(57)【要約】【課題】携帯型の発電装置の駆動源として用いることができ、従来より大きな誘導起電力を得ることが可能なマイクロエンジン及びそれを用いた発電装置を提供する。【解決手段】本マイクロエンジン１００は、燃料を燃焼させる燃焼室１４を有するピストンチャンバ１２と、ピストン２０を往復運動可能に支持するとともに、該ピストン２０の往復運動方向に弾性変形可能な弾性支持バネ２１とを具備してなるものであって、前記ピストン２０が、燃焼室１４内に生じた燃焼エネルギー及び前記弾性支持バネ２１の弾性エネルギーにより往復運動するものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させる燃焼室を有するピストンチャンバと、ピストンを往復運動可能に支持するとともに、該ピストンの往復運動方向に弾性変形可能な弾性支持バネとを具備してなるものであって、前記ピストンが、燃焼室内に生じた燃焼エネルギー及び前記弾性支持バネの弾性エネルギーにより往復運動することを特徴とするマイクロエンジン。
【請求項２】
前記弾性支持バネの共振周波数に対する前記燃焼室における点火周波数の比を、１．０乃至１．２としたことを特徴とする請求項１に記載のマイクロエンジン。
【請求項３】
前記ピストンチャンバ内に前記燃焼室と連通するトラップ室を設け、前記ピストンに該トラップ室内を往復運動可能な翼部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロエンジン。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロエンジンのピストンの往復運動により磁石とコアとが相対運動され、該コアに生じた磁力変動によりコアに巻装された誘導コイルに誘導電力を発生させるものであることを特徴とする発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロマシニング技術により、縦横が数センチメートル、薄さ数ミリメートル程度の平板状のケーシング内に作製されるマイクロエンジン及びそれを用いた発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話や電子手帳、デジタルカメラ、ノートパソコン等の携帯型電子機器における電力供給は機器付属のバッテリにより行われており、該バッテリは家庭用電源により充電されることが一般的である。従って、充電に適当な電源が無い屋外等での各携帯型電子機器の継続使用はバッテリの容量に依存して制限されるので、バッテリが消耗するまでに自宅等へ戻るか、複数の代替バッテリを携帯する必要がある。しかし究極には、携帯型電子機器は、このような制限なく任意の場所で所望の期間に渡って継続使用できるものであることが望ましい。
【０００３】
一方、家庭用電源等への電源供給は、発電所において原子力や火力によるタービンの回転を電力に変換し、該電力が各家庭へ分配されることによりなされているが、大規模設備が必要であることや分配の過程でエネルギー損失が生ずること等を考慮すれば、機器の規模に応じた個別発電が適当な場合もある。特に、前述したような携帯型電子機器と携帯可能な個別発電装置とを併用することにより、究極の携帯型電子機器を実現することが可能である。
【０００４】
携帯可能な発電装置を実現するためには、電力変換可能な駆動力を発生させる携帯可能な装置が必要であるが、該装置として使用可能と考えられるものの一つにマイクロエンジンがある。マイクロエンジンとは、マイクロマシニング技術を利用して、縦横が数センチメートル、薄さ数ミリメートル程度の平板状のケーシング内に作製される内燃機関である。
【０００５】
図１０は、従来のマイクロエンジンの一例を示す概略斜視図である（非特許文献１参照）。図に示すように、従来のマイクロエンジン９０は、基板９０Ａ、エンジン本体９０Ｂ、蓋９０Ｃの３層構造であり、これらが一体として積層されてなるものである。エンジン本体９０Ｂの中央部にはピストンシリンダ９１が形成されており、該ピストンシリンダ９１の左右端の一部を切欠するようにして燃焼室９２Ｌ，９２Ｒが夫々形成されている。各燃焼室９２Ｌ，９２Ｒには点火プラグ９３Ｌ，９３Ｒが夫々設けられており、更に、各燃焼室９２Ｌ，９２Ｒの外側には燃料室９４Ｌ，９４Ｒが形成され、該燃料室９４Ｌ，９４Ｒは各燃焼室９２Ｌ，９２Ｒから逆燃焼が起こらない程度に狭小なチャネルで夫々連通されている。また、ピストンシリンダ９１内には、ピストン９５が往復運動可能に収容されている。一方、蓋９０Ｃには、エンジン本体９０Ｂのピストンシリンダ９１の略中央に相当する位置に排気口９６が穿設され、同様に、各燃料室９４Ｌ，９４Ｒに相当する位置に燃料入口９７Ｌ，９７Ｒが夫々穿設されている。
【０００６】
以下、前記マイクロエンジン９０の動作を図１１及び図１２に基づいて説明する。
図１１（ａ）では、燃焼室９２Ｌ及びピストンシリンダ９１の左側には気化された燃料が充填されており、ピストンシリンダ９１の左端に位置するピストン９５により該燃料が圧縮された状態にある。一方、燃料入口９７Ｒ（不図示）から燃料室９４Ｒを経て、燃焼室９２Ｒ及びピストンシリンダ９１の右側に燃料が送り込まれる。この状態において、点火プラグ９３Ｌがスパークして燃焼室９２Ｌ内の燃料が燃焼し、該燃焼エネルギーによりピストン９５がピストンシリンダ９１内を右方向へ移動する。ピストン９５が右方向へ移動することにより、図１１（ｂ）に示すように、燃焼室９２Ｒ及びピストンシリンダ９１の右側に充填された燃料が圧縮され、一方、燃焼室９２Ｌで燃焼した燃料は、排気口９６から排気される。
【０００７】
さらに、ピストン９５がピストンシリンダ９１内を右方向へ移動することにより、燃料入口９７Ｌ（不図示）から燃料室９４Ｌを経て、燃焼室９２Ｌ及びピストンシリンダ９１の右側に新たな燃料が送り込まれる。ピストン９５がピストンシリンダ９１の最右端まで移動すると、図１２（ａ）に示すように、点火プラグ９３Ｒがスパークして燃焼室９２Ｒ内の燃料が燃焼し、該燃焼エネルギーによりピストン９５がピストンシリンダ９１内を左方向へ移動する。ピストン９５が左方向へ移動することにより、図１２（ｂ）に示すように、燃焼室９２Ｌ及びピストンシリンダ９１の左側に充填された燃料が圧縮され、一方、燃焼室９２Ｒで燃焼した燃料は、排気口９６から排気される。これを１サイクルとしてピストン９５が往復運動を繰り返し、前記マイクロエンジン９０が所謂レシプロエンジンとして機能する。
【０００８】
このようなマイクロエンジン９０を用いて、例えば、永久磁石を前記ピストン９５と連動するように設け、マイクロエンジン９０を動作させて、該永久磁石を誘導コイルに誘導電流が生じるように往復運動させることにより、携帯型の発電装置を構成することが可能である。
【０００９】
【非特許文献１】
Ｄａｅ−Ｅｕｎ  Ｐａｒｋ、他４名、「ＤＥＳＩＧＮ  ＡＮＤ  ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＭＩＣＲＯＭＡＣＨＩＮＥＤ  ＩＮＴＥＲＮＡＬ  ＣＯＭＢＵＳＴＩＯＮ  ＥＮＧＩＮＥ  ＡＳ  Ａ  ＰＯＷＥＲ  ＳＯＵＲＣＥ  ＦＯＲ  ＭＩＣＲＯＳＹＳＴＥＭＳ」、ＩＥＥＥ  ＭＥＭＳ  ２００２、ｐ．２７２−２７５
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記マイクロエンジン９０のような従来のマイクロエンジンを駆動源とする発電装置は未だ実施されていない。これは、携帯型の電子機器等に用いるに十分な誘導起電力が得られていないこと等の問題が考えられる。従って、携帯型の発電装置として十分な誘導起電力を得るためには、駆動源となるマイクロエンジンに、ピストン運動の周期（速度）や、ピストンのストローク、燃焼効率等を従来より一層高めることが要求される。
【００１１】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、携帯型の発電装置の駆動源として用いることができ、従来より大きな誘導起電力を得ることが可能なマイクロエンジン及びそれを用いた発電装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃料を燃焼させる燃焼室を有するピストンチャンバと、ピストンを往復運動可能に支持するとともに、該ピストンの往復運動方向に弾性変形可能な弾性支持バネとを具備してなるものであって、前記ピストンが、燃焼室内に生じた燃焼エネルギー及び前記弾性支持バネの弾性エネルギーにより往復運動するものである。
【００１３】
また、本発明は、前記弾性支持バネの共振周波数に対する前記燃焼室における点火周波数の比を、１．０乃至１．２としたものである。
【００１４】
また、本発明は、前記ピストンチャンバ内に前記燃焼室と連通するトラップ室を設け、前記ピストンに該トラップ室内を往復運動可能な翼部を設けたものである。
【００１５】
また、本発明に係る発電装置は、前記マイクロエンジンのピストンの往復運動により磁石とコアとが相対運動され、該コアに生じた磁力変動によりコアに巻装された誘導コイルに誘導電力を発生させるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るマイクロエンジン及びそれを用いた携帯型の発電装置を図面に基づき具体的に説明する。
図１は、本実施の形態に係るマイクロエンジン１００の分解斜視図であり、図に示すように、本マイクロエンジン１００は、ケーシング部１０１とピストン部１０２とカバー部１０３とから構成されるものであり、これらが組み合わされて、縦横寸法が数センチメートル、薄さが数ミリメートルの平板状のマイクロエンジン１００となる。
【００１７】
ケーシング部１０１は、矩形の基台１０の周縁に外枠１１が形成され、基台１０の略中央部にピストンチャンバ１２が形成されている。該外枠１１及びピストンチャンバ１２には、略中央部を縦断するように切欠部１１ａ，１２ａが形成されており、該切欠部１１ａ，１２ａに、前記ピストン部１０２が嵌め込まれるようになっている。一方、ピストンチャンバ１２の外側面には、係合凹部１２ｂが形成されており、前記ピストン部１０２の一部と係合して、ピストン部１０２をケーシング部１０１上の所定位置に位置せしめることができるようになっている。
【００１８】
また、ピストンチャンバ１２内は複数の壁により仕切られており、その中央付近には点火プラグ１３が設けられた燃焼室１４が形成されており、該燃焼室１４において燃料が点火されて燃焼するようになっている。該燃焼室１４の両側方には、トラップ室１５が夫々形成されており、ピストンチャンバ１２内に供給される燃料は、まずトラップ室１５に入るようになっている。各トラップ室１５の周囲から前記燃焼室１４へは供給通路１６が形成されており、トラップ室１５に供給された燃料が該供給通路１６を通じて燃焼室１４へ流通可能となっている。さらに、燃焼室１４とトラップ室１５との間には、燃焼した燃料を排気するための排気通路１７が形成されており、燃焼後の排気ガスが排気通路１７を通じてピストンチャンバ１２外へ排出できるようになっている。
【００１９】
ピストン部１０２は、対向位置に配置された２つのピストン２０と、該ピストンと連結された２つの弾性支持バネ２１とからなっている。各ピストン２０の対向する端部近傍には、ピストン２０の側面から両側方へ突出する翼部２２が夫々突設されており、該翼部２２を含むピストン２０の対向する端部が、前記ケーシング部１０１のピストンチャンバ１２内に収容される。一方、ピストン２０の他端部は、ケーシング部１０１から外方へ突出するようになっている。また、各ピストン２０の略中央部から両側方へ腕部２３が夫々突設されており、対向する２つのピストン２０の各腕部２３間に弾性支持バネ２１が配置されて、各腕部２３と連結されている。弾性支持バネ２１は、葛折り状に曲折した一連の柱体であり、ピストン２０の運動方向に対して弾性変形可能なものである。また、各弾性支持バネ２１の葛折り状部分の略中央付近には、該葛折り状部分の一部が内方向へ突出して係合凸部２１ａを形成している。
【００２０】
カバー部１０３は、前記ケーシング部１０１と同様の矩形のものであり、ケーシング１０１に積重されて、ケーシング部１０１を密閉するようになっている。該カバー部１０３には、ケーシング部１０１のピストンチャンバ１２の供給通路１４及び排気通路１５に対応して、各２つの吸気口３０及び排気口３１が夫々穿設されている。なお、カバー部１０３の素材としては、ガラスの他、本マイクロエンジン１００に必要な強度や耐熱性等を有する範囲内で所望の素材を用いることができる。
【００２１】
図２は、前記ケーシング部１０１とピストン部１０２とを組み合わした状態の部分拡大平面図であるが、ケーシング部１０１の外枠１１及びピストンチャンバ１２の略中央部を、ピストン部１０２の２つのピストン２０が縦断するように組み合わされ、ピストンチャンバ１２の係合凹部１２ｂと各弾性支持バネ２１の係合凸部２１ａとが係合して、ピストン部１０２が所定位置に支持されている。これにより、各ピストン２０の往復運動により、各弾性支持バネ２１に弾性エネルギーが生じるようになっている。
【００２２】
他方、ピストンチャンバ１２内においては、前記切欠部１２ａ等によりピストン２０の側面が摺動可能に支持され、図２の上下方向にピストン２０の往復運動が案内されるようになっている。また、排気通路１７は、ピストン２０の側壁により封止されており、ピストン２０が外方向へ運動することにより排気通路１７が開放されるようになっている。一方、各ピストン２０の翼部２２の先端面はピストンチャンバ１２内の壁と摺動可能に接しており、該翼部２２とピストンチャンバ１２の壁に囲繞されてトラップ室１５が形成されている。該翼部２２がピストン２０と共に往復運動することにより、トラップ室１５に空圧の変化が生じ、これを利用して供給通路１６から燃焼室１３へ燃料が流出されるようになっている。また、図中の点線は、カバー部１０３の吸気口３０及び排気口３１の位置を示しており、前記トラップ室１５は吸気口３０と、排気通路１７は排気口３１と夫々連通している。
【００２３】
なお、図には詳細に示していないが、例えばピストン２０の表面等のような、ケーシング部１０１、ピストン部１０２、及びカバー部１０３の摺動部位には、適宜ラビリンスによるパッキン処理が施されており、気化された燃料や燃焼ガスの漏出等を防止してる。
【００２４】
このように構成されたマイクロエンジン１００によれば、ピストンチャンバ１２内における燃料の燃焼エネルギーがピストン２０の往復運動に変換され、該ピストン２０の運動により弾性支持バネ２１に弾性エネルギーが生じる。該弾性支持バネ２１の弾性エネルギーによりピストン２０は弾性運動を行うこととなるが、該弾性運動の周期と燃焼エネルギーとによって、効率的にピストン２０に往復運動させることが可能となる。
【００２５】
つぎに、マイクロエンジン１００の製造方法について説明する。本マイクロエンジン１００はマイクロマシニング技術により作製することができる。
図３は、ＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウエハからマイクロエンジン１００のケーシング部１０１を作製する工程の概略を示す断面図である。シリコン層２０１、酸化シリコン層２０２、及びシリコン層２０３が積層されてなるＳＯＩウエハ２００にレジスト膜２０４を積層した後、フォトリソグラフィにより、該レジスト膜２０４にケーシング部１０１の形状を露光、現像する（図３（ａ））。つぎに、該レジスト膜２０４をエッチングマスクとして、ディープ反応性イオンエッチング（以下「ＤＲＩＥ」という。）によりシリコン層２０３をエッチングする（図３（ｂ））。シリコン層２０３のエッチング終了後、レジスト膜２０４を除去してケーシング部１０１を得る（図３（ｃ））。
【００２６】
また、図には示していないが、ピストン部１０２を作製する場合には、前述した方法と同様に、ＳＯＩウエハ２００から、フォトリソグラフィ、ＤＲＩＥによりピストン部１０２の形状を形成した後、ＳＯＩウエハ２００の裏面側のシリコン層２０１をＤＲＩＥによりエッチング除去し、さらにフッ酸処理を施して酸化シリコン層２０２を除去して、ＳＯＩウエハ２００からピストン部１０２をリリースさせる。
【００２７】
なお、本実施の形態ではマイクロエンジン１００のケーシング部１０１及びピストン部１０２はシリコンからなるものとしたが、例えば、金属やセラミック等の他の素材のものであってもマイクロマシニング技術を用いて作製することができる。図４は、金属製のマイクエンジン１００のケーシング部１０１を作製する工程の概略を示すものであるが、まず、前述と同様に、ＳＯＩウエハ２００にレジスト膜２０４を積層して、フォトリソグラフィにより、該レジスト膜２０４にケーシング部１０１の形状を露光、現像する（図４（ａ））。この際、レジスト膜２０４を残す箇所は、図３（ａ）とは反対に、金属製のケーシング部１０１の凹部となるべき箇所である。つぎに、該レジスト膜２０４をエッチングマスクとしてＤＲＩＥによりシリコン層２０３をエッチングし、その後レジスト膜２０４を除去する（図４（ｂ））。つぎに、このように形成されたＳＯＩウエハ２００を母型として、該ＳＯＩウエハ２００に、例えばニッケルや鉄−ニッケル等の金属層２０５を無電解メッキにより堆積する（図４（ｃ））。その後、ＳＯＩウエハ２００のシリコン層２０１，２０２はＤＲＩＥにより、酸化シリコン層２０２はフッ酸により夫々除去して、ＳＯＩウエハ２００から金属層２０５をリリースして、金属製のケーシング部１０１を得る。また、詳述しないが、前述した方法で得たものを金属製の母型としてセラミック製のケーシング部１０１を得ることも可能である。
【００２８】
以下、本マイクロエンジン１００の動作について説明する。
マイクロエンジン１００のピストンチャンバ１２において、ピストン２０は所謂オットーサイクルにより往復運動する。図５〜図７は、該オットーサイクルの各状態を示す図であるが、図５に示すように、水素やメタノール等の燃料は、まず、カバー部１０３の供給口３０から、ピストンチャンバ１２のトラップ室１５へ流入する。燃焼エネルギー、即ち燃料が燃焼することによる膨張作用によりピストン２０が外方向へ移動すると、該ピストン２０とともに翼部２２も外方向へ移動し、これによりトラップ室１５が陽圧となって、該トラップ室１５内の燃料が供給通路１６を通じて燃焼室１４へ流入する。他方、ピストン２０が外方向へ移動することにより排気通路１７が開放され、燃焼室１４内の排気ガスが排気通路１７を通じて排気口３１から排出される。このように、ピストン２０の運動と連動して、燃焼室１４内から排気ガスが排出されるとともに新たな燃料が供給される。また、ピストン２０の移動により、不図示の弾性支持バネ２１は弾性変形する。
【００２９】
燃焼エネルギーにより外方向へ移動したピストン２０は、その後、弾性支持バネ２１の弾性エネルギーにより内方向へ戻る。図６に示すように、ピストン２０が内方向へ移動することにより供給通路１６及び排気通路１７が封止されて燃焼室１４内が密閉空間となり、燃焼室１４内の燃料が圧縮される。他方、ピストン２０とともに翼部２２も内方向へ移動することによりトラップ室１５が陰圧となって、該トラップ室１５内に新たな燃料が流入する。
【００３０】
図７に示すように、さらにピストン２０が内方向へ移動してピストン２０同士が最近接したときに、点火プラグ１３により燃焼室１４内の圧縮燃料に点火される。これにより、該圧縮燃料が燃焼して膨張し、燃焼エネルギーが発生する。該燃焼エネルギーによりピストン２０は再び外方向へ移動し、図５に示したように、ピストン２０の運動と連動して、燃焼室１４内から排気ガスが排出されるとともに新たな燃料が供給される。このサイクルを繰り返すことによって、ピストン２０は往復運動する。
【００３１】
このように、ピストンチャンバ１２内においては、ピストン２０に燃料の燃焼エネルギーが作用し、一方、ピストンチャンバ１２外においては、ピストン２０に弾性支持バネ２１の弾性エネルギーが作用することにより、ピストン２０が往復運動する。即ち、本マイクロエンジン１００によれば、燃焼エネルギー及び弾性エネルギーにより効率的にピストン２０の往復運動を行うことができる。
【００３２】
つぎに、弾性支持バネ２１の弾性運動の周期と、燃焼室１４内で圧縮燃料に点火するタイミングとの関係について説明する。前述したように、ピストン２０には燃焼エネルギー及び弾性エネルギーが作用するが、両エネルギーを最も効率的にピストン２０に作用させて往復運動のストローク及び速度を高めるには、弾性支持バネ２１の弾性運動の周期と点火タイミングとを合わせることが好ましい。即ち、弾性支持バネ２１の共振周波数をｆｎ、点火プラグ１３による点火周波数をｆｉとしたとき、これらの周波数比ｆｉ／ｆｎを１．０とすることが好適である。
【００３３】
一方、エネルギー効率を高める場合には、ピストン部１０２の強度も考慮することが望ましい。例えば、前記周波数比ｆｉ／ｆｎを１．０としてエネルギー効率を最大とした場合に、ピストン２０と弾性支持バネ２１とを連結する腕部２３が破断するおそれもある。そのような場合には、前記周波数比ｆｉ／ｆｎを１．０から若干ずらすことによりエネルギ効率を調節して、ピストン２０の往復運動のストローク及び速度を抑えることができる。図８は、前記周波数比ｆｉ／ｆｎを１．０５又は０．５０とした場合のピストン２０の往復運動モデルを示すものであるが、図８（ａ）に示すように、前記周波数比ｆｉ／ｆｎを１．０５とした場合、即ち、ピストン２０が内方向へ移動して２つのピストン２０が最近接する前に圧縮燃料に点火した場合には、ピストン２０は正弦曲線に近い運動となるが、前記周波数比ｆｉ／ｆｎを０．５０とした場合、即ち、ピストン２０が内方向へ移動して２つのピストン２０が最近接し、再び離間した後に圧縮燃料に点火した場合には、ピストン２０の運動は正弦曲線から大きく乱れる。従って、エネルギー効率を調節するために前記周波数比ｆｉ／ｆｎを１からずらす場合には１．０より大きくし、１．０〜１．２の範囲内で前記周波数比ｆｉ／ｆｎを設定することが好適である。
【００３４】
なお、マイクロエンジン１００に供給される燃料の圧縮比を高めると、得られる燃焼エネルギーも大きくなるが、圧縮比をあまりに高くすると燃料の自発的燃焼によりマイクロエンジン１００がノッキングを起こす。従って、例えば水素を燃料とする場合の圧縮比は１１以下とすることが好適であり、より好ましくは約５程度である。
【００３５】
図９は、本マイクロエンジン１００の利用形態の一例を示す概略斜視図であるが、図に示すように、本マイクロエンジン１００のピストン２０の端部に永久磁石１０４を設け、誘導コイル１０５が巻装された鉄芯（コア）１０６に対して永久磁石１０４を接離可能に配置する。なお、図では便宜上、ピストン２０の一方に前記鉄芯１０６を配置しているが、勿論、誘導コイル１０５及び鉄芯１０６は２つのピストン２０に対応させて２つ設けることも可能である。マイクロエンジン１００を動作させて、ピストン２０とともに永久磁石１０４が往復運動することにより、鉄芯１０６に磁力変動が生じ、これを受けて誘導コイル１０５に誘導電力が生じる。このように、マイクロエンジン１００を駆動源とする携帯型の発電装置を実現することができる。
【００３６】
なお、前記発電装置の構成は一例であり、本発明に係る発電装置は、マイクロエンジンを駆動源として誘導電力を生じさせるような周知且つ任意の他の構成をとり得ることができる。例えば、誘導コイルが巻装された鉄芯（ステータ）の周囲に磁石を円環状に配置し、前記マイクロエンジン１００のピストン２０の運動を周運動に変換して磁石又は鉄芯に伝達することにより磁石と鉄芯とを相対的に回転運動させ、該回転運動により鉄芯に磁力変動を生じさせて誘導コイルに誘導電力を発生させるようにしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
このように、本発明に係るマイクロエンジンによれば、ピストンを燃焼室に生じた燃焼エネルギーと弾性支持バネによる弾性エネルギーとにより往復運動させることとしたので、効率的にピストン２０の往復運動を行うことができる。従って、例えば携帯電子機器の電源や充電に使用する発電装置の駆動源として利用可能である。
【００３８】
また、本発明によれば、前記弾性支持バネの共振周波数に対する前記燃焼室における点火周波数の比を１．０乃至１．２としたので、マイクロエンジンの強度を考慮した最適なエネルギー効率を実現することが可能である。
【００３９】
また、本発明によれば、前記ピストンチャンバ内に前記燃焼室と連通するトラップ室を設け、前記ピストンに該トラップ室内を往復運動可能な翼部を設けたもので、簡易な構造により、ピストンの往復運動に連動して燃焼室に燃料供給することができる。
【００４０】
また、本発明に係る発電装置によれば、前記マイクロエンジンのピストンの往復運動により磁石とコアとが相対運動され、該コアに生じた磁力変動によりコアに巻装された誘導コイルに誘導電力を発生させるものとしたので、例えば携帯電子機器の電源や充電に使用する携帯型の発電装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るマイクロエンジン１００の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】マイクロエンジン１００の主要部分の構成を示す部分拡大平面図である。
【図３】ケーシング部１０１の作製方法を説明するための模式図である。
【図４】ケーシング部１０１の作製方法を説明するための模式図である。
【図５】マイクロエンジン１００の動作を説明するための部分拡大平面図である。
【図６】マイクロエンジン１００の動作を説明するための部分拡大平面図である。
【図７】マイクロエンジン１００の動作を説明するための部分拡大平面図である。
【図８】周波数比ｆｉ／ｆｎを１．０５又は０．５０とした場合のピストン２０の往復運動モデルを示す図である。
【図９】マイクロエンジン１００を用いた発電装置の構成例を示す概略斜視図である。
【図１０】従来のマイクロエンジン９０の概略構成を示す分解斜視図である。
【図１１】マイクロエンジン９０の動作を説明するための模式図である。
【図１２】マイクロエンジン９０の動作を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１００  マイクロエンジン
１０４  磁石
１０５  誘導コイル
１０６  鉄芯（コア）
１２  ピストンチャンバ
１４  燃焼室
１５  トラップ室
２０  ピストン
２１  弾性支持バネ
２２  翼部
【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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【図１１】
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【図１２】
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