(57)【要約】【課題】流体通路を流れる流体の流量を好適に測定することのできる熱式流量計を提供する。【解決手段】この熱式流量計は、管１０内の流体通路１８中に配設される感温抵抗素子７０と、感温抵抗素子７０に接続された電気配線とを備える。ここでは特に、流体通路１８の断面と略同一寸法形状の孔を有する薄板状の基板４０を備え、感温抵抗素子７０は基板４０と略同一平面上の孔の中央に配設される。電気配線は、基板４０に形成されるとともに流体通路１８の断面と孔とを一致させたときの管１０の外周に対応する範囲よりも外側まで延長されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管内の流体通路に配設される感温抵抗素子と、該感温抵抗素子に接続された電気配線とを備える熱式流量計であって、
前記流体通路の断面と略同一寸法形状の孔を有する薄板状の基板を備え、前記感温抵抗素子は前記基板と略同一平面上の前記孔の所定位置に配設され、前記電気配線は該基板に形成されるとともに前記流体通路の断面と前記孔とを一致させたときの前記管の外周に対応する範囲よりも外側まで延長されてなる
ことを特徴とする熱式流量計。
【請求項２】
管内の流体通路中に配設される第１および第２の感温抵抗素子と、該第１および第２の感温抵抗素子にそれぞれ接続された電気配線と、前記第１の感温抵抗素子の温度が前記第２の感温抵抗素子に対して所定温度高い温度に維持されるように同第１の感温抵抗素子への通電電流を制御する制御回路とを備える熱式流量計であって、
前記流体通路の断面と略同一寸法形状の孔を有する薄板状の基板を備え、前記第１および第２の感温抵抗素子は前記基板と略同一平面上の前記孔の所定位置に配設され、前記電気配線および前記制御回路は該基板に形成されるとともに、同電気配線および同制御回路の所定位置の出力を取り出す電気配線が、前記流体通路の断面と前記孔とを一致させたときの前記管の外周に対応する範囲よりも外側までそれぞれ延長されてなる
ことを特徴とする熱式流量計。
【請求項３】
請求項１または２記載の熱式流量計において、
前記流体通路の断面と前記孔とを一致させる位置決め手段をさらに備える
ことを特徴とする熱式流量計。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の熱式流量計において、
前記基板は、前記管の内外を連通するスリットから挿入されるとともに、同管の内壁に形成された溝に同基板の外縁部が嵌合されるかたちで同管の軸方向に対して略垂直となるように固定されてなる
ことを特徴とする熱式流量計。
【請求項５】
前記溝は前記基板の外形に対応して形成され、前記基板は、その端部が同溝の底部に当接するかたちで前記管に対する位置が決定され、前記孔は、前記管に対する前記基板の位置が決定されたとき前記流体通路の断面と一致するように形成されてなる
請求項４記載の熱式流量計。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の熱式流量計において、
前記基板の厚み方向における前記感温抵抗素子と前記電気配線とを接続する導線の太さ及び該導線の接続固定に用いられる材料の厚みに相当する段差を解消する段差解消手段をさらに備える
ことを特徴とする熱式流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流体通路中に配設される感温抵抗素子を備える熱式流量計の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、温度により抵抗値が変化する感温抵抗素子を流体通路中に配設し、この感温抵抗素子の抵抗値変化に基づいて流体の流量を測定する熱式流量計が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の熱式流量計においては、感温抵抗素子を流体通路中に配設するために、流体の流れる流路管と径が等しく軸の一致する同軸管の所定位置に感温抵抗素子をあらかじめ固定しておき、この同軸管の両端を流路管に接続している。その結果、感温抵抗素子が流体通路の所定位置に配設されることとなる。そして、この感温抵抗素子への通電電流の制御に応じて変化する感温抵抗素子の抵抗値に基づいて流体の流量を測定することができるようになる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−３１７３号公報
【特許文献２】
特開平１１−３２５９９７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に記載された熱式流量計では上述のように、流体通路中に感温抵抗素子を配設するために同軸管の両端を流路管に接続するという構造を採用している。このような構造にあっては、同軸管を流路管に接続するために、同軸管の両端に接続用のねじ切り部等が必要となるため、同軸管はその軸方向の長さが自ずと長くなる。また、既に配管された流路管の所定位置における流体の流量を測定するため、流路管にこのような同軸間を後に接続する場合には、この同軸管を取付けるためにその長さ分だけ流路管を切断するか、あるいはその長さ分だけ流体通路の長さを延長することが避けられないものとなっている。
【０００５】
なお従来、感温抵抗素子の支持部材を棒状に形成し、管の外部から管の内部へ垂直に挿入する構造も提案されてはいる（例えば、特許文献２参照）。このような構造にあっては、上述した同軸管からなる構造と比較して軸方向の長さは短くなるものの、感温抵抗素子が流体通路の所定位置（例えば流体通路の断面の中央）からずれやすいという問題がある。すなわち、感温抵抗素子を流体通路中に配設するときに、流体通路中における感温抵抗素子の位置を直接確認することができないため、挿入部に形成される座面の寸法精度や、組付け誤差等によって感温抵抗素子が流体通路の所定位置からずれやすくなる。そして、感温抵抗素子が流体通路の所定位置からずれた場合には、管の径方向における流体の速度分布に起因して、本来の計測位置での流体の速度と感温抵抗素子の位置での流体の速度とにずれが生じるようになる。このため、感温抵抗素子が流体によって奪われる熱量に変化が生じて、流体の流量を正確に測定することができなくなる。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、流体通路を流れる流体の流量を好適に測定することのできる熱式流量計を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、管内の流体通路に配設される感温抵抗素子と、該感温抵抗素子に接続された電気配線とを備える熱式流量計であって、前記流体通路の断面と略同一寸法形状の孔を有する薄板状の基板を備え、前記感温抵抗素子は前記基板と略同一平面上の前記孔の所定位置に配設され、前記電気配線は該基板に形成されるとともに前記流体通路の断面と前記孔とを一致させたときの前記管の外周に対応する範囲よりも外側まで延長されてなることを要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、感温抵抗素子および電気配線は薄板状の基板と略同一平面上に配設されるため、流体通路中に感温抵抗素子を配設するに際して、そのために必要となる管の軸方向の長さは非常に短くなる。また、流体の流れに対して垂直な溝を管の内壁に形成してそこに基板を挿入するか、あるいはこの基板の両面を流路管によって挟持するなどの方法により、流体通路中に感温抵抗素子を配設することができる。このとき、流体通路の断面と基板の孔とを一致させることにより、感温抵抗素子は流体通路の所定位置に配設されるようになる。そして、管の外周に対応する範囲よりも外側までそれぞれ延長された電気配線を制御回路等に接続することによって、感温抵抗素子の抵抗値変化に基づいて流体の流量を測定することができるようになる。その結果、流体の流量を好適に測定することができるようになる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、管内の流体通路中に配設される第１および第２の感温抵抗素子と、該第１および第２の感温抵抗素子にそれぞれ接続された電気配線と、前記第１の感温抵抗素子の温度が前記第２の感温抵抗素子に対して所定温度高い温度に維持されるように同第１の感温抵抗素子への通電電流を制御する制御回路とを備える熱式流量計であって、前記流体通路の断面と略同一寸法形状の孔を有する薄板状の基板を備え、前記第１および第２の感温抵抗素子は前記基板と略同一平面上の前記孔の所定位置に配設され、前記電気配線および前記制御回路は該基板に形成されるとともに、同電気配線および同制御回路の所定位置の出力を取り出す電気配線が、前記流体通路の断面と前記孔とを一致させたときの前記管の外周に対応する範囲よりも外側までそれぞれ延長されてなることを要旨とする。
【００１０】
第１の感温抵抗素子への通電電流を制御する制御回路を管の外部に設けるようにした場合は、制御回路と第１の感温抵抗素子との間を比較的長い電気配線により接続する必要がある。このため、第１の感温抵抗素子に供給する電流が大きい場合には、この電気配線の抵抗に起因した電圧降下が無視できないものとなる。その結果、第１の感温抵抗素子で消費される電力が変化し、第１の感温抵抗素子への通電電流の制御に支障を来すおそれがある。
【００１１】
この点、請求項２記載の発明の構成によれば、第２の感温抵抗素子を基板と略同一平面上の孔の所定位置に配設することによって、請求項１記載の発明に準じた作用効果を奏することができるようになる。それに加えて、感温抵抗素子と制御回路とを接続する電気配線の抵抗に起因した電圧低下を低減することができるようになる。すなわち、制御回路を基板に形成することによって、この制御回路と第１の感温抵抗素子とを極力近付けることができるようになるため、制御回路と第１の感温抵抗素子とを接続する電気配線が短くなり、その抵抗を小さくすることができる。その結果、第１の感温抵抗素子への通電電流の制御が安定するようになり、流体の流量を精度よく測定することができるようになる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の熱式流量計において、前記流体通路の断面と前記孔とを一致させる位置決め手段をさらに備えることを要旨とする。
【００１３】
熱式流量計においては、感温抵抗素子を流体通路中に配設する構造として、感温抵抗素子の支持部材を棒状に形成して管の外部から管の内部へ垂直に挿入する構造が考えられる。このような構造にあっては、挿入部に形成される座面の寸法精度や、組付け誤差等によって感温抵抗素子が流体通路の所定位置（例えば流体通路の断面の中心）からずれやすいという問題がある。そして、感温抵抗素子が流体通路の所定位置からずれた場合には、管の径方向における流体の速度分布に起因して、本来の計測位置での流体の速度と感温抵抗素子の位置での流体の速度とにずれが生じるようになる。このため、感温抵抗素子が流体によって奪われる熱量に変化が生じて、流体の流量を正確に測定することができなくなる。
【００１４】
この点、請求項３記載の発明の構成によれば、感温抵抗素子はあらかじめ基板の孔の所定位置に固定されており、この基板の孔と流体通路の断面とを一致させる位置決め手段を備えているため、感温抵抗素子を流体通路中の所定位置に正確に配設することができるようになる。その結果、流体の流量をより好適に測定することができるようになる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の熱式流量計において、前記基板は、前記管の内外を連通するスリットから挿入されるとともに、同管の内壁に形成された溝に同基板の外縁部が嵌合されるかたちで同管の軸方向に対して略垂直となるように固定されてなることを要旨とする。
【００１６】
管の内面で形成される流体通路中に感温抵抗素子を配設するに際して、同軸管として取付ける場合には、管を切断するとともにその両端に接続用のねじ切り部等の加工が必要となる。また、棒状に形成した支持部材を管の外部から内部へ挿入する場合には、強度を確保するために挿入部の周りの管壁を厚くするか、あるいは挿入部の周辺に肉盛りをするなどの加工が必要となる。
【００１７】
この点、請求項４記載の発明の構成によれば、簡易な加工により管の内面で形成される流体通路中に感温抵抗素子を配設することができる。すなわち、放電加工等で管にスリット及び溝を形成し、スリットから基板を挿入して管の内壁の溝にその外縁部を嵌合させることより、基板を管に対して位置決めすることができる。その結果、管を切断する必要がなくなるとともに、加工に要する時間を短縮することができるようになる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項４記載の熱式流量計において、前記溝は前記基板の外形に対応して形成され、前記基板は、その端部が同溝の底部に当接するかたちで前記管に対する位置が決定され、前記孔は、前記管に対する前記基板の位置が決定されたとき前記流体通路の断面と一致するように形成されてなることを要旨とする。
【００１９】
上記構成によれば、スリットから基板を挿入するとともに溝に基板の外縁部を嵌合させるに際して、基板の端部を溝の底部に当接させることによって、管に対する基板の位置が決定されるようになる。すなわち、基板の外形に対応して溝が形成されているため、この溝の底部に基板の端部が当接することによって、管に対する基板の移動が規制されるようになる。そして、基板の孔は、このとき流体通路の断面と一致するように形成されている。このため、基板の孔の所定位置にあらかじめ固定された感温抵抗素子は、流体通路の所定位置に正確に配設されるようになる。その結果、流体の流量を精度よく測定することができるようになる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の熱式流量計において、前記基板の厚み方向における前記感温抵抗素子と前記電気配線とを接続する導線の太さ及び該導線の接続固定に用いられる材料の厚みに相当する段差を解消する段差解消手段をさらに備えることを要旨とする。
【００２１】
基板に形成された電気配線に導線を接続固定するに際して、導線の太さ及び接続固定に用いる材料（例えばハンダ等）の厚みに相当する段差が生じる。このため、上述した管に対して基板を挿入する構成であれ、または管によって基板の両面を挟持する構成であれ、この段差によって管と基板とを密着させることができなくなる。その結果、管に対する基板の固定が不安定となり、流体の流量の測定に支障を来すおそれがある。
【００２２】
この点、請求項６記載の発明の構成によれば、導線を電気配線に接続固定する際に生じる基板の厚み方向における段差が、段差解消手段によって解消されるようになる。その結果、管と基板とを密着させることが容易となり、管に対して基板を安定して固定することができるようになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
【００２４】
はじめに、図１及び図２を併せ参照して、本実施の形態にかかる熱式流量計のセンサユニットの概要について説明する。なお、図１は、本実施の形態にかかる熱式流量計のセンサユニット及び管の構造を示している。また図２は、図１のＡ−Ａ線部に対応する断面について、センサユニットおよび管の構造を示している。
【００２５】
これら図１及び図２に示されるように、管１０の内面によって流体の流れる流体通路１８が形成されている。また、管１０にはその内外を連通するスリット１２が形成されるとともに、管１０の内壁１６には溝１４が形成されている。このスリット１２および溝１４は、その幅Ｌ１がセンサユニット３０の厚さＬ２よりも若干大きくなるように形成されている。そして、センサユニット３０は、溝１４にその外縁部が嵌合されるかたちで管１０の軸方向に対して略垂直となるように固定されている。また、スリット１２の周縁部は、シーリング材８０によってセンサユニット３０と溝１４の隙間から流体が漏れ出さないようにシールされている。なお、本実施形態において、基板４０の外形に対応して形成された溝１４は、位置決め手段を構成している。
【００２６】
また、センサユニット３０は、基板４０、保護板５０、及び保持板６０が接着剤によって張り合わされた薄板状の構造となっている。これら基板４０、保護板５０、及び保持板６０は、上記流体通路１８の断面と略同一寸法形状の孔４２、５２、６２をそれぞれ有している。また、基板４０、保護板５０、及び保持板６０は、これらの孔４２、５２、６２が互いに一致するように接着されている。
【００２７】
ここで、上記管１０にセンサユニット３０が固定された状態において、流体通路１８の断面とこれらの孔４２、５２、６２とが一致している。すなわち、センサユニット３０の端部３２ａ、３２ｂ、３２ｃが溝１４の底部１４ｃ、１４ｅ、１４ｄにそれぞれ当接した状態において、流体通路１８の断面に対応する位置に孔４２、５２、６２が形成されている。このため流体は、センサユニット３０によってその流れを阻害されることなく、流体通路１８を流れることができる。
【００２８】
また、センサユニット３０は、白金抵抗パターンからなる感温抵抗素子７０と、感温抵抗素子７０の両端からそれぞれ延長された導線７２ａ、７２ｂと、導線７２ａ、７２ｂにそれぞれ接続された電気配線４４ａ、４４ｂとを備えている。この感温抵抗素子７０は、流体通路１８の断面の中央に配設されている。すなわち、感温抵抗素子７０は、基板４０の有する孔４２の中央に位置するように導線７２ａ、７２ｂによって固定されており、この孔４２と流体通路１８の断面とが一致しているため、同断面の中央に配設されている。また、電気配線４４ａ、４４ｂは、基板４０の表面に形成されるとともに、管１０の外部まで延長されている。
【００２９】
このセンサユニット３０は、例えば電気配線４４ａ、４４ｂに制御回路が接続されて、流体通路１８を流れる流体の流量を測定するために使用される。より詳しくは、制御回路によって感温抵抗素子７０への通電電流を制御して、感温抵抗素子７０の抵抗値が所定値となるように、すなわち感温抵抗素子７０の温度が所定の温度となるように維持する。そして、そのときの供給電力と流体の流量の関係から、流体の流量を測定することができる。なお、流体の温度が変化する場合には、流体の温度を別途測定するようにして、その温度差に起因する測定値の変化を補償することが望ましい。
【００３０】
続いて、上記基板４０の構造について、図３を参照して詳細に説明する。
同図３に示されるように、基板４０には、上記流体通路１８の断面と略同一寸法形状の孔４２が形成されている。この孔４２は、基板４０が上記管１０に固定されたときに、流体通路１８の断面と一致する位置に形成されている。また、上述したように、センサユニット３０の一部を構成するこの基板４０は、管１０のスリット１２から挿入され、上記溝１４に嵌合することのできる寸法形状に形成されている。
【００３１】
また、基板４０は、周知のプリント基板によって形成されており、その表面には、上記導線７２ａ、７２ｂにそれぞれ接続される電気配線４４ａ、４４ｂが形成されている。ここで、基板４０には、この電気配線４４ａ、４４ｂを管１０の外部まで延長するために、突出部４６が形成されている。そして、電気配線４４ａ、４４ｂは、この突出部４６に沿って延長されている。なお、この電気配線４４ａ、４４ｂは、銅の薄膜により形成されている。
【００３２】
続いて、上記保護板５０の構造について、図４を参照して詳細に説明する。
なお、保護板５０は、上記基板４０の突出部４６に相当する部分が形成されておらず、その一方で切欠部５４ａ、５４ｂが形成されている。これ以外については、基板４０と同様の形状に形成されている。
【００３３】
同図４に示されるように、保護板５０の上記導線７２ａ、７２ｂに対応する位置には、切欠部５４ａ、５４ｂがそれぞれ形成されている。この切欠部５４ａ、５４ｂは、導線７２ａ、７２ｂ及びこれらを接続固定するための材料（例えばハンダ等）の段差を解消するために設けられている。したがって、切欠部５４ａ、５４ｂは、導線７２ａ、７２ｂ及び上記材料を収容することのできる大きさで形成されており、保護板５０の厚みはこれら導線７２ａ、７２ｂ及び上記材料の厚みよりも大きくなっている。なお、保護板５０は、例えば樹脂等によって形成されている。本実施形態において、保護板５０は段差解消手段を構成している。
【００３４】
続いて、上記保持板６０の構造について、図５を参照して説明する。
同図５に示されるように、保持板６０は、上記保護板５０の切欠部５４ａ、５４ｂに相当する部分が形成されておらず、これ以外については保護板５０と同様の形状に形成されている。すなわち、この保持板６０によって、保護板５０の切欠部が覆われることとなる。なお、保持板６０は、例えば樹脂等によって形成されている。
【００３５】
次に、本実施の形態にかかる熱式流量計のセンサユニット３０の組立て方法について、図６を参照して詳細に説明する。
はじめに、図６［ａ］に示すように、上記感温抵抗素子７０が上記基板４０の孔４２の中央に位置するように、導線７２ａ、７２ｂの端部を電気配線４４ａ、４４ｂ上にそれぞれ配置する。そして、例えばハンダ付けを行って、ハンダ７４ａ、７４ｂによりこれら導線７２ａ、７２ｂを電気配線４４ａ、４４ｂに接続固定する。なお、この接続をスポット溶接によって行うこともできる。
【００３６】
その後、図６［ｂ］に示すように、基板４０の端部と保護板５０の端部とが一致するように、基板４０の上面に保護板５０を接着する。このとき、基板４０の孔４２と保護板５０の孔５２とが一致するとともに、保護板５０の切欠部５４ａ、５４ｂに導線７２ａ、７２ｂの端部およびハンダ７４ａ、７４ｂが収容される。なお、接着剤としては、例えばエポキシ系のものを使用することができる。
【００３７】
その後、図６［ｃ］に示すように、保護板５０（基板４０）の端部と保持板６０の端部とが一致するように、保護板５０の上面に保持板６０を接着する。このとき、保護板５０の孔５２（基板４０の孔４２）と保持板６０の孔６２とが一致するとともに、保護板５０の切欠部５４ａ、５４ｂが保持板６０によって覆われる。なお、接着剤としては、例えばエポキシ系のものを使用することができる。以上の工程により、センサユニット３０の組み立てが完了する。
【００３８】
次に、本実施の形態にかかる熱式流量計のセンサユニット３０を管１０に組み付ける手順ついて、図７および図８を併せ参照して詳細に説明する。なお、図７は、側面から見たセンサユニット３０の管１０への組付け態様を示している。また、図８は、図７のＣ−Ｃ線部に対応する断面について、正面から見た態様を示している。
【００３９】
図７に示すように、管１０には、あらかじめスリット１２および溝１４が形成されている。これらスリット１２および溝１４は、管１０が金属製であれば、例えば放電加工等の加工方法によって形成される。そして、同図７に矢指するように、このスリット１２からセンサユニット３０が挿入される。
【００４０】
図８に示すように、センサユニット３０の管１０への挿入に際して、センサユニット３０の端部３２ａ、３２ｂが上記溝１４の底部１４ｃ、１４ｅに対してそれぞれ摺動する。そして、センサユニット３０の端部３２ｃが溝１４の底部１４ｄに当接して、センサユニット３０の管１０への挿入が完了する。
【００４１】
このとき、センサユニット３０の端部３２ａ、３２ｂ、３２ｃが、溝１４の底部１４ｃ、１４ｅ、１４ｄにそれぞれ当接しているため、センサユニット３０は挿入方向と反対の方向（図７および図８において上方向）にしか移動することができない状態となっている。この状態において、センサユニット３０とスリット１２との間隙を埋めるために、上記シーリング材８０がスリット１２の周縁部に盛り付けられる。これにより、管１０の内部からの流体の漏れ出しが防止されるとともに、センサユニット３０が管１０に固定され、その組み付けが完了する。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に列記するような優れた作用効果を得ることができるようになる。
（１）感温抵抗素子７０、導線７２ａ、７２ｂおよび電気配線４４ａ、４４ｂは、薄板状のセンサユニット３０内に納められている。このため、センサユニット３０を非常に薄く形成することができるようになる。
【００４３】
（２）センサユニット３０を管１０に組み付けるに際して、組み付けに必要なスリット１２および溝１４が管の軸方向に対して占める長さが非常に短くなる。その結果、スペース効率が向上するため、流体の流量を好適に測定することができるようになる。
【００４４】
（３）放電加工等によって管１０にスリット１２及び溝１４を形成し、スリット１２からセンサユニット３０を挿入して管１０の内壁の溝１４にその外縁部を嵌合させることより、センサユニット３０を管１０に対して配設することができる。その結果、管１０を切断する必要がなくなるとともに、簡易な加工により流体通路１８中に感温抵抗素子７０を配設することができるようになる。なお、既に管１０が装置等に配管された後に、流体の流量を測定するためセンサユニット３０を接続するような場合には特に利便性が高くなる。
【００４５】
（４）センサユニット３０の端部３２ａ、３２ｂ、３２ｃを溝１４の底部１４ｃ、１４ｅ、１４ｄに当接させることによって、管１０に対するセンサユニット３０の位置が決定されるようになる。また、基板４０の孔４２は、このとき流体通路１８の断面と一致するように形成されている。このため、孔４２の中央にあらかじめ固定された感温抵抗素子７０は、流体通路１８の中央に正確に配設されるようになる。
【００４６】
（５）導線７２ａ、７２ｂを電気配線４４ａ、４４ｂにそれぞれ接続固定する際に生じる基板４０の厚み方向における段差が、保護板５０によって解消されるようになる。その結果、管１０とセンサユニット３０とを密着させることが容易となり、管１０に対してセンサユニット３０を安定して固定することができるようになる。また、基板４０の表面が保護板５０によって覆われるため、基板４０の表面が流体から保護されるようにもなる。
【００４７】
（５）保持板６０によって保護板５０の切欠部５４ａ、５４ｂが覆われるようになる。その結果、電気配線４４ａ、４４ｂと導線７２ａ、７２ｂとの接続固定部が、管１０と電気的に確実に絶縁されるようになる。
【００４８】
（６）感温抵抗素子７０は、流体通路１８中に配設される前に予めセンサユニット３０に組み付けられているため、上記孔４２の中央に感温抵抗素子７０を配設するに際して、感温抵抗素子７０の位置を直接確認しながら配設することができる。その結果、孔４２の中央に感温抵抗素子７０を正確に配設することができるようになる。
【００４９】
（第２の実施形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施形態について、図９〜図１３を参照して説明する。
【００５０】
はじめに、図９及び図１０を併せ参照して、本実施の形態にかかる熱式流量計のセンサユニットの概要について説明する。なお、図９は、本実施の形態にかかる熱式流量計のセンサユニット及び管の構造を示している。また図１０は、図９のＤ−Ｄ線部に対応する断面について、センサユニットおよび管の構造を示している。
【００５１】
これら図９及び図１０に示されるように、管１００ａ、１００ｂの内面によって流体の流れる流体通路１０８ａ、１０８ｂが形成されている。また、これら管１００ａ、１００ｂの端部付近には、フランジ１０２ａ、１０２ｂがそれぞれ形成されている。これらフランジ１０２ａ、１０２ｂは、その外径がナット１６０ａ、１６０ｂの内径よりも小さくなるように形成されている。
【００５２】
また、フランジ１０２ａとフランジ１０２ｂとの間には、筒状の部材１５０が設けられ、その両端にナット１６０ａ、１６０ｂと噛み合うねじが切られている。また、部材１５０には、切欠部１５２が形成されており、この切欠部１５２に基板１３０の突出部１３６が通されている。そして、管１００ａと管１００ｂとでセンサユニット１２０が挟持され、部材１５０とナット１６０ａ、１６０ｂとを締結することにより、センサユニット１２０が組み付けられている。
【００５３】
また、センサユニット１２０は、基板１３０と保持板６５とが硬化性の樹脂１４０によって接着された薄板状の構造となっている。これら基板１３０及び保持板６５は、上記流体通路１０８ａ、１０８ｂの断面と略同一寸法形状の孔１３２、６７をそれぞれ有している。また、基板１３０及び保持板６５は、これらの孔１３２、６７が一致するように接着されている。
【００５４】
ここで、前記センサユニット３０と同様に、管１００ａ、１００ｂにセンサユニット１２０が固定された状態において、流体通路１０８ａ、１０８ｂの断面とこれらの孔１３２、６７とが一致している。また、センサユニット１２０は、前記感温抵抗素子７０と、導線７２ａ、７２ｂとを備えており、センサユニット３０と同様に、感温抵抗素子７０が流体通路１０８ａ、１０８ｂの断面の中央に配設されている。なお、このセンサユニット１２０は、感温抵抗素子７０に加えて、流体の温度補償用の第２の感温抵抗素子７６を備えている。このセンサユニット１２０も、センサユニット３０と同様に、流体通路１０８ａ、１０８ｂを流れる流体の流量を測定するために使用される。本実施の形態において、上記感温抵抗素子７０は第１の感温抵抗素子を構成している。
【００５５】
次に、上記基板１３０の構造について、図１１および図１２を参照して詳細に説明する。
図１１に示されるように、基板１３０には、上記流体通路の断面と略同一寸法形状の孔１３２を形成されている。この孔１３２は、基板１３０が上記管１００ａ、１００ｂに固定されたときに、流体通路１０８ａ、１０８ｂの断面と一致する位置に形成されている。また、この基板１３０は、上記突出部１３６を除いてその外形が管１００ａ、１００ｂの外形に対応して形成されている。
【００５６】
また、基板１３０は、基本的には前記基板４０と同様に形成されているが、その表面には、電気配線１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃとともに、所定の制御回路が形成されている。同図１１に一点鎖線で示す範囲には、上記流体通路１０８ａ、１０８ｂを流れる流体の流速（流量）を測定するための周知の制御回路が形成される。
【００５７】
なお、この制御回路は、例えば図１２に示すように、感温抵抗素子７０、第２の感温抵抗素子７６、固定抵抗Ｒ１、Ｒ２からなるブリッジ回路などによって構成されている。ここで、感温抵抗素子７０は、電気配線１３４ａ、１３４ｂを通じて供給される電力によって、第２の感温抵抗素子７６の温度（流体の温度）よりも一定温度だけ高くなるように加熱されている。そして、この制御回路では、感温抵抗素子７０として、流路内を流れる流体量の変化によって抵抗値が変化する抵抗素子が用いられるとともに、その抵抗値の変化が各電気配線１３４ｂ，１３４ｃ間の電位差に基づき検出されるようになっている。
【００５８】
次に、本実施の形態にかかる熱式流量計のセンサユニット１２０の組立て方法について、図１３を参照して詳細に説明する。
はじめに、図１３［ａ］に示すように、上記感温抵抗素子７０が上記基板１３０の孔１３２の中央に位置するように、導線７２ａ、７２ｂの端部をそれぞれ配置する。そして、例えばハンダ付けを行って、ハンダ７４ａ、７４ｂによりこれら導線７２ａ、７２ｂと所定の電気配線とを接続固定する。なお、孔１３２の下部を流れる流体にさらされる位置には、第２の感温抵抗素子７６を予め接続固定しておいてもよいし、このとき第２の感温抵抗素子７６を接続固定するようにしてもよい。
【００５９】
その後、図１３［ｂ］に示すように、ハンダ７４ａ、７４ｂおよび制御回路を覆うように硬化性の樹脂１４０を塗布する。このとき、この樹脂１４０の厚みにより、導線７２ａ、７２ｂにそれぞれハンダ７４ａ、７４ｂを加えた厚み分の段差および電気素子等の厚み分の段差が解消される。なお、硬化性の樹脂としては、例えばエポキシ系のものを使用することができる。本実施形態において、樹脂１４０は段差解消手段を構成している。
【００６０】
続いて、図１３［ｃ］に示すように、基板１３０の端部と保持板６５の端部とが一致するように、樹脂１４０を介して基板１３０と保持板６５とを接着する。そして、樹脂１４０を硬化させることにより、センサユニット１２０の組み立てが完了する。
【００６１】
その後、上述したように、上記管１００ａと管１００ｂとでセンサユニット１２０を挟持し、上記部材１５０とナット１６０ａ、１６０ｂとを締結することにより、センサユニット１２０の組み付けが完了する。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態において（１）に記載した作用効果に準じた作用効果を得ることができるのに加え、さらに、
（７）感温抵抗素子７０（第１の感温抵抗素子）と制御回路とを接続する電気配線の抵抗に起因した電圧低下を低減することができるようになる。すなわち、制御回路を基板１３０上に形成することによって、この制御回路と感温抵抗素子７０とを極力近付けることができるため、この制御回路と感温抵抗素子７０とを接続する電気配線が短くなり、その抵抗を小さくすることができる。その結果、感温抵抗素子７０への通電電流の制御が安定するようになり、流体の流量をより精度よく測定することができるようになる。
【００６３】
（８）管１００ａ、１００ｂの断面の外形に対応して基板１３０の外形が形成されているため、基板１３０の外形の対応する部分と管１００ａ、１００ｂの断面の外形とを一致させることによって、管１００ａ、１００ｂに対する基板１３０の位置が決定されるようになる。このため、基板１３０の孔１３２の中央にあらかじめ固定された感温抵抗素子７０は、流体通路１０８ａ、１０８ｂの中央に正確に配設されるようになる。
【００６４】
（９）導線７２ａ、７２ｂを電気配線に接続固定する際に生じる段差および電気素子等の厚み分の段差が、樹脂１４０によって解消されるようになる。その結果、管１００ａとセンサユニット１２０とを密着させることが容易となり、管１００ａに対してセンサユニット１２０を安定して固定することができるようになる。
【００６５】
なお、本発明にかかる熱式流量計は上記の各実施の形態に限定されるものではなく、それら実施の形態を適宜変更した、例えば次のような形態として実現することもできる。
【００６６】
・第１及び第２の実施形態では、導線７２ａ、７２ｂを感温抵抗素子７０の両端から直線状に延長するようにしたが、これら導線７２ａ、７２ｂを曲線状に延長するようにしてもよい。すなわち、基板の孔の所定位置に感温抵抗素子７０を配設することのできる態様であれば、その構成は特に問わない。
【００６７】
・第１及び第２の実施形態では、周知のプリント基板により形成された基板４０、１３０を用いるようにしたが、これに代えてアルミナ又はポリイミド等により形成された基板を用いるようにしてもよい。
【００６８】
・第１の実施形態では、感温抵抗素子７０の温度が所定の温度となるように維持する、いわゆる定温度型の熱式流量計に本発明を適用するようにしたが、感温抵抗素子を用いる熱式流量計であれば、変温度型等、その他の型の流量計に本発明を適用することもできる。
【００６９】
・第２の実施形態では、ナット１６０ａ、１６０ｂ、及び部材１５０によってセンサユニット１２０を組み付けるようにしたが、図１４に示すように、接着剤１８０によって管１７０ａ、１７０ｂにセンサユニット１２０を直接接着するようにしてもよい。
【００７０】
・第１の実施形態では、保護板５０によって導線７２ａ、７２ｂ及びハンダ７４ａ、７４ｂの段差を解消するようにしたが、図１５および図１６に示されるような基板１９０に凹部１９４ａ、１９４ｂを形成し、これら凹部１９４ａ、１９４ｂ内で導線７２ａ、７２ｂを接続固定することによってこの段差を解消するようにしてもよい。また、図１７および図１８に示されるような管２００に凹部２０２ａ、２０２ｂを形成し、これら凹部２０２ａ、２０２ｂによってこの段差を解消するようにしてもよい。
【００７１】
・第１の実施形態では、円形の断面を有する管１０にセンサユニット３０を組み付けるようにしたが、図１９に示されるような略四角形状の断面を有する管２１０に、これに対応した外形に形成されたセンサユニット２２０を適用することもできる。また、同図１９に示されるように、センサユニット２２０の外形は、突出部以外にも管２１０の外形に対応していない部分（四角形状の角部分）があってもよい。
【００７２】
・第１及び第２の実施形態では、感温抵抗素子７０をそれぞれ基板４０、１３０の有する孔４２、１３２の中央に配設するようにしたが、感温抵抗素子７０の配設位置は必ずしも基板の孔（流体通路の断面）の中央でなくてもよい。すなわち、管の径方向における流体の速度分布を考慮した構成であれば、管の中央以外の所定位置に感温抵抗素子７０を配設してもよい。
【００７３】
・第１の実施形態では、保護板５０および保持板６０を設けるようにしたが、管１０と電気配線４４ａ、４４ｂとを電気的に絶縁することのできる構成であれば、これら保護板５０および保持板６０の一方または双方を省略するようにしてもよい。
【００７４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態には、次のような各種の形態を含むものであることを付記しておく。
（イ）前記位置決め手段は、前記管の断面の外形の少なくとも一部に対応して形成された前記基板の外形からなり、同基板は、その外形の対応する部分を前記管の断面の外形に一致させるかたちで前記管に対する位置が決定され、前記孔は、前記管に対する前記基板の位置が決定されたとき前記流体通路の断面と一致するように形成されてなる請求項３記載の熱式流量計。
【００７５】
上記構成によれば、管の断面の外形の少なくとも一部に対応して基板の外形が形成されているため、基板の外形の対応する部分と管の断面の外形とを一致させることによって、管に対する基板の位置が決定されるようになる。そして、基板の孔は、このとき流体通路の断面と一致するように形成されている。このため、基板の孔の所定位置にあらかじめ固定された感温抵抗素子は、流体通路の所定位置に正確に配設されるようになる。その結果、流体の流量をより好適に測定することができるようになる。
【００７６】
（ロ）前記段差解消手段は、前記導線の太さ及び前記材料の厚みに相当する厚さの薄板状の保護板からなり、該保護板は、前記基板の有する孔に対応する孔を有するとともに、同保護板の前記導線および前記材料に対応する位置には同導線及び同材料を収容する切欠部が形成されてなる請求項６記載の熱式流量計。
【００７７】
上記構成によれば、導線を電気配線に接続固定する際に生じる基板の厚み方向における段差が、保護板によって解消されるようになる。すなわち、導線及び導線の接続固定に用いられる材料が、保護板の同導線および同材料に対応する位置に形成された切欠部に収容されることによって、この段差が解消されるようになる。その結果、管と基板とを密着させることが容易となり、管に対して基板を安定して固定することができるようになる。また、基板の表面が保護板に覆われるため、基板の表面が流体から保護されるようにもなる。
【００７８】
（ハ）前記段差解消手段は、前記基板の表面の前記導線に対応する位置に形成された凹部からなり、該凹部に前記導線及び前記材料が収容されてなる請求項６記載の熱式流量計。
【００７９】
上記構成によれば、導線を電気配線に接続固定する際に生じる基板の厚み方向における段差が、凹部によって解消されるようになる。その結果、管と基板とを密着させることが容易となり、管に対して基板を安定して固定することができるようになる。
【００８０】
（ニ）上記（ロ）記載の熱式流量計において、前記保護板を前記基板とで挟持するかたちで前記切欠部を覆う薄板状の保持板をさらに備えることを特徴とする熱式流量計。
【００８１】
上記構成によれば、保持板によって保護板の切欠部が覆われるようになる。その結果、電気配線と導線との接続固定部が、管と電気的に確実に絶縁されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる熱式流量計の第１の実施形態についてその側面構造を示す断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】同実施形態の基板の構造を示す正面図。
【図４】同実施形態の保護板の構造を示す正面図。
【図５】同実施形態の保持板の構造を示す正面図。
【図６】同実施形態のセンサユニットの組立て態様を示す正面図。
【図７】同実施形態のセンサユニット及び管を側面から見た組付け態様を示す断面図。
【図８】図７のＣ−Ｃ線断面図。
【図９】本発明にかかる熱式流量計の第２の実施形態についてその側面構造を示す断面図。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線断面図。
【図１１】同実施形態の基板の構造を示す正面図。
【図１２】同実施形態の制御回路の構成を示す回路図。
【図１３】同実施形態のセンサユニットの組立て態様を示す正面図。
【図１４】センサユニット及び管を側面から見た組付け態様の変形例を示す断面図。
【図１５】基板の構造についてその変形例を示す正面図。
【図１６】図１５のＥ−Ｅ線断面図。
【図１７】管の構造についてその変形例を示す正面図。
【図１８】同管の側面構造を示す断面図。
【図１９】管およびセンサユニットの構造についてその変形例を示す正面図。
【符号の説明】
１０，１００ａ，１００ｂ，１７０ａ，１７０ｂ，２００，２１０…管、１２…スリット、１４…溝、１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ…底部、１６…内壁、１８，１０８ａ，１０８ｂ…流体通路、３０，１２０，２２０…センサユニット、４０，１３０，１９０…基板、４２，５２，６２，６７，１３２…孔、４４ａ，４４ｂ，１３４ａ，１３４ｂ，１３４ｃ…電気配線、４６，１３６…突出部、５０…保護板、５４ａ，５４ｂ…切欠部、６０，６５…保持板、７０…感温抵抗素子、７２ａ，７２ｂ…導線、７４ａ，７４ｂ…ハンダ、７６…第２の感温抵抗素子、１０２ａ，１０２ｂ…フランジ、１４０…樹脂、１５０…部材、１５２…切欠部、１６０ａ，１６０ｂ…ナット、１８０…接着剤、１９４ａ，１９４ｂ，２０２ａ，２０２ｂ…凹部。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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