JP6933658B2

JP6933658B2 - キャニスタ

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Publication number: JP6933658B2
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Inventors: 建司関
Original assignee: Osaka Gas Chemicals Co Ltd
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Description

本発明は、燃料タンクから発生する蒸発燃料が大気中へ放散されることを防止する蒸発燃料処理用のキャニスタに関する。

従来から、車両停止中等に燃料タンク内に貯留されたガソリン燃料が揮発して生じた蒸発燃料を活性炭等からなる吸着材に吸着捕捉し、蒸発燃料が大気中に放散されることを防止する蒸発燃料処理用のキャニスタがある。当該キャニスタには、燃料タンクの上部に連通するタンクポートと、先端が大気に開放している大気ポートと、吸着材から脱離（パージ）された蒸発燃料が流動していくパージポートとが設けられている。エンジン駆動時や車両停止時等に燃料タンクが昇温することで発生した蒸発燃料は、タンクポートからキャニスタ内に流入して大気ポートへ向けて流動していく間に吸着材に吸着されることで、蒸発燃料が大気中へ放散されることが防止される。吸着材に吸着された蒸発燃料は、エンジン駆動時の吸気管負圧やエンジン駆動とは別個独立して駆動制御される吸引ポンプによって大気ポートから大気が導入されることで脱離（パージ）され、吸着材が再生される。

活性炭等の吸着材は、温度が低いほど吸着容量が多くなり、温度が高いほど吸着容量が低下する特性を有する。したがって、蒸発燃料の吸着時には吸着材の温度は低く、パージ時には吸着材の温度が高いことが望ましい。一方、燃料蒸気は、吸着材に吸着される際に凝縮熱に相当する熱を放出し、吸着材から脱離する際に蒸発熱に相当する熱を奪う。すなわち、燃料蒸気の吸着材への吸着は発熱反応であり、吸着材からの脱離は吸熱反応である。そうすると燃料蒸気の吸着・脱離による発熱・吸熱は、吸着材の望ましい温度状態とは逆の方向、すなわち吸着材の吸着・脱離性能を阻害する方向へ作用する。よってキャニスタの性能を向上するために、燃料蒸気の吸着・脱離に伴う発熱・吸熱による、吸着材の温度変化を抑制することが望まれる。

そこで、潜熱を利用して吸着材の温度変化を抑制する蓄熱材を、吸着材と共に内部に収容したキャニスタとして特許文献１がある。特許文献１の蓄熱材には、外殻内に、比較的融点の低いテトラデカンやペンタデカン等のパラフィンからなる相変化物質を封入したマイクロカプセル、又はそのペレット状造粒物（成形蓄熱体）が使用されている。このように、キャニスタ内に吸着材に加えて蓄熱材も収容していることで、蒸発燃料が吸着される際の吸着材の温度上昇が、蓄熱材中の相変化物質が固相から液相へ変化する際の潜熱（融解熱）によって抑制される一方、蒸発燃料が脱離される際の吸着材の温度低下が、蓄熱材中の相変化物質が液相から固相へ変化する際の潜熱（凝固熱）によって抑制されることで、吸着材の吸着・脱離性能が向上する。

また、特許文献１のキャニスタのケースには、タンクポート及びパージポートが接続されている主吸着材室と、主吸着材室とは仕切り板を介して仕切られている第２、第３吸着材室とが設けられている。第３吸着材室は大気ポートと接続されており、第２吸着材室は第３吸着材室と連通する状態で下方に位置している。また、主吸着材室と第２吸着材室とは下方で連通している。そして、燃料タンクへの給油時などには、蒸発燃料が、タンクポートからキャニスタに流入し、大気ポートに流れる。

このような特許文献１のキャニスタでは、主吸着材室には、活性炭と、相変化温度が２５〜９０℃以下の第１の蓄熱材と、相変化温度が−１０〜２５℃未満の第２の蓄熱材とが収納されている。また、第２吸着材室には、活性炭と第１の蓄熱材と第２の蓄熱材とが収納されている。さらに、第３吸着材室には、活性炭と第２の蓄熱材とが収納されている。

このように特許文献１のキャニスタでは、主吸着材室、第２及び第３吸着材室の全てに第２の蓄熱材が収納されているため、蒸発燃料の脱離量が増大し、キャニスタ内に残存する量が少なくなるため、大気ポートから排出される蒸発燃料の量を低下することができる。

特開２００６−２０７４８５号公報

しかし、キャニスタ内に蓄熱材を収容すると、吸着材の温度変化が抑制される一方で、キャニスタ内に収容される活性炭の量が、蓄熱材の分だけ減少する。そうすると、キャニスタの吸着性能、すなわち吸着できる蒸発燃料の量が減少してしまう。

上述の通り、特許文献１のキャニスタについても、キャニスタの全ての吸着剤室に蓄熱材が収納されており、キャニスタ内に収容される活性炭の量が、蓄熱材の分だけ減少してしまう。

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄熱材による温度変化の抑制というメリットと、吸着量減少というデメリットとを両立させ、性能を高めたキャニスタを提供することにある。

上記目的を達成するためのキャニスタの特徴構成は、
内燃機関の燃料タンクの上部気室に連通するタンクポートと、内燃機関の吸気通路に連通するパージポートと、大気に開放される大気ポートと、前記タンクポートから前記大気ポートへ流れる蒸発燃料を吸着する活性炭を収納した吸着材室を有する蒸発燃料処理用のキャニスタにおいて、
前記吸着材室は、少なくとも前記タンクポートに隣接したタンク側隣接領域と前記大気ポートに隣接した大気側隣接領域とからなり、前記タンクポートに隣接したタンク側隣接領域に、温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化温度が３５℃以上の相変化物質をカプセル中に封入した蓄熱材が配設され、前記タンク側隣接領域に収納されている活性炭のＢＷＣが１５ｇ／ｄＬ以上であり、前記大気側隣接領域に収納されている活性炭のＢＷＣが３ｇ／ｄＬ以上１５ｇ／ｄＬ未満であり、前記タンク側隣接領域は、複数の分割領域に分割されており、前記分割領域に配設された前記蓄熱材の前記相変化物質の相変化温度は、前記タンクポートに近いほど低い点にある。

上記の特徴構成によれば、吸着材室におけるタンクポートに隣接したタンク側隣接領域に、温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質をカプセル中に封入した蓄熱材が配設されているから、蓄熱材により活性炭の温度変化を抑制して活性炭の性能低下を防ぐ一方で、その活性炭はタンク側隣接領域に配設されるから、吸着材室に収納される活性炭の量の減少が抑制される。したがって上記の特徴構成によれば、蓄熱材による温度変化の抑制というメリットと、吸着量減少というデメリットとを両立させ、性能を高めたキャニスタを提供することができる。

また、蓄熱材の相変化物質の相変化温度が３５℃以上である。よって、蒸発燃料が吸着される際の活性炭の温度が上昇して３５℃以上となると、蓄熱材中の相変化物質が固相から液相へ変化し、この変化の際の潜熱（融解熱）によって活性炭の温度上昇を効果的に抑制でき好適である。

また、タンク側隣接領域に収納されている活性炭のＢＷＣが１５ｇ／ｄＬ以上であるから、タンク側隣接領域に吸着能力の高い活性炭が配置されて、特に燃料タンクへの給油の際に流入する多量の蒸発燃料を処理することができ好適である。なおＢＷＣとは、ＡＳＴＭＤ５２２８によるブタンワーキングキャパシティーの値である。

また、大気ポートに隣接した大気側隣接領域では、蒸発燃料がパージ後に残存していると、温度が上昇した際に大気ポートから漏れ出す虞があるため、パージの際に蒸発燃料が十分に脱離することが重要である。上記の特徴構成によれば、大気側隣接領域に収納されている活性炭のＢＷＣが１５ｇ／ｄＬ未満であるから、大気側隣接領域に脱離能力の高い活性炭が配置されて、パージ処理が適切に行われるので好適である。
タンクポートから吸着材室へ流入した蒸発燃料は、活性炭へ吸着されつつ大気ポートへ向けて流れていくので、吸着熱により徐々に温度が上昇する。したがって活性炭の温度も、タンクポートから離れるにつれて徐々に上昇して、温度勾配が発生する。上記の特徴構成によれば、タンク側隣接領域は、複数の分割領域に分割されており、分割領域に配設された蓄熱材の相変化物質の相変化温度は、タンクポートに近いほど低いから、タンクポートに近い分割領域では低い温度で相変化が生じ、タンクポートから離れた分割領域ではより高い温度で相変化が生じて、上述の活性炭の温度勾配に合致する形態での潜熱の吸収が生じるので好適である。

本発明に係るキャニスタの別の特徴構成は、前記吸着材室における前記大気ポートに隣接した大気側隣接領域に、相変化物質の相変化温度が１０℃以上３５℃未満である大気側蓄熱材が配設されている点にある。

活性炭からの蒸発燃料の脱離（パージ）は、パージポートからの吸気によって大気ポートから大気が流入して行われる。活性炭から蒸発燃料が脱離する際は、熱が奪われるから、活性炭の温度が低下して活性炭の脱離性能が低下してしまう。特に、活性炭の温度が１０℃を下回ると、脱離性能が顕著に低下してしまう。上記の特徴構成によれば、吸着材室における大気ポートに隣接した大気側隣接領域に、相変化物質の相変化温度が１０℃以上３５℃未満である大気側蓄熱材が配設されている。よって、蒸発燃料が脱離される際の活性炭の温度低下が、蓄熱材中の相変化物質が液相から固相へ変化する際の潜熱（凝固熱）によって抑制される。これにより、大気側隣接領域における活性炭の温度の過度な低下を抑制して、パージ処理が適切に行われるので好適である。

本発明に係るキャニスタの別の特徴構成は、前記大気側隣接領域に収納されている活性炭が、内部に空隙を有する中空状ペレット、またはハニカム状ペレットである点にある。

上記の特徴構成によれば、大気側隣接領域に収納されている活性炭が、内部に空隙を有する中空状ペレット、またはハニカム状ペレットであるから、大気側隣接領域に外表面積が大きく脱離能力の高い活性炭が配置されて、パージ処理が適切に行われるので好適である。

本発明に係るキャニスタの別の特徴構成は、前記タンク側隣接領域は、前記燃料タンクへの給油の際、前記活性炭への前記蒸発燃料の吸着による発熱によって前記活性炭の温度が３５℃以上になる領域である点にある。

燃料タンクへの給油が行われる際には、一度に多量の蒸発燃料がキャニスタに流入する場合がある。タンクポートから流入した蒸発燃料は、タンクポート近傍から大気ポートへ向けて吸着帯を形成し、その吸着帯では吸着熱により活性炭の温度が上昇する。活性炭は３５℃を超えると、吸着性能が顕著に低下してしまう。上記の特徴構成によれば、タンク側隣接領域は、燃料タンクへの給油の際、活性炭への蒸発燃料の吸着による発熱によって活性炭の温度が３５℃以上になる領域であり、そのタンク側隣接領域に蓄熱材が配設されているから、活性炭の温度が３５℃を超える事態が抑制されるので好適である。

本発明に係るキャニスタの別の特徴構成は、前記タンク側隣接領域における前記蓄熱材の配設の割合が、前記タンク側隣接領域の前記活性炭と前記蓄熱材との合計の容積の２０体積％以上５０体積％以下である点にある。

上記の特徴構成によれば、タンク側隣接領域における蓄熱材の配設の割合が、タンク側隣接領域の活性炭と蓄熱材との合計の容積の２０体積％以上５０体積％以下であるから、タンク側隣接領域での吸着量を大きく減らすことなく、温度変化を十分に抑制することができ好適である。

本発明に係るキャニスタの別の特徴構成は、前記タンク側隣接領域は、前記吸着材室の容積の４０％以上８５％以下の容積を有する点にある。

上記の特徴構成によれば、タンク側隣接領域は、吸着材室の容積の４０％以上８５％以下の容積を有するから、キャニスタ全体として、吸着量を大きく減らすことなく温度変化を十分に抑制することができ好適である。特に、前記タンク側隣接領域は、１．２Ｌ以上２．５Ｌ以下の容積を有すると好ましい。

本発明に係るキャニスタの別の特徴構成は、前記タンク側隣接領域の全体のＧＷＣ値が７０ｇ以上１００ｇ以下である点にある。

上記の特徴構成によれば、タンク側隣接領域の全体のＧＷＣ値が７０ｇ以上１００ｇ以下であるから、特に燃料タンクへの給油の際の蒸発燃料の吸着処理を過不足なく行うことができ好適である。なおＧＷＣ値とは、ガソリンワーキングキャパシティーの値であり、ＢＷＣのブタンの代りにガソリン蒸気を使用して測定される値であって、活性炭を使用したキャニスタにおけるガソリン吸脱着性能の目安となるものである。

キャニスタの構造を示す概略断面図キャニスタの構造を示す概略断面図キャニスタの構造を示す概略断面図ハニカム状ペレットの構造を示す斜視図

（第１実施形態）
（１）キャニスタの全体構成
以下に、キャニスタ１００の全体構成について説明する。図１に、第１実施形態に係るキャニスタ１００の断面図を示す。キャニスタ１００は、自動車の燃料タンクから発生する蒸発燃料の処理用に設置される。キャニスタ１００は、ケース１、カバー２、プレート８、コイルスプリング９、フィルタＦを有して構成される。キャニスタ１００の内部には吸着材室Ｒが形成され、活性炭が収納される。

ケース１は、下方が開口した中空筒状の合成樹脂（例えば、ナイロン）製の部材である。カバー２は、円盤形状の合成樹脂（例えば、ナイロン）製の部材である。カバー２は、ケース１の下側に例えば振動溶接や接着などによって接合されており、ケース１の開口を塞いでいる。

ケース１の上側には、タンクポート３、パージポート４、および大気ポート５が形成されている。タンクポート３は、自動車の燃料タンク（図示なし）の上部と連通しており、燃料タンクから発生する蒸発燃料がタンクポート３を通ってケース１の内部に流入する。パージポート４は、内燃機関の吸気通路（図示なし）に連通する。吸気通路は、内燃機関の吸気管に連通されているか、エンジンの駆動とは独立して駆動制御される吸引ポンプに接続されている。大気ポート５は、大気に開放されており、大気が大気ポート５を通ってケース１の内部に流入する。

ケース１の内部には、隔壁６および補助隔壁７が形成されている。隔壁６は、ケース１の内部の上端からカバー２の近傍まで延びる隔壁であって、パージポート４と大気ポート５との間に位置する。補助隔壁７は、ケース１の内部の上端からカバー２に向けて延びる短寸の隔壁であって、タンクポート３とパージポート４との間に位置する。

隔壁６によって、ケース１の内部の空間が、第１領域１１と第２領域１２とに仕切られている。本実施形態では、活性炭が第１領域１１および第２領域１２に収納されている。また、蓄熱材が第１領域１１（後述する実施例１）に配設されているか、または第１領域１１と第２領域１２の両方（後述する実施例２）に配設されている。

第１領域１１と第２領域１２の上部および下部には、フィルタＦが配置されている。フィルタＦは、合成樹脂製の不織布や発泡ウレタン製のフィルタであって、蒸発燃料や空気が通流可能に構成されている。第１領域１１と第２領域１２の下部には、プレート８が配置されている。プレート８は、多数の貫通孔が形成された金属板であって、蒸発燃料や空気が通流可能に構成されている。プレート８は、コイルスプリング９により上方向へ付勢されており、もって第１領域１１および第２領域１２の活性炭・蓄熱材が上方に押し固められている。

以上の構成により、キャニスタ１００の内部には、タンクポート３（およびパージポート４）と大気ポート５との間に亘るＵ字状の流路が形成される。タンクポート３から流入する蒸発燃料は、まず第１領域１１に流入し、プレート８の下方を通って、第２領域１２に流入することになる。第１領域１１および第２領域１２は、タンクポート３から大気ポート５へ流れる蒸発燃料を吸着する活性炭を収納しており、以下、吸着材室Ｒと総称する場合がある。また第１領域１１はタンクポート３に隣接しており、タンク側隣接領域Ｔと呼ぶ場合がある。第２領域１２は大気ポート５に隣接しており、大気側隣接領域Ｕと呼ぶ場合がある。

吸着材室Ｒに収容される吸着材としては、活性炭が使用される。例えば、所定形状に造粒成型されたもの、または粒度を揃えた破砕炭が使用される。また、活性炭としては、一例であるが、例えば木材、石炭、ヤシ殻等を原料とするものを使用することができる。

吸着材室Ｒに収容される蓄熱材としては、温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質をカプセル中に封入したマイクロカプセル型蓄熱材が所定形状に造粒成型されたものが使用される。マイクロカプセル型蓄熱材は、相変化物質を芯材料として、例えばコアセルベーション法、ｉｎ−ｓｉｔｕ法（界面反応法）等の公知の方法により製造できる。

相変化物質としては、活性炭の温度変化に応じて固相と液相との間で相変化可能な物質であれば特に限定されず、有機化合物や無機化合物を使用できる。具体的には、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナデカン、エイコサン、ヘンイコサン、ドコサンなどの直鎖の脂肪族炭化水素や、天然ワックス、石油ワックス、ＬｉＮＯ₃・３Ｈ₂Ｏ、Ｎａ₂ＳＯ₄・１０Ｈ₂Ｏ、Ｎａ₂ＨＰＯ₄・１２Ｈ₂Ｏなどの無機化合物の水和物、カプリン酸、ラウリル酸、パルミチン酸、ミリスチン酸等の脂肪酸類、炭素数が１２から１５の高級アルコール、バルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、パルミチン酸イソプロピル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸ステアリル、ミリスチン酸ミリスチル等のエステル化合物等が挙げられる。

上記に一例として挙げた相変化物質を、相変化温度が３５℃以上の相変化物質と、相変化温度が１０℃以上３５℃未満の相変化物質とに分類すると次のようになる。
相変化温度が３５℃以上の相変化物質は、エイコサン、ヘンイコサン、ドコサン、天然ワックス、石油ワックス、Ｎａ₂ＨＰＯ₄・１２Ｈ₂Ｏ、ラウリル酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、炭素数が１４以上の高級アルコール、ステアリン酸ステアリル、ミリスチン酸ミリスチルである。

相変化温度が１０℃以上３５℃未満の相変化物質は、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナデカン、ＬｉＮＯ₃・３Ｈ₂Ｏ、Ｎａ₂ＳＯ₄・１０Ｈ₂Ｏ、カプリン酸、炭素数が１４未満の高級アルコール、バルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、パルミチン酸イソプロピル、ステアリン酸ブチルである。

（２）タンク側隣接領域Ｔ
本実施形態では、タンクポート３に隣接したタンク側隣接領域Ｔ（第１領域１１）に、温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質をカプセル中に封入した蓄熱材が配設されている。

タンク側隣接領域Ｔ（第１領域１１）に配設される蓄熱材の、相変化物質の相変化温度としては、３５℃以上が好ましい。

タンク側隣接領域Ｔ（第１領域１１）における蓄熱材の配設の割合が、第１領域１１の活性炭と蓄熱材との合計の容積の２０体積％以上５０体積％以下であると好ましい。

タンク側隣接領域Ｔ（第１領域１１）は、１．２Ｌ以上２．５Ｌ以下の容積を有すると好ましい。また、大気側隣接領域Ｕ（第２領域１２）は、０．４５Ｌ以上１．８Ｌ以下の容積を有すると好ましい。この場合、タンク側隣接領域Ｔ（第１領域１１）は、吸着材室Ｒの容積、すなわち第１領域１１と第２領域１２の合計の容積の４０％以上８５％以下の容積を有すると好ましい。タンク側隣接領域Ｔのこのような容積％により、キャニスタ全体として、吸着量を大きく減らすことなく温度変化を十分に抑制することができ好適である。

本実施形態の一例として、例えば、第１領域１１は２．０Ｌの容積を有し、第２領域１２は１．０Ｌの容積を有することができる。この場合、第１領域１１は、吸着材室Ｒの容積の６６．６％の容積を有することができる。
ただし、タンク側隣接領域Ｔおよび大気側隣接領域Ｕの大きさは、キャニスタ１００が取り付けられる内燃機関および燃料タンクに応じて任意に設定が可能である。

タンク側隣接領域Ｔ（第１領域１１）に収納されている活性炭のＢＷＣが１５ｇ／ｄＬ以上であると好ましい。なおＢＷＣとは、ＡＳＴＭＤ５２２８によるブタンワーキングキャパシティーの値であり、本明細書における以下の各実施形態及び各実施例において同じである。
ＢＷＣが１５ｇ／ｄＬ以上の活性炭としては、例えば、INGEVITY製 BAX1500（ブタン吸着性能：６０．１ｗｔ％、充填密度：０．２９７ｇ／ｍｌ、ＢＷＣ：１５．１ｇ／ｄＬ）、及び、JACOBI試作品（ブタン吸着性能：５６．６ｗｔ％、充填密度：０．３２７ｇ／ｍｌ、ＢＷＣ：１５．６）等が挙げられる。

（３）大気側隣接領域Ｕ
大気ポート５に隣接した大気側隣接領域Ｕ（第２領域１２）には、蓄熱材を配置せずに活性炭のみを収納する形態も可能である。大気側隣接領域Ｕ（第２領域１２）に、相変化物質の相変化温度が１０℃以上３５℃未満である蓄熱材（大気側蓄熱材）を配設すると好ましい。

大気側隣接領域Ｕ（第２領域１２）に収納されている活性炭のＢＷＣが１５ｇ／ｄＬ未満であると好ましい。大気側隣接領域Ｕに収納されている活性炭のＢＷＣが、１１ｇ／ｄＬ以下であるとより好ましく、７ｇ／ｄＬ以下であると更に好ましく、３ｇ／ｄＬ以上であるとより好ましく、４ｇ／ｄＬ以上であると更に好ましい。

ＢＷＣの低い活性炭は、賦活処理時の温度及び賦活処理における滞留時間等を調整することによって、賦活の程度を落として製造できる。また、ＢＷＣの低い活性炭は、非多孔質の物質又はＢＷＣの低いものを混合することによって製造できる。

ＢＷＣが３ｇ/ｄＬ以上、かつ、１５ｇ/ｄＬ未満の活性炭としては、例えば、INGEVITY製 BAX1100（ブタン吸着性能：３７．１ｗｔ％、充填密度：０．３４８ｇ／ｍｌ、ＢＷＣ：１１．４ｇ／ｄＬ）等が挙げられる。

ＢＷＣが３ｇ/ｄＬ以上、かつ、１５ｇ/ｄＬ未満の活性炭としては、星形、ギアー炭等の中実のペレットであってもよく、内部に空隙を有する中空状ペレット、またはハニカム状ペレットであってもよい。内部に空隙を有する中空状ペレットとしては、例えば、中心軸に平行な円筒状の空隙を有する中空円筒状ペレットがあり、ハニカム状ペレットとしては、図４に示すハニカム状ペレットがある。

図４に、バインダ樹脂により所定形状に造粒成型された活性炭の一例としてのハニカム状ペレット９０の構造を示す。ハニカム状ペレット９０は、円筒形状であり、中心軸に並行に複数の貫通孔９１が形成されている。貫通孔９１の間の隔壁９２が６０°の角度で交差するよう、貫通孔９１が形成されている。貫通孔９１の断面は正三角形となっている。

上述のような中空状ペレット及びハニカム状ペレットからなる活性炭は、空隙部が多いため表面積が大きく、充填密度が低い。結果としてＢＷＣが小さい。よって、蒸発燃料の吸着性能が低く、つまり脱離能力が高いため、蒸発燃料のパージ処理が適切に行われるので好ましい。

以下、第１実施形態に係るキャニスタ１００に関して、第１領域１１および第２領域１２に収容する活性炭および蓄熱材の具体例について、実施例１および実施例２として説明する。

（実施例１）
第１領域１１に、蓄熱材と活性炭とを混合して配設する。活性炭は、でＢＷＣ（ＡＳＴＭＤ５２２８によるブタンワーキングキャパシティー、以下同じ）が、１５．２ｇ／ｄＬの直径２ｍｍ、長さ２〜８ｍｍの円柱活性炭ペレットを用いる。蓄熱材は、相変化温度が３９℃である相変化物質としてミリスチン酸ミリスチルを用いた蓄熱材を用いる。

第１領域１１の充填容積は２．０Ｌであり、１．２Ｌの活性炭と、０．８Ｌの蓄熱材とが混合されて、第１領域１１に充填される。すなわち、第１領域１１では、第１領域１１の活性炭と蓄熱材との合計の容積に対し、活性炭が６０体積％配設され、蓄熱材が４０体積％配設される。

第２領域１２の充填容積は１．０Ｌであり、活性炭のみを収納する。活性炭は、ＢＷＣが１１．３ｇ／ｄＬの直径２ｍｍ、長さ２〜８ｍｍの円柱活性炭ペレットを用いる。

（実施例２）
第１領域１１の構成は実施例１と同一である。すなわち第１領域１１に、蓄熱材と活性炭とを混合して配設する。活性炭は、ＢＷＣが、１５．２ｇ／ｄＬの直径２ｍｍ、長さ２〜８ｍｍの円柱活性炭ペレットを用いる。蓄熱材は、相変化温度が３６℃である相変化物質としてエイコサンを用いた蓄熱材を用いる。

第２領域１２に、蓄熱材と活性炭とを混合して配設する。活性炭は、ＢＷＣが１１．３ｇ／ｄＬの直径２ｍｍ、長さ２〜８ｍｍの円柱活性炭ペレットを用いる。蓄熱材は、相変化温度が１８℃である相変化物質としてヘキサデカンを用いた蓄熱材を用いる。

第２領域１２の充填容積は１．０Ｌであり、０．８Ｌの活性炭と、０．２Ｌの蓄熱材とが混合されて、第２領域１２に充填される。すなわち、第２領域１２では、第２領域１２の活性炭と蓄熱材との合計の容積に対し、活性炭が８０体積％配設され、蓄熱材が２０体積％配設される。

以上の実施例１および実施例２にしたがって構成されたキャニスタ１００では、燃料タンクへの給油の際、蒸発燃料がキャニスタ１００に流入し、活性炭の温度が上昇し、第１領域１１（タンク側隣接領域Ｔ）の活性炭の温度が３５℃以上となる。そしてその領域に、蓄熱材が配設されている。

（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、キャニスタ１００は第１領域１１と第２領域１２とを有して構成された。第２実施形態に係るキャニスタ１００は、第１領域２１、第２領域２２および第３領域２３を有して構成される。以下の第２実施形態の説明では、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する場合がある。

図２に、第２実施形態に係るキャニスタ１００の断面図を示す。第１実施形態と同様に、隔壁６によって、ケース１の内部の空間が左右に分けられている。そして図中右側の空間（大気ポート５の側の空間）が、フィルタＦにより上下に分けられている。隔壁６によって分けられたタンクポート３の側の空間を第１領域２１とする。大気ポート５の側の空間の、下側の空間（カバー２の側の空間）を第２領域２２とし、上側の空間（大気ポート５の側の空間）を第３領域２３とする。

第１領域２１は１．２Ｌ以上２．５Ｌ以下の容積を有し、第２領域２２は０．３Ｌ以上１Ｌ以下の容積を有し、第３領域２３は０．１Ｌ以上０．５Ｌ以下の容積を有すると好ましい。
本実施形態の一例として、例えば、第１領域２１は２．０Ｌの容積を有し、第２領域２２は０．７Ｌの容積を有し、第３領域２３は０．３Ｌの容積を有することができる。

以上の構成により、キャニスタ１００の内部には、第１実施形態と同様にタンクポート３（およびパージポート４）と大気ポート５との間に亘るＵ字状の流路が形成される。タンクポート３から流入する蒸発燃料は、まず第１領域２１に流入し、プレート８の下方を通って、第２領域２２に流入し、第３領域２３に流入することになる。第１領域２１、第２領域２２および第３領域２３は、タンクポート３から大気ポート５へ流れる蒸発燃料を吸着する活性炭を収納しており、以下、吸着材室Ｒと総称する場合がある。また第１領域２１はタンクポート３に隣接しており、タンク側隣接領域Ｔと呼ぶ場合がある。第３領域２３は大気ポート５に隣接しており、大気側隣接領域Ｕと呼ぶ場合がある。
なお、タンク側隣接領域Ｔおよび大気側隣接領域Ｕの大きさを上述のように記載したが、タンク側隣接領域Ｔおよび大気側隣接領域Ｕは、キャニスタ１００が取り付けられる内燃機関および燃料タンクに応じて任意に設定が可能である。

一の形態として、第１領域２１及び第２領域２２に配設される蓄熱材の、相変化物質の相変化温度としては、３５℃以上が好ましい。また、第３領域２３に配設される蓄熱材の、相変化物質の相変化温度としては、１０℃以上３５℃未満が好ましい。
別の形態として、第１領域２１に配設される蓄熱材の、相変化物質の相変化温度としては、３５℃以上が好ましい。また、第３領域２３に配設される蓄熱材の、相変化物質の相変化温度としては、１０℃以上３５℃未満が好ましい。

また、タンク側隣接領域Ｔ（第１領域２１）における蓄熱材の配設の割合が、第１領域２１の活性炭と蓄熱材との合計の容積の２０体積％以上５０体積％以下であると好ましい。これにより、タンク側隣接領域Ｔでの吸着量を大きく減らすことなく、温度変化を十分に抑制することができ好適である。

以下、第２実施形態に係るキャニスタ１００に関して、第１領域２１、第２領域２２および第３領域２３に収容する活性炭および蓄熱材の具体例について、実施例３、実施例４および実施例５として説明する。

（実施例３）
第１領域２１に、蓄熱材と活性炭とを混合して配設する。活性炭は、ＢＷＣが、１５．２ｇ／ｄＬの直径２ｍｍ、長さ２〜８ｍｍの円柱活性炭ペレットを用いる。蓄熱材は、相変化温度が３９℃である相変化物質としてミリスチン酸ミリスチルを用いた蓄熱材を用いる。

第１領域２１の充填容積は２．０Ｌであり、１．２Ｌの活性炭と、０．８Ｌの蓄熱材とが混合されて、第１領域２１に充填される。すなわち、第１領域２１では、第１領域２１の活性炭と蓄熱材との合計の容積に対し、活性炭が６０体積％配設され、蓄熱材が４０体積％配設される。

第２領域２２に、蓄熱材と活性炭とを混合して配設する。活性炭は、ＢＷＣが１５．２ｇ／ｄＬの直径２ｍｍ、長さ２〜８ｍｍの円柱活性炭ペレットを用いる。蓄熱材は、相変化温度が３９℃である相変化物質としてミリスチン酸ミリスチルを用いた蓄熱材を用いる。

第２領域２２の充填容積は０．７Ｌであり、０．４２Ｌの活性炭と、０．２８Ｌの蓄熱材とが混合されて、第２領域２２に充填される。すなわち、第２領域２２では、第２領域２２の活性炭と蓄熱材との合計の容積に対し、活性炭が６０体積％配設され、蓄熱材が４０体積％配設される。

第３領域２３の充填容積は０．３Ｌであり、活性炭のみを収納する。活性炭は、ＢＷＣが８．４ｇ／ｄＬで、外径４ｍｍ、内径２ｍｍの中空円筒状ペレットに成形された活性炭を用いる。

（実施例４）
第１領域２１および第２領域２２については、実施例３と同一である。

第３領域２３の充填容積は０．３Ｌであり、活性炭のみを収納する。活性炭は、ＢＷＣが８．４ｇ／ｄＬで、図４に示すハニカム状ペレット９０を用いる。ハニカム状ペレット９０の形状は、外径６ｍｍ、外周壁の厚さ０．６ｍｍ、隔壁９２の厚さ０．４ｍｍである。

（実施例５）
実施例３と同様に、第１領域２１に、蓄熱材と活性炭とを混合して配設する。活性炭は、ＢＷＣが、１５．２ｇ／ｄＬの直径２ｍｍ、長さ２〜８ｍｍの円柱活性炭ペレットを用いる。蓄熱材は、相変化温度が３９℃である相変化物質としてミリスチン酸ミリスチルを用いた蓄熱材を用いる。

第２領域２２の充填容積は０．７Ｌであり、活性炭のみを収納する。活性炭は、ＢＷＣが１１．３ｇ／ｄＬの直径２ｍｍ、長さ２〜８ｍｍの円柱活性炭ペレットを用いる。

第３領域２３に、蓄熱材と活性炭とを混合して配設する。活性炭は、ＢＷＣが１１．３ｇ／ｄＬの直径２ｍｍ、長さ２〜８ｍｍの円柱活性炭ペレットを用いる。蓄熱材は、相変化温度が１８℃である相変化物質としてヘキサデカンを用いた蓄熱材を用いる。

第３領域２３の充填容積は０．３Ｌであり、０．２４Ｌの活性炭と、０．０６Ｌの蓄熱材とが混合されて、第３領域２３に充填される。すなわち、第３領域２３では、第３領域２３の活性炭と蓄熱材との合計の容積に対し、活性炭が８０体積％配設され、蓄熱材が２０体積％配設される。

（第３実施形態）
上述の第１実施形態では、キャニスタ１００は第１領域１１と第２領域１２とを有して構成された。第３実施形態に係るキャニスタ１００は、第１領域３１、第２領域３２、第３領域３３、第４領域３４、および第５領域３５を有して構成される。以下の第３実施形態の説明では、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する場合がある。

図３に、第３実施形態に係るキャニスタ１００の断面図を示す。第１実施形態と同様に、隔壁６によって、ケース１の内部の空間が左右に分けられている。第２実施形態と同様に、図中右側の空間（大気ポート５の側の空間）が、フィルタＦにより上下に分けられている。そして図中左側の空間（タンクポート３の側の空間）が、フィルタＦにより上下に３つに分けられている。

図中左側（タンクポート３の側）の上下に３つに分けられた空間を、上から（すなわちタンクポート３の側から）順に第１領域３１、第２領域３２、第３領域３３とする。大気ポート５の側の空間の、下側の空間（カバー２の側の空間）を第４領域３４とし、上側の空間（大気ポート５の側の空間）を第５領域３５とする。

第１領域３１は０．５Ｌ以上１．５Ｌ以下の容積を有し、第２領域３２は０．３Ｌ以上０．９Ｌ以下の容積を有し、第３領域３３は０．２Ｌ以上０．６Ｌ以下の容積を有し、第４領域３４は０．３Ｌ以上０．９Ｌ以下の容積を有し、第５領域３５は０．１Ｌ以上０．７Ｌ以下の容積を有すると好ましい。
本実施形態の一例として、例えば、第１領域３１は１．０Ｌの容積を有し、第２領域３２は０．６Ｌの容積を有し、第３領域３３は０．４Ｌの容積を有する。第４領域３４は０．６Ｌの容積を有し、第５領域３５は０．４Ｌの容積を有することができる。

以上の構成により、キャニスタ１００の内部には、第１実施形態と同様にタンクポート３（およびパージポート４）と大気ポート５との間に亘るＵ字状の流路が形成される。タンクポート３から流入する蒸発燃料は、まず第１領域３１に流入し、第２領域３２、第３領域３３に順に流入し、プレート８の下方を通って、第４領域３４に流入し、第５領域３５に流入することになる。第１領域３１、第２領域３２、第３領域３３、第４領域３４および第５領域３５は、タンクポート３から大気ポート５へ流れる蒸発燃料を吸着する活性炭を収納しており、以下、吸着材室Ｒと総称する場合がある。

本実施形態では、第１領域３１および第２領域３２に、蓄熱材が配設される。すなわち本実施形態では、第１領域３１および第２領域３２が、タンク側隣接領域Ｔに相当し、温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質をカプセル中に封入した蓄熱材が配設されているのである。第１領域３１及び第２領域３２に配設される蓄熱材の、相変化物質の相変化温度としては、３５℃以上が好ましい。

そしてタンク側隣接領域Ｔは、複数の分割領域（第１領域３１および第２領域３２）に分割されており、分割領域に配設された蓄熱材の相変化物質の相変化温度は、タンクポート３に近いほど低い。つまり、第１領域３１に配設された蓄熱材の相変化物質の相変化温度は、第２領域３２に配設された蓄熱材の相変化物質の相変化温度よりも低い。

そして第３領域３３は、活性炭のみが収容される。
ここで、タンク側隣接領域Ｔおよび大気側隣接領域Ｕの大きさは、キャニスタ１００が取り付けられる内燃機関および燃料タンクに応じて任意に設定が可能である。特に、タンク側隣接領域Ｔを、燃料タンクへの給油の際、活性炭への蒸発燃料の吸着による発熱によって活性炭の温度が３５℃以上になる領域に設定して、その領域に蓄熱材を配設すると好適である。
なおキャニスタ１００が搭載される車両の種類によっては、燃料タンクへの給油の際、活性炭への蒸発燃料の吸着による発熱によって第３領域３３の温度が４５℃以上、あるいは５０℃以上になる場合がある。この場合、第３領域３３に蓄熱材を配設すると好適である。

また、第４領域３４は、活性炭のみが収容される。

また、第５領域３５に、蓄熱材が配設される。すなわち本実施形態では、第５領域３５が大気側隣接領域Ｕに相当し、温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質をカプセル中に封入した蓄熱材が配設されているのである。第５領域３５に配設される蓄熱材の、相変化物質の相変化温度としては、１０℃以上３５℃未満が好ましい。

また、タンク側隣接領域Ｔである第１領域３１における蓄熱材の配設の割合が、第１領域３１の活性炭と蓄熱材との合計の容積の２０体積％以上５０体積％以下であると好ましい。同様に、タンク側隣接領域Ｔである第２領域３２における蓄熱材の配設の割合が、第２領域３２の活性炭と蓄熱材との合計の容積の２０体積％以上５０体積％以下であると好ましい。これにより、タンク側隣接領域Ｔでの吸着量を大きく減らすことなく、温度変化を十分に抑制することができ好適である。

以下、第３実施形態に係るキャニスタ１００に関して、各領域に収容する活性炭および蓄熱材の具体例について、実施例６として説明する。

（実施例６）
第１領域３１に、蓄熱材と活性炭とを混合して配設する。活性炭は、ＢＷＣが、１５．２ｇ／ｄＬの直径２ｍｍ、長さ２〜８ｍｍの円柱活性炭ペレットを用いる。蓄熱材は、相変化温度が３９℃である相変化物質としてミリスチン酸ミリスチルを用いた蓄熱材を用いる。

第１領域３１の充填容積は１．０Ｌであり、０．６Ｌの活性炭と、０．４Ｌの蓄熱材とが混合されて、第１領域３１に充填される。すなわち、第１領域３１では、第１領域３１の活性炭と蓄熱材との合計の容積に対し、活性炭が６０体積％配設され、蓄熱材が４０体積％配設される。

第２領域３２に、蓄熱材と活性炭とを混合して配設する。活性炭は、ＢＷＣが、１５．２ｇ／ｄＬの直径２ｍｍ、長さ２〜８ｍｍの円柱活性炭ペレットを用いる。蓄熱材は、相変化温度が４８℃である相変化物質として日本精蝋製PW115 ワックスを用いた蓄熱材を用いる。

第２領域３２の充填容積は０．６Ｌであり、０．３６Ｌの活性炭と、０．２４Ｌの蓄熱材とが混合されて、第２領域３２に充填される。すなわち、第２領域３２では、第２領域３２の活性炭と蓄熱材との合計の容積に対し、活性炭が６０体積％配設され、蓄熱材が４０体積％配設される。

第３領域３３の充填容積は０．４Ｌであり、活性炭のみを収納する。活性炭は、ＢＷＣが１５．２ｇ／ｄＬの直径２ｍｍ、長さ２〜８ｍｍの円柱活性炭ペレットを用いる。

第４領域３４の充填容積は０．６Ｌであり、活性炭のみを収納する。活性炭は、ＢＷＣが１１．３ｇ／ｄＬの直径２ｍｍ、長さ２〜８ｍｍの円柱活性炭ペレットを用いる。

第５領域３５に、蓄熱材と活性炭とを混合して配設する。活性炭は、ＢＷＣが１１．３ｇ／ｄＬの２ｍｍ円柱活性炭ペレットを用いる。蓄熱材は、相変化温度が１８℃である相変化物質としてヘキサデカンを用いた蓄熱材を用いる。

第５領域３５の充填容積は０．４Ｌであり、０．３２Ｌの活性炭と、０．０８Ｌの蓄熱材とが混合されて、第５領域３５に充填される。すなわち、第５領域３５では、第５領域３５の活性炭と蓄熱材との合計の容積に対し、活性炭が８０体積％配設され、蓄熱材が２０体積％配設される。

（実施例７）
第１領域３１〜第４領域３４については、実施例６と同一である。
第５領域３５に、蓄熱材と活性炭とを混合して配設する。活性炭は、ＢＷＣが８．４ｇ／ｄＬの４ｍｍ中空円筒状ペレット（外径４ｍｍ、内径２ｍｍ）を用いる。蓄熱材は、相変化温度が１８℃である相変化物質としてヘキサデカンを用いた蓄熱材を用いる。

第５領域３５の充填容積は０．４Ｌであり、０．３２Ｌの活性炭と、０．０８Ｌの蓄熱材とが混合されて、第５領域３５に充填される。すなわち、第５領域３５の活性炭と蓄熱材との合計の容積に対し、活性炭が８０体積％配設され、蓄熱材が２０体積％配設される。

（実施例８）
第１領域３１〜第４領域３４については、実施例６と同一である。
第５領域３５に、蓄熱材と活性炭とを混合して配設する。活性炭は、ＢＷＣが８．４ｇ／ｄＬの６ｍｍハニカム状ペレット（外径６ｍｍ、外壁０．６ｍｍ、リブ厚０．４ｍｍ）を用いる。蓄熱材は、相変化温度が１８℃である相変化物質としてヘキサデカンを用いた蓄熱材を用いる。

（他の実施形態）
（１）上述の第３実施形態では、タンク側隣接領域Ｔが２つの分割領域（第１領域３１および第２領域３２）に分割されたが、３つ以上に分割することも可能である。

（２）上述の実施形態では、各領域の間にフィルタＦが配置されたが、フィルタＦを省略することも可能である。

（３）上述の実施形態では、活性炭として、例えば所定形状に造粒成形された活性炭や粒度を揃えた破砕炭や中空状ペレット及びハニカム状ペレット等が使用され、蓄熱材として、マイクロカプセル型蓄熱材が所定形状に造粒成型されたものが使用された。活性炭と蓄熱材とを一体に成形した一体型材料を用いて、これをタンク側隣接領域Ｔに配設することも可能である。

なお上述の実施形態（他の実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

１：ケース
２：カバー
３：タンクポート
４：パージポート
５：大気ポート
６：隔壁
７：補助隔壁
８：プレート
９：コイルスプリング
９０：ハニカム状ペレット
９１：貫通孔
９２：隔壁
１００：キャニスタ
Ｆ：フィルタ
Ｒ：吸着材室
Ｔ：タンク側隣接領域
Ｕ：大気側隣接領域

Claims

内燃機関の燃料タンクの上部気室に連通するタンクポートと、内燃機関の吸気通路に連通するパージポートと、大気に開放される大気ポートと、前記タンクポートから前記大気ポートへ流れる蒸発燃料を吸着する活性炭を収納した吸着材室を有する蒸発燃料処理用のキャニスタにおいて、
前記吸着材室は、少なくとも前記タンクポートに隣接したタンク側隣接領域と前記大気ポートに隣接した大気側隣接領域とからなり、前記タンクポートに隣接したタンク側隣接領域に、温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化温度が３５℃以上の相変化物質をカプセル中に封入した蓄熱材が配設され、前記タンク側隣接領域に収納されている活性炭のＢＷＣが１５ｇ／ｄＬ以上であり、前記大気側隣接領域に収納されている活性炭のＢＷＣが３ｇ／ｄＬ以上１５ｇ／ｄＬ未満であり、
前記タンク側隣接領域は、複数の分割領域に分割されており、前記分割領域に配設された前記蓄熱材の前記相変化物質の相変化温度は、前記タンクポートに近いほど低いキャニスタ。
前記大気側隣接領域に、相変化物質の相変化温度が１０℃以上３５℃未満である大気側蓄熱材が配設されている請求項１に記載のキャニスタ。
前記大気側隣接領域に収納されている活性炭が、内部に空隙を有する中空状ペレット、またはハニカム状ペレットである請求項１または２に記載のキャニスタ。