JP2009025099A - Thermal flow sensor - Google Patents

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Tsuyoshi Kosugi
津代志 小杉
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Star Micronics Co Ltd
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Star Micronics Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal flow sensor for performing flow detection of fluid under test using a heating resistor and a pair of temperature measuring resistors, in which sensitivity and accuracy in the flow detection are ensured, and flexibility in its installation position is increased. <P>SOLUTION: The thermal flow sensor 10 is formed as a card-shaped sensor comprising a rectangular resin film piece 12, a conductive film 14 formed by a predetermined wiring pattern on one surface 12a of the resin film piece 12, and a protective film 16 which partially covers the conductive film 14. As parts of the conductive film 14, the heating resistor 22, the pair of temperature measuring resistors 24, 26, and electrode pads 32A, 32B, 34A, 34B, 36A, 36B which expand in nearly a fan-shaped form from each of them are formed. In order to perform flow detection of the fluid under test flowing through a flow channel 2 formed within a laminated substrate unit 100, the thermal flow sensor 10 can be thereby placed within the laminated substrate unit 100 easily. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本願発明は、発熱抵抗体および1対の測温抵抗体を用いて被検流体の流量検出を行うように構成された熱式流量センサに関するものである。   The present invention relates to a thermal flow sensor configured to detect a flow rate of a fluid to be detected using a heating resistor and a pair of temperature measuring resistors.

従来より、被検流体の流量を測定する流量センサの一形式として、熱式流量センサが知られている。   Conventionally, a thermal flow sensor is known as one type of flow sensor for measuring the flow rate of a fluid to be tested.

例えば「特許文献1」や「特許文献2」には、被検流体の流路に配置される発熱抵抗体と、その上流側近傍および下流側近傍において流路に配置される1対の測温抵抗体とを備えた熱式流量センサが記載されている。この熱式流量センサにおいては、発熱抵抗体および各測温抵抗体が、それぞれ被検流体の流れ方向と略直交する方向に延びるように配置されている。そして、この熱式流量センサにおいては、発熱抵抗体により流路を流れる被検流体を加熱した状態で、1対の測温抵抗体の各々により被検流体の温度を検出し、その検出温度差に基づいて、被検流体の流量検出を行うように構成されている。   For example, in “Patent Document 1” and “Patent Document 2”, a heating resistor disposed in a flow path of a test fluid and a pair of temperature measuring elements disposed in the flow path in the vicinity of the upstream side and in the vicinity of the downstream side thereof. A thermal flow sensor with a resistor is described. In this thermal flow sensor, the heating resistor and each resistance temperature detector are arranged so as to extend in a direction substantially orthogonal to the flow direction of the fluid to be detected. In this thermal flow sensor, the temperature of the fluid to be detected is detected by each of the pair of temperature measuring resistors while the fluid to be tested flowing through the flow path is heated by the heating resistor, and the detected temperature difference Based on the above, the flow rate of the fluid to be detected is detected.

その際、多くの熱式流量センサは、上記「特許文献1」にも記載されているように、シリコン基板上に、発熱抵抗体および1対の測温抵抗体が形成された構成となっている。一方、上記「特許文献2」に記載された熱式流量センサは、樹脂フィルム片上に、発熱抵抗体および1対の測温抵抗体が形成された構成となっている。   At that time, many thermal flow sensors have a configuration in which a heating resistor and a pair of temperature measuring resistors are formed on a silicon substrate, as described in the above-mentioned “Patent Document 1”. Yes. On the other hand, the thermal flow sensor described in the above-mentioned “Patent Document 2” has a configuration in which a heating resistor and a pair of temperature measuring resistors are formed on a resin film piece.

特開2000−206134号公報JP 2000-206134 A 特開2000−227352号公報JP 2000-227352 A

上記「特許文献2」に記載された熱式流量センサのように、シリコン基板の代わりに断熱性に優れた樹脂フィルム片を用いるようにすれば、発熱抵抗体および各測温抵抗体の背面に断熱用の空洞を形成しなくても流量検出の感度を十分に確保することが可能となる。そしてこれにより熱式流量センサの薄型化を図ることが可能となる。   If a resin film piece with excellent heat insulation is used instead of a silicon substrate as in the thermal flow sensor described in the above-mentioned “Patent Document 2”, the heating resistor and the back surface of each resistance temperature detector are used. It is possible to sufficiently secure the sensitivity of flow rate detection without forming a heat insulation cavity. This makes it possible to reduce the thickness of the thermal flow sensor.

しかしながら、この「特許文献2」に記載された熱式流量センサにおいては、発熱抵抗体の両端部および各測温抵抗体の両端部の各々に板片状のリード線が取り付けられており、これら各リード線を介して発熱抵抗体および各測温抵抗体を外部の流量検出用制御回路と導通させるように構成されているので、熱式流量センサを設置し得る箇所が限られてしまう、という問題がある。   However, in the thermal flow sensor described in “Patent Document 2”, plate-like lead wires are attached to both ends of the heating resistor and both ends of each resistance temperature detector. It is configured to connect the heating resistor and each resistance temperature detector to the external flow rate detection control circuit via each lead wire, so that the location where the thermal flow sensor can be installed is limited. There's a problem.

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、発熱抵抗体および1対の測温抵抗体を用いて被検流体の流量検出を行うように構成された熱式流量センサにおいて、流量検出の感度および精度を十分に確保可能とした上で、その設置箇所の自由度を高めることができる熱式流量センサを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and is a thermal flow sensor configured to detect a flow rate of a fluid under test using a heating resistor and a pair of temperature measuring resistors. An object of the present invention is to provide a thermal flow sensor that can sufficiently secure the sensitivity and accuracy of flow rate detection and can increase the degree of freedom of its installation location.

本願発明は、熱式流量センサを、樹脂フィルム片を用いたカード状センサとして構成した上で、その発熱抵抗体および各測温抵抗体の構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。   In the present invention, the thermal flow sensor is configured as a card-like sensor using a resin film piece, and the above-described object is achieved by devising the configuration of the heating resistor and each resistance temperature detector. It is a thing.

すなわち、本願発明に係る熱式流量センサは、
被検流体の流路に配置される発熱抵抗体と、この発熱抵抗体の上流側近傍および下流側近傍において上記流路に配置される1対の測温抵抗体と、を備えてなる熱式流量センサにおいて、
上記熱式流量センサが、樹脂フィルム片と、この樹脂フィルム片の片面に所定の配線パターンで形成された導電膜と、この導電膜を部分的に被覆する保護膜とからなるカード状センサとして構成されており、
上記発熱抵抗体および上記各測温抵抗体が、上記導電膜の一部として、それぞれ上記被検流体の流れ方向と略直交する方向に延びるように形成されており、
上記保護膜が、上記樹脂フィルム片の上記片面における少なくとも上記流路に臨む部分を被覆するように形成されており、
上記導電膜の一部として、上記発熱抵抗体から延びる1対の電極パッドと、上記各測温抵抗体から延びる各1対の電極パッドとが形成されており、
上記各電極パッドが、上記発熱抵抗体および上記各測温抵抗体の各々から略扇形に拡がるように形成されている、ことを特徴とするものである。
That is, the thermal flow sensor according to the present invention is
A thermal type comprising: a heating resistor disposed in the flow path of the fluid to be tested; and a pair of temperature measuring resistors disposed in the flow path in the vicinity of the upstream side and the downstream side of the heating resistor. In the flow sensor,
The thermal flow sensor is configured as a card-like sensor comprising a resin film piece, a conductive film formed with a predetermined wiring pattern on one surface of the resin film piece, and a protective film partially covering the conductive film. Has been
The heating resistor and each temperature measuring resistor are formed as a part of the conductive film so as to extend in a direction substantially orthogonal to the flow direction of the fluid to be tested,
The protective film is formed so as to cover at least a portion facing the flow path on the one surface of the resin film piece,
As a part of the conductive film, a pair of electrode pads extending from the heating resistor and a pair of electrode pads extending from the temperature measuring resistors are formed,
Each of the electrode pads is formed so as to extend in a substantially fan shape from each of the heating resistor and the resistance temperature detectors.

上記「熱式流量センサ」は、カード状センサとして構成されたものであれば、その具体的な形状やサイズは特に限定されるものではなく、また、その厚さについても特に限定されるものではない。   As long as the “thermal flow sensor” is configured as a card-like sensor, the specific shape and size are not particularly limited, and the thickness is not particularly limited. Absent.

上記「発熱抵抗体」および上記各「測温抵抗体」は、被検流体の流れ方向と略直交する方向に延びるように形成されていれば、その具体的な経路は特に限定されるものではなく、単にI字形の経路で延びるように形成されていてもよいし、U字形の経路で延びるように形成されていてもよいし、さらには、複数回折り返す経路で延びるように形成されていてもよい。   If the “heating resistor” and each of the “temperature measuring resistors” are formed so as to extend in a direction substantially orthogonal to the flow direction of the fluid to be detected, the specific paths thereof are not particularly limited. Instead, it may be formed so as to extend only in an I-shaped path, may be formed so as to extend in a U-shaped path, or may be formed so as to extend in a path that is folded back multiple times. Also good.

上記「略扇形」とは、発熱抵抗体および各測温抵抗体の各々から離れるに従って徐々に幅が拡がる形状を意味するものであり、その拡がり度合は特に限定されるものではない。   The “substantially fan-shaped” means a shape whose width gradually increases as the distance from the heating resistor and each resistance temperature detector increases, and the degree of expansion is not particularly limited.

上記構成に示すように、本願発明に係る熱式流量センサは、樹脂フィルム片と、この樹脂フィルム片の片面に所定の配線パターンで形成された導電膜と、この導電膜を部分的に被覆する保護膜とからなるカード状センサとして構成されているので、被検流体の流量検出を必要とする様々な箇所に配置することが容易に可能となる。   As shown in the above configuration, the thermal flow sensor according to the present invention partially covers a resin film piece, a conductive film formed with a predetermined wiring pattern on one surface of the resin film piece, and the conductive film. Since it is configured as a card-like sensor composed of a protective film, it can be easily placed at various locations that require detection of the flow rate of the fluid to be detected.

その際、この熱式流量センサにおける発熱抵抗体および各測温抵抗体は、上記導電膜の一部として、それぞれ被検流体の流れ方向と略直交する方向に延びるように形成されており、さらに上記導電膜の一部として、発熱抵抗体から延びる1対の電極パッドと、各測温抵抗体から延びる各1対の電極パッドとが形成されているが、これら各電極パッドは発熱抵抗体および各測温抵抗体の各々から略扇形に拡がるように形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。   At that time, the heating resistor and each resistance temperature detector in this thermal flow sensor are formed as a part of the conductive film so as to extend in a direction substantially orthogonal to the flow direction of the fluid to be tested, As a part of the conductive film, a pair of electrode pads extending from the heating resistors and a pair of electrode pads extending from the respective resistance thermometers are formed. Since it forms so that it may spread from each of each resistance temperature sensor in the substantially fan shape, the following effects can be acquired.

すなわち、流量検出の感度を高めるためには、発熱抵抗体と各測温抵抗体との流れ方向の中心間距離をできるだけ小さい値に設定することが好ましい。その点、本願発明に係る熱式流量センサにおいては、各電極パッドが発熱抵抗体および各測温抵抗体の各々から略扇形に拡がるように形成されているので、発熱抵抗体と各測温抵抗体との流れ方向の中心間距離を十分小さい値に設定した場合においても、各電極パッドにおける外部の流量検出用制御回路の電極と導通する部分を、ある程度大きい面積で形成することができる。   That is, in order to increase the sensitivity of flow rate detection, it is preferable to set the distance between the centers of the heating resistor and each resistance temperature detector in the flow direction as small as possible. In that respect, in the thermal type flow sensor according to the present invention, each electrode pad is formed so as to expand in a substantially fan shape from each of the heating resistor and each temperature measuring resistor, so that the heating resistor and each temperature measuring resistor. Even when the center-to-center distance in the flow direction with the body is set to a sufficiently small value, a portion that is electrically connected to the electrode of the external flow rate detection control circuit in each electrode pad can be formed with a certain large area.

そしてこれにより、本願発明に係る熱式流量センサは、カード状センサとして構成されているにもかかわらず、外部の流量検出用制御回路との電気的接続を容易に行うことができる。しかも、これら各電極パッドは略扇形に拡がるように形成されているので、発熱抵抗体および各測温抵抗体以外の部分の抵抗値を十分低く抑えることができ、これにより流量検出の精度を高めることができる。   As a result, the thermal flow sensor according to the present invention can be easily electrically connected to an external flow rate detection control circuit even though it is configured as a card-like sensor. In addition, since each of these electrode pads is formed so as to expand in a substantially fan shape, the resistance values of portions other than the heating resistor and each of the resistance temperature detectors can be suppressed sufficiently low, thereby increasing the accuracy of flow rate detection. be able to.

また、本願発明に係る熱式流量センサにおいては、その樹脂フィルム片の片面における流路に臨む部分がすべて保護膜で被覆されているので、被検流体が例えばメタノール等のように沸点が低く気泡が発生しやすい液体である場合においても、流量検出を精度良く行うことができる。   Further, in the thermal flow sensor according to the present invention, since the part facing the flow path on one side of the resin film piece is covered with a protective film, the fluid to be detected has a low boiling point such as methanol, for example, Even when the liquid is liable to occur, the flow rate can be detected with high accuracy.

すなわち、仮に、熱式流量センサにおいて流路に臨む部分に大きな凹凸があったとすると、発熱抵抗体により加熱された液体から発生する気泡が凹凸部分に付着してしまうので、各測温抵抗体における液温検出を精度良く行うことができなくなってしまうこととなる。その点、本願発明に係る熱式流量センサにおいて被検流体と接触する部分は、保護膜の表面であり、この表面の凹凸の高さは最大でも導電膜の膜厚分の高さに抑えられており、十分な平滑性が確保されている。したがって、この保護膜の表面の凹凸部分に気泡が付着してしまうといった事態が発生するのを未然に防止することができ、これにより流量検出を精度良く行うことができる。   That is, if there is a large unevenness in the portion facing the flow path in the thermal flow sensor, bubbles generated from the liquid heated by the heating resistor adhere to the uneven portion. The liquid temperature cannot be detected accurately. In that respect, in the thermal flow sensor according to the present invention, the portion that comes into contact with the test fluid is the surface of the protective film, and the height of the unevenness on this surface is suppressed to the height of the film thickness of the conductive film at the maximum. And sufficient smoothness is ensured. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a situation in which bubbles are attached to the uneven portion of the surface of the protective film, thereby making it possible to accurately detect the flow rate.

このように本願発明によれば、発熱抵抗体および1対の測温抵抗体を用いて被検流体の流量検出を行うように構成された熱式流量センサにおいて、流量検出の感度および精度を十分に確保可能とした上で、その設置箇所の自由度を高めることができる。   As described above, according to the present invention, in the thermal flow sensor configured to detect the flow rate of the fluid to be detected using the heating resistor and the pair of temperature measuring resistors, the sensitivity and accuracy of the flow rate detection are sufficient. In addition, the degree of freedom of the installation location can be increased.

上記構成において、発熱抵抗体および各測温抵抗体が、被検流体の流れ方向と略直交する方向にU字形の経路で延びるように形成された構成とすれば、発熱抵抗体から延びる1対の電極パッドおよび各測温抵抗体から延びる各1対の電極パッドが、それぞれ被検流体の流路に対して同じ側に形成されることとなるので、これら発熱抵抗体および各測温抵抗体の各々と外部の流量検出用制御回路との電気的接続を行いやすくすることができる。   In the above configuration, if the heating resistor and each resistance temperature detector are formed so as to extend along a U-shaped path in a direction substantially orthogonal to the flow direction of the fluid to be tested, a pair extending from the heating resistor Since each electrode pad and each pair of electrode pads extending from each resistance temperature sensor are formed on the same side with respect to the flow path of the fluid to be detected, these heating resistor and each resistance temperature sensor Can be easily connected to an external flow rate detection control circuit.

この場合において、発熱抵抗体から延びる1対の電極パッドおよび各測温抵抗体から延びる各1対の電極パッドが、被検流体の流路に対してすべて同じ側に形成された構成とすれば、これら発熱抵抗体および各測温抵抗体の各々と外部の流量検出用制御回路との電気的接続をすべて同じ側で行うことができる。したがって、流量検出を必要とする箇所への熱式流量センサの設置を行いやすくすることができ、これにより熱式流量センサの汎用性を高めることができる。   In this case, if the pair of electrode pads extending from the heating resistor and the pair of electrode pads extending from each temperature measuring resistor are all formed on the same side with respect to the flow path of the fluid to be tested, The electrical connection between each of the heating resistors and each of the resistance temperature detectors and the external flow rate detection control circuit can be made on the same side. Therefore, it is possible to facilitate the installation of the thermal flow sensor at a location where flow rate detection is required, thereby enhancing the versatility of the thermal flow sensor.

一方、この場合において、発熱抵抗体から延びる1対の電極パッドと各測温抵抗体から延びる各1対の電極パッドとが、被検流体の流路を挟んで互いに反対側に位置するように形成された構成とすれば、各測温抵抗体から延びる各1対の電極パッドと、発熱抵抗体から延びる1対の電極パッドとが、互いに近接して配置されないようにすることができる。そしてこれにより、発熱抵抗体から延びる1対の電極パッドの温度が上昇するようなことがあっても、その熱影響が各測温抵抗体からの検出信号には及ばないようにすることができ、これにより流量検出の精度を高めることができる。   On the other hand, in this case, the pair of electrode pads extending from the heating resistors and the pair of electrode pads extending from the resistance temperature detectors are positioned on opposite sides of the flow path of the test fluid. With the formed configuration, it is possible to prevent the pair of electrode pads extending from each resistance temperature detector and the pair of electrode pads extending from the heating resistor from being arranged close to each other. As a result, even if the temperature of the pair of electrode pads extending from the heating resistor rises, the thermal effect can be prevented from reaching the detection signal from each temperature measuring resistor. Thus, the accuracy of flow rate detection can be increased.

上記構成において、樹脂フィルム片の片面における発熱抵抗体および各測温抵抗体から被検流体の流れ方向上流側に離れた位置に、被検流体の温度を検出する基準抵抗体が、上記導電膜の一部として、被検流体の流れ方向と略直交する方向に延びるように形成された構成とすれば、被検流体の温度を検出するためのセンサを、別途、被検流体の流路に配置する必要を無くすことができる。また、このような構成とすることにより、基準抵抗体と発熱抵抗体および1対の測温抵抗体との位置関係を常に一定に維持することができるので、この点においても流量検出を精度良く行うことができる。   In the above configuration, the reference resistor for detecting the temperature of the test fluid at the position away from the heating resistor and each resistance temperature detector on the one side of the resin film piece in the flow direction of the test fluid is the conductive film. If the sensor is configured to extend in a direction substantially perpendicular to the flow direction of the test fluid, a sensor for detecting the temperature of the test fluid is separately provided in the flow path of the test fluid. The need for placement can be eliminated. Further, by adopting such a configuration, the positional relationship between the reference resistor, the heating resistor, and the pair of temperature measuring resistors can be always maintained constant, and in this respect also, the flow rate detection can be performed with high accuracy. It can be carried out.

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本願発明の一実施形態に係る熱式流量センサ10を示す平面図であり、図2は、図1のII部詳細図である。また、図3(b)は、この熱式流量センサ10が組み込まれた積層基板ユニット100を示す断面図であって、同図(a)は、その組込みの様子を示す断面図である。さらに、図4は、この積層基板ユニット100に組み込まれた熱式流量センサ10を示す斜視図である。   FIG. 1 is a plan view showing a thermal flow sensor 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed view of a portion II in FIG. FIG. 3B is a cross-sectional view showing the multilayer substrate unit 100 in which the thermal flow sensor 10 is incorporated, and FIG. 3A is a cross-sectional view showing the state of incorporation. Further, FIG. 4 is a perspective view showing the thermal flow sensor 10 incorporated in the multilayer substrate unit 100.

図3(b)および図4に示すように、本実施形態に係る熱式流量センサ10は、積層基板ユニット100の内部に形成される被検流体の流路2に配置された状態で用いられるようになっている。   As shown in FIGS. 3B and 4, the thermal flow sensor 10 according to the present embodiment is used in a state where the thermal flow sensor 10 is arranged in the flow path 2 of the test fluid formed inside the multilayer substrate unit 100. It is like that.

この積層基板ユニット100は、例えばノート型パソコン等のような小型電子機器用の燃料電池システム(図示せず)の一部として組み込まれるようになっている。その際、この燃料電池システムにおいては、メタノール、空気、水素の各流路と、これら各流路の流量を制御するため電子回路とが、多層基板に組み込まれるようにして形成されている。   The multilayer substrate unit 100 is incorporated as a part of a fuel cell system (not shown) for small electronic equipment such as a notebook personal computer. In this case, in this fuel cell system, each flow path of methanol, air, and hydrogen and an electronic circuit for controlling the flow rate of each flow path are formed so as to be incorporated in the multilayer substrate.

この多層基板は、第1および第2の基板102、104を含む複数の基板(例えば10枚程度の基板)が積層されてなり、その一部として積層基板ユニット100が組み込まれるようになっている。そして、この多層基板内に形成される流路の一部分が、積層基板ユニット100の流路2により構成されるようになっている。   The multilayer substrate is formed by laminating a plurality of substrates (for example, about 10 substrates) including the first and second substrates 102 and 104, and the multilayer substrate unit 100 is incorporated as a part thereof. . A part of the flow path formed in the multilayer substrate is configured by the flow path 2 of the multilayer substrate unit 100.

この積層基板ユニット100の流路2は、上記燃料電池システムにおいて燃料カートリッジ(図示せず)からメタノールを供給するための流路であって、幅2mm、高さ1mmの矩形状断面で、所定長にわたって直線状に延びるように形成されている。そして、この流路2は、その両端部において、第1の基板102または第2の基板104に形成された貫通孔(図示せず)を介して、他の階層の基板に形成された流路に接続されるようになっている。   The flow path 2 of the multilayer substrate unit 100 is a flow path for supplying methanol from a fuel cartridge (not shown) in the fuel cell system, and has a rectangular cross section with a width of 2 mm and a height of 1 mm, and has a predetermined length. It extends so as to extend linearly. And this flow path 2 is the flow path formed in the board | substrate of another hierarchy through the through-hole (not shown) formed in the 1st board | substrate 102 or the 2nd board | substrate 104 in the both ends. To be connected to.

この流路2内を流れるメタノールは、分速1ミリリットル程度の流速で送液されるようになっている。そして、この熱式流量センサ10は、この流路2を流れるメタノールを被検流体として、その流量検出を行うようになっている。   Methanol flowing through the flow path 2 is fed at a flow rate of about 1 milliliter per minute. The thermal flow sensor 10 detects the flow rate of methanol flowing through the flow path 2 as a test fluid.

なお、図3(a)および(b)は、積層基板ユニット100を、流路2と直交する平面に沿った断面位置で示している。また、図1、2および4においては、流路2を2点鎖線で示しており、メタノールの流れる向きを2点鎖線の矢印で示している。   3A and 3B show the multilayer substrate unit 100 in a cross-sectional position along a plane orthogonal to the flow path 2. 1, 2 and 4, the flow path 2 is indicated by a two-dot chain line, and the direction of methanol flow is indicated by a two-dot chain arrow.

図1および4に示すように、熱式流量センサ10は、流路2に配置される発熱抵抗体22と、この発熱抵抗体22の上流側近傍および下流側近傍において流路2に配置される1対の測温抵抗体24、26と、これら発熱抵抗体22および1対の測温抵抗体24、26から流れ方向上流側に離れた位置に配置される基準抵抗体28とを備えてなっている。   As shown in FIGS. 1 and 4, the thermal flow sensor 10 is disposed in the flow path 2 in the vicinity of the heating resistor 22 disposed in the flow path 2 and in the vicinity of the upstream side and the downstream side of the heating resistor 22. A pair of resistance temperature detectors 24 and 26, and a heating resistor 22 and a reference resistance body 28 arranged at a position away from the pair of resistance temperature detectors 24 and 26 on the upstream side in the flow direction are provided. ing.

そして、この熱式流量センサ10においては、発熱抵抗体22を、流路2を流れるメタノールの温度よりも5℃程度高い温度に加熱した状態で、1対の測温抵抗体24、26の各々においてメタノールの温度を検出するようになっている。そして、両測温抵抗体24、26で検出された温度の差に基づいて、上記燃料電池システムの流量検出用制御回路(図示せず)において流量測定を行うようになっている。その際、基準抵抗体28により、流路2を流れるメタノールの温度を、発熱抵抗体22よりも上流側において正確に検出し、この検出温度を発熱抵抗体22を加熱する際の基準温度とするようになっている。   In the thermal flow sensor 10, the heating resistor 22 is heated to a temperature about 5 ° C. higher than the temperature of methanol flowing through the flow path 2. The temperature of methanol is detected. Based on the temperature difference detected by the two resistance temperature detectors 24 and 26, the flow rate is measured in a flow rate detection control circuit (not shown) of the fuel cell system. At that time, the reference resistor 28 accurately detects the temperature of methanol flowing through the flow path 2 on the upstream side of the heating resistor 22, and this detected temperature is used as a reference temperature for heating the heating resistor 22. It is like that.

この熱式流量センサ10は、矩形状の樹脂フィルム片12と、この樹脂フィルム片12の片面12aに所定の配線パターンで形成された導電膜14と、この導電膜14を部分的に被覆する保護膜16とからなるカード状センサとして構成されている。   This thermal flow sensor 10 includes a rectangular resin film piece 12, a conductive film 14 formed in a predetermined wiring pattern on one surface 12 a of the resin film piece 12, and a protection that partially covers the conductive film 14. A card-like sensor composed of the film 16 is configured.

樹脂フィルム片12は、長辺の長さ11mm、短辺の長さ5.5mm、厚さ0.2mmに設定されたポリイミド製フィルムであって、その長辺の方向をメタノールの流れ方向に向けた状態で用いられるようになっている。その際、流路2は、樹脂フィルム片12における手前側の長辺12b1と向こう側の長辺12b2との間の中心線よりも向こう側の長辺12b2寄りの位置に、上述した2mmの幅で形成されるようになっている。   The resin film piece 12 is a polyimide film having a long side length of 11 mm, a short side length of 5.5 mm, and a thickness of 0.2 mm, and the long side direction is directed to the methanol flow direction. It is designed to be used with At that time, the flow path 2 has a width of 2 mm described above at a position closer to the long side 12b2 on the far side than the center line between the long side 12b1 on the near side and the long side 12b2 on the far side in the resin film piece 12. It is to be formed with.

導電膜14は、金属をスパッタリングすることにより形成されており、その膜厚は0.1μmに設定されている。   The conductive film 14 is formed by sputtering a metal, and its film thickness is set to 0.1 μm.

発熱抵抗体22および各測温抵抗体24、26は、導電膜14の一部として、それぞれメタノールの流れ方向と直交する方向に延びるように形成されている。また、基準抵抗体28も、導電膜14の一部として、メタノールの流れ方向と直交する方向に延びるように形成されている。   The heating resistor 22 and the resistance temperature detectors 24 and 26 are formed as a part of the conductive film 14 so as to extend in a direction perpendicular to the flow direction of methanol. The reference resistor 28 is also formed as a part of the conductive film 14 so as to extend in a direction perpendicular to the methanol flow direction.

なお、樹脂フィルム片12における上流側の短辺12c1に接する位置および下流側の短辺12c2に接する位置には、それぞれ1対の目印30が、導電膜14の一部として形成されている。これら各対の目印30は、流路2を跨ぐようにして2mm間隔で形成されており、これにより流路2の位置を標示するようになっている。   A pair of marks 30 is formed as a part of the conductive film 14 at a position in contact with the upstream short side 12 c 1 and a position in contact with the downstream short side 12 c 2 in the resin film piece 12. These pairs of marks 30 are formed at intervals of 2 mm so as to straddle the flow path 2, thereby indicating the position of the flow path 2.

保護膜16は、流路2の幅よりもやや広い幅(3mm程度の幅)でメタノールの流れ方向に沿って帯状に延びる領域(すなわち図中網線で示す領域)に形成されており、これにより発熱抵抗体22、1対の測温抵抗体24、26および基準抵抗体28を被覆して、これらを直接メタノールと接触させないようにしている。この保護膜16は、電気絶縁性を有するとともにメタノールに対して耐性を有するフッ素系樹脂やポリイミド樹脂等をコーティングすることにより形成されており、その膜厚は1μmに設定されている。   The protective film 16 is formed in a region that is slightly wider than the width of the flow path 2 (about 3 mm wide) and extends in a strip shape along the methanol flow direction (that is, a region indicated by a mesh line in the figure). Thus, the heating resistor 22, the pair of temperature measuring resistors 24, 26 and the reference resistor 28 are covered so that they are not in direct contact with methanol. The protective film 16 is formed by coating a fluorine-based resin, a polyimide resin, or the like that is electrically insulating and resistant to methanol, and has a thickness of 1 μm.

図2に示すように、発熱抵抗体22および各測温抵抗体24、26は、いずれも、メタノールの流れ方向と直交する方向にU字形の経路で延びるように形成されている。   As shown in FIG. 2, each of the heating resistor 22 and each of the resistance temperature detectors 24 and 26 is formed to extend along a U-shaped path in a direction orthogonal to the methanol flow direction.

その際、これら発熱抵抗体22および各測温抵抗体24、26は、いずれも流路2の幅よりも僅かに狭い範囲内において形成されている。そして、これら発熱抵抗体22および各測温抵抗体24、26の各々は、その1対の基端部が手前側(すなわち長辺12b1側)に位置しており、向こう側(すなわち長辺12b2側)で折り返すように形成されている。   At this time, both the heating resistor 22 and the temperature measuring resistors 24 and 26 are formed within a range slightly narrower than the width of the flow path 2. Each of the heating resistor 22 and each of the resistance temperature detectors 24 and 26 has a pair of base end portions located on the front side (that is, the long side 12b1 side) and the other side (that is, the long side 12b2). Side).

これら発熱抵抗体22および各測温抵抗体24、26は、いずれも幅20μmで形成されており、その往路部と復路部との中心線間隔は40μmに設定されている。また、発熱抵抗体22と各測温抵抗体24、26との流れ方向の中心間距離は、それぞれ80μmに設定されている。   The heating resistor 22 and the resistance temperature detectors 24 and 26 are all formed with a width of 20 μm, and the center line interval between the forward path portion and the return path portion is set to 40 μm. Further, the center-to-center distance in the flow direction between the heating resistor 22 and the temperature measuring resistors 24 and 26 is set to 80 μm.

発熱抵抗体22の各基端部には、該基端部から略扇形に拡がる電極パッド32A、32Bが、導電膜14の一部としてそれぞれ形成されている。また、上流側の測温抵抗体24の各基端部には、該基端部から略扇形に拡がる電極パッド34A、34Bが、導電膜14の一部としてそれぞれ形成されている。さらに、下流側の測温抵抗体26の各基端部には、該基端部から略扇形に拡がる電極パッド36A、36Bが、導電膜14の一部としてそれぞれ形成されている。   Electrode pads 32 </ b> A and 32 </ b> B extending from the base end portion in a substantially fan shape are formed as part of the conductive film 14 at each base end portion of the heating resistor 22. In addition, electrode pads 34 </ b> A and 34 </ b> B extending from the base end portion in a substantially fan shape are formed as a part of the conductive film 14 at each base end portion of the upstream temperature measuring resistor 24. Furthermore, electrode pads 36 </ b> A and 36 </ b> B extending from the base end portion in a substantially fan shape are formed as part of the conductive film 14 at each base end portion of the downstream resistance temperature detector 26.

これら各電極パッド32A、32B、34A、34B、36A、36Bは、メタノールの流れ方向に延びる直線に対して手前側に位置する180°の角度領域を、多少の角度間隔をおいて略6等分した拡がり角度(具体的には20〜25°程度の拡がり角度)で形成されている。   Each of these electrode pads 32A, 32B, 34A, 34B, 36A, and 36B divides the 180 ° angular region located on the near side with respect to the straight line extending in the methanol flow direction into approximately six equal parts with a slight angular interval. Are formed at an expansion angle (specifically, an expansion angle of about 20 to 25 °).

図1に示すように、これら各電極パッド32A、32B、34A、34B、36A、36Bの端部(すなわち保護膜16により被覆されていない部分)は、メタノールの流れ方向と直交する方向に折れ曲がるようにして、樹脂フィルム片12の手前側の長辺12b1まで延びている。その際、これら各電極パッド32A、32B、34A、34B、36A、36Bの端部は、メタノールの流れ方向に関して、いずれも同じ幅(具体的には1mm程度の幅)で、かつ等間隔で形成されている。そしてこれにより、発熱抵抗体22から延びる1対の電極パッド32A、32Bが、メタノールの流れ方向に関して対称形状で形成され、また、上流側の測温抵抗体24から延びる1対の電極パッド34A、34Bと、下流側の測温抵抗体26から延びる1対の電極パッド36A、36Bとが、メタノールの流れ方向に関して対称形状で形成されている。   As shown in FIG. 1, the end portions of these electrode pads 32A, 32B, 34A, 34B, 36A, 36B (that is, portions not covered by the protective film 16) are bent in a direction perpendicular to the methanol flow direction. Thus, it extends to the long side 12b1 on the near side of the resin film piece 12. At that time, the end portions of these electrode pads 32A, 32B, 34A, 34B, 36A, and 36B are all formed at equal intervals in the methanol flow direction (specifically, a width of about 1 mm). Has been. Thus, a pair of electrode pads 32A and 32B extending from the heating resistor 22 is formed in a symmetrical shape with respect to the methanol flow direction, and a pair of electrode pads 34A extending from the temperature measuring resistor 24 on the upstream side. 34B and a pair of electrode pads 36A, 36B extending from the resistance temperature detector 26 on the downstream side are formed symmetrically with respect to the methanol flow direction.

基準抵抗体28は、樹脂フィルム片12における上流側の短辺12c1の近傍に形成されている。そして、この基準抵抗体28は、発熱抵抗体22から6mm程度離れた位置に配置されている。   The reference resistor 28 is formed in the vicinity of the upstream short side 12c1 of the resin film piece 12. The reference resistor 28 is disposed at a position about 6 mm away from the heating resistor 22.

この基準抵抗体28も、発熱抵抗体22および各測温抵抗体24、26の各々と同様、メタノールの流れ方向と直交する方向にU字形の経路で延びるように形成されている。   The reference resistor 28 is also formed to extend along a U-shaped path in a direction orthogonal to the methanol flow direction, like each of the heating resistor 22 and each of the resistance temperature detectors 24 and 26.

その際、この基準抵抗体28も、流路2の幅よりも僅かに狭い範囲内において形成されている。そして、この基準抵抗体28も、その1対の基端部が手前側に位置しており、向こう側で折り返すように形成されている。また、この基準抵抗体28も、幅20μmで形成されており、その往路部と復路部との中心線間隔は40μmに設定されている。   At this time, the reference resistor 28 is also formed within a range slightly narrower than the width of the flow path 2. The reference resistor 28 is also formed so that the pair of base end portions is located on the near side and folded back on the other side. The reference resistor 28 is also formed with a width of 20 μm, and the center line interval between the forward path part and the return path part is set to 40 μm.

この基準抵抗体28の各基端部にも、該基端部から略扇形に拡がる電極パッド38A、38Bが、導電膜14の一部としてそれぞれ形成されている。ただし、これら各電極パッド38A、38Bは、基準抵抗体28が上流側の短辺12c1近傍に配置されているので、この基準抵抗体28から下流側寄りに拡がるように形成されている。その際、電極パッド38Aは、発熱抵抗体22から延びる電極パッド32Bと略同様の形状で形成されており、また、電極パッド38Bは、測温抵抗体26から延びる電極パッド36Bと略同様の形状で形成されている。   Electrode pads 38 </ b> A and 38 </ b> B extending in a substantially fan shape from the base end are also formed as part of the conductive film 14 at each base end of the reference resistor 28. However, each of the electrode pads 38A and 38B is formed so as to extend from the reference resistor 28 toward the downstream side because the reference resistor 28 is disposed in the vicinity of the short side 12c1 on the upstream side. At this time, the electrode pad 38A is formed in substantially the same shape as the electrode pad 32B extending from the heating resistor 22, and the electrode pad 38B is substantially similar in shape to the electrode pad 36B extending from the temperature measuring resistor 26. It is formed with.

図3(b)に示すように、積層基板ユニット100においては、熱式流量センサ10が、第1の基板102と第2の基板104との間に挟まれるようにして配置されており、この状態で断面矩形状の流路2の一壁面を所定長にわたって構成するようになっている。その際、第1および第2の基板102、104は、いずれも樹脂基板として構成されている。この樹脂基板の具体的な材質としては、例えば、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン等が採用可能である。   As shown in FIG. 3B, in the multilayer substrate unit 100, the thermal flow sensor 10 is disposed so as to be sandwiched between the first substrate 102 and the second substrate 104. In this state, one wall surface of the channel 2 having a rectangular cross section is formed over a predetermined length. At that time, both the first and second substrates 102 and 104 are configured as resin substrates. As a specific material of the resin substrate, for example, polyimide, polyetherimide, polyethersulfone, or the like can be used.

図3(a)に示すように、第1の基板102は板厚1mmに設定されており、その片面102aには、熱式流量センサ10と略同じサイズでかつ略同じ深さを有する凹部102bが形成されている。すなわち、この凹部102bは、長辺の長さ11mm程度、短辺の長さ5.5mm程度の大きさの矩形状凹部であって、その深さが0.2mm程度に設定されている。   As shown in FIG. 3A, the first substrate 102 is set to have a plate thickness of 1 mm, and a concave portion 102b having substantially the same size and the same depth as the thermal flow sensor 10 is provided on one surface 102a thereof. Is formed. That is, the recess 102b is a rectangular recess having a long side length of about 11 mm and a short side length of about 5.5 mm, and the depth is set to about 0.2 mm.

そして、熱式流量センサ10は、その樹脂フィルム片12の片面12a側を露出させた状態で、第1の基板102の凹部102bに収容されるようになっている。このとき、熱式流量センサ10は、凹部102bに対して略隙間なく収容され、かつ、その樹脂フィルム片12の片面12aが第1の基板102の片面102aと略面一の状態となる。   The thermal flow sensor 10 is accommodated in the recess 102b of the first substrate 102 with the one surface 12a side of the resin film piece 12 exposed. At this time, the thermal flow sensor 10 is accommodated in the recess 102b without a substantial gap, and the one surface 12a of the resin film piece 12 is substantially flush with the one surface 102a of the first substrate 102.

一方、第2の基板104は板厚2mmに設定されており、その片面104aには、幅2mm、深さ1mmの矩形状断面で、所定長(例えば、20〜40mm程度の長さ)にわたって直線状に延びる凹溝104bが形成されている。また、この第2の基板104の片面104aには、凹溝104b近傍まで延びる導電膜106が所定の配線パターンで形成されている。   On the other hand, the 2nd board | substrate 104 is set to 2 mm in plate | board thickness, and it has a rectangular cross section with a width of 2 mm and a depth of 1 mm on one side 104a, and is linear over a predetermined length (for example, a length of about 20 to 40 mm). A concave groove 104b extending in a shape is formed. A conductive film 106 extending to the vicinity of the concave groove 104b is formed on one surface 104a of the second substrate 104 with a predetermined wiring pattern.

この導電膜106は、上記燃料電池システムの流量検出用制御回路の一部を構成するものであって、その配線パターンは、熱式流量センサ10の各電極パッド32A、32B、34A、34B、36A、36B、38A、38Bとそれぞれ導通するようなパターン形状に設定されている。そして、この導電膜106を介して、熱式流量センサ10の発熱抵抗体22、各測温抵抗体24、26および基準抵抗体28が、それぞれ上記燃料電池システムの流量検出用制御回路における他の部分(例えばブリッジ回路等)と電気的に接続されるようになっている。   The conductive film 106 constitutes a part of the flow rate detection control circuit of the fuel cell system, and the wiring pattern thereof is the electrode pads 32A, 32B, 34A, 34B, 36A of the thermal flow rate sensor 10. , 36B, 38A, and 38B, the pattern shape is set to be conductive. Through the conductive film 106, the heating resistor 22, the resistance temperature detectors 24 and 26, and the reference resistor 28 of the thermal flow sensor 10 are connected to other control circuits in the flow rate detection control circuit of the fuel cell system, respectively. It is electrically connected to a portion (for example, a bridge circuit).

図3(a)に示すように、積層基板ユニット100の組付けは、熱式流量センサ10を第1の基板102の凹部102bに収容した後、この第1の基板102に対して、第2の基板104を、その凹溝104bが熱式流量センサ10の発熱抵抗体22および1対の測温抵抗体24、26と直交する向きとなるように配置した状態で、その片面104aにおいて第1の基板102の片面102aと接合することにより行われるようになっている。   As shown in FIG. 3A, the multilayer substrate unit 100 is assembled with respect to the first substrate 102 after the thermal flow sensor 10 is accommodated in the recess 102 b of the first substrate 102. In the state where the concave groove 104b is arranged so that the concave groove 104b is orthogonal to the heating resistor 22 and the pair of temperature measuring resistors 24, 26 of the thermal flow sensor 10, the first surface 104a has a first surface 104a. This is performed by bonding to one side 102a of the substrate 102.

その際、熱式流量センサ10の各電極パッド32A、32B、34A、34B、36A、36B、38A、38Bと導電膜106との接触部分には、それぞれ導電性接着剤(図示せず)を塗布しておくことにより、両者の導通を確実に図るようにし、それ以外の部分においては、第1の基板102の片面102aと第2の基板104の片面104aとの間に通常の接着剤(図示せず)を塗布しておくことにより、流路2周辺の水密性(および気密性)を十分に確保するようになっている。   At that time, a conductive adhesive (not shown) is applied to the contact portions between the electrode pads 32A, 32B, 34A, 34B, 36A, 36B, 38A, 38B and the conductive film 106 of the thermal flow sensor 10 respectively. Thus, conduction between the two is ensured, and in other portions, a normal adhesive (see FIG. 5) is provided between the one surface 102a of the first substrate 102 and the one surface 104a of the second substrate 104. (Not shown) is applied to ensure sufficient water-tightness (and air-tightness) around the channel 2.

なお、第1の基板102または第2の基板104における、凹部102bの両端部に位置する部分には、流路2を他の階層の基板に形成された流路と接続するための貫通孔(図示せず)が形成されている。   Note that a portion of the first substrate 102 or the second substrate 104 located at both ends of the recess 102b has a through hole (for connecting the channel 2 to a channel formed in another level of the substrate ( (Not shown) is formed.

図5(a)は、図1のVa-Va 線断面図である。また、同図(b)は、同図(a)のb部詳細図であり、同図(c)は、同図(b)のc部詳細図である。   FIG. 5A is a cross-sectional view taken along the line Va-Va in FIG. FIG. 2B is a detailed view of a portion b of FIG. 1A, and FIG. 2C is a detailed view of a portion c of FIG.

これらの図に示すように、熱式流量センサ10は、平滑面として形成された樹脂フィルム片12の片面12aに、発熱抵抗体22、1対の測温抵抗体24、26および基準抵抗体28が、導電膜14の一部として形成されており、そして、これらは保護膜16により被覆されているので、熱式流量センサ10において流路2に臨む保護膜16の表面16aは略平滑なものとなる。   As shown in these drawings, the thermal flow sensor 10 has a heating resistor 22, a pair of temperature measuring resistors 24 and 26, and a reference resistor 28 on one surface 12a of the resin film piece 12 formed as a smooth surface. Are formed as a part of the conductive film 14, and these are covered with the protective film 16, so that the surface 16a of the protective film 16 facing the flow path 2 in the thermal flow sensor 10 is substantially smooth. It becomes.

すなわち、図5(a)のスケールでは、保護膜16の表面16aのメタノールの流れ方向に沿った断面形状は一直線状であり、そのb部を拡大した同図(b)においても、上記断面形状はまだ一直線状であり、そのc部をさらに拡大した同図(c)において、ようやく僅かな凹凸が認められるようになる。その際、同図(c)に示す保護膜16の表面16aの凹凸は、発熱抵抗体22および測温抵抗体26の各々の厚さ分の段差が保護膜16の表面16aに現れることによるものであるが、これら発熱抵抗体22および測温抵抗体26は、いずれも膜厚0.1μmの導電膜14の一部として形成されているので、上記段差も0.1μmという僅かな高さとなる。このため、発熱抵抗体22により加熱されたメタノールから気泡が発生したとしても、その気泡が凹凸部分に付着してしまうおそれはない。   That is, in the scale of FIG. 5A, the cross-sectional shape along the methanol flow direction of the surface 16a of the protective film 16 is a straight line, and the cross-sectional shape is also shown in FIG. Is still in a straight line shape, and finally a slight unevenness is recognized in FIG. At that time, the unevenness of the surface 16a of the protective film 16 shown in FIG. 4C is due to the appearance of a step corresponding to the thickness of each of the heating resistor 22 and the resistance temperature detector 26 on the surface 16a of the protective film 16. However, since both the heating resistor 22 and the resistance temperature detector 26 are formed as a part of the conductive film 14 having a film thickness of 0.1 μm, the level difference is a slight height of 0.1 μm. . For this reason, even if bubbles are generated from the methanol heated by the heating resistor 22, there is no possibility that the bubbles will adhere to the uneven portions.

以上詳述したように、本実施形態に係る熱式流量センサ10は、矩形状の樹脂フィルム片12と、この樹脂フィルム片12の片面12aに所定の配線パターンで形成された導電膜14と、この導電膜14を部分的に被覆する保護膜16とからなるカード状センサとして構成されているので、積層基板ユニット100の内部に形成された流路2を流れるメタノールの流量検出を行うために、この積層基板ユニット100の内部に配置することが容易に可能となる。   As described above in detail, the thermal flow sensor 10 according to this embodiment includes a rectangular resin film piece 12 and a conductive film 14 formed in a predetermined wiring pattern on one surface 12a of the resin film piece 12, Since it is configured as a card-like sensor comprising a protective film 16 that partially covers the conductive film 14, in order to detect the flow rate of methanol flowing through the flow path 2 formed inside the multilayer substrate unit 100, It becomes easy to arrange the laminated substrate unit 100 inside.

その際、本実施形態に係る熱式流量センサ10においては、その発熱抵抗体22および各測温抵抗体24、26が、導電膜14の一部として、それぞれメタノールの流れ方向と直交する方向に延びるように形成されており、さらに上記導電膜14の一部として、発熱抵抗体22から延びる1対の電極パッド32A、32Bと、各測温抵抗体24、26から延びる各1対の電極パッド34A、34B、36A、36Bとが形成されているが、これら各電極パッド32A、32B、34A、34B、36A、36Bは、発熱抵抗体22および各測温抵抗体24、26の各々から略扇形に拡がるように形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。   At that time, in the thermal flow sensor 10 according to the present embodiment, the heating resistor 22 and each of the resistance temperature detectors 24 and 26 are part of the conductive film 14 in a direction perpendicular to the methanol flow direction. Further, as a part of the conductive film 14, a pair of electrode pads 32 A and 32 B extending from the heating resistor 22 and a pair of electrode pads extending from the resistance temperature detectors 24 and 26 are formed as a part of the conductive film 14. 34A, 34B, 36A, and 36B are formed. These electrode pads 32A, 32B, 34A, 34B, 36A, and 36B are substantially fan-shaped from the heating resistor 22 and the resistance temperature detectors 24 and 26, respectively. Therefore, the following operational effects can be obtained.

すなわち、本実施形態に係る熱式流量センサ10においては、流量検出の感度を高めるために、発熱抵抗体22と各測温抵抗体24、26との流れ方向の中心間距離が80μmと非常に小さい値に設定されているが、各電極パッド32A、32B、34A、34B、36A、36Bは、発熱抵抗体22および各測温抵抗体24、26の各々から略扇形に拡がるように形成されているので、これら各電極パッド32A、32B、34A、34B、36A、36Bにおける、第2の基板104の片面104aに形成された導電膜106と導通する部分を、ある程度大きい面積で形成することができる。   That is, in the thermal flow sensor 10 according to the present embodiment, the center distance in the flow direction between the heating resistor 22 and each of the temperature measuring resistors 24 and 26 is as high as 80 μm in order to increase the sensitivity of flow rate detection. Although set to a small value, each electrode pad 32A, 32B, 34A, 34B, 36A, 36B is formed so as to expand in a substantially fan shape from each of the heating resistor 22 and each of the temperature measuring resistors 24, 26. Therefore, a portion of each of the electrode pads 32A, 32B, 34A, 34B, 36A, and 36B that is electrically connected to the conductive film 106 formed on the one surface 104a of the second substrate 104 can be formed with a somewhat large area. .

そしてこれにより、本実施形態に係る熱式流量センサ10は、カード状センサとして構成されているにもかかわらず、上記燃料電池システムの流量検出用制御回路の一部を構成する導電膜106との電気的接続を容易に行うことができる。しかも、これら各電極パッド32A、32B、34A、34B、36A、36Bは略扇形に拡がるように形成されているので、発熱抵抗体22および各測温抵抗体24、26以外の部分の抵抗値を十分低く抑えることができ、この点においても流量検出の精度を高めることができる。   As a result, the thermal flow sensor 10 according to the present embodiment is configured as a card-like sensor, but with the conductive film 106 constituting a part of the flow rate detection control circuit of the fuel cell system. Electrical connection can be made easily. Moreover, each of these electrode pads 32A, 32B, 34A, 34B, 36A, 36B is formed so as to expand in a substantially fan shape, so that the resistance values of the portions other than the heating resistor 22 and the temperature measuring resistors 24, 26 are set. It can be kept sufficiently low, and the accuracy of flow rate detection can be increased in this respect as well.

また、本実施形態に係る熱式流量センサ10は、その樹脂フィルム片12の片面12aにおける流路2に臨む部分がすべて保護膜16で被覆されているので、沸点が低く気泡が発生しやすいメタノールが被検流体であるにもかかわらず、流量検出を精度良く行うことができる。   Further, in the thermal type flow sensor 10 according to the present embodiment, since the part facing the flow path 2 on one side 12a of the resin film piece 12 is all covered with the protective film 16, methanol having a low boiling point and easily generating bubbles. The flow rate can be accurately detected regardless of the fluid to be tested.

すなわち、本実施形態に係る熱式流量センサ10においてメタノールと接触する部分は、保護膜16の表面16aであり、この表面16aの凹凸の高さは最大でも導電膜14の膜厚0.1μm分の高さに抑えられており、十分な平滑性が確保されている。したがって、保護膜16の表面16aの凹凸部分にメタノールから発生した気泡が付着してしまうといった事態が発生するのを未然に防止することができ、これにより流量検出を精度良く行うことができる。   That is, the portion in contact with methanol in the thermal flow sensor 10 according to the present embodiment is the surface 16a of the protective film 16, and the height of the unevenness of the surface 16a is at most 0.1 μm thick of the conductive film 14. Therefore, sufficient smoothness is ensured. Therefore, it is possible to prevent a situation in which bubbles generated from methanol are attached to the uneven portion of the surface 16a of the protective film 16, and thereby the flow rate can be accurately detected.

このように本実施形態によれば、発熱抵抗体22および1対の測温抵抗体24、26を用いてメタノールの流量検出を行うように構成された熱式流量センサ10において、流量検出の感度および精度を十分に確保可能とした上で、その設置箇所の自由度を高めることができる。   As described above, according to the present embodiment, in the thermal flow sensor 10 configured to detect the flow rate of methanol using the heating resistor 22 and the pair of temperature measuring resistors 24 and 26, the sensitivity of the flow rate detection. In addition, it is possible to increase the degree of freedom of the installation location while ensuring sufficient accuracy.

その際、本実施形態に係る熱式流量センサ10は、その樹脂フィルム片12が矩形状に形成されているので、センサ本体10の製造を容易に行うことができ、また、第1の基板102の凹部102bの形成も容易に行うことができる。   In that case, since the resin film piece 12 of the thermal flow sensor 10 according to the present embodiment is formed in a rectangular shape, the sensor body 10 can be easily manufactured, and the first substrate 102 can be manufactured. The recess 102b can be easily formed.

また、本実施形態に係る熱式流量センサ10は、その発熱抵抗体22および各測温抵抗体24、26が、それぞれメタノールの流れ方向と直交する方向にU字形の経路で延びるように形成されているので、発熱抵抗体22から延びる1対の電極パッド32A、32Bおよび各測温抵抗体24、26から延びる各1対の電極パッド34A、34B、36A、36Bが、それぞれメタノールの流路2に対して同じ側に形成されることとなる。したがって、これら発熱抵抗体22および各測温抵抗体24、26の各々と上記燃料電池システムの流量検出用制御回路の一部を構成する導電膜106との電気的接続を行いやすくすることができる。   In addition, the thermal flow sensor 10 according to the present embodiment is formed such that the heating resistor 22 and the resistance temperature detectors 24 and 26 each extend along a U-shaped path in a direction orthogonal to the methanol flow direction. Therefore, the pair of electrode pads 32A and 32B extending from the heating resistor 22 and the pair of electrode pads 34A, 34B, 36A and 36B extending from the resistance temperature detectors 24 and 26 are respectively connected to the methanol flow path 2. Are formed on the same side. Therefore, it is possible to facilitate electrical connection between each of the heating resistor 22 and each of the resistance temperature detectors 24 and 26 and the conductive film 106 constituting a part of the flow rate detection control circuit of the fuel cell system. .

しかも、本実施形態に係る熱式流量センサ10は、その発熱抵抗体22から延びる1対の電極パッド32A、32Bおよび各測温抵抗体24、26から延びる各1対の電極パッド34A、34B、36A、36Bが、メタノールの流路2に対してすべて同じ側に形成されているので、流量検出を必要とする箇所への熱式流量センサ10の設置を行いやすくすることができ、これにより熱式流量センサ10の汎用性を高めることができる。   Moreover, the thermal flow sensor 10 according to the present embodiment includes a pair of electrode pads 32A and 32B extending from the heating resistor 22 and a pair of electrode pads 34A and 34B extending from the resistance temperature detectors 24 and 26, respectively. Since 36A and 36B are all formed on the same side with respect to the methanol flow path 2, it is possible to facilitate the installation of the thermal flow sensor 10 at a location where flow rate detection is required. The versatility of the flow sensor 10 can be enhanced.

すなわち、本実施形態に係る熱式流量センサ10は、積層基板ユニット100の一部として組み込まれるようになっているが、この積層基板ユニット100における第2の基板104の片面104aの一部領域に、上記燃料電池システムの流量検出用制御回路の一部を構成する導電膜106を集中的に形成することができ、これにより積層基板ユニット100の構成を簡素化することができる。   That is, the thermal flow sensor 10 according to the present embodiment is incorporated as a part of the multilayer substrate unit 100, but in a partial region of the one surface 104 a of the second substrate 104 in the multilayer substrate unit 100. The conductive film 106 constituting a part of the flow rate detection control circuit of the fuel cell system can be formed in a concentrated manner, whereby the configuration of the multilayer substrate unit 100 can be simplified.

また、本実施形態に係る熱式流量センサ10は、1対の電極パッド34A、34Bと1対の電極パッド36A、36Bとが、メタノールの流れ方向に関して対称形状で形成されているので、上流側の測温抵抗体24での液温検出と下流側の測温抵抗体26での液温検出とを同一条件で行うことができ、これにより流量検出を一層精度良く行うことができる。   Further, in the thermal flow sensor 10 according to the present embodiment, the pair of electrode pads 34A and 34B and the pair of electrode pads 36A and 36B are formed symmetrically with respect to the flow direction of methanol, so that the upstream side The liquid temperature detection by the temperature measuring resistor 24 and the liquid temperature detection by the downstream temperature measuring resistor 26 can be performed under the same conditions, whereby the flow rate can be detected with higher accuracy.

さらに、本実施形態に係る熱式流量センサ10は、その樹脂フィルム片12の片面12aにおける発熱抵抗体22および各測温抵抗体24、26からメタノールの流れ方向上流側に離れた位置に、液温を検出する基準抵抗体28が、導電膜14の一部として、メタノールの流れ方向と直交する方向に延びるように形成されているので、液温検出を行うためのセンサを、別途、メタノールの流路2に配置する必要を無くすことができる。また、このような構成とすることにより、基準抵抗体28と発熱抵抗体22および1対の測温抵抗体24、26との位置関係が常に一定に維持されることとなるので、この点においても流量検出を精度良く行うことができる。しかも、この基準抵抗体28は、発熱抵抗体22から6mm程度と十分離れた位置に配置されているので、発熱抵抗体22からの熱影響を全く受けることなく液温検出を行うことができる。   Furthermore, the thermal flow sensor 10 according to the present embodiment has a liquid flow sensor at a position away from the heating resistor 22 and the temperature measuring resistors 24 and 26 on the one surface 12a of the resin film piece 12 on the upstream side in the methanol flow direction. Since the reference resistor 28 for detecting the temperature is formed as a part of the conductive film 14 so as to extend in a direction orthogonal to the flow direction of methanol, a sensor for detecting the liquid temperature is separately provided. The necessity to arrange in the flow path 2 can be eliminated. Further, by adopting such a configuration, the positional relationship between the reference resistor 28, the heating resistor 22 and the pair of temperature measuring resistors 24 and 26 is always maintained constant. The flow rate can be accurately detected. In addition, since the reference resistor 28 is disposed at a position sufficiently separated from the heating resistor 22 by about 6 mm, the liquid temperature can be detected without being affected by the heat from the heating resistor 22 at all.

また本実施形態においては、流量測定の際、発熱抵抗体22を、高温に加熱するのではなく、流路2を流れるメタノールの温度よりも5℃程度高い温度に加熱するようになっているので、メタノールの沸点が65℃とかなり低い温度であるにもかかわらず、これを沸騰させたり変質させてしまうのを未然に防止することができる。   In the present embodiment, when the flow rate is measured, the heating resistor 22 is not heated to a high temperature, but is heated to a temperature about 5 ° C. higher than the temperature of methanol flowing through the flow path 2. Even though the boiling point of methanol is as low as 65 ° C., it is possible to prevent boiling and alteration of the methanol.

さらに本実施形態においては、熱式流量センサ10が、凹部102bに対して略隙間なく収容された状態で、かつ、その樹脂フィルム片12の片面12aが第1の基板102の片面102aと略面一となった状態で積層基板ユニット100の一部として組み込まれるようになっているので、熱式流量センサ10が配置されたことにより、流路2の壁面に隙間や段差が生じてしまわないようにすることができ、これにより流量検出の精度を十分維持することができる。その際、この流路2は、断熱性に優れた第1および第2の基板102、104により形成されているので、この点においても流量検出の精度を十分維持することができる。   Furthermore, in the present embodiment, the thermal flow sensor 10 is accommodated in the recess 102b with almost no gap, and the one surface 12a of the resin film piece 12 is substantially the same as the one surface 102a of the first substrate 102. Since it is incorporated as a part of the multilayer substrate unit 100 in a unified state, the arrangement of the thermal flow sensor 10 does not cause a gap or a step in the wall surface of the flow path 2. As a result, the accuracy of flow rate detection can be sufficiently maintained. At this time, since the flow path 2 is formed by the first and second substrates 102 and 104 having excellent heat insulation, the accuracy of flow rate detection can be sufficiently maintained in this respect.

なお、本実施形態に係る熱式流量センサ10は、その基準抵抗体28が発熱抵抗体22から6mm程度離れた位置に配置されているが、本実施形態の場合のように、発熱抵抗体22の加熱温度が、流路2を流れるメタノールの温度よりも5℃程度高い程度であれば、基準抵抗体28を発熱抵抗体22から2mm程度以上離すようにすれば、発熱抵抗体22からの熱影響をほどんど受けないようにすることが可能である。ただし、本実施形態に係る熱式流量センサ10のように、その基準抵抗体28が発熱抵抗体22から6mm程度離れた位置に配置された構成とすれば、この熱式流量センサ10を、流量測定条件が大きく異なる箇所にも設置することが容易に可能となり、その汎用性を十分高めることができる。   In the thermal flow sensor 10 according to the present embodiment, the reference resistor 28 is disposed at a position about 6 mm away from the heating resistor 22. However, as in the present embodiment, the heating resistor 22 is disposed. If the reference resistor 28 is separated from the heating resistor 22 by about 2 mm or more, the heating temperature of the heating resistor 22 is about 5 mm higher than the temperature of methanol flowing through the flow path 2. It is possible to be hardly affected. However, if the reference resistor 28 is disposed at a position about 6 mm away from the heating resistor 22 as in the thermal flow sensor 10 according to the present embodiment, the thermal flow sensor 10 is connected to the flow rate sensor. It can be easily installed at locations where measurement conditions are greatly different, and the versatility can be sufficiently enhanced.

本実施形態に係る熱式流量センサ10は、その樹脂フィルム片12の厚さが、0.2mmに設定されているので、これをカード状センサとして十分薄いものとすることができるようにした上で、これを第1の基板102の凹部102bに収容する際に、実装機を用いるようにした場合においても、そのための所要の剛性を確保することができる。もっとも、この樹脂フィルム片12の厚さをさらに薄くすることも可能であり、また、剛性をより高めるために逆に厚くすることも可能である。その際、この樹脂フィルム片12の厚さは、0.1〜0.5mm程度の範囲内の値に設定することが好ましい。   Since the thickness of the resin film piece 12 of the thermal flow sensor 10 according to the present embodiment is set to 0.2 mm, it can be made sufficiently thin as a card-like sensor. Thus, even when a mounting machine is used when accommodating this in the recess 102b of the first substrate 102, the required rigidity can be ensured. However, the thickness of the resin film piece 12 can be further reduced, and can be increased to increase the rigidity. At that time, the thickness of the resin film piece 12 is preferably set to a value in the range of about 0.1 to 0.5 mm.

本実施形態においては、第1および第2の基板102、104が、いずれも断熱性に優れた樹脂基板として構成されているので、メタノールの流路2の断熱性を極めて高いものとすることができ、これにより熱式流量センサ10による流量検出の精度についても極めて高いものとすることができる。   In the present embodiment, since both the first and second substrates 102 and 104 are configured as resin substrates having excellent heat insulation properties, the heat insulation property of the methanol flow path 2 may be extremely high. Thus, the accuracy of flow rate detection by the thermal flow sensor 10 can be made extremely high.

なお、上記実施形態においては、熱式流量センサ10が、流路2の下側に配置されるものとして説明したが、流路2の上側に配置される構成とすること(すなわち、図3(b)に示す積層基板ユニット100を上下反転させた状態で配置すること)、あるいは、流路2の側方に配置される構成とすることも可能である。   In the above embodiment, the thermal flow sensor 10 has been described as being disposed on the lower side of the flow path 2. However, the thermal flow sensor 10 is configured to be disposed on the upper side of the flow path 2 (that is, FIG. It is also possible to arrange the laminated substrate unit 100 shown in b) so as to be turned upside down, or to be arranged on the side of the flow path 2.

また、上記実施形態においては、熱式流量センサ10の樹脂フィルム片12が矩形状に形成されているものとして説明したが、この樹脂フィルム片12を、矩形の各コーナ部あるいは一部のコーナ部に面取りやコーナRが施された形状とすることも可能であり、また、矩形以外の形状とすることも可能である。   Moreover, in the said embodiment, although the resin film piece 12 of the thermal type flow sensor 10 was demonstrated as what was formed in the rectangular shape, this resin film piece 12 is made into each rectangular corner part or one part corner part. It is also possible to have a shape in which chamfering or corner R is applied, and it is also possible to have a shape other than a rectangle.

さらに、上記実施形態においては、発熱抵抗体22、各測温抵抗体24、26および基準抵抗体28が、いずれもメタノールの流れ方向と直交する方向に延びるように形成されているものとして説明したが、メタノールの流れ方向と直交する方向から多少ずれた方向に延びるように形成されている場合においても、上記実施形態の場合と略同様の作用効果を得ることができる。   Furthermore, in the above embodiment, the heating resistor 22, the resistance temperature detectors 24 and 26, and the reference resistor 28 are all described as extending in a direction orthogonal to the methanol flow direction. However, even when formed so as to extend in a direction slightly deviated from the direction perpendicular to the flow direction of methanol, substantially the same effect as in the case of the above embodiment can be obtained.

また、上記実施形態においては、第1および第2の基板102、104が樹脂基板として構成されているものとして説明したが、これら第1および第2の基板102、104のうちの一方あるいは両方を、例えばアルミニウム製あるいはステンレススチール製の金属基板として構成されたものとすることも可能である。   In the above embodiment, the first and second substrates 102 and 104 are described as being configured as resin substrates. However, one or both of the first and second substrates 102 and 104 may be used. For example, it may be configured as a metal substrate made of aluminum or stainless steel.

さらに、上記実施形態においては、熱式流量センサ10が、燃料電池システムにおける多層基板の一部として組み込まれる積層基板ユニット100の内部に形成されたメタノールの流路2に配置された状態で、メタノールの流量検出を行うものとして説明したが、この熱式流量センサ10を、上記多層基板の他の部分に配置された積層基板ユニット100において、その流路2を流れる空気あるいは水素の流量検出を行うものとすることも可能である。   Furthermore, in the above-described embodiment, the thermal flow sensor 10 is disposed in the methanol flow path 2 formed inside the multilayer substrate unit 100 that is incorporated as a part of the multilayer substrate in the fuel cell system. However, the thermal type flow sensor 10 is used to detect the flow rate of air or hydrogen flowing through the flow path 2 in the multilayer substrate unit 100 disposed in the other part of the multilayer substrate. It is also possible.

また、上記実施形態においては、熱式流量センサ10が、積層基板ユニット100の一部として組み込まれた状態で用いられるものとして説明したが、この熱式流量センサ10を、これ以外の態様で用いるようにすることも可能である。例えば、配管の内表面にカード挿着用のスロットを形成しておき、このスロットに熱式流量センサ10を差し込むことにより、外部の流量検出用制御回路との電気的接続を行うようにした状態で、上記配管内を流れる被検流体の流量検出を行うようにすること等が可能である。   Moreover, in the said embodiment, although demonstrated as what was used in the state in which the thermal type flow sensor 10 was integrated as a part of the multilayer substrate unit 100, this thermal type flow sensor 10 is used in an aspect other than this. It is also possible to do so. For example, in a state where a slot for inserting a card is formed on the inner surface of the pipe, and the thermal flow sensor 10 is inserted into this slot, thereby making electrical connection with an external flow rate detection control circuit. It is possible to detect the flow rate of the fluid to be tested flowing in the pipe.

次に、上記実施形態の変形例について説明する。   Next, a modification of the above embodiment will be described.

まず、上記実施形態の第1変形例について説明する。   First, a first modification of the above embodiment will be described.

図6は、本変形例に係る熱式流量センサ50を示す平面図であり、図7は、図6のVII 部詳細図である。   FIG. 6 is a plan view showing a thermal flow sensor 50 according to this modification, and FIG. 7 is a detailed view of a portion VII in FIG.

これらの図に示すように、本変形例に係る熱式流量センサ50は、その基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であり、カード状センサとして構成されている。ただし、この熱式流量センサ50は、その発熱抵抗体22および該発熱抵抗体22から延びる1対の電極パッド32A、32Bの配置が、上記実施形態の場合と異なっており、これに伴い、樹脂フィルム片12のサイズその他の細部の構成が上記実施形態の場合と異なっている。   As shown in these drawings, the thermal flow sensor 50 according to the present modification has the same basic configuration as that of the above embodiment, and is configured as a card-like sensor. However, in this thermal flow sensor 50, the arrangement of the heating resistor 22 and the pair of electrode pads 32A and 32B extending from the heating resistor 22 is different from that in the above embodiment, and accordingly, resin The size and other details of the film piece 12 are different from those in the above embodiment.

すなわち、本変形例においても、発熱抵抗体22および各測温抵抗体24、26が、メタノールの流れ方向と直交する方向にU字形の経路で延びるように形成されているが、その向きが発熱抵抗体22と各測温抵抗体24、26とでは逆になっている。具体的には、各測温抵抗体24、26は、その各1対の基端部が手前側に位置しており、向こう側で折り返すように形成されているが、発熱抵抗体22は、その1対の基端部が向こう側に位置しており、手前側で折り返すように形成されている。これに伴い、各測温抵抗体24、26から延びる各1対の電極パッド34A、34B、36A、36Bは、流路2の手前側に形成されているのに対して、発熱抵抗体2から延びる1対の電極パッド32A、32Bは、流路2の向こう側に形成されている。   That is, in the present modification as well, the heating resistor 22 and the resistance temperature detectors 24 and 26 are formed to extend along a U-shaped path in a direction orthogonal to the methanol flow direction. The resistor 22 and the resistance temperature detectors 24 and 26 are reversed. Specifically, each of the resistance temperature detectors 24 and 26 has a pair of proximal ends positioned on the near side and is formed so as to be folded back on the opposite side. The pair of base end portions are located on the opposite side, and are formed so as to be folded back on the near side. Accordingly, each pair of electrode pads 34A, 34B, 36A, 36B extending from the resistance temperature detectors 24, 26 is formed on the front side of the flow path 2, whereas the heating resistor 2 The extending pair of electrode pads 32 </ b> A and 32 </ b> B is formed on the other side of the flow path 2.

4つの電極パッド34A、34B、36A、36Bは、メタノールの流れ方向に延びる直線に対して手前側に位置する180°の角度領域を、多少の角度間隔をおいて略4等分した拡がり角度(具体的には35〜40°程度の拡がり角度)で形成されている。これら各電極パッド34A、34B、36A、36Bの端部(すなわち保護膜16により被覆されていない部分)は、メタノールの流れ方向と直交する方向に折れ曲がるようにして、樹脂フィルム片12の手前側の長辺12b1まで延びている。その際、これら各電極パッド34A、34B、36A、36Bの端部(すなわち保護膜16により被覆されていない部分)は、メタノールの流れ方向に関して、いずれも同じ幅(具体的には1mm程度の幅)で、かつ等間隔で形成されている。そしてこれにより、上流側の測温抵抗体24から延びる1対の電極パッド34A、34Bと、下流側の測温抵抗体26から延びる1対の電極パッド36A、36Bとが、メタノールの流れ方向に関して対称形状で形成されている。   The four electrode pads 34A, 34B, 36A, and 36B are spread angles obtained by dividing an angular region of 180 ° located on the near side with respect to a straight line extending in the methanol flow direction into approximately four equal parts with a slight angular interval ( Specifically, it is formed at an expansion angle of about 35 to 40 °. The end portions of these electrode pads 34A, 34B, 36A, 36B (that is, the portions not covered with the protective film 16) are bent in the direction orthogonal to the methanol flow direction so as to be on the front side of the resin film piece 12. It extends to the long side 12b1. At that time, the end portions of these electrode pads 34A, 34B, 36A, and 36B (that is, the portions not covered by the protective film 16) all have the same width (specifically, a width of about 1 mm) in the methanol flow direction. ) And at equal intervals. As a result, the pair of electrode pads 34A and 34B extending from the upstream resistance temperature detector 24 and the pair of electrode pads 36A and 36B extending from the downstream resistance temperature detector 26 are related to the methanol flow direction. It is formed in a symmetrical shape.

一方、2つの電極パッド32A、32Bは、メタノールの流れ方向に延びる直線に対して向こう側に位置する180°の角度領域を、多少の角度間隔をおいて略2等分した拡がり角度(具体的には75〜80°程度の拡がり角度)で形成されている。これら各電極パッド32A、32Bの端部は、メタノールの流れ方向と直交する方向に折れ曲がるようにして、樹脂フィルム片12の向こう側の長辺12b2まで延びている。その際、これら各電極パッド32A、32Bの端部は、メタノールの流れ方向に関して、いずれも同じ幅(具体的には1mm程度の幅)で、かつ等間隔で形成されている。そしてこれにより、発熱抵抗体22から延びる1対の電極パッド32A、32Bが、メタノールの流れ方向に関して対称形状で形成されている。   On the other hand, the two electrode pads 32A and 32B have a spread angle (specifically, an angular region of 180 ° located on the other side of a straight line extending in the methanol flow direction divided into approximately two equal intervals with a slight angular interval. Is formed at an expansion angle of about 75 to 80 °. The ends of the electrode pads 32A and 32B extend to the long side 12b2 on the other side of the resin film piece 12 so as to bend in a direction perpendicular to the methanol flow direction. At this time, the end portions of the electrode pads 32A and 32B are formed with the same width (specifically, a width of about 1 mm) and at equal intervals in the methanol flow direction. As a result, a pair of electrode pads 32A and 32B extending from the heating resistor 22 are formed symmetrically with respect to the methanol flow direction.

本変形例において、基準抵抗体28の構成は、上記実施形態の場合と同様であるが、この基準抵抗体28から延びる1対の電極パッド38A、38Bが、上記実施形態の場合よりも大きい拡がり角度(具体的には35〜40°程度の拡がり角度)で形成されている。   In this modification, the configuration of the reference resistor 28 is the same as that in the above embodiment, but the pair of electrode pads 38A and 38B extending from the reference resistor 28 is larger than that in the above embodiment. It is formed at an angle (specifically, an expansion angle of about 35 to 40 °).

本変形例に係る熱式流量センサ50においては、その発熱抵抗体22から延びる1対の電極パッド32A、32Bが流路2の向こう側に形成されている分だけ、樹脂フィルム片12の長辺の長さが短くなっている。具体的には8.5mmに設定されている。一方、この樹脂フィルム片12の短辺の長さは、上記実施形態の場合と同様である。ただし、本変形例に係る熱式流量センサ50においては、その樹脂フィルム片12の短辺方向の中心に流路2が位置するように構成されている。そして、樹脂フィルム片12の片面12aには、その流路2の両側に、保護膜16から露出する部分が均等に確保されるようになっている。   In the thermal flow sensor 50 according to the present modification, the long side of the resin film piece 12 is equivalent to the amount of the pair of electrode pads 32A and 32B extending from the heating resistor 22 formed on the other side of the flow path 2. The length of is shortened. Specifically, it is set to 8.5 mm. On the other hand, the length of the short side of this resin film piece 12 is the same as that of the said embodiment. However, the thermal flow sensor 50 according to this modification is configured such that the flow path 2 is located at the center of the resin film piece 12 in the short side direction. And the part exposed from the protective film 16 is ensured equally in the both sides of the flow path 2 at the single side | surface 12a of the resin film piece 12. FIG.

本変形例の構成を採用した場合においても、流量検出の感度および精度を十分に確保可能とした上で、熱式流量センサ50の設置箇所の自由度を高めることができる。   Even when the configuration of this modification is employed, the degree of freedom of the installation location of the thermal flow sensor 50 can be increased while sufficiently ensuring the sensitivity and accuracy of flow rate detection.

また、本変形例の構成を採用することにより、各測温抵抗体24、26から延びる各1対の電極パッド34A、34B、36A、36Bと、発熱抵抗体22から延びる1対の電極パッド32A、32Bとが、互いに近接して配置されないようにすることができる。そしてこれにより、発熱抵抗体22から延びる1対の電極パッド32A、32Bの温度が上昇するようなことがあっても、その熱影響が各測温抵抗体24、26からの検出信号に及ばないようにすることができ、これにより流量検出の精度を高めることができる。   Further, by adopting the configuration of this modification, a pair of electrode pads 34A, 34B, 36A, 36B extending from the resistance temperature detectors 24, 26 and a pair of electrode pads 32A extending from the heating resistor 22 are used. , 32B can be prevented from being arranged close to each other. As a result, even if the temperature of the pair of electrode pads 32A and 32B extending from the heating resistor 22 increases, the thermal effect does not reach the detection signals from the temperature measuring resistors 24 and 26. As a result, the accuracy of flow rate detection can be increased.

さらに、本変形例の構成を採用することにより、熱式流量センサ50を一層コンパクトに構成することができ、サイズ面においてその設置箇所の自由度を一層高めることができる。   Furthermore, by adopting the configuration of this modification, the thermal flow sensor 50 can be configured more compactly, and the degree of freedom of the installation location can be further increased in terms of size.

また、本変形例に係る熱式流量センサ10においては、各電極パッド32A、32B、34A、34B、36A、36B、38A、38Bが、上記実施形態の場合よりも大きい拡がり角度で形成されているので、発熱抵抗体22、各測温抵抗体24、26および基準抵抗体28以外の部分の抵抗値を一層低く抑えることができ、これにより流量検出の感度を一層高めることができる。   Further, in the thermal flow sensor 10 according to this modification, the electrode pads 32A, 32B, 34A, 34B, 36A, 36B, 38A, and 38B are formed with a larger spread angle than in the above embodiment. Therefore, the resistance values of portions other than the heating resistor 22, the resistance temperature detectors 24 and 26, and the reference resistor 28 can be further reduced, thereby further increasing the sensitivity of flow rate detection.

次に、上記実施形態の第2変形例について説明する。   Next, a second modification of the above embodiment will be described.

図8は、本変形例に係る熱式流量センサ60を示す平面図であり、図9は、図8のIX部詳細図である。   FIG. 8 is a plan view showing a thermal flow sensor 60 according to this modification, and FIG. 9 is a detailed view of a part IX in FIG.

これらの図に示すように、本変形例に係る熱式流量センサ60は、その基本的な構成は上記実施形態および第1変形例の場合と同様であり、カード状センサとして構成されている。ただし、この熱式流量センサ60は、その発熱抵抗体22から延びる1対の電極パッド32A、32Bの配置ならびに基準抵抗体28および該基準抵抗体28から延びる1対の電極パッド38A、38Bの配置が、上記第1変形例の場合と異なっており、これに伴い、樹脂フィルム片12のサイズその他の細部の構成が上記第1変形例の場合と異なっている。   As shown in these drawings, the thermal flow sensor 60 according to the present modification has the same basic configuration as that of the embodiment and the first modification, and is configured as a card-like sensor. However, the thermal flow sensor 60 includes an arrangement of a pair of electrode pads 32A and 32B extending from the heating resistor 22 and an arrangement of the reference resistor 28 and a pair of electrode pads 38A and 38B extending from the reference resistor 28. However, it differs from the case of the said 1st modification, and in connection with this, the structure of the size of the resin film piece 12 and other details differs from the case of the said 1st modification.

すなわち、本変形例においては、発熱抵抗体22だけでなく基準抵抗体28についても、その向きが各測温抵抗体24、26とは逆になっている。具体的には、上記第1変形例の基準抵抗体28および1対の電極パッド38A、38Bを、向こう側へ反転させて、さらに下流側へ変位させた状態になっている。そしてこれにより、本変形例においては、上記第1変形例の場合よりもさらに樹脂フィルム片12の長辺の長さが短くなっている。具体的には5.5mmに設定されている。   In other words, in this modification, not only the heating resistor 22 but also the reference resistor 28 is opposite in direction to the resistance temperature detectors 24 and 26. Specifically, the reference resistor 28 and the pair of electrode pads 38A, 38B of the first modification are reversed to the far side and further displaced to the downstream side. Thereby, in the present modification, the length of the long side of the resin film piece 12 is further shorter than in the case of the first modification. Specifically, it is set to 5.5 mm.

ただし、これを実現するため、本変形例においては、基準抵抗体28の発熱抵抗体22からの距離が2.5mm程度と、上記実施形態および第1変形例の場合よりもかなり短い値に設定されており、また、発熱抵抗体22から延びる1対の電極パッド32A、32Bについても、基準抵抗体28から延びる1対の電極パッド38A、38Bと同様、発熱抵抗体22から下流側寄りに拡がるように形成されている。   However, in order to realize this, in this modification, the distance of the reference resistor 28 from the heating resistor 22 is set to about 2.5 mm, which is a considerably shorter value than in the case of the above-described embodiment and the first modification. In addition, the pair of electrode pads 32A and 32B extending from the heating resistor 22 also extends toward the downstream side from the heating resistor 22 in the same manner as the pair of electrode pads 38A and 38B extending from the reference resistor 28. It is formed as follows.

また本変形例においては、上記実施形態および上記第1変形例の場合よりも樹脂フィルム片12の短辺の長さがやや短くなっている。具体的には5mmに設定されている。   Moreover, in this modification, the length of the short side of the resin film piece 12 is a little shorter than the case of the said embodiment and the said 1st modification. Specifically, it is set to 5 mm.

本変形例の構成を採用した場合においても、流量検出の感度および精度を十分に確保可能とした上で、熱式流量センサ60の設置箇所の自由度を高めることができる。   Even when the configuration of this modification is employed, the degree of freedom of the installation location of the thermal flow sensor 60 can be increased while sufficiently ensuring the sensitivity and accuracy of flow rate detection.

また、本変形例の構成を採用することにより、熱式流量センサ60をより一層コンパクトに構成することができ、サイズ面においてその設置箇所の自由度をより一層高めることができる。   In addition, by adopting the configuration of this modification, the thermal flow sensor 60 can be configured more compactly, and the degree of freedom of the installation location can be further increased in terms of size.

本変形例に係る熱式流量センサ60は、その基準抵抗体28の発熱抵抗体22からの距離が、2.5mm程度と上記実施形態および第1変形例の場合よりもかなり短い値に設定されているが、上述したように、この距離が2mm以上の値に設定されていれば、発熱抵抗体22からの熱影響をほどんど受けることなく液温検出を行うことが可能である。   In the thermal flow sensor 60 according to this modification, the distance of the reference resistor 28 from the heating resistor 22 is set to about 2.5 mm, which is considerably shorter than the case of the above embodiment and the first modification. However, as described above, if this distance is set to a value of 2 mm or more, it is possible to detect the liquid temperature without being substantially affected by the heat from the heating resistor 22.

なお、上記実施形態および各変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。   In addition, the numerical value shown as a specification in the said embodiment and each modification is only an example, and of course, you may set these to a different value suitably.

本願発明の一実施形態に係る熱式流量センサを示す平面図The top view which shows the thermal type flow sensor which concerns on one Embodiment of this invention. 図1のII部詳細図Detailed view of part II in Fig. 1 (a)は上記熱式流量センサの積層基板ユニットへの組込みの様子を示す断面図、(b)は上記熱式流量センサが組み込まれた積層基板ユニットを示す断面図(A) is sectional drawing which shows the mode of incorporating the said thermal type flow sensor in the multilayer substrate unit, (b) is sectional drawing which shows the laminated substrate unit in which the said thermal type flow sensor was incorporated. 上記積層基板ユニットの一部として組み込まれた熱式流量センサを示す斜視図The perspective view which shows the thermal type flow sensor integrated as a part of the said multilayer substrate unit (a)は図1のVa-Va 線断面図、(b)は(a)のb部詳細図、(c)は(b)のc部詳細図(A) is a cross-sectional view taken along the line Va-Va in FIG. 1, (b) is a detailed view of part b of (a), and (c) is a detailed view of part c of (b). 上記実施形態の第1変形例に係る熱式流量センサを示す平面図The top view which shows the thermal type flow sensor which concerns on the 1st modification of the said embodiment. 図6のVII 部詳細図Detail view of part VII in Fig. 6 上記実施形態の第2変形例に係る熱式流量センサを示す平面図The top view which shows the thermal type flow sensor which concerns on the 2nd modification of the said embodiment. 図8のIX部詳細図Detailed view of part IX in Fig. 8

符号の説明Explanation of symbols

2 流路
10、50、60 熱式流量センサ
12 樹脂フィルム片
12a、102a、104a 片面
12b1 手前側の長辺
12b2 向こう側の長辺
12c1 上流側の短辺
12c2 下流側の短辺
14、106 導電膜
16 保護膜
16a 表面
22 発熱抵抗体
24、26 測温抵抗体
28 基準抵抗体
30 目印
32A、32B、34A、34B、36A、36B、38A、38B 電極パッド
100 積層基板ユニット
102 第1の基板
102b 凹部
104 第2の基板
104b 凹溝
2 Flow path 10, 50, 60 Thermal flow sensor 12 Resin film piece 12a, 102a, 104a Single side 12b1 Long side on the near side 12b2 Long side on the other side 12c1 Short side on the upstream side 12c2 Short side on the downstream side 14, 106 Film 16 Protective film 16a Surface 22 Heating resistor 24, 26 Resistance temperature detector 28 Reference resistor 30 Mark 32A, 32B, 34A, 34B, 36A, 36B, 38A, 38B Electrode pad 100 Multilayer substrate unit 102 First substrate 102b Concave part 104 Second substrate 104b Concave groove

Claims (4)

被検流体の流路に配置される発熱抵抗体と、この発熱抵抗体の上流側近傍および下流側近傍において上記流路に配置される1対の測温抵抗体と、を備えてなる熱式流量センサにおいて、
上記熱式流量センサが、樹脂フィルム片と、この樹脂フィルム片の片面に所定の配線パターンで形成された導電膜と、この導電膜を部分的に被覆する保護膜とからなるカード状センサとして構成されており、
上記発熱抵抗体および上記各測温抵抗体が、上記導電膜の一部として、それぞれ上記被検流体の流れ方向と略直交する方向に延びるように形成されており、
上記保護膜が、上記樹脂フィルム片の上記片面における少なくとも上記流路に臨む部分を被覆するように形成されており、
上記導電膜の一部として、上記発熱抵抗体から延びる1対の電極パッドと、上記各測温抵抗体から延びる各1対の電極パッドとが形成されており、
上記各電極パッドが、上記発熱抵抗体および上記各測温抵抗体の各々から略扇形に拡がるように形成されている、ことを特徴とする熱式流量センサ。
A thermal type comprising: a heating resistor disposed in the flow path of the fluid to be tested; and a pair of temperature measuring resistors disposed in the flow path in the vicinity of the upstream side and the downstream side of the heating resistor. In the flow sensor,
The thermal flow sensor is configured as a card-like sensor comprising a resin film piece, a conductive film formed with a predetermined wiring pattern on one surface of the resin film piece, and a protective film partially covering the conductive film. Has been
The heating resistor and each temperature measuring resistor are formed as a part of the conductive film so as to extend in a direction substantially orthogonal to the flow direction of the fluid to be tested,
The protective film is formed so as to cover at least a portion facing the flow path on the one surface of the resin film piece,
As a part of the conductive film, a pair of electrode pads extending from the heating resistor and a pair of electrode pads extending from the temperature measuring resistors are formed,
Each said electrode pad is formed so that it may spread from each of the said heating resistor and each said resistance temperature sensor in a substantially fan shape, The thermal type flow sensor characterized by the above-mentioned.
上記発熱抵抗体および上記各測温抵抗体が、上記被検流体の流れ方向と略直交する方向にU字形の経路で延びるように形成されている、ことを特徴とする請求項1記載の熱式流量センサ。   2. The heat according to claim 1, wherein the heating resistor and each of the temperature measuring resistors are formed so as to extend along a U-shaped path in a direction substantially orthogonal to a flow direction of the fluid to be tested. Type flow sensor. 上記発熱抵抗体から延びる1対の電極パッドと、上記各測温抵抗体から延びる各1対の電極パッドとが、上記流路を挟んで互いに反対側に位置するように形成されている、ことを特徴とする請求項2記載の熱式流量センサ。   A pair of electrode pads extending from the heating resistor and a pair of electrode pads extending from the resistance temperature detectors are formed so as to be located on opposite sides of the flow path. The thermal type flow sensor according to claim 2 characterized by things. 上記樹脂フィルム片の上記片面における上記発熱抵抗体および上記各測温抵抗体から上記被検流体の流れ方向上流側に離れた位置に、上記被検流体の温度を検出する基準抵抗体が、上記導電膜の一部として、上記被検流体の流れ方向と略直交する方向に延びるように形成されている、ことを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の熱式流量センサ。   A reference resistor for detecting the temperature of the test fluid at a position away from the heating resistor and the resistance temperature detectors on the one side of the resin film piece on the upstream side in the flow direction of the test fluid, The thermal flow sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the thermal flow sensor is formed as a part of the conductive film so as to extend in a direction substantially orthogonal to the flow direction of the fluid to be detected.
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