JP7263923B2 - 発電ユニット及び発電ユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、発電ユニット及び発電ユニットの製造方法に関する。

複数の部材同士を接着部材を介して接着させる技術が公知である。特許文献１では、電動機において、接着フィルムを介して磁石とケース体とを接着させる構造が開示されている。

ここで、発電ユニットは、カバー部材に接着部材を介して接着されるコイル基板と、コイル基板に対向配置され回転可能な磁気トラックと、を備える。

特開昭５３－１１８７１３号公報

発電ユニットでは、発電効率を向上させるために、コイル基板と磁気トラックとを近接して配置する。よって、カバー部材に対するコイル基板の平坦度をより向上させることが望まれている。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、カバー部材に対するコイル基板の平坦度をより向上させることが可能な発電ユニット及び発電ユニットの製造方法を提供することを目的とする。

一態様に係る発電ユニットは、板状部材であるカバー部材と、前記カバー部材に第１接着層を介して接着される環状のコイル基板と、前記コイル基板の前記カバー部材とは反対側に対向して配置され回転軸を中心に回転する環状の磁気トラックと、を備え、前記磁気トラックの前記コイル基板に対する回転によって発電し、前記コイル基板は、前記回転軸の軸方向に積層される複数の絶縁性基板と、前記複数の絶縁性基板のそれぞれの間に配置される複数の平面コイルと、前記絶縁性基板と前記平面コイルとの間に配置され前記絶縁性基板と前記平面コイルとを接着させる第２接着層と、を有し、前記第１接着層と前記第２接着層とは、同一の材質を有する接着層である。

第１接着層と第２接着層とを同一の材質の接着層としているため、第１接着層及び第２接着層について、硬化する際の収縮率が均一になる。よって、カバー部材、絶縁性基板及び平面コイルがそれぞれ別々の材質の接着層で接着される場合よりも、カバー部材に対する、コイル基板の積層方向の先端に位置する部材の平坦度が向上する。これにより、コイル基板と磁気トラックとを近接して配置することができ、発電効率が向上する。

望ましい態様として、前記コイル基板は、前記複数の絶縁性基板のうち最も前記磁気トラック側に位置する絶縁性基板の上に第３接着層を介して接着される保護膜を有し、前記第３接着層は、前記第１接着層及び前記第２接着層と同一の材質を有する接着層である。

これによれば、コイル基板における最も磁気トラック側には保護膜が配置されるので、回転する磁気トラックがコイル基板に接触した場合でも保護膜が先に削られるため、絶縁性基板及び平面コイルが損傷を受けにくい。また、保護膜は、第１接着層及び第２接着層と同一の材質を有する第３接着層を介して絶縁性基板に接着される。よって、最も前記磁気トラック側に位置する絶縁性基板に対する保護膜の平坦度も向上するため、カバー部材に対する保護膜の平坦度が向上する。従って、保護膜を設けた場合でも、コイル基板と磁気トラックとを近接して配置でき、発電効率が向上する。

望ましい態様として、前記保護膜は、複数層設けられ、これら複数の保護膜同士は、前記第３接着層を介して接着される。

これによれば、コイル基板が複数の保護膜で保護されるため、回転する磁気トラックがコイル基板に接触した場合、絶縁性基板及び平面コイルが更に損傷を受けにくい。

一態様に係る発電ユニットの製造方法は、板状部材であるカバー部材と、第１接着層となる接着フィルムと、コイル基板と、をこれらの順に積層させて積層体を作成する第１ステップと、前記積層体を真空引きする第２ステップと、前記積層体を積層方向に加圧しつつ前記積層体を加熱する第３ステップと、を含み、前記第１ステップにおける前記コイル基板は、複数の絶縁性基板と、前記複数の絶縁性基板のそれぞれの間に配置される複数の平面コイルと、前記絶縁性基板と前記平面コイルとの間に配置され、第２接着層となる接着フィルムと、を有し、前記第１接着層と前記第２接着層とは、同一の材質を有する。

前記製造方法は、複数の部材を順に積層させたのち、積層体について、真空引き、加圧及び加熱を行うため、簡単な方法である。なお、前記製造方法によって得られる発電ユニットは、第１接着層と第２接着層とを同一の材質の接着層としているため、第１接着層及び第２接着層について、硬化する際の収縮率が均一になる。よって、カバー部材、絶縁性基板及び平面コイルがそれぞれ別々の材質の接着層で接着される場合よりも、カバー部材に対する、コイル基板の積層方向の先端に位置する部材の平坦度が向上する。これにより、当該発電ユニットは、コイル基板と磁気トラックとを近接して配置することができ、発電効率が向上する。

望ましい態様として、前記第１ステップにおける前記コイル基板は、前記複数の絶縁性基板のうち前記カバー部材から最も離隔した絶縁性基板の上に、第３接着層となる接着フィルムを介して保護膜が積層される。

前記製造方法によって得られる発電ユニットでは、前記カバー部材から最も離隔した絶縁性基板の上に保護膜が設けられる。よって、保護膜に対向して、回転する磁気トラックを設ける場合、磁気トラックとコイル基板とが接触した場合でも保護膜が先に削られるため、絶縁性基板及び平面コイルが損傷を受けにくい。また、保護膜は、第１接着層及び第２接着層と同一の材質を有する第３接着層を介して絶縁性基板に接着される。よって、最も前記カバー部材から離隔した絶縁性基板に対する保護膜の平坦度も向上するため、カバー部材に対する保護膜の平坦度が向上する。従って、回転する磁気トラックを設ける場合、保護膜を設けても、コイル基板と磁気トラックとを近接して配置でき、発電効率が向上する。

本開示によれば、カバー部材に対するコイル基板の平坦度をより向上させることができるため、コイル基板と磁気トラックとを近接して配置することにより発電効率が向上する。

図１は、本実施形態に係る発電ユニットを備えたセンサ付き軸受の斜視図である。 図２は、本実施形態に係る発電ユニットを備えたセンサ付き軸受の分解斜視図である。 図３は、本実施形態に係る発電ユニットを備えたセンサ付き軸受の分解斜視図である。 図４は、本実施形態のカバーとコイル基板の構成例を示す平面図である。 図５は、本実施形態の磁気トラックの構成例を示す平面図である。 図６は、本実施形態の発電部の構成例を示す平面図である。 図７は、図６に示した平面図をＶＩＩ－ＶＩＩ線で切断した断面図である。 図８は、変形例のコイル基板及びカバーの断面を示す模式図である。

発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

図１は、本実施形態に係る発電ユニット１００を備えたセンサ付き軸受１の斜視図である。図２及び図３は、本実施形態に係る発電ユニット１００を備えたセンサ付き軸受１の分解斜視図である。図２はセンサ付き軸受１をカバー部材１０側から見た図であり、図３はセンサ付き軸受１を軸受１２０側から見た図である。

図１から図３に示すように、センサ付き軸受１は、発電ユニット１００と、軸受１２０と、を備える。軸受１２０の一方の側面に、発電ユニット１００が取り付けられる。図２及び図３に示すように、発電ユニット１００は、カバー部材１０と、コイル基板２０と、回転部３０と、回路基板４０と、バックカバー６０と、を備える。軸受１２０は、固定輪である外輪１２２と、回転輪である内輪１２１とを有する。バックカバー６０は、外輪１２２に固定され、回転部３０は内輪１２１に固定される。カバー部材１０は、外輪１２２に固定される。よって、回転部３０はカバー部材１０に対して回転する。

カバー部材１０は、中央に開口部Ｈ１２を有する環状（リング状）の天板１２と、天板１２の周囲に接続された筒状の側板１１とを有する。カバー部材１０は、板状部材である。天板１２は、平坦な形状を有する。カバー部材１０は、ケイ素鋼板、炭素鋼（ＪＩＳ規格 ＳＳ４００又はＳ４５Ｃ）、マルテンサイト系ステンレス（ＪＩＳ規格 ＳＵＳ４２０）又はフェライト系ステンレス（ＪＩＳ規格 ＳＵＳ４３０）のいずれかのような磁性を有する材料を含む。

図３に示すように、回路基板４０は、天板１２の表面又は裏面のうち一方の面１２Ａに取り付けられている。一方の面１２Ａは、軸受１２０側の面である。回路基板４０は、電源基板４１と、センサ基板４２とを有する。例えば、図１及び図２に示すように、天板１２に開けられた雌ねじ穴に、黄銅など非磁性材料のボルト１９Ｂが締結することで、電源基板４１とセンサ基板４２とが天板１２に固定される。図１及び図２に示すように、ボルト１９Ｂは、カバー部材１０に取り付けられた状態で、カバー部材１０から突出しない長さを有する。

また、カバー部材１０には、貫通孔が開けられている。図１及び図２に示すように、この貫通孔は、樹脂などの非磁性材料で形成された非磁性蓋１７で密閉されている。センサ基板４２には、アンテナ４７（図４参照）が実装される。図１に示すように、上位装置１５０は、通信部１５１と、コンピュータ１５２と、を有する。カバー部材１０は磁性を有するので、アンテナ４７からの電磁波をシールドする作用を有する。しかし、アンテナ４７は非磁性蓋１７と対向する位置に配置される。このため、アンテナ４７の電磁波ＷＶは、非磁性蓋１７を介して、通信部１５１へ到達することができる。通信部１５１で受信したデジタルデータは、コンピュータ１５２で処理される。

図４に示すように、コイル基板２０は、天板１２の一方の面１２Ａに取り付けられている。コイル基板２０は、第１接着層２０１を介して天板１２の一方の面１２Ａに接着（固定）されている（図７参照）。

図２及び図３に示したように、回転部３０は、磁気トラック３１と、リング状の基材３３と、リング状の取付け治具３５と、を有する。基材３３及び取付け治具３５は、金属製である。磁気トラック３１は、基材３３の一方の面側に設けられている。取付け治具３５は、基材３３の他方の面側に固定されている。取付け治具３５は、基材３３の他方の面側から、基材３３の中央に位置する貫通した開口部Ｈ３３を通って、基材３３の一方の面側に突き出ている。基材３３の一方の面側はカバー部材１０と対向する面側である。基材３３の他方の面側はバックカバー６０と対向する面側である。

本実施形態では、磁気トラック３１と基材３３とを合わせて、エンコーダマグネットという。例えば、エンコーダマグネットは、金属製の基材の一方の面にプラスチックマグネットが形成され、形成されたプラスチックマグネットの表面にＮ極とＳ極とが交互に着磁されることにより形成される。取付け治具３５は、エンコーダマグネットを軸部に取り付けるために使用される。

本実施形態では、取付け治具３５の形状や内径寸法を変化させることで、発電ユニット１００を様々な軸受サイズに対応させることができる。また、磁気トラック３１の磁極対３１１の数や、磁気トラック３１のマグネット材料を変更することで、発電部５０の発電量を調整することもできる。また、本実施形態では、発電ユニット１００を様々な軸受サイズに対応させるため、回転部３０をエンコーダマグネットと取付け治具３５と分離可能な構成としている。なお、軸受サイズが１種類に限定される場合は、エンコーダマグネットと取付け治具３５とを一体成形してもよい。この場合は、発電ユニット１００の生産性が向上する。

図４は、本実施形態のカバー部材１０とコイル基板２０の構成例を示す平面図である。図４に示すように、天板１２の一方の面１２Ａには、電源基板４１とセンサ基板４２とが取り付けられている。電源基板４１には、電源部４３が実装されている。電源部４３は、発電部から供給された単相交流電力を直流電圧に変換して、センサ基板４２へ供給する。なお、発電部は、コイル基板２０と磁気トラック３１とを含む（図６参照）。

図４に示すように、センサ基板４２には、センサ４４と、通信回路を有する制御部４５と、アンテナ４７とが実装されている。電源部４３からの直流電力は、センサ４４及び制御部４５に供給される。センサ４４、制御部４５及びアンテナ４７は、別々のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップで構成されていてもよいし、それらの一部又は全部が１つのＩＣチップで構成されていてもよい。また、センサ４４は、例えば、加速度センサ４４１と、温度センサ４４２及び角度センサ４４３を有する。

図４に示すように、コイル基板２０は、フレキシブル基板２１（絶縁性基板）と、フレキシブル基板２１に設けられたコイルパターン２３と、フレキシブル基板２１に設けられた複数のヨーク２５と、を有する。フレキシブル基板２１の平面視による形状は、回転軸Ａｘを中心とする正円の環状（リング状）である。コイルパターン２３は、フレキシブル基板２１の厚さ方向に積層された複数の平面コイル２３Ａ～２３Ｄ（図７参照）を有する。平面コイルとは、絶縁性基板であるフレキシブル基板２１Ａ～２１Ｅ（図７参照）の面上にパターニングされて設けられた導電体のパターンである。本実施形態においては、導電体のパターンが絶縁性基板の複数の面上に形成されている。コイルパターン２３の断面視による構造は、後で図７を参照しながら説明する。コイルパターン２３のパターン数は平面コイル２３Ａ～２３Ｄの積層数に比例する。本実施形態では、発電ユニット１００の用途によって、平面コイルの積層数を変化させ発電量を調整しても良い。

図４に示すように、コイルパターン２３の両端は、リード線１６を介して電源基板４１に接続される。なお、本実施形態において、コイルパターン２３と電源基板４１との接続は、リード線１６ではなく、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）コネクタを介して行われてもよい。または、コイル基板２０を延長して電源基板４１と直接接続されてもよい。ＦＰＣコネクタを使用した接続では、半田が不要となるので、発電ユニット１００の生産性をさらに高めることができる。

図４に示すように、コイルパターン２３は、複数の第１導電部２３１と、複数の第２導電部２３２と、を有する。第１導電部２３１は、平面視で回転軸Ａｘを中心とする円の円周方向に延びる。第２導電部２３２は、回転軸Ａｘを中心とする円の径方向に延びる。

ヨーク２５は、平面視で、第１導電部２３１の一方の側に位置する第１ヨーク２５Ａと、第１導電部２３１の他方の側に位置する第２ヨーク２５Ｂとを有する。例えば、第１ヨーク２５Ａは、第１導電部２３１よりも回転軸Ａｘから遠い側に位置する。第２ヨーク２５Ｂは、第１導電部２３１よりも回転軸Ａｘから近い側に位置する。但し、第１ヨーク２５Ａと回転軸Ａｘとの距離と、第２ヨーク２５Ｂと回転軸Ａｘとの距離は、互いに同じ長さである。

例えば、コイルパターン２３は、平面視で、回転軸Ａｘを中心とする円の円周方向に沿って凹凸が交互に並ぶように延設されている。この凹凸の凹部２３３にヨーク２５が１つずつ配置されている。

図５は、本実施形態の磁気トラック３１の構成例を示す平面図である。図５に示すように、磁気トラック３１の平面視による形状は、回転軸Ａｘを中心とする正円の環状である。磁気トラック３１は、Ｎ極３１ＮとＳ極３１Ｓとからなる磁極対３１１を複数有する。複数の磁極対３１１は、回転軸Ａｘを中心とする円の円周方向に並んでいる。Ｎ極３１Ｎ及びＳ極３１Ｓは、交互に配置されている。

図６は、本実施形態の発電部の構成例を示す平面図である。図６は、コイル基板２０に磁気トラック３１を重ねた状態を示している。図６に示すように、回転軸Ａｘを中心（図４、図５参照）とする円の円周方向において、隣り合う一方のヨーク２５（例えば、第１ヨーク２５Ａ）と他方のヨーク２５（例えば、第２ヨーク２５Ｂ）との間の中間に、第２導電部２３２が位置する。回転軸Ａｘを中心とする円の円周方向において、隣り合うヨーク２５の中心間の距離を２５ｐとし、隣り合う第２導電部２３２の中心間の距離を２３ｐとする。例えば、距離２３ｐと距離２５ｐは、互いに同じ長さである。

回転軸Ａｘを中心とする円の円周方向において、Ｎ極３１Ｎの長さ３１Ｌ１と、Ｓ極３１Ｓの長さ３１Ｌ２は、互いに同じ長さである。また、Ｎ極３１Ｎの長さ３１Ｌ１と、Ｓ極３１Ｓの長さ３１Ｌ２は、ヨーク２５の中心間の距離２５ｐと同じ長さである。

図５に示すように、回転軸Ａｘを中心とする円の円周方向において、隣り合うＮ極３１ＮとＳ極３１Ｓとの中心間の距離を３１ｐとする。Ｎ極３１ＮとＳ極３１Ｓの中心間の距離３１ｐは、ヨーク２５の中心間の距離２５ｐと同じ長さになっている。

本実施形態では、回転軸Ａｘを中心に、コイル基板２０に対して磁気トラック３１が相対的に回転すると、第１ヨーク２５ＡがＮ極と対向するときは、第２ヨーク２５ＢはＳ極と対向する。また、第１ヨーク２５ＡがＳ極と対向するときは、第２ヨーク２５ＢはＮ極と対向する。第１ヨーク２５Ａ及び第２ヨーク２５Ｂは、磁気トラック３１の同一磁極と対向することはない。これにより、第１ヨーク２５Ａを通る磁束密度の変化の位相と、第２ヨーク２５Ｂを通る磁束密度の変化の位相は、１８０°ずれた状態となる。

第１ヨーク２５Ａは、第１導電部２３１よりも回転軸Ａｘから遠い側に位置する。第２ヨーク２５Ｂは、第１導電部２３１よりも回転軸Ａｘに近い側に位置する。このため、第１ヨーク２５Ａを通る磁束密度の変化によってコイルパターン２３に生じる誘導電流と、第２ヨーク２５Ｂを通る磁束密度の変化によってコイルパターン２３に生じる誘導電流は、同じ方向に流れる。

上述のように、発電ユニット１００は、カバー部材１０と、コイル基板２０と、磁気トラック３１とを備え、磁気トラック３１のコイル基板２０に対する回転によって発電する。

図７は、図６に示した平面図をＶＩＩ－ＶＩＩ線で切断した断面図である。フレキシブル基板及び平面コイルの積層方向（厚さ方向）は、回転軸Ａｘの軸方向と同一方向である。積層方向（厚さ方向）のうち、回転部３０に近づく方向（図７の紙面の上側に向かう方向）を第１方向Ｄ１とし、カバー部材１０に近づく方向（図７の紙面の下側に向かう方向）を第２方向Ｄ２と示す。また、ヨーク２５は、図示を省略している。

図７に示すように、例えば、コイル基板２０は、５層のフレキシブル基板２１Ａ～２１Ｅと、４層の平面コイル２３Ａ～２３Ｄと、１層の絶縁性の保護膜２７と、８層の第２接着層２０２～２０９と、１層の第３接着層２１０と、を有する。

フレキシブル基板２１Ａ～２１Ｅは、絶縁性基板である。フレキシブル基板は、第１方向Ｄ１に沿って順に、第１のフレキシブル基板２１Ａと、第２のフレキシブル基板２１Ｂと、第３のフレキシブル基板２１Ｃと、第４のフレキシブル基板２１Ｄと、第５のフレキシブル基板２１Ｅと、が配置される。即ち、本実施形態では、天板１２側から回転部３０側に向かうに従って５層のフレキシブル基板２１Ａ～２１Ｅが配置される。フレキシブル基板２１Ａ～２１Ｅの厚さは、例えば２５μｍである。

平面コイル２３Ａ～２３Ｄは、第１方向Ｄ１に沿って順に、第１の平面コイル２３Ａと、第２の平面コイル２３Ｂと、第３の平面コイル２３Ｃと、第４の平面コイル２３Ｄと、が配置される。平面コイルは、積層方向（厚さ方向）に隣接するフレキシブル基板の間に配置される。平面コイル２３Ａ～２３Ｄの厚さは、例えば１８μｍである。

第２接着層２０２～２０９は、それぞれのフレキシブル基板２１Ａ～２１Ｅとそれぞれの平面コイル２３Ａ～２３Ｄとの間に配置され、積層方向で隣接する絶縁性基板と平面コイルとを接着させる。以下、詳細に説明する。

第１のフレキシブル基板２１Ａと第１の平面コイル２３Ａとは、第２接着層２０２を介して接着されている。第１の平面コイル２３Ａと第２のフレキシブル基板２１Ｂとは、第２接着層２０３を介して接着されている。第２のフレキシブル基板２１Ｂと第２の平面コイル２３Ｂとは、第２接着層２０４を介して接着されている。第２の平面コイル２３Ｂと第３のフレキシブル基板２１Ｃとは、第２接着層２０５を介して接着されている。第３のフレキシブル基板２１Ｃと第３の平面コイル２３Ｃとは、第２接着層２０６を介して接着されている。第３の平面コイル２３Ｃと第４のフレキシブル基板２１Ｄとは、第２接着層２０７を介して接着されている。第４のフレキシブル基板２１Ｄと第４の平面コイル２３Ｄとは、第２接着層２０８を介して接着されている。第４の平面コイル２３Ｄと第５のフレキシブル基板２１Ｅとは、第２接着層２０９を介して接着されている。このように、第２接着層２０２～２０９は、フレキシブル基板２１Ａ～２１Ｅ（絶縁性基板）と平面コイル２３Ａ～２３Ｄとの間に配置されフレキシブル基板２１Ａ～２１Ｅと平面コイル２３Ａ～２３Ｄとを接着させる。

また、保護膜２７は、第５のフレキシブル基板２１Ｅ上に第３接着層２１０を介して接着される。第５のフレキシブル基板２１Ｅは、複数のフレキシブル基板（フレキシブル基板２１Ａ～２１Ｅ）のうち最も磁気トラック３１側に位置するフレキシブル基板である。

なお、コイル基板２０は、天板１２の一方の面１２Ａに第１接着層２０１を介して接着される。換言すると、第１のフレキシブル基板２１Ａと、天板１２の一方の面１２Ａとは、第１接着層２０１を介して接着される。

ここで、第１接着層２０１、第２接着層２０２及び第３接着層２１０は、同一の材質を有する。例えば、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂の接着剤を適用可能である。

第１接着層２０１、第２接着層２０２～２０９及び第３接着層２１０は、全て、同一の材質を有する。例えば、第１接着層２０１、第２接着層２０２～２０９及び第３接着層２１０は、全て、ポリイミド樹脂やエポシキ樹脂などの熱硬化性樹脂を含んでもよい。なお、第１接着層２０１、第２接着層２０２～２０９及び第３接着層２１０の厚さは、例えば３５μｍである。

また、５層のフレキシブル基板２１Ａ～２１Ｅと、保護膜２７と、第１接着層２０１、第２接着層２０２～２０９及び第３接着層２１０を全て、同一の材質を有する樹脂としてもよい。例えば、これらを全て、ポリイミド樹脂やエポシキ樹脂などの熱硬化性樹脂を含むようにしてもよい。

以下に、発電ユニット１００の製造方法を簡単に説明する。

まず、第１ステップにおいて、カバー部材１０、フレキシブル基板２１Ａ～２１Ｅ、平面コイル２３Ａ～２３Ｄ、第１接着層２０１となる接着フィルム、第２接着層２０２～２０９となる接着フィルム、第３接着層２１０となる接着フィルム、及び保護膜２７を積層させる。換言すると、第１ステップにおいて、板状部材であるカバー部材１０と、第１接着層２０１となる接着フィルムと、コイル基板２０と、第３接着層２１０となる接着フィルムと、保護膜２７と、をこれらの順に積層させて積層体を作成する。第１ステップにおけるコイル基板２０は、第１のフレキシブル基板２１Ａから第５のフレキシブル基板２１Ｅ（複数の絶縁性基板）と、第１のフレキシブル基板２１Ａから第５のフレキシブル基板２１Ｅのそれぞれの間に配置される第１の平面コイル２３Ａから第４の平面コイル２３Ｄ（複数の平面コイル）と、前記絶縁性基板と前記平面コイルとの間に配置され、第２接着層２０２～２０９となる接着フィルムと、を有する。

次に、第２ステップにおいて、前記積層体を真空容器の内部に収納し、真空引きを行う。そして、第３ステップにおいて、前記積層体を上下から積層方向に加圧しつつ前記積層体を加熱する。

これにより、コイル基板２０及びコイル基板２０に接着されたカバー部材１０が製造される。

以上説明したように、本実施形態に係る発電ユニット１００は、カバー部材１０と、カバー部材１０の天板１２の一方の面１２Ａに第１接着層２０１を介して接着される環状のコイル基板２０と、コイル基板２０のカバー部材１０とは反対側に対向して配置され回転軸Ａｘを中心に回転する環状の磁気トラック３１と、を備える。コイル基板２０は、回転軸Ａｘの軸方向に積層される第１のフレキシブル基板２１Ａから第５のフレキシブル基板２１Ｅ（複数の絶縁性基板）と、第１のフレキシブル基板２１Ａから第５のフレキシブル基板２１Ｅのそれぞれの間に配置される第１の平面コイル２３Ａから第４の平面コイル２３Ｄ（複数の平面コイル）と、前記絶縁性基板と前記平面コイルとを接着させる第２接着層２０２～２０９と、を有する。第１接着層２０１と第２接着層２０２～２０９とは、同一の材質を有する接着層である。

第１接着層２０１と、第２接着層２０２～２０９とを、同一の材質を有する接着層としている。即ち、同一の材質の接着層を用いて、カバー部材１０、フレキシブル基板２１Ａ～２１Ｅ及び平面コイル２３Ａ～２３Ｄが接着されている。従って、第１接着層２０１及び第２接着層２０２～２０９について、硬化する際の収縮率が全て均一になる。即ち、積層方向で隣接するそれぞれの部材同士の間に配置される複数の接着層それぞれの収縮率が均一になるため、カバー部材１０、フレキシブル基板２１Ａ～２１Ｅ及び平面コイル２３Ａ～２３Ｄがそれぞれ別々の材質の接着層で接着される場合よりも、カバー部材１０に対して、コイル基板２０の積層方向の先端に位置する部材の平坦度が向上する。これにより、コイル基板２０と磁気トラック３１とを近接して配置することができ、発電効率が向上する。

コイル基板２０は、第１のフレキシブル基板２１Ａから第５のフレキシブル基板２１Ｅ（複数の絶縁性基板）のうち最も磁気トラック３１側に位置する絶縁性基板である第５のフレキシブル基板２１Ｅ上に第３接着層２１０を介して接着される保護膜２７を有し、第３接着層２１０は、第１接着層２０１及び第２接着層２０２～２０９と同一の材質を有する接着層である。

コイル基板２０における最も磁気トラック３１側には保護膜２７が配置される。従って、回転する磁気トラック３１がコイル基板２０に接触した場合、保護膜２７が削られるため、絶縁性基板（第１のフレキシブル基板２１Ａから第５のフレキシブル基板２１Ｅ）と、平面コイル（第１の平面コイル２３Ａから第４の平面コイル２３Ｄ）と、が損傷を受けにくい。また、保護膜２７は、第３接着層２１０を介して絶縁性基板に接着される。第３接着層２１０は、第１接着層２０１及び第２接着層２０２～２０９と同一の材質を有する。このため、最も磁気トラック３１側に位置する保護膜２７の平坦度も向上する。

また、発電ユニット１００の製造方法は、板状部材であるカバー部材１０と、第１接着層２０１となる接着フィルムと、コイル基板２０と、をこれらの順に積層させて積層体を作成する第１ステップと、前記積層体を真空引きする第２ステップと、前記積層体を積層方向に加圧しつつ前記積層体を加熱する第３ステップと、を含み、前記第１ステップにおけるコイル基板２０は、第１のフレキシブル基板２１Ａから第５のフレキシブル基板２１Ｅ（複数の絶縁性基板）と、第１のフレキシブル基板２１Ａから第５のフレキシブル基板２１Ｅのそれぞれの間に配置される第１の平面コイル２３Ａから第４の平面コイル２３Ｄ（複数の平面コイル）と、前記絶縁性基板と前記平面コイルとの間に配置され、第２接着層２０２～２０９となる接着フィルムと、を有し、第１接着層２０１と第２接着層２０２～２０９とは、同一の材質を有する。

前記製造方法は、複数の部材を順に積層させたのち、積層体について、真空引き、加圧及び加熱を行うため、簡単な方法である。なお、前記製造方法によって得られる発電ユニット１００は、第１接着層２０１と第２接着層とを同一の材質の接着層としているため、第１接着層２０１及び第２接着層について、硬化する際の収縮率が均一になる。よって、カバー部材１０、絶縁性基板及び平面コイルがそれぞれ別々の材質の接着層で接着される場合よりも、コイル基板２０の積層方向の先端に位置する部材の平坦度が向上する。これにより、当該発電ユニットは、コイル基板２０と磁気トラック３１とを近接して配置することができ、発電効率が向上する。

また、第５のフレキシブル基板２１Ｅの上に、第３接着層２１０となる接着フィルムを介して保護膜２７が積層される。

保護膜２７に対向して、回転する磁気トラック３１を設けるため、磁気トラックとコイル基板２０とが接触した場合でも保護膜２７が先に削られ、絶縁性基板及び平面コイルが損傷を受けにくい。また、保護膜２７は、第３接着層２１０を介して絶縁性基板に接着される。よって、第５のフレキシブル基板２１Ｅに対する保護膜２７の平坦度も向上するため、カバー部材１０に対する保護膜２７の平坦度が向上する。従って、保護膜２７を設けても、コイル基板２０と磁気トラック３１とを近接して配置でき、発電効率が向上する。

次いで、図８を用いて変形例について説明する。ただし、前述した実施形態と同一構造の部位には同一符号を付けて説明を省略する。ヨーク２５については、図示を省略している。

図８に示すように、変形例に係るコイル基板２０Ａにおいては、保護膜を２層設けている。つまり、変形例に係る保護膜２７Ａは、第１保護膜２７１と、第２保護膜２７２と、を有する。第１保護膜２７１は、第５のフレキシブル基板２１Ｅの第１方向Ｄ１側（磁気トラック３１側）に第３接着層２１０を介して接着されている。第２保護膜２７２は、第１保護膜２７１の第１方向Ｄ１側（磁気トラック３１側）に第３接着層２１１を介して接着されている。

以上説明したように、変形例に係るコイル基板２０Ａにおいて、保護膜２７Ａは、複数層（第１保護膜２７１及び第２保護膜２７２）設けられる。第１保護膜２７１及び第２保護膜２７２は、第３接着層２１０，２１１を介して第５のフレキシブル基板２１Ｅに接着される。よって、回転する磁気トラック３１がコイル基板２０Ａに接触した場合、絶縁性基板及び平面コイルが更に損傷を受けにくい。

１０ カバー部材
２０，２０Ａ コイル基板
２１Ａ 第１のフレキシブル基板（絶縁性基板）
２１Ｂ 第２のフレキシブル基板（絶縁性基板）
２１Ｃ 第３のフレキシブル基板（絶縁性基板）
２１Ｄ 第４のフレキシブル基板（絶縁性基板）
２１Ｅ 第５のフレキシブル基板（絶縁性基板）
２３Ａ 第１の平面コイル（平面コイル）
２３Ｂ 第２の平面コイル（平面コイル）
２３Ｃ 第３の平面コイル（平面コイル）
２３Ｄ 第４の平面コイル（平面コイル）
２７，２７Ａ 保護膜
３１ 磁気トラック
１００ 発電ユニット
２０１ 第１接着層
２０２～２０９ 第２接着層
２１０，２１１ 第３接着層

Claims (5)

1. 板状部材であるカバー部材と、
   前記カバー部材に第１接着層を介して接着される環状のコイル基板と、
   前記コイル基板の前記カバー部材とは反対側に対向して配置され回転軸を中心に回転する環状の磁気トラックと、を備え、
   前記磁気トラックの前記コイル基板に対する回転によって発電し、
   前記コイル基板は、
   前記回転軸の軸方向に配置される、平板状の複数の絶縁性基板と、
   前記複数の絶縁性基板のうち前記軸方向に隣接する２枚の絶縁性基板の間に１枚ずつ配置される、平板状の複数の平面コイルと、
   前記２枚の絶縁性基板の間に前記平面コイルを１枚ずつ配置した状態において、前記軸方向に隣接する１枚の前記絶縁性基板と１枚の前記平面コイルとの間に１層ずつ配置され且つ前記軸方向に隣接する１枚の前記絶縁性基板と前記１枚の前記平面コイルとを接着させる、平板状の複数の第２接着層と、を有し、
   前記絶縁性基板、前記第１接着層及び前記第２接着層は、同一の材質の熱硬化性樹脂を含む、
   発電ユニット。
2. 前記コイル基板は、前記複数の絶縁性基板のうち最も前記磁気トラック側に位置する絶縁性基板の上に第３接着層を介して接着される保護膜を有し、
   前記第３接着層は、前記第１接着層及び前記第２接着層と同一の材質を有する接着層である
   請求項１に記載の発電ユニット。
3. 前記保護膜は、複数層設けられ、これら複数の保護膜同士は、前記第３接着層を介して接着される
   請求項２に記載の発電ユニット。
4. 板状部材であるカバー部材と、第１接着層となる第１接着フィルムと、コイル基板と、をこれらの順に積層させて積層体を作成する第１ステップと、
   前記積層体を真空引きする第２ステップと、
   前記積層体を積層方向に加圧しつつ前記積層体を加熱する第３ステップと、を含み、
   前記第１ステップにおける前記コイル基板は、
   平板状の複数の絶縁性基板と、
   前記複数の絶縁性基板のうち前記積層方向に隣接する２枚の絶縁性基板の間に１枚ずつ配置される、平板状の複数の平面コイルと、
   前記２枚の絶縁性基板の間に前記平面コイルを１枚ずつ配置した状態において、前記積層方向に隣接する１枚の前記絶縁性基板と１枚の前記平面コイルとの間に１枚ずつ配置され且つ平板状の第２接着層となる、平板状の複数の第２接着フィルムと、を有し、
   前記絶縁性基板、前記第１接着層及び前記第２接着層は、同一の材質の熱硬化性樹脂を含む、
   発電ユニットの製造方法。
5. 前記第１ステップにおける前記コイル基板は、前記複数の絶縁性基板のうち前記カバー部材から最も離隔した絶縁性基板の上に、第３接着層となる接着フィルムを介して保護膜が積層される、
   請求項４に記載の発電ユニットの製造方法。

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