(57)【要約】【課題】熱溶着法を用いて他の部材に固定される際に、回路基板等への熱の影響を抑制可能な電子機器を提供する。【解決手段】流量計が、熱溶着部19A, 19B、及び流路15が設けられた流路保持体10と、流路保持体10に固定され、流路15を覆う回路基板20と、回路基板20に固定された、流路15を流れる流体の流量を検出するための流れセンサ21と、を備える。ここで、熱溶着部19A, 19Bに加えられる熱が回路基板20に伝達するのを妨げるための断熱部3A, 3Bが、流路保持体10に設けられている。【選択図】図2
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱溶着部が設けられた筐体と、
前記筐体に固定された回路基板と、
を備え、
前記熱溶着部に加えられる熱が前記回路基板に伝達するのを妨げる断熱部が前記筐体に設けられていることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記断熱部が、前記熱溶着部と前記回路基板との間の熱伝達経路上に設けられた溝であることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記断熱部が、前記熱溶着部と前記回路基板との間の熱伝達経路に対して交差する方向に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】
前記熱溶着部が、レーザ光照射により溶融することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項５】
回路基板を固定するための電子機器用の筐体であって、
熱溶着部、及び前記熱溶着部に加えられる熱が前記回路基板に伝達するのを妨げる断熱部が設けられていることを特徴とする、電子機器用の筐体。
【請求項６】
前記断熱部が、溝であることを特徴とする請求項５に記載の電子機器用の筐体。
【請求項７】
前記熱溶着部が、レーザ光照射により溶融することを特徴とする請求項５又は６に記載の電子機器用の筐体。
【請求項８】
熱溶着部、及び流路が設けられた流路保持体と、
前記流路保持体に固定され、前記流路を覆う回路基板と、
前記回路基板に固定された、前記流路を流れる流体の流量を検出する流れセンサと、
を備え、
前記熱溶着部に加えられる熱が前記回路基板に伝達するのを妨げる断熱部が前記流路保持体に設けられていることを特徴とする流量計。
【請求項９】
前記断熱部が、前記熱溶着部と前記回路基板との間の熱伝達経路上に設けられた溝であることを特徴とする請求項８に記載の流量計。
【請求項１０】
前記断熱部が、前記熱溶着部と前記回路基板との間の熱伝達経路に対して交差する方向に設けられていることを特徴とする請求項８又は９に記載の流量計。
【請求項１１】
前記熱溶着部が、レーザ光照射により溶融することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子工学技術に関し、電子機器、電子機器用の筐体、及び流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器においては、チップを搭載した回路基板が、筐体に固定されている（例えば、特許文献1参照。）。さらに合成樹脂性の筐体を、別の合成樹脂性の部材に固定する場合、合成樹脂部材どうしを接合する方法として熱溶着法が提案されている（例えば、特許文献2参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2008-128890号公報
【特許文献２】特開昭60-214931号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、熱溶着法を用いて電子機器を他の部材に固定しようとすると、回路基板及び基板上の電子部品が熱によりダメージを受ける場合がある。そこで本発明は、熱溶着法を用いて他の部材に固定される際に、回路基板等への熱の影響を抑制可能な電子機器、電子機器用の筐体、及び流量計を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の態様は、（イ）熱溶着部が設けられた筐体と、（ロ）筐体に固定された回路基板と、を備え、（ハ）熱溶着部に加えられる熱が回路基板に伝達するのを妨げる断熱部が筐体に設けられている電子機器であることを要旨とする。
【０００６】
本発明に係る電子機器は、断熱部が筐体に設けられているため、回路基板にダメージを与えることなく、熱溶着法により他の部材に固定されることが可能である。
【０００７】
本発明の他の態様は、（イ）回路基板を固定するための電子機器用の筐体であって、（ロ）熱溶着部、及び（ハ）熱溶着部に加えられる熱が回路基板に伝達するのを妨げる断熱部が設けられている、電子機器用の筐体であることを要旨とする。
【０００８】
本発明に係る電子機器用の筐体は、断熱部が設けられているため、回路基板にダメージを与えることなく、熱溶着法により他の部材に固定されることが可能である。
【０００９】
本発明のさらに他の態様は、（イ）熱溶着部、及び流路が設けられた流路保持体と、（ロ）流路保持体に固定され、流路を覆う回路基板と、（ハ）回路基板に固定された、流路を流れる流体の流量を検出する流れセンサと、を備え、（ニ）熱溶着部に加えられる熱が回路基板に伝達するのを妨げる断熱部が流路保持体に設けられている流量計であることを要旨とする。
【００１０】
本発明に係る流量計は、断熱部が流路保持体に設けられているため、回路基板にダメージを与えることなく、熱溶着法により他の部材に固定されることが可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、熱溶着法を用いて他の部材に固定される際に、回路基板等への熱の影響を抑制可能な電子機器、電子機器用の筐体、及び流量計を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る流量計の流路保持体及び回路基板の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る流量計とマニホールド体の第1の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る流量計の流路保持体と回路基板の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る流れセンサの斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る流れセンサの図4のV-V方向から見た断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る流量計の流路保持体の下面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る流量計とマニホールド体の第2の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態の比較例に係る流量計とマニホールド体の断面図である。
【図９】本発明の実施の形態の変形例に係る流量計とマニホールド体の断面図である。
【図１０】本発明のその他の実施の形態に係る流量計の流路保持体及び回路基板の斜視図である。
【図１１】本発明のその他の実施の形態に係る流量計の流路保持体の下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１４】
実施の形態に係る流量計は、斜視図である図1、及び断面図である図2に示すように、熱溶着部19A, 19B、及び気体又は液体等の流体が流れる流路15が設けられた流路保持体10と、流路保持体10に固定され、流路15を覆う回路基板20と、回路基板20に固定された、流路15を流れる流体の流量を検出するための流れセンサ21とを備える。ここで、熱溶着部19A, 19Bに加えられる熱が回路基板20に伝達するのを妨げるための断熱部3A, 3Bが、熱溶着部19A, 19Bと回路基板20の間の熱伝達経路に対して交差する方向に、流路保持体10にそれぞれ設けられている。
【００１５】
ここで断熱部3Aは流路保持体10に設けられた直方体形状の空間である。この空間には、流路保持体10の材質よりも熱伝導率の低い空気が充満しているので、熱溶着部19A, 19Bから回路基板20への熱伝導の経路中に位置して熱伝導を妨げる。また、流路保持体10中に断熱部3Aを空間として形成することの副次的な目的として、流路保持体10を樹脂成型によって形成する際のひずみ抑制がある。すなわち、流路保持体10中に空間を形成することで流路保持体10を形成する樹脂の肉厚の部分的な差異を小さくし、金型中で樹脂が冷却固化される際に温度分布を均一化することで、流路保持体10の形状のひずみを抑制できる。
【００１６】
流路保持体10は、図2に示すマニホールド体30上に配置される。マニホールド体30には、流体が流れる導入路31及び排出路32が設けられている。導入路31及び排出路32のそれぞれには、流体を通す配管が挿入される。流路保持体10の回路基板20が配置される面とは反対の下面には、注入口11及び排出口12が設けられている。流路保持体10をマニホールド体30上に配置した際、流路保持体10の流路15は、注入口11及び排出口12を介して、マニホールド体30の導入路31及び排出路32を連通する。注入口11及び排出口12を連通する流路15は、流路保持体10の上面、具体的には回路基板20に向かって迂回しており、図1に示すように、回路基板20が流路保持体10上に配置されていない場合に、流路15の一部が流路保持体10の上面に露出する。露出する流路15の周縁には、リブ51が設けられている。また、リブ51から一定間隔をおいて、流路保持体10の上面に突起52が設けられている。流路保持体10の上面に対するリブ51の高さと突起52の高さは同じである。さらに、流路保持体10の上面の周縁には、囲壁13が設けられている。
【００１７】
図1乃至図3に示すように、囲壁13で囲まれた流路保持体10の上面に、露出していた流路15の一部を覆うように、回路基板20が接着剤53で固定される。接着剤53としては、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂等が使用可能である。回路基板20の第１主面121上の流れセンサ21は、斜視図である図4、及びV-V方向から見た断面図である図5に示すように、キャビティ66が設けられた基体60、基体60上にキャビティ66を覆うように配置された絶縁膜65、及び絶縁膜65に設けられたヒータ61を備える。また、流れセンサ21は、ヒータ61より図2に示す流路15の上流側に位置する図4及び図5に示す上流側測温抵抗素子62、ヒータ61より下流側に位置する下流側測温抵抗素子63、及び上流側測温抵抗素子62より上流側に設けられた周囲温度センサ64を備える。
【００１８】
絶縁膜65のキャビティ66を覆う部分は、断熱性のダイアフラムをなしている。周囲温度センサ64は、図2に示す流路15に流入してきた流体の温度を測定する。図4及び図5に示すヒータ61は、キャビティ66を覆う絶縁膜65の中心に配置されており、流路15に流れる流体を、周囲温度センサ64が計測した温度よりも一定温度、例えば10℃高くなるよう、加熱する。上流側測温抵抗素子62はヒータ61より上流側の温度を検出するために用いられ、下流側測温抵抗素子63はヒータ61より下流側の温度を検出するために用いられる。
【００１９】
ここで、図2に示す流路15中の流体が静止している場合、図4及び図5に示すヒータ61で加えられた熱は、上流方向と下流方向へ対称的に拡散する。したがって、上流側測温抵抗素子62及び下流側測温抵抗素子63の温度は等しくなり、上流側測温抵抗素子62及び下流側測温抵抗素子63の電気抵抗は等しくなる。これに対し、図2に示す流路15中の流体が上流から下流に流れている場合、図4及び図5に示すヒータ61で加えられた熱は、下流方向に運ばれる。したがって、上流側測温抵抗素子62の温度よりも、下流側測温抵抗素子63の温度が高くなる。そのため、上流側測温抵抗素子62の電気抵抗と、下流側測温抵抗素子63の電気抵抗に差が生じる。下流側測温抵抗素子63の電気抵抗と上流側測温抵抗素子62の電気抵抗の差は、図2に示す流路15中の流体の流速と相関関係がある。そのため、下流側測温抵抗素子63の電気抵抗と上流側測温抵抗素子62の電気抵抗の差から、流路15を流れる流体の流量を求めることができる。
【００２０】
図4及び図5に示す基体60の材料としては、シリコン(Si)等が使用可能である。絶縁膜65の材料としては、酸化ケイ素(SiO2)等が使用可能である。キャビティ66は、異方性エッチング等により形成される。またヒータ61、上流側測温抵抗素子62、下流側測温抵抗素子63、及び周囲温度センサ64のそれぞれの材料には白金(Pt)等が使用可能であり、リソグラフィ法等により形成可能である。
【００２１】
図1及び図2に示すように、回路基板20の第2主面122上には、流れセンサ21の駆動回路22が配置されている。駆動回路22は、例えば複数の抵抗器及びトランジスタ等を含む抵抗ブリッジ回路、並びに流れセンサ21の出力から流路15を流れる流体の流量を算出するマイクロプロセッサ等の電子部品を備える。
【００２２】
熱溶着部19A, 19Bは、例えば、流路保持体10の外壁にそれぞれ設けられた突起である。流路保持体10の下面図である図6に示すように、断熱部19A, 19Bは、例えば、流路保持体10の底面から内部に、熱溶着部19A, 19Bとそれぞれ平行に設けられた溝である。具体的には、断熱部19Aは、熱溶着部19Aと回路基板20との間の熱伝達経路に設けられており、断熱部19Bは、熱溶着部19Bと回路基板20との間の熱伝達経路に設けられている。図2に示すマニホールド体30の上面には、熱溶着凸部119A, 119Bが設けられている。流路保持体10がマニホールド体30上に配置される際、流路保持体10は、マニホールド体30の熱溶着凸部119A, 119Bの間に勘合される。この際、マニホールド体30の熱溶着凸部119A, 119Bの上面が、流路保持体10の熱溶着部19A, 19Bにそれぞれ接触する。熱溶着部19A, 19B、及び熱溶着凸部119A, 119Bは、例えば、レーザ光を吸収可能な合成樹脂等からなる。レーザ光を吸収可能な合成樹脂としては、カーボンブラック等の補助材料を添加されたポリプロピレン、ガラス繊維で強化され、かつカーボンブラックが添加されたスチレン−アクリロニトリル共重合体等が使用可能である。
【００２３】
図7に示すように、例えば、流路保持体10の側壁に対して垂直な方向から熱溶着部19A, 19Bと熱溶着凸部119A, 119Bに向けてレーザ光を照射すると、熱溶着部19A, 19Bと熱溶着凸部119A, 119Bが、レーザ光を吸収して加熱され、溶融する。レーザ光の照射を終了すると、一部が溶融した熱溶着部19A, 19Bと熱溶着凸部119A, 119Bが冷却され、熱溶着部19A, 19Bと熱溶着凸部119A, 119Bとが、それぞれ固着する。レーザとしては、例えば、波長が1.06μm以下のYAGレーザ等が使用可能である。ここで、図8に示すように、断熱部19A, 19Bが設けられていない場合、熱溶着部19A, 19Bに加えられた熱が回路基板20に伝わり、回路基板20が備える電子部品にダメージを与える恐れがある。これに対し、実施の形態に係る流路保持体10によれば、図7に示す断熱部19A, 19Bによって、熱溶着部19A, 19Bにそれぞれ加えられた熱が空気断熱され、回路基板20に伝わるのを妨げることが可能となる。なお、実施の形態は、空気断熱に限定されず、断熱部19A, 19Bの内部は断熱部材で充填されていてもよい。
【００２４】
（実施の形態の変形例）
図7においては、流路保持体10の側壁に対して垂直な方向から熱溶着部19A, 19Bと熱溶着凸部119A, 119Bに向けてレーザ光を照射する例を説明した。これに対し、図9に示すように、流路保持体10の側壁と平行な方向から熱溶着部19A, 19Bに向けてレーザ光を照射してもよい。この際、熱溶着部19A, 19Bのそれぞれの材料には、レーザ光が透過可能な合成樹脂等が使用される。レーザ光が透過可能な合成樹脂としては、ポリプロピレン、及びスチレン−アクリロニトリル共重合体等が使用可能である。レーザ光は、熱溶着部19A, 19Bを透過し、マニホールド体30の熱溶着凸部119A, 119Bで吸収される。そのため、熱溶着部19A, 19Bと熱溶着凸部119A, 119Bの界面が加熱され、熱溶着部19A, 19Bと熱溶着凸部119A, 119Bとをそれぞれ熱溶着することが可能となる。
【００２５】
（その他の実施の形態）
上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、図1においては、流路保持体10の対向する二つの側壁に熱溶着部19A, 19Bをそれぞれ設ける例を示した。これに対し、例えば、図10、及び流路保持体10の下面図である図11に示すように、流路保持体10の4つの側壁を連続的に取り囲むように熱溶着部19を設けてもよい。また、流路保持体10の4つの側壁を断続的に取り囲むように熱溶着部19を設けてもよい。
また、上述した実施の形態では、流量計を例に説明したが、本発明は様々な電子機器に応用可能である。例えば、図1に示した流路保持体10の代わりに筐体を有する電子機器において、筐体に熱溶着部と、熱溶着部に加えられる熱が回路基板に伝達するのを妨げる断熱部とを設けることにより、回路基板にダメージを与えることを抑制しながら、回路基板を保持する筐体を、熱溶着法によって他の部材に固定することが可能となる。この様に、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
【符号の説明】
【００２６】
3A, 3B  断熱部
10  流路保持体
13  囲壁
15  流路
19, 19A, 19B  熱溶着部
20  回路基板
21  流れセンサ
22  駆動回路
30  マニホールド体
53  接着剤
60  基体
61  ヒータ
62  上流側測温抵抗素子
63  下流側測温抵抗素子
64  周囲温度センサ
65  絶縁膜
66  キャビティ
119A, 119B  熱溶着凸部
121  第1主面
122  第2主面
【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】
2010162587.tif 000010
【図９】
2010162587.tif 000011
【図１０】
2010162587.tif 000012
【図１１】
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