ここでは自作60cmドブソニアン計画の構成要素のうちミラーボックスについて検討します。 ミラーボックスとは、主鏡セル、高度軸、トラス棒とを接続する望遠鏡の構造のことを指します。

主鏡一体式か着脱式か


結論: 「主鏡一体式」のミラーボックスは重量が重くなる欠点があるが、「主鏡着脱式」の主鏡を誤って落下させて破損するリスクがあるため、自作60cmドブソニアン計画では「主鏡一体式」のミラーボックスを採用する。 ミラーボックスは構造を工夫して出来るだけ軽くなるようにする。


ミラーボックスから主鏡を「取り外す」か「取り外さない」かでミラーボックスの設計が大きく変わります。 そこでまず「主鏡一体式」と「主鏡着脱式」の違いとメリット・デメリットを概観し、その後自作60cmドブソニアン計画でどちらを用いるか検討します。

1. 主鏡一体式

主鏡一体式とはドブソニアンの分解組み立て時に主鏡をミラーボックスから取り外さず全体を一体として取り扱う構造のことです。(私が勝手に名付けました。) 自作40cmドブソニアンではこの構造を採用しました。

主鏡一体式の利点は主鏡をミラーボックスから取り外さないため、主鏡を破損するリスクが主鏡着脱式よりも小さいと考えられる点です。

一方で主鏡はミラーボックスから取り外さないためミラーボックスは重く、取り扱いが困難になります。 ミラーボックスが重くなることで全体を落としたり、取扱中に腰を痛めるリスクもあります。

2. 主鏡着脱式

主鏡着脱式とはドブソニアンの分解組み立て時に主鏡をミラーボックスから取り外す構造のことです。(私が勝手に名付けました。) 酒井さんの55cm、Tele Kit や Starmaster Portable Telescope 等がこの方式のようです。

主鏡着脱式の利点は主鏡をミラーボックスから取り外すため、分解組み立て時にミラーボックスが軽くなり、安全に作業が行える点です。 また主鏡をミラーボックスとは別の箱で保管することになるため湿度の管理などがやりやすくなります。

一方で主鏡を分解組み立て時に取り外すことになるため、取扱中に誤って主鏡を落としてしまい、破損するリスクがあります。 またミラーボックスから取り外した後に主鏡を収納する箱が別に必要になるといのも、欠点といえば欠点です。


主鏡一体式とした場合、自作60cmドブソニアン計画の場合には主鏡の重量自体で25 kg未満を見込んでいるため、ミラーボックス全体では一人では持ち上げられない重量になる可能性があります。 しかし主鏡をミラーボックスから取り外さない、つまり誤って落とすといった主鏡を破損してしまうリスクが小さくなるのは大きな利点と考えます。 そこで自作60cmドブソニアン計画では「主鏡一体式」のミラーボックスを採用することにし、ミラーボックス全体の重量が出来るだけ軽くなるような構造を考えることにします。

ミラーボックスの役割 <設計変更>


結論(設計変更): ミラーボックスに十分な強度を持たせる。

(過去の結論: 軽量化のためミラーボックスには強度はない構造とする。強度は主鏡セルで確保し、ミラーボックスは単に主鏡を保護するための「箱」の役割とする。)


ミラーボックスとは主鏡セル、高度軸、トラス棒を接続するドブソニアン望遠鏡の構造のことで、これらをがっちりしっかり接続するため高い剛性があり、また主鏡を保護するケース(箱)の役割もあります。

ここで自作60cmドブソニアン計画の場合、主鏡は一体式としてミラーボックスと一体で取り扱う構造とすることにしました。 そのためミラーボックスは出来るだけ軽くしたいと考えます。

ここで自作60cmドブソニアン計画では主鏡セルは「ゆりかご式」を採用することにしました。 よって主鏡セルには丈夫な「枠」があります。 もし仮にこの「枠」に十分な強度があれば、強度・剛性は主鏡セル側で担当し、ミラーボックス側は強度は不要になると考えられます。

そこで自作60cmドブソニアン計画ではミラーボックスには強度を持たせない設計とし、強度は主鏡セルで確保し、ミラーボックスは単に主鏡を保護するための「箱」の役割として設計することにします。

設計変更

当初設計ではミラーボックスに強度を持たせず単に主鏡を保護するための「箱」の役割としていましたが、トラス棒を6本から8本に変更した際の工作の都合から、また主鏡セル周辺の剛性を少しでも向上させたいという意図から、ミラーボックスもがっちりと作り、強度を持たせる構造に変更しました。

ミラーボックはロッカーボックスに収まりつつ出来るだけ光軸方向の厚み(高さ)が大きくなるよう、12mm厚の合板で製作し直しました。 結果的に重くなってしまいましたが(~40 kg)、今のところ一人でもなんとか運用できています。 いずれにしても主鏡セルやミラーボックスは十分な剛性を持たせることが最も重要なことだと考えを改めました。

ミラーボックスの重量


結論: 自作60cmドブソニアン計画ではミラーボックスは出来るだけ軽くなるようにする。 具体的にはミラーボックス単独で 4 kg未満、「主鏡」+「主鏡セル」+「ミラーボックス」の合計で 40 kg 未満となるように製作する。


自作60cmドブソニアン計画の場合、主鏡は一体式としてミラーボックスと一体で取り扱う構造とすることにしました。 そのためミラーボックスは単独で扱うことはなく、主鏡と主鏡セルと合わせて運用することになります。 一方で自作60cmドブソニアン計画の場合ミラーボックスは単に主鏡を保護するための「箱」としての役割しかなく、丈夫に作る必要はなく軽量化が可能になります。

自作40cmドブソニアンで製作したミラーボックスの重量は 10 kgでした。 口径が1.5倍の60cmとなるものの、強度は不要のため、軽く作ることが可能です。 そこで(エイヤで)ミラーボックスの重量は一辺あたり 1 kg 未満としてミラーボックス単体で 4 kg 未満を目標に製作したいと設定します。

なお「主鏡一体式」のミラーボックス全体の重量としては「主鏡」+「主鏡セル」+「ミラーボックス」の合計の重量が一人で持ち上げられる重量であるかないかが重要になります。 主鏡 の重量が 25 kg 未満、主鏡セル が 10.5 kg 程度となるように製作する計画のため、ミラーボックス 4 kg 未満と合わせて合計で 40 kg 未満となるように製作したいと考えます。 40 kg 未満であれば一人で持ち運んだり、車から出し入れして組み立てたりといったことも問題なく行えるはず、と考えます。

ミラーボックスの高さ


結論: 自作60cmドブソニアン計画ではミラーボックスは出来るだけ高さが低くなるように製作する。


自作60cmドブソニアン計画の場合、主鏡は一体式としてミラーボックスと一体で取り扱う構造とすることとし、ミラーボックスは単に主鏡を保護するための「箱」としての役割しか持たせず、出来るだけ軽く作ることにしました。 そのため自作60cmドブソニアン計画で製作するミラーボックスの高さは可能な限り低くして軽量なミラーボックスとなるよう設計することにします。 またミラーボックスの高さを低くすることでコンパクトになり、車での運搬も容易になると考えます。

トラス棒との接続 <設計変更>


結論(設計変更):自作60cmドブソニアン計画ではトラス棒はミラーボックスに接続する。

(過去の結論:自作60cmドブソニアン計画ではミラーボックスには強度はない構造とするためトラス棒は主鏡セルに直接接続する構造とする。)


自作60cmドブソニアン計画ではミラーボックスは主鏡を保護するためのカバーとし、ミラーボックス自体に強度は持たせない設計としました。 そのため通常のドブソニアンであればミラーボックスに接続することになるトラス棒は、ミラーボックスに強度がないため、強度のある主鏡セルに直接接続する必要があります。

自作60cmドブソニアン計画で採用する「ゆりかご式」の主鏡セルには丈夫な「枠」があります。 そこでこの「枠」にトラス棒を直接接続するような構造とすることにします。

設計変更

当初設計ではミラーボックスに強度を持たせずトラス棒は直接主鏡セルの「枠」に接続するような構造としていましたが、トラス棒を6本から8本に変更した際の工作の都合から、また主鏡セル周辺の剛性を少しでも向上させたいという意図からミラーボックスも剛性の高い合板で製作しなおしたことから、トラス棒との接続も通常のドブソニアンのようにミラーボックスに接続する構造としました。

高度軸との接続


結論: 高度軸は主鏡セルに直接接続する構造とする。 また高度軸はミラーボックスから簡単に取り外しできるような構造とする。


自作60cmドブソニアン計画ではミラーボックスは主鏡を保護するためのカバーとし、ミラーボックス自体に強度は持たせない設計としました。 そのため通常のドブソニアンであればミラーボックスに接続することになる高度軸は(ミラーボックスに強度がないため)ミラーボックスではなく強度のある主鏡セルに直接接続して固定する必要があります。

自作60cmドブソニアン計画で採用する「ゆりかご式」の主鏡セルには丈夫な「枠」があります。 そこでこの「枠」に高度軸を直接接続するような構造とすることにします。

また高度軸は取り外し可能な構造とすることで運搬時にミラーボックス全体の重量が少しでも軽くなるような構造とします。

迷光対策


結論: ミラーボックス裏面からの光を遮るような迷光対策を施す。


自作40cmドブソニアンから得られた経験 に書いたように、自作40cmドブソニアンでは主鏡の裏側、正確には主鏡よりも外側でミラーボックスの内側の正面から見て直接ロッカーボックスや地面が見えてしまう領域からの迷光によって視野が明るくなることを何度も経験してきました。 特に雪が積もっている冬期は地面が白いこともあって、視野が明るくなり、コントラストが悪く感じました。

そこで自作40cmドブソニアンではこの問題を解決するため、主鏡の裏側を完全に覆う黒色の布を用意して、望遠鏡を組み立てて光軸を合わせた後、主鏡の裏面を完全に覆って迷光対策としてきました。 しかし毎回黒い布を付けたり外したりするのはけっこう面倒でした。

そこで自作60cmドブソニアン計画ではこの主鏡の裏面を覆う遮光布に相当する部分をあらかじめミラーボックスに組み込んだ設計としたいと思います。 主鏡の裏面は完全に覆う必要はなく、主鏡の少し外側、主鏡セルとミラーボックスの間の、直接地面やロッカーボックスが見えてしまう部分だけを覆えば同様に機能するはずです。 そこで主鏡の裏側にあたかも「絞り」のような構造を付けることによって、自作60cmドブソニアン計画では主鏡の裏面からの光(迷光)が直接見えないように設計したいと思います。