KR100536377B1

KR100536377B1 - 유량 센서

Info

Publication number: KR100536377B1
Application number: KR10-2003-0064295A
Authority: KR
Inventors: 소우이치 사토우; 히로유키 우라마치
Original assignee: 미츠비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2005-12-12
Also published as: US20040058589A1; JP2004109042A; KR20040025823A; DE10343191A1; JP3671399B2; US6912899B2; DE10343191B4

Abstract

본 발명은, 유량 검출 소자가 부착된 홀더를 주통로에 플러그인 되는 외형 구조 부재에 캔틸레버식(cantilever type)으로 지지시키고, 외형 구조 부재의 자유단의 진동이 홀더의 자유단에 직접 전반되지 않도록 하여, 유량 검출 소자의 손상이나 전기 접속부의 단선 발생을 억제하고, 신뢰성을 향상할 수 있는 유량 센서를 제공하는 것으로서, 유량 검출 소자(21)와 회로 기판(17)과의 전기적 접속부(30)가 홀더(18)의 홀더 삽입 구멍(16) 내에 위치하는 부위에 구성되어 있다. 그리고, 홀더(18)가 그 기단측을 외형 구조 부재(11)에 고정되고, 해당 외형 구조 부재(11)에 캔틸레버식으로 지지되어 있다.

Description

유량 센서{Flow rate sensor}

본 발명은, 피계측 유체의 유량에 따라 신호를 출력하는 유량 센서에 관한 것으로, 예를 들면 자동차의 내연 기관의 흡입 공기 유량을 측정하는데 알맞은 유량 센서에 관한 것이다.

(종래의 기술)

일반적으로, 자동차용 엔진 등에서는, 엔진 본체의 연소실 내에서, 연료와 흡입 공기와의 혼합기를 연소시키고, 그 연소압으로부터 엔진의 회전 출력을 취출하도록 하고 있고, 연료의 분사량 등을 고정밀도로 연산하기 위해 흡입 공기 유량을 검출하는 것이 요구되고 있다.

이 용도에 적용되는 종래의 유량 계측 장치에 있어서는, 케이싱, 부착판, 회로 기판, 유량 검출 소자 등에 의해 구성되어 있다. 케이싱은, 그 기단측에 형성된 플랜지 형상의 부착부와, 부착부로부터 관로 내를 향하여 늘어나 전체로서 거의 직사각형의 상자 형상으로 형성된 회로 수용부와, 관로의 외측에 위치하고 부착부에 형성되고, 외부와 신호의 수수를 행하는 커넥터부로 구성되어 있다. 회로 수용부에는, 직사각형 형상을 이루는 주벽(周壁)에 의해 둘러싸이고, 관로 내에 배치되는 기판 부착 오목부와, 기판 부착 오목부의 주벽중 케이싱의 선단측에 위치한 부위를 노치함으로서 형성된 부착판 끼워맞춤 홈이 마련되어 있다. 부착판은, 기판 부착 오목부에 부착되고, 기판 부착 오목부와 대향한 위치에 좌우를 절곡하여 형성된 기판 부착부와, 기판 부착부의 선단측에 일체적으로 형성되고, 부착판 끼워맞춤 홈에 끼워맞추어지고 선단측이 케이싱 밖으로 늘어난 소자 부착부로 이루어지고, 소자 부착부에는 유량 검출 소자를 수용하는 직사각형 형상의 소자 수용 오목부가 형성되어 있다. 회로 기판은 기판 부착부에 마련되고, 회로 기판과 커넥터부의 각 단자와는 복수개의 본딩 와이어에 의해 접속되어 있다. 유량 검출 소자는 소자 수용 오목부에 부착되고, 유량 검출 소자중, 선단측에 위치하고 있는 부분은 케이싱 밖으로 연장한 상태로 되어 있다. 또한, 유량 검출 소자의 접속부와 회로 기판은, 복수개의 본딩 와이어에 의해 접속되어 있다. 또한, 실리콘 겔로 이루어지는 밀봉재가, 회로 기판을 표면측으로부터 덮도록, 기판 부착 오목부 내에 충전되어 있다. 이 종래의 유량 계측 장치에 있어서는, 케이싱의 기단측을 관로의 부착구에 부착함으로써, 유량 검출 소자는 소자 삽입구를 삽통하여 바이패스 통로의 도중에 배설된다(예를 들면, 특허 문헌 1참조).

[특허 문헌 1]

특개2O00-2572호 공보(단락 0O24 내지 단락 OO29, 단락 OO34, 도 1 내지 도 4)

종래의 유량 계측 장치를 예를 들면, 내연 기관의 흡입 공기량 검출 장치로서 사용하는 경우, 보통, 흡입 공기 여과 장치의 직하류에 플러그인 된다. 이 흡입 공기 여과 장치는, 엔진 룸 내의 차체 섀시에 체결되어 있다. 이와 같은 경우, 유량 계측 장치에 인가되는 진동은, 차체 섀시로부터 전달되기 때문에, 비교적 작은 진동 가속도였다.

그러나, 근래, 엔진 룸의 소형화에 수반하여, 흡입 공기 여과 장치가 엔진의 바로 위에 설치되어 엔진과 체결되는 경우가 많아져 오고 있다. 또한, 유량 계측 장치가 스로틀 바디(throttle body)에 체결되는 경우도 있다. 그리고, 이 스로틀 바디는 엔진에 직접 체결된다. 이와 같은 경우에 있어서의 유량 계측 장치에 인가되는 진동은, 유량 계측 장치가 차체 섀시에 체결되어 있는 공기 여과 장치의 직하류에 플러그인 되어 있는 경우에 비하여, 상당히 큰 진동 가속도로 된다.

종래의 유량 계측 장치는, 케이싱의 기단측인 플랜지 형상의 부착부가 관로의 부착구에 부착되어 있기 때문에, 상술한 바와 같은 진동이 인가되면, 부착부를 고정단으로 하고, 관로 내에의 연장단을 자유단으로 하는 캔틸레버식 지지의 진동 모드로 된다. 이 경우, 케이싱의 진폭은, 자유단에서 최대로 되고, 케이싱의 진동은, 케이싱의 회로 수용부에 부착된 부착판을 통하여 유량 검출 소자 및 본딩 와이어에 직접 전반된다. 그리고, 케이싱이 내연 기관이 발하는 진동 주파수영역에 대해 공진점을 갖는 경우에는, 케이싱의 진폭은 더욱 증폭되는 것으로 된다. 이로써, 과대한 응력이 밀봉재 내부에 배설된 본딩 와이어와 유량 검출 소자와의 접속부 및 본딩 와이어와 회로 기판과의 접속부에 반복 인가되고, 유량 검출 소자 및 회로 기판의 본딩 와이어와의 접속부의 박리나 단선을 유발하고, 유량 계측 장치의 출력에 이상을 초래할 우려가 있다.

또한, 유량 계측 장치를 내연 기관에 부착하는 때에는, 조립 공구에 의한 충격이 유량 계측 장치에 가해지는 것이나, 유량 계측 장치의 낙하에 의한 충격이 유량 계측 장치에 가하여지는 것이 상정된다. 부착판은, 소자 부착부의 선단측이 케이싱 밖으로 늘어나도록 케이싱에 부착되어 있기 때문에, 조립 공구에 의한 충격이나 유량 계측 장치의 낙하에 의한 충격이 케이싱의 선단측에 가하여진 경우, 진동이 유량 검출 소자 및 본딩 와이어에 직접 전반되고, 유량 검출 소자의 파손이나, 유량 검출 소자 및 회로 기판의 본딩 와이어와의 접속부의 박리나 단선을 유발하고, 유량 계측 장치의 출력에 이상을 초래할 우려가 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해, 유량 검출 소자를 진동 모드의 고정단, 즉 관로의 밖에 배설하는 것도 생각되지만, 유량 검출 소자는 바이패스 통로 내의 소정 위치에 배설할 필요가 있기 때문에, 유량 검출 소자의 전기적 접속부는 필연적으로 관로의 축심 위치 부근에 위치하는 것으로 된다. 즉, 유량 검출 소자의 전기적 접속부는 진동 모드의 자유단 부근에 배설하지 않을 수 없다.

본 발명은, 상기한 과제를 해소하기 위해 이루어진 것으로, 유량 검출 소자가 부착된 홀더를 주통로에 플러그인 되는 외형 구조 부재에 캔틸레버식으로 지지시키고, 외형 구조 부재의 자유단의 진동이 홀더의 자유단에 직접 전반되지 않도록 하여, 유량 검출 소자의 손상이나 전기 접속부의 단선의 발생을 억제하고, 신뢰성을 향상할 수 있는 유량 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명에 관한 유량 센서는, 유량 검출 소자와 전자 회로부와의 전기적 접속부가 홀더의 홀더 삽입 구멍 내에 위치하는 부위에 구성되며, 또한 홀더가, 그 기단측을 외형 구조 부재에 고정되고, 해당 외형 구조 부재에 캔틸레버식으로 지지되어 있는 것이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 의거하여 설명한다.

(실시 형태 1)

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 유량 센서를 주통로에 조립한 상태를 도시한 종단면도, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 전개 단면도이다. 또한, 도 2에서는, 설명의 편의상, 본딩 와이어(26)을 덮도록 충전되어 있는 밀봉재(28)가 생략되어 있다.

도 1및 도 2에 있어서, 주통로(1)는, 피계측 유체가 유통하는 원통 형상의 관체이고, 부착구(2)가 주벽의 일부에 형성되고, 플랜지(3)가 부착구(2)를 둘러싸도록 주통로(1)의 주벽으로부터 돌출되어 있다. 또한, 자동차용 내연 기관의 경우, 이 주통로(1)는, 예를 들면 수지로 흡입 공기 여과 장치(도시 생략)와 일체로 제작되고, 해당 흡입 공기 여과 장치를 흡기측에 배치시켜서 엔진의 흡기관 도중에 접속되고, 그 외단측에는 엔진의 실린더 내와 연통하는 흡기 매니폴드(도시 생략)가 스로틀 밸브(도시 생략) 등을 통하여 접속되어 있다. 이 경우, 피계측 유체는 공기가 된다.

유량 센서(10)는, 외형 구조 부재(11), 회로 기판(17), 홀더(18), 유량 검출 소자(21) 등에 의해 구성되어 있다.

외형 구조 부재(11)는, 플랜지 형상의 감합부(12a)가 기단측에 형성된 지지 부재(12)와, 지지 부재(12)의 감합부(interfitting portion;12a)측에 형성되고, 회로 기판(17)이 내부에 수용되는 회로 수납부로서의 회로 케이스(13)와, 회로 케이스(13)에 일체로 형성되고, 유량 센서(10)에 전력을 공급하거나, 유량 센서(10)의 유량 검출 신호를 외부로 취출하기 위한 커넥터(14)와, 지지 부재(12)의 선단측에 형성된 검출용 통로(15)로 구성되고, 예를 들면 폴리부틸렌프탈레이트 등의 수지 재료에 의해 일체로 제작되어 있다. 그리고, 홀더 삽입 구멍(16)이 회로 케이스(13)와 검출용 통로(15)를 연통하도록 지지 부재(12)에 형성되어 있다.

전자 회로부로서의 회로 기판(17)은, 전자 부품이 유량 검출 소자(21)를 제어하는 회로를 구성하도록 실장되고, 회로 케이스(13) 내에 수납되어 있다.

홀더(18)는, 일단측을 박육부(18a)로 하는 가늘고 긴 단이 있는 평판 형상으로 형성되고, 타단에 플랜지 형상의 부착부(18c)가 형성되어 구성되어 있다. 그리고, 복수개의 터미널 도체(19)가 홀더(18)에 인서트 성형되어 있다. 각 터미널 도체(19)는, 그 일단(19a)이 그 표면을 박육부(18a)의 주면(主面)과 동일면 위치로 되도록 후육부(18b)로부터 박육부(18a)로 연장하고, 그 타단(19b)이 부착부(18c)로부터 연장하고 있다. 또한, 평판 형상의 소자 탑재부(20)가 홀더(18)의 박육부(18a)의 일단으로부터 박육부(18a)의 주면과 동일면 위치로 되도록 연장되어 있다. 또한, 유량 검출 소자(21)를 수용하는 직사삭형의 소자 수용 오목부(20a)가 소자 탑재부(20)의 주면에 형성되어 있다. 여기서, 홀더(18) 및 소자 탑재부(20)는, 예를 들면 폴리부틸렌프탈레이트 등의 수지 재료에 의해 일체로 제작되어 있다.

유량 검출 소자(21)는, 직사삭형의 실리콘 기판(22)과, 실리콘 기판(22)의 주면상에 피복된 백금막을 패터닝 하여 형성된 유량 검출 저항체(23) 및 온도 보상용 저항체(24)를 구비하고, 소자 탑재부(20)의 주면과 동일면 위치가 되도록 소자 수용 오목부(20a) 내에 수용되고, 그 이면이 소자 수용 오목부(20a)의 저면에 접착 고정되어 있다. 그리고, 유량 검출 소자(21)의 전극 단자(21a)와 후육부(18b)로부터의 터미널 도체(19)의 일단(19a)이 각각 본딩 와이어(26)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 유량 검출 소자(21)의 전극 단자(21a)와 본딩 와이어(26)와의 접합부, 터미널 도체(19)의 일단(19a)과 본딩 와이어(26)와의 접합부 및 본딩 와이어(26)가 회로 기판(17)과 유량 검출 소자(21)와의 전기적 접속부(30)를 구성하고 있다.

주벽 부재(27)는, 예를 들면 폴리부틸렌프탈레이트 등의 수지를 이용하여 개략 직사각형 테두리 형상으로 성형되어 있다. 이 주벽 부재(27)는, 회로 기판(17)과 유량 검출 소자(21)의 전기적 접속부(30)를 둘러싸도록 홀더(18)에 꼭 대여지고, 그 저면을 홀더(18)의 일부인 박육부(18a) 및 소자 탑재부(20)의 주면 및 유량 검출 소자(21)의 주면에 접착 고정되어 있다. 그리고, 예를 들면, 실리콘 수지 등으로 이루어지는 밀봉재(28)가 전기적 접속부(30)을 매립하도록 주벽 부재(27) 내에 충전·경화되어 있다.

이와 같이 유량 검출 소자(21)가 부착된 홀더(18)는, 일단측의 소자 탑재부(20)를 검출용 통로(15) 내로 연장시키도록 지지 부재(12)의 홀더 삽입 구멍(16) 내에 수용되고, 부착부(18c)를 지지 부재(12)의 기단측에 접착 고정하고, 외형 구조 부재(11)에 기밀로 장착되어 있다.

또한, 홀더(18)로부터 회로 케이스(13) 내로 연장하는 터미널 도체(19)의 타단(19b)이 회로 기판(17)에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 회로 기판(17)에 실장된 전자 부품은, 유량 검출 저항체(23)로의 통전 전류를 제어하는 제어 회로 등을 구성하고 있다. 또한, 흡기온 센서(9)가 외형 구조 부재(11)의 지지 부재(12)의 측부에 배설되어 있다.

이와 같이 구성된 유량 센서(10)는, O링(8)이 외형 구조 부재(11)의 감합부(12a)에 장착되고, 지지 부재(12)가 부착구(2)로부터 주통로(1) 내로 연장하도록 삽입되고, 회로 케이스(13)가 고정 나사(도시 생략)에 의해 주통로(1)에 체결장착 고정되고, 주통로(1)에 플러그인 된다. 그리고, O링(8)이 부착구(2)과 감합부(12a)와의 사이에 수축 상태로 개장되고, 유량 센서(10)가 주통로(1)에 기밀로 부착된다. 또한, 검출용 통로(15)의 축심이 주통로(1)의 축심에 거의 일치하고 있다.

이 때, 소자 탑재부(20)는, 검출용 통로(15)의 축심(도 1중 종이면과 수직한 방향으로, 피계측 유체의 흐름 방향에 일치한다)을 통과하고, 해당 축심과 직교하는 검출용 통로(15)의 통로 단면을 개략 2분하도록 배치되어 있다. 그리고, 소자 탑재부(20)의 주면, 즉 유량 검출 소자(21)의 주면이, 검출용 통로(15)의 축심과 개략 평행하게 되어 있고, 유량 검출 저항체(23)가 검출용 통로(15)의 축심 위치에 위치하고 있다.

그리고, 주통로(1) 내를 유통하는 피계측 유체가 검출용 통로(15) 내로 인도되고, 유량 검출 소자(21)의 표면에 따라 흐른다. 그리고, 유량 검출 저항체(23)의 평균 온도가, 온도 보상용 저항체(24)에서 검출된 피계측 유체의 온도에 대해 소정 온도만큼 높게 되도록, 유량 검출 저항체(23)로의 통전 전류가 회로 기판(17)에 실장된 제어 회로에 의해 제어된다. 이 통전 전류가 유량 검출 신호로서 취출되고, 주통로(1) 내를 유통하는 피계측 유체의 유량이 검출된다.

이 실시 형태 1에 의하면, 외형 구조 부재(11)는, 지지 부재(12) 및 검출용 통로(15)를 주통로(1) 내로 연장시키도록, 그 기단측의 감합부(12a)가 O링(8)을 개장하고 주통로(1)의 부착구(2)에 부착되어 있다. 즉, 외형 구조 부재(11)는, 주통로(1)에 캔틸레버식으로 지지되어 있다. 또한, 홀더(18)는, 그 타단에 위치하는 부착부(18c)를 지지 부재(12)의 기단측에 접착 고정되고, 외형 구조 부재(11)에 캔틸레버식으로 지지되어 있다. 그리고, 홀더(18)의 홀더 삽입 구멍(16) 및 검출용 통로(15) 내로의 연장부(박육부(18a), 후육부(18b) 및 소자 탑재부(20))는 외형 구조 부재(11)에 대해 비접촉 상태로 되어 있다.

그리고, 진동이 유량 센서(10)에 인가되면, 외형 구조 부재(11)는, 회로 케이스(13)와 주통로(1)와의 고정부를 고정단으로 하고, 검출용 통로(15)의 단부를 자유단으로 하는 캔틸레버식 지지의 진동 모드로 진동한다. 한편, 홀더(18)는, 부착부(18c)와 지지 부재(12)의 기단측과의 고정부를 고정단으로 하고, 소자 탑재부(20)의 단부를 자유단으로 하는 캔틸레버식 지지의 진동 모드로 진동한다. 이 때, 외형 구조 부재(11) 및 홀더(18)는 각각 다른 고유 진동수를 갖기 때문에, 외형 구조 부재(11) 및 홀더(18)는, 다른 진동 모드로 진동하게 된다. 또한, 홀더(18)의 홀더 삽입 구멍(16) 및 검출용 통로(15) 내로의 연장부는 외형 구조 부재(11)에 대해 비접촉 상태로 되어 있다. 그 때문에, 외형 구조 부재(11)의 자유단에 과대한 진폭이 생기는 진동이나 충격이 가해지더라도, 외형 구조 부재(11)의 진동이 홀더(18)의 자유단에 직접 전반되지 않기 때문에, 외형 구조 부재와 홀더가 일체화 되어 있는 유량 센서에 비하여, 유량 검출 소자(21), 및, 회로 기판(17)과 유량 검출 소자(21)와의 전기적 접속부(30)(본딩 와이어(26)와 유량 검출 소자(21)와의 접합부, 본딩 와이어(26)과 터미널 도체(19)와의 접합부, 본딩 와이어(26))에 인가되는 응력이 대폭적으로 저감된다.

따라서, 흡입 공기 여과 장치가 엔진의 바로 위에 설치되고 엔진과 체결된 경우에 이 유량 센서(10)를 적용하여도, 또는 유량 센서(10)가 스로틀 바디에 체결되는 경우에도, 유량 검출 소자(21)의 파손이나, 유량 검출 소자(21) 및 터미널 도체(19)의 본딩 와이어(26)과의 접합부의 박리나 단선의 발생이 억제되고, 안정된 출력을 얻을 수 있는 고신뢰성의 유량 센서(10)를 실현할 수 있다.

또한, 회로 기판(17)이 지지 부재(12)의 감합부(12a)에 일체로 형성된 회로 케이스(13)에 수납되어 있기 때문에, 회로 기판(17)은, 외형 구조 부재(11)의 진동 모드의 고정단의 부근에 위치하게 된다. 이 때문에, 외형 구조 부재(11)가 진동하더라도, 회로 기판(17)의 진폭은 극히 작고, 회로 기판(17)에 인가되는 응력이 작게 되기 때문에, 회로 기판(17)에 있어서의 단선 등의 발생이 억제되고, 신뢰성이 향상된다. 또한, 회로 기판(17)이 주통로(1)의 밖에 배설되기 때문에, 센서의 주통로(1) 내로의 연장부가 작아지고, 주통로(1) 내를 유통하는 피계측 유체의 흐름을 저해하는 것도 저감된다.

또한, 유량 센서(10)를 내연 기관에 부착할 때에, 조립 공구에 의한 충격이 유량 센서(10)에 가하여지더라도, 외형 구조 부재(11)의 진동이 홀더(18)의 유량 검출 소자(21)나 전기적 접속부(30)에 직접 전반되지 않기 때문에, 유량 검출 소자(21)의 파손이나, 유량 검출 소자(21) 및 터미널 도체(19)의 본딩 와이어(26)와의 접합부의 박리나 단선의 발생이 억제되고, 유량 센서(10)의 출력 이상을 초래하는 일도 없다.

(실시 형태 2)

도 3은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 유량 센서를 주통로에 조립한 상태를 도시한 종단면도, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 전개 단면도이다. 또한, 도 4에서는, 설명의 편의상, 본딩 와이어(26)를 덮도록 충전되어 있는 밀봉재(28)가 생략되어 있다.

본 실시 형태 2에 의한 유량 센서(10a)에서는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 탄성체(31)가, 홀더 삽입 구멍(16)의 내벽면과 소정의 간격을 갖도록, 홀더(18)의 박육부(18a)의 일단부의 전 둘레에 배설되어 있다. 그리고, 홀더(18)는, 그 타단에 위치하는 부착부(18c)를 지지 부재(12)의 기단측에 접착 고정되고, 외형 구조 부재(11)에 기밀로 부착되어 있다. 여기서, 탄성체(31)는, 제진성을 갖고 있으면 좋고, 예를 들면 실리콘 고무를 이용할 수 있다.

또한, 다른 구성은 상기 실시 형태 1과 마찬가지로 구성되어 있다.

따라서, 이 실시 형태 2에 있어서도, 홀더(18)는 외형 구조 부재(11)에 캔틸레버식으로 지지되고, 홀더(18)의 홀더 삽입 구멍(16) 및 검출용 통로(15) 내로의 연장부(박육부(18a), 후육부(18b) 및 소자 탑재부(20))는 외형 구조 부재(11)에 대해 비접촉 상태로 되어 있고, 또한 외형 구조 부재(11)는 주통로(1)에 캔틸레버식으로 지지되어 있기 때문에, 상기 실시 형태 1과 마찬가지로, 유량 검출 소자(21)의 파손이나, 유량 검출 소자(21) 및 터미널 도체(19)의 본딩 와이어(26)와의 접합부의 박리나 단선의 발생이 억제되고, 안정된 출력을 얻을 수 있는 고신뢰성의 유량 센서(10a)를 실현할 수 있다.

또한, 이 실시 형태 2에 있어서는, 탄성체(31)가 홀더(18)의 박육부(18a)의 일단부의 전둘레에 배설되어 있기 때문에, 외형 구조 부재(11) 및 홀더(18)가 다른 진동 모드로 진동한 때에, 외형 구조 부재(11)와 홀더(18)가 자유 단측에서 접촉하는 사태가 생기더라도, 외형 구조 부재(11)와 홀더(18)는 탄성체(31)를 통하여 접촉하게 된다. 그래서, 외형 구조 부재(11)로부터 홀더(18)로 전반되는 진동은 탄성체(31)에서 제진되기 때문에, 유량 검출 소자(21)의 파손이나, 유량 검출 소자(21) 및 터미널 도체(19)의 본딩 와이어(26)와의 접합부의 박리나 단선의 발생이 확실하게 억제되고, 유량 센서(10a)의 신뢰성이 더욱 향상된다.

여기서, 상기 실시 형태 2에서는, 탄성체(31)가 홀더(18)의 박육부(18a)의 일단부의 전둘레에 배설되어 있는 것으로 하고 설명하고 있지만, 탄성체(31)는, 외형 구조 부재(11)의 홀더 삽입 구멍(16)의 내주 벽면에 배설하도록 하도 좋다.

또한, 탄성체(31)는, 반드시 홀더(18)의 박육부(18a)의 일단부의 전둘레에 걸쳐서 배설할 필요는 없고, 부분적으로 배설하도록 하여도 좋다.

또한, 탄성체(31)의 배설 부분은, 홀더(18)의 박육부(18a)의 일단부로 한정되지 않음은 말할 것도 없다.

또한, 상기 실시 형태 2에서는, 탄성체(31)가 홀더 삽입 구멍(16)의 내벽면과 소정의 간극을 갖도록, 홀더(18)의 박육부(18a)에 배설되어 있는 것으로 하고 있지만, 탄성체(31)는 홀더 삽입 구멍(16)의 내벽면과 홀더(18)의 박육부(18a)의 일단부와의 간극에 충전하도록 배설하여도 좋다. 이 경우에 있어서도, 홀더(18)의 박육부(18a)의 일단부는 외형 구조 부재(11)에 고정되어 있지 않고, 홀더(18)는 외형 구조 부재(11)에 캔틸레버식으로 지지되어 있고, 외형 구조 부재(11)와 홀더(18)는 다른 진동 모드로 진동하는 것으로 된다. 그리고, 탄성체(31)가 홀더 삽입 구멍(16)의 내벽면과 홀더(18)의 박육부(18a)의 일단부와의 사이에 충전되어 있기 때문에, 진동이 외형 구조 부재(11)으로부터 탄성체(31)를 통하여 홀더(18)에 전반된다. 그러나, 외형 구조 부재(11)로부터 탄성체(31)를 통하여 홀더(18)에 전반되는 진동은 탄성체(31)에서 제진되기 때문에, 유량 검출 소자(21)의 파손이나, 유량 검출 소자(21) 및 터미널 도체(19)의 본딩 와이어(26)와의 접합부의 박리나 단선의 발생이 확실하게 억제된다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는, 유량 검출 저항체(23) 및 온도 보상용 저항체(24)가 유량 검출 소자(21)의 실리콘 기판(22)상에 복합 형성되어 있는 것으로 하고 있다. 이 경우, 실리콘 기판(22)에 열 절연 수단(도시 생략)이 시행되고, 유량 검출 저항체(23)의 열이 온도 보상용 저항체(24)에 전달하지 않게 되어 있다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는, 온도 보상용 저항체(24)는 반드시 실리콘 기판(22)상에 형성되어 있을 필요는 없고, 유량 검출 저항체(23)만이 실리콘 기판(22)상에 형성되어 있어도 좋다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는, 유량 검출 저항체(23) 및 온도 보상용 저항체(24)가 형성되는 기판은 실리콘 기판(22)으로 한정된 것이 아니라, 세라믹스 등의 전기 절연체를 이용할 수 있다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는, 유량 검출 저항체(23) 및 온도 보상용 저항체(24)의 구성 재료는 백금으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 니켈철 합금(퍼말로이: 등록상표)를 이용할 수 있다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는, 외형 구조 부재(11)를 구성하는 지지 부재(12) 및 회로 케이스(13)가, 수지 재료에 의해 일체로 제작되어 있는 것으로 하고 있지만, 지지 부재(12) 및 회로 케이스(13)를 별개의 부품으로서 제작한 후, 접착제 등에 의해 고착 일체화 하여 외형 구조 부재를 제작하도록 하여도 좋다. 또한, 감합부(12a)를 지지 부재(12)와 별개의 부품으로 제작한 후, 감합부(12a)와 지지 부재(12)를 접착제 등에 의해 고착 일체화 하여도 좋다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는, 유량 검출 소자(21)의 각 전극 단자(21a)와 터미널 도체(19)의 일단(19a)을 와이어 본딩에 의해 전기적으로 접속하는 것으로 하여 설명하고 있지만, 전기적 접속 방법은 와이어 본딩에 한정되는 것이 아니라, TAB(Tape Automated Bonding), 플립칩 본딩, 이방성 도전 필름, 이방성 도전 접착제 등을 이용하여도 좋다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는, 홀더(18)의 부착부(18c)를 외부 구조 부재(11)의 기단측에 접착 고정하는 것으로 하고 있지만, 부착부(18c)는 외형 구조 부재(11)에 고정되면 좋고, 예를 들면 압입에 의한 스냅 피트 고정, 열융착에 의한 고정이라도 좋다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는, 회로 기판(17)이 외형 구조 부재(11)의 회로 케이스(13) 내에 배설되는 것으로 하고 있지만, 회로 기판(17)을 홀더(18)에 배설하도록 하여도 좋다. 이 경우, 홀더(18)의 박육부(18a)를 부착부(18c)측으로 확장하고, 회로 기판(17)을 확장된 박육부(18c)에 부착하면 좋다. 그리고, 후육부(18b)에 인서트 성형된 인서트 도체(19)의 단부와 회로 기판(17)을 전기적으로 접속하고, 회로 기판(17)과 유량 검출 소자(21)를 전기적으로 접속하고, 또한 이들의 전기적 접속부와 회로 기판(17)을 매립하도록 밀봉재(28)를 배설하는 것으로 된다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는, 홀더(18)의 홀더 삽입 구멍(16) 및 검출용 통로(15) 내로의 연장부(박육부(18a), 후육부(18b) 및 소자 탑재부(20))가 외형 구조 부재(11)에 대해 비접촉으로 되어 있는 것으로 하여 설명하고 있지만, 연장부는 외형 구조 부재(11)에 부분적으로 접촉하고 있더라도, 외형 구조 부재(11)에 고정되어 있으면, 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은, 이상 설명한 바와 같이, 홀더가, 그 기단측을 외형 구조 부재에 고정되고, 외형 구조 부재에 캔틸레버식으로 지지되어 있기 때문에, 외형 구조 부재 및 홀더는 다른 진동 모드로 진동한다. 그 때문에, 외형 구조 부재의 자유단에 과대한 진동이 생기게 하는 진동이나 충격이 가하여져도, 외형 구조 부재의 진동 홀더의 진동이 홀더의 자유단에 직접 전반되지 않는다. 그래서, 홀더의 자유단측에 배설되어 있는 유량 검출 소자, 및 홀더의 홀더 삽입 구멍 내에 위치하는 부위에 구성되어 있는 전자 회로부와 유량 검출 소자와의 전기적 접속부에 인가되는 응력이 대폭적으로 저감되고, 유량 센서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 유량 센서를 주통로에 조립한 상태를 도시한 종단면도.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 전개 단면도.

도 3은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 유량 센서를 주통로에 조립한 상태를 도시한 종단면도.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 전개 단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 : 주통로 2 : 부착구

10, 10A : 유량 센서 11: 외형 구조 부재

12 : 지지 부재 13 : 회로 케이스(회로 수납부)

15 : 검출용 통로 16 : 홀더 삽입 구멍

18 : 홀더 17 : 회로 기판(전자 회로부)

19 : 터미널 도체 20 : 소자 탑재부

21 : 유량 검출 소자 30 : 전기적 접속부

31: 탄성체

Claims

지지 부재 및 해당 지지 부재의 선단측에 배설된 검출용 통로를 가지며, 홀더 삽입 구멍이 해당 지지 부재에 그 기단 외측과 해당 검출용 통로를 연통하도록 형성된 외형 구조 부재와, 선단측에 마련된 소자 탑재부가 상기 검출용 통로 내로 연장하도록 상기 홀더 삽입 구멍에 삽입되어 상기 외형 구조 부재에 부착된 홀더와, 상기 소자 탑재부에 배설되고, 피계측 유체의 유량을 검출하기 위한 유량 검출 소자와, 상기 유량 검출 소자에 전기적으로 접속되고, 해당 유량 검출 소자로의 통전 전류를 제어하는 전자 회로부를 구비하고, 상기 검출용 통로를 상기 피계측 유체가 유통하는 주통로 내에 위치시키도록 해당 주통로에 개구된 부착구에 삽입되고, 해당 피계측 유체의 유량을 검출하는 플러그인 구조의 유량 센서에 있어서,

상기 유량 검출 소자와 상기 전자 회로부와의 전기적 접속부가 상기 홀더의 상기 홀더 삽입 구멍 내에 위치하는 부위에 구성되고, 또한, 상기 홀더가, 그 기단측을 상기 외형 구조 부재에 고정되고, 해당 외형 구조 부재에 캔틸레버식으로 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서.
제 1항에 있어서,

제진성을 갖는 탄성체가 상기 홀더 삽입 구멍의 내벽면과 상기 홀더와의 사이에 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 지지 부재의 기단측에 배설된 회로 수납부와, 일단을 상기 소자 탑재부측에 노출시키고, 또한, 타단을 기단측으로 연장시키도록 상기 홀더에 매설된 터미널 도체를 구비하고,

상기 유량 검출 소자가 상기 터미널 도체의 일단에 전기적으로 접속되고, 상기 전자 회로부가 상기 회로 수납부에 수납되고, 상기 터미널 도체의 타단에 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서.