JP5220631B2

JP5220631B2 - 蒸発燃料処理装置

Info

Publication number: JP5220631B2
Application number: JP2009009730A
Authority: JP
Inventors: 隆司小杉
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2029-01-20
Also published as: US20100180870A1; JP2010168908A; US8276569B2

Description

本発明は、主として車両に搭載される蒸発燃料処理装置に関する。

蒸発燃料処理装置の従来例には、例えば特許文献１に記載されたものがある。なお、図１０は蒸発燃料処理装置を示す断面図である。
図１０に示すように、蒸発燃料処理装置１００のケース（ケーシング）１２０には、タンクポート（チャージポート）１２１、パージポート１２２及び大気ポート１２３が設けられている。ケース１２０内が第１の吸着材室１２４と第２の吸着材室１２５とに隔成されている。両吸着材室１２４，１２５は、接続路１２６で相互に連通されている。第２の吸着材室１２５の大気ポート１２３側の端部内に吸着材カートリッジ１３２が装填されている。吸着材カートリッジ１３２内を含む第２の吸着材室１２５及び第１の吸着材室１２４内に活性炭１３１が充填されている。また、吸着材カートリッジ１３２の外周面とその外周面に対向するケース１２０の内周面との間に非充填空間Ｒが形成されている。なお、タンクポート１２１は燃料タンクに接続され、また、パージポート１２２はエンジンのインテークマニホルドに接続される。また、大気ポート１２３は大気に連通される。

エンジンの停止時等において、燃料タンク内で発生した蒸発燃料ガスをタンクポート１２１からケース１２０内に導入して、活性炭１３１に蒸発燃料（ＨＣ）を吸着する。活性炭１３１によって蒸発燃料が吸着された後の空気は、大気ポート１２３から大気に放出される。また、エンジンの運転時には、活性炭１３１に吸着されていた蒸発燃料が、パージポート１２２からエンジンの吸気側すなわちインテークマニホルド内にパージされるとともに、大気が大気ポート１２３からケース１２０内に導入される。また、第２の吸着材室１２５の大気ポート１２３側の端部内に対する吸着材カートリッジ１３２の交換によってＬ／Ｄを変更している。ここで、Ｌは吸着材カートリッジ１３２内の活性炭層（吸着材層）の長さであり、また、Ｄは吸着材カートリッジ１３２内の活性炭層の断面積を相当円面積に換算したときの直径（有効断面直径）である。

前記吸着材カートリッジ１３２の交換によってＬ／Ｄを変更する理由を述べる。例えば、長さＬを所定値として直径Ｄを変更することにより、Ｌ／Ｄを大きくすると、通気抵抗が増大する反面、パージ後の蒸発燃料の残存量が減少して吸着・脱離能力が向上し、また、Ｌ／Ｄを小さくすると、通気抵抗が減少する反面、パージ後の蒸発燃料の残存量が増大して吸着・脱離能力が低下する。このため、車種毎の蒸発燃料処理装置１００に要求される異なる仕様に応じたＬ／Ｄを設定する必要がある。また、異なる使用毎にケース１２０を作製すると、コストが高くつくことになる。そこで、吸着材カートリッジ１３２の交換によってＬ／Ｄを変更する構成とすることで、ケース１２０の共通化を図り、コストを低減するようにしている。

特開２００８−２０２６０４号公報

前記従来例では、吸着材カートリッジ１３２内に活性炭１３１が充填される一方、吸着材カートリッジ１３２の外周面とケース１２０の内周面との間に非充填空間Ｒが形成されている。このため、蒸発燃料ガスが吸着材カートリッジ１３２内の活性炭層を通らずに、非充填空間Ｒを通り抜けて大気ポート１２３から大気へ放出されるという「吹き抜け」が発生する。このような蒸発燃料ガスの吹き抜けを防止するため、前記従来例では、ケース１２０の第２の吸着材室１２５と吸着材カートリッジ１３２との間に、非充填空間Ｒをシールするパッキン１４０等のシール部材を設ける必要があった。したがって、部品点数、組付工数が増加し、コストアップを余儀なくされるだけでなく、カートリッジ組付時におけるシール部材の破損や変形及び経年変化によるシール部材の劣化等によるシール漏れの懸念も残るという問題があった。
本発明が解決しようとする課題は、シール部材を要することなく蒸発燃料ガスの吹き抜けを防止しながらも、Ｌ／Ｄを変更することのできる蒸発燃料処理装置を提供することにある。

第１の発明は、蒸発燃料ガスが流れる吸着材室を形成するケースと、ケースの吸着材室内に充填される吸着材とを備える蒸発燃料処理装置であって、吸着材室内に、蒸発燃料ガスの流れ方向の長さをＬ、その流れ方向に交差する方向の断面積を相当円面積に換算したときの直径をＤとしたときのＬ／Ｄを変更するＬ／Ｄ変更領域が設定され、Ｌ／Ｄ変更領域において吸着材の充填を制限する非通気性のＬ／Ｄ変更部材を吸着材により取り囲まれるように配置したものである。したがって、Ｌ／Ｄ変更領域内に蒸発燃料ガスの吹き抜けを生じる空間が存在しないので、その空間をシールするシール部材を要することなく蒸発燃料ガスの吹き抜けを防止することができる。また、Ｌ／Ｄ変更部材を必要なＬ／Ｄに応じた仕様に設定することにより、Ｌ／Ｄを変更することができる。よって、シール部材を要することなく蒸発燃料ガスの吹き抜けを防止しながらも、Ｌ／Ｄを変更することができる。

実施例１にかかる蒸発燃料処理装置を示す平断面図である。蒸発燃料処理装置の要部を示す断面図である。カートリッジ部材を示す斜視図である。実施例２にかかるカートリッジ部材を示す斜視図である。実施例３にかかるカートリッジ部材を示す側面図である。実施例４にかかるカートリッジ部材を示す斜視図である。カートリッジ部材を示す断面図である。実施例５にかかるカートリッジ部材を示す斜視図である。実施例６にかかるカートリッジ部材を示す断面図である。従来例にかかる蒸発燃料処理装置を示す断面図である。

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。

本発明の実施例１を説明する。説明の都合上、車両に搭載される蒸発燃料処理装置の概要を説明した後で要部の構成について説明する。なお、図１は蒸発燃料処理装置を示す平断面図である。また、図１の状態を基準として蒸発燃料処理装置の左右を定め、図１における下側を前側、同じく上側を後側と定める。
図１に示すように、蒸発燃料処理装置１０は、樹脂製のケース１２を備えている。ケース１２は、有底角筒状のケース本体１３と、ケース本体１３の開口部を閉鎖するカバープレート１４とにより構成されている。ケース本体１３は、角筒状の周壁部１５と、その周壁部１５の一端面（図１における右端面）を閉鎖する端面壁部１６とを一体に有している。なお、周壁部１５は、端面壁部１６側（図１において右側）から開口側（図１において左側）に向かって緩やかに拡開している。

前記ケース本体１３内は、前記端面壁部１６の内側面から左方に水平状に延びる隔壁１８により後側（図１において上側）の第１の吸着材室１９と前側（図１において下側）の第２の吸着材室２０とに区画されている。また、第１の吸着材室１９内の右端部は、端面壁部１６の内側面から左方に突出された仕切壁２１により前後の分室に区画されている。また、端面壁部１６の外側面には、後側（図１において上側）から前側（図１において下側）へ並ぶタンクポート２３、パージポート２４、大気ポート２５が形成されている。タンクポート２３は、第１の吸着材室１９の後側の分室内外を連通している。また、パージポート２４は、第１の吸着材室１９の前側の分室内外を連通している。また、大気ポート２５は、第２の吸着材室２０内外を連通している。

前記第１の吸着材室１９の後側の分室内の端面壁部１６には、通気性を有するシート状のフィルタ２７が前記タンクポート２３の基部側の開口面を閉塞するように配置されている。また、第１の吸着材室１９の前側の分室内の端面壁部１６には、通気性を有するシート状のフィルタ２８が前記パージポート２４の基部側の開口面を閉塞するように配置されている。また、第２の吸着材室２０内の端面壁部１６には、通気性を有するシート状のフィルタ２９が前記大気ポート２５の基部側の開口面を閉塞するように配置されている。

前記両吸着材室１９，２０の開口端部内には、その開口端部を閉鎖する通気性を有する多孔板３１，３２がそれぞれ左右方向へ摺動可能に配置されている。各多孔板３１，３２の吸着材室１９，２０側の面（図１において右側面）には、それぞれ通気性を有するシート状のフィルタ３４，３５が重合状に配置されている。また、各多孔板３１，３２と前記カバープレート１４との間には、各多孔板３１，３２を吸着材室側へ弾性的に押さえるスプリング３７，３８がそれぞれ介在されている。また、各多孔板３１，３２とカバープレート１４との間は、カバープレート１４と前記隔壁１８との間の隙間を介して連通する連通路４０となっている。したがって、ケース１２内には、第１の吸着材室１９と連通路４０と第２の吸着材室２０とにより、蒸発燃料ガスが流れるＵ字状のＵターンフロー型の通路が形成されている。なお、第２の吸着材室２０の通路断面積は、第１の吸着材室１９の通路断面積の約半分程度に設定されている。

前記第１の吸着材室１９内（詳しくは、フィルタ２７，２８とフィルタ３４との間）、及び、前記第２の吸着材室２０内（詳しくは、フィルタ２９とフィルタ３５との間）には、蒸発燃料を吸着・脱離可能な吸着材４２がそれぞれ層状に充填されている。吸着材４２には、例えば粒状の活性炭が用いられている。また、各フィルタ２７，２８，２９，３４，３５は、例えばポリエステル繊維とレーヨン繊維との混合繊維からなる不織布によりそれぞれ形成されている。

前記蒸発燃料処理装置１０において、タンクポート２３は燃料タンク（図示省略）に接続され、また、パージポート２４はエンジンのインテークマニホルド（図示省略）に接続される。また、大気ポート２５は大気に連通される。そして、エンジンの停止時、停車時等に燃料タンクから発生する蒸発燃料ガスは、タンクポート２３を介してケース１２内に導入されることにより、第１の吸着材室１９内の吸着材４２、及び、第２の吸着材室２０内の吸着材４２に蒸発燃料（ＨＣ）が吸着される。蒸発燃料ガスは、主に炭化水素化合物（ＨＣ）ガスと空気の混合気からなる。各吸着材室１９，２０内の吸着材４２によって蒸発燃料が吸着された後の空気は、大気ポート２５から大気に放出される。また、エンジンの運転時には、大気が大気ポート２５を介してケース１２内に導入されることにより、第２の吸着材室２０内の吸着材４２、及び、第１の吸着材室１９内の吸着材４２を通ってパージポート２４からエンジンの吸気側すなわちインテークマニホルド内に吸入される。その際、吸着材４２に吸着されていた蒸発燃料が空気とともにパージされ、エンジン内において燃焼に利用される。このようなパージによって、各吸着材室１９，２０内の吸着材４２の吸着能力が再生される。

次に、前記蒸発燃料処理装置１０における要部の構成について説明する。図２は蒸発燃料処理装置の要部を示す断面図である。
図２に示すように、前記第２の吸着材室２０の大気ポート２５側すなわち前記ケース本体１３の端面壁部１６側の端部内には、蒸発燃料ガスの流れ方向の長さをＬ、その流れ方向に交差する方向の断面積を相当円面積に換算したときの直径をＤとしたときのＬ／Ｄを変更するＬ／Ｄ変更領域ｔが設定されている。Ｌ／Ｄ変更領域ｔ内にはカートリッジ部材５０が配置されている。なお、図３はカートリッジ部材を示す斜視図である。

図３に示すように、前記カートリッジ部材５０は、樹脂製で、四角形板状をなす支持板部５１と、その支持板部５１の片面に同心的に形成された四角棒状のＬ／Ｄ変更部５２とを有している。Ｌ／Ｄ変更部５２は、中実状に形成されており、非通気性をなしている。また、支持板部５１におけるＬ／Ｄ変更部５２を除いた部分は、通気孔５１ａを有する多孔板状に形成されており、通気性を有している。また、支持板部５１は、前記第２の吸着材室２０の端面壁部１６側の端部内に嵌合可能に形成されている（図２参照）。なお、支持板部５１は、本明細書でいう「支持部材」に相当する。

前記カートリッジ部材５０は、前記第２の吸着材室２０内への吸着材４２の充填に先立って該吸着材室２０内へ装入される（図２参照）。このとき、第２の吸着材室２０の端面壁部１６側の端部内には、予めフィルタ２９が配置されており、そのフィルタ２９上に重ねるように支持板部５１が第２の吸着材室２０の端面壁部１６側の端部内に嵌合される。これにより、支持板部５１の外周部が、端面壁部１６（詳しくは、大気ポート２５の口縁部の段差部（符号、１６ａを付す））上にフィルタ２９を介して支持される。これとともに、Ｌ／Ｄ変更部５２が第２の吸着材室２０の端面壁部１６側の端部内の中央部において蒸発燃料ガスの流れ方向（図２において左右方向）に沿って配置される。その後、第２の吸着材室２０内へ吸着材４２が充填されることによって、吸着材４２によりＬ／Ｄ変更部５２が取り囲まれるとともに、カートリッジ部材５０が抜け止めされる。なお、カートリッジ部材５０の装入及び吸着材４２の充填は、ケース本体１３の開口面を上向きにした状態で行われる。

前記Ｌ／Ｄ変更部５２は、前記Ｌ／Ｄ変更領域ｔ内において吸着材４２の充填を制限する非充填領域を形成するものである。このＬ／Ｄ変更部５２は、Ｌ／Ｄ変更領域ｔにおけるＬ／Ｄを変更するものであり、車種毎の蒸発燃料処理装置に要求される仕様すなわちＬ／Ｄ変更領域ｔにおけるＬ／Ｄに対応する長さＬ及び断面積をもって形成されている。なお、Ｌ／Ｄ変更部５２は、本明細書でいう「Ｌ／Ｄ変更部材」に相当する。また、Ｌ／Ｄ変更部５２は、四角棒状に限らず、三角以上の多角棒状に変更することができる。また、Ｌ／Ｄ変更部５２は、支持板部５１に対して同心的に形成するものに限らず、偏心的に形成することができる。

上記した蒸発燃料処理装置１０によると、前記特許文献１に記載のものと異なり、Ｌ／Ｄ変更領域ｔ内に蒸発燃料ガスの吹き抜けを生じる空間が存在しないので、その空間をシールするシール部材を要することなく蒸発燃料ガスの吹き抜けを防止することができる。このため、部品点数、組付工数を削減し、コストを低減することができるとともに、シール部材の破損や変形及び経年変化によるシール部材の劣化等によるシール漏れの懸念も解消することができる。また、カートリッジ部材５０のＬ／Ｄ変更部５２を必要なＬ／Ｄに応じた仕様に設定することにより、Ｌ／Ｄを変更することができる。よって、シール部材を要することなく蒸発燃料ガスの吹き抜けを防止しながらも、Ｌ／Ｄを変更することができる。

また、Ｌ／Ｄ変更領域ｔ内において、第２の吸着材室２０の内壁面すなわち第２の吸着材室２０を形成するケース１２のケース本体１３の周壁部１５及び隔壁１８の内壁面に、吸着材４２が全面的に接触する。このため、ケース１２と吸着材４２との間における吸着材４２の吸着脱離熱（吸熱及び放熱）の授受性能が良く、吸着材４２の吸着・脱離性能を向上することができる。

本発明の実施例２を説明する。本実施例は、前記実施例１のカートリッジ部材５０（図３参照）に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。また、以降の実施例についても、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。なお、図４はカートリッジ部材を示す斜視図である。
本実施例は、図４に示すように、前記実施例１におけるカートリッジ部材５０（図３参照）のＬ／Ｄ変更部５２を、丸棒状のＬ／Ｄ変更部５４に変更したものである。

本発明の実施例３を説明する。なお、図５はカートリッジ部材を示す側面図である。
本実施例は、図５に示すように、前記実施例１におけるカートリッジ部材５０（図３参照）のＬ／Ｄ変更部５２を、三角以上の多角錐又は円錐等の錐状のＬ／Ｄ変更部５６に変更したものである。

本発明の実施例４を説明する。なお、図６はカートリッジ部材を示す斜視図、図７はカートリッジ部材を示す断面図である。
本実施例は、図６及び図７に示すように、前記実施例２におけるカートリッジ部材５０（図４参照）のＬ／Ｄ変更部５４を、中空円筒状のＬ／Ｄ変更部５８に変更したものである。この場合、Ｌ／Ｄ変更部５８の中空部５９内に吸着材４２（図３参照）が充填されるため、支持板部５１におけるＬ／Ｄ変更部５８の中空部５９内の部分にも多数の通気孔５１ｂが形成されている。これにより、Ｌ／Ｄ変更部５８の中空部５９内に充填される吸着材４２も、Ｌ／Ｄ変更部５２の外側における吸着材４２と同様の作用を発揮することができる。

本発明の実施例５を説明する。なお、図８はカートリッジ部材を示す斜視図である。
本実施例は、図８に示すように、前記実施例１におけるカートリッジ部材５０（図３参照）のＬ／Ｄ変更部５２を、複数本（図８では４本を示す）のＬ／Ｄ変更部６０に変更したものである。この場合、隣り合うＬ／Ｄ変更部６０の間に吸着材４２が充填されるため、支持板部５１におけるＬ／Ｄ変更部６０の相互間の部分にも通気孔５１ｃが形成されている。これにより、Ｌ／Ｄ変更部６０の相互間に充填される吸着材４２も、Ｌ／Ｄ変更部５２の外側における吸着材４２と同様の作用を発揮することができる。なお、前記実施例２、３におけるＬ／Ｄ変更部５４，５６についても、実施例５と同様に、複数本のＬ／Ｄ変更部に変更することができる。

本発明の実施例６を説明する。なお、図９はカートリッジ部材を示す断面図である。
本実施例は、図９に示すように、前記実施例１におけるカートリッジ部材５０（図３参照）のＬ／Ｄ変更部５２を、多角筒又は円筒等の筒状のＬ／Ｄ変更部６２に変更したものである。Ｌ／Ｄ変更部６２の先端面は端板部６２ａによって閉塞されている。この場合、Ｌ／Ｄ変更部６２は、吸着材４２（図３参照）に面する壁面において非通気性が確保されていればよく、その壁面部分以外の部位が中空状に形成されている。また、Ｌ／Ｄ変更部６２内の中空部６３は、支持板部５１の開口部５１ｄを介して開放することができる。なお、Ｌ／Ｄ変更部６２の中空部６３は、支持板部５１により閉塞してもよい。また、前記実施例２，３におけるＬ／Ｄ変更部５４，５６についても、実施例６と同様の中空部を形成することができる。

本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、前記実施例では、蒸発燃料ガスの流れがＵ字状のＵターンフロー型の蒸発燃料処理装置１０を例示したが、これに限らず、蒸発燃料ガスの流れがストレート状のストレートフロー型の蒸発燃料処理装置１０にも適用することができる。また、Ｌ／Ｄ変更部の個数、形状、吸着材室に対する配置位置等は適宜変更することができる。要するに、Ｌ／Ｄ変更部は、Ｌ／Ｄ変更領域ｔにおいて吸着材４２により取り囲まれるように配置され、吸着材４２の充填を制限する非通気性のものであればよい。また、支持板部５１は、多孔板状に限らず、横木状、羽根状等でもよく、要するに、ケース１２側にＬ／Ｄ変更部を支持するものであればよい。また、前記実施例では、支持板部とＬ／Ｄ変更部とを一体に有するカートリッジ部材を例示したが、これに限らず、Ｌ／Ｄ変更部材と、そのＬ／Ｄ変更部材をケース１２側に支持する支持部材とを個別に形成し、Ｌ／Ｄ変更部材を支持部材に取付けることによりカートリッジ部材を構成することもできる。また、ケース１２側にＬ／Ｄ変更部材を支持する支持部材は、ケース本体１３側に一体的に設けることもできる。

１０蒸発燃料処理装置
１２ケース
１３ケース本体
１９第１の吸着材室
２０第２の吸着材室
４２吸着材
５０カートリッジ部材
５１支持板部（支持部材）
５２，５４，５６，５８，６０，６２Ｌ／Ｄ変更部（Ｌ／Ｄ変更部材）
ｔＬ／Ｄ変更領域

Claims

蒸発燃料ガスが流れる吸着材室を形成するケースと、
前記ケースの吸着材室内に充填される吸着材と
を備え、
前記ケースの一端側には、燃料タンクに接続されるタンクポートと、エンジンの吸気側に接続されるパージポートとが設けられ、
前記ケースの他端側には、大気に連通する大気ポートが設けられている
蒸発燃料処理装置であって、
前記吸着材室の大気ポート側の端部内に、蒸発燃料ガスの流れ方向の長さをＬ、その流れ方向に交差する方向の断面積を相当円面積に換算したときの直径をＤとしたときのＬ／Ｄを変更するＬ／Ｄ変更領域が設定され、
前記Ｌ／Ｄ変更領域において前記吸着材の充填を制限する非通気性のＬ／Ｄ変更部材を前記吸着材により取り囲まれるように配置し、
前記吸着材室の大気ポート側の端部内に配置される前記Ｌ／Ｄ変更部材は、蒸発燃料ガスの流れ方向に延びかつその流れ方向に一定の形状、又は、大気ポート側から離れる方向へ向かって先細りの形状に形成されている
ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
請求項１に記載の蒸発燃料処理装置であって、
前記Ｌ／Ｄ変更部材は、前記吸着材室の大気ポート側の端部内に嵌合可能でかつ通気性を有する支持部材を有することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
請求項２に記載の蒸発燃料処理装置であって、
前記支持部材は、通気孔を有する多孔板状に形成された支持板部であることを特徴とする蒸発燃料処理装置。