特許 6086445 アンテナ構造体、高周波放射用プラグ及び内燃機関

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6086445

(24)【登録日】2017年2月10日

(45)【発行日】2017年3月1日

(54)【発明の名称】アンテナ構造体、高周波放射用プラグ及び内燃機関

(51)【国際特許分類】

   H01P 11/00 20060101AFI20170220BHJP

   H05B 6/72 20060101ALI20170220BHJP

   F02P 23/04 20060101ALI20170220BHJP

【ＦＩ】

   H01P11/00 103

   H05B6/72 C

   F02P23/04 B

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-532692(P2013-532692)

(86)(22)【出願日】2012年9月10日

(86)【国際出願番号】JP2012073106

(87)【国際公開番号】WO2013035882

(87)【国際公開日】20130314

【審査請求日】2015年9月8日

(31)【優先権主張番号】特願2011-197765(P2011-197765)

(32)【優先日】2011年9月11日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】504293528

【氏名又は名称】イマジニアリング株式会社

(72)【発明者】

【氏名】池田 裕二

【審査官】 佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００８−５３０９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１９７０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８１１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０３２２６２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第2010／043545（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第04267481（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭52−009733（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｐ １５／０２

Ｆ０２Ｐ １５／０８

Ｆ０２Ｐ ２３／０４

Ｈ０１Ｐ １１／００

Ｈ０１Ｔ １３／２０

Ｈ０５Ｂ ６／７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のシート状絶縁体を積層して一体化することにより角柱状に構成され、内部に高周波伝送用の導体が埋設された柱状の高周波伝送線路と、
前記高周波伝送線路において高周波が出射される出射端面を被覆するように積層された被覆絶縁体と、
前記被覆絶縁体が露出する空間に、前記出射端面から入力された高周波が放射されるように、前記出射端面と前記被覆絶縁体との間、又は前記被覆絶縁体の内部に埋設された放射アンテナとを備え、
前記高周波伝送用の導体は、入射端面側のみ外部に露出する対となる外側導体と該外側導体に挟まれ、両端面で外部に露出する中心導体とからなり、
前記放射アンテナは、放射アンテナの入力側が、前記出射端面における中心導体に当接し、中心導体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
ことを特徴とするアンテナ構造体。

【請求項2】

請求項１に記載のアンテナ構造体において、
前記被覆絶縁体は、シート状に形成されている
ことを特徴とするアンテナ構造体。

【請求項3】

請求項１乃至２の何れか１つに記載のアンテナ構造体と、
筒状の導体により構成され、一端に前記放射アンテナが設けられると共に、該放射アンテナから他端側に延びる前記高周波伝送線路を収容するケーシングとを備えている
ことを特徴とする高周波放射用プラグ。

【請求項4】

請求項３に記載の高周波放射用プラグと、
燃焼室が形成されて、前記燃焼室に高周波を放射可能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ている
ことを特徴とする内燃機関。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高周波を放射するための放射アンテナが誘電体により被覆されたアンテナ構造体、そのアンテナ構造体を備えた高周波放射用プラグ、その高周波放射用プラグを備えた内燃機関、及びアンテナ構造体の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、高周波を放射するための放射アンテナが誘電体により被覆されたアンテナ構造体が知られている。例えば特許文献１には、この種のアンテナ構造体が設けられた内燃機関が開示されている。

【0003】

特許文献１に記載の内燃機関では、シリンダヘッドに電磁波供給路が埋設され、その電磁波供給路の燃焼室側の端面が放射アンテナとなっている。放射アンテナは、誘電体により被覆されている。

【0004】

また、従来から、複数のシート状絶縁体を積層して一体化することにより構成された積層構造の高周波伝送線路が知られている。例えば特許文献２には、この種の高周波伝送線路が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−９６１２８号公報

【特許文献2】特開平１０−１９０３１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、この種の積層構造の高周波伝送線路に対して放射アンテナを一体化したアンテナ構造体では、高周波伝送用の導体に加えて放射アンテナ用の導体を設けたシート状絶縁体を積層することで、高周波伝送線路と放射アンテナを一体化することが考えられる。従来の高周波伝送線路の積層技術を用いるのであれば、積層する前のシート状絶縁体に、放射アンテナ用の導体として導体パターンが設けられる。

【0007】

この場合、アンテナ構造体を放射アンテナ側から透視した場合に、シート状絶縁体の間の導体パターンの側面（厚さ面）が放射アンテナの主放射面となる。そのため、アンテナ構造体を放射アンテナ側から透視した場合の放射アンテナの面積（以下、「透視アンテナ面積」という。）がそれほど大きくならず、高周波の放射エネルギー量を増大させることが困難である。

【0008】

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、積層構造の高周波伝送線路に対して放射アンテナを一体化したアンテナ構造体において、高周波の放射エネルギー量を増大させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

第１の発明は、複数のシート状絶縁体を積層して一体化することにより構成され、内部に高周波伝送用の導体が埋設された柱状の高周波伝送線路と、前記高周波伝送線路において高周波が出射される出射端面を被覆するように積層された被覆絶縁体と、前記被覆絶縁体が露出する空間に、前記出射端面から入力された高周波が放射されるように、前記出射端面と前記被覆絶縁体との間、又は前記被覆絶縁体の内部に埋設された放射アンテナとを備えているアンテナ構造体である。

【0010】

第１の発明では、複数のシート状絶縁体が積層された積層構造の高周波伝送線路の出射端面と被覆絶縁体との間、又は被覆絶縁体の内部に放射アンテナが埋設されている。放射アンテナは、被覆絶縁体により被覆されている。第１の発明では、高周波伝送線路の積層方向とは異なる方向に被覆絶縁体を積層することで、高周波伝送線路を構成するシート状絶縁体の間とは異なる場所に放射アンテナを設けることが可能になるので、高周波伝送線路の出射端面と被覆絶縁体との間、又は被覆絶縁体の内部に放射アンテナを設けている。

【0011】

第２の発明は、第１の発明において、前記高周波伝送線路では、前記高周波伝送用の導体が前記出射端面から露出し、前記放射アンテナの入力側は、前記出射端面における前記高周波伝送用の導体に当接している。

【0012】

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記被覆絶縁体が、シート状に形成されている。

【0013】

第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明のアンテナ構造体と、筒状の導体により構成され、一端に前記放射アンテナが設けられると共に、該放射アンテナから他端側に延びる前記高周波伝送線路を収容するケーシングとを備えている高周波放射用プラグである。

【0014】

第５の発明は、第４の発明の高周波放射用プラグと、燃焼室が形成されて、前記燃焼室に高周波を放射可能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ている内燃機関である。

【0015】

第６の発明は、内部に高周波伝送用の導体が埋設された高周波伝送線路と、前記高周波伝送線路から供給された高周波を放射するための放射アンテナとが一体化されたアンテナ構造体の製造方法であって、セラミック粉末とバインダーとを含有するスラリー溶液から作成した複数のシート状成形体を積層して、前記高周波伝送用の導体が埋設された柱状の一次積層体を作成する第１積層ステップと、前記スラリー溶液から作成した被覆用成形体を前記一次積層体の端面に積層して、前記端面と前記被覆用成形体との間、又は前記被覆用成形体の内部に前記放射アンテナが埋設された二次積層体を作成する第２積層ステップと、前記二次積層体を焼成する焼成ステップとを備えている。

【0016】

第７の発明は、内部に高周波伝送用の導体が埋設された高周波伝送線路と、前記高周波伝送線路から供給された高周波を放射するための放射アンテナとが一体化されたアンテナ構造体の製造方法であって、セラミック粉末とバインダーとを含有するスラリー溶液から作成した複数のシート状成形体を積層して焼成することにより、前記高周波伝送用の導体が埋設された柱状の高周波伝送線路を作成する作成ステップと、前記放射アンテナが埋設されるように、前記作成ステップで作成した高周波伝送線路の端面をセラミック焼成体により被覆する被覆ステップとを備えている。

【発明の効果】

【0017】

本発明では、高周波伝送線路の積層方向とは異なる方向に被覆絶縁体を積層することで、高周波伝送線路を構成するシート状絶縁体の間とは異なる場所に放射アンテナを設けることが可能になるので、高周波伝送線路の出射端面と被覆絶縁体との間、又は被覆絶縁体の内部に放射アンテナを設けている。このように放射アンテナを設ける場合は、高周波伝送線路を構成するシート状絶縁体の間に放射アンテナを設ける場合に比べて、アンテナ構造体を放射アンテナ側から透視した場合の放射アンテナの寸法が制約されにくい。従って、透視アンテナ面積を大きくすることができるので、高周波の放射エネルギー量を増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態に係る内燃機関の縦断面図である。

【図2】実施形態に係る内燃機関の燃焼室の天井面の正面図である。

【図3】実施形態に係る点火装置および電磁波放射装置のブロック図である。

【図4】実施形態に係る高周波放射用プラグの縦断面図である。

【図5】実施形態に係るセラミック構造体の放射アンテナ側の斜視図である。

【図6】実施形態に係る第１積層ステップを説明するための図面である。

【図7】実施形態に係る第２積層ステップを説明するための図面である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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。

【0020】

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−

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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では、燃焼室２０に露出する先端部が、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。

【0024】

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−

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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−

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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、図４に示すように、セラミック６３（電気絶縁体）に導体６１，６２が埋設されたセラミック構造体３６と、そのセラミック構造体３６を収容するケーシング３７とを備えている。

【0032】

セラミック構造体３６は、角柱状に形成されている。セラミック構造体３６の断面形状は、その長さ方向に亘って一様である。セラミック構造体３６の断面形状は、例えば正方形である。セラミック構造体３６は、どの断面においても一辺の長さが等しく、１辺の長さが例えば１．５〜５ｍｍ（例えば３ｍｍ）である。セラミック構造体３６は、高周波伝送線路６０と放射アンテナ１６と被覆絶縁体９０とを備えたアンテナ構造体を構成している。

【0033】

高周波伝送線路６０は、図５に示すように、複数のシート状絶縁体６６を積層して一体化することにより構成されている。高周波伝送線路６０のセラミック６３には、高周波伝送用の導体として、中心導体６１及び外側導体６２が埋設されている。中心導体６１は、直線状の導体である。中心導体６１は、高周波伝送線路６０の全長に亘って、セラミック構造体３６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、その一端だけがセラミック構造体３６の端面に露出している。高周波放射用プラグ３４では、外側導体６２が露出する高周波伝送線路６０の一端面（入射端面）にマイクロ波の入力端子が設けられている。高周波伝送線路６０では、入力端子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放射アンテナ１６へ伝送される。

【0034】

放射アンテナ１６は、図５に示すように、セラミック構造体３６の内部を高周波伝送線路６０の出射端面８０に沿って延び、出射端面８０から入力されたマイクロ波が放射される。放射アンテナ１６は、高周波伝送線路６０の出射端面８０と矩形シート状の被覆絶縁体９０とに挟まれている。放射アンテナ１６は、棒状に形成されて、高周波伝送線路６０の出射端面８０に沿って曲がっている。具体的に、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は、高周波伝送線路６０の出射端面８０に積層して固定された被覆絶縁体９０により被覆されている。放射アンテナ１６は、高周波伝送線路６０と被覆絶縁体９０を一体化することで、セラミック構造体３６に埋設されている。放射アンテナ１６の全表面は、セラミック６３により被覆されている。放射アンテナ１６の中心部１６ａは、中心導体６１の一端に当接している。

【0035】

セラミック構造体３６では、図４に示すように、一方の端面６５と側面の一部が燃焼室２０に露出する露出面となる。これらの露出面のうち、放射アンテナ１６から放射されたマイクロ波の大部分が燃焼室２０に放射されるセラミック構造体３６の端面６５が、主放射面６５を構成している。主放射面６５は、正面から透視した場合における放射アンテナ１６の面積が露出面の中で最大となる面である。

【0036】

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、セラミック構造体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、一端において主放射面６５が露出して他端において高周波伝送線路６０の入射端面が露出するように、セラミック構造体３６が嵌め込まれている。ケーシング３７の一端からは、セラミック構造体３６の主放射面６５側が突出している。

【0037】

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、前記入力端面がある基端側の外径よりも小さい。

【0038】

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、シリンダヘッド２２の取付孔に螺合されている。高周波放射用プラグ３４は、高周波伝送線路６０の入力端子が同軸ケーブル（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、高周波伝送線路６０の入力端子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。

【0039】

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。
−セラミック構造体の製造方法−

【0040】

図６及び図７を用いてセラミック構造体３６の製造方法を説明する。

【0041】

まず、第１ステップで、セラミック粉末とバインダーを混合してスラリーを作成する。そして、このスラリーをドクターブレード法等により成形して、シート状の成形体６６，９０（グリーンシート）を作成する。グリーンシート６６，９０は、高周波伝送線路６０用に複数枚設け、放射アンテナ１６用に１枚設けられる。

【0042】

次に、第２ステップで、高周波伝送線路６０用の伝送用グリーンシート６６に、高周波伝送用の導体として、導体層６１，６２ａ，６２ｂ及び筒状導体（バイヤホール）を設ける。また、放射アンテナ１６用のアンテナ用グリーンシート９０に、放射アンテナ１６用の導体として、螺旋状の導体層１６を設ける。導体層１６，６１，６２ａ，６２ｂは、メタライズインクを印刷塗布することにより形成する。

【0043】

次に、第３ステップで、複数の伝送用グリーンシート６６を積層密着させた角柱状の一次積層体１０５を作成する。第３ステップは第１積層ステップを構成する。

【0044】

次に、第４ステップで、一次積層体１０５のうち高周波伝送線路６０の出射端面８０となる箇所に、アンテナ用グリーンシート９０を積層密着させて二次積層体１０６を作成する。第４ステップは第２積層ステップを構成する。

【0045】

次に、第５ステップで、二次積層体１０６を所定の温度で焼成し、伝送用のグリーンシート６６及びアンテナ用グリーンシート９０を一体化する。これにより、セラミック構造体３６が完成する。アンテナ用グリーンシート９０は被覆絶縁体９０となる。第５ステップは焼成ステップを構成している。

【0046】

なお、実施形態では、アンテナ用グリーンシート９０に放射アンテナ１６用の導体となる導体層１６を形成したが、一次積層体１０５の端面に放射アンテナ１６用の導体となる導体層１６を印刷形成し、その上から、導体層がないアンテナ用グリーンシート９０を積層密着させて二次積層体１０６を作成してもよい。
−制御装置の動作−

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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−

【0054】

本実施形態では、高周波伝送線路６０の積層方向とは異なる方向に被覆絶縁体９０を積層することで、高周波伝送線路６０を構成するシート状絶縁体６６の間とは異なる場所に放射アンテナ１６を設けることが可能になるので、高周波伝送線路６０の出射端面８０と被覆絶縁体９０との間、又は被覆絶縁体９０の内部に放射アンテナ１６を設けている。このように放射アンテナ１６を設ける場合は、高周波伝送線路を構成するシート状絶縁体の間に放射アンテナを設ける場合に比べて、アンテナ構造体を放射アンテナ１６側から透視した場合の放射アンテナ１６の寸法が制約されにくい。従って、透視アンテナ面積を大きくすることができるので、マイクロ波の放射エネルギー量を増大させることができる。そして、放射アンテナ１６の大きさに対してマイクロ波のエネルギーが大きい場合における反射波のエネルギー量が低減される。
−実施形態の変形例−

【0055】

変形例では、セラミック構造体３６の製造方法が実施形態とは異なる。なお、第１ステップ及び第２ステップは同じであるため説明は省略する。

【0056】

第３ステップでは、複数の伝送用グリーンシート６６を積層密着して焼成することにより、高周波伝送用の導体として、導体層６１，６２ａ，６２ｂ及び筒状導体（バイヤホール）が埋設された角柱状の高周波伝送線路６０を作成する。第３ステップは作成ステップを構成する。次に、第４ステップで、アンテナ用グリーンシート９０を焼成して板状のセラミック焼成体を作成する。

【0057】

次に、第５ステップで、放射アンテナ１６が埋設されるように、作成ステップで作成した高周波伝送線路６０の端面を第４ステップのセラミック焼成体により被覆し、接着剤で固定する。第５ステップは被覆ステップを構成している。
《その他の実施形態》

【0058】

前記実施形態は、以下のように構成してもよい。

【0059】

前記実施形態において、一枚のグリーンシートに、高周波伝送用の導体及び放射アンテナ１６用の導体を別々の領域に設け、これらの領域の境界でグリーンシートを折り曲げることにより、伝送用グリーンシート６６と被覆用グリーンシート６７を構成してもよい。

【0060】

また、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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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を導波管としてもよい。

【0065】

また、上記実施形態において、被覆絶縁体９０を複数枚のシート状絶縁体により構成してもよく、その場合にシート状絶縁体の間に放射アンテナ１６を埋設してもよい。また、その場合に、被覆絶縁体９０における放射アンテナ１６よりも高周波伝送線路６０側のシート状絶縁体に放射アンテナ１６と中心導体６１とを電気的に接続するための導体を埋設してもよい。

【0066】

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。

【産業上の利用可能性】

【0067】

以上説明したように、本発明は、高周波を放射するための放射アンテナが誘電体により被覆されたアンテナ構造体、そのアンテナ構造体を備えた高周波放射用プラグ、その高周波放射用プラグを備えた内燃機関、及びアンテナ構造体の製造方法について有用である。

【符号の説明】

【0068】

１６ 放射アンテナ
３６ セラミック構造体（アンテナ構造体）
６０ 高周波伝送線路
６６ シート状絶縁体
６１ 中心導体（高周波伝送用の導体）
６２ 外側導体（高周波伝送用の導体）
８０ 出射端面
９０ 被覆絶縁体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】