JP7037523B2 - 燃料タンクキャップ用キャニスタ - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクの給油口に着脱自在に取り付けられる燃料タンクキャップに関し、特に、燃料タンク内に生じた燃料蒸気に含まれる揮発性有機化合物（ＶＯＣ：ｖｏｌａｔｉｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）の排出を防止するために燃料蒸気を吸着する活性炭の吸着効率を高めた燃料タンクキャップに関するものである。

従来から、環境温度の変動などの影響により燃料タンクの内圧が変動することが知られており、この燃料タンクの内圧が高くなると燃料タンクが損傷する可能性があり、低くなると内燃機関への燃料供給に支障が出るという問題がある。このような内圧の変動による問題を防止するために、燃料タンクの内圧が基準値内に収まるように燃料タンクキャップに蒸気抜き孔を設け、当該蒸気抜き孔から燃料蒸気を排出又は外気を導入して燃料タンク内の圧力が所定の範囲を超えないように構成されている。

しかし、燃料蒸気には環境に好ましくないＶＯＣが含まれており、蒸気抜き孔から燃料蒸気と共に当該ＶＯＣが排出されることを防止するために、燃料タンクキャップに活性炭を配置し、燃料蒸気を当該活性炭に吸着させてＶＯＣの排出を抑制する燃料タンクキャップが知られている。

このような燃料タンクキャップは種々の形態が知られており、例えば、特許文献１に記載された燃料タンクキャップは、ケーシングと、当該ケーシング内に配置されたメインチャンバと、ケーシング内に配置され、メインチャンバと連通する蒸気通気チャネルと、メインチャンバ内に配置され、メインチャンバを複数のトラフに分割するように構成された複数の環状隔壁とを備え、それぞれの環状隔壁は、切れ目を有し、切れ目を介してトラフが互いに連通することができ、トラフ内には活性炭が充填され、蒸気通気チャネルは、切れ目とトラフとから構成され、活性炭は、燃料蒸気が蒸気通気チャネルを通過するときに、燃料蒸気を吸着し、燃料蒸気中のＶＯＣを吸収する構造を有している。

このような構成によれば、燃料タンクキャップ及び活性炭の収容室を大きくすることなく、燃料蒸気の有害なＶＯＣの吸着効率を高めることができる。

米国特許第９７３７８４３号

しかしながら、特許文献１に記載された燃料タンクキャップの構成によると、蒸気通気チャネルが複数の切れ目を有する環状隔壁を同心に配置して構成されており、蒸気通気チャネルが切れ目を境に分岐しているため、分岐後の蒸気通気チャネルを流れる燃料蒸気に偏りが生じることで、蒸気通気チャネルに充填された活性炭が均一に燃料蒸気を吸着することが難しく、燃料蒸気の吸着効率を高めることが難しいという問題があった。

そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、燃料タンク内の燃料の排出を防止するために当該燃料を吸着する活性炭を有する燃料タンクキャップ用キャニスタであって、活性炭の吸着効率を向上させた燃料タンクキャップ用キャニスタを提供することを目的とする。

本発明に係る燃料タンクキャップ用キャニスタは、燃料タンクの給油口に着脱自在に取り付けられる燃料タンクキャップに用いられる燃料タンクキャップ用キャニスタであって、前記燃料タンクキャップに取り付けられる取付部を備えると共に、略中央部又は外縁部近傍の何れか一方に前記燃料タンク内と連通する連通孔が形成された基部と、前記基部に組み付けられると共に、内部に容積部が形成されたケース部材とを備え、前記容積部には前記ケース部材の前記基部との対向面又は前記基部の前記ケース部材との対向面の何れか一方から前記基部又は前記ケース部材の何れか一方に向かって延設される渦巻状リブが形成され、前記渦巻状リブは、一端が前記連通孔と連絡し、他端が前記ケース部材の前記基部との対向面の外周縁近傍又は略中央部の何れか一方に形成された大気連通孔に連絡した吸着通路を構成し、該吸着通路には吸着手段が充填され、前記渦巻状リブは、前記基部又は前記ケース部材の何れか一方との間に所定の隙間を介して配置され、該隙間の少なくとも一部にはシール性の高い素材で構成されたシール部材が設けられると共に、前記渦巻状リブの先端は前記シール部材を押圧していることを特徴とする。

また、本発明に係る燃料タンクキャップ用キャニスタにおいて、前記渦巻状リブは、前記基部又は前記ケース部材の何れか一方との間に所定の隙間を介して配置され、該隙間全体に沿って前記シール部材が設けられると好適である。

また、本発明に係る燃料タンクキャップ用キャニスタにおいて、前記シール部材は、前記渦巻状リブ及び前記基部又は前記ケース部材の何れか一方との間に形成された所定の隙間及び前記吸着通路の前記基部側又は前記ケース部材側の全面に設けられると好適である。

また、本発明に係る燃料タンクキャップ用キャニスタにおいて、前記シール部材は、前記渦巻状リブに対応する渦巻状溝が形成され、前記渦巻状リブは前記渦巻状溝に挿入されると好適である。

また、本発明に係る燃料タンクキャップ用キャニスタにおいて、前記渦巻状リブの先端の幅寸法は、前記渦巻状溝の溝幅よりも大きいと好適である。

また、本発明に係る燃料タンクキャップ用キャニスタにおいて、前記基部の略中央部には、前記渦巻状リブの延設方向に沿って延びる保持リブが形成されたセパレータ部材を備えると好適である。

上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

本発明に係る燃料タンクキャップ用キャニスタ、燃料蒸気を吸着する吸着通路を渦巻状リブによって構成しているので、吸着通路に充填した活性炭が均一に燃料蒸気を吸着することができ、活性炭の吸着効率を向上させることができる。また、活性炭の吸着効率の向上によって活性炭の充填量を削減することができ、燃料タンクキャップの小型化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る燃料タンクキャップ用キャニスタの斜視図。 本発明の実施形態に係る燃料タンクキャップ用キャニスタの分解図。 本発明の実施形態に係る燃料タンクキャップ用キャニスタのケース部材の内部構造を説明するための図。 図１におけるＡ－Ａ断面図。 本発明の実施形態に係る燃料タンクキャップ用キャニスタにおける燃料蒸気の流れを示す断面斜視図。 本発明の実施形態に係る燃料タンクキャップ用キャニスタの変形例を示す断面図。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係る燃料タンクキャップ用キャニスタの斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係る燃料タンクキャップ用キャニスタの分解図であり、図３は、本発明の実施形態に係る燃料タンクキャップ用キャニスタのケース部材の内部構造を説明するための図であり、図４は、図１におけるＡ－Ａ断面図であり、図５は、本発明の実施形態に係る燃料タンクキャップ用キャニスタにおける燃料蒸気の流れを示す断面斜視図であり、図６は、本発明の実施形態に係る燃料タンクキャップ用キャニスタの変形例を示す断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る燃料タンクキャップ用キャニスタ１０は、図示しない燃料タンクの給油口に着脱自在に取り付けられる図示しないアウタプレートとアウタカバーとを有する燃料タンクキャップ内に収容される部材である。燃料タンクキャップの構成は従来周知の種々の構造を採用することができるので、詳細な説明は省略する。燃料タンクキャップ用キャニスタ１０は、燃料タンク内と連通する大気連通孔２２を有している。

図２に示すように、本実施形態に係る燃料タンクキャップ用キャニスタ１０は、軸方向に沿って基部１１、第４のフィルタ１７、セパレータ部材１６、第３のフィルタ１５、第２のフィルタ３１、後述する吸着通路２４が形成されたケース部材２０とを重ね合わせて構成されており、吸着通路２４には、活性炭等から成る吸着手段３０が充填されている。なお、基部１１とケース部材２０とは従来周知の種々の接合手段を用いて接合することが可能であるが、例えば、超音波溶着によって互いに接合させると好適である。

基部１１は、円盤状の部材であって、中央部分に円筒状の突起１２ａが形成されており、当該突起１２ａの外周には燃料タンクキャップのアウタプレートに取り付けられる取付部１２が形成されている。また、基部１１の略中心部分には、燃料タンク内と吸着通路２４とを連通する連通孔１３が形成されている。

ケース部材２０は、内部に所定の容積を有する容積部が形成された有底筒状の部材であって、基部１１との対向面となる蓋面２８と、該蓋面２８の外縁を覆うように立設する外壁２７とを有している。また、容積部には、蓋面２８から基部１１に向かって延設される渦巻状リブ２１が形成されている。なお、容積部は渦巻状リブ２１によって渦巻状の吸着通路２４に区画されている。

さらに、吸着通路２４に充填された吸着手段３０は、大気連通孔２２に取り付けられた第１のフィルタ２３、第２のフィルタ３１、第２のフィルタ３１の中心部に配置される第３のフィルタ１５及びセパレータ部材１６と基部１１の間に配置された第４のフィルタ１７によって燃料タンクキャップ用キャニスタ１０の外部に漏れ出さないように容積部内に保持されている。

なお、第１のフィルタ２３、第３のフィルタ１５及び第４のフィルタ１７は、通気性を有する素材で構成されており、例えば不織布等が好適に用いられる。また、第２のフィルタ３１は、後述するように渦巻状リブ２１が当接することで、吸気通路２４をシールするため、シール性の高い素材で構成されると好適であり、例えば発泡材やゴムシート等が好適に用いられる。

図３に示すように、渦巻状リブ２１は、一端２５が連通孔１３の対向面を含むケース部材２０の中心部分を略一周覆うように湾曲しており、他端２６に向かって一連に連なる渦巻形状に形成されている。また、他端２６は、外壁２７と当接しており、大気連通孔２２の吸着通路２４の延設方向の端部を囲うように形成されている。

このように、渦巻状リブ２１を形成することで、当該渦巻状リブ２１によって区画される吸着通路２４は一端が基部１１の中央部に形成された連通孔１３と連絡する、つまり連通孔１３の対向面を含むケース部材２０の中心部分を区画すると共に、他端が大気連通孔２２に連絡している、つまり大気連通孔２２における吸着通路２４の延設方向の端部を区画している。より具体的には、吸着通路２４は、図３に示すように、渦巻状リブ２１と外壁２７とによって画成されており、ケース部材２０の中心部分から２周以上巻回された渦巻通路を構成している。このように吸着通路２４を一連に連なる渦巻通路として構成することで、吸着通路２４の一端側がケース部材２０の中央部分に位置する連通孔１３と連通し、他端側がケース部材２０の外周縁近傍に形成された大気連通孔２２と連通しているので、ケース部材２０の容積部内で連通孔１３と大気連通孔２２とを連絡する吸着通路２４に充填された吸着手段３０が均一に燃料蒸気を吸着することが可能となる。

また、図４に示すように、渦巻状リブ２１は、基部１１と所定の隙間Ｇを介して配置されており、当該隙間Ｇの少なくとも一部にフィルタ部材としての第２のフィルタ３１が設けられている。第２のフィルタ３１は、渦巻状リブ２１の先端に押圧されて弾性変形している。このように、渦巻状リブ２１と基部１１との間に隙間Ｇを設け、当該隙間Ｇの少なくとも一部に設けられた第２のフィルタ３１に渦巻状リブ２１の先端を押圧させることで、第２のフィルタ３１の位置決めを行うことができる。

なお、渦巻状リブ２１と基部１１との間に形成された所定の隙間Ｇの全体に第２のフィルタ３１を介在させても構わない。この場合、隙間Ｇ全体に沿って第２のフィルタ３１が設けられることで、燃料タンク内に生じた燃料蒸気が渦巻状リブ２１によって区画される吸着通路２４をショートカットせずに通過することができるため、吸着通路２４の充填された吸着手段３０の吸着効率を向上させることができる。

さらに、渦巻状リブ２１と基部１１との間に形成された所定の隙間Ｇ及び吸着通路２４の基部１１側全面には、第２のフィルタ３１と、第２のフィルタ３１の中心部分に組み付けられた第３のフィルタ１５が設けられている。このように、吸着通路２４の基部１１側全面にシール性を有する第２のフィルタ３１を配置し、連通孔１３と連通する部位に通気性を有する第３のフィルタ１５を配置することで、燃料タンクキャップが振動した際に吸着手段３０が基部１１に衝突して破砕することを抑制することができる。

さらに、セパレータ部材１６は、通過孔１６ａが複数形成されており、セパレータ部材１６の基部１１側には第４のフィルタ１７が配置され、吸着通路２４側には第３のフィルタ１５が配置されている。セパレータ部材１６は、外縁部に形成された外周壁１６ｂによって基部１１側に設けられる第４のフィルタ１７を保持している。なお、通過孔１６ａと連通孔１３とは鉛直方向に互いに重畳しないように配置されており、通過孔１６ａと連通孔１３によって所謂ラビリンス構造を構成している。このラビリンス構造によって、燃料タンク内の液体燃料が何らかの要因によって連通孔１３から燃料タンクキャップ用キャニスタ１０内に流入した場合であっても、当該燃料が直接燃料タンクキャップ用キャニスタ１０内の各種のフィルタに浸透しないように構成されている。

このように構成された本実施形態に係る燃料タンクキャップ用キャニスタ１０は、図５に示すように、燃料タンク内に生じた燃料蒸気を連通孔１３から排出した際、吸着通路２４を渦巻状に旋回しながら通過し、吸着通路２４に充填された吸着手段３０によって吸着されるので、大気側へショートカットせずに吸着手段３０を均一に有効活用することで吸着手段の吸着効率を向上させることができる。また、吸着手段３０の吸着効率を高めることで吸着手段３０を構成する活性炭などの使用量を低減することができる。

なお、本実施形態に係る燃料タンク用キャニスタ１０は、円盤状の第２のフィルタ３１を用いた場合について説明を行ったが、図６に示すように、第２のフィルタ３１´は、渦巻状リブ２１に対応する位置に渦巻状溝３２を有しても構わない。このように、渦巻状リブ２１に対応する位置に渦巻状溝３２を形成することで、渦巻状溝３２に渦巻状リブ２１の先端が挿入されても良い。第２のフィルタ３１に渦巻状溝３２を形成すると共に、当該渦巻状溝３２に渦巻状リブ２１の先端が挿入されることで、第２のフィルタ３１´を径方向により確実に位置決めすることができる。

また、第２フィルタ３１´の渦巻状溝３２の溝幅よりも渦巻状リブ２１の先端の幅寸法が大きく形成されていてもよい。第２フィルタ３１´の渦巻状溝３２の溝幅よりも渦巻状リブ２１の先端の幅寸法を大きく形成することで、渦巻状リブ２１を渦巻状溝３２によって弾性支持することができるとともに、第２のフィルタ３１´を渦巻状リブ２１によって鉛直方向に押しつけられるように抑えられるので、第２のフィルタ３１´の位置決めを確実に行うことができる。なお、基部１１の外縁側には、図６に示すように渦巻状リブ２１の先端に対応する位置に形成された検査孔１４を有していても良い。

さらに、セパレータ部材１６´は、ケース部材２０に向かって渦巻状リブ２１の延設方向に沿って保持リブ１８が形成されていても良い。この保持リブ１８を設けることにより、渦巻状リブ２１と共に第２のフィルタ３１´を径方向に保持することができると共に、その内方に設けられる第３のフィルタ１５を径方向に保持することができる。

なお、上述した本実施形態に係る燃料タンクキャップ用キャニスタ１０は、渦巻状リブ２１を同心円状に形成すると共に切り欠きを有する略一周の円形状を連続して形成した場合について説明を行ったが、渦巻状リブ２１の形状はこれに限られず、例えば一端から他端まで円滑に渦巻形状として構成しても構わない。また、吸着通路２４に充填した吸着手段３０を保持するために第１～第４のフィルタを用いた場合について説明を行ったが、第１～第４のフィルタのすべてを設けることは必須ではなく適宜選択可能である。さらに、各フィルタは、他のフィルタと一体に構成しても構わないし、所定の数に分割して構成しても構わない。さらに、渦巻状リブ２１は、ケース部材２０から基部１１に向かって延びるように形成した場合について説明を行ったが、基部１１からケース部材２０に向かって延びるように形成しても構わない。またさらに、連通孔１３を燃料タンク用キャニスタ１０の略中央部に、大気連通孔２２をケース部材２０の外縁部にそれぞれ形成した場合について説明を行ったが、連通孔１３を基部１１の外縁部に、大気連通孔２２をケース部材２０の略中央部にそれぞれ形成しても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０ 燃料タンクキャップ用キャニスタ， １１ 基部， １２ 取付部， １３ 連通孔， １４ 検査孔， １５ 第３のフィルタ， １６ セパレータ部材， １７ 第４のフィルタ， １８ 保持リブ， ２０ ケース部材， ２１ 渦巻状リブ， ２２ 大気連通孔， ２３ 第１のフィルタ， ２４ 吸着通路， ２５ 一端， ２６ 他端， ２７ 外壁， ３０ 吸着手段， ３１ 第２のフィルタ（フィルタ部材）， ３２ 渦巻状溝。

Claims (6)

1. 燃料タンクの給油口に着脱自在に取り付けられる燃料タンクキャップに用いられる燃料タンクキャップ用キャニスタであって、
   前記燃料タンクキャップに取り付けられる取付部を備えると共に、略中央部又は外縁部近傍の何れか一方に前記燃料タンク内と連通する連通孔が形成された基部と、
   前記基部に組み付けられると共に、内部に容積部が形成されたケース部材とを備え、
   前記容積部には前記ケース部材の前記基部との対向面又は前記基部の前記ケース部材との対向面の何れか一方から前記基部又は前記ケース部材の何れか一方に向かって延設される渦巻状リブが形成され、
   前記渦巻状リブは、一端が前記連通孔と連絡し、他端が前記ケース部材の前記基部との対向面の外周縁近傍又は略中央部の何れか一方に形成された大気連通孔に連絡した吸着通路を構成し、
   該吸着通路には吸着手段が充填され、
   前記渦巻状リブは、前記基部又は前記ケース部材の何れか一方との間に所定の隙間を介して配置され、
   該隙間の少なくとも一部にはシール性の高い素材で構成されたシール部材が設けられると共に、前記渦巻状リブの先端は前記シール部材を押圧していることを特徴とする燃料タンクキャップ用キャニスタ。
2. 請求項１に記載の燃料タンクキャップ用キャニスタにおいて、
   前記渦巻状リブは、前記基部又は前記ケース部材の何れか一方との間に所定の隙間を介して配置され、該隙間全体に沿って前記シール部材が設けられることを特徴とする燃料タンクキャップ用キャニスタ。
3. 請求項１又は２に記載の燃料タンクキャップ用キャニスタにおいて、
   前記シール部材は、前記渦巻状リブ及び前記基部又は前記ケース部材の何れか一方との間に形成された所定の隙間及び前記吸着通路の前記基部側又は前記ケース部材側の全面に設けられることを特徴とする燃料タンクキャップ用キャニスタ。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載の燃料タンクキャップ用キャニスタにおいて、
   前記シール部材は、前記渦巻状リブに対応する渦巻状溝が形成され、前記渦巻状リブは前記渦巻状溝に挿入されることを特徴とする燃料タンクキャップ用キャニスタ。
5. 請求項４に記載の燃料タンクキャップ用キャニスタにおいて、
   前記渦巻状リブの先端の幅寸法は、前記渦巻状溝の溝幅よりも大きいことを特徴とする燃料タンクキャップ用キャニスタ。
6. 請求項１から５の何れか１項に記載の燃料タンクキャップ用キャニスタにおいて、
   前記基部の略中央部には、前記渦巻状リブの延設方向に沿って延びる保持リブが形成されたセパレータ部材を備えることを特徴とする燃料タンクキャップ用キャニスタ。

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