(57)【要約】【課題】吸気流路内での圧力損失を低減しつつ酸素濃度の高い空気を内燃機関に供給できる吸気装置を提供すること。【解決手段】車両に配設され内燃機関に空気を導入する吸気流路の一部を構成する給気装置に、空気の流路となる吸気流路部と、吸気流路部に設けられ空気から酸素以外の成分を除去して酸素濃度を高め、酸素濃度が高められた空気を吸気流路部に供給する酸素濃縮手段と、を設け、このうち酸素濃縮手段で吸気流路部のうち空気に対面する内壁の少なくとも一部を構成する。酸素濃縮手段が空気流路を遮蔽しないため、吸気流路部の圧損が低減する。【選択図】図１
2006138225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に配設され内燃機関に空気を導入する吸気流路の一部を構成する給気装置であって、
前記空気の流路となる吸気流路部と、該吸気流路部に設けられ前記空気から酸素以外の成分を除去して酸素濃度を高め、酸素濃度が高められた空気を該吸気流路部に供給する酸素濃縮手段と、を備え、
該酸素濃縮手段は、該吸気流路部のうち前記空気に対面する内壁の少なくとも一部を構成していることを特徴とする吸気装置。
【請求項２】
さらに、前記酸素濃縮手段に前記空気を当接させる送気手段と、該送気手段を駆動する駆動手段と、を備える請求項１記載の吸気装置。
【請求項３】
前記酸素濃縮手段は、前記空気から窒素を除去する窒素除去手段である請求項１または請求項２記載の吸気装置。
【請求項４】
前記窒素除去手段は、窒素透過材を備える請求項３記載の吸気装置。
【請求項５】
前記窒素透過材はゼオライト材からなる請求項４記載の吸気装置。
【請求項６】
前記ゼオライト材は平均孔径３〜１０Åの細孔をもつ請求項５記載の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の内燃機関に酸素を含む空気を供給するための吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両では、走行時の状態（例えば、合流や追い越し、登坂時など）に応じて応答性の良い加速が求められる。加速の応答性を良くするためには、内燃機関に供給する酸素量を増大させて内燃機関のトルクを向上させれば良いと考えられており、内燃機関に供給する酸素量を増大させるための種々の技術が開発されている。
【０００３】
たとえば、吸気経路にターボチャージャやスーパーチャージャ等の空気圧縮手段を設ける技術がある。この技術では、内燃機関内に圧縮空気を供給することで内燃機関に供給される酸素量を増大させ、内燃機関のトルクを向上させる。
【０００４】
しかし一方、空気圧縮手段により内燃機関内に一度に供給する空気量を増大させる場合には、内燃機関内で空気をさらに圧縮する際に、空気温度が過剰に高くなってノッキングが生じる場合がある。このため、これらの技術では内燃機関のトルクを充分に高められない問題がある。
【０００５】
一方、空気を圧縮することなく酸素濃度を高める酸素富化装置を吸気経路内に設け、内燃機関に供給する酸素濃度を高める技術もある（例えば、特許文献１）。
【０００６】
特許文献１に開示される酸素富化装置では、吸気経路内に酸素分離膜を設け、吸気経路を流通する空気中の酸素を酸素分離膜で選択的に分離して酸素濃度の高い空気を生成する。このため、上述したターボチャージャやスーパーチャージャ等で生じるノッキング等の不具合を回避できる。
【０００７】
ところで、酸素分離膜を用いて酸素濃度の高い空気を生成する場合には、酸素分離膜を吸気流路部を遮蔽するように配して、吸気流路を流通する空気全体を一旦酸素分離膜の内外に流通させて濾過する必要がある。このため、吸気経路内における空気流れには圧力損失が生じる。そして、この圧力損失が大きくなると、内燃機関に供給される酸素量が少なくなり、内燃機関のトルクが充分に高められない場合があった。
【特許文献１】特開平３−２３３１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、吸気流路内での圧力損失を低減しつつ酸素濃度の高い空気を内燃機関に供給できる吸気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の吸気装置は、車両に配設され内燃機関に空気を導入する吸気流路の一部を構成する給気装置であって、上記空気の流路となる吸気流路部と、吸気流路部に設けられ上記空気から酸素以外の成分を除去して酸素濃度を高め、酸素濃度が高められた空気を吸気流路部に供給する酸素濃縮手段と、を備え、酸素濃縮手段は、吸気流路部のうち上記空気に対面する内壁の少なくとも一部を構成していることを特徴とする。
【００１０】
本発明の吸気装置は、さらに、上記酸素濃縮手段に上記空気を当接させる送気手段と、送気手段を駆動する駆動手段と、を備えることが好ましい。
【００１１】
本発明の吸気装置において、上記酸素濃縮手段は、上記空気から窒素を除去する窒素除去手段であることが好ましい。また、この場合、上記窒素除去手段は、窒素透過材を備えることが好ましく、上記窒素透過材はゼオライト材からなることが好ましく、上記ゼオライト材は平均孔径３〜１０Åの細孔をもつことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の吸気装置は、酸素濃縮手段を備えており、この酸素濃縮手段にて空気中から酸素以外の成分を除去する。そして、酸素濃度が高められた空気を吸気流路部に供給する。このため、吸気流路部を介して内燃機関に供給される空気は酸素濃度が高められ、内燃機関のトルクが充分に高められて加速へ応答性が向上する。
【００１３】
この酸素濃縮手段は、吸気流路部のうち上記空気に対面する内壁の少なくとも一部を構成しているため、吸気流路部は酸素濃縮手段により遮蔽されない。すなわち、吸気流路部を流通する空気は全体として酸素濃縮手段の表面に当接するのみであり、酸素濃縮手段の内外を流通するのではないために、吸気経路内における空気流れには圧力損失が生じないかあるいは非常に僅かに生じるのみである。したがって、内燃機関には充分な量の酸素が供給されて、内燃機関のトルクが充分に高められて、加速への応答性が向上する。
【００１４】
本発明の吸気装置に、さらに、酸素濃縮手段に空気を当接させる送気手段と、送気手段を駆動する駆動手段と、を設ける場合には、酸素濃縮手段に当接する空気量を増大させて、内燃機関に供給される空気中の酸素濃度をより高めることができる。
【００１５】
ここで、空気成分である窒素は電荷や分子径が酸素と大きく異なり、空気成分である窒素は酸素と電気的にも異なっている（分極や磁性）。このため、酸素濃縮手段として、空気から窒素を除去する窒素除去手段を用いる場合には、空気から酸素以外の成分を効率よく除去し、酸素濃度を容易に高めることができる。
【００１６】
窒素除去手段としては、種々の機構で窒素を除去するものが用いられるが、窒素を除去する窒素透過材を用いる場合には、簡単な構造で酸素濃度を容易に高めることができる。
【００１７】
ここで、ゼオライトは窒素を引きつけて吸着するとともに酸素を引きつけず吸着もしない。このため、窒素透過材としてゼオライト材を用いる場合には、空気中の窒素を選択的に引きつけて除去でき、酸素濃度を容易かつ確実に高めることができる。
【００１８】
また、上述した送気手段によって酸素濃縮手段に空気を当接させる場合には、ゼオライト材の内外、すなわち、ゼオライト材を介した吸気流路部の内壁側と外壁側とに圧力差が生じる。このため、ゼオライト材に吸着された窒素は表面拡散して、ゼオライト材を透過する。したがって、ゼオライト材の細孔は、窒素分子が流通できる程度に大きな孔径であり、かつ、細孔内を流通する窒素分子が細孔内の何れかの部分で壁面に吸着できる程度に小さな孔径をもつことが好ましい。ゼオライトの細孔の平均孔径が３〜１０Åであれば、この両者を満たすために、空気中の窒素をより確実に除去して酸素濃度をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の吸気装置は、車両に配設され内燃機関に空気を導入する吸気経路の一部を構成する給気装置である。本発明の吸気装置は吸気流路部をもつ。空気流路部は、外気を導入して内燃機関に供給するための空気の流路を構成する。
【００２０】
吸気流路部には酸素濃縮手段が設けられる。酸素濃縮手段は、吸気流路部を流通する空気から酸素以外の成分を除去し、酸素以外の成分が除去された空気、すなわち酸素濃度が高められた空気を吸気流路内部に供給して、内燃機関に供給される空気の酸素濃度を高める役割を担う。酸素濃縮手段としては、吸気から酸素以外の成分を除去できる既知の構造のものを用いることができる。例えば、酸素分子と窒素分子との分極の違いを利用した分離材や、酸素分子と窒素分子との磁性の違いを利用した磁気分離装置等は、吸気中の酸素を含む成分と酸素を含まない成分とを効率よく分離できる、空気中の酸素以外の成分を除去できるため好ましく用いられる。
【００２１】
なお、酸素濃縮手段は、上述した窒素に代表される、空気成分のうち酸素以外の一成分のみを除去するものでもよいし、二以上の複数成分を除去するものでも良い。空気成分の内一成分のみを除去する場合であっても、空気中の酸素濃度が高められるために、内燃機関には酸素濃度の高められた空気を供給でき、車両加速への優れた応答性が発揮される。
【００２２】
本発明の吸気装置において、酸素濃縮手段は吸気流路部のうち空気に対面する内壁の少なくとも一部（一部又は全部）を構成する。したがって、吸気流路部内の空気は酸素濃縮手段の表面に当接しつつ流通するために、例えば上述した従来のもののように、空気が酸素透過膜の内外を流通する場合に比べて、吸気流路内の圧力損失が高くならない。従って、本発明の吸気装置では、従来のものに比べて吸気流路内の圧力損失を大きく低減することができる。
【００２３】
なお、例えば吸気流路部を主路部と主路部に合流する副路部とから構成し、酸素濃縮手段を副路部に設けてもよい。すなわち、吸気流路部を流通する空気の一部のみを酸素濃縮手段に当接させても良い。酸素濃縮手段の構成によっては、吸気流路部に僅かに圧損が生じる場合もあるが、この構成にすると主路部によっても空気流路が確保できるために、圧損がさらに小さくなる利点がある。そして、副路部を通過する空気から酸素以外の成分が除去でき、ここで酸素濃度が高められた酸素を主路部を流通する空気と混合すれば、内燃機関に酸素濃度の高い空気を供給することができる。
【００２４】
副路部は、主路部に合流して酸素濃縮手段により酸素濃度が高められた空気を主路部に供給できるものであればよい。例えば、主路部の吸気流れ上流側から分岐するとともに主路部の吸気流れ下流側に合流するもので良いし、上流側が主路部と異なる吸気経路に接続され、下流側が主路部に合流するものでも良い。吸気流路部のうち主路部と副路部との合流部分や分岐部分は、副路部と主路部との間を常に気体が流通できるように接続するのみであっても良いし、既知の構造の開閉機構で気体の流通を開閉できるようにしても良い。例えば、副路部を開閉する開閉機構を設け、車両の通常走行時や減速時には副路部への空気の流通を閉じ、加速時にのみ副路部へ空気を流通させてもよい。この場合には、内燃機関に高濃度の酸素を供給する必要があるときにのみ吸気中の酸素濃度を高めることができる。このため、酸素濃縮手段の劣化が遅くなり、吸気装置のランニングコストが安くなる利点がある。
【００２５】
この場合、さらに、主路部を開閉する開閉機構を設けても良い。例えば、副路部を開き主路部を閉じる場合には、吸気流路部を流通する空気がすべて副路部を通るようにでき、空気流路部を流通する空気の酸素濃度をさらに高めて、内燃機関にさらに酸素濃度の高い空気を供給することができる。
【００２６】
各開閉機構は、電磁弁などを用いても良いし、吸気経路を開閉するスロットルボデーを用いても良い。スロットルボデーを開閉機構として用いる場合には、スロットルボデーが開いたとき、すなわち、車両のアクセルを踏み込んだとき、すなわち走行時に副路や主路を開くことができる。
【００２７】
さらに、本発明の吸気装置においては、酸素濃縮手段は吸気流路部の内壁のみを構成するものであっても良いし。内壁と外壁とを構成するものであっても良い。例えば膜式の酸素濃縮手段を用いる場合など、比較的強度の低い酸素濃縮手段を用いる場合には、酸素濃縮手段の外側に別途外壁を設けて、吸気流路部を補強しても良い。
【００２８】
本発明の吸気装置において、酸素濃縮手段に空気を当接させる送気手段と、この送気手段を駆動する駆動手段とを設ける場合には、吸気流路部を流通する空気が酸素濃縮手段付近で対流するために、空気中の酸素以外の成分が酸素濃縮手段に当接する確率が向上する。このため、空気中の酸素以外の成分をより精度良く分離できる。なお、上述したように、酸素濃縮手段の構成によっては、送気手段によって酸素濃縮手段の内外で圧力差が生じる場合がある。この場合には、生じた圧力差によっても窒素を酸素濃縮手段に当接させることができる。
【００２９】
送気手段は酸素濃縮手段の構成に対応したものを選択できる。例えば、酸素濃縮手段のうち吸気流れ上流側（以下、単に上流側と呼ぶ）に接続され酸素濃縮手段に空気を加圧送気する加圧ポンプや、酸素濃縮手段のうち吸気流れ下流側（以下、単に下流側と呼ぶ）に接続され吸気流れ上流側の空気を酸素濃縮手段を介して吸引する減圧ポンプなどに代表される、既知の種々の構造のものを用いればよい。
【００３０】
送気手段には、送気手段を駆動する駆動手段が接続される。駆動手段としては、送気手段を電気的又は機械的に駆動できる既知の構造のものを用いることができる。また、駆動手段としては、排ガスのエネルギーを用いて送気手段を駆動できるものを用いても良い。この場合には、通常廃棄されるエネルギーを駆動手段に供給して送気手段を駆動できる利点がある。この場合、駆動手段は、例えば、排ガスの流体エネルギーや排ガスの熱エネルギー等を用いて送気手段を機械的に駆動するものであっても良いし、排ガスの流体エネルギーや熱エネルギーを電力に変換し、電力で送気手段を駆動するものであっても良い。送気手段を機械的に駆動する方法としては、駆動手段に排ガスに当接して回転するタービンを設けて、排ガスの流体エネルギーによってタービンを回転させるとともに、タービンの回転を送気手段に伝達させて、送気手段を機械的に駆動する方法が好ましく用いられる。この方法では、従来のターボチャージャにおいて、空気圧縮手段を駆動させる公知の機構（所謂ターボチャージャ機構）を用いることができる。すなわち、ターボチャージャ機構ではタービンを排ガスに当接させ、排ガスの流体エネルギーでタービンとタービンに同軸で結合されたコンプレッサーを回転させ、この回転によって吸気を圧縮する。ターボチャージャ機構を本発明の吸気装置に適用し、コンプレッサーを送気手段（加圧ポンプ）として用いたり、コンプレッサーに吸気手段を接続すると、簡単な構造で送気手段を駆動させ、空気を酸素濃縮手段に強制流通させることができる。その他、例えば排ガスの熱で水などの流体を加熱して対流させ、生じた流体エネルギーでタービンを回転させても良いし、タービンの回転で電力を発電し、得られた電力で別途設けた送気手段を駆動しても良い。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の吸気装置を図面を基に説明する。
【００３２】
（実施例１）
本実施例の吸気装置は、酸素濃縮手段として窒素透過材であるゼオライト膜を用いたものである。本実施例の吸気装置を模式的に表す図１に示し、図１中Ａ−Ａ’における断面を模式的に表す図を図２に示す。
【００３３】
実施例１の吸気装置は、吸気流路部１と、酸素濃縮手段２と、送気手段３と、駆動手段４と、を備える。吸気流路部１は、車両外部に開口し外気に連絡する導入口１０と、内燃機関５に接続される放出口１１とを備える。吸気流路部１のうち導入口１０側の内部には、多孔体からなるフィルタ６０が収容されて吸気流路部１を流通する空気を濾過するエアクリーナ６を構成している。吸気流路部１のうちエアクリーナ６よりも下流側の部分は分岐して延びている。分岐した一方は主路部１２となり他方は副路部１３となる。副路部１３は、主路部１２の下流側の部分と合流している。
【００３４】
副路部１３には酸素濃縮手段２が設けられている。酸素濃縮手段２は、ゼオライト材からなり筒状に形成されている。このゼオライト材の平均孔径は３〜１０Åの範囲にある。そして、同じく筒状の副路部１３の内部に収容されている。すなわち、酸素濃縮手段２が吸気流路部１の内壁を構成し、酸素濃縮手段２の筒内部が吸気流路を構成している。副路部１３の一部には貫通孔が形成されており、この貫通孔と送気手段３とを排気路１４が連絡している。
【００３５】
送気手段３は、吸引ポンプからなり、排気流路５０に設けられているタービンを備える駆動手段４に接続されている。駆動手段４は、受流面４０を持つタービンホイール４１と、タービンホイール４１と略同形状のコンプレッサーホイール４８とをもつ。タービンホイール４１とコンプレッサーホイール４８とは、軸状の連結部４２によって各々受流面４０が背向するように同軸的に一体化されている。
【００３６】
タービンホイール４１は、中空のタービンハウジング部４３に収納されている。また、コンプレッサーホイール４８は中空のコンプレッサーハウジング部４９に収納されている。タービンハウジング部４３とコンプレッサーハウジング部４９とは、連結部４２を収納する連結ハウジング部４４で一体化されている。
【００３７】
タービンハウジング部４３には、タービンホイール４１の側面に対向する位置にタービンハウジング部４３の内外を連通する排ガス流入口４５が設けられている。また、タービンホイール４１の受流面４０に対向する位置にはタービンハウジング部４３の内外を連通する排ガス流出口４６が設けられている。排ガス流入口４５には、内燃機関５から流出した排ガスが流通する排気流路５０が連絡されている。また、排ガス流出口４６は、管状の第１連絡路４７を介して、図示しないマフラーに連絡されている。
【００３８】
コンプレッサーホイール４８には、連結部と同軸的に延びる駆動軸４００が設けられている。コンプレッサーハウジング部４９には、駆動軸４００が挿通される開口４０１が設けられている。駆動軸４００は吸引ポンプからなる送気手段３に接続されている。
【００３９】
主路部１２のうち副路部１３が合流する部分は他の部分よりも拡径した混気槽部１５が設けられている。副路部１３から主路部１２に流入する空気と、主路部１２を流通する空気とは、この混気槽部１５で混合され、内燃機関５に供給される。
【００４０】
副路部１３のうち主路部１２から分岐する端部には電磁弁からなる第１弁体６１が設けられ、副路部１３のうち主路部１２に合流する端部にもまた電磁弁からなる第２弁体６２が設けられている。さらに、主路部１２のうち副路部１３が分岐する部分と副路部１３が合流する部分との間の位置には、スロットルボデーからなる第３弁体６３が設けられている。本実施例の吸気装置では、第１弁体６１、第２弁体６２、第３弁体６３によって、吸気流路が開閉される。第１弁体６１および第２弁体６２は、図示しないＥＣＵ          （electrical control unit、電子制御装置）に接続され、ＥＣＵから伝送された信号によって開閉するようになっている。また、第３弁体６３の近傍には、スロットルボデー（第３弁体６３）の傾斜角を検出する角度センサ（図示せず）が設けられており、角度センサから出力された信号はＥＣＵに伝送される。そして、ＥＣＵでは、スロットルボデーの傾斜角からアクセルの踏み込み量を算出し、車両の走行状態、すなわち、車両が加速状態にあるか否かを解析する。そして、車両の走行状態に応じて第１弁体６１および第２弁体６２を開閉する。
【００４１】
本実施例の吸気装置は以下のように動作する。
【００４２】
先ず、車両の走行時には、アクセルの踏み込み量に応じて第３弁体６３が開く。そしてアクセルの踏み込み量が小さいとき（第３弁体６３が半開状態の時）には、ＥＣＵから伝送された信号によって第１弁体６１が閉じ第２弁体６２が開いた状態となる。このため、吸気流路部１に導入された空気は、エアクリーナ６を通って主路部１２に進入するが第１弁体６１が閉じているために副路部１３には進入できず、第３弁体６３および混気槽部１５を通過して内燃機関５に供給される。このとき、内燃機関５には、大気と同じ組成の空気が供給される。
【００４３】
車両の加速時には、アクセルの踏み込み量が大きくなり、第３弁体６３が全開する。このとき、ＥＣＵから伝送された信号により、第１弁体６１および第２弁体６２が開く。そして吸気流路部１に導入された空気は、上述した経路と同経路で主路を流通するとともに、第１弁体６１を経て副路部１３に進入する。副路部１３に進入した空気は、酸素濃縮手段２に当接する。本実施例では酸素濃縮手段２はゼオライト材からなるために、上述したように、窒素を引きつけて吸着する。すなわち、空気に含まれる成分のうち、分極を持つ窒素分子はゼオライトに引きつけられて吸着され、分極を持たない酸素分子はゼオライトに引きつけられず、吸着もされない。このため、酸素分子は酸素濃縮手段２から離れた位置で副路部１３を流通するが、窒素分子は酸素濃縮手段２に引きつけられ、吸着された後に、圧力差による表面拡散によって酸素濃縮手段２から押し出されて排気路１４に進み、送気手段３を介して外界に放出される。このため、酸素濃縮手段２を通過した空気は、窒素が除去されて酸素濃度が高められる。
【００４４】
ここで、車両の走行時には排ガスが流出しているために、タービンハウジング部４３の内部には排ガスが流入してタービンホイール４１が回転する。そして、タービンホイール４１に同軸的に接続されているコンプレッサーホイール４８が回転し、このコンプレッサーホイール４８に同軸的に接続されている駆動軸４００が回転する。この回転運動によって吸引ポンプからなる送気手段３が駆動され、送気手段３には吸引力が生じる。このため、副路部１３内の空気は排気路１４方向、すなわち、酸素濃縮手段２方向に流れる。そして、副路部１３内の空気（窒素分子）が酸素濃縮手段２に接触する確率が高くなっている。なお、上述したように、窒素分子は酸素濃縮手段２に引きつけらるために、酸素分子等の酸素濃縮手段２に引きつけられない空気成分は、窒素分子によって酸素濃縮手段２から離間する方向にはじかれる。このため、送気手段３として吸引ポンプを設けているが、吸気流路部内の圧力損失が高くなることはない。
【００４５】
酸素濃縮手段２を通過した空気は、第２弁体６２を介して主路部１２の混気槽部１５に流入する。混気槽部１５では、主路部１２を流通した空気（大気と同組成の空気）と、副路部１３を流通した空気（酸素濃度が高められた空気）とが混合される。そして、ここで混合された空気は、内燃機関５に供給される。このため、内燃機関５には大気よりも酸素濃度の高い空気が供給される。
【００４６】
本実施例の吸気装置では、酸素濃縮手段２によって吸気経路を流通する空気中の酸素濃度を高め、酸素濃度が高められた空気を内燃機関５に供給している。このため、本実施例の吸気装置を搭載した車両では、加速に対する応答性が高められる。また、酸素濃縮手段２は、吸気流路部１のうち空気に対面する内壁を構成し、吸気流路部を流れる空気流れに干渉していない。このため、吸気流路部１の圧力損失が高くなることはなく、内燃機関に充分な量の空気（酸素）が供給されて、加速に対する応答性が高められる。
【００４７】
さらに、酸素濃縮手段２に空気を流通させる送気手段３は、排ガスのエネルギーによって駆動される。このため、本実施例の吸気装置では、吸気経路を流通する空気中の酸素濃度を高める際に過大な電力等を要さず、エネルギー損失が抑制される。さらに、本実施例の吸気装置は副路部１３に酸素濃縮手段２が設けらるているために、吸気経路の圧力損失がさらに小さくて済み、内燃機関５にさらに充分な量の空気を供給できる。
【００４８】
なお、例えば駆動手段４をバッテリに接続するとともに駆動手段４を電力によっても駆動できる構成にしても良い。この場合には、エンジンの回転数が低いときなど排ガスの流量が少なくなって駆動手段４にて所望する出力が得られない場合には、電力によって駆動手段４を駆動できる。このため、より確実に内燃機関５に酸素濃度の高い空気を供給できる。
【００４９】
また、例えば混気槽内に酸素濃度を検知する酸素センサを配設し、酸素センサで出力された信号をＥＣＵに伝送して、第１弁体６１および第２弁体６２の開閉を酸素濃度に応じて適宜調整することによって、内燃機関５に供給する空気中の酸素濃度を所望する濃度に調整しても良い。
【００５０】
さらに、本実施例では、第３弁体６３はスロットルボデーから構成されているが、第１弁体６１や第２弁体６２をスロットルボデーから構成してもよい。さらに、第３弁体６３を電磁弁から構成しても良い。この場合、例えばアクセルの踏み込み量が大きいときに第３弁体６３を閉じ、内燃機関５に供給される空気全てを副路部１３を介して流通させて（酸素濃縮手段２内を流通させて）、内燃機関５に供給される空気の酸素濃度をさらに高めることもできる。
【００５１】
（実施例２）
本実施例の吸気装置は、送気手段３として加圧ポンプが用いられ、送気手段３が酸素濃縮手段２の上流側に設けられていること以外は実施例１のものと同じものである。本実施例の吸気装置を模式的に表す図を図３に示す。
【００５２】
本実施例の吸気装置では、副路部１３に進入した空気は、加圧ポンプからなる送気手段３により圧縮されて、酸素濃縮手段２に当接する。このため、酸素濃縮手段の筒内部に空気の対流が生じて、空気（窒素）が酸素濃縮手段２に接触する確率が高くなる。このため、空気中の窒素を効率よく高精度で除去して、空気中の酸素濃度が確実に高められる。
【００５３】
本実施例の吸気装置でも、実施例１のものと同様に。酸素濃縮手段２によって酸素濃度を高めた空気を内燃機関５に供給しているため、加速に対する応答性が高められる。また、送気手段３が排ガスのエネルギーによって駆動されるため、エネルギー損失が抑制される。さらに、副路部１３に酸素濃縮手段２を設けたことで、吸気経路の圧損が小さくて済み、内燃機関５に充分な量の空気を供給できる。
【００５４】
なお、本実施例では送気手段３として加圧ポンプを用いたが、この加圧ポンプとともに例えば実施例１に示される減圧ポンプを併用しても良い。
【００５５】
（実施例３）
本実施例の吸気装置は、副路部１３の上流部が主路部１２と異なる吸気経路に接続されていること、副路部１３のうち酸素濃縮手段２の下流側の位置に貯蔵タンクを設けたこと以外は実施例１のものとおなじものである。本実施例の吸気装置を模式的に表す図を図４に示す。
【００５６】
本実施例の吸気装置では、副路部１３の下流部は実施例１のものと同様に主路部１２の混気槽部１５に接続されている。そして副路部１３の上流部は、主路部１２と異なる吸気経路６５に接続され、主路部１２に対して独立に空気を導入している。このため、第２弁体６２を開き副路部１３を通った空気（酸素濃縮手段２により酸素濃度が高められた空気）を内燃機関５に供給する際に、吸気経路の圧力損失が高くなることが、より確実に回避される。
【００５７】
また、酸素濃縮手段２を通り酸素濃度が高められた空気は一旦貯蔵タンク６５に貯蔵されて内燃機関５に供給される。このため、加速走行時に第２弁体６２が開くと、先ず貯蔵タンク６５内に予め貯蔵されていた酸素濃度の高い空気が内燃機関５に供給されるために、加速時には速やかに酸素濃度の高い空気が内燃機関５に供給される。従って、本実施例の吸気装置では、実施例２の吸気装置が発揮する効果に加えて、さらに優れた加速への応答性を発揮する。
【００５８】
なお、実施例１〜３では、酸素濃縮手段２として窒素透過材（ゼオライト材）からなるものを用いているが、例えば、酸素濃縮手段として磁気分離により酸素と窒素とを分離するものを設けてもよい。この場合には、酸素濃縮手段は磁性体（磁石）から構成すればよい。この場合、副路部のうち排気路１４よりも下流側の位置に酸素濃縮手段を配置する。酸素分子は常磁性をもち磁石により形成される磁場に引きつけられる。一方、窒素分子は反磁性を持つために、磁石により形成される磁場に反発する。このため、副路部を通る空気のうち酸素は磁石に引き寄せられて副路部の下流側に進むが、副路部を通る空気のうち窒素は磁石に反発するために、酸素濃縮手段よりも副路部の上流側に位置する排気路１４に流入して、外界に排出される。この構成によっても、酸素濃縮手段は空気流路部のうち空気に対面する内壁の一部を構成し、吸気流路部を遮蔽しないために、吸気流路部を流れる空気流れに干渉していない。このため、吸気流路部の圧力損失が高くなることはなく、内燃機関に充分な量の空気（酸素）が供給されて、加速に対する応答性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施例１の吸気装置を模式的に表す図である。
【図２】実施例１の吸気装置を図１中Ａ−Ａ’で切断した断面図である。
【図３】実施例２の吸気装置を模式的に表す図である。
【図４】実施例３の吸気装置を模式的に表す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１：吸気流路部  ２：酸素濃縮手段  ３：送気手段  ４：駆動手段  ５：内燃機関  ４２：主路部  ４３：副路部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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