JPH095083A - 地磁気センサ及びその製造方法 - Google Patents
地磁気センサ及びその製造方法Info
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- JPH095083A JPH095083A JP17399095A JP17399095A JPH095083A JP H095083 A JPH095083 A JP H095083A JP 17399095 A JP17399095 A JP 17399095A JP 17399095 A JP17399095 A JP 17399095A JP H095083 A JPH095083 A JP H095083A
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- Japan
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- winding
- magnetic core
- exciting
- geomagnetic sensor
- wound
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気コアの磁気特性の劣化がなく、方位検出
精度がよく、安価な地磁気センサ及びその製造方法を提
供すること。 【構成】 高い比透磁率特性を有する磁気コア4からな
る励磁コイル20に励磁巻線9を施し、検出巻線用ボビ
ン11に収納し、検出巻線10,18を互いに直交する
ように巻線してなり、励磁巻線9に励磁電流を印加した
際に、検出巻線10,18に発生する地磁気の強さに応
じた信号成分を電気回路で処理する地磁気センサにおい
て、薄板2の磁気コア4を、予め数ターン円周状に巻
き、巻き終わり部分をスポット溶接3で固定した状態で
焼鈍し、焼鈍後、樹脂ケース5に入れ、組み立て、検出
巻線用ボビン11に収納する。
精度がよく、安価な地磁気センサ及びその製造方法を提
供すること。 【構成】 高い比透磁率特性を有する磁気コア4からな
る励磁コイル20に励磁巻線9を施し、検出巻線用ボビ
ン11に収納し、検出巻線10,18を互いに直交する
ように巻線してなり、励磁巻線9に励磁電流を印加した
際に、検出巻線10,18に発生する地磁気の強さに応
じた信号成分を電気回路で処理する地磁気センサにおい
て、薄板2の磁気コア4を、予め数ターン円周状に巻
き、巻き終わり部分をスポット溶接3で固定した状態で
焼鈍し、焼鈍後、樹脂ケース5に入れ、組み立て、検出
巻線用ボビン11に収納する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、船舶等に搭載
して地磁気を検出して、磁北からの方位を検出する地磁
気センサに関する。
して地磁気を検出して、磁北からの方位を検出する地磁
気センサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の地磁気センサは、次のように製造
される。図2(a)に示すように、高い比透磁率特性を
有する、例えば、78%ニッケルパーマロイ等の軟磁性
材料の薄板2を用い、層間を電気絶縁材で絶縁しなが
ら、非磁性体の金属合金製のコアボビン7の内側に多数
回、渦巻き状に巻き回して積層し、図2(b)に示すよ
うに、上鍔13aと下鍔14aとの間に巻いた巻き終わ
り部分にスポット溶接3を施し、コアボビン7に薄板2
を巻いたままの状態で、1100℃又は400℃〜60
0℃の温度で加熱して焼鈍する。
される。図2(a)に示すように、高い比透磁率特性を
有する、例えば、78%ニッケルパーマロイ等の軟磁性
材料の薄板2を用い、層間を電気絶縁材で絶縁しなが
ら、非磁性体の金属合金製のコアボビン7の内側に多数
回、渦巻き状に巻き回して積層し、図2(b)に示すよ
うに、上鍔13aと下鍔14aとの間に巻いた巻き終わ
り部分にスポット溶接3を施し、コアボビン7に薄板2
を巻いたままの状態で、1100℃又は400℃〜60
0℃の温度で加熱して焼鈍する。
【0003】その後、励磁巻線中に薄板に歪みを与えな
いよう、図2(c)に示すように、コアボビン7の外側
を数ミクロンのテープ8でテーピングする。
いよう、図2(c)に示すように、コアボビン7の外側
を数ミクロンのテープ8でテーピングする。
【0004】又、図2(d)に示すように、前記テープ
8でテーピングしたコアボビンの上から、磁路に均一に
なるよう、励磁巻線9を巻き回し、励磁コイル20を得
る。
8でテーピングしたコアボビンの上から、磁路に均一に
なるよう、励磁巻線9を巻き回し、励磁コイル20を得
る。
【0005】次に、図2(e)に示すように、励磁コイ
ル20を非磁性材からなる検出巻用ボビン11の凹部1
7の内周面に収納し、固定する。
ル20を非磁性材からなる検出巻用ボビン11の凹部1
7の内周面に収納し、固定する。
【0006】次に、検出巻線用ボビン11の巻溝12
a,12b,12c,12dに互いに直交するように、
検出巻線10,18を巻き回して、検出コイルを形成す
る。その状態を詳述すると、巻溝12aから巻溝12c
へ巻き回し、次に、巻溝12bから巻溝12dへ巻き回
す。即ち、磁気コア15の中央を外周から外周へ鉢巻を
するように、ある幅で均一に巻線し、この巻線に平面上
で直交するように、たすき掛けに巻き回す。
a,12b,12c,12dに互いに直交するように、
検出巻線10,18を巻き回して、検出コイルを形成す
る。その状態を詳述すると、巻溝12aから巻溝12c
へ巻き回し、次に、巻溝12bから巻溝12dへ巻き回
す。即ち、磁気コア15の中央を外周から外周へ鉢巻を
するように、ある幅で均一に巻線し、この巻線に平面上
で直交するように、たすき掛けに巻き回す。
【0007】この際、検出巻線用ボビン11に圧入、固
定されている端子16d,16eには励磁巻線9の巻線
端末を、端子16a,16b,16c,16fには互い
に直交する検出巻線10,18の巻線端末を接続して、
半田付け等の手段で固定している。
定されている端子16d,16eには励磁巻線9の巻線
端末を、端子16a,16b,16c,16fには互い
に直交する検出巻線10,18の巻線端末を接続して、
半田付け等の手段で固定している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の地磁気
センサには、コアボビンの材質については、パーマロ
イの特性を出すために焼鈍する温度1100℃または4
00℃〜600℃に耐えられる材質を選定する必要があ
る、上記材質の一部限定により、コアボビン単体での
価格が高くなる、巻線をする際、磁性材料に触れた
り、外部負荷が加わると、パーマロイの磁気特性が劣化
するため、その対策として、コアボビンのパーマロイが
見える部分を全面数ミクロンのテープでシールする必要
がある、コアボビンが金属合金製であるので、熱処理
等で変形し、精度が劣化するため、方位検出精度が悪く
なる、という問題点があった。
センサには、コアボビンの材質については、パーマロ
イの特性を出すために焼鈍する温度1100℃または4
00℃〜600℃に耐えられる材質を選定する必要があ
る、上記材質の一部限定により、コアボビン単体での
価格が高くなる、巻線をする際、磁性材料に触れた
り、外部負荷が加わると、パーマロイの磁気特性が劣化
するため、その対策として、コアボビンのパーマロイが
見える部分を全面数ミクロンのテープでシールする必要
がある、コアボビンが金属合金製であるので、熱処理
等で変形し、精度が劣化するため、方位検出精度が悪く
なる、という問題点があった。
【0009】本発明の目的は、上記の問題点を解決する
ために、磁気コアの磁気特性の劣化がなく、方位検出精
度がよい、安価な地磁気センサ及びその製造方法を提供
することにある。
ために、磁気コアの磁気特性の劣化がなく、方位検出精
度がよい、安価な地磁気センサ及びその製造方法を提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、軟磁性材料の
薄板を巻回して形成した磁気コアに励磁巻線を巻回した
励磁コイルと、この励磁コイルを内部に収めた複数の端
子と巻溝とを設けた検出巻線用ボビンと、この検出巻線
用ボビンに前記励磁コイルの外周を直径方向に往復し、
直交する二つの検出巻線とから構成される地磁気センサ
において、円周状に巻回し、巻き終わり部分を固定し焼
鈍した軟磁性材料の薄板からなる磁気コアと、この磁気
コアを装着固定したケースと、このケースに励磁巻線を
施した励磁コイルを用いたことを特徴とする地磁気セン
サである。
薄板を巻回して形成した磁気コアに励磁巻線を巻回した
励磁コイルと、この励磁コイルを内部に収めた複数の端
子と巻溝とを設けた検出巻線用ボビンと、この検出巻線
用ボビンに前記励磁コイルの外周を直径方向に往復し、
直交する二つの検出巻線とから構成される地磁気センサ
において、円周状に巻回し、巻き終わり部分を固定し焼
鈍した軟磁性材料の薄板からなる磁気コアと、この磁気
コアを装着固定したケースと、このケースに励磁巻線を
施した励磁コイルを用いたことを特徴とする地磁気セン
サである。
【0011】又、本発明は、リング状の磁気コアに励磁
巻線を巻回した励磁コイルを内部に収めた検出巻線用ボ
ビンに、前記励磁コイルの外周を直径方向に往復し、直
交する二つの検出巻線を巻回する地磁気センサの製造方
法において、軟磁性材料の薄板を所定回数、円周状に巻
回し、巻き終わり部分をスポット溶接で固定した磁気コ
アを焼鈍し、その後、樹脂製のケースに組み込んで、前
記励磁巻線を巻回したことを特徴とする地磁気センサの
製造方法である。
巻線を巻回した励磁コイルを内部に収めた検出巻線用ボ
ビンに、前記励磁コイルの外周を直径方向に往復し、直
交する二つの検出巻線を巻回する地磁気センサの製造方
法において、軟磁性材料の薄板を所定回数、円周状に巻
回し、巻き終わり部分をスポット溶接で固定した磁気コ
アを焼鈍し、その後、樹脂製のケースに組み込んで、前
記励磁巻線を巻回したことを特徴とする地磁気センサの
製造方法である。
【0012】
【作用】成形性のよい、安い樹脂を用いて巻付治具を作
り、この巻付治具に軟磁性材料の薄板を巻いてスポット
溶接して、磁気コアを作製し、巻付治具から磁気コアを
外す。この単体の磁気コアを匣鉢に入れ、粉末を被せ
て、水素雰囲気中で熱処理する。この熱処理した磁気コ
アを蓋付きのケースに装着して、固定し、上蓋を被せ
て、励磁巻線をケースごと巻いて、励磁コイルを作る。
この励磁コイルを検出巻線用ボビンに設置して、二つの
検出巻線を直交するように施すことによって、磁気特性
の劣化が少なく、検出精度のよい、安価な地磁気センサ
を提供できる。
り、この巻付治具に軟磁性材料の薄板を巻いてスポット
溶接して、磁気コアを作製し、巻付治具から磁気コアを
外す。この単体の磁気コアを匣鉢に入れ、粉末を被せ
て、水素雰囲気中で熱処理する。この熱処理した磁気コ
アを蓋付きのケースに装着して、固定し、上蓋を被せ
て、励磁巻線をケースごと巻いて、励磁コイルを作る。
この励磁コイルを検出巻線用ボビンに設置して、二つの
検出巻線を直交するように施すことによって、磁気特性
の劣化が少なく、検出精度のよい、安価な地磁気センサ
を提供できる。
【0013】
【実施例】本発明の実施例の地磁気センサについて、図
面を用いて説明する。
面を用いて説明する。
【0014】図1は、本発明の地磁気センサの組み立て
の工程を示す説明図である。
の工程を示す説明図である。
【0015】本発明の地磁気センサは、下記のようにし
て作製される。図1(a)に示すように、本実施例で用
いる巻付治具1は、樹脂製で、円板状、又は円柱状の巻
芯19の両端に、上鍔13と下鍔14とを有し、この上
鍔13と上鍔14とは、前記巻芯19から取り外すこと
ができる構造である。
て作製される。図1(a)に示すように、本実施例で用
いる巻付治具1は、樹脂製で、円板状、又は円柱状の巻
芯19の両端に、上鍔13と下鍔14とを有し、この上
鍔13と上鍔14とは、前記巻芯19から取り外すこと
ができる構造である。
【0016】高い比透磁率特性を有する78%ニッケル
パーマロイの軟磁性材料からなる十数μmの厚さの薄板
2を、巻付治具1の巻芯19の外周、即ち、上鍔13a
と下鍔14aとの間に、隙間がなく、ゆるまないよう
に、一層毎に絶縁し、数ターンから数十ターン渦巻き状
に巻き回す。
パーマロイの軟磁性材料からなる十数μmの厚さの薄板
2を、巻付治具1の巻芯19の外周、即ち、上鍔13a
と下鍔14aとの間に、隙間がなく、ゆるまないよう
に、一層毎に絶縁し、数ターンから数十ターン渦巻き状
に巻き回す。
【0017】更に、図1(b)に示すように、巻芯19
に巻かれた薄板2の巻き終わりの部分にスポット溶接3
を施して止める。
に巻かれた薄板2の巻き終わりの部分にスポット溶接3
を施して止める。
【0018】次に、前記巻付治具1の上鍔13aもしく
は下鍔14a、又は上、下鍔の両方を外して、巻付治具
1から、図1(c)に示すように、リング状の磁気コア
4を取り外す。
は下鍔14a、又は上、下鍔の両方を外して、巻付治具
1から、図1(c)に示すように、リング状の磁気コア
4を取り外す。
【0019】その後、この磁気コアを匣体に入れ、粉末
を被せて、約1100℃で3時間程度、水素雰囲気中で
加熱し、約400℃〜600℃で十数時間程度かけて徐
冷し、焼鈍する。
を被せて、約1100℃で3時間程度、水素雰囲気中で
加熱し、約400℃〜600℃で十数時間程度かけて徐
冷し、焼鈍する。
【0020】焼鈍後、図1(d)に示すように、上蓋6
と有底リング状のケース5に、磁気コア4に歪みを与え
ないように装着し、ケース5と磁気コア4との間に隙間
が生じないように、又、位置ずれがないように、上蓋6
を被せて固定する。
と有底リング状のケース5に、磁気コア4に歪みを与え
ないように装着し、ケース5と磁気コア4との間に隙間
が生じないように、又、位置ずれがないように、上蓋6
を被せて固定する。
【0021】次に、図2(e)に示すように、ケース5
の上から励磁巻線9を施して、励磁コイル20が完成す
る。
の上から励磁巻線9を施して、励磁コイル20が完成す
る。
【0022】次いで、励磁コイル20を非磁性材の検出
巻線用ボビン11の凹部17の内周面に収納し、固定す
る。
巻線用ボビン11の凹部17の内周面に収納し、固定す
る。
【0023】又、励磁コイル20に巻線されている励磁
巻線9の巻線端末を、検出巻線用ボビン11の平面上に
設けられた端子16d,16eに巻き、接続して、半田
付け等して、固定する。
巻線9の巻線端末を、検出巻線用ボビン11の平面上に
設けられた端子16d,16eに巻き、接続して、半田
付け等して、固定する。
【0024】又、検出巻線用ボビン11の巻溝12a,
12cに検出巻線18と、巻溝12b,12dに検出巻
線10を直交するように巻回し、検出巻線10の巻線端
末を端子16b,16cに接続し、半田付け等の手段で
固定し、検出巻線18の巻線端末を端子16a,16f
に接続し、固定する。
12cに検出巻線18と、巻溝12b,12dに検出巻
線10を直交するように巻回し、検出巻線10の巻線端
末を端子16b,16cに接続し、半田付け等の手段で
固定し、検出巻線18の巻線端末を端子16a,16f
に接続し、固定する。
【0025】以上のようにして作られた地磁気センサに
よる方位検出は、磁気コアに巻回された励磁巻線9に周
波数fの励磁電流を、磁気コアが飽和磁気を越える励磁
磁界になるように印加し、励磁すると、検出巻線10,
18から地磁気の強さに相応して、2倍周波数2fの周
波数成分の電圧を出力させ、2倍周波数2fの周波数成
分のみを検出するための2f周波数検波回路を通し、各
々X軸、Y軸成分の互いに直交し巻回された検出巻線か
らの地磁気の磁北からの角度に応じた直流成分を検出
し、X軸、Y軸成分の直流出力電圧を得る。
よる方位検出は、磁気コアに巻回された励磁巻線9に周
波数fの励磁電流を、磁気コアが飽和磁気を越える励磁
磁界になるように印加し、励磁すると、検出巻線10,
18から地磁気の強さに相応して、2倍周波数2fの周
波数成分の電圧を出力させ、2倍周波数2fの周波数成
分のみを検出するための2f周波数検波回路を通し、各
々X軸、Y軸成分の互いに直交し巻回された検出巻線か
らの地磁気の磁北からの角度に応じた直流成分を検出
し、X軸、Y軸成分の直流出力電圧を得る。
【0026】今、磁北の方向からの角度をθ、地磁気の
水平成分をHとし、検出巻線18をX軸成分、検出巻線
10をY軸成分とすると、検出巻線10,18に出力さ
れる電圧は、X=Hsinθ,Y=Hcosθとなる。
従って、θ=tan-1X/Yにより、検出巻線18と検
出巻線10の出力電圧から磁北からの方位を検出でき
る。
水平成分をHとし、検出巻線18をX軸成分、検出巻線
10をY軸成分とすると、検出巻線10,18に出力さ
れる電圧は、X=Hsinθ,Y=Hcosθとなる。
従って、θ=tan-1X/Yにより、検出巻線18と検
出巻線10の出力電圧から磁北からの方位を検出でき
る。
【0027】
【発明の効果】以上、述べたように、本発明によれば、
樹脂製のケースを用いるので、磁気特性の劣化もなく、
方位検出精度もよい、安価な地磁気センサ及びその製造
方法を提供することが可能となった。
樹脂製のケースを用いるので、磁気特性の劣化もなく、
方位検出精度もよい、安価な地磁気センサ及びその製造
方法を提供することが可能となった。
【図1】本発明の地磁気センサの組み立ての工程を示す
説明図。図1(a)は、巻付治具に軟磁性材料の薄板を
巻いた状態を示す斜視図。図1(b)は、図1(a)の
軟磁性材料の薄板をスポット溶接した状態を示す斜視
図。図1(c)は、図1(b)の巻付治具から外したリ
ング状の磁気コアを示す斜視図。図1(d)は、ケース
にリング状の磁気コアを組み込む状態を示す分解斜視
図。図1(e)は、リング状の磁気コアを納めたケース
に励磁巻線を施した状態を示す斜視図。図1(f)は、
本発明の地磁気センサを示す斜視図。
説明図。図1(a)は、巻付治具に軟磁性材料の薄板を
巻いた状態を示す斜視図。図1(b)は、図1(a)の
軟磁性材料の薄板をスポット溶接した状態を示す斜視
図。図1(c)は、図1(b)の巻付治具から外したリ
ング状の磁気コアを示す斜視図。図1(d)は、ケース
にリング状の磁気コアを組み込む状態を示す分解斜視
図。図1(e)は、リング状の磁気コアを納めたケース
に励磁巻線を施した状態を示す斜視図。図1(f)は、
本発明の地磁気センサを示す斜視図。
【図2】従来の地磁気センサの組み立ての工程を示す説
明図。図2(a)は、金属合金製のコアボビンに軟磁性
材料の薄板を巻いた状態を示す斜視図。図2(b)は、
図2(a)の軟磁性材料の薄板をスポット溶接した状態
を示す斜視図。図2(c)は、軟磁性材料の薄板を巻い
た金属合金製のコアボビンにテーピングした状態を示す
斜視図。図2(d)は、図2(c)のコアボビンのテー
ピングの上に励磁巻線を施した状態を示す斜視図。図2
(e)は、従来の地磁気センサを示す斜視図。
明図。図2(a)は、金属合金製のコアボビンに軟磁性
材料の薄板を巻いた状態を示す斜視図。図2(b)は、
図2(a)の軟磁性材料の薄板をスポット溶接した状態
を示す斜視図。図2(c)は、軟磁性材料の薄板を巻い
た金属合金製のコアボビンにテーピングした状態を示す
斜視図。図2(d)は、図2(c)のコアボビンのテー
ピングの上に励磁巻線を施した状態を示す斜視図。図2
(e)は、従来の地磁気センサを示す斜視図。
【符号の説明】 1 巻付治具 2 薄板 3 スポット溶接 4 磁気コア 5 ケース 6 上蓋 7 コアボビン 8 テープ 9 励磁巻線 10,18 検出巻線 11 検出巻線用ボビン 12a,12b,12c,12d 巻溝 13,13a 上鍔 14,14a 下鍔 15 磁気コア入ケース又はコアボビン 16a,16b,16c,16d,16e,16f
端子 17 凹部 19 巻芯 20 励磁コイル X,Y 軸成分
端子 17 凹部 19 巻芯 20 励磁コイル X,Y 軸成分
Claims (2)
- 【請求項1】 軟磁性材料の薄板を巻回して形成した磁
気コアに励磁巻線を巻回した励磁コイルと、この励磁コ
イルを内部に収めた複数の端子と巻溝とを設けた検出巻
線用ボビンと、この検出巻線用ボビンに前記励磁コイル
の外周を直径方向に往復し、直交する二つの検出巻線と
から構成される地磁気センサにおいて、円周状に巻回
し、巻き終わり部分を固定し焼鈍した軟磁性材料の薄板
からなる磁気コアと、この磁気コアを装着固定したケー
スと、このケースに励磁巻線を施した励磁コイルを用い
たことを特徴とする地磁気センサ。 - 【請求項2】 リング状の磁気コアに励磁巻線を巻回し
た励磁コイルを内部に収めた検出巻線用ボビンに、前記
励磁コイルの外周を直径方向に往復し、直交する二つの
検出巻線を巻回する地磁気センサの製造方法において、
軟磁性材料の薄板を所定回数、円周状に巻回し、巻き終
わり部分をスポット溶接で固定した磁気コアを焼鈍し、
その後、樹脂製のケースに組み込んで、前記励磁巻線を
巻回したことを特徴とする地磁気センサの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17399095A JPH095083A (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 地磁気センサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17399095A JPH095083A (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 地磁気センサ及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH095083A true JPH095083A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15970734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17399095A Pending JPH095083A (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 地磁気センサ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH095083A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0893699A1 (en) * | 1997-07-25 | 1999-01-27 | Tokin Corporation | Magnetic sensor having excitation coil including thin-film linear conductor sections formed on bobbin with detection coil wound thereon |
JP2006300915A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-11-02 | Hioki Ee Corp | 電流センサ |
JP2007333443A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Hioki Ee Corp | 貫通型電流センサ |
KR100849971B1 (ko) * | 2006-12-28 | 2008-08-01 | 태창엔이티 주식회사 | 지자기 회전 센서의 코일 권취구조 |
JP2009136022A (ja) * | 2004-03-12 | 2009-06-18 | Sumida Corporation | アンテナユニット |
-
1995
- 1995-06-16 JP JP17399095A patent/JPH095083A/ja active Pending
Cited By (7)
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