(57)【要約】【課題】  構造の複雑化、製造工数、部品点数および大気通路における圧力損失の増大を招くことなく、大気中への燃料蒸気の放出を防止するキャニスタモジュールを提供する。【解決手段】  吸着剤層５１は、大気ポート３２の内壁に沿って周方向へ設置されている。そのため、吸着剤層５１は、大気通路２１の周囲を包囲するとともに、大気通路２１を遮ることがない。吸着剤層５１は、第二収容室４２の吸着剤４４から拡散により流出する微量の燃料蒸気を吸着する。これにより、大気通路２１の開放端２４が大気に開放されているとき、キャニスタ３０の第二収容室４２から拡散により流出した燃料蒸気は吸着剤層５１により吸着される。したがって、大気通路２１における圧力損失の増大を招くことなく、燃料蒸気の大気中への放出を防止することができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発燃料を吸着する吸着剤を収容しているキャニスタと、
一方の端部が前記キャニスタに接続し他方の端部が大気に開放されている開放端となる大気通路を形成する大気通路形成部材と、
前記大気通路形成部材の内壁に沿って周方向へ設置され、前記キャニスタを通過した蒸発燃料を吸着する吸着剤層と、
を備えることを特徴とするキャニスタモジュール。
【請求項２】
前記大気通路を開閉するドレインバルブを備え、
前記吸着剤層は、前記キャニスタと前記ドレインバルブとの間に設置されていることを特徴とする請求項１記載のキャニスタモジュール。
【請求項３】
前記大気通路を開閉するドレインバルブと、
前記開放端に設置される大気フィルタとを備え、
前記吸着剤層は、前記ドレインバルブと前記大気フィルタとの間に設置されていることを特徴とする請求項１記載のキャニスタモジュール。
【請求項４】
前記吸着剤層は、前記大気通路形成部材の内壁に沿って周方向の全周に設置されていることを特徴とする請求項１、２または３記載のキャニスタモジュール。
【請求項５】
前記吸着剤層は、前記大気通路形成部材の内壁に沿って周方向の一部に設置されていることを特徴とする請求項１、２または３記載のキャニスタモジュール。
【請求項６】
前記吸着剤層は、重力方向下方に設置されていることを特徴とする請求項５記載のキャニスタモジュール。
【請求項７】
前記吸着剤層は、前記開放端側の端部に径方向内側へ突出する堰部を有することを特徴とする請求項４、５または６記載のキャニスタモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクから蒸発する燃料を吸着するキャニスタモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンクから蒸発した蒸発燃料を吸着するキャニスタが公知である。キャニスタは、例えば活性炭などの吸着剤により蒸発燃料を吸着し、蒸発燃料の大気への放出を低減している。しかし、一部の蒸発燃料は、キャニスタから拡散し大気中へ放出される。そこで、蒸発燃料のさらなる拡散を制限し、大気中への放出を防止するため、特許文献１又は２のような発明が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２１３６１号公報
【特許文献２】特開２００２−３０９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている発明の場合、キャニスタの内部における通路を迷路状にすることにより、通路の全長を延長している。通路を迷路状にして全長を延長することにより、燃料蒸気の拡散距離が増大し、大気中への放出が低減される。一方、特許文献２に開示されている発明の場合、キャニスタの大気開放側に空間を形成し、この空間に吸着層を設置している。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている発明の場合、キャニスタの空気室に通路を設置する必要がある。そのため、キャニスタのケーシングに蓋を設置する必要がある。蓋は、ケーシングに溶着により固定される。その結果、キャニスタの構造の複雑化および製造工数の増大を招くという問題がある。
一方、特許文献２に開示されている発明の場合、吸着層は大気通路における大気の流れ方向に対し直角に設置されている。そのため、大気通路における通気抵抗が増大する。その結果、大気通路における圧力損失が増大する。また、特許文献２に開示されている発明では、キャニスタを通過した燃料蒸気を吸着するために、必要かつ十分な量の吸着剤、および吸着剤を保持する保持部材を設置する必要がある。そのため、構造の複雑化および部品点数の増大を招くという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、構造の複雑化、製造工数、部品点数および大気通路における圧力損失の増大を招くことなく、大気中への燃料蒸気の放出を防止するキャニスタモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明では、吸着剤層は大気通路形成部材の内壁に沿って周方向へ設置されている。これにより、キャニスタから放出される燃料蒸気は、大気通路形成部材の内壁に設置されている吸着剤層によって吸着される。キャニスタから大気通路へ放出される燃料蒸気は、拡散速度が遅く、拡散量もわずかである。そのため、大気通路形成部材の内壁に設置されている吸着剤層は、キャニスタから放出される燃料蒸気を十分に吸着する。したがって、燃料蒸気の大気中への放出を防止することができる。また、吸着剤層は、大気通路形成部材の内壁に沿って設置されているため、大気通路における空気の流れを妨げることはない。したがって、大気通路における圧力損失の増大を抑制することができる。さらに、吸着剤層は、大気通路形成部材の内壁に沿って容易に設置される。そのため、吸着剤層を大気通路形成部材に保持する保持部材などが不要となる。したがって、構造の複雑化、ならびに製造工数および部品点数の増大を招くことはない。
【０００８】
請求項２記載の発明では、吸着剤層はキャニスタとドレインバルブとの間に設置されている。キャニスタとドレインバルブとを別体に構成する場合、これらを組み付けるまでキャニスタまたはドレインバルブが形成している通路は端部が開放している。そのため、吸着剤層は開放している端部から大気通路形成部材の内壁に沿って容易に設置される。したがって、構造の複雑化、ならびに製造工数および部品点数の増大を招くことはない。
【０００９】
請求項３記載の発明では、吸着剤層はドレインバルブと大気フィルタとの間に設置されている。ドレインバルブと大気フィルタとを別体に構成する場合、これらを組み付けるまでドレインバルブまたは大気フィルタが形成している通路は端部が開放している。そのため、吸着剤層は開放している端部から大気通路形成部材の内壁に沿って容易に設置される。したがって、製造工数、構造の複雑化および部品点数の増大を招くことがない。
【００１０】
請求項４または５記載の発明では、吸着剤層は大気通路形成部材の周方向の全周または一部に設置される。これにより、吸着剤層は、大気通路を塞ぐことなく、大気通路に放出される燃料蒸気との接触面積が増大する。したがって、燃料蒸気は効率よく吸着剤層に吸着され、燃料蒸気の大気中への放出を防止することができる。
【００１１】
請求項６記載の発明では、吸着剤層は重力方向下方に設置されている。燃料蒸気は、空気と比較して比重が大きい。そのため、キャニスタから大気通路へ放出される燃料蒸気は、大気通路の重力方向下方へ滞留しやすい。そこで、吸着剤層を重力方向下方に設置することにより、大気通路形成部材の周方向の一部に吸着剤層を設置する場合でも、燃料蒸気の吸着は容易になる。したがって、燃料蒸気の大気中への放出を防止することができる。
【００１２】
請求項７記載の発明では、吸着剤層はキャニスタとは反対側の端部に堰部を有している。堰部は、大気通路の径方向内側へ突出している。キャニスタから大気通路へ放出される燃料蒸気は、キャニスタから大気通路の開放端側へ拡散する。そのため、大気通路のキャニスタとは反対側に堰部を設置することにより、大気通路を拡散する燃料蒸気は堰部に遮られ、吸着剤層側へ移動する。その結果、吸着剤層による燃料蒸気の吸着効率が向上する。したがって、燃料蒸気の大気中への放出を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるキャニスタモジュールを適用した蒸発燃料処理装置を図１に示す。図１に示す蒸発燃料処理装置１０は、車両の燃料タンク１１から発生した燃料蒸気を図示しない内燃機関（以下、内燃機関を「エンジン」という。）の吸気管１２へ供給する。蒸発燃料処理装置１０は、キャニスタモジュール２０およびパージ通路１３に設置されるパージバルブ１４を備えている。なお、蒸発燃料処理装置１０は、上述のキャニスタモジュール２０およびパージバルブ１４の他に、例えば図示しない蒸発燃料濃度測定手段あるいは蒸発燃料漏れチェック装置など、その他の構成を含んでもよい。
【００１４】
キャニスタモジュール２０は、キャニスタ３０、ドレインバルブ２２および大気フィルタ２３を備えている。キャニスタ３０はケーシング３１を有している。ケーシング３１は、例えば金属あるいは樹脂などにより形成されている容器である。ケーシング３１は、大気ポート３２、パージポート３３およびタンクポート３４を有している。大気ポート３２は、大気通路２１を形成する大気通路形成部材である。パージポート３３は、パージ通路１３を経由して吸気管１２に接続している。タンクポート３４は、タンク通路１５を経由して燃料タンク１１に接続している。
【００１５】
キャニスタ３０は、仕切部３５、保持プレート３６および保持プレート３７により内部が主に第一収容室４１と第二収容室４２とに仕切られている。仕切部３５は、ケーシング３１と一体に形成されている。第一収容室４１および第二収容室４２には、それぞれ吸着剤４３、４４が収容されている。吸着剤４３、４４は、例えば活性炭やシリカゲルなどの多孔質の物質からなる。第一収容室４１には、パージポート３３およびタンクポート３４が連通している。また、第二収容室４２には、大気ポート３２が連通している。保持プレート３６および保持プレート３７は、板厚方向に貫く多数の穴を有しており、第一収容室４１および第二収容室４２への空気の流れを許容するとともに、第一収容室４１および第二収容室４２に収容されている吸着剤の崩落を防止している。
【００１６】
第一収容室４１と第二収容室４２との間は、ケーシング３１および保持プレート３７が形成する接続通路４５により連通している。一方、第一収容室４１の接続通路４５と反対側は、仕切部３８によりパージポート３３側とタンクポート３４側とが仕切られている。これにより、燃料タンク１１からタンクポート３４を経由してキャニスタ３０に導入された燃料蒸気は、タンクポート３４からパージポート３３へ短絡することなく、第一収容室４１の吸着剤４３へ導入される。
【００１７】
キャニスタ３０は、パージポート３３からパージ通路１３を経由して吸気管１２に接続している。パージ通路１３には、パージバルブ１４が設置されている。パージバルブ１４は、パージ通路１３を開閉する。これにより、パージバルブ１４は、キャニスタ３０から吸気管１２へ流れる燃料蒸気を含む空気の流量を調整する。
【００１８】
本実施形態の場合、キャニスタ３０の大気ポート３２が大気通路２１を形成している。なお、例えば大気ポート３２とドレインバルブ２２とを接続する管部材、およびドレインバルブ２２と大気フィルタ２３とを接続する管部材から大気通路２１を形成していてもよい。大気通路２１は、ドレインバルブ２２のキャニスタ３０とは反対側が大気に開放された開放端２４となっている。この開放端２４に大気フィルタ２３が設置されている。大気フィルタ２３は、大気通路２１に導入される大気に含まれる異物を除去する。ドレインバルブ２２は大気通路２１を開閉する。ドレインバルブ２２は、例えば燃料タンク１１からの燃料蒸気の漏れをチェックするとき、大気通路２１を閉塞する。
【００１９】
本実施形態では、大気ポート３２には吸着剤層５１が設置されている。吸着剤層５１は、図２に示すように大気ポート３２の内壁３２ａに沿って周方向の全周にわたり円筒状に設置されている。吸着剤層５１は、例えば活性炭繊維により形成した筒状の部材であり、大気ポート３２の内周側に圧入あるいは接着されている。なお、吸着剤層５１は、例えば活性炭やシリカゲルなどの吸着剤を大気ポート３２の内壁３２ａに直接接着してもよい。
【００２０】
次に、上記構成の蒸発燃料処理装置１０の作動について説明する。
燃料タンク１１における燃料蒸気の発生にともない、燃料タンク１１の内部の圧力は上昇する。これにより、燃料タンク１１からは、燃料蒸気を含む空気がキャニスタ３０へ流出する。エンジンが運転を停止しているとき、ドレインバルブ２２は開放され、大気通路２１は大気に開放されている。燃料タンク１１の圧力上昇にともなって、燃料タンクから流出した空気はキャニスタ３０を経由して大気通路２１の開放端２４から大気中へ放出される。このとき、燃料タンク１１で発生した燃料蒸気は、タンク通路１５およびタンクポート３４を経由してキャニスタ３０の第一収容室４１に導入される。そのため、燃料蒸気の大部分は、第一収容室４１の吸着剤４３により吸着される。第一収容室４１を通過した空気は、接続通路４５を経由して第二収容室４２へ流入する。これにより、空気に含まれる燃料蒸気はさらに第二収容室４２の吸着剤４４により吸着される。
【００２１】
大気通路２１の開放端２４が大気に開放されているとき、第二収容室４２の吸着剤４４に吸着されている燃料蒸気は拡散により大気通路２１へ流出することがある。第二収容室４２の吸着剤４４から拡散により大気通路２１へ流出する燃料蒸気はわずかであるものの、近年は大気中へ排出される燃料蒸気の排出量規制が強化されている。そのため、第二収容室４２の吸着剤４４から大気通路２１へ流出する燃料蒸気も除去する必要がある。本実施形態の場合、大気ポート３２の内壁３２ａに吸着剤層５１が設置されている。キャニスタ３０から拡散により流出する燃料蒸気は、拡散速度が遅く、拡散量も微量である。そのため、吸着剤層５１は、第二収容室４２から大気通路２１へ流出する燃料蒸気を十分に吸着する。これにより、大気通路２１の開放端２４が大気に開放されているときでも、大気通路２１から大気中への燃料蒸気の放出は防止される。
【００２２】
一方、エンジンが運転されているとき、吸気管１２を吸気が流れることにより、吸気管１２側へ吸引圧が発生し、キャニスタ３０の内部は減圧される。このとき、ドレインバルブ２２は開放されているため、キャニスタ３０には開放端２４から大気通路２１を経由して空気が導入される。大気通路２１へ導入された空気は、大気ポート３２が形成する大気通路２１、第二収容室４２、接続通路４５および第一収容室４１を経由してパージポート３３からパージ通路１３へ流出する。大気が大気通路２１、第二収容室４２および第一収容室４１を通過することにより、吸着剤層５１および吸着剤４３、４４に吸着された燃料蒸気は吸着剤層５１および吸着剤４３、４４から脱離する。吸着剤層５１および吸着剤４３、４４から脱離した燃料蒸気は、大気通路２１から導入された空気とともにパージ通路１３へ流出する。パージバルブ１４は、パージ通路１３を開閉することにより、パージ通路１３から吸気管１２へ流出する燃料蒸気を含む空気の流量を調整する。キャニスタ３０からパージ通路１３を経由して吸気管１２へ流出する空気には、比較的高濃度の燃料蒸気が含まれる。そこで、エンジンへ吸入される吸気の空燃比を所定の値に保持するため、パージバルブ１４は吸気に混合するキャニスタ３０からの空気の流量を調整する。また、燃料タンク１１で発生した燃料蒸気は、タンク通路１５およびタンクポート３４を経由して第一収容室４１に導入される。導入された燃料蒸気は、第一収容室４１を経由してパージ通路１３へ流出する。
【００２３】
以上、説明したように、第１実施形態では、大気ポート３２に吸着剤層５１が設置されている。吸着剤層５１は、第二収容室４２の吸着剤４４から拡散により流出する微量の燃料蒸気を吸着する。これにより、大気通路２１の開放端２４が大気に開放されているとき、キャニスタ３０の第二収容室４２から拡散により流出した燃料蒸気は吸着剤層５１により吸着される。したがって、燃料蒸気の大気中への放出を防止することができる。
【００２４】
また、第１実施形態では、吸着剤層５１は大気ポート３２の内壁３２ａに沿って周方向に設置されている。そのため、大気通路２１では、空気が通過可能な十分な断面積が確保される。これにより、吸着剤層５１は大気ポート３２を通過する空気の流れを妨げない。したがって、大気通路２１における圧力損失の増大を抑制することができる。また、大気通路２１の断面積を確保するために大気ポート３２を大型化する必要はない。さらに、キャニスタ３０の大気ポート３２に吸着剤層５１を設置することにより、吸着剤層５１を設置するための部位を別途確保する必要がない。したがって、キャニスタモジュール２０の体格の小型化を図ることができ、車両への搭載の自由度を向上することができる。
【００２５】
さらに、第１実施形態では、吸着剤層５１は大気ポート３２の内壁３２ａに沿って設置される。キャニスタ３０とドレインバルブ２２とを組み付けるとき、これらを接続するまで大気ポート３２のドレインバルブ２２側は開放されている。そのため、吸着剤層５１は、開放されている大気ポート３２の端部から大気ポート３２の内側に容易に設置される。また、吸着剤層５１は、大気ポート３２への接着あるいは圧入などによって大気ポート３２に固定される。さらに、大気ポート３２は、キャニスタ３０のケーシング３１と一体に構成されている。したがって、構造の複雑化、ならびに製造工数および部品点数の増大を招くことはない。
【００２６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるキャニスタモジュールを適用した燃料蒸気処理装置を図３に示す。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第２実施形態では、図３に示すようにキャニスタモジュール２０は、大気通路２１を形成する大気通路形成部材としての配管部材２５を有している。配管部材２５は、ドレインバルブ２２と大気フィルタ２３とを接続している。吸着剤層５２は、この配管部材２５に設置されている。吸着剤層５２は、配管部材２５のドレインバルブ２２側の端部または大気フィルタ２３側の端部のいずれか一方または両方に設置される。
【００２７】
第２実施形態では、吸着剤層５２はキャニスタ３０から離れた位置に設置される。第二収容室４２の吸着剤４４から拡散した燃料蒸気は、キャニスタ３０から遠ざかるにつれて拡散速度および空気中の濃度が低下する。そのため、吸着剤層５２をキャニスタ３０から離れた位置に設置することにより、大気通路２１中の空気に含まれる燃料蒸気の吸着効率は向上する。したがって、燃料蒸気の大気中への放出をさらに低減することができる。
【００２８】
また、第２実施形態では、吸着剤層５２は配管部材２５の端部に設置されている。配管部材２５とドレインバルブ２２および大気フィルタ２３とを組み付けるとき、これらを接続するまで配管部材２５の両端部は開放されている。そのため、吸着剤層５２は、開放されている配管部材２５の端部から配管部材２５の内側に容易に設置される。したがって、構造の複雑化、ならびに製造工数および部品点数の増大を招くことはない。
【００２９】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるキャニスタモジュールの大気ポートを図４に示す。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第３実施形態では、図４に示すように吸着剤層５３の設置位置が第１実施形態と異なっている。第３実施形態では、吸着剤層５３は、大気ポート３２において重力方向の下方に円弧形状に設置されている。すなわち、吸着剤層５３は、大気ポート３２の内壁３２ａに沿って周方向の一部に円弧筒状に設置されている。燃料蒸気は、空気と比較して比重が大きい。そのため、キャニスタ３０から大気通路２１へ拡散する燃料蒸気は、大気通路２１の重力方向下方へ滞留しやすい。そこで、吸着剤層５３を大気ポート３２の重力方向下方に設置することにより、大気ポート３２を拡散する燃料蒸気は吸着剤層５３により効果的に吸着される。したがって、燃料蒸気の大気中への放出を防止することができる。
【００３０】
また、第３実施形態では、吸着剤層５３を大気ポート３２の周方向の一部に設置している。そのため、大気ポート３２の全周に設置する場合と比較して、吸着剤層５３を小型化することができる。したがって、構造をより簡単にすることができるとともに、コストを低減することができる。
【００３１】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるキャニスタモジュールを適用した燃料蒸気処理装置を図５および図６に示す。なお、第２実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第４実施形態では、図５および図６に示すように吸着剤層５４は配管部材２５に設置されている。また、第４実施形態では、第３実施形態と同様に吸着剤層５４は配管部材２５の重力方向下方に設置されている。さらに、吸着剤層５４は、大気通路２１の開放端２４側の端部に堰部５５を有している。堰部５５は、図６に示すように吸着剤層５４から配管部材２５の径方向内側へ突出している。キャニスタ３０の第二収容室４２の吸着剤４４から拡散により流出した燃料蒸気は、上述のように重力方向下方へ滞留するとともに、大気通路２１を開放端２４へ向けて拡散する。吸着剤層５４の開放端２４側の端部に堰部５５を設置することにより、配管部材２５の重力方向下方の壁面に沿って拡散する燃料蒸気は、堰部５５によって開放端２４側への拡散が遮られる。堰部５５によって拡散が遮られた燃料蒸気は、堰部５５よりも下方に位置する吸着剤層５４側へ移動する。その結果、燃料蒸気は、吸着剤層５４によって吸着される。
【００３２】
第４実施形態では、堰部５５により燃料蒸気の拡散を遮っている。したがって、燃料蒸気の大気中への放出をより効果的に防止することができる。
なお、第４実施形態では、配管部材２５の軸方向へ隣接して吸着剤層５４を二つ設置し、各吸着剤層５４の開放端２４側の端部にそれぞれ堰部５５を設置する例について説明した。しかし、吸着剤層５４および堰部５５は、二つに限らず、一つまたは三つ以上設置してもよい。二組以上の吸着剤層５４および堰部５５を設置する場合、各吸着剤層５４および堰部５５の組を離して設置してもよい。
【００３３】
以上、説明した複数の実施形態では、各実施形態を個別に適用する例について説明した。しかし、例えば第１実施形態による吸着剤層５１に第４実施形態による堰部５５を組み合わせる場合のように、複数の実施形態を組み合わせて適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態によるキャニスタモジュールを適用した蒸発燃料処理装置を示す模式図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態によるキャニスタモジュールを適用した蒸発燃料処理装置を示す模式図である。
【図４】本発明の第３実施形態によるキャニスタモジュールを図１のＩＩ−ＩＩ線に対応する位置で切断した断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態によるキャニスタモジュールを適用した蒸発燃料処理装置を示す模式図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
２０  キャニスタモジュール、２１  大気通路、２２  ドレインバルブ、２３  大気フィルタ、２４  開放端、２５  配管部材（大気通路形成部材）、３０  キャニスタ、３２ａ  内壁、３２  大気ポート（大気通路形成部材）、４３、４４  吸着剤、５１、５２、５３、５４  吸着剤層、５５  堰部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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