(57)【要約】【課題】尿素の析出にともなう噴孔の目詰まりを低減し、尿素水の確実な噴射が確保される尿素水噴射装置を提供する。【解決手段】噴射装置１１は、外壁３６に噴孔３７が開口する弁部材２２の外周側には、弁部材２２と軸方向へ摺動可能な筒部材２１を備えている。筒部材２１は、軸方向へ移動することにより、噴孔３７を開閉する。そのため、噴孔３７の周囲に尿素の結晶４０が弁部材２２に堆積しても、堆積した尿素の結晶は尿素水の噴射または噴射の停止の際の筒部材２１の移動によって除去される。これにより、尿素の析出にともなう噴孔３７の目詰まりが低減され、尿素水の確実な噴射が確保される。【選択図】図１
2010065588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路を流れる排気に尿素水を噴射する尿素水噴射装置であって、
先端が前記排気通路に突出している筒状の筒部材と、
前記筒部材の内周側に前記筒部材に対し軸方向へ摺動可能に設けられ、前記排気通路を形成する排気管部を貫いて先端が前記筒部材よりも前記排気通路側へ突出可能な弁部材と、
前記筒部材または前記弁部材の前記排気通路とは反対側に設けられ、前記筒部材と前記弁部材とを相対的に軸方向へ駆動する駆動部とを備え、
前記弁部材は、内側において軸方向へ前記排気通路側の先端近傍まで延びる縦孔、および前記縦孔の前記排気通路側の先端から径方向へ延びて前記縦孔と反対側の端部が外壁に開口する噴孔を形成している横孔とを有し、
前記筒部材と前記弁部材とが軸方向へ相対的に移動することにより、前記筒部材は前記噴孔を開閉することを特徴とする尿素水噴射装置。
【請求項２】
前記弁部材は前記排気管部に固定され、前記筒部材は軸方向へ移動可能に前記排気管部を貫いて設けられていることを特徴とする請求項１記載の尿素水噴射装置。
【請求項３】
前記駆動部は、前記筒部材を軸方向へ往復駆動することを特徴とする請求項２記載の尿素水噴射装置。
【請求項４】
前記筒部材は前記排気管部に固定され、前記弁部材は軸方向へ移動可能に前記排気管部を貫いて設けられていることを特徴とする請求項１記載の尿素水噴射装置。
【請求項５】
前記駆動部は、前記弁部材を軸方向へ往復駆動することを特徴とする請求項４記載の尿素水噴射装置。
【請求項６】
前記弁部材は、前記排気通路側の先端に、前記筒部材の前記排気通路側の先端と接触可能な接触部を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の尿素水噴射装置。
【請求項７】
前記接触部は、前記弁部材より外径が大きな大径部に設けられていることを特徴とする請求項６記載の尿素水噴射装置。
【請求項８】
前記弁部材は、前記縦孔から前記排気通路側の先端側に向けて分岐して前記外壁に主噴孔を形成する第一横孔と、前記縦孔から前記第一横孔よりも前記駆動部側に向けて分岐して前記外壁に副噴孔を形成する第二横孔とを有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の尿素水噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路を流れる排気に尿素を噴射する尿素水噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、特にディーゼルエンジンから排出されるＮＯｘを還元する排気浄化装置として、ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システムが公知である。ＳＣＲシステムを用いた排気浄化装置は、例えば尿素やアンモニアなどを還元剤として噴射することにより、排気に含まれるＮＯｘを選択的に窒素や水に還元する。ところで、尿素水に含まれる尿素は、水分が蒸発することにより結晶となって析出する。そのため、析出した尿素は、排気通路を形成する排気管部や噴射弁などに堆積し、動作不良を招く原因となる。そこで、特許文献１では、加圧した空気を排気管部の内部に噴射し、排気管部の内壁などへ付着する尿素の低減を図っている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１の場合、排気管部の内壁に付着する尿素の結晶は低減されるものの、尿素水を噴射する噴孔の近傍に付着する尿素の結晶の低減は困難である。このように尿素水を噴射する尿素水噴射装置の近傍に析出した尿素は、噴孔の目詰まりを引き起こす。その結果、噴射される尿素水が不足したり、尿素水の噴射そのものが停止するという問題がある。
【特許文献１】特開２００５−２７３５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明の目的は、尿素の析出にともなう噴孔の目詰まりを低減し、尿素水の確実な噴射が確保される尿素水噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明では、尿素水が噴射される噴孔は筒部材の内周側に設けられている弁部材の外壁に開口している。この外壁に噴孔が開口する弁部材と、弁部材の外周側に設けられている筒部材とは軸方向へ相対的に移動する。そのため、弁部材の外壁に開口する噴孔は、外周側の筒部材によって開閉される。これにより、噴孔から尿素水を噴射する場合、弁部材は筒部材の先端からさらに排気通路側へ突出する必要がある。その結果、弁部材と筒部材とが相対的に移動することにより、噴孔の周囲に付着した尿素水に起因して噴孔の周囲に析出する尿素の結晶は、噴孔の外周側を移動する弁部材によって削ぎ落とされる。したがって、尿素の析出にともなう噴孔の目詰まりを低減することができ、尿素水の確実な噴射を確保することができる。
【０００６】
請求項２記載の発明では、相対移動する弁部材と筒部材とのうち、弁部材は排気管部に固定され、筒部材が軸方向へ駆動される。そのため、弁部材の外周側に位置する筒部材は弁部材の外壁に開口する噴孔を開閉する。したがって、尿素の析出にともなう噴孔の目詰まりを低減することができ、尿素水の確実な噴射を確保することができる。
請求項３記載の発明では、駆動部は筒部材を駆動する。そのため、駆動部の構造を簡単にすることができる。
請求項４記載の発明では、相対移動する弁部材と筒部材とのうち、筒部材は排気管部に固定され、弁部材が軸方向へ駆動される。そのため、弁部材の外周側に位置する筒部材は、弁部材の外壁に開口する噴孔を開閉する。したがって、尿素の析出にともなう噴孔の目詰まりを低減することができ、尿素水の確実な噴射を確保することができる。
【０００７】
請求項５記載の発明では、駆動部は弁部材を駆動する。そのため、駆動部は、比較的大きな力で弁部材を駆動可能である。したがって、弁部材の外壁に付着した尿素の結晶をより確実に除去することができる。
請求項６または７記載の発明では、弁部材は筒部材の先端に接触する接触部を有している。この接触部が筒部材の先端に接触することにより、弁部材と筒部材とは軸方向の相対的な移動が制限される。そのため、噴孔を筒部材で閉鎖し、噴孔から尿素水を噴射しないとき、筒部材と弁部材との相対的な位置を規定することができる。
【０００８】
請求項８記載の発明では、弁部材は外壁に主噴孔および副噴孔を形成している。例えば排気の流量が少ない場合、排気の流量が多い場合に比較して噴射すべき尿素水の噴射量は少ない。そこで、排気の流量すなわち内燃機関の運転状態応じて弁部材と筒部材との相対的な移動量を制御することにより、尿素水は先端側の主噴孔のみ、または主噴孔および副噴孔の双方から噴射される。すなわち、弁部材と筒部材との相対的な移動量を制御することにより、尿素水の噴射量が調整される。したがって、内燃機関の運転状態に応じて適量の尿素水を噴射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明による尿素水噴射装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による尿素水噴射装置（以下、「噴射装置」という。）を適用した排気浄化システムを図１に示す。排気浄化システム１０は、噴射装置１１および尿素水供給装置（以下、「供給装置」という。）１２を備えている。排気浄化システム１０は、供給装置１２から供給され、噴射装置１１から噴射された尿素水を用いて図示しない内燃機関の排気通路１３を流れる排気に含まれるＮＯｘを分解する。内燃機関は、例えばディーゼルエンジンをはじめとして、ガソリンエンジンあるいはガスタービンエンジンなどが適用される。排気管部１４は、排気通路１３を形成し、一方の端部が図示しない内燃機関に接続している。また、排気管部１４は、内燃機関と反対側の端部が大気に開放されている。
【００１０】
排気浄化システム１０は、噴射装置１１よりも大気への開放側、すなわち排気の流れ方向において噴射装置１１の下流側に図示しないＳＣＲ触媒を有している。排気浄化システム１０は、ＳＣＲ触媒だけでなく、酸化触媒、三元触媒、アンモニア酸化触媒あるいはＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）などの各種触媒やフィルタなどを有していてもよい。排気管部１４は、筒状であり、内側に排気通路１３を形成している。内燃機関から排出された排気は、排気管部１４が形成する排気通路１３を経由して大気中へ放出される。
供給装置１２は、尿素水タンク１５、尿素水ポンプ１６および尿素水管部１７を有している。尿素水タンク１５は、尿素水すなわち尿素の水溶液を貯える。尿素水ポンプ１６は、尿素水タンク１５に貯えられている尿素水を噴射装置１１へ供給する。尿素水管部１７は、尿素水タンク１５と噴射装置１１との間を接続している。
【００１１】
排気浄化システム１０は、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）などの制御装置１８を備えている。制御装置１８は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭから構成されるマイクロコンピュータを有している。制御装置１８は、例えば図示しないアクセル開度センサや回転数センサなどに接続され、これらのアクセル開度センサや回転数センサなどから出力された信号に基づいて図示しない内燃機関の運転状態を検出する。制御装置１８は、検出した内燃機関の運転状態に基づいて、噴射装置１１および尿素水ポンプ１６を制御する。これにより、制御装置１８は、尿素水タンク１５から噴射装置１１へ供給される尿素水の圧力および流量、ならびに噴射時期を内燃機関の運転状態に基づいて制御する。
【００１２】
噴射装置１１は、排気通路１３における排気の流れ方向において内燃機関よりも下流側であって、図示しないＳＣＲ触媒よりも上流側に設けられている。噴射装置１１は、排気通路１３を流れる排気に尿素水を噴射する。これにより、噴射装置１１から噴射された尿素水は、排気に混合されてＳＣＲ触媒へ流入する。噴射装置１１は、図１から図３に示すように筒部材２１、弁部材２２および駆動部２３を備えている。筒部材２１は、筒状に形成され、内側に弁部材２２を摺動可能に収容している。筒部材２１は、排気管部１４を貫いて設けられており、先端が排気通路１３に突出している。筒部材２１は、自身の軸方向すなわち排気管部１４の径方向へ移動可能に排気管部１４に設けられている。筒部材２１は、駆動部２３側の端部に径方向外側に環状に突出する鍔部２４を有している。
【００１３】
弁部材２２は、筒部材２１の内側に設けられている。弁部材２２は、駆動部２３と一体に組み付けられ、排気管部１４に対して固定されている。弁部材２２は、筒部材２１と同軸上に設けられており、先端が排気通路１３へ突出している。駆動部２３と一体に組み付けられている弁部材２２は、排気管部１４に固定されている。これにより、弁部材２２は、排気管部１４に対し移動しない。
弁部材２２は、先端に他の部分よりも外径が大きな大径部２５を有している。大径部２５は、弁部材２２の他の部分から径方向外側へ突出している。大径部２５は、駆動部２３側の端面が筒部材２１の先端２６に接触する。すなわち、大径部２５は、駆動部２３側に筒部材２１に接触する接触部２７を有している。筒部材２１は、接触部２７に接することにより、駆動部２３と反対側すなわち排気通路１３側への移動が制限される。
【００１４】
駆動部２３は、コイル３１、コア３２および弾性部材３３を有している。コイル３１は、制御装置１８に接続しており、制御装置１８からの通電によって磁界を発生する。コイル３１への通電によって磁界が生じると、コイル３１を収容する磁性体のコア３２と筒部材２１との間に磁気吸引力が発生する。そのため、筒部材２１を磁性体で形成することにより、コイル３１に通電すると、筒部材２１はコイル３１側へ移動する。なお、筒部材２１は、磁性体に限らず、非磁性体で形成してもよい。この場合、コア３２側の一部を磁性体で形成またはコア３２側の端部に磁性体を設けることにより、コア３２との間に磁気吸引力が発生する。弾性部材３３は、例えばコイルスプリングなどのばね部材で構成されている。弾性部材３３は、一方の端部がコア３２に接し、他方の端部が筒部材２１の鍔部２４に接している。弾性部材３３は、コア３２と筒部材２１との間に互いに離れる方向の力を加える。すなわち、弾性部材３３は、コイル３１によって発生する磁気吸引力とは反対方向の力を加える。これにより、コイル３１に通電していないとき、筒部材２１は弾性部材３３によってコイル３１とは反対側すなわち排気通路１３側へ押し付けられている。そして、筒部材２１は、先端２６が弁部材２２の接触部２７に接することにより、さらなる移動すなわち駆動部２３とは反対側への移動が規制される。
【００１５】
弁部材２２は、縦孔３４および横孔３５を有している。縦孔３４は、弁部材２２の内側において軸方向へ延びて設けられている。縦孔３４は、一方の端部が弁部材２２の先端の近傍まで延びているものの、弁部材２２の先端を貫いてはいない。横孔３５は、この縦孔３４の先端側の端部すなわち駆動部２３と反対側の端部に接続している。横孔３５は、縦孔３４と反対側の端部が弁部材２２の外壁３６に開口している。外壁３６に開口する横孔３５の端部は、噴孔３７を形成している。縦孔３４は、横孔３５と接続する端部と反対側が尿素水管部１７に接続している。これにより、供給装置１２から供給された尿素水は、尿素水管部１７を経由して噴射装置１１の縦孔３４へ供給される。
【００１６】
上述のように、筒部材２１は、排気管部１４に固定されている弁部材２２の外周側に設けられており、駆動部２３によって軸方向へ駆動される。そのため、筒部材２１と弁部材２２とは、図２および図３に示すように軸方向へ相対的に移動可能である。筒部材２１の内径は、弁部材２２の外径よりもやや大きく設定されている。これにより、筒部材２１と弁部材２２とは互いに摺動する。このように筒部材２１と弁部材２２とが摺動することにより、弁部材２２の外壁３６に開口する噴孔３７は外周側を移動する筒部材２１によって開閉される。すなわち、噴孔３７は、筒部材２１が接触部２７に接するまで移動しているとき、図２に示すように筒部材２１によって閉鎖される。一方、噴孔３７は、筒部材２１が駆動部２３のコア３２側へ移動しているとき、図１および図３に示すように開放される。
【００１７】
次に、上記の構成による噴射装置１１の作動について説明する。
内燃機関の運転が停止されているとき、制御装置１８は尿素水ポンプ１６に通電しない。そのため、供給装置１２から噴射装置１１への尿素水の供給は停止されている。また、制御装置１８は、噴射装置１１のコイル３１にも通電しない。そのため、コイル３１からは磁界が発生せず、コア３２と筒部材２１との間には磁気吸引力が生じない。これにより、筒部材２１は、弾性部材３３の押し付け力により、排気通路１３側へ移動し、筒部材２６が接触部２７に接する。その結果、噴孔３７は、図２に示すように筒部材２１によって閉鎖されている。
【００１８】
内燃機関の運転が開始されると、制御装置１８は噴射装置１１から尿素水の噴射を開始する。尿素水を噴射する時期になると、制御装置１８は尿素水ポンプ１６を駆動するとともに、コイル３１へ通電する。尿素水ポンプ１６を駆動することにより、尿素水タンク１５に貯えられている尿素水は、尿素水管部１７を経由して噴射装置１１へ供給される。制御装置１８からコイル３１へ通電すると、コイル３１から磁界が発生し、コア３２と筒部材２１との間に磁気吸引力が生じる。これにより、筒部材２１は、弾性部材３３の押し付け力に抗してコア３２側へ移動し、筒部材２６が接触部２７から離間する。筒部材２１は、鍔部２４がコア３２に接することにより、さらなる移動が制限される。筒部材２１がコア３２側へ移動することにより、図３に示すように筒部材２１による噴孔３７の閉鎖が解除され、噴孔３７は排気通路１３に露出する。尿素水ポンプ１６から供給された尿素水は、尿素水管部１７を経由して噴射装置１１へ供給されている。そのため、供給された尿素水は、縦孔３４および横孔３５を経由して噴孔３７から排気通路１３へ噴射される。
【００１９】
噴孔３７へ供給された尿素水は、大部分が排気通路１３へ噴射されるものの、一部が噴孔３７の周囲の弁部材２２の外壁３６に付着する。排気通路１３は内燃機関から排出された高温の排気が流れているため、弁部材２２の外壁３６に付着した尿素水の水分は蒸発する。そのため、尿素水に含まれる尿素は、図３に示すように結晶４０として析出し、弁部材２２の外壁３６において噴孔３７の周囲に堆積する。噴孔３７から尿素水が継続して噴射されているとき、堆積する尿素の結晶４０によって噴孔３７が塞がれることはない。しかし、噴孔３７から尿素水の噴射が停止すると、成長した尿素の結晶４０が噴孔３７を塞ぎ、次回以降の尿素水の噴射の妨げになるおそれがある。
【００２０】
第１実施形態の場合、尿素水の噴射を停止するとき、制御装置１８は尿素水ポンプ１６への通電を停止するとともに、コイル３１への通電を停止する。これにより、コア３２と筒部材２１との間の磁気吸引力が消滅し、図４に示すように筒部材２１は弾性部材３３の押し付け力によって筒部材２６が接触部２７に接触するまで移動する。このとき、筒部材２１は弁部材２２と摺動しているため、噴孔３７の周囲に堆積している尿素の結晶４０は筒部材２６側へ移動する筒部材２１によって削り取られる。その結果、噴孔３７の周囲に堆積する尿素の結晶４０は、噴孔３７からの尿素水の噴射が停止されるごとに、筒部材２１によって除去される。
【００２１】
また、再び尿素水を噴射する時期になると、筒部材２１はコア３２側へ移動する。噴射装置１１から尿素水を噴射した後、縦孔３４および横孔３５に残留する尿素水の一部は筒部材２１と弁部材２２とのわずかな隙間に浸入して結晶として析出する場合がある。このように尿素水の噴射後に筒部材２１と弁部材２２との間に析出した結晶も、尿素水を噴射する際に筒部材２１がコア３２側へ移動する際に破壊される。そのため、尿素水の噴射後だけでなく、尿素水の噴射前にも噴孔３７の周囲に堆積する尿素の結晶は除去される。
【００２２】
以上説明した第１実施形態では、筒部材２１は外壁３６に噴孔３７が開口する弁部材２２の外周側を摺動する。そのため、噴孔３７の周囲へ付着した尿素水を由来とする尿素の結晶４０が弁部材２２に堆積しても、堆積した尿素の結晶は尿素水の噴射または噴射の停止の際の筒部材２１の移動によって除去される。したがって、尿素の析出にともなう噴孔３７の目詰まりを低減することができ、尿素水の確実な噴射を確保することができる。
また、第１実施形態では、コイル３１への通電によって筒部材２１を駆動する駆動部２３を有している。そのため、構造の複雑化を招くことなく筒部材２１の移動が達成される。したがって、部品点数の増加および構造の複雑化を招くことなく噴孔３７の目詰まりを低減することができる。
【００２３】
（第１実施形態の変形例）
第１実施形態の変形例を図５に示す。
変形例の場合、排気管部１４にステー５０が設けられている。ステー５０は、弁部材２２と一体または別体に形成され、排気管部１４に固定されている。ステー５０は、駆動部２３側の端面５１が筒部材２１の鍔部２４の排気通路１３側の端面５２と接する。一方、弁部材２２は、接触部を形成する大径部を有していない。このように弁部材２２が接触部を有していない場合でも、筒部材２１は鍔部２４がステー５０に接することにより排気通路１３側への移動が制限される。
【００２４】
変形例の場合、筒部材２１の移動距離すなわち筒部材２１のストロークは、ステー５０の軸方向の長さによって設定される。そのため、筒部材２１および弁部材２２などに寸法的な誤差が生じる場合でも、ステー５０の長さを調整することにより、筒部材２１の移動距離を一定に維持される。これにより、筒部材２１の移動距離の調整が容易になるとともに、摺動する筒部材２１および弁部材２２に高い寸法精度が要求されない。したがって、部品の加工を容易にすることができるとともに、加工工数を低減することができる。
【００２５】
（第２実施形態）
第２実施形態による尿素水噴射装置を図６に示す。
第２実施形態の場合、図６に示すように噴射装置６０は、筒部材６１、弁部材６２および駆動部６３を備えている。筒部材６１は、筒状に形成され、内側に弁部材６２を摺動可能に収容している。筒部材６１は、排気管部１４を貫いて固定されており、先端が排気通路１３に突出している。
【００２６】
弁部材６２は、筒部材６１の内側に軸方向へ移動可能に設けられている。これにより、弁部材６２は、筒部材６１の内周側において排気管部１４を貫いて排気管部１４の径方向へ移動可能に設けられている。弁部材６２は、筒部材６１と同軸上に設けられており、先端が排気通路１３へ突出している。弁部材６２は、第１実施形態と同様に縦孔６４および横孔６５を有している。縦孔６４は、弁部材６２の内側において弁部材６２の先端を貫くことなく軸方向へ延びて設けられている。横孔６５は、縦孔６４の先端側の端部から弁部材６２の径方向へ延びて設けられている。横孔６５の縦孔６４とは反対側の端部は、弁部材６２の外壁６６において噴孔６７を形成している。また、弁部材６２は、接続孔６８を有している。接続孔６８は、尿素水管部１７と縦孔６４とを接続している。
【００２７】
駆動部６３は、モータ７１および伝達部７２を有している。モータ７１は、制御装置１８に接続しており、制御装置１８からの通電によって駆動力を発生する。伝達部７２は、ラック７３およびピニオン７４から構成されている。モータ７１は、ピニオン７４を回転駆動する。ラック７３は、弁部材６２の排気通路１３とは反対側へ延びる支持部７５に設けられている。支持部７５は、弁部材６２と一体に設けられている。モータ７１の回転運動は、ラック７３とピニオン７４で構成されている伝達部７２において弁部材６２の直線運動に変換される。制御装置１８によりモータ７１の回転量および回転方向を制御することにより、弁部材６２は筒部材６１に対し相対的に移動する。
【００２８】
上述のように、筒部材６１は、排気管部１４に固定され、駆動部６３によって軸方向へ駆動される弁部材６２を内周側に収容している。そのため、筒部材６１と弁部材６２とは、互いに軸方向へ相対的に移動可能である。筒部材６１の内径は、弁部材６２の外径よりもやや大きく設定されている。これにより、筒部材６１と弁部材６２とは互いに摺動する。このように筒部材６１と弁部材６２とが摺動することにより、弁部材６２の外壁６６に開口する噴孔６７は外周側に設けられている筒部材６１によって開閉される。すなわち、噴孔６７は、弁部材６２が図６の上方へ移動すると、筒部材６１によって閉鎖される。一方、噴孔６７は、筒部材６１が図６の下方へ移動すると、開放される。
【００２９】
次に、第２実施形態による噴射装置６の作動について説明する。
内燃機関の運転が停止されているとき、駆動部６３は弁部材６２を排気通路１３と反対側すなわち図６の上方へ駆動する。これにより、弁部材６２は、内燃機関の運転が停止され尿素水を噴射しないとき、筒部材６１の内周側に収容される。その結果、噴孔６７は、筒部材６１によって閉鎖されている。
【００３０】
内燃機関の運転が開始されると、制御装置１８は噴射装置６０から尿素水の噴射を開始する。そして、尿素水を噴射する時期になると、制御装置１８は尿素水ポンプ１６を駆動するとともに、モータ７１へ通電する。尿素水ポンプ１６を駆動することにより、尿素水タンク１５に貯えられている尿素水は、尿素水管部１７を経由して噴射装置６０へ供給される。制御装置１８からモータ７１へ通電すると、モータ７１は伝達部７２を経由して弁部材６２を排気通路１３側すなわち図６の下方へ駆動する。これにより、弁部材６２は、駆動部６３の駆動力によって排気通路１３側へ移動する。その結果、筒部材６１による噴孔６７の閉鎖が解除されて噴孔６７が排気通路１３に露出し、尿素水ポンプ１６から供給された尿素水は噴孔６７から排気通路１３へ噴射される。
尿素水の噴射を停止する時期になると、制御装置１８は再びモータ７１を駆動して弁部材６２を排気通路１３と反対側すなわち図６の上方へ駆動する。これにより、弁部材６２は、再び筒部材６１に収容され、噴孔６７が筒部材６１によって閉鎖される。その結果、噴孔６７からの尿素水の噴射が停止される。
【００３１】
以上説明した第２実施形態では、外壁６６に噴孔６７が開口する弁部材６２は筒部材６１の内周側を摺動する。そのため、噴孔６７の周囲へ付着した尿素水を由来とする尿素の結晶が弁部材６２に堆積しても、堆積した尿素の結晶は尿素水の噴射または噴射の停止の際の弁部材６２の移動によって除去される。したがって、尿素の析出にともなう噴孔６７の目詰まりを低減することができ、尿素水の確実な噴射を確保することができる。
【００３２】
また、第２実施形態では、弁部材６２はモータ７１を有する駆動部６３によって駆動される。そのため、弁部材６２の駆動力は、モータ７１の出力に応じて増大させることが可能となる。これにより、例えば弁部材６２に堆積する尿素の結晶を除去するために大きな力を必要とする場合でも、モータ７１の大きな駆動力を利用して尿素の結晶の除去が図られる。したがって、弁部材６２の確実な移動が達成され、尿素の析出にともなう噴孔６７の目詰まりを低減することができ、尿素水の確実な噴射を確保することができる。
【００３３】
さらに、第２実施形態では、モータ７１によって弁部材６２を駆動することにより、駆動部６３のモータ７１への通電を停止しても、弁部材６２の位置は維持される。そのため、弁部材６２の位置を上昇位置または下降位置に維持するために通電を継続する必要はない。したがって、消費電力を低減することができる。
【００３４】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による尿素水噴射装置を図７に示す。
第３実施形態では、図７に示すように噴射装置６０は、第２実施形態と類似の構成を備えている。第３実施形態の場合、噴射装置６０の弁部材６２は、縦孔６４から分岐する第一横孔８１および第二横孔８２を有している。第一横孔８１は、第２実施形態の横孔と同様に縦孔６４の先端側の端部から径方向外側へ延び、弁部材６２の外壁６６に主噴孔８３を形成している。一方、第二横孔８２は、縦孔６４の先端側の端部からやや駆動部６３側へ向けて弁部材６２を貫いている。そして、第二横孔８２は、弁部材６２の外壁６６に副噴孔８４を形成している。
【００３５】
第３実施形態の場合、噴射装置６０の弁部材６２は、軸方向の移動量に応じて主噴孔８３のみ、または主噴孔８３および副噴孔８４の双方が排気通路１３へ露出する。すなわち、弁部材６２の軸方向への移動量が小さいとき、筒部材６１は主噴孔８３のみを開放し副噴孔８４を閉鎖したままとなる。一方、弁部材６２の軸方向への移動量が増大すると、筒部材６１は主噴孔８３だけでなく副噴孔８４も開放する。これにより、弁部材６２の軸方向の移動量が小さいとき、主噴孔８３のみから尿素水が噴射され、弁部材６２の軸方向の移動量が大きくなると、主噴孔８３だけでなく副噴孔８４からも尿素水が噴射される。
【００３６】
噴射装置６０から噴射される尿素水は、内燃機関の運転状態に応じてその量が制御される。例えば内燃機関の負荷が大きく排気の流量が大きなとき、負荷が小さく排気の流量が小さなときと比較して、尿素水の噴射量は増大する。第３実施形態では、このように内燃機関の運転状態に応じて弁部材６２の移動量を制御することにより、尿素水の噴射量が制御される。したがって、内燃機関の運転状態に応じて適量の尿素水を噴射することができる。
【００３７】
以上、複数の実施形態を個別に適用した尿素水噴射装置について説明したが、複数の実施形態を組み合わせて尿素水噴射装置に適用してもよい。例えば第１実施形態または第２実施形態の構成に第３実施形態を組み合わせて適用してもよい。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態による噴射装置を適用した尿素水噴射システムの概略を示す断面図
【図２】本発明の第１実施形態による噴射装置の概略を示す断面図であり筒部材が噴孔を閉鎖している状態を示す図
【図３】本発明の第１実施形態による噴射装置の概略を示す断面図であり筒部材が噴孔を開放している状態を示す図
【図４】本発明の第１実施形態による噴射装置の概略を示す断面図であり筒部材が析出した結晶を除去している状態を示す図
【図５】本発明の第１実施形態の変形例による噴射装置の概略を示す断面図
【図６】本発明の第２実施形態による噴射装置の概略を示す断面図
【図７】本発明の第３実施形態による噴射装置の概略を示す断面図
【符号の説明】
【００３９】
図面中、１１、６０は噴射装置（尿素水噴射装置）、１３は排気通路、１４は排気管部、２１、６１は筒部材、２２、６２は弁部材、２３、６３は駆動部、２５は大径部、２６は先端、２７は接触部、３４、６４は縦孔、３５、６５は横孔、３６、６６は外壁、３７、６７は噴孔、８１は第一横孔、８２は第二横孔、８３は主噴孔、８４は副噴孔を示す。
【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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