天文台の建設の計画は大まかに以下の流れになります。
どうすればに長期間劣化しないか、その為の工夫が天体ドームの設計の基本にあります。
名古屋市科学館の天体ドームの秘密はどこだ!
いくつか有りますが実は三段屋根の車輪にあります。
この三段屋根は絶対に落下しない構造になっています。また右に寄ったり左に寄ったりしません。 常に自動的に真ん中に位置する様に設計されています。その原理は吊り下げ式のモノレールにヒントが有りました。昔 東京の上野動物園に有ったモノレールにヒントが有りました。三段屋根は左右のレールに車輪があってそこに屋根がぶら下がっています。今度名古屋市科学館の屋上に有る天文台にいった時には是非見てください。
ドームが開いていて停電になったらどーするの。
もし雷等で停電になった時、雨が降ってきたら大変です。大切な望遠鏡は雨で濡れてしまいます。 その為にドームは電動と手動の切り替え装置が左右の前扉の付近についています。 これもこのドームの為に特別に開発した装置です。
雪が積もらない天体ドームの秘密
山形県の飯豊町は多い時は6mも雪が積もる地域です。でもここに有る5mの天体ドームには雪は積もりません。ここのドームは水平両開き式のスリットドアです。融雪装置とかは使っていません。その秘密はスリットドアの形状に有ります。通常のスリットドアの形状は上の一番高いところは水平に近い形をしています。 しかし飯豊町の天体ドームはウルトラマンの頭の様にとんがっています。
この形状のおかげで雪は積もる事無く、滑り落ちていきます。
ドームに剛性が必要な秘密
天体ドームの基本は球形部分とスリットドア形状に有ります。開閉方式を大きく分類すると上下開閉式と水平両開き式になります。構造的に重要な部分は球形部分の構造と板金の貼り方の施工工法に有ります。 弊社は球形部分は構造は精度維持の為にまた剛性を保つ為に弊社独自のブロック構造を採用しています。その上で更に剛性を高める為に鋼板を全面に溶接します。これにより回転時の球形部分のねじれ現象が無くなります。鋼板を溶接しない場合は回転時にドーム上部にスリットドアの重量物が有るので慣性の法則で左右に若干ねじれが生じます。これを防ぐには弊社ではドーム全体に鋼板を特殊な方法により溶接を行っております。5mドームで約1万点位の溶接をしています。これにより他社と比較して40%程度ドーム自体が軽くなり、軽量で有りながら剛性のある天体ドームの骨格が出来上がります。
雨が漏らない秘密 (ハゼ折風船貼り工法)
ハゼ折風船貼り工法とは通常はお寺や神社の屋根などの板金を貼るときの工法です。 日本では主に古くから宮大工と言われている人たちの特殊な板金の貼り方です。限られた職人集団しか出来ません。 弊社は独自の考えに基づき全くに別の方法で更に何倍も精度の高いハゼ折風船貼り工法を開発し、天体ドームの球形部に採用しています。雨が漏らない理由はこの板金のハゼ折風船貼り工法に有ります。 板金の端をUの字型に曲げ加工します。その反対側を反対方向にUの時に曲げて吊り子で片側を引っかけて固定します。片側を隣の板金のUの時に引っかけて釣り子で反対側を固定し、これを繰り返します。つまり天体ドームの表面にはステンレスの板しか露出しません。です。つまりコーキングの様な劣化する素材が使われていないのです。また精度を高める事により、台風などの強風時にも板金が飛散しにくい構造になっています。
また両開き式のスリットドアは降った雨が中央の雨樋部粉には寄らない構造になっています。それはスリットドア自体の形の工夫によるものです。 スリットドア形状はスリットドアの両端が25mm低くなり、雨が流れた場合八の字になって外側に流れていきます。これにより風が吹いても中央に雨は寄る事無く両端に流れていきます。
また天体ドームのスリットドアから雨が侵入するのを防ぐにはスリットドアの中央部分の雨樋の構造を工夫する必要が有りにます。
スリットドアの真ん中に位置する雨樋の構造は各社色々なやり方が有りますが、弊社は4重の構造を採用しています。この実験では水道から引いたホースの先を直接雨樋に差し込んで漏水テストを行いましたが全く水の侵入は有りませんでした。
夏でも天体ドームが熱くならない秘密
弊社の天体ドームには夏でもドーム内は熱くならない工夫がされています。 望遠鏡は夜間に観測する時の外気温と同一にする必要が有ります。それはレンズや反射鏡の温度が外気温と差がある場合、湯気越しに見るのと同じ現象が生じるからです。その為には昼間から夜の気温に近づける必要が有ります。しかしながら天体ドームは例えるなら物置小屋と同じ環境に有ります。 夏場に昼間、物置小屋に入ればどんなに暑いか想像できます。望遠鏡も同じ環境におかれています。それを防ぐには熱い空気を望遠鏡に触れさせないことです。つまり熱い空気を上から抜けば良いのです。弊社ではスリットドア上部にソーラーベンチレーターを取り付けています。太陽光で作動する換気扇をスリットドアの高い位置にに設置し、一番高いところから熱い空気を排出します。これにより熱気が常に上部から抜けるので、ドームのは下部は熱気が溜まりません。その結果として望遠鏡が熱くなりません。実験結果では冷房を行った状態で、ソーラーベンチレーターを使用しない場合、夏場ドームの上部で38度、ドーム下部で38度でしたがソーラーベンチレーターを取り付けた場合、上部で38度下部で28度でした。夏場の夜の外気温に近づいています。弊社のとドームにはオプションでソーラーベンチレーターを付ける事が出来ます。名古屋市科学館のにも12器のソーラーベンチレーターが常時稼働しています。屋根が閉まっている時に、下からドームの天井を見上げると白く光る丸い穴がみえます。これがソーラーベンチレーターです。
何故 真円度が正確に出せるのか。
名古屋市のドームの真円度は10m直径で8mmでした。8/10000の精度で回転しています。 通常はボルトの太さよりも穴は少し大きくします。 しかし弊社ではボルトと穴の大きさは同じです。 つまり誤差をゼロにしています。 この精度で全てを組み立てていきます。現場での組み立て時には地面の水平は確保てせきません。しかし組み立て精度により組み立てていけばドームが工場での精度に戻り地面から浮いてきます。これが組み立て精度がゼロの成果です。この工法は世界でも弊社のみ実際にが実現できています。
スリットドアはどうやって動かしているの?
スリットドアは弊社では上下開閉式はチェーンを使います。 弊社は水平両開き式にもチェーンで動力を伝えています。チェーン以外にもシャフトとジョイントを組み合わせて使用する方法もあります。 弊社以外が水平両開き式スリットドアでチェーンを使用しない理由はチェーンのたるみを吸収する装置が一般に販売されていないからです。 弊社は独自にその問題点を解決しチェーン方式を採用しています。チェーンの利点はコストが安い、容易に入手可能、長さの調節が簡単に出来る。交換が簡単に出来る。素材が選べる。シャフトではこれが全ての項目で逆になります。つまりチェーン方式が断然優れています。
スリットドアは停電になったらはどうする?
水平両開き式の場合は、スリットドアが開いている時に停電になっても大丈夫です。 弊社では電動の開閉装置には電動と手動の切り替え装置を付けています。通常使用の時は電動です。もし停電になったら電動と手動の切り替え用のボルトを回すことで切り替えが出来る様になっています。上下開閉式は切り替え装置はついていませんので、注意が必要です。その点では水平両開き式が優れています。
左右のスリットドアの隙間の調整は出来るの?
水平両開き式のスリットドアは長年経過すると左右のスリットドアの間隔にずれが生じ、下が閉まって、上側が少し隙間が開く様になる事があります。弊社の方式は簡単に調整出来る構造になっています。
天体ドームの地震対策は?
新開発の弊社独自のベースリングにより360度の全周に渡って、上下方向と横方向の揺れから逸脱しない様構造になっております。
建築物が壊れるような想定の被害以外は天体ドームの被害は極力軽減される設計になっています。
