JP4737069B2 - キャニスタ構造 - Google Patents

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Description

この発明は、燃料タンクから蒸発した燃料が大気に放出されることを防止するキャニスタの構造に関する。
蒸発燃料の処理能力を増すために、大気側筒部と反対器側筒部とを備え、筒部の互いのボトムで通気可能に連通したキャニスタが知られている(特許文献１参照)。
特開２００５−１６３２９号公報
しかし、近年開発が進められているハイブリッド車両や、アイドルストップ車両では、キャニスタが吸着した蒸発燃料を脱離処理可能な領域でエンジンを運転する機会が限られ、キャニスタの蒸発燃料吸着性能の一層の向上が望まれている。
またキャニスタは燃料タンクの近傍に配置されていることが多く、たとえばフロントエンジン車であれば、リアシートの後ろ(トランクルームのアンダ部分)に取り付けられることから、取り付け作業が難作業であり、作業性の向上も望まれている。
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、優れたキャニスタの蒸発燃料吸着性能を呈するとともに、取付／交換作業が容易なキャニスタの構造を提供することを目的とする。
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
本発明は、燃料タンク(３)に接続されるチャージ口(１１１ａ)と、そのチャージ口(１１１ａ)と同一側に形成されエンジン(２)の吸気通路(２ａ)に接続されるパージ口(１１２ａ)と、チャージ口(１１１ａ)及びパージ口(１１２ａ)と同一側に形成されたメインキャニスタ側接続口(１２１)と、を備えるメインキャニスタ(１０)と、前記メインキャニスタ(１０)とは別体であってそのメインキャニスタ(１０)の側方に並設され、メインキャニスタ(１０)のチャージ口(１１１ａ)及びパージ口(１１２ａ)と同一側に形成されて大気に開放するドレイン口(２２ａ)と、そのドレイン口(２２ａ)と反対側であって車載時に前記メインキャニスタ側接続口(１２１)よりも高くなるように形成されたサブキャニスタ側接続口(２１)と、を有するサブキャニスタ(２０)と、前記メインキャニスタ側接続口(１２１)と、前記サブキャニスタ側接続口(２１)と、を接続する連通路(３０)と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、サブキャニスタ側接続口を、メインキャニスタ側接続口の反対側に設けて、両接続口を連通路でつなぐようにして連通路の全長が長くなるようにした。このようにしたので、エンジン停止時にメインキャニスタに吸着された吸着燃料が、メインキャニスタとサブキャニスタとの吸着濃度差により拡散することを抑制できる。そしてエンジン停止時にサブキャニスタの吸着燃料が増加することを抑制できるのでドレイン口から漏れ出る吸着燃料を抑制できる、という優れた効果を奏する。
また車両の配管に接続するチャージ口、パージ口、ドレイン口を同一側に揃えたので、キャニスタを車両に取り付けるときに作業しやすい。
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明によるキャニスタの一実施形態の外観及び縦断面を示す図であり、図１(Ａ)は平面図、図１(Ｂ)は正面図、図１(Ｃ)は側面図、図１(Ｄ)は図１(Ａ)のＤ−Ｄ断面図である。なお車両搭載状態においては、図１(Ｂ)(Ｃ)(Ｄ)の上方向が車両の上方向である。なお車両上方向をUpperとして図面に示した。
本発明によるキャニスタ１は、メインキャニスタ１０と、サブキャニスタ２０とを備え、両キャニスタがホース３０でつながれている。
メインキャニスタ１０は、第１ボディ１１と第２ボディ１２とを含む。メインキャニスタ１０は、第１ボディ１１及び第２ボディ１２のボトム側で蒸発燃料が通流可能なように連通された、いわゆるＵターン型のキャニスタである。第１ボディ１１及び第２ボディ１２は、活性炭などの蒸発燃料吸着材を内蔵する。図１(Ｄ)に示すように第１ボディ１１と第２ボディ１２とは、中心がほぼ同じ高さである。
図１(Ａ)に示すように、第１ボディ１１には、ボトムと反対側にチャージ用パイプ１１１及びパージ用パイプ１１２が凸設される。チャージ用パイプ１１１の開口がチャージ口１１１ａである。パージ用パイプ１１２の開口がパージ口１１２ａである。第２ボディ１２には、第１ボディ１１のチャージ口１１１ａ及びパージ口１１２ａと同一側(すなわちボトムと反対側)にメインキャニスタ側接続パイプ１２１が凸設される。メインキャニスタ側接続パイプ１２１の開口がメインキャニスタ側接続口である。
サブキャニスタ２０は、図１(Ａ)に示すように、メインキャニスタ１０に並設される。サブキャニスタ２０は、サブキャニスタ側接続パイプ２１及びドレイン用パイプ２２を備える。サブキャニスタ側接続パイプ２１は、メインキャニスタ１０のボトム側に凸設される。サブキャニスタ側接続パイプ２１の開口がサブキャニスタ側接続口である。ドレイン用パイプ２２は、サブキャニスタ側接続パイプ２１と反対側に凸設される。ドレイン用パイプ２２の開口がドレイン口２２ａである。サブキャニスタ２０は、ハニカム状に形成された活性炭を内蔵する。ハニカム通路がサブキャニスタ側接続パイプ２１からドレイン口２２ａへ向けて形成されているので、通気時に発生する圧力損失が小さい。
メインキャニスタ１０のメインキャニスタ側接続パイプ１２１と、サブキャニスタ２０のサブキャニスタ側接続パイプ２１と、が、ホース３０でつなげられている。すなわちホース３０は、メインキャニスタ１０と、サブキャニスタ２０と、をつなぐ連通路である。ホース３０は、たとえばゴム製である。ホース３０は、図１(Ａ)に示すように上方から見ると、サブキャニスタ２０の側方を通る略Ｃ字形である。サブキャニスタ２０の側部には、先端が開放するＣ形アーム２３ａ，２３ｂが一体成形されている。ホース３０は、このＣ形アーム２３ａ，２３ｂで挟持固定される。図１(Ａ)ではＣ形アーム２３ａはサブキャニスタ側接続パイプ２１から、サブキャニスタ２０の全長の１／４程度の位置に形成されている。またＣ形アーム２３ｂはドレイン用パイプ２２から、サブキャニスタ２０の全長の１／４程度の位置に形成されている。
またサブキャニスタ２０のサブキャニスタ側接続パイプ２１は、図１(Ｃ)に示すようにメインキャニスタ１０のメインキャニスタ側接続パイプ１２１よりも位置が高い。このような位置関係にあるメインキャニスタ側接続パイプ１２１及びサブキャニスタ側接続パイプ２１をつなげるために、ホース３０は、メインキャニスタ側接続パイプ１２１への接続部分近傍ではメインキャニスタ側接続パイプ１２１と略同じ高さであり、その後傾斜が設けられ、そしてサブキャニスタ側接続パイプ２１への接続部分近傍ではサブキャニスタ側接続パイプ２１と略同じ高さである。図１では、ホース３０の傾斜部分は、Ｃ形アーム２３ａ，２３ｂの間に設けられている。すなわちＣ形アーム２３ａ，２３ｂは、ホース３０の高さ一定部分を挟持保持する。
図２は、本発明によるキャニスタの車両への使用方法を示す図である。
キャニスタ１のチャージ用パイプ１１１はチャージ配管３ａを介して燃料タンク３に接続される。燃料タンク３の内部に発生した蒸発燃料は、チャージ配管３ａを通流してチャージ用パイプ１１１からキャニスタ１のメインキャニスタ１０に到達し、蒸発燃料吸着材に吸着される。メインキャニスタ１０で吸着しきれない蒸発燃料は、さらにホース３０を通流してサブキャニスタ２０に吸着される。
パージ用パイプ１１２はパージ配管２ｂを介してエンジン２の吸気通路２ａに接続される。またドレイン用パイプ２２は、大気開放配管４に接続される。蒸発燃料吸着材に吸着された燃料を処理するときは、エンジン２の吸気負圧をキャニスタ１に導入する。すると大気開放配管４から吸入された空気とともに、吸着燃料がパージ用パイプ１１２からパージ配管２ｂを介してエンジン２に吸入されて、エンジン２で燃焼する。
本発明は、以上の構成によって以下の効果を得ることができる。
キャニスタ１は、車体に固定されたチャージ配管３ａ、パージ配管２ｂ、大気開放配管４に接続されて車両に取り付けられる。キャニスタ１は燃料タンク３の近傍に配置されていることが多く、たとえばフロントエンジン車であれば、リアシートの後ろ(トランクルームのアンダ部分)に取り付けられるので、作業者は車両の下方からキャニスタ１を取り付けなければならず、取り付け作業が困難であった。
ところが本発明のキャニスタ１によれば、チャージ用パイプ１１１と、パージ用パイプ１１２と、ドレイン用パイプ２２と、をすべて同一側に平行に形成してある。したがって、車両組立工場でキャニスタ１を取り付けたり、整備工場でキャニスタを交換する際に、チャージ用パイプ１１１にチャージ配管３ａを接続し、パージ用パイプ１１２にパージ配管２ｂを接続し、ドレイン用パイプ２２に大気開放配管４を接続する作業が容易に行えるのである。
またホース３０で、メインキャニスタ１０の正面側のメインキャニスタ側接続パイプ１２１と、サブキャニスタ２０の背面側のサブキャニスタ側接続パイプ２１と、をつなげるようにした。このようにしたので、ホース３０の全長が長くなる。キャニスタは燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着し、所定の脱離条件が整ったら大気を吸入し、その大気に乗せて燃料をエンジン内に吸引して燃焼処理する。燃料の脱離作用を考えると、キャニスタは蒸発燃料濃度の濃いところから脱離する。このため、仮にメインキャニスタ１０とサブキャニスタ２０とを近設しては、サブキャニスタ２０から燃料が脱離しようとしてもメインキャニスタ１０の影響を受けてしまってサブキャニスタ２０からよりも、吸着燃料濃度の濃いメインキャニスタ１０から優先して燃料が脱離してしまう。キャニスタからの燃料脱離が十分でない状態でエンジンが停止すると、メインキャニスタ１０からの脱離量が多いが、サブキャニスタ２０からの脱離量が十分でない状態が生じうる。このような状態で再び燃料タンクから蒸発燃料が発生してメインキャニスタ１０の吸着容量に達したら、サブキャニスタ２０には前回までに吸着した燃料が残っているので吸着能力の余裕がなく、蒸発燃料が大気に放出されるおそれがある。
そこで本発明では、メインキャニスタ１０の正面側のメインキャニスタ側接続パイプ１２１と、サブキャニスタ２０の背面側のサブキャニスタ側接続パイプ２１と、をつなげるようにして、ホース３０の全長を長くして、すなわちサブキャニスタ２０の脱離作用にメインキャニスタ１０に吸着されている燃料が影響しないようにしたのである。このようにすれば大気開放口に近いサブキャニスタ２０から燃料が十分に脱離しやすくなり、メインキャニスタ１０が吸着容量に達した後でも、サブキャニスタ２０は吸着能力を十分に発揮でき、蒸発燃料を大気に放出しないのである。
さらに本発明では、サブキャニスタ２０のサブキャニスタ側接続パイプ２１が、メインキャニスタ１０のメインキャニスタ側接続パイプ１２１よりも高い位置になるようにした。蒸発燃料は空気よりも比重が重いため、メインキャニスタ１０で吸着しきれなかった蒸発燃料は、サブキャニスタ２０へ到達しにくくなり、ホース３０に滞留し易くなる。したがってサブキャニスタ２０の蒸発燃料吸着能力を高めることができる。
またサブキャニスタ２０のサブキャニスタ側接続パイプ２１が、メインキャニスタ１０のメインキャニスタ側接続パイプ１２１よりも高い位置になるようにしたことから、ホース３０には傾斜部分が形成される。凝縮した燃料は、この傾斜部分を流れ落ちてホース３０に滞留し易くなる。
本発明では、ホース３０の傾斜部分は、Ｃ形アーム２３ａ，２３ｂの間、すなわちサブキャニスタ２０の全長の半分程度の長さとしているが、たとえばホース３０の傾斜部分をサブキャニスタ２０の全長に沿って設ければ、凝縮燃料が流れ落ちやすくなりメインキャニスタ１０に燃料が吸着されやすくなる。またその反対にホース３０の傾斜部分の長さを短縮し、ホース３０を略直角の階段状に形成すれば、通気抵抗が増えることとなる。この場合には蒸発燃料が通流しにくくなり、メインキャニスタ１０で吸着されなかった蒸発燃料は、サブキャニスタ２０に到達しにくくなる。このようにホース３０の傾斜部分の長さによって蒸発燃料がサブキャニスタ２０に到達しにくくなったり、蒸発燃料の凝縮後にメインキャニスタ１０へ流れ落ちやすくなるのであって、どのような形状にするかはエンジン特性などに応じて適宜決めればよい。図１ではその両者のバランスを取ったものを例示した。
さらに本発明では、先端が開放するように形成されたＣ形アーム２３ａ，２３ｂでホース３０を保持するようにしたので、Ｃ形アームに嵌め込むだけでホース３０を取り付けることができ、組立作業が容易である。仮にＣ形アームをサブキャニスタ２０の下部に形成しては、ホース３０が落下する可能性があるが、本実施形態では、Ｃ形アームをサブキャニスタ２０の側部に形成したので、ホース３０が落下するおそれがない。このように本実施形態のＣ形アームによれば、ホース３０の取付作業性と保持性能との両立を図ることができたのである。
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。
本発明によるキャニスタの一実施形態の外観及び縦断面を示す図である。 本発明によるキャニスタの車両への使用方法を示す図である。
符号の説明
１ キャニスタ
１０ メインキャニスタ
１１ 第１ボディ
１１１ チャージ用パイプ
１１１ａ チャージ口
１１２ パージ用パイプ
１１２ａ パージ口
１２ 第２ボディ
１２１ メインキャニスタ側接続パイプ
２０ サブキャニスタ
２１ サブキャニスタ側接続パイプ
２２ ドレイン用パイプ
２２ａ ドレイン口
２３ａ，２３ｂ Ｃ形アーム
３０ ホース(連通路)
２ エンジン
２ａ 吸気通路
２ｂ パージ配管
３ 燃料タンク
３ａ チャージ配管
４ 大気開放配管

Claims (7)

  1. 燃料タンクに接続されるチャージ口と、そのチャージ口と同一側に形成されエンジンの吸気通路に接続されるパージ口と、チャージ口及びパージ口と同一側に形成されたメインキャニスタ側接続口と、を備えるメインキャニスタと、
    前記メインキャニスタとは別体であってそのメインキャニスタの側方に並設され、メインキャニスタのチャージ口及びパージ口と同一側に形成されて大気に開放するドレイン口と、そのドレイン口と反対側であって車載時に前記メインキャニスタ側接続口よりも高くなるように形成されたサブキャニスタ側接続口と、を有するサブキャニスタと、
    前記メインキャニスタ側接続口と、前記サブキャニスタ側接続口と、を接続する連通路と、
    を有するキャニスタ構造。
  2. 前記メインキャニスタは、
    前記チャージ口及び前記パージ口を備える第１ボディと、
    その第１ボディとボトム同士が連通され、ボトムと反対側に前記メインキャニスタ側接続口を備える第２ボディと、
    を有するＵターン構造のキャニスタである、
    ことを特徴とする請求項１に記載のキャニスタ構造。
  3. 前記連通路は、前記メインキャニスタ側接続口の近傍では、メインキャニスタ側接続口と略同じ高さで延設され、その後、サブキャニスタ側接続口と略同じ高さになるまで傾斜が設けられ、そしてサブキャニスタ側接続口と略同じ高さで延設されて、サブキャニスタ側接続口に接続される、
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のキャニスタ構造。
  4. 前記連通路は、前記メインキャニスタ側接続口の近傍では、メインキャニスタ側接続口と略同じ高さで延設され、その後、サブキャニスタ側接続口と略同じ高さになるように段差が設けられ、そしてサブキャニスタ側接続口と略同じ高さで延設されて、サブキャニスタ側接続口に接続される、
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のキャニスタ構造。
  5. 前記連通路は、前記メインキャニスタ側接続口の近傍からサブキャニスタ側接続口の近傍にかけて一定の傾斜が形成されている、
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のキャニスタ構造。
  6. 前記サブキャニスタの側方に形成され先端が開放するアームを備え、
    前記連通路は、前記アームに嵌め込まれて固定される、
    ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のキャニスタ構造。
  7. 前記チャージ口は、前記メインキャニスタに凸設されたチャージ用パイプの開口であり、
    前記パージ口は、前記メインキャニスタに凸設され前記チャージ用パイプに平行なパージ用パイプの開口であり、
    前記ドレイン口は、前記サブキャニスタに凸設され前記チャージ用パイプ及び前記パージ用パイプに平行なドレイン用パイプの開口である、
    ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のキャニスタ構造。
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