JPH0245501Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ 考案の目的 イ−１ 産業上の利用分野 本考案は内燃機関における蒸気燃料制御装置に
関する。

イ−２ 従来技術 一般に内燃機関における蒸気燃料制御装置とし
て第８図に示すようなものがある。該装置は、機
関停止中には、気化器フロート室１の気室部内に
発生した蒸気燃料が、その自重によつて、アウタ
ーベント２より蒸気燃料通路３を、機関停止によ
り開口した開閉弁４を通つて流下し、キヤニスタ
５内に流入捕獲され、機関の作動により、前記開
閉弁４が閉塞すると共に流出用の開閉弁６が開口
し、吸気管７内の吸気流によつて生ずる負圧によ
り、前記捕獲された蒸気燃料をキヤニスタ５より
離脱させて蒸気燃料排出路８を通じて吸気管７内
へ燃焼用に排出するようになつている。尚、燃料
タンク９内に発生する蒸気燃料も、圧力調整弁１
０を有する蒸気燃料通路１１を通じて前記キヤニ
スタ５内に補獲され、機関の作動によつて前記と
同様に吸気管７内に排出される。また、一般に前
記のキヤニスタ５は第９図に示すような構造を有
し、その体内に吸着剤１２を充てんし、該吸着剤
１２層の一方の面側に蒸気室１３，１４を、他方
の面側に大気導入管１５を有する大気室１６を
夫々設け、前記フロート室１よりの蒸気燃料通路
３の入口管３ａと吸気管７への蒸気燃料排出路８
の出口管８ａを夫々前記蒸気室１３に連通し、燃
料タンク９よりの蒸気燃料通路１１の入口管１１
ａを前記蒸気室１４に連通している。

前記のようなキヤニスタを用いた蒸発燃料制御
装置においては、気化器フロート室１内の蒸発燃
料を、その自重によりキヤニスタ５内に自然流下
させることから、気化器フロート室１のアウター
ベント２の設置位置とキヤニスタ５の設置位置と
には、前記自重流下に必要な落差、すなわち高低
差Ｈが必要となる。

ところで、近年、自動車の走行時の空気抵抗を
低減させるために、車体の先部はローノーズ化さ
れる傾向にある。そのために、気化器の搭載位置
も必然的に低くなり、前記気化器のアウターベン
ト２とキヤニスタ５における蒸気燃料入口側との
高低差Ｈを大きくとることが困難になつた。

このような高低差Ｈが小さいと、蒸気燃料通路
３を通る蒸気燃料の流れ状態が悪くなり、蒸気燃
料は気化器フロート室１のインナーベント１７よ
りエアホン室１８に導入され、絞り弁１９の上流
部に堆積し、機関始動時には空燃比がオーバーリ
ツチとなり、始動性が悪くなる。また、蒸気燃料
通路３の圧力損失を低減するために、蒸気燃料通
路３の断面積を大きくしなければならず、更に蒸
気燃料通路３の長さもあまり長くとれず制限され
るなどの問題があつた。

そこで前記の問題点を改良する装置として、従
来、気化器のアウターベントとキヤニスタを連通
する蒸気燃料通路に、機関停止後一定時間、蒸気
燃料をキヤニスタへ吸引する吸引装置を設けたも
のが、例えば実開昭58−124647号公報や実開昭58
−124648号公報に提案されている。

イ−３ 本考案が解決しようとする問題点 前記従来公報に見られる吸引装置は、電動ポン
プを用いていることから、機関の停止後長時間使
用すると、その電源であるバツテリの消耗が大き
く、バツテリあがりを生ずる弊害があり、長時間
の使用が困難な問題がある。そのために、蒸気燃
料がエアホン側へ流出し、始動時に空燃比がオー
バーリツチとなつて始動が困難になる。また、電
源を用いることなく、機関の回転により生ずる負
圧を用いる方法も考えられるが、このものにおい
ては、機関の停止中は使用できない問題がある。
そこで本考案は、電気の消耗が極めて少ない電歪
材料よりなる振動子を用いたポンプを蒸気燃料通
路系に設けて、前記各問題点を解決する装置を提
案することを目的とするものである。

ロ 考案の構成 ロ−１ 問題点を解決するための手段 本考案は前記の問題点を解決するために、キヤ
ニスタに蒸気燃料を送給する蒸気燃料通路系にポ
ンプ装置を設け、該ポンプ装置を、圧電セラミツ
クスよりなる電歪材料の板の表裏面に電極を設け
てなる振動子と、該振動子の振動により蒸気燃料
をキヤニスタ側へ送る逆止弁とにより形成し、前
記振動子の電極には、該電極に交番電圧を印加す
る交番電圧印加手段を接続したことを特徴とする
ものである。

ロ−２ 作用 機関停止後に、交番電圧印加手段を作動し、振
動子の電極に交番電圧を印加すると、振動子は、
その表裏方向に屈曲反転をくり返して振動する。

これにより、蒸気燃料通路内の蒸気燃料は、逆
止弁の協動によつてキヤニスタ側へ強制的に送給
される。

ロ−３ 実施例 次に第１図乃至第５図に示す本考案の実施例に
ついて説明する。

第１図において、５ａはキヤニスタで、前記の
気化器のフロート室１、吸気管７、燃料タンク９
に対する連通状態は前記第８図に示す状態と同様
であり、また、吸着剤１２、蒸気室１３，１４、
大気導入管１５、大気室１６は前記第９図に示す
構造と同様である。尚、蒸気室１３と１４は隔離
筒２０で分離されて吸着剤１２層を介して連通さ
れ、また、吸着剤１２層の上下面にはろ過剤２
１、押え板２２が設けられている。２３はポンプ
装置で、そのハウジング２４が、気化器フロート
室１よりの入口管３ａ側の蒸気室１３に圧入固設
されている。

該ハウジング２４内には気密室２５が形成さ
れ、これに、前記入口管３ａに連通する入口２６
と、蒸気室１３へ連通する出口２７が形成されて
いる。該入口２６と入口管３ａとの連通路には、
気密室２５方向への流入のみを許す逆止弁２８が
設けられ、出口２７と蒸気室１３との連通路に
は、蒸気室１３方向への流出のみを許す逆止弁２
９が設けられている。

３０は、前記入口２６と出口２７を有する気密
室２５の１壁を形成する振動子で、その外周部が
ハウジング２４に対し、ゴム等の弾性物質よりな
るパツキング３１を介して支持されている。該振
動子３０における気密室２５と反対側の面は、圧
力逃し孔３２を通じて蒸気室１３に面している。
前記振動子３０について第２図により説明する。
該振動子３０は、圧電セラミツクスの電歪材料よ
りなる２枚の板３０ａ，３０ｂを貼り合せ、その
外側の両面に夫々金属箔を貼つてなる正の電極３
０ｄを形成し、かく両負の電極３０ｃは電気的に
短絡して構成されている。そして、電極３０ｃに
負の電圧を印加し、電極３０ｄに正の電圧を印加
すると、該振動子３０は、第２図Ｃの如く上向き
に屈曲し、電圧の正負の印加を逆にすると第２図
ｄの如く下向きに屈曲するようになつている。つ
まり、両電極３０ｃ，３０ｄに交番電圧を印加す
ると、振動子３０は、その中央部が表裏方向に屈
曲反転する振動をする。この振動子は、一般にバ
イモルフ振動子として知られているものである。
該振動子３０における両電極３０ｃ，３０ｄは、
第１図に示す如く、夫々リード線３３，３４によ
りポンプ装置２３より取り出され、そのリード線
３３，３４の先端が、エンジン制御用電気制御回
路（通常ECU）３５を介して水温センサ３６に
接続されている。水温センサ３６はエンジンのウ
オータジヤケツトの冷却水温に対応して出力を発
生するようになつており、また、エンジン制御用
電気制御回路３５は、並列に設けたイグニツシヨ
ンスイツチ３７とメインリレー３８を通じてバツ
テリー３９に接続されている。すなわち、振動子
３０は、水温センサ３６の出力を入力すると共
に、エンジン制御用電気制御回路３５によつて、
第４図に示すようなエンジン温度に比例する周波
数によつて制御される。該エンジン制御用電気制
御回路３５としては、第３図に示すように、
ROM４０のプログラムに従つて制御されるマイ
クロコンピユータである。通称CPU４１には、
水温センサ３６からの冷却水温に対応したアナロ
グ信号がＡ／Ｄ変換器４２を介してデジタル信号
に変換されてポート４３を介して入力され、かつ
前記振動子３０の一対の電極３０ｃ，３０ｄは、
CPU４１のポート４４からインバータ４５を介
しての出力によつて制御される。

次に本実施例の作用を第５図に示すフローチヤ
ートによつて説明する。

イグニツシヨンスイツチ３７をオフにすると、
ステツプ１で水温が検出された後、ステツプで
第４図のマツプにより、水温によつて変化するキ
ヤニスタ５ａの振動子３０の駆動周波数を算出し
セツトする。すなわち、温度が高いときは、燃料
の蒸発量が多いので蒸発燃料の送給流量を多くす
るために、高い周波数が設定され、温度が低いと
きは、燃料の蒸発量が少ないので蒸発燃料の送給
流量を少なくするために小さい周波数が設定され
る。次にステツプで振動子３０は前記周波数で
駆動される。次にステツプでｆ＝０が判定され
ると、ステツプでメインリレー３８がオフとな
り、プログラムは終了する。ステツプでｆ≠０
が判定されると、ステツプに戻り、ステツプ
でｆ＝０が判定されるまでのプログラムは実行さ
れ続ける。

メインリレー３８は、イグニツシヨンスイツチ
３７がオフになつたときのみ作動する。

以上のようにして振動子３０の両電極３０ｃ，
３０ｄに、バツテリー３９からエンジン制御用電
気制御回路３５に内蔵されたインバータ４５を介
して交番電圧を印加すると、振動子３０は、前記
の如く屈曲反転して振動し、その下方への屈曲に
より気密室２５内を膨脹させて入口管３ａより気
密室２５内に蒸気燃料を吸入し、その上方屈曲に
より、前記吸入した蒸気燃料を出口２７より吸着
剤１２側へ圧送する。このような、振動子３０の
振動により、両逆止弁２８，２９の作動と共にポ
ンプ作用をなし、気化器フロート室１内に発生し
た蒸気燃料を蒸気燃料通路３を介してキヤニスタ
５ａの吸着剤１２層へ強制的に吸入させることが
できる。振動子３０は、絶縁材料の圧電セラミツ
クスで形成されているから、機関停止中に振動子
３０を作動させても、作動時の消費電力は非常に
小さく、そのためにバツテリー３９の消耗は極め
て少ない。また、振動子３０の周縁をゴム等の弾
性物質よりなるパツキン３１を介して支持したの
で、気密室２５の気密性が高まると共に振動子３
０の屈曲による外径の変化に追従できる。また、
圧力逃し孔３２が形成されているので、振動子３
０の下室部の圧力変化がなく、振動子３０を良好
に振動させることができる。

尚、振動子３０は蒸気燃料中におかれるため、
その外側の両電極３０ｃが蒸気燃料の成分によつ
ては腐蝕する場合があるので、第６図に示す如
く、外側の両電極３０ｃの各表面を、ゴム又は樹
脂等の軟質弾性物質３０ｅでコーテイングする
と、その電極３０ｃの腐蝕をまねがれることがで
きる。

次に振動子の別の実施例を第７図に示す。本実
施例は、圧電セラミツクスの電歪材料からなる１
枚の円板３０１の両面に金属箔を貼つて一対の電
極３０２，３０３を形成し、その一方の電極３０
３を、例えば、リン青銅、ばね用ステンレス鋼等
のばね用導電金属材料よりなる金属板３０４に貼
りつけて振動子を形成したものである。

電極３０３からは金属板３０４を介してリード
線３０５を取り出す。電極３０２のリード線３０
６はハウジング２４を通して取り出し、そのリー
ド線３６の取出孔には気密室２５の気密性を高め
るために接着剤等のシール部材３０７を設ける。
電極３０２と３０３に交番電圧を印加すると、電
歪材質からなる円板３０１は円周方向に伸縮する
ので、金属板３０４は屈曲して振動する。該振動
子の有する固有振動数と同じ周波数の交番電圧を
印加することにより、該振動子は共振するので、
大きな変位量を得て送給流量を多くすることがで
きる。

尚、前記振動子よりなるポンプ装置は、気化器
のアウターベントよりの蒸気燃料通路に対して設
けたが、気化器のメインウエル部よりの蒸気燃料
をキヤニスタで捕獲するものにおいては、その蒸
気燃料通路に対して設ける等、キヤニスタに捕獲
しようとする種々な部分の蒸気燃料のうち、必要
な蒸気燃料通路に対して設ける。

ハ 考案の効果 以上のように本考案によれば、気化器等で発生
した蒸気燃料をポンプ装置により強制的にキヤニ
スタへ誘導できるので、その捕獲が確実に行なえ
る。このことは、例えば、気化器内に発生した蒸
気燃料をキヤニスタに捕獲させるものにおいて
は、気化器とキヤニスタとの高低差を大きくとる
必要がなく、逆にキヤニスタ側を気化器よりも高
く設定できる。したがつて、車体のローノーズ
化、レイアウトの自由化が図り得る上に、蒸気燃
料通路の圧力損失を考慮する必要がないことか
ら、その通路断面積を小さくしたり、その長さを
長くすることができる等、装置の簡素化、小型化
を図り得る。しかも特に本考案によれば、前記の
ようなポンプ装置を、圧電セラミツクスよりなる
電歪材料の表裏面に電極を設けてなる振動子と、
逆止弁とにより形成し、その振動子に交番電圧を
印加するようにしたから、この振動子を駆動する
車輌登載バツテリーの消耗は皆無に近い。したが
つて、車輌停止後に振動子を長時間使用しても、
バツテリーあがりを生ずることがない。このこと
は、車輌停止後に長時間ポンプ装置を作動させて
気化器で発生した蒸気燃料のエアホン側への流出
を防止でき、機関始動時の空燃比のオーバーリツ
チによる始動困難をなくすることができる特長が
ある。更に、前記振動子における電極の表面を、
ゴム、樹脂等の弾性物質でコーテイングすれば、
振動子が蒸気燃料によつて腐蝕されることがな
い。更に、振動子を、その一方の電極に金属板を
付着して形成すれば、その振動子の変位量を大き
くして蒸気燃料の送給量を大きくすることができ
る。更に、前記ポンプ装置を、キヤニスタ内に組
み込むことにより蒸気燃料制御装置を簡素、小型
化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本考案の第１実施例を示す
もので、第１図はキヤニスタの側断面と電気回路
を示す図、第２図は振動子を示すもので、そのＡ
は平面図、Ｂは側面図、Ｃ，Ｄは反転状態を示す
夫々側面図、第３図は電気回路図、第４図は振動
子を制御する周波数の特性図、第５図は作動フロ
ーチヤート図、第６図は本考案における振動子の
他の実施例を示すもので、そのＡは平面図、Ｂは
側面図である。第７図は更に振動子の他の実施例
を示す側断面図、第８図は、本考案を適用する蒸
気燃料制御系統の１例を示す図、第９図は従来の
キヤニスタを示す断面図である。 １……気化器のフロート室、３……蒸気燃料通
路、５ａ……キヤニスタ、２３……ポンプ装置、
２８，２９……逆止弁、３０，３０１……振動
子、３０ａ，３０ｂ……電歪材料の板、３０ｃ，
３０ｄ，３０２，３０３……電極、３０ｅ……弾
性物質、３５……交番電圧印加手段である電気回
路、３０４……金属板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ キヤニスタに蒸気燃料を送給する蒸気燃料通
   路系にポンプ装置を設け、該ポンプ装置を、圧
   電セラミツクスよりなる電歪材料の板の表裏面
   に電極を設けてなる振動子と、該振動子の振動
   により蒸気燃料をキヤニスタ側へ送る逆止弁と
   により形成し、前記振動子の電極には、該電極
   に交番電圧を印加する交番電圧印加手段を接続
   したことを特徴とする蒸気燃料制御装置。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の振動子
   における電極の表面はゴム、樹脂等の弾性物質
   でコーテイングされている蒸気燃料制御装置。 ３ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の振動子
   は、圧電セラミツクスよりなる電歪材料の表裏
   面に電極を設け、かつ一方の電極にばね用導電
   金属材料よりなる金属板が付着されて形成され
   ている蒸気燃料制御装置。 ４ 実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項又
   は第３項記載のポンプ装置が、キヤニスタ内に
   組み込まれている蒸気燃料制御装置。