БИНОКЛЬ С УСТРОЙСТВОМ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ФОКУСИРОВКИ Российский патент 1997 года по МПК G02B7/06 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в бинокулярных наблюдательных приборах, биноклях, где фокусировка осуществляется перемещением оптических компонентов (окуляров, объективов, отдельных линз или пакетов из них).

В известных конструкциях биноклей, состоящих из 2 оптических зрительных трубок, соединенных шарнирным узлом, центральная фокусировка (одновременная фокусировка обоих зрительных трубок) осуществляется механизмами, преобразующими вращательное движение рукоятки фокусировки в возвратно-поступательное движение штока подвижки оптических компонентов (окуляров, объективов, отдельных линз).

Этими механизмами являются или многозаходная пара "винт-гайка" (А.А. Ефремов, В. П. Законникова, А.В. Пдобрянский "Сборка оптических приборов", Москва, Высшая школа, 1978 г. стр.229, рис.179), или штифтовой шарнирный узел (МКИ G 02 В 7/06, 7/04 пат. США N 4066329), состоящий из втулки с пазом, в котором перемещается штифтовой поводок, соединенный со штоком перемещения оптических компонентов (окуляров).

Бинокли с такими механизмами имеют ряд существенных недостатков.

В случае применения пары "винт-гайка" предъявляются высокие требования к точности изготовления многозаходных винта и гайки; практически нереализуема возможность получения перемещений в 8-10 мм штока подвижки оптических элементов (окуляров) при угле поворота рукоятки фокусировки на угол менее 90^o. Это связано с большими трудностями изготовления точных многозаходных винтов и гаек малых диаметров (7-9 мм) с шагом винтовой линии 40-45 мм.

В отечественной практике даже ГОСТами не предусматривается исполнение таких резьб.

Обеспечение перемещений окуляров на 8-10 мм за счет поворота рукоятки фокусировки на угол, меньший 90^o, решены в биноклях с штифтовыми шарнирными механизмами, однако им присущи другие недостатки: из-за незначительной площади контакта штифтового поводка и втулки в процессе эксплуатации под воздействием механических нагрузок происходит разрушение пары; возникает необходимость принятия дополнительных конструктивных и технологических мер по упрочнению штифтовых поводков, винтовых поверхностей паза втулки, а также по более тщательному проведению сборочных работ, что, естественно, ведет к удорожанию производства.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретения является бинокль, в котором применен штифтовой шарнирный механизм, преобразующий вращательное движение рукоятки фокусировки на угол 90^o в возвратно-поступательное движение окуляров до 10 мм, состоящий из вращающейся втулки с пазом, в котором перемещается штифтовой поводок, жестко связанный со штоком перемещения окуляров (см. пат. США N 4066329 по классу МКИ G 02 B 7/06, 7/04, НКИ 350-77).

Недостатками данной конструкции бинокля являются:
в конструкции бинокля не применена центральная упрочняющая втулка в шарнире разворота зрительных трубок, что снижает надежность соединения корпусов и обеспечения параллельности оптических каналов при взаимном развороте трубок, что является особенно актуальным для биноклей большого увеличения (10-20^х);
из-за незначительной площади контакта поводка и винтовой втулки в процессе эксплуатации возникает местное разрушение пары, появление люфтов, затрудняющих фокусировку бинокля;
точная координация положений поводка и втулки требуют особо тщательной сборки механизма, а также жестких допусков на изготовление входящих в механизм деталей.

Целью изобретения является создание бинокля центральной фокусировки, лишенного этих недостатков, а именно обладающего более высокой надежностью в эксплуатации при меньшей трудоемкости в изготовлении.

Поставленная цель достигается тем, что заявляемый бинокль содержит механизм фокусировки, состоящий из 2 кулачков, соприкасающихся друг с другом по винтовой спиральной поверхности и размещенных внутри полой конической оси шарнира разворота зрительных трубок, причем один кулачок жестко соединен со штоком перемещения окуляров, установленным с возможностью перемещения, а второй кулачок установлен с возможностью поворота и жестко связан с рукояткой фокусировки.

Сопоставимый анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что техническое решение заявляемого бинокля с устройством центральной фокусировки соответствует критерию новизны, так как отличается тем, что вместо штифтового шарнирного механизма применены 2 кулачка, соприкасающиеся друг с другом по винтовой спиральной поверхности и размещенные внутри полой конической оси шарнира разворота зрительных трубок, причем один кулачок жестко связан с рукояткой фокусировки, другой со штоком перемещения окуляров; предложенное решение неизвестно из уровня техники.

На фиг.1 представлен общий вид бинокля; на фиг.2 представлены общие виды кулачков.

Бинокль с кулачковым устройством центральной фокусировки содержит 2 оптические зрительные трубки 1,2 с окулярами 3,4, имеющими подвижку вдоль оптических осей. Зрительные трубки через кронштейны корпусов 5,6 шарнирно соединены между собой полой конической осью 7 и стянуты гайкой 8.

В корпусе 6 введена упрочняющая втулка, соединяющая кронштейны.

Полая ось 7, кронштейны корпусов 5,6, упрочняющая втулка выполнены с конусностью 1:100.

Внутри полой оси размещены 2 кулачка: кулачок 9 и кулачок 10. Кулачок 9 связан поводком 11 с рукояткой фокусировки 12, для чего в конической оси и упрочняющей втулке выполнены окна. Кулачок 10 через резьбовой хвостик жестко связан со штоком подвижки окуляров 13, который в свою очередь через кронштейны окуляров соединен с окулярами. Рукоятка фокусировки расположена между кронштейнами корпусов зрительных трубок. Для регулирования усилий на рукоятке фокусировки установлена регулировочная шайба 14. Гайка 15 является ограничителем хода штока перемещения и одновременно его направляющей.

При наблюдении в бинокль вращением пальцев одной из рук рукоятки фокусировки 12 усилие передается на кулачок 9 и вызывает движение кулачка 10 вдоль оси шарнира, и через шток подвижки окуляров 13 перемещают окуляры 3,4. При фокусировке бинокля в другую сторону усилие другой руки перемещает кулачок 9 в противоположном направлении и далее через кулачок 10 и шток подвижки окуляров перемещает окуляры в обратном направлении.

При наблюдении пальцы обеих рук должны одновременно касаться рукоятки фокусировки; при этом сфокусировать бинокль можно будет быстрее и точнее, если пальцами одной руки наблюдатель будет вращать рукоятку фокусировки в одну сторону, пальцами другой несколько препятствовать этому вращению.

Применение кулачкового механизма центральной фокусировки привносит в бинокль новые преимущества:
повышает надежность соединения корпусов и обеспечения параллельности зрительных трубок за счет применения в центральном шарнире конической оси;
уменьшаются трудозатраты по изготовлению бинокля за счет исключения технологически сложных деталей механизма фокусировки, а также применения высокопроизводительных методов изготовления (кулачки возможно изготавливать методом литья под давлением, прессованием из металла, полимерных материалов).

Использование: в оптическом приборостроении, в частности, в конструкциях биноклей. Сущность изобретения: бинокль состоит из 2 оптических зрительных трубок 1,2, соединенных шарнирным узлом, механизма фокусировки, состоящим из 2 кулачков, размещенных внутри плоской конической оси 7, один из которых соединен с рукояткой фокусировки 12, а другой - со штоком перемещения окуляров 13. Кулачки контактируют друг с другом по винтовой спиральной поверхности. 2 ил.

Бинокль с устройством центральной фокусировки, содержащий две зрительные трубки, шарнирно соединенные между собой, и механизм фокусировки, содержащий установленный в полой оси с возможностью перемещения шток, один конец которого связан с кронштейнами окуляров, и рукоятку фокусировки, отличающийся тем, что введены первый и второй кулачки, установленные в полой оси с возможностью взаимодействия между собой по винтовой спиральной поверхности, причем первый кулачок жестко связан с вторым концом штока, а второй кулачок установлен с возможностью поворота и жестко связан с рукояткой фокусировки.