(57)【要約】【課題】連通路を通してＵ字状に折り返された流れの整流効果を高め、特に主室側に流れ込む脱離空気の流れの指向性を良くすることで偏流や淀みあるいは流速ばらつきを解消する。【解決手段】主室６側の吸着材層１５と副室７側の吸着材層１８は連通路で連通している。多孔板状のグリッド２１からカバープレート４側に所定距離離れた位置に同じく多孔板状の整流板２２を配置し、それらグリッド２１と整流板２２とを胴部２５を介して連結してスペーサ２３として一体化する。整流板２２により主室６側の吸着材層１５に流入する脱離空気の指向性を高め、吸着材層１５での流れの乱れによる偏流や淀みあるいは流速ばらつきを解消した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの内部を隔壁により主室と副室とに隔離形成し、
これらの主室および副室には蒸発燃料の吸着のための吸着材を充填して当該吸着材を支える通気性支持部材とともにそれぞれに吸着材層を形成するとともに、
主室には蒸発燃料の導入側となるチャージポートと大気導入によって脱離した燃料の導出側となるパージポートを、副室には大気導入用の大気ポートをそれぞれに設け、
さらに主室および副室側の吸着材層とケーシングの底部との間に上記主室と副室とを連通する連通路を形成し、
この連通路を通して主室と副室との間で行われる蒸発燃料および大気の流動が略Ｕ字状のものとなるように形成してなるキャニスタであって、
上記主室側の吸着材層とケーシングの底部との間であって且つ主室側の吸着材層の端面に位置している通気性支持部材から所定距離離れた位置に、メッシュ状または多孔状の整流板を設けたことを特徴とするキャニスタ。
【請求項２】
上記整流板とケーシングの底部とのなす距離に対して上記整流板と通気性支持部材とがなす距離を大きく設定してあることを特徴とする請求項１に記載のキャニスタ。
【請求項３】
相互に離間している通気性支持部材と整流板とを一体に形成してあることを特徴とする請求項１または２に記載のキャニスタ。
【請求項４】
ケーシングの内部を隔壁により主室と副室とに隔離形成し、
これらの主室および副室には蒸発燃料の吸着のための吸着材を充填してそれぞれに吸着材層を形成するとともに、
主室には蒸発燃料の導入側となるチャージポートと大気導入によって脱離した燃料の導出側となるパージポートを、副室には大気導入用の大気ポートをそれぞれに設け、
さらに主室および副室側の吸着材層とケーシングの底部との間に上記主室と副室とを連通する連通路を形成し、
この連通路を通して主室と副室との間で行われる蒸発燃料および大気の流動が略Ｕ字状のものとなるように形成してなるキャニスタであって、
少なくとも上記主室側の吸着材層とケーシングの底部との間に、通気性を有する発泡性樹脂成形品からなる整流体を充填したことを特徴とするキャニスタ。
【請求項５】
上記整流体は、主室側の吸着材層を形成している吸着材を押さえる弾性体を兼ねている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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の燃料タンクから蒸発した燃料を吸着して、その燃料をエンジン稼働時に燃焼させる蒸発燃料処理装置として用いられるキャニスタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、ガソリンを燃料とする自動車では、燃料タンク内の蒸発燃料が大気に放出されることを抑制するために蒸発燃料処理装置としてキャニスタが用いられている。このキャニスタは、停車時等に燃料タンクから発生する蒸発燃料を吸着材である活性炭に吸着させ、エンジン稼働時にキャニスタを通して吸気を行うことにより、大気ポートから導入した大気によってキャニスタ内をパージし、吸着した蒸発燃料を脱離させてエンジン内で燃焼させる仕組みとなっている。このパージによる蒸発燃料の脱離によって活性炭の性能が復活して蒸発燃料を良好に且つ繰り返し吸着することが可能となる。
【０００３】
このようなキャニスタとしては大きく分けて一室タイプのものと二室（複室）タイプのものがあり、後者の二室タイプのものでは、例えば特許文献１，２に記載のように、キャニスタのケーシング内を隔壁にて主室と副室の二室に隔離形成し、それぞれの室に活性炭等の吸着材を充填して吸着材層を形成するとともに、ケーシングの底部側に主室と副室とを連通する連通路を形成し、この連通路を通して主室と副室との間で行われる蒸発燃料および大気の流動が実質的に略Ｕ字状のものとなるように形成してある。
【０００４】
そして、特に上記特許文献１，２に記載のものでは、特定のプレートに複雑に蛇行した細い溝を形成し、この溝空間を連通路とすることで上記Ｕ字状流れの安定化を図っている。
【特許文献１】特開２０００−２５７５１６号公報
【特許文献２】特開２００１−２３４８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２に記載の技術では、連通路として機能することになる溝が形成されているプレートが、吸着材層となる活性炭等の吸着材を押さえている通気性支持部材と密着するように配置されているため、いわゆるＵ字状流れの整流効果が必ずしも十分ではない。
【０００６】
例えば蒸発燃料の脱離のために副室側から主室側へと流れることになる空気（大気）は、主室内を満遍なく且つ均一の流速で流れることが理想であるにもかかわらず、Ｕ字状に折り返された流れの指向性が悪く、主室側に流れ込んだ空気の流れに乱れが生じて偏流や淀みさらには主室内での流速にばらつきが発生し、結果として蒸発燃料の脱離効率の低下が余儀なくされているとともに、蒸発燃料の残存率が相対的に高くなることで吸着能力の低下を招いている。
【０００７】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、連通路を通してＵ字状に折り返された流れの整流効果を高め、特に主室側に流れ込む脱離空気の流れの指向性を良くすることで上記のような不具合を解消したキャニスタの構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、ケーシングの内部を隔壁により主室と副室とに区画し、これらの主室および副室には蒸発燃料の吸着のための吸着材を充填して当該吸着材を支える通気性支持部材とともにそれぞれに吸着材層を形成するとともに、主室には蒸発燃料の導入側となるチャージポートと大気導入によって脱離した燃料の導出側となるパージポートを、副室には大気導入用の大気ポートをそれぞれに設け、さらに主室および副室側の吸着材層とケーシングの底部との間に上記主室と副室とを連通する連通路を形成し、この連通路を通して主室と副室との間で行われる蒸発燃料および大気の流動が略Ｕ字状のものとなるように形成してなるいわゆる二室タイプキャニスタであって、上記主室側の吸着材層とケーシングの底部との間であって且つ主室側の吸着材層の端面に位置している通気性支持部材から所定距離離れた位置に、メッシュ状または多孔状の整流板を設けたことを特徴とする。
【０００９】
上記整流板は、例えば金属あるいは樹脂等の網状（メッシュ状）のものを単独であるいは複数枚重ねて用いることができるほか、所定の樹脂板に軸線が主室内での流れの方向を指向する多数の孔が形成したものでも良い。
【００１０】
ここで、整流板による整流効果を高める上では、請求項２に記載のように、整流板とケーシングの底部とのなす距離に対して整流板と通気性支持部材とがなす距離を大きく設定してあることが望ましく、さらに部品点数の削減の上では、請求項３に記載のように、相互に離間している通気性支持部材と整流板とを一体に形成してあることが望ましい。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の整流板に代えて、少なくとも主室側の吸着材層とケーシングの底部との間に、通気性を有する発泡性樹脂成形品、例えばウレタン系フォームからなる整流体を充填したことを特徴とする。
【００１２】
上記発泡性樹脂成形品からなる整流体は、先の整流板と同等の機能を有することから、いわゆる独立発泡（気泡）タイプのもの、または連続発泡（気泡）タイプのものを用いる。連続発泡タイプのものを用いる場合には、例えば１ｉｎ2（平方インチ）あたり２０〜５０程度の孔を有するポリウレタンフォームを使用するものとし、上記孔の軸線が主室内の流れ方向を指向するようにして使用することが望ましい。
【００１３】
この場合、請求項５に記載のように、整流体はそれ自体の弾性力を利用して主室側の吸着材層を形成している吸着材を押さえる弾性体を兼ねることもできる。
【００１４】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、例えば副室側から主室側への脱離空気の流れに着目した場合、連通路を通過した空気は整流板にて主室内での流れ方向を指向するように整流された上で、その整流板とは所定距離離れた主室側の吸着材層の端面側から当該吸着材層内に流れ込むことになるので、その主室側の吸着材層内での流れがきわめて安定化し、偏流や淀み、さらには流速のばらつきを効果的に解消できるようになる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１，４に記載の発明によれば、整流板または整流体の整流効果のために主室側の吸着材層内での流れがきわめて安定化し、偏流や淀み、さらには流速のばらつきを解消できるので、蒸発燃料の脱離効率が向上するとともに、蒸発燃料の残存率が相対的に低くなることで吸着能力の向上も期待できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１，２は本発明に係るいわゆるに２室タイプのキャニスタのより具体的な第１の実施の形態を示す図である。
【００１７】
図１に示すように、キャニスタ１のケーシング２はそのケーシング本体３およびケーシング２の底部として機能するカバープレート４共に例えばポリアミド樹脂等の樹脂材料にて形成されていて、内部中央に設けられた隔壁５により二室に仕切られていることにより、主室６と副室７とが隔離形成されている。なお、カバープレート４はケーシング本体３に対して事後的に溶着等の手段により接合・一体化される。主室６および副室７共に角筒状のものであって、後述するように蒸発燃料および脱離空気の通流方向においては両者が直列関係となるようにそれらの主室６と副室７とが底部側の連通路８を介して相互に連通している。
【００１８】
主室６側の一端には、図示外の燃料タンクからの蒸発燃料を導入するためのチャージポート９が開口形成されているとともに、後述する大気導入によって吸着材層１５，１８から離脱した燃料をエンジンの吸気系側に戻すためのパージポート１０がチャージポート９と隣接するように開口形成されている。他方、副室７側の一端には大気を導入するための大気ポート１１が開口形成されている。
【００１９】
主室６には不織布等の通気性材料からなるシート状の複数のフィルター１２，１３を介して活性炭等の粒状の吸着材１４がフルに且つ満遍なく充填されていて、これをもって両端面にフィルター１２，１３が介在した吸着材層１５を形成している。他方、副室７には同じく複数のフィルター１６，１７を介して同じく活性炭等の粒状の吸着材１４がフルに且つ満遍なく充填されていて、それによって両端面にフィルター１６，１７が介在した吸着材層１８を形成している。
【００２０】
副室７側では、通気性を有しながらも剛性のある例えば樹脂製の多孔板状のグリッド１９を下側のフィルター１７と重ねて配置してあり、そのフィルター１７がグリッド１９にてバックアップされているとともに、グリッド１９とそれに対向するカバープレート４側の内側底壁面との間には圧縮コイルスプリング２０を介装してあり、これによって吸着材層１８を形成している吸着材１４全体を適度な弾性力で圧締保持している。
【００２１】
他方、主室６側についても、通気性を有しながらも剛性のある通気性支持部材として機能する多孔板状のグリッド２１を下側のフィルター１３と重ねて配置してあるとともに、そのグリッド２１は後述する多孔板状の整流板２２とともに図２に示すようにスペーサ２３として予め一体に形成されている。グリッド２１は副室７側と同様に下側のフィルター１３をバックアップしているとともに、スペーサ２３とそれに対向するカバープレート４側の内側底壁面との間には圧縮コイルスプリング２４を介装してあり、これによって副室７側と同様に吸着材層１５を形成している吸着材１４全体を適度な弾性力で圧締保持している。
【００２２】
このように、主室６側および副室７側共に吸着材層１５，１８の両側にフィルター１２，１３または１６，１７とグリッド２１または１９とがあることによって、チャージポート９やパージポート１０側さらには大気ポート１１側、あるいは連通路８側への吸着材１４の漏れ出しが未然に防止されているとともに、吸着材層１５，１８を形成している吸着材１４に圧縮コイルスプリング２４または２０の力が加わることでケーシング２内での吸着材１４の無用な移動あるいはいわゆる踊り現象が阻止されている。
【００２３】
上記スペーサ２３は例えば樹脂製のものであって、図２にも示すように、多孔板状のグリッド２１と、そのグリッド２１と平行であって且つこのグリッド２１から所定距離だけ離れた同じく多孔板状の整流板２２とを、環状の胴部２５を介して相互に一体成形したものである。整流板２２はグリッド２１よりもその板厚が小さいものの、孔径がグリッド２１側の各孔２１ａ，２１ａ‥の孔径よりも小さく且つ数の多い多数の孔２２ａ，２２ａ‥を形成した細孔多孔板状のものとしてある。そして、図１に示すようにスペーサ２３の配置形態としては、グリッド２１がフィルター１３に密着し、且つ整流板２２がカバープレート４の内側底壁面に正対するように配置され、その整流板２２に圧縮コイルスプリング２４が圧接することになる。
【００２４】
ここで、グリッド２１および整流板２２とともに、図１の正規装着状態では各々の孔２１ａ，２２ａの軸線が主室６内での流れの方向（主室６の軸線方向）を指向するように設定してある。故に、グリッド２１および整流板２２に形成された各孔２１ａ，２２ａは、その直径に対して長さの方が大きいことが望ましい。
【００２５】
また、後述するような整流板２２の機能を最大限に発揮する上では、図１のようなスペーサ２３の正規装着状態において、主室６側の吸着材層１５の下方に残された空間（主室６側の吸着材層１５の下側端面とカバープレート４の内側底壁面との間の空間）のうちおよそ６０％程度をグリッド２１と整流板２２との対面距離間で占有することが望ましく、図１では整流板２２とカバープレート４の内側底壁面とのなす距離よりも整流板２２とグリッド２１のなす距離が大きくなるように設定してある。
【００２６】
また、整流板２２における各孔２２ａ，２２ａ‥の大きさや数は実験等を行った上で決定することになるが、孔２２ａ，２２ａ‥の総面積がチャージポート９やパージポート１０あるいは大気ポート１１の最小有効面積を下回らないように配慮するものとし、例えば整流板２２の総有効面積の約１０％を孔２２ａ，２２ａ‥による開孔率とすることが望ましい。
【００２７】
もちろん、必要に応じて孔２２ａ，２２ａ‥の数や大きさが異なる複数の整流板２２を重ねて配置することも可能であるほか、上記整流板２２としては、金属あるいは樹脂製の極薄いメッシュ状のものを単独で、あるいは複数枚重ねて使用しても必要十分な整流効果が得られる。
【００２８】
さらに、図１，２の例では、部品点数を極力減らすことも考慮して、グリッド２１と整流板２２を胴部２５を介して相互に連結して、実質的にスペーサ２３として一体化した場合を例にとって説明したが、グリッド２１、胴部２５および整流板２２のそれぞれが独立している場合、あるいは胴部２５がグリッド２１または整流板２２と一体に形成されている場合であっても同様の機能が発揮されることは言うまでもなく、さらに整流板２２の位置決めさえ可能であれば胴部２５は必ずしも必要としない。
【００２９】
したがって、このように構成されたキャニスタ１によれば、車両の停車時においては図示外の燃料タンクから発生する蒸発燃料がチャージポート９からケーシング２内に導入されて、主室６側の吸着材層１５を形成している吸着材１４のほか、副室７側の吸着材層１８を形成している吸着材１４に吸着される。
【００３０】
より具体的には、主室６側の吸着材層１５で吸着しきれなかった蒸発燃料はその吸着材層１５の下方のグリッド２１や整流板２２を通過し、さらに連通路８を通過した上で副室７側の吸着材層１８を通過し、実質的に連通路８にてＵ字状に流れの向きを変えることで副室７側の吸着材層１８に流入して、その吸着材層１８を形成している吸着材１４に吸着される。
【００３１】
その一方、エンジン稼働時には当該キャニスタ１を通して吸気を行うことにより大気ポート１１から空気（大気）が導入され、その導入された空気はケーシング２内を通過してパージポート１０からエンジン側に吸入される。この導入空気の流れにより副室７側の吸着材層１８を形成している吸着材１４のほか、主室６側の吸着材層１５を形成している吸着材１４がいわゆるパージされ、吸着材１４に吸着されている蒸発燃料が脱離して導入空気とともにエンジン側に吸気されて燃焼処理される。そして、このパージによる蒸発燃料の脱離によって吸着材１４の性能が復活することになる。なお、これらの蒸発燃料の吸着および脱離のメカニズムは従来のものと基本的に同様である。
【００３２】
ここで、大気ポート１１から副室７側の吸着材層１８に導入された脱離のための空気は、その副室７側の吸着材層１８の下側のグリッド１９を通過した上で連通路８を通過して主室６側に入り、さらに整流板２２やグリッド２１を通過することで、上記と同様にＵ字状に流れの向きを変えることで主室６側の吸着材層１５に流入することになる。
【００３３】
この場合において、グリッド２１および整流板２２共にその孔２１ａ，２２ａの軸線が主室６側の吸着材層１５内での流れの方向（主室６の軸線方向）を指向しているのに加えて、整流板２２からグリッド２１までの間に十分な距離を確保してあるため、脱離空気は整流板２２により整流されて、乱れを生ずることなく吸着材層１５の端面の全面においてほぼ均等に流入することになる。その結果、主室６側の吸着材層１５での脱離空気の流れに偏流や淀みあるいは流速ばらつきが発生することがなく、どの位置においても流れが一定したものとなり、その吸着材層１５において蒸発燃料の脱離が満遍なく行われるようになる。
【００３４】
本発明者が実験を行ったところでは、図１のように整流板２２を設けた場合には、脱離空気の流れが安定化するために、整流板２２を設けない場合に比べてパージ流量を約１０％低減することが確認できた。
【００３５】
図３は本発明に係るキャニスタの第２の実施の形態を示す図で、図１の第１の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。
【００３６】
この第２の実施の形態では、図１と図３を比較すると明らかなように、主室６側の吸着材層１５の下側の空間に、第１の実施の形態のフィルター１３やグリッド２１、整流板２２、圧縮コイルスプリング２４に代えて、当該空間に充満するように、通気性を有する発泡性樹脂成形品からなる整流体、例えばポリウレタンフォーム等のウレタン系フォームからなる整流体３０をフルに充填したものである。そして、整流体３０自体の弾性力をもって主室６側の吸着材層１５を形成している活性炭等の吸着材１４を適度な力で圧締保持している。
【００３７】
このウレタン系フォーム等の発泡性樹脂成形品からなる整流体３０の採用は、それ自体の孔を有効利用して先の整流板２２と同様の整流効果を得ようとするものであり、例えば１ｉｎ2（平方インチ）あたり２０〜５０程度の孔を有するいわゆる連続発泡（気泡）タイプのポリウレタンフォームを複数枚重ねて使用するものとし、上記孔の軸線が主室６側の吸着材層１５内の流れ方向を指向するようにその向きを揃えるものとする。この場合、通気性さえ確保できれば、いわゆる独立発泡（気泡）タイプのポリウレタンフォーム等の発泡性樹脂成形品を用いても相応の整流効果が得られることは言うまでもない。
【００３８】
この第２の実施の形態によれば、先の第１の実施の形態と同様の効果が得られるほか、先に述べたようにグリッド２１や圧縮コイルスプリング２４等を廃止できることで部品点数の削減と構造の簡素化ひいてはキャニスタ１のコストダウンを図ることが可能となる。
【００３９】
ここで、図３において、必要に応じて副室７側にも主室６側の整流体３０と同様のものを採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るキャニスタの第１の実施の形態を示す断面説明図。
【図２】図１に示したスペーサ単独での詳細を示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の下面図、（Ｃ）は同図（Ｂ）の右側面図。
【図３】本発明に係るキャニスタの第２の実施の形態を示す断面説明図。
【符号の説明】
【００４１】
１…キャニスタ
２…ケーシング
３…ケーシング本体
４…カバープレート（ケーシングの底部）
５…隔壁
６…主室
７…副室
８…連通路
９…チャージポート
１０…パージポート
１１…大気ポート
１４…吸着材
１５…主室側の吸着材層
１８…副室側の吸着材層
２１…グリッド（通気性支持部材）
２１ａ…穴
２２…整流板
２２ａ…穴
２３…スペーサ
３０…整流体
【図１】
2009127603.tif 000003
【図２】
2009127603.tif 000004
【図３】
2009127603.tif 000005