(57)【要約】      （修正有）【課題】天体写真の撮影を、より多くの人が楽しめるように、入門用の小型軽量かつ安価なタンジェントスクリュー方式のポータブル赤道儀を提供する。【解決手段】赤道儀は、「コ」の字型に配置された、三脚取付ネジ２３が配置された三脚取付プレート７、モーター１３と平歯車２０と樹脂製軸受９が取付けられたベースプレート８、板バネ等の撓み部材５、雲台取付ネジ１４と樹脂製軸受１０が取付けられた雲台取付プレート６、及び雄ねじ１７、１８が切られ平歯車１２が取付られた駆動ネジ１１で構成される。雲台取付プレートは、極軸の役割も果たす撓み部材と隣接し、タンジェントアームの役割を果たす。三脚に固定される本体と、雲台取付プレート兼タンジェントアームとの間の開度を、本体と雲台取付プレートそれぞれに設けられたピッチの異なる１対の雌ネジとこれらと螺合する駆動ネジからなる差動ネジ機構によって変化させて星を追尾する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
カメラ用三脚に固定される本体と極軸を介して接続された雲台取付プレート兼タンジェントアームの間の開度を、差動ネジ機構によって変化させることにより、星を追尾するタンジェントスクリュー方式のポータブル赤道儀。
【請求項２】
短時間露出専用の、極軸の回転を、極軸と直交する方向に撓む部材の撓みによる傾きの変化によって代用した請求項１に記載のポータブル赤道儀。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、天体写真を撮影する際に使用するポータブル赤道儀に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポータブル赤道儀は、地球の自転軸と平行に設置した回転軸（極軸）を地球の自転運動と同じ角速度（恒星時）で逆方向に回転させることにより、星の日周運動をキャンセルし、星を追尾する役割を果たす架台であり、天体写真を撮影する際に使用される。
【０００３】
現在販売されているポータブル赤道儀のほとんどは、感度が低かったフィルムカメラ時代の名残で、星を追尾して点像として撮影するために必要な自動追尾時の極軸の回転精度として、恒星時（約１４３６分で３６０度回転）からのずれで１０数秒角以内かつ継続時間も数１０分間を満たす様に作られている。
そして、回転速度のふらつきを防止するためには、最終減速段のギヤ精度が重要な事と、恒星時で回転する超低速回転を実現するために高精度のウォームネジとウォームホイルが使われており、また、同様の理由で、ステッピングモーターやサーボモーター等の高精度のモーターが使用されている。
【０００４】
また、アマチュアが自作する、架台に同架したガイド用望遠鏡で星の移動を監視しながら手動で望遠鏡の動きを恒星時に同期させる手動式ポータブル赤道儀には高価なウォームネジとウォームホイルを使わず、極軸から突き出たタンジェントアームを駆動ネジで押す回転精度を出しやすいタンジェントスクリュー方式がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実全平03-031713
【特許文献２】実全昭62-062284
【特許文献３】実公昭54-043732
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「ポータブル赤道儀の作り方―天文工作室」誠文堂新光社１９７９年
【非特許文献２】株式会社  ビクセン  2019天体望遠鏡総合カタログ  P41
【非特許文献３】株式会社サイトロンジャパン  WEBカタログ  nano.trackerシリーズ
【非特許文献４】株式会社ケンコー・トキナー  光学製品カタログA-2018 P41-P43
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献３、非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４等に示す市販のポータブル赤道儀は、上述した様に高精度のウォームネジやウォームホイルの他、ステッピングモーターやサーボモーター等の高精度のモーターが使用されているため、小型軽量のものが無く、高価であるという問題を有しており、それがマニア以外のユーザーや初心者が天体写真撮影を始めるにあたって大きなハードルとなっている。
また、天体写真は、人里離れた夜空の暗い場所ほど美しい写真が得られるものなので、たとえマニアであっても、撮影地まで機材を運ぶにあたって、軽量化や小型化は望ましいことである。
【０００８】
一方、主にアマチュアが自作する上記特許文献１、非特許文献１等のポータブル赤道儀には高価なウォームネジとウォームホイルを使わず、極軸から突き出たタンジェントアームを駆動ネジで押す、回転精度を出しやすいタンジェントスクリュー方式があるが、これは極軸の回転速度を遅くするためには、極軸と駆動ネジの距離（＝タンジェントアームの長さ）を大きくするか駆動ネジのピッチを小さくしなければならない。
しかしネジを動力として使う制約のため、あまりピッチの小さなネジは噛み合わせが少なくなり使えないため、軽量ながら大型化は避けられず、また、構造上長時間露出の撮影ができないという欠点を持つ。
【０００９】
また、経緯台の一種である微動雲台には上記特許文献２の様な小型軽量で安価なものもあるが、これらはカメラ等の固定位置の微調整を目的としており、赤道儀の様に恒星時でのスムーズな追尾動作をする様には考えられていない。
【００１０】
本考案は、近年のデジタルカメラの高感度化により、３０秒程度の露出時間で十分見ごたえのある天体写真が撮影できることから、２分までの短時間露出専用、かつ小型軽量で安価なポータブル赤道儀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】
【００１１】
本考案のポータブル赤道儀は、デジタルカメラの感度が現在より低かった数年前には有り得なかった短時間露出専用機という割り切りにより、高価な部品を使わないタンジェントスクリュー方式を採用し、さらにそこから短時間の追尾なら必ずしも必要ではない回転軸としての極軸をなくし、代わりに小さな回転角なら回転軸と同じ働きをする板バネ等の撓み部材を使用することによって、部品点数を減らしたことを特徴とする。
【００１２】
第2に、タンジェントスクリュー方式を小型化するための障害となっていた極軸と駆動ネジの距離の制約を解消するために、駆動ネジに、疑似的に使用しているネジより小さなネジピッチを実現する差動ネジ機構を使用したことを特徴とする。
【００１３】
第3に、短時間露出専用であれば、追尾精度への回転誤差の蓄積の影響が小さくなるので、従来のポータブル赤道儀では精度が足りず使用できなかった、安価な汎用モーターの使用や、時計の秒針を目安としたモーターやガイド用望遠鏡を使わない手動コントロールを可能としたことを特徴とする。
【考案の効果】
【００１４】
差動ネジ機構の採用により、従来のタンジェントスクリュー式では実現し得なかった小さなネジピッチを実現したため、極軸と駆動ネジの距離が従来の同方式の数分の１になり、小型軽量化を実現した。
【００１５】
回転軸としての極軸を撓み部材で代用したことにより、部品点数減によるコストダウンと小型化を実現した。
【００１６】
短時間露出専用なので、長時間の回転誤差の蓄積を考慮する必要がなくなったためにモーターの要求精度が低くなり、安価なモーターの使用が可能になった事によりコストダウンを、周辺回路が簡素になった事により小型化と省電力化を実現した。
【００１７】
手動式の場合、電気部品とモーター関連部品、それらが収まるスペースが不要となり、更なるコストダウンと小型軽量化を実現した。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案のポータブル赤道儀の実施例１を示す側面図である。
【図２】本考案のポータブル赤道儀の実施例１の使用状態を示す斜視図である。
【図３】本考案のポータブル赤道儀の実施例１を示す図１のAから見た時の側面図である。
【図４】本考案のポータブル赤道儀の実施例１を示す底面図である。
【図５】本考案のポータブル赤道儀の実施例２を示す側面図である。
【図６】ポータブル赤道儀の実施例２を示す平面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
形態と動作は、昔から鍛冶屋等で使用されている立万力に似ている。
立万力では、爪は物を挟むために回転するが、本考案ではその回転運動自体を利用する。
【００２０】
本考案は、「コ」の字型に配置された、三脚取付ネジ２３が配置された三脚取付プレート７、モーター１３と平歯車２０樹脂製軸受９が取付けられたベースプレート８、板バネ等の撓み部材５、雲台取付ネジ１４樹脂製軸受１０が取付けられた雲台取付プレート６、雄ねじ１７，１８が切られ平歯車１２が取付られた駆動ネジ１１で構成される。
【００２１】
雲台取付プレート６は、極軸の役割も果たす撓み部材５と隣接し、タンジェントアームの役割も果たす。
ベースプレート８は雲台取付プレート６と平行に配置され、それぞれ異なるピッチの雌ネジの切られた樹脂製軸受９，１０に、対応する駆動ネジ１１の雄ネジ１７，１８が螺合して差動ネジ機構を構成する。
三脚取付プレート７は、撓み部材５を挟んで前記２枚のプレートを繋ぐ。
それぞれのプレートは剛接され、撓み部材５の働きで、雲台取付プレート６は三脚取付プレート７やベースプレート８に対して、図２の平面内で小さな角度であれば撓み部材５の長辺を軸に自由に回転する。
【００２２】
モーター１３を雲台取付プレート６とベースプレート８の間に配置すればコンパクトに、雲台取付プレート６の外側にベースプレート８から張り出して配置すれば、薄型となる。
【００２３】
本考案１は三脚取付プレート７の三脚取付ネジ２３でカメラ用三脚４に取付けられる。
雲台取付プレート６に雲台を介して取り付けられたカメラ２は、撓み部材５の長辺を極軸としてピッチの異なるネジ１７，１８からなる差動ネジの送り動作で発生する駆動ネジ１１の螺合している２枚のプレートの螺合位置の距離の変化から生まれる撓み部材５の撓みによって回転し、その角速度は、モーター１３、平歯車２０,１２、差動ネジ機構の連動によるベースプレート８に対する樹脂製軸受１０の進行速度に対して、タンジェントアームの長さとなる樹脂製軸受１０から撓み部材５の距離を適切に設定することにより、地球の自転速度と同期して回転する。
【００２４】
一例を挙げると、ネジ１７にM4  P=0.7ネジ１８にM5  P=0.5（細目）を使うと、駆動ネジ１１はベースプレート８に取付られた樹脂製軸受９とネジ１８の螺合により、時計回りで１回転あたり0.5mm進むが、同時に雲台取付プレート６に取付られた樹脂製軸受１０はネジ１７の螺合により駆動ネジ１１に対して0.7mm戻るので、系として樹脂製軸受１０はベースプレート８に対して0.2mm戻ることになる。
この動きは、駆動ネジ１周分の、極軸を中心としタンジェントアームの長さを半径とした円の円周に相当し、駆動軸１１を１分間で１周させるなら、極軸は恒星時の１４３６分で１周するので、0.2×1436=287.2mmを円周とする円の半径分、約４５.７mmだけ撓み部材５から離れた位置に樹脂製軸受１０を設ければ、カメラ２は地球の自転速度と同期して回転することになる。
【００２５】
また、駆動ネジ１１は、ネジ１８のピッチで軸方向に移動することになるので、平歯車２０と１２の噛み合わせへの影響が小さくなるように、ネジ１８には２種のネジのうちピッチの小さい方を配置した。
【００２６】
手動式の場合、プレートと撓み部材５の構成は変わらないが、手で駆動ネジ１１を回すことになるので操作の都合上、上面にある雲台取付プレート６にネジ１８に螺合する樹脂製軸受９が、ベースプレート兼三脚取付プレート１５にネジ１７に螺合する樹脂製軸受１０が来ることになり、駆動ネジ１１には平歯車の代わりに微動ダイヤル１６が付き、電動式とは逆向きに螺合することになる。
モーターと平歯車は無くなり、モーターを収納するスペースも不要になることから、三脚取付プレート７は短くなるか無くなり、モーターと平歯車が無くなりスペースが空いたベースプレート兼三脚取付プレート１５に三脚取付ネジ２３が配置される。
【実施例】
【００２７】
各プレートの材質は、アルミニウムやアクリル樹脂等の軽量で一定の強度を持つものが望ましい。
実施例１では、図２の様に、三脚取付プレート７の一部を薄肉化して撓み部材５の役割を果たさせることで、部品点数を減らすことができる。
この場合、３枚のプレートは、「コ」の字の書き順に並べると、雲台取付プレート６、撓み部材５と一体化した三脚取付プレート７、ベースプレート８の順に直交する様に剛接されて骨組みを構成する。
雲台取付プレート６には、雲台取付ネジ１４が設けられ、これに取り付けられた雲台３の上にカメラ２が取付られる。
三脚取付プレート７には、三脚取付ネジ２３が設けられ、これによって本考案はカメラ用三脚４に取付られる。
雲台取付プレート６とベースプレート８には平面図において同じ位置に駆動ネジ１１のための樹脂製軸受の取付穴が設けられ、それぞれの樹脂製軸受９，１０は、その穴に圧入される。
樹脂製軸受９，１０には、差動ネジを構成する雄ネジ１７，１８に対応する雌ネジが切られ、駆動ネジ１１のそれぞれに対応するネジと螺合する。
駆動ネジ１１には、片方の端に平歯車１２が取付けられ、それに近い側に雄ネジ１８が、遠い側に雄ネジ１７が切られる。
ベースプレート８には、定速回転させるために駆動電圧を安定化させたDCギヤードモーター１３が取付られ、平歯車２０，１２を介して駆動ネジ１１を回転させる。
【００２８】
また、ベースプレート８には、駆動ネジ１１をコントロールするためのリミットスイッチ２１が、雲台取付プレート６には押しボタンスイッチ２２が取付られており、駆動ネジ１１の軸方向の移動を利用して、追尾動作のスタンバイ位置と折り返し位置の設定、スタンバイ、追尾、巻き戻しのシーケンスをコントロールする。
スタンバイ状態でモーター１３は巻き戻し用の接点位置となっており、通電はリミットスイッチ２１により切られている。
押しボタンスイッチ２２が押されるとリレーが動作して追尾用の接点位置に変わり、モーター１３が追尾用の回転を始めると同時にリレーのラッチ回路も作動し、押しボタンスイッチ２２から手が離れても、モーター１３は回り続ける。
モーター１３の回転は、２枚の平歯車を介して駆動ネジに伝えられ、駆動ネジ１１は軸方向に移動しつつ螺合位置で雲台取付プレート６とベースプレート８の距離を変化させ、それによって撓み部材５が撓むことで雲台取付プレート６が極軸を軸に地球の自転と逆方向に同じ角速度で傾き、カメラ２は星の日周運動を追尾する。
【００２９】
タンジェントスクリュー方式は、構造上３６０度の回転はできず、本考案は２分までの露出時間を前提に作られているので、２分が過ぎればスタンバイ位置に戻らなければならない。
そのタイミングは、駆動ネジ１１に取り付けられた平歯車１２の軸方向の位置の変化によって得られ、リミットスイッチ２１はそれを検知するとラッチ回路を切り、リレーがオフになって巻き戻し用の接点位置に戻り、スタンバイ状態で切られていた電流も流れるので、モーター１３は巻き戻し回転を始める。
巻き戻し回転で駆動ネジ１１がスタンバイ位置に戻ると、リミットスイッチ２１により、巻き戻し用の電流はカットされ、本考案はスタンバイ状態に戻る。
【００３０】
追尾時間を任意に設定したい場合は、リミットスイッチはスタンバイ位置検知用と巻き戻し位置検知用の２つが必要だが、本考案では、追尾時間は露出時間プラスα程度の精度で良いので、リミットスイッチ２１の応差の動きを利用し、適切な応差の動きを持つリミットスイッチを使用することによって、１つのリミットスイッチでコントロールが可能である。
【００３１】
図５の実施例２の様に手動式にすれば、更なる小型化も可能である。
実施例１からモーター、平歯車、リミットスイッチ、押しボタンスイッチを取り除いた構成になるが、底面に平歯車が無くなるので、三脚取付ネジ２３をベースプレート８に配置することができるため、三脚取付プレートが省略でき、「コ」の字の書き順に並べれば、雲台取付プレート６、撓み部材５、ベースプレート兼三脚取付プレート１５となる。
平歯車１２の代わりに取り付けられた微動ダイヤル１６の回転が１分間で１周になるように作れば、微動ダイヤル１６に取り付けたアナログ時計１９の秒針の見かけの角度が変化しないように微動ダイヤル１６を回すことによって、正確な追尾が可能になる。
追尾中に時計の文字盤を目視する必要があるので、微動ダイヤルは上面に来る。
そのため実施例１とはネジ１７，１８と樹脂製軸受９，１０の位置が逆になり、駆動ネジ１１も逆に螺合する。また、秒針をガイドに微動ダイヤル１６を回す都合上、追尾時に駆動ネジ１１が反時計回りに回転するような部品配置となり、この実施例では微動ダイヤル１６は東側に位置することになる。
巻き戻しは手動で行う。
【符号の説明】
【００３２】
１  本考案
２  カメラ
３  雲台
４  カメラ用三脚
５  撓み部材
６  雲台取付プレート
７  三脚取付プレート
８  ベースプレート
９  樹脂製軸受
１０  樹脂製軸受
１１  駆動ネジ
１２  平歯車
１３  モーター
１４  雲台取付ネジ
１５  ベースプレート兼三脚取付プレート
１６  微動ダイヤル
１７  ネジ（ピッチ大）
１８  ネジ（ピッチ小）
19  アナログ時計
20  平歯車
２１  リミットスイッチ
２２  押しボタンスイッチ
２３  三脚取付ネジ
【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】
0003223420.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月18日(2019.7.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
カメラ用三脚に固定される本体と極軸を介して接続された雲台取付プレート兼タンジェントアームの間の開度を、本体と雲台取付プレート兼タンジェントアームそれぞれに設けられたピッチの異なる１対の雌ネジとこれらと螺合する駆動ネジからなる差動ネジ機構によって変化させることにより、星を追尾するタンジェントスクリュー方式のポータブル赤道儀。
【請求項２】
短時間露出専用の、極軸の回転を、極軸と直交する方向に撓む部材の撓みによる傾きの変化によって代用した請求項１に記載のポータブル赤道儀。