JP2005076475A - キャニスタベント装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、フィルタの負担を軽減できるキャニスタベント装置を提供する。
【解決手段】キャニスタベント装置１は、大気に連通する入口２４とキャニスタ１１に連通する出口２５とを連通する連通路２３と、連通路２３の内部に配置される異物捕集用のフィルタ２１と、出口２５とフィルタ２１と間に配置されて連通路２３を開閉するベントバルブ３０とを具備し、連通路２３は、入口２４とフィルタ２１との間に形成される貯蔵室３２の底壁３２ｂに，当該底壁３２ｂに溜まる異物Ｆを排出する排出口３４を形成し、排出口３４に、異物Ｆが所定量になると開弁する弁体３５を設ける。これにより、異物Ｆは、底壁３２ｂに所定量溜まると排出口３４より排出されるようになる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、キャニスタの大気開放状態を制御するバルブとキャニスタに供給される空気を浄化するフィルタとを備えるキャニスタベント装置に関する。

自動車は、古くは燃料タンク内で蒸発した燃料を大気中に蒸散させていたことがある。その一例は、燃料を給油する際に燃料タンクの給油口を開口することで、燃料タンク中に蒸発していた燃料が給油口から放出されて大気中に蒸散することであるが、給油時以外であっても微量な蒸発燃料が大気中に蒸散することがある。しかしながら、大気汚染防止意識の高まりという社会情勢や、各国法規要件の変更に伴って、蒸発した燃料の大気への蒸散を防ぐために燃料タンクで蒸発した燃料をキャニスタにより捕集し、捕集した燃料をエンジンの吸気側へ回収するシステムを装備するようになった。

こうしたシステムでは、キャニスタで吸着捕集された蒸発燃料は、エンジンの吸気負圧によって大気と共にエンジンに吸気されるため、大気中の異物を捕集するためのフィルタアッセンブリを取り付けることがおこなわれている。（例えば、特許文献１参照。）。

一方、キャニスタからエンジンまでの流路に亀裂や孔などが形成されているとエンジンの吸気負圧がキャニスタに働かなくなり、キャニスタで捕集した燃料を充分に回収することができなくなる。また、流路の亀裂や孔などにより蒸発した燃料が大気中に放出されて蒸散することにもなる。このため、流路に亀裂や孔が形成されているかどうかを確認することが行なわれている。確認手段としては、大気開放パイプにベントバルブを取り付け、エンジンを稼働させて流路内を負圧状態にするとともにベントバルブを閉めて密閉空間にし、その状態で流路内の圧力を検出することが行なわれている。

すなわち、流路に亀裂や孔が形成されていればそこから空気が流入して負圧状態が維持されなくなる。逆に、流路に亀裂や孔が形成されていなければ流路内の負圧状態が維持されることになる。
特開２００１−２０８１０（段落８、第３図）

しかし、近年、自動車から蒸発する燃料を少なくするためにキャニスタは大型化、高性能化されてきており、それにともない大気開放パイプを介してキャニスタに流入する空気の量も多くなる傾向にある。

このため、フィルタで捕集される異物の量も増加し、フィルタの負担が大きくなる。

従って、本発明の目的は、フィルタの負担を軽減できるキャニスタベント装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載のキャニスタベント装置は、キャニスタに連通する連通路において、前記連通路の入口と異物捕集用のフィルタとの間に形成される最下部に，当該最下部に溜まる異物を排出する排出口を形成し、前記排出口に、前記異物が所定量になると開弁する弁体を設ける。これにより、フィルタの詰まりをもたらす異物は、フィルタに付着せずに前記排出口から外部へ排出されるようになる。

請求項２に記載のキャニスタベント装置では、前記異物を前記排出口が形成される地点に集めやすくするために、前記連通路の前記フィルタから上流側は、前記フィルタから略上下方向に延びる第１連通部と、前記第１連通部に対して横方向に延びる第２連通部とを有し、この空気の流れが変わる部分の最下部に排出口を形成している。

請求項３に記載のキャニスタベント装置では、前記最下部に多くの異物を溜めることができるように、前記最下部には前記異物を所定量収容できる貯蔵室を形成する。

請求項１に記載のキャニスタベント装置によれば、最下部に溜まる異物は、排出口から外部へ排出されるのでフィルタの負担を軽減できる。さらに、排出口がフィルタと入口との間の最下部に形成されることにより、フィルタで捕集された異物がすみやかに排出口まで導かれるようになるので効率よく異物を排出することができる。

請求項２に記載のキャニスタベント装置によれば、排出口は、上下方向に形成される第１連通部の底に形成されることにより異物をより集めやすくなる。さらに、空気は、第２連通部から第１連通部へ流入するとともに、その流れ方向の変化にともなって比較的大きな異物が分離されるので、フィルタの負担を軽減することができる。

請求項３に記載のキャニスタベント装置によれば、排出口が形成される最下部は、所定量の異物を溜められる貯蔵室で形成されているので、異物を多く溜めることができる。

本発明の一実施形態に係るキャニスタベント装置について図１から図３を用いて説明する。図１は、例えば、自動車の蒸発燃料蒸散防止システムを示す図である。例えば内燃式のレシプロエンジンであるエンジン２は、第１流路３を介して燃料タンク４と連通している。燃料タンク４は、内部に燃料ポンプ５を有しており、エンジン２に燃料を供給している。燃料タンク４は、第２流路１０を介してキャニスタ１１に連通している。燃料タンク４の内部で蒸発した燃料は、内部の圧力が高まると第２流路１０を通ってキャニスタ１１に送られる。

キャニスタ１１は、内部に例えば活性炭を有しており、燃料タンク４から送られてくる蒸発した燃料を吸着捕集している。キャニスタ１１は、第３流路１２を介してエンジン２の吸気側、例えば吸気マニホールドと連通している。第３流路１２は、例えばエンジン２の近傍に第３流路１２を開閉する、例えば常閉式のパージバルブ１３を有している。パージバルブ１３は、例えばソレノイドバルブが用いられていてＥＣＵ１４に接続されている。そして、ＥＣＵ１４の制御によって、エンジン２の稼働時に第３流路１２を開放するようにしている。また、キャニスタ１１は、大気開放用の第４流路１５を有している。

このため、ＥＣＵ１４がパージバルブ１３を開くと、エンジン２の吸気負圧により、第４流路１５を介して空気がキャニスタ１１の内部に流入するようになる。キャニスタ１１に流入する空気は、キャニスタ１１の内部に吸着捕集された燃料を離脱させてキャニスタ１１を浄化するとともに燃料とともにエンジン２に吸気されるようになる。

一方、自動車は、燃料タンク４と第２流路１０と第３流路１２とに孔や亀裂が形成されているか否かを確認することを行なう。例えば、燃料タンク４と第２流路１０と第３流路１２とに吸気負圧が働いている状態でパージバルブ１３を閉めるとともに第４流路１５を閉じる。つまり、燃料タンク４から第２流路１０と第３流路１２を経てエンジン２まで形成される空間を負圧状態で密閉する。

また、燃料タンク４は、内部の圧力を検出する圧力センサ２０を有している。圧力センサ２０は、ＥＣＵ１４に接続されており、燃料タンク４から第２流路１０と第３流路１２とを経てエンジン２まで形成される密閉空間の内部の圧力を検出することで燃料タンク４および第２流路１０と第３流路１２とに孔および亀裂が形成されているかどうかを判定している。キャニスタ１１へ大気を流入する構造に戻って、第４流路１５は、開放端にキャニスタベント装置１が接続されている。

図２には、このキャニスタベント装置１の詳細な構造が示されている。同装置１は、図２に示すように、本体部２２と、本体部２２を通って第４流路１５と連通する連通路２３とを有している。

連通路２３は、大気連通用の入口２４と、第４流路１５と連通する出口２５とを有している。入口２４は、ノズル２６と連通しており、ノズル２６の大気側一端（図示せず）は、例えば自動車のリアフェンダの内側に開口している。本体部２２は、内部に入口２４から流入する空気中の異物Ｆを捕集するフィルタ２１を有している。異物Ｆには、例えば水や石や泥などがある。

連通路２３は、フィルタ２１と出口２５との間にベントバルブ３０が取り付けられている。ベントバルブ３０は、例えばソレノイドバルブが用いられる。ベントバルブ３０は、連通路２３を開閉する開閉部３０ａと、開閉部３０ａを駆動するソレノイド部３０ｂとを有している。ベントバルブ３０は、ＥＣＵ１４に接続されており、エンジン２がキャニスタ１１から吸着捕集された燃料を吸入する際に開かれるようになっている。

連通路２３は、ベントバルブ３０から上流側において、第１連通部としてフィルタ２１を挟さんで重力が働く方向に沿って延びる鉛直部２３ａを有している。なお、重力が働く方向を下側として上下方向を定める。鉛直部２３ａは、本体部２２の略中央を通るように形成されている。

鉛直部２３ａは、フィルタ２１よりも上流側が、異物Ｆが集められる貯蔵室３２となっている。貯蔵室３２は、例えば略円柱状であって異物Ｆを所定量溜められるように連通路２３の他の部分の流路断面よりも広く形成されている。貯蔵室３２の側壁３２ａと本体部２２の底壁２２ａとが連続する連続部３３は、なだらかに形成されており、フィルタ２１で捕集されてフィルタ２１から脱離した異物Ｆが貯蔵室３２に滑り落ちやすいようになっている。

連通路２３は、貯蔵室３２より上流側において、第２連通部として、貯蔵室３２の側壁３２ａに開口部３２ｄを有して上下方向に対して略直角方向に延びる水平部２３ｂを形成している。このため、貯蔵室３２の底壁３２ｂは、連通路２３において、最下部となる。

貯蔵室３２は、溜まった異物Ｆを外へ排出するために、図３に示すように底壁３２ｂに排出口３４が形成されている。排出口３４は、例えば略円形であって略円周状に沿って底壁３２ｂの外縁に近い場所に複数形成されている。また、貯蔵室３２の底壁３２ｂは、中央部から縁に向かって下る傾斜を有する形状をしており、排出口３４に異物Ｆが集まりやすくなっている。

貯蔵室３２の底壁３２ｂは、排出口３４の開閉を行なう弁体３５が取り付けられている。弁体３５は、例えば薄膜状の可撓性の樹脂で形成されており、略円状であって中央が盛り上がっており、貯蔵室３２の底壁３２ｂに外面３２ｃから排出口３４を覆って密着する形状をしている。

弁体３５は、略中央に突出して形成される引掛部３５ａを有している。底壁３２ｂは、弁体３５の引掛部３５ａに対応して孔４０が形成されている。引掛部３５ａは、例えば上下方向中央が孔４０の径よりも広くなっている。弁体３５は、引掛部３５ａが孔４０に嵌挿されることによって底壁３２ｂの外面３２ｃに固定される。したがって、排出口３４は、常閉している。弁体３５は、下方にめくれることにより排出口３４を開口する。

一方、キャニスタベント装置１は、図２に示すように、例えば本体部２２の上壁２２ｃに形成される凸部４１に開口部２２ｄが形成されている。開口部２２ｄは、第２連通路４２を介してノズル４４と連通している。ノズル４４は、上流側でノズル２６に合流している。開口部２２ｄは、ダイアフラム４３ａが取り付けられており、開口部２２ｄとダイアフラム４３ａとでダイアフラム式のリリーフバルブ４３を形成している。リリーフバルブ４３は、本体部２２の内部の圧力が所定値よりも低くなると開くようになっている。

次に、キャニスタベント装置１の作用を説明する。ＥＣＵ１４によってパージバルブ１３とベントバルブ３０とが開かれると、エンジン２の吸気負圧によってノズル２６に空気が流入する。ノズル２６に流入した空気は、図２に矢印で示すように、キャニスタベント装置１の入口２４から連通路２３を通って貯蔵室３２へ導かれる。

このとき、空気が水平部２３ｂから貯蔵室３２へ進入すると、その流れ方向が略直角に曲がるため、空気に含まれる水分などは、側壁３２ａに衝突して振り分けられて貯蔵室３２に溜まる。貯蔵室３２で振り分けられなかった異物Ｆを含む空気は、フィルタ２１まで導かれ、フィルタ２１で異物Ｆが捕集される。フィルタ２１を通過した空気は、出口２５から第４流路１５に流入し、キャニスタ１１において吸着捕集された燃料を脱離させてキャニスタ１１を浄化してエンジン２に吸気される。

エンジン２の停止時や、ＥＣＵ１４の制御によりベントバルブ３０が閉じられると、弁体３５に負圧が働かなくなる。このとき、フィルタ２１によって捕集された異物Ｆ、例えばフィルタ２１の下面に吸い付けられているものは、重力によって貯蔵室３２に落下する。弁体３５には貯蔵室３２に溜まった異物Ｆの荷重だけが働くようになる。貯蔵室３２に所定量の異物Ｆが溜まっていると、排出口３４を介して弁体３５に所定量の異物Ｆの重さが加わり、弁体３５は、図３に仮想線で示すように、下側に向かってめくられる。このとき、排出口３４の内側に溜まっている異物Ｆは、排出口３４と弁体３５との隙間からキャニスタベント装置１の外に排出されるようになる。

また、燃料タンク４と第２流路１０と第３流路１２とで形成される密閉空間に孔や亀裂が形成されているか否かを判定する場合には、ＥＣＵ１４の制御によってベントバルブ３０は閉じられる。また、リリーフバルブ４３は、フィルタ２１の通気性が損なわれた場合などに開き、空気は、図２に仮想線の矢印で示すように、フィルタ２１を介さずにキャニスタ１１へ吸入される。

上記構成のキャニスタベント装置１では、貯蔵室３２の底壁３２ｂに溜まった異物は、排出口３４より排出されるので、フィルタ２１の上流側に異物が過度に溜まることがなくなる。したがって、溜まった異物Ｆがフィルタ２１まで達することがなくなり、フィルタ２１が異物Ｆでつまることがないので、フィルタ２１の負担を軽減することができる。さらに、排出口３４は、貯蔵室３２の底壁３２ｂに形成されており、かつ弁体３５は、可撓性の樹脂を用いて形成されているので、貯蔵室３２に溜まった異物Ｆを異物Ｆの自重を利用して効率良く排出することができる。

また、貯蔵室３２は、上下方向に延びる略直線形状であるので、フィルタ２１で捕集された異物Ｆが速やかに排出口３４まで導かれる。さらに、空気は、水平部２３ｂから貯蔵室３２にかけて流路方向が略直角に変更するのに伴って側壁３２ａに衝突して水などが分離されるので、フィルタ２１の負担を軽減することができる。また、貯蔵室３２は、連通路２３の他の部分の流路断面に比べて広く形成されているので、異物Ｆを多く溜めることができる。

なお、排出口３４は、貯蔵室３２の底壁３２ｂに形成されているが、これに限定されるものではなく、フィルタ２１の上流側の最下部に形成されていればよい。例えば、水平部２３ｂが斜め下方に延びるように形成されているような場合には、排出口３４は、水平部２３ｂの最下部に形成されてもよい。また、貯蔵室３２は、略円柱形状をしているが、直線状であれば例えば四角柱などでもよく、形状は限定されない。また、パージバルブ１３とベントバルブ３０とは、ソレノイドバルブが用いられているが、これは特に限定されるものではない。また、リリーフバルブ４３は、ダイアフラム式が用いられているが、これは、特に限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係る蒸発燃料蒸散防止システムを示す図。 本発明の一実施形態に係るキャニスタベント装置の一部を切欠いて示す正面図。 図２に示すキャニスタベント装置の貯蔵室を拡大して示す斜視図。

符号の説明

１…キャニスタベント装置、２１…フィルタ、２３…連通路、２３ａ…鉛直部（第１連通部）、２３ｂ…水平部（第２連通部）、２４…入口、２５…出口、３０…ベントバルブ、３２…貯蔵室、３２ｂ…底壁（最下部）、３４…排出口、３５…弁体。

Claims (3)

1. 大気に連通する入口とキャニスタに連通する出口とを連通する連通路と、
   前記連通路の内部に配置される異物捕集用のフィルタと、
   前記出口と前記フィルタとの間に配置されて前記連通路を開閉するバルブとを具備するキャニスタベント装置において、
   前記連通路は、前記入口と前記フィルタとの間に形成される最下部に，当該最下部に溜まる異物を排出する排出口を形成し、前記排出口に、前記異物が所定量になると開弁する弁体を設けたことを特徴とするキャニスタベント装置。
2. 前記連通路の前記フィルタから上流側は、前記フィルタから略上下方向に延びる第１連通部と、前記第１連通部に対して横方向に延びる第２連通部とを有しており、前記排出口は、前記第１連通部の最下部に形成されることを特徴とする請求項１に記載のキャニスタベント装置。
3. 前記最下部には、前記異物を所定量収容できる貯蔵室が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャニスタベント装置。

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