JP2011117337A - キャニスタの配置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】専用の保護部材を設けることなくキャニスタを保護することができるキャニスタの配置構造を提供する。
【解決手段】車両用の燃料タンク２０と蒸発燃料導入配管Ｐ３で繋がり、燃料タンク２０のベーパを吸着するキャニスタ５０と、排気ガスを大気に排出するための排気管４１と、排気管４１に排気ガスが通る音を抑制する、排気管４１の一部が拡径して構成されている補助消音器４２と、を備えたキャニスタの配置構造であって、キャニスタ５０と補助消音器４２とを並設させて、補助消音器４２の下面４２ａがキャニスタ５０の下面よりも下側に位置するように配置した。
【選択図】図４

Description

本発明は、燃料タンクからの蒸発燃料を吸着して外部への放出を防止するキャニスタの配置構造に関する。

燃料タンクから蒸発する燃料を、活性炭などの吸着剤で一時的に吸着し、エンジンの作動時に生じる負圧により吸着剤から蒸発燃料を離脱（パージ）させて、エンジンの吸気系に供給するように構成して、大気中への蒸発燃料の放出を防止したキャニスタが種々提案されている。

また、車両が段差などを乗り越えたときにキャニスタが路面に接触して、キャニスタが損傷するのを防止するために、Ｌ字状に形成した管状の部材で形成された保護部材をキャニスタの底面側に配置し、端部を車体のフレームにボルト止めする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１６２５３９号公報（段落００２３、図６）

しかしながら、特許文献１のように、保護部材をボルト止めする際には、車体のフレームに穴を開ける必要があるので、フレームの剛性が低下するという問題があった。

また、エンジンからの排気ガスが通る排気管の横にキャニスタを配置すると、排気管からの高熱によってキャニスタの吸着能力が低下するという問題もある。

本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、専用の保護部材を設けることなくキャニスタを保護することができるキャニスタの配置構造を提供することを課題とする。

本発明は、車両用の燃料タンクとベーパ通路で繋がり、前記燃料タンクのベーパを吸着するキャニスタと、排気ガスを大気に排出する排気管と、前記排気管に排気ガスが通る音を抑制する、前記排気管の一部が拡径して構成されているチャンバと、を備えたキャニスタの配置構造であって、前記キャニスタと前記チャンバとを並設させて、前記チャンバの下面が前記キャニスタの下面よりも下側に位置するように配置したことを特徴とする。

これによれば、チャンバの下面がキャニスタの下面よりも下側に位置しているので、例えば車両が段差を乗り越えた場合であっても、キャニスタの接地保護が可能となる。その結果、キャニスタを保護するための専用の保護部材を設ける必要がなくなる。また、保護部材をボルト止めするための穴を車両のフレーム部材に開ける必要がなくなるので、フレーム部材の剛性が低下することもない。

また、前記キャニスタは、前記ベーパ通路と連通する主室と、外気を取り入れる副室とを有し、前記主室に並んで前記チャンバを配置したことを特徴とする。

これによれば、キャニスタは温度が低すぎるとパージ能力が低下するので、パージ時にキャニスタの温度が下がり過ぎるのをチャンバの熱によって抑制することができる。

また、前記チャンバと前記キャニスタとの間に間隙を有し、この間隙を鉛直方向に通る空間に、車両をモータでアシストする電動機に電力を供給するための電線を配置したことを特徴とする。

これによれば、チャンバとキャニスタとの間に電線を配置可能となる間隔を形成することで、チャンバとキャニスタとの間に距離を保つことができるので、チャンバからキャニスタに伝わる熱を適正な温度に保つことが可能になる。

また、前記電線を前記チャンバよりも上方に配置したことを特徴とする。

これによれば、電線がチャンバより上方に位置することで、電線の接地保護が可能となる。

また、前記燃料タンクの車両前方にクロスメンバを有し、前記ベーパ通路は前記クロスメンバに沿って取り回されることを特徴とする。

これによれば、ベーパ通路をクロスメンバに沿って取り回すことで、ベーパ通路を、高温となるチャンバから離して配置することが可能になる。これにより、ベーパ通路を適正な温度に保つことが可能になる。

本発明によれば、専用の保護部材を設けることなくキャニスタを保護することができるキャニスタの配置構造を提供できる。

本実施形態に係るキャニスタの配置構造を車両に適用したときの概略平面図である。 本実施形態に係るキャニスタの配置構造を車両に適用したときの概略側面図である。 本実施形態に係るキャニスタの配置構造を示す底面図である。 図３のＡ−Ａ線における断面図である。 図３のＢ方向矢視図である。

以下、本実施形態に係るキャニスタの配置構造の一例について図１ないし図５を参照して説明する。なお、以下では、前輪をエンジンで駆動し、後輪をモータで駆動する車両Ｖ（いわゆるｅ−４ＷＤ）を例に挙げて説明するが、エンジンのみを搭載した車両であってもよい。また、以下の説明において、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」については、特に断り書きのない限り、車両Ｖの車体１を基準とした方向を示すものとする。

図１および図２に示すように、車体１は、エンジン１０、燃料タンク２０、後輪駆動ユニット３０、排気系４０、キャニスタ５０などが固定される車両Ｖの固定部材であり、例えば、サイドフレーム２，２、クロスメンバ３，３，３，３、フロアパネル４（図２参照）などのフレーム部材およびパネル部材で構成されている。

サイドフレーム２は、車体１の前後方向に延設される左右一対の骨格部材であり、燃料タンク２０の左右外側に配置されている。

クロスメンバ３は、左右のサイドフレーム２に直交するように架設される骨格部材であり、燃料タンク２０の前後に複数設けられている。

フロアパネル４は、車両Ｖの床面を構成する部材であり、鋼板などの金属製の平板部材で形成され、サイドフレーム２およびクロスメンバ３と接合されている。

エンジン１０は、燃料タンク２０内の燃料が供給されて前輪ＦＷを駆動するものであり、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどで構成されている。なお、エンジン１０は、内燃機関のみの構成に限定されるものではなく、エンジン１０とモータとを組み合わせたハイブリッドエンジンであってもよい。

燃料タンク２０は、ガソリン、軽油などの液体を貯留するための合成樹脂製で中空状の扁平容器であり（図４参照）、後席ＳＴ（図２参照）が位置するフロアパネル４の下側に配置されている。また、燃料タンク２０は、上方から平面視したときの形状が略台形状であり、その車幅方向の寸法が一対のサイドフレーム２，２の幅寸法よりも狭く形成され、車幅方向（左右方向）の左寄り、さらに説明すると、左側の側面が左側のサイドフレーム２の近傍に位置し、右側の側面が車幅方向の中央よりも右側に位置するように設定されている。

また、燃料タンク２０の上面には、ポンプモジュール２１と、満タン時に閉弁するフロートバルブを内蔵したカットバルブ２２などがそれぞれ設けられている。なお、燃料タンク２０と給油口とを繋ぐパイプなどは図示省略している。

ポンプモジュール２１は、それぞれ不図示の燃料内の異物除去用のサクションフィルタ、燃料を燃料供給配管Ｐ１からインジェクタ６に送るための燃料ポンプ、燃料タンク２０内の燃料液面を検出する燃料液面計、ベントリリーフバルブなどを備えている。また、ポンプモジュール２１は、これらの機器をユニットケースに収納して、燃料タンク２０内の上部に設置されている。

また、燃料タンク２０は、燃料タンク２０の直近の前方に位置するクロスメンバ３Ａ（３）と、後方に位置する後輪駆動ユニット３０が搭載されるサブフレームＳＦとの間に位置している。燃料タンク２０の前端縁部は、クロスメンバ３Ａの近傍、かつ、クロスメンバ３Ａに沿って形成され、燃料タンク２０の後端縁部がサブフレームＳＦの近傍、かつ、サブフレームＳＦに沿って形成されている。

また、燃料タンク２０は、タンクバンドＢ１，Ｂ２によって車体１に固定されている。すなわち、一方のタンクバンドＢ１は、平板形状を呈し（図４参照）、燃料タンク２０の車幅方向の略中央において、燃料タンク２０の底側から前後方向に掛け渡されて、一端がクロスメンバ３Ａの下面に、他端がフロアパネル４にそれぞれボルドなどで固定されている。タンクバンドＢ２は、円柱状（または円管状）を呈し（図４参照）、燃料タンク２０の車幅方向の端部に、内部の中空部が膨出するように形成された突出部２０ａ（図３および図４参照）の下側から略前後方向に掛け渡されて、一端がクロスメンバ３Ａの下面に、他端がフロアパネル４にそれぞれボルトなどで固定されている。なお、タンクバンドＢ１，Ｂ２の他端は、フロアパネル４に限定されるものではなく、図示しないクロスメンバなどに固定されていてもよい。

後輪駆動ユニット３０は、車両Ｖの後輪ＲＷ，ＲＷを駆動させる動力源となるものであり、駆動モータ３１（図２参照）、高圧バッテリ３２（図２参照）、ディファレンシャルギア（不図示）などで構成され、これらがまとめられてサブフレームＳＦに取り付けられて、サブフレームＳＦが車体１のサイドフレーム２，２に固定されている。

駆動モータ３１は、３相交流同期モータなどで構成され、高圧バッテリ３２からの電力をインバータを備えたＰＤＵ（Power Drive Unit）８を介して駆動されるようになっている。駆動モータ３１からの駆動力は、図示しない減速機構、クラッチなどを介して後輪ＲＷ，ＲＷに伝達されるようになっている。なお、高圧バッテリ３２は、ニッケル水素、リチウムイオンなどの充電可能なもので構成されている。

排気系４０は、エンジン１０の排気マニホールドに接続される排気管４１が車両Ｖの中央部において前後方向に延びて形成され、車両Ｖの後端部において大気（外気）と連通するように構成されている。また、排気管４１には、上流側から、触媒コンバータ（不図示）、補助消音器（プリチャンバ）４２、主消音器４３が設けられ、複数の支持部材（不図示）を介して車体１に支持されている。なお、触媒コンバータは、排気ガスに含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの有害成分を浄化する機能を有する。

補助消音器４２は、排気管４１を通るエンジン１０からの排気ガスによる音（騒音）を抑制するものであり、ステンレス鋼などの耐熱性の金属板により円筒状（図４参照）に形成され、排気管４１の一部が排気管４１の他の部分の径よりも拡径した部分として構成されている。なお、本実施形態では、補助消音器４２が特許請求の範囲に記載のチャンバに相当する。

主消音器４３は、補助消音器４２から排出された排気ガスによる音を抑制するものであり、ステンレス鋼などの耐熱性の金属板により形成されている（図１参照）。この主消音器４３は、例えば、仕切りやパイプなどを用いて、加速走行時や高速走行時などにおけるエンジン１０の高速回転域での出力を確保し、またアイドリング時や低速走行時などにおけるエンジン１０の低速回転域での静粛性を確保して排気騒音を低減するように構成されている。

図３に示すように、補助消音器４２は、その軸方向が前後方向に向けて、燃料タンク２０と後記するキャニスタ５０との間に配置されている。さらに詳述すると、補助消音器４２の左側（図示右側）の略半分が燃料タンク２０に形成された突出部２０ａと上下方向において重なるように配置されている。このように、補助消音器４２の上部まで燃料タンク２０を突出させ、突出部２０ａにタンクバンドＢ２を配設することで、燃料タンク２０の容量を十分に確保できる。

キャニスタ５０は、燃料タンク２０内の蒸発燃料（ベーパ）を捕獲して一時的に貯えることにより、蒸発燃料が大気中に放出されるのを防止するとともに、パージ時に貯えた蒸発燃料をエンジン１０の吸気負圧で吸入した大気によって離脱させて、パージ配管Ｐ２（図１参照）を介してエンジン１０のインテークマニホールド７（図１参照）に供給するためのものである。

また、キャニスタ５０は、それぞれ合成樹脂などで円筒状に形成された主ケース５１および副ケース５２と、フィルタボックス５３（図４参照）を有している。主ケース５１および副ケース５２は、各軸方向が車両Ｖの前後方向に向けられて、車幅方向に並んで配置され、主ケース５１が補助消音器４２側に位置するように構成されている。

主ケース５１および副ケース５２の内部には、燃料タンク２０から導入される蒸発燃料（ベーパ）を吸着するための活性炭などの吸着剤が充填されている。なお、この主ケース５１内部の吸着剤が充填された空間が特許請求の範囲に記載の主室に相当し、副ケース５２内部の吸着剤が充填された空間が特許請求の範囲に記載の副室に相当する。また、主ケース５１と副ケース５２は、後端側において、主室と副室とが連通する連通部５４によって接続されている。

主ケース５１は、前側（図３で示す上側）に燃料タンク２０に接続されるチャージポート５１ａと、エンジン１０の吸気通路に接続されるパージポート５１ｂとを有している。チャージポート５１ａには、燃料タンク２０と接続される蒸発燃料導入配管（ベーパ通路）Ｐ３の一端が接続されている。この蒸発燃料導入配管Ｐ３は、燃料タンク２０の前端部において車幅方向（左右方向）に延びるクロスメンバ３（３Ａ）に沿って配設されている。副ケース５２は、前端部にフィルタボックス５３と接続されるポート５２ａを有している。

フィルタボックス５３は、大気中に含まれる異物が副ケース５２の副室に侵入するのを防止するものであり、内部に公知のフィルタ（不図示）が収容されている。また、フィルタボックス５３は、配管５３ａを介して副ケース５２と接続されるとともに、大気と連通する図示しない開口を有している。なお、フィルタボックス５３は、主ケース５１および副ケース５２の上方近傍に設けられている。

また、キャニスタ５０の主ケース５１および副ケース５２には、後端部にキャニスタ取り付け用のブラケット５５，５５が設けられ、前端部にブラケット５６が主ケース５１および／または副ケース５２に固定されて構成されている。各ブラケット５５，５５，５６には、固定用のボルトを挿通するためのボルト挿通孔５５ａ，５５ａ，５６ａが上下方向（図３では紙面垂直方向）に貫通して形成されている。

図４に示すように、キャニスタ５０の主ケース５１の下面５１ｓと副ケース５２の下面５２ｓは、同じ高さまたはほぼ同じ高さに位置するように、言い換えると、下面５１ｓ，５２ｓの図示しない路面からの高さが同じまたはほぼ同じになるように設定されている。さらに、補助消音器４２とキャニスタ５０（主ケース５１）とは、間隙Ｇを有して配置されるとともに、補助消音器４２（チャンバ）の下面４２ｓが、主ケース５１の下面５１ｓおよび副ケース５２の下面５２ｓ（キャニスタ５０の下面）よりも上下方向（鉛直方向）の下側に位置するように配置されている。なお、後記する図５では、説明を容易にするため、下面５１ｓと下面５２ｓを上下方向に若干ずらして図示している。

図５に示すように、キャニスタ５０に設けられたブラケット５５，５６は、フロアパネル４の下面に固定された固定部材４ａ，４ｂと図示しないボルトおよびナットを介して固定されている。なお、キャニスタ５０をフロアパネル４に取り付ける手段としては、前記した実施形態に限定されず、複数の略Ｕ字状のブラケットをキャニスタ５０の底側（下側）から抱えるようにして、その両端部をフロアパネル４にボルトなどで固定するようにしてもよい。

また、フロアパネル４の下側には、ＰＤＵ８と駆動モータ３１（図２参照）とを繋ぐ３相線（電線）６１が、補助消音器４２よりも上方に位置するように、前後方向に沿って配設されている。また、補助消音器４２の上方を通る３相線６１は、図３に示す底側から平面視したときに、キャニスタ５０と補助消音器４２との間を通るように配置されている。また、ＰＤＵ８と高圧バッテリ３２とを繋ぐバッテリ線６２は、３相線６１の近傍を前後方向に向けて配設されている。

以上説明したように、本実施形態のキャニスタの配置構造によれば、キャニスタ５０を補助消音器４２と並んで配置するとともに（図４参照）、補助消音器４２の下面が、主ケース５１の下面５１ｓおよび副ケース５２の下面５２ｓ（キャニスタ５０の下面）よりも上下方向の下方に位置しているので（図４および図５参照）、例えば車両Ｖが段差を乗り越えたときに、キャニスタ５０の接地保護が可能となる。その結果、キャニスタ５０を保護するための保護部材が不要になる。また、保護部材をボルト止めするための穴を車両Ｖのフレーム部材（サイドフレーム２など）に開ける必要がなくなるので、フレーム部材の剛性が低下するのを防止できる。

ところで、排気管４１の横に単純にキャニスタ５０を配置しただけでは、排気管４１の高熱によってキャニスタ５０の吸着能力が低下し、また、エンジン１０の作動時の負圧でキャニスタ５０から吸い出すときにフィルタボックス５３から外気を取り込むことでキャニスタ５０の温度が低下し、パージ能力が低下することがある。そこで、本実施形態によれば、蒸発燃料導入配管Ｐ３と連通する主ケース５１（主室）と、外気を取り入れる副ケース５２（副室）とを備えたキャニスタ５０において、主ケース５１（主室）を補助消音器４２（チャンバ）と並んで配置したので、パージ時にキャニスタ５０の温度が下がり過ぎるのを補助消音器４２の熱によって抑制することができる。

また、本実施形態によれば、補助消音器４２とキャニスタ５０との間の間隙Ｇを鉛直方向に通る空間に、車両Ｖの走行をアシストする駆動モータ３１（電動機）に電力を供給するための３相線６１（電線）を配置したので、補助消音器４２とキャニスタ５０との間の距離を保つことができ、補助消音器４２からキャニスタ５０に伝わる熱を適正な温度に保つことが可能になる。また、３相線６１を補助消音器４２の近傍を通るように配置したとしても、間隙Ｇを鉛直方向に通る空間に３相線を配置することで、間隙Ｇを通る外気によって、補助消音器４２から３相線６１に伝わる熱を低減することができ、３相線６１の熱による劣化を抑制することが可能になる。

また、本実施形態によれば、３相線６１を補助消音器４２よりも上方に配置することで、３相線６１の接地保護が可能となる。

また、本実施形態によれば、蒸発燃料導入配管Ｐ３を、燃料タンク２０の車両前方に設けられたクロスメンバ３Ａ（３）に沿って配設することで、蒸発燃料導入配管Ｐ３を、高温となる補助消音器４２から離して配置することが可能になり、蒸発燃料導入配管Ｐ３を適正な温度に保つことが可能になる。

１ 車体
２ サイドフレーム
３Ａ クロスメンバ
４ フロアパネル
２０ 燃料タンク
３１ 駆動モータ（電動機）
４１ 排気管
４２ 補助消音器（チャンバ）
４２ａ 下面
５０ キャニスタ
５１ 主ケース（主室）
５１ａ 下面
５２ 副ケース（副室）
５２ａ 下面
６１ ３相線（電線）
Ｇ 間隙
Ｐ３ 蒸発燃料導入配管（ベーパ通路）
Ｖ 車両

Claims (5)

1. 車両用の燃料タンクとベーパ通路で繋がり、前記燃料タンクのベーパを吸着するキャニスタと、
   排気ガスを大気に排出するための排気管と、
   前記排気管に排気ガスが通る音を抑制する、前記排気管の一部が拡径して構成されているチャンバと、
   を備えたキャニスタの配置構造であって、
   前記キャニスタと前記チャンバとを並設させて、前記チャンバの下面が前記キャニスタの下面よりも下側に位置するように配置したことを特徴とするキャニスタの配置構造。
2. 前記キャニスタは、前記ベーパ通路と連通する主室と、外気を取り入れる副室とを有し、
   前記主室に並んで前記チャンバを配置したことを特徴とする請求項１に記載のキャニスタの配置構造。
3. 前記チャンバと前記キャニスタとの間に間隙を有し、この間隙を鉛直方向に通る空間に、車両をモータでアシストする電動機に電力を供給するための電線を配置した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の配置構造。
4. 前記電線を前記チャンバよりも上方に配置したことを特徴とする請求項３に記載のキャニスタの配置構造。
5. 前記燃料タンクの車両前方にクロスメンバを有し、前記ベーパ通路は前記クロスメンバに沿って取り回されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のキャニスタの配置構造。

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