JP6723953B2

JP6723953B2 - 蒸発燃料処理装置

Info

Publication number: JP6723953B2
Application number: JP2017089812A
Authority: JP
Inventors: 孝萬井
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2037-04-28
Also published as: JP2018188985A

Description

本発明は、蒸発燃料処理装置に関する。

蒸発燃料処理装置には、車両用の燃料タンクから蒸発した蒸発燃料（ベーパー）を吸着して、その燃料をエンジンの稼働時にパージさせるキャニスタがある（例えば、特許文献１参照）。図８はキャニスタの要部を示す断面図である。図８に示すように、ケーシング（本明細書でいう「ケース」に相当する。）１０２内に充填室（同、「吸着室」に相当する。）１１２が形成されている。充填室１１２に活性炭（同、「吸着材」に相当する。）１１１が充填されている。ケーシング１０２には、チャージポート（同、「タンクポート」に相当する。）１０６及びパージポート（同、「パージポート」に相当する。）１０５が並列的に設けられている。チャージポート１０６は、第１スクリーン部材（同、「フィルタ部材」に相当する。）１１４を介して充填室１１２と連通されている。パージポート１０５は、第２スクリーン部材（同、「フィルタ部材」に相当する。）１１５を介して充填室１１２と連通されている。ケーシング１０２には、充填室１１２のポート側の端部をチャージポート側の領域１０６ｔとパージポート側の領域１０５ｔとに仕切る仕切壁（同、「ベーパーガイド」に相当する。）１１６が設けられている。仕切壁１１６の先端部には、チャージポート側の領域１０６ｔからパージポート側の領域１０５ｔへの蒸発燃料の流動を許容する溝状の切欠き１３４が形成されている。

特開２００６−３４８８４７号公報

従来例（特許文献１参照）によると、仕切壁１１６に切欠き１３４が形成されているので、パージポート１０５の中心と切欠き１３４との間の最短距離ｄ１がパージポート１０５と仕切壁１１６の先端１１６ａとの間の最短距離ｄ２よりも短い。このため、蒸発燃料のパージ時（以下、「パージ時」という）において、チャージポート１０６からの高濃度の蒸発燃料が、切欠き１３４内を通りやすく、仕切壁１１６の先端１１６ａを迂回しにくい。したがって、チャージポート１０６からの高濃度の蒸発燃料が切欠き１３４内を通ってパージポート１０５へ短絡的にパージされやすい。このことは、両領域１０５ｔ、１０６ｔの活性炭１１１からの蒸発燃料の脱離が不十分になったり、エンジンの空燃比が乱れたりする要因となるため好ましくない。

本発明が解決しようとする課題は、吸着室のタンクポート側の領域からパージポート側の領域への蒸発燃料の流動を許容しつつ、タンクポートからの高濃度の蒸発燃料の短絡的なパージを抑制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。

前記した課題は、本発明の蒸発燃料処理装置により解決することができる。

第１の発明は、吸着室を形成するケースと、前記吸着室に充填されて蒸発燃料の吸着及び脱離を行う吸着材と、を備えており、前記ケースには、前記吸着室に蒸発燃料を導入するタンクポート、及び、前記吸着室の蒸発燃料をパージするパージポートが並列的に設けられており、前記ケースには、前記吸着室のポート側の端部をタンクポート側の領域とパージポート側の領域とに仕切る壁状のベーパーガイドが設けられている、蒸発燃料処理装置であって、前記ベーパーガイドの側端部には、前記タンクポート側の領域と前記パージポート側の領域とを連通する切り欠き部が形成されており、前記パージポートの中心と前記切り欠き部との間の最短距離は、前記パージポートの中心と前記ベーパーガイドの先端との間の最短距離よりも長い、蒸発燃料処理装置である。

第１の発明によると、ベーパーガイドの側端部に形成された切り欠き部により、吸着室のタンクポート側の領域からパージポート側の領域への蒸発燃料の流動を許容することができる。また、パージポートの中心とベーパーガイドの切り欠き部との間の最短距離がパージポートの中心とベーパーガイドの先端との間の最短距離よりも長い。このため、パージ時において、タンクポートからの高濃度の蒸発燃料は、切り欠き部内を通りにくく、ベーパーガイドの先端を迂回しやすくなる。したがって、タンクポートからの高濃度の蒸発燃料の短絡的なパージを抑制することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記ケースは、中間部材と一端部材と他端部材との３体構造とされており、前記一端部材には、前記タンクポート及び前記パージポートと共に前記ベーパーガイドが一体に形成されている、蒸発燃料処理装置である。

第２の発明によると、３体構造のケースの一端部材に、タンクポート及びパージポートと共にベーパーガイドが一体に形成されているため、ベーパーガイドを別部品で構成してケースに溶着、接着等により取り付ける場合と比べて、部品点数及び組み付け工数を削減することができる。

本発明の蒸発燃料処理装置によると、吸着室のタンクポート側の領域からパージポート側の領域への蒸発燃料の流動を許容しつつ、タンクポートからの高濃度の蒸発燃料の短絡的なパージを抑制することができる。

実施形態１にかかるキャニスタを模式的に示す断面図である。図１のII−II線矢視断面図である。図１のIII−III線矢視断面図である。キャニスタのベーパーガイドの周辺部を模式的に示す断面図である。図４のV−V線矢視断面図である。図４のVI−VI線矢視断面図である。実施形態２にかかるキャニスタを模式的に示す断面図である。従来例にかかるキャニスタの要部を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための実施形態について図面を用いて説明する。

［実施形態１］本実施形態では、内燃機関としてのエンジンを搭載する自動車等の車両に設置される蒸発燃料処理装置としてのキャニスタについて例示する。キャニスタの概要を説明した後、要部について説明する。図１はキャニスタを模式的に示す断面図、図２は図１のII−II線矢視断面図、図３は図１のIII−III線矢視断面図である。説明の都合上、図１を基準としてキャニスタの上下左右を定める。なお、車両に対するキャニスタの搭載上の方向は適宜設定される。

図１に示すように、キャニスタ１０は、長四角形箱状のケース１２を備えている。ケース１２は、樹脂製で、有底角筒状のケース本体１３と、ケース本体１３の開口端部を閉鎖する蓋部材１４とにより構成されている。すなわち、ケース１２は、ケース本体１３と蓋部材１４との２体構造とされている。ケース本体１３は、角筒状の筒部１３ａと、筒部１３ａの一端面（図１において左端面）を閉鎖する端壁部１３ｂとを有している。ケース本体１３の筒部１３ａの他端面（開口端面）と蓋部材１４の外周部とは、熱溶着、接着等の接合手段により接合されている。

ケース本体１３内は、隔壁１６により上下２室に仕切られている。上側の室を第１吸着室１８といい、下側の室を第２吸着室２０という。各吸着室１８，２０には、蒸発燃料の吸着・脱離を行う粒状の吸着材２２が充填されている。粒状の吸着材２２は、破砕した活性炭（破砕炭）、粒状あるいは粉末状の活性炭をバインダともに造粒した造粒炭等からなる。両吸着室１８，２０は、ケース本体１３と蓋部材１４との間に形成された接続路２４によって相互に連通されている。これにより、第１吸着室１８と第２吸着室２０とを接続路２４を介して連通するＵ字形フロー構造の通路が形成されている。

前記ケース本体１３の端壁部１３ｂには、第１吸着室１８に連通するタンクポート２６及びパージポート２７と、第２吸着室２０に連通する大気ポート２８とが形成されている。タンクポート２６は、燃料タンク（詳しくはタンク内の気層部）から第１吸着室１８に蒸発燃料を導入するポートである。また、パージポート２７は、第１吸着室１８の蒸発燃料をエンジン（詳しくは吸気通路）にパージするポートである。また、大気ポート２８は、大気に開放されている。タンクポート２６とパージポート２７と大気ポート２８は上下方向に並列的に設けられている。各ポート２６、２７、２８は、円筒状に形成されている（図３参照）。

ケース１２には、第１吸着室１８のポート側（端壁部１３ｂ側）の端部を上下に仕切る平壁状のベーパーガイド３０が設けられている（図２及び図３参照）。ベーパーガイド３０は、第１吸着室１８のポート側（端壁部１３ｂ側）の端部をタンクポート側の領域２６Ｔとパージポート側の領域２７Ｔとに仕切っている（図３参照）。

タンクポート２６とタンクポート側の領域２６Ｔとの間、パージポート２７とパージポート側の領域２７Ｔとの間、及び、大気ポート２８と第２吸着室２０との間には、通気性を有するシート状のフィルタ部材３２が相互間を仕切るように配置されている。各フィルタ部材３２は、発泡ウレタン、不織布等からなり、各吸着室１８，２０の吸着材２２を保持している。また、各フィルタ部材３２は、同一平面上に配置されている。

第１吸着室１８及び第２吸着室２０の他端側（蓋部材１４側）の開口部には、通気性を有するシート状のフィルタを積層してなる多孔板３４が閉鎖するようにそれぞれ配置されている。多孔板３４は、各吸着室１８，２０の吸着材２２を保持している。

前記したキャニスタ１０の動作を説明する。蒸発燃料の吸着時（以下、「吸着時」という）には、燃料タンクからの蒸発燃料は、タンクポート２６から第１吸着室１８に導入される。蒸発燃料は、第１吸着室１８及び第２吸着室２０を通る際、吸着材２２に吸着される。そして、最終的には、蒸発燃料を含まない空気あるいはほとんど含まない空気が大気ポート２８から大気に放出される。

また、パージ時には、エンジンの吸気負圧がパージポート２７から第１吸着室１８に導入されることにより、大気中の空気が、吸着時の蒸発燃料の流れとは逆方向に流れる。このため、空気は、第２吸着室２０及び第１吸着室１８を通る際、吸着材２２から蒸発燃料を脱離させ、パージポート２７からエンジンへパージされる。

次に、前記したキャニスタ１０の要部を説明する。図４はキャニスタのベーパーガイドの周辺部を模式的に示す断面図、図５は図４のV−V線矢視断面図、図６は図４のVI−VI線矢視断面図である。図５に示すように、ベーパーガイド３０の両側端部（図５において上下両端部）には、切り欠き部３６が線対称状に形成されている（図６参照）。両切り欠き部３６は、ベーパーガイド３０の両側端部とケース１２の第１吸着室１８の両側壁１３ａとの間において、ベーパーガイド３０の両側端部の先端側（図５において右端側）から基端部（図５において左端部）に向かって延びる長四角形溝状に形成されている。両切り欠き部３６の先端（図５において左端）は、フィルタ部材３２に対して所定間隔を隔てた位置に配置されている。両切り欠き部３６は、ベーパーガイド３０を板厚方向に貫通しており、両切り欠き部３６は、第１吸着室１８のタンクポート側の領域２６Ｔとパージポート側の領域２７Ｔとを連通している（図４及び図６参照）。

図５に示すように、パージポート２７の中心２７Ｃとベーパーガイド３０の切り欠き部３６との間の最短距離Ｄ１は、パージポート２７の中心２７Ｃとベーパーガイド３０の先端３０ａとの間の最短距離Ｄ２よりも長い。すなわち、Ｄ１＞Ｄ２の関係を満たすように、ベーパーガイド３０の外形寸法、切り欠き部３６の寸法が設定されている。なお、各図は、模式的に示したものであり、寸法的に一致していない。

前記したキャニスタ１０によると、ベーパーガイド３０の両切り欠き部３６により、第１吸着室１８のタンクポート側の領域２６Ｔからパージポート側の領域２７Ｔへの蒸発燃料の流動を許容することができる。このため、吸着時において、タンクポート側の領域２６Ｔにおける吸着材２２の蒸発燃料の吸着量を減少させつつ、パージポート側の領域２７Ｔにおける吸着材２２の蒸発燃料の吸着量を増加させることができる。

また、パージポート２７の中心２７Ｃとベーパーガイド３０の切り欠き部３６との間の最短距離Ｄ１がパージポート２７の中心２７Ｃとベーパーガイド３０の先端３０ａとの間の最短距離Ｄ２よりも長い。このため、パージ時において、タンクポート２６からの高濃度の蒸発燃料は、切り欠き部３６内を通りにくく、ベーパーガイド３０の先端３０ａを迂回しやすくなる。したがって、タンクポート２６からの高濃度の蒸発燃料の短絡的なパージを抑制することができる。ひいては、タンクポート２６からの高濃度の蒸発燃料の濃度が両領域２６Ｔ，２７Ｔにおいてなまされることにより、タンクポート２６付近における吸着材２２の脱離を促進する一方、エンジンへパージされる蒸発燃料の濃度変化を抑制し、エンジンの空燃比を安定化することができる。

また、従来例と異なり、第１吸着室１８のタンクポート側の領域２６Ｔのフィルタ部材３２をポート側とは反対側へオフセットさせていない。このため、タンクポート側の領域２６Ｔの吸着材２２の容量の減少を回避し、吸着材２２の容量の減少によるキャニスタ１０の吸着性能の低下を抑制することができる。

［実施形態２］本実施形態は、実施形態１のキャニスタ１０のケース１２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、実施形態１と同一部位については同一符号を付してその説明を省略する。図７はキャニスタを模式的に示す断面図である。図７に示すように、本実施形態のケース（符号、４０を付す）におけるケース本体（符号、４１を付す）は、筒部材４２と端部材４３とにより構成されている。これにより、ケース４０は、筒部材４２と端部材４３と蓋部材（符号、４４を付す）との３体構造とされている。

筒部材４２は、角筒状に形成されている。端部材４３は、筒部材４２の一方の開口端部（蓋部材４４側とは反対側の開口端部）を閉鎖する部材である。端部材４３は、端壁部４３ａと、端壁部４３ａの外周部から筒部材４２側（図７において右側）へ延びる角筒状の周壁部４３ｂとを有している。端壁部４３ａには、タンクポート２６、パージポート２７及び大気ポート２８と共にベーパーガイド３０が一体に形成されている。なお、隔壁１６（図１参照）は、端壁部４３ａ又は筒部材４２に形成してもよいし、端壁部４３ａ及び筒部材４２に分割して形成してもよい。

筒部材４２の一端部（図７において左端部）と端部材４３の周壁部４３ｂとの対向端部が熱溶着、接着等の接合手段により接合されている。また、筒部材４２の他端部と蓋部材４４の外周部とは、熱溶着、接着等の接合手段により接合されている。なお、筒部材４２は本明細書でいう「中間部材」に相当する。また、端部材４３は本明細書でいう「一端部材」に相当する。また、蓋部材４４は本明細書でいう「他端部材」に相当する。

本実施形態によると、３体構造のケース４０の端部材４３に、タンクポート２６及びパージポート２７と共にベーパーガイド３０が一体に形成されている。このため、ベーパーガイド３０を別部品で構成してケース４０のケース本体４１に溶着、接着等により取り付ける場合と比べて、部品点数及び組み付け工数を削減することができる。また、ケース本体４１を筒部材４２と端部材４３とに分割して成形することで、各部材４２，４３の成形にかかる金型を小型化することができる。

［他の実施形態］本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、ベーパーガイド３０は、第１吸着室１８をタンクポート側の領域２６Ｔとパージポート側の領域２７Ｔとに仕切る壁形状であればよく、例えば、タンクポート２６の軸線を取り囲むような湾曲壁状でもよい。また、ベーパーガイド３０の切り欠き部３６の形状、個数等は適宜変更してもよい。また、キャニスタ１０の第１吸着室１８の数は適宜増減してもよい。

１０キャニスタ（蒸発燃料処理装置）
１２ケース
１４蓋部材
１８第１吸着室
２２吸着材
２６タンクポート
２６Ｔタンクポート側の領域
２７パージポート
２７Ｃ中心
２７Ｔパージポート側の領域
３０ベーパーガイド
３０ａ先端
３６切り欠き部
４０ケース
４２筒部材（中間部材）
４３端部材（一端部材）
４４蓋部材（他端部材）
Ｄ１最短距離
Ｄ２最短距離

Claims

吸着室を形成するケースと、
前記吸着室に充填されて蒸発燃料の吸着及び脱離を行う吸着材と、
を備えており、
前記ケースには、前記吸着室に蒸発燃料を導入するタンクポート、及び、前記吸着室の蒸発燃料をパージするパージポートが並列的に設けられており、
前記ケースには、前記吸着室のポート側の端部をタンクポート側の領域とパージポート側の領域とに仕切る壁状のベーパーガイドが設けられている、蒸発燃料処理装置であって、
前記ベーパーガイドの側端部には、前記タンクポート側の領域と前記パージポート側の領域とを連通する切り欠き部が形成されており、
前記パージポートの中心と前記切り欠き部との間の最短距離は、前記パージポートの中心と前記ベーパーガイドの先端との間の最短距離よりも長い、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、
前記ケースは、中間部材と一端部材と他端部材との３体構造とされており、
前記一端部材には、前記タンクポート及び前記パージポートと共に前記ベーパーガイドが一体に形成されている、蒸発燃料処理装置。