WO2024252862A1 - 複合磁性部材、発電素子、発電システムおよびエンコーダ - Google Patents

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WO2024252862A1
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WO
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magnetic
magnetic member
power generating
generating element
covering portion
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PCT/JP2024/017757
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English (en)
French (fr)
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慎一 堤
修悟 福田
和哉 片山
雄 西谷
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train

Definitions

  • This disclosure relates to a composite magnetic member, a power generating element, a power generating system, and an encoder.
  • Such a power generating element has, for example, a configuration in which a coil is wound around a magnetic member that generates the Large Barkhausen effect.
  • the magnetic member that generates the Large Barkhausen effect experiences a sudden change in magnetic flux density due to changes in the external magnetic field, and the sudden change in magnetic flux density generates electric power in the coil wound around the magnetic member.
  • Patent Document 2 discloses a power generating element in which a magnetic member is inserted into an insertion portion of the magnetic collector, and the magnetic member and the magnetic collector are in contact at the insertion portion.
  • a power generating element that uses a magnetic material that produces the large Barkhausen effect as described above, it is required that the variation in the amount of power generated be small. For example, when using a power generating element in an encoder, if the variation in the amount of power generated is large, the accuracy of detecting the rotation of the motor, etc. will decrease.
  • the present disclosure has been made to solve these problems, and aims to provide a composite magnetic member that can reduce the variation in the amount of power generated by a power generating element, as well as a power generating element, power generating system, and encoder that use the same.
  • a composite magnetic member is a magnetic member that generates a large Barkhausen effect in response to a change in an external magnetic field, and includes a wire-shaped magnetic member extending in a first direction, two magnetic collector members spaced apart from each other and arranged side by side along the first direction, the two magnetic collector members having openings through which portions of the magnetic members are inserted, and a resin member that fixes the magnetic member and the two magnetic collector members, the resin member having a first covering portion that covers the outer peripheral surface of the magnetic member at least between the two magnetic collector members, and a space for placing a coil is provided between the two magnetic collector members.
  • a power generating element includes the composite magnetic member and a coil wound around the magnetic member via the first covering portion.
  • a power generation system includes the power generation element and a magnetic field application unit that applies a magnetic field to the power generation element and repeatedly reverses the direction of the magnetic field applied to the power generation element, and the power generation element generates power by reversing the direction of the magnetic field by the magnetic field application unit.
  • an encoder includes the above-mentioned power generation system, and the power generation element outputs the power generated by reversing the direction of the magnetic field by the magnetic field application unit.
  • This disclosure makes it possible to reduce variation in the amount of power generated by power generating elements.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an encoder according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a top view of a magnet in the encoder according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generating element according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of a power generating element according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a power generating element according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view for explaining a state in which the magnetic member and the magnetic flux collecting member according to the embodiment are fixed within a mold.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the positional relationship between the magnetic member and the magnetic flux collecting member in the power generating element used for measuring the generated voltage.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a circuit used for measuring the amount of power generated by the power generating element.
  • FIG. 9 is a diagram showing the power generation results of the power generating element.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generating element according to a first modified example of the embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view showing a schematic configuration of a power generating element according to a first modified example of the embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generating element according to a second modification of the embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of another power generating element according to the second modification of the embodiment.
  • each figure is a schematic diagram and is not necessarily an exact illustration. Therefore, the scale and the like are not necessarily the same in each figure. Furthermore, in each figure, the same reference numerals are used for configurations that are substantially the same as in other figures, and duplicate explanations are omitted or simplified.
  • a composite magnetic member according to an embodiment, a power generating element including the composite magnetic member, a power generating system including the power generating element, and an encoder including the power generating system will be described below.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of an encoder 1 according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a top view of a magnet 10 in an encoder 1 according to this embodiment.
  • the magnetic member 110 and coil 130 housed in a housing 190 of a power generating element 100 are shown in dashed lines.
  • FIG. 2 omits illustrations of the magnet 10, the rotating shaft 30, and the magnetic member 110 and coil 130 in the power generating element 100.
  • the encoder 1 shown in FIG. 1 is, for example, a rotary encoder used in combination with a motor such as a servo motor.
  • the encoder 1 is, for example, an absolute encoder that uses a power generation method.
  • the encoder 1 detects the rotation angle, amount of rotation, and number of rotations of a rotating shaft 30 of, for example, a motor, based on an electrical signal generated by a power generation element 100.
  • the encoder 1 includes a power generation system 5 including a magnet 10, a rotating plate 20, a substrate 40, and the power generation element 100, a control circuit 50, and a memory 60.
  • the power generation element 100 in the power generation system 5 generates power due to changes in the magnetic field formed by the magnet 10 as the magnet 10 rotates, and outputs the generated power as an electrical signal.
  • the rotating plate 20 is a plate-like member that rotates together with the rotating shaft 30, which is a drive unit of a motor or the like.
  • the center of one main surface of the rotating plate 20 is attached to the end of the rotating shaft 30 in the axial direction of the rotating shaft 30 (the direction in which the rotating shaft 30 extends).
  • the rotating plate 20 extends in a direction perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 30.
  • the rotating plate 20 rotates around a rotation axis A that passes through the center of the rotating shaft 30 and extends along the axial direction of the rotating shaft 30.
  • the rotational movement of the rotating shaft 30 is synchronized with the rotational movement of the rotating device.
  • the planar shape of the rotating plate 20 is, for example, circular.
  • the rotating plate 20 is, for example, made of metal, resin, glass, ceramic, etc.
  • the rotating shaft 30 is rod-shaped, such as cylindrical.
  • the axis of the rotating shaft 30 coincides with the rotation axis A.
  • the magnet 10 is an example of a magnetic field application unit that applies an external magnetic field to the power generating element 100.
  • the magnet 10 repeatedly reverses the direction of the magnetic field applied to the power generating element 100.
  • the magnet 10 is, for example, a plate-shaped magnet.
  • the magnet 10 faces the rotating plate 20 and is located on the main surface of the rotating plate 20 opposite the rotation shaft 30 side.
  • a pair of magnets 10 are provided on the same main surface of the rotating plate 20.
  • the thickness direction of the rotating plate 20 and the thickness direction of the magnet 10 are the same and are the axial direction of the rotation shaft 30.
  • the pair of magnets 10 rotate together with the rotating plate 20 around the rotation shaft 30 as the center of rotation (i.e., the rotation axis A is the rotation axis).
  • the pair of magnets 10 rotate due to the rotation of the rotation shaft 30, and the relative positional relationship between the pair of magnets 10 and the power generating element 100 changes, and the magnetic field from the pair of magnets 10 applied to the power generating element 100 also changes.
  • the rotation direction of the pair of magnets 10 is, for example, both clockwise and counterclockwise, but may be only one of clockwise and counterclockwise.
  • the pair of magnets 10 are arranged side by side with a gap between them on the same main surface of the rotating plate 20, sandwiching the rotation axis A of the rotating shaft 30.
  • the rotation axis A of the rotating shaft 30 is located between the pair of magnets 10, forming a space.
  • the pair of magnets 10 are also arranged symmetrically with respect to the rotation axis A.
  • the pair of magnets 10 have the same shape.
  • Each of the pair of magnets 10 is arranged along the rotation direction of the rotating shaft 30.
  • the planar shape of each of the pair of magnets 10 is an arc along the rotation direction of the rotating shaft 30. Only one of the pair of magnets 10 may be provided on the main surface of the rotating plate 20.
  • the magnets 10 may also be magnets of other shapes, such as annular, disc-shaped, or rod-shaped magnets, as long as the magnetic field applied to the power generating element 100 can be changed.
  • the magnets 10 are, for example, permanent magnets, but may also be electromagnets.
  • each of the pair of magnets 10 are aligned in the direction in which the pair of magnets 10 are lined up.
  • the order of the south and north poles of each of the pair of magnets 10 is the same. In other words, each of the pair of magnets 10 is magnetized in the direction in which the pair of magnets 10 are lined up. Therefore, each of the pair of magnets 10 generates a magnetic field that is aligned in the direction in which the pair of magnets 10 are lined up.
  • one magnet 10 has a south pole on the side of rotation axis A, and the other magnet 10 has a north pole on the side of rotation axis A. Therefore, when the pair of magnets 10 rotate with the rotation of the rotation shaft 30 and the positions of the pair of magnets 10 are swapped, the direction of the magnetic field formed by the pair of magnets 10 is reversed. The rotation of such a pair of magnets 10 changes the magnetic field applied to the power generating element 100. Specifically, the rotation of the pair of magnets 10 repeatedly reverses the direction of the magnetic field applied to the power generating element 100.
  • the substrate 40 is positioned on the magnet 10 side of the rotating plate 20 so as to face the rotating plate 20 and magnet 10 with a gap therebetween.
  • the rotating shaft 30, rotating plate 20, magnet 10, and substrate 40 are arranged in this order along the axial direction of the rotating shaft 30.
  • the substrate 40 does not rotate together with the magnet 10 and rotating plate 20.
  • the substrate 40 is plate-shaped with its thickness direction aligned in the axial direction of the rotating shaft 30.
  • the planar shape of the substrate 40 is, for example, circular. For example, when viewed from the axial direction of the rotating shaft 30, the centers of the rotating shaft 30, rotating plate 20, and substrate 40 are aligned and are located at the rotation axis A.
  • the substrate 40 is, for example, a wiring board, and electronic components such as the power generating element 100, the control circuit 50, and the memory 60 are mounted on it.
  • the control circuit 50 and the memory 60 are mounted on the main surface of the substrate 40 facing the magnet 10
  • the power generating element 100 is mounted on the main surface of the substrate 40 opposite the magnet 10.
  • the substrate 40 is fixed to, for example, a case (not shown) that constitutes part of the encoder 1 or a motor, etc.
  • the power generating element 100 is located on the main surface of the substrate 40 opposite the magnet 10 side. Therefore, the substrate 40 side of the power generating element 100 is the magnet 10 side.
  • the power generating element 100 is aligned with the magnet 10 and the rotating plate 20 along the axial direction of the rotation shaft 30.
  • the direction indicated by the arrow Z in which the magnet 10, the rotating plate 20, and the power generating element 100 are aligned may be referred to as the "alignment direction".
  • the alignment direction is also the axial direction of the rotation shaft 30 and the normal direction of the main surface 11 of the magnet 10.
  • the power generating element 100 does not rotate together with the magnet 10 and the rotating plate 20.
  • the arrangement of the power generating element 100 is not particularly limited, and the power generating element 100 may be arranged so that it is located in an area where a magnetic field generated by the magnet 10 is applied and generates a power generating pulse by reversing the direction of the magnetic field due to the rotation of the rotation shaft 30.
  • the power generating element 100 may be located on the main surface of the substrate 40 on the magnet 10 side.
  • the power generating element 100 is disposed opposite the rotating plate 20 in the axial direction of the rotating shaft 30. When viewed from the axial direction of the rotating shaft 30, the power generating element 100 is disposed at a position offset from the rotation axis A and does not overlap with the rotation axis A. When viewed from the axial direction of the rotating shaft 30, the power generating element 100 overlaps with a position through which the magnet 10 passes when it rotates. The power generating element 100 also extends along the main surface of the substrate 40 so as to extend tangentially to the rotation direction of the magnet 10.
  • the power generating element 100 generates power by changing the magnetic field formed by the magnet 10 as the magnet 10 rotates, specifically by reversing the direction of the magnetic field, and outputs the generated power.
  • the winding axis direction of the coil 130 of the power generating element 100 is the direction in which the power generating element 100 extends.
  • the winding axis direction of the coil 130 coincides with the first direction D1, which is the specified direction in which the magnetic member 110 extends (i.e., the longitudinal direction of the magnetic member 110).
  • the power generating element 100 includes, for example, a composite magnetic member including a magnetic member 110, a coil 130, terminals 181 and 182, and a housing 190. Details of the composite magnetic member and the coil 130 will be described later.
  • the magnetic member 110 is a magnetic member that produces the large Barkhausen effect, and a power generation pulse is generated in the coil 130 wound around the magnetic member 110.
  • Terminals 181 and 182 are members for electrically connecting the power generating element 100 and the substrate 40. Terminals 181 and 182 are located at the end of the power generating element 100 on the substrate 40 side. A magnet 10 is disposed on the terminals 181 and 182 side of the power generating element 100. Terminal 181 is electrically connected to one end of the conductor that constitutes the coil 130, and terminal 182 is electrically connected to the other end of the conductor. In other words, the coil 130 and the substrate 40 are electrically connected via terminals 181 and 182.
  • the housing 190 houses and supports the composite magnetic member including the magnetic member 110 and the coil 130.
  • the composite magnetic member including the magnetic member 110 and the coil 130 are, for example, embedded in resin or the like within the housing 190.
  • the housing 190 also houses a portion of the terminals 181 and 182.
  • the housing 190 is, for example, open on the magnet 10 side of the power generating element 100.
  • the housing 190 is fixed to the substrate 40 by, for example, a fixing member or the like not shown in the figure.
  • the control circuit 50 is located on the main surface of the substrate 40 facing the magnet 10.
  • the control circuit 50 is electrically connected to the power generating element 100.
  • the control circuit 50 acquires electrical signals such as power generation pulses generated by the power generating element 100, and detects (calculates) the rotation angle, amount of rotation, and number of rotations of the rotating shaft 30 of a motor or the like based on the acquired electrical signals.
  • the control circuit 50 is, for example, an IC (integrated circuit) package, etc.
  • the memory 60 is located on the main surface of the substrate 40 facing the magnet 10.
  • the memory 60 is connected to the control circuit 50.
  • the memory 60 is a non-volatile memory such as a semiconductor memory that stores the results detected by the control circuit 50.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the power generating element 100 according to this embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view showing the schematic configuration of the power generating element 100 according to this embodiment.
  • FIG. 3 shows a cross section taken along line III-III shown in FIG. 4.
  • FIG. 3 shows a cross section of the power generating element 100 cut along the first direction D1 and the arrangement direction (direction Z) so as to pass through the center of the magnetic member 110.
  • FIG. 4 also shows a plan view of the power generating element 100 as viewed from the outside along the first direction D1. Note that terminals 181, 182, and housing 190 are omitted from FIGS. 3 and 4.
  • the power generating element 100 includes a composite magnetic member 101 and a coil 130.
  • the composite magnetic member 101 is a member used in the power generating element 100, and includes a magnetic member 110, two magnetic collecting members 150, and a resin member 170.
  • the magnetic member 110 is a wire-like member extending in the first direction D1. Therefore, the longitudinal direction of the magnetic member 110 is the first direction D1.
  • the shape of the magnetic member 110 can also be said to be a long rod or column.
  • the cross-sectional shape of the magnetic member 110 cut in a direction perpendicular to the first direction D1 is, for example, circular or elliptical, but is not particularly limited and may be other shapes such as rectangular or polygonal. In the first direction D1, the length of the magnetic member 110 is longer than the length of the coil 130.
  • the magnetic member 110 is a magnetic member that generates a large Barkhausen effect due to changes in the external magnetic field generated by the magnet 10, etc.
  • the magnetic member 110 is, for example, a composite magnetic wire such as a Wiegand wire, which has different magnetic properties in the radial center and outer periphery.
  • a composite magnetic wire such as a Wiegand wire, which has different magnetic properties in the radial center and outer periphery.
  • one of the central and outer periphery is a hard magnetic portion, and the other is a soft magnetic portion.
  • the composite magnetic wire has a magnetic property in which the magnetization direction of the soft magnetic part changes with the application of a relatively small external magnetic field, whereas the magnetization direction of the hard magnetic part does not change unless a relatively large external magnetic field is applied.
  • a relatively large external magnetic field sufficient to reverse the magnetization direction of the hard magnetic part of the composite magnetic wire is applied in the longitudinal direction of the composite magnetic wire, the magnetization direction of the hard magnetic part of the composite magnetic wire and the magnetization direction of the soft magnetic part are aligned in the same direction. Even if the direction of the external magnetic field applied to the composite magnetic wire is then reversed, the magnetization direction of the hard magnetic part and the magnetization direction of the soft magnetic part do not reverse while the external magnetic field is small due to the influence of the hard magnetic part.
  • the magnetization direction of the soft magnetic part suddenly reverses when it exceeds a certain threshold value.
  • This phenomenon in which the magnetic field suddenly reverses is also called a large Barkhausen jump. This causes a sudden change in the magnetic flux density of the composite magnetic wire, and power (power generation pulse) is generated in the coil 130 wound around the composite magnetic wire.
  • the magnetic member 110 is not limited to a composite magnetic wire such as a Wiegand wire, but may be any magnetic member that has hard and soft magnetic portions with different magnetic properties and thereby generates the Large Barkhausen effect.
  • the hard and soft magnetic portions are arranged in a direction intersecting (e.g. perpendicular to) the first direction D1, and the hard and soft magnetic portions are present so as to extend in the first direction D1, thereby generating the Large Barkhausen effect.
  • the magnetic member 110 may also be a magnetic member having a structure in which thin films with different magnetic properties are stacked.
  • the two magnetic collecting members 150 are spaced apart from each other and arranged side by side along the first direction D1.
  • a space 135 for arranging the coil 130 is provided between the two magnetic collecting members 150.
  • the two magnetic collecting members 150 are provided at both ends of the magnetic member 110 so as to be aligned with the coil 130 arranged in the space 135 along the first direction D1.
  • the two magnetic collecting members 150 face each other across the coil 130 and have symmetrical shapes. The following mainly describes one of the two magnetic collecting members 150, but the same description applies to the other one.
  • the magnetic collecting member 150 is a cylindrical member with an opening 151 formed therein.
  • the magnetic collecting member 150 is, for example, a ferrite bead made of a soft magnetic material such as ferrite.
  • the magnetic collecting member 150 is provided for the purposes of collecting magnetic flux from the magnet 10 and stabilizing the magnetic flux in the magnetic member 110.
  • the magnetic collecting member 150 is, for example, softer magnetic than the soft magnetic portion in the magnetic member 110, that is, it has a lower coercive force than the soft magnetic portion in the magnetic member 110.
  • the magnetic collecting member 150 has an opening 151 into which a portion of the magnetic member 110 is inserted.
  • the opening 151 is a through hole that passes through the magnetic collecting member 150 along the first direction D1. Furthermore, the opening 151 is located at the center of the magnetic collecting member 150 when viewed along the first direction D1. When viewed along the first direction D1, the outer periphery of the magnetic collecting member 150 and the opening 151 each have a circular shape, for example. Therefore, the magnetic collecting member 150 is, for example, cylindrical.
  • the end of the magnetic member 110 in the first direction D1 is located within the opening 151 and is surrounded by the magnetic collector 150. Therefore, in the first direction D1, the end face 154 on the opposite side of the space 135 side of the magnetic collector 150 is located outside the end face 112 of the magnetic member 110. In other words, in the first direction D1, the end face 154 is located on the opposite side of the space 135 side of the end face 112.
  • the outside in the first direction D1 refers to a direction away from the center of the magnetic member 110 in the first direction D1
  • the inside in the first direction D1 refers to a direction approaching the center of the magnetic member 110 in the first direction D1.
  • the end face 154 may be in the same position as the end face 112, or may be inside the end face 112. In other words, the magnetic member 110 may pass through the opening 151.
  • the resin member 170 fixes the magnetic member 110 and the two magnetic collecting members 150.
  • the resin member 170 contacts the magnetic member 110 and the two magnetic collecting members 150.
  • the magnetic member 110 and the two magnetic collecting members 150 are fixed to the resin member 170 so that the relative positions of the magnetic member 110 and the two magnetic collecting members 150 do not change.
  • the resin member 170 is, for example, a resin molded product formed by integrally molding the magnetic member 110 and the two magnetic collecting members 150.
  • the resin member 170 has a first covering portion 171, a second covering portion 172, and a third covering portion 173.
  • the first covering portion 171, the second covering portion 172, and the third covering portion 173 are names given to different portions formed, for example, by processing one member made of the same material.
  • the first covering portion 171, the second covering portion 172, and the third covering portion 173 may be composed of different members.
  • the resin member 170 only needs to have at least the first covering portion 171, and the shape of the resin member 170 is not particularly limited as long as it can fix the magnetic member 110 and the two magnetic collecting members 150.
  • the resin member 170 does not need to have at least one of the second covering portion 172 and the third covering portion 173.
  • the first covering portion 171 covers the outer peripheral surface 111 of the magnetic member 110.
  • the outer peripheral surface 111 is a surface that constitutes the outer periphery of the magnetic member 110 when viewed along the first direction D1, and can also be said to be a radial surface of the magnetic member 110.
  • the first covering portion 171 is in contact with the outer peripheral surface 111 of the magnetic member 110.
  • the first covering portion 171 covers at least a portion of the outer peripheral surface 111 of the magnetic member 110 between at least two magnetic collecting members 150. In the example shown in FIG. 3, the first covering portion 171 covers the entire outer peripheral surface 111 of the magnetic member 110, except for the portion where the hole 175 described later is formed.
  • the outer peripheral surface 111 of the magnetic member 110 may have a portion that is not covered by the first covering portion 171 other than the portion where the hole 175 is formed.
  • the first covering portion 171 covers, for example, 90% or more of the outer peripheral surface 111 of the magnetic member 110.
  • the first covering portion 171 may cover 95% or more of the outer circumferential surface 111 of the magnetic member 110.
  • the first covering portion 171 fills the gap between the inner wall 152 of the opening 151 of the magnetic collecting member 150 and the outer circumferential surface 111 of the magnetic member 110. This makes it difficult for the relative positions of the magnetic member 110 and the two magnetic collecting members 150 to shift in a direction perpendicular to the first direction D1.
  • the magnetic member 110 is arranged so that the distance between the inner wall 152 of the opening 151 and the outer circumferential surface 111 of the magnetic member 110 is uniform in the opening 151 of the magnetic collecting member 150.
  • the distance between the inner wall 152 of the opening 151 and the outer circumferential surface 111 of the magnetic member 110 is maintained by the first covering portion 171.
  • the shape of the magnetic member 110 and the shape of the opening 151 are similar, and the center of the magnetic member 110 and the center of the opening 151 are coincident.
  • the distance between the inner wall 152 of the opening 151 and the outer circumferential surface 111 of the magnetic member 110 does not have to be uniform, and for example, the magnetic member 110 may be in contact with the inner wall 152 of the opening 151 of the magnetic collector 150.
  • the shape of the magnetic member 110 and the shape of the opening 151 of the magnetic collector 150 do not have to be similar.
  • the first covering portion 171 completely fills the space between the inner wall 152 of the opening 151 of the magnetic collecting member 150 and the outer peripheral surface 111 of the magnetic member 110, and is in contact with the inner wall 152 and the outer peripheral surface 111. Note that there may be some areas in the opening 151 between the inner wall 152 and the outer peripheral surface 111 of the magnetic member 110 that are not filled with the first covering portion 171.
  • the second covering portion 172 protrudes from the first covering portion 171 in a direction perpendicular to the first direction D1.
  • the second covering portion 172 covers the end face 153 of the magnetic collecting member 150 on the space 135 side. This allows the magnetic collecting member 150 to be firmly fixed by the resin member 170.
  • the second covering portion 172 is in contact with the end face 153 of the magnetic collecting member 150. In the example shown in FIG. 3, the second covering portion 172 covers a portion of the end face 153 of the magnetic collecting member 150.
  • the second covering portion 172 may cover the entire end face 153 of the magnetic collecting member 150.
  • the third covering portion 173 covers the end face 154 of the magnetic collecting member 150 on the side opposite the space 135. This allows the magnetic collecting member 150 to be firmly fixed by the resin member 170.
  • the third covering portion 173 is in contact with the end face 154 of the magnetic collecting member 150.
  • the third covering portion 173 covers a portion of the end face 154 of the magnetic collecting member 150.
  • the third covering portion 173 may cover the entire end face 154 of the magnetic collecting member 150.
  • a part of the third covering portion 173 enters the opening 151 of the magnetic collecting member 150 and is connected to the first covering portion 171 at the opening 151.
  • the third covering portion 173 covers the end face 112 of the magnetic member 110 at the opening 151.
  • the third covering portion 173 contacts the inner wall 152 of the opening 151 and the end face 112 of the magnetic member 110.
  • the inside of the opening 151 is filled with the resin member 170 except for the hole 176 described later.
  • the resin member 170 has holes 175, 176 that extend from the surface of the resin member 170 toward the magnetic member 110.
  • the holes 175, 176 are formed by forming the resin member 170 while a positioning jig for the magnetic member 110 is pressed against the magnetic member 110.
  • the insides of the holes 175, 176 are hollow, but at least a portion of the holes 175, 176 may be filled with a material such as resin.
  • the holes 175 penetrate the first covering portion 171 along the normal direction of the outer peripheral surface 111 of each magnetic member 110, exposing the outer peripheral surface 111 of the magnetic member 110.
  • the holes 176 penetrate the third covering portion 173 along the first direction D1, exposing the end face 112 of the magnetic member 110.
  • a plurality of holes 175 and a plurality of holes 176 are provided.
  • the plurality of holes 175 are arranged, for example, at symmetrical positions across the magnetic member 110 in a direction perpendicular to the first direction D1.
  • the plurality of holes 176 are arranged, for example, at symmetrical positions across the magnetic member 110 in the first direction D1.
  • the arrangement and number of the holes 175 and 176 are not particularly limited as long as they correspond to the arrangement of a jig that can position the magnetic member 110 when forming the resin member 170. Also, depending on the method for forming the resin member 170, holes 175 and 176 may not be provided in the resin member 170.
  • the resin member 170 is formed, for example, from a thermoplastic resin.
  • thermoplastic resins include liquid crystal polymers (LCP) such as liquid crystal polyester, polyphenylene sulfide (PPS), and polyamide (PA).
  • LCP liquid crystal polymers
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PA polyamide
  • the resin member 170 may also be formed from a thermosetting resin.
  • the coil 130 is a coil in which the conducting wire constituting the coil 130 is wound around the magnetic member 110 via the first covering portion 171 of the resin member 170. Specifically, the coil 130 is wound along a winding axis that passes through the center of the magnetic member 110 and extends in the first direction D1. In the first direction D1, the coil 130 is located between the two end faces 112 on both sides of the magnetic member 110. Also, at least a part of the coil 130 is located in the space 135 between the two magnetic collecting members 150. A second covering portion 172 is disposed between the coil 130 and the magnetic collecting member 150.
  • the power generating element 100 is manufactured by, for example, the manufacturing method described below with reference to FIGS.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing the power generating element 100 according to this embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view for explaining the state in which the magnetic member 110 and the magnetic collecting members 150 are fixed in the mold.
  • a recess 141 into which resin is poured is formed in the mold, and the magnetic member 110 and the two magnetic collecting members 150 are arranged in the recess 141.
  • a plurality of pins 142, 143 are installed in the mold as a jig for positioning the magnetic member 110, and the magnetic member 110 is fixed to the mold by the plurality of pins 142, 143.
  • the plurality of pins 142 contact the outer peripheral surface 111 of the magnetic member 110 and sandwich the magnetic member 110 in a direction perpendicular to the first direction D1.
  • the plurality of pins 143 contact the end surface 112 of the magnetic member 110 and sandwich the magnetic member 110 in the first direction D1.
  • the recess 141 has a portion into which a part of the magnetic flux collector 150 can be fitted, and the magnetic flux collector 150 is fixed to the mold by fitting into the portion.
  • the method of fixing the magnetic member 110 and the two magnetic flux collectors 150 to the mold as long as the magnetic member 110 and the two magnetic flux collectors 150 are fixed so that their positions do not change during the formation of the resin member 170 in the subsequent process.
  • the magnetic member 110 may be fixed using a magnet.
  • step S20 resin is poured into a mold to form the resin member 170 (step S20).
  • the resin member 170 having the shape shown in FIG. 3 being molded, and the composite magnetic member 101 is obtained in which the magnetic member 110, the two magnetic flux collectors 150, and the resin member 170 are molded integrally.
  • the above-mentioned thermoplastic resin is used as the resin.
  • the formation location and shape of the resin member 170 can be adjusted depending on the shape of the mold.
  • the resin member 170 may be further processed after molding. In this processing, a part of the area where the resin member 170 is formed may be removed, or additional resin may be added by applying resin to the formed resin member 170.
  • the resin member 170 that fixes the magnetic member 110 and the two magnetic collecting members 150 by integral molding, the relative positions of the magnetic member 110 and the two magnetic collecting members 150 can be fixed easily and accurately, and the variation in the relative positions of the magnetic member 110 and the two magnetic collecting members 150 for each production can be reduced. It is also possible to prepare the magnetic member 110 and the magnetic collecting members 150 separately and assemble them and then fix them with an adhesive or the like, but this method makes it difficult to increase the positional accuracy of the magnetic member 110 and the magnetic collecting members 150. Therefore, forming the resin member 170 by integral molding is effective in reducing the variation in the relative positions of the magnetic member 110 and the two magnetic collecting members 150.
  • the coil 130 is wound around the magnetic member 110 via the first covering portion 171 (step S30).
  • the coil 130 can be formed by directly winding the conducting wire that constitutes the coil 130 around the magnetic member 110 covered with the first covering portion 171. This eliminates the need to separately manufacture the coil 130, simplifying the manufacturing process.
  • the outer peripheral surface 111 of the magnetic member 110 is covered with the first covering portion 171, insulation between the magnetic member 110 and the coil 130 can be ensured without a separate insulation process.
  • the composite magnetic member 101 with the coil 130 formed thereon is housed in the housing 190, and the coil 130 is electrically connected to the terminals 181 and 182 to obtain the power generating element 100.
  • the magnetic member 110 and the two magnetic flux collector members 150 are fixed by the resin member 170, thereby making it possible to suppress deviation in the relative positions between the magnetic member 110 and the two magnetic flux collector members 150. This makes it possible to reduce variation in the amount of power generated by the power generating element 100.
  • the importance of suppressing deviation in the relative positions between the magnetic member 110 and the magnetic flux collector members 150 in reducing variation in the amount of power generated by the power generating element 100 will be described, including the results of an investigation conducted by the present inventors.
  • Figure 7 is a diagram for explaining the positional relationship between the magnetic member 110 and the magnetic collecting member 150 in the power generating element used to measure the generated voltage.
  • Figure 8 is a schematic diagram showing the circuit used to measure the generated voltage of the power generating element. Note that while Figure 7 only shows the magnetic member 110 and the magnetic collecting member 150, the measurement used a power generating element in which a coil 130 was wound around the magnetic member 110.
  • the magnetic collector members 150 were arranged so that their longitudinal direction was in the x-axis direction.
  • the position of the end face 154 of one of the magnetic collector members 150 was set to 0 mm, and the generated voltage was measured when the position of the end face 112 of the magnetic member 110 in the x-axis direction (hereinafter referred to as the x position) was changed to 0 mm, 0.3 mm, and 0.6 mm.
  • the distance L1 between the end faces 154 of the two magnetic collector members 150 was fixed at 11.5 mm.
  • the length L2 of the magnetic member 110 was 10.7 mm.
  • the width (length in the x-axis direction) of the magnetic collector member 150 was 1.3 mm.
  • the power generating element was connected to a circuit as shown in FIG. 8. Specifically, the output of the power generating element was connected to a full-wave rectifier circuit connected to a capacitor C and a resistor R. An AC magnetic field of 20 Hz in the range of 20 Oe to 200 Oe was applied to the power generating element connected to such a circuit. In measuring the generated voltage, the peak voltage after rectification of the power generating pulse by the power generating element was measured every time the direction of the AC magnetic field was reversed. The peak voltage was measured 2500 times, and the average value of the 2500 peak voltage measurements was derived.
  • Oe is the unit of magnetic field strength
  • ⁇ is the circular constant.
  • Figure 9 shows the power generation results of the power generating element.
  • Figure 9 shows the measurement results at each x position of the end face 112 of the magnetic member 110.
  • the peak voltage in the power generation of the power generating element changes by up to about 1 V. This is thought to be because the relative positions of the magnetic member 110 and the magnetic flux collecting member 150 change, changing the magnitude of the magnetic field applied to the magnetic member 110 via the magnetic flux collecting member 150, which easily collects magnetic flux, and affecting the generated voltage of the power generating element, i.e., the amount of power generated.
  • the resin member 170 fixes the magnetic member 110 and the two magnetic collectors 150, so that it is possible to suppress deviation in the relative positions between the magnetic member 110 and the two magnetic collectors 150.
  • the magnetic member 110 and the two magnetic collectors 150 are fixed by the resin member 170, deviation in the relative positions between the magnetic member 110 and the magnetic collectors 150 is suppressed when winding the coil 130 around the magnetic member 110 and when assembling the magnetic member 110 to the housing 190.
  • the amount of power generated by the power generating element 100 is strongly dependent on the relative positions between the magnetic member 110 and the magnetic collectors 150. Therefore, by using the composite magnetic member 101 capable of suppressing deviation in the relative positions between the magnetic member 110 and the two magnetic collectors 150 for the power generating element 100, it is possible to reduce the variation in the amount of power generated by the power generating element 100.
  • the resin member 170 that fixes the magnetic member 110 and the two magnetic collecting members 150 has a first covering portion 171 that covers the outer circumferential surface 111 of the magnetic member 110.
  • the first covering portion 171 acts as an insulating material to ensure insulation between the magnetic member 110 and the coil 130. Therefore, it is possible to use the composite magnetic member 101 as a winding frame for the coil 130, and it is possible to easily form a power generating element 100 that can reduce variation in the amount of power generated.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the power generating element 100a according to this modified example.
  • FIG. 11 is a plan view showing the schematic configuration of the power generating element 100a according to this modified example.
  • FIG. 10 shows a cross-section along the X-X line shown in FIG. 11. Specifically, FIG. 10 shows a cross-section of the power generating element 100a cut along the first direction D1 and the arrangement direction (direction Z) so as to pass through the center of the magnetic member 110.
  • FIG. 11 also shows a plan view of the power generating element 100a as viewed from the outside along the first direction D1. Note that terminals 181, 182, and housing 190 are omitted from illustration in FIGS. 10 and 11.
  • the power generating element 100a is used, for example, in place of the power generating element 100 of the encoder 1 described above. As shown in Figs. 10 and 11, the power generating element 100a includes a composite magnetic member 101a including a magnetic member 110, two magnetic collecting members 150, and a resin member 170a, and a coil 130.
  • the resin member 170a has a configuration in which the second covering portion 172 of the resin member 170 has been changed to a second covering portion 172a.
  • the second covering portion 172a covers the entire end surface 153 of the magnetic collecting member 150 on the space 135 side, and extends onto the outer peripheral surface 155 of the magnetic collecting member 150.
  • the outer peripheral surface 155 is a surface that constitutes the outer periphery of the magnetic collecting member 150 when viewed along the first direction D1.
  • the second covering portion 172a extends outward beyond the two magnetic collecting members 150 and the coil 130 when viewed along the first direction D1. This makes it possible to support the coil 130 with the second covering portion 172a that extends outward beyond the magnetic collecting member 150, making it easier to form the coil 130 even when increasing the number of radial turns of the coil 130. For example, it is possible to increase the number of radial turns of the coil 130 on the magnetic member 110 without performing a process to maintain the shape of the coil 130.
  • Modification 2 Next, a description will be given of Modification 2 of the embodiment. In the following description of Modification 2, differences from the embodiment and Modification 1 will be mainly described, and descriptions of commonalities will be omitted or simplified.
  • Figure 12 is a cross-sectional view showing the general configuration of a power generating element 100b according to this modified example.
  • Figure 13 is a cross-sectional view showing the general configuration of another power generating element 100c according to this modified example.
  • Figures 12 and 13 each show a cross-section of the power generating element 100b and the power generating element 100c cut along the first direction D1 and the arrangement direction (direction Z) so as to pass through the center of the magnetic member 110.
  • the housing 190 is omitted from Figures 12 and 13.
  • the power generating element 100b and the power generating element 100c are used, for example, in place of the power generating element 100 of the encoder 1 described above.
  • the power generating element 100b includes a composite magnetic member 101b including a magnetic member 110, two magnetic collecting members 150, a resin member 170b, and terminals 181b and 182b, and a coil 130.
  • the power generating element 100c includes a composite magnetic member 101c including a magnetic member 110, two magnetic collecting members 150, a resin member 170b, and terminals 181b and 182b, and a coil 130.
  • the power generating element 100b and the power generating element 100c do not include the terminals 181 and 182 shown in FIG. 1, and the terminals 181b and 182b are electrically connected to the substrate 40.
  • the composite magnetic member 101b and the composite magnetic member 101c have the same components, but the positions of the terminals 181b and 182b are different.
  • the resin member 170b has a configuration in which the second covering portion 172 and the third covering portion 173 of the resin member 170 are changed to the second covering portion 172b and the third covering portion 173b.
  • the resin member 170b fixes the magnetic member 110, the two magnetic collecting members 150, and the terminals 181b and 182b.
  • the terminals 181b and 182b are fixed to the resin member 170b, which makes it easier to connect the coil 130 and the terminals 181b and 182b, and allows the generating element 100b and the generating element 100c to be formed easily.
  • the resin member 170b contacts the magnetic member 110, the two magnetic collecting members 150, and the terminals 181b and 182b.
  • the magnetic member 110, the two magnetic collecting members 150, and the terminals 181b and 182b are fixed to the resin member 170b so that the relative positions of the magnetic member 110, the two magnetic collecting members 150, and the terminals 181b and 182b do not change.
  • the terminals 181b and 182b are fixed to the resin member 170b, for example, so as not to contact the magnetic member 110 and the magnetic collecting member 150.
  • the resin member 170b is, for example, a resin molded product formed by integrally molding the magnetic member 110, the two magnetic collecting members 150, and the terminals 181b and 182b.
  • a resin member 170b may be formed with holes for fixing the terminals 181b and 182b, and the terminals 181b and 182b may be fixed to the holes.
  • the second covering portion 172b covers the entire end face 153 of the magnetic flux collecting member 150 on the side facing the space 135, and extends onto the outer circumferential surface 155 of the magnetic flux collecting member 150.
  • the third covering portion 173b covers the entire end face 154 of the magnetic flux collecting member 150 on the side opposite the space 135, and extends onto the outer circumferential surface 155 of the magnetic flux collecting member 150.
  • the second covering portion 172b and the third covering portion 173b are connected on the outer circumferential surface 155.
  • Terminals 181b and 182b are electrically connected to coil 130. Specifically, terminal 181b is electrically connected to one end of the conductor that constitutes coil 130, and terminal 182b is electrically connected to the other end of the conductor. For example, the conductor is wound around terminals 181b and 182b and soldered. Note that in Figures 12 and 13, the conductor wound around terminals 181b and 182b is not shown.
  • the terminals 181b and 182b are disposed between the two magnetic collecting members 150 in the first direction D1.
  • the terminal 181b is fixed to the second covering portion 172b that covers the end face 153 of one of the magnetic collecting members 150, and is positioned between the coil 130 disposed in the space 135 and one of the magnetic collecting members 150.
  • the terminal 182b is fixed to the second covering portion 172b that covers the end face 153 of the other magnetic collecting member 150, and is positioned between the coil 130 disposed in the space 135 and the other magnetic collecting member 150.
  • the coil 130 and the terminals 181b and 182b are close to each other, making it easier to form the coil 130 that is electrically connected to the terminals 181b and 182b.
  • the terminals 181b and 182b are arranged on the opposite side of the space 135 of the two magnetic collecting members 150 in the first direction D1. Specifically, the terminal 181b is fixed to the third covering portion 173b that covers the end face 154 of one of the magnetic collecting members 150. The terminal 182b is fixed to the third covering portion 173b that covers the end face 154 of the other magnetic collecting member 150. This allows a large area to be secured for winding the coil 130, and ensures the amount of power generated by the power generating element 100c.
  • the present disclosure is not limited to the above embodiments.
  • the present disclosure also includes forms obtained by applying various modifications to the above embodiments that a person skilled in the art can conceive, and forms realized by arbitrarily combining the components and functions of the embodiments within the scope of the present disclosure.
  • the composite magnetic member 101 is formed by integrally molding the magnetic member 110, the two magnetic flux collectors 150, and the resin member 170, but this is not limited to the above.
  • the first covering portion 171 may be formed by coating the outer circumferential surface 111 of the magnetic member 110 with resin by spraying or the like, and the magnetic member 110 with the first covering portion 171 formed thereon may be pressed into the openings 151 of the two magnetic flux collectors 150, thereby fixing the relative positions of the magnetic member 110 and the two magnetic flux collectors 150.
  • the composite magnetic member may be formed by assembling the magnetic member 110 with at least a portion of the resin member 170 formed thereon and the magnetic flux collectors 150.
  • the opening 151 of the magnetic collecting member 150 is a through hole, but this is not limited to this.
  • the opening 151 of the magnetic collecting member 150 may be a bottomed hole that is not through and is only open on the inside in the first direction D1.
  • the position of the power generating element 100 is fixed, and the magnet 10 rotates by rotating the rotation shaft, thereby repeatedly reversing the direction of the magnetic field applied to the power generating element 100, but this is not limited to the above.
  • the position of the magnet 10 may be fixed, and the power generating element 100 may rotate by rotating the rotation shaft, thereby repeatedly reversing the direction of the magnetic field applied to the power generating element 100.
  • composite magnetic member power generating element, power generating system, and encoder according to the present disclosure, which have been described based on the above embodiment.
  • the composite magnetic member, power generating element, power generating system, and encoder according to the present disclosure are not limited to the following examples.
  • the composite magnetic member according to the first aspect of the present disclosure is a magnetic member that generates a large Barkhausen effect in response to a change in an external magnetic field, and includes a wire-shaped magnetic member extending in a first direction, two magnetic collector members spaced apart from each other and arranged side by side along the first direction, the two magnetic collector members having openings through which portions of the magnetic members are inserted, and a resin member that fixes the magnetic member and the two magnetic collector members, the resin member having a first covering portion that covers the outer circumferential surface of the magnetic member at least between the two magnetic collector members, and a space for placing a coil is provided between the two magnetic collector members.
  • the composite magnetic member according to the second aspect of the present disclosure is the composite magnetic member according to the first aspect, and the first covering portion fills at least a portion of the space between the inner wall of the opening of the magnetic collecting member and the outer circumferential surface of the magnetic member.
  • the composite magnetic member according to the third aspect of the present disclosure is the composite magnetic member according to the second aspect, and the magnetic member is arranged in the opening of the magnetic collecting member such that the distance between the inner wall and the outer circumferential surface of the magnetic member is uniform.
  • the composite magnetic member according to the fourth aspect of the present disclosure is a composite magnetic member according to any one of the first to third aspects, and includes a terminal for electrically connecting to the coil, and the resin member fixes the magnetic member, the two magnetic collecting members, and the terminal.
  • the composite magnetic member according to the fifth aspect of the present disclosure is the composite magnetic member according to the fourth aspect, in which the terminal is disposed between the two magnetic collecting members in the first direction.
  • the composite magnetic member according to the sixth aspect of the present disclosure is the composite magnetic member according to the fourth aspect, in which the terminals are arranged on the opposite side of the two magnetic collecting members from the space side in the first direction.
  • the composite magnetic member according to the seventh aspect of the present disclosure is a composite magnetic member according to any one of the first to sixth aspects, in which the resin member has a second covering portion that covers the surfaces of the two magnetic collecting members facing the space.
  • the composite magnetic member according to the eighth aspect of the present disclosure is the composite magnetic member according to the seventh aspect, in which the second covering portion extends outward beyond the two magnetic collecting members when viewed along the first direction.
  • a composite magnetic member according to a ninth aspect of the present disclosure is a composite magnetic member according to any one of the first to eighth aspects, in which the resin member has a hole extending from the surface of the resin member toward the magnetic member.
  • a power generating element includes a composite magnetic member according to any one of the first to ninth aspects, and a coil wound around the magnetic member via the first covering portion.
  • a power generation system includes a power generation element according to the tenth aspect, and a magnetic field application unit that applies a magnetic field to the power generation element and repeatedly reverses the direction of the magnetic field applied to the power generation element, and the power generation element generates power by reversing the direction of the magnetic field by the magnetic field application unit.
  • an encoder includes the power generation system according to the eleventh aspect, and the power generation element outputs the power generated by reversing the direction of the magnetic field by the magnetic field application unit.
  • the composite magnetic member, power generating element, power generating system, and encoder disclosed herein are useful for devices and equipment that rotate or move linearly, such as motors.

Landscapes

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Abstract

発電素子の発電量のばらつきを低減する。複合磁性部材（１０１）は、外部磁界の変化によって大バルクハウゼン効果を生じる磁性部材（１１０）であって、第１方向（Ｄ１）に延びるワイヤ状の磁性部材（１１０）と、互いに離間して第１方向（Ｄ１）に沿って並んで配置される２つの集磁部材（１５０）であって、磁性部材（１１０）の一部が挿入されている開口部（１５１）が設けられた２つの集磁部材（１５０）と、磁性部材（１１０）と２つの集磁部材（１５０）とを固定する樹脂部材（１７０）と、を備える。樹脂部材（１７０）は、少なくとも２つの集磁部材（１５０）の間において、磁性部材（１１０）の外周面（１１１）を覆う第１被覆部（１７１）を有する。２つの集磁部材（１５０）の間には、コイル（１３０）を配置するための空間（１３５）が設けられている。

Description

複合磁性部材、発電素子、発電システムおよびエンコーダ
　本開示は、複合磁性部材、発電素子、発電システムおよびエンコーダに関する。
　従来、モータの回転等を検出するためのエンコーダにおいて、バッテリを用いずに回転を検出するために、大バルクハウゼン効果を利用した発電素子が用いられたエンコーダが知られている（例えば、特許文献１）。このような発電素子は、例えば、大バルクハウゼン効果を生じる磁性部材にコイルが巻回された構成を有する。大バルクハウゼン効果を生じる磁性部材は、外部磁界の変化によって磁束密度が急激に変化するため、磁束密度の急激な変化により磁性部材に巻回されたコイルに電力が生じる。
　また、このような発電素子では、磁性部材の端部に集磁部材を設けることで、発電性能を高めることができる。例えば、特許文献２では、集磁部材の挿通部に磁性部材が挿通され、当該磁性部材と集磁部材とが挿通部において接触している発電素子が開示されている。
特許第６６４７４７８号公報 特許第７１０９７１３号公報
　上述のような大バルクハウゼン効果を生じる磁性部材を利用した発電素子においては、発電量のばらつきが小さいことが求められる。例えば、発電素子をエンコーダに用いる際に、発電量のばらつきが大きい場合には、モータの回転等を検出する精度が低下する。
　本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、発電素子の発電量のばらつきを低減できる複合磁性部材、それを用いた発電素子、発電システムおよびエンコーダを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本開示の一態様に係る複合磁性部材は、外部磁界の変化によって大バルクハウゼン効果を生じる磁性部材であって、第１方向に延びるワイヤ状の磁性部材と、互いに離間して前記第１方向に沿って並んで配置される２つの集磁部材であって、前記磁性部材の一部が挿入されている開口部が設けられた２つの集磁部材と、前記磁性部材と前記２つの集磁部材とを固定する樹脂部材と、を備え、前記樹脂部材は、少なくとも前記２つの集磁部材の間において、前記磁性部材の外周面を覆う第１被覆部を有し、前記２つの集磁部材の間には、コイルを配置するための空間が設けられている。
　また、本開示の他の一態様に係る発電素子は、上記複合磁性部材と、前記第１被覆部を介して前記磁性部材に巻回されたコイルと、を備える。
　また、本開示の他の一態様に係る発電システムは、上記発電素子と、前記発電素子に磁界を印加し、かつ、前記発電素子に印加される前記磁界の向きを繰り返し反転させる磁界印加部と、を備え、前記発電素子は、前記磁界印加部による前記磁界の向きの反転により発電する。
　また、本開示の他の一態様に係るエンコーダは、上記発電システムを備え、前記発電素子は、前記磁界印加部による前記磁界の向きの反転により発電した電力を出力する。
　本開示によれば、発電素子における発電量のばらつきを低減できる。
図１は、実施の形態に係るエンコーダの概略構成を示す断面図である。 図２は、実施の形態に係るエンコーダにおける磁石の上面図である。 図３は、実施の形態に係る発電素子の概略構成を示す断面図である。 図４は、実施の形態に係る発電素子の概略構成を示す平面図である。 図５は、実施の形態に係る発電素子の製造方法の一例を示すフローチャートである。 図６は、実施の形態に係る磁性部材および集磁部材が金型内に固定された状態を説明するための平面図である。 図７は、発電電圧の測定に用いた発電素子における磁性部材と集磁部材との位置関係を説明するための図である。 図８は、発電素子の発電量の測定に用いた回路を示す模式図である。 図９は、発電素子の発電結果を示す図である。 図１０は、実施の形態の変形例１に係る発電素子の概略構成を示す断面図である。 図１１は、実施の形態の変形例１に係る発電素子の概略構成を示す平面図である。 図１２は、実施の形態の変形例２に係る発電素子の概略構成を示す断面図である。 図１３は、実施の形態の変形例２に係る別の発電素子の概略構成を示す断面図である。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺などは必ずしも一致していない。また、各図において、他の図と実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。
　また、本明細書において、均等、平行などの要素間の関係性を示す用語、および、矩形などの要素の形状を示す用語、ならびに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。
　（実施の形態）
　以下、実施の形態に係る複合磁性部材、当該複合磁性部材を備える発電素子、当該発電素子を備える発電システムおよび当該発電システムを備えるエンコーダについて説明する。
　［構成］
　まず、本実施の形態に係る複合磁性部材、発電素子、発電システムおよびエンコーダの構成を説明する。
　図１は、本実施の形態に係るエンコーダ１の概略構成を示す断面図である。図２は、本実施の形態に係るエンコーダ１における磁石１０の上面図である。なお、図１において、発電素子１００の筐体１９０に収容されている磁性部材１１０およびコイル１３０が破線で模式的に示されている。また、見やすさのため、図２においては、磁石１０、回転軸３０ならびに発電素子１００における磁性部材１１０およびコイル１３０以外の図示は省略されている。
　図１に示されるエンコーダ１は、例えば、サーボモータ等のモータと組み合わせて用いられるロータリーエンコーダである。また、エンコーダ１は、例えば、発電方式のアブソリュートエンコーダである。エンコーダ１は、発電素子１００が生成する電気信号に基づいて、例えばモータ等の回転軸３０の回転角、回転量および回転数等を検出する。エンコーダ１は、磁石１０、回転板２０、基板４０および発電素子１００を備える発電システム５と、制御回路５０と、メモリ６０と、を備える。エンコーダ１では、発電システム５における発電素子１００が、磁石１０が回転することによる、磁石１０によって形成される磁界の変化によって発電し、発電した電力を電気信号として出力する。
　回転板２０は、モータ等の駆動部である回転軸３０とともに回転する板状の部材である。回転板２０の一方の主面の中央部は、回転軸３０の軸方向（回転軸３０が延びる方向）における回転軸３０の端部に取り付けられている。回転板２０は、回転軸３０の軸方向と直交する方向に延びる。回転板２０は、回転軸３０の中心を通り回転軸３０の軸方向に沿って延びる回転軸線Ａを回転軸として回転する。回転軸３０の回転動作は、回転する機器の回転動作に同期している。回転板２０の平面視形状は、例えば、円形である。回転板２０は、例えば、金属製、樹脂製、ガラス製またはセラミック製等である。
　回転軸３０は、円柱状等の棒状である。回転軸３０の軸心と回転軸線Ａとは、一致している。
　磁石１０は、発電素子１００に対して外部磁界を印加する磁界印加部の一例である。磁石１０は、発電素子１００に印加される磁界の向きを繰り返し反転させる。磁石１０は、例えば、板状の磁石である。磁石１０は、回転板２０と対向し、回転板２０の回転軸３０側とは反対側の主面上に位置する。本実施の形態においては、一対の磁石１０が回転板２０の同一主面上に設けられている。回転板２０の厚み方向および磁石１０の厚み方向は同じであり、回転軸３０の軸方向である。一対の磁石１０は、回転板２０と共に回転軸３０を回転中心として（つまり、回転軸線Ａを回転軸として）回転する。回転軸３０の回転により、一対の磁石１０が回転することで、一対の磁石１０と発電素子１００との相対的な位置関係が変化し、発電素子１００に印加される一対の磁石１０からの磁界も変化する。一対の磁石１０の回転方向は、例えば、時計回りおよび反時計回りの両方であるが、時計回りおよび反時計回りのいずれか一方のみであってもよい。
　一対の磁石１０は、回転軸３０の回転軸線Ａを挟み、かつ、回転板２０の同一主面上で間隔を空けて並んで配置されている。つまり、一対の磁石１０の間には、回転軸３０の回転軸線Ａが位置し、空間が形成されている。また、一対の磁石１０は、回転軸線Ａを挟んで対称に配置されている。一対の磁石１０は、相互に同形状である。
　一対の磁石１０のそれぞれは、回転軸３０の回転方向に沿って配置されている。一対の磁石１０のそれぞれの平面視形状は、回転軸３０の回転方向に沿う円弧状である。なお、一対の磁石１０のうちの一方のみが回転板２０の主面上に設けられていてもよい。また、磁石１０は、発電素子１００に印加する磁界を変化させることができれば、円環状、円盤状または棒状の磁石等、他の形状の磁石であってもよい。また、磁石１０は、例えば、永久磁石であるが、電磁石であってもよい。
　一対の磁石１０のそれぞれのＮ極およびＳ極は、一対の磁石１０が並ぶ方向に沿って並んでいる。一対の磁石１０それぞれのＳ極とＮ極との並び順は同じである。つまり、一対の磁石１０のそれぞれは、一対の磁石１０が並ぶ方向に着磁されている。そのため、一対の磁石１０はそれぞれ、一対の磁石１０が並ぶ方向に沿った磁界を発生させる。
　一対の磁石１０のうち、一方の磁石１０における回転軸線Ａ側はＳ極であり、他方の磁石１０における回転軸線Ａ側はＮ極である。そのため、回転軸３０の回転によって、一対の磁石１０が回転して、一対の磁石１０の位置が互いに入れ替わると、一対の磁石１０が形成する磁界の向きは反転する。このような一対の磁石１０が回転することにより、発電素子１００に印加される磁界が変化する。具体的には、一対の磁石１０が回転することにより、発電素子１００に印加される磁界の向きが繰り返し反転する。
　基板４０は、回転板２０の磁石１０側において、回転板２０および磁石１０と間隔を空けて対向するように位置する。つまり、回転軸３０の軸方向に沿って、回転軸３０、回転板２０、磁石１０および基板４０は、この順で並ぶ。基板４０は、磁石１０および回転板２０とともに回転しない。基板４０は、回転軸３０の軸方向を厚み方向とする板状である。基板４０の平面視形状は、例えば、円形状である。例えば、回転軸３０の軸方向から見た場合に、回転軸３０、回転板２０および基板４０それぞれの中心は一致し、回転軸線Ａの位置である。
　基板４０は、例えば、配線基板であり、発電素子１００、制御回路５０およびメモリ６０等の電子部品等が実装される。図１に示される例では、基板４０の磁石１０側の主面に制御回路５０およびメモリ６０が実装されており、基板４０の磁石１０とは反対側の主面に発電素子１００が実装されている。基板４０は、例えば、エンコーダ１またはモータ等の一部を構成するケース（不図示）に固定される。
　発電素子１００は、基板４０の磁石１０側とは反対側の主面上に位置する。そのため、発電素子１００における基板４０側が、磁石１０側である。発電素子１００は、回転軸３０の軸方向に沿って、磁石１０および回転板２０と並んでいる。以降、磁石１０および回転板２０と発電素子１００とが並ぶ、矢印Ｚで示される方向を「並び方向」と称する場合がある。本実施の形態においては、並び方向は、回転軸３０の軸方向および磁石１０の主面１１の法線方向でもある。発電素子１００は、磁石１０および回転板２０と共に回転しない。なお、発電素子１００の配置は、特に制限されず、発電素子１００は、磁石１０によって発生する磁界が印加される領域に位置し、回転軸３０が回転することによる磁界の向きの反転によって発電パルスを生成するように配置されればよい。例えば、発電素子１００は、基板４０の磁石１０側の主面上に位置してもよい。
　発電素子１００は、回転軸３０の軸方向において回転板２０と対向するように設けられている。発電素子１００は、回転軸３０の軸方向から見た場合に、回転軸線Ａと重ならず、回転軸線Ａとずれた位置に配置されている。発電素子１００は、回転軸３０の軸方向から見た場合に、磁石１０が回転した際に通る位置と重なる。また、発電素子１００は、磁石１０の回転方向の接線方向に延びるように、基板４０の主面に沿って延在する。
　発電素子１００は、磁石１０が回転することによる、磁石１０によって形成される磁界の変化、具体的には磁界の向きの反転によって発電し、発電した電力を出力する。発電素子１００のコイル１３０の巻回軸方向が、発電素子１００が延在する方向である。コイル１３０の巻回軸方向は、磁性部材１１０が延びる所定の方向（つまり、磁性部材１１０の長手方向）である第１方向Ｄ１と一致する。
　発電素子１００は、例えば、磁性部材１１０等を備える複合磁性部材と、コイル１３０と、端子１８１、１８２と、筐体１９０とを備える。複合磁性部材およびコイル１３０の詳細については後述する。
　磁性部材１１０は大バルクハウゼン効果を生じる磁性部材であり、磁性部材１１０に巻回されたコイル１３０に発電パルスが生じる。
　端子１８１、１８２は、発電素子１００と基板４０とを電気的に接続するための部材である。端子１８１、１８２は、発電素子１００における基板４０側の端部に位置する。発電素子１００における端子１８１、１８２側に、磁石１０が配置されている。端子１８１は、コイル１３０を構成する導線の一端に電気的に接続され、端子１８２は当該導線の他端に電気的に接続される。つまり、コイル１３０と基板４０とは、端子１８１、１８２を介して電気的に接続されている。
　筐体１９０は、磁性部材１１０等を備える複合磁性部材およびコイル１３０を収容し、これらを支持している。磁性部材１１０等を備える複合磁性部材およびコイル１３０は、例えば、筐体１９０内で樹脂等に包埋されている。また、筐体１９０は、端子１８１、１８２の一部を収容する。筐体１９０は、例えば、発電素子１００における磁石１０側に開口している。筐体１９０は、例えば、図示の省略されている固定部材等によって、基板４０に固定されている。
　制御回路５０は、基板４０の磁石１０側の主面上に位置する。制御回路５０は、発電素子１００と電気的に接続されている。制御回路５０は、発電素子１００が生成する発電パルス等の電気信号を取得し、取得した電気信号に基づいて、モータ等の回転軸３０の回転角、回転量および回転数等を検出（算出）する。制御回路５０は、例えば、ＩＣ（集積回路）パッケージ等である。
　メモリ６０は、基板４０の磁石１０側の主面上に位置する。メモリ６０は、制御回路５０と接続されている。メモリ６０は、制御回路５０が検出した結果を保存する半導体メモリ等の不揮発メモリである。
　次に、本実施の形態に係る発電素子１００の詳細構成について説明する。
　図３は、本実施の形態に係る発電素子１００の概略構成を示す断面図である。図４は、本実施の形態に係る発電素子１００の概略構成を示す平面図である。図３は、図４で示されるＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面を表している。具体的には、図３は、第１方向Ｄ１および並び方向（方向Ｚ）に沿って、磁性部材１１０の中心を通るように発電素子１００を切断した場合の断面を示している。また、図４では、発電素子１００を第１方向Ｄ１に沿って外側から見た場合の平面図が示されている。なお、図３および図４において、端子１８１、端子１８２および筐体１９０の図示は省略されている。
　図３に示されるように、発電素子１００は、複合磁性部材１０１と、コイル１３０とを備える。複合磁性部材１０１は、発電素子１００に用いられる部材であり、磁性部材１１０と、２つの集磁部材１５０と、樹脂部材１７０とを備える。
　磁性部材１１０は、第１方向Ｄ１に延びるワイヤ状の部材である。そのため、磁性部材１１０の長手方向が第１方向Ｄ１である。磁性部材１１０の形状は、長尺の棒状または柱状であるとも言える。磁性部材１１０の第１方向Ｄ１と直交する方向に切断した断面形状は、例えば、円状または楕円状であるが、特に制限されず、矩形状または多角形状等の他の形状であってもよい。第１方向Ｄ１において、磁性部材１１０の長さは、コイル１３０の長さより長い。
　また、磁性部材１１０は、上述のように、磁石１０等が形成する外部磁界の変化によって大バルクハウゼン効果を生じる磁性部材である。磁性部材１１０は、例えば、ウィーガンドワイヤ等の径方向における中心部分と外周部分とで異なる磁気特性を有する複合磁気ワイヤである。複合磁気ワイヤにおいて、中心部分および外周部分のうち、一方が硬磁性部であり、他方が軟磁性部である。
　複合磁気ワイヤは、軟磁性部では比較的小さな外部磁界の付与によって磁化の方向が変化するのに対し、硬磁性部では比較的大きな外部磁界を付与しなければ磁化の方向が変化しない磁気特性を有する。複合磁気ワイヤの長手方向に、複合磁気ワイヤの硬磁性部の磁化の方向を反転させるのに十分な比較的大きな外部磁界を印加すると、複合磁気ワイヤの硬磁性部の磁化の方向と軟磁性部の磁化の方向とが同じ方向に揃う。その後、複合磁気ワイヤに印加される外部磁界の方向を反転させても、硬磁性部の影響で、外部磁界が小さい間は、硬磁性部の磁化の方向および軟磁性部の磁化の方向は反転しない。さらに方向を反転させた外部磁界を大きくすると、所定の閾値を超えたところで、軟磁性部の磁化の方向が急激に反転する。このような、磁界が急激に反転する現象は大バルクハウゼンジャンプとも呼ばれる。これにより、複合磁気ワイヤの磁束密度が急激に変化し、複合磁気ワイヤに巻回されたコイル１３０に電力（発電パルス）が生じる。
　なお、磁性部材１１０は、ウィーガンドワイヤ等の複合磁気ワイヤに限らず、異なる磁気特性の硬磁性部と軟磁性部とを有することで大バルクハウゼン効果を生じる磁性部材であればよい。磁性部材１１０では、例えば、硬磁性部と軟磁性部とが第１方向Ｄ１と交差（例えば直交）する方向に並び、硬磁性部と軟磁性部とが第１方向Ｄ１に延びるように存在することで、大バルクハウゼン効果が生じる。磁性部材１１０は、磁気特性の異なる薄膜が積層された構造を有する磁性部材であってもよい。
　２つの集磁部材１５０は、互いに離間して第１方向Ｄ１に沿って並んで配置される。また、２つの集磁部材１５０の間には、コイル１３０を配置するための空間１３５が設けられている。２つの集磁部材１５０は、第１方向Ｄ１に沿って空間１３５に配置されたコイル１３０と並ぶように磁性部材１１０の両端部に設けられている。２つの集磁部材１５０は、コイル１３０を挟んで対向し、対称な形状である。以下では、主に、２つの集磁部材１５０のうちの一方について説明するが、同様の説明が他方にも適用される。
　図３および図４に示されるように、集磁部材１５０は、開口部１５１が形成された筒状の部材である。集磁部材１５０は、例えば、フェライト等の軟磁性材料で構成されるフェライトビーズである。集磁部材１５０は、磁石１０からの磁束の集磁、および、磁性部材１１０における磁束の安定化等のために設けられている。集磁部材１５０は、例えば、磁性部材１１０における軟磁性部よりも軟磁性である、つまり、磁性部材１１０における軟磁性部よりも保磁力が低い。
　集磁部材１５０には、磁性部材１１０の一部が挿入されている開口部１５１が設けられている。開口部１５１は、第１方向Ｄ１に沿って集磁部材１５０を貫通する貫通孔である。また、開口部１５１は、第１方向Ｄ１に沿って見た場合に、集磁部材１５０の中心に位置する。第１方向Ｄ１に沿って見た場合の集磁部材１５０の外周および開口部１５１のそれぞれの形状は、例えば、円形である。そのため、集磁部材１５０は、例えば、円筒状である。
　磁性部材１１０の第１方向Ｄ１における端部は、開口部１５１内に位置し、集磁部材１５０に囲まれている。そのため、第１方向Ｄ１において、集磁部材１５０における空間１３５側とは反対側の端面１５４は、磁性部材１１０の端面１１２よりも外側に位置する。つまり、第１方向Ｄ１において、端面１５４は、端面１１２の空間１３５側とは反対側に位置する。本明細書において、第１方向Ｄ１における外側とは、第１方向Ｄ１において磁性部材１１０の中心から離れる方向のことであり、第１方向Ｄ１における内側とは、第１方向Ｄ１において磁性部材１１０の中心に近づく方向のことである。なお、第１方向Ｄ１において、端面１５４は、端面１１２と同じ位置であってもよく、端面１１２よりも内側であってもよい。つまり、磁性部材１１０が開口部１５１を貫通していてもよい。
　樹脂部材１７０は、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０とを固定する。樹脂部材１７０は、磁性部材１１０および２つの集磁部材１５０に接触する。複合磁性部材１０１では、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０との相対位置が変化しないように、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０とが樹脂部材１７０に固定されている。樹脂部材１７０は、例えば、磁性部材１１０および２つの集磁部材１５０と一体で成形されることで形成された樹脂の成形品である。
　樹脂部材１７０は、第１被覆部１７１と、第２被覆部１７２と、第３被覆部１７３とを有する。第１被覆部１７１、第２被覆部１７２および第３被覆部１７３は、例えば、同じ材料からなる１つの部材を加工して形成された、それぞれ異なる部位に対して付された呼称である。第１被覆部１７１、第２被覆部１７２および第３被覆部１７３は、別の部材で構成されていてもよい。また、樹脂部材１７０は、少なくとも第１被覆部１７１を有していればよく、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０とを固定することができれば、樹脂部材１７０の形状は特に限定されない。例えば、樹脂部材１７０は、第２被覆部１７２および第３被覆部１７３の少なくとも一方を有していなくてもよい。
　第１被覆部１７１は、磁性部材１１０の外周面１１１を覆う。外周面１１１は、第１方向Ｄ１に沿って見た場合の磁性部材１１０の外周を構成する面であり、磁性部材１１０における径方向の表面であるとも言える。第１被覆部１７１は、磁性部材１１０外周面１１１に接触している。第１被覆部１７１は、少なくとも２つの集磁部材１５０の間において、磁性部材１１０の外周面１１１の少なくとも一部を覆う。図３で示される例では、第１被覆部１７１は、後述する孔１７５が形成されている箇所を除き、磁性部材１１０の外周面１１１の全てを覆っている。なお、磁性部材１１０の外周面１１１は、孔１７５が形成されている箇所以外にも第１被覆部１７１に覆われていない部分があってもよい。第１被覆部１７１は、例えば、磁性部材１１０の外周面１１１の９０％以上の領域を覆う。第１被覆部１７１は、磁性部材１１０の外周面１１１の９５％以上の領域を覆っていてもよい。
　第１被覆部１７１は、集磁部材１５０の開口部１５１において、開口部１５１の内壁１５２と磁性部材１１０の外周面１１１との間を満たしている。これにより、第１方向Ｄ１と直交する方向における磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０との相対位置がずれにくくなる。図３および図４で示される例では、磁性部材１１０は、集磁部材１５０の開口部１５１において、開口部１５１の内壁１５２と磁性部材１１０の外周面１１１との距離が均等になるように配置されている。また、開口部１５１の内壁１５２と磁性部材１１０の外周面１１１との距離は、第１被覆部１７１によって保たれている。これにより、集磁部材１５０で集磁された磁束が磁性部材１１０に均等に伝わるため、磁性部材１１０の全体に均一な磁界がかかりやすくなり、発電素子１００での発電量のばらつきを低減できる。図３および図４で示される例では、第１方向Ｄ１に沿って見た場合、磁性部材１１０の形状と開口部１５１の形状とは、相似であり、磁性部材１１０の中心と開口部１５１の中心とは一致している。なお、開口部１５１の内壁１５２と磁性部材１１０の外周面１１１との距離が均等でなくてもよく、例えば、磁性部材１１０が集磁部材１５０の開口部１５１の内壁１５２に接触していてもよい。また、第１方向Ｄ１に沿って見た場合、磁性部材１１０の形状と集磁部材１５０の開口部１５１の形状とは、相似でなくてもよい。
　また、図３および図４で示される例では、第１被覆部１７１は、集磁部材１５０の開口部１５１において、開口部１５１の内壁１５２と磁性部材１１０の外周面１１１との間を完全に満たし、内壁１５２と外周面１１１とに接触している。なお、開口部１５１において、内壁１５２と磁性部材１１０の外周面１１１との間のうち、第１被覆部１７１で満たされていない箇所があってもよい。
　第２被覆部１７２は、第１被覆部１７１から、第１方向Ｄ１と直交する方向に突出している。第２被覆部１７２は、集磁部材１５０における空間１３５側の端面１５３を覆う。これにより、集磁部材１５０が樹脂部材１７０により強固に固定される。第２被覆部１７２は、集磁部材１５０の端面１５３に接触している。図３で示される例では、第２被覆部１７２は、集磁部材１５０の端面１５３の一部を覆っている。第２被覆部１７２は、集磁部材１５０の端面１５３の全てを覆っていてもよい。
　第３被覆部１７３は、集磁部材１５０における空間１３５側とは反対側の端面１５４を覆う。これにより、集磁部材１５０が樹脂部材１７０により強固に固定される。第３被覆部１７３は、集磁部材１５０の端面１５４に接触している。図３で示される例では、第３被覆部１７３は、集磁部材１５０の端面１５４の一部を覆っている。第３被覆部１７３は、集磁部材１５０の端面１５４の全てを覆っていてもよい。
　第３被覆部１７３の一部は、集磁部材１５０の開口部１５１に入り込み、開口部１５１において、第１被覆部１７１と繋がっている。第３被覆部１７３は、開口部１５１において、磁性部材１１０の端面１１２を覆っている。第３被覆部１７３は、開口部１５１の内壁１５２および磁性部材１１０の端面１１２に接触している。図３で示される例では、開口部１５１内は、後述する孔１７６以外の箇所は樹脂部材１７０で満たされている。
　樹脂部材１７０には、樹脂部材１７０の表面から磁性部材１１０に向かって延びる孔１７５、１７６が設けられている。孔１７５、１７６は、磁性部材１１０の位置決め用の治具が磁性部材１１０に押し当てられた状態で樹脂部材１７０が形成されることで形成される孔である。図３で示される例では、孔１７５、１７６の内部は空洞であるが、孔１７５、１７６の少なくとも一部が樹脂等の材料で埋められていてもよい。
　孔１７５は、第１被覆部１７１を各磁性部材１１０の外周面１１１の法線方向に沿って貫通し、磁性部材１１０の外周面１１１を露出させている。孔１７６は、第３被覆部１７３を第１方向Ｄ１に沿って貫通し、磁性部材１１０の端面１１２を露出させている。図３で示される例では、孔１７５および孔１７６はそれぞれ複数設けられている。複数の孔１７５は、例えば、第１方向Ｄ１と直交する方向において、磁性部材１１０を挟んで対称な位置に配置される。複数の孔１７６は、例えば、第１方向Ｄ１において、磁性部材１１０を挟んで対称な位置に配置される。なお、孔１７５、１７６の配置および数は、樹脂部材１７０の形成時に磁性部材１１０の位置決めが可能な治具の配置に対応すれば、特に制限されない。また、樹脂部材１７０の形成方法によっては、樹脂部材１７０に孔１７５、１７６が設けられないこともありうる。
　樹脂部材１７０は、例えば、熱可塑性樹脂で形成される。熱可塑性樹脂としては、例えば、液晶ポリエステル等の液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）およびポリアミド（ＰＡ）等が挙げられる。樹脂部材１７０は、熱硬化性樹脂で形成されてもよい。
　コイル１３０は、コイル１３０を構成する導線が樹脂部材１７０の第１被覆部１７１を介して磁性部材１１０に巻回されているコイルである。具体的には、コイル１３０は、磁性部材１１０の中心を通り、第１方向Ｄ１に延びる巻回軸に沿って巻回されている。第１方向Ｄ１において、コイル１３０は、磁性部材１１０の両側の２つの端面１１２の間に位置する。また、コイル１３０の少なくとも一部は、２つの集磁部材１５０の間の空間１３５に位置する。コイル１３０と集磁部材１５０との間には、第２被覆部１７２が配置されている。
　［製造方法］
　次に、本実施の形態に係る発電素子１００の製造方法について説明する。発電素子１００は、例えば、以下で図５および図６を用いて説明する製造方法によって製造される。
　図５は、本実施の形態に係る発電素子１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。
　発電素子１００の製造では、まず、樹脂成形用の金型内に磁性部材１１０および２つの集磁部材１５０を固定する（ステップＳ１０）。図６は、磁性部材１１０および集磁部材１５０が金型内に固定された状態を説明するための平面図である。図６に示されるように、金型には樹脂が流し込まれる凹部１４１が形成されており、凹部１４１に磁性部材１１０および２つの集磁部材１５０が配置される。金型には、例えば、磁性部材１１０の位置決め用の治具として、複数のピン１４２、１４３が設置されており、複数のピン１４２、１４３によって磁性部材１１０が金型に固定される。複数のピン１４２は、磁性部材１１０の外周面１１１に接触し、第１方向Ｄ１と直交する方向において、磁性部材１１０を挟み込んでいる。複数のピン１４３は、磁性部材１１０の端面１１２に接触し、第１方向Ｄ１において、磁性部材１１０を挟み込んでいる。また、凹部１４１は、例えば、集磁部材１５０の一部をはめ込むことが可能な部分を有し、集磁部材１５０が当該部分にはめ込まれることで金型に固定される。なお、後段工程の樹脂部材１７０の形成において磁性部材１１０および２つの集磁部材１５０の位置が変化しないように固定されれば、磁性部材１１０および２つの集磁部材１５０の金型への固定方法は特に制限されない。例えば、磁石を用いて磁性部材１１０を固定してもよい。
　次に、発電素子１００の製造では、金型に樹脂を流し込むことで樹脂部材１７０を形成する（ステップＳ２０）。これにより、図３で示した形状の樹脂部材１７０が成形され、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０と樹脂部材１７０とが一体成形された複合磁性部材１０１が得られる。樹脂には、例えば、上述の熱可塑性樹脂が用いられる。なお、樹脂部材１７０の形成箇所および形状は金型形状によって調整可能である。樹脂部材１７０は、成形後にさらに形状を加工してもよい。この加工では、樹脂部材１７０が形成された箇所の一部を除去してもよく、形成された樹脂部材１７０に樹脂を塗布する等によって樹脂を追加してもよい。
　このようにして、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０とを固定する樹脂部材１７０が一体成形によって形成されることで、簡便に精度よく磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０との相対位置を固定でき、製造毎の磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０との相対位置のばらつきを低減できる。磁性部材１１０と集磁部材１５０とを個別に準備して組付けた後に接着剤等で固定することも考えられるが、その方法では磁性部材１１０および集磁部材１５０の位置精度を高めにくい。そのため、一体成形による樹脂部材１７０の形成は、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０との相対位置のばらつきを低減に有効である。
　次に、発電素子１００の製造では、第１被覆部１７１を介して磁性部材１１０にコイル１３０を巻回する（ステップＳ３０）。例えば、第１被覆部１７１に覆われた磁性部材１１０にコイル１３０を構成する導線を直接巻き付けることでコイル１３０を形成することができる。そのため、コイル１３０を別途作製する必要が無く、製造工程を簡素化できる。また、磁性部材１１０の外周面１１１は第１被覆部１７１で覆われているため、別途の絶縁処理をすることなく、磁性部材１１０とコイル１３０との絶縁も確保できる。
　この後、コイル１３０を形成した複合磁性部材１０１を筐体１９０に収容し、コイル１３０と端子１８１、１８２とを電気的に接続することで、発電素子１００が得られる。
　［磁性部材と集磁部材との相対位置と発電量との関係］
　本実施の形態に係る発電素子１００では、樹脂部材１７０によって磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０とが固定されていることで、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０との相対位置のずれを抑制できる。これにより、発電素子１００の発電量のばらつきを低減できる。ここで、磁性部材１１０と集磁部材１５０との相対位置のずれの抑制が発電素子１００の発電量のばらつきの低減に重要である点について、本願発明者らが検討した結果も交えながら説明する。
　本願発明者らは、磁性部材１１０と集磁部材１５０との相対位置を変えた場合の発電素子における発電電圧を測定した。図７は、発電電圧の測定に用いた発電素子における磁性部材１１０と集磁部材１５０との位置関係を説明するための図である。図８は、発電素子の発電電圧の測定に用いた回路を示す模式図である。なお、図７では、磁性部材１１０および集磁部材１５０のみが示されているが、測定には、磁性部材１１０にコイル１３０を巻回した発電素子を用いた。
　図７に示されるように、集磁部材１５０の長手方向がｘ軸方向になるように配置し、ｘ軸方向において、一方の集磁部材１５０の端面１５４の位置を０ｍｍとして、磁性部材１１０の端面１１２のｘ軸方向の位置（以下ではｘ位置と称する）を０ｍｍ、０．３ｍｍ、０．６ｍｍに変化させた場合の発電電圧を測定した。２つの集磁部材１５０の端面１５４間の距離Ｌ１は１１．５ｍｍで固定した。また、磁性部材１１０の長さＬ２は１０．７ｍｍであった。また、集磁部材１５０の幅（ｘ軸方向の長さ）は、１．３ｍｍであった。
　また、図８に示されるような回路に発電素子を接続した。具体的には、発電素子の出力を、キャパシタＣおよび抵抗Ｒに接続された全波整流回路に接続した。このような回路に接続された発電素子に対して、２０Ｏｅから２００Ｏｅの範囲で２０Ｈｚの交流磁界を印加した。発電電圧の測定においては、交流磁界の向きの反転ごとに発電素子による発電パルスの整流後のピーク電圧を測定した。また、ピーク電圧は、２５００回測定し、測定された２５００回のピーク電圧の平均値を導出した。なお、ここでＯｅは、磁界の強さの単位であり、１Ｏｅ＝（１／（４π））・１０３Ａ／ｍ＝である。なお、πは円周率である。
　図９は、発電素子の発電結果を示す図である。図９には、磁性部材１１０の端面１１２の各ｘ位置での測定結果が示されている。図９に示されるように、磁性部材１１０の端面１１２のｘ位置が０．３ｍｍずれるだけでも、発電素子の発電におけるピーク電圧が最大で１Ｖ程度変化していることがわかる。これは、磁性部材１１０と集磁部材１５０との相対位置が変化することで、磁束を集磁しやすい集磁部材１５０を介して磁性部材１１０に印加される磁界の大きさが変化し、発電素子の発電電圧、つまり発電量に影響したと考えられる。
　上記のように、本実施の形態に係る複合磁性部材１０１では、樹脂部材１７０が、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０とを固定しているため、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０との相対位置のずれを抑制可能である。例えば、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０とが樹脂部材１７０で固定されていることから、磁性部材１１０にコイル１３０を巻回する際、および、筐体１９０に組み付ける際などに、磁性部材１１０と集磁部材１５０との相対位置がずれることが抑制される。上記の発電電圧の測定結果からわかるように、発電素子１００の発電量は、磁性部材１１０と集磁部材１５０との相対位置に強く依存している。そのため、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０との相対位置のずれを抑制できる複合磁性部材１０１を発電素子１００に用いることで、発電素子１００の発電量のばらつきを低減できる。
　また、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０とを固定する樹脂部材１７０は、磁性部材１１０の外周面１１１を覆う第１被覆部１７１を有している。これにより、磁性部材１１０にコイル１３０を巻回する場合でも、第１被覆部１７１が絶縁材となって磁性部材１１０とコイル１３０との絶縁を担保できる。そのため、コイル１３０の巻き枠として複合磁性部材１０１を利用することが可能であり、発電量のばらつきを低減可能な発電素子１００を簡便に形成することができる。
　［変形例１］
　次に、実施の形態の変形例１について説明する。以下の変形例１の説明において、実施の形態との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。
　図１０は、本変形例に係る発電素子１００ａの概略構成を示す断面図である。図１１は、本変形例に係る発電素子１００ａの概略構成を示す平面図である。図１０は、図１１で示されるＸ－Ｘ線における断面を表している。具体的には、図１０は、第１方向Ｄ１および並び方向（方向Ｚ）に沿って、磁性部材１１０の中心を通るように発電素子１００ａを切断した場合の断面を示している。また、図１１では、発電素子１００ａを第１方向Ｄ１に沿って外側から見た場合の平面図が示されている。なお、図１０および図１１において、端子１８１、端子１８２および筐体１９０の図示は省略されている。
　発電素子１００ａは、例えば、上述のエンコーダ１の発電素子１００の代わりに用いられる。図１０および図１１に示されるように、発電素子１００ａは、磁性部材１１０、２つの集磁部材１５０および樹脂部材１７０ａを備える複合磁性部材１０１ａと、コイル１３０とを備える。
　樹脂部材１７０ａは、樹脂部材１７０の第２被覆部１７２が第２被覆部１７２ａに変更された構成を有する。
　第２被覆部１７２ａは、集磁部材１５０における空間１３５側の端面１５３の全面を覆っており、集磁部材１５０の外周面１５５上まで広がっている。外周面１５５は、第１方向Ｄ１に沿って見た場合の集磁部材１５０の外周を構成する面である。また、第２被覆部１７２ａは、第１方向Ｄ１に沿って見た場合に、２つの集磁部材１５０およびコイル１３０よりも外側まで広がっている。これにより、集磁部材１５０の外側まで広がった第２被覆部１７２ａでコイル１３０を支持することが可能になり、コイル１３０の径方向の巻き数を増やす場合であっても、コイル１３０を形成しやすくなる。例えば、コイル１３０の形状保持のための処理を行うことなく、磁性部材１１０にコイル１３０の径方向の巻き数を増やすことができる。
　［変形例２］
　次に、実施の形態の変形例２について説明する。以下の変形例２の説明において、実施の形態および変形例１との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。
　図１２は、本変形例に係る発電素子１００ｂの概略構成を示す断面図である。図１３は、本変形例に係る別の発電素子１００ｃの概略構成を示す断面図である。図１２および図１３はそれぞれ、第１方向Ｄ１および並び方向（方向Ｚ）に沿って、磁性部材１１０の中心を通るように発電素子１００ｂおよび発電素子１００ｃをそれぞれ切断した場合の断面を示している。なお、図１２および図１３において、筐体１９０の図示は省略されている。
　発電素子１００ｂおよび発電素子１００ｃはそれぞれ、例えば、上述のエンコーダ１の発電素子１００の代わりに用いられる。図１２に示されるように、発電素子１００ｂは、磁性部材１１０、２つの集磁部材１５０、樹脂部材１７０ｂおよび端子１８１ｂ、１８２ｂを備える複合磁性部材１０１ｂと、コイル１３０とを備える。図１３に示されるように、発電素子１００ｃは、磁性部材１１０、２つの集磁部材１５０、樹脂部材１７０ｂおよび端子１８１ｂ、１８２ｂを備える複合磁性部材１０１ｃと、コイル１３０とを備える。発電素子１００ｂおよび発電素子１００ｃは、図１に示される端子１８１、１８２を備えず、端子１８１ｂ、１８２ｂが基板４０に電気的に接続される。
　図１２および図１３に示されるように、複合磁性部材１０１ｂと複合磁性部材１０１ｃとは、備える構成要素は同じであるが、端子１８１ｂ、１８２ｂの位置が互いに異なる。
　樹脂部材１７０ｂは、樹脂部材１７０の第２被覆部１７２および第３被覆部１７３が第２被覆部１７２ｂおよび第３被覆部１７３ｂに変更された構成を有する。
　樹脂部材１７０ｂは、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０と端子１８１ｂ、１８２ｂとを固定する。これにより、複合磁性部材１０１ｂおよび複合磁性部材１０１ｃでは、磁性部材１１０および２つの集磁部材１５０に加えて、端子１８１ｂ、１８２ｂが樹脂部材１７０ｂに固定されるため、コイル１３０と端子１８１ｂ、１８２ｂとの接続が容易になり、簡便に発電素子１００ｂおよび発電素子１００ｃを形成することができる。
　樹脂部材１７０ｂは、磁性部材１１０、２つの集磁部材１５０および端子１８１ｂ、１８２ｂに接触する。複合磁性部材１０１ｂおよび複合磁性部材１０１ｃでは、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０と端子１８１ｂ、１８２ｂとの相対位置が変化しないように、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０と端子１８１ｂ、１８２ｂとが樹脂部材１７０ｂに固定されている。端子１８１ｂ、１８２ｂは、例えば、磁性部材１１０および集磁部材１５０に接触しないように樹脂部材１７０ｂに固定される。樹脂部材１７０ｂは、例えば、磁性部材１１０、２つの集磁部材１５０および端子１８１ｂ、１８２ｂと一体で成形されることで形成された樹脂の成形品である。なお、端子１８１ｂ、１８２ｂを固定するための穴が設けられた樹脂部材１７０ｂを形成し、当該穴に端子１８１ｂ、１８２ｂが固定されてもよい。
　第２被覆部１７２ｂは、集磁部材１５０における空間１３５側の端面１５３の全面を覆っており、集磁部材１５０の外周面１５５上まで広がっている。第３被覆部１７３ｂは、集磁部材１５０における空間１３５側とは反対側の端面１５４の全面を覆っており、集磁部材１５０の外周面１５５上まで広がっている。第２被覆部１７２ｂと第３被覆部１７３ｂとは、外周面１５５上でつながっている。
　端子１８１ｂ、１８２ｂは、コイル１３０に電気的に接続されている。具体的には、端子１８１ｂは、コイル１３０を構成する導線の一端に電気的に接続され、端子１８２ｂは当該導線の他端に電気的に接続される。例えば、当該導線は、端子１８１ｂ、１８２ｂに巻き付けられて半田付けされる。なお、図１２および図１３においては、端子１８１ｂ、１８２ｂに巻き付けられる導線の図示は省略されている。
　図１２に示されるように、複合磁性部材１０１ｂにおいては、端子１８１ｂ、１８２ｂは、第１方向Ｄ１において、２つの集磁部材１５０の間に配置される。具体的には、端子１８１ｂは、一方の集磁部材１５０の端面１５３を覆う第２被覆部１７２ｂに固定されており、空間１３５に配置されたコイル１３０と一方の集磁部材１５０との間に位置する。また、端子１８２ｂは、他方の集磁部材１５０の端面１５３を覆う第２被覆部１７２ｂに固定されており、空間１３５に配置されたコイル１３０と他方の集磁部材１５０との間に位置する。これにより、コイル１３０と端子１８１ｂ、１８２ｂとが近いため、端子１８１ｂ、１８２ｂと電気的に接続されるコイル１３０を形成しやすくなる。
　図１３に示されるように、複合磁性部材１０１ｃにおいては、端子１８１ｂ、１８２ｂは、第１方向Ｄ１において、２つの集磁部材１５０の空間１３５側とは反対側に配置される。具体的には、端子１８１ｂは、一方の集磁部材１５０の端面１５４を覆う第３被覆部１７３ｂに固定されている。また、端子１８２ｂは、他方の集磁部材１５０の端面１５４を覆う第３被覆部１７３ｂに固定されている。これにより、コイル１３０を巻回する領域を大きく確保することができ、発電素子１００ｃの発電量を確保できる。
　（その他）
　以上、本開示に係る複合磁性部材、発電素子、発電システムおよびエンコーダについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記の各実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
　例えば、上記実施の形態では、複合磁性部材１０１は、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０と樹脂部材１７０とが一体成形されることで形成されたが、これに限らない。例えば、磁性部材１１０の外周面１１１に樹脂を塗布等によってコーティングすること等で第１被覆部１７１を形成し、第１被覆部１７１が形成された磁性部材１１０を２つの集磁部材１５０の開口部１５１に圧入することで、磁性部材１１０と２つの集磁部材１５０との相対位置が固定されてもよい。つまり、樹脂部材１７０の少なくとも一部が形成された磁性部材１１０と集磁部材１５０とを組み付けることで、複合磁性部材を形成してもよい。
　また、例えば、上記実施の形態では、集磁部材１５０の開口部１５１は貫通孔であったが、これに限らない。集磁部材１５０の開口部１５１は、第１方向Ｄ１における内側のみが開口した、貫通していない有底穴であってもよい。
　また、例えば、上記実施の形態では、発電素子１００の位置が固定され、磁石１０が回転軸の回転によって回転することで、発電素子１００に印加される磁界の向きが繰り返し反転したが、これに限らない。磁石１０の位置が固定され、発電素子１００が回転軸の回転によって回転することで、発電素子１００に印加される磁界の向きが繰り返し反転してもよい。
　また、例えば、上記実施の形態では、モータと組み合わせて用いられるロータリーエンコーダを例にとって説明したが、これに限らない。本開示の技術は、リニアエンコーダにも適用することができる。
　以下に、上記実施の形態に基づいて説明した本開示に係る複合磁性部材、発電素子、発電システムおよびエンコーダの例を示す。本開示に係る複合磁性部材、発電素子、発電システムおよびエンコーダは、以下の例に限定されるものではない。
　例えば、本開示の第１態様に係る複合磁性部材は、外部磁界の変化によって大バルクハウゼン効果を生じる磁性部材であって、第１方向に延びるワイヤ状の磁性部材と、互いに離間して前記第１方向に沿って並んで配置される２つの集磁部材であって、前記磁性部材の一部が挿入されている開口部が設けられた２つの集磁部材と、前記磁性部材と前記２つの集磁部材とを固定する樹脂部材と、を備え、前記樹脂部材は、少なくとも前記２つの集磁部材の間において、前記磁性部材の外周面を覆う第１被覆部を有し、前記２つの集磁部材の間には、コイルを配置するための空間が設けられている。
　また、例えば、本開示の第２態様に係る複合磁性部材は、第１態様に係る複合磁性部材であって、前記第１被覆部は、前記集磁部材の前記開口部において、前記開口部の内壁と前記磁性部材の前記外周面との間の少なくとも一部を満たしている。
　また、例えば、本開示の第３態様に係る複合磁性部材は、第２態様に係る複合磁性部材であって、前記磁性部材は、前記集磁部材の前記開口部において、前記内壁と前記磁性部材の前記外周面との距離が均等になるように配置されている。
　また、例えば、本開示の第４態様に係る複合磁性部材は、第１態様から第３態様のいずれか１つに係る複合磁性部材であって、前記コイルと電気的に接続するための端子を備え、前記樹脂部材は、前記磁性部材と前記２つの集磁部材と前記端子とを固定する。
　また、例えば、本開示の第５態様に係る複合磁性部材は、第４態様に係る複合磁性部材であって、前記端子は、前記第１方向において、前記２つの集磁部材の間に配置される。
　また、例えば、本開示の第６態様に係る複合磁性部材は、第４態様に係る複合磁性部材であって、前記端子は、前記第１方向において、前記２つの集磁部材の前記空間側とは反対側に配置される。
　また、例えば、本開示の第７態様に係る複合磁性部材は、第１態様から第６態様のいずれか１つに係る複合磁性部材であって、前記樹脂部材は、前記２つの集磁部材における前記空間側の面を覆う第２被覆部を有する。
　また、例えば、本開示の第８態様に係る複合磁性部材は、第７態様に係る複合磁性部材であって、前記第２被覆部は、前記第１方向に沿って見た場合に、前記２つの集磁部材よりも外側まで広がっている。
　また、例えば、本開示の第９態様に係る複合磁性部材は、第１態様から第８態様のいずれか１つに係る複合磁性部材であって、前記樹脂部材には、前記樹脂部材の表面から前記磁性部材に向かって延びる孔が設けられている。
　また、例えば、本開示の第１０態様に係る発電素子は、第１態様から第９態様のいずれか１つに係る複合磁性部材と、前記第１被覆部を介して前記磁性部材に巻回されたコイルと、を備える。
　また、例えば、本開示の第１１態様に係る発電システムは、第１０態様に係る発電素子と、前記発電素子に磁界を印加し、かつ、前記発電素子に印加される前記磁界の向きを繰り返し反転させる磁界印加部と、を備え、前記発電素子は、前記磁界印加部による前記磁界の向きの反転により発電する。
　また、例えば、本開示の第１２態様に係るエンコーダは、第１１態様に係る発電システムを備え、前記発電素子は、前記磁界印加部による前記磁界の向きの反転により発電した電力を出力する。
　本開示に係る複合磁性部材、発電素子、発電システムおよびエンコーダは、モータ等の回転又は直線移動する機器や装置等に有用である。
１　エンコーダ
５　発電システム
１０　磁石
１１　主面
２０　回転板
３０　回転軸
４０　基板
５０　制御回路
６０　メモリ
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ　発電素子
１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ　複合磁性部材
１１０　磁性部材
１１１、１５５　外周面
１１２、１５３、１５４　端面
１３０　コイル
１３５　空間
１４１　凹部
１４２、１４３　ピン
１５０　集磁部材
１５１　開口部
１５２　内壁
１７０、１７０ａ、１７０ｂ　樹脂部材
１７１　第１被覆部
１７２、１７２ａ、１７２ｂ　第２被覆部
１７３、１７３ｂ　第３被覆部
１７５、１７６　孔
１８１、１８１ｂ、１８２、１８２ｂ　端子
１９０　筐体

Claims (12)

  1. 　外部磁界の変化によって大バルクハウゼン効果を生じる磁性部材であって、第１方向に延びるワイヤ状の磁性部材と、
    　互いに離間して前記第１方向に沿って並んで配置される２つの集磁部材であって、前記磁性部材の一部が挿入されている開口部が設けられた２つの集磁部材と、
    　前記磁性部材と前記２つの集磁部材とを固定する樹脂部材と、を備え、
    　前記樹脂部材は、少なくとも前記２つの集磁部材の間において、前記磁性部材の外周面を覆う第１被覆部を有し、
    　前記２つの集磁部材の間には、コイルを配置するための空間が設けられている、
    　複合磁性部材。
  2. 　前記第１被覆部は、前記集磁部材の前記開口部において、前記開口部の内壁と前記磁性部材の前記外周面との間の少なくとも一部を満たしている、
    　請求項１に記載の複合磁性部材。
  3. 　前記磁性部材は、前記集磁部材の前記開口部において、前記内壁と前記磁性部材の前記外周面との距離が均等になるように配置されている、
    　請求項２に記載の複合磁性部材。
  4. 　前記コイルと電気的に接続するための端子を備え、
    　前記樹脂部材は、前記磁性部材と前記２つの集磁部材と前記端子とを固定する、
    　請求項１に記載の複合磁性部材。
  5. 　前記端子は、前記第１方向において、前記２つの集磁部材の間に配置される、
    　請求項４に記載の複合磁性部材。
  6. 　前記端子は、前記第１方向において、前記２つの集磁部材の前記空間側とは反対側に配置される、
    　請求項４に記載の複合磁性部材。
  7. 　前記樹脂部材は、前記２つの集磁部材における前記空間側の面を覆う第２被覆部を有する、
    　請求項１に記載の複合磁性部材。
  8. 　前記第２被覆部は、前記第１方向に沿って見た場合に、前記２つの集磁部材よりも外側まで広がっている、
    　請求項７に記載の複合磁性部材。
  9. 　前記樹脂部材には、前記樹脂部材の表面から前記磁性部材に向かって延びる孔が設けられている、
    　請求項１に記載の複合磁性部材。
  10. 　請求項１から９のいずれか１項に記載の複合磁性部材と、
    　前記第１被覆部を介して前記磁性部材に巻回されたコイルと、を備える、
    　発電素子。
  11. 　請求項１０に記載の発電素子と、
    　前記発電素子に磁界を印加し、かつ、前記発電素子に印加される前記磁界の向きを繰り返し反転させる磁界印加部と、を備え、
    　前記発電素子は、前記磁界印加部による前記磁界の向きの反転により発電する、
    　発電システム。
  12. 　請求項１１に記載の発電システムを備え、
    　前記発電素子は、前記磁界印加部による前記磁界の向きの反転により発電した電力を出力する、
    　エンコーダ。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190148043A1 (en) * 2016-04-08 2019-05-16 Thomas Theil Wiegand wire arrangement and method for the production thereof
WO2021200361A1 (ja) * 2020-04-01 2021-10-07 三菱電機株式会社 発電素子、これを用いた磁気センサ、エンコーダおよびモータ
WO2022230651A1 (ja) * 2021-04-26 2022-11-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発電素子、エンコーダおよび磁性部材の製造方法
WO2022230652A1 (ja) * 2021-04-26 2022-11-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発電素子、エンコーダ、磁性部材の製造方法および信号取得方法
WO2024004423A1 (ja) * 2022-06-28 2024-01-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発電素子、磁気センサ、およびエンコーダ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190148043A1 (en) * 2016-04-08 2019-05-16 Thomas Theil Wiegand wire arrangement and method for the production thereof
WO2021200361A1 (ja) * 2020-04-01 2021-10-07 三菱電機株式会社 発電素子、これを用いた磁気センサ、エンコーダおよびモータ
WO2022230651A1 (ja) * 2021-04-26 2022-11-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発電素子、エンコーダおよび磁性部材の製造方法
WO2022230652A1 (ja) * 2021-04-26 2022-11-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発電素子、エンコーダ、磁性部材の製造方法および信号取得方法
WO2024004423A1 (ja) * 2022-06-28 2024-01-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発電素子、磁気センサ、およびエンコーダ

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