JP5171926B2 - 流量測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、被計測流体の流量に応じて信号を出力する流量測定装置に係り、例えば、内燃機関の吸入空気流量を測定するのに適した流量測定装置に関するものである。

被計測流体が流される配管内に配置される流量測定装置の検出器部分である流量検出素子は、配管内壁面から配管内部側に突出するように配置されるプレート部材に接合され、該プレート部材は、カバー部材によって要部が覆われた状態で用いられる。流量検出素子とプレート部材、ならびにプレート部材とカバー部材は、熱硬化性の接着剤によって接合されていた（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９-００８６１９号公報

流量測定装置は、流量検出素子として薄膜形状の半導体式の素子を用いているが、このような半導体式の素子が導入される以前は、熱線式の流量測定装置が用いられていた。半導体式の薄膜からなる流量検出素子を用いたことによって、熱線式の場合にはなかった、次のような課題が生じている。
つまり、熱硬化性接着剤によって半導体式の流量検出素子が接合されたプレートが、温度変化によって変形した場合、接合されている流量検出素子にも荷重が印加されることになり、流量検出素子には期待しない応力が発生し、検出精度が低下するという問題である。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、流量測定素子に発生する応力を低減し、検出精度を向上させることが可能な流量測定装置を得ることを目的とする。

この発明に係わる流量測定装置は、被計測流体が流される配管に穿たれた配管挿入孔に嵌着可能なベース部材、上記ベース部材に固定され、上記配管挿入孔側から上記配管内部側へ突出するように挿入される平板状のプレート部材、上記プレート部材の平面部に形成され、部分的に隆起した形状のプレート補強部、上記プレート部材の平面部に接合される接合面を持ち、上記接合面から所定深さとなるように形成された一続きの溝部が、上記プレート部材の平面部と協同して上記被計測流体のバイパス通路を構成するカバー部材、上記プレート部材の上記バイパス通路を構成する領域に検出面が表出するように配置され、上記被計測流体の流量を計測する平板状の流量検出素子を備え、上記プレート補強部は、上記流量検出素子の上記検出面に対して略垂直な方向に発生する応力を低減するように配置形成され、上記プレート補強部は、上記プレート部材の上記カバー部材との接合面側に形成され、上記カバー部材の接合面側には、上記プレート補強部を嵌合させる凹部が形成されたものである。

この発明の流量測定装置によれば、プレート部材に形成されたプレート補強部を、カバー部材との接合面側に設け、カバー部材の凹部に嵌合させて接着させた構造であるため、流量検出素子にかかる応力を低減でき、検出精度を向上させることが可能となる。

従来技術の課題の説明に必要な流量測定装置の側断面図である。 従来技術のプレートの断面図および平面図である。 従来技術のプレートと流量検出素子の接合時の断面図である。 従来技術のプレートに回路基板を搭載した断面図および平面図である。 従来技術の流量測定装置の側断面図である。 本発明の実施の形態１の流量測定装置の側断面図である。 本発明の実施の形態１の流量測定装置の正面図である。 本発明の実施の形態１の流量測定装置の要部断面図である。 本発明の実施の形態１の流量検出素子の上面図である。

本発明の実施の形態１のプレートの断面図および平面図である。 本発明の実施の形態１の回路基板を搭載したプレート断面図および正面図である。 本発明の実施の形態１のカバーの接合面側平面図である。 本発明の実施の形態１のプレート補強部のモデルを示すプレート平面図である。 本発明の実施の形態１のプレートと流量検出素子の接合時の断面図である。 本発明の実施の形態１の流量測定装置の側断面図である。 本発明の実施の形態２の流量測定装置のバイパス通路を示す正面図である。 本発明の実施の形態２のプレート補強部を示す流量測定装置の正面図である。

本発明の実施の形態３のプレート補強部を示す流量測定装置の正面図である。 本発明の実施の形態４の流量測定装置の側断面図である。 本発明の実施の形態４の流量測定装置の正面図である。 本発明の実施の形態５の流量測定装置の側断面図である。 本発明の実施の形態５のプレート補強部を示す流量測定装置の正面図である。 本発明の実施の形態５のプレート補強部と嵌合溝との嵌合状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態６のプレート補強部を示す流量測定装置の背面図である。 本発明の実施の形態６の流量測定装置の側断面図である。 本発明の実施の形態７のプレート補強部を示す流量測定装置の正面図である。 本発明の実施の形態７の流量測定装置のカバー接合面側平面図である。

実施の形態１.
まず、発明者らの考察によって見出された、半導体式の流量検出素子を用いたタイプの流量測定装置が持つ課題について詳細に説明する。
流量検出素子には半導体式で薄膜からなる抵抗体が形成されている。このため、抵抗体の強度は非常に弱く、外部からの応力に対して脆い構造であるといえる。また、応力によって、抵抗体（流量検出抵抗体や温度補償用抵抗体）の抵抗値変化が起き、センサ特性が変化するという問題があった。流量検出素子には、応力が掛かりにくい実装構造が求められている。

従来の流量測定装置の各構成要素の中でも、樹脂肉厚が薄く、比較的面積が大きなプレートは、接着材の硬化処理や使用環境下での温度変化により、樹脂部材が変形する際、プレート面に垂直な方向に変形が発生しやすい。そのため、プレート上に載置された流量検出素子にプレートから荷重が印加されることになり、流量検出素子には期待しない応力が発生し、検出精度が低下するという問題があると考えられる。
ここでは、図１〜図５を用いて、流量測定装置の構造を得るための製造工程をもとに、流量測定素子に応力が発生するメカニズムについての発明者らの考えを説明する。

図１に示す従来の流量測定装置３０は、配管１００に設けられた挿入孔２に挿入され、配管１００の内部側に突出した状態に配置されて用いられる。流量測定装置３０は、被計測流体（内燃機関にあっては空気。）の流量を検出する流量検出素子３と、流量検出素子３を駆動して流量検出素子３から出力される信号を処理する制御回路が内蔵された回路基板４と、流量検出素子３および回路基板４を載置した樹脂よりなるプレート（プレート部材）６と、被測定流体の流れ方向に沿ってプレート６が接合され、基端部に回路基板４と外部との信号の授受を行うコネクタ７を有するベース（ベース部材）８と、プレート６に接合され被計測流体を導くとともに内部に流量検出素子３が配置されたバイパス通路５をプレート６と協同して形成するバイパス通路溝（溝部）１９及び回路基板４を囲う囲い部がそれぞれ形成されたカバー（カバー部材）９から構成されている。

流量測定装置３０の組み立てにおいては、まず、図２に示すように、プレート６上のカバー９との接合面となる平面部に設けられた凹部１６に、流量検出素子３を載置して接着固定する。図２において、図２（ａ）はプレート６の側断面図、図２（ｂ）は平面図である。プレート６の平面輪郭形状は、一方向に長い略短冊状であり、ここでの長手方向は、配管１００の径方向であり、流量測定装置３０の配管１００への挿入方向と同方向である。長手方向の約半分の領域（図２中、下方部。）が、被計測流体を通過させるためのバイパス通路５を構成するバイパス通路形成領域６ａであり、流量検出素子３を載置するための凹部１６が形成されている。ベース８と接合されるプレート６の残り約半分の領域（コネクタ７に近い、図２中、上方部。）は、流量検出素子３を駆動する回路基板４を装着するための枠部よりなる回路基板配置領域６ｂである。

プレート６に流量検出素子３を接着固定する場合、図３（ａ）に示すように、プレート６および流量検出素子３に応力が印加されず、変形が生じないように固定することが理想的である。しかし、実際には、流量検出素子３をプレート６に接合する際に、熱硬化性接着剤を用いた高温処理を行うため、次のような変化が生じる。
プレート６への流量検出素子３の接着で使用する接着剤は熱硬化性の樹脂であり、一般的な熱硬化性接着剤の場合、１００℃以上の高温下に３０分間程度放置して硬化させる必要がある。その熱硬化処理の際、樹脂製のプレート６は高温下で熱膨張し、図３（ｂ）に示すように、プレート６のバイパス通路形成領域６ａが矢印Ｆ方向に変形し、この変化が生じた状態で、流量検出素子３との接着がなされる。なお、接着剤の硬化が始まるまでは流量検出素子３にプレート６からの荷重はかかっていない。ここで、図３（ｂ）に図示しているプレート６の変形量は、変化イメージを誇張して実際よりも大きく描いているものである。また、Ｆ方向とは、プレート６のバイパス通路形成領域６ａ端部が熱膨張に起因した変形によって移動する方向を指し、プレート６の流量検出素子３載置面側から、裏面側に向かう方向である。

次に、図３（ｃ）に示すように、３０分経過し接着材が硬化した後、常温に冷却するが、樹脂製のプレート６は薄肉で強度が弱いため、熱収縮の際、矢印Ｇ方向へ変形する。矢印Ｇ方向とは、プレート６のバイパス通路形成領域６ａ端部が熱収縮による変形で移動する方向を指し、プレート６の裏面側から、流量検出素子３の載置面側に向かう方向である。
このプレート６の熱収縮変形に起因して、プレート６が熱膨張率の異なる半導体式の流量検出素子３の一部を押し上げるように、プレート６の平面に平行となる流量検出素子３の流量検出面に対して垂直な方向に応力Ｈが発生する。

その後、図４に示すようにプレート６の回路基板配置領域６ｂ上に回路基板４を接着して固定する。
次に、流量検出素子３と回路基板４が接着されたプレート６を、ベース８上に接着、電気的接続完了後、さらに回路収納部、電気的接続部を塞ぐように、カバー９をベース８及びプレート６上に接着させることで、図５に示す流量測定装置３０が形成される。
従って、図３（ｃ）に示したように、流量検出素子３には、バイパス通路に表出する平面部である流量検出面１２に対して垂直な応力Ｈ（残留応力）が、流量測定装置組み立て後においても残留したままの状態となる。但し、この残留応力Hが変化しなければセンサ特性として問題にはならない。

しかしながら、このような流量検出装置３０の実使用環境下において、高温下に晒された場合、各樹脂部材が熱膨張する。この熱膨張の際に問題となるのはプレート６自身の変形とカバー９に押される変形であり、高温による熱膨張に起因して、組立て時の熱硬化により収縮していたプレート６が徐々に収縮前の図３（ｂ）の形状である矢印Ｉ方向へ戻ろうとする（図５参照）。またカバー９も組立て時に熱膨張した状態に戻ろうとするため接着固定されているプレート６もカバー９の変形に押される。カバー９の変形は矢印Iで示
す方向と逆向きの方向となる。以上のようなプレート６とカバー９の変形によりプレート６の変形が緩和され、流量検出素子３への残留応力が緩和され、応力Jとなる。この応力
緩和により、流量検出素子３に形成された抵抗体の抵抗値が一時的に変動して、流量検出の精度が低下するため安定した検出精度が得られないという問題が生じる。

また、このような流量測定装置３０の実使用環境下において、樹脂が経時的に劣化し、ヤング率低下等の物性変化が生じる。特に高温下において樹脂劣化は顕著に進行し、ヤング率の低下が見られる。この際にも問題となるのはプレート６自身の変形とカバー９に押される変形である。前記のような物性変化により、収縮していたプレート６が徐々に収縮前の図３（ｂ）の形状である矢印Ｉ方向へ戻ろうとし、また、カバー９も組立て時に熱膨張した状態に戻ろうとするため接着固定されているプレート６もカバー９の変形に押されるというように、図５に示したような熱膨張の場合と同様の問題が生じていた。

このように、発明者らは、従来の流量測定装置３０が持つ課題、すなわち、流量検出素子３に応力が負荷されたままの状態で、流量測定装置３０を製品として出荷してしまうと、センサ特性の高温下での一時的な変化や、クリープにより経時的に起こる変化が発生し、流量測定装置３０の検出精度が低下するという課題を見出すことができた。
そこで本発明の流量測定装置においては、流量検出素子３の流量検出面１２に対して略垂直な方向に応力が生じ難く、安定で高精度な空気流量検出が可能な流量検出装置を提供することを目的としている。

この発明の実施の形態１について、図６〜１５を用いて説明する。各図において同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
図６は、配管１００に装着した流量測定装置（エアフローセンサ）１の側断面図である。この流量測定装置１は、プレート（プレート部材）６のカバー（カバー部材）９との接合面側の平面部から突出するリブ（プレート補強部に相当する。）１１ａを設けたことを特徴としている。リブ１１ａは、プレート６の平面から隆起した肉厚部分を指しており、リブ１１ａを形成することで、プレート６を補強し、流量検出素子３に生じる応力を低減している。なお、図中において、上下方向が流量測定装置１の配管１００への挿入方向であり、配管挿入方向は、プレート６の長手方向（符号１０で示す。）で同方向である。

つまり、本願発明の流量測定装置１は、被計測流体が流される配管１００に穿たれた挿入孔（配管挿入孔）２に嵌着可能なベース（ベース部材）８、ベース８に固定され、挿入孔２側から配管１００内部側へ突出するように挿入される平板状のプレート６、プレート６の少なくとも一方の平面部に形成され、部分的に隆起した形状のプレート補強部（リブ１１ａ）、プレート６の平面部に接合される接合面を持ち、その接合面から所定深さとなるように形成された一続きの溝部（バイパス通路溝）が、プレート６の平面部と協同して被計測流体のバイパス通路５を構成するカバー９、プレート６のバイパス通路５を構成する領域に検出面（流量検出面）が表出するように配置され、被計測流体の流量を計測する平板状の流量検出素子３を備え、プレート補強部（リブ１１ａ）は、流量検出素子３の検出面に対して略垂直な方向に発生する応力を低減するように配置形成されている。
さらに、流量検出素子３を駆動する回路基板４が、プレート６上のベース８との重畳領域に配置され、流量検出素子３の少なくとも一部、プレート補強部（リブ１１ａ）、バイパス通路形成領域６ａが、プレート６上のベース８と重ならない領域上に配置されている。なお、他の構成は、上述の図１に示した流量測定装置３０と同様に構成されているが、図６に示すように、リブ１１ａの形成によって、プレート６自体の形状、リブ１１ａを嵌合させる接合面部を持つカバー９の形状に変化があることは言うまでもない。

図７は、図１に示した流量測定装置１の一部を切り欠いてリブ１１ａの平面形状を示した正面図である（リブ１１ａにハッチングを付して配置を強調して表示する。図６の流量測定装置１は、図７中に記した一点鎖線に沿う断面を矢印方向から観察した図に相当している。）。図示するように、バイパス通路形成領域６ａ上のバイパス通路５以外の領域に、筋状のリブ１１ａが配置されており、この略Ω型のバイパス通路５が形成される場合は、例えば、中央に一本、両端にそれぞれ一本ずつ、合計３本の筋状のリブ１１ａが配置形成されている。
このリブ１１ａは、プレート６上のバイパス通路形成領域６ａにあって、プレート６が流量検出素子３の流量検出面１２に対して略垂直な方向に発生する応力を低減するプレート補強部としての役割をするものであり、このリブ１１ａは、当該応力を低減するために、少なくともプレート６の長手方向に伸びる部分を含む形状となっている。なお、バイパス通路形成領域６ａの中央部に配置されたリブ１１ａは、略Ω型のバイパス通路５が傾斜配置である影響を受け、図７にあるように長手（上下）方向に対して角度を持つように斜めに配置されている。

図８は、図６の流量検出素子３近傍の拡大要部断面図を示している。図６及び図８にあるように、カバー９は、端部がベース８とプレート６の流量検出素子３の載置面側に接着固定されている。カバー９の接合面から所定の深さに掘り下げられた一続きのバイパス通路溝（溝部）１９は、プレート６の接合面側の表面部（ここでは平面部。）と協同して、プレート６とカバー９との接合面部に、配管１００内の被計測流体を導くバイパス通路５を構成している。プレート６の凹部１６に収納されるように配置接合された流量検出素子３の流量検出面１２も、バイパス通路５に表出（露出）するとともに平滑なバイパス通路５の壁面の一部を構成している。流量検出素子３は、回路基板４と、ワイヤボンディングによりワイヤ１７にて電気的に接続されている。なお、電気的な接続には、溶接、半田付け等の手段を用いることができる。

図９は、図７の流量検出素子３の検出面側平面図である。なお、図９に、プレート６上におけるカバー９の接合領域境界部を、破線で示し、カバー接合領域を符号９ａで示す。図８の断面図に示したように、流量検出素子３は、シリコンあるいはセラミック等の絶縁板の裏面からエッチングにより空洞部を形成し、その空洞部上に形成された薄い絶縁層から構成される薄肉部を備えている。その薄肉部上には、図９のような流量検出抵抗体１４及び温度補償用抵抗体１５が形成されている。これら抵抗体がバイパス通路５上に表出して配置されている。また、本発明においては、流量検出素子３の流量検出抵抗体１４及び温度補償用抵抗体１５を含む領域を流量検出部１３として示す。

図１０にプレート６の側断面図（図１０（ａ））および正面図（図１０（ｂ））を示す。プレート６は、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂で成形されている。上述したように、プレート６の一端は、回路基板４を接着固定するための窓状の枠部よりなる回路基板載置領域６ｂであり、他端側は、バイパス通路形成領域６ａである。そのバイパス通路形成領域６ａのうち、流量検出素子３の載置面でありカバー９との接合面側のバイパス通路５となる領域上には、流量検出素子３を納める凹部１６が形成されている。バイパス通路形成領域６ａのバイパス通路５以外の領域上には、本願の特徴であるリブ１１ａが形成されている。このリブ１１ａは、プレート６が流量検出素子３の流量検出面１２に対して略垂直な方向に発生する応力を低減するように、プレート６の長手方向に伸びる、プレート６の一部が隆起した筋状に形成されている。

図１１にプレート６上に流量検出素子３及び回路基板４を載置した状態の側断面図（図１１（ａ））および正面図（図１１（ｂ））を示す。
また、図１２に、カバー（カバー部材）９の、プレート６との接合面側の正面図を示す。バイパス通路５となる領域は、カバー９の接合面から所定深さとなるように掘り下げられ、一続きの略Ω型の溝が構成されている。カバー９の、バイパス通路５の周囲は、接合面と同じ高さであり、リブ１１ａが嵌合するカバー凹部（嵌合溝）２０が、リブ１１ａの形状と対称的に部分的に掘り下げられて形成されている。カバー凹部２０の深さは、図１の断面図に示したように、リブ１１ａを嵌合させた場合に若干の隙間が生じる程度に調整して形成され、リブ１１ａとカバー凹部２０との隙間には接着剤が充填され、両者が接着固定されるものである。本発明では、図１に示した従来の構造よりも、リブ１１ａとカバー凹部２０の表面積の分だけ、接合面積が増大しており、プレート６とカバー９の接着強度を増大させることができるものである。

リブ１１ａを形成したことで、部分的にプレート６の樹脂を肉厚に形成することができ、薄肉であるプレート６のバイパス通路形成領域６ａが補強されている。そして、さらに、リブ１１ａの形成方向を限定することで、より効果的に流量検出素子３にかかる流量検出面１２に垂直な応力を低減することができる。その効果的なリブ配置方向とは、図１３に符号１０の矢印で示すプレート長手方向である。図１３のモデル図に示すように、バイパス通路形成領域６ａ上であって、リブ１１の長手方向１０の長さをａ、短手方向１８の長さをｂとした時に、ｂ＝０の場合以外であっても、ａ＞ｂの条件を満たす範囲であれば、リブ１１の伸びる方向は、「長手方向」であると考える。図１３のように、長手方向に対して角度を持って配置形成されたリブ１１によっても、流量検出素子３にかかる流量検出面１２に垂直な方向の応力を低減することができる。

ここで、本実施の形態における流量測定装置の製造工程とプレート６の変形について図１４を用いて説明する。まず、図１４（ａ）に示すように、プレート６上に流量検出素子３を接着するために凹部１６に熱硬化性接着剤を塗布し、流量検出素子３を貼り付ける。
次に、図１４（ｂ）に示すように、樹脂製のプレート６は、リブ１１が形成されており、補強されているため、接着剤を硬化させる熱処理の際に、高温下に晒されても、熱膨張で生じる矢印Ａ方向への応力は低減され、変形量を、リブ１１を持たない構造のもの（図３（ｂ）の構造）よりも、より小さくすることができる。
次に、図１４（ｃ）に示すように、接着剤硬化後の冷却により樹脂が収縮した際も、リブ１１によって、プレート６の元に戻ろうとする矢印Ｂ方向への変形が抑制され、流量検出素子３の流量検出面１２に対して垂直にかかる応力Ｃが低減される。

その後、プレート６に回路基板４が接着され、流量検出素子６と回路基板４が接着されたプレート６をベース８上に接着、電気的接続完了後、さらに回路収納部、電気的接続部を塞ぐようにカバー９がベース８及びプレート６上に接着され、図１５に示す流量測定装置１が得られる。
なお、図６に示したように、本発明の流量測定装置１においても、ベース８は、外部と信号の授受を行うコネクタ７を挿入孔２側に有しており、一端部がコネクタ７の端子であると同時に、他端部が回路基板４に電気的に接続された回路基板４用のターミナルがモールド成形で一体化されて形成されている。またプレート６がターミナル側に接着固定されている。

図１５のような流量測定装置１によれば、プレート６の樹脂劣化や温度変化が生じた際も、プレート６に形成されたリブ１１ａにより、プレート６が元へ戻ろうとする矢印Ｄ方向（流量検出素子３の接着時の変形方向Ａと同じ）への変形が抑制されるとともに、変形が生じた際でも僅かな変形量となるため、流量検出素子３に発生する応力Ｅを低減することが可能となる。
また、図１３のモデル図に示したように、プレート６に形成されたリブ１１は、ａ＞ｂの条件（図１３参照）を満たす場合であれば、プレート６の長手方向１０に角度を持って形成されるリブ１１においても、本発明の補強効果を効率良く得ることができる。なお、角度を持たないｂ＝0の場合に、最も効率良くリブ１１による補強効果が得られることは言うまでもない。

また、リブ１１ａとカバー凹部２０とを嵌合させて接着することで、流量検出素子３への応力低減リブと、カバー９との接着リブとの共有化ができる。流量検出装置は、スペースが狭いエンジンルーム内に配置される点、あるいは、エンジンへの吸入空気が流れる配管内に設置されることから圧力損失を低減しなければならない点を考慮して、小型化が要求される。一方、小型化が要求される中であっても、バイパス通路５などは一定のスペースを占有するため、応力低減リブと接着リブとを別個に配置することは困難である。そこで、本実施の形態のように、応力低減リブと接着リブとを共有化することで、限られたスペースを有効に活用でき、流量検出装置の小型化を図ることができる。
またリブ１１ａとカバー凹部２０の凹凸形状で表面積を稼ぐことができ、接着剤等で接着硬化させる際の接合面積が増し、接着強度を向上させられることは上述の通りである。さらにカバー凹部２０形成により、貼り合わせの位置決めなどの接着作業性及び工作性が向上する等の効果も得られる。
なお、上述の例では、リブ１１ａは通路を隔てて配置された３本の筋状であることを示したが、３本のうちの１本（中央部）または２本（両端部）のみを配置形成することもできる。
さらにまた、流量検出素子３への応力低減が可能な範囲で通路形状に応じ、一続きのリブ１１ａを任意の長さに区切って、断続的に配置された突起群として形成することも可能である。

実施の形態２．
上述の実施の形態１においては、バイパス通路５の一方の開口部が、図７の流量測定装置１の正面図において、バイパス通路形成領域６ａの左側端部下方部に形成され、傾斜した略Ω状の、蛇行した通路を経て下端側中央部に他方の開口部が形成されるように配置された例を示した。この実施の形態２では、図１６に示すように、バイパス通路５ａの一方の開口部は、実施の形態１と同様の左側端部下方部に形成され、略Ω状に曲げられたバイパス通路５を経て、他方の開口部が、右側端部下方部に形成される場合に適した、リブ形状を提案する。
この実施の形態２では、バイパス通路５ａが平面形状で左右対称の傾斜のないΩ状であり、一部がプレート６の長手方向１０に沿って形成されている。バイパス通路５ａの形状の変化にともなって、リブ配置可能領域２１は、図１６中のハッチング（斜線）で示す領域、つまり、図１６中の、バイパス通路形成領域６ａの中央部中ほどから下端へ伸びる幅広の部分と、左側及び右側端部の開口部から上方へ伸びる部分となる。

図１７は、この発明の実施の形態２の流量測定装置１ａを示す正面図であり、図１６の流量測定装置１ａにリブ１１ｂを形成した状態の正面図である。図１７では、リブ１１ｂにハッチングを付して配置を強調している。
この実施の形態２では、プレート６の長手方向１０に沿ってバイパス通路５ａが上下方向に伸びるように形成され、バイパス通路５ａの形成されないリブ配置可能領域２１を長手方向１０に沿って設けることができるパターンである。そこで、図１７に示すように、このリブ配置可能領域２１を利用することで、補強効果の高い、プレート長手成分のみのリブ１１ｂを形成することができる。リブ１１ｂの短手成分がゼロに近いため、実施の形態１と同様の応力低減効果を更に確実に発揮することができる。

特に実施の形態２で示すような長手方向の通路が長い略Ω型のバイパス通路５ａ構造とすることで、略Ω型を斜めに配した実施の形態１よりも、またプレート６の両端部よりも、プレート６の真ん中に幅広のリブ配置可能領域２１を設けることができ、この幅広のリブ配置可能領域２１を利用することでプレート６の真ん中に、実施の形態１または両端部に配置されるものよりも幅広のリブ１１ｂを形成することができる。流量検出素子３近傍及びプレート６上のバイパス通路形成領域６ａの中央付近に、幅広のリブ１１ｂを配置できるため、実施の形態１のように、バイパス通路５のΩ形状が斜めに配され、角度を持って配置されたリブよりも、より効果的なプレート補強効果が得られる。

なお、図１７では、中央部に配置されたリブ１１ｂの幅を、両端部のものより幅広に形成した例を示したが、１本のリブ１１ｂの幅を両端部のものと同じ寸法とし、中央部のみ本数を増やすように構成することも可能であることは言うまでもない。また、本数を増やす方が、リブ１１ｂの表面積を増大させることが可能であり、カバー９との接合面積を増大させて接合強度を高めることが可能である。

実施の形態３．
図１８は、この発明の実施の形態３の流量測定装置１ｂを示す図であり、流量測定装置１ｂの一部を切り欠いた正面図である。
この実施の形態３では、クランク型のバイパス通路５ｂを構成する通路外周に沿ってリブ１１ｃ（形成領域をメッシュで表示する。）を形成している。クランク型のバイパス通路５ｂとは、その経路が、図１８中に示すように、左側端部下方部に形成された一方の開口部から、右方向へ、さらに上方向へ、さらに右方向へ進み、右側端部上方部に設けられた他方の開口部に至るタイプの通路を言う。他の構成は、実施の形態２と同様である。

この実施の形態３では、クランク型のバイパス通路５ｂの外周に沿ってリブ１１ｃが形成される。よって、リブ１１ｃの長手成分（ｂ＝０を満たす部分）をバイパス形成領域６ａの中央部に、効果的に配置してプレート補強効果を確保することができ、プレート６の変形を抑制し、流量検出素子３にかかる応力を低減させることができる。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４では、上述の実施の形態１〜３にも適応可能な、プレート６とカバー９の接着強度を向上させる構造について説明する。図１９は、流量測定装置１ｃを示す側断面図、図２０は、図１９の流量測定装置１ｃの正面要部断面図である。図２０中の断面部分は、リブ１１ａとカバー凹部２０の嵌合深さの中間的な位置での断面を示している。この実施の形態４では、リブ１１ａの表面部およびカバー９に接着溝として形成されたカバー凹部２０の表面部を、バイパス通路５ｃを構成するプレート６の表面部およびカバー９の溝部１９の表面部よりも粗面化するというものである。

これは、バイパス通路５ｃを構成するプレート６の表面部およびカバー９の溝部１９の表面部は、被計測流体の通過を良好にするため低抵抗化のために平滑化させて形成し、これに対し、リブ１１ａの表面部およびカバー凹部２０の表面部は粗面化されたままの状態とすることで表面積を稼ぎ、接着面積を増大させることで接合強度を向上させるものである。
バイパス通路５ｃを構成する平滑化された表面部（プレート６接合面および溝部１９）は、プレート６およびカバー９を樹脂で一体成型する場合に用いられる金型の、該当部分を研磨することによって実現することができ、プレート６のリブ１１ａおよびカバー９のカバー凹部２０の粗面化された表面部は、金型の該当部分を研磨しないで粗面化されたままとすることによって実現することが可能である。

実施の形態５．
図２１は、この発明の実施の形態５の流量測定装置１ｄを示す側断面図、図２２は図２１の正面図、図２３は図２１の要部拡大図である。
上述の実施の形態１〜３においては、バイパス通路５（５ａ、５ｂ。）の外周部にリブ１１を配置する例を示したが、この実施の形態５では、少なくとも回路基板４とバイパス通路５の間に配置され、バイパス通路５側への接着剤漏れ防止効果を持つリブ１１ｄを形成する場合について説明する。図２２の例では、リブ１１ｄは、回路基板４とバイパス通路５の間だけでなく、プレート６端部に位置する回路基板４の周囲部分にも配置された例を示している。

この実施の形態５では、図２３の断面図に示すように、カバー凹部２０に嵌合されるリブ１１ｄを、カバー凹部２０の開口幅方向に対して、非対称に嵌合させることで、カバー凹部２０内の回路基板４側に、接着剤を溜める空間を作ることができる。この嵌合溝となるカバー凹部２０内の回路基板４側に設けた空間（接着剤溜まり）があることで、プレート６とカバー９の接着時に使用する接着剤が、回路基板４側（矢印Ｋ方向）へ誘導されるため、バイパス通路５内への接着剤はみ出しを抑制することができる。流量測定装置１ｄにおいて流量を検出するバイパス通路５内に接着剤が侵入することは、検出特性に大きな影響を与えるため、接着剤のバイパス通路５内へのはみ出しを抑制することで検出精度を向上させることができる。

実施の形態６．
図２４は、この発明の実施の形態６の流量測定装置１ｅを示す背面図、図２５は流量測定装置１ｅの側断面図である。上述の実施の形態１ではプレート６の流量検出素子３載置面（正面）側にリブ１１ａを形成しているが、この実施の形態６では、プレート６の流量検出素子３載置面とは逆側のプレート平面（背面）部を部分的に隆起させたリブ１１ｅを形成している。

この実施の形態６では、プレート６の流量検出素子３載置面とは逆側の面に、バイパス通路５の形状に依存せず、長手方向に伸びるｂ＝０のリブ１１ｅをプレート６のバイパス通路形成領域６ａ上に配置できる。このリブ１１ｅは、バイパス通路５の形状を考慮しなくてよいため、プレート６の長手方向に、より長く、太く形成することができ、本数も多く配置することが可能である。

実施の形態７．
図２６に、この発明の実施の形態７のリブ１１ｆ（平面形状にハッチングを付して強調。）が形成された流量測定装置１の平面図を示す。このリブ１１ｆは、実施の形態１の３本のリブ１１ａのうちの中央部に配置されたものを変形させた形状であり、リブ１１ｆの隆起した輪郭形状は、バイパス通路５の中央部の側面形状（内周側）と一致しており、突出したリブ１１ｆの高さは、カバー凹部２０の深さと同じに形成されている。なお、３本のリブ１１ａのうち、両端部の２本は実施の形態１のリブ１１ａと同形状である。

また、この実施の形態１のカバー９の接合面側平面図を図２７に示す。図２７に示すように、カバー９のリブ１１ｆが接合される領域は、バイパス通路溝１９に相当する深さまで掘り下げられており、リブ１１ｆが嵌合される嵌合溝は形成されていない。
実施の形態７の流量測定装置１では、リブ１１ｆの突出面と、カバー９の掘り下げられた溝部底面とを接着し、他の領域は実施の形態１と同様にリブ１１ａとカバー凹部２０を嵌合させて接着する。この時、バイパス通路５の一部は、リブｆの立ち上がり側面部によって構成される。リブ１１ｆをプレート６のバイパス通路形成領域６ａの中央部に大きく配置できるため、プレート６の補強をより効果的に行うことが可能となる。

また、リブ１１ｆの突出量を、カバー９のバイパス通路５を構成する溝部の深さと同じとなるように形成する例を示したが、リブ１１ｆの突出量を溝部深さの１／２とした場合は、カバー９の、リブ１１ｆが接合される領域の掘り下げ量を、溝部深さの１／２とするなど、リブ１１ｆの補強強度を調節して用いることが可能である。
さらに、上記の例では、バイパス通路５の輪郭の一部を構成するリブ１１ｆが、バイパス通路形成領域６ａの中央部に配置されたパターンのものであることについて述べたが、両端部に位置するリブに、この構造を適用させることも可能である。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ 流量測定装置
２ 挿入孔
３ 流量検出素子
４ 回路基板
５、５ａ、５ｂ バイパス通路
６ プレート（プレート部材）
６ａ バイパス通路形成領域
６ｂ 回路基板配置領域
７ コネクタ
８ ベース（ベース部）
９ カバー（カバー部材）
１０ 長手方向
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ リブ（プレート補強部）
１２ 流量検出面
１３ 流量検出部
１４ 流量検出抵抗体
１５ 温度補償用抵抗体
１６ 凹部
１７ ワイヤ
１８ 短手方向
１９ バイパス通路溝（溝部）
２０ カバー凹部（嵌合溝）
３０ 流量測定装置（従来）
１００ 配管。

Claims (12)

1. 被計測流体が流される配管に穿たれた配管挿入孔に嵌着可能なベース部材、上記ベース部材に固定され、上記配管挿入孔側から上記配管内部側へ突出するように挿入される平板状のプレート部材、上記プレート部材の平面部に形成され、部分的に隆起した形状のプレート補強部、上記プレート部材の平面部に接合される接合面を持ち、上記接合面から所定深さとなるように形成された一続きの溝部が、上記プレート部材の平面部と協同して上記被計測流体のバイパス通路を構成するカバー部材、上記プレート部材の上記バイパス通路を構成する領域に検出面が表出するように配置され、上記被計測流体の流量を計測する平板状の流量検出素子を備え、上記プレート補強部は、上記流量検出素子の上記検出面に対して略垂直な方向に発生する応力を低減するように配置形成され、上記プレート補強部は、上記プレート部材の上記カバー部材との接合面側に形成され、上記カバー部材の接合面側には、上記プレート補強部を嵌合させる凹部が形成された流量測定装置。
2. 上記プレート補強部は、上記プレート部材の上記配管内部側への突出方向に沿って筋状に伸びる部分を含むことを特徴とする請求項１記載の流量測定装置。
3. 上記プレート補強部は、上記プレート部材の平面部上の、上記バイパス通路の形成領域以外の領域に配置形成されたことを特徴とする請求項１記載の流量測定装置。
4. 上記プレート補強部は、上記バイパス通路の形成領域の外周部に沿って形成されたことを特徴とする請求項３記載の流量測定装置。
5. 上記流量検出素子を駆動する回路基板が、上記プレート部材上の上記ベース部材との重畳領域に配置され、上記流量検出素子の少なくとも一部、上記プレート補強部、上記バイパス通路形成領域が、上記プレート部材上の上記ベース部材と重ならない領域上に配置されたことを特徴とする請求項１記載の流量測定装置。
6. 上記プレート部材上において、上記回路基板と、上記バイパス通路の形成領域との間に上記プレート補強部が位置することを特徴とする請求項１記載の流量測定装置。
7. 上記プレート補強部と、上記プレート補強部に嵌合する上記カバー部材の上記凹部とが接着剤によって固定されたことを特徴とする請求項１記載の流量測定装置。
8. 上記プレート補強部と、上記カバー部材の上記凹部との間に、上記接着剤が溜められる接着剤たまり部が設けられたことを特徴とする請求項７記載の流量測定装置。
9. 上記プレート部材は樹脂製であることを特徴とする請求項１記載の流量測定装置。
10. 上記プレート補強部の表面部は、上記プレート部材の上記バイパス通路を構成する表面部よりも粗面化されていることを特徴とする請求項１記載の流量測定装置。
11. 上記カバー部材の上記凹部の表面部は、上記カバー部材の上記バイパス通路を構成する上記溝部の表面部よりも粗面化されていることを特徴とする請求項１記載の流量測定装置。
12. 上記流量検出素子は、上記プレート部材に、熱硬化性接着剤によって接着されたことを特徴とする請求項１記載の流量測定装置。

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