JP2017141758A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給油口キャップの外部にホース類を露出させることなく良好なパージ性能を得られる蒸発燃料処理装置を提供する。【解決手段】エンジンの燃料タンク２００の給油口キャップ１００内に収容された活性炭１１０を有する蒸発燃料処理装置を、燃料タンクの給油口の外径側に張り出したタンク側面部２２１と、給油口キャップにタンク側面部と対向して設けられるキャップ側面部１２１と、キャップ側面部に形成され活性炭が収容される空間１２０内と連通するキャップ側パージ孔１２２と、タンク側面部に設けられキャップ側パージ孔と連通するタンク側パージ孔２２２と、タンク側パージ孔とエンジンの吸気装置内とを連通させるパージライン２３０とを備える構成とする。【選択図】図５

Description

本発明は、燃料タンクの給油口キャップ内に活性炭を内蔵する蒸発燃料処理装置に関し、特に、給油口キャップの外部にホース類を露出させることなく良好なパージ性能を得られるものに関する。

例えばガソリン等の揮発性を有する液体燃料を用いるエンジンにおいては、燃料タンク内において発生する蒸発燃料（エバポ）の外部への放出を抑制するため、活性炭に蒸発燃料を吸着させる蒸発燃料処理装置（チャコールキャニスタ）が設けられる。

このような蒸発燃料処理装置に関する従来技術として、例えば、特許文献１には、多重層燃料タンクの殻間空間へ流れた燃料蒸気を、給油口のパイプ間空間を介して給油口キャップの口金部分に設けられたトラップキャニスタに導入し、吸着保持することが記載されている。
特許文献２には、車両の走行による振動や環境温度の変化により燃料タンク内部の圧力が増加した場合に、副差圧弁を開口させて燃料蒸発ガスをキャニスタに導入し、燃料タンク内の圧力を低下させることが記載されている。
特許文献３には、燃料タンクの内部にキャニスタを配置するとともに、エンジンの運転時にキャニスタから脱離した蒸発燃料を吸気管に導入することが記載されている。
特許文献４には、燃料タンクのキャップ内に活性炭を収容するとともに、キャップの頂部から突出したホースを介してエンジンのインテークマニホールドに連通させてパージを行うことが記載されている。

特開２００３−１８４６６２号公報 特開平 ９− ８６１９６号公報 特開２０１４− ４７７５４号公報 米国特許公報ＵＳ７，２６１，０９３Ｂ２号

例えば発電機、ポンプ、産業機器、農業機器、建設機器、ガーデニング機器、小型車両等の各種セット機器の動力源として用いられる汎用エンジンの場合、給油口キャップ内に活性炭を収容した蒸発燃料処理装置は、キャニスタを別置きする必要がなく、搭載性を改善することができるため好適である。
こうした活性炭を給油口キャップに内蔵した蒸発燃料処理装置においては、エンジン運転時に燃料タンク内に発生する負圧を利用して活性炭のパージ（掃気）を行うことが一般的であったが、燃料タンク内に発生する負圧は比較的小さいため、パージ性能を十分に確保することが困難であり、蒸発燃料の吸着能力を確保するためには活性炭を増量するなどの対応を行う必要があった。
これに対し、引用文献４に記載された技術のように、エンジンの吸気管負圧を利用してパージを行えば、パージ性能を向上して比較的少ない活性炭により十分な吸着性能を確保することが可能である。
しかし、引用文献４に記載された技術では、給油口キャップからパージ用のホースが突出することから、給油口キャップの取扱いが煩雑化するとともに、他部品との干渉やホースの損傷などが懸念される。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、給油口キャップの外部にホース類を露出させることなく良好なパージ性能を得られる蒸発燃料処理装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、エンジンの燃料タンクの給油口キャップ内に収容された活性炭を有する蒸発燃料処理装置であって、前記燃料タンクの給油口の外径側に張り出したタンク側面部と、前記給油口キャップに前記タンク側面部と対向して設けられるキャップ側面部と、前記キャップ側面部に設けられ前記活性炭が収容される空間内と連通するキャップ側パージ孔と、前記タンク側面部に設けられ前記キャップ側パージ孔と連通するタンク側パージ孔と、前記タンク側パージ孔と前記エンジンの吸気装置内とを連通させるパージラインとを備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置である。
これによれば、給油口キャップを給油口に装着したときに、活性炭が放出した蒸発燃料をキャップ側パージ孔、タンク側パージ孔、パージラインを順次経由してエンジンの吸気装置内へ吸気管負圧を利用して搬送し、良好にパージすることができる。
このため、パージ性能が向上し、比較的少量の活性炭によって十分な蒸発燃料処理性能を得ることができ、蒸発燃料処理装置及び給油口キャップの小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
また、給油口キャップの外部にパージ用のホース等が露出することがないため、セット機器への搭載性の悪化や、給油口キャップの取扱いの煩雑化を防止するとともに、ホース類の損傷等のトラブルを防止することができる。

請求項２に係る発明は、前記給油口の中心軸に対し、前記キャップ側パージ孔及び前記タンク側パージ孔の外径側及び内径側に、前記給油口の周方向にわたって環状に延在し、前記タンク側面部と前記キャップ側面部との間をシールするシール手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料処理装置である。
これによれば、キャップ側面部とタンク側面部との間から蒸発燃料が漏出することを防止できる。

請求項３に係る発明は、前記タンク側面部と前記キャップ側面部との少なくとも一方に、前記キャップ側パージ孔と前記タンク側パージ孔とが前記給油口の周方向にずれた位置にある場合に、前記キャップ側パージ孔と前記タンク側パージ孔とを連通させる周方向溝を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蒸発燃料処理装置である。
これによれば、キャップ側パージ孔とタンク側パージ孔とが周方向にずれた状態で給油口キャップが装着された場合であっても、パージ経路が閉塞されることなく適切にパージを行うことができる。

以上説明したように、本発明によれば、給油口キャップの外部にホース類を露出させることなく良好なパージ性能を得られる蒸発燃料処理装置を提供することができる。

本発明を適用した蒸発燃料処理装置の実施例における給油口キャップを燃料タンク側から見た図である。 図１のII−II部矢視断面図である。 実施例の蒸発燃料処理装置における燃料タンクの給油口周辺を給油口キャップ側から見た図である。 図３のIV−IV部矢視断面図である。 実施例の蒸発燃料処理装置において、給油口キャップを燃料タンクに取り付けた状態を示す断面図である。

本発明は、給油口キャップの外部にホース類を露出させることなく良好なパージ性能を得られる蒸発燃料処理装置を提供する課題を、給油口の周囲における給油口キャップと燃料タンク口金との対向面間に連通箇所を設け、キャップ内の活性炭をこの連通箇所を介して吸気管に連通させることによって解決した。

以下、本発明を適用した蒸発燃料処理装置の実施例について説明する。
実施例の蒸発燃料処理装置は、例えば発電機、ポンプ、産業機器、農業機器、建設機器、ガーデニング機器、小型車両等の各種セット機器の動力源として用いられる汎用ガソリンエンジンの燃料タンクに設けられ、給油口キャップ内に活性炭（チャコールキャニスタ）を内蔵して構成されている。

先ず、活性炭が設けられる給油口キャップ１００の構成について説明する。
図１は、実施例の蒸発燃料処理装置における給油口キャップを燃料タンク側から見た図である。
図２は、図１のII−II部矢視断面図である。
給油口キャップ１００は、活性炭１１０、活性炭ケース１２０、筒状部１３０、バネ板１４０、カバー１５０等を有して構成されている。

活性炭１１０は、燃料タンク２００（図３、４参照）内で発生した蒸発燃料（エバポ）を吸着及び放出する機能を有し、以下説明するパージ経路を構成する各部材と協働して、本発明を適用した蒸発燃料処理装置（チャコールキャニスタ）を構成する。
活性炭１１０は、活性炭ケース１２０内に充填されている。

活性炭ケース１２０は、燃料タンク２００の口金２２０と実質的に同心に配置される円筒状に形成されている。
活性炭ケース１２０の燃料タンク２００側の端部は、平板状の端面１２１が設けられている。

端面１２１における筒状部１３０よりも外径側の環状の領域には、パージ孔１２２、周方向溝１２３、パッキン１２４が設けられている。
パージ孔１２２は、端面１２１を貫通して形成された開口であって、活性炭ケース１２０の内部と外部とを連通させるものである。
パージ孔１２２は、例えば、給油口キャップ１００の中心軸を挟んで対称に一対設けられている。

周方向溝１２３は、端面１２１を燃料タンク２００側から見て溝状に凹ませて形成されている。
周方向溝１２３は、給油口キャップ１００の中心軸と同心の環状に形成されている。
上述したパージ孔１２２は、燃料タンク２００側から見たときに、周方向溝１２３と少なくとも一部が重なるよう配置されている。

パッキン１２４は、燃料タンク２００の口金２２０と端面１２１との間で蒸発燃料が漏出しないようシールするものである。
パッキン１２４は、例えば耐油性ゴム等の弾性を有する材料によって、給油口キャップ１００の中心軸と同心の環状に延在するリブ状かつリング状に形成されている。
パッキン１２４は、端面１２１が後述する口金２２０の端面２２１と対向する領域の外周縁部であって、パージ孔１２２及び周方向溝１２３の外径側に配置されている。

筒状部１３０は、端面１２１の中央部から燃料タンク２００側へ突出した円筒状の部分であって、給油口に設けられる口金２２０の内径側に挿入される部分である。
筒状部１３０の外径は、活性炭ケース１２０の外径に対して小さく形成されている。
筒状部１３０の突端部は、燃料タンク２００内の燃料液面と対向して配置されている。
筒状部１３０は、燃料タンク２００内で発生したエバポを活性炭１１０に導入可能な連通手段を有する。

バネ板１４０は、筒状部１３０の突端部に設けられるプレート状の部材であって、燃料タンク２００の上面部２１０に形成された開口２１１の縁部と係合し、給油口キャップ１００の脱落を防止する部材である。
バネ板１４０は、例えば鋼板などの弾性を有する材料によって形成され、その中央部において筒状部１３０の突端部にリベット等により固定されている。
バネ板１４０の両端部は、筒状部１３０に対して外径側に張り出すように配置されている。

カバー１５０は、活性炭ケース１２０の筒状部１３０側とは反対側の端部（図２における上端部）を覆って設けられる部材である。
カバー１５０は、給油口キャップ１００の着脱時にユーザが把持する把持部として機能する。

次に、上述した給油口キャップ１００が着脱可能に取り付けられる燃料タンク２００の給油口周辺の構成について説明する。
図３は、実施例の蒸発燃料処理装置における燃料タンクの給油口周辺を給油口キャップ側から見た図である。
図４は、図３のIV−IV部矢視断面図である。
燃料タンク２００は、図示しないエンジンの燃料となる揮発性の燃料（例えば、ガソリン）を貯留する容器である。
燃料タンク２００は、上面部２１０、口金２２０、パージライン２３０等を有して構成されている。

上面部２１０は、燃料タンク２００の殻体上部に設けられる面部であって、実質的に水平方向に沿って延在する平板状に形成されている。
上面部２１０は、燃料タンク２００内の燃料液面と上下方向に間隔を隔てて対向して配置されている。

上面部２１０には、給油用の開口２１１が形成されている。
開口２１１は、燃料タンク２００の給油口として機能する。
開口２１１の周縁部における一部の領域には、バネ板１４０が通過可能な切欠き部２１２が形成されている。
給油口キャップ１００は、バネ板１４０が切欠き部２１２を通過して上面部２１０の下方となるまで筒状部１３０を口金２２０内に挿入し、その後燃料タンク２００に対して相対回転させることによって取り付けられる。

口金２２０は、上面部２１０の開口２１１及び切欠き部２１２の周囲に設けられた円環状の部材である。
本実施例において、口金２２０は、中空の円環状に形成され、中心軸及び径方向に沿った平面で切って見た断面形状は、実質的に矩形となっている。
口金２２０の燃料タンク２００本体部側の面部は、上面部２１０に固定されている。
口金２２０の給油口キャップ１００側の端面２２１は、給油口キャップ１００の装着時に、給油口キャップ１００の活性炭ケース１２０の端面１２１と、微小な間隔を隔てて対向して配置される。
口金２２０の内径側には、給油口キャップ１００の筒状部１３０が挿入される。
口金２２０の内周面は、筒状部１３０の外周面と微小な隙間を介して対向して配置される。

端面２２１には、パージ孔２２２、パッキン２２３が設けられている。
パージ孔２２２は、端面２２１を貫通して形成された開口であって、口金２２０の内部と外部とを連通させるものである。
パージ孔２２２は、例えば、口金２２０の中心軸を挟んで対称に一対設けられている。
パージ孔２２２は、給油口キャップ１００の装着時に、口金２２０の中心軸方向から見て周方向溝１２３と少なくとも一部が重なるよう配置されている。

パッキン２２３は、給油口キャップ１００の活性炭ケース１２０と端面２２１との間で蒸発燃料が漏出しないようシールするものである。
パッキン２２４は、例えば耐油性ゴム等の弾性を有する材料によって、給油口キャップ１００の中心軸と同心の環状に延在するリブ状かつリング状に形成されている。
パッキン２２３は、端面２２１が活性炭ケース１２０の端面１２１と対向する領域の内周縁部（口金２２０の内周縁部）であって、パージ孔２２２の内径側に配置されている。

パージライン２３０は、燃料タンク２００の内部に設けられ、口金２２０の内部に導入された蒸発燃料を、エンジンの図示しない吸気装置内に搬送する管路である。
パージライン２３０の入口側の端部は、口金２２０と燃料タンク２１０との接合面に形成された貫通穴を介して、口金２２０の内部と連通している。
パージライン２３０の出口側の端部は、例えば、図示しないエアクリーナや吸気管の内部と連通している。

図５は、実施例の蒸発燃料処理装置において、給油口キャップを燃料タンクに取り付けた状態を示す断面図である。
エンジンの停止中に燃料タンク２００内で発生し、筒状部１３０の連通手段を介して活性炭１１０に到達した蒸発燃料は、エンジンの次回運転時まで活性炭１１０に吸着された状態で保持される。

エンジンが始動されると、活性炭１１０から放出された蒸発燃料（エバポ）は、活性炭ケース１２０のパージ孔１２２、パージ孔２２２、口金２２０の内部、パージライン２３０を順次経由して、エンジンの吸気管負圧によって吸気装置内へ導入され、燃焼室において燃焼処理される。
これによって、活性炭１１０のパージ（掃気）がなされる。
図５において、パージガスＧの流れを破線矢印で図示する。
このとき、給油口キャップ１００を取付けた際の燃料タンク２００に対する角度位置の関係で、給油口キャップ１００側のパージ孔１２２と燃料タンク２００側のパージ孔２２２とが周方向にオフセットされている場合には、パージ孔１２２から出た蒸発燃料は、周方向溝１２３の内部を経由してパージ孔２２２に導入される。

以上説明した実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）給油口キャップ１００を給油口に装着したときに、活性炭１１０が放出した蒸発燃料を、給油口キャップ１００側のパージ孔１２２、燃料タンク２００側のパージ孔２２２、パージライン２３０を順次経由してエンジンの吸気装置内へ吸気管負圧を利用して搬送し、良好にパージすることができる。
また、給油口キャップ１００の外部にパージ用のホース等が露出することがないため、セット機器への搭載性悪化や、給油口キャップ取扱いの煩雑化を防止するとともに、ホース類の損傷等のトラブルを防止することができる。
（２）パージ孔１２２，２２２の外径側、内径側に、パッキン１２４，２２３を設けたことによって、端面１２１，２２１の間から蒸発燃料が漏出（蒸散）することを防止できる。
（３）給油口キャップ１００側の端面１２１に周方向溝１２３を設けたことによって、パージ孔１２２，２２２が周方向にずれた状態で給油口キャップ１００が装着された場合であっても、パージ経路が閉塞されることなく適切にパージを行うことができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）蒸発燃料処理装置、燃料タンク、給油口キャップ等を構成する各部材や孔部、溝部等の形状、構造、材質、製法、配置、数量等は、上述した実施例に限定されず、適宜変更することができる。
（２）実施例において、蒸発燃料処理装置は、例えば、ガソリン汎用エンジンの燃料タンクに設けられるものであったが、適用されるエンジンの用途や種類は特に限定されない。また、燃料もガソリンに限らず、蒸発燃料を活性炭により吸着可能なその他の液体燃料であってもよい。
（３）実施例において、周方向溝は給油口キャップ側に設けているが、燃料タンク側に設けてもよい。
（４）実施例において、内径側のパッキンを給油口側に設け、外径側のパッキンを給油口キャップ側に設けているが、逆の構成としてもよく、また、給油口と給油口キャップとのいずれか一方に、両方のパッキンを設けてもよい。また、内径側からの蒸発燃料のリークが問題とならない場合には、外径側にのみパッキンを設けてもよい。
（５）実施例において、給油口キャップはバネ板によって給油口に取り付けられる構成としているが、これに限らず、ネジ込式のキャップや、他の方式によって保持されるキャップとしてもよい。

１００ 給油口キャップ １１０ 活性炭
１２０ 活性炭ケース １２１ 端面
１２２ パージ孔 １２３ 周方向溝
１２４ パッキン １３０ 筒状部
１４０ バネ板 １５０ カバー
２００ 燃料タンク ２１０ 上面部
２１１ 開口 ２１２ 切欠き部
２２０ 口金 ２２１ 端面
２２２ パージ孔 ２２３ パッキン
２３０ パージライン Ｇ パージガス

Claims (3)

1. エンジンの燃料タンクの給油口キャップ内に収容された活性炭を有する蒸発燃料処理装置であって、
   前記燃料タンクの給油口の外径側に張り出したタンク側面部と、
   前記給油口キャップに前記タンク側面部と対向して設けられるキャップ側面部と、
   前記キャップ側面部に設けられ前記活性炭が収容される空間内と連通するキャップ側パージ孔と、
   前記タンク側面部に設けられ前記キャップ側パージ孔と連通するタンク側パージ孔と、
   前記タンク側パージ孔と前記エンジンの吸気装置内とを連通させるパージラインと
   を備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 前記給油口の中心軸に対し、前記キャップ側パージ孔及び前記タンク側パージ孔の外径側及び内径側に、前記給油口の周方向にわたって環状に延在し、前記タンク側面部と前記キャップ側面部との間をシールするシール手段を設けたこと
   を特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
3. 前記タンク側面部と前記キャップ側面部との少なくとも一方に、前記キャップ側パージ孔と前記タンク側パージ孔とが前記給油口の周方向にずれた位置にある場合に、前記キャップ側パージ孔と前記タンク側パージ孔とを連通させる周方向溝を設けたこと
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蒸発燃料処理装置。

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