(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
添加剤を噴射する噴孔が形成されたボディ、及び前記ボディ内部に収容されて前記噴孔に通じる添加剤通路を開閉する弁体を有し、前記噴孔が内燃機関の排気通路に位置するよう搭載されるとともに、前記噴孔から前記排気通路へ前記添加剤を噴射する噴射弁と、
前記ボディのうち前記噴孔を形成する部位であるボディ先端部に対向するよう配置されるとともに、前記噴孔から噴射された添加剤を通過させる通過穴が形成されたプレート部材と、
を備え、
前記プレート部材には、前記排気通路を流れる排気のうち前記ボディ先端部に向かって流れてくる排気流を前記ボディ先端部から逸らすよう偏向させる偏向面が形成されており、
前記偏向面は、前記通過穴へ近づくにつれ前記噴射弁へ近づく向きに凹む凹形状に形成されていることを特徴とする噴射弁の搭載構造。
【請求項２】
前記排気通路を内部に形成する排気管には、当該排気管の内壁から排気管径方向の外側に凹む収容室が形成され、
前記収容室には前記ボディ先端部が収容され、
前記偏向面は、前記排気通路内を流れる排気の主流から分流して前記収容室内に流入した副流を、前記ボディ先端部から逸らすよう偏向させることを特徴とする請求項１に記載の噴射弁の搭載構造。
【請求項３】
添加剤を噴射する噴孔が形成されたボディ、及び前記ボディ内部に収容されて前記噴孔に通じる添加剤通路を開閉する弁体を有し、前記噴孔が内燃機関の排気通路に位置するよう搭載されるとともに、前記噴孔から前記排気通路へ前記添加剤を噴射する噴射弁と、
前記ボディのうち前記噴孔を形成する部位であるボディ先端部に対向するよう配置されるとともに、前記噴孔から噴射された添加剤を通過させる通過穴が形成されたプレート部材と、
を備え、
前記排気通路を内部に形成する排気管には、当該排気管の内壁から排気管径方向の外側に凹む収容室が形成され、
前記収容室には前記ボディ先端部が収容され、
前記プレート部材には、前記排気通路内を流れる排気の主流から分流して前記収容室内に流入した副流を、前記ボディ先端部から逸らすよう偏向させる偏向面が形成されており、
前記偏向面は、前記通過穴へ近づくにつれ前記噴射弁から遠ざかる向きに突出する凸形状に形成されていることを特徴とする噴射弁の搭載構造。
【請求項４】
前記プレート部材は、前記ボディとの間に隙間を有するよう、或いは前記ボディと線接触するよう配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の噴射弁の搭載構造。
【請求項５】
前記噴射弁の近傍には前記ボディを冷却する冷却手段が備えられており、
前記プレート部材は、前記冷却手段との間に隙間を有するよう、或いは前記冷却手段と線接触するよう配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の噴射弁の搭載構造。
【請求項６】
前記通過穴は、直径が４ｍｍ以下に形成された円形であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の噴射弁の搭載構造。
【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へ尿素水等の添加剤を噴射する噴射弁の搭載構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発電所、各種工場、及び車両（特にディーゼルエンジン搭載の車両）等の内燃機関に適用されて、内燃機関の排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を高い浄化率で浄化する排気浄化装置として、特許文献１等に記載の尿素ＳＣＲ（選択還元）システムの開発が進められており、一部実用化に至っている。この排気浄化装置は、尿素水等のＮＯｘ還元剤（添加剤）を排気通路へ噴射する噴射弁を備えている。この種の噴射弁は、尿素水を噴射する噴孔が形成されたボディ、及びボディ内部に収容されて噴孔に通じる尿素水通路を開閉する弁体を有して構成され、噴孔が内燃機関の排気通路に位置するよう搭載されることが一般的である。
【特許文献１】特開２００３−２９３７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、内燃機関の排気は高温であり、噴射弁のボディの先端部は高温の排気にさらされる。そして、高温（例えば約５００℃）になったボディ先端部は焼き鈍りによる硬度低下を招くおそれがある。また、ボディ先端部が高温（例えば１６０℃以上）になると、排気中に含まれる異物（例えば、ＰＭ（粒子状物質）、未燃燃料、潤滑油、添加剤、又はこれらが化学反応して生成された物質）がデポジットとしてボディに付着しやすくなることが一般的に知られており、デポジットが噴孔を詰まらせる等の不具合を誘発するおそれが生じる。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、排気通路へ添加剤を噴射する噴射弁のボディ先端部に対し、高温化抑制を図った噴射弁の搭載構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００６】
第１の発明では、
添加剤を噴射する噴孔が形成されたボディ、及び前記ボディ内部に収容されて前記噴孔に通じる添加剤通路を開閉する弁体を有し、前記噴孔が内燃機関の排気通路に位置するよう搭載されるとともに、前記噴孔から前記排気通路へ前記添加剤を噴射する噴射弁と、
前記ボディのうち前記噴孔を形成する部位であるボディ先端部に対向するよう配置されるとともに、前記噴孔から噴射された添加剤を通過させる通過穴が形成されたプレート部材と、
を備え、
前記プレート部材には、前記排気通路を流れる排気のうち前記ボディ先端部に向かって流れてくる排気流を前記ボディ先端部から逸らすよう偏向させる偏向面が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、ボディ先端部に向かって流れてくる排気流（図１中の矢印Ｙ２参照）は、プレート部材に衝突した後、当該プレート部材の偏向面によりボディ先端部から逸れるよう偏向される（図１中の矢印Ｙ３参照）。よって、排気流がボディ先端部に直接衝突することを回避できるので、ボディ先端部が排気流によって高温になることを抑制できる。
【０００８】
このように偏向させる機能を有する偏向面の具体的形状として、第２の発明の如く、前記通過穴へ近づくにつれ前記噴射弁へ近づく向きに凹む凹形状（図６参照）や、第３の発明の如く、前記通過穴へ近づくにつれ前記噴射弁から遠ざかる向きに突出する凸形状（図７参照）が挙げられる。
【０００９】
第４の発明では、前記排気通路を内部に形成する排気管には、当該排気管の内壁から排気管径方向の外側に凹む収容室が形成され、前記収容室には前記ボディ先端部が収容され、前記偏向面は、前記排気通路内を流れる排気の主流から分流して前記収容室内に流入した副流を、前記ボディ先端部から逸らすよう偏向させることを特徴とする。
【００１０】
このように、排気管の内壁から排気管径方向の外側に凹む収容室にボディ先端部を収容すれば、排気の主流が直接ボディ先端部に向かって流れてくることを回避できるので、ボディ先端部の高温化抑制を促進できる。なお、排気の主流から分流した副流は収容室内に流入してくるものの、当該副流は主流よりも熱エネルギが小さいため、ボディ先端部の高温化抑制を促進できる。さらに、このような副流についても、プレート部材の偏向面によりボディ先端部から逸れるよう偏向されるので、ボディ先端部の高温化を好適に抑制できる。
【００１１】
ここで、プレート部材もボディ先端部と同様に高温の排気にさらされて加熱された状態となる。すると、プレート部材の熱がボディ先端部に伝熱してしまい、ボディ先端部を加熱することが懸念される。この懸念に対し、第５の発明では、前記プレート部材は、前記ボディとの間に隙間を有するよう、或いは前記ボディと線接触するよう配置されていることを特徴とするので、プレート部材からボディ先端部への伝熱量を低減できる。
【００１２】
第６の発明では、前記噴射弁の近傍には前記ボディを冷却する冷却手段が備えられており、前記プレート部材は、前記冷却手段との間に隙間を有するよう、或いは前記冷却手段と線接触するよう配置されていることを特徴とする。そのため、上述の如く排気にさらされて高温となったプレート部材から冷却手段への伝熱量を低減できる。
【００１３】
ここで、通過穴は小さく設定するほど、通過穴からボディ先端部に流入する排気量を少なくできるものの、その背反として、噴射された添加剤が通過穴を通過できずにプレート部材と干渉するおそれが大きくなる。また、ボディ先端部を通過穴に近づけるほど前記干渉のおそれを小さくできるものの、その背反として、ボディ先端部が排気に近づくこととなるため高温化しやすくなる。
【００１４】
これらの点を鑑み本発明者らが各種試験を行ったところ、第７の発明の如く、前記通過穴を、直径が４ｍｍ以下に形成された円形にすることが、上述の干渉及び高温化抑制を図る上で望ましいことが分かった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１６】
（第１実施形態）
本実施形態に係る噴射弁は、図１に示す排気浄化装置を構成するものであり、この排気浄化装置は、車載ディーゼルエンジン（内燃機関）の燃焼室から排出されて排気管１０の排気通路１０ａを流れる排気を浄化する。
【００１７】
排気浄化装置は、排気浄化反応を促進する触媒装置（図示せず）と、触媒装置の排気上流側に配置され、排気通路１０ａ中の排気に対して尿素水溶液（添加剤）を噴射供給する噴射弁２０とを有して構成されている。触媒装置は、ＮＯｘの還元反応（排気浄化反応）を促進するものである。
【００１８】
このような構成による排気浄化装置では、噴射弁２０により排気中へ尿素水溶液を噴射供給し、排気の流れ（排気流）を利用してその排気共々尿素水溶液を下流の触媒へ供給するとともに、該触媒上でＮＯｘの還元反応を行うことによってその排気を浄化する。ＮＯｘの還元に際しては、尿素水溶液が排気熱で加水分解されることによりアンモニア（ＮＨ3）が生成され、触媒にて選択的に吸着された排気中のＮＯｘに対し、このアンモニアが添加される。そして、同触媒上で、そのアンモニアに基づく還元反応が行われることによって、ＮＯｘが還元、浄化されることになる。
【００１９】
尿素水タンク１１に貯蔵された尿素水溶液（以下、単に尿素水と呼ぶ）は、尿素水ポンプ１２により汲み上げられて吐出され、フィルタ１３を介して噴射弁２０に供給される。なお、尿素水ポンプ１２から吐出された余剰尿素水は、レギュレータ１４により尿素水タンク１１に戻される。また、尿素水ポンプ１２及び噴射弁２０の作動はエンジンＥＣＵ１５により制御される。
【００２０】
次に、図２及び図３を参照して噴射弁２０の構成について説明する。図２は噴射弁２０の断面図であり、図３は図２の拡大図である。噴射弁２０のハウジング２１は円筒状に形成されている。ハウジング２１は、第一磁性部２１ａ、非磁性部２１ｂ及び第二磁性部２１ｃを有している。非磁性部２１ｂは、第一磁性部２１ａと第二磁性部２１ｃとの磁気的な短絡を防止する。第一磁性部２１ａ、非磁性部２１ｂ及び第二磁性部２１ｃは、例えばレーザ溶接などにより一体に接続されている。
【００２１】
ハウジング２１の軸方向の一方の端部には入口部材２２が取り付けられている。入口部材２２に形成された尿素水入口２２ａには、尿素水ポンプ１２から吐出された尿素水が供給される。尿素水入口２２ａに供給された尿素水は、異物を除去するフィルタ２３を経由してハウジング２１の内周側に流入する。
【００２２】
ハウジング２１の他方の端部には、ノズルホルダ２４が設置されている。ノズルホルダ２４は、円筒状に形成され、内側にノズルボディ２５を収容する。ノズルボディ２５は、円筒状に形成され、例えば圧入あるいは溶接などにより、ノズルホルダ２４に固定されている。なお、ノズルホルダ２４及びノズルボディ２５は、特許請求の範囲に記載の「ボディ」に相当するものであり、当該ボディは、別体に形成されたノズルホルダ２４及びノズルボディ２５を溶接等により接続して構成してもよいし、同一の母材から削り出し、又は鋳造等により一体に構成してもよい。
【００２３】
ノズルボディ２５は、図３に示すように先端に近づくにつれて内径が小さくなる円錐状の内壁面に弁座部２５ａを有している。また、ノズルボディ２５の端面には、尿素水入口２２ａに供給された尿素水を噴射する複数の噴孔２５ｂが形成されている。なお、尿素水入口２２ａに供給された尿素水は、入口部材２２内部、ハウジング２１内部、ノズルホルダ２４内部、ノズルボディ２５内部を順に流通した後、噴孔２５ｂから排気通路１０ａに噴射される。
【００２４】
ノズルボディ２５のうち噴孔２５ｂが形成される先端部分は、噴射弁２０の中心線Ｊ１に対して垂直に拡がる板状に形成されており、噴孔２５ｂが貫通する向きは、噴孔２５ｂの出口部が噴孔２５ｂの入口部よりも中心線Ｊ１の外側に位置するように傾斜している。つまり、噴孔２５ｂの中心線Ｊ２（図４参照）は中心線Ｊ１と交差するよう傾斜する。
【００２５】
ハウジング２１、ノズルホルダ２４及びノズルボディ２５により、内部に収容室を形成するバルブボディを構成している。その収容室には、ニードル２６（弁体）が軸方向へ往復移動可能に収容されている。ニードル２６は、ノズルボディ２５と概ね同軸上に配置されており、ノズルボディ２５との間に尿素水が流れる尿素水通路２７（添加剤通路）を形成する。また、ニードル２６の端部には、ノズルボディ２５の弁座部２５ａと当接可能なシール部２６ａが形成されている。
【００２６】
噴射弁２０は、図２に示すようにニードル２６を駆動する駆動部４０を有している。駆動部４０は、スプール４１、コイル４２、固定コア４３、プレートハウジング４４及び可動コア４７を有している。スプール４１は、ハウジング２１の外周側に設置されるとともに、樹脂で筒状に形成され、外周側にコイル４２が巻かれている。コイル４２は、コネクタ４５の端子部４６に接続している。ハウジング２１を挟んでコイル４２の内周側には固定コア４３が設置されている。固定コア４３は、例えば鉄などの磁性材料により筒状に形成され、ハウジング２１の内周側に圧入などにより固定されている。プレートハウジング４４は、磁性材料から形成され、コイル４２の外周側を覆っている。
【００２７】
可動コア４７は、ハウジング２１内にて軸方向へ往復移動可能に設置されており、例えば鉄などの磁性材料により形成されている。そして、可動コア４７にはニードル２６の端部が圧入又は溶接等により接続されており、ニードル２６と可動コア４７とは一体的に軸方向へ往復移動する。また、可動コア４７は、スプリング４８の弾性力により、弁座部２５ａに向けて押し付けられている。したがって、可動コア４７と接続されているニードル２６は、シール部２６ａを弁座部２５ａに着座させる向きに押し付けられる。
【００２８】
コイル４２に通電していないとき、可動コア４７及びニードル２６は弁座部２５ａ側へ押し付けられ、シール部２６ａは弁座部２５ａに着座する。これにより、尿素水通路２７が遮断されて、噴孔２５ｂからの尿素水噴射が停止される。一方、コイル４２に通電したときには、可動コア４７が固定コア４３に吸引されてニードル２６が弁座部２５ａから離座し、尿素水通路２７が開放されて噴孔２５ｂから尿素水が噴射される。
【００２９】
次に、先述のバルブボディのうちノズルホルダ２４及びノズルボディ２５に関し、これらノズルホルダ２４及びノズルボディ２５の材質には、耐熱性及び強度が求められることに加え、尿素水に対する耐腐食性を有する材質が望ましい。そこで本実施形態では、ノズルホルダ２４及びノズルボディ２５をステンレス製としている。特にノズルボディ２５については、その弁座部２５ａにニードル２６が繰り返し当接することとなるため、耐磨耗性に優れた高硬度の材質が望まれる。この点においてもノズルボディ２５の材質をステンレス製とすることが望ましい。
【００３０】
また、これらノズルホルダ２４及びノズルボディ２５は、高温の排気により加熱され、焼き鈍りによる硬度低下を招くことが懸念される。また、ノズルボディ２５が高温（例えば１６０℃以上）になると、排気中に含まれる異物（例えば、ＰＭ（粒子状物質）、未燃燃料、潤滑油、又はこれらが化学反応して生成された物質）や、噴射された尿素水がデポジットとして付着しやすくなることが一般的に知られており、デポジットが噴孔２５ｂを詰まらせることが懸念される。
【００３１】
これらの懸念を解消すべく、ノズルホルダ２４の外周側には、図１の拡大図である図４に示すように熱伝導部材５０を介して冷却手段６０が備えられている。冷却手段６０は、ジャケット６１内部の冷却通路６２に冷却液を循環させるよう構成されており、この冷却液には、燃焼室を内部に形成するシリンダブロック等のエンジン冷却液を用いている。なお、熱伝導部材５０の形状及び作用効果については後に詳述する。
【００３２】
ノズルホルダ２４及びノズルボディ２５には尿素水に対する耐腐食性が要求されるのに対し、熱伝導部材５０は、尿素水に触れることがないため耐腐食性が要求されない。よって、熱伝導部材５０の材質にはノズルホルダ２４及びノズルボディ２５よりも熱伝導率の高い材質が望ましく、本実施形態では熱伝導部材５０の材質を銅製としている。また、ジャケット６１の材質には、冷却液に対する耐腐食性及び耐熱性が要求されるためステンレス製を採用している。
【００３３】
また、熱伝導部材５０の本体部５１の肉厚寸法は、ジャケット６１の肉厚よりも大きく設定することが望ましい。さらに、本体部５１の肉厚寸法は、ノズルホルダ２４の肉厚よりも大きく設定することが望ましい。
【００３４】
次に、噴射弁２０の取り付け構造について説明する。ジャケット６１は、シリンダヘッド、シリンダブロック或いはこれらに備えられた取付部材１６の貫通穴１６ａに、溶接等により取り付けられている。ジャケット６１は略円筒形状であり、ジャケット６１の円筒内部には排気通路１０ａの反対側から熱伝導部材５０が挿入配置されている。また、熱伝導部材５０は略円筒形状であり、熱伝導部材５０の円筒内部には排気通路１０ａの反対側からノズルホルダ２４が挿入配置されている。
【００３５】
熱伝導部材５０は、噴射弁２０が挿入配置された状態でジャケット６１に挿入して組み付けるようにしてもよいし、噴射弁２０が挿入配置されていない状態でジャケット６１に組み付けてもよい。但し、ジャケット６１に対する噴射弁２０の脱着とは別に、熱伝導部材５０はジャケット６１に対して脱着可能に構成することが望ましい。
【００３６】
図４に示すように熱伝導部材５０は、円筒状の本体部５１、及びその本体部５１から径方向外側に突出する突出部５２を有して構成されており、ノズルホルダ２４及びノズルボディ２５と概ね同軸上に配置されている。本体部５１及び突出部５２の内周面５０ａは、その全体がノズルホルダ２４の外周面と接触している。この接触面を通じて、ノズルホルダ２４の熱が熱伝導部材５０に移動することとなる。また、本体部５１及び突出部５２の外周面５０ｂは、その全体がジャケット６１の内周面と接触している。この接触面を通じて、熱伝導部材５０の熱がジャケット６１に移動し、冷却液と熱交換することで冷却されることとなる。
【００３７】
噴射弁２０は、クランプＫ（図２中の二点鎖線参照）により取付部材１６に固定されている。より具体的に説明すると、ノズルホルダ２４には径方向に突出するフランジ部２４Ｆが形成されている。そして、図４に示すように、フランジ部２４Ｆのうち熱伝導部材５０と反対側の面は、クランプＫの一端に押し付けられる係止面２４ａとして機能し、フランジ部２４Ｆのうち熱伝導部材５０の側の面は、熱伝導部材５０の端面５２ａに当接する当接面２４ｂとして機能する。
【００３８】
突出部５２のうち前記端面５２ａと反対側の面は、ジャケット６１に形成された段差部６１ａ（当接面）に当接する当接面５２ｂとして機能する。ジャケット６１は、溶接等により取付部材１６に固定されている。そして、クランプＫの他端は取付部材１６等に固定されている。
【００３９】
したがって、ノズルホルダ２４の係止面２４ａに付勢されるクランプＫからの押付力により、ノズルホルダ２４のフランジ部２４Ｆ及び熱伝導部材５０の突出部５２は、ジャケット６１の段差部６１ａとクランプＫにより挟持されて固定されることとなる。
【００４０】
熱伝導部材５０の突出部５２は、本体部５１の外面に沿って環状に延びる鍔状に形成されている。そして、上述のクランプＫからの押付力により、突出部５２の端面５２ａ及び当接面５２ｂは、フランジ部２４Ｆの当接面２４ｂ及びジャケット６１の段差部６１ａの各々と密着して排気が漏れ出ないようシールする。
【００４１】
噴射弁２０は、触媒装置へ向かって尿素水を噴射するように排気管１０に対して傾けて、すなわち噴孔２５ｂを触媒の側へ向けて配設されている。このように噴射弁２０傾けて排気管１０に取り付けることを実現するために、排気管１０には分岐管１７（図１参照）が溶接等により傾けて接続され、この分岐管１７の端部に取付部材１６を取り付けている。したがって、分岐管１７の内部空間は、排気管１０の内壁から排気管径方向の外側に凹む形状の空間となり、排気通路１０ａの一部を構成するとともにボディの先端部２０ａ（図１参照）が収容される収容室１７ａとして機能する。なお、本実施形態に係るボディ先端部２０ａとは、ノズルホルダ２４及びノズルボディ２５のうち熱伝導部材５０から露出した部分のことを言う。
【００４２】
このように、排気管径方向の外側に凹む形状の収容室１７ａにボディ先端部２０ａを収容することにより、排気通路１０ａを流れる排気の主流Ｙ１（図１参照）がボディ先端部２０ａに直接向かって流れてくることを回避する。よって、ボディ先端部２０ａが排気で加熱されることの低減を図っている。なお、排気の主流Ｙ１から分流した副流Ｙ２（図１参照）が収容室１７ａに流入してくるものの、当該副流Ｙ２は主流Ｙ１よりも熱エネルギが小さいため、ボディ先端部２０ａの高温化を抑制できる。
【００４３】
さらに本実施形態では、このような副流Ｙ２がボディ先端部２０ａに直接衝突して高温化を招くことを回避すべく、ボディ先端部２０ａに対向配置されたプレート部材７０を設けている。プレート部材７０は、取付部材１６の貫通穴１６ａ全体を覆う円盤形状であり、プレート部材７０の中央部分である水平部７１には、噴孔２５ｂから噴射された尿素水を通過させる通過穴７０ａが形成されている。通過穴７０ａは、噴射弁２０の中心線Ｊ１と同軸に位置する円形である。
【００４４】
ここで、プレート部材７０の通過穴７０ａは、小さく設定するほど通過穴７０ａからボディ先端部２０ａに流入する排気の量を少なくでき、ボディ先端部２０ａの高温化抑制について有利である。しかしながらその背反として、噴射された尿素水が通過穴７０ａを通過できずにプレート部材７０と干渉するおそれが大きくなる。また、ボディ先端部２０ａを通過穴７０ａに近づけるほど前記干渉のおそれを小さくできるものの、ボディ先端部２０ａが排気に近づくこととなるためボディ先端部２０ａの高温化抑制について不利となる。
【００４５】
これらの点を鑑み本発明者らが各種試験を行ったところ、通過穴７０ａの直径を４ｍｍ以下に形成することが、上述の干渉及び高温化抑制を図る上で望ましいことが分かった。なお、本実施形態では、図４に示すように噴孔２５ｂが通過穴７０ａ内部に位置している。
【００４６】
また、プレート部材７０は、円盤形状の径方向外側から通過穴７０ａへ近づくにつれ噴射弁２０に近づく向きに凹む凹形状に形成されている。具体的には、プレート部材７０は、中心線Ｊ１に対して垂直に拡がる水平部７１及びフランジ７２と、これらの水平部７１及びフランジ７２を連結する傾斜部７３とを有する。
【００４７】
そして、水平部７１及び傾斜部７３のうち排気通路１０ａ側の面は、ボディ先端部２０ａに向かって流れてくる副流Ｙ２を、図１中の矢印Ｙ３に示すようにボディ先端部２０ａから逸らすよう偏向させる偏向面７０ｂとして機能する。
【００４８】
偏向面７０ｂに沿う副流Ｙ３の流れを、図４に示すように矢印Ｙ３１，Ｙ３２，Ｙ３３に分けてより詳細に説明すると、取付部材１６の貫通穴１６ａ内部に流入する副流Ｙ３１は、傾斜部７３のうち通過穴７０ａに対して上流側に位置する部分にガイドされることにより、水平部７１に斜めに流入する。その後の副流Ｙ３２の向きは、水平部７１にガイドされることにより、中心線Ｊ１に対して垂直となる。これにより、水平部７１に沿って流れる副流Ｙ３２の殆どが、通過穴７０ａに流入することなく通過穴７０ａを通過して、傾斜部７３のうち通過穴７０ａに対して下流側に位置する部分に斜めに流入する。その後の副流Ｙ３３は、傾斜部７３にガイドされることにより貫通穴１６ａ外部に流出し、そのまま収容室１７ａ外部に流出して主流Ｙ１に合流する。
【００４９】
プレート部材７０は、通過穴７０ａ内面とボディ先端部２０ａとの間に隙間Ｓ１が形成されるよう配置されるとともに、熱伝導部材５０及びジャケット６１とボディ先端部２０ａとの間に隙間Ｓ２が形成されるよう配置されている。プレート部材７０は、フランジ７２の端部を取付部材１６に溶接等により固定することで支持されている。プレート部材７０は、貫通穴１６ａから外部に出ることなく、貫通穴１６ａ内部に収容されている。
【００５０】
プレート部材７０の材質には、噴射された尿素水に対する耐腐食性を有する材質が望ましい。また、高温の排気にさらされるため、耐熱性に優れた材質が望ましい。そこで本実施形態では、プレート部材７０をステンレス製としている。
【００５１】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００５２】
（１）ボディ先端部２０ａに対向配置されたプレート部材７０を設け、このプレート部材７０により取付部材１６の貫通穴１６ａ全体を覆う。そして、プレート部材７０の水平部７１及び傾斜部７３による偏向面７０ｂが、排気主流Ｙ１から分岐してボディ先端部２０ａに向かって流れてくる副流Ｙ２を、図１中の矢印Ｙ３に示すようにボディ先端部２０ａから逸らすよう偏向させる。よって、排気流Ｙ３がボディ先端部２０ａに直接衝突することを抑制できるので、ボディ先端部２０ａが排気流Ｙ３によって高温になることを抑制できる。よって、ボディ先端部２０ａの硬度低下及びデポジット付着の懸念を低減できる。
【００５３】
（２）プレート部材７０は、ボディ先端部２０ａとの間に隙間Ｓ１を形成するよう配置される。そのため、高温の排気Ｙ３にさらされて加熱されたプレート部材７０の熱が、ボディ先端部２０ａに伝熱して加熱してしまうことを回避できる。よって、ボディ先端部２０ａの高温化抑制を促進できる。
【００５４】
（３）プレート部材７０は、熱伝導部材５０及びジャケット６１とボディ先端部２０ａとの間に隙間Ｓ２を形成するよう配置される。そのため、高温の排気Ｙ３にさらされて加熱されたプレート部材７０の熱が、熱伝導部材５０及びジャケット６１に伝熱して加熱してしまうことを回避できる。よって、熱伝導部材５０及び冷却手段６０によるボディ先端部２０ａの冷却効果が低下することを抑制でき、ボディ先端部２０ａの高温化抑制を促進できる。
【００５５】
（４）プレート部材７０は、取付部材１６の貫通穴１６ａ全体を覆う形状であるため、ボディ先端部２０ａに加え熱伝導部材５０及びジャケット６１もプレート部材７０により覆われることとなる。よって、熱伝導部材５０及びジャケット６１に排気流Ｙ３が直接衝突することをも抑制できるので、熱伝導部材５０及び冷却手段６０によるボディ先端部２０ａの冷却効果低下を抑制でき、ボディ先端部２０ａの高温化抑制を促進できる。
【００５６】
（５）ジャケット６１とノズルホルダ２４との間に熱伝導部材５０を配置する。そのため、ノズルホルダ２４及びノズルボディ２５により構成されるボディ先端部２０ａの熱の一部は、熱伝導部材５０に伝導された後、熱伝導部材５０内部にて反先端部側に伝導される。そして、熱伝導部材５０の材質をノズルホルダ２４に比べて高熱伝導率の材質にしているので、熱伝導部材５０が無い場合におけるノズルホルダ２４の軸方向熱分布に比べ、熱伝導部材５０の軸方向熱分布は均一化される。よって、熱伝導部材５０が無い場合におけるノズルホルダ２４から冷却手段６０への伝熱量（熱移動量）に比べ、熱伝導部材５０から冷却手段６０への伝熱量を増大でき、ひいてはボディ先端部２０ａを効率良く冷却できる。
【００５７】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、ストレート形状の排気管１０部分に噴射弁２０を配置しているのに対し、本実施形態では、図５に示すようにエルボ形状の排気管１０１部分に噴射弁２０を配置している。そのため、上記第１実施形態に係る噴射弁２０は、触媒装置へ向かって尿素水を噴射するように排気管１０に対して傾けて配設する必要があるのに対し、本実施形態に係る噴射弁２０は、排気管１０１に対して垂直に配設することができる。よって、分岐管１７を廃止して、取付部材１６を排気管１０１に直接取り付けることができる。
【００５８】
このようなエルボ形状の排気管１０１部分に噴射弁２０を配置した本実施形態の場合であっても、上記第１実施形態と同様にして、ボディ先端部２０ａに対向配置されたプレート部材７０が、排気主流Ｙ１０から分岐してボディ先端部２０ａに向かって流れてくる副流Ｙ２０を、図５中の矢印Ｙ２０に示すようにボディ先端部２０ａから逸らすよう偏向させる。よって、排気流Ｙ２０がボディ先端部２０ａに直接衝突することを抑制できるので、ボディ先端部２０ａが排気流Ｙ２０によって高温になることを抑制できる。
【００５９】
（第３実施形態）
図６（ａ）は上記第１実施形態に係るプレート部材７０の形状を示し、図６（ｂ）（ｃ）はその変形例として、本実施形態に係るプレート部材７０１，７０２の形状を示す図である。図６（ｂ）に示すプレート部材７０１は、図６（ａ）に示すプレート部材７０の水平部７１及び傾斜部７３を円弧部７１１に変形させており、円弧部７１１及びフランジ７２から構成された円盤形状である。円弧部７１１には通過穴７０ａが形成されており、円盤形状の径方向外側から通過穴７０ａへ近づくにつれ噴射弁２０に近づく向きに凹む凹形状に形成されている。
【００６０】
そして、円弧部７１１のうち排気通路１０ａ側の面は、取付部材１６の貫通穴１６ａ内部に流入してボディ先端部２０ａに向かって流れてくる副流Ｙ２を、図６（ｂ）中の矢印Ｙ３０１に示すようにボディ先端部２０ａから逸らすよう偏向させる偏向面として機能する。図６（ａ）のプレート部材７０によれば、傾斜部７３にガイドされた副流Ｙ３１が水平部７１に衝突するのに対し、図６（ｂ）のプレート部材７０１によれば、円弧部７１１を有することにより前記衝突を緩和できる。但し、図６（ａ）のプレート部材７０では、中心線Ｊ１に対して垂直となる水平部７１を有することにより、水平部７１に沿って流れる副流Ｙ３２が通過穴７０ａを通過しやすくなるので、副流Ｙ３２の殆どが通過穴７０ａに流入することなく通過穴７０ａを通過するように図ることができる。
【００６１】
図６（ｃ）に示すプレート部材７０２は、図６（ａ）に示すプレート部材７０の水平部７１を円弧部７１２に変形させており、円弧部７１２、傾斜部７３及びフランジ７２から構成された円盤形状である。円弧部７１２には通過穴７０ａが形成されており、傾斜部７３については、円盤形状の径方向外側から通過穴７０ａへ近づくにつれ噴射弁２０に近づく向きに凹む凹形状に形成され、円弧部７１２については、円盤形状の径方向外側から通過穴７０ａへ近づくにつれ噴射弁２０から遠ざかる向きに突出する凸形状に形成されている。
【００６２】
そして、円弧部７１２及び傾斜部７３のうち排気通路１０ａ側の面は、取付部材１６の貫通穴１６ａ内部に流入してボディ先端部２０ａに向かって流れてくる副流Ｙ２を、図６（ｃ）中の矢印Ｙ３０２に示すようにボディ先端部２０ａから逸らすよう偏向させる偏向面として機能する。このプレート部材７０２によれば、傾斜部７３にガイドされた副流Ｙ３０２は、円弧部７１２にガイドされて排気通路１０ａ側に戻すように偏向される。
【００６３】
（第４実施形態）
図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、上記第３実施形態に係るプレート部材７０の変形例として、本実施形態に係るプレート部材７０３，７０４，７０５の形状を示す図である。図７（ａ）に示すプレート部材７０３は図６（ａ）のプレート部材７０を、図７（ｂ）に示すプレート部材７０４は図６（ｂ）のプレート部材７０１を、図７（ｃ）に示すプレート部材７０５は図６（ｃ）のプレート部材７０２を、それぞれ表裏反転させた形状である。
【００６４】
そして、図６に示すプレート部材７０，７０１，７０２が、円盤形状の径方向外側から通過穴７０ａへ近づくにつれ噴射弁２０に近づく向きに凹む凹形状であるのに対し、図７に示すプレート部材７０３，７０４，７０５は、円盤形状の径方向外側から通過穴７０ａへ近づくにつれ噴射弁２０から遠ざかる向きに突出する凸形状である。
【００６５】
プレート部材７０３の水平部７１３及び傾斜部７３３のうち排気通路１０ａ側の面は、取付部材１６の貫通穴１６ａ内部に流入してボディ先端部２０ａに向かって流れてくる副流Ｙ２を、図７（ａ）中の矢印Ｙ３０３に示すようにボディ先端部２０ａから逸らすよう偏向させる偏向面として機能する。プレート部材７０４の円弧部７１４のうち排気通路１０ａ側の面は、取付部材１６の貫通穴１６ａ内部に流入してボディ先端部２０ａに向かって流れてくる副流Ｙ２を、図７（ｂ）中の矢印Ｙ３０４に示すようにボディ先端部２０ａから逸らすよう偏向させる偏向面として機能する。プレート部材７０５の円弧部７１５及び傾斜部７３５のうち排気通路１０ａ側の面は、取付部材１６の貫通穴１６ａ内部に流入してボディ先端部２０ａに向かって流れてくる副流Ｙ２を、図７（ｃ）中の矢印Ｙ３０５に示すようにボディ先端部２０ａから逸らすよう偏向させる偏向面として機能する。
【００６６】
また、図６に示すプレート部材７０，７０１，７０２は、図１に示すように主流Ｙ１が直接流入することのない収容室１７ａに配置しているのに対し、図７に示すプレート部材７０３，７０４，７０５は、収容室１７ａに配置してもよいし、分岐管１７を廃止して排気通路１０ａに直接配置するようにしてもよい。この場合、排気通路１０ａを流れる排気の主流Ｙ１が、プレート部材７０３，７０４，７０５によりボディ先端部２０ａから逸れるよう偏向されることとなる。
【００６７】
（他の実施形態）
上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。また、本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、各実施形態の特徴的構造をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【００６８】
・図４に示す上記実施形態では、通過穴７０ａ内面とボディ先端部２０ａとの間に隙間Ｓ１が形成されるようプレート部材７０を配置しているが、通過穴７０ａ内面とボディ先端部２０ａとが接触するようにプレート部材７０を配置してもよい。この場合には、ボディ先端部２０ａと通過穴７０ａ内面との接触状態が面接触ではなく線接触となるよう配置して、プレート部材７０からボディ先端部２０ａへの伝熱抑制を図ることが望ましい。
【００６９】
・上記実施形態では、尿素水を添加剤として噴射する噴射弁２０を対象としているが、本発明では、尿素水を噴射する噴射弁に限定されるものではなく、例えば、炭化水素（ＨＣ）を添加剤として噴射する噴射弁に適用させてもよい。また、触媒装置におけるＮＯｘの還元に用いる添加剤を噴射させる噴射弁に限定されるものではなく、例えば、排気中のＰＭ（Particulate Matter、粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）にてＰＭを燃焼させるためのＨＣを噴射させる噴射弁に適用させてもよい。
【００７０】
・図４に示す上記実施形態では、熱伝導部材５０及びジャケット６１とボディ先端部２０ａとの間に隙間Ｓ２が形成されるようプレート部材７０を配置しているが、熱伝導部材５０又はジャケット６１とボディ先端部２０ａとが接触するようにプレート部材７０を配置してもよい。この場合においても、ボディ先端部２０ａとの接触状態が面接触ではなく線接触となるよう配置して、プレート部材７０から熱伝導部材５０又はジャケット６１への伝熱抑制を図ることが望ましい。
【００７１】
・図２に示す上記実施形態では、特許請求の範囲に記載の「ボディ」を、別々に加工されたノズルホルダ２４及びノズルボディ２５により構成しているが、ノズルホルダ２４及びノズルボディ２５を一体的に加工して構成してもよい。
【００７２】
・図４に示す上記実施形態では、噴孔２５ｂを通過穴７０ａ内部に位置させているが、噴孔２５ｂを通過穴７０ａ外部（冷却手段６０の側の外部）に位置させてもよい。
【００７３】
・図４に示す上記実施形態では、ノズルホルダ２４と冷却手段６０との間に熱伝導部材５０を配置しているが、当該熱伝導部材５０を廃止して、冷却手段６０のジャケット６１をノズルホルダ２４に直接接触させるように構成してもよい。
【００７４】
・図４に示す熱伝導部材５０は、ジャケット６１内の冷却液に直接触れることなくジャケット６１と接触するよう配置されている。これに対し、熱伝導部材５０の少なくとも一部分（例えば突出部５２）が、ジャケット６１内部の冷却通路６２に配置されて冷却液に直接冷却されるよう構成してもよい。これによれば、熱伝導部材５０が冷却液により冷却される度合いを向上できる。但し、噴射弁２０を洗浄する等のメンテナンスを行うにあたり、熱伝導部材５０とともに噴射弁２０をジャケット６１から取り外す時には、冷却液が漏れ出てしまうことを回避すべく、前記取り外しの作業に先立って冷却液を一旦抜き出す作業を要する。これに対し、図４に示す熱伝導部材５０は冷却液に直接触れることなくジャケット６１と接触するよう配置されているので、上述の冷却液抜出作業を不要にしつつ、熱伝導部材５０とともに噴射弁２０をジャケット６１から取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る噴射弁が適用された、排気浄化装置を示す模式図。
【図２】図１の噴射弁を示す断面図。
【図３】図２の拡大図。
【図４】図１の拡大図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る噴射弁の搭載構造を示す模式図。
【図６】（ａ）は第１実施形態に係るプレート部材の形状を、（ｂ）（ｃ）は本発明の第３実施形態に係るプレート部材の形状を示す模式図。
【図７】本発明の第４実施形態に係るプレート部材の形状を示す模式図。
【符号の説明】
【００７６】
１０ａ…排気通路、１７ａ…収容室、２０…噴射弁、２４…ノズルホルダ（ボディ先端部）、２５…ノズルボディ（ボディ先端部）、２５ｂ…噴孔、２６…ニードル（弁体）、２７…尿素水通路（添加剤通路）、７０，７０１〜７０５…プレート部材、７０ｂ…偏向面、６０…冷却手段、７０ａ…通過穴。
【図１】
0004867923.tif 000002
【図２】
0004867923.tif 000003
【図３】
0004867923.tif 000004
【図４】
0004867923.tif 000005
【図５】
0004867923.tif 000006
【図６】
0004867923.tif 000007
【図７】
0004867923.tif 000008