JP2005001104A - マイクロアクチュエータ及びこれを利用した流体移送装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 空間部101が形成された基板100と,基板100の上面に空間部101を覆うように設けられ,形状記憶合金からなる第1薄膜110と,圧縮残留応力が作用する少なくとも第2薄膜120とからなる振動板とを備え,振動板は,初めに圧縮残留応力によって第1中立軸に対して発生するベンディングモーメントにより,空間部101または空間部101の反対側に変形され,温度上昇により形状記憶合金が相変態した場合,第1中立軸から移動した第2中立軸に対して発生するベンディングモーメントにより,空間部101または空間部101の反対側に変形され,流体を保存するチャンバの体積を変化させることにより,流体に圧力を提供する。
【選択図】 図2
Description
101 空間部
110 第1薄膜
120 第2薄膜
130 振動板
W 振動板130の幅
Claims (14)
- 空間部が形成された基板と,
前記基板の上面に前記空間部を覆うように設けられ,形状記憶合金からなる第1薄膜及び圧縮残留応力が作用する少なくとも1枚の第2薄膜からなる振動板とを備え,
前記振動板は,
初めに前記圧縮残留応力によって第1中立軸に対して発生するベンディングモーメントにより,前記空間部または前記空間部の反対側に変形され,
温度上昇により前記形状記憶合金が相変態した場合,前記第1中立軸から移動した第2中立軸に対して発生するベンディングモーメントにより,前記空間部または前記空間部の反対側に変形され,
流体を保存するチャンバの体積を変化させることにより,前記流体に圧力を加えることを特徴とする形状記憶合金を利用したマイクロアクチュエータ。 - 前記振動板は,
前記基板の上面に前記空間部の上部を覆うように設けられた,シリコン基板からなる第1薄膜と,
前記第1薄膜の上面に設けられて,温度変化によって相変化する形状記憶合金層からなる第2薄膜とを含み,
前記空間部に接する前記振動板の幅は100μm以下であり,前記第1薄膜の厚さと前記第2薄膜の厚さとの比を1:2.5以下になるようにし,前記振動板を前記空間部方向または前記空間部の反対側に選択的に曲げることを特徴とする,請求項1に記載の形状記憶合金を利用したマイクロアクチュエータ。 - 前記振動板の幅は約85μm未満であり,前記第1薄膜の厚さと前記第2薄膜の厚さとの比を1:2以下にして,前記振動板を前記空間部方向に曲げることを特徴とする,請求項1または2のいずれかに記載の形状記憶合金を利用したマイクロアクチュエータ。
- 前記第2薄膜の厚さは2.1μm以下であることを特徴とする,請求項1〜3のいずれかに記載の形状記憶合金を利用したマイクロアクチュエータ。
- 前記振動板の幅は約85μm未満であり,前記第1薄膜の厚さと前記第2薄膜の厚さとの比は1:2より大きく形成して,前記振動板が前記空間部の反対側に曲がるようにすることを特徴とする,請求項1または2のいずれかに記載の形状記憶合金を利用したマイクロアクチュエータ。
- 前記第2薄膜の厚さは,2.1μmより大きいことを特徴とする,請求項1,2または5のいずれかに記載の形状記憶合金を利用したマイクロアクチュエータ。
- 前記振動板の幅と前記空間部に接する前記振動板の長さとの比が1:3以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の形状記憶合金を利用したマイクロアクチュエータ。
- 空間部が形成された基板と,
前記基板の上側に設けられて流体が一時的に保存される所定空間のチャンバが形成されており,一側に流体を前記チャンバに供給する通路である供給口が形成されており,他側に前記チャンバから流体を排出する通路である排出口が形成されている流路板と,
前記基板と前記流路板間に設けられて,前記チャンバの体積を変化させて流体を移送させるための圧力を発生させるためのものであり,前記基板の上面に前記空間部を覆うように設けられ,形状記憶合金からなる第1薄膜及び圧縮残留応力が作用する少なくとも1枚の第2薄膜とからなる振動板とを備え,
前記振動板は,
初めに前記圧縮残留応力によって,第1中立軸に対して発生するベンディングモーメントにより,前記空間部または前記空間部の反対側に変形され,
温度が上昇して前記形状記憶合金が相変態される場合,前記第1中立軸から移動した第2中立軸に対して発生するベンディングモーメントにより,前記空間部または前記空間部の反対側に変形され,流体を保存するチャンバの体積を変化させることにより,前記流体に圧力を提供し,
前記供給口は,前記チャンバ側にだけ流体を流すように規制する第1バルブ装置を設え,
前記排出口は,前記チャンバから前記排出口方向にだけ流体を流すように規制する第2バルブ装置を備えることを特徴とする,流体移送装置。 - 前記振動板は,
前記基板の上面に前記空間部の上部を覆うように設けられた,シリコンからなる第1薄膜と,
前記チャンバに接するように設けられ,温度変化によって相変化する形状記憶合金層からなる第2薄膜とを備え,
前記振動板の幅は100μm以下であり,前記第1薄膜の厚さと前記第2薄膜の厚さとの比を1:2.5以下になるようにして,前記空間部方向にまたは前記空間部の反対側に選択的に曲げられることを特徴とする,請求項8に記載の流体移送装置。 - 前記振動板の幅は85μm未満であり,前記第1薄膜の厚さと前記第2薄膜の厚さとの比を1:2以下にし,前記振動板を前記空間部側に曲げることを特徴とする,請求項8または9のいずれかに記載の流体移送装置。
- 前記第2薄膜の厚さは,2.1μm以下であることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載の流体移送装置。
- 前記振動板の幅は,85μm未満であり,前記第1薄膜の厚さ前記第2薄膜の厚さとの比は1:2より大きく形成し,前記振動板が前記空間部の反対側に曲がるようにすることを特徴とする,請求項9に記載の流体移送装置。
- 前記第2薄膜の厚さは,2.1μmより大きいことを特徴とする,請求項8,9または12のいずれかに記載の流体移送装置。
- 前記振動板の幅と前記基板上に設けられる前記振動板の長さとの比が1:3以上であることを特徴とする,請求項8〜13のいずれかに記載の流体移送装置。
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