JPH03161645A - 反射望遠鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、トラス構造に関し、特にぺ光学反射望遠鏡
装置に応用した場合にその解像度および保守性を向上で
きるものに関するものである．〔従来の技術〕 第４図は例えば光学反射望遠鏡装置に応用された、従来
のいわゆるセルリエトラスを示す見取図である．図にお
いて、ｌは２本１組のセルリエトラスであり、１ａは４
組のセルリエトラス、即ち、各部材の断面積を等しくし
て二等辺三角形を構或するトラス構造である．また、２
はミラーセル、３はミラーセル２に取り付けられた主反
射鏡で、別の４組のセルリエトラス１ｂによってミラー
セル２を介してセンターセクション４に支持きれている
．５はセルリエトラスｌａで支持された補助トップリン
グ、８は主反射鏡装置３と相対する副反射鏡７を支持す
るための、トップリング６に取り付けられたスパイダで
ある．全ての構造要素は、セルリエトラスｌａ，ｌｂを
介してセンターセクション４に固定され、鏡筒９を構成
する．！１ｌ筒９は全天を観測する目的で、望遠鏡架台
に接続され、ＥＬ軸回り（高度角駆動），ＡＺ軸回り（
水乍角駆動）に運転される．なお、セルリエトラスは例
えば５ｍクラスの望遠鏡装置であれば、肉厚２０閣，長
さ１５ｍ位の鉄製パイプで横戒されている．次にその作
用．効果について、第５図，第６図を用いて説明する．
第５図において、矢印は重力の方向であり、セルリエト
ラスｌがＡ点においてこの方向に外力を受けるとすると
、上側のトラ入部材は引張荷重を受けてＡ点がＢ点に変
位し、方下側のトラス部材は圧縮荷重をうけてＡ点がＣ
点に変位する．このとき両トラス部材は材質，長さ．面
積等全て等しいため変位は対称であり、λｌ−λでとな
る．変位が微小であることに注意し両トラス部材がＡ点
で結合されていたことを考慮すれば、結局Ａ点は作図の
ごとくＤ点に変位することがわかる．即ち、Ａ点は右側
の斜線を施したトラス取り付け面に対し平行に変位する
．以上の様な原理で動作するセルリエトラスを、例えば
光学反射望遠鏡に用いた場合の作用．効果を第６図を用
いて説明する．図において、ＥＩ！軸まわりに望遠鏡を
支持するわけだが、中心軸Ｆが水平になった場合、セル
リエトラス１ａは補助トップリング５、トップリング６
、スパイダ８、および副反射鏡７の自重によって、また
セルリエトラス１ｂは主反射鏡装置３及びξラーセル２
の自重によってそれぞれ外力ＰＩ，Ｐ！を受ける。この
時上記の原理により主反射鏡装置３と副反射鏡７とはセ
ンターセクション４を介して距離および平行度を保った
まま変位し、しかもセルリエトラス１ａと同１ｂの部材
断面の比を適当に設計すれば、中心軸Ｆも水平からずれ
ずにＦ′のごとく変位させることができる．図において
、点線で示した部分が変形後の状態を示す． このようにセルリエトラスを用いてトップリング６及び
ミラーセル２を支持すると、副反射鏡７の軸と主反射鏡
３の軸が、重力方向の変化を受けてもずれず、かつ互い
に平行に移動するため光学的な収差が出ないという長所
があった．〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記の様な従来のセルリエトラス１では
１本のトラス部材の支える荷重が大きいので、弾性変形
の域内でトラス部材を選定する際に、断面積の大きい物
を選ばねばならず、重量が大きくなるという問題点があ
った。

また、特に光学反射望遠鏡に応用した場合においては、
環境の温度変化によりセルリエトラス１ａおよび１ｂは
外気と熱の授受をおこなうことになるが、この時、重量
の大きなトラスの熱容量が大であるためトラス自身の温
度変化が環境のそれに十分追随できず、対流熱による空
気のゆらぎを惹起し、光の屈折率の不均一による観測像
の乱，れをもたらすという重大な欠点があった。

さらに、副反射鏡７を色々と交換して異なる焦点モード
（図示せず）にて観測する場合、トップリング６をはず
す必要があるが、トップリング５をはずすとセルリエト
ラス１ａは自立しないため別に補助トップリング５を設
けてこれによって自立させなければならず、その分重量
が大となっていた． 加えて、このためトップリング６をはずす時においては
副反射鏡７が補助トップリング５とぶつからぬようトッ
プリング６をＦ軸方向に大きく移動させねばならないの
で、望遠鏡を収納するドーム（図示せず）も大きくなら
ざるを得ず、その保守も容易でないという欠点があった
． さらに、加えて第３図にみるようにトラ入構造ｌａＯ力
線が副反射！７を支持するスパイダ６の根元の力線と構
造的につながらず、副反射鏡７の変位をトップリング６
、補助トップリング５の剛性に頼って維持することにな
り、構造的に剛でないという欠点もあった． この発明はかかる従来のものの問題点を解決するために
なされたもので、外力方向の変化に対しても２平面また
は・２曲面間の距離と平行度とを保ち、軽量かつ高剛性
となるトラス構造を得ることを目的とする． 加えて、これを光学反射望遠鏡に応用する場合において
は、像の乱れを回避し、また収納ドームが小型で保守も
容易であることを可能ならしめるものを得ることを目的
とする． 〔課題を解決するための手段〕 この発明にかかるトラス構造は、２平面、または２曲面
を支持する構造として二等辺三角形構造を用いず部材の
本数を増やしてその部材の断面積比あるいは材料剛性比
等を適当に設計したトラスを用いるようにしたものであ
る． 〔作用〕 この発明におけるトラス構造は、支持方向と異なる方向
の外力に対してこれを支えるトラスが、全体としては同
じ重量であってもその本数が従来のセルリエトラスに比
べて多いため、断面積が小さくかつ軽量な部材でも変形
を小さく抑え、弾性変形範囲内の正確な復元を実現して
いる．また、例えば光学反射望遠鏡に応用した場合にお
いては、従来のものに比べ同一重量に対する表面積が大
きいため、熱容量が小さく、外気温の変化にトラスの温
度が追従するため、観測像の乱れを軽減させている． また、トラスが立体的で安定した構造であるので、トッ
プリングをはずした際に補助トップリングを用いる必要
がないので、軽量化されており、変形が小さく抑えられ
るとともにトップリング着脱の際には副反射鏡との干渉
がないため中心軸方向の移動が殆どなくて済み、結果と
して収納ドームを小型化させ保守も容易ならしめている
．加えて、トラス横造の力線が副反射鏡支持のスパイダ
の力線と構造的につながり、全体として剛であるので、
副反射鏡の位置ぎめを正確なものにしている． 〔実施例〕 以下、この発明の実施例を図について説明する．第１図
はこの発明の一実施例によるトラス構造を示し、ここで
は特に光学反射望遠鏡に応用したものを示すものである
．図において、長短２本づつ計４本のトラスが１組のト
ラス横造である．２〜４および６〜８は従来装置と同一
のものである．図において、１０がトラス構造であり、
これにトノブリング６が直接取り付けられており、従来
のもののように、補助トップリング５を介してはいない
．なお、図は鏡筒９の上部のみを示したが、下部は第４
図の下部と同一であっても良く、又、センターセクショ
ン４とミラーセル２をつなぐトラスがｌＯｂとして第２
図に示すトラス１０と同一の原理を用いた物であっても
良い． 以下、第２図を用いて本実施例のトラス構造の作用．効
果について説明する．変形のメカニズムは従来のセルリ
エトラス（第４図）と同様であるが、ここでは二等辺三
角形を用いていないため、図において、矢印の向きの外
力に対しトップリング６がトラス支持面（斜線部）と平
行に変形するよう構戒トラス部材の断面積化を調整して
設計している．この調整方法の原理を詳細に説明する．
第２図（ａ）は外側の部材を太く（剛性を高く）、内側
の部材を細く（剛性を低く）選んだ例である．重力が矢
印方向に作用すると、トップリング６の重さで図の破線
のようにトップリング６は傾いて変形する．これは細い
部材が大きく伸縮し、太い部材がほとんど伸縮しないか
らである．この逆を第２図（ロ）に示す．この２つの例
から内側．外側の部材の断面積を選べば、トップリング
がトラスの根元と平行に変形する解があることが判る．
第１図は特にこれを光学反射望遠鏡に応用した例であり
、外側の部材１０ｃを太く、内側の部材１０ｄを細く選
んだものである。

トラス横造全体の重量を同一とすると、従来のセルリエ
トラスｌａに比べて本トラス構造１０は明らかに表面積
が大きく、熱容量が約１　／１．５と小であるため、周
囲との温度差が生じた場合でもすぐトラスの温度が周囲
温度に追従するため熱対流を起こしにくく、空気のゆら
ぎによる像の乱れを防止している。

また第１図にみるように、短い方のトラス部材１０ｃは
隣り合う各２＆Ｉｌのトラス構造１０ｄと結合され、３
本の安定な立体トラスを構成しているため、トップリン
グ６を取りはずした状態においても自立することを可能
ならしめている．このため従来の補助トップリング５を
省略でき、２０ないし３０％の軽量化を実現している．
しかもこの軽量化によって変形をさらに抑制できるとと
もに、トップリング６交換の際には従来のものが大きく
必要としていた補助トップリング５からの取りはずしの
ための中心軸方向の移動の量を、ごくわずかにすませる
ことができ、中心軸方向のスペースを要しないため、収
納ドームを約１０％小型化でき、安価かつ保守も容易に
なっている．さらに従来装置ではセルリエトラスｌａの
補助トップリング５上の支持点とスパイダ８の取り付け
点とが４５゜ずれていたが、本発明ではトラス構造ｌＯ
のトップリング６上の支持点がスパイダ８の取り付け点
と一致し構造力線がつながっているため、さらに剛構造
を実現している． なお、上記実施例ではトラスの構造部材の断面積を変え
た例を示したが、これはヤング率を変えた場合でも同等
の効果を奏する．これを第３図（ａ）に示す．第３図（
ａ）において、１０ｅは例えば鉄、１０ｆは例えばアル
ミニウムである． また、上記実施例ではＭ型に見える構造の例を示したが
、これは第３図（ｂ）に示す如く、他の組合せのトラス
構造１１がいくらでも存在するので、本発明の原理を用
いれば全て同等な効果を奏するものである． 第７図（ａ）．　（ｂ）はこの、トップリングがトラス
の根元と平行に変形する解の一例を示している．第７図
（ａ）は第３図Ｏ：１）の望遠鏡を横からみた状態を示
しており、部材断面の比を適当に設計すれば、トップリ
ング６に右から外力を受けたとしても、部材１０ｃ’，
１０ｄ’の交点１０ｅは斜め左上に．交点１０ｅ’は斜
め左下にそれぞれ移動させることができ、最終的にトッ
プリング６を水平方向に移動させることができる。また
第７図（ｂ）は第２図のＭ形トラスと同様に変形するも
のである．〔発明の効果〕 以上のように、この発明に係るトラス構造によれば、２
平面または２曲面を支持する構造が外力方向の変化によ
り変形する場合でも２平面が支持方向と直角をなす方向
に平行に変位させることができ、軽量で高剛性であり、
かつ熱容量が小さいという効果をもつ．

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す図、第２図はその変
形防止原理を示す図、第３図はこの発明の他の実施例を
示す図、第４図は従来装置を光学反射望遠鏡に応用した
例を示す斜視図、第５図は従来装置の原理を示す図、第
６図はセルリエトラスを光学望遠鏡に応用した例を示す
図、第７図は本発明に適用可能な、外力を受けたときに
トップリングが水平方向に移動させることができるトラ
スの解を示す図である。 図において、ｌａ，ｌｂはセルリエトラス、５は補助ト
ップリング、６はトップリング、８はスパイダ、７は副
反射鏡、１０はトラス構造である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）２平面あるいは２曲面を支持する構造が外力方向
   の変化により変形する場合でも２平面あるいは２曲面が
   支持方向と直角をなす方向に平行に変位することが要求
   される構造物において、二等辺三角形以外のトラスを用
   いて構成したことを特徴とするトラス構造。
2. （２）天体観測の反射望遠鏡装置において、赤外線領域
   等の光を集光し反射させる主反射鏡を支えるミラーセル
   およびこの主反射鏡と平行に対向しこの主反射鏡にて反
   射された光を集光し観測装置に向けて反射させるための
   副反射鏡を支持するスパイダ付きのトップリングの両者
   を支持することを特徴とする請求項１記載のトラス構造
   。