☆ １.２ｍ鏡 製作記① （当時、国産最大口径）
● トップページ に戻る １.２ｍ鏡 製作記②へ
●世の中、人々は色んな夢を抱きそれを実現しようとする。豪華客船で世界一周旅行。単独のヨットで世界一周。エベレストに登頂。最高級スポーツ外車を運転したい・・等など夢は尽きない。そんな中、私はただ素朴に大口径の望遠鏡を製作したい・・と夢見ていた。今から２８年以上前、当時２０年間以上住んでいた、大阪府岸和田市春木泉町１番地の公団住宅（現・ＵＲ都市機構）は、５Ｆ建て２３棟で８００世帯程が住んでいた。
この２ＬＤＫの部屋では、口径３０ｃｍまではフーコーテスト等の作業は出来た。赤道儀は近くで借りた車庫（ガレージ）で組み立ても出来た。しかし、１ｍを越す大口径になると製作は不可能。そこで１年程かけて研磨製作で借る土地を探し、公団住宅より車で３０分ほどの山手に２５０坪の農地（岸和田市 阿間河滝町）を１１年間契約で借りた（この２５０坪の土地代１１年間で￥３００万円）。もちろん退去する時は、全ての建物を撤去して元の農地の更地にして返却した（退去時・撤去費用７０万円）。
１９９６年、上図の ①の様にプレハブ小屋を建て（仮住居・ＤＫ・バス・トイレの内装工事も含め￥４５０万円）。 ②の研磨する鉄骨作業場（３.６ｍ×５.４ｍ＝￥２３０万円）も併設。③作業場屋上には直径４.２ｍのドームを自作。これより１.２ｍ鏡を製作して行く事になるが、結論的には、１.２ｍ鏡を完成さすのに投資した金額は￥１千万円以上かかった（身内から借金して）。退去時は全てを撤去し更地にしたので、一見すると￥１千万円は無駄の様に思えるが、ここでの下積み・研磨のノウハウ・経験・知識は何物にも代え難い知的財産として身に付き残った（経緯を何も知らない素人は簡単に出来た思うが大きな間違い）。
当時、建物以外の余った農地には、趣味で四季折々の野菜を植え、イチゴやスイカ、エンドウやソラマメ等が一杯成って、身内も喜んで採りに来て皆で収穫したのが懐かしい思い出。さて、いきなり１.２ｍ鏡製作とは行かない。かつてアポロ１１号が月面着陸を成功させたのも１号～１０号までの失敗と改良があってやっと１１号で成功したのである。一つの成功の裏には１００の失敗が有るのが普通。こうして１９９８年７月より、１.２ｍ鏡研磨の前に、まず、予行演習として６０ｃｍ鏡の製作から始めた。
● と言っても、まず研磨機の製作である。下図のように６０ｃｍ鏡ともなると、全ての作業が人力では不可能。研磨機のターンテーブルもパワーを上げる為に１００Ｖではなく「ＡＣ２００Ｖ」仕様のモーター（後に１.２ｍ鏡も無難に完成したので正解だった）を取り付けた。ターンテーブルの回転は最大で１２０ｒｐｍ位、クランクモーターの回転は２速スピードとした。ターンテーブルのスピードコントロールがつまみで正面パネルで可変出来る。重量は１５０Ｋｇほど。研磨作業は屋外で水を大量に使用するので、研磨機本体やモーター等の防水カバーは絶対に必要だ。
１９９８年８月１３日より、６０ｃｍ主鏡（径６１０ｍｍ、厚９０ｍｍ、重量約６０Ｋｇ）のカーブ取りからスタート。目標へこみは約１０ｍｍ程。ダイヤモンドツールにて水を流しながらサクサクと豆腐を削る様に順調だ。３時間もすれば十分。鏡面の状態は＃６０カーボくらいのザラツキ。問題は次の工程で、穴あけは径１３０ｍｍの鉄パイプを慎重に降ろして行った。主鏡が割れ・破損したら終わり！でターンテーブルの回転もゆっくり、＃８０番カーボを水を切らない様に投入して行った。１０日間かけて無事貫通♪大変な作業であった（経緯を何も知らない素人は簡単に出来た思うが大きな間違いである）。尚、６０ｃｍカセグレン光学系の全体図は当ＨＰの「カセグレンの計算式」の６０ｃｍのページを参照の事。
こうして、次の工程のアルミ研磨盤の製作に。当時、岸和田市内にアルミ鋳物加工屋が有り、自分でベニヤ板で製作した木型を持参して発注。①は出来あがったアルミ盤に７ｃｍ×７ｃｍのガラス片をピッチで貼り付け、周囲を丸く削り完成したガラス盤。②は＃８０番カーボで荒ズリ開始～③は＃１５００番終了。④は＃１５００番が終了したガラス盤に、ピッチを貼り付け完成したピッチ盤。⑤はピッチ磨きが終り、２０ｃｍピッチ盤にて整型中。⑥は１９９８年１１月１０日、完成した６０ｃｍ主鏡 Ｆ４.５１、ｆ＝２７０５ｍｍ。このカセ光学系で、当時木星食を撮影し天文誌に入選。その後、再研磨でＦ２.９とｆを更に短くしたカセ光学系は関西地方の方に買って頂いた。
さて、結論として言える事は当ＨＰをご覧の皆さん方は、研磨機による大口径研磨は難しいとお思いでしょう。しかし、小口径（１０～３０ｃｍ）を手磨きで充分に優秀な鏡面が出来た実績の方なら、研磨機による大口径（６０・８０・１００・１２０ｃｍ～）はむしろ簡単・楽に作れる。何故なら、研磨機の機械が全部をしてくれるのだから楽ちん♪何の苦労も無い。例えば、岡山県から大阪府までの約２５０Ｋｍを歩いて（手磨きで）は誰も行かない・行けない。しかし、クルマ（機械）なら３時間ほどで楽に行けるのと同じ理由。更には、泳いで太平洋を横断して米国へなんて不可能だが、船で、または飛行機なら（要するに機械のお陰なら）気楽に気軽に行けるのと同じ。
ただし、研磨機による回転速度やクランク（ストローク）幅を何センチにするとか、ピッチ盤の重りを何Ｋｇにするとか、整型時におけるピッチ盤の径を何ｃｍにするとかの判断は、手磨きの時の経験が生きて来るから手磨きの経験は多いい程良いのは言うまでもない。研磨のノウハウ・センスが問われるのは、研磨機は止まる事なくミスなくロスなく動くのだから短時間で終わるが、頭の中で研磨をシュミレーションして空想するのに使う時間の方がはるかに長くなる。それが研磨機を操る技術者のノウハウ・センスであろう。
これより１.２ｍ鏡 研磨へ
●２０００年７月より、６０ｃｍ用研磨機を１.２ｍ用にスケールアップの工事をした。研磨台はそのままで、クランクバー（ストロークバー）やターンテーブルの幅は２倍に。ただし、この右の青い主鏡を載せるターンテーブル台座は、完成後には１.２ｍ鏡の「セル」となり、いずれ鏡筒にそのまま取り付けが出来る様に設計している。つまり、セル本体に径１.２ｍガラス材を載せ、今はセルごとターンテーブルとして回転している訳だ。すなわち、研磨の開始からフーコーテスト等も含め、完成までセルから外す事は無い。尚、１.２ｍカセグレン光学系の全体図は当ＨＰの「カセグレンの計算式」の１.２ｍのページを参照の事。
①下は１.２ｍ鏡材をセルに載せ、セルの中心と鏡材の中心が同心となる様に調整して固定したところ。中央の四角い空間は、カセ主鏡の穴開け工事で貫通時に障害がない様にしてある。鏡材はパイレックス材。セルを含めると２５０Ｋｇほどで、移動・上下の上げ下げなどは全てチェーンブロックを使用。
②の写真は、１.２ｍ鏡用の凸となるアルミ盤。こんな大きなアルミの鋳物を鋳造してくれる鋳物屋は無く、方々を探して岸和田市より遠い 高速・西名阪道を使い奈良県香芝市近くに有る会社を見つけた。あらかじめベニヤ板で製作した木型を持参したが、面積が大きい割に薄いので表面が歪んできれいな鋳物に出来ない～！昔のＬＰレコードの表面がグニャグニャになった状態と同じ。しかし、この鋳物屋さんは何回もやり直してくれて最終的にはきれいに仕上がった♪こうして研磨盤として使用する準備へ。７ｃｍ×７ｃｍのガラス片をピッチで貼り付けたが、粗ズリ・ピッチ磨き工程時には「接触面積を減らす為に半分以上の隙間」を開けた。結果的にこれは正解で砂ズリもピッチ磨きも大成功だった。
上図の荒ズリは、次ページの穴開け画像とやや前後するが、穴開け後に石膏で芯ガラスを固定した後に削っているところである。左の画像の様に、鉄角パイプを赤線の様に湾曲（Ｆ２.９のカーブに屈曲加工）したものの鉄パイプの両端を完全に固定して、このカーブに沿ってダイヤモンドツールをスライドさせた。１.２ｍ鏡面が面白い様に削れて行くのが分かる。水をかけながら、あの硬いパレックスガラス材がまるで「かんな」で木を削る様に、豆腐の様に、柔らかく削れていくのが嘘のようだった。
更に １.２ｍ鏡製作②に続く。