JP7135924B2 - 冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される噴射弁を冷却する冷却装置に関するものである。

従来、ディーゼルエンジンの排気に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するＤＰＦ（Diesel particulate filter）、および、窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システムが知られている。そのＤＰＦの再生に用いられる噴射弁は、車両の排気管に軽油などの燃料を噴射する。また、ＳＣＲシステムに用いられる噴射弁は、車両の排気管に尿素水などの還元剤を噴射する。これらの噴射弁は、排気管のうちエンジンの近傍、または、エンジンコンパートメント内など、高温環境下で使用されることがある。その場合、噴射弁を熱害から保護するため、噴射弁を冷却する冷却装置が必要となる。

特許文献１には、冷却水の循環により噴射弁を冷却する冷却装置が記載されている。なお、特許文献１では、噴射弁はポンプと呼ばれている。この冷却装置は、噴射弁の外側をジャケットにより覆うことで、噴射弁とジャケットとの間に冷却水が流れる筒状の空間（以下「筒状空間」という）を形成している。ジャケットの外側には、その筒状空間に対し冷却水を供給し排出する２本のコネクタパイプが設けられている。そして、この冷却装置は、その筒状空間に流れガイドと呼ばれる筒状の部材を設けることで、その筒状空間を冷却水が流れる方向を規定している。

欧州特許第２０５０３１２２Ｂ１号明細書

上述した特許文献１に記載の冷却装置は、流れガイドのうち噴射弁の噴孔とは反対側の部位（以下、「流れガイドの口縁部」という）が、ジャケットの内壁から離れている。そのため、流れガイドの口縁部とジャケットの内壁との間を冷却水が流通可能である。また、流れガイドは、噴射弁が備える電気コネクタが配置される位置に、その電気接続部との干渉を避けるための切欠き部を有している。そのため、流れガイドの切欠き部と噴射弁の電気接続部との間も冷却水が流通可能である。

ところで、一般に、冷却装置は、その軸が重力方向に対して傾いた状態で車両に搭載されることがある。また、車両に搭載された冷却装置は、車両の傾きに伴い、重力方向に対して軸が傾いた状態となることがある。また、冷却装置の筒状空間に供給される冷却水には気体が混入することがある。その場合、筒状空間の上方に空気が溜まると、噴射弁に対する冷却能力が低下することが考えられる。

特許文献１に記載の冷却装置では、重力方向に対して軸が傾いた状態になると、２本のコネクタパイプがジャケットの周方向に配置される位置に応じて、筒状空間を流れる冷却水の水面の位置が変化することになる。具体的には、流れガイドの口縁部のうち重力方向下側の部位がコネクタパイプよりも重力方向上側にある場合、その流れガイドの口縁部のうち重力方向下側の部位が筒状空間を流れる冷却水の水面となることがある。また、２本のコネクタパイプのうち重力方向上側に位置するコネクタパイプの位置が、流れガイドの口縁部のうち重力方向下側の部位よりも重力方向上側にある場合、そのコネクタパイプの位置が筒状空間を流れる冷却水の水面となることがある。その際、冷却装置の車両搭載状態により、冷却装置の筒状空間を流れる冷却水の水面が低くなると、噴射弁を十分に冷却することが困難になる。特に、噴射弁が電磁駆動式のものである場合、冷却水の水面が電磁駆動部を構成するソレノイドよりも低くなると、そのソレノイドを十分に冷却することが困難になり、電磁駆動部の動作が悪化するおそれがある。

本発明は上記点に鑑みて、噴射弁に対する冷却能力を高めることの可能な冷却装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明では、車両に搭載される噴射弁（７０）を冷却する冷却装置は、アウタージャケット（１０）、筒部材（３１）、第１パイプ（４１）、第２パイプ（４２），第１規制部（５１）、第２規制部（５２）および連通路（６０）を備える。アウタージャケットは、噴射弁の外側に設けられ、噴射弁との間に冷却水が流れる筒状空間（８０）を形成する。筒部材は、アウタージャケットと噴射弁との間で筒状に設けられ、筒状空間の少なくとも一部をアウタージャケット側の外側流路（８１）と噴射弁側の内側流路（８２）とに仕切る。第１パイプは、アウタージャケットに設けられ、筒状空間に冷却水を供給または排出する。第２パイプは、アウタージャケットのうち第１パイプより噴射弁の噴孔（７１）側の位置に設けられ、筒状空間から冷却水を排出または供給する。第１規制部は、第１パイプと第２パイプとの間で、外側流路のうち第１パイプ側の領域（８１１）と第２パイプ側の領域（８１２）との冷却水の流れを規制する。第２規制部は、第１パイプに対し噴孔とは反対側の位置で、外側流路と内側流路との冷却水の流れを規制する。連通路は、第１規制部に対し噴孔とは反対側の位置で外側流路および内側流路を形成する部材の周方向の一部に形成され、外側流路と内側流路とを連通する。筒部材は、第１規制部と第２規制部との間に設けられている。

これによれば、第２パイプから冷却水が供給される場合、その冷却水は、第２パイプ→外側流路のうち第２パイプ側の領域→内側流路→連通路→外側流路のうち第１パイプ側の領域→第１パイプの順に流れる。一方、第１パイプから冷却水が供給される場合、その冷却水は、第１パイプ→外側流路のうち第１パイプ側の領域→連通路→内側空間→外側流路のうち第２パイプ側の領域→第２パイプの順に流れる。
いずれの場合も、筒部材のうち噴孔とは反対側の端部と筒状空間の内壁との間は、第２規制部により冷却水の流れが規制されている。そのため、冷却水は、外側流路のうち第１パイプ側の領域と内側流路との間を、連通路を通って流れる。したがって、この冷却装置は、車両搭載に応じて連通路を上方に配置することで、筒状空間の水面の位置を高くし、噴射弁に対する冷却能力を高めることができる。
なお、本明細書において、上方とは、重力方向上方をいう。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係る冷却装置の断面図である。 図１のＩＩ部分の拡大図である。 第１実施形態に係る冷却装置が備える第１筒部材の斜視図である。 冷却装置が排気管に設置された状態を示す断面図である。 冷却装置の冷却水の流れと、冷却水の水面の位置を説明するための説明図である。 冷却装置を流れる冷却水の水面の位置を説明するための説明図である。 冷却装置に連通路を設ける位置範囲を説明するための説明図である。 冷却装置に連通路を設ける位置範囲を説明するための説明図である。 比較例の冷却装置に関し、冷却水の水面の位置を説明するための説明図である。 第１実施形態の冷却装置と比較例の冷却装置に関し、第１パイプと冷却水の水面との位置関係を示すグラフである。 第２実施形態に係る冷却装置が備える第１筒部材の斜視図である。 第３実施形態に係る冷却装置が備える第１筒部材の斜視図である。 第４実施形態に係る冷却装置が備える第１筒部材の斜視図である。 第５実施形態に係る冷却装置が備える第１筒部材の斜視図である。 第５実施形態に係る冷却装置が備える第１筒部材の正面図である。 第５実施形態に係る冷却装置が備える第１筒部材の平面図である。 第６実施形態に係る冷却装置の断面図である。 図１７のＶＩＩＩ方向の矢視図である。 第６実施形態に係る冷却装置の斜視図である。 図１７のＸＸ部分の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。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、同一符号を付し、その説明を省略する。

（第１実施形態）
第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の冷却装置は、車両に搭載される噴射弁を冷却水により冷却するものである。冷却装置が冷却する噴射弁として、ディーゼルエンジンの排気に含まれるＮＯｘを浄化するＳＣＲシステムに用いられる噴射弁、または、排気に含まれるＰＭを捕集するＤＰＦの再生に用いられる噴射弁などが例示される。ＳＣＲシステムに用いられる噴射弁は、車両の排気管に尿素水などの還元剤を噴射する。ＤＰＦの再生に用いられる噴射弁は、車両の排気管に軽油などの燃料を噴射する。それらの噴射弁は、排気管のうちエンジンの近傍、または、エンジンコンパートメント内など、高温環境下で使用されることがある。その場合、噴射弁は熱害を防ぐため冷却装置に設置され、冷却装置を流れる冷却水により冷却される。

まず、冷却装置の構成について説明する。
図１に示すように、冷却装置１は、アウタージャケット１０、インナージャケット２０、筒部材３０、第１パイプ４１、第２パイプ４２、第１規制部５１、第２規制部５２および連通路６０などを備えている。冷却装置１の内側には、噴射弁７０が設けられる。以下の説明では、噴射弁７０の噴孔７１側を単に「噴孔側」といい、噴射弁７０の噴孔７１とは反対側を「反噴孔側」ということがある。

アウタージャケット１０は、有底筒状に形成され、外筒部１１およびその外筒部１１の軸方向噴孔側の端部に設けられる外底部１２を有している。アウタージャケット１０の外筒部１１は、軸方向に亘り段階的に径が変化する形状である。外筒部１１は、反噴孔側から、外大径部１１１、外中径部１１２、外小径部１１３を有している。外大径部１１１より外中径部１１２は径が小さく、外中径部１１２より外小径部１１３は径が小さい。そのため、外大径部１１１と外中径部１１２との間には第１外段差部１１４が設けられ、外中径部１１２と外小径部１１３との間には第２外段差部１１５が設けられている。また、外底部１２には、噴射弁７０の噴孔側の端部が露出するための外底穴１３が設けられている。

インナージャケット２０も、有底筒状に形成され、内筒部２１およびその内筒部２１の軸方向噴孔側の端部に設けられる内底部２２を有している。インナージャケット２０の内筒部２１も、軸方向に亘り段階的に径が変化する形状である。内筒部２１は、反噴孔側から、内大径部２１１、内中径部２１２、内小径部２１３を有している。内大径部２１１より内中径部２１２は径が小さく、内中径部２１２より内小径部２１３は径が小さい。そのため、内大径部２１１と内中径部２１２との間には第１内段差部２１４が設けられ、内中径部２１２と内小径部２１３との間には第２内段差部２１５が設けられている。また、内底部２２にも、噴射弁７０の噴孔側の端部が露出するための内底穴２３が設けられている。

インナージャケット２０は、噴射弁７０を囲うように、噴射弁７０の外側に設けられている。アウタージャケット１０は、インナージャケット２０を囲うように、インナージャケット２０の外側に設けられている。したがって、インナージャケット２０とアウタージャケット１０は、噴射弁７０の外側に設けられている。

アウタージャケット１０の外大径部１１１とインナージャケット２０の内大径部２１１とは、溶接などにより接合されている。また、アウタージャケット１０の外底部１２とインナージャケット２０の内底部２２とは、溶接などにより接合されている。そのため、アウタージャケット１０とインナージャケット２０との間には、冷却水が流れる筒状空間８０が形成されている。
なお、噴射弁７０が防水機能を備えたものである場合、インナージャケット２０は廃止してもよい。その場合、アウタージャケット１０と噴射弁７０との間に冷却水が流れる筒状空間８０が形成されることとなる。

アウタージャケット１０の外大径部１１１には、筒状空間８０に対し冷却水を供給または排出するための第１パイプ４１が設けられている。また、アウタージャケット１０の外中径部１１２には、筒状空間８０に対し冷却水を供給または排出するための第２パイプ４２が設けられている。したがって、第１パイプ４１に対し、第２パイプ４２は噴孔側に設けられている。本実施形態では、第２パイプ４２から筒状空間８０に冷却水が供給される。そして、その筒状空間８０の冷却水は、第１パイプ４１から排出される。

アウタージャケット１０とインナージャケット２０との間には、筒部材３０が設けられている。筒部材３０は、筒状空間８０の少なくとも一部をアウタージャケット１０側の外側流路８１と、噴射弁７０側の内側流路８２とに仕切るものである。筒部材３０は、第１筒部材３１と第２筒部材３２により構成されている。第１筒部材３１は、インナージャケット２０の内大径部２１１および第２内段差部２１５の外側に配置されている。第２筒部材３２は、インナージャケット２０の内小径部２１３の外側に配置されている。

第１筒部材３１は、第１筒本体部３１１と、その第１筒本体部３１１の反噴孔側の端部から径方向外側へ延びる張出部３１２と、第１筒本体部３１１の噴孔側の端部から径方向内側へ延びる内フランジ部３１３とを有している。

第１筒本体部３１１のうち内フランジ部３１３に近い部位の外壁は、アウタージャケット１０の外中径部１１２の内壁に圧入などにより固定されている。この第１筒本体部３１１とアウタージャケット１０とが固定された箇所が、冷却水の流れを規制する第１規制部５１として機能する。第１規制部５１は、第１パイプ４１と第２パイプ４２との間で周方向に形成されている。第１規制部５１は、外側流路８１のうち第１パイプ４１側の領域と第２パイプ４２側の領域との冷却水の流れを規制する。以下の説明では、外側流路８１のうち第１パイプ４１側の領域を第１外側流路８１１といい、外側流路８１のうち第２パイプ４２側の領域を第２外側流路８１２ということとする。

なお、上述した第１規制部５１は、第１外側流路８１１と第２外側流路８１２との冷却水の流れを完全に遮断する構成に限らず、周方向の一部に隙間を有し冷却水の一部が流通する構成であってもよい。すなわち、第１規制部５１は、外側流路８１の中で、第１外側流路８１１と第２外側流路８１２との間の冷却水の圧力損失を大きくする構成であればよい。

第１筒部材３１に設けられる張出部３１２は、第１パイプ４１に対し反噴孔側の位置で、アウタージャケット１０の外大径部１１１の内壁に当接している。この張出部３１２とアウタージャケット１０とが当接する箇所が、冷却水の流れを規制する第２規制部５２として機能する。第２規制部５２は、第１パイプ４１に対し反噴孔側の位置で周方向に形成されている。第２規制部５２は、外側流路８１と内側流路８２との冷却水の流れを規制する。
なお、第２規制部５２は、第１筒部材３１の張出部３１２がアウタージャケット１０の内壁に当接する構成に限定するものではない。例えば、後述する第５実施形態のように、第２規制部５２は、第１筒部材３１の反噴孔側の端部がインナージャケット２０の第１内段差部２１４の内壁に接する構成としてもよい。或いは、第２規制部５２は、第１筒部材３１の反噴孔側の端部がインナージャケット２０の内中径部２１２の内壁に接する構成としてもよい。

なお、上述した第２規制部５２も、外側流路８１と内側流路８２との冷却水の流れを完全に遮断する構成に限らず、周方向の一部に隙間を有し冷却水の一部が流通する構成であってもよい。すなわち、第２規制部５２は、第１パイプ４１に対し反噴孔側の位置において、外側流路８１と内側流路８２との間の冷却水の圧力損失を大きくする構成であればよい。

ここで、第１筒部材３１の外壁とアウタージャケット１０の内壁とは、いずれも円筒状である。詳細には、第１規制部５１を構成する第１筒部材３１の第１筒本体部３１１の外壁と、アウタージャケット１０の外中径部１１２の内壁とは、いずれも円筒状である。また、第２規制部５２を構成する第１筒部材３１の張出部３１２と、アウタージャケット１０の外大径部１１１の内壁とは、いずれも円筒状である。そのため、第１筒部材３１とアウタージャケット１０とは、軸周りの角度を任意に変更して組み付けることが可能である。したがって、第１筒部材３１は、アウタージャケット１０に対し相対回転しつつ組み付けることが可能な部材である。

また、第１筒部材３１とインナージャケット２０とは当接していない。したがって、第１筒部材３１は、アウタージャケット１０とインナージャケット２０に対し相対回転しつつ組み付けることが可能な部材である。なお、第１筒部材３１は、後述する第２筒部材３２に対しても、相対回転しつつ組み付けることが可能な部材である。

第２筒部材３２は、第２筒本体部３２１と、その第２筒本体部３２１の反噴孔側の端部から径方向外側へ延びる外フランジ部３２２とを有している。第２筒部材３２の外フランジ部３２２とアウタージャケット１０の第２外段差部１１５との間には、圧縮コイルスプリング３３が設けられている。その圧縮コイルスプリング３３は、第２筒部材３２の外フランジ部３２２を、第１筒部材３１の内フランジ部３１３側へ付勢している。これにより、第２筒部材３２は、第１筒部材３１とアウタージャケット１０に対して固定される。筒状空間８０内で第２筒部材３２が固定された状態で、第２筒部材３２の噴孔側の端部と、アウタージャケット１０の外底部１２の内壁との間には、冷却水が流れる隙間Ｒが形成される。
なお、以下の説明では、内側流路８２のうち第１筒部材３１の内側の領域を第１内側流路８２１といい、第２筒部材３２の内側の領域を第２内側流路８２２ということがある。

図１および図２に示すように、第１筒部材３１の内フランジ部３１３と第２筒部材３２の外フランジ部３２２とは、全周に亘り当接することなく、周方向の一部に隙間Ｓが設けられている。これにより、第２パイプ４２から第２外側流路８１２に供給される冷却水に含まれる気泡は、その内フランジ部３１３と外フランジ部３２２との隙間Ｓを通って第１内側流路８２１へ流れる。そのため、第２外側流路８１２から第２内側流路８２２へ気泡を含んだ冷却水が流れることが抑制される。

図１および図３に示すように、第１筒部材３１の周方向の一部には穴部６１が設けられている。その第１筒部材３１の穴部６１により、第１外側流路８１１と第１内側流路８２１とを連通する連通路６０が形成されている。上述したように、第１筒部材３１は、外側流路８１および内側流路８２を形成する部材である。第１筒部材３１の穴部６１は、第１規制部５１より反噴孔側の位置に設けられている。したがって、連通路６０は、第１規制部５１より反噴孔側の位置で、外側流路８１および内側流路８２を形成する部材の周方向の一部に形成されているといえる。また、上述したように、第１筒部材３１は、第１パイプ４１と第２パイプ４２が設けられるアウタージャケット１０に対し相対回転しつつ組み付け可能な部材である。したがって、第１筒部材３１とアウタージャケット１０とを組み付ける際、第１パイプ４１と第２パイプ４２が設けられたアウタージャケット１０と連通路との周方向の位置関係を変更することが可能である。

図１に示すように、連通路６０は、噴射弁７０が備える電磁駆動部を構成するソレノイド７２に対し反噴孔側の位置に設けられている。具体的には、連通路６０は、ソレノイド７２の噴孔側の端部（以下、「ソレノイド７２の下端７２１」という）に対し反噴孔側の位置に設けられていればよい。なお、連通路６０は、ソレノイド７２の反噴孔側の端部（以下、「ソレノイド７２の上端７２２」という）に対し反噴孔側の位置に設けられていれば、より好ましい。

また、この連通路６０は、冷却装置１が車両に搭載された状態において、ソレノイド７２よりも重力方向上側の位置に設けられる。具体的には、連通路６０は、冷却装置１が車両に搭載された状態において、ソレノイド７２の下端７２１よりも重力方向上側の位置に設けられていればよい。なお、連通路６０は、冷却装置１が車両に搭載された状態において、ソレノイド７２の上端７２２よりも重力方向上側の位置に設けられていれば、より好ましい。
なお、冷却装置１に連通路６０を設ける位置範囲については後述する。

図３に示すように、第１実施形態では、連通路６０を形成する穴部６１は、楕円状に形成されている。具体的には、その穴部６１は、筒部材３０の周方向における長さが筒部材３０の軸方向における長さよりも長い楕円状である。これにより、連通路６０の開口面積を大きくしつつ、連通路６０の下面の位置を上方に配置することが可能である。

図１に示すように、冷却装置１が備えるインナージャケット２０の内側には噴射弁７０が設けられる。噴射弁７０は、燃料入口７５から供給された尿素水または燃料などの流体を内部の流体通路７６を介して噴孔７１から噴射する。噴射弁７０は、電磁駆動式のものが採用されている。噴射弁７０の内部の流体通路７６には、噴孔７１を開閉するための図示しないニードル弁、および、そのニードル弁を駆動するための図示しない可動コアおよび固定コアなどが設けられる。また、その可動コアおよび固定コアの径方向外側にはソレノイド７２が設けられる。可動コア、固定コアおよびソレノイド７２などは、噴射弁７０の電磁駆動部を構成する。ソレノイド７２は、通電により磁界を発生する巻線を含んでいる。そのため、ソレノイド７２は、通電により発熱することがあるので、冷却装置１により冷却することが望ましい。ソレノイド７２は、冷却装置１の第２パイプ４２に対し反噴孔側に配置されている。

なお、図１では、噴射弁７０とインナージャケット２０とは直接当接する構成を示しているが、このような構成に限らず、噴射弁７０とインナージャケット２０との間に図示しないスペーサが設けられることがある。
また、図１では、冷却装置１の軸Ａｘと噴射弁７０の軸とが一致している構成を示しているが、冷却装置１の軸Ａｘと噴射弁７０の軸とは一致していなくてもよい。

次に、冷却装置１が車両に搭載された状態について説明する。
図４に示すように、冷却装置１は、車両の排気管２に取り付けられる。車両の排気管２には、冷却装置１を取り付けるための筒状の取付孔部３が設けられている。この取付孔部３の内側に、冷却装置１が備えるアウタージャケット１０の外小径部１１３の先端部分が挿入される。そして、アウタージャケット１０の外小径部１１３の外側に設けられる固定部材１４により、冷却装置１は車両の排気管２に取り付けられる。

図４に示すように、冷却装置１は、その軸Ａｘが重力方向に対して傾いた状態で車両に搭載されることがある。また、車両に搭載された冷却装置１は、車両の傾きに伴い、重力方向に対して軸Ａｘが傾いた状態となることがある。また、冷却装置１の筒状空間８０に供給される冷却水には気体が混入することがある。その場合でも、第１実施形態の冷却装置１は、筒状空間８０の水面の位置を高くすることが可能な構成である。以下、その理由について図５を参照して説明する。

図５は、冷却装置１の軸Ａｘが重力方向に対して傾いている状態を示している。また、図５では、冷却装置１の内部を流れる冷却水を破線のハッチングにて示し、冷却水の水面を符号ＷＳにて示し、冷却水の流れを矢印Ａ～Ｉにて示している。なお、図５では、冷却装置１の車両搭載時において、アウタージャケット１０に対し第１パイプ４１と第２パイプ４２が重力方向下向きに配置された状態を示している。

図５の矢印Ａに示すように、冷却装置１の第２パイプ４２には、図示しない水タンクから図示しないポンプによって圧送された冷却水が供給される。矢印Ｂ、Ｃに示すように、冷却水は、第２パイプ４２から第２外側流路８１２に流入し、噴孔側へ流れる。このとき、第２パイプ４２から第２外側流路８１２に流入した冷却水は、第１規制部５１により、第１外側流路８１１に流れることが規制されている。
なお、第２パイプ４２から第２外側流路８１２に流入する冷却水に含まれる気泡は、浮力により上方へ流れ、第１筒部材３１の内フランジ部３１３と第２筒部材３２の外フランジ部３２２との隙間Ｓを通って第１内側流路８２１へ流れる。

次に、矢印Ｄ、Ｅに示すように、冷却水は、第２外側流路８１２から、第２筒部材３２の噴孔側の端部とアウタージャケット１０の外底部１２の内壁との隙間を通り、第２内側流路８２２に流れる。そして、矢印Ｆ、Ｇに示すように、冷却水は、第２内側流路８２２から第１内側流路８２１に流れる。第１内側流路８２１に流れた冷却水は、第２規制部５２により、第１筒部材３１の張出部３１２を跨いで第１外側流路８１１に流出することが規制されている。そのため、第１内側流路８２１の冷却水は、連通路６０を通り、第１外側流路８１１に流れる。そして、矢印Ｈ、Ｉに示すように、第１外側流路８１１の冷却水は、第１パイプ４１から図示しない水タンクへ排出される。

このように、第１実施形態では、第１内側流路８２１の冷却水が第１筒部材３１の張出部３１２を跨いで第１外側流路８１１に流出することを第２規制部５２により規制している。そして、第１内側流路８２１の冷却水が連通路６０を通って第１外側流路８１１へ流れるように構成されている。また、連通路６０を形成する第１筒部材３１は、第１パイプ４１と第２パイプ４２が設けられるアウタージャケット１０に対し、軸周りの角度を任意に変更して組み付けることが可能な部材である。そのため、第１筒部材３１とアウタージャケット１０とを組み付ける際、冷却装置１の車両搭載状態に応じて連通路６０を上方に配置することで、筒状空間８０の水面の位置を高くすることが可能である。

続いて、図６は、冷却装置１の車両搭載時において、冷却装置１を軸方向から視た図である。図６に示した状態で、冷却水の水面の位置は、連通路６０と同じ高さとなっている。このように、冷却装置１の車両搭載状態に応じて連通路６０を上方に配置することで、筒状空間８０の水面の位置を高くすることが可能である。

次に、冷却装置１に連通路６０を設ける位置範囲について説明する。
図７および図８は、冷却装置１を軸方向から視た図である。図７および図８に示すように、冷却装置１の軸Ａｘに垂直な断面における冷却装置１の軸周りの角度に関し、重力方向上方を０°とする。冷却装置１の軸周りの角度に関し、第１パイプ４１の中心軸４３の角度をαとする。車両が傾いたときに冷却装置１の軸周りに作用する傾きをβとする。冷却装置１の軸周りの角度に関し、連通路６０の中心の角度をγとする。

図７は、冷却装置１の車両搭載状態において、冷却装置１の軸周りにおける第１パイプ４１の中心軸４３の角度αが、－９０°＜α＜９０°の範囲に存在する場合に、連通路６０を設ける位置範囲について示したものである。
図７に示すように、連通路６０を設ける位置は、－（α＋β）＜γ＜α の範囲とする。このように連通路６０を設ける範囲を設定することにより、車両が水平状態にある場合、または、車両が傾いた場合、連通路６０の位置を重力方向上方に配置することができる。

なお、車両が傾いたときに冷却装置１の軸周りに作用する傾きβは、例えば４５°とすることが可能である。また、その傾きβは、冷却装置１が搭載される車両に設定されている最大傾斜角としてもよい。

一方、図８は、冷却装置１の車両搭載状態において、冷却装置１の軸周りにおける第１パイプ４１の中心軸４３の角度αが、９０°＜α＜２７０°の範囲に存在する場合に、連通路６０を設ける位置範囲について示したものである。
図８に示すように、連通路６０を設ける位置は、－９０°＜γ＜９０° の範囲とする。このように連通路６０の位置を設定することにより、連通路６０の位置を重力方向上方に配置することができる。

上述した第１実施形態と比較するため、比較例の冷却装置１００について説明する。
図９は、比較例の冷却装置１００が車両に搭載された状態の一例を示している。この状態において、冷却装置１００は、その軸Ａｘが重力方向に対して傾いている。また、第１パイプ４１と第２パイプ４２は、アウタージャケット１０に対し重力方向下向きに配置されている。

図９に示すように、比較例の冷却装置１００では、第１筒部材３１の反噴孔側の端部（以下、「第１筒部材３１の口縁部３１４」という）に張出部３１２が設けられていない。そして、第１筒部材３１の口縁部３１４と、インナージャケット２０の内壁およびアウタージャケット１０の内壁との間には、冷却水の流れる隙間Ｔが全周に亘り形成されている。そのため、比較例の冷却装置１００は、第１筒部材３１の口縁部３１４を跨いで、第１外側流路８１１と第１内側流路８２１とを冷却水が流通可能な構成である。また、第１筒部材３１に連通路６０を形成する穴部６１が設けられていない。すなわち、比較例の冷却装置１００は、第１実施形態で説明した第２規制部５２および連通路６０を備えていない。

比較例の冷却装置１００では、重力方向に対し軸Ａｘが傾いた状態になると、第１内側流路８２１の冷却水が第１筒部材３１の口縁部３１４を跨いで、第１外側流路８１１に流出し、そこから第１パイプ４１に排出される。そのため、筒状空間８０の冷却水の水面の位置は、冷却装置１００の軸周りに対する第１パイプ４１の位置に応じて変化することになる。

図１０は、第１実施形態の冷却装置１と比較例の冷却装置１００に関し、冷却装置の軸周りに対する第１パイプ４１の位置と冷却水の水面の高さとの位置関係を示したものである。なお、図１０のグラフは、冷却装置の軸Ａｘを重力方向に対して斜めまたは水平にした状態で比較したものである。

図１０において、縦軸は、筒状空間８０を流れる冷却水の水面の高さを示している。なお、水面の高さとは、アウタージャケット１０の重力方向最下部と水面との重力方向の距離である。
横軸は、冷却装置の軸周りの角度に関し、重力方向上方を０°としたときの第１パイプ４１の中心軸４３の角度αを示している。

また、図１０において、実線Ｍは、比較例の冷却装置１００の筒状空間８０を流れる冷却水の水面の高さを示している。破線Ｎは、第１実施形態の冷却装置１の筒状空間８０を流れる冷却水の水面の高さを示している。実線Ｏは、冷却装置１に設置される噴射弁７０が備えるソレノイド７２の下端７２１の高さを示している。なお、ソレノイド７２の下端７２１の高さは、アウタージャケット１０の外底部１２とソレノイド７２の下端７２１との軸方向の距離である。

実線Ｍに示すように、比較例の冷却装置１００では、冷却水の水面の高さが、冷却装置１００の軸周りに対する第１パイプ４１の位置に応じて変化している。特に、第１パイプ４１の中心軸４３の角度αが＋９０°付近から＋２７０°付近の範囲では、冷却水の水面の高さがソレノイド７２の下端７２１の高さよりも低くなっている。そのため、この範囲では、ソレノイド７２を十分に冷却することが困難になり、噴射弁７０の動作が悪化するおそれがある。

これに対し、破線Ｎに示すように、第１実施形態の冷却装置１では、冷却水の水面の高さが、冷却装置１の軸周りに対する第１パイプ４１の位置に関わらず、ほぼ一定の高さとなっている。この冷却水の水面の高さは、連通路６０と同一の高さとなっている。上述したように、連通路６０は、ソレノイド７２の下端７２１よりも高い位置に設けられている。そのため、第１実施形態の冷却水の水面の高さは、ソレノイド７２の下端７２１の高さよりも高い位置にある。したがって、第１実施形態の冷却装置１は、噴射弁７０のソレノイド７２を十分に冷却することが可能であり、噴射弁７０の動作の悪化を防ぐことができる。

以上説明した本実施形態の冷却装置１は、次の作用効果を奏するものである。
（１）本実施形態では、第１規制部５１により、第１外側流路８１１と第２外側流路８１２との冷却水の流れを規制している。また、第２規制部５２により、第１内側流路８２１と第１外側流路８１１との間を第１筒部材３１の張出部３１２を跨いで冷却水が流れることを規制している。そして、連通路６０により、第１内側流路８２１と第１外側流路８１１とを連通している。そのため、冷却水は、第１内側流路８２１と第１外側流路８１１との間を、連通路６０を通って流れる。したがって、この冷却装置１は、車両搭載状態に応じて連通路６０を上方に配置することで、筒状空間８０の水面の位置を高くし、噴射弁７０に対する冷却能力を高めることができる。

（２）本実施形態では、連通路６０は、アウタージャケット１０に対し相対回転しつつ組み付け可能な筒部材３０により形成されている。
これにより、車両搭載状態におけるアウタージャケット１０の周方向の向きの変更に応じて連通路６０が上方に配置されるように筒部材３０を組み付けることで、筒状空間８０の水面の位置を高くすることが可能である。したがって、この冷却装置１は、車両搭載状態に応じて、各部材の形状を設計変更することなく、連通路６０の位置を任意に変更することが可能である。したがって、この冷却装置１は、車両搭載の自由度を高めることができる。

（３）本実施形態では、冷却装置１は、噴射弁７０の外側に設けられるインナージャケット２０をさらに備える。筒部材３０は、そのインナージャケット２０とアウタージャケット１０に対し相対回転しつつ組み付け可能である。
これにより、冷却装置１は、インナージャケット２０を備えることで、防水機能のない噴射弁７０を冷却することも可能である。この場合も、冷却装置１の車両搭載状態に応じて連通路６０が上方に配置されるように筒部材３０を組み付けることで、筒状空間８０の水面の位置を高くすることができる。

（４）本実施形態では、連通路６０は、噴射弁７０が備える電磁駆動部を構成するソレノイド７２に対し、反噴孔側に設けられている。
これにより、車両搭載時に噴射弁７０のソレノイド７２が噴孔７１より上方に配置される場合、連通路６０はソレノイド７２より上方に配置される。これにより、この冷却装置１は、筒状空間８０の水面をソレノイド７２より上方として、噴射弁７０に対する冷却能力を高めることができる。

（５）本実施形態では、冷却装置１が車両に搭載された状態において、連通路６０は、噴射弁７０が備える電磁駆動部を構成するソレノイド７２よりも重力方向上側に設けられている。
これにより、この冷却装置１は、車両搭載時に、筒状空間８０の水面をソレノイド７２より上方として、噴射弁７０に対する冷却能力を高めることができる。

（６）本実施形態では、冷却装置１の軸周りにおける第１パイプ４１の中心軸４３の角度αが、－９０°＜α＜９０°の範囲に存在する場合、連通路６０を設ける位置は、連通路６０の中心の角度γが、－（α＋β）＜γ＜α となる範囲とする。なお、βは、車両が傾いたときに冷却装置１の軸周りに作用する傾きであり、例えば４５°とすることが可能である。また、その傾きβは、冷却装置１が搭載される車両に設定されている最大傾斜角としてもよい。
これにより、車両が水平状態にある場合、または、車両が傾いた場合、連通路６０の位置を重力方向上方に配置することができる。

（７）本実施形態では、冷却装置１の軸周りにおける第１パイプ４１の中心軸４３の角度αが、９０°＜α＜２７０°の範囲に存在する場合、連通路６０を設ける位置は、連通路６０の中心の角度γが、－９０°＜γ＜９０° となる範囲とする。
これにより、連通路６０の位置を重力方向上方に配置することができる。

（８）本実施形態では、連通路６０は、筒部材３０の周方向における長さが筒部材３０の軸方向における長さよりも長い楕円状である。
これにより、連通路６０の開口面積を大きくしつつ、連通路６０の下面の位置を上方に配置することが可能である。したがって、連通路６０を流れる冷却水の圧力損失を低減して流量を増加すると共に、水面の位置を高くすることで、冷却装置１による噴射弁７０の冷却能力を高めることができる。

（第２～第６実施形態）
第２～第６実施形態は、第１実施形態に対して連通路６０の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

（第２実施形態）
図１１に示すように、第２実施形態では、連通路６０は、第１筒部材３１の周方向の一部に設けられた切欠部６２により形成されている。切欠部６２は、第１筒部材３１の張出部３１２から第１筒本体部３１１の途中まで切り欠かれている。この第１筒部材３１に設けられた切欠部６２は、第１内側流路８２１と第１外側流路８１１とを連通する連通路６０を形成する。

（第３実施形態）
図１２に示すように、第３実施形態では、連通路６０は、第１筒部材３１の周方向の一部に設けられた四角形状の穴部６３により形成されている。この第１筒部材３１に設けられた穴部６３は、第１内側流路８２１と第１外側流路８１１とを連通する連通路６０を形成する。

（第４実施形態）
図１３に示すように、第４実施形態では、連通路６０は、第１筒部材３１の周方向の一部に設けられた円形状の穴部６４により形成されている。この第１筒部材３１に設けられた穴部６４は、第１内側流路８２１と第１外側流路８１１とを連通する連通路６０を形成する。

（第５実施形態）
図１４～図１６に示すように、第５実施形態では、連通路６０は、第１筒部材３１の周方向の一部を径方向外側に湾曲させた湾曲部６５により形成されている。湾曲部６５のうち内フランジ部３１３とは反対側の面６６は、第１筒部材３１の口縁部３１４よりも内フランジ部３１３側に位置している。
第５実施形態では、第１筒部材３１に張出部３１２が設けられていない。この第１筒部材３１が冷却装置１の筒状空間８０に設置される際、第１筒部材３１の口縁部３１４がインナージャケット２０の第１内段差部２１４の内壁に接するように組み付けられる。なお、図１５では、第１筒部材３１が冷却装置１の筒状空間８０に設置されたときのインナージャケット２０の第１内段差部２１４の内壁の位置を、一点鎖線で示している。インナージャケット２０の第１内段差部２１４の内壁は、周方向に亘り平面状である。そのため、湾曲部６５のうち内フランジ部３１３とは反対側の面６６と、インナージャケット２０の第１内段差部２１４の内壁との間に、連通路６０が形成される。

上述した第２～第５実施形態においても、冷却装置１の筒状空間８０の冷却水は、第１内側流路８２１と第１外側流路８１１との間を、連通路６０を通って流れる。そのため、この冷却装置１は、車両搭載状態に応じて連通路６０を上方に配置することで、筒状空間８０の水面の位置を高くし、噴射弁７０に対する冷却能力を高めることができる。

また、第２～第５実施形態においても、連通路６０は、アウタージャケット１０に対し相対回転しつつ組み付け可能な筒部材３０により形成されている。そのため、この冷却装置１は、車両搭載状態に応じて、各部材の形状を設計変更することなく、連通路６０の位置を任意に変更することが可能である。したがって、この冷却装置１は、車両搭載の自由度を高めることができる。また、上記第１実施形態で説明したその他の作用効果についても、第２～第５実施形態は、それと同様の作用効果を奏することができる。

（第６実施形態）
第６実施形態は、第１～第５実施形態等に対して連通路６０をインナージャケット２０により形成したものである。なお、第６実施形態で参照する図１７～図２０では、噴射弁７０を省略している。

図１７～図２０に示すように、第６実施形態では、連通路６０は、インナージャケット２０の第１内段差部２１４の周方向の一部を反噴孔側に湾曲させた上湾曲部２４により形成されている。上湾曲部２４のうち筒状空間８０側の面２４ａ（すなわち、上湾曲部２４の内壁面２４ａ）は、インナージャケット２０の第１内段差部２１４のうち筒状空間８０側の面２１４ａ（すなわち、第１内段差部２１４の内壁面２１４ａ）よりも反噴孔側に位置している。

第６実施形態でも、第１筒部材３１には張出部３１２が設けられていない。第１筒部材３１が冷却装置１の筒状空間８０に設置される際、第１筒部材３１の口縁部３１４がインナージャケット２０の第１内段差部２１４の内壁面２１４ａに接するように組み付けられる。その第１筒部材３１の口縁部３１４とインナージャケット２０の第１内段差部２１４の内壁面２１４ａとが当接する箇所が、冷却水の流れを規制する第２規制部５２として機能する。
そして、インナージャケット２０の上湾曲部２４の内壁面２４ａと、第１筒部材３１の口縁部３１４との間に、連通路６０が形成される。

第６実施形態においても、冷却装置１の筒状空間８０の冷却水は、第１内側流路８２１と第１外側流路８１１との間を、連通路６０を通って流れる。そのため、この冷却装置１は、車両搭載状態に応じて連通路６０を上方に配置することで、筒状空間８０の水面の位置を高くし、噴射弁７０に対する冷却能力を高めることができる。

また、第６実施形態では、連通路６０は、アウタージャケット１０に対し相対回転しつつ組み付け可能な部材であるインナージャケット２０により形成されている。そのため、この冷却装置１は、車両搭載状態に応じて、各部材の形状を設計変更することなく、連通路６０の位置を任意に変更することが可能である。したがって、この冷却装置１は、車両搭載の自由度を高めることができる。また、上記第１実施形態で説明したその他の作用効果についても、第６実施形態は、それと同様の作用効果を奏することができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

（１）上記各実施形態では、冷却装置１は、ＳＣＲシステムに用いられる噴射弁７０、または、ＤＰＦの再生に用いられる噴射弁７０を冷却するものとして説明したが、これに限るものではない。冷却装置１は、車両に搭載される種々の噴射弁７０を冷却対象とすることが可能である。

（２）上記各実施形態では、第２パイプ４２から筒状空間８０に冷却水が供給され、第１パイプ４１から冷却水が排出されるものとして説明したが、これに限るものではない。冷却装置１は、第１パイプ４１から筒状空間８０に冷却水が供給され、第２パイプ４２から冷却水が排出される構成としてもよい。

（３）上記各実施形態では、筒部材３０は第１筒部材３１と第２筒部材３２により構成されるものとして説明したが、これに限るものではない。例えば、筒部材３０は、第１筒部材３１のみで構成し、第２筒部材３２を廃止してもよい。または、筒部材３０は、第１筒部材３１と第２筒部材３２とを一体に形成してもよい。

（４）上記各実施形態では、第１筒部材３１とアウタージャケット１０をいずれも円筒状として説明したが、これに限るものではない。例えば、筒部材３０とアウタージャケット１０は、軸に対する垂直な断面視を多角形として、軸周りの角度を所定角度ずつ相対回転しつつ組み付けることが可能な構成としてもよい。

（５）上記各実施形態では、第１規制部５１は、第１筒部材３１の外壁とアウタージャケット１０の内壁とが圧入固定されることで構成されるものとして説明したが、これに限るものではない。例えば、第１規制部５１は、第１筒部材３１の外壁とアウタージャケット１０の内壁との間に図示しない別部材を配置することで構成してもよい。

（６）上記各実施形態では、第２規制部５２は、アウタージャケット１０またはインナージャケット２０の内壁と第１筒部材３１とが接することで構成されるものとして説明したが、これに限るものではない。例えば、第２規制部５２は、アウタージャケット１０またはインナージャケット２０の内壁と第１筒部材３１との間に図示しない別部材を配置することで構成してもよい。

１０ アウタージャケット
３０ 筒部材
４１ 第１パイプ
４２ 第２パイプ
５１ 第１規制部
５２ 第２規制部
６０ 連通路
８０ 筒状空間
８１ 外側流路
８２ 内側流路

Claims (9)

1. 車両に搭載される噴射弁（７０）を冷却する冷却装置において、
   前記噴射弁の外側に設けられ、前記噴射弁との間に冷却水が流れる筒状空間（８０）を形成するアウタージャケット（１０）と、
   前記アウタージャケットと前記噴射弁との間で筒状に設けられ、前記筒状空間の少なくとも一部を前記アウタージャケット側の外側流路（８１）と前記噴射弁側の内側流路（８２）とに仕切る筒部材（３１）と、
   前記アウタージャケットに設けられ、前記筒状空間に冷却水を供給または排出する第１パイプ（４１）と、
   前記アウタージャケットのうち前記第１パイプより前記噴射弁の噴孔（７１）側の位置に設けられ、前記筒状空間から冷却水を排出または供給する第２パイプ（４２）と、
   前記第１パイプと前記第２パイプとの間で、前記外側流路のうち前記第１パイプ側の領域（８１１）と前記第２パイプ側の領域（８１２）との冷却水の流れを規制する第１規制部（５１）と、
   前記第１パイプに対し前記噴孔とは反対側の位置で、前記外側流路と前記内側流路との冷却水の流れを規制する第２規制部（５２）と、
   前記第１規制部に対し前記噴孔とは反対側の位置で前記外側流路および前記内側流路を形成する部材の周方向の一部に形成され、前記外側流路と前記内側流路とを連通する連通路（６０）と、を備え、
   前記筒部材は、前記第１規制部と前記第２規制部との間に設けられている、冷却装置。
2. 前記連通路は、前記第１パイプと前記第２パイプに対し相対回転しつつ組み付け可能な部材（２０、３１）により形成されている、請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記筒部材は、前記アウタージャケットに対し相対回転しつつ組み付け可能な部材であり、
   前記連通路は、前記筒部材により形成されている、請求項１または２に記載の冷却装置。
4. 前記噴射弁の外側に設けられるインナージャケット（２０）をさらに備え、
   前記筒状空間は、前記インナージャケットと前記アウタージャケットとの間に設けられるものであり、
   前記筒部材は、前記インナージャケットと前記アウタージャケットに対し相対回転しつつ組み付け可能な部材である、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷却装置。
5. 前記連通路は、前記噴射弁が備える電磁駆動部を構成するソレノイド（７２）に対し、前記噴孔とは反対側の位置に設けられている、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の冷却装置。
6. 前記冷却装置が前記車両に搭載された状態において、
   前記連通路は、前記噴射弁が備える電磁駆動部を構成するソレノイドよりも重力方向上側の位置に設けられている、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷却装置。
7. 車両搭載状態の前記冷却装置の軸（Ａｘ）に垂直な断面における前記冷却装置の軸周りの角度に関し、重力方向上方を０°とし、前記第１パイプの中心軸（４３）の角度をαとし、前記車両が傾いたときに前記冷却装置の軸周りに作用する傾きをβとし、前記連通路の中心の角度をγとすると、
   －９０°＜α＜９０°の範囲に存在する場合、γは、－（α＋β）＜γ＜αの範囲とする、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の冷却装置。
8. 車両搭載状態の前記冷却装置の軸に垂直な断面における前記冷却装置の軸周りの角度に関し、重力方向上方を０°とし、前記第１パイプの中心軸の角度をαとし、前記連通路の中心の角度をγとすると、
   ９０°＜α＜２７０°の範囲に存在する場合、γは、－９０°＜γ＜９０°の範囲とする、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の冷却装置。
9. 前記連通路は、前記筒部材により形成されており、前記筒部材の周方向における長さが前記筒部材の軸方向における長さよりも長い形状である、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の冷却装置。
   

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