JP2002235610A - 自動車用キャニスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャニスタの最終吸着材層内への拡散を抑え
て空の吸着材層を確保し、流入する蒸発燃料を確実に吸
着して、大気中への吹き抜けを防止する。 【解決手段】 第２層目の吸着材層８を、両側にフィル
タ９を配することにより形成された２つの空間層１０と
通気孔１２ａを有する複数の仕切板１２により、複数の
吸着材層８ａ、８ｂ、８ｃに分割して直列に配するとと
もに、大気ポート２ｆに最も近い最終吸着材層８ｃの容
積を、他の吸着材層７、８ａ、８ｂの容積よりも少なく
したので、最終吸着材層８ｃ内は吸着燃料１３の完全パ
ージにより空の状態で吸着材層を確保でき、燃料タンク
から流入する蒸発燃料を効率よく吸着することができる
ので大気中への吹き抜けを確実に防止することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の蒸発燃料
処理装置のキャニスタに関し、詳しくは、蒸発燃料の大
気への放散を防止することができるキャニスタに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】キャニスタの構成および制御の複雑化を
回避しつつ蒸発燃料の大気への放散を防止し、また、高
い吸着能力を有して圧損低減を図るため、蒸発燃料を吸
着する吸着材層を、複数の吸着材層に分割して直列に配
したキャニスタについては、特開平７−１５１０２１号
公報および特開平９−５３５２１号公報等で公開されて
いる。特開平７−１５１０２１号公報によれば、ケース
内の内部空間は、吸気通路連通孔および燃料タンク連通
孔と大気連通孔とを連通し、内部空間の吸気通路連通孔
および燃料タンク連通孔側には蒸発燃料吸着用の内側吸
着部が収容され、内部空間の大気連通孔側には蒸発燃料
吸着用の外側吸着部が収容されている。この公報におい
ては、吸着層を多くすることでキャニスタから大気へ
の、いわゆる、吹き抜けの防止を図るとともに、多層に
よる流路抵抗の増加を防止するため、切換弁により給油
時の圧損の低減を図っている。

【０００３】また、特開平９−５３５２１号公報によれ
ば、燃料タンクに連通する燃料蒸気導入路と、大気に連
通する大気導入路とを設けた容器内を燃料蒸気の流れ方
向に複数のセルに区画する。そして、これら複数のセル
のそれぞれに吸着材層を形成する。この公報において
も、特開平７−１５１０２１号公報と同様に、吹き抜け
防止と圧損の低減を図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、対米輸
出車等に要求される排出ガス規制の強化に伴い、車両放
置時の燃料タンクからの蒸発燃料の大気への放散、特
に、キャニスタから大気へ放散する、いわゆる、吹き抜
けの防止が厳しく規制されるため、従来のキャニスタで
は吹き抜け性能を満足するには不十分である。その理由
を図３に示す、キャニスタ単体ＤＢＬ（Ｄｉｕｒｎａｌ
Ｂｒｅｅｚｉｎｇ Ｌｏｓｓ）試験方法により説明す
る。この試験方法は、米国排出ガス規制に基づく車両全
体から排出される燃料蒸発ガスの補集方法である、いわ
ゆる、ＳＨＥＤ法を、車両を使用せず燃料タンクとキャ
ニスタを用いて実験室レベルで行えるよう模擬的に使用
される私的な試験方法である。

【０００５】始めに、本試験方法の概要について図３を
参照して説明する。図３はキャニスタ単体ＤＢＬ試験方
法を示すキャニスタの重量変化図である。図３におい
て、グラフの縦軸はキャニスタの重量（ｇ）を、横軸は
経過時間を示し、本試験は、ならしＧＷＣ（Ｇａｓｏｌ
ｉｎｅ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ）、２ｇ破
過、放置（２５℃）、１５０ＢＶ（Ｂｅｔ Ｖｏｌｕｍ
ｅ）パージ、放置２２．２°Ｃ、ＤＢＬ試験、の６ステ
ップで行われる。すなわち、ならしＧＷＣは、供試され
たキャニスタの吸着・パージを６回繰り返すことによ
り、蒸発燃料の残存吸着量の安定化を図るステップであ
る。２ｇ破過は、空になったキャニスタに、ブタン５０
ｖｏｌ％と窒素５０ｖｏｌ％の混合ガスを、４０ｇ／ｈ
ｒの吸着速度で吸着させ、吹き抜け量が２ｇになった時
点を２ｇ破過点とするステップである。放置（２５°
Ｃ）は、２ｇ破過となったキャニスタを２５°Ｃの雰囲
気中で６ｈｒ以上放置するステップである。

【０００６】１５０ＶＢパージは、２０ｌ／ｍｉｎのパ
ージ速度でキャニスタの吸着材容量（２．１ｌ）の１５
０倍、すなわち、２．１×１５０＝３１５ｌをパージす
るステップである。放置２２．２°Ｃは、１５０ＢＶパ
ージが終了したキャニスタを２２．２°Ｃの雰囲気中で
１２ｈｒ以上放置するステップである。ＤＢＬ試験は、
放置２２．２°Ｃが終了したキャニスタを、タンク容量
の２０％の燃料を収容した燃料タンクに連結し、室温２
２．２°Ｃから３５．６°Ｃまで１２ｈｒかけて上昇さ
せ、再び２２．２°Ｃまで１２ｈｒかけて下降させるス
テップを１ＤＢＬとし、合計２回、すなわち、２ＤＢＬ
（２日間に相当）を行うステップである。

【０００７】以下、本試験方法に基づいて従来のキャニ
スタについて説明する。キャニスタを２ｇ破過から放置
（２５°Ｃ）を行い、１５０ＢＶパージの後、放置２
２．２°Ｃを行い、ＤＢＬ試験に入ると、図２に示すよ
うに、大気ポート２２ｆに近い第２層目の吸着材層２３
内の吸着材２４に吸着されて十分にパージされずに残留
する高濃度の吸着燃料（点斜線で示す）２５がキャニス
タ２１の温度上昇とともに蒸発し、吸着材層２３内の下
流に流れて吸着され、未吸着の吸着材２４ａの一部にも
吸着される、いわゆる、拡散現象を起こして吸着材層２
３内に広がる。

【０００８】そのため、ＤＢＬ試験に入り燃料タンクの
温度の上昇により、蒸発する蒸発燃料の増加とともに、
タンクポート２２ｃを経てキャニスタ２１に流入してく
る蒸発燃料は、拡散により吸着材層２３にも徐々に吸着
され、その分、前記の残留吸着燃料が押し出される状態
となり、大気ポート２２ｆから大気中に吹き抜けること
がある。そこで本発明は、キャニスタの最終吸着材層内
に吸着燃料が残留せず、流入する蒸発燃料を確実に吸着
して、大気中への吹き抜けを防止することができるキャ
ニスタを提供することを課題とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題の解決を目的と
してなされた請求項１の発明は、吸着材層を隔壁により
第１層目および第２層目の吸着材層に２分し、直列に配
置したキャニスタにおいて、前記第２層目の吸着材層
を、両側にフィルタを配することにより形成された２つ
の空間層と通気孔を有する複数の仕切板により、複数の
吸着材層に分割して直列に配するとともに、大気ポート
に最も近い最終吸着材層の容積を、他の吸着材層の容積
よりも少なくしたことを特徴とする。また、請求項２の
発明は、前記最終吸着材層の容積を、吸着材層の総容積
の１．４〜３．４％としたことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の望ましい実施形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態
に係るキャニスタの横断面図である。図１において、直
方体状に形成されたケース２の略中央にはケース２内を
２分する隔壁２ａが一体的に立設されている。隔壁２ａ
の先端部は２分されたケース２の連通路２ｂが確保され
ている。２分されたケース２の一方には、不図示の燃料
タンクに連通するタンクポート２ｃと、不図示の吸気管
に連通するパージポート２ｄが設けられている。ケース
２内には係止部２ｅに係止されたフィルタ３ａを介して
吸着材４が充填され、吸着材４はフィルタ３ｂおよび通
気性のプレート５ａにより挟持されスプリング６ａによ
り押圧されて第１層目の吸着材層（第１吸着材層）７お
よび第１空間部１１ａならびに第２空間部１１ｂを形成
している。

【００１１】一方、ケース２の他方には大気に開放され
る大気ポート２ｆが設けられている。ケース内２には係
止部２ｇに係止されたフィルタ３ｃを介して吸着材４が
充填され、吸着材４はフィルタ３ｄおよび通気性のプレ
ート５ｂにより挟持されスプリング６ｂにより押圧され
て第２層目の吸着材層８および第２空間部１１ｂならび
に第３空間部１１ｃを形成している。第２層目の吸着材
層８は、両側にフィルタ９を配することにより形成され
た２つの空間層１０を有する２つの仕切板１２により３
つの吸着材層、すなわち、第２吸着材層８ａ、第３吸着
材層８ｂ、第４吸着剤層（最終吸着材層）８ｃを形成し
ている。

【００１２】各吸着材層８ａ、８ｂ、８ｃは蒸発燃料の
流れる方向に対し、順次その容積が同等または少なくな
るよう構成され、かつ、最終吸着材層８ｃの容積は他の
吸着材層よりも少なくなるよう構成されている。また、
最終吸着材層８ｃの容積は、キャニスタがパージされる
時、完全パージ状態（残留吸着燃料がない空の状態）と
なるよう設定されている。仕切板１２のキャニスタ取付
状態時の上部には通気孔１２ａが設けられ、通気孔１２
ａは蒸発燃料の堰としての流れ抵抗の確保や拡散現象の
抑制を考慮して適切な位置、数等が決定される。なお、
通気孔１２ａの孔径はＤＢＬ試験の間、燃料タンクから
流入する蒸発燃料の通気抵抗とならないよう十分な通路
面積を保持するよう設定されている。このようにして各
吸着材層は第１空間部１１ａ、第２空間部１１ｂ、第３
空間部１１ｃを介して直列に配置されることになる。

【００１３】次に、本実施形態の作用について説明す
る。キャニスタ１を使用して図３に示す試験方法におけ
るＤＢＬ試験のステップ開始状態まで試験を進め、ＤＢ
Ｌ試験を開始する。この時、キャニスタ１は第２層目の
吸着材層８の第２吸着材層８ａには点斜線で示す吸着燃
料１３が十分にパージされずに残留する状態にある。Ｄ
ＢＬ試験の間、キャニスタ１の温度上昇とともに、残留
吸着燃料１３は蒸発し第３吸着材層８ｂ以降に拡散しよ
うとするが、通気孔１２ａが重力方向の上部に設けられ
ているため、仕切板１２が堰として機能し、流れの障害
となり拡散現象が抑えられて第３吸着材層８ｂ以降には
広がり難くなり、第４吸着材層８ｃは燃料が未吸着の空
の状態が保たれる。

【００１４】したがって、その後の燃料タンク内の温度
上昇とともに、燃料タンクからキャニスタ１に流入する
蒸発燃料により、前記の残留吸着燃料が押し出される状
態となり、吹き抜けようとする分の殆どが、未飽和状態
の第３吸着材層８ｂおよび未吸着状態の第４吸着材層
（最終吸着材層）８ｃで補集され大気への吹き抜けが防
止される。吸着燃料がパージされる時は、第４吸着材層
８ｃが最初に完全パージされ、その後、順次各吸着材層
がパージされる。その結果、各吸着材層の残留吸着燃料
が減少する。

【００１５】次に、図３に示すキャニスタ単体ＤＢＬ試
験方法に則り、吹き抜けガスの測定試験を行なった結果
について説明する。吸着材層の総容積を２１００ｃｃと
し、仕切板１２を２個用いて第１吸着材層７の容積を１
４５０ｃｃとし、総吸着材層数を４層として試験を行な
った結果、第４吸着材層８ｃの容積が５０ｃｃ、第２、
第３吸着材層８ａ、８ｂの容積が３００ｃｃの仕様で良
好な結果を示した。第４吸着材層８ｃの容積は３０〜７
０ｃｃの間で安定した効果が示された。これは、容積７
０ｃｃを越える場合には、吸着材の完全パージができな
くなり、３０ｃｃ未満の場合には、層の厚みが小さくな
りすぎて活性炭自体の本来の性能が発揮できなくなるた
めである。なお、第２層目の吸着材層数は多すぎると仕
切板が給油時に通気抵抗となり所定の給油性能を満足で
きないことがあるので３〜５層（仕切板は２〜４個）が
好適である。

【００１６】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下の効果を奏する。すなわち、請求項１の発明にお
いては、第２層目の吸着材層を、両側にフィルタを配す
ることにより形成された２つの空間層と通気孔を有する
複数の仕切板により、複数の吸着材層に分割して直列に
配するとともに、大気ポートに最も近い最終吸着材層の
容積を、他の吸着材層の容積よりも少なくしたので、最
終吸着材層内は完全パージにより空の状態で吸着材層を
確保でき、燃料タンクから流入する蒸発燃料を効率よく
吸着することができるので、流入する蒸発燃料により残
留吸着燃料が押し出されることがなく、少ない容積の吸
着材で効果的に大気中への吹き抜け・放散を確実に防止
することができる。さらに、請求項２の発明において
は、最終吸着材層の容積を、吸着材層の総容積の１．４
〜３．４％としたので、パージ作用によりさらに確実に
完全パージが行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るキャニスタの横断面
図である。

【図２】従来のキャニスタの横断面図である。

【図３】キャニスタ単体ＤＢＬ試験方法を示すキャニス
タの重量変化図である。

【符号の説明】

１ キャニスタ ２ａ 隔壁 ２ｆ 大気ポート ７ 第１層目の吸着材層（第１吸着材層） ８ 第２層目の吸着材層 ８ａ 第２吸着材層 ８ｂ 第３吸着材層 ８ｃ 第４吸着材層 ９ フィルタ １０ 空間層 １２ 仕切板 １２ａ 通気孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸着材層を隔壁により第１層目および第
   ２層目の吸着材層に２分し、直列に配置したキャニスタ
   において、前記第２層目の吸着材層を、両側にフィルタ
   を配することにより形成された２つの空間層と通気孔を
   有する複数の仕切板により、複数の吸着材層に分割して
   直列に配するとともに、大気ポートに最も近い最終吸着
   材層の容積を、他の吸着材層の容積よりも少なくしたこ
   とを特徴とするキャニスタ。
2. 【請求項２】 前記最終吸着材層の容積を、吸着材層の
   総容積の１．４〜３．４％としたことを特徴とする請求
   項１記載のキャニスタ。