JPH03219204A - 構造体 - Google Patents

構造体

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JPH03219204A
JPH03219204A JP2015608A JP1560890A JPH03219204A JP H03219204 A JPH03219204 A JP H03219204A JP 2015608 A JP2015608 A JP 2015608A JP 1560890 A JP1560890 A JP 1560890A JP H03219204 A JPH03219204 A JP H03219204A
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    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/16Housings; Caps; Mountings; Supports, e.g. with counterweight

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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、例えば光学、赤外線望遠鏡装置等の構造物
の鏡筒や架台に用いる構造体の改良に関するものである
〔従来の技術〕
第5図及び第6図はそれぞれ反射型の大口径の光学赤外
線望遠鏡装置の全体構成例を示す斜視図及び断面図であ
る。図において、1は観測天体から到来する平行光線と
そのルート、2はその光線を集光する主反射鏡、3は副
反射鏡、4は本望遠鏡装置の観測位置であるカセグレン
焦点、5は副反射鏡3と主反射鏡2を支持し、Ill軸
回りに回転する鏡筒であり、副反射鏡3を支持するトッ
プリング5b、主反射鏡2を支持するミラーセル5a、
これらを構造体5d、5cを介して支持するセンタセク
ション5eよりなる。6は鏡筒5をEl軸の回り、に回
転させる機能と、鏡筒5を保持したまま自分自身をAz
軸の回りに回転させる機能をもつ架台で、El軸回転機
構6b、構造体6a及びAz軸回転機構60から構成さ
れる。
また、第4図及び第3図は鏡筒5の構造体5C又は5d
の詳細を示す断面図で、トップリング5bの荷重やミラ
ーセル5aの荷重を支えるための剛性や強度を受け持ち
、例えば綱パイプ5c+又は5d+の外側に防錆塗料5
cz又は5dzを塗布したものである。また第3図に示
すように、鋼パイプDC+又は5d+を線膨張係数の小
さな材質、例えばCFRPやインバーを用いて、5′C
1又は5’ d+に変えたものがある。
次に動作について説明する。
天体を観測する場合、望遠鏡装置はまずドームの観測口
(図示せず)を開け、観測したい天体の方向に向けて鏡
筒のE!角度を回転させ、かつ架台のAと角度を回転さ
せることにより、観測天体を捕捉する。その後、カセグ
レン焦点4の位置に、例えば写真乾板のような観測装置
を正確に設置し、観測を開始する。ドームの観測口を開
けた後、望遠鏡装置の周囲は観測口から人出する空気に
よりほぼ外気温と同じ雰囲気温度変化を受ける。また、
光学、赤外線の場合、夜間の観測がほとんどであるため
、上空の冷たい空気層からの放射冷却が観測口を開けた
瞬間から開始する環境下にある。従って、構造体5c、
5dは観測開始と同時に変動する雰囲気温度及び上空の
冷気からの放射冷却にさらされることとなる。
〔発明が解決しようとする課題〕 従来の構造体は上記のような環境下で、第4図又は第3
図に示されているような構成のものが用いられていたの
で以下のような問題点があった。
すなわち、 (1)外気との熱変換は対流により行われるが、構造体
全体の熱容量が大きいため、外気(雰囲気)温度変化に
追従しにくく、雰囲気との温度差が発生する傾向にある
。このような温度差が発生すると対流による空気のゆら
ぎが生じ、光の屈折率が不均一となるため観測−光を乱
す(シーイング劣化)こととなる。
(2)構造体表面に塗布された防錆塗料の放射率が高い
ため、上空の放射冷却の影響を大きく受け、構造体の温
度は雰囲気よりも低くなり、温度差が生じ、この場合も
、シーイング劣化が起こることとなる。
(3)その応答は遅いが、構造体の温度は観測時中に変
化するので、長さ方向の熱膨張/熱収縮が発生し、この
ため主反射鏡2と副反射@3の距離が変化し、カセグレ
ン焦点4の位置が変化することとなり、観測に悪影響を
与える。また第3図に示したように低膨張材を構造部材
に用いることでこの欠点はなくなるが、高価であり、ま
た上記(1)(2)の欠点はまだ残るといった問題点が
あった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、高価な素材を用いることな(構造体の温度を
雰囲気に追従できるようにするとともに、熱膨張/熱収
縮の発生を軽減することができるという、−見矛盾する
2つの特性を有する構造体を得ることを目的とする。
[課題を解決するための手段〕 この発明に係る構造体は、外側から内側に向かって、放
射率が小さく、かつ熱容量の小さい材料層、断熱材層、
剛性及び強度を受け持つ構造部材の順に配列して構成し
たものである。
〔作用〕。
この発明においては、その構造を、外側から内側に向か
って、放射率が小さく、かつ熱容量の小さい材料層、断
熱材層、剛性及び強度を受け持つ構造部材の順に配列し
て構成したから、外側に配置した低放射率、小熱容量の
材料層が外気温に素早く追従するが断熱材層が、その外
側の材料層と内側の構造部材の間の熱の授受を低減する
ため、構造部材の温度は一定温を保つようになる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図は本発明の一実施例による構造体を、構造部材が
鋼管である場合を例として鋼管の軸方向に断面をとった
断面図であり、7cは熱放射率の小さい、例えば薄い金
属板層であり、7bは断熱材、7aは従来型の構造部材
と同じ鋼管等の構造部材であり、この3つで構造体7を
構成している。
次に作用効果について説明する。
この構造体7を用いた場合、構造体7の外周は放射率が
小さく、かつ熱容量の小さい、例えば薄い金属層7cに
て覆われているので、上空の冷気への熱放射による温度
の低下は少なく、また外気温の変化には対流による熱交
換で容易に温度が追従する。しかし、断熱材7bが、内
部の熱容量の大きい(重い)構造部材7aと熱容量の小
さい上記金属層7cとの間を熱絶縁し、熱の授受を起こ
りに(くする役割を果たすので、金属層7cが外気温に
追従して変動しても構造部材7aは一定温度を保ちつづ
ける傾向となる。従って、構造体7の外周は外気温度に
追従して温度が変化するため、構造体7の温度と外気温
との差によるシー4ングの劣化が起こらず、また剛性や
強度を受け持つ構造部材が長時間一定温度となるため熱
伸縮を起こしにくいため、副反射鏡と主反射鏡の間の距
離の変化による光学的な収差も発生しにくい。
なお、上記実施例では構造部材7aの中が中空の例を示
したが、第2図に示すように、この中に比熱の大きい流
体又は固体7dを入れ構造体7′として構成すると、構
造部材7aの比熱が見かけ上、さらに大きくなるので、
熱容量がさらに増大し、このため構造部材7aが一定温
度に保たれる時間がさらに長くなり、観測精度が一層向
上する。
なお、特に構造部材7aの中空部に収納した流体は循環
器等を用いて循環を行う必要はない。というのは、構造
部材7aの平均的な温度を変えずに一定にしておけばよ
く、場所によって温度分布があってもそのままの温度分
布を保つことで目的を達成できるので、流体を循環させ
て温度分布をなくしたり流体の温度を制御して構造部材
の温度を一定に保つ必要はない。
また、上記実施例では、構造体を光の直接のルートであ
る鏡筒に利用した場合について説明したが、架台の構造
材として使用してもよく、その場合も同等の効果を奏す
る。
また、この構造体を従来の構造体の代わりにもちいても
、望遠鏡装置としては剛性9強度とも従来技術と全く同
じ性能を果たすことができるのはいうまでもない。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、構造材を外側から順
に、外気温の変化に追従しやすい外周の層、断熱材1強
度/剛性を受け持つ構造部材の順に並べて構成したので
、外周の層が温度変化に追従し、観測天体の像のゆらぎ
(シーイング劣化)が発生せず、観測精度を向上できる
、また内部の構造体がほぼ一定温度に保たれるため、熱
膨張/伸縮しにくく、望遠鏡のような高い精度が要求さ
れる光学機器を、低膨張材料等の高価な材料を用いるこ
となく、安価に製作できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による構造体を示す断面図
、第2図はこの発明の他の実施例を示す断面図、第3図
、第4図は従来例の構造体を示す断面図、第5図および
第6図は反射型の大口径の光学赤外線望遠鏡装置の全体
構成例を示す斜視図および断面図である。 1は星の入射光線、2は主反射鏡、3は副反射鏡、4は
カセグレン焦点、5は鏡筒、6は架台、7.7′は構造
体、7aは構造部材、7bは断熱材、7Cは材料層であ
る。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)剛性や強度が要求される構造体であって、該構造
    体を、構造体の外側から内側に向けて、放射率が小さく
    かつ熱容量の小さい材料層、断熱材層、剛性及び強度を
    受け持つ構造部材の順に配列して構成し、構造体の温度
    を雰囲気に追従できるようにしたことを特徴とする構造
    体。
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