本発明者は、特許文献1に開示された内燃 機関における燃焼促進のメカニズムを推定し 、それについて一定の知見を得た。それは、 まず放電により小規模のプラズマが形成され 、これに一定時間マイクロ波を照射すると、 このマイクロ波パルスにより上記プラズマが 拡大成長し、これによって混合気中の水分か ら大量のOHラジカルやオゾンが短時間で生成� ��れ、これらによって空気と燃料との混合気� ��燃焼反応が促進されるというものである。� ��のプラズマによるOHラジカル及びオゾンの� �量生成から引き起こされる燃焼促進のメカ� �ズムは、特許文献2ないし4が開示するところ のイオンによる火炎伝播速度の増加という燃 焼促進メカニズムとは全く異なる。

 特許文献2の技術では、上記電界印加手段 は燃焼室に電界を印加するように配置された 伝導体部材を備えている。この伝導体部材は 、好ましくは約1.0mmの直径を有するニクロム� ��であり、これをシリンダブロックのシリン� ��ウォール内に挿入される環状絶縁体に設け� ��れた環状溝内に形成している。このように� ��許文献2ないし4の技術は、従来の内燃機関� �おいて主要な構造部材であるシリンダブロ� �クなどに大幅に手を加えなければならない� �そのため、これらの内燃機関は設計に要す� �工数が大きくなり、また既存の内燃機関と� �間で多くの部品の共通化を図ることができ� �い。

 本発明は、このような点に着目してなさ� ��たものであり、その目的とするところは、� ��来るだけ既存の内燃機関を利用して上記し� ��プラズマによるOHラジカル及びオゾンの大� �生成から引き起こされる燃焼促進のメカニ� �ムを容易に実現し、これによって当該内燃� �関の設計工数の最小化及び既存の内燃機関� �の多くの部品の共通化を実現することがで� �るバルブを用いたプラズマ装置を提供する� �とにある。

 本発明は、燃焼室に接続して吸気通路又は� ��気通路の一部を構成するようにシリンダヘ� ��ドに設けられた吸気ポート又は排気ポート� ��燃焼室側の開口を、吸気ポート又は排気ポ� ��トからシリンダヘッド外壁まで貫通するガ� ��ド孔にバルブステムが往復自在に嵌まった� ��気バルブ又は排気バルブにおける上記バル� ��ステムの先端に設けられたバルブヘッドに� ��り所定タイミングでもって開閉するように� ��た内燃機関に設けられるバルブを用いたプ� ��ズマ装置である。このバルブを用いたプラ� ��マ装置は、
 上記燃焼室に露出する電極を有して上記シ� ��ンダヘッドに設けられた放電装置と、
 上記バルブヘッドのバルブフェイスに設け� ��れたアンテナと、
 上記バルブステムに設けられ、一端が上記� ��ンテナに接続し、他端が絶縁体又は誘電体� ��覆われてバルブステムにおけるガイド孔に� ��る部位又はそれよりも上記バルブヘッドか� ��遠い部位にある受電部まで延びる電磁波伝� ��路と、
 この受電部に電磁波を供給する電磁波発生� ��置と、
 上記バルブヘッドが上記吸気ポート又は排� ��ポートの燃焼室側の開口を閉じた圧縮行程� ��放電装置の電極で放電させ、電磁波発生装� ��から電磁波伝送路を介して供給した電磁波� ��アンテナから放射するように構成している� ��

 内燃機関の作動時における圧縮行程に上� ��放電装置の電極で放電させ、電磁波発生装� ��から電磁波伝送路を介して供給した電磁波� ��アンテナから放射する。そうすると、電極� ��近傍に放電によりプラズマが形成され、こ� ��プラズマはアンテナから一定時間供給され� ��電磁波、つまり電磁波パルスからエネルギ� ��供給を受け、プラズマによるOHラジカル及� �オゾンの大量生成から燃焼が促進される。� �なわち、電極近傍の電子が加速され、上記� �ラズマの領域外へ飛び出す。この飛び出し� �電子は、上記プラズマの周辺領域にある空� �、燃料及び空気の混合気などのガスに衝突� �る。この衝突により周辺領域のガスが電離� �プラズマになる。新たにプラズマになった� �域内にも電子が存在する。この電子もまた� �磁波パルスにより加速され、周辺のガスと� �突する。このようなプラズマ内の電子の加� �、電子とガスとの衝突の連鎖により、周辺� �域では雪崩式にガスが電離し、浮遊電子が� �じる。この現象が放電プラズマの周辺領域� �順次波及し、周辺領域がプラズマ化される� �以上の動作により、プラズマの体積が増大� �る。この後、電磁波パルスの放射が終了す� �と、その時点でプラズマの存在する領域で� �、電離より再結合が優位になる。その結果� �電子密度が低下する。それに伴いプラズマ� �体積は減少に転じる。そして、電子の再結� �が完了すると、プラズマが消滅する。この� �に大量に形成されたプラズマにより混合気� �の水分などから大量に生成されたOHラジカル 、オゾンにより混合気の燃焼が促進される。

 その場合、既存の内燃機関に較べると主� ��な構造部材であるシリンダブロックなどを� ��のまま利用し、これらに吸気バルブ若しく� ��排気バルブ及びその周辺構造の改造を行い� ��もともと点火プラグが必須である内燃機関� ��別としてそうでない内燃機関にはシリンダ� ��ッドに放電装置を設ければよい。そのため� ��当該内燃機関の設計工数の最小化及び既存� ��内燃機関との多くの部品の共通化が実現さ� ��る。

 本発明のバルブを用いたプラズマ装置は、
 上記アンテナが、バルブフェイスにおいて� ��心を取り囲むようにほぼC字形に形成され、 このアンテナの一端が電磁波伝送路に接続し ていてもよい。

 このようにすれば、アンテナがバルブフ� ��イスにコンパクトに設けられる。

 本発明のバルブを用いたプラズマ装置は、
 上記受電部が上記バルブステム外面に露出� ��ており、
 上記シリンダヘッドに設けられ、少なくと� ��上記バルブヘッドが吸気ポート又は排気ポ� ��トの燃焼室側の開口を閉じたときに上記受� ��部に近接する誘電体よりなる誘電部材と、
 上記シリンダヘッドに設けられ、この誘電� ��材に対して上記バルブステムと反対側から� ��接する電気伝導体よりなる給電部材を備え� ��
 この給電部材に電磁波発生装置から電磁波� ��供給するように構成してもよい。

 このようにすれば、電磁波発生装置から� ��電磁波が、給電部材、誘電部材、及び受電� ��を介して非接触でもって電磁波伝送路へ伝� ��される。

 本発明のバルブを用いたプラズマ装置は、
 上記シリンダヘッドには吸気ポート又は排� ��ポートからシリンダヘッド外壁まで貫通す� ��バルブガイド装着孔が設けられ、このバル� ��ガイド装着孔に誘電体よりなる筒形のバル� ��ガイドが嵌まり、このバルブガイドの孔に� ��ってガイド孔が構成されており、
 このバルブガイドにおける、少なくとも上� ��バルブヘッドが吸気ポート又は排気ポート� ��燃焼室側の開口を閉じたときに上記受電部� ��近接する部位が誘電部材になっていてもよ� ��。

 このようにすれば、公知のバルブガイド� ��着構造を利用することで、電磁波発生装置� ��らの電磁波が非接触でもって電磁波伝送路� ��伝送される。

 本発明のバルブを用いたプラズマ装置は、
 上記アンテナに電磁波を供給したときにバ� ��ブヘッドのバルブフェイスの周囲に生じる� ��磁波の電界強度が大となった部位の近傍に� ��極が位置づけられていてもよい。

 このようにすれば、電極で放電により形� ��されたプラズマに、近くにあるアンテナか� ��の電磁波パルスが放射されるので、上記プ� ��ズマにエネルギが集中的に供給されてOHラ� �カル及びオゾンが効率よく大量に生成され� �。そのため、燃焼が一層促進される。

 E   内燃機関
 100 シリンダブロック
 110 シリンダ
 200 ピストン
 300 シリンダヘッド
 310 吸気ポート
 311 開口
 330 ガイド孔
 320 排気ポート
 321 開口
 340 ガイド孔
 350 バルブガイド装着孔
 360 バルブガイド
 400 燃焼室
 510 吸気バルブ
 511 バルブステム
 512 バルブヘッド
 520 排気バルブ
 521 バルブステム
 521a 基本部
 521b 外周部
 522 バルブヘッド
 522a 基本部
 522b バルブフェイス
 810 放電装置
 812 第1の電極
 813 第2の電極
 820 アンテナ
 830 電磁波伝送路
 840 電磁波発生装置
 850 誘電部材
 860 給電部材

 以下、本発明の実施の形態を説明する。� ��1は、本発明のバルブを用いたプラズマ装置 を備えた内燃機関Eの実施形態を示す。本発� �が対象とする内燃機関は往復動機関である� �、この実施形態の内燃機関Eは、4サイクルの ガソリン機関である。100はシリンダブロック であって、このシリンダブロック100には横断 面がほぼ円形のシリンダ110が貫通して設けら れ、このシリンダ110には、横断面がシリンダ 110に対応したほぼ円形の形状をしたピストン 200が往復自在に嵌っている。このシリンダブ ロック100の反クランクケース側には、シリン ダヘッド300が組み付けられており、このシリ ンダヘッド300と、ピストン200と、シリンダ110 とにより、燃焼室400を形成している。910は一 端がピストン200に連結され、他端が出力軸で あるクランクシャフト920に連結されたコネク ティングロッドである。シリンダヘッド300に は、一端が上記燃焼室400に接続し且つ他端が シリンダヘッド300の外壁に開口して吸気通路 の一部を構成する吸気ポート310と、一端が上 記燃焼室400に接続し且つ他端がシリンダヘッ ド300の外壁に開口して排気通路の一部を構成 する排気ポート320が設けられている。シリン ダヘッド300には、吸気ポート310からシリンダ ヘッド300の外壁まで貫通するガイド孔330が設 けられ、このガイド孔330に吸気バルブ510の棒 形のバルブステム511が往復自在に嵌まってお り、カムなどを有する動弁機構(図示省略)に� ��りバルブステム511の先端に設けられた傘形� ��バルブヘッド512によって吸気ポート310の燃� ��室側の開口311を所定タイミングでもって開� ��するように構成している。また、シリンダ� ��ッド300には、排気ポート320からシリンダヘ� ��ド300の外壁まで貫通するガイド孔340が設け� ��れ、このガイド孔340に排気バルブ520の棒形� ��バルブステム521が往復自在に嵌まっており� ��カムなどを有する動弁機構(図示省略)によ� �バルブステム521の先端に設けられた傘形の� �ルブヘッド522によって排気ポート320の燃焼� �側の開口321を所定タイミングでもって開閉� �るように構成している。810は一対の電極812� �813が燃焼室400に露出するようにシリンダヘ� �ド300に設けられた点火プラグであって、ピ� �トン200が上死点付近にあるときに電極で放� �するように構成されている。よって、ピス� �ン200が上死点と下死点との間を2往復する間� ��、燃焼室400において混合気の吸入、圧縮、� ��発、及び排気ガスの排気の4つの行程を行う ようにしている。しかし、この実施形態によ って本発明が対象とする内燃機関が限定解釈 されることはない。本発明は2サイクルの内� �機関、ディーゼル機関も対象にしている。� �象とするガソリン機関には、燃焼室に吸入� �た空気に燃焼室で燃料を噴射して混合気を� �成する直噴式ガソリン機関も含まれる。ま� �対象とするディーゼル機関には、燃焼室に� �料を噴射する直噴式ディーゼル機関も、副� �に燃料を噴射するようにした副室式ディー� �ル機関も含まれる。また、この実施形態の� �燃機関Eは4気筒であるが、これによって本発 明が対象とする内燃機関の気筒数が限定解釈 されることはない。また、この実施形態の内 燃機関は2本の吸気バルブ510と2本の排気バル� ��520を設けているが、これによって本発明が� ��象とする内燃機関の吸気バルブ又は排気バ� ��ブの本数が限定解釈されることはない。700� ��、シリンダブロック100とシリンダヘッド300� ��の間に装着されたガスケットである。

 上記点火プラグ810は、本発明のバルブを� ��いたプラズマ装置の放電装置810としても機� ��する。この放電装置810は、上記シリンダヘ� ��ド300に設けられている。この放電装置810は� ��燃焼室400を構成する壁に取り付けられてお� ��、燃焼室400の外側に配置された接続部811と� ��上記接続部811に電気的に接続された第1の電 極812と、シリンダヘッド300に接触して接地さ れた第2の電極813とを備えており、この第1の� ��極812と第2の電極813とが所定の隙間をあけて 対向し、いずれも上記燃焼室400に露出してい る。放電装置810は、放電用の電圧を発生させ る放電用電圧発生装置950に接続されている。 ここでは放電用電圧発生装置950は12Vの直流電 源及び点火コイルである。このシリンダヘッ ド300を接地し、接続部811を放電用電圧発生装 置950に接続し、シリンダへッド300と接続部811 との間に電圧を印加すると、第1の電極812と� �2の電極813との間で放電するようになってい� ��。このように一対の電極を設けずに、放電� ��置の電極と燃焼室を構成する壁、又はその� ��の接地部材との間で放電させるようにして� ��よい。内燃機関が例えばディーゼルエンジ� ��であるときは、本来、点火プラグを備えて� ��ないので、燃焼室に露出する電極を有して� ��記シリンダヘッドに設けられた放電装置を� ��たに設けることになる。その場合、放電装� ��としてここで説明したような点火プラグを� ��け、これを放電用電圧発生装置に接続して� ��よい。しかし、放電装置は、放電により規� ��の大小を問わずプラズマを形成できるもの� ��あればよいので、点火プラグでなくてもよ� ��、例えば圧電素子又はその他の装置であっ� ��もよい。

 図2ないし図4に示すように、上記排気バ� �ブ520のバルブヘッド522のバルブフェイス522b� ��は、アンテナ820が設けられている。バルブ� ��ェイス522bは、バルブヘッド522の面のうち排 気ポート320に面する背面とは反対側にある面 であり、バルブヘッド522によって排気ポート 320の燃焼室側の開口321を閉じたときに燃焼室 400に面することになる面である。このアンテ ナ820は金属により形成されている。このアン テナは電気伝導体、誘電体、絶縁体などのい ずれで形成してもよいが、アンテナと接地部 材との間に電磁波を供給したときにアンテナ から燃焼室400へ電磁波が良好に放射されなけ ればならない。このアンテナ820は棒形に形成 されて湾曲しており、バルブヘッド522のバル ブフェイス522bにおいて中心を取り囲むよう� �ほぼC字形に形成されており、燃焼室400へ電� ��波を放射するようになっている。すなわち� ��アンテナ820は、バルブヘッド522をバルブス� ��ム521が延びる方向に沿ってみたときに、バ� ��ブフェイス522bを取り囲むようにほぼC字形� �、つまり一部が欠落した環状形に形成され� �いる。バルブステム521におけるガイド孔340� �嵌る部位の内部は誘電体で形成されて基本� �521aを形成し、この基本部521aの外周側におけ るガイド孔340に嵌る部位が金属で形成されて 外周部521bとなっている。この外周部521bを金� ��で形成したのは耐摩擦性及び耐熱性の向上� ��ためであるが、他の材料で形成してもよい� ��また、バルブステム521においてガイド孔340� ��嵌る部位以外の部分まで誘電体で形成して� ��よい。さらに、バルブヘッド522において上� ��バルブステム521の基本部521aに連続する部位 は誘電体により形成されて基本部522aとなっ� �いる。そして、バルブヘッド522の燃焼室側� �なるバルブフェイス522bは金属で形成されて� ��る。バルブフェイス522bを金属で形成したの は耐熱性の向上のためであるが、他の材料で 形成してもよい。アンテナ820は、バルブヘッ ド522の基本部522aの背面に設けられている。� �こでは上記誘電体としてセラミックスを用� �ているが、他の誘電体又は絶縁体で形成し� �もよい。また、例えば、このアンテナ820の� �さを電磁波の4分の1波長に設定すると、アン テナ820に定在波が生じるので、アンテナ820の 先端付近で電磁波の電界強度が大になる。さ らに、例えば、アンテナ820の長さを電磁波の 4分の1波長の倍数に設定すると、アンテナ820� ��定在波が生じるため、アンテナ820の複数箇� ��で定在波の腹が生じて電磁波の電界強度が� ��になる。アンテナ820はバルブヘッド522のな� ��に埋まっていてもよい。さらに、上記アン� ��ナ820に電磁波を供給したときにバルブヘッ� ��522のバルブフェイス522bの周囲に生じる電磁 波の電界強度が大になる部位の近傍に上記第 1の電極812と第2の電極813とが位置づけられて� ��る。ここではアンテナ820の先端が第1の電極 812と第2の電極813とに接近するように配置さ� �ている。よって、アンテナ820と接地部材で� �るシリンダヘッド300との間に電磁波を供給� �ると、アンテナ820から燃焼室400へ電磁波を� �射するようになっている。そして、このア� �テナ820の一端が次に説明する電磁波伝送路83 0に接続している。この実施形態の場合、上� �アンテナ820は棒形のモノポールアンテナで� �り、そのなかでも湾曲したものであるが、� �発明のプラズマ装置のアンテナは、これに� �定されない。したがって、本発明のプラズ� �装置のアンテナは、例えば、ダイポールア� �テナ、八木・宇田アンテナ、単線給電アン� �ナ、ループアンテナ、位相差給電アンテナ� �接地アンテナ、非接地型垂直アンテナ、ビ� �ムアンテナ、水平偏波全方向性アンテナ、� �ーナーアンテナ、くし形アンテナ、若しく� �その他の線形アンテナ、マイクロストリッ� �アンテナ、板形逆Fアンテナ、若しくはその� ��の平面アンテナ、スロットアンテナ、パラ� ��ラアンテナ、ホーンアンテナ、ホーンリフ� ��クタアンテナ、カセグレンアンテナ、若し� ��はその他の立体アンテナ、ビバレージアン� ��ナ、若しくはその他の進行波アンテナ、ス� ��ー型EHアンテナ、ブリッジ型EHアンテナ、若 しくはその他のEHアンテナ、バーアンテナ、� ��小ループアンテナ、若しくはその他の磁界� ��ンテナ、又は誘電体アンテナであってもよ� ��。

 図3に示すように、上記排気バルブ520のバ ルブステム521には電磁波伝送路830が設けられ ている。この電磁波伝送路830は銅線により形 成されている。電磁波伝送路830は電気伝導体 、誘電体、絶縁体などのいずれで形成しても よいが、接地部材との間に電磁波を供給した ときにアンテナ820へ電磁波が良好に伝送され なければならない。電磁波伝送路の変形例の 一つとして、電気伝導体又は誘電体により形 成された導波管よりなる電磁波伝送路がある 。バルブステム521におけるガイド孔340に嵌る 部位には受電部521cが設けられている。この� �電部521cは電気伝導体、誘電体、絶縁体など� ��いずれで形成してもよい。ここでは受電部5 21cはバルブステム521の外周部に設けているが 、内部に設けてもよい。ただし、受電部521c� �形状及び材質は、後述のとおり給電部材860� �の結合方式により選ばれる。この受電部は� �ルブステムにおけるガイド孔に嵌る部位よ� �も上記バルブヘッドから遠い部位に設けて� �よい。この電磁波伝送路830は、一端が上記� �ンテナ820に接続し、他端が絶縁体又は誘電� �に覆われてバルブステム521におけるガイド� �340に嵌る部位にある受電部521cまで延びて当� ��受電部521cに接続している。ここでは電磁波 伝送路830はバルブステム521の基本部521aのな� �を延びているので、電磁波伝送路830の他端� �誘電体に覆われて受電部521cまで延びている� ��とになる。しかし、基本部が絶縁体により� ��成されたときは、電磁波伝送路の他端は絶� ��体に覆われて受電部まで延びていることに� ��る。よって、受電部521cとシリンダヘッド300 などの接地部材との間に電磁波を供給すると 、電磁波をアンテナ820に導くようになってい る。

 内燃機関E又はその周辺には、上記受電部 521cに電磁波を供給する電磁波発生装置840が� �けられている。この電磁波発生装置840は電� �波を発生するが、この実施形態の電磁波発� �装置840は、2.45GHz帯のマイクロ波を発生する� ��グネトロンである。しかし、これによって� ��発明のプラズマ装置の電磁波発生装置の構� ��は限定解釈されない。

 図2及び図3に示すように、上記受電部521c� ��上記排気バルブ520における上記バルブステ� ��521の外面に露出している。シリンダヘッド3 00には誘電部材850と給電部材860とが設けられ� ��いる。誘電部材850はセラミックにより形成� ��れ、少なくとも上記排気バルブ520における� ��記バルブヘッド522が排気ポート320の燃焼室� ��の開口321を閉じたときに上記受電部521cに近 接する。誘電部材は誘電体により形成されて おればよい。また、給電部材860は金属により 形成され、上記誘電部材850に対して上記排気 バルブ520におけるバルブステム521と反対側か ら近接する。給電部材860は電気伝導体より形 成されておればよい。誘電部材850を介した給 電部材860と受電部521cとの間での電磁波のや� �取りは、電界結合式(容量式)、磁界結合式(� �導式)のいずれの方式であってもよい。給電� ��材860と受電部521cとの形状及び材質は、その 方式に応じて選択すればよい。例えば電界結 合式を用いるならば、給電部材860と受電部521 cとには、対向する板状の電気伝導体を選択� �ればよい。または給電部材860と受電部521cと� ��それぞれ、電磁波発生装置840の発生する電� ��波に対し所定の利得を有する電界アンテナ� ��選択すればよい。磁界結合式を用いるなら� ��、給電部材860と受電部521cとには、コイル状 の電気伝導体を選択すればよい。または給電 部材860と受電部521cとにそれぞれ、電磁波発� �装置840の発生する電磁波に対し所定の利得� �有する磁界アンテナを選択すればよい。そ� �て、この給電部材860に上記電磁波発生装置84 0の出力信号が入れられていて、電磁波発生� �置840から電磁波を供給するようになってい� �。

 図2に示すように、上記シリンダヘッド300 には排気ポート320からシリンダヘッド300の外 壁まで貫通するバルブガイド装着孔350が設け られ、このバルブガイド装着孔350にセラミッ クスよりなる筒形のバルブガイド360が嵌まり 、このバルブガイド360の孔によってガイド孔 340が構成されている。バルブガイドは誘電体 であればよい。そして、このバルブガイド360 における、少なくとも上記排気バルブ520にお けるバルブヘッド522が排気ポート320の燃焼室 側の開口321を閉じたときに上記受電部521cに� �接する部位が誘電部材850になっている。

 そして、このプラズマ装置は、上記バル� ��ヘッド522が上記排気ポート320の燃焼室側の� ��口321を閉じた圧縮行程に放電装置810の第1の 電極812と第2の電極813とで放電させ、電磁波� �生装置840から電磁波伝送路830を介して供給� �た電磁波をアンテナ820から放射するように� �成している。シリンダブロック100、又はシ� �ンダヘッド300は接地されており、放電用電� �発生装置950及び電磁波発生装置840の接地端� �は接地されている。そして、放電用電圧発� �装置950及び電磁波発生装置840の作動は制御� �置880により制御される。制御装置880はCPU、� �モリ、記憶装置などを備えており、入力信� �を演算処理して制御用信号を出力する。こ� �制御装置880にはクランクシャフト920のクラ� �ク角を検出するクランク角検出装置890の信� �線が接続され、このクランク角検出装置890� �ら制御装置880へクランクシャフト920のクラ� �ク角の検出信号が送られてくる。よって、� �御装置880はクランク角検出装置890からの信� �を受け、放電装置810及び電磁波発生装置840� �作動を制御する。しかし、これによって本� �明のプラズマ装置の制御方法及び信号入出� �の構成は限定解釈されない。

 従って、内燃機関Eの作動時における圧縮 行程に上記放電装置810の第1の電極812と第2の� ��極813とで放電させ、電磁波発生装置840から� ��磁波伝送路830を介して供給した電磁波をア� ��テナ820から放射する。そうすると、第1の電 極812及び第2の電極813の近傍に放電によりプ� �ズマが形成され、このプラズマはアンテナ82 0から一定時間供給された電磁波、つまり電� �波パルスからエネルギの供給を受けたプラ� �マにより大量に生成されたOHラジカル及びオ ゾンにより燃焼が促進される。すなわち、第 1の電極812及び第2の電極813の近傍の電子が加� ��され、上記プラズマの領域外へ飛び出す。� ��の飛び出した電子は、上記プラズマの周辺� ��域にある空気、燃料及び空気の混合気など� ��ガスに衝突する。この衝突により周辺領域� ��ガスが電離しプラズマになる。新たにプラ� ��マになった領域内にも電子が存在する。こ� ��電子もまた電磁波パルスにより加速され、� ��辺のガスと衝突する。このようなプラズマ� ��の電子の加速、電子とガスとの衝突の連鎖� ��より、周辺領域では雪崩式にガスが電離し� ��浮遊電子が生じる。この現象が放電プラズ� ��の周辺領域に順次波及し、周辺領域がプラ� ��マ化される。以上の動作により、プラズマ� ��体積が増大する。この後、電磁波パルスの� ��射が終了すると、その時点でプラズマの存� ��する領域では、電離より再結合が優位にな� ��。その結果、電子密度が低下する。それに� ��いプラズマの体積は減少に転じる。そして� ��電子の再結合が完了すると、プラズマが消� ��する。この間に大量に形成されたプラズマ� ��より混合気中の水分などから大量に生成さ� ��たOHラジカル、オゾンにより混合気の燃焼� �促進される。

 その場合、既存の内燃機関に較べると主� ��な構造部材であるシリンダブロック100など� ��そのまま利用し、これらに排気バルブ520及� ��その周辺構造の改造を行い、この実施形態� ��ようにもともと点火プラグ810が必須である� ��燃機関Eは別としてそうでない内燃機関には シリンダヘッドに放電装置を設ければよい。 そのため、当該内燃機関Eの設計工数の最小� �及び既存の内燃機関との多くの部品の共通� �が実現される。

 本発明のバルブを用いたプラズマ装置は� ��アンテナの形状又は構造を限定しない。そ� ��ような種々の実施形態のなかで、第1実施形 態のプラズマ装置は、上記アンテナ820を、排 気バルブ520のバルブフェイス522bにおいて中� �を取り囲むようにほぼC字形に形成し、この� ��ンテナ820の一端を電磁波伝送路830に接続し� ��。このようにすれば、アンテナ820をバルブ� ��ェイス522bにコンパクトに設けられる。

 本発明のバルブを用いたプラズマ装置は� ��電磁波発生装置から電磁波伝送路へ電磁波� ��伝送するための構造を限定しない。そのよ� ��な種々の実施形態のなかで、第1実施形態の プラズマ装置は、上記受電部521cが上記排気� �ルブ520のバルブステム521の外面に露出して� �り、上記シリンダヘッド300に設けられ、少� �くとも上記排気バルブ520のバルブヘッド522� �排気ポート320の燃焼室側の開口321を閉じた� �きに上記受電部521cに近接する誘電体よりな� ��誘電部材850と、上記シリンダヘッド300に設� ��られ、この誘電部材850に対して上記バルブ� ��テム521と反対側から近接する電気伝導体よ� ��なる給電部材860を備え、この給電部材860に� ��磁波発生装置840から電磁波を供給するよう� ��構成した。このようにすれば、電磁波発生� ��置840からの電磁波が、給電部材860、誘電部� ��850、及び受電部521cを介して非接触でもって 電磁波伝送路830へ伝送される。

 本発明のバルブを用いたプラズマ装置は� ��ガイド孔付近の構造を限定しない。そのよ� ��な種々の実施形態のなかで、第1実施形態の プラズマ装置は、上記シリンダヘッド300に排 気ポート320からシリンダヘッド300の外壁まで 貫通するバルブガイド装着孔350を設け、この バルブガイド装着孔350に誘電体よりなる筒形 のバルブガイド360を嵌め、このバルブガイド 360の孔によってガイド孔340を構成し、このバ ルブガイド360における、少なくとも上記バル ブヘッド522が排気ポート320の燃焼室側の開口 321を閉じたときに上記受電部521cに近接する� �位を誘電部材とした。このようにすれば、� �知のバルブガイド装着構造を利用すること� �、電磁波発生装置840からの電磁波が非接触� �もって電磁波伝送路830へ伝送される。

 本発明のバルブを用いたプラズマ装置は� ��アンテナと電極との位置関係を限定しない� ��そのような種々の実施形態のなかで、第1実 施形態のバルブを用いたプラズマ装置は、上 記アンテナ820に電磁波を供給したときにバル ブヘッド522のバルブフェイス522bの周囲に生� �る電磁波の電界強度が大になる部位の近傍� �第1の電極812及び第2の電極813を位置づけた。 このようにすれば、第1の電極812及び第2の電� ��813で放電により形成されたプラズマに、近� ��にあるアンテナ820からの電磁波パルスが放� ��されるので、上記プラズマにエネルギが集� ��的に供給されてOHラジカル及びオゾンが効� �よく大量に生成される。そのため、燃焼が� �層促進される。

 次に、本発明のバルブを用いたプラズマ� ��置の第2実施形態を説明する。この第2実施� �態のプラズマ装置は、排気バルブ520の構成� �みが第1実施形態のプラズマ装置と異なって� ��る。第1実施形態のプラズマ装置の排気バル ブ520では、バルブステム521におけるガイド孔 340に嵌る部位の内部を基本部521aとして誘電� �又は絶縁体で形成し、この基本部521aの外周� ��におけるガイド孔340に嵌る部位を外周部521b として金属で形成した。これに対し、図5に� �すように、第2実施形態のプラズマ装置の排� ��バルブ520では、基本部521aも外周部521bも一� �的に構成し、これを誘電体又は絶縁体で形� �した。このようにすれば、バルブステム521� �直径が同じであれば誘電体又は絶縁体が占� �る容積が大きくなる。そのため、第1実施形� ��と第2実施形態とで電磁波伝送路830のインピ ーダンスを同レベルに設定する場合、第2実� �形態の電磁波伝送路830の断面積を大きく設� �することができるので、電磁波伝送路830の� �送効率が上がる。その他の作用及び効果は� �1実施形態のプラズマ装置の場合と同様であ� ��。

 本発明のバルブを用いたプラズマ装置では� ��一対の電極、又は電極及びこれと対をなす� ��地部材は、誘電体により被覆されていても� ��い。この場合、電極間又は電極と設置部材� ��間に印加された電圧によって、誘電体バリ� ��放電が行われる。誘電体バリア放電では、� ��極又は接地部材を覆う誘電体表面に電荷が� ��積され放電が制限されるため、放電はごく� ��時間に且つごく小規模に行われる。放電が� ��期間で終了するため周辺部の熱化が起こら� ��い。すなわち電極間での放電によるガスの� ��度上昇が低減する。ガスの温度上昇の低減� ��、内燃機関でのNO _X の発生量低減に資する。

 以上で説明した実施形態では、排気バル� ��を用いてプラズマ装置を構成した。すなわ� ��、これらのプラズマ装置は、排気バルブ520� ��バルブヘッド522のバルブフェイス522bにアン テナ820を設け、排気バルブ520のバルブステム 521に電磁波伝送路830を設け、排気バルブ520の バルブステム521に設けた受電部521cに電磁波� �供給する電磁波発生装置840を設け、上記排� �バルブ520のバルブヘッド522が上記排気ポー� �320の燃焼室側の開口321を閉じた圧縮行程に� �電装置810の電極で放電させ、電磁波発生装� �840から電磁波伝送路830を介して供給した電� �波をアンテナ820から放射するように構成し� �。しかし、本発明は、吸気バルブを用いて� �ラズマ装置を構成した実施形態を含んでい� �。すなわち、吸気バルブを用いたプラズマ� �置は、吸気バルブのバルブヘッドのバルブ� �ェイスにアンテナを設け、吸気バルブのバ� �ブステムに電磁波伝送路を設け、吸気バル� �のバルブステムに設けた受電部に電磁波を� �給する電磁波発生装置を設け、上記吸気バ� �ブのバルブヘッドが上記吸気ポートの燃焼� �側の開口を閉じた圧縮行程に放電装置の電� �で放電させ、電磁波発生装置から電磁波伝� �路を介して供給した電磁波をアンテナから� �射するように構成する。この場合、吸気バ� �ブ、アンテナ、電磁波伝送路、受電部、電� �波発生装置、放電装置、その電極などの構� �は排気バルブを用いたプラズマ装置におけ� �排気バルブなどと同様に構成する。そして� �吸気バルブを用いたプラズマ装置により得� �れる作用及び効果は上述した各実施形態に� �り得られる作用及び効果と同様である。そ� �て、上記アンテナを、バルブフェイスにお� �て中心を取り囲むようにほぼC字形に形成し� ��このアンテナの一端を電磁波伝送路に接続� ��たときに得られる作用及び効果は上述した� ��実施形態により得られる作用及び効果と同� ��である。また、上記受電部が上記バルブス� ��ム外面に露出しており、上記シリンダヘッ� ��に設けられ、少なくとも上記バルブヘッド� ��吸気ポートの燃焼室側の開口を閉じたとき� ��上記受電部に近接する誘電体よりなる誘電� ��材と、上記シリンダヘッドに設けられ、こ� ��誘電部材に対して上記バルブステムと反対� ��から近接する電気伝導体よりなる給電部材� ��備え、この給電部材に電磁波発生装置から� ��磁波を供給するように構成したときに得ら� ��る作用及び効果は上述した各実施形態によ� ��得られる作用及び効果と同様である。さら� ��、上記シリンダヘッドに吸気ポートからシ� ��ンダヘッド外壁まで貫通するバルブガイド� ��着孔が設けられ、このバルブガイド装着孔� ��誘電体よりなる筒形のバルブガイドが嵌ま� ��、このバルブガイドの孔によってガイド孔� ��構成されており、このバルブガイドにおけ� ��、少なくとも上記バルブヘッドが吸気ポー� ��の燃焼室側の開口を閉じたときに上記受電� ��に近接する部位が誘電部材になっていると� ��に得られる作用及び効果は上述した各実施� ��態により得られる作用及び効果と同様であ� ��。また、上記アンテナに電磁波を供給した� ��きにアンテナに生じる電磁波の電界強度が� ��となった部位の近傍に電極が位置づけられ� ��いるときに得られる作用及び効果は上述し� ��各実施形態により得られる作用及び効果と� ��様である。

 本発明は、以上の実施形態の特徴を組み� ��わせた実施形態を含んでいる。また、以上� ��実施形態は本発明のバルブを用いたプラズ� ��装置のいくつかの例を示したに過ぎない。� ��たがって、これらの実施形態の記載によっ� ��本発明のバルブを用いたプラズマ装置が限� ��解釈されることはない。