JPH02227546A - エンジンの蒸発燃料回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産ｍｕＷた１ 本発明は、燃料タンク等で発生した蒸発燃料が大気中に
放出されるのを防止するために、該蒸発燃料をエンジン
の吸気系に導き、エンジン内で燃焼処理するようにした
エンジンの蒸発燃料回収装置に関する。

従−来一技一術 このような蒸発燃料回収装置として、燃料タンク等から
の蒸発燃料を一旦キャニスタ内の吸着剤に吸着させたの
ち、エンジン運転時、吸気通路の吸気負圧作用により該
吸着材に吸着された蒸発燃料を大気と共に吸気通路に吸
引導入してエンジンで燃料処理するようにしたものが知
られている。

例えば実公昭６２−１８６８８号公報には、燃料タンク
からの蒸発燃料を一旦キャニスタ内の吸着剤に吸着させ
たのち、エンジン吸気通路のスロットル弁下流側に導く
ようにしたものが示されており、実公昭６２−１４０７
号公報には、燃料タンクからの蒸発燃料をキャニスタを
経てエアクリーナに導くようにしたものが示されている
。これらにおいては、キャニスタは通常エンジンルーム
内の適所にエンジン吸気系とは別個に配置されている。

また、特開昭６２−８５１５６号公報には、エアクリー
ナ内側に活性炭入りの通気性の良いケース（キャニスタ
）を設置し、キャブレタのフロート室からの蒸発燃料を
配管により前記キャニスタに導くようにした蒸発燃料回
収装置が示されている。

”しよ゛と　る量 前記各公報に記載されている蒸発燃料回収装置はいずれ
も、燃料タンクもしくはフロート室からの蒸発燃料のみ
をキャニスタに吸着させるようになっており、燃料タン
クおよびフロート室の双方から蒸発する燃料を１つのキ
ャニスタによって処理できるようにはなっていない。燃
料タンク内の蒸発燃料を導く蒸発燃料通路をエンジン吸
気系にエアクリーナ下流で連通させ、エアクリーナ内に
キャニスタを配置すれば、このキャニスタによって燃料
タンクおよびフロート室からの両方の蒸発燃料を吸着処
理することができるが、この場合には次のような問題を
解決しなければならない。

（ａ）燃料タンクおよびフロート室から吸気系内に排出
された蒸発燃料が、エアクリーナ内のキャニスタに効率
良（吸着されること。

（ｂ）始動、特に高温状態における再始動に際して、エ
ンジンをスタータモータ等で回転させているクランキン
グ時に、キャニスタから放出される蒸発燃料によって空
燃比が過濃となるのを防止すること（過濃の空燃比は始
動性を悪化させ始動時間が長くなる）。

（Ｃ）始動後のアイドリング時にも上記のような空燃比
の過濃が生じないこと（過濃の空燃比はエンジンのスト
ールを生起させる）。

る　めの　　および このため、本発明においては、燃料タンク内の蒸発燃料
を導く蒸発燃料通路をエンジン吸気系にエアクリーナの
下流で連通させたエンジンの蒸発燃料回収装置において
、エアクリーナケース内の下流側に吸着剤を収納したキ
ャニスタを、上流側にエアクリーナエレメントを、それ
ぞれ前記エアクリーナケースの内壁面に対向させて設け
て該内壁面との間を空気流入通路とするとともに、前記
キャニスタと前記内壁面との間隔を前記エアクリーナエ
レメントと前記内壁面との間隔より小さくする。

本発明によれば、エンジン停止中に燃料タンク内で蒸発
した燃料は蒸発燃料通路を経てエンジンの吸気管内にエ
アクリーナの下流において排出され、該吸気管内を逆流
して来たキャブレタフロート室からの蒸発燃料とともに
エアクリーナ内に流入し、エアクリーナ内でキャニスタ
に吸着されるが、このキャニスタはエアクリーナケース
内の下流側すなわち上記蒸発燃料が流入して来る側に設
けられているので、該蒸発燃料はキャニスタ内の吸着剤
に効率良く吸着され、エアクリーナケース内の他の部分
、例えばエアクリーナエレメント等に付着、停溜したり
、あるいはエアクリーナを経て外部に流出したりするこ
とはほとんどない。

エンジン運転中は、エアクリーナケース内に吸い込まれ
た空気（吸気）がエアクリーナエレメントを通過するこ
とにより清浄化された後、前記吸気管およびキャブレタ
を経て燃料室に送り込まれるが、この時一部の吸気はキ
ャニスタを通過して吸着剤に吸着されている前記蒸発燃
料を遊離させて燃料室へ運び込む。しかし、前記エアク
リーナエレメントおよびキャニスタへの空気流入通路が
、これらとエアクリーナケースの内壁面との間の空間に
よって形成され、かつキャニスタと内壁面との間隔はエ
アクリーナエレメントと内壁面との間隔より小さく、従
ってキャニスタへの吸気の流路抵抗はエアクリーナエレ
メントへの流路抵抗より大きくなっているので、吸入負
圧が小さい前記クランキング時およびアイドリンク時に
は吸気は主としてエアクリーナエレメント側を通過し、
正常運転となって吸入負圧が太き（なるとキャニスタ側
へも流れて吸着剤に吸着されている蒸発燃料を搬出する
ようになる。従ってクランキング時、もしくはアイドリ
ング時にキャニスタから放出される蒸発燃料によって空
燃比が過濃となり、始動性が悪くなったりストールが起
こったりすることはない。

実−」Ｌ二肘 以下、本発明を図示の１実施例について説明する。

第１図は本発明による蒸発燃料回収装置全体を示す概略
図である。ｌはエンジン（図示してない）の吸気系で、
上流に設けられたエアクリーナ２と下流に設けられたキ
ャブレタ３とが吸気管４を介して接続されている。５は
燃料タンクで、その気相部は蒸発燃料管６（蒸発燃料通
路）を通じて前記エアクリーナ２下流側の吸気管４に連
通している。蒸発燃料管６には周知の２ウエイバルブ７
が介挿され、燃料タンク５内の蒸発燃料により燃料タン
ク５例の圧力が高くなると蒸発燃料が２ウエイバルブ７
を押し開いて矢印ａで示すように吸気管４側へ流れ、外
気の影響等で燃料タンク５が冷却され該タンク内の負圧
が設定圧を越えると、２ウエイバルブ７の負圧バルブが
開いて吸気管４側から燃料タンク５内に外気が導入され
る。

エンジン停止中には、キャブレタ３のフロート室からの
蒸発燃料が矢印すで示すように吸気管４内に逆流し、前
記矢印ａで示す燃料タンク５からの蒸発燃料とともにエ
アクリーナ２を経て大気中に流出しようとするので、エ
アクリーナ２内に吸着剤、例えば活性炭を充填したキャ
ニスタ８が設けられ、このキャニスタ８により上記蒸発
燃料を捕捉吸着するようになっている。吸着された蒸発
燃料はエンジン運転時に吸気によって吸着剤から分離さ
れ、吸気管４、キャブレタ３を経てエンジンの燃焼室に
送られ、燃焼される。キャニスタ８はエアクリーナ２内
の下流側に設けられ、上流側には吸気を濾過するたるめ
のエアクリーナエレメント９が設けられている。

次に、第２図以下によりエアクリーナ２の構成を詳細に
説明する。第２図はエアクリーナ２の外端面図、第３図
は第２図の■−■線に沿う縦断面図である。エアクリー
ナ２のケースは有底円筒状のエアクリーナケース本体１
０と、該ケース本体１０の開口面を覆って密封するエア
クリーナケースカバー１１とから成り、ケース本体１０
とケースカバー１１とは締付具１２によって締結されて
いる。ケース本体ＩＯの底部には出口管１３が連接され
ており、この出口管１３が前記吸気管４に接続されてい
る。ケース本体１０の外周面上の１箇所に、軸線方向に
延びる空気取入通路１４が一体に突設されている。この
空気取入通路１４の前記ケースカバー１１と反対側の端
部は大気に解放された空気取入口１５となっており、該
空気取入口１５を通じて燃焼用の空気が空気取入通路１
４内に吸引されるが、空気取入通路１４の半径方向内側
はケース本体１０の壁部分１０ａで遮られているので（
第４図参照）、吸引された空気は直接ケース本体１０内
に進入せず、壁部分１０ａに案内されてケースカバー１
１内に流入し、ケースカバー１１内からケース本体１０
内に入る。なおケースカバー１１の内面には空気取入通
路１４からの空気をさらにケースカバー１１の奥の方へ
導く凹状の案内部１６が設けられている。

空気取入通路１４にはホットエア導管１７がバルブ１８
を介して接続されており、該バルブ１８がダイアフラム
を内蔵したアクチュエータ１９によって開閉されるよう
になっている。寒冷時にはアクチュエータ１９に負圧管
２０を通じて前記出口管１３内の負圧を導入することに
より、アクチュエータ１９が作動してバルブ１８を開き
、ホットエアが吸入空気に混合される。

ケース本体１０内にはその底部１０ｂに隣接して、すな
わちエアクリーナケース内の下流側に、キャニスタ８が
設けられている。キャニスタ８は、第５図にさらに詳細
に示されているように、内筒２１と外筒２２を有する２
重管構造の円筒体をなし、前記出口管１３とほぼ同心に
配設されている。内筒２１と外筒２２の内面にはそれぞ
れフィルタ２３．２３が添設され、その内側に吸着剤、
例えば活性炭２４が充填されて両端をそれぞれ環状の端
板２５．２６により封鎖されている。内筒２１および外
筒２２には空気流通用の多数の孔２７が穿設されている
。キャニスタ８とケース本体ＩＯの底部１０ｂとの間に
は弾性材料から成るシールリング２８が介挿されている
。第６図はシールリング２８の拡大断面図である。この
シールリング２８は半径方向外方へ拡開しながら下流側
へ突出する内外２重の突縁２９ａ、２９ｂと、キャニス
タ８の内周面に沿って上流側へ延出する突縁３０とを有
し、突縁３０に設けられた環状のスリット３１にキャニ
スタ８の端板２５の内周縁部に形成された屈曲部２５ａ
を嵌着させることにより、キャニスタ８に取付けられて
いる。

キャニスタ８の上流側にはキャニスタ８とほぼ同径の円
筒体をなすエアクリーナエレメント９がキャニスタ８と
同軸に配設されており、キャニスタ８とエアクリーナエ
レメント９との間に前記シールリング２８と同一構造の
シールリング３２がエアクリーナエレメント９の端板３
３に取付けられて介挿されている。エアクリーナエレメ
ント９の内筒３４と外筒３５の間には通過する空気を濾
過する濾材３６が充填されている。エアクリーナエレメ
ント９はケース本体ｌＯ内を上流側へ延び、その外端は
ケースカバー１１内にまで延出している。エアクリーナ
エレメント９の外端面を覆う端板３７は、内筒３４と外
筒３５との間を覆う環状部３７ａと、内筒３４の開口面
を覆う蓋部３７ｂとが一体に形成されている。

キャニスタ８の内筒２１とエアクリーナエレメント９の
内筒３４によって形成された円筒空間内には一端をケー
ス本体１０の底部１０ｂにそれぞれ固定され他端におい
て集合して一体に結合された４本の脚から成るステ一部
材３８が延びており、該ステー部材３８の先端にロンド
部材３９がねじ４０により締結されてさらに外方へ延び
ている。ロンド部材３９の外端面にはボルト４１が植設
され、前記端板３７の蓋部３７ｂの中央を貫通して外側
へ突出している。

キャニスタ８とエアクリーナエレメント９はボルト４１
に蝶ナツト４２を螺合させることにより、端板３７を介
してケース本体１０の底部１０ｂに対し締付けられてケ
ース本体ｌＯ内の所定位置に固定される。

底部１０ｂとキャニスタ８との間およびキャニスタ８と
エアクリーナエレメント９との間はシールリング２Ｂ、
３２でシールされ、エアクリーナエレメント９の内筒３
４の外方開口部は端板３７の蓋部３７ｂによって閉鎖さ
れるので、エアクリーナケースの内部はキャニスタ８お
よびエアクリーナエレメント９によって内外２つの空間
４３．４４に画成され、内側の空間４３は出口管１３を
通じて前記吸気管４（第１図）に連通ずるクリーン室と
なり、外側の空間４４は前記空気取入口１５に連通ずる
ダーティ室となっている。

キャニスタ８およびエアクリーナエレメント９は、第３
図および第４図から分かるように、ケース本体１０内に
おいて空気取入通路１４と反対側に偏倚して配置されて
いる。この結果、エアクリーナエレメント９とケース本
体１０の前記壁部分１０ａとの間にエアクリーナエレメ
ント９周囲の他の部分に比して広い間隔ａを有する部分
が形成され、この部分がエアクリーナエレメント９を経
てクリーン側空間４３へ流入する空気の主通路となる。

壁部分１０ａの底部１０ｂ側の部分すなわちキャニスタ
８に対向している部分１０ｃは、壁部分１０ａよりも小
径に形成され、キャニスタ８と壁部分１０ｃとの間の間
隔すは前記間隔ａよりも小さくなっている。

エアクリーナケース内に溜まった水はケースカバー１１
に設けられた水抜管４５（第２図）を通じて外部に排出
されるが、水抜管４５内には第７図に示すようにケース
内に連通ずる小径の水抜孔４６が設けられ、該水抜孔４
６を包囲する保護管４７が下方に延びている。この保護
管４７は泥水等が水抜孔４６を通じてケース内に侵入す
るのを有効に防止する。

エンジン停止中、燃料タンク５からの蒸発燃料とキャブ
レタ３のフロート室からの蒸発燃料とが吸気管４、出口
管１３、を通ってエアクリーナ２内に逆流して来るが、
エアクリーナ２内にはこれらの蒸発燃料の進入口すなわ
ち出口管１３に最も近い位置にキャニスタ８が配設され
ているので、上記蒸発燃料はキャニスタ８によって極め
て効率良く吸着され、エアクリーナ２内の他の部分、例
えばエアクリーナエレメント９等に付着、停溜すること
はほとんどない。

エンジン運転中は、エンジンの吸引作用により内側の空
間４３に負圧が生じ、この負圧が吸引力となって外気が
空気取入通路１４を通じてケース内に吸込まれ、外側の
空間４４からエアクリーナエレメント９、キャニスタ８
を通って内側の空間４３に流入し、エンジンに吸入され
る。この空気は第３図に矢印で示すように空気取入通路
１４から先ずケーメカバー１１内に入り、ここで反転し
てケース本体１０内に進み、エアクリーナエレメント９
およびキャニスタ８の全周面から吸込まれる。しかしエ
アクリーナエレメント９、キャニスタ８とケース本体１
０の周壁との間の間隔は全周に亘って均等ではなく、壁
部分１０ａ、１０ｃに面した部分が最も広く、この部分
の流路抵抗が小さいので、吸入空気の大部分はこの部分
からエアクリーナエレメント９、キャニスタ８に流入す
る。さらに壁部分１０ｃとキャニスタ８との間の間隔す
は壁部分１０ａとエアクリーナエレメント９との間の間
隔ａより狭いので間隔す部分の流路抵抗は間隔ａ部分の
それよりも大きく、キャニスタ８に流入する空気はこの
流路抵抗に打勝たなくてはならない。

エンジン始動に際しては、エンジンはクランキング状態
、次いでアイドリング状態を経て正常運転状態に移行す
るが、クランキング時およびアイドリング時においては
、空間４３内に発生する負圧は小さい。従って間隔す部
分の流路抵抗に打勝ってキャニスタ８を通って空間４３
に吸引される空気流量は極く僅かで、吸入空気の大部分
は第３図に実線矢印で示すようにエアクリーナエレメン
ト９を通って空間４３に吸引され、キャニスタ８に吸着
されている蒸発燃料はほとんど吸気中に放出されない。

エンジンが正常運転状態に達すると空間４３の負圧が大
きくなるので、第３図に点線矢印で示すように間隔す部
分の流路抵抗に打勝ってキャニスタ８に流入する空気の
量が増し、この空気によってキャニスタ８中の吸着蒸発
燃料が遊離されて吸気とともにエンジン燃焼室へ送られ
て燃焼される。このように、本実施例によれば、エンジ
ンの再始動に際して、クランキング時およびアイドリン
グ時に吸着蒸発燃料がキャニスタ８から吸気中に放出さ
れることがないので、この時期にエンジン吸気の空燃比
が過濃となることがない。前述のように、クランキング
時に空燃比が過濃になれば始動に要する時間が長くなり
、アイドリング時に空燃比が過濃になればエンジンのス
トールが生じ易い。

本発明者等は、エアクリーナ内におけるキャニスタとエ
アクリーナエレメントとの配置関係および寸法関係を変
えた種々の試験品について、それぞれ温度３０°Ｃおよ
び４０’Ｃで、所要始動時間、ストール発生率および蒸
発燃料吸着能力を比較する一連の実験を行った。その結
果の数例を本項の末尾に第１表として示しである。

第８図の（１）ないしく５）は、それぞれ第１表におけ
る試験品１ないし５の構成を示す概略図である。すなわ
ち第１表の試験品１は第８図（１）に示すように下流側
にキャニスタＣを上流側にクリーナエレメントＥを配し
、キャニスタＣとエレメントＥの長さ比を１：２とした
ものであり、上述した実施例と同じ構成のものである。

試験品２はキャニスタＣを上流側にエレメントＥを下流
側に配したもので、Ｃ（！：Ｅの長さ比は試験品２と同
様に１：２である。試験品３はキャニスタＣを下流側に
配しであるが、ＣとＥの長さ比は１：ｌである。試験品
４は円筒体の半周部分をエアクリーナエレメントＥとし
残る半周部分をキャニスタＣとしたもの、試験品５は円
筒体の周部のほぼ３分の１をキャニスタＣとして、残り
の部分をエアクリーナニレメンＥとしたものである。

試験結果は、極めて良好なものを◎、良好なものを○、
効果が薄かったものをΔ、不良なものを×で示しである
。吸着能力は吸着時間２０分間中に吸着された蒸発燃料
の重量で判定した。なお、キャニスタＣ中の活性炭の量
は各試験品についてほぼ同等とした。

第１表から、前記実施例に相当する試験品ｌが、始動時
間、ストール発生、蒸発燃料吸着能力のすべての面にお
いて、特に優れた効果を有することが分かる。

以上のほか本実施例においては、円筒状のキャニスタ８
とエアクリーナエレメント９とが端部と端部を接して軸
線方向に重ね合わされ、これらが１本のボルト４１とこ
れに螺合する蝶ナツト４２によりケース本体１０の底部
１０ｂに対して締付けられることによりケース本体１０
内に固定されるので、エアクリーナ２の構造が簡単にな
り、部品点数も少なくてすむ。

また、シールリング２８に設けられた半径方向外方へ拡
開しながら下流側へ突出する突縁２９ａ、２９ｂには、
半径方向内側から負圧が作用し、突縁２９は内外の圧力
差によって第６図に破線で示すように内方に撓んで相手
側（底部１０ｂ）の面に一層強く密着するので、極めて
優れたシール性が得られる。これはシールリング３２に
ついても同様である。

（以下余白） 第１表 光浬ＲＢ九果 以上の通り、本発明においては、燃料タンク内の蒸発燃
料を導く蒸発燃料通路をエンジン吸気系にエアクリーナ
の下流で連通させたエンジンの蒸発燃料回収装置におい
て、エアクリーナケース内の下流側に吸着側を収納した
キャニスタを、上流側にエアクリーナエレメントを、そ
れぞれ前記エアクリーナケースの内壁面に対向させて設
けて該内壁面との間を空気流入通路とするとともに、前
記キャニスタと前記内壁面との間隔を前記エアクリーナ
エレメントと前記内壁面との間隔より小さくしたので、
エンジン吸気系に排出された蒸発燃料をエアクリーナケ
ース内のキャニスタに効率良く吸着させることができる
とともに、吸着された蒸発燃料はエンジン再始動時吸引
負圧が小さい間はキャニスタからほとんど放出されない
。従ってクランキング時およびアイドリング時に蒸発燃
料によって吸気が過濃となることにより始動時間が長く
なったりストールを生じたりするのを有効に防止するこ
とができる。

また、キャニスタとエアクリーナエレメントとが互いに
端部と端部を接して配設され、両者が１本のボルトによ
り締結されているので、エアクリーナの構造が簡単にな
り、部品点数も低減する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による蒸発燃料回収装置の全体を示す概
略図、第２図はエアクリーナの端面図、第３図は第２図
の■−■線に沿う断面図、第４図はケースカバーを取外
したエアクリーナの端面図、第５図は第３図の一部を拡
大してさらに詳細に示した断面図、第６図はシールリン
グの拡大断面図、第７図は水抜管の断面図、第８図は比
較試験に供した各試験品の構成を示す略図である。 ｌ・・・エンジン、２・・・エアクリーナ、３・・・キ
ャプレタ、４・・・吸気管、５・・・燃料タンク、６・
・・蒸発燃料管、７・・・２ウエイバルブ、８・・・キ
ャニスタ、９・・・エアクリーナエレメント、１０・・
・ケース本体、１１・・・ケースカバー、１２・・・締
付具、１３・・・出口管、１４・・・空気取入通路、１
５・・・空気取入口、１６・・・案内部、１７・・・ホ
ットエア導管、１８・・・バルブ、１９・・・アクチュ
エ第 図 図 第 図 弔 図 弔 図 第 図 λ 鎮 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料タンク内の蒸発燃料を導く蒸発燃料通路をエ
   ンジン吸気系にエアクリーナの下流で連通させたエンジ
   ンの蒸発燃料回収装置において、エアクリーナケース内
   の下流側に吸着剤を収納したキャニスタを、上流側にエ
   アクリーナエレメントを、それぞれ前記エアクリーナケ
   ースの内壁面に対向させて設けて該内壁面との間を空気
   流入通路とするとともに、前記キャニスタと前記内壁面
   との間隔を前記エアクリーナエレメントと前記内壁面と
   の間隔より小さくしたことを特徴とするエンジンの蒸発
   燃料回収装置。
2. （２）前記キャニスタとエアクリーナエレメントとが互
   いに端部と端部を接して配設され、両者が１本のボルト
   により締結されている請求項１記載の蒸発燃料回収装置
   。