特開 2019-127924 キャニスタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-127924(P2019-127924A)

(43)【公開日】2019年8月1日

(54)【発明の名称】キャニスタ

(51)【国際特許分類】

   F02M 25/08 20060101AFI20190708BHJP

【ＦＩ】

   F02M25/08 311A

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2018-11560(P2018-11560)

(22)【出願日】2018年1月26日

(71)【出願人】

【識別番号】391002498

【氏名又は名称】フタバ産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】加藤 誠

【テーマコード（参考）】

3G144

【Ｆターム（参考）】

3G144BA20

3G144BA40

3G144DA01

3G144FA36

3G144GA11

(57)【要約】

【課題】スプリング等の弾性体を使用することなく、活性炭の微細化に起因するショートパスの発生を抑制できるキャニスタを提供する。
【解決手段】本開示の一態様は、車両の燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着及び脱離するキャニスタである。キャニスタは、活性炭が充填された充填室を備える。充填室は、蒸発燃料が鉛直方向と交差する方向に流れる流路を構成する流通部と、流通部の鉛直方向上方に突出した少なくとも１つのバッファ部と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着及び脱離するキャニスタであって、
活性炭が充填された充填室を備え、
前記充填室は、
前記蒸発燃料が鉛直方向と交差する方向に流れる流路を構成する流通部と、
前記流通部の鉛直方向上方に突出した少なくとも１つのバッファ部と、
を有する、キャニスタ。

【請求項2】

請求項１に記載のキャニスタであって、
前記充填室の前記蒸発燃料の流路における端部を塞ぐ蓋部をさらに備え、
前記少なくとも１つのバッファ部は、前記蓋部と連続する位置に設けられる、キャニスタ。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のキャニスタであって、
前記少なくとも１つのバッファ部として、１つのバッファ部を備える、キャニスタ。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のキャニスタであって、
前記蒸発燃料を取り込むように構成されたチャージポートと、
大気に開放された大気ポートと、
をさらに備え、
前記チャージポートは、前記充填室の第１端部に接続され、
前記大気ポートは、前記充填室の第２端部に接続され、
前記バッファ部の前記充填室における前記蒸発燃料の流れ方向と垂直な断面積は、前記第１端部の前記充填室における前記蒸発燃料の流れ方向と垂直な断面積よりも大きく、
前記バッファ部は、前記第１端部の上端よりも上方に突出する、キャニスタ。

【請求項5】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のキャニスタであって、
前記充填室は、筒状体であり、
前記充填室の軸と鉛直方向との双方と平行な断面において、前記充填室の上面は、前記充填室の第１端部から第２端部まで前記充填室の軸に対し一定角度で傾斜する、キャニスタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、キャニスタに関する。

【背景技術】

【0002】

車両の燃料タンクには、蒸発した燃料の大気放出を防ぐキャニスタが装着される。キャニスタは、蒸発燃料を活性炭に吸着させると共に、吸引した空気により活性炭から燃料を脱離してパージを行い、エンジンに供給する。

【0003】

キャニスタの充填室内に充填された活性炭は、振動等によって微細化される。活性炭が微細化されると、図４に示すように、充填室１０３内に空隙が生じる。蒸発燃料が水平方向に流れるように配置された横置き型のキャニスタ１０１では、このような空隙によって、蒸発燃料が活性炭層１０５内を通過しないショートパスＳが発生し、蒸発燃料が吸着されずに大気に放出される。

【0004】

そこで、充填室内での空隙の発生が抑えられるように、活性炭を蒸発燃料の流れ方向に付勢するスプリング等の弾性体が設けられる（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１９７７５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記公報に開示される従来のキャニスタでは、スプリングを配置するためのスペースが必要となり、キャニスタのサイズが大きくならざるを得ない。また、スプリングに加え、スプリングを受けるグリッド状の板部材も必要であるため、キャニスタの部品点数が増加する。

【0007】

本開示の一局面は、スプリング等の弾性体を使用することなく、活性炭の微細化に起因するショートパスの発生を抑制できるキャニスタを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様は、車両の燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着及び脱離するキャニスタである。キャニスタは、活性炭が充填された充填室を備える。充填室は、蒸発燃料が鉛直方向と交差する方向に流れる流路を構成する流通部と、流通部の鉛直方向上方に突出した少なくとも１つのバッファ部と、を有する。

【0009】

このような構成によれば、横置き型のキャニスタにおいて、活性炭の微細化に伴う空隙が流通部の鉛直方向上方に設けられたバッファ部内に優先的に発生する。そのため、流通部における空隙の発生が抑制される。その結果、弾性体によって活性炭を蒸発燃料の流れ方向に付勢することなく、蒸発燃料のショートパスの発生を抑制できる。したがって、キャニスタが小型化されると共に、部品点数の低減によってキャニスタのコストが削減される。

【0010】

本開示の一態様は、充填室の蒸発燃料の流路における端部を塞ぐ蓋部をさらに備えてもよい。少なくとも１つのバッファ部は、蓋部と連続する位置に設けられてもよい。このような構成によれば、充填室が、開口よりも内側が広がった袋構造とならない。そのため、充填室の蓋部が取り付けられる端部から活性炭を充填することで、充填室内に活性炭が行き渡り易くなり、活性炭の充填率を高めることができる。また、活性炭を充填室に投入する作業性も向上する。

【0011】

本開示の一態様は、少なくとも１つのバッファ部として、１つのバッファ部を備えてもよい。このような構成によれば、空隙の発生する領域を必要最小限にすることができる。その結果、キャニスタの吸着効率の低下を抑制できる。

【0012】

本開示の一態様は、蒸発燃料を取り込むように構成されたチャージポートと、大気に開放された大気ポートと、をさらに備えてもよい。チャージポートは、充填室の第１端部に接続されてもよい。大気ポートは、充填室の第２端部に接続されてもよい。バッファ部の充填室における蒸発燃料の流れ方向と垂直な断面積は、第１端部の充填室における蒸発燃料の流れ方向と垂直な断面積よりも大きくてもよい。バッファ部は、第１端部の上端よりも上方に突出してもよい。このような構成によれば、より確実に蒸発燃料のショートパスの発生を抑制できる。

【0013】

本開示の一態様では、充填室は、筒状体であってもよい。充填室の軸と鉛直方向との双方と平行な断面において、充填室の上面は、充填室の第１端部から第２端部まで充填室の軸に対し一定角度で傾斜してもよい。このような構成によれば、バッファ部を容易に形成することができる。その結果、キャニスタの製造効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１Ａは、実施形態におけるキャニスタの初期状態を示す模式的な鉛直断面図であり、図１Ｂは、実施形態におけるキャニスタの空隙発生状態を示す模式的な鉛直断面図である。

【図2】図２は、図１Ｂとは異なる実施形態におけるキャニスタの模式的な鉛直断面図である。

【図3】図３は、図１Ｂ及び図２とは異なる実施形態におけるキャニスタの模式的な鉛直断面図である。

【図4】図４は、ショートパスが発生したキャニスタの模式的な鉛直断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１Ａに示すキャニスタ１は、車両の燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着及び脱離する。キャニスタ１は、チャージポート２Ａと、パージポート（図示省略）と、大気ポート２Ｃと、充填室３と、蓋部４と、活性炭５と、フィルタ６Ａ，６Ｂとを備える。

【0016】

＜ポート＞
チャージポート２Ａは、配管によって車両の燃料タンクに接続される。チャージポート２Ａは、燃料タンクで発生した蒸発燃料を充填室３内に取り込むように構成されている。

【0017】

パージポートは、パージ弁を介して車両のエンジンの吸気管に接続される。パージポートは、充填室３内の蒸発燃料を充填室３から排出し、エンジンに供給するように構成されている。

【0018】

大気ポート２Ｃは、配管を介して車両の給油口に接続され、大気に開放される。大気ポート２Ｃは、蒸発燃料を取り除いた気体を大気中に放出する。また、大気ポート２Ｃは、外部空気（つまりパージ空気）を取り込むことで、充填室３で吸着した蒸発燃料を脱離（つまりパージ）する。大気ポート２Ｃは、充填室３を挟んでチャージポート２Ａ及びパージポートと対向する位置に配置されている。ただし、各ポートの配置は、上記の位置に限定されない。

【0019】

＜充填室及び蓋部＞
充填室３は、活性炭５を収納し、チャージポート２Ａから取り込んだ蒸発燃料を吸着する空間を有している。また、充填室３は、吸着した蒸発燃料をパージポートから排出するように構成されている。

【0020】

充填室３は、第１端部３Ｃに底壁３Ｆが設けられると共に第２端部３Ｄが開放された有底の筒状体である。充填室３の第１端部３Ｃの底壁３Ｆには、チャージポート２Ａ及びパージポートが接続されている。

【0021】

充填室３の第２端部３Ｄは、板状の蓋部４によって閉塞されている。つまり、蓋部４は、充填室３の蒸発燃料の流路における端部を塞いでいる。蓋部４には、大気ポート２Ｃが接続されている。

【0022】

蓋部４は、充填室３の第２端部３Ｄに溶着されている。また、蓋部４は、充填室３における第１端部３Ｃの底壁３Ｆと平行に配置されている。充填室３の中心軸と垂直な（つまり蓋部４と平行な）断面形状は特に限定されず、四角形や円形とすることができる。本実施形態では、充填室３は、中心軸が水平方向となるように横向きに車両内に配置される。

【0023】

充填室３の底壁３Ｆの内側には、第１フィルタ６Ａが配置されている。また、蓋部４の内側には、第２フィルタ６Ｂが配置されている。充填室３の第１フィルタ６Ａと第２フィルタ６Ｂとで挟まれた空間には、活性炭５が密に充填されている。

【0024】

第１フィルタ６Ａ及び第２フィルタ６Ｂは、それぞれ、活性炭５を通過させない一方で、気体が通過可能に構成されている。また、本実施形態では、第１フィルタ６Ａと第１端部３Ｃの底壁３Ｆとの間、及び第２フィルタ６Ｂと蓋部４との間には、活性炭５を鉛直方向と交差する方向（例えば水平方向）に付勢する弾性体を備えていない。なお、第１端部３Ｃの底壁３Ｆと第１フィルタ６Ａとの間には、第１フィルタ６Ａを支持する突起３Ｇが設けられている。

【0025】

充填室３は、流通部３Ａと、１つのバッファ部３Ｂとを有する。換言すれば、充填室３の内部空間は、流通部３Ａとバッファ部３Ｂとに区画される。

【0026】

（流通部）
流通部３Ａは、蒸発燃料が活性炭５と接触しながら、つまり活性炭層を通過しながら、鉛直方向と交差する方向に流れる流路を構成する。

【0027】

本実施形態では、流通部３Ａにおける蒸発燃料の流れ方向は、水平方向であり、充填室３の中心軸方向と平行である。また、流通部３Ａは、充填室３のうち、第１端部３Ｃと同径の筒状部分によって構成されている。なお、流通部３Ａは、３°未満の傾斜角度で、第１端部３Ｃから第２端部３Ｄに向かって拡径していてもよい。

【0028】

（バッファ部）
バッファ部３Ｂは、充填室３のうち、車両に取り付けられた状態で流通部３Ａの鉛直方向上方に突出した部位で構成されている。バッファ部３Ｂは、充填室３を構成する筒状体を部分的に拡径することで構成されている。

【0029】

本実施形態のバッファ部３Ｂは、充填室３のうち、蓋部４と連続する位置に設けられている。そのため、第２端部３Ｄの開口面積は、第１端部３Ｃにおける充填室３の内部空間の断面積と第２端部３Ｄにおけるバッファ部３Ｂの内部空間の断面積との和である。

【0030】

具体的には、バッファ部３Ｂは、充填室３を構成する筒状体において、第２端部３Ｄ近傍が、他の部分よりも非連続的に上方に向かって拡径された部分である。つまり、筒状体の第２端部３Ｄ近傍における上面の一部又は全体が段差状に盛り上がることで、バッファ部３Ｂが構成されている。なお、第２端部３Ｄ近傍の上面以外の面（つまり、側面及び下面）は、流通部３Ａに対し径方向に突出していない。ここで、「上面」とは、充填室３の外面のうち、車両に配置した状態における鉛直方向上方から視認できる面を意味する。

【0031】

バッファ部３Ｂの充填室３における蒸発燃料の流れ方向と垂直な断面積は、第１端部３Ｃのうち、活性炭５が充填されている部分の上記流れ方向と垂直な断面積よりも大きい。また、バッファ部３Ｂは、第１端部３Ｃの上端よりも上方に突出している。

【0032】

充填室３のバッファ部３Ｂにおける壁の厚みは、流通部３Ａにおける壁の厚みと同様である。つまり、バッファ部３Ｂにおいて充填室３の壁は、他の部分に対し薄肉化されていない。

【0033】

バッファ部３Ｂの上面のうち、蒸発燃料の流れ方向において流通部３Ａの上面と接続する立ち上がり面３Ｅは、充填室３の軸方向及び径方向に対し傾斜している。立ち上がり面３Ｅの充填室３の軸方向に対する傾斜角度θは、例えば３°以上である。

【0034】

バッファ部３Ｂは、充填室３の軸方向における一部に設けられている。バッファ部３Ｂの充填室３の軸方向長さＬ１は、流通部３Ａの軸方向長さ（つまり、第１フィルタ６Ａと第２フィルタ６Ｂとの距離）Ｌ０の１／３以下が好ましい。

【0035】

＜活性炭＞
活性炭５は、充填室３内に充填され、活性炭層を形成している。活性炭５は、空気等と共にキャニスタ１に供給された蒸発燃料を吸着する。また、外部空気の導入により蒸発燃料を脱離する。

【0036】

活性炭５としては、公知の粒状の活性炭の集合体が使用できる。また、初期状態（つまりキャニスタ１の使用前の状態）では、活性炭５は、充填室３内全体、つまり流通部３Ａとバッファ部３Ｂとの双方に充填されている。

【0037】

活性炭５が経年によって微細化すると、図１Ｂに示すように、重力の作用によって活性炭５が下方に移動してバッファ部３Ｂ内に空隙が形成される一方で、バッファ部３Ｂよりも下方にある流通部３Ａ内では活性炭層が維持される。

【0038】

チャージポート２Ａから取り込まれた蒸発燃料は、充填室３の主に流通部３Ａ内で活性炭５に吸着される。蒸発燃料が吸着された気体は、流通部３Ａを通過して大気ポート２Ｃから放出される。

【0039】

また、大気ポート２Ｃから給気することで、活性炭５に吸着されていた蒸発燃料は、パージポートからエンジンに排出される。その結果、蒸発燃料を含んだ空気がエンジンに供給される。

【0040】

［１−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）キャニスタ１を横置きした際に、活性炭５の微細化に伴う空隙が流通部３Ａの鉛直方向上方に設けられたバッファ部３Ｂ内に優先的に発生する。そのため、流通部３Ａにおける空隙の発生が抑制される。結果として、弾性体によって活性炭５を蒸発燃料の流れ方向に付勢することなく、蒸発燃料のショートパスの発生を抑制できる。したがって、キャニスタ１が小型化されると共に、部品点数の低減によってキャニスタ１のコストが削減される。

【0041】

（１ｂ）バッファ部３Ｂが蓋部４と連続する位置に設けられているので、充填室３の蓋部４が取り付けられる第２端部３Ｄから活性炭５を充填することで、充填室３内に活性炭５が行き渡り易くなる。その結果、活性炭５の充填率を高めることができる。また、活性炭５を充填室３に投入する作業性も向上する。

【0042】

（１ｃ）１つのバッファ部３Ｂのみを充填室３に設置することで、空隙の発生する領域を必要最小限にすることができる。その結果、キャニスタ１の吸着効率の低下を抑制できる。

【0043】

［２．第２実施形態］
［２−１．構成］
図２に示すキャニスタ１１は、燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着及び脱離する。キャニスタ１１は、チャージポート２Ａと、パージポート（図示省略）と、大気ポート２Ｃと、充填室１３と、蓋部４と、活性炭５と、フィルタ６Ａ，６Ｂとを備える。

【0044】

キャニスタ１１のチャージポート２Ａ、パージポート、大気ポート２Ｃ、蓋部４、活性炭５及びフィルタ６Ａ，６Ｂは、図１Ａのキャニスタ１と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。

【0045】

＜充填室＞
充填室１３は、第１端部１３Ｃから第２端部１３Ｄに向かって連続的に拡径する筒状体である。

【0046】

具体的には、充填室１３の軸と鉛直方向との双方と平行な断面において、充填室１３の上面１３Ｅは、充填室１３の第１端部１３Ｃから第２端部１３Ｄまで充填室１３の軸に対し一定角度で傾斜している。上面１３Ｅの充填室１３の軸に対する傾斜角度θは、例えば３°以上である。

【0047】

充填室１３は、図１Ａの充填室３と同様に、流通部１３Ａと、１つのバッファ部１３Ｂとを有する。流通部１３Ａは、蒸発燃料が鉛直方向と交差する方向に流れる流路を構成する部位である。バッファ部１３Ｂは、流通部１３Ａの鉛直方向上方に突出している。

【0048】

本実施形態では、バッファ部１３Ｂは、充填室１３の軸方向の中間点（つまり、第１端部１３Ｃからの軸方向における距離が充填室１３の長さＬ０の１／２である点）Ｐよりも上方に位置する部位である。バッファ部１３Ｂの上面は、流通部１３Ａの上面のうち、バッファ部１３Ｂよりも第１端部１３Ｃ寄りの部分（つまり、中間点Ｐと第１端部１３Ｃとの間の部分）と面一である。

【0049】

なお、充填室１３の軸と鉛直方向との双方と平行な断面において、充填室１３の下面（つまり上面１３Ｅと対向する面）１３Ｆは、充填室１３の軸と略平行である。ここで、「略平行」とは、傾斜角が３°未満であることを意味する。

【0050】

［２−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（２ａ）筒状の充填室１３を連続的に拡径させることで、鉛直方向上方に突出したバッファ部１３Ｂを容易に形成することができる。その結果、キャニスタ１１の製造効率を高めることができる。

【0051】

［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

【0052】

（３ａ）上記実施形態のキャニスタ１において、バッファ部３Ｂは、必ずしも蓋部４と連続する位置に設けられなくてもよい。また、充填室３は、複数のバッファ部３Ｂを有してもよい。

【0053】

例えば、図３に示すキャニスタ２１のように、充填室２３が、流通部２３Ａと、軸方向に離間した複数のバッファ部２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄとから構成されてもよい。図３のキャニスタ２１では、複数のバッファ部２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄは、いずれも蓋部４と離間している。このようなバッファ部２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄは、ビードとして機能し、充填室２３の剛性を高め得る。

【0054】

（３ｂ）上記実施形態のキャニスタ１，１１は、活性炭が充填された１又は複数の副室を備えてもよい。副室は、充填室３，１３の下流側に配置される。副室が設けられる場合は、大気ポート２Ｃは副室の下流端に設けられる。さらに、副室に充填室３，１３と同等のバッファ部を設けてもよい。

【0055】

（３ｃ）上記実施形態のキャニスタ１，１１は、必ずしも流通部３Ａ，１３Ａにおける蒸発燃料の流れ方向が水平方向と一致する必要はない。蒸発燃料の流れ方向は、水平方向に対し傾斜していてもよい。

【0056】

（３ｄ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

【符号の説明】

【0057】

１…キャニスタ、２Ａ…チャージポート、２Ｃ…大気ポート、３…充填室、
３Ａ…流通部、３Ｂ…バッファ部、３Ｃ…第１端部、３Ｄ…第２端部、
３Ｅ…立ち上がり面、３Ｆ…底壁、３Ｇ…突起、４…蓋部、５…活性炭、
６Ａ…第１フィルタ、６Ｂ…第２フィルタ、１１…キャニスタ、１３…充填室、
１３Ａ…流通部、１３Ｂ…バッファ部、１３Ｃ…第１端部、１３Ｄ…第２端部、
１３Ｅ…上面、１３Ｆ…下面、２１…キャニスタ、２３…充填室、２３Ａ…流通部、
２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ…バッファ部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】