(57)【要約】      （修正有）【課題】自動車の吸気系統において炭化水素を吸着または吸収し、次いで解放できる炭化水素吸着装置を提供する。【解決手段】一実施形態において、炭化水素吸着装置は、炭化水素吸着材料からつくられた内側シリンダ、および、炭化水素吸着材料からつくられた外側シリンダを含む。内側シリンダは前記外側シリンダの内部に配置されている。炭化水素吸着装置は、また、炭化水素吸着材料からつくられた中間部材を含み、中間部材は内側シリンダと外側シリンダの間に配置されている。中間部材は、外側シリンダおよび内側シリンダの両方に取り付けられ、かつ、襞状に折り曲げられ得る。一実施形態において、中間部材は内側シリンダの周囲に完全に延在する。炭化水素吸着装置は、また、外側シリンダに取り付けられ、かつ外側シリンダから外向きに延在するフランジを含み得る。フランジは、炭化水素吸着装置を吸気系統に配置するために用いられる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の吸気系統において炭化水素を吸着または吸収し、次いで解放することが可能な炭化水素吸着装置であって、
炭化水素吸着材料を有する内側シリンダと、
炭化水素吸着材料を有する外側シリンダであって、前記内側シリンダが内部に配置された外側シリンダと、
前記内側シリンダと前記外側シリンダの間に配置された、炭化水素吸着材料を有する中間部材と、
を含む炭化水素吸着装置。
【請求項２】
前記中間部材が前記外側シリンダおよび前記内側シリンダの少なくとも一方に取り付けられた、請求項１に記載の炭化水素吸着装置。
【請求項３】
前記中間部材が前記外側シリンダおよび前記内側シリンダの両方に取り付けられた、請求項２に記載の炭化水素吸着装置。
【請求項４】
前記中間部材が前記両シリンダに接着剤により取り付けられた、請求項３に記載の炭化水素吸着装置。
【請求項５】
前記中間部材が襞状に折り曲げられた、請求項１に記載の炭化水素吸着装置。
【請求項６】
前記中間部材が前記内側シリンダの周囲に完全に延在する、請求項５に記載の炭化水素吸着装置。
【請求項７】
前記中間部材における隣り合う折曲げ部が前記外側シリンダおよび前記内側シリンダと交互に接する、請求項６に記載の炭化水素吸着装置。
【請求項８】
さらに、前記外側シリンダに取り付けられ、かつ前記外側シリンダから外側に延在するフランジであって、前記炭化水素吸着装置を前記吸気系統に配置するのに用いられるフランジを含む、請求項１に記載の炭化水素吸着装置。
【請求項９】
前記フランジもまた炭化水素吸着材料から構成される、請求項８に記載の炭化水素吸着装置。
【請求項１０】
自動車の吸気系統において炭化水素を吸着または吸収し、次いで解放することが可能な炭化水素吸着装置であって、
炭化水素吸着材料を有するシリンダと、
前記シリンダに取り付けられ、かつ前記シリンダから延在する、炭化水素吸着材料を有する襞状の部材と、
前記炭化水素装置を前記吸気系統に配置するために前記シリンダに取り付けられかつ前記シリンダから外側に延在するフランジと、
を含む炭化水素吸着装置。
【請求項１１】
前記フランジが前記シリンダの一端に取り付けられた、請求項１０に記載の炭化水素吸着装置。
【請求項１２】
前記フランジもまた炭化水素吸着材料から構成されている、請求項１０に記載の炭化水素吸着装置。
【請求項１３】
さらに、炭化水素吸着材料からつくられた第２のシリンダであって、前記他方のシリンダの内側に配置された第２シリンダを含む、請求項１０に記載の炭化水素吸着装置。
【請求項１４】
前記襞状の部材の隣り合う折曲げ部が前記第２シリンダと前記他方のシリンダに交互に取り付けられた、請求項１３に記載の炭化水素吸着装置。
【請求項１５】
前記襞状の部材が前記第２シリンダを取り囲み、前記襞状部材の、前記折曲げ部の間にある部分が前記シリンダ間に延在する、請求項１４に記載の炭化水素吸着装置。
【請求項１６】
自動車の吸気系統において炭化水素を吸着または吸収し、次いで解放することが可能な炭化水素吸着装置であって、
炭化水素吸着材料を有する内側部材と、
炭化水素吸着材料を有する外側部材であって、前記内側部材が内部に配置された外側部材と、
前記内側部材と前記外側部材の間に配置され、かつ前記内側部材と前記外側部材の間に延在する、炭化水素吸着材料を有する中間部材と、
を含む炭化水素吸着装置。
【請求項１７】
前記内側部材および前記外側部材がシリンダである、請求項１６に記載の炭化水素吸着装置。
【請求項１８】
前記中間部材が前記外側部材および前記内側部材に、各シリンダの少なくとも１箇所において取り付けられた、請求項１６に記載の炭化水素吸着装置。
【請求項１９】
さらに、前記内側部材または前記外側部材の一方に取り付けられたフランジを含む、請求項１６に記載の炭化水素吸着装置。
【請求項２０】
さらに、前記中間部材に構造的支持をもたらすための補強部材を含む、請求項１６に記載の炭化水素吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の吸気系統において用いられ得る炭化水素の吸着または吸収装置に関し、特に、吸着材料の表面積を増大するための構造を有する炭化水素吸着装置に関する。
【０００２】
内燃エンジンからの排出物を低減する試みが続けられている。内燃エンジンから排出物が発生される場合の１つは、エンジンが停止されるときである。燃料噴射装置から放出されたがエンジン停止前に消費されなかった燃料が、吸気マニホルド、吸気エアダクトおよびエアフィルタを通って外部に蒸発することがあり、最終的に大気中に放出されて大気汚染をもたらし続ける。
【０００３】
このような不慮の蒸発ガスを低減するために、多くのタイプのフィルタが開発されてきた。車両の吸気系統に用いられるフィルタの例が、ラボウスキ（Ｌａｂｏｗｓｋｙ）らの米国特許第６，４３２，１７９号、および、サカキバラらの米国特許公開公報Ｕ．Ｓ．２００２／００２９６９３に見られる。これらの特許の両方を援用して本文の記載の一部とする。サカキバラらの公開公報は、内側シリンダ部を取り囲むケーシングを有する炭化水素吸着装置の幾つかの実施形態を開示している。炭化水素吸着材料が、ケーシングと内側シリンダ部により画成されたチャンバに設けられている。内側シリンダ部は、シリンダの長さに沿ってシリンダ内部に延在する、吸気の通過を可能にする中央ボアを有し、また、ウィンドウを有する。ウィンドウは、吸気系統内の炭化水素の全てが、内側シリンダ部を取り囲むフィルタを通過してチャンバ内の炭化水素吸着材料に到達し、それにより吸着されることを可能にする。
【０００４】
サカキバラらの公開公報は、また、フィルタ要素が、吸気通路の軸方向または吸気通路の周方向において波形に曲げられた１つの実施形態を開示している。サカキバラらは、波形のフィルタ要素を設けることが、吸着材料の表面積および効率を増大すると示している。サカキバラらにより開示されたフィルタ要素の波形の設計はチャンバ内の炭化水素吸着材料の露出表面積を増大するが、本発明の目的は、炭化水素吸着材料の露出表面積がさらに一層増大され、かつ効率が高められた炭化水素吸着装置を提供することにある。
【０００５】
（発明の開示）
本発明の目的は、自動車の吸気系統において炭化水素を吸着または吸収し、次いで解放（放出）することが可能な炭化水素吸着装置の一実施形態を提供することにより達成される。炭化水素吸着装置は、炭化水素吸着材料を含有する内側シリンダと、これもまた炭化水素吸着材料を含有する外側シリンダと、を含む。内側シリンダは外側シリンダの内部に配置されている。炭化水素吸着装置は、また、内側シリンダと外側シリンダの間に配置された、炭化水素吸着材料を有する中間部材を含む。
【０００６】
本発明の別の特徴は、自動車の吸気系統において炭化水素を吸着または吸収し、次いで解放することが可能な炭化水素吸着装置であって、炭化水素吸着材料から成るシリンダと；前記シリンダに取り付けられ、かつ前記シリンダから延在する、炭化水素吸着材料から成る襞状の部材と；前記シリンダに取り付けられたフランジと、を含む炭化水素吸着装置の実施形態を提供することにある。フランジはシリンダから外側に延在し、炭化水素吸着装置を吸気系統に配置するために用いられ得る。
【０００７】
本発明のさらなる特徴は、自動車の吸気系統において炭化水素を吸着または吸収し、次いで解放することが可能な炭化水素吸着装置であって、炭化水素吸着材料を有する内側部材と、炭化水素吸着材料を有する外側部材と、を含む炭化水素吸着装置の実施形態を提供することにある。内側部材が外側部材の内部に配置され、炭化水素吸着材料を有する中間部材が内側部材と外側部材の間に配置され、かつ内側部材と外側部材の間に延在する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１に、自動車の構成図が概括的に１０で示されている。自動車は、概括的に１２で示された吸気系統を含み、吸気系統は、吸気口１４を通してエアを受け入れ、エンジン（図示せず）における燃焼を促進するためにエアを供給する。吸気系統は、また、エアクリーナ１６、および、番号２０で概括的に示された炭化水素吸着または吸収装置を含む。装置２０は、エンジン停止後に吸気系統１２に残った未燃燃料の全てを吸着するために用いられる炭化水素吸着部材２２を含む。
【０００９】
ここで図２〜４を参照すると、炭化水素吸着部材２２の第１の実施形態が示されている。炭化水素吸着部材２２は、外側シリンダまたは部材２４、内側シリンダまたは部材２６、および、中間の、すなわち襞付きの部材２８を含む。内側シリンダ２６は、外側シリンダ２４の内側に、内側シリンダと外側シリンダが共通の軸Ａを共有するように配置され、かつ中間部材２８がシリンダ間に配置されている。示された実施形態において、外側シリンダ２４、内側シリンダ２６および中間部材２８は、全て、展性の炭化水素吸着材料を含む。炭化水素吸着材料は、厚さ約０．０３０インチ〜０．０６０インチ（０．０７６ｃｍ〜０．１５２ｃｍ）、または、望ましい他の適切な厚さを有するシートの形態で設けられ得る。有利には、材料は厚紙状の外観および硬度を有するが、熱可塑的に変形可能であり、加熱および屈曲され、曲げられた形状を維持し得る。熱可塑性材料は、吸着または吸収組成物のための基材として働き、吸着組成物は活性炭材料であってよく、または、炭化水素を吸収するための他の知られた任意の材料、例えば、ゼオライト、多孔質ポリマービード、無機多孔質材料、例えばシリカゲル、活性アルミニウムなどを含み得る。
【００１０】
あるいは、基材は、自動車用のパススルーエアフィルタに典型的に組み込まれているフィルタ材料のような、またはこれと類似の熱硬化性樹脂含浸紙から形成されてもよい。
【００１１】
本発明の経済的な実施は、微粒子の形態の吸着または吸収材料が接触接着剤または熱硬化性樹脂により基材に付着されることを含み得る。熱可塑性基材の場合、室温より高い温度でかなりの粘着性または付着性を有するポリマーが選択され得る。このような熱可塑性基材において、吸着材料は、熱接着により、基材への付着性を高めるために随意に吸着材料に圧力を加えることにより、基材に付着され得る。
【００１２】
さらに、熱硬化性樹脂含浸紙の場合、吸着材料は、紙材料に強度および耐湿性を付与するための紙の含浸とは独立に基材に付着され得る。また、吸着材料を、付形された含浸紙に、熱硬化性樹脂を後に供与することにより後続的に加えてもよい。さらには、熱硬化性含浸フィルタ紙を部分的に、「Ｂ」ステージとして知られている状態に硬化して「プリプレグ」を形成してもよい。プリプレグを加熱して熱硬化性樹脂を軟化し、そこに吸着材料を付着させることができ、次いで後の作業にて最終的な形状に構成することができる。
【００１３】
中間部材２８は、曲げ線３０ａ，３０ｂに沿って折り曲げられた１枚のシート材料から構成されることができ、曲げ線はそれぞれ、外側シリンダ２４と内側シリンダ２６に交互に接触する。このようにして、中間の折曲げ部材は内側シリンダ２６の周囲を完全に囲んで延在する。あるいは、複数枚の材料シートにより中間部材を形成してもよい。
【００１４】
炭化水素吸着部材２２は、外側シリンダ２４の一端に取り付けられかつ外側に延在するフランジ３２を含み得る。フランジは、フランジ以外の炭化水素吸着部材と同一の展性炭化水素吸着材料を含むことができ、または、炭化水素非吸着性構造材料、例えば、プラスチック、アルミニウムまたはステンレス鋼からつくられることもできる。
【００１５】
炭化水素吸着部材２２は、正方形または矩形の炭化水素吸着材料シートから組み立てられ、シートは、切断され、円筒状に巻かれ、合せ縁に沿って結合され得る。外側シリンダ２４および内側シリンダ２６の両方がこの方法で形成される。シートの合せ端は、接着剤、止め具、熱シール、または、その他の良く知られた任意の結合手段により結合され得る。中間部材２８も、正方形または矩形の炭化水素吸着材料シートから組み立てられ、軸Ａに平行に延在する曲げ線３０ａ，３０ｂに沿って熱可塑的に折り曲げられる。容易に明らかであるように、炭化水素材料シートは、曲げ線３０ａを曲げ線３０ｂと交互に形成するように、炭化水素吸着材料の面から対向する方向に曲げられる。内側シリンダおよび外側シリンダと同様に、中間部材２８を形成する材料シートの合せ縁は、シリンダに関して先に論じた技術と同一の技術を用いて互いに結合される。また、炭化水素吸着部材は、以上に概説した方法に加えて、成形、押出、または他の知られた手段により組み立てられることができる。
【００１６】
中間部材は、また、外側シリンダ２４および内側シリンダ２６に、曲げ線３０ａ，３０ｂに沿って、接着剤または他のよく知られた結合手段を用いて結合される。このようにして、炭化水素吸着部材２２に、吸気系統１２での使用のための保全性をもたらす十分な構造的剛性が与えられる。
【００１７】
フランジ３２も、接着剤または他のよく知られた手段を用いて外側シリンダ２４に接着されることができ、フランジは、炭化水素吸着部材２２を吸気系統１２に配置するために用いられ得る。図１に示されているように、炭化水素吸着部材２２は吸気系統に直接に、フランジが接合部に配置された状態で配置される。しかし、炭化水素吸着部材２２が、部材を吸気系統内に配置する前に別個のハウジング（図示せず）に配置されてもよいことを理解されたい。
【００１８】
動作において、エアは吸気口１４を通して受け入れられ、エンジンに到達する途中でエアクリーナ１６および炭化水素吸着部材２２を通過する。空気流の方向は軸Ａに沿っており、したがって、炭化水素吸着部材は空気流に対する抵抗および拘束をほとんど生じない。エンジンが停止すると、吸気系統を通って大気中へ逃げる未燃燃料の全てが、吸気口１４を通って大気中に放出される前に、実質的に吸着装置２０の表面に吸収または吸着される。出願人の発明は、既知の先行技術よりも炭化水素吸着材料の表面積が増大されたことに基づく効率的な炭化水素吸着手段を提供する。図１〜４の実施形態において、炭化水素は、外側シリンダ２４の内面、内側シリンダ２６の内面および外面の両方、中間部材２８の両面、および、フランジ３２の全ての露出面により吸着され得る。
【００１９】
エンジンが作動すると、周囲空気が吸気口１４を通って流れ、エンジンに到達する途中で炭化水素吸着部材２２を通る。部材を通過して流れる空気は、炭化水素を炭化水素吸着部材から除去してエンジンに運び、燃焼させる。
【００２０】
ここで図５を参照すると、炭化水素吸着部材の別の実施形態が１２２として概括的に示されている。炭化水素吸着部材１２２は炭化水素吸着部材２２と類似であるが、中間部材の構造が異なる。この実施形態においては、中間部材２８の角度付き折曲げ部の代わりに丸み付き折曲げ部１３０ａ，１３０ｂを含む、中間折曲げ部材１２８が用いられる。炭化水素吸着部材１２２は、炭化水素吸着部材２２と類似の方法で組み立てられ、かつ作用する。
【００２１】
炭化水素吸着部材の第３の実施形態が図６に２２２として概括的に示されている。炭化水素吸着部材２２２は、外側シリンダの周囲の一部および内側シリンダの周囲の一部に沿ってそれぞれ延在する折曲げられた部分２３０ａ，２３０ｂを含む。この実施形態も、炭化水素吸着部材２２と類似の方法で組み立てられ、同様に作用する。
【００２２】
炭化水素吸着部材の第４の実施形態が図７に３２２として概括的に示されている。炭化水素吸着部材３２０は中間部分３２８を有し、中間部分３２８は、内側シリンダおよび外側シリンダに取り付けられた、半径方向に延在する複数の個々の炭化水素吸着部材３３０を含む。炭化水素吸着部材３２２は、構造物の構造剛性を増大するための補強部材３３４を含み得る。部材３３４は、また、各々が中間部材により隔てられた任意の数の同心状または偏心シリンダを含み得るシリンダ内シリンダ設計を形成する別の円筒状部材であってもよい。
【００２３】
本発明を、特に上記の実施形態に関して教示してきたが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱せずに、形態および詳細に変更を加えられることを理解するであろう。例えば、全ての部品を炭化水素吸着材料から製造する必要はない。プラスチック、アルミニウム、ステンレス鋼、および他の材料を用いて構造物を設けることができる。しかし、炭化水素非吸着材料を用いるとユニットの効率が低下する可能性があることは明らかである。また、フランジは外側シリンダの端部に配置される必要はなく、シリンダの長さに沿ったいずれの場所にも配置されることができ、または１以上のフランジを用いることもできる。また、フランジは内側シリンダに取り付けられてもよい。
【００２４】
内側シリンダまたは外側シリンダの一方のみ、あるいは複数のシリンダと中間部材とを有する炭化水素吸着装置を製造することも可能であろう。円筒状の形状を、他の形状、例えば、正方形、矩形もしくは長円形、または、吸気系統の断面に適合し得る任意の形状に替えることも可能である。また、炭化水素吸着部材を保持するためのハウジングを用いて、エアが外側シリンダの外側に沿って通過することを可能にし、炭化水素を吸着するためのさらに大きい表面積をもたらすこともできる。また、中間部材が任意の数の折曲げ部を含むことができ、折曲げ部が、図示された数よりも多く、または少なくてもよいことを理解されたい。したがって、開示された実施形態は、あらゆる点において例示的であり限定的ではないとみなされるべきであり、本発明の範囲は、詳細な説明によってではなく特許請求の範囲により示される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、車両の吸気系統における、表面積が増大された炭化水素吸着装置の一実施形態の概略図である。
【図２】図２は、吸気系統から取り外された図１の炭化水素吸着装置の斜視図である。
【図３】図３は、図２の線３−３に沿った炭化水素吸着装置の側方断面図である。
【図４】図４は、図２の炭化水素吸着装置の、フランジを有する端部から見た端面図である。
【図５】図５は、表面積が増大された炭化水素吸着装置の第２の実施形態の端面図である。
【図６】図６は、表面積が増大された炭化水素吸着装置の第３の実施形態の端面図である。
【図７】図７は、表面積が増大された炭化水素吸着装置の第４の実施形態の端面図である。
【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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【外国語明細書】
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