(57)【要約】【課題】二部材間の変位量に対する荷重の変化において一定の範囲内に収まる定荷重域を得ることのできるばね装置及び燃料供給装置用蓄積装置を提供することにある。【解決手段】ばね装置１０は、相対変位する二部材１２，１４間に介装される。ばね装置１０は、変位変換部材１６とコイルばね１８とを備える。変位変換部材１６は、二部材１２，１４間の相対変位方向に変位されるリンクベース２０と、リンクベース２０から二部材１２，１４の相対変位方向に向けて放射状に延在しかつリンクベース２０の変位方向への変位によって変位方向に交差する方向へ開閉可能に変位する２つのリンクアーム２２とを有する。コイルばね１８は、２つのリンクアーム２２の開閉方向に伸縮する弾性を有する。【選択図】図１
2018003708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対変位する二部材間に介装されるばね装置であって、
変位変換部材と弾性部材とを備えており、
前記変位変換部材は、前記二部材間の相対変位方向に変位される基部と、前記基部の変位方向への変位によって該変位方向に交差する方向へ開閉可能に変位する複数の腕部とを有しており、
前記弾性部材は、前記複数の腕部の開閉方向に伸縮する弾性を有する、ばね装置。
【請求項２】
請求項１に記載のばね装置であって、
前記変位変換部材の複数の腕部は、前記基部に対して回動可能に連結されたリンク部材である、ばね装置。
【請求項３】
請求項１に記載のばね装置であって、
前記変位変換部材は、前記基部と前記複数の腕部とが弾性材料により一体形成されている、ばね装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のばね装置であって、
前記弾性部材は、線形特性を有する、ばね装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のばね装置であって、
前記変位変換部材を一対有しており、
前記一対の変位変換部材の前記複数の腕部の先端部が相互に連結されている、ばね装置。
【請求項６】
ポンプから吐出された液体を加圧された状態で蓄積する蓄積装置であって、
シリンダ本体内に可動隔壁が軸方向に変位可能に設けられ、シリンダ本体内が可動隔壁により容積変化可能な蓄積室と背圧室とに区画されたシリンダ装置と、
前記可動隔壁を付勢するばね装置と、
を備えており、
前記ばね装置は、前記二部材間の変位量に対する荷重の変化が一定の範囲内に収まる定荷重域を使用範囲とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載のばね装置である、蓄積装置。
【請求項７】
請求項６に記載の蓄積装置であって、
前記ばね装置が軸方向に直列的に複数配置されている、蓄積装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の蓄積装置であって、
前記ばね装置の変位変換部材を軸方向に移動可能にガイドするガイド部材を備えている、蓄積装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ばね装置及び蓄積装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、燃料ポンプから吐出した燃料を蓄積装置の蓄積室に蓄えつつ蓄積室から燃料噴射弁へ供給する燃料供給装置がある（例えば、特許文献１参照）。蓄積装置は、いわゆるピストン・シリンダ構造を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１４８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図３０は従来例にかかる蓄積装置を示す概略側断面図である。図３０に示すように、蓄積装置２００は、シリンダ装置２０２とコイルばね２０４とを備えている。シリンダ装置２０２は、シリンダ本体２０６内にピストン２０８が軸方向（上下方向）に変位可能に設けられている。シリンダ本体２０６内は、ピストン２０８により容積変化可能な蓄積室２１０と背圧室２１２とに区画されている。なお、図示されないが、シリンダ本体２０６には、蓄積室２１０内外を連通する燃料流入口及び燃料流出口が設けられている。
【０００５】
蓄積装置２００のコイルばね２０４として線形ばねを用いた場合、蓄積室２１０の容積変化に伴うピストン２０８のストローク（以下、「変位量」という）に対してばねの荷重の変化が比例して大きくなる。図３１は蓄積装置の荷重特性を示すグラフである。図３１において、横軸はピストンの変位量ｘを示し、縦軸はコイルばねの荷重Ｆを示す。Δｘは、変位量ｘのｘｓからｘ１までの間の変化量である。ΔＦは、変位量ｘのｘｓからｘ２までの荷重Ｆの変化量である。また、図３２は蓄積装置の圧力特性を示すグラフである。図３２において、横軸はピストンの変位量ｘを示し、縦軸は蓄積室の圧力Ｐを示す。燃料の蓄積量Ｖは変位量ｘに比例する。Δｘは、変位量ｘのｘｓからｘ１までの変化量である。ΔＰは、変位量ｘのｘｓからｘ２までの間の圧力Ｐの変化量である。また、図３１及び図３２から、変位量ｘに対して荷重Ｆの変化が大きいと、圧力Ｐの変化量ΔＰが大きくことがわかる。
【０００６】
図３３は燃料ポンプの作動時の蓄積装置の圧力特性を示すグラフである。図３３において、横軸は時間（ｓ）を示し、縦軸は燃料ポンプのＯＮ−ＯＦＦ、及び、蓄積室の圧力Ｐを示す。燃料ポンプは、蓄積室内の燃料が所定量以下となったときにＯＮ（作動）し、蓄積室内の燃料が所定量以上となったときにＯＦＦ（作動停止）する。また、燃料消費量すなわち燃料噴射弁の燃料噴射量は一定とする。なお、図３３中、Ｐｓは噴射に要する燃料圧力（燃圧）の基準値である。
【０００７】
図３３から、圧力Ｐの変化量ΔＰが大きすぎるため、燃圧変動が大きく、燃料噴射量へ悪影響が及ぶことがわかる。つまり、燃料噴射量、計量誤差が発生し、Ａ／Ｆ（空燃比）に誤差が発生する。その対策としては、例えば、燃圧センサの追加と、制御装置による複雑な燃圧補正制御とが必要となる。また、圧力制御弁、リリーフ弁等の追加が必要になる。リリーフ弁を追加した場合、加圧燃料の流量の損失が発生する。
【０００８】
そこで、圧力Ｐの変化量ΔＰを小さくする対策としては、コイルばねの自由長に対するピストンの変位量ΔＸを小さくすることが考えられる。図３４は対策例１にかかる蓄積装置を示す概略側断面図、図３５は対策例２にかかる蓄積装置を示す概略側断面図である。図３４は、コイルばね２０４の自由長を長くすることにより、コイルばね２０４の自由長に対するピストン２０８の変位量が小さくなる。また、図３５は、ピストン２０８の受圧面積を大きくすることにより、コイルばね２０４の自由長に対するピストン２０８の変位量が小さくなる。しかしながら、対策例１、２では、蓄積装置２００の軸方向大型化を余儀なくされてしまう。また、対策例２では、シリンダ本体２０６の耐圧強度を高める必要がある。
【０００９】
図３６は理想的な荷重特性を示すグラフである。図３６に示すように、蓄積装置の理想的な荷重特性は、変位量ｘが０からｘ１までの間の短い変化量で荷重Ｆが初期荷重Ｆｓまで立ち上がり、以降、変位量ｘがｘ２まで一定荷重（ΔＦ＝０）となる特性である。したがって、変位量ｘがｘ１からｘ２までの間を使用範囲Ｒとすることによって、蓄積室２１０の圧力Ｐの変化量すなわち燃圧変動を一定化することができるようになる。
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、二部材間の変位量に対する荷重の変化において一定の範囲内に収まる定荷重域を得ることのできるばね装置及び蓄積装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題は、本発明のばね装置及び蓄積装置により解決することができる。第１の発明は、相対変位する二部材間に介装されるばね装置であって、変位変換部材と弾性部材とを備えており、前記変位変換部材は、前記二部材間の相対変位方向に変位される基部と、前記基部の変位方向への変位によって該変位方向に交差する方向へ開閉可能に変位する複数の腕部とを有しており、前記弾性部材は、前記複数の腕部の開閉方向に伸縮する弾性を有する、ばね装置である。この構成によると、二部材間の相対変位によって、変位変換部材の複数の腕部が開閉されることで、二部材間の変位が変位方向に交差する方向へ変換されるにともない、弾性部材が伸縮させられる。これにより、二部材間の変位量に対する荷重の変化は、短い変位量で初期荷重が立ち上がった後に、一定の範囲内に収まる定荷重域を有する非線形特性を示すことができる。よって、二部材間の変位量に対する荷重の変化において一定の範囲内に収まる定荷重域を得ることができる。また、従来例のコイルばねと比べて、弾性部材の自由長を短縮化することができる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記変位変換部材の複数の腕部は、前記基部に対して回動可能に連結されたリンク部材である、ばね装置である。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明において、前記変位変換部材は、前記基部と前記複数の腕部とが弾性材料により一体形成されている、ばね装置である。この構成によると、変位変換部材の弾性によって、二部材間の変位量に対する荷重の変化における非線形性を増すことができる。
【００１４】
第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明において、前記弾性部材は、線形特性を有する、ばね装置である。この構成によると、線形特性を有する弾性部材は、非線形特性を有する弾性部材と比べて、安価であるため、弾性部材にかかるコストを低減することができる。
【００１５】
第５の発明は、第１〜４のいずれか１つの発明において、前記変位変換部材を一対有しており、前記一対の変位変換部材の前記複数の腕部の先端部が相互に連結されている、ばね装置である。
【００１６】
第６の発明は、ポンプから吐出された液体を加圧された状態で蓄積する蓄積装置であって、シリンダ本体内に可動隔壁が軸方向に変位可能に設けられ、シリンダ本体内が可動隔壁により容積変化可能な蓄積室と背圧室とに区画されたシリンダ装置と、前記可動隔壁を付勢するばね装置と、を備えており、前記ばね装置は、前記二部材間の変位量に対する荷重の変化が一定の範囲内に収まる定荷重域を使用範囲とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載のばね装置である、蓄積装置である。この構成によると、ポンプから吐出された液体を加圧された状態で蓄積し、その液体を蓄積室から排出することによって、ポンプの作動時間を低減し、ポンプの消費電流を低減することができる。あるいは、ポンプの液体の吐出と同時に蓄積装置からも液体を同時に吐出することで、一時的に液体の吐出性能を高めることができる。また、ばね装置において、二部材間の変位量に対する荷重の変化が一定の範囲内に収まる定荷重域を使用範囲とすることによって、可動隔壁の変位量に対する荷重の変化を一定化することができる。そのため、液体の供給先の消費、負荷の変動にともなう配管内の圧力変動を低減することも可能である。
【００１７】
第７の発明は、第６の発明において、前記ばね装置が軸方向に直列的に複数配置されている、蓄積装置である。この構成によると、可動隔壁の変位量を増大することができる。
【００１８】
第８の発明は、第６又は７の発明において、前記ばね装置の変位変換部材を軸方向に移動可能にガイドするガイド部材を備えている、蓄積装置である。この構成によると、ガイド部材によって、変位変換部材の半径方向の位置ずれを抑制しつつ変位変換部材の作動を円滑化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１にかかるばね装置を示す概略正面図である。
【図２】ばね装置の圧縮状態を示す概略正面図である。
【図３】ばね装置の荷重特性１を示すグラフである。
【図４】ばね装置の荷重特性２を示すグラフである。
【図５】実施形態２にかかるばね装置を示す概略平面図である。
【図６】実施形態３にかかるばね装置を示す概略正面図である。
【図７】実施形態４にかかる付勢装置を示す概略正面図である。
【図８】実施形態５にかかるばね装置を示す概略正面図である。
【図９】ばね装置の圧縮状態を示す概略正面図である。
【図１０】実施形態６にかかるばね装置を示す概略正面図である。
【図１１】実施形態７にかかるばね装置を示す概略正面図である。
【図１２】ばね装置の圧縮状態を示す概略正面図である。
【図１３】実施形態８にかかるばね装置を示す概略正面図である。
【図１４】実施形態９にかかるばね装置を示す概略正面図である。
【図１５】実施形態１０にかかる付勢装置を示す概略正面図である。
【図１６】実施形態１１にかかる付勢装置を示す概略正面図である。
【図１７】実施形態１２にかかる変位変換部材を示す平面図である。
【図１８】図１７のXVIIIーXVIII線矢視断面図である。
【図１９】変位変換部材を示す展開図である。
【図２０】実施形態１３にかかる変位変換部材を示す展開図である。
【図２１】実施形態１４にかかる変位変換部材を示す展開図である。
【図２２】実施形態１５にかかるばね装置を示す正面図である。
【図２３】ばね装置を示す平面図である。
【図２４】図２３のXXIV−XXIV線矢視断面図である。
【図２５】実施形態１６にかかる燃料供給装置の概要を示す構成図である。
【図２６】蓄積装置を示す正面図である。
【図２７】蓄積装置を一部破断して示す側面図である。
【図２８】燃料ポンプの作動時の蓄積装置の圧力特性を示すグラフである。
【図２９】実施形態１７にかかる蓄積装置を示す側断面図である。
【図３０】従来例にかかる蓄積装置を示す概略側断面図である。
【図３１】蓄積装置の荷重特性を示すグラフである。
【図３２】蓄積装置の圧力特性を示すグラフである。
【図３３】燃料ポンプの作動時の蓄積装置の圧力特性を示すグラフである。
【図３４】対策例１にかかる蓄積装置を示す概略側断面図である。
【図３５】対策例２にかかる蓄積装置を示す概略側断面図である。
【図３６】蓄積装置の理想的な荷重特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
【００２１】
［実施形態１］図１はばね装置の非圧縮状態を概略的に示す側面図、図２は同じく圧縮状態を示す概略的に示す側面図である。図１に示すように、ばね装置１０は、上下方向に相対変位する第１部材１２と第２部材１４との間に介装される。二部材１２，１４間の相対変位方向すなわち上下方向をＺ方向とし、その相対変位方向に交差する方向すなわち左右方向をＸ方向とするが、ばね装置１０の配置方向を特定するものではない。また、説明の都合上、第２部材１４が固定されており、第１部材１２が上下方向に変位するものとする。
【００２２】
ばね装置１０は、変位変換部材１６とコイルばね１８とを備えている。変位変換部材１６は、リンクベース２０と、複数（図１では左右２本を示す）のリンクアーム２２とを備えている。リンクベース２０の左右両端部には、両リンクアーム２２の基端部（上端部）が第１連結部２４を介して回動可能に連結されている。両リンクアーム２２は、リンクベース２０から下方に向かって相互の間隔が拡がるようにテーパ状に延在している。
【００２３】
コイルばね１８は、両リンクアーム２２の先端部（下端部）の相互間に架設されている。コイルばね１８の両端部は、両リンクアーム２２の先端部に第２連結部２６を介して回動可能に連結されている。コイルばね１８は、両リンクアーム２２の開放方向すなわち左右方向（Ｘ方向）に伸縮可能な弾性を有している。コイルばね１８は、線形特性を有している。
【００２４】
第１部材１２がリンクベース２０に当接又は連結される。第１部材１２と共にリンクベース２０は、上下方向（Ｚ方向）に移動する。両リンクアーム２２の先端部（下端部）は、第２部材１４に対して左右方向（Ｘ方向）に移動可能に当接又は連結される。なお、リンクベース２０は本明細書でいう「基部」に相当する。また、リンクアーム２２は本明細書でいう「腕部」、「リンク部材」に相当する。また、コイルばね１８は本明細書でいう「弾性部材」に相当する。また、各連結部２４，２６は、相互に連結する部材相互を軸部材によって回動可能に連結するものでもよいし、相互の係合によって回動可能に連結するものでもよい。
【００２５】
ばね装置１０において、第１部材１２と共にリンクベース２０が圧縮方向すなわち下方へ変位させられると、両リンクアーム２２がコイルばね１８の弾性に抗して開方向に変位させられる（図２参照）。逆に、図２の状態において、第１部材１２と共にリンクベース２０が伸長方向すなわち上方へ変位させられると、コイルばね１８の弾性復元力により両リンクアーム２２が閉方向に変位させられるにともない、リンクベース２０と共に第１部材１２がＸ方向上方へ変位させられる。すなわち、変位変換部材１６が変位変換機構として作用し、コイルばね１８に非線形な伸縮動作を付与する。
【００２６】
ばね装置１０によると、二部材１２，１４間の相対変位によって、変位変換部材１６の両リンクアーム２２が開閉されることで、二部材１２，１４間の変位が変位方向に交差する方向へ変換されるにともない、コイルばね１８が伸縮させられる。これにより、二部材１２，１４間の変位量に対する荷重の変化は、短い変位量で初期荷重が立ち上がった後に、一定の範囲内に収まる定荷重域を有する非線形特性を示すことができる。
【００２７】
図３はばね装置の荷重特性１を示すグラフ、図４はばね装置の荷重特性２を示すグラフである。図３に示すように、荷重特性１は、変位量ｘが０からｘ１までの間の短い変化量で荷重Ｆが初期荷重Ｆｓまで立ち上がり、以降、変位量ｘがｘ２までの間の荷重Ｆはゆっくりと上昇するが、荷重Ｆの変化が所定の狭い範囲内に収まる定荷重域ΔＦを示す特性である。また、図４に示すように、荷重特性２は、荷重特性１（図３参照）とほとんど同じであるが、定荷重域ΔＦにおける特性線が変位量ｘがｘ２付近で僅かに下がる特性である。ばね装置１０（図１参照）は、変位変換部材１６とコイルばね１８との兼ね合いによって、いずれかの荷重特性を示す。
【００２８】
よって、ばね装置１０（図１参照）によると、二部材１２，１４間の変位量に対する荷重の変化において一定の範囲内に収まる定荷重域ΔＦ（図３又は図４参照）を得ることができる。また、従来例のコイルばねと比べて、コイルばね１８の自由長を短縮化することができる。
【００２９】
また、線形特性を有するコイルばね１８は、非線形特性を有するコイルばねと比べて、安価であるため、コイルばね１８にかかるコストを低減することができる。
【００３０】
［実施形態２］本実施形態以降の実施形態は、実施形態１（図１参照）に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図５はばね装置を示す概略平面図である。図５に示すように、本実施形態のばね装置（符号、２８を付す）は、リンクベース２０に、４本のリンクアーム２２の一端部（上端部）が第１連結部２４を介して回動可能に連結されている。平面視において、４本のリンクアーム２２は、リンクベース２０に対して放射状に配置されている。また、コイルばね１８は、隣り合う両リンクアーム２２の他端部（下端部）の相互間に架設されている。コイルばね１８の両端部は、両リンクアーム２２の先端部に第２連結部２６を介して回動可能に連結されている。４本のコイルばね１８は水平方向（図５中、Ｘ方向又はＹ方向）に伸縮可能な弾性を有している。詳しくは、前後２本のコイルばね１８はＸ方向に伸縮可能な弾性を有し、左右２本のコイルばね１８はＹ方向に伸縮可能な弾性を有している。
【００３１】
［実施形態３］図６はばね装置を示す概略正面図である。図６に示すように、本実施形態のばね装置（符号、３０を付す）は、実施形態１（図１参照）の変位変換部材１６を上下対称状に一対有している。両変位変換部材１６の２本のリンクアーム２２の先端部が相互に第２連結部２６を介して連結されている。本実施形態では、実施形態１（図１参照）と異なり、下側の変位変換部材１６のリンクベース２０に第２部材１４が当接又は連結される。
【００３２】
ばね装置３０によると、二部材１２，１４の間の変位量を増大することができる。また、両変位変換部材１６の伸長状態（図６参照）において、コイルばね１８が自由状態で配置された場合には、コイルばね１８と両変位変換部材１６との両方の弾性によって、二部材１２，１４間の変位量に対する荷重の変化における非線形性を増すことができる。これにより、ばね装置３０の初期荷重の立ち上がりに要する二部材１２，１４の変位量を低減することができる。
【００３３】
また、両変位変換部材１６の伸長状態において、コイルばね１８に所定の張力すなわち初期荷重が付与されるようにコイルばね１８が配置された場合には、二部材１２，１４間の変位量に対する荷重の変化が一定の範囲内に収まる定荷重域を使用範囲Ｒ（図３又は図４参照）とすることができる。
【００３４】
［実施形態４］図７は付勢装置を示す概略正面図である。図７に示すように、本実施形態では、実施形態３（図６参照）におけるばね装置３０が軸方向（Ｚ方向）に複数（図７では３個を示す）直列的に配置されている。複数のばね装置３０により、付勢装置３２が構成されている。隣り合う両ばね装置３０のリンクベース２０同士が連結されている。なお、隣り合う両ばね装置３０の相互間に位置するリンクベース２０は共通使用する構成としてもよい。
【００３５】
付勢装置３２の上端部に位置するリンクベース２０に第１部材１２が当接又は連結される。また、付勢装置３２の下端部に位置するリンクベース２０に第２部材１４が当接又は連結される。付勢装置３２によると、二部材１２，１４の間の変位量を増大することができる。
【００３６】
［実施形態５］図８はばね装置の非圧縮状態を概略的に示す側面図、図９は同じく圧縮状態を示す概略的に示す側面図である。図８及び図９に示すように、本実施形態のばね装置（符号、３４を付す）は、実施形態１（図１参照）の変位変換部材１６が、板ばね製の変位変換部材３６に変更されたものである。変位変換部材３６は、基板部３６ａと、複数（図８及び図９では左右２本を示す）の腕板部３６ｂとを備えている。基板部３６ａと両腕板部３６ｂとは、例えば、板ばね材料により一体に形成されている。両腕板部３６ｂは、基板部３６ａに対して折曲部３６ｃを介して外方斜め下方に向けて「へ」の字状に折り曲げられている。
【００３７】
両腕板部３６ｂの先端部（下端部）の相互間には、コイルばね１８が架設されている。コイルばね１８の両端部は、両腕板部３６ｂの先端部に連結部３８を介して回動可能に連結されている。第１部材１２が基板部３６ａに当接又は連結される。両腕板部３６ｂの先端部（下端部）が第２部材１４に対して開閉方向すなわち左右方向（Ｘ方向）に移動可能に当接又は連結される。なお、基板部３６ａは本明細書でいう「基部」に相当する。また、腕板部３６ｂは本明細書でいう「腕部」に相当する。また、連結部３８は、相互に連結する部材相互を軸部材によって回動可能に連結するものでもよいし、相互の係合によって回動可能に連結するものでもよい。
【００３８】
ばね装置３４によると、変位変換部材３６の伸長状態（図８参照）において、コイルばね１８が自由状態で配置された場合には、コイルばね１８と変位変換部材３６との両方の弾性によって、二部材１２，１４間の変位量に対する荷重の変化における非線形性を増すことができる。これにより、ばね装置３４の初期荷重の立ち上がりに要する二部材１２，１４の変位量を低減することができる。
【００３９】
また、変位変換部材３６の伸長状態において、コイルばね１８に所定の張力すなわち初期荷重が付与されるようにコイルばね１８が配置された場合には、二部材１２，１４間の変位量に対する荷重の変化が一定の範囲内に収まる定荷重域を使用範囲Ｒ（図３又は図４参照）とすることができる。
【００４０】
［実施形態６］図１０はばね装置を示す概略正面図である。図１０に示すように、本実施形態のばね装置（符号、４０を付す）は、実施形態５（図８及び図９参照）の変位変換部材３６を上下対称状に一対有している。両変位変換部材３６の２本の腕板部３６ｂの先端部が相互に連結部３８を介して連結されている。本実施形態では、実施形態５（図８及び図９参照）と異なり、下側の変位変換部材３６の基板部３６ａに第２部材１４が当接又は連結される。
【００４１】
ばね装置４０は、実施形態３（図６参照）のばね装置３０の両変位変換部材１６が、実施形態５（図８及び図９参照）の変位変換部材３６に変更されたものといえる。したがって、ばね装置４０によると、実施形態３（図６参照）のばね装置３０と同様の作用・効果を得ることができる。
【００４２】
［実施形態７］図１１はばね装置を示す概略正面図、図１２は同じく圧縮状態を示す概略正面図である。図１１及び図１２に示すように、本実施形態のばね装置（符号、４２を付す）は、実施形態５（図８及び図９参照）の変位変換部材３６が変位変換部材（符号、４４を付す）に変更されたものである。変位変換部材４４は、基板部（符号、４４ａを付す）に対して腕板部（符号、４４ｂを付す）がなだらかに連続するように湾曲して形成されている。なお、基板部４４ａは本明細書でいう「基部」に相当する。また、腕板部４４ｂは本明細書でいう「腕部」に相当する。
【００４３】
［実施形態８］図１３はばね装置を示す概略正面図である。図１３に示すように、本実施形態のばね装置（符号、４６を付す）は、実施形態７（図１１及び図１２参照）の変位変換部材４４を上下対称状に一対有している。両変位変換部材４４の２本の腕板部４４ｂの先端部が相互に連結部３８を介して連結されている。本実施形態では、実施形態７（図１１及び図１２参照）と異なり、下側の変位変換部材４４の基板部４４ａに第２部材１４が当接又は連結される。
【００４４】
ばね装置４６は、実施形態６（図１０参照）のばね装置４０の両変位変換部材３６が、実施形態７（図１１及び図１２参照）の変位変換部材４４に変更されたものである。したがって、ばね装置４６によると、実施形態６（図１０参照）のばね装置４０と同様の作用・効果を得ることができる。
【００４５】
［実施形態９］図１４はばね装置を示す概略正面図である。図１４に示すように、本実施形態のばね装置（符号、４８を付す）では、実施形態８（図１３参照）における第２連結部３８が、第２連結部（符号、５０を付す）に変更されている。第２連結部５０は、板状の連結部材５２を有している。連結部材５２には、両腕板部４４ｂが連結部５２ａを介して回動可能に連結されていると共に、コイルばね１８が連結部５２ｂを介して回動可能に連結されている。ばね装置４８の上下両端部に位置する基板部４４ａには、平板状の荷重受け部材５３がそれぞれ取り付けられている。上側の荷重受け部材５３に第１部材１２が当接又は連結され、下側の荷重受け部材５３に第２部材１４が当接又は連結される。
【００４６】
ばね装置４８によると、第２連結部５０における摺動部の摩擦抵抗を低減し、耐久性を向上することができる。また、荷重受け部材５３によって、変位変換部材４４の基板部４４ａの姿勢を安定化することができる。なお、荷重受け部材５３は、省略してもよい。
【００４７】
［実施形態１０］図１５は付勢装置を示す概略正面図である。図１５に示すように、本実施形態では、実施形態８（図１３参照）におけるばね装置４６が軸方向（Ｚ方向）に複数（図１５では２個を示す）直列的に配置されている。複数のばね装置４６により、付勢装置５４が構成されている。隣り合う両ばね装置４６の基板部４４ａの相互間、及び、付勢装置５４の上下両端部に位置する基板部４４ａには、平板状の荷重受け部材５５がそれぞれ取り付けられている。上側の荷重受け部材５５に第１部材１２が当接又は連結され、下側の荷重受け部材５５に第２部材１４が当接又は連結される。
【００４８】
付勢装置５４によると、二部材１２，１４の間の変位量を増大することができる。また、荷重受け部材５５によって、変位変換部材４４の基板部４４ａの姿勢を安定化することができる。なお、荷重受け部材５５は、省略してもよい。また、隣り合う両ばね装置４６の基板部４４ａ同士を直接連結してもよい。
【００４９】
［実施形態１１］図１６は付勢装置を示す概略正面図である。図１６に示すように、実施形態９（図１４参照）におけるばね装置４８の外周側に、一対の変位変換部材４４よりも一回り大きい一対の変位変換部材（符号、５６を付す）が、内外二重環状に２個配置されている。これにより、付勢装置（符号、５７を付す）が構成されている。変位変換部材５６は、基板部（符号、５６ａを付す）及び２本の腕板部（符号、５６ｂを付す）を有している。なお、基板部５６ａは本明細書でいう「基部」に相当する。また、腕板部５６ｂは本明細書でいう「腕部」に相当する。
【００５０】
両変位変換部材５６の両腕板部５６ｂは、連結部材５２に連結部（符号、５２ｃを付す）を介して回動可能に連結されている。付勢装置５４の上下両端部において、両基板部４４ａ，５６ａの相互間には、平板状の荷重受け部材５８が取り付けられている。外側のばね装置４８の上側の基板部５６ａに第１部材１２が当接又は連結され、下側の基板部５６ａに第２部材１４が当接又は連結される。
【００５１】
本実施形態によると、変位変換部材４４のばね荷重を増大することができる。また、荷重受け部材５８によって、両変位変換部材４４，５６の基板部４４ａ、５６ａの相互間の摩擦を抑制することができる。また、荷重受け部材５８によって、両変位変換部材４４，５６の基板部４４ａ、５６ａの姿勢を安定化することができる。
【００５２】
［実施形態１２］図１７は変位変換部材を示す平面図、図１８は図１７のXVIIIーXVIII線矢視断面図である。図１７及び図１８に示すように、本実施形態は、実施形態７（図１１及び図１２参照）の変位変換部材４４を変更したものである。変位変換部材（符号、６０を付す）は、基板部（符号、６０ａを付す）と４本の腕板部（符号、６０ｂを付す）とを有している。基板部６０ａに対して腕板部６０ｂがなだらかに連続するように湾曲して形成されている。図１９は変位変換部材を示す展開図である。
【００５３】
図１９に示すように、展開状態の変位変換部材６０を半成形品６１という。半成形品６１において、基板部６０ａは、正方形状に形成されている。各腕板部６０ｂは、基板部６０ａの各側辺から半径方向外方へ放射状に延出されている。各腕板部６０ｂは、先端に向かって横幅を次第に狭くするテーパ状に形成されている。各腕板部６０ｂの先端面には、突片状の凸部６０ｃが形成されている。基板部６０ａの中央部には、軸孔６２が形成されている。
【００５４】
図１７及び図１８に示すように、半成形品６１をプレス成形することによって、腕板部６０ｂが湾曲されるとともに、腕板部６０ｂの凸部６０ｃを含む先端部が半径方向外方へ折曲された変位変換部材６０が形成されている。
【００５５】
本実施形態によると、４本の腕板部６０ｂを有する変位変換部材６０を提供することができる。なお、基板部６０ａは本明細書でいう「基部」に相当する。また、腕板部６０ｂは本明細書でいう「腕部」に相当する。
【００５６】
また、図１７中、符号、６４は軸方向（図１９において表裏方向）に延在するガイドシャフトである。ガイドシャフト６４は、周方向に隣り合う両腕板部６０ｂの基端部間に配置されており、変位変換部材６０を軸方向に移動可能にガイドする。ガイドシャフト６４によって、変位変換部材６０の半径方向の位置ずれを抑制しつつ変位変換部材６０の作動を円滑化することができる。なお、ガイドシャフト６４は本明細書でいう「ガイド部材」に相当する。また、ガイドシャフト６４の本数は減らしてもよい。
【００５７】
［実施形態１３］図２０は変位変換部材を示す展開図である。図２０に示すように、本実施形態の変位変換部材の半成形品（符号、６６を付す）は、実施形態１２（図１９参照）における腕板部６０ｂの本数が６本に増加されたものである。
【００５８】
［実施形態１４］図２１は変位変換部材を示す展開図である。図２１に示すように、本実施形態の変位変換部材の半成形品（符号、６８を付す）は、実施形態１２（図１９参照）における腕板部６０ｂの本数が８本に増加されたものである。
【００５９】
［実施形態１５］図２２はばね装置を示す正面図、図２３は同じく平面図、図２４は図２３のXXIV−XXIV線矢視断面図である。図２２〜図２４に示すように、本実施形態のばね装置（符号、７０を付す）は、上下一対の変位変換部材６０と４本のコイルばね（符号、７２を付す）とを備えている。変位変換部材６０は、実施形態１２（図１７及び図１８参照）の変位変換部材と同じものであって、上下対称状に配置されている。
【００６０】
両変位変換部材６０の連結には、横長四角形板状の連結板７４が用いられている。図２３に示すように、連結板７４の中央部には、横長四角形状の第１連結孔７６が形成されている。連結板７４の左右両端部には、円形状の第２連結孔７８が形成されている。両変位変換部材６０の相互に突き合わせられた両腕板部６０ｂの凸部６０ｃには、連結板７４の第１連結孔７６が嵌合すなわち係合されている（図２４参照）。連結板７４は、両腕板部６０ｂの凸部６０ｃの基端側の段差に係止されている。この状態で、両凸部６０ｃの先端部が相反方向へ折り曲げられることによって、連結板７４の抜け止めがなされている。なお、凸部６０ｃ、連結板７４、フック部７２ａによって本明細書でいう「連結部」、「第２連結部」が構成されている。
【００６１】
コイルばね７２は、両変位変換部材６０の周方向に隣り合う両連結板７４の相互間に架設されている。コイルばね７２の両端部に形成されたフック部７２ａは、連結板７４の第２連結孔７８それぞれ掛止されている（図２２参照）。
【００６２】
ばね装置７０の両変位変換部材６０の自由状態（図２２〜図２４参照）において、コイルばね７２に所定の張力すなわち初期荷重が付与されている。ばね装置７０の上側の基板部６０ａに第１部材１２が当接又は連結され、下側の基板部６０ａに第２部材１４が当接又は連結される。
【００６３】
ばね装置７０によると、二部材１２，１４間の変位量に対する荷重の変化が一定の範囲内に収まる定荷重域を使用範囲Ｒ（図３又は図４参照）とすることができる。
【００６４】
［実施形態１６］本実施形態は、実施形態１５のばね装置７０（図２２〜図２４参照）を備えた蓄積装置を例示するものである。先に、蓄積装置を備える燃料供給装置の概要について説明する。図２５は燃料供給装置の概要を示す構成図である。図２５に示すように、燃料供給装置８０は、燃料ポンプ８２と蓄積装置８４とを備えている。燃料ポンプ８２及び蓄積装置８４は、燃料タンク８６内に配置されている。燃料ポンプ８２は、燃料タンク８６内の燃料を、燃料通路８７を通じて、燃料噴射装置８８の燃料噴射弁９０に供給する。燃料噴射装置８８は、燃料タンク８６外すなわちエンジン側に配置されている。燃料噴射弁９０は、加圧燃料をエンジン（不図示）の吸気通路又は気筒内に噴射する。
【００６５】
蓄積装置８４は、燃料通路８７の途中すなわち上流側通路部８７ａと下流側通路部８７ｂとの間に介装されている。蓄積装置８４は、燃料ポンプ８２から吐出された加圧燃料を蓄積し、その加圧燃料を燃料噴射弁９０に供給する。図２６は蓄積装置を示す正面図、図２７は同じく一部破断して示す側面図である。
【００６６】
図２６及び図２７に示すように、蓄積装置８４は、シリンダ装置９６と付勢装置９８とを備えている。シリンダ装置９６は、シリンダ本体１００とピストン１０２とピストンロッド１０４とを備えている。シリンダ本体１００は、円筒状のシリンダチューブ１０６と、シリンダチューブ１０６の一端部（下端部）を閉鎖するベース部材１０８と、シリンダチューブ１０６の他端部（上端部）を閉鎖するフランジ部材１１０とを有している。ベース部材１０８には、内部空間に連通する燃料流入口１１２と燃料流出口１１４とが形成されている。ベース部材１０８における内部空間の底面には、ピストン１０２に対向する柱状のストッパ部１１６が形成されている。
【００６７】
ピストン１０２は、シリンダ本体１００内に軸方向（上下方向）に移動可能すなわち変位可能に配置されている。ピストン１０２は、シリンダ本体１００内を容積変化可能な上下２室に区画している。下室が蓄積室１１８とされ、上室が背圧室１２０とされている。背圧室１２０は、大気あるいは燃料タンク８６（図２５参照）内に開放されている。ピストン１０２がベース部材１０８のストッパ部１１６に当接することによって、ピストン１０２の過剰な下降が制限される。なお、ピストン１０２は本明細書でいう「可動隔壁」に相当する。
【００６８】
ピストンロッド１０４は、ピストン１０２の中央部上に立設されている。ピストンロッド１０４は、フランジ部材１１０を貫通して上方へ突出されている。ピストンロッド１０４の他端部（上端部）には、円板状のホルダ部材１２４が連結されている。ホルダ部材１２４の上面には、位置決め突起１２４ａが同心状に突出されている。なお、ピストンロッド１０４は本明細書でいう「ロッド部材」に相当する。
【００６９】
付勢装置９８は、ガイド枠体１２６と３個のばね装置７０とを備えている。ガイド枠体１２６は、４本のガイドシャフト１２８と１枚の端板部材１３０とを有している。４本のガイドシャフト１２８は、フランジ部材１１０上に対してピストンロッド１０４の軸線を中心とする周方向に等間隔で相互に平行をなすように立設されている。端板部材１３０は、フランジ部材１１０と対向状に配置されている。端板部材１３０には、４本のガイドシャフト１２８の上端部が連結されている。端板部材１３０の下面には、位置決め突起１３０ａが同心状に突出されている。
【００７０】
３個のばね装置７０（図２２〜図２４参照）は、ガイド枠体１２６の４本のガイドシャフト１２８により保持された状態で軸方向（上下方向）に直列的に配置されている。付勢装置９８の上端部に位置する基板部６０ａと端板部材１３０とが当接又は連結されている。端板部材１３０の位置決め突起１３０ａは、ばね装置７０の上端部に位置する変位変換部材６０の軸孔６２（図２３参照）内に係合されている。
【００７１】
付勢装置３２の下端部に位置する基板部６０ａとホルダ部材１２４とが当接又は連結されている。ホルダ部材１２４の位置決め突起１２４ａは、ばね装置７０の下端部に位置する変位変換部材６０の軸孔６２（図２３参照）内に係合されている。なお、端板部材１３０は本明細書でいう「第１部材」に相当する。また、ホルダ部材１２４は本明細書でいう「第２部材」に相当する。
【００７２】
各ばね装置７０は、前に述べたように二部材間の変位量に対する荷重の変化が一定の範囲内に収まる定荷重域を使用範囲Ｒ（図３又は図４参照）とされている。ばね装置７０の変位変換部材６０の周方向に隣り合う両腕板部６０ｂの基端部間に、ガイドシャフト１２８がそれぞれ配置されている。４本のガイドシャフト１２８は、変位変換部材６０を軸方向（図２６及び図２７において上下方向）に移動可能にガイドする。なお、ガイドシャフト１２８は本明細書でいう「ガイド部材」に相当する。
【００７３】
上下に隣り合う両基板部６０ａの相互間には、円板状のスペーサ部材１３２が配置されている。スペーサ部材１３２は、隣り合う変位変換部材６０の基板部６０ａに当接又は近接されている。スペーサ部材１３２の上下両端面には、位置決め突起１３２ａが同心状に突出されている。位置決め突起１３２ａは、当該スペーサ部材１３２に対応する変位変換部材６０の軸孔６２（図２３参照）内に係合されている。
【００７４】
図２５に示すように、蓄積装置８４の燃料流入口１１２には、燃料通路８７において燃料ポンプ８２からの加圧燃料を蓄積室１１８に供給する上流側通路部８７ａの下流側端部が接続されている。また、燃料流出口１１４には、燃料通路８７において蓄積室１１８の加圧燃料を燃料噴射装置８８に供給する下流側通路部８７ｂの上流側端部が接続されている。
【００７５】
また、燃料ポンプ８２は、蓄積室１１８の加圧燃料量を検出する手段、例えば、ピストン１０２の上昇位置を検出する上昇位置検出センサ、及び、ピストン１０２の下降位置を検出する下降位置検出センサからの検出信号に基づいて、制御装置（ＥＣＵ）１３３によって駆動制御される。すなわち、エンジンの駆動にともなって、燃料ポンプ８２が作動されると、加圧燃料が燃料噴射弁９０に供給されると共に、蓄積室１１８に加圧燃料が蓄積される。そして、上昇位置検出センサでピストン１０２の上昇位置が検出されたときは、制御装置１３３が蓄積室１１８を満タンと判断して、燃料ポンプ８２の駆動を停止する。これにより、蓄積室１１８の加圧燃料は、ばね装置７０の弾性復元力によって燃料噴射弁９０に供給される。また、下降位置検出センサでピストン１０２の下降位置が検出されたときは、制御装置１３３が蓄積室１１８を空状態に近いと判断して、燃料ポンプ８２の駆動を再開する。
【００７６】
前記蓄積装置８４によると、燃料ポンプ８２から吐出された加圧燃料をシリンダ装置９６の蓄積室１１８に蓄積し、その加圧燃料を蓄積室１１８から排出して燃料噴射弁９０に供給することによって、燃料ポンプ８２の作動時間を低減し、燃料ポンプ８２の消費電流を低減することができる。あるいは、燃料ポンプ８２の燃料の吐出と同時に蓄積装置８４からも燃料を同時に吐出することで、一時的に液体の吐出性能を高めることができる。また、付勢装置９８のばね装置７０において、二部材１２，１４間の変位量に対する荷重の変化が一定の範囲内に収まる定荷重域を使用範囲Ｒ（図３又は図４参照）とすることによって、ピストン１０２の変位量に対する荷重の変化を一定化することができる。そのため、燃料の供給先である燃料噴射弁９０の消費、負荷の変動にともなう配管（燃料通路８７）内の圧力変動を低減することも可能である。
【００７７】
図２８は燃料ポンプの作動時の蓄積装置の圧力特性を示すグラフである。図２８において、横軸は時間（ｓ）を示し、縦軸は燃料ポンプのＯＮ−ＯＦＦ、及び、蓄積室の圧力Ｐを示す。また、燃料消費量（燃料噴射弁の燃料噴射量）は、一定とする。なお、図３３中、Ｐｓは噴射に要する燃料圧力（燃圧）の基準値である。
【００７８】
蓄積装置８４によると、圧力Ｐの変化（燃圧変動ΔＰ）を狭い範囲内に抑制することができる（図２８参照）。すなわち、圧力Ｐの変化（燃圧変動ΔＰ）が小さいため、燃料噴射量、計量誤差を抑制することができる。このため、燃圧センサがある場合でも、制御装置１３３による燃圧補正制御が容易になる。
【００７９】
また、付勢装置９８のばね装置７０が軸方向に直列的に複数（本実施形態では３個）配置されている。したがって、ピストン１０２の変位量を増大することができる。
【００８０】
また、付勢装置９８のばね装置７０の変位変換部材６０を軸方向に移動可能にガイドする複数本（本実施形態では４本）のガイドシャフト１２８を備えている。したがって、複数本のガイドシャフト１２８によって、ばね装置７０の変位変換部材６０の半径方向の位置ずれを抑制しつつ変位変換部材６０の作動を円滑化することができる。
【００８１】
［実施形態１７］図２９は蓄積装置を示す側断面図である。図２９に示すように、本実施形態の蓄積装置（符号、１３４を付す）は、実施形態１６（図２７参照）の蓄積装置１３４の蓄積室１３６と背圧室１２０とが逆配置とされている。すなわち、上室が蓄積室（符号、１３６を付す）とされ、下室が背圧室（符号、１３８を付す）とされている。これにともない、燃料流出口１１４及び燃料流入口１１２は、ベース部材１０８に代えて、シリンダチューブ１０６とフランジ部材１１０との重複部分に形成されている。背圧室１３８は、大気あるいは燃料タンク内に開放されている。また、ピストンロッド１０４に面するフランジ部材１１０の孔の内周面には、ピストンロッド１０４との間を弾性的にシールするシール部材１２２が装着されている。
【００８２】
実施形態１６（図２７参照）のガイド枠体１２６（ガイドシャフト１２８及び端板部材１３０）とスペーサ部材１３２が省略されている。また、ばね装置７０の変位変換部材６０の軸孔６２（図２３参照）は、ロッド挿通孔１４０に変更されている。ピストンロッド１０４は、各ばね装置７０の変位変換部材６０のロッド挿通孔１４０に挿通されている。ホルダ部材１２４は、付勢装置９８の上端部に位置する変位変換部材６０の基板部６０ａに当接又は近接されている。ばね装置７０の下端部に位置する基板部６０ａがフランジ部材１１０に当接又は近接されている。また、隣り合う変位変換部材６０の基板部６０ａは、互いに当接又は近接されている。なお、ホルダ部材１２４は本明細書でいう「第１部材」に相当する。また、フランジ部材１１０は本明細書でいう「第２部材」に相当する。また、ピストンロッド１０４は、付勢装置９８のばね装置７０の変位変換部材６０を軸方向に移動可能にガイドするガイド部材の機能を兼用する。
【００８３】
［他の実施形態］本発明は実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本発明の蓄積装置は、燃料に限らず、オイル、水等の液体を加圧された状態で蓄積するものでもよい。また、シリンダ装置の可動隔壁は、ピストンに限らず、ダイアフラムでもよい。また、蓄積装置は、燃料タンク外に配置してもよい。また、付勢装置のばね装置の個数は、適宜増減してもよい。また、ばね装置の弾性部材に非線形ばねを用いてもよい。また、ばね装置の弾性部材は、ゴム状弾性材料で形成してもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１０…ばね装置
１６…変位変換部材
１８…コイルばね（弾性部材）
２０…リンクベース（基部）
２２…リンクアーム（腕部、リンク部材）
２８…ばね装置
３０…ばね装置
３２…付勢装置
３４…ばね装置
３６…変位変換部材
３６ａ…基板部（基部）
３６ｂ…腕板部（腕部）
４２…ばね装置
４４…変位変換部材
４４ａ…基板部（基部）
４４ｂ…腕板部（腕部）
４６…ばね装置
４８…ばね装置
５４…付勢装置
５６…変位変換部材
５６ａ…基板部（基部）
５６ｂ…腕板部（腕部）
５７…付勢装置
６０…変位変換部材
６０ａ…基板部（基部）
６０ｂ…腕板部（腕部）
６４…ガイドシャフト（ガイド部材）
６６…変位変換部材
６８…変位変換部材
７０…ばね装置
８０…燃料供給装置
８２…燃料ポンプ
８４…蓄積装置
８６…燃料タンク
９０…燃料噴射弁
９６…シリンダ装置
９８…付勢装置
１００…シリンダ本体
１０２…ピストン（可動隔壁）
１１８…蓄積室
１２８…ガイドシャフト（ガイド部材）
１３４…蓄積装置
１３６…蓄積室
【図１】
2018003708.tif 000003
【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】
2018003708.tif 000009
【図８】
2018003708.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2018003708.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2018003708.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
2018003708.tif 000020
【図１９】
2018003708.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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