DE112018005685T5

DE112018005685T5 - Durchflussmesser

Info

Publication number: DE112018005685T5
Application number: DE112018005685.6T
Authority: DE
Inventors: Hiroki Nakatsuchi; Tsutomu Kono; Shinobu Tashiro; Ryotaro SHIMADA
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2017-11-27
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2020-07-30
Also published as: CN111373226A; CN111373226B; US20210003437A1; WO2019102737A1; JP2019095387A; JP6793107B2; US11175166B2

Abstract

Ein Durchflussmesser weist Folgendes auf: ein flaches Substrat, ein Gehäuse, welches das Substrat aufnimmt und in wenigstens einer Fläche eine Öffnung aufweist, eine Abdeckung, die das Substrat und die offene Fläche des Gehäuses bedeckt, einen Träger, der das Substrat trägt und in Kontakt mit der Abdeckung und dem Substrat steht, und eine Befestigungseinheit, die das Substrat und das Gehäuse verbindet, wobei in einem durch Unterteilen des Substrats in zwei Teile in der Mitte in Längsrichtung gebildeten ersten und zweiten Gebiet der Träger im ersten Gebiet angeordnet ist und die Befestigungseinheit im zweiten Gebiet angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Durchflussmesser.
Technischer Hintergrund
Ein Sensormodul und ein Halbleitermodul, das eine elektronische Schaltung in der Art einer elektronischen Steuereinheit aufweist, sind an einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen angebracht. Ein Schaltungssubstrat, an dem Halbleiterkomponenten angebracht sind, wird für diese Module verwendet, das Schaltungssubstrat ist in ein Gehäuse aufgenommen, und ein Leitungsanschluss wird verwendet, um Signale mit dem Außenbereich auszutauschen. Der Leiteranschluss ist beispielsweise ein Bonddraht oder ein Einpressanschluss. In Zusammenhang mit einem Bonddraht wird ein Draht aus Gold, Aluminium oder dergleichen an das Halbleitermodul, das Schaltungssubstrat oder dergleichen unter Verwendung von Wärme oder Ultraschallwellen geschweißt, um eine elektrische Verbindung zu erreichen. Ferner wird in Zusammenhang mit einem Einpressanschluss vorab am Einpressanschluss ein elastisch verformbarer Bereich gebildet, der in ein im Schaltungssubstrat ausgebildetes Durchgangsloch eingepresst wird, um eine elektrische Verbindung zu erreichen. Dann wird beim Einpressen des elastisch verformbaren Bereichs des Einpressanschlusses in das Durchgangsloch beim Herstellen der Verbindung ein Bereich gebildet, in dem die Abmessung des Durchgangslochs geringer ist als jene des Einpressanschlusses. Dadurch wird der elastisch verformbare Bereich verformt, um eine elektrische Verbindung herzustellen.
PTL 1 offenbart eine Durchflussraten-Messvorrichtung, die durch Einführen in ein Vorrichtungseinführungsloch, das in einem Rohr ausgebildet ist, installiert wird und dazu dient, die Durchflussrate eines durch einen Rohrdurchgang strömenden Fluids zu messen. Die Durchflussraten-Messvorrichtung weist Folgendes auf: eine Basis aus Harz, die einen Basishauptkörper mit einem an einem Basisendabschnitt des Basishauptkörpers gebildeten Verbinder aufweist, der aus dem Rohr vorsteht, und einen Flansch, der sich radial vom Basishauptkörper erstreckt, um in das Vorrichtungseinführungsloch eingepasst zu werden, eine Platte, welche den Basishauptkörper teilweise überlappt, ein Strömungsraten-Erfassungselement, das auf der Platte freistehend bereitgestellt ist und dazu dient, die Durchflussrate des zu messenden Fluids zu erfassen, ein Schaltungssubstrat, das auf der Verbinderseite auf der Platte bereitgestellt ist und eine Steuerschaltung zur Verarbeitung eines Signals vom Durchflussraten-Erfassungselement aufweist, eine Abdeckung aus Harz, die einen Schaltungsgehäuseabschnitt zur Bedeckung des Schaltungssubstrats und eine Fluiddurchgangsrille zur Bildung eines Messdurchgangs in Zusammenwirken mit der Platte aufweist, Drähte, die innerhalb des Schaltungsgehäuseabschnitts bereitgestellt sind und dazu dienen, den Verbinder und das Schaltungssubstrat elektrisch zu verbinden, und eine Verformungsverhinderungseinheit, die zwischen einer Innenwandfläche des Flansches und einer Außenumfangs-Wandfläche der Abdeckung bereitgestellt ist und dazu dient, den Flansch und die Abdeckung zu verbinden, um eine Verformung des Basishauptkörpers durch Vibrationen des Rohrs zu verhindern.
Zitatliste
Patentliteratur
PTL 1: JP-A-2012-098101
Kurzfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der in PTL 1 beschriebenen Erfindung sind die gegen Vibrationen gerichteten Maßnahmen nicht ausreichend.
Lösung des Problems
Ein Durchflussmesser gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist Folgendes auf: ein flaches Substrat, ein Gehäuse, welches das Substrat aufnimmt und in wenigstens einer Fläche eine Öffnung aufweist, eine Abdeckung, die das Substrat und die offene Fläche des Gehäuses bedeckt, einen Träger, der das Substrat trägt und in Kontakt mit der Abdeckung und dem Substrat steht, und eine Befestigungseinheit, die das Substrat und das Gehäuse verbindet, wobei in einem durch Unterteilen des Substrats in zwei Teile in der Mitte in Längsrichtung gebildeten ersten und zweiten Gebiet der Träger im ersten Gebiet angeordnet ist und die Befestigungseinheit im zweiten Gebiet angeordnet ist.
Vorteilhafte Wirkung
Gemäß der Erfindung können Verformungen des Schaltungssubstrats durch Vibrationen verhindert werden.
Figurenliste
Es zeigen:

1 eine Draufsicht eines Durchflussmessers 100,
2 eine Schnittansicht entlang II-II in 1,
3(a) ein Diagramm, das einen Zustand vor dem Einpressen eines Einpressanschlusses 8 in ein Durchgangsloch 6 zeigt, und 3(b) ein Diagramm, das einen Zustand nach dem Einpressen des Einpressanschlusses 8 in das Durchgangsloch 6 zeigt,
4 eine Schnittansicht des Durchflussmessers 100 gemäß einer Modifikation 1,
5 eine Schnittansicht des Durchflussmessers 100 gemäß einer Modifikation 3,
6 eine Schnittansicht des Durchflussmessers 100 gemäß einer Modifikation 5,
7 eine Draufsicht des Durchflussmessers 100 gemäß einer Modifikation 6,
8 eine Schnittansicht entlang VIII-VIII in 7,
9 eine Draufsicht des Durchflussmessers 100 gemäß einer Modifikation 7,
10 eine Schnittansicht entlang X-X in 9,
11 eine Draufsicht eines Durchflussmessers 100A gemäß einer zweiten Ausführungsform,
12 eine Schnittansicht entlang XII-XII in 11,
13 eine Draufsicht eines Durchflussmessers 100B gemäß einer dritten Ausführungsform,
14 eine Schnittansicht entlang XIV-XIV in 13,
15 eine Draufsicht des Durchflussmessers 100B gemäß einer Modifikation 1 der dritten Ausführungsform,
16 eine Schnittansicht entlang XVI-XVI in 15,
17 die Abmessung einer Ebene des Durchflussmessers 100,
18 die Abmessung einer Ebene eines Schaltungssubstrats 5,
19 die Abmessung eines Querschnitts entlang XIX-XIX in 17,
20 die Abmessung eines Querschnitts entlang XIX-XIX des Durchflussmessers 100A und
21 ein Diagramm, das ein Analyseergebnis zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
-Erste Ausführungsform-
Nachstehend wird ein Durchflussmesser gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben.
(Konfiguration)
1 ist eine Draufsicht eines Durchflussmessers 100, und 2 ist eine Schnittansicht einer entlang einer in 1 dargestellten Linie II-II geschnittenen Struktur. 1 zeigt jedoch einen Zustand, in dem eine in 2 dargestellte Abdeckung 10 entfernt wurde. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind, weil eine Draufsicht und eine Schnittansicht des Durchflussmessers 100 kombiniert verwendet werden, eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse wie im unteren rechten Teil von 1 dargestellt definiert, um die Beziehung zwischen der Draufsicht und der Schnittansicht zu klären. Diese drei Achsen sind allen Zeichnungen in der vorliegenden Ausführungsform gemeinsam. Nachstehend wird eine Links-Rechts-Richtung in 1, d. h. eine X-Achsenrichtung, als Längsrichtung eines später beschriebenen Schaltungssubstrats 5 bezeichnet. Das Schaltungssubstrat 5 ist in der Mitte in Längsrichtung in zwei Teile unterteilt, wobei die in 1 dargestellte linke Seite als erstes Gebiet 51 bezeichnet wird und die rechte Seite als zweites Gebiet 52 bezeichnet wird. Ferner sind die Flächen des Schaltungssubstrats 5 in Z-Achsenrichtung als Vorderseite und Rückseite klassifiziert, wird die Fläche an der Oberseite aus 2 als Vorderfläche 53 des Schaltungssubstrats 5 bezeichnet und wird die Fläche an der Unterseite als Rückfläche 54 des Schaltungssubstrats 5 bezeichnet.
Der Durchflussmesser 100 weist ein Schaltungssubstratmodul 1, an dem verschiedene Sensoren und dergleichen montiert sind, ein Gehäuse 7 und die in 2 dargestellte Abdeckung 10 auf. Das Schaltungssubstratmodul 1 weist einen Durchflussmesserchip 2, einen Drucksensor 3, einen Feuchtigkeitssensor 4, ein flaches Schaltungssubstrat 5, ein Durchgangsloch 6 und einen Träger 9 auf. Der Durchflussmesserchip 2, der Drucksensor 3 und der Feuchtigkeitssensor 4 sind durch Löten oder dergleichen am Schaltungssubstrat 5 montiert. Die Längsrichtung des Trägers 9 verläuft in Querrichtung zum Schaltungssubstrat 5.
Das Durchgangsloch 6 durchdringt das Schaltungssubstrat 5 von der Vorderseite zur Rückseite. Das Durchgangsloch 6 ist auf der rechten Seite in 5 bereitgestellt, d. h. im zweiten Gebiet 52, und wird zum Bonden an einem später beschriebenen Einpressanschluss 8 verwendet. Das Durchgangsloch 6 ist vorzugsweise an einem Endabschnitt des Schaltungssubstrats 5 ausgebildet, d. h. am rechten Ende des Schaltungssubstrats 5 in 2, es kann sich jedoch auch im zweiten Gebiet 52 befinden. Bei der Bildung des Durchgangslochs 6 am Endabschnitt des Schaltungssubstrats 5 wird eine dünne Einheit bereitgestellt, wobei es möglichst weit am Endabschnitt des Schaltungssubstrats 5 ausgebildet wird. Das Durchgangsloch 6 bildet zusammen mit einem später beschriebenen Einpressanschluss 8 eine Befestigungseinheit 200. Die Befestigungseinheit 200 wird an einem unteren Teil des Schaltungssubstrats 5 gebildet, d. h. an der Rückfläche 54 in 2.
Der Träger 9 ist auf der linken Seite in 1, d. h. im ersten Gebiet 51, und auf der Oberseite in 2, d. h. auf der Vorderfläche des Schaltungssubstrats 5, bereitgestellt. Der Träger 9 weist eine im Wesentlichen rechteckige Parallelepipedform auf. Der Träger 9 steht in Kontakt mit dem Schaltungssubstrat 5 und der Abdeckung 10, um Vibrationen und Verformungen des Schaltungssubstrats 5 zu verhindern. Der Träger 9 ist vorzugsweise am Endabschnitt der Schaltungssubstrats 5 bereitgestellt. In 1 ist der Durchflussmesserchip 2 im Wesentlichen in der Mitte des Schaltungssubstrats 5 in Längsrichtung angeordnet, ist der Drucksensor 3 im zweiten Gebiet 52 angeordnet und ist der Feuchtigkeitssensor 4 im ersten Gebiet 51 angeordnet. Diese Positionen auf dem Schaltungssubstrat 5 sind jedoch nicht besonders beschränkt.
Das Gehäuse 7 ist mit dem Einpressanschluss 8 und einer Flanscheinheit 11 versehen. Der Einpressanschluss 8 ist im Gehäuse 7 spritzgegossen. Der „Einpressanschluss“ wird auch als „Einpressstift“ bezeichnet. Durch Herstellen eines Presskontakts zwischen dem Einpressanschluss 8 und dem Durchgangsloch 6 wird das Schaltungssubstratmodul 1 mechanisch mit dem Gehäuse 7 gekoppelt und elektrisch mit einer externen Vorrichtung verbunden. Das heißt, dass die Befestigungseinheit 200 die Rückfläche 54 des Schaltungssubstrats 5 am Gehäuse 7 befestigt. Die Flanscheinheit 11 ist ein Abschnitt, an dem der Durchflussmesser 100 befestigt ist. Der Durchflussmesser 100 ist beispielsweise in einem Ansaugrohr eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs installiert, und die Flanscheinheit 11 ist physisch mit dem Ansaugrohr verbunden.
Bei einem Prozess zur Herstellung des Durchflussmessers 100 wird die in 2 dargestellte Abdeckung 10 nach dem Herstellen eines Presskontakts zwischen dem Einpressanschluss 8 und dem Durchgangsloch 6 an das Gehäuse 7 gebondet. Im Gehäuse 7 ist ein Luftströmungsweg ausgebildet, und die Luftdurchflussrate wird durch Installation des Durchflussmesserchips 2 im Strömungsweg gemessen. Druck und Feuchtigkeit innerhalb des Durchflussmessers 100 werden durch den Drucksensor 3 bzw. den Feuchtigkeitssensor 4 gemessen. Eine elektronische Komponente oder dergleichen zur Signalverarbeitung in der Art eines Temperaturmesssensors oder eines Mikrocomputers (nicht dargestellt) kann am Schaltungssubstrat 5 montiert werden.
3(a) ist ein Diagramm, das einen Zustand vor dem Einpressen des Einpressanschlusses 8 in das Durchgangsloch 6 zeigt, und 3(b) ist ein Diagramm, das einen Zustand nach dem Einpressen des Einpressanschlusses 8 in das Durchgangsloch 6 zeigt. Der Einpressanschluss 8 weist eine sich elastisch verformende Einheit 12 auf. Das Durchgangsloch 6 des Schaltungssubstrats 5 weist eine Leiterfolie 13 auf. Wenn der Einpressanschluss 8 in das Durchgangsloch 6 eingepresst wird, verformt sich die sich elastisch verformende Einheit 12 des Einpressanschlusses 8 und wird am Innenrand des Durchgangslochs 6 des Schaltungssubstrats 5 in Kontakt mit der Leiterfolie 13 gebracht, so dass das Schaltungssubstrat 5 und der Einpressanschluss 8 elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden.
Der Einpressanschluss 8 wird über eine Verdrahtung elektrisch mit einer externen Vorrichtung verbunden und durch Spritzgießen am Gehäuse 7 befestigt. Daher wird durch elektrisches und mechanisches Verbinden des Schaltungssubstrats 5 mit dem Einpressanschluss 8 das Schaltungssubstrat 5 elektrisch mit der externen Vorrichtung verbunden und mechanisch mit dem Gehäuse 7 verbunden. Weil das Durchgangsloch 6 durch die Vorderseite und Rückseite des Schaltungssubstrats 5 läuft, ist verständlich, dass sich die Befestigungseinheit 200 auch an der Vorderfläche 53 des Schaltungssubstrats 5 befindet. Weil die Befestigung des Schaltungssubstrats 5 am Gehäuse 7 auf der Rückfläche 54 des Schaltungssubstrats 5 erfolgt, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform jedoch angenommen, dass sich die Befestigungseinheit 200 an der Rückfläche 54 des Schaltungssubstrats 5 befindet.
Das Ansaugrohr des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs und der Durchflussmesser 100 sind durch die Flanscheinheit 11 des in 1 dargestellten Gehäuses 7 verbunden, so dass die Flanscheinheit 11 beim Auftreten von Vibrationen zum Ausgangspunkt von diesen wird. Wenn Vibrationen auftreten, ist die Auslenkungsamplitude infolge der Vibrationen am von der Flanscheinheit 11 fernen Endabschnitt des Schaltungssubstrats 5 besonders groß, d. h. am linken Ende des Schaltungssubstrats 5 in 1 und 2, und es werden dadurch mechanische Spannungen in der Nähe des mit dem Einpressanschluss 8 verbundenen Durchgangslochs 6 am Schaltungssubstrat 5 verstärkt. Weil der Durchflussmesser 100 einen Träger 9 aufweist und sich der Träger 9 auf der Vorderseite und der Rückseite der Befestigungseinheit 200 befindet und die Befestigungseinheit 200 auf der entgegengesetzten Seite in Längsrichtung bereitgestellt ist, werden die Vibrationen des Schaltungssubstrats 5 jedoch verringert.
Durch Bereitstellen des Trägers 9 zwischen der Abdeckung 10 und dem Schaltungssubstrat 5, wie in 2 dargestellt, werden Verformungen des Substrats jedoch selbst dann durch den Träger 9 verhindert, wenn das Schaltungssubstrat 5 infolge der Vibrationen ausgehend von der Seite des Einpressanschlusses 8 zur Seite der Abdeckung verformt und dabei verzogen wird. Dadurch kann eine Erhöhung der erzeugten Spannungen in der Umgebung des in Kontakt mit dem Einpressanschluss 8 stehenden Durchgangslochs 6 des Schaltungssubstrats 5 verhindert werden. Ferner können Verformungen des Schaltungssubstrats 5 auf der entgegengesetzten Seite zur Abdeckung verhindert werden, weil die Schaltungssubstratfläche auf der entgegengesetzten Seite, wo der Träger 9 in Kontakt mit dem Schaltungssubstrat 5 steht, in Kontakt mit dem Gehäuse 7 ist. Dadurch kann eine Erhöhung der erzeugten Spannungen in der Umgebung des in Kontakt mit dem Einpressanschluss 8 stehenden Durchgangslochs 6 des Schaltungssubstrats 5 verhindert werden. Teile des Gehäuses 7, die in Kontakt mit dem Schaltungssubstrat 5 stehen, d. h. ein mit der Bezugszahl 71 bezeichneter Teil und ein mit der Bezugszahl 72 bezeichneter Teil, wie in 2 gezeigt, können an das Schaltungssubstrat 5 gebondet sein.
Für das Schaltungssubstrat 5 kann beispielsweise ein Verbundmaterial aus Imprägnierharz und Glasfasergewebe verwendet werden. Für das Gehäuse 7 kann beispielsweise ein Glasfasern oder -teilchen enthaltendes Harz verwendet werden. Für den Einpressanschluss 8 kann beispielsweise ein Metall in der Art von Kupfer verwendet werden. Für den Träger 9 kann ein thermisch aushärtendes Harz oder ein thermoplastisches Harz, beispielsweise ein warmschmelzendes Harz, verwendet werden. Wenn das Längselastizitätsmodul, d. h. das Young-Modul, des Trägers 9 zu niedrig ist, wird der Träger 9 während der Vibrationen sehr stark komprimiert und verformt und verringert sich die Wirkung des Verhinderns der Verformungen des Schaltungssubstrats 5. Daher ist für den Träger 9 ein Material mit einem der Young-Modul von wenigstens 10 MPa erwünscht. Die Grundlage dieses Werts wird später beschrieben. Für die Abdeckung 10 kann beispielsweise ein Glasfaserteilchen enthaltendes Harz oder ein Metall in der Art von Aluminium verwendet werden.
(Anbringung des Trägers 9)
Es wird ein Verfahren zur stabilen Anbringung des Trägers 9 am Schaltungssubstrat 5 und an der Abdeckung 10 beschrieben. Zuerst werden der Durchflussmesserchip 2, Sensoren in der Art des Drucksensors 3 und des Feuchtigkeitssensors 4 und andere elektronische Komponenten in der Art eines Mikrocomputers durch Löten oder dergleichen am Schaltungssubstrat 5 angebracht. Anschließend wird der Träger 9 durch Warmschmelzformen am Endabschnitt des Schaltungssubstrats 5 im ersten Gebiet 51 der Vorderfläche 53 gebildet. Dadurch werden das Schaltungssubstrat 5 und der Träger 9 aneinander gebondet.
Dann wird das Schaltungssubstrat 5, an dem der Träger 9 angebracht ist, an den Einpressanschluss 8 des Gehäuses 7 gecrimpt. Mit anderen Worten wird das Schaltungssubstrat 5 unter Verwendung der Befestigungseinheit 200 am Gehäuse 7 befestigt. Schließlich werden das Gehäuse 7 und die Abdeckung 10 aneinander gebondet. Dabei wird der Träger 9 in einem in Z-Achsenrichtung komprimierten Zustand zwischen dem Schaltungssubstrat 5 und dem Gehäuse 7 befestigt. Das heißt, dass die Breite des Trägers 9 in einem natürlichen Zustand in Z-Achsenrichtung größer ist als ein Zwischenraum zwischen dem Schaltungssubstrat 5 und dem Gehäuse 7. Zu dieser Zeit kann der Träger 9 durch Kleben an der Abdeckung 10 befestigt werden, um die Befestigung weiter zu verbessern. Die Reihenfolge der Bildung des Trägers 9 auf dem Schaltungssubstrat 5 und der Befestigung des Schaltungssubstrats 5 am Gehäuse 7 kann umgekehrt werden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform können die folgenden Wirkungen erhalten werden.
(1) Der Durchflussmesser 100 weist Folgendes auf: das flache Schaltungssubstrat 5, das Gehäuse 7, welches das Schaltungssubstrat 5 aufnimmt und wenigstens eine offene Fläche aufweist, die Abdeckung 10, die das Schaltungssubstrat 5 und die offene Fläche des Gehäuses 7 bedeckt, den Träger 9, der das Schaltungssubstrat 5 trägt und in Kontakt mit der Abdeckung 10 und dem Schaltungssubstrat 5 steht, und die Befestigungseinheit 200, die das Schaltungssubstrat 5 und das Gehäuse 7 verbindet. Im ersten Gebiet 51 und im zweiten Gebiet 52, die durch Zweiteilen des Schaltungssubstrats 5 in der Mitte in Längsrichtung gebildet sind, ist der Träger 9 im ersten Gebiet 51 angeordnet und ist die Befestigungseinheit 200 im zweiten Gebiet 52 angeordnet.
Der Durchflussmesser 100 weist den Träger 9 und die Befestigungseinheit 200 auf, wodurch das Schaltungssubstrat 5 sowohl im ersten Gebiet 51 als auch im zweiten Gebiet 52, die durch Zweiteilen des Schaltungssubstrats 5 in Längsrichtung gebildet sind, getragen oder befestigt wird. Daher können Verformungen des Schaltungssubstrats 5 durch von außen einwirkende Vibrationen verhindert werden, kann die auf die Befestigungseinheit 200 einwirkende Last verringert werden und kann die Zuverlässigkeit des Durchflussmessers 100 verbessert werden. Zusätzlich kann die Verbindung einfacher hergestellt werden als bei Verwendung eines Bonddrahts, wenn ein Einpressanschluss für die Befestigungseinheit 200 verwendet wird, und kann der Prozess verkürzt werden und kann die Anzahl der Teile verringert werden.
(2) Die Befestigungseinheit 200 und der Träger 9 werden am Endabschnitt des Schaltungssubstrats 5 angeordnet. Daher können Vibrationen des Schaltungssubstrats 5 wirksam verhindert werden.
(3) Die Befestigungseinheit 200 dient auch der elektrischen Verbindung zwischen dem Schaltungssubstrat 5 und der externen Vorrichtung. Daher braucht ein Draht oder dergleichen nicht getrennt für eine elektrische Verbindung angeschlossen zu werden, so dass sich eine einfache Konfiguration des Durchflussmessers 100 erreichen lässt.
(4) Der Träger 5 befindet sich auf der Vorderseite des Schaltungssubstrats 5, und die Befestigungseinheit 200 befindet sich auf der Rückseite des Schaltungssubstrats 5. Daher können Vibrationen des Schaltungssubstrats 5 wirksam verhindert werden.
(Modifikation 1)
4 ist eine Schnittansicht des Durchflussmessers 100 gemäß einer Modifikation 1. Gemäß der ersten Ausführungsform befindet sich der Träger 9 nur an der Vorderfläche 53 des Schaltungssubstrats 5, wie in 4 dargestellt ist, ist jedoch auch ein rückseitiger Träger 91 als zweiter Träger an der Rückfläche 54 des Schaltungssubstrats 5 angeordnet. Der rückseitige Träger 91 kann aus dem gleichen Material bestehen und die gleiche Form aufweisen wie der Träger 9 oder aus anderen Materialien bestehen und andere Formen aufweisen als dieser. Der rückseitige Träger 91 befindet sich jedoch auch in einem komprimierten Zustand zwischen dem Gehäuse 7 und dem Schaltungssubstrat 5.
(Modifikation 2)
Gemäß dieser Ausführungsform besteht der Träger 9 aus thermoplastischem Harz oder thermisch aushärtendem Harz. Der Träger 9 kann jedoch eine Metallfeder sein. Auch in diesem Fall ist jedoch ein Material mit einem Young-Modul von wenigstens 10 MPa für den Träger 9 wünschenswert.
(Modifikation 3)
5 ist eine Schnittansicht des Durchflussmessers 100 gemäß einer Modifikation 3. Das Schaltungssubstrat 5 ist bei der Modifikation 3 mit einem Harzeinfüllloch 55 im Endabschnitt des ersten Gebiets 51 versehen, wie in 5 dargestellt. In das Harzeinfüllloch 55 wird während des Warmschmelzformens ein Harz eingegossen, um einen ausgefüllten Träger 94 zu bilden. Der ausgefüllte Träger 94 wird jedoch integral mit dem Träger 9 ausgebildet. Daher kann der Träger 9 durch einen Ankereffekt des ausgefüllten Trägers 94 sicherer am Schaltungssubstrat 5 befestigt werden.
Gemäß Modifikation 3 können die folgenden Wirkungen erhalten werden.
(5) Das Schaltungssubstrat 5 weist das Harzeinfüllloch 55 in einem Gebiet auf, das in Kontakt mit dem Träger 9 steht. Das Harzeinfüllloch 55 wird mit dem ausgefüllten Träger 94, der integral mit dem Träger 9 ausgebildet ist, gebildet. Daher kann der Träger 9 durch die Ankerwirkung sicherer am Schaltungssubstrat 5 befestigt werden.
(Modifikation 4)
Der Träger 9 kann durch einen Klebstoff am Schaltungssubstrat 5 angebracht und befestigt werden. Zusätzlich kann der Träger 9 durch einen Klebstoff an der Abdeckung 10 angebracht werden und kann der Träger 9 durch Befestigen der Abdeckung 10 am Gehäuse 7 gegen das Schaltungssubstrat 5 gepresst werden.
(Modifikation 5)
6 ist eine Schnittansicht des Durchflussmessers 100 gemäß einer Modifikation 5. Gemäß der ersten Ausführungsform hat der Träger 9 eine im Wesentlichen rechteckige Parallelepipedform, der Querschnitt des Trägers 9 kann jedoch auch trapezförmig sein, wie in 6 dargestellt ist. In 6 ist ein Trapezoid ausgebildet, dessen Basis länger als die Oberseite ist, wobei die Fläche, in der der Träger 9 in Kontakt mit der Abdeckung 10 steht, kleiner als die Fläche ist, in der der Träger 9 in Kontakt mit dem Schaltungssubstrat 5 steht.
Gemäß Modifikation 5 können die folgenden Wirkungen erhalten werden.
(6) Die Fläche, in der der Träger 9 in Kontakt mit der Abdeckung 10 steht, ist kleiner als die Fläche, in der der Träger 9 in Kontakt mit dem Schaltungssubstrat 5 steht. Weil der Querschnitt des Trägers 9, d. h. das Projektionsbild auf eine in 6 dargestellte XZ-Ebene, nicht rechteckig ist, kann der Träger 9 während der Montage leicht durch das Schaltungssubstrat 5 und die Abdeckung 10 komprimiert werden. Ferner kann die Montage wirksam ausgeführt werden, weil gewährleistet ist, dass die Fläche, in der der Träger 9 in Kontakt mit dem Schaltungssubstrat 5 steht, wobei es sich um den im vorhergehenden Schritt befestigten Flächenteil handelt, groß ist.
(Modifikation 6)
7 ist eine Draufsicht des Durchflussmessers 100 gemäß einer Modifikation 6, und 8 ist eine Schnittansicht einer entlang einer in 7 dargestellten Linie VIII-VIII geschnittenen Struktur. Der Träger 9 bei der Modifikation 6 weist eine konkave Einheit 93 auf, wie in den 7 und 8 dargestellt ist. Die Abdeckung 10 bei der Modifikation 6 weist eine konvexe Einheit 10A auf, wie in 8 dargestellt ist. Die konvexe Einheit 10A und die konkave Einheit 93 weisen zueinander passende Abmessungen auf und werden ineinander gepasst. Beispielsweise können die Abmessungen der konvexen Einheit 10A und der konkaven Einheit 93 eng oder im Wesentlichen eng zueinander passen. Die Ungleichmäßigkeit des Trägers 9 und der Abdeckung 10 kann umgekehrt sein.
Gemäß Modifikation 6 können die folgenden Wirkungen erhalten werden.
(7) Der Träger 9 weist die konkave Einheit 93 auf einer in Kontakt mit der Abdeckung 10 stehenden Fläche auf. Die Abdeckung 10 weist die konvexe Einheit 10A auf, welche in die konkave Einheit 93 passt. Gemäß Modifikation 6 wird die relative Position zwischen dem Träger 9 und der Abdeckung 10 in X-Achsenrichtung durch die konkave Einheit 93 und die konvexe Einheit 10A geregelt, so dass Verformungen des Schaltungssubstrats 5 durch Vibrationen verhindert werden können.
(Modifikation 7)
9 ist eine Draufsicht des Durchflussmessers 100 gemäß einer Modifikation 7. 10 ist eine Schnittansicht einer entlang einer in 9 dargestellten Linie X-X geschnittenen Struktur. Wie gemäß der ersten Ausführungsform verläuft die Längsrichtung des Trägers 9 quer zum Schaltungssubstrat 5. Bei Modifikation 7 ist die Länge des Trägers 9 in Y-Richtung größer als die Länge des Schaltungssubstrats 5 in Y-Richtung und weist das Gehäuse 7 eine in den Träger 9 passende Kerbe 73 auf.
Gemäß dieser Modifikation 7 können die folgenden Wirkungen erhalten werden.
(8) Die Längsrichtung des Trägers 9 verläuft quer zum Schaltungssubstrat 5. Die Abmessung des Trägers 9 in Längsrichtung ist größer als die Abmessung des Schaltungssubstrats 5 in Querrichtung. Das Gehäuse 7 weist die in den Träger 9 passende Kerbe 73 auf. Daher wird die relative Position zwischen dem Träger 9 und dem Gehäuse 7 in X-Achsenrichtung geregelt, so dass Verformungen des Schaltungssubstrats 5 infolge von Vibrationen verhindert werden können.
-Zweite Ausführungsform-
Ein Durchflussmesser gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf die 11 und 12 beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind den gleichen Komponenten wie bei der ersten Ausführungsform die gleichen Bezugszahlen zugewiesen, und es werden hauptsächlich Unterschiede beschrieben. Die Punkte, die nicht speziell beschrieben wurden, gleichen jenen der ersten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hauptsächlich dadurch, dass sich der Träger in Längsrichtung erstreckt.
11 ist eine Draufsicht eines Durchflussmessers 100A gemäß der zweiten Ausführungsform, und 12 ist eine Schnittansicht einer entlang einer in 11 dargestellten Linie XII-XII geschnittenen Struktur. Wie in den 11 und 12 dargestellt ist, weist der Durchflussmesser 100A gemäß der zweiten Ausführungsform zusätzlich zum Träger 9 gemäß der ersten Ausführungsform eine Verlängerungseinheit 9A auf, die an den Träger 9 angrenzt und sich in Längsrichtung entlang dem Außenrand des Schaltungssubstrats 5, d. h. entlang der positiven X-Achsenrichtung, nach rechts erstreckt. Die Verlängerungseinheit 9A erreicht das zweite Gebiet 52. Das heißt, dass sich der Träger 9 oder die Verlängerungseinheit 9A in einem Außenrandabschnitt der Vorderfläche 53 des Schaltungssubstrats 5 und des ersten Gebiets 51 befindet.
Das Material der Verlängerungseinheit 9A und das Verfahren zu ihrer Herstellung gleichen jenen des Trägers 9. Beispielsweise wird die Verlängerungseinheit 9A durch Warmschmelzformen in der gleichen Weise wie der Träger 9 und gleichzeitig mit diesem gebildet. Der Träger 9 und die Verlängerungseinheit 9A können voneinander getrennt oder integral gebildet werden.
Durch Hinzufügen der Verlängerungseinheit 9A in Längsrichtung des Schaltungssubstrats 5 wird das Unterstützungsgebiet vergrößert, so dass die Wirkung des Pressens gegen das Schaltungssubstrat 5 während Verformungen des Substrats infolge von Vibrationen verstärkt wird. Weil die Abdeckung 10 in Kontakt mit dem Träger 9 steht und die Verlängerungseinheit 9A auch durch Vibrationen verformt wird, ergeben sich jedoch andererseits bei der vorliegenden Ausführungsform die folgenden Bedenken, wenn das Elastizitätsmodul des Trägers 9 zu hoch ist. Das heißt, dass sich die Möglichkeit ergibt, dass der Träger 9 und die Verlängerungseinheit 9A nicht komprimiert oder verformt werden und die Verformungen der Abdeckung 10 auf das Schaltungssubstrat 5 übertragen, und dass zu stark gegen das Schaltungssubstrat 5 gepresst wird. Daher beträgt das Elastizitätsmodul des Trägers 9 und der Verlängerungseinheit 9A gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorzugsweise 10 MPa bis 1000 MPa. Ferner kann eine Feder mit einem Elastizitätsmodul von 10 MPa bis 1000 MPa für den Träger 9 und die Verlängerungseinheit 9A verwendet werden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform können die folgenden Wirkungen erhalten werden.
(9) Der Durchflussmesser 100A weist die Verlängerungseinheit 9A auf, die an den Träger 9 angrenzt, sich am Außenrandabschnitt des Schaltungssubstrats 5 befindet, das Schaltungssubstrat 5 unterstützt und in Kontakt mit der Abdeckung 10 und dem Schaltungssubstrat 5 steht. Daher können Vibrationen des Schaltungssubstrats 5 durch die Verlängerungseinheit 9A weiter verringert werden.
(Modifikation der zweiten Ausführungsform)
Gemäß der zweiten Ausführungsform erreicht die Verlängerungseinheit des Trägers 9 das zweite Gebiet 52. Die Verlängerungseinheit des Trägers 9 kann jedoch auch in das erste Gebiet 51 aufgenommen sein, so dass sie sich in Längsrichtung bis in die Mitte des Schaltungssubstrats 5 erstrecken kann.
-Dritte Ausführungsform-
Eine dritte Ausführungsform des Durchflussmessers gemäß der Erfindung wird mit Bezug auf die 13 und 14 beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind den gleichen Komponenten wie bei der ersten Ausführungsform die gleichen Bezugszahlen zugewiesen, und es werden hauptsächlich Unterschiede beschrieben. Die Punkte, die nicht speziell beschrieben wurden, gleichen jenen der ersten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich hauptsächlich in der Hinsicht von der ersten Ausführungsform, dass das Gehäuse eine Vorsprungseinheit aufweist.
13 ist eine Draufsicht eines Durchflussmessers 100B gemäß der dritten Ausführungsform, und 14 ist eine Schnittansicht einer entlang einer in 13 dargestellten Linie XIV-XIV geschnittenen Struktur. Ein Gehäuse 7A weist gemäß der dritten Ausführungsform eine Vorsprungseinheit 14 auf. Die Vorsprungseinheit 14 ist in Längsrichtung am Endabschnitt des ersten Gebiets 51 und an beiden Enden in Querrichtung bereitgestellt, wie in 13 dargestellt ist. Ferner ist, wie in 14 dargestellt ist, die Höhenabmessung der Vorsprungseinheit 14 größer als die Dicke des Schaltungssubstrats 5A. Das Schaltungssubstrat 5A weist ein Vorsprungseinheits-Entsprechungsloch 56 auf, das der Vorsprungseinheit 14 entspricht.
Das Schaltungssubstrat 5A ist so angeordnet, dass die Vorsprungseinheit 14 des Gehäuses 7 und das Vorsprungseinheits-Entsprechungsloch 56 ineinander gepasst sind. Das heißt, dass die Vorsprungseinheit 14 zur Positionierung verwendet wird, wenn das Schaltungssubstratmodul 1 am Gehäuse 7A montiert wird. Ferner verhindert die Vorsprungseinheit 14 eine Abweichung des Schaltungssubstrats 5A hauptsächlich in XY-Ebene infolge während der Verwendung des Durchflussmessers 100B auftretender Vibrationen. Die Vibrationen des Substrats des Durchflussmessers 100B in Z-Richtung werden wie gemäß der ersten Ausführungsform durch den Träger 9 verhindert.
Gemäß der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform können die folgenden Wirkungen erhalten werden.
(10) Das Schaltungssubstrat 5 weist das Vorsprungseinheits-Entsprechungsloch 56 im ersten Gebiet 51 auf. Das Gehäuse 7 weist die Vorsprungseinheit 14 auf, die zur Seite des Schaltungssubstrats 5 vorsteht und in das Vorsprungseinheits-Entsprechungsloch 56 eintritt. Daher kann die Vorsprungseinheit 14 eine Abweichung des Schaltungssubstrats 5A hauptsächlich in XY-Ebene infolge während der Verwendung des Durchflussmessers 100B auftretender Vibrationen verhindern.
(Modifikation 1 der dritten Ausführungsform)
15 ist eine Draufsicht des Durchflussmessers 100B gemäß einer Modifikation 1 der dritten Ausführungsform, und 16 ist eine Schnittansicht einer entlang einer in 15 dargestellten Linie XVI-XVI geschnittenen Struktur. Bei der vorliegenden Modifikation weist der Träger 9 ferner ein Vorsprungseinheitsverlängerungs-Entsprechungsloch 92 auf. Der Durchflussmesser 100B wird durch Anbringen des Schaltungssubstrats 5A am Gehäuse 7A und anschließendes Einführen des Trägers 9, so dass die Innenfläche des Vorsprungseinheitsverlängerungs-Entsprechungslochs 92 in Kontakt mit der Außenfläche der Vorsprungseinheit 14 des Gehäuses 7 steht, gebildet.
Gemäß der vorliegenden Modifikation kann eine Verschiebung des Trägers 9 in der XY-Ebene verhindert werden, weil der Träger 9 das Vorsprungseinheitsverlängerungs-Entsprechungsloch 92 aufweist, das in die Vorsprungseinheit 14 des Gehäuses 7A eingepasst ist.
-Simulationsanalyse-
Ergebnisse der Analyse einer Simulation des Durchflussmessers gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform werden mit Bezug auf die 17 bis 21 beschrieben. Ferner wird nachstehend eine Struktur, bei der der Träger 9 aus dem Durchflussmesser 100 gemäß der ersten Ausführungsform entfernt ist, als „Vergleichsbeispiel“ bezeichnet. Nachstehend werden das Vergleichsbeispiel, der Durchflussmesser 100 und der Durchflussmesser 100A in Bezug auf Spannungen in der Umgebung des Durchgangslochs 6 des Schaltungssubstrats 5, wenn im Durchflussmesser 100 Vibrationen auftreten, verglichen. Ferner werden beim Durchflussmesser 100 und beim Durchflussmesser 100A das Elastizitätsmodul des Trägers 9 auf mehrere Arten geändert und der Einfluss des Elastizitätsmoduls auf die Spannungsabschwächung untersucht. Die Verlängerungseinheit 9A gemäß der zweiten Ausführungsform ist jedoch genauso ausgebildet wie der Träger 9. Beispielsweise beträgt das Elastizitätsmodul der Verlängerungseinheit 9A 1 GPa, wenn das Elastizitätsmodul des Trägers 9 1 GPa beträgt, und beträgt das Elastizitätsmodul der Verlängerungseinheit 9A 10 GPa, wenn das Elastizitätsmodul des Trägers 9 10 GPa beträgt. Die Analyse wird unter Verwendung bei Computersimulationssoftware bekannter Simulationsverfahren ausgeführt.
(Analytisches Modell)
Die 17 bis 19 zeigen ein analytisches Modell des Durchflussmessers 100 gemäß der ersten Ausführungsform, mit anderen Worten die Abmessung des Durchflussmessers 100. 17 zeigt Abmessungen einer Ebene des Durchflussmessers 100, 18 zeigt Abmessungen einer Ebene des Schaltungssubstrats 5 des Durchflussmessers 100, und 19 zeigt Abmessungen eines Querschnitts entlang XIX-XIX in 17. Bei der Analyse werden das Schaltungssubstrat 5, das Gehäuse 7, der Einpressanschluss 8, der Träger 9 und die Abdeckung 10 aufgenommen, und verschiedene andere Sensoren und dergleichen sind beim Berechnungsmodell nicht berücksichtigt.
20 zeigt ein Modell zur Analyse des Durchflussmessers 100A gemäß der zweiten Ausführungsform, mit anderen Worten der Abmessung des Durchflussmessers 100A. Weil der Durchflussmesser 100A dem Durchflussmesser 100 abgesehen von der Abmessung des Trägers gleicht, ist nur die Schnittansicht entlang XIX-XIX in 17 entsprechend 19 des Durchflussmessers 100 dargestellt. Bei der Analyse sind wie bei der ersten Ausführungsform das Schaltungssubstrat 5, das Gehäuse 7, der Einpressanschluss 8, der Träger 9 und die Abdeckung 10 aufgenommen, und verschiedene andere Sensoren und dergleichen sind beim Berechnungsmodell nicht berücksichtigt.
In Hinblick auf die physikalischen Eigenschaften ist das Schaltungssubstrat 5 beispielsweise ein Leiterplattensubstrat und weist ein Elastizitätsmodul von 20,4 GPa, ein Poisson-Verhältnis von 0,2 und eine Dichte von 2000 kg/m³ auf. Im Gebiet des Gehäuses 7 wird beispielhaft ein Harz angenommen, das einen Glasfüllstoff aufweist, und es wird angenommen, dass es ein Elastizitätsmodul von 8,1 GPa, ein Poisson-Verhältnis von 0,35 und eine Dichte von 1570 kg/m³ aufweist. Im Gebiet des Einpressanschlusses 7 wird beispielhaft Bronze angenommen, und es wird angenommen, dass es ein Elastizitätsmodul von 115 GPa, ein Poisson-Verhältnis von 0,32 und eine Dichte von 8830 kg/m³ aufweist.
Die Abdeckung 10 besteht beispielsweise aus Aluminium und weist ein Elastizitätsmodul von 71 GPa, ein Poisson-Verhältnis von 0,33 und eine Dichte von 2770 kg/m³ auf. In einem Gebiet 17 des Trägers wird ein Harz mit einer geringen Steifigkeit in der Art eines Elastomers beispielhaft angenommen, und es weist ein Gummi entsprechendes Poisson-Verhältnis von 0,499 und eine Dichte von 1200 kg/m³ auf. Ferner ändert sich zur Erfassung des Einflusses der Spannungsverringerung durch das Elastizitätsmodul das Elastizitätsmodul in hohem Maße und nimmt 0,1 MPa, 1 MPa, 10 MPa, 100 MPa, 1000 MPa und 10000 MPa an. Zusätzlich beträgt das für die Frequenzganganalyse benötigte Dämpfungsverhältnis bei allen Strukturen 0,0135.
(Lastbedingung)
Eine periodische Last von 30 G wirkt in Z-Richtung der Flanscheinheit 11 ein, wie in 19 dargestellt ist. Zusätzlich wird hinsichtlich der Kontaktbedingung die Analyse ausgeführt, wenn der Innenrand des Durchgangslochs 6 des Schaltungssubstrats 5 und der Einpressanschluss 8 in einem gebondeten Zustand sind.
(Analyseergebnis)
21 ist ein Diagramm, das ein Analyseergebnis zeigt. Der Durchflussmesser 100 und der Durchflussmesser 100A werden analysiert, während das Elastizitätsmodul des Trägers 9 nacheinander auf sechs Werte 0,1 MPa, 1 MPa, 10 MPa, 100 MPa, 1000 MPa und 10000 MPa gelegt wird. Weil das Vergleichsbeispiel den Träger 9, wie vorstehend beschrieben, nicht aufweist, wird nur eine einzige Analyse ausgeführt. Die Spannungen in der Umgebung des Durchgangslochs 6 des Schaltungssubstrats 5 werden bei jeder Analyse berechnet, und 21 zeigt einen Wert, der durch Teilen des berechneten Werts im Durchflussmesser 100 und im Durchflussmesser 100A durch den berechneten Wert beim Vergleichsbeispiel erhalten wurde. In 21 sind die Berechnungsergebnisse für den Durchflussmesser 100 durch Kreise eingetragen, denen eine Beschriftung „erste Ausführungsform“ zugeordnet ist. Ferner sind in 21 die Berechnungsergebnisse für den Durchflussmesser 100A durch Dreiecke eingetragen, denen eine Beschriftung „zweite Ausführungsform“ zugeordnet ist.
Zuerst wird eine grobe Tendenz beschrieben. Wenn das Elastizitätsmodul des Trägers 9 0,1 MPa ist, beträgt das Spannungsverhältnis des Durchflussmessers 100 und des Durchflussmessers 100A etwa 0,8 bis 0,9. Das heißt, dass in diesem Fall die Differenz gegenüber dem Vergleichsbeispiel ohne den Träger 9 nur 10 % bis 20 % beträgt und die Spannungsverringerungswirkung gering ist. Es ist jedoch zu verstehen, dass bei zunehmendem Elastizitätsmodul des Trägers 9 das Spannungsverhältnis abnimmt, so dass die Spannungsverringerungswirkung zunimmt. Das Spannungsverhältnis nimmt jedoch nicht notwendigerweise monoton mit der Erhöhung des Elastizitätsmoduls ab. Die Einzelheiten werden nachfolgend dargelegt.
Beim in 21 durch Kreise dargestellten Durchflussmesser 100 nimmt das Spannungsverhältnis ab, wenn das Elastizitätsmodul des Trägers 9 von 0,1 MPa auf 10 MPa zunimmt. Es wird angenommen, dass dies daran liegt, dass der Träger 9 in einem Gebiet stark verformt wird, in dem das Elastizitätsmodul des Trägers 9 sehr niedrig ist und beispielsweise 0,1 MPa beträgt, und dass die Verformung des Schaltungssubstrats 5 nicht ausreichend verhindert werden kann. Andererseits gibt es keinen großen Unterschied in der Spannungsverringerungswirkung, wenn das Spannungsverhältnis leicht abnimmt, selbst wenn das Elastizitätsmodul über 10 MPa ansteigt. Daher beträgt bei der Struktur des Durchflussmessers 100 gemäß der ersten Ausführungsform das Elastizitätsmodul des Trägers 9 vorzugsweise wenigstens 10 MPa.
Ähnlich dem Durchflussmesser 100 nimmt das Spannungsverhältnis des Durchflussmessers 100A, wie in 21 durch die Dreiecke dargestellt ist, ab, wenn das Elastizitätsmodul des Trägers 9 von 0,1 MPa auf 10 MPa zunimmt. Wenn das Elastizitätsmodul des Trägers 9 beim Durchflussmesser 100A jedoch 100 MPa überschreitet, beginnt das Spannungsverhältnis abzunehmen. Es wird angenommen, dass dies daran liegt, dass die Verformung der Abdeckung 10 infolge von Vibrationen nicht durch die Verformung des Trägers 9 absorbiert werden kann und auf das Schaltungssubstrat 5 übertragen wird, wenn das Elastizitätsmodul des Trägers 9 zunimmt, und dass die Wirkung des Verhinderns von Verformungen des Schaltungssubstrats 5 verringert wird. Das Spannungsverhältnis beim Durchflussmesser 100A ist niedriger als das Spannungsverhältnis beim Durchflussmesser 100, bis das Elastizitätsmodul des Trägers 9 100 MPa beträgt, so dass die Spannungsverringerungswirkung hoch ist. Das Spannungsverhältnis des Durchflussmessers 100 gleicht jedoch fast dem Spannungsverhältnis des Durchflussmessers 100A bei 1000 MPa, wonach die Spannungsverringerungswirkung höher ist als bei der ersten Ausführungsform. Daher liegt das Elastizitätsmodul des Trägers 9 beim Durchflussmesser 100A vorzugsweise zwischen 10 MPa und 1000 MPa.
Die folgenden Ergebnisse wurden anhand der vorstehenden Simulationsanalyse erhalten.
(11) Das Young-Modul, d. h. das Längselastizitätsmodul, des Trägers 9 beträgt vorzugsweise wenigstens 10 MPa. Indem das Young-Modul des Trägers 9 auf wenigstens 10 MPa gesetzt wird, kann die Spannungsverringerungswirkung des Trägers 9 verstärkt werden.
Die vorstehenden Ausführungsformen und Modifikationen können miteinander kombiniert werden. Wenngleich vorstehend verschiedene Ausführungsformen und Modifikationen beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht auf diese Inhalte beschränkt. Andere Ausführungsformen, die als innerhalb des Umfangs der technischen Gedanken der Erfindung angesehen werden, sind auch in deren Schutzumfang enthalten.
Der Inhalt der Offenbarung der folgenden grundlegenden Prioritätsanmeldung wird hier durch Verweis aufgenommen.
Japanische Patentanmeldung 2017-227155 (am 27. November 2017 eingereicht)
Bezugszeichenliste

1: Schaltungssubstratmodul
5: Schaltungssubstrat
6: Durchgangsloch
7: Gehäuse
9: Träger
10: Abdeckung
14: Vorsprungseinheit
51: erstes Gebiet
52: zweites Gebiet
53: Vorderfläche
54: Rückfläche
55: Harzeinfüllloch
56: Vorsprungseinheits-Entsprechungsloch
91: Rückflächenträger
92: Vorsprungseinheitsverlängerungs-Entsprechungsloch
93: konkave Einheit
94: gefüllter Träger
100, 100A, 100B: Durchflussmesser
200: Befestigungseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2012098101 A [0004]
JP 2017227155 [0072]

Claims

Durchflussmesser, welcher Folgendes aufweist: ein flaches Substrat, ein Gehäuse, welches das Substrat aufnimmt und in wenigstens einer Fläche eine Öffnung aufweist, eine Abdeckung, die das Substrat und die offene Fläche des Gehäuses bedeckt, einen Träger, der das Substrat trägt und in Kontakt mit der Abdeckung und dem Substrat steht, und eine Befestigungseinheit, die das Substrat und das Gehäuse verbindet, wobei in einem durch Unterteilen des Substrats in zwei Teile in der Mitte in Längsrichtung gebildeten ersten und zweiten Gebiet der Träger im ersten Gebiet angeordnet ist und die Befestigungseinheit im zweiten Gebiet angeordnet ist.
Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei die Befestigungseinheit und der Träger an einem Endabschnitt des Substrats angeordnet sind.
Durchflussmesser nach Anspruch 2, welches ferner eine Verlängerungseinheit aufweist, die an den Träger angrenzt, sich an einem Außenrandabschnitt des Substrats befindet, das Substrat trägt und in Kontakt mit der Abdeckung und dem Substrat steht.
Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei das Young-Modul des Trägers zwischen 10 MPa und 1000 MPa liegt.
Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei die Fläche, in der der Träger in Kontakt mit der Abdeckung steht, kleiner ist als die Fläche, in der der Träger in Kontakt mit dem Substrat steht.
Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei die Befestigungseinheit auch einer elektrischen Verbindung dient.
Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei sich der Träger zumindest an der Vorderseite des Substrats befindet und sich die Befestigungseinheit an der Rückseite des Substrats befindet.
Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei das Substrat ein Vorsprungsentsprechungsloch aufweist, das sich im ersten Gebiet befindet, und das Gehäuse eine Vorsprungseinheit aufweist, die zu einer Substratseite vorsteht und in das Vorsprungsentsprechungsloch eindringt.
Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei das Substrat ein Einfüllloch aufweist, das sich in einem in Kontakt mit dem Träger stehenden Gebiet befindet, und das Einfüllloch mit einem gefüllten Träger, der integral mit dem Träger ausgebildet ist, gefüllt wird.
Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei der Träger eine Trägereinpasseinheit aufweist, die als konkave oder konvexe Einheit an einer in Kontakt mit der Abdeckung stehenden Fläche ausgebildet ist, und die Abdeckung eine Abdeckungseinpasseinheit aufweist, die in die Trägereinpasseinheit eingepasst ist.
Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei die Längsrichtung des Trägers in Querrichtung des Substrats verläuft, die Abmessung des Trägers in Längsrichtung größer ist als die Abmessung des Substrats in Querrichtung und das Gehäuse eine Kerbe aufweist, die in den Träger eingepasst ist.