(57)【要約】  蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料が流れる流路と、前記流路を流れる蒸発燃料を吸着するために前記流路に配置されている活性炭からなる第１吸着材と、前記第１吸着材を通過して前記第１吸着材よりも下流側の前記流路を流れる蒸発燃料を吸着するために前記第１吸着材よりも下流側の前記流路に配置されている多孔性金属錯体からなる第２吸着材と、を備えている。
2020162558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内で発生した蒸発燃料が流れる流路と、
前記流路を流れる蒸発燃料を吸着するために前記流路に配置されている活性炭からなる第１吸着材と、
前記第１吸着材を通過して前記第１吸着材よりも下流側の前記流路を流れる蒸発燃料を吸着するために前記第１吸着材よりも下流側の前記流路に配置されている多孔性金属錯体からなる第２吸着材と、を備えている、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、
前記第２吸着材は、前記流路を流れる蒸発燃料を吸着するために前記流路に配置されている複数の吸着材のうちで最も下流側に配置されている、蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置であって、
前記多孔性金属錯体は、吸着する蒸発燃料に含まれている炭素数４以下の炭化水素のうちの少なくとも１種の炭化水素の濃度がゲートオープン濃度以上になると蒸発燃料の吸着量が増大する性質を有しており、
前記ゲートオープン濃度は、大気圧環境かつ２０℃以上４０℃以下の温度環境において２．５ｖｏｌ％以下である、蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置であって、
前記多孔性金属錯体は、吸着する蒸発燃料に含まれている炭素数４以下の炭化水素のうちの少なくとも１種の炭化水素の濃度が高いほど蒸発燃料の吸着量が多い性質を有しており、大気圧環境かつ２０℃以上４０℃以下の温度環境において、炭化水素の濃度が０．０５０ｖｏｌ％以下のときに蒸発燃料の吸着量が０．５０ｇ／ｄＬ以下であり、かつ、炭化水素の濃度が５．０ｖｏｌ％以上のときに蒸発燃料の吸着量が２．０ｇ／ｄＬ以上である、蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の蒸発燃料処理装置であって、
２昼夜にわたるＤＢＬ試験において、前記第２吸着材を通過して前記第２吸着材よりも下流側の前記流路を流れる蒸発燃料に含まれている炭化水素の総重量が２０ｍｇ以下である、蒸発燃料処理装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置であって、
前記第１吸着材が収容される第１室と、前記第２吸着材が収容される第２室とを備えているケースを更に備えている、蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する技術は、蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に蒸発燃料処理装置が開示されている。特許文献１の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料が流れる流路と、流路を流れる蒸発燃料を吸着するために流路に配置されている活性炭からなる吸着材とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−０９６３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の蒸発燃料処理装置では、活性炭からなる吸着材によって蒸発燃料を十分に処理することができない場合がある。そのため、蒸発燃料を多くに含む気体が大気に放出されてしまう場合がある。本明細書は、蒸発燃料を十分に処理することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書に開示する蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料が流れる流路と、前記流路を流れる蒸発燃料を吸着するために前記流路に配置されている活性炭からなる第１吸着材と、前記第１吸着材を通過して前記第１吸着材よりも下流側の前記流路を流れる蒸発燃料を吸着するために前記第１吸着材よりも下流側の前記流路に配置されている多孔性金属錯体からなる第２吸着材と、を備えていている。【０００６】
この構成によれば、活性炭からなる第１吸着材によって蒸発燃料を吸着することができる。また、多孔性金属錯体からなる第２吸着材によって第１吸着材を通過した蒸発燃料を吸着することができる。先に活性炭によって蒸発燃料を吸着し、その後に活性炭と吸着能力が異なる多孔性金属錯体によって蒸発燃料を吸着することによって、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を十分に処理することができる。【０００７】
前記第２吸着材は、前記流路を流れる蒸発燃料を吸着するために前記流路に配置されている複数の吸着材のうちで最も下流側に配置されていてもよい。【０００８】
この構成によれば、大気に近い最も下流側の位置で多孔性金属錯体によって蒸発燃料を吸着することができる。そのため、蒸発燃料を十分に処理することができる。【０００９】
前記多孔性金属錯体は、吸着する蒸発燃料に含まれている炭素数４以下の炭化水素のうちの少なくとも１種の炭化水素の濃度がゲートオープン濃度以上になると蒸発燃料の吸着量が増大する性質を有していてもよい。前記ゲートオープン濃度は、大気圧環境かつ２０℃以上４０℃以下の温度環境において２．５ｖｏｌ％以下であってもよい。【００１０】
この構成によれば、多孔性金属錯体において蒸発燃料の吸着量が増大するゲートオープン濃度が適正な濃度になるので、多孔性金属錯体によって蒸発燃料を十分に吸着することができ、大気に放出される炭化水素の量を少なくすることができる。【００１１】
前記多孔性金属錯体は、吸着する蒸発燃料に含まれている炭素数４以下の炭化水素のうちの少なくとも１種の炭化水素の濃度が高いほど蒸発燃料の吸着量が多い性質を有していてもよい。前記多孔性金属錯体は、大気圧環境かつ２０℃以上４０℃以下の温度環境において、炭化水素の濃度が０．０５０ｖｏｌ％以下のときに蒸発燃料の吸着量が０．５０ｇ／ｄＬ以下であり、かつ、炭化水素の濃度が５．０ｖｏｌ％以上のときに蒸発燃料の吸着量が２．０ｇ／ｄＬ以上であってもよい。【００１２】
この構成によっても、多孔性金属錯体によって蒸発燃料を十分に吸着することができ、大気に放出される炭化水素の量を少なくすることができる。【００１３】
２昼夜にわたるＤＢＬ試験において、前記第２吸着材を通過して前記第２吸着材よりも下流側の前記流路を流れる蒸発燃料に含まれている炭化水素の総重量が２０ｍｇ以下であってもよい。【００１４】
この構成によれば、大気に放出される炭化水素の量を少なくすることができる。ＤＢＬ試験における厳しい基準を満たすことができる。【００１５】
蒸発燃料処理装置は、前記第１吸着材が収容される第１室と、前記第２吸着材が収容される第２室とを備えているケースを更に備えていてもよい。【００１６】
この構成によれば、１個のケース内に第１吸着材と第２吸着材を収容することができるので蒸発燃料処理装置を簡潔な構成にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例に係る蒸発燃料処理装置の模式図である。
【図２】実施例に係るキャニスタの断面図である。
【図３】第１実施例の多孔性金属錯体における蒸発燃料の吸着量の一例を示すグラフである。
【図４】試験例１〜４の多孔性金属錯体を用いた場合における、第２吸着材よりも下流側の大気通路を流れる蒸発燃料（すなわち、大気通路から大気に放出される蒸発燃料）に含まれている炭化水素の総重量を示すグラフである。
【図５】他の実施例に係る蒸発燃料処理装置の模式図である。
【図６】第２実施例の多孔性金属錯体における蒸発燃料の吸着量の一例を示すグラフである。
【図７】試験例５〜８の多孔性金属錯体における蒸発燃料の吸着量を示すグラフである。
【図８】試験例５〜８の多孔性金属錯体を用いた場合における、第２吸着材よりも下流側の大気通路を流れる蒸発燃料（すなわち、大気通路から大気に放出される蒸発燃料）に含まれている炭化水素の総重量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施例）
実施例に係る蒸発燃料処理装置１について図面を参照して説明する。図１は、実施例に係る蒸発燃料処理装置１の模式図である。図１に示すように、蒸発燃料処理装置１は、燃料タンク３０とキャニスタ４０とを備えている。また、蒸発燃料処理装置１は、タンク通路７１と、大気通路７２と、パージ通路７３とを備えている。図１に示す蒸発燃料処理装置１は、例えばガソリン車等の車両に搭載される。
【００１９】
燃料タンク３０は、例えばガソリン等の燃料ｆを収容することができる。図示省略する注入口から燃料タンク３０内に燃料ｆが注入される。燃料タンク３０内の燃料ｆは、炭化水素を含んでいる。例えば、燃料ｆは、炭素数４以下の炭化水素（メタン、エタン、プロパン、ブタン）のうちの少なくとも１種の炭化水素（例えばブタン）を含んでいる。燃料タンク３０内の燃料ｆは、炭素数５以上の炭化水素を含んでいてもよい。燃料タンク３０内の燃料ｆは、１種又は２種以上の炭化水素を含んでいる。
【００２０】
燃料タンク３０内には、燃料ポンプ８２が配置されている。燃料ポンプ８２には、燃料通路８１が接続されている。燃料ポンプ８２は、燃料タンク３０内の燃料ｆを燃料通路８１に吐出する。燃料通路８１に吐出された燃料ｆは、燃料通路８１を通じて車両のエンジン１００に供給される。
【００２１】
燃料タンク３０内の燃料ｆは、燃料タンク３０内で蒸発することがある。例えば、蒸発燃料処理装置１が搭載されている車両の走行中に燃料ｆが蒸発することがある。また、蒸発燃料処理装置１が搭載されている車両の駐車中に燃料ｆが蒸発することがある。燃料ｆが燃料タンク３０内で蒸発することによって燃料タンク３０内で蒸発燃料が発生する。
【００２２】
燃料タンク３０には、タンク通路７１の上流端部が接続されている。燃料タンク３０内で発生した蒸発燃料を含む気体がタンク通路７１に流入する。タンク通路７１の下流端部は、キャニスタ４０に接続されている。タンク通路７１を流れた気体がキャニスタ４０に流入する。タンク通路７１は、燃料タンク３０内で発生した蒸発燃料含む気体をタンク通路７１からキャニスタ４０に案内する。なお、本明細書では、燃料タンク３０側を上流側とし、燃料タンク３０と反対側（大気側）を下流側として説明している。
【００２３】
次に、キャニスタ４０について説明する。図２は、実施例に係るキャニスタ４０の断面図である。図２に示すように、キャニスタ４０は、ケース４３と、複数のポート（タンクポート４４と大気ポート４５とパージポート４６）とを備えている。ケース４３と複数のポート（タンクポート４４と大気ポート４５とパージポート４６）は、樹脂からなる。ケース４３と複数のポート（タンクポート４４と大気ポート４５とパージポート４６）は、一体的に形成されている。
【００２４】
ケース４３は、ケース本体５０と隔壁５３とを備えている。ケース本体５０と隔壁５３は、一体的に形成されている。隔壁５３は、ケース本体５０内に配置されている。隔壁５３は、ケース本体５０内の空間を仕切っている。ケース本体５０内の空間が隔壁５３で仕切られることによって、ケース本体５０内に第１室４１と第２室４２が形成されている。第１室４１には第１吸着材１０が収容されている。第２室４２には第２吸着材２０が収容されている。第１吸着材１０と第２吸着材２０については後に詳細に説明する。
【００２５】
第１室４１は、第２室４２よりも上流側（燃料タンク３０側）に位置している（図１参照）。第１室４１には、第１多孔板５１と、一対の第１フィルタ６１とが配置されている。第１多孔板５１は、第１室４１の下流端部に配置されている。第１多孔板５１には、複数の孔（図示省略）が形成されている。第１室４１を流れる気体が第１多孔板５１に形成されている複数の孔を通過する。一対の第１フィルタ６１は、第１室４１の上流端部と下流端部に配置されている。一対の第１フィルタ６１の間に第１吸着材１０が挟まれている。各第１フィルタ６１は、第１室４１を流れる気体に含まれている異物を除去する。
【００２６】
第２室４２は、第１室４１よりも下流側（燃料タンク３０と反対側（大気側））に位置している（図１参照）。第２室４２には、第２多孔板５２と、一対の第２フィルタ６２とが配置されている。第２多孔板５２は、第２室４２の上流端部に配置されている。第２多孔板５２には、複数の孔（図示省略）が形成されている。第２室４２に流入する気体が第２多孔板５２に形成されている複数の孔を通過する。一対の第２フィルタ６２は、第２室４２の上流端部と下流端部に配置されている。一対の第２フィルタ６２の間に第２吸着材２０が挟まれている。各第２フィルタ６２は、第２室４２を流れる気体に含まれている異物を除去する。
【００２７】
第１室４１と第２室４２の間には中間室４７が形成されている。ケース本体５０内の空間が第１多孔板５１と第２多孔板５２で仕切られることによって、ケース本体５０内に中間室４７が形成されている。
【００２８】
キャニスタ４０のタンクポート４４は、ケース４３に形成されている第１室４１と隣接する位置に設けられている。タンクポート４４は、第１室４１と連通している。また、タンクポート４４には、タンク通路７１の下流端部が接続されている。タンクポート４４を通じてタンク通路７１と第１室４１が連通している。タンク通路７１を流れた気体がタンクポート４４を通じて第１室４１に流入する。
【００２９】
キャニスタ４０の大気ポート４５は、ケース４３に形成されている第２室４２と隣接する位置に設けられている。大気ポート４５は、第２室４２と連通している。また、大気ポート４５には、大気通路７２の上流端部が接続されている。大気ポート４５を通じて第２室４２と大気通路７２が連通している。第２室４２を流れた気体が大気ポート４５を通じて大気通路７２に流入する。
【００３０】
大気通路７２の下流端部は、大気に開放されている（図１参照）。大気通路７２を流れた気体が大気に放出される。また、後述する蒸発燃料の脱離を行う場合には、大気中の空気が大気通路７２の下流端部から大気通路７２に流入する。大気通路７２に流入した空気は、大気通路７２を流れて大気ポート４５を通じてケース４３に形成されている第２室４２に流入する。大気通路７２にはエアフィルタ７５が配置されている。エアフィルタ７５は、大気通路７２に流入する空気に含まれている異物を除去する。
【００３１】
キャニスタ４０のパージポート４６は、ケース４３に形成されている第１室４１と隣接する位置に設けられている。パージポート４６は、第１室４１と連通している。また、パージポート４６には、パージ通路７３の上流端部が接続されている。パージポート４６を通じて第１室４１とパージ通路７３が連通している。第１室４１を流れた気体がパージポート４６を通じてパージ通路７３に流入する。
【００３２】
パージ通路７３の下流端部は、吸気通路９０に接続されている。パージ通路７３を流れた気体が吸気通路９０に流入する。パージ通路７３にはバルブ７４が設置されている。バルブ７４は、パージ通路７３を開閉する。バルブ７４が開状態であるときに気体がパージ通路７３を流れる。パージ通路７３にはポンプ（図示省略）が配置されていてもよい。
【００３３】
吸気通路９０の上流端部は、大気に開放されている。大気中の空気が吸気通路９０に流入する。吸気通路９０の下流端部は、車両のエンジン１００に接続されている。吸気通路９０を流れた空気がエンジン１００に流入する。
【００３４】
次に、第１吸着材１０と第２吸着材２０について説明する。第１吸着材１０は、第１室４１に充填されている。第１吸着材１０は、活性炭からなる。第１吸着材１０を構成する活性炭は、蒸発燃料を吸着する能力を有している。蒸発燃料を含む気体が第１吸着材１０を通過する過程で、気体に含まれている蒸発燃料の一部が活性炭に吸着される。また、活性炭に吸着された蒸発燃料は、空気が第１吸着材１０を通過する過程で、活性炭から空気中に脱離する（すなわち、蒸発燃料がパージされる）。活性炭の形状は、例えば、ペレット状やモノリス状等である。活性炭としては、例えば、造粒炭や破砕炭等を用いることができる。活性炭としては、例えば、石炭系や木質系の活性炭を用いることができる。
【００３５】
第２吸着材２０は、第２室４２に充填されている。第２吸着材２０は、多孔性金属錯体からなる。第２吸着材２０を構成する多孔性金属錯体は、蒸発燃料を吸着する能力を有している。蒸発燃料を含む気体が第２吸着材２０を通過する過程で、気体に含まれている蒸発燃料の一部が多孔性金属錯体に吸着される。また、多孔性金属錯体に吸着された蒸発燃料は、空気が第２吸着材２０を通過する過程で、多孔性金属錯体から空気中に脱離する（すなわち、蒸発燃料がパージされる）。多孔性金属錯体の形状は、例えば、ペレット状、モノリス状や通気性を有する基材に塗布された状態の薄膜等である。
【００３６】
図３は、第２吸着材２０を構成する多孔性金属錯体における蒸発燃料の吸着量の一例を示すグラフである。図３に示すように、第２吸着材２０を構成する多孔性金属錯体は、吸着する蒸発燃料に含まれている炭素数４以下の炭化水素（メタン、エタン、プロパン、ブタン）のうちの少なくとも１種の炭化水素（例えばブタン）の濃度がゲートオープン濃度以上になると蒸発燃料の吸着量が急激に増大する性質を有している。図３に示す例では、炭化水素（例えばブタン）の濃度がＧ１％以上になると多孔性金属錯体における蒸発燃料の吸着量が急激に増大する。Ｇ１％がゲートオープン濃度である。なお、図３に示すＧ２％とＧ３％の間のいずれかの濃度をゲートオープン濃度とみなしてもよい。
【００３７】
多孔性金属錯体は、吸着する蒸発燃料に含まれている炭素数４以下の炭化水素のうちの少なくとも１種の炭化水素の濃度がゲートオープン濃度以上になると、細孔の構造が変化してゲートオープン状態になる。多孔性金属錯体は、ゲートオープン状態になると、細孔に蒸発燃料が吸着される時の外的刺激により骨格中の細孔の構造や大きさが変化する。なお、外的刺激は、例えば、化学的刺激や物理的刺激等である。多孔性金属錯体は、ゲートオープン状態になると、蒸発燃料を吸着する能力が急激に増大する。
【００３８】
第２吸着材２０を構成する多孔性金属錯体におけるゲートオープン濃度は、大気圧環境かつ２０℃以上４０℃以下の温度環境において２．５ｖｏｌ％以下である。図３に示す例では、Ｇ１＝２．５である。大気圧環境は、例えば、８５ｋＰａ〜１０１．３ｋＰａである。
【００３９】
多孔性金属錯体におけるゲートオープン濃度は、例えば、蒸発燃料に含まれている炭化水素（例えばブタン）の濃度と、多孔性金属錯体における蒸発燃料の吸着量との関係を求めることによって特定することができる。例えば、蒸発燃料に含まれている炭化水素（例えばブタン）の濃度を順に変化させ、各濃度において蒸発燃料の吸着量を測定することによって、ゲートオープン濃度を特定することができる。多孔性金属錯体における蒸発燃料の吸着量が急激に増大するときの炭化水素の濃度がゲートオープン濃度である。ゲートオープン濃度以上の範囲では、ゲートオープン濃度未満の範囲と比較して、多孔性金属錯体における蒸発燃料の吸着量が著しく増大する。例えば、蒸発燃料の吸着量が３倍になる。なお、ゲートオープン濃度を特定するための方法は特に限定されるものではない。
【００４０】
第２吸着材２０を構成する多孔性金属錯体は、周期表１〜１３族に属する金属のイオンから選択される少なくとも１種の金属イオンとアニオン性配位子を含んでいてもよい。多孔性金属錯体に用いられる周期表１〜１３族に属する金属のイオンとしては、例えば、マンガンイオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、銅イオン及び亜鉛イオン等を使用することができる。多孔性金属錯体に用いられるアニオン性配位子としては、例えば、脂肪族モノカルボン酸イオン、芳香族モノカルボン酸イオン、複素芳香族モノカルボン酸イオン、脂肪族ジカルボン酸イオン、芳香族ジカルボン酸イオン、複素芳香族ジカルボン酸イオン、芳香族トリカルボン酸イオン及び芳香族テトラカルボン酸イオンから選ばれるいずれかである。
【００４１】
次に、蒸発燃料処理装置１の動作について説明する。まず、蒸発燃料の吸着について説明する。上記の蒸発燃料処理装置１では、燃料タンク３０内の燃料ｆから発生した蒸発燃料を含む気体が、燃料タンク３０からタンク通路７１に流入する。タンク通路７１を流れた蒸発燃料を含む気体は、キャニスタ４０のタンクポート４４を通じてケース本体５０内の第１室４１に流入する。第１室４１に流入した蒸発燃料を含む気体は、第１室４１に収容されている第１吸着材１０を通過して中間室４７に流入する。蒸発燃料を含む気体が第１吸着材１０を通過する過程で、第１吸着材１０が気体に含まれている蒸発燃料の一部を吸着する。第１吸着材１０を構成する活性炭に蒸発燃料が吸着される。活性炭に吸着されなかった蒸発燃料が第１室４１から中間室４７に流入する。
【００４２】
第１吸着材１０を通過して中間室４７に流入した蒸発燃料を含む気体は、その後に第２室４２に流入する。第２室４２に流入した蒸発燃料を含む気体は、第２室４２に収容されている第２吸着材２０を通過して、大気ポート４５を通じて大気通路７２に流入する。蒸発燃料を含む気体が第２吸着材２０を通過する過程で、第２吸着材２０が気体に含まれている蒸発燃料の一部を吸着する。第２吸着材２０を構成する多孔性金属錯体に蒸発燃料が吸着される。多孔性金属錯体に吸着されなかった蒸発燃料が第２室４２から大気通路７２に流入する。
【００４３】
第２吸着材２０を通過して大気通路７２に流入した蒸発燃料を含む気体は、その後に大気に放出される。第１吸着材１０（活性炭）と第２吸着材２０（多孔性金属錯体）に吸着されなかった蒸発燃料が大気に放出される。
【００４４】
次に、蒸発燃料の脱離について説明する。上記の蒸発燃料処理装置１では、パージ通路７３に設置されているバルブ７４が開状態になると、気体がパージ通路７３を通過可能な状態になる。また、蒸発燃料処理装置１が搭載されている車両のエンジン１００が動作すると、吸気通路９０を流れる空気がエンジン１００に吸い込まれ、吸気通路９０に負圧が発生する。そうすると、パージ通路７３から吸気通路９０に気体が流入する。それと共に、大気中の空気が大気通路７２に流入する。大気通路７２に流入した空気は、その後にキャニスタ４０の大気ポート４５を通じてケース本体５０内の第２室４２に流入する。第２室４２に流入した空気は、第２室４２に収容されている第２吸着材２０を通過して中間室４７に流入する。空気が第２吸着材２０を通過する過程で、第２吸着材２０に吸着されている蒸発燃料が第２吸着材２０から空気中に脱離する。すなわち、蒸発燃料がパージされる。パージされた蒸発燃料を含む空気が第２室４２から中間室４７に流入する。
【００４５】
中間室４７に流入した蒸発燃料を含む空気は、その後に第１室４１に流入する。第１室４１に流入した空気は、第１室４１に収容されている第１吸着材１０を通過して、パージポート４６を通じてパージ通路７３に流入する。空気が第１吸着材１０を通過する過程で、第１吸着材１０に吸着されている蒸発燃料が第１吸着材１０から空気中に脱離する。すなわち、蒸発燃料がパージされる。パージされた蒸発燃料を含む空気が第１室４１からパージ通路７３に流入する。
【００４６】
パージ通路７３に流入した蒸発燃料を含む空気は、その後にパージ通路７３を通過して吸気通路９０に流入する。吸気通路９０に流入した蒸発燃料を含む空気がエンジン１００に吸い込まれる。
【００４７】
次に、ＤＢＬ（Diurnal Breathing Loss）試験について説明する。ＤＢＬ試験は、蒸発燃料処理装置１が搭載されている車両の１昼夜にわたる駐車時に大気に放出される蒸発燃料に含まれている炭化水素の総重量を測定する試験である。
【００４８】
今回の試験では、上記の蒸発燃料処理装置１について、２昼夜にわたる車両の駐車時を想定して、大気に放出される蒸発燃料に含まれている炭化水素の総重量を測定した。すなわち、２昼夜にわたるＤＢＬ試験を行った。
【００４９】
（試験条件）
ＤＢＬ試験において、蒸発燃料処理装置１における第１吸着材１０を構成する活性炭は、ブタンワーキングキャパシティ（ＢＷＣ）が１１．５ｇ／ｄｌの活性炭とした。活性炭の容量は、２５００ｃｃとした。
【００５０】
蒸発燃料処理装置１における第２吸着材２０を構成する多孔性金属錯体は、上述したように、吸着する蒸発燃料に含まれている炭素数４以下の炭化水素のうちの少なくとも１種の炭化水素の濃度がゲートオープン濃度以上になると吸着量が増大する性質を有している。ＤＢＬ試験では、試験例１〜試験例４の多孔性金属錯体を用いた。試験例１の多孔性金属錯体を用いた場合は、ゲートオープン濃度を１．５ｖｏｌ％とした。試験例２の多孔性金属錯体を用いた場合は、ゲートオープン濃度を２．０ｖｏｌ％とした。試験例３の多孔性金属錯体を用いた場合は、ゲートオープン濃度を２．５ｖｏｌ％とした。試験例４の多孔性金属錯体を用いた場合は、ゲートオープン濃度を３．０ｖｏｌ％とした。試験例１〜４におけるゲートオープン濃度は、大気圧環境かつ２０℃以上４０℃以下の温度環境において測定された値である。本試験のゲートオープン濃度は、ブタンの濃度に基づいて測定された値とした。試験例１〜試験例４の多孔性金属錯体の容量は、１００ｃｃとした。
【００５１】
今回の試験では、まず、（１）第１吸着材１０と第２吸着材２０に蒸発燃料を吸着させて、第１吸着材１０と第２吸着材２０を破過状態にした。続いて、（２）第１吸着材１０を構成する活性炭の容量（２５００ｃｃ）の１００倍の容量（２５００００ｃｃ）の空気を大気通路７２、第２室４２、第１室４１、及びパージ通路７３を通じて流した。これによって、第１吸着材１０と第２吸着材２０に吸着されている蒸発燃料をパージした。
【００５２】
続いて、（３）２昼夜にわたるＤＢＬ試験を行った。２昼夜にわたるＤＢＬ試験では、２昼夜にわたる車両の駐車時を想定して、第２吸着材２０よりも下流側の大気通路７２を流れる蒸発燃料に含まれている炭化水素の総重量を測定した。２昼夜にわたる車両の駐車時には、２昼夜にわたる外気温度に起因して燃料タンク３０内の燃料ｆが蒸発して蒸発燃料が発生する。燃料タンク３０内で発生した蒸発燃料の一部は、第１吸着材１０と第２吸着材２０を通過する過程で第１吸着材１０と第２吸着材２０に吸着される。第１吸着材１０と第２吸着材２０に吸着されなかった蒸発燃料は、第２吸着材２０を通過して第２吸着材２０よりも下流側の大気通路７２を流れ、大気通路７２から大気に放出される。２昼夜にわたるＤＢＬ試験では、２昼夜の間に大気通路７２から大気に放出される蒸発燃料に含まれている炭化水素の総重量を測定することができる。試験例１〜４の多孔性金属錯体を用いた場合において、それぞれ、２昼夜の間に大気に放出される蒸発燃料に含まれている炭化水素の総重量を測定した。
【００５３】
蒸発燃料処理装置が搭載されている車両では、大気に放出される蒸発燃料に含まれている炭化水素の量が少ないことが好ましい。米国のカリフォルニア州の低公害車の基準では、２昼夜にわたるＤＢＬ試験において、大気に放出される蒸発燃料に含まれている炭化水素の総重量が２０ｍｇ以下に規制されることがある。
【００５４】
（試験結果）
図４は、２昼夜にわたるＤＢＬ試験において、第２吸着材２０よりも下流側の大気通路７２を流れる蒸発燃料（すなわち、大気通路７２から大気に放出される蒸発燃料）に含まれている炭化水素の総重量を示すグラフである。図４に示すグラフは、試験例１〜４の多孔性金属錯体を用いた場合における炭化水素の総重量を示している。図４に示すように、試験例１〜３の多孔性金属錯体を用いた場合では、大気通路７２から大気に放出される蒸発燃料に含まれている炭化水素の総重量が、２０ｍｇ以下である。試験例４の多孔性金属錯体を用いた場合では、大気通路７２から大気に放出される蒸発燃料に含まれている炭化水素の総重量が、２０ｍｇより多い。
【００５５】
試験例１〜３の多孔性金属錯体を用いた蒸発燃料処理装置１は、２昼夜にわたるＤＢＬ試験において、大気に放出される蒸発燃料（第２吸着材２０を通過して第２吸着材２０よりも下流側の大気通路７２を流れる蒸発燃料）に含まれている炭化水素の総重量が２０ｍｇ以下である。試験例１〜３の多孔性金属錯体を用いた場合は、米国のカリフォルニア州の低公害車の基準を満たすことができる。
【００５６】
以上、実施例に係る蒸発燃料処理装置１について説明した。上記の説明から明らかなように、蒸発燃料処理装置１は、第１室４１を流れる蒸発燃料を吸着するために第１室４１に配置されている活性炭からなる第１吸着材１０を備えている。また、蒸発燃料処理装置１は、第１吸着材１０を通過して第１吸着材１０よりも下流側の第２室４２を流れる蒸発燃料を吸着するために第２室４２に配置されている多孔性金属錯体からなる第２吸着材２０を備えている。
【００５７】
この構成によれば、活性炭からなる第１吸着材１０によって蒸発燃料を吸着することができる。また、多孔性金属錯体からなる第２吸着材２０によって第１吸着材１０を通過した蒸発燃料を吸着することができる。流路の上流側で活性炭によって蒸発燃料を吸着し、その後に流路の下流側で活性炭と吸着能力が異なる多孔性金属錯体によって蒸発燃料を吸着することによって、燃料タンク３０内で発生した蒸発燃料を十分に処理することができる。大気に放出される蒸発燃料の量を少なくすることができる。
【００５８】
第２吸着材２０を構成する多孔性金属錯体は、蒸発燃料に含まれている炭化水素（例えば、ブタン）の濃度がゲートオープン濃度以上になると吸着量が増大する性質を有している。ゲートオープン濃度は、大気圧環境かつ２０℃以上４０℃以下の温度環境において２．５ｖｏｌ％以下である。この構成によれば、多孔性金属錯体に対するゲートオープン濃度が適正な濃度になるので、多孔性金属錯体によって蒸発燃料を十分に吸着することができ、大気に放出される炭化水素の量を少なくすることができる。
【００５９】
また、上記の蒸発燃料処理装置１では、２昼夜にわたるＤＢＬ試験において、第２吸着材２０よりも下流側の大気通路７２を流れる蒸発燃料に含まれている炭化水素の総重量が２０ｍｇ以下である。この構成によれば、大気に放出される炭化水素の量を少なくすることができる。ＤＢＬ試験における厳しい基準を満たすことができる。
【００６０】
また、上記の蒸発燃料処理装置１では、キャニスタ４０のケース４３が、第１吸着材１０が収容される第１室４１と、第２吸着材２０が収容される第２室４２とを備えている。この構成によれば、１個のケース４３内に第１吸着材１０と第２吸着材２０を収容することができるので蒸発燃料処理装置１を簡潔な構成にすることができる。
【００６１】
（対応関係）
上記のタンク通路７１、第１室４１、第２室４２、及び大気通路７２が、蒸発燃料が流れる流路の一例である。
【００６２】
以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。以下の説明において、上記の説明における構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
他の実施例では、図５に示すように、蒸発燃料処理装置１が下流側キャニスタ６０を更に備えていてもよい。下流側キャニスタ６０は、ケース６３と、複数のポート（キャニスタポート６４と大気ポート６５）とを備えている。ケース６３と複数のポート（キャニスタポート６４と大気ポート６５）は、樹脂からなる。ケース６３と複数のポート（キャニスタポート６４と大気ポート６５）は、一体的に形成されている。ケース６３内には収容室６６が形成されている。収容室６６には第２吸着材２０が収容されている。下流側キャニスタ６０よりも上流側にあるキャニスタ４０の第２室４２には、第３吸着材１３が収容されている。第３吸着材１３は、第１吸着材１０と同様の活性炭からなる。第１吸着材１０と第３吸着材１３よりも下流側に第２吸着材２０が配置されている。第２吸着材２０は、複数の吸着材（第１吸着材１０、第３吸着材１３及び第２吸着材２０）のうちで最も下流側（大気側）に配置されている。
【００６４】
下流側キャニスタ６０のキャニスタポート６４は、収容室６６と連通している。また、キャニスタポート６４には、中間通路７６の下流端部が接続されている。キャニスタポート６４を通じて中間通路７６と収容室６６が連通している。中間通路７６の上流端部は、上流側キャニスタ４０の大気ポート４５に接続されている。上流側キャニスタ４０の大気ポート４５を通じて中間通路７６と第２室４２が連通している。上流側キャニスタ４０の第２室４２を流れた気体が大気ポート４５を通じて中間通路７６に流入する。中間通路７６を流れた気体が下流側キャニスタ６０のキャニスタポート６４を通じて収容室６６に流入する。
【００６５】
下流側キャニスタ６０の大気ポート６５は、収容室６６と連通している。また、大気ポート６５には、大気通路７２の上流端部が接続されている。大気ポート６５を通じて収容室６６と大気通路７２が連通している。収容室６６を流れた気体が大気ポート６５を通じて大気通路７２に流入する。
【００６６】
この構成では、蒸発燃料を含む気体が上流側キャニスタ４０の第２室４２に収容されている第３吸着材１３を通過する過程で、第３吸着材１３が気体に含まれている蒸発燃料の一部を吸着する。第３吸着材１３を構成する活性炭に蒸発燃料が吸着される。活性炭に吸着されなかった蒸発燃料が中間通路７６に流入する。
【００６７】
第３吸着材１３を通過して中間通路７６に流入した蒸発燃料を含む気体は、その後に下流側キャニスタ６０の収容室６６に流入する。収容室６６に流入した蒸発燃料を含む気体は、収容室６６に収容されている第２吸着材２０を通過して、大気ポート６５を通じて大気通路７２に流入する。蒸発燃料を含む気体が第２吸着材２０を通過する過程で、第２吸着材２０が気体に含まれている蒸発燃料の一部を吸着する。第２吸着材２０を構成する多孔性金属錯体に蒸発燃料が吸着される。多孔性金属錯体に吸着されなかった蒸発燃料が大気通路７２に流入する。
【００６８】
上記の構成では、複数の吸着材（第１吸着材１０、第２吸着材２０及び第３吸着材１３）のうちで第２吸着材２０が最も下流側に配置されている。この構成によれば、大気に近い最も下流側の位置で多孔性金属錯体によって蒸発燃料を吸着することができる。そのため、蒸発燃料を十分に処理することができる。
【００６９】
（対応関係）
上記のタンク通路７１、第１室４１、第２室４２、中間通路７６、収容室６６、及び大気通路７２が、蒸発燃料が流れる流路の一例である。
【００７０】
（第２実施例）
上記の第１実施例では、第２吸着材２０を構成する多孔性金属錯体が、吸着する蒸発燃料に含まれている炭素数４以下の炭化水素のうちの少なくとも１種の炭化水素（例えばブタン）の濃度がゲートオープン濃度以上になると蒸発燃料の吸着量が増大する構成であった。多孔性金属錯体はこの構成に限定されない。
【００７１】
第２実施例では、多孔性金属錯体が、吸着する蒸発燃料に含まれている炭素数４以下の炭化水素のうちの少なくとも１種の炭化水素の濃度が高いほど蒸発燃料の吸着量が多い性質を有している。また、第２実施例の多孔性金属錯体は、図６に示すように、炭化水素の濃度が０．０５０ｖｏｌ％以下のときに蒸発燃料の吸着量が０．５０ｇ／ｄＬ以下であり、かつ、炭化水素の濃度が５．０ｖｏｌ％以上のときに蒸発燃料の吸着量が２．０ｇ／ｄＬ以上である。炭化水素の濃度及び蒸発燃料の吸着量は、大気圧環境かつ２０℃以上４０℃以下の温度環境における値である。温度環境は２０℃以上４０℃以下の温度のいずれであってもよい。
【００７２】
第２実施例の多孔性金属錯体は、例えば、ＭＩＬ−１００（Ｃｒ）、ＭＩＬ−１０１（Ｃｒ）、ＵｉＯ−６７である。ＭＩＬ−１００（Ｃｒ）は、例えばＭ３Ｏ（Ｆ，ＯＨ）（ＢＴＣ）２が挙げられる。ＭＩＬ−１０１（Ｃｒ）は、例えばＭ３Ｏ（Ｆ，ＯＨ）（ＢＤＣ）３が挙げられる。ＵｉＯ−６７は、例えばＺｒ６Ｏ４（ＯＨ）４（ＢＰＤＣ）６またはＺｒ６Ｏ６（ＢＰＤＣ）６が挙げられる。
【００７３】
多孔性金属錯体を調製する方法の例を以下に記載する。ＭＩＬ−１０１（Ｃｒ）について、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＯＨ）を使用する塩基性の条件で作成した。１ｍｍｏｌのＨ２ＢＤＣ（１６６ｍｇ）を、アルカリ溶液（ＴＭＡＯＨ、５ｍＬ、０．０５ｍｏｌ／Ｌ）に添加し、室温で１０分間撹拌した。この溶液に、１ｍｍｏｌのＣｒ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ（４００ｍｇ）を添加し、ｐＨを６．０〜６．５に維持した。その反応混合物を２０分間撹拌してから、２３ｍＬのＰＴＦＥでライニングしたオートクレーブに移し、１８０℃の温度で２４時間加熱した。徐々に冷却して室温としてから、遠心分離を繰り返してその緑色の粉状物を集め、蒸留水およびメタノールを用いて完全に洗浄した。ＭＩＬ−１０１（Ｃｒ）は、ＦＭＯＦ−１またはＭＩＬ−１０１とも呼ばれる。ＭＩＬ−１０１（Ｃｒ）において、Ｃｒを中心とする構造単位ＣＢＵ（Ｃｌｕｓｔｅｒ  Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）の大きさは例えば６〜７Å程度である。
【００７４】
（ＤＢＬ試験）
第２実施例の多孔性金属錯体を用いて２昼夜にわたるＤＢＬ試験を行った。第２実施例のＤＢＬ試験では、試験例５〜試験例８の多孔性金属錯体を用いた。試験例５及び６の多孔性金属錯体は、図７に示すように、炭化水素の濃度が０．０５０ｖｏｌ％以下のときに蒸発燃料の吸着量が０．５０ｇ／ｄＬ以下であり、かつ、炭化水素の濃度が５．０ｖｏｌ％以上のときに蒸発燃料の吸着量が２．０ｇ／ｄＬ以上である。
【００７５】
試験例７の多孔性金属錯体は、図７に示すように、炭化水素の濃度が０．０５０ｖｏｌ％以下のときに蒸発燃料の吸着量が０．５０ｇ／ｄＬ以下である。また、試験例７の多孔性金属錯体は、炭化水素の濃度が５．０ｖｏｌ％以上のときに蒸発燃料の吸着量が２．０ｇ／ｄＬ未満である。
【００７６】
試験例８の多孔性金属錯体は、図７に示すように、炭化水素の濃度が０．０５０ｖｏｌ％以下のときに蒸発燃料の吸着量が０．５０ｇ／ｄＬより多い。また、試験例８の多孔性金属錯体は、炭化水素の濃度が５．０ｖｏｌ％以上のときに蒸発燃料の吸着量が２．０ｇ／ｄＬ以上である。
【００７７】
試験例５〜８における炭化水素の濃度及び蒸発燃料の吸着量は、大気圧環境かつ２０℃以上４０℃以下の温度環境（本試験では２５℃）において測定された値である。本試験の炭化水素の濃度は、ブタンの濃度に基づいて測定された値とした。試験例５〜８の多孔性金属錯体の容量は、１００ｃｃとした。第２実施例のＤＢＬ試験における他の試験条件は、第１実施例のＤＢＬ試験における試験条件と同じとした。
【００７８】
（試験結果）
図８は、２昼夜にわたるＤＢＬ試験において、蒸発燃料処理装置１（図１参照）の第２吸着材２０よりも下流側の大気通路７２を流れる蒸発燃料（すなわち、大気通路７２から大気に放出される蒸発燃料）に含まれている炭化水素の総重量を示すグラフである。図８に示すグラフは、試験例５〜８の多孔性金属錯体を用いた場合における炭化水素の総重量を示している。図８に示すように、試験例５及び６の多孔性金属錯体を用いた場合では、大気通路７２から大気に放出される蒸発燃料に含まれている炭化水素の総重量が、２０ｍｇ以下である。具体的には、試験例５では炭化水素の総重量が１２ｍｇであり、試験例６では炭化水素の総重量が１８ｍｇである。
【００７９】
一方、試験例７及び８の多孔性金属錯体を用いた場合では、大気通路７２から大気に放出される蒸発燃料に含まれている炭化水素の総重量が、２０ｍｇより多い。具体的には、試験例７では炭化水素の総重量が１８０ｍｇであり、試験例８では炭化水素の総重量が１２０ｍｇである。
【００８０】
試験例５及び６の多孔性金属錯体を用いた蒸発燃料処理装置１は、２昼夜にわたるＤＢＬ試験において、大気に放出される蒸発燃料（第２吸着材２０を通過して第２吸着材２０よりも下流側の大気通路７２を流れる蒸発燃料）に含まれている炭化水素の総重量が２０ｍｇ以下である。試験例５及び６の多孔性金属錯体を用いた場合は、米国のカリフォルニア州の低公害車の基準を満たすことができる。
【００８１】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００８２】
１：蒸発燃料処理装置、１０：第１吸着材、１３：第３吸着材、２０：第２吸着材、３０：燃料タンク、４０：キャニスタ、４１：第１室、４２：第２室、４３：ケース、４４：タンクポート、４５：大気ポート、４６：パージポート、４７：中間室、５０：ケース本体、５１：第１多孔板、５２：第２多孔板、５３：隔壁、６０：下流側キャニスタ、６１：第１フィルタ、６２：第２フィルタ、６３：ケース、６４：キャニスタポート、６５：大気ポート、６６：収容室、７１：タンク通路、７２：大気通路、７３：パージ通路、７４：バルブ、７５：エアフィルタ、７６：中間通路、８１：燃料通路、８２：燃料ポンプ、９０：吸気通路、１００：エンジン
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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