(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに形成された加熱手段と、
前記ハウジングにおいて、前記加熱手段に対向する位置に形成された冷却手段と、
前記加熱手段と前記冷却手段との間に位置し、前記加熱手段に対向する第１面と、前記冷却手段に対向する第２面とを含む伝熱部と、
前記伝熱部を外側から支持し、前記伝熱部を前記加熱手段に隣接させる状態の第１位置と前記伝熱部を前記冷却手段に隣接させる第２位置との間で変形し、前記伝熱部と共に前記ハウジングを、加熱手段側に密閉された第１空間と冷却手段側の第２空間とに分離する支持部材と、
前記第１空間と第２空間とに各々充填された第１流体と第２流体と、
前記支持部材の変形動作により発電する発電手段と、
を含むマイクロシステム用マイクロ発電機。
【請求項２】
前記発電手段が前記支持部材に備えられている圧電素子である、請求項１記載のマイクロシステム用マイクロ発電機。
【請求項３】
前記発電手段が、前記伝熱部と前記ハウジングに内蔵されたコイルで構成され、前記伝熱部が永久磁石を含む、請求項１記載のマイクロシステム用マイクロ発電機。
【請求項４】
前記第１流体が、前記加熱手段により気化し、前記冷却手段により液化する、請求項１記載のマイクロシステム用マイクロ発電機。
【請求項５】
前記伝熱部の前記第１面に複数の凹部が形成され、毛細管現像により液体状態の前記第１流体がその中に保持される、請求項１記載のマイクロシステム用マイクロ発電機。
【請求項６】
前記支持部材が、前記第１位置と前記第２位置とを安定状態とする双安定スナッピング動作で変形する、請求項１記載のマイクロシステム用マイクロ発電機。
【請求項７】
前記第１流体が、ペンタン及び１，１，１，２−テトラフルオロエタンを含む群からなる材料から選択された一つの材料である、請求項１記載のマイクロシステム用マイクロ発電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロシステム用マイクロ発電機に関し、より詳細には、流体が充填された流体室の一部分を往復運動させて電気を生成するように設計されたマイクロシステム用マイクロ発電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロシステム、すなわちmicro electro-mechanical systemとは、機械的要素と電子的要素とが数ミリメートル乃至ミクロン規模の非常に小型化されたサイズで併合されているシステムをいう。このようなマイクロシステムには、マイクロポンプ、マイクロ・プロセッサなどを含むマイクロセンサ、マイクロアクチュエータ等電気を必要とする多くの素子が集積されている。このような素子を駆動するのに必要な電圧と電流は、マクロシステム（macro system）の消耗量に比べて非常に少ない量であり、マイクロシステム用電源供給装置は、サイズにおいてミクロ規格の非常に小さいサイズでなければならないため、適切なサイズの電圧と電流を生成するのが難しい。
【０００３】
現在のマイクロシステムの電源供給は、主にマイクロ燃料電池やマイクロウエーブ形態で供給されている。しかし、最近は外部電源を利用せず、温度差のある外部環境を用いて半永久的な自家発電をするシステムの必要性がより重要となってきた。このようなシステムの必要性は、外部と隔離されて半永久的に作動できる新しい自己駆動型マイクロシステム（Autonomous MEMS System）の研究につながった。
【０００４】
既存のマクロシステムでの発電は、高温部と低温部を備え、作動流体がこれらを順次通過しつつ、高温部で加熱されながら外部に向け仕事をし、低温部で冷却され、再び高温部に循環する方法をとる。しかし、マイクロシステムでは、体積及び微細加工技術に対する制約と他の電気電子回路との集積を考慮しなければならないので、このような方式を採用し難いという問題があった。
【０００５】
通常マイクロシステムでは、熱電モジュール（Thermoelectric module）などを用いて発電する。熱電モジュールによる発電は、二つの異なる金属を接合させた後にこれらの間に温度差を与えると電流が誘導されるゼーベック効果（Seebeck Effect）を利用するものである。
【０００６】
熱電モジュールは構造が簡単であり、温度差が大きくない場合にもその温度差に対応する電気を得ることができるので、特にマイクロシステムの微細構造に適した構造のマイクロ発電機を提供できる長所を有する。特に、作動流体部分あるいは機械的運動を行う部分を必要としないため、安全性と騒音面において有利である。
【０００７】
しかし、このようなタイプのマイクロ発電機は、発電効率が低く、電流及び電圧が低いので、マイクロシステムのマイクロポンプ等に必要な電源を供給するには能力が不足する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような課題を解決するために案出された本発明は、既存のマイクロシステム用マイクロ発電機において実現されている出力に比べて、相対的に大きい電力を提供できるマイクロシステム用マイクロ発電機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような本発明の目的は、ハウジングと、前記ハウジングに形成された加熱手段と、前記ハウジングにて前記加熱手段に対向する位置に形成された冷却手段と、前記加熱手段と前記冷却手段との間に位置し、前記加熱手段に対向する第１面と、前記冷却手段に対向する第２面とを含む伝熱部と、前記伝熱部を外側から支持し、前記伝熱部を前記加熱手段に隣接させる状態の第１位置と前記伝熱部を前記冷却手段に隣接させる第２位置との間で変形し、前記伝熱部と共に前記ハウジングを加熱手段側に密閉された第１空間と冷却手段側の第２空間とに分離する支持部材と、前記第１空間と第２空間とに各々充填された第１流体と第２流体と、そして前記支持部材の変形動作により発電をする発電手段と、を含むマイクロシステム用マイクロ発電機を提供することにより達成できる。
【００１０】
本発明の一つの特徴によれば、前記発電手段は前記支持部材に備えられた圧電素子であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の特徴によれば、前記発電手段は前記伝熱部と前記ハウジングに内蔵されたコイルで構成されており、前記伝熱部は永久磁石を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の特徴によれば、前記伝熱部の前記第１面には複数の凹部が形成され、毛細管現像によって液体状態の前記第１流体がその中に保持されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の特徴によれば、前記支持部材は前記第１位置と前記第２位置とを安定状態とする双安定スナッピング動作で変形することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例によるマイクロシステム用マイクロ発電機を、添付した図面を参照して説明する。
本発明のマイクロシステム用マイクロ発電機は、電気を生成するために、流体が充填された流体室の移動部材の往復運動を利用する。流体の体積変化は流体室の体積変化を誘発し、その結果、流体室の移動部材は往復運動をする。流体室の体積が小さい場合、流体室の移動部材は加熱部に近接し、この時、加熱部から移動部材への熱伝逹が始まる。このことは流体室の体積を増加させる。その結果、移動部材は上側に移動する。流体室の体積が所定の大きさより大きくなると、移動部材は冷却部に接触するようになる。この時、移動部材は加熱部から遠く離れているため、熱は移動部材から冷却部に伝達する。その結果、流体室は収縮し始め、移動部材は下降する。
【００１５】
【実施例】
第１実施例
図１は本発明の第１実施例によるマイクロシステム用マイクロ発電機を示す。図１に示すように、マイクロシステム用マイクロ発電機（１００）は、加熱板（１２）、ハウジングである壁部（１４）、冷却板（２４）、多数のフィン（２８）、作動流体（３０）、伝熱部（３２）及び支持部材（３４）を含む。加熱板（１２）は、熱源（図示せず）に熱的に連結されて、一定の高温が継続的に維持される。壁部（１４）は、第１壁部（１４ａ）、第２壁部（１４ｂ）及び第３壁部（１４ｃ）を含む。第１壁部（１４ａ）は、加熱板（１２）の高さと同じ高さから支持部材（３４）まで延長された傾斜面（１５）を有し、加熱板（１２）を取り囲むように構成されている。第２壁部（１４ｂ）は、支持部材（３４）の上面に位置する。第３壁部（１４ｃ）は、第２壁部（１４ｂ）の上面に形成され、また冷却板（２４）を取り囲むように構成されている。壁部（１４）は断熱材料で形成されることが好ましい。伝熱部（３２）の端部を支持する支持部材（３４）は、伝熱部（３２）、第１壁部（１４ａ）及び加熱板（１２）と共に密閉された流体室（２６）を形成する。支持部材（３４）は可撓性と弾性を有しており、伝熱部（３２）を弾性的に支持しながら、垂直方向の上下に弾性変形することができる。本実施例では、上下方向の垂直移動を例示したが、本発明の範疇から外れない範囲で、支持部材（３４）は、横方向、水平方向、対角線方向への移動も可能である。
【００１６】
図６を参照すると、支持部材（３４）は圧電素子（３４ｃ）を備え、変形により電気を生成する。圧電素子（３４ｃ）によって生成された電気を発電機（１００）の外部に伝達するための電気連結手段（図示せず）が、支持部材（３４）及び／又は圧電素子（３４ｃ）に電気的に連結されている。伝熱部（３２）は上下に移動する部材である。伝熱部（３２）は加熱板（１２）によって加熱され、その後冷却板（２４）によって冷却される。したがって、伝熱部（３２）は優れた熱伝逹特性を有する材料で製造されることが好ましい。伝熱部（３２）の下面には多数のフィン（２８）が突出している。フィン（２８）は伝熱部（３２）と一体に形成されることが好ましい。また、フィン（２８）は伝熱部（３２）と同じ材料で製造されるのが好ましい。第１空間（３０ａ）はフィン（２８）の間の空間を意味する。それぞれのフィン（２８）はお互い隣接して位置し、第１空間（３０ａ）に充填された流体（３０）は、隣接し合うフィン（２８）により生ずる毛細管現像により、第１空間（３０ａ）からもれないようになっている。図１に示すように、フィン（２８）の幅は第１空間（３０ａ）の幅より大きいことが好ましい。
【００１７】
図１に示すように、支持部材（３４）が下側に変形された状態にあるとき、第１空間（３０ａ）に収容された液体状態の流体（３０）は加熱板（１２）に近接するようになる。この状態で、加熱板（１２）からの熱はフィン（２８）及び流体（３０）に伝えられる。
【００１８】
このような構成で、加熱板（１２）から伝達された熱は、第１空間（３０ａ）に収容された作動流体（３０）を加熱し、作動流体（３０）は沸騰点を越えて液体から蒸気へと相変化する。温度上昇による蒸気圧力の増加は、流体室（２６）全体の圧力を増加させる。その結果、圧力による力が支持部材（３４）を上側に移動させるように作用する。流体室（２６）の圧力が所定の圧力を越えると、支持部材（３４）は電気を生成するとともに、上側に変形する。
【００１９】
支持部材（３４）により支持された伝熱部（３２）は、支持部材（３４）が上側に変形すると、冷却板（２４）に接触するようになる。この段階で、流体室（２６）の熱は、伝熱部（３２）を介して冷却板（２４）に伝達し始める。
【００２０】
冷却板（２４）は流体室（２６）を冷却する機能を持つ。支持部材（３４）が上側に変形すると、伝熱部（３２）は冷却板（２４）に接触し、第１空間（３０ａ）を含む流体室（２６）から冷却板（２４）側に熱伝逹がおきる。その結果、蒸気状態の流体（３０）は再び凝縮され始める。
【００２１】
以下では、第１実施例による本発明のマイクロシステム用マイクロ発電機（１００）の１つの作動サイクルを説明する。
【００２２】
第１段階で、伝導あるいは公知の方法で熱源（図示せず）から加熱板（１２）に継続的に熱が伝達する。具体的に例示していないが、温度上昇のための熱源としての機能が遂行できる限り、任意の加熱手段を選択することができるのは当業者なら自明である。
【００２３】
第２段階で、図１に示すように、加熱板（１２）はフィン（２８）周囲、即ち、第１空間（３０ａ）に収容された作動流体（３０）を加熱する。伝達された熱により作動流体（３０）は液体から蒸気への相変化を起こす。この過程で、第１空間（３０ａ）及び密閉された流体室（２６）に収容された流体（３０）の圧力及び体積が増加し始める。
【００２４】
第３段階で、上昇する流体室（２６）の圧力が所定の値を超えると、支持部材（３４）は瞬間的に上側に変形する。即ち、スナッピング（snapping）動作が起こる。これにより、伝熱部（３２）は、図２に示すように、冷却板（２４）に接触し、同時に支持部材（３４）の変形に起因して圧電素子から電流が発せられる。
【００２５】
第４段階では、伝熱部（３２）が冷たい冷却板（２４）に継続的に接触することにより、フィン（２８）、更に第１空間（３０ａ）及び流体室（２６）は伝熱部（３２）を介して冷却板（２４）に熱を奪われるようになり、流体室（２６）の温度と圧力は減少し始める。その結果、蒸気状態の流体（３０）は凝縮し始める。この時、流体室（２６）に充填された相対的に高温の蒸気は更に低い温度を有するフィン（２８）表面で凝縮し、凝縮された液体は毛細管現像によりフィンの（２８）間の第１空間（３０ａ）に維持される。
【００２６】
最後に、流体室（２６）の圧力が所定の圧力より小さくなると、支持部材（３４）は下側にスナッピング動作をし、フィン（２８）は図１に示す加熱板（１２）に隣接した位置に復帰する。このような支持部材（３４）の変形により、圧電素子（３４ｃ）から電流が発せられる。このようにして１動作サイクルが完了する。
【００２７】
次に後続の新しい１動作サイクルが第１段階から再び始まる。
詳述した作動サイクルで、支持部材（３４）は双安定挙動を見せる。即ち、支持部材（３４）は２つの安定した位置のうちひとつ、即ち下側位置あるいは上側位置に安定するようにとどまりながら、一つの位置から他の位置へ変わるときには急速に移動しその往復を繰り返す。以下では安定された上側位置及び下側位置の間での支持部材（３４）のこのような急速変形を“双安定スナッピング動作（bi-stable snapping action）”と言う。双安定動作によって本発明の発電機（１００）は更に効率的に作動することになる。
【００２８】
すなわち、位置変化が起きるとき、伝熱部（３２）は急速に移動するので、１作動サイクルは更に短い時間で完了する。このことは与えられた時間の間に、より多くの電気が生成され得ることを意味する。
【００２９】
支持部材（３４）の双安定スナッピング動作によって、伝熱部（３２）は上側及び下側の２つの安定位置でのみ止まり、２つの安定位置の間の空間では止まらず移動するようになる。上側位置では、伝熱部（３２）は加熱板（１２）からは遠く離れ、冷却板（２４）に隣接しているため、ほとんど冷却作用だけを受けることになり、一方下側位置では加熱作用のみ受けることになる。しかし、伝熱部（３２）が上側位置と下側位置との中間にあると、伝熱部（３２）は加熱板（１２）による加熱作用と冷却板（２４）による冷却作用とを同時に受ける可能性が大きい。はなはだしい場合は、流体室（２６）の体積は増加も減少もしない状態となって発電機（１００）の作動が停止する可能性がある。双安定スナッピング動作はこのような問題を最小化できるようにしながら、伝熱部（３２）が加熱と冷却のうち一つの作用だけ受けるようにする。即ち、熱効率を最大化し、伝熱部（３２）が更に速く往復運動できるようにするものである。
【００３０】
図５及び図６は、伝熱部（３２）の底面図及び支持部材（３４）の平面図を示す。支持部材（３４）には、略四角の切欠部（３４ｂ）と支持部材（３４）の対角線にそって形成されたスリット（３４ａ）が形成されている。支持部材（３４）及び伝熱部（３２）が双安定スナッピング動作をするようにするため、伝熱部（３２）は、伝熱部（３２）のサイズよりも小さいサイズ（Ｌ）を有する支持部材の切欠部（３４ｂ）の中に収容されて、支持部材に結合されている。その結果、支持部材（３４）は上側あるいは下側へと自然にゆがむ。このような構成により、伝熱部（３２）及び支持部材（３４）は、双安定スナッピング動作をする構造となる。
【００３１】
その周囲に液体状態の流体が維持されるようにするフィン（２８）は、本発明の発電機（１００）が更に効率的に作動できるようにする構成を提供する。具体的に説明すれば、図２に示された状態で、冷却板（２４）による冷却を更に効率的にするためには、初期に凝縮された液体が加熱板（１２）の上に落ちず、冷却板（２４）近くに維持されることが要求される。相互に隣接するように位置したフィン（２８）が提供する毛細管力はこれを可能にする。
【００３２】
一方、冷却板（２４）及び伝熱部（３２）の間に形成された第２空間には流体を充填することができる。第２空間に充填された流体は、流体室（２６）に充填された流体と同一のものであるか又は他のものでもよい。流体室（２６）に充填される流体はペンタンあるいは１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＣＦ3ＣＨ2Ｆ）、例えば商品名HFC-134aであることが好ましい。
【００３３】
ここで、加熱板（１２）及び冷却板（２４）の面積は本マイクロシステム用マイクロ発電機（１００）の発電効率を最大に増加させるように、その比率を決定することができる。また、加熱及び冷却のための板（１２，２４）は、アルミニウムあるいは金属などの熱伝導性の優れた材料で構成し得ることは当業者なら自明である。
【００３４】
第２実施例
図３は本発明の第２実施例によるマイクロシステム用マイクロ発電機（２００）を示す。第２実施例の説明において、第１実施例と関連して示された部品と同じ部品には、同じ参照符号を附与して説明を省略することにする。
【００３５】
マイクロ発電機（２００）は、第１実施例のマイクロ発電機（１００）と非常に似ているが、流体（３０）の熱エネルギーを電気エネルギーに変換する方法において異なる構成を有している。図示したように、マイクロ発電機（２００）は移動部材（２０）と、移動部材（２０）の端部を支持し第１壁部（１４ａ）の上面に形成された支持部材（１６）を含む。コイル（１８）が第１及び第２壁部（１４ａ，１４ｂ）に形成されている。第２実施例で、移動部材（２０）は加熱板（１２）によって加熱され、その後冷却板（２４）によって冷却されながら、上下に移動する永久磁石として機能する。移動部材（２０）は優れた伝導性を有する磁性材料で製造される。移動部材（２０）の下面には多数のフィン（２８）が形成されている。第１実施例と同様に、液体状態の流体（３０）がフィンの（２８）間の第１空間（３０ａ）に収容されている。フィン（２８）は移動部材（２０）と同じ材料で製造されることが好ましい。また、フィン（２８）は移動部材（２０）と一体に形成されることが好ましい。支持部材（１６）は弾性と可撓性を有する材料で製造することができ、図３及び図４に示したように、上側及び下側に変形するようになっている。支持部材（１６）がスナッピング動作をするときに、移動部材（２０）は上側あるいは下側に移動する。
【００３６】
このような構成により支持部材（１６）が上側及び下側にスナッピング動作をするとき、移動部材（２０）はコイル（１８）に対して相対的な移動をするようになる。このような移動は、コイル（１８）に起電力が誘導されるようになる。コイル（１８）に誘導される電流が発電機（２００）の外部に伝達するようにするため、電気的連結手段（図示せず）がコイル（１８）に連結されている。壁部（１４ａ，１４ｂ）でのコイル（１８）の位置は、更に大きな電流がコイル（１８）に誘導できるように、移動部材（２０）の動きを考慮して決定する。
【００３７】
第３実施例
図７は、本発明の第３実施例によるマイクロシステム用発電機を示す。
図示の通り、本発明の第３実施例によるマイクロシステム用マイクロ発電機（３００）は、加熱板（３１２）、第１及び第２断熱部（３１４，３１５）、ダイアフラム又は薄膜（３１６）、流体（３１８）、圧電物質層（３２０）、冷却板（３２２）を含む。この実施例において、作動流体（３１８）は液体であることが好ましい。加熱板（３１２）は熱源（図示せず）に熱的に連結されていて、一定の高温が継続的に保持される。第１断熱部（３１４）は、加熱板（３１２）と面一レベルで加熱板（３１２）を取り囲むように配置される下部（３１４ａ）と、この下部両端で上側へ延びてその間に一定の空間を形成する壁部（３１４ｂ）とからなっている。薄膜（３１６）は、壁部（３１４ｂ）の上面に形成されて、下部（３１４ａ）、加熱板（３１２）及び壁部（３１４ｂ）と共に密閉された流体室（３２８）を形成し、その中央部（３１６ａ）が上下方向に移動可能なような可撓性を有する。流体室（３２８）内には、加熱板（３１２）に接触するように作動液体（３１８）が収容される。この時、作動液体（３１８）は流体室（３２８）内の全空間を占める必要はなく、流体室（３２８）の空間の一部分を占める程度に収容されることが好ましい。
【００３８】
このような構造で、高温が保持される加熱板（３１２）により、流体室（３２８）内に収容された作動液体（３１８）の一部は、その沸騰点を越えて相変化を起こし、気体部分が多くなることによって、流体室（３２８）内の圧力が増加する。これに伴い、薄膜（３１６）の中央部（３１６ａ）が上側へ移動するようになる。薄膜（３１６）の上部には、薄膜（３１６）の中央部（３１６ａ）の上側への移動の際に加圧され得る位置に、圧電物質層（３２０）が形成されている。圧電物質層（３２０）は、薄膜（３１６）の中央部（３１６ａ）に伝達される流体室（３２８）内の圧力を電気的エネルギーに変換するためのものである。即ち、流体室（３２８）内の圧力が増加して中央部（３１６ａ）が上昇するようになると、薄膜（３１６）が圧電物質層（３２０）を加圧し、圧電物質層（３２０）は電気を発生させることになる。第２断熱部（３１５）が、圧電物質層（２０）と薄膜（３１６）との間の前記流体室（３２８）の断熱効果を増加させる。冷却板（３２２）が圧電物質層（３２０）の上面に形成されている。冷却板（３２２）は圧電物質層（３２０）を低温に保持させるためのものである。即ち、連続して膨脹する薄膜（３１６）が圧電物質層（３２０）を加圧し、それにより圧電物質層（３２０）は電気を発生させる。継続的に圧電物質層（３２０）に接触する薄膜（３１６）は、圧電物質層（３２０）を通して冷却用銅板（３２２）に熱を奪われるようになり、薄膜（３１６）の中央部（３１６ａ）周辺の温度が下降して、流体室（３２８）内部の圧力が低下し、これにより中央部（３１６ａ）は下降し始める。
【００３９】
このように構成された本発明の第３実施例によるマイクロシステム用マイクロ発電機（３００）の作動を説明すると次の通りである。第１段階として、加熱板（３１２）に伝導又は他の熱伝逹により高温熱源（図示せず）から連続的に熱が供給される。第２段階で、伝達された熱は作動液体（３１８）を加熱し、作動液体（３１８）の一部は液体から気体への相変化が起きる。この過程で、密閉された流体室（３２８）内部の気体状態の流体の体積と圧力が増加し始める。第３段階で、増加した圧力は薄膜（３１６）を膨脹させ上昇させて、中央部（３１６ａ）が冷却板（３２２）で覆われた圧電物質層（３２０）に接するようになる。第４段階で、増加する圧力により圧電物質層（３２０）が加圧される。加圧された圧電物質層（３２０）はその加圧力を電気エネルギーに変換する。最後に、流体室（３２８）上部は冷却板（３２２）に熱を奪われて、流体室（３２８）の圧力は再び低下し、薄膜（３１６）の中央部（３１６ａ）は初期位置に戻る。
【００４０】
第４実施例
図８は、本発明の第４実施例によるマイクロシステム用マイクロ発電機（４００）を示す。図８に示したマイクロシステム用マイクロ発電機（４００）は、第３実施例のマイクロ発電機（３００）とほぼ同一であるが、流体室（４２８）を満たしている流体（４３０）が気体という点で異なる。即ち、第３実施例では、相変化が流体室（３２８）の体積変化を誘発する主要な原因となるが、第４実施例では気体自体の体積変化が流体室（４２８）の体積を変化させる。したがって、液体を使用するときの相変化による応答時間の遅延がない。また、第３実施例のマイクロ発電機は、装置が傾いている場合とそうでない場合とで性能の差が生じ得るが、第４実施例のマイクロ発電機は姿勢に関係なく、一定の出力を出すことができる。
【００４１】
第５実施例
図９は、本発明の第５実施例によるマイクロシステム用マイクロ発電機（５００）を示す。第５実施例のマイクロシステム用マイクロ発電機（５００）は、第３実施例のマイクロシステム用マイクロ発電機（３００）とほぼ同一であるが、流体（５１８）の熱エネルギーを電気エネルギーに変換する構造が異なっている。図示したように、第５実施例のマイクロ発電機（５００）は、薄膜（５１６）上面に形成された永久磁石（５２６）と、その上部に形成されたコイル層（５２４）を含む。このような構造によると、薄膜（５１６）が膨脹と収縮を繰り返すことによって、永久磁石（５２６）がコイル層（５２４）に対して相対運動を行い、起電力がコイル層（５２４）に誘導される。永久磁石（５２６）は、上側に移動しつつコイル層（５２４）を介してコイル層（５２４）上面に形成された冷却板（５２２）に接触するようになる。
【００４２】
図１０に、圧電物質層（３２０）と、液体（３１８）を利用した本発明の第３実施例によるマイクロシステム用マイクロ発電機の性能曲線として、時間変化に対する薄膜が圧電物質に加える圧力の変化（Ｐ）及びこの時の出力電圧（Ｖ）の変化を示す。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によるマイクロシステム用マイクロ発電機は、発電所、化学プラント、焼却場などの廃熱を利用する発電機に用いることができ、更に小さいサイズに作製する場合は、体温、太陽熱などをエネルギー源として、携帯電話やＰＤＡ，ノートブックコンピュータ、ＤＮＡチップなどの主電源又は補助電源として活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】支持部材が下側に変形された状態の本発明の第１実施例によるマイクロシステム用マイクロ発電機の側断面図を示す図である。
【図２】支持部材が上側に変形された状態の本発明の第１実施例によるマイクロシステム用マイクロ発電機の側断面図を示す図である。
【図３】支持部材が上側に変形された状態の本発明の第２実施例によるマイクロシステム用マイクロ発電機の側断面図を示す図である。
【図４】支持部材が下側に変形された状態の本発明の第２実施例によるマイクロシステム用マイクロ発電機の側断面図を示す図である。
【図５】本発明の第１実施例に使用された伝熱部の底面図を示す図である。
【図６】本発明の第１実施例に使用された支持部材の平面図を示す図である。
【図７】本発明の第３実施例によるマイクロシステム用マイクロ発電機の側断面図を示す図である。
【図８】本発明の第４実施例によるマイクロシステム用マイクロ発電機の側断面図を示す図である。
【図９】本発明の第５実施例によるマイクロシステム用マイクロ発電機の側断面図を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施例によるマイクロシステム用マイクロ発電機において、薄膜が圧電物質に加える圧力の変化及びこの時の出力電圧の変化を時間変化に対して示した図である。
【符号の説明】
１２：加熱板
１４：壁部
２４：冷却板
２６：流体室
２８：フィン
３０：流体
３２：伝熱部
３４：支持部材
Ｐ：圧力変化
Ｖ：出力電圧の変化
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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