(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量や流速のばらつきを解消する。【解決手段】隔壁５で仕切られた主室６側の吸着材層１５と副室７側の吸着材層１８は、キャニスタ１の底部として機能するカバープレート４と多孔板状のグリッド１９，２１との間の空間を連通路８として相互に連通している。カバープレート４のうち脱離空気等の流動方向において隔壁５の前後にまたがる位置に凹陥部２３を形成する。この凹陥部２３と隔壁５とのなす通路寸法Ｄ１が、連通路８の他の部位においてグリッド１９，２１とカバープレート４とのなす通路寸法Ｄ２とほぼ同じとなるように設定する。【選択図】図１
2009250152.tif 000002
【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、
上記ケーシングの底部のうち蒸発燃料および大気の流動方向において隔壁の前後にまたがる位置に凹陥部を形成し、
この凹陥部と隔壁の端部とのなす通路寸法が、連通路の他の部位において吸着材層とケーシングの底部とのなす通路寸法とほぼ同等のものとなるように設定してあることを特徴とするキャニスタ。
【請求項２】
上記凹陥部と隔壁の端部とのなす通路断面積を大気ポートの有効断面積よりも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】
上記凹陥部は、主室側から当該凹陥部の最深部に向かって漸次深さが大きくなる傾斜面を有しているとともに、当該凹陥部の最深部側から副室側に向かって漸次深さが小さくなる傾斜面を有していることを特徴とする請求項２に記載のキャニスタ。
【請求項４】
上記凹陥部は、ケーシングの底部のうち当該凹陥部以外の一般部よりも深くなるように形成してあることを特徴とする請求項３に記載のキャニスタ。
【請求項５】
上記凹陥部には、蒸発燃料および大気の流動方向に沿って整流用のリブを形成してあることを特徴とする請求項４に記載のキャニスタ。
【請求項６】
上記主室および副室側の各吸着材層における連通路側の端面よりも連通路側に隔壁の端部が突出していることを特徴とする請求項４または５に記載のキャニスタ。
【請求項７】
上記主室および副室側の各吸着材層における連通路側の端面にはそれらの吸着材を支える通気性支持部材を個別に介装し、
これらの通気性支持部材とケーシングの底部との間に連通路を形成してあるとともに、
上記通気性支持部材よりも連通路側に隔壁の端部が突出していることを特徴とする請求項６に記載のキャニスタ。
【請求項８】
上記ケーシングの底部のうち凹陥部以外の一般部が平坦面となっていて、
各吸着材層を形成している吸着材を弾性付勢する弾性体を、上記平坦な一般部を着座面として通気性支持部材との間に介装してあることを特徴とする請求項７に記載のキャニスタ。
【請求項９】
上記ケーシングの底部のうち凹陥部以外の一般部には拡散用のリブを放射状に形成してあることを特徴とする請求項８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に記載のように、キャニスタのケーシング内を仕切板（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実質的に主室と副室とを連通する連通路として機能することになる拡散室を形成し、この拡散室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に記載のものでは、拡散室の両側隅部にキャニスタの中央部底面に対して傾斜する傾斜部を設けて、同キャニスタ内での偏流を抑制するようにしてある。
【特許文献１】特開平８−１８９４２７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に記載の技術では、キャニスタの底部のうち仕切板から最も遠い拡散室の両側隅部が傾斜面となっている一方、仕切板に近い中央部分が平坦な底面となっているため、上記傾斜面による案内効果のために仕切板から遠い部分では大きなＵ字状流れが生成されることになるものの、仕切板に近い部分では傾斜面による案内効果が緩慢となるため、キャニスタ全体としてのいわゆるＵ字状流れは、仕切板から遠い部分でのＵ字状流れに大きく依存し、仕切板から遠い部分にある吸着材に比べて、仕切板に近い部分にある吸着材を有効に活用することができない可能性がある。
【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後の指向性の高い流れが仕切板から遠い部分に偏る傾向となるため、その流量および流速ともに仕切板から遠い部分に集中しやすく、相対的に仕切板から近い部分では緩慢となることから、主室内全体としてみれば偏流や淀み、さらには主室内各部での流量や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字状に折り返される流れの安定化を図り、特に主室側に流れ込む脱離空気の流れの指向性および主室全体への拡散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】
本発明は、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いわゆる二室タイプのキャニスタを前提としている。
【０００９】
その上で、上記ケーシングの底部のうち蒸発燃料および大気の流動方向において隔壁の前後にまたがる位置に凹陥部を形成し、この凹陥部と隔壁の端部とのなす通路寸法が、連通路の他の部位において吸着材層とケーシングの底部とのなす通路寸法とほぼ同等のものとなるように設定したものである。
【００１０】
この場合において、キャニスタ本来の機能を十二分の発揮させるためには、請求項２に記載のように、上記凹陥部と隔壁の端部とのなす通路断面積を大気ポートの有効断面積よりも大きく設定してあることが望ましい。
【００１１】
また、上記凹陥部による案内効果をより期待する上では、請求項３に記載のように、その凹陥部は、主室側から当該凹陥部の最深部に向かって漸次深さが大きくなる傾斜面を有しているとともに、当該凹陥部の最深部側から副室側に向かって漸次深さが小さくなる傾斜面を有していることが望ましい。
【００１２】
同様の理由から、請求項４，５に記載のように、上記凹陥部は、ケーシングの底部のうち当該凹陥部以外の一般部よりも深くなるように形成してあること、および上記凹陥部には、蒸発燃料および大気の流動方向に沿って整流用のリブを形成してあることが望ましい。
【００１３】
したがって、本発明では、例えば副室側から主室側への脱離空気（パージ空気）の流れに着目した場合、あたかも連通路を拡大するような凹陥部があることによって、流通抵抗の低減と流速の抑制効果が期待できるようになる。その上、脱離空気は連通路の一部である凹陥部を通過することより、隔壁に近い部分では主室側の吸着材層を指向するようにＵ字状に折り返されるも、凹陥部以外の部分であって且つ隔壁から比較的遠い部分ではケーシングの底部に沿って主室側の広い範囲にわたり拡散することが可能となる。これらの相乗効果のために、主室側の吸着材層の端面には脱離空気が満遍なく且つほぼ均一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するようになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、凹陥部があることによって流通抵抗の低減と流速の抑制効果が期待できことはもちろんのこと、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量や流速のばらつきを解消できるので、主室側の吸着材層全体を有効に活用して蒸発燃料の脱離効率の向上を図ることができるとともに、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】
【００１５】
図１〜３は本発明に係るいわゆる二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。
【００１６】
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。
【００１７】
また、図２から明らかなように、主室６および副室７共に大きさの異なる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（円すいコイルばね）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弾性付勢して当該吸着材１４全体を圧締保持している。
【００２１】
このような構造は、主室６側についても全く同様であって、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を符号２１で、グリッド２１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介装された圧縮コイルスプリング（円すいコイルばね）を符号２２でそれぞれ示している。
【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２２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】
なお、グリッド１９，２１は、図１の正規装着状態では各々の孔１９ａおよび２１ａの軸線が主室６および副室７内での流れの方向（主室６および副室７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１９，２１に形成された各孔１９ａ，２１ａは、その直径に対して長さの方が大きいことが望ましい。
【００２４】
ここで、図１から明らかなように、隔壁５の下端はグリッド１９，２１よりも下方に突出していて、主室６および副室７側の各グリッド１９，２１はケーシング２と隔壁５とにより案内支持されているとともに、各グリッド１９，２１とカバープレート４との間に連通路８として機能することになる空間が形成されている。同時に、その連通路８として機能することになる空間に各圧縮コイルスプリング２０，２２が配設されていて、各圧縮コイルスプリング２０，２２はカバープレート４の平坦な一般部４ａを着座面として上記グリッド１９，２１を弾性付勢している。
【００２５】
なお、上記隔壁５の下端は後述する凹陥部２３側に向かって突出することで連通路８に臨んでいるために滑らかな円筒面５ａとなっている。
【００２６】
ケーシング２の底部として機能することになるカバープレート４の中央部、より具体的には、隔壁５の下端と正対する位置を含みつつ主室６と副室７との間での脱離空気等の流通方向において隔壁５の前後にまたがる位置には、そのカバープレート４の平坦な一般部４ａよりも一段低い断面略逆台形状の凹陥部２３を反連通路８側に向けて膨出形成してある。この凹陥部２３は主室６側から当該凹陥部２３の最深部に向かって漸次深さが大きくなる傾斜面２３ａを含んでいるとともに、当該凹陥部２３の最深部側から副室７側に向かって漸次深さが小さくなる傾斜面２３ｂを含んでいる。
【００２７】
そして、この凹陥部２３は連通路８の一部として機能するものであるために、その四隅の内隅部および外隅部は隔壁５の下端の円筒面５ａと同様に滑らかな円筒面として形成してあるとともに、図３に示すように、この凹陥部２３と隔壁５の下端とのなす通路寸法Ｄ１が、連通路８の他の部位においてグリッド１９，２１とカバープレート４の一般部４ａとのなす通路寸法Ｄ２とほぼ等しくなるように設定してある。同時に、上記凹陥部２３と隔壁５の下端とのなす部分の通路断面積を大気ポート１１の有効断面積よりも大きく設定してある。
【００２８】
なお、図３では、図１の吸着材１４をもって形成された主室６側の吸着材層１５および副室７側の吸着材層１８のほか、圧縮コイルスプリング２２を図示省略してある。
【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】
この場合において、先に述べたように凹陥部２３と隔壁５の下端の円筒面５ａとのなす通路寸法Ｄ１が、連通路８の他の部位においてグリッド１９，２１とカバープレート４の一般部４ａとのなす通路寸法Ｄ２とほぼ等しくなるように設定してあり、同時に、上記凹陥部２３と隔壁５の下端の円筒面５ａとのなす部分の通路断面積を大気ポート１１の有効断面積よりも大きく設定してあるため、凹陥部２３の存在が当該凹陥部２３を通過する蒸発燃料の流通抵抗となることもなければ、その流速が高められることもない。
【００３２】
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。
【００３３】
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を通過した上で凹陥部２３を含む連通路８を通過して主室６側に入り、さらにグリッド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。
【００３４】
この場合において、先に述べたように通路寸法Ｄ１と通路寸法Ｄ２との関係をＤ１≒Ｄ２の関係に設定してあるとともに、上記通路寸法Ｄ１に相当する部分の通路断面積を大気ポート１１の有効断面積よりも大きく設定してあるため、凹陥部２３の存在が当該凹陥部２３を通過する脱離空気の流通抵抗となることもなければ、その流速が高められることもない。
【００３５】
また、隔壁５の下端の円筒面５ａは副室７側のグリッド１９よりも下方に突出しているため、その副室７側のグリッド１９を通過した脱離空気の全てが隔壁５の下端の円筒面５ａと凹陥部２３との間の空間を通過することになる。そして、図３に矢印Ｐで示す流線のように、脱離空気が隔壁５の下端の円筒面５ａを超えるとその流れがＵ字状に折り返されて、隔壁５の下端の円筒面５ａのほか凹陥部２３の傾斜面２３ａの案内効果のために、主室６側のグリッド２１の方向に向かう斜め上向きの流れに変更される。同時に、凹陥部２３の先では平坦な一般部４ａとなっているため、凹陥部２３を通過した脱離空気の一部はカバープレート４のうち平坦な一般部４ａやグリッド２１に沿ってその一般部４ａと平行な方向にも拡散されることになる。
【００３６】
なお、図３において向きを度外視した場合の流線Ｐのかたちは、副室７側でもほぼ同様のものとなることは容易に推測できる。
【００３７】
これにより、隔壁５の下端の円筒面５ａや凹陥部２３の傾斜面２３ａによる上向きの案内効果と、カバープレート４の一般部４ａやグリッド２１による横方向の案内効果との相乗効果のために、主室６側の吸着材層１５にはそのグリッド２１側から脱離空気が満遍なく且つほぼ均一に平均的に流れ込むことになる。これは、吸着材層１５の下側の端面の全面においてほぼ均等に脱離空気が流入することを意味し、主室６側の吸着材層１５内での流れがきわめて安定化するようになる。
【００３８】
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量や流速の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ほぼ一定したものとなり、その吸着材層１５のほぼ全域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。加えて、図３に符号Ｑ１，Ｑ２で示すような隅部にとかくできやすいいわゆる乱流域を最小限に抑える上でも有利となる。
【００３９】
本発明者が実験を行ったところでは、図１のように凹陥部２３を設けた場合には、脱離空気の流れが安定化するために、凹陥部２３を設けない場合に比べてパージ流量を約１０％程度低減することが確認できた。
【００４０】
図４，５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。なお、図５は図４のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図を示している。
【００４１】
この第２の実施の形態では、図１と図４，５を比較すると明らかなように、凹陥部２３の中に脱離空気等の流動方向に沿って複数の整流用のリブ２４を突設したものである。
【００４２】
また、カバープレート４のうち凹陥部２３を除いた平坦な一般部４ａには、同心円上に位置することになる複数の拡散用のリブ２５のほか、それらの外側に位置することになる複数の拡散用のリブ２６をそれぞれ放射状に突設してある。なお、カバープレート４の平坦な一般部４ａは、先にも述べたように圧縮コイルスプリング２０，２２の着座面としても機能することから、同心円上に位置することになる複数の拡散用のリブ２５の外側にそれぞれ圧縮コイルスプリング２０または２２が嵌挿されることになる。
【００４３】
この第２の実施の形態によれば、凹陥部２３に複数の整流用のリブ２４があることによって、凹陥部２３を含む連通路８を蒸発燃料や脱離空気が通流する際の整流効果が発揮され、流れの安定化を図る上で一段と有利となるとともに、複数の整流用のリブ２４による凹陥部２３の補強効果も期待できる。加えて、カバープレート４の平坦な一般部４ａに拡散用のリブ２５，２６があることによって、当該一般部４ａでの蒸発燃料や脱離空気の拡散効果が一段と助長されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【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の下面図。
【図３】図１の要部を拡大した機能説明図。
【図４】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。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図。
【符号の説明】
【００４５】
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
１９…グリッド（通気性支持部材）
２１…グリッド（通気性支持部材）
２３…凹陥部
２３ａ…傾斜面
２３ｂ…傾斜面
２４…整流用のリブ
【図１】
2009250152.tif 000003
【図２】
2009250152.tif 000004
【図３】
2009250152.tif 000005
【図４】
2009250152.tif 000006
【図５】
2009250152.tif 000007