(57)【要約】【課題】燃料蒸気導入ポートに近い上流側に吸着能力の高い比較的小径の活性炭ペレットを配置することで全体としての吸着能力を高めるようにしたキャニスタを提供する。【解決手段】内燃機関の燃料を貯留する燃料タンク１６に接続され、燃料タンクから蒸発する燃料蒸気を導入する燃料蒸気導入ポート１０ｄと、大気に連通する大気連通ポート１０ｅを備えると共に、その内部に燃料蒸気導入ポートから導入される燃料蒸気を吸着する活性炭ペレット（ペレット状の活性炭）１４を複数の層１０ｂ、１０ｃに区分して収容してなるキャニスタ１０において、燃料蒸気導入ポートに最も接近する層１０ｂに収容される活性炭の粒径を、それ以外の層１０ｃに収容される活性炭の粒径よりも小さくする。また、大気連通ポート１０ｅに最も接近する層に収容される活性炭ペレット１４の粒径も小さくする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクに接続され、少なくとも前記燃料タンクから蒸発する燃料蒸気を導入する燃料蒸気導入ポートと、大気に連通する大気連通ポートを備えると共に、その内部に前記燃料蒸気導入ポートから導入される燃料蒸気を吸着する活性炭ペレットを複数の層に区分して収容してなるキャニスタにおいて、前記燃料蒸気導入ポートに最も接近する層に収容される活性炭ペレットの粒径を、それ以外の層に収容される活性炭ペレットの粒径よりも小さくしたことを特徴とするキャニスタ。
【請求項２】
前記大気連通ポートに最も接近する層に収容される活性炭ペレットの粒径も、前記燃料蒸気導入ポートに最も接近する層を除く、それ以外の層に収容される活性炭ペレットの粒径よりも小さくしたことを特徴とする請求項１項記載のキャニスタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はキャニスタ（蒸発燃料処理装置）に関し、より具体的には、燃料タンクから蒸発する燃料蒸気を吸着するペレット状の活性炭を格納してなるキャニスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料タンクを大気に開放していると、燃料の蒸発にともなってＨＣ（炭化水素）が排出されることから、ペレット状の活性炭を格納したキャニスタを設けると共に、そこに燃料蒸気、特にその中のＨＣ成分を吸着させるようにした蒸発燃料処理技術が知られており、その一例として、以下に示すものを挙げることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３０３９１７号公報（段落００２０から００３０。図１など）
【０００４】
この従来技術に係るキャニスタにおいては、その内部に燃料蒸気導入ポートから導入される燃料蒸気を吸着するペレット状の活性炭が複数の層に区分されて収容されてなると共に、燃料蒸気導入ポートに最も接近する層に収容される活性炭、即ち、上流側の活性炭層には大きい粒径（ペレット径）の活性炭を使用する一方、下流側、即ち、それ以外の層に収容される活性炭には小さい粒径のものを使用している。
【０００５】
即ち、上流側に大きい粒径の活性炭層を配することによってキャニスタ全体の圧損を低く抑える一方、下流側に小さい粒径の活性炭層を配することでパージエアの吹き抜けを回避して燃料蒸気が残存するのを防止すると共に、燃料蒸気が大気連通ポートから発散するのを防止している。
【０００６】
このように、上記した従来技術にあっては、上流側に大きい粒径の活性炭を配置すると空隙率を増して低圧損となる反面、吸着している燃料蒸気、例えばＨＣ（炭化水素）を脱離するとき、パージエアがその空隙を容易に通過するためにキャニスタ内に燃料蒸気がそのまま残存し易く、残存する燃料蒸気によって吸着に関与する活性炭ペレットの細孔が埋まってしまい、新たに導入された燃料蒸気の吸着に有効な細孔が減少する不都合に鑑み、上流側に比較的大きな粒径の活性炭を使用すると共に、下流側に小さな粒径の活性炭を使用することでパージエアが空隙を通過し難くし、よって下流側に燃料蒸気が残存するのを防止している。また、下流側に小さい粒径の活性炭を使用したことで、燃料蒸気の発散を防止して吸着性能の向上を意図している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、活性炭の粒径（直径）を大きくすると、活性炭そのものの吸着能力が低下する。これは、活性炭の粒径が大きくなることで、活性炭ペレットの中心部に燃料蒸気あるいはパージエアが到達し難くなるためである。
【０００８】
従来技術では上記したように上流側の活性炭層に吸着能力の低い大粒径炭を用いているが、上流側吸着層、即ち、燃料蒸気導入ポートがあって燃料タンクから大量の燃料蒸気が導入されると共に、パージポートによって脱離成分が機関吸気側にパージ（吸引）される部位においては、特に吸着・脱離が頻繁に行われるため、例えば給油時には大量の燃料蒸気が一度に発生することから、この部位の吸着能力が低いと、良好な吸着・脱離が行えなくなり、キャニスタ全体として吸着能力が低下する恐れがある。
【０００９】
従って、この発明の目的は上記した不都合を解消し、燃料蒸気導入ポートに近い上流側に吸着能力の高い比較的小径の活性炭ペレットを配置することで全体としての吸着能力を高めるようにしたキャニスタを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、請求項１項においては車両に搭載される内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクに接続され、少なくとも前記燃料タンクから蒸発する燃料蒸気を導入する燃料蒸気導入ポートと、大気に連通する大気連通ポートを備えると共に、その内部に前記燃料蒸気導入ポートから導入される燃料蒸気を吸着する活性炭ペレットを複数の層に区分して収容してなるキャニスタにおいて、前記燃料蒸気導入ポートに最も接近する層に収容される活性炭ペレットの粒径を、それ以外の層に収容される活性炭ペレットの粒径よりも小さくする如く構成した。
【００１１】
より具体的には、車両に搭載される内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクに接続され、少なくとも前記燃料タンクから蒸発する燃料蒸気を導入する燃料蒸気導入ポートと、大気に連通する大気連通ポートと、前記内燃機関の吸気系に接続されるパージポートを備えると共に、その内部に前記燃料蒸気導入ポートから導入される燃料蒸気を吸着する活性炭ペレットを複数の層に区分して収容してなるキャニスタにおいて、前記燃料蒸気導入ポートとパージポートに最も接近する層に収容される活性炭ペレットの粒径を、それ以外の層に収容される活性炭ペレットの粒径よりも小さくする如く構成した。
【００１２】
燃料蒸気導入ポート、より具体的には燃料蒸気導入ポートとパージポートに最も接近する層に収容される活性炭ペレットの粒径を、それ以外の層に収容される活性炭ペレットの粒径よりも小さくする、即ち、ペレットの中心部に燃料蒸気あるいはパージエアが到達し易い小粒径の活性炭とする如く構成したので、吸着・脱離が頻繁に行われる上流側に吸着性能の高い活性炭ペレットを配することとなり、従来技術におけるように比較的大粒径の活性炭ペレットを配する場合に比し、キャニスタ全体としての吸着性能を高めることができる。
【００１３】
請求項２項にあっては、前記大気連通ポートに最も接近する層に収容される活性炭ペレットの粒径も、前記燃料蒸気導入ポート、より具体的には前記燃料蒸気導入ポートとパージポートに最も接近する層を除く、それ以外の層に収容される活性炭ペレットの粒径よりも小さくする如く構成した。
【００１４】
大気連通ポートに最も接近する層に収容される活性炭ペレットの粒径も、燃料蒸気導入ポート、より具体的には燃料蒸気導入ポートとパージポートに最も接近する層を除く、それ以外の層に収容される活性炭ペレットの粒径よりも小さくする如く構成したので、上に述べた効果に加え、例えば、停車時や給油時など、パージが行われないとき、大量の燃料蒸気が発生しても、大気連通ポートからキャニスタの外部に発散するのを回避することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照してこの発明の一つの実施の形態に係るキャニスタを説明する。
【００１６】
図１は、そのキャニスタの説明断面図である。
【００１７】
図１に示すように、キャニスタ１０は大略ボックス状あるいは円柱状を呈し、ケース１０ａで気密に囲まれた内部空間は、３個のフィルタ１２で複数個、より詳しくは２個の層１０ｂ，１０ｃに仕切られ、そこに燃料蒸気導入ポート（後述）から導入される燃料蒸気、特にＨＣ（炭化水素）成分を吸着するペレット状の活性炭（以下「活性炭ペレット」という）１４が収容される。
【００１８】
キャニスタ１０のケース１０ａには、図示の如く、車両（図示せず）に搭載される内燃機関（図示せず）の燃料（ガソリン燃料）を貯留する燃料タンク１６の液面上方空間１６ａに管２０（破線で示す）を介して接続され、少なくとも燃料タンク１６から蒸発する（ＨＣ成分を含む）燃料蒸気を導入する燃料蒸気導入ポート１０ｄと、大気に連通する大気連通ポート１０ｅと、内燃機関の吸気系に接続されるパージポート１０ｆが形成される。
【００１９】
パージポート１０ｆは、より具体的には、内燃機関の、エアクリーナ２２に接続される吸気管２４にスロットルバルブ２６の下流において管３０（同様に破線で示す）を介して接続される。
【００２０】
第１の管２０の適宜位置にはバルブ３２が設けられ、バルブ３２は燃料タンク１６内に貯留されたガソリン燃料が蒸発して生じた蒸気燃料の圧力が所定値以上になると開放され、燃料タンク１６の液面上方空間１６ａをキャニスタ１０に接続する。また第２の管３０の適宜位置には電磁ソレノイドバルブ（パージ制御バルブ）３４が設けられ、通電されるとき開放されてキャニスタ１０を吸気管２４に接続する。
【００２１】
尚、ケース１０ａの大気連通ポート１０ｅが形成される付近の底面にはフィルタ１２との間にグリッド（多孔板）３６が配置されて活性炭ペレット１４が大気連通ポート１０ｅから脱落するのを防止する。また、ケース１０ａの反対側の上面は若干の空隙が設けられる。
【００２２】
キャニスタ１０の動作あるいは作用を説明すると、燃料タンク１６において蒸発した燃料蒸気はタンク液面上方空間１６ａから管２０のバルブ配置位置までの部位に一旦滞留する。次いで、燃料蒸気はその圧力が所定値以上になると，バルブ３２を押し開けて管２０を矢印で示すように流れ、燃料蒸気導入ポート１０ｄからキャニスタ１０の内部に流入し（導入され）、燃料蒸気中のＨＣ成分は活性炭ペレット１４に形成される細孔内に進入して捕捉される（吸着される）。
【００２３】
次いで、定常運転時などの所定の運転状態において、管３０に配置された電磁ソレノイドバルブ３４が通電されて開放されると、キャニスタ１０はパージポート１０ｆを通じて吸気管２４に接続され、吸気負圧が導入される。その結果、大気連通ポート１０ｅから矢印で示すように大気がパージエアとして導入され、導入されたパージエアは活性炭ペレット１４の間を縫って流れ、吸着されていた燃料蒸気、より詳しくはＨＣ成分を活性炭ペレット１４から脱離させる。脱離されたＨＣ成分は矢印で示すようにパージポート１０ｆおよび管３０を通って吸気管２４に至り、そこで吸引されて図示しない燃焼室に流入して燃焼させられる。
【００２４】
この実施の形態に係るキャニスタ１０において特徴的なことは、燃料蒸気導入ポート１０ｄとパージポート１０ｆに最も接近する層、より具体的には上流側の層１０ｂに収容される活性炭ペレット１４の粒径を、それ以外の層、より具体的には層１０ｃに収容される活性炭ペレット１４の粒径よりも小さくする如く構成したことにある。即ち、層１０ｃに収容される活性炭ペレット１４の粒径（直径）を３ｍｍ程度の大きさとすると共に、層１０ｂに収容される活性炭ペレット１４の粒径（直径）を２ｍｍ程度の大きさとするようにした。
【００２５】
粒径２ｍｍ程度の活性炭ペレットは一般に使用されている活性炭である。尚、活性炭ペレットの粒径（ペレット径）と通気抵抗および吸着性能について述べると、粒径が小さい活性炭は、粒径が大きい活性炭に比し、通気抵抗は高いものの、吸着性能で優れる。
【００２６】
この実施の形態に係るキャニスタ１０においては上記の如く、燃料蒸気導入ポート１０ｄ、より具体的には燃料蒸気導入ポート１０ｄとパージポート１０ｆに最も接近する、上流側の層１０ｂに収容される活性炭ペレット１４の粒径を、それ以外の層に収容される活性炭ペレット１４の粒径よりも小さくする、即ち、ペレットの中心部に燃料蒸気あるいはパージエアが到達し易い、２ｍｍ程度の小粒径の活性炭とする如く構成したので、吸着・脱離が頻繁に行われる上流側に吸着性能の高い活性炭ペレット１４を配することとなり、従来技術におけるように比較的大粒径の活性炭ペレットを配する場合に比し、キャニスタ１０全体としての吸着性能を高めることができる。
【００２７】
尚、層１０ｂに収容される活性炭ペレットの粒径を２ｍｍ程度としたが、それ未満であっても良い。同様に、層１０ｃに収容される活性炭ペレットの粒径を３ｍｍ程度としたが、それを超えても良い。要は、層１０ｂに収容される活性炭ペレットの粒径が、層１０ｃに収容されるそれよりも小さいように構成されれば良い。
【００２８】
図２はこの発明の第２の実施の形態に係るキャニスタを示す、図１と同様なキャニスタの説明断面図である。
【００２９】
第１の実施の形態と相違する点に焦点を置いて説明すると、第２の実施の形態においては，ケース１０ａを横方向に拡大して層１０ｃを拡張すると共に、仕切り１０ａ１を上面から下面に向けて延びるように取り付け、よって層１０ｃを２個の層１０ｃ１と１０ｃ２とに分割するようにした。
【００３０】
また、燃料蒸気導入ポート１０ｄとパージポート１０ｆと並列させて大気連通ポート１０ｅをケース１０ａの上面側に形成するようにした。ケース１０ａの下面側はフィルタ１２との間でスプリング４０によって空隙部４２が形成される。従って、第２の実施の形態に係るキャニスタにおいては、パージエアは図２に矢印で示す如く流れ、脱離された燃料蒸気、特にＨＣ成分を機関吸気系にパージさせる。
【００３１】
第２の実施の形態においても、燃料蒸気導入ポート１０ｄとパージポート１０ｆに最も接近する層、より具体的には上流側の層１０ｂに収容される活性炭ペレット１４の粒径を、それ以外の層、より具体的には層１０ｃ１，１０ｃ２に収容される活性炭ペレット１４の粒径よりも小さいように構成する。即ち、層１０ｃ１，１０ｃ２に収容される活性炭ペレット１４の粒径（直径）を３ｍｍ程度の大きさとすると共に、層１０ｂに収容される活性炭ペレット１４の粒径（直径）を２ｍｍ程度の大きさとする。尚、残余の構成は第１の実施の形態と異ならない。
【００３２】
第２の実施の形態に係るキャニスタ１０においても上記の如く、燃料蒸気導入ポート１０ｄ、より具体的には燃料蒸気導入ポート１０ｄとパージポート１０ｆに最も接近する、上流側の層１０ｂに収容される活性炭ペレット１４の粒径を、それ以外の層に収容される活性炭ペレット１４の粒径よりも小さくする如く構成したので、吸着・脱離が頻繁に行われる上流側に吸着性能の高い活性炭ペレット１４を配することとなり、従来技術におけるように比較的大粒径の活性炭ペレットを配する場合に比し、キャニスタ１０全体としての吸着性能を高めることができる。
【００３３】
図３はこの発明の第３の実施の形態に係るキャニスタを示す、図１と同様なキャニスタの説明断面図である。
【００３４】
第３の実施の形態は第２の実施の形態の変形例であり、第２の実施の形態と相違する点に焦点を置いて説明すると、第３の実施の形態にあっては、大気連通ポート１０ｅの付近において層１０ｃ２をフィルタ１２で仕切って第４の層１０ｇを設け、そこに粒径２ｍｍ程度の活性炭ペレット１４を収容するようにした。
【００３５】
即ち、第３の実施の形態においては、燃料蒸気導入ポート１０ｄとパージポート１０ｆに最も接近する層、より具体的には上流側の層１０ｂに収容される活性炭ペレット１４の粒径を、それ以外の層、より具体的には層１０ｃ１，１０ｃ２に収容される活性炭ペレット１４の粒径よりも小さいように構成すると共に、大気連通ポート１０ｅに最も接近する層１０ｇに収容される活性炭ペレット１４の粒径も、燃料蒸気導入ポート１０ｄ、より具体的には燃料蒸気導入ポート１０ｄとパージポート１０ｆに最も接近する層１０ｂを除く、それ以外の層１０ｃ１，１０ｃ２に収容される活性炭ペレットの粒径よりも小さくする如く構成した。尚、残余の構成は第１の実施の形態と異ならない。
【００３６】
第３の実施の形態においては上記の如く構成したので、第１、第２の実施の形態で述べた効果に加え、例えば、停車時や給油時など、パージが行われないとき、大量の燃料蒸気が発生しても、大気連通ポート１０ｅからキャニスタ１０の外部に発散するのを回避することができる。
【００３７】
図４はこの発明の第４の実施の形態に係るキャニスタを示す、図１と同様なキャニスタの説明断面図である。
【００３８】
第４の実施の形態は第１の実施の形態の変形例であり、図１に示す第１の実施の形態に係るキャニスタにおいて、層１０ｃをフィルタ１２で仕切って層１０ｇを設け、そこに粒径２ｍｍ程度の活性炭ペレット１４を収容するようにした。
【００３９】
即ち、第４の実施の形態においても、燃料蒸気導入ポート１０ｄとパージポート１０ｆに最も接近する層、より具体的には上流側の層１０ｂに収容される活性炭ペレット１４の粒径を、それ以外の層、より具体的には層１０ｃに収容される活性炭ペレット１４の粒径よりも小さいように構成すると共に、大気連通ポート１０ｅに最も接近する層１０ｇに収容される活性炭ペレット１４の粒径も、燃料蒸気導入ポート１０ｄ、より具体的には燃料蒸気導入ポート１０ｄとパージポート１０ｆに最も接近する層１０ｂを除く、それ以外の層１０ｃに収容される活性炭ペレットの粒径よりも小さくする如く構成した。
【００４０】
第４の実施の形態においては上記の如く構成したので、第３の実施の形態と同様、例えば、停車時や給油時など、パージが行われないとき、大量の燃料蒸気が発生しても、大気連通ポート１０ｅからキャニスタ１０の外部に発散するのを回避することができる。尚、残余の構成は第１の実施の形態と異ならない。
【００４１】
第１および第２の実施の形態においては上記の如く、車両に搭載される内燃機関の燃料を貯留する燃料タンク１６に接続され、少なくとも前記燃料タンクから蒸発する燃料蒸気を導入する燃料蒸気導入ポート１０ｄと、大気に連通する大気連通ポート１０ｅを備える共に、その内部に前記燃料蒸気導入ポートから導入される燃料蒸気を吸着する活性炭ペレット（ペレット状の活性炭）１４を複数の層１０ｂ、１０ｃ（１０ｃ１，  １０ｃ２）に区分して収容してなるキャニスタ１０において、前記燃料蒸気導入ポートに最も接近する層１０ｂに収容される活性炭の粒径を、それ以外の層１０ｃ（１０ｃ１，  １０ｃ２）に収容される活性炭の粒径よりも小さくする如く構成した。
【００４２】
第３および第４の実施の形態においては上記の如く、前記大気連通ポート１０ｅに最も接近する層１０ｇに収容される活性炭ペレット１４の粒径も、前記燃料蒸気導入ポート１０ｄ、より具体的には前記燃料蒸気導入ポート１０ｄとパージポート１０ｆに最も接近する層１０ｂを除く、それ以外の層１０ｃ（１０ｃ１，１０ｃ２）に収容される活性炭ペレットの粒径よりも小さくする如く構成した。
【００４３】
尚、上記した第１から第４の実施の形態において活性炭ペレットとして粒径２ｍｍ程度のものと３ｍｍ程度のものを記載したが、これは例示であってそれに限定されるものではないことはいうまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、燃料蒸気導入ポート、より具体的には燃料蒸気導入ポートとパージポートに最も接近する層に収容される活性炭の粒径を、それ以外の層に収容される活性炭の粒径よりも小さくする、即ち、ペレットの中心部に燃料蒸気あるいはパージエアが到達し易い小粒径の活性炭とする如く構成したので、吸着・脱離が頻繁に行われる上流側に吸着性能の高い活性炭ペレットを配することとなり、従来技術におけるように比較的大粒径の活性炭ペレットを配する場合に比し、キャニスタ全体としての吸着性能を高めることができる。
【００４５】
請求項２項にあっては、大気連通ポートに最も接近する層に収容される活性炭ペレットの粒径も、燃料蒸気導入ポート、より具体的には燃料蒸気導入ポートとパージポートに最も接近する層を除く、それ以外の層に収容される活性炭ペレットの粒径よりも小さくする如く構成したので、上に述べた効果に加え、例えば、停車時や給油時など、パージが行われないとき、大量の燃料蒸気が発生しても、大気連通ポートからキャニスタの外部に発散するのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係るキャニスタの説明断面図である。
【図２】この発明の第２の実施の形態に係るキャニスタの説明断面図である。
【図３】この発明の第３の実施の形態に係るキャニスタの説明断面図である。
【図４】この発明の第４の実施の形態に係るキャニスタの説明断面図である。
【符号の説明】
１０      キャニスタ
１０ｂ    層
１０ｃ    層
１０ｄ    燃料蒸気導入ポート
１０ｅ    大気連通ポート
１０ｆ    パージポート
１４      活性炭（活性炭ペレット）
１６      燃料タンク
２４      吸気管
【図１】
2004225550.tif 000003
【図２】
2004225550.tif 000004
【図３】
2004225550.tif 000005
【図４】
2004225550.tif 000006