(57)【要約】【課題】キャニスタにおける蒸発燃料の吸着性能を保持しつつ、その離脱性能を簡易な構造にして向上させる。【解決手段】キャニスタ１では、大気ポート４３から導入された空気は、サブ吸着室３０を通過した後、その外側に形成された空間Ｓを迂回して続くメイン吸着室２０に導入される。その際、導入空気は当該空間Ｓに設けられたヒータ７０により温められるため、その後通過するメイン吸着室２０での蒸発燃料の離脱性能を向上させることができる。また、ヒータ７０がメイン吸着室２０及びサブ吸着室３０の外側に設けられているため、活性炭Ｃ１、Ｃ２や吸着室自体を直接加熱することがなく、その後の蒸発燃料の吸着性能の低下を防止又は抑制することができる。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する複数の筒状の吸着室を内部に有するケーシングを備え、各吸着室の両端部に夫々配設されたフィルタにより囲まれた内部空間に吸着剤が充填されると共に、該各吸着室がその一端部を介して互いに連通して流通経路を形成し、
内燃機関の燃料系で発生した蒸発燃料を前記ケーシングの内部に導入させるチャージポートと、前記吸着剤に吸着された蒸発燃料を内燃機関の吸気系にパージするパージポートとを、前記流通経路において最も離れた２つの吸着室の一方の端部に連通させて設けると共に、外気導入用の大気ポートを前記最も離れた他方の吸着室の端部に連通させて設けたキャニスタであって、
前記ケーシングの内部において、前記大気ポートとは反対側の端部の前記吸着室の外側に前記各フィルタを介して各吸着室に連通して設けられた空間に、該大気ポートから導入された空気を加熱するためのヒータが設けられたことを特徴とするキャニスタ。
【請求項２】
前記吸着室を２つ備え、
前記チャージポート、パージポート及び大気ポートが、前記ケーシングの同一側端面に設けられた二層Ｕ字構造に構成されたことを特徴とする請求項１記載のキャニスタ。
【請求項３】
前記ヒータは、前記ケーシングの一端を閉塞する蓋部材に装着されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のキャニスタ。
【請求項４】
前記ヒータが前記蓋部材に装着された放熱板に当接し、該放熱板を介して前記空間内の空気を加熱するように構成されたことを特徴とする請求項３記載のキャニスタ。
【請求項５】
前記蓋部材は、前記ケーシングの一端を覆って前記空間を形成すると共に、その中央に開口部を有する第１蓋部材と、該第１蓋部材に該空間とは反対側から装着された第２蓋部材とを備え、
前記放熱板が、前記第１蓋部材に装着されて前記開口部を閉塞すると共に、前記ヒータが、該放熱板の前記空間とは反対側の面に装着され、
前記第２蓋部材が、前記放熱板及び前記ヒータを外部から覆うように、前記第１蓋部材に対して装着されたことを特徴とする請求項４に記載のキャニスタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクで発生した蒸発燃料を内部に一時的に吸着し、所定のタイミングで離脱して内燃機関に供給するキャニスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、高揮発性燃料（例えばガソリン等）を利用する自動車においては、燃料タンク内で揮発した蒸発燃料が大気中に放出されることを防止するために、蒸発燃料を処理するためのエバポシステムを装備している。
【０００３】
このようなエバポシステムでは、例えば図６に示すように、エンジン停止時に燃料タンク１０１のタンク内圧が所定圧以上になると、タンク内圧制御弁１０２が開弁して燃料タンク１０１内で揮発した蒸発燃料を含む空気がエバポライン１０３を通ってキャニスタ１０４に流入し、キャニスタ１０４内の活性炭Ｃに蒸発燃料が吸着される。そして、エンジン稼働時には、吸気管１０５の負圧によってキャニスタ１０４内に大気ポート１０６を介して導入される空気が活性炭Ｃから離脱した蒸発燃料と共にパージライン１０７を通ってパージ弁１０８を経て吸気管１０５へと送られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように活性炭Ｃから蒸発燃料を離脱させる際には、その離脱性能を向上させるために、一般に大気ポート１０６を介して導入される空気をヒータにより温めることが考えられている。すなわち、図７の（ａ）〜（ｃ）に示すように、キャニスタにヒータが設置され、蒸発燃料の離脱時にこのヒータに通電を行ってその離脱性能を高めるのである。
【０００５】
しかしながら、同図（ａ）のキャニスタ１０４ａのように、ヒータを大気ポート１０６（空気取入口）に設置する構成をとった場合、例えば二層Ｕ字構造のキャニスタ（例えば図４（ｂ）参照）に適用すると流路が長くなるため、温められた空気がメイン層（メイン吸着室）に達する前にその熱が奪われてしまうといった問題がある。
【０００６】
また、同図（ｂ）のキャニスタ１０４ｂのように、ヒータを大気ポート１０６の直後に設置した場合も同様に、二層Ｕ字構造等のキャニスタに適用すると流路が長くなる。また、大気ポート１０６の直後で導入空気の経路を確保する必要があり、そのための流路構造が複雑になるといった問題がある。
【０００７】
さらに、同図（ｃ）のキャニスタ１０４ｃのように、ヒータをキャニスタ内部の全長にわたって設置した場合には、導入空気のみならず活性炭Ｃをも加熱することになる。このため、蒸発燃料の離脱性能は向上できるものの、エンジン停止後の吸着性能を逆に悪化させてしまうといった問題がある。
【０００８】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、キャニスタにおける蒸発燃料の吸着性能を保持しつつ、その離脱性能を簡易な構造にして向上させることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題に鑑み、本発明のキャニスタは、隣接する複数の筒状の吸着室を内部に有するケーシングを備え、各吸着室の両端部に夫々配設されたフィルタにより囲まれた内部空間に吸着剤が充填されると共に、該各吸着室がその一端部を介して互いに連通して流通経路を形成し、
内燃機関の燃料系で発生した蒸発燃料を前記ケーシングの内部に導入させるチャージポートと、前記吸着剤に吸着された蒸発燃料を内燃機関の吸気系にパージするパージポートとを、前記流通経路において最も離れた２つの吸着室の一方の端部に連通させて設けると共に、外気導入用の大気ポートを前記最も離れた他方の吸着室の端部に連通させて設けたキャニスタであって、
前記ケーシングの内部において、前記大気ポートとは反対側の端部の前記吸着室の外側に前記各フィルタを介して各吸着室に連通して設けられた空間に、該大気ポートから導入された空気を加熱するためのヒータが設けられたことを特徴とする。
【００１０】
すなわち、上記構成においては、複数の吸着室がその端部にて連なって蒸発燃料及び空気の流通経路を形成する。従って、チャージポートから吸入された蒸発燃料は、各吸着室を流通する過程で吸着剤に吸着される。また、大気ポートから導入された空気は、吸着室で離脱した蒸発燃料と共にパージポートから排出される。
【００１１】
そして特に、大気ポートから導入された空気は、最初の吸着室を通過した後、ケーシング内の大気ポートとは反対側の端部において当該吸着室の外側に形成された空間を迂回して続く吸着室に導入される。その際、最初の吸着室を通過するときに温度の低下した導入空気は当該空間に設けられたヒータにより温められるため、その後通過する吸着室での蒸発燃料の離脱性能を向上させることができる。
【００１２】
また、ヒータは、吸着室の外側に設けられているため、吸着剤や吸着室自体を直接加熱することがないため、その後の蒸発燃料の吸着性能の低下を防止又は抑制することができる。また、導入空気は、ヒータが設けられた空間をすり抜けて次の吸着室に導入されるため、空気の流通のための複雑な経路を形成する必要もなく、簡易な構造でこれを実現することができる。従って、本発明のキャニスタによれば、蒸発燃料の吸着性能を保持しつつ、その離脱性能を簡易な構造にして向上させることができる。
【００１３】
本発明のキャニスタは、例えば吸着室を２つ備え、チャージポート、パージポート及び大気ポートが、ケーシングの同一側端面に設けられた二層Ｕ字構造に構成されたものでもよい。本構成については、後述する実施例にてその一例を示すが、Ｕ字構造の迂回部分にヒータが設置されることになる。かかる構成によれば、キャニスタ内における導入空気の流通経路のほぼ中央部で空気が温めたれ、蒸発燃料を効率の良く離脱させることができる。
【００１４】
本発明のキャニスタは、上記ヒータが、ケーシングの一端を閉塞する蓋部材に装着されたものでもよい。
すなわち、かかる構成では、ケーシング内において、フィルタの間に吸着剤を充填した吸着室を形成した後に、蓋部材を装着して加熱のための上記空間を形成することができ、キャニスタを簡易に製造することができる。
【００１５】
本発明のキャニスタは、上記ヒータが蓋部材に装着された放熱板に当接し、この放熱板を介して上記空間内の空気を加熱するように構成されたものでもよい。かかる構成によれば、放熱板により上記空間内における熱伝導を良くすることができ、その結果、吸着剤の離脱性能をより向上させることができる。
【００１６】
具体的には、本発明のキャニスタは、上記蓋部材が、ケーシングの一端を覆って上記空間を形成すると共に、その中央に開口部を有する第１蓋部材と、この第１蓋部材に上記空間とは反対側から装着された第２蓋部材とを備え、上記放熱板が、第１蓋部材に装着されて上記開口部を閉塞すると共に、上記ヒータが、この放熱板の上記空間とは反対側の面に装着され、さらに、上記第２蓋部材が、放熱板及びヒータを外部から覆うように第１蓋部材に対して装着されたものでもよい。
【００１７】
かかる構成によれば、第１蓋部材をケーシングの本体に装着した後に、ヒータを装着できるため、溶着時の振動等によるヒータ素子の故障や破損等を防止することができる。
また、上記蓋部材が、ケーシングの一端を覆うと共に、その中央に開口部を有する第１蓋部材と、この開口部を閉塞する第２蓋部材とを備え、上記ヒータが、第２蓋部材に装着されているものでもよい。
【００１８】
かかる構成によれば、形状の大きい第１蓋部材をケーシングの本体に装着した後に、ヒータが装着された第２蓋部材を装着することができる。かかる構成によれば、ヒータが装着された蓋部材（第２蓋部材）を溶着させる場合に、その溶着面積を小さくすることができ比較的小さな溶着力で足りるため、第１蓋部材に後から装着される場合と同様に、溶着時の振動等によるヒータ素子の故障や破損等を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を一層明確にすべく、本発明の好適な実施例を図面と共に説明する。図１〜３は本実施例のキャニスタの構造を説明するものであり、図１（ａ）は当該キャニスタの側面図、同図（ｂ）は平面図、図２（ａ）は上側面図、同図（ｂ）は下側面図である。また、図３（ａ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図３（ｂ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００２０】
図１及び図２に示すように、キャニスタ１は、合成樹脂からなる筒状のケーシング１０を有し、その上面側に後述するチャージポート４２，パージポート４１及び大気ポート４３が開口し、その下面側が後述する蓋部材５０により閉塞されている。また、図３に示すように、キャニスタ１の内部には、吸着剤としての活性炭Ｃ１，Ｃ２を夫々充填した長尺状のメイン吸着室２０とサブ吸着室３０とが隣接して設けられている。本実施例においては、メイン吸着室２０とサブ吸着室３０との容積比が約２：１に構成されている。
【００２１】
メイン吸着室２０の左端には、内燃機関の燃料系で発生した蒸発燃料をケーシング１０の内部に吸入させるチャージポート４２と、活性炭Ｃ１，Ｃ２に吸着された蒸発燃料を内燃機関の吸気系にパージするパージポート４１が連通して設けられている。また、メイン吸着室２０の上端部はやや縮管して係止部２０ａを形成し、メイン吸着室２０の断面とほぼ等しい形状を有する板状のフィルタ２１が、この係止部２０ａに係止されている。また、メイン吸着室２０の下端部には、フィルタ２１と同形状のフィルタ２２が配設されており、これらフィルタ２１及び２２により挟まれる空間に吸着剤としての活性炭Ｃ１が充填されている。さらに、フィルタ２２の下面には支持板２３が当接して配置され、支持板２３と蓋部材５０の間にはコイルバネ２４が介装されている。このため、このコイルバネ２４の付勢力により、フィルタ２１，２２を介して活性炭Ｃ１に適度な圧縮力が加わっている。
【００２２】
尚、本実施例において、メイン吸着室２０に充填される活性炭Ｃ１には、サブ吸着室３０に充填される活性炭Ｃ２よりも吸着能力の高い高吸着型活性炭が用いられている。
一方、サブ吸着室３０の上端には、外気導入用の大気ポート４３が連通して設けられている。また、サブ吸着室３０においても同様に、その左端部がやや縮管して係止部３０ａを形成し、サブ吸着室３０の断面とほぼ等しい形状を有する板状のフィルタ３１が、この係止部３０ａに係止されている。また、サブ吸着室３０の下端部には、フィルタ３１と同形状のフィルタ３２が配設されており、これらフィルタ３１及び３２により挟まれる空間に吸着剤としての活性炭Ｃ２が充填されている。さらに、フィルタ３２の下面には支持板３３が当接して配置され、支持板３３と蓋部材５０の間にはコイルバネ３４が介装されている。このため、このコイルバネ３４の付勢力により、フィルタ３１，３２を介して活性炭Ｃ２に適度な圧縮力が加わっている。
【００２３】
また、蓋部材５０は、ケーシング１０の一端を覆うと共にその中央に開口部５１ａを有する第１蓋部材５１と、第２蓋部材５２から構成されている。
第１蓋部材５１は、ケーシング１０の内部側に突出するキャップ状をなし、その背面には、補強のための複数のリブ５１ｂが設けられている（図２（ｂ）参照）。そして、その開口部５１ａには、アルミニウム材からなる板状の放熱板６０が嵌合装着され、この放熱板６０のケーシング１０内部への対向面から複数のフィン６０ａが延出している。この第１蓋部材５１をケーシング１０に装着する際には、予め放熱板６０を第１蓋部材５１と一体に成形した状態で、第１蓋部材５１の周端縁をケーシング１０の一端から外方に延出したフランジ部１０ａに当接させる。そして、第１蓋部材５１の周端縁に沿って振動溶着を施すことにより、第１蓋部材５１をケーシング１０に装着する。その後、放熱板６０に対して、板片状の抵抗発熱素子（例えばＰＴＣ素子：Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）からなるヒータ７０を貼着する。このとき、ヒータ７０は、放熱板６０のフィン６０ａとは反対側の面に当接する。このヒータ７０は、図２（ｂ）に示されるリード線７１及び端子７２を介して図示しない電源に接続される。
【００２４】
一方、第２蓋部材５２は、ケーシング１０の外方側に突出するキャップ状をなし、第１蓋部材５１よりも小さな肉厚と、その開口部５１ａよりやや大きな外形を有する。この第２蓋部材５２を第１蓋部材５１の開口部５１ａに装着する際には、予め放熱板６０に貼着されたヒータ７０を覆うように、その周端縁を開口部５１ａ近傍に当接させる。そして、当該周端縁に沿って超音波溶着を施すことにより装着する。
【００２５】
このように、まず放熱板６０と一体となった第１蓋部材５１をケーシング１０に振動溶着させた後、ヒータ７０を放熱板６０に装着し、その後、第１蓋部材５１よりも小さい第２蓋部材５２を、第１蓋部材５１に超音波溶着させるため、溶着時にヒータ７０に振動が加わるのを抑制又は防止することができ、ヒータ７０が故障や破損等するのを防止することができる。
【００２６】
こうして、蓋部材５０によりケーシング１０の一端が閉塞され、メイン吸着室２０及びサブ吸着室３０と蓋部材５０との間に、フィルタ２２，３２を介して空間Ｓが形成される。このため、図示しない電源を投入してヒータ７０をオンすると、放熱板６０を介した熱伝導により空間Ｓを流通する空気が温められる。
【００２７】
次に、本実施例のキャニスタの作用について説明する。例えば自動車のエンジン停止時にチャージポート４２からフィルタ２１を通過してメイン吸着室２０に導入された蒸発燃料は、メイン吸着室２０内部の活性炭Ｃ１に吸着される。そして、さらにこの活性炭Ｃ１及びフィルタ２２を通過した蒸発燃料は、空間Ｓを迂回してさらにフィルタ３２を通過してサブ吸着室３０に導入され、サブ吸着室３０内部の活性炭Ｃ２に吸着される。このとき、ヒータ７０はオフになっているため、キャニスタ１の吸着性能は確保される。
【００２８】
一方、エンジン稼働時にはヒータ７０がオンされる。このため、大気ポート４３からフィルタ３１を通過してサブ吸着室３０に導入された空気が、活性炭Ｃ２に吸着した蒸発燃料を離脱させ、この蒸発燃料と共にフィルタ３２を通過し、空間Ｓを迂回してさらにフィルタ２２を通過してメイン吸着室２０に導入される。その際、サブ吸着室３０で温度低下した導入空気は空間Ｓにて加熱されるため、温められた空気がメイン吸着室２０に導入される。このため、メイン吸着室２０にて活性炭Ｃ１に吸着された蒸発燃料が離脱し易くなる。そして、離脱した蒸発燃料は空気と共にパージポート４１から送出され、内燃機関の吸気系に至る。
【００２９】
以上に説明したように、本実施例のキャニスタ１では、大気ポート４３から導入された空気は、サブ吸着室３０を通過した後、その外側に形成された空間Ｓを迂回して続くメイン吸着室２０に導入される。その際、サブ吸着室３０で温度低下した導入空気は当該空間Ｓに設けられたヒータ７０により温められるため、その後通過するメイン吸着室２０での蒸発燃料の離脱を容易にし、キャニスタ１の離脱性能を向上させることができる。特に上述のように、メイン吸着室２０には、高吸着型活性炭が使用されており、その吸着能力が非常に高く、大量の蒸発燃料を吸着している。このため、そこに吸着されている蒸発燃料をヒータ７０で温められた空気の作用で大量に離脱できるため、キャニスタとして高い吸着能力を維持できる。
【００３０】
また、ヒータ７０は、メイン吸着室２０及びサブ吸着室３０の外側に設けられているため、活性炭Ｃ１，Ｃ２や吸着室自体を直接加熱することがなく、その後の各吸着室における蒸発燃料の吸着性能の低下を防止又は抑制することができる。
【００３１】
さらに、導入空気は、ヒータ７０が設けられた空間Ｓをすり抜けてメイン吸着室２０に導入されるため、空気の流通のための複雑な経路を形成する必要もなく、簡易な構造でこれを実現することができる。
従って、本実施例のキャニスタ１によれば、蒸発燃料の吸着性能を保持しつつ、その離脱性能を簡易な構造にして向上させることができる。
【００３２】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
例えば、上記実施例では、メイン吸着室２０とサブ吸着室３０とを一端で連通させた所謂二層Ｕ字構造のキャニスタについて本発明を適用した例を示したが、吸着室が３つ以上ある三層Ｎ字構造、四層Ｗ字構造その他のキャニスタに適用することも可能である。
【００３３】
具体的には、例えば図４（ａ）に概念的に示す三層Ｎ字構造のように、大気ポートから導入された空気の迂回路、つまり各吸着室の外側に形成された空間Ｓ１及びＳ２に夫々ヒータを設置し、導入空気を加熱できるように構成してもよい。また、図５（ａ）に示す四層Ｗ字構造のように、大気ポートとは反対側に位置する導入空気の迂回路、つまり各吸着室の外側（図中右側）に形成された空間Ｓ３１，Ｓ３２における第２層と第３層との境界部をまたぐ態様で気密にヒータを配置し、そのヒータの当該境界部の両側の空間Ｓ３１，Ｓ３２の夫々に放熱板を夫々配設し、導入空気を加熱できるように構成したものでもよい。この場合、迂回路を形成する空間Ｓ３１と空間Ｓ３２とは、ヒータにより仕切られるため、導入空気をＷ字状の経路（図中矢印）に沿って流通させることができる。
【００３４】
或いは、同図（ｂ）に示すように、第２層と第３層との境界部を放熱板によって気密に仕切り、その放熱板の背面（空間Ｓ３３，Ｓ３４とは反対側）にヒータを貼着してもよいし、さらに、同図（ｃ）に示すように、第２層と第３層との境界部を各吸着室の壁により完全に仕切り、二つのヒータを空間Ｓ３５，Ｓ３６に配置するようにしてもよい。
【００３５】
また、上記実施例では、メイン吸着室２０とサブ吸着室３０とを、フィルタ２２，３２により分離して空間Ｓを介して連通させる構成について示したが（図３参照）、例えば図４（ｂ）に示すように、その一端の仕切りを取り除き、吸着室内部で部分的に連通する構成としてもよい。この場合、導入空気の一部が吸着室内で迂回するが、各吸着室の外側（図中右側）に形成された空間Ｓ４を通過する空気がヒータにより温められるため、蒸発燃料の離脱性能を高めることができる。
【００３６】
また、上記実施例では述べなかったが、大気ポートについても別途ヒータを設け、予め温めた空気をキャニスタ内に導入するようにしてもよい。
さらに、上記実施例では、蓋部材５０（第１蓋部材５１，第２蓋部材５２）の装着に際し、振動溶着及び超音波溶着を施す例を示したが、レーザ溶着により装着することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るキャニスタの平面図及び正面図である。
【図２】実施例に係るキャニスタの側面図である。
【図３】実施例に係るキャニスタの断面図である。
【図４】変形例に係るキャニスタの断面図である。
【図５】変形例に係るキャニスタの断面図である。
【図６】キャニスタが適用されるエバポシステムの例を示す説明図である。
【図７】従来のキャニスタの問題点を表す説明図である。
【符号の説明】
１・・・キャニスタ、　１０・・・ケーシング、　２０・・・メイン吸着室、
２１，２２，３１，３２・・・フィルタ、　２３，３３・・・支持板、
２４，３４・・・コイルバネ、　３０・・・サブ吸着室、　３３・・・支持板、４１・・・チャージポート、　４２・・・パージポート、
４３・・・大気ポート、　５０・・・蓋部材、　５１・・・第１蓋部材、
５２・・・第２蓋部材、　６０・・・放熱板、　７０・・・ヒータ、
Ｃ１．Ｃ２・・・活性炭、　Ｓ・・・空間
【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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