KR100447378B1 - 감열식 유량 검출 소자 및 그 홀더 - Google Patents

Abstract

여러 가지 유체, 특히 내연 기관의 흡입 공기의 유량을 측정하기 위한 감열식의 유량 센서에 이용하는 유량 검출 소자를 제공한다. 유량 검출 소자는 평판 형상 기재의 하나의 표면에 절연성의 지지막 및 보호막을 적층하여 이루어지는 박막층을 갖고, 박막층에는 지지막과 보호막 사이에 감열 저항을 소정의 패턴으로 배치함으로써 발열 저항부 및 비교 저항부가 마련되어 있고, 평판 형상 기재에 있어서 발열 저항부 및 비교 저항부에 각각 면하는 영역의 적어도 일부에는 평판 형상 기재를 두께 방향으로 관통하는 오목부가 마련되어 있으며, 비교 저항부에 면하는 오목부에 연락되어, 오목부로 유체를 유통시키는 유체 유통로가 마련되어 구성되어 있다. 비교 저항부에서 유체 온도를 응답성 좋게 검지하고, 그 정보에 근거하여 발열 저항부에서 유체의 유량 또는 유속을 보다 정확하게 측정할 수 있다.

Description

감열식 유량 검출 소자 및 그 홀더{HEAT-SENSITIVE TYPE FLOW RATE DETECTING ELEMENT AND HOLDER THEREFOR}

본 출원인은, 본 발명과 마찬가지의 동작 원리를 갖는 감열식의 유량 검출 소자에 관한 발명에 대하여 이미 출원하였고(일본국 특허 공개 평성 제 11-23338 호), 도 9의 (a)는 그 기본적 형태의 주요부에 대한 모식적인 평면도를 나타내고 있고, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)의 Ⅸb-Ⅸb선에 대한 모식적인 단면도를 나타내고 있다.

도 9에 있어서, (31)은 실리콘 반도체로 이루어지는 평판 형상 기재(基材)이고, (32)는 질화 실리콘으로 이루어지는 절연성의 지지막이며, (34, 35, 36 및 37)은, 예컨대 백금에 의해 형성되어 있는 감열 저항으로서, (34)는 발열 저항부, (35 및 36)은 측온 저항부, (37)은 비교 저항부이며, (33)는 질화 실리콘으로 이루어지는 절연성 보호막이다.

도 9의 (b)에 도시하는 바와 같이, 평판 형상 기재(31)의 우측 부분에 있어서는, 기재의 일부를 에칭 등의 수단에 의해서 소정의 치수 및 형상으로 제거함으로써, 오목부(38)가 마련되어 있다. 평판 형상 기재(31)의 좌측 부분에 있어서는, 이것도 기재의 일부를 에칭 등의 수단에 의해서 소정의 치수 및 형상으로 제거함으로써, 기재(31)의 하면측으로부터 거의 삼각형 형상의 단면을 갖는 절결부(39)가 기재(31)의 상면측에 이르지 않도록 마련되어 있다. 여기서, 하면측 및 상면측이라는 용어는, 설명의 편의상, 본 발명의 유량 검출 소자의 종단면을 나타내는 도면에 대한 상하 방향을 도면의 용지의 상하 방향과 대응시켜 이용하고 있다.

평판 형상 기재(31)의 상면측에는 지지막(32) 및 보호막(33)이 적층되어 있고, 지지막(32)과 보호막(33) 사이에는, 발열 저항부(34), 측온 저항부(35, 36) 및 비교 저항부(37)가 도 9의 (a)에 도시한 바와 같은 소정의 패턴으로 배치되어 있다. 여기서, 도 9의 (a)에 있어서, 발열 저항부(34) 및 그 양쪽에 배치되어 있는 측온 저항부(35, 36)를 포함하는 2점 쇄선으로 나타내는 부분은 발열 저항 영역(40)을 구성하고 있다. 발열 저항 영역(40)은 지지막(32)과 보호막(33)을 적층하여 이루어지는 박막으로 이루어지며, 그 하면측에 오목부(38)가 존재함으로써,평판 형상 기재(31)에 접촉하지 않는, 소위 다이어프램(diaphragm) 구조로 이루어져 있다.

또한, 비교 저항부(37)의 하면측에 있어서, 평판 형상 기재(31)에는 그 하면측의 표면에만 개구하는 절결부(39)가 마련되어 있다. 그러나, 지지막(32)에 접촉하는 쪽에 있어서 평판 형상 기재(31)는 잔존하고 있다.

이러한 구성을 갖는 유량 검출 소자는, 사용 상태에 있어서는, 각 저항부(34, 35, 36 및 37)가 도면 밖의 전류 회로에 접속된다. 예컨대, 화살표(50)로 나타내는 방향으로 유체, 예컨대 공기가 흐를 경우, 비교 저항부(37)가 보호막(33)을 거쳐서 그 공기에 접촉함으로써 공기의 온도를 검출한다. 발열 저항부(34)의 온도는 비교 저항부(37)에서 검출되는 온도보다도 소정의 온도만큼 높은 온도를 유지하도록 설정된다. 예컨대, 자동차용 내연 기관에 이용하는 경우에는, 발열 저항부(34)의 온도는 비교 저항부(37)에서 검출되는 온도보다도 200℃만큼 높은 온도를 유지하도록 제어된다.

발열 저항부(34)에서 발생한 열은 지지막(32) 및 보호막(33)을 거쳐 측온 저항부(35, 36)에 전달된다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 측온 저항부(35)와 측온 저항부(36)는 발열 저항부(34)를 중심으로 하여 서로 대칭하는 위치에 배치되어 있기 때문에, 유체의 흐름이 없는 경우에는 측온 저항부(35)와 측온 저항부(36) 사이의 저항값에 차(差)가 발생하지 않는다. 또한, 비교 저항부(37)는 발열 저항부(34)로부터 소정의 거리만큼 떨어져 마련되어 있기 때문에, 발열 저항부(34)에서 발생한 열은 비교 저항부(37)에는 실질적으로 전달되지 않아, 따라서 비교 저항부(37)의 온도는 주위의 유체, 예컨대 공기의 온도와 거의 동등한 온도로 되어 있다.

이러한 유량 검출 소자에 대하여, 화살표(50)로 나타내는 방향으로 유체, 예컨대 공기가 흐를 경우, 발열 저항부(34)의 온도는 측정해야 할 유체의 온도보다도 일반적으로 높은 온도로 설정되기 때문에, 상류측의 측온 저항부(35)는 유체에 의해서 냉각되어, 그 온도가 강하한다. 한편, 하류측의 측온 저항부(36)는 발열 저항부(34)에서 발생한 열이 유체에 의해서 전달되기 때문에, 보다 작은 온도 강하를 나타내거나 또는 온도 상승을 나타낸다. 따라서, 화살표(50)로 나타내는 방향으로 유체가 흐르는 경우에는, 상류측의 측온 저항부(35)는 하류측의 측온 저항부(36)보다도 저온으로 되어, 2개의 측온 저항부(35, 36)가 나타내는 저항값의 차는 유체의 유량 또는 유속이 클수록 커진다. 따라서, 측온 저항부(35)와 측온 저항부(36)의 저항값의 차를 검출함으로써, 유체의 유량 또는 유속을 측정할 수 있다.

유체가 화살표(50)와는 반대의 방향으로 흐를 경우에는, 상술한 경우와는 반대로, 상류측이 되는 측온 저항부(36)가 하류측이 되는 측온 저항부(35)보다도 저온으로 되기 때문에, 유체의 흐름 방향을 검출하는 것도 가능하다.

또한, 이러한 감열식 유량 검출 소자는, 유체 흐름의 난류(turbulence)를 방지하는 것, 및 발열 저항부 또는 비교 저항부와 유체와의 접촉을 효율적으로 행하게 하는 것을 목적으로 하고, 실제로는 소자 홀더에 수용하여 사용되고 있다. 그와 같은 소자 홀더에 대해서도 본 출원인은 이미 출원하였다(일본국 특허 공개 평성 제 10-293052 호).

상술한 바와 같은 유량 검출 소자에 의한 유량 계측은 유체에 의한 열 전달 현상을 이용하는 것이기 때문에, 유량을 정확히 측정하기 위해서는 그 유체의 온도를 정확히 모니터링할 필요가 있다. 따라서, 유체의 온도가 변화되는 경우이더라도, 기판상의 비교 저항부(37)는 지연없이 그 온도 변화를 검지해야 한다. 예컨대, 자동차 내연 기관의 흡입 공기량을 계측하는 경우, 주행 중, 예컨대 터널의 출입구 등에 있어서 흡입 공기 온도가 급격히 변화되는 일이 있는데, 그와 같은 경우에도, 내연 기관의 최선의 성능을 발휘시키기 위해서는 공기의 온도를 신속하고 또한 정확하게 검출해야 한다. 그 때문에, 유량 검출 소자에는 흡입 공기 온도에 대한 양호한 응답성이 요구된다.

여기서, 실리콘은 비교적 큰 열용량을 갖고 있기 때문에, 비교 저항부(37)의 하면측에 실리콘제의 기재(31)가 존재하는 경우에는, 비교 저항부(37)에 대해서는 외관상 열 용량이 커져 버려, 유량 검출 소자의 유체 온도 변화에 대한 응답성에는 일정한 한계가 있었다.

발명의 개시

그래서, 비교 저항부(37)에 대하여, 발열 저항 영역(40)과 마찬가지로 다이어프램 구조를 채용하는 것도 시도되고 있다. 그러나, 비교 저항부(37)에는 보다 양호한 온도 응답성이 요구되고 있고, 즉 유체 온도의 변화를 검지하는 시간은 짧으면 짧을수록 바람직하고, 비교 저항부(37)에 대하여 다이어프램 구조를 채용하는 경에도, 또한 양호한 온도 응답성이 요구되고 있다.

본 출원은, 상술한 바와 같은 감열식 유량 검출 소자에 있어서, 특히 비교 저항부의 온도 응답성에 주목하여, 보다 향상된 온도 응답성을 나타내는 구조를 갖는 비교 저항부를 구비한 유량 검출 소자를 제공하는 것을 제 1 목적으로 한다.

본 출원은, 그와 같은 양호한 온도 응답성을 나타내는 구조를 갖는 비교 저항부를 구비한 감열식 유량 검출 소자를 실제로 사용할 때에 수용할 소자 홀더를 제공하는 것을 제 2 목적으로 한다.

본 출원의 제 1 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 평판 형상 기재의 하나의 표면에 절연성의 지지막 및 보호막을 적층하여 이루어지는 박막층을 갖고 있고, 박막층에 있어서, 지지막과 보호막 사이에 감열 저항을 소정의 패턴으로 배치함으로써 발열 저항부 및 비교 저항부가 마련되어 있고, 평판 형상 기재에 있어서 발열 저항부 및 비교 저항부에 각각 면하는 영역의 적어도 일부에는 평판 형상 기재를 두께 방향으로 관통하는 오목부가 마련되어 있으며, 비교 저항부에서 검지하는 유체 온도의 정보에 근거하여 발열 저항부에서 유체의 유량 또는 유속을 측정하는 감열식 유량 검출 소자로서, 비교 저항부에 면하는 오목부에 연락되어 오목부로 유체를 유통시키는 유체 유통로가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자에 따르면, 비교 저항부에 면하는 오목부에 유체 유통로가 연락됨으로써, 그 유체 유통로를 통해서 유체를 오목부 안으로 원활하게 유통시켜, 다이어프램 구조로 이루어져 있는 비교 저항부의 하면측에도 유체를 충분히 접촉시킬 수 있다. 따라서, 유량 검출 소자의 비교 저항부는 그 상면측 및 하면측의 양쪽에서 유체에 접촉할 수 있어, 하면측에 접촉하는 유체도 유체 유통로를 통해서 빠르게 흐르기 때문에, 유체의 온도를 예민하게 검지할 수 있다. 따라서, 유체의 온도가 급격하게 변화하는 경우에도, 유량 검출 소자는 그 온도 변화에 신속하게 응답할 수 있다.

본 출원의 제 2 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 제 1 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 적어도 2개의 유체 유통로를 갖는 것을 특징으로 한다.

이렇게 구성된 유량 검출 소자에 있어서는, 적어도 하나의 유체 유통로를 유체의 도입측으로 하고, 적어도 하나의 유체 유통로를 유체의 도출측으로 설정할 수 있어, 유체를 오목부로 보다 원활하게 유통시킬 수 있다. 따라서, 유량 검출 소자의 비교 저항부는 유체의 온도를 예민하게 검지할 수 있어, 유체의 온도가 급격하게 변화하는 경우에도, 유량 검출 소자는 그 온도 변화에 신속하게 응답할 수 있다.

본 출원의 제 3 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 제 1 형태에 따른 검출 소자에 있어서, 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향에 대해서 비교 저항부의 상류측에 적어도 하나의 유체 유통로가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자에서는, 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향에 대해서, 비교 저항부의 상류측에 적어도 하나의 유체 유통로를 마련함으로써, 유체는 그 유체 유통로를 통해서 오목부로 유입되기 쉬워져, 유체의 오목부로의 유통을 보다 원활하게 실행할 수 있다. 따라서, 유량 검출 소자의 비교 저항부는 유체의 온도를 예민하게 검지할 수 있어, 유체의 온도가 급격하게 변화하는 경우에도, 유량 검출 소자는 그 온도 변화에 신속하게 응답할 수 있다.

본 출원의 제 4 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 제 1 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향에 대해서, 비교 저항부의 하류측에 적어도 하나의 유체 유통로가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자에 있어서는, 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향에 대해서, 비교 저항부의 하류측에 적어도 하나의 유체 유통로를 마련함으로써, 유체는 그 유체 유통로를 통해서 오목부로부터 유출되기 쉬워져, 유체의 오목부로의 유통을 보다 원활하게 실행할 수 있다. 따라서 유량 검출 소자의 비교 저항부는 유체의 온도를 예민하게 검지할 수 있어, 유체의 온도가 급격하게 변화하는 경우에도, 유량 검출 소자는 그 온도 변화에 신속하게 응답할 수 있다.

본 출원의 제 5 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 제 1 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 비교 저항부 및 발열 저항부는 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향에 교차하는 선상에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자에 있어서는, 비교 저항부와 발열 저항부를 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향에 교차하는 선상에 배치함으로써, 비교 저항부에 접촉한 유체가 그 후에 발열 저항부에 접촉하거나, 이와는 반대로 발열 저항부에 접촉한 유체가 그 후에 비교 저항부에 접촉하거나 하는 것을 방지할 수 있어, 비교 저항부와 발열 저항부가 서로 열적인 영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 유량 검출 소자의 비교 저항부는 발열 저항부의 영향을 받지 않아, 유체의 온도를 보다 정확하게 검지할 수 있다. 또한, 발열 저항부는 비교 저항부의 영향을 받지 않아, 유체와의 상호 작용에 의한 온도 변화를 검지할 수 있다.

본 출원의 제 6 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 제 1 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 비교 저항부 및 발열 저항부는 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향에 직교하는 선상에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자에 있어서는, 비교 저항부와 발열 저항부를 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향에 직교하는 선상에 배치함으로써, 비교 저항부에 접촉한 유체가 그 후에 발열 저항부에 접촉하거나, 이와는 반대로 발열 저항부에 접촉한 유체가 그 후에 비교 저항부에 접촉하거나 하는 것을 방지할 수 있어, 비교 저항부와 발열 저항부가 서로 열적인 영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 유량 검출 소자의 비교 저항부는 발열 저항부의 영향을 받지 않아, 유체의 온도를 보다 정확하게 검지할 수 있다. 또한, 발열 저항부는 비교 저항부의 영향을 받지 않아, 유체와의 상호 작용에 의한 온도 변화를 검지할 수 있다.

본 출원의 제 7 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 평판 형상 기재의 하나의 표면에 절연성의 지지막 및 보호막을 적층하여 이루어지는 박막층을 갖고 있고, 박막층에 있어서, 지지막과 보호막 사이에 감열 저항을 소정의 패턴으로 배치함으로써 발열 저항부 및 비교 저항부가 마련되어 있고, 평판 형상 기재에 있어서 발열 저항부 및 비교 저항부에 각각 면하는 영역의 적어도 일부에는 평판 형상 기재를 두께 방향으로 관통하는 오목부가 마련되어 있으며, 비교 저항부에서 검지하는 유체 온도 정보에 근거하여 발열 저항부에서 유체의 유량 또는 유속을 측정하는 감열식 유량 검출 소자로서, 비교 저항부에 면하는 오목부에 연락되어, 오목부로 유체를 유통시키는 적어도 2개의 유체 유통로가 마련되어 있고, 각 유체 유통로로서, (ⅰ) 박막층을 그 두께 방향으로 관통하여, 박막층의 상면측과 하면측 사이에서 유체를 유통시키는 구멍, (ⅱ) 기재의 박막층과는 반대측의 표면에 있어서, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나의 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 홈, 및 (ⅲ) 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나의 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 관 형상 통로의 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 유통로를 갖는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자에 있어서는, 첫째로, 비교 저항부에 면하는 오목부에 연락되어, 오목부로 유체를 유통시키는 적어도 2개의 유체 유통로를 가짐으로써, 적어도 하나의 유체 유통로를 유체의 도입측으로 하고, 적어도 하나의 유체 유통로를 유체의 도출측으로 설정할 수 있어, 유체를 오목부로 보다 원활하게 유통시킬 수 있다. 따라서, 유량 검출 소자의 비교 저항부는 유체의 온도를 예민하게 검지할 수 있어, 유체의 온도가 급격히 변화되는 경우에도, 유량 검출 소자는 그 온도 변화에 신속히 응답할 수 있다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자에 있어서는, 둘째로, 각 유체 유통로로서, 상술하는 바와 같은 (ⅰ) 구멍, (ⅱ) 홈 및 (ⅲ) 관 형상 통로의 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 유통로를 갖는 것에 의해, 각 유체 유통로를 통해서 오목부로의 유체의 원활한 유통을 확보할 수 있다.

본 출원의 제 8 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 상기 제 7 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 상류측의 유체 유통로로서, 박막층을 그 두께 방향으로 관통하여, 박막층의 상면측과 하면측 사이에서 유체를 유통시키는 구멍을 갖고있고, 하류측의 유체 유통로로서, (ⅰ) 박막층을 그 두께 방향으로 관통하여, 박막층의 상면측과 하면측 사이에서 유체를 유통시키는 구멍, (ⅱ) 기재의 박막층과는 반대측의 표면에서, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 홈, 및 (ⅲ) 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나의 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 관 형상 통로의 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 유통로를 갖는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자는, 상류측의 유체 유통로로서 구멍을 갖고 있고, 하류측의 유체 유통로로서는 구멍, 홈 및 관 형상 통로로부터 선택되는 적어도 1종의 유통로를 갖고 있는 것에 의해, 상류측의 구멍을 통해서 오목부로 유체를 유입시켜, 그 유체를 오목부로부터, 구멍, 홈 및 관 형상 통로로부터 선택되는 적어도 1종의 하류측의 유통로를 통해서 유출시킬 수 있어, 오목부로의 유체의 원활한 유통을 확보할 수 있다. 따라서, 비교 저항부의 하면측에도 유체를 충분히 유통시킴으로써, 비교 저항부는 향상한 온도 응답성을 나타낼 수 있다.

본 출원의 제 9 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 상기 제 8 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 상류측에 슬릿 형태의 유체 유통로를 갖고, 박막층이 비교 저항부의 적어도 일부에서, 기재의 반대측으로 볼록하게 되도록 만곡(彎曲)하고 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자는, 박막층을 비교 저항부의 적어도 일부에서 기재의 반대측으로 볼록하게 되도록 만곡시킴으로써, 구멍을 통해서 오목부로의 유체의 유입을 보다 원활하게 실행할 수 있다. 따라서, 비교 저항부의 하면측에유체를 보다 효율적으로 유통시킴으로써, 비교 저항부는 향상한 온도 응답성을 나타낼 수 있다.

본 출원의 제 10 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 상기 제 9 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 하류측에 슬릿 형태의 유체 유통로를 갖는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자는, 상류측 및 하류측의 양쪽의 유체 유통로를 슬릿으로 하여, 박막층을 비교 저항부의 적어도 일부에서 기재의 반대측으로 볼록하게 되도록 만곡시킴으로써, 슬릿을 통해서 오목부로의 유체의 유통을 보다 원활하게 실행할 수 있다. 따라서, 비교 저항부의 하면측에 유체를 보다 효율적으로 유통시킴으로써, 비교 저항부는 향상한 온도 응답성을 나타낼 수 있다.

본 출원의 제 11 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 상기 제 7 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 상류측의 유체 유통로로서, 기재의 박막층과는 반대측의 표면에서, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나의 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 홈을 갖고 있고, 하류측의 유체 유통로로서, (ⅰ) 박막층을 그 두께 방향으로 관통하여, 박막층의 상면측과 하면측 사이에서 유체를 유통시키는 구멍, (ⅱ) 기재의 박막층과는 반대측의 표면에서, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 홈, 및 (ⅲ) 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나의 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 관 형상 통로의 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 유통로를 갖는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자는, 상류측의 유체 유통로로서 홈을 갖고 있고, 하류측의 유체 유통로로서는 구멍, 홈 및 관 형상 통로로부터 선택되는 적어도 1종의 유통로를 갖는 것에 의해, 상류측의 홈을 통해서 오목부로 유체를 유입시키고, 그 유체를 오목부로부터 구멍, 홈 및 관 형상 통로로부터 선택되는 적어도 1종의 하류측의 유통로를 통해서 유출시킬 수 있어, 오목부로의 유체의 원활한 유통을 확보할 수 있다. 따라서, 비교 저항부의 하면측으로도 유체를 충분히 유통시킴으로써, 비교 저항부는 향상한 온도 응답성을 나타낼 수 있다.

본 출원의 제 12 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 상기 제 11 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 유체 유통로로서의 홈을, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면 또는 기재의 단부 벽면에 연락되는 개구부의 단면적이 홈의 다른 부분의 단면적보다도 커지도록 마련하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자는, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면 또는 기재의 단부 벽면에 연락되는 개구부의 홈의 단면적이 홈의 다른 부분의 단면적보다도 크게 마련되어 있기 때문에, 유체가 홈내로 유입되기 쉬워지고, 또한 유체가 홈으로부터 용이하게 유출된다. 따라서, 비교 저항부의 하면측으로도 유체를보다 원활하게 유통시킴으로써, 비교 저항부는 향상한 온도 응답성을 나타낼 수 있다.

본 출원의 제 13 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 상기 제 7 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 상류측의 유체 유통로로서, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나의 단부 벽면 사이를 연락되는 적어도 하나의 관 형상통로를 갖고 있고, 하류측의 유체 유통로로서, (ⅰ) 박막층을 그 두께 방향으로 관통하여, 박막층의 상면측과 하면측 사이에서 유체를 유통시키는 구멍, (ⅱ) 기재의 박막층과는 반대측의 표면에서, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나의 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 홈, 및 (ⅲ) 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나의 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 관 형상 통로의 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 유통로를 갖는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자는, 상류측의 유체 유통로로서 관 형상 통로를 갖고 있고, 하류측의 유체 유통로로서는 구멍, 홈 및 관 형상 통로로부터 선택되는 적어도 1종의 유통로를 갖고 있음으로써, 상류측의 관 형상 통로를 통해서 오목부로 유체를 유입시키고, 그 유체를 오목부로부터, 구멍, 홈 및 관 형상 통로로부터 선택되는 적어도 1종의 하류측의 유통로를 통해서 유출시킬 수 있어, 오목부로의 유체의 원활한 유통을 확보할 수 있다. 따라서, 비교 저항부의 하면측으로도 유체를 충분히 유통시킴으로써, 비교 저항부는 향상한 온도 응답성을 나타낼 수 있다.

본 출원의 제 1 형태에 따른 소자 홀더의 발명은, 평판 형상 기재의 하나의 표면에 절연성의 지지막 및 보호막을 적층하여 이루어지는 박막층을 갖고 있고, 박막층에 있어서, 지지막과 보호막 사이에 감열 저항을 소정의 패턴으로 배치함으로써 발열 저항부 및 비교 저항부가 마련되어 있고, 평판 형상 기재에 있어서 발열 저항부 및 비교 저항부에 각각 면하는 영역의 적어도 일부에는 평판 형상 기재를 두께 방향으로 관통하는 오목부가 마련되어 있고, 비교 저항부에 면하는 오목부에연락되어, 오목부로 유체를 유통시키는 유체 유통로가 마련되어 있으며, 비교 저항부에서 검지하는 유체 온도 정보에 근거하여 발열 저항부에서 유체의 유량 또는 유속을 측정하는 감열식 유량 검출 소자를 수용하는 소자 홀더로서, 전체적으로 익형(翼形) 형상(airfoil-shape)을 갖고 있고, 비교 저항부를 기준으로 해서 그 상류측 및 하류측 영역의 홀더 표면에서, 각각 적어도 하나의 개구부를 갖는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 소자 홀더는, 전체적으로 익형 형상을 갖기 때문에, 소자 홀더의 주위에서 유체의 흐름을 거의 방해하지 않고, 오히려 정류 작용을 나타내어, 비교 저항부의 상류측의 개구부로부터 홀더의 내부로 유체를 도입하여, 수용하고 있는 유량 검출 소자, 특히 그 비교 저항부에 대해 그 유체를 충분히 접촉시킨 후, 유체를 하류측의 개구부로부터 홀더의 외부로 배출할 수 있기 때문에, 수용하고 있는 유량 검출 소자에 충분히 유체를 접촉시킬 수 있다. 따라서, 유체의 흐름을 실질적으로 방해하지 않고, 유량 검출 소자의 비교 저항부에 양호한 온도 응답성을 발휘시킬 수 있다.

본 출원의 제 2 형태에 따른 소자 홀더의 발명은, 제 1 형태에 따른 소자 홀더에 있어서, 비교 저항부의 상류측에 위치하는 개구부는 수용하고 있는 유량 검출 소자의 상면에 대응하는 위치에 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 소자 홀더는, 유량 검출 소자의 상류측의 유체 유통로로서 구멍을 갖는 유량 검출 소자와 조합하여 사용하는 경우에, 소자 홀더의 상류측의 개구부와, 수용하고 있는 유량 검출 소자에 있어서의 유체 유통로로서의 구멍을 대향시킬 수 있기 때문에, 소자 홀더 내 및 유량 검출 소자의 주위에서의 유체의 유통을 보다 원활하게 실행할 수 있다.

본 출원의 제 3 형태에 따른 소자 홀더의 발명은, 제 1 형태에 따른 소자 홀더에 있어서, 비교 저항부의 상류측에 위치하는 개구부의 하측 가장자리부는 수용하고 있는 유량 검출 소자에 있어서의 기재의 단부 벽면에 대응하는 위치에 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 소자 홀더는, 기재의 상류측의 단부 벽면에 개구하는 관 형상 통로를 갖는 유량 검출 소자와 조합하여 사용할 경우에, 소자 홀더의 상류측의 개구부와, 수용하고 있는 유량 검출 소자에 있어서의 유체 유통로로서의 관 형상 통로를 대향시킬 수 있기 때문에, 소자 홀더 내 및 유량 검출 소자의 주위에서의 유체의 유통을 보다 원활하게 실행할 수 있다.

본 출원의 제 4 형태에 따른 소자 홀더의 발명은, 제 1 형태에 따른 소자 홀더에 있어서, 비교 저항부의 상류측에 위치하는 개구부의 하측 가장자리부는, 수용하고 있는 유량 검출 소자에 있어서의 기재의 하측 표면 또는 그것보다 하측의 위치에 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 소자 홀더는, 유량 검출 소자의 상류측의 유체 유통로로서 기재의 하측 표면에 마련된 홈을 갖는 유량 검출 소자와 조합하여 사용할 경우에, 소자 홀더의 상류측의 개구부와, 수용하고 있는 유량 검출 소자에 있어서의 유체 유통로로서의 홈을 대향시킬 수 있기 때문에, 소자 홀더 내 및 유량 검출 소자의 주위에서의 유체의 유통을 보다 원활하게 실행할 수 있다.

본 발명은 유체의 유량을 측정하는 감열식 유량 센서에 이용하는 유량 검출 소자에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그와 같은 유량 검출 소자를 실제로 사용하는 경우에 유량 검출 소자를 수용하는 소자 홀드에 관한 것이다.

본 발명에 따른 유량 검출 소자는, 여러 가지의 유체, 예컨대 기체 및/또는 액체의 유량, 바람직하게는 기체, 특히 공기 및/또는 그 밖의 혼합 기체의 유량을 측정하기 위해 이용할 수 있다. 본 발명에 따른 유량 검출 소자는, 특히 내연 기관의 흡입 공기량의 계측 등에 적합하게 이용할 수 있다.

도 1은 유량 검출 소자에 따른 발명의 기본적인 실시 형태를 나타내는 모식도로서, 특히 실시 형태 1∼4, 9 또는 12에 대한 특징을 나타내고 있으며, 도 1의 (a)는 유량 검출 소자의 비교 저항부 및 그 주위를 나타내는 평면도이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에서의 Ⅰb-Ⅰb선에 대한 단면(斷面)도,

도 2는 유량 검출 소자에 따른 발명의 기본적인 실시 형태를 나타내는 모식도로서, 특히 실시 형태 13 및 14에 대한 특징을 나타내고 있으며, 도 2의 (a)는 유량 검출 소자의 비교 저항부 및 그 주위를 나타내는 평면도이고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에서의 Ⅱb-Ⅱb선에 대한 단면(斷面)도, 도 2의 (c)는 도 2의 (a)에서의 Ⅱc-Ⅱc 선에 관한 단면(斷面)도,

도 3은 유량 검출 소자에 따른 발명의 기본적인 실시 형태를 나타내는 모식도로서, 특히 실시 형태 1∼4 및 15에 대한 특징을 나타내고 있으며, 도 3의 (a)는 유량 검출 소자의 비교 저항부 및 그 주위를 나타내는 평면도이고, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)에서의 Ⅲb-Ⅲb선에 대한 단면(斷面)도, 도 3의 (c)는 도 3의 (a)를 우측에서 관찰한 상태의 단면(端面)도,

도 4는 유량 검출 소자에 따른 발명의 기본적인 실시 형태를 나타내는 모식도로서, 특히 실시 형태 1∼4, 9 및 15에 대한 특징을 나타내고 있으며, 도 4의 (a)는 유량 검출 소자의 비교 저항부 및 그 주위를 나타내는 평면도이고, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)에서의 Ⅳb-Ⅳb선에 대한 단면(斷面)도, 도 4의 (c)는 도 4의 (a)를 우측에서 관찰한 상태의 단면(端面)도,

도 5는 유량 검출 소자에 따른 발명의 기본적인 실시 형태를 나타내는 모식도로서, 특히 실시 형태 1∼4, 9 및 16에 대한 특징을 나타내고 있으며, 도 5의 (a)는 유량 검출 소자의 비교 저항부 및 그 주위를 나타내는 평면도이고, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)에서의 Ⅴb-Ⅴb선에 대한 단면(斷面)도, 도 5의 (c)는 도 5의 (a)를 우측에서 관찰한 상태의 단면(端面)도,

도 6은 유량 검출 소자에 따른 발명의 기본적인 실시 형태를 나타내는 모식도로서, 특히 실시 형태 14에 대한 특징을 나타내고 있으며, 도 6의 (a)는 유량 검출 소자의 비교 저항부 및 그 주위를 나타내는 평면도이고, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)에서의 Ⅵb-Ⅵb선에 대한 단면(斷面)도, 도 6의 (c)는 도 6의 (a)를 우측에서 관찰한 상태의 단면(端面)도,

도 7은 소자 홀더에 따른 발명의 기본적인 실시 형태를 나타내는 모식도로서, 특히 소자 홀더의 제 2 또는 제 3 형태에 대한 특징을 나타내고 있으며, 도 7의 (a)는 유량 검출 소자를 수용하고 있는 상태의 소자 홀더에 대하여, 유량 검출 소자와, 유량 검출 소자의 상부 표면에 대응하는 높이에서의 소자 홀더의 수평 단면도를 모식적으로 나타내고 있고, 도 7의 (b)는 도 7의 (a)에서의 Ⅶb-Ⅶb선에 대한 단면(斷面)도, 도 7의 (c)는 도 7의 (a)에서의 단면(端面)도(도 7의 (a)는 도 7의 (b)에서의 Ⅶa-Ⅶa선에 대한 단면(斷面)도에 대응함),

도 8은 소자 홀더에 따른 발명의 기본적인 실시 형태를 나타내는 모식도로서, 특히 소자 홀더의 제 4 형태에 대한 특징을 나타내고 있으며, 도 8의 (a)는 유량 검출 소자를 수용하고 있는 상태의 소자 홀더에 대하여, 유량 검출 소자와, 유량 검출 소자의 상부 표면에 대응하는 높이에서의 소자 홀더의 수평 단면도를 모식적으로 나타내고 있고, 도 8의 (b)는 도 8의 (a)에서의 Ⅷb-Ⅷb선에 대한 단면(斷面)도, 도 8의 (c)는 도 8의 (a)에서의 단면(端面)도(도 8의 (a)는 도 8의 (b)에서의 Ⅷa-Ⅷa선에 대한 단면도에 대응함),

도 9는 종래의 다이어프램형의 감열식 유량 검출 소자의 기본적 구성을 도시하는 모식도로서, 도 9의 (a)는 유량 검출 소자를 수용하고 있는 상태의 소자 홀더에 대하여, 유량 검출 소자를 모식적으로 나타내고 있고, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)에서의 Ⅸb-Ⅸb선에 대한 단면(斷面)도,

도 10은 유량 검출 소자에 따른 발명에 있어서, 기재 내를 관통하는 관 형상 통로를 형성하는 공정을 모식적으로 나타내는 도면으로서, 도 10의 (a)는 전기 화학적 에칭(electrochemical etching)을 실행하기 전의 상태의 기재 하면을 도시하는 도면이고, 도 10의 (b)는 기재의 하면측 표면에 V자 홈 a를 형성한 상태를 나타내는 단면(端面)도, 도 10의 (c)는 기재의 하면측에서 V자 홈 a로부터 아래쪽으로 홈 b 및 홈 c를 형성한 상태를 나타내는 단면(端面)도, 도 10의 (d)는 기재의 하면측에 있어서, 홈 b의 부분을 채우고, 홈 c의 부분을 남기는 것에 의해 관 형상 통로를 형성한 상태를 나타내는 단면(端面)도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 출원에 따른 각 발명에 대해 각 실시 형태에 근거하여 설명한다.

(실시 형태 1)

본 출원의 유량 검출 소자가 발명에 따른 제 1 형태는 도 1∼6에 모식적으로 도시되어 있다.

도 1에 대하여 설명하면, (1)은, 예컨대 두께 약 400㎛의 실리콘웨이퍼로 이루어지는 평판 형상 기재로서, 이 평판 형상 기재(1)의 상면측에 두께 약 1㎛의 질화 실리콘막으로 이루어지는 지지막(2)이 스펙터링법 등에 의해 형성되어 있다. 지지막(2) 위에는 백금으로 이루어지는 감열 저항이, 예컨대 0.2㎛의 두께로 증착법이나 스펙터링법 등에 의해서 도면에 도시한 바와 같은 소정의 패턴으로 배치되어, 비교 저항부(4)를 형성하고 있다. 이 비교 저항부(4)는 사진 제판법, 습식 에칭법 또는 건식 에칭법 등을 이용하여 패터닝을 행함으로써 형성된 전류로이다. 지지막(2) 및 비교 저항부(4)의 상면측에는 두께 약 1㎛의 질화 실리콘막으로 이루어지는 보호막(3)이 스펙터링법 등에 의해 형성되어 있다. 비교 저항부(4)를 샌드위치 형상으로 사이에 끼워, 지지막(2) 및 보호막(3)을 적층하여 형성되는 층을 본 명세서에서 박막층이라고도 칭한다.

평판 형상 기재(1)의 하면측, 즉 기재(1)에 있어서 지지막(2)이 형성되어 있는 쪽의 표면과는 반대측의 표면은 이면(裏面) 보호막(5)에 의해서 피복되어 있다. 이면 보호막(5)은 기재의 하면측을 보호하기 위한 층으로서, 예컨대 SiO₂등에 의해서 형성되어 있다.

다음으로, 이면 보호막(5)의 하면측 표면에, 기재의 하면측에 형성하고자 하는 오목부 형상에 대응하는 에칭 홀을 형성한다. 도면에 있어서, (17)은 에칭 홀의 외측 윤곽선을 나타내고 있다. 에칭 홀은 사진 제판법 등에 의해서 형성된다.

에칭 홀을 형성한 후, 소정의 에칭, 예컨대 알칼리 에칭 등에 의해서 기재(1)가 부분적으로 제거된 결과, 소정의 평면 형상(도 1의 (a)에서는 거의 사각형)을 갖고, 평판 형상 기재를 두께 방향으로 관통하는 오목부(7)가 기재(1)의 하면측에 형성된다. 또한, 도 1의 (b)에 도시하는 바와 같이, 오목부(7)의 종단면 형상은 거의 사다리꼴 형상을 이루고 있어, 기재의 하면측 폭이 넓게 되어 있다. 이 오목부(7)의 치수 및 형상은 종래부터 알려져 있는 기술에 의해서 형성할 수도 있고, 설계상 형편에 따라서 변경을 가하는 것도 가능하다.

도 1의 (a)에 있어서, 오목부(7)에 면하는 박막층의 영역으로서, 비교 저항부(4) 및 그 주위를 포함하는 영역을 사각형의 2점 쇄선에 의해서 둘러싸고 부호(8)로 표시하고 있는데, 설명의 편의상, 이 영역을 비교 저항 영역(8)이라 칭한다. 따라서, 유량 검출 소자의 비교 저항 영역(8)의 하면측에는 오목부(7)가 형성되어 있기 때문에, 비교 저항 영역(8)에 있어서 박막층은, 소위 다이어프램 구조로 이루어져 있다고 표현할 수 있다.

유량 검출 소자에는, 오목부(7)에 연락되어 오목부(7)로 유체를 유통시키는 유체 유통로가 마련되어 있다.

본 출원의 제 1 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명에서는, 유체 유통로는 기본적으로 오목부(7)에 연락되어 오목부(7)로 유체를 유통시키는 기능을 성취할 수 있으면, 어떠한 치수 및 형상 또는 형태를 갖는 것이라도 무방하다.

그와 같은 유체 유통로의 구체적 형태로서는, 도 1 및 2에 도시하는 바와 같이 비교 저항부의 좌우 양측에 배치되고 박막층을 그 두께 방향으로 관통하는 구멍(9) 형태, 도 3, 4 및 6에 도시하는 바와 같이 기재의 하면측에 마련되는 홈(13, 14, 16) 형태 및 도 5에 도시하는 바와 같이 기재 내를 관통하는 관 형상 통로(15) 형태를 예시할 수 있다.

도 1에 나타내는 경우의 구멍은, 도 1의 (a)에 도시하는 바와 같이 평면 형상에 있어서, 화살표(10)로 나타내는 유체의 주된 흐름 방향에 대하여 수직인 방향으로 연장되는 가늘고 긴 직사각형(slit) 형태를 갖고 있고, 도 1의 (b)에 도시하는 바와 같이 종단면 형상에 있어서, 박막층을 상하 방향에 대하여 수직으로 절단함으로써, 거의 평행한 2개의 수직벽이 형성된 형상으로 되어 있지만, 본 발명에서는 이러한 형상에 특별히 한정되지 않는다. 유체 유통로는, 예컨대 평면 형상에 있어서, 삼각형, 사각형, 그 밖의 다각형 형상이나, 원형, 달걀형, 타원형 등의 둥근 모양을 띤 형상이나, 복수의 직선 및/또는 곡선을 조합시켜 형성되는 형상이라도 되고, 단면 형상에 있어서, 단면에 나타나는 기재의 벽면의 윤곽선도 여러 각도로 경사진 직선이나 여러 가지의 곡선에 의해서 구성되는 선, 또는 그들의 조합이더라도 된다.

본 발명에 대해서, 유체의 주된 흐름 방향이라는 용어는, 유체가 전체적으로 흐르는 경우의 주된 속도 성분이 향하고 있는 방향을 의미한다. 따라서, 도 1∼8에 나타내는 예에서는 전부 유체가 국부적으로 난류나 소용돌이 흐름을 형성하는 경우가 있더라도, 유체의 주된 흐름 방향은 왼쪽으로부터 오른쪽으로 향하는 방향이다. 도 1∼8에서는, 유체의 흐름을 화살표(10)로 나타내고 있다.

구멍 또는 슬릿 형태의 유체 유통로는, 예컨대 기재에 박막층을 적층한 상태에서, 박막층을 건식 에칭 등에 의해서 에칭해 두는 것에 의해서 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 도 1에 있어서는, 도 1의 (b)에 화살표(10)로 나타내는 바와 같이, 유체는 좌측으로부터 우측으로 흐르는 것을 상정하고 있고, 2개의 유체 유통로가 비교 저항 영역(8)의 상류측 및 하류측에 마련되어 있다. 그러나, 박막층의 하면측에 마련한 오목부(7)로의 유체의 유통을 보다 원활하게 실행할 수 있는 것이면, 유체 유통로의 수에 대해서도, 마련하는 위치에 대해서도 특별히 한정되지 않는다. 따라서, 유체 유통로의 수는 하나이더라도, 유체 유통로를 마련하는 위치는 도 1의 (a)에서 비교 저항부(4)의 상측 부분 또는 하측 부분이더라도, 본 실시 형태 1에 따른 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 사용 상태에 있어서, 유체가 흐르는 방향에 대해서도 도면 형태에 반드시 한정되지 않는다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자에 따르면, 비교 저항 영역에 면하는 오목부에 유체 유통로가 연락됨으로써, 그 유체 유통로를 통해서 유체를 오목부 내로 원활하게 유통시켜, 다이어프램 구조로 이루어져 있는 비교 저항 영역의 하면측으로도 유체를 충분히 접촉시킬 수 있다. 따라서, 유량 검출 소자의 비교 저항부는 그 상면측 및 하면측의 양쪽에서 유체에 접촉할 수 있고, 하면측에 접촉하는 유체도 유체 유통로를 통하여 빠르게 흐르기 때문에, 유체의 온도를 예민하게 검지할 수 있다. 따라서, 유체의 온도가 급격히 변화하는 경우에도, 유량 검출 소자는 그온도 변화에 신속하게 응답할 수 있다.

(실시 형태 2)

본 출원의 유량 검출 소자의 발명에 따른 제 2 형태는 도 1∼6에 모식적으로 도시되어 있다.

이 제 2 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 제 1 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 적어도 2개의 유체 유통로를 갖는 것을 특징으로 한다.

도 1 및 2에 나타내는 예에서는 비교 저항부(4)의 좌우 양측의 2 개소에 슬릿 형태의 유체 유통로(9)가 마련되어 있고, 도 3 및 6에 나타내는 예에서는 비교 저항부(4)의 좌측에도 3개의 홈(13)을 마련하고, 또한 비교 저항부(4)의 우측에도 3개의 홈(13)을 마련하고 있으며, 도 4에 나타내는 예에서는 비교 저항부(4)의 좌측에 폭이 넓은 1개의 홈(14)을 마련하고, 또한 비교 저항부(4)의 우측에도 폭이 넓은 1개의 홈(14)을 마련하고 있고, 도 5에 나타내는 예에서는, 비교 저항부(4)의 좌측에 3개의 관 형상 통로(15)를 마련하고, 또한 비교 저항부(4)의 우측에도 3개의 관 형상 통로(15)를 마련하고 있다. 도 1∼6을 통해, 유량 검출 소자의 기본적 구성은 상술한 실시 형태 1의 경우와 마찬가지이다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자에 있어서는, 적어도 하나의 유체 유통로를 유체의 도입측으로 하고, 적어도 하나의 유체 유통로를 유체의 도출측으로 설정할 수 있어, 유체를 오목부로 보다 원활하게 유통시킬 수 있다. 따라서, 유량 검출 소자의 비교 저항부는 유체의 온도를 예민하게 검지할 수 있어, 유체의 온도가 급격히 변화되는 경우에도, 유량 검출 소자는 그 온도 변화에 신속히 응답할 수 있다.

유체 유통로의 치수 및 형상에 대해서는, 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로, 여러 가지 형태를 채용할 수 있다.

(실시 형태 3)

본 출원의 유량 검출 소자의 발명에 따른 제 3 형태는 도 1∼6에 모식적으로 도시되어 있다.

이 제 3 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 제 1 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 측정해야 할 유체의 주된 흘러 방향에 대하여, 비교 저항부의 상류측에 적어도 하나의 유체 유통로가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1∼6에 대하여, 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향은, 화살표(10)로 도시하는 바와 같이, 도면에 대하여 좌측으로부터 우측으로 향하는 방향이다. 따라서, 도 1∼6에 나타내는 모든 경우에 대해서, 비교 저항부(4)의 상류측, 즉 비교 저항부(4)의 좌측에 유체 유통로가 마련되어 있다. 도 1∼6을 통해, 유량 검출 소자의 기본적 구성은 상술한 실시 형태 1의 경우와 마찬가지이다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자에 있어서는, 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향에 대하여, 비교 저항부의 상류측에 적어도 하나의 유체 유통로를 마련하는 것에 의해, 유체는 그 유체 유통로를 통해서 오목부로 유입되기 쉬어져, 유체의 오목부로의 유통을 보다 원활하게 행할 수 있다. 따라서, 유량 검출 소자의 비교 저항부는 유체의 온도를 예민하게 검지할 수 있어, 유체의 온도가 급격히 변화되는 경우에도, 유량 검출 소자는 그 온도 변화에 신속하게 응답할 수 있다.

(실시 형태 4)

본 출원의 유량 검출 소자가 발명에 따른 제 4 형태는 도 1∼6에 모식적으로 도시되어 있다.

이 제 4 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 제 1 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향에 대하여, 비교 저항부의 하류측에 적어도 하나의 유체 유통로가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1∼6에 대하여, 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향은, 화살표(10)로 도시하는 바와 같이, 도면에 대하여 좌측으로부터 우측으로 향하는 방향이다. 따라서, 도 1∼6에 나타내는 모든 경우에 대해서, 비교 저항부(4)의 하류측, 즉 비교 저항부(4)의 우측에 유체 유통로가 마련되어 있다. 도 1∼6을 통해, 유량 검출 소자의 기본적 구성은 상술한 실시 형태 1의 경우와 마찬가지이다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자에 있어서는, 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향에 대하여, 비교 저항부의 하류측에 적어도 하나의 유체 유통로를 마련하는 것에 의해, 유체는 그 유체 유통로를 통해서 오목부로부터 유출되기 쉬어져, 유체의 오목부로의 유통을 보다 원활하게 실행할 수 있다. 따라서, 유량 검출 소자의 비교 저항부는 유체의 온도를 예민하게 검지할 수 있어, 유체의 온도가 급격하게 변화되는 경우에도, 유량 검출 소자는 그 온도 변화에 신속하게 응답할 수 있다.

(실시 형태 5)

본 출원의 유량 검출 소자의 발명에 따른 제 5 형태는 도 7 또는 도 8에 모식적으로 도시되어 있다.

이 제 5 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 제 1 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 비교 저항부 및 발열 저항부는 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향에 교차하는 선상에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 7 및 8에 나타내는 예에서는, 비교 저항부(25)의 좌우 양측에 유체 유통로가 마련되어 있고, 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향은, 화살표(10)로 도시하는 바와 같이, 도면에 대하여 좌측으로부터 우측으로 향하는 방향이다.

도 7 및 8에 도시하는 유량 검출 소자(23)에 있어서는, 유체가 비교 저항부(25)의 상면측 및 하면측에 양호하게 접촉하도록 유체 유통로를 마련하고 있기 때문에, 발열 저항부가 비교 저항부의 열적인 영향을 받는 것을 방지하기 위해, 도 9에 나타난 예와 같이 발열 저항부를 비교 저항부의 하류측에 배치할 수 없다. 따라서, 본 발명에 따른 유량 검출 소자를 사용하는 경우, 발열 저항부와 비교 저항부의 배치에 대해, 발열 저항부가 비교 저항부에 의해서 열적인 영향을 받지 않거나 또는 받기 어렵도록 고려할 필요가 있다.

그래서, 도 7에 나타내는 예에서는, 비교 저항부(25)와 발열 저항부(24)를 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향에 교차하는 선상에 배치하고 있다. 도 8에 나타내는 예도 마찬가지이다.

여기서, 유체의 주된 흐름 방향에 교차하는 선이란, 유체의 주된 흐름 방향과 평행한 관계에 있는 선을 제외한 모든 선을 의미한다. 따라서, 비교 저항부 및 발열 저항부를, 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향과 평행한 선상에 배치하는 것 이외의 형태는 본 발명의 범위에 포함된다. 따라서, 비교 저항부와 발열 저항부를 1장의 평판 형상 기재의 동일 표면에서, 측정해야 할 유체가 주된 흐름 방향에 교차하는 선상에 배치할 뿐만 아니라, 적당한 간격을 두어 2장 또는 그 이상의 평판 형상 기재를 적층하는 경우에, 비교 저항부를 1장의 기재 표면에 배치하고, 발열 저항부를 그것보다 상측 또는 하측의 기재 표면에 배치하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자에 있어서는, 비교 저항부와 발열 저항부를 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향에 교차하는 선상에 배치함으로써, 비교 저항부에 접촉한 유체가 그 후에 발열 저항부에 접촉하거나, 이와는 반대로 발열 저항부에 접촉한 유체가 그 후에 비교 저항부에 접촉하거나 하는 것을 방지할 수 있어, 비교 저항부와 발열 저항부가 서로 열적인 영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 유량 검출 소자의 비교 저항부는, 발열 저항부의 영향을 받지 않아, 유체의 온도를 보다 정확하게 검지할 수 있다. 또한, 발열 저항부는 비교 저항부의 영향을 받지 않아, 유체와의 상호 작용에 의한 온도 변화를 검지할 수 있다.

(실시 형태 6)

본 출원의 유량 검출 소자가 발명에 따른 제 6 형태는 도 7 또는 도 8에 모식적으로 도시되어 있다.

이 제 6 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 제 1 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 비교 저항부 및 발열 저항부는 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향에 직교하는 선상에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 7 및 8에 나타내는 예에서는, 비교 저항부(25)의 좌우 양측에 유체 유통로가 마련되어 있고, 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향은, 화살표(10)로 나타내는 바와 같이, 도면에 대하여 좌측으로부터 우측으로 향하는 방향이다.

이 형태에 있어서도, 상기의 실시 형태 5의 경우와 마찬가지의 이유로 인해, 도 9에 나타내는 예와 같이 발열 저항부를 비교 저항부의 하류측에 배치할 수 없다. 따라서, 본 발명에 따른 유량 검출 소자를 사용하는 경우, 발열 저항부와 비교 저항부의 배치에 대해, 발열 저항부가 비교 저항부에 의해서 열적인 영향를 받지 않거나 또는 받기 어렵도록 고려할 필요가 있다.

그래서, 도 7에 나타내는 예에서는, 비교 저항부(25)와 발열 저항부(24)를 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향에 직교하는 선상에 배치하고 있다. 도 8에 나타내는 예에서도 마찬가지이다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자에 있어서는, 비교 저항부와 발열 저항부를 측정해야 할 유체의 주된 흐름 방향에 직교하는 선상에 배치함으로써, 저항부에 접촉한 유체가 그 후에 발열 저항부에 접촉하거나, 이와는 반대로 발열 저항부에 접촉한 유체가 그 후에 비교 저항부에 접촉하거나 하는 것을 방지할 수 있어, 비교 저항부와 발열 저항부가 서로 열적인 영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 유량 검출 소자의 비교 저항부는 발열 저항부의 영향을 받지 않아, 유체의 온도를보다 정확하게 검지할 수 있다. 또한, 발열 저항부는 비교 저항부의 영향을 받지 않아, 유체와의 상호 작용에 의한 온도 변화를 검지할 수 있다.

(실시 형태 7)

본 출원의 유량 검출 소자의 발명에 따른 제 7 형태는 도 1∼6에 모식적으로 도시되어 있다.

이 제 7 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 비교 저항부에 면하는 오목부에 연락되어, 오목부로 유체를 유통시키는 적어도 2개의 유체 유통로가 마련되어 있고, 각 유체 유통로로서, (ⅰ) 박막층을 그 두께 방향으로 관통하여, 박막층의 상면측과 하면측 사이에서 유체를 유통시키는 구멍, (ⅱ) 기재의 박막층과는 반대측의 표면에서, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나의 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 홈, 및 (ⅲ) 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나의 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 관 형상 통로의 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 유통로를 갖는 것을 특징으로 한다.

도 1 및 2에 나타내는 예에서는 비교 저항부(4)의 좌우 양측의 2 개소에 슬릿 형상의 구멍(9) 형태의 유체 유통로가 마련되어 있고, 도 3 및 6에 나타내는 예에서는 비교 저항부(4)의 좌우 양측에 각각 3개씩의 홈(13, 16) 형태의 유체 유통로가 마련되어 있고, 도 4에 나타내는 예에서는 비교 저항부(4)의 좌우 양측에 각각 폭이 넓은 1개의 홈(14) 형태의 유체 유통로가 마련되어 있으며, 도 5에 나타내는 예에서는 비교 저항부(4)의 좌우 양측에 각각 3개씩의 관 형상 통로(15) 형태의유체 유통로가 마련되어 있다. 도 1∼6을 통해, 유량 검출 소자의 기본적 구성은 상술한 실시 형태 1의 경우와 마찬가지이다.

(ⅰ) 박막층을 그 두께 방향으로 관통하여, 박막층의 상면측과 하면측 사이에서 유체를 유통시키는 구멍은, 도 1에 나타내는 예에서는 비교 저항 영역(8)의 내부 영역에 마련되어 있지만, 박막층의 상면측과 하면측 사이에서 유체를 유통시킨다고 하는 기능을 발휘하는 것이면, 비교 저항 영역(8)의 외측이고, 박막층의 하면측에 기재(1)가 존재하는 부분에 마련할 수도 있다.

또한, 구멍의 평면 형상 및 종단면 형상은, 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 도면에 나타내는 형상에 특별히 한정되지 않고, 예컨대 평면 형상에 있어서, 삼각형, 사각형, 그 밖의 다각형의 형상이나, 원형, 달걀형, 타원형 등의 둥근 모양을 띤 형상이나, 복수의 직선 및/또는 곡선을 조합시켜 형성되는 형상이어도 무방하고, 단면 형상에 있어서, 단면에 나타나는 기재의 벽면의 윤곽선도 여러 각도로 경사진 직선이나 여러 가지 곡선에 의해서 구성되는 선, 또는 그들의 조합이더라도 무방하다.

(ⅱ) 기재의 박막층이란, 반대측의 표면에서, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 홈은, 도 3에 나타내는 예에서는, 도 3의 (c)와 같이 홈(13)의 개구 부분에 있어서의 단면 형상은 거의 삼각형으로 되어 있고, 거의 삼각형의 단면을 갖는 홈(13)이 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면(6)과 기재의 하나의 단부 벽면(18) 사이를 연락하여 연장된다. 도 4에 나타내는 예에서는, 도 4의 (c)와 같이 홈(14)의 개구 부분에 있어서의 단면 형상은 거의 사다리꼴로 되어 있고, 거의 사다리꼴 형상의 단면을 갖는 홈(14)이 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면(6)과 기재의 하나 단부 벽면(18) 사이를 연락하여 연장되어 있다. 도 6에 나타내는 예에서는, 홈의 형상은 전체적으로 도 3에 나타내는 예와 유사하지만, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면(6) 또는 기재의 단부 벽면(18)에 연락되는 개구부에서의 홈(16)의 단면적이 홈(16)의 다른 부분에서의 단면적보다도 크게 마련되어 있다. 따라서, 이 제 7 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면(6)과 기재의 하나의 단부 벽면(18) 사이가 홈에 의해서 연락되는 경우에는, 유체는 홈을 통해 원활하게 유통될 수 있다.

이들 도면의 예에서는, 홈은 개구 단면이 삼각형 또는 사각형이고, 평면도에 도시되는 홈의 윤곽선은 직선으로서, 일직선으로 연장되는 형태로 이루어져 있지만, 본 발명에서는 이 형태에 한정되지 않고, 홈의 개구 단면은 구멍의 평면 형상의 경우와 마찬가지로 여러 가지 형상을 채용할 수 있어, 평면도에 도시되는 홈의 윤곽선도 1 또는 그 이상의 직선 및/또는 곡선을 조합시켜 형성되는 형상을 채용할 수 있다.

(ⅲ) 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나의 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 관 형상 통로는 도 5에 나타내는 예에 의해서 도시되어 있는데, 이것은 일단(一端)이 오목부를 포위하는 기재의 오목부 벽면(6)에 개구되고, 타단이 기재(1)의 하나의 단부 벽면(18)에 개구되어, 기재(1)의 내부를 튜브 형상으로 관통하는 유체 유통로(15)를 의미한다. 도 5의 예에서는, 관 형상 통로는 개구 단면이 사각형이고, 평면도에 나타나는 홈의 양측의 윤곽선은 직선이며, 전체적으로 일직선으로 연장되는 형태로 이루어져 있지만, 본 발명에서는 이 형태에 한정되지 않고, 관 형상 통로의 개구 단면의 형상은 구멍의 평면 형상의 경우와 마찬가지로 여러 가지 형상을 채용할 수 있고, 평면도에 나타나는 관 형상 통로의 윤곽선도 하나 또는 그 이상의 직선 및/또는 곡선을 조합시켜 형성되는 형상을 채용할 수 있다. 따라서, 이 제 7 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 오목부 벽면(6)과 기재의 단부 벽면(18) 사이가 관 형상 통로에 의해서 연락되는 것에 의해, 유체는 관 형상 통로를 통해 원활하게 유통될 수 있다.

실리콘 기재에 이러한 관 형상 통로를 형성하기 위해서는, 전기 화학적 에칭이라는 기술을 이용할 수 있다. 전기 화학적 에칭 기술에 대해서는, H. Ohji, P. T. J. Gennissen, P. J. French 및 K. Tsutumi에 의한 「FABRICATION OF ACCELEROMETER USING SINGLE-STEP ELECTROCHEMICAL ETCHING FOR MICRO STRUCTURES(SEEMS)」(IEEE MEMS Workshop 1999, Orlando, USA, pp61-65)라는 논문에 상세히 설명되어 있고, 본 명세서에 있어서는 상기 문헌을 인용함으로써, 그 개시 내용을 본 명세서에 포함시키는 것으로 한다.

관 형상 통로의 구체적인 형성 방법에 대해서는 도 10의 (a), (b), (c) 및 (d)를 참조하여 설명한다. 평판 형상 기재(1)의 상면측에 박막층을 적층하는 것, 및 기재(1)의 하면측을 이면 보호막(5)에 의해 피복하는 것에 대해서는 실시 형태 1에서 설명한 바와 마찬가지로 실행한다.

도 10의 (a)는 도 5의 (a)에 도시한 기재(1)를 하면측에서 관찰하고, 또한도면의 평면내에서 왼쪽으로 90° 회전시킨 상태로서, 전기 화학적 에칭을 실행하기 전의 상태의 기재의 하면을 도시하는 도면이며, 도 10의 (b)∼도 10의 (d)는 도 10의 (a)의 기재(1)를 화살표[Ⅹb-Ⅹd]의 방향에서 관찰한 단면도이다. 따라서, 도 10의 (b)∼(d)는 도 5의 (b)에 도시한 평판 형상 기재(1)를 상하 방향에 대하여 뒤집어 놓은 상태를 나타내고 있으며, 이 도면을 참조하여 전기 화학적 에칭 처리의 각 처리 공정에 대해 설명한다.

먼저, 도 10의 (a)에 도시하는 바와 같이, 이면 보호막(5)의 표면에 사진 제판 등을 이용하여 형성하고자 하는 관 형상 통로(15)의 이면 보호막(5)측에서 본 평면 형상의 기준이 되는 라인(19)을 그린다. 도 10의 (a)에서 관 형상 통로(15)의 평면 형상은 오목부 벽면(6)과 단부 벽면(18) 사이에서 연장된 가늘고 긴 직사각형 형상으로 되어 있고, 개개의 관 형상 통로(15)의 기준이 되는 라인(19)을 1점 쇄선으로 나타내고 있다. 도 10의 (a)에서 하나의 단부 벽면(18)과 오목부 벽면(6) 사이에 3개의 관 형상 통로(15)를 형성하고자 하기 때문에, 라인(19)도 이것에 대응하여 3개 형성되어 있다. 라인(19)이 그려진 기재(1)에 대하여, 예컨대 알칼리 에칭 등을 실시함으로써, 도 10의 (b)에 도시하는 바와 같은 종단면이 V자 형상의 홈 a를 각 라인(19)의 위치에 형성한다. 이 V자 홈 a를 이니셜 피트로 해서 전기 화학적 에칭을 실행함으로써, 도 10의 (c)에 도시하는 바와 같이 V자 홈 a로부터 수직 방향(즉, 기재의 두께 방향)으로 아래쪽을 향하여 연장되는 홈 b를 형성한다. 홈 b의 깊이가 소정의 깊이에 도달하면, 전류 밀도를 증가시킴으로써 홈의 폭을 수평 방향(즉, 기재의 평면 방향)으로 확장시키고, 따라서 도 10의 (c)에도시하는 바와 같이, 상대적으로 좁은 폭을 갖고, 수직 방향으로 연장되는 홈 b의 선단 위치에 사각형의 단면을 갖고 상대적으로 넓은 폭의 홈 c를 형성한다. 그 후, CVD법 등을 이용하여 홈 b의 부분을 채움으로써, 도 10의 (d)에 도시하는 바와 같이, 기재(1)의 내부에 홈 c의 부분만을 남길 수 있다. 이상과 같이 하여, 기재(1)의 내부를 튜브 형상으로 관통하는 관 형상 통로(15)를 형성할 수 있다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자에 있어서는, 첫째로, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면에 연락되어, 오목부로 유체를 유통시키는 적어도 2개의 유체 유통로를 가짐으로써, 적어도 하나의 유체 유통로를 유체의 도입측으로 하고, 적어도 다른 하나의 유체 유통로를 유체의 도출측으로 설정할 수 있어, 유체를 오목부로 보다 원활하게 유통시킬 수 있다. 따라서, 유량 검출 소자의 비교 저항부는 유체의 온도를 예민하게 검지할 수 있어, 유체의 온도가 급격히 변화되는 경우에도, 유량 검출 소자는 그 온도 변화에 신속하게 응답할 수 있다.

또한, 이와 같이 구성된 유량 검출 소자에 있어서는, 둘째로, 각 유체 유통로로서, 상술한 바와 같은 (ⅰ) 구멍, (ⅱ) 홈 및 (ⅲ) 관 형상 통로의 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 유통로를 가짐으로써, 각 유체 유통로를 통해서 오목부로의 유체의 원활한 유통을 확보할 수 있다.

생산 효율이나 여러 가지 비용을 고려하면, 하나의 기재에 형성하는 유체 유통로는 상기의 (ⅰ) 구멍, (ⅱ) 홈 및 (ⅲ) 관 형상 통로의 군으로부터 선택되는 어느 1종의 유체 유통로를 채용하는 것이 바람직하지만, 경우에 따라서는 (ⅰ) 구멍 및/또는 (ⅱ) 홈 및/또는 (ⅲ) 관 형상 통로의 임의의 조합을 채용할 수도 있다. 즉, 비교 저항부(4)의 상류측에 (ⅰ) 구멍 및/또는 (ⅱ) 홈 및/또는 (ⅲ) 관 형상 통로의 임의의 조합의 유체 유통로를 마련하고, 비교 저항부(4)의 하류측에는 (ⅰ) 구멍 및/또는 (ⅱ) 홈 및/또는 (ⅲ) 관 형상 통로의 임의의 조합으로서, 상류측의 조합과 동일한 조합, 또는 상류측의 조합과는 다른 조합의 유체 유통로를 마련할 수도 있다.

(실시 형태 8)

본 출원의 유량 검출 소자의 발명에 따른 제 8 형태는 도 1 및 2에 모식적으로 도시되어 있다.

이 제 8 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 제 7 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 비교 저항부(4)의 상류측에 (ⅰ) 구멍 형태의 유통로를 갖고, 하류측에 (ⅰ) 구멍, (ⅱ) 홈 및 (ⅲ) 관 형상 통로의 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 형태의 유통로를 갖는 것을 특징으로 한다. 도 1∼6을 통해, 유량 검출 소자의 기본적 구성은 상술한 실시 형태 1 및 7의 경우와 마찬가지이다. 또한, (ⅰ) 구멍, (ⅱ) 홈 및 (ⅲ) 관 형상 통로 형태에 대해서도, 상기의 실시 형태 7에서 설명한 바와 마찬가지이다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자는, 상류측의 유체 유통로로서 구멍을 갖고 있고, 하류측의 유체 유통로로서는 구멍, 홈 및 관 형상 통로로부터 선택되는 적어도 1종의 유통로를 갖고 있는 것에 의해, 상류측의 구멍(9)을 통해서 오목부(7)로 유체를 유입시키고, 그 유체를 오목부로부터, 구멍, 홈 및 관 형상 통로로부터 선택되는 적어도 1종의 하류측의 유통로를 통해서 유출시킬 수 있어, 오목부(7)로의 유체의 원활한 유통을 확보할 수 있다. 따라서, 비교 저항부의 하면측에도 유체를 충분히 유통시킴으로써, 비교 저항부는 향상한 온도 응답성을 나타낼 수 있다.

(실시 형태 9)

본 출원의 유량 검출 소자의 발명에 따른 제 9 형태는 도 2에 모식적으로 도시되어 있다.

이 제 9 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 제 8 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 상류측에 슬릿 형태의 유체 유통로(9)를 갖고, 박막층이 비교 저항부의 적어도 일부에서 기재의 반대측으로 볼록하게 되도록 만곡되어 있는 것을 특징으로 한다.

박막층을 도 2에 도시한 바와 같은 형상으로 가공하는 것은, 평판 형상 기재(1)의 상면측에 박막층을 적층할 때에, 지지막(2)으로 인장 응력을 갖게 하고, 보호막(11)으로 압축 응력을 갖게 하도록 하여 착막함으로써 달성할 수 있다. 그것을 위해서는, 예컨대 지지막(2)의 재료로서 질화 실리콘을 이용하고, 보호막(11)의 재료로서 산화 실리콘을 이용할 수 있다. 또한, 이러한 박막층에는, 비교 저항부(4)의 상류측의 비교 저항 영역(8)에 있어서, 유체 유통로로서 슬릿 형상의 구멍(9)을 마련하고 있기 때문에, 다이어프램 구조를 형성하면, 다이어프램 부분의 중앙부(12)는 막의 응력에 의해서 상면측(유체측)으로 만곡되어 볼록 형상으로 된다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자는, 박막층을 비교 저항부의 적어도 일부에서 기재의 반대측으로 볼록하게 되도록 만곡시킴으로써, 슬릿 형상의 구멍(9)을 통해서 오목부(7)로의 유체의 유입을 보다 원활하게 실행할 수 있다. 따라서, 비교 저항부의 하면측으로 유체를 보다 효율적으로 유통시킴으로써, 비교 저항부는 향상한 온도 응답성을 나타낼 수 있다.

(실시 형태 10)

본 출원의 유량 검출 소자가 발명에 따른 제 10 형태는 도 2에 모식적으로 도시되어 있다.

본 출원의 제 10 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 상기 제 8 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 하류측에 슬릿 형태의 유체 유통로를 갖는 것을 특징으로 한다.

박막층을 상면측(유체측)으로 만곡시켜 볼록한 형상으로 하는 수단에 대해서는 실시 형태 9에서 설명한 바와 마찬가지다.

도 2에 나타내는 예에서는, 비교 저항부(4)의 하류측의 비교 저항 영역(8)에 있어서, 유체 유통로로서 슬릿 형상의 구멍(9)을 마련하고 있다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자는, 상류측 및 하류측의 양쪽의 유체 유통로를 슬릿 형상의 구멍(9)으로 하고, 박막층을 비교 저항부의 적어도 일부에서 기재의 반대측으로 볼록하게 되도록 만곡시킴으로써, 구멍(9)을 통해서 오목부(7)로의 유체의 유통을 보다 원활하게 실행할 수 있다. 따라서, 비교 저항부의 하면측으로 유체를 보다 효율적으로 유통시킴으로써, 비교 저항부는 향상한 온도 응답성을 나타낼 수 있다.

(실시 형태 11)

본 출원의 유량 검출 소자의 발명에 따른 제 11 형태는 도 3, 4 및 6에 모식적으로 도시되어 있다.

본 출원의 제 11 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 상기 제 7 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 비교 저항부(4)의 상류측에 (ⅱ) 홈 형태의 유통로를 갖고, 하류측에 (ⅰ) 구멍, (ⅱ) 홈 및 (ⅲ) 관 형상 통로의 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 형태의 유통로를 갖는 것을 특징으로 한다. 도 1∼6을 통해, 유량 검출 소자의 기본적 구성은 상술한 실시 형태 1 및 7의 경우와 마찬가지이다. 또한, (ⅰ) 구멍, (ⅱ) 홈 및 (ⅲ) 관 형상 통로 형태에 대해서도, 상기의 실시 형태 7에서 설명한 바와 마찬가지이다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자는, 상류측의 유체 유통로로서 홈을 갖고 있고, 하류측의 유체 유통로로서는 구멍, 홈 및 관 형상 통로로부터 선택되는 적어도 1종의 유통로를 가짐으로써, 상류측의 홈을 통해서 오목부(7)로 유체를 유입시키고, 그 유체를 오목부(7)로부터, 구멍, 홈 및 관 형상 통로로부터 선택되는 적어도 1종의 하류측의 유통로를 통해서 유출시킬 수 있어, 오목부로의 유체의 원활한 유통을 확보할 수 있다. 따라서, 비교 저항부의 하면측으로도 유체를 충분히 유통시킴으로써, 비교 저항부는 향상한 온도 응답성을 나타낼 수 있다.

(실시 형태 12)

본 출원의 유량 검출 소자가 발명에 따른 제 12 형태는 도 6에 모식적으로 도시되어 있다.

본 출원의 제 12 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 상기 제 11 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 유체 유통로로서의 홈(16)을, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면(6) 또는 기재의 단부 벽면(18)에 연락되는 개구부에서의 단면적이 홈의 다른 부분에서의 단면적보다도 커지도록 마련하는 것을 특징으로 한다. 유량 검출 소자의 기본적 구성은 상술한 실시 형태 1 및 7의 경우와 마찬가지이고, 또한 (ⅰ) 구멍, (ⅱ) 홈 및 (ⅲ) 관 형상 통로 형태에 대해서도, 상기의 실시 형태 7에서 설명한 바와 마찬가지이다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자는, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면(6) 또는 기재의 단부 벽면(18)에 연락되는 개구부에서의 홈(16)의 단면적이 홈의 다른 부분에서의 단면적보다도 크게 마련되어 있기 때문에, 유체가 홈 내로 유입되기 쉬어지고, 또한 유체가 홈으로부터 유출되기 쉬어진다. 따라서, 비교 저항부의 하면측으로도 유체를 보다 원활하게 유통시킴으로써, 비교 저항부는 향상한 온도 응답성을 나타낼 수 있다.

(실시 형태 13)

본 출원의 유량 검출 소자가 발명에 따른 제 13 형태는 도 5에 모식적으로 도시되어 있다.

본 출원의 제 13 형태에 따른 유량 검출 소자의 발명은, 상기 제 7 형태에 따른 유량 검출 소자에 있어서, 비교 저항부(4)의 상류측에 (ⅲ) 관 형상 통로(15) 형태의 유통로를 갖고, 하류측에 (ⅰ) 구멍, (ⅱ) 홈 및 (ⅲ) 관 형상 통로의 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 형태의 유통로를 갖는 것을 특징으로 한다. 도 1∼6을 통해, 유량 검출 소자의 기본적 구성은 상술한 실시 형태 1 및 7의 경우와 마찬가지이다. 또한, (ⅰ) 구멍, (ⅱ) 홈 및 (ⅲ) 관 형상 통로 형태에 대해서도, 상기의 실시 형태 7에서 설명한 바와 마찬가지이다.

이와 같이 구성된 유량 검출 소자는, 상류측의 유체 유통로로서 관 형상 통로(15)를 갖고 있고, 하류측의 유체 유통로로서는 구멍, 홈 및 관 형상 통로로부터 선택되는 적어도 1종의 유통로를 갖고 있음으로써, 상류측의 관 형상 통로를 통해서 오목부로 유체를 유입시키고, 그 유체를 오목부(7)로부터, 구멍, 홈 및 관 형상 통로로부터 선택되는 적어도 1종의 하류측의 유통로를 통해서 유출시킬 수 있어, 오목부(7)로의 유체의 원활한 유통을 확보할 수 있다. 따라서, 비교 저항부의 하면측으로도 유체를 충분히 유통시킴으로써, 비교 저항부는 향상한 온도 응답성을 나타낼 수 있다.

(실시 형태 14)

본 실시 형태에서는, 본 출원의 유량 검출 소자를 위한 소자 홀더의 발명에 따른 제 1 형태에 대해 도 7 및 8을 참조하여 설명한다.

이 제 1 형태에 따른 소자 홀더의 발명은, 평판 형상 기재의 하나의 표면에절연성의 지지막 및 보호막을 적층하여 이루어지는 박막층을 갖고 있고, 박막층에 있어서, 지지막과 보호막 사이에 감열 저항을 소정의 패턴으로 배치함으로써 발열 저항부 및 비교 저항부가 마련되어 있고, 평판 형상 기재에 있어서 발열 저항부 및 비교 저항부에 각각 면하는 영역의 적어도 일부에는 평판 형상 기재를 두께 방향으로 관통하는 오목부가 마련되어 있고, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면에 연락되어, 오목부로 유체를 유통시키는 유체 유통로가 마련되어 있으며, 비교 저항부에서 검지하는 유체 온도의 정보에 근거하여 발열 저항부에서 유체의 유량 또는 유속을 측정하는 감열식 유량 검출 소자를 수용하는 소자 홀더로서, 전체적으로 익형 형상을 갖고 있고, 비교 저항부를 기준으로 해서 그 상류측 및 하류측 영역의 홀더 표면에서 각각 적어도 하나의 개구부를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 소자 홀더가 수용하는 감열식 유량 검출 소자는 일반적인 감열식 유량 검출 소자를 의미하고 있어, 따라서 배경기술의 항에서 설명한 바와 같은 종래의 감열식 유량 검출 소자도 본 출원에 따른 유량 검출 소자도 포함되는 것을 의도하고 있다.

도 7에 있어서, (24)는 발열 저항부를 나타내고 있고, (25)는 비교 저항부를 나타내고 있으며, (23)은 감열식 유량 검출 소자를 나타내고 있다. 이 도면은, 설명의 편의상, 소자 홀더가 유량 검출 소자를 수용하는 형태를 설명하기 위해서, 유량 검출 소자에 대해, 발열 저항부 및 비교 저항부의 2개의 요소만을 도시하고 있는 것으로, 유량 검출 소자가 그 밖의 요소도 필요에 따라 구비할 수 있는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 유량 검출 소자를 수용하는 소자 홀더에 대해서는, 출원인은 이미 일본국 특허 공개 평성 제 10-293052 호에서 개시하고 있다. 그 명세서에서 설명하고 있는 바와 같이, 예컨대 자동차용 엔진의 흡입 공기량 센서로 감열식 유량 검출 소자를 이용하는 경우, 감열식 유량 검출 소자를 구비한 감열식 유량 센서는 소자 홀더에 수용되고, 에어 클리너 소자의 하류에 배치된다. 따라서, 흡입된 공기가 에어 클리너 소자를 통과한 후, 소자 홀더에 부착된 감열식 유량 센서에 접촉함으로써, 흡입된 공기의 유량을 구할 수 있다. 여기서, 소자 홀더는, 하나의 효과로서, 소자 홀더의 표면 부근에서의 유체의 흐름을 정돈하는 작용, 즉 정류 작용을 담당하고, 그것에 의해 계측 감도 및 S/N비를 향상시키고, 또한 유체 통로 내로의 흐름의 편차에 대한 유량 검출 특성의 변화를 저감시킨다고 하는 효과도 제공하고 있다.

본 발명에 따른 소자 홀더에 있어서, 전체적으로 익형 형상을 갖는다는 것은, 상기의 일본국 특허 공개 평성 제 10-293052 호의 발명과 마찬가지로, 소자 홀더는 소자 홀더의 표면 부근에서의 유체의 흐름을 정돈하는 작용, 즉 정류 작용을 담당하는 것을 의미한다. 여기서의 익형 형상이란, 유체 역학 분야에서 종래부터 알려져 있는 날개(airfoil) 또는 핀(fin)으로서, 유체에 대하여 정류 작용을 나타내는 것이면 어떠한 형상이더라도 무방하다.

또한, 도 7의 (a) 및 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 소자 홀더는, 수용하고 있는 유량 검출 소자의 비교 저항부를 기준으로 하여, 그 상류측 및 하류측 영역의 홀더 표면에 각각 적어도 하나의 개구부를 갖고 있다. 여기서, 수용이란,유량 검출 소자가 소자 홀더에 부착되어 일체로 된 상태에서 사용되는 것을 의미하고 있으며, 유량 검출 소자는 소자 홀더의 내부에 포함되고, 소자 홀더의 표면에 노출되는 부분을 갖지 않는 경우도 포함하고, 또한 유량 검출 소자는 소자 홀더의 내부에 포함되어 있지만, 소자 홀더의 표면에 노출되는 부분을 적어도 부분적으로 갖는 경우도 포함된다.

또한, 소자 홀더에 마련되는 개구부는, 수용하고 있는 유량 검출 소자의 상측 표면에 대응하는 위치에 마련되어 있어도 무방하고, 수용하고 있는 유량 검출 소자에 있어서의 기재의 단부 벽면에 대응하는 위치에 마련되어 있어도 무방하며, 수용하고 있는 유량 검출 소자에 있어서의 기재의 하측 표면 또는 그것보다 하측의 위치에 마련되어 있어도 무방하다. 또한, 하나의 소자 홀더에 있어서, 비교 저항부를 기준으로 해서, 그 상류측에 마련되는 개구부의 위치와, 그 하류측에 마련되는 개구부의 위치는 동일해도 무방하고, 서로 달라도 무방하다.

본 출원의 소자 홀더에 따른 발명에서는, 수용하는 유량 검출 소자가 유체와 양호하게 접촉되어 유체의 온도를 가능한 한 정확하게 측정해서, 그 결과에 근거하여 유체의 유량을 가능한 한 정확히 측정하는 것을 목적으로 하고 있기 때문에, 그 기능을 달성할 수 있도록 개구부가 마련되어 있으면, 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 생각된다.

또한, 본 발명의 소자 홀더가 본 출원에 기재한 유량 검출 소자를 수용하는 경우에 있어서, (a) 유량 검출 소자가, (ⅰ) 박막층을 그 두께 방향으로 관통하여, 박막층의 상면측과 하면측 사이에서 유체를 유통시키는 구멍 형태의 유체 유통로를갖는 것이면, 소자 홀더도 이것에 대응하여, 수용하고 있는 유량 검출 소자의 상측 표면에 대응하는 위치에 개구부를 갖는 것이 바람직하고, (b) 유량 검출 소자가, (ⅱ) 기재의 박막층과는 반대측의 표면에서, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나의 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 홈 형태의 유체 유통로를 갖는 것이면, 소자 홀더도 이것에 대응하여, 수용하고 있는 유량 검출 소자에 있어서의 기재의 단부 벽면에 대응하는 위치에 개구부를 갖는 것이 바람직하며, (c) 유량 검출 소자가, (ⅲ) 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나의 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 관 형상 통로 형태의 유체 유통로를 갖는 것이면, 소자 홀더도 이것에 대응하여, 수용하고 있는 유량 검출 소자에 있어서 기재의 하측 표면 또는 그것보다 하측의 위치에 개구부를 갖는 것이 바람직하다. 이 관계는, 비교 저항부를 기준으로 해서, 그 상류측에 대해서도, 그 하류측에 대해서도 마찬가지로 적용할 수 있다. 또한, 유량 검출 소자가 비교 저항부의 상류측 및/또는 하류측에 (ⅰ) 구멍 및/또는 (ⅱ) 홈 및/또는 (ⅲ) 관 형상 통로의 임의의 조합의 유체 유통로를 갖는 경우에도, 소자 홀더에는 그들 유체 유통로에 대응하는 위치에 개구부를 마련할 수 있다.

또한, 소자 홀더에 마련하는 개구부의 위치는, 도 7의 (a) 및 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 유량 검출 소자의 비교 저항부(25)로만 유체를 유통시킬 수 있는 위치이다.

도 7의 (b)에 나타내는 형태에서는, 소자 홀더(21)의 개구부(22)는, 비교 저항부(25)의 상류측 및 하류측의 양쪽에 있어서, 수용하고 있는 유량 검출 소자의상측 표면에 대응하는 위치 및 유량 검출 소자에 있어서의 기재의 단부 벽면에 대응하는 위치에 마련되어 있다. 도 7의 (c)로부터도 이해할 수 바와 같이, 소자 홀더(21)는 상면측에 개구하는 개구부(22)를 갖고 있다. 따라서, 소자 홀더(21)는 전체적으로 유체에 대한 정류 작용을 담당하고, 또한 개구부(22)에 있어서 유체와 유량 검출 소자 사이에서의 양호한 접촉을 확보할 수 있다.

도 8의 (b)에 나타내는 형태에서는, 소자 홀더(21)의 개구부(26)는, 비교 저항부(25)의 상류측 및 하류측의 양쪽에 있어서, 수용하고 있는 유량 검출 소자의 기재의 하측 표면 또는 그것보다 하측의 위치에 마련되어 있다. 도 8의 (c)로부터도 이해할 수 있는 바와 같이, 소자 홀더(21)는 하나의 단부 벽면에 개구하는 개구부(26)를 갖고 있다. 따라서, 소자 홀더(21)는 전체적으로 유체에 대한 정류 작용을 담당하고, 또한 개구부(26)에 있어서 유체와 유량 검출 소자 사이에서의 양호한 접촉을 확보할 수 있다.

(실시 형태 15)

본 실시 형태에서는, 본 출원의 유량 검출 소자를 위한 소자 홀더가 발명에 따른 제 2 형태에 대해 도 7을 참조하여 설명한다.

이 형태에 따른 소자 홀더의 발명은, 상기의 실시 형태 14에서 설명한 소자 홀더에 대해서, 특히 비교 저항부의 상류측에 위치하는 개구부의 하측 가장자리부가, 수용하고 있는 유량 검출 소자의 상면에 대응하는 위치에 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 7은 소자 홀더에 따른 발명의 기본적인 실시 형태를 나타내는 모식도로서, 도 7의 (a)는 유량 검출 소자를 수용하고 있는 상태의 소자 홀더(21)에 대하여, 유량 검출 소자와, 유량 검출 소자의 상부 표면에 대응하는 높이에서의 소자 홀더의 수평 단면도를 모식적으로 나타내고 있고, 도 7의 (b)는 도 7의 (a)에서의 Ⅶb-Ⅶb선에 대한 단면도를 나타내고 있다.

도 7의 (a)는 도 7의 (b)에서의 Ⅶa-Ⅶa선에 때한 단면도에 대응하고 있고, 유량 검출 소자(23) 주위는 소자 홀더(21)에 의해서 포위된 상태를 나타내고 있다. 도 7의 (c)는 도 7의 (a)에서의 단면도이다.

본 발명에 따르면, 비교 저항부(25)를 기준으로 해서 그 상류측에서, (a) 유량 검출 소자가 (ⅰ) 박막층을 그 두께 방향으로 관통하여, 박막층의 상면측과 하면측 사이에서 유체를 유통시키는 구멍 형태의 유체 유통로를 갖는 경우(도시하지 않음)에, 소자 홀더(21)도 이것에 대응하여, 수용하고 있는 유량 검출 소자의 상측 표면에 대응하는 위치에 개구부(22)를 갖도록 함으로써, 유체를 원활하게 유량 검출 소자의 표면으로 안내할 수 있다.

(실시 형태 16)

본 실시 형태에서는, 본 출원의 유량 검출 소자를 위한 소자 홀더의 발명에 따른 제 3 형태에 대해 도 7을 참조하여 설명한다.

이 형태에 따른 소자 홀더의 발명은, 상기의 실시 형태 14에서 설명한 소자 홀더에 대해서, 특히 비교 저항부(25)의 상류측에 위치하는 개구부(22)의 하측 가장자리부는 수용하고 있는 유량 검출 소자에 있어서의 기재의 단부 벽면에 대응하는 위치에 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 비교 저항부(25)를 기준으로 해서 그 상류측에 있어서, (b) 유량 검출 소자가 (ⅱ) 기재의 박막층과는 반대측의 표면에서, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나의 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 홈 형태의 유체 유통로를 갖는 것인 경우(도시하지 않음)에, 소자 홀더(21)도 이것에 대응하여, 수용하고 있는 유량 검출 소자에 있어서의 기재의 단부 벽면에 대응하는 위치에 개구부(22)를 갖도록 함으로써, 유체를 원활하게 유량 검출 소자의 표면으로 안내할 수 있다.

(실시 형태 17)

본 실시 형태에서는, 본 출원의 유량 검출 소자를 위한 소자 홀더의 발명에 따른 제 4 형태에 대해 도 8을 참조하여 설명한다.

이 형태에 따른 소자 홀더의 발명은, 상기의 실시 형태 14에서 설명한 소자 홀더에 대해서, 특히, 비교 저항부의 상류측에 위치하는 개구부의 하측 가장자리부가, 수용하고 있는 유량 검출 소자의 상면에 대응하는 위치에 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 8은 이 형태에 따른 소자 홀더를 모식적으로 도시하고 있으며, 도 8의 (a)는 유량 검출 소자를 수용하고 있는 상태의 소자 홀더에 대하여, 유량 검출 소자와, 유량 검출 소자의 상부 표면에 대응하는 높이에서의 소자 홀더의 수평 단면도를 모식적으로 나타내고 있고, 도 8의 (b)는 도 8의 (a)에서의 Ⅷb-Ⅷb선에 대한 단면도, 도 8의 (c)는 도 8의 (a)에서의 단면도를 나타내고 있다. 도 8의 (a)는 도 8의 (b)에서의 Ⅷa-Ⅷa선에 대한 단면도에 대응한다.

본 발명에 따르면, 비교 저항부(25)를 기준으로 해서, 그 상류측에 있어서, (c) 유량 검출 소자가 (ⅲ) 비교 저항부(25)에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나의 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 관 형상 통로 형태의 유체 유통로를 갖는 경우(도시하지 않음)에, 소자 홀더(21)도 이것에 대응하여, 수용하고 있는 유량 검출 소자에 있어서의 기재의 하측 표면 또는 그것보다 하측의 위치에 개구부(26)를 갖도록 함으로써, 유체를 원활하게 유량 검출 소자의 표면으로 안내할 수 있다.

(실시예)

본 출원에 따른 유량 검출 소자 및 소자 홀더의 발명에 대해, 유체의 온도 변화에 대한 온도 응답성은 이하와 같이 하여 측정하였다.

풍동(風洞)과 같은, 설정한 유량으로 기체의 흐름을 형성할 수 있는 유량 측정용 챔버 내에, 필요한 전기 회로에 접속되어 있는 유량 검출 소자를 설치하고, 미리 설정되어 있는 유량으로 비교적 저온의 공기를 흘린다. 이어서, 이 챔버에 유입시키는 공기를 소정의 온도만큼 높은 온도로 가열한 공기로 전환하고, 그 때에 유량 검출 소자로부터 얻어지는 저항값의 변화를 측정하여, 저항값이 일정한 값을 나타내도록 되기까지의 시간을 구한다. 이 시간의 값을, 비교의 대상으로 해야 할종래 감열식의 유량 검출 소자에 대해 마찬가지의 실험을 행하여 얻어지는 시간의 값과 비교해서, 시간이 단축된 비율을 유체의 온도 변화에 대하여 온도 응답성이 향상한 퍼센티지로서 표현한다.

(실시예 1)

도 8에 나타난 형태의 유량 검출 소자 및 소자 홀더를 형성하였다. 소자 홀더에 있어서의 개구부의 치수는 도 8의 (c)에 도시한 개구부(26)에 대하여 W=2㎜, D=1㎜로 설정하였다. 이 소자 홀더를 이용하여, 상기한 바와 같은 유체의 온도 변화에 대한 온도 응답성을 측정하였더니, 종래의 유량 검출 소자 및 소자 홀더를 이용한 경우와 비교하여, 응답성이 30% 향상한다고 하는 결과가 얻어졌다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유량 검출 소자는, 측정해야 할 유체의 온도 변화에 대하여 보다 민감하게 응답한다고 하는 양호한 온도 응답성을 발휘할 수 있기 때문에, 이 유량 검출 소자를 여러 가지 유체, 예컨대 기체 및/또는 액체의 유량, 바람직하게는 기체, 특히 공기 및/또는 그 밖의 혼합 기체의 유량을 측정하기 위해 사용함으로써, 유체의 유량을 보다 정확하게 구할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유량 검출 소자는, 특히 유입할 공기의 정확한 유량을 항상 구할 필요가 있는 내연 기관용 유량 센서에 채용하면 유용하다.

또한, 본 발명에 따른 소자 홀더는, 감열식 유량 검출 소자를 수용하여, 유체에 대해 정류 작용을 수행하는 것에 부가하여, 유량 검출 소자와 유체 사이의 양호한 접촉을 확보할 수 있기 때문에, 특히 내연 기관용 유량 센서에 채용하면 유용하다.

Claims (17)

1. 평판 형상 기재(基材)의 하나의 표면에 절연성의 지지막 및 보호막을 적층하여 이루어지는 박막층을 갖고 있고, 박막층에서, 지지막과 보호막 사이에 감열 저항을 소정의 패턴으로 배치함으로써 발열 저항부 및 비교 저항부가 마련되어 있고, 평판 형상 기재에서 발열 저항부 및 비교 저항부에 각각 면하는 영역의 적어도 일부에는 평판 형상 기재를 두께 방향으로 관통하는 오목부가 마련되어 있으며, 비교 저항부에서 검지하는 유체 온도의 정보에 근거하여 발열 저항부에서 유체의 유량 또는 유속을 측정하는 감열식의 유량 검출 소자로서,

   비교 저항부에 면하는 오목부에 연락되어, 오목부로 유체를 유통시키는 유체 유통로가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 검출 소자.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 평판 형상 기재의 하나의 표면에 절연성의 지지막 및 보호막을 적층하여 이루어지는 박막층을 갖고 있고, 박막층에서, 지지막과 보호막 사이에 감열 저항을 소정의 패턴으로 배치함으로써 발열 저항부 및 비교 저항부가 마련되어 있고, 평판 형상 기재에서 발열 저항부 및 비교 저항부에 각각 면하는 영역의 적어도 일부에는평판 형상 기재를 두께 방향으로 관통하는 오목부가 마련되어 있으며, 비교 저항부에서 검지하는 유체 온도의 정보에 근거하여 발열 저항부에서 유체의 유량 또는 유속을 측정하는 감열식의 유량 검출 소자로서,

   비교 저항부에 면하는 오목부에 연락되어, 오목부로 유체를 유통시키는 적어도 2개의 유체 유통로가 마련되어 있고,

   각 유체 유통로로서,

   (ⅰ) 박막층을 그 두께 방향으로 관통하여, 박막층의 상면측과 하면측 사이에서 유체를 유통시키는 구멍과,

   (ⅱ) 기재의 박막층과는 반대측의 표면에서, 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나의 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 홈과,

   (ⅲ) 비교 저항부에 면하는 오목부 벽면과 기재의 하나의 단부 벽면 사이를 연락하는 적어도 하나의 관 형상 통로

   의 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 유통로를 구비하는 것

   을 특징으로 하는 유량 검출 소자.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 평판 형상 기재의 하나의 표면에 절연성의 지지막 및 보호막을 적층하여 이루어지는 박막층을 갖고 있고, 박막층에서, 지지막과 보호막 사이에 감열 저항을 소정의 패턴으로 배치함으로써 발열 저항부 및 비교 저항부가 마련되어 있고, 평판 형상 기재에서 발열 저항부 및 비교 저항부에 각각 면하는 영역의 적어도 일부에는 평판 형상 기재를 두께 방향으로 관통하는 오목부가 마련되어 있고, 비교 저항부에면하는 오목부에 연락되어, 오목부로 유체를 유통시키는 유체 유통로가 마련되어 있으며, 비교 저항부에서 검지하는 유체 온도의 정보에 근거하여 발열 저항부에서 유체의 유량 또는 유속을 측정하는 감열식의 유량 검출 소자를 수용하는 소자 홀더로서,

    전체적으로 익형(翼形) 형상(airfoil-shape)을 갖고 있고,

    비교 저항부를 기준으로 해서, 그 상류측 및 하류측 영역의 홀더 표면에서 각각 적어도 하나의 개구부를 갖는 것

    을 특징으로 하는 소자 홀더.
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제