JP2000131112A - 感熱式流量センサ - Google Patents
感熱式流量センサInfo
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- JP2000131112A JP2000131112A JP10307138A JP30713898A JP2000131112A JP 2000131112 A JP2000131112 A JP 2000131112A JP 10307138 A JP10307138 A JP 10307138A JP 30713898 A JP30713898 A JP 30713898A JP 2000131112 A JP2000131112 A JP 2000131112A
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- heating element
- flow rate
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/6845—Micromachined devices
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/688—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
- G01F1/69—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element of resistive type
- G01F1/692—Thin-film arrangements
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、感度が高く、信頼性の高い感熱
式流量センサを得る。 【解決手段】 この流量検出素子１４は、平板状基材の
表面に絶縁性の支持膜を形成し、支持膜上に感熱抵抗膜
からなる発熱体４が形成され、発熱体形成領域の下部の
平板状基材を裏面側から支持膜に至るように除去してダ
イアフラム部１３が構成され、計測流体の温度を検出す
る測温体５がダイアフラム部１３から離間して平板状基
材上に設けられている。そして、ダイアフラム部１３を
貫通する円形の穴９ａ〜９ｅ、１０ａ〜１０ｅが発熱体
４の両側に発熱体４に沿って１列に設けられている。こ
の流量検出素子１４は、発熱体４の温度を測温体５の検
出温度より一定温度高く維持するように制御される発熱
体５への加熱電流を出力信号として流量や流速を計測す
る流量センサに組み込まれる。
式流量センサを得る。 【解決手段】 この流量検出素子１４は、平板状基材の
表面に絶縁性の支持膜を形成し、支持膜上に感熱抵抗膜
からなる発熱体４が形成され、発熱体形成領域の下部の
平板状基材を裏面側から支持膜に至るように除去してダ
イアフラム部１３が構成され、計測流体の温度を検出す
る測温体５がダイアフラム部１３から離間して平板状基
材上に設けられている。そして、ダイアフラム部１３を
貫通する円形の穴９ａ〜９ｅ、１０ａ〜１０ｅが発熱体
４の両側に発熱体４に沿って１列に設けられている。こ
の流量検出素子１４は、発熱体４の温度を測温体５の検
出温度より一定温度高く維持するように制御される発熱
体５への加熱電流を出力信号として流量や流速を計測す
る流量センサに組み込まれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、発熱体を備え、
発熱体あるいは発熱体によって加熱された部位から流体
への熱伝達現象に基づいて、流体の流速あるいは流量を
計測する流量検出素子を用いた感熱式流量センサに関す
るものであり、例えば内燃機関の吸入空気量を計測する
用途に適用される。
発熱体あるいは発熱体によって加熱された部位から流体
への熱伝達現象に基づいて、流体の流速あるいは流量を
計測する流量検出素子を用いた感熱式流量センサに関す
るものであり、例えば内燃機関の吸入空気量を計測する
用途に適用される。
【０００２】
【従来の技術】図１３および図１４はそれぞれ例えば特
開平４−２３０８０８号公報に記載された従来の流量検
出素子を示す側断面図および平面図である。図１３およ
び図１４において、平板状基材１はシリコン半導体から
なり、薄肉状のダイアフラム部１３がその表面中央部に
一体的に形成されている。このダイアフラム部１３は、
例えば、平板状基材１の裏面側から異方性エッチングを
施し、平板状基材１を部分的に除去して、表面に達しな
い台形状断面のキャビティ３３を平板状基材１の裏面中
央部に形成することにより形成される。また、薄膜の発
熱体４が平板状基材１の一部を薄肉状に形成されて構成
されたダイアフラム部１３の表面中央部に形成されてい
る。さらに、発熱体４の両側には、薄膜の測温体３４、
３５がそれぞれ発熱体４から所定距離離して対称に配列
されて形成されている。また、発熱体４と測温体３４，
３５との間には、ダイアフラム部１３を貫通する帯状の
穴３６ａ、３６ｂが発熱体４の長手方向に沿って形成さ
れ、さらに測温体３４、３５の外側にも、ダイアフラム
部１３を貫通する複数の穴３７ａ、３７ｂが測温体３
４、３５の長手方向に沿って形成されている。同様に、
発熱体４の長手方向の両側にダイアフラム部１３を貫通
する穴３８ｃ、３８ｄが穿設され、測温体３４、３５の
長手方向の両側にダイアフラム部１３を貫通する穴４０
ｃ、４０ｄが穿設されている。これらの穴は、フォトリ
ソグラフィ、ウェットエッチング、ドライエッチング等
の技術により長方形の穴形状に形成される。
開平４−２３０８０８号公報に記載された従来の流量検
出素子を示す側断面図および平面図である。図１３およ
び図１４において、平板状基材１はシリコン半導体から
なり、薄肉状のダイアフラム部１３がその表面中央部に
一体的に形成されている。このダイアフラム部１３は、
例えば、平板状基材１の裏面側から異方性エッチングを
施し、平板状基材１を部分的に除去して、表面に達しな
い台形状断面のキャビティ３３を平板状基材１の裏面中
央部に形成することにより形成される。また、薄膜の発
熱体４が平板状基材１の一部を薄肉状に形成されて構成
されたダイアフラム部１３の表面中央部に形成されてい
る。さらに、発熱体４の両側には、薄膜の測温体３４、
３５がそれぞれ発熱体４から所定距離離して対称に配列
されて形成されている。また、発熱体４と測温体３４，
３５との間には、ダイアフラム部１３を貫通する帯状の
穴３６ａ、３６ｂが発熱体４の長手方向に沿って形成さ
れ、さらに測温体３４、３５の外側にも、ダイアフラム
部１３を貫通する複数の穴３７ａ、３７ｂが測温体３
４、３５の長手方向に沿って形成されている。同様に、
発熱体４の長手方向の両側にダイアフラム部１３を貫通
する穴３８ｃ、３８ｄが穿設され、測温体３４、３５の
長手方向の両側にダイアフラム部１３を貫通する穴４０
ｃ、４０ｄが穿設されている。これらの穴は、フォトリ
ソグラフィ、ウェットエッチング、ドライエッチング等
の技術により長方形の穴形状に形成される。
【０００３】このように構成された従来の流量検出素子
を用い、発熱体４の温度が流体の温度より所定温度だけ
高くなるように発熱体４への通電量を制御すると、流体
の移動がない場合(流速＝０）には、測温体３４、３５
の温度は等しくなる。矢印６の方向に流体の移動が生じ
ると、上流側に位置する測温体３４の温度は流速＝０の
時に比べて低くなり、流速が速くなるにしたがって温度
は下がる。一方、下流側に位置する測温体３５の温度
は、同一流速時における上流側の測温体３４の温度程は
低くならない。従って、両測温体３４、３５の温度差に
相当する量を、測温体３４、３５をホイートストンブリ
ッジ回路に組み込む等の構成により求めれば、流体の流
速を計測できる。
を用い、発熱体４の温度が流体の温度より所定温度だけ
高くなるように発熱体４への通電量を制御すると、流体
の移動がない場合(流速＝０）には、測温体３４、３５
の温度は等しくなる。矢印６の方向に流体の移動が生じ
ると、上流側に位置する測温体３４の温度は流速＝０の
時に比べて低くなり、流速が速くなるにしたがって温度
は下がる。一方、下流側に位置する測温体３５の温度
は、同一流速時における上流側の測温体３４の温度程は
低くならない。従って、両測温体３４、３５の温度差に
相当する量を、測温体３４、３５をホイートストンブリ
ッジ回路に組み込む等の構成により求めれば、流体の流
速を計測できる。
【０００４】特開平４−２３０８０号公報には、穴を設
けることにより、発熱体４から測温体３４、３５への熱
流を小さくして、測温体３４、３５の温度を低くしてダ
ストの付着による出力変動を小さくできるという利点に
加えて、発熱体４で発生した熱が平板状基材１に伝導す
る熱流を少なくできるので、感度を向上できるという利
点が得られることが記載されている。
けることにより、発熱体４から測温体３４、３５への熱
流を小さくして、測温体３４、３５の温度を低くしてダ
ストの付着による出力変動を小さくできるという利点に
加えて、発熱体４で発生した熱が平板状基材１に伝導す
る熱流を少なくできるので、感度を向上できるという利
点が得られることが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、発熱体４へ
の通電加熱時、流体の流速が大きくなった時、流量検出
素子に圧力が加わった時、あるいは流量検出素子が大き
な振動にさらされた時には、ダイアフラム部１３の内部
に応力が発生する。従来の流量検出素子では、穴３６
ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂ、３８ｃ、３８ｄ、４０
ｃ、４０ｄがいずれも長方形の穴形状に形成されている
ので、上述の応力が穴の角部に集中し、ダイアフラム部
１３がこの部分から破損しやすいという課題があった。
特に、熱絶縁をより確実にするために穴を複数設ける場
合には、破損しやすい部位が増すことになる。また、発
熱体４や測温体３４、３５の上流近傍に穴が位置してい
るので、長期の使用においては、計測流体中のダストが
穴の端部の板厚面に堆積してダイアフラム部１３の表面
を流れる流体の流れの様相が変化し、検出特性が変動し
てしまうという課題もあった。例えば、この従来の流量
検出素子を自動車の内燃機関の燃料制御に用いられる吸
入空気流量センサに採用した場合、以下のような問題が
発生する。自動車の内燃機関は４０〜５０Ｇの振動を発
生し、また吸入空気の流速は場合によっては２００ｍ／
ｓ以上にも達する。また、バックファイヤが発生した場
合には、２気圧近い圧力が加わることもある。このよう
な機械的ストレスを受けた場合、従来の流量検出素子で
は穴部から容易に破損することになる。一方、内燃機関
の吸入空気は吸入空気流量センサの上流側に配置された
エアクリーナエレメントを通過してくるが、数ミクロン
の大きさのダストはエアクリーナエレメントを通過し、
穴の端部の板厚面に付着するため、穴よりも下流側の空
気の流れが変化し、流量検出性能を損なうことになる。
の通電加熱時、流体の流速が大きくなった時、流量検出
素子に圧力が加わった時、あるいは流量検出素子が大き
な振動にさらされた時には、ダイアフラム部１３の内部
に応力が発生する。従来の流量検出素子では、穴３６
ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂ、３８ｃ、３８ｄ、４０
ｃ、４０ｄがいずれも長方形の穴形状に形成されている
ので、上述の応力が穴の角部に集中し、ダイアフラム部
１３がこの部分から破損しやすいという課題があった。
特に、熱絶縁をより確実にするために穴を複数設ける場
合には、破損しやすい部位が増すことになる。また、発
熱体４や測温体３４、３５の上流近傍に穴が位置してい
るので、長期の使用においては、計測流体中のダストが
穴の端部の板厚面に堆積してダイアフラム部１３の表面
を流れる流体の流れの様相が変化し、検出特性が変動し
てしまうという課題もあった。例えば、この従来の流量
検出素子を自動車の内燃機関の燃料制御に用いられる吸
入空気流量センサに採用した場合、以下のような問題が
発生する。自動車の内燃機関は４０〜５０Ｇの振動を発
生し、また吸入空気の流速は場合によっては２００ｍ／
ｓ以上にも達する。また、バックファイヤが発生した場
合には、２気圧近い圧力が加わることもある。このよう
な機械的ストレスを受けた場合、従来の流量検出素子で
は穴部から容易に破損することになる。一方、内燃機関
の吸入空気は吸入空気流量センサの上流側に配置された
エアクリーナエレメントを通過してくるが、数ミクロン
の大きさのダストはエアクリーナエレメントを通過し、
穴の端部の板厚面に付着するため、穴よりも下流側の空
気の流れが変化し、流量検出性能を損なうことになる。
【０００６】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、感度がよく、信頼性の高い感熱
式流量センサを得ることを目的とする。
ためになされたもので、感度がよく、信頼性の高い感熱
式流量センサを得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る感熱式流
量センサは、一部を除去して空間が設けられた平板状基
材と、上記空間上に上記平板状基材と一体に薄肉状に形
成されたダイアフラム部と、上記ダイアフラム部上に形
成された感熱抵抗膜からなる発熱体とからなる流量検出
素子を備え、上記発熱体に通電することによって加熱さ
れた部分から計測流体への伝熱量に基いて計測流体の流
量を計測する感熱式流量センサにおいて、上記流量検出
素子は、上記ダイアフラム部を貫通する穴が上記発熱体
の外周部に複数設けられ、該穴は角部を鈍角とする穴形
状、もしくは角部を実質的に有しない穴形状に形成され
ているものである。
量センサは、一部を除去して空間が設けられた平板状基
材と、上記空間上に上記平板状基材と一体に薄肉状に形
成されたダイアフラム部と、上記ダイアフラム部上に形
成された感熱抵抗膜からなる発熱体とからなる流量検出
素子を備え、上記発熱体に通電することによって加熱さ
れた部分から計測流体への伝熱量に基いて計測流体の流
量を計測する感熱式流量センサにおいて、上記流量検出
素子は、上記ダイアフラム部を貫通する穴が上記発熱体
の外周部に複数設けられ、該穴は角部を鈍角とする穴形
状、もしくは角部を実質的に有しない穴形状に形成され
ているものである。
【０００８】また、上記穴の形状が、略円形もしくは略
楕円形である。
楕円形である。
【０００９】また、上記複数の穴の少なくとも一部が、
上記発熱体に沿って千鳥状に設けられているものであ
る。
上記発熱体に沿って千鳥状に設けられているものであ
る。
【００１０】また、一部を除去して空間が設けられた平
板状基材と、上記空間上に上記平板状基材と一体に薄肉
状に形成されたダイアフラム部と、上記ダイアフラム部
上に形成された感熱抵抗膜からなる発熱体とからなる流
量検出素子を備え、上記発熱体に通電することによって
加熱された部分から計測流体への伝熱量に基いて計測流
体の流量を計測する感熱式流量センサにおいて、上記流
量検出素子は、上記ダイアフラム部を貫通する穴が上記
発熱体の上流側を除く上記発熱体の外周部に複数設けら
れているものである。
板状基材と、上記空間上に上記平板状基材と一体に薄肉
状に形成されたダイアフラム部と、上記ダイアフラム部
上に形成された感熱抵抗膜からなる発熱体とからなる流
量検出素子を備え、上記発熱体に通電することによって
加熱された部分から計測流体への伝熱量に基いて計測流
体の流量を計測する感熱式流量センサにおいて、上記流
量検出素子は、上記ダイアフラム部を貫通する穴が上記
発熱体の上流側を除く上記発熱体の外周部に複数設けら
れているものである。
【００１１】また、上記複数の穴の少なくとも一部が、
上記発熱体に沿って千鳥状に設けられているものであ
る。
上記発熱体に沿って千鳥状に設けられているものであ
る。
【００１２】また、一部を除去して空間が設けられた平
板状基材と、上記空間上に上記平板状基材と一体に薄肉
状に形成されたダイアフラム部と、上記ダイアフラム部
上に形成された感熱抵抗膜からなる発熱体とからなる流
量検出素子を備え、上記発熱体に通電することによって
加熱された部分から計測流体への伝熱量に基いて計測流
体の流量を計測する感熱式流量センサにおいて、上記流
量検出素子は、上記ダイアフラム部を貫通する穴が上記
発熱体の上流側および下流側にそれぞれ上記発熱体に沿
って複数設けられ、上記発熱体の上流側に設けられた穴
は上記発熱体の下流側に設けられた穴に比べて上記発熱
体から離間しているものである。
板状基材と、上記空間上に上記平板状基材と一体に薄肉
状に形成されたダイアフラム部と、上記ダイアフラム部
上に形成された感熱抵抗膜からなる発熱体とからなる流
量検出素子を備え、上記発熱体に通電することによって
加熱された部分から計測流体への伝熱量に基いて計測流
体の流量を計測する感熱式流量センサにおいて、上記流
量検出素子は、上記ダイアフラム部を貫通する穴が上記
発熱体の上流側および下流側にそれぞれ上記発熱体に沿
って複数設けられ、上記発熱体の上流側に設けられた穴
は上記発熱体の下流側に設けられた穴に比べて上記発熱
体から離間しているものである。
【００１３】また、上記穴の形状が、略円形もしくは略
楕円形である。
楕円形である。
【００１４】さらに、上記ダイアフラム部から離間して
上記平板状基板上に形成された計測流体の温度を検出す
るための測温体と、上記発熱体の温度が上記測温体によ
り検出された計測流体の温度に対して一定温度高くなる
ように上記発熱体への加熱電流を制御する制御回路とを
備え、上記発熱体への加熱電流に基いて計測流体の流量
を計測するようにしたものである。
上記平板状基板上に形成された計測流体の温度を検出す
るための測温体と、上記発熱体の温度が上記測温体によ
り検出された計測流体の温度に対して一定温度高くなる
ように上記発熱体への加熱電流を制御する制御回路とを
備え、上記発熱体への加熱電流に基いて計測流体の流量
を計測するようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係る流
量センサに適用される流量検出素子を示す平面図、図２
は図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。なお、図１およ
び図２では、構成をわかりやすくするために、実際の寸
法比で描かれていない。これは、以下に示す各図におい
ても同様である。
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係る流
量センサに適用される流量検出素子を示す平面図、図２
は図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。なお、図１およ
び図２では、構成をわかりやすくするために、実際の寸
法比で描かれていない。これは、以下に示す各図におい
ても同様である。
【００１６】図１および図２において、平板状基材１は
シリコンからなり、窒化シリコンよりなる絶縁性の支持
膜２が平板状基材１の表面全面に形成され、白金の感熱
抵抗膜よりなる発熱体４、測温体５およびリードパター
ン７ａ〜７ｄが支持膜２上に形成され、さらに窒化シリ
コンよりなる絶縁性の保護膜３が発熱体４、測温体５お
よびリードパターン７ａ〜７ｄを覆うように支持膜２上
に形成されている。各リードパターン７ａ〜７ｄの端部
上の保護膜３が除去され、リードパターンを露出させる
ことにより電極８ａ〜８ｄが形成されている。そして、
電極８ａ〜８ｄはワイヤボンド等の方法で外部と電気的
に接続されて、発熱体４および測温体５がリードパター
ン７ａ〜７ｄおよび電極８ａ〜８ｄを介して外部と電気
的に接続される。なお、符号６は計測流体の流れ方向を
示している。また、感熱抵抗膜とは、抵抗値が温度依存
性を有する材料からなる抵抗膜である。
シリコンからなり、窒化シリコンよりなる絶縁性の支持
膜２が平板状基材１の表面全面に形成され、白金の感熱
抵抗膜よりなる発熱体４、測温体５およびリードパター
ン７ａ〜７ｄが支持膜２上に形成され、さらに窒化シリ
コンよりなる絶縁性の保護膜３が発熱体４、測温体５お
よびリードパターン７ａ〜７ｄを覆うように支持膜２上
に形成されている。各リードパターン７ａ〜７ｄの端部
上の保護膜３が除去され、リードパターンを露出させる
ことにより電極８ａ〜８ｄが形成されている。そして、
電極８ａ〜８ｄはワイヤボンド等の方法で外部と電気的
に接続されて、発熱体４および測温体５がリードパター
ン７ａ〜７ｄおよび電極８ａ〜８ｄを介して外部と電気
的に接続される。なお、符号６は計測流体の流れ方向を
示している。また、感熱抵抗膜とは、抵抗値が温度依存
性を有する材料からなる抵抗膜である。
【００１７】また、平板状基材１の一部が裏面側から支
持膜２に至るように台形状に除去され、空間としてのキ
ャビティ３３が形成されている。そこで、発熱体４が支
持膜２および保護膜３により挟み込まれた部位の全周が
平板状基材１に保持されてなる薄肉のダイアフラム部１
３が平板状基材１と一体に形成されている。そして、測
温体５はダイアフラム部１３から離間して平板状基材１
上に位置している。また、円形の穴９ａ〜９ｅ、１０ａ
〜１０ｅが発熱体４の上流側および下流側にダイアフラ
ム部１３を構成する支持膜２および保護膜３を貫通して
発熱体４に沿って１列に設けられている。
持膜２に至るように台形状に除去され、空間としてのキ
ャビティ３３が形成されている。そこで、発熱体４が支
持膜２および保護膜３により挟み込まれた部位の全周が
平板状基材１に保持されてなる薄肉のダイアフラム部１
３が平板状基材１と一体に形成されている。そして、測
温体５はダイアフラム部１３から離間して平板状基材１
上に位置している。また、円形の穴９ａ〜９ｅ、１０ａ
〜１０ｅが発熱体４の上流側および下流側にダイアフラ
ム部１３を構成する支持膜２および保護膜３を貫通して
発熱体４に沿って１列に設けられている。
【００１８】このように構成される流量検出素子１４を
製造するには、まず厚さ０．４ｍｍの平板状基材１の表
面全面にスパッタ、ＣＶＤ等の方法を用いて窒化シリコ
ンを１μｍ厚に成膜して、平板状基材１上に支持膜２を
形成する。ついで、支持膜２が形成された平板状基材１
の表面全面に蒸着、スパッタ等の方法を用いて白金を
０．２μｍ厚に成膜し、写真製版、ウェットエッチング
（あるいはドライエッチング）等の方法を用いて白金膜
をパターニングして、発熱体４、測温体５およびリード
パターン７ａ〜７ｄを形成する。さらに、平板状基材１
の表面全面にスパッタ、ＣＶＤ等の方法を用いて窒化シ
リコンを１μｍ厚に成膜して、保護膜３を形成する。そ
の後、写真製版、ウェットエッチング（あるいはドライ
エッチング）等の方法を用いて保護膜３および支持膜２
を除去して、直径１００μｍの穴９ａ〜９ｅ、１０ａ〜
１０ｅを発熱体４の上流側および下流側にそれぞれ１列
に形成する。また、写真製版、ウェットエッチング（あ
るいはドライエッチング）等の方法を用いてリードパタ
ーン７ａ〜７ｄの端部上の保護膜３を除去して、電極８
ａ〜８ｄを形成する。
製造するには、まず厚さ０．４ｍｍの平板状基材１の表
面全面にスパッタ、ＣＶＤ等の方法を用いて窒化シリコ
ンを１μｍ厚に成膜して、平板状基材１上に支持膜２を
形成する。ついで、支持膜２が形成された平板状基材１
の表面全面に蒸着、スパッタ等の方法を用いて白金を
０．２μｍ厚に成膜し、写真製版、ウェットエッチング
（あるいはドライエッチング）等の方法を用いて白金膜
をパターニングして、発熱体４、測温体５およびリード
パターン７ａ〜７ｄを形成する。さらに、平板状基材１
の表面全面にスパッタ、ＣＶＤ等の方法を用いて窒化シ
リコンを１μｍ厚に成膜して、保護膜３を形成する。そ
の後、写真製版、ウェットエッチング（あるいはドライ
エッチング）等の方法を用いて保護膜３および支持膜２
を除去して、直径１００μｍの穴９ａ〜９ｅ、１０ａ〜
１０ｅを発熱体４の上流側および下流側にそれぞれ１列
に形成する。また、写真製版、ウェットエッチング（あ
るいはドライエッチング）等の方法を用いてリードパタ
ーン７ａ〜７ｄの端部上の保護膜３を除去して、電極８
ａ〜８ｄを形成する。
【００１９】ついで、平板状基材１の裏面全面にスパッ
タ、ＣＶＤ等の方法を用いて窒化シリコンを１μｍ厚に
成膜して、裏面保護膜１１を形成する。そして、写真製
版等の方法を用いて裏面保護膜１１を除去して、エッチ
ングホール１２を形成する。その後、例えばアルカリエ
ッチングを施して、平板状基材１の一部を裏面側から支
持膜２に至るように除去して、ダイアフラム部１３を形
成する。この時、穴９ａ〜９ｅ、１０ａ〜１０ｅが開口
し、表面側と裏面側とが連通する。なお、ダイアフラム
部１３の大きさは、０．９ｍｍ×１．５ｍｍであり、ま
た、発熱体４の発熱部は、ダイアフラム部１３の中央部
に０．３ｍｍ×１ｍｍの大きさに形成されている。
タ、ＣＶＤ等の方法を用いて窒化シリコンを１μｍ厚に
成膜して、裏面保護膜１１を形成する。そして、写真製
版等の方法を用いて裏面保護膜１１を除去して、エッチ
ングホール１２を形成する。その後、例えばアルカリエ
ッチングを施して、平板状基材１の一部を裏面側から支
持膜２に至るように除去して、ダイアフラム部１３を形
成する。この時、穴９ａ〜９ｅ、１０ａ〜１０ｅが開口
し、表面側と裏面側とが連通する。なお、ダイアフラム
部１３の大きさは、０．９ｍｍ×１．５ｍｍであり、ま
た、発熱体４の発熱部は、ダイアフラム部１３の中央部
に０．３ｍｍ×１ｍｍの大きさに形成されている。
【００２０】この流量検出素子１４では、キャビティ３
３が平板状基材１を貫通するように形成されているの
で、平板状基材１の表面側を薄肉に残すようにキャビテ
ィが形成されている従来例に比べてダイアフラム部の薄
肉化が図られ、発熱体４で発生する熱の平板状基材への
伝導を効果的に抑制することができる。また、ダイアフ
ラム部１３を貫通する穴９ａ〜９ｅ、１０ａ〜１０ｅが
発熱体４の両側に発熱体４の長手方向に沿って設けられ
ているので、ダイアフラム部１３の熱抵抗が大きくな
り、発熱体４で発生する熱の平板状基材への伝導を効果
的に抑制することができる。さらに、穴９ａ〜９ｅ、１
０ａ〜１０ｅが角部を有しない円形の穴形状に形成され
ているので、発熱体４への通電加熱時や外力が流量検出
素子１４に加わった時に、応力が穴の一部に集中するこ
とがなく、応力の集中に起因するダイアフラム部１３の
破損を防止することができる。
３が平板状基材１を貫通するように形成されているの
で、平板状基材１の表面側を薄肉に残すようにキャビテ
ィが形成されている従来例に比べてダイアフラム部の薄
肉化が図られ、発熱体４で発生する熱の平板状基材への
伝導を効果的に抑制することができる。また、ダイアフ
ラム部１３を貫通する穴９ａ〜９ｅ、１０ａ〜１０ｅが
発熱体４の両側に発熱体４の長手方向に沿って設けられ
ているので、ダイアフラム部１３の熱抵抗が大きくな
り、発熱体４で発生する熱の平板状基材への伝導を効果
的に抑制することができる。さらに、穴９ａ〜９ｅ、１
０ａ〜１０ｅが角部を有しない円形の穴形状に形成され
ているので、発熱体４への通電加熱時や外力が流量検出
素子１４に加わった時に、応力が穴の一部に集中するこ
とがなく、応力の集中に起因するダイアフラム部１３の
破損を防止することができる。
【００２１】ついで、このように構成された流量検出素
子１４を用いた流量センサの構成を示す図３および図４
を参照しつつ説明する。図３および図４において、流量
センサ１００は、計測流体の通路となる主通路１６と、
主通路１６内に同軸的に配設された検出管路１５と、制
御回路基板４３が収容されたケース１７と、流量センサ
１００に電力を供給し、かつ、出力を取り出すためのコ
ネクタ１８と、検出管路１５内に配設された流量検出素
子１４とから構成されている。そして、流量検出素子１
４の電極８ａ〜８ｄと制御回路基板４３とがリード線４
２により電気的に接続されている。流量検出素子１４
は、その平板状基材１の表面が計測流体の流れ方向６と
平行となるように、かつ、平板状基材１の表面が計測流
体にさらされるように、板状のホルダ４１の表面に装着
されて検出管路１５内に配設されている。また、流量検
出素子１４は、穴９ａ〜９ｅが上流側に、穴１０ａ〜１
０ｅが下流側に位置するように検出管路１５内に配設さ
れている。
子１４を用いた流量センサの構成を示す図３および図４
を参照しつつ説明する。図３および図４において、流量
センサ１００は、計測流体の通路となる主通路１６と、
主通路１６内に同軸的に配設された検出管路１５と、制
御回路基板４３が収容されたケース１７と、流量センサ
１００に電力を供給し、かつ、出力を取り出すためのコ
ネクタ１８と、検出管路１５内に配設された流量検出素
子１４とから構成されている。そして、流量検出素子１
４の電極８ａ〜８ｄと制御回路基板４３とがリード線４
２により電気的に接続されている。流量検出素子１４
は、その平板状基材１の表面が計測流体の流れ方向６と
平行となるように、かつ、平板状基材１の表面が計測流
体にさらされるように、板状のホルダ４１の表面に装着
されて検出管路１５内に配設されている。また、流量検
出素子１４は、穴９ａ〜９ｅが上流側に、穴１０ａ〜１
０ｅが下流側に位置するように検出管路１５内に配設さ
れている。
【００２２】この流量センサ１００における制御回路５
０は、図５に示されるように、発熱体４および測温体５
を含むブリッジ回路となっている。なお、抵抗Ｒ１〜Ｒ
５は固定抵抗、ＯＰ１、ＯＰ２は演算増幅器、ＴＲ１、
ＴＲ２はトランジズタ、ＢＡＴＴは電源である。なお、
発熱体４および測温体５を除く他の部品は、制御回路基
板４３上に実装されている。
０は、図５に示されるように、発熱体４および測温体５
を含むブリッジ回路となっている。なお、抵抗Ｒ１〜Ｒ
５は固定抵抗、ＯＰ１、ＯＰ２は演算増幅器、ＴＲ１、
ＴＲ２はトランジズタ、ＢＡＴＴは電源である。なお、
発熱体４および測温体５を除く他の部品は、制御回路基
板４３上に実装されている。
【００２３】ここで、この流量センサ１００による計測
流体の流量の検出方法について説明する。測温体５はダ
イアフラム部１３から離間して平板状基材１上に設けら
れているので、発熱体４で発生した熱は測温体５まで伝
導しない。また、測温体５は発熱体４の下流側に位置し
ていないので、発熱体４からの伝熱により暖められた計
測流体にさらされない。そこで、測温体５で検出される
温度は、検出管路１５内に流入する計測流体の温度とほ
ぼ等しくなっている。そして、発熱体４は図５に示され
る制御回路５０により測温体５の温度より一定温度だけ
高い平均温度となるような抵抗値に制御されている。つ
まり、制御回路５０は、図５中の点Ａと点Ｂとの電位を
略等しくするように働き、発熱体４の加熱電流ＩＨを制
御する。そして、計測流体の流速が速くなると、発熱体
４から計測流体への熱伝達が多くなり、発熱体４の温度
が低下することになる。そこで、加熱電流ＩＨが増加さ
れ、発熱体４の平均温度が所定の値に保たれる。これに
より、発熱体４は、測温体５の温度（計測流体の温度）
に対して一定温度高い温度に維持される。この加熱電流
ＩＨを抵抗Ｒ３の両端で電圧Ｖｏｕｔとして検出し、こ
の検出信号に基いて計測流体の流速あるいは所定の通路
断面積を有する通路内を流れる流量が計測できる。
流体の流量の検出方法について説明する。測温体５はダ
イアフラム部１３から離間して平板状基材１上に設けら
れているので、発熱体４で発生した熱は測温体５まで伝
導しない。また、測温体５は発熱体４の下流側に位置し
ていないので、発熱体４からの伝熱により暖められた計
測流体にさらされない。そこで、測温体５で検出される
温度は、検出管路１５内に流入する計測流体の温度とほ
ぼ等しくなっている。そして、発熱体４は図５に示され
る制御回路５０により測温体５の温度より一定温度だけ
高い平均温度となるような抵抗値に制御されている。つ
まり、制御回路５０は、図５中の点Ａと点Ｂとの電位を
略等しくするように働き、発熱体４の加熱電流ＩＨを制
御する。そして、計測流体の流速が速くなると、発熱体
４から計測流体への熱伝達が多くなり、発熱体４の温度
が低下することになる。そこで、加熱電流ＩＨが増加さ
れ、発熱体４の平均温度が所定の値に保たれる。これに
より、発熱体４は、測温体５の温度（計測流体の温度）
に対して一定温度高い温度に維持される。この加熱電流
ＩＨを抵抗Ｒ３の両端で電圧Ｖｏｕｔとして検出し、こ
の検出信号に基いて計測流体の流速あるいは所定の通路
断面積を有する通路内を流れる流量が計測できる。
【００２４】発熱体４の抵抗値をＲＨ、発熱体４の平均
温度をＴＨ、計測流体の温度をＴＡ、所定の通路断面積
を有する通路内を流れる流量をＱとすると、式（１）が
成り立つ。 ＩＨ２×ＲＨ＝（ａ＋ｂ×Ｑｎ）×（ＴＨ−ＴＡ） ・・・（１） ここで、ａ、ｂ、ｎは流量検出素子の形態によって決ま
る定数である。ａは流量に依存しない熱量に相当する係
数であり、その大部分は発熱体４から平板状基材１へ伝
わる熱伝導損失である。一方、ｂは強制対流熱伝達に相
当する係数である。また、ｎは発熱体４の近傍における
計測流体の流れの様相によって決まる値であり、その値
は０．５程度となる。式（１）から明らかなように、ａ
の係数に相当する熱量は流量検出に寄与しない。従っ
て、発熱体４から平板状基材１へ伝わる熱伝導損失を小
さくすることにより、流量センサ１００の感度を向上さ
せることができることになる。また、流量センサ１００
に電力を供給し起動してから、流量センサ１００が正確
な流量信号を出力するまでの時間は、発熱体４から熱容
量の大きな平板状基材１に流れる熱流が少ない程短くな
ることになる。
温度をＴＨ、計測流体の温度をＴＡ、所定の通路断面積
を有する通路内を流れる流量をＱとすると、式（１）が
成り立つ。 ＩＨ２×ＲＨ＝（ａ＋ｂ×Ｑｎ）×（ＴＨ−ＴＡ） ・・・（１） ここで、ａ、ｂ、ｎは流量検出素子の形態によって決ま
る定数である。ａは流量に依存しない熱量に相当する係
数であり、その大部分は発熱体４から平板状基材１へ伝
わる熱伝導損失である。一方、ｂは強制対流熱伝達に相
当する係数である。また、ｎは発熱体４の近傍における
計測流体の流れの様相によって決まる値であり、その値
は０．５程度となる。式（１）から明らかなように、ａ
の係数に相当する熱量は流量検出に寄与しない。従っ
て、発熱体４から平板状基材１へ伝わる熱伝導損失を小
さくすることにより、流量センサ１００の感度を向上さ
せることができることになる。また、流量センサ１００
に電力を供給し起動してから、流量センサ１００が正確
な流量信号を出力するまでの時間は、発熱体４から熱容
量の大きな平板状基材１に流れる熱流が少ない程短くな
ることになる。
【００２５】発熱体の上下流側に配置された測温体の温
度差を信号として流量や流速を計測する従来の流量セン
サでは、２つの測温体温度の差分を検出することで、発
熱体から平板状基材に流れる熱流の影響が相殺され、検
出感度の低下が抑えられるとともに、起動時から正確な
出力を示すまで時間の短縮が図られる。しかしながら、
発熱体４の温度が測温体５で検出される計測流体の温度
に対して一定温度高くなるように発熱体４への加熱電流
を制御し、この加熱電流を検出して計測流体の流量や流
速を計測する流量センサ１００では、発熱体４の両側に
配置された測温体の温度の差分を検出しないので、低流
量域の感度が低くなったり、流量センサを起動した時に
正確な出力を示すまでの時間が長くなってしまう。そこ
で、この流量センサ１００では、上述のように、発熱体
４から平板状基材１へ伝わる熱伝導損失を小さくするこ
と、さらには発熱体４から熱容量の大きな平板状基材１
に流れる熱流を少なくすることが要求される。従って、
この流量センサ１００では、ダイアフラム部１３に設け
られた穴による熱絶縁を行なう必要性が従来例に比べて
増大する。つまり、従来例では、小さな穴を少数設けれ
ば良かったが、この流量センサ１００では、大きな穴、
あるいは多数の穴を設ける必要が有り、そのために穴部
からの破損の恐れが増すことから、穴部からの破損を防
止する手段が必要となる。
度差を信号として流量や流速を計測する従来の流量セン
サでは、２つの測温体温度の差分を検出することで、発
熱体から平板状基材に流れる熱流の影響が相殺され、検
出感度の低下が抑えられるとともに、起動時から正確な
出力を示すまで時間の短縮が図られる。しかしながら、
発熱体４の温度が測温体５で検出される計測流体の温度
に対して一定温度高くなるように発熱体４への加熱電流
を制御し、この加熱電流を検出して計測流体の流量や流
速を計測する流量センサ１００では、発熱体４の両側に
配置された測温体の温度の差分を検出しないので、低流
量域の感度が低くなったり、流量センサを起動した時に
正確な出力を示すまでの時間が長くなってしまう。そこ
で、この流量センサ１００では、上述のように、発熱体
４から平板状基材１へ伝わる熱伝導損失を小さくするこ
と、さらには発熱体４から熱容量の大きな平板状基材１
に流れる熱流を少なくすることが要求される。従って、
この流量センサ１００では、ダイアフラム部１３に設け
られた穴による熱絶縁を行なう必要性が従来例に比べて
増大する。つまり、従来例では、小さな穴を少数設けれ
ば良かったが、この流量センサ１００では、大きな穴、
あるいは多数の穴を設ける必要が有り、そのために穴部
からの破損の恐れが増すことから、穴部からの破損を防
止する手段が必要となる。
【００２６】この実施の形態１では、穴９ａ〜９ｅ、１
０ａ〜１０ｅが発熱体４の両側に１列に設けられている
ので、発熱体４から平板状基材１への熱伝導路の熱抵抗
が大きくなり、発熱体４と平板状基材１との間の熱絶縁
を確かなものとしている。そこで、発熱体４から平板状
基材１へ伝わる熱伝導損失が小さくなり、さらには発熱
体４から熱容量の大きな平板状基材１に流れる熱流が少
なくなり、検出感度の低下が抑えられ、かつ、起動時か
ら正確な出力が得られるまでの時間が短縮された発熱体
への加熱電流を検出して流量や流速を計測する方式の流
量センサが得られる。また、発熱体への加熱電流を検出
して流量や流速を計測する方式の流量センサは、従来例
にように測温体を発熱体の上下流側に配する複雑な構造
を採る必要はなく、ダイアフラム部１３に発熱体４のみ
を設けることで実現でき、流量検出素子の構成の簡素化
が図られ、低コスト化が図られる。さらに、穴９ａ〜９
ｅ、１０ａ〜１０ｅは、円形の穴形状に形成されている
ので、発熱体４への通電加熱時やダイアフラム部１３に
外力が加わった時でも、穴の一部に応力が集中しにくい
ため、ダイアフラム部１３の破損を防止できる。そこ
で、自動車の内燃機関の吸入空気流量センサ等の厳しい
使用環境に適用しても、高い信頼性が得られる流量セン
サが得られる。
０ａ〜１０ｅが発熱体４の両側に１列に設けられている
ので、発熱体４から平板状基材１への熱伝導路の熱抵抗
が大きくなり、発熱体４と平板状基材１との間の熱絶縁
を確かなものとしている。そこで、発熱体４から平板状
基材１へ伝わる熱伝導損失が小さくなり、さらには発熱
体４から熱容量の大きな平板状基材１に流れる熱流が少
なくなり、検出感度の低下が抑えられ、かつ、起動時か
ら正確な出力が得られるまでの時間が短縮された発熱体
への加熱電流を検出して流量や流速を計測する方式の流
量センサが得られる。また、発熱体への加熱電流を検出
して流量や流速を計測する方式の流量センサは、従来例
にように測温体を発熱体の上下流側に配する複雑な構造
を採る必要はなく、ダイアフラム部１３に発熱体４のみ
を設けることで実現でき、流量検出素子の構成の簡素化
が図られ、低コスト化が図られる。さらに、穴９ａ〜９
ｅ、１０ａ〜１０ｅは、円形の穴形状に形成されている
ので、発熱体４への通電加熱時やダイアフラム部１３に
外力が加わった時でも、穴の一部に応力が集中しにくい
ため、ダイアフラム部１３の破損を防止できる。そこ
で、自動車の内燃機関の吸入空気流量センサ等の厳しい
使用環境に適用しても、高い信頼性が得られる流量セン
サが得られる。
【００２７】尚、上記実施の形態１では、支持膜２、白
金膜および保護膜３の厚み、発熱体４、穴９ａ〜９ｅ、
１０ａ〜１０ｅおよびダイアフラム部１３の大きさ等を
具体的に示しているが、これらの値は１例として示して
いるに過ぎず、この発明はこれらの値に限定されるもの
ではない。このことは、他の実施の形態においても同様
である。また、支持膜２および保護膜３として窒化シリ
コンを用いるものとしているが、支持膜２および保護膜
３は、窒化シリコンに限定されるものではなく、絶縁性
を有する材料であればよく、例えば５酸化タンタル、二
酸化珪素を用いることができる。また、発熱体４および
測温体５として白金を用いるものとしているが、発熱体
４および測温体５は白金に限定されるものではなく、感
熱抵抗膜であればよく、例えば鉄とニッケルとの合金で
あるパーマロイを用いることができる。
金膜および保護膜３の厚み、発熱体４、穴９ａ〜９ｅ、
１０ａ〜１０ｅおよびダイアフラム部１３の大きさ等を
具体的に示しているが、これらの値は１例として示して
いるに過ぎず、この発明はこれらの値に限定されるもの
ではない。このことは、他の実施の形態においても同様
である。また、支持膜２および保護膜３として窒化シリ
コンを用いるものとしているが、支持膜２および保護膜
３は、窒化シリコンに限定されるものではなく、絶縁性
を有する材料であればよく、例えば５酸化タンタル、二
酸化珪素を用いることができる。また、発熱体４および
測温体５として白金を用いるものとしているが、発熱体
４および測温体５は白金に限定されるものではなく、感
熱抵抗膜であればよく、例えば鉄とニッケルとの合金で
あるパーマロイを用いることができる。
【００２８】実施の形態２．上記実施の形態１では、円
形の穴９ａ〜９ｅ、１０ａ〜１０ｅを発熱体４の上流側
および下流側に配設するものとしているが、この実施の
形態２では、図６に示されるように、小判型の穴１９
ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂを発熱体４の上流側および
下流側に配設するものとしている。ここで、穴１９ａ、
１９ｂ、２０ａ、２０ｂは、それぞれ幅１００μｍ、長
さ４００μｍの穴形状に形成されている。尚、他の構成
は上記実施の形態１と同様に構成されている。この実施
の形態２においても、穴１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０
ｂが発熱体４の両側に発熱体４に沿って設けられている
ので、ダイアフラム部１３の熱抵抗が大きくなり、発熱
体４で発生する熱の平板状基材への伝導を効果的に抑制
することができる。また、穴１９ａ、１９ｂ、２０ａ、
２０ｂに角部がないので、発熱体４への通電加熱時やダ
イアフラム部１３に外力が加わった時でも、穴の一部に
応力が集中しにくいため、ダイアフラム部１３の破損を
防止できる。
形の穴９ａ〜９ｅ、１０ａ〜１０ｅを発熱体４の上流側
および下流側に配設するものとしているが、この実施の
形態２では、図６に示されるように、小判型の穴１９
ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂを発熱体４の上流側および
下流側に配設するものとしている。ここで、穴１９ａ、
１９ｂ、２０ａ、２０ｂは、それぞれ幅１００μｍ、長
さ４００μｍの穴形状に形成されている。尚、他の構成
は上記実施の形態１と同様に構成されている。この実施
の形態２においても、穴１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０
ｂが発熱体４の両側に発熱体４に沿って設けられている
ので、ダイアフラム部１３の熱抵抗が大きくなり、発熱
体４で発生する熱の平板状基材への伝導を効果的に抑制
することができる。また、穴１９ａ、１９ｂ、２０ａ、
２０ｂに角部がないので、発熱体４への通電加熱時やダ
イアフラム部１３に外力が加わった時でも、穴の一部に
応力が集中しにくいため、ダイアフラム部１３の破損を
防止できる。
【００２９】実施の形態３．上記実施の形態１では、円
形の穴９ａ〜９ｅ、１０ａ〜１０ｅを発熱体４の上流側
および下流側に配設するものとしているが、この実施の
形態３では、図７に示されるように、楕円形の穴２１、
２２を発熱体４の上流側および下流側に配設し、さらに
楕円形の穴２３、２４を計測流体の流れ方向と直交する
方向で発熱体４を挟む両側に配設するものとしている。
ここで、穴２１、２２は、幅１００μｍ、長さ７００μ
ｍの穴形状に、穴２３、２４は、幅１００μｍ、長さ４
００μｍの穴形状に形成されている。尚、他の構成は上
記実施の形態１と同様に構成されている。この実施の形
態３においても、穴２１、２２、２３、２４に角部がな
いので、発熱体４への通電加熱時やダイアフラム部１３
に外力が加わった時でも、穴の一部に応力が集中しにく
いため、ダイアフラム部１３の破損を防止できる。さら
に、この実施の形態３では、穴２１、２２、２３、２４
が発熱体４の四方に配設されているので、発熱体４から
平板状基材１への熱の伝導路の熱抵抗がさらに大きくな
り、発熱体４と平板状基材１との間を効果的に熱絶縁で
きる。
形の穴９ａ〜９ｅ、１０ａ〜１０ｅを発熱体４の上流側
および下流側に配設するものとしているが、この実施の
形態３では、図７に示されるように、楕円形の穴２１、
２２を発熱体４の上流側および下流側に配設し、さらに
楕円形の穴２３、２４を計測流体の流れ方向と直交する
方向で発熱体４を挟む両側に配設するものとしている。
ここで、穴２１、２２は、幅１００μｍ、長さ７００μ
ｍの穴形状に、穴２３、２４は、幅１００μｍ、長さ４
００μｍの穴形状に形成されている。尚、他の構成は上
記実施の形態１と同様に構成されている。この実施の形
態３においても、穴２１、２２、２３、２４に角部がな
いので、発熱体４への通電加熱時やダイアフラム部１３
に外力が加わった時でも、穴の一部に応力が集中しにく
いため、ダイアフラム部１３の破損を防止できる。さら
に、この実施の形態３では、穴２１、２２、２３、２４
が発熱体４の四方に配設されているので、発熱体４から
平板状基材１への熱の伝導路の熱抵抗がさらに大きくな
り、発熱体４と平板状基材１との間を効果的に熱絶縁で
きる。
【００３０】実施の形態４．上記実施の形態１では、円
形の穴９ａ〜９ｅ、１０ａ〜１０ｅを発熱体４の上流側
および下流側に１列に配設するものとしているが、この
実施の形態４では、図８に示されるように、円形の穴群
２５、２６を発熱体４の上流側および下流側に配設する
ものとしている。そして、穴群２５、２６は直径１００
μｍの円形の穴を千鳥状に配置されている。尚、他の構
成は上記実施の形態１と同様に構成されている。この実
施の形態４においても、穴群２５、２６を構成する各穴
に角部がないので、発熱体４への通電加熱時やダイアフ
ラム部１３に外力が加わった時でも、穴の一部に応力が
集中しにくいため、ダイアフラム部１３の破損を防止で
きる。さらに、この実施の形態４では、穴群２５、２６
が穴を千鳥状に配置して構成されているので、発熱体４
の周囲の限られた領域にダイアフラム部１３の強度低下
を抑えて多くの穴を配置することができ、発熱体４から
平板状基材１への熱伝導路の熱抵抗がさらに大きくな
り、発熱体４と平板状基材１との間を効果的に熱絶縁で
きる。
形の穴９ａ〜９ｅ、１０ａ〜１０ｅを発熱体４の上流側
および下流側に１列に配設するものとしているが、この
実施の形態４では、図８に示されるように、円形の穴群
２５、２６を発熱体４の上流側および下流側に配設する
ものとしている。そして、穴群２５、２６は直径１００
μｍの円形の穴を千鳥状に配置されている。尚、他の構
成は上記実施の形態１と同様に構成されている。この実
施の形態４においても、穴群２５、２６を構成する各穴
に角部がないので、発熱体４への通電加熱時やダイアフ
ラム部１３に外力が加わった時でも、穴の一部に応力が
集中しにくいため、ダイアフラム部１３の破損を防止で
きる。さらに、この実施の形態４では、穴群２５、２６
が穴を千鳥状に配置して構成されているので、発熱体４
の周囲の限られた領域にダイアフラム部１３の強度低下
を抑えて多くの穴を配置することができ、発熱体４から
平板状基材１への熱伝導路の熱抵抗がさらに大きくな
り、発熱体４と平板状基材１との間を効果的に熱絶縁で
きる。
【００３１】実施の形態５．図９はこの発明の実施の形
態５に係る流量センサに適用される流量検出素子を示す
正面図、図１０は図９のＸ−Ｘ矢視断面図である。図９
および図１０において、直径１００μｍの円形の穴２７
ａ〜２７ｅが発熱体４の下流側に１列に配設され、直径
１００μｍの円形の穴２８、２９が計測流体の流れ方向
と直交する方向で発熱体４を挟む両側に配設されてい
る。なお、この実施の形態５では、発熱体４の上流側に
穴９ａ〜９ｅが設けられていない点、さらには穴２８、
２９が計測流体の流れ方向と直交する方向で発熱体４を
挟む両側に設けられている点を除いて、上記実施の形態
１と同様に構成されている。
態５に係る流量センサに適用される流量検出素子を示す
正面図、図１０は図９のＸ−Ｘ矢視断面図である。図９
および図１０において、直径１００μｍの円形の穴２７
ａ〜２７ｅが発熱体４の下流側に１列に配設され、直径
１００μｍの円形の穴２８、２９が計測流体の流れ方向
と直交する方向で発熱体４を挟む両側に配設されてい
る。なお、この実施の形態５では、発熱体４の上流側に
穴９ａ〜９ｅが設けられていない点、さらには穴２８、
２９が計測流体の流れ方向と直交する方向で発熱体４を
挟む両側に設けられている点を除いて、上記実施の形態
１と同様に構成されている。
【００３２】このように構成された流量検出素子１４Ａ
を用いた流量センサにおいては、発熱体４の上流側に穴
がないので、計測流体中に含まれるダストが穴の端部に
堆積しても、流量を計測している発熱体４の部位におけ
る計測流体の流れの様相が変化しない。従って、この流
量検出素子１４Ａを用いた流量センサを自動車の内燃機
関の吸入空気流量センサに適用しても、流量センサの流
量検出特性の変動が生じず、長期にわたって安定した流
量検出特性を維持することができる。また、この実施の
形態５では、穴２７ａ〜２７ｅが発熱体４の下流側に１
列に配置されているので、発熱体４から下流方向に流れ
る熱流が少なくなり、感度の低下を防ぐことができる。
さらに、穴が円形に形成されているので、穴の一部に応
力が集中せず、ダイアフラム部１３の破損を防ぐことが
できる。
を用いた流量センサにおいては、発熱体４の上流側に穴
がないので、計測流体中に含まれるダストが穴の端部に
堆積しても、流量を計測している発熱体４の部位におけ
る計測流体の流れの様相が変化しない。従って、この流
量検出素子１４Ａを用いた流量センサを自動車の内燃機
関の吸入空気流量センサに適用しても、流量センサの流
量検出特性の変動が生じず、長期にわたって安定した流
量検出特性を維持することができる。また、この実施の
形態５では、穴２７ａ〜２７ｅが発熱体４の下流側に１
列に配置されているので、発熱体４から下流方向に流れ
る熱流が少なくなり、感度の低下を防ぐことができる。
さらに、穴が円形に形成されているので、穴の一部に応
力が集中せず、ダイアフラム部１３の破損を防ぐことが
できる。
【００３３】実施の形態６．上記実施の形態５では、円
形の穴２７ａ〜２７ｅを発熱体４の下流側に１列に配設
するものとしているが、この実施の形態６では、図１１
に示されるように、円形の穴群３０を発熱体４の下流側
に配設するものとしている。そして、穴群３０は直径１
００μｍの円形の穴を千鳥状に配置して構成されてい
る。尚、他の構成は上記実施の形態５と同様に構成され
ている。
形の穴２７ａ〜２７ｅを発熱体４の下流側に１列に配設
するものとしているが、この実施の形態６では、図１１
に示されるように、円形の穴群３０を発熱体４の下流側
に配設するものとしている。そして、穴群３０は直径１
００μｍの円形の穴を千鳥状に配置して構成されてい
る。尚、他の構成は上記実施の形態５と同様に構成され
ている。
【００３４】この実施の形態６においても、穴２８、２
９および穴群３０が発熱体の上流側にないので、計測流
体中に含まれるダストが穴の端部に堆積しても、流量を
計測している発熱体４の部位における計測流体の流れの
様相が変化せず、長期にわたって安定した流量検出特性
を維持できる。また、この実施の形態６では、穴群３０
が穴を千鳥状に配置して構成されているので、発熱体４
の下流側の限られた領域にダイアフラム部１３の強度低
下を抑えて多くの穴を配置することができ、発熱体４か
ら下流方向に流れる熱流がさらに少なくなり、検出感度
の低下をより防ぐことができる。さらに、穴が円形に形
成されているので、穴の一部に応力が集中せず、ダイア
フラム部１３の破損を防ぐことができる。
９および穴群３０が発熱体の上流側にないので、計測流
体中に含まれるダストが穴の端部に堆積しても、流量を
計測している発熱体４の部位における計測流体の流れの
様相が変化せず、長期にわたって安定した流量検出特性
を維持できる。また、この実施の形態６では、穴群３０
が穴を千鳥状に配置して構成されているので、発熱体４
の下流側の限られた領域にダイアフラム部１３の強度低
下を抑えて多くの穴を配置することができ、発熱体４か
ら下流方向に流れる熱流がさらに少なくなり、検出感度
の低下をより防ぐことができる。さらに、穴が円形に形
成されているので、穴の一部に応力が集中せず、ダイア
フラム部１３の破損を防ぐことができる。
【００３５】実施の形態７．上記実施の形態５では、円
形の穴２７ａ〜２７ｅを発熱体４の下流側に１列に配設
し、円形の穴２８、２９を計測流体の流れ方向と直交す
る方向で発熱体４の両側に配設するものとしているが、
この実施の形態７では、図１２に示されるように、直径
１００μｍの円形の穴が千鳥状に配置されて構成された
穴群３２を発熱体４の下流側に配設し、直径１００μｍ
の円形の穴２８、２９を計測流体の流れ方向と直交する
方向で発熱体４の両側に配設するとともに、直径１００
μｍの円形の穴３１ａ〜３１ｅを発熱体４の上流側に１
列に配設するものとしている。そして、穴２８、２９、
３１ａ〜３１ｅと発熱体４との間の距離は、穴群３２と
発熱体４との間の距離よりも長くなっている。尚、他の
構成は上記実施の形態５と同様に構成されている。
形の穴２７ａ〜２７ｅを発熱体４の下流側に１列に配設
し、円形の穴２８、２９を計測流体の流れ方向と直交す
る方向で発熱体４の両側に配設するものとしているが、
この実施の形態７では、図１２に示されるように、直径
１００μｍの円形の穴が千鳥状に配置されて構成された
穴群３２を発熱体４の下流側に配設し、直径１００μｍ
の円形の穴２８、２９を計測流体の流れ方向と直交する
方向で発熱体４の両側に配設するとともに、直径１００
μｍの円形の穴３１ａ〜３１ｅを発熱体４の上流側に１
列に配設するものとしている。そして、穴２８、２９、
３１ａ〜３１ｅと発熱体４との間の距離は、穴群３２と
発熱体４との間の距離よりも長くなっている。尚、他の
構成は上記実施の形態５と同様に構成されている。
【００３６】この実施の形態７においても、穴３１ａ〜
３１ｅが穴群３２に比べて発熱体４と離間して発熱体４
の上流側に配設されているので、計測流体中に含まれる
ダストが穴３１ａ〜３１ｅの端部に堆積しても、流量を
計測している発熱体４の部位における計測流体の流れの
様相の変化が極めて少なく抑えられ、長期にわたって安
定した流量検出特性を維持できる。また、この実施の形
態７では、穴２８、２９、３１ａ〜３１ｅおよび穴群３
２が発熱体４の四方に設けられているので、発熱体４か
ら平板状基材１への熱伝導路の熱抵抗が大きくなり、発
熱体４と平板状基材１との間を効果的に熱絶縁できる。
また、穴群３２が穴を千鳥状に配置して構成されている
ので、発熱体４の下流側の限られた領域にダイアフラム
部１３の強度低下を抑えて多くの穴を配置することがで
き、発熱体４から下流方向に流れる熱流がさらに少なく
なり、感度の低下をより防ぐことができる。さらに、穴
が円形に形成されているので、穴の一部に応力が集中せ
ず、ダイアフラム部１３の破損を防ぐことができる。
３１ｅが穴群３２に比べて発熱体４と離間して発熱体４
の上流側に配設されているので、計測流体中に含まれる
ダストが穴３１ａ〜３１ｅの端部に堆積しても、流量を
計測している発熱体４の部位における計測流体の流れの
様相の変化が極めて少なく抑えられ、長期にわたって安
定した流量検出特性を維持できる。また、この実施の形
態７では、穴２８、２９、３１ａ〜３１ｅおよび穴群３
２が発熱体４の四方に設けられているので、発熱体４か
ら平板状基材１への熱伝導路の熱抵抗が大きくなり、発
熱体４と平板状基材１との間を効果的に熱絶縁できる。
また、穴群３２が穴を千鳥状に配置して構成されている
ので、発熱体４の下流側の限られた領域にダイアフラム
部１３の強度低下を抑えて多くの穴を配置することがで
き、発熱体４から下流方向に流れる熱流がさらに少なく
なり、感度の低下をより防ぐことができる。さらに、穴
が円形に形成されているので、穴の一部に応力が集中せ
ず、ダイアフラム部１３の破損を防ぐことができる。
【００３７】なお、上記各実施の形態において、ダイア
フラム部１３に設けられる穴の形状を円形、小判型ある
いは楕円形とするものとしているが、これらの穴は鈍角
で構成されていればよく、例えば５角形、６角形等の多
角形でもよい。また、多角形の穴の角部に丸みを持たせ
てもよい。また、上記各実施の形態では、平板状基材１
の表面に支持膜２および保護膜３を積層し、平板状基材
１の一部を裏面側から支持膜２に至るように完全に除去
してダイアフラム部１３を構成する流量検出素子につい
て説明しているが、この発明は、平板状基材１の一部を
裏面側から表面側を薄肉状に残すように除去してダイア
フラム部を構成した流量検出素子に適用することもでき
る。即ち、平板状基材１の一部を裏面側から表面側を薄
肉状に残すように除去してダイアフラム部を構成した流
量検出素子において、ダイアフラム部に設けられる穴の
形状および位置を上記各実施の形態と同じとすることに
より、同様の効果が得られる。また、上記各実施の形態
では、発熱体４のみがダイアフラム部１３に形成された
流量検出素子を用い、発熱体への加熱電流を検出し、加
熱電流に基いて流量や流速を計測する方式の流量センサ
について説明しているが、この発明は、一対の測温体が
発熱体の両側に位置するようにダイアフラム部に形成さ
れた流量検出素子を用い、一対の測温体の温度差を検出
し、測温体の温度差に基いて流量や流速を計測する方式
の流量センサに適用することもできる。即ち、一対の測
温体が発熱体の両側に位置するようにダイアフラム部に
形成された流量検出素子において、ダイアフラム部に設
けられる穴の形状および位置を上記各実施の形態と同じ
とすることにより、同様の効果が得られる。
フラム部１３に設けられる穴の形状を円形、小判型ある
いは楕円形とするものとしているが、これらの穴は鈍角
で構成されていればよく、例えば５角形、６角形等の多
角形でもよい。また、多角形の穴の角部に丸みを持たせ
てもよい。また、上記各実施の形態では、平板状基材１
の表面に支持膜２および保護膜３を積層し、平板状基材
１の一部を裏面側から支持膜２に至るように完全に除去
してダイアフラム部１３を構成する流量検出素子につい
て説明しているが、この発明は、平板状基材１の一部を
裏面側から表面側を薄肉状に残すように除去してダイア
フラム部を構成した流量検出素子に適用することもでき
る。即ち、平板状基材１の一部を裏面側から表面側を薄
肉状に残すように除去してダイアフラム部を構成した流
量検出素子において、ダイアフラム部に設けられる穴の
形状および位置を上記各実施の形態と同じとすることに
より、同様の効果が得られる。また、上記各実施の形態
では、発熱体４のみがダイアフラム部１３に形成された
流量検出素子を用い、発熱体への加熱電流を検出し、加
熱電流に基いて流量や流速を計測する方式の流量センサ
について説明しているが、この発明は、一対の測温体が
発熱体の両側に位置するようにダイアフラム部に形成さ
れた流量検出素子を用い、一対の測温体の温度差を検出
し、測温体の温度差に基いて流量や流速を計測する方式
の流量センサに適用することもできる。即ち、一対の測
温体が発熱体の両側に位置するようにダイアフラム部に
形成された流量検出素子において、ダイアフラム部に設
けられる穴の形状および位置を上記各実施の形態と同じ
とすることにより、同様の効果が得られる。
【００３８】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３９】この発明によれば、一部を除去して空間が
設けられた平板状基材と、上記空間上に上記平板状基材
と一体に薄肉状に形成されたダイアフラム部と、上記ダ
イアフラム部上に形成された感熱抵抗膜からなる発熱体
とからなる流量検出素子を備え、上記発熱体に通電する
ことによって加熱された部分から計測流体への伝熱量に
基いて計測流体の流量を計測する感熱式流量センサにお
いて、上記流量検出素子は、上記ダイアフラム部を貫通
する穴が上記発熱体の外周部に複数設けられ、該穴は角
部を鈍角とする穴形状、もしくは角部を実質的に有しな
い穴形状に形成されているので、発熱体を通電加熱した
時の熱が平板状基材に逃げにくくなり、検出感度が高く
なるとともに、応力が穴の一部に集中しにくくなり、ダ
イアフラム部が破損しにくい信頼性の高い感熱式流量セ
ンサが得られる。
設けられた平板状基材と、上記空間上に上記平板状基材
と一体に薄肉状に形成されたダイアフラム部と、上記ダ
イアフラム部上に形成された感熱抵抗膜からなる発熱体
とからなる流量検出素子を備え、上記発熱体に通電する
ことによって加熱された部分から計測流体への伝熱量に
基いて計測流体の流量を計測する感熱式流量センサにお
いて、上記流量検出素子は、上記ダイアフラム部を貫通
する穴が上記発熱体の外周部に複数設けられ、該穴は角
部を鈍角とする穴形状、もしくは角部を実質的に有しな
い穴形状に形成されているので、発熱体を通電加熱した
時の熱が平板状基材に逃げにくくなり、検出感度が高く
なるとともに、応力が穴の一部に集中しにくくなり、ダ
イアフラム部が破損しにくい信頼性の高い感熱式流量セ
ンサが得られる。
【００４０】また、上記穴の形状が、略円形もしくは略
楕円形であるので、応力が穴の一部に集中することによ
るダイアフラム部の破損を防止できる。
楕円形であるので、応力が穴の一部に集中することによ
るダイアフラム部の破損を防止できる。
【００４１】また、上記複数の穴の少なくとも一部が、
上記発熱体に沿って千鳥状に設けられているので、ダイ
アフラム部の強度低下を抑えて、発熱体で発生する熱が
平板状基材に伝導するのを効果的に抑制できる。
上記発熱体に沿って千鳥状に設けられているので、ダイ
アフラム部の強度低下を抑えて、発熱体で発生する熱が
平板状基材に伝導するのを効果的に抑制できる。
【００４２】また、一部を除去して空間が設けられた平
板状基材と、上記空間上に上記平板状基材と一体に薄肉
状に形成されたダイアフラム部と、上記ダイアフラム部
上に形成された感熱抵抗膜からなる発熱体とからなる流
量検出素子を備え、上記発熱体に通電することによって
加熱された部分から計測流体への伝熱量に基いて計測流
体の流量を計測する感熱式流量センサにおいて、上記流
量検出素子は、上記ダイアフラム部を貫通する穴が上記
発熱体の上流側を除く上記発熱体の外周部に複数設けら
れているので、発熱体を通電加熱した時の熱が平板状基
材に逃げにくくなり、検出感度が高くなるとともに、長
期の使用におけるダストの付着による特性変動の少ない
感熱式流量センサが得られる。
板状基材と、上記空間上に上記平板状基材と一体に薄肉
状に形成されたダイアフラム部と、上記ダイアフラム部
上に形成された感熱抵抗膜からなる発熱体とからなる流
量検出素子を備え、上記発熱体に通電することによって
加熱された部分から計測流体への伝熱量に基いて計測流
体の流量を計測する感熱式流量センサにおいて、上記流
量検出素子は、上記ダイアフラム部を貫通する穴が上記
発熱体の上流側を除く上記発熱体の外周部に複数設けら
れているので、発熱体を通電加熱した時の熱が平板状基
材に逃げにくくなり、検出感度が高くなるとともに、長
期の使用におけるダストの付着による特性変動の少ない
感熱式流量センサが得られる。
【００４３】また、上記複数の穴の少なくとも一部が、
上記発熱体に沿って千鳥状に設けられているので、ダイ
アフラム部の強度低下を抑えて、発熱体で発生する熱が
平板状基材に伝導するのを効果的に抑制できる。
上記発熱体に沿って千鳥状に設けられているので、ダイ
アフラム部の強度低下を抑えて、発熱体で発生する熱が
平板状基材に伝導するのを効果的に抑制できる。
【００４４】また、一部を除去して空間が設けられた平
板状基材と、上記空間上に上記平板状基材と一体に薄肉
状に形成されたダイアフラム部と、上記ダイアフラム部
上に形成された感熱抵抗膜からなる発熱体とからなる流
量検出素子を備え、上記発熱体に通電することによって
加熱された部分から計測流体への伝熱量に基いて計測流
体の流量を計測する感熱式流量センサにおいて、上記流
量検出素子は、上記ダイアフラム部を貫通する穴が上記
発熱体の上流側および下流側にそれぞれ上記発熱体に沿
って複数設けられ、上記発熱体の上流側に設けられた穴
は上記発熱体の下流側に設けられた穴に比べて上記発熱
体から離間しているので、発熱体を通電加熱した時の熱
が平板状基材に逃げにくくなり、検出感度が高くなると
ともに、長期の使用におけるダストの付着による特性変
動の少ない感熱式流量センサが得られる。
板状基材と、上記空間上に上記平板状基材と一体に薄肉
状に形成されたダイアフラム部と、上記ダイアフラム部
上に形成された感熱抵抗膜からなる発熱体とからなる流
量検出素子を備え、上記発熱体に通電することによって
加熱された部分から計測流体への伝熱量に基いて計測流
体の流量を計測する感熱式流量センサにおいて、上記流
量検出素子は、上記ダイアフラム部を貫通する穴が上記
発熱体の上流側および下流側にそれぞれ上記発熱体に沿
って複数設けられ、上記発熱体の上流側に設けられた穴
は上記発熱体の下流側に設けられた穴に比べて上記発熱
体から離間しているので、発熱体を通電加熱した時の熱
が平板状基材に逃げにくくなり、検出感度が高くなると
ともに、長期の使用におけるダストの付着による特性変
動の少ない感熱式流量センサが得られる。
【００４５】また、上記穴の形状が、略円形もしくは略
楕円形であるので、応力が穴の一部に集中することによ
るダイアフラム部の破損を防止できる。
楕円形であるので、応力が穴の一部に集中することによ
るダイアフラム部の破損を防止できる。
【００４６】さらに、上記ダイアフラム部から離間して
上記平板状基板上に形成された計測流体の温度を検出す
るための測温体と、上記発熱体の温度が上記測温体によ
り検出された計測流体の温度に対して一定温度高くなる
ように上記発熱体への加熱電流を制御する制御回路とを
備え、上記発熱体への加熱電流に基いて計測流体の流量
を計測するようにしたので、感度が高く信頼性の高い感
熱式流量センサを簡単な構成で実現することができる。
上記平板状基板上に形成された計測流体の温度を検出す
るための測温体と、上記発熱体の温度が上記測温体によ
り検出された計測流体の温度に対して一定温度高くなる
ように上記発熱体への加熱電流を制御する制御回路とを
備え、上記発熱体への加熱電流に基いて計測流体の流量
を計測するようにしたので、感度が高く信頼性の高い感
熱式流量センサを簡単な構成で実現することができる。
【図１】 この発明の実施の形態１に係る流量センサに
適用される流量検出素子を示す正面図である。
適用される流量検出素子を示す正面図である。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る流量センサの
構成を示す正面図である。
構成を示す正面図である。
【図４】 図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【図５】 この発明の実施の形態１に係る流量センサに
おける制御回路図である。
おける制御回路図である。
【図６】 この発明の実施の形態２に係る流量センサに
適用される流量検出素子の要部を示す正面図である。
適用される流量検出素子の要部を示す正面図である。
【図７】 この発明の実施の形態３に係る流量センサに
適用される流量検出素子の要部を示す正面図である。
適用される流量検出素子の要部を示す正面図である。
【図８】 この発明の実施の形態４に係る流量センサに
適用される流量検出素子の要部を示す正面図である。
適用される流量検出素子の要部を示す正面図である。
【図９】 この発明の実施の形態５に係る流量センサに
適用される流量検出素子を示す正面図である。
適用される流量検出素子を示す正面図である。
【図１０】 図９のＸ−Ｘ矢視断面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態６に係る流量センサ
に適用される流量検出素子の要部を示す正面図である。
に適用される流量検出素子の要部を示す正面図である。
【図１２】 この発明の実施の形態７に係る流量センサ
に適用される流量検出素子の要部を示す正面図である。
に適用される流量検出素子の要部を示す正面図である。
【図１３】 従来の流量検出素子を示す側断面図であ
る。
る。
【図１４】 従来の流量検出素子を示す平面図である。
１ 平板状基材、４ 発熱体、５ 測温体、９ａ、９
ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０
ｄ、１０ｅ、１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂ、２１、
２２、２３、２４、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、
２７ｅ、２８、２９、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１
ｄ、３１ｅ 穴、１３ ダイアフラム部、１４、１４Ａ
流量検出素子、２５、２６、３０，３２ 穴群、３３
キャビティ(空間）、５０ 制御回路、１００ 流量
センサ。
ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０
ｄ、１０ｅ、１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂ、２１、
２２、２３、２４、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、
２７ｅ、２８、２９、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１
ｄ、３１ｅ 穴、１３ ダイアフラム部、１４、１４Ａ
流量検出素子、２５、２６、３０，３２ 穴群、３３
キャビティ(空間）、５０ 制御回路、１００ 流量
センサ。
フロントページの続き (72)発明者 大橋 豊 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 坂井 裕一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 山下 彰 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 堤 和彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2F035 AA02 EA04 EA08
Claims (8)
- 【請求項１】 一部を除去して空間が設けられた平板状
基材と、上記空間上に上記平板状基材と一体に薄肉状に
形成されたダイアフラム部と、上記ダイアフラム部上に
形成された感熱抵抗膜からなる発熱体とからなる流量検
出素子を備え、上記発熱体に通電することによって加熱
された部分から計測流体への伝熱量に基いて計測流体の
流量を計測する感熱式流量センサにおいて、 上記流量検出素子は、上記ダイアフラム部を貫通する穴
が上記発熱体の外周部に複数設けられ、該穴は角部を鈍
角とする穴形状、もしくは角部を実質的に有しない穴形
状に形成されていることを特徴とする感熱式流量セン
サ。 - 【請求項２】 上記穴の形状が、略円形もしくは略楕円
形であることを特徴とする請求項１記載の感熱式流量セ
ンサ。 - 【請求項３】 上記複数の穴の少なくとも一部が、上記
発熱体に沿って千鳥状に設けられていることを特徴とす
る請求項１又は請求項２記載の感熱式流量センサ。 - 【請求項４】 一部を除去して空間が設けられた平板状
基材と、上記空間上に上記平板状基材と一体に薄肉状に
形成されたダイアフラム部と、上記ダイアフラム部上に
形成された感熱抵抗膜からなる発熱体とからなる流量検
出素子を備え、上記発熱体に通電することによって加熱
された部分から計測流体への伝熱量に基いて計測流体の
流量を計測する感熱式流量センサにおいて、 上記流量検出素子は、上記ダイアフラム部を貫通する穴
が上記発熱体の上流側を除く上記発熱体の外周部に複数
設けられていることを特徴とする感熱式流量センサ。 - 【請求項５】 上記複数の穴の少なくとも一部が、上記
発熱体に沿って千鳥状に設けられていることを特徴とす
る請求項４記載の感熱式流量センサ。 - 【請求項６】 一部を除去して空間が設けられた平板状
基材と、上記空間上に上記平板状基材と一体に薄肉状に
形成されたダイアフラム部と、上記ダイアフラム部上に
形成された感熱抵抗膜からなる発熱体とからなる流量検
出素子を備え、上記発熱体に通電することによって加熱
された部分から計測流体への伝熱量に基いて計測流体の
流量を計測する感熱式流量センサにおいて、 上記流量検出素子は、上記ダイアフラム部を貫通する穴
が上記発熱体の上流側および下流側にそれぞれ上記発熱
体に沿って複数設けられ、上記発熱体の上流側に設けら
れた穴は上記発熱体の下流側に設けられた穴に比べて上
記発熱体から離間していることを特徴とする感熱式流量
センサ。 - 【請求項７】 上記穴の形状が、略円形もしくは略楕円
形であることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいず
れかに記載の感熱式流量センサ。 - 【請求項８】 上記ダイアフラム部から離間して上記平
板状基板上に形成された計測流体の温度を検出するため
の測温体と、上記発熱体の温度が上記測温体により検出
された計測流体の温度に対して一定温度高くなるように
上記発熱体への加熱電流を制御する制御回路とを備え、
上記発熱体への加熱電流に基いて計測流体の流量を計測
するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項７
のいずれかに記載の感熱式流量センサ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30713898A JP3404300B2 (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | 感熱式流量センサ |
| US09/289,393 US6675644B2 (en) | 1998-10-28 | 1999-04-12 | Thermo-sensitive flow rate sensor |
| DE19919398A DE19919398B4 (de) | 1998-10-28 | 1999-04-28 | Wärmeempfindlicher Flußratensensor |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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