WO2022230651A1 - 発電素子、エンコーダおよび磁性部材の製造方法 - Google Patents

発電素子、エンコーダおよび磁性部材の製造方法 Download PDF

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WO2022230651A1
WO2022230651A1 PCT/JP2022/017527 JP2022017527W WO2022230651A1 WO 2022230651 A1 WO2022230651 A1 WO 2022230651A1 JP 2022017527 W JP2022017527 W JP 2022017527W WO 2022230651 A1 WO2022230651 A1 WO 2022230651A1
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magnetic
coil
magnetic member
power generation
generation element
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PCT/JP2022/017527
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紳一郎 伊藤
優紀 田中
彰彦 渡辺
弘一 楠亀
慶一郎 額田
雄 西谷
幸広 金子
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
    • H01F2003/106—Magnetic circuits using combinations of different magnetic materials

Definitions

  • the present disclosure relates to a power generation element, an encoder, and a method of manufacturing a magnetic member, and more particularly to a power generation element, an encoder, and a method of manufacturing a magnetic member using the large Barkhausen effect.
  • the operation may become unstable because the power generated by the power generating element is small.
  • the present disclosure has been made to solve such problems, and aims to provide a method of manufacturing a power generation element, an encoder, and a magnetic member that can increase power generation.
  • a power generation element includes a magnetic member that produces a large Barkhausen effect due to changes in an external magnetic field generated by a magnetic field source, and a coil wound around the magnetic member. and a ferrite member provided at an end of the magnetic member in parallel with the coil.
  • the ferrite member has a main body and a protruding part protruding from the main body.
  • the body portion is surrounded by imaginary planes assuming that the outer edge of the coil when viewed from the winding axis direction of the coil is extended to both sides in the winding axis direction of the coil, and It is positioned inside a columnar space sandwiched between two imaginary planes that are in contact with both ends of the magnetic member in the rotation axis direction and that are orthogonal to the winding axis direction of the coil.
  • the projecting portion is connected to the body portion and positioned outside the columnar space.
  • a power generation element includes a magnetic member that produces a large Barkhausen effect due to a change in an external magnetic field generated by a magnetic field generation source, a cylindrical ferrite member that includes the magnetic member, and the a coil wound on the ferrite member.
  • a power generation element includes a magnetic member that produces a large Barkhausen effect due to changes in an external magnetic field generated by a magnetic field generation source, a coil wound around the magnetic member, and the coil. and a ferrite member provided at an end of the magnetic member so as to be aligned with the coil along the winding axis direction.
  • the ferrite member is a resin molded body containing at least one of soft magnetic powder and hard magnetic powder, and resin.
  • a power generation element includes a magnetic member that produces a large Barkhausen effect due to a change in an external magnetic field generated by a magnetic field source, and a coil wound around the magnetic member. In the winding axis direction of the coil, the outer diameter of the ends of the coil is smaller than the outer diameter of the central portion of the coil.
  • a power generation element includes a magnetic member that produces a large Barkhausen effect due to a change in an external magnetic field generated by a magnetic field generation source, a first coil wound around the magnetic member, and a second coil arranged opposite to the first coil on the side opposite to the magnetic field generating source side of the first coil and wound along an axis parallel to the winding axis of the first coil; Prepare.
  • a power generation element includes a plate-shaped magnetic member that produces a large Barkhausen effect due to changes in an external magnetic field generated by a magnetic field generation source, a coil wound around the magnetic member, Prepare.
  • the magnetic member has a plurality of first magnetically sensitive layers and a plurality of second magnetically sensitive layers having a harder magnetism than the plurality of first magnetically sensitive layers, and the plurality of first magnetically sensitive layers and the plurality of The second magneto-sensitive layer means that the first magneto-sensitive layer and the second magneto-sensitive layer are alternately laminated along the direction intersecting with the winding axis direction of the coil, and the plurality of first magneto-sensitive layers are laminated.
  • the total thickness of the magnetic layers is greater than the total thickness of the plurality of second magnetically sensitive layers.
  • a power generation element includes a magnetic member that produces a large Barkhausen effect due to a change in an external magnetic field generated by a magnetic field source, and a coil wound around the magnetic member.
  • the magnetic member includes a composite magnetic wire having different magnetic properties between the central portion and the outer peripheral portion, and a coating layer that covers the outer periphery of the composite magnetic wire and is made of a soft magnetic material.
  • an encoder is any of the above aspects in which an electric signal is generated by a magnet that rotates together with a rotating shaft and a change in a magnetic field formed by the magnet due to the rotation of the magnet. and a power generation element according to
  • a method for manufacturing a magnetic member according to another aspect of the present disclosure is a method for manufacturing a magnetic member that is used in a power generation element and produces a large Barkhausen effect, comprising the steps of preparing a cylindrical magnetic body; and injecting a magnetic material having magnetic properties different from those of the magnetic body into the magnetic body.
  • a method for manufacturing a magnetic member according to another aspect of the present disclosure is a method for manufacturing a magnetic member that is used in a power generation element and produces a large Barkhausen effect, the method comprising: preparing a wire-shaped magnetic body; and coating the surface of the magnetic body with a magnetic material having magnetic properties different from those of the magnetic body.
  • the power generated by the power generation element can be increased.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an encoder according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a top view of magnets in the encoder according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the power generation element according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a schematic BH curve of a magnetic member that produces a large Barkhausen effect.
  • 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generation element according to Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generation element according to Modification 2 of Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an encoder according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a top view of magnets in the encoder according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generation element according to Modification 3 of Embodiment 1.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generation element according to Modification 4 of Embodiment 1.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generation element according to Modification 5 of Embodiment 1.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generation element according to Modification 6 of Embodiment 1.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generation element according to Modification 7 of Embodiment 1.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generation element according to Embodiment 2.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generation element according to Modification 1 of Embodiment 2.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generating element according to Embodiment 3.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generation element according to Embodiment 4.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generation element according to Embodiment 5.
  • FIG. 17A and 17B are a cross-sectional view and a top view showing a schematic configuration of a magnetic member according to Embodiment 6.
  • FIG. 18A and 18B are a cross-sectional view and a top view showing a schematic configuration of a magnetic member according to Modification 1 of Embodiment 6.
  • FIG. 19A and 19B are a cross-sectional view and a top view showing a schematic configuration of a magnetic member according to Modification 2 of Embodiment 6.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generation element according to Embodiment 7.
  • FIG. FIG. 21 is a flow chart of Example 1 of the magnetic member manufacturing method according to the seventh embodiment.
  • FIG. 22 is a flow chart of Example 2 of the magnetic member manufacturing method according to the seventh embodiment.
  • each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated. Therefore, scales and the like are not always the same in each drawing. Moreover, in each figure, the same code
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an encoder 1 according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a top view of magnet 10 in encoder 1 according to the present embodiment. Note that in FIG. 1, the magnetic member 110 and the coil 130 housed in the housing 190 of the power generation element 100 are schematically indicated by dashed lines. For ease of viewing, FIG. 2 omits illustration of the magnet 10, the rotating shaft 30, and the power generating element 100 other than the magnetic member 110 and the coil 130. As shown in FIG.
  • the encoder 1 shown in FIG. 1 is, for example, a rotary encoder used in combination with a motor such as a servomotor. Further, the encoder 1 is, for example, a power-generating absolute encoder. The encoder 1 detects the rotation angle, the amount of rotation, the number of rotations, etc. of a rotating shaft 30 such as a motor based on the electric signal generated by the power generation element 100 .
  • the encoder 1 includes a magnet 10 , a rotating plate 20 , a substrate 40 , a control circuit 50 , a memory 60 and a power generation element 100 . In the encoder 1, the power generation element 100 generates an electric signal by a change in the magnetic field formed by the magnet 10 as the magnet 10 rotates.
  • the rotating plate 20 is a plate-shaped member that rotates together with a rotating shaft 30 such as a motor.
  • a central portion of one main surface of the rotating plate 20 is attached to an end portion 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 the rotating shaft 30 .
  • the rotating motion of the rotary shaft 30 is synchronized with the rotating motion of the rotating device.
  • the plan view shape of the rotating plate 20 is, for example, circular.
  • the rotating plate 20 is made of metal, resin, glass, ceramic, or the like, for example.
  • the magnet 10 is a magnetic field generating source that forms an external magnetic field with respect to the power generation element 100 .
  • the magnet 10 is, for example, a plate-shaped magnet.
  • the magnet 10 faces the rotating plate 20 and is positioned on the main surface of the rotating plate 20 on the side opposite to the rotating shaft 30 side.
  • 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 rotating shaft 30 .
  • the magnet 10 rotates together with the rotating plate 20 around the rotating shaft 30 .
  • the direction of rotation of the magnet 10 is, for example, both clockwise and counterclockwise, but may be either clockwise or counterclockwise.
  • the planar view shape of the magnet 10 is a circular shape with an open center, but it may be another shape such as a rectangle. Also, the magnet 10 does not have to be open.
  • the magnet 10 may be a magnet having another shape, such as a bar-shaped magnet, as long as it can change the magnetic field applied to the power generation element 100 .
  • the magnet 10 has a plurality of pairs of magnetic poles that are magnetized in the thickness direction, and the plurality of pairs of magnetic poles are arranged in the rotation direction of the magnet 10 .
  • FIG. 2 shows the magnetic poles on the main surface 11 side of the magnet 10 on the power generating element 100 side. Each pair of magnetic poles is magnetized such that the north pole and the south pole are reversed with respect to a pair of magnetic poles adjacent to each other in the rotation direction of the magnet 10 .
  • a plurality of magnetic poles are arranged in the rotation direction on the main surface 11 of the magnet 10 on the power generating element 100 side.
  • the plurality of magnetic poles includes at least one N pole and at least one S pole, and the N poles and S poles are alternately arranged along the direction of rotation.
  • the number of north poles is the same as the number of south poles.
  • a plurality of magnetic poles are arranged so that the N pole and the S pole face each other with the rotating shaft 30 interposed therebetween. That is, the N poles of the plurality of magnetic poles face the S poles with the rotating shaft 30 interposed therebetween, and the S poles of the plurality of magnetic poles face the N poles with the rotating shaft 30 interposed therebetween.
  • the S pole is positioned at a position shifted by 180 degrees from the N pole, and the N pole is positioned at a position shifted by 180 degrees from the S pole in the rotation direction of the magnet 10 .
  • the magnetic poles of the plurality of magnetic poles have the same size.
  • the magnetic field applied to the power generating element 100 changes.
  • the plurality of magnetic poles is two, including one north pole and one south pole. Therefore, when the magnet 10 makes one rotation together with the rotary shaft 30, the direction of the magnetic field applied to the power generation element 100 is reversed twice (one reciprocation).
  • the number of magnetic poles is not particularly limited, and may be four, or six or more. When the magnet 10 rotates once, the direction of the magnetic field applied to the power generation element 100 is reversed the number of times corresponding to the number of magnetic poles.
  • the substrate 40 is positioned on the magnet 10 side of the rotor plate 20 so as to face the rotor plate 20 and the magnets 10 with a gap therebetween. That is, along the axial direction of the rotating shaft 30, the rotating shaft 30, the rotating plate 20, the magnets 10, and the substrate 40 are arranged in this order. Substrate 40 does not rotate with magnet 10 and rotating plate 20 .
  • the substrate 40 has a plate shape whose thickness direction is the axial direction of the rotating shaft 30 .
  • the plan view shape of the substrate 40 is, for example, circular. For example, when viewed from the axial direction of the rotating shaft 30, the respective centers of the rotating shaft 30, the rotating plate 20, the magnet 10 and the substrate 40 are aligned.
  • the substrate 40 is, for example, a wiring substrate on which electronic components such as the power generating element 100, the control circuit 50 and the memory 60 are mounted.
  • the control circuit 50 and the memory 60 are mounted on the main surface of the substrate 40 on the side of the magnet 10
  • the power generation element 100 is mounted on the main surface of the substrate 40 opposite to the magnet 10.
  • the substrate 40 is fixed to, for example, a case (not shown) that constitutes a part of the encoder 1, motor, or the like.
  • the power generation element 100 is located on the main surface of the substrate 40 opposite to the magnet 10 side. Therefore, the substrate 40 side of the power generation 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 rotating shaft 30 .
  • the direction indicated by the arrow Z in which the magnet 10, the rotor plate 20, and the power generation element 100 are aligned may be referred to as the "alignment direction.”
  • the alignment direction is also the normal direction of the main surface 11 of the magnet 10 .
  • the power generation element 100 does not rotate together with the magnet 10 and the rotating plate 20 .
  • Power generating element 100 is provided so that at least a portion of power generating element 100 faces magnet 10 and rotating plate 20 in the axial direction of rotating shaft 30 . Moreover, the power generation element 100 extends along the main surface of the substrate 40 so as to extend in a direction intersecting (more specifically, perpendicular to) the radial direction of the magnet 10 .
  • the power generating element 100 generates electric power by changing the magnetic field formed by the magnet 10 due to the rotation of the magnet 10, and generates an electric signal.
  • the winding axis direction of the coil 130 of the power generation element 100 (longitudinal direction of the magnetic member 110) is the direction in which the power generation element 100 extends.
  • the winding axis direction of the coil 130 is the direction indicated by the arrow X in the figure. Henceforth, the winding axial direction of the coil 130 shown by the arrow X in a figure may only be called "winding axial direction.”
  • the power generating element 100 includes, for example, a magnetic member 110, a coil 130, a ferrite member 150 (not shown in FIGS. 1 and 2) shown in the cross-sectional view of FIG. .
  • the magnetic member 110 is a magnetic member that produces a large Barkhausen effect, and a power generation pulse is generated in a coil 130 wound around the magnetic member 110 .
  • the arrangement of the power generation element 100 is not particularly limited, and the power generation element 100 is positioned in an area to which the magnetic field generated by the magnet 10 is applied, and generates a power generation pulse according to the change in the magnetic field caused by the rotation of the rotating shaft 30. It should be arranged so that
  • the terminals 181 and 182 are members for electrically connecting the power generation element 100 and the substrate 40 .
  • the terminals 181 and 182 are located at the end of the power generating element 100 on the substrate 40 side.
  • a magnet 10 is arranged on the terminals 181 and 182 side of the power generation element 100 .
  • the terminal 181 is electrically connected to one end of the conductor wire forming the coil 130, and the terminal 182 is electrically connected to the other end of the conductor wire. That is, coil 130 and substrate 40 are electrically connected via terminals 181 and 182 .
  • the housing 190 accommodates and supports the magnetic member 110, the coil 130 and the ferrite member 150. Further, the housing 190 accommodates some of the terminals 181 and 182 .
  • the housing 190 is open on the magnet 10 side of the power generating element 100, for example.
  • the housing 190 is fixed to the substrate 40 by, for example, a fixing member (not shown) or the like.
  • the control circuit 50 is located on the main surface of the substrate 40 on the magnet 10 side.
  • the control circuit 50 is electrically connected to the power generation element 100 .
  • the control circuit 50 acquires electrical signals such as power generation pulses generated by the power generation element 100, and detects (calculates) the rotation angle, rotation amount, rotation speed, etc. of the rotating shaft 30 such as a motor based on the acquired electrical signals. do.
  • the control circuit 50 is, for example, an IC (integrated circuit) package or the like.
  • the memory 60 is located on the main surface of the substrate 40 on the magnet 10 side.
  • the memory 60 is connected with the control circuit 50 .
  • the memory 60 is a nonvolatile memory such as a semiconductor memory that stores the results detected by the control circuit 50 .
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the power generating element 100 according to this embodiment.
  • FIG. 3 shows a cross section cut along the alignment direction so as to pass through the winding axis R1 of the coil 130.
  • the terminals 181, 182 and housing 190 are omitted in FIG. These are the same in the drawings of each power generating element described below.
  • the power generation element 100 includes a magnetic member 110, a coil 130, and a ferrite member 150.
  • the magnetic member 110 is a magnetic member that produces a large Barkhausen effect due to changes in the external magnetic field formed by the magnet 10 and the like.
  • the magnetic member 110 is, for example, a composite magnetic wire, such as a Wiegand wire, which has different magnetic properties in the central portion and the outer peripheral portion in the radial direction.
  • a composite magnetic wire such as a Wiegand wire
  • one of the central portion and the outer peripheral portion is a hard magnetic portion
  • the other is a soft magnetic portion.
  • the central portion is a hard magnetic portion with a high coercive force
  • the outer peripheral portion is a soft magnetic portion with a lower coercive force than the central portion.
  • the soft magnetic portion covers the hard magnetic portion from the outside in the radial direction.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a schematic BH curve of the magnetic member 110 that produces the large Barkhausen effect.
  • FIG. 4 shows an example in which a composite magnetic wire, the outer peripheral portion of which is softer in magnetism than the central portion, is used as the magnetic member 110 .
  • FIG. 4 is a diagram showing a case where the direction of the applied magnetic field changes in the longitudinal direction of the wire.
  • 4(1) to 4(6) schematically show the magnetic member 110 with the direction of magnetization indicated by an arrow.
  • the dashed arrow indicates the magnetization direction of the soft magnetic outer peripheral portion, and the solid arrow indicates the magnetization direction of the hard magnetic central portion.
  • the arrows indicating the directions of magnetization indicate only the directions of magnetization, and the directions of magnetization are indicated by arrows of the same magnitude regardless of the magnitude of magnetization.
  • the magnetic flux density of the magnetic member 110 abruptly changes, and electric power (power generation pulse) is generated in the coil 130 wound around the magnetic member.
  • the magnetization direction of the central portion is reversed as shown in FIG. 4(4), and the magnetic member 110 is magnetized in the direction opposite to that in FIG. 4(1).
  • the direction of the magnetic field is changed as shown in (ii) of FIG. , the magnetization direction of the outer peripheral portion is reversed at once.
  • the magnetic flux density of the magnetic member 110 changes abruptly, and electric power (power generation pulse) is generated again in the coil 130 wound around the magnetic member 110 .
  • Such behavior also occurs in a composite magnetic wire having a hard magnetic outer peripheral portion and a soft magnetic central portion.
  • the magnetic member 110 is a magnetic member that behaves as shown in FIG.
  • the magnetic member 110 is not limited to the composite magnetic wire, and may be any magnetic member that produces the large Barkhausen effect by having a hard magnetic portion and a soft magnetic portion with different magnetic properties.
  • the hard magnetic portion and the soft magnetic portion are arranged in a direction intersecting (for example, perpendicular to) the winding axis direction, and the hard magnetic portion and the soft magnetic portion exist so as to extend in the winding axis direction. This gives rise to the large Barkhausen effect.
  • the magnetic member 110 may be, for example, a magnetic member having a structure in which thin films with different magnetic properties are laminated.
  • the magnetic member 110 is, for example, an elongated member whose longitudinal direction is the winding axis direction of the coil 130 .
  • the cross-sectional shape of the magnetic member 110 cut in the radial direction is, for example, circular or elliptical, but may be other shapes such as rectangular or polygonal.
  • the length of the magnetic member 110 is longer than the length of the coil 130, for example.
  • the coil 130 is a coil in which a conductive wire forming the coil 130 is wound around the magnetic member 110 . Specifically, the coil 130 is wound along a winding axis R ⁇ b>1 passing through the center of the magnetic member 110 and extending in the longitudinal direction of the magnetic member 110 . Also, the coil 130 is located between the two ferrite members 150 .
  • the ferrite member 150 is provided at the end of the magnetic member 110 so as to be aligned with the coil 130 along the winding axis direction of the coil 130 .
  • two ferrite members 150 are provided on each end of the magnetic member 110 .
  • the two ferrite members 150 face each other across the coil 130 and have symmetrical shapes. Although one of the two ferrite members 150 will be mainly described below, the same description applies to the other.
  • the ferrite member 150 is a plate-shaped member with an opening 153 formed therein, and is, for example, a ferrite bead made of a soft magnetic material.
  • the ferrite member 150 is provided to collect the magnetic flux from the magnet 10, stabilize the magnetic flux in the magnetic member 110, and the like.
  • the ferrite member 150 is, for example, softer magnetic than the soft magnetic portion in the magnetic member 110, that is, has a lower coercive force.
  • the end of the magnetic member 110 is positioned within the opening 153 .
  • the opening 153 is a through hole penetrating the ferrite member 150 along the winding axis direction.
  • the ferrite member 150 has a body portion 151 and a projecting portion 152 .
  • the body part 151 is arranged inside the columnar space A.
  • the columnar space A is surrounded by imaginary planes when it is assumed that the outer edge of the coil 130 when viewed in the winding axis direction of the coil 130 is extended to both sides in the winding axis direction, and It is a space sandwiched between two imaginary planes that are in contact with both ends of the magnetic member 110 and perpendicular to the winding axis direction.
  • the columnar space A is in contact with both ends of the magnetic member 110 in the winding axis direction in the space inside the outer edge of the coil 130 when viewed in the winding axis direction of the coil 130 . It is a space sandwiched between two virtual planes orthogonal to .
  • the columnar space A has a rectangular cross section cut along the winding axis R1 and is a columnar space that circumscribes the magnetic member 110 and the coil 130 .
  • the opening 153 is provided, for example, in the central portion of the main body 151 when viewed from the winding axis direction.
  • the projecting portion 152 is connected to the body portion 151 .
  • the projecting portion 152 is positioned outside the columnar space A.
  • the projecting portion 152 is an example of a first projecting portion located outside the coil 130 in the direction orthogonal to the winding axis direction. Also, the protruding portion 152 is located on the opposite side of the coil 130 to the magnet 10 side.
  • dashed lines indicate an example of magnetic flux lines originating from the magnetic member 110 when the magnetic member 110 is magnetized by an external magnetic field (for example, a magnetic field formed by the magnet 10).
  • an external magnetic field for example, a magnetic field formed by the magnet 10.
  • magnetic flux passing outside the magnetic member 110 is emitted from the ferrite member 150 from one end side of the magnetic member 110 to the other end side.
  • Such a magnetic flux that is formed outside the magnetic member 110 from one end side to the other end side of the magnetic member 110 and that originates from the magnetic member 110 and that circulates around the outside of the magnetic member 110 is different from the inside of the magnetic member 110. Magnetic flux in the opposite direction.
  • the electromotive force in the coil 130 is opposite to the electromotive force generated by the change in the magnetic flux inside the magnetic member 110 . Power will be generated at the same time. Since the ferrite member 150 has protrusions 152, some of the magnetic flux exits the protrusions 152, as shown in FIG. Since the protruding portion 152 located outside the columnar space A protrudes away from the coil 130 , the magnetic flux emitted from the protruding portion 152 is less likely to pass through the coil 130 .
  • the ferrite member 150 having the protruding portion 152 the magnetic flux in the direction opposite to the inside of the magnetic member 110 passing through the coil 130 can be reduced. Therefore, the power generated in the coil 130 is increased, and the power generated by the power generation element 100 can be increased.
  • the ferrite member 150 is, for example, a resin molded body containing at least one of soft magnetic powder and hard magnetic powder, and resin. Since the ferrite member 150 is a resin molded body, the ferrite member 150 can be easily formed into a shape having the projecting portion 152 . In addition, such a resin molded body can easily form ferrite members having various shapes, which will be described later, and it is easy to increase the degree of freedom in the shape of the ferrite members compared to the case where the ferrite members are formed by conventional cutting or the like.
  • Materials for the soft magnetic powder include, for example, atomized powder and ferrite powder.
  • Materials for the hard magnetic powder include powders such as ferrite, neodymium magnets, Sm--Fe--N, and Baicaloy.
  • resins include nylon-based resins, polyamide-based resins, and polyphenylene sulfide-based resins.
  • the saturation magnetic flux density of the ferrite member 150 is higher than that of the magnetic member 110, for example. Also, the maximum residual magnetic flux density of the ferrite member 150 is greater than the maximum residual magnetic flux density of the magnetic member 110 . As a result, the magnetic flux collection effect of the ferrite member 150 can be enhanced.
  • the ferrite member 150 does not have to contain resin.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generating element 100a according to this modified example.
  • the encoder according to this modification includes, for example, a power generation element 100a instead of the power generation element 100 of the encoder 1 according to the first embodiment.
  • the power generation element 100a is different from the power generation element 100 in that the ferrite member 150a is provided instead of the ferrite member 150.
  • the ferrite member 150a has a body portion 151 arranged inside the columnar space A and a projecting portion 152a connected to the body portion 151 and arranged outside the columnar space A.
  • the projecting portion 152a is an example of a first projecting portion located outside the coil 130 in the direction perpendicular to the winding axis direction.
  • the projecting portion 152a is located on the opposite side of the coil 130 from the magnet 10 side.
  • a portion of the protruding portion 152a is located closer to the center of the coil 130 than the main body portion 151 in the winding axial direction of the coil 130 .
  • the projecting portion 152a covers a part of the coil 130 from the opposite side of the coil 130 to the magnet 10 side.
  • FIG. 5 shows an example of magnetic flux lines derived from the magnetic member 110 when the magnetic member 110 is magnetized by an external magnetic field. Since part of the protrusion 152a is positioned closer to the center of the coil 130 than the main body 151, the magnetic flux emitted from the protrusion 152a does not pass through the part of the coil 130 covered by the part of the protrusion 152a. . Therefore, the magnetic flux in the direction opposite to the inside of the magnetic member 110 passing through the coil 130 can be further reduced. Therefore, the power generated in the coil 130 is increased, and the power generated by the power generating element 100a can be increased.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generating element 100b according to this modified example.
  • the encoder according to this modification includes, for example, a power generation element 100b instead of the power generation element 100 of the encoder 1 according to the first embodiment.
  • the power generation element 100b differs from the power generation element 100 in that it includes a ferrite member 150b instead of the ferrite member 150. As shown in FIG. 6, the power generation element 100b differs from the power generation element 100 in that it includes a ferrite member 150b instead of the ferrite member 150. As shown in FIG. 6, the power generation element 100b differs from the power generation element 100 in that it includes a ferrite member 150b instead of the ferrite member 150. As shown in FIG.
  • the ferrite member 150b has a body portion 151 arranged inside the columnar space A and a projecting portion 152b connected to the body portion 151 and arranged outside the columnar space A.
  • the projecting portion 152b is an example of a first projecting portion located outside the coil 130 in the direction perpendicular to the winding axis direction.
  • the projecting portion 152b is located on the opposite side of the coil 130 from the magnet 10 side.
  • a portion of the projecting portion 152b is located closer to the center of the coil 130 than the body portion 151 in the winding axial direction of the coil 130, similarly to the projecting portion 152a.
  • the protruding portion 152b covers part of the coil 130 from the opposite side of the coil 130 to the magnet 10 side. Another part of the protruding portion 152b is located on the side opposite to the coil 130 side of the body portion 151 in the winding axis direction of the coil 130 . Another part of the protruding portion 152b is a portion that protrudes outward from the magnetic member 110 and the coil 130 along the winding axis direction.
  • FIG. 6 shows an example of magnetic flux lines derived from the magnetic member 110 when the magnetic member 110 is magnetized by an external magnetic field.
  • the same effect as that of the projecting portion 152a can be obtained.
  • the other part of the protruding part 152b is positioned on the opposite side of the body part 151 from the coil 130 side, the magnetic flux emitted from the other part of the protruding part 152b moves to a position farther from the coil 130. will pass. Therefore, the magnetic flux in the direction opposite to the inside of the magnetic member 110 passing through the coil 130 can be further reduced. Therefore, the power generated in the coil 130 is increased, and the power generated by the power generation element 100b can be increased.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generating element 100c according to this modified example.
  • the encoder according to this modification includes, for example, a power generation element 100c instead of the power generation element 100 of the encoder 1 according to the first embodiment.
  • the power generation element 100c is different from the power generation element 100 in that the ferrite member 150c is provided instead of the ferrite member 150.
  • the ferrite member 150c has a body portion 151 arranged inside the columnar space A and a projecting portion 152c connected to the body portion 151 and arranged outside the columnar space A.
  • the projecting portion 152c is an example of a first projecting portion positioned outside the coil 130 in the direction perpendicular to the winding axis direction.
  • the projecting portion 152c is positioned on the magnet 10 side of the coil 130 .
  • the projecting portion 152c is arranged closer to the magnet 10 than the main body portion 151, it is possible to collect more magnetic flux from the magnet 10 and increase the magnetic flux density when the magnetic member 110 is magnetized. can. Therefore, the change in the magnetic flux density in the magnetic member 110 becomes greater, the power generated in the coil 130 increases, and the power generated by the power generation element 100c can be increased.
  • the protrusion 152 c protrudes away from the coil 130 , so the magnetic flux emitted from the protrusion 152 c is less likely to pass through the coil 130 . Therefore, the effect of increasing the generated power similar to that of the power generation element 100 can be expected.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generating element 100d according to this modified example.
  • the encoder according to this modification includes, for example, a power generation element 100d instead of the power generation element 100 of the encoder 1 according to the first embodiment.
  • the power generation element 100d differs from the power generation element 100 in that it includes a ferrite member 150d instead of the ferrite member 150.
  • the ferrite member 150d has a body portion 151 arranged inside the columnar space A and a projecting portion 152d connected to the body portion 151 and arranged outside the columnar space A.
  • the projecting portion 152d is an example of a first projecting portion positioned outside the coil 130 in the direction perpendicular to the winding axis direction.
  • the projecting portion 152d is positioned on the magnet 10 side of the coil 130 .
  • a portion of the protruding portion 152d is located closer to the center of the coil 130 than the body portion 151 in the winding axial direction of the coil 130 .
  • the protruding portion 152d covers part of the coil 130 from the magnet 10 side of the coil 130 .
  • the projecting portion 152d is located closer to the magnet 10 than the main body portion 151, so that more magnetic flux from the magnet 10 is collected. Further, since a part of the projecting portion 152d is positioned so as to extend toward the center of the coil 130, more magnetic flux can be collected. Therefore, the power generated by the power generation element 100d can be increased.
  • the power generation element 100d can be expected to have the same effect of increasing the generated power as the power generation element 100a.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generating element 100e according to this modified example.
  • the encoder according to this modification includes, for example, a power generation element 100e instead of the power generation element 100 of the encoder 1 according to the first embodiment.
  • the power generation element 100e is different from the power generation element 100 in that the ferrite member 150e is provided instead of the ferrite member 150.
  • the ferrite member 150e has a body portion 151 arranged inside the columnar space A and a projecting portion 152e connected to the body portion 151 and arranged outside the columnar space A.
  • the projecting portion 152e is an example of a first projecting portion located outside the coil 130 in the direction perpendicular to the winding axis direction.
  • the projecting portion 152e is positioned on the magnet 10 side of the coil 130 .
  • a portion of the protruding portion 152e is located closer to the center of the coil 130 than the main body portion 151 in the winding axial direction of the coil 130 .
  • the projecting portion 152e covers part of the coil 130 from the magnet 10 side of the coil 130 .
  • Another part of the protruding portion 152 e is located on the side opposite to the coil 130 side of the body portion 151 in the winding axial direction of the coil 130 .
  • Another part of the protruding portion 152e is a portion that protrudes outward from the magnetic member 110 and the coil 130 along the winding axis direction.
  • the projecting portion 152e is located closer to the magnet 10 than the main body portion 151, so that more magnetic flux from the magnet 10 is collected.
  • the power generated by the power generation element 100e can be increased.
  • the power generation element 100e can be expected to have the same effect of increasing the generated power as the power generation element 100b.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generating element 100f according to this modified example.
  • the encoder according to this modification includes, for example, a power generation element 100f instead of the power generation element 100 of the encoder 1 according to the first embodiment.
  • the power generation element 100f is different from the power generation element 100 in that the ferrite member 150f is provided instead of the ferrite member 150.
  • the ferrite member 150f has a body portion 151 arranged inside the columnar space A and a projecting portion 152f connected to the body portion 151 and arranged outside the columnar space A.
  • the projecting portion 152f is an example of a second projecting portion located outside the end portion of the magnetic member 110 in the winding axis direction.
  • the protruding portion 152f is positioned so as to extend from the main body portion 151 on the side opposite to the coil 130 side of the main body portion 151 along the winding axis direction.
  • the ferrite member 150f collects more magnetic flux from the magnet 10 and increases the magnetic flux density when the magnetic member 110 is magnetized. can be higher. Therefore, the power generated by the power generation element 100f can be increased with the same effect as the power generation element 100c.
  • the magnetic flux originating from the magnetic member 110 is also emitted from the projecting portion 152f, the magnetic flux emitted from the body portion 151 near the coil 130 is reduced, and the magnetic flux passing through the coil 130 in the direction opposite to the inside of the magnetic member 110 is reduced. be able to. Therefore, the power generated in the coil 130 is increased, and the power generated by the power generation element 100f can be increased.
  • Modification 7 of Embodiment 1 will be described.
  • the differences from the first embodiment and each modified example of the first embodiment will be mainly described, and descriptions of common points will be omitted or simplified.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generating element 100g according to this modified example.
  • the encoder according to this modification includes, for example, a power generation element 100g instead of the power generation element 100 of the encoder 1 according to the first embodiment.
  • the power generation element 100g is different from the power generation element 100 in that the ferrite member 150g is provided instead of the ferrite member 150. As shown in FIG. 11, the power generation element 100g is different from the power generation element 100 in that the ferrite member 150g is provided instead of the ferrite member 150. As shown in FIG. 11, the ferrite member 150g is provided instead of the ferrite member 150.
  • the ferrite member 150g has a body portion 151 arranged inside the columnar space A, and a projecting portion 152g connected to the body portion 151 and arranged outside the columnar space A.
  • An opening 153g is formed in the ferrite member 150g.
  • the opening 153g is provided, for example, in the central portion of the main body 151 when viewed from the winding axis direction.
  • the opening 153g is a bottomed hole which penetrates through the main body 151 and whose bottom is formed by the projecting portion 152g.
  • the end of the magnetic member 110 is positioned within the opening 153g.
  • the projecting portion 152g is an example of a second projecting portion located outside the end portion of the magnetic member 110 in the winding axis direction.
  • the protruding portion 152g extends from the body portion 151 along the winding axis direction on the opposite side of the body portion 151 to the coil 130 side.
  • the protrusion 152g covers the end of the magnetic member 110 from the outside in the winding axis direction.
  • the ferrite member 150g can collect more magnetic flux from the magnet 10 and further increase the magnetic flux density when the magnetic member 110 is magnetized. . Therefore, the power generated by the power generation element 100g can be increased with the same effect as the power generation element 100c.
  • the magnetic flux originating from the magnetic member 110 is also emitted from the projecting portion 152g, the magnetic flux emitted from the body portion 151 near the coil 130 is reduced, and the magnetic flux passing through the coil 130 in the direction opposite to the inside of the magnetic member 110 is reduced. be able to. Therefore, the power generated in the coil 130 is increased, and the power generated by the power generation element 100g can be increased.
  • Embodiment 2 Next, Embodiment 2 will be described. In the following description of the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described, and descriptions of common points will be omitted or simplified.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the power generating element 200 according to this embodiment.
  • the encoder according to this embodiment includes, for example, a power generation element 200 instead of the power generation element 100 of the encoder 1 according to the first embodiment.
  • the power generation element 200 differs from the power generation element 100 in that it includes a ferrite member 250 instead of the ferrite member 150 .
  • the ferrite member 250 encloses the magnetic member 110 .
  • the ferrite member 250 has an opening 253 formed in the center of the ferrite member 250 when viewed from the winding axis direction, and the magnetic member 110 is positioned within the opening 253 .
  • the ferrite member 250 is a member having a tubular body portion 251 through which an opening 253 passes.
  • the length of the main body 251 in the winding axis direction is, for example, the same as the length of the magnetic member 110 .
  • the length of the body portion 251 in the winding axis direction may be longer or shorter than the length of the magnetic member 110 .
  • the body portion 251 covers the entire outer periphery of the magnetic member 110 when viewed from the winding axis direction.
  • the length of the body portion 251 is longer than the length of the coil 130 in the winding axis direction, for example.
  • the coil 130 is wound around the ferrite member 250 .
  • the coil 130, the ferrite member 250, and the magnetic member 110 are arranged in this order from the outside in the direction orthogonal to the winding axis direction.
  • the coil 130 is wound around the ferrite member 250 that covers the outer periphery of the magnetic member 110 when viewed from the winding axis direction. It is possible to collect more magnetic flux from Therefore, the magnetic flux density when the magnetic member 110 is magnetized can be further increased, and the power generated by the power generating element 200 can be increased.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a power generating element 200a according to this modified example.
  • the encoder according to this modification includes, for example, a power generation element 200a instead of the power generation element 100 of the encoder 1 according to the first embodiment.
  • the power generation element 200a is different from the power generation element 200 in that the ferrite member 250a is provided instead of the ferrite member 250.
  • the ferrite member 250a has a cylindrical body portion 251 that encloses the magnetic member 110, and a first flange portion 255 and a second flange portion 256 provided at both ends of the body portion 251 in the winding axis direction. .
  • Coil 130 is positioned between first collar 255 and second collar 256 .
  • the first brim portion 255 is a plate that stands upright from one end of the body portion 251 in a direction perpendicular to the winding axis direction.
  • the second collar portion 256 is a plate that stands upright from the other end of the body portion 251 in a direction orthogonal to the winding axis direction.
  • the first collar portion 255 and the second collar portion 256 have, for example, the same shape.
  • the ferrite member 250 a has the first flange portion 255 and the second flange portion 256 in addition to the main body portion 251 , so that the surface area of the ferrite member 250 a is further increased, and the ferrite member 250 a receives the magnetic flux from the magnet 10 . can be collected more. Therefore, the magnetic flux density when the magnetic member 110 is magnetized can be further increased, and the power generated by the power generation element 200a can be increased.
  • Embodiment 3 Next, Embodiment 3 will be described. In the following description of the present embodiment, differences from the first and second embodiments will be mainly described, and descriptions of common points will be omitted or simplified.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the power generating element 300 according to this embodiment.
  • the encoder according to this embodiment includes, for example, a power generation element 300 instead of the power generation element 100 of the encoder 1 according to the first embodiment.
  • the power generation element 300 differs from the power generation element 100 in that it includes a coil 330 instead of the coil 130 and a ferrite member 350 instead of the ferrite member 150 .
  • the coil 330 is a coil in which a conductive wire forming the coil 330 is wound around the magnetic member 110 .
  • the outer diameter of the end portions of the coil 330 is smaller than the outer diameter of the central portion of the coil 330 .
  • the outer diameter is the outer diameter when viewed from the winding axis direction.
  • the ends and the central portion of the coil 330 refer to the ends and the central portion of the winding portion where the coil 330 is wound around the magnetic member 110 .
  • the number of turns per unit length at the ends of coil 330 is less than the number of turns per unit length at the central portion of coil 330 in the direction of the winding axis.
  • the coil 330 has the above-described relationship of the number of turns per unit length if the outer diameter of the end portions of the coil 330 is smaller than the outer diameter of the central portion of the coil 330 in the direction of the winding axis. It doesn't have to be.
  • the outer diameter of the ends of the coil 330 in the winding axis direction is reduced to the central portion of the coil 330. may be smaller than the outer diameter of the
  • the ferrite member 350 is the same as the ferrite member 150 except that it does not have the protrusion 152 .
  • the ferrite member 350 is a member of the ferrite member 150 that is configured from the main body portion 151 .
  • the ferrite member 350 is not limited to such an example, and may be, for example, any one of the ferrite members according to the first embodiment, each modification of the first embodiment, and the second embodiment. may
  • FIG. 14 shows an example of magnetic flux lines derived from the magnetic member 110 when the magnetic member 110 is magnetized by an external magnetic field.
  • the magnetic flux formed outside the magnetic member 110 from one end side to the other end side of the magnetic member 110 It is easy to pass through a position relatively close to 110.
  • the outer diameter of the ends of the coil 330 is smaller than the outer diameter of the central portion of the coil 330, so the coil 330 exists so as to avoid the magnetic flux formed outside the magnetic member 110 described above. It will be. Therefore, the magnetic flux in the opposite direction to the inside of the magnetic member 110 passing through the coil 330 can be reduced. Therefore, the power generated in the coil 330 increases, and the power generated by the power generation element 300 can be increased.
  • Embodiment 4 Next, Embodiment 4 will be described. In the following description of the present embodiment, differences from Embodiments 1 to 3 will be mainly described, and descriptions of common points will be omitted or simplified.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the power generating element 400 according to this embodiment.
  • the encoder according to this embodiment includes, for example, a power generation element 400 instead of the power generation element 100 of the encoder 1 according to the first embodiment.
  • the power generation element 400 differs from the power generation element 100 in that the ferrite member 350 is provided instead of the ferrite member 150 and that the magnetic member 460 and the coil 470 are further provided.
  • coil 130 is an example of a first coil
  • coil 470 is an example of a second coil.
  • the magnetic member 460 is a magnetic member that does not produce the large Barkhausen effect, unlike the magnetic member 110 .
  • the magnetic member 460 is not particularly limited as long as it is a ferromagnetic magnetic member used as a core material of a coil such as an iron core.
  • the magnetic member 460 positively collects the magnetic flux originating from the magnetization of the magnetic member 110 formed outside the magnetic member 110 from one end to the other end in the winding axial direction of the magnetic member 110 .
  • the magnetic member 460 is an elongated member whose longitudinal direction is the winding axis direction of the coil 130. As shown in FIG. Magnetic member 460 is arranged opposite to magnetic member 110 and coil 130 on the opposite side of magnetic member 110 and coil 130 from the magnet 10 side. The magnetic member 460 is placed on the coil 130 with the coil 470 wound thereon, for example.
  • the coil 470 is a coil in which a conductive wire forming the coil 470 is wound around the magnetic member 460 . Specifically, coil 470 is wound along winding axis R2 passing through the center of magnetic member 460 . The winding axis R2 is parallel to the winding axis R1. Coil 470 is arranged opposite to magnetic member 110 and coil 130 on the side opposite to magnet 10 side of magnetic member 110 and coil 130 . Coil 470 is mounted on coil 130, for example. The magnetic member 110, the coil 130, the magnetic member 460 and the coil 470 are arranged along the arrangement direction indicated by the arrow Z. As shown in FIG.
  • the magnetic member 460 and the coil 470 are arranged at positions where a magnetic field is formed by the magnetic member 110 magnetized by an external magnetic field such as the magnet 10 .
  • the magnetic member 460 and the coil 470 are positioned at positions through which the magnetic flux derived from the magnetic member 110 formed outside the magnetic member 110 from one end to the other end in the winding axial direction of the magnetic member 110 passes. placed in Therefore, the magnetic member 460 and the coil 470 are arranged at a position through which the magnetic flux in the opposite direction to the inside of the magnetic member 110 passes.
  • the coil 470 generates power together with the coil 130 due to changes in the magnetic flux of the magnetic member 110 .
  • the coil 130 and the coil 470 are electrically connected in series, for example.
  • the conducting wire forming the coil 130 and the conducting wire forming the coil 470 are electrically connected so that the currents generated in the coils 130 and 470 due to changes in the magnetic flux of the magnetic member 110 do not cancel each other out.
  • Connected in series For example, if the conductor wires of the coil 130 and the coil 470 are wound in opposite directions, the current flows in the same direction. They are connected in series by being connected to the conducting wire of the coil 470 pulled out from the end.
  • the conductor wires of the coil 130 and the coil 470 are wound in the same direction, the conductor wire of the coil 130 is drawn out from one end in the winding axis direction, and the conductor is drawn out from the same one end. They are connected in series by being connected to the conducting wire of the coil 470 . Conductive wires drawn from the ends of the coils 130 and 470 where the coils are not connected are connected to the terminals 181 and 182 . Coil 130 and coil 470 may be electrically connected in parallel.
  • the coil 470 also generates power at the same time as the coil 130 by the magnetic flux emitted from the magnetic member 110 when the magnetic member 110 is magnetized, so the power generated by the power generating element 400 can be increased.
  • Embodiment 5 Next, Embodiment 5 will be described. In the following description of the present embodiment, differences from Embodiments 1 to 4 will be mainly described, and descriptions of common points will be omitted or simplified.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the power generating element 500 according to this embodiment.
  • the encoder according to this embodiment includes, for example, a power generation element 500 instead of the power generation element 100 of the encoder 1 according to the first embodiment.
  • the power generation element 500 differs from the power generation element 100 in that it includes a magnetic member 510 instead of the magnetic member 110 and a ferrite member 350 instead of the ferrite member 150. do.
  • the magnetic member 510 has a composite magnetic wire 511 having different magnetic properties between the central portion and the outer peripheral portion, and a coating layer 512 that covers the outer periphery of the composite magnetic wire 511 .
  • the magnetic member 510 is a magnetic member that produces a large Barkhausen effect due to changes in the external magnetic field.
  • the composite magnetic wire 511 is, for example, a Wiegand wire, as described above as the composite magnetic wire that can be used for the magnetic member 110 .
  • one of the central portion and the outer peripheral portion in the radial direction is a hard magnetic portion, and the other is a soft magnetic portion.
  • the coating layer 512 covers, for example, the entire radial surface of the composite magnetic wire 511 .
  • the coating layer 512 is composed of a soft magnetic material.
  • the coercive force of the coating layer 512 is, for example, equivalent to the coercive force of the soft magnetic portion in the composite magnetic wire 511 .
  • Examples of materials forming the coating layer 512 include Fe--Ni, Fe--Si, Fe--Si--Al, Fe--Si--B and Co--Fe--Si--B.
  • the coating layer 512 is formed using, for example, a sputtering method, a physical vapor deposition (PVD) method such as an ion plating method and a vacuum deposition method, a chemical vapor deposition (CVD) method, or a plating method.
  • PVD physical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • Embodiment 6 Next, Embodiment 6 will be described. In the following description of the present embodiment, differences from the first to fifth embodiments will be mainly described, and descriptions of common points will be omitted or simplified.
  • FIG. 17A and 17B are diagrams showing a cross-sectional view and a top view showing a schematic configuration of the magnetic member 610 according to the present embodiment.
  • FIG. 17(a) is a cross-sectional view of the magnetic member 610
  • FIG. 17(b) is a top view of the magnetic member 610 viewed from above in FIG. 17(a).
  • FIG. 17(a) shows a cross section at the position indicated by line XVIIa-XVIIa in FIG. 17(b).
  • the encoder according to this embodiment includes, for example, a power generation element using a magnetic member 610 instead of the power generation element 100 of the encoder 1 according to the first embodiment.
  • the power generation element according to this embodiment includes, for example, a magnetic member 610 instead of the magnetic member 510 according to the fifth embodiment.
  • the magnetic member 610 according to the present embodiment may be used instead of the magnetic member according to any one of the first to fourth embodiments.
  • the magnetic member 610 has a plurality of first magnetically sensitive layers 611 and a plurality of second magnetically sensitive layers 612 having a harder magnetism than the plurality of first magnetically sensitive layers 611 .
  • the magnetic member 610 is a magnetic member that produces a large Barkhausen effect due to changes in an external magnetic field.
  • the plurality of first magnetically sensitive layers 611 and the plurality of second magnetically sensitive layers 612 alternately cross the winding axis direction indicated by arrow X ( Specifically, they are laminated along the direction perpendicular to each other.
  • the plurality of first magneto-sensitive layers 611 and the plurality of second magneto-sensitive layers 612 are laminated along the alignment direction indicated by the arrow Z. As shown in FIG.
  • the total thickness of the multiple first magnetically sensitive layers 611 is greater than the total thickness of the multiple second magnetically sensitive layers 612 .
  • each first magnetically sensitive layer 611 may be greater than the thickness of each second magnetically sensitive layer 612 .
  • the thickness of each of the plurality of first magneto-sensitive layers 611 is, for example, the same, but may be different from each other.
  • the thickness of each of the multiple second magneto-sensitive layers 612 may be, for example, the same, but may be different from each other.
  • the number of the plurality of first magnetically sensitive layers 611 and the number of the plurality of second magnetically sensitive layers 612 are three, but may be two or four or more. may Also, the number of the plurality of first magnetically sensitive layers 611 and the number of the plurality of second magnetically sensitive layers 612 may be different. For example, both the top and bottom of the magnetic member 610 may be the first magneto-sensitive layer 611 .
  • the shape of the magnetic member 610 when viewed from the stacking direction is, for example, a rectangular shape with substantially equal lengths and widths, but may be other shapes such as a circular shape or a polygonal shape.
  • the plurality of first magnetically sensitive layers 611 and the plurality of second magnetically sensitive layers 612 are formed by, for example, a PVD method such as a sputtering method, an ion plating method and a vacuum deposition method, a CVD method, or a plating method. It is layered by being
  • Examples of materials constituting the plurality of first magneto-sensitive layers 611 include Fe--Ni, Fe--Si, Fe--Si--Al, Fe--Si--B and Co--Fe--Si--B.
  • the material forming the plurality of second magnetically sensitive layers 612 is, for example, the same material as the material forming the plurality of first magnetically sensitive layers 611 .
  • the coercive force can be changed, and the plurality of magneto-sensitive layers can be formed.
  • a plurality of second magnetically sensitive layers 612 having a higher coercive force than the first magnetically sensitive layer 611 and being hard magnetic are formed.
  • the coercive force can be increased by changing the degree of vacuum, temperature, film forming speed, etc. as the film forming conditions. change.
  • the degree of vacuum is changed as a film formation condition, for example, in a specific degree of vacuum range, when forming a plurality of second magneto-sensitive layers 612, it is more difficult than when forming a plurality of first magneto-sensitive layers 611.
  • the coercive force of the plurality of second magneto-sensitive layers 612 can be increased by setting the conditions to a high degree of vacuum.
  • the material forming the plurality of second magnetically sensitive layers 612 may be different from the material forming the plurality of first magnetically sensitive layers 611 .
  • examples of the material forming the plurality of second magneto-sensitive layers 612 include Fe and Fe--Co.
  • the material constituting the plurality of second magnetically sensitive layers 612 is an alloy of the same combination of metals as the material constituting the plurality of first magnetically sensitive layers 611, and the plurality of first magnetically sensitive layers 611 is constituted by An alloy with a composition different from the material used may be used.
  • the total thickness of the plurality of first magnetically sensitive layers 611, which are softer than the plurality of second magnetically sensitive layers 612, is larger than that of the plurality of second magnetically sensitive layers 612; can increase the power generated by the power generating element using
  • the first magnetically sensitive layers 611 and the second magnetically sensitive layers 612 are alternately laminated, the first magnetically sensitive layers 611 and the second magnetically sensitive layers 612 are likely to interact with each other, resulting in a large Barkhausen effect. is more likely to occur, the generated power can be increased more effectively than simply increasing the thickness of the second magneto-sensitive layer 612 .
  • the power generation element may be provided with a plurality of magnetic members 610 .
  • the plurality of magnetic members 610 are used, for example, stacked.
  • FIG. 18A and 18B are diagrams showing a cross-sectional view and a top view showing a schematic configuration of a magnetic member 610a according to the present embodiment.
  • FIG. 18(a) is a cross-sectional view of the magnetic member 610a
  • FIG. 18(b) is a top view of the magnetic member 610a viewed from above in FIG. 18(a).
  • FIG. 18(a) shows a cross section at the position indicated by line XVIIIa-XVIIIa in FIG. 18(b).
  • a magnetic member 610a according to this modification is used, for example, instead of the magnetic member 610 according to the sixth embodiment.
  • the magnetic member 610a has a plurality of first magnetically sensitive layers 611a and a plurality of second magnetically sensitive layers 612a having a harder magnetism than the plurality of first magnetically sensitive layers 611a.
  • the magnetic member 610a is a magnetic member that produces a large Barkhausen effect when an external magnetic field changes.
  • the magnetic member 610a has the same configuration as the magnetic member 610, except that the shape of the magnetic member 610a is different when viewed from the stacking direction.
  • the shape of the magnetic member 610a when viewed from the stacking direction is a long rectangle.
  • the longitudinal direction of the magnetic member 610a is the same direction as the winding axis direction.
  • the longitudinal direction of the magnetic members 610a is, for example, a direction orthogonal to the alignment direction.
  • the length of the magnetic member 610a in the longitudinal direction is, for example, twice or more the length of the magnetic member 610a in the lateral direction.
  • the magnetic member 610a since the magnetic member 610a has an elongated shape when viewed from the stacking direction, it can be magnetized in the longitudinal direction. change can be increased. Therefore, the power generated in the coil 130 is increased, and the power generated by the power generation element using the magnetic member 610a can be increased.
  • FIG. 19A and 19B show a sectional view and a top view showing a schematic configuration of a magnetic member 610b according to the present embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of the magnetic member 610b
  • FIG. 19 is a top view of the magnetic member 610b seen from above in (a) of FIG.
  • FIG. 19(a) shows a cross section at the position indicated by line XIXa--XIXa in FIG. 19(b).
  • a magnetic member 610b according to this modification is used, for example, instead of the magnetic member 610 according to the sixth embodiment.
  • the magnetic member 610b has a plurality of first magnetically sensitive layers 611b and a plurality of second magnetically sensitive layers 612b having a harder magnetism than the plurality of first magnetically sensitive layers 611b.
  • the magnetic member 610b is a magnetic member that produces a large Barkhausen effect due to changes in the external magnetic field.
  • the magnetic member 610b has a configuration similar to that of the magnetic member 610, except that it has a different shape when viewed in the stacking direction.
  • the shape of the magnetic member 610b when viewed from the stacking direction has an elliptical outer shape.
  • the major axis of the ellipse of the magnetic member 610b extends in the winding axis direction.
  • the long axis of the ellipse of the magnetic member 610b extends, for example, in a direction orthogonal to the alignment direction.
  • the magnetic member 610b is formed with an opening 613b penetrating in the stacking direction through the central portion of the magnetic member 610b when viewed from the stacking direction.
  • the shape of the opening 613b when viewed from the stacking direction is elliptical, but may be other shapes such as a rectangle.
  • the major axis of the ellipse of the opening 613b extends in the winding axis direction.
  • the opening 613b has, for example, a similar shape to the outer periphery of the magnetic member 610b.
  • the width at the central portion is larger than the width at both ends in the direction of the winding axis.
  • the central portion is likely to be magnetized because a stronger magnetic field is applied, and the two end portions may be hardly magnetized.
  • the magnetization of the second magneto-sensitive layer 612b which is hard magnetism, is insufficient, the magnetization direction of the first magneto-sensitive layer 611b cannot be maintained until a large Barkhausen jump occurs. will occur mainly at the central portion of the magnetic member 610b.
  • the volume of the portion where the large Barkhausen jump occurs in the magnetic member 610b increases. Therefore, the power generated in the coil 130 is increased, and the power generated by the power generation element using the magnetic member 610b can be increased.
  • Embodiment 7 Next, Embodiment 7 will be described. In the following description of the present embodiment, differences from Embodiments 1 to 6 will be mainly described, and descriptions of common points will be omitted or simplified.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the power generating element 700 according to this embodiment.
  • the encoder according to this embodiment includes, for example, a power generation element 700 instead of the power generation element 100 of the encoder 1 according to the first embodiment.
  • power generation element 700 differs from power generation element 500 according to Embodiment 5 in that magnetic member 710 is provided instead of magnetic member 510 .
  • the magnetic member 710 has a first magnetically sensitive portion 711 and a second magnetically sensitive portion 712 having magnetic properties different from those of the first magnetically sensitive portion 711 .
  • the magnetic member 710 is a magnetic member that produces a large Barkhausen effect due to changes in the external magnetic field.
  • the cross-sectional shape of the magnetic member 710 cut in the radial direction is, for example, circular or elliptical, but may be other shapes such as rectangular or polygonal.
  • the magnetic member 710 is, for example, an elongated member whose longitudinal direction is the winding axis direction of the coil 130 .
  • the first magnetically sensitive portion 711 and the second magnetically sensitive portion 712 each extend in the winding axis direction.
  • the first magnetically sensitive portion 711 and the second magnetically sensitive portion 712 are both elongated and extend in the winding axis direction.
  • the first magnetically sensitive portion 711 has a wire shape extending in the direction of the winding axis
  • the second magnetically sensitive portion 712 has a tubular shape extending in the direction of the winding axis.
  • the second magnetism-sensitive portion 712 covers the outer circumference of the first magnetism-sensitive portion 711 when viewed from the winding axis direction, in other words, the surface extending along the winding axis direction.
  • the first magnetically sensitive portion 711 and the second magnetically sensitive portion 712 are arranged in a direction intersecting (for example, perpendicular to) the winding axis direction.
  • one of the first magnetically sensitive portion 711 and the second magnetically sensitive portion 712 is a hard magnetic portion having a higher coercive force than the other, and the other is a soft magnetic portion.
  • the first magnetically sensitive portion 711 may be a hard magnetic portion
  • the second magnetically sensitive portion 712 may be a hard magnetic portion.
  • the first magnetically sensitive portion 711 and the second magnetically sensitive portion 712 are made of, for example, different materials.
  • a material forming the hard magnetic portion for example, a magnetic material having a coercive force of 60 Oe or more can be used.
  • a material forming the soft magnetic portion for example, a magnetic material having a coercive force of 20 Oe or less can be used.
  • the magnetic member 710 used in the power generation element 700 is a magnetic member manufactured by any of the following manufacturing method examples.
  • FIG. 21 is a flow chart of the manufacturing method example 1 of the magnetic member 710 .
  • a cylindrical magnetic body is prepared (step S11).
  • the cylindrical magnetic body is a member that becomes the above-described second magnetism-sensitive portion 712, and is an elongated cylindrical body having an opening penetrating in the longitudinal direction.
  • Magnetic materials include, for example, magnetic powder and resin.
  • the magnetic member 710 is formed by insert molding so as to inject such a magnetic material into the inside (inside the opening) of the cylindrical magnetic body.
  • the magnetic member 710 may be formed by injecting a magnetic material composed of magnetic powder into a cylindrical magnetic body and sintering the magnetic powder.
  • the magnetic member 710 By forming the magnetic member 710 by such a manufacturing method, the magnetic member 710 can be manufactured by a simplified process without going through a process such as twisting the magnetic member under predetermined conditions.
  • the size of the soft magnetic portion which is one of the first magnetically sensitive portion 711 and the second magnetically sensitive portion 712, can be easily adjusted, and the soft magnetic portion of an appropriate size (for example, the diameter of the hard magnetic portion is larger than that of the hard magnetic portion).
  • the power generated in the coil 130 can be increased, and the power generated by the power generation element 700 can be increased.
  • the magnetic characteristics may become uneven between the hard magnetic portion and the soft magnetic portion.
  • the magnetic properties of the first magnetically sensitive portion 711 and the second magnetically sensitive portion 712 can be determined depending on the material used. Therefore, the uniformity of the magnetic characteristics inside each of the first magnetically sensitive portion 711 and the second magnetically sensitive portion 712 is high, and the amount of change in the magnetic flux density of the magnetic member 710 in a large Barkhausen jump is stabilized. Therefore, variations in power generated by the power generation element 700 can be reduced.
  • FIG. 22 is a flow chart of Example 2 of the manufacturing method of the magnetic member 710 .
  • a wire-shaped magnetic body is prepared (step S21).
  • the wire-shaped magnetic body is a long wire that becomes the above-described first magneto-sensitive portion 711 .
  • the radial outer surface of the wire-shaped magnetic body is coated with a magnetic material having magnetic properties different from those of the magnetic body (step S22).
  • a magnetic material having magnetic properties different from those of the magnetic body step S22.
  • methods for coating the surface of a magnetic body with a magnetic material include sputtering, physical vapor deposition (PVD) such as ion plating and vacuum deposition, chemical vapor deposition (CVD), and plating. be done.
  • the magnetic member 710 By forming the magnetic member 710 by such a manufacturing method, the magnetic member 710 can be manufactured by a simplified process without going through a process such as twisting the magnetic member under predetermined conditions.
  • the size of the soft magnetic portion which is one of the first magnetism-sensitive portion 711 and the second magnetism-sensitive portion 712, can be easily adjusted, and the soft magnetism of an appropriate size can be obtained.
  • the power generated in the coil 130 can be increased, and the power generated by the power generation element 700 can be increased.
  • the magnetic properties of the first magnetically sensitive portion 711 and the second magnetically sensitive portion 712 can be determined by the materials used. Therefore, the uniformity of the magnetic characteristics inside each of the first magnetically sensitive portion 711 and the second magnetically sensitive portion 712 is high, and the amount of change in the magnetic flux density of the magnetic member 710 in a large Barkhausen jump is stabilized. Therefore, variations in power generated by the power generation element 700 can be reduced.
  • a rotary encoder used in combination with a motor has been described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the technology of the present disclosure can also be applied to linear encoders.
  • the power generation element, encoder, and the like according to the present disclosure are useful for equipment and devices that rotate or move linearly, such as motors.

Landscapes

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Abstract

発電電力を増大できる発電素子、エンコーダおよび磁性部材の製造方法を提供する。発電素子（１００）は、大バルクハウゼン効果を生じる磁性部材（１１０）と、磁性部材（１１０）に巻回されたコイル（１３０）と、コイル（１３０）の巻回軸方向に沿ってコイル（１３０）と並ぶように、磁性部材（１１０）の端部に設けられたフェライト部材（１５０）と、を備える。フェライト部材（１５０）は、柱状空間（Ａ）の内側に位置する本体部（１５１）と、本体部（１５１）に繋がり、柱状空間（Ａ）の外側に位置する突出部（１５２）と、を有する。柱状空間（Ａ）は、コイル（１３０）の巻回軸方向から見た場合のコイル（１３０）の外縁をコイル（１３０）の巻回軸方向の両側に延ばしたと仮定したときの仮想面に囲まれ、コイル（１３０）の巻回軸方向における磁性部材（１１０）の両端にそれぞれ接し当該巻回軸方向と直交する２つの仮想面に挟まれる。

Description

発電素子、エンコーダおよび磁性部材の製造方法
　本開示は、発電素子、エンコーダおよび磁性部材の製造方法に関し、特に大バルクハウゼン効果を利用した発電素子、エンコーダおよび磁性部材の製造方法に関する。
　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。エンコーダは、このような電力による電気信号を用いて、モータの回転等を検出する。
特開２０１２－１９８０６７号公報
　上述のエンコーダにおいて、発電素子によって発電される電力が小さいために、動作が不安定になる場合がある。
　本開示は、このような問題を解決するためになされたものであり、発電電力を増大できる発電素子、エンコーダおよび磁性部材の製造方法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発電素子は、磁界発生源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と、前記磁性部材に巻回されたコイルと、前記コイルと並んで、前記磁性部材の端部に設けられたフェライト部材と、を備える。前記フェライト部材は、本体部と、前記本体部から突出した突出部と、を有する。前記本体部は、前記コイルの巻回軸方向から見た場合の前記コイルの外縁を前記コイルの巻回軸方向の両側に延ばしたと仮定したときの仮想面に囲まれ、かつ、前記コイルの巻回軸方向における前記磁性部材の両端にそれぞれ接し前記コイルの巻回軸方向と直交する２つの仮想面に挟まれた柱状空間の内側に位置する。前記突出部は、前記本体部に繋がり、前記柱状空間の外側に位置する。
　また、本開示の他の一態様に係る発電素子は、磁界発生源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と、前記磁性部材を内包する筒状のフェライト部材と、前記フェライト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素子は、磁界発生源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と、前記磁性部材に巻回されたコイルと、前記コイルの巻回軸方向に沿って前記コイルと並ぶように、前記磁性部材の端部に設けられたフェライト部材と、を備える。前記フェライト部材は、軟磁性粉末および硬磁性粉末のうちの少なくとも一方と、樹脂とを含む樹脂成形体である。
　また、本開示の他の一態様に係る発電素子は、磁界発生源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と、前記磁性部材に巻回されたコイルと、を備える。前記コイルの巻回軸方向において、前記コイルの端部の外周径は、前記コイルの中央部の外周径よりも小さい。
　また、本開示の他の一態様に係る発電素子は、磁界発生源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と、前記磁性部材に巻回された第１コイルと、前記第１コイルの前記磁界発生源側とは反対側に、前記第１コイルと対向して配置され、前記第１コイルの巻回軸と平行な軸に沿って巻回された第２コイルと、を備える。
　また、本開示の他の一態様に係る発電素子は、磁界発生源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板状の磁性部材と、前記磁性部材に巻回されたコイルと、を備える。前記磁性部材は、複数の第１感磁性層と前記複数の第１感磁性層よりも硬磁性である複数の第２感磁性層とを有し、前記複数の第１感磁性層と前記複数の第２感磁性層とは、第１感磁性層と第２感磁性層とが交互に、前記コイルの巻回軸方向と交差する方向に沿って積層されており、前記複数の第１感磁性層の合計の厚さは、前記複数の第２感磁性層の合計の厚さよりも大きい。
　また、本開示の他の一態様に係る発電素子は、磁界発生源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と、前記磁性部材に巻回されたコイルと、を備える。前記磁性部材は、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と、前記複合磁気ワイヤの外周を被覆し、軟磁性材料で構成される被覆層とを有する。
　また、本開示の他の一態様に係るエンコーダは、回転軸とともに回転する磁石と、前記磁石が回転することによる、前記磁石によって形成される磁界の変化によって電気信号を生成する上記態様のいずれかに係る発電素子と、を備える。
　また、本開示の他の一態様に係る磁性部材の製造方法は、発電素子に用いられ、大バルクハウゼン効果を生じる磁性部材の製造方法であって、筒状の磁性体を準備する工程と、前記磁性体の内部に、前記磁性体と異なる磁気特性を有する磁性材料を注入する工程と、を含む。
　また、本開示の他の一態様に係る磁性部材の製造方法は、発電素子に用いられ、大バルクハウゼン効果を生じる磁性部材の製造方法であって、ワイヤ状の磁性体を準備する工程と、前記磁性体の表面を、前記磁性体と異なる磁気特性を有する磁性材料で被覆する工程と、を含む。
　本開示によれば、発電素子の発電電力を増大できる。
図１は、実施の形態１に係るエンコーダ概略構成を示す断面図である。 図２は、実施の形態１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１に係る発電素子の概略構成を示す断面図である。 図４は、大バルクハウゼン効果を生じる磁性部材の模式的なＢＨ曲線の例を示す図である。 図５は、実施の形態１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６は、実施の形態１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７は、実施の形態１の変形例３に係る発電素子の概略構成を示す断面図である。 図８は、実施の形態１の変形例４に係る発電素子の概略構成を示す断面図である。 図９は、実施の形態１の変形例５に係る発電素子の概略構成を示す断面図である。 図１０は、実施の形態１の変形例６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１の変形例７に係る発電素子の概略構成を示す断面図である。 図１２は、実施の形態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２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１４は、実施の形態３に係る発電素子の概略構成を示す断面図である。 図１５は、実施の形態４に係る発電素子の概略構成を示す断面図である。 図１６は、実施の形態５に係る発電素子の概略構成を示す断面図である。 図１７は、実施の形態６に係る磁性部材の概略構成を示す断面図および上面図を示す図である。 図１８は、実施の形態６の変形例１に係る磁性部材の概略構成を示す断面図および上面図を示す図である。 図１９は、実施の形態６の変形例２に係る磁性部材の概略構成を示す断面図および上面図を示す図である。 図２０は、実施の形態７に係る発電素子の概略構成を示す断面図である。 図２１は、実施の形態７に係る磁性部材の製造方法例１のフローチャートである。 図２２は、実施の形態７に係る磁性部材の製造方法例２のフローチャートである。
　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、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、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１）
　実施の形態１に係るエンコーダ１および発電素子１００について説明する。
　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と、回転板２０と、基板４０と、制御回路５０と、メモリ６０と、発電素子１００とを備える。エンコーダ１では、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電気信号を生成する。
　回転板２０は、モータ等の回転軸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を回転中心として回転する。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。
　磁石１０は、発電素子１００に対して外部磁界を形成する磁界発生源である。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。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。磁石１０は、回転板２０と共に回転軸３０を回転中心として回転する。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。磁石１０の平面視形状は、中央部が開口した円形状であるが、矩形等の別の形状であってもよい。また、磁石１０は、開口していなくてもよい。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、棒状の磁石等、他の形状の磁石であってもよい。
　磁石１０は、厚み方向に着磁されている一対の磁極を複数有しており、複数の一対の磁極は、磁石１０の回転方向に並んでいる。図２においては、磁石１０の発電素子１００側の面である主面１１側の磁極が示されている。各一対の磁極は、磁石１０の回転方向に隣り合う一対の磁極に対してＮ極とＳ極とが反転するように着磁されている。
　磁石１０において、複数の磁極が、磁石１０の発電素子１００側の主面１１において回転方向に並ぶ。複数の磁極は、少なくとも１つのＮ極と少なくとも１つのＳ極とを含み、Ｎ極とＳ極とが回転方向に沿って交互に並んでいる。磁石１０の複数の磁極において、Ｎ極の数とＳ極の数とは同じである。
　複数の磁極は、回転軸３０を挟んでＮ極とＳ極とが対向するように並んでいる。つまり、複数の磁極のうちのＮ極は、回転軸３０を挟んでＳ極と対向し、複数の磁極のうちのＳ極は、回転軸３０を挟んでＮ極と対向している。複数の磁極では、磁石１０の回転方向において、Ｎ極と１８０度ずれた位置にＳ極が位置し、Ｓ極と１８０度ずれた位置にＮ極が位置する。回転軸３０の軸方向から見た場合に、複数の磁極の各磁極の大きさは、等しい。このような磁石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。図２に示される例では、複数の磁極は２つであり、１つのＮ極と１つのＳ極とを含む。そのため、磁石１０が回転軸３０と共に１回転すると、発電素子１００に印加される磁界の方向が２回反転（１往復）する。複数の磁極の数は、特に制限されず４つであってもよく、６つ以上であってもよい。磁石１０が１回転すると、発電素子１００に印加される磁界の方向は、複数の磁極の数の回数だけ反転する。
　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、磁石１０および基板４０それぞれの中心は一致する。
　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。並び方向は、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。発電素子１００は、少なくとも一部が回転軸３０の軸方向において磁石１０および回転板２０と対向するように設けられている。また、発電素子１００は、磁石１０の径方向と交差（具体的には直交）する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によって発電し、電気信号を生成する。発電素子１００のコイル１３０の巻回軸方向（磁性部材１１０の長手方向）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、図中の矢印Ｘで示される方向である。以降、図中の矢印Ｘで示されるコイル１３０の巻回軸方向を、単に「巻回軸方向」と称する場合がある。
　発電素子１００は、例えば、磁性部材１１０と、コイル１３０と、図３の断面図に示すフェライト部材１５０（図１および図２では図示省略）と、端子１８１、１８２と、筐体１９０とを備える。
　磁性部材１１０、コイル１３０およびフェライト部材１５０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。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変化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。
　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、コイル１３０およびフェライト部材１５０を収容し、これらを支持している。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３は、コイル１３０の巻回軸Ｒ１を通るように、並び方向に沿って切断した場合の断面を示している。なお、見やすさのため、図３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。これらは、以下で説明する各発電素子の図においても同様である。
　図３に示されるように、発電素子１００は、磁性部材１１０と、コイル１３０と、フェライト部材１５０とを備える。
　磁性部材１１０は、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。本実施の形態では、例えば、複合磁気ワイヤにおいて、中心部分は保磁力が高い硬磁性部であり、外周部分は中心部分よりも保磁力が低い軟磁性部である。軟磁性部は、径方向の外側から硬磁性部を被覆している。
　ここで、大バルクハウゼン効果について説明する。図４は、大バルクハウゼン効果を生じる磁性部材１１０の模式的なＢＨ曲線の例を示す図である。図４では、外周部分が中心部分よりも軟磁性である複合磁気ワイヤを磁性部材１１０として用いた例が示されている。また、図４は、ワイヤの長手方向において、印加される磁界の方向が変化する場合の図である。また、図４の（１）から（６）には、磁化の方向を矢印で示した磁性部材１１０が模式的に示されている。破線の矢印が軟磁性である外周部分の磁化の方向を示しており、実線の矢印が硬磁性である中心部分の磁化の方向を示している。なお、図４において、磁化の方向を示す矢印は、磁化の方向のみを示しており、磁化の大きさとは関係なく同じ大きさの矢印で磁化の方向が示されている。
　磁性部材１１０の長手方向に沿って一定以上の強さの磁界が磁性部材１１０に印加されると、図４の（１）に示されるように、磁性部材１１０の中心部分および外周部分は、同じ方向に磁化される。図４の（ｉ）のように磁界の方向が変化しても、ある程度の磁界の変化までは、硬磁性の中心部分の影響で軟磁性の外周部分の磁化方向は変化しない。磁界の変化が閾値を超えた破線Ｊａで囲まれた箇所で、図４の（２）および（３）に示されるように、軟磁性の外周部分の磁化方向が一気に反転する。この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、磁性部材１１０の磁束密度が急激に変化し、磁性部材に巻回されたコイル１３０に電力（発電パルス）が生じる。さらに磁界を変化させると、図４の（４）に示されるように、中心部分の磁化方向も逆転し、図４の（１）とは逆方向に磁性部材１１０が磁化する。この場合も、図４の（ｉｉ）のように磁界の方向を変化させ、磁界の変化が閾値を超えた破線Ｊｂで囲まれた箇所で、図４の（５）および（６）に示されるように、外周部分の磁化方向が一気に反転する。これにより、磁性部材１１０の磁束密度が急激に変化し、磁性部材１１０に巻回されたコイル１３０に再び電力（発電パルス）が生じる。このような挙動は、外周部分が硬磁性であり、中心部分が軟磁性である複合磁気ワイヤでも生じる。
　このように、磁性部材１１０には、図４に示されるような挙動を示す磁性部材が用いられる。なお、磁性部材１１０は、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巻回軸方向と交差（例えば直交）する方向に並び、硬磁性部と軟磁性部とが巻回軸方向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、例えば、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。
　再び、図３を参照し、磁性部材１１０は、例えば、コイル１３０の巻回軸方向が長手方向である長尺状の部材である。磁性部材１１０の径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、矩形状または多角形状等の他の形状であってもよい。巻回軸方向において、磁性部材１１０の長さは、例えば、コイル１３０の長さより長い。
　コイル１３０は、コイル１３０を構成する導線が磁性部材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、磁性部材１１０の長手方向に延びる巻回軸Ｒ１に沿って巻回されている。また、コイル１３０は、２つのフェライト部材１５０の間に位置する。
　フェライト部材１５０は、コイル１３０の巻回軸方向に沿ってコイル１３０と並ぶように、磁性部材１１０の端部に設けられている。本実施の形態においては、２つのフェライト部材１５０が、磁性部材１１０の両端部にそれぞれ１つずつ設けられている。２つのフェライト部材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つのフェライト部材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。
　フェライト部材１５０は、開口部１５３が形成された板状の部材であり、例えば、軟磁性材料で構成されるフェライトビーズである。フェライト部材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。フェライト部材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、保磁力が低い。磁性部材１１０の端部は、開口部１５３内に位置する。開口部１５３は、巻回軸方向に沿ってフェライト部材１５０を貫通する貫通穴である。
　フェライト部材１５０は、本体部１５１と突出部１５２とを有する。
　本体部１５１は、柱状空間Ａの内側に配置される。柱状空間Ａは、コイル１３０の巻回軸方向から見た場合のコイル１３０の外縁を当該巻回軸方向の両側に延ばしたと仮定したときの仮想面に囲まれ、かつ、当該巻回軸方向における磁性部材１１０の両端にそれぞれ接し当該巻回軸方向と直交する２つの仮想面に挟まれた空間である。換言すると、柱状空間Ａは、コイル１３０の巻回軸方向から見た場合のコイル１３０の外縁の内側の空間のうち、当該巻回軸方向における磁性部材１１０の両端にそれぞれ接し当該巻回軸方向と直交する２つの仮想面に挟まれた空間である。また、柱状空間Ａは、巻回軸Ｒ１を通るように切断した断面が矩形であり、磁性部材１１０とコイル１３０とに外接する柱状の空間である。開口部１５３は、例えば、巻回軸方向から見た場合の本体部１５１の中央部に設けられる。
　突出部１５２は、本体部１５１に繋がる。突出部１５２は、柱状空間Ａの外側に位置する。突出部１５２は、巻回軸方向と直交する方向において、コイル１３０よりも外側に位置する第１突出部の一例である。また、突出部１５２は、コイル１３０の磁石１０側とは反対側に位置する。
　図３には、磁性部材１１０が外部磁界（例えば、磁石１０によって形成される磁界）によって磁化された場合の、磁性部材１１０に由来する磁束線の一例が破線で示されている。磁性部材１１０の端部にフェライト部材１５０が設けられている場合、磁性部材１１０の一端側から他端側に向かって磁性部材１１０の外側を通る磁束がフェライト部材１５０から出る。このような、磁性部材１１０の一端側から他端側に向かって磁性部材１１０の外側に形成され、磁性部材１１０に由来する磁性部材１１０の外側を周る磁束は、磁性部材１１０の内部とは逆方向の磁束である。そのため、磁性部材１１０の外側に形成される磁性部材１１０に由来する磁束がコイル１３０中を通ると、コイル１３０には、磁性部材１１０の内部の磁束の変化による起電力とは、逆向きの起電力が同時に生じることになる。フェライト部材１５０は、突出部１５２を有しているため、図３に示されるように、磁束の一部が突出部１５２から出る。柱状空間Ａの外側に位置する突出部１５２は、コイル１３０から離れるように突出しているため、突出部１５２から出る磁束は、コイル１３０中を通りにくくなる。そのため、突出部１５２を有するフェライト部材１５０が設けられることで、コイル１３０中を通る磁性部材１１０の内部とは逆方向の磁束を減らすことができる。よって、コイル１３０に生じる電力が増え、発電素子１００の発電電力を増大できる。
　フェライト部材１５０は、例えば、軟磁性粉末および硬磁性粉末のうちの少なくとも一方と、樹脂とを含む樹脂成形体である。フェライト部材１５０が樹脂成形体であることにより、突出部１５２を有するような形状のフェライト部材１５０を容易に形成できる。また、このような樹脂成形体は、後述する各種形状のフェライト部材を容易に形成でき、従来の切削加工等によってフェライト部材を形成する場合と比べて、フェライト部材の形状の自由度を高めやすい。
　軟磁性粉末の材料としては、例えば、アトマイズ粉末およびフェライト粉末等が挙げられる。また、硬磁性粉末の材料としては、フェライト、ネオジウム系磁石、Ｓｍ－Ｆｅ－Ｎおよびバイカロイ等の粉末が挙げられる。樹脂としては、例えば、ナイロン系樹脂、ポリアミド系樹脂およびポリフェニレンスルフィド系樹脂等が挙げられる。
　フェライト部材１５０の飽和磁束密度は、例えば、磁性部材１１０の飽和磁束密度よりも大きい。また、フェライト部材１５０の最大の残留磁束密度は、磁性部材１１０の最大の残留磁束密度よりも大きい。これにより、フェライト部材１５０の集磁の効果を高めることができる。
　なお、フェライト部材１５０は、樹脂を含んでいなくてもよい。
　［変形例１］
　次に、実施の形態１の変形例１について説明する。以下の本変形例の説明において、実施の形態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５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。本変形例に係るエンコーダは、例えば、実施の形態１に係るエンコーダ１の発電素子１００の代わりに発電素子１００ａを備える。
　図５に示されるように、発電素子１００ａは、発電素子１００と比較して、フェライト部材１５０の代わりにフェライト部材１５０ａを備える点で相違する。
　フェライト部材１５０ａは、柱状空間Ａの内側に配置される本体部１５１と、本体部１５１に繋がり、柱状空間Ａの外側に配置される突出部１５２ａとを有する。突出部１５２ａは、巻回軸方向と直交する方向において、コイル１３０よりも外側に位置する第１突出部の一例である。突出部１５２ａは、コイル１３０の磁石１０側とは反対側に位置する。
　突出部１５２ａの一部は、コイル１３０の巻回軸方向において、本体部１５１よりもコイル１３０の中心側に位置する。突出部１５２ａは、コイル１３０における磁石１０側とは反対側からコイル１３０の一部を覆っている。
　図５には、図３と同様に、磁性部材１１０が外部磁界によって磁化された場合の、磁性部材１１０に由来する磁束線の一例が破線で示されている。突出部１５２ａの一部が本体部１５１よりもコイル１３０の中心側に位置することで、突出部１５２ａの一部に覆われている部分のコイル１３０には、突出部１５２ａから出る磁束が通らなくなる。そのため、コイル１３０中を通る磁性部材１１０の内部とは逆方向の磁束をより減らすことができる。よって、コイル１３０に生じる電力が増え、発電素子１００ａの発電電力を増大できる。
　［変形例２］
　次に、実施の形態１の変形例２について説明する。以下の本変形例の説明において、実施の形態１および実施の形態１の変形例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６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。本変形例に係るエンコーダは、例えば、実施の形態１に係るエンコーダ１の発電素子１００の代わりに発電素子１００ｂを備える。
　図６に示されるように、発電素子１００ｂは、発電素子１００と比較して、フェライト部材１５０の代わりにフェライト部材１５０ｂを備える点で相違する。
　フェライト部材１５０ｂは、柱状空間Ａの内側に配置される本体部１５１と、本体部１５１に繋がり、柱状空間Ａの外側に配置される突出部１５２ｂとを有する。突出部１５２ｂは、巻回軸方向と直交する方向において、コイル１３０よりも外側に位置する第１突出部の一例である。突出部１５２ｂは、コイル１３０の磁石１０側とは反対側に位置する。
　突出部１５２ｂの一部は、突出部１５２ａと同様に、コイル１３０の巻回軸方向において、本体部１５１よりもコイル１３０の中心側に位置する。突出部１５２ｂは、コイル１３０における磁石１０側とは反対側からコイル１３０の一部を覆っている。また、突出部１５２ｂの他の一部は、コイル１３０の巻回軸方向において、本体部１５１のコイル１３０側とは反対側に位置する。突出部１５２ｂの他の一部は、巻回軸方向に沿って、磁性部材１１０およびコイル１３０よりも外側に突出している部分である。
　図６には、図３と同様に、磁性部材１１０が外部磁界によって磁化された場合の、磁性部材１１０に由来する磁束線の一例が破線で示されている。突出部１５２ｂの一部が本体部１５１よりもコイル１３０の中心側に位置することで、突出部１５２ａと同様の効果が得られる。また、突出部１５２ｂの他の一部が、本体部１５１のコイル１３０側とは反対側に位置することで、突出部１５２ｂの他の一部から出る磁束は、よりコイル１３０から離れた位置を通ることになる。そのため、コイル１３０中を通る磁性部材１１０の内部とは逆方向の磁束をより減らすことができる。よって、コイル１３０に生じる電力が増え、発電素子１００ｂの発電電力を増大できる。
　［変形例３］
　次に、実施の形態１の変形例３について説明する。以下の本変形例の説明において、実施の形態１および実施の形態１の各変形例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７は、本変形例に係る発電素子１００ｃの概略構成を示す断面図である。本変形例に係るエンコーダは、例えば、実施の形態１に係るエンコーダ１の発電素子１００の代わりに発電素子１００ｃを備える。
　図７に示されるように、発電素子１００ｃは、発電素子１００と比較して、フェライト部材１５０の代わりにフェライト部材１５０ｃを備える点で相違する。
　フェライト部材１５０ｃは、柱状空間Ａの内側に配置される本体部１５１と、本体部１５１に繋がり、柱状空間Ａの外側に配置される突出部１５２ｃとを有する。突出部１５２ｃは、巻回軸方向と直交する方向において、コイル１３０よりも外側に位置する第１突出部の一例である。突出部１５２ｃは、コイル１３０の磁石１０側に位置する。
　突出部１５２ｃは、本体部１５１よりも磁石１０に近い位置に配置されているため、磁石１０からの磁束をより多く集磁し、磁性部材１１０が磁化される際の磁束密度をより高めることができる。そのため、磁性部材１１０における磁束密度の変化がより大きくなり、コイル１３０に生じる電力が増え、発電素子１００ｃの発電電力を増大できる。
　また、突出部１５２ｃは、突出部１５２と同様に、コイル１３０から離れるように突出しているため、突出部１５２ｃから出る磁束は、コイル１３０中を通りにくくなる。よって、発電素子１００と同様の発電電力の増大の効果も期待できる。
　［変形例４］
　次に、実施の形態１の変形例４について説明する。以下の本変形例の説明において、実施の形態１および実施の形態１の各変形例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８は、本変形例に係る発電素子１００ｄの概略構成を示す断面図である。本変形例に係るエンコーダは、例えば、実施の形態１に係るエンコーダ１の発電素子１００の代わりに発電素子１００ｄを備える。
　図８に示されるように、発電素子１００ｄは、発電素子１００と比較して、フェライト部材１５０の代わりにフェライト部材１５０ｄを備える点で相違する。
　フェライト部材１５０ｄは、柱状空間Ａの内側に配置される本体部１５１と、本体部１５１に繋がり、柱状空間Ａの外側に配置される突出部１５２ｄとを有する。突出部１５２ｄは、巻回軸方向と直交する方向において、コイル１３０よりも外側に位置する第１突出部の一例である。突出部１５２ｄは、コイル１３０の磁石１０側に位置する。
　突出部１５２ｄの一部は、コイル１３０の巻回軸方向において、本体部１５１よりもコイル１３０の中心側に位置する。突出部１５２ｄは、コイル１３０における磁石１０側からコイル１３０の一部を覆っている。
　突出部１５２ｄは、突出部１５２ｃと同様に本体部１５１よりも磁石１０に近い位置に配置されているため、磁石１０からの磁束をより多く集磁する。また、突出部１５２ｄの一部がコイル１３０の中心側に延びるように位置するため、さらに多くの磁束を集磁できる。よって、発電素子１００ｄの発電電力を増大できる。
　また、突出部１５２ｄは、突出部１５２ａと同様の形状でコイル１３０よりも外側に位置するため、突出部１５２ｄから出る磁束は、コイル１３０中を通りにくくなる。よって、発電素子１００ｄでは、発電素子１００ａと同様の発電電力の増大の効果も期待できる。
　［変形例５］
　次に、実施の形態１の変形例５について説明する。以下の本変形例の説明において、実施の形態１および実施の形態１の各変形例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９は、本変形例に係る発電素子１００ｅの概略構成を示す断面図である。本変形例に係るエンコーダは、例えば、実施の形態１に係るエンコーダ１の発電素子１００の代わりに発電素子１００ｅを備える。
　図９に示されるように、発電素子１００ｅは、発電素子１００と比較して、フェライト部材１５０の代わりにフェライト部材１５０ｅを備える点で相違する。
　フェライト部材１５０ｅは、柱状空間Ａの内側に配置される本体部１５１と、本体部１５１に繋がり、柱状空間Ａの外側に配置される突出部１５２ｅとを有する。突出部１５２ｅは、巻回軸方向と直交する方向において、コイル１３０よりも外側に位置する第１突出部の一例である。突出部１５２ｅは、コイル１３０の磁石１０側に位置する。
　突出部１５２ｅの一部は、コイル１３０の巻回軸方向において、本体部１５１よりもコイル１３０の中心側に位置する。突出部１５２ｅは、コイル１３０における磁石１０側からコイル１３０の一部を覆っている。また、突出部１５２ｅの他の一部は、コイル１３０の巻回軸方向において、本体部１５１のコイル１３０側とは反対側に位置する。突出部１５２ｅの他の一部は、巻回軸方向に沿って、磁性部材１１０およびコイル１３０よりも外側に突出している部分である。
　突出部１５２ｅは、突出部１５２ｃと同様に本体部１５１よりも磁石１０に近い位置に配置されているため、磁石１０からの磁束をより多く集磁する。また、突出部１５２ｅの一部および他の一部が巻回軸方向に沿って延びるように位置するため、さらに多くの磁束を集磁できる。よって、発電素子１００ｅの発電電力を増大できる。
　また、突出部１５２ｅは、突出部１５２ｂと同様の形状でコイル１３０よりも外側に位置するため、突出部１５２ｅから出る磁束は、コイル１３０中を通りにくくなる。よって、発電素子１００ｅでは、発電素子１００ｂと同様の発電電力の増大の効果も期待できる。
　［変形例６］
　次に、実施の形態１の変形例６について説明する。以下の本変形例の説明において、実施の形態１および実施の形態１の各変形例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１００ｆの概略構成を示す断面図である。本変形例に係るエンコーダは、例えば、実施の形態１に係るエンコーダ１の発電素子１００の代わりに発電素子１００ｆを備える。
　図１０に示されるように、発電素子１００ｆは、発電素子１００と比較して、フェライト部材１５０の代わりにフェライト部材１５０ｆを備える点で相違する。
　フェライト部材１５０ｆは、柱状空間Ａの内側に配置される本体部１５１と、本体部１５１に繋がり、柱状空間Ａの外側に配置される突出部１５２ｆとを有する。突出部１５２ｆは、巻回軸方向において、磁性部材１１０の端部よりも外側に位置する第２突出部の一例である。突出部１５２ｆは、巻回軸方向に沿って、本体部１５１のコイル１３０側とは反対側に本体部１５１から延びるように位置する。
　突出部１５２ｆが、磁性部材１１０の端部よりも外側に延びていることで、フェライト部材１５０ｆは、磁石１０からの磁束をより多く集磁し、磁性部材１１０が磁化される際の磁束密度をより高めることができる。よって、発電素子１００ｃと同様の効果で、発電素子１００ｆの発電電力を増大できる。
　また、磁性部材１１０に由来する磁束が突出部１５２ｆからも出るため、コイル１３０に近い本体部１５１から出る磁束が減り、コイル１３０中を通る、磁性部材１１０の内部とは逆方向の磁束を減らすことができる。よって、コイル１３０に生じる電力が増え、発電素子１００ｆの発電電力を増大できる。
　［変形例７］
　次に、実施の形態１の変形例７について説明する。以下の本変形例の説明において、実施の形態１および実施の形態１の各変形例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１１は、本変形例に係る発電素子１００ｇの概略構成を示す断面図である。本変形例に係るエンコーダは、例えば、実施の形態１に係るエンコーダ１の発電素子１００の代わりに発電素子１００ｇを備える。
　図１１に示されるように、発電素子１００ｇは、発電素子１００と比較して、フェライト部材１５０の代わりにフェライト部材１５０ｇを備える点で相違する。
　フェライト部材１５０ｇは、柱状空間Ａの内側に配置される本体部１５１と、本体部１５１に繋がり、柱状空間Ａの外側に配置される突出部１５２ｇとを有する。フェライト部材１５０ｇには、開口部１５３ｇが形成されている。開口部１５３ｇは、例えば、巻回軸方向から見た場合の本体部１５１の中央部に設けられる。また、開口部１５３ｇは、本体部１５１を貫通し、突出部１５２ｇにより底部が形成されている有底穴である。磁性部材１１０の端部は、開口部１５３ｇ内に位置する。
　突出部１５２ｇは、巻回軸方向において、磁性部材１１０の端部よりも外側に位置する第２突出部の一例である。突出部１５２ｇは、巻回軸方向に沿って、本体部１５１のコイル１３０側とは反対側に本体部１５１から延びている。突出部１５２ｇは、巻回軸方向の外側から磁性部材１１０の端部を覆っている。
　突出部１５２ｇが、磁性部材１１０の端部を覆うことで、フェライト部材１５０ｇは、磁石１０からの磁束をより多く集磁し、磁性部材１１０が磁化される際の磁束密度をより高めることができる。よって、発電素子１００ｃと同様の効果で、発電素子１００ｇの発電電力を増大できる。
　また、磁性部材１１０に由来する磁束が突出部１５２ｇからも出るため、コイル１３０に近い本体部１５１から出る磁束が減り、コイル１３０中を通る、磁性部材１１０の内部とは逆方向の磁束を減らすことができる。よって、コイル１３０に生じる電力が増え、発電素子１００ｇの発電電力を増大できる。
　（実施の形態２）
　次に、実施の形態２について説明する。以下の本実施の形態の説明において、実施の形態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、本実施の形態に係る発電素子２００の概略構成を示す断面図である。本実施の形態に係るエンコーダは、例えば、実施の形態１に係るエンコーダ１の発電素子１００の代わりに発電素子２００を備える。
　図１２に示されるように、発電素子２００は、発電素子１００と比較して、フェライト部材１５０の代わりにフェライト部材２５０を備える点で相違する。
　フェライト部材２５０は、磁性部材１１０を内包する。具体的には、フェライト部材２５０は、巻回軸方向から見た場合のフェライト部材２５０の中心に開口部２５３が形成されており、開口部２５３内に磁性部材１１０が位置する。フェライト部材２５０は、開口部２５３が貫通する筒状の本体部２５１を有する部材である。
　巻回軸方向において、本体部２５１の長さは、例えば、磁性部材１１０の長さと同じである。巻回軸方向において、本体部２５１の長さは、磁性部材１１０の長さより長くてもよく、短くてもよい。本体部２５１は、例えば、巻回軸方向から見た場合の磁性部材１１０の外周を全て被覆する。また、巻回軸方向において、本体部２５１の長さは、例えば、コイル１３０の長さよりも長い。
　発電素子２００において、コイル１３０は、フェライト部材２５０に巻回されている。発電素子２００では、巻回軸方向と直交する方向において、外側からコイル１３０、フェライト部材２５０および磁性部材１１０の順で並んでいる。
　発電素子２００では、巻回軸方向から見た場合の磁性部材１１０の外周を被覆するフェライト部材２５０にコイル１３０が巻回されるため、フェライト部材２５０の表面積が大きくなり、フェライト部材２５０が磁石１０からの磁束をより多く集磁することができる。よって、磁性部材１１０が磁化される際の磁束密度をより高めることができ、発電素子２００の発電電力を増大できる。
　［変形例１］
　次に、実施の形態２の変形例１について説明する。以下の本変形例の説明において、実施の形態１および実施の形態２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１３は、本変形例に係る発電素子２００ａの概略構成を示す断面図である。本変形例に係るエンコーダは、例えば、実施の形態１に係るエンコーダ１の発電素子１００の代わりに発電素子２００ａを備える。
　図１３に示されるように、発電素子２００ａは、発電素子２００と比較して、フェライト部材２５０の代わりにフェライト部材２５０ａを備える点で相違する。
　フェライト部材２５０ａは、磁性部材１１０を内包する筒状の本体部２５１と、巻回軸方向における本体部２５１の両端に設けられた鍔状の第１鍔部２５５および第２鍔部２５６とを有する。コイル１３０は、第１鍔部２５５と第２鍔部２５６との間に位置する。
　第１鍔部２５５は、本体部２５１の一方の端部から、巻回軸方向と直交する方向に立設する板体である。第２鍔部２５６は、本体部２５１の他方の端部から、巻回軸方向と直交する方向に立設する板体である。第１鍔部２５５と第２鍔部２５６とは、例えば、同じ形状である。
　このように、フェライト部材２５０ａが本体部２５１に加えて、第１鍔部２５５および第２鍔部２５６を有することで、フェライト部材２５０ａの表面積がさらに大きくなり、フェライト部材２５０ａが磁石１０からの磁束をより多く集磁することができる。よって、磁性部材１１０が磁化される際の磁束密度をより高めることができ、発電素子２００ａの発電電力を増大できる。
　（実施の形態３）
　次に、実施の形態３について説明する。以下の本実施の形態の説明において、実施の形態１および実施の形態２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１４は、本実施の形態に係る発電素子３００の概略構成を示す断面図である。本実施の形態に係るエンコーダは、例えば、実施の形態１に係るエンコーダ１の発電素子１００の代わりに発電素子３００を備える。
　図１４に示されるように、発電素子３００は、発電素子１００と比較して、コイル１３０の代わりにコイル３３０を備える点、および、フェライト部材１５０の代わりにフェライト部材３５０を備える点で相違する。
　コイル３３０は、コイル３３０を構成する導線が磁性部材１１０に巻回されているコイルである。巻回軸方向において、コイル３３０の端部の外周径は、コイル３３０の中央部の外周径よりも小さい。本明細書において、外周径とは、巻回軸方向から見た場合の外周径である。また、コイル３３０の端部および中央部とは、コイル３３０が磁性部材１１０に巻回されている巻回部における端部および中央部を意味する。本実施の形態では、巻回軸方向において、コイル３３０の端部の単位長さ当たりの巻き数は、コイル３３０の中央部の単位長さ当たりの巻き数よりも少ない。なお、コイル３３０は、巻回軸方向において、コイル３３０の端部の外周径が、コイル３３０の中央部の外周径よりも小さければ、上述の単位長さ当たりの巻き数の関係を有していなくてもよい。例えば、磁性部材１１０の形状を変更する、または、磁性部材１１０とコイルとの間にスペーサ等を設ける等によって、巻回軸方向において、コイル３３０の端部の外周径が、コイル３３０の中央部の外周径よりも小さくなっていてもよい。
　フェライト部材３５０は、突出部１５２を有していない以外は、フェライト部材１５０と同じである。つまり、フェライト部材３５０は、フェライト部材１５０のうち、本体部１５１から構成される部材である。なお、フェライト部材３５０は、このような例に限らず、例えば、上記の実施の形態１、実施の形態１の各変形例、および、実施の形態２に係るフェライト部材のうちのいずれかであってもよい。
　図１４には、図３と同様に、磁性部材１１０が外部磁界によって磁化された場合の、磁性部材１１０に由来する磁束線の一例が破線で示されている。図１４に示されるように、巻回軸方向における磁性部材１１０の両端部の近傍では、磁性部材１１０の一端側から他端側に向かって磁性部材１１０の外側に形成される磁束が、磁性部材１１０に比較的近い位置を通りやすい。巻回軸方向において、コイル３３０の端部の外周径は、コイル３３０の中央部の外周径よりも小さいため、上述の磁性部材１１０の外側に形成される磁束を避けるようにコイル３３０が存在することになる。そのため、コイル３３０中を通る磁性部材１１０の内部とは逆方向の磁束を減らすことができる。よって、コイル３３０に生じる電力が増え、発電素子３００の発電電力を増大できる。
　（実施の形態４）
　次に、実施の形態４について説明する。以下の本実施の形態の説明において、実施の形態１から実施の形態３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１５は、本実施の形態に係る発電素子４００の概略構成を示す断面図である。本実施の形態に係るエンコーダは、例えば、実施の形態１に係るエンコーダ１の発電素子１００の代わりに発電素子４００を備える。
　図１５に示されるように、発電素子４００は、発電素子１００と比較して、フェライト部材１５０の代わりにフェライト部材３５０を備える点、および、磁性部材４６０およびコイル４７０をさらに備える点で相違する。本実施の形態において、コイル１３０は第１コイルの一例であり、コイル４７０は第２コイルの一例である。
　磁性部材４６０は、磁性部材１１０と異なり、大バルクハウゼン効果を生じない磁性部材である。磁性部材４６０は、鉄心等のコイルの芯材として用いられる強磁性の磁性部材であれば、特に制限されない。磁性部材４６０は、磁性部材１１０の巻回軸方向における一端部から他端部に向かって磁性部材１１０の外側に形成される磁性部材１１０の磁化に由来する磁束を積極的に集磁する。
　磁性部材４６０は、磁性部材１１０と同様に、コイル１３０の巻回軸方向が長手方向である長尺状の部材である。磁性部材４６０は、磁性部材１１０およびコイル１３０の磁石１０側とは反対側に、磁性部材１１０およびコイル１３０に対向して配置されている。磁性部材４６０は、例えば、コイル４７０が巻回された状態で、コイル１３０上に載置される。
　コイル４７０は、コイル４７０を構成する導線が磁性部材４６０に巻回されているコイルである。具体的には、コイル４７０は、磁性部材４６０の中心を通る巻回軸Ｒ２に沿って巻回されている。巻回軸Ｒ２は、巻回軸Ｒ１と平行である。コイル４７０は、磁性部材１１０およびコイル１３０の磁石１０側とは反対側に、磁性部材１１０およびコイル１３０に対向して配置されている。コイル４７０は、例えば、コイル１３０上に載置される。磁性部材１１０、コイル１３０、磁性部材４６０およびコイル４７０は、矢印Ｚで示される並び方向に沿って並んでいる。
　磁性部材４６０およびコイル４７０は、磁石１０等の外部磁界によって磁化された磁性部材１１０による磁界が形成される位置に配置される。具体的には、磁性部材４６０およびコイル４７０は、磁性部材１１０の巻回軸方向における一端部から他端部に向かって磁性部材１１０の外側に形成される磁性部材１１０に由来する磁束が通る位置に配置される。そのため、磁性部材４６０およびコイル４７０は、磁性部材１１０の内部とは逆方向の磁束が通る位置に配置される。これにより、磁性部材１１０の磁束の変化によって、コイル４７０がコイル１３０と共に発電する。
　コイル１３０とコイル４７０とは、例えば、電気的に直列に接続される。具体的には、コイル１３０を構成する導線と、コイル４７０を構成する導線とが、磁性部材１１０の磁束の変化によってコイル１３０およびコイル４７０それぞれに発生する電流が互いに打ち消し合わないように電気的に直列に接続される。例えば、コイル１３０とコイル４７０との導線の巻き付け方向が反対向きである場合、同じ方向に電流が流れるため、巻回軸方向における一方側の端部から引き出されるコイル１３０の導線と、他方側の端部から引き出されるコイル４７０の導線とが接続されることで、直列に接続される。また、例えば、コイル１３０とコイル４７０との導線の巻き付け方向が同じ向きである場合、巻回軸方向における一方側の端部から引き出されるコイル１３０の導線と、同じ一方側の端部から引き出されるコイル４７０の導線とが接続されることで、直列に接続される。コイル１３０およびコイル４７０それぞれでコイル同士を接続していない側の端部から引き出される導線が、端子１８１および端子１８２に接続される。なお、コイル１３０とコイル４７０とは、電気的に並列に接続されてもよい。
　このような構成により、発電素子４００において、磁性部材１１０が磁化されることにより磁性部材１１０から発せられる磁束によって、コイル１３０と同時にコイル４７０も発電するため、発電素子４００の発電電力を増大できる。一方、単にコイル１３０の巻き数を増やすことでコイル１３０の発電量を増やすことも考えられるが、コイル１３０が太くなると、磁性部材１１０の外側の磁性部材１１０の内部とは逆方向の磁束が通る位置にもコイル１３０の導線が存在することになる。そのため、コイル１３０の一部に磁性部材１１０の内部とは逆方向の磁束が通ると、磁性部材１１０の内部の磁束の変化による起電力とは、逆向きの起電力が同時に生じることになり、発電量を効果的に増やすことができない。そのため、発電素子４００のように、コイル４７０がコイル１３０と共に発電することで、コイル１３０の起電力を打ち消すことなく、効果的に発電電力を増大することができる。
　（実施の形態５）
　次に、実施の形態５について説明する。以下の本実施の形態の説明において、実施の形態１から実施の形態４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１６は、本実施の形態に係る発電素子５００の概略構成を示す断面図である。本実施の形態に係るエンコーダは、例えば、実施の形態１に係るエンコーダ１の発電素子１００の代わりに発電素子５００を備える。
　図１６に示されるように、発電素子５００は、発電素子１００と比較して、磁性部材１１０の代わりに磁性部材５１０を備える点、および、フェライト部材１５０の代わりにフェライト部材３５０を備える点で相違する。
　磁性部材５１０は、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５１１と、複合磁気ワイヤ５１１の外周を被覆する被覆層５１２とを有する。磁性部材５１０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る。複合磁気ワイヤ５１１は、例えば、ウィーガンドワイヤであり、上述した磁性部材１１０に用いられうる複合磁気ワイヤとして説明した通りである。複合磁気ワイヤにおいて、径方向における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。
　被覆層５１２は、例えば、複合磁気ワイヤ５１１の径方向の表面の全面を覆う。被覆層５１２は、軟磁性材料で構成される。被覆層５１２の保磁力は、例えば、複合磁気ワイヤ５１１における軟磁性部の保磁力と同等である。被覆層５１２を構成する材料としては、例えば、Ｆｅ－Ｎｉ、Ｆｅ－Ｓｉ、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ、Ｆｅ－Ｓｉ－ＢおよびＣｏ－Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ等が挙げられる。
　被覆層５１２は、例えば、スパッタリング法、イオンプレーティング法および真空蒸着法等の物理蒸着（ＰＶＤ）法、化学蒸着（ＣＶＤ）法、もしくは、メッキ法等を用いて形成される。
　上述のように、大バルクハウゼンジャンプは、複合磁気ワイヤ５１１の軟磁性部の磁化方向が急激に反転することによって生じる。そのため、軟磁性部の磁束が大きいほど、大バルクハウゼンジャンプでの磁束密度の変化は大きくなり、大バルクハウゼンジャンプに伴うコイル１３０の発電も大きくなる。そのため、磁性部材５１０では、被覆層５１２が複合磁気ワイヤ５１１の軟磁性部と共に磁化が急激に反転することで、コイル１３０に生じる電力が増え、発電素子５００の発電電力を増大できる。
　（実施の形態６）
　次に、実施の形態６について説明する。以下の本実施の形態の説明において、実施の形態１から実施の形態５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１７は、本実施の形態に係る磁性部材６１０の概略構成を示す断面図および上面図を示す図である。具体的には、図１７の（ａ）は、磁性部材６１０の断面図であり、図１７の（ｂ）は、図１７の（ａ）における上側から見た磁性部材６１０の上面図である。図１７の（ａ）には、図１７の（ｂ）におけるＸＶＩＩａ－ＸＶＩＩａ線で示される位置での断面が示されている。本実施の形態に係るエンコーダは、例えば、実施の形態１に係るエンコーダ１の発電素子１００の代わりに磁性部材６１０を用いた発電素子を備える。本実施の形態に係る発電素子は、例えば、実施の形態５に係る磁性部材５１０の代わりに、磁性部材６１０を備える。なお、本実施の形態に係る磁性部材６１０は、実施の形態１から実施の形態４のいずれかに係る磁性部材の代わりに用いられてもよい。
　図１７に示されるように、磁性部材６１０は、複数の第１感磁性層６１１と、複数の第１感磁性層６１１よりも硬磁性である複数の第２感磁性層６１２とを有する。磁性部材６１０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る。
　複数の第１感磁性層６１１と複数の第２感磁性層６１２とは、第１感磁性層６１１と第２感磁性層６１２とが交互に、矢印Ｘで示される巻回軸方向と交差（具体的には直交）する方向に沿って積層されている。図示されている例では、複数の第１感磁性層６１１と複数の第２感磁性層６１２とは、矢印Ｚで示される並び方向に沿って積層されている。
　複数の第１感磁性層６１１の合計の厚さは、複数の第２感磁性層６１２の合計の厚さよりも大きい。
　また、各第１感磁性層６１１の厚さは、各第２感磁性層６１２の厚さよりも大きくてもよい。また、複数の第１感磁性層６１１のそれぞれの厚さは、例えば、同じであるが、互いに異なっていてもよい。同様に、複数の第２感磁性層６１２のそれぞれの厚さは、例えば、同じであるが、互いに異なっていてもよい。
　また、図示されている例では、複数の第１感磁性層６１１および複数の第２感磁性層６１２の数は、それぞれ３層であるが、２層であってもよく、４層以上であってもよい。また、複数の第１感磁性層６１１の数と複数の第２感磁性層６１２の数は、異なっていてもよい。例えば、磁性部材６１０における最上部と最下部の両方が第１感磁性層６１１であってもよい。
　積層方向から見た場合の磁性部材６１０の形状は、例えば、縦横の長さがほぼ同等の矩形状であるが、円形状または多角形状等の他の形状であってもよい。
　複数の第１感磁性層６１１および複数の第２感磁性層６１２は、例えば、スパッタリング法、イオンプレーティング法および真空蒸着法等のＰＶＤ法、ＣＶＤ法、もしくは、メッキ法等を用いて成膜されることで積層される。
　複数の第１感磁性層６１１を構成する材料としては、例えば、Ｆｅ－Ｎｉ、Ｆｅ－Ｓｉ、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ、Ｆｅ－Ｓｉ－ＢおよびＣｏ－Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ等が挙げられる。
　複数の第２感磁性層６１２を構成する材料は、例えば、複数の第１感磁性層６１１を構成する材料と同じ材料で構成される。例えば、複数の第１感磁性層６１１の成膜時と、複数の第２感磁性層６１２の成膜時とで、異なる成膜条件で成膜することで、保磁力を変化させ、複数の第１感磁性層６１１よりも保磁力が高く硬磁性である複数の第２感磁性層６１２を形成する。例えば、スパッタリング法によって複数の第１感磁性層６１１および複数の第２感磁性層６１２を成膜する場合、成膜条件として真空度、温度および成膜速度等を変化させることで、保磁力を変化させる。成膜条件として真空度を変化させる場合、例えば、特定の真空度の範囲では、複数の第２感磁性層６１２を成膜する場合に、複数の第１感磁性層６１１の成膜時よりも真空度が高い条件とすることで複数の第２感磁性層６１２の保磁力を高くできる。
　また、複数の第２感磁性層６１２を構成する材料は、複数の第１感磁性層６１１を構成する材料と異なる材料であってもよい。この場合の複数の第２感磁性層６１２を構成する材料としては、例えば、ＦｅおよびＦｅ－Ｃｏ等が挙げられる。また、複数の第２感磁性層６１２を構成する材料には、複数の第１感磁性層６１１を構成する材料と同じ組み合わせの金属の合金であって、複数の第１感磁性層６１１を構成する材料と異なる組成の合金が用いられてもよい。
　以上のような構成を有する磁性部材６１０では、複数の第１感磁性層６１１が、複数の第２感磁性層６１２よりも軟磁性であるため、上述の大バルクハウゼン効果の説明のように、外部磁界の変化によって、複数の第１感磁性層６１１の磁化方向が急激に反転することで、磁性部材６１０に巻回されたコイル１３０に発電パルスが生じる。磁性部材６１０においては、複数の第２感磁性層６１２よりも軟磁性である複数の第１感磁性層６１１の合計の厚さが大きいために、コイル１３０に生じる電力が大きくなり、磁性部材６１０を用いた発電素子の発電電力を増大できる。また、第１感磁性層６１１と第２感磁性層６１２とが交互に積層されていることで、第１感磁性層６１１と第２感磁性層６１２とが相互作用しやすく、大バルクハウゼン効果が生じやすくなるため、単に第２感磁性層６１２を厚くするよりも効果的に発電電力を増大できる。
　また、発電素子には、複数の磁性部材６１０が設けられてもよい。複数の磁性部材６１０は、例えば、積層されて用いられる。
　［変形例１］
　次に、実施の形態６の変形例１について説明する。以下の本変形例の説明において、実施の形態１から実施の形態６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１８は、本実施の形態に係る磁性部材６１０ａの概略構成を示す断面図および上面図を示す図である。具体的には、図１８の（ａ）は、磁性部材６１０ａの断面図であり、図１８の（ｂ）は、図１８の（ａ）における上側から見た磁性部材６１０ａの上面図である。図１８の（ａ）には、図１８の（ｂ）におけるＸＶＩＩＩａ－ＸＶＩＩＩａ線で示される位置での断面が示されている。本変形例に係る磁性部材６１０ａは、例えば、実施の形態６に係る磁性部材６１０の代わりに用いられる。
　図１８に示されるように、磁性部材６１０ａは、複数の第１感磁性層６１１ａと、複数の第１感磁性層６１１ａよりも硬磁性である複数の第２感磁性層６１２ａとを有する。磁性部材６１０ａ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る。磁性部材６１０ａは、積層方向から見た形状が異なる点以外は、磁性部材６１０と同様の構成である。
　積層方向から見た場合の磁性部材６１０ａの形状は、長尺状の矩形である。磁性部材６１０ａの長手方向は、巻回軸方向と同じ方向である。また、磁性部材６１０ａの長手方向は、例えば、並び方向と直交する方向である。積層方向から見た場合、磁性部材６１０ａの長手方向の長さは、例えば、磁性部材６１０ａの短手方向の長さの２倍以上である。
　このように、積層方向から見た場合の磁性部材６１０ａの形状が長尺状であることで、長手方向に磁化させることができるため、大バルクハウゼンジャンプが生じる際の磁化方向の逆転による磁束密度の変化を大きくすることができる。よって、コイル１３０に生じる電力が大きくなり、磁性部材６１０ａを用いた発電素子の発電電力を増大できる。
　［変形例２］
　次に、実施の形態６の変形例２について説明する。以下の本変形例の説明において、実施の形態１から実施の形態６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１９は、本実施の形態に係る磁性部材６１０ｂの概略構成を示す断面図および上面図を示す図である。具体的には、図１９の（ａ）は、磁性部材６１０ｂの断面図であり、図１９の（ｂ）は、図１９の（ａ）における上側から見た磁性部材６１０ｂの上面図である。図１９の（ａ）には、図１９の（ｂ）におけるＸＩＸａ－ＸＩＸａ線で示される位置での断面が示されている。本変形例に係る磁性部材６１０ｂは、例えば、実施の形態６に係る磁性部材６１０の代わりに用いられる。
　図１９に示されるように、磁性部材６１０ｂは、複数の第１感磁性層６１１ｂと、複数の第１感磁性層６１１ｂよりも硬磁性である複数の第２感磁性層６１２ｂとを有する。磁性部材６１０ｂ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る。磁性部材６１０ｂは、積層方向から見た形状が異なる点以外は、磁性部材６１０と同様の構成である。
　積層方向から見た場合の磁性部材６１０ｂの形状は、外形が楕円状である。磁性部材６１０ｂの楕円における長軸は、巻回軸方向に延びる。また、磁性部材６１０ｂの楕円における長軸は、例えば、並び方向と直交する方向に延びる。
　また、磁性部材６１０ｂには、積層方向から見た場合の磁性部材６１０ｂの中央部を積層方向に貫通する開口部６１３ｂが形成されている。積層方向から見た場合の開口部６１３ｂの形状は、楕円状であるが、矩形等の他の形状であってもよい。開口部６１３ｂの楕円における長軸は、巻回軸方向に延びる。積層方向から見た場合、開口部６１３ｂは、例えば、磁性部材６１０ｂの外周と相似形である。
　このように、積層方向から見た場合の磁性部材６１０ｂの楕円状であることで、巻回軸方向において、両端部の幅よりも、中央部の幅の方が大きくなる。通常、外部磁界によって磁性部材６１０ｂが磁化される場合、中央部の方が強い磁場が印加されるために磁化されやすく、両端部はほとんど磁化されない可能性がある。特に、硬磁性である第２感磁性層６１２ｂの磁化が不十分であると、大バルクハウゼンジャンプが生じるまでに第１感磁性層６１１ｂの磁化方向を保持することができず、大バルクハウゼンジャンプは、主に磁性部材６１０ｂの中央部で生じることになる。そのため、強い磁場が印加されやすい磁性部材６１０ｂの中央部の幅が大きくなることで、磁性部材６１０ｂにおいて大バルクハウゼンジャンプが生じる部分の体積が増える。よって、コイル１３０に生じる電力が大きくなり、磁性部材６１０ｂを用いた発電素子の発電電力を増大できる。
　（実施の形態７）
　次に、実施の形態７について説明する。以下の本実施の形態の説明において、実施の形態１から実施の形態６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２０は、本実施の形態に係る発電素子７００の概略構成を示す断面図である。本実施の形態に係るエンコーダは、例えば、実施の形態１に係るエンコーダ１の発電素子１００の代わりに発電素子７００を備える。
　図２０に示されるように、発電素子７００は、実施の形態５に係る発電素子５００と比較して、磁性部材５１０の代わりに磁性部材７１０を備える点で相違する。
　磁性部材７１０は、第１感磁性部７１１と、第１感磁性部７１１と磁気特性の異なる第２感磁性部７１２とを有する。磁性部材７１０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る。磁性部材７１０の径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、矩形状または多角形状等の他の形状であってもよい。磁性部材７１０は、例えば、コイル１３０の巻回軸方向が長手方向である長尺状の部材である。
　第１感磁性部７１１および第２感磁性部７１２は、それぞれ、巻回軸方向に延在する。第１感磁性部７１１および第２感磁性部７１２は、共に巻回軸方向に延びる長尺状である。詳細には、第１感磁性部７１１は、巻回軸方向に延びるワイヤ状であり、第２感磁性部７１２は、巻回軸方向に延びる筒状である。第２感磁性部７１２は、巻回軸方向から見た場合の第１感磁性部７１１の外周となる表面、言い換えると、巻回軸方向に沿って延びる表面を被覆する。第１感磁性部７１１と第２感磁性部７１２とは、巻回軸方向と交差（例えば直交）する方向に並ぶ。
　本実施の形態においては、第１感磁性部７１１および第２感磁性部７１２のうち、一方は他方よりも保磁力が高い硬磁性部であり、他方が軟磁性部である。磁性部材７１０において、第１感磁性部７１１が硬磁性部であってもよく、第２感磁性部７１２が硬磁性部であってもよい。第１感磁性部７１１と第２感磁性部７１２とは、例えば、異なる材料で構成される。硬磁性部を構成する材料としては、例えば、保磁力が６０Ｏｅ以上である磁性材料が挙げられる。また、軟磁性部を構成する材料としては、例えば、保磁力が２０Ｏｅ以下である磁性材料が挙げられる。
　発電素子７００に用いられる磁性部材７１０は、以下の製造方法例のいずれかで製造された磁性部材である。
　［製造方法例１］
　まず、磁性部材７１０の製造方法例１について説明する。図２１は、磁性部材７１０の製造方法例１のフローチャートである。
　図２１に示されるように、製造方法例１において、まず、筒状の磁性体を準備する（ステップＳ１１）。筒状の磁性体は、上述の第２感磁性部７１２となる部材であり、長手方向に貫通する開口部を有する長尺状の筒体である。
　次に、筒状の磁性体の内部に、当該磁性体と異なる磁気特性を有する磁性材料を注入する（ステップＳ１２）。これにより、上述の第１感磁性部７１１が形成される。磁性材料は、例えば、磁性粉末と樹脂とを含む。磁性部材７１０は、このような磁性材料を筒状の磁性体の内部（開口部内）に注入するようにインサート成形されることで形成される。また、磁性部材７１０は、磁性粉末で構成される磁性材料を筒状の磁性体の内部に注入し、磁性粉末を焼結することで形成されてもよい。
　このような製造方法によって磁性部材７１０が形成されることで、所定の条件で磁性部材を捻る等の工程を経ずに、簡素化した工程で磁性部材７１０を製造できる。
　また、第１感磁性部７１１および第２感磁性部７１２のうちの一方である軟磁性部の大きさを容易に調整でき、適切な大きさの軟磁性部（例えば、硬磁性部よりも径方向断面の断面積が大きい軟磁性部）とすることで、コイル１３０に生じる電力を大きくでき、発電素子７００の発電電力を増大できる。
　また、磁性部材を捻ることによって硬磁性部と軟磁性部とを形成する場合、硬磁性部および軟磁性部では、磁気特性が不均一になる可能性がある。磁性部材７１０では、用いる材料によって第１感磁性部７１１および第２感磁性部７１２の磁気特性を決定できる。そのため、第１感磁性部７１１および第２感磁性部７１２それぞれの内部での磁気特性の均一性が高く、大バルクハウゼンジャンプにおける磁性部材７１０の磁束密度の変化量が安定化する。よって、発電素子７００の発電電力のばらつきを低減できる。
　［製造方法例２］
　次に、磁性部材７１０の製造方法例２について説明する。図２２は、磁性部材７１０の製造方法例２のフローチャートである。
　図２２に示されるように、製造方法例２において、まず、ワイヤ状の磁性体を準備する（ステップＳ２１）。ワイヤ状の磁性体は、上述の第１感磁性部７１１となる長尺状のワイヤである。
　次に、ワイヤ状の磁性体の径方向の外側面となる表面を、当該磁性体と異なる磁気特性を有する磁性材料で被覆する（ステップＳ２２）。これにより、上述の第２感磁性部７１２が形成される。磁性体の表面を磁性材料で被覆する方法としては、例えば、スパッタリング法、イオンプレーティング法および真空蒸着法等の物理蒸着（ＰＶＤ）法、化学蒸着（ＣＶＤ）法、もしくは、メッキ法等が挙げられる。
　このような製造方法によって磁性部材７１０が形成されることで、所定の条件で磁性部材を捻る等の工程を経ずに、簡素化した工程で磁性部材７１０を製造できる。
　また、製造方法例１の場合と同様に、第１感磁性部７１１および第２感磁性部７１２のうちの一方である軟磁性部の大きさを容易に調整でき、適切な大きさの軟磁性部とすることで、コイル１３０に生じる電力を大きくでき、発電素子７００の発電電力を増大できる。さらに、用いる材料によって第１感磁性部７１１および第２感磁性部７１２の磁気特性を決定できる。そのため、第１感磁性部７１１および第２感磁性部７１２それぞれの内部での磁気特性の均一性が高く、大バルクハウゼンジャンプにおける磁性部材７１０の磁束密度の変化量が安定化する。よって、発電素子７００の発電電力のばらつきを低減できる。
　（その他の実施の形態）
　以上、本開示に係る発電素子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異なる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、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。
　本開示に係る発電素子およびエンコーダ等は、モータ等の回転また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
１０　磁石
２０　回転板
３０　回転軸
４０　基板
５０　制御回路
６０　メモリ
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ、１００ｇ、２００、２００ａ、３００、４００、５００、７００　発電素子
１１０、４６０、５１０、６１０、６１０ａ、６１０ｂ、７１０　磁性部材
１３０、３３０、４７０　コイル
１５０、１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅ、１５０ｆ、１５０ｇ、２５０、２５０ａ、３５０　フェライト部材
１５１、２５１　本体部
１５２、１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅ、１５２ｆ、１５２ｇ　突出部
１５３、１５３ｇ、２５３、６１３ｂ　開口部
１８１、１８２　端子
１９０　筐体
２５５　第１鍔部
２５６　第２鍔部
５１１　複合磁気ワイヤ
５１２　被覆層
６１１、６１１ａ、６１１ｂ　第１感磁性層
６１２、６１２ａ、６１２ｂ　第２感磁性層
７１１　第１感磁性部
７１２　第２感磁性部
Ａ　柱状空間
Ｒ１、Ｒ２　巻回軸

Claims (22)

  1. 　磁界発生源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と、
    　前記磁性部材に巻回されたコイルと、
    　前記コイルと並ぶように、前記磁性部材の端部に設けられたフェライト部材と、を備え、
    　前記フェライト部材は、本体部と、前記本体部から突出した突出部と、を有し、
    　前記本体部は、前記コイルの巻回軸方向から見た場合の前記コイルの外縁を前記コイルの巻回軸方向の両側に延ばしたと仮定したときの仮想面に囲まれ、かつ、前記コイルの巻回軸方向における前記磁性部材の両端にそれぞれ接し前記コイルの巻回軸方向と直交する２つの仮想面に挟まれた柱状空間の内側に位置し、
    　前記突出部は、前記本体部に繋がり、かつ前記柱状空間の外側に位置する、
    　発電素子。
  2. 　前記突出部は、前記コイルの巻回軸方向と直交する方向において、前記コイルよりも外側に位置する第１突出部を含む、
    　請求項１に記載の発電素子。
  3. 　前記第１突出部の一部は、前記コイルの巻回軸方向において、前記本体部よりも前記コイルの中心側に位置する、
    　請求項２に記載の発電素子。
  4. 　前記第１突出部は、前記コイルの前記磁界発生源側とは反対側に位置する、
    　請求項２または３に記載の発電素子。
  5. 　前記第１突出部は、前記コイルの前記磁界発生源側に位置する、
    　請求項２または３に記載の発電素子。
  6. 　前記突出部は、前記コイルの巻回軸方向に沿って、前記本体部から前記コイルの反対側に延びる第２突出部を含む、
    　請求項１から５のいずれか１項に記載の発電素子。
  7. 　磁界発生源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と、
    　前記磁性部材を内包する筒状のフェライト部材と、
    　前記フェライト部材に巻回されたコイルと、を備える、
    　発電素子。
  8. 　前記フェライト部材は、前記磁性部材を内包する筒状の本体部と、前記コイルの巻回軸方向における前記本体部の両端に設けられた鍔状の第１鍔部および第２鍔部とを有し、
    　前記コイルは、前記第１鍔部と前記第２鍔部との間に位置する、
    　請求項７に記載の発電素子。
  9. 　前記フェライト部材は、軟磁性粉末および硬磁性粉末のうちの少なくとも一方と、樹脂とを含む樹脂成形体である、
    　請求項１から８のいずれか１項に記載の発電素子。
  10. 　磁界発生源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と、
    　前記磁性部材に巻回されたコイルと、
    　前記コイルの巻回軸方向に沿って前記コイルと並ぶように、前記磁性部材の端部に設けられたフェライト部材と、を備え、
    　前記フェライト部材は、軟磁性粉末および硬磁性粉末のうちの少なくとも一方と、樹脂とを含む樹脂成形体である、
    　発電素子。
  11. 　前記フェライト部材の飽和磁束密度は、前記磁性部材の飽和磁束密度よりも大きい、
    　請求項１から１０のいずれか１項に記載の発電素子。
  12. 　前記フェライト部材の最大の残留磁束密度は、前記磁性部材の最大の残留磁束密度よりも大きい、
    　請求項１から１１のいずれか１項に記載の発電素子。
  13. 　磁界発生源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と、
    　前記磁性部材に巻回されたコイルと、を備え、
    　前記コイルの巻回軸方向において、前記コイルの端部の外周径は、前記コイルの中央部の外周径よりも小さい、
    　発電素子。
  14. 　前記コイルの巻回軸方向において、前記コイルの端部の単位長さ当たりの巻き数は、前記コイルの中央部の単位長さ当たりの巻き数よりも少ない、
    　請求項１３に記載の発電素子。
  15. 　磁界発生源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と、
    　前記磁性部材に巻回された第１コイルと、
    　前記第１コイルの前記磁界発生源側とは反対側に、前記第１コイルと対向して配置され、前記第１コイルの巻回軸と平行な軸に沿って巻回された第２コイルと、を備える、
    　発電素子。
  16. 　磁界発生源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板状の磁性部材と、
    　前記磁性部材に巻回されたコイルと、を備え、
    　前記磁性部材は、複数の第１感磁性層と前記複数の第１感磁性層よりも硬磁性である複数の第２感磁性層とを有し、
    　前記複数の第１感磁性層と前記複数の第２感磁性層とは、第１感磁性層と第２感磁性層とが交互に、前記コイルの巻回軸方向と交差する方向に沿って積層されており、
    　前記複数の第１感磁性層の合計の厚さは、前記複数の第２感磁性層の合計の厚さよりも大きい、
    　発電素子。
  17. 　積層方向から見た場合に前記磁性部材の形状は、長尺状である、
    　請求項１６に記載の発電素子。
  18. 　積層方向から見た場合に前記磁性部材の形状は、楕円状である、
    　請求項１６に記載の発電素子。
  19. 　磁界発生源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と、
    　前記磁性部材に巻回されたコイルと、を備え、
    　前記磁性部材は、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と、前記複合磁気ワイヤの外周を被覆し、軟磁性材料で構成される被覆層とを有する、
    　発電素子。
  20. 　回転軸とともに回転する磁石と、
    　前記磁石が回転することによる、前記磁石によって形成される磁界の変化によって電気信号を生成する請求項１から１９のいずれか１項に記載の発電素子と、を備える、
    　エンコーダ。
  21. 　発電素子に用いられ、大バルクハウゼン効果を生じる磁性部材の製造方法であって、
    　筒状の磁性体を準備する工程と、
    　前記磁性体の内部に、前記磁性体と異なる磁気特性を有する磁性材料を注入する工程と、を含む、
    　磁性部材の製造方法。
  22. 　発電素子に用いられ、大バルクハウゼン効果を生じる磁性部材の製造方法であって、
    　ワイヤ状の磁性体を準備する工程と、
    　前記磁性体の表面を、前記磁性体と異なる磁気特性を有する磁性材料で被覆する工程と、を含む、
    　磁性部材の製造方法。
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