(57)【要約】【課題】給油時に発生する蒸発燃料に対しては通気抵抗を低くしてスムーズに吸着できると共に、駐車時に発生する蒸発燃料に対しては大気放出を効果的に抑制可能な蒸発燃料処理装置を得る。【解決手段】蒸発燃料処理装置１２には、バイパス部５０から分岐する吹き抜け防止部６６が設けられる。経路開閉弁４６は、駐車時には閉弁され、上流バイパス室５０Ａと下流バイパス室５０Ｂとが非連通とされるので、気体は吹き抜け防止部６６を流れる。経路開閉弁４６は、給油中に作用する気体の圧力では開弁され、上流バイパス室５０Ａと下流バイパス室５０Ｂとが連通されるので、気体の多くは上流バイパス室５０Ａから直接的に下流バイパス室５０Ｂへ流れる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクで発生した蒸発燃料を含む気体が通過されるとこの蒸発燃料を吸着剤により吸着するキャニスタ本体部と、
前記キャニスタ本体部を大気開放する大気開放部と、
前記大気開放部から分岐部により分岐され、大気開放部よりも通気抵抗が高い高抵抗部を経て大気開放される吹き抜け防止部と、
前記分岐部よりも前記大気開放部側に設けられ大気開放部を開閉する経路開閉弁と、
を有する蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
前記経路開閉弁が、通常状態では前記大気開放部を閉弁し、前記燃料タンクへの給油時のタンク内圧が作用することで移動して大気開放部を開弁する弁体を備える請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
前記高抵抗部が、蒸発燃料を吸着する第２吸着剤を備えている請求項１または請求項２に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
前記分岐部と前記第２吸着剤との間に、流路の断面積を局所的に広くする流路拡大部が設けられている請求項３に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
前記キャニスタ本体部、前記大気開放部、前記吹き抜け防止部及び前記経路開閉弁を収容するハウジングを有する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンク等で発生した蒸発燃料を処理するための蒸発燃料処理装置では、給油時に短時間で大量に発生する蒸発燃料と、駐車時や運転時等の非給油時（以下、適宜「駐車時」と総称する）に長時間で継続的に発生する蒸発燃料の双方を適切に処理することが好ましい。たとえば特許文献１には、ケーシングの内部の吸着剤層を、第１の吸着剤層と第２の吸着剤層とに区画し、さらに第２の吸着剤層を、第１の小吸着剤層と第２の小吸着剤層とに区画（並列配置）したキャニスタが記載されている。このキャニスタでは、蒸発燃料が多量流入すると開となるバルブを取り付け、給油時には第１の小吸着剤層と第２の小吸着剤層との双方に流れるようにし、駐車時にはバルブが閉となることで、第２の吸着剤層のうち第１の小吸着剤層のみを流れるようになる。
【０００３】
しかし、特許文献１の構成では、給油時に蒸発燃料が第１の小吸着剤層と第２の小吸着剤層との双方に流れるため、これらの通気抵抗（圧力損失）は低くすることが好ましいが、あまりに低くすると、駐車時に蒸発燃料が大気に放出されやすくなる。
【０００４】
すなわち、給油時に発生する蒸発燃料に対しては通気抵抗を低くしてスムーズに吸着できると共に、駐車時に発生する蒸発燃料に対しては大気放出を効果的に抑制可能とされた蒸発燃料処理装置が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−６４９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、給油時に発生する蒸発燃料に対しては通気抵抗を低くしてスムーズに吸着できると共に、駐車時に発生する蒸発燃料に対しては大気放出を効果的に抑制可能な蒸発燃料処理装置を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明では、燃料タンクで発生した蒸発燃料を含む気体が通過されるとこの蒸発燃料を吸着剤により吸着するキャニスタ本体部と、前記キャニスタ本体部を大気開放する大気開放部と、前記大気開放部から分岐部により分岐され、大気開放部よりも通気抵抗が高い高抵抗部を経て大気開放される吹き抜け防止部と、前記分岐部よりも前記大気開放部側に設けられ大気開放部を開閉する経路開閉弁と、を有する。
【０００８】
したがって、この蒸発燃料処理装置では、燃料タンクで発生した蒸発燃料を含む気体がキャニスタ本体部を通過し、蒸発燃料がキャニスタ本体部の吸着剤で吸着される。キャニスタ本体部を通過した気体の経路は、分岐部により、大気開放部と吹き抜け防止部とに分岐されており、分岐部よりも大気開放部側には、経路開閉弁が設けられている。したがって、給油時には、経路開閉弁を開弁し、大気開放されている大気開放部に気体を通過させることで、給油時に発生する蒸発燃料に対しては通気抵抗を低くし、キャニスタ本体部の吸着剤によりスムーズに吸着できるようになる（このとき、気体の一部が抜きぬけ防止部を通過してもよい）。
【０００９】
これに対し、駐車時には、経路開閉弁を閉弁して大気開放部を閉塞することで、大気開放部よりも通気抵抗が高い高抵抗部を備える吹き抜け防止部に気体を通過させれば、駐車時に発生する蒸発燃料に対して通気抵抗を高くし、大気放出を効果的に抑制できる。
【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、前記経路開閉弁が、通常状態では前記大気開放部を閉弁し、前記燃料タンクへの給油時のタンク内圧が作用することで移動して大気開放部を開弁する弁体を備える。
【００１１】
すなわち、経路開閉弁としては、たとえば燃料タンクの内圧に応じて電磁的に制御される弁（電磁弁）であってもよいが、請求項２に記載のように、燃料タンクへの給油時のタンク内圧が作用すると移動する弁体を備える構成とすることで、簡単な構造で大気開放部の開閉が可能となる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記高抵抗部が、蒸発燃料を吸着する第２吸着剤を備えている。
【００１３】
したがって、駐車時に高抵抗部を気体が通過するとき、第２吸着剤によって蒸発燃料を吸着することができる。特に、第２吸着剤として、キャニスタ本体部の吸着剤とは異なる種類のものとすることで、キャニスタ本体部の吸着剤で吸着できなかった蒸発燃料を吸着することも可能となる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記分岐部と前記第２吸着剤との間に、流路の断面積を局所的に広くする流路拡大部が設けられている。
【００１５】
したがって、分岐部を通過した気体が流路拡大部に至ると、流速が低下される。また、気体にわずかに蒸発燃料が残存している場合には、この蒸発燃料が気体中で拡散され、蒸発燃料の濃度の均一化が図られる（但し、完全に均一になっている必要はない）。このため、第２吸着剤での蒸発燃料の吸着効率が高くなる。
【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項に記載の発明において、前記キャニスタ本体部、前記大気開放部、前記吹き抜け防止部及び前記経路開閉弁を収容するハウジングを有する。
【００１７】
このようにハウジングにキャニスタ本体部、大気開放部、吹き抜け防止部及び経路開閉弁を収容することで、蒸発燃料処理装置の小型化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は上記構成としたので、給油時に発生する蒸発燃料に対しては通気抵抗を低くしてスムーズに吸着できると共に、駐車時に発生する蒸発燃料に対しては大気放出を効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態の蒸発燃料処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の蒸発燃料処理装置を駐車中の状態で示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の蒸発燃料処理装置を給油中の状態で示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態の蒸発燃料処理装置をパージ時の状態で示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態の蒸発燃料処理装置を漏れ診断時の状態で示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１には、本発明の一実施形態の蒸発燃料処理装置１２が示されている。この蒸発燃料処理装置１２は、筒状あるいは箱状に形成されたハウジング１４を有している。ハウジング１４の内部には、不織布などで構成されたフィルタ膜１８Ａ、１８Ｂが、一端壁１４Ａ及び他端壁１４Ｂのそれぞれに対して平行に備えられている。
【００２１】
ハウジング１４内には隔壁２２、３０が設けられている。一方の隔壁２２と２枚のフィルタ膜１８Ａ、１８Ｂ及びハウジング１４の周壁１４Ｓとで区画された空間には、たとえばペレット状の活性炭で構成された吸着体２４が充填されて第１活性炭層２６が構成されている。この第１活性炭層２６が、本発明に係るキャニスタ本体部２８となっている。他端壁１４Ｂとフィルタ膜１８Ｂとの間にはコイルスプリング１６が介在されており、第１活性炭層２６を所定の形状（容量）に維持できるようになっている。
【００２２】
一端壁１４Ａには、第１活性炭層２６に対応する位置にタンク側ポート３２及びパージ用ポート３４が設けられている。タンク側ポート３２にはペーパ配管が接続されるようになっており、図示しない燃料タンクで発生した蒸発燃料を含む気体が第１活性炭層２６に送り込まれる。また、パージ用ポート３４には、パージ配管が接続されるようになっている。パージ時には、図示しないパージ用バルブが開弁される（あるいはデューティー制御される）ことで、エンジンの負圧が第１活性炭層２６に作用する。そして、脱離された蒸発燃料が、吸気管を経てエンジンに送られ、燃焼される。
【００２３】
また、隔壁２２と隔壁３０とで区画された空間には、他端壁１４Ｂ側から順に、第２活性炭層３８、開閉弁収容室４０及びポンプ収容室４２が構成されている。一端壁１４Ａには、ポンプ収容室４２に対応する位置に大気側ポート３６が設けられている。大気側ポートには大気連通配管が接続されて大気に連通されるようになっており、蒸発燃料処理装置１２によって蒸発燃料が吸着された後の気体が大気に放出される。また、パージ時には、大気連通配管から大気側ポート３６を通じて、大気が蒸発燃料処理装置１２に導入される。
【００２４】
ポンプ収容室４２には、図示しない漏れ診断用ポンプが収容されている。蒸発燃料処理装置１２は、同じく図示しない制御回路によって制御される漏れ診断モードを備えており、この漏れ診断モードが実行されたときには、所定の負圧を生じさせて、この負圧を後述する吹き抜け防止部６６、第２活性炭層３８及び第１活性炭層２６等に作用させる。
【００２５】
第２活性炭層３８は、本実施形態では、第１活性炭層２６と略同様のペレット状の活性炭で構成された吸着体２４が充填されている。本実施形態では、この第１活性炭層２６と第２活性炭層３８によって、本発明に係るキャニスタ本体部２８が構成されている。ただし、第２活性炭層３８に代えて、このような吸着体２４が充填されない空洞層を設けてもよく、この場合には、第１活性炭層２６と空洞層とでキャニスタ本体部２８が構成されることになる。
【００２６】
開閉弁収容室４０に収容された経路開閉弁４６は、図１で見て上側に配置された扁平な筒状の弁保持体４８と、下側に配置されたバイパス部５０とをそなえている。バイパス部５０には、第２活性炭層３８側にフィルタ膜５２Ａが、ポンプ収容室４２側にフィルタ膜５２Ｂがそれぞれ配置されている。フィルタ膜５２Ａとフィルタ膜５２Ｂの間には、バイパス部５０を、第２活性炭層３８側の上流バイパス室５０Ａとポンプ収容室４２側の下流バイパス室５０Ｂとに区画する隔壁５４が立設されている。
【００２７】
弁保持体４８は、内筒４８Ｎ及び外筒４８Ｇを有する二重筒構造とされており、内筒４８Ｎの内側には、弾性を有する樹脂あるいはゴム等で形成されたダイヤフラム弁体５６が収容されている。
【００２８】
ダイヤフラム弁体５６の外周部は、内筒４８Ｎの内周部に固着されている。内筒４８Ｎの上底部４８Ｕとダイヤフラム弁体５６の間には圧縮コイルスプリング５８が配置されている。圧縮コイルスプリング５８は、ダイヤフラム弁体５６を、圧縮コイルスプリング５８の反対側に配置された隔壁５４の上端に向かって押圧している。そして、ダイヤフラム弁体５６が隔壁５４に接触している状態では、上流バイパス室５０Ａと下流バイパス室５０Ｂとが非連通とされ、気体が移動することはない。
【００２９】
圧縮コイルスプリング５８の反対側（図１では下側）からは、上流バイパス室５０Ａの気体（キャニスタ本体部２８を通過した気体）の圧力がダイヤフラム弁体５６に作用するようになっている。そして、この圧力によって、圧縮コイルスプリング５８の押圧力に抗してダイヤフラム弁体５６が変形し、隔壁５４から離れると、上流バイパス室５０Ａと下流バイパス室５０Ｂとが連通され、気体が上流バイパス室５０Ａから下流バイパス室５０Ｂに移動可能となる。なお、バイパス部５０からポンプ収容室４２を経て大気側ポート３６に至る部分が、本発明に係る大気開放部６０となっている。
【００３０】
ダイヤフラム弁体５６の開弁圧は、駐車中（車両走行中を含む）において燃料タンクから第１活性炭層２６、第２活性炭層３８、上流バイパス室５０Ａを経て作用する気体の圧力では開弁されないが、給油中において、同様に燃料タンクから第１活性炭層２６、第２活性炭層３８、上流バイパス室５０Ａを経て作用する気体の圧力では開弁されるように設定されている。
【００３１】
弁保持体４８の内筒４８Ｎと外筒４８Ｇの間は背圧室６２とされ、さらに内筒４８Ｎには、その内部と背圧室６２とを連通する連通孔６４が形成されている。背圧室６２は、図示しない開放管によって大気開放されており、ダイヤフラム弁体５６の変形に影響がでないようになっている。
【００３２】
ハウジング１４の周壁１４Ｓと隔壁３０との間には、吹き抜け防止部６６が収容されており、蒸発燃料処理装置１２に内蔵されている。実質的に、１つのハウジング１４に、第１活性炭層２６、第２活性炭層３８、大気開放部６０、吹き抜け防止部６６及び経路開閉弁４６が収容されている。
【００３３】
吹き抜け防止部６６は、隔壁３０に設けられた分岐部６８によって上流バイパス室５０Ａ（大気開放部６０）から分岐し、同じく隔壁３０に設けられた合流部７０により下流バイパス室５０Ｂへ合流する吹き抜け防止管７２を有している。合流部７０で合流した後は、ポンプ収容室４２を経て大気に連通されている。
【００３４】
吹き抜け防止管７２は所定位置で屈曲されており、その中間部には、吹き抜け防止部本体７４が設けられている。吹き抜け防止部本体７４は、吹き抜け防止管７２を部分的に拡径し、拡径部分に吸着体７６を収容することで構成されている。吸着体７６は、第１活性炭層２６や第２活性炭層３８の吸着体２４を構成する活性炭と異なる種類の活性炭（たとえばハニカム形状あるいは粒状の活性炭、又は活性炭とセラミック等の無機物とが混合された低吸着活性炭）とされており、本発明に係る「第２吸着剤」となっている。この吸着体７６は、吸着体２４と比較して、気体に対する通気抵抗が高く、本発明に係る「高抵抗部」にもなっている。これに対し、吸着体２４は、吸着体７６よりも、蒸発燃料を吸着する能力がより高くなるよう設定されており、短時間で大量の蒸発燃料を吸着可能とされている。
【００３５】
吹き抜け防止管７２には、上流バイパス室５０Ａとの連通部分に絞り７８が設けられている。この絞り７８によっても、気体に対する吹き抜け防止管７２の通気抵抗が高くなっている。特に本実施形態では、ダイヤフラム弁体５６の開弁圧よりも高い通気抵抗とされている。
【００３６】
絞り７８と吹き抜け防止部本体７４の間では、吹き抜け防止管７２の断面積を局所的に拡大した拡径部８０が設けられている。この拡径部８０は、本発明に係る「流路拡大部」を構成している。絞り７８を経て吹き抜け防止管７２を流れた気体の流速は、この拡径部８０によって低下する。また、この気体にわずかに蒸発燃料が残存している場合は、残存蒸発燃料が拡径部８０内において気体中に拡散される。
【００３７】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３８】
車両の駐車時には、燃料タンクの内圧が、第１活性炭層２６、第２活性炭層３８、上流バイパス室５０Ａを経てダイヤフラム弁体５６に作用する。しかし、ダイヤフラム弁体５６の開弁圧は、駐車時の燃料タンク内圧では開弁しないように設定されている。したがって、図２に示すように、ダイヤフラム弁体５６は圧縮コイルスプリング５８の押圧力で隔壁５４に接触した状態を維持し（閉弁され）、上流バイパス室５０Ａと下流バイパス室５０Ｂとが非連通とされる。
【００３９】
燃料タンク内で生じた蒸発燃料を含む気体は、図２に矢印Ｆ１で示すように、まず、第１活性炭層２６及び第２活性炭層３８を通過することで、蒸発燃料が活性炭（吸着体２４）に吸着される。
【００４０】
ダイヤフラム弁体５６が閉弁されて上流バイパス室５０Ａと下流バイパス室５０Ｂとが非連通となっているので、その後、気体は上流バイパス室５０Ａから吹き抜け防止部６６を経て下流バイパス室５０Ｂを流れる。そして、ポンプ収容室４２を経て、大気側ポート３６及び待機連通管から大気開放される。
【００４１】
なお、駐車中に燃料タンクで生じた蒸発燃料を含む気体が第１活性炭層２６及び第２活性炭層３８を通過した後であっても、この気体中にわすかに蒸発燃料が残存していることがある。この場合には、残存している蒸発燃料を吹き抜け防止部本体７４の吸着体７６で吸着することができる。
【００４２】
特に本実施形態では、絞り７８と吹き抜け防止部本体７４の間に拡径部８０が設けられており、吹き抜け防止管７２の断面積が局所的に拡大されている。したがって、気体中の蒸発燃料が、拡径部８０により拡散され、濃度の偏りが均一化される。このため、吹き抜け防止部本体７４の吸着体７６で蒸発燃料を吸着するときの吸着効率が向上する。
【００４３】
燃料タンクへの給油時には、燃料タンクの内圧が、第１活性炭層２６、第２活性炭層３８、上流バイパス室５０Ａを経てダイヤフラム弁体５６に作用する。ダイヤフラム弁体５６の開弁圧は、燃料タンクへの給油時の燃料タンク内圧で開弁するように設定されている。このため、図３に示すように、ダイヤフラム弁体５６が圧縮コイルスプリング５８の押圧力に抗して移動して隔壁５４から離れ（開弁され）、上流バイパス室５０Ａと下流バイパス室５０Ｂとが連通される。燃料タンク内で生じた蒸発燃料を含む気体は、まず、図３に矢印Ｆ２及びＦ３で示すように、第１活性炭層２６及び第２活性炭層３８を通過することで、蒸発燃料が活性炭（吸着体２４）に吸着される。その後、ダイヤフラム弁体５６が開弁されて上流バイパス室５０Ａと下流バイパス室５０Ｂとが連通されているので、気体の多くは、矢印Ｆ２で示すように、上流バイパス室５０Ａから直接的に下流バイパス室５０Ｂに至る経路、すなわち、通気抵抗が吹き抜け防止部６６よりも低い部分を流れる。特に、吹き抜け防止部６６には絞り７８が構成されているので、このような絞り７８がないものと比較して、ダイヤフラム弁体５６の開弁圧よりも通気抵抗がさらに高い。このため、吹き抜け防止部６６を流れる気体の量は、ダイヤフラム弁体５６を通過する気体の量より少なくなる（ただし、絞り７８は、気体の一部が吹き抜け防止部６６に流れることを完全に妨げるものではない）。そして、ポンプ収容室４２を経て、大気側ポート３６及び待機連通管から大気開放される。
【００４４】
このように、本実施形態の蒸発燃料処理装置１２では、燃料タンクへの燃料給油時に、燃料タンク内において短時間で大量に生じた蒸発燃料については、蒸発燃料処理装置の通気抵抗を低くすることで、第１活性炭層２６及び第２活性炭層３８の吸着体２４にスムーズに吸着できるようにしている。また、駐車時に、燃料タンクから長い時間をかけて生じる蒸発燃料については、通気抵抗の高い吹き抜け防止部６６を通過させることで、大気に状出される蒸発燃料の量をより少なくできる。
【００４５】
パージ時には、図４に示すように、エンジンの負圧がパージ用ポート３４から蒸発燃料処理装置１２に作用し、大気側ポート３６から大気が導入される。このとき、ダイヤフラム弁体５６には閉弁方向に負圧が作用するので、閉弁状態に維持される。そして、導入された大気が、矢印Ｆ４で示すように、ポンプ収容室４２、下流バイパス室５０Ｂ、吹き抜け防止部６６、上流バイパス室５０Ａ、第２活性炭層３８及び第１活性炭層２６を通過する。このときに、吸着体７６、２４に吸着された蒸発燃料を脱離する。脱離された蒸発燃料は、バー時用バルブの制御（たとえばデューティー制御）にしたがって吸気管に吸入されてエンジンで燃料される。
【００４６】
特に、本実施形態の蒸発燃料処理装置１２では、上記したように、燃料タンクへの給油中は、蒸発燃料を含んだ気体の全量が吹き抜け防止部６６を通過する必要はない。このため、吹き抜け防止部６６の通気抵抗を、少なくともパージ時に気体の通過が可能となる程度の通気抵抗まで上げることが可能である。
【００４７】
漏れ診断モードが実行されたときには、漏れ診断用ポンプは、所定の負圧を生じさせて、この負圧を、矢印Ｆ５で示すように、吹き抜け防止部６６、第２活性炭層３８及び第１活性炭層２６に作用させる。このときも、ダイヤフラム弁体５６は閉弁状態に維持される。そして、負圧が下流バイパス室５０Ｂ、吹き抜け防止部６６、上流バイパス室５０Ａ、第２活性炭層３８及び第１活性炭層２６を経て燃料タンクへと伝達されるので、その負圧の値により、蒸発燃料処理装置１２から燃料タンクへ至る系における燃料漏れを検知できる。
【００４８】
なお、上記説明では、本発明の経路開閉弁として、燃料タンクへの給油時のタンク内圧で開弁されるダイヤフラム弁体５６を備えたものを挙げたが、経路開閉弁の種類としては、ダイヤフラム弁に限定されない。また、機械的な構造の弁である必要もない。たとえば、経路開閉弁を電磁弁とし、燃料タンクへの給油をセンサ（たとえば給油口のリッド開閉センサ等）で検知して、電磁弁を切り替えるようにしてもよい。
【００４９】
また、上記では、１つのハウジング１４に、第１活性炭層２６、第２活性炭層３８、大気開放部６０、吹き抜け防止部６６及び経路開閉弁４６が収容されて一体化された構造のものを挙げたが、これらの一部が、他とは別体とされていてもよい。上記実施形態のように１つのハウジング１４に収容して一体化すると、蒸発燃料処理装置１２の小型化を図ることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１２  蒸発燃料処理装置
１４  ハウジング
２４  吸着体（吸着剤）
２６  第１活性炭層
２８  キャニスタ本体部
３２  タンク側ポート
３４  パージ用ポート
３６  大気側ポート
３８  第２活性炭層
４６  経路開閉弁
５０  バイパス部
６０  大気開放部
６６  吹き抜け防止部
６８  分岐部
７０  合流部
７４  吹き抜け防止部本体
７６  吸着体（第２吸着剤）
７８  絞り（経路縮小部）
８０  拡径部（経路拡大部）
【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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