(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
蒸発燃料を含む空気が流れる吸着室、吸着室内に蒸発燃料を導入するチャージポート、吸着室内から蒸発燃料をパージするパージポート、及び、吸着室内を大気に連通する大気ポートを有するケースと、
前記吸着室内に充填されかつ蒸発燃料の吸着・脱離を行う粒状の吸着材と
を備える蒸発燃料処理装置であって、
前記吸着室と前記パージポートとの間には、両者間を連通しかつ吸着材を収容しない空間室が形成され、
前記吸着室における空気の流れ方向の中間部を前記空間室に連通するパイプ状部材を備えており、
前記パイプ状部材の吸着室側の開口部には、該パイプ状部材内への吸着材の侵入を防止する吸着材侵入防止部材が設けられており、
前記パイプ状部材は、並列状に複数本備えており、
前記複数本のパイプ状部材における吸着室側の開口部は、前記吸着室における空気の流れ方向に段階的に配置されており、
前記複数本のパイプ状部材における吸着室側の開口部の開口面積は、前記吸着室における空気の流れ方向に延在する軸方向長さが長くなるにしたがって大きくなるように設定されている蒸発燃料処理装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1によると、パージポートに筒状部材が接続されているため、パージ時において吸着室内の蒸発燃料は筒状部材からしかパージすることができない。このため、蒸発燃料の脱離効率が低いという問題があった。本発明が解決しようとする課題は、蒸発燃料の脱離効率を向上することのできる蒸発燃料処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
第1の発明は、蒸発燃料を含む空気が流れる吸着室、吸着室内に蒸発燃料を導入するチャージポート、吸着室内から蒸発燃料をパージするパージポート、及び、吸着室内を大気に連通する大気ポートを有するケースと、前記吸着室内に充填されかつ蒸発燃料の吸着・脱離を行う粒状の吸着材とを備える蒸発燃料処理装置であって、前記吸着室と前記パージポートとの間には、両者間を連通しかつ吸着材を収容しない空間室が形成され、前記吸着室における空気の流れ方向の中間部を前記空間室に連通するパイプ状部材を備えている。この構成によると、パージ時において吸着室内からパージされる蒸発燃料は、吸着室からパイプ状部材を通じて空間室へ流入した分と、吸着室から空間室へ流入した分との和となる。このため、従来(特許文献1参照)と比べて、パージされる蒸発燃料が増加されることにより、蒸発燃料の脱離効率を向上することができる。
【0006】
第2の発明は、第1の発明において、前記パイプ状部材の吸着室側の開口部には、該パイプ状部材内への吸着材の侵入を防止する吸着材侵入防止部材が設けられている。この構成によると、吸着材侵入防止部材により、パイプ状部材内への吸着材の侵入を防止することができる。これにより、パイプ状部材内における圧力損失の増加を防止することができる。
【0007】
第3の発明は、第1又は2の発明において、前記パイプ状部材は、並列状に複数本備えている。この構成によると、吸着室内の蒸発燃料を複数本のパイプ状部材を通じてパージすることができる。
【0008】
第4の発明は、第1又は2の発明において、前記パイプ状部材は、多重管状に複数本備えている。この構成によると、吸着室内の蒸発燃料を複数本のパイプ状部材を通じてパージすることができる。また、複数本のパイプ状部材をコンパクトに配置することができる。
【0009】
第5の発明は、第3又は4の発明において、前記複数本のパイプ状部材における吸着室側の開口部は、前記吸着室における空気の流れ方向に段階的に配置されている。この構成によると、複数本のパイプ状部材における吸着室側の開口部から蒸発燃料を効率良くパージすることができる。
【0010】
第6の発明は、第5の発明において、前記複数本のパイプ状部材における吸着室側の開口部の開口面積は、前記吸着室における空気の流れ方向に延在する軸方向長さが長くなるにしたがって大きくなるように設定されている。この構成によると、パージ時における蒸発燃料を含む空気の流れの上流側になるほどパージ量が多くなることにより、蒸発燃料を効率良くパージすることができる。
【0011】
第7の発明は、第5又は6の発明において、前記複数本のパイプ状部材の通路面積は、前記吸着室における空気の流れ方向に延在する軸方向長さが長くなるにしたがって大きくなるように設定されている。この構成によると、複数本のパイプ状部材からパージされるパージ量を均等化することができる。すなわち、複数本のパイプ状部材の通路面積を同一とした場合、吸着室における空気の流れ方向に延在する軸方向長さが長くなるにしたがって、圧力損失が大きくなり、パージ量が減少することになる。このため、吸着室における空気の流れ方向に延在する軸方向長さが長くなるにしたがって、複数本のパイプ状部材の通路面積を大きくすることで、複数本のパイプ状部材からパージされるパージ量を均等化することができる。
【0012】
第8の発明は、第3〜7のいずれかの発明において、前記複数本のパイプ状部材は、一体化されている。この構成によると、ケースに対する複数本のパイプ状部材の組付け性を向上することができる。
【0013】
第9の発明は、第1〜8のいずれかの発明において、前記吸着室と前記空間室との間において前記ケースに支持される支持部材を備え、前記支持部材に前記パイプ状部材が一体化されている。この構成によると、ケースに対して支持部材を支持させると同時にパイプ状部材を支持させることができる。よって、ケースに対するパイプ状部材の組付け性を向上することができる。
【0014】
第10の発明は、第9の発明において、前記支持部材は、前記吸着室と前記空間室との間を通気可能に仕切る仕切部材である。この構成によると、吸着室と空間室との間を通気可能に仕切る仕切部材によって、パイプ状部材を支持することができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
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。
【0017】
[実施形態1]実施形態1を説明する。本実施形態では、自動車等の車両に搭載される蒸発燃料処理装置としてのキャニスタについて例示する。
図1はキャニスタを示す断面図である。説明の都合上、キャニスタの基本的構成を説明した後、要部の構成を説明することにする。また、
図1を基準としてキャニスタの上下左右を定める。なお、車両に対するキャニスタの搭載上の方向は適宜設定される。
【0018】
図1に示すように、キャニスタ10は、ケース12と吸着材14とを備えている。ケース12は、例えば樹脂製で、長四角形箱状に形成されている。ケース12は、ケース本体16と蓋部材17とを備えている。ケース本体16は、樹脂製で、有天角筒状に形成されており、四角筒状の周壁部19と、周壁部19の上端開口面を閉鎖する上壁20とを有する。蓋部材17は、樹脂製で、ケース本体16に下端開口面を閉鎖するように装着されている。ケース本体16内は、隔壁21により左室と右室との2室に仕切られている。両室は、ケース本体16と蓋部材17との間に形成された連通路23によって連通されている。これにより、左室と右室と連通路23とからなるU字状の空気通路が形成されている。
【0019】
ケース本体16の上壁20には、左から右へ順に、パージポート25、チャージポート26、大気ポート27が形成されている。パージポート25及びチャージポート26は、ケース本体16の左室内と連通されている。大気ポート27は、ケース本体16の右室内と連通されている。パージポート25は、不図示のパージ通路を介してエンジンである内燃機関(詳しくはスロットルバルブより下流側の吸気通路)に連通されている。パージ通路の途中にはパージ制御弁が介装されている。内燃機関の運転中に、制御手段である電子制御装置いわゆるECUによりパージ制御弁が制御されることによってパージ制御が行われる。また、チャージポート26は、不図示の蒸発燃料通路を介して燃料タンク(詳しくはタンク内の気層部)に連通されている。また、大気ポート27は、大気に連通されている。また、各ポート25,26,27は、ケース本体16の上壁20から上方へ突出されている。ケース本体16の左室内の上端部は、仕切壁29により、左側の分室と右側の分室とに仕切られている。すなわち、左側の分室内はパージポート25と連通されている。右側の分室内は、チャージポート26と連通されている。
【0020】
ケース本体16の左室の両分室の上端部内、及び、右室の上端部内には、通気性を有するシート状のフィルタ31が上下に仕切るようにそれぞれ配置されている。また、左室の下端部内、及び、右室の下端部内には、多数の通気孔を有する多孔板33が上下に仕切るようにそれぞれ配置されている。各多孔板33の上面には、通気性を有するシート状のフィルタ34がそれぞれ積層状に配置されている。各多孔板33と蓋部材17との間には、コイルバネからなるバネ部材36がそれぞれ介装されている。各バネ部材36の弾性により各多孔板33がそれぞれ上方へ付勢されている。各フィルタ31,34は、例えば不織布、発泡ウレタン等により形成されている。また、ケース本体16の左室における両フィルタ31とフィルタ34との間に第1吸着室38が形成されている。また、ケース本体16の右室におけるフィルタ31とフィルタ34と間に第2吸着室39が形成されている。
【0021】
吸着材14は、粒状で、各吸着室38,39内にそれぞれ各バネ部材36の付勢に抗して充填されている。吸着材14は、例えば粒状の活性炭で、蒸発燃料中のブタン等の蒸発燃料を吸着及び脱離可能である。粒状の活性炭としては、破砕した活性炭(破砕炭)、粒状あるいは粉末状の活性炭をバインダともに造粒した造粒炭等を用いることができる。
【0022】
次に、キャニスタ10の動作について説明する。パージ停止時、すなわち駐車時、給油時、内燃機関の運転中におけるパージ制御弁の閉弁時等において、燃料タンク内の蒸発燃料を含む空気は、ケース12のチャージポート26から空気通路内に導入される。ケース12内の蒸発燃料を含む空気は、第1吸着室38、連通路23、第2吸着室39を通る。その際、蒸発燃料が第1吸着室38及び第2吸着室39内の吸着材14に吸着され、空気が大気ポート27から大気に放出される。また、パージ時(内燃機関の運転中におけるパージ制御弁の開弁時)においては、内燃機関の吸気負圧がパージポート25を介して空気通路内に作用する。これにより、大気中の空気が大気ポート27から第2吸着室39に導入される。空気は、第2吸着室39、連通路23、第1吸着室38を通る。その際、両吸着室38,39内の吸着材14から蒸発燃料が脱離され、蒸発燃料を含む空気(「パージ空気」という)がパージポート25から内燃機関にパージされる。
【0023】
次に、キャニスタ10の要部の構成について説明する。
図2はパージポートの周辺部を示す断面図である。
図2に示すように、ケース12のケース本体16の上壁20において、第1吸着室38の左側の分室に対応する壁部分(符号、41を付す)は、段付角筒状に形成されている。壁部分41は、ケース本体16の周壁部19及び仕切壁29により形成される左側の分室の上端部から内側へフランジ状に張り出す段付壁部42と、段付壁部42の内周部から立ち上がる四角筒状の筒壁部43と、筒壁部43の上端開口部を塞ぐように形成された端壁部44とを有する。端壁部44の中央部には、パージポート25が立ち上がるようにして形成されている。パージポート25の下端部は、端壁部44を貫通して下方に開口されている。これにより、第1吸着室38とパージポート25との間に、両者間を連通しかつ吸着材14を収容しない空間室46が形成されている。
【0024】
図1に示すように、ケース本体16内には、パイプユニット48が設けられている。
図3はパイプユニットを示す斜視図、
図4はパイプユニットのパージプレートを示す平面図である。
図3に示すように、パイプユニット48は、パージプレート50及びユニット本体51を有する。パージプレート50は、例えば樹脂製で、四角形板状に形成されている。パージプレート50は、ケース12の第1吸着室38の左側の分室の上端部内に対して、ケース本体16の上壁20の壁部分41における段付壁部42に周縁部が当接する状態に嵌合可能に形成されている(
図2参照)。パージプレート50には、板厚方向(上下方向)に貫通する多数の小孔状の通気孔53が略全面的に形成されている(
図4参照)。なお、
図3及び
図4では、多数の通気孔53のうちの一部が示されている。
【0025】
ユニット本体51は、例えば樹脂製で、その上端面がパージプレート50の下面に対して接着、溶着等の結合手段により一体化されている。ユニット本体51は、左から右へ並列状に配置された複数本(例えば3本)のパイプ部材55,56,57を備えている。各パイプ部材55,56,57は、一体成形により一体化されている。各パイプ部材55,56,57は、それぞれ丸パイプ状でかつL字状に折り曲げられており、上下方向に延在する本体部59(各パイプ部材に共通符号を付す)と、本体部の下端から右方へ延出する導入管部60(各パイプ部材に共通符号を付す)とを有する。各パイプ部材55,56,57の口径は、右から左へ段階的に大きくなっている。すなわち、各パイプ部材55,56,57の通路面積は、右から左へ段階的に大きくなっている。各パイプ部材55,56,57の本体部59の軸方向長さは、右から左へ段階的に長くなっている。各パイプ部材55,56,57の本体部59は、左右方向に並列状に配置されている。
【0026】
各パイプ部材55,56,57の本体部59の上端開口面は、パージプレート50の多数の通気孔53と連通されている。また、各パイプ部材55,56,57の導入管部60の先端開口面は、端板部61(各パイプ部材に共通符号を付す)により閉鎖されている。導入管部60の管壁部には、半径方向に貫通する適数個の通気口62が開口されている。導入管部60の管壁部には、通気口62を閉鎖する網状部材63(各パイプ部材に共通符号を付す)が取付けられている。導入管部60の開口面積すなわち導入管部60の通気口62及び網状部材63を含む開口部分における有効な開口面積は、本体部59の軸方向長さが長くなるにしたがって段階的に大きくなっている。なお、各パイプ部材55,56,57は本明細書でいう「パイプ状部材」に相当する。また、通気口62は本明細書でいう「吸着室側の開口部」に相当する。また、網状部材63は本明細書でいう「吸着材侵入防止部材」に相当する。また、端板部61を省略し、導入管部60の先端開口面を閉鎖する網状部材を設けてもよい。
【0027】
図2に示すように、パイプユニット48は、ケース12内に対して、パージプレート50をケース本体16の第1吸着室38の左側の分室の上端部内に嵌合させることによって配置されている。このとき、ケース本体16の上壁20の壁部分41における段付壁部42にパージプレート50の周縁部が当接されている。これにより、ユニット本体51は、第1吸着室38内に配置され、また、吸着材14(
図1参照)内に埋没されている。なお、第1吸着室38の左側の分室の上端部において、フィルタ31は、ユニット本体51の外部においてパージプレート50の下面に対して積層状に配置されている。
【0028】
図1に示すように、パイプユニット48の各パイプ部材55,56,57により、第1吸着室38における空気の流れ方向の中間部が空間室46に連通されている。また、各パイプ部材55,56,57における導入管部60の通気口62は、第1吸着室38における空気の流れ方向(上下方向)に段階的に配置されている。また、各パイプ部材55,56,57における導入管部60(
図3参照)の通気口62の開口面積は、第1吸着室38における空気の流れ方向(上下方向)に延在する軸方向長さが長くなるにしたがって大きくなるように設定されている。また、各パイプ部材55,56,57の通路面積は、第1吸着室38における空気の流れ方向(上下方向)に延在する軸方向長さが長くなるにしたがって大きくなるように設定されている。また、パージプレート50は、ケース12に支持され、第1吸着室38と空間室46との間を通気可能に仕切っている。なお、パージプレート50は本明細書でいう「支持部材」、「仕切部材」に相当する。
【0029】
前記したキャニスタ10によると、パージ時において第1吸着室38内からパージされる蒸発燃料は、第1吸着室38から各パイプ部材55,56,57を通じて空間室46へ流入した分と、第1吸着室38から空間室46へ流入した分との和となる。このため、従来(特許文献1参照)と比べて、パージされる蒸発燃料が増加されることにより、蒸発燃料の脱離効率を向上することができる。
【0030】
また、各パイプ部材55,56,57の導入管部60の通気口62に設けられている網状部材63により、各パイプ部材55,56,57内への吸着材14の侵入を防止することができる。これにより、各パイプ部材55,56,57内における圧力損失の増加を防止することができる。
【0031】
また、各パイプ部材55,56,57を並列状に備えたことにより、第1吸着室38内の蒸発燃料を各パイプ部材55,56,57を通じてパージすることができる。
【0032】
また、各パイプ部材55,56,57における導入管部60の通気口62は、第1吸着室38における空気の流れ方向(上下方向)に段階的に配置されている。したがって、各パイプ部材55,56,57の導入管部60の通気口62から蒸発燃料を効率良くパージすることができる。
【0033】
また、各パイプ部材55,56,57における導入管部60の通気口62の開口面積は、第1吸着室38における空気の流れ方向(上下方向)に延在する軸方向長さが長くなるにしたがって大きくなるように設定されている。したがって、パージ時における蒸発燃料を含む空気の流れの上流側になるほどパージ量が多くなることにより、蒸発燃料を効率良くパージすることができる。
【0034】
また、各パイプ部材55,56,57の通路面積は、第1吸着室38における空気の流れ方向(上下方向)に延在する軸方向長さが長くなるにしたがって大きくなるように設定されている。したがって、各パイプ部材55,56,57からパージされるパージ量を均等化することができる。すなわち、各パイプ部材55,56,57の通路面積を同一とした場合、第1吸着室38における空気の流れ方向に延在する軸方向長さが長くなるにしたがって、圧力損失が大きくなり、パージ量が減少することになる。このため、第1吸着室38における空気の流れ方向に延在する軸方向長さが長くなるにしたがって、各パイプ部材55,56,57の通路面積を大きくすることで、各パイプ部材55,56,57からパージされるパージ量を均等化することができる。
【0035】
また、各パイプ部材55,56,57は、ユニット本体51として一体化されている。したがって、ケース12に対する各パイプ部材55,56,57の組付け性を向上することができる。
【0036】
また、第1吸着室38と空間室46との間においてケース12に支持されるパージプレート50に、各パイプ部材55,56,57が一体化されている。したがって、ケース12に対してパージプレート50を支持させると同時に各パイプ部材55,56,57を支持させることができる。よって、ケース12に対する各パイプ部材55,56,57の組付け性を向上することができる。
【0037】
また、第1吸着室38と空間室46との間を通気可能に仕切るパージプレート50によって、各パイプ部材55,56,57を支持することができる。
【0038】
[実施形態2]実施形態2を説明する。実施形態2は、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。
図5はキャニスタを示す断面図、
図6はパージポートの周辺部を示す断面図、
図7はパイプユニットを示す斜視図、
図8はパイプユニットのパージプレートを示す平面図である。
図5〜
図8に示すように、本実施形態は、実施形態1のパイプユニット48のユニット本体51をユニット本体(符号、65を付す)に変更したものである。ユニット本体65は、複数本(例えば内外2本)のパイプ部材66,67を二重管状に備えている。
【0039】
各パイプ部材66,67における導入管部60の通気口62は、第1吸着室38における空気の流れ方向(上下方向)に段階的に配置されている。また、各パイプ部材66,67における導入管部60の通気口62の開口面積は、第1吸着室38における空気の流れ方向(上下方向)に延在する軸方向長さが長くなるにしたがって大きくなるように設定されている。また、各パイプ部材66,67の通路面積は、第1吸着室38における空気の流れ方向(上下方向)に延在する軸方向長さが長くなるにしたがって大きくなるように設定されている。すなわち、内側のパイプ部材66内の通路面積に比べて、両パイプ部材66,67の相互間の環状通路の通路面積が大きくなるように設定されている。なお、各パイプ部材66,67は本明細書でいう「パイプ状部材」に相当する。
【0040】
本実施形態によると、2本のパイプ部材66,67を多重管状(二重管状)に備えたことにより、第1吸着室38内の蒸発燃料を各パイプ部材66,67を通じてパージすることができる。また、各パイプ部材66,67をコンパクトに配置することができる。なお、パイプ部材は、3本以上を多重管状に備えてもよい。
【0041】
[実施形態3]実施形態3を説明する。実施形態3は、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。
図9はキャニスタを示す断面図である。
図9に示すように、本実施形態は、実施形態1のパイプユニット48のユニット本体51を、1本のパイプ部材70に変更したものである。パイプ部材70の導入管部60は、右斜め下方へ傾斜している。導入管部60の先端開口面は、開放されている。導入管部60の先端部には、先端開口面を閉鎖する網状部材71が取付けられている。導入管部60の先端開口面は、第1吸着室38における空気の流れ方向(上下方向)の中間部、詳しくは、第1吸着室38の中心又は中心付近に配置されている。なお、パイプ部材70は本明細書でいう「パイプ状部材」に相当する。また、導入管部60の先端開口面は本明細書でいう「吸着室側の開口部」に相当する。また、網状部材71は本明細書でいう「吸着材侵入防止部材」に相当する。
【0042】
[実施形態4]実施形態4を説明する。実施形態4は、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。
図10はパージポートの周辺部を示す断面図、
図11はパイプユニットのパージプレートを示す平面図である。
図10及び
図11に示すように、本実施形態は、実施形態1のパイプユニット48のパージプレート50をパージプレート(符号、73を付す)に変更したものである。パージプレート73は、外枠部74と内枠部75と連結部76とを有する。パージプレート73は、パージプレート50と異なり、通気孔53(
図2及び
図4参照)は形成されていない。
図11に示すように、外枠部74は、四角形枠状に形成されている。内枠部75は、ユニット本体51の各パイプ部材55,56,57(
図10参照)の上端面に対応する三連環状に形成されている。連結部76は、外枠部74と内枠部75との間に放射状に複数本(例えば4本)架設されている。内枠部75の下面に対して、ユニット本体51の各パイプ部材55,56,57の上端面が接着、溶着等の結合手段により一体化されている(
図10参照)。なお、パージプレート73は本明細書でいう「支持部材」に相当する。
【0043】
[他の実施形態]
本発明は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。例えば、キャニスタ10の吸着室の数は適宜増減してもよい。また、網状部材63に代えて、不織布、発泡ウレタン等からなるフィルタ部材を用いてよい。また、網状部材63とフィルタ部材とを併用してもよい。また、導入管部60の端板部61を省略し、その導入管部60の先端開口面を閉鎖する網状部材を設けてもよい。この場合、通気口62及び網状部材63を省略することも可能である。また、導入管部60の開口部(通気口62、先端開口面)を、格子状又は多数の小孔状に形成することにより、網状部材を省略してもよい。また、パージプレートとユニット本体は、一体成形により一体化してもよい。