JP2006510854A - マイクロシステムに使用するための、二つの効果を有する火薬式(pyrotechnic)マイクロアクチュエーター、及び、これを使用したマイクロシステム - Google Patents
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Abstract
本発明は、いわゆる主要火薬(6、721)を含む、いわゆる主要チャンバー(2、63、720)を固体の土台(3)中に含むマイクロアクチュエーター(1、60、7)であって、
上記主要チャンバー(2、63、720)は、土台の固体の壁及び変形可能な膜(4、62、710)で密閉されかつ囲まれているために、主要火薬(6、721)の燃焼により放出されたガスによって上記膜(4、62、710)が変形して、主要チャンバー(2、63、720)の固体の壁の形状は変化しないまま上記チャンバー(2、63、720)の体積が増大するマイクロアクチュエーター(1、60、7)に関する。
本発明は、主要チャンバー(720)からガスを排出するための手段を含むことを特徴とする。
Description
主要火薬と呼ばれる火薬を含む、主要チャンバーと呼ばれるチャンバーを固体の土台中に含むマイクロアクチュエーターであって、
上記主要チャンバーは、一方では上記土台の固体の壁で、他方では変形可能な膜で密閉かつ密封されているために、主要火薬の燃焼により放出されたガスによって上記膜が変形して、上記主要チャンバーの固体の壁の形状は変化しないまま上記主要チャンバーの体積が増大し、
上記マイクロアクチュエーターは、上記主要チャンバーからのガス排出手段を含む
ことを特徴とするマイクロアクチュエーター
によって達成される。
i)可撓性の膜が、溝に例えることができる環状空間中に設置されていて、かつ、主要チャンバーを構成している;
ii)火薬が、上記可撓性の膜が設置されている環状空間よりも寸法が小さく、かつ、この空間に対して同心円状に配置された、溝に例えることができる環状空間中に設置されていて、上記二つの溝は少なくとも一つの開口部で互いにつながっている;かつ、
iii)平坦な固体部分が、上記可撓性の膜が設置されている環状空間を覆うことによって上記土台の上に載っていて、上記部分自身が弾性膜によって覆われかつ流体管を塞いでいて、このことによって、上記火薬の燃焼により放出されたガスによって上記環状空間中の上記可撓性の膜が広がって上記平坦な部分が変位し、その結果として、上記弾性膜が上記土台から離れることによってできた上記弾性膜の空間の中に流体が引っ張り込まれる。
2、チャンバー
3、土台
4、膜
5、加熱用ワイヤー
6、火薬
7、マイクロアクチュエーター
10、マイクロバルブ
11、流体超小型回路
12、管
14、円筒状チャンバー
15、フラップ
16、球状部
18、枝状部
20、マイクロバルブ
21、翼
22、翼の丸い胴部
23、翼の幅が狭くて細長い部分
24、凸縁
25、突起
26、管
40、真空マイクロポンプ
60、マイクロアクチュエーター
61、土台
62、膜
63、環状空間
64、シート
65、円筒状の開放空間
66、穴
67、弾性膜
68、流体管
69、タイヤビード
71、第一層
72、第二層
73、第三層
74、第四層
75、第五層
80、外側の平坦で環状のバンド
81、中央の平坦な円盤
82、S形の変形可能ならせん構造
83、環状空間
100、マイクロポンプ
101、膜
102、シート
103、平坦な円盤
104、土台
105、S形の変形可能ならせん構造
710、膜
720、主要チャンバー
721、主要火薬
722、第二チャンバー
723、栓
724、第二火薬
730、U字型の管
731、導管
732、導管
733、溝部
750、第一の管
751、第二の管
752、凹部
753、面
VI−VI、切断線
Claims (21)
- 主要火薬と呼ばれる火薬(6、721)を含む、主要チャンバーと呼ばれるチャンバー(2、63、720)を固体の土台(3)中に含むマイクロアクチュエーター(1、60、7)であって、
主要チャンバー(2、63、720)は、一方では前記土台の固体の壁で、他方では変形可能な膜(4、62、710)で密閉かつ密封されているために、主要火薬(6、721)の燃焼により放出されたガスによって膜(4、62、710)が変形して、主要チャンバー(2、63、720)の固体の壁の形状は変化しないまま主要チャンバー(2、63、720)の体積が増大し、
前記マイクロアクチュエーターは、前記主要チャンバー(720)からのガス排出手段を含む
ことを特徴とするマイクロアクチュエーター(1、60、7)。 - 前記ガス排出手段は、命令によって作動させることができる
ことを特徴とする請求項1に記載のマイクロアクチュエーター(1、60、7)。 - 前記ガス排出手段は、一方の末端が主要チャンバー(720)内へ達していて、かつ、別の末端が前記土台の外部へ達している排出管(730)を含み、管(730)は膜(710)が変形している間は最初塞がれているが、前記排出手段は管(730)を開くための手段を更に含んでいて、この更なる手段を作動させると、管(730)を通して主要チャンバー(720)から前記土台の外へガスを排出できる
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のマイクロアクチュエーター(7)。 - 前記ガス排出手段は、一方の末端が主要チャンバー(720)内へ達していて、かつ、別の末端が第二チャンバーと呼ばれる密閉された別のチャンバー(722)内へ達している少なくとも一つの排出管(730)を含み、管(730)は膜(710)が変形している間は最初塞がれているが、前記排出手段は管(730)を開くための手段を更に含んでいて、この更なる手段を作動させると、管(730)を通して主要チャンバー(720)から第二チャンバー(722)内へガスを排出できる
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のマイクロアクチュエーター(7)。 - 排出管(730)は栓(723)で塞がれている
ことを特徴とする請求項3又は4に記載のマイクロアクチュエーター(7)。 - 栓(723)は火薬からなる
ことを特徴とする請求項5に記載のマイクロアクチュエーター(7)。 - 第二火薬(724)と呼ばれる別の火薬が二つのチャンバー(720、722)のうちの一つに収容されている
ことを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載のマイクロアクチュエーター。 - 火薬のそれぞれ(6、721、723、724)は加熱用導線上に堆積していて、その厚さは200μm未満である
ことを特徴とする請求項7に記載のマイクロアクチュエーター。 - 主要火薬又は第二火薬の各火薬(721、724)は、土台(3)中に陥没している穴を覆うようなフィルム状であってもよい
ことを特徴とする請求項7又は8に記載のマイクロアクチュエーター。 - 前記土台はいくつかの層(71、72、73、74)が重なったものからなる
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のマイクロアクチュエーター。 - 火薬(6、721、723、724)は、ニトロセルロース系組成物から構成されている
ことを特徴とする請求項6〜10のいずれか1項に記載のマイクロアクチュエーター。 - 主要チャンバー(2、63、720)の体積は1cm3未満である
ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のマイクロアクチュエーター。 - 火薬密度、すなわち主要チャンバー(2、63、720)の体積に対する主要火薬(6、721)の質量の割合は0.01μg/mm3〜0.1mg/mm3である
ことを特徴とする請求項12に記載のマイクロアクチュエーター。 - 膜(62)は可撓性で、前記チャンバー(63)内で折り畳まれていて、前記膜(63)は、火薬(6)によって放出されたガスの影響下で広がることができる
ことを特徴とする請求項1に記載のマイクロアクチュエーター。 - 膜(4、62、710)は、テフロンで作られたものである
ことを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載のマイクロアクチュエーター。 - 請求項1〜18のいずれか1項に記載のマイクロアクチュエーター(1、60)を含むマイクロシステムであって、
固体部分を含み、膜(4、62)が変形することによって前記固体部分(15、21、64)が変位する
ことを特徴とするマイクロシステム。 - 固体部分(15)は、前記燃焼ガスの影響下で動いて流体管(12)を塞ぐ
ことを特徴とする請求項16に記載のマイクロシステム。 - 請求項1〜15のいずれか1項に記載のマイクロアクチュエーター(60)を含むマイクロシステムであって、
i)可撓性の膜(62)が、溝に例えることができる環状空間(63)中に設置されていて、かつ、前記主要チャンバーを構成している;
ii)火薬が、可撓性の膜(62)が設置されている環状空間よりも寸法が小さく、かつ、この空間に対して同心円状に配置された、溝に例えることができる環状空間中に設置されていて、前記二つの溝は少なくとも一つの開口部で互いにつながっている;かつ、
iii)平坦な固体部分(64)が、可撓性の膜(62)が設置されている環状空間(63)を覆うことによって土台(61)の上に載っていて、前記部分(64)自身が弾性膜(67)によって覆われかつ流体管(68)を塞いでいて、このことによって、前記火薬の燃焼により放出されたガスによって環状空間(63)中の可撓性の膜(62)が広がって平坦な部分(64)が変位し、その結果として、弾性膜(67)が土台(61)から離れることによってできた前記弾性膜の空間の中に流体が引っ張り込まれる
ことを特徴とするマイクロシステム。 - 請求項1〜15のいずれか1項に記載のマイクロアクチュエーターを含むマイクロシステムであって、
膜(4)は、前記燃焼ガスの影響下で動いて、その結果として流体管を塞ぐ
ことを特徴とするマイクロシステム。 - 請求項3又は4に記載のマイクロアクチュエーターを使用して、流体超小型回路を閉じて又は開いて、その後、この流体超小型回路をそれぞれ開く又は閉じるための方法。
- 請求項3又は4に記載のマイクロアクチュエーターを使用して、流体超小型回路を閉じて又は開いて、その後、この流体超小型回路をそれぞれ開き又は閉じ、更にその後この流体超小型回路を閉じる又は開くための方法。
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