(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内の蒸発燃料を吸着可能な吸着材が充填されており、前記吸着材に吸着された蒸発燃料を外部から流入する空気でパージしてエンジンの吸気通路に供給可能なキャニスタと、凝固、あるいは溶融する際の潜熱を利用して前記キャニスタ内の温度変化を抑制する蓄熱材とを備える蒸発燃料処理装置であって、
前記蓄熱材は密閉容器に収納された状態で前記キャニスタ内に設置されており、
前記密閉容器内には、前記蓄熱材の体積増加分を吸収できる空間がその密閉容器の内壁面と前記蓄熱材の表面との間に設けられており、
前記密閉容器は、蓋状の上側パネルの周縁部と、皿状の下側パネルの周縁部とが相互に接合されることにより形成されて、前記下側パネルの表面積が上側パネルの表面積よりも大きく設定されており、
前記キャニスタは、そのキャニスタ内を前記空気がほぼ水平方向に流れるように構成されており、
前記密閉容器が前記キャニスタ内を通過する空気の流れ方向に沿うように、前記キャニスタに対してほぼ水平に取付けられていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸発燃料処理装置であって、
前記密閉容器の外壁面には、凹凸が形成されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の蒸発燃料処理装置であって、
前記密閉容器の内壁面には、凹凸が形成されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の蒸発燃料処理装置であって、
前記密閉容器の前記空間内には、不活性ガスが充填されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の蒸発燃料処理装置であって、
複数の前記密閉容器が、上下方向に間隔をおいて重ねられた状態で前記キャニスタ内に取付けられていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着可能な吸着材が充填されているキャニスタと、凝固、あるいは溶融する際の潜熱を利用して前記キャニスタ内の温度変化を抑制する蓄熱材とを備える蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
これに関連する従来の蒸発燃料処理装置が特許文献１に記載されている。
この蒸発燃料処理装置では、キャニスタ内の温度変化を抑制する潜熱蓄熱材（凝固、あるいは溶融する際の潜熱を利用する蓄熱材）を密閉容器に収納した状態で前記キャニスタ内に設置している。
【０００３】
【特許文献１】ＵＳ００５８６１０５０Ａ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記潜熱蓄熱材は、一般的に、熱を吸収して溶融する際に膨張するため、密閉容器には、その潜熱蓄熱材の体積増加分を吸収する機構が必要である。しかし、上記した蒸発燃料処理装置では潜熱蓄熱材の体積増加分を吸収する機構が明確でない。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明の技術的課題は、簡単な構成で蓄熱材の体積増加分を吸収できる密閉容器を製造できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着可能な吸着材が充填されており、前記吸着材に吸着された蒸発燃料を外部から流入する空気でパージしてエンジンの吸気通路に供給可能なキャニスタと、凝固、あるいは溶融する際の潜熱を利用して前記キャニスタ内の温度変化を抑制する蓄熱材とを備える蒸発燃料処理装置であって、前記蓄熱材は密閉容器に収納された状態で前記キャニスタ内に設置されており、前記密閉容器内には、前記蓄熱材の体積増加分を吸収できる空間がその密閉容器の内壁面と前記蓄熱材の表面との間に設けられており、前記密閉容器は、蓋状の上側パネルの周縁部と、皿状の下側パネルの周縁部とが相互に接合されることにより形成されて、前記下側パネルの表面積が上側パネルの表面積よりも大きく設定されており、前記キャニスタは、そのキャニスタ内を前記空気がほぼ水平方向に流れるように構成されており、前記密閉容器が前記キャニスタ内を通過する空気の流れ方向に沿うように、前記キャニスタに対してほぼ水平に取付けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、密閉容器内には蓄熱材の体積増加分を吸収できる空間がその密閉容器の内壁面と前記蓄熱材の表面との間に設けられている。このため、例えば、蓄熱材が固体の状態から溶融して液体になる際に体積が増加しても、その体積増加分が前記空間内の気体の圧縮分により吸収されて、前記密閉容器に無理な力が加わらない。
また、蓄熱材が液相状態のときに溜まる下側パネルの表面積が上側パネルの表面積よりも大きいため、熱交換性を高くできる。
【０００８】
請求項２の発明によると、密閉容器の外壁面には、凹凸が形成されていることを特徴とする。
このため、蓄熱材とキャニスタの吸着材との間の熱交換性が向上する。
請求項３の発明によると、密閉容器の内壁面には、凹凸が形成されていることを特徴とする。
このため、蓄熱材が液相状態のときに密閉容器が傾斜しても、内部の蓄熱材が密閉容器の一端側に集中し難くなる。
【０００９】
請求項４の発明によると、密閉容器の前記空間内には、不活性ガスが充填されていることを特徴とする。
このため、蓄熱材の劣化を防止できる。また、不活性ガスの漏れ検査をすることで、密閉容器の密閉状態を検査することができる。
請求項５の発明によると、複数の密閉容器が、上下方向に間隔をおいて重ねられた状態で前記キャニスタ内に取付けられていることを特徴とする。
即ち、下段に配置された密閉容器の上側パネルの上方に上段の密閉容器の下側パネルが配置されるため、キャニスタの吸着材は下段の密閉容器の上側パネルと上段の密閉容器の下側パネル間に挟まれる。このため、上側パネルと下側パネルとで熱交換効果が異なっていても、キャニスタの吸着材はほぼ均等に蓄熱材と熱交換を行なうことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、簡単な構成で蓄熱材の体積増加分を吸収することができるため、蓄熱材を収納する密閉容器に無理な力が加わらない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施形態１）
以下、図１から図５に基づいて本発明の実施形態１に係る蒸発燃料処理装置の説明を行なう。本実施形態に係る蒸発燃料処理装置は、自動車等の車両に搭載される装置であり、図１に本実施形態に係る蒸発燃料処理装置で使用されるキャニスタの全体構成図（下方視平面図）が示されている。また、図２は図１のII-II矢視断面図である。図３、図４は主密閉容器の平面図、断面図等、図５は補助密閉容器の平面図、断面図等である。
【００１２】
＜蒸発燃料処理装置の概要について＞
蒸発燃料処理装置は、燃料タンク（図示省略）内で発生した蒸発燃料が大気に漏れ出るのを防止する装置であり、前記蒸発燃料を吸着する吸着材１２が充填されたキャニスタ２０と、前記キャニスタ２０と前記燃料タンクとを連通させる蒸発燃料通路（図示省略）と、前記キャニスタ２０とエンジンの吸気通路とを連通させるパージ通路（図示省略）等から構成されている。
蒸発燃料処理装置では、エンジンの停止中は、燃料タンク内の蒸発燃料が前記蒸発燃料通路を介してキャニスタ２０内に導かれ、その蒸発燃料が前記吸着材１２によって吸着される。また、エンジンの運転中は、外部からキャニスタ２０内を通り、パージ通路を介してエンジンの吸気通路に流れ込む空気により、前記吸着材１２に吸着された蒸発燃料がパージされる。即ち、キャニスタ２０の吸着材１２に吸着された蒸発燃料は外部の空気にパージされることで吸着材１２から離脱し、エンジンの吸気通路に供給される。上記構成により、燃料タンク内で発生した蒸発燃料の大気流出を防止できる。
【００１３】
＜キャニスタ２０について＞
キャニスタ２０は、図１、図２に示すように、内部が複数に仕切られた容器本体部２１と、その容器本体部２１の開口（図１において下端側）を塞ぐ蓋部２２とから構成されている。容器本体部２１の内部は、図２に示すように、仕切り壁２１ｗによって横断面形状略角形の主室２４と、横断面形状略円形の副室２５とに仕切られている。そして、前記副室２５が、図１に示すように、バッファープレート２３により第１副室２５ａと第２副室２５ｂとに仕切られている。
容器本体部２１には、蓋部２２と反対側の底壁部にタンクポート２４１とパージポート２４２、及び大気ポート２５１が並んで形成されている。そして、前記大気ポート２５１は、多数の細かい開口を備える多孔板２５ｘを介して第１副室２５ａと連通している。また、前記タンクポート２４１とパージポート２４２とは、同じく多数の細かい開口を備える多孔板２４ｘを介して主室２４と連通している。前記容器本体部２１の主室２４側の底壁部には、主室２４内に突出するように隔壁２４ｋが形成されており、その隔壁２４ｋによってタンクポート２４１と連通する主室２４の内部空間と、パージポート２４２と連通する主室２４の内部空間とが隔てられている。
【００１４】
容器本体部２１の主室２４には、蓋部２２が開放されている状態で、図２に示すように、後記する蓄熱材１７を内蔵する複数（例えば、三個）の主密閉容器４０が上下方向に間隔をおいた状態で取付けられる。そして、前記主密閉容器４０の相互間、及び主密閉容器４０と主室２４の内壁面との間の空間に吸着材１２が充填される。
吸着材１２は、蒸発燃料を吸着するとともに、空気パージされることで吸着した蒸発燃料を離脱可能な活性炭等により構成されている。ここで、前記多孔板２４ｘの開口は、吸着材１２よりも十分小さな寸法に設定されており、前記吸着材１２を主室２４内に保持できるように構成されている。
容器本体部２１の主室２４の開口は、主密閉容器４０の取付け完了、及び吸着材１２の充填後に、図１に示すように、内蓋板２７によって塞がれる。内蓋板２７は、第１フィルタ２７ｆと多孔板２７ｘとから構成される通気性の蓋板であり、吸着材１２を主室２４内に保持する働きをする。内蓋板２７は、主室２４の開口を塞いだ状態で、その主室２４の内壁面に沿って摺動可能に構成されている。そして、前記内蓋板２７の背面中央に、その内蓋板２７を押圧する方向に付勢されたコイルスプリング２７ｓの一端が装着されている。このため、容器本体部２１の開口が蓋部２２によって閉じられると、コイルスプリング２７ｓの他端が蓋部２２の内壁面によって押圧される。これにより、内蓋板２７はコイルスプリング２７ｓによって主室２４内に押し込まれる方向の力を受ける。この結果、吸着材１２の粒子間に不必要な空間が形成されることがなく、通気抵抗をほぼ一定にできる。
【００１５】
容器本体部２１の副室２５は、前述のように、バッファープレート２３により第１副室２５ａと第２副室２５ｂとに仕切られており、図１に示すように、そのバッファープレート２３の第２副室２５ｂ側に第２フィルタ２３ｆが装着されている。
容器本体部２１の第２副室２５ｂには、蓋部２２が開放されている状態で、図２に示すように、蓄熱材１７を内蔵する複数（例えば、二個）の補助密閉容器５０が上下方向に間隔をおいた状態で取付けられる。そして、前記補助密閉容器５０の相互間、及び補助密閉容器５０と第２副室２５ｂの内壁面との間の空間に吸着材１２が充填される。
さらに、第２副室２５ｂの開口は、補助密閉容器５０の取付け完了、及び吸着材１２の充填後に、図１に示すように、内蓋板２９によって塞がれる。内蓋板２９は、第３フィルタ２９ｆと多孔板２９ｘとから構成される通気性の蓋板であり、吸着材１２を第２副室２５ｂ内に保持する働きをする。
内蓋板２９は、前記第２副室２５ｂの開口を塞いだ状態で、その第２副室２５ｂの内壁面に沿って摺動可能なように構成されている。そして、前記内蓋板２９の背面中央に、その内蓋板２９を押圧する方向に付勢されたコイルスプリング２９ｓの一端が装着されている。このため、容器本体部２１の開口が蓋部２２によって閉じられると、内蓋板２９はコイルスプリング２９ｓにより第２副室２５ｂの内部に押し込まれる方向の力を受ける。
ここで、前記第２副室２５ｂを塞ぐ内蓋板２９、及び前記主室２４を塞ぐ内蓋板２７と前記蓋部２２とにより構成される空間２６は、主室２４と第２副室２５ｂとを連通させる拡散空間２６として機能する。
【００１６】
＜蓄熱材１７、主密閉容器４０、補助密閉容器５０について＞
蓄熱材１７は、凝固、あるいは溶融する際の潜熱を利用してキャニスタ２０内の温度変化を抑制する部材である。本実施形態では、例えば、融点が18℃のヘキサデカン（Ｃ16Ｈ34）等が使用される。このため、キャニスタ２０内の温度が上昇して18℃を超えると、蓄熱材１７が溶融する際にキャニスタ２０内の熱を奪うことで、キャニスタ２０内の温度上昇が抑制される。逆に、キャニスタ２０内の温度が低下して18℃以下になると、蓄熱材１７が凝固する際に熱を放出し、キャニスタ２０内の温度低下を抑えることができる。
主密閉容器４０は、蓄熱材１７を収納する容器であり、図３（Ａ）（Ｂ）、図４に示すように、蓋状に形成された上側パネル４２のフランジ部４２ｅと、浅い開放容器状に形成された下側パネル４４のフランジ部４４ｅとが接合されることにより構成される。上側パネル４２は、図３（Ａ）に示すように、例えば、ステンレス板により長方形状に形成されて、その周縁部分が一定幅のフランジ部４２ｅとなる。上側パネル４２には、フランジ部４２ｅによって囲まれた範囲内に、断面角形でその上側パネル４２の長手方向に延びる溝部４２ｍと突条部４２ｐとが一定幅で交互に形成されている。ここで、上側パネル４２は、ステンレス板をプレス成形することにより構成されるため、その上側パネル４２の表面側で突条部４２ｐとなる部位は裏面側で溝部になり、表面側で溝部４２ｍとなる部位は裏面側で突条部となる。
【００１７】
下側パネル４４は、図３（Ｂ）、図４に示すように、例えば、ステンレス板により長方形の浅い箱状に形成されており、その周縁部分が一定幅のフランジ部４４ｅとなる。そして、下側パネル４４の底板の部分に、断面角形でその下側パネル４４の長手方向に延びる溝部４４ｍと突条部４４ｐとが一定幅で交互に形成されている。下側パネル４４は、上側パネル４２と同様に、ステンレス板をプレス成形することにより構成されるため、その下側パネル４４の下面側（図４参照  主密閉容器４０の外面側）で突条部４４ｐとなる部位は上面側（主密閉容器４０の内面側）で溝部になり、前記下面側で溝部４４ｍとなる部位は上面側で突条部となる。
下側パネル４４の幅寸法、長さ寸法は、上側パネル４２の幅寸法、長さ寸法と等しい値に設定されており、下側パネル４４の溝部４４ｍと突条部４４ｐの幅寸法は、上側パネル４２の溝部４２ｍと突条部４２ｐの幅寸法と等しい値に設定されている。
即ち、上側パネル４２のフランジ部４２ｅ、下側パネル４４のフランジ部４４ｅが本発明の周縁部に相当し、上側パネル４２の溝部４２ｍと突条部４２ｐ、下側パネル４４の溝部４４ｍと突条部４４ｐとが本発明の凹凸に相当する。
【００１８】
下側パネル４４のフランジ部４４ｅと上側パネル４２のフランジ部４２ｅとは、図３（Ｂ）等に示すように、主密閉容器４０内に蓄熱材１７が収納された状態でレーザー溶接等により接合され、空間Ｓの部分にヘリウムガスが充填される。
主密閉容器４０は、図２に示すように、その主密閉容器４０の幅方向両側に形成されたフランジ部４２ｅ，４４ｅがキャニスタ２０の主室２４の内壁面幅方向両側に形成された一組のレール状溝部２４５に嵌め込まれる。これにより、主密閉容器４０は、主室２４内にほぼ水平な状態で取付けられる。ここで、レール状溝部２４５は、主室２４の内壁面に三組形成されており、上段、中段、及び下段のレール状溝部２４５が高さ方向に等しい間隔をおいて形成されている。
【００１９】
補助密閉容器５０は、主密閉容器４０と同様に蓄熱材１７を収納する容器であり、図５（Ｂ）等に示すように、主密閉容器４０と等しい構成で、主密閉容器４０よりも小型に形成されている。このため、主密閉容器４０と同じ構成部分については同じ符号を付して説明を省略する。
補助密閉容器５０は、図２に示すように、その補助密閉容器５０の幅方向両側に形成されたフランジ部４２ｅ，４４ｅがキャニスタ２０の第２副室２５ｂ内に位置するバッファープレート２３の内壁面幅方向両側に形成された一組のレール状溝部２５５に嵌め込まれる。これにより、補助密閉容器５０は、第２副室２５ｂ内にほぼ水平な状態で取付けられる。ここで、レール状溝部２５５は、第２副室２５ｂ内のバッファープレート２３の内壁面に二組形成されており、上下のレール状溝部２４５が高さ方向に所定の間隔をおいて形成されている。
【００２０】
＜蒸発燃料処理装置の動作について＞
先ず、エンジンが停止しているときの蒸発燃料処理装置の動作について説明する。
燃料タンク内で発生した蒸発燃料は、図１の白抜き矢印に示すように、蒸発燃料通路によりキャニスタ２０のタンクポート２４１から主室２４内に導かれ、主室２４内の吸着材１２に吸着される。そして、主室２４内の吸着材１２で吸着しきれなかった蒸発燃料が拡散空間２６を介して第２副室２５ｂに導かれる。前記吸着材１２に蒸発燃料が吸着されると、吸着材１２の温度が上昇して吸着効率が徐々に低下する。しかし、キャニスタ２０内には、主密閉容器４０、及び補助密閉容器５０を介して蓄熱材１７が収納されているため、キャニスタ２０内の温度が上昇して18℃を超えると、蓄熱材１７が溶融する際にキャニスタ２０内の熱を奪い、キャニスタ２０内の温度上昇を抑えることができる。このため、吸着材１２の蒸発燃料の吸着効率低下を抑えることができる。
ここで、蓄熱材１７が溶融する際、蓄熱材１７の体積が増加するが、主密閉容器４０、及び補助密閉容器５０の内部には空間Ｓが設けられているため、蓄熱材１７の体積増加分が前記空間Ｓ内のヘリウムガスの圧縮分によって吸収され、主密閉容器４０、及び補助密閉容器５０に無理な力が加わらない。
【００２１】
エンジンの運転中は、吸気通路内の負圧がパージ通路からパージポート２４２を介してキャニスタ２０の主室２４、拡散空間２６、第２副室２５ｂ及び第１副室２５ａに加わる。これにより、図１の太線矢印に示すように、大気ポート２５１からキャニスタ２０の第１副室２５ａに空気が流入し、その空気が第２副室２５ｂ、拡散空間２６、主室２４を通り、パージポート２４２、パージ通路を介して吸気通路まで流れるようになる。これにより、キャニスタ２０の吸着材１２に吸着されている蒸発燃料がパージされ、そのパージされた蒸発燃料が空気と共に吸気通路内に導かれる。
前記吸着材１２に吸着されている蒸発燃料がパージされて、蒸発燃料が吸着材１２から離脱すると、前記吸着材１２の温度が低下して蒸発燃料の離脱効率が徐々に低下する。しかし、キャニスタ２０内の温度が低下して18℃以下になると、蓄熱材１７が凝固する際に熱を放出し、キャニスタ２０内の温度低下を抑える。このため、吸着材１２の蒸発燃料の離脱効率低下を抑制することができる。
【００２２】
＜蒸発燃料処理装置の長所について＞
本実施形態に係る蒸発燃料処理装置によると、密閉容器４０，５０内には蓄熱材１７の体積増加分を吸収できる空間Ｓがその密閉容器４０，５０の内壁面と蓄熱材１７の表面との間に設けられている。このため、例えば、蓄熱材１７が固体の状態から溶融して液体になる際に体積が増加しても、その体積増加分が空間Ｓ内の気体の圧縮分により吸収されて、密閉容器４０，５０に無理な力が加わらない。
また、密閉容器４０，５０の外壁面には、溝部４４ｍ、突条部４４ｐが形成されているため、蓄熱材１７とキャニスタ２０の吸着材１２との間の熱交換性が向上する。
また、密閉容器４０，５０の内壁面にも、溝部４４ｍ、突条部４４ｐが形成されているため、蓄熱材１７が液相状態のときに密閉容器４０，５０が傾斜しても、内部の蓄熱材１７が密閉容器４０，５０の一端側に集中し難くなる。
【００２３】
また、密閉容器４０，５０は扁平に形成されて、キャニスタ２０に対してほぼ水平に取付けられる構成であり、下側パネル４４の表面積が上側パネル４２の表面積よりも大きく設定されている。このように、蓄熱材１７が液相状態のときに溜まる下側パネル４４の表面積が上側パネル４２の表面積よりも大きいため、熱交換性を高くできる。
また、密閉容器４０，５０の空間Ｓ内には、ヘリウムガス等の不活性ガスが充填されているため、蓄熱材１７の劣化を防止できる。また、前記不活性ガスの漏れ検査をすることで、密閉容器４０，５０の密閉状態を検査することができる。
また、キャニスタ２０の吸着材１２は下段の密閉容器４０，５０の上側パネル４２と上段の密閉容器４０，５０の下側パネル４４間に挟まれるため、上側パネル４２と下側パネル４４とで熱交換効果が異なっていても、吸着材１２はほぼ均等に蓄熱材１７と熱交換できるようになる。
【００２４】
＜変更例＞
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、蓄熱材１７として融点が18℃のヘキサデカンを使用する例を示したが、キャニスタ２０内の制御温度に応じて蓄熱材の材質を変更することも可能である。例えば、融点が22℃のヘプタデカン（Ｃ17Ｈ36）等を使用することも可能である。
また、密閉容器４０，５０の凹凸を、断面角形の溝部４４ｍ、突条部４４ｐにより構成する例を示したが、前記凹凸を突起や窪み状に形成することも可能である。また、密閉容器４０，５０の表面にフィン等を設けることも可能である。
また、密閉容器４０，５０を扁平箱形に形成する例を示したが、密閉容器４０，５０の形状は適宜変更可能である。
また、密閉容器４０，５０内に充填する不活性ガスとしてヘリウムガスを使用する例を示したが、ヘリウムガスの代わりにアルゴンガスや窒素等を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態１に係る蒸発燃料処理装置で使用されるキャニスタの全体構成図（下方視平面図）である。
【図２】図１のII-II矢視断面図である。
【図３】主密閉容器の上方から見た平面図（Ａ図）、断面図（Ｂ図）である。
【図４】主密閉容器の下方から見た平面図である。
【図５】補助密閉容器の上方から見た平面図（Ａ図）、断面図（Ｂ図）、及び下方から見た平面図（Ｃ図）である。
【符号の説明】
【００２６】
１２・・・吸着材
１７・・・蓄熱材
２０・・・キャニスタ
４０・・・主密閉容器
４２・・・上側パネル
４２ｍ・・溝部（凹凸）
４２ｐ ・・突条部（凹凸）
４２ｅ・・フランジ部（周縁部）
４４・・・下側パネル
４４ｅ・・フランジ部（周縁部）
５０・・・補助密閉容器
Ｓ・・・・空間
【図１】
0004964808.tif 000002
【図２】
0004964808.tif 000003
【図３】
0004964808.tif 000004
【図４】
0004964808.tif 000005
【図５】
0004964808.tif 000006