(57)【要約】【課題】  観測地点の緯度の違いに応じて極軸の傾きを調整する場合にあっても、天体望遠鏡を載せるテーブルを常に水平に保つことができるポンセットマウント様式の赤道儀架を提供することである。【解決手段】  アンダーフレーム４とアッパーフレーム５とで構成される載置台と、この載置台の極軸を調整する極軸合せ機構６と、調整された極軸の回りに前記載置台を回転させる追尾機構７とを備える赤道儀架台であって、前記アンダーフレーム４及びアッパーフレーム５と極軸合せ機構６とがリンクによって連結され、極軸合せ機構６の調整時にはアンダーフレーム４に対してアッパーフレーム５が平行に可動し、断面形状が平行四辺形を形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
望遠鏡をセットする載置台と、この載置台の極軸を調整する極軸合せ機構と、調整された極軸の回りに前記載置台を回転させる追尾機構とを備える赤道儀架台であって、
前記載置台と極軸合せ機構とがリンクによって連結されていることを特徴とする赤道儀架台。
【請求項２】
前記載置台はリンクによって連結されたアンダーフレームとアッパーフレームとを備え、前記極軸合せ機構の調整時にアンダーフレームに対してアッパーフレームを平行に可動する請求項１に記載の赤道儀架台。
【請求項３】
前記極軸合せ機構は、載置台に対する極軸の傾き角度の変化に応じて極軸の回転中心の位置を上下方向に移動するためのスライド機構を備える請求項１に記載の赤道儀架台。
【請求項４】
前記追尾機構は、極軸の回りに載置台を回転させるための駆動機構を備え、この駆動機構は等速直線運動を等速円運動に変換する変換機構を備える請求項１に記載の赤道儀架台。
【請求項５】
前記変換機構は、インボリュート曲線からなるガイド面と、このガイド面に沿って移動する転動体とを備える請求項４に記載の赤道儀架台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天体望遠鏡を載せて観測するための赤道儀架台に関し、特にポンセットマウント様式の赤道儀架台に関する。
【背景技術】
【０００２】
天体望遠鏡を載せる架台の１つとして、従来から赤道儀架台が知られている（特許文献１参照）。この赤道儀架台は、三脚の上に天体望遠鏡を載せ、極軸（赤径軸）と赤緯軸の２軸を調整しながら天体望遠鏡で所望の天体を視界に入れ、極軸の回りに天体望遠鏡を回転させることで所望の天体を自動追尾するものである。
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載の赤道儀架台は、三脚の上に天体望遠鏡を載せる構造であるため望遠鏡の大きさに制約があり、ドブソニアン望遠鏡など大口径の天体望遠鏡を三脚の上に載せるのは難しかった。
【０００４】
そこで、最近では大口径の天体望遠鏡をテーブルの載せることができるポンセットマウント様式の赤道儀架台が知られるようになった。このタイプの赤道儀架台は、回転軸が極軸だけでよいので構造が簡単なため操作が容易であり、且つ天体の自動追尾も可能なことからアマチュア天文家などから強く支持されている赤道儀架台である。
【０００５】
ところで、同一の天体を観測する場合でも、観測地点の緯度によって水平面に対する地軸の傾きが異なってくる、そのため、上記のポンセットマウント様式の赤道儀架台を緯度の異なる観測地点に移して観測する場合には、観測地点の緯度に応じて赤道儀架台の極軸の傾き角度を調整する必要があるが、それに伴って天体望遠鏡を載せる水平テーブルも一緒に傾いてしまう。その結果、テーブルに天体望遠鏡を載せたときに天体望遠鏡が傾いて取り付けられることになり、観測しにくいものとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２０１７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、観測地点の緯度の違いに応じて極軸の傾きを調整する場合にあっても、テーブルを常に水平に保つことができる赤道儀架台を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る赤道儀架台は、望遠鏡をセットする載置台と、この載置台の極軸を調整する極軸合せ機構と、調整された極軸の回りに前記載置台を回転させる追尾機構とを備える赤道儀架台であって、前記載置台と極軸合せ機構とがリンクによって連結されている。
【０００９】
また、本発明に係る赤道儀架台は、前記載置台がリンクによって連結されたアンダーフレームとアッパーフレームとを備えており、前記極軸合せ機構の調整時にアンダーフレームに対してアッパーフレームを平行に可動する。
【００１０】
さらに、本発明に係る赤道儀架台は、前記極軸合せ機構が載置台に対する極軸の傾き角度の変化に応じて極軸の回転中心の位置を上下方向に移動するためのスライド機構を備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の赤道儀架台は、望遠鏡を載せる載置台と極軸合せ機構とをリンクによって連結したので、極軸合せ機構の傾き角度を変更した場合でも載置台を常に水平に保つことができ、望遠鏡を水平な載置台の上にセットすることができるため、天体観測を楽な姿勢で行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例に係る赤道儀架台の斜視図である。
【図２】前記赤道儀架台の側面図である。
【図３】前記赤道儀架台の追尾機構の駆動手段を外した状態を示す斜視図である。
【図４】前記追尾機構の駆動手段の裏面側の斜視図である。
【図５】極軸合せ機構を操作したときの赤道儀架台の側面図である。
【図６】極軸の回りにアッパーフレームを回転させる際の回転中心を示す説明図である。
【図７】赤道儀架台の上に天体望遠鏡を載置した時の斜視図である。
【図８】追尾機構を操作したときのアッパーフレームの動きを示す赤道儀架台の正面側である。
【図９】本発明の他の実施例に係る赤道儀架台の要部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る赤道儀架台を詳細に説明する。図１乃至図４には本発明に係る赤道儀架台１の一実施例が示されている。これらの図において、符号２はベースプレートであり、その四隅には移動用のキャスター３ａ及び設置用のアジャスター３ｂが設置されている。ベースプレート２の上面にはアンダーフレーム４が設けられ、さらにアンダーフレーム４の上方にアッパーフレーム５が設けられる。アンダーフレーム４とアッパーフレーム５とで天体望遠鏡が載る載置台を構成しており、この載置台はリンクによって連結され、アンダーフレーム４に対してアッパーフレーム５が平行移動して、アンダーフレーム４とアッパーフレーム５とで常に平行四辺形を形成する。
【００１４】
前記リンクは、アンダーフレーム４及びアッパーフレーム５の後部に設けられる極軸合せ機構６と前記載置台との間および、アンダーフレーム４及びアッパーフレーム５の前部に設けられる追尾機構７と前記載置台との間にそれぞれ設けられる。
【００１５】
前記極軸合せ機構６は、アンダーフレーム４に取り付けられたアンダー支持部材８と、このアンダー支持部材８に立設されたスクリューシャフト９と、アッパーフレーム５に取り付けられた回転支持部材１０と、この回転支持部材１０に立設された一対のガイドシャフト１１とを備える。アンダー支持部材８の両端がアンダーフレーム４の左右後端部４ａに、また、回転支持部材１０の両端がアッパーフレーム５の左右後端部５ａにそれぞれネジで固定されることで、載置台の後部側のリンクを構成している。即ち、アンダー支持部材８の両端を固定しているネジ及び回転支持部材１０の両端を固定しているネジを共に緩めることで、スクリューシャフト９及びガイドシャフト１１の傾きを調整することができる。
【００１６】
スクリューシャフト９には回転しながら上下動するスクリュー部材１２が装着され、このスクリュー部材１２は上下のストッパ１３ａ，１３ｂによって位置決めされる。また、ガイドシャフト１１には回転中心部材１４がスライド可能に装着されている。この回転中心部材１４は、前記スクリュー部材１２に回転可能に軸着され、スクリュー部材１２がスクリューシャフト９を上下移動する際、一緒にガイドシャフト１１を上下動する。また、スクリュー部材１２と回転中心部材１４との連結によって、スクリューシャフト９とガイドシャフト１１とは平行を保持している。
【００１７】
前記回転中心部材１４の前面には極軸シャフト１５が配置される。この極軸シャフト１５は、極軸合せ機構６を調整する際の治具の一種であり、スクリューシャフト９及びガイドシャフト１１に対して直交する方向に延び、回転中心部材１４の前面に設けられたホルダー１６に基部１５ａが差し込まれる。
【００１８】
前記追尾機構７は、アンダーフレーム４に取り付けられたガイドカバー１７と、アッパーフレーム５に取り付けられた弓形状のアールガイド１８とを備えている。ガイドカバー１７内にはアールガイド１８をスライドガイドする案内溝が設けられており、アールガイド１８はこの案内溝内を滑りながら円弧運動を行なう。ガイドカバー１７の両端がアンダーフレーム４の左右前端部４ｂに、また、アールガイド１８の両端がアッパーフレーム５の左右前端部５ｂにそれぞれネジで固定されることで、載置台の前部側のリンクを構成している。即ち、ガイドカバー１７の両端を固定しているネジ及びアールガイド１８の両端を固定しているネジを共に緩めることで、ガイドカバー１７及びアールガイド１８の傾きを調整することができる。なお、これらガイドカバー１７及びアールガイド１８は、前記極軸合せ機構６の傾きを調整する際、アッパーフレーム５を介して一緒に動くので、その傾き角度が前記スクリューシャフト９及びガイドシャフト１１の傾き角度と同一となる。なお、この実施例におけるアッパーフレーム５は、後端部５ａが内側に向いて狭く形成され、前端部５ｂが外側に向いて広く形成されており、前記回転支持部材１０の両端が狭く形成されたアッパーフレーム５の後端部５ａに、前記アールガイド１８の両端が広く形成されたアッパーフレーム５の前端部５ｂにそれぞれ取り付けられる。
【００１９】
この実施例に係る前記追尾機構７は、前記ガイドカバー１７の前面に配置される駆動機構を備えている。この駆動機構は、前記アッパーフレーム５に回転運動を付与するもので、ガイドカバー１７の前面に固定される駆動ガイド板２５と、この駆動ガイド板２５の前面に配置される駆動手段２６とを有している。駆動ガイド板２５は、駆動手段２６での等速直線運動を等速円運動に変換するためのもので、スムーズに力が伝達されるように両端にはインボリュート曲線からなるガイド面２７が形成されている。
【００２０】
一方、駆動手段２６は、図１乃至図４に示したように、パルスモータ２８と、このパルスモータ２８での回転を等速直線運動に変換するギヤを収納したボールネジ部２９と、ボールネジ部２９のネジ軸３０と平行に延びる一対のガイドシャフト３１ａ，３１ｂと、ガイドシャフト３１ａ，３１ｂ及び前記ネジ軸３０の両端を支持する一対の支持部材３２とを備える。また、支持部材３２には内方に突出するフランジ３３が一体に設けられ、このフランジ３３の裏面側には転動体としてのローラ３４が設けられる。一対のローラ３４は、図４に示したように、駆動ガイド板２５の各ガイド面２７にそれぞれ当接し、このガイド面２７上を転動する。
【００２１】
前記駆動手段２６は、ボールネジ部２９の裏面に固定された縦長の揺動板３５によってアッパーフレーム５に支持されている。アッパーフレーム５の左右の前端部５ｂ間に掛け渡される前側アーム３６の中央部には軸受部３７が凹設され、この軸受部３７に揺動板３５の上端部に設けた突起状の支持部３８が嵌め込まれ、両者は支軸によって連結されている。図４に示したように、揺動板３５の裏面中央部及び下部には前記駆動ガイド板２５の湾曲状上辺２５ａ及び湾曲状下辺２５ｂに接しながら駆動手段２６の回転移動をガイドする円板３９が所定位置に配置されている。
【００２２】
この実施例に係る追尾機構７は、図１乃至図３に示したように、前記極軸シャフト１５の傾き角度を調整する際の基準となる極軸調整治具を有している。この極軸調整治具は、下端部がガイドカバー１７の裏面に設けられたホルダー４１に差し込まれる調整シャフト４０と、この調整シャフト４０の上端部に取り付けられる調整ボックス４２とからなる。この調整ボックス４２には極軸シャフト１５を挿通する貫通孔４３が調整シャフト４０の差込み方向と直交する方向に設けられる。そのため、極軸シャフト１５と調整シャフト４０とは調整ボックス４２において直角に交わっている。
【００２３】
次に上記構成からなる赤道儀架台１の作用について説明する。赤道儀架台１を緯度の異なる観測地点に移して観測する場合、観測地点の緯度に合わせて極軸の傾きを調整する必要がある。例えば、観測場所を緯度の低い所から高い所に移した場合には、図５に示したように、水平面に対する極軸シャフト１５の傾き角度を大きくする必要がある。その場合には、先に説明した載置台のリンクの固定を緩めて極軸合せ機構６を調整する。先ず、アンダーフレーム４の前後端部４ａ，４ｂを固定しているネジ２０，２１とアッパーフレーム５の前後端部５ａ，５ｂを固定しているネジ２２，２３をそれぞれ緩めることでリンクの動きを自由にする。それによって、極軸合せ機構６および追尾機構７を前後方向に自由に傾けることができ、アッパーフレーム５はアンダーフレーム４に対して前後方向に平行移動が可能となる。次に、極軸合せ機構６を後方に傾けながら極軸を天の北極に合わせる。具体的には極軸シャフト１５を天の北極に近接した位置にある北極星に合わせる。なお、極軸合せの際には極軸調整治具４０，４２は必要ないので、極軸合せの邪魔にならないように外しておくことが望ましい。
【００２４】
極軸シャフト１５の傾き角度を緯度と同じ傾きとなるように合わせると共にアッパーフレーム５がアンダーフレーム４と平行になるように調整した後、緩めたネジ２０，２１，２２，２３を締め直し、アンダーフレーム４、アッパーフレーム５、極軸合せ機構６および追尾機構７が平行四辺形の断面形状となるようにする。即ち、極軸シャフト１５の角度調整により、追尾機構７は極軸合せ機構６と平行となるように後方に傾き、また、アッパーフレーム５は、アンダーフレーム４と平行状態を保った状態で当初の位置より多少低くなる。ガイドカバー１７にセットされた調整シャフト４０は、仮想線で示した当初の位置から実線で示した調整後の位置まで角度αだけ倒れる。
【００２５】
次に、極軸調整治具の調整シャフト４０と調整ボックス４２をセットする。スクリューシャフト９に装着されたスクリュー部材１２を位置決めしている上下一対のストッパ１３ａ，１３ｂを緩め、スクリュー部材１２を回転させながら下方に移動させる。このとき、スクリュー部材１２の移動に連動して回転中心部材１４もガイドシャフト１１を下方に移動する。そして、極軸調整治具の調整ボックス４２の貫通孔４３に差し込んだ極軸シャフト１５の基部１５ａが回転中心部材１４のホルダー１６にスムーズに差し込まれる位置に来るようにスクリュー部材１２の位置を微調整する。その位置でスクリュー部材１２を上下のストッパ１３ａ，１３ｂで固定し、極軸シャフト１５の基部１５ａをホルダー１６に差し込む。このように、極軸シャフト１５の傾きを変更したのに伴って極軸シャフト１５の基部１５ａの位置を調整するのは、極軸シャフト１５の回りにアッパーフレーム５を回転させたときに、所望の天体の追尾を可能とするためである。即ち、図６に示すように、調整ボックス４２の位置および極軸シャフト１５の基部１５ａの位置が極軸シャフト１５の回りにアッパーフレーム５を回転させたときの回転中心Ｏ１，Ｏ２となり、追尾機構７を駆動した場合に、極軸シャフト１５が回転軸となってアッパーフレーム５を回転させることができる。
【００２６】
このようにして、極軸合せが済んだのち、極軸シャフト１５と極軸調整治具４０，４２を外して、図７に示したように、水平なアッパーフレーム５の上にテーブル５０を固定し、その上に天体望遠鏡５１をセットする。この天体望遠鏡５１は、水平なテーブル５０の上に載置されるので、天体を観測する際には無理な姿勢を取ることなく、所望の天体を探して視界に入れることができる。このようにして、観測準備が完了したのち、追尾機構７を作動させる。
【００２７】
図８は追尾機構７を作動させた時の駆動手段２６及びこの駆動手段２６に追従するアッパーフレーム５の動きを示したものである。駆動手段２６のパルスモータ２８をスイッチオンすると、その回転が減速されてボールネジ部２９に伝達され、ネジ軸３０上を等速直線運動する。一方、揺動板３５の上端の支持部３８がアッパーフレーム５の前アーム３６に設けられた軸受部３７で支持されているために、駆動手段２６の両側に配置されたローラ３４が駆動ガイド板２５の両端のガイド面２７を転動し、ボールネジ部２９の等速直線運動がこの支持部３８を支点とした等速円運動に変換されて、駆動手段２６が回転運動を始める。その際、前記ローラ３４がインボリュート曲線からなるガイド面２７に沿って移動するので、等速直線運動から等速円運動にスムーズに変換され、駆動手段２６は滑らかな動きで等角速度で回転する。そのため、ウォームギヤなどを用いて駆動する場合の周期的な運動（ピリオディックモーション）などを生じることがない。
【００２８】
前記駆動手段２６は揺動板３５を介してアッパーフレーム５と固定されている。そのため、駆動手段２６の等速円運動に伴ってアッパーフレーム５が回転する。アッパーフレーム５は地軸としての極軸シャフト１５を中心として回転し、所望の天体を望遠鏡で追尾することができる。アッパーフレーム５は前端側がアールガイド１８及びガイドカバー１７を介してアンダーフレーム４に支持され、また後端側が回転支持部材１４及びアンダー支持部材８を介してアンダーフレーム４に支持されているので、重量のある天体望遠鏡５１を載置した状態でも安定した動きの回転運動が得られる。なお、アッパーフレーム５の後端側ではアッパーフレーム５の回転に伴って回転支持部材１０が極軸フレーム１５の基部１５ａを回転中心として回転する。
【００２９】
このように、本発明の赤道儀架台では天体望遠鏡を水平なテーブルの上にセットした状態でアッパーフレーム５を等速円運動させて天体を追尾することができるので、ドブソニアン望遠鏡など大口径の天体望遠鏡も安定してセットすることができる。
【００３０】
図９は本発明に係る赤道儀架台の他の実施例を示したものである。この実施例に係る赤道儀架台は、極軸合せ機構６０をアッパーフレーム５の上方に突出しないようにアンダーフレーム４との間に設け、アッパーフレーム５の上面を広く確保することで、より大型の天体望遠鏡をセットできるように配慮したものである。この極軸合せ機構６０は、アンダーフレーム４の後端部４ａに取り付けられたアンダー支持部材６１と、このアンダー支持部材６１にスライド可能に取り付けられた回転ガイド部６２とを備える。回転ガイド部６２は、アッパーフレーム５が回転する際にアッパーフレームを支持しながらガイドするもので、ガイドカバー６３と、このガイドカバー６３内を円弧状にスライドする弓形状のアールガイド６４とで構成される。アールガイド６４の両端にはシャフトホルダー６５がそれぞれ設けられ、このシャフトホルダー６５とアッパーフレーム５の後端部５ａに回転可能に設けられたホルダー６６との間をシャフト６７で連結している。
【００３１】
このような構成からなる極軸合せ機構６０では、観測地点の緯度に合わせて極軸の傾きを調整する場合には、回転ガイド部６２の高さ調整は、シャフト６７に沿って上下方向にスライドすることで行なわれ、また、回転ガイド部６２の角度調整は、アンダーフレーム４に対するアンダー支持部材６１の角度とアッパーフレーム５に対するホルダー６６の角度を調整することで行なわれる。このように、この実施例では極軸合せ機構６０が簡易な構造からなるので、その調整作業の上述したようにきわめて容易である。なお、本発明は上記の実施例に限られることなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１  赤道儀架台
４  アンダーフレーム
５  アッパーフレーム
６  極軸合せ機構
７  追尾機構
８  アンダー支持部材
９  スクリューシャフト
１０  回転支持部材
１１  ガイドシャフト
１２  スクリュー部材
１４  回転中心部材
１５  極軸シャフト
１７  ガイドカバー
１８  アールガイド
２５  駆動ガイド板
２６  駆動手段
２７  ガイド面
２８  パルスモータ
２９  ボールネジ部
３０  ネジ軸
３４  ローラ（転動体）
３５  揺動板
４０  調整シャフト
４２  調整ボックス
５０  テーブル
５１  天体望遠鏡
６０  極軸合せ機構
６１  アンダー支持部材
６２  回転ガイド部
６３  ガイドカバー
６４  アールガイド
６５  シャフトホルダー
６６  ホルダー
６７  シャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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