(57)【要約】【課題】時間の経過にかかわらず、エンジンの出力を大きくすることができるようにする。【解決手段】エンジン１１の燃焼室１２と、空気を取り込み、燃焼室１２に供給する空気取込部と、取り込まれた空気にプラスイオン及びマイナスイオンを注入するイオン発生器３１とを有する。この場合、取り込まれた空気にプラスイオン及びマイナスイオンが注入されるので、時間が経過しても、イオンが飽和するのを抑制することができ、燃料を燃焼性の高い性質に変化させることができ、燃料を完全燃焼させて発生する熱量を多くし、エンジン１１の出力を大きくすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）エンジンの燃焼室と、
（ｂ）空気を取り込み、前記燃焼室に供給する空気取込部と、
（ｃ）取り込まれた空気にプラスイオン及びマイナスイオンを注入するイオン発生器とを有することを特徴とする車両用イオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用イオン発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両においては、燃料としてガソリンが使用され、エンジン（内燃機関）においてガソリンと空気との混合気を燃焼させることによって動力を発生させるようにしている。
【０００３】
そして、エンジンに空気を供給するためのインテークマニホルドにイオン発生器を配設し、空気にイオンを注入することによって、空気を活性化し、エンジンの出力を大きくするようにした車両用イオン発生装置が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２８２９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の車両用イオン発生装置においては、時間が経過するのに伴って、イオンが飽和し、イオンの数が少なくなってしまう。その結果、空気を活性化するのが困難になるとともに、エンジンの出力を大きくするのが困難になってしまう。
【０００５】
本発明は、前記従来の車両用イオン発生装置の問題点を解決して、時間の経過にかかわらず、エンジンの出力を大きくすることができる車両用イオン発生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】
【０００６】
そのために、本発明の車両用イオン発生装置においては、エンジンの燃焼室と、空気を取り込み、前記燃焼室に供給する空気取込部と、取り込まれた空気にプラスイオン及びマイナスイオンを注入するイオン発生器とを有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車両用イオン発生装置においては、エンジンの燃焼室と、空気を取り込み、前記燃焼室に供給する空気取込部と、取り込まれた空気にプラスイオン及びマイナスイオンを注入するイオン発生器とを有する。
【０００８】
この場合、取り込まれた空気にプラスイオン及びマイナスイオンが注入されるので、時間が経過しても、イオンが飽和するのを抑制することができ、燃料を燃焼性の高い性質に変化させることができ、燃料を完全燃焼させて発生する熱量を多くし、エンジンの出力を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の第１の実施の形態における車両の駆動部を示す概念図である。
【００１１】
図において、１１はエンジン、１２は燃焼室、１３は取り込んだ空気を複数の燃焼室１２（図においては１つの燃焼室１２を示す。）に供給するためのインテークマニホルド、１４はガソリンと空気との混合気の燃焼に伴って発生した排ガスを燃焼室１２から排出するためのイグゾーストマニホルド、１５は、前記インテークマニホルド１３に接続され、大気中の空気を取り込み、エアフィルタ１６によって浄化し、浄化された空気をインテークマニホルド１３に供給する空気取込部としてのエアクリーナである。また、１７はピストン、１８はピストンロッドである。
【００１２】
前記インテークマニホルド１３と燃焼室１２との間には、空気を燃焼室１２に選択的に供給するために開閉させられるインテークバルブ２１が、イグゾーストマニホルド１４と燃焼室１２との間には、排ガスをイグゾーストマニホルド１４に選択的に排出するために開閉させられるイグゾーストバルブ２２が配設される。また、前記インテークマニホルド１３におけるインテークバルブ２１の近傍に、燃料としてのガソリンを供給するためのインジェクタ部２４が接続される。
【００１３】
エアクリーナ１５を介して供給された空気とインジェクタ部２４を介して供給されたガソリンとが混合領域ＡＲ１で混合されて前記混合気が形成され、該混合気は、インテークバルブ２１を介して燃焼室１２に供給され、該燃焼室１２内で燃焼させられる。その結果、ピストン１７が往復動させられ、ピストンロッド１８の先に連結された図示されないクランクシャフトを介してエンジン１１の出力軸を回転させることができる。燃焼に伴って発生させられた排ガスは、燃焼室１２からイグゾーストバルブ２２を介してイグゾーストマニホルド１４に排出される。
【００１４】
ところで、ガソリンは、炭素及び水素が結合したものであり、その結合の仕方によって性質が異なり、例えば、完全燃焼するもの、及び不完全燃焼するものがあり、不完全燃焼するものをそのまま使用するとノッキングを発生させてしまう。なお、ノッキングが発生するのを防止する性質をアンチノック性といい、これをオクタン価で表すようになっている。該オクタン価が高いほどアンチノック性が高い。
【００１５】
前記オクタン価は、イソオクタン及びノルマルヘプタンを混合した試料と比較することによって測定される。イソオクタンを１００〔％〕含む場合、オクタン価を１００とし、ノルマルヘプタンを１００〔％〕含む場合、オクタン価を０とする。
【００１６】
ところで、一般に、オクタン価の高いガソリンは、炭素及び水素が枝分かれした構造、又は環状構造を有しており、オクタン価の低いガソリンは、直鎖状構造を有する。
【００１７】
そこで、該直鎖状構造を、炭素及び水素が枝分かれした構造又は環状構造に変化させるために、ニッケル、白金、パラジウム等の触媒の表面に水素ガスを吸着させ、水素−水素結合を活性化させるようにしている。これによって、炭素結合に水素が付加される。例えば、二重構造を有するアルケンに触媒によって水素を付加すると、一重構造のアルカンに変化する。
【００１８】
【化１】
2006207553.tif 000003
このように、ガソリンを燃焼性の高い性質に変化させるためには、プラスイオンである水素イオンを空気に注入することが有効である。
【００１９】
ところで、ガソリンを燃焼させるためには酸素が必要である。また、ガソリンの燃焼は、酸化反応及び発熱反応があり、反応式をモデル化すると、
ＣA ＨB Ｘ＋Ｏ2 →ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ＋Ｘ
になる。
【００２０】
また、イソオクタンＣ8 Ｈ18の燃焼式は、
２Ｃ8 Ｈ18＋２５Ｏ2 →１６ＣＯ2 ＋１８Ｈ2 Ｏ＋熱
になる。そして、空気及びガソリンの割合、すなわち、空燃比によって完全燃焼したり、不完全燃焼したりする。したがって、空燃比が重要な要件になる。例えば、１〔ｇ〕のガソリンを燃焼させるために必要な空気は約１５．２〔ｇ〕であるので、理論上、空燃比は１５．２になる（実際には、空燃比は１２．５程度にされる。）。
【００２１】
前記エンジンの出力はガソリンを燃焼させたときに発生する熱量に依存するので、ガソリンを完全燃焼させると、発生する熱量が多くなり、出力を大きくすることができる。このように、ガソリンを完全燃焼させるために、マイナスイオンである酸素イオンを空気に注入することが有効である。
【００２２】
ところで、プラスイオン及びマイナスイオンのうちの一方だけを空気に注入すると、時間が経過するのに伴って、注入されたイオンが飽和し、イオンの数が少なくなってしまう。その結果、空気を活性化するのが困難になるとともに、エンジンの出力を大きくするのが困難になってしまう。
【００２３】
そこで、本実施の形態においては、前記混合領域ＡＲ１より上流側において、空気にプラスイオン及びマイナスイオンを空気に注入するようにしている。
【００２４】
そのために、前記混合領域ＡＲ１より上流側にイオン注入領域ＡＲ２が設定され、該イオン注入領域ＡＲ２に第１、第２のイオン電極２５、２６が配設される。
【００２５】
次に、車両用イオン発生装置について説明する。
【００２６】
図２は本発明の第１の実施の形態における車両用イオン発生装置のブロック図、図３は本発明の第１の実施の形態におけるプラスイオン発生回路を示す図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるマイナスイオン発生回路を示す図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるイオン発生パターンを示す第１の図、図６は本発明の第１の実施の形態におけるイオンの発生状態を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態におけるイオン発生パターンを示す第２の図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるイオン発生パターンを示す第３の図である。
【００２７】
図２において、３１はエンジンルーム内に配設されたイオン発生器、３２は車室内に配設された室内コントローラであり、前記イオン発生器３１に前記第１、第２のイオン電極２５、２６が接続される。前記イオン発生器３１は、電源回路３３、モード切替回路３４、第１のイオン発生回路としてのプラスイオン発生回路ＣＲ１、及び第２のイオン発生回路としてのマイナスイオン発生回路ＣＲ２を備える。
【００２８】
室内コントローラ３２は、複数のモードｉ（ｉ＝１、２、…）を選択するための操作部ｋｉ（ｉ＝１、２、…、）を備え、操作者である運転者が所定の操作部を操作すると、選択されたモードを表すモード信号がラインＬ０を介してイオン発生器３１に送られる。
【００２９】
前記電源回路３３はラインＬ１、Ｌ２を介して供給された、例えば、１２〔Ｖ〕、２４〔Ｖ〕等の直流電圧を一定の直流電圧、例えば、５〔Ｖ〕、１２〔Ｖ〕等に変換し、ラインＬ３を介してモード切替回路３４に印加する。モード切替回路３４は室内コントローラ３２から送られたモード信号を受け、ラインＬ４、Ｌ５を介して電圧ｖｐ、ｖｍをそれぞれプラスイオン発生回路ＣＲ１及びマイナスイオン発生回路ＣＲ２に印加する。なお、Ｌ６、Ｌ７は接地用のライン、Ｌ８、Ｌ９は第１、第２のイオン電極２５、２６に接続され、プラスイオン発生回路ＣＲ１及びマイナスイオン発生回路ＣＲ２によって発生させられた高電圧を出力するラインである。
【００３０】
次に、プラスイオン発生回路ＣＲ１及びマイナスイオン発生回路ＣＲ２について説明する。
【００３１】
プラスイオン発生回路ＣＲ１は、図３に示されるように、端子ｔ１〜ｔ３を備え、端子ｔ１はラインＬ４と、端子ｔ２はラインＬ６と、端子ｔ３はラインＬ８を介して第１のイオン電極２５と接続され、前記端子ｔ１、ｔ２と端子ｔ３との間にトランスＴ１が配設される。
【００３２】
そして、該トランスＴ１の一次側において、端子ｔ１、ｔ２間にトランジスタＴＲ１及び巻線ｍ２が直列に接続され、トランジスタＴＲ１及び巻線ｍ２と並列にコンデンサＣ１が接続され、高周波発振回路が形成される。また、トランジスタＴＲ１のコレクタとベースとの間に、抵抗Ｒ１及び巻線ｍ１が直列に接続される。
【００３３】
そして、前記トランスＴ１の二次側において、巻線ｍ３とコンデンサＣ２及びダイオードＤ１とが直列に接続され、ダイオードＤ１に対してコンデンサＣ３及びダイオードＤ２が並列に接続され、ダイオードＤ２に対してコンデンサＣ４及びダイオードＤ３が並列に接続され、ダイオードＤ３に対してコンデンサＣ５及びダイオードＤ４が並列に接続され、コンデンサＣ５とダイオードＤ４との間に端子ｔ３が接続され、倍電圧整流回路が形成される。
【００３４】
したがって、トランスＴ１の一次側において、コンデンサＣ１の充放電に伴ってトランジスタＴＲ１がスイッチングされると、高周波発振回路が高周波発振を行い、トランスＴ１の二次側において、倍電圧整流回路によって高周波の電圧が高くされ、端子ｔ３に高周波の高電圧が発生させられる。その結果、第１のイオン電極２５にプラスイオンが発生させられる。
【００３５】
同様に、マイナスイオン発生回路ＣＲ２は、図４に示されるように、端子ｔ１１〜ｔ１３を備え、端子ｔ１１はラインＬ５と、端子ｔ１２はラインＬ７と、端子ｔ１３はラインＬ９を介して第２のイオン電極２６と接続され、前記端子ｔ１１、ｔ１２と端子ｔ１３との間にトランスＴ１１が配設される。
【００３６】
そして、該トランスＴ１１の一次側において、端子ｔ１１、ｔ１２間にトランジスタＴＲ１１及び巻線ｍ１２が直列に接続され、トランジスタＴＲ１１及び巻線ｍ１２と並列にコンデンサＣ１１が接続され、高周波発振回路が形成される。また、前記トランジスタＴＲ１１のコレクタとベースとの間に、抵抗Ｒ１１及び巻線ｍ１１が直列に接続される。
【００３７】
そして、前記トランスＴ１１の二次側において、巻線ｍ１３とコンデンサＣ１２及びダイオードＤ１１とが直列に接続され、ダイオードＤ１１に対してコンデンサＣ１３及びダイオードＤ１２が並列に接続され、ダイオードＤ１２に対してコンデンサＣ１４及びダイオードＤ１３が並列に接続され、ダイオードＤ１３に対してコンデンサＣ１５及びダイオードＤ１４が並列に接続され、コンデンサＣ１５とダイオードＤ１４との間に端子ｔ１３が接続され、倍電圧整流回路が形成される。
【００３８】
したがって、トランスＴ１１の一次側において、コンデンサＣ１１の充放電に伴ってトランジスタＴＲ１１がスイッチングされると、高周波発振回路が高周波発振を行い、トランスＴ１１の二次側において、倍電圧整流回路によって高周波の電圧が高くされ、端子ｔ１３に高周波の高電圧が発生させられる。その結果、第２のイオン電極２６にマイナスイオンが発生させられる。
【００３９】
なお、前記プラスイオン発生回路ＣＲ１及びマイナスイオン発生回路ＣＲ２において、巻線ｍ１〜ｍ３と巻線ｍ１１〜ｍ１３とは巻方向が逆にされ、各ダイオードＤ１〜Ｄ４とダイオードＤ１１〜Ｄ１４とは接続方向が逆にされる。
【００４０】
このように、イオン注入領域ＡＲ２（図１）において、第１、第２のイオン電極２５、２６にプラスイオン及びマイナスイオンが発生させられ、空気にプラスイオン及びマイナスイオンが注入され、その結果、混合領域ＡＲ１で実質的に混合気に注入されるので、空気を活性化することができる。そして、プラスイオンによって、ガソリンを燃焼性の高い性質に変化させることができ、マイナスイオンによって、ガソリンを完全燃焼させ、発生する熱量を多くし、エンジン１１の出力を大きくすることができる。
【００４１】
ところで、例えば、運転者が所定の操作部ｋ１（図２）を操作してモード１を選択すると、モード切替回路３４は、モード信号に従って図５に示されるような電圧ｖｐ、ｖｍを発生させ、プラスイオン発生回路ＣＲ１及びマイナスイオン発生回路ＣＲ２に印加する。
【００４２】
この場合、図５及び６に示されるように、まず、電圧ｖｐが印加され、プラスイオン発生回路ＣＲ１によってプラスイオンが発生させられると、時間が経過するのに伴って、プラスイオンの数が減少し、飽和するが、所定のタイミングで電圧ｖｍが印加され、マイナスイオン発生回路ＣＲ２によって一時的にマイナスイオンが発生させられると、プラスイオンの飽和が阻止され、プラスイオンの数が多くなる。
【００４３】
したがって、モード１においては、空気に主としてプラスイオンが注入されるので、ガソリンを燃焼性の高い性質に変化させることができる。
【００４４】
一方、図５とは反対に、まず、電圧ｖｍが印加され、所定のタイミングで電圧ｖｐが印加される場合には、主としてマイナスイオンが空気に注入されるので、ガソリンを完全燃焼させ、発生する熱量を多くし、エンジン１１の出力を大きくすることができる。
【００４５】
なお、他のモードを選択することによって、図７に示されるように、電圧ｖｐ、ｖｍを所定の時間ずつ交互に印加したり、図８に示されるように、電圧ｖｐ、ｖｍを同時に、かつ、常時印加したりすることができる。
【００４６】
このように、本実施の形態においては、空気にプラスイオン及びマイナスイオンが注入されるので、時間が経過しても、イオンが飽和するのを抑制することができる。したがって、イオンの数が少なくなることがないので、ガソリンを燃焼性の高い性質に変化させることができ、ガソリンを完全燃焼させ、発生する熱量を多くし、エンジン１１の出力を大きくすることができる。その結果、燃費を良くすることができる。
【００４７】
本実施の形態においては、エアクリーナ１５からインテークマニホルド１３を通過した空気は、分流させられた後、各燃焼室１２に送られるようになっていて、分流させられる前の空気にプラスイオン及びマイナスイオンが注入されるようになっているが、分流させられた後の空気にプラスイオン及びマイナスイオンを注入することもできる。その場合、空気を一層容易に活性化することができ、エンジン１１の出力を一層大きくすることができる。
【００４８】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００４９】
図９は本発明の第２の実施の形態における車両の駆動部を示す概念図、図１０は本発明の第２の実施の形態における車両の駆動部の要部を示す斜視部である。
【００５０】
この場合、空気取込部としてのエアクリーナ１５とインテークマニホルド１３との接続口５１にそれぞれ一対の第１、第２のイオン電極２５、２６が配設される。前記接続口５１は円形の形状を有し、接続口５１の周縁に沿って、前記第１、第２のイオン電極２５、２６が先端を時計回りに傾斜させて配設される。
【００５１】
したがって、エアクリーナ１５からインテークマニホルド１３内に進入する空気にプラスイオン及びマイナスイオンが注入され、プラスイオン及びマイナスイオンが注入された空気はインテークマニホルド１３内を渦巻き状に送られる。その結果、空気が攪拌（かくはん）されるので、空気を一層容易に活性化することができ、エンジン１１の出力を一層大きくすることができる。
【００５２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施の形態における車両の駆動部を示す概念図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における車両用イオン発生装置のブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるプラスイオン発生回路を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるマイナスイオン発生回路を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるイオン発生パターンを示す第１の図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるイオンの発生状態を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるイオン発生パターンを示す第２の図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるイオン発生パターンを示す第３の図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における車両の駆動部を示す概念図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における車両の駆動部の要部を示す斜視部である。
【符号の説明】
【００５４】
１１    エンジン
１２    燃焼室
１５    エアクリーナ
３１    イオン発生器
【図１】
2006207553.tif 000004
【図２】
2006207553.tif 000005
【図３】
2006207553.tif 000006
【図４】
2006207553.tif 000007
【図５】
2006207553.tif 000008
【図６】
2006207553.tif 000009
【図７】
2006207553.tif 000010
【図８】
2006207553.tif 000011
【図９】
2006207553.tif 000012
【図１０】
2006207553.tif 000013