JPS6119827B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両、特に自動車用の燃料蒸発防止装
置に関するものである。

従来公知のこの種の装置としては例えば特開昭
53−77923号公報に記載されたものがある。これ
は第１図に示されているように、容器１の内部に
粒状の活性炭よりなる吸着剤を充填し、この吸着
剤層４の内部に円錐台形状の流れ方向変向体１４
を埋設し、この流れ方向変向体１４の底部１４ａ
をベーパーガイド１２の端部に対向せしめた構造
になつている。

蒸発燃料の吸着剤層４への吸着はベーパーガイ
ド１２の端部より始まり、徐々に吸着剤層４に広
がつて行くが、この広がり方を支配しているの
は、蒸発燃料の「流れ」と「拡散」とである。と
ころが、本発明者の研究によれば、支配的なのは
「流れ」であることが判明し、「拡散」はほとんど
無視しても良い程度であることが明らかとなつ
た。そこで、従来構造の第１図に蒸発燃料の流れ
を示すと、実際には上述のごとく「流れ」が支配
的であることを考慮すれば蒸発燃料は通気抵抗を
極力小さくするように流れる。つまり、第１図の
矢印のように流れることになる。従つて図中に斜
線で示すように吸着剤層４の未利用の領域イ，
ロ，ハが存在することがわかる。

一方、従来装置においては、前記円錐台形の流
れ方向変向体１４の底部に、吸着剤層４の内部に
蒸発燃料を脱離（パージ）するための脱離用空気
を導入するチエツクバルブ１６を設置し、かつ容
器１の底部にパージ室１１を設置した構造になつ
ている。上記チエツクバルブ１６はエンジンの吸
気管に発生する負圧を利用して開弁させるのであ
るが、チエツクバルブ１６とパージ室１１の大気
口１１ａとが独立した構造になつているため、チ
エツクバルブ１６の開弁圧と、パージ室１１およ
び大気口１１ａの部分の通気抵抗とが問題にな
り、この通気抵抗がチエツクバルブ１６の開弁圧
より大きければチエツクバルブ１６が開弁するこ
とになる。しかし、上記部分の通気抵抗が大きい
のは吸着燃料の脱離性能が低下し、またエンジン
側にとつて好ましくない。

本発明は上述のような従来装置の問題点に鑑み
創案されたもので、その第１の目的とするところ
は吸着剤を有効に利用し、第２の目的とするとこ
ろはパージ室および大気口の通気抵抗を増大する
ことなく確定にチエツクバルブを開弁させる燃料
蒸発防止装置を提供しようとするものである。そ
して、本発明は、車両の燃料タンクで発生する蒸
発燃料を吸着する吸着剤を容器内に収納し、この
容器内の吸着剤層中に没入して対向的に設けた第
２の蒸発燃料導入管と円錐ないし円錐台形状の流
れ方向変向体とを有し、この流れ方向変向体の頂
角αを60゜〜120゜の範囲、同流れ方向変向体の
最大径端部分の横断面積と容器内の吸着剤層の横
断面積との比S₁/S₂を0.4〜0.6の範囲とにそれぞ
れ限定し、さらに流れ方向変向体の最大径端部と
吸着剤層の側端との距離ａおよびこの最大径端部
と吸着剤層の側端との距離ｂとの比a/bが0.8以上
でかつ蒸発燃料導入管の吸着剤層中の軸方向の長
さをｇとしたときａがｇ＋ｂ以下であるようにし
た車両燃料蒸発防止装置の第１発明と、この第１
発明においてさらに前記容器の他端と吸着剤層と
の間に設けられた大気に通じるパージ室と、この
パージ室内の空気を前記流れ方向変向体の内側に
流す方向にのみ開弁するチエツクバルブとを具備
した車両用燃料蒸発防止装置の第２発明との２発
明を包含するものである。

以下本発明を、その実施例により詳細に説明す
る。

まず、本発明の第１発明の一実施例を示す第２
図において、横断面円形状の金属容器１内の下部
には多数の通孔を有するパンチングメタル２ａが
棚状に固定されるとともに、その上にはフイルタ
ー部材であるガラスウール３ａが載置され、更に
その上に吸着剤である粒状活性炭が層状に充填さ
れている。この吸着剤層４の上面にはガラスウー
ル３ｂが、更にその上にはパンチングメタル２ｂ
が載置されており、容器１の上部開口には蓋５が
パンチングメタル２ｂを下方へ押し付けた状態で
固着されている。蓋５にはスプリング１５を介し
て厚肉のバルブ基体部５ａが設けられ、該基体部
５ａには第１の蒸発燃料導入管６および混合気導
出管７が連結されている。なお図示は省略した
が、第１の蒸発燃料導入管６は蒸発燃料流通管を
介して燃料タンクに連通され、混合気導出管７は
混合気流通管を介して気化器の吸気通路と連通し
ている。

上記バルブ基体部５ａには、通路８、第１の蒸
発燃料導入管６からの燃料蒸気の流通を制御する
ためのチエツクバルブ９、および容器１から混合
気導出管７への混合気の流通を制御するためのチ
エツクバルブ１０、燃料タンクが所定の負圧にな
つたときに開弁するチエツクバルブ３０が設けら
れている。チエツクバルブ９は、チエツクボール
９ａおよびこのボール９ａを通路８の開口部に押
しつけるためのスプリング９ｂとよりなり、燃料
タンクの蒸発燃料の圧が所定値に達したときに蒸
発燃料蒸気が支持板９ｃ導入口９ｄより容器１内
に流入することを許容し、燃料の逆方向の流れを
遮断する。チエツクバルブ１０はチエツクボール
１０ａおよびこのボール１０ａを混合気導出口１
０ｃ側へ押しつけるためのスプリング１０ｂとよ
りなり、エンジンの吸気通路負圧が所定値に達し
たときに混合気が混合気導出管７へ流出するのを
許容するが、混合気の逆方向への流れを遮断す
る。チエツクバルブ３０は、チエツクボール３０
ａおよびこのボール３０ａを燃料タンク用空気導
入口３０ｃに押しつけるスプリング３０ｂとより
なり、燃料タンク内が所定の負圧になつた時、開
弁し、大気口１１ａより空気を導き、燃料タンク
への空気の導入を許容するが、燃料蒸気の空間部
２１への流れを遮断する。なお２１は空間部であ
る。一方容器１の底部中央にはパージ室１１が形
成され、このパージ室１１は大気口１１ａにより
大気開放されている。

バルブ基体部５ａの下面には、チエツクバルブ
９を設けた蒸発燃料導入口９ｄと連通する位置に
第２の蒸発燃料導入管１２以下ベーパー・ガイド
と称すの一端が固着されている。このベーパー・
ガイド１２はその径が上記導入口９ｄの径よりも
大きく先端、即ち下端側はパンチングメタル２ｂ
およびガラスウール３ｂの中央を貫通して吸着剤
層４内に挿置され、下端開口は吸着剤層４のほぼ
中央に位置している。また、ベーパー・ガイド１
２内にも吸着剤層４と同一レベルまで吸着剤が充
填され、その上面にはガラスウール１３が載置さ
れている。

吸着剤層４のうちベーパー・ガイド１２の端部
の下方位置には、上方に向うに従つて次第に径が
増大する円錐台形状の流れ方向変向体１４が埋設
してある。この流れ方向変向体１４の底部１４ａ
はベーパー・ガイド１２の端部に対向しており、
かつ円錐形面に取付けた４本の棒状脚部１４ｂで
容器１内のガラスウール３ａ上に支持してある。

しかして、エンジン停止時、燃料タンクに発生
した蒸発燃料蒸気は所定圧に達するとチエツクバ
ルブ９を開弁してベーパー・ガイド１２を通つて
吸着剤層４に入つて吸着される。そしてエンジン
作動時、気化器通路内の負圧が所定値に達すると
チイツクバルブ１０を開弁し、これにより大気口
１１ａからパージ室１１を経て空気が容器１内に
吸入され、の空気により吸着燃料蒸気は吸着剤よ
り脱離され、混合気が混合気導出口１０ｃを通り
混合気導出管７を経て気化器に供給される。な
お、エンジン停止時に多量の蒸発燃料蒸気が発生
しチエツクバルブ９を開いて容器１内に流入して
も、チエツクバルブ１０が混合気導出口１０ｃを
遮断しているため、該導出口１０ｃより導出され
ない。

次に、上記実施例の構造のものにおいて、流れ
方向変向体１４の仕様と燃料吸着性能（実際に吸
着作用を行なつている吸着剤層４の容量／吸着剤
層４の全体の容量の比）について具体的実験デー
タを示す。第３図乃至第５図その実験データを示
す特性図である。

第３図は流れ方向変向体１４の最大径ｄ部分の
横断面積S₁と吸着剤層４の横断面積S₂（Ｄ部分）
との関係を示すデータである。（ｄ，Ｄについて
は第８図を参照）この第３図から明らかなように
S₁/S₂が0.4〜0.6の間でほぼ同程度の吸着性能を
示していることが理解できる。S₁/S₂が0.6より大
きいと、流れ方向変向体１４の端部側での通気抵
抗が増大し、蒸発燃料が流れにくくなる。一方S
_１／Ｓ_２が0.4より小さいと図示（第８図）ｂの部分
の通過面積が大きくなり蒸発燃料の流れは第１図
に示す装置の流れに近くなつて同図ハの領域が残
るようになる。従つて、S₁/S₂を0.4〜0.6とする
ことにより未吸着領域ハがなくなり、吸着性能も
第３図のように、この範囲で最も良好となる。

第４図は前記S₁/S₂＝0.5において、流れ方向変
向体１４の頂角αによる吸着性能を示すグラフで
ある。同図によると頂面がほぼ90゜近辺で最良値
の値を示すが、第６図に示すようにαが90゜より
小さくなつて行くと第１図に示す脱離されにくい
領域イ（第６図斜線）が大きくなり、吸着、脱離
を繰り返す本装置としては結果的に吸着性能が低
下する。また、第７図に示すようにαが90゜より
大きくなると蒸発燃料の流れが流れ方向変向体１
４の外壁領域にまわりにくくなつて行くため、吸
着性能が低下する。第４図のグラフから頂角αは
60゜〜120゜が適当である。

第５図は前記S₁/S₂＝0.5において、流れ方向変
向体１４の端部と吸着剤層４の上端の距離ａおよ
び流れ方向変向体１４の端部と吸着剤層４の側端
との距離ｂとの関係を示したデータである。

（上記ａ，ｂについては第８図を参照）この第
５図においてa/bの比が0.8〜1.5の間でほぼ同程
度の吸着性能を示している。すなわちa/bの比が
0.8より小さくなると、ａもしくはｂを流れる蒸
発燃料の通気抵抗が増大し、その後の蒸発燃料の
流れに悪影響を及ぼす。

ところで第８図において、ベーパー・ガイド１
２と流れ方向変向体１４の位置関係においてベー
パー・ガイド１２の下端と流れ方向変向体１４の
内側底面との間の距離ｆがあまり小さくなると、
組付時において蓋部５と一体としてベーパー・ガ
イド１２を、吸着剤を押さえつけながら挿入する
ため、粒状活性炭の流動性が悪くなり流れ方向変
向体１４内側の底部附近およびベーパー・ガイド
１２内部の粒状活性炭が他の粒状活性炭の充填状
態と比べて密に充填されてしまう可能性が生じ
る。そして前記部位が他の部位と比べて通気抵抗
が大きくなり、極端な場合、ベーパー・ガイド１
２の上流側にあるチエツクバルブ９が開弁しても
燃料タンクからの蒸発燃料が流入しなくなり、燃
料タンク内の圧力を上げてしまう結果となる。こ
れを防ぐには、ベーパー・ガイド１２下端と流れ
方向変向体１４内側底面との距離ｆを大きくする
か、ベーパー・ガイド１２の径を細くしてやれば
よいが、あまり細くすると逆にベーパー・ガイド
１２内に粒状活性炭が充填されにくくなるという
不具合を生じ、組付時にこの点を考慮しなければ
ならないことが判つた。

次に流れ方向変向体４の軸方向の位置と本装置
の性能の関係において、吸着剤層４の軸方向の層
厚が重要な影響を与えることが判つた。

すなわち、前記層厚がある程度厚くなると、第
５図に示すように、本装置の性能は、流れ方向変
向体１４の位置がある一定のところまでは徐々に
低下し、それを過ぎると急に低下する様相を示
す。これは第８図において流れ方向変向体１４の
開口先端部より下側かつ流れ方向変向体１４外側
の領域では、吸着脱離がよく、十分に利用され、
この領域が、流れ方向変向体１４が下部に移動す
るに従つて減少するためである。また、性能が急
に低下するのは、流れ方向変向体１４がその位置
より下になると、蒸発燃料が流れ方向変向体１４
の外側へ直接流れ込む量が多くなり、蒸発燃料の
流れの一部に対して流れ方向変向体１４の影響を
あまり受けなくなるためと考えられる。そしてこ
の位置は吸着剤層４中に位置する蒸発燃料導入管
１２の長さｇに前記ｂの距離を加えた位置にほぼ
等しいことが判つた。さらに、この位置近くまで
流れ方向変向体１４が下がつて行くに従い、前述
の吸着剤の充填時における不具合もなくなる。こ
れよりも吸着剤の層厚の薄い場合には、ａを短か
くとり、層厚の厚い場合には前述からも判るよう
に、相対的に、不十分な利用領域が減少すること
になるので、ａをｇ＋ｂまでぐらいにしてもよい
ことが判る。

以上のことから、流れ方向変向体１４の位置
は、a/b＞0.8から、ａ＝ｇ＋ｂまでの範囲で選べ
ばよいことが明らかとなつた。

また、上記の実施例では、第１図に示す従来装
置と比べ、流れ方向変向体１４自身は吸着剤を支
えるパンチング・プレート２ａやフイルタ３ａと
直接接触していないので、例えば容器形状が縦方
向に長くなつた場合でも流れ方向変向体１４下部
にそのまま吸着剤が充てんできるため、この領域
の吸着剤層４は脱離されやすく、結果的に本装置
の性能は吸着剤が増えた分だけ高くなる。また、
本発明における流れ方向変向体１４は本装置にお
ける容器１と独立して、吸着剤層４内に埋設して
あるため、既存の容器の形状および構造を何ら変
更する必要がないという効果もある。なお、ベー
パー・ガイド１２の管壁に若干数の小孔を穿設す
ることにより、ベーパー・ガイド１２近傍部へも
蒸発燃料が流れ込むため、この領域の吸着剤層４
も有効に利用できる。

次に本発明の第２発明の一実施例を第９図を参
照して説明する。同図に示す実施例においては、
流れ方向変向体１４の底部１４ａの裏面に、一体
にチエツクバルブ１６が設けてある。チエツクバ
ルブ１６はバルブ基体１６ａの通気孔１６ｂ内
に、チエツクボール１７およびスプリング１８を
収納しており、スプリング押え板１９（例えばパ
ンチングメタル、金網）によつてスプリング８で
チエツクボール１７を押圧している。なお、押え
板１９の上にはガラスウールよりなるフイルター
２０が載置してある。また、チエツクバルブ１６
の通気孔１６ｂはパージ室１１に連通している。
他の部分の構成は第２図に示す第１発明の実施例
のものと同じである。

上記構成によれば、混合気導出管７に作用する
エンジンの負圧で吸着剤層４内に圧力差が生じる
と、チエツクバルブ１６は開弁し、空気がチエツ
クバルブ１６の部分を通過することになる。従つ
て、流れ方向変向体１４の内側にも燃料脱離用空
気が導入されるので、再吸着時の吸着性能が悪化
することはない。

なお、本実施例においても、前記した第１発明
の実施例と同様にS₁/S₂＝0.4〜0.6，a/b＝0.8〜g
＋ｂ／ｂ，α＝60゜〜120゜に設定することは勿論
である。

第１０図は第２発明の他の実施例を示すもの
で、流れ方向変向体１４の脚部４ｂをプレート状
になし、その脚部１４ｂの対向距離Ｌを容器１の
内径口に合わせてある。このような流れ方向変向
体１４によれば、容器１内への位置決めが容易で
あり、かつ流れ方向変向体１４の中心が容器１の
中心と同心になる。従つて、蒸発燃料および脱離
用空気の流れの偏りを防ぐことができる。なお、
このようなプレート状脚部１４ｂについては第１
発明の実施例にも適用できることはいうまでもな
い。また流れ方向変向体１４は円錐台形状に限ら
れず、円錐形でもよい。

以上、詳述したごとく、第１発明によれば吸着
剤層中での蒸発燃料の流れに変化を与えて蒸発燃
料を吸着剤層中に分散せしめ、かつ流れ方向変向
体にチエツクバルブを設けない場合であつても脱
離がされにくい領域を極力小さくでき、従来に比
べて吸着剤層を有効に利用できるという優れた効
果がある。

また、第２発明によれば、流れ方向変向体の底
部裏面にチエツクバルブを設け、このチエツクバ
ルブを大気開放のパージ室に通じるようにしたか
ら、従来のようにチエツクバルブをパージ室を介
さずに直接大気へ開放する場合に比し、吸着剤層
中に生じる圧力差を利用して確実にチエツクバル
ブを開弁させることができ、従つて、従来のよう
にチエツクバルブを開弁させるためにパージ室の
大気孔の通気抵抗を無理に増大する必要がなく、
これによる種々の悪影響をなくすことができると
いう優れた効果がある。またチエツクバルブは流
れ方向変向体の底部裏面に設けられ、しかも吸着
剤層内に埋設してあるから、チエツクバルブの有
無に関係なく容器の構造を変更する必要がないと
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来公知のキヤニスタ装置を示す縦断
面図、第２図は本発明の第１発明の一実施例を示
す縦断面図、第３図乃至第５図は上記第１発明の
実施例において流れ方向変向体の形状、寸法と吸
着性能との関係を示す特性図、第６図、第７図は
本発明における流れ方向変向体の頂角の大小形状
を示す図、第８図は第２図に示す第１発明の実施
例における各部の仕様を表示するための縦断面
図、第９図は本発明の第２発明の一実施例を示す
縦断面図、第１０図は第２発明の他の実施例の要
部を示す斜視図である。 １…容器、４…吸着剤層、６…第１蒸発燃料導
入管、７…混合気導出管、９，１０，１６，３０
…チエツクバルブ、１１…パージ室、１２…ベー
パー・ガイド、１４…流れ方向変向体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車両の燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着
   する吸着剤と、この吸着剤を収納した容器と燃料
   タンクに連結される第１の蒸発燃料導入管と、こ
   の容器の一端側に取付けられ端部が前記容器内の
   前記吸着剤層内に没入せしめられ、チエツクバル
   ブを介して前記第１の蒸発燃料導入管と連通され
   る第２の蒸発燃料導入管と、前記吸着剤層内に前
   記第２の蒸発燃料導入管と対向してこれと同軸的
   に埋設されかつ前記第２の蒸発燃料導入管に向つ
   て拡開する円錐ないし円錐台形状を呈する流れ方
   向変向体とからなり、この流れ方向変向体の頂角
   αは60゜〜120゜となし、かつ流れる方向変向体
   の最大径端部分の横断面積S₁と容器内の吸着剤層
   の横断面積S₂との比S₁/S₂を0.4〜0.6とし、さら
   に流れ方向変向体の前記最大径端物と吸着剤層と
   の距離ａおよびこの最大径端部と吸着剤層の側端
   との比a/bが0.8以上でかつ前記流れ方向変向体の
   最大径端部と吸着剤層の上端との間隔距離ａを前
   記第２の蒸発燃料導入管の吸着剤層中の軸方向の
   長さｇに前記流れ方向変向体の最大径端部と吸着
   剤層の側端との間隔距離ｂを加えた長さｇ＋ｂ以
   下に設定したことを特徴とする車両燃料蒸発防止
   装置。 ２ 車両の燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着
   する吸着剤と、この吸着剤を収納した容器と燃料
   タンクに連結される第１の蒸発燃料導入管と、こ
   の容器の一端側に取付けられ端部が前記容器内の
   前記吸着剤層内に没入せしめられ、チエツクバル
   ブを介して前記第１の蒸発燃料導入管と連通され
   る第２の蒸発燃料導入管と、前記吸着剤層内に前
   記第２の蒸発燃料導入管と対向してこれと同軸的
   に埋設されかつ前記第２の蒸発燃料導入管に向つ
   て拡開する円錐ないし円錐台形状を呈する流れ方
   向変向体とからなり、この流れ方向変向体の頂角
   αは60゜〜120゜となし、かつ流れ方向変向体の
   最大径端部部分の横断面積S₁と容器内の吸着剤層
   の横断面積S₂との比S₁/S₂を0.4〜0.6とし、さら
   に流れ方向変向体の前記最大径端部と吸着剤層の
   上端との距離ａおよびこの最大径端部と吸着剤層
   の側端との距離ｂの比a/bが0.8以上でかつ前記流
   れ方向変向体の最大径端部と吸着剤層の上端との
   間隔距離ａを前記第２の蒸発燃料導入管の吸着剤
   層中の軸方向の長さｇに前記流れ方向変向体の最
   大径端部と吸着剤層の側端との間隔距離ｂを加え
   た長さｇ＋ｂ以下に設定した車両燃料蒸発防止装
   置において、前記容器の他端と前記吸着剤層との
   間に設けられた大気に通じるパージ室と、前記パ
   ージ室内の空気を前記流れ方向変向体の内側に流
   す方向にのみ開弁するチエツクバルブとを具備し
   たことを特徴とする車両用燃料蒸発防止装置。