(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
複数の吸着材室がUターン形状の流路を構成するように順次接続され、各吸着材室に吸着材がそれぞれ配置されるとともに、流路の一方の端部にチャージポートおよびパージポートが設けられ、かつ他方の端部に大気ポートが設けられてなるキャニスタにおいて、
隣接した2つの吸着材室の端部を互いに連通するように、キャニスタケースの一部によって連通室が形成されており、
上記大気ポートからパージポートへと向かう空気の流れ方向において上記連通室の下流側となる吸着材室の端部には、吸着材と上記連通室との間に位置する中間室が設けられているとともに、この中間室が、当該中間室の通路断面積よりも小さな開口面積の連通口を介して上記連通室に接続されており、
上記連通口から流入した空気の流れを拡散させるように上記連通口に対向したバッフルプレートが上記中間室内に配置されており、
上記連通口の開口縁から当該吸着材室の長手方向に沿って上記連通室内に突出した筒状部が設けられている、ことを特徴とするキャニスタ。
上記連通室は、2つの吸着材室の端部が並んで開口するキャニスタケースのボディ部と、このボディ部に接合される連通室カバーと、で構成されていることを特徴とする請求項1に記載のキャニスタ。
上記チャージポートおよび上記パージポートを備えた第1吸着材室と、上記大気ポートを備えた第3吸着材室と、両者間の第2吸着材室と、を有し、上記第2吸着材室と上記第3吸着材室とが上記連通室を介して接続されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のキャニスタ。
【背景技術】
【0002】
周知のように、エンジンを用いた自動車では、燃料タンク内の蒸発燃料が大気に放出されるのを抑制するために、キャニスタを主体とした蒸発燃料処理装置を備えている。
【0003】
キャニスタは、ケーシング内に活性炭等の吸着材を充填したものであって、停車時等に燃料タンク内から発生する蒸発燃料を吸着材に吸着させる一方、エンジン稼働時に大気ポート(ドレンポートとも呼ばれる)から導入した大気により吸着材から燃料成分を脱離させて、エンジンの吸気系に吸入させる構成となっている。
【0004】
このようなキャニスタにおいては、一端部のチャージポートおよびパージポートから他端部の大気ポートまでの流路の長さ、換言すれば吸着材の流れ方向の長さを十分に大きく確保する必要があることから、特許文献1に見られるように、一般に、2つないし3つ程度に分割した吸着材室をUターン形状をなすように順次に接続した形式が採用されている。特許文献1の
図4の例は、3つの吸着材室を含んでいるが、チャージポート寄りとなる第1の吸着材室と第2の吸着材室は一つのケースによって一体に構成され、かつケースの一部に形成した連通路によって互いに接続されている。そして、第3の吸着材室は別体のケースによって構成され、その一端と第2の吸着材室の一端とが可撓性を有するゴム等の外部配管でもって互いに接続されている。
【0005】
また、特許文献2は、パージ時に大気ポートから流入する大気を広く拡散させるために大気ポートに対向してバッフルプレートを設けた構成を開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記特許文献1のように2つの吸着材室を外部配管を介してUターン形状に接続する構成では、キャニスタケースの一部でもって連通路を構成する場合に比べて部品点数が多くなるとともに、組立工程が煩雑となり、しかも外部配管によって外形寸法が不必要に大きくなり易い。
【0008】
一方、この外部配管に代えて、2つの吸着材室の開口部を覆うようにケースの一部でもって連通路を構成した場合には、パージ時の空気の流れが吸着材室の断面の一部に偏り、吸着材を効果的にパージできない、という不具合がある。すなわち、パージポート側から作用する負圧によって大気ポートから導入された空気は、Uターン形状をなす流路では、流路長が最短となるように、内側に偏って流れ、従って、Uターン経路の下流側(パージ時の流れの方向として下流側)の吸着材室内で、断面の一部に空気の流れが偏ってしまう。
【0009】
ここで、吸着材室の端部における連通口に対し特許文献2に記載のようなバッフルプレートを設けたとしても、上記のようにUターン経路の内側に偏って流れる空気の流れは、バッフルプレートに対し垂直ではなく斜めに流入することになるので、バッフルプレートによる拡散効果が低くなり、吸着材室に広く空気の流れを分散させることができない。
【0010】
この発明は、Uターン形状の接続に外部配管を用いずに、かつパージ時に吸着材室に広く空気の流れを分散させることができる流路接続構造を備えた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】
【0011】
この発明は、複数の吸着材室がUターン形状の流路を構成するように順次接続され、各吸着材室に吸着材がそれぞれ配置されるとともに、流路の一方の端部にチャージポートおよびパージポートが設けられ、かつ他方の端部に大気ポートが設けられてなるキャニスタにおいて、
隣接した2つの吸着材室の端部を互いに連通するように、キャニスタケースの一部によって連通室が形成されており、
上記大気ポートからパージポートへと向かう空気の流れ方向において上記連通室の下流側となる吸着材室の端部には、吸着材と上記連通室との間に位置する中間室が設けられているとともに、この中間室が、当該中間室の通路断面積よりも小さな開口面積の連通口を介して上記連通室に接続されており、
上記連通口から流入した空気の流れを拡散させるように上記連通口に対向したバッフルプレートが上記中間室内に配置されており、
上記連通口の開口縁から当該吸着材室の長手方向に沿って上記連通室内に突出した筒状部が設けられている、ことを特徴としている。
【0012】
上記の構成においては、パージ時に大気ポートから流入した空気は、大気ポート側の吸着材室を通過した後に連通室に入り、ここから次の吸着材室へ向かう。このとき、空気は筒状部に案内されて直線状に流れ、かつバッフルプレートに垂直に衝突して中間室内で広く拡散する。そして、該中間室に面した吸着材の各部へと流れる。従って、吸着材の各部が効果的にパージされる。
【0013】
一つの好ましい態様では、上記連通室は、2つの吸着材室の端部が並んで開口するキャニスタケースのボディ部と、このボディ部に接合される連通室カバーと、で構成されている。上記ボディ部および連通室カバーは、例えば、合成樹脂にて成形され、例えば振動溶着によって接合することができる。
【0014】
また、好ましくは、上記筒状部の先端部が、隣接した吸着材室の端部へ向かって開口するように斜めに切断した形状をなしている。このように筒状部の先端部が斜めに開口していることで、Uターンするように流れてくる空気を筒状部においてより確実に直線状に案内することができ、筒状部の全長を比較的短くしても所期の作用を得ることが可能となる。
【0015】
一つの好ましい態様では、本発明のキャニスタは、上記チャージポートおよび上記パージポートを備えた第1吸着材室と、上記大気ポートを備えた第3吸着材室と、両者間の第2吸着材室と、を有し、上記第2吸着材室と上記第3吸着材室とが上記連通室を介して接続されている。
【発明の効果】
【0016】
この発明によれば、外部配管を用いずに2つの吸着材室が接続されており、連通室がキャニスタケースの一部によって構成されるため、部品点数や組立工程の点で有利となる。そして、バッフルプレートと筒状部との組み合わせによって、パージ時に空気が吸着材室の断面の一部に偏らずに広く分散して流れ、効果的にパージを行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0019】
図1は、この発明に係るキャニスタ1の流路に沿った縦断面を示しており、
図2は、その平面図を示している。なお、キャニスタ1は、車両において必ずしも
図1のような姿勢で搭載されている訳ではないが、以下の説明では、理解を容易にするために、
図1の姿勢に従って「上」「下」の語を用いることとする。
【0020】
キャニスタ1は、合成樹脂製のケース2を有し、このケース2は、下端が開口するボディ部3と、このボディ部3の開口端に取り付けられた端部カバー4と、本発明の要部である流路接続構造を構成するように上記ボディ部3の上端部に取り付けられた連通室カバー5と、から主に構成されている。上記端部カバー4および連通室カバー5は、いずれもボディ部3に振動溶着によって接合されている。
【0021】
ボディ部3は、上端にパージポート6とチャージポート7とが隣接して設けられた円筒状の第1円筒部8と、この第1円筒部8に隣接した円筒状の第2円筒部9と、上記第1円筒部8とは反対側に位置するように上記第2円筒部9に隣接した第3円筒部10と、を備え、これらが互いに一体に成形されている。第3円筒部10の下部側面には、大気ポート11が設けられている。なお、上記パージポート6およびチャージポート7は、合成樹脂成形品からなるパージ/チャージポート用カバー12をボディ部3に振動溶着によって接合することにより構成されている。上記第1円筒部8および上記第2円筒部9の下端はそれぞれ開口しており、上記の端部カバー4がこれらの開口をまとめて覆うように取り付けられている。
【0022】
第2円筒部9は第1円筒部8よりも小径であり、第3円筒部10は、第2円筒部9よりもさらに小径である。つまり、第1円筒部8、第2円筒部9、第3円筒部10の順に、径が小さくなっていく。これらの第1円筒部8、第2円筒部9、第3円筒部10によって、第1吸着材室13、第2吸着材室14、第3吸着材室15がそれぞれ構成されている。
【0023】
上記第1吸着材室13には、燃料成分(炭化水素)の吸着・脱離が可能な粒状の吸着材17(例えば活性炭)が充填されている。詳しくは、パージポート6との間およびチャージポート7との間を仕切る通気性を有するスクリーン部材18,19が第1円筒部8の上端に配置されるとともに、同様のスクリーン部材20が第1円筒部8の下端に配置され、これらのスクリーン部材18,19,20の間に粒状吸着材17が充填されている。下端のスクリーン部材20は、スプリング21によって付勢された多孔板22によって支持されており、これによって吸着材17が適宜な圧縮状態に保持されている。
【0024】
上記第2吸着材室14にも同様にスクリーン部材24,25,26を介して粒状の吸着材27,28が充填されており、下端のスプリング29および多孔板30によって適宜な圧縮状態に保持されている。なお、第2吸着材室14は、中間のスクリーン部材25によって2つの室に区画されており、それぞれ別の吸着材27,28が充填されている。
【0025】
上記第1吸着材室13の下端と上記第2吸着材室14の下端とは、端部カバー4によって構成される連通路30を介して互いに連通している。
【0026】
第3円筒部10によって構成される最も小径な第3吸着材室15には、その上部に粒状の吸着材31が充填され、下部に、円柱形のハニカム吸着材32が装填されている。このハニカム吸着材32は、活性炭等の吸着材料を用いて円柱形に成形されたもので、
図1の上下方向に沿って多数の微細通路がハニカム状に形成されている。このハニカム吸着材32は、通気性を有する下方のスクリーン部材33と、上方に位置する円筒状のゴム製のパッキン34と、の間に保持されている。また、上方の粒状の吸着材31は、上記パッキン34の上方に位置する2つのスクリーン部材35,36の間に充填されている。スクリーン部材35は、中央が開口したリテーナ43およびスプリング44によって軸方向に付勢されており、これにより、吸着材31に適宜な圧縮力が付与されている。
【0027】
なお、図示例では、スクリーン部材36とパッキン34との間に、これらを軸方向に位置決めするために第3円筒部10内周面から内周側に環状に突出したストッパ壁37が形成されている。従って、粒状の吸着材31等は
図1の上方から組み付けられ、ハニカム吸着材32等は
図1の下方から組み付けられる。
【0028】
上記ハニカム吸着材32の下方には、大気ポート11とハニカム吸着材32下端との間の流路を必要に応じて閉じることが可能な円柱形のソレノイドバルブ38が配置されている。詳しくは、ソレノイドバルブ38が配置されている箇所の側方において、第3円筒部10の側壁に、大気ポート11と第3吸着材室15内部とを連通させる開口部39が形成されており、該開口部39とハニカム吸着材32下端との間をソレノイドバルブ38が開閉する構成となっている。上記開口部39を覆うように、ボディ部3(第3円筒部10)側面に略矩形をなす合成樹脂製の大気ポート用カバー40が振動溶着によって接合されており、この大気ポート用カバー40の上端に上記の大気ポート11が形成されている。上記大気ポート用カバー40の内側には、大気ポート11と開口部39との間を仕切るように、プリーツ状に多数回折り返した濾紙や不織布からなるフィルタ41が設けられている。
【0029】
上記第3吸着材室15の上端と上記第2吸着材室14の上端とは、連通室カバー5を含む後述する流路接続構造によって互いに連通・接続されている。
【0030】
上記のような構成のキャニスタ1においては、第1吸着材室13、第2吸着材室14および第3吸着材室15の三者が実質的に1本の流路として連続したものとなっており、その流路の流れ方向の一端にパージポート6およびチャージポート7が位置し、かつ他端に大気ポート11が位置する。そして、当業者には自明なように、上記チャージポート7が図示しない車両の燃料タンクの上部空間に接続され、上記パージポート6が図示しない内燃機関の吸気系に接続される。また、大気ポート11は、直接に、あるいは何らかの機器や配管を介して大気に開放される。例えば車両の停車中や給油中に生じた蒸発燃料は、上記チャージポート7からキャニスタ1内に導入され、第1吸着材室13から第3吸着材室15へ向かって流れる間に、各部の吸着材料に吸着される。このように吸着された燃料成分は、内燃機関の運転中に吸気系で生じる負圧によって大気ポート11から大気が取り込まれることにより、吸着材料からパージされ、パージポート6から内燃機関の吸気系に流入して、最終的には内燃機関において燃焼される。
【0031】
このようにキャニスタ1は蒸発燃料の吸着およびパージを繰り返すことになるが、吸着時に大気ポート11から燃料成分が漏洩しないようにするためには、チャージポート7から大気ポート11までのキャニスタ1の実質的な流路長を十分に長く確保する必要がある。従って、上記実施例のキャニスタ1は、3つの吸着材室13,14,15に分割し、かつこれらをUターン形状をなすように順次接続した構成となっている。
【0032】
次に、本発明の要部である第2吸着材室14と第3吸着材室15との間の流路接続構造について詳細に説明する。
【0033】
図1および
図2に示すように、第2円筒部9の上端と第3円筒部10の上端とに跨るようにボディ部3上端に取り付けられる連通室カバー5は、平面視において長円形をなすドーム状に形成されたものであって、
図3に示すように長円形に形成されたボディ部3側のフランジ51に振動溶着されている。このドーム状の連通室カバー5によって、ボディ部3との間に、連通室52が構成されている。上記第3吸着材室15の上端部、換言すれば上記第3円筒部10の上端部10aは、連通室52の第1底壁面52aから上記連通室52内に円筒状に突出している。なお、この突出部分の内径は、吸着材31が充填される部分の内径と実質的に等しく、両者は段差なく連続している。
【0034】
一方、第2円筒部9の上端部には、スクリーン部材24を多数のリブ55によって軸方向に位置決めすることで、該スクリーン部材24より上方に中間室56が形成されている。この中間室56は、吸着材が存在しない空間であり、吸着材27,28を充填した下方の室と実質的に同じ径の円柱状の空間となる。
図4は、端部カバー4を取り付ける前のボディ部3単体を下方から見た図であり、この
図4に示されているように、上記リブ55は、第2円筒部9の内周に放射状に形成され、かつ第2円筒部9の軸方向にそれぞれ延びている。また、後述する中央のバッフルプレート57の下面からも同様に4つのリブ58(
図4では十字形に見えている)が延びており、スクリーン部材24の中央部を支持している。
【0035】
上記中間室56の上端は、連通室52の第2底壁面52bを規定する端部壁59によって仕切られており、この端部壁59の中央に、中間室56よりも径の小さな円形の連通口60が開口している。この端部壁59つまり第2底壁面52bは、上記の第1底壁面52aよりも下方に位置し、
図1および
図3から明らかなように、第1底壁面52aに対し、円形に窪んだ形状をなしている。
【0036】
上記連通口60の下方位置には、該連通口60に対向して上記のバッフルプレート57が設けられている。このバッフルプレート57は、
図5に示すように、上記連通口60と実質的に等しい径の円形の板状をなし、周囲4箇所の細い脚部61を介して上記端部壁59に支持されている。このバッフルプレート57は、連通口60を通る第2円筒部9の中心軸線(図示せず)に対し直交しており、中間室56上部に位置している。4つの脚部61の間は、中間室56へ向かってそれぞれ略矩形に開口している。換言すれば、連通口60から下方へオフセットした位置にバッフルプレート57が位置し、両者間の軸方向の隙間が実質的な流路となっている。これにより、連通口60から中間室56へ向かう空気の流れは、バッフルプレート57に衝突して拡散し、放射状に案内されることになる。
【0037】
一方、上記連通口60の上方には、該連通口60の開口縁から第2円筒部9の軸方向に沿って上方へ延びた筒状部63が形成されている。この筒状部63は、連通口60と実質的に同一の内径を有する円筒状をなし、
図1に示すように、第1底壁面52aさらにはフランジ51(連通室カバー5とボディ部3との境界)を越えて、連通室52内に突出している。上記筒状部63の上端部は、第3円筒部10の上端部10aへ向かって開口するように、斜めに切断された形状をなしている。図示例では、例えば45°程度の角度でもって先端部が傾斜しており、これにより、先端の開口部63aは楕円形に開口し、かつ斜め上方を指向したものとなっている。なお、最適な筒状部63の突出長や傾斜角は、想定されるパージ空気の流速など種々の条件によって異なるものとなるが、図示例では、傾斜した楕円形の先端開口部63aの高さ位置が、隣接する第3円筒部10の上端部10aの開口縁の高さ位置と重なり合い、かつ開口部63aの最も高い上端が上記上端部10aの開口縁よりも上方に位置するように設定されている。
【0038】
上記のバッフルプレート57や筒状部63は、本実施例では、合成樹脂成形品からなるボディ部3の一部として一体に成形されている。なお、本発明においては、これらを別部材として成形し、接着等により取り付けるようにしてもよい。
【0039】
上記のように構成されたキャニスタ1においては、パージ時に第3吸着材室15を通過した空気が、該第3吸着材室15の上端から連通室52を経由して第2吸着材室14へと流れる。このとき、空気の流れは連通室52内でUターンするように流れるが、連通口60の上方つまり入口側に第2吸着材室14の中心軸線に沿って直線状に延びた筒状部63が存在するため、該筒状部63によって空気の流れが直線的に案内され、バッフルプレート57に垂直に衝突する。従って、中間室56(第2吸着材室14)の各部へ広く空気の流れが拡散し、第2吸着材室14における吸着材27,28に対するパージを各部で効果的に行うことができる。特に、筒状部63の先端の開口部63aが第3円筒部10の上端部10aに向かって斜めに傾斜しているので、筒状部63へと空気がより円滑に流れ、筒状部63の長さを過度に長くすることなくバッフルプレート57に対し垂直に衝突するように空気流を案内することができる。
【0040】
図6は、比較例として上記のような筒状部63を具備しない場合の連通室52内での空気の流れを説明したものであり、内燃機関の吸気系で生じた負圧により連通室52内で空気が流れる際に、空気流は、第3吸着材室15の上端開口から第2吸着材室14の上端開口へと最短の経路を流れようとする。従って、
図6に矢印で示すように、Uターン形状の内側を流れ、その結果、第2吸着材室14の上端開口には、斜めに傾斜した形で空気が流入する。従って、第2吸着材室14の吸着材には、その断面の一部に偏った形で空気が流れ、効果的なパージを行うことができない。また仮に第2吸着材室14の開口に対向してバッフルプレート57を設けたとしても、図示するようにバッフルプレート57に対し斜めに流れが衝突するので、効果的な空気の拡散を行うことができない。
【0041】
上記のように、本発明のキャニスタ1においては、バッフルプレート57と筒状部63とを組み合わせた構成により、第2吸着材室14内における空気流の偏りを確実に防止することができる。
【0042】
また、上記実施例の構成では、筒状部63やバッフルプレート57等が全てボディ部3の一部として一体成形され、このボディ部3に連通室カバー5を振動溶着するのみで流路接続構造が完成するので、組立工程が単純となる利点がある。なお、振動溶着ではなく接着剤等による接合でも同様である。
【0043】
次に、
図7は、この発明に係るキャニスタ1の変形例を示している。この実施例では、第3吸着材室15における粒状の吸着材31が省略されており、第3吸着材室15はハニカム吸着材32のみを備えている。流路接続構造については、前述した実施例と同様である。
【0044】
次に、
図8は、この発明に係るキャニスタ1の他の変形例を示している。この実施例では、筒状部63の先端が斜めに切断されておらず、第2吸着材室14の中心軸線に対し直交した平面に沿って開口縁が位置している。つまり、先端の開口部63aは円形をなし、かつ第2吸着材室14の中心軸線に沿って図の上方を指向している。
【0045】
なお、上記の各実施例においては、第1吸着材室13と第2吸着材室14との間の流路接続構造は、単に端部カバー4によって構成される連通路30を具備したものとなっているが、これは、第1吸着材室13および第2吸着材室14は通路断面積が大きく、パージ時の流れの偏りの影響が相対的に(つまり第2吸着材室14と第3吸着材室15との接続部に比べて)少ないことを考慮したものである。本発明の流路接続構造は、第1吸着材室13と第2吸着材室14との間の接続部においても同様に適用することが可能である。