JP2001515183A - 自給を可能にする入口制御部材を具備するマイクロポンプ - Google Patents

自給を可能にする入口制御部材を具備するマイクロポンプ

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも、第１の板（１２）と、第２の板（２０）と、中間板（１８）と、ポンプチャンバー（２４）と、入口及び出口制御部材（２８、３０）を具備するマイクロポンプ（１０；１００）に関する。本発明によると、該入口制御部材（２８）は、該中間板（１８）の厚みの主要部分に配置される逆止弁であって、可動部材（４０）と、板（１２、２０）の１つの近くに配置されており、該可動部材（４０）を該中間板（１８）の残りの部分に接続しており、更にその弾力のある特性により該弁（２８）が閉位置と開位置間で動くことを可能にする膜形状部分（４２）から形成されており、該可動部材（４０）は、そこを通過する限られた体積のオリフィスを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、少なくとも第１の板と、第２の板と、該第１と第２の板の間に配置
される中間の板と、該第１の板と該中間板により形成されるポンプチャンバーと
、該ポンプチャンバーに連絡する入口及び出口制御部材とを具備するマイクロポ
ンプ等の流体輸送装置に係わり、幾つかの入口及び出口ダクトが該第１と第２の
板の１つを通過し、該入口制御部材が、可動部材と、該可動部材を該中間板の残
りの部分に接続しており、入口ダクトとポンプチャンバー間に挟まれており、更
にその弾力のある長所により該弁を閉位置と開位置間で動かすことが出来る膜形
状部とから形成される逆止弁であり、該可動部材がその第１と第２の端部間を通
過するオリフィスを有しており、該弁が該開位置において、可動部材が該オリフ
ィスから該ポンプチャンバーに向かって流体が流れることを妨害しないような方
法で形造られており、更に可動部材の第２の端部が該閉位置において、それが弁
の座を形成する板の１つにシールする様に接触する部分を形成する様な方法で形
造られる。
【０００２】 例えば、しかし他を排除しないで、その様な装置は制御された量の医薬を定常
的に吐出する医療用のマイクロポンプを構成する。その様なマイクロポンプの製
作は、マイクロ加工のシリコン又はフォトリソグラフィ技術を使用するエッチン
グにより機械加工できるその他の材料に関する技術を基礎とする。上記の特定の
用途に関して、更にまたその他の場合において、マイクロポンプに自給を可能に
する入口制御部材を具備することが必要である。マイクロポンプは、そのポンプ
チャンバーの体積を変化させること（体積を交互に減少及び増加すること）によ
り、例えば、ピエゾ電気アクチュエータを使用する制御方法により制御される。
【０００３】 欧州特許出願第９５ ９０５ ６７４．９号は、その様な自給式マイクロポン
プを記述する。しかし、その文書に記述される入口弁の製作は容易ではない。 欧州特許出願第９０ ８１０ ２７２．６号は、逆止弁を形成する入口部材を有
するマイクロポンプを記述する、しかしそれはポンプを自給式には出来ない。
【０００４】 本発明の目的は、流体輸送装置を信頼できる方法で自給可能にする入口制御部
材を有しており、その部材の製作が容易なマイクロポンプの様な流体輸送装置を
提供することである。 本発明によると、この目的は、可動部材が該中間板の厚みの主要な部分に設置
されており、膜形状部分が板のもう一方の近くに設置されており、更に該オリフ
ィスが限られた体積である事により達成される。
【０００５】 本発明の装置に具備される流体入口制御部材は、着座弁タイプの逆止弁を構成
することが分かる。その逆止弁は、その弾力のある特性により弁の開閉を可能に
する膜部分、及び流体が通過できるオリフィスを囲む可動部材を具備する。その
端部の１つにおいて、可動部材はまた、該入口弁がその閉位置でシールされるこ
と、即ち可動部材が弁に近接する板の１つに対してシールされる状態で接するこ
とを確保する手段を具備し、この板は弁の座を形成する。
【０００６】 本発明の根本的な特徴によると、可動部材がポンプチャンバーを塞ぐことを回
避するために、該膜形状部分に近接する可動部材の第１の端部が、閉位置から開
位置に向かう該弁の動きを制限する様に設計される少なくとも１つの接合要素を
具備する様に工夫されることが好ましく、該接合要素の自由端は、該接合要素が
流体を該オリフィスから該ポンプチャンバーに向かって流れることを妨害しない
で、該開位置において、膜形状部分の近くに位置する板に接触するように動く。 例により以下に示される実施の形態の次の説明を読むことにより、本発明はよ
り良く理解され、その第２の特徴及び利点が明確になる。
【０００７】 一般的には、図１と２に示されるマイクロポンプをどのように運転するかの説
明に関して、その様なマイクロポンプの製作方法も説明する前述の欧州特許出願
第９５ ９０４ ６７４．９号を参照することが出来る。図１と２に示される種
々の要素をより明確に分かり易く表すために、マイクロポンプを形成する種々の
板の厚みが、長手方向で使用されるスケールに比較して大幅に誇大表示されてい
る。
【０００８】 図１と２を参照すると、マイクロポンプ１０と１００は各々、マイクロポンプ
のための入口ダクトと出口ダクトをそれぞれ形成する２つの貫通ダクト１４と１
６両者を有しており、ガラスから製造されるのが好ましいベースプレート１２を
具備する。 中間板１８は、ベースプレート１２上に設置されており、該中間板はシリコン
から製造されることが好ましく、従来技術の陽極接着によりベースプレート１２
に接続される。 中間板１８には、ガラスから製造されることが好ましい頂部又は「第２の」板
２０が上に載っており、中間板と第２の板は、ベースプレート１２と中間板１８
の接続に使用された技術と同じものを使用して共に接続されている。
【０００９】 第１の板１２と第２の板２０は、約１ｍｍに実質的に等しい厚みであり、一方
中間板の厚みも実質的に一定であるが、しかしより薄く、０．１ｍｍから０．５
ｍｍの範囲にあり、好適には０．３ｍｍから０．５ｍｍの範囲であり、更に好都
合には約０．３ｍｍである。 中間板１８の部分は、実質的に円形であり、第１の板１２の頂面と共働してポ
ンプチャンバー２４を形成するポンプ膜２２を構成する。ポンプ膜２２は、アク
チュエータ装置２６と１２６に制御される可動壁を構成する。
【００１０】 入口ダクト１４は以下に、より詳細に説明する１つ以上の入口制御部材２８を
経由してポンプチャンバー２４に接続する。ポンプチャンバー２４は、前述の欧
州特許出願第９５ ９０４ ６７４．９号に記述されるものに類似する構造の流体
出口制御部材又は出口弁３０に接続する。
【００１１】 図１と２において、図示の出口弁３０は、前述の欧州特許出願に記述される要
素、即ち出口ダクト１６に面して設置されており、出口弁３０がその閉位置にあ
る場合に、第１の板１２の頂面とシールする様に接する環状リブ３２と、柔軟な
膜３４と、環状リブ３２が第１の板１２に固着することを防止し、更に第１の板
１２から離れて面する膜３４の側面上で、第１の板１２に対してリブ３２の角部
を押しつけるために、プリストレス（前荷重）を生じる様にそれぞれ作用する精
密な酸化シリコン層３６と３８とを有する。
【００１２】 出口弁３０はまた、第１の板１２から離れて向かい合う柔軟な膜３４の面上の
環状リブ３２と表裏に設置されるストロークリミッター部材３９を有し、ストロ
ークリミッター部材は、出口弁３０がその開位置にある場合に第２の板２０に接
触する接合要素を構成し、それにより環状リブ３２と第１の板１２間の間隔を制
限する。
【００１３】 図１と２ではその閉位置にある状態が示されている入口制御部材又は入口弁２
８は、入口弁が開位置にある状態が示される図３でより十分詳細に図示されてい
る。 前述の図から分かるように、入口弁２８は膜形状部分４２により囲まれる可動
部材４０を具備する。膜４２は、実質的に円形であり、約３ｍｍの径を有してお
り、その厚みは、実質的に一定であることが好ましく、１０μｍ（ミクロン）か
ら５０μｍの範囲にある様に選択され、約２５μｍであることが好ましい。 出口弁３０と同様に、その又は各入口弁２８は、弁がその閉位置にある場合に
、一部分が第１と第２の板の一方に接合する逆止弁を構成する。
【００１４】 可動部材４０は、第１の板１２に隣接する第１の端部４５から、第２の板２０
に隣接するその第２の端部４６に向かって可動部４０を通して貫通するオリフィ
ス４４を囲む。 可動部材４０の外側の形状は、回転体であることが好ましく、例えば、その外
側の形状が実質的に円断面の筒形状であるか、又は図第１から３に示す様に、そ
の大部分が第１の板１２の方向を向く円錐台の形状でよい。
【００１５】 ポンプチャンバー２４の体積に比べて大きすぎる体積を構成することを回避す
るために、ポンプチャンバー２４の体積に加えられる接続空間を構成するオリフ
ィス４４の体積は出来るだけ小さくする必要がある。 オリフィス４４は、円、四角又はその他の断面からなる筒形（シリンダー形状
）、円錐台あるいはピラミッド形状等の種々の形状であって良い。もし中間板１
８を構成するシリコン板のエッチングに使用される技術が、小径のオリフィス４
４の製作を可能にするのであれば、その場合はオリフィス４４の全長に渡り実質
的に均一な小さい断面のオリフィス４４の製作が可能である。
【００１６】 しかしもしオリフィス４４の製作に使用されるエッチング技術が、その断面が
比較的小さく、その全長に沿って実質的に一定なオリフィスを提供できないなら
ば、その場合は以下に記載する製造方法を使用することが好ましい。 本発明の好適な実施の形態において、オリフィス４４は、２つのピラミッドに
属するオリフィスの中央区域を有しており、その基礎が該オリフィスの端部を構
成する２つの四角形の基礎のピラミッドを具備する形状である。その先端が、近
づいて接合する２つの逆向きのピラミッドにより形成されるこの形状は、全体の
体積が可動部材４０の２つの端部のいずれかからエッチングされた単一のピラミ
ッドの体積より小さくなる形状のオリフィス４４を実現することが出来る。
【００１７】 ２つの逆に位置するピラミッドの形状のその様なオリフィス４４を製作するた
めに、有利な解決方法は、可動部材４０の両端４５と４６から異方性エッチング
を行うことにより構成される。この目的のために、可動部材４０内でオリフィス
の深さが増加すると共に傾斜する長手方向の側面を有する四角形を形成する様に
、オリフィス４４は、即ち可動部材４０の第１の端部４５から最初にエッチング
される。これにより、この方法で構成されるピラミッドの頂部に対応する位置で
断面が次第に減り０（ゼロ）になる断面を有するオリフィス４４の第１又は底部
を形成する。
【００１８】 貫通するオリフィス４４を製作するために、上記と同じタイプのエッチングが
実施されるが、しかし今度は可動部材４０の第２の端部４６から開始し、その後
オリフィス４４には完全にエッチングが施工され、第２のエッチング段階におい
て、オリフィス４４の前述の第１の部分に達した時に、貫通するオリフィス４４
がこの様に形成される。 重ねられた頂部を有する２つの逆向きのピラミッド、又は好適には共通に体積
部分を有するので、オリフィス４４の最も狭い断面が十分大きい２つのピラミッ
ドを実現することがこの様に可能である。
【００１９】 考えを明確にするために、オリフィス４４にとって適切な種々の寸法を以下に
記述する。 ・オリフィス４４の入口又は出口の断面：約２００μｍ ・オリフィス４４の中央部の断面：約５０μｍ ・オリフィス４４の長さ：中間板１８の厚みの少なくとも半分 オリフィス４４が、その断面がその全長を通して実質的に一定である様に製作
される場合、例えば、反応性イオン式マイクロ加工又はエッチングを使用すると
、オリフィス４４は、小径のものが実現され、その径は１０μｍから１００μｍ
程度にすることが出来る。
【００２０】 この方法では、第１の板を向くその表面がポンプチャンバーの一部分を形成す
る膜４２が、第１の板１２の非常に近くにあることが分かるはずであるので、ポ
ンプチャンバー１４の体積は最少になる。 オリフィス４４の体積は、単位輸送体積、即ちポンプの各開閉サイクルで置換
される体積、又はポンプ膜２２の各上下のサイクルにより置換される体積に比べ
て、１／５より大きくないことが好ましく、１／１０より大きくない方がより良
い。
【００２１】 この結果を実現するために、中間板の厚みに対する膜形状板の最も近い部分の
間の最大の距離の比が、１／２０以下であることが好ましく、更に好都合には約
７μｍである。加えて、更に該膜形状部分、可動部材の第１の端部及びオリフィ
スの出口は、第１の板に近接しており、オリフィスの出口はポンプチャンバー内
に直接開放することが好ましい。
【００２２】 可動部材４０の第２の端部４６において、オリフィス４４の入口を囲んでおり
、それが第２の板２０の底面に接触する場合に、入口弁２８のためのシールを形
成可能にする環状リブ４８がある。もちろん、出来る限り小さい接触面積を有す
る環状リブ４８を具備することがより良いが、それは第１には、良好な表面状態
を必要とする面が出来る限り小さい面積であることを確保するためであり、第２
には入口ダクト１４とポンプチャンバー２４間の流体において比較的小さな差圧
に対して開くことが出来る入口弁２８を提供するためである。
【００２３】 入口弁２８を開くことが出来る差圧は、入口弁２８から上流に位置する接続区
画５０内に在る流体の圧力と、該圧力がポンプチャンバー２４内の圧力と同じで
あるオリフィス４４内の流体圧力の間の差に対応することが理解される。
【００２４】 図３から分かるように、流体が入口ダクト１４に流入する場合に、それは接続
区画５０内に流入し、一度それが特定の圧力に到達すると、その後可動部材４０
が膜４２の弾力のある特性により下に移動すると同時に、それは入口弁２８を開
けることを可能にする。流体は、その後接続区画５０からオリフィス４４内に流
入することが出来る。
【００２５】 本発明の特別に有利な特徴により、入口弁２８が開位置にある場合に、流体の
オリフィス４４からポンプチャンバー２４への流入を確保するために、複数の接
合要素５２は第１の板１２を向く可動部材４０の第１の端部４５の表面に具備さ
れており、その要素は、小さな柱の形状であり、各々が可動部材４０の第１の端
部に固定される１つの端部を有し、第１の板１２の頂面に接触する様に動くその
自由な第２の端部を有する。それが開いてその開の動きをする場合に、これらの
接合要素５２は入口弁２８のためのストロークリミッター構成しており、可動部
材４０が第１の板に近づく場合には、その状態は起こらないで、オリフィス４４
の出口を囲む可動部材４０の第１の端部の表面が第１の板１２に接触する様に動
き、それによりオリフィス４４からの出口を閉止することが分かる。
【００２６】 図４でより明確に理解出来るように、接合要素５２は可動部材４０の第１の端
部上に分配される様に配置される。この様に、オリフィス４４内に流入した後で
、流体はこれらの接合要素５２の周りを流れることによりポンプチャンバーに向
かって流れることが出来る。
【００２７】 接続区画５０内の流体の圧力が、ポンプチャンバー２４内の流体の圧力に等し
い場合は、入口弁２８はその起源が次に説明される戻り現象により自動的に閉じ
る。その後、アクチュエータ装置２６と１２６は、ポンプ膜２２を下に動かすの
で、ポンプチャンバー内の流体圧力は出口弁３０から下流にある接続区画内の流
体圧力より高くなる。この状態で、圧力差が十分になるとすぐに、出口弁は開き
、その後流体はポンプチャンバー２４から流出する。
【００２８】 ポンプチャンバー２４内の流体圧力が、出口弁３０から下流にある接続区画内
の流体圧力に等しい場合に、弁は閉じる。その後に、アクチュエータ装置２６と
１２６によりポンプ膜２２は離れ、それはその後上昇し、ポンプチャンバーを最
大の体積にする。その後、上記のものと等しい新しいポンプサイクルが開始出来
る。
【００２９】 入口弁２８もまた、第２の板２０と接触する様に動くことが出来る可動部材４
０の第２の端部４６の表面を少なくとも覆う第１の酸化シリコン層５４を有する
工夫が行われるので、入口弁２８がその閉位置にある場合に、弁及び第２の板が
接着しない様に確保する。 この第１の酸化シリコン層５４は、第２の板２０と接触する様に動くその区域
内の環状リブ４８を少なくとも覆い、該酸化シリコンの精密な層は可動部材４０
の第２の板２０への接着の防止を可能にする。それがその休止位置にある場合に
、入口弁２８の閉止を確保するために、膜４２上に載せられているので、それに
図面上で上に作用する特定値のプリストレスを確実に作用させる酸化シリコン層
５６と５８を具備することが好都合である。
【００３０】 酸化層５６は、可動部材４０に隣接しており、第２の板２０を向く膜形状部分
４２の区域に設置されており、一方酸化層５８は可動部材からより遠く離れてい
る膜４２の区域で、第１の板１２を向くその面上に配置される。 図５に示す異なる形態において示される様に、ポンプチャンバー２４の体積を
減少するために、一定の厚みではない膜４２を製作することが可能である。
【００３１】 この様に、図５に示される様に、膜４２の表面が、第１の板１２を向いており
、オリフィス４４の周りに集中する円形のセットバック６０を有するので、可動
部材４０からより遠くに離れて環状表面上に伸長する膜４２の第１の部分４２ａ
は第１の板１２に非常に近くなる様に、膜４２の表面に工夫を施すことが出来る
、一方で可動部材４０に隣接するリング状に配置される膜４２の第２の部分４２
ｂは、膜の第１の部分４２ａがそうであるより第１の板１２からより離れる。
【００３２】 入口弁２８は、従来のフォトリソグラフィ技術を使用することにより、シリコ
ンの中間板１８の固まりの中に機械加工されることが好ましいので、第１の板１
２を向く第１の部分４２ａの表面が、入口弁２８を向く第１の板１２の表面に平
行であり、これらの２つの要素は同時に機械加工されるので、接合要素５２の自
由端と同じレベルになるようにすることが好ましい。この様に、弁２８が閉じる
場合に、これらの２つの要素は、共に該第１の板１２から同じ距離で設置される
。接合要素５２の自由端は、平らであり、ポンプチャンバー２４に隣接する第１
の板１２の表面に平行であることが好ましい。
【００３３】 即ちそれが休止位置にある時に、自然に閉位置を占める様に製造時に形造られ
るので、図５の入口弁２８は図３の酸化層５４、５６及び５８を具備していない
。層５４がない場合には、少なくとも第２の板２０を向く環状リブ４８の表面及
び／又は少なくとも環状リブ４８を向く第２の板２０の表面が処理される工夫が
行われる、例えば耐接着層が塗布されるので、閉位置において弁２８が第２の板
２０に接着することを防止する。
【００３４】 これとは別に、入口弁２８は、図５に示す様に階段形状の膜４２により製作す
ることができ、図３に示す様な全て又は幾つかの酸化シリコン層５４、５６及び
５８を具備する。もし層５８を具備する場合は、膜４２の第１の部分４２ａに制
限されることが好ましい。
【００３５】 図６に示す異なる形態は、逆止入口弁２８が閉位置にある状態に対応しており
、その位置は図３に示すそれに比べて逆である。この場合は、膜４２は第２の板
２０の近くにあり、弁２８の座は、図６で下を向いており、可動部材４０の第２
の端部４６に設置される環状リブ４８を向く第１の板１２の頂面の環状区域によ
り形成される。接合要素５２は、第２の板２０に隣接し、膜４２により伸張する
可動部材４０の第１の端部４５に配置され、更に可動部材は膜４２により半径方
向に伸張する。
【００３６】 オリフィス４４は、同じ特徴を有し、前述の形態の場合と同じ方法で製作でき
る。 この異なる形態における入口弁２８の逆の構成により、オリフィス４４からの
出口（可動部材４０の第１の端部４５に隣接する）が、中間板１８と第１の板１
２の間に形成されるポンプチャンバー２４との流体の連絡を確保するために、オ
リフィス４４と同様な追加のオリフィス６４が、入口弁２８から下流で中間板１
８の全厚みを貫通する。
【００３７】 前述の形態のいずれかに従う入口弁２８を有するマイクロポンプの運転は、前
述の欧州出願に記述するタイプのいずれかのマイクロポンプのそれに類似したも
ののままである。
【００３８】 従来技術のマイクロポンプの性能に比較される本発明のマイクロポンプの改善
された性能を証明するために、図１から５の形態及び２つの逆さのピラミッドの
形状のオリフィス４４の使用により得られる稼働例を次に示す。オリフィス４４
の満水体積は、１５ｘ１０-9Ｌ（リッター）であった、弁２８の下に形成される
満水体積、即ち膜４２と第１の板１２の間は３４ｘ１０9 Ｌであった（比較では
、ＥＰ出願９０ ８１０ ２７２．６の図７Ａの入口弁の相当する体積は、５０
０ｘ１０-9Ｌより大きい）、そして単位輸送量の値は、１５０ｘ１０-9Ｌであっ
た。そのような入り口ポンプにより、マイクロポンプは、１より大きい圧縮比、
即ち全体の満水体積に対する単位輸送体積の比を有していた。 この結果は、最高で約０．１の圧縮比を有する自給式と言われる流体用の従来
技術のマイクロ加工のマイクロポンプにより得られるそれより、かなりより優れ
ている。 ここでの説明及び図面においては、指示方法は全く制限されないことが理解さ
れなければならない。添付図について以下説明する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の第１のタイプのマイクロポンプについての長手方向の断面で
ある。
【図２】 図２は、第２のタイプのマイクロポンプに関連して、図１に類似する図面であ
り、図１と２は、流体入口制御部材がその閉位置にある場合を図示する。
【図３】 図３は、図１と２の詳細を図示する拡大図であり、該詳細は、流体入口制御部
材又は入口弁を具備するマイクロポンプのその区域に関係する。
【図４】 図４は、IV−IV方向から見た下からの部分的な図式的な図であり、図３の入口
弁を図示する。
【図５】 図５は、図３に類似する図面であり、逆止弁が閉位置にある場合の逆止弁の異
なる形態を示しており、この弁は本発明のマイクロポンプの入口制御部材を構成
する。
【図６】 図６は、図３で示されるマイクロポンプの区域を図示する、しかし流体入口用
の逆止弁の異なる形態を提供する。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年２月１８日（２０００．２．１８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】 本発明の特徴によると、可動部材がポンプチャンバーを塞ぐことを回避するた
めに、該膜形状部分に近接する可動部材の第１の端部が、閉位置から開位置に向
かう該弁の動きを制限する様に設計される少なくとも１つの接合要素を具備する
様に工夫されることが好ましく、該接合要素の自由端は、該接合要素が流体を該
オリフィスから該ポンプチャンバーに向かって流れることを妨害しないで、該開
位置において、膜形状部分の近くに位置する板に接触するように動く。 例により以下に示される実施の形態の次の説明を読むことにより、本発明はよ
り良く理解され、その第２の特徴及び利点が明確になる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3H071 AA01 BB01 BB05 CC13 DD04 DD12 DD13 DD26 EE07 EE15 3H077 AA08 CC02 CC09 DD06 EE16 FF07 FF08 FF12

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マイクロポンプ（１０；１００）の様な流体輸送装置が、 少なくとも、第１の板（１２）と、第２の板（２０）と、該第１と第２の板（
    １２、２０）間に配置される中間板（１８）と、該第１の板（１２）と該中間板
    （１８）により形成されるポンプチャンバー（２４）と、該ポンプチャンバー（
    ２４）に連絡する入口及び出口制御部材（２８、３０）と、を具備するマイクロ
    ポンプ（１０；１００）の様な流体輸送装置であって、 幾つかの入口と出口ダクト（１４、１６）が該第１と第２の板（１２、２０）
    の一つを通過しており、該入口制御部材（２８）が、可動部材（４０）と、該可
    動部材（４０）を該中間板（１８）の残り部分に接続し、入口ダクト（１４）と
    ポンプチャンバー（２４）間に挟まれており、更にその弾力のある長所により該
    弁（２８）を閉位置と開位置間で動かすことができる膜形状部分（４２）とから
    形成される逆止弁であり、該可動部材（４０）がその第１と第２の端部（４５、
    ４６）間を通過するオリフィス（４４）を有しており、該弁（２８）が該開位置
    において、流体が該オリフィス（４４）から該ポンプチャンバー（２４）に向か
    って流れることを可動部材が妨害しない様な方法で形造られており、更に、可動
    部材（４０）の第２の端部（４６）が該閉位置において、弁の座を形成する板（
    １２，２０）の１つにシールする様に接触する部分を具備する様な方法で形造ら
    れており、 可動部材が、中間厚み（１８）の主要な部分に配置されており、膜形状部分が
    板（１２、２０）のもう一方の近くに位置しており、該オリフィス（４４）が限
    られた体積であることを特徴とするマイクロポンプ（１０；１００）の様な流体
    輸送装置。
  2. 【請求項２】 該膜形状部分（４２）に近接する可動部材の第１の端部（４
    ５）が、閉位置から開位置に向かう該弁（２８）の動きを制限する様に設計され
    た少なくとも１つの接合要素（５２）を具備しており、該接合要素（５２）が流
    体が該オリフィス（４４）から該ポンプチャンバー（２４）に向かって流れるこ
    とを妨害しないで、該接合要素の自由端が、該開位置において膜形状部分（４２
    ）の近くに位置する板（１２、２０）に近づいて接触することを特徴とする請求
    項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 該可動部材（４０）が、断面が円形の実質的に筒形又は円錐
    台の形状である外形を有することを特徴とする請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 該オリフィス（４４）が、筒形形状であ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装置。
  5. 【請求項５】 該オリフィス（４４）が、２つのピラミッドに属する該オリ
    フィスの中央区域と共に、その基礎が該オリフィスの端部を構成する２つの四角
    形の基礎のピラミッドから形成される形状を有す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装置。
  6. 【請求項６】 該オリフィス（４４）の体積が、単位輸送体積の１／５より
    大きくないことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
  7. 【請求項７】 該中間板（１８）がシリコンから造られており、弁（２８）
    が、弁の座を形成する該板（１２、２０）に近づいて接触できる可動部材の第２
    の端部（４６）の表面を少なくとも覆う酸化シリコンの第１の層（５４）を更に
    具備しており、それにより弁がその閉位置にある場合に、該弁（２８）と該板（
    １２、２０）が接着することを防止することを特徴とする請求項６に記載の装置
    。
  8. 【請求項８】 弁がその休止位置にある時に、弁（２８）を該板（１２、２
    ０）に対して閉位置に強制的に設置するプリストレスを生じるために、弁（２８
    ）がまた、可動部材（４０）に隣接しており、弁の座を形成する該板（１２、２
    ０）の方向を向く膜形状部分（４２）の区域において、弁（２８）の外面上に少
    なくとも伸張する酸化シリコンの第２の層（５６）を具備することを特徴とする
    請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 該中間板（１８）が、０．３ｍｍから０．５ｍｍの範囲の実
    質的に一定な厚みであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の
    装置。
  10. 【請求項１０】 該膜形状部分（４２）が、１０μｍから５０μｍの範囲の
    実質的に一定な厚みであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載
    の装置。
  11. 【請求項１１】 該膜形状部分（４２）が、膜形状部分（４２）の近くに位
    置する板（１２、２０）を向くその面であって、該可動部材（４０）に隣接する
    第２の部分（４２ｂ）より近くに該板（１２、２０）の第１の部分（４２ａ）を
    形成するその面にセットバック（６０）を有することを特徴とする請求項１〜１
    ０のいずれか一項に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 該セットバック（６０）が、円形で、該オリフィス（４４
    ）の周りに集中しており、該膜形状部分（４２）の該第１と第２の部分（４２ａ
    、４２ｂ）が同心のリングを形成することを特徴とする請求項１１に記載の装置
    。
  13. 【請求項１３】 膜形状部分（４２）の近くに位置する該板（１２、２０）
    を向く該第１の部分（４２ａ）の表面と該接合形成要素（５２）の自由端が該板
    （１２、２０）から等距離であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の
    装置。
  14. 【請求項１４】 膜形状部分（４２）と最も近い板（１２、２０）の間の最
    大距離が、３μｍから２０μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１〜１３の
    いずれか一項に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 中間板（１８）の厚みに対する膜形状部分（４２）と最も
    近い板（１２、２０）の間の最大距離の比が、１／２０より小さいことを特徴と
    する請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 該膜形状部分（４２）、可動部材の第１の端部及びオリフ
    ィス（４４）からの出口が、第１の板（１２）に隣接しており、オリフィス（４
    ４）からの出口がポンプチャンバー（２４）内に直接開放していることを特徴と
    する請求項１〜１５のいずれか一項に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 該膜形状部分（４２）、可動部材の第１の端部及びオリフ
    ィス（４４）からの出口が第２の板（２０）に隣接しており、オリフィス（４４
    ）からの出口が、中間板（１８）の全厚みを貫通する追加のオリフィス（６４）
    により該ポンプチャンバーに連絡することを特徴とする請求項１から１５のいず
    れか一項に記載の装置。
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