(57)【要約】【課題】流量の計測精度を高めることができる流量計測装置を提供する。【解決手段】センサＳＡ５０は、計測流路において吸入空気の流量を検出する流量センサ２２を有している。流量センサ２２は、センサ基板７０の基板表面７０ａに重ねられた膜状のセンサ膜部８０を有している。センサ膜部８０は、センサ膜部８０を加熱する発熱抵抗体９１と、センサ膜部８０の温度を検出するための測温抵抗体９２，９３とを有している。発熱抵抗体９１と測温抵抗体９２，９３とは、センサ基板７０の基板表面７０ａに沿って奥行き方向Ｚに並べられている。上流測温抵抗体９２は発熱抵抗体９１よりもモールド上流側に設けられており、下流測温抵抗体９３は発熱抵抗体９１よりもモールド下流側に設けられている。上流測温抵抗体９２の長さ寸法ＬＭ１は下流測温抵抗体９３の長さ寸法ＬＭ２以上になっている。【選択図】図８
2020085463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流量を計測する流量計測装置（２０）であって、
前記流体が流れる計測流路（３２）と、
前記計測流路において前記流体の流量を検出する流量センサ（２２）と、
を備え、
前記流量センサは、
一面（７０ａ）を有するセンサ基板（７０）と、
前記センサ基板の前記一面に重ねられた膜状のセンサ膜部（８０）と、
を有し、
前記センサ膜部は、
前記センサ膜部を加熱するヒータ部（９１）と、
前記一面に沿って前記ヒータ部に並べられ、前記センサ膜部の温度を検出するための温度検出部（９２，９３）と、
を有しており、
前記センサ膜部の厚さ方向（Ｘ）及び前記ヒータ部と前記温度検出部との並び方向（Ｚ）の両方に直交する直交方向（Ｙ）において、前記ヒータ部の長さ寸法（ＬＨ）をＬＨとし、
前記直交方向において前記温度検出部のうち前記ヒータ部側の縁部である内側縁部（９２ａ，９３ａ）の長さ寸法（ＬＭ１）をＬＭ１とし、
前記直交方向において前記温度検出部のうち前記ヒータ部とは反対側の縁部である外側縁部（９２ｂ，９３ｂ）の長さ寸法（ＬＭ２）をＬＭ２とし、
前記厚さ方向での前記ヒータ部の厚さ寸法（ｔ１）をｔ１とすると、
式１：２４０＜ＬＨ×ｔ１×（ＬＭ１−ＬＭ２＋１）＜２４００
式２：ＬＭ１≧ＬＭ２
という前記式１及び前記式２の関係を満たしている流量計測装置。
【請求項２】
前記並び方向での前記温度検出部の幅寸法（Ｗ１）をＷ１とすると、
式３：１．４＜ＬＨ×ｔ×（ＬＭ１−ＬＭ２＋１）／Ｗ１＜２０
という前記式３の関係を満たしている、請求項１に記載の流量計測装置。
【請求項３】
前記温度検出部の熱伝導率は６０［Ｗ／ｍＫ］以上である、請求項１又は２に記載の流量計測装置。
【請求項４】
前記センサ膜部は、
前記ヒータ部及び前記温度検出部を覆っている膜ベース部（８１，８３，８４）を有している、請求項１〜３のいずれか１つに記載の流量計測装置。
【請求項５】
前記膜ベース部の熱伝導率は、前記温度検出部の熱伝導率の１／２以下である、請求項４に記載の流量計測装置。
【請求項６】
前記膜ベース部は、窒化シリコン及び酸化シリコンの少なくとも一方を含んで形成されている、請求項４又は５に記載の流量計測装置。
【請求項７】
前記ヒータ部の前記厚さ寸法は、前記厚さ方向での前記センサ膜部の厚さ寸法（ｔ２）の１／２以下である、請求項１〜６のいずれか１つに記載の流量計測装置。
【請求項８】
前記ヒータ部の前記厚さ寸法は、前記並び方向での前記温度検出部の幅寸法（Ｗ１）と、前記並び方向での前記ヒータ部の幅寸法（Ｗ３）とのいずれよりも小さい、請求項１〜７のいずれか１つに記載の流量計測装置。
【請求項９】
前記温度検出部は、多結晶シリコン、単結晶シリコン、白金、タングステン、銅、モリブデン、ニッケルの少なくとも１つを含んで形成されている、請求項１〜８のいずれか１つに記載の流量計測装置。
【請求項１０】
前記外側縁部は、前記内側縁部の両端部（９２ａｖ，９２ａｗ，９３ａｖ，９３ａｗ）のそれぞれから前記直交方向での内側に離間した位置に設けられている、請求項１〜９のいずれか１つに記載の流量計測装置。
【請求項１１】
流体の流量を計測する流量計測装置（２０）であって、
前記流体が流れる計測流路（３２）と、
前記計測流路において前記流体の流量を検出するための流量センサ（２２）と、
を備え、
前記流量センサは、
一面（７０ａ）を有するセンサ基板（７０）と、
前記センサ基板の前記一面に重ねられた膜状のセンサ膜部（８０）と、
を有し、
前記センサ膜部は、
前記センサ膜部を加熱するヒータ部（９１）と、
前記一面に沿って前記ヒータ部に並べられ、前記センサ膜部の温度を検出する温度検出部（９２，９３）と、
を有しており、
前記センサ膜部の厚さ方向（Ｘ）及び前記ヒータ部と前記温度検出部との並び方向（Ｚ）の両方に直交する直交方向（Ｙ）において、前記温度検出部のうち前記ヒータ部とは反対側の縁部である外側縁部（９２ｂ，９３ｂ）の長さ寸法（ＬＭ２）が、前記温度検出部のうち前記ヒータ部側の縁部である内側縁部（９２ａ，９３ａ）の長さ寸法（ＬＭ１）より小さくなっており、
前記外側縁部は、前記内側縁部の両端部（９２ａｖ，９２ａｗ，９３ａｖ，９３ａｗ）のそれぞれから前記直交方向での内側に離間した位置に設けられている、流量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書による開示は、流量計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体の流量を計測する流量計測装置として、例えば特許文献１には、発熱体及び温度検出体を備えた熱式の流量計測装置が開示されている。この流量計測装置においては、発熱体を発熱させて発熱体の周囲の温度を上昇させ、発熱体の周囲での温度分布の変化を温度検出体により検出することで、気体の流量を計測する。流量計測装置においては、気体の流れる流れ方向に沿って発熱体と温度検出体とが横並びに設けられている。発熱体及び温度検出体は、それぞれ矩形状に形成されており、流れ方向に直交する直交方向に延びている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０７４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、発熱体が発熱した場合、発熱体からの熱が温度検出体に伝わる態様は、温度検出体の大きさや形状、発熱体の大きさや形状に応じて異なると考えられる。このため、温度検出体の大きさや形状、発熱体の大きさや形状によっては、発熱体の周囲での温度分布が流量の検出にとって適切でない態様になることが懸念される。この場合、温度検出部による温度の検出精度が低下し、その結果、流量計測装置による流量の計測精度が低下してしまう。
【０００５】
本開示の主な目的は、流量の計測精度を高めることができる流量計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、開示された第１の態様は、
流体の流量を計測する流量計測装置（２０）であって、
流体が流れる計測流路（３２）と、
計測流路において流体の流量を検出する流量センサ（２２）と、
を備え、
流量センサは、
一面（７０ａ）を有するセンサ基板（７０）と、
センサ基板の一面に重ねられた膜状のセンサ膜部（８０）と、
を有し、
センサ膜部は、
センサ膜部を加熱するヒータ部（９１）と、
一面に沿ってヒータ部に並べられ、センサ膜部の温度を検出するための温度検出部（９２，９３）と、
を有しており、
センサ膜部の厚さ方向（Ｘ）及びヒータ部と温度検出部との並び方向（Ｚ）の両方に直交する直交方向（Ｙ）において、ヒータ部の長さ寸法（ＬＨ）をＬＨとし、
直交方向において温度検出部のうちヒータ部側の縁部である内側縁部（９２ａ，９３ａ）の長さ寸法（ＬＭ１）をＬＭ１とし、
直交方向において温度検出部のうちヒータ部とは反対側の縁部である外側縁部（９２ｂ，９３ｂ）の長さ寸法（ＬＭ２）をＬＭ２とし、
厚さ方向でのヒータ部の厚さ寸法（ｔ１）をｔ１とすると、
式１：２４０＜ＬＨ×ｔ１×（ＬＭ１−ＬＭ２＋１）＜２４００
式２：ＬＭ１≧ＬＭ２
という式１及び式２の関係を満たしている流量計測装置である。
【０００７】
流量センサのセンサ膜部がヒータ部及び温度検出部を有している構成では、ヒータ部により加熱され且つ流体の流量によって変化するセンサ膜部での温度分布を温度検出部により検出することで、流体の流量が検出される。このため、センサ膜部での温度分布が温度検出にとって適切な態様になっていない場合には、温度検出部の検出精度が低下し、その結果、流量の計測精度が低下することが懸念される。
【０００８】
これに対して、第１の態様によれば、流量センサにおいて温度検出部の大きさ及び形状とヒータ部の大きさとの関係が式１及び式２により規定されている。これら式１及び式２が成立している構成では、ヒータ部が、温度検出部の内側縁部及び外側縁部の各長さ寸法に対して大きすぎず小さすぎず適切な大きさになっている。このため、ヒータ部によりセンサ膜部が加熱された場合に、センサ膜部での温度分布が温度検出部による温度検出にとって適切な態様になりやすい。
【０００９】
例えば、温度検出部の大きさ及び形状に対してヒータ部が大きすぎてヒータ部の加熱応答性が低下し、ヒータ部によるセンサ膜部の加熱が不足してセンサ膜部での温度分布が適切な態様にならない、ということを抑制できる。また、温度検出部の大きさ及び形状に対してヒータ部が小さすぎてヒータ部の感度が高くなりすぎてしまい、ヒータ部によりセンサ膜部が過剰に加熱されてセンサ膜部での温度分布が適切な態様にならない、ということを抑制できる。
【００１０】
以上のように、温度検出部の検出精度を高めることで、流量計測装置による流量の計測精度を高めることができる。
【００１１】
第２の態様は、
流体の流量を計測する流量計測装置（２０）であって、
流体が流れる計測流路（３２）と、
計測流路において流体の流量を検出するための流量センサ（２２）と、
を備え、
流量センサは、
一面（７０ａ）を有するセンサ基板（７０）と、
センサ基板の一面に重ねられた膜状のセンサ膜部（８０）と、
を有し、
センサ膜部は、
センサ膜部を加熱するヒータ部（９１）と、
一面に沿ってヒータ部に並べられ、センサ膜部の温度を検出する温度検出部（９２，９３）と、
を有しており、
センサ膜部の厚さ方向（Ｘ）及びヒータ部と温度検出部との並び方向（Ｚ）の両方に直交する直交方向（Ｙ）において、温度検出部のうちヒータ部とは反対側の縁部である外側縁部（９２ｂ，９３ｂ）の長さ寸法（ＬＭ２）が、温度検出部のうちヒータ部側の縁部である内側縁部（９２ａ，９３ａ）の長さ寸法（ＬＭ１）より小さくなっており、
外側縁部は、内側縁部の両端部（９２ａｖ，９２ａｗ，９３ａｖ，９３ａｗ）のそれぞれから直交方向での内側に離間した位置に設けられている、流量計測装置である。
【００１２】
センサ膜部においては、ヒータ部にて発生した熱がヒータ部から放射状に伝わると考えられる。このため、センサ膜部での温度分布を例えば等温線で示すと、この等温線はヒータ部の中心を囲むように円状や楕円状になると想定される。温度検出部が等温線を跨ぎやすい大きさや形状になっていると、温度検出部において例えば中央部や端部など部位ごとの温度の差が大きくなってしまい、温度検出部による温度の検出精度が低下することが懸念される。
【００１３】
これに対して、第２の態様によれば、温度検出部において、外側縁部が内側縁部の両端部から直交方向での内側に離間した位置に設けられている。この構成では、外側縁部及び内側縁部のそれぞれの一方の端部が等温線に沿って並びやすく、且つ外側縁部及び内側縁部のそれぞれの他方の端部が等温線に沿って並びやすいため、温度検出部が等温線を跨ぎにくくなる。この場合、温度検出部において部位ごとの温度の差が大きくなりにくいため、温度検出部による温度の検出精度を高めることができる。これにより、流量計測装置による流量の計測精度を高めることができる。
【００１４】
なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものにすぎず、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態における燃焼システムの構成を示す図。
【図２】吸気管に取り付けられた状態のエアフロメータの正面図。
【図３】エアフロメータの斜視図。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図。
【図５】センサＳＡを表側から見た図。
【図６】流量センサの断面斜視図。
【図７】流量センサの縦断面図。
【図８】メンブレン部での配線パターンを示す図。
【図９】発熱抵抗体からの熱の放出について説明するための図。
【図１０】メンブレン部での等温線を示す図。
【図１１】メンブレン部での温度分布を示す図。
【図１２】メンブレン部において上流温度及び下流温度が低すぎる場合の温度分布を示す図。
【図１３】メンブレン部において上流温度及び下流温度が高すぎる場合の温度分布を示す図。
【図１４】第１メンブレン値とセンサ感度との関係を示す図。
【図１５】第２実施形態におけるメンブレン部での配線パターンを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施例の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。
【００１７】
（第１実施形態）
図１に示す燃焼システム１０は、ガソリンエンジン等の内燃機関１１、吸気通路１２、排気通路１３、エアフロメータ２０及びＥＣＵ１５を有しており、例えば車両に搭載されている。エアフロメータ２０は、吸気通路１２に設けられており、内燃機関１１に供給される吸入空気の流量や温度、湿度、圧力といった物理量を計測する。エアフロメータ２０は、吸入空気等の流体を計測対象とした流量計測装置に相当する。吸入空気は、内燃機関１１の燃焼室１１ａに供給される気体である。燃焼室１１ａにおいては、吸入空気と燃料との混合気が点火プラグ１７により点火される。
【００１８】
ＥＣＵ（Engine Control Unit）１５は、燃焼システム１０の動作制御を行う制御装置である。ＥＣＵ１５は、プロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリ等の記憶媒体、並びに入出力部を含むマイクロコンピュータと、電源回路等と、によって構成された演算処理回路である。ＥＣＵ１５には、エアフロメータ２０から出力されるセンサ信号や、多数の車載センサから出力されるセンサ信号などが入力される。ＥＣＵ１５は、エアフロメータ２０による計測結果を用いて、インジェクタ１６の燃料噴射量やＥＧＲ量などについてエンジン制御を行う。ＥＣＵ１５は、内燃機関１１の運転制御を行う制御装置であり、燃焼システム１０をエンジン制御システムと称することもできる。また、ＥＣＵ１５は、外部装置に相当する。
【００１９】
燃焼システム１０は、車載センサとして複数の計測部を有している。計測部としては、エアフロメータ２０の他に、スロットルセンサ１８ａや空燃比センサ１８ｂなどがある。これら計測部は、いずれもＥＣＵ１５に電気的に接続されており、ＥＣＵ１５に対して検出信号を出力する。エアフロメータ２０は、吸気通路１２において、エアクリーナ１９の下流側であって、スロットルセンサ１８ａが取り付けられたスロットルバルブの上流側に設けられている。
【００２０】
図２、図４に示すように、エアフロメータ２０は、吸気通路１２を形成するダクト等の吸気管１２ａに取り付けられている。吸気管１２ａには、その外周部を貫通する貫通孔としてエアフロ挿入孔１２ｂが設けられている。このエアフロ挿入孔１２ｂには円環状の管フランジ１２ｃが取り付けられており、この管フランジ１２ｃは吸気管１２ａに含まれている。エアフロメータ２０は、管フランジ１２ｃ及びエアフロ挿入孔１２ｂに挿入されることで吸気通路１２に入り込んだ状態になっており、この状態で吸気管１２ａや管フランジ１２ｃに固定されている。
【００２１】
本実施形態では、エアフロメータ２０について、幅方向Ｘ、高さ方向Ｙ及び奥行き方向Ｚを設定しており、これら方向Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交している。エアフロメータ２０は高さ方向Ｙに延びており、吸気通路１２は奥行き方向Ｚに延びている。エアフロメータ２０は、吸気通路１２に入り込んだ入り込み部分２０ａと、吸気通路１２に入り込まずに管フランジ１２ｃから外部にはみ出したはみ出し部分２０ｂとを有しており、これら入り込み部分２０ａとはみ出し部分２０ｂとは高さ方向Ｙに並んでいる。エアフロメータ２０においては、高さ方向Ｙに並んだ一対の端面２０ｃ，２０ｄのうち、入り込み部分２０ａに含まれた方をエアフロ先端面２０ｃと称し、はみ出し部分２０ｂに含まれた方をエアフロ基端面２０ｄと称する。なお、エアフロ先端面２０ｃ及びエアフロ基端面２０ｄは高さ方向Ｙに直交している。また、管フランジ１２ｃの先端面も高さ方向Ｙに直交している。
【００２２】
図２、図３、図４に示すように、エアフロメータ２０は、ハウジング２１と、吸入空気の流量を検出する流量センサ２２と、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ２３とを有している。ハウジング２１は、例えば樹脂材料等により形成されている。エアフロメータ２０においては、ハウジング２１が吸気管１２ａに取り付けられていることで、流量センサ２２が、吸気通路１２を流れる吸入空気と接触可能な状態になる。ハウジング２１は、ハウジング本体２４、リング保持部２５、フランジ部２７及びコネクタ部２８を有しており、リング保持部２５に対してＯリング２６が取り付けられている。なお、図４においては、Ｏリング２６の図示を省略している。
【００２３】
ハウジング本体２４は全体として筒状に形成され、ハウジング２１においては、リング保持部２５、フランジ部２７及びコネクタ部２８がハウジング本体２４に一体的に設けられた状態になっている。リング保持部２５は入り込み部分２０ａに含まれ、フランジ部２７及びコネクタ部２８ははみ出し部分２０ｂに含まれている。
【００２４】
リング保持部２５は、管フランジ１２ｃの内部に設けられており、Ｏリング２６を高さ方向Ｙに位置ずれしないように保持している。Ｏリング２６は、管フランジ１２ｃの内部において吸気通路１２を密閉するシール部材であり、リング保持部２５の外周面と管フランジ１２ｃの内周面との両方に密着している。フランジ部２７には、エアフロメータ２０を吸気管１２ａに固定するネジ等の固定具を固定するネジ孔等の固定孔が形成されている。コネクタ部２８は、流量センサ２２に電気的に接続されたコネクタターミナル２８ａを保護する保護部である。
【００２５】
流量センサ２２はハウジング本体２４の内部空間２４ａに設けられており、吸気温センサ２３はハウジング２１の外側に設けられている。吸気温センサ２３は、吸入空気の温度を感知する感温素子や、感温素子から延びたリード線、リード線に接続された吸気温ターミナルを有している。ハウジング２１は、吸気温センサ２３を支持する支持部を有しており、この支持部は、ハウジング２１の外周側に設けられている。
【００２６】
ハウジング本体２４は、吸気通路１２を流れる吸入空気の一部が流れ込むバイパス流路３０を形成している。バイパス流路３０は、エアフロメータ２０の入り込み部分２０ａに配置されている。バイパス流路３０は、通過流路３１及び計測流路３２を有しており、これら通過流路３１及び計測流路３２は、ハウジング本体２４の内部空間２４ａにより形成されている。なお、吸気通路１２を主通路と称し、バイパス流路３０を副通路と称することもできる。
【００２７】
通過流路３１は、奥行き方向Ｚにハウジング本体２４を貫通している。通過流路３１は、その上流端部である流入口３３と、下流端部である流出口３４とを有している。計測流路３２は、通過流路３１の中間部分から分岐した分岐流路であり、この計測流路３２に流量センサ２２が設けられている。計測流路３２は、その上流端部である計測入口３５と、下流端部である計測出口３６とを有している。通過流路３１から計測流路３２が分岐した部分はこれら通過流路３１と計測流路３２との境界部になっており、この境界部に計測入口３５が含まれていることになる。なお、計測入口３５が分岐入口に相当し、計測出口３６が分岐出口に相当する。また、通過流路３１と計測流路３２との境界部を流路境界部と称することもできる。
【００２８】
流量センサ２２は、ヒータ部を有する熱式の流量検出部である。流量センサ２２は、ヒータ部の発熱に伴って温度変化が生じた場合に、その温度変化に応じた検出信号を出力する。流量センサ２２は直方体状のチップ部品であり、流量センサ２２をセンサチップと称することもできる。なお、流量センサ２２を、吸入空気の流量を流体の物理量として検出する物理量検出部と称することもできる。
【００２９】
エアフロメータ２０は、流量センサ２２を含んで構成されたセンササブアッセンブリを有しており、このセンササブアッセンブリをセンサＳＡ５０と称する。センサＳＡ５０はハウジング本体２４の内部空間２４ａに収容されている。なお、センサＳＡ５０を検出ユニットや計測ユニット、センサパッケージと称することもできる。
【００３０】
センサＳＡ５０は、内部空間２４ａにおいて計測流路３２に入り込んだ入り込み部分５０ａと、計測流路３２に入り込まずに計測流路３２からはみ出したはみ出し部分５０ｂとを有している。入り込み部分５０ａとはみ出し部分５０ｂとは高さ方向Ｙに並んでおり、流量センサ２２は入り込み部分５０ａに含まれている。
【００３１】
図５に示すように、センサＳＡ５０は、流量センサ２２を搭載したＳＡ基板５３と、流量センサ２２やＳＡ基板５３を覆っているモールド部５５とを有している。ＳＡ基板５３が支持板部に相当し、モールド部５５が流量センサ２２を保護するボデーに相当する。ＳＡ基板５３をリードフレームと称することもできる。
【００３２】
モールド部５５は、全体として板状に形成されている。モールド部５５においては、高さ方向Ｙに並んだ一対の端面５５ａ，５５ｂのうち、入り込み部分５０ａに含まれた方をモールド先端面５５ａと称し、はみ出し部分５０ｂに含まれた方をモールド基端面５５ｂと称する。また、モールド先端面５５ａ及びモールド基端面５５ｂを挟んで設けられた一対の面のうち一方をモールド上流面５５ｃと称し、他方をモールド下流面５５ｄと称する。センサＳＡ５０は、図４において、モールド先端面５５ａがエアフロ先端面２０ｃ側に配置され、且つモールド上流面５５ｃがモールド下流面５５ｄよりも計測流路３２の上流側に配置される向きで、内部空間２４ａに設置されている。
【００３３】
センサＳＡ５０のモールド上流面５５ｃは、計測流路３２においてモールド下流面５５ｄよりも上流側に配置されている。計測流路３２において流量センサ２２が設けられた部分においては、空気の流れる向きが吸気通路１２での空気の流れる向きとは反対になっている。このため、モールド上流面５５ｃは、吸気通路１２においてはモールド下流面５５ｄよりも下流側に配置されていることになる。なお、流量センサ２２に沿って流れる空気は奥行き方向Ｚに流れ、この奥行き方向Ｚを流れ方向と称することもできる。
【００３４】
図５に示すように、センサＳＡ５０においては、流量センサ２２がセンサＳＡ５０の一面側に露出している。モールド部５５においては、流量センサ２２が露出した側の板面をモールド表面５５ｅと称し、反対側の板面をモールド裏面５５ｆと称する。
【００３５】
ＳＡ基板５３は、金属材料等により全体として板状に形成されており、導電性を有する基板である。ＳＡ基板５３の板面は、幅方向Ｘに直交しており、高さ方向Ｙ及び奥行き方向Ｚに延びている。ＳＡ基板５３には流量センサ２２が搭載されている。ＳＡ基板５３は、コネクタターミナル２８ａに接続されたリードターミナル５３ａを形成している。ＳＡ基板５３は、モールド部５５により覆われた部分と、モールド部５５により覆われていない部分とを有しており、覆われていない部分がリードターミナル５３ａになっている。リードターミナル５３ａは、モールド基端面５５ｂから高さ方向Ｙに突出している。
【００３６】
図６に示すように、流量センサ２２は全体として板状に形成されている。流量センサ２２は、一面であるセンサ表面２２ａと、センサ表面２２ａとは反対のセンサ裏面２２ｂとを有している。流量センサ２２においては、センサ裏面２２ｂがＳＡ基板５３に重ねられており、センサ表面２２ａの一部がセンサＳＡ５０の外部に露出している。
【００３７】
流量センサ２２は、センサ凹部６１及びメンブレン部６２を有している。センサ凹部６１はセンサ裏面２２ｂに対して設けられており、メンブレン部６２はセンサ表面２２ａに対して設けられている。メンブレン部６２は、センサ凹部６１の底面を形成している。メンブレン部６２のうちセンサ凹部６１の底面を形成している部分は、センサ凹部６１にとっての底部になっている。センサ凹部６１は、センサ裏面２２ｂがセンサ表面２２ａ側に向けて凹むことで形成されている。センサ凹部６１の開口部はセンサ裏面２２ｂに設けられている。メンブレン部６２は、流量をセンシングするセンシング部になっている。
【００３８】
流量センサ２２は、センサ基板７０及びセンサ膜部８０を有している。センサ基板７０は、流量センサ２２の母材であり、シリコン等の半導体材料により板状に形成されている。センサ基板７０は、一面である基板表面７０ａと、基板表面７０ａとは反対の基板裏面７０ｂとを有している。センサ基板７０には、センサ基板７０を幅方向Ｘに貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔によりセンサ凹部６１が形成されている。なお、センサ基板７０には、貫通孔ではなく、センサ凹部６１を形成する凹部が形成されていてもよい。この場合、センサ凹部６１の底面はメンブレン部６２により形成されるのではなく、センサ基板７０の凹部の底面により形成されることになる。
【００３９】
センサ膜部８０は、センサ基板７０の基板表面７０ａに重ねられており、基板表面７０ａに沿って膜状に延びている。流量センサ２２においては、センサ表面２２ａがセンサ膜部８０により形成され、センサ裏面２２ｂがセンサ基板７０により形成されている。この場合、センサ裏面２２ｂは、センサ基板７０の基板裏面７０ｂになっている。
【００４０】
図７に示すように、センサ膜部８０は、絶縁層８１、導電層８２、保護層８３、カバー層８４を有しており、多層構造になっている。これら層８１，８２，８３，８４は、いずれも膜状に形成されており、基板表面７０ａに沿って延びている。
【００４１】
絶縁層８１は、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等により膜状に形成されており、電気的な絶縁性を有している。絶縁層８１は、窒化シリコン及び酸化シリコンの少なくとも一方を含んで形成されている。絶縁層８１は、センサ基板７０の基板表面７０ａに重ねられており、基板表面７０ａに沿って延びている。
【００４２】
導電層８２は、金属材料等により膜状に形成されており、導電性を有している。導電層８２は、多結晶シリコン、単結晶シリコン、白金、タングステン、銅、モリブデン、ニッケルの少なくとも１つを含んで形成されている。導電層８２は、絶縁層８１を挟んでセンサ基板７０とは反対側に設けられており、絶縁層８１に沿って延びている。導電層８２は、配線や抵抗体などの配線パターンを形成している。導電層８２の熱伝導率は、６０［Ｗ／ｍＫ］以下になっている。導電層８２を形成する材料の熱伝導率については、白金Ｐｔが例えば７０［Ｗ／ｍＫ］であり、タングステンＷが例えば１７３［Ｗ／ｍＫ］であり、モリブデンＭｏが例えば１３８［Ｗ／ｍＫ］であり、シリコンＳｉが例えば１５０［Ｗ／ｍＫ］である。
【００４３】
保護層８３は、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等により膜状に形成されており、いずれも基板表面７０ａに沿って延びている。保護層８３は、窒化シリコン及び酸化シリコンの少なくとも一方を含んで形成されている。保護層８３は、電気的な絶縁性を有している。保護層８３のうち、保護層８３は、導電層８２を挟んで絶縁層８１とは反対側に設けられている。保護層８３は、導電層８２の表面に重ねられており、導電層８２に沿って延びている。
【００４４】
カバー層８４は、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等により膜状に形成されており、いずれも基板表面７０ａに沿って延びている。カバー層８４は、窒化シリコン及び酸化シリコンの少なくとも一方を含んで形成されている。カバー層８４は、電気的な絶縁性を有している。カバー層８４のうち、表側カバー層８４は、保護層８３を挟んで導電層８２とは反対側に設けられている。表側カバー層８４は、保護層８３の表面に重ねられており、保護層８３に沿って延びている。
【００４５】
絶縁層８１、保護層８３、カバー層８４の各熱伝導率は、導電層８２の熱伝導率よりも小さくなっている。具体的には、絶縁層８１、保護層８３、カバー層８４の各熱伝導率は、導電層８２の熱伝導率の１／２よりも小さくなっている。なお、絶縁層８１、保護層８３、カバー層８４を形成する材料の熱伝導率については、シリコン酸化膜ＳｉＯ２が例えば１．５［Ｗ／ｍＫ］であり、シリコン窒化膜ＳｉＮが例えば３〜２０［Ｗ／ｍＫ］である。なお、絶縁層８１、保護層８３及びカバー層８４は、センサ膜部８０の表面及び裏面の両方を形成している膜ベース部を構成している。この場合、センサ膜部８０が膜ベース部と導電層８２とを有しており、センサ膜部８０においては、膜ベース部が導電層８２を覆っている。本実施形態の膜ベース部は多層構造として３層構造になっている。
【００４６】
流量センサ２２においては、ウェットエッチングによりセンサ基板７０の一部を加工することでセンサ凹部６１が形成されている。流量センサ２２の製造工程においては、シリコン窒化膜等のマスクをセンサ基板７０の基板裏面７０ｂに装着し、エッチング液を用いてセンサ膜部８０が露出するまで基板裏面７０ｂに対して異方性エッチングを行う。なお、センサ基板７０に対してドライエッチング加工を行うことでセンサ凹部６１を形成してもよい。
【００４７】
センサＳＡ５０は、空気の流量を検出する流量検出回路を有しており、この流量検出回路の少なくとも一部が流量センサ２２に含まれている。図８に示すように、センサＳＡ５０は、流量検出回路に含まれる回路素子として、発熱抵抗体９１、測温抵抗体９２，９３、傍熱抵抗体９４、を有している。これら抵抗体９１〜９４は、流量センサ２２に含まれており、センサ膜部８０の導電層８２により形成されている。この場合、センサ膜部８０が抵抗体９１〜９４を有しており、これら抵抗体９１〜９４は導電層８２の配線パターンに含まれている。なお、図８においては、抵抗体９１〜９４を含む配線パターンをドットハッチングで図示している。また、流量検出回路を、空気の流量を計測する流量計測部と称することもできる。
【００４８】
発熱抵抗体９１は、発熱抵抗体９１への通電に伴って熱を発生させる抵抗素子である。発熱抵抗体９１は、発熱することでセンサ膜部８０を加熱し、ヒータ部に相当する。測温抵抗体９２，９３は、センサ膜部８０の温度を検出するための抵抗素子であり、温度検出部に相当する。測温抵抗体９２，９３の抵抗値は、センサ膜部８０の温度に応じて変化する。流量検出回路においては、測温抵抗体９２，９３の抵抗値を用いてセンサ膜部８０の温度を検出する。流量検出回路は、発熱抵抗体９１によりセンサ膜部８０及び測温抵抗体９２，９３の温度を上昇させ、計測流路３２にて空気の流れが生じた場合に、測温抵抗体９２，９３による検出温度の変化態様を用いて空気流量や流れの向きを検出する。
【００４９】
発熱抵抗体９１は、高さ方向Ｙ及び奥行き方向Ｚのそれぞれについてメンブレン部６２のほぼ中央に配置されている。発熱抵抗体９１は、全体として高さ方向Ｙに延びる長方形状に形成されている。発熱抵抗体９１の中心線ＣＬ１は、発熱抵抗体９１の中心を通り、高さ方向Ｙに延びている。この中心線ＣＬ１は、メンブレン部６２の中心を通っている。発熱抵抗体９１は、メンブレン部６２の周縁部から内側に離間した位置に配置されている。発熱抵抗体９１の熱伝導率は、バルクで６０［Ｗ／ｍＫ］以下になっている。
【００５０】
測温抵抗体９２，９３は、いずれも全体として高さ方向Ｙに延びる長方形状に形成されており、奥行き方向Ｚに並べられている。これら測温抵抗体９２，９３の間に発熱抵抗体９１が設けられている。測温抵抗体９２，９３のうち、上流測温抵抗体９２は、発熱抵抗体９１からモールド上流側に離間した位置に設けられている。下流測温抵抗体９３は、発熱抵抗体９１からモールド下流側に離間した位置に設けられている。上流測温抵抗体９２の中心線ＣＬ２及び下流測温抵抗体９３の中心線ＣＬ３は、いずれも発熱抵抗体９１の中心線ＣＬ１に平行に延びている。また、上流測温抵抗体９２の中心を通り且つ奥行き方向Ｚに延びた中心線と、下流測温抵抗体９３の中心を通り且つ奥行き方向Ｚに延びた中心線とは一致している。すなわち、上流測温抵抗体９２の中心と下流測温抵抗体９３の中心とは高さ方向Ｙに揃った位置に配置されている。
【００５１】
発熱抵抗体９１は、奥行き方向Ｚにおいて上流測温抵抗体９２と下流測温抵抗体９３との中間位置に設けられている。この場合、中心線ＣＬ１と中心線ＣＬ２との離間距離と、中心線ＣＬ１と中心線ＣＬ３との離間距離とが同じになっている。なお、本実施形態では、センサＳＡ５０において、モールド上流面５５ｃ（図５参照）側をモールド上流側と称し、モールド下流面５５ｄ（図５参照）側をモールド下流側と称する。
【００５２】
発熱抵抗体９１は、高さ方向Ｙにおいて測温抵抗体９２，９３よりもモールド基端側には突出していない一方で、モールド先端側には突出している。この場合、発熱抵抗体９１は、測温抵抗体９２，９３よりもモールド先端側にずれた位置に配置されている。なお、本実施形態では、モールド先端面５５ａ（図５参照）側をモールド先端側と称し、モールド基端面５５ｂ（図５参照）側をモールド基端側と称する。
【００５３】
傍熱抵抗体９４は、発熱抵抗体９１の温度を検出するための抵抗素子である。傍熱抵抗体９４は、発熱抵抗体９１の周縁部に沿って延びている。傍熱抵抗体９４の抵抗値は、発熱抵抗体９１の温度に応じて変化する。流量検出回路においては、傍熱抵抗体９４の抵抗値を用いて発熱抵抗体９１の温度を検出する。
【００５４】
センサＳＡ５０は、発熱配線９５、測温配線９６，９７を有している。これら配線９５〜９７は、抵抗体９１〜９４と同様に、センサ膜部８０の配線パターンに含まれている。発熱配線９５は、発熱抵抗体９１からモールド先端側に向けて高さ方向Ｙに延びている。上流測温配線９６は、上流測温抵抗体９２からモールド基端側に向けて高さ方向Ｙに延びている。下流測温配線９７は、下流測温抵抗体９３からモールド基端側に向けて高さ方向Ｙに延びている。
【００５５】
測温抵抗体９２，９３において、発熱抵抗体９１側の縁部を内側縁部９２ａ，９３ａと称し、発熱抵抗体９１とは反対側の縁部を外側縁部９２ｂ，９３ｂと称すると、これら縁部９２ａ，９３ａ，９２ｂ，９３ｂは互いに同じ長さになっている。具体的には、高さ方向Ｙにおいて、内側縁部９２ａ，９３ａの長さ寸法ＬＭ１と、外側縁部９２ｂ，９３ｂの長さ寸法ＬＭ２とは同じ値になっている。一方、高さ方向Ｙにおいて、発熱抵抗体９１の長さ寸法ＬＨは、長さ寸法ＬＭ１，ＬＭ２よりも大きくなっている。上流測温抵抗体９２の内側縁部９２ａと、下流測温抵抗体９３の内側縁部９３ａとは、それぞれの長さ寸法が長さ寸法ＬＭ１で同じになっている。また、上流測温抵抗体９２の外側縁部９２ｂと、下流測温抵抗体９３の外側縁部９３ｂとは、それぞれの長さ寸法が長さ寸法ＬＭ２で同じになっている。
【００５６】
奥行き方向Ｚにおいて、発熱抵抗体９１と測温抵抗体９２，９３との離間距離Ｗ２は、測温抵抗体９２，９３の幅寸法Ｗ１よりも小さくなっている。上流測温抵抗体９２と下流測温抵抗体９３とは、それぞれの幅寸法が幅寸法Ｗ１で同じになっている。また、上流測温抵抗体９２と下流測温抵抗体９３とは、発熱抵抗体９１に対する離間距離が離間距離Ｗ２で同じになっている。奥行き方向Ｚにおいて、発熱抵抗体９１の幅寸法Ｗ３は測温抵抗体９２，９３の幅寸法Ｗ１よりも大きくなっている。
【００５７】
図７に示すように、幅方向Ｘにおいて、導電層８２の厚さ寸法ｔ１は、センサ膜部８０の厚さ寸法ｔ２よりも小さくなっている。具体的には、厚さ寸法ｔ１は、厚さ寸法ｔ２の１／２よりも小さくなっている。また、厚さ寸法ｔ１は、厚さ寸法ｔ２から厚さ寸法ｔ１を引いた値の１／２よりも小さくなっている。さらに、厚さ寸法ｔ１は、幅寸法Ｗ１，Ｗ３及び離間距離Ｗ２のいずれよりも小さくなっている。センサ膜部８０においては、最も厚肉の部分の厚さ寸法を厚さ寸法ｔ２としている。抵抗体９１〜９４のそれぞれの厚さ寸法は、厚さ寸法ｔ１で同じになっている。また、抵抗体９１〜９４のそれぞれにおいても、最も肉厚の部分の厚さ寸法を厚さ寸法ｔ１としている。
【００５８】
なお、流量センサ２２においては、幅方向Ｘが厚さ方向に相当し、高さ方向Ｙが直交方向に相当し、奥行き方向Ｚが並び方向に相当する。
【００５９】
図９において、発熱抵抗体９１では、奥行き方向Ｚに直交する方向の断面積Ｓが、長さ寸法ＬＨと厚さ寸法ｔ１との積になっている。すなわち、Ｓ＝ＬＨ×ｔ１という関係が成り立っている。発熱抵抗体９１から発生する熱の熱量Ｑは、断面積Ｓが大きいほど大きくなる。また、センサ膜部８０の厚さ寸法ｔ２は、発熱抵抗体９１の厚さ寸法ｔ１が大きいほど大きくなるため、断面積Ｓが大きいことによって熱量Ｑが大きくなっても、センサ膜部８０の厚さ寸法ｔ２が大きすぎると熱がセンサ膜部８０を伝わりにくくなる。
【００６０】
図１０に示すように、発熱抵抗体９１から熱が発生した場合、この熱は、発熱抵抗体９１から放射状にセンサ膜部８０を伝わる。センサ膜部８０での温度分布を等温線ＴＬで示すと、センサ膜部８０を熱が伝わりやすいほど、センサ膜部８０にて温度差が生じにくく、センサ膜部８０での等温線ＴＬの間隔が小さくなる。センサ膜部８０を奥行き方向Ｚに延びる熱については、等温線ＴＬの中心を通り且つ奥行き方向Ｚにのびた仮想の等温中心線ＣＬ４に沿って伝わる熱量Ｑが最も大きくなりやすい。
【００６１】
計測流路３２にて空気の流れがない無風の場合、図１１に実線で示すように、センサ膜部８０において等温中心線ＣＬ４が通る部分の温度分布においては、発熱抵抗体９１の中心線ＣＬ１に交差する位置である発熱位置Ｐ１の温度が最も高くなっている。この温度分布においては、奥行き方向Ｚにおいて発熱位置Ｐ１からモールド上流側やモールド下流側に向けて徐々にセンサ膜部８０の温度が低くなっていく。また、この温度分布においては、上流測温抵抗体９２の中心線ＣＬ２に交差する位置である上流測温位置Ｐ２と、下流測温抵抗体９３の中心線ＣＬ３に交差する位置である下流測温位置Ｐ３とが同じ温度になっている。上流測温位置Ｐ２の温度を上流温度Ｔｐ２と称し、下流測温位置Ｐ３の温度を下流温度Ｔｐ３と称すると、これら上流温度Ｔｐ２及び下流温度Ｔｐ３が例えば基準温度Ｔａになっている。
【００６２】
一方、計測流路３２にて計測入口３５から計測出口３６に向けて空気が流れて順流の風がある場合、発熱抵抗体９１からの熱は、風上にある上流測温抵抗体９２には伝わりにくく、風下になる下流測温抵抗体９３には伝わりやすい。この場合、図１１に破線で示すように、センサ膜部８０において等温中心線ＣＬ４が通る部分の温度分布が変化し、上流測温位置Ｐ２は基準温度Ｔａよりも低くなり、下流測温位置Ｐ３は基準温度Ｔａよりも高くなる。
【００６３】
流量検出回路は、上流温度Ｔｐ２から下流温度Ｔｐ３を引いた値を上流測温位置Ｐ２と下流測温位置Ｐ３との温度差ΔＴｐとして算出し、この温度差ΔＴｐを用いて空気の流量や流れの向きを検出する。流量検出回路は、例えば温度差ΔＴｐがゼロの場合に、空気の流れが生じていないとして検出流量をゼロとする。また、流量検出回路は、温度差ΔＴｐが大きいほど検出流量を大きい値とする。さらに、流量検出回路は、温度差ΔＴｐが負の値であれば、空気が計測出口３６から計測入口３５に向けて流れる逆流が生じているとする。
【００６４】
流量検出回路においては、温度差ΔＴｐが小さいほど、温度差ΔＴｐに対する誤差の割合が大きくなって流量の検出精度が低下する。換言すれば、温度差ΔＴｐが大きいほど流量の検出精度が向上する。流量センサ２２においては、無風状態での上流温度Ｔｐ２及び下流温度Ｔｐ３が小さすぎず大きすぎず適切な温度である基準温度Ｔａに近いほど、温度差ΔＴｐが大きくなりやすい。例えば、図１２に不適として実線で示すように、上流温度Ｔｐ２及び下流温度Ｔｐ３がいずれも基準温度Ｔａに比べて非常に低い場合、空気の流れが生じても測温位置Ｐ２，Ｐ３にて温度変化が生じにくく、温度差ΔＴｐが不足しやすい。また、図１３に不適として実線で示すように、上流温度Ｔｐ２及び下流温度Ｔｐ３がいずれも基準温度Ｔａに比べて非常に高い場合、空気の流れが生じても測温位置Ｐ２，Ｐ３にて温度変化が生じにくく、温度差ΔＴｐが不足しやすい。
【００６５】
２４０＜ＬＨ×ｔ１×（ＬＭ１−ＬＭ２＋１）＜２４００…式１
ＬＭ１≧ＬＭ２…式２
本実施形態では、発熱抵抗体９１の断面積Ｓと、測温抵抗体９２，９３の形状及び大きさと、の関係を適切に規定することで温度差ΔＴｐを大きくできるという知見を根拠として、流量センサ２２において上記式１及び上記式２の関係が満たされている。なお、式１については、ＬＨ×ｔ１×（ＬＭ１−ＬＭ２＋１）を第１メンブレン値ＭＶ１と称する。第１メンブレン値ＭＶ１は、メンブレン部６２での発熱抵抗体９１と測温抵抗体９２，９３との位置や形状、大きさなどに関する関係を示す値になっている。
【００６６】
第１メンブレン値ＭＶ１と流量センサ２２の感度との関係については、図１４に示すような関係が試験等により取得された。図１４においては、第１メンブレン値ＭＶ１が「２４０」よりも大きく且つ「２４００」よりも小さい範囲において、センサ感度が十分に高いことを示す「１」付近の値になっている。一方、第１メンブレン値ＭＶ１が「２４０」以下になっていくとセンサ感度が急激に低下している。また、第１メンブレン値ＭＶ１が「２４００」以上になっていくとセンサ感度が急激に低下している。
【００６７】
１．４＜ＬＨ×ｔ×（ＬＭ１−ＬＭ２＋１）／Ｗ１＜２０…式３
また、式１、式２に加えて、上記式３の関係が満たされている。これは、発熱抵抗体９１の断面積Ｓと、測温抵抗体９２，９３の形状及び大きさと、に加えて測温抵抗体９２，９３の大きさと、の関係を適切に規定することで温度差ΔＴｐを大きくできるという知見を根拠としている。なお、式３については、ＬＨ×ｔ×（ＬＭ１−ＬＭ２＋１）／Ｗ１を第２メンブレン値ＭＶ２と称する。第２メンブレン値ＭＶ２は、第１メンブレン値ＭＶ１を測温抵抗体９２，９３の幅寸法Ｗ１で除した値になっている。
【００６８】
第２メンブレン値ＭＶ２と流量センサ２２の感度との関係については、第２メンブレン値ＭＶ２が「１．４」よりも大きく且つ「２０」よりも小さい範囲において、センサ感度が十分に高くなっている、という関係が試験等により取得された。この関係では、第２メンブレン値ＭＶ２が「１．４」以下になっていくとセンサ感度が急激に低下し、第２メンブレン値ＭＶ２が「２０」以上になっていくとセンサ感度が急激に低下している。
【００６９】
ここまで説明した本実施形態によれば、流量センサ２２において、測温抵抗体９２，９３の大きさ及び形状と発熱抵抗体９１の大きさとの関係が式１及び式２により規定されている。この構成では、発熱抵抗体９１が、測温抵抗体９２，９３の長さ寸法ＬＭ１，ＬＭ２に対して大きすぎず小さすぎず適切な大きさになっている。このため、発熱抵抗体９１によりセンサ膜部８０が加熱された場合に、センサ膜部８０での温度分布が測温抵抗体９２，９３による温度検出にとって適切な態様になりやすい。このように、測温抵抗体９２，９３の検出精度を高めることで、エアフロメータ２０による流量の計測精度を高めることができる。
【００７０】
本実施形態によれば、流量センサ２２において、測温抵抗体９２，９３の大きさ及び形状と発熱抵抗体９１の大きさとの関係が式１及び式２に加えて式３によっても規定されている。この構成では、発熱抵抗体９１が、測温抵抗体９２，９３の長さ寸法ＬＭ１，ＬＭ２及び幅寸法Ｗ１の両方に対して大きすぎず小さすぎず適切な大きさになっている。このため、センサ膜部８０での温度分布が測温抵抗体９２，９３による温度検出にとって適切な態様に更になりやすい。したがって、エアフロメータ２０による流量の計測精度を更に高めることができる。
【００７１】
本実施形態によれば、測温抵抗体９２，９３の熱伝導率が６０［Ｗ／ｍＫ］以上になっている。この構成では、測温抵抗体９２，９３の熱伝導率が６０［Ｗ／ｍＫ］以上であると、発熱抵抗体９１の発熱に伴って上流温度Ｔｐ２及び下流温度Ｔｐ３が基準温度Ｔａに近付きやすい、という知見を用いてセンサ膜部８０での温度分布を適正化できる。この場合、上流測温抵抗体９２の検出温度と下流測温抵抗体９３の検出温度との温度差が大きくなりやすいため、流量センサ２２の検出精度を測温抵抗体９２，９３の熱伝導率によって高めることができる。
【００７２】
本実施形態によれば、センサ膜部８０においては、発熱抵抗体９１及び測温抵抗体９２，９３が絶縁層８１、保護層８３及びカバー層８４により覆われている。このため、仮に計測流路３２においてセンサ膜部８０にダスト等の異物が接触したとしても、発熱抵抗体９１及び測温抵抗体９２，９３の動作精度が異物によって低下するということを抑制できる。
【００７３】
本実施形態によれば、絶縁層８１、保護層８３、カバー層８４の各熱伝導率は、導電層８２の熱伝導率の１／２よりも小さくなっている。この構成では、絶縁層８１、保護層８３、カバー層８４の各熱伝導率は、導電層８２の熱伝導率の１／２よりも小さいと、上流温度Ｔｐ２及び下流温度Ｔｐ３が基準温度Ｔａに近付きやすい、という知見を用いて温度分布を適正化できる。この場合、流量センサ２２の検出精度を、絶縁層８１、保護層８３、カバー層８４の各熱伝導率によって高めることができる。
【００７４】
本実施形態によれば、絶縁層８１、保護層８３、カバー層８４が、窒化シリコン及び酸化シリコンの少なくとも一方を含んで形成されている。この構成では、絶縁層８１、保護層８３、カバー層８４が窒化シリコン及び酸化シリコンの少なくとも一方を有していると、上流温度Ｔｐ２及び下流温度Ｔｐ３が基準温度Ｔａに近付きやすい、という知見を用いて温度分布を適正化できる。この場合、流量センサ２２の検出精度を、絶縁層８１、保護層８３、カバー層８４に含まれた窒化シリコンや酸化シリコンにより高めることができる。
【００７５】
本実施形態によれば、発熱抵抗体９１の厚さ寸法ｔ１がセンサ膜部８０の厚さ寸法ｔ２の１／２以下である。この構成では、発熱抵抗体９１の厚さ寸法ｔ１がセンサ膜部８０の厚さ寸法ｔ２の１／２以下であると、上流温度Ｔｐ２及び下流温度Ｔｐ３が基準温度Ｔａに近付きやすい、という知見を用いて温度分布を適正化できる。この場合、流量センサ２２の検出精度を、発熱抵抗体９１の厚さ寸法ｔ１とセンサ膜部８０の厚さ寸法ｔ２との関係により高めることができる。
【００７６】
本実施形態によれば、発熱抵抗体９１の厚さ寸法ｔ１が、測温抵抗体９２，９３の幅寸法Ｗ１及び発熱抵抗体９１の幅寸法Ｗ３のいずれよりも小さくなっている。この構成では、発熱抵抗体９１の厚さ寸法ｔ１が十分に小さくなっているため、発熱抵抗体９１から発生する熱量Ｑを極力小さくしても、センサ膜部８０での温度分布を適切な状態にすることができる。このため、発熱抵抗体９１を発熱させるための電力を低減でき、その結果、エアフロメータ２０での省エネルギ化を実現できる。
【００７７】
本実施形態によれば、測温抵抗体９２，９３が多結晶シリコン、単結晶シリコン、白金、タングステン、銅、モリブデン、ニッケルの少なくとも１つを含んで形成されている。この構成では、測温抵抗体９２，９３が多結晶シリコン、単結晶シリコン、白金、タングステン、銅、モリブデン、ニッケルの少なくとも１つを有していると、温度Ｔｐ２，Ｔｐ３が基準温度Ｔａに近付きやすい、という知見を用いて温度分布を適正化できる。この場合、流量センサ２２の検出精度を、測温抵抗体９２，９３に含まれた多結晶シリコンや単結晶シリコン、白金、タングステン、銅、モリブデン、ニッケルにより高めることができる。
【００７８】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、測温抵抗体９２，９３において、内側縁部９２ａ，９３ａと外側縁部９２ｂ，９３ｂとが同じ長さになっていたが、第２実施形態では、外側縁部９２ｂ，９３ｂが内側縁部９２ａ，９３ａよりも短くなっている。本実施形態において、第１実施形態での図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７９】
図１５に示すように、測温抵抗体９２，９３において、外側縁部９２ｂ，９３ｂの長さ寸法ＬＭ１が内側縁部９２ａ，９３ａの長さ寸法ＬＭ２よりも小さくなっている。すなわち、ＬＭ１＜ＬＭ２という関係が成り立っている。上記第１実施形態と同様に、上流測温抵抗体９２の中心と下流測温抵抗体９３の中心とは高さ方向Ｙに揃った位置に配置されている。このため、外側縁部９２ｂ，９３ｂにおいてモールド先端側の端部である先端側端部９２ｂｖ，９３ｂｖは、内側縁部９２ａ，９３ａにおいてモールド先端側の端部である先端側端部９２ａｖ，９３ａｖよりもモールド基端側に配置されている。同様に、外側縁部９２ｂ，９３ｂにおいてモールド基端側の端部である基端側端部９２ｂｗ，９３ｂｗは、内側縁部９２ａ，９３ａにおいてモールド基端側の端部である基端側端部９２ａｗ，９３ａｗよりもモールド先端側に配置されている。
【００８０】
このように、本実施形態では、外側縁部９２ｂ，９３ｂが、内側縁部９２ａ，９３ａの先端側端部９２ａｖ，９３ａｖ及び基端側端部９２ａｗ，９３ａｗから高さ方向Ｙでの内側に離間した位置に設けられている。なお、上流測温抵抗体９２においては内側縁部９２ａの先端側端部９２ａｖ及び基端側端部９２ａｗが両端部に相当する。また、下流測温抵抗体９３においては内側縁部９３ａの先端側端部９３ａｖ及び基端側端部９３ａｗが両端部に相当する。
【００８１】
この構成では、発熱抵抗体９１の発熱に伴って等温線ＴＬが生じた場合に、上流測温抵抗体９２において、内側縁部９２ａの先端側端部９２ａｖと外側縁部９２ｂの先端側端部９２ｂｖとが等温線ＴＬに沿って並びやすい。このため、これら先端側端部９２ａｖ，９２ｂｖの互いの温度差が小さくなりやすく、この結果、先端側端部９２ａｖ，９２ｂｖと上流測温位置Ｐ２との温度差が低減される。モールド基端側でも同様に、内側縁部９２ａの基端側端部９２ａｗと外側縁部９２ｂの基端側端部９２ｂｗとが等温線ＴＬに沿って並びやすい。このため、これら基端側端部９２ａｗ，９２ｂｗの互いの温度差が小さくなりやすく、この結果、基端側端部９２ａｗ，９２ｂｗと上流測温位置Ｐ２との温度差が低減される。したがって、上流測温抵抗体９２においては、部位ごとの温度差が極力小さくなり、上流測温抵抗体９２による温度の検出精度が向上しやすくなる。
【００８２】
下流測温抵抗体９３でも同様に、内側縁部９３ａの先端側端部９３ａｖと外側縁部９３ｂの先端側端部９３ｂｖとが等温線ＴＬに沿って並びやすい。このため、これら先端側端部９３ａｖ，９３ｂｖの互いの温度差が小さくなりやすく、この結果、先端側端部９３ａｖ，９３ｂｖと下流測温位置Ｐ３との温度差が低減される。モールド基端側でも同様に、内側縁部９３ａの基端側端部９３ａｗと外側縁部９３ｂの基端側端部９３ｂｗとが等温線ＴＬに沿って並びやすい。このため、これら基端側端部９３ａｗ，９３ｂｗの互いの温度差が小さくなりやすく、この結果、基端側端部９３ａｗ，９３ｂｗと下流測温位置Ｐ３との温度差が低減される。したがって、下流測温抵抗体９３においては、部位ごとの温度差が極力小さくなり、下流測温抵抗体９３による温度の検出精度が向上しやすくなる。
【００８３】
なお、測温抵抗体９２，９３においては、高さ方向Ｙに最も長い部分に内側縁部９２ａ，９３ａが含まれている。また、高さ方向Ｙに最も短い部分に外側縁部９２ｂ，９３ｂが含まれている。さらに、測温抵抗体９２，９３の幅寸法Ｗ１は、発熱抵抗体９１の幅寸法Ｗ３より大きくなっている。
【００８４】
本実施形態では、上流測温配線９６が、上流測温抵抗体９２からモールド上流側に向けて奥行き方向Ｚに延びている。一方、下流測温配線９７が、下流測温抵抗体９３からモールド下流側に向けて奥行き方向Ｚに延びている。
【００８５】
本実施形態によれば、測温抵抗体９２，９３において、外側縁部９２ｂ，９３ｂが内側縁部９２ａ，９３ａの先端側端部９２ａｖ，９３ａｖ及び基端側端部９２ａｗ，９３ａｗから高さ方向Ｙでの内側に離間した位置位に設けられている。この構成では、外側縁部９２ｂ，９３ｂの先端側端部９２ｂｖ，９３ｂｖと内側縁部９２ａ，９３ａの先端側端部９２ａｖ，９３ａｖとが等温線ＴＬに沿って並びやすい。同様に、外側縁部９２ｂ，９３ｂの基端側端部９２ｂｗ，９３ｂｗと内側縁部９２ａ，９３ａの基端側端部９２ａｗ，９３ａｗとが等温線ＴＬに沿って並びやすい。この場合、測温抵抗体９２，９３において部位ごとの温度の差が大きくなりにくいため、測温抵抗体９２，９３による温度の検出精度を高めることができる。これにより、エアフロメータ２０による流量の計測精度を高めることができる。
【００８６】
（他の実施形態）
以上、本開示による複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
【００８７】
変形例１として、発熱抵抗体９１や測温抵抗体９２，９３は、それぞれの長辺が平行に延びる向きに並べられるのではなく、それぞれの短辺が平行に延びる向きに並べられていてもよい。また、発熱抵抗体９１及び測温抵抗体９２，９３のうち一方の短辺と他方の長辺とが平行に延びる向きに並べられていてもよい。
【００８８】
変形例２として、上流測温抵抗体９２と下流測温抵抗体９３とは高さ方向Ｙにずれた位置に配置されていてもよい。また、発熱抵抗体９１の中心と測温抵抗体９２，９３の中心とが高さ方向Ｙに揃った位置に設けられていてもよい。
【００８９】
変形例３として、上流測温抵抗体９２と下流測温抵抗体９３とは、大きさや形状が互いに異なっていてもよい。例えば、上流測温抵抗体９２と下流測温抵抗体９３とで、内側縁部９２ａ，９３ａの長さ寸法ＬＭ１が互いに異なっていてもよく、外側縁部９２ｂ，９３ｂの長さ寸法ＬＭ２が互いに異なっていてもよく、幅寸法Ｗ１が互いに異なっていてもよい。
【００９０】
変形例４として、流量センサ２２は、上流測温抵抗体９２を複数有していてもよく、下流測温抵抗体９３を複数有していてもよい。また、流量センサ２２においては、測温抵抗体９２，９３等の温度検出部と発熱抵抗体９１等のヒータ部とが高さ方向Ｙに並べられていてもよい。さらに、流量センサ２２は、上流測温抵抗体９２及び下流測温抵抗体９３のうち一方だけを有していてもよい。
【００９１】
変形例５として、測温抵抗体９２，９３等の温度検出部の少なくとも一部や発熱抵抗体９１等のヒータ部の少なくとも一部がメンブレン部６２から外側にはみ出していてもよい。すなわち、温度検出部やヒータ部の全てがメンブレン部６２に設けられている、という構成でなくてもよい。
【００９２】
変形例６として、高さ方向Ｙでの測温抵抗体９２，９３の長さ寸法が、奥行き方向Ｚにおいて発熱抵抗体９１から遠い位置ほど徐々に短くなっていれば、段階的に短くなっていてもよく、連続的に短くなっていてもよい。いずれにしても、測温抵抗体９２，９３の外側縁部９２ｂ，９３ｂの長さ寸法ＬＭ２が内側縁部９２ａ，９３ａの長さ寸法ＬＭ１より小さくなっていればよい。このように、ＬＭ２＜ＬＭ１の関係が成り立っていれば、式１及び式２の少なくとも一方は成り立っていなくてもよい。
【００９３】
変形例７として、発熱抵抗体９１や測温抵抗体９２，９３の長辺や短辺は、高さ方向Ｙや奥行き方向Ｚに真っ直ぐに延びているのではなく、内側や外側に向けて曲がっていてもよい。この場合でも、発熱抵抗体９１や測温抵抗体９２，９３についての長さ寸法や幅寸法は、奥行き方向Ｚや高さ方向Ｙでの寸法とされることが好ましい。
【００９４】
変形例８として、センサ膜部８０において発熱抵抗体９１、上流測温抵抗体９２及び下流測温抵抗体９３を覆う膜ベース部は、単層構造になっていてもよく、２層構造や４層以上の構造になっていてもよい。例えば、保護層８３やカバー層８４が、抵抗体９１〜９３を介してセンサ基板７０とは反対側に加えて絶縁層８１と導電層８２との間に設けられた構成とする。
【符号の説明】
【００９５】
２０…流量計測装置としてのエアフロメータ、２２…流量センサとしての流量センサ、３２…計測流路、７０…センサ基板、７０ａ…一面としての基板表面、８０…センサ膜部、８１…膜ベース部としての絶縁層、８３…膜ベース部としての保護層、８４…膜ベース部としてのカバー層、９１…ヒータ部としての発熱抵抗体、９２…温度検出部としての上流測温抵抗体、９２ａ…内側縁部、９２ａｖ…両端部に含まれる先端側端部、９２ａｗ…両端部に含まれる基端側端部、９２ｂ…外側縁部、９３…温度検出部としての下流測温抵抗体、９３ａ…内側縁部、９３ａｖ…両端部に含まれる先端側端部、９３ａｗ…両端部に含まれる基端側端部、９３ｂ…外側縁部、ＬＨ，ＬＭ１，ＬＭ２…長さ寸法、ｔ１，ｔ２…厚さ寸法、Ｗ１，Ｗ３…幅寸法、Ｘ…厚さ方向としての幅方向、Ｙ…直交方向としての高さ方向、Ｚ…並び方向としての奥行き方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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