JPH0718211U - 磁気センサーの端子 - Google Patents

磁気センサーの端子

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JPH0718211U
JPH0718211U JP5356993U JP5356993U JPH0718211U JP H0718211 U JPH0718211 U JP H0718211U JP 5356993 U JP5356993 U JP 5356993U JP 5356993 U JP5356993 U JP 5356993U JP H0718211 U JPH0718211 U JP H0718211U
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隆行 成田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気センサーを小型化しても半田付け可能な
面積を増大すると共に、基板のランドパターンとの間の
剥離強度を高める。 【構成】 集磁部11aを形成した集磁コア11と、こ
の集磁コア11に巻回したコイル13と、このコイル1
3の端末を接続した端子14とを有し、集磁コア11及
びコイル13等の各部品を封止する熱可塑性樹脂からな
る封止材15からなり、集磁コア11の集磁部11aを
移動体26の表面に配設した磁気発生素子27に近接対
向させ、この磁気発生素子27からの磁束を検出する磁
気センサーであって、端子14は封止材15の底面と同
一面上に露出させると共に、封止材15の側面外方に突
出形成して長尺に形成している。

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
本考案は、回転体等の移動体の表面に配設した磁気発生素子の磁界を検出して 位置信号やインデックス信号等を発生させる磁気センサーに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、ビデオテープレコーダの回転ヘッド駆動装置においては、実開昭61 −38880号公報に示すように、シリンダー内に配設した一対の回転ヘッドを 回転駆動するブラシレスモータのロータの外周表面に、永久磁石からなる磁気発 生素子を配設し、この磁気発生素子をホール素子或いは検出コイルからなる磁気 センサーによって検出することにより上記一対の回転ヘッドに対する記録信号或 いは再生信号を適宜のタイミングによって切り替えるための位置信号を得るよう にしている。
【0003】 また、3.5インチ型のフロッピーディスク装置においては,特開昭61−8 2374号公報に示されるように、ディスクを回転駆動するモータのロータの外 周表面に固着した永久磁石を上記の例と同様の磁気センサーによって検出するこ とにより、インデックス信号を得るようにしている。
【0004】 図13及び図14は、回転ヘッド装置またはフロッピーディスク装置における 信号発生装置を示し、回転ヘッドもしくはフロッピーディスクを回転駆動するモ ータのロータ1の外周には、インデックス用の永久磁石からなる磁気発生素子2 が突出して固着配置されている。この磁気発生素子2に近接対向するように検出 コイル型の磁気センサー3が配設されている。磁気センサー3から導出された端 子4の先端4aは、モータに設けられた基板5の印刷配線パターンに位置決めさ れ、さらに、端子4aと回路パターンとをリフロー炉にてクリーム半田を加熱し て半田付け接続されている。そして、ロータ1の回転により1回転毎に磁気発生 素子2と磁気センサー3とが近接対向し、磁気センサー3に磁界が加えられて端 子4aから所定の信号が検出される。
【0005】 図12は、一般に実用に供されている検出コイル型の磁気センサー3を示して いる。この磁気センサー3は、鉄等の磁性材によって形成された略ロ字状の集磁 コア6と、この集磁コア6の後方にボビン7を介して巻回したコイル8と、上記 ボビン7に設けられた端子4と、これら各部品を収納する金属或いは合成樹脂製 のケース9とによって構成されている。上記集磁コア6の磁気発生素子2に対向 する前面には、ギャップを設けて左右に縦方向の平行な面を有する集磁部6aが 形成されている。この集磁部6aを上記ケース9の前面から露出させて集磁コア 6及びコイル8等をケース9内に収納すると共に、端子4の先端4aをケース9 の側面から導出させている。ケース9の内部にはエポキシ樹脂をポッティングし て上記各部品を封止固定している。
【0006】
【考案が解決しようとする課題】
上記従来の検出コイル型の磁気センサーは、ボビンに設けられた端子の先端を モータ等の回路基板に形成されたランドパターンに半田付け接続することによっ て基板に取り付け固定している。従って、端子の半田付け時の剥離強度(半田付 け強度)を所望の値より大きくする必要がある。ところが、上記従来の磁気セン サーにあっては、ランドパターンとの半田付け接続可能な部分としては、ケース から導出された面積のみであるために、十分な剥離強度が得られない問題があっ た。特に上記磁気センサーを小型化した場合には、必然的に端子も小さくしなけ ればならず、このため、十分な端子寸法が確保できない問題がある。
【0007】 本考案は、このような問題点を解消するためになされたもので、磁気センサー を小型化しても半田付け可能な面積を増大すると共に、基板のランドパターンと の間の剥離強度を高めることのできる磁気センサーの端子を提供することを目的 とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】 本考案は、集磁部を形成した集磁コアと、この集磁コアに巻回したコイルと、 このコイルの端末を接続した端子とを有し、上記集磁コア及びコイル等の各部品 を封止する熱可塑性樹脂からなる封止材からなり、上記集磁コアの集磁部を移動 体の表面に配設した磁気発生素子に近接対向させ、この磁気発生素子からの磁束 を検出する磁気センサーであって、上記端子は上記封止材の底面と同一面上に露 出させると共に、上記封止材の側面外方に突出形成して長尺に形成したことを特 徴としている。
【0009】
【作用】
端子は封止材の底面と同一面上に露出させると、回路基板のランドパターンに 端子の底面が密接するようになり、半田が端子の上面に回り込み易くなり、半田 が端子を包み込むことから、剥離強度が一段と高くなる。さらに、端子を封止材 の底面から側面外方まで長尺に突出形成しているので、小型化した場合であって も半田付けの有効面積、所謂ヌレ面積が大幅に増大するため、この点からもさら に剥離強度が高められる。
【0010】
【実施例】
以下、本考案にかかる磁気センサーの端子の実施例について図面を参照しなが ら説明する。図1において、磁気センサー10は、前方に集磁部11aを形成し た集磁コア11と、この集磁コア11の後方に合成樹脂によって形成されたボビ ン12を介して巻回したコイル13と、ボビン12に一端をインサートされて一 体に設けられた一対の端子14とを有している。さらに、集磁コア11及びコイ ル13等の各部品は、上記端子14を図示しない所定の回路基板に半田付け接続 する半田を溶解させるための温度よりも高い荷重たわみ温度を有する熱可塑性樹 脂からなる封止材15により封止され、この封止材15自体によって磁気センサ ー10の外形が構成されている。さらに、前方側の底面には、左右一対の脚部1 6,16が封止材15によって一体形成されている。
【0011】 上記集磁コア11は、例えば厚さが0.3mm程度の電気亜鉛めっき鋼板(SE CC)等の肉薄の鋼板からなる磁性板によって形成されている。そして、この鋼 板をプレス加工によって打ち抜き及び折り曲げ加工され、図2に示すようにロ字 状の四角形に形成されている。因みに、前方の寸法例としては、横幅を約4.5 mm、高さ約2mmとし、奥行約1.6mmとしている。さらに、前方には左右から相 寄る平行な面の間に0.3mm程度のギャップ11bが設けられた集磁部11aが 形成されている。集磁部11aから後方に至る左右の側面にはテーパ部が形成さ れ、このテーパ部を介して幅狭な後方の辺が形成されている。この後方の辺には 後述するボビン12が挿入される。また、側面から後方に屈曲する左右の角部に は、内方から外方に向けてV型の溝11cが形成され、この溝11cによって集 磁部11aの左右への開閉操作を自在にしている。
【0012】 次にボビン12は、図1及び図5(B)に示すように、左右に鍔部12aを形 成すると共に、中央に中空胴部12bが形成され、これらには上記集磁コア11 の後方の辺を挿入するためのスリット12cが連通して形成されている。さらに 、このボビン12は端子14に一体にモールド成形、または、端子14を挿入し 、左右の鍔部12a内には端子14の一端が埋設されている。さらに、鍔部12 aの後方にはコイル端子部14aが各々突出され、下端からは半田付け接続用の 端子部14bが突出されている。この端子部14bは例えば0.6mm程度の小さ な幅を有し、図3に示すように封止材15の底面と同一面に露出するように屈曲 して側面外方に突出させている。この端子14は、厚さが0.15mm程度の導電 性金属板によって形成され、本実施例においては黄銅板が使用されている。
【0013】 上記ボビン12に用いられる樹脂としては、例えば液晶性芳香属ポリエステル 樹脂(Thermotropic Liquid Crystalline Polyester)が使用される。この樹脂は STM,D648の試験方法による荷重たわみ温度が、1.82MPaにおいて約3 30℃を有する耐熱性の高い樹脂である。これは、後述する封止材15に使用さ れる熱可塑性樹脂の成形温度との関係で設定されている。
【0014】 さらに、このボビン12に巻回されるコイル13は、例えば直径が0.03mm の耐熱マグネットワイヤ(耐熱性変性ポリウレタン銅線)が使用され、銅線の表 面には耐熱性変性ポリウレタン樹脂の絶縁皮膜が施されている。そして、このコ イル13はボビン12に数100ターン〜数千ターンが巻回されている。尚、こ のワイヤの耐軟化温度(JIS C3003 12による)は230〜290℃ であり、一般にこの種の磁気センサー等に使用されるマグネットワイヤ(JIS C3202ポリウレタン銅線相当)の耐軟化温度190〜200℃よりは高い耐 熱性を持たせている。これは、前述のボビン12と同様に次に説明する封止材1 5の成形時に絶縁皮膜が剥離しない耐熱温度に設定されている。
【0015】 封止材15は、熱可塑性樹脂からなり、射出成形によって上記ボビン12、コ イル13及び端子14を封止すると共に、この封止用熱可塑性樹脂自体によって 一辺の幅を約4.5mmとした当該磁気センサー10の外形を構成させている。本 実施例においては、封止用の熱可塑性樹脂としてPPS(ポリフェニレンサルフ ァイド)が使用される。このPPSは、成形温度が約310℃であり、前述と同 様の試験方法による荷重たわみ温度が、1.82MPaにおいて260℃の耐熱性を 有する樹脂である。さらに、この封止用の熱可塑性樹脂は、溶融粘度が温度31 0℃、剪断速度10000/sec において、900〜1500Poise であり、低 い粘度を有している。
【0016】 ここで、このような封止材15に使用する熱可塑性樹脂としては、まず、一般 に周知の射出成形によって数秒から10秒程度で短時間に成形加工が可能である こと。さらに、端子14を回路基板の回路パターンに半田付け実装するときの半 田の溶解温度よりも高い荷重たわみ温度であること。また、上記各部品に変形ま たは損傷等の危害を与えず、しかも、内部の空洞発生を防止するためには、20 00Poise 以下の低い溶融粘度とすることが挙げられる。
【0017】 一般に磁気センサー10の端子14は図示しない回路パターンと半田付け接続 される。この半田付け時には、リフロー或いはディップ方式が採用されるが、例 えばリフロー方式で半田付けを行う際は、リフロー炉内の温度を一般的に220 ℃〜250℃に設定され、クリーム半田を溶解して端子14とのぬれを生じさせ るためには、約30秒間の加熱が必要である。従って、封止材15用の熱可塑性 樹脂にあっては、220℃以上の環境下においても諸特性が変化しない耐熱性が 必要とされる。
【0018】 また、封止材15に使用する熱可塑性樹脂とボビン12に使用する樹脂につい ては、ボビン12に使用する樹脂の荷重たわみ温度に対し、封止材15の成形温 度をプラス60℃以下とすることが必要である。これは、封止材15の成形温度 がボビン12の荷重たわみ温度よりも高い場合に、成形封止時にボビン12が変 形してしまうことを防止するためである。本実施例の一例としては、ボビン12 用樹脂の荷重たわみ温度が約330℃であるのに対し、封止材15用熱可塑性樹 脂の成形温度が約310℃であり、従って、封止材15用熱可塑性樹脂の成形温 度は、ボビン12用樹脂の荷重たわみ温度330℃に60℃を加えた、上限値の 390℃よりも80℃低い温度に設定されている。
【0019】 上記実施例にかかる磁気センサーは、次に説明する製造工程によって、一貫自 動工法によって製作される。まず、端子14は、端子14を構成するための前述 した黄銅からなるフープ材17からなり、このフープ材17からコイル端子部1 4a及び半田接続用の端子部14bと共にプレスによって打ち抜き加工と折り曲 げ加工が施される。そして、フープ材17には小孔17aが同時に打ち抜き形成 される。
【0020】 その後、フープ材17は端子部14bを接続した状態のままで、ボビン12を 成形する射出成形機に順送される。射出成形機においては液晶性芳香属ポリエス テル樹脂等からなる高耐熱性の樹脂により形成される。さらに、ボビン12の左 右の鍔部12aには図5(A)に示すように、コイル端子部14a及び端子部1 4bを露出させて端子14がインサート成形される。このときの成形温度は40 0℃程度である。尚、別個に成形したボビン12に端子14を圧入もしくは挿入 するようにしてもよい。
【0021】 ボビン12の成形後に、図5(B)のように、前述した集磁コア11がボビン 12のスリット12cに装着され、端子14はフープ材17から図5(A)に示 す点線のように切断される。次に、巻線機に設置して、集磁コア11はV型の溝 11cの部分から左右の集磁部11aを図5(C)のように先端がボビン12の コイル巻回幅よりも広くなるように外方に拡開する。そして、ボビン12の中央 の中空胴部12bに前述した直径が0.03mm軽度の耐熱マグネットワイヤを所 定ターン巻回してコイル13を形成する。そして、コイル13の始端、及び終端 は各々コイル端子部14aにからげられて半田付け接続される。その後、V型の 溝11cの部分から拡開していた左右の集磁部11aを閉じると図5(D)のよ うな状態となってコイル組18が製作される。
【0022】 このようなコイル組18は、次に、例えば黄銅等の厚さが0.2mm程度のフー プ状金属板からなるキャリア19に装着される。つまり、フープ状のキャリア1 9には、所定間隔毎に略四角形の透孔19aが穿設され、その一辺からは内方に 向けてつなぎ部19bが一体に延設されている。さらに、透孔19aの両側近傍 には各々バーリング突起19cが形成されると共に、キャリア19の両側近傍に は一定間隔毎にパイロット孔19dが穿設されている。このように形成されたキ ャリア19のバーリング突起19cに対して上記コイル組18の小孔17aを嵌 合し、突起19cの先端を図5(E)に示すようにカシメ固着する。このように したキャリア19は図10に示すように巻芯20に巻き取られて一旦ストック状 態にされ、次の封止材15の射出成形工程に移行される。
【0023】 封止材15を射出成形する射出成形機は、フープ状のキャリア19を順次送り ながら加工を行う順送ライン中に設置されている。このライン中に、図7及び図 8に示すように、射出成形金型21が配設されている。この射出成形金型21は 上記コイル組18の一対の端子部14aによって形成される平面から分割された 上型21a及び下型21bからなり、キャリア19に穿設した透孔19a内への 挿入が許容される外形寸法に設定されている。そして、射出成形金型21から端 子部14aを導出すると共に、キャリア19のつなぎ部19bを導出した状態で 内部に上記コイル組18が設置される。そして、射出成形金型21の内部形状は 当該磁気センサー10の外形が形成されている。
【0024】 このとき、集磁コア11の集磁部11aは、前面が上記射出成形金型21の内 面に当接するように設置されている。また、当該磁気センサー10の外形寸法を 封止材が各部品を封止するに足りる肉厚とする意味から、集磁コア11の側面も 射出成形金型21の他の内面に当接させる。さらに、端子部14aの底面を下型 21bの内面に当接させることによって、成形後に端子部14aが封止材15の 底面と同一面上に露出させると共に、端子部14aの先端が封止材15の側面外 方に突出形成させ、実質的に長尺に形成されている。
【0025】 また、上記射出成形金型21に設けられる樹脂の注入ゲート22は、丁度集磁 コア11の集磁部11aとコイル13との間に形成されている隙間23に対応す る位置に設定されている。これは、熱可塑性樹脂を注入ゲート22から注入する 際、注入圧力によって集磁部11aは射出成形金型21の内面に押圧付勢され、 コイル13が反対方向に押圧付勢されることにより、両者間に隙間22を確保し て電気的な短絡を防止するためである。因みに、他の箇所に注入ゲート22を設 定した場合には、注入圧力によって集磁部11aもしくはコイル13が変形し、 両者が電気的に短絡する危険性が高くなる。一方、集磁コア11の集磁部11a は、射出成形金型21の内面に押圧付勢されることから、集磁部11aの位置が 安定し、その結果、特性のバラツキが未然に防止される。
【0026】 以上のように構成した射出成形金型21の注入ゲート22から、前述した封止 用の熱可塑性樹脂を注入すると、2000Poise 以下の低い溶融粘度のため、熱 可塑性樹脂は上記金型21内に隈なく注入される。さらにこの熱可塑性樹脂は数 10秒程度の短時間に成形されて図5(F)に示すような封止成形が完了する。 その後、フープ状のキャリア19にカシメ固着された次のコイル組18が、同様 に射出成形金型21に設置され、前述のように順次で封止材15によって封止す ると共に、磁気センサーとしての外形が形成される。
【0027】 成形完了後には、フープ状のキャリア19が順送ライン中の次の端子フォーミ ング機に送られ、図5(F)において矢示のように、プレス加工によって端子1 4が打ち抜き成形され、また必要に応じて折り曲げ加工等が施されてフォーミン グされる。このとき、キャリア19のつなぎ部19bがインサートされているた め、成形封止後の磁気センサー10はキャリア19に連結されている。従って、 当該磁気センサーは、フープ状のキャリア19に連結した状態で巻回して搬送す ることが可能であり、自動マウンターによって回路基板に実装する場合に、図5 (F)において矢示の箇所で切断される。また、場合によってはつなぎ部19b を予め切断し、自動マウンターに投入してもよい。
【0028】 以上のようにして製作された磁気センサー10は、一例としてモータ24に組 付けられる。図13はビデオテープレコーダの回転ヘッド駆動用モータ、もしく はフロッピーディスクドライブ装置のスピンドルモータに使用した例を示し、磁 気センサー10はモータ24のステータを構成する鉄板コアの回路基板25上に 配設される。上記モータ24の回転する移動体としてのロータ26の外周表面に は、永久磁石チップ27が配設されている。このチップ27は磁気発生素子であ り、回転基準位置或いはインデックス位置を示すために設けられている。磁気セ ンサー10はそのチップ27に近接対向させて上記基板25上に半田付けによっ て配設されている。
【0029】 このとき、基板25には図10に示すように、所定位置に一対の位置決め孔2 5aが穿設され、磁気センサー10の封止材15の前方底面に一体に形成された 左右一対の脚部16,16が嵌合することによって上記チップ27との相対位置 関係を決めている。
【0030】 さらに、磁気センサー10の封止材15の底面から露出及び左右に導出された 一対の端子14は、回路基板25のランドパターン25bに端子14の底面が密 接するようになる。さらに、このランドパターン25bは図3に示すように、端 子14の幅Wtよりも幅広な幅Wlに形成されている。これは、端子14とラン ドパターン25bとを半田付けしたときに、半田28が端子14の上面に回り込 み、図4及び図10に示すように、半田28が端子14を包み込むようにするた めであり、このように形成することによって、剥離強度を高くすることになる。 さらに、端子14は封止材15の底面から側面外方まで長尺に突出形成している ので、例えば本実施例のように小型化した場合であっても半田付けの有効面積、 所謂ぬれ面積が大幅に増大するため、さらに剥離強度が高くなる。
【0031】 両者の半田付け接続方法としては、一例として、周知のリフロー方式が採用さ れる。つまり、まず、ランド25bにクリーム半田が印刷等によって塗布され、 前述のように磁気センサー10の脚部16,16を基板25の位置決め孔25a に嵌合した状態に自動マウンター等によって載置する。その後、220℃〜25 0℃の温度に設定されたリフロー炉内に約30秒間投入し、上記クリーム半田を 溶解して半田28が端子14を覆うにしてランド25bと半田付け接続され、強 固に接続固定される。このとき、封止材15用の熱可塑性樹脂は、220℃以上 の耐熱性を有しているので、このような環境下においても磁気センサーとしての 諸特性が変化することはない。
【0032】 このようにして、磁気センサー10を基板25に半田付け接続することによっ て、図14に示すように、ロータ25の外周表面に配設された永久磁石チップ2 7に対し、各々の高さ方向の中心がほぼ一致するように対向する。また、図11 に示すように、永久磁石チップ27と磁気センサー10との間隔Dについても、 基板24に穿設された一対の位置決め孔25aに磁気センサー10に一体形成さ れた左右一対の脚部16,16を嵌合することによってほぼ一定寸法に設定され る。この結果、磁気センサー10から出力される出力電圧を所定の規格値に入れ ることが可能となる。
【0033】 尚、上述の実施例は最適の具体例を示すもので、集磁コア、ボビン及び封止材 による磁気センサーの形状、さらに、端子の形状等については種々変更してもよ い。また、上記各部品及び封止材の材質についても、本考案を逸脱しない範囲で 種々変更可能である。
【0034】
【考案の効果】
以上の説明から明らかなように、本考案の磁気センサーの端子は、封止材の底 面と同一面上に露出させているので、回路基板のランドパターンに端子の底面が 密接させることができる。従って、半田が端子の上面に回り込み易くなり、半田 が端子を包み込むので剥離強度を一段と高くすることができる。さらに、端子を 封止材の底面から側面外方まで長尺に突出形成しているので、小型化した場合で あっても半田付けの有効面積、所謂ヌレ面積が増大するため、さらに一段と剥離 強度を高めることができる利点がある。
【0035】
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案にかかる磁気センサーの実施例を示す斜
視図である。
【図2】同上集磁コアを示す斜視図である。
【図3】同上磁気センサーの端子と回路パターンの関係
を示す平面図である。
【図4】同上磁気センサーの端子と回路パターンの半田
付け状態を示す側面図である。
【図5】磁気センサーの製造工程を示す工程図である。
【図6】フープ状のコイル組を巻回した状態を示す説明
図である。
【図7】成形金型を示す横断面図である。
【図8】成形金型を示す平面断面図である。
【図9】モータに実装した状態を示す平面図である。
【図10】モータの回転移動体と磁気センサーとの相対
関係を示す側面図である。
【図11】磁気センサーと磁気発生素子との関係を示す
平面図である。
【図12】従来の磁気センサーを示す斜視図である。
【図13】従来の磁気センサーの使用状態をを示す平面
図である。
【図14】同磁気センサーの実装状態をを示す側面図で
ある。
【符号の説明】
10 磁気センサー 11 集磁コア 11a 集磁部 12 ボビン 13 コイル 14 端子 15 封止材 16 脚部 21 射出成形金型 25 回路基板 25a ランドパターン 26 ロータ(移動体) 27 永久磁石チップ(磁気発生素子) 28 半田

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 集磁部を形成した集磁コアと、この集磁
    コアに巻回したコイルと、このコイルの端末を接続した
    端子とを有し、上記集磁コア及びコイル等の各部品を封
    止する熱可塑性樹脂からなる封止材からなり、上記集磁
    コアの集磁部を移動体の表面に配設した磁気発生素子に
    近接対向させ、この磁気発生素子からの磁界を検出する
    磁気センサーであって、上記端子は上記封止材の底面と
    同一面上に露出させると共に、上記封止材の側面外方に
    突出形成して長尺に形成したことを特徴とする磁気セン
    サーの端子。
  2. 【請求項2】 端子は平板状に形成され、幅を半田付け
    接続する基板のランドパターンの幅よりも小さく設定し
    た請求項1に記載の磁気センサーの端子。
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