JP2911709B2 - Rotary drive - Google Patents

Rotary drive

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JP2911709B2
JP2911709B2 JP9227193A JP9227193A JP2911709B2 JP 2911709 B2 JP2911709 B2 JP 2911709B2 JP 9227193 A JP9227193 A JP 9227193A JP 9227193 A JP9227193 A JP 9227193A JP 2911709 B2 JP2911709 B2 JP 2911709B2
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rotary drive
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隆一 杉山
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えば天体を追尾観
測する光学赤外線望遠鏡の鏡筒や架台等の構造体を支持
軸周りに回転駆動する回転駆動装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary drive device for driving a structure such as a barrel or a base of an optical infrared telescope for tracking and observing a celestial body around a support axis.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10は従来の反射型大口径の光学赤外
線望遠鏡装置を示す全体斜視図、図11は図10の断面
図、図12は図10および図11における鏡筒駆動系統
の要部正面図、図13は図12の側面図、図14は架台
駆動系の要部正面図、図15は図14の平面図である。
図において、1は天体観測用赤外線望遠鏡装置の架台、
2はその架台1を水平回動自在に支持しているAz軸、
3は前記架台1に装備された複数のモータ、4はそれら
のモータ3の出力軸に嵌着結合された複数(図示では4
個)の主動ギア(主動歯車)、5は前記架台1の設置床
に前記Az軸2を中心として据え付け固定されたリング
ギアであり、このリングギア5に前記主動ギア4が噛合
して該主動ギアが前記モータ3で同期回転駆動されるよ
うになっている。
2. Description of the Related Art FIG. 10 is an overall perspective view showing a conventional reflection type large-diameter optical infrared telescope apparatus, FIG. 11 is a sectional view of FIG. 10, and FIG. 12 is a main part of a lens barrel driving system in FIGS. 13 is a side view of FIG. 12, FIG. 14 is a front view of a main part of the gantry drive system, and FIG. 15 is a plan view of FIG.
In the figure, 1 is a mount of an infrared telescope device for astronomical observation,
2 is an Az axis that supports the gantry 1 so that it can rotate horizontally,
Reference numeral 3 denotes a plurality of motors mounted on the gantry 1 and 4 denotes a plurality of motors (4
) And 5 are ring gears fixedly mounted on the installation floor of the gantry 1 with the Az shaft 2 as a center, and the driving gear 4 meshes with the ring gear 5 to drive the main gear. The gear is synchronously driven by the motor 3.

【0003】従って、前記モータ3と主動ギア4とリン
グギア5は、前記架台1を前記Az軸2の軸周りに水平
回転駆動する架台回転駆動機構Aを構成している。
Accordingly, the motor 3, the driving gear 4 and the ring gear 5 constitute a gantry rotation drive mechanism A for horizontally rotating the gantry 1 about the Az shaft 2.

【0004】6は前記架台1に装備された反射鏡支持構
体から成る鏡筒、7はその鏡筒6を前記架台1に俯仰回
動自在に軸支しているEl軸、8はそのEl軸7の近傍
で前記架台1に装着固定された鏡筒駆動系のモータで、
このモータ8の出力軸には主動ギア(主動歯車)9が嵌
着結合されている。
[0004] Reference numeral 6 denotes a lens barrel comprising a reflector supporting structure mounted on the gantry 1, 7 denotes an El axis which rotatably supports the lens barrel 6 on the gantry 1 and 8 denotes an El axis thereof. 7 is a lens barrel drive system motor fixedly mounted on the gantry 1 near
A drive gear (drive gear) 9 is fitted and connected to the output shaft of the motor 8.

【0005】10は前記El軸7に嵌着結合された従動
ギア(終段歯車)で、この従動ギア10に前記主動ギア
9が噛合している。従って、前記モータ8と主動ギア9
と従動ギア10は、前記鏡筒6をEl軸7の軸周りに俯
仰回転駆動する鏡筒俯仰機構Bを構成している。
[0005] Reference numeral 10 denotes a driven gear (final stage gear) fitted and connected to the El shaft 7, and the driven gear 9 meshes with the driven gear 10. Therefore, the motor 8 and the driving gear 9
The driven gear 10 and the driven gear 10 constitute a lens barrel elevating mechanism B that drives the lens barrel 6 to elevate and rotate around the axis of the El axis 7.

【0006】11は前記鏡筒6の下部に取り付けられて
観測天体からの平行光線を集光する主反射鏡、12はそ
の主反射鏡11の上方対向位置で前記鏡筒6に取り付け
られた副反射鏡、13は天体観測位置となるカセレン
焦点であり、このカセレン焦点13の位置に写真乾板
のような撮影物体がセットされる。
Reference numeral 11 denotes a main reflecting mirror which is attached to a lower portion of the lens barrel 6 and collects parallel rays from an observing celestial body. reflector 13 is hank grayed lens focus the astronomical observation position, photographing objects such as photographic plate is set at the position of the skein grayed Len focus 13.

【0007】次に動作について説明する。天体観測に際
しては、まず、望遠鏡ドームの観測口(図示せず)を開
け、望遠鏡を観測すべき天体に向ける。この場合、架台
1駆動系を起動すると、この系統の主動ギア4が回転駆
動され、該主動ギア4がリングギアに沿って転動するこ
とにより、前記架台1がAz軸2を中心として水平回動
する。また、鏡筒6駆動系のモータ8が起動すると、こ
の系統の主動ギア9を介して従動ギア10が回転駆動さ
れることにより、前記鏡筒6がEl軸7を中心として俯
仰回動する。
Next, the operation will be described. When observing astronomical objects, first open the observation port (not shown) of the telescope dome and point the telescope at the object to be observed. In this case, when the drive system of the gantry 1 is started, the driving gear 4 of this system is driven to rotate, and the driving gear 4 rolls along the ring gear, so that the gantry 1 rotates horizontally about the Az axis 2. Move. When the motor 8 of the lens barrel 6 drive system is started, the driven gear 10 is rotationally driven via the main driving gear 9 of this system, whereby the lens barrel 6 is turned up and down around the El shaft 7.

【0008】このようにして、前記架台1が所定の回転
角度まで水平回転駆動され、且つ、前記鏡筒6が所定の
俯仰角度に回転駆動されることにより、観測すべき天体
を望遠鏡が捕捉して追尾する。そして、観測天体からの
平行光線は、主反射鏡11で集光され、副反射鏡12で
反射したのちカセレン焦点13にセットされた写真乾
板を照射することにより、この写真乾板は、一定時間露
光を継続することにより、天体像が撮影される。
In this way, the gantry 1 is driven to rotate horizontally to a predetermined rotation angle, and the lens barrel 6 is driven to rotate to a predetermined elevation angle, so that the telescope captures an object to be observed. To follow. Then, the parallel rays from the observation object are collected by the main reflecting mirror 11 and
By irradiating the set photographic plate in skein grayed Ren focus 13 After reflection, this photographic plates, by continuing the fixed time exposure, astronomical images are captured.

【0009】このため、Az軸2の回転駆動機構Aおよ
びEl軸7の回転駆動機構Bは、天体の動きに合わせて
観測中は常に天体を捕捉し続けるように架台1および鏡
筒6を精度よく回転させ続ける必要がある。
For this reason, the rotation drive mechanism A for the Az axis 2 and the rotation drive mechanism B for the El axis 7 adjust the gantry 1 and the lens barrel 6 so as to keep capturing the celestial body during observation in accordance with the movement of the celestial body. Need to keep rotating well.

【0010】ここで、前記各回転駆動機構A,Bは、主
動ギア4とリングギア5および主動ギア9と従動ギア1
0との間のバックラッシュ除去、および、剛性向上のた
めに必ず1対以上で一定のプリトルク(±Tp)を与え
て使用される。
Here, each of the rotary drive mechanisms A and B includes a main driving gear 4, a ring gear 5, a main driving gear 9, and a driven gear 1
In order to eliminate backlash between 0 and improve rigidity, one pair or more must be used with a constant pre-torque (± Tp).

【0011】いま、軸周りの負荷トルクをTL とすれ
ば、各回転駆動機構のそれぞれの駆動モータ6が発生す
るトルク(Tn)は次式の関係にある。 El軸回転駆動機構(駆動モータ6が2台)の場合、 Tz =(1/2)TL +TP およびTM =(1/2)T
L −TP Az軸回転駆動機構(駆動モータ6が4台)の場合、 TM =(1/4)TL +TP (4台中2台)、および TM =(1/4)TL −TP (4台中残りの2台) となる。
Assuming that the load torque around the axis is T L , the torque (Tn) generated by each drive motor 6 of each rotary drive mechanism has the following relationship. In the case of an El-axis rotation drive mechanism (two drive motors 6), Tz = (1/2) TL + TP and TM = (1/2) T
If L -T P Az axis rotation drive mechanism (drive motor 6 is four), T M = (1/4) T L + T P (2 units 4 units), and T M = (1/4) T L -T the P (in four two remaining).

【0012】このように天体の像を得るためには、写真
乾板が一定時間露光を継続する必要があり、その写真乾
板上に鮮明な像を結ばせるためには、天体の動きに同期
して架台1および鏡筒6を高精度に駆動する必要があ
る。
In order to obtain an image of an astronomical object, the photographic plate must be continuously exposed for a certain period of time. In order to form a clear image on the photographic plate, the photographic plate must be synchronized with the movement of the astronomical object. It is necessary to drive the gantry 1 and the lens barrel 6 with high accuracy.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】従来の天体観測用望遠
鏡の回転駆動装置は以上のように構成されているので、
架台1系統および鏡筒6系統の各回転駆動機構A,Bに
存在する軸受の摩擦トルク,主動ギア4とリングギア5
および主動ギア9と従動ギア10との噛み合い損失トル
クの変動、ならびに、スティックスリップによって、負
荷トルクが変動し、架台1および鏡筒6を円滑に回転駆
動できる鮮明な天体像が得られないという問題点があっ
た。
The conventional rotary drive of a telescope for astronomical observation is constructed as described above.
Friction torque of bearings present in each of the rotary drive mechanisms A and B of the gantry 1 system and the lens barrel 6 system, the driving gear 4 and the ring gear 5
In addition, the problem that the loss torque of the meshing between the driving gear 9 and the driven gear 10 fluctuates, and that the load torque fluctuates due to stick-slip, and a clear astronomical image in which the gantry 1 and the lens barrel 6 can be smoothly rotated cannot be obtained There was a point.

【0014】また、上記各歯車相互の噛み合い部のバッ
クラッシュによる鏡筒6のE1軸7周りのガタつき、お
よび、架台1のAz軸2周りのガタつきを防止するため
のアンチバックラッシュ駆動用プリトルクが鏡筒6,架
台1へ伝達される割合は、前記負荷トルクの変動に応じ
て変化するため、前記鏡筒6,架台1の構造変形量も変
化して主反射鏡11と副反射鏡12との間の相対位置を
変化させ、その結果、天体像の鮮明度を低下させるとい
う問題点があった。
An anti- backlash drive for preventing backlash of the lens barrel 6 around the E1 axis 7 and backlash of the mount 1 around the Az axis 2 due to backlash of the meshing portions of the gears. Since the rate at which the pre-torque is transmitted to the lens barrel 6 and the mount 1 changes according to the fluctuation of the load torque, the amount of structural deformation of the lens barrel 6 and the mount 1 also changes, and the main reflecting mirror 11 and the sub-reflecting mirror are changed. There is a problem in that the relative position between the astronomical image and the astronomical image is reduced.

【0015】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、請求項1および請求項2の発明
の目的は、架台および鏡筒のそれぞれの回転駆動機構に
存在する摩擦トルク,噛み合い損失トルクおよびスティ
ックスリップが発生せず、前記回転駆動機構の動作によ
って架台および鏡筒の構造変形が生じない構成とした回
転駆動装置を得ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the first and second aspects of the present invention is to provide a friction torque present in each of a rotary drive mechanism of a gantry and a lens barrel. It is another object of the present invention to provide a rotary drive device which does not generate mesh loss torque and stick-slip, and does not cause structural deformation of the gantry and the lens barrel by the operation of the rotary drive mechanism.

【0016】請求項3および請求項4の発明の目的は、
回転構造体を駆動するリニアモータの回転側と固定側と
の間に生じる電磁吸引力を相殺でき、この電磁吸引力が
回転構造体に作用しないようにして、外回転構造体の変
形を未然に防止できる回転駆動装置を得ることにある。
[0016] The objects of claims 3 and 4 are as follows.
The electromagnetic attraction generated between the rotating side and the fixed side of the linear motor that drives the rotating structure can be offset, and this electromagnetic attraction does not act on the rotating structure to prevent deformation of the outer rotating structure. An object of the present invention is to provide a rotation drive device that can prevent the rotation.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る回
転駆動装置は、天体観測用望遠鏡装置等の架台および鏡
筒等の回転構造体を軸周り方向に回転駆動する回転駆動
装置において、前記回転構造体にリニアモータの回転側
と固定側を直接装着したものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a rotary drive device for rotating a mount such as a telescope for astronomical observation and a rotary structure such as a lens barrel around an axis. The rotary side and the fixed side of the linear motor are directly mounted on the rotary structure.

【0018】請求項2の発明に係る回転駆動装置は、回
転構造体を駆動するリニアモータが電磁コイル同士また
は電磁コイルと永久磁石との組合せから成り、それらの
電磁コイル同士または電磁コイルと永久磁石における片
方または両方を前記回転構造体の回転中心と同軸心の円
弧状または円形状に配置したものである。
According to a second aspect of the present invention, in the rotary driving device, the linear motor for driving the rotary structure is composed of a combination of electromagnetic coils or a combination of an electromagnetic coil and a permanent magnet. And one or both of them are arranged in an arc or a circle coaxial with the rotation center of the rotating structure.

【0019】請求項3の発明に係る回転駆動装置は、回
転構造体を駆動するリニアモータが電磁コイル同士また
は電磁コイルと永久磁石との組合せから成り、それらの
電磁コイル同士または電磁コイルと永久磁石を前記回転
構造体の表裏両面の同一位置に対称配置としたものであ
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a rotary drive device, wherein the linear motor for driving the rotary structure comprises a combination of electromagnetic coils or a combination of an electromagnetic coil and a permanent magnet. Are arranged symmetrically at the same position on the front and back surfaces of the rotating structure.

【0020】請求項4の発明に係る回転駆動装置は、回
転構造体の回転軸に一体連結されたセクターホイルの表
裏両面の同一位置に、リニアモータの電磁コイルまたは
永久磁石を対称に直接装着し、その電磁コイルまたは永
久磁石に所定のギャップを介して電磁コイルを対向配置
したものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a rotary drive device in which an electromagnetic coil or a permanent magnet of a linear motor is directly symmetrically mounted at the same position on both front and back surfaces of a sector wheel integrally connected to a rotary shaft of a rotary structure. An electromagnetic coil is arranged to face the electromagnetic coil or the permanent magnet via a predetermined gap.

【0021】[0021]

【作用】請求項1の発明における回転駆動装置は、リニ
アモータの回転(移動)側と固定側が回転構造体に直接
装着されているので、回転構造体に回転駆動力を伝達す
るための歯車伝導や摩擦伝導、もしくは他の動力伝導機
構が不要となり、これらの機構におけるバックラッシ
、剛性低下、機械的損失、駆動力の変動および駆動方
向以外の荷重が発生せずに、前記回転構造体の回転制御
精度が格段に向上すると共に、駆動方向以外の荷重によ
る回転構造体の変形が無くなる。従って、この発明の回
転駆動装置を天体観測用の望遠鏡装置に適用した場合、
天体の動きに同期した鏡筒,架台の駆動が可能となる。
また、上述のように、構造変形で生じる主反射鏡と副反
射鏡の間の相対位置変化も無いため、写真乾板上に鮮明
な像を結ぶことができる。
In the rotary drive device according to the first aspect of the present invention, since the rotating (moving) side and the fixed side of the linear motor are directly mounted on the rotary structure, a gear transmission for transmitting the rotary driving force to the rotary structure is provided. And no need for friction or other power transmission mechanisms, and backlash in these mechanisms.
In addition, the rotation control accuracy of the rotating structure is remarkably improved, and the rotational structure is not affected by a load other than the driving direction. No deformation. Therefore, when the rotation drive device of the present invention is applied to a telescope device for astronomical observation,
The lens barrel and gantry can be driven in synchronization with the movement of the celestial body.
Further, as described above, since there is no change in the relative position between the main reflecting mirror and the sub-reflecting mirror caused by the structural deformation, a clear image can be formed on the photographic dry plate.

【0022】請求項2の発明における回転駆動装置で
は、前記リニアモータが電磁コイル同士または電磁コイ
ルと永久磁石との組合せから成り、それらの電磁コイル
同士または電磁コイルと永久磁石における片方または両
方が前記回転構造体の回転中心と同軸心の円弧状または
円形状に配置されているので、前記電磁コイル同士また
は電磁コイルと永久磁石との間に電磁吸引力を作用させ
ることにより、回転構造体を所定の方向に円滑に回転駆
動することができ、上記請求項1の場合と同様の効果を
奏する。
In the rotary drive device according to the second aspect of the present invention, the linear motor is composed of a combination of electromagnetic coils or a combination of an electromagnetic coil and a permanent magnet, and one or both of the electromagnetic coils or the electromagnetic coil and the permanent magnet are the same. The rotating structure is arranged in an arc or a circle coaxial with the rotation center of the rotating structure, so that the rotating structure can be predetermined by applying electromagnetic attraction between the electromagnetic coils or between the electromagnetic coil and the permanent magnet. , And the same effect as in the case of the first aspect can be obtained.

【0023】請求項3の発明における回転駆動装置で
は、回転構造体を駆動するリニアモータが電磁コイル同
士または電磁コイルと永久磁石とを前記回転構造体の表
裏両面の同一位置に対称配置としたので、前記リニアモ
ータの回転側である電磁コイルまたは電磁コイルと永久
磁石の何れか一方と、前記リニアモータの固定側である
電磁コイルまたは電磁コイルと永久磁石の何れか他方と
の間に生じる電磁吸引力が相殺され、その電磁吸引力が
回転構造体には作用しないので、その電磁吸引力による
前記回転構造体の変形を未然に防止できる。
In the rotary driving device according to the third aspect of the present invention, the linear motor for driving the rotary structure has symmetrical arrangement of the electromagnetic coils or the electromagnetic coil and the permanent magnet at the same position on the front and back surfaces of the rotary structure. Electromagnetic attraction generated between one of an electromagnetic coil or an electromagnetic coil and a permanent magnet on the rotating side of the linear motor and an electromagnetic coil or an electromagnetic coil and a permanent magnet on the fixed side of the linear motor. Since the forces are canceled and the electromagnetic attraction does not act on the rotating structure, deformation of the rotating structure due to the electromagnetic attraction can be prevented.

【0024】請求項4の発明における回転駆動装置で
は、回転構造体の回転軸に一体連結されたセクターホイ
ルの表裏両面の同一位置に、リニアモータの電磁コイル
または永久磁石を対称に直接装着し、その電磁コイルま
たは永久磁石に所定のギャップを介して電磁コイルが対
向配置されているので、上記請求項5の場合と同様の効
果を奏する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the rotary drive device, the electromagnetic coil or the permanent magnet of the linear motor is directly symmetrically mounted at the same position on both the front and back surfaces of the sector wheel integrally connected to the rotary shaft of the rotary structure. Since the electromagnetic coil or the permanent magnet is opposed to the permanent magnet via a predetermined gap, the same effect as in the case of the fifth aspect can be obtained.

【0025】[0025]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の実施例1による天体観測用望遠
鏡装置の架台の回転駆動装置を示す断面図、図2は図1
の要部平面図であり、図10〜図15と同一または相当
部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図にお
いて、1aは回転構造体としての架台1の下部円形周壁
部に形成された環状溝、15は架台1の設置床面に据付
け固定された円形環状のガイドレール、15aはそのガ
イドレール15の内周面に一体形成された環状鍔部であ
り、この環状鍔部15aに前記環状溝1aが遊嵌されて
いる。
Embodiment 1 FIG. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a rotation drive unit of a gantry of a astronomical observation telescope apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG.
15 is a plan view of a main part of the second embodiment, and the same or corresponding parts as those in FIGS. In the drawing, reference numeral 1a denotes an annular groove formed in a lower circular peripheral wall portion of the gantry 1 as a rotating structure, 15 denotes a circular annular guide rail fixedly mounted on the installation floor of the gantry 1, and 15a denotes a guide rail 15 of the guide rail 15. An annular flange is formed integrally with the inner peripheral surface, and the annular groove 1a is loosely fitted in the annular flange 15a.

【0026】16aは前記環状溝1aの上下対向面に直
接装着された電磁コイル、16bは前記ガイドレール1
5の環状鍔部15aの表裏両面の同一位置に直接装着さ
れて前記電磁コイル15aに対向する円弧状または円形
状の永久磁石であり、それらの電磁コイル16aと永久
磁石16bとによって、前記架台1をAz軸(回転軸)
2周りに水平回転駆動するリニアモータ16が構成さ
れ、このリニアモータ16における前記電磁コイル16
aと前記永久磁石16bとの間には所定のギャップgが
設けられている。
Reference numeral 16a denotes an electromagnetic coil directly mounted on the upper and lower opposing surfaces of the annular groove 1a, and 16b denotes the guide rail 1a.
5 is an arc-shaped or circular permanent magnet which is directly attached to the same position on the front and back surfaces of the annular flange portion 15a and faces the electromagnetic coil 15a, and the electromagnetic coil 16a and the permanent magnet 16b make the base 1 Is the Az axis (rotation axis)
A linear motor 16 that is driven to rotate horizontally around the motor 2 is formed.
A predetermined gap g is provided between a and the permanent magnet 16b.

【0027】図3は図1の架台に支持された鏡筒の回転
駆動装置を示す要部正面図、図4は図3の要部側面図で
あり、図において、14は回転構造体である鏡筒6のE
l軸7に一体連結されたセクターホイル、17aはその
セクターホイル14を挟む対向位置で前記架台1に直接
装着された電磁コイル、17bは前記セクターホイル1
4の表裏両面の同一位置に直接装着されて前記電磁コイ
ル17aに対向させた円弧状または円形状の永久磁石で
あり、それらの電磁コイル17aと永久磁石17bによ
って、前記鏡筒6をEl軸(回転軸)7周りに俯仰回転
駆動するリニアモータ17が構成され、このリニアモー
タ17における前記電磁コイル17aと前記永久磁石1
7bとの間にも所定のギャップgが設けられている。
FIG. 3 is a front view of an essential part showing a rotary driving device for the lens barrel supported on the gantry of FIG. 1, and FIG. 4 is a side view of the essential part of FIG. 3, where 14 is a rotating structure. E of lens barrel 6
The sector wheel 17a integrally connected to the l-axis 7, an electromagnetic coil 17a directly mounted on the gantry 1 at an opposing position sandwiching the sector wheel 14, and 17b being the sector wheel 1
4 is an arc-shaped or circular permanent magnet which is directly attached to the same position on the front and back surfaces and faces the electromagnetic coil 17a, and the electromagnetic cylinder 17a and the permanent magnet 17b move the lens barrel 6 to the El axis. A linear motor 17 that is driven to elevate and rotate around a rotation axis 7 is configured, and the electromagnetic coil 17 a and the permanent magnet 1 in the linear motor 17 are configured.
Also, a predetermined gap g is provided between the gap 7b.

【0028】従って、前記電磁コイル16aが架台1と
一体で、且つ、前記電磁コイル17aは鏡筒6と一体で
あり、それらの電磁コイル16a,16bはそれぞれの
Az軸2およびEl軸7の周りに回転することとなる。
Therefore, the electromagnetic coil 16a is integral with the gantry 1, and the electromagnetic coil 17a is integral with the lens barrel 6, and these electromagnetic coils 16a, 16b are arranged around the respective Az axis 2 and El axis 7. Will rotate.

【0029】なお、この実施例1においては、Az軸2
およびEl軸7から電磁コイル16a,17aまでの距
離、および、それらの電磁コイル16a,17aの個数
を適切に決めることにより、前記電磁コイル16aと1
7aは同一品を使用できるようにしてある。
In the first embodiment, the Az axis 2
By appropriately determining the distance from the El axis 7 to the electromagnetic coils 16a and 17a and the number of the electromagnetic coils 16a and 17a, the electromagnetic coils 16a and
7a allows the same product to be used.

【0030】次に動作について説明する。天体観測に際
しては、従来の場合と同様、まず、望遠鏡ドームの観測
口(図示せず)を開け、観測する天体の方向に鏡筒6が
向くように、架台1の系統のリニアモータ16を稼動さ
せて前記架台1を水平回転駆動すると共に、鏡筒6系統
のリニアモータ17をも稼動させて前記鏡筒6を所定の
角度に俯仰回転駆動することによって、観測する天体を
捕捉する。
Next, the operation will be described. At the time of astronomical observation, as in the conventional case, first, the observation port (not shown) of the telescope dome is opened, and the linear motor 16 of the gantry 1 is operated so that the lens barrel 6 faces the astronomical object to be observed. Then, the gantry 1 is driven to rotate horizontally, and at the same time, the linear motor 17 of the lens barrel 6 is operated to drive the lens barrel 6 up and down to a predetermined angle, thereby capturing a celestial object to be observed.

【0031】その後、カセレン焦点13(図11参
照)の位置に例えば写真乾板を正確に設置し、この状態
で天体観測を開始すると共に、天体の動きに同期するよ
うリニアモータ16,17で架台1および鏡筒6をそれ
ぞれ駆動して天体を捕捉し続けながら一定時間、前記写
真乾板への露光を継続することにより、その写真乾板で
天体像を得る。
[0031] After that, precisely established positions, for example, a photographic plate of skein grayed Len focus 13 (see FIG. 11), it starts the astronomical observation in this state, the linear motor 16, 17 to synchronize the movement of the celestial By continuously exposing the photographic plate to the photographic plate for a certain period of time while driving the gantry 1 and the lens barrel 6 to keep capturing the celestial body, an astronomical image is obtained from the photographic plate.

【0032】この場合、従来の技術で述べたプリトルク
(±Tp)は不要であり、軸周りの負荷トルクをTL
すれば、リニアモータ16,17の推力によって発生す
るトルク(TM )は次式の関係にある。 EL 軸回転駆動用リニアモータ10(2台)の場合 TM =(1/2)TL (1台当り) Az軸回転駆動用リニアモータ11(4台)の場合 TM =(1/4)TL (1台当り)
In this case, the pre-torque (± Tp) described in the prior art is unnecessary, and if the load torque around the axis is TL , the torque (T M ) generated by the thrust of the linear motors 16 and 17 is It has the following equation. E In the case of the L- axis rotation drive linear motor 10 (two units) T M = (1 /) T L (per unit) In the case of the Az-axis rotation drive linear motor 11 (4 units) T M = (1/1) 4) T L (per unit)

【0033】なお、前記電磁コイル16a,17aと永
久磁石16b,17bとの間に生じる電磁吸引力による
前記架台1または鏡筒6の構造変形が無視できる程小さ
く、この構造変形による主反射鏡11と副反射鏡12と
の間の相対位置変化も無視できる程小さい場合は、上記
実施例1のように吸引力で相殺する必要がないため、リ
ニアモータ16,17は必ずしも対として用いる必要は
ない。
The structural deformation of the gantry 1 or the lens barrel 6 due to the electromagnetic attraction generated between the electromagnetic coils 16a, 17a and the permanent magnets 16b, 17b is so small as to be negligible. If the relative position change between the mirror and the sub-reflector 12 is also negligibly small, there is no need to offset by the suction force as in the first embodiment, and the linear motors 16 and 17 do not necessarily need to be used as a pair. .

【0034】実施例2.図5はこの発明の実施例2によ
る回転駆動装置の架台駆動系を示す要部を破断した部分
的正面図、図6は図5の要部側面図である。上記実施例
1では、ガイドレール15の内向き環状鍔部15aの表
裏両面にリニアモータ16の永久磁石16bを配置した
が、この実施例2では、円形環状のガイドレール15の
内外周両面にリニアモータ16の永久磁石16bを直接
装着すると共に、その永久磁石16bを所定のギャップ
gを存して挟み込む電磁コイル16aを架台1の下部に
配置した構成としている。
Embodiment 2 FIG. FIG. 5 is a partial front view of a rotary drive unit according to a second embodiment of the present invention, in which a main part of a gantry drive system is cut away, and FIG. 6 is a side view of the main part of FIG. In the first embodiment, the permanent magnets 16b of the linear motor 16 are disposed on the front and back surfaces of the inward annular flange portion 15a of the guide rail 15, however, in the second embodiment, linear permanent magnets 16b are provided on both the inner and outer surfaces of the circular annular guide rail 15. The permanent magnet 16b of the motor 16 is directly mounted, and the electromagnetic coil 16a that sandwiches the permanent magnet 16b with a predetermined gap g is arranged at the lower part of the gantry 1.

【0035】図7はこの発明の実施例2による回転駆動
装置の鏡筒駆動系を示す要部を破断した部分的正面図、
図8は図7の要部側面図である。上記実施例1では、セ
クターホイル14の表裏面にリニアモータ17の永久磁
石17bを配置したが、この実施例2では、前記セクタ
ーホイル14の自由端部に外向き水平方向の鍔部14a
を一体曲成し、この鍔部14aの表裏両面に前記リニア
モータ17の永久磁石17bを直接装着すると共に、そ
れらの永久磁石17bを所定のギャップgを存して挟み
込む電磁コイル17aを架台1側に装着した構成として
いる。従って、この実施例2の場合も上記実施例と同様
の効果を奏する。
FIG. 7 is a partial front view of a rotary drive unit according to a second embodiment of the present invention, in which a main part of a barrel drive system is cut away.
FIG. 8 is a side view of a main part of FIG. In the first embodiment, the permanent magnets 17b of the linear motor 17 are disposed on the front and back surfaces of the sector wheel 14, however, in the second embodiment, the free end of the sector wheel 14 has an outward horizontal flange 14a.
The permanent magnets 17b of the linear motor 17 are directly mounted on the front and back surfaces of the flange portion 14a, and the electromagnetic coil 17a that sandwiches the permanent magnets 17b with a predetermined gap g is provided on the mount 1 side. It is configured to be attached to. Therefore, in the case of the second embodiment, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

【0036】実施例3.図9はこの発明の実施例3によ
る回転駆動装置の概略的な要部構成説明図である。上記
実施例2では、電磁コイル16a,17aの形状を円弧
状のものとして説明したが、これらの電磁コイル16
a,17aは必ずしも円弧状である必要はない。この実
施例3では、前記各電磁コイル16a,17aを平板形
状のものとして、これらの電磁コイル16a,17aを
永久磁石16b,17bとの対向位置に配置すると共
に、それらの間のエアギャップgが許容範囲内となるよ
うに構成しており、この場合にあっても、前実施例の場
合と同様の効果を奏する。
Embodiment 3 FIG. FIG. 9 is a schematic explanatory view of a main part of a rotary drive device according to Embodiment 3 of the present invention. In the second embodiment, the electromagnetic coils 16a and 17a have been described as having a circular arc shape.
a and 17a need not necessarily be arc-shaped. In the third embodiment, each of the electromagnetic coils 16a and 17a has a flat plate shape, and these electromagnetic coils 16a and 17a are arranged at positions facing the permanent magnets 16b and 17b, and the air gap g between them is reduced. The configuration is such that it is within the allowable range. Even in this case, the same effect as in the case of the previous embodiment can be obtained.

【0037】実施例4.なお、上記実施例1および実施
例2では、セクターホイル14にリニアモータ17の永
久磁石17bを、架台1にリニアモータ17の電磁コイ
ル17aを装着した場合について述べたが、この場合と
は逆に、セクターホイル14に電磁コイル17aを、架
台1に永久磁石17bを装着してよく、上記実施例1,
2と同様の効果を奏する。
Embodiment 4 FIG. In the first and second embodiments, the case where the permanent magnet 17b of the linear motor 17 is mounted on the sector wheel 14 and the electromagnetic coil 17a of the linear motor 17 is mounted on the gantry 1 has been described. The sector coil 14 may be provided with an electromagnetic coil 17a, and the gantry 1 may be provided with a permanent magnet 17b.
It has the same effect as 2.

【0038】実施例5.なお、上記実施例1,2では、
リニアモータ16の永久磁石16bを円形環状のガイド
レール15に、且つ、リニアモータ16の電磁コイル1
6aを架台1に装着した場合について述べたが、これと
は逆に、前記電磁コイル16aをガイドレール15に、
且つ、前記永久磁石16bを前記架台1に装着してもよ
く、この場合にあっても上記実施例と同様の効果を奏す
る。
Embodiment 5 FIG. In the first and second embodiments,
The permanent magnet 16b of the linear motor 16 is attached to the circular annular guide rail 15, and the electromagnetic coil 1 of the linear motor 16
6a was mounted on the gantry 1. On the contrary, the electromagnetic coil 16a was mounted on the guide rail 15,
In addition, the permanent magnet 16b may be mounted on the gantry 1. Even in this case, the same effect as in the above embodiment can be obtained.

【0039】実施例6.また、上記各実施例では、電磁
コイル16a,17aと永久磁石16b,17bとから
成るリニアモータ16,17を用いた場合について述べ
たが、これらのリニアモータ16,17は、電磁コイル
と電磁コイル、あるいは電磁コイルと永久磁石付電磁コ
イルとの組合せから成るものであってもよく、この場合
も上記各実施例と同様の効果を奏する。
Embodiment 6 FIG. Further, in each of the above embodiments, the case where the linear motors 16 and 17 including the electromagnetic coils 16a and 17a and the permanent magnets 16b and 17b are used has been described, but these linear motors 16 and 17 are composed of the electromagnetic coil and the electromagnetic coil. Alternatively, it may be composed of a combination of an electromagnetic coil and an electromagnetic coil with a permanent magnet, and in this case also, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上のように、請求項1および請求項2
の発明によれば、回転構造体をリニアモータで回転駆動
するようにし、そのリニアモータの回転側と固定側を回
転構造体に直接装着した構成としたので、前記回転構造
体の回転駆動系のバックラッシュがなく、剛性低下も極
めて小さく、回転駆動力の機械的損失および回転駆動機
構に起因する回転構造体の変動がなくなって、該回転構
造体の回転位置制御が頗る容易かつ高精度に行える効果
がある。
As described above, claims 1 and 2 are as described above.
According to the invention, the rotating structure is driven to rotate by the linear motor, and the rotating side and the fixed side of the linear motor are directly mounted on the rotating structure. There is no backlash, the stiffness decrease is extremely small, and there is no mechanical loss of rotational driving force and no fluctuation of the rotational structure caused by the rotational drive mechanism, and the rotational position of the rotational structure can be controlled very easily and with high precision. effective.

【0041】請求項3および請求項4の発明によれば、
回転構造体を駆動するリニアモータが電磁コイル同士ま
たは電磁コイルと永久磁石とを前記回転構造体の表裏両
面の同一位置に対称配置として構成されているので、前
記リニアモータの回転側である電磁コイルまたは電磁コ
イルと永久磁石の何れか一方と、前記リニアモータの固
定側である電磁コイルまたは電磁コイルと永久磁石の何
れか他方との間に生じる電磁吸引力を相殺することがで
き、その電磁吸引力が回転構造体には作用しないので、
その電磁吸引力による前記回転構造体の変形を未然に防
止できるという効果がある。
According to the third and fourth aspects of the present invention,
Since the linear motor that drives the rotary structure is configured such that the electromagnetic coils or the electromagnetic coil and the permanent magnet are arranged symmetrically at the same position on both the front and back surfaces of the rotary structure, the electromagnetic coil on the rotation side of the linear motor Alternatively, the electromagnetic attraction generated between one of the electromagnetic coil and the permanent magnet and the other of the electromagnetic coil or the electromagnetic coil and the permanent magnet, which is a fixed side of the linear motor, can be canceled. Since the force does not act on the rotating structure,
There is an effect that deformation of the rotating structure due to the electromagnetic attraction force can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施例1による天体観測用望遠鏡装
置の架台の回転駆動装置を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a rotation driving device of a gantry of a astronomical observation telescope device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】図1の要部平面図である。FIG. 2 is a plan view of a main part of FIG.

【図3】図1の架台に支持された鏡筒の回転駆動装置を
示す要部正面図である。
FIG. 3 is a front view of a main part showing a rotation driving device for a lens barrel supported by the gantry of FIG. 1;

【図4】図3の要部平面図である。FIG. 4 is a plan view of a main part of FIG. 3;

【図5】この発明の実施例2による回転駆動装置の架台
駆動系を示す要部を破断した部分的正面図である。
FIG. 5 is a partial front view of a gantry drive system of a rotary drive device according to a second embodiment of the present invention, in which main parts are cut away.

【図6】図5の要部側面図である。FIG. 6 is a side view of a main part of FIG. 5;

【図7】この発明の実施例2による回転駆動装置の鏡筒
駆動系を示す要部を破断した部分的正面図である。
FIG. 7 is a partial front view of a rotary drive device according to a second embodiment of the present invention, in which a main part of a lens barrel drive system is cut away.

【図8】図8は図7の要部側面図である。FIG. 8 is a side view of a main part of FIG. 7;

【図9】この発明の実施例3による回転駆動装置の概略
的な要部構成説明図である。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a main configuration of a rotary drive device according to a third embodiment of the present invention.

【図10】従来の反射型大口径の光学赤外線望遠鏡装置
を示す全体斜視図である。
FIG. 10 is an overall perspective view showing a conventional reflection type large-diameter optical infrared telescope apparatus.

【図11】図10の断面図である。FIG. 11 is a sectional view of FIG. 10;

【図12】図10および図11における鏡筒駆動系統の
要部正面図である。
FIG. 12 is a front view of a main part of the lens barrel drive system in FIGS. 10 and 11;

【図13】図12の側面図である。FIG. 13 is a side view of FIG.

【図14】図10および図11における架台駆動系の要
部正面図である。
FIG. 14 is a front view of a main part of the gantry drive system in FIGS. 10 and 11;

【図15】図14の平面図である。FIG. 15 is a plan view of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 架台(回転構造体) 2 Az軸(回転軸) 6 鏡筒(回転構造体) 7 El軸(回転軸) 14 セクターホイル 16 リニアモータ 16a 電磁コイル 16b 永久磁石 17 リニアモータ 17a 電磁コイル 17b 永久磁石 Reference Signs List 1 base (rotating structure) 2 Az axis (rotating axis) 6 lens barrel (rotating structure) 7 El axis (rotating axis) 14 sector wheel 16 linear motor 16a electromagnetic coil 16b permanent magnet 17 linear motor 17a electromagnetic coil 17b permanent magnet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 23/02 G02B 23/16 F16C 32/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G02B 23/02 G02B 23/16 F16C 32/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 天体観測用望遠鏡装置等の架台および鏡
筒等の回転構造体を回転軸周りに回転駆動する回転駆動
装置において、前記回転構造体にリニアモータの回転側
と固定側を直接装着したことを特徴とする回転駆動装
置。
1. A rotary drive device for rotating a mount such as a astronomical observation telescope device and a rotary structure such as a lens barrel around a rotation axis, wherein a rotary side and a fixed side of a linear motor are directly mounted on the rotary structure. A rotary drive device characterized in that:
【請求項2】 前記リニアモータは、電磁コイル同士ま
たは電磁コイルと永久磁石との組合せから成り、それら
の電磁コイル同士または電磁コイルと永久磁石における
片方または両方が前記回転構造体の回転中心と同軸心の
円弧状または円形状に配置されていることを特徴とする
請求項1記載の回転駆動装置。
2. The linear motor includes a combination of electromagnetic coils or a combination of an electromagnetic coil and a permanent magnet, and one or both of the electromagnetic coils or the electromagnetic coil and the permanent magnet are coaxial with the rotation center of the rotating structure. 2. The rotary drive device according to claim 1, wherein the rotary drive device is arranged in an arc shape or a circular shape of the center.
【請求項3】 前記リニアモータは、電磁コイル同士ま
たは電磁コイルと永久磁石との組合せから成り、それら
の電磁コイル同士または電磁コイルと永久磁石が前記回
転構造体の表裏両面の同一位置に対称配置とされている
ことを特徴とする請求項1記載の回転駆動装置。
3. The linear motor includes a combination of electromagnetic coils or a combination of an electromagnetic coil and a permanent magnet, and the electromagnetic coils and the electromagnetic coil and the permanent magnet are symmetrically arranged at the same position on both front and back surfaces of the rotary structure. The rotary drive device according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記回転構造体の回転軸にはセクターホ
イルが一体連結され、このセクターホイルの表裏両面の
同一位置に、電磁コイルまたは永久磁石が対称に直接装
着され、且つ、その電磁コイルまたは永久磁石に所定の
ギャップを介して電磁コイルを対向配置されていること
を特徴とする請求項2または3記載の回転駆動装置。
4. A sector wheel is integrally connected to a rotating shaft of the rotating structure, and an electromagnetic coil or a permanent magnet is directly and symmetrically mounted at the same position on both front and back surfaces of the sector wheel. 4. The rotary drive device according to claim 2, wherein an electromagnetic coil is disposed to face the permanent magnet via a predetermined gap.
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