(57)【要約】【課題】新たな部品の追加等製品コストを増やすことなく二次エアポンプの流体性能のばらつきを低減することのできる二次エアポンプを提供すること。【解決手段】電動機で駆動される遠心式ブロワによって、自動車用ガソリンエンジンの排気管内に二次空気を供給する二次エアポンプにおいて，吸引される空気の吸入音を遮蔽する吸気サイレンサに開口面積のそれぞれ異なる複数の吸気口を設け，二次エアポンプの本体に、複数の吸気口の内、吸気口として選択する１つの吸気口を除き他の吸気口から空気が二次エアポンプの本体内に流通するのを阻止する空気流通遮蔽板を１又は２以上設け，吸気導入部材を前記二次エアポンプに一体的に取り付ける際に、二次エアポンプから吐出する空気流量が、予め設定した二次エアポンプの吐出圧力において所望の数値の範囲内に収まる開口面積の吸気口を二次エアポンプの吸気口として選択して取付るようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機で駆動される遠心式ブロワによって、自動車用ガソリンエンジンの排気管内に二次空気を供給する二次エアポンプにおいて，
吸引される空気の吸入音を遮蔽する吸気サイレンサに開口面積のそれぞれ異なる複数の吸気口を設け，
前記二次エアポンプの本体に、前記複数の吸気口の内、吸気口として選択する１つの吸気口を除き他の吸気口から空気が二次エアポンプの本体内に流通するのを阻止する空気流通遮蔽板を１又は２以上設け，
前記吸気導入部材を前記二次エアポンプに一体的に取り付ける際に、該二次エアポンプから吐出する空気流量が、予め設定した該二次エアポンプの吐出圧力において所望の数値の範囲内に収まる開口面積の吸気口を二次エアポンプの吸気口として選択して取付るようにしたことを特徴とする二次エアポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の二次エアポンプにおいて，
前記複数の吸気口は、前記吸気サイレンサのサイレンサケーシングの外周側面部に互いに１８０度対向した位置に２つ設けたものである二次エアポンプ。
【請求項３】
請求項２に記載の二次エアポンプにおいて，
前記２つの吸気口の開口面積は、一方の吸気口の開口面積が他方の吸気口の開口面積の４／５の大きさである二次エアポンプ。
【請求項４】
請求項１に記載の二次エアポンプにおいて，
前記複数の吸気口は、前記吸気サイレンサのサイレンサケーシングの外周側面部に互いに中心から１２０度の位置に３つ設けたものである二次エアポンプ。
【請求項５】
請求項４に記載の二次エアポンプにおいて，
前記３つの吸気口の開口面積は、第１の吸気口の開口面積に対し第２の吸気口の開口面積が４／５の大きさで、第１の吸気口の開口面積に対し第３の吸気口の開口面積が３／５の大きさである二次エアポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関において燃焼した燃料の排気ガスの浄化のために排気ガスを排気する排気管内に二次空気を噴射するための二次エアポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関における燃焼後の排気ガスを浄化するため排ガス浄化装置が用いられている。この排ガス浄化装置には、自動車排ガス中の炭化水素（ＨＣ）と一酸化炭素（ＣＯ）と窒素酸化物（ＮＯｘ）の３物質を酸化・還元反応によって同時に除去する三元触媒方式がある。この自動車用ガソリンエンジンの排気ガスの処理として一般に用いられている三元触媒は、エンジン始動直後など、触媒の温度が低いときは触媒作用を発揮することができないことが知られている。
【０００３】
そこで、従来、触媒手前の排気管内にポンプ等により二次空気を供給し、空気とエンジンから排出される一酸化炭素（ＣＯ），炭化水素化合物（ＨＣ）を化学反応させることにより無害化すると同時に、その反応熱により触媒を暖め早期活性化させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この排気管内に二次空気を供給する二次エアポンプは、排気ガスが有る一定の温度になるまで続ける必要があり、この排気ガスの温度は、エンジン冷却水の温度を検出して検出している。したがって、二次エアポンプは、このエンジン冷却水温が有る特定の温度になるまで排気管の中に空気を送り続けるようになっている。そして、このエンジンから排出される一酸化炭素（ＣＯ），炭化水素化合物（ＨＣ）と化学反応させるために触媒手前の排気管内に空気を圧送供給する二次エアポンプとして、電動機で駆動される遠心式ブロワが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２２５５３９号公報
【特許文献２】米国特許５６３９２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような特許文献２で提案されている電動機で駆動される遠心式ブロワの二次エアポンプにおいては、ポンプ性能にバラツキがあり、このポンプ性能のバラツキが、吐出する空気流量が大きい方向にばらついた場合、排気管内への吐出空気の空気量が予定した吐出量より多くなる。このように排気管内への吐出空気の吐出量が多くなると、吐出空気の温度が一酸化炭素（ＣＯ），炭化水素化合物（ＨＣ）と化学反応させるための温度よりも低い温度の空気が供給されることになり、触媒を冷やしてしまい触媒の昇温を阻害してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、新たな部品の追加等製品コストを増やすことなく二次エアポンプの流体性能のばらつきを低減することのできる二次エアポンプ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】
【０００６】
本発明に係る二次エアポンプは、
電動機で駆動される遠心式ブロワによって、自動車用ガソリンエンジンの排気管内に二次空気を供給する二次エアポンプにおいて，
吸引される空気の吸入音を遮蔽する吸気サイレンサに開口面積のそれぞれ異なる複数の吸気口を設け，
前記二次エアポンプの本体に、前記複数の吸気口の内、吸気口として選択する１つの吸気口を除き他の吸気口から空気が二次エアポンプの本体内に流通するのを阻止する空気流通遮蔽板を１又は２以上設け，
前記吸気導入部材を前記二次エアポンプに一体的に取り付ける際に、該二次エアポンプから吐出する空気流量が、予め設定した該二次エアポンプの吐出圧力において所望の数値の範囲内に収まる開口面積の吸気口を二次エアポンプの吸気口として選択して取付るようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、部品の追加等コストを増やすことなく吐出空気量のばらつきを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、二次エアポンプに一体的に取り付けられ、二次エアポンプによって吸引される空気の吸入音を遮蔽する吸気サイレンサ、または二次エアポンプによって吸引される空気中の塵埃を除去する吸気フィルタで構成される吸気導入部材に開口面積のそれぞれ異なる複数の吸気口を設けておく。この吸気導入部材を二次エアポンプに一体的に取り付ける際に、二次エアポンプから吐出する空気流量が、予め設定した二次エアポンプの吐出圧力において所望の数値の範囲内に収まる開口面積の吸気口を二次エアポンプの吸気口として選択して取付可能に構成しておく。
【０００９】
一方、二次エアポンプの本体には、二次エアポンプの吸気口として選択しない吸気口を閉塞するためと、常に一定方向から空気を吸気導入し、他の吸気口から空気が流通しないように空気流通遮蔽板を予め設けておく。そして、この吸気導入部材を二次エアポンプに一体的に取り付ける際に、二次エアポンプから吐出する空気流量が、予め設定した二次エアポンプの吐出圧力において所望の数値の範囲内に収まる開口面積の吸気口を二次エアポンプの吸気口として選択し、二次エアポンプの吸気口として選択しなかった吸気口は、二次エアポンプ本体に予め設けられている空気流通遮蔽板により、二次エアポンプ組み立て完了と同時に自動的に空気が連通しない構造とする。
【実施例１】
【００１０】
以下、本発明に係る二次エアポンプの実施例を図面を用いて説明する。図１〜図５は、本発明に係る二次エアポンプの実施例を示すもので、図１は本発明に係る二次エアポンプの第１の実施例を示す断面構造図、図２は図１に図示の実施例のＸ−Ｘ線断面斜視図、図３は図１に図示の実施例の分解斜視図、図４は図３に図示の実施例の裏面側から見た分解斜視図、図５は図３に図示の実施例の吸気サイレンサの分解斜視図である。
【００１１】
図１において、二次エアポンプ１１は、電動機２１で駆動される遠心式ブロア構造による二次的エアポンプである。この二次エアポンプ１１は、電動機２１の出力軸２２の上に２つの翼車３１ａ，３１ｂを有する二段圧縮式の遠心ブロワとなっている。３２は、中間集合部材で、圧縮された空気を二段目の翼車３１ｂに導き、さらに圧縮して出口パイプ３４より排出するものである。３３は、二次エアポンプ１１の本体吸気口で、本体吸気口３３の前段には吸気導入部材４１が二次エアポンプ１１と一体的に構成されている。この吸気導入部材４１は、二次エアポンプ１１を運転した時の空気の流体音を低減する目的で設けられる吸気サイレンサに構成されている。
【００１２】
この吸気導入部材である吸気サイレンサ４１は、吸音材４２と樹脂等で成形されているサイレンサケーシング４３とによって構成されている。この吸音材４２の材質には、例えば、樹脂発泡体による多孔質材料がある。この吸気導入部材には、吸音材に代わって、空気と一緒に吸引される異物（塵埃）を除去する目的で用いられるフィルタ材で構成してもよい。この吸気導入部材としてのフィルタ材には、自動車用エンジンの吸気フィルタに用いられる不織布等がある。
【００１３】
また、電動機２１は、自動車に搭載されたバッテリより給電コネクタ（図示せず）を介して電力の供給を受け駆動し、この電動機２１の駆動によって電動機出力軸２２に結合された翼車３１ａ，３１ｂが回転するようになっている。翼車３１ａ，３１ｂの回転によって空気は、吸気サイレンサ４１から二次エアポンプ１１の本体内に吸引され一段目の翼車３１ａで圧縮される。この一段目の翼車３１ａで圧縮された空気は、中間集合部材３２によって二段目の翼車３１ｂに導かれ、この二段目の翼車３１ｂによって、さらに圧縮されて出口パイプ３４より排出されるようになっている。この出口パイプ３４より排出された空気は、出口パイプ３４に取り付けられた二次エア配管（図示せず）によりエンジン排気管まで圧送され図示していない排気管内に排出される。
【００１４】
この吸気サイレンサ４１を構成しているサイレンサケーシング４３には、その外周側面部に吸気口Ａ４４と吸気口Ｂ４５が１８０度対向した位置に設けられている。この吸気口Ａ４４と吸気口Ｂ４５の開口面積の大小関係は、図５に示す如く吸気口Ａ４４の方が吸気口Ｂ４５よりも大きく構成されている。このサイレンサケーシング４３に形成されている吸気口Ａ４４と吸気口Ｂ４５は、このいずれかが二次エアポンプ１１の運転時に、吸気に使用されるようになっている。すなわち、二次エアポンプ１１には、二次エアポンプ１１の運転時に、吸気に使用しない一方の吸気口（吸気口Ａ４４または吸気口Ｂ４５）を遮断し、この遮断した一方の吸気口（吸気口Ａ４４または吸気口Ｂ４５）から空気が連通しないように空気流通遮蔽板３５が形成されている。この空気流通遮蔽板３５は、二次エアポンプ１１を構成するケーシング３６を、例えば、樹脂成形品で構成し、このケーシング３６と一体的に形成することにより容易に構成することができる。このようにケーシング３６と一体的に形成すれば、新たに部品を追加する必要は無く、製品コストの大幅な増加を避けることができる。
【００１５】
このように構成される二次エアポンプ１１の吸音材４２における吸入空気の通過経路は、図２に示す如く、ＥとＦからなる２つの通路からなり、吸入空気は、吸気音を低減させ二次エアポンプ１１の本体に導かれる。この二次エアポンプ１１の運転時において吸入された空気の二次エアポンプ１１の運転時における吐出空気流量と、二次エアポンプ１１の出口パイプ３４から吐出する空気の出口パイプ３４吐出直後の吐出圧力との関係は、図６に示す如き関係を有している。
【００１６】
図６において、二次エアポンプ１１の運転時における二次エアポンプ１１の出口パイプ３４から吐出する空気の出口パイプ３４吐出直後の吐出圧力は、図中Ｃ点で示されるエンジン排気管までの二次エア配管の圧力損失とポンプ流体性能とのバランス点により決定される。ここで、二次エアポンプ１１の駆動元である電動機２１の出力特性を同一として吸気口を吸気口Ａ４４とした場合と、吸気口Ｂ４５とした場合に変化させたときの各流体特性は、特性Ａ（吸気口Ａ４４とした場合），特性Ｂ（吸気口Ｂ４５とした場合）のようになる。この図６においては、特性Ｂは、特性Ａよりも吸気口の開口面積が小なる場合の特性となっている。
【００１７】
この図６においては、図２〜５における吸気口Ａ４４により空気を吸入した場合が特性Ａ，吸気口Ｂ４５により吸気を吸入した場合が特性Ｂに相当している。更に、二次エアポンプ１１の吐出空気流量を、図６中の任意の吐出圧力であるＣ点の吐出圧力において比較すると、吸気口を吸気口Ｂ４５から吸気口Ａ４４に、または吸気口を吸気口Ａ４４から吸気口Ｂ４５に開口面積を変化させると、吐出空気流量を図６中のＤに示す量だけ変化させることができる。
【００１８】
このように構成される二次エアポンプ１１の吐出空気流量の図６に図示のＣ点におけるばらつきは、図７に示す如く、電動機２１の性能のばらつき，遠心式ブロワの性能のばらつき等の要因により±２０％であると仮定する。すると、二次エアポンプ１１の吸気口の開口面積が異なる特性Ａ（吸気口Ａ４４とした場合），特性Ｂ（吸気口Ｂ４５とした場合）のそれぞれにおいても流量のばらつきの要因は同一であることから、吸気口Ａ４４とした場合、吸気口Ｂ４５とした場合のそれぞれの流量ばらつきは±２０％である。
【００１９】
次に、二次エアポンプ１１の吐出空気流量のばらつきを低減する方法について説明する。まず、吸気口Ａ４４が吸気口となるように二次エアポンプ１１を組み立て、二次エアポンプ１１の出口パイプ３４から吐出する吐出空気流量を測定する。その結果、特性Ａ（吸気口Ａ４４とした場合）の吐出空気流量が、中央値より流量大となった場合については、吸気口Ｂ４５が吸気口となるよう組み立て直し二次エアポンプ１１の出口パイプ３４から吐出する空気流量の特性が特性Ｂとなるようにする。
【００２０】
この吸気口Ｂ４５を選択したときの二次エアポンプ１１の出口パイプ３４から吐出する空気流量のばらつきは特性Ｂと特性Ａの間の流量となる（空気流量が特性Ａの中央値を超えるときに吸気口Ｂ４５を選択するので、特性Ｂの中央値より低くなることは無い）。すなわち、二次エアポンプ１１の吐出空気流量値に応じて吸気口Ａ４４と吸気口Ｂ４５を適宜選択することにより、二次エアポンプ１１の出口パイプ３４から吐出する空気流量のばらつきは、特性Ａの中央値と特性Ｂの中央値の間とすることができる。ここで所望の空気流量の中央値を特性Ａと特性Ｂの中間になるようにあらかじめ二次エアポンプ１１を設計すれば、流量ばらつきは±１０％とばらつきを低減することができる。
【００２１】
一方、選択しなかった方の吸気口（吸気口Ａ４４または吸気口Ｂ４５）は、吸気導入部材である吸気サイレンサ４１に組み付け時に空気吸入側の対向する位置に設けた空気流通遮蔽板３５によって遮断され、空気が連通しないようになっている。
【実施例２】
【００２２】
図８〜図１０には、本発明に係る二次エアポンプの第２の実施例が示されている。図８は本発明に係る二次エアポンプの第２の実施例を示す分解斜視図、図９は図８に図示の実施例に係る二次エアポンプの断面斜視図、図１０は図８に図示の実施例に係る二次エアポンプの吸気サイレンサの部分の分解斜視図である。
【００２３】
図８〜図１０において、図１〜図５に図示第１実施例と同一の部材は、同一の符号を付してある。図８〜図１０において、図１〜図５に図示第１実施例と異なる点は、吸音材４２と樹脂等で成形されているサイレンサケーシング４３とによって構成される吸気導入部材である吸気サイレンサ４１のサイレンサケーシング４３に設けられている吸気口の数が図１〜図５に図示第１実施例においては、２つであるのに対し、図８〜図１０に図示第２実施例においては、３つ設けている点が異なっており、他は、図１〜図５に図示第１実施例と異なる点はない。
【００２４】
図８〜図１０において、吸気サイレンサ４１を構成しているサイレンサケーシング４３には、その外周側面部に吸気口Ａ４４と吸気口Ｂ４５と吸気口Ｃ４６が１２０度の位置に設けられている。この吸気口Ａ４４と吸気口Ｂ４５と吸気口Ｃ４６の開口面積の大小関係は、図１０に示す如く吸気口Ａ４４の方が吸気口Ｂ４５よりも大きく構成されており、吸気口Ｂ４５の方が吸気口Ｃ４６よりも大きく構成されている。このサイレンサケーシング４３に形成されている吸気口Ａ４４と吸気口Ｂ４５と吸気口Ｃ４６は、この内、いずれか１つの吸気口が二次エアポンプ１１の運転時に、吸気に使用されるようになっている。すなわち、二次エアポンプ１１には、二次エアポンプ１１の運転時に、吸気に使用しないいずれか２つの吸気口（吸気口Ａ４４、吸気口Ｂ４５または吸気口Ｃ４６のいずれか２つ）を遮断し、この遮断したいずれか２つの吸気口（吸気口Ａ４４、吸気口Ｂ４５または吸気口Ｃ４６のいずれか２つ）から空気が連通しないように空気流通遮蔽板３５Ａ，３５Ｂが形成されている。この空気流通遮蔽板３５Ａ，３５Ｂは、二次エアポンプ１１を構成するケーシング３６を、例えば、樹脂成形品で構成し、このケーシング３６と一体的に形成することにより容易に構成することができる。このようにケーシング３６と一体的に形成すれば、新たに部品を追加する必要は無く、製品コストの大幅な増加を避けることができる。
【００２５】
本願第１の実施例では吸気口が２つの場合、本願第２の実施例では吸気口が３つの場合について説明したが、必要に応じ、構成上可能な限り吸気口を４つ以上設けることもできる。この場合、空気流通遮蔽板は選択外の吸気口を遮蔽できるように、適宜寸法を決定するか板数を増やす必要がある。さらに本実施例では、吸気導入部材を吸気サイレンサとしたが、フィルタ構造とした場合においても本発明は適用可能である。また、本願第１の実施例、本願第２の実施例では、吸気口を吸気導入部材の側面に設定したが、それ以外の例えば吸気導入部材の正面に設定した場合においても本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る二次エアポンプの第１実施例を示す断面構造図である。
【図２】図１に図示の第１実施例のＸ−Ｘ線の断面斜視図である。
【図３】図１に図示の第１実施例の二次エアポンプの構成を示す吸気導入部材を外した状態の全体斜視図である。
【図４】図３に図示の第１実施例の二次エアポンプの構成を示す吸気導入部材を外した状態の裏面側から見た全体斜視図である。
【図５】図１に図示の第１実施例の二次エアポンプの吸気サイレンサの分解斜視図である。
【図６】二次エアポンプの吐出空気流量と吐出圧力の関係を示した特性図において吸気口開口面積による特性と差異を示す図である。
【図７】二次エアポンプの吐出空気流量と吐出圧力の関係を示した特性図において吐出空気流量のばらつきを示す図である。
【図８】本発明に係る二次エアポンプの第２実施例を示す吸気導入部材を外した状態の全体斜視図である。
【図９】図８に図示の第２実施例に係る二次エアポンプの断面構造図である。
【図１０】図８に図示の第２実施例の二次エアポンプの吸気サイレンサの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１１…………………………２次エアポンプ
２１…………………………電動機
２２…………………………電動機出力軸
３１ａ，３１ｂ……………翼車
３２…………………………中間集合部材
３３…………………………本体吸気口
３４…………………………出口パイプ
３５…………………………空気流通遮蔽板
３６…………………………ケーシング
４１…………………………吸気導入部材（吸気サイレンサ）
４２…………………………吸音材
４３…………………………サイレンサケーシング  
４４…………………………吸気口Ａ
４５…………………………吸気口Ｂ
４６…………………………吸気口Ｃ
【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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【図９】
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【図１０】
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