JP3826028B2

JP3826028B2 - キャニスタ

Info

Publication number: JP3826028B2
Application number: JP2001391571A
Authority: JP
Inventors: 勝彦牧野; 隆司小杉; 朋造土岐
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2021-12-25
Also published as: JP2002256989A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の蒸発燃料処理装置のキャニスタに関し、詳しくは、蒸発燃料の大気への放散を抑制することができるキャニスタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジン停止中に燃料タンクから生ずる蒸発燃料を、キャニスタ容器内に収容した吸着材に吸着させておき、エンジン始動後、吸着した蒸発燃料を吸気管負圧により脱離（パージ）して燃焼室で燃焼させる蒸発燃料処理装置のキャニスタがある。
【０００３】
このキャニスタにおいては、エンジン停止時において、燃料タンクから流入する蒸発燃料が吸着しきれず、大気を導入するための大気ポートから大気に放散されてしまう、いわゆる吹き抜け現象が生ずる。この吹き抜けは、車両運転後のエンジン停止後に、所定時間高温雰囲気中に車両が放置されることにより、吸着材中に残存する蒸発燃料が蒸発して下流の大気ポート側の吸着材層に拡がる、いわゆる拡散現象が生じた後、燃料タンクから流入する蒸発燃料によって、前記拡散した蒸発燃料を押し出し、大気ポートから大気に放散させることにより発生する。
【０００４】
この吹き抜けは、キャニスタのコンパクト化を図るため、蒸発燃料の吸着量が多い特性を有する活性炭Ａ（詳細は後述する）を吸着材として使用した、従来のキャニスタに多く発生する。図７は燃料タンクからの蒸発燃料の流入量に対する吹き抜け量を示すグラフで、図８は従来技術１のキャニスタの縦断面図である。図７のグラフは、図中に示される試験順序に従って行われた試験の結果として示したものである。すなわち、先ず始めに、図８におけるキャニスタ３１の破過状態から所定時間パージさせる。これを繰り返すことにより蒸発燃料の安定化を図って残存量を一定に保持する。その後、高温状態で放置し、３６時間経過後、キャニスタ３１に流入する燃料タンク９からの蒸発燃料を想定して、時間当たり１５ｇの蒸発燃料をキャニスタ３１のタンクポート２ｄに供給する。この条件において、流入量に対する大気ポート２ｈからの吹き抜け量を測定したものである。吸着材として活性炭Ａ（５ａ）だけを使用した、図８に示す従来技術１における吹き抜け量は、燃料タンク９からの蒸発燃料の流入量８０ｇにおいて約１４０ｍｇと多い。これは、活性炭の細孔奥部においてパージされずに残存する蒸発燃料中の低沸点成分が、高温雰囲気中に放置される間、蒸発して拡散現象により下流の吸着材層に充満し、後刻、燃料タンク９から流入する蒸発燃料により押し出されて大気へ吹き抜けると考えられている。
【０００５】
そこで、その改良技術として、図９に示すようなキャニスタが、実開昭５７−６８１６３号公報に開示されている。これを従来技術２とする。この従来技術２は、燃料吸着用の活性炭層を複数とし、燃料吸着力が弱く有効吸着量の多い活性炭により燃料タンクへの連通路２５の連通口２５ａ側やエンジン吸気系への連通口２２側に配設される活性炭層２０を形成し、燃料吸着力が強く、燃料の有効吸着量は少ないが、吸着作用の飽和状態以前に燃料の破過を生じることがほとんどない活性炭により大気開放口２３側に金網２４を介して配設される活性炭層２１を形成しており、燃料タンクへの連通路２５よりもたらされる燃料蒸気の大部分は上記連通口２５ａ側の活性炭層２０に吸着され、同活性炭層を破過したごく一部の蒸気が上記開放口２３側の活性炭層２１に吸着されるようになっているので、燃料蒸気が確実に活性炭層に吸着されるとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術２のように、燃料吸着力（以下、保持力と記す）が弱く燃料の有効吸着量が多い活性炭（本願における活性炭Ａ）と燃料保持力が強く燃料の有効吸着量が少ない活性炭（本願における活性炭Ｃ）との組み合わせによるキャニスタにおいては、図７に示すように、タンクポートからの蒸発燃料の流入量８０ｇにおいて吹き抜け量が、約６５ｍｇと、従来技術１より大幅に減少しているものの、放置後の吹き抜けを目標値（５０ｍｇ）以下に低減するにはまだ不十分である。これは、上述の活性炭Ａおよび活性炭Ｃの特性が図６に示すように、パージ後における蒸発燃料中の低沸点成分の吸着量に対する残存量（以下残存量と略す）が多目のため、高温放置時に拡散現象の発生があり、後刻タンクポートから流入する蒸発燃料により押し出されて大気へ吹き抜けると考えられる。
【０００７】
そこで本発明は、キャニスタの吸着材層内での拡散現象を極力抑え、流入する蒸発燃料を確実に吸着して、大気への吹き抜けを抑制することができるキャニスタを提供することを課題とするものである。
【０００９】
【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、吸着材層を隔壁により第１層目及び第２層目の吸着材層に２分し直列に配置したキャニスタにおいて、前記第１層目の吸着材層には、蒸発燃料の吸着量が多く保持力が弱い活性炭Ａを用い、第２層目の吸着材層には、蒸発燃料の吸着量が前記活性炭Ａより少なく、かつ蒸発燃料の保持力が前記活性炭Ａと同等の活性炭Ｂを用いたことを特徴とするキャニスタである。
【００１０】
請求項２記載の第２の発明は、吸着材層を隔壁により第１層目及び第２層目の吸着材層に２分し直列に配置したキャニスタにおいて、前記第１層目の吸着材層を活性炭Ａで形成し、第２層目の吸着材層を活性炭Ｂで形成し、前記活性炭Ａ，Ｂとして、蒸発燃料の吸着量は活性炭Ｂよりも活性炭Ａの方が多く、蒸発燃料の保持力は活性炭Ａと活性炭Ｂが同等の関係にある活性炭を用いたことを特徴とするキャニスタである。
【００１１】
請求項３記載の第３の発明は、前記第１又は２の発明において、前記活性炭Ａ及びＢとして脱離限界線付近に微分型細孔分布のピーク位置を有する活性炭を用いたことを特徴とするキャニスタである。
【００１２】
請求項４記載の第４の発明は、前記第１乃至３のいずれかの発明において、前記活性炭Ａとして細孔容積が多い活性炭を用い、前記活性炭Ｂとして細孔容積が前記活性炭Ａよりも少ない活性炭を用いたことを特徴とするキャニスタである。
【００１３】
請求項５記載の第５の発明は、前記第１乃至第４のいずれかの発明において、前記活性炭Ａとして、微分型細孔分布において直径が約２．５ｎｍの細孔をピーク位置とし、かつ、細孔容積が多い活性炭を用い、前記活性炭Ｂとして、微分型細孔分布において直径が約２．５ｎｍの細孔をピーク位置とし、かつ、細孔容積が前記活性炭Ａよりも少ない活性炭を用いたことを特徴とするキャニスタである。
【００１４】
請求項６記載の第６の発明は、前記第１乃至５のいずれかの発明において、前記第２層目の吸着材層をフィルタまたは通気性を有するプレートにより２分して、第１層目の吸着材層を第１吸着材層とすることに対し、前記第２層目の吸着材層を第２及び第３吸着材層として形成することを特徴とするキャニスタである。
【００１５】
請求項７記載の第７の発明は、吸着材層を隔壁により第１層目及び第２層目の吸着材層に２分し直列に配置したキャニスタにおいて、前記第２層目の吸着材層を２分して第２及び第３吸着材層を形成し、第１層目の吸着材層、すなわち第１吸着材層には、蒸発燃料の吸着量が多く保持力が弱い活性炭Ａを用い、第２吸着材層には、蒸発燃料の吸着量は活性炭Ａの吸着量と活性炭Ｃの吸着量との間において中くらいで保持力が活性炭Ａと同等の活性炭Ｂを用い、第３吸着材層には、活性炭Ａ及びＢに対して蒸発燃料の吸着量は少ないが保持力が活性炭Ａ及びＢより強い活性炭Ｃを用いたことを特徴とするキャニスタである。
【００１６】
請求項８記載の第８の発明は、吸着材層を隔壁により第１層目及び第２層目の吸着材層に２分し直列に配置したキャニスタにおいて、前記第２層目の吸着材層を２分して第２及び第３吸着材層を形成し、第１層目の吸着材層、すなわち第１吸着材層には、蒸発燃料の吸着量が多く保持力が弱い活性炭Ａを用い、第２吸着材層には、蒸発燃料の吸着量が前記活性炭Ａより少なく、かつ蒸発燃料の保持力が前記活性炭Ａと同等の活性炭Ｂを用い、前記第３吸着材層には、蒸発燃料の吸着量が前記活性炭Ｂの吸着量よりも少なく、かつ、蒸発燃料の保持力が前記活性炭Ａ及びＢよりも強い活性炭Ｃを用いたことを特徴とするキャニスタである。
【００１７】
請求項９記載の第９の発明は、吸着材層を隔壁により第１層目及び第２層目の吸着材層に２分し直列に配置したキャニスタにおいて、前記第２層目の吸着材層を２分して第２及び第３吸着材層を形成し、第１層目の吸着材層、すなわち第１吸着材層を活性炭Ａで形成し、第２吸着材層を活性炭Ｂで形成し、第３吸着材層を活性炭Ｃで形成し、前記活性炭Ａ，Ｂ，Ｃとして、蒸発燃料の吸着量は活性炭Ａよりも活性炭Ｂの方が少なく、かつ、活性炭Ｂよりも活性炭Ｃの方が少なく、蒸発燃料の保持力は活性炭Ａと活性炭Ｂが同等で、かつ、活性炭Ｃが活性炭Ａ，Ｂよりも強い関係にある活性炭を用いたことを特徴とするキャニスタである。
【００１８】
請求項１０記載の第１０の発明は、前記第７乃至９のいずれかの発明において、前記活性炭Ａ及びＢとして、脱離限界線付近に微分型細孔分布のピーク位置を有する活性炭を用い、前記活性炭Ｃとして、脱離限界線よりも残存領域側にずれて微分型細孔分布のピーク位置を有する活性炭を用いたことを特徴とするキャニスタである。
【００１９】
請求項１１に記載の第１１の発明は、前記第７乃至１０のいずれかの発明において、前記活性炭Ａとして細孔容積が多い活性炭を用い、活性炭Ｂとして細孔容積が前記活性炭Ａよりも少ない活性炭を用い、前記活性炭Ｃとして細孔容積が前記活性炭Ａ，Ｂよりも少ない活性炭を用いたことを特徴とするキャニスタである。
【００２０】
請求項１２記載の第１２の発明は、前記第７乃至１１のいずれかの発明において、前記活性炭Ａとして、微分型細孔分布において直径が約２．５ｎｍの細孔をピーク位置とし、かつ、細孔容積が多い活性炭を用い、前記活性炭Ｂとして、微分型細孔分布において直径が約２．５ｎｍの細孔をピーク位置とし、かつ、細孔容積が前記活性炭Ａよりも少ない活性炭を用い、前記活性炭Ｃとして、微分型細孔分布において直径が約２ｎｍの細孔をピーク位置とし、かつ、細孔容積が前記活性炭Ａ，Ｂよりも少ない活性炭を用いたことを特徴とするキャニスタである。
【００２１】
請求項１３記載の第１３の発明は、前記第７乃至１２のいずれかの発明において、前記第３吸着材層の容積を全吸着材層の容積の２．３〜４．８％としたことを特徴とするキャニスタである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の望ましい実施の形態について、図１乃至図７に基づいて説明する。
【００２３】
先ず、本発明に使用する吸着材について図４乃至図６により説明する。
【００２４】
本発明に使用する吸着材は活性炭であり、その活性炭の表面には図５に示すような細孔Ｐが多数存在し、その細孔の中にガソリン燃料の分子が入り込んで捕捉される。この図５において、Ｄは細孔直径、Ｆは細孔容積を示す。
【００２５】
次に、活性炭の微分型細孔分布と残存、吸脱領域（常温状態）について図４により説明する。
【００２６】
図４に示すような微分型細孔分布図の吸着・脱離領域Ｇ内での分布曲線内の面積Ｅ（細孔容積Ｆ）と蒸発燃料の吸着量は比例の関係にある。
【００２７】
また、微分型細孔分布図のピーク位置の細孔直径が小さいほど蒸発燃料の保持力（吸着力）が強い傾向にある。すなわち、保持力は細孔直径に反比例の関係にある。
【００２８】
微分型細孔分布図の残存領域Ｈにおいて、分布曲線内の面積Ｅ（細孔容積Ｆ）と蒸発燃料中の低沸点成分の残存量は比例の関係にある。
【００２９】
更に、蒸発燃料の吹き抜け量については、吸着されたガソリン蒸気の拡散が１時間以内（放置なし）の場合には、微分型細孔分布曲線のピーク位置にある細孔直径の大小に比例する。また、蒸気の拡散が６時間以上（放置あり）の場合は、ピーク位置にある細孔直径と残存量の乗算した結果にほぼ比例する。
【００３０】
以上のような活性炭の特性に鑑み、本発明で使用する活性炭は図４に示す特性を有する３種の活性炭を選定して使用する。
【００３１】
図４において、活性炭Ａは、微分型細孔分布図におけるピーク位置が、ガソリン蒸気の吸着、脱離バランスの良好な細孔径に集中する特性を有するもので、直径Ｄが約２．５ｎｍの細孔をピークとし、かつ微分型細孔分布図における活性炭Ａの曲線と横軸とのなす面積Ｅ（細孔容積）が活性炭Ｂよりも多いものである。
【００３２】
したがって、この活性炭Ａは、蒸発燃料の保持力が弱く、蒸発燃料の吸着量は多い特性を有する。
【００３３】
活性炭Ｂは、微分型細孔分布図におけるピーク位置が、前記活性炭Ａと同じであるが、径の細孔容積が、活性炭Ａに比べて少ないものである。
【００３４】
したがって、この活性炭Ｂは、蒸発燃料の保持力が前記活性炭Ａと同様に弱く、蒸発燃料の吸着量は前記活性炭Ａに比べて少ない特性を有する。
【００３５】
活性炭Ｃは、微分型細孔分布におけるピーク位置が、ガソリン蒸気中の低沸点成分（主にブタン）の吸着に適した細孔径に集中する特性を有するもので、直径Ｄが約２ｎｍの細孔をピークとし、かつ細孔容積が前記活性炭Ａ，Ｂよりも少ないものである。
【００３６】
したがって、この活性炭Ｃは、蒸発燃料の吸着量が前記活性炭Ａ，Ｂに比べて少ないが、蒸発燃料の保持力は前記活性炭Ａ，Ｂに比べて強い特性を有する。
【００３７】
以上のことから、上記Ａ，Ｂ，Ｃの活性炭を対比すると、図６の表に示すように、活性炭Ａは、蒸発燃料の吸着量は活性炭Ａ，Ｂ，Ｃの中で最も多いが保持力は弱く、このためパージ後における蒸発燃料中の低沸点成分の残存量が、活性炭Ａ，Ｂ，Ｃの中で中程度の特性を有する。活性炭Ｂは、蒸発燃料の吸着量は活性炭Ａ，Ｂ，Ｃの中で中程度で保持力は弱く、このためパージ後における蒸発燃料中の低沸点成分の残存量が活性炭Ａ，Ｂ，Ｃの中で最も少ない特性を有する。活性炭Ｃは、蒸発燃料の吸着量は活性炭Ａ，Ｂ，Ｃの中で最も少ないが保持力は活性炭Ａ，Ｂよりも強く、このためパージ後における蒸発燃料中の低沸点成分の残存量が活性炭Ａ，Ｂ，Ｃの中で最も多い特性を有する。
【００３８】
以上のように、前記活性炭Ａ及びＢとして、微分型細孔分布における曲線のピーク位置が脱離限界線Ｉ付近にある活性炭を用いることにより、活性炭ＡとＢにおいて、パージ終了後の蒸発燃料の残存量を少なくできる活性炭を作ることが可能になる。また、活性炭Ｃは、微分型細孔分布における曲線のピーク位置が脱離限界線Ｉよりも残存領域Ｈ側へ大きくずれた活性炭を用いている。
【００３９】
燃料タンクからの蒸発燃料流入時の吹き抜け量については、パージ後に所定時間高温放置をした場合、すなわち放置有りでは、活性炭Ａ，Ｃにおいては吹き抜け量が多く、活性炭Ｂにおいては少ない。これは、パージ後活性炭内に残存した蒸発燃料の低沸点成分が高温放置中に蒸発し拡散現象を生じてキャニスタ内に充満し、流入する蒸発燃料により押し出されて吹き抜けを生ずるためと考えられる。すなわち、上述のようにピーク位置にある細孔直径と残存量の乗算した結果にほぼ比例することから、活性炭Ａ，Ｂ，Ｃを比較すると活性炭Ａ，Ｃでは吹き抜け量が多く、活性炭Ｂでは少ない。
【００４０】
しかしながら、パージ後の高温放置をしない場合、すなわち、放置なしでは活性炭Ａ，Ｂ，Ｃともに少ない。これは、活性炭に蒸発燃料中の低沸点成分の残存があっても高温放置がないため低沸点成分の蒸発による拡散現象がほとんど生じないからである。したがって、高温放置後における吹き抜け量の増加を抑制するためには、ピーク位置にある細孔直径の選定と、パージ後における蒸発燃料中の低沸点成分の残存量が少ないことが必要である。なお、上述の各特性を有する活性炭の製作については、特性を示すことにより活性炭製造業者により容易に製作が可能である。
【００４１】
次に、前記活性炭を使用した図１に示す本発明の第１実施例のキャニスタについて説明する。
【００４２】
図１において、キャニスタ１を構成するケース２の内部は隔壁２ａにより２分され、一方は通気性を有するフィルタ３ａ，３ｂ，３ｃにより挟持される吸着材５が通気性を有する、例えば孔が開いているプレート４ａを介してスプリング６ａにより押圧されて第１層目の吸着材層、すなわち第１吸着材層７を形成している。他方は同様に通気性を有するフィルタ３ｄ，３ｅにより挟持された吸着材５が通気性を有する、例えば孔が開いているプレート４ｂを介してスプリング６ｂにより押圧され第２層目の吸着材層８を形成している。第２層目の吸着材層８は通気性を有する、例えば孔が開いているプレート４ｃまたはフィルタ３ｆにより区画され、第２吸着材層８ａおよび第３吸着材層８ｂを形成している。
【００４３】
ケース２およびフィルタ３ａならびに仕切板２ｂにより形成される第１空間部２ｃには燃料タンク９の上部に連通するタンクポート２ｄが開口している。ケース２およびフィルタ３ｂならびに仕切板２ｂにより形成される第２空間部２ｅには、流量調整弁１０を介して吸気管１１のサージタンク１１ａに連通するパージポート２ｆが開口している。ケース２およびフィルタ３ｅならびに隔壁２ａにより形成される第３空間部２ｇには大気に連通する大気ポート２ｈが開口している。隔壁２ａの先端部には連通路２ｉが設けられ、ケース２およびプレート４ａ，４ｂにより第４空間部２ｊが形成されている。斯くして、各吸着材層７，８ａ，８ｂは第４空間部２ｊを介して、蒸発燃料の流れに対して直列に配置されて構成される。
【００４４】
前記第１吸着材層７には、吸着材５として、蒸発燃料の吸着量は多いが保持力が弱く、このためパージ後における蒸発燃料中の低沸点成分の残存量が比較的多い前記の活性炭Ａ（５ａ）が充填されている。第２吸着材層８ａおよび第３吸着材層８ｂには、蒸発燃料の吸着量は中くらいで、すなわち前記の活性炭Ａより少なく、かつ、保持力が活性炭Ａと同様に弱く、このため、パージ後における蒸発燃料中の低沸点成分の残存量が活性炭Ａより少ない前記の活性炭Ｂ（５ｂ）が充填されている。なお、第３吸着材層８ｂの容積は３００ｃｃ、第１吸着材層７の容積は１４００ｃｃ、全吸着材層の容積は２１００ｃｃで構成されている。
【００４５】
次に、第１の実施形態の作用について説明する。
【００４６】
図１において、エンジン停止中に燃料タンク９から生じた蒸発燃料はキャニスタ１のタンクポート２ｄから流入し、第１吸着材層７内の活性炭Ａ（５ａ）を経て第２吸着材層８ａおよび第３吸着材層８ｂ内の活性炭Ｂ（５ｂ）に順次吸着され、大気への漏洩が抑制される。次いで、エンジン５０が始動されて吸気管１１に負圧が発生すると、その負圧により、大気ポート２ｈから流入する大気と共に活性炭Ａ（５ａ）、Ｂ（５ｂ）に吸着された蒸発燃料がパージポート２ｆからパージされる。所定時間パージされた後、エンジン５０は停止され、車両は所定温度に保たれた部屋に所定時間放置される。
【００４７】
この間、キャニスタ１は活性炭Ａ（５ａ）内に所定の低沸点成分残存量を有した状態で高温放置されるので、残存燃料が蒸発し拡散してキャニスタ１の大気ポート２ｈ側である下流に流れるが、低沸点成分の残存量が少ない第２および第３吸着材層８ａ，８ｂ内の活性炭Ｂ（５ｂ）に吸着され、後刻、燃料タンク９から流入する蒸発燃料も活性炭Ｂ（５ｂ）に吸着されるので、大気への蒸発燃料の放散が確実に抑制される。この活性炭Ｂを使用したキャニスタにおいて、前記の条件で吹き抜け量を測定した結果、その吹き抜け量は図７において、タンクポート２ｄからの蒸発燃料の流入量８０ｇにおいて４０ｍｇ弱と従来技術１および２に比べて大幅に低減された。なお、図７の吹き抜け量の測定に用いたキャニスタの全吸着材層の容積は２１００ｃｃ、第１吸着材層７の容積は１４００ｃｃ、第３吸着材層８ｂの容積は３００ｃｃである。
【００４８】
なお、本第１実施例においては、第２層目をフィルタまたは通気性を有するプレート４ｃ（３ｆ）により２分したことにより、第２吸着材層８ａと第３吸着材層８ｂとの間で、前記フィルタ等による流れ抵抗を形成して、第３吸着材層８ｂを通って大気へ放散される蒸発燃料をより抑制することができる。
【００４９】
図２は前記図１の変形例の第２実施例を示す。
【００５０】
この第２実施例は前記第１実施例における第２吸着材層８ａおよび第３吸着材層８ｂを区画するプレート４ｃまたはフィルタ３ｆを除去して、前記第１実施例における第２吸着材層８ａと第３吸着材層８ｂを一体化し、活性炭Ｂが充填された第２層目の吸着材層８を一体として形成したものである。
【００５１】
その他の構造は前記第１実施例と同様であるため、前記と同一部分には前記と同一の符号を付してその説明は省略する。
【００５２】
本第２実施例においても前記第１実施例と同様の作用および効果（ただし、プレート４ｃまたはフィルタ３ｆの作用効果を除く）を発揮するとともに、更に前記第１実施例に比べて、プレート４ｃまたはフィルタ３ｆを除去したことにより、構造・製造がより簡単になり、低コストが図れる。
【００５３】
次に、図３に示す第３実施例について説明する。
【００５４】
なお、前記第１の実施例と異なる部分についてだけ説明し、同一機能部分については説明は省く。
【００５５】
図３は本発明の第３の実施例に係るキャニスタの縦断面図である。
【００５６】
図３において、第１吸着材層７内には前記第１実施例における活性炭Ａ（５ａ）が充填され、第２吸着材層８ａには前記第１実施例における活性炭Ｂ（５ｂ）が充填されているが、第３吸着材層８ｂには、前記活性炭ＡおよびＢと異なる前記活性炭Ｃが充填されている。
【００５７】
この活性炭Ｃは、蒸発燃料の吸着量は前記活性炭Ａ及びＢに比べて少ないが、蒸発燃料の保持力は前記活性炭Ａ及びＢに比べて強く、このため、パージ後における蒸発燃料中の低沸点成分の残存量が前記活性炭ＡおよびＢに比べて多い特性の活性炭である。
【００５８】
本第３実施例の作用について説明する。
【００５９】
なお、エンジン停止中の蒸発燃料吸着までの工程は第１の実施例と同様であるので説明は省き、エンジン始動後のパージの段階から説明する。
【００６０】
エンジン５０の始動後のパージ段階において、第３吸着材層８ｂ内の活性炭Ｃ（５ｃ）に吸着された蒸発燃料は、パージポート２ｆに生じる吸気管１１の負圧によりパージされるが、活性炭Ｃ（５ｃ）はパージ後における蒸発燃料中の低沸点成分の吸着量に対する残存量が多い特性を有しているので、一般的には、パージ終了後においても多くの残存量が存在するが、吸着量が少なく、また、大気に最も近い第３吸着材層８ｂ内に充填されているため、パージ開始とともに大気ポート２ｈから導入される新鮮な空気により効果的にパージが行われることによって、パージ終了後においても少しの残存量が存在することとなる。
【００６１】
その後、燃料タンク９からの蒸発燃料がキャニスタ１内に流入しても蒸発燃料は、第１、第２の各吸着材層７，８ａの活性炭Ａ，Ｂでほとんど吸着され、吸着されなかったわずかな蒸発燃料が吸着力（保持力）の強い第３吸着材層８ｂの活性炭Ｃで確実に吸着されるので、少しの残存量があっても吸着量に余裕があり十分に大気への吹き抜けが抑制される。
【００６２】
次に、前記第３吸着材層８ｂの容積を、吸着材層の全容積の２．３〜４．８％に設定した場合、例えば吸着材層の全容積を２１００ｃｃとし、第３吸着材層８ｂの容積を５０ｃｃとした場合について説明する。
【００６３】
なお、エンジン停止中の蒸発燃料吸着までの工程は第１の実施例と同様であるので説明は省き、エンジン始動後のパージの段階から説明する。
【００６４】
図３において、エンジン５０始動後のパージの段階において、第３吸着材層８ｂ内の活性炭Ｃ（５ｃ）に吸着された蒸発燃料は、パージポート２ｆに生じる吸気管１１の負圧によりほぼ全量がパージされる。これは、活性炭Ｃ（５ｃ）がパージ後における蒸発燃料中の低沸点成分の残存量が多い特性を有するにもかかわらず、第３吸着材層８ｂの容積を５０ｃｃと全容積２１００ｃｃの約２．４％の容積に小型化することにより、単位容積当りのパージ空気量を増加させることができ、パージ性能が向上したためである。例えば、パージ空気流通量が２１００ｃｃのとき、５０ｃｃの活性炭Ｃ（５ｃ）の容量では、単位容積当たりのパージ空気流通量は２１００ｃｃ／５０ｃｃ＝４２ｃｃ／ｃｃとなる。
【００６５】
したがって、パージが終了し高温放置の段階においては、第１吸着材層７内に残存する低沸点成分が蒸発して拡散現象が生じても、活性炭Ｂ（５ｂ）が充填された第２吸着材層８ａで吸着されるので、後刻、燃料タンク９から蒸発燃料が流入しても、蒸発燃料は第２吸着材層８ａで吸着され、第２吸着材層８ａで吸着されなかった蒸発燃料は第３吸着材層８ｂで確実に吸着されるので大気への吹き抜けが抑制される。吹き抜け量は図７において、蒸発燃料の流入量８０ｇにおいて３０ｍｇ弱と従来技術１および２に比べて大幅に低減され、上述の第１の実施例に比べても低減されている。なお、第３吸着材層８ｂの容積については、全容積２１００ｃｃに対し５０〜１００ｃｃ（２．３〜４．８％）までは上述の効果が持続されるが、２００ｃｃにおいては効果は低減することが確認されている。
【００６６】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されているので、以下の効果を奏する。
【００６７】
すなわち、請求項１乃至５の発明によると、キャニスタの第１層目の吸着材層には活性炭Ａを、第２層目の吸着材層にはパージ後における蒸発燃料中の低沸点成分の残存量が少ない特性を有する活性炭Ｂを充填して構成したので、キャニスタの高温放置後の蒸発燃料の大気への放散を抑制することができる。
【００６８】
また、請求項６の発明によると、前記請求項１乃至５の発明における第２層目の吸着材層をフィルタまたは通気性を有するプレートにより２分して、第１層目の吸着材層、すなわち第１吸着材層に対し、第２及び第３吸着材層を形成したことにより、第２吸着材層と第３吸着材層間でフィルタ等による流れ抵抗を形成して、第３吸着材層を通って大気へ放散される蒸発燃料をより抑制することが可能である。
【００６９】
また、請求項７乃至１２発明によると、キャニスタの第１吸着材層には活性炭Ａを、第２吸着材層には活性炭Ｂを、第３吸着材層には活性炭Ｃを充填したので、キャニスタの高温放置後の蒸発燃料の大気への放散をさらに抑制することができる。
【００７０】
また、請求項１３の発明によると、前記請求項７乃至１２の発明による効果を一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るキャニスタの縦断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係るキャニスタの縦断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例に係るキャニスタの縦断面図である。
【図４】本発明において使用する活性炭の細孔直径と細孔径に対する細孔容積の変化割合を示す特性図である。
【図５】活性炭の細孔を示す拡大図である。
【図６】本発明に使用した活性炭の特性を示す一覧表である。
【図７】従来および本発明に係るキャニスタの吹き抜け量を測定した試験結果を示すグラフである。
【図８】従来技術１を示すキャニスタの縦断面図である。
【図９】従来技術２を示すキャニスタの縦断面図である。
【符号の説明】
１キャニスタ
２ａ隔壁
３ｆフィルタ
４ｃプレート
５ａ活性炭Ａ
５ｂ活性炭Ｂ
５ｃ活性炭Ｃ
７第１吸着材層（第１層目の吸着材層）
８第２層目の吸着材層
８ａ第２吸着材層
８ｂ第３吸着材層
Ｇ吸着・脱離領域
Ｈ残存領域
Ｉ脱離限界線

Claims

吸着材層を隔壁により第１層目及び第２層目の吸着材層に２分し直列に配置したキャニスタにおいて、前記第１層目の吸着材層には、蒸発燃料の吸着量が多く保持力が弱い活性炭Ａを用い、第２層目の吸着材層には、蒸発燃料の吸着量が前記活性炭Ａより少なく、かつ蒸発燃料の保持力が前記活性炭Ａと同等の活性炭Ｂを用いたことを特徴とするキャニスタ。
吸着材層を隔壁により第１層目及び第２層目の吸着材層に２分し直列に配置したキャニスタにおいて、前記第１層目の吸着材層を活性炭Ａで形成し、第２層目の吸着材層を活性炭Ｂで形成し、前記活性炭Ａ，Ｂとして、蒸発燃料の吸着量は活性炭Ｂよりも活性炭Ａの方が多く、蒸発燃料の保持力は活性炭Ａと活性炭Ｂが同等の関係にある活性炭を用いたことを特徴とするキャニスタ。
前記活性炭Ａ及びＢとして脱離限界線付近に微分型細孔分布のピーク位置を有する活性炭を用いたことを特徴とする請求項１又は２記載のキャニスタ。
前記活性炭Ａとして細孔容積が多い活性炭を用い、前記活性炭Ｂとして細孔容積が前記活性炭Ａよりも少ない活性炭を用いたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のキャニスタ。
前記活性炭Ａとして、微分型細孔分布において直径が約２．５ｎｍの細孔をピーク位置とし、かつ、細孔容積が多い活性炭を用い、前記活性炭Ｂとして、微分型細孔分布において直径が約２．５ｎｍの細孔をピーク位置とし、かつ、細孔容積が前記活性炭Ａよりも少ない活性炭を用いたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のキャニスタ。
前記第２層目の吸着材層をフィルタまたは通気性を有するプレートにより２分して、第１層目の吸着材層を第１吸着材層とすることに対し、前記第２層目の吸着材層を第２及び第３吸着材層として形成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のキャニスタ。
吸着材層を隔壁により第１層目及び第２層目の吸着材層に２分し直列に配置したキャニスタにおいて、前記第２層目の吸着材層を２分して第２及び第３吸着材層を形成し、第１層目の吸着材層、すなわち第１吸着材層には、蒸発燃料の吸着量が多く保持力が弱い活性炭Ａを用い、第２吸着材層には、蒸発燃料の吸着量は活性炭Ａの吸着量と活性炭Ｃの吸着量との間において中くらいで保持力が活性炭Ａと同等の活性炭Ｂを用い、第３吸着材層には、活性炭Ａ及びＢに対して蒸発燃料の吸着量は少ないが保持力が活性炭Ａ及びＢより強い活性炭Ｃを用いたことを特徴とするキャニスタ。
吸着材層を隔壁により第１層目及び第２層目の吸着材層に２分し直列に配置したキャニスタにおいて、前記第２層目の吸着材層を２分して第２及び第３吸着材層を形成し、第１層目の吸着材層、すなわち第１吸着材層には、蒸発燃料の吸着量が多く保持力が弱い活性炭Ａを用い、第２吸着材層には、蒸発燃料の吸着量が前記活性炭Ａより少なく、かつ蒸発燃料の保持力が前記活性炭Ａと同等の活性炭Ｂを用い、前記第３吸着材層には、蒸発燃料の吸着量が前記活性炭Ｂの吸着量よりも少なく、かつ、蒸発燃料の保持力が前記活性炭Ａ及びＢよりも強い活性炭Ｃを用いたことを特徴とするキャニスタ。
吸着材層を隔壁により第１層目及び第２層目の吸着材層に２分し直列に配置したキャニスタにおいて、前記第２層目の吸着材層を２分して第２及び第３吸着材層を形成し、第１層目の吸着材層、すなわち第１吸着材層を活性炭Ａで形成し、第２吸着材層を活性炭Ｂで形成し、第３吸着材層を活性炭Ｃで形成し、前記活性炭Ａ，Ｂ，Ｃとして、蒸発燃料の吸着量は活性炭Ａよりも活性炭Ｂの方が少なく、かつ、活性炭Ｂよりも活性炭Ｃの方が少なく、蒸発燃料の保持力は活性炭Ａと活性炭Ｂが同等で、かつ、活性炭Ｃが活性炭Ａ，Ｂよりも強い関係にある活性炭を用いたことを特徴とするキャニスタ。
前記活性炭Ａ及びＢとして、脱離限界線付近に微分型細孔分布のピーク位置を有する活性炭を用い、前記活性炭Ｃとして、脱離限界線よりも残存領域側にずれて微分型細孔分布のピーク位置を有する活性炭を用いたことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載のキャニスタ。
前記活性炭Ａとして細孔容積が多い活性炭を用い、活性炭Ｂとして細孔容積が前記活性炭Ａよりも少ない活性炭を用い、前記活性炭Ｃとして細孔容積が前記活性炭Ａ，Ｂよりも少ない活性炭を用いたことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載のキャニスタ。
前記活性炭Ａとして、微分型細孔分布において直径が約２．５ｎｍの細孔をピーク位置とし、かつ、細孔容積が多い活性炭を用い、前記活性炭Ｂとして、微分型細孔分布において直径が約２．５ｎｍの細孔をピーク位置とし、かつ、細孔容積が前記活性炭Ａよりも少ない活性炭を用い、前記活性炭Ｃとして、微分型細孔分布において直径が約２ｎｍの細孔をピーク位置とし、かつ、細孔容積が前記活性炭Ａ，Ｂよりも少ない活性炭を用いたことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載のキャニスタ。
前記第３吸着材層の容積を全吸着材層の容積の２．３〜４．８％としたことを特徴とする請求項７乃至１２のいずれかに記載のキャニスタ。