JP3727224B2

JP3727224B2 - キャニスタ

Info

Publication number: JP3727224B2
Application number: JP2000141112A
Authority: JP
Inventors: 昌利守山; 俊夫吉田
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2020-05-15
Also published as: US6524374B2; JP2001323845A; US20010039881A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は蒸発燃料処理装置に配設されるキャニスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の燃料タンク内の蒸発燃料（ベーパ）が大気中に漏出されることを防止する蒸発燃料処理装置に配設されるキャニスタとして、特に給油時に燃料タンク内のベーパを大気中に漏出することなく捕集処理するため、キャニスタ内の吸着剤充填室内にプレートを配置するとともに該プレートに絞り通路を形成したＯＲＶＲ規制対応型のキャニスタが提案されており、例えば、特開平６−２４９０８８号公報、特開平８−１８９４２８号公報に開示されている。
【０００３】
このようなＯＲＶＲ規制対応型のキャニスタにおいて、そのプレートを垂直に配置したキャニスタの従来構造の例を図４乃至図６に示す。
【０００４】
この図４乃至図６に示すキャニスタ１は、活性炭等からなる吸着剤２を充填した主室３と、吸着剤２を充填した副室４とからなり、更に、副室４は絞り通路を有するプレート５によって第１副室４ａと第２副室４ｂに区画されている。前記主室３と第１副室４ａとは拡散室６で連通されている。
【０００５】
前記主室３と副室４は水平方向に並設され、前記プレート５は垂直方向に配置されている。
【０００６】
前記主室３における拡散室６と反対側には、給油時に燃料タンク内で発生したベーパ（ガソリン蒸気）を吸入するベーパ導入ポート７と、エンジンの吸気部に連通するパージポート８が設けられている。図中、９，１０は吸着剤保持用フィルタ、１１は吸着剤保持用プレート、１２は吸着剤保持用スプリングである。
【０００７】
前記第１副室４ａにおける前記拡散室６側には吸着剤保持用フィルタ１３、吸着剤保持用プレート１４及び吸着剤保持用スプリング１５が設けられている。
【０００８】
前記第２副室４ｂにおける前記プレート５と反対側には大気へ開口された大気ポート１６が設けられている。図中、１７は吸着剤保持用フィルタである。
【０００９】
前記プレート５の表裏面にはフィルタ支持ピン１８が多数突設されており、その配置状態は図６に示すようになっている。該表裏のフィルタ支持ピン１８の先端面部にはプレート用のフィルタ１９，２０が配置され、該フィルタ１９，２０によって吸着剤２を保持するとともに隣接するフィルタ支持ピン１８間に流通空間２１，２２が形成されている。該プレート５には図５及び図６に示すように、その中央上部に位置して、円形の貫通穴からなる１個の絞り通路２３が形成されている。
【００１０】
以上の構成において、エンジン停止中で、かつ給油時以外において、燃料タンク内の液体燃料が蒸発し、その内圧が所定以上になると、燃料タンク内のベーパはキャニスタ１のベーパ導入ポート７から主室３内に導入され、その燃料成分が吸着剤２に捕集される。続いてベーパは拡散室６から第１副室４ａ内に導入され、主室３内に捕集されなかった燃料成分が第１副室４ａ内の吸着剤２で捕集される。更にベーパはフィルタ１９を通ってプレート５とフィルタ１９間でかつフィルタ支持ピン１８間の流通空間２１を流通して上昇し、絞り通路２３を通過する。更に、流通空間２２、フィルタ２０を流通して第２副室４ｂに入り該第２副室４ｂの吸着剤２で燃料成分が捕集される。そして、燃料成分が捕集された後の実質的に空気となったベーパは、フィルタ１７を流通し、大気ポート１６から大気へ放出される。
【００１１】
このような給油時以外の場合は、プレート５の絞り通路２３が、プレート５の上方に位置して形成されているため、ベーパは図６の矢印で示すように、下から上方へ流れ、その流れが抑制されるとともに絞り通路２３の絞りにより大気ポートからのベーパの放出が抑制される。
【００１２】
また、燃料タンクへの給油時には、燃料タンク内において給油時以外の場合より高圧になったベーパが、その高い正圧によりベーパ導入ポート７から主室３内に導入される。このように導入されたベーパは、前記と同様にキャニスタ１内を流れて各室の吸着剤２に燃料成分が捕集されて大気ポート１６から実質的に空気となって大気へ放出される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、給油時におけるキャニスタ１内に流入するベーパ量は、エンジン停止中でかつ給油時以外にキャニスタ１内に流入するベーパ量と比較して極めて多い。したがって、給油時におけるプレート５のフィルタ支持ピン１８での通気抵抗が大きくなる。そのため、フィルタ支持ピン１８間での流通距離が長く、かつ絞り通路２３の通気抵抗が大きいと、給油時以外のベーパの大気への放出防止性能が高い反面、給油速度が通常より遅くなって給油時間が長くなり、また、逆に給油時間を短くするために前記の通路抵抗を小さくすると、給油時以外での燃料成分を含んだベーパが大気へ多く放出されてしまうことがある。したがって、ベーパの放出防止の向上と給油時間の短縮化の両立が困難である。
【００１４】
図６に示す前記従来のプレート５のように、中央上部に１個の絞り通路２３を形成したものにおいては、拡散室６から第１副室４ａに入ったベーパが、図６の矢印の如く下部から上方へ流れるが、特に矢印Ａ₁，Ａ₂のような両側を流れるベーパは、その絞り通路２３への流れ込み距離が長くなり、給油時間の短縮化が困難である。
【００１５】
そこで本発明は、前記図６に示すプレート５を備えたキャニスタと比較して、その給油時以外のベーパの大気への放出は同等に維持し、かつ給油時間の短縮化を図ることができるキャニスタを提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の第１の発明は、燃料タンク内に発生したベーパを、ベーパ導入ポートから導入して吸着剤を充填した室を流通させて実質的に空気にして大気ポートより放出するものであって、その吸着剤を充填した室にプレートを垂直状態に配置し、該プレートの上部に絞り通路を形成するとともに表裏面にフィルタ支持ピンを複数突設し、更に、該フィルタ支持ピンの先端面にフィルタを配置するものにおいて、
前記の絞り通路を、プレートの上部のみにおいて左右方向に配置してなる複数個の絞り通路で形成したことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明において、給油時は、キャニスタ内へ導入されるベーパ量とその圧力が給油時以外のときと比べて高く、フィルタ支持ピン相互間を流通するベーパの通気抵抗の影響が大きい。このとき、絞り通路を複数個に分けて左右方向に配列したことにより、プレートの下部から絞り通路までの流れ込み距離が、従来の１個の絞り通路を上部に形成したものに比べて平均して短くなり、フィルタ支持ピン部での通気抵抗（圧損）が小さくなる。したがって、給油時間が従来の１個の絞り通路のものよりも短縮される。
【００１８】
また、エンジン停止中でかつ給油以外のときは、キャニスタへ導入されるベーパ量と圧力は前記の給油時よりも小さい。そのため、フィルタ支持ピンでの通気抵抗の影響は少なく、従来の１個の絞り通路のものと同等のベーパ放出防止性能を維持できる。
【００１９】
請求項２記載の第２の発明は、前記第１の発明において、前記複数の絞り通路の各内径をフィルタ支持ピン相互間の距離と同等かそれ以下に設定したものである。
【００２０】
請求項３記載の第３の発明は、前記第１の発明において、前記複数の絞り通路の各内径Ｄとフィルタ支持ピン相互間の距離Ｌとの関係を、Ｌ／Ｄ＝１〜３に設定したものである。
【００２１】
この請求項２及び３の発明によれば、フィルタ支持ピンによる通気抵抗の影響を更に低減し、給油時間の短縮が有効に行われる。
【００２２】
請求項４記載の第４の発明は、前記第１の発明において、前記複数の絞り通路を大径のものと、小径のものとで形成したものである。
【００２３】
本発明においても、前記第１の発明と同様の作用を発揮するとともに、プレートの左右方向のスペースが少ない場合の設計自由度が大きくなる。
【００２４】
請求項５記載の第５の発明は、前記第４の発明において、前記小径の絞り通路の内径をフィルタ支持ピン相互間の距離と同等かそれ以下に設定したものである。
【００２５】
請求項６記載の第６の発明は、前記第４の発明において、前記小径の絞り通路の内径Ｄとフィルタ支持ピン相互間の距離Ｌとの関係を、Ｌ／Ｄ＝１〜３に設定したものである。
【００２６】
この請求項５及び６の発明においても、前記第２及び第３の発明と同様の作用を発揮する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３に示す実施例に基いて本発明の実施の形態について説明する。
【００２８】
本発明は、前記図４乃至図６に示す従来の構造と比べて、その前記プレート５の構造が相違するのみである。そのため、本発明に係るプレート３０部以外の構造については、前記図４及び図５に示す構造と同一部分に前記と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
副室４に垂直に配設されたプレート３０の表裏には前記従来と同様のフィルタ支持ピン３１が図２（ｂ）に示すように所定の距離（間隔）Ｌをもって複数個突設されている。
【００３０】
更に、該プレート３０の上部には、図２（ｂ）に示すようにフィルタ支持ピン３１の相互間に位置して複数の絞り通路３２が表裏方向に貫通形成されている。図２（ｂ）に示す実施例では絞り通路３２が、プレート３０の上部における上段に位置して左右方向に２個形成され、かつ上方の下段に位置して左右方向に４個形成されている。
【００３１】
前記絞り通路３２は全て同一径に形成され、その１個の内径Ｄは、フィルタ支持ピン３１の相互間の距離Ｌと同等かそれよりも小さく設定されている。このＤとＬとの関係はＬ／Ｄ＝１〜３の範囲が望ましい。更に、この複数個の絞り通路３２の開口面積の総計は、前記ベーパ導入ポート７の流通面積よりも大きく設定されている。
【００３２】
図２（ｂ）に示す第１実施例では、フィルタ支持ピン３１の相互間の距離Ｌが８ｍｍに形成され、１個の絞り通路３２の内径Ｄが８ｍｍに形成され、この絞り通路３２が６個形成されて、この６個の絞り通路３２の総開口面積が、図６に示す従来の１個の絞り通路２３のφ２０と同等の面積になっている。
【００３３】
前記の絞り通路３２の代わりに、図３の第２実施例に示すように、プレート３０の上部において、大径の絞り通路３３と小径の絞り通路３４を形成してもよい。このような大小の絞り通路３３，３４にする場合には、その小径の絞り通路３４の内径Ｄは、前記のようにＬ／Ｄ＝１〜３の範囲になるようにする。この図３に示す第２実施例では、内径が８ｍｍの小径絞り通路３４をプレート３０の上部の両側に位置して２個形成し、内径が１６．５ｍｍの大径絞り通路３３をプレート３０の中央上部に位置して１個形成している。この３個の絞り通路３３，３４の総開口面積は、図６に示す従来の１個の絞り通路２３のφ２０と同等の面積になっている。
【００３４】
以上のようであるから、エンジン停止中で、かつ給油時以外において、前記のように燃料タンク内のベーパがキャニスタ１のベーパ導入ポート７から主室３、拡散室６を通じて第１副室４ａに導入されると、そのベーパは第１副室の下部からフィルタ支持ピン３１間の流通空間２１を通って上昇し、プレート３０の上部に形成した絞り通路３２、又は３３，３４から第２副室４ｂへ流出する。このとき、ベーパ量及びその圧力は給油時よりも小さいため、フィルタ支持ピン３１や絞り通路３２，３３，３４での通気抵抗の影響は前記図６に示す従来と同様に少ない。そのため、この給油以外のベーパの大気への放出防止性能は従来と同等に維持できる。
【００３５】
また、給油時においてもベーパは前記給油時以外の場合と同様に第１副室４ａの下部からフィルタ支持ピン３１間の流通空間２１を通って上昇する。このとき、ベーパ量及びその圧力は前記給油時以外よりも大きいため、フィルタ支持ピン３１による通気抵抗の影響が大きい。しかし、プレート３０の上部に複数の絞り通路３２，３３，３４を左右方向に配置して形成したことにより、ベーパが図２（ｂ）及び図３の矢印のように流れて絞り通路３２，３３，３４に流入し、プレート３０の下部から絞り通路３２，３３，３４までの流通距離、特に矢印Ｂ₁，Ｂ₂で示す左右側における距離が前記図６に示す従来の構造のものよりも短くなる。そのため、その短い分、図６に示すものよりもフィルタ支持ピン３１による通気抵抗の影響、すなわち圧損が小さくなる。したがって、給油時間を前記図４乃至図６に示す従来のキャニスタよりも短縮することができる。
【００３６】
また、複数の絞り通路３２，３３，３４のうち、少なくとも１つの絞り通路３２，３４の内径Ｄをフィルタ支持ピン３１の相互間の距離Ｌに対して同等からそれ以下にしたので、該絞り通路３２，３４に流入する経路におけるフィルタ支持ピン３１による通気抵抗の影響はほとんどなくなる。したがって、このことからも給油時間の短縮化が図られる。
【００３７】
また、絞り通路の内径Ｄとフィルタ支持ピン３１間の距離Ｌとの関係による通気抵抗を実験で求めた結果、図７に示す特性が得られた。
【００３８】
ここで測定流量は給油時と同様の４５リットル／ｍｉｎとし、絞り通路をφ２０相当の通路総面積とし、フィルタ支持ピン３１間の距離Ｌを８ｍｍとした。また、通気抵抗は、ベーパ導入ポート７と大気ポート１６の間をマノメータにて測定した。なお、テストの都合上、吸着剤２の代用として、粒径約φ２の樹脂ペレットを使用した。
【００３９】
図７において、従来の絞り通路が１個でＤ＝φ２０（Ｌ／Ｄ＝０．４）のものにおいては、通気抵抗（ｋＰａ）がＥ点で約０．３８となり、図２（ｂ）に示す第１実施例のように絞り通路が６個で夫々φ８（Ｌ／Ｄ≒１）のものにおいては、通気抵抗がＦ点で約０．３５となり、また、絞り通路が１１個で夫々φ６（Ｌ／Ｄ＝１．３３）のものにおいては、通気抵抗がＧ点で約０．３３となり、更に、絞り通路が２５個で夫々φ４（Ｌ／Ｄ＝２）のものにおいては、通気抵抗がＨ点で約０．３２となった。
【００４０】
また、絞り通路が５５個で夫々φ２．７（Ｌ／Ｄ＝２．９６）のものにおいては、通気抵抗がＩ点で約０．３２となり、絞り通路が１００個で夫々φ２（Ｌ／Ｄ＝４）のものにおいては、通気抵抗がＪ点で約０．３４になったが、このように絞り通路を５５〜１００個に多くすることは、プレートの上部のみにこの多くの絞り通路を形成することが困難で現実的ではない。
【００４１】
また、Ｌ／Ｄが３を越えると、各絞り通路自体の流量係数が増加し始める。
【００４２】
以上の結果から、Ｌ／Ｄは１〜３の範囲が望ましい。
【００４３】
また、図３に示すように、絞り通路を大小のものにして複数形成したものにおいて、その大径の絞り通路３３をφ１６．５として１個設け、小径の絞り通路３４をφ８として２個設けたものにおいては、その１個の小径の絞り通路がＬ／Ｄ＝１となるため、通気抵抗は図７のＦ点で約０．３５ｋＰａとなる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のようであるから、請求項１及び４に記載の発明によれば、エンジン停止中で給油時以外のベーパの放出防止性能を従来と同様に維持しつつ給油時間を従来に比べて短縮することができる。
【００４５】
請求項２，３，５，６に記載の発明によれば、更に給油時間の短縮が有効に行われる。
【００４６】
更に、請求項２及び３において、全ての絞り通路の内径をフィルタ支持ピン相互間距離と同等かそれ以下に設定することにより、フィルタ支持ピンの数や大小に関係なく、絞り通路の径を考慮して設計すればよく、設計が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すキャニスタの平断面図。
【図２】（ａ）は図１における側断面図、（ｂ）は本発明のプレートの第１実施例を示す正面図。
【図３】本発明のプレートの第２実施例を示す正面図。
【図４】従来のキャニスタを示す平断面図。
【図５】図４における側断面図。
【図６】従来のプレートを示す正面図。
【図７】フィルタ支持ピン相互の距離Ｌと絞り通路の内径Ｄとの関係による通気抵抗を示す図。
【符号の説明】
１キャニスタ
２吸着剤
３主室
４副室
７ベーパ導入ポート
１６大気ポート
１９，２０フィルタ
３０プレート
３１フィルタ支持ピン
３２，３３，３４絞り通路

Claims

燃料タンク内に発生したベーパを、ベーパ導入ポートから導入して吸着剤を充填した室を流通させて実質的に空気にして大気ポートより放出するものであって、その吸着剤を充填した室にプレートを垂直状態に配置し、該プレートの上部に絞り通路を形成するとともに表裏面にフィルタ支持ピンを複数突設し、更に、該フィルタ支持ピンの先端面にフィルタを配置するものにおいて、
前記の絞り通路を、プレートの上部のみにおいて左右方向に配置してなる複数個の絞り通路で形成したことを特徴とするキャニスタ。
前記複数の絞り通路の各内径をフィルタ支持ピン相互間の距離と同等かそれ以下に設定した請求項１記載のキャニスタ。
前記複数の絞り通路の各内径Ｄとフィルタ支持ピン相互間の距離Ｌとの関係を、Ｌ／Ｄ＝１〜３に設定した請求項１記載のキャニスタ。
前記複数の絞り通路を大径のものと、小径のものとで形成した請求項１記載のキャニスタ。
前記小径の絞り通路の内径をフィルタ支持ピン相互間の距離と同等かそれ以下に設定した請求項４記載のキャニスタ。
前記小径の絞り通路の内径Ｄとフィルタ支持ピン相互間の距離Ｌとの関係を、Ｌ／Ｄ＝１〜３に設定した請求項４記載のキャニスタ。