JPH03103680A - マイクロバルブ - Google Patents
マイクロバルブInfo
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- JPH03103680A JPH03103680A JP24131489A JP24131489A JPH03103680A JP H03103680 A JPH03103680 A JP H03103680A JP 24131489 A JP24131489 A JP 24131489A JP 24131489 A JP24131489 A JP 24131489A JP H03103680 A JPH03103680 A JP H03103680A
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- Japan
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- input hole
- diaphragm
- microvalve
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- silicon
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- 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】
く産業上の利用分野〉
本発明は、シリコンで作威され、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. く従来の技術〉 第5図は従来より一般に使用さhている従来例の構成説
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, 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. 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. 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. 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.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. 11はダイアフラム8に取付けられた積層形圧電アクチ
ュエー夕である. 以上の楕成において、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. 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. 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. 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. く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. (1)アクチュエータ11を必要とする.(2)m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.く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
ブを構或したものである. く作 用〉 以上の梢成において、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.以下、実施例に基づき詳細に説明す
る.く実施例〉 第1図は本発明の一実施例の要部構戒説明図で、第2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. 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
. 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, 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. 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. 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. 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.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、純鉄あるいはバーマロイからなり、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を梢成する第3のシリコン基板
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. く従来の技術〉 第5図は従来より一般に使用さhている従来例の構成説
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, 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. 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. 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. 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.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. 11はダイアフラム8に取付けられた積層形圧電アクチ
ュエー夕である. 以上の楕成において、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. 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. 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. 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. く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. (1)アクチュエータ11を必要とする.(2)m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.く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
ブを構或したものである. く作 用〉 以上の梢成において、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.以下、実施例に基づき詳細に説明す
る.く実施例〉 第1図は本発明の一実施例の要部構戒説明図で、第2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. 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
. 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, 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. 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. 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. 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.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、純鉄あるいはバーマロイからなり、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を梢成する第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. 32は、第3のシリコン基板2つ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。
211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2つ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。
33は第lのシリコン基板21または第3のシリコン基
板2つと、金属枠34との間に設けられたガラス材より
なるスベーサである. 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.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. この場合、マイクロバルブの動作に必要な力F,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Mt2だ
け変位させるに必要な力となる。
板2つと、金属枠34との間に設けられたガラス材より
なるスベーサである. 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.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. この場合、マイクロバルブの動作に必要な力F,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Mt2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l5の
厚さt+=20μm、距M t 2 = 8 μmの場
合、 F,: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. 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.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. (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.(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。
厚さt+=20μm、距M t 2 = 8 μmの場
合、 F,: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. 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.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. (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.(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。
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.また、Iiill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.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2l1、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 く発明の効果〉 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
ブを構戒した.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. (2)シリコンのg&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.(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. 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.
、形状はどのようなものでも良い.また、Iiill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.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2l1、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 く発明の効果〉 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
ブを構戒した.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. (2)シリコンのg&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.(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. 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.
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でいる従来例の構成
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. 第 2 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でいる従来例の構成
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. 第 2 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 true JPH03103680A (ja) | 1991-04-30 |
| JP2738054B2 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) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1008765A2 (de) | 1998-12-08 | 2000-06-14 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Mikromechanische Aktorstruktur und Mikroventil |
| US6131879A (en) * | 1996-11-25 | 2000-10-17 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Piezoelectrically actuated microvalve |
| US6142444A (en) * | 1996-11-25 | 2000-11-07 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Piezoelectrically actuated microvalve |
| WO2009053027A2 (de) | 2007-10-22 | 2009-04-30 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Pumpe, pumpenanordnung und pumpenmodul |
| JP2018508721A (ja) * | 2015-01-30 | 2018-03-29 | ヴァレオ システム デシュヤージュValeo Systemes D’Essuyage | 車両風防ガラス洗浄液分配システムのための流体分配バルブ |
-
1989
- 1989-09-18 JP JP24131489A patent/JP2738054B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6131879A (en) * | 1996-11-25 | 2000-10-17 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Piezoelectrically actuated microvalve |
| US6142444A (en) * | 1996-11-25 | 2000-11-07 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Piezoelectrically actuated microvalve |
| EP1008765A2 (de) | 1998-12-08 | 2000-06-14 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Mikromechanische Aktorstruktur und Mikroventil |
| DE19856583A1 (de) * | 1998-12-08 | 2000-06-21 | Fraunhofer Ges Forschung | Mikromechanische Aktorstruktur und Mikroventil |
| EP1008765A3 (de) * | 1998-12-08 | 2003-01-22 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Mikromechanische Aktorstruktur und Mikroventil |
| WO2009053027A2 (de) | 2007-10-22 | 2009-04-30 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Pumpe, pumpenanordnung und pumpenmodul |
| WO2009053027A3 (de) * | 2007-10-22 | 2009-11-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Pumpe, pumpenanordnung und pumpenmodul |
| US9217426B2 (en) | 2007-10-22 | 2015-12-22 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Pump, pump arrangement and pump module |
| JP2018508721A (ja) * | 2015-01-30 | 2018-03-29 | ヴァレオ システム デシュヤージュValeo Systemes D’Essuyage | 車両風防ガラス洗浄液分配システムのための流体分配バルブ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2738054B2 (ja) | 1998-04-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |