(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用する緯度に合わせて傾斜させた円弧型の円周面を有するプレートを滑り軸受またはボールベアリングにより傾斜台上に支持する手段と、前記プレートを極軸回りに回転自在とする機構と、これを回転駆動する機構と、前記プレートに結合した概ね水平の搭載台とを備え、前記回転駆動機構による円弧の中心を通る極軸回りの回転運動によって、地球の自転に伴う日周運動を追尾できるように構成した傾斜円弧プレート式赤道儀。
【請求項２】
傾斜プレートには端部に円弧周面が形成されると共に、中央部分に該円弧周面と同心の円弧型のスリットが形成され、前記円弧周面が傾斜台側に設置された２つ以上の支持ローラ上を転動することによって支持すると共に、傾斜台との間に押さえネジが前記円弧型のスリットを貫通するように設けられ、回転駆動を妨げることなく前記円弧ステージを傾斜台上に保持するようにした請求項１に記載の傾斜円弧プレート式赤道儀。
【請求項３】
傾斜プレートには中央部分に円弧型のスリットが形成され、傾斜台との間に少なくとも２本の押さえネジが前記円弧型のスリットを貫通するように設けられ、該押さえネジには支持ローラが回動自在に取り付けられ、前記円弧型のスリットの面が前記支持ローラ上を転動することによって支持すると共に、前記押さえネジによって回転駆動を妨げることなく前記円弧ステージを傾斜台上に保持するようにした請求項１に記載の傾斜円弧プレート式赤道儀。
【請求項４】
回転駆動する機構は、回転軸受で支持された駆動スクリューと、該駆動スクリューにナット状に螺合されたムービングピースと、傾斜プレートと該ムービングピースに取り付けられた連結バーとから構成され、前記駆動スクリューを回転させるモータとを備えたものである請求項１乃至３のいずれかに記載の傾斜円弧プレート式赤道儀。
【請求項５】
ベースプレートに円弧面を設け、該円弧面上に傾斜台面と一体的に固定された傾斜調整金具の傾斜調整円弧面が乗るように載置して、前記ベースプレートを両側から挟むように配置されている傾斜調整ネジを進退させ、前記傾斜調整円弧面を摺動させて傾斜プレートの垂線が地球の自転軸に平行になるように調整機構を備えた請求項１乃至４のいずれかに記載の傾斜円弧プレート式赤道儀。
【請求項６】
傾斜プレートの極軸回りの回転駆動の限界角を自動検出する手段と、該自動検出手段が限界角を検出すると電動モータを停止させる手段を設けた請求項２または３に記載の傾斜円弧プレート式赤道儀。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は天体観測において地球の自転に伴う天体の移動を自動的に追従できる天体望遠鏡の架台機構である赤道儀に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤道儀にはドイツ式、イギリス式、フォーク式、ヨーク式などの各種の赤道儀方式がある。また、円弧ガイドを用いた赤道儀テーブルとしては、Gee式が一般に知られており、Johnsonian式などの変形タイプが米国で権利化されている。図６に模式的に示したドイツ式赤道儀が最もポピュラーであるが、これには積載鏡筒の長いものから短いものまで取り付け可能であるという長所のある反面、バランスをとるためのカウンタウェイトが必要であり、装置として重量が嵩むという問題がある。また構造的な問題として、鏡筒の方向を極軸より東から西に変える場合に接眼部が脚部と衝突してしまう。日周運動の追尾を行わせている途中この状況に当たってしまうと、一旦追尾をやめて極軸周りに１８０°回転させて脚部に対する鏡筒の位置を変更しなければならないという厄介な問題が生じる。
【０００３】
フォーク式赤道儀では、ドイツ式のように鏡筒との位置関係が問題となることが無く、鏡筒部の動きも単純で使いやすいが、北の空に向けたときに接眼部が覗きにくくなるという問題と長い鏡筒を搭載できないという欠点がある。また、イギリス式赤道儀では、全体の構造が大きくなること、およびバランスウェイトが必要で重量が嵩むという問題があった。そして、円弧ガイドを用いたPoncet式の赤道儀テーブル（例えば非特許文献１，２，３参照）は、搭載物全体を安定に支えるための大きさが必要であり、大きくなるという問題があった。
【非特許文献１】htt://www.johnsonian.com/
【非特許文献２】http://www.jlc.net/~force5/Astro/ATM/Poncet/Intro.html
【非特許文献３】htt://home.earthlink.net/~sat-chaser/poncet_platform.htm
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、従来装置の欠点を克服した赤道儀を提供すること、すなわち、ドイツ式のようなバランスウェイトを必要とせず、および構造的に東西の空において１８０度反転によるサイドチェンジが必要でないものであって、フォーク式赤道儀のように北の空に向けたときに接眼部が覗きにくくなるという問題のない、コンパクトな赤道儀を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の傾斜円弧プレート式赤道儀は、使用する緯度に合わせて傾斜させた円弧型の円周面を有するプレートを滑り軸受またはボールベアリングにより傾斜台上に支持する手段と、前記プレートを極軸回りに回転自在とする機構と、これを回転駆動する機構と、前記プレートに結合した概ね水平の搭載台とを備え、前記回転駆動機構による円弧の中心を通る極軸回りの回転運動によって、地球の自転に伴う日周運動を追尾できるように構成した。
本発明の傾斜円弧プレート式赤道儀は、傾斜プレートには端部に円弧周面が形成されると共に、中央部分に該円弧周面と同心の円弧型のスリットが形成され、前記円弧周面が傾斜台側に設置された２つ以上の支持ローラ上を転動することによって支持すると共に、傾斜台との間に押さえネジが前記円弧型のスリットを貫通するように設けられ、回転駆動を妨げることなく前記円弧ステージを傾斜台上に保持するようにした。
本発明の傾斜円弧プレート式赤道儀は、傾斜プレートには中央部分に円弧型のスリットが形成され、傾斜台との間に少なくとも２本の押さえネジが前記円弧型のスリットを貫通するように設けられ、該押さえネジには支持ローラが回動自在に取り付けられ、前記円弧型のスリットの面が前記支持ローラ上を転動することによって支持すると共に、前記押さえネジによって回転駆動を妨げることなく前記円弧ステージを傾斜台上に保持するようにした。
【０００６】
本発明の傾斜円弧プレート式赤道儀における回転駆動する機構は、回転軸受で支持された駆動スクリューと、該駆動スクリューにナット状に螺合されたムービングピースと、傾斜プレートと該ムービングピースに取り付けられた連結バーとから構成され、前記駆動スクリューを回転させるモータとを備えるようにした。
本発明では傾斜円弧プレート式赤道儀における傾斜プレートの垂線が地球の自転軸に平行になるように調整する機構として、ベースプレートに円弧面を設け、該円弧面上に傾斜台面と一体的に固定された傾斜調整金具の傾斜調整円弧面が乗るように載置して、前記ベースプレートを両側から挟むように配置されている傾斜調整ネジを進退させ、前記傾斜調整円弧面を摺動させて調整する構成を採用した。
また、本発明の傾斜円弧プレート式赤道儀は、傾斜プレートの極軸回りの回転駆動の限界角を自動検出する手段と、該自動検出手段が限界角を検出すると電動モータを停止させる機能を採用した。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の傾斜円弧プレート式赤道儀は、使用する緯度に合わせて傾斜させた円弧型の円周面を有するプレートを滑り軸受またはボールベアリングにより傾斜台上に支持する手段と、前記プレートを垂線方向回りに回転自在とする機構と、これを回転駆動する機構と、前記プレートに結合した概ね水平の搭載台とを備え、前記回転駆動機構により地球の自転に伴う日周運動を追尾できるように構成したものであるから、赤道儀と望遠鏡の干渉が無く、天球の半球方向に自在に向けることができる。かつ日周運動追尾が出来ることは勿論、極軸に平行な回転軸を望遠鏡の重心近傍に持ってくることができることによりバランスウェイトは必要ないか必要な場合でも小さなものでよい。このことに加え支持機構部を円弧プレート１枚に集約することにより、全体をコンパクトに構成でき、より、操作性が良く、軽量で小型の赤道儀台が構成できる。
また、本発明は経緯台を含めて３軸架台として機能するので人工衛星やスペースデブリを観測する装置の特異点を回避して有効に用いることが可能である。
【０００８】
本発明の傾斜円弧プレート式赤道儀における回転駆動する機構は、回転軸受で支持された駆動スクリューと、該駆動スクリューにナット状に螺合されたムービングピースと、傾斜プレートと該ムービングピースに取り付けられた連結バーとから構成され、前記駆動スクリューを回転させるモータとを備えるようにしたものであるから、単純な構成で確実で安定した日周運動の自動追尾を実現することができた。
また、本発明では傾斜円弧プレート式赤道儀における傾斜プレートの垂線が地球の自転軸に平行になるように調整する機構として、ベースプレートに円弧面を設け、該円弧面上に傾斜台面と一体的に固定された傾斜調整金具の傾斜調整円弧面が乗るように載置して、前記ベースプレートを両側から挟むように配置されている傾斜調整ネジを進退させ、前記傾斜調整円弧面を摺動させて調整する構成を採用した単純な構成で、中緯度地帯で使用する天体望遠鏡の架台として広く用いることができる。
また、本発明の傾斜円弧プレート式赤道儀は、傾斜プレートの極軸回りの回転駆動の限界角を自動検出する手段と、該自動検出手段が限界角を検出すると電動モータを停止させる機能を採用したので、人が常に近くについていなくても無理な回転駆動が続けられることがなく、駆動機構を傷めるようなことはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明の基本構成を示したものであって、左が正面図であり、右が側面図である。本装置を使用する場所の緯度に合わせて傾斜面の垂線が地球の自転軸に平行になるように傾斜させる台である傾斜台(20)を備えている。傾斜台(20)の傾きは、後述する傾斜調整機構(40)の２本の押しネジ(44)により調整できるようになっている。前記傾斜台(20)はベースプレート(25)とリブ(24)そして傾斜台面(21)とからなっている。そして、円弧ステージ(10)がこの傾斜台(20)の傾斜台面(21)に配置したオイル含浸メタルやテフロン(登録商標)材などの摺動潤滑部材やスラストボールベアリングで構成した３点（それ以上でも可。）の支持軸受(22)により支持されるようにした。また、円弧ステージ(10)は傾斜プレート(11)と望遠鏡を固定する搭載台(12)そして両者を結合するリブ(13)とから構成され、前記傾斜プレート(11)には端部に円弧円周面(11a)が形成され、中央部分に円弧型のスリット(11b)が形成されている。この円弧ステージ(10)は極軸方向に平行な軸心の回転運動を許容しつつ前記傾斜台面(21)を滑り落ちないように支持される必要から、円弧円周面(11a)が傾斜台(20)側に設置された２つ（それ以上でも可。）の支持ローラ(23)上を摺動する構成によって支持されると共に、傾斜台(20)との間に押さえネジ(26)が円弧型のスリット(11b)を貫通するように設けられ、回転駆動を妨げることなく円弧ステージ(10)を傾斜台(20)上に保持される。これによって、５点（それ以上でも可。）支持と押さえネジ(26)による押し付け力により、円弧ステージ(10)は傾斜台面(21)の支持軸受(22)に密着して円弧円周面(11a)の仮想中心軸まわりに回転自在となる。該円弧ステージ(10)は、アルミニウム合金などの部位で構成され、傾斜プレート(11)と搭載台(12)のなす角度は、本機構を使用する場所の緯度αに対して(９０°−α)に概ね一致させた構成とする。
【００１０】
次に円弧ステージ(10)を駆動する機構の一例を図１中に駆動機構(30)として示す。この駆動機構(30)は回転軸受で支持された駆動スクリュー(31)と、それにムービングピース(32)および前記傾斜プレート(11)の円弧円周面(11a)中央部と該ムービングピース(32)に取り付けられた連結バー(33)とから構成されている。前記駆動スクリュー(31)を回転させることにより、ナット状に螺合されたムービングピース(32)が水平方向に駆動される。このムービングピース(32)とスリットを有する連結バー(33)とをスリット内での移動自在の状態でネジで連結することにより、前記ムービングピース(32)の動作に応じて連結バー(33)を介して傾斜プレート(11)が回転する。回転の中心軸は、円弧円周面(11a)の仮想中心軸(図１中に極軸として示す)に一致する。駆動機構(30)に電動モータによる回転駆動を伝導すれば、円弧ステージ(10)の電動回転駆動が実現できる。このモータによる回転駆動を地球の自転と同期させれば日周運動に自動追尾する機構となる。図示した円弧円周面(11a)の形態で数時間の日周運動自動追尾が可能である。
また、本発明の赤道儀は３６０°の回転動作をするものではなく、数時間の日周運動、すなわち、数十度の回動に対応するものであるから、自動追尾動作においてそれを越えた回転駆動をしないように電動モータを自動停止させる機能を備えることが望ましい。本発明では円弧型円周面(11a)の端部にリミットスイッチを配置するなどして許容回転角の限界を自動検出し、電動モータによる極軸回りの回転駆動を停止させる機能を備えることを提案する。
【００１１】
次に、本発明の装置を使用する地点の緯度に応じて傾斜台(20)の傾きを調整する傾斜調整機構(40)例を図２を参照して説明する。本発明の装置が使用される場所が決まっており動かすことがない場合はこの機構は必要ないが、搬送移動して使用するものにはこの機構が必要となる。傾斜台面(21)と一体的に傾斜調整金具(41)が取り付けられており、該傾斜調整金具(41)の下端部は傾斜調整円弧端面(41b)が、その傾斜調整円弧端面(41b)の上中央部に傾斜調整円弧スリット(41a)が形成されている。また、該傾斜調整金具(41)の下端部の傾斜調整円弧端面(41b)の両側には延長部が形成され、傾斜調整ネジ(44)を螺合するネジ孔があけられている。(42)はベースプレート(25)の上に固定されている傾斜調整ベースであって、段部形態でベース側円弧端面(42a)が形成されると共に、図中波線で示されている段部の上中央部に後述する締め付けボルト(43)が螺合する孔が穿設されている。ベース側円弧端面(42a)上に傾斜台面(21)と一体的に固定された傾斜調整金具(41)の傾斜調整円弧端面(41b)が乗るように載置して、ベースプレート(25)を両側から挟むように配置されている傾斜調整ネジ(44)を進退させ、傾斜調整金具(41)の傾斜調整円弧端面(41b)を摺動させて傾斜プレート(11)の垂線が地球の自転軸に平行になるように調整する。調整がとれたなら、締め付けボルト(43)を締め付けその位置を固定する。
【００１２】
本発明に係る傾斜円弧プレート式赤道儀をピラー(60)上に取付け、その上に２軸回転機構のフォーク式の経緯台(50)に載せた天体望遠鏡(70)を搭載した使用例を図３に示す。ドイツ式のようなカウンタウェイトを必要とせず、鏡筒と架台との構造的な干渉もない。コンパクトで自由度の高い赤道儀となる。
【００１３】
本発明に係る傾斜円弧プレート式赤道儀の第２の形態を図４を参照しながら説明する。傾斜プレート(11)には中央部分に円弧型のスリット(11b)が形成され、傾斜台との間に少なくとも２本の押さえネジ(26)が前記円弧型のスリット(11b)を貫通するように設けられ、該押さえネジ(26)には支持ローラ(押さえネジの鍔の裏側に隠れ図示されず)が回動自在に取り付けられ、前記円弧型のスリット(11b)の面が前記支持ローラ上を転動することによって支持すると共に、前記押さえネジ(26)によって回転駆動を妨げることなく前記円弧ステージ(10)を傾斜台(20)上に保持するように構成される。
図１に示した先のものと異なる構成は、円弧円周面(11a)が傾斜台(20)側に設置された２つの支持ローラ(23)上を摺動する構成ではなく、押さえネジ(26)を２本とし、それに支持ローラを組み込んで円弧スリット(11b)の円弧内周面と接触させて、回転機構とするものである。従って、傾斜プレート(11)の端部は円弧円周面(11a)に形成する必要はなく、駆動機構のムービングピース(32)に接続されている連結レバー(33)が結合されていればよい。この機構は図４の描写から分かるようにムービングピース(32)の凹溝に連結レバー(33)の円柱部が嵌合された構成となっているので、駆動スクリュー(31)の回転によりムービングピース(32)が左右に移動されるに伴い、連結レバー(33)が一緒に移動させられるが、その際、連結レバー(33)の円柱部はムービングピース(32)の凹溝内で摺動自在であるから、円弧円周面(11a)に沿った傾斜プレート(11)の回転駆動に何らの支障も及ぼさない。
この第２の形態のものはスムーズな回転駆動がなされるものでありながら、円弧円周面(11a)に転動ガイドする支持ローラ(23)が不要となることによって構成の簡素化が図られるというものである。
【００１４】
本発明に係る傾斜円弧プレート式赤道儀の第３の形態を図５を参照しながら説明する。この赤道儀は第２の形態と同様に押さえネジ(26)を２本とし、それに支持ローラ(23)を組み込んで円弧スリット(11b)の円弧内周面と接触させて、回転機構とするものである。この第３の形態は図４に示された第２の形態と異なる点は傾斜プレート(11)の回転揺動の駆動機構の構成であって、傾斜プレート(11)の端部の円弧円周面(11a)に歯形を形成して歯車(34)とし、その歯車(34)と噛合う歯車(35)を駆動機構(30)に配置し電動モータ(36)で駆動する構成を採用している。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の傾斜円弧プレート式赤道儀の１形態を説明する図である。
【図２】本発明の傾斜円弧プレート式赤道儀に採用する傾斜調整機構を説明する図である。
【図３】本発明の傾斜円弧プレート式赤道儀をピラー(60)上に取付け、その上にフォーク式の経緯台に載せた天体望遠鏡を搭載した使用例を示す図である。
【図４】本発明の傾斜円弧プレート式赤道儀の他の形態を説明する図である。
【図５】本発明の傾斜円弧プレート式赤道儀の更に異なる形態を説明する図である。
【図６】従来のドイツ式赤道儀の構成を模式的に説明する図である。
【符号の説明】
【００１６】
１０  円弧ステージ                  １１  傾斜プレート
11a   円弧円周面                    11b   円弧スリット
１２  搭載台                        １３  リブ
２０  傾斜台                        ２１  傾斜台面
２２  支持軸受                      ２３  支持ローラ
２４  リブ                          ２５  ベースプレート
２６  押さえネジ                    ３０  駆動機構
３１  駆動スクリュー                ３２  ムービングピース
３３  連結バー                      ３４  円弧周面歯車
３５  駆動歯車                      ３６  電動モータ
４０  傾斜調整機構                  ４１  傾斜調整金具
41a   傾斜調整円弧スリット          41b   傾斜調整円弧端面
４２  傾斜調整ベース                42a   ベース側円弧端面
４３  締め付けボルト                ４４  傾斜調整ネジ
５０  経緯台                        ６０  ピラー
７０  天体望遠鏡
【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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