軸受け機構を導入したMEMSエアタービンと積層セラミック磁気回 路を組み合わせた5mm角サイズの電磁誘導式発機

摘要

A Five millimeter size electromagnetic generator is proposed. The application of the electromagnetic type to millimeter size MEMS generators is limited because of the difficulty of forming the winding wire coils and introducing magnetic materials. The magnetic circuit made by the multilayer ceramic technology is enable forming printed winding wires inside the magnetic material. Moreover a ball bearing is introduced in MEMS air turbine to achieve a stable rotational motion and high, output power. Introducing a ball bearing system to the air turbine, 26,300 rpm and electric power generation were observed.%ウェアラブル端末やInternet of Things(IoT)デバイスへ の注目から，そのエネルギー源となる小型電源への需要が 高まっている。小型デバイスの電源として用いられること が多いのがリチウムイオン二次電池である。リチウムイオ ン二次電池は高エネルギー密度と高出力密度を有してお り，携帯電話やノートPCなどの携帯機器に用いられてい る。さらなる小型デバイスへの応用や高容量化を実現する には，理論限界に近い性能を発揮するリチウムイオン二次 電池に代わる，小型電源が必要となる。そこで小型電源への アプローチとして，Micro Electro Mechanical Systems (MEMS)が注目されている。 MEMS技術は半導体の微細 加工技術を基本とする技術であり，微小な機械要素部品を 微細かつ大量に生産できる特徴がある。MEMS技術を用い た電源として，マサチューセッツ工科大学が発表したUltra Micro Gas Turbine (UMGT)がある。 UMGTはタービン の微細構造をMEMS技術により形成したもので，小型で高 出力と高エネルギー密度を実現できる新たな電源として注 目されている。