JP2014513767A - 自動車の炭化水素捕集器及び方法 - Google Patents

Abstract

この発明の実施形態は、自動車の空気導入システム内で音響振動を抑制ないし減衰するための装置において、該装置が、導入空気を、前記自動車のエンジンに引き込むことのできる通路を画定し、該装置が、前記通路の周りに設けられて、導入空気における音響振動を抑制ないし減衰するための制振手段と、前記通路の少なくとも一部の周りに設けた捕集材料のシートを備える炭化水素捕集手段であって、当該捕集手段が、前記エンジンから前記通路に流入する炭化水素蒸気を捕集するためのフローパスト式の炭化水素捕集器を与えるべく構成されるものとした炭化水素捕集手段とを備える装置を提供する。

Description

本発明は、炭化水素捕集器及び、自動車から放出される炭化水素を捕集する方法に関するものである。この発明の複数の側面は、ダンパー、装置、システム、自動車及び方法に関するものである。

駐車時の自動車からの炭化水素の蒸発ガスは、既知の環境問題である。蒸発ガスは、少量の燃料蒸気が、エンジンから、自動車の空気導入管に沿って反対方向に流れて、自動車の空気取入口から流出するときに発生することがある。

蒸発ガスを減少させ、又は防止する一つの方法は、自動車の空気取入口に炭化水素捕集器を設けることである。たとえば、自動車の空気フィルター区域内の活性炭シートのように、炭化水素捕集材のメンブレンの形態で、フロースルー式（flow-through）捕集器を設けることは知られている。フロースルー式捕集器は、当該捕集器を通過して引き込まれる空気に、背圧が発生するという不都合がある。

この発明の目的は、この問題に対処することにある。この発明の他の目的及び利点は、後述の詳細な説明、特許請求の範囲及び図面から明らかになる。

この発明の実施形態は、装置、空気導入システム、自動車及び方法を提供する。この発明の実施形態は、添付の特許請求の範囲を参照することにより理解することができる。

この発明の、保護を求める一の側面では、車両空気導入システム内における音響振動を抑制ないし減衰させる装置であって、該装置が、導入空気を自動車のエンジンに引き込むことのできる通路を画定し、該装置が、導入空気の音響振動を抑制ないし減衰させるために前記通路の周囲に設けた制振手段（damping means）と、前記経路の少なくとも一部の周囲に設けた捕集材料のシートを備える炭化水素捕集手段とを備え、前記捕集手段が、前記エンジンから前記通路に流入する炭化水素の蒸気を捕集するための、フローパスト式の炭化水素捕集器（a flow-past hydrocarbon trap）を与えるべく構成されるものとした装置を提供する。

この発明の実施形態は、炭化水素の捕集器を、空気導入装置の既存のコンポーネントに組み込むことができるという利点がある。さらに、この発明の実施形態は、捕集器が、フロースルー式捕集器やフィルターではなくフローパスト式捕集器であることから、ダンパーを通って流れる空気への背圧が、実質的に作用しないという利点がある。

また、捕集材料のシート状をなす炭化水素捕集手段を設けることにより、当該装置の製造を、比較的単純なものとすることができる。当該装置の組立を行う人は、粉末や繊維等のような、遊離した炭化水素捕集材料を取り扱うことを要しないと理解される。

捕集材料のシートは、上記の通路の周りを包み込んで配置することが有利である。

当該装置は、その装置の中を通過する前記通路を画定するべく構成された形成具を備えるものとすることができる。

上記の形成具は、そこで蒸気を通過させて流すための複数の隙間が設けられたものとすることが有利である。

さらに有利には、捕集材料の上記のシートが、前記形成具の周りを包み込んで配置されるものとすることができる。

捕集材料の前記シートは、前記通路と制振手段との間に配置することが有利である。

当該装置は、前記通路と炭化水素捕集手段との間に設けたフィルターメンブレンを備えるものとすることができる。

この構成は、捕集材もしくは脈動ダンパー吸収パックから分離し得る材料の粒子が、通路に入って、該通路を通り過ぎる空気の流れに取り込まれることを防止する。

上記のフィルターメンブレンは、メッシュ又はガーゼを備えることが有利である。

上記のフィルターメンブレンは、前記形成具と炭化水素捕集手段との間に設けることが有利である。

当該装置は、炭化水素捕集手段及び制振手段が設けられる脈動ダンパーキャビティを画定するべく構成されたハウジングを備えるものとすることができる。

上記のハウジング及び形成具は、実質的に円筒形状をなすものとすることができ、ここで、形成具とハウジングは実質的に同軸である。

炭化水素捕集手段は、通路に入る燃料蒸気に静電気的に結合するべく構成されるものとすることができる。

炭化水素捕集手段は、通常のエンジン作動の間に、導入空気が当該装置に引き込まれたとき、捕集された炭化水素が、通路を通過する空気の流れに解放されるべく構成されるものとすることが有利である。

この発明の更なる側面では、脈動ダンパーを有する自動車のための空気導入システムであって、その脈動ダンパーが、先述の側面に従う装置を備えるものを提供する。

またこの発明の更なる側面では、先述の側面に従う空気導入システムを備える自動車を提供する。

この発明の、保護を求める更なる側面では、車両空気導入システム内で炭化水素蒸気を捕集する方法であって、当該空気導入システム内で、音響振動を抑制ないし減衰させるための装置を準備すること、自動車のエンジンが切られたときに、当該装置の通路を通って自動車の前記エンジンから炭化水素蒸気を通過させるとともに、前記通路の少なくとも一部の周りに設けた捕集材料のシート状の炭化水素捕集手段を備えるフローパスト式の炭化水素捕集器により、当該蒸気を捕集することを備え、自動車のエンジンが始動されたときに、該方法が、前記装置を通過する導入空気を引き込むこと、及び、該装置の制振手段により、導入空気における音響振動を抑制ないし減衰させることを備える方法を提供する。

上記の方法は、前記ダンパーを通過する導入空気のための通路を画定するための形成具を、該ダンパー内に設けるとともに、前記形成具の周りを炭化水素捕集器で包み込むステップを備えるものとすることが有利である。

上記の方法は、シート状をなす炭化水素捕集器を設けることを備えるものとすることができる。

またこの発明の、保護を求める更なる側面では、自動車の空気導入システムのための装置であって、該装置が、該装置を通過して導入空気を引き込むことのできる通路と、前記通路の周りに設けた脈動ダンパー吸収パックと、前記通路と吸収パックとの間の炭化水素捕集材とを備え、前記捕集材が、エンジンから通路に流入する炭化水素蒸気を捕集するべく構成されるものとした装置を提供する。

この発明の実施形態は、炭化水素捕集器が、空気導入装置の既存のコンポーネントに組み込むことができるという利点がある。また、この発明の実施形態は、ダンパーを通過して流れる空気への背圧が実質的に作用しないという利点がある。

ダンパーは、通路と捕集材との間に設けたフィルターメンブレンを備えるものとすることが有利である。

上記のフィルターメンブレンは選択的に、メッシュ又はガーゼを備えるものとすることができる。

上記のフィルターメンブレンは、織物材料、不織材料又は、その他の適切な材料を備えるものとすることができる。

ダンパーは、そのダンパーを通って通路を画定するべく構成された形成具を備えるものとすることが更に有利である。

上記の形成具は、実質的に円筒形状とし、又は、その他の適切な形状とすることができる。

上記の形成具は、そこを通過する蒸気を流すための複数の隙間を規定する材料を備えるものとすることができる。

捕集材は、上記の形成具の周りを包み込んで、それによって支持されるように配置されるものとすることが有利である。

選択的に、先述のフィルターメンブレンは、上記の形成具と捕集材との間に設ける。

ダンパーは、上記の形成具、捕集材及び吸収パックが設けられた脈動ダンパーキャビティを画定するべく構成されたハウジングを備えるものとすることが有利である。

選択的に、上記ハウジング及び形成具は、実施的に円筒形状をなすものとし、ここでは、形成具とハウジングは実質的に同軸とする。

さらに選択的に、捕集材は、通路に流入する燃料蒸気に静電気的に結合するべく構成されるものとする。

捕集材は、通常のエンジン作動の間に、導入空気が、ダンパーを通過して引き込まれるときに、捕集された炭化水素を、通路を通過する空気の流れに解放するべく構成されるものとすることが有利である。

この発明の更なる側面では、先述の側面に従う脈動ダンパーを備える車両空気導入装置を提供する。

またこの発明の更なる側面では、先述の側面に従う空気導入装置を備える自動車を提供する。

この発明の他の側面では、車両空気導入装置内で炭化水素蒸気を捕集する方法であって、前記空気導入装置の一部に脈動ダンパーを設けること、フローパスト式の炭化水素捕集器により、脈動ダンパー部分を通過する炭化水素を、該ダンパーを通る通路と該ダンパーのダンパー吸収パックとの間の位置で捕集することを備える方法を提供する。

上記の方法は、ダンパーを通過する導入空気のための通路を画定するため、ダンパー内に形成具を設け、前記形成具の周りに炭化水素捕集器を設けるステップを備えることができる。

この発明の有利な構成は、以下の詳細な説明及び、これに添付した特許請求の範囲で言及する。

この出願の範囲内において、先述の段落、特許請求の範囲、並びに／又は、後述の説明及び図面に詳細に記載した様々な側面、実施形態、実施例及び代替手段、並びに、特にその構成は、それぞれ独立して、又は、それらの任意の組合せとして解釈され得ることが想定されている。たとえば、ある実施形態に関連して説明した構成は、構成間での矛盾のない限り、他の全ての実施形態に適用することができる。

本発明の実施形態に従うダンパーの概略断面図である。 図１のダンパーのフレームの斜視図である。 車両空気導入装置に取り付けた図１及び図２のダンパーを示す。 図１及び図２のダンパーに用いる炭化水素捕集材料のシートを示す。

以下に、添付図を参照しつつ、この発明の実施形態を単なる例示の目的で説明する。

図１に、本発明の実施形態に従う脈動ダンパー１００の構造を示す。このダンパー１００は、中空管の形状をなす外側ハウジング１１０を有するものであり、この外側ハウジング１１０は、各端部で、ダンパー１００のそれぞれの端部コネクタ１１２、１１３に連結されるよう構成されている（図３）。

図２に、車両空気導入システムないし装置１９０に取り付けたダンパー１００を示す。上記の端部コネクタ１１２、１１３は、ダンパー１００を、そのダンパー１００の上流側及び下流側の空気導入装置１９０の一部に連結することを可能にするものである。

図示のダンパー１００では、ハウジング１１０は、９０ｍｍ程度の内径Ｄ１及び、２．５ｍｍ程度の壁厚を有する。エンジンの空気の流れの条件、及び、利用可能な実装スペースに応じて、他の寸法もまた有効であると理解されるべきである。

図３に示すように、上記のハウジング１１０と同軸の多孔円筒状ケージ１５０により、ダンパー１００を通過して通路１０２を画定する。このケージ１５０は、図示の実施形態では、６５ｍｍ程度の直径を有する。図示の実施形態では、ケージ１５０は、ナイロングリッド構造の形態をなす。このグリッドの隙間は方形状で、サイドが１８ｍｍ程度、３５ｍｍまでである。隙間の他の寸法及び形状もまた有効である。

ケージ１５０の外面の周りには、ガーゼ１４０の層（図示の実施形態では、ガーゼ１４０はナイロンガーゼ）を設ける。ガーゼ１４０には、他の材料もまた有効であり、これには、スチール、ステンレス鋼及び、その他の材料が含まれる。

上記のガーゼ１４０は、通路１０２と炭化水素捕集材のシート１３０との間に、蒸気透過バリアを与えるように配置される。図示の実施形態では、シート１３０は、活性炭粒子を含浸させた気体透過基板の形態をなす。いくつかの実施形態では、上記の基板は、活性炭でコーティングされたものとすることができる。いくつかの実施形態では、二枚以上のシートを採用することができる。

図示の実施形態では、上記の基板は、ニトリル重合体接着剤とともに、合成高分子繊維から形成される。いくつかの実施形態では、基板は、ポリエステル織物材料の形態をなすものであるが、他の織物又は不織材料もまた有効である。

図示の実施形態では、シート１３０は、厚みが１ｍｍ程度であり、ガーゼ１４０に包み込まれている。他の配置もまた有効である。

いくつかの実施形態では、シート１３０は、その中に形成された隙間を有する。かかる隙間の目的は、シート１３０が、炭化水素の捕集のための表面領域を与えつつも、ダンパー１００の減衰効果を著しく低下させるリスクを軽減するためである。

図４は、この発明の一の実施形態に従う脈動ダンパー１００とともに用いるための捕集材のシート１３０の概略図である。このシート１３０は、その中に配列した隙間１３２を有するものであり、それらのそれぞれが１８ｍｍ×３５ｍｍ程度の寸法である。但し、隙間の他の寸法もまた有効である。シート１３０の一端には、該シート１３０の幅に沿って、より小さな隙間１３３の列が設けられている。それらの隙間１３３は、シート１３０を、ケージ１５０の対応するピン要素１５０Ｐに都合よく連結することを可能にするものである。図示の実施形態では、三つの隙間１３３が、シート１３０に設けられており、ケージ１５０には、対応する三個のピン要素１５０Ｐが設けられている。

所定の周波数範囲の音響振動を吸収、減衰又は抑制するべく構成される材料の層の形態をなす脈動吸収パック１２０は、シート１３０の周囲に設けられる。吸収パック１２０を形成するその材料の厚み、密度及び構造は、関心のある所定の周波数範囲の吸収のために最適化される。図示の実施形態では、パック１２０の厚みは１０ｍｍ程度であり、パック１２０を、ハウジング１１０の内面に隣接して設ける。他の厚みもまた有効であると理解される。いくつかの構成では、当該層は、円筒状チューブの形態で設けられる。

使用に際し、自動車がエンジンオフの状態で駐車されるとき、エンジンの導入システム内に残留している少量の未燃焼燃料は蒸発し、空気導入装置１９０を介してエンジンから漏れ出すことがあり、当該燃料は、微量の蒸気の形態で解放される。自動車排ガス規制がますます厳しくなるに伴い、そのような蒸気の漏れ出しは望ましくない。

この発明の実施形態は、空気導入装置１９０に沿って進む炭化水素蒸気を捕集する炭化水素捕集材を有するダンパーを設けることにより、この問題を解決するものである。図示の実施形態では、脈動ダンパー１００は、装置１９０の導入空気経路１９５及び導入空気フィルター１８２の間に設けられ、そして蒸気は、導入空気フィルター１８２に到達する前に、ダンパー１００を通過しなければならない。ダンパー１００は、該ダンパー１００内の通路１０２を通過する蒸気が、ファンデルワールス力により、シート１３０に静電気的に引き寄せられ、それにより、シート１３０によって吸収（又はそれに吸着）されるように構成される。

自動車のエンジンが再始動されるとき、ダンパー１００を通過する導入空気の流れにより、シート１３０に捕集された炭化水素は解放されるとともに、エンジンへ引き込まれ、それによって燃焼される。いくつかの実施形態では、炭化水素分子が、シート１３０に静電気的に弱く結合され、導入空気の流れが、当該分子とシート１３０との間の結合の切断をもたらす。

この発明の実施形態は、別個に実装される炭化水素捕集材を設ける必要なしに、フローパスト式炭化水素捕集器を、車両空気導入装置１９０の既存のコンポーネント（すなわち、脈動ダンパー１００）内に都合よく設けることができるという利点がある。それどころか、捕集材は、捕集材のシート１３０の形態で、脈動ダンパー１００の半径方向内側部分の周囲に組み込まれ、ダンパー１００を通過する空気通路１０２の直径を減少させない。シート１３０が、（フロースルー式フィルターではなく）フローパスト式フィルターをもたらすので、装置１９０を通過して流れる導入空気への背圧は、捕集材の存在に実質的に影響を受けない。

この発明のいくつかの実施形態は、導入空気システム内への炭化水素捕集材の組込みが、自動車の組立時間をそれほど短縮化させないという利点がある。いくつかの実施形態では、捕集材は既存のコンポーネント内に組み込まれることから、炭化水素捕集材の組込みが、エンジン室内の実質的な実装スペースの減少をもたらさない。また、当該システムの組立においては、遊離した材料、たとえば、粉末、繊維又は、その他の遊離材料の取り扱いを要しない。それどころか、いくつかの実施形態では、組立に必要なものは、形成具の周囲を包み込むシートだけである。

上述したようないくつかの実施形態では、捕集材の組込みは、たとえば、自動車サービスインターバル等で、定期的な変更又はアップグレードとして行うことができる。

いくつかの実施形態では、音響パルスが脈動ダンパー１００によって減衰される範囲は、シート１３０の存在により向上することが解かる。

この明細書の発明の詳細な説明及び特許請求の範囲において、「を備える」及び「を含む」との語句並びに、当該語句の、「を備えている」、「を備える」等のバリエーションは、「を含むが、これに限定されるものではない」ことを意味するものであって、他の部分、付加されるもの、要素、数値ないし工程等を除外することを意図するものではない（また除外するものではない）。

明細書の発明の詳細な説明及び特許請求の範囲において、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、単数は複数を包含するものとする。特に、不定冠詞が用いられる場合、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、明細書は、単数性のみならず複数性をも考慮しているとして理解されるべきである。

この発明の特定の側面、実施形態もしくは実施例とともに記載された構成、数値、特性、化合物、化学的部分ないし群は、矛盾のない限り、ここに記載された他のどのような側面、実施形態もしくは実施例に適用可能であると理解されるべきである。

この出願は、２０１１年５月１２日に出願された英国特許出願番号ＧＢ１１０７９１９．１からの優先権を主張するものであり、それの全ての内容を、参照によりここに明確に組み込むものとする。

Claims (18)

1. 自動車の空気導入システム内で音響振動を抑制ないし減衰するための装置において、該装置が、導入空気を、自動車のエンジンに引き込むことのできる通路を画定するものであり、該装置が、
   前記通路の周りに設けられて、導入空気における音響振動を抑制ないし減衰するための制振手段と、
   前記通路の少なくとも一部の周りに設けた捕集材料のシートを備える炭化水素捕集手段であって、当該捕集手段が、前記エンジンから前記通路に流入する炭化水素蒸気を捕集するためのフローパスト式の炭化水素捕集器を与えるべく構成されるものとした炭化水素捕集手段と
   を備えるものとした装置。
2. 前記捕集材料の前記シートが、前記通路の周りを包み込んで配置されるものとした、請求項１に記載の装置。
3. 該装置を通る前記通路を画定するべく構成された形成具を備える、請求項１又は請求項２に記載の装置。
4. 前記形成具が、そこを通過する蒸気の流動のための複数の隙間を設けられたものとした、請求項３に記載の装置。
5. 捕集材料の前記シートが、前記形成具の周りを包み込んで配置されるものとした、請求項３又は請求項４に記載の装置。
6. 捕集材料の前記シートが、前記通路と前記制振手段との間に配置されるものとした、請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
7. 前記通路と前記炭化水素捕集手段との間に設けたフィルターメンブレンを備える、請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
8. 前記フィルターメンブレンが、メッシュ又はガーゼを備える、請求項７に記載の装置。
9. 前記フィルターメンブレンが、前記形成具と前記炭化水素捕集手段との間に設けられるものとした、請求項３を引用する請求項７又は８に記載の装置。
10. 前記炭化水素捕集手段及び前記制振手段が設けられる脈動ダンパーキャビティを画定するべく構成されたハウジングを備える、請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
11. 前記ハウジング及び形成具が実質的に円筒形状であり、前記形成具及びハウジングが実質的に同軸である、請求項３を引用する請求項１０に記載の装置。
12. 前記炭化水素捕集手段が、前記通路に流入する燃料蒸気を静電気的に結合するべく構成されるものとした、請求項１〜１１のいずれかに記載の装置。
13. 前記炭化水素捕集手段が、通常のエンジン作動中に、導入空気が、該装置を通過して引き込まれるとき、捕集された炭化水素を、前記通路を通過する空気の流れに解放するべく構成されるものとした、請求項１〜１２のいずれかに記載の装置。
14. 脈動ダンパーを有する自動車のための空気導入システムであって、前記脈動ダンパーが、請求項１〜１３のいずれかに記載の装置を備えるものとした空気導入システム。
15. 請求項１４に記載の空気導入システムを備える自動車。
16. 自動車の空気導入システム内で炭化水素蒸気を捕集する方法であって、
    前記空気導入システム内で、音響振動を抑制ないし減衰するための装置を準備すること、
    前記自動車のエンジンが切られたとき、前記自動車の前記エンジンからの炭化水素蒸気を、前記装置の通路に通し、前記通路の少なくとも一部の周りに設けた捕集材料のシート状の炭化水素捕集手段を備えるフローパスト式の炭化水素捕集器により、当該蒸気を捕集すること、
    を備え、
    前記自動車の前記エンジンが始動されたとき、該方法が、前記装置を通過させて導入空気を引き込むこと、及び、前記装置の制振手段により、前記導入空気の音響振動を抑制ないし減衰することを備えるものとした方法。
17. ダンパー内に、ダンパーを通過する導入空気のための通路を画定するための形成具を設け、前記形成具の周りに、前記炭化水素捕集器を巻き付けるステップを備える、請求項１６に記載の方法。
18. シート状をなす炭化水素捕集器を設けることを備える、請求項１７に記載の方法。

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