JP2023101304A - 弁素子 - Google Patents

Abstract

【課題】静電引力を用いて駆動する方式の弁素子の小型化及び低消費電力化を両立できる技術を提供する。【解決手段】流体の流通を制御するための弁素子であって、前記流体が流通する流体導入口を備える固定電極部と、前記固定電極部の一方の面側に、前記流体導入口を覆うようにして前記固定電極部から間隔を設けて配置され、前記固定電極部に対して可動に形成される可動電極部と、前記可動電極部を支持する支持部と、を有し、前記固定電極部と前記可動電極部の各電極に電圧を印加することにより生じる静電引力によって、前記可動電極部を前記固定電極部に引き付けて前記流体導入口を封止可能に構成されており、前記固定電極部と前記可動電極部との前記間隔は、前記支持部近傍よりも前記可動電極部が前記流体導入口を覆う部分のほうが大きくなるように形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、弁素子に関する。

従前より、流体の流通を制御する弁素子として、対向して配置される２つの電極部を有し、該２つの電極部の各電極に電圧を印加することによって静電引力を発生させて、一方の電極部に備えられた流体の導入口を、他方の電極部で封止する構造のものが知られている（例えば特許文献１）。図１に、このような構造の弁素子９の概略図を示す。

図１Ａは弁が「開」状態の弁素子９の概略断面図を、図１Ｂは弁が「閉」状態の弁素子９の概略断面図を、それぞれ示している。図１に示すように、弁素子９は、基板９１（固定電極）に設けられた流体導入口９２から流体が導入され、該流体は基板９１に対して可動に形成されているダイアフラム９３（可動電極）に設けられた排出口（図示せず）から排出される構成となっている。そして、基板９１（固定電極）とダイアフラム９３（可動電極）とに電圧を印可することにより静電引力を発生させると、当該引力によりダイアフラム９３が基板９１に引き寄せられ、ダイアフラム９３によって流体導入口９２を封止することができる。このようにして、流体の流通を遮断、或いは印可電圧を調整してダイアフラム９３と基板９１の距離を調節することにより、流体の流量を制御することができる。

そして、この場合の静電引力は次式（１）によってあらわすことができる。

上記式（１）において、Ｆは静電引力、εは空気の誘電率、Ｓは両電極が対向する面積、Ｖは印加電圧、ｄは両電極間の距離を示している。即ち、静電引力Ｆは、印加電圧Ｖ、電極間距離ｄに大きく依存しており、印加電圧Ｖを下げたり、電極間距離ｄを拡げたりすると著しく静電引力Ｆが弱くなり、弁を駆動する（即ち、ダイアフラム９３を基板９１側に引き寄せる）駆動力が低下することになる。

一方、流体の排出特性の観点から見ると、両電極間の距離が大きいほど、また、流体導入口９２及び排出口の面積が大きい（即ち、両電極間の対向する面積が狭くなる）ほど、流体の排出を効率的に行うことができる。

特開昭６３－３０７９５９号公報

上記のように、従来から知られている静電引力により駆動する方式の弁は、弁が「開」状態の際の良好な流体排出特性を得るためには、両電極間の距離をある程度確保する必要
がある。そうすると、弁の駆動力として十分な静電引力Ｆを得るためには、電極面積Ｓを大きくすることによって調整する、又は印加電圧Ｖを大きくすることによって調整する、ということになる。即ち、良好な流体排出特性を得たうえで、弁素子の小型化・低消費電力化を両立することは困難であった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、静電引力を用いて駆動する方式の弁素子の小型化及び低消費電力化を両立できる技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明は、以下の構成を採用する。即ち、
流体の流通を制御するための弁素子であって、
前記流体が流通する流体導入口を備える固定電極部と、
前記固定電極部の一方の面側に、前記流体導入口を覆うようにして前記固定電極部から間隔を設けて配置され、前記固定電極部に対して可動に形成される可動電極部と、
前記可動電極部を支持する支持部と、を有し、
前記固定電極部と前記可動電極部の各電極に電圧を印加することにより生じる静電引力によって、前記可動電極部を前記固定電極部に引き付けて前記流体導入口を封止可能に構成されており、
前記固定電極部と前記可動電極部との前記間隔は、前記支持部近傍よりも前記可動電極部が前記流体導入口を覆う部分のほうが大きくなるように形成されている、
ことを特徴とする弁素子である。

上記のような構成を備えることにより、弁が「開」状態である時には、流体導入口部分における固定電極部と可動電極部の間隔は大きく（即ち、良好な流体排出特性が得られるように）確保することができる。一方、支持部近傍では、固定電極部と可動電極部の間隔は小さく設定されているため、弁を「閉」状態にする際には低い印加電圧で可動電極部を固定電極部に引き寄せることができる。そして、支持部近傍において固定電極部と可動電極部が当接すると、その他の部分の可動電極も一体的に固定電極部に引き寄せられることで、流体導入口部分の可動電極部と固定電極部との間隔は完全な「開」状態の時よりも小さくなるため、当該部分の可動電極部を固定電極部に引き寄せるための印加電圧を小さくすることが可能になる。

このようにして、良好な流体排出特性を得るとともに、電極面積を大きくすることなく、弁を閉じる際の印加電圧を小さくすることができ、弁素子の小型化・低消費電力化を実現することが可能になる。

また、前記可動電極部が、前記支持部近傍から前記固定電極部の前記流体導入口を覆う部分に向けて徐々に前記間隔が大きくなるように形成されていてもよい。或いは、前記固定電極部が、前記支持部近傍から前記流体導入口に向けて徐々に前記間隔が大きくなるように形成されているのであってもよい。なお、ここでいう「徐々に」とは、段階的な変化及び無段階的な変化のいずれも含む意味である。

このような構成によれば、可動電極部が電極間の間隔が小さい支持部近傍から順次引き込まれるようにして（連鎖的に）固定電極側に引き寄せられるため、全体としてより少ない印加電圧で、弁を閉じることが可能になる。

また前記可動電極部が、前記支持部近傍から前記流体導入口を覆う部分に向けて段階的に前記間隔が大きくなるように形成されており、前記支持部近傍の段における前記間隔が最も小さく設定されており、前記流体導入口を覆う部分の段における、１つ前の段との段差は、前記支持部近傍の段における前記間隔よりも大きく、かつ、その他の段階における
前記段差よりも小さく設定されているのであってもよい。このような構成であると、効率的に可動電極部を固定電極部に引き寄せることが可能になる。

また、前記固定電極部が、前記支持部近傍から前記流体導入口に向けて段階的に前記間隔が大きくなるように形成されており、前記支持部近傍の段における前記間隔が最も小さく設定されており、前記流体導入口部分の段における、１つ前の段との段差は、前記支持部近傍の段における前記間隔よりも大きく、かつ、その他の段階における前記段差よりも小さく設定されているのであってもよい。このような構成であると、効率的に可動電極部を固定電極部に引き寄せることが可能になる。

また、上記の課題を解決するため、本発明は、次のような構成を採用してもよい。即ち、
流体の流通を制御するための弁素子であって、
前記流体が流通する流体導入口を備える固定電極部と、
前記固定電極部の一方の面側に、前記流体導入口を覆うようにして前記固定電極部から間隔を設けて配置され、前記固定電極部に対して可動に形成される可動電極部と、
前記可動電極部を支持する支持部と、を有し、
前記固定電極部と前記可動電極部の各電極に電圧を印加することにより生じる静電引力によって、前記可動電極部を前記固定電極部に引き付けて前記流体導入口を封止可能に構成されており、
前記固定電極部と前記可動電極部との前記間隔は、前記支持部近傍よりも前記可動電極部の中央部のほうが大きくなるように形成されている、
ことを特徴とする弁素子である。

このような構成を有することにより、可動電極部の外周縁部に支持部が形成されているような場合において、弁が「開」状態である時には、可動電極部の中央部において固定電極部と可動電極部の間隔を大きく確保することができる。一方、外周縁部となる支持部近傍では、固定電極部と可動電極部の間隔は小さく設定されているため、弁を「閉」状態にする際には低い印加電圧で可動電極部を固定電極部に引き寄せることができる。そして、支持部近傍において固定電極部と可動電極部が当接すると、その他の部分の可動電極部も一体的に固定電極部に引き寄せられることで、可動電極部の中央部では固定電極部との間隔が完全な「開」状態の時よりも小さくなるため、当該部分の可動電極部を固定電極部に引き寄せるための印加電圧を小さくすることが可能になる。

また、前記可動電極部が、前記支持部近傍から前記中央部に向けて徐々に前記間隔が大きくなるように形成されていてもよい。或いは前記固定電極部が、前記支持部近傍から前記可動電極部の前記中央部に向けて徐々に前記間隔が大きくなるように形成されているのであってもよい。

また、前記可動電極部が、前記支持部近傍から前記中央部に向けて段階的に前記間隔が大きくなるように形成されており、前記支持部近傍の段における前記間隔が最も小さく設定されており、前記中央部の段における、１つ前の段との段差は、前記支持部近傍の段における前記間隔よりも大きく、かつ、その他の段階における前記段差よりも小さく設定されていてもよい。このような構成であると、効率的に可動電極部を固定電極部に引き寄せることが可能になる。

前記固定電極部が、前記支持部近傍から前記可動電極部の前記中央部に向けて段階的に前記間隔が大きくなるように形成されており、前記支持部近傍の段における前記間隔が最も小さく設定されており、前記可動電極部の前記中央部の段における、１つ前の段との段差は、前記支持部近傍の段における前記間隔よりも大きく、かつ、その他の段階における
前記段差よりも小さく設定されていてもよい。このような構成であると、効率的に可動電極部を固定電極部に引き寄せることが可能になる。

なお、上記構成の各々は技術的な矛盾が生じない限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。

本発明によれば、静電引力を用いて駆動する方式の弁素子の小型化及び低消費電力化を両立できる技術を提供することが可能となる。

図１Ａは、従来から知られる静電引力により弁を駆動する方式の弁素子の概略を示す第１の図である。図１Ａは、従来から知られる静電引力により弁を駆動する方式の弁素子の概略を示す第２の図である。 図２Ａは、本発明の実施例１に係る弁素子の概略を示す平面図である。図２Ｂは、本発明の実施例１に係る弁素子の断面の概略を示す第１の図である。図２Ｃは、本発明の実施例１に係る弁素子の断面の概略を示す第２の図である。 図３は、本発明の実施例１に係る弁素子における段差の詳細を説明する図である。 図４Ａは、本発明の実施例２に係る弁素子の概略を示す平面図である。図４Ｂは、本発明の実施例２に係る弁素子の断面の概略を示す第１の図である。図４Ｃは、本発明の実施例２に係る弁素子の断面の概略を示す第２の図である。 図５Ａは、本発明に係る弁素子のその他の実施の態様を示す図である。図５Ｂは、本発明に係る弁素子のさらに他の実施の態様を示す図である。

＜適用例＞
以下に本発明の適用例の概要について一部の図面を用いて説明する。本発明は、例えば半導体製造工程により製造されるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）弁の弁素子１として適用することができる。図２は、本適用例に係る弁素子１の概略を示す図であり、図２Ａは、適用例に係る弁素子１の概略平面図である。図２Ｂは図２Ａにおける弁素子１のＡＡ断面を示す概略断面図であり、弁が「開」状態における断面を表している。図２Ｃは図２Ａにおける弁素子１のＡＡ断面を示す概略断面図であり、弁が「閉」状態における断面を表している。なお、図２Ｂ中の白矢印は、流体が流通する際の流れを示している。

図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃに示すように、弁素子１は概略、可動電極部１１及び固定電極部１２を備えており、固定電極部１２の上面側全体に亘って可動電極部１１が配置される構成となっている。そして、図２Ｂに示すように、弁が「開」の状態においては可動電極部１１と固定電極部１２との間には、中空部１４が形成されている。このように弁が「開」の状態においては、固定電極部１２に設けられている導入口１２１から流体を導入し、可動電極部１１に設けられている複数の排出口１１１から流体を排出することで、流体を流通させることができる。

本適用例に係る弁素子１は、いわゆる静電駆動方式により弁を開閉し、流体の流通を制御（流通の遮断を含む流量の制御）することができる。具体的には、固定電極部１２の固定電極１２０、及び可動電極部１１の可動電極１１０に電圧を印加することにより両電極間に静電引力を発生させ、これによって可動電極部１１を固定電極部１２に引き寄せることで、可動電極部１１と固定電極部１２との間隔（即ち、中空部１４の体積）を小さくすることができる。そして、この間隔の大小を変更することで流体の流量を制御でき、図２
Ｃに示すように可動電極部１１と固定電極部１２が完全に密着することで弁を「閉」状態、即ち流体の流通を遮断することができる。

可動電極部１１は、中空部１４の形成されていない外周縁部において、絶縁素材からなる支持部１３に固定されるとともに、支持部１３により固定電極部１２から絶縁されている。即ち、支持部１３は可動電極部１１を支持するとともに固定電極部１２から絶縁する役割を果たしている。そして、本適用例に係る弁素子１は、図２Ｂに示すように、中空部１４における可動電極部１１と固定電極部１２の間隔（以下、電極間距離という）は、支持部１３が設けられている外周縁部近傍から中央部に向かって、段階的に大きくなるように設定されている。

このような構成を備えることにより、弁が「開」状態である時には、中空部１４の中央部において電極間距離を大きく確保することができる。中空部１４の中央部は、図２に示す通り、可動電極部１１及び固定電極部１２の中央部でもあり、可動電極部１１の中央部近傍には排出口１１１が、固定電極部１２の中央部には導入口１２１が、それぞれ設けられている。このため、流体が流れる流路を広く確保することができ、良好な流体排出特性を得ることができる。

一方、外周縁部となる支持部１３近傍では、電極間距離は小さく設定されているため、弁を「閉」状態にする際には低い印加電圧で可動電極部１１を固定電極部１２に引き寄せることができる。そして、支持部１３近傍において固定電極部１２と可動電極部１１が当接すると、その他の部分の可動電極部１１も一体的に固定電極部１２に引き寄せられることで、中空部１４の中央部では電極間距離が完全な「開」状態の時よりも小さくなるため、当該部分の可動電極部１１を固定電極部１２に引き寄せるための印加電圧を小さくすることが可能になる。

上述のように、静電引力を用いて駆動する弁の場合、電極間距離を広くしようとすると（即ち、排出特性を向上させようとすると）、両電極の対向する面積を大きくするか、印可電圧を大きくして、静電引力を大きくする必要がある。この点、本適用例に係る弁素子１によれば、電極の面積を広くせずとも、また、印加電圧を大きくせずとも、良好な流体排出特性を得ることができる。即ち、良好な流体排出特性を備えつつ、弁素子の小型化、低消費電力化を両立することができる。

＜実施例１＞
以下に、各図面（上記の適用例で一旦説明した図も含む）を順次参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいてさらに詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている具体的構成は、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（弁素子の構成）
本実施例に係る弁素子１は、例えば、血圧計のカフに気体の供給と排出を行うＭＥＭＳ弁として用いることができ、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃに示すように、概略、可動電極部１１、固定電極部１２及び支持部１３を有する構成となっている。即ち、適用例において説明した弁素子１と同様の構成を有するため、適用例において説明した内容については、詳細な説明は省略する。また、本明細書では同一の構成要素については同一の符号を用いて説明を行う。

可動電極部１１は、例えばＳｉからなる可動電極１１０を絶縁膜（例えば、ＳｉＮ膜）１１３で被覆して構成された可撓性を有する薄膜状の電極部材であり、中央部近傍に複数の排出口１１１を備えている。また、可動電極１１０は電極パッド１１２と接続されてお
り、該電極パッド１１２を介して外部の電源と電気的に接続され、電圧が印加されるようになっている。

固定電極部１２は、例えばＳｉからなる固定電極１２０の中央部に、流体の流路となる導入口１２１を設けた構成となっている。また、固定電極１２０は電極パッド１２２と接続されており、該電極パッド１２２を介して外部の電源と電気的に接続され、電圧が印加されるようになっている。

そして、可動電極１１０及び固定電極１２０の両電極に電圧が印可されると、静電引力が発生、可動電極部１１が固定電極部１２に引き寄せられ、両者が完全に密着した状態では、導入口１２１が可動電極部１１で封止されることで、弁が「閉」の状態となる。なお、静電引力の方式で弁を駆動することについての説明は上述しているため、これ以上の説明は省略する。

また、可動電極部１１と固定電極部１２との間には中空部１４が形成されており、当該中空部１４の形成されない外周縁部において、可動電極部１１を固定電極部１２に対して固定するとともに、両電極部を絶縁する支持部１３が設けられている。支持部１３の素材には、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）などを用いることができ、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｇｌａｓｓ）、ＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｎ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｇｌａｓｓ）などを用いてもよい。

可動電極部１１は、図２Ｂに示すように、支持部１３の近傍から、排出口１１１が設けられている中央部に向けて段階的に固定電極部１２からの間隔（以下では、高さともいう）が大きくなる構成となっている。ここで、図３に基づいて、中空部１４における可動電極部１１の構造について詳細に説明する。図３に示すように、中空部１４において可動電極部１１は、５段階でその高さが変わる構成となっており、固定電極部１２との間隔が最も小さい段の高さをｈ１として、その次の段までの高さをｈ２、さらにその次の段までの高さをｈ３、同様に順次ｈ４、ｈ５とする。そして、本実施例においては、ｈ１乃至ｈ５の関係は、ｈ１＜ｈ５＜ｈ２＝ｈ３＝ｈ４、としてあらわすことができる。

即ち、本実施例における可動電極部１１は、最下段とその次の段の段差ｈ１が最も小さく設定されている。なお、ｈ１は、支持部１３近傍における固定電極部１２と可動電極部１１との間隔ともいえる。そして、最上段（即ち、排出口１１１が設けられた中央部）とその１つ前の段との段差ｈ５は、ｈ１（即ち、支持部１３近傍における可動電極部１１と固定電極部１２との間隔）よりも大きく、かつ、最下段及び最上段を除く各段における段差ｈ２、ｈ３、ｈ４よりも小さく設定されている。

このような構成を有する本実施例によれば、静電引力により弁を閉じる際に、効率よく可動電極部１１を固定電極部１２に引き寄せることが可能になる。即ち、より少ない印加電圧で弁を「閉」状態にすることができ、良好な流体排出特性を備えつつ、弁素子の小型化、低消費電力化を両立することができる。

＜実施例２＞
次に、図４に基づいて、本発明の第二の実施例に係る弁素子２について説明する。図４Ａは、本実施例に係る弁素子２の概略平面図である。図４Ｂは図４Ａにおける弁素子２が「開」状態におけるＢＢ断面を示す概略断面図であるが、両端部分を一部省略した図となっている。図４Ｃは図４Ａにおける弁素子２が「閉」状態におけるＢＢ断面を示す概略断面図であるが、両端部分を一部省略した図となっている。なお、図４Ｂ中の白矢印は、流体が流通する際の流れを示している。

本実施例に係る弁素子４についても、可動電極部２１、固定電極部２２を有し、電圧を印加することにより生じる静電引力によって駆動されるという概略の構成は実施例１の弁素子１と同様である。このため、実施例１と同様の構成については詳細な説明を適宜省略する。

可動電極部２１は、例えばＳｉからなる可動電極２１０を絶縁膜２１３で被覆して構成された可撓性を有する薄膜状の電極部材であり、可動電極２１０と後述する絶縁部２３上に設けられた電極パッドが配線を介して接続されている。

固定電極部２２は、実施例１の固定電極部１２と同様に、例えばＳｉからなる固定電極２２０に、流体の流路となる導入口２２１を設けた構成となっている。また、固定電極部２２の上面全体に亘って、例えばＳｉＯ_２からなる絶縁部２３が設けられおり、固定電極２２０と絶縁部２３上に配置された電極パッド２２２が接続されている。

図４に示すように、本実施例における弁素子２は、可動電極部２１の構造が弁素子１のそれとは異なっており、固定電極部２２の上面全体を覆う構造ではなく、固定電極部の導入口２２１上部を含む一定の領域のみを覆う構成となっている。図４Ｂに示すように、可動電極部２１は、「開」状態において、固定電極部２２との間隔が段階的に変わる階段状の構成を備えており、その最下段部分において、絶縁部２３に固定されるとともに、固定電極部２２と絶縁されている。即ち、絶縁部２３は、可動電極部２１が固定されている部分において可動電極部２１を支持する支持部２３１となる。なお、可動電極部２１と固定電極部２２との間隔は、可動電極部２１の最下段である支持部２３１近傍において最も小さくなっており、導入口２２１を覆う最上段に向けて段階的に大きくなっている。

また、図２Ｂに示すように、可動電極部２１は、弁が「開」状態において階段状の構成における最下段以外の部分はいずれの部材とも接続されずに宙に浮いた状態となっており、固定電極部２２と可動電極部２１との間は解放された構造となっている。そして、弁が「開」の時には、図４Ｂに示すように導入口２２１から導入された流体は、上記の解放された部分から排出される。即ち、本実施例における可動電極部２１は排出口を設けずとも、流体を流通させることができる。

そして、可動電極２１０及び固定電極２２０に電圧を印加することで静電引力を発生させ、可動電極部２１を固定電極部２２に引き寄せると、図４Ｃに示すように、導入口２２１を覆う位置にある可動電極部２１の最上段部分で導入口２２１を密閉することができ、これによって弁を「閉」の状態にすることができる。

このような構成により、本実施例に係る弁素子２においては、弁が「開」状態においては、良好な流体排出特性を得るために十分な流体排出部（解放部分）を設けることができるとともに、弁と「閉」状態にするために駆動する際には、可動電極部２１の階段状の構成により、印加電圧や電極面積を大きくせずとも、可動電極部２１を固定電極部２２に引き寄せるために十分な駆動力を得ることができる。

＜その他＞
上記実施例の説明は、本発明を例示的に説明するものに過ぎず、本発明は上記の具体的な形態には限定されない。本発明は、その技術的思想の範囲内で種々の変形及び組み合わせが可能である。図５にそのような変形例を示す。

上記実施例では、可動電極部と固定電極部との間隔が段階的に大きくなる例を説明したが、両者の間隔は無段階的に変化するのであってもよい。図５Ａはそのような実施例に係る弁素子３を示す図である。図５Ａに示すように、可動電極部３１と固定電極部３２との
間隔が無段階的に変わるように、可動電極部３１がいわゆるテーパー状の形状を有するように構成されていてもよい。

また、上記実施例では、いずれも固定電極部が平坦な形状であり、可動電極部が階段状の構成を備える例を説明したが、必ずしもそのような構成である必要はない。図５Ｂはこのような実施例に係る弁素子４を示す図である。弁素子４では、可動電極部４１が平坦な形状を有し、固定電極部４２が階段状の形状を有して、可動電極部４１からの距離が大きくなっていく構成となっている。

また、固定電極部がテーパー状の形状を備える構成としてもよいし、可動電極部及び固定電極部のいずれもが反対向きに階段状又はテーパー状の形状を有するような構成を採用することもできる。

＜付記１＞
流体の流通を制御するための弁素子（２）であって、
前記流体が流通する流体導入口（２２１）を備える固定電極部（２１）と、
前記固定電極部の一方の面側に、前記流体導入口を覆うようにして前記固定電極部から間隔を設けて配置され、前記固定電極部に対して可動に形成される可動電極部（２１）と、
前記可動電極部を支持する支持部（２３１）と、を有し、
前記固定電極部と前記可動電極部の各電極に電圧を印加することにより生じる静電引力によって、前記可動電極部を前記固定電極部に引き付けて前記流体導入口を封止可能に構成されており、
前記固定電極部と前記可動電極部との前記間隔は、前記支持部近傍よりも前記可動電極部が前記流体導入口を覆う部分のほうが大きくなるように形成されている、
ことを特徴とする弁素子。

＜付記２＞
流体の流通を制御するための弁素子（１）であって、
前記流体が流通する流体導入口（１２１）を備える固定電極部（１２）と、
前記固定電極部の一方の面側に、前記流体導入口を覆うようにして前記固定電極部から間隔を設けて配置され、前記固定電極部に対して可動に形成される可動電極部（１１）と、
前記可動電極部を支持する支持部（１３）と、を有し、
前記固定電極部と前記可動電極部の各電極に電圧を印加することにより生じる静電引力によって、前記可動電極部を前記固定電極部に引き付けて前記流体導入口を封止可能に構成されており、
前記固定電極部と前記可動電極部との前記間隔は、前記支持部近傍よりも前記可動電極部の中央部のほうが大きくなるように形成されている、
ことを特徴とする弁素子。

１、２、３、４・・・弁素子
１１、２１、３１、４１・・・可動電極部
１２、２２、３２、４２・・・固定電極部
１３、２３１・・・支持部
１４・・・中空部
１１０、２１０・・・可動電極
１１１・・・排出口
１１２、１２２、２１２、２２２・・・電極パッド
１１３、２１３・・・絶縁膜
１２０、２２０・・・固定電極
１２１、２２１・・・導入口

Claims (10)

1. 流体の流通を制御するための弁素子であって、
   前記流体が流通する流体導入口を備える固定電極部と、
   前記固定電極部の一方の面側に、前記流体導入口を覆うようにして前記固定電極部から間隔を設けて配置され、前記固定電極部に対して可動に形成される可動電極部と、
   前記可動電極部を支持する支持部と、を有し、
   前記固定電極部と前記可動電極部の各電極に電圧を印加することにより生じる静電引力によって、前記可動電極部を前記固定電極部に引き付けて前記流体導入口を封止可能に構成されており、
   前記固定電極部と前記可動電極部との前記間隔は、前記支持部近傍よりも前記可動電極部が前記流体導入口を覆う部分のほうが大きくなるように形成されている、
   ことを特徴とする弁素子。
2. 前記可動電極部が、前記支持部近傍から前記流体導入口を覆う部分に向けて徐々に前記間隔が大きくなるように形成されている、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の弁素子。
3. 前記可動電極部が、前記支持部近傍から前記流体導入口を覆う部分に向けて段階的に前記間隔が大きくなるように形成されており、
   前記支持部近傍の段における前記間隔が最も小さく設定されており、前記流体導入口を覆う部分の段における、１つ前の段との段差は、前記支持部近傍の段における前記間隔よりも大きく、かつ、その他の段階における前記段差よりも小さく設定されている、
   ことを特徴とする、請求項２に記載の弁素子。
4. 前記固定電極部が、前記支持部近傍から前記流体導入口に向けて徐々に前記間隔が大きくなるように形成されている、
   ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の弁素子。
5. 前記固定電極部が、前記支持部近傍から前記流体導入口に向けて段階的に前記間隔が大きくなるように形成されており、
   前記支持部近傍の段における前記間隔が最も小さく設定されており、前記流体導入口部分の段における、１つ前の段との段差は、前記支持部近傍の段における前記間隔よりも大きく、かつ、その他の段階における前記段差よりも小さく設定されている、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の弁素子。
6. 流体の流通を制御するための弁素子であって、
   前記流体が流通する流体導入口を備える固定電極部と、
   前記固定電極部の一方の面側に、前記流体導入口を覆うようにして前記固定電極部から間隔を設けて配置され、前記固定電極部に対して可動に形成される可動電極部と、
   前記可動電極部を支持する支持部と、を有し、
   前記固定電極部と前記可動電極部の各電極に電圧を印加することにより生じる静電引力によって、前記可動電極部を前記固定電極部に引き付けて前記流体導入口を封止可能に構成されており、
   前記固定電極部と前記可動電極部との前記間隔は、前記支持部近傍よりも前記可動電極部の中央部のほうが大きくなるように形成されている、
   ことを特徴とする弁素子。
7. 前記可動電極部が、前記支持部近傍から前記中央部に向けて徐々に前記間隔が大きくなるように形成されている、
   ことを特徴とする、請求項６に記載の弁素子。
8. 前記可動電極部が、前記支持部近傍から前記中央部に向けて段階的に前記間隔が大きくなるように形成されており、
   前記支持部近傍の段における前記間隔が最も小さく設定されており、前記中央部の段における、１つ前の段との段差は、前記支持部近傍の段における前記間隔よりも大きく、かつ、その他の段階における前記段差よりも小さく設定されている、
   ことを特徴とする、請求項７に記載の弁素子。
9. 前記固定電極部が、前記支持部近傍から前記可動電極部の前記中央部に向けて徐々に前記間隔が大きくなるように形成されている、
   ことを特徴とする、請求項６から８のいずれか一項に記載の弁素子。
10. 前記固定電極部が、前記支持部近傍から前記可動電極部の前記中央部に向けて段階的に前記間隔が大きくなるように形成されており、
    前記支持部近傍の段における前記間隔が最も小さく設定されており、前記可動電極部の前記中央部の段における、１つ前の段との段差は、前記支持部近傍の段における前記間隔よりも大きく、かつ、その他の段階における前記段差よりも小さく設定されている、
    ことを特徴とする、請求項９に記載の弁素子。

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