JP7332646B2

JP7332646B2 - キャニスタ

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Publication number: JP7332646B2
Application number: JP2021044109A
Authority: JP
Inventors: 雅仁細井
Original assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Current assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Priority date: 2021-03-17
Filing date: 2021-03-17
Publication date: 2023-08-23
Anticipated expiration: 2041-03-17
Also published as: US11541345B2; US20220297051A1; CN115111090A; JP2022143551A

Description

本開示は、キャニスタに関する。

車両の燃料タンクには、燃料タンクで蒸発した燃料の大気放出を防ぐキャニスタが接続される。キャニスタは、蒸発燃料を活性炭に吸着させると共に、吸引した空気により活性炭から燃料を脱離してパージを行い、エンジンの内燃室に供給する。

キャニスタに用いられる活性炭は、ペレット状や粒状に形成されてキャニスタの充填室内に充填される。特許文献１には、活性炭の粉面に上方トレイと下方トレイとを配置し、活性炭が充填室から漏れるのを抑制する燃料蒸気貯蔵缶が開示されている。具体的には、上方トレイのフランジが下方トレイの縁材内に入れ子式に配置され、上方トレイのフランジと下方トレイの縁材とのギャップが活性炭よりも小さくなるように設計されている。

特公平０７－０４２８９９号公報

特許文献１に記載の構成であっても活性炭が漏れるおそれがある。そのため、より良好に活性炭が充填室から漏れるのを抑制できる技術が求められている。
本開示の一局面は、活性炭が充填室から漏れるのを抑制する新たな構成を提案する。

本開示の一態様は、車両の燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着及び離脱するキャニスタであって、ハウジングと、抑制部と、を備える。ハウジングは、活性炭を充填可能な筒状である。抑制部は、ハウジングにおける活性炭が充填された領域を構成する充填部分と、ハウジングにおける活性炭が充填されていない領域を構成する非充填部分と、の境界の部分である境界部の外周方向の膨張を、充填部分の軸方向に関する中央の部分である中央部の外周方向への膨張よりも抑制する。

このような構成によれば、境界部の外周方向の膨張が抑制部により抑制される。よって、境界部において活性炭を押さえ込む部品との間に隙間ができにくいため、活性炭がその隙間を通過して充填室から漏れてしまうのを抑制することができる。

上述したキャニスタにおいて、抑制部は、ハウジングに形成され、抑制部の周囲よりもハウジングの厚みが厚く構成された部分であってもよい。
このような構成によれば、抑制部の周囲よりも抑制部の剛性が高くなることにより、境界部の外周方向の膨張が抑制される。よって、活性炭が充填室から漏れるのを抑制することができる。

上述したキャニスタにおいて、抑制部は、複数のリブを備えてもよい。
このような構成によれば、抑制部の剛性を高くすることが可能となるため、境界部の外周方向の膨張が抑制される。よって、活性炭が充填室から漏れるのを抑制することができる。

上述したキャニスタにおいて、複数のリブは、境界部を挟んで配置されてもよい。
このような構成によれば、境界部の位置、すなわち、最も活性炭が漏れやすく膨張するのを抑制したい位置の膨張が抑制される。よって、活性炭が充填室から漏れるのを抑制することができる。

上述したキャニスタにおいて、抑制部は、境界部と略平行に配置されてもよい。
このような構成によれば、最も活性炭が漏れやすく膨張するのを抑制したい位置の膨張が抑制される。よって、活性炭が充填室から漏れるのを抑制することができる。

上述したキャニスタにおいて、抑制部は、ハウジングの外周の４分の３以上に配置されてもよい。
このような構成によれば、抑制部の重量を減らしつつ、活性炭が充填室から漏れるのを抑制することができる。

上述したキャニスタにおいて、ハウジングの内部を移動可能であり、蒸発燃料の通過を許可するとともに活性炭の通過を制限するフィルタを備えてもよい。また境界部の位置は、フィルタの配置される位置であってもよい。

このような構成によれば、フィルタと境界部との間から活性炭が漏れることを抑制できる。

第１実施形態のキャニスタの模式的な断面図である。第１実施形態のリブの断面図であって、図２Ａは略四角形状の図であり、図２Ｂは略Ｒ形状の図であり、図２Ｃは略台形形状の図である。変形例のキャニスタの断面図であって、抑制部として補強部材が用いられるキャニスタの模式的な断面図である。変形例の抑制部の断面図であって、抑制部の厚みが周囲よりも厚いことを説明するための図である。変形例のキャニスタの断面図であって、充填部分の側にのみ抑制部が配置されたキャニスタの模式的な断面図である。変形例のキャニスタの断面図であって、非充填部分の側にのみ抑制部が配置されたキャニスタの模式的な断面図である。変形例のキャニスタの断面図であって、副室を備えるキャニスタの模式的な断面図である。変形例のキャニスタの斜視図であって、副室を備えるキャニスタの模式図な斜視図であって、抑制部が外周の約４分の３に配置されたときの図である。

以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１に示すキャニスタ１は、車両の燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着及び脱離する。キャニスタ１は、ハウジング１０と、抑制部２０と、を備える。

ハウジング１０は、活性炭８を充填可能な筒状のケースであって、合成樹脂製のケースである。なお、ハウジング１０の材質はこれに限定されるものではない。以下、活性炭８を充填するためのハウジング１０によって形成された空間を充填室３とも言う。本実施形態の活性炭８は小さな粒状形状である。活性炭８の形状は、比較的小さい塊状であって充填室３に隙間を形成しつつ充填できる形状である限りにおいて特に限定されない。活性炭８は例えばペレット状であってもよい。

ハウジング１０は、チャージポート２Ａと、大気ポート２Ｂと、パージポート２Ｃと、を備える。チャージポート２Ａは、配管を介して車両の燃料タンクに接続される。チャージポート２Ａは、燃料タンクで発生した蒸発燃料を充填室３内に取り込むように構成されている。大気ポート２Ｂは、配管を通してドレンフィルター等に接続され、大気に開放される。大気ポート２Ｂは、蒸発燃料を取り除いた気体を大気中に放出する。また、大気ポート２Ｂは、外部空気（つまりパージ空気）を取り込むことで、充填室３で吸着した蒸発燃料を脱離（つまりパージ）する。パージポート２Ｃは、パージ弁を介して車両のエンジンの内燃室に接続される。パージポート２Ｃは、充填室３内の蒸発燃料を充填室３から排出し、エンジンに供給するように構成されている。大気ポート２Ｂは、充填室３を挟んでチャージポート２Ａ及びパージポート２Ｃと対向する位置に配置されている。なお、各ポートの配置は、上記の位置に限定されない。

以下の説明において、大気ポート２Ｂが位置する方向を右方向、チャージポート２Ａ及びパージポート２Ｃが位置する方向を左方向とし、これらに直交する方向を前後方向及び上下方向とする。これらの方向の定義はキャニスタ１の形状を説明するために便宜上用いるものであり、キャニスタ１の構成や使用態様を限定するものではない。左右方向は、１０の筒状形状の軸方向である。

ハウジング１０の左方向の端部には第１底壁３Ａが設けられ、右方向端部には第２底壁３Ｂが設けられている。第１底壁３Ａには、チャージポート２Ａ及びパージポート２Ｃが接続されている。第２底壁３Ｂには、大気ポート２Ｂが接続されている。

第１底壁３Ａの内側には、第１フィルタ５Ａが配置されている。また、第２底壁３Ｂの内側には、第２フィルタ５Ｂが配置されている。活性炭８は、第１フィルタ５Ａと第２フィルタ５Ｂとの間の空間に充填される。

第１フィルタ５Ａ及び第２フィルタ５Ｂは、それぞれ、活性炭８を通過させない一方で、蒸発燃料が通過可能に構成されている。なお、第２フィルタ５Ｂは、その外縁がハウジング１０の内周面と接触するか、あるいは、極めて小さいクリアランスを形成するような形状である。また、第２フィルタ５Ｂと第２底壁３Ｂとの間には、グリッド７を介して第２フィルタ５Ｂを左方向に付勢する弾性体６が配置されている。つまり、弾性体６は、フィルタ５Ｂを、ハウジング１０における活性炭８が充填されていない領域から充填された領域に向かって付勢する。弾性体６は一例としてバネである。第２フィルタ５Ｂは、ハウジング１０の軸方向に移動可能である。グリッド７は格子状であって、蒸発燃料が通過可能に構成されている。活性炭８は、弾性体６により付勢された第２フィルタ５Ｂからの加圧力を受けて充填室３で隙間無く詰め込まれる。第２フィルタ５Ｂは、車両の振動により活性炭８がすり減って活性炭８の粉面が移動したときに追従して移動する。このように弾性体６により活性炭８を加圧することで、活性炭８の間の隙間の発生を抑制し、隙間の存在による活性炭８の移動やそれに伴う破損を抑制できる。その結果、通気圧損の過剰な増加や通気の偏りの発生を低減でき、キャニスタ１の機能低下を抑制できる。

なお、第２フィルタ５Ｂが、ハウジング１０の内部を移動可能であり、蒸発燃料の通過を許可するとともに活性炭８の通過を制限するフィルタの一例である。

ハウジング１０には、ハウジング１０における活性炭８が充填された領域を構成する充填部分１１と、ハウジング１０における活性炭８が充填されていない領域を構成する非充填部分１２とが含まれる。本実施形態においては、第１フィルタ５Ａと第２フィルタ５Ｂとの間に対応する部分が充填部分１１であり、第２フィルタ５Ｂと第２底壁３Ｂとの間に対応する部分が非充填部分１２である。

抑制部２０は、充填部分１１と非充填部分１２との境界の部分である境界部１３の外周方向の膨張を、充填部分１１の軸方向における中央の部分である中央部１４の外周方向への膨張よりも抑制する。境界部１３は、充填室３内の活性炭８の粉面の位置に対応している。また境界部１３は、第２フィルタ５Ｂの左側面に隣接する、活性炭８の粉面の位置近傍である。境界部１３の位置は、第２フィルタ５Ｂの配置される位置であるとも言える。このような境界部１３は、活性炭８の形状や充填量によって定まる。言い換えると、活性炭８の充填量は、粉面が抑制部２０の位置となるように設定される。充填部分１１は、より詳細には、充填室３のうち、第１フィルタ５Ａと第２フィルタ５Ｂの間の部分を構成する。つまり、左右方向に関して、中央部１４の位置から第１フィルタ５Ａまでの距離と第２フィルタ５Ｂまでの距離は等しい。

本実施形態では、抑制部２０として、２つのリブ２１を備える。２つのリブ２１は、境界部１３を挟んで配置される。また、２つのリブ２１は、ハウジング１０の外周を１周囲むように、境界部１３と略平行に配置される。

２つのリブ２１は、ハウジング１０と一体として形成される。図２Ａに示されるように、２つのリブ２１は、断面が略四角形状である。もちろんリブ２１の断面の形状はこれに限定されることはなく、例えば断面は、図２Ｂ及び図２Ｃに示されるように、断面が半円形状や略台形形状であってもよいし、それ以外の様々な形状であってもよい。また、ハウジング１０の外周の位置に応じて断面が変化してもよい。

ハウジング１０は、上述した２つのリブ２１により、境界部１３の剛性がその周囲よりも高くなる。一方、充填部分１１における中央部１４は、リブ２１が形成されていないので、境界部１３と比較して剛性が低くなる。

［１－２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）抑制部２０は、境界部１３の剛性を高めることができるため、境界部１３の外周方向の膨張が抑制される。充填室３に充填された活性炭８は、粒状であるため、弾性体６による左方向の加圧力はハウジング１０の周壁面にも伝わることとなる。ここで、抑制部２０は境界部１３の外周方向の膨張を抑制するように働く。また、仮にハウジング１０の周壁面が膨張するとしても、境界部１３よりも剛性の低い中央部１４が先に膨張する。そのため、境界部１３と第２フィルタ５Ｂとの間に隙間が生じにくくなり、活性炭８が充填室３から漏れるのを抑制することができる。

（１ｂ）抑制部２０は、複数のリブ２１を備える。このような構成によれば、複数のリブ２１をバランスよく配置することで、膨張を抑制したい位置を調節することができる。
（１ｃ）複数のリブ２１は、境界部１３を挟んで配置される。このような構成によれば、最も活性炭８が漏れやすく膨張するのを抑制したい位置である境界部１３の膨張が抑制される。よって、活性炭８が充填室３から漏れるのを抑制することができる。

（１ｄ）抑制部２０は、境界部１３と略平行に配置される。このような構成によれば、抑制部２０は、境界部１３に長く沿って配置される。よって、最も活性炭８が漏れやすく膨張するのを抑制したい位置である境界部１３に沿って膨張が抑制される。したがって、活性炭８が充填室３から漏れるのを抑制することができる。

（１ｅ）キャニスタ１は、ハウジング１０の内部を移動可能であり、蒸発燃料の通過を許可するとともに活性炭８の通過を制限する第２フィルタ５Ｂを備える。また、境界部１３の位置は、第２フィルタ５Ｂの配置される位置である。このような構成によれば、第２フィルタ５Ｂと境界部１３との間から活性炭８が漏れることを抑制できる。なお、第２フィルタ５Ｂは蒸発燃料の通過を許可しない構成であってもよい。この場合には、大気ポート２Ｂを、蒸発燃料が第２フィルタ５Ｂを通過しなくてもよい位置に配置してもよい。例えば、大気ポート２Ｂがハウジング１０の下方に設置され、略Ｌ字状の流路が形成されていてもよい。

（１ｆ）キャニスタ１は、第２フィルタ５Ｂを、ハウジング１０における活性炭８が充填されていない領域から充填された領域に向かって付勢する弾性体６を備える。このような構成によれば、活性炭８の隙間を低減できる。また、弾性体６により付勢されることで第２フィルタ５Ｂと境界部１３との間における隙間の発生を抑制できる。なお、弾性体６はバネでなくてもよい。また、キャニスタ１は、弾性体６を備えていなくてもよい。

［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（２ａ）上記実施形態では、抑制部２０として、ハウジング１０と一体として形成された複数のリブ２１を例示した。しかし抑制部２０は、ハウジング１０と一体として形成されていなくてもよい。例えば、図３に示されるように、抑制部２０として、ハウジング１０の外周面に装着される後付けの補強部材２２が用いられてもよい。補強部材２２は、ハウジング１０の外周全周を挟み込むように取り付けられてもよいし、一部のみに取り付けられてもよい。

（２ｂ）上記実施形態では、抑制部２０として、２つのリブ２１が用いられた。しかし抑制部２０の構成はこれに限定されるものではない。例えば、抑制部２０として、１つのリブ２１が用いられてもよいし、３つ以上のリブ２１が用いられてもよい。

また、抑制部２０としてリブ２１が用いられなくてもよい。例えば、図４に示されるように、リブ２１に代えて、抑制部２０の周囲よりもハウジング１０の厚みが厚い肉厚部２３がハウジング１０に一体として形成されていてもよい。肉厚部２３は、表面に対して複数のリブ２１よりもなだらかに隆起していて、複数のリブ２１よりも高さが低くなっていてもよい。また、当該肉厚部２３は、複数のリブ２１よりも、左右方向の幅が広くなっていてもよい。このような構成によれば、抑制部２０の周囲よりも抑制部２０の設けられた位置の剛性が高くなることにより、境界部１３の外周方向の膨張が抑制される。よって、活性炭８が充填室３から漏れるのを抑制することができる。

（２ｃ）上記実施形態では、複数のリブ２１は、境界部１３を挟んで配置された。しかし、複数のリブ２１が配置される位置はこれに限定されるものではない。例えば、複数のリブ２１は、図５に示されるように、境界部１３の近傍における充填部分１２の側のみに配置されてもよいし、図６に示されるように、境界部１３の近傍における非充填部分１２の側のみに配置されてもよい。

（２ｄ）上記実施形態では、複数のリブ２１は、境界部１３と略平行に配置された。しかし、複数のリブ２１が配置される方向はこれに限定されるものではない。例えば、複数のリブ２１は、境界部１３の近傍において、境界部１３と直交する向き、つまりハウジング１０の長さ方向に長さを有するように配置されてもよい。

（２ｅ）キャニスタ１は、図７に示されるように、副室３０を備えていてもよい。副室３０も、車両の燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着及び脱離する。副室３０は、大気ポート２Ｂを備える。なお、チャージポート２Ａ及びパージポート２Ｃを備える側を主室４０と呼ぶ。チャージポート２Ａからの蒸発燃料の流入時において、主室４０に流入した蒸発燃料は、第２フィルタ５Ｂと第２底壁３Ｂとの間の空間で折り返すことにより、蒸発燃料の流入方向とは逆の方向に向かうように副室３０へ流入する。そのため、副室３０を備えるキャニスタ１によって形成される流路は、略Ｕ字状である。抑制部２０は、副室３０も含めて、ハウジング１０の外周を１周囲んで配置されてもよい。なお、主室４０及び副室３０に充填される活性炭８の粉面の位置は異なっていてもよい。その場合、例えば、抑制部２０として、複数のリブ２１が、主室４０と副室３０とで異なる位置に配置されていてもよい。

（２ｆ）上記実施形態では、複数のリブ２１は、ハウジング１０の外周を１周囲んで配置された。しかし、複数のリブ２１の長さはこれに限定されるものではない。例えば、図５に示されるように、ハウジング１０の外周全周ではなく、外周の一部に配置されていてもよい。例えば、外周の４分の３以上に配置されてもよい。このような構成によれば、抑制部２０の重量を減らしつつ、活性炭８が充填室３から漏れるのを抑制することができる。図８に示すキャニスタ１は、主室５０と副室５１とを備える。主室５０は、略直方体の形状である。副室５１は、主室５０よりも断面積が小さい円筒形の形状である。このようなキャニスタ１の場合、副室３０側は剛性が高く膨張しにくいため、抑制部２０を備えていなくても、活性炭８が充填室３から漏れにくい。

（２ｇ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。

１…キャニスタ、２Ａ…チャージポート、２Ｂ…大気ポート、２Ｃ…パージポート、３…充填室、３Ａ…第１底壁、３Ｂ…第２底壁、５Ａ…第１フィルタ、５Ｂ…第２フィルタ、６…弾性体、７…グリッド、８…活性炭、１０…ハウジング、１３…境界部、１４…中央部、２０…抑制部、２１…リブ、２２…補強部材、２３…肉厚部、３０，５１…副室、４０，５０…主室。

Claims

車両の燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着及び脱離するキャニスタであって、
端部が開口し、活性炭を充填可能な筒状のハウジングと、
抑制部と、
を備え、
前記抑制部は、前記ハウジングにおける前記活性炭が充填された領域を構成する充填部分と、前記ハウジングにおける前記活性炭が充填されていない領域を構成する非充填部分と、の境界の部分である境界部の外周方向の膨張を、前記充填部分の軸方向に関する中央の部分である中央部の外周方向への膨張よりも抑制し、
前記抑制部は、前記境界部と略平行に配置され、
前記抑制部の全体は、前記ハウジングの端部から間隔を空けた位置に配置され、かつ、前記中央部から間隔を空けた位置に配置され、
前記抑制部は、複数のリブを備える、キャニスタ。
請求項１に記載のキャニスタであって、
前記抑制部は、前記ハウジングに形成され、前記抑制部の周囲よりも前記ハウジングの厚みが厚い、キャニスタ。
請求項１又は請求項２に記載のキャニスタであって、
前記複数のリブは、前記境界部を挟んで配置される、キャニスタ。
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のキャニスタであって、
前記抑制部は、前記ハウジングの外周の４分の３以上に配置される、キャニスタ。
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のキャニスタであって、
前記ハウジングの内部を移動可能であり、蒸発燃料の通過を許可するとともに前記活性炭の通過を制限するフィルタを備え、
前記境界部の位置は、前記フィルタの配置される位置である、キャニスタ。