JP5977951B2

JP5977951B2 - 天体観測施設

Info

Publication number: JP5977951B2
Application number: JP2012012357A
Authority: JP
Inventors: 由昭高橋
Original assignee: Goto Optical Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Goto Optical Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-01-24
Filing date: 2012-01-24
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2032-01-24
Also published as: JP2013151798A

Description

この発明は天体望遠鏡を備えた天体観測施設に関し、より詳細には遠隔地からの天体観測に最適な天体観測施設に関する。

天体望遠鏡などによる天体観測を屋内から行うことを可能とするための構造物として、回転ドーム方式の天体観測ドームが公知である。この種天体観測ドームは、建造物等の基台上に設置されるものであり、半球状のドームがドームの頂点とドーム底面中心を結ぶ線を中心として基台に対して回転自在に設置されると共に、少なくともドーム頂点を含む上下方向に帯状のスリットが開口される構造を有する（特許文献１）。

そして、この種天体観測ドームにおいてはドーム内に天体望遠鏡等の観測機器が設置され、観測者はドーム内から観測機器を用いて天空を観測していた。

また、より簡素なものとしては、スライディングルーフ方式と呼ばれる、観測施設の屋根を横にスライドさせて望遠鏡の視界を確保するものが公知であった（特許文献２）。

一方、天体観測施設は星空を観測するというその本質から夜間の灯火や汚れた空気を嫌い、山中等の市街地から離れた場所に設置されるのが常であるが、そこに足を運ばなくても観測したいという需要があり、また、時差を利用して昼間の時間帯に他の国からの夜空を観測したいという需要もある。そのため、最近ではインターネット上で無人施設にある天体望遠鏡を制御し、観測画像を遠隔地で獲得することのできる天体観測システムが普及しつつある（特許文献3 ）。

特開平９−２１７５０９号公報特開２００１- １６４７７１号公報特開２００２−２３０６４号公報

前記の従来技術のうち、前者の回転ドーム方式の天体観測ドームは望遠鏡で天体を観測するときに、ドーム屋根の一部が開閉し、スリットを望遠鏡の向きに応じて、回転させなければならない。この方式は観測するためのあらゆる方角に視界を開くことができるが、機構が非常に大掛かりで構造が複雑であり、電動式のものはドーム屋根全体の回転とスリット開閉の２系統の駆動装置が必要であり、多額の建設コストを要するという問題があった。

一方、後者のスライディングルーフ方式は構造がシンプルである反面、観測室の屋根を横にスライドさせて望遠鏡の視界を確保する関係上、屋根による死角が避けられないという問題があった。そのため、屋根を観測頻度の少ない方向に移動させることで欠点を最小限に抑えていた。

また、屋根がスライドする時に望遠鏡が干渉しないようにする方法として、望遠鏡の真上で屋根を２分割して各々東西に開くものや、望遠鏡を回転動作によってできるだけ低くした姿勢にしてから屋根を北側に移動させることが提案されていたが、いずれも屋根との干渉を避けて望遠鏡を低い位置に設置するために水平線付近が見えなくなり、視界を確保するには屋根の位置を望遠鏡からできるだけ離すしかなく、結局観測施設が大型化してしまうといった問題があった。

一方、インターネット上で天体望遠鏡を制御する天体観測システムを想定した場合、望遠鏡の観測方向が千差万別なので、前記の回転ドーム方式やスライディングルーフ方式では構造的にも制御的にも対応しにくかった。特に、回転ドーム方式は構造や駆動装置の複雑さを考慮した場合、万が一の不具合や故障に備え、常駐している係員によるサポートが望ましく、無人施設での遠隔制御には不安がある問題があった。

さらに、近年の観測機器の発達は目覚しく、望遠鏡自体は年々小型化・ＩＴ化しているので、それに伴い天体観測施設も小型・広視界で制御の容易なものが求められていた。

この発明の天体観測施設は以上の従来技術の問題点に鑑みて創作されたものであり、簡素な構造で望遠鏡の屋根との干渉防止を実現することを目的とする。

前記目的を達成するために、この発明の天体観測施設は上部が天井開口より突出した状態で望遠鏡が収容される施設本体と、天井開口の全長方向に対し進退方向にスライドして開閉される屋根部を有する天体観測施設にして、突出した望遠鏡の上部が中央箇所の空間に収まるように、中央箇所を高く、前後を低くした形状とした屋根部と、上記屋根部が天井開口に対し進退方向にスライドするためのガイドレールと、屋根部を天井開口より退出するに際して屋根部を、その前端を支点としてガイドレール上で上方に擺動させながらスライドさせることにより後端を天井開口より突出した望遠鏡より高い位置に退避させるための屋根部開閉機構を備えたことを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、前記の天体観測施設において、屋根部は中央箇所において頂点となる三角形状を含む断面形状としたことを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、屋根部の前端にガイドレール上を転動する転動部材を備えるとともに、後端に回転アームの先端を軸支することにより、屋根部を回転アームの回転によりその前端を支点としてガイドレール上で上方に擺動させながら退出方向にスライドさせる屋根部開閉機構としたことを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、前記の天体観測施設において、屋根部および屋根部開閉機構をユニット化して、既存建物に取り付け可能としたことを特徴とする。

また、請求項５記載の発明は、前記の天体観測施設において、ガイドレールを天井開口終端から下方向に傾斜させることにより、屋根部の開放状態において屋根部が天井開口より下方に位置することを特徴とする。

また、請求項６記載の発明は、前記の天体観測施設において、遠隔操作により制御可能な屋根部開閉機構の動力駆動手段と、開閉時に所定の負荷が加わった際に自動停止させる手段と、遠隔位置と通信可能な気象センサおよび監視カメラを備えたことを特徴とする。

以上の構成よりなるこの発明の天体観測施設によれば、突出した望遠鏡の上部が中央箇所の空間に収まるように、中央箇所を高く、前後を低くした形状とした屋根部を採用しても、屋根部を天井開口より退出するに際して屋根部を、その前端を支点としてガイドレール上で上方に擺動させながらスライドさせることにより後端を天井開口より突出した望遠鏡より高い位置に退避させるので、望遠鏡の上部を天井開口より相当程度露出させても屋根部の開閉時に屋根部と干渉するおそれがない。よって、望遠鏡を施設の天井開口より高い位置に設置できるため、視界が広範囲で望遠鏡可動範囲の自由度が高く、水平線に近い天体にも視野を向けることができる。

また、屋根部が上方に擺動して望遠鏡を避けて動くので、従来の回転施設方式やスライディングルーフ方式の天体観測施設に比べて、可動範囲が小さくなり天体観測施設を小型化できる。

また、屋根を分割していないので、従来技術のスライディングルーフ方式の天体観測施設のように屋根同士の接合箇所における雨仕舞いを考慮しなくてよく、低コストで風雨による水や風・埃の悪影響を受けにくい構造にすることが容易となる。

一方、この発明の天体観測施設は屋根を開いて格納する方角は北側にするケースが圧倒的に多いが、請求項５記載の発明のように、ガイドレールを天井開口終端から下方向に傾斜させることにより、屋根部の開放状態において屋根部が天井開口より下方に位置して格納することもできるので、視界を確保するために種々のパターンで対応できる。

また、請求項６記載の発明のように、開閉時に所定の負荷が加わった際に自動停止させる手段と、遠隔位置と通信可能な気象センサおよび監視カメラを備えれば、屋根部の可動箇所の構造がシンプルで不具合のおそれが少ないことも相まって、遠隔地から不特定な時間に複数の観測者によって操作されるインターネット望遠鏡の天体観測施設として、安全に使用することができる。

さらに、請求項４記載の発明のように、屋根部および屋根部開閉機構をユニット化すれば、開閉屋根のユニットを既存の建物に簡単に取り付けられるので、個人の建物や既存天体観測施設の有効利用が可能となる。この場合、建屋とユニットとの取り合いが単純なので、制御室や作業室をレイアウトすることも容易で、施設の応用範囲を拡大することができる。また、屋根ベースに合せて屋根部をいろいろな素材やデザインにすることも可能である。

この発明の天体観測施設の屋根部の閉止状態を示す一部切り欠き側面図。同上、屋根部の開放過程の状態を示す一部切り欠き側面図。同上、屋根部の開放過程の状態を示す一部切り欠き側面図。同上、屋根部の開放状態を示す一部切り欠き側面図。この発明の天体観測施設の斜視図。同上、制御システムのブロック図。この発明の天体観測施設の異なる実施例の一部切り欠き側面図。

この発明の天体観測施設は望遠鏡７が収容される施設本体２０と、施設本体の天井開口Ｈの全長方向に対し進退方向にスライドして開閉される屋根部１から構成される。この実施例では望遠鏡７が収容される施設本体２０に対し、屋根部およびその開閉機構を開閉屋根ベース２上に設置した屋根開閉ユニットＵとし、この屋根開閉ユニットを建物などを利用した施設本体２０上に設置するようにしている。この場合、天井開口Ｈは開閉屋根ベース２に対して切り取られる。

屋根部１は天井開口より突出した望遠鏡７の上部が中央箇所の空間Ｓに収まるように、中央箇所を高く、前後を低くした形状とされるものであり、この実施例では中央箇所において頂点となる三角形状を含む断面形状としている。

図中符号３、３は、屋根部１が天井開口Ｈの全長方向に対し進退方向にスライドするための一対のガイドレールであり、開閉屋根ベース２の天井開口の終端付近から後方にかけて、その両端箇所に設けられる。

前記屋根部１は、その前部の両端に軸支したローラ５、５をガイドレール３、３のコ字状の溝の上下面に転動自在に当接させて収容することにより、上下方向の移動を規制された状態でガイドレール３、３上を走行する。

一方、屋根部１の後部はその両端が軸６、６により、開閉屋根ベース２の天井開口Ｈの幅方向両内縁にアーム軸８をもって軸支される一対の回転アーム４、４の一端に軸支されることにより、回転アームの回転により屋根部は前記した前端のローラ５、５を支点としてガイドレール３、３上で上方に擺動されながら天井開口Ｈからの退出方向に走行する。この場合、回転アーム４、４はその回転直径が少なくとも天井開口Ｈの全長より長く設定される。

図中符号９は前記の開閉屋根ベース２の裏面に垂設される開閉駆動装置であり、内蔵した開閉屋根駆動モータＭを動力源として図示しない動力伝達機構により回転アーム４、４を回転させる。動力伝達機構としてはチェンと回転アーム４、４に固定したスプロケットなどが想定される。図中符号１２、１２は回転アーム４、４の他端に取り付けられるカウンターウエイトであり、これにより屋根部１の重量をキャンセルすることにより開閉駆動装置９のモーターパワーを軽減し、装置の小型化を図る。開閉駆動装置９にはトルクリミッターが内蔵され、氷雪や異物などでの開閉障害による装置の損傷を防止する。

なお、図中符号１４は望遠鏡７を遠隔操作する際に使用するインターネット望遠鏡サーバーパーソナルコンピュータ、１５は開閉屋根コントローラＣやスイッチングハブＳＨを内蔵した天体観測施設制御用接続機器、１８は施設内の温度管理を行なうためのエアコン室内機、１９はエアコン室外機、ＷＳは天体観測施設設置地点の温度、湿度、風速、雨、雪などの気象データを採取するための気象センサである。

図６はこの発明の天体観測施設において、望遠鏡および屋根部開閉機構を遠隔操作する場合のシステムのブロック図である。このシステムにおいては遠隔地のユーザーはインターネットを介して、パソコン上の望遠鏡ブラウザＰＢ上でインターネット望遠鏡サーバーパーソナルコンピュータ１４により制御される観測施設内の望遠鏡７を遠隔操作する他、開閉屋根コントローラＣにより制御される屋根部開閉機構を遠隔操作する。この場合、開閉屋根コントローラＣは接続された気象センサＳのデータに基づき、屋根部を開放することが不適切と判断した場合はユーザーからの開放要求をキャンセルし、また、屋根部を閉鎖することが適切と判断した場合は自動的に屋根部を閉鎖する。なお、ここでは図示していないが、天体観測施設の管理者用にインターネットを介して遠隔操作できる監視カメラを備えてもよいことは勿論である。

この発明においては屋根部１は開閉時に望遠鏡との干渉を防止するため、上方に擺動しながら走行することにより屋根部のべ一ス部分が円弧状の軌道を移動し、開放時に比較的観測頻度の少ない方角に格納される。観測時には屋根部１を開くため回転アーム４はアーム軸８を中心に屋根部１との枢支のための軸６が軌道Ｃ（図４参照）を通って図１のＡ点から図４のＢ点に移動し、それに伴って屋根部１の前端のローラー５はガイドレール３上を図１のａ点から図４のｂ点に移動する。その結果、屋根１の最下端点ｄは軌道Ｄ（図４参照）を通過するため、望遠鏡の可動範囲Ｅ（図４参照）と干渉することなく屋根部１は図１〜図４に図示するようにｄ０、ｄ１、ｄ２と移動して、ｄ３位置に停止して、完全に開いて望遠鏡７で天体の観測ができる状態になる。

天体観測では、屋根部１が開いた時に天の北極Ｐ（図４参照）が見えることが重要なので、ｄ３位置が望遠鏡７の視界を妨げないようにする。この発明において望遠鏡７の不動点ｅ（図４参照）は開閉屋根べ一ス２より高い位置に設置できるため、水平線近傍の天体が容易に観測できるという利点がある。

図７はこの発明の天体観測施設の異なる実施例を示す図である。この実施例においてはガイドレール３、３を天井開口Ｈ終端から下方向に傾斜させることにより、屋根部１の開放状態において屋根部が天井開口より下方に位置させて３６０度の視界を確保している。

１屋根部
３ガイドレール
２０施設本体

Claims

上部が天井開口より突出した状態で望遠鏡が収容される施設本体と、天井開口の全長方向に対し進退方向にスライドして開閉される屋根部を有する天体観測施設にして、突出した望遠鏡の上部が中央箇所の空間に収まるように、中央箇所において頂点となる三角形状を含む断面形状とした屋根部と、上記屋根部が天井開口に対し進退方向にスライドするためのガイドレールと、屋根部を天井開口より退出するに際して屋根部を、その前端を支点としてガイドレール上で上方に擺動させながらスライドさせることにより後端を天井開口より突出した望遠鏡より高い位置に退避させるための屋根部開閉機構を備え、上記の屋根部は天井開口より退出した際に三角形状の斜面が収容される望遠鏡の不動点から天の北極に向けて傾斜するよう位置させたことを特徴とする天体観測施設。
屋根部の前端にガイドレール上を転動する転動部材を備えるとともに、後端に回転アームの先端を軸支することにより、屋根部を回転アームの回転によりその前端を支点としてガイドレール上で上方に擺動させながら退出方向にスライドさせる屋根部開閉機構とした請求項１記載の天体観測施設。
屋根部および屋根部開閉機構をユニット化して、既存建物に取り付け可能とした請求項１または２記載の天体観測施設。
遠隔操作により制御可能な屋根部開閉機構の動力駆動手段と、開閉時に所定の負荷が加わった際に自動停止させる手段と、遠隔位置と通信可能な気象センサおよび監視カメラを備えた請求項１〜３のいずれかに記載の天体観測施設。