特許 7473874 車両のキャニスタ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-16

(45)【発行日】2024-04-24

(54)【発明の名称】車両のキャニスタ装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 25/08 20060101AFI20240417BHJP

   B60K 15/073 20060101ALI20240417BHJP

【ＦＩ】

F02M25/08 311H

F02M25/08 F

B60K15/073

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020085238

(22)【出願日】2020-05-14

(65)【公開番号】P2021179201

(43)【公開日】2021-11-18

【審査請求日】2023-04-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002664

【氏名又は名称】弁理士法人相原国際知財事務所

(72)【発明者】

【氏名】位田 計人

(72)【発明者】

【氏名】佐野 孝幸

(72)【発明者】

【氏名】橋本 佑

(72)【発明者】

【氏名】今井 宏輔

【審査官】北村 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－２６３１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１５２９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２８７１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２４８７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－３０４１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５９１２３６８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ２５／０８

Ｂ６０Ｋ １５／０７３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料タンク内における燃料の蒸散ガスを吸着、吸着された蒸散ガスの脱離が可能なキャニスタと、
大気に開放する大気開放口を端に有し、前記キャニスタと大気とを連通させるベント路とを備え、
前記ベント路の大気開放口を車体の骨格部材の内部に開口させた車両のキャニスタ装置であって、
前記大気開放口の近傍となる前記骨格部材外に配置されるベント路の端部分に、ベント路内をキャニスタ側から骨格部材側へ流れ出る液体を地面へ流出させる分離器が備えられ、
前記ベント路の端部分は、前記骨格部材に固定される固定部を有し、
前記骨格部材は、開口部を有する壁部を有し、
前記固定部は、前記開口部に差し込まれる差込口部と、前記差込口部に設けられ前記開口部の縁部と係合して前記差込口部を固定するクリップ部とを有し、
前記分離器は、前記差込口部に設けられて前記固定部に保持される
ことを特徴とする車両のキャニスタ装置。

【請求項2】

前記分離器は、周囲に車両搭載部品が無い位置に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の車両のキャニスタ装置。

【請求項3】

前記分離器は、前記ベント路から下方へ突き出るように設けられ、前記ベント路内から液体を分離して集溜するチャンバ部と、
前記チャンバ部の底壁に設けられ、集溜された液体を地面へ排出する排出口と
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の車両のキャニスタ装置。

【請求項4】

前記排出口は、前記骨格部材の底壁よりも下側に配置される
ことを特徴とする請求項３に記載の車両のキャニスタ装置。

【請求項5】

前記チャンバ部の底壁は傾斜され、
前記排出口は、傾斜した底壁の最下位となる位置に配置される
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の車両のキャニスタ装置。

【請求項6】

前記チャンバ部の底壁の傾斜は、車両前方へ向かい下るように傾斜される
ことを特徴とする請求項５に記載の車両のキャニスタ装置。

【請求項7】

前記チャンバ部の排出口は、前記ベント路の大気開放口よりも小径である
ことを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の車両のキャニスタ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車体に設置される車両のキャニスタ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車など車両では、燃料タンク内における燃料の蒸散ガスを処理するため、キャニスタ装置が搭載される。

【0003】

キャニスタ装置は、燃料タンクからの燃料の蒸散ガスを吸着する一方、吸着した蒸散ガスの脱離を可能とし、車両に搭載されたエンジンが稼働するときに処理するものである。

【0004】

こうしたキャニスタ装置は、キャニスタと大気とを連通させるベント路が備えられる。ベント路は、先端に大気開放口をもち、このベント路が燃料タンクの通気やキャニスタの通気を果たして、燃料タンク内の蒸散ガスがキャニスタに吸着されたり、吸着した蒸散ガスがキャニスタから脱離されエンジンの吸気系へ導出され、燃料と共に燃焼されたりしている。

【0005】

ところで、ベント路は、キャニスタを介して、燃料タンクやエンジンなどとつながるため、大気開放口からの異物の侵入を抑えることが求められる。

【0006】

例えば、特許文献１に開示されているように、ベント路の大気開放口は、車両の骨格部材内に開口させ、車両の骨格部材内を介して、ベント路内に大気を流通させるといった、水や埃など異物を侵入し難くすることが講じられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００８－２４８７９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、ベント路は、大気開放口側よりもキャニスタ側が高い位置となるよう配置して、できるだけキャニスタ側から大気開放口側へ燃料が流出しないようにしているが、それでも、万一、燃料が流出することが考えられる。例えば燃料タンク内のバルブ不良により、燃料タンクの燃料がベント路へ漏れ、大気開放口から車両の骨格部材内へ流出する場合が考えられる。

【0009】

このような場合、燃料は、骨格部材の継ぎ目や、骨格部材に有る孔など、意図しない地点から燃料が外部へ流れ出ることがある。

【0010】

そこで、本発明の目的は、万一、燃料タンクの燃料がベント路に漏れ出ても、大気開放口から骨格部材へ侵入せずにすむ車両のキャニスタ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の態様は、燃料タンク内における燃料の蒸散ガスを吸着、吸着された蒸散ガスの脱離が可能なキャニスタと、大気に開放する大気開放口を端に有し、キャニスタと大気とを連通させるベント路とを備え、ベント路の大気開放口を車体の骨格部材の内部に開口させた車両のキャニスタ装置であって、大気開放口の近傍となる骨格部材外に配置されるベント路の端部分に、ベント路内をキャニスタ側から骨格部材側へ流れ出る液体を地面へ流出させる分離器が備えられ、前記ベント路の端部分は、前記骨格部材に固定される固定部を有し、前記骨格部材は、開口部を有する壁部を有し、前記固定部は、前記開口部に差し込まれる差込口部と、前記差込口部に設けられ前記開口部の縁部と係合して前記差込口部を固定するクリップ部とを有し、前記分離器は、前記差込口部に設けられて前記固定部に保持されるものとした。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、万一、燃料タンク内のバルブ固着等の発生により、燃料タンクの燃料がベント路へ漏れ出たとしても、骨格部材の直前となるベント路の端部分には、分離器が設けられているので、ベント路の大気開放口に至る前、ベント路を流れる燃料は、分離器により、ベント路から分離されて地面へ流出される。

【0013】

したがって、万一、燃料タンクの燃料がベント路に漏れ出ても、骨格部材の意図しない個所から流出されるのを防ぐことができ、車両の安全性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る態様となる車両下面から見たキャニスタ装置を示す下面図。

【図2】図１中のＡ部に示される分離器の周辺を示す斜視図。

【図3】分離器を説明する分解斜視図。

【図4】分離器の側断面図。

【図5】同じく平面図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明を図１から図５に示す一実施形態にもとづいて説明する。

【0016】

図１は、例えばエンジンやモータを搭載したハイブリッド車と称される車両１の後部側における下面を示している。

【0017】

車両１の主な部分を説明すると、図１中の符号３は車両１の車体２を構成するフロア部材、符号５はフロア部材３の車幅方向両側に配置された車両前後方向に延びる一対のサイドフレーム、符号７は車両後部側のサイドフレーム部分間に架け渡されたクロスメンバを示している。

【0018】

ちなみに、サイドフレーム５、クロスメンバ７は、いずれも逆ハット形の断面をもつ中空部材などが用いられる。

【0019】

車体２は、こうした各種骨格部材で構成される車体２の骨格部に、車体各部（フェンダ部やルーフ部など）組み合わって構成される。

【0020】

こうした車体２のフロア部材３の下面の前部には、走行輪（図示しない）を駆動するモータ（図示しない）やエンジン９が搭載される。エンジン９は、簡略化したブロックで示してある(図１)。またフロア部材３の下面の後部には、燃料タンク１１やマフラー１３が搭載される。フロア部材３の下面の中間部には、バッテリ（図示しない）が搭載される。

【0021】

ちなみに、燃料タンク１１は、クロスメンバ７の車両前側に配置され、マフラー１３は車両最後部に配置されている。そして、エンジン９から延びる排気管９ａがマフラー１３に連結してある。

【0022】

つまり、車両１は、燃料タンク１１内に貯留された燃料でエンジン９が駆動されたり、バッテリに蓄えられた電力でモータが駆動されたりすることにより、走行される構造となっている。

【0023】

こうした車両１の下面、ここでは例えばマフラー１３の側方（車幅方向）に、キャニスタ装置２１が設置されている。

【0024】

キャニスタ装置２１は、蒸散ガス（燃料タンク１１内の燃料ガス）が吸着、脱離可能な活性炭２３を収めたキャニスタ２５と、同キャニスタ２５から延びる吸着用のチューブ２７（通路）と、同じく脱離用のチューブ２９（通路）と、同じくベント用のチューブ３１（本願のベント路に相当）とを備える。

【0025】

このうち、キャニスタ２５は、例えば隣接するサイドフレーム５に保持される。

【0026】

吸着用のチューブ２７は、燃料タンク１１へ延びる。この吸着用のチューブ２７の先端部は、燃料タンク１１などに接続され、先端の開口を燃料の液面上方の空間（図示しない）に連通させている。これにより、燃料タンク１１内の蒸散ガス（燃料）が、活性炭２３へ導けるようにしている。

【0027】

脱離用のチューブ２９は、エンジン９側へ延びる。このチューブ２９の先端部は、エンジン９の吸気系、例えばスロットルボデーに連通接続されている。これにより、エンジン９の吸気負圧を利用して、活性炭２３から蒸散ガスを脱離させてエンジン９の吸気系へ導けるようにしている。

【0028】

ベント用のチューブ３１は、先端部がサイドフレーム５に沿って車両前側へ延び、燃料タンク１１近くに配置されているクロスメンバ７（骨格部材）に接続されている。

【0029】

さらに述べると、チューブ３１の先端部は、大気に開口する大気開放口３２をもつ接続用の差込口部３３が装着されている。この差込口部３３が、骨格部材たるクロスメンバ７の側壁７ａに差し込み接続され、先端に形成される大気開放口３２をクロスメンバ７の内部に開口させている。つまり、大気開放口３２は、車体２の骨格部内を通じて、車体１外、すなわち大気と連通されている。これにより、大気開放口３２から、水や埃など異物を侵入し難くして、チューブ３１内を、異物の含まれない大気が流通されるようにしている。

【0030】

このベント用のチューブ３１が、燃料タンク１１との通気、活性炭２３との通気、エンジン９との通気を果たして、燃料タンク１１内の蒸散ガスが活性炭２３に吸着されたり、活性炭２３に吸着した蒸散ガスが脱離してエンジン９の吸気系へパージされ燃料と共に燃焼されたりする。

【0031】

ちなみに、キャニスタ２５内には、図示はしないが蒸発ガスの吸着や脱離をコントロールするコントロールバルブや吸引ポンプなどが設けられる。

【0032】

このベント用のチューブ３１の先端部をなす差込口部３３に、分離器３５が設けられている。

【0033】

この分離器３５は、万一、燃料タンク１１からチューブ３１へ漏れ出た燃料（本願の液体に相当）を、車体２の骨格部材であるクロスメンバ７内へ流出するのを防ぐため、漏れ出た燃料をチューブ３１内から分離して地面（図示しない）へ流出させる機器である。この分離器３５の構造が図３～図５に示されている。

【0034】

分離器３５は、大気開放口３２からの燃料流出が確実に抑えられるよう、大気開放口３２の近傍となるクロスメンバ７の直前に配置されたり、差込口部３３を接続する固定部３４を用いて分離器３５を保持させたり、漏れた燃料αを車両搭載部品の無い位置から地面へ流出させたり、漏れた燃料を地面に徐々に地面へ流出させたりするなど、各種の構造が施されている。

【0035】

この分離器３５の各部を説明すると、図３に示されるように固定部３４は、差込口部３３の先端両側の外面に設けた一対のクリップ部３７を有している。

【0036】

クリップ部３７は、差込口部３３の先端側からを基端側へ拡がりながら延びる変位可能な一対のレバーから形成され、例えばクロスメンバ７の側壁７ａに形成されている開口部７ｂに差し込まれる際に縮み、差し込み終えると拡がる。

【0037】

クリップ部３７直後の差込口部分には、押付け用のパネル部３９が設けられ、差込口部３３がクロスメンバ７の開口部７ｂに差し込まれるにしたがい、図５に示されるように開口部７ｂの開口縁部が、クリップ部３７端に形成された係合部３７ａと係合されて、パネル部３９との間に挟み付けられる。

【0038】

つまり、チューブ３１の先端部は、クリップ部３７など係合構造（固定部３４）にて、クロスメンバ７に固定される。

【0039】

分離器３５は、このパネル部３９の直後の差込口部分に設けられる。これにより、分離器３５は、固定部３４をそのまま活用して、チューブ３１に保持される。さらに述べると、同保持構造にて、分離器３５は、大気開放口３２の近傍となるクロスメンバ７外(骨格部材外)の位置、具体的にはクロスメンバ７の直前の位置で保持される。

【0040】

つまり、漏れ出た燃料αは、クロスメンバ７へ流入する直前で分離されて地面へ排出される。これにより、大気開放口３２からの燃料の流出が確実に抑えられるようにしている。

【0041】

詳しくは分離器３５は、差込口部３３（チューブ３１の先端部）の下面から下方へ突き出るように配置されたチャンバ部４０を有して構成される。チャンバ部４０は、差込口部３３と一体な上部が開放した有底の中空柱状をなすチャンバ本体４０ａと、同チャンバ本体４０ａの開放部を着脱可能に閉塞する蓋部４０ｂと、チャンバ本体４０ａの底壁４０ｄに設けられた排出口４０ｃとを有している。

【0042】

チャンバ本体４０ａの内部空間は、図４に示されるように差込口部３３の内部に開放され、チューブ３１の内面を伝わりクロスメンバ７へ向かう燃料（液体）αが、クロスメンバ７の直前、チャンバ本体４０ａ内へ流下して気液分離される。そして、チャンバ本体４０ａ内で集溜された燃料αが、排出口４０ｃから地面（図示しない）へ排出される構造となっている。

【0043】

特に差込口部３３の接続位置は、分離器３５から排出される燃料αが他の床下の車両搭載部品にかからないよう、分離器３５の周囲に車両搭載部品が無い位置、ここでは例えばサイドフレーム５とクロスメンバ７とが連結する連結部６寄りの位置に配置されている（図１）。

【0044】

また車体２のサイドフレーム５など骨格部材に影響を与えずに燃料の排出が行われるよう、チャンバ本体４０ａの下部は、図４に示されるように下側へ延びていて、排出口４０ｃの位置を、クロスメンバ７の底壁７ｄよりも下側に配置して、排出口４０ｃを車体２の骨格部材や床下の車両搭載部品から遠ざけている。つまり、地面寄りの位置から燃料の排出が行えるようにしている。

【0045】

排出口４０ｃは、チャンバ本体４０ａ内から燃料が徐々に地面（外部）へ排出されるよう、大気開放口３２よりも、かなり小径な通孔で形成してある（Ｄ１＞ｄ１）。

【0046】

加えて、チャンバ本体４０ａの底壁４０ｄは、片側へ傾斜される。ここでは、多くの車両１は車両前方に下る方向へ傾斜する傾向があることから、底壁４０ｄは車両前方へ下るよう傾斜させてある（図４）。そして、この傾斜した底壁４０ｄの最下位となる位置に、排出口４０ｃが配置され、チャンバ本体４０ａ内の燃料αが、残らずチャンバ本体４０ａ内から地面へ排出される構造としている。

【0047】

つぎに、キャニスタ装置２１の作用について説明する。

【0048】

すなわち、燃料タンク１１内に生じる蒸散ガスは、ベント用のチューブ３１を通気に用いて、吸着用のチューブ２７から活性炭２３に至り、同活性炭２３に吸着される。

【0049】

そして、車両１のエンジン９の稼働時、ベント用のチューブ３１を通気に用いて、吸着した蒸散ガスが、活性炭２３から脱離してエンジン９の吸気系へパージされ、燃料と共に燃焼される（蒸散ガス処理）。

【0050】

ここで、万一、燃料がキャニスタ装置２１から流出することが考えられる。例えば燃料タンク１１に給油する際の不手際などにより、燃料タンク１１の燃料がベント用のチューブ３１へ漏れ出て、骨格部材へ侵入することが考えられる。

【0051】

この場合、漏れ出た燃料αが、意図しない骨格部材の地点から外部へ流れ出てしまうことが懸念される。

【0052】

このとき、クロスメンバ７に開口するチューブ３１の端部のうち、クロスメンバ７の直前位置（大気開放口３２の近傍）には、分離器３５が設けられている。

【0053】

このため、万一、燃料タンク１１内のバルブ固着等の発生により、燃料タンク１１の燃料がベント用のチューブ３１へ漏れ出たとしても、図４に示されるように漏れ出た燃料αは、チューブ３１の大気開放口３２に至る直前、チューブ３１内から気液分離されてチャンバ部４０内に溜まる。この集溜した燃料αが、排出口４０ｃから、定位置となる分離器３５の直下の地面（外部）へ向け流出される。つまり、漏れた燃料αは、クロスメンバ７内に至らずにすむ。

【0054】

したがって、万一、燃料タンク１１の燃料がベント用のチューブ３１に漏れ出たとしても、大気開放口３２から骨格部材、ここではクロスメンバ７内へ侵入せずにすむ。

【0055】

それ故、本実施形態のように分離器３５の採用したことにより、漏れ出た燃料αが、骨格部材の意図しない個所から流出されるのを防ぐことができ、車両１の安全性の向上を図ることができる。

【0056】

特に分離器３５は、周囲に車両搭載部品が無い位置に配置してあるので、排出口４０ｃから排出される燃料αが不用意にかかることはない。

【0057】

また分離器３５は、差込口部３３（チューブ３１の端部）を固定する固定部３４で保持されるため、別途、分離器３５を保持する保持具は不要である。特に固定部３４は、クリップ部３７を採用して、クロスメンバ７の開口縁部との係合により、差込口部３３をクロスメンバ７に固定するので、簡単な構造ですむ。

【0058】

しかも、分離器３５には、チャンバ部４０と排出口４０ｃとを組み合わせた気液分離構造が用いられているので、簡単な構造ですむ。

【0059】

また分離器３５の排出口４０ｃは、差込口部３３が装着されるクロスメンバ７の底壁よりも下側に配置したので、排出口４０ｃからの燃料αが不用意にクロスメンバ７にかかるのを防ぐことができる。

【0060】

そのうえ、チャンバ部４０は、底壁４０ｄを傾斜させ、最下位となる底壁部分に排出口４０ｃを配置させたので、チャンバ部４０内から漏れ出た燃料αを確実に地面へ排出させることができる。特に車両１の傾斜に合わせて、チャンバ部４０の底壁４０ｄを傾斜させると、効果的に漏れ出た燃料αを地面へ排出させることができる。

【0061】

加えて、チャンバ部４０の排出口４０ｃは、大気開放口３２よりも小径にしたことにより（Ｄ１＞ｄ１）、チューブ３１の通気機能は損なわれずに、蒸散ガスの吸着や脱離や漏れ出た燃料αの流出を果たすことができる。

【0062】

なお、本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば一実施形態では、ベント用のチューブをクロスメンバに接続して開口させた例を挙げたが、これに限らず、クロスメンバ以外の骨格部材（サイドフレームや他の骨格部材など）にベント用のチューブを接続させてもよく、車両の骨格部材であればよい。

【符号の説明】

【0063】

２ 車体
７ クロスメンバ（骨格部材）
７ａ 側壁（壁部）
７ｂ 開口部
１１ 燃料タンク
２１ キャニスタ装置
２３ 活性炭
２５ キャニスタ
３１ ベント用のチューブ（ベント路）
３２ 大気開放口
３３ 差込口部
３４ 固定部
３５ 分離器
３７ クリップ部
４０ チャンバ部
４０ｃ 排出口
α 漏れ出た燃料（液体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】