JPH0384270A - マイクロバルブ - Google Patents
マイクロバルブInfo
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- JPH0384270A JPH0384270A JP22004289A JP22004289A JPH0384270A JP H0384270 A JPH0384270 A JP H0384270A JP 22004289 A JP22004289 A JP 22004289A JP 22004289 A JP22004289 A JP 22004289A JP H0384270 A JPH0384270 A JP H0384270A
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- Japan
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- diaphragm
- silicon substrate
- silicon
- input hole
- microvalve
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- Pending
Links
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- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 56
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 7
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 abstract 2
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Landscapes
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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
閉の容易なマイクロバルブに関するものである。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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プラムで
ある。
ある。
１１はダイアフラム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。
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。
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。
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。
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、高圧流体でもパル
プの開閉の容易なマイクロバルブを提供するにある。
軽量、安価で、自己開閉機能を有し、高圧流体でもパル
プの開閉の容易な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に吸引され
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。
、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に吸引され
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。
く作 用〉
以上の構成において、通常、マイクロバルブは、開いて
おケ、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吸引
し、入力孔を閉じる。
おケ、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吸引
し、入力孔を閉じる。
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。
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。
ある。
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
。
ス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。
リコン基板である。
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ｍ戒する凹部である。
２３にダイアフラム２５をｍ戒する凹部である。
ダイアフラム２５は、入力孔２２に対向して設けられ、
入力孔２２を開閉する。
入力孔２２を開閉する。
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。
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。
２７はシリコン基板２１に設けられ入力孔２２と開閉室
２１１とを連通ずる連通孔である。
２１１とを連通ずる連通孔である。
２８はシリコンダイアフラム２５に設けられ励磁手段２
６に吸引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。
６に吸引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とを連通ずる連通孔である。
２１１と導圧室３１とを連通ずる連通孔である。
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３
１と外部とを連通ずる出力孔である。
ガラス材よりなるチューブ３２１に設けられ、導圧室３
１と外部とを連通ずる出力孔である。
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。
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。
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。
を防止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、開いて
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２
５を吸引し、入力孔２２を閉じる。
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２
５を吸引し、入力孔２２を閉じる。
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を入力孔２２を塞ぐに必要な距Ｍｔまた
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を入力孔２２を塞ぐに必要な距Ｍｔまた
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ｔｌ ＝２０μｍ、距離ｔ２＝８μｍの場合、 Ｆ１字２７ｇである。
厚さｔｌ ＝２０μｍ、距離ｔ２＝８μｍの場合、 Ｆ１字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、 Ｆ、＝ （π／４）ｄ２ Ｐ 今、φｄ＝３ｍｍ、Ｐ＝５００Ｋｇ／ｃｍ２とすると Ｆ２キ１５７ｇとなる。
圧をＰとすると、 Ｆ、＝ （π／４）ｄ２ Ｐ 今、φｄ＝３ｍｍ、Ｐ＝５００Ｋｇ／ｃｍ２とすると Ｆ２キ１５７ｇとなる。
Ｆ、とＦ２とより、この場合は、約１５７ｇの力を発生
するようにすれば良い。
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。
、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。
気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
の形成の為のエツ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に吸引され
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。
の形成の為のエツ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に吸引され
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マイクロバルブを実現するこ
とが出来る。
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・・・チューブ、２３・・・
第２のシリコン基板、２３１・・・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。 弔 ２ 図 第 図 第 図 第 図
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・・・チューブ、２３・・・
第２のシリコン基板、２３１・・・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。 弔 ２ 図 第 図 第 図 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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に吸引され
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 |
|---|---|---|---|
| JP22004289A JPH0384270A (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | マイクロバルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22004289A JPH0384270A (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | マイクロバルブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0384270A true JPH0384270A (ja) | 1991-04-09 |
Family
ID=16745015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22004289A Pending JPH0384270A (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | マイクロバルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0384270A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04136577A (ja) * | 1990-09-26 | 1992-05-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 小形流量制御素子 |
| WO1999058841A1 (de) * | 1998-05-08 | 1999-11-18 | Infineon Technologies Ag | Mikroventil |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49122462A (ja) * | 1973-03-13 | 1974-11-22 | ||
| JPS60208676A (ja) * | 1984-03-01 | 1985-10-21 | アライド・コーポレーシヨン | 超小型弁およびその製造方法 |
-
1989
- 1989-08-25 JP JP22004289A patent/JPH0384270A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49122462A (ja) * | 1973-03-13 | 1974-11-22 | ||
| JPS60208676A (ja) * | 1984-03-01 | 1985-10-21 | アライド・コーポレーシヨン | 超小型弁およびその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04136577A (ja) * | 1990-09-26 | 1992-05-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 小形流量制御素子 |
| WO1999058841A1 (de) * | 1998-05-08 | 1999-11-18 | Infineon Technologies Ag | Mikroventil |
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