(57)【要約】      （修正有）【課題】簡素且つ軽量な構成でありながら、漏れ磁場の発生を抑えると共に、所望の磁場を形成することができる磁場生成装置、および該磁場生成装置を有する船舶を提供する。【解決手段】磁場生成装置１００は、交流電源１１および管制部１４を有する電源部１０と、電源部１０から磁場生成部３０に交流電流を供給する給電部２０と、磁場生成ユニット４０ａ、４０ｂ、４０ｃを有する磁場生成部３０とを有する。磁場生成ユニット４０ａは、海面に浮上する浮体と、これに設置されたＡ／Ｄ変換器およびユニット制御器と、Ａ／Ｄ変換器のそれぞれに引出直流電線によって接続され、ユニット制御器によって制御された直流電流が供給されるＺ軸方向磁場発生コイル、Ｙ軸方向磁場発生コイル、Ｘ軸方向磁場発生コイルとを有する。【選択図】図１
2011183957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と、
該交流電源に一端が接続された交流電線と、
該交流電線の他端に接続された磁場生成ユニットと、
を有し、
前記磁場生成ユニットが、１台の交流／直流変換器と、
前記交流／直流変換器に接続されたＺ軸方向磁場生成コイルと、
該Ｚ軸方向磁場生成コイルを支持するコイル配置手段と、
前記交流／直流変換器に対して、前記Ｚ軸方向磁場生成コイルに流れる直流電流を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする磁場生成装置。
【請求項２】
交流電源と、
該交流電源に一端が接続された交流電線と、
該交流電線の他端に接続された磁場生成ユニットと、
を有し、
前記磁場生成ユニットが、２台の交流／直流変換器と、
前記２台の交流／直流変換器のうちの一方に接続されたＺ軸方向磁場生成コイルと、
前記２台の交流／直流変換器のうちの他方に接続されたＸ軸方向磁場生成コイルと、
前記Ｚ軸方向磁場生成コイルおよび前記Ｘ軸方向磁場生成コイルを互いに直角に配置するコイル配置手段と、
前記２台の交流／直流変換器のそれぞれに対して、前記Ｚ軸方向磁場生成コイルおよび前記Ｘ軸方向磁場生成コイルのそれぞれに流れる直流電流を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする磁場生成装置。
【請求項３】
交流電源と、
該交流電源に一端が接続された交流電線と、
該交流電線の他端に接続された磁場生成ユニットと、
を有し、
前記磁場生成ユニットが、３台の交流／直流変換器と、
前記３台の交流／直流変換器のうちの１台に接続されたＺ軸方向磁場生成コイルと、
前記３台の交流／直流変換器のうちの１台に接続されたＹ軸方向磁場生成コイルと、
前記３台の交流／直流変換器のうちの１台に接続されたＸ軸方向磁場生成コイルと、
前記Ｚ軸方向磁場生成コイル、前記Ｙ軸方向磁場生成コイルおよび前記Ｘ軸方向磁場生成コイルを互いに直角に配置するコイル配置手段と、
前記３台の交流／直流変換器のそれぞれに対して、前記Ｚ軸方向磁場生成コイル、前記Ｙ軸方向磁場生成コイルおよび前記Ｘ軸方向磁場生成コイルのそれぞれに流れる直流電流を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする磁場生成装置。
【請求項４】
前記磁場生成ユニットが複数台であって、
所定の間隔を空けて、前記交流電源に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の磁場生成装置。
【請求項５】
前記磁場生成ユニットが海面に浮上する浮体を有し、
該浮体に前記コイル配置手段および前記制御手段が設置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の磁場生成装置。
【請求項６】
前記交流電線が、給電部交流電線と、給電部交流電線に磁場生成接続部において接続された磁場生成部交流電線と、から形成され、
前記給電部交流電線が、互いに対向して配置された一対の往路側交流電線と、互いに対向して配置された一対の復路側交流電線とから形成されることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の磁場生成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の磁場生成装置を装備したことを特徴とする磁場生成装置を有する船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁場生成装置およびこれを有する船舶、特に、実際の船舶が形成する磁場に反応する機雷を処理するに好適な磁場生成装置、および該磁場生成装置を有する船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の磁場生成装置（磁気掃海装置に同じ）は、掃海艇に搭載された主管制部、制御部、電源部、電流調整部（整流部）、切換部および接続部と、曳航される消磁場電線、磁場を生成する電線および電極と、から構成されている。
すなわち、主管制部は、掃海しようとする機雷に対応した磁場を生成するための条件を計算して、計算結果を制御部に出力し、制御部はこれに基づいて電流調整部を制御する。電流調整部は、電源部から供給された交流電流を所定の直流電流に変換して切換部に供給する。そして、切換部は電線および電極に流す電流の方向（極性）を切り換えて、切り換え後の電流を電線および電極に供給する。
このとき、接続部には、ウインチを構成するリールに巻き取られた消磁場電線が接続され、消磁場電線に前記電線が接続されているから、掃海艇に近い範囲（消磁場電線の長さの範囲に相当する）には磁場がほとんど発生しないで、前記電線の周囲および前記電線（アース電線）と電極との間に所望の磁場が形成されるものである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０６６８３号公報（第４−５頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された発明は、電極毎に接続部から電極側に向かう直流電流が流れる往路線と電極側から接続部に向かう直流電流が流れる復路線とを必要とし、消磁場電線が往路線と復路線とが撚り合わさって束ねられるため、以下の問題があった。
（あ）水平方向の磁場成分が優位になり、実際の艦船が形成する磁場とは多少異なった磁場成分になりがちであったため、掃海精度の低下が懸念される。
（い）往路線を流れる電流と復路線を流れる電流とが総量としては一致するが、電線の対としては完全に同じ絶対値で逆位相にならないため、それぞれによって生成された磁場同士が完全に相殺されない。このため、「漏れ磁場」が発生し、漏れ磁場の大きさが、高度な磁気管制を行う掃海艇の場合に無視できない値になる。
【０００５】
また、特に、電極の数が多い場合には、以上の問題に加えて以下の問題があった。
（う）電極毎に電源を用意するため、多くの電源を掃海艇に設置する必要が生じ、設置スペースが広くなり、艇内の設置位置選定の自由度が低下する。
（え）接続部の構成が複雑になり、保全性が悪化する。また、設置スペースが広くなり、艇内の設置位置選定の自由度が低下する。
（お）消磁場電線（供給電線）が太くなり、曳航の負担が増すと共に、艇内における収納スペースが広くなり、その他の機器スペースを圧迫する。
【０００６】
本発明はかかる問題を解決するものであって、簡素且つ軽量な構成でありながら、漏れ磁場の発生を抑えると共に、所望の磁場を形成することができる磁場生成装置、および該磁場生成装置を装備した掃海艇を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る磁場生成装置は、交流電源と、
該交流電源に一端が接続された交流電線と、
該交流電線の他端に接続された磁場生成ユニットと、
を有し、
前記磁場生成ユニットが、１台の交流／直流変換器と、
前記交流／直流変換器に接続されたＺ軸方向磁場生成コイルと、
該Ｚ軸方向磁場生成コイルを支持するコイル配置手段と、
前記交流／直流変換器に対して、前記Ｚ軸方向磁場生成コイルに流れる直流電流を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする。
【０００８】
（２）また、交流電源と、
該交流電源に一端が接続された交流電線と、
該交流電線の他端に接続された磁場生成ユニットと、
を有し、
前記磁場生成ユニットが、２台の交流／直流変換器と、
前記２台の交流／直流変換器のうちの一方に接続されたＺ軸方向磁場生成コイルと、
前記２台の交流／直流変換器のうちの他方に接続されたＸ軸方向磁場生成コイルと、
前記Ｚ軸方向磁場生成コイルおよび前記Ｘ軸方向磁場生成コイルを互いに直角に配置するコイル配置手段と、
前記２台の交流／直流変換器のそれぞれに対して、前記Ｚ軸方向磁場生成コイルおよび前記Ｘ軸方向磁場生成コイルのそれぞれに流れる直流電流を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする。
【０００９】
（３）交流電源と、
該交流電源に一端が接続された交流電線と、
該交流電線の他端に接続された磁場生成ユニットと、
を有し、
前記磁場生成ユニットが、３台の交流／直流変換器と、
前記３台の交流／直流変換器のうちの１台に接続されたＺ軸方向磁場生成コイルと、
前記３台の交流／直流変換器のうちの１台に接続されたＹ軸方向磁場生成コイルと、
前記３台の交流／直流変換器のうちの１台に接続されたＸ軸方向磁場生成コイルと、
前記Ｚ軸方向磁場生成コイル、前記Ｙ軸方向磁場生成コイルおよび前記Ｘ軸方向磁場生成コイルを互いに直角に配置するコイル配置手段と、
前記３台の交流／直流変換器のそれぞれに対して、前記Ｚ軸方向磁場生成コイル、前記Ｙ軸方向磁場生成コイルおよび前記Ｘ軸方向磁場生成コイルのそれぞれに流れる直流電流を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
（４）また、前記磁場生成ユニットが複数台であって、
所定の間隔を空けて、前記交流電源に接続されていることを特徴とする。
（５）また、前記磁場生成ユニットが海面に浮上する浮体を有し、
該浮体に前記コイル配置手段および前記制御手段が設置されていることを特徴とする。
（６）さらに、前記交流電線が、給電部交流電線と、給電部交流電線に磁場生成接続部において接続された磁場生成部交流電線と、から形成され、
前記給電部交流電線が、互いに対向して配置された一対の往路側交流電線と、互いに対向して配置された一対の復路側交流電線とから形成されることを特徴とする。
【００１１】
（７）一方、本発明に係る磁場生成艇は、前記（１）乃至（６）の何れかに記載の磁場生成装置を装備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の磁場生成装置によれば以下の効果が得られる。
（ｉ）互いに直角に配置された３台の磁場生成コイルを有するから、所望の磁場を形成することができる。このとき、磁場生成ユニットまでは２本の交流電線（供給電線）によって交流電流が供給されるから、電源を１台にすることができ、艇内の設置が容易になる。また、交流電線（供給電線）を細いまま維持する（太くしない）ことができ、軽量であって、接続部の構成が簡素になり、これらの艇内への収納が容易になると共に、曳航の負担が軽減され、省エネ航行を可能にする。
（ｉｉ）特に、磁場生成ユニットを多数にしても、交流電線（供給電線）の本数は増加しないから、前記効果がさらに顕著になる。
【００１３】
（ｉｉｉ）さらに、磁場生成ユニットが浮体を有する場合には、Ｚ軸方向磁場生成コイル等を空気中（海面の上方）に配置することができるから、Ｚ軸方向磁場生成コイル等によって形成される磁場成分は実際の艦艇が形成する磁場に近くなる。
（ｉｖ）さらに、交流電流が供給されるため、磁場の発生が抑えられる。特に、給電部が、互いに対向して配置された一対の往路側交流電線と、互いに対向して配置された一対の復路側交流電線とから形成すれば、一対の往路側交流電線のそれぞれを流れる電流は、両者の中間位置を流れている状態とほとんど同等になる。同様に、一対の復路側交流電線のそれぞれを流れる電流は、両者の中間位置を流れている状態とほとんど同等になるから、４本の電線は極めて近接した状態にほとんど同等になり、それぞれを流れる電流によって発生する磁場は互いに打ち消しあって、漏れ磁場が大幅に低減する。
（ｖ）したがって、前記磁場生成装置を装備した磁場生成艇は、高度な磁気管制を行った磁場生成を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る磁場生成装置の構成を模式的に示す構成図。
【図２】図１に示す磁場生成装置の一部（給電部）の構成を模式的に示す断面図。
【図３】本発明の実施の形態２に係る磁場生成装置を有する船舶の構成を模式的に示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施の形態１：磁場生成装置］
図１は本発明の実施の形態１に係る磁場生成装置を説明するものであって、図１は構成を模式的に示す構成図、図２は一部（磁場生成ユニット）の構成を模式的に示す構成図である。
図１において、磁場生成装置１００は、電源部１０と、給電部２０と、磁場生成部３０と、を有している。
電源部１０は、交流（単相交流または三相交流）を発生する交流電源１１と、交流電源１１に電源部電源配線１２によって接続された給電接続部１３と、所定の磁場を形成するために後記するＺ軸方向磁場生成コイル等を制御する制御部１４と、制御部１４と給電接続部１３とを接続して、制御信号が流れる電源部制御配線１５と、制御部１４と交流電源１１とを接続して、制御信号が流れる電源部電源制御配線１６とを有している。
【００１６】
給電部２０は、給電接続部１３に一端が接続され、交流電流が流れる給電部電線２２と、給電部電線２２の他端に接続された磁場生成接続部２３と、給電接続部１３と磁場生成接続部２３とを接続して、制御信号が流れる給電部制御電線２５と、を有している。
磁場生成部３０は、磁場生成接続部２３に一端が接続され、交流電流が流れる磁場生成部交流電線３２と、磁場生成接続部２３に一端が接続され、制御信号が流れる磁場生成部制御電線３５と、磁場生成部交流電線３２および磁場生成部制御電線３５に接続された磁場生成ユニット４０ａ、４０ｂ、４０ｃと、を有している。
【００１７】
磁場生成ユニット４０ａは、海面に浮上する浮体４１ａと、浮体４１ａに設置され、交流電流を直流電流に変換する変換器（以下、「交流／直流変換器」、または「Ａ／Ｄ変換器」と称す）４２ａ、４３ａ、４４ａと、磁場生成部制御電線３５に接続されたユニット制御器４５ａと、Ａ／Ｄ変換器４２ａ、４３ａ、４４ａのそれぞれに一端が接続された引出直流電線５２ａ、５３ａ、５４ａと、を有している。そして、引出直流電線５２ａの他端にＺ軸方向磁場生成コイル６２ａが、引出直流電線５３ａの他端にＹ軸方向磁場生成コイル６３ａが、引出直流電線５４ａの他端にＸ軸方向磁場生成コイル６４ａが、それぞれ接続されている。このとき、Ｚ軸方向磁場生成コイル６２ａ、Ｙ軸方向磁場生成コイル６３ａおよびＸ軸方向磁場生成コイル６４ａは、いずれも、平面を形成する枠状（形状は限定されるものではなく、例えば、矩形状等。）であって、それぞれが互いに直角に配置されている。
【００１８】
すなわち、ユニット制御器４５ａは、制御部１４からの制御信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換器４２ａ、Ａ／Ｄ変換器４３ａおよびＡ／Ｄ変換器４４ａを制御し、Ｚ軸方向磁場生成コイル６２ａ、Ｙ軸方向磁場生成コイル６３ａおよびＸ軸方向磁場生成コイル６４ａのそれぞれに対して直流電流を供給する。
したがって、直交座標系（デカルト座標系）を仮定したとき、Ｚ軸方向磁場生成コイル６２ａはＸ−Ｙ面に平行で、Ｚ軸方向の磁力線を形成し、Ｙ軸方向磁場生成コイル６３ａはＸ−Ｚ面に平行で、Ｙ軸方向の磁力線を形成し、Ｘ軸方向磁場生成コイル６４ａはＹ−Ｚ面に平行で、Ｙ軸方向の磁力線を形成するから、これらによって所望の磁場を形成することができる。
なお、Ｚ軸方向磁場生成コイル６２ａの形状は巻数等は限定するものではない。また、磁場生成ユニット４０ｂおよび磁場生成ユニット４０ｃは、磁場生成ユニット４０ａに同じ構成であるから、構成部材の符号の数字を同じにして、符号の添え字「ａ」をそれぞれ「ｂ」、「ｃ」とし、説明を省略する。また、共通する内容については、添え字「ａ、ｂ、ｃ」の記載を省略する場合がある。
【００１９】
磁場生成装置１００は、以上の構成であるから、所望の磁場を形成することができる。
このとき、磁場生成部３０までは２本の交流電線（供給電線）によって交流電流が供給されるから、磁場生成ユニットの台数に関わらず、電源を１台にすることができ、艇内の設置が容易になる。また、交流電線（供給電線）を細いまま維持する（太くしない）ことができ、軽量であって、接続部の構成が簡素になり、これらの艇内への収納が容易になると共に、曳航の負担が軽減され、省エネ航行を可能にする。
なお、従来は、ｎ台の磁場生成ユニットに直流電流を供給する場合には、艇内に「３×ｎ」台のＡ／Ｄ変換器を設置する必要があった。また、磁場生成コイルごとに２本の直流電線が必要になるから、磁場生成ユニット毎に６本、ｎ台の磁場生成ユニットを有する場合には、合計「６×ｎ」本の直流電線が必要になっていた。
【００２０】
さらに、Ｚ軸方向磁場生成コイル６２ａ等を空気中（海面の上方）に配置することができるから、Ｚ軸方向磁場生成コイル６２ａ等によって形成される磁場成分は実際の艦艇が形成する磁場に近くなる。
さらに、磁場生成ユニットまで交流電流が供給されるため、この範囲における磁場の発生が抑えられる。特に、交流電流を、互いに対向して配置された一対の往路側交流電線と、互いに対向して配置された一対の復路側交流電線とから形成すれば、一対の往路側交流電線のそれぞれを流れる電流は、両者の中間位置を流れている状態とほとんど同等になる。同様に、一対の復路側交流電線のそれぞれを流れる電流は、両者の中間位置を流れている状態とほとんど同等になるから、４本の電線は極めて近接した状態に配置されたこととほとんど同等になり、それぞれを流れる電流によって発生する磁場は互いに打ち消しあって、漏れ磁場が大幅に低減する。
【００２１】
したがって、磁場生成装置１００を装備した磁場生成艇は、高度な磁気管制を行った磁場生成を実行することができる。
なお、磁場生成ユニット４０ａ等の数量や、浮体４１の形状や材質、あるいはＡ／Ｄ変換器４２ａ等の形式は、何れも限定されるものではない。
さらに、以上は、ＸＹＺの３軸方向にそれぞれ磁場生成コイルを設けているが、本発明はこれに限定するものではなく、生成しようとする磁場の形態に応じて、Ｙ軸方向磁場生成コイル６３ａ等の設置を省略したり、Ｙ軸方向磁場生成コイル６３ａ等およびＸ軸方向磁場生成コイル６４ａ等の設置を省略したりしてもよい。また、ＸＹＺの３軸方向にそれぞれ磁場生成コイルを設けながら、特定方向の磁場生成コイルへの給電を中止して、実質的に特定方向の磁場生成コイルの設置を省略した効果を得てもよい。このとき、一部または全部の磁場生成ユニットにおいて、特定方向の磁場生成コイルの設置を省略してもよい。
加えて、本発明は、各磁場生成コイルが互いに正確に直交するものに限定するものではなく、予め直交しない影響を考慮しておけば、正確に直交していないものでも使用することができる。
【００２２】
［実施の形態２：磁場生成装置を有する船舶］
図３は本発明の実施の形態２に係る磁場生成装置を有する船舶を説明する構成を模式的に示す構成図である。なお、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図３において、磁場生成艇２００は、磁場生成装置１００（実施の形態１参照）を装備したものであって、海水中の給電部２０と海面に浮上している磁場生成部３０とを曳航する。
したがって、磁場生成装置１００は前記の作用効果を奏するから、磁場生成艇２００は、高度な磁気管制を行った磁場生成を実行することができる。このとき、交流電線を細いまま維持する（太くしない）ことができ、軽量かつ簡素であるから、艇内への収納が容易になると共に、曳航の負担が軽減され、省エネ航行を可能にする。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明によれば、構成が簡素で高度な磁場生成を可能にするから、いろいろな磁場生成域に応じた磁場生成装置および磁場生成艇として、広く利用することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１０ 電源部
１１ 交流電源
１２ 電源部電源配線
１３ 給電接続部
１４ 制御部
１５ 電源部制御配線
１６ 電源部電源制御配線
２０ 給電部
２２ 給電部電線
２３ 磁場生成接続部
２５ 給電部制御電線
３０ 磁場生成部
３２ 磁場生成部交流電線
３５ 磁場生成部制御電線
４０ 磁場生成ユニット
４１ 浮体
４２ Ａ／Ｄ変換器
４３ Ａ／Ｄ変換器
４４ Ａ／Ｄ変換器
４５ ユニット制御器
５２ 引出直流電線
５３ 引出直流電線
５４ 引出直流電線
６２ Ｚ軸方向磁場生成コイル
６３ Ｙ軸方向磁場生成コイル
６４ Ｘ軸方向磁場生成コイル
１００ 磁場生成装置
２００ 磁場生成装置を有する船舶
【図１】
2011183957.tif 000003
【図２】
2011183957.tif 000004
【図３】
2011183957.tif 000005