JP2738054B2 - マイクロバルブ - Google Patents
マイクロバルブInfo
- Publication number
- JP2738054B2 JP2738054B2 JP24131489A JP24131489A JP2738054B2 JP 2738054 B2 JP2738054 B2 JP 2738054B2 JP 24131489 A JP24131489 A JP 24131489A JP 24131489 A JP24131489 A JP 24131489A JP 2738054 B2 JP2738054 B2 JP 2738054B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon substrate
- silicon
- input hole
- diaphragm
- denotes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、シリコンで作成され、極めて小型で、軽
量、安価で、自己開閉機能を有し、高圧流体でもバルブ
の開閉の容易なノルマリクローズド形のマイクロバルブ
に関するものである。
量、安価で、自己開閉機能を有し、高圧流体でもバルブ
の開閉の容易なノルマリクローズド形のマイクロバルブ
に関するものである。
＜従来の技術＞ 第５図は従来より一般に使用されている従来例の構成
説明図である。
説明図である。
図において、１は、第１のシリコン基板である。
２は、シリコン基板１に設けられた入力孔である。
３は、シリコン基板１に設けられた出力孔である。
４は入力孔２に対向して設けられ入力孔２を開閉する
シリコンの一方弁である。
シリコンの一方弁である。
一方弁４は、第６図に要部拡大図を示し、第７図に斜
視図を示す。
視図を示す。
５は出力孔３に対向して設けられ出力孔３を開閉する
シリコンの一方弁である。
シリコンの一方弁である。
一方弁５は、一方弁４と同様の形状をなす。
６は第１のシリコン基板１に一面が固定された第２の
シリコン基板である。
シリコン基板である。
７は第２のシリコン基板６に設けられ、第１のシリコ
ン基板１と導圧室８を構成する凹部である。
ン基板１と導圧室８を構成する凹部である。
９は第２のシリコン基板６に設けられたダイアフラム
である。
である。
11はダイヤフラム８に取付けられた積層形圧電アクチ
ュエータである。
ュエータである。
以上の構成において、アクチュエータ11を動作させる
と、ダイアフラム９は、図の上下方向に上下する。
と、ダイアフラム９は、図の上下方向に上下する。
ダイアフラム９が上方向に移動した場合には、一方弁
４は入力孔２を閉じ、一方弁５は出力孔２を開く。
４は入力孔２を閉じ、一方弁５は出力孔２を開く。
ダイアフラム９が下方向に移動した場合には、一方弁
４は入力孔２を開き、一方弁５は出力孔２を閉じる。
４は入力孔２を開き、一方弁５は出力孔２を閉じる。
この結果、流体を入力孔２より吸入し、出力孔３より
吐出する事が出来る。
吐出する事が出来る。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、この様な装置においては、以下の問題
点を有する。
点を有する。
（１）アクチュエータ11を必要とする。
（２）構造が複雑となる。
本発明は、この問題点を解決するものである。
本発明の目的は、シリコンで作成され、極めて小型
で、軽量、安価で、自己開閉機能を有し、高圧流体でも
バルブの開閉の容易なノルマリクローズド形のマイクロ
バルブを提供するにある。
で、軽量、安価で、自己開閉機能を有し、高圧流体でも
バルブの開閉の容易なノルマリクローズド形のマイクロ
バルブを提供するにある。
＜課題を解決するための手段＞ この目的を達成するために、本発明は、シリコン基板
と、該シリコン基板に設けられた入力孔と、該入力孔に
対向して設けられ該入力孔を開閉するシリコンダイアフ
ラムとを具備するマイクロバルブにおいて、 前記入力孔に対向して湾曲して取付けられ前記入力孔
を押圧して塞ぐシリコンダイアフラムと、前記シリコン
基板に設けられた励磁コイルと、前記シリコンダイアフ
ラムに設けられ前記励磁コイルが励磁された場合に反発
される磁性膜とを具備したことを特徴とするマイクロバ
ルブを構成したものである。
と、該シリコン基板に設けられた入力孔と、該入力孔に
対向して設けられ該入力孔を開閉するシリコンダイアフ
ラムとを具備するマイクロバルブにおいて、 前記入力孔に対向して湾曲して取付けられ前記入力孔
を押圧して塞ぐシリコンダイアフラムと、前記シリコン
基板に設けられた励磁コイルと、前記シリコンダイアフ
ラムに設けられ前記励磁コイルが励磁された場合に反発
される磁性膜とを具備したことを特徴とするマイクロバ
ルブを構成したものである。
＜作 用＞ 以上の構成において、通常、マイクロバルブは、閉じ
ており、必要時に、励磁コイルに電気信号を印加する事
により、発生した磁界によりシリコンダイアフラムを反
発し、入力孔を開く。
ており、必要時に、励磁コイルに電気信号を印加する事
により、発生した磁界によりシリコンダイアフラムを反
発し、入力孔を開く。
以下、実施例に基づき詳細に説明する。
＜実施例＞ 第１図は本発明の一実施例の要部構成説明図で、第２
図は第１図の斜視図である。
図は第１図の斜視図である。
図において、21は、第１のシリコン基板である。
211は第１のシリコン基板21に設けられた開閉室であ
る。
る。
22は第１のシリコン基板21に一端が接続されたガラス
材よりなるチューブ221に設けられた入力孔である。
材よりなるチューブ221に設けられた入力孔である。
23は第１のシリコン基板21に一面が接する第２のシリ
コン基板である。
コン基板である。
24は第２のシリコン基板23に設けられシリコン基板23
にダイアフラム25を構成する凹部である。
にダイアフラム25を構成する凹部である。
ダイアフラム25は、通常の状態では平板状をなし、組
立てられた状態では、入力孔22に対向して湾曲して取付
けられ、常時は、前記入力孔22を押圧して塞ぐ。
立てられた状態では、入力孔22に対向して湾曲して取付
けられ、常時は、前記入力孔22を押圧して塞ぐ。
251はダイアフラム25に設けられた小突起である。
26は第１のシリコン基板21に設けられた励磁コイルで
ある。この場合は、第３図に示す如く、シリコン基板21
にアルミパターン261が設けられている。
ある。この場合は、第３図に示す如く、シリコン基板21
にアルミパターン261が設けられている。
27はシリコン基板21に設けられ入力孔22と開閉室211
とを連通する連通孔である。
とを連通する連通孔である。
28はシリコンダイアフラム25に設けられ励磁手段26が
励磁された場合に反発される磁性膜である。この場合
は、第４図に示す如く、純鉄あるいはパーマロイからな
り、シリコンダイアフラムにスパッタあるいは蒸着によ
り設けられ、磁化処理される。
励磁された場合に反発される磁性膜である。この場合
は、第４図に示す如く、純鉄あるいはパーマロイからな
り、シリコンダイアフラムにスパッタあるいは蒸着によ
り設けられ、磁化処理される。
29は第２のシリコン基板23に一面が接して設けられ、
凹部24と導圧室31を構成する第３のシリコン基板であ
る。
凹部24と導圧室31を構成する第３のシリコン基板であ
る。
231は、第２のシリコン基板23に設けられ、開閉室211
と導圧室31とを連通する連通孔である。
と導圧室31とを連通する連通孔である。
32は、第３のシリコン基板29に一端が取付けられたガ
ラス材よりなるチューブ321に設けられ、導圧室31と外
部とを連通する出力孔である。
ラス材よりなるチューブ321に設けられ、導圧室31と外
部とを連通する出力孔である。
33は第１のシリコン基板21または第３のシリコン基板
29と、金属枠34との間に設けられたガラス材よりなるス
ペーサである。
29と、金属枠34との間に設けられたガラス材よりなるス
ペーサである。
金属枠34は、シリコン基板21,23,29相互の剥離を防止
する為のものである。
する為のものである。
以上の構成において、通常、マイクロバルブは、閉じ
ており、必要時に、励磁コイル26に電気信号を印加する
事により、発生した磁界によりシリコンダイアフラム25
を反発し、入力孔22を開く。
ており、必要時に、励磁コイル26に電気信号を印加する
事により、発生した磁界によりシリコンダイアフラム25
を反発し、入力孔22を開く。
この場合、マイクロバルブの動作に必要な力F1は、流
量が充分に小さければ、流れによる動圧を無視出来、ダ
イアフラム25が入力孔22を開くに必要な距離t2だけ変位
させるに必要な力となる。
量が充分に小さければ、流れによる動圧を無視出来、ダ
イアフラム25が入力孔22を開くに必要な距離t2だけ変位
させるに必要な力となる。
今、凹部14の直径φＤ＝3mm、ダイアフラム15の厚さt
1＝20μｍ、距離t2＝８μｍの場合、 F1≒27gである。
1＝20μｍ、距離t2＝８μｍの場合、 F1≒27gである。
マイクロバルブを閉じているのに必要な力F2は、動作
圧をＰとすると、 F2＝（π/4）d2P 今、φｄ＝3mm、Ｐ＝500Kg/cm2とすると F2≒157gとなる。
圧をＰとすると、 F2＝（π/4）d2P 今、φｄ＝3mm、Ｐ＝500Kg/cm2とすると F2≒157gとなる。
F1とF2とより、この場合は、F1とF2の和の、約157gの
力を発生するようにすれば良い。
力を発生するようにすれば良い。
この結果、 （１）構成が簡単で、小型、軽量なマイクロバルブが得
られる。
られる。
（２）シリコンの微細加工技術が利用でき、大量生産が
容易であり、安価なものが得られる。
容易であり、安価なものが得られる。
（３）自己開閉機能を有し、計算例で示したように、高
圧流体下でもバルブの開閉の容易なマイクロバルブが得
られる。
圧流体下でもバルブの開閉の容易なマイクロバルブが得
られる。
なお、ダイアフラム25の平面形状は、円形、矩形な
ど、形状はどのようなものでも良い。
ど、形状はどのようなものでも良い。
また、励磁コイル26は、第１のシリコン基板21の外気
に接する該表面に形成されても良い。
に接する該表面に形成されても良い。
また、小突起251は無くても良いことは勿論である。
また、開閉室211、凹部25、連通孔27,231等の形成の
為のエッチングの種類は問わない。
為のエッチングの種類は問わない。
＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明は、シリコン基板と、該
シリコン基板に設けられた入力孔と、該入力孔に対向し
て設けられ該入力孔を開閉するシリコンダイアフラムと
を具備するマイクロバルブにおいて、 前記入力孔に対向して湾曲して取付けられ前記入力孔
を押圧して塞ぐシリコンダイアフラムと、前記シリコン
基板に設けられた励磁コイルと、前記シリコンダイアフ
ラムに設けられ前記励磁コイルが励磁された場合に反発
される磁性膜とを具備したことを特徴とするマイクロバ
ルブを構成した。
シリコン基板に設けられた入力孔と、該入力孔に対向し
て設けられ該入力孔を開閉するシリコンダイアフラムと
を具備するマイクロバルブにおいて、 前記入力孔に対向して湾曲して取付けられ前記入力孔
を押圧して塞ぐシリコンダイアフラムと、前記シリコン
基板に設けられた励磁コイルと、前記シリコンダイアフ
ラムに設けられ前記励磁コイルが励磁された場合に反発
される磁性膜とを具備したことを特徴とするマイクロバ
ルブを構成した。
この結果、 （１）構成が簡単で、小型、軽量なマイクロバルブが得
られる。
られる。
（２）シリコンの微細加工技術が利用でき、大量生産が
容易であり、安価なものが得られる。
容易であり、安価なものが得られる。
（３）自己開閉機能を有し、計算例で示したように、高
圧流体下でもバルブの開閉の容易なマイクロバルブが得
られる。
圧流体下でもバルブの開閉の容易なマイクロバルブが得
られる。
従って、本発明によれば、シリコンで作成され、極め
て小型で、軽量、安価で、自己開閉機能を有し、高圧流
体でもバルブの開閉の容易なノルマリクローズド形のマ
イクロバルブを実現することが出来る。
て小型で、軽量、安価で、自己開閉機能を有し、高圧流
体でもバルブの開閉の容易なノルマリクローズド形のマ
イクロバルブを実現することが出来る。
第１図は本発明の一実施例の要部構成説明図、第２図は
第１図の斜視図、第３図，第４図は第１図の部品説明
図、第５図は従来より一般に使用されている従来例の構
成説明図、第６図は第５図の要部構成説明図、第７図は
第５図の部品説明図である。 21……第１のシリコン基板、211……開閉室、22……入
力孔、221……チユーブ、23……第２のシリコン基板、2
31……連通孔、24……凹部、25……ダイアフラム、251
……小突起、26……励磁コイル、27……連通孔、28……
磁性膜、29……第３のシリコン基板、31……導圧室、32
……出力孔、321……チューブ、33……スペーサ、34…
…金属枠。
第１図の斜視図、第３図，第４図は第１図の部品説明
図、第５図は従来より一般に使用されている従来例の構
成説明図、第６図は第５図の要部構成説明図、第７図は
第５図の部品説明図である。 21……第１のシリコン基板、211……開閉室、22……入
力孔、221……チユーブ、23……第２のシリコン基板、2
31……連通孔、24……凹部、25……ダイアフラム、251
……小突起、26……励磁コイル、27……連通孔、28……
磁性膜、29……第３のシリコン基板、31……導圧室、32
……出力孔、321……チューブ、33……スペーサ、34…
…金属枠。
Claims (1)
- 【請求項１】シリコン基板と、 該シリコン基板に設けられた入力孔と、 該入力孔に対向して設けられ該入力孔を開閉するシリコ
ンダイアフラムとを具備するマイクロバルブにおいて、 前記入力孔に対向して湾曲して取付けられ前記入力孔を
押圧して塞ぐシリコンダイアフラムと、 前記シリコン基板に設けられた励磁コイルと、 前記シリコンダイアフラムに設けられ前記励磁コイルが
励磁された場合に反発される磁性膜と を具備したことを特徴とするマイクロバルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24131489A JP2738054B2 (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | マイクロバルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24131489A JP2738054B2 (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | マイクロバルブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03103680A JPH03103680A (ja) | 1991-04-30 |
| JP2738054B2 true JP2738054B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=17072451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24131489A Expired - Fee Related JP2738054B2 (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | マイクロバルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2738054B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19648730C2 (de) * | 1996-11-25 | 1998-11-19 | Fraunhofer Ges Forschung | Piezoelektrisch betätigtes Mikroventil |
| DE19735156C1 (de) * | 1996-11-25 | 1999-04-29 | Fraunhofer Ges Forschung | Piezoelektrisch betätigtes Mikroventil |
| DE19856583A1 (de) | 1998-12-08 | 2000-06-21 | Fraunhofer Ges Forschung | Mikromechanische Aktorstruktur und Mikroventil |
| DE102007050407A1 (de) | 2007-10-22 | 2009-04-23 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Pumpe, Pumpenanordnung und Pumpenmodul |
| FR3032162B1 (fr) * | 2015-01-30 | 2017-02-17 | Valeo Systemes Dessuyage | Vanne de distribution de fluide pour un systeme de distribution de liquide lave-glace de vehicule |
-
1989
- 1989-09-18 JP JP24131489A patent/JP2738054B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03103680A (ja) | 1991-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS60208676A (ja) | 超小型弁およびその製造方法 | |
| US5336062A (en) | Microminiaturized pump | |
| US5244537A (en) | Fabrication of an electronic microvalve apparatus | |
| EP0435237B1 (en) | Electrostatic miniature valve and method for its fabrication | |
| JP3577080B2 (ja) | サスペンディッドゲート電界効果トランジスタの製造方法 | |
| JPH05203067A (ja) | 流体の流れを制御するための弁 | |
| US20110073788A1 (en) | Microvalve for control of compressed fluids | |
| JP2001518169A (ja) | 流体用の微細加工された装置およびその製造方法 | |
| JPH06201862A (ja) | マイクロアクチュエータ | |
| US20110073188A1 (en) | Microvalve for control of compressed fluids | |
| JPH097826A (ja) | 電磁マイクロアクチュエータおよびそれを製造するための方法 | |
| JP2738054B2 (ja) | マイクロバルブ | |
| EP1296067B1 (en) | Passive microvalve | |
| JPH0384270A (ja) | マイクロバルブ | |
| JPH10274164A (ja) | マイクロポンプ | |
| JP2007198215A (ja) | マイクロポンプおよびその製造方法、駆動体 | |
| Hsu et al. | A two-way membrane-type micro-actuator with continuous deflections | |
| JP2000220766A (ja) | 半導体マイクロバルブ及びその製造方法 | |
| JP2009014010A (ja) | マイクロバルブ及びその製造方法 | |
| JP2000087862A (ja) | マイクロポンプ及びその製造方法 | |
| JPH11257231A (ja) | マイクロポンプおよびマイクロポンプの製造方法 | |
| JP2749231B2 (ja) | 電磁駆動形小形弁 | |
| JPH06288355A (ja) | マイクロポンプ | |
| JPH0242184A (ja) | 圧電型マイクロポンプ | |
| Han et al. | Micromachined piezoelectric ultrasonic transducers on dome-shaped-diaphragm in silicon substrate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |