JPH08177653A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関用の蒸発燃料処理装置に使用される
キャニスタへの活性炭粒のような吸着剤の充填を容易に
する。 【構成】 本発明の蒸発燃料処理装置においては、キャ
ニスタ本体１の内部が隔壁３，４，５によって区画され
て複数個（４個）の吸着剤室が形成されており、組み立
ての際に、吸着剤室のそれぞれに固形の外殻（外筒）３
２の内部に予め外部で吸着剤４０が充填された吸着剤ユ
ニット３１が挿入される。従って、キャニスタ本体１内
に直接に吸着剤を充填する必要がなく、外部において吸
着剤ユニット３１に吸着剤を充填する作業が容易である
ため、充填量が均一になる。また、キャニスタ本体１に
対して固形の外殻を有する吸着剤ユニット３１を単に挿
入するだけであるから、キャニスタ本体１の組み立てが
きわめて簡単になり、個々のキャニスタの性能が均一に
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料タンク
等から蒸発する気化した燃料を活性炭のような吸着剤に
一時的に吸着して外気中へ放出されるのを防止する蒸発
燃料処理装置に係り、特に、その要部として複数個の吸
着剤層を収容しているキャニスタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】１個のキャニスタの内部を複数個の室に
区画し、それぞれの室に活性炭のような吸着剤を充填し
て複数個の吸着剤層を形成すると共に、それら複数個の
吸着剤層が直列となるようにそれぞれの室を連通させる
ことにより、蒸発燃料と吸着剤との接触距離が長くなる
ようにして、蒸発燃料を効率よく吸着しようとするキャ
ニスタが実開平５−２４９３９号公報に記載されてい
る。（従来技術の１）

【０００３】また、主としてキャニスタが占めるスペー
スの問題、或いはキャニスタの配置の自由度の問題か
ら、容積の大きな単一のキャニスタの代わりに比較的容
積の小さいキャニスタを複数個使用し、それら複数個の
キャニスタを配管によって直列に接続するものが特開昭
６０−１０４７５６号公報、及び特開平４−３３０３６
４号公報に記載されている。（従来技術の２）

【０００４】更に、キャニスタにおいて吸着剤として用
いられる活性炭粒が機関や車両の振動によって運動する
ことによって摩耗して細粉化したり、分級されて細粉が
外部へ逸散し、活性炭層に隙間ができてキャニスタが容
量不足となったり、キャニスタが正常に機能しなくなる
のを防止するために、拡縮自在な繊維製の弾性袋膜の中
に活性炭を押圧して封入した吸着部材を、多孔支持部材
の間に圧迫して収容する蒸発燃料処理装置用のキャニス
タが実開平４−４４８４０号公報に記載されている。
（従来技術の３）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】活性炭のような吸着剤
をキャニスタ内に充填する際に、「従来技術の１」のよ
うにキャニスタが複数個の室に区画されている場合は、
それら複数個の室に吸着剤を均一に充填することが難し
いので、吸着剤の充填密度に関して各室の間、及び個々
のキャニスタの間にばらつきが生じ易く、均一な性能を
有するキャニスタを生産するのが容易ではないことと、
吸着剤を充填する室の数が多いので、充填のための工数
が増えるという問題がある。

【０００６】独立のキャニスタを複数個接続して使用す
る「従来技術の２」の場合は、個々のキャニスタの容積
が小さくなり、それによって配置の自由度が増すとして
も、複数個のキャニスタが小さいながらもそれぞれ単独
のキャニスタであるため、製造の工数もキャニスタの数
だけ増加する。活性炭のような吸着剤を充填する工程も
当然キャニスタの数だけ必要になるのと、複数個のキャ
ニスタ相互間を接続する配管の工程もあり、キャニスタ
の個数が増えた分だけ生産や組み付けのコストが上昇す
ることは避けられない。

【０００７】「従来技術の３」は、活性炭粒のような粒
状の吸着剤を予め袋詰めにしてから取り扱う点で、キャ
ニスタの中へ吸着剤を組み付ける作業が或る程度容易に
なるのと、粒状の吸着剤を弾性のある袋によって圧迫し
て粒の運動を抑制し、吸着剤の粒が摩耗するのを防ぐ効
果があると思われるが、袋詰めの吸着剤は一定の形状を
有しないので、それを一定の形状を有するキャニスタ内
の吸着剤室へ押し込むときに袋が破損して活性炭のよう
な吸着剤が噴き出したり、弾性のある袋詰めの吸着剤を
室の隅々まで押し込むことは困難であるため、室の隅部
に吸着剤のない隙間が形成されるおそれがある。キャニ
スタの内部に比較的小さい吸着剤室が複数個設けられる
場合は、それが看過できない問題になるものと考えられ
る。

【０００８】本発明は、前述の幾つかの従来技術におけ
る種々の問題に対処して、新規で簡単な手段によって、
それらの問題を同時に解消することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するために、内部に隔壁によって区画された複数個
の吸着剤室を備えているキャニスタ本体と、前記吸着剤
室のそれぞれに挿入される吸着剤ユニットからなり、前
記吸着剤ユニットは、固形の外殻と、前記固形の外殻の
内部に充填された吸着剤からなっていることを特徴とす
る内燃機関用の蒸発燃料処理装置を提供する。

【００１０】

【作用】本発明の蒸発燃料処理装置においては、キャニ
スタ本体の内部が隔壁によって区画されて複数個の吸着
剤室が形成されており、組み立ての際に、吸着剤室のそ
れぞれに固形の外殻の内部に予め外部で吸着剤が充填さ
れた吸着剤ユニットが挿入される。従って、キャニスタ
本体に直接に吸着剤を充填する必要がなく、キャニスタ
本体の外部において吸着剤ユニットに吸着剤を充填する
作業は容易であるために、充填量が均一になる。また、
キャニスタ本体に対して固形の外殻を有する吸着剤ユニ
ットを単に挿入するだけであるから、キャニスタ本体の
組み立てがきわめて簡単になり、隙間が生じるようなこ
ともないので、キャニスタの性能が均一になる。

【００１１】

【実施例】蒸発燃料処理装置の実施例として、図１及び
図２に示されたキャニスタとそれに関連する内燃機関の
一部からなる構成を説明する。図１から明らかなよう
に、キャニスタ本体１は、角筒状或いは円筒状のケーシ
ング２と、筒状ケーシング２の内部を複数個（この場合
は４個）の吸着剤室に区画する縦軸線方向の隔壁３，
４，５と、筒状ケーシング２の上下両端面に溶接されて
各端面を閉塞する上端板６及び下端板７と、上端板６の
更に上側に大気圧力室８を形成するために取り付けられ
た上側キャップ９と、下端板７の更に下側に吸気負圧室
１０を形成するために取り付けられた下側キャップ１１
から成っている。

【００１２】隔壁３，４，５によって区画された４個の
吸着剤室は、それぞれ隣接のものと連通するように、隔
壁３，４，５と上端板６又は下端板７との間には隙間１
２，１３，１４が形成されており、それによって４個の
吸着剤室は一連のものとして直列に接続される。一連の
吸着剤室の上流側端部となる空間１５は、上端板６に設
けられたタンクポート１６と配管１７によって燃料タン
ク１８（又は気化器の燃料室等）に接続される。また、
一連の吸着剤室の下流側端部となる空間１９は上端板６
に形成された開口２０によって大気圧力室８に連通して
いる。

【００１３】大気圧力室８は上側キャップ９に形成され
た大気ポート２１と図示しない配管によって機関のエア
クリーナの下流側の吸気通路に接続され、実質的に大気
に開放されて常時略大気圧となっている。また、吸気負
圧室１０は下側キャップ１１に形成されたパージポート
２２及び配管２３と、その配管２３の途中に設けられる
パージ制御バルブ２４を介して、機関の吸気通路２５に
おけるスロットル弁２６よりも下流側の部分に接続され
ており、機関が運転されているときは吸気負圧が作用し
て負圧になっている。

【００１４】前述のように一連のものとして接続された
吸着剤室の下流側端部の空間１９は開口２０によって大
気圧力室８に常時連通しているが、下流側端部空間１９
以外の吸着剤室の上部は、吸着剤室の内部の圧力が大気
圧力室８よりも所定値以上負圧になったときに開弁する
ゴム製で傘形のアンブレラ弁２７，２８によって大気圧
力室８に連通して、吸着剤室内へ空気を導入することが
できる。また、各吸着剤室の下部は、吸気負圧室１０の
圧力が吸着剤室内部の圧力よりも所定値以上負圧になっ
たときに開弁するゴム製で傘形のアンブレラ弁２９，３
０が開弁することによって吸気負圧室１０に連通して、
吸気通路２５の吸気負圧が吸着剤室に作用するようにな
っている。

【００１５】キャニスタ本体１は以上のような構造を有
するが、図示実施例では、上端板６又は下端板７が筒状
ケーシング２に溶接される前に、４個の吸着剤室のそれ
ぞれに各吸着剤室の形状に合致するように予め製作され
た吸着剤ユニット３１が挿入される。吸着剤ユニット３
１は全て同じ形状のものとするのがコスト面や、サービ
スの面からも有利であるから、吸着剤室の形状もなるべ
く同じ形になるようにするのが良いが、そのためにはキ
ャニスタ本体１の筒状ケーシング２を角筒状にすると
か、筒状ケーシング２を円筒形にする場合には、隔壁
３，４，５を放射状に設けることによって、横断面形状
が扇形の、全て同じ形状の複数個の吸着剤室を形成する
のが良い。

【００１６】吸着剤ユニット３１の具体的構造が図２に
例示されている。上述の理由から角筒状又は扇形筒状に
形成するのが望ましい外筒３２は、予めキャニスタ本体
１の吸着剤室の形状に合致させて固体の筒体として製作
されているので、吸着剤室の中へ容易に挿入されること
ができ、しかも筒状ケーシング２や隔壁３，４，５との
間に隙間が生じない。吸着剤ユニット３１はこのような
使い方をするので、それを覆っている外筒３２の材質と
しては、金属又は合成樹脂、場合によっては繊維を固め
た硬質の紙等を使用する。

【００１７】外筒３２の上端側には上側の多孔板３３が
接合或いはカシメのような方法で取り付けられる。外筒
３２の下端側には下側の多孔板３４が、外筒３２の内面
に沿って摺動可能に嵌入される。それらの多孔板３３及
び３４のそれぞれの内側は、吸着剤の微粒の通過を阻止
するが通気性はある微細な連続気泡を有する発泡樹脂
や、目の細かい網状体、或いは繊維を押し固めたもの等
からなるフィルタ３５，３６によって内張りされてい
る。下側の多孔板３４はコイルスプリング３７によって
内側（図では上方）へ押圧される。３８は外筒３２の下
端に取り付けられたばね座であって、外筒３２の下端を
閉塞しないように開口３９を備えている。

【００１８】多孔板３３及び３４（フィルタ３５及び３
６）によって挟まれた外筒３２の内部の空間には、外筒
３２に下側の多孔板３４を装着する前に予め活性炭粒の
ような吸着剤４０が所定量づつ充填される。外筒３２に
対して摺動可能な下側の多孔板３４がスプリング３７の
弾性力によって押し上げられるために、吸着剤４０には
一定の押圧力が常時作用しているので、充填された活性
炭のような吸着剤４０の粒は圧縮されて相互に運動しな
いように拘束される。外筒３２内への吸着剤４０の充填
はキャニスタ本体１への吸着剤ユニット３１の組み付け
の前に外部で行われるので、吸着剤４０の充填作業が容
易であるばかりでなく、充填量を均一にすることも容易
になる。

【００１９】次に図示実施例の作動について説明する。
燃料タンク１８（或いは気化器の燃料室等）において発
生した蒸発燃料は、配管１７とキャニスタ本体１のタン
クポート１６を通って、直列に接続されている一連の吸
着剤室の上流側端部空間１５へ流入し、まず最初の区画
に挿入されている吸着剤ユニット３１ａの多孔板３３及
びフィルタ３５を透過して内部の吸着剤４０に吸着され
る。蒸発燃料の流入量が多いときは最初の吸着剤ユニッ
ト３１ａの吸着剤４０が飽和するので、蒸発燃料は吸着
剤ユニット３１ａの吸着剤４０とフィルタ３６及び下側
の多孔板３４、更に開口３９と隔壁３の隙間１２を通過
して、隣接の吸着剤ユニット３１ｂ内へ流入し、その吸
着剤４０に吸着される。もし２番目の吸着剤ユニット３
１ｂ内の吸着剤４０も飽和すると、更に下流側の吸着剤
ユニット３１ｃ、３１ｄへと順次に流れて吸着されるこ
とになる。

【００２０】このように複数個（図示実施例は４個）の
吸着剤室が直列に接続されて、それぞれに吸着剤４０を
収容しているので、蒸発燃料と吸着剤４０の接触距離が
十分に長くなり、蒸発燃料が４個設けられた吸着剤４０
のどれにも吸着されないで一連の吸着剤室の下流側端部
空間１９まで到達するようなことは、機関の通常の運転
状態や停止状態では起こり得ない。従って、下流側端部
１９から大気圧力室８を通って機関のエアクリーナへ逃
げるものは空気だけであり、蒸発燃料が外気中へ放出さ
れることはない。

【００２１】機関の運転中に吸着剤４０の再生に適した
状態、例えば高速、高負荷運転のような状態になると、
パージ制御バルブ２４が図示しない制御装置によって自
動的に、場合によっては手動操作に関連して開弁され
る。その結果、機関の吸気通路２５の吸気負圧が吸気負
圧室１０、次いで各吸着剤ユニット３１内に作用するの
で、アンブレラ弁２９，３０及び２７，２８がいずれも
開弁し、大気ポート２１から吸入された空気が分流して
各吸着剤ユニット３１を並列的に透過し、隙間１２，１
３，１４等を通ってパージポート２２から機関の吸気通
路２５へ吸入される。この空気の流れによって各吸着剤
４０に吸着されていた蒸発燃料は脱離し、吸気と共に機
関の燃焼室に吸入されて燃焼することにより無害化され
る。

【００２２】このようにして、吸着剤ユニット３１は既
製のものとしてキャニスタ本体１とは別に予め製造して
準備することが可能になり、キャニスタ本体１への組み
付けも、キャニスタ本体１の上端板６又は下端板７の溶
接に先立って、吸着剤室へ吸着剤ユニット３１を単に挿
入する（軽く押し込む）だけの簡単な作業によって吸着
剤の装着が完了する。キャニスタ本体１の組み立てにお
いては取扱いが非常に面倒な粉粒体としての吸着剤を直
接に取り扱う必要がなくなって、組み付け作業の能率が
著しく向上する。しかも、吸着剤ユニット３１の外形が
予めキャニスタ本体１側の吸着剤室の形状に合わせて製
造されているので、吸着剤室内に隙間のような空間がで
きる恐れは全くなく、そのような吸着剤のない空間によ
る蒸発燃料の素通りのようなキャニスタの性能の低下も
ない。

【００２３】なお、図示実施例では、隔壁３，４，５と
上端板６又は下端板７との間に隙間１２，１３，１４を
形成して、複数個の吸着剤室が直列に接続された一連の
ものとしたが、隔壁３，４，５が各吸着剤室間を完全に
仕切るような形で設けた場合には、隙間１２，１３，１
４に相当する連通路は、それらの隔壁に直接に開口を穿
孔することによって形成されてもよい。吸着剤ユニット
３１の外筒３２は、吸着剤室へ挿入可能な固形のもので
あればよく、必ずしも筒状のものに限られる訳ではない
ので、外筒３２は一般的には「外殻」と呼ぶべきもので
ある。また、図示実施例では吸着剤ユニット３１の数を
４個とし、これらを直列に接続して一連のシステムを構
成すると共に、一方向弁として具体的にアンブレラ弁を
使用する場合を例示したが、本発明は単に図示実施例に
限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によっ
て定められる範囲の変形が許されるものであることは言
うまでもない。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、キャニスタ内に活性炭
のような吸着剤を直接に充填する必要がなくなり、キャ
ニスタの組み立て工程が著しく簡単なものになる。しか
も、予めキャニスタ本体の外部で吸着剤ユニット内に吸
着剤を充填することが可能になるので、充填作業が簡単
で充填量も均一になる。それによって複数個の吸着剤室
に吸着剤を均一に装填することが可能になり、吸着剤の
充填密度に関して各室の間、及び個々のキャニスタの間
にばらつきが生じない。

【００２５】本発明における吸着剤ユニットは、従来技
術に見られるような袋詰めのものではなく、外殻の中に
吸着剤等を収容した固形のものであるため、キャニスタ
本体の吸着剤室への装着も単に挿入するだけで済み、隅
部に隙間が生じる恐れがないばかりか、吸着剤ユニット
の内部に収容された活性炭のような吸着剤が常時適当な
押圧力によって圧縮されるようにすることができるの
で、吸着剤粒の摩耗や逸脱のような問題も起こらない。
従って、本発明の蒸発燃料処理装置は長期間にわたって
安定な性能を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のシステム構成を示す断面図で
ある。

【図２】図１の要部を拡大して示す断面図である。

【符号の説明】

１…キャニスタ本体 ２…筒状ケーシング ３，４，５…隔壁 ６，７…端板 ８…大気圧力室 １０…吸気負圧室 １２，１３，１４…隙間 １５…直列に連結された吸着剤室の上流側端部空間 １８…燃料タンク １９…直列に連結された吸着剤室の下流側端部空間 ２１…大気ポート ２２…パージポート ２４…パージ制御バルブ ２５…内燃機関の吸気通路 ２７，２８，２９，３０…アンブレラ弁 ３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ…吸着剤ユニッ
ト ３２…外筒（外殻） ３３，３４…多孔板 ３５，３６…フィルタ ３７…スプリング ３８…ばね座 ４０…活性炭のような吸着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 好 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 板倉 秀明 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 前田 一人 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に隔壁によって区画された複数個の
   吸着剤室を備えているキャニスタ本体と、前記吸着剤室
   のそれぞれに挿入される吸着剤ユニットからなり、前記
   吸着剤ユニットは、固形の外殻と、前記固形の外殻の内
   部に充填された吸着剤からなっていることを特徴とする
   内燃機関用の蒸発燃料処理装置。
2. 【請求項２】 前記キャニスタ本体の前記複数個の吸着
   剤室が直列に接続されている請求項１に記載された内燃
   機関用の蒸発燃料処理装置。
3. 【請求項３】 前記複数個の吸着剤室が全て同じ形状を
   有すると共に、それに合わせて前記吸着剤ユニットの前
   記固形の外殻が全て単一の外形を有する請求項１又は２
   に記載された内燃機関用の蒸発燃料処理装置。
4. 【請求項４】 前記複数個の吸着剤室が筒状の形状を有
   すると共に、それに合わせて前記吸着剤ユニットの前記
   固形の外殻が筒状のものである請求項１ないし３のいず
   れかに記載された内燃機関用の蒸発燃料処理装置。
5. 【請求項５】 前記吸着剤ユニットの内部に充填された
   吸着剤が弾性手段によって常時押圧されている請求項１
   ないし４のいずれかに記載された内燃機関用の蒸発燃料
   処理装置。
6. 【請求項６】 吸着剤が活性炭である請求項１ないし５
   のいずれかに記載された内燃機関用の蒸発燃料処理装
   置。
7. 【請求項７】 前記キャニスタ本体が少なくとも１個の
   一方向弁を備えている請求項１ないし６のいずれかに記
   載された内燃機関用の蒸発燃料処理装置。