JP2008163922A - エンジンの蒸発燃料吸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バックファイアの発生に伴ってフィルタが損傷する場合でも、同フィルタから吸着剤が吸気通路に飛散することを抑制することのできるエンジンの蒸発燃料吸着装置を提供する。
【解決手段】エンジンの蒸発燃料吸着装置３０は、蒸発燃料を吸着する吸着剤３１が内包され、エアクリーナの通路断面を覆うように設けられたシート状のフィルタ３２を備える。このフィルタ３２は吸着剤３１が収容され、その面方向に隣接する複数の収容室３３Ａ〜３３Ｄに区画し、それら収容室３３Ａ〜３３Ｄ間における吸着剤３１の移動を規制する区画部３２Ｄ〜３２Ｇを有し、該区画部３２Ｄ〜３２Ｇには収容室３３Ａ〜３３Ｄを構成する他の部分に比べて強度の低い切り込み３４Ｄ〜３４Ｇが形成される。
【選択図】図２

Description

この発明は、蒸発燃料を吸着する吸着剤が内包され、吸気通路の通路断面を覆うように設けられたシート状のフィルタを備えるエンジンの蒸発燃料吸着装置に関する。

従来、この種のエンジンの蒸発燃料吸着装置としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。図６に、特許文献１に記載の装置も含め、こうしたエンジンの蒸発燃料吸着装置として従来一般に採用されている装置の概要を断面図として示す。

図６に示されるように、この蒸発燃料吸着装置１３０は、蒸発燃料を吸着する吸着剤１３１が内包され、吸気通路２の一部をなすエアクリーナ２０の通路断面を覆うように設けられたシート状のフィルタ１３２を含んで構成されている。フィルタ１３２は、エアクリーナ２０の筐体２１内において吸入空気中の塵埃を捕捉するエレメント２２の配設位置よりも吸気下流側に設けられている。こうした蒸発燃料吸着装置１３０によれば、吸気通路２内に滞留する蒸発燃料が吸着剤１３１によって吸着されることで、蒸発燃料の外部への放出が抑制されるようになる。
特開２００３―２１４２６４号公報

ところで、エンジンの冷間始動時には、燃焼行程に発生した火炎が次の吸気行程まで消えずに残っていることがある。そして、吸気バルブが開弁する際に、シリンダ内の火炎が吸気ポートを通じて吸気通路２内に滞留する蒸発燃料に引火する現象、いわゆるバックファイアが生じることがある。この場合、バックファイアに伴う高圧の燃焼ガスが吸気通路２を逆流し、これがエアクリーナ２０にまで達すると、フィルタ１３２が燃焼ガスの衝撃力を受けて破損することがあり、フィルタ１３２に内包される吸着剤１３１が吸気通路２に飛散するといった問題が生じることがある。こうした吸着剤の飛散が生じると、その飛散した吸着剤が吸気バルブやピストンに噛み込まれてしまうおそれがある。

なお、こうした問題は、蒸発燃料吸着装置がエアクリーナの内部に設けられるものに限られるものではなく、吸気通路のいずれかの部位に設けられるものにおいては概ね共通したものとなっている。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、バックファイアの発生に伴ってフィルタが損傷する場合でも、同フィルタから吸着剤が吸気通路に飛散することを抑制することのできるエンジンの蒸発燃料吸着装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、蒸発燃料を吸着する吸着剤が内包され、吸気通路の通路断面を覆うように設けられたシート状のフィルタを備えるエンジンの蒸発燃料吸着装置において、前記フィルタは前記吸着剤が収容され、その面方向に隣接する複数の収容室に区画し、それら収容室間における吸着剤の移動を規制する区画部を有し、該区画部には前記収容室を構成する他の部分に比べて強度の低い脆弱部が形成されることをその要旨とする。

同構成によれば、エンジンのバックファイアに伴う燃焼ガスの衝撃圧がフィルタに作用した場合、同フィルタは区画部に形成された脆弱部において開裂するようになる。そして、このようにフィルタをその脆弱部において開裂させることにより、燃焼ガスの衝撃圧をフィルタの上流側に逃がすとともに、燃焼ガスの衝撃エネルギを吸収することができ、フィルタにおいて収容室が形成される部分を燃焼ガスの衝撃圧から保護することができる。このため、バックファイアの発生に伴ってフィルタが損傷する場合でも、同フィルタの収容室から吸着剤が吸気通路に飛散することを抑制することができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエンジンの蒸発燃料吸着装置において、前記脆弱部は、前記フィルタ上にてエンジンのバックファイアに伴う燃焼ガスの衝撃圧が最大となる部分を含んで形成されることをその要旨とする。

同構成によれば、エンジンのバックファイアに伴う燃焼ガスの衝撃圧がフィルタに作用した場合、脆弱部をより確実に開裂させることができ、この開裂した部分を通じて燃焼ガスの衝撃圧をフィルタの上流側に逃がして吸着剤の飛散を抑制することができる。

通常、フィルタは、吸気通路の一部をなすエアクリーナの内部に設けられることが多く、この場合、エアクリーナの吸気下流側に接続される吸気管の中心軸とフィルタとの交点近傍が、フィルタ表面においてエンジンのバックファイアに伴う燃焼ガスの衝撃圧が最大となりやすい。

この点、請求項３に記載の発明によるように、前記フィルタが吸気通路の一部をなすエアクリーナの内部に設けられるものであり、前記脆弱部が前記エアクリーナの吸気下流側に接続される吸気管の中心軸と前記フィルタとの交点近傍に形成されるといった構成を採用すれば、請求項２に記載の発明と同様の効果を奏することができるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のエンジンの蒸発燃料吸着装置において、前記脆弱部は、前記エアクリーナの吸気下流側に接続される吸気管の中心軸と前記フィルタとの交点近傍から前記フィルタの周縁部に向けて放射状に形成されることをその要旨とする。

同構成によれば、脆弱部は、エアクリーナの吸気下流側に接続される吸気管の中心軸とフィルタとの交点近傍からフィルタの周縁部に向けて円滑に開裂されることとなる。
具体的には、請求項５に記載の発明によるように、前記脆弱部が前記フィルタの面に沿って延びるように形成される切り込みであるといった構成を採用することができる。

以下、この発明にかかるエンジンの蒸発燃料吸着装置を具体化した一実施の形態について図１〜図３に基づき説明する。
図１は、この実施の形態の蒸発燃料吸着装置を備えるエンジンの吸気通路についてその断面構造を示した断面図である。

同図１に示されるように、エンジンの吸気通路２には吸気を濾過するためのエアクリーナ２０が設けられている。エアクリーナ２０は、略直方体形状をなす筐体２１を備えており、同筐体２１には、その吸気上流側に上流側吸気管１１が、その吸気下流側に下流側吸気管１２がそれぞれ接続されている。これら上流側吸気管１１及び下流側吸気管１２は、同一の中心軸Ｃを有するように、且つ同中心軸Ｃが筐体２１の中心軸Ｂに対し偏倚して接続されている。また、筐体２１の内部には通路断面を覆うようにエレメント２２が設けられており、このエレメント２２により吸入空気に含まれる塵埃が捕捉される。

この実施の形態の蒸発燃料吸着装置３０は、蒸発燃料を吸着する吸着剤３１が内包され、エアクリーナ２０の通路断面を覆うように設けられたシート状のフィルタ３２を含んで構成されている。フィルタ３２は、エアクリーナ２０の筐体２１内においてエレメント２２よりも吸気下流側に設けられている。なお、この実施の形態では、吸着剤３１として粒状の活性炭を採用している。こうした蒸発燃料吸着装置３０によれば、吸気通路２内に滞留する蒸発燃料が吸着剤３１によって吸着されることで、蒸発燃料の外部への放出が抑制される。

次に、フィルタ３２の具体的な形状について、図２及び図３を参照して説明する。
図２（ａ）は、図１に示すエアクリーナ２０のＡ―Ａ断面図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＢ−Ｂ断面図である。

同図２（ｂ）に示されるように、フィルタ３２は、吸気上流側に位置する合成樹脂製の不織布３２Ａ、及び吸気下流側に位置する合成樹脂製の不織布３２Ｂを含んで構成されている。また、これら不織布３２Ａ，３２Ｂ間には吸着剤３１が内包されている。より具体的には、図２（ａ）に示されるように、これら不織布３２Ａ，３２Ｂは、それらの面における周縁部において所定の幅Ｌ１を有する外側区画部３２Ｃにて互いに溶着されている。また、これら不織布３２Ａ，３２Ｂは、その面に沿って延びるように形成される４つの内側区画部３２Ｄ〜３２Ｇにて互いに溶着されている。これら内側区画部３２Ｄ〜３２Ｇは、下流側吸気管１２の中心軸Ｃとフィルタ３２との交点Ｆ（図１も併せ参照）の近傍からフィルタ３２の周縁部である外側区画部３２Ｃの４つの隅部３２Ｋ〜３２Ｎまでの領域にわたって所定の幅Ｌ２を有してそれぞれ形成されている。すなわち、内側区画部３２Ｄ〜３２Ｇは交点Ｆの近傍からフィルタ３２の外側区画部３２Ｃに向けて放射状に形成されている。そして、これら外側区画部３２Ｃと内側区画部３２Ｄ〜３２Ｇとによってこれら不織布３２Ａ，３２Ｂが互いに溶着されることにより、これら不織布３２Ａ，３２Ｂの間に形成される収容空間が、フィルタ３２の面方向に隣接する４つの収容室３３Ａ〜３３Ｄに区画されている。こうした構成によれば、これら収容室３３Ａ〜３３Ｄ間における吸着剤３１の移動が相互に規制されることとなる。

ここで、内側区画部３２Ｄ〜３２Ｇには、それらの延びる方向に沿ってそれらの中心を通るようにミシン目状の切り込み３４Ｄ〜３４Ｇが形成されている。
図３は、図１に示すエアクリーナ２０のＡ―Ａ断面図であって、エンジンのバックファイアに伴う燃焼ガスの衝撃圧の分布を等圧線として併せ示したものである。

同図３に示されるように、エンジンのバックファイアに伴う燃焼ガスの衝撃圧Ｐは、フィルタ３２の面上のうち、下流側吸気管１２の中心軸Ｃとフィルタ３２との交点Ｆの近傍において最も高くなる。この実施の形態では、各切り込み３４Ｄ〜３４Ｇについてその長さを上記衝撃圧Ｐの分布に応じて設定するようにしている。具体的には、内側区画部３２Ｄ〜３２Ｇのうち、衝撃圧Ｐが比較的広い範囲で作用する内側区画部３２Ｅについてはその切り込み３４Ｅの長さを他の切り込み３４Ｄ，３４Ｆ，３４Ｇよりも長く設定するようにしている。

以上説明したこの実施の形態にかかるエンジンの蒸発燃料吸着装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）フィルタ３２は、吸着剤３１が収容され、その面方向に隣接する４つの収容室３３Ａ〜３３Ｄに区画し、それら収容室３３Ａ〜３３Ｄ間における吸着剤３１の移動を規制する区画部３２Ｄ〜３２Ｇを有するものとした。また、区画部３２Ｄ〜３２Ｇには収容室３３Ａ〜３３Ｄを構成する他の部分に比べて強度の低い切り込み３４Ｄ〜３４Ｇを形成することとした。

これにより、エンジンのバックファイアに伴う燃焼ガスの衝撃圧がフィルタ３２に作用した場合、同フィルタ３２は区画部３２Ｄ〜３２Ｇに形成された切り込み３４Ｄ〜３４Ｇにおいて開裂するようになる。そして、このようにフィルタ３２をその切り込み３４Ｄ〜３４Ｇにおいて開裂させることにより、燃焼ガスの衝撃圧をフィルタ３２の上流側に逃がすとともに、燃焼ガスの衝撃エネルギを吸収することができ、フィルタ３２において収容室３３Ａ〜３３Ｄが形成される部分を燃焼ガスの衝撃圧から保護することができる。このため、バックファイアの発生に伴ってフィルタ３２が損傷する場合でも、同フィルタ３２の収容室３３Ａ〜３３Ｄから吸着剤３１が吸気通路２に飛散することを抑制することができるようになる。

（２）切り込み３４Ｄ〜３４Ｇを、エアクリーナ２０の吸気下流側に接続される下流側吸気管１２の中心軸Ｃとフィルタ３２との交点Ｆの近傍、すなわちフィルタ３２上にてバックファイアに伴う燃焼ガスの衝撃圧が最大となる部分を含んで形成することとした。これにより、エンジンのバックファイアに伴う燃焼ガスの衝撃圧がフィルタ３２に作用した場合、切り込み３４Ｄ〜３４Ｇをより確実に開裂させることができ、この開裂した部分を通じて燃焼ガスの衝撃圧をフィルタ３２の上流側に逃がして吸着剤３１の飛散を抑制することができる。

（３）切り込み３４Ｄ〜３４Ｇを、エアクリーナ２０の吸気下流側に接続される下流側吸気管１２の中心軸Ｃとフィルタ３２との交点Ｆの近傍からフィルタ３２の周縁部に向けて放射状に形成することとした。これにより、切り込み３４Ｄ〜３４Ｇは、エアクリーナ２０の吸気下流側に接続される下流側吸気管１２の中心軸Ｃとフィルタ３２との交点Ｆの近傍からフィルタ３２の隅部３２Ｋ〜３２Ｎに向けて円滑に開裂されることとなる。

なお、この発明にかかるエンジンの蒸発燃料吸着装置は、上記実施の形態にて例示した構成に限定されるものではなく、その実施の形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。

・上記実施の形態では、切り込み３４Ｄ〜３４Ｇの長さを、エアクリーナ２０の吸気下流側に接続される下流側吸気管１２の中心軸Ｃとフィルタ３２との交点Ｆから、エンジンのバックファイアに伴う燃焼ガスの衝撃圧の分布に応じて設定するようにしているが、切り込みの長さはこれに限られるものではなく、これを任意に変更してもよい。例えば、エアクリーナ２０の吸気下流側に接続される下流側吸気管１２の中心軸Ｃとフィルタ３２の交点Ｆから隅部３２Ｋ〜３２Ｎにかけて形成するようにしてもよい。

・上記実施の形態では、脆弱部としてミシン目状の切り込み３４Ｄ〜３４Ｇを採用しているが、脆弱部の構成はこれに限られるものではなく、他に例えば、図４に示すように、脆弱部が、内側区画部２３２Ｄにおいて、フィルタ２３２Ａ，２３２Ｂのうち収容室を構成する他の部分に比べてその厚さが薄い薄肉部２３４Ｄとして形成されるものであってもよい。

・上記実施の形態では、４つの収容室３３Ａ〜３３Ｄ及び４つの内側区画部３２Ｄ〜３２Ｇを有するものについて例示したが、収容室及び内側区画部の数はこれに限られるものではなく、これを３つ若しくは、５つ以上としてもよい。

・上記実施の形態のように、内側区画部３２Ｄ〜３２Ｇ及び脆弱部を、エアクリーナ２０の吸気下流側に接続される下流側吸気管１２の中心軸Ｃとフィルタ３２との交点Ｆの近傍からフィルタ３２の周縁部の４つの隅部３２Ｋ〜３２Ｎに向けて放射状に形成することが、フィルタ３２の円滑な開裂を促す上では望ましい。しかし、フィルタ３２の円滑な開裂が要求されない場合には、内側区画部及び脆弱部をこのように放射状に形成しなくともよい。例えば、図５に示すように、外側区画部３３２Ｃと直線形状の内側区画部３３２Ｄによって、フィルタの面方向に隣接する２つの収容室３３３Ａ，３３３Ｂに区画するとともに、同内側区画部３３２Ｄに沿うように脆弱部３３４Ｄを設けるようにしてもよい。この場合であっても、エンジンのバックファイアに伴う燃焼ガスの衝撃圧がフィルタに作用した場合に、同フィルタを脆弱部３３４Ｄにおいて開裂させることはでき、燃焼ガスの衝撃圧をフィルタの上流側に逃がすとともに、燃焼ガスの衝撃エネルギを吸収することもできる。

・上記実施の形態のように、脆弱部をエアクリーナ２０の吸気下流側に接続される下流側吸気管１２の中心軸Ｃとフィルタ３２との交点Ｆの近傍に形成すること、すなわち脆弱部をフィルタ３２上にてエンジンのバックファイアに伴う燃焼ガスの衝撃圧が最大となる部分を含んで形成することが、開裂した部分を通じて燃焼ガスの衝撃圧をフィルタ３２の上流側に効果的に逃がす上では望ましい。しかし、バックファイアによる衝撃圧が作用したときにフィルタ３２を開裂させることができれば、こうした構成を必ずしも採用する必要はなく、衝撃圧が最大となる部分以外の部分にこうした脆弱部を形成してもよい。

・上記実施の形態では、エアクリーナ２０の内部にフィルタ３２を設けることとしたが、フィルタの配設位置はこれに限られるものではなく、吸気通路の通路断面を覆うように設けられるものであればこれを任意の位置に変更することができる。要するに、吸着剤がフィルタに収容され、その面方向に隣接する複数の収容室に区画し、それら収容室間における吸着剤の移動を規制する区画部を有し、該区画部には収容室を構成する他の部分に比べて強度の低い脆弱部が形成されているものであればよい。

この発明にかかるエンジンの蒸発燃料吸着装置を備える吸気通路についてその断面構造を示した断面図。 （ａ）は、図１に示すエアクリーナのＡ―Ａ断面図。（ｂ）は、図２（ａ）に示すＢ−Ｂ断面図。 図１に示すエアクリーナ２０のＡ―Ａ断面図であって、エンジンのバックファイアに伴う燃焼ガスの衝撃圧の分布を等圧線として併せ示した断面図。 上記実施の形態の変更例にかかるエンジンの蒸発燃料吸着装置の部分断面構造を示した部分断面図。 上記実施の形態の他の変更例にかかるエンジンの蒸発燃料吸着装置を備える吸気通路についてその断面構造を示した断面図。 従来のエンジンの蒸発燃料吸着装置の断面構造を示す断面図。

符号の説明

２…吸気通路、１１…上流側吸気管、１２…下流側吸気管、２０…エアクリーナ、２１…筐体、２２…エレメント、３０…蒸発燃料吸着装置、３１，１３１…吸着剤、３２、１３２…フィルタ、３２Ａ，３２Ｂ，２３２Ａ，２３２Ｂ…不織布、３２Ｃ，３３２Ｃ…外側区画部、３２Ｄ〜３２Ｇ，２３２Ｄ，３３２Ｄ…内側区画部、３２Ｋ〜３２Ｎ…隅部、３３Ａ〜３３Ｄ，３３３Ａ，３３３Ｂ…収容室、３４Ｄ〜３４Ｇ…切り込み、２３４Ｄ…薄肉部、３３４Ｄ…脆弱部。

Claims (5)

1. 蒸発燃料を吸着する吸着剤が内包され、吸気通路の通路断面を覆うように設けられたシート状のフィルタを備えるエンジンの蒸発燃料吸着装置において、
   前記フィルタは前記吸着剤が収容され、その面方向に隣接する複数の収容室に区画し、それら収容室間における吸着剤の移動を規制する区画部を有し、該区画部には前記収容室を構成する他の部分に比べて強度の低い脆弱部が形成される
   ことを特徴とするエンジンの蒸発燃料吸着装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの蒸発燃料吸着装置において、
   前記脆弱部は、前記フィルタ上にてエンジンのバックファイアに伴う燃焼ガスの衝撃圧が最大となる部分を含んで形成される
   ことを特徴とするエンジンの蒸発燃料吸着装置。
3. 請求項１又は２に記載のエンジンの蒸発燃料吸着装置において、
   前記フィルタは吸気通路の一部をなすエアクリーナの内部に設けられるものであり、
   前記脆弱部は前記エアクリーナの吸気下流側に接続される吸気管の中心軸と前記フィルタとの交点近傍に形成される
   ことを特徴とするエンジンの蒸発燃料吸着装置。
4. 請求項３に記載のエンジンの蒸発燃料吸着装置において、
   前記脆弱部は、前記エアクリーナの吸気下流側に接続される吸気管の中心軸と前記フィルタとの交点近傍から前記フィルタの周縁部に向けて放射状に形成される
   ことを特徴とするエンジンの蒸発燃料吸着装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のエンジンの蒸発燃料吸着装置において、
   前記脆弱部は前記フィルタの面に沿って延びるように形成される切り込みである
   ことを特徴とするエンジンの蒸発燃料吸着装置。

Images