JP2011190797A - キャニスタ - Google Patents

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Abstract

【課題】パージ時における燃料タンク内への負圧の印加を抑制することのできるキャニスタを提供する。
【解決手段】ケース12に、燃料タンク22の上部気室に連通するタンクポート18と、エンジン26の吸気通路に連通するパージポート19と、大気に開放される大気ポート17と、蒸発燃料を吸着する活性炭41,42を収納する主吸着材室35とを備える。タンクポート18及びパージポート19並びに大気ポート17が主吸着材室35に連通される。タンクポート18とパージポート19との間の圧損を大気ポート17とパージポート19との間の圧損よりも大きくする。主吸着材室35のタンクポート18側の入口部38に、主吸着材室35の活性炭41の粒径よりも小さい粒径の活性炭42を収納する。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えば自動車等の車両に搭載される内燃機関(エンジン)の蒸発燃料処理装置に用いられるキャニスタに関する。
従来例としては、例えば特許文献1に記載されたキャニスタがある。従来例(特許文献1)のキャニスタを述べる。図3はキャニスタを示す平断面図である。
図3に示すように、キャニスタ101のケース102のタンクポート103は、電磁弁104を介して燃料タンク105内の上部気室に連通されている。また、ケース102のパージポート106は、パージ制御弁107を介してエンジン108の吸気通路に連通されている。電子制御ユニット(ECU)109は、電磁弁104とパージ制御弁107を制御する。なお、図3中、符号、110はケース102の大気ポートである。
ケース102に、タンクポート103とパージポート106との間の直接的な連通を阻止する仕切板111が形成されている。図3中、符号、112は吸着材としての活性炭113を充填した主吸着材室である。また、符号、117は吸着材としての活性炭119を充填した第1副室、118は吸着材としての活性炭120を充填した第2副室である。第1副室117と第2副室118との間に、両副室117,118間を仕切る大気バッファプレート123Aが設けられている。
図3中、符号、128は主吸着材室112とタンクポート103の間に形成した第1の部屋で、気室となっている。また、符号、129は主吸着材室112とパージポート106の間に形成された第2の部屋で、吸着材としての活性炭130が充填されている。第2の部屋129の活性炭130に粒径の小さい破砕炭が用いられ、他の室112、117、118の活性炭113、119、120に粒径の大きい造粒炭が用いられている。また、符号、134はパージバッファプレートで、主吸着材室112と両部屋128,129との間に配置されている。パージバッファプレート134は、両部屋128,129を連通する通路134aを備えている。
燃料タンク105への給油時は、電磁弁104が開いていて、燃料タンク105からの蒸発燃料ガスは図3に矢印Cで示すように、タンクポート103から流入し、第1の部屋128、パージバッファプレート134、主吸着材室112へと流れ、活性炭113に蒸発燃料が吸着される。残りの空気は第1の副室117と第2の副室118を通過して大気ポート110から大気に放出される。このとき、活性炭113に吸着しきれなかった蒸発燃料は活性炭119,120等に吸着される。
車両運転中や燃料タンク105内の高圧時の蒸発燃料ガスは、図3に矢印Dで示すように流れる。すなわち、タンクポート103から流入し、第1の部屋128、パージバッファプレート134の通路134a、第2の部屋129を通り、パージポート106からパージ制御弁107を介してエンジン108の吸気通路へ供給いわゆるパージされる。また、パージ時の蒸発燃料の流れは、活性炭120,119,113に吸着されていた蒸発燃料が、図3に矢印Eに示すように大気ポート110から流入する空気の流れによってパージ(離脱)されてエンジン108の吸気通路へ供給される。
特開2006−138290号公報
前記従来例によると、第2の部屋129の活性炭130に粒径の小さい破砕炭が用いられ、他の室112、117、118の活性炭113、119、120に粒径の大きい造粒炭が用いられている。しかしながら、タンクポート103とパージポート106との間の経路(図3中、矢印D参照)には、気室である第1の部屋128が存在している。したがって、タンクポート103とパージポート106との間の経路(図3中、矢印D参照)おける圧損(通気抵抗)が、大気ポート110とパージポート106との間の経路(図3中、矢印C参照)における圧損(通気抵抗)よりも小さい。このため、パージ時における負圧(吸気負圧)が燃料タンク105内に印加されやすいという問題があった。なお、パージ時における負圧が燃料タンク105内に印加された場合、燃料タンク105内の濃度の濃い蒸発燃料が吸気通路に流れ、空燃比(A/F)に乱れをきたす場合があるため好ましくない。
本発明が解決しようとする課題は、パージ時における燃料タンク内への負圧の印加を抑制することのできるキャニスタを提供することにある。
前記課題は、特許請求の範囲に記載された構成を要旨とするキャニスタにより解決することができる。
すなわち、請求項1に記載されたキャニスタによると、タンクポートとパージポートとの間の圧損を大気ポートとパージポートとの間の圧損よりも大きくしたものである。したがって、パージ時において、パージポートからタンクポートへの負圧(吸気負圧)の印加量に比べて、パージポートから大気ポートへの負圧の印加量を増大することができる。このため、パージ時における燃料タンク内への負圧の印加を抑制することができる。ひいては、パージ時に燃料タンク内の濃度の濃い蒸発燃料が吸気通路に流れることを防止し、空燃比(A/F)の乱れを抑制することができる。
また、請求項2に記載されたキャニスタによると、主吸着材室のタンクポート側の入口部に、主吸着材室の吸着材の粒径よりも小さい粒径の吸着材を収納したものである。これにより、容易にタンクポートとパージポートとの間の圧損を大気ポートとパージポートとの間の圧損よりも大きくすることができる。
また、請求項3に記載されたキャニスタによると、ケースに、主吸着材室のタンクポート側の入口部とパージポート側の出口部との間を仕切る仕切部材を設けたものである。したがって、仕切部材により主吸着材室のタンクポート側の入口部とパージポート側の出口部との間で短絡しようとする流れを遮ることができる。
また、請求項4に記載されたキャニスタによると、主吸着材室の吸着材と、その吸着材の粒径よりも小さい粒径の吸着材との間にフィルタを配置したものである。したがって、粒径の異なる吸着材を区分した状態に保持することができる。
また、請求項5に記載されたキャニスタによると、主吸着材室の吸着材として活性炭の造粒炭を用い、その造粒炭の粒径よりも小さい粒径の吸着材として活性炭の破砕炭を用いるものである。したがって、活性炭の造粒炭と活性炭の破砕炭とを用いることにより、容易にタンクポートとパージポートとの間の圧損を大気ポートとパージポートとの間の圧損よりも大きくすることができる。
また、請求項6に記載されたキャニスタによると、主吸着材室に、温度変化に応じて潜熱の吸収および放熱を生じる蓄熱材を配置したものである。したがって、蓄熱材の潜熱を利用して吸着材の吸着時の温度上昇や、離脱時の温度低下を抑制することができる。
実施例1にかかるキャニスタを示す平断面図である。 実施例2にかかるキャニスタを示す平断面図である。 従来例にかかるキャニスタを示す平断面図である。
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
[実施例1]
本発明の実施例1を説明する。図1はキャニスタを示す平断面図である。本実施例のキャニスタは、自動車等の車両に搭載されるものである。なお説明の都合上、図1において、左方を前方、右方を後方、下方を左方、上方を右方として説明を行う。
図1に示すように、キャニスタ10は、ボックス状のケース12を備えている。ケース12は、樹脂製で、有底筒状のケース本体13と、ケース本体13の開口端面を閉鎖する蓋板14とにより構成されている。なお本実施例では、蓋板14が後方(図1において右方)へ向けられ、ケース本体13の底側が前方(図1において左方)へ向けられている。
前記ケース本体13の前側(図1において左側)の端板15の前面(外側面)には、左右方向に並ぶ3本のポート17,18,19が突出されている。左側のポート17は大気ポート17に設定されている。大気ポート17は大気に開放されている。また、中央のポート18はタンクポート18に設定されている。タンクポート18は、蒸発燃料ガス通路21を介して燃料タンク22内の上部気室(空気層室)に連通されている。また、右側のポート19はパージポート19に設定されている。パージポート19は、パージ通路25を介してエンジン26の吸気通路(図示省略)に連通されている。パージ通路25の途上には、その通路25を開閉するパージ制御弁(VSV)27が設けられている。また、パージ制御弁27は、電子制御ユニット(ECU)29により開閉制御される。なお、エンジン26は本明細書でいう「機関」、「内燃機関」に相当する。また、キャニスタ10、蒸発燃料ガス通路21、パージ通路25、パージ制御弁27及びECU29等によって蒸発燃料処理装置が構成されている。
前記ケース本体13の前側の端板15の後面(内側面)には、左側の仕切壁31及び右側の仕切壁33が一体的に形成されている。左側の仕切壁31は、その先端部(後端部)が前記蓋板14の付近まで突出されている。左側の仕切壁31は、ケース本体13内をタンクポート18及びパージポート19に連通する主吸着材室35と、大気ポート17に連通する副吸着材室36とに仕切っている。また、右側の仕切壁33は、左側の仕切壁31の突出量よりも短い突出量(例えば、左側の仕切壁31の突出量の1/4程度の突出量)で突出されている。右側の仕切壁33は、主吸着材室35の前端部をタンクポート18側の入口部38とパージポート19側の出口部39とに仕切っている。なお、右側の仕切壁33は本明細書でいう「仕切部材」に相当する。また、主吸着材室35のタンクポート18側の入口部38を小部屋38という。
前記主吸着材室35及び前記副吸着材室36には、前記燃料タンク22内で発生する蒸発燃料を吸着する吸着材としての粒状の活性炭41が収納されている。また、前記小部屋38には、主吸着材室35に収納される活性炭41の粒径よりも小さい粒径の粒状の活性炭42が収納されている。ところで、粒状の活性炭は、破砕炭と造粒炭とに分類される。破砕炭は粒径が0.7mm〜2.0mmの範囲に分布するものであり、造粒炭は粒径が2.0mm〜2.5mmの範囲に分布するものである。そこで、前記活性炭41として造粒炭41(同一符号を付す)が用いられている。また、造粒炭41の粒径よりも小さい粒径の活性炭42として破砕炭42(同一符号を付す)が用いられている。これにより、破砕炭42を収納した小部屋38における蒸発燃料ガス(蒸発燃料を含むガス)の圧損(通気抵抗)を、造粒炭41を収納した主吸着材室35及び副吸着材室36における蒸発燃料ガスの圧損(通気抵抗)に比べて大きくしてある。
前記両吸着材室35,36の後端部には、活性炭41を押さえる格子板状の通気性を有する吸着材押付用の通気プレート部材44がそれぞれ前後方向(図1において左右方向)に移動可能に嵌合されている。両通気プレート部材44と前記蓋板14との間には、それぞれスプリング45が介在されている。スプリング45は、通気プレート部材44を活性炭41に弾性的に押し付けている。また、両通気プレート部材44と蓋板14との間には、両吸着材室35,36の後端部を相互に連通する連通路46が形成されている。
前記ケース本体13の前側の端板15と、前記両吸着材室35,36及び小部屋38の活性炭41,42との間には、例えば不織布からなる活性炭保持用の第1フィルタ48がそれぞれ介在されている。また、両吸着材室35,36の活性炭41と、前記通気プレート部材44との間には、例えば発泡ウレタンからなる吸着材保持用の第2フィルタ49がそれぞれ介在されている。また、前記主吸着材室35の活性炭41と、前記小部屋38の活性炭42との間には、例えば不織布からなる吸着材保持用の第3フィルタ50が介在されている。なお、第3フィルタ50は本明細書でいう「主吸着材室の吸着材とその吸着材の粒径よりも小さい粒径の吸着材との間に配置されたフィルタ」に相当する。
前記キャニスタ10において、燃料タンク22への給油時において、燃料タンク22内の蒸発燃料を含む蒸発燃料ガスは、蒸発燃料ガス通路21を介して、ケース12のタンクポート18から、小部屋38、主吸着材室35、連通路46、副吸着材室36を通過する(図1中、矢印R1参照)。その際、蒸発燃料ガス中の蒸発燃料は、小部屋38の活性炭42及び主吸着材室35の活性炭41に吸着され、その残りが副吸着材室36の活性炭41に吸着されることによって、最終的には蒸発燃料を含まない空気が大気ポート17から大気中に放出される。なお、蒸発燃料ガスは、蒸発燃料(主に炭化水素化合物)と空気との混合気である。
また、車両運転中や燃料タンク22内の高圧時におけるパージ時には、パージ制御弁27が開弁される。これにより、エンジン26の吸気負圧が、パージ通路25を介して、パージポート19からケース12内に作用する。このため、燃料タンク22内の蒸発燃料ガスは、蒸発燃料ガス通路21を介して、ケース12のタンクポート18から、小部屋38、主吸着材室35を通過し、パージポート19から導出される(図1中、矢印R2参照)。また、空気が、ケース12の大気ポート17から、副吸着材室36、連通路46、主吸着材室35を通過し、パージポート19から導出される(図1中、矢印R3参照)。このとき、蒸発燃料ガスの流れ(図1中、矢印R2参照)及び空気の流れ(図1中、矢印R3参照)により、両活性炭41,42に吸着されていた蒸発燃料が、両活性炭41,42から離脱(パージ)され、パージ通路25を介して、エンジン26の吸気通路へ供給される。なお、パージ制御弁27は、ECU29により運転状況に応じて開閉される。
前記したキャニスタ10によると、タンクポート18とパージポート19との間の圧損を大気ポート17とパージポート19との間の圧損よりも大きくしたものである。したがって、パージ時において、パージポート19からタンクポート18への負圧(吸気負圧)の印加量に比べて、パージポート19から大気ポート17への負圧の印加量を増大することができる。このため、パージ時における燃料タンク22内への負圧の印加を抑制することができる。ひいては、パージ時に燃料タンク22内の濃度の濃い蒸発燃料が吸気通路に流れることを防止し、空燃比(A/F)の乱れを抑制することができる。また、蒸発燃料処理装置にキャニスタ10を備えることによって、蒸発燃料ガス通路21を開閉する電磁弁(従来例における電磁弁104参照)を省略することができる。
また、小部屋38に、主吸着材室35の活性炭41の粒径よりも小さい粒径の活性炭42を収納したものである。これにより、容易にタンクポート18とパージポート19との間の圧損を大気ポート17とパージポート19との間の圧損よりも大きくすることができる。
また、ケース12に、主吸着材室35のタンクポート18側の入口部38とパージポート19側の出口部39との間を仕切る右側の仕切壁33を設けたものである。したがって、右側の仕切壁33により主吸着材室35のタンクポート18側の入口部38とパージポート19側の出口部39との間で短絡しようとする流れを遮ることができる。
また、主吸着材室35の活性炭41と、その活性炭41の粒径よりも小さい粒径の活性炭42との間にフィルタすなわち第3フィルタ50を配置したものである。したがって、粒径の異なる活性炭41,42を区分した状態に保持することができる。
また、主吸着材室35の吸着材として活性炭の造粒炭41を用い、その造粒炭41の粒径よりも小さい粒径の吸着材として活性炭の破砕炭42を用いるものである。したがって、活性炭の造粒炭41と活性炭の破砕炭42とを用いることにより、容易にタンクポート18とパージポート19との間の圧損を大気ポート17とパージポート19との間の圧損よりも大きくすることができる。
また、主吸着材室35に、温度変化に応じて潜熱の吸収および放熱を生じる蓄熱材を配置すると、蓄熱材の潜熱を利用して吸着材の吸着時の温度上昇や、離脱時の温度低下を抑制することができる。なお、蓄熱材としては、温度変化に応じて潜熱の吸収および放熱を生じる相変化物質を有するものであればよく、相変化物質、相変化物質を封入したマイクロカプセル、そのマイクロカプセル又は相変化物質を封入したペレット等を用いることができる。また、蓄熱材の形状、配置形態等は問わないが、粒状の蓄熱材を主吸着材室35の活性炭41に混合するとよい。また、相変化物質としては、例えば、融点が22℃のヘプタデカン、融点が28℃のオクタデカン等のパラフィンを用いることができる。また、小部屋38の活性炭41にも蓄熱材を混合するとよい。
[実施例2]
本発明の実施例2を説明する。本実施例は、前記実施例1の一部に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図2はキャニスタを示す平断面図である。
本実施例は、前記実施例1の蒸発燃料処理装置(図1参照)において省略されている電磁弁を設けた蒸発燃料処理装置を例示するものである。すなわち、図2に示すように、前記蒸発燃料ガス通路21の途上に、その通路21を開閉する電磁弁23が設けられている。電磁弁23は、前記ECU29により開閉制御される。また、電磁弁23は、基本的には、給油時、車両運転中や燃料タンク22内の高圧時におけるパージ時等において開弁され、それ以外で閉弁される。なお、電磁弁23は、ECU29により運転状況、燃料タンク22内の圧力状況等に応じて開閉される。
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、前記実施例では、吸着材として活性炭41,42を用いたが、蒸発燃料を吸着・離脱する作用を奏するものであれば吸着材として適用することができる。また、前記実施例におけるケース12の右側の仕切壁33は省略することも可能である。また、前記実施例における第3フィルタ50は省略することも可能である。
10…キャニスタ
12…ケース
17…大気ポート
18…タンクポート
19…パージポート
22…燃料タンク
26…エンジン(機関)
33…仕切壁(仕切部材)
35…主吸着材室
38…小部屋(主吸着材室35のタンクポート18側の入口部)
41…活性炭(造粒炭、吸着材)
42…活性炭(破砕炭、吸着材)
50…第3フィルタ(フィルタ)

Claims (6)

  1. ケースに、燃料タンクの上部気室に連通するタンクポートと、機関の吸気通路に連通するパージポートと、大気に開放される大気ポートと、蒸発燃料を吸着する吸着材を収納する主吸着材室とを備え、
    前記タンクポート及び前記パージポート並びに大気ポートが前記主吸着材室に連通されているキャニスタであって、
    前記タンクポートと前記パージポートとの間の圧損を前記大気ポートと前記パージポートとの間の圧損よりも大きくしたことを特徴とするキャニスタ。
  2. 請求項1に記載のキャニスタであって、
    前記主吸着材室のタンクポート側の入口部に、該主吸着材室の吸着材の粒径よりも小さい粒径の吸着材を収納したことを特徴とするキャニスタ。
  3. 請求項2に記載のキャニスタであって、
    前記ケースに、前記主吸着材室のタンクポート側の入口部とパージポート側の出口部との間を仕切る仕切部材を設けたことを特徴とするキャニスタ。
  4. 請求項3に記載のキャニスタであって、
    前記主吸着材室の吸着材と、その吸着材の粒径よりも小さい粒径の吸着材との間にフィルタを配置したことを特徴とするキャニスタ。
  5. 請求項2〜4のいずれか1つに記載のキャニスタであって、
    前記主吸着材室の吸着材として活性炭の造粒炭を用い、その造粒炭の粒径よりも小さい粒径の吸着材として活性炭の破砕炭を用いることを特徴とするキャニスタ。
  6. 請求項1〜5のいずれか1つに記載のキャニスタであって、
    前記主吸着材室に、温度変化に応じて潜熱の吸収および放熱を生じる蓄熱材を配置したことを特徴とするキャニスタ。
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