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JP5583609B2 - キャニスタ - Google Patents

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Description

本発明は、例えば自動車等の車両に搭載される内燃機関(エンジン)の蒸発燃料処理装置に用いられるキャニスタに関する。
従来、内燃機関いわゆるエンジンの停止中等に燃料タンク内に貯留されたガソリン燃料が揮発して生じた蒸発燃料を、キャニスタの吸着材室内に収容した活性炭等の吸着材に吸着させることにより、蒸発燃料が大気中に放散することを防止するキャニスタがある。キャニスタは、燃料タンクの上部気室に連通するタンクポートと、内燃機関の吸気通路に連通するパージポートと、大気に開放される大気ポートと、タンクポートから大気ポートへ流れる蒸発燃料を吸着しかつ大気ポートからの空気がパージポートへ吸引される際に蒸発燃料を脱離する吸着材が収納された吸着材室とを備えている。したがって、エンジンの停止時等に燃料タンク内で発生した蒸発燃料が、タンクポートから吸着材室を通って大気ポートへ流れる間に吸着材に吸着されることにより、大気中への蒸発燃料の放散が防止される。また、吸着材に吸着された蒸発燃料が、エンジンの運転時の吸気負圧によって大気ポートから導入された大気中の空気が吸着材室を通ってパージポートへ吸引される際に脱離(パージ)されることによって、吸着材の再生がなされる。
前記キャニスタでは、エンジンの停止時に吸着材に吸着されている蒸発燃料が大気ポートから大気中に放散されるという吹き抜け現象(以下、「吹き抜け」という)が生じる場合がある。ところで、吸着材に吸着された蒸発燃料の濃度分布は、タンクポート側が最も高く、大気ポート側へ向かって徐々に低くなる傾向にあるが、吸着材の吸着平衡により、蒸発燃料が時間の経過とともに濃度の低い大気ポート側へ向かって拡散・移動するというマイグレーション現象が進行することで、吹き抜けが発生しやすくなる。また、パージ時において、蒸発燃料が脱離しきれずに吸着材に残存していると、給油等において燃料タンクから流入してくる新たな蒸発燃料によって、吸着材に残存している蒸発燃料が大気ポート側へ拡散・移動することでも、吹き抜けが発生しやすくなる。したがって、大気ポート側の吸着材に残存する蒸発燃料量(以下、「残存量」という)が多いほど、吹き抜ける蒸発燃料量(以下、「吹き抜け量」という)も増大する。
このような吹き抜けを防止するキャニスタとしては、例えば特許文献1に記載されたものがある。特許文献1に記載のキャニスタは、内部に流路が形成され、流路の一端に大気を導入する大気導入部が設けられるとともに、他端に蒸発燃料が導入される蒸発燃料導入部及び蒸発燃料が排出される蒸発燃料排出部が設けられ、流路の主通流方向に沿って延在する筒部が、蒸発燃料を吸着・脱離する第1吸着体が充填される第1吸着室と、第1吸着室よりも大気導入部寄りに直列に配置され、第1吸着体よりも吸着・脱離能力が高い第2吸着体が充填される第2吸着室とを有する。
特開2003−3914号公報
前記特許文献1に記載のキャニスタでは、第1吸着室よりも大気導入部寄りに直列に配置された第2吸着室に、第1吸着体よりも吸着・脱離能力が高い第2吸着体が充填されるというものの、吸着能力が高い吸着材は、吸着した蒸発燃料が脱離されにくく、脱離性が低い。そのため、残存量が多く、吹き抜け量が多くなるおそれがある。一方、吸着能力が低い吸着材では、吸着した蒸発燃料が脱離されやすく、脱離性が高いため、残存量が少なくなるが、給油時等において多量の蒸発燃料が発生した場合に、蒸発燃料を十分に吸着しきれず、これまた吹き抜け量が多くなることになる。このため、従来では、残存量を低減しながらも、ある程度、吹き抜け量を低減することのできる吸着材として、一般的には、ASTM法によるブタンワーキングキャパシティが、例えば8〜12g/dLの吸着能を有する活性炭(以下、「一般的な活性炭」という)が用いられるが、吸着能が低いことから吹き抜け量の低減が十分とはいえない。なお、本明細書でいう「ASTM法によるブタンワーキングキャパシティ」とは、ASTM International(米国試験材料協会:旧称 Americn Society for Testing and Materials)が策定・発行するASTM規格で、規格番号D5228に準拠して測定されたブタン有効吸着量のことをいう。
本発明が解決しようとする課題は、残存量を低減しながらも吹き抜け量を低減することのできるキャニスタを提供することにある。
第1の発明は、燃料タンクの上部気室に連通するタンクポートと、内燃機関の吸気通路に連通するパージポートと、大気に開放される大気ポートと、前記タンクポートから前記大気ポートへ流れる蒸発燃料を吸着しかつ前記大気ポートからの空気が前記パージポートへ吸引される際に前記蒸発燃料を脱離する吸着材が収納された吸着材室とを備えるキャニスタであって、前記吸着材室は、前記タンクポート及び前記パージポートに連通する第1吸着材室と、前記大気ポートに連通する第2吸着材室とを備え、前記第2吸着材室の吸着材は、高吸着能を有する活性炭であり、前記第2吸着材室には、蒸発燃料の脱離を促進する脱離促進手段が設けられていることを特徴とする。このように構成すると、第2吸着材室の吸着材が高吸着能を有する活性炭であるため、一般的な活性炭と比べて、高い吸着能を確保することができる。また、第2吸着材室に設けられた脱離促進手段によって蒸発燃料の脱離が促進される。このため、第2吸着材室の高吸着能を有する活性炭の低い脱離性が向上されることによって、残存量を低減しながらも高い吸着能によって吹き抜け量を低減することができる。なお、第2吸着材室の脱離促進手段は、高吸着能を有する活性炭からの蒸発燃料の脱離を促進するものであればよく、例えば蓄熱手段及び加熱手段のうちの少なくとも一方の手段を用いることができる。
第2の発明は、第1の発明において、前記第2吸着材室の活性炭は、ASTM法によるブタンワーキングキャパシティが13g/dL以上の高吸着能を有する活性炭である。このように構成すると、第2吸着材室の活性炭によって、一般的な活性炭と比べて、高い吸着能を確保することができる。なお、本明細書では、ASTM法によるブタンワーキングキャパシティが13g/dL以上の活性炭を「高吸着能を有する活性炭」といい、同じく13g/dL未満の活性炭を「低吸着能を有する活性炭」という。
第3の発明は、第2の発明において、前記第1吸着材室の吸着材は、前記第2吸着材室の活性炭と比べて、ASTM法によるブタンワーキングキャパシティが小さい低吸着能を有する活性炭であることを特徴とする。このように構成すると、第1吸着材室の吸着材として、一般的な活性炭を用いることができる。
第4の発明は、第3の発明において、前記第1吸着材室には、蒸発燃料の脱離を促進する脱離促進手段が設けられていることを特徴とする。このように構成すると、第1吸着材室に設けられた脱離促進手段によって蒸発燃料の脱離が促進される。このため、第1吸着材室の低吸着能を有する活性炭の残存量を低減することができる。なお、第1吸着材室の脱離促進手段は、低吸着能を有する活性炭からの蒸発燃料の脱離を促進するものであればよく、例えば蓄熱手段及び加熱手段のうちの少なくとも一方の手段を用いることができる。
第5の発明は、第2の発明において、前記第1吸着材室の吸着材は、高吸着能を有する活性炭であることを特徴とする。このように構成すると、第1吸着材室の吸着材が高吸着能を有する活性炭であるため、一般的な活性炭と比べて、高い吸着能を確保することができる。
第6の発明は、第5の発明において、前記第1吸着材室には、蒸発燃料の脱離を促進する脱離促進手段が設けられていることを特徴とする。このように構成すると、第1吸着材室に設けられた脱離促進手段によって蒸発燃料の脱離が促進される。このため、第1吸着材室の高吸着能を有する活性炭の低い脱離性が向上されることによって、残存量を低減することができる。なお、第1吸着材室の脱離促進手段は、高吸着能を有する活性炭からの蒸発燃料の脱離を促進するものであればよく、例えば蓄熱手段及び加熱手段のうちの少なくとも一方の手段を用いることができる。
第7の発明は、第1〜6のいずれかの発明において、前記第1吸着材室と前記第2吸着材室との間には、吸着材を収納しない中空室が設けられていることを特徴とする。このように構成すると、第1吸着材室と第2吸着材室との間に設けられた中空室により、第1吸着材室から第2吸着材室への蒸発燃料の拡散、移動を防止することができる。
第8の発明は、第1〜7のいずれかの発明において、前記タンクポート及び前記パージポートを備える第1キャニスタ体と、前記大気ポートを備える第2キャニスタ体と、前記第1キャニスタ体と前記第2キャニスタ体とを連通する配管部材とから構成されていることを特徴とする。このように構成すると、第1キャニスタ体と第2キャニスタ体とを離れた位置関係をもって配置することができる。また、第1キャニスタ体と第2キャニスタ体とを連通する配管部材により、第1キャニスタ体から第2キャニスタ体への蒸発燃料の拡散、移動を防止することができる。
実施形態1にかかるキャニスタを示す断面図である。 実施形態2にかかるキャニスタを示す断面図である。 実施形態3にかかるキャニスタを示す断面図である。 実施形態4にかかるキャニスタを示す断面図である。 実施形態5にかかるキャニスタを示す断面図である。 実施形態6にかかるキャニスタを示す断面図である。 実施形態7にかかるキャニスタを示す断面図である。
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
[実施形態1]
本発明の実施形態1を説明する。図1はキャニスタを示す断面図である。本実施形態にかかるキャニスタは、自動車等の車両に搭載されるものである。なお、説明の都合上、図1において、左方を前方とし、右方を後方とし、下方を左方とし、上方を右方として説明を行う。
図1に示すように、キャニスタ10はケース12を備えている。ケース12は、樹脂製で、有底ボックス状のケース本体13と、ケース本体13の開口端面を閉鎖する蓋板14とにより構成されている。なお、本実施形態では、ケース本体13の底側が前方(図1において左方)へ向けられ、蓋板14が後方(図1において右方)へ向けられている。
前記ケース本体13の前側(図1において左側)の端板13aには、前方(図1において左方)へ向けて突出しかつ左右方向に並ぶ3本のポート16,17,18が形成されている。左側のポート16は大気ポート16に設定されている。大気ポート16は、大気に開放されている。また、右側のポート18はタンクポート18に設定されている。タンクポート18は、図示しない蒸発燃料ガス通路を介して燃料タンク内の上部気室(空気層室)に連通されている。燃料タンク内で発生した蒸発燃料を含む蒸発燃料ガスは、蒸発燃料ガス通路を介してタンクポート18からケース本体13内に導入される。また、中央のポート17はパージポート17に設定されている。パージポート17は、図示しないパージ通路を介してエンジンの吸気通路に連通されている。パージ通路の途上には、その通路を開閉するパージ制御弁が設けられている。パージ制御弁の開度を、エンジンの運転中に、図示しない電子制御装置(いわゆるECU)で制御することによって、パージ制御が行われる。なお、エンジンは本明細書でいう「内燃機関」に相当する。
前記ケース本体13の前側の端板13aには、後方(図1において右方)へ向けて突出された左側の仕切壁19及び右側の仕切壁20が形成されている。左側(図1において下側)の仕切壁19は、その先端部(後端部)が前記蓋板14の付近まで延出されている。左側の仕切壁19は、ケース本体13内をパージポート17及びタンクポート18に連通する第1室21と、大気ポート16に連通する第2室22とに仕切っている。また、右側(図1において上側)の仕切壁20は、左側の仕切壁19の突出量よりも短い突出量(例えば、左側の仕切壁19の突出量の1/4程度の突出量)で形成されている。右側の仕切壁20は、第1室21の前端部(ポート側の端部)をタンクポート18側の入口部21aとパージポート17側の出口部21bとに仕切っている。
前記第1室21には、前記燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着及び脱離する吸着材23が収納されている。吸着材23としては、蒸発燃料中のブタン等の燃料成分(「蒸発燃料」という)を吸着及び脱離可能な粒状の活性炭(吸着材23と同一符号を付す)23が用いられている。第1室21の活性炭23には、ASTM法によるブタンワーキングキャパシティが13g/dL未満の低吸着能を有する活性炭23(符号、(A)を付す)が用いられている。例えば、低吸着能を有する活性炭23(A)としては、一般的な活性炭すなわちASTM法によるブタンワーキングキャパシティが8〜12g/dLの吸着能を有する活性炭が用いられている。なお、第1室21は本明細書でいう「第1吸着材室」に相当する。
前記第1室21の入口部21a及び出口部21bには、前記低吸着能を有する活性炭23(A)と前記端板13aとの間に介在される吸着材保持用のフィルタ25がそれぞれ配置されている。フィルタ25は、例えば不織布からなる。また、第1室21の後端部には、通気性を有する吸着材押付用の通気プレート部材27が前後方向(図1において左右方向)に移動可能に嵌合されている。例えば、通気プレート部材27は、樹脂製の格子状板材からなる。また、通気プレート部材27と低吸着能を有する活性炭23(A)との間には、吸着材保持用のフィルタ28が介在されている。フィルタ28は、例えば発泡ウレタンからなる。また、通気プレート部材27と前記蓋板14との間には、スプリング29が介在されている。スプリング29は、通気プレート部材27を前方(図1において左方)へ弾性的に押付けている。
前記第2室22には、前記燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着及び脱離する吸着材23と、温度変化に応じて潜熱の吸収および放熱を生じる蓄熱材31とが混合状態で収納されている。吸着材23としては、蒸発燃料中のブタン等の燃料成分を吸着及び脱離可能な粒状の活性炭(吸着材23と同一符号を付す)23が用いられている。第2室22の活性炭23には、ASTM法によるブタンワーキングキャパシティが13g/dL以上の高吸着能を有する活性炭23(符号、(B)を付す)が用いられている。また、第2室22の高吸着能を有する活性炭23(B)としては、好ましくは、ASTM法によるブタンワーキングキャパシティが15g/dL以上の高吸着能を有する活性炭が良く、より好ましくは、ASTM法によるブタンワーキングキャパシティが17g/dL以上の高吸着能を有する活性炭が良い。また、第1室21の低吸着能を有する活性炭23(A)と第2室22の高吸着能を有する活性炭23(B)には、同等の比熱を有する活性炭が用いられている。また、高吸着能を有する活性炭23(B)は、一般的な活性炭と比べて、ASTM法によるブタンワーキングキャパシティが大きくなるほど、蒸発燃料の残存成分の分子間力が強いため、蒸発燃料の拡散量を低減し、吹き抜け量を低減することができる。なお、第2室22は本明細書でいう「第2吸着材室」に相当する。
前記蓄熱材31としては、温度変化に応じて潜熱の吸収および放熱を生じる相変化物質を有する蓄熱材であればよく、相変化物質、相変化物質を封入したマイクロカプセル、そのマイクロカプセル又は相変化物質を封入したペレット等を用いることができる。また、蓄熱材31の形状、配置形態等は問わない。また、相変化物質としては、例えば、融点が22℃のヘプタデカン、融点が28℃のオクタデカン等のパラフィンを用いることができる。また、蓄熱材31の潜熱を利用して、蒸発燃料の吸着時の高吸着能を有する活性炭23(B)の温度上昇を抑制することにより蒸発燃料の吸着を促進することができる一方、蒸発燃料の脱離時の高吸着能を有する活性炭23(B)の温度低下を抑制することにより蒸発燃料の脱離を促進することができる。なお、蓄熱材31は本明細書でいう「脱離促進手段」、「蓄熱手段」に相当する。
前記第2室22の前端部には、前記高吸着能を有する活性炭23(B)及び前記蓄熱材31と前記端板13aとの間に介在される吸着材保持用のフィルタ33が配置されている。フィルタ33は、例えば不織布からなる。また、第2室22の後端部には、格子板状の通気性を有する吸着材押付用の通気プレート部材35が前後方向(図1において左右方向)に移動可能に嵌合されている。また、通気プレート部材35と高吸着能を有する活性炭23(B)及び蓄熱材31との間には、吸着材保持用のフィルタ36が介在されている。フィルタ36は、例えば発泡ウレタンからなる。また、通気プレート部材35と前記蓋板14との間には、スプリング37が介在されている。スプリング37は、通気プレート部材35を前方(図1において左方)へ弾性的に押付けている。また、両室21,22の通気プレート部材27,35と蓋板14との間には、両室21,22を相互に連通する連通路39が形成されている。
次に、前記キャニスタ10の動作について説明する。
給油時及び通常時(例えば駐車時)において、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を含む蒸発燃料ガス(図1中、実線矢印Y1参照)は、タンクポート18を介して第1室21に導入される。蒸発燃料ガスは、第1室21、連通路39、第2室22を通る。その際、蒸発燃料ガス中の蒸発燃料は、第1室21の低吸着能を有する活性炭23(A)及び第2室22の高吸着能を有する活性炭23(B)に吸着される。このとき、第2室22における蓄熱材31の潜熱を利用して、蒸発燃料の吸着時の高吸着能を有する活性炭23(B)の温度上昇が抑制されることにより、蒸発燃料の吸着が促進される。そして、ほとんど空気となったガスは、大気ポート16から大気へ放出される。
また、パージ時(エンジンの運転中のパージ制御時)に、電子制御装置(ECU)によりパージ制御弁(図示省略)が開弁されると、エンジンの吸気負圧がパージポート17を介して第1室21に導入されることにより、大気中の空気が、前記蒸発燃料ガスの流れとは逆に、第2室22、連通路39、第1室21を通る(図1中、点線矢印Y2参照)。このとき、第1室21の低吸着能を有する活性炭23(A)及び第2室22の高吸着能を有する活性炭23(B)から蒸発燃料が脱離(パージ)され、空気とともにパージポート17からエンジンの吸気通路に供給される。このとき、第2室22における蓄熱材31の潜熱を利用して、蒸発燃料の脱離時の高吸着能を有する活性炭23(B)の温度低下が抑制されることにより、蒸発燃料の脱離が促進される。
前記したキャニスタ10によると、第2室22の吸着材23が高吸着能を有する活性炭23(B)であるため、一般的な活性炭と比べて、高い吸着能を確保することができる。また、第2室22に設けられた蓄熱材31によって蒸発燃料の脱離が促進される。このため、第2室222の高吸着能を有する活性炭23(B)の低い脱離性が向上されることによって、残存量を低減しながらも高い吸着能によって吹き抜け量を低減することができる。なお、第2室22の蓄熱材31は、電気ヒータ等の加熱手段に代えることができる。また、蓄熱材31等の蓄熱手段と電気ヒータ等の加熱手段とを併用してもよい。
また、第2室22の高吸着能を有する活性炭23(B)は、ASTM法によるブタンワーキングキャパシティが13g/dL以上の高吸着能を有する活性炭23(B)である。したがって、第2室22の高吸着能を有する活性炭23(B)によって、一般的な活性炭と比べて、高い吸着能を確保することができる。
また、第1室21の吸着材23は、前記第2室22の高吸着能を有する活性炭23(B)と比べて、ASTM法によるブタンワーキングキャパシティが小さい低吸着能を有する活性炭23(A)である。したがって、第1室21の吸着材23として、一般的な活性炭を用いることができる。
[実施形態2]
本発明の実施形態2を説明する。本実施形態は、前記実施形態1に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。また、以降の実施形態についても、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図2はキャニスタを示す断面図である。
図2に示すように、本実施形態のキャニスタ10は、前記実施形態1(図1参照)のキャニスタ10における第1室21の高吸着能を有する活性炭23(A)を、高吸着能を有する活性炭23(B)に代えたものである。高吸着能を有する活性炭23(B)は、例えば、前記第2室22の活性炭23(B)と同等の高吸着能を有する活性炭である。したがって、第1室21の吸着材23が高吸着能を有する活性炭23(B)であるため、一般的な活性炭と比べて、高い吸着能を確保することができる。なお、第1室21の活性炭23(B)は、第2室22の活性炭23(B)と同等の高吸着能を有する活性炭に限らず、ASTM法によるブタンワーキングキャパシティが13g/dL以上の高吸着能を有する活性炭であればよい。また、第1室21の活性炭23(B)と第2室22の活性炭23(B)には、同等の比熱を有する活性炭を用いるとよい。
[実施形態3]
本発明の実施形態3を説明する。本実施形態は、前記実施形態1に変更を加えたものである。図3はキャニスタを示す断面図である。
図3に示すように、本実施形態のキャニスタ10は、前記実施形態1(図1参照)のキャニスタ10における第1室21に、低吸着能を有する活性炭23(A)と蓄熱材31とが混合状態で収納されている。蓄熱材31は、前記実施形態1における第2室22に収容したものと同様の蓄熱材である。したがって、第1室21に設けられた蓄熱材31によって蒸発燃料の脱離が促進される。このため、第1室21の低吸着能を有する活性炭23(A)の残存量を低減することができる。なお、蓄熱材31は本明細書でいう「脱離促進手段」、「蓄熱手段」に相当する。また、第1室21の蓄熱材31は、電気ヒータ等の加熱手段に代えることができる。また、蓄熱材31等の蓄熱手段と電気ヒータ等の加熱手段とを併用してもよい。
[実施形態4]
本発明の実施形態4を説明する。本実施形態は、前記実施形態2に変更を加えたものである。図4はキャニスタを示す断面図である。
図4に示すように、本実施形態のキャニスタ10は、前記実施形態2(図2参照)のキャニスタ10における第1室21に、高吸着能を有する活性炭23(B)と蓄熱材31とが混合状態で収納されている。蓄熱材31は、前記実施形態1における第2室22に収容したものと同様の蓄熱材である。したがって、第1室21に設けられた蓄熱材31によって蒸発燃料の脱離が促進される。このため、第1室21の高吸着能を有する活性炭23(B)の低い脱離性が向上されることによって、残存量を低減することができる。また、第1室21の蓄熱材31は、電気ヒータ等の加熱手段に代えることができる。また、蓄熱材31等の蓄熱手段と電気ヒータ等の加熱手段とを併用してもよい。
[実施形態5]
本発明の実施形態5を説明する。図5はキャニスタを示す断面図である。
図5に示すように、本実施形態のキャニスタ10は、前記実施形態1(図1参照)における第2室22の空気の流れ方向(図5において左右方向)の中央部に、前後2枚の通気性を有する仕切部材41,42を所定の間隔を隔てて配置することにより、両仕切部材41,42の間に吸着材(活性炭)を収納しない中空室43を形成したものである。なお、両仕切部材41,42としては、例えば不織布、発泡ウレタン等からなるフィルタ、及び、樹脂製の格子状板材等からなる通気プレート部材が用いられる。
前記中空室43の形成によって、第2室22が中空室43を間にして2室に分割される。後側(図5において右側)の分割室44には、低吸着能を有する活性炭23(A)が収納されている。また、前側(図5において左側)の分割室45には、高吸着能を有する活性炭23(B)と蓄熱材31とが混合状態で収納されている。なお、本実施形態では、第1室21、及び、第2室22の後側の分割室44が本明細書でいう「第1吸着材室」に相当する。また、第2室22の前側の分割室45が本明細書でいう「第2吸着材室」に相当する。
本実施形態によると、第2室22の後側の分割室44と前側の分割室45との間に設けられた中空室43により、後側の分割室44から前側の分割室45への蒸発燃料の拡散、移動を防止することができる。なお、本実施形態においても、後側の分割室44の活性炭23(A)を、高吸着能を有する活性炭23(B)に代えてもよい。また、後側の分割室44に、低吸着能を有する活性炭23(A)又は高吸着能を有する活性炭23(B)と蓄熱材31とを混合状態で収納してもよい。
[実施形態6]
本発明の実施形態6を説明する。図6はキャニスタを示す断面図である。
図6に示すように、本実施形態のキャニスタ50は、第1キャニスタ体51と第2キャニスタ体52と接続管53とから構成されている。第1キャニスタ体51には、前記実施形態1(図1参照)におけるキャニスタ10が流用されている。また、第1キャニスタ体51の大気ポート16は、接続ポート(同一符号を付す)16に変更されている。接続ポート16には、接続管53の一端部が接続されている。また、第1キャニスタ体51の第2室22には、活性炭23(B)及び蓄熱材31に代えて、低吸着能を有する活性炭23(A)が収納されている。なお、本実施形態では、第1室21及び第2室22が本明細書でいう「第1吸着材室」に相当する。
前記第2キャニスタ体52は、前記第1キャニスタ体51と別体をなすトラップキャニスタに相当するものである。第2キャニスタ体52はケース55を備えている。ケース55は、樹脂製で、有底円管状のケース部材56と、ケース部材56の開口端面を閉鎖する蓋部材57とにより構成されている。ケース55の内部空間が第3室58となっている。なお、本実施形態では、ケース部材56の底側が前方(図6において左方)へ向けられ、蓋部材57が後方(図1において右方)へ向けられている。また、第2キャニスタ体52は、前記ケース12の左側(図6において下側)に並列状に配置されている。
前記ケース部材56の前側の端板56aには、前方(図6において左方)へ向けて突出する接続ポート60が同心状に形成されている。その接続ポート60には、接続管53の他端部が接続されている。これにより、第1キャニスタ体51の第2室22とケース55の第3室58とが接続管53を介して連通されている。なお、接続管53は本明細書でいう「配管部材」に相当する。
前記蓋部材57には、後方(図6において右方)へ向けて突出する大気ポート62が同心状に突出されている。大気ポート62は、前記第3室58に連通しかつ大気に開放されている。
また、第3室58には、高吸着能を有する活性炭23(B)と蓄熱材31とが混合状態で収納されている。なお、第3室58は本明細書でいう「第2吸着材室」に相当する。
前記第3室58の前端部には、前記高吸着能を有する活性炭23(B)及び前記蓄熱材31と前記ケース部材56の前側の端板56aとの間に介在される吸着材保持用のフィルタ64が配置されている。フィルタ64は、例えば不織布からなる。また、第3室58の後端部には、格子板状の通気性を有する吸着材押付用の通気プレート部材66が前後方向(図6において左右方向)に移動可能に嵌合されている。また、通気プレート部材66と高吸着能を有する活性炭23(B)及び蓄熱材31との間には、吸着材保持用のフィルタ67が介在されている。フィルタ67は、例えば発泡ウレタンからなる。また、通気プレート部材66と前記蓋部材57との間には、スプリング68が介在されている。スプリング68は、通気プレート部材66を前方(図1において左方)へ弾性的に押付けている。
次に、前記キャニスタ50(図6参照)の動作について説明する。
給油時及び通常時(例えば駐車時)において、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を含む蒸発燃料ガス(図6中、実線矢印Y3参照)は、第1キャニスタ体51のタンクポート18を介して第1室21に導入される。蒸発燃料ガスは、第1室21、連通路39、第2室22を通る。その際、蒸発燃料ガス中の蒸発燃料は、第1室21及び第2室22の低吸着能を有する活性炭23(A)に吸着される。そして、ほとんど空気となったガスは、接続管53を介して第2キャニスタ体52の接続ポート60を介して第3室58に導入される。蒸発燃料ガスは、第3室58を通るとき、そのガスに含まれる蒸発燃料があれば、その蒸発燃料が高吸着能を有する活性炭23(B)に吸着される。このとき、第3室58における蓄熱材31の潜熱を利用して、蒸発燃料の吸着時の高吸着能を有する活性炭23(B)の温度上昇が抑制されることにより、蒸発燃料の吸着が促進される。したがって、最終的に、蒸発燃料を含まない空気が大気ポート62から大気に放出される。
また、パージ時(エンジンの運転中のパージ制御時)に、電子制御装置(ECU)によりパージ制御弁が開弁されると、エンジンの吸気負圧が第1キャニスタ体51のパージポート17を介して第1室21に導入されることにより、大気中の空気が、前記蒸発燃料ガスの流れとは逆に、第2キャニスタ体52の第3室58、接続管53を介して、第2室22、連通路39、第1室21を通る(図1中、点線矢印Y4参照)。このとき、第3室58の高吸着能を有する活性炭23(B)から蒸発燃料が脱離(パージ)されるとともに、第2室22及び第1室21の低吸着能を有する活性炭23(A)からも蒸発燃料が脱離(パージ)され、空気とともにパージポート17からエンジンの吸気通路に供給される。このとき、第3室58における蓄熱材31の潜熱を利用して、蒸発燃料の脱離時の高吸着能を有する活性炭23(B)の温度低下が抑制されることにより、蒸発燃料の脱離が促進される。
前記したキャニスタ50によると、第1キャニスタ体51と第2キャニスタ体52とを離れた位置関係をもって配置することができる。また、第1キャニスタ体51と第2キャニスタ体52とを連通する接続管(配管部材)53により、第1キャニスタ体51から第2キャニスタ体52への蒸発燃料の拡散、移動を防止することができる。なお、本実施形態においても、第1キャニスタ体51の第1室21及び第2室22の活性炭23(A)を、高吸着能を有する活性炭23(B)に代えてもよい。また、第1キャニスタ体51の第1室21及び第2室22に、低吸着能を有する活性炭23(A)又は高吸着能を有する活性炭23(B)と蓄熱材31とを混合状態で収納してもよい。
[実施形態7]
本発明の実施形態7を説明する。図7はキャニスタを示す断面図である。
図7に示すように、本実施形態のキャニスタ50は、前記実施形態6(図6参照)における第3室58の空気の流れ方向(図7において左右方向)の中央部に、前後2枚の通気性を有する仕切部材71,72を所定の間隔を隔てて配置することにより、両仕切部材71,72の間に吸着材(活性炭)を収納しない中空室73を形成したものである。なお、両仕切部材71,72としては、例えば不織布、発泡ウレタン等からなるフィルタ、及び、樹脂製の格子状板材等からなる通気プレート部材が用いられる。
前記中空室73の形成によって、第3室58が中空室73を間にして2室に分割される。前側(図7において左側)の分割室74には、低吸着能を有する活性炭23(A)が収納されている。また、後側(図7において右側)の分割室75には、高吸着能を有する活性炭23(B)と蓄熱材31とが混合状態で収納されている。なお、本実施形態では、第1室21、第2室22、及び、第3室58の前側の分割室74が本明細書でいう「第1吸着材室」に相当する。また、第3室58の後側の分割室75が本明細書でいう「第2吸着材室」に相当する。
本実施形態によると、第3室58の前側の分割室74と後側の分割室75との間に設けられた中空室73により、前側の分割室74から後側の分割室75への蒸発燃料の拡散、移動を防止することができる。なお、本実施形態においても、前側の分割室74の活性炭23(A)を、高吸着能を有する活性炭23(B)に代えてもよい。また、前側の分割室74に、低吸着能を有する活性炭23(A)又は高吸着能を有する活性炭23(B)と蓄熱材31とを混合状態で収納してもよい。
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。
10…キャニスタ
16…大気ポート
17…パージポート
18…タンクポート
21…第1室
22…第2室
23…吸着材
23(A)…低吸着能を有する活性炭
23(B)…高吸着能を有する活性炭
31…蓄熱材(脱離促進手段、蓄熱手段)
43…中空室
50…キャニスタ
51…第1キャニスタ体
52…第2キャニスタ体
53…接続管(配管部材)
58…第3室
62…大気ポート
73…中空室

Claims (4)

  1. 燃料タンクの上部気室に連通するタンクポートと、
    内燃機関の吸気通路に連通するパージポートと、
    大気に開放される大気ポートと、
    前記タンクポートから前記大気ポートへ流れる蒸発燃料を吸着しかつ前記大気ポートからの空気が前記パージポートへ吸引される際に前記蒸発燃料を脱離する吸着材が収納された吸着材室と
    を備えるキャニスタであって、
    前記吸着材室は、前記タンクポート及び前記パージポートに直接的に連通する第1吸着材室と、前記大気ポートに直接的に連通する第2吸着材室とを備え、
    前記第1吸着材室及び前記第2吸着材室には、前記吸着材としての活性炭がそれぞれ収納され、
    前記第1吸着材室の活性炭は、ASTM法によるブタンワーキングキャパシティが13g/dL未満の活性炭であり、
    前記第2吸着材室の活性炭は、ASTM法によるブタンワーキングキャパシティが13g/dL以上の活性炭であり、
    前記第2吸着材室には、蒸発燃料の脱離を促進する脱離促進手段が設けられている
    ことを特徴とするキャニスタ。
  2. 請求項に記載のキャニスタであって、
    前記第1吸着材室には、蒸発燃料の脱離を促進する脱離促進手段が設けられていることを特徴とするキャニスタ。
  3. 請求項1又は2に記載のキャニスタであって、
    前記第1吸着材室と前記第2吸着材室との間には、吸着材を収納しない中空室が設けられていることを特徴とするキャニスタ。
  4. 請求項1〜のいずれか1つに記載のキャニスタであって、
    前記タンクポート及び前記パージポートを備える第1キャニスタ体と、
    前記大気ポートを備える第2キャニスタ体と、
    前記第1キャニスタ体と前記第2キャニスタ体とを連通する配管部材と
    から構成されていることを特徴とするキャニスタ。
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