(57)【要約】【課題】ガソリンペーパを処理するキャニスタであって、ガソリンベーパの流れを規制するバッファプレートを吸着室に配することによって、ガソリンベーパの拡散を促進し、もって吸着材によるガソリンベーパの吸着効率を向上させる。【解決手段】第１吸着室を第１領域と第２領域とに分割する空隙室に、第１領域と第２領域とを連通する複数の貫通孔４４Ａ，４４Ｂを備えるバッファプレート４３が設置されている。ここで、バッファプレート４３は、タンクポート側における貫通孔４４Ｂの開口率がパージポート側における貫通孔４４Ａの開口率より小さくなるように形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングにより画定された室内に、燃料タンク内の蒸発燃料の吸着・脱離を行う吸着材が充填された吸着室を備え、該吸着室のハウジングには該吸着室に接続されるタンクポートとパージポートがハウジングの同じ平面上に離間して並列して配設され、前記吸着室はタンクポートから流入する蒸発燃料の流れ方向に沿って第１領域と第２領域とに空間部によって分割形成されているキャニスタであって、
前記空間部には前記第１領域と第２領域との間を連通することのできる複数の貫通孔が形成された多孔板が配設されており、
該多孔板に形成される貫通孔は、タンクポート側に位置する貫通孔による開口率がパージポート側に位置する貫通孔による開口率より小さくなるように形成されていることを特徴とするキャニスタ。
【請求項２】
請求項１に記載のキャニスタであって、
前記吸着室の第１領域に充填される吸着材は破砕炭であることを特徴とするキャニスタ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のキャニスタであって、
前記吸着室には吸着材が蓄熱材と混合して充填されていることを特徴とするキャニスタ。
【請求項４】
請求項３に記載のキャニスタであって、
前記蓄熱材の吸着材に対する混合率は、前記第１領域が第２領域より小さいことを特徴とするキャニスタ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかの請求項に記載のキャニスタであって、
前記吸着室の第２領域における前記多孔板の開口率の小さい側にヒータが配設されていることを特徴とするキャニスタ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかの請求項に記載のキャニスタであって、
前記吸着室とは別の第２の吸着室が前記吸着室の第２領域に接続されて配置されており、該第２の吸着室には大気ポートが配設されていることを特徴とするキャニスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内にて発生した蒸発燃料（例えば、ガソリンベーパ）を処理するキャニスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に代表される車両には、燃料タンク内のガソリンベーパ（蒸発ガソリン）を処理する蒸発燃料処理装置としてのキャニスタが設置されている。キャニスタは、概略、中空容器状に形成されるハウジングと、このハウジング内に配される吸着材とを備える。ハウジングは、燃料タンク内にて発生したガソリンベーパを吸入するタンクポートと、大気を吸入する大気ポートとを備える。吸着材は、活性炭等を用いて構成され、ガソリンベーパを吸着したり或いはガソリンベーパを脱離させたりする。つまり、ガソリンベーパは、停車時等にキャニスタ内に流入して吸着材に一時吸着し、エンジン稼動時におけるパージによって吸着材から脱離するようになっている。
【０００３】
キャニスタの性能向上には、パージによるガソリンベーパの脱離効率を向上させることが有効である。この脱離効率に関し、脱離時における活性炭の温度低下や、通路断面におけるパージガスの流れの不均一化が脱離効率を下げる大きな要因となっている。
【０００４】
このような脱離効率の向上を図るために、例えば特許文献１のキャニスタにおいては、吸着材が空隙部によって複数の層へと分割されている。隣り合う吸着層の間に空隙部が存在することによって、隣り合う吸着層間における熱の伝播を緩和することができ、結果的に温度変化による脱離効率の低下を軽減できる。
【０００５】
また、ハウジング内の吸着層を通過するガソリンベーパの濃度及び温度は、その断面方向の位置、例えば中心付近と外周付近とでは通常は異なっている。しかし、上記空隙部において、通過するガソリンベーパの濃度及び温度を均一化することができる。そのため、ガソリンベーパの吸着・脱離効率の断面方向における差が小さくなり、結果的に吸着・脱離効率の向上が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１４６７９３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このようなキャニスタをもってしても、タンクポートから直接ガソリンベーパが流入する吸着層においては、流入したガソリンベーパが到達しにくい部分（例えば、パージポート側の部分）が生じてしまい、吸着層内に実質的にガソリンベーパを吸着できない吸着材が存在していた。特に、給油時におけるガソリンベーパの流入は流速が速いため、上記吸着層内で十分な拡散が起こらず、結果的にガソリンベーパの効率的な吸着が行えていなかった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものである。本発明が解決しようとする課題は、燃料タンク内で発生したガソリンベーパを処理するキャニスタにおいて、流入したガソリンベーパのハウジング内での流れを制御して十分に拡散できるようにすることによって、より効率的なガソリンベーパの吸着を実現することにある。また、これによりガソリンベーパの吸着を効率化することによって、吸着材量の削減を可能とし、もって装置の小型化及び製造コストの削減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明に係るキャニスタは、次の手段を採用する。
すなわち、本発明の第１の発明に係るキャニスタは、ハウジングにより画定された室内に、燃料タンク内の蒸発燃料の吸着・脱離を行う吸着材が充填された吸着室を備え、吸着室のハウジングには吸着室に接続されるタンクポートとパージポートとがハウジングの同じ平面上に離間して並列して配設され、吸着室はタンクポートから流入する蒸発燃料の流れ方向に沿って第１領域と第２領域とに空間部によって分割形成されているキャニスタであって、空間部には第１領域と第２領域との間を連通することのできる複数の貫通孔が形成された多孔板が配設されており、多孔板に形成される貫通孔は、タンクポート側に位置する貫通孔による開口率がパージポート側に位置する貫通孔による開口率より小さくなるように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
このキャニスタによれば、第１領域と第２領域との間に多孔板が存在することにより、ガソリンベーパの流れを部分的に阻害することができ、結果的に吸着室内におけるガソリンベーパの拡散を促進することができる。また、多孔板はタンクポート側において開口率が小さくなるように形成されているため、タンクポートから流入したガソリンベーパは開口率の大きいパージポート側へと流れやすくなる。このように吸着室内のガソリンベーパの流れを規制することによって、従来ガソリンベーパが到達しなかった部分にガソリンベーパを拡散させ、吸着材に吸着させることができる。したがって、このキャニスタによれば、ガソリンベーパの吸着効率を向上させることによって必要な吸着材量を削減し、もってキャニスタの小型化を実現すると共に製造コストの削減も図ることができる。
【００１１】
第２の発明に係るキャニスタは、第１の発明に係るキャニスタであって、吸着室の第１領域に充填される吸着材は破砕炭であることを特徴とする。
【００１２】
このキャニスタによれば、第１領域に充填される吸着材が粒径の小さい破砕炭であるため、粒径の大きい造粒炭等を充填した場合と比べて通気抵抗が大きい。したがって、ガソリンベーパの流速を低下させることによってガソリンベーパの十分な拡散を促すことができ、結果的に吸着効率を向上させることができる。
【００１３】
第３の発明に係るキャニスタは、第１又は第２の発明に係るキャニスタであって、吸着室には吸着材が蓄熱材と混合して充填されていることを特徴とする。
【００１４】
このキャニスタによれば、吸着材は蓄熱材と混合されているため、ガソリンベーパの吸着又は脱離の際における吸着材の温度上昇又は温度低下を緩和することができる。したがって、温度変化による吸着材の吸着・脱離性能の低下を軽減することができる。
【００１５】
第４の発明に係るキャニスタは、第３の発明に係るキャニスタであって、蓄熱材の吸着材に対する混合率は、第１領域が第２領域より小さいことを特徴とする。
【００１６】
多孔板を設けたキャニスタにおいては、吸着室内におけるパージガスの流れも規制されるため、特に第２領域におけるガソリンベーパの脱離効率の低下が懸念される。しかし、この発明によれば、第２領域における蓄熱材の吸着材に対する混合率が第１領域における混合率より大きくなっているため、第２領域におけるガソリンベーパの脱離効率を向上することができ、多孔板を設けたことによる脱離効率の低下を補填することができる。
【００１７】
第５の発明に係るキャニスタは、第１から第４のいずれかの発明に係るキャニスタであって、吸着室の第２領域における多孔板の開口率の小さい側にヒータが配設されていることを特徴とする。
【００１８】
吸着室の第２領域においては、多孔板の開口率の小さな側ほど多孔板を設けたことによってパージガスの流量が低下するため、吸着材の脱離効率は大きく低下する。しかし、この発明によれば、第２領域における多孔板の開口率の小さい側にヒータが配設されているため、ガソリンベーパが脱離する際の吸着材の温度低下をヒータにより緩和することができ、当該領域における脱離効率の低下を緩和することができる。したがって、多孔板を設けることによってパージガスの流量が減少しても、吸着材からのガソリンベーパの脱離を十分に行うことができる。
【００１９】
第６の発明に係るキャニスタは、第１から第４のいずれかの発明に係るキャニスタであって、前記吸着室とは別の第２の吸着室が前記吸着室の第２領域に接続されて配置されており、第２の吸着室には大気ポートが配設されていることを特徴とする。
この発明によって、キャニスタに流入したガソリンベーパを吸着材によってより確実に吸着することができ、大気中に排出されるガソリンベーパの量を低減することができる。
【発明の効果】
【００２０】
第１及び第２の発明に係るキャニスタによれば、ガソリンベーパの流れを規制することで吸着室内においてガソリンベーパを拡散させ、効率的にガソリンベーパを吸着材に吸着させることができる。その結果、吸着材の必要量を低減し、もってキャニスタの小型化を実現すると共に製造コストの削減を図ることができる。
第３から第５のいずれかの発明に係るキャニスタによれば、吸着室内、特に第２領域における脱離効率を向上させることによって、多孔板を設けたことにより減少したパージガスの流量でも十分にガソリンベーパを吸着材から脱離することができる。
第６の発明によれば、吸着室内の吸着材では吸着しきれないガソリンベーパを前記吸着室とは別の第２の吸着室に配された吸着材によって吸着することができるため、大気中に排出されるガソリンベーパの量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は第１の実施形態に係るキャニスタの断面図である。
【図２】図２は図１のキャニスタにおけるバッファプレートの上面図である。
【図３】図３は第２の実施形態に係るバッファプレートの上面図である。
【図４】図４は第３の実施形態に係るバッファプレートの上面図である。
【図５】図５は第４の実施形態に係るキャニスタの断面図である。
【図６】図６は本願発明に係る第１吸着室のみを有するキャニスタの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための第１の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下において説明するキャニスタは、自動車等に設置される蒸発燃料処理装置であり、燃料タンク内にて発生したガソリンベーパ（蒸発燃料）を処理するものである。
まず、キャニスタ１０について、図１を参照しながら説明する。図１は、キャニスタ１０の断面図である。
図１に示すキャニスタ１０は、図示していない燃料タンク内にて発生したガソリンベーパ（蒸発ガソリン）を処理するものである。キャニスタ１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０内に配される吸着材３０とを備えて構成される。
【００２３】
ハウジング２０は、図１に示すように、中空容器状に形成される。このハウジング２０には、ハウジング２０の内外を連通するポートが３つ設けられている。
すなわち、ハウジング２０には、燃料タンク内にて発生したガソリンベーパをキャニスタ１０内に導入するためのタンクポート２１が設けられている。このタンクポート２１は、図示しないホースを介して燃料タンクに接続されている。
また、ハウジング２０には、キャニスタ１０内からガソリンベーパを外部に排出するためのパージポート２２がタンクポート２１と同一平面上に離間して並列して設けられている。このパージポート２２は、図示しないホースを介してエンジンに接続されている。
また、ハウジング２０には、キャニスタ１０内に大気としての外気を導入するための大気ポート２３が設けられている。この大気ポート２３は、図示しないホースを介して外気吸気口に接続されている。
【００２４】
このハウジング２０内には、第１吸着室１１と第２吸着室１２との２つの空間に画定するように隔壁２４が設けられている。この隔壁２４は、ハウジング２０と一体化するように設けられている。
この隔壁２４により離隔された第１吸着室１１には、タンクポート２１及びパージポート２２が連通状態で接続されており、第２吸着室１２には大気ポート２３が連通状態で接続されている。また、この第１吸着室１１と第２吸着室１２とは、上記した３つのポート２１、２２、及び２３とは反対側に配置される連通室１３を介して連通状態となっている。
【００２５】
また、第１吸着室１１には不織布等からなるフィルタ４０、４１によって画定された空隙室４２が形成されており、第１吸着室１１は、タンクポート２１から流入するガソリンベーパの流れ方向に沿って第１領域１１Ａ及び第２領域１１Ｂに空隙室４２によって分割されている。
【００２６】
タンクポート２１からハウジング２０内に流入したガソリンベーパがタンクポート２１に隣接するパージポート２２から抜け出てしまうことを防止するために、タンクポート２１とパージポート２２との間から第１吸着室１１の中央部に向けて突出する仕切壁２５が設けられている。
【００２７】
ガソリンベーパを吸着させる際には、ガソリンベーパはタンクポート２１からハウジング２０内に入り、第１吸着室１１、連通室１３、第２吸着室１２へと順次移動していき、大気ポート２３から排気される。
また逆に、ガソリンベーパを排出させる際には、大気（外気）が大気ポート２３からハウジング２０内に入り、第２吸着室１２、連通室１３、第１吸着室１１へと順次移動していき、パージポート２２から排気される。
つまり、このキャニスタ１０は、ガソリンベーパの流れ方向がＵ字状となるＵ字フロー構造を有して構成されている。
【００２８】
ここで、空隙室４２には第１吸着室１１の第１領域１１Ａと第２領域１１Ｂとの間のガソリンベーパの拡散を抑制するバッファプレート（多孔板）４３が設けられており、バッファプレート４３に設けられた複数の貫通孔を介して第１領域と第２領域とは連通している。バッファプレート４３を設けたことによって、タンクポート２１から流入したガソリンベーパの第１領域１１Ａから第２領域１１Ｂへの流れが規制される。このため、ガソリンベーパは第１領域１１Ａ内により長い時間にわたって滞留し、第１領域１１Ａ内のより広い範囲に拡散して効率的に吸着材に吸着される。
なお、空隙室４２及びバッファプレート４３は、第１吸着室１１の流れ方向長さ：第１領域の流れ方向長さが３：２〜４：１となるよう位置決めされることが好ましい。
【００２９】
また、バッファプレート４３の貫通孔は、タンクポート２１側と比べてパージポート２２側において単位面積あたりの開口率が大きくなるように設けられている。これにより、ガソリンベーパがバッファプレート４３を通過する際の通気抵抗はタンクポート２１側よりパージポート２２側において小さくなるため、タンクポート２１から流入したガソリンベーパは開口率の大きいパージポート２２側に向けて流れやすくなる。
バッファプレート４３の開口率が均一である場合には、タンクポート２１から流入したガソリンベーパが第１吸着室１１の第１領域１１Ａにおいてパージポート２２側へと拡散する量が少なく、パージポート２２付近の吸着材３０はガソリンベーパを吸着することがほとんどできなかった。しかし、バッファプレート４３の開口率をパージポート２２側で大きくすることにより、ガソリンベーパはパージポート２２側へと流れやすくなるため、従来ガソリンベーパを吸着することができなかったパージポート２２付近の吸着材の一部にもガソリンベーパを吸着させることができる。したがって、第１領域１１Ａにおいてより多くの吸着材にガソリンベーパを吸着させることができるため、第１領域１１Ａにおけるガソリンベーパの吸着効率を向上することができる。
なお、上記におけるタンクポート２１側に位置する貫通孔と、パージポート２２側に位置する貫通孔の区別は、その貫通孔のタンクポート２１とパージポート２２からの距離の遠近によって区別される。但し、タンクポート２１とパージポート２２との間に仕切壁２５等の仕切手段が設けられているときには、この仕切手段により区別される領域によって区別される。
【００３０】
図２に示されるように、バッファプレート４３の貫通孔４４Ａ，４４Ｂは円形断面を有し、タンクポート２１側（図２右側）の貫通孔４４Ｂよりパージポート２２側（図２左側）の貫通孔４４Ａが直径が大きくなるよう形成されている。これによって、バッファプレート４３におけるタンクポート２１側の開口率はパージポート２２側より大きくなる。
ここで、貫通孔はタンクポート２１側と比べてパージポート２２側において単位面積あたりの開口率が大きくなるように設けられていればよく、その形状及び位置などは任意の構成をとることができる。
【００３１】
第１吸着室１１及び第２吸着室１２に配される吸着材３０は、ガソリンベーパを吸着する粒状の活性炭にて構成され、より具体的には、造粒炭、破砕炭等により構成されている。ここで、破砕炭は造粒炭より粒径が小さく、一般に破砕炭の粒径はおよそ０．７ｍｍ乃至２．０ｍｍであり、一方、造粒炭の粒径はおよそ２．０ｍｍ乃至２．５ｍｍである。そのため、破砕炭を充填した吸着室は造粒炭を充填した吸着室より通気抵抗が大きくなる。したがって、第１吸着室１１の第１領域１１Ａに破砕炭を充填することにより第１領域１１Ａ内の通気抵抗を大きくし、もって流入したガソリンベーパの拡散を促進することもできる。
なお、吸着材は目的に応じて破砕炭と造粒炭とを使い分けることが好ましいものの、必ずしも破砕炭と造粒炭とを使い分ける必要はなく、例えば、破砕炭又は造粒炭のいずれか一方が第１吸着室１１及び第２吸着室１２の両方に充填されていても良い。
【００３２】
第１吸着室１１及び第２吸着室１２に配された吸着材３０には、蓄熱材を混合することができる。蓄熱材としては、温度変化に応じて潜熱の吸収及び放出を生じる相変化物質を利用したものであれば、様々な形態のものを選択利用することができる。
例えば、蓄熱材としては、温度変化に応じて潜熱の吸収及び放出を生じる相変化物質をマイクロカプセル中に封入してなる微細な蓄熱材を、適宜のバインダと共に粒状に成形したものであっても良い。
【００３３】
ここで、第２領域１１Ｂにおける蓄熱材の混合率を第１領域１１Ａにおける混合率よりも大きくすることもできる。バッファプレート４３を設けたことにより、パージガスが第２領域１１Ｂから第１領域１１Ａへと流れる際の通気抵抗も大きくなり、特にバッファプレート４３の開口率が小さいタンクポート２１側において通気抵抗の増大は顕著である。通気抵抗の増大により、パージガスの流量が低下し、特に第２領域１１Ｂにおけるガソリンベーパの吸着材からの脱離効率が低下することが懸念される。しかし、上記のように第２領域１１Ｂにおける蓄熱材の混合率を大きくすることによって、第２領域において吸着材３０からガソリンベーパが脱離する際の温度低下を緩和し、もってガソリンベーパの脱離効率を向上することができる。
【００３４】
本発明の第２の実施形態によれば、バッファプレート４３は、図３に示されるように、パージポート２２側（左側）に横幅の広い四角形である貫通孔４４Ｃを有し、タンクポート２１側（右側）に横幅の狭い四角形である貫通孔４４Ｄを有している。
また、本発明の第３の実施形態によれば、バッファプレート４３は、図４に示されるように、パージポート２２側（左側）にタンクポート２１側（右側）にいくにつれて幅の狭くなる四角形の貫通孔４４Ｅを有し、タンクポート２１側（右側）に円形の貫通孔４４Ｆを有し、ている。
なお、図２から図４においては、複数の貫通孔のうち一つのみに符号が付してある。
【００３５】
また、本発明の第４の実施形態によれば、図５に示されるように、脱離効率が大きく低下すると考えられる第２領域１１Ｂのタンクポート２１側にヒータ４５が配置されている。ヒータを用いることにより、ガソリンベーパが吸着材３０から脱離する際の温度低下を緩和することができるため、少量のパージガスによっても効率的にガソリンベーパの脱離を行うことができる。
【００３６】
なお、本発明に係るキャニスタにあっては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜に変更することができる。
上記の実施の形態にあっては、ハウジング２０内に第１吸着室１１及び第２吸着室１２を備えるキャニスタ１０を挙げて説明するものであったが、本発明に係るキャニスタは、このような形態に限定されることは無い。例えば、本発明に係るキャニスタは、図６に示されるように第１吸着室を有する第１のハウジング６０と第２吸着室及び大気ポートを有する第２のハウジング（図示しない）とを有し、これら２つのハウジングがホースを介して連通していてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０  キャニスタ
１１  第１吸着室
１１Ａ  第１領域
１１Ｂ  第２領域
１２  第２吸着室
１３  連通室
２０，６０  ハウジング
２１  タンクポート
２２  パージポート
２３  大気ポート
２４  隔壁
２５  仕切壁
３０  吸着材
４０，４１  フィルタ
４２  空隙室
４３  バッファプレート
４４  貫通孔
４５  ヒータ
【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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