JP4426339B2 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、蒸発した燃料を一時的に保有させるための蒸発燃料処理装置に関する。

キャニスタに代表される蒸発燃料処理装置は、ケーシングの内部に活性炭等の吸着剤を収容し、蒸発した燃料をこの吸着剤に吸着させて、不用意に蒸発燃料が外気に逃げてしまうことを防止している。かかる蒸発燃料処理装置では、高い吸着性を確保すべく、吸着剤に圧縮力を付与してケーシング内に隙間が形成されることを阻止する付勢体が設けられている。

従来、この付勢体は、ケーシングの内部にはめ込まれるように配置されるフィルタ及びグリッドと、このフィルタ及びグリッドの外側から外力を付与するスプリングとで構成されたものを採用していた。その一例として特許文献１に記載された蒸発燃料処理装置がある。

この特許文献１に記載の蒸発燃料処理装置は、ケーシングの中央に仕切りが設けられ、この仕切りにより、大気と連通された第２空間部と、燃料タンク及びエンジンと連通されて蒸発した燃料が出入りする第１空間部とに区分けされている。これら区分けされた各部屋には、吸着剤がそれぞれ充填されている。そして、各部屋の一端側にはフィルタが各部屋の横断面の方向に延びるように配されると共に、その外側にはスプリングが設けられている。各部屋に充填された吸着剤は、スプリングにより、他端側に付勢されて各部屋の内部で一定の密度が維持される。

特開２００３−３９１４号公報

しかし、特許文献１に記載の蒸発燃料処理装置に代表される、付勢体としてスプリングを採用したものは、部品点数が多く、その分だけ構造が複雑となる。さらに、スプリングを位置ずれさせることなく組み込むことは、繁雑な作業を伴い、製造の効率を向上させることが困難である。

本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、簡素な構造で、組立が極めて容易な蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。

本発明ではこのような課題を解決するために、仕切りによって、蒸発燃料が出入りする第１空間部と大気に連通する第２空間部とに区分けされたケーシングと、このケーシングの内部に充填された吸着剤と、この吸着剤に圧縮荷重を付与して前記ケーシング内での吸着剤の密度を一定に維持させる付勢手段とを備え、前記仕切りを、前記ケーシングの一端からその先端を他端に向けて延ばすように設けた蒸発燃料処理装置において、前記付勢手段を通気性ある弾性部材で構成し、この弾性部材を前記他端側にてその弾性力を利用して前記ケーシングの内部にはめ込ませて前記ケーシング内に保持せしめると共に、この弾性部材の有する弾性力で前記吸着剤を前記一端に向けて付勢し、しかも、前記第１空間部と前記第２空間部とをこの弾性部材を介して相互に連通させ、前記第１空間部と前記第２空間部とを、これらに対して前記弾性部材を挟んだ逆面側に前記第１空間部から前記第２空間部に向かう方向のみに沿って延びる溝として設けられた連絡路で相互に連絡し、前記蒸発燃料は、前記第１空間部に充填された吸着剤に吸着されながら前記弾性部材の設けられた前記ケーシングの他端側に流動し、次いで、燃料の吸着された前記蒸発燃料は前記弾性部材の内部及び前記弾性部材と前記仕切りとの間に形成された隙間を通って前記第２空間部へ移動すると共に、前記弾性部材の内部及び前記弾性部材と前記仕切りとの間に形成された隙間では流動しきれなかった蒸発燃料を前記連絡路を通過せしめて前記第２空間部へ移動させ、前記第２空間部に到達した蒸発燃料は前記第２空間部に充填された吸着剤を通過し前記ケーシングの一端側に到達することを特徴とする蒸発燃料処理装置を採用した。

さらに本発明では、前記弾性部材がウレタン樹脂で構成された蒸発燃料処理装置を採用することをも特徴としている。

本発明によれば、スプリングなどの付勢手段を別途用いることなくケーシング内に充填させた吸着剤に付勢力を付与し、ケーシング内で、吸着剤を一定の密度に維持できる。また、弾性部材の有する弾性力を利用してケーシング内に保持させるため、組立をきわめて容易に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態にかかる蒸発燃料処理装置としてのキャニスタ１の内部構造を示している。このキャニスタ１は、蒸発燃料が大気へそのまま排出されることを防止するために、蒸発燃料を吸着させるものであり、燃料タンク（不図示）からエンジン（不図示）までの内燃機関系と連通されて燃料が出入りする第１空間部４と、大気と連通された第２空間部５とから構成されている。

キャニスタ１は、ボックス状のケーシング２を有し、その内部に吸着剤１４が隙間無く充填されている。このケーシング２は、一端が閉塞面６で閉塞されている一方で、他端を開放する開口部７が形成されたケース本体３と、ケース本体３の開口部７を密閉するケース蓋２０とから構成されている。ケース本体３の内部には、一端を閉塞している閉塞面６側を基部として、先端が開口部７の形成された他端側に向けて延びる仕切壁１１が設けられている。この仕切壁１１が、キャニスタ１の内部を第１空間部４と第２空間部５とに仕切っている。

ケース本体３の閉塞面６には、３本のパイプが外面からケース本体３の軸方向に延びるように設けられている。これら３本のパイプのうち、２本のパイプは第１空間部４側に設けられ、残りの１本のパイプが第２空間部５に設けられている。第１空間部４側に設けられた２本は、一方が図示しない配管やホースなどにより燃料タンク（不図示）に接続されて、蒸発燃料をキャニスタ１内部に導入する燃料蒸気導入口８であり、他方がパージ管（不図示）に接続されて蒸発燃料をキャニスタ１からパージ管へ再び返還するパージ口９である。第２空間部５側に設けられたパイプは、図示しない配管やホース等により大気と連通されており、キャニスタ１の内部で燃料を吸着させた後のガスを大気へ排気する大気連絡口１０である。

一方、第１空間部４の内部に関しては、この閉塞面６から開口部７に向けて軸方向の途中部分まで延びる隔壁１２が設けられている。この隔壁１２は、燃料蒸気導入口８とパージ口９との間に設けられ、当該第１空間部４の内部の一部を燃料蒸気導入口８側とパージ口９側とに区分けしている。

そして、第１空間部４及び第２空間部５における閉塞面６の内面には、フィルタ１５，１６，１７がそれぞれ配置されている。第１空間部４では、隔壁１２を境として、燃料蒸気導入口８側、及びパージ口９側のそれぞれに別個のフィルタ１５，１６が設けられている。一方、第２空間部５では、一枚のフィルタ１７が閉塞面６の内面全体を覆うように設けられている。

これに対し、開口部７の形成された他端は、開口部７からケース本体３の内部に弾性部材としてのウレタン部材１３が挿入され、このウレタン部材１３の外側からケース蓋２０により密閉されている。

ウレタン部材１３は、ケース本体３の断面形状とほぼ一致するように形成され、開口部７を閉鎖するようにケース本体３の内部にはめ込まれている。このウレタン部材１３は弾性力を有しており、その弾性力によってケース本体３の内部において開口部７の形成された他端側の所定位置に保持されている。このように構成することで、組立の際には、当該ウレタン部材１３を単にケース本体３の内部に挿入するだけでよく、煩わしい作業を一切行わずにすむ。なお、図２において、この弾性力を符号Ｆ１として表している。

このウレタン部材１３は、通気性が確保されておりその内部を気体が通過できるように構成されている。このため、当該キャニスタ１では、第１空間部４と第２空間部５とがこのウレタン部材１３を介して相互に連通される。なお、このキャニスタ１では、ウレタン部材１３の内面と仕切壁１１の先端との間には若干の隙間が形成されており、第１空間部４と第２空間部５とがこの隙間によっても相互に連通されている。

一方、ケース蓋２０は、その周縁が合わせ面２１として構成されており、この合わせ面２１が開口部７の形成されたケース本体３の端部に重ね合わされて開口部７を密閉する。この合わせ面２１より内側の部分には、ケース蓋２０の長手方向に延びる２本の溝２２，２２が平行をなして形成されている。この溝２２，２２は第１空間部４と第２空間部５とを上記のウレタン部材１３を間に介在させて相互に連絡する連絡通路としての機能を有している。なお、この溝は、ウレタン部材の通気性に対応させて、その幅を広く形成したり、数多く形成するなど、適宜設ければよい。

そして、吸着剤１４は、ケーシング２の内部において、閉塞面６の内側に設けられたフィルタ１５，１６，１７と、ウレタン部材１３とにより囲まれた部分に隙間無くそれぞれ充填されている。なお、図には充填された吸着剤１４の一部のみを示しているが、吸着剤１４は全体に充填されている。この吸着剤１４は活性炭が使用されており、第１空間部４において燃料蒸気導入口８から当該キャニスタ１に導入された蒸発燃料を吸着させて、大気に蒸発燃料がそのまま排気されることを阻止している。この吸着剤１４は、導入された蒸発燃料を確実に吸着するために、ケーシング２内部における密度を一定に保たなければならない。このため、吸着剤１４には荷重が付加される。この荷重を付加する付勢手段がウレタン部材１３である。

ウレタン部材１３にはこれ自体に弾性力が備わっている。図２に示すように、ウレタン部材１３は、ケース本体３の内側に保持させる外側方に向けて作用する弾性力Ｆ１の他に、ケース本体３の軸方向への付勢力も作用する。この付勢力のうちケース本体３の閉塞面６に向けられる付勢力Ｆ２が吸着剤１４に作用することで、吸着剤１４のケーシング２内での密度が一定に維持される。

かかるキャニスタ１では蒸発燃料を以下のようにして処理している。

例えば、図示しない燃料タンク内の温度が上昇する等により、燃料タンクに収容されたガソリンの蒸発量が増えたとする。これに伴い、キャニスタ１には蒸発燃料が矢印ａに示すように燃料蒸気導入口８から進入する。キャニスタ１に進入した蒸発燃料は、第１空間部４に充填された吸着剤１４により燃料が吸着されながらウレタン部材１３の設けられた開口部７側に流動する（矢印ｂ）。次いで、燃料の吸着された蒸発燃料は開口部７側のウレタン部材１３の内部、ウレタン部材１３と仕切壁１１との間に形成された隙間を通って第２空間部５へ移動する（矢印ｃ，ｄ）。また、これらの部分では流動しきれなかった蒸発燃料は、ケース蓋２０に形成された溝２２，２２を通過して第２空間部５へ移動する（矢印ｅ）。第２空間部５に到達したガスは、この第２空間部５に充填された吸着剤１４を通過し、閉塞されているケース本体３の一端側に到達する（矢印ｆ）。この間に、第１空間部４で吸着されずに残った燃料が当該第２空間部５に充填された吸着剤１４に吸着される。このため、第２空間部５を通過したガスからは、ガスに含有されていたほとんどすべての燃料が除去される。その後、大気連絡口１０からキャニスタ１第２空間部５内のガスが排気される（矢印ｇ）。

なお、通気性の高いウレタン部材を使用するなど、ウレタン部材のみで第１空間部と第２空間部とを十分に連通させることができる場合には、ケース蓋に連絡通路を設けなくともよい。

図４は、連絡通路のないケース蓋２５でケーシング２Ａのケース本体３に形成された開口部７を閉鎖するキャニスタ１Ａの一実施形態を示している。

この実施形態にかかるキャニスタ１Ａも、そのケーシング２Ａが開口部７の形成されたケース本体３と、この開口部７を密閉するケース蓋２５とから構成されている。ケース本体３の形態は図１及び図２に示すものと同様であり、ここでは、同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。

ケース本体３の内部には、ケーシング２Ａの周縁の形状とほぼ同形に形成された弾性部材としてのウレタン部材１３が開口部７にはめ込まれている。このウレタン部材１３もこれに自体に通気性の有るものが採用されている。また、ウレタン部材１３も自己の弾性力Ｆ１を利用してケース本体３の内面に保持されている。また、ケース本体３に充填されている活性炭などの吸着剤をケース本体３の閉塞面側に付勢力Ｆ２を付与して、その密度を一定に維持させている。

ケース蓋２５は、平坦な板状に形成されており、その周縁がケース本体３の開口部７の端縁に密着される合わせ面２６として構成されている。一方、内側の部分は、平坦な面に形成されている。

この図４に示すキャニスタ１Ａでは、第１空間部４を通過してウレタン部材１３まで到達する（矢印ｂ）。この間に蒸発燃料に含有されている燃料は吸着剤に吸着される。ウレタン部材１３まで到達された蒸発燃料は、ウレタン部材１３、及びウレタン部材１３と仕切壁１１との間に形成された隙間を通り、仕切壁１１を隔てた第２空間部５側に流動する（矢印ｃ，ｄ）。その後、蒸発燃料は未だ含有されている燃料が第２空間部５に充填された吸着剤に吸着されながらこの第２空間部５を通過し（矢印ｆ）、燃料をほとんど含有しないガスとして大気連絡口１０から大気へ放出される。

以上、ケーシングの内部に設けられた仕切りがウレタンとの間に若干隙間を形成する態様で設けられたものを例に説明したが、この仕切りで第１空間部と第２空間部との間を完全遮断したキャニスタに適用することを妨げるものではない。

本発明の一実施形態にかかるキャニスタの内部構造を示す縦断面図。 キャニスタの開口部側の詳細を示す拡大断面図。 ケース蓋の内面を示す平面図。 図１〜図３に示すキャニスタとは別の実施形態にかかるキャニスタの開口部側の断面拡大図。

符号の説明

１，１Ａ キャニスタ（蒸発燃料処理装置）
２，２Ａ ケーシング
３ ケース本体
４ 第１空間部
５ 第２空間部
８ 燃料蒸気導入口
９ パージ口
１０ 大気連絡口
１１ 仕切壁
１２ 隔壁
１３ ウレタン部材（弾性部材）
１４ 吸着剤
１５，１６，１７ フィルタ
２０，２５ ケース蓋
２２ 溝（連絡通路）
Ｆ１ 弾性力
Ｆ２ 付勢力

Claims (3)

1. 仕切りによって、蒸発燃料が出入りする第１空間部と大気に連通する第２空間部とに区分けされたケーシングと、このケーシングの内部に充填された吸着剤と、この吸着剤に圧縮荷重を付与して前記ケーシング内での吸着剤の密度を一定に維持させる付勢手段とを備え、前記仕切りを、前記ケーシングの一端からその先端を他端に向けて延ばすように設けた蒸発燃料処理装置において、
   前記付勢手段を通気性ある弾性部材で構成し、
   この弾性部材を前記他端側にてその弾性力を利用して前記ケーシングの内部にはめ込ませて前記ケーシング内に保持せしめると共に、この弾性部材の有する弾性力で前記吸着剤を前記一端に向けて付勢し、
   しかも、前記第１空間部と前記第２空間部とをこの弾性部材を介して相互に連通させ、
   前記第１空間部と前記第２空間部とを、これらに対して前記弾性部材を挟んだ逆面側に前記第１空間部から前記第２空間部に向かう方向のみに沿って延びる溝として設けられた連絡路で相互に連絡し、
   前記蒸発燃料は、前記第１空間部に充填された吸着剤に吸着されながら前記弾性部材の設けられた前記ケーシングの他端側に流動し、次いで、燃料の吸着された前記蒸発燃料は前記弾性部材の内部及び前記弾性部材と前記仕切りとの間に形成された隙間を通って前記第２空間部へ移動すると共に、前記弾性部材の内部及び前記弾性部材と前記仕切りとの間に形成された隙間では流動しきれなかった蒸発燃料を前記連絡路を通過せしめて前記第２空間部へ移動させ、前記第２空間部に到達した蒸発燃料は前記第２空間部に充填された吸着剤を通過し前記ケーシングの一端側に到達することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 前記ケーシングを、前記ケーシングを前記他端に開口部の形成されたケース本体と、前記開口部を閉鎖するケース蓋とで構成し、前記連絡路を前記ケース蓋に形成させた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. 前記弾性部材がウレタン樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の蒸発燃料処理装置。

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