JP2023180294A - キャニスタ - Google Patents

Abstract

【課題】キャニスタに関し、簡素な構成で吸着脱離性能を損なうことなく小型化を図る。【解決手段】開示のキャニスタ１は、エンジンの燃料タンクで発生した蒸発燃料に対する吸着能を持つ吸着材１４，１５と、一端側に開口部を持つ中空筒状に形成され、吸着材１４，１５を内部に収容するケース２と、ケース２の開口部を閉塞し、一端側の最端部よりも他端側に向かって凹んだ形状の凹部８を有するカバー３とを備える。また、吸着材１４，１５における一端側の面に接触する平板状に形成されたプレート１６，１７と、カバー３とプレート１６，１７との間に介装され、プレート１６，１７及び吸着材１４，１５を他端側へと付勢するスプリング１８，１９と、カバー３から一端側に向かって立設され、凹部８の内側に配置される取付用のブラケット７とを備える。【選択図】図１

Description

本件は、蒸発燃料を回収して再利用するためのキャニスタに関する。

従来、揮発性燃料を燃焼させて動力を得るエンジン（内燃機関）において、燃料タンクで発生した燃料蒸気（燃料ガス，ガソリンベーパー等）を回収して再利用するためのキャニスタ（チャコールキャニスタ，カーボンキャニスタ，ベーパーコレクタ）を備えたものが知られている。キャニスタの内部には、燃料蒸気を一時的に吸着させる活性炭やゼオライトなどの吸着材が内蔵される。吸着材に吸着した燃料蒸気は、エンジンの作動時に脱離して吸気系に吸引され、燃焼室内へと導入されるようになっている（特許文献１参照）。

特開2019-105254号公報

上記のようなキャニスタには、車両や機械類への取り付けのためのブラケットが設けられることがある。特許文献１に記載の技術では、ケースの外側に飛び出した形状のブラケットが適用されている。一方、このようなブラケットの形状は、キャニスタの全体形状の大型化を招きやすい。これにより、キャニスタの取り付け対象となる車両や機械類に十分に広い設置スペースを確保しなければならず、キャニスタの搭載性が低下する。また、ブラケットの位置がキャニスタの重心から離隔するため、取付安定性の観点からブラケット自体の剛性を高める必要があり、製造コストや装置重量の面で不利になりうる。

本件の目的の一つは、上記のような課題に照らして創案されたものであり、簡素な構成で吸着脱離性能を損なうことなく小型化を図れるようにしたキャニスタを提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けられる。

開示のキャニスタは、以下に開示する態様または適用例として実現でき、上記の課題の少なくとも一部を解決する。
開示のキャニスタは、エンジンの燃料タンクで発生した蒸発燃料に対する吸着能を持つ吸着材と、一端側に開口部を持つ中空筒状に形成され、前記吸着材を内部に収容するケースと、前記ケースの前記開口部を閉塞し、前記一端側の最端部よりも他端側に向かって凹んだ形状の凹部を有するカバーとを備える。また、前記吸着材における前記一端側の面に接触する平板状に形成されたプレートと、前記カバーと前記プレートとの間に介装され、前記プレート及び前記吸着材を前記他端側へと付勢するスプリングと、前記カバーから前記一端側に向かって立設され、前記凹部の内側に配置される取付用のブラケットとを備える。

開示のキャニスタにおいて、カバーに設けられる凹部は、吸着材の一端側に配置されるスプリングの収容空間に設けられる。これにより、吸着材の容積を削減することなく凹部を形成できる。また、凹部の内側にブラケットを設けることで、ケースの輪郭よりも外側へのブラケットの飛び出しを防止できる。したがって、簡素な構成で吸着脱離性能を損なうことなくキャニスタの小型化を図れる。

実施例としてのキャニスタの構成を示す縦断面図である。 （Ａ），（Ｂ）は変形例としてのキャニスタの構成を示す縦断面図である。

開示のキャニスタは、以下の実施例によって実施されうる。開示のキャニスタは、蒸発燃料を回収して再利用するための装置であり、燃料タンクに貯留された燃料を供給されて作動するエンジンに付設される。ここでいうエンジンには、揮発性燃料で作動する各種内燃機関が含まれ、例えばガソリンエンジンやジェットエンジンなどが含まれる。本実施例のキャニスタは、車両に搭載されるエンジンに付設される。実施例中の方向の定義に関して、キャニスタを構成する部品や部位についての方向は、特記しない限り、車両に取り付けられた状態での方向を意味する。

［１．全体構成］
図１は、実施例としてのキャニスタ１の構成を説明するための縦断面図である。キャニスタ１は、吸着材１４，１５とケース２とカバー３とブラケット７とを備える。吸着材１４，１５は、燃料タンクで発生した蒸発燃料に対する吸着能を持つ物質である。吸着材１４，１５の具体例としては、活性炭やゼオライトが挙げられる。吸着材１４，１５は、固形の多孔質体（成型品）であってもよいし、通気性を有する袋に封入された粉体材料や粒体材料であってもよい。

ケース２は、吸着材１４，１５を内部に収容する容器である。ケース２の形状は、一端側（図１における上側）に開口部が形成された中空の筒状（例えば円筒状，楕円筒状，多角筒状など）に形成される。図１に示すケース２は、上端側が開放された中空の四角筒状に形成されており、上端に開口部を有する。ケース２の素材は、例えば金属や合成樹脂材料である。

カバー３は、ケース２の開口部を閉塞する蓋である。カバー３には、ケース２の内側に向かって凹んだ形状の凹部８が設けられる。この凹部８は、カバー３の一端側（図１における上側）の最端部よりも他端側（図１における下側）に向かって凹んだ形状に形成される。例えば図１に示すように、カバー３の上端よりも下方に凹んだ部分が凹部８となる。カバー３の素材は、例えば金属や合成樹脂材料であり、好ましくはケース２と同種の素材である。なお、カバー３の具体的な構成については後述する。

凹部８の内側には、取付用のブラケット７が配置される。ブラケット７は、凹部８の内側において、カバー３の表面から一端側に向かって立設される。ここでいう「凹部８の内側」とは、「カバー３の一端側の最端部よりも他端側に向かって凹んだ形状の内側」を意味する。したがって、ブラケット７は、カバー３の一端側の最端部よりも他端側の範囲内に設けられ、カバー３の一端側の最端部から一端側へと突出しないように設けられる。ブラケット７の素材は、例えば金属や合成樹脂材料であり、好ましくはカバー３と同種の素材である。ブラケット７には、キャニスタ１をその取り付け対象となる車両や機械類に取り付けるための固定構造（例えば、ボルト孔や溶接ボルト等）が設けられる。

ケース２の内部空間は、仕切り壁２１によって二つの室に区画されている。一方の室は主室４と呼ばれ、他方の室は副室５と呼ばれる。また、主室４には第一吸着材１４が収容され、副室５には第二吸着材１５が収容される。仕切り壁２１の高さは、主室４と副室５とが完全には区画されない程度の高さに設定される。言い換えれば、仕切り壁２１の上端とカバー３との間には、所定の隙間が形成される。仕切り壁２１の水平方向の位置は、好ましくは主室４が副室５よりも広くなるように設定される。なお、凹部８の位置は、好ましくは副室５の上方に設定される。

ケース２の内部には、吸着材１４，１５のほか、プレート１６，１７及びスプリング１８，１９が収容される。プレート１６，１７は、平板状に形成された部材であり、吸着材１４，１５における一端側の面に接触するように設けられる。図１には、第一吸着材１４の上端面に接触する第一プレート１６と第二吸着材１５の上端面に接触する第二プレート１７とが示されている。

図１に示す例では、第一プレート１６と第二プレート１７とがほぼ同一平面上に配置されており、主室４（第一吸着材１４）の高さ寸法と副室５（第二吸着材１５）の高さ寸法とがほぼ同一になっている。プレート１６，１７の各々には、その表裏を貫通する連通孔が設けられる。連通孔は、例えば複数箇所に設けられ、各プレート１６，１７の上下面において満遍なくほぼ均等に配置される。蒸発燃料は、連通孔を介してプレート１６，１７の表側と裏側との間を流通可能となっている。

スプリング１８，１９は、プレート１６，１７及び吸着材１４，１５を他端側へと付勢する弾性部材（例えばコイルばねやゴムなど）であり、カバー３とプレート１６，１７との間に介装される。スプリング１８，１９の付勢により、プレート１６，１７が吸着材１４，１５の上端面に面接触した状態で吸着材１４，１５を他端側に押圧する。これにより、吸着材１４，１５がケース２の内部に安定的に固定される。図１には、第一プレート１６の上部に位置するコイル状の第一スプリング１８と、第二プレート１７の上部に位置するコイル状の第二スプリング１９とが示されている。これらのスプリング１８，１９は、カバー３とプレート１６，１７との間に押し縮められた状態で挿入されている。

主室４は、エンジンの吸気系及び燃料タンクに接続される室である。主室４の内部に収容される第一吸着材１４は、主室４の内部形状に対応する形状に形成され、主室４の下部に隙間なく挿入される。また、主室４の下端部には、燃料タンクに連通するタンクポート２２と、エンジンの吸気系に連通するパージポート２３とが設けられる。これらのタンクポート２２及びパージポート２３は、第一吸着材１４よりも下方に配置され、主室４の下端面に接続される。なお、タンクポート２２と燃料タンクとの間は、図示しない燃料蒸気配管材で接続され、パージポート２３と吸気通路との間は、図示しないパージ配管材で接続される。

副室５は、大気開放される室であり、主室４に隣接して配置される。副室５の内部に収容される第二吸着材１５は、副室５の内部形状に対応する形状に形成され、副室５の下部に隙間なく挿入される。また、副室５の下端部には、大気開放される大気ポート２４が設けられる。大気ポート２４は、第二吸着材１５よりも下方に配置され、副室５の下端面に接続される。なお、大気ポート２４には、端部が大気開放された配管材が接続される。

プレート１６，１７よりも上方の空間（スプリング１８，１９が収容される空間）は、スプリング室６と呼ばれる。スプリング室６には、主室４の上方部分と副室５の上方部分とが含まれ、これらが一体的に繋がっている。また、主室４の上方部分と副室５の上方部分とを繋ぐ部分は、ケース２内を流れる蒸発燃料の流路が狭くなるように形成される。例えば、図１に示す仕切り壁２１の上端とカバー３との隙間の断面積Ｅは、主室４や副室５やスプリング室６の断面積よりも小さく設定され、蒸発燃料の流路における最小断面積となっている。

［２．カバーの詳細］
カバー３には、第一平面部１１と第二平面部１２と第三平面部１３とが設けられる。
第一平面部１１は、第一プレート１６に対して平行な平面状に形成される部位であって、第一スプリング１８に接触する部位である。第一平面部１１のうち、第一スプリング１８との接触部分は、第一プレート１６に対して平行な平面状に形成される。つまり、第一スプリング１８の上端部全体が平面状の第一平面部１１によって安定的に支持されるようになっている。したがって、図１中に示す第一平面部１１の幅寸法Ａは、第一スプリング１８の直径Ｂよりも大きい。

同様に、第二平面部１２は、第二プレート１７に対して平行な平面状に形成される部位であって、第二スプリング１９に接触する部位である。第二平面部１２のうち、第二スプリング１９との接触部分は、第二プレート１７に対して平行な平面状に形成される。つまり、第二スプリング１９の上端部全体が平面状の第二平面部１２によって安定的に支持されるようになっている。したがって、図１中に示す第二平面部１２の幅寸法Ｃは、第二スプリング１９の直径Ｄよりも大きい。

第三平面部１３は、第一平面部１１及び第二平面部１２の双方に対して傾斜する平面状に形成される部位であって、第一平面部１１及び第二平面部１２を接続する部位である。図１に示すように、第三平面部１３は、第一スプリング１８や第二スプリング１９と干渉しないように斜めに傾斜した平面となっている。主室４と副室５とを区画する仕切り壁２１の上端は、第三平面部１３の下方に位置している。

図１に示すように、第一平面部１１はカバー３のうち一端側の最端部（上端面）をなす部位である。また、第二平面部１２及び第三平面部１３は、第一平面部１１を含む平面よりも他端側に位置し、凹部８を形成する部位である。この凹部８の内側に設けられるブラケット７は、第二平面部１２及び第三平面部１３に対してほぼ垂直に立設されるとともに、第一平面部１１を含む平面よりも他端側（下方側）に配置される。

［３．効果］
（１）本実施例のキャニスタ１は、吸着材１４，１５とケース２とカバー３とプレート１６，１７とスプリング１８，１９と取付用のブラケット７とを備える。吸着材１４，１５は、燃料タンクで発生した蒸発燃料に対する吸着能を持つ。ケース２は、一端側に開口部を持つ中空筒状に形成され、吸着材１４，１５を内部に収容する。カバー３は、ケース２の開口部を閉塞し、一端側の最端部よりも他端側に向かって凹んだ形状の凹部８を有する。プレート１６，１７は、吸着材１４，１５における一端側の面に接触する平板状に形成される。スプリング１８，１９は、カバー３とプレート１６，１７との間に介装され、プレート１６，１７及び吸着材１４，１５を他端側へと付勢する。ブラケット７は、カバー３から一端側に向かって立設され、凹部８の内側に配置される。

上記の通り、本実施例のカバー３に設けられる凹部８は、吸着材１４，１５の一端側に配置されるスプリング１８，１９の収容空間（スプリング室６）に設けられ、主室４や副室５の容積にほとんど悪影響を及ぼさない。これにより、吸着材１４，１５の容積を削減することなく凹部８を形成できる。また、凹部８の内側にブラケット７を設けることで、ケース２の輪郭よりも外側へのブラケット７の飛び出しを防止できる。例えば、特許文献１に記載の構造のように、ケース２の外側に飛び出した形状のブラケットを用いた場合と比較して、キャニスタ１の全体形状がコンパクトになる。したがって、簡素な構成で吸着脱離性能を損なうことなくキャニスタ１の小型化を図れる。

また、特許文献１に記載の構造と比較して、ブラケット７の位置をキャニスタ１の重心に対してより近い位置に設定することが容易となる。これにより、ブラケット７自体の剛性を高めておかなくても、取付安定性を向上させることができ、ブラケット７の板厚を薄くすることができ、あるいは、ブラケット７自体の補強構造を簡素にできる。したがって、製造コストや装置重量の面で有利なキャニスタ１を実現できる。

（２）本実施例の吸着材１４，１５は、第一吸着材１４と第二吸着材１５とを有する。また、ケース２は、燃料タンク及びエンジンの吸気系に接続されて第一吸着材１４を内部に収容する主室４と、大気開放されて第二吸着材１５を内部に収容する副室５とを有する。凹部８は、図１に示すように、副室５の一端側（副室５の上側）に設けられる。このような構成により、主室４に収容される第一吸着材１４の容積を削減することなく凹部８を設けることができる。したがって、吸着脱離性能の低下を抑制できる。

（３）本実施例のキャニスタ１には、第一吸着材１４に接触する第一プレート１６と、第二吸着材１５に接触する第二プレート１７とが内蔵される。また、カバー３と第一プレート１６との間には第一スプリング１８が介装され、カバー３の凹部８と第二プレート１７との間には第二スプリング１９が介装される。第二スプリング１９と凹部８との接触部分は、第二プレート１７に対して平行な平面状に形成される。このような構成により、カバー３に対する第二スプリング１９の着座状態（支持状態）を安定させることができる。例えば、第二スプリング１９の位置ズレや外れによる第二吸着材１５のガタつきを防止できる。

（４）本実施例のカバー３には、第一平面部１１と第二平面部１２と第三平面部１３とが設けられる。第一平面部１１は、第一プレート１６に対して平行な平面状に形成され、第一スプリング１８に接触する部位である。第二平面部１２は、第二プレート１７に対して平行な平面状に形成され、第二スプリング１９に接触する部位である。第三平面部１３は、第一平面部１１及び第二平面部１２に対して傾斜する平面状に形成され、第一平面部１１及び第二平面部１２を接続する部位である。第一スプリング１８と第一平面部１１との接触部分は、第一プレート１６に対して平行な平面状に形成される。このような構成により、カバー３に対する第一スプリング１８の着座状態（支持状態）を安定させることができる。例えば、第一スプリング１８の位置ズレや外れによる第一吸着材１４のガタつきを防止できる。

（５）本実施例のキャニスタ１は、主室４と副室５とを区画する仕切り壁２１を備える。また、仕切り壁２１とカバー３との間の断面積は、ケース２内を流れる蒸発燃料の流路における最小断面積となっている。このような構成により、主室４から副室５への蒸発燃料の吹き抜けを抑制できる。したがって、第一吸着材１４への蒸発燃料の吸着や第一吸着材１４からの蒸発燃料の脱離を促進でき、キャニスタ１の性能を改善できる。

（６）図１に示すように、本実施例の仕切り壁２１は、第三平面部１３の下方に配置される。主室４から副室５へと流れる蒸発燃料は、第三平面部１３の表面に沿って斜めに（図１中において斜め右下方向へと）導入される。これにより、副室５に導入された蒸発燃料を第二プレート１７の全面に当てることができ、第二吸着材１５に対して偏りなく蒸発燃料を流通させることができる。したがって、第二吸着材１５への蒸発燃料の吸着や第二吸着材１５からの蒸発燃料の脱離を促進でき、キャニスタ１の性能を改善できる。

［４．その他］
上記の実施例はあくまでも例示に過ぎず、本実施例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施例の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、本実施例の各構成は必要に応じて取捨選択でき、あるいは、適宜組み合わせることができる。

例えば、上記の実施例では、主室４の高さ寸法と副室５の高さ寸法とがほぼ同一に設定されたキャニスタ１を例示したが、これらの寸法を相違させてもよい。図２（Ａ）は、上記の実施例と比較して主室４の高さ寸法を大きくしたものである。凹部８を副室５の上側に配置することで、主室４の容積を容易に増大させることができ、キャニスタ１の性能を改善できる。

また、上記の実施例では、カバー３の凹部８が第二平面部１２及び第三平面部１３によって形成されたものを例示したが、凹部８の形状や構造はこのようなものに限定されない。凹部８は、少なくともケース２の一端側（図１における上側）の最端部よりも他端側（図１における下側）に向かって凹んだ形状であればよい。例えば、図２（Ａ）に示すように、第三平面部１３を第一平面部１１及び第二平面部１２に対してほぼ垂直に設けてもよい。あるいは、第一平面部１１と第二平面部１２との間を滑らかに接続する曲面状の面部を形成してもよい。少なくとも、凹部８の内側にブラケット７を配置することで、上記の実施例と同様の作用，効果を獲得できる。

また、上記の実施例では、仕切り壁２１によって二つの室に区画されたケース２を例示したが、ケース２の内部を区画しなくてもよい。図２（Ｂ）は、単一の主室４のみがケース２の内部に設けられ、その内側に吸着材１４が収容されたキャニスタ１の断面図である。吸着材１４における一端側の面にはプレート１６が接触するように設けられ、カバー３とプレート１６との間にはスプリング１８が介装される。ブラケット７が配置される凹部８は、吸着材１４の一端側に配置されるスプリング室６に設けられる。このような構成により、上記の実施例と同様の作用，効果を獲得できる。

本件は、蒸発燃料を回収して再利用するためのキャニスタの製造産業に利用可能である。このキャニスタは、燃料タンクに貯留された燃料を供給されて作動するエンジンに付設されうる。したがって、エンジン及びキャニスタが搭載される車両の製造産業に利用可能である。また、エンジン及びキャニスタが搭載される産業用機械や発電装置などの製造産業にも利用可能である。

１ キャニスタ
２ ケース
３ カバー
４ 主室
５ 副室
６ スプリング室
７ ブラケット
８ 凹部
１１ 第一平面部
１２ 第二平面部
１３ 第三平面部
１４ 第一吸着材（吸着材）
１５ 第二吸着材（吸着材）
１６ 第一プレート（プレート）
１７ 第二プレート（プレート）
１８ 第一スプリング（スプリング）
１９ 第二スプリング（スプリング）
２１ 仕切り壁
２２ タンクポート
２３ パージポート
２４ 大気ポート

Claims (6)

1. エンジンの燃料タンクで発生した蒸発燃料に対する吸着能を持つ吸着材と、
   一端側に開口部を持つ中空筒状に形成され、前記吸着材を内部に収容するケースと、
   前記ケースの前記開口部を閉塞し、前記一端側の最端部よりも他端側に向かって凹んだ形状の凹部を有するカバーと、
   前記吸着材における前記一端側の面に接触する平板状に形成されたプレートと、
   前記カバーと前記プレートとの間に介装され、前記プレート及び前記吸着材を前記他端側へと付勢するスプリングと、
   前記カバーから前記一端側に向かって立設され、前記凹部の内側に配置される取付用のブラケットとを備える
   ことを特徴とする、キャニスタ。
2. 前記吸着材が、第一吸着材と、第二吸着材とを有し、
   前記ケースが、前記燃料タンク及び前記エンジンの吸気系に接続されて前記第一吸着材を内部に収容する主室と、大気開放されて前記第二吸着材を内部に収容する副室とを有し、
   前記凹部が、前記副室の前記一端側に設けられる
   ことを特徴とする、請求項１記載のキャニスタ。
3. 前記プレートが、前記第一吸着材に接触する第一プレートと、前記第二吸着材に接触する第二プレートとを有し、
   前記スプリングが、前記カバーと前記第一プレートとの間に介装される第一スプリングと、前記カバーの前記凹部と前記第二プレートとの間に介装される第二スプリングとを有し、
   前記第二スプリングと前記凹部との接触部分が、前記第二プレートに対して平行な平面状に形成される
   ことを特徴とする、請求項２記載のキャニスタ。
4. 前記カバーが、前記第一プレートに対して平行な平面状に形成されて前記第一スプリングに接触する第一平面部と、前記第二プレートに対して平行な平面状に形成されて前記第二スプリングに接触する第二平面部と、前記第一平面部及び前記第二平面部に対して傾斜する平面状に形成されて前記第一平面部及び前記第二平面部を接続する第三平面部とを有し、
   前記第一スプリングと前記第一平面部との接触部分が、前記第一プレートに対して平行な平面状に形成される
   ことを特徴とする、請求項３記載のキャニスタ。
5. 前記主室と前記副室とを区画する仕切り壁を備え、
   前記仕切り壁と前記カバーとの間の断面積が、前記ケース内を流れる前記蒸発燃料の流路における最小断面積である
   ことを特徴とする、請求項２～４のいずれか一項に記載のキャニスタ。
6. 前記仕切り壁が、前記第三平面部の下方に配置される
   ことを特徴とする、請求項４を引用する請求項５記載のキャニスタ。

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