JP7148171B2 - 光学照準器 - Google Patents

Description

本発明は、標的に照準を合わせるための光学照準器に関する。

図１は、一般的な光学照準器１の構成を示す概略図である。光学照準器１は、例えば、ライフルスコープであり、図示しないライフルに搭載される。光学照準器１は、鏡筒１０内の光軸Ａ上に、対物レンズ２０、正立レンズ３０、レチクル４０及び接眼レンズ５０を備える。

レチクル４０は、対物レンズ２０の倒立像と共役な位置にあり、且つ正立レンズ３０の正立像と一致する位置に配置される。レチクル４０は、図示しない照準線を表示する。照準線は、正立レンズ３０の正立像に重ね合せられる。光学照準器１のユーザーは、接眼レンズ５０を通じて、物体（標的）の正立像に照準線を重ね合せて観察することが可能である。

図４は、光学照準器１の対物レンズ２０側の内部構造を示す部分断面図である。図４に示すように、鏡筒１０は、鏡筒本体１１と端管１２とで構成される。対物レンズ２０は、例えば、３枚のレンズ２１～２３で構成される。第１及び第２レンズ２１、２２は、接着剤によって貼り合わせられ、第１のレンズ群を構成する。第３レンズ２３は、１枚で第２のレンズ群を構成する。このような対物レンズ２０は、円筒状のレンズ枠２４内に固定される。図５及び図６は、対物レンズ２０とその他の部品がレンズ枠２４内に固定されたアセンブリを示す。

図５に示すように、レンズ枠２４の外周面には、３つの第１雄ねじ２４ａと、１つの第２雄ねじ２４ｂとが設けられる。第２雄ねじ２４ｂは、レンズ枠２４の前端部に位置する。第２雄ねじ２４ｂの後方には、凹溝が形成される。この凹溝には、図４に示すＯリング２７ａが取り付けられる。３つの第１雄ねじ２４ａは、凹溝の後方からレンズ枠２４の後端部の間に位置する。３つの第１雄ねじ２４ａどうしの間には、幅の異なる２つの間隔が形成される。前方に位置する幅の広い間隔には、４つの第１長孔１６０ａが９０°ずつ位置を変えて均等に形成される。後方に位置する幅の狭い間隔には、４つの第２長孔１６０ｂが９０°ずつ位置を変えて均等に形成される。第１長孔１６０ａは、第２長孔１６０ｂよりも大きい。第１長孔１６０ａには、第１及び第２レンズ２１、２２をレンズ枠２４の内周面に固定するための接着剤１６０が注入される。第１長孔１６０ａに注入された接着剤１６０は、第２レンズ２２の外周面と、レンズ枠２４の内周面との間に流入する。一方、第２長孔１６０ｂには、第３レンズ２３をレンズ枠２４の内周面に固定するための接着剤１６０が注入される。第２長孔１６０ｂに注入された接着剤１６０は、第３レンズ２３の外周面と、レンズ枠２４の内周面との間に流入する。

図６に示すように、レンズ枠２４は、第１～第３レンズ２１～２３の外径とほぼ同じ内径を有する。第１及び第２レンズ２１、２２は、レンズ枠２４の前方の内周面に固定される。レンズ枠２４の前方の内周面には、第１レンズ２１との当接部が設けられる。この当接部と第１レンズ２１との間には、Ｏリング２７ｂが介在される。第３レンズ２３は、レンズ枠２４の内周面における第２レンズ２２の後方に固定される。第２レンズ２２と第３レンズ２３との間には、間隔管２５が介在される。間隔管２５は、第２レンズ２２と第３レンズ２３との間に所定幅の間隔を形成する。さらに、レンズ枠２４の内周面における第３レンズ２３の後方には、押さえ管２６が固定される。押さえ管２６の外周面には、雄ねじ２６ａが設けられる。一方、レンズ枠２４の内周面の後端部には、雌ねじ２４ｃが設けられる。押さえ管２６の雄ねじ２６ａは、レンズ枠２４の雌ねじ２４ｃに螺合される。押さえ管２６は、第１～第３レンズ２１～２３及び間隔管２５を前方へ押圧し、レンズ枠２４内に固定する。押さえ管２６の雄ねじ２６ａと、レンズ枠２４の雌ねじ２４ｃとの間には、互いの螺合を維持するための図示しない接着剤が注入される。

図４に示すように、対物レンズ２０のアセンブリ（図５及び図６を参照）を構成するレンズ枠２４は、鏡筒本体１１の前端部に固定される。鏡筒本体１１の前端部の内周面には、雌ねじ１１ａが設けられる。レンズ枠２４の第１雄ねじ２４ａは、鏡筒本体１１の雌ねじ１１ａに螺合される。レンズ枠２４の第１雄ねじ２４ａと、鏡筒本体１１の雌ねじ１１ａとの間には、互いの螺合を維持するための図示しない接着剤が注入される。さらに、レンズ枠２４の前端部には、端管１２が固定される。端管１２の内周面には、雌ねじ１２ａが設けられる。端管１２の雌ねじ１２ａは、レンズ枠２４の第２雄ねじ２４ｂに螺合される。端管１２とレンズ枠２４とを螺合させると、端管１２の後端面が、鏡筒本体１１の前端面に当接する。これにより、端管１２の後端面と、鏡筒本体１１の前端面との間に反発力が生まれる。この反発力によって、レンズ枠２４と鏡筒本体１１との結合、及びレンズ枠２４と端管１２との結合が、それぞれ強固に維持される。レンズ枠２４の第２雄ねじ２４ｂと、端管１２の雌ねじ１２ａとの間には、互いの螺合を維持するための図示しない接着剤が注入される。

特表２００８－５３９３８８号公報

＜対物レンズの位置ずれ＞
図４に示す対物レンズ２０は、レンズ枠２４に固定されているが、鏡筒本体１１には固定されていない。このため、図１に示す光学照準器１が対物レンズ２０の直径方向の衝撃を受けた場合に、対物レンズ２０の位置が直径方向に僅かにずれてしまう問題がある。対物レンズ２０の中心が光軸Ａからずれると、対物レンズ２０によって形成される倒立像の位置もずれてしまう。この結果、正立レンズ３０によって形成される正立像と、レチクル４０の照準線との位置もずれてしまう。対物レンズ２０の僅かな位置ずれは、遠方の着弾点を大きく狂わせる。

例えば、銃火器を撃ったときの反動は、光学照準器１に対物レンズ２０の直径方向の衝撃を与える。大口径のライフルを撃ったときの衝撃値は、１０００Ｇ（１Ｇ＝９．８０６６５ｍ／ｓ^２）以上になる場合がある。また、銃火器を横向きに置いた場合も、光学照準器１は、対物レンズ２０の直径方向の衝撃を受ける。対物レンズ２０の位置は、直径方向の衝撃を受けて僅かにずれてしまう。

対物レンズ２０の位置がずれる原因は、図４に示す対物レンズ２０の固定構造にある。第１～第３レンズ２１～２３は、レンズ枠２４に固定されているが、鏡筒本体１１には固定されていない。そして、第１～第３レンズ２１～２３の外周面と、レンズ枠２４の内周面との間には、僅かな第１クリアランスが設けられている。第１クリアランスは、レンズ枠２４内に第１～第３レンズ２１～２３を入れるために必要である。さらに、レンズ枠２４の第１雄ねじ２４ａと、鏡筒本体１１の雌ねじ１１ａとの間にも、僅かな第２クリアランスが設けられている。第２クリアランスは、第１雄ねじ２４ａと雌ねじ１１ａとを螺合させるために必要である。第１～第３レンズ２１～２３は、直径方向の衝撃を受けることにより、第１及び第２クリアランスの範囲内で僅かな位置ずれが生じ得る。

＜ねじの精度＞
レンズ枠２４の第１雄ねじ２４ａと、鏡筒本体１１の雌ねじ１１ａとは、極めて高い精度が要求される。上述したように、第１雄ねじ２４ａと雌ねじ１１ａとの間には、第２クリアランスが設けられる。第２クリアランスは、対物レンズ２０の位置ずれの原因となるため、最小限に抑える必要がある。このため、第１雄ねじ２４ａと雌ねじ１１ａとは、現物合せ（actual parts matching）によって製造しなければならなかった。すなわち、特定の鏡筒本体１１と、特定のレンズ枠２４とがペアになり、互いの雌ねじ１１ａ及び／又は第１雄ねじ２４ａを修正して、第２クリアランスを最小限に抑える。第１雄ねじ２４ａと雌ねじ１１ａとの現物合せは、加工に手間、時間及び技量を必要とし、光学照準器１の生産効率を著しく低下させる。さらに、第２クリアランスを最小限に抑えることができたとしても、この第２クリアランスの範囲内で、対物レンズ２０の位置ずれが生じ得る。

＜接着剤の管理＞
図５に示す接着剤１６０の管理が難しい。すなわち、接着剤１６０は、レンズ枠２４の外周面に形成された第１及び第２長孔１６０ａ、１６０ｂに注入される。第１及び第２長孔１６０ａ、１６０ｂは、２つの第１雄ねじ２４ａの間に位置する。このため、第１及び第２長孔１６０ａ、１６０ｂに注入された接着剤１６０が、第１雄ねじ２４ａに付着しやすい。第１雄ねじ２４ａに付着した接着剤１６０は、雌ねじ１１ａとの螺合を阻害し、現物合せによって得られたねじの精度を無意味にする。

＜発明の目的＞
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、対物レンズの直径方向の位置ずれを効果的に防止することができ、且つ製造効率を著しく向上させることが可能な光学照準器を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するために、本発明の光学照準器は、鏡筒内の光軸上に、対物レンズ、正立レンズ、レチクル及び接眼レンズを備えた光学照準器であって、前記対物レンズを前記鏡筒内に固定するための円筒状のレンズ枠及び複数の固定部材をさらに備え、前記レンズ枠の内周面は、前記対物レンズの外周面に接触して、前記対物レンズを保持することが可能であり、前記レンズ枠の外周面には、前記鏡筒の内周面に設けられた雌ねじに螺合することが可能な雄ねじが設けられ、前記対物レンズの外周面に対応する前記レンズ枠の壁部には、その円周方向に沿って複数の貫通孔が形成され、前記複数の固定部材のそれぞれは、前記鏡筒よりも硬度の低い金属又は合成樹脂で形成され、前記貫通孔の中に入れることが可能な形状と、前記貫通孔から突出することが可能な高さとを有し、前記対物レンズ、前記レンズ枠及び前記複数の固定部材を含むアセンブリが、前記鏡筒の内周面に設けられた前記雌ねじに螺合され、前記固定部材の少なくとも一部には、前記雌ねじと噛み合う溝が形成される。

（２）好ましくは、上記（１）の光学照準器において、少なくとも３つ以上の前記貫通孔が、前記レンズ枠の壁部の円周方向に沿って等間隔に設けられる。

（３）好ましくは、上記（１）又は（２）の光学照準器において、前記貫通孔の断面形状が円形であり、前記固定部材の形状が、前記貫通孔の内径とほぼ同じ直径の球形である。

（４）好ましくは、上記（１）～（３）の光学照準器において、前記固定部材を前記貫通孔の中に保持するためのグリスをさらに備える。

本発明の光学照準器によれば、対物レンズの直径方向の位置ずれを効果的に防止することができ、且つ製造効率を著しく向上させることが可能となる。

一般的な光学照準器の構成を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る光学照準器を示す分解斜視図である。 実施形態の光学照準器の対物レンズ側の内部構造を示す部分断面図である。 従来の光学照準器の対物レンズ側の内部構造を示す部分断面図である。 従来の光学照準器を構成する対物レンズのアセンブリを示す斜視図である。 図５に示す対物レンズのアセンブリの断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る光学照準器について、図２及び図３を参照しつつ説明する。なお、本実施形態において、図１、図４～図６の従来技術と同じ構成については、同じの符号を付して、詳細な説明は省略する。本実施形態の光学照準器１は、例えば、図１に示すライフルスコープであり、鏡筒１０内の光軸Ａ上に、対物レンズ２０、正立レンズ３０、レチクル４０及び接眼レンズ５０を備える。

＜光学照準器の特徴＞
図２に示すように、対物レンズ２０は、円筒状のレンズ枠２４の内周面に保持される。本実施形態の光学照準器１は、このレンズ枠２４の壁部に設けられた複数の固定部材６０及び貫通孔６１を特徴とする。複数の固定部材６０のそれぞれは、貫通孔６１を通じて、鏡筒本体１１と対物レンズ２０との両方に圧接する。これにより、レンズ枠２４内の対物レンズ２０が、鏡筒本体１１に直接固定される。以下、本実施形態の光学照準器１の特徴である複数の固定部材６０及び貫通孔６１について、詳細に説明する。

図２に示すように、レンズ枠２４の壁部には、６つの貫通孔６１が形成される。６つの貫通孔６１は、３つのペアを構成する。１つのペアを構成する２つの貫通孔６１は、光軸Ａの方向に沿って前後に並ぶ。３つの貫通孔６１のペアは、レンズ枠２４の壁部の円周方向に沿って、１２０°ずつ位置を変えて均等に配置される。６つの貫通孔６１の中には、それぞれ固定部材６０が入れられる。固定部材６０は、図示しないグリスによって貫通孔６１の中に保持される。これにより、対物レンズ２０、レンズ枠２４、６つの固定部材６０及びその他の部品を含むアセンブリが構成される。アセンブリを構成するレンズ枠２４は、鏡筒本体１１の前端部に固定される。さらに、レンズ枠２４の前端部には、端管１２が固定される。

図３は、鏡筒本体１１、レンズ枠２４及び端管１２の結合状態を示す。レンズ枠２４の外周面には、第１及び第２雄ねじ２４ａ、２４ｂが設けられる。第２雄ねじ２４ｂは、レンズ枠２４の前端部に位置する。第２雄ねじ２４ｂの後方には、凹溝が形成される。この凹溝には、Ｏリング２７ａが取り付けられる。第１雄ねじ２４ａは、凹溝の後方からレンズ枠２４の後端部の間に連続して設けられる。レンズ枠２４の第１雄ねじ２４ａは、鏡筒本体１１の雌ねじ１１ａに螺合される。レンズ枠２４の第２雄ねじ２４ｂは、端管１２の雌ねじ１２ａに螺合される。

６つの貫通孔６１は、レンズ枠２４の第１雄ねじ２４ａを貫通する。さらに、６つの貫通孔６１の位置は、レンズ枠２４内に保持された対物レンズ２０の外周面に対応する。より具体的に説明すると、前後に並ぶ貫通孔６１のペアのうち、前の貫通孔６１の位置は、第２レンズ２２の外周面に対応し、後の貫通孔６１の位置は、第３レンズ２３の外周面に対応する。

６つの貫通孔６１のそれぞれに固定部材６０が入れられる。固定部材６０は、鏡筒本体１１よりも硬度の低い金属又は合成樹脂で形成される。さらに、固定部材６０は、貫通孔６１の中に入れることが可能な形状と、貫通孔６１から突出することが可能な高さとを有する。例えば、貫通孔６１の断面形状を円形とし、固定部材６０の形状を、貫通孔６１の内径とほぼ同じ直径の球形とする。例えば、球形の固定部材６０の直径は、貫通孔６１の深さを僅かに超える寸法にする。この構成により、固定部材６０の下側部分が、貫通孔６１の中に納まり、レンズ枠２４内に保持された対物レンズ２０の外周面に接触する。固定部材６０の上側部分は、貫通孔６１から第１雄ねじ２４ａの方向に僅かに突出する。例えば、球形の固定部材６０の直径を２ｍｍ、円形の貫通孔６１の内径を２ｍｍ、深さを１．７ｍｍとする。この場合、固定部材６０の上側部分は、貫通孔６１から第１雄ねじ２４ａの方向に０．３ｍｍ突出する。

＜対物レンズの固定＞
図２に示す対物レンズ２０のアセンブリを鏡筒本体１１の前端部に固定する場合、レンズ枠２４の６つの貫通孔６１のそれぞれにグリスを塗布し、固定部材６０を入れる。貫通孔６１に入れられた固定部材６０の上側部分は、貫通孔６１から僅かに突出する状態になる。この状態で、レンズ枠２４の第１雄ねじ２４ａは、鏡筒本体１１の雌ねじ１１ａに螺合される。第１雄ねじ２４ａが雌ねじ１１ａに完全に螺合するまでの過程において、固定部材６０の上側部分は、雌ねじ１１ａによって削られ、雌ねじ１１ａと噛み合う溝が刻まれる。

図３に示すように、前後に並ぶ固定部材６０のペアのうち、前の固定部材６０の下側部分は、第２レンズ２２の外周面に接触し、後の固定部材６０は、第３レンズ２３の外周面に接触する。一方、全ての固定部材６０の上側部分は、鏡筒本体１１の雌ねじ１１ａと強固に噛み合う。このようにして、第２及び第３レンズ２２、２３は、６つの固定部材６０を介して、鏡筒本体１１に直接固定される。図２に示すように、３つの固定部材６０のペアは、第２及び第３レンズ２２、２３の外周面の三箇所を均等に押圧し支持する。なお、第１レンズ２１は、接着剤によって第２レンズ２２に貼り合わせられているので、第２レンズ２２及び６つの固定部材６０を介して、鏡筒本体１１に固定される。

＜対物レンズの位置ずれ防止＞
本実施形態の光学照準器１は、レンズ枠２４に設けられた複数の固定部材６０及び貫通孔６１により、対物レンズ２０の直径方向の位置ずれを効果的に防止することができる。すなわち、複数の固定部材６０は、レンズ枠２４内に保持された対物レンズ２０と、鏡筒本体１１との間に介在して、対物レンズ２０を鏡筒本体１１に直接固定する。この構成により、対物レンズ２０とレンズ枠２４との間の第１クリアランス、及び第１雄ねじ２４ａと雌ねじ１１ａとの間の第２クリアランスを設けた場合でも、対物レンズ２０の直径方向の位置ずれは、複数の固定部材６０によって確実に防止される。

本実施形態の光学照準器１をライフル等の銃火器に使用する場合、図１に示すレチクル４０の照準線の中心が、銃火器の着弾点と一致するよう照準合わせをする（ゼロイン）。複数の固定部材６０及び貫通孔６１により、対物レンズ２０の直径方向の位置ずれが効果的に防止される結果、ゼロインしたレチクル４０の照準は、容易に狂わない。

＜製造効率の著しい向上＞
従来技術では、第１雄ねじ２４ａと雌ねじ１１ａとの間の第２クリアランスを最小限に抑えることにより、対物レンズ２０の直径方向の位置ずれを防止していた。これに対し、本実施形態の光学照準器１では、複数の固定部材６０によって、対物レンズ２０の直径方向の位置ずれを効果的に防止することができる。この結果、第１雄ねじ２４ａと雌ねじ１１ａとの公差の範囲が広がり、第２クリアランスを厳密に管理する必要がない。したがって、本実施形態の光学照準器１は、第１雄ねじ２４ａと雌ねじ１１ａとを現物合せする必要がなく、効率よく大量に製造することが可能である。

さらに、本実施形態の光学照準器１は、複数の固定部材６０により、対物レンズ２０を鏡筒本体１１に直接固定することができるので、図５に示す接着剤１６０が不要となる。この結果、本実施形態の光学照準器１の製造過程において、接着剤１６０が第１雄ねじ２４ａに付着しないよう厳密に管理する必要がない。また、接着剤１６０が乾燥するまでに長時間を要するが、本実施形態の光学照準器１は、その製造過程において、接着剤１６０の乾燥を待つ必要がない。

＜メンテナンス性の向上＞
例えば、鏡筒本体１１内に混入した塵埃を除去する場合がある。このような場合は、第１雄ねじ２４ａと雌ねじ１１ａとの螺合を解除することにより、対物レンズ２０のアセンブリを鏡筒本体１１から容易に分離させることが可能である。さらに、第１雄ねじ２４ａと雌ねじ１１ａとを再び螺合させる場合は、既存の固定部材６０を全て新しいものに交換する。これにより、対物レンズ２０は、元どおりに鏡筒本体１１に直接固定される。

＜その他の変更＞
本発明の光学照準器は、上述した実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、貫通孔の断面形状は、円形に限定されるものではない。固定部材の形状も、球形に限定されるものではない。貫通孔の断面形状は、例えば、長円、楕円又は多角形などに変更することが可能である。一方、固定部材は、少なくとも貫通孔の中に入れることが可能な形状であればよく、好ましくは、貫通孔の断面形状に対応する形状とする。

固定部材の素材としては、鏡筒本体１１の素材よりも硬度の低い金属又は合成樹脂を用いることが可能である。例えば、鏡筒本体１１の素材が、アルミニウム又はマグネシウム合金ならば、固定部材の素材は、アルミニウム又はマグネシウム合金よりも硬度の低い金属又は合成樹脂とする。固定部材の素材としての合成樹脂は、特に限定されるものではないが、汎用エンジニアリング・プラスチック又はスーパーエンジニアリング・プラスチックが好ましい。

レンズ枠に設けられる複数の固定部材及び貫通孔の数は、特に限定されるものではないが、図２に示す３つ以上が好ましい。さらに、複数の固定部材及び貫通孔は、レンズ枠の壁部の円周方向に沿って均等に位置することが好ましい。

１ 光学照準器（ライフルスコープ）
１０ 鏡筒
１１ 鏡筒本体
１１ａ 雌ねじ
１２ 端管
１２ａ 雌ねじ
２０ 対物レンズ
２１ 第１レンズ
２２ 第２レンズ
２３ 第３レンズ
２４ レンズ枠
２４ａ 第１雄ねじ
２４ｂ 第２雄ねじ
２４ｃ 雌ねじ
２５ 間隔管
２６ 押さえ管
２６ａ 雄ねじ
２７ａ、２７ｂ ０リング
３０ 正立レンズ
４０ レチクル
５０ 接眼レンズ
６０ 固定部材
６１ 貫通孔
１６０ 接着剤
１６０ａ 第１長孔
１６０ｂ 第２長孔
Ａ 光軸

Claims (4)

1. 鏡筒内の光軸上に、対物レンズ、正立レンズ、レチクル及び接眼レンズを備えた光学照準器であって、
   前記対物レンズを前記鏡筒内に固定するための円筒状のレンズ枠及び複数の固定部材をさらに備え、
   前記レンズ枠の内周面は、前記対物レンズの外周面に接触して、前記対物レンズを保持することが可能であり、
   前記レンズ枠の外周面には、前記鏡筒の内周面に設けられた雌ねじに螺合することが可能な雄ねじが設けられ、
   前記対物レンズの外周面に対応する前記レンズ枠の壁部には、その円周方向に沿って複数の貫通孔が形成され、
   前記複数の固定部材のそれぞれは、前記鏡筒よりも硬度の低い金属又は合成樹脂で形成され、前記貫通孔の中に入れることが可能な形状と、前記貫通孔から突出することが可能な高さとを有し、
   前記対物レンズ、前記レンズ枠及び前記複数の固定部材を含むアセンブリが、前記鏡筒の内周面に設けられた前記雌ねじに螺合され、前記固定部材の少なくとも一部には、前記雌ねじと噛み合う溝が形成される光学照準器。
2. 少なくとも３つ以上の前記貫通孔が、前記レンズ枠の壁部の円周方向に沿って等間隔に
   設けられる請求項１に記載の光学照準器。
3. 前記貫通孔の断面形状が円形であり、前記固定部材の形状が、前記貫通孔の内径とほぼ
   同じ直径の球形である請求項１又は２に記載の光学照準器。
4. 前記固定部材を前記貫通孔の中に保持するためのグリスをさらに備える請求項１～３の
   いずれか１項に記載の光学照準器。

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