと、を備え、大気ポートに連接して形成される吸着室は該吸着室内を蒸発燃料が大気ポート方向へ移動する場合に水平方向に移動する状態として設置されるキャニスタであって、前記大気ポートは重力作用方向で見て上下方向に延びるケーシングの側壁に設けられており、大気ポートに連接する吸着室内には大気ポート側の端面に第１整流板が配設されており、第１整流板には大気ポートへ連通する開口部が設けられており、開口部は重力作用方向で見て大気ポートより上方に位置しており、前記第１整流板と前記大気ポートとの間には吸着材が配置されておらず、第１整流板の上流位置に第２整流板が配設されており、第２整流板には、重力作用方向で見て大気ポートより下方に位置する開口が設けられており、第１整流板と第２整流板とは連結部によって連結され整流ユニットを構成し、整流ユニットとケーシングの内壁との間にはシール部材が配置されていることを特徴とする。

このキャニスタによれば、蒸発燃料は大気ポートを介して大気中へ流れ出る際に、蒸発燃料の自重に逆らって重力作用方向の上向きに移動しなければならないため、蒸発燃料の吹き抜けを抑制できる。また、吸着室内の通気抵抗が増大するため、蒸発燃料の吸着効率を向上することができる。さらに、吸着室内の蒸発燃料の流れを規制することができ、吸着室内の蒸発燃料が到達しない領域を低減させることができる。

第２の発明に係るキャニスタは、第１の発明に係るキャニスタであって、大気ポートに連接する吸着室内には大気ポートが形成されるケーシングの側壁に面して配設される整流板の上流位置に、開口部を形成した他の整流板が１個以上配設されており、他の整流板の開口部の位置は大気ポート側端部に配設される整流板の開口部の位置に対して重力作用方向で見て上下方向が交互となるように位置していることを特徴とする。

このキャニスタによれば、吸着室内の通路長を長くすることができ、蒸発燃料が吸着材と接する機会を増加させることにより、吸着効率を向上させることができる。また、吸着室内における蒸発燃料の流れを規制することにより、吸着室内の蒸発燃料が到達しない領域を低減させることができる。

第１及び第２の発明に係るキャニスタによれば、蒸発燃料の吹き抜けを抑制することができると共に、吸着室内における蒸発燃料の流れを規制し、吸着室内の通路長を長くすることによって、蒸発燃料の吸着効率を向上させることができる。

実施形態１に係るキャニスタの平断面図である図１のキャニスタの側断面図である。第１の実施形態に係る整流ユニットの斜視図である。第２の実施形態に係るキャニスタの側断面図である。第３の実施形態に係るキャニスタの側断面図である。

以下、本発明を実施するための第１の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下において説明するキャニスタは、自動車等に設置される蒸発燃料処理装置であり、燃料タンク内にて発生した蒸発燃料（ガソリンベーパ）を処理するものである。
なお、本明細書における「上」及び「下」の用語は、特に限定が無い場合には、重力作用方向における上下方向を意味する。また、「上流」及び「下流」は、タンクポート２２、第１吸着室１１、第２吸着室１２及び大気ポート２４の順に通過する蒸発燃料の流れに基づいて規定される。
まず、キャニスタ１０について、図１を参照しながら説明する。図１は、キャニスタ１０の平断面図である。
図１に示すキャニスタ１０は、図示していない燃料タンク内にて発生した蒸発燃料を処理するものである。キャニスタ１０は、ケーシング２０とケーシング２０の開口部に配置される蓋２１とを有する。

ケーシング２０は、図１に示すように、中空容器状に形成される。このケーシング２０にはケーシング２０の内外を連通するポートが３つ設けられている。
すなわち、ケーシング２０には、燃料タンク内にて発生した蒸発燃料をキャニスタ１０内に導入するためのタンクポート２２が設けられている。このタンクポート２２は、図示しないホースを介して燃料タンクと連通している。
また、ケーシング２０には、キャニスタ１０内から蒸発燃料を外部に排出するためのパージポート２３がタンクポート２２と同一平面上に並列して設けられている。このパージポート２３は、図示しないホースを介してエンジンの吸気通路などのパージ供給箇所と連通している。
また、ケーシング２０には、蒸発燃料を脱離した空気を大気に放出し、キャニスタ１０内に大気としての外気を導入するための大気ポート２４が設けられている。この大気ポート２４は、図示しないホースを介して外気吸気口に接続されている。

このケーシング２０内には、ケーシング２０の内部空間を第１吸着室１１と第２吸着室１２との２つの空間に分割するように隔壁２５が設けられている。この隔壁２５は、ケーシング２０と一体化するように設けられている。
この隔壁２５により画定された第１吸着室１１には、タンクポート２２及びパージポート２３がフィルタ２６を介して連通状態で接続されており、第２吸着室１２には大気ポート２４がフィルタ２７を介して連通状態で接続されている。また、この第１吸着室１１と第２吸着室１２とは、上記した３つのポート２２、２３及び２４とは反対側に配置される連通室１３を介して連通状態となっている。

タンクポート２２とパージポート２３との間から第１吸着室１１の中央部に向けて突出する仕切壁２８が設けられており、第１吸着室１１の内部空間をタンクポート２２と連通する領域とパージポート２３に連通する領域とに分割している。また、この仕切壁２８はケーシング２０と一体化するように設けられている。

第１吸着室１１及び第２吸着室１２には、蒸発燃料を吸着・脱離可能な吸着材１４が充填されている。第１吸着室１１及び第２吸着室１２にそれぞれ配置されたフィルタ２６及び２７は、吸着材１４の粒径より小さな孔を有しているため、吸着材１４を第１吸着室１１及び第２吸着室１２内に保持することができる。

ケーシング２０の第１吸着室１１の開口は内蓋２９によって塞がれている。ここで、内蓋２９に関する構成は第１吸着室１１及び第２吸着室１２で同様であるため、第１吸着室の場合についてのみ説明し、第２吸着室の内蓋２９に関する説明は省略する。
内蓋２９は、フィルタ３０と多孔板３１とを有する通気性の蓋であり、吸着材１４を第１吸着室１１内に保持する働きをする。内蓋２９は、第１吸着室１１の開口を塞いだ状態で、その第１吸着室の内壁面に沿って摺動可能に構成されている。そして内蓋２９の背面にコイルスプリング３２の一端が装着されており、コイルスプリング３２の他端は、蓋２１によって支持されている。このため、ケーシング２０の開口が蓋２１によって閉じられた状態においては、内蓋２９はコイルスプリング３２によって第１吸着室１１内に押し込まれる方向の力を受ける。この結果、吸着材１４の粒子間に不必要な空間が形成されることが無く、通気抵抗をほぼ一定にできる。

蒸発燃料を吸着させる際には、蒸発燃料はタンクポート２２からケーシング２０内に入り、第１吸着室１１、連通室１３、第２吸着室１２へと順次移動していき、大気ポート２４から排気される。ここで、仕切壁２８は、タンクポート２２から第１吸着室１１に流入した蒸発燃料がパージポート２３からキャニスタ外に流出しないように蒸発燃料の流れを規制している。また逆に、蒸発燃料を排出させる際には、大気（外気）が大気ポート２４からケーシング２０内に入り、第２吸着室１２、連通室１３、第１吸着室１１へと順次移動していき、パージポート２３から排気される。つまり、このキャニスタ１０は、蒸発燃料の流れ方向がＵ字状となるＵ字フロー構造を有している。
また、キャニスタ１０は車両の床下に水平に配置されるため、蒸発燃料がタンクポート２２から大気ポート２４へと移動する場合には、略水平方向に移動することになる。

ここで、図１及び図２に示されるように、第２吸着室１２には第１整流板４０が設置されており、第１整流板４０により隔てられた空間は、第１整流板４０の一端に設けられた開口部４２を介して連通している。第１整流板４０を設けたことによって、第２吸着室１２を通って大気ポート２４へ至る蒸発燃料の流れが規制される。このため、蒸発燃料は第２吸着室１２内により長い時間にわたって滞留し、第２吸着室１２内のより広い範囲に拡散して吸着材に効率的に吸着される。
第１整流板４０は、フィルタ２７に面するように、第２吸着室１２内の大気ポート２４側の端部に配置されている。また、第１整流板４０は重力作用方向で見て大気ポート２４より上方に開口部４２を有している。したがって、第２吸着室１２内に流入した蒸発燃料は、大気ポート２４に到達する直前に、大気ポート２４より上方に位置する開口部４２まで自重に逆らって移動する必要が生じる。この上方への移動距離が第１整流板４０を設けたことにより長くなるため、結果的に蒸発燃料は第２吸着室１２内から大気中へ吹き抜けにくくなる。また、第１整流板４０を設けることによって蒸発燃料の流れを上方に向けて規制することにより、従来蒸発燃料が到達しなかった領域に蒸発燃料を拡散させることができる。したがって、より多くの吸着材１４に蒸発燃料を吸着させることができるため、蒸発燃料をより効率的に捕集することができる。
また、第１整流板４０が第２吸着室１２内の端部に配置されるため、第１整流板４０と大気ポート２４との間に吸着材１４は存在しない。そのため、第１整流板４０と大気ポート２４との間に位置する吸着材１４に吸着した蒸発燃料が、脱離してそのまま大気ポート２４から吹き抜けることが防止される。

第２吸着室１２内において第１整流板４０の上流に設置された第２整流板４１は、重力作用方向で見て下側に開口部４２を有している。第１整流板４０と第２整流板４１とが上下異なる位置に開口部４２を有することにより、それぞれの開口部４２を通る蒸発燃料は第２吸着室１２内においてより長い距離を移動することになる。そのため、蒸発燃料が吸着材１４と接する機会が増加し、蒸発燃料は効率的に吸着材１４に吸着することができる。

第１整流板４０及び第２整流板４１は、図３に示されるように、連結部４３によって連結された整流ユニット４４として樹脂を用いて一体成形されている。そのため、所定の間隔で離間した第１整流板４０及び第２整流板４１を第２吸着室１２内に容易に配置することができる。また、整流ユニット４４と第２吸着室１２の内壁との間には、Ｏリング等のシール材４５が配置されており、蒸発燃料が整流ユニット４４と第２吸着室１２の内壁との間の隙間を通過することを防止する。

第１吸着室１１及び第２吸着室１２に配される吸着材１４は、蒸発燃料を吸着する粒状の活性炭にて構成され、より具体的には、造粒炭、破砕炭などにより構成されている。ここで、破砕炭は造粒炭より粒径が小さく、一般に破砕炭の粒径はおよそ０．７ｍｍ乃至２．０ｍｍであり、一方、造粒炭の粒径はおよそ２．０ｍｍ乃至２．５ｍｍである。
本実施形態においては、第１整流板４０及び第２整流板４１を配置したことにより、第２吸着室１２内の通気抵抗は整流板を備えない場合と比べて増大している。そのため、粒径の大きな造粒炭にて吸着材１４を構成することにより、通気抵抗を低減し、ケーシング２０内における蒸発燃料の過度の滞留の防止が図られている。また、通気抵抗が高すぎる場合、燃料タンクからキャニスタ１０へと蒸発燃料が流入することが過度に抑制されてしまい、燃料タンクの内圧が上昇することにより燃料補給が妨げられる。しかし、通気抵抗を低減することにより、このような問題も解消される。

第１吸着室１１及び第２吸着室１２に配された吸着材１４には、蓄熱材を混合することができる。蓄熱材としては、温度変化に応じて潜熱の吸収及び放出を生じる相変化物質を利用したもの等、様々な形態のものを選択利用することができる。
例えば、蓄熱材としては、温度変化に応じて潜熱の吸収及び放出を生じる相変化物質をマイクロカプセル中に封入してなる微細な蓄熱材を、適宜のバインダと共に粒状に成形したものであっても良い。

第２の実施形態においては、図４に示されるように、第２吸着室１２内に整流板４６が一枚のみ配置されている。整流板４６は、第２吸着室１２内において大気ポート２４側端部、すなわち最も下流に配置されており、その開口部４２は重力作用方向で見て上側に位置している。そのため、整流板４６は、第１の実施形態における第１整流板と同様に、蒸発燃料が大気ポートへ吹き抜けるのを防止することができる。
なお、第２の実施形態のその他の構成は、第１の実施形態と同一であるため、対応する部材には同一の参照番号を付して、その説明は省略する。

第３の実施形態においては、図５に示されるように、相互に平行な４枚の整流板４７を供える整流ユニット４８が第２吸着室１２内に配置されている。整流板４７は、それぞれの開口部４２が重力作用方向で見て上下交互に位置すると共に、最も下流に位置する整流板４７の開口部４２が大気ポート２４より上方に位置するように配置されている。これにより、整流ユニット４８は、第１の実施形態の整流ユニット４４の場合と同様に、第２吸着室１２内の蒸発燃料が大気ポート２４から大気中へと吹き抜けるのを防止することができる。また、蒸発燃料は第２吸着室１２内においてより長い距離を移動する必要が生じるため、より効率的に蒸発燃料を吸着材１４に吸着させることができる。

上記実施形態に係るキャニスタ１０は、様々な枚数及び間隔で配置された整流板を単一ユニットとして形成及び使用することにより、ケーシング２０の形状を変更することなく容易に吸着室内の通気抵抗を変更することができる。そのため、整流ユニットの変更のみによって、キャニスタ１０をキャニスタ１０が搭載される車種、使用環境等に応じて要求される性能に適合させることができる。

なお、本発明に係るキャニスタは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、その他の各種形態で実施することができる。
例えば、上記の実施の形態においては、１、２又は４枚の整流板を備えるキャニスタ１０について説明したが、整流板の枚数はこれらの枚数に限定されることは無く、適宜変更可能である。
また、ケーシング２０と整流板及び整流ユニットとを一体成形することにより、部品数の低減、及び製造工程の簡略化を図ることもできる。
また、上記実施形態においては、開口部４２は単一の長孔状に形成されているが、例えば、複数の開口により開口部４２を構成することもできる。
また、吸着材１４に造粒炭を用いる実施形態について説明したが、所望の通気抵抗を実現するために、破砕炭を第１吸着室１１及び第２吸着室、又はいずれか一方に充填することもできる。

１０キャニスタ
１１第１吸着室
１２第２吸着室
１４吸着材
２０ケーシング
２２タンクポート
２３パージポート
２４大気ポート
２７フィルタ
４０第１整流板
４１第２整流板
４３連結部
４４整流ユニット
４５シール材

Claims

蒸発燃料の吸着・脱離を行う吸着材が充填されるケーシングにより画定された吸着室と、
前記吸着室を燃料タンクに連通する前記ケーシングに形成されたタンクポートと、
前記吸着室を自動車内燃機関の吸気通路などのパージ供給箇所に連通する前記ケーシングに形成されたパージポートと、
前記吸着室内の蒸発燃料を脱離した空気を大気に放出することのできる前記ケーシングに形成された大気ポートと、を備え、
前記大気ポートに連接して形成される吸着室は該吸着室内を蒸発燃料が大気ポート方向へ放出移動する場合に水平方向に移動する状態として設置されるキャニスタであって、
前記大気ポートは重力作用方向で見て上下方向に延びるケーシングの側壁に設けられており、
前記大気ポートに連接する吸着室内には大気ポート側の端面に第１整流板が配設されており、
該第１整流板には大気ポートへ連通する開口部が設けられており、該開口部は重力作用方向で見て前記大気ポートより上方に位置しており、
前記第１整流板と前記大気ポートとの間には吸着材が配置されておらず、
前記第１整流板の上流位置に第２整流板が配設されており、前記第２整流板には、重力作用方向で見て前記大気ポートより下方に位置する開口が設けられており、
前記第１整流板と前記第２整流板とは連結部によって連結され整流ユニットを構成し、前記整流ユニットと前記ケーシングの内壁との間にはシール部材が配置されていることを特徴とするキャニスタ。
請求項１に記載のキャニスタであって、
前記大気ポートに連接する吸着室内には大気ポート側端部に配設される第１整流板及び第２整流板の上流位置に、開口部を形成した他の整流板が１個以上配設されており、該他の整流板の開口部の位置は前記大気ポート側端部に配設される第１整流板及び第２整流板の開口部の位置に対して重力作用方向で見て上下方向が交互となるように位置していることを特徴とするキャニスタ。