JPH0560875A - ３軸磁気検知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 手動に頼らなくても３軸磁気センサの水平方
向の磁気方位を容易に設定できる３軸磁気検知器を提供
することである。 【構成】 カバー５１に超音波モータ１を固定し、その
回転軸１ａの駆動歯車１２に従動歯車１６を噛み合わ
せ、歯車１６と一体に回転する回転板１５をケース本体
５０とカバー５１との隙間に保持し、回転板１５の下部
に２本の支柱２０を突設し、支柱２０に設けた外軸受２
１で環状部材２２を支持し、環状部材２２に設けた内軸
受２３で３軸磁気センサ２に付設した棒状部材を支持
し、更にセンサ２に重り３０を取付ける。 【作用】 モータ１の回転は、歯車１２、１６を経て回
転板１５に伝わり、更に支柱２０を通じて３軸磁気セン
サ２に伝わり、センサ２が水平方向に回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、遠隔から３軸磁気セン
サの水平方向の方位を設定することができる３軸磁気検
知器に関する。

【０００２】

【従来の技術】３軸磁気検知器は、互いに垂直な３つの
軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向にそれぞれ配置した磁気セ
ンサを有する３軸磁気センサで構成され、ジンバル機構
によってＺ軸方向の磁気センサが常に鉛直方向を向くよ
うになっている。この３軸磁気検知器は、一般に地磁気
変化の測定や船体の磁気測定に使用されるため、陸上よ
りも海底に設置されることが多い。設置に際しては、３
軸磁気検知器を気密性のケースに入れ、このケースを海
底の所定位置に置いている。そして、３軸磁気検知器か
らの磁気信号はケーブルによって地上又は船上に設けた
モニタに送られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、３軸磁気検
知器を海底に設置すれば、ジンバル機構によってＺ軸方
向の磁気センサは自動的に鉛直方向を向くが、Ｘ軸方向
とＹ軸方向の各磁気センサの水平方向は設定する必要が
ある。これには、地磁気方向に対して例えばＸ軸方向の
磁気センサの信号出力が最大になる位置、即ちこの磁気
センサに垂直なＹ軸方向の磁気センサの信号出力が零に
なる位置に、３軸磁気センサを動かせばよい。しかし、
この磁気方位設定操作は、船上や地上に置いたモニタで
磁気信号を確認しながら、ダイバの助けを借りて３軸磁
気検知器をケースごと動かして行なわなければならな
い。

【０００４】この面倒な水平方向の磁気方位設定を容易
に行えるようにするために、３軸磁気検知器にモータを
組み込み、ジンバル機構で鉛直方向に保持された３軸磁
気センサをモータによって水平方向に回転させることも
考えられるが、モータは磁石等の磁性体を有するため、
磁気測定を目的とする３軸磁気検知器にはモータ等の磁
性体を内蔵することができない。このため、現在のとこ
ろ磁気方位設定は手動で行う以外に仕方がないのであ
る。

【０００５】従って、本発明の目的は、手動に頼らなく
ても３軸磁気センサの水平方向の磁気方位を容易に設定
できる３軸磁気検知器を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の３軸磁気検知器は、３軸磁気センサを水平
方向に自在に回転させるための非磁性回転手段を備える
ことを特徴とする。これにより、３軸磁気センサを地磁
気方向にリモートコントロールできるようになる。又、
回転手段は非磁性を呈するため、回転手段を備えること
による磁気測定への影響は全くない。

【０００７】本発明の検知器で使用する回転手段は非磁
性であれば特定されず、特に超音波モータが好ましい。
超音波モータは、周知のように磁石等の磁性体を一切使
用しておらず、その駆動も遠隔から制御し易く、３軸磁
気センサの水平方向の方位を調整するには最適である。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の３軸磁気検知器を実施例に基
づいて説明する。図１はその一実施例の一部破断断面図
を示す。この実施例では、３軸磁気検知器はケース本体
５０とカバー５１からなる気密性の円柱状ケースに収容
されている。ケース本体５０とカバー５１には、それぞ
れ鍔部５０ａ、５１ａが設けられ、この鍔部５０ａ、５
１ａをボルト６０とナット６１によって締め付けること
により、ケース本体５０とカバー５１が隙間無く一体に
接合される。又、鍔部５０ａには２つのＯリング７０が
一定間隔で埋め込まれ、ケース本体５０とカバー５１の
気密性が一層高まる。

【０００９】カバー５１の内側には、非磁性回転手段と
しての超音波モータ１が支持板１０によって下向きに取
付けられている。支持板１０は螺子１１によってカバー
５１の内面に固定され、超音波モータ１を回転可能に支
える。超音波モータ１の回転軸１ａの先端に付設した駆
動歯車１２は、回転板１５に固定した従動歯車１６に噛
み合う。回転板１５は鍔部５０ａと５１ａとの隙間に回
転可能に保持されている。従って、超音波モータ１の回
転は駆動歯車１２から従動歯車１６を通じて回転板１５
に伝わり、回転板１５は従動歯車１６と一体に回転す
る。なお、コネクタ１７は、後述の３軸磁気センサ２と
ケーブル４０とを電気的に中継するものである。

【００１０】回転板１５の下側には、２本のＬ字状支柱
２０が回転板１５の回転軸から等角度（１８０°）間隔
を置いて下方向に突設されている。各支柱２０の端部に
は外軸受２１が取付けられ、この外軸受２１に環状部材
２２が枢軸運動するように支持されている。これによ
り、環状部材２２は外軸受２１を支点にして可動範囲内
で揺動することができる。更に、環状部材２２において
外軸受２１から等角度（９０°）間隔を置いた部分に内
軸受２３が設けられ、両方の内軸受２３間には３軸磁気
センサ２が支持軸（図示せず）を介して架設されてい
る。これにより、支持軸は内軸受２３を支点にして回転
し、従って３軸磁気センサ２は可動範囲内で揺動するこ
とができる。外軸受２１と環状部材２２及び内軸受２３
と支持軸でジンバル機構が構成され、環状部材２２の揺
動動作と支持軸の軸回転動作とによって、設置したケー
スの傾き具合に依らず３軸磁気センサ２が、即ちＺ軸方
向の磁気センサが常に鉛直方向に保持される。

【００１１】３軸磁気センサ２の下部には、適当な重り
３０が取付けられ、この重り３０によってセンサ２の鉛
直方向への保持が一層容易になる。更に、重り３０の下
には緩衝機能として作用するＯリング３１を介して円板
状の傾斜検知具３２が取付けられている。傾斜検知具３
２は、ケース本体５０内で３軸磁気センサ２が３６０°
の全方向に揺動する場合に、センサ２のケース本体５０
に対する傾斜度合が大き過ぎて、この検知具３２がケー
ス本体５０の内周面に接触した時にこれを知らせるため
のもので、例えばケースが転倒した場合や、ケースを極
端に傾けて設置した場合等に傾斜異状信号が発せられ
る。

【００１２】更に、カバー５１には、超音波モータ１の
駆動制御信号や３軸磁気センサ２の磁気信号等を地上又
は船舶に設置したモニタに送るためのケーブル４０が適
当なパッキング４１にて気密に挿通されている。図１に
は特に示していないが、ケーブル４０からは超音波モー
タ１と３軸磁気センサ２にそれぞれリード線が延びてい
る。なお、センサ２は回転板１５と一体に回転し、磁気
方位設定を行う際にはセンサ２の方位を調整しなければ
ならないので、センサ２の回転がセンサ２に接続したリ
ード線によって束縛されないように注意する必要があ
る。

【００１３】陸上又は船上に設置されるモニタについて
簡潔に述べると、このモニタは、超音波モータ１の駆動
（即ちセンサ２の方位設定）を制御する方位制御器、３
軸磁気センサ２の磁気信号を表示する磁気信号表示器等
を備える。方位制御器は、例えば回転方向切換スイッチ
と速度設定つまみを有する。回転方向切換スイッチによ
り、超音波モータ１の時計回り又は反時計回りの回転方
向を選び、つまみにより、その回転速度を調節する。磁
気信号表示器は、任意の軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の磁気
信号表示に切り換える磁気信号切換スイッチを有する。

【００１４】モニタと３軸磁気検知器とのケーブル４０
による各種信号の送受に関しては、従来と同様であり、
各軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向に配した磁気センサは各
々３組の巻線（励振巻線、信号巻線、補償巻線）を持つ
ため、これらの巻線がそれぞれ励振回路、信号変換回
路、背景磁界補償回路につながれる他、傾斜検知具３２
が傾斜検知回路に接続される。そして、超音波モータ１
は前述の方位制御器の方位制御回路につながれる。

【００１５】かかる構造の３軸磁気検知器を有するケー
スを海底に設置した場合、ジンバル機構と重り３０の作
用により３軸磁気センサ２は自然に鉛直方向を向く。こ
の時、ケースの設置傾斜角度が大き過ぎると、傾斜検知
具３２がケース本体５０の内周面に接触するため、傾斜
異状を知ることができ、ケースを設置し直す。ケースの
設置後に、陸上又は船上に在るモニタの磁気信号表示器
で３軸磁気センサ２から伝送される磁気信号を確認しな
がら、センサ２の磁気方位設定を行う。それには、例え
ば地磁気の方向に対してＹ軸方向の磁気センサの磁気出
力が零になるまで、即ちＸ軸方向の磁気センサの磁気出
力が最大になるまで、方位制御器を操作して超音波モー
タ１を適当な方向に適当な速度で回転させて、センサ２
を水平方向に回転させればよい。磁気方位設定が終了し
たら、いつでも地磁気変化の測定や船体の磁気測定を行
うことができる。勿論、ケースが設置後に転倒した場合
は、ケースの設置、磁気方位設定をやり直す。

【００１６】なお、上記実施例は本の一例に過ぎず、本
発明の目的を逸脱しない限り、種々の変更が考えられ
る。例えば、上記実施例では方位制御器を操作して超音
波モータ１を駆動する構成になっているが、この駆動自
体も自動制御プログラムを組んだ回路をモニタに付加す
るなどして、磁気方位設定を全て自動的に行うようにし
てもよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明の３軸磁気検知器は、以上説明し
たように３軸磁気センサを水平方向に自在に回転させる
ための非磁性回転手段を備えるので、下記の如き効果を
奏する。 （１）３軸磁気センサの地磁気方向への方位設定を非磁
性回転手段によって遠隔から機械的に行うことができ、
ダイバ等の手動に頼る必要がない。特に、モニタに非磁
性回転手段の制御プログラムを組み込めば磁気方位設定
を完全に自動化することができる。 （２）磁気方位設定をリモートコントロールすることが
可能であるため、海底に設置する時にも、陸上又は船上
から３軸磁気センサの水平方向の方位を設定することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の３軸磁気検知器の一実施例を示す一部
破断断面図である。

【符号の説明】

１ 超音波モータ（非磁性回転手段） ２ ３軸磁気センサ １５ 回転板 ２０ 支柱 ２１ 外軸受 ２２ 環状部材 ２３ 内軸受 ３０ 重り ３２ 傾斜検知具 ５０ ケース本体 ５１ カバー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに垂直な３つの軸方向にそれぞれ配し
   た磁気センサを有する３軸磁気センサと、この３軸磁気
   センサを鉛直方向に保持するジンバル機構とを備える３
   軸磁気検知器において、３軸磁気センサを水平方向に自
   在に回転させるための非磁性回転手段を備えることを特
   徴とする３軸磁気検知器。
2. 【請求項２】前記非磁性回転手段が超音波モータである
   ことを特徴とする請求項１記載の３軸磁気検知器。