(57)【要約】【課題】蓄熱材の脱落を抑制可能な蒸発燃料吸着体と、この蒸発燃料吸着体を備えたキャニスタを得る。【解決手段】樹脂又はセラミック等で成形した球殻状のマイクロカプセルの内部に、相変化する蓄熱材を封入した複数の蓄熱材カプセル４２が接合されて一体化され、蓄熱成形体４０が構成される。この蓄熱成形体４０が、円筒状に形成された活性炭本体３８に内蔵される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発燃料の吸着及び脱離を行う活性炭により形成された活性炭本体と、
前記活性炭本体の温度変化を抑制する複数の蓄熱部材が一体化され、活性炭本体に内蔵された蓄熱成形体と、
を有する蒸発燃料吸着体。
【請求項２】
前記活性炭本体が筒状に形成され、
前記蓄熱成形体が前記活性炭本体の内側に収容されている請求項１に記載の蒸発燃料吸着体。
【請求項３】
前記蓄熱成形体が、筒状に形成された前記活性炭本体の軸方向端部から内側に入り込んだ位置に配置されている請求項２に記載の蒸発燃料吸着体。
【請求項４】
前記蓄熱成形体が、前記活性炭本体によってその外側の全面を覆われている請求項１に記載の蒸発燃料吸着体。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の蒸発燃料吸着体を備え、
導入された蒸発燃料の前記活性炭本体による吸着と、吸着された蒸発燃料の活性炭本体からの脱離を行うキャニスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発燃料吸着体及びキャニスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンク等で発生した蒸発燃料ガスを処理するためのキャニスタでは、活性炭（蒸発燃料吸着体）の温度変化を抑制することが望ましい。たとえば特許文献１には、表面に蓄熱材をまぶして固着した活性炭や、蓄熱材を練りこみペレット状に成形した活性炭が記載されている。
【０００３】
しかし、特許文献１の活性炭では、蓄熱材が活性炭の表面に露出しているため、振動等で活性炭が擦れあって摩耗したときに、露出した蓄熱材が脱落することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０７４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、蓄熱材の脱落を抑制可能な蒸発燃料吸着体と、この蒸発燃料吸着体を備えたキャニスタを得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、蒸発燃料の吸着及び脱離を行う活性炭により形成された活性炭本体と、前記活性炭本体の温度変化を抑制する複数の蓄熱部材が一体化され、活性炭本体に内蔵された蓄熱成形体と、を有する。
【０００７】
この蒸発燃料吸着体では、活性炭本体が活性炭により形成されており、蒸発燃料の吸着及び脱離を行う。また、蓄熱成形体を構成する蓄熱部材により、蒸発燃料吸着時の活性炭本体の温度上昇、及び、蒸発燃料脱離時の活性炭本体の温度低下が抑制される。
【０００８】
複数の蓄熱部材は一体化されて蓄熱成形体とされており、しかも、活性炭本体に内蔵されている。すなわち、複数の蓄熱部材はいずれも、活性炭本体の表面に露出していないか、若しくは露出部分が少なっている状態で一体化されている。したがって、活性炭本体が擦れあったような場合でも、蓄熱部材の脱落が抑制される。
【０００９】
なお、ここでいう「内蔵」とは、活性炭本体の表面から内側に入り込んだ位置にあること、すなわち、蓄熱部材の少なくとも一部は、活性炭本体の表面に露出しない構造になっていることをいう。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記活性炭本体が筒状に形成され、前記蓄熱成形体が前記活性炭本体の内側に収容されている。
【００１１】
このように、筒状に活性炭本体を形成し、その内部には、蓄熱成形体を収容することで、簡単な構造で、蓄熱部材が活性炭本体に内蔵された構造の蒸発燃料吸着体が得られる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記蓄熱成形体が、筒状に形成された前記活性炭本体の軸方向端部から内側に入り込んだ位置に配置されている。
【００１３】
このように、蓄熱成形体を、活性炭本体の軸方向端部から内側に入り込んだ位置に配置することで、蓄熱部材が活性炭本体の軸方向端部から露出しなくなるので、蓄熱部材の脱落がより確実に抑制される。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記蓄熱成形体が、前記活性炭本体によってその外側の全面を覆われている。
【００１５】
このように、蓄熱成形体の外側の全面を活性炭本体によって覆ってしまうことで、蓄熱部材の脱落がより確実に抑制される。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の蒸発燃料吸着体を備え、導入された蒸発燃料の前記活性炭本体による吸着と、吸着された蒸発燃料の活性炭本体からの脱離を行う。
【００１７】
このキャニスタでは、導入された蒸発燃料ガスが蒸発燃料吸着体で吸着されるが、吸着時の温度上昇は、蓄熱部材によって抑制され、吸着能力の低下が防止される。また、吸着された蒸発燃料の脱離時には、温度低下が蓄熱部材によって抑制され、脱離能力の低下が防止される。
【００１８】
蒸発燃料吸着体は活性炭により形成された活性炭本体を備えており、複数の蓄熱部材が、活性炭本体に内蔵されている。したがって、活性炭本体が擦れあったような場合でも、蓄熱部材の脱落が抑制され、活性炭の温度変化を抑制する効果を維持できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は上記構成としたので、蓄熱材の脱落を抑制可能な蒸発燃料吸着体と、この蒸発燃料吸着体を備えたキャニスタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態のキャニスタの概略構成を示す断面図であり、（Ｂ）はこのキャニスタの内部の蒸発燃料吸着体を採り上げて示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態の蒸発燃料吸着体を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は中心軸を通る平面で切断した断面図である。
【図３】本発明の蒸発燃料吸着体を構成する蓄熱材カプセルを示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の蒸発燃料吸着体を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は中心軸を通る平面で切断した断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態の蒸発燃料吸着体を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は中心軸を通る平面で切断した断面図である。
【図６】（Ａ）は本発明の第４実施形態のキャニスタの概略構成を示す断面図であり、（Ｂ）はこのキャニスタの内部の蒸発燃料吸着体を採り上げて示す説明図である。
【図７】本発明の第４実施形態の蒸発燃料吸着体を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は中心を通る平面で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１（Ａ）には、本発明の第一実施形態のキャニスタ１２が示されている。このキャニスタ１２は、略箱状に形成されたキャニスタ本体１４を有している。キャニスタ本体１４の内部には、一端壁１４Ａ及び他端壁１４Ｂのそれぞれに対して平行に、不織布等で略板状に構成されたフィルタ膜１６、１８が備えられている。
【００２２】
また、キャニスタ本体１４の一端壁１４Ａからは、フィルタ膜１８に達する隔壁２０が延出されている。この隔壁２０とフィルタ膜１６、１８により、キャニスタ本体１４内には第一吸着室２２と第二吸着室２４とが構成されている。そして、第一吸着室２２から、フィルタ膜１８と他端壁１４Ｂの間の空間２８を経て第二吸着室２４に至る方向Ｆ１と、その反対方向Ｆ２を含む、略Ｕ字状の気体流動経路が構成されている。
【００２３】
キャニスタ本体１４には、第一吸着室２２に対応する位置に、図示しない燃料タンクに接続された導入配管３２が設けられている。また、同じく第一吸着室２２に対応する位置に、図示しないエンジンに接続された排出配管３４が設けられている。さらに、第二吸着室２４に対応する位置には、大気と連通された大気連通配管３６が設けられている。
【００２４】
給油時等には燃料タンク内で蒸発燃料ガスが生じるが、この蒸発燃料ガスは、導入配管３２を経てキャニスタ１２に導入される。そして、導入された蒸発燃料ガスの蒸発燃料成分は、後述する蒸発燃料吸着体３０で吸着され、浄化された空気が大気連通配管３６を経て大気開放される。また、車両走行時等には、蒸発燃料吸着体３０に吸着された蒸発燃料成分が脱離され、大気連通配管３６を経て導入された空気と共に、排出配管３４からエンジンに送られるようになっている。
【００２５】
図１（Ｂ）に示すように、これら第一吸着室２２及び第二吸着室２４には、多数の蒸発燃料吸着体３０が充填されている。図２（Ａ）及び（Ｂ）にも詳細に示すように、蒸発燃料吸着体３０のそれぞれは、本実施形態では円筒状に形成された活性炭本体３８と、その内部に収容（内蔵）された円柱状の蓄熱成形体４０と、を有している。すなわち、蒸発燃料吸着体３０は、外層の活性炭本体３８と、内層の蓄熱成形体４０との２層で構成されている。本実施形態では、蓄熱成形体４０の軸方向の長さＬ２は、活性炭本体３８の軸方向の長さＬ１と同程度とされており、活性炭本体３８の軸方向端面３８Ｅと、蓄熱成形体４０の軸方向端面３８Ｅとが面一になる（少なくとも、蓄熱成形体４０は活性炭本体３８の内部から突出しない）構造とされている。
【００２６】
活性炭本体３８は、蒸発燃料を吸着及び脱離する作用を有する活性炭を混錬し、所望の形状（本実施形態では円筒状）とすることで形成されており、全表面において活性炭が連続している。したがって、活性炭本体３８は、特にその表面の全体で蒸発燃料を吸着及び脱離する。
【００２７】
蓄熱成形体４０は、複数の蓄熱材カプセル４２を有している。蓄熱材カプセル４２は、図３にも詳細に示すように、樹脂又はセラミック等で成形した球殻状のマイクロカプセル４４の内部に、相変化する蓄熱材４６を封入することで構成されている。そして、多数の蓄熱材カプセル４２をバインダーで接合して固め、全体として、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すような、蓄熱材カプセル４２が一体化されたマイクロカプセル群４８としている。このマイクロカプセル群４８を、活性炭本体３８の内部に収容可能な形状、本実施形態では円柱状に成形し、蓄熱成形体４０としている。蓄熱成形体４０は、外周面の全面に渡って、活性炭本体３８の内周面に接触している。
【００２８】
また、本実施形態では、上記したように、活性炭本体３８の軸方向端面３８Ｅと蓄熱成形体４０の軸方向端面３８Ｅとが面一になるように、蓄熱成形体４０が活性炭本体３８に内蔵されている。したがって、蓄熱成形体４０の軸方向端面３８Ｅは活性炭本体３８の表面から露出するが、これ以外の部分（実質的に、蓄熱成形体４０を構成する蓄熱材カプセル４２の殆ど）は、活性炭本体３８の表面から露出していない。
【００２９】
なお、マイクロカプセル４４を接合するバインダーとしては、例えば軟質樹脂を用いることができる。軟質樹脂のバインダーを用いると、熱による膨張時あるいは収縮時に、活性炭本体３８と蓄熱成形体４０との寸法変化がバインダーによって吸収できる。本実施形態では特に、バインダーとして、線膨張係数が活性炭本体３８と同程度の軟質樹脂を用いており、膨張時あるいは収縮時に、活性炭本体３８と蓄熱成形体４０との間にズレや歪みが生じないようになっている。
【００３０】
このような構造とされた蒸発燃料吸着体３０が、図１（Ａ）に示すように、キャニスタ本体１４の第一吸着室２２及び第二吸着室２４に充填されている。フィルタ膜１８と他端壁１４Ｂの間の空間２８にはコイルバネ２６が配置されており、フィルタ膜１６が、第一吸着室２２と第二吸着室２４の容積を縮小する方向に付勢されている。これにより、蒸発燃料吸着体３０も、所定の充填密度に維持された状態となっている。
【００３１】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３２】
本実施形態のキャニスタ１２では、図１（Ａ）に矢印Ｆ１で示すように、給油時等に導入配管３２を経て導入された蒸発燃料ガスの蒸発燃料成分が、蒸発燃料吸着体３０で吸着され、浄化された空気が大気連通配管３６を経て大気に開放される。また、図１（Ａ）に矢印Ｆ２で示すように、車両走行時等には、蒸発燃料吸着体３０に吸着された蒸発燃料成分が脱離され、大気連通配管３６を経て導入された空気と共に、排出配管３４からエンジンに送られる。
【００３３】
ここで一般に、活性炭を含んだ蒸発燃料吸着体３０では、蒸発燃料ガスの吸着時には活性炭本体３８の温度が上昇して吸着能力が低下し、脱離時には活性炭本体３８の温度が低下して脱離能力が低下する。本実施形態では、蒸発燃料吸着体３０が蓄熱成形体４０を内蔵しているので、蒸発燃料の吸着時には活性炭本体３８から蓄熱成形体４０に熱が移動し、活性炭本体３８の温度上昇が抑制される。また、脱離時には蓄熱成形体４０から活性炭本体３８に熱が移動し、活性炭本体３８の温度低下が抑制される（以下、吸着時の温度上昇抑制効果と脱離時の温度低下抑制効果をまとめて保温効果という）。これにより、蒸発燃料吸着体３０の温度変化に伴う性能低下が防止される。
【００３４】
特に本実施形態では、全ての蒸発燃料吸着体３０のそれぞれにおいて、蓄熱成形体４０が内蔵されている。したがって、第一吸着室２２及び第二吸着室２４のいずれにおいても、活性炭本体３８に対し均等に、蓄熱成形体４０による保温効果が作用し、活性炭本体３８の吸着性能、脱離性能が維持される。
【００３５】
しかも、本実施形態では、蓄熱成形体４０が、外周面の全面に渡って、活性炭本体３８の内周面に接触する構造としている。蓄熱成形体４０と活性炭本体３８との接触面積が広く確保できるので、蓄熱成形体４０と活性炭本体３８との間で熱を効率的に移動させることができる。
【００３６】
また、本実施形態の蒸発燃料吸着体３０では、蓄熱成形体４０が活性炭本体３８に内蔵されており、実質的に、内層側の蓄熱成形体４０が外層側の活性炭本体３８により周囲を保護されている。第一吸着室２２及び第二吸着室２４の内部では、蒸発燃料吸着体３０同士が接触して摩耗することがあるため、たとえば蓄熱成形体４０を構成している蓄熱材カプセル４２が蒸発燃料吸着体３０の表面に多数露出していると、摩耗によってこれらの露出した蓄熱材カプセル４２が蒸発燃料吸着体３０から脱落するおそれがある。しかし、本実施形態では、蓄熱成形体４０（蓄熱材カプセル４２）が活性炭本体３８の内部に収容されることで、蓄熱材カプセル４２の脱落が抑制されているので、蓄熱成形体４０による保温効果の低下も抑制される。これにより、蒸発燃料吸着体３０の吸着性能、脱離性能も安定する。
【００３７】
しかも、蓄熱材４６が封入された多数の蓄熱材カプセル４２をバインダーで接合して固めることにより、一体化された蓄熱成形体４０を成形し、この蓄熱成形体４０を活性炭本体３８の内側に収容している。したがって、複数の蓄熱材カプセル４２が活性炭本体３８に分散されている（一体化されていない）構造として、蓄熱材カプセル４２の脱落をより効果的に抑制できる。
【００３８】
なお、第１実施形態の蒸発燃料吸着体３０の製造方法は特に限定されないが、たとえば、内側（中心）に長尺状（長い円柱の棒状）の蓄熱成形体４０を保持した状態で、活性炭が混錬された活性炭本体３８を押し出して長尺状とし、これを（蓄熱成形体４０と活性炭本体３８とをまとめて）一定長さで切断することで、蒸発燃料吸着体３０が得られる。
【００３９】
図４（Ａ）及び（Ｂ）には、本発明の第２実施形態の蒸発燃料吸着体６０が示されている。なお、以下の各実施形態においては、蒸発燃料吸着体の構造のみが第１実施形態と異なっており、第１実施形態と同一の構成要素部材等については、同一符号を付して、適宜説明を省略する。また、第２実施形態以降では、キャニスタの全体的構成も第１実施形態と略同一とされる。
【００４０】
第２実施形態の蒸発燃料吸着体６０では、円筒状の活性炭本体３８に円柱状の蓄熱部材６２が内蔵されているが、蓄熱部材６２の軸方向の長さＬ２が、活性炭本体３８の軸方向の軸方向の長さＬ１よりも短くされており、蓄熱部材６２の軸方向端面６２Ｅが、活性炭本体３８の軸方向端面３８Ｅよりも、軸方向内側に位置している。換言すれば、活性炭本体３８の内側には、蓄熱成形体４０の軸方向両端に、空洞部６４が構成されている。
【００４１】
第２実施形態の蒸発燃料吸着体６０はこのように、蓄熱成形体４０が活性炭本体３８よりも軸方向内側に入り込んだ構造とされているので、第１実施形態の蒸発燃料吸着体３０と比較して、蓄熱部材６２の軸方向端面６２Ｅの摩耗の可能性がさらに低くなる。すなわち、第１実施形態よりも、さらに、蓄熱部材６２（蓄熱材カプセル４２）の脱落を抑制できる。
【００４２】
なお、第２実施形態の蒸発燃料吸着体６０においても、第１実施形態の蒸発燃料吸着体３０と略同様の製造方向で製造可能であるが、蓄熱部材６２はあらかじめ完成品としての長さＬ２に切断しておき、この蓄熱部材６２を一点間隔を空けて所定方向に送りながら、その周囲に活性炭本体３８を押し出して長尺状とした後、蓄熱部材６２の中間部分で活性炭本体３８を切断すればよい。ただし、第２実施形態の蒸発燃料吸着体６０では、長尺状の活性炭本体を切断する位置の特定が難しい（蓄熱部材６２の中間部分からずれないようにする必要がある）ことがある。この点で、第１実施形態の蒸発燃料吸着体３０の方が製造に関しては容易である。
【００４３】
図５（Ａ）及び（Ｂ）には、本発明の第３実施形態の蒸発燃料吸着体７０が示されている。第３実施形態の蒸発燃料吸着体７０では、第２実施形態と同様に蓄熱部材６２の軸方向の長さＬ２が活性炭本体３８の軸方向の軸方向の長さＬ１よりも短くされているが、第２実施形態において空洞部６４となっていた部分も活性炭が配置された活性炭本体７２の形状とされている。
【００４４】
したがって、第３実施形態では、蓄熱部材６２の表面（周囲）を活性炭本体７２で完全に覆っていることになる。このため、第２実施形態よりも、さらに、蓄熱部材６２（蓄熱材カプセル４２）の脱落を抑制できる。
【００４５】
なお、第３実施形態の蒸発燃料吸着体７０の製造方法も特に限定されず、たとえば、第２実施形態の蒸発燃料吸着体６０を一旦製造しておき、これに対しさらに空洞部６４に活性炭を充填してもよい。また、最初に円柱状の蓄熱部材６２（長さＬ２）を形成し、その周囲に活性炭をコーティングして、全体として円柱状の蒸発燃料吸着体７０を成形してもよい。
【００４６】
図６（Ａ）には、本発明の第４実施形態の蒸発燃料吸着体８０を備えたキャニスタ９２が示されている。また、図６（Ｂ）及び図７には、第４実施形態の蒸発燃料吸着体８０が示されている。第４実施形態の蒸発燃料吸着体８０では、全体形状を略球形とし、蓄熱部材８４としても、多数の蓄熱材カプセル４２を全体として略球形になるように接合している。すなわち、第４実施形態の蒸発燃料吸着体８０では、略球形の蓄熱部材８４の周囲に、略一定の厚みを有する活性炭本体８２がコーティングされている。そして、図６（Ａ）に示すように、蒸発燃料吸着体８０がキャニスタ本体１４の第一吸着室２２及び第二吸着室２４に充填されることで、第４実施形態のキャニスタ９２が構成されている。
【００４７】
したがって、第４実施形態の蒸発燃料吸着体８０においても、第３実施形態の蒸発燃料吸着体７０と同様に、蓄熱部材８４の表面（周囲）を活性炭本体８２で完全に覆っている。このため、第２実施形態よりも、さらに、蓄熱部材８４（蓄熱材カプセル４２）の脱落を抑制できる。
【００４８】
第４実施形態の蒸発燃料吸着体８０の製造方法も特に限定されないが、たとえば、最初に蓄熱材カプセル４２をバインダー等で接合して略球形の蓄熱部材８４を成形し、この蓄熱部材８４の周囲に（必要に応じて蓄熱部材８４を回転させながら）活性炭を略一定の厚みでコーティングして、活性炭本体８２を構成すればよい。
【００４９】
なお、上記各実施形態では、本発明の蓄熱部材として、略球形の蓄熱材カプセル４２により構成されたものを挙げているが、蓄熱材カプセル４２の形状は球形に限定されず、他の形状でもよい。ただし、略球形とすれば、蓄熱材４６の温度変化による蓄熱材カプセル４２の内圧変化に対する耐圧性を、他の形状よりも高く確保できる。
【００５０】
また、蓄熱部材（マイクロカプセル群４８）の形状も、上記では円柱状及び略球形のものを挙げているが、これに限定されない。第１〜第３実施形態のように、蓄熱部材を円柱状とすれば、活性炭本体と広く均一に接触させることができるので、活性炭本体３８吸着性能、脱離性能を向上させることが可能になる。また、第４実施形態のように、蓄熱部材を略球形としても、活性炭本体と均一に接触させることができるので、活性炭本体３８吸着性能、脱離性能を向上させることが可能になる。
【符号の説明】
【００５１】
１２  キャニスタ
１４  キャニスタ本体
１６  フィルタ膜
１８  フィルタ膜
２２  第一吸着室
２４  第二吸着室
３０  蒸発燃料吸着体
３８  活性炭本体
４０  蓄熱成形体
４２  蓄熱材カプセル（蓄熱部材）
４４  マイクロカプセル
４６  蓄熱材
４８  マイクロカプセル群
６０  蒸発燃料吸着体
６２  蓄熱部材
６４  空洞部
７０  蒸発燃料吸着体
７２  活性炭本体
８０  蒸発燃料吸着体
８２  活性炭本体
８４  蓄熱部材
【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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【図７】
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