特許 5892537 ダイヤフラム体、差圧測定ユニット、液量推定装置、及び、液量推定システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5892537

(24)【登録日】2016年3月4日

(45)【発行日】2016年3月23日

(54)【発明の名称】ダイヤフラム体、差圧測定ユニット、液量推定装置、及び、液量推定システム

(51)【国際特許分類】

   G01L 19/06 20060101AFI20160310BHJP

   G01F 23/18 20060101ALI20160310BHJP

【ＦＩ】

   G01L19/06 A

   G01F23/18

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2011-275479(P2011-275479)

(22)【出願日】2011年12月16日

(65)【公開番号】特開2013-125008(P2013-125008A)

(43)【公開日】2013年6月24日

【審査請求日】2014年11月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006895

【氏名又は名称】矢崎総業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100060690

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 秀雄

(74)【代理人】

【識別番号】100108017

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 貞男

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(72)【発明者】

【氏名】豊田 和弘

(72)【発明者】

【氏名】荘田 隆博

【審査官】 岡田 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５７−２０３３４４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平７−２４３８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平６−２８６５３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ ７／００−２３／３２

Ｇ０１Ｌ２７／００−２７／０２

Ｇ０１Ｆ２３／１４−２３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

開口が設けられたケースと、前記開口を塞ぐように前記ケースに接合して設けられたダイヤフラムと、を有するダイヤフラム体において、
前記ケースと前記ダイヤフラムとの接合箇所を少なくとも覆うように前記ケースと前記ダイヤフラムとに密に重ねて設けられた漏洩防止膜を有し、
前記ケースと別体に設けられるとともに前記ケースに接続された導圧管をさらに有し、
前記漏洩防止膜が、前記ケースと前記導圧管との接続箇所を覆うように前記ケースと前記導圧管とに密に重ねて設けられている
ことを特徴とするダイヤフラム体。

【請求項2】

前記導圧管が、互いに接続された複数の部分導圧管で構成されており、
前記漏洩防止膜が、前記複数の部分導圧管の接続箇所を覆うように前記部分導圧管に密に重ねて設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のダイヤフラム体。

【請求項3】

前記導圧管には、前記ケースに接続された一端からその反対の他端に向かう流体の流動を阻止する逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイヤフラム体。

【請求項4】

前記漏洩防止膜が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、及び、アセタールの中から選択される樹脂材料で構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のダイヤフラム体。

【請求項5】

液体タンクの気相部の圧力に応じた第１圧力を出力する気相ダイヤフラム部と、前記液体タンクの液相部の圧力に応じた第２圧力を出力する液相ダイヤフラム部と、前記気相ダイヤフラム部と前記液相ダイヤフラム部とに接続され、前記第１圧力及び前記第２圧力の差圧に応じた差圧信号を出力する差圧センサと、を有する差圧測定ユニットにおいて、
前記気相ダイヤフラム部及び前記液相ダイヤフラム部のうち少なくとも一方が請求項１〜４のいずれか一項に記載のダイヤフラム体で構成されている
ことを特徴とする差圧測定ユニット。

【請求項6】

前記導圧管が、前記液体タンク内に配置され、
前記漏洩防止膜が、前記ケース、前記ダイヤフラム、及び、前記液体タンク内に配置された前記導圧管のそれぞれの表面全体を連続して覆うように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の差圧測定ユニット。

【請求項7】

請求項６に記載の差圧測定ユニットと、前記差圧測定ユニットの出力する差圧信号に基
づいて液体タンク内の液量を推定する液量推定手段と、を有することを特徴とする液量推
定装置。

【請求項8】

請求項７に記載の液量推定装置と、前記液量推定装置が設けられた液体タンクと、を有
することを特徴とする液量推定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、車両の燃料タンクなどの液体タンクに収容されたガソリンや液化ガスなどの液体の液量推定に用いられるダイヤフラム体、このダイヤフラム体を有する差圧測定ユニット、この差圧測定ユニットを有する液量推定装置、及び、この液量推定装置を備える液量推定システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、車両に搭載される液量推定装置としての燃料残量検出装置は、液体タンクとしての燃料タンク内の燃料の液位（即ち、液面高さ）を検出する液位検出手段を有する。この液位検出手段として、例えば、特許文献１に開示されている圧力式液位計測装置が用いられていた。

【0003】

図５に示すように、特許文献１に示された圧力式液位計測装置８０１は、可動隔壁８１２で仕切られた可動容積室Ｘ、Ｙを内部に有する背圧箱８１０と、タンク底の液相部に設けられた差圧センサＡと、タンク内上部空間の気相部に設けられた差圧センサＢと、を有している。

【0004】

差圧センサＡは、一方の受圧部にタンク底の液相圧力Ｐ１が導かれ、他方の受圧部である背圧部に導圧管８２３が接続されている。差圧センサＢは、一方の受圧部にタンク内の気相圧力Ｐ２が導かれ、他方の受圧部である背圧部に導圧管８２４が接続されている。導圧管８２３と導圧管８２４とは連通されて、背圧箱８１０の可動容積室Ｘに接続されている。また、タンクの気相部は導圧管８２５により可動容積室Ｙに接続されている。

【0005】

液相部の液量に応じた液圧Ｐは、液相圧力Ｐ１から気相圧力Ｐ２を差し引くことにより得られる。そして、差圧センサＡは、液相圧力Ｐ１と可動容積室Ｘの圧力Ｐ３との差圧を検出し、差圧センサＢは、気相圧力Ｐ２と可動容積室Ｘとの圧力Ｐ３を検出して、差圧センサＡの検出値から差圧センサＢの検出値を差し引くことにより上記圧力Ｐ３が相殺されて、液圧Ｐを得ることができた。そして、図示しない制御部がこの液圧Ｐに基づいてタンク内の液位を検出していた。

【0006】

しかしながら、上述した圧力式液位計測装置８０１は、可動隔壁８１２で内部が仕切られた背圧箱８１０や複数の差圧センサＡ、Ｂを備えるなど構造が複雑で製造コストが高いという問題があった。そして、このような問題を解決するものとして、次に示す液量推定装置がある。

【0007】

図６に示すように、液量推定装置９２０は、差圧センサ９３０、気相ダイヤフラム部９４０及び液相ダイヤフラム部９５０で構成された差圧測定ユニット９２５と、制御部９６０と、を有している。この液量推定装置９２０は、液化ガスからなる燃料Ｆが収容された液体タンク９１０に設けられており、当該液体タンク９１０内の燃料Ｆの液量を推定する。

【0008】

差圧センサ９３０は、箱形のセンサケース９３１と、センサケース９３１の内部を第１受圧室９３１ａと第２受圧室９３１ｂとに仕切る差圧検知ダイヤフラム９３２と、差圧検知ダイヤフラム９３２の第１受圧室９３１ａ側の面９３２ａが受けた圧力と第２受圧室９３１ｂ側の面９３２ｂが受けた圧力との差圧に応じた差圧信号を制御部９６０に出力する図示しない差圧信号出力部と、を有している。

【0009】

ダイヤフラム体としての気相ダイヤフラム部９４０は、図７（ａ）に示すように、開口９４１ａが設けられたケース９４１と、開口９４１ａを塞ぐようにケース９４１に接合して設けられた薄膜状の金属からなるダイヤフラム９４２と、ケース９４１と上記第１受圧室９３１ａとを接続する導圧管９４５と、を有している。ケース９４１は、導圧管９４５を介して第１受圧室９３１ａと連通されている。ケース９４１、導圧管９４５、及び第１受圧室９３１ａには、シリコンオイルなどの圧力伝達溶液Ｄが封入されている。気相ダイヤフラム部９４０は、液体タンク９１０内の上壁９１０ａ付近にダイヤフラム９４２を底壁９１０ｂ側に向けて配設されている。ダイヤフラム９４２が圧力を受けると、当該圧力に応じた第１圧力Ｐ１が圧力伝達溶液を介して第１受圧室９３１ａに伝達される。

【0010】

ダイヤフラム体としての液相ダイヤフラム部９５０は、図７（ｂ）に示すように、上記気相ダイヤフラム部９４０と同一に構成されており、開口９５１ａが設けられたケース９５１と、開口９５１ａを塞ぐようにケース９５１に接合して設けられた薄膜状の金属からなるダイヤフラム９５２と、ケース９５１と上記第２受圧室９３１ｂとを接続する導圧管９５５と、を有している。ダイヤフラム９５２の面積は、上記ダイヤフラム９４２と同一面積に形成されている。ケース９５１は、導圧管９５５を介して第２受圧室９３１ｂと連通されている。ケース９５１、導圧管９５５、及び、第２受圧室９３１ｂには、シリコンオイルなどの圧力伝達溶液Ｄが封入されている。液相ダイヤフラム部９５０は、液体タンク９１０の底壁９１０ｂ付近にダイヤフラム９５２を上壁９１０ａ側に向けて配設されている。ダイヤフラム９５２が圧力を受けると、当該圧力に応じた第２圧力Ｐ２が圧力伝達溶液を介して第２受圧室９３１ｂに伝達される。

【0011】

気相ダイヤフラム部９４０は、液体タンク９１０の上壁９１０ａに配設されているので、ダイヤフラム９４２が気相部ＴＡの気相圧力Ｐａを受け、この気相圧力Ｐａに応じた第１圧力Ｐ１が第１受圧室９３１ａに伝達される。液相ダイヤフラム部９５０は、液体タンク９１０の底壁９１０ｂに配設されているので、ダイヤフラム９５２が気相部ＴＡの圧力Ｐａと液体タンク９１０に収容された液体の液圧Ｐｂとの合計圧力である液相圧力Ｐｌを受け、この液相圧力Ｐｌに応じた第２圧力Ｐ２が第２受圧室９３１ｂに伝達される。そして、差圧センサ９３０が出力する上記第１圧力Ｐ１と上記第２圧力Ｐ２との差圧に応じた差圧信号を出力して、図示しない制御部によって、この差圧信号に基づいて液体タンク９１０内の液量を推定していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開平７−２４３８９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

しかしながら、上述した気相ダイヤフラム部９４０では、ダイヤフラム９４２がそれに加わる圧力の変動により変形を繰り返すので、図８（ａ）に示すように、金属疲労などによってケース９４１とダイヤフラム９４２との接合箇所Ｒに微小な亀裂Ｋなどが生じ、そのため、このような亀裂Ｋからケース９４１内の圧力伝達溶液Ｄが液体タンク内に漏れてしまったり、図８（ｂ）に示すように、このような亀裂Ｋから高圧の燃料Ｆがケース９４１内に侵入するとともに導圧管９４５や差圧センサ９３０等を通じて液体タンク外に漏れてしまったり、するという問題があった。ダイヤフラム９４２に生じるこのような亀裂は、衝突などの衝撃が生じた場合を除き、変形時の応力が集中するケースとの接合箇所Ｒにそのほとんどが発生していた。また、液相ダイヤフラム部９５０においても同様の問題があった。

【0014】

本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、ダイヤフラム体のケースとダイヤフラムとの接合箇所に亀裂が生じた場合でも、当該ケースの内容物の漏洩を防止できるとともに当該ケースへの圧力測定対象物の侵入を防止できるダイヤフラム体、このダイヤフラム体を有する差圧測定ユニット、この差圧測定ユニットを有する液量推定装置、および、この液量推定装置を備える液量推定システムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0015】

請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、開口が設けられたケースと、前記開口を塞ぐように前記ケースに接合して設けられたダイヤフラムと、を有するダイヤフラム体において、前記ケースと前記ダイヤフラムとの接合箇所を少なくとも覆うように前記ケースと前記ダイヤフラムとに密に重ねて設けられた漏洩防止膜を有し、前記ケースと別体に設けられるとともに前記ケースに接続された導圧管をさらに有し、前記漏洩防止膜が、前記ケースと前記導圧管との接続箇所を覆うように前記ケースと前記導圧管とに密に重ねて設けられていることを特徴とするダイヤフラム体である。

【0017】

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記導圧管が、互いに接続された複数の部分導圧管で構成されており、前記漏洩防止膜が、前記複数の部分導圧管の接続箇所を覆うように前記部分導圧管に密に重ねて設けられていることを特徴とするものである。

【0018】

請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記導圧管には、前記ケースに接続された一端からその反対の他端に向かう流体の流動を阻止する逆止弁が設けられていることを特徴とするものである。

【0019】

請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載された発明において
、前記漏洩防止膜が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサル
ファイド、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、
フラン樹脂、エポキシ樹脂、及び、アセタールの中から選択される樹脂材料で構成されて
いることを特徴とするものである。

【0020】

請求項５に記載された発明は、上記目的を達成するために、液体タンクの気相部の圧力に応じた第１圧力を出力する気相ダイヤフラム部と、前記液体タンクの液相部の圧力に応じた第２圧力を出力する液相ダイヤフラム部と、前記気相ダイヤフラム部と前記液相ダイヤフラム部とに接続され、前記第１圧力及び前記第２圧力の差圧に応じた差圧信号を出力する差圧センサと、を有する差圧測定ユニットにおいて、前記気相ダイヤフラム部及び前記液相ダイヤフラム部のうち少なくとも一方が請求項１〜５のいずれか一項に記載のダイヤフラム体で構成されていることを特徴とする差圧測定ユニットである。
請求項６に記載された発明は、請求項５に記載された発明において、前記導圧管が、前記液体タンク内に配置され、前記漏洩防止膜が、前記ケース、前記ダイヤフラム、及び、前記液体タンク内に配置された前記導圧管のそれぞれの表面全体を連続して覆うように構成されていることを特徴とするものである。

【0021】

請求項７に記載された発明は、上記目的を達成するために、請求項６に記載の差圧測定ユニットと、前記差圧測定ユニットの出力する差圧信号に基づいて液体タンク内の液量を推定する液量推定手段と、を有することを特徴とする液量推定装置である。

【0022】

請求項８に記載された発明は、上記目的を達成するために、請求項７に記載の液量推定装置と、前記液量推定装置が設けられた液体タンクと、を有することを特徴とする液量推定システムである。

【発明の効果】

【0023】

請求項１、５、７、８に記載された発明によれば、ダイヤフラム体は、ケースとダイヤフラムとの接合箇所を少なくとも覆うように前記ケースと前記ダイヤフラムとのそれぞれに密に重ねて設けられた漏洩防止膜を有している。そして、ダイヤフラムに生じる亀裂は、変形時の応力が集中するケースとの接合箇所に生じやすく、そのため、このような接合箇所に漏洩防止膜を設けることにより、上記亀裂が生じた場合でも漏洩防止膜でその亀裂が塞がれて、当該亀裂からケース外に圧力伝達媒体などの内容物が漏れたり、当該亀裂からケース内に液化ガスなどの圧力測定対象物が侵入したり、することを防止できる。

【0024】

また、ケースと別体に設けられるとともに当該ケースに接続された導圧管を有し、漏洩防止膜が、ケースと導圧管との接続箇所を覆うようにこれらケースと導圧管とに密に重ねて設けられている。そして、ダイヤフラム体が車両などに搭載された場合に、走行時の振動などによりケースと導圧管との溶接等による接続箇所に亀裂や隙間などが生じてしまうことがあり、そのため、このような接続箇所に漏洩防止膜を設けることにより、上記亀裂などが生じた場合でも漏洩防止膜でその亀裂などが塞がれて、当該亀裂などからケース外に圧力伝達媒体が漏れたり、当該亀裂などからケース内に液化ガスなどの圧力測定対象物が侵入したり、することをさらに防止できる。

【0025】

請求項２に記載された発明によれば、導圧管が、互いに接続された複数の部分導圧管で構成されており、漏洩防止膜が、これら複数の部分導圧管の接続箇所を覆うように部分導圧管に密に重ねて設けられている。そして、ダイヤフラム体が車両などに搭載された場合に、走行時の振動などにより部分導圧管の間の溶接などによる接続箇所に亀裂や隙間などが生じてしまうことがあり、そのため、このような接続箇所に漏洩防止膜を設けることにより、上記亀裂などが生じた場合でも漏洩防止膜でその亀裂などが塞がれて、当該亀裂などから導圧管外に圧力伝達媒体が漏れたり、当該亀裂などから導圧管内に液化ガスなどの圧力測定対象物が侵入したり、することをさらに防止できる。

【0026】

請求項３に記載された発明によれば、導圧管には、ケースに接続された一端から反対の他端に向けて流れる流体の流動を阻止する逆止弁が設けられているので、例えば、ケース内や導圧管内の圧力がこれらケースや導圧管が設置されたタンク内の圧力より低く保たれている構成においては、この導圧管の他端に接続される装置についてもケース内等の圧力を基に耐圧が設計されている場合があり、この場合に、ケース内に亀裂や隙間から高圧の液化ガスなどの流体が侵入すると、ケースや導圧管内の圧力が高まり、この圧力が上記装置まで達し当該装置が破損して流体が外部に漏洩してしまうという問題があるが、この逆止弁により流体の流動を導圧管内で阻止して、流体が外部に漏れてしまうことをさらに防止できる。

【0027】

請求項４に記載された発明によれば、前記漏洩防止膜が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、及び、アセタールの中から選択される樹脂材料で構成されているので、これら合成樹脂は、液化石油ガスを含む各種液体に対して耐腐食性を有し、そのためダイヤフラム体を用いた計測対象の液体に対して耐腐食性を有する樹脂材料を上記から選択することで、漏洩防止膜の腐食による劣化を回避して、耐久性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の液量推定システムの一実施形態の車両燃料システムの構成を示す図である。

【図2】（ａ）は、図１の車両燃料システムの液量推定装置が備える気相ダイヤフラム部の断面図であり、（ｂ）は、図１の車両燃料システムの液量推定装置が備える液相ダイヤフラム部の断面図である。

【図3】（ａ）、（ｂ）は、気相ダイヤフラム部の本発明に係る作用を説明する図である。

【図4】（ａ）は、気相ダイヤフラム部の第１の変形例の構成を示す図であり、（ｂ）は、気相ダイヤフラム部の第２の変形例の構成を示す図である。

【図5】従来の圧力式液位計測装置を示す図である。

【図6】従来の液量推定装置の構成を示す図である。

【図7】（ａ）は、図６の液量推定装置が備える気相ダイヤフラム部の断面図であり、（ｂ）は、図６の液量推定装置が備える液相ダイヤフラム部の断面図である。

【図8】（ａ）は、図７の気相ダイヤフラム部に生じた亀裂を説明する図であり、（ｂ）は、（ａ）の気相ダイヤフラム部の亀裂による流動が生じた状態を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明の液量推定システムの一実施形態である車両燃料システムを、図１〜図４を参照して説明する。

【0030】

以下に説明する車両燃料システムは、車両に搭載されて、液化石油ガス（ＬＰＧ）を当該車両の燃料Ｆとして収容する燃料タンクを備えるとともに、当該燃料タンク内の燃料Ｆの液量を推定するシステムである。この車両燃料システムでは、燃料タンクの気相部の圧力と液相部の圧力とに基づいて、燃料Ｆの液量を推定する。

【0031】

車両燃料システム１は、図１に示すように、燃料Ｆを収容する液体タンクとしての燃料タンク１０と、燃料タンク１０に収容された燃料Ｆの液量（即ち、ＬＰＧ残量）を推定する液量推定装置２０と、を有している。

【0032】

燃料タンク１０は、例えば、車両の床下などに配置されて、当該車両の燃料Ｆを収容する周知の車両部品であり、本実施形態においては、直方体の箱形状に形成されている。燃料タンク１０は、燃料供給スタンドなどから燃料Ｆが供給される車両の燃料充填口に、図示しない流入管を通じて接続されている。また、燃料タンク１０は、車両の内燃機関に燃料Ｆを供給するためのインジェクション装置等に、図示しない流出管を通じて接続されている。燃料タンク１０内には、気化した燃料Ｆ等が収容される気相部ＴＡと、液体状の燃料Ｆが収容される液相部ＴＬと、が存在する。燃料タンク１０内には、燃料Ｆが空の場合は気相部ＴＡのみ存在し、また、燃料Ｆが満量の場合でも若干の空間が設けられ、即ち、気相部ＴＡが存在する。

【0033】

液量推定装置２０は、差圧センサ３０、気相ダイヤフラム部４０及び液相ダイヤフラム部５０、で構成された差圧測定ユニット２５と、制御部６０と、を有している。

【0034】

差圧センサ３０は、箱形に形成されたセンサケース３１と、センサケース３１内を第１受圧室３１ａ及び第２受圧室３１ｂとに仕切る差圧検知ダイヤフラム３２と、差圧検知ダイヤフラム３２に設けられ、当該差圧検知ダイヤフラム３２の変形量に応じた信号（即ち、差圧信号）を出力する差圧信号出力部としての図示しない歪みゲージと、を有している。差圧検知ダイヤフラム３２は、一方の受圧面３２ａが第１受圧室３１ａに面し、他方の受圧面３２ｂが第２受圧室３１ｂに面しており、これら一方の受圧面３２ａと他方の受圧面３２ｂとに加わる圧力が等しいとき、即ち、差圧検知ダイヤフラム３２の変形がないときに、第１受圧室３１ａと第２受圧室３１ｂとが同一容積となるようにセンサケース３１を仕切って配設されている。差圧検知ダイヤフラム３２は、第１受圧室３１ａ内の圧力及び第２受圧室３１ｂの圧力のバランスに応じて変形し、そして、この差圧検知ダイヤフラム３２の変形量に応じて、歪みゲージが差圧信号を出力する。差圧センサ３０は、燃料タンク１０の上壁１０ａ上方に設けられており、その歪みゲージが、後述する制御部６０に接続されている。

【0035】

気相ダイヤフラム部４０は、請求項中のダイヤフラム体に相当し、図２（ａ）に示すように、ケース４１と、ダイヤフラム４２と、導圧管４５と、第１漏洩防止膜４７と、を有している。

【0036】

ケース４１は、例えば、ステンレスなどの金属材料を用いて、燃料タンク１０内の圧力で変形しない剛性を有する略箱形に形成されており、一の面に開口４１ａが設けられている。

【0037】

ダイヤフラム４２は、例えば、ステンレスなどの金属材料を用いて薄膜状に形成されており、ケース４１内が密閉空間となるように、ケース４１の開口４１ａを塞ぐように配設されている。ダイヤフラム４２は、ケース４１における開口４１ａの周囲の箇所に、例えば、接着剤や溶接などによって隙間無く密着して接合されている。このように設けられたダイヤフラム４２は、その外面に加わる圧力とその内面に加わる圧力との圧力差に比例して変形する。即ち、ダイヤフラム４２は、前記圧力差が大きいほど変形量が多くなり、また自身の面積が大きいほど変形量が多くなる。

【0038】

導圧管４５は、一端がケース４１に接続され、他端が差圧センサ３０の第１受圧室３１ａに接続されている。つまり、ケース４１、導圧管４５及び第１受圧室３１ａは互いに連通されている。導圧管４５とケース４１とは溶接によって接続されており、そして、導圧管４５は、複数の配管部４５ａと、複数の配管部４５ａの間に直列に挿入された逆止弁４５ｂと、が互いに溶接によって接続されて構成されている。これらは接着剤などによって互いに接着されていてもよい。逆止弁４５ｂは、ケース４１に接続された導圧管４５の一端から第１受圧室３１ａに接続された導圧管４５の他端に向かう流体（後述する圧力伝達溶液Ｄや、気体状又は液体状の燃料Ｆなど）の所定流量を超える流動を阻止するように設けられている。逆止弁４５ｂは、ダイヤフラム４２の変形に伴う圧力伝達溶液Ｄの流動程度では機能（流動阻止）せず、ダイヤフラム４２や導圧管４５の亀裂などによる燃料Ｆのケース４１内等への侵入に伴う流動が生じたときに機能するように設定されている。逆止弁４５ｂは、それとタンク１０との間の配管部４５ａが極力短くなるようにして燃料タンク１０内に配置されている。複数の配管部４５ａ及び逆止弁４５ｂは、請求項中の部分導圧管に相当する。

【0039】

ケース４１、導圧管４５及び第１受圧室３１ａには、例えば、シリコンオイルなどの圧力伝達溶液Ｄが封入されている。そして、ダイヤフラム４２の外面に圧力が加えられると、圧力伝達溶液Ｄを介して導圧管４５に第１圧力Ｐ１が出力される。

【0040】

第１漏洩防止膜４７は、例えば、ポリエチレンなどの合成樹脂等のエラストマーを用いて薄膜状に形成されており、ケース４１、ダイヤフラム４２、及び、燃料タンク１０内に配置された導圧管４５のそれぞれの表面全体を連続して覆うように、これらの表面に密に重ねて設けられている。つまり、第１漏洩防止膜４７は、ケース４１とダイヤフラム４２との接合箇所Ｒ１、ケース４１と導圧管４５との接続箇所Ｒ２、及び、導圧管の配管部４５ａと逆止弁４５ｂとの接続箇所Ｒ３、のそれぞれを覆っている。第１漏洩防止膜４７は、その機械的物性が柔らかくてねばり強いものが好ましく、ダイヤフラム４２の変形に追従して自身も変形し、且つ、ダイヤフラム４２の特性及び機能に支障を与えないように設けられている。

【0041】

液相ダイヤフラム部５０は、請求項中のダイヤフラム体に相当し、上記気相ダイヤフラム部４０と同様の構成を有し、図２（ｂ）に示すように、ケース５１と、ダイヤフラム５２と、導圧管５５と、第２漏洩防止膜５７と、を有している。

【0042】

ケース５１は、例えば、ステンレスなどの金属材料を用いて、燃料タンク１０内の圧力で変形しない剛性を有する略箱形に形成されており、一の面に開口５１ａが設けられている。ケース５１は、上記気相ダイヤフラム部４０のケース４１と同一形状に形成されている。

【0043】

ダイヤフラム５２は、例えば、ステンレスなどの金属材料を用いて薄膜状に形成されており、ケース５１内が密閉空間となるように、ケース５１の開口５１ａを塞ぐように配設されている。ダイヤフラム５２は、材料、厚み及び面積が上記気相ダイヤフラム部４０のダイヤフラム４２と同一に形成されている。ダイヤフラム５２は、ケース５１における開口５１ａの周囲の箇所に、例えば、接着剤や溶接などによって隙間無く密着して接合されている。このように設けられたダイヤフラム５２は、その外面に加わる圧力とその内面に加わる圧力との圧力差に比例して変形する。即ち、ダイヤフラム５２は、前記圧力差が大きいほど変形量が多くなり、また自身の面積が大きいほど変形量が多くなる。

【0044】

導圧管５５は、一端がケース５１に接続され、他端が差圧センサ３０の第２受圧室３１ｂに接続されている。つまり、ケース５１、導圧管５５及び第２受圧室３１ｂは互いに連通されている。導圧管５５とケース５１とは溶接によって接続されており、そして、導圧管５５は、複数の配管部５５ａと、複数の配管部５５ａの間に直列に挿入された逆止弁５５ｂと、が互いに溶接によって接続されて構成されている。これらは接着剤などによって互いに接着されていてもよい。逆止弁５５ｂは、ケース５１に接続された導圧管５５の一端から第２受圧室３１ｂに接続された導圧管５５の他端に向かう流体（後述する圧力伝達溶液Ｄや、気体状又は液体状の燃料Ｆなど）の所定流量を超える流動を阻止するように設けられている。逆止弁５５ｂは、ダイヤフラム５２の変形に伴う圧力伝達溶液Ｄの流動程度では機能（流動阻止）せず、ダイヤフラム５２や導圧管５５の亀裂などによる燃料Ｆのケース５１内等への侵入に伴う流動が生じたときに機能するように設定されている。逆止弁５５ｂは、それとタンク１０との間の配管部５５ａが極力短くなるようにして燃料タンク１０内に配置されている。複数の配管部５５ａ及び逆止弁５５ｂは、請求項中の部分導圧管に相当する。

【0045】

ケース５１、導圧管５５及び第２受圧室３１ｂには、例えば、上記気相ダイヤフラム部４０と同一の圧力伝達溶液Ｄが封入されている。そして、ダイヤフラム５２の外面に圧力が加えられると、圧力伝達溶液Ｄを介して導圧管５５に第２圧力Ｐ２が出力される。なお、ダイヤフラム５２は、ダイヤフラム４２と材料、厚み及び面積が同一に形成されているので、ダイヤフラム４２の外面に加わる圧力とダイヤフラム５２の外面に加わる圧力とが同一であれば、第１圧力Ｐ１及び第２圧力Ｐ２も同一の大きさとなる。

【0046】

第２漏洩防止膜５７は、例えば、ポリエチレンなどの合成樹脂等のエラストマーを用いて薄膜状に形成されており、ケース５１、ダイヤフラム５２、及び、燃料タンク１０内に配置された導圧管５５のそれぞれの表面全体を連続して覆うように、これらの表面に密に重ねて設けられている。つまり、第２漏洩防止膜５７は、ケース５１とダイヤフラム５２との接合箇所Ｒ１、ケース５１と導圧管５５との接続箇所Ｒ２、及び、導圧管の配管部５５ａと逆止弁５５ｂとの接続箇所Ｒ３、のそれぞれを覆っている。第２漏洩防止膜５７は、その機械的物性が柔らかくてねばり強いものが好ましく、ダイヤフラム５２の変形に追従して自身も変形し、且つ、ダイヤフラム５２の特性及び機能に支障を与えないように設けられている。

【0047】

本実施形態において、第１漏洩防止膜４７と第２漏洩防止膜５７とは、ポリエチレンで構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、ポリエチレン以外にも、フッ素樹脂、エポキシ樹脂など、燃料ＦであるＬＰＧに対して耐腐食性を有する樹脂材料で構成されていてもよい。

【0048】

気相ダイヤフラム部４０は、ダイヤフラム４２を燃料タンク１０の底壁１０ｂに向けるようにして、燃料タンク１０の上壁１０ａ付近に配設されている。そのため、ダイヤフラム４２には、気相部ＴＡの気相圧力Ｐａが加わる。気相ダイヤフラム部４０は、ダイヤフラム４２に気相圧力Ｐａが加わると当該気相圧力Ｐａに比例した第１圧力Ｐ１を出力する。当該第１圧力Ｐ１は、圧力伝達溶液Ｄを介して第１受圧室３１ａに伝達される。

【0049】

また、液相ダイヤフラム部５０は、ダイヤフラム５２を燃料タンク１０の上壁１０ａに向けるようにして、燃料タンク１０の底壁１０ｂ付近に配設されている。そのため、ダイヤフラム５２には、液相部ＴＬの液相圧力Ｐｌが加わる。この液相圧力Ｐｌは、気相部ＴＡの気相圧力Ｐａと液相部ＴＬの燃料Ｆの自重による液圧Ｐｂとを合計した圧力である。燃料タンク１０内に収容された燃料Ｆの液面高さ（深さ）が高いほど、つまり、液量が多いほど上記液圧Ｐｂは高くなり、つまり、液圧Ｐｂは液量に応じた圧力となる。特に、本実施形態においては、燃料タンク１０が直方体の箱形状に形成されているので、液圧Ｐｂは液量に比例した圧力となる。液相ダイヤフラム部５０は、ダイヤフラム５２に液相圧力Ｐｌが加わると当該液相圧力Ｐｌに比例した第２圧力Ｐ２を出力する。当該第２圧力Ｐ２は、圧力伝達溶液Ｄを介して第２受圧室３１ｂに伝達される。

【0050】

そして、第１圧力Ｐ１が、差圧検知ダイヤフラム３２の一方の受圧面３２ａに加わり、第２圧力Ｐ２が、差圧検知ダイヤフラム３２の他方の受圧面３２ｂに加わると、これら第１圧力Ｐ１と第２圧力Ｐ２とのバランスに応じて差圧検知ダイヤフラム３２が変形する。このとき、第１圧力Ｐ１は、気相圧力Ｐａに応じた圧力成分のみで構成され、第２圧力Ｐ２は、気相圧力Ｐａに応じた圧力成分と液圧Ｐｂに応じた圧力成分とで構成されているので、第１圧力Ｐ１と第２圧力Ｐ２とのそれぞれに含まれる気相圧力Ｐａに応じた圧力成分が相殺されて、これにより、液圧Ｐｂに応じた圧力成分に比例して差圧検知ダイヤフラム３２が変形することになる。そして、差圧検知ダイヤフラム３２の変形量に応じて、即ち、第１圧力Ｐ１と第２圧力Ｐ２との差圧に応じて、歪みゲージから差圧信号が、制御部６０に向けて出力される。

【0051】

また、圧力伝達媒体Ｄによって第２圧力Ｐ２が気相ダイヤフラム部４０のケース４１まで伝達されて、このケース４１内で第２圧力が液相圧力Ｐｌとなり、この液相圧力Ｐｌがダイヤフラム４２の内面に加わる。同様に、圧力伝達媒体Ｄによって第１圧力Ｐ１が液相ダイヤフラム部５０のケース５１まで伝達されて、このケース５１内で第１圧力Ｐ１が気相圧力Ｐａとなり、この気相圧力Ｐａがダイヤフラム５２の内面に加わる。そのため、ダイヤフラム４２及びダイヤフラム５２は、気相圧力Ｐａ及び液相圧力Ｐｌの差圧に応じて変形する。

【0052】

気相ダイヤフラム部４０の製造方法の一例を以下に示す。まず、ケース４１の開口４１ａを塞ぐようにダイヤフラム４２を配置して、溶接により当該開口４１ａ周囲の接合箇所Ｒ１にダイヤフラム４２を接合する。次に、複数の配管部４５ａ及び逆止弁４５ｂを互いに嵌め合って接続するとともに溶接によりこれら接続箇所Ｒ３固定して、１本の導圧管４５を組み立てる。そして、ケース４１に、導圧管４５の一端を嵌め込んで接続するとともに溶接によりこれら接続箇所Ｒ２を固定する。そして、このようにケース４１、ダイヤフラム４２及び導圧管４５が互いに組み合わされた組立体における燃料タンク１０内に収容される部分を、ポリエチレン溶融液に浸したのち引き上げて、ポリエチレンを固化させて第１漏洩防止膜４７を形成し、気相ダイヤフラム部４０が完成する。液相ダイヤフラム部５０についても同様にして製造する。

【0053】

制御部６０は、例えば、周知のマイクロコンピュータなどで構成されており、液量推定装置２０全体の制御を司る。制御部６０のマイクロコンピュータは、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、データメモリ、外部インタフェースなどを備えている。

【0054】

ＣＰＵは、車両燃料システム１における各種制御を司り、ＲＯＭに記憶されている各種制御プログラムにしたがって本実施形態に係る制御を含む各種の処理を実行する。ＲＯＭは、前記制御プログラムやこの制御プログラムに参照されるパラメータなどの各種情報を記憶している。特に、ＲＯＭは、ＣＰＵを、液量推定手段などの各種手段として機能させるための制御プログラムを記憶している。そして、ＣＰＵは、この制御プログラムを実行することで前述した各種手段として機能する。ＲＡＭは、ＣＰＵが各種の処理を実行する上において必要なデータ、プログラム等が適宜記憶される。データメモリは、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）やフラッシュメモリなどの電源断となってもデータを保持できる不揮発性のメモリで構成されている。このデータメモリには、液量推定処理で用いられる数式やパラメータ等の各種情報が記憶されている。特に、このデータメモリには、差圧信号と燃料タンク１０内に収容された燃料Ｆの液量との関係を示すデータテーブルが記憶されている。外部インタフェースは、上述した差圧センサ３０に接続されており、差圧センサ３０からの差圧信号が外部インタフェースを通じてＣＰＵに入力される。また、外部インタフェースは、他の電子機器（ＥＣＵ）と通信可能なように図示しない車両ネットワークに接続されている。

【0055】

ＣＰＵは、差圧センサ３０からの差圧信号が入力されると、データメモリに記憶されている上記データテーブルを参照して、差圧信号に対応する液量を取得し、この液量に応じた表示信号を生成して、当該表示信号を図示しないコンビネーションメータ（メータＥＣＵ）に向けて車両ネットワークを通じて送信する。コンビネーションメータは、この表示信号を受信すると、それが有する燃料計に当該表示信号が示す液量を表示する。ＣＰＵ（制御部６０）は、請求項中の液量推定手段に相当する。

【0056】

次に、上述した車両燃料システムにおける本発明に係る動作（作用）について、図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。

【0057】

気相ダイヤフラム部４０は、気相圧力Ｐａに応じた第１圧力Ｐ１を出力し、液相ダイヤフラム部５０は、液相圧力Ｐｌに応じた第２圧力Ｐ２を出力する。そして、ダイヤフラム４２が気相圧力Ｐａ及び液相圧力Ｐｌの圧力差に応じて変形を繰り返すと、ケース４１とダイヤフラム４２との接合箇所Ｒ１に亀裂Ｋが生じる場合があるが、図３（ａ）に示すように、第１漏洩防止膜４７が、接合箇所Ｒ１を覆うようにケース４１及びダイヤフラム４２に密に重ねて設けられているので、当該亀裂Ｋが第１漏洩防止膜４７によって塞がれて、ケース４１内の圧力伝達溶液Ｄが漏れたり、また、ケース４１外の気化状態の燃料Ｆがケース４１内に侵入したりすることがない。また、万が一、第１漏洩防止膜４７が破損して上記亀裂Ｋからケース４１内に燃料Ｆが侵入した場合でも、逆止弁４５ｂによって、上記燃料Ｆの侵入に伴う、ケース４１から第１受圧室３１ａに向かう当該燃料Ｆや圧力伝達溶液Ｄなどの流体の流れが阻止される。液相ダイヤフラム部５０においても同様である。

【0058】

以上より、本発明によれば、気相ダイヤフラム部４０は、ケース４１とダイヤフラム４２との接合箇所Ｒ１を少なくとも覆うようにケース４１とダイヤフラム４２とのそれぞれに密に重ねて設けられた第１漏洩防止膜４７を有している。そして、ダイヤフラム４２に生じる亀裂Ｋは、変形時の応力が集中するケース４１との接合箇所Ｒ１に生じやすく、そのため、このような接合箇所Ｒ１に第１漏洩防止膜４７を設けることにより、上記亀裂Ｋが生じた場合でも第１漏洩防止膜４７でその亀裂Ｋが塞がれて、当該亀裂Ｋからケース４１外に圧力伝達溶液Ｄが漏れたり、当該亀裂Ｋからケース内に燃料Ｆが侵入したり、することを防止できる。

【0059】

また、気相ダイヤフラム部４０は、ケース４１と別体に設けられるとともに当該ケース４１に接続された導圧管４５を有し、第１漏洩防止膜４７が、ケース４１と導圧管４５との接続箇所Ｒ２を覆うようにこれらケース４１と導圧管４５とに密に重ねて設けられている。そして、気相ダイヤフラム部４０が車両などに搭載された場合に、走行時の振動などによりケース４１と導圧管４５との溶接による接続箇所Ｒ２に亀裂や隙間などが生じてしまうことがあり、そのため、このような接続箇所Ｒ２に第１漏洩防止膜４７を設けることにより、亀裂などが生じた場合でも第１漏洩防止膜４７でその亀裂などが塞がれて、当該亀裂などからケース４１外に圧力伝達溶液Ｄが漏れたり、当該亀裂などからケース４１内に燃料Ｆが侵入したり、することをさらに防止できる。

【0060】

また、気相ダイヤフラム部４０は、導圧管４５が、互いに接続された複数の配管部４５ａ及び逆止弁４５ｂで構成されており、第１漏洩防止膜４７が、これら複数の配管部４５ａ及び逆止弁４５ｂの接続箇所Ｒ３を覆うように配管部４５ａ及び逆止弁４５ｂに密に重ねて設けられている。そして、気相ダイヤフラム部４０が車両などに搭載された場合に、走行時の振動などにより複数の配管部４５ａ及び逆止弁４５ｂの間の溶接による接続箇所Ｒ３に亀裂や隙間などが生じてしまうことがあり、そのため、このような接続箇所Ｒ３に第１漏洩防止膜４７を設けることにより、亀裂などが生じた場合でも第１漏洩防止膜４７でその亀裂などが塞がれて、当該亀裂などから導圧管４５外に圧力伝達溶液Ｄが漏れたり、当該亀裂などから導圧管４５内に燃料Ｆが侵入したり、することをさらに防止できる。

【0061】

また、気相ダイヤフラム部４０の導圧管４５には、ケース４１に接続された一端から反対の他端に向けて流れる流体の流動を阻止する逆止弁４５ｂが設けられているので、例えば、ケース４１内や導圧管４５内の圧力がこれらケース４１や導圧管４５が設置されたタンク１０内の圧力より低く保たれている構成においては、この導圧管４５の他端に接続される差圧センサ３０についてもケース４１内等の圧力を基に耐圧が設計されている場合があり、この場合に、ケース４１内に亀裂や隙間から高圧の燃料Ｆなどの流体が侵入すると、ケース４１や導圧管４５内の圧力が高まり、この圧力が差圧センサ３０まで達し当該差圧センサ３０が破損して燃料Ｆなどが外部に漏洩してしまうという問題があるが、この逆止弁４５ｂにより燃料Ｆや圧力伝達溶液Ｄなどの流体の流動を導圧管４５内で阻止して、燃料Ｆなどが外部に漏れてしまうことをさらに防止できる。

【0062】

また、気相ダイヤフラム部４０の第１漏洩防止膜４７が、ポリエチレンで構成されているので、ポリエチレンは、ＬＰＧに対して耐腐食性を有し、そのためＬＰＧを圧力測定対象物とする場合において、第１漏洩防止膜４７の腐食による劣化を回避して、耐久性を向上できる。

【0063】

上記効果は、液相ダイヤフラム部５０においても同様に奏するものである。

【0064】

本実施形態において、気相ダイヤフラム部４０及び液相ダイヤフラム部５０のそれぞれに、第１漏洩防止膜４７及び第２漏洩防止膜５７が設けられていたが、これら漏洩防止膜は、少なくとも一方のダイヤフラム部（即ち、ダイヤフラム体）に設けられていればよい。

【0065】

また、本実施形態において、気相ダイヤフラム部４０の第１漏洩防止膜４７は、ケース４１、ダイヤフラム４２、及び、燃料タンク１０内に配置された導圧管４５のそれぞれの表面全体を連続して覆うように、これらの表面に密に重ねて設けられているものであったが、これに限定されるものではない。例えば、図４（ａ）に示すように、ケース４１とダイヤフラム４２との接合箇所Ｒ１を少なくとも覆うようにケース４１とダイヤフラム４２とに重ねて設けられていればよく、より好ましくは、図４（ｂ）に示すように、接合箇所Ｒ１に加えて、ケース４１と導圧管４５との接続箇所Ｒ２、又は／及び、導圧管の配管部４５ａと逆止弁４５ｂとの接続箇所Ｒ３、についても覆うようにケース４１、配管部４５ａ及び逆止弁４５ｂに重ねて設けられていればよい。液相ダイヤフラム部５０の第２漏洩防止膜５７についても同様である。

【0066】

上述した第１漏洩防止膜４７及び第２漏洩防止膜５７は、ポリエチレンである樹脂材料により構成されているものであったが、これに限定されるものではない。これら第１漏洩防止膜４７及び第２漏洩防止膜５７は、燃料タンク１０内に収容される燃料Ｆなどの液体に対して耐腐食性を有する樹脂材料により構成されるのが好ましい。液体と樹脂材料との組み合わせの一例を挙げると、例えば、液体がＬＰＧであれば、ポリエチレン、フッ素樹脂、及び、エポキシ樹脂の中から選択される樹脂材料、また、液体がジメチルエーテル（ＤＭＥ）であれば、フッ素樹脂、フェノール樹脂、及び、フラン樹脂の中から選択される樹脂材料、また、液体がアンモニアであれば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、及び、アセタールの中から選択される樹脂材料、により第１漏洩防止膜４７及び第２漏洩防止膜５７が構成されるのが好ましい。このような組み合わせとすることで、漏洩防止膜の腐食による劣化を回避して、耐久性を向上できる。

【0067】

上述した実施形態は、車両に搭載され、液化ガスを収容するとともにその液量を推定する車両燃料システムを説明するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、工場や家庭などに設置され、各種液体燃料や各種薬液などを収容するとともにその液量を推定する液量推定システムなどであってもよく、本発明の目的に反しない限り、本発明を適用する装置及びシステムは任意である。また、液量の推定対象となる液体についても、液化石油ガスに限らず、例えば、窒素、酸素、アンモニアのなどの工業用途の液化ガス、又は、常温常圧で液状となる燃料（灯油、ガソリン等）、各種薬液等、本発明の目的に反しない限り、その種類は任意である。

【0068】

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

【符号の説明】

【0069】

１ 車両燃料システム（液量推定システム）
１０ 燃料タンク（液体タンク）
２０ 液量推定装置
２５ 差圧測定ユニット
３０ 差圧センサ
４０ 気相ダイヤフラム部（ダイヤフラム体）
４１ ケース
４２ ダイヤフラム
４５ 導圧管
４５ａ 配管部（部分導圧管）
４５ｂ 逆止弁（部分導圧管）
４７ 第１漏洩防止膜（漏洩防止膜）
５０ 液相ダイヤフラム部（ダイヤフラム体）
５１ ケース
５２ ダイヤフラム
５５ 導圧管
５５ａ 配管部（部分導圧管）
５５ｂ 逆止弁（部分導圧管）
５７ 第２漏洩防止膜（漏洩防止膜）
６０ 制御部（液量推定手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】