JPH0725737Y2 - 磁気検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この考案は、地磁気等を測定する磁気検出装置に関す
る。

（ロ）従来の技術 一般に、磁気検出装置は、ケーシングの内部空室に、２
軸ジンバル機構により支持されるセンサ本体を配備して
いる。２軸ジンバル機構は、枠体の両側片間に軸受けさ
れる短軸と、この枠体の両端片に固着され短軸と直角方
向へ突出された長軸とからなり、長軸の両端部はケーシ
ング内の軸受け部により軸承され、長軸の先端部は給電
用のヘアスプリングに直結されている。そして、センサ
本体は上記短軸に垂下され、ヘアスプリングよりリード
線を介して給電されるようになっている。従って、セン
サ本体はジンバル機構により、長軸方向及び短軸方向に
対し回動可能に保持され、下部に取付けた重りにより、
常に鉛直方向に定位するように設定されている。

（ハ）考案が解決しようとする課題 上記磁気検出装置には、センサ本体の回動を阻止するク
ランプ手段が配備されている。このクランプ手段は、モ
ータの回転軸に直結された複数の係止片で構成され、各
回転軸の回動で各係止片が長軸に対し垂直に起立するよ
うになっている。この起立した各係止片により、センサ
本体の鉛直状態をクランプする。つまり、クランプ手段
を構成する複数の起立可能な係止片は、鉛直状態にある
センサ本体の廻りに円陣状に配列され、センサ本体を挟
みつけるように設定してある。

例えば、この磁気検出装置を海底に投下し、地磁気を測
定する場合、予め鉛直状態にあるセンサ本体を係止片で
クランプした後、投下する。これにより、投下時に生じ
る振動、衝撃からセンサ本体が保護される。磁気検出装
置の接地面が、平坦面であれば、クランプされた状態で
センサ本体（の検出軸）は鉛直状態に定位する。しか
し、接地面が傾斜面である場合は、センサ本体のクラン
プを一旦解除し、つまりセンサ本体を鉛直方向へ戻した
後、再びクランプすることになる。

ところが、このクランプ手段は長軸に対し係止片が垂直
方向に起立して、センサ本体を抱き込む方式である。従
って、クランプ手段を解除し（係止片を伏倒し）、鉛直
方向に復帰したセンサ本体を、このクランプ手段（係止
片）でクランプする時、接地面が傾斜している分だけ角
度がずれた状態でクランプされる。つまり、センサ本体
が長軸に対し垂直にクランプされ、鉛直状に定位せず、
検出誤差を発生させる不利があった。

この考案は、接地面の傾斜の如何にかかわらず、常にセ
ンサ本体を鉛直状態に定位させ得る磁気検出装置を提供
することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用 この目的を達成させるために、この考案の磁気検出装置
では、次のような構成としている。

磁気検出装置は、短軸と、この短軸に対し直角方向に配
備された長軸とから成る２軸ジンバル機構の短軸に、セ
ンサ本体を支持させたものであって、この２軸ジンバル
機構の長軸端部に取付けたストップ受け板と、前記長軸
方向へ進退し且つストップ受け板に対し接離可能に圧接
して長軸の回転をロックするストッパと、このストッパ
をストップ受け板に対して進退させるためのモータとか
ら成るクランプ機構を配備して構成されている。

このような構成を有する磁気検出装置では、センサ本体
の回動（長軸の回動）を、長軸に対し平行方向でクラン
プするクランプ手段を配備している。このクランプ手段
は、長軸の端部に取付けた円板状のストップ受け板と、
このストップ受け板を圧接固定するストッパと、このス
トッパをストップ受け板に対して進退させるためのモー
タとから成る。平板状の三角形状ストッパには、３点の
頂部にそれぞれネジ孔を設け、このネジ孔に頭部がギヤ
のネジ軸を螺合させてある。更に、このネジ軸ギヤは中
継大ギヤを介してモータ回転軸のギヤと螺合している。
従って、モータを回転させるとネジ軸が回転し、同時に
ストッパが長軸方向へ直動する。そして、ストッパが対
向するストップ受け板に圧接する。ストップ受け板とス
トッパには、共に内方向へ下降傾斜する円錐面部が形成
してある。この対応する両円錐面部が、圧接状に密接す
ることで、長軸の回転、つまりセンサ本体の短軸方向へ
の回動が阻止される。もっとも、センサ本体の長軸方向
への回動は、短軸の回動で常に許容されているが、セン
サ本体の長軸方向への回動は、短軸を軸受けする（長軸
が突設する）枠体により回動範囲が制限され、何等の問
題もない。

従って、クランプ手段によりセンサ本体をクランプした
状態で、海底に沈下した場合、センサ本体は振動、衝撃
から完全に保護される。また、接地面が平坦面である場
合、或いは磁気検出装置の長手方向（長軸方向）と傾斜
面（接地面）が平行状態にある時は、クランプ手段を解
除せずとも、フリーな短軸の回動のみでセンサ本体は常
に鉛直状態に定位する。仮に、接地面が傾斜しており、
且つ磁気検出装置の長手方向（長軸方向）と傾斜角度が
平行でなく斜めに振っている場合、つまりセンサ本体が
短軸方向へ変位し、鉛直状態とならない状態で接地して
いる場合は、クランプ手段を解除してセンサ本体の短軸
方向への回動をフリーにする必要がある。クランプ手段
を解除し、センサ本体が鉛直状態に復帰した時点で、再
びクランプ手段を作動させ、長軸の回転をロックする
（センサ本体の短軸方向への回動を阻止する）。この場
合、クランプ手段は長軸に対し平行方向にセンサ本体を
ロックする。従って、接地面がどのように傾斜している
場合であっても、センサ本体を鉛直状態でロックするこ
とが出来、正確な磁気検出を実現できる。

（ホ）実施例 第２図は、この考案に係る磁気検出装置の具体的な一実
施例を示す断面図である。

磁気検出装置は、ケーシング１内部を二つの仕切板11、
11により３室に区分し、中央の収容室12に２軸ジンバル
機構２、及びジンバル機構２に支持されるセンサ本体
（磁気センサ）３を配備し、両側の一方の収容室13にク
ランプ手段４、他方の収容室14に給電用のヘアスプリン
グ５をそれぞれ配備している。

前記ケーシング１は、一端（収容室14側）を開口し、こ
の開口側（ヘアスプリング５収容側）にベローズ15を配
備している。このケーシング１は、使用に際し例えば円
筒状の外ケース1a（第１図参照）に内装される。このベ
ローズ15は、ケーシング１内の温度変化によるオイル
（後述する）６の容積変化で膨縮し、ケーシング１内圧
の変化を吸収することで測定誤差を防止する。

上記、２軸ジンバル機構２は、第１図で示すように、矩
形状の枠体21の両側片間に短軸22を軸承配備し、枠体21
の両端片には長軸23を突設（短軸22と直角方向へ突設）
して構成している。この長軸23の両端部は、それぞれ上
記仕切壁11、11の貫通孔に配備された軸受け部16、16に
より軸承されている。この軸受け部16、16を貫通する長
軸23の一方の先端部23aが、前記収容室14のヘアスプリ
ング５に直結している。更に、他方の先端部23bは前記
収容室13へ突出し、この突出端に後述するストップ受け
板41を取付けている（第２図参照）。

前記センサ本体（磁気センサ）３は、上記短軸22に固定
垂下され、下部に重り31を取付けている。このセンサ本
体３は、２軸ジンバル機構２により長軸方向（短軸22の
回転）及び短軸方向（長軸23の回転、ヘアスプリング５
のバネ巻）へ回動可能であり、常に鉛直方向へ定位する
ように設定されている。

前記収容室14に配備されるヘアスプリング５は、第２図
で示すように箱体51に内装されている。この箱体51に
は、一方の側板の面内に窓孔52を設け、他方の側板に貫
通孔53を開口している。この箱体51は、窓孔52が前記受
け部16に対応する状態で仕切板11に固着してある。渦巻
状のヘアスプリング５は、一端がビス54にて側板に止着
し、他端は前記長軸23の先端部23aと連結してある。ま
た、ヘアスプリング５の一端（端子）55に接続されるリ
ード56は、ケーシング（収容室14）１より外方へ引き出
され電源と接続される。つまり、リード56、ヘアスプリ
ング５、長軸23及びリード57を介してセンサ本体（処理
回路部）３が電源と接続され給電されるようになってい
る。

前記ケーシング１内の各収容室12、13、14には、各仕切
板11、11の貫通孔17により連通されている。つまり、後
述するクランプ手段４を収容する収容室13、ジンバル機
構（センサ本体３）２を収容する収容室12、ベローズ15
及びヘアスプリング５を収容する箱体51がそれぞれ連通
状態に設定され、それぞれに緩衝オイル６を封入状に充
填している。オイル６の粘性、流体抵抗により、ヘアス
プリング５及びセンサ本体３の衝撃緩衝性と、ジンバル
機構２の各軸受け部16に対する給油を実現している。

この考案の特徴は、前記長軸23の回転を長軸方向でロッ
クするクランプ手段４を設けた点にある。

クランプ手段４は、第１図で示すように、長軸23の先端
に取りつけたストップ受け板41と、このストップ受け板
41に対し接離可能に圧接するストッパ42と、このストッ
パ42を直動させる駆動手段43とから成る。

ストッパ42は、実施例では三角形状の平板で、面内に円
孔42aを有し、この円孔42aの外周に内方向へ下降傾斜す
る円錐面部42bを突設している。更に、ストッパ42の３
点頂部には、それぞれネジ孔42cが設けてある。

駆動手段43は、上記ストッパ42の裏面、つまり円錐面部
42bと反対面に設けた大径の中継ギヤ43aと、上記ネジ孔
42cに螺合する頭部に小径ギヤ43bを設けたネジ軸43c
と、電歪モータ43dとから成る。電歪素子モータ43dの回
転ギヤ43eと、中継ギヤ43aが螺合し、この中継ギヤ43a
と各ネジ軸ギヤ43bが螺合している。上記、ネジ軸ギヤ4
3bのネジ軸43cが、ケーシング１に軸承され、ストッパ4
2が支承されている（第２図参照）。

また、前記長軸23の先端に取付けた円板状のストップ受
け板41の外周部には、上記ストッパ42の円錐面部42bに
対応する円錐面部41aを設けている。

このような構成を有する磁気検出装置では、長軸23に対
し平行方向でセンサ本体３の回動を阻止するクランプ手
段４を配備している。このクランプ手段４は、電歪モー
タ43dの駆動で回転軸の小ギヤ43eが回転すると、中継大
ギヤ43aが回転し、更に頭部のギヤ43bを介してネジ軸43
cが回転する。これにより、ストッパ42がネジ軸43c上を
直動する。ストッパ42が、長軸23方向へ移動すること
で、ストッパ42の円錐面部42bが対向するストップ受け
板41の円錐面部41aに圧接し、長軸23の回転をロックす
る。つまり、センサ本体３の短軸方向への回動が阻止さ
れる。もっとも、センサ本体３の長軸方向への回動は、
短軸22の回動で常に許容されているが、センサ本体３の
長軸方向への回動は、短軸22を軸受けする（長軸が突設
する）枠体21により回動範囲が制限され、何等の問題も
ない。

従って、クランプ手段４によりセンサ本体３をクランプ
した状態で、海底に投下した場合、センサ本体３は振
動、衝撃から完全に保護される。また、接地面が平坦面
である場合、或いは磁気検出装置の長手方向と傾斜面
（接地面）が平行状態にある時は、クランプ手段４を解
除せずとも、フリーな短軸22の回動のみでセンサ本体３
は常に鉛直状態に定位する。仮に、接地面が傾斜してお
り、且つ磁気検出装置の長手方向（長軸方向）と傾斜角
度が平行でなく斜めに振っている場合、つまりセンサ本
体３が短軸方向へ変位し、鉛直状態とならない状態で接
地している場合は、クランプ手段４を解除してセンサ本
体３の短軸方向への回動をフリーにし、センサ本体３が
鉛直状態になった時点で再びクランプ手段４を作動さ
せ、長軸23の回転をロックする（センサ本体３の短軸方
向への回動を阻止する）。この場合、クランプ手段４は
長軸23に平行状態でセンサ本体３をロックするため、接
地面がどのように傾斜している場合であっても、センサ
本体３を鉛直状態でロックすることが出来、正確な磁気
検出を達成し得る。

また、この実施例ではクランプ手段４の駆動源として電
歪素子モータ43dを採用している。従って、従来使用さ
れている電気モータ（コイルモータ）の磁気歪みをセン
サ３が検出し、誤差となる等の不利が解消される。ま
た、電歪モータ43dの場合、一方向回転であるため、従
来の電気モータのように停止した状態で振動或いはセン
サ本体３の反動によりクランプ状態が緩む等の不利が解
消される。

（ヘ）考案の効果 この考案では、以上のように、２軸ジンバル機構の長軸
の回転を、長軸に平行方向に進退するクランプ手段でロ
ックすることとしたから、磁気検出装置の接地面がいか
なる傾斜面であっても、センサ本体を常に鉛直方向へ定
位させることが出来、検出精度を向上することが出来る
等、考案目的を達成した優れた効果を有する。

又、クランプ手段はモータにより自動的に作動するた
め、磁気検出装置を例えば海底に接地する場合に海上か
らクランプ手段の解除・作動を遠隔操作することがで
き、装置の地点までダイバーが潜って操作する必要がな
い、という効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例磁気検出装置を示す斜視図、第２図
は、実施例磁気検出装置を示す断面図である。 2:2軸ジンバル機構、3:センサ本体、4:クランプ手段、4
1:ストップ受け板、42:ストッパ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】短軸と、この短軸に対し直角方向に配備さ
   れた長軸とから成る２軸ジンバル機構の短軸に、センサ
   本体を支持させた磁気検出装置において、 前記２軸ジンバル機構の長軸端部に取付けたストップ受
   け板と、前記長軸方向へ進退し且つストップ受け板に対
   し接離可能に圧接して長軸の回転をロックするストッパ
   と、このストッパをストップ受け板に対して進退させる
   ためのモータとから成るクランプ手段を配備したことを
   特徴とする磁気検出装置。