JP6558524B2 - キャニスタの配置構造 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンク内の蒸散ガスを吸着、脱離するキャニスタの配置構造に関する。

自動車（車両）では、燃料タンク内の燃料の蒸散ガスが大気に放出されないよう、キャニスタを用いて燃料タンク内の蒸散ガスを吸着させたり、吸着した蒸散ガスをキャニスタから離脱させて処理することが行われている。
キャニスタにおける脱離作用の効率は、キャニスタ温度が高くなるにしたがい高まる。そのため、キャニスタは高雰囲気温度となるエンジンルーム内に配置されるケースもある。しかし、蒸散ガス排出規制の強化により、キャニスタの容量を大きくせざる得ない場合がある。この場合、限られたエンジンルーム内では、キャニスタの設置は難しい。

このような場合、キャニスタは、設置スペースが確保しやすい車体の後部に配置されることが多い。そのため、近時では車体後部の構造を利用して、キャニスタの温度を高めることが行われている。例えば特許文献１のように車体後部のサイドメンバ、クロスメンバ、排気パイプで囲まれた空間にキャニスタを配置したり、特許文献２のようにデファレンシャル装置の近くにキャニスタを配置したりして、キャニスタが配置される空間の雰囲気温度を高める工夫が講じられている。

特許第２９１０６０７号 特許第５１０１６８６号

ところが、前者の構造は（特許文献１）、キャニスタの配置される空間は大きく、キャニスタの下側は開放されるため、キャニスタの温度が上昇され難い。後者の構造は（特許文献２）、デファレンシャル装置からの熱（オイルからの熱）に頼るため、キャニスタの温度が上昇され難い。
そこで、本発明の目的は、車体後部の構造を活用して、当該車体後部に配置されるキャニスタの温度を効果的に上昇させるキャニスタの配置構造を提供する。

本発明の態様は、車体の後部に、燃料タンクの燃料蒸散ガスを吸着するキャニスタを配置するキャニスタの配置構造であって、車体の後部のフロアパネルの下側に配置されたマフラーと、マフラーと車体前後方向に並んでフロアパネルの下側に配置されたリヤデファレンシャル装置と、マフラーとリヤデファレンシャル装置との間を下側から覆うよう配置されたリヤサスペンション部材とを有し、キャニスタは、フロアパネルの下側でリヤサスペンション部材上方の、かつ車体前後方向におけるリヤデファレンシャル装置とマフラーとの間の領域に配置されるものとした。

本発明によれば、キャニスタは、前後方向が車体前後方向で並んで配置されたリヤデファレンシャル装置とマフラーで覆われ、下側がリヤサスペンション部材で覆われるという、フロアパネルの下側の限られた領域に配置される。しかも、同領域は、マフラーの熱やリヤデファレンシャル装置の熱により温度が上昇しやすいうえ、熱がこもりやすいので、キャニスタは効率よく温度上昇される。

それ故、車体後部の構造を活用して、車体後部に配置されるキャニスタの温度を十分に上昇させることができる。これにより、キャニスタの脱離作用の効率を十分に高めることができる。しかも、キャニスタの下側は、リヤサスペンション部材との重なりにより護られるため、車両走行中のチッピング（飛び石）によるキャニスタの損傷も抑えられる。

本発明の一実施形態の車体後部の構造を、同車体後部に配置したキャニスタと共に示す斜視図。 同車体後部の一部を分解した分解斜視図。 図１中の矢視Ａから見た側面図。 図１中の矢視Ｂから見た下面図。 図１中の矢視Ｃから見た後面図。

以下、本発明を図１から図５に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１は例えば自動車（車両）の車体１の後部側のフレーム構造を示し、図２は同フレーム構造の一部を分解した斜視図を示している。図中の符号Ｆは自動車のフロント側を示し、符号Ｒは自動車のリヤ側を示している。
自動車は、例えばＦＲ駆動方式が採用されている。車体１のフレーム構造を説明すると、図１および図２中３は、車体１の前後方向に延びる一対のサイドフレームである。サイドフレーム３は、車体前部から前輪（図示しない）、後輪５を経て、例えば荷室の有る車体後部まで延びる。後輪５の配置されるサイドフレーム３部分には、クロスメンバ７が架け渡されている。これらサイドフレーム３、クロスメンバ７で構成されるフレームの上面に、フロアパネル９が設けられる。

サイドフレーム３の最後尾となる後部間には、車幅方向に沿う向き、すなわち横向きでメインマフラー１１（本願のマフラーに相当）が据え付けられている。メインマフラー１１は、車幅方向中央に位置して、フロアパネル９の直下（下側）に配置される。またメインマフラー１１と隣接した車体前後方向前側となるクロスメンバ７の直下には、メインマフラー１１と並んでリヤデファレンシャル装置１３が配置されている。リヤデファレンシャル装置１３前部からは、車体前部のエンジン（図示しない）へ向かうプロペラシャフト１５（伝達軸）が延び、車幅方向両側部からは、後輪５へ向かう出力軸１７が延びていて、エンジンからの駆動力が車幅方向両側の後輪５へ伝達される。

またサイドフレーム３の後端側となる後輪５間には、例えばマルチリンク式のサスペンション装置１９が設けられている。同装置１９は、サイドフレーム３間に設けたサブフレーム２１を有している。サブフレーム２１は、例えばサイドフレーム３の下部に固定される左右一対のＣ形のフレーム２５と、フレーム２５間に掛け渡されるサスクロスメンバ２７（本願のリヤサスペンション部材に相当）と有して構成される。サスクロスメンバ２７は、フレーム２５と取着される部位から、下側へ凹むよう略Ｃ形をなしている。中央の凹部分２７ａは、例えば図１および図２に示されるようにメインマフラー１１とリヤデファレンシャル装置１３の間（空間）を下側から覆い隠すよう車幅方向に沿って配置されている。つまり、メインマフラー１１とリヤデファレンシャル装置１３の間は、サスクロスメンバ２７の凹部分２７ａで下側や側方が覆われる小空間となる。そして、サスクロスメンバ２７の車幅方向両端部から側方へ延びた複数本のリンク２３（図１，２に一部しか図示せず）が後輪５へ至り、後輪５をそれぞれ独立して上下方向に変位可能に支え、後輪５を懸架している。ショックアブソーバやスプリング部材は、図示していない。

メインマフラー１１の車幅方向一端側からは、図１に示されるようにサスクロスメンバ２７の側部に沿いにＣ形に曲がり、さらにサスクロスメンバ２７の下端を越え、車体前部に有るエンジン（図示しない）へ向かう中継用の排気管１１ａが延びている。同メインマフラー１１の反対側（他側側）からは、大気開放用の排気管１１ｂが延びている。
燃料タンク３１（二点鎖線で図示）は、例えばリヤデファレンシャル装置１３から車体前側のサイドフレーム部分間に据え付けられる。

こうした車体後部に、燃料タンク３１内の燃料の蒸散ガスの吸着、脱離を行うキャニスタ３３が配置されている。キャニスタ３３は、例えば粒状の活性炭（図示しない）が箱形ケース３５ａに収容された第１キャニスタ３５（以下、単にキャニスタ３５という）と、ハニカムカーボン（図示しない）が筒形ケース３７ａに収容された第２キャニスタ３７（以下、単にキャニスタ３７という）と、これらキャニスタ３５，３７間を連結する中継パイプ３９とを有して構成されるものである。つまり、二つのケースに分けることにより、キャニスタ３３の据付自由度を高めている。またキャニスタ３７の出口部（図示しない）には、蒸散ガス経路の漏洩のチェックを行うためのベントソレノイドバルブ４１や、エアフィルタ４３が一体に組み付けられていて、キャニスタ３７を、ベントソレノイドバルブ４１やエアフィルタ４３を含んだ１つのユニット（アッセンブリ化）としている。

こうしたキャニスタ３３が、車体後部のうちの雰囲気温度が高くなる部位に配置されている。このキャニスタ３３の配置構造の詳細が図３〜図５に示されている。図３は図１中の矢視Ａから見た図、図４は図１中の矢視Ｂから見た図、図５は図１中の矢視Ｃから見た図をそれぞれ示している。
すなわち、キャニスタ３５は、図１、図２および図４に示されるようにメインマフラー１１の近く、例えば排気管１１ａから近いサイドフレーム３後部の下部分に据え付けられている。ちなみにキャニスタ３５の下部は、プロテクタ部材４５で覆われている。このキャニスタ３５には、燃料タンク３１内の燃料の蒸散ガスをキャニスタ３５，３７へ導く配管部材４７（図１）や、キャニスタ３５，３７に吸着した蒸散ガスを例えばエンジンのインテークマニホルド（図示しない）へ導く配管部材４９（図１）が設けられる。

またキャニスタ３７は、車体１の後部フレーム構造において、熱がこもりやすい部位に配置される。すなわち、図３〜図５に示されるようにキャニスタ３７は、フロアパネル９下の、リヤデファレンシャル装置１３とサスクロスメンバ２７とメインマフラー１１とで囲まれた上記小空間の領域であるところのフロア下領域αに配置されている。
具体的には、キャニスタ３７は、ベントソレノイドバルブ４１やエアフィルタ４３と共に、サスクロスメンバ２７と大部分と重なるよう、例えば横向き（車幅方向向き）の姿勢で、フロア下領域αに収められている。同フロア下領域αは、メインマフラー１１や排気管１１ａからの熱やリヤデファレンシャル装置１３の熱（オイルの熱）を受けて温度が上昇しやすい。しかも、熱がこもりやすい部位でもあり、キャニスタ３７の雰囲気温度は高い温度域で保たれやすい。ちなみにキャニスタ３７は、ブラケット５１および弾性部材（図示しない）を介して、ベントソレノイドバルブ４１およびエアフィルタ４３と共に、クロスメンバ７やフロアパネル９などに固定され、ベントソレノイドバルブ４１の作動に伴う振動が車体１に伝わるのを抑えるものとなっている。

またキャニスタ３５とキャニスタ３７とをつなぐ中継パイプ３９は、メインマフラー１１から延びる排気管１１ａの一部の直上で、同排気管１１ａの経路に沿って配管されている。これにより、中継パイプ３９を通るときから、蒸散ガスが排気ガスの熱により加熱、すなわち温度上昇されるようにしている。
ちなみに、エアフィルタ４３の出口部は、ベント用のホース部材５３（図１）に接続されて、キャニスタ３５付近へ向かい延び、例えば燃料タンク３１の給油系をなす給油パイプ（図示しない）に構成されるベントパイプに接続され、大気へ開口している。

こうしたキャニスタ３３の配置構造により、燃料タンク３１内の蒸散ガスは、キャニスタ３５に導かれ、同キャニスタ３５の活性炭にて吸着される。さらにキャニスタ３５で吸着しきれなかった蒸散ガスは、中継パイプ３９を通じ、キャニスタ３７へ導かれ、同キャニスタ３７のハニカムカーボンにて吸着される。蒸散ガスの燃料成分が除かれた空気は、ベントソレノイドバルブ４１、エアフィルタ４３、ホース部材５３を通じ、燃料タンク３１の給油パイプに構成されるベントパイプへ流入して、大気へ放出される。

また吸着した蒸散ガスの処理は、エンジンのインテークマニホルド（いずれも図示しない）の負圧をキャニスタ３５，３７に与え、キャニスタ３５の活性炭、キャニスタ３７のハニカムカーボンから蒸発燃料をパージすることにより、エンジンで燃焼処理される。
こうした蒸散ガスの処理系は、キャニスタ３５，３７が、メインマフラー１１の近くに配置されるので、メインマフラー１１を流れる排気ガス（エンジン）の熱を受けて、キャニスタ３５の活性炭、キャニスタ３７のハニカムカーボンの温度は上昇する。

特にキャニスタ３７は、前後がリヤデファレンシャル装置１３とメインマフラー１１とで覆われ、下側および側方がサスクロスメンバ２７（リアサスペンション部材）にて覆われるといった限られた空間、すなわちフロア下領域αに配置されるために、温度上昇は著しい。すなわち、メインマフラー１１からの熱（排気ガスの熱）やリヤデファレンシャル装置１３からの熱（オイルの熱）が同領域αへ放熱されることによって、キャニスタ３７の雰囲気温度は、高温度にまで上昇する。しかも、フロア下領域αは、リヤデファレンシャル装置１３やメインマフラー１１やサスクロスメンバ２７で囲まれていることによって、熱はこもりやすいので、上昇した温度は保ち続けやすい。

それ故、キャニスタ３７のハニカムカーボンは、エンジンやリヤデファレンシャル装置１３の排熱により効率よく加熱され、同ハニカムカーボンの温度を効果的に上昇させることができる。
したがって、車体後部の構造を活用して、キャニスタ３７の温度を十分に上昇させることができ、キャニスタ３７の脱離作用の効率を十分に高めることができる。しかも、キャニスタ３７の下側は、同キャニスタ３７と重なるサスクロスメンバ２７（サスペンション部材）により護られるので、自動車（車両）の走行中のチッピング（飛び石）によるキャニスタ３７の損傷も抑えることができる。

特にキャニスタ３３は、キャニスタ３５とキャニスタ３７とに分けて、片側のキャニスタ３７をフロア下領域αに配置したことにより、容量増大に対応しやすい。しかも、同構造は、キャニスタ３５とキャニスタ３７との間をつなぐ経路をなす中継パイプ３９自体も蒸散ガスを貯める部位となるため、コンパクトな構造でありながら、容易にキャニスタ３３の容量増大に対応できる。

そのうえ、キャニスタ３７には、エンジン始動時にキャニスタ３７からエンジン（図示しない）までの経路のリークチェックをする際にバルブを閉じ経路全体の負圧を保つベントソレノイドバルブ４１が一体に設けられていることで、リークチェック時にキャニスタ３７からエンジンまでを負圧に保つ経路長を短く設定でき、より早期にリークチェックを行うことができる。

加えて、中継パイプ３９は、メインマフラー１１の排気管１１ａの一部と沿うように配置されたことにより、蒸発ガスは、キャニスタ３７の前段から加熱（排気ガスの熱）されながら、キャニスタ３７へ流入するので、キャニスタ３７の温度低下を防ぐことで、キャニスタ３７のハニカムカーボンにおける効率が向上される。つまり、制約の有る車体後部の構造を十分に活用して、キャニスタ３７の脱離性能を向上させることができる。

なお、上述した一実施形態における各構成および組合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であることはいうまでもない。また本発明は、一実施形態によって限定されることはなく、「特許請求の範囲」によってのみ限定されることはいうまでもない。例えば一実施形態では、マルチリンク式のリヤサスペンション装置を構成するサスクロスメンバで、リヤデファレンシャル装置とメインマフラーとの間が覆い隠される構造を用いが、これに限らず、リジッド式のサスペンション装置の、サスペンション部材となるトーションバーで、リヤデファレンシャル装置とメインマフラーとの間が覆い隠される構造に、本発明を適用してもよい。また一実施形態では、２つに分けたキャニスタの一方をフロア下領域αに配置したが、これに限らず、分けない構造、すなわち１つのキャニスタをフロア下領域αに配置してもよい。

１ 車体
９ フロアパネル
１１ メインマフラー（マフラー）
１１ａ 排気管
１３ リヤデファレンシャル装置
２１ サブフレーム
２７ サスクロスメンバ（リヤサスペンション部材）
３１ 燃料タンク
３３ キャニスタ
３５ 第１キャニスタ
３７ 第２キャニスタ
３９ 中継パイプ
α フロア下領域（囲まれた領域）

Claims (3)

1. 車体の後部に、燃料タンクの燃料蒸散ガスを吸着するキャニスタを配置するキャニスタの配置構造であって、
   前記車体の後部のフロアパネルの下側に配置されたマフラーと、
   前記マフラーと車体前後方向に並んで前記フロアパネルの下側に配置されたリヤデファレンシャル装置と、
   前記マフラーと前記リヤデファレンシャル装置との間を下側から覆うよう配置されたリヤサスペンション部材とを有し、
   前記キャニスタは、前記フロアパネルの下側で前記リヤサスペンション部材上方の、かつ前記車体前後方向における前記リヤデファレンシャル装置と前記マフラーとの間の領域に配置される
   ことを特徴とするキャニスタの配置構造。
2. 前記キャニスタは、前記燃料タンクとつながる第１キャニスタと、同第１キャニスタと中継パイプを介して連結される第２キャニスタとに分けて構成され、
   前記第１キャニスタが、前記フロアパネルの下側の前記領域ではない前記マフラーと近い位置に配置され、前記第２キャニスタが、前記囲まれた領域に配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載のキャニスタの配置構造。
3. 前記マフラーは、当該マフラーから延びる排気管を有し、
   前記中継パイプは、前記排気管の一部と沿うように配置される
   ことを特徴とする請求項２に記載のキャニスタの配置構造。
   

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