JPWO2013039122A1 - High frequency radiation plug and internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
本発明は、一端側に放射アンテナが設けられた高周波放射用プラグにおいて、放射アンテナから放射可能な高周波のエネルギー量を増大させることを目的とする。本発明は、高周波を伝送する高周波伝送線路と、前記高周波伝送線路を介して供給された高周波を放射するための放射アンテナと、前記放射アンテナが一端部に設けられ、前記高周波伝送線路を構成する伝送用導体が前記一端部から他端部に亘って設けられた柱状絶縁体とを備え、高周波を利用する対象空間に前記柱状絶縁体の放射アンテナ側が露出するように、前記対象空間を区画する区画部材に取り付けられる高周波放射用プラグであって、前記柱状絶縁体では、前記放射アンテナ側の端面が該柱状絶縁体の横断面に対して傾斜し、前記放射アンテナは、前記放射アンテナ側の端面に沿って曲がっていることを特徴とする高周波放射用プラグである。 It is an object of the present invention to increase the amount of high-frequency energy that can be radiated from a radiation antenna in a high-frequency radiation plug provided with a radiation antenna on one end side. The present invention provides a high-frequency transmission line for transmitting a high frequency, a radiating antenna for radiating a high frequency supplied via the high-frequency transmission line, and the radiating antenna provided at one end to constitute the high-frequency transmission line. The transmission conductor includes a columnar insulator provided from the one end to the other end, and divides the target space so that the radiation antenna side of the columnar insulator is exposed in the target space using high frequency. A plug for high-frequency radiation attached to a partition member, wherein in the columnar insulator, an end surface on the radiation antenna side is inclined with respect to a cross section of the columnar insulator, and the radiation antenna is an end surface on the radiation antenna side It is a high frequency radiation plug characterized by being bent along.
Description
本発明は、一端側に放射アンテナが設けられた高周波放射用プラグ、及びその高周波放射用プラグを備えた内燃機関に関するものである。 The present invention relates to a high-frequency radiation plug provided with a radiation antenna on one end side, and an internal combustion engine provided with the high-frequency radiation plug.
従来から、一端側に放射アンテナが設けられた高周波放射用プラグが知られている。例えば特開昭５８−２１３１２０号公報には、この種の高周波放射用プラグとして、ディーゼルエンジンに取り付けられるグロープラグが開示されている。 Conventionally, a high-frequency radiation plug having a radiation antenna on one end side is known. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-213120 discloses a glow plug attached to a diesel engine as this type of high-frequency radiation plug.
特開昭５８−２１３１２０号公報に記載のグロープラグは、管状の外部導体と、この外部導体の軸心を通る内部導線と、外部導体と内部導線にそれぞれ実質一体的に接続された抵抗線と、外部導体と内部導線との間に充填される誘電体とからなっている。外側導体の外周部には、シリンダヘッドに取り付けられるためのネジが形成されている。抵抗線は、燃焼室内に突出して、マイクロ波発振を行うためにループ状アンテナに形成されている。 A glow plug described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-213120 includes a tubular outer conductor, an inner conductor passing through the axis of the outer conductor, and a resistance wire substantially integrally connected to the outer conductor and the inner conductor, respectively. And a dielectric filled between the outer conductor and the inner conductor. A screw to be attached to the cylinder head is formed on the outer peripheral portion of the outer conductor. The resistance wire protrudes into the combustion chamber and is formed on the loop antenna to perform microwave oscillation.
ところで、周囲の部品との干渉を防ぐ等の理由で、高周波放射用プラグを小型化することが望まれている。例えば、エンジンのように高周波放射用プラグを設置できる領域が限られている場合は、高周波放射用プラグを小型化しなければ、高周波放射用プラグをエンジンに取り付けることが難しい。 By the way, it is desired to reduce the size of the high-frequency radiation plug for reasons such as preventing interference with surrounding components. For example, when a region where a high-frequency radiation plug can be installed is limited as in an engine, it is difficult to attach the high-frequency radiation plug to the engine unless the high-frequency radiation plug is downsized.
しかし、高周波放射用プラグを小型化すると、それに伴って放射アンテナから放射可能なエネルギー量が低下する。そのため、大きなエネルギーの高周波を放射アンテナへ供給する場合に、反射量が増大して高周波の放射効率が低下するおそれがある。例えば、燃焼反応などの化学反応の促進に高周波のエネルギーを利用する場合（例えば、高周波プラズマにより燃焼反応を促進させる場合）は、高周波のエネルギーを比較的大きくする必要があり、高周波の放射効率が低下するおそれがある。 However, when the high-frequency radiation plug is reduced in size, the amount of energy that can be radiated from the radiation antenna is reduced accordingly. Therefore, when a high energy high frequency is supplied to the radiation antenna, the amount of reflection may increase and the high frequency radiation efficiency may decrease. For example, when high-frequency energy is used to promote a chemical reaction such as a combustion reaction (for example, when a combustion reaction is promoted by high-frequency plasma), the high-frequency energy needs to be relatively large, and the high-frequency radiation efficiency is high. May decrease.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、一端側に放射アンテナが設けられた高周波放射用プラグにおいて、放射アンテナから放射可能な高周波のエネルギー量を増大させることにある。 The present invention has been made in view of this point, and an object thereof is to increase the amount of high-frequency energy that can be radiated from a radiation antenna in a high-frequency radiation plug provided with a radiation antenna on one end side. .
第１の発明は、高周波を伝送する高周波伝送線路と、前記高周波伝送線路を介して供給された高周波を放射するための放射アンテナと、前記放射アンテナが一端部に設けられ、前記高周波伝送線路を構成する導体が前記一端部から他端部に亘って設けられた柱状絶縁体とを備え、高周波を利用する対象空間に前記柱状絶縁体の放射アンテナ側が露出するように、前記対象空間を区画する区画部材に取り付けられる高周波放射用プラグを対象とする。この高周波放射用プラグの前記柱状絶縁体では、前記放射アンテナ側の端面が該柱状絶縁体の横断面に対して傾斜し、前記放射アンテナは、前記放射アンテナ側の端面に沿って曲がっている。 A first invention is provided with a high frequency transmission line for transmitting a high frequency, a radiation antenna for radiating a high frequency supplied via the high frequency transmission line, and the radiation antenna provided at one end, The conductor which comprises comprises the columnar insulator provided from the one end part to the other end part, and divides the object space so that the radiation antenna side of the columnar insulator is exposed to the object space using high frequency The object is a high-frequency radiation plug attached to a partition member. In the columnar insulator of the high-frequency radiation plug, the end surface on the radiation antenna side is inclined with respect to the cross section of the columnar insulator, and the radiation antenna is bent along the end surface on the radiation antenna side.
第１の発明では、柱状絶縁体における放射アンテナ側の端面が、柱状絶縁体の横断面に平行にするのではなく、その横断面に対して傾斜している。前記放射アンテナ側の端面の面積は、柱状絶縁体の横断面に平行にする場合に比べて大きくなる。放射アンテナは、放射アンテナ側の端面に沿って曲がっている。第１の発明では、柱状絶縁体における放射アンテナ側の端面を柱状絶縁体の横断面に対して傾斜させることで、放射アンテナ側の端面の面積を大きくしている。 In the first invention, the end surface of the columnar insulator on the side of the radiation antenna is not parallel to the cross section of the columnar insulator, but is inclined with respect to the cross section. The area of the end face on the radiation antenna side is larger than that in the case of being parallel to the cross section of the columnar insulator. The radiation antenna is bent along the end surface on the radiation antenna side. In the first invention, the area of the end face on the radiation antenna side is increased by inclining the end face on the radiation antenna side in the columnar insulator with respect to the cross section of the columnar insulator.
第２の発明は、第１の発明において、前記柱状絶縁体が、前記伝送用導体が設けられた柱状の伝送部と、前記放射アンテナが設けられた放射部とを備え、前記柱状絶縁体では、前記伝送部におけるマイクロ波の出射端面を前記放射部が覆うように前記伝送部と前記放射部とが一体化されている。 According to a second invention, in the first invention, the columnar insulator includes a columnar transmission unit provided with the transmission conductor and a radiation unit provided with the radiation antenna. The transmission unit and the radiation unit are integrated so that the radiation unit covers the microwave emission end face of the transmission unit.
第３の発明は、第２の発明において、前記伝送部では、前記出射端面が該伝送部の横断面に対して傾斜し、前記放射部は、平板状に形成されている。 In a third aspect based on the second aspect, in the transmission portion, the emission end face is inclined with respect to a transverse section of the transmission portion, and the radiation portion is formed in a flat plate shape.
第４の発明は、第２の発明において、記伝送部は、前記出射端面が該伝送部の横断面に対して平行に形成され、前記放射部は、前記出射端面に当接する当接面に対して、該当接面に対向して前記対象空間に露出する露出面が傾斜したブロック状に形成されている。 In a fourth aspect based on the second aspect, the transmission section is formed such that the emission end face is formed in parallel to a transverse section of the transmission section, and the radiation section is provided on a contact surface that contacts the emission end face. On the other hand, the exposed surface exposed to the target space is formed in an inclined block shape so as to face the corresponding contact surface.
第５の発明は、第１乃至４の何れか１つの発明において、前記放射アンテナが、前記放射アンテナ側の端面に沿って旋回する螺旋状に形成されている。 According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the radiating antenna is formed in a spiral shape that pivots along an end face on the radiating antenna side.
第６の発明は、第１乃至５の何れか１つの発明の高周波放射用プラグと、燃焼室が形成されて、前記燃焼室が前記放射空間となるように前記高周波放射用プラグが取り付けられた内燃機関本体とを備え、前記燃焼室を区画する区画面に前記放射アンテナ側の端面が略面一となるように、前記高周波放射用プラグが前記内燃機関本体に取り付けられている内燃機関である。 According to a sixth aspect of the present invention, the high frequency radiation plug according to any one of the first to fifth aspects and a combustion chamber are formed, and the high frequency radiation plug is attached so that the combustion chamber becomes the radiation space. An internal combustion engine body, wherein the high-frequency radiation plug is attached to the internal combustion engine body such that an end surface on the radiation antenna side is substantially flush with a section screen that partitions the combustion chamber. .
第６の発明では、燃焼室を区画する区画面に放射アンテナ側の端面が略面一となるように、高周波放射用プラグが内燃機関本体に取り付けられている。そのため、高周波放射用プラグが区画面からほとんど突出していない状態になる。 In the sixth aspect of the invention, the high frequency radiation plug is attached to the internal combustion engine body so that the end face on the radiation antenna side is substantially flush with the section screen that partitions the combustion chamber. Therefore, the high-frequency radiation plug hardly protrudes from the section screen.
第７の発明は、第６の発明において、前記高周波放射用プラグが、前記柱状絶縁体を収容し、外周面にネジ溝が形成された筒状のケーシングを備え、前記内燃機関本体には、前記ケーシングのネジ溝に螺合するネジ溝が孔面に形成された取付孔が、外側から前記燃焼室まで貫通するように形成され、前記区画面に前記放射アンテナ側の端面が略面一となるように前記ケーシングを前記取付孔に取り付けることを支援する支援手段を備えている。 According to a seventh invention, in the sixth invention, the high-frequency radiation plug includes a cylindrical casing that houses the columnar insulator and has a thread groove formed on an outer peripheral surface thereof. An attachment hole in which a screw groove that is screwed into the screw groove of the casing is formed on the hole surface is formed so as to penetrate from the outside to the combustion chamber, and the end surface on the side of the radiation antenna is substantially flush with the section screen. Support means for assisting the mounting of the casing in the mounting hole is provided.
第７の発明では、支援手段が、区画面に放射アンテナ側の端面が略面一となるようにケーシングの取付孔への取り付けを支援する。 In 7th invention, a support means assists the attachment to the attachment hole of a casing so that the end surface by the side of a radiation antenna may become substantially flush with a section screen.
本発明では、柱状絶縁体における放射アンテナ側の端面を柱状絶縁体の横断面に対して傾斜させることで、放射アンテナ側の端面の面積を大きくしている。ここで、放射アンテナから放射可能なエネルギー量を増大させるには、放射アンテナ側の端面を正面から見た場合（放射アンテナが絶縁体に埋設されている場合は透視した場合）の放射アンテナの面積が大きい方が望ましい。本発明では、放射アンテナが放射アンテナ側の端面に沿って設けられている。そのため、放射アンテナ側の端面の面積が大きいほど、前記放射アンテナの面積を大きくすることが可能である。従って、放射アンテナから放射可能な高周波のエネルギー量を増大させることができる。 In the present invention, the area of the end face on the side of the radiation antenna is increased by inclining the end face on the side of the radiation antenna in the columnar insulator with respect to the cross section of the columnar insulator. Here, in order to increase the amount of energy that can be radiated from the radiation antenna, the area of the radiation antenna when the end face on the radiation antenna side is viewed from the front (when the radiation antenna is embedded in an insulator is seen through) The larger is desirable. In the present invention, the radiation antenna is provided along the end surface on the radiation antenna side. Therefore, the area of the radiation antenna can be increased as the area of the end face on the radiation antenna side is larger. Therefore, the amount of high frequency energy that can be radiated from the radiation antenna can be increased.
第６の発明によれば、高周波放射用プラグが区画面からほとんど突出していない状態になるので、高周波放射用プラグの熱負荷を軽減することができる。 According to the sixth aspect of the invention, since the high frequency radiation plug hardly protrudes from the section screen, the thermal load of the high frequency radiation plug can be reduced.
第７の発明によれば、支援手段を設けているので、区画面に放射アンテナ側の端面が略面一となるようにケーシングを取付孔へ容易に取り付けることができる。 According to the seventh aspect, since the support means is provided, the casing can be easily attached to the attachment hole so that the end face on the radiation antenna side is substantially flush with the section screen.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
本実施形態は、本発明に係る内燃機関１０である。内燃機関１０は、ピストン２３が往復動するレシプロタイプの内燃機関である。内燃機関１０は、内燃機関本体１１と点火装置１２と電磁波放射装置１３と制御装置３５とを備えている。内燃機関１０では、点火装置１２により混合気に点火して混合気を燃焼させる燃焼サイクルが繰り返し行われる。
−内燃機関本体−The present embodiment is an internal combustion engine 10 according to the present invention. The internal combustion engine 10 is a reciprocating type internal combustion engine in which a piston 23 reciprocates. The internal combustion engine 10 includes an internal combustion engine body 11, an ignition device 12, an electromagnetic wave emission device 13, and a control device 35. In the internal combustion engine 10, a combustion cycle in which the air-fuel mixture is ignited by the ignition device 12 and the air-fuel mixture is combusted is repeatedly performed.
-Internal combustion engine body-
内燃機関本体１１は、図１に示すように、シリンダブロック２１とシリンダヘッド２２とピストン２３とを備えている。シリンダブロック２１には、横断面が円形のシリンダ２４が複数形成されている。各シリンダ２４内には、ピストン２３が往復自在に設けられている。ピストン２３は、コネクティングロッドを介して、クランクシャフトに連結されている（図示省略）。クランクシャフトは、シリンダブロック２１に回転自在に支持されている。各シリンダ２４内においてシリンダ２４の軸方向にピストン２３が往復運動すると、コネクティングロッドがピストン２３の往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換する。 As shown in FIG. 1, the internal combustion engine body 11 includes a cylinder block 21, a cylinder head 22, and a piston 23. A plurality of cylinders 24 having a circular cross section are formed in the cylinder block 21. A piston 23 is provided in each cylinder 24 so as to reciprocate. The piston 23 is connected to the crankshaft via a connecting rod (not shown). The crankshaft is rotatably supported by the cylinder block 21. When the piston 23 reciprocates in the axial direction of the cylinder 24 in each cylinder 24, the connecting rod converts the reciprocating motion of the piston 23 into the rotational motion of the crankshaft.
シリンダヘッド２２は、ガスケット１８を挟んで、シリンダブロック２１上に載置されている。シリンダヘッド２２は、シリンダ２４、ピストン２３及びガスケット１８と共に、円形断面の燃焼室２０（燃焼反応の促進にマイクロ波を利用する対象空間）を区画する区画部材を構成している。燃焼室２０の直径は、例えば、電磁波放射装置１３が燃焼室２０へ放射するマイクロ波の波長の半分程度である。 The cylinder head 22 is placed on the cylinder block 21 with the gasket 18 interposed therebetween. The cylinder head 22, together with the cylinder 24, the piston 23, and the gasket 18, constitutes a partition member that partitions a combustion chamber 20 having a circular cross section (a target space using microwaves for promoting a combustion reaction). The diameter of the combustion chamber 20 is, for example, about half the wavelength of the microwave that the electromagnetic wave emission device 13 radiates to the combustion chamber 20.
シリンダヘッド２２には、各シリンダ２４に対して、点火装置１２の一部を構成する点火プラグ４０が１つずつ設けられている。図２に示すように、点火プラグ４０の先端部は、燃焼室２０の天井面５１（シリンダヘッド２２における燃焼室２０に露出する面）の中心部に位置している。点火プラグ４０の先端部の外周は、その軸方向から見て円形である。点火プラグ４０の先端部には、中心電極４０ａ及び接地電極４０ｂが設けられている。中心電極４０ａの先端と接地電極４０ｂの先端部との間には、放電ギャップが形成されている。 The cylinder head 22 is provided with one spark plug 40 that constitutes a part of the ignition device 12 for each cylinder 24. As shown in FIG. 2, the tip of the spark plug 40 is located at the center of the ceiling surface 51 of the combustion chamber 20 (the surface exposed to the combustion chamber 20 in the cylinder head 22). The outer periphery of the distal end portion of the spark plug 40 is circular as viewed from the axial direction. A center electrode 40 a and a ground electrode 40 b are provided at the tip of the spark plug 40. A discharge gap is formed between the tip of the center electrode 40a and the tip of the ground electrode 40b.
シリンダヘッド２２には、各シリンダ２４に対して、吸気ポート２５及び排気ポート２６が形成されている。吸気ポート２５には、吸気ポート２５の吸気側開口２５ａを開閉する吸気バルブ２７と、燃料を噴射するインジェクター２９とが設けられている。一方、排気ポート２６には、排気ポート２６の排気側開口２６ａを開閉する排気バルブ２８が設けられている。
−点火装置−An intake port 25 and an exhaust port 26 are formed in the cylinder head 22 for each cylinder 24. The intake port 25 is provided with an intake valve 27 that opens and closes an intake side opening 25a of the intake port 25, and an injector 29 that injects fuel. On the other hand, the exhaust port 26 is provided with an exhaust valve 28 for opening and closing the exhaust side opening 26 a of the exhaust port 26.
-Ignition device-
点火装置１２は、燃焼室２０毎に設けられている。図３に示すように、各点火装置１２は、高電圧パルスを出力する点火コイル１４と、点火コイル１４から出力された高電圧パルスが供給される点火プラグ４０とを備えている。 The ignition device 12 is provided for each combustion chamber 20. As shown in FIG. 3, each ignition device 12 includes an ignition coil 14 that outputs a high voltage pulse, and an ignition plug 40 that is supplied with the high voltage pulse output from the ignition coil 14.
点火コイル１４は、直流電源（図示省略）に接続されている。点火コイル１４は、制御装置３５から点火信号を受けると、直流電源から印加された電圧を昇圧し、昇圧後の高電圧パルスを点火プラグ４０の中心電極４０ａに出力する。点火プラグ４０では、高電圧パルスが中心電極４０ａに印加されると、放電ギャップにおいて絶縁破壊が生じてスパーク放電が生じる。スパーク放電の放電経路には、放電プラズマが生成される。中心電極４０ａには、高電圧パルスとしてマイナスの電圧が印加される。 The ignition coil 14 is connected to a DC power source (not shown). When the ignition coil 14 receives the ignition signal from the control device 35, the ignition coil 14 boosts the voltage applied from the DC power supply, and outputs the boosted high voltage pulse to the center electrode 40 a of the spark plug 40. In the spark plug 40, when a high voltage pulse is applied to the center electrode 40a, dielectric breakdown occurs in the discharge gap and spark discharge occurs. A discharge plasma is generated in the discharge path of the spark discharge. A negative voltage is applied to the center electrode 40a as a high voltage pulse.
なお、点火装置１２は、放電プラズマに電気エネルギーを供給して放電プラズマを拡大させるプラズマ拡大部を備えていてもよい。プラズマ拡大部は、例えば、放電プラズマに高周波（例えばマイクロ波）のエネルギーを供給することによりスパーク放電を拡大させる。プラズマ拡大部によれば、希薄な混合気に対して着火の安定性を向上させることができる。プラズマ拡大部として、電磁波放射装置１３を利用してもよい。
−電磁波放射装置−The ignition device 12 may include a plasma expansion unit that supplies electric energy to the discharge plasma to expand the discharge plasma. A plasma expansion part expands a spark discharge by supplying high frequency (for example, microwave) energy to discharge plasma, for example. According to the plasma expansion part, it is possible to improve the stability of ignition with respect to a lean air-fuel mixture. The electromagnetic wave emission device 13 may be used as the plasma expansion unit.
-Electromagnetic radiation device-
電磁波放射装置１３は、図３に示すように、電磁波発生装置３１と電磁波切替器３２と高周波放射用プラグ３４とを備えている。電磁波放射装置１３では、電磁波発生装置３１と電磁波切替器３２が１つずつ設けられ、燃焼室２０毎に高周波放射用プラグ３４が設けられている。 As shown in FIG. 3, the electromagnetic wave radiation device 13 includes an electromagnetic wave generator 31, an electromagnetic wave switch 32, and a high frequency radiation plug 34. In the electromagnetic wave radiation device 13, one electromagnetic wave generator 31 and one electromagnetic wave switch 32 are provided, and a high frequency radiation plug 34 is provided for each combustion chamber 20.
電磁波発生装置３１は、制御装置３５から電磁波駆動信号（パルス信号）を受けると、その電磁波駆動信号のパルス幅の時間に亘ってマイクロ波を連続的に出力する。電磁波発生装置３１では、半導体発振器がマイクロ波を生成する。なお、半導体発振器の代わりに、マグネトロン等の他の発振器を使用してもよい。 When receiving the electromagnetic wave drive signal (pulse signal) from the control device 35, the electromagnetic wave generator 31 continuously outputs the microwave over the time of the pulse width of the electromagnetic wave drive signal. In the electromagnetic wave generator 31, a semiconductor oscillator generates microwaves. In place of the semiconductor oscillator, another oscillator such as a magnetron may be used.
電磁波切替器３２は、１つの入力端子と、高周波放射用プラグ３４毎に設けられた複数の出力端子とを備えている。入力端子は、電磁波発生装置３１に電気的に接続されている。各出力端子は、対応する高周波放射用プラグ３４の入力端子に電気的に接続されている。電磁波切替器３２は、制御装置３５により制御されて、複数の高周波放射用プラグ３４の間で、電磁波発生装置３１から出力されたマイクロ波の供給先を順番に切り替える。 The electromagnetic wave switch 32 includes one input terminal and a plurality of output terminals provided for each high frequency radiation plug 34. The input terminal is electrically connected to the electromagnetic wave generator 31. Each output terminal is electrically connected to the input terminal of the corresponding high-frequency radiation plug 34. The electromagnetic wave switch 32 is controlled by the control device 35 and sequentially switches the supply destination of the microwaves output from the electromagnetic wave generator 31 between the plurality of high-frequency radiation plugs 34.
高周波放射用プラグ３４は、略円柱状に形成されている。高周波放射用プラグ３４は、内燃機関本体１１のうちシリンダヘッド２２に取り付けられている。高周波放射用プラグ３４は、図４に示すように、高周波伝送線路６０と放射アンテナ１６と柱状絶縁体３６とケーシング３７とを備えている。高周波伝送線路６０と放射アンテナ１６は、柱状絶縁体３６に設けられている。高周波伝送線路６０は、マイクロ波を伝送する線路である。放射アンテナ１６は、高周波伝送線路６０を介して供給されたマイクロ波を放射（輻射）するためのアンテナである。 The high frequency radiation plug 34 is formed in a substantially cylindrical shape. The high frequency radiation plug 34 is attached to the cylinder head 22 in the internal combustion engine body 11. As shown in FIG. 4, the high-frequency radiation plug 34 includes a high-frequency transmission line 60, the radiation antenna 16, a columnar insulator 36, and a casing 37. The high-frequency transmission line 60 and the radiation antenna 16 are provided on the columnar insulator 36. The high-frequency transmission line 60 is a line that transmits microwaves. The radiation antenna 16 is an antenna for radiating (radiating) the microwave supplied via the high-frequency transmission line 60.
柱状絶縁体３６は、例えばセラミックのような耐熱性が高い誘電体（電気絶縁体）により構成されている。柱状絶縁体３６は、例えば断面形状が正方形の角柱状に形成されている。柱状絶縁体３６は、１辺の長さが例えば１．５〜５ｍｍ（例えば３ｍｍ）である。 The columnar insulator 36 is made of a dielectric (electrical insulator) having high heat resistance such as ceramic. The columnar insulator 36 is formed in, for example, a prismatic shape having a square cross section. The columnar insulator 36 has a side length of, for example, 1.5 to 5 mm (for example, 3 mm).
柱状絶縁体３６の一端部には、放射アンテナ１６が設けられている。また、柱状絶縁体３６には、前記一端部から他端部に亘って、高周波伝送線路６０を構成する中心導体６１及び外側導体６２が設けられている。中心導体６１及び外側導体６２は、伝送用導体を構成している。柱状絶縁体３６では、放射アンテナ１６側の端面６５が柱状絶縁体３６の横断面に対して傾斜している。放射アンテナ側の端面６５は、放射アンテナ１６が沿って設けられ、放射アンテナ１６から放射されるマイクロ波のエネルギー量が最大の主放射面６５となる。 A radiation antenna 16 is provided at one end of the columnar insulator 36. Further, the columnar insulator 36 is provided with a center conductor 61 and an outer conductor 62 constituting the high-frequency transmission line 60 from the one end to the other end. The center conductor 61 and the outer conductor 62 constitute a transmission conductor. In the columnar insulator 36, the end surface 65 on the radiation antenna 16 side is inclined with respect to the cross section of the columnar insulator 36. The radiation antenna side end surface 65 is provided along the radiation antenna 16, and becomes the main radiation surface 65 with the maximum amount of microwave energy radiated from the radiation antenna 16.
具体的に、柱状絶縁体３６は、中心導体６１及び外側導体６２が設けられた角柱状の伝送部３８と、放射アンテナ１６が設けられた平板状の放射部３９とを備えている。伝送部３８と放射部３９は一体化されている。柱状絶縁体３６では、伝送部３８が大部分を占めている。柱状絶縁体３６では、一端部が放射部３９を構成し、残りが伝送部３８を構成している。 Specifically, the columnar insulator 36 includes a prismatic transmission section 38 provided with a central conductor 61 and an outer conductor 62, and a flat plate-shaped radiating section 39 provided with the radiation antenna 16. The transmission unit 38 and the radiation unit 39 are integrated. In the columnar insulator 36, the transmission unit 38 occupies most of the transmission. In the columnar insulator 36, one end portion constitutes a radiating portion 39 and the rest constitutes a transmission portion 38.
伝送部３８は、複数のシート状絶縁体（図示省略）を積層して一体化することにより角柱状に形成されている。伝送部３８には、上述したように、高周波伝送線路６０が設けられている。伝送部３８の出射端面８２は、伝送部３８の横断面に対して傾斜している。伝送部３８の出射端面８２は、放射部３９により覆われている。 The transmission unit 38 is formed in a prismatic shape by stacking and integrating a plurality of sheet-like insulators (not shown). As described above, the transmission unit 38 is provided with the high-frequency transmission line 60. The emission end face 82 of the transmission unit 38 is inclined with respect to the transverse section of the transmission unit 38. The emission end face 82 of the transmission unit 38 is covered with the radiation unit 39.
高周波伝送線路６０は、図４及び図５に示すように、中心導体６１及び外側導体６２を備えている。中心導体６１は、直線状の導体である。中心導体６１は、伝送部３８の全長に亘って、伝送部３８の軸心上に設けられている。一方、外側導体６２は、一対の導体パターン６２ａ，６２ｂの間を、等間隔に筒状導体（バイアホール）で接続することにより構成されている（図４及び図５において筒状導体の図示は省略している）。外側導体６２は、その一端だけが伝送部３８の入射端面８１に露出している。高周波伝送線路６０では、伝送部３８の入射端面８１から入力されたマイクロ波が、外側導体６２の外側へ漏れることなく伝送されて、傾斜面となっている伝送部３８の出射端面８２から出射される。 As shown in FIGS. 4 and 5, the high-frequency transmission line 60 includes a center conductor 61 and an outer conductor 62. The center conductor 61 is a linear conductor. The center conductor 61 is provided on the axis of the transmission unit 38 over the entire length of the transmission unit 38. On the other hand, the outer conductor 62 is configured by connecting a pair of conductor patterns 62a and 62b with a cylindrical conductor (via hole) at equal intervals (the cylindrical conductor is shown in FIGS. 4 and 5). Omitted). Only one end of the outer conductor 62 is exposed to the incident end face 81 of the transmission unit 38. In the high-frequency transmission line 60, the microwave input from the incident end surface 81 of the transmission unit 38 is transmitted without leaking to the outside of the outer conductor 62, and is emitted from the emission end surface 82 of the transmission unit 38 that is an inclined surface. The
放射部３９は、図４に示すように、断面視において平行四辺形の平板状に形成されている。放射部３９の片面には、導体パターンにより構成された放射アンテナ１６が積層されている。放射部３９は、放射アンテナ１６側が伝送部３８の出射端面８２に当接するように、その出射端面８２に一体化されている。放射アンテナ１６の全表面は、外部に露出しないように、放射部３９によって被覆されている。なお、放射部３９は、断面視において長方形の平板状に形成されていてもよい。 As shown in FIG. 4, the radiating portion 39 is formed in a parallelogram flat plate shape in a sectional view. On one side of the radiating portion 39, the radiating antenna 16 constituted by a conductor pattern is laminated. The radiation portion 39 is integrated with the emission end face 82 so that the radiation antenna 16 side contacts the emission end face 82 of the transmission section 38. The entire surface of the radiating antenna 16 is covered with a radiating portion 39 so as not to be exposed to the outside. In addition, the radiation | emission part 39 may be formed in the rectangular flat form in sectional view.
放射アンテナ１６は、図５に示すように、帯状に形成されて、伝送部３８の出射端面８２および主放射面６５に沿って曲がっている。放射アンテナ１６は、中心導体６１の軸心を中心に矩形状に旋回する螺旋状に形成されている。放射アンテナ１６の中心部は、中心導体６１の一端に当接している。 As shown in FIG. 5, the radiation antenna 16 is formed in a band shape and is bent along the emission end face 82 and the main radiation surface 65 of the transmission unit 38. The radiating antenna 16 is formed in a spiral shape that turns in a rectangular shape around the axis of the central conductor 61. The central portion of the radiating antenna 16 is in contact with one end of the central conductor 61.
ケーシング３７は、柱状絶縁体３６を収容する筒状の導体である。ケーシング３７は、断面視において外周形状が円形で内周形状が矩形の筒状に形成されている。断面視において、ケーシング３７の内周形状及び内周の辺長は、柱状絶縁体３６の外周形状及び外周の辺長と同じである。ケーシング３７には、先端において主放射面６５が露出して基端において伝送部３８の入射端面８１が露出するように、柱状絶縁体３６が嵌め込まれている。 The casing 37 is a cylindrical conductor that houses the columnar insulator 36. The casing 37 is formed in a cylindrical shape having a circular outer peripheral shape and a rectangular inner peripheral shape in cross-sectional view. In sectional view, the inner peripheral shape of the casing 37 and the inner peripheral side length are the same as the outer peripheral shape of the columnar insulator 36 and the outer peripheral side length. A columnar insulator 36 is fitted into the casing 37 such that the main radiation surface 65 is exposed at the distal end and the incident end surface 81 of the transmission unit 38 is exposed at the proximal end.
ケーシング３７の外径は、ケーシング３７の軸方向において１箇所で変化している。ケーシング３７の外周面には、１箇所だけ段差が形成されている。ケーシング３７では、主放射面６５が露出する先端側の外径が、入射端面８１がある基端側の外径よりも小さい。また、ケーシング３７の先端面の開口面は、柱状絶縁体３６の主放射面６５に合わせて傾斜している。ケーシング３７の先端側の外周面には、ネジ溝（図示省略）が形成されている。 The outer diameter of the casing 37 changes at one place in the axial direction of the casing 37. A step is formed on the outer peripheral surface of the casing 37 only at one location. In the casing 37, the outer diameter on the distal end side at which the main radiation surface 65 is exposed is smaller than the outer diameter on the proximal end side where the incident end surface 81 is present. Further, the opening surface of the front end surface of the casing 37 is inclined according to the main radiation surface 65 of the columnar insulator 36. A thread groove (not shown) is formed on the outer peripheral surface on the front end side of the casing 37.
シリンダヘッド２２には、外側から燃焼室２０まで貫通するように、高周波放射用プラグ３４の取付孔７５が形成されている。取付孔７５は、燃焼室２０の天井面５１の外周寄りの位置に開口するように形成されている。取付孔７５は、シリンダヘッド２２における吸気ポート２５の下側の領域において、ガスケット１８に当接する下面に傾斜して形成されている。取付孔７５の孔面には、ケーシング３７の先端側の外周面のネジ溝（図示省略）に螺合するネジ溝が形成されている。また、取付孔７５には、ケーシング３７の外周形状に合わせて段差が形成されている。 A mounting hole 75 for the high frequency radiation plug 34 is formed in the cylinder head 22 so as to penetrate from the outside to the combustion chamber 20. The attachment hole 75 is formed so as to open at a position near the outer periphery of the ceiling surface 51 of the combustion chamber 20. The mounting hole 75 is formed to be inclined on the lower surface in contact with the gasket 18 in a region below the intake port 25 in the cylinder head 22. On the hole surface of the mounting hole 75, a screw groove that is screwed into a screw groove (not shown) on the outer peripheral surface on the distal end side of the casing 37 is formed. Further, a step is formed in the mounting hole 75 according to the outer peripheral shape of the casing 37.
高周波放射用プラグ３４は、主放射面６５が燃焼室２０に露出するように、シリンダヘッド２２に取り付けられている。高周波放射用プラグ３４は、ケーシング３７の前記ネジ溝を取付孔７５の前記ネジ溝に螺合させることにより、取付孔７５に挿入される。ケーシング３７の前記ネジ溝及び取付孔７５の前記ネジ溝は、ケーシング３７の外周面の段差面が取付孔７５の段差面に当接する状態で、燃焼室２０の天井面５１（区画面）に主放射面６５が略面一となるように形成されている。これらのネジ溝は、区画面５１に主放射面６５が略面一となるようにケーシング３７を取付孔７５に取り付けることを支援する支援手段を構成している。 The high frequency radiation plug 34 is attached to the cylinder head 22 so that the main radiation surface 65 is exposed to the combustion chamber 20. The high-frequency radiation plug 34 is inserted into the attachment hole 75 by screwing the screw groove of the casing 37 into the screw groove of the attachment hole 75. The screw groove of the casing 37 and the screw groove of the mounting hole 75 are mainly formed on the ceiling surface 51 (section screen) of the combustion chamber 20 in a state where the stepped surface of the outer peripheral surface of the casing 37 is in contact with the stepped surface of the mounting hole 75. The radiation surface 65 is formed to be substantially flush. These thread grooves constitute support means for assisting in attaching the casing 37 to the attachment hole 75 so that the main radiation surface 65 is substantially flush with the section screen 51.
高周波放射用プラグ３４は、高周波伝送線路６０が同軸ケーブル（図示省略）を介して電磁波切替器３２の出力端子に接続されている。高周波放射用プラグ３４では、電磁波切替器３２からマイクロ波が入力されると、マイクロ波が高周波伝送線路６０の外側導体６２の内側を通過する。高周波伝送線路６０を通過したマイクロ波は、放射アンテナ１６から主放射面６５を通って燃焼室２０へ放射される。 The high frequency radiation plug 34 has a high frequency transmission line 60 connected to the output terminal of the electromagnetic wave switch 32 via a coaxial cable (not shown). In the high frequency radiation plug 34, when a microwave is input from the electromagnetic wave switch 32, the microwave passes inside the outer conductor 62 of the high frequency transmission line 60. The microwaves that have passed through the high-frequency transmission line 60 are radiated from the radiation antenna 16 through the main radiation surface 65 to the combustion chamber 20.
また、内燃機関本体１１では、燃焼室２０を区画する区画部材に、放射アンテナ１６から燃焼室２０へ放射されたマイクロ波に共振する複数の受信アンテナ５２が設けられている。各受信アンテナ５２は、円環状に形成されている。図１に示すように、受信アンテナ５２は、ピストン２３の頂部に２つ設けられている。各受信アンテナ５２は、ピストン２３の頂面に形成された絶縁層５６によりピストン２３から電気的に絶縁され、電気的にフローティングの状態で設けられている。
−制御装置の動作−Further, in the internal combustion engine body 11, a plurality of receiving antennas 52 that resonate with microwaves radiated from the radiation antenna 16 to the combustion chamber 20 are provided on the partition member that partitions the combustion chamber 20. Each receiving antenna 52 is formed in an annular shape. As shown in FIG. 1, two receiving antennas 52 are provided on the top of the piston 23. Each receiving antenna 52 is electrically insulated from the piston 23 by an insulating layer 56 formed on the top surface of the piston 23, and is provided in an electrically floating state.
-Control device operation-
制御装置３５の動作について説明する。制御装置３５は、各燃焼室２０に対して、１回の燃焼サイクルに、点火装置１２に混合気への点火を指示する第１動作と、混合気の着火後に電磁波放射装置１３にマイクロ波の放射を指示する第２動作とを行う。 The operation of the control device 35 will be described. The control device 35 performs a first operation for instructing the ignition device 12 to ignite the air-fuel mixture in one combustion cycle for each combustion chamber 20, and a microwave is applied to the electromagnetic wave emission device 13 after the ignition of the air-fuel mixture. A second operation for instructing radiation is performed.
具体的に、制御装置３５は、ピストン２３が圧縮上死点の手前に位置する点火タイミングに第１動作を行う。制御装置３５は、第１動作として点火信号を出力する。 Specifically, the control device 35 performs the first operation at the ignition timing at which the piston 23 is positioned before the compression top dead center. The control device 35 outputs an ignition signal as the first operation.
点火装置１２では、点火信号を受けると、上述したように、点火プラグ４０の放電ギャップにおいてスパーク放電が生じる。混合気は、スパーク放電により着火する。混合気が着火すると、燃焼室２０の中心部の着火位置からシリンダ２４の壁面へ向かって火炎が広がる。 When the ignition device 12 receives the ignition signal, spark discharge occurs in the discharge gap of the spark plug 40 as described above. The air-fuel mixture is ignited by spark discharge. When the air-fuel mixture is ignited, the flame spreads from the ignition position at the center of the combustion chamber 20 toward the wall surface of the cylinder 24.
制御装置３５は、混合気が着火した後に、例えば火炎伝播の後半期間の開始タイミングに第２動作を行う。制御装置３５は、第２動作として電磁波駆動信号を出力する。 After the air-fuel mixture has ignited, the control device 35 performs the second operation, for example, at the start timing of the second half period of flame propagation. The control device 35 outputs an electromagnetic wave drive signal as the second operation.
電磁波放射装置１３は、電磁波駆動信号を受けると、上述したように、放射アンテナ１６からマイクロ波の連続波（ＣＷ）を放射する。マイクロ波は、火炎伝播の後半期間に亘って放射される。なお、電磁波駆動信号の出力タイミング及びパルス幅は、２つの受信アンテナ５２が設けられた領域を火炎が通過する期間に亘ってマイクロ波が放射されるように設定すればよい。 When receiving the electromagnetic wave drive signal, the electromagnetic wave radiation device 13 radiates a microwave continuous wave (CW) from the radiation antenna 16 as described above. Microwaves are emitted over the second half of the flame propagation. Note that the output timing and pulse width of the electromagnetic wave drive signal may be set so that the microwave is emitted over a period in which the flame passes through the region where the two receiving antennas 52 are provided.
各受信アンテナ５２では、マイクロ波が共振する。２つの受信アンテナ５２の近傍では、火炎伝播の後半期間の間ずっと、燃焼室２０において相対的に電界強度が強い強電界領域が形成される。火炎の伝播速度は、その火炎が強電界領域を通過する際にマイクロ波のエネルギーを受けて増大する。 In each receiving antenna 52, the microwave resonates. In the vicinity of the two receiving antennas 52, a strong electric field region having a relatively strong electric field strength is formed in the combustion chamber 20 throughout the second half period of the flame propagation. The propagation speed of the flame is increased by receiving microwave energy when the flame passes through the strong electric field region.
なお、マイクロ波のエネルギーが大きい場合には、強電界領域においてマイクロ波プラズマが生成される。マイクロ波プラズマの生成領域では活性種（例えば、ＯＨラジカル）が生成される。強電界領域を通過する火炎の伝播速度は、活性種により増大する。
−実施形態の効果−When the microwave energy is large, microwave plasma is generated in the strong electric field region. Active species (for example, OH radicals) are generated in the microwave plasma generation region. The propagation speed of the flame passing through the strong electric field region is increased by the active species.
-Effect of the embodiment-
本実施形態では、柱状絶縁体３６における主放射面６５を柱状絶縁体３６の横断面に対して傾斜させることで、主放射面６５の面積を大きくしている。ここで、放射アンテナ１６から放射可能なエネルギー量を増大させるには、主放射面６５を正面から透視した場合の放射アンテナ１６の面積が大きい方が望ましい。本実施形態では、放射アンテナ１６が主放射面６５に沿って設けられている。そのため、主放射面６５の面積が大きいほど、放射アンテナ１６の面積を大きくすることが可能である。従って、放射アンテナ１６から放射可能な高周波のエネルギー量を増大させることができる In this embodiment, the area of the main radiation surface 65 is increased by inclining the main radiation surface 65 of the columnar insulator 36 with respect to the cross section of the columnar insulator 36. Here, in order to increase the amount of energy that can be radiated from the radiation antenna 16, it is desirable that the area of the radiation antenna 16 is large when the main radiation surface 65 is seen through from the front. In the present embodiment, the radiation antenna 16 is provided along the main radiation surface 65. Therefore, the area of the radiation antenna 16 can be increased as the area of the main radiation surface 65 is larger. Therefore, the amount of high frequency energy that can be radiated from the radiation antenna 16 can be increased.
本実施形態によれば、高周波放射用プラグ３４が燃焼室２０の天井面５１から突出していないので、高周波放射用プラグ３４の熱負荷を軽減することができる。また、高周波放射用プラグ３４の先端にピストン２３が衝突することを防止することができる。 According to this embodiment, since the high-frequency radiation plug 34 does not protrude from the ceiling surface 51 of the combustion chamber 20, the thermal load on the high-frequency radiation plug 34 can be reduced. Further, it is possible to prevent the piston 23 from colliding with the tip of the high frequency radiation plug 34.
本実施形態によれば、支援手段を設けているので、燃焼室２０の天井面５１に主放射面６５が略面一となるようにケーシング３７を取付孔７５へ容易に取り付けることができる。
−実施形態の変形例−According to this embodiment, since the support means is provided, the casing 37 can be easily attached to the attachment hole 75 such that the main radiation surface 65 is substantially flush with the ceiling surface 51 of the combustion chamber 20.
-Modification of the embodiment-
変形例では、図６に示すように、伝送部３８の出射端面８２が伝送部３８の横断面に平行になっており、放射部３９が、一端面に対して他端面６５（主放射面）が傾斜したブロック状に形成されている。放射部３９には、中心導体６１の一部が設けられている。
《その他の実施形態》
前記実施形態は、以下のように構成してもよい。In the modification, as shown in FIG. 6, the emission end face 82 of the transmission section 38 is parallel to the transverse section of the transmission section 38, and the radiation section 39 has the other end face 65 (main radiation plane) with respect to one end face. Is formed in an inclined block shape. A part of the central conductor 61 is provided in the radiating portion 39.
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The embodiment may be configured as follows.
前記実施形態では、放射アンテナ１６が矩形に旋回する螺旋状に形成されていたが、放射アンテナ１６が円形に旋回する螺旋状に形成されていてもよい。また、放射アンテナ１６は、主放射面６５を正面から透視した場合に、複数回に亘って往復するように折れ曲がった棒状のアンテナであってもよい。 In the embodiment, the radiating antenna 16 is formed in a spiral shape turning in a rectangular shape, but the radiating antenna 16 may be formed in a spiral shape turning in a circular shape. Further, the radiation antenna 16 may be a rod-shaped antenna that is bent so as to reciprocate a plurality of times when the main radiation surface 65 is seen through from the front.
また、前記実施形態において、放射アンテナ１６が放射部３９の外面上に積層されていてもよい。 In the embodiment, the radiation antenna 16 may be stacked on the outer surface of the radiation portion 39.
また、前記実施形態において、表面改質用のプラズマ生成装置に高周波放射用プラグ３４を使用してもよい。 In the embodiment, the high frequency radiation plug 34 may be used in the plasma generating apparatus for surface modification.
また、前記実施形態において、内燃機関１０の排気通路の浄化触媒（例えば、三元触媒）の高周波加熱に高周波放射用プラグ３４を使用してもよい。この場合、浄化触媒にマイクロ波の吸収体が設けられる。 In the above embodiment, the high frequency radiation plug 34 may be used for high frequency heating of the purification catalyst (for example, a three-way catalyst) in the exhaust passage of the internal combustion engine 10. In this case, the purification catalyst is provided with a microwave absorber.
また、前記実施形態では、中心導体６１が放射アンテナ１６に当接しているが、中心導体６１が放射アンテナ１６に容量結合されていてもよい。 In the embodiment, the center conductor 61 is in contact with the radiating antenna 16, but the center conductor 61 may be capacitively coupled to the radiating antenna 16.
また、前記実施形態において、高周波放射用プラグ３４を内燃機関本体１１に複数設けてもよい。 In the embodiment, a plurality of high-frequency radiation plugs 34 may be provided in the internal combustion engine body 11.
また、前記実施形態において、高周波伝送線路６０の外側導体６２を省略してもよい。その場合、高周波伝送線路６０では、中心導体６１の外周面とケーシング３７の内周面との間をマイクロ波が伝送される。 In the embodiment, the outer conductor 62 of the high-frequency transmission line 60 may be omitted. In that case, in the high-frequency transmission line 60, microwaves are transmitted between the outer peripheral surface of the center conductor 61 and the inner peripheral surface of the casing 37.
また、前記実施形態において、高周波伝送線路６０の中心導体６１を省略して、高周波伝送線路６０を誘電体が充填された導波管としてもよい。 In the embodiment, the central conductor 61 of the high-frequency transmission line 60 may be omitted, and the high-frequency transmission line 60 may be a waveguide filled with a dielectric.
また、前記実施形態において、内燃機関１０が他のタイプ（ディーゼルエンジン、エタノールエンジン、ガスタービン等）のものであってもよい。また、内燃機関１０が航空機のエンジンである場合にエンジンの失火時に、点火装置１２および電磁波放射装置１３を用いて、スパーク放電によるプラズマをマイクロ波により拡大したマイクロ波プラズマを生成して再着火を行ってもよい。 In the embodiment, the internal combustion engine 10 may be of another type (diesel engine, ethanol engine, gas turbine, etc.). Further, when the internal combustion engine 10 is an aircraft engine, when the engine misfires, the ignition device 12 and the electromagnetic wave radiation device 13 are used to generate a microwave plasma obtained by expanding the spark discharge plasma using a microwave, and reignition is performed. You may go.
以上説明したように、本発明は、一端側に放射アンテナが設けられた高周波放射用プラグ、及びその高周波放射用プラグを備えた内燃機関について有用である。 As described above, the present invention is useful for a high-frequency radiation plug provided with a radiation antenna on one end side and an internal combustion engine provided with the high-frequency radiation plug.
１６ 放射アンテナ
２２ シリンダヘッド（区画部材）
３６ 柱状絶縁体
６０ 高周波伝送線路
６６ シート状絶縁体
６１ 中心導体（伝送用導体）
６２ 外側導体（伝送用導体）
６５ 主放射面（放射アンテナ側の端面）16 Radiating antenna
22 Cylinder head (partition member)
36 Columnar insulator
60 High-frequency transmission line
66 Sheet insulator
61 Center conductor (Transmission conductor)
62 Outer conductor (Transmission conductor)
65 Main radiation surface (end surface on the radiation antenna side)
Claims (7)
前記高周波伝送線路を介して供給された高周波を放射するための放射アンテナと、
前記放射アンテナが一端部に設けられ、前記高周波伝送線路を構成する伝送用導体が前記一端部から他端部に亘って設けられた柱状絶縁体とを備え、
高周波を利用する対象空間に前記柱状絶縁体の放射アンテナ側が露出するように、前記対象空間を区画する区画部材に取り付けられる高周波放射用プラグであって、
前記柱状絶縁体では、前記放射アンテナ側の端面が該柱状絶縁体の横断面に対して傾斜し、
前記放射アンテナは、前記放射アンテナ側の端面に沿って曲がっている
ことを特徴とする高周波放射用プラグ。A high-frequency transmission line for transmitting high frequencies;
A radiation antenna for radiating a high frequency supplied via the high frequency transmission line;
The radiation antenna is provided at one end, and a transmission conductor constituting the high-frequency transmission line is provided with a columnar insulator provided from the one end to the other end,
A high-frequency radiation plug that is attached to a partition member that partitions the target space so that the radiation antenna side of the columnar insulator is exposed to the target space using high-frequency,
In the columnar insulator, an end surface on the radiation antenna side is inclined with respect to a cross section of the columnar insulator,
The high-frequency radiation plug is characterized in that the radiation antenna is bent along an end surface on the radiation antenna side.
前記柱状絶縁体は、前記伝送用導体が設けられた柱状の伝送部と、前記放射アンテナが設けられた放射部とを備え、
前記柱状絶縁体では、前記伝送部におけるマイクロ波の出射端面を前記放射部が覆うように前記伝送部と前記放射部とが一体化されている
ことを特徴とする高周波放射用プラグ。In claim 1,
The columnar insulator includes a columnar transmission portion provided with the transmission conductor and a radiation portion provided with the radiation antenna,
In the columnar insulator, the transmission section and the radiation section are integrated so that the radiation section covers the microwave emission end face of the transmission section.
前記伝送部では、前記出射端面が該伝送部の横断面に対して傾斜し、
前記放射部は、平板状に形成されている
ことを特徴とする高周波放射用プラグ。In claim 2,
In the transmission unit, the emission end face is inclined with respect to a cross section of the transmission unit,
The radiating portion is formed in a flat plate shape.
前記伝送部は、前記出射端面が該伝送部の横断面に対して平行に形成され、
前記放射部は、前記出射端面に当接する当接面に対して、該当接面に対向して前記対象空間に露出する露出面が傾斜したブロック状に形成されている
ことを特徴とする高周波放射用プラグ。In claim 2,
The transmission part is formed such that the emission end face is parallel to a cross section of the transmission part,
The radiation portion is formed in a block shape in which an exposed surface exposed to the target space is inclined so as to face the contact surface with respect to a contact surface that contacts the emission end surface. Plug.
前記放射アンテナは、前記放射アンテナ側の端面に沿って旋回する螺旋状に形成されている
ことを特徴とする高周波放射用プラグ。In any one of Claims 1-4,
The high-frequency radiation plug is characterized in that the radiation antenna is formed in a spiral shape turning along an end surface on the radiation antenna side.
燃焼室が形成されて、前記燃焼室が前記放射空間となるように前記高周波放射用プラグが取り付けられた内燃機関本体とを備え、
前記燃焼室を区画する区画面に前記放射アンテナ側の端面が略面一となるように、前記高周波放射用プラグが前記内燃機関本体に取り付けられている
ことを特徴とする内燃機関。A high-frequency radiation plug according to any one of claims 1 to 5,
A combustion chamber is formed, and an internal combustion engine main body to which the high-frequency radiation plug is attached so that the combustion chamber becomes the radiation space,
The internal combustion engine, wherein the high-frequency radiation plug is attached to the internal combustion engine main body so that an end surface on the radiation antenna side is substantially flush with a section screen defining the combustion chamber.
前記高周波放射用プラグは、前記柱状絶縁体を収容し、外周面にネジ溝が形成された筒状のケーシングを備え、
前記内燃機関本体には、前記ケーシングのネジ溝に螺合するネジ溝が孔面に形成された取付孔が、外側から前記燃焼室まで貫通するように形成され、
前記区画面に前記放射アンテナ側の端面が略面一となるように前記ケーシングを前記取付孔に取り付けることを支援する支援手段を備えている
ことを特徴とする内燃機関。
In claim 6,
The high-frequency radiation plug includes a cylindrical casing that houses the columnar insulator and has a thread groove formed on an outer peripheral surface thereof.
In the internal combustion engine body, a mounting hole in which a screw groove that is screwed into a screw groove of the casing is formed in the hole surface is formed so as to penetrate from the outside to the combustion chamber,
An internal combustion engine comprising support means for assisting in attaching the casing to the attachment hole so that an end face on the radiation antenna side is substantially flush with the section screen.
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|---|---|---|---|---|
| JPS58213120A (en) * | 1982-06-04 | 1983-12-12 | Hitachi Ltd | Glow plug |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58213120A (en) * | 1982-06-04 | 1983-12-12 | Hitachi Ltd | Glow plug |
| JP2000348858A (en) * | 1999-06-02 | 2000-12-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Microwave oven |
| JP2006286443A (en) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Microwave heating device |
| JP2009038026A (en) * | 2007-07-12 | 2009-02-19 | Imagineering Kk | Ignition plug and analyzing device |
| JP2009281188A (en) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Aet Inc | Igniter using together spark discharge ignition system and microwave plasma ignition system |
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