JP2009203838A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャニスタ１のパージ効率向上を図る。
【解決手段】活性炭１１が充填された第１及び第２充填室１２、１３がケーシング２内に形成された蒸発燃料処理装置１において、第１充填室１２は、仕切壁１６の先端１６ａよりも第１充填室１２の他端側に位置する吸着材が充填されていない空間２５によって、一端側第１充填室１２ａと他端側第１充填室１２ｂとに分割され、空間２５内の一端側第１充填室１２ａ側には、複数の貫通孔が形成された第１多孔板２９が配置され、貫通孔は、圧力勾配を持たせて一端側第１充填室１２ａのパージされずらい領域に対して空気が流れやすくなるよう、パージポート側に比べてチャージポート側に位置するほど大径となるように形成されている。これによって、キャニスタ１のパージ効率向上を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用の燃料タンクから蒸発した燃料を吸着して、その燃料をエンジン稼働時に燃焼させるキャニスタに代表される蒸発燃料処理装置に関する。

ガソリンを燃料とする自動車では、燃料タンク内の蒸発燃料が大気に放出されるのを抑制するために、蒸発燃料処理装置としてキャニスタが一般的に用いられている。

キャニスタは、停車時等に燃料タンク内から発生する蒸発燃料を活性炭からなる吸着材に吸着させ、エンジン稼働時にキャニスタを通して吸気を行うことにより、キャニスタの大気ポートから導入した大気によってキャニスタ内をパージし、吸着した蒸発燃料を脱離させてエンジン内で燃焼させる仕組みとなっている。そして、このパージにより蒸発燃料の脱離によって吸着材の吸着性能を復活させ、蒸発燃料を繰り返し良好に吸着することが可能となる。

ところで、北米を中心に蒸発燃料の大気拡散規制が厳しくなっている昨今、排気エミッションへの影響を防止することが望まれており、キャニスタに流入した蒸発燃料が、キャニスタ内の吸着材層を通らず直接パージポートへ抜けてしまわないように構成されたキャニスタが従来から知られている。

例えば、特許文献１には、容器内に吸着材を充填して形成した吸着材室の一端に燃料タンクに連通するチャージポートと吸気系に連通するパージポートとが隣接して接続され、かつチャージポートとパージポートとの間に、吸着材が充填された吸着材室の内部まで突出する仕切壁が設けられた構成が開示されている。
特開２００１−２３４８１７号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示されるようなキャニスタにおいては、吸着材室内に仕切壁が存在することにより、仕切壁の影響によりチャージポート近傍の吸着材層は、パージの際、パージ空気が十分に流入しない為、パージされづらい領域が吸着材室内に生じてしまい、全体としてキャニスタのパージ効率が低下してしまうという問題がある。

そこで、本発明の蒸発燃料処理装置は、蒸発燃料の吸着・脱離を行う吸着材が充填された第１及び第２充填室がケーシング内に形成され、上記第１充填室の一端側には燃料タンクに接続されるチャージポートとエンジンの吸気側に接続されるパージポートとが隣接して接続され、上記第２充填室には大気に連通する大気ポートが接続され、上記チャージポートは通気性を有する第１スクリーン部材を介して上記第１充填室と連通し、上記パージポートは通気性を有する第２スクリーン部材を介して上記第１充填室と連通し、上記第１スクリーン部材と上記第２スクリーン部材とは両者の間に位置するよう上記ケーシングから上記第１充填室内まで突出した仕切壁によって仕切られて構成されたものであって、上記第１充填室は、上記仕切壁の先端よりも上記第１充填室の他端側に位置する吸着材が充填されていない空間によって、一端側第１充填室と他端側第１充填室とに分割され、上記空間内の上記一端側第１充填室側には、複数の貫通孔が形成された第１多孔板が配置され、上記第１多孔板の貫通孔は、圧力勾配を持たせて上記一端側第１充填室のパージされずらい領域に対して空気が流れやすくなるよう、パージポート側に比べてチャージポート側に位置するほど大径となるように形成されている。これによって、上記一端側第１充填室内のパージされずらい領域に向かって圧力勾配を生じさせることで、この一端側第１充填室内のパージされずらい領域を減少させることができる。

また、蒸発燃料処理装置は、蒸発燃料の吸着・脱離を行う吸着材が充填された第１及び第２充填室がケーシング内に形成され、上記第１充填室の一端側には燃料タンクに接続されるチャージポートとエンジンの吸気側に接続されるパージポートとが隣接して接続され、上記第２充填室には大気に連通する大気ポートが接続され、上記チャージポートは通気性を有するスクリーン部材を介して上記第１充填室と連通し、上記パージポートには上記スクリーン部材を貫通し、その先端が上記第１充填室内に位置する筒状部材が接続され、上記パージポートは上記筒状部材の先端に取り付けられた通気性を有する先端スクリーン部材を介して、上記第１充填室と連通するよう構成し、上記第１充填室は、上記先端スクリーン部材よりも上記第１充填室の他端側に位置する吸着材が充填されていない空間によって、一端側第１充填室と他端側第１充填室とに分割され、上記空間内の上記一端側第１充填室側には、複数の貫通孔が形成された第１多孔板が配置され、上記第１多孔板の貫通孔は、圧力勾配を持たせて上記一端側第１充填室のパージされずらい領域に対して空気が流れやすくなるよう、パージポート側に比べてチャージポート側に位置するほど大径となるように形成してもよい。この場合にも、上記一端側第１充填室内のパージされずらい領域に向かって圧力勾配を生じさせることで、この一端側第１充填室内のパージされずらい領域を減少させることができる。

そして、上記第１多孔板のチャージポート側の貫通孔を、他端側第１充填室側の開口が一端側第１充填室側の開口よりパージポート側に位置するよう形成してもよい。

また、上記第１多孔板において、チャージポート側の貫通孔の一端側第１充填室側の開口縁のパージポート側に、上記一端側第１充填室に向かって延びるガイド突起を形成してもよい。

そして、上記空間内の上記他端側第１充填室側に、複数の貫通孔が形成された第２多孔板を配置すれば、パージの際に第２多孔板で空気を確実に整流させることができる。

本発明によれば、一端側第１充填室内のパージされずらい領域を減少させることができるので、総じて蒸発燃料処理装置のパージ効率を向上させることができる。

そして、第１多孔板のチャージポート側の貫通孔を、他端側第１充填室側の開口が一端側第１充填室側の開口よりパージポート側に位置するよう形成したり、第１多孔板において、チャージポート側の貫通孔の一端側第１充填室側の開口縁のパージポート側に、一端側第１充填室に向かって延びるガイド突起を形成すれば、さらに効果的に一端側第１充填室内のパージされずらい領域に向かって圧力勾配を生じさせることできる。

また、空間内の他端側第１充填室側に第２多孔板を配置すれば、パージの際にこの第２多孔板で空気を確実に整流させることができるので、第１多孔板により効果的に一端側第１充填室内のパージされずらい領域に向かって圧力勾配を生じさせることができる。つまり、第２多孔板を設けると、一層効果的に一端側第１充填室のパージされづらい領域を減少させることができるので、蒸発燃料処理装置のパージ効率を向上させる上で有利である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る蒸発燃料処理装置１（以下、キャニスタ１と記す）を示している。

このキャニスタ１のケーシング２は、合成樹脂材料からなり、主ケース３と、この主ケース３の長手方向の他端側の開口を閉塞するキャップ４と、から大略構成されている。

主ケース３は、一端側にエンジン（図示せず）の吸気系に接続されるパージポート５と燃料タンク（図示せず）に接続されるチャージポート６とが隣接して設けられた略筒状の細長い第１筒状部７と、一端側に大気に連通する大気ポート８が設けられた細長い第２筒状部９と、を有している。第１筒状部７の他端及び第２筒状部９の他端はそれぞれ開口しており、上述のキャップ４で閉塞される。

これら第１筒状部７と第２筒状部９とは、互いに隣接し合うように配置され補強用のリブ１０によって連結されており、主ケース３は、全体として略箱形の直方体形状を呈している。

第１筒状部７及び第２筒状部９の内部には、蒸発燃料の吸着・脱離を行う吸着材として活性炭１１が充填された細長い第１、第２充填室１２，１３がそれぞれ形成されている。

第１充填室１２の一端側は、通気性を有する第１スクリーン部材１４を介してチャージポート６に連通すると共に、通気性を有する第２スクリーン部材１５を介してパージポート５に連通している。

第１スクリーン部材１４と第２スクリーン部材１５とは、第１筒状部７の一端側側壁面７ａから第１筒状部７他端側（図１における左側）に向かって第１充填室１２内まで突出した仕切壁１６によって仕切られ、かつ第１スクリーン部材１４が第２スクリーン部材１５に対して第１充填室１２他端側（図１における左側）にオフセットしている。換言すると、第１充填室１２に対するチャージポート６の接続位置が、第１充填室１２に対するパージポート５の接続位置に対して、第１充填室１２他端側にオフセットしている。

第１充填室１２他端側は、通気性を有する第３スクリーン部材１７を介して、主ケース３の他端部（図１における左側端部）とキャップ４とによって構成された接続路１８に連通している。第３スクリーン部材１７は、スプリング１９のバネ力を受けた多孔板２０により第１充填室１２一端側（図１における右側）に向かって付勢されている。

また、第１充填室１２は、空間２５によって、図１における右側の一端側第１充填室１２ａと、図１における左側の他端側第１充填室１２ｂとに分割されている（詳細は後述する）。

第２充填室１３一端側（図１における右側）は、通気性を有する第４スクリーン部材２１を介して大気ポート８に連通している。第２充填室１３他端側（図１における左側）は、通気性を有する第５スクリーン部材２２を介して接続路１８に連通している。第５スクリーン部材２２は、スプリング２３のバネ力を受けた多孔板２４により第２充填室１３一端側に向かって付勢されている。

第１充填室１２の他端及び第２充填室１３の他端は、接続路１８を介して接続されており、ケーシング２の内部は、接続路１８において折り返す略Ｕ字状の通路構造となっている。

ここで、第１充填室１２を一端側第１充填室１２ａと他端側第１充填室１２ｂとに分割する空間２５は、仕切壁１６の先端１６ａよりも第１充填室１２の他端側（図１における左側）に位置し、かつ仕切壁１６の先端１６ａに近接するよう形成されている。

空間２５は、第６スクリーン部材２６を介して一端側第１充填室１２ａと連通し、第７スクリーン部材２７を介して他端側第１充填室１２ｂと連通している。

空間２５の一端側第１充填室１２ａ側には、図２及び図３に示すように、複数の貫通孔２８が形成された略矩形板状の第１多孔板２９が配置されている。空間２５の他端側第１充填室１２ｂ側には、図４及び図５に示すように、複数の同一径の貫通孔３０が形成された略矩形板状の第２多孔板３１が配置されている。つまり、第１充填室１２の一端側から第６スクリーン部材２６、第１多孔板２９、第２多孔板３１、第７スクリーン部材２７の順でそれぞれが配置されている。

第１多孔板２９の貫通孔２８は、パージポート側（図２、図３における右側）に比べてチャージポート側（図２、図３における左側）に位置するほど大径となるように形成されている。

また第１多孔板２９は、チャージポート側（図２、図３における左側）の貫通孔２８の一端側第１充填室１２ａ側の開口縁のパージポート側（図２、図３における右側）に、一端側第１充填室１２ａ側の開口縁に沿った円弧状を呈し、一端側第１充填室１２ａに向かって延びるガイド突起２９ａが形成されている。

尚、各スクリーン部材１４，１５，１７，２１，２２，２６，２７は、ウレタンまたは不織布からなり、吸着材である活性炭１１のもれを防止しつつ保持する機能を有するものである。また、図１中の３２は、第１多孔板２９と第２多孔板３１とに挟み込まれ、両者の間隔を所定間隔に維持する支持部材である。

キャニスタ１をパージする際には、パージポート５に印加される負圧により、第１充填室１２内に圧力勾配が生じる。ここで、上述した本発明の第１実施形態においては、第１充填室１２内に活性炭１１が充填されていない空間２５が設けられ、この空間２５内に第１多孔板２９、第２多孔板３１とが配置されているので、パージの際に第２多孔板３１で整流された空気を、第１多孔板２９によって、一端側第１充填室１２ａのチャージポート側に存在するパージされづらい領域に積極的に導入することができる。つまり、一端側第１充填室１２ａのパージされづらい領域、すなわちチャージポート６の近傍の吸着材層にあるパージされづらい領域に向かって、圧力勾配を生じさせることで、効果的に第１充填室１２のパージされづらい領域を減少させることができ、キャニスタ１のパージ効率を向上させることができる。

尚、第１多孔板２９のガイド突起２９ａは省略することも可能である。但し、この場合には、ガイド突起２９ａが設けられている場合に比べてキャニスタのパージ効率は低下することになる。

以下、本発明の他の実施形態について説明するが、上述した第１実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

次に、図６を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態におけるキャニスタ４１は、上述した第１実施形態のキャニスタ１と略同一構成となっているが、仕切壁１６に相当する構成がなく、第１充填室１２の一端が単一のスクリーン部材４２によって規定され、チャージポート６はこのスクリーン部材４２を介して第１充填室１２と連通し、パージポート５にはこのスクリーン部材４２を貫通する筒状部材としてのパイプ４３が接続されている。そして、パイプ４３は、その先端が第１充填室１２内に位置するように設定され、かつパイプ４３先端に、パイプ４３内部に第１充填室１２内に充填された活性炭１１が入り込まないようにするため、通気性を有する先端スクリーン部材としてのパイプ用スクリーン部材４４が取り付けられている。

そして、第１充填室１２を一端側第１充填室１２ａと他端側第１充填室１２ｂとに分割する空間２５は、パイプ用スクリーン部材４４よりも第１充填室１２の他端側（図６における左側）に位置し、かつパイプ用スクリーン部材４４に近接するよう形成されている。

このような第２実施形態のキャニスタ４１においても、上述した第１実施形態と同様に、パージの際に第２多孔板３１で整流された空気を、第１多孔板２９によって、一端側第１充填室１２ａのチャージポート６近傍の吸着材層に存在するパージされづらい領域に積極的に導入することができる。つまり、一端側第１充填室１２ａのパージされづらい領域、すなわち第１充填室１２のパージされづらい領域に向かって、圧力勾配を生じさせることで、第１充填室１２のパージされづらい領域を減少させることができ、キャニスタ４１のパージ効率を向上させることができる。

また、上述した第１実施形態及び第２実施形態においては、図７及び図８に示すような第１多孔板５１を用いることも可能である。この第１多孔板５１の貫通孔５２は、パージポート側（図７、図８における右側）に比べてチャージポート側（図７、図８における左側）に位置するほど大径となるように形成されている。そして、第１多孔板５１のチャージポート側の貫通孔５２は、他端側第１充填室１２ｂ側の開口が一端側第１充填室１２ａ側の開口よりパージポート側に位置するよう形成されている。換言すれば、第１多孔板５１のチャージポート側の貫通孔５２は、パージ空気がチャージポート６近傍の吸着材層のパージされずらい領域を指向するように、その軸心が傾くように形成されている。

そして、図示はしないが、この第１多孔板５１においても、上述した第１実施形態の第１多孔板２９のように、チャージポート側の貫通孔５２の一端側第１充填室側の開口縁のパージポート側に、一端側第１充填室側の開口縁に沿った円弧状を呈し、一端側第１充填室１２ａに向かって延びるガイド突起を形成するようにしてもよい。

また、第１充填室１２内に形成される空間２５の長さ、すなわち第６スクリーン部材２６と第７スクリーン部材２７との間隔を広く設定すれば、第２多孔板３１を省略することも可能である。

例えば、図９に示す第３実施形態のキャニスタ６１は、上述した第１実施形態のキャニスタ１と略同一構成となっているが、第１実施形態のキャニスタ１に比べて、第６スクリーン部材２６と第７スクリーン部材２７との間隔が広くなるよう設定され、第６スクリーン部材２６と第７スクリーン部材２７との間に形成される空間６２の第１筒状部７の長手方向に沿った長さが、第１実施形態のキャニスタ１の空間２５の第１筒状部７の長手方向に沿った長さよりも長くなっている。そして、この第３実施形態においては、第１実施形態における第２多孔板３１に相当する構成が省略されている。尚、図９中の６３は第１多孔板２９と第７スクリーン部材２７とに挟み込まれ、両者の間隔を所定間隔に維持する支持部材である。

このような第３実施形態のキャニスタ６１においては、第６スクリーン部材２６と第７スクリーン部材２７との間隔を広く設定することで、パージの際に他端側第１充填室１２ｂから空間６２に流れ込んだ空気を空間６２内で十分に整流させることができるので、空間６２の他端側第１充填室１２ｂ側に、整流のための多孔板を配置することを省略することができる。つまり、上述した第１実施形態における第２多孔板３１に相当する構成を省略することが可能となる。

そのため、この第３実施形態においては、上述した第１実施形態の第２多孔板３１に相当する構成を省略できる分を部品点数を少なくでき、組み立てが容易になると共に、コストを低減を実現することがすることができる。尚、この第３実施形態においても、上述した第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

但し、この第３実施形態のキャニスタ６１においては、第６スクリーン部材２６と第７スクリーン部材２７との間隔を広く設定するほど、第１充填室１２内に充填される活性炭１１の充填量が減少することになるので、第６スクリーン部材２６と第７スクリーン部材２７との間隔は、キャニスタ６１に要求される吸着・脱離能力を考慮して設定することが望ましい。

尚、上記第１及び第３実施形態においては、第１充填室１２に対するチャージポート６の接続位置が、パージポート５の接続位置よりも第１充填室１２他端側にオフセットしているものを示したが、必ずしもオフセットしている必要はなく、チャージポートとパージポートの第１充填室１２に対する接続位置が同じであってもよい。

本発明に係る蒸発燃料処理装置（キャニスタ）の第１実施形態における装置全体を示す説明図。 本発明に係る蒸発燃料処理装置（キャニスタ）に適用される第１多孔板の平面図。 図２のＡ−Ａ線に沿った断面図。 本発明に係る蒸発燃料処理装置（キャニスタ）に適用される第２多孔板の平面図。 図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図。 本発明に係る蒸発燃料処理装置（キャニスタ）の第２実施形態における装置全体を示す説明図。 本発明に係る蒸発燃料処理装置（キャニスタ）に適用される第１多孔板の平面図。 図７のＣ−Ｃ線に沿った断面図。 本発明に係る蒸発燃料処理装置（キャニスタ）の第３実施形態における装置全体を示す説明図。

符号の説明

１…キャニスタ
２５…空間
２８…貫通孔
２９…第１多孔板
３０…貫通孔
３１…第２多孔板

Claims (5)

1. 蒸発燃料の吸着・脱離を行う吸着材が充填された第１及び第２充填室がケーシング内に形成され、上記第１充填室の一端側には燃料タンクに接続されるチャージポートとエンジンの吸気側に接続されるパージポートとが隣接して接続され、上記第２充填室には大気に連通する大気ポートが接続された蒸発燃料処理装置であって、
   上記チャージポートは通気性を有する第１スクリーン部材を介して上記第１充填室と連通し、上記パージポートは通気性を有する第２スクリーン部材を介して上記第１充填室と連通し、上記第１スクリーン部材と上記第２スクリーン部材とは両者の間に位置するよう上記ケーシングから上記第１充填室内まで突出した仕切壁によって仕切られて構成された蒸発燃料処理装置において、
   上記第１充填室は、上記仕切壁の先端よりも上記第１充填室の他端側に位置する吸着材が充填されていない空間によって、一端側第１充填室と他端側第１充填室とに分割され、
   上記空間内の上記一端側第１充填室側には、複数の貫通孔が形成された第１多孔板が配置され、
   上記第１多孔板の貫通孔は、圧力勾配を持たせて上記一端側第１充填室のパージされずらい領域に対して空気が流れやすくなるよう、パージポート側に比べてチャージポート側に位置するほど大径となるように形成されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 蒸発燃料の吸着・脱離を行う吸着材が充填された第１及び第２充填室がケーシング内に形成され、上記第１充填室の一端側には燃料タンクに接続されるチャージポートとエンジンの吸気側に接続されるパージポートとが隣接して接続され、上記第２充填室には大気に連通する大気ポートが接続された蒸発燃料処理装置であって、
   上記チャージポートは通気性を有するスクリーン部材を介して上記第１充填室と連通し、上記パージポートには上記スクリーン部材を貫通し、その先端が上記第１充填室内に位置する筒状部材が接続され、上記パージポートは上記筒状部材の先端に取り付けられた通気性を有する先端スクリーン部材を介して、上記第１充填室と連通するよう構成された蒸発燃料処理装置において、
   上記第１充填室は、上記先端スクリーン部材よりも上記第１充填室の他端側に位置する吸着材が充填されていない空間によって、一端側第１充填室と他端側第１充填室とに分割され、
   上記空間内の上記一端側第１充填室側には、複数の貫通孔が形成された第１多孔板が配置され、
   上記第１多孔板の貫通孔は、圧力勾配を持たせて上記一端側第１充填室のパージされずらい領域に対して空気が流れやすくなるよう、パージポート側に比べてチャージポート側に位置するほど大径となるように形成されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
3. 上記第１多孔板のチャージポート側の貫通孔は、他端側第１充填室側の開口が一端側第１充填室側の開口よりパージポート側に位置するよう形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の蒸発燃料処理装置。
4. 上記第１多孔板は、チャージポート側の貫通孔の一端側第１充填室側の開口縁のパージポート側に、上記一端側第１充填室に向かって延びるガイド突起が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蒸発燃料処理装置。
5. 上記空間内の上記他端側第１充填室側には、複数の貫通孔が形成された第２多孔板が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の蒸発燃料処理装置。

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