(57)【要約】【課題】発熱抵抗体および１対の測温抵抗体を用いて被検流体の流量検出を行うように構成された熱式流量センサにおいて、流量検出の感度および精度を十分に確保可能とした上で、多層基板への組込みを容易に行えるようにする。【解決手段】熱式流量センサ１００を、樹脂フィルム片１２の片面１２ａに、発熱抵抗体および１対の測温抵抗体の各々が、被検流体の流れ方向と直交する方向に延びるように形成されてなるカード状のセンサ本体１０を備えた構成とし、このセンサ本体１０を、第１および第２の基板１０２、１０４によって形成される流路２に面するように配置する。これにより熱式流量センサ１００を積層基板ユニットとして多層基板に組込み可能とする。その際、センサ本体１０を、第１の基板１０２の片面１０２ａに形成された凹部１０２ｂに収容し、その片面１２ａを流路２の壁面と略面一とする。これにより被検流体の流れが乱れないようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検流体の流路に配置される発熱抵抗体と、この発熱抵抗体の上流側近傍および下流側近傍において上記流路に配置される１対の測温抵抗体と、を備えてなる熱式流量センサにおいて、
上記発熱抵抗体および上記各測温抵抗体が、樹脂フィルム片の片面に、導電膜の一部として、それぞれ上記被検流体の流れ方向と略直交する方向に延びるように形成されてなるカード状のセンサ本体と、
このセンサ本体と略同じサイズでかつ略同じ深さを有する凹部が、片面に形成された第１の基板と、
所定長の凹溝が片面に形成された第２の基板と、を備えてなり、
上記センサ本体が、上記第１の基板の凹部に、該センサ本体における樹脂フィルム片の上記片面側を露出させるようにして収容されており、
上記第２の基板が、該第２の基板の凹溝を上記センサ本体の発熱抵抗体および１対の測温抵抗体と略直交させるようにして、該第２の基板の上記片面において上記第１の基板の上記片面に接合されている、ことを特徴とする熱式流量センサ。
【請求項２】
上記センサ本体における樹脂フィルム片の上記片面に、上記発熱抵抗体から延びる１対の電極パッドと上記各測温抵抗体から延びる各１対の電極パッドとが形成されており、
上記第２の基板における上記片面に、上記各電極パッドとそれぞれ導通する導電膜が所定のパターン形状で形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の熱式流量センサ。
【請求項３】
上記第２の基板が、上記凹溝の外周形状と同一の開口形状を有するスロットが形成された基板と、この基板に接合された基板とからなる、ことを特徴とする請求項１または２記載の熱式流量センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、発熱抵抗体および１対の測温抵抗体を用いて被検流体の流量検出を行うように構成された熱式流量センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被検流体の流量を測定する流量センサの一形式として、熱式流量センサが知られている。
【０００３】
例えば「特許文献１」や「特許文献２」には、被検流体の流路に配置される発熱抵抗体と、その上流側近傍および下流側近傍において流路に配置される１対の測温抵抗体とを備えた熱式流量センサが記載されている。この熱式流量センサにおいては、発熱抵抗体および各測温抵抗体が、それぞれ被検流体の流れ方向と略直交する方向に延びるように配置されている。そして、この熱式流量センサにおいては、発熱抵抗体により流路を流れる被検流体を加熱した状態で、１対の測温抵抗体の各々により被検流体の温度を検出し、その検出温度差に基づいて、被検流体の流量検出を行うように構成されている。
【０００４】
その際、多くの熱式流量センサは、上記「特許文献１」にも記載されているように、シリコン基板上に、発熱抵抗体および１対の測温抵抗体が形成された構成となっている。一方、上記「特許文献２」に記載された熱式流量センサは、樹脂フィルム片上に、発熱抵抗体および１対の測温抵抗体が形成された構成となっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２０６１３４号公報
【特許文献２】特開２０００−２２７３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記「特許文献２」に記載された熱式流量センサのように、シリコン基板の代わりに断熱性に優れた樹脂フィルム片を用いるようにすれば、発熱抵抗体および各測温抵抗体の背面に断熱用の空洞を形成しなくても流量検出の感度を十分に確保することが可能となる。そしてこれにより熱式流量センサの薄型化を図ることが可能となる。
【０００７】
しかしながら、この「特許文献２」に記載された熱式流量センサにおいては、発熱抵抗体の両端部および各測温抵抗体の両端部の各々に板片状のリード線が取り付けられており、これら各リード線を介して発熱抵抗体および各測温抵抗体を外部の流量検出用制御回路と導通させるように構成されているので、この熱式流量センサを多層基板に組み込んだ状態で用いることは困難である。
【０００８】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、発熱抵抗体および１対の測温抵抗体を用いて被検流体の流量検出を行うように構成された熱式流量センサにおいて、流量検出の感度および精度を十分に確保可能とした上で、多層基板への組込みを容易に行うことができる熱式流量センサを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明は、熱式流量センサのセンサ本体をカード状に形成した上で、このセンサ本体を複数の基板の間に形成される流路に面するように配置することにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【００１０】
すなわち、本願発明に係る熱式流量センサは、
被検流体の流路に配置される発熱抵抗体と、この発熱抵抗体の上流側近傍および下流側近傍において上記流路に配置される１対の測温抵抗体と、を備えてなる熱式流量センサにおいて、
上記発熱抵抗体および上記各測温抵抗体が、樹脂フィルム片の片面に、導電膜の一部として、それぞれ上記被検流体の流れ方向と略直交する方向に延びるように形成されてなるカード状のセンサ本体と、
このセンサ本体と略同じサイズでかつ略同じ深さを有する凹部が、片面に形成された第１の基板と、
所定長の凹溝が片面に形成された第２の基板と、を備えてなり、
上記センサ本体が、上記第１の基板の凹部に、該センサ本体における樹脂フィルム片の上記片面側を露出させるようにして収容されており、
上記第２の基板が、該第２の基板の凹溝を上記センサ本体の発熱抵抗体および１対の測温抵抗体と略直交させるようにして、該第２の基板の上記片面において上記第１の基板の上記片面に接合されている、ことを特徴とするものである。
【００１１】
上記「センサ本体」は、カード状（すなわち薄板状）に形成されたものであれば、その具体的な形状やサイズは特に限定されるものではなく、また、その具体的な厚さについても特に限定されるものではない。
【００１２】
上記「発熱抵抗体」および上記各「測温抵抗体」は、被検流体の流れ方向と略直交する方向に延びるように形成されていれば、その具体的な経路は特に限定されるものではなく、単にＩ字形の経路で延びるように形成されていてもよいし、Ｕ字形の経路で延びるように形成されていてもよいし、さらには、複数回折り返す経路で延びるように形成されていてもよい。
【００１３】
上記「第１の基板」は、センサ本体と略同じサイズでかつ略同じ深さを有する凹部が片面に形成された基板であれば、その板厚や具体的な材質については特に限定されるものではない。
【００１４】
上記「第２の基板」は、所定長の凹溝が片面に形成された基板であれば、その板厚や具体的な材質については特に限定されるものではなく、その「凹溝」の具体的な断面形状や長さについても特に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成に示すように、本願発明に係る熱式流量センサは、樹脂フィルム片の片面に、発熱抵抗体および１対の測温抵抗体の各々が、導電膜の一部として、被検流体の流れ方向と略直交する方向に延びるように形成されてなるカード状のセンサ本体を備えており、このセンサ本体が、第１および第２の基板によって形成される流路に面するように配置された構成となっているので、この熱式流量センサを積層基板ユニットとして多層基板に組み込むことが可能となる。
【００１６】
その際、本願発明に係る熱式流量センサにおいては、センサ本体が、第１の基板の片面に形成された凹部に、その樹脂フィルム片の上記片面側を露出させるようにして収容されており、また、第２の基板は、その凹溝をセンサ本体の発熱抵抗体および１対の測温抵抗体と略直交させるようにして、該第２の基板の上記片面において第１の基板の上記片面に接合されているので、熱式流量センサの組付けを容易にかつ精度良く行うことができる。
【００１７】
しかも、本願発明に係る熱式流量センサにおいては、その第１の基板の凹部が、センサ本体と略同じサイズでかつ略同じ深さで形成されているので、センサ本体は、この凹部に対して、略隙間なく収容された状態で、かつ、その樹脂フィルム片の上記片面が第１の基板の上記片面と略面一となった状態で、熱式流量センサの一部として組み込まれることとなる。このため、この熱式流量センサにおいては、その流路にセンサ本体が面するように配置されているにもかかわらず、被検流体の流れが乱れないようにすることができ、これにより流量検出の精度を十分維持することができる。
【００１８】
このように本願発明によれば、発熱抵抗体および１対の測温抵抗体を用いて被検流体の流量検出を行うように構成された熱式流量センサにおいて、流量検出の感度および精度を十分に確保可能とした上で、この熱式流量センサの多層基板への組込みを容易に行うことができる。しかも、この熱式流量センサ自体の組付けについても、これを容易にかつ精度良く行うことができる。
【００１９】
なお、本願発明に係る熱式流量センサは、積層基板ユニットとして構成されているので、これを多層基板の一部として組み込んだ状態で用いるようにする代わりに、積層基板ユニットとして単独で用いるようにすることも可能である。
【００２０】
本願発明に係る熱式流量センサにおいて、そのセンサ本体の発熱抵抗体および各測温抵抗体と外部の流量検出用制御回路との電気的な接続は、発熱抵抗体から延びる１対の電極パッドと各測温抵抗体から延びる各１対の電極パッドとを、第１の基板または第２の基板あるいはその両方に所定のパターン形状で形成された導電膜と導通させ、この導電膜を介して行うことが可能である。
【００２１】
その際、センサ本体における樹脂フィルム片の上記片面（すなわち発熱抵抗体および各測温抵抗体が形成されている側の面）に、発熱抵抗体から延びる１対の電極パッドと各測温抵抗体から延びる各１対の電極パッドとを形成しておくとともに、第２の基板における上記片面（すなわちセンサ本体と対向する側の面）に、各電極パッドとそれぞれ導通する導電膜を所定のパターン形状で形成しておくようにすれば、発熱抵抗体および各測温抵抗体を形成するための導電膜の一部として各電極パッドを容易に形成することができるとともに、第２の基板側の導電膜についても単一平面上に容易に形成することができる。
【００２２】
上記構成において、第２の基板を単一の基板で構成してよいことはもちろんであるが、これを、上記凹溝の外周形状と同一の開口形状を有するスロットが形成された基板と、この基板に接合された基板とからなる構成とすれば、これら基板を積層する工程において凹溝を容易に形成することが可能となる。また、このような構成とすることにより、第２の基板を第１の基板と同じ板厚の基板を用いて構成することも容易に可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１は、本願発明の一実施形態に係る熱式流量センサ１００を示す断面図であって、同図（ａ）は、この熱式流量センサ１００の組付けの様子を示す図、同図（ｂ）は、その組付けが完了した熱式流量センサ１００を示す図である。
【００２５】
これらの図に示すように、本実施形態に係る熱式流量センサ１００は、互いに積層された第１および第２の基板１０２、１０４の間に流路２が形成されるとともに、この流路２にセンサ本体１０が面するように配置されてなる積層基板ユニットとして構成されている。
【００２６】
この熱式流量センサ１００は、例えばノート型パソコン等のような小型電子機器用の燃料電池システム（図示せず）の一部として組み込まれるようになっている。その際、この燃料電池システムにおいては、メタノール、空気、水素の各流路と、これら各流路の流量を制御するため電子回路とが、多層基板に組み込まれるようにして形成されている。
【００２７】
この多層基板は、第１および第２の基板１０２、１０４を含む複数の基板（例えば１０枚程度の基板）が積層されてなり、その一部を構成する積層基板ユニットとして熱式流量センサ１００が組み込まれるようになっている。そして、この多層基板内に形成される流路の一部分が、熱式流量センサ１００の流路２により構成されるようになっている。
【００２８】
この熱式流量センサ１００の流路２は、上記燃料電池システムにおいて燃料カートリッジ（図示せず）からメタノールを供給するための流路であって、幅２ｍｍ、高さ１ｍｍの矩形状断面で、所定長にわたって直線状に延びるように形成されている。そして、この流路２は、その両端部において、第１の基板１０２または第２の基板１０４に形成された貫通孔（図示せず）を介して、他の階層の基板に形成された流路に接続されるようになっている。
【００２９】
この流路２内を流れるメタノールは、分速１ミリリットル程度の流速で送液されるようになっている。そして、この熱式流量センサ１００は、この流路２を流れるメタノールを被検流体として、その流量検出を行うようになっている。
【００３０】
なお、図１（ａ）および（ｂ）は、熱式流量センサ１００を、その流路２と直交する平面に沿った断面位置で示している。
【００３１】
図２は、熱式流量センサ１００のセンサ本体１０を示す平面図であり、図３は、図２のIII 部詳細図である。また、図４は、このセンサ本体１０を熱式流量センサ１００の一部として組み込まれた状態で示す斜視図である。なお、これらの図においては、流路２を２点鎖線で示しており、メタノールの流れる向きを２点鎖線の矢印で示している。
【００３２】
図２および４に示すように、このセンサ本体１０は、流路２に配置される発熱抵抗体２２と、この発熱抵抗体２２の上流側近傍および下流側近傍において流路２に配置される１対の測温抵抗体２４、２６と、これら発熱抵抗体２２および１対の測温抵抗体２４、２６から流れ方向上流側に離れた位置に配置される基準抵抗体２８とを備えてなっている。
【００３３】
そして、本実施形態に係る熱式流量センサ１００においては、そのセンサ本体１０の発熱抵抗体２２を、流路２を流れるメタノールの温度よりも５℃程度高い温度に加熱した状態で、その１対の測温抵抗体２４、２６の各々においてメタノールの温度を検出し、その検出温度差に基づいて、流量検出用制御回路（図示せず）において流量測定を行うようになっている。その際、基準抵抗体２８により、流路２を流れるメタノールの温度を、発熱抵抗体２２よりも上流側において正確に検出し、この検出温度を発熱抵抗体２２を加熱する際の基準温度とするようになっている。
【００３４】
このセンサ本体１０は、矩形状の樹脂フィルム片１２と、この樹脂フィルム片１２の片面１２ａに所定の配線パターンで形成された導電膜１４と、この導電膜１４を部分的に被覆する保護膜１６とからなるカード状センサとして構成されている。
【００３５】
樹脂フィルム片１２は、長辺の長さ１１ｍｍ、短辺の長さ５．５ｍｍ、厚さ０．２ｍｍに設定されたポリイミド製フィルムであって、その長辺の方向をメタノールの流れ方向に向けた状態で用いられるようになっている。その際、流路２は、樹脂フィルム片１２における手前側の長辺１２ｂ１と向こう側の長辺１２ｂ２との間の中心線よりも向こう側の長辺１２ｂ２寄りの位置に、上述した２ｍｍの幅で形成されるようになっている。
【００３６】
導電膜１４は、金属をスパッタリングすることにより形成されており、その膜厚は０．１μｍに設定されている。
【００３７】
発熱抵抗体２２および各測温抵抗体２４、２６は、導電膜１４の一部として、それぞれメタノールの流れ方向と直交する方向に延びるように形成されている。また、基準抵抗体２８も、導電膜１４の一部として、メタノールの流れ方向と直交する方向に延びるように形成されている。
【００３８】
なお、樹脂フィルム片１２における上流側の短辺１２ｃ１に接する位置および下流側の短辺１２ｃ２に接する位置には、それぞれ１対の目印３０が、導電膜１４の一部として形成されている。これら各対の目印３０は、流路２を跨ぐようにして２ｍｍ間隔で形成されており、これにより流路２の位置を標示するようになっている。
【００３９】
保護膜１６は、流路２の幅よりもやや広い幅（３ｍｍ程度の幅）でメタノールの流れ方向に沿って帯状に延びる領域（すなわち図中網線で示す領域）に形成されており、これにより発熱抵抗体２２、１対の測温抵抗体２４、２６および基準抵抗体２８を被覆して、これらを直接メタノールと接触させないようにしている。この保護膜１６は、電気絶縁性を有するとともにメタノールに対して耐性を有するフッ素系樹脂やポリイミド樹脂等をコーティングすることにより形成されており、その膜厚は１μｍに設定されている。
【００４０】
図３に示すように、発熱抵抗体２２および各測温抵抗体２４、２６は、いずれも、メタノールの流れ方向と直交する方向にＵ字形の経路で延びるように形成されている。
【００４１】
その際、これら発熱抵抗体２２および各測温抵抗体２４、２６は、いずれも流路２の幅よりも僅かに狭い範囲内において形成されている。そして、これら発熱抵抗体２２および各測温抵抗体２４、２６の各々は、その１対の基端部が手前側（すなわち長辺１２ｂ１側）に位置しており、向こう側（すなわち長辺１２ｂ２側）で折り返すように形成されている。
【００４２】
これら発熱抵抗体２２および各測温抵抗体２４、２６は、いずれも幅２０μｍで形成されており、その往路部と復路部との中心線間隔は４０μｍに設定されている。また、発熱抵抗体２２と各測温抵抗体２４、２６との流れ方向の中心間距離は、それぞれ８０μｍに設定されている。
【００４３】
発熱抵抗体２２の各基端部には、該基端部から略扇形に拡がる電極パッド３２Ａ、３２Ｂが、導電膜１４の一部としてそれぞれ形成されている。また、上流側の測温抵抗体２４の各基端部には、該基端部から略扇形に拡がる電極パッド３４Ａ、３４Ｂが、導電膜１４の一部としてそれぞれ形成されている。さらに、下流側の測温抵抗体２６の各基端部には、該基端部から略扇形に拡がる電極パッド３６Ａ、３６Ｂが、導電膜１４の一部としてそれぞれ形成されている。
【００４４】
これら各電極パッド３２Ａ、３２Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂは、メタノールの流れ方向に延びる直線に対して手前側に位置する１８０°の角度領域を、多少の角度間隔をおいて略６等分した拡がり角度（具体的には２０〜２５°程度の拡がり角度）で形成されている。
【００４５】
図２に示すように、これら各電極パッド３２Ａ、３２Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂの端部は、メタノールの流れ方向と直交する方向に折れ曲がるようにして、樹脂フィルム片１２の手前側の長辺１２ｂ１まで延びている。その際、これら各電極パッド３２Ａ、３２Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂの端部は、メタノールの流れ方向に関して、いずれも同じ幅（具体的には１ｍｍ程度の幅）で、かつ等間隔で形成されている。そしてこれにより、発熱抵抗体２２から延びる１対の電極パッド３２Ａ、３２Ｂが、メタノールの流れ方向に関して対称形状で形成され、また、上流側の測温抵抗体２４から延びる１対の電極パッド３４Ａ、３４Ｂと、下流側の測温抵抗体２６から延びる１対の電極パッド３６Ａ、３６Ｂとが、メタノールの流れ方向に関して対称形状で形成されている。
【００４６】
基準抵抗体２８は、樹脂フィルム片１２における上流側の短辺１２ｃ１の近傍に形成されている。そして、この基準抵抗体２８は、発熱抵抗体２２から６ｍｍ程度離れた位置に配置されている。
【００４７】
この基準抵抗体２８も、発熱抵抗体２２および各測温抵抗体２４、２６の各々と同様、メタノールの流れ方向と直交する方向にＵ字形の経路で延びるように形成されている。
【００４８】
その際、この基準抵抗体２８も、流路２の幅よりも僅かに狭い範囲内において形成されている。そして、この基準抵抗体２８も、その１対の基端部が手前側に位置しており、向こう側で折り返すように形成されている。また、この基準抵抗体２８も、幅２０μｍで形成されており、その往路部と復路部との中心線間隔は４０μｍに設定されている。
【００４９】
この基準抵抗体２８の各基端部にも、該基端部から略扇形に拡がる電極パッド３８Ａ、３８Ｂが、導電膜１４の一部としてそれぞれ形成されている。ただし、これら各電極パッド３８Ａ、３８Ｂは、基準抵抗体２８が上流側の短辺１２ｃ１近傍に配置されているので、この基準抵抗体２８から下流側寄りに拡がるように形成されている。その際、電極パッド３８Ａは、発熱抵抗体２２から延びる電極パッド３２Ｂと略同様の形状で形成されており、また、電極パッド３８Ｂは、測温抵抗体２６から延びる電極パッド３６Ｂと略同様の形状で形成されている。
【００５０】
図１（ｂ）に示すように、本実施形態に係る熱式流量センサ１００においては、そのセンサ本体１０が、第１の基板１０２と第２の基板１０４との間に挟まれるようにして配置されており、この状態で断面矩形状の流路２の一壁面を所定長にわたって構成するようになっている。その際、第１および第２の基板１０２、１０４は、いずれも樹脂基板として構成されている。この樹脂基板の具体的な材質としては、例えば、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン等が採用可能である。
【００５１】
図１（ａ）に示すように、第１の基板１０２は板厚１ｍｍに設定されており、その片面１０２ａには、センサ本体１０と略同じサイズでかつ略同じ深さを有する凹部１０２ｂが形成されている。すなわち、この凹部１０２ｂは、長辺の長さ１１ｍｍ程度、短辺の長さ５．５ｍｍ程度の大きさの矩形状凹部であって、その深さが０．２ｍｍ程度に設定されている。そして、センサ本体１０は、その樹脂フィルム片１２の片面１２ａ側を露出させた状態で、第１の基板１０２の凹部１０２ｂに収容されるようになっている。このとき、センサ本体１０は、凹部１０２ｂに対して略隙間なく収容され、かつ、その樹脂フィルム片１２の片面１２ａが第１の基板１０２の片面１０２ａと略面一の状態となる。
【００５２】
一方、第２の基板１０４は板厚２ｍｍに設定されており、その片面１０４ａには、幅２ｍｍ、深さ１ｍｍの矩形状断面で、所定長（例えば、２０〜４０ｍｍ程度の長さ）にわたって直線状に延びる凹溝１０４ｂが形成されている。また、この第２の基板１０４の片面１０４ａには、凹溝１０４ｂ近傍まで延びる導電膜１０６が所定の配線パターンで形成されている。
【００５３】
この導電膜１０６は、上記燃料電池システムの流量検出用制御回路の一部を構成するものであって、その配線パターンは、センサ本体１０の各電極パッド３２Ａ、３２Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ、３８Ａ、３８Ｂとそれぞれ導通するようなパターン形状に設定されている。そして、この導電膜１０６を介して、センサ本体１０の発熱抵抗体２２、各測温抵抗体２４、２６および基準抵抗体２８が、それぞれ上記燃料電池システムの流量検出用制御回路における他の部分（例えばブリッジ回路等）と電気的に接続されるようになっている。
【００５４】
図１（ａ）に示すように、本実施形態に係る熱式流量センサ１００の組付けは、センサ本体１０を第１の基板１０２の凹部１０２ｂに収容した後、この第１の基板１０２に対して、第２の基板１０４を、その凹溝１０４ｂがセンサ本体１０の発熱抵抗体２２および１対の測温抵抗体２４、２６と直交する向きとなるように配置した状態で、その片面１０４ａにおいて第１の基板１０２の片面１０２ａと接合することにより行われるようになっている。
【００５５】
その際、センサ本体１０の各電極パッド３２Ａ、３２Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ、３８Ａ、３８Ｂと導電膜１０６との接触部分には、それぞれ導電性接着剤（図示せず）を塗布しておくことにより、両者の導通を確実に図るようにし、それ以外の部分においては、第１の基板１０２の片面１０２ａと第２の基板１０４の片面１０４ａとの間に通常の接着剤（図示せず）を塗布しておくことにより、流路２周辺の水密性（および気密性）を十分に確保するようになっている。
【００５６】
なお、第１の基板１０２または第２の基板１０４における、凹部１０２ｂの両端部に位置する部分には、流路２を他の階層の基板に形成された流路と接続するための貫通孔（図示せず）が形成されている。
【００５７】
図５（ａ）は、図２のVa-Va 線断面図である。また、同図（ｂ）は、同図（ａ）のｂ部詳細図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）のｃ部詳細図である。
【００５８】
これらの図に示すように、センサ本体１０は、平滑面として形成された樹脂フィルム片１２の片面１２ａに、発熱抵抗体２２、１対の測温抵抗体２４、２６および基準抵抗体２８が、導電膜１４の一部として形成されており、そして、これらは保護膜１６により被覆されているので、センサ本体１０において流路２に臨む保護膜１６の表面１６ａは略平滑なものとなる。
【００５９】
すなわち、図５（ａ）のスケールでは、保護膜１６の表面１６ａのメタノールの流れ方向に沿った断面形状は一直線状であり、そのｂ部を拡大した同図（ｂ）においても、上記断面形状はまだ一直線状であり、そのｃ部をさらに拡大した同図（ｃ）において、ようやく僅かな凹凸が認められるようになる。その際、同図（ｃ）に示す保護膜１６の表面１６ａの凹凸は、発熱抵抗体２２および測温抵抗体２６の各々の厚さ分の段差が保護膜１６の表面１６ａに現れることによるものであるが、これら発熱抵抗体２２および測温抵抗体２６は、いずれも膜厚０．１μｍの導電膜１４の一部として形成されているので、上記段差も０．１μｍという僅かな高さとなる。このため、発熱抵抗体２２により加熱されたメタノールから気泡が発生したとしても、その気泡が凹凸部分に付着してしまうおそれはない。
【００６０】
以上詳述したように、本実施形態に係る熱式流量センサ１００は、矩形状の樹脂フィルム片１２の片面１２ａに発熱抵抗体２２およびおよび１対の測温抵抗体２４、２６の各々がメタノールの流れ方向と直交する方向に延びるように形成されてなるカード状のセンサ本体１０を備えており、このセンサ本体１０が、第１および第２の基板１０２、１０４によって形成される流路２に面するように配置された構成となっているので、この熱式流量センサ１００を積層基板ユニットとして上記燃料電池システムの多層基板に組み込むことが可能となる。
【００６１】
その際、この熱式流量センサ１００においては、センサ本体１０が、第１の基板１０２の片面１０２ａに形成された凹部１０２ｂに、その樹脂フィルム片１２の片面１２ａ側を露出させるようにして収容されており、また、第２の基板１０４は、その凹溝１０４ｂをセンサ本体１０の発熱抵抗体２２および１対の測温抵抗体２４、２６と直交させるようにして、その片面１０４ａにおいて第１の基板１０２の片面１０２ａに接合されているので、熱式流量センサ１００の組付けを容易にかつ精度良く行うことができる。
【００６２】
しかも、本実施形態に係る熱式流量センサ１００においては、その第１の基板１０２の凹部１０２ｂが、センサ本体１０と略同じサイズでかつ略同じ深さで形成されているので、センサ本体１０は、この凹部１０２ｂに対して、略隙間なく収容された状態で、かつ、その樹脂フィルム片１２の片面１２ａが第１の基板１０２の片面１０２ａと略面一となった状態で、熱式流量センサ１００の一部として組み込まれることとなる。このため、この熱式流量センサ１００においては、その流路２にセンサ本体１０が面するように配置されているにもかかわらず、メタノールの流れが乱れないようにすることができ、これにより流量検出の精度を十分維持することができる。
【００６３】
このように本実施形態によれば、熱式流量センサ１００による流量検出の感度および精度を十分に確保可能とした上で、この熱式流量センサ１００の多層基板への組込みを容易に行うことができる。しかも、この熱式流量センサ１００自体の組付けについても、これを容易にかつ精度良く行うことができる。
【００６４】
その際、本実施形態に係る熱式流量センサ１００においては、そのセンサ本体１０の樹脂フィルム片１２が矩形状に形成されているので、センサ本体１０の製造を容易に行うことができ、また、第１の基板１０２の凹部１０２ｂの形成も容易に行うことができる。
【００６５】
しかも、本実施形態に係る熱式流量センサ１００は、その第１および第２の基板１０２、１０４が、いずれも断熱性に優れた樹脂基板として構成されているので、メタノールの流路２の断熱性を極めて高いものとすることができ、これによりセンサ本体１０による流量検出の精度についても極めて高いものとすることができる。
【００６６】
また、本実施形態に係る熱式流量センサ１００においては、そのセンサ本体１０の発熱抵抗体２２および各測温抵抗体２４、２６が、導電膜１４の一部として、それぞれメタノールの流れ方向と直交する方向に延びるように形成されており、さらに上記導電膜１４の一部として、発熱抵抗体２２から延びる１対の電極パッド３２Ａ、３２Ｂと、各測温抵抗体２４、２６から延びる各１対の電極パッド３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂとが形成されているが、これら各電極パッド３２Ａ、３２Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂは、発熱抵抗体２２および各測温抵抗体２４、２６の各々から略扇形に拡がるように形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００６７】
すなわち、本実施形態に係る熱式流量センサ１００においては、流量検出の感度を高めるために、そのセンサ本体１０における発熱抵抗体２２と各測温抵抗体２４、２６との流れ方向の中心間距離が８０μｍと非常に小さい値に設定されているが、各電極パッド３２Ａ、３２Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂは、発熱抵抗体２２および各測温抵抗体２４、２６の各々から略扇形に拡がるように形成されているので、これら各電極パッド３２Ａ、３２Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂにおける、第２の基板１０４の片面１０４ａに形成された導電膜１０６と導通する部分を、ある程度大きい面積で形成することができる。
【００６８】
そしてこれにより、本実施形態に係る熱式流量センサ１００は、そのセンサ本体１０がカード状センサとして構成されているにもかかわらず、これを熱式流量センサ１００として組み付ける際に、第２の基板１０４の導電膜１０６との電気的接続を容易に行うことができる。しかも、これら各電極パッド３２Ａ、３２Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂは略扇形に拡がるように形成されているので、発熱抵抗体２２および各測温抵抗体２４、２６以外の部分の抵抗値を十分低く抑えることができ、これにより流量検出の精度を高めることができる。
【００６９】
また、このように各電極パッド３２Ａ、３２Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂが、樹脂フィルム片１２の片面１２ａ（すなわち発熱抵抗体２２および各測温抵抗体２４、２６が形成されている側の面）に形成されているとともに、第２の基板１０４の片面１０４ａ（すなわちセンサ本体１０と対向する側の面）に、各電極パッド３２Ａ、３２Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂと導通するパターン形状で導電膜１０６が形成されているので、発熱抵抗体２２および各測温抵抗体２４、２６を形成するための導電膜１４の一部として各電極パッド３２Ａ、３２Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂを容易に形成することができるとともに、第２の基板側１０４の導電膜１０６についても単一平面上に容易に形成することができる。
【００７０】
さらに、本実施形態に係る熱式流量センサ１００は、そのセンサ本体１０の樹脂フィルム片１２の片面１２ａにおける流路２に臨む部分がすべて保護膜１６で被覆されているので、沸点が低く気泡が発生しやすいメタノールが被検流体であるにもかかわらず、流量検出を精度良く行うことができる。すなわち、センサ本体１０においてメタノールと接触する部分は、保護膜１６の表面１６ａであり、この表面１６ａの凹凸の高さは最大でも導電膜１４の膜厚０．１μｍ分の高さに抑えられており、十分な平滑性が確保されている。したがって、保護膜１６の表面１６ａの凹凸部分にメタノールから発生した気泡が付着してしまうといった事態が発生するのを未然に防止することができ、これにより流量検出を精度良く行うことができる。
【００７１】
また、本実施形態に係る熱式流量センサ１００のセンサ本体１０は、その発熱抵抗体２２および各測温抵抗体２４、２６が、それぞれメタノールの流れ方向と直交する方向にＵ字形の経路で延びるように形成されており、かつ、発熱抵抗体２２から延びる１対の電極パッド３２Ａ、３２Ｂおよび各測温抵抗体２４、２６から延びる各１対の電極パッド３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂが、メタノールの流路２に対してすべて同じ側に形成されているので、第２の基板１０４の導電膜１０６を、その片面１０４ａの一部領域に集中的に形成することができ、これにより積層基板ユニット１００の構成を簡素化することができる。
【００７２】
さらに、本実施形態に係る熱式流量センサ１００のセンサ本体１０は、その樹脂フィルム片１２の片面１２ａにおける発熱抵抗体２２および各測温抵抗体２４、２６からメタノールの流れ方向上流側に離れた位置に、液温を検出する基準抵抗体２８が、導電膜１４の一部として、メタノールの流れ方向と直交する方向に延びるように形成されているので、液温検出を行うためのセンサを、別途、メタノールの流路２に配置する必要を無くすことができる。また、このような構成とすることにより、基準抵抗体２８と発熱抵抗体２２および１対の測温抵抗体２４、２６との位置関係が常に一定に維持されることとなるので、この点においても流量検出を精度良く行うことができる。しかも、この基準抵抗体２８は、発熱抵抗体２２から６ｍｍ程度と十分離れた位置に配置されているので、発熱抵抗体２２からの熱影響を全く受けることなく液温検出を行うことができる。
【００７３】
また本実施形態においては、流量測定の際、発熱抵抗体２２を、高温に加熱するのではなく、流路２を流れるメタノールの温度よりも５℃程度高い温度に加熱するようになっているので、メタノールの沸点が６５℃とかなり低い温度であるにもかかわらず、これを沸騰させたり変質させてしまうのを未然に防止することができる。
【００７４】
本実施形態に係る熱式流量センサ１００のセンサ本体１０は、その樹脂フィルム片１２の厚さが、０．２ｍｍに設定されているので、これをカード状センサとして十分薄いものとすることができるようにした上で、これを第１の基板１０２の凹部１０２ｂに収容する際に、実装機を用いるようにした場合においても、そのための所要の剛性を確保することができる。もっとも、この樹脂フィルム片１２の厚さをさらに薄くすることも可能であり、あるいは、剛性をより高めるために逆に厚くすることも可能である。その際、この樹脂フィルム片１２の厚さは、０．１〜０．５ｍｍ程度の範囲内の値に設定することが好ましい。
【００７５】
なお、上記実施形態においては、センサ本体１０が、流路２の下側に配置されるものとして説明したが、流路２の上側に配置される構成とすること（すなわち、図１（ｂ）に示す熱式流量センサ１００を上下反転させた状態で配置すること）、あるいは、流路２の側方に配置される構成とすることも可能である。
【００７６】
また、上記実施形態においては、センサ本体１０の矩形状の樹脂フィルム片１２のサイズが、長辺の長さ１１ｍｍ、短辺の長さ５．５ｍｍに設定されているものとして説明したが、これ以外のサイズで形成されたものとすることももちろん可能である。
【００７７】
さらに、上記実施形態においては、センサ本体１０の樹脂フィルム片１２が矩形状に形成されているものとして説明したが、この樹脂フィルム片１２を、矩形の各コーナ部あるいは一部のコーナ部に面取りやコーナＲが施された形状とすることも可能であり、また、矩形状以外の形状とすることも可能である。
【００７８】
なお、上記実施形態においては、発熱抵抗体２２、各測温抵抗体２４、２６および基準抵抗体２８が、いずれもメタノールの流れ方向と直交する方向に延びるように形成されているものとして説明したが、メタノールの流れ方向と直交する方向から多少ずれた方向に延びるように形成されている場合においても、上記実施形態の場合と略同様の作用効果を得ることができる。
【００７９】
また、上記実施形態においては、第１および第２の基板１０２、１０４が樹脂基板として構成されているものとして説明したが、これら第１および第２の基板１０２、１０４のうちの一方あるいは両方を、例えばアルミニウム製あるいはステンレススチール製の金属基板として構成されたものとすることも可能である。
【００８０】
さらに、上記実施形態においては、熱式流量センサ１００が、上記燃料電池システムの多層基板に組み込まれた状態で、メタノールの流量検出を行うように構成されているものとして説明したが、この熱式流量センサ１００を、上記燃料電池システムの多層基板における他の部分に組み込んで、空気あるいは水素の流量検出を行うように構成とすることも可能である。また、この熱式流量センサ１００を、上記燃料電池システム以外の流体機器に組み込んで流量検出を行うように構成することも可能である。
【００８１】
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
【００８２】
図６は、本変形例に係る熱式流量センサ１５０を示す断面図であって、同図（ａ）は、この熱式流量センサ１５０の組付けの様子を示す断面図、同図（ｂ）は、その組付けが完了した熱式流量センサ１５０を示す断面図である。
【００８３】
これらの図に示すように、本変形例に係る熱式流量センサ１５０は、その基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であり、互いに積層された第１および第２の基板１０２、１５４の間に流路２が形成されるとともに、この流路２にセンサ本体１０が面するように配置されてなる積層基板ユニットとして構成されている。
【００８４】
ただし、本変形例においては、第２の基板１５４が、スロット１５４ｃが形成された基板１５４Ａと平板状の基板１５４Ｂとが積層状態で接合された構成となっている点で、上記実施形態の場合と異なっている。
【００８５】
これら各基板１５４Ａ、１５４Ｂは、いずれも板厚１ｍｍに設定されている。基板１５４Ａに形成されたスロット１５４ｃは、上記実施形態の第２の基板１０４に形成された凹溝１０４ｂの外周形状と同一の開口形状を有している。そして、この基板１５４Ａに基板１５４Ｂが接合されることにより、上記凹溝１０４ｂと同一形状の凹溝１５４ｂが形成されるようになっている。
【００８６】
なお、第１の基板１０２の構成については、上記実施形態の場合と全く同様である。
【００８７】
本変形例に係る熱式流量センサ１５０においても、その第１の基板１０２と第２の基板１５４との間に幅２ｍｍ、深さ１ｍｍの矩形状断面で直線状に延びる流路２が形成されるとともに、これら第１および第２の基板１０２、１５４の間に挟まれるようにして配置されたセンサ本体１０が、流路２の一壁面を所定長にわたって構成するようになっている。
【００８８】
また、本変形例に係る熱式流量センサ１５０においても、その第２の基板１５４の片面１５４ａ（すなわち基板１５４Ａの表面）に、凹溝１５４ｂ近傍まで延びる導電膜１０６が所定の配線パターンで形成されている。この導電膜１０６の構成については、上記実施形態の場合と全く同様である。
【００８９】
本変形例に係る熱式流量センサ１５０を採用した場合においても、流量検出の感度および精度を十分に確保可能とした上で、この熱式流量センサ１５０の多層基板への組込みを容易に行うことができる。しかも、この熱式流量センサ１５０自体の組付けについても、これを容易にかつ精度良く行うことができる。
【００９０】
また、本変形例の構成を採用することにより、第２の基板１５４を構成する基板１５４Ａ、１５４Ｂを第１の基板１０２に積層する工程において、凹溝１５４ｂを容易に形成することが可能となる。また、このような構成とすることにより、本変形例のように第２の基板１５４を第１の基板１０２と同じ板厚の基板１５４Ａ、１５４Ｂを用いて構成することも容易に可能となる。
【００９１】
なお、上記実施形態および変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本願発明の一実施形態に係る熱式流量センサ示す断面図であって、（ａ）は熱式流量センサの組付けの様子を示す図、（ｂ）は組付けが完了した熱式流量センサを示す図
【図２】上記熱式流量センサのセンサ本体を示す平面図
【図３】図２のIII 部詳細図
【図４】上記センサ本体を上記熱式流量センサの一部として組み込まれた状態で示す斜視図
【図５】（ａ）は図２のVa-Va 線断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ部詳細図、（ｃ）は（ｂ）のｃ部詳細図
【図６】上記実施形態の変形例を示す、図１と同様の図
【符号の説明】
【００９３】
２  流路
１０  センサ本体
１２  樹脂フィルム片
１２ａ、１０２ａ、１０４ａ、１５４ａ  片面
１２ｂ１  手前側の長辺
１２ｂ２  向こう側の長辺
１２ｃ１  上流側の短辺
１２ｃ２  下流側の短辺
１４、１０６  導電膜
１６  保護膜
１６ａ  表面
２２  発熱抵抗体
２４、２６  測温抵抗体
２８  基準抵抗体
３０  目印
３２Ａ、３２Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ、３８Ａ、３８Ｂ  電極パッド
１００、１５０  熱式流量センサ
１０２  第１の基板
１０２ｂ  凹部
１０４、１５４  第２の基板
１０４ｂ、１５４ｂ  凹溝
１５４Ａ、１５４Ｂ  基板
１５４ｃ  スロット
【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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