JPH0633365Y2 - 磁気方位センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ．考案の目的 〔産業上の利用分野〕 本考案は、常に地磁気の南北方向を指示する棒状永久磁
石から発生する磁気量を、フラックスゲート方式の磁気
センサを用い、永久磁石からの磁界を磁気センサの直交
する巻線により検出し、磁気量の値から方位を電気信号
として求める磁気方位センサであり、特に棒状永久磁石
をフロートに搭載して液体に浮かせる構成とした、正確
な南北方位を指示し、しかも安価な、磁気方位センサに
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、地磁気により南北方向からの方位角を知るには、
永久磁石をフロート部に設置し、しかもこれをジンバル
機構に搭載して固定架台が動揺しても、常に水平に南北
方向を向く様にし方位を知るか、高比透磁率特性を持つ
磁心に直交する検出巻線を巻回したフラックスゲート方
式磁気センサにより南北方向を検出する方法がとられて
いる。永久磁石をジンバル構造に設置した磁気方位セン
サは高価であり、形が大きく、又フラックスゲート方式
磁気センサは地磁気が持つ伏角の誤差を持っている。
又、ジンバル構造を持たない永久磁石を用いた磁気方位
センサでは永久磁石のフロートに設置した磁気センサの
永久磁石のフロート部は、上部の蓋が水平なため、10度
以上の傾斜、又は急激な回転を与えた時、永久磁石のフ
ロート部が上部の水平蓋に接触し、フロート本体が回転
しても永久磁石は地磁気の方向に向かない問題があっ
た。

〔考案が解決しようとする課題〕

本考案はフロートに設置した永久磁石と、トロイダルコ
イルに直交巻線を設けたフラックスゲート方式磁気セン
サとを組み合せた磁気方位センサとするもので、地磁気
の伏角の影響を除去し、永久磁石のフロート部が傾斜し
た時も、永久磁石がフロート上部の蓋に接触せず、円滑
に永久磁石が回転するよう永久磁石を収めたフロート部
の上部蓋内部を球面の構造にし、急激なフロート部の一
時的な回転が加わってもマグネットフロー部を上部蓋に
密着せず永久磁石を載置したフロードが自由に動揺出来
る構造とし、且つフラックスゲート方式磁気センサと永
久磁石の位置関係が容易に設定できるようにする。

ロ．考案の構成 〔課題を解決するための手段〕 本考案は地磁気の南北方向に合わせて液体上のフロート
に取付け、水平回転、又動揺する永久磁石の発生する磁
気量を、高い比透磁率特性のトロイダルコイルに直交し
て巻かれた検出巻線を施したフラックスゲート方式磁気
センサで検出し、永久磁石の磁界を電気信号に変換し方
位角を検出するもので、永久磁石を設置したフロート部
が傾斜しても上部蓋に接触することなく永久磁石が円滑
に南北方向を向く回転に円滑に追従する際、永久磁石を
設置したフロート部の上部をフロート部の径より大きい
曲率を持つ球状に形成し、永久磁石を設置したフロート
部の中心下面に非磁性の錘を取付け液体に浮遊させる。

又永久磁石を設置したフロート部の下部に、高い非透磁
率特性を持つトロイダルコアに直交する巻線を施したフ
ラックスゲート方式磁気センサの巻線の枠の外径を、上
記容器の外径に合わせた検出素子を、直交する巻線の中
心位置と、フロート部に設置した永久磁石の中心とを一
致させて一体に構成した磁気方位センサとする。

〔作用〕

液体上に浮かせた棒状永久磁石とフラックスゲート方式
の磁気センサを組み合せることにより、フラックスゲー
ト方式磁気センサのみで南北方位を検出する時の伏角の
影響を除去でき、又永久磁石の磁界を検出するので磁界
の強さが強いため、磁気センサの感度も低いものでな
く、磁気センサ装置の検出素子も小型となり、検出のた
めの電子回路も簡単となり、小型で安価な磁気方位セン
サを構成できる。

トロイダルコイルの外周に一様な励磁巻線と、トロイダ
ルコイルの外周をまたいで、互いに直交する２つの巻線
を巻回したフラックスゲート方式磁気センサーは、例え
ばＸ軸と地磁気方向Ｈとの角度をθとすると、Ｘ軸の地
磁気成分はHcosθ、Ｙ軸の地磁気成分はHsinθとなり、
地磁気とＸ軸との角θは により求められる。

従ってフロートに載置した永久磁石は、地磁気の方向を
向いている故、磁気センサのＸ軸、Ｙ軸の出力より上式
により地磁気の方向を知ることが出来る。

〔実施例〕

第１図は本考案による磁気方位センサを示す斜視図であ
る。高い比透磁率特性を持つトロイダルコイルに直交し
て巻線８を巻回したフラックスゲート方式磁気センサ５
の上部にフロート２に永久磁石１を取り付けたマグネッ
トフロートをフッ素化合物の液体であるフロリナートの
上に浮かせた永久磁石を収めた容器を取り付けた構造で
あり、磁気センサの下部に電源を含む磁気センサの電子
回路を直接取り付けるか、第１図に示すように電子回路
とケーブル10により接続して使用する。

第２図は磁気方位センサの部分図で、（ａ）は地磁気の
方位を指示する永久磁石であり、断面径に対し長いアル
ニコ磁石を使用している。（ｂ）はフロート２で、熱可
塑性樹脂が軽くて適しており、モールド方法にて作られ
る。フロート下部に配置する錘６は非磁性のステンレス
鋼、又は表面に防錆処理を施した非磁性金属である。
（ｃ）は容器本体３で衝撃性が良く、透明なポリカーボ
ネート等熱可塑性樹脂であり、内部は球面状に作られて
いる。

以上の様な構造の磁気方位センサであるので、第１図に
示す構造で、高さ20m／ｍ、直径20m／ｍの小型の磁気方
位センサが構成できる。又、液体に浮く永久磁石と磁気
センサとの傾きは10度以内であれば精度よく方位が計測
できる。

ハ．考案の効果 以上述べたようにフロート上部の、フロートを収めた容
器本体内部の形状を球形にすることで10度以上の傾斜、
又は急激な回転を与えられた時でも、永久磁石フロート
部が上部蓋に密着することなく、常時永久磁石を載置し
たフロートは地磁気の南北方向に向き安定した安価小型
な磁気方位センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による磁気方位センサの斜視図。 第２図は本考案による磁気方位センサを構成する部品
図。第２図（ａ）は永久磁石の斜視図、第２図（ｂ）は
永久磁石付きフロート、第２図（ｃ）は容器本体の断面
図、第２図（ｄ）は容器蓋の断面図。 １……永久磁石、２……フロート、３……容器本体、４
……容器蓋、５……フラックスゲート方式磁気センサ、
６……錘、７……フロート液、８……巻線、９……枠、
10……ケーブル。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】地磁気の南北方向に水平回転する永久磁石
   をフロート上に搭載固定し、フロートを液体に浮かせ、
   フラックスゲート方式磁気センサにて水平回転した永久
   磁石の磁束を読みとる磁気方位センサにおいて、永久磁
   石を浮かせる液体の容器とほぼ同じ外径の巻線の枠をも
   つフラックスゲート方式磁気センサを該容器の下方に直
   接固定する構造としたことを特徴とする磁気方位セン
   サ。
2. 【請求項２】永久磁石と搭載固定したフロートを収めた
   容器の内部形状を、球形に形成し、外部形状を円筒状に
   形成しフラックスゲート方式磁気センサの巻線枠とほぼ
   同じ外径としたことを特徴とする請求項１記載の磁気方
   位センサ。