特開 2024-39911 弁装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024039911

(43)【公開日】2024-03-25

(54)【発明の名称】弁装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/70 20060101AFI20240315BHJP

   F16K 31/66 20060101ALI20240315BHJP

   F16K 31/02 20060101ALI20240315BHJP

   F16K 99/00 20060101ALN20240315BHJP

【ＦＩ】

F16K31/70 Z

F16K31/66

F16K31/02 Z

F16K99/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022144640

(22)【出願日】2022-09-12

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三ツ橋 拓也

(72)【発明者】

【氏名】小原 公和

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 勇気

(72)【発明者】

【氏名】小宅 教文

(72)【発明者】

【氏名】廣田 靖樹

(72)【発明者】

【氏名】山内 崇史

【テーマコード（参考）】

3H057

3H062

【Ｆターム（参考）】

3H057AA06

3H057BB06

3H057CC01

3H057DD28

3H057FC02

3H057FC08

3H057FD05

3H057FD14

3H062AA02

3H062BB05

3H062CC04

3H062DD01

3H062EE07

3H062FF21

3H062GG01

3H062GG06

3H062HH01

(57)【要約】

【課題】駆動部の変位を梃子の原理で増幅して弁体に伝える弁装置において、弁体に流体力が作用している状態における駆動部の変位量を確保する。
【解決手段】マイクロバルブは、駆動部Ｙ１２２と、駆動部Ｙ１２２の変位を増幅する可動部Ｙ１２７と、可動部Ｙ１２７によって増幅された変位が伝達される弁体Ｙ１３１と、を備える。可動部Ｙ１２７は、駆動部Ｙ１２２の変位を力点で受けると、所定の支点を中心に回転するとともに、弁体Ｙ１３１との接続位置を作用点として弁体Ｙ１３１を動かす。駆動部Ｙ１２２は、可動部Ｙ１２７に接続される軸部Ｙ１２５と、軸部Ｙ１２５に接続される複数の第１リブＹ１２３および複数の第２リブＹ１２４と、を含む。軸部Ｙ１２５は、各リブＹ１２３、Ｙ１２４が接続される根元部分Ｙ１２５ｂの剛性が、根元部分Ｙ１２５ｂから可動部Ｙ１２７までの先端部分Ｙ１２５ａの剛性よりも大きい。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁装置であって、
流体が流通する流体室（Ｙ１９）と、
通電の有無に応じて自らの温度が変化することで変位する駆動部（Ｙ１２２）と、
前記駆動部の変位を増幅する可動部（Ｙ１２７）と、
前記可動部によって増幅された変位が伝達されることで動いて前記流体室に連通する流路孔（Ｙ１６、Ｙ１７）を開閉する弁体（Ｙ１３１）と、を備え、
前記可動部は、前記駆動部が温度変化によって変位した際に、前記駆動部の変位を力点（ＹＶ１、ＹＶ２）で受けることで、所定の支点（Ｙ１２６、Ｙ１３０）を中心に回転するとともに、前記弁体との接続位置を作用点（ＹＶ３）として前記弁体を前記流体室で動かすように構成されており、
前記駆動部は、
前記可動部に接続される軸部（Ｙ１２５）と、
前記軸部に接続され、通電による熱膨張によって前記軸部の軸心に沿う軸方向に前記軸部を変位させる複数のリブ（Ｙ１２３、Ｙ１２４）と、を含み、
前記軸部は、前記複数のリブが接続されるリブ側部分（Ｙ１２５ｂ）および前記リブ側部分から前記可動部までの可動側部分（Ｙ１２５ａ）を含み、前記リブ側部分の前記軸方向の剛性が、前記可動側部分の前記軸方向の剛性よりも大きくなっている、弁装置。

【請求項2】

前記リブ側部分は、前記軸方向に直交する方向の断面積が、前記可動側部分よりも大きくなっている、請求項１に記載の弁装置。

【請求項3】

第１外層（Ｙ１１）、第２外層（Ｙ１３）、前記第１外層と前記第２外層に挟まれる中間層（Ｙ１２）を含む積層体として構成され、
前記流体室、前記駆動部、前記可動部、前記弁体は、前記中間層に設けられており、
前記第１外層、前記中間層、および前記第２外層が積層される方向を積層方向とし、前記積層方向および前記軸方向に直交する方向を軸直交方向としたとき、
前記リブ側部分は、前記積層方向における厚み（Ｔｈ）に比べて、前記軸直交方向の長さ（Ｗｒ）の方が大きくなっている、請求項１または２に記載の弁装置。

【請求項4】

前記可動部は、前記駆動部の変位を増幅する増幅部（Ｙ１２８、Ｙ１２９）を複数有する、請求項１または２に記載の弁装置。

【請求項5】

前記力点は、第１力点（ＹＶ１）であり、
前記支点は、第１支点部（Ｙ１２６）および第２支点部（Ｙ１３０）を含み、
前記可動部は、
前記駆動部の変位を前記第１力点で受けることで、前記第１支点部を中心に回転して前記駆動部の変位を増幅する第１増幅部（Ｙ１２８）と、
前記第１増幅部で増幅された変位を第２力点（ＹＶ２）で受けることで、前記第２支点部を中心に回転するとともに、前記作用点において前記弁体を付勢して前記弁体を前記流体室で動かす第２増幅部（Ｙ１２９）と、を有する、請求項１または２に記載の弁装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、弁装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、通電の有無に応じた温度変化によって変位する駆動部と、駆動部の変位を梃子の原理で増幅する可動部と、可動部によって増幅された変位が伝達されることで動いて流路孔を開閉する弁体とを有するマイクロバルブが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１４－０３７４６３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のマイクロバルブにおいて、弁体に流体力が作用している状態で弁体を大きく動かしたい場合があるが、本発明者らの検討によれば、駆動部における軸部分の根元側の剛性が不足し、軸部分の意図しない変形によって駆動部の変位量が小さくなる虞がある。このことは、マイクロバルブに限らず、梃子の原理を利用して弁体を動かす弁装置全般においても言える。

【0005】

本開示は、通電の有無に応じた温度変化によって発生する駆動部の変位を梃子の原理で増幅して弁体に伝える弁装置において、弁体に流体力が作用している状態における駆動部の変位量を確保することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載の発明は、
弁装置であって、
流体が流通する流体室（Ｙ１９）と、
通電の有無に応じて自らの温度が変化することで変位する駆動部（Ｙ１２２）と、
駆動部の変位を増幅する可動部（Ｙ１２７）と、
可動部によって増幅された変位が伝達されることで動いて流体室に連通する流路孔（Ｙ１６、Ｙ１７）を開閉する弁体（Ｙ１３１）と、を備え、
可動部は、駆動部が温度変化によって変位した際に、駆動部の変位を力点（ＹＶ１、ＹＶ２）で受けることで、所定の支点（Ｙ１２６、Ｙ１３０）を中心に回転するとともに、弁体との接続位置を作用点（ＹＶ３）として弁体を流体室で動かすように構成されており、
駆動部は、
可動部に接続される軸部（Ｙ１２５）と、
軸部に接続され、通電による熱膨張によって軸部の軸心に沿う軸方向に軸部を変位させる複数のリブ（Ｙ１２３、Ｙ１２４）と、を含み、
軸部は、複数のリブが接続されるリブ側部分（Ｙ１２５ｂ）およびリブ側部分から可動部までの可動側部分（Ｙ１２５ａ）を含み、リブ側部分の軸方向の剛性が、可動側部分の軸方向の剛性よりも大きくなっている。

【0007】

このように、梃子の原理を利用する可動部を備える構成において、駆動部の軸部の根元側にあるリブ側部分の剛性を大きくすれば、弁体に流体力が作用している状態で弁体を大きく動かしたい場合でも、駆動部の軸部の意図しない変形が抑制される。このため、弁体に流体力が作用している状態で弁体を大きく動かしたい場合でも、駆動部の変位量を確保することができる。

【0008】

ここで、軸部全体の剛性を高めることでも、軸部の意図しない変形を抑制可能であるが、この場合、温度変化による軸部の変位が制限される虞がある。このため、軸部全体の剛性を高めるのではなく、リブ側部分の剛性を可動側部分の剛性よりも高めることが望ましい。

【0009】

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態に係るマイクロバルブの模式的な正面図である。

【図2】マイクロバルブの模式的な側面図である。

【図3】マイクロバルブの模式的な分解斜視図である。

【図4】非通電時におけるマイクロバルブの中間層の模式的な正面図である。

【図5】通電時における中間層の模式的な正面図である。

【図6】弁体に作用する流体力の影響を説明するための説明図である。

【図7】マイクロバルブの駆動部の軸部における軸方向の剛性を説明するための説明図である。

【図8】駆動部近傍を拡大した模式的な正面図である。

【図9】駆動部の軸部における可動側部分の断面図である。

【図10】駆動部の軸部におけるリブ側部分の断面図である。

【図11】第１実施形態の比較例となるマイクロバルブの中間層の模式的な正面図である。

【図12】可動側部分の軸直交方向の長さに対するリブ側部分の軸直交方向の長さの比と弁体の変位量との関係を説明するための説明図である。

【図13】第２実施形態に係るマイクロバルブの模式的な分解斜視図である。

【図14】マイクロバルブの中間層の模式的な正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

【0012】

（第１実施形態）
本実施形態について、図１～図１２を参照して説明する。図１、図２、図３に示すように、マイクロバルブＹ１は、板形状の弁部品であり、主として半導体チップによって構成されている。したがって、マイクロバルブＹ１を小型に構成できる。マイクロバルブＹ１への供給電力が切り替わることで、マイクロバルブＹ１の流路構成が変化する。マイクロバルブＹ１は、例えば、それ自体が流体（例えば、気体、液体）の流路を開閉する弁であってもよいし、他の弁を駆動するパイロット弁であってもよい。

【0013】

マイクロバルブＹ１は、いずれも半導体である第１外層Ｙ１１、中間層Ｙ１２、第２外層Ｙ１３を備えたＭＥＭＳバルブである。第１外層Ｙ１１、中間層Ｙ１２、第２外層Ｙ１３は、それぞれが概ね同じ外形を有する長方形の板形状の部材であり、第１外層Ｙ１１、中間層Ｙ１２、第２外層Ｙ１３の順に積層されている。すなわち、マイクロバルブＹ１は、第１外層Ｙ１１、中間層Ｙ１２、第２外層Ｙ１３を含む積層体として構成されている。中間層Ｙ１２は、第１外層Ｙ１１と第２外層Ｙ１３に両側から挟まれている。第１外層Ｙ１１、中間層Ｙ１２、第２外層Ｙ１３のうち、第２外層Ｙ１３が、流体が流通する外部流路に隣接して配置される。後述する第１外層Ｙ１１、中間層Ｙ１２、第２外層Ｙ１３の構造は、化学的エッチング等の半導体製造プロセスによって形成される。

【0014】

ここで、本実施形態では、第１外層Ｙ１１、中間層Ｙ１２、第２外層Ｙ１３が積層される方向を積層方向Ｄｓｔとしている。また、本実施形態では、積層方向Ｄｓｔに直交するとともに後述の駆動部Ｙ１２２の軸部Ｙ１２５の軸心ＣＬに沿う方向を軸方向Ｄａｘとし、積層方向Ｄｓｔおよび軸方向Ｄａｘに直交する方向を軸直交方向Ｄｏｒとしている。なお、本実施形態では、軸方向ＤａｘがマイクロバルブＹ１の短手方向に対応し、軸直交方向ＤｏｒがマイクロバルブＹ１の長手方向に対応している。

【0015】

本実施形態のマイクロバルブＹ１は、積層方向Ｄｓｔの厚みが例えば２ｍｍであり、軸方向Ｄａｘの長さが例えば１０ｍｍであり、短手方向の長さが例えば５ｍｍである。なお、マイクロバルブＹ１のサイズはこれに限定されない。また、マイクロバルブＹ１の外形状は、図１、図２等に図示されたものに限定されない。

【0016】

第１外層Ｙ１１は、導電性の半導体部材の表面に非導電性の酸化膜が形成された電極ポート層である。第１外層Ｙ１１には、図３に示すように、表裏に貫通する２つの貫通孔Ｙ１４、Ｙ１５が形成されている。この貫通孔Ｙ１４、Ｙ１５に、それぞれ、図示しない電気配線の端が挿入される。なお、他の例として、貫通孔Ｙ１４、Ｙ１５は、両方が第２外層Ｙ１３に形成されていてもよいし、一方が第１外層Ｙ１１に形成され、他方が第２外層Ｙ１３に形成されてもよい。

【0017】

第２外層Ｙ１３は、導電性の半導体部材の表面に非導電性の酸化膜が形成された流路孔層である。第２外層Ｙ１３には、図３に示すように、表裏に貫通する第１流路孔Ｙ１６、第２流路孔Ｙ１７が形成されている。

【0018】

具体的には、第１流路孔Ｙ１６は、第２外層Ｙ１３において軸方向Ｄａｘに伸びる長方形形状となっている。また、第２流路孔Ｙ１７は、複数のサブ流路孔Ｙ１７１、Ｙ１７２、Ｙ１７３、Ｙ１７４、Ｙ１７５によって構成されている。複数のサブ流路孔Ｙ１７１～Ｙ１７５は、第１流路孔Ｙ１６に対して第２外層Ｙ１３の軸直交方向Ｄｏｒにずれた位置に配置されている。また、サブ流路孔Ｙ１７１～Ｙ１７５は、第２外層Ｙ１３において軸方向Ｄａｘに一列に並んでいる。また、サブ流路孔Ｙ１７１～Ｙ１７５の各々は、長方形形状を有し、第２外層Ｙ１３において軸直交方向Ｄｏｒに伸びている。これらサブ流路孔Ｙ１７１～Ｙ１７５が、全体として、第２流路孔Ｙ１７を構成する。なお、他の例として、第１流路孔Ｙ１６、第２流路孔Ｙ１７は、両方が第１外層Ｙ１１に形成されていてもよいし、一方が第１外層Ｙ１１に形成され、他方が第２外層Ｙ１３に形成されてもよい。

【0019】

中間層Ｙ１２は、導電性の半導体部材であり、第１外層Ｙ１１と第２外層Ｙ１３に挟まれたアクチュエータ層である。中間層Ｙ１２は、第１外層Ｙ１１の酸化膜と第２外層Ｙ１３の酸化膜に接触するので、第１外層Ｙ１１と第２外層Ｙ１３とも電気的に非導通である。

【0020】

中間層Ｙ１２は、第２流路孔Ｙ１７の流路開度を調整する調整層である。具体的には、中間層Ｙ１２は、図４に示すように、中間固定部Ｙ１２１、駆動部Ｙ１２２、第１支点部Ｙ１２６、可動部Ｙ１２７、第２支点部Ｙ１３０、弁体Ｙ１３１を有している。

【0021】

中間固定部Ｙ１２１は、第１外層Ｙ１１、第２外層Ｙ１３に対して接着等で固定された部材である。中間固定部Ｙ１２１は、第１固定部Ｙ１２１ａ、第２固定部Ｙ１２１ｂ、第３固定部Ｙ１２１ｃ、第４固定部Ｙ１２１ｄを含んでいる。

【0022】

第１固定部Ｙ１２１ａは、中間層Ｙ１２の外枠を構成する。第１固定部Ｙ１２１ａは、第２固定部Ｙ１２１ｂ、第３固定部Ｙ１２１ｃ、第４固定部Ｙ１２１ｄ、駆動部Ｙ１２２、第１支点部Ｙ１２６、可動部Ｙ１２７、第２支点部Ｙ１３０、弁体Ｙ１３１を流体室Ｙ１９内にスリットで隔てて囲むように形成されている。

【0023】

流体室Ｙ１９は、流体が流通する室であり、第１固定部Ｙ１２１ａ、第１外層Ｙ１１、第２外層Ｙ１３によって囲まれている。第１固定部Ｙ１２１ａ、第１外層Ｙ１１、第２外層Ｙ１３は、全体として基部に対応する。なお、電気配線は、駆動部Ｙ１２２の温度を変化させて変位させるための配線である。

【0024】

第１固定部Ｙ１２１ａの第１外層Ｙ１１および第２外層Ｙ１３に対する固定は、流体がこの流体室Ｙ１９から第１流路孔Ｙ１６、第２流路孔Ｙ１７以外を通ってマイクロバルブＹ１から漏出することを抑制するような形態で、行われている。

【0025】

第２固定部Ｙ１２１ｂは、第１固定部Ｙ１２１ａに取り囲まれている。第２固定部Ｙ１２１ｂは、スリットを介して第１固定部Ｙ１２１ａおよび第４固定部Ｙ１２１ｄから離れて配置される。

【0026】

第３固定部Ｙ１２１ｃは、第１固定部Ｙ１２１ａに取り囲まれている。第３固定部Ｙ１２１ｃは、第１固定部Ｙ１２１ａ、可動部Ｙ１２７、駆動部Ｙ１２２からスリットを介して離れて配置される。また、第３固定部Ｙ１２１ｃは、第２固定部Ｙ１２１ｂからも離れている。第３固定部Ｙ１２１ｃは、駆動部Ｙ１２２を構成する複数の第１リブＹ１２３と可動部Ｙ１２７の間に配置されている。

【0027】

第４固定部Ｙ１２１ｄは、第１固定部Ｙ１２１ａに取り囲まれると共に、第１固定部Ｙ１２１ａ、第２固定部Ｙ１２１ｂ、駆動部Ｙ１２２を構成する複数の第２リブＹ１２４、可動部Ｙ１２７から、スリットを介して離れて配置される。また、第４固定部Ｙ１２１ｄは、第３固定部Ｙ１２１ｃからも離れている。第４固定部Ｙ１２１ｄは、複数の第２リブＹ１２４と可動部Ｙ１２７の間に配置されている。

【0028】

駆動部Ｙ１２２、第１支点部Ｙ１２６、可動部Ｙ１２７、第２支点部Ｙ１３０、弁体Ｙ１３１は、第１外層Ｙ１１および第２外層Ｙ１３に対して固定されておらず、第１外層Ｙ１１および第２外層Ｙ１３に対して変位可能になっている。

【0029】

駆動部Ｙ１２２は、通電の有無に応じて自らが変位する部材である。駆動部Ｙ１２２は、複数の第１リブＹ１２３、複数の第２リブＹ１２４、および軸部Ｙ１２５を含んでいる。駆動部Ｙ１２２は、少なくとも一部が通電により発熱する発熱部ＨＰを構成している。

【0030】

軸部Ｙ１２５は、中間層Ｙ１２における短手方向に沿って直線状に延びている。本実施形態の軸部Ｙ１２５は、後述する可動部Ｙ１２７の第１増幅部Ｙ１２８および第２増幅部Ｙ１２９それぞれの長手方向に交差する方向に延びている。軸部Ｙ１２５は、軸部Ｙ１２５の軸心ＣＬに沿う軸方向Ｄａｘの一端側である先端部分Ｙ１２５ａが可動部Ｙ１２７に接続されている。また、軸部Ｙ１２５は、軸方向Ｄａｘの他端側である根元部分Ｙ１２５ｂが複数の第１リブＹ１２３および複数の第２リブＹ１２４が接続されている。本実施形態では、根元部分Ｙ１２５ｂが複数のリブが接続される“リブ側部分”を構成し、先端部分Ｙ１２５ａが“リブ側部分”から可動部Ｙ１２７までの“可動側部分”を構成している。軸部Ｙ１２５の詳細は後述する。

【0031】

複数の第１リブＹ１２３および複数の第２リブＹ１２４は、軸部Ｙ１２５に接続され、通電による熱膨張によって軸方向Ｄａｘに軸部Ｙ１２５を変位させる“複数のリブ”である。

【0032】

複数の第１リブＹ１２３は、軸部Ｙ１２５における軸直交方向Ｄｏｒの一方側に配置されている。複数の第１リブＹ１２３は、軸方向Ｄａｘにスリットを隔てて並んでいる。各第１リブＹ１２３は、細長い棒形状を有しており、温度に応じて伸縮可能となっている。本実施形態では、２本の第１リブＹ１２３が設けられているものを例示しているが、第１リブＹ１２３の本数は、３本以上であってもよい。

【0033】

各第１リブＹ１２３は、軸直交方向Ｄｏｒの一端が第１固定部Ｙ１２１ａに接続され、他端が軸部Ｙ１２５の根元部分Ｙ１２５ｂに接続される。各第１リブＹ１２３は、第１固定部Ｙ１２１ａ側から軸部Ｙ１２５側に近付くほど、軸部Ｙ１２５の先端側に向けてオフセットされるよう、軸部Ｙ１２５に対して斜めに延びている。そして、複数の第１リブＹ１２３は、互いに対して平行に伸びている。

【0034】

複数の第２リブＹ１２４は、軸部Ｙ１２５における軸直交方向Ｄｏｒの他方側に配置されている。複数の第２リブＹ１２４は、軸方向Ｄａｘにスリットを隔てて並んでいる。各第２リブＹ１２４は、細長い棒形状を有しており、温度に応じて伸縮可能となっている。本実施形態では、２本の第１リブＹ１２３が設けられているものを例示しているが、第１リブＹ１２３の本数は、３本以上であってもよい。

【0035】

各第２リブＹ１２４は、軸直交方向Ｄｏｒの一端が第２固定部Ｙ１２１ｂに接続され、他端が軸部Ｙ１２５の根元部分Ｙ１２５ｂに接続される。各第２リブＹ１２４は、第２固定部Ｙ１２１ｂ側から軸部Ｙ１２５側に近付くほど、軸部Ｙ１２５の先端側に向けてオフセットされるよう、軸部Ｙ１２５に対して斜めに延びている。そして、複数の第２リブＹ１２４は、互いに対して平行に伸びている。

【0036】

第１支点部Ｙ１２６は、軸部Ｙ１２５と非直交かつ平行に伸びる棒形状を有している。第１支点部Ｙ１２６は、一端が可動部Ｙ１２７の第１増幅部Ｙ１２８に接続されており、他端が第３固定部Ｙ１２１ｃに接続されている。第１支点部Ｙ１２６は、第１増幅部Ｙ１２８の長手方向と交差するように軸方向Ｄａｘに延びている。第１支点部Ｙ１２６は、積層方向Ｄｓｔに拡がる側面がスリットに面している。

【0037】

可動部Ｙ１２７は、駆動部Ｙ１２２の変位を増幅する変位増幅部材である。可動部Ｙ１２７は、駆動部Ｙ１２２が温度変化によって変位した際、駆動部Ｙ１２２の変位を力点で受けることで、所定の支点を中心に回転するとともに、弁体Ｙ１３１との接続位置を作用点ＹＶ３として弁体Ｙ１３１を流体室Ｙ１９で動かすように構成されている。

【0038】

可動部Ｙ１２７は、駆動部Ｙ１２２の変位を増幅する増幅部を複数有する。本実施形態の可動部Ｙ１２７は、一段目の増幅部を構成する第１増幅部Ｙ１２８と、二段目の増幅部を構成する第２増幅部Ｙ１２９を有する。

【0039】

第１増幅部Ｙ１２８は、軸部Ｙ１２５および第１支点部Ｙ１２６に対して約９０°で交差する方向に伸びる細長い棒形状を有している。第１増幅部Ｙ１２８は、温度に応じて伸縮可能となっている。また、第１増幅部Ｙ１２８の大部分は、第２増幅部Ｙ１２９の長手方向に沿って伸びている。

【0040】

第１増幅部Ｙ１２８は、その長手方向の一端側が第１支点部Ｙ１２６に接続されている。また、第１増幅部Ｙ１２８の第１支点部Ｙ１２６とは反対側の端部は、第２増幅部Ｙ１２９側に折れ曲がり、折れ曲がった先で第２増幅部Ｙ１２９に接続されている。なお、第１増幅部Ｙ１２８のうち、第２増幅部Ｙ１２９の長手方向に沿って伸びている部分は、直線的に伸びていてもよいし、緩やかにカーブしていてもよいし、蛇行して全体として第２増幅部Ｙ１２９の長手方向に沿って伸びていてもよい。なお、第１増幅部Ｙ１２８のうち、第２増幅部Ｙ１２９の長手方向に沿って伸びている部分は、全体として、第２増幅部Ｙ１２９の長手方向とのなす角度が４５°未満となっていればよい。

【0041】

ここで、第１支点部Ｙ１２６と、第１力点ＹＶ１と、第２力点ＹＶ２との位置関係について説明する。第１力点ＹＶ１は、軸部Ｙ１２５と第１増幅部Ｙ１２８の接続位置である。第２力点ＹＶ２は、第１増幅部Ｙ１２８と第２増幅部Ｙ１２９の接続位置である。

【0042】

第１支点部Ｙ１２６、第１力点ＹＶ１、第２力点ＹＶ２は、第１増幅部Ｙ１２８の長手方向に沿って、第１増幅部Ｙ１２８の第１支点部Ｙ１２６側の端部から第２増幅部Ｙ１２９側の端部に向けて、この順に並んでいる。したがって、第１支点部Ｙ１２６から第２力点ＹＶ２までの距離は、第１支点部Ｙ１２６から第１力点ＹＶ１までの距離よりも長い。この関係は、ここでいう距離が直線距離であっても成立し、ここでいう距離が第１増幅部Ｙ１２８の長手方向に沿った距離であっても成立する。

【0043】

このように構成される第１増幅部Ｙ１２８は、駆動部Ｙ１２２の変位を第１力点ＹＶ１で受けることで、第１支点部Ｙ１２６を中心に回転して駆動部Ｙ１２２の変位を増幅する。すなわち、第１増幅部Ｙ１２８は、第１支点部Ｙ１２６を支点とし、第１力点ＹＶ１を力点とし、第２力点ＹＶ２を作用点とする梃子として機能する。具体的には、第１増幅部Ｙ１２８は、支点と作用点との間に力点がある“第３の梃子”として機能する。

【0044】

第２支点部Ｙ１３０は、第２増幅部Ｙ１２９に交差して伸びる棒形状を有している。本実施形態の第２支点部Ｙ１３０は、第２増幅部Ｙ１２９の長手方向と交差するように軸方向Ｄａｘに延びている。第２支点部Ｙ１３０の延伸方向の一端は、第２増幅部Ｙ１２９に接続されている。第２支点部Ｙ１３０の延伸方向の他端は、第４固定部Ｙ１２１ｄに接続されている。第２支点部Ｙ１３０は、積層方向Ｄｓｔに拡がる側面がスリットに面している。

【0045】

第２増幅部Ｙ１２９は、軸直交方向Ｄｏｒに沿って伸びる細長い棒形状を有している。第２増幅部Ｙ１２９の一方側の端部は、第２支点部Ｙ１３０に接続されている。第２増幅部Ｙ１２９の第２支点部Ｙ１３０側とは反対側の端部は、弁体Ｙ１３１に接続されている。第２増幅部Ｙ１２９の第２支点部Ｙ１３０側の端部から弁体Ｙ１３１側の端部までの、軸直交方向Ｄｏｒに沿った長さは、中間層Ｙ１２の軸直交方向Ｄｏｒの全長の１／２以上である。このように第２増幅部Ｙ１２９を長く形成することで、第２増幅部Ｙ１２９による梃子の作用を大きくすることができる。

【0046】

ここで、第２支点部Ｙ１３０と、第２力点ＹＶ２と、作用点ＹＶ３との位置関係について説明する。作用点ＹＶ３は、第２増幅部Ｙ１２９と弁体Ｙ１３１の接続位置である。なお、第２力点ＹＶ２は、第２増幅部Ｙ１２９にとっては力点であるが、第１増幅部Ｙ１２８にとっては作用点である。

【0047】

第２支点部Ｙ１３０、第２力点ＹＶ２、作用点ＹＶ３は、第２増幅部Ｙ１２９の長手方向に沿って、第２増幅部Ｙ１２９の第２支点部Ｙ１３０側の端部から弁体Ｙ１３１側の端部に向けて、この順に並んでいる。したがって、第２支点部Ｙ１３０から作用点ＹＶ３までの距離は、第２支点部Ｙ１３０から第２力点ＹＶ２までの距離よりも長い。この関係は、ここでいう距離が直線距離であっても成立し、ここでいう距離が第２増幅部Ｙ１２９の長手方向に沿った距離であっても成立する。

【0048】

このように構成される第２増幅部Ｙ１２９は、第１増幅部Ｙ１２８で増幅された変位を第２力点ＹＶ２で受けることで、第２支点部Ｙ１３０を中心に回転するとともに、作用点ＹＶ３において弁体Ｙ１３１を付勢して弁体Ｙ１３１を流体室Ｙ１９で動かす。すなわち、第２増幅部Ｙ１２９は、第２支点部Ｙ１３０を支点とし、第２力点ＹＶ２を力点とし、第２増幅部Ｙ１２９と弁体Ｙ１３１の接続部位を作用点ＹＶ３とする梃子として機能する。具体的には、第２増幅部Ｙ１２９は、支点と作用点との間に力点がある“第３の梃子”として機能する。

【0049】

弁体Ｙ１３１は、可動部Ｙ１２７によって増幅された変位が伝達されることで動いて流体室Ｙ１９に連通する第１流路孔Ｙ１６および第２流路孔Ｙ１７の少なくとも一方を開閉する。

【0050】

本実施形態の弁体Ｙ１３１は、ベース部８０と、複数のサブ弁体８１、８２、８３、８４、８５と、これら複数のサブ弁体８１～８５を補強する８個の補強部８６とを有している。ベース部８０と、サブ弁体８１～８５と、複数の補強部８６は、全体として一体に形成されているが、他の例として、別体に形成された後に接合されてもよい。

【0051】

なお、図３、図４では、サブ弁体８１～８５の数が５個であるが、他の例として、２個以上４個以下でもよいし、６個以上でもよい。また、図３、図４の例では、補強部８６の数は８個であるが、他の例として７個以下（例えば１個、２個）であってもよいし、９個以上であってもよい。また、サブ弁体８１～８５のうちどの隣り合うサブ弁体間にも、それらに接続される２個の補強部８６が設けられているが、隣り合うサブ弁体間に設けられる補強部８６の数は２個に限られない。また、サブ弁体８１～８５のうち一部の隣り合うサブ弁体間にのみ、補強部８６が設けられていてもよい。

【0052】

ベース部８０は、作用点ＹＶ３において第２増幅部Ｙ１２９と接続すると共に、軸方向Ｄａｘに伸びる部材である。サブ弁体８１～８５は、軸方向Ｄａｘに一列に離間して並んでいる。また、サブ弁体８１～８５の各々の長手方向は、軸直交方向Ｄｏｒに伸びている。また、サブ弁体８１～８５の各々の長手方向の第２増幅部Ｙ１２９側の端部は、ベース部８０に接続されている。

【0053】

また、サブ弁体８１～８５の各々には、積層方向Ｄｓｔにおける一方側端から他方側端まで貫通すると共に軸直交方向Ｄｏｒに伸びる貫通孔８１ａ、８２ａ、８３ａ、８４ａ、８５ａが形成されている。したがって、サブ弁体８１～８５は、それぞれ、貫通孔８１ａ～８５ａを環状に囲む枠体である。

【0054】

図３に示すように、サブ弁体８１～８５の内周縁は、それぞれ、サブ流路孔Ｙ１７１～Ｙ１７５の外周縁を外側から全周に亘って囲むことができるよう、サブ流路孔Ｙ１７１～Ｙ１７５の外周縁よりも広く形成されている。

【0055】

また、サブ弁体８１～８５の各々は、積層方向Ｄｓｔの一端において第１外層Ｙ１１に接触し他端において第２外層Ｙ１３に接触する。これによりサブ弁体８１～８５は、流体室Ｙ１９においてそれぞれ貫通孔８１ａ～８５ａとそれ以外の部分との間をシールする。

【0056】

補強部８６の各々は、サブ弁体８１～８５のうち隣り合ういずれか２つのサブ弁体の間で、それら２つのサブ弁体に両端で繋がるよう、軸方向Ｄａｘに伸びている。なお、他の例として、１つの補強部８６が三又以上に分かれてサブ弁体８１～８５のうち３つ以上に繋がっていてもよい。これら補強部８６により、弁体Ｙ１３１全体の強度が向上している。各補強部８６は、第１外層Ｙ１１と第２外層Ｙ１３のうち一方または両方と離間している。すなわち、各補強部８６は流体室Ｙ１９内で流体のシールとしては機能しない。

【0057】

ここで、第１固定部Ｙ１２１ａのうち、複数の第１リブＹ１２３と接続する部分の近傍の第１印加点Ｙ１３２には、図３に示した第１外層Ｙ１１の貫通孔Ｙ１４を通る電気配線の一端が接続される。また、第２固定部Ｙ１２１ｂの第２印加点Ｙ１３３には、図３に示した第１外層Ｙ１１の貫通孔Ｙ１５を通る電気配線の一端が接続される。これら電気配線の他端側にある回路によって、マイクロバルブＹ１への通電、非通電の切り替えが行われる。

【0058】

次に、マイクロバルブＹ１の作動について説明する。マイクロバルブＹ１への通電が行われていない状態では、中間層Ｙ１２は図４に示した状態になっている。このとき、第１流路孔Ｙ１６は流体室Ｙ１９に対して連通しているが、サブ流路孔Ｙ１７１～Ｙ１７５は、それぞれ、サブ弁体８１～８５に囲まれている。したがって、流体室Ｙ１９において、第１流路孔Ｙ１６に対してサブ流路孔Ｙ１７１～Ｙ１７５がサブ弁体８１～８５によって遮断されている。このときの弁体Ｙ１３１の位置を、非通電時位置という。この場合、マイクロバルブＹ１は閉弁状態となっている。

【0059】

マイクロバルブＹ１への通電が開始されると、電気配線によって第１印加点Ｙ１３２、第２印加点Ｙ１３３の間に電圧が印加される。ここでは、一例として、第１印加点Ｙ１３２が１２Ｖ、第２印加点Ｙ１３３が０Ｖとなる電圧が印加されるとするが、これに限られない。

【0060】

電圧が印加されると、中間層Ｙ１２において、図５に示すように、第２固定部Ｙ１２１ｂの電位が１２Ｖとなり、第１固定部Ｙ１２１ａの電位が０Ｖとなる。したがって、第２固定部Ｙ１２１ｂが、複数の第２リブＹ１２４、軸部Ｙ１２５、複数の第１リブＹ１２３を介して、第１固定部Ｙ１２１ａと導通する。その結果、複数の第１リブＹ１２３、複数の第２リブＹ１２４の各々において、破線矢印のように電流が流れる。この電流によって、複数の第１リブＹ１２３、軸部Ｙ１２５、複数の第２リブＹ１２４が発熱する。その結果、複数の第１リブＹ１２３、複数の第２リブＹ１２４の各々が、その長手方向に膨張する。なお、第３固定部Ｙ１２１ｃ、第４固定部Ｙ１２１ｄ、第２増幅部Ｙ１２９、弁体Ｙ１３１の電位は、軸部Ｙ１２５と同様の電位、すなわち、１２Ｖの半分の６Ｖ程度になる。そして、第１増幅部Ｙ１２８、第２増幅部Ｙ１２９、弁体Ｙ１３１には、電流が流れない。したがって、第１増幅部Ｙ１２８では、通電に起因した発熱も、その発熱に起因した膨張もない。

【0061】

このような熱的な膨張の結果、複数の第１リブＹ１２３、複数の第２リブＹ１２４は、軸部Ｙ１２５を第１力点ＹＶ１側に付勢する。付勢された軸部Ｙ１２５は、第１力点ＹＶ１において、第１増幅部Ｙ１２８を押す。その結果、第１増幅部Ｙ１２８は、第１支点部Ｙ１２６を支点として、第１支点部Ｙ１２６を中心に回転する。第１増幅部Ｙ１２８の第１支点部Ｙ１２６とは反対側の端部も、第２力点ＹＶ２において、第２増幅部Ｙ１２９を押す方向に、移動する。

【0062】

これにより、第２増幅部Ｙ１２９は、第２支点部Ｙ１３０を支点として、第２支点部Ｙ１３０を中心に回転する。その結果、第２増幅部Ｙ１２９の第２支点部Ｙ１３０とは反対側の端部に接続された弁体Ｙ１３１が、図５に示すように、軸方向Ｄａｘに移動する。移動した後の弁体Ｙ１３１の位置を、通電時位置という。

【0063】

弁体Ｙ１３１が通電時位置にあるとき、サブ弁体８１～８５の貫通孔８１ａ～８５ａとサブ流路孔Ｙ１７１～Ｙ１７５の相対位置関係が変化する。具体的には、サブ流路孔Ｙ１７１～Ｙ１７５の一部または全部が、それぞれ、貫通孔８１ａ～８５ａからはみ出す。その結果、流体室Ｙ１９において、第１流路孔Ｙ１６がサブ流路孔Ｙ１７１～Ｙ１７５と連通する。この場合、マイクロバルブＹ１は開弁状態となっている。このとき、マイクロバルブＹ１の外部、第１流路孔Ｙ１６、流体室Ｙ１９、サブ流路孔Ｙ１７１～Ｙ１７５、マイクロバルブＹ１の外部を、この順に、あるいはこの逆順に、流体が流通する。

【0064】

このようなマイクロバルブＹ１への通電時、第１印加点Ｙ１３２、第２印加点Ｙ１３３を介してマイクロバルブＹ１に供給される電力が大きいほど、非通電時位置に対する弁体Ｙ１３１の移動量も大きくなる。これは、マイクロバルブＹ１に供給される電力が高いほど、第１リブＹ１２３、第２リブＹ１２４の温度が高くなり、膨張度合いが大きいからである。例えば第１印加点Ｙ１３２、第２印加点Ｙ１３３へ印加される電圧がＰＷＭ制御される場合、電圧のデューティ比が大きいほど非通電時に対する弁体Ｙ１３１の移動量も大きくなる。なお、通電量が変化すると、サブ流路孔Ｙ１７１～Ｙ１７５のうちそれぞれ貫通孔８１ａ～８５ａからはみ出す部分のサイズが変化する。したがって、通電量を変化させることで、マイクロバルブＹ１内の流体の流量を調整することができる。

【0065】

また、マイクロバルブＹ１への通電が停止されたときは、電気配線から第１印加点Ｙ１３２、第２印加点Ｙ１３３への電圧印加が停止される。すると、複数の第１リブＹ１２３、複数の第２リブＹ１２４を電流が流れなくなり、複数の第１リブＹ１２３、複数の第２リブＹ１２４の温度が低下する。その結果、複数の第１リブＹ１２３、複数の第２リブＹ１２４の各々が、その長手方向に収縮する。

【0066】

これにより、複数の第１リブＹ１２３、複数の第２リブＹ１２４は、軸部Ｙ１２５を第１力点ＹＶ１側とは反対側に付勢する。付勢された軸部Ｙ１２５は、第１力点ＹＶ１側において、第１増幅部Ｙ１２８を軸部Ｙ１２５側に引っ張る。その結果、第１増幅部Ｙ１２８は、第１支点部Ｙ１２６を支点として、第１支点部Ｙ１２６を中心に回転する。その結果、第１増幅部Ｙ１２８の第１支点部Ｙ１２６とは反対側の端部が、図４に示すように、軸方向Ｄａｘに移動する。

【0067】

このような熱的な収縮の結果、弁体Ｙ１３１は、所定の非通電時位置に戻って停止する。このような作動により、サブ弁体８１～８５は、流体室Ｙ１９内で動くことでそれぞれサブ流路孔Ｙ１７１～Ｙ１７５の第１流路孔Ｙ１６に対する開度を調整する。

【0068】

以上のように構成されたマイクロバルブＹ１は、電磁弁およびステッピングモータと比べて容易に小型化できる。その理由の１つは、マイクロバルブＹ１が上述の通り半導体チップにより形成されていることである。また、上述の通り、梃子を利用して熱的な膨張による変位量が増幅されることも、そのような梃子を利用せずに電磁弁またはステッピングモータを利用する弁装置と比べた場合、小型化に寄与する。また、複数の第１リブＹ１２３、複数の第２リブＹ１２４の変位は熱に起因して発生するので、騒音低減効果が高い。

【0069】

また、梃子を利用しているので、熱的な膨張による変位量を弁体Ｙ１３１の移動量より抑えることができるので、弁体Ｙ１３１を駆動するための消費電力も低減することができる。また、電磁弁の駆動時における衝撃音を無くすことができるので、騒音を低減することができる。

【0070】

ところで、図６に示すように、弁体Ｙ１３１に対して、例えば、０．２［Ｎ］程度の流体力ＦＰが作用している状態で、弁体Ｙ１３１を大きく動かしたい場合がある。この場合、駆動部Ｙ１２２における軸部Ｙ１２５の根元部分Ｙ１２５ｂの剛性が不足し、根元部分Ｙ１２５ｂの意図しない変形によって駆動部Ｙ１２２の変位量が小さくなる虞がある。

【0071】

このことを考慮し、マイクロバルブＹ１は、図７に示すように、軸部Ｙ１２５における根元部分Ｙ１２５ｂの軸方向Ｄａｘの剛性が、先端部分Ｙ１２５ａの軸方向Ｄａｘの剛性よりも大きくなっている。

【0072】

本実施形態の軸部Ｙ１２５は、図８、図９、図１０に示すように、根元部分Ｙ１２５ｂにおける軸方向Ｄａｘに直交する方向の断面積が、先端部分Ｙ１２５ａにおける軸方向Ｄａｘに直交する方向の断面積よりも大きくなっている。

【0073】

先端部分Ｙ１２５ａは、図９に示すように、断面形状が略正方形形状になっている。すなわち、先端部分Ｙ１２５ａは、軸方向Ｄａｘの全体において、積層方向Ｄｓｔの厚みＴｈと軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｔとが略同等の大きさになっている。

【0074】

根元部分Ｙ１２５ｂは、図１０に示すように、断面形状が扁平な四角形形状になっている。すなわち、根元部分Ｙ１２５ｂは、軸方向Ｄａｘの全体において、積層方向Ｄｓｔの厚みＴｈよりも軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｒが大きくなっている。根元部分Ｙ１２５ｂの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｔは、軸方向Ｄａｘの全体において略一定の大きさになっている。なお、根元部分Ｙ１２５ｂの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｔは、先端部分Ｙ１２５ａの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｔよりも大きくなっていれば、軸方向Ｄａｘにおいて段階的または連続的に変化していてもよい。

【0075】

軸部Ｙ１２５は、先端部分Ｙ１２５ａおよび根元部分Ｙ１２５ｂそれぞれの積層方向Ｄｓｔの厚みＴｈが略同等の大きさになっている。そして、根元部分Ｙ１２５ｂの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｒが、先端部分Ｙ１２５ａの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｔよりも大きくなっている。すなわち、先端部分Ｙ１２５ａの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｔに対する根元部分Ｙ１２５ｂの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｒの比は、“１”を超える。

【0076】

根元部分Ｙ１２５ｂの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｒが大きいほど、根元部分Ｙ１２５ｂの剛性を大きくすることができるが、その分、駆動部Ｙ１２２の体格が大型化したり、第１リブＹ１２３および第２リブＹ１２４の軸直交方向Ｄｏｒの長さが制限されたりする。第１リブＹ１２３および第２リブＹ１２４の軸直交方向Ｄｏｒの長さが制限されることは、弁体Ｙ１３１の可動範囲が制限されることになるため好ましくない。

【0077】

このことを考慮し、根元部分Ｙ１２５ｂの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｒは、発熱部ＨＰ全体の軸直交方向Ｄｏｒの長さＷａの半分以下になっている。本実施形態の根元部分Ｙ１２５ｂの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｒは、発熱部ＨＰの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷａの１／３程度の大きさになっている。

【0078】

図１１は、本実施形態の比較例となるマイクロバルブＲ１の中間層Ｒ１２の模式的な正面図である。なお、理解し易いように、比較例のマイクロバルブＲ１において、本実施形態のマイクロバルブＹ１と実質的に同じ構成については、本実施形態のマイクロバルブＹ１と同様の符号を付している。

【0079】

比較例となるマイクロバルブＲ１は、図１１に示すように、軸部Ｒ１２５における軸直交方向Ｄｏｒの断面積が一様になっている。この点が本実施形態のマイクロバルブＲ１と相違している。根元部分Ｒ１２５ｂの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｒに対する先端部分Ｒ１２５ａの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｔの比を軸寸法比としたとき、比較例のマイクロバルブＲ１の軸寸法比は “１”になっている。

【0080】

本発明者らの調査研究によれば、図１２に示すように、軸寸法比が“１”を超えると、所定通電量当たりの弁体Ｙ１３１の変位量が大きくなることが判っている。前述の如く、本実施形態のマイクロバルブＹ１は、根元部分Ｙ１２５ｂの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｒが、先端部分Ｙ１２５ａの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｔよりも大きいので、マイクロバルブＹ１の軸寸法比が“１”を超える。このため、本実施形態のマイクロバルブＹ１は、比較例のマイクロバルブＲ１に比べて、弁体Ｙ１３１に流体力ＦＰが作用している状態において弁体Ｙ１３１の変位量を確保することができる。

【0081】

以上説明したマイクロバルブＹ１は、駆動部Ｙ１２２の軸部Ｙ１２５における根元部分Ｙ１２５ｂの軸方向Ｄａｘの剛性が、先端部分Ｙ１２５ａの軸方向Ｄａｘの剛性よりも大きくなっている。

【0082】

これによれば、弁体Ｙ１３１に流体力ＦＰが作用している状態で弁体Ｙ１３１を大きく動かしたい場合でも、駆動部Ｙ１２２の軸部Ｙ１２５の意図しない変形が抑制される。このため、弁体Ｙ１３１に流体力ＦＰが作用している状態で弁体Ｙ１３１を大きく動かしたい場合でも、駆動部Ｙ１２２の変位量を確保することができる。

【0083】

この結果、マイクロバルブＹ１の体格の増大を抑制しつつ開弁時の開口面積を増大させること、あるいは、開弁時の開口面積の低減を抑制しつつ体格を低減することが、可能になる。

【0084】

ここで、軸部Ｙ１２５全体の剛性を高めることでも、軸部Ｙ１２５の意図しない変形を抑制可能であるが、この場合、温度変化による軸部Ｙ１２５の変位が制限される虞がある。このため、軸部Ｙ１２５全体の剛性を高めるのではなく、根元部分Ｙ１２５ｂの剛性を先端部分Ｙ１２５ａの剛性よりも高めることが望ましい。

【0085】

本実施形態のマイクロバルブＹ１は、以下の特徴を備える。

【0086】

（１）根元部分Ｙ１２５ｂは、軸方向Ｄａｘに直交する方向の断面積が、先端部分Ｙ１２５ａよりも大きくなっている。このように、根元部分Ｙ１２５ｂの断面積が大きくなっていれば、駆動部Ｙ１２２における軸部Ｙ１２５の根元側の剛性を確保することができる。また、根元部分Ｙ１２５ｂの断面積を先端部分Ｙ１２５ａの断面積よりも大きくすれば、軸部Ｙ１２５全体の断面積を大きくする場合に比べて、駆動部Ｙ１２２が大きくなることが抑えられるので、マイクロバルブＹ１の体格増大を抑制することができる。

【0087】

（２）マイクロバルブＹ１は、第１外層Ｙ１１、第２外層Ｙ１３、第１外層Ｙ１１と第２外層Ｙ１３に挟まれる中間層Ｙ１２を含む積層体として構成されている。

【0088】

流体室Ｙ１９、駆動部Ｙ１２２、可動部Ｙ１２７、弁体Ｙ１３１は、中間層Ｙ１２に設けられている。根元部分Ｙ１２５ｂは、積層方向Ｄｓｔにおける厚みＴｈに比べて、軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｒの方が大きくなっている。これよると、駆動部Ｙ１２２の軸部Ｙ１２５の意図しない変形を抑制する構造を採用することに伴ってマイクロバルブＹ１の積層方向Ｄｓｔの体格が増大してしまうことを抑制することができる。

【0089】

（３）可動部Ｙ１２７は、駆動部Ｙ１２２の変位を増幅する増幅部を複数有する。このように、複数の増幅部を備えていれば、駆動部Ｙ１２２の変位が多段階で増幅されるので、弁体Ｙ１３１に流体力ＦＰが作用している状態で弁体Ｙ１３１を大きく動かしたい場合でも、駆動部Ｙ１２２の変位量を確保することができる。本構成によれば、マイクロバルブＹ１の体格の増大を抑制しつつ開弁時の開口面積を増大させること、あるいは、開弁時の開口面積の低減を抑制しつつ体格を低減することが可能になる。

【0090】

（４）可動部Ｙ１２７は、駆動部Ｙ１２２の変位を第１力点ＹＶ１で受けることで、第１支点部Ｙ１２６を中心に回転して駆動部Ｙ１２２の変位を増幅する第１増幅部Ｙ１２８を有する。加えて、可動部Ｙ１２７は、第１増幅部Ｙ１２８で増幅された変位を第２力点ＹＶ２で受けることで、第２支点部Ｙ１３０を中心に回転するとともに、作用点ＹＶ３において弁体Ｙ１３１を付勢して弁体Ｙ１３１を流体室Ｙ１９で動かす第２増幅部Ｙ１２９を有する。このように、梃子の原理を利用する第１増幅部Ｙ１２８および第２増幅部Ｙ１２９を備えていれば、駆動部Ｙ１２２の変位が二段階で増幅される。このため、弁体Ｙ１３１に流体力ＦＰが作用している状態で弁体Ｙ１３１を大きく動かしたい場合でも、駆動部Ｙ１２２の変位量を確保することができる。本構成によれば、マイクロバルブＹ１の体格の増大を抑制しつつ開弁時の開口面積を増大させること、あるいは、開弁時の開口面積の低減を抑制しつつ体格を低減することが可能になる。

【0091】

（５）複数の第１リブＹ１２３、複数の第２リブＹ１２４、軸部Ｙ１２５の根元部分Ｙ１２５ｂは、通電により発熱する発熱部ＨＰを構成している。根元部分Ｙ１２５ｂの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｒは、発熱部ＨＰにおける軸直交方向Ｄｏｒの長さＷａの半分以下である。

【0092】

駆動部Ｙ１２２の体格を維持しつつ、根元部分Ｙ１２５ｂの剛性を確保するために根元部分Ｙ１２５ｂの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｒを過大にすると、複数の第１リブＹ１２３および複数の第２リブＹ１２４の軸直交方向Ｄｏｒの長さを確保し難くなる。このため、根元部分Ｙ１２５ｂの軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｒは、発熱部ＨＰにおける軸直交方向Ｄｏｒの長さＷａの半分以下になっていることが望ましい。

【0093】

（６）また、サブ弁体８１～８５を補強するための補強部８６は、複数のサブ弁体８１～８５のうち複数に繋がっている。このようになっていることで、補強部８６により、流体室Ｙ１９内に流入する流体の圧力に対する弁体Ｙ１３１の強度が増す。

【0094】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図１３、図１４を参照して説明する。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明する。

【0095】

本実施形態のマイクロバルブＹ１は、図１３、図１４に示すように、可動部Ｙ１２７が単一の増幅部によって構成されている。すなわち、可動部Ｙ１２７は、第１増幅部Ｙ１２８が省略され、第２増幅部Ｙ１２９に対して駆動部Ｙ１２２の軸部Ｙ１２５が接続される構造になっている。

【0096】

本実施形態の第２増幅部Ｙ１２９は、駆動部Ｙ１２２の変位を第２力点ＹＶ２で受けることで、第２支点部Ｙ１３０を中心に回転するとともに、作用点ＹＶ３において弁体Ｙ１３１を付勢して弁体Ｙ１３１を流体室Ｙ１９で動かす。すなわち、第２増幅部Ｙ１２９は、第２支点部Ｙ１３０を支点とし、第２力点ＹＶ２を力点とし、第２増幅部Ｙ１２９と弁体Ｙ１３１の接続部位を作用点ＹＶ３とする梃子として機能する。なお、本実施形態の第２力点ＹＶ２は、軸部Ｙ１２５と第２増幅部Ｙ１２９の接続位置である。

【0097】

その他については、第１実施形態と同様である。本実施形態のマイクロバルブＹ１は、第１実施形態と共通の構成または均等な構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

【0098】

（他の実施形態）
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

【0099】

上記各実施形態では、軸部Ｙ１２５の根元部分Ｙ１２５ｂの断面積が先端部分Ｙ１２５ａの断面積よりも大きくなっていることで、根元部分Ｙ１２５ｂの剛性が高められている。しかし、例えば、軸部Ｙ１２５の根元部分Ｙ１２５ｂの構成材料のヤング率が先端部分Ｙ１２５ａの構成材料のヤング率よりも大きくなっていることで、根元部分Ｙ１２５ｂの剛性が高められていてもよい。

【0100】

上記各実施形態では、根元部分Ｙ１２５ｂは、積層方向Ｄｓｔにおける厚みＴｈに比べて、軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｒの方が大きくなっているが、これに限定されない。根元部分Ｙ１２５ｂは、例えば、積層方向Ｄｓｔにおける厚みＴｈに比べて、軸直交方向Ｄｏｒの長さＷｒの方が小さくなっていてもよい。

【0101】

上記各実施形態では、可動部Ｙ１２７は、１つまたは２つの増幅部によって構成されているが、これに限らず、例えば、３つ以上の増幅部によって構成されていてもよい。

【0102】

上記各実施形態では、複数の第１リブＹ１２３、複数の第２リブＹ１２４、軸部Ｙ１２５は、通電されることで発熱し、その発熱によって自らの温度が上昇することで膨張する。しかし、これら部材は、温度が変化すると長さが変化する形状記憶材料から構成されていてもよい。

【0103】

マイクロバルブＹ１の形状やサイズは、上記実施形態で示したものに限られない。マイクロバルブＹ１は、極微小流量制御可能で、かつ、流路内に存在する微小ゴミを詰まらせないような水力直径の第１流路孔Ｙ１６、第２流路孔Ｙ１７を有していればよい。

【0104】

上記各実施形態では、第２流路孔Ｙ１７は、複数のサブ流路孔Ｙ１７１、Ｙ１７２、Ｙ１７３、Ｙ１７４、Ｙ１７５によって構成されているが、これに限らず、単一の流路孔によって構成されていてもよい。

【0105】

上記各実施形態の弁体Ｙ１３１は、ベース部８０、複数のサブ弁体８１～８５、補強部８６を含む構造になっているが、これに限定されない。弁体Ｙ１３１は、第１流路孔Ｙ１６および第２流路孔Ｙ１７の少なくとも一方の開口面積を調整可能なものであれば、上述したものと異なっていてもよい。

【0106】

上記実施形態では、通電の有無に応じた温度変化によって発生する駆動部Ｙ１２２の変位を梃子の原理で増幅して弁体Ｙ１３１に伝える弁装置の一例としてＭＥＭＳバルブが例示されている。しかし、このような弁装置は、ＭＥＭＳバルブ以外のものであってもよい。

【0107】

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

【0108】

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

【0109】

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

【0110】

（本開示の観点）
本開示は、以下の観点を備える。

【0111】

［第１の観点］
弁装置であって、
流体が流通する流体室（Ｙ１９）と、
通電の有無に応じて自らの温度が変化することで変位する駆動部（Ｙ１２２）と、
前記駆動部の変位を増幅する可動部（Ｙ１２７）と、
前記可動部によって増幅された変位が伝達されることで動いて前記流体室に連通する流路孔（Ｙ１６、Ｙ１７）を開閉する弁体（Ｙ１３１）と、を備え、
前記可動部は、前記駆動部が温度変化によって変位した際に、前記駆動部の変位を力点（ＹＶ１、ＹＶ２）で受けることで、所定の支点（Ｙ１２６、Ｙ１３０）を中心に回転するとともに、前記弁体との接続位置を作用点（ＹＶ３）として前記弁体を前記流体室で動かすように構成されており、
前記駆動部は、
前記可動部に接続される軸部（Ｙ１２５）と、
前記軸部に接続され、通電による熱膨張によって前記軸部の軸心に沿う軸方向に前記軸部を変位させる複数のリブ（Ｙ１２３、Ｙ１２４）と、を含み、
前記軸部は、前記複数のリブが接続されるリブ側部分（Ｙ１２５ｂ）および前記リブ側部分から前記可動部までの可動側部分（Ｙ１２５ａ）を含み、前記リブ側部分の前記軸方向の剛性が、前記可動側部分の前記軸方向の剛性よりも大きくなっている、弁装置。

【0112】

［第２の観点］
前記リブ側部分は、前記軸方向に直交する方向の断面積が、前記可動側部分よりも大きくなっている、第１の観点に記載の弁装置。

【0113】

［第３の観点］
第１外層（Ｙ１１）、第２外層（Ｙ１３）、前記第１外層と前記第２外層に挟まれる中間層（Ｙ１２）を含む積層体として構成され、
前記流体室、前記駆動部、前記可動部、前記弁体は、前記中間層に設けられており、
前記第１外層、前記中間層、および前記第２外層が積層される方向を積層方向とし、前記積層方向および前記軸方向に直交する方向を軸直交方向としたとき、
前記リブ側部分は、前記積層方向における厚み（Ｔｈ）に比べて、前記軸直交方向の長さ（Ｗｒ）の方が大きくなっている、第１または第２の観点に記載の弁装置。

【0114】

［第４の観点］
前記可動部は、前記駆動部の変位を増幅する増幅部（Ｙ１２８、Ｙ１２９）を複数有する、第１ないし第３の観点のいずれか１つに記載の弁装置。

【0115】

［第５の観点］
前記力点は、第１力点（ＹＶ１）であり、
前記支点は、第１支点部（Ｙ１２６）および第２支点部（Ｙ１３０）を含み、
前記可動部は、
前記駆動部の変位を前記第１力点で受けることで、前記第１支点部を中心に回転して前記駆動部の変位を増幅する第１増幅部（Ｙ１２８）と、
前記第１増幅部で増幅された変位を第２力点（ＹＶ２）で受けることで、前記第２支点部を中心に回転するとともに、前記作用点において前記弁体を付勢して前記弁体を前記流体室で動かす第２増幅部（Ｙ１２９）と、を有する、第１ないし第４の観点のいずれか１つに記載の弁装置。

【0116】

［第６の観点］
複数の前記リブおよび前記リブ側部分は、通電により発熱する発熱部（ＨＰ）を構成しており、
前記リブ側部分の前記軸直交方向の長さは、前記発熱部における前記軸直交方向の長さの半分以下である、第３の観点に記載の弁装置。

【符号の説明】

【0117】

Ｙ１ マイクロバルブ（弁装置）
Ｙ１９ 流体室
Ｙ１２２ 駆動部
Ｙ１２３ 第１リブ（リブ）
Ｙ１２４ 第２リブ（リブ）
Ｙ１２５ 軸部
Ｙ１２５ａ 先端部分（可動側部分）
Ｙ１２５ｂ 根元部分（リブ側部分）
Ｙ１２７ 可動部
Ｙ１３１ 弁体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】