傾斜型双眼鏡を作る

PART.3　鏡体設計

　光学系が決まったので，それを保持する機械部品を設計します。
　この双眼鏡は人間工学的望遠鏡シリーズに格上げし，HE06というモデル名にしました。

設計前の条件

　自分の工作能力を考えない設計図を書いても「絵に描いた餅」。
　悲しいくらい制限だらけです。

・穴あけ，切断は可能

・旋盤加工は手のひらサイズの小さい部品まで

・フライス加工は不可

・FRPは可能

　だから，出来合のパイプ，板，アングルを切って作った部品を　ホビー旋盤で作ったリング状の部品で連結する，という作 り方になります。
　市販双眼鏡のように，スマートな作りは無理なのです。
　よって「FRPカバー」を作ってボロ隠しすることにします。
　これは２重構造であり，重さや大きさの点で不利ですが，仕方がありません。

眼幅調整

　傾斜接眼で，しかも対物レンズと接眼レンズがオフセットしていない今回のような光学系では，左右の鏡筒を平行移動することで眼幅調整するしかありません。
　資料によれば，このようなスライド式の眼幅調整は，ゲルツ社の19世紀末期の双眼鏡，軍用の対空双眼鏡などには採用されているのが分ります。
　市販機としては，ごく稀に採用されるだけです。偶然にも私の手元に2種類あります。

ミノルタのフラット双眼鏡

雑誌記事によれば，シャフト1本がレールの役割をしていて，それを上下の板が補佐する内部構造のようです。
外力で視軸が狂わないようにフローティング支持のカバーを採用するなど，見えない工夫が凝らしてあるようです。

タカハシの20ｘ50双眼スポッティング

工作機械のステージのようなアリ溝式スライダーになっています。作るとなるとフライス加工が要求され，私には無理。

送りネジ　スライダー部

　このように，両機ともあまり参考にはなりませんでした。
　ガタの無いスライド機構を作る難しさは，HEシリーズの架台で痛感しており，この方式が廃れた理由も何となく分る気がします。
　でも現在は，超小型の精密スライダーが安価に入手出来ることを思い出しました。

ミニチュアスライダー　（写真は知人がくれたガラクタで，今回の物ではありません）

　このような大きさだと新品で5千円程度のようですが，ストローク14mmの中古品を￥1400にて購入しました。
　オモチャのように小さいので強度の点で不安が残りますが，ガタが皆無なのが魅力です。
　これと送りネジを組み合わせたスライド機構を作ることにします。

焦点調整

　CF方式にするのが，本機の大きな目標の 一 つです。
　通常のCF方式の双眼鏡で採用される接眼レンズ移動式では，羽についた接眼レンズが露出しているため構造上の弱点にもなっています。
　ただでさえ自作機はヤワなのですから，おっかなビックリ触るようなデリケートな部分は減らしたいものです。
　ちょっと冒険ですが，本機は対物レンズ移動式とし，羽を対物側に 渡すことにします。
　そうすれば，接眼レンズが固定式になるので丈夫になるし，羽はカバーの中に隠れるので，ぶつけて視軸が狂う心配も減ることが期待出来ます。
　ただし，対物セルを移動式にすると，わずかなガタが視軸を狂わすし，かと言ってガタが無いとスライドが出来ないというジレンマを産みます。
　この部分の出来具合が正否を握ることになるでしょう・・・。

視軸調整

　スライド式の眼幅調整にも良い点があります。
　理屈の上では左右の視軸を平行にすれば，眼幅を変えても変化しません。
　中心軸を持つ双眼鏡の視軸調整に比べれば，いくらか楽です。（たぶん）
　鏡筒とスライダ-の間にシムを挟むなどして調整し，平行が出たらネジで締め付けるという簡素な方式とします。
　左の接眼レンズを面内シフト出来るようにして，これで最終調整するようにします。

視度調整

　通常の双眼鏡と同様に右接眼に視度調整を付けます。
　JIS規格では±2ディオプター以上調整可能でなくてはなりません。
　ここでは±3ディオプター以上とします。
　また，加工精度が期待出来ない自分の腕前を考えると回転式にすると接眼レンズが偏芯して，視軸が狂う可能性があります。
　よって，ゼイタクなようですが直進ヘリコイドにします。

設計図を書く

　上記の考察を含めた構想を練り，アイデアが固まってから図面を描きました。
　HE05で試験的に導入したパーソナルCADを　今回から全面的に取り入れます。（フォトロン図脳SKETCH２を使用）
　CADは習得するまでが面倒で，「手で描いた方が早い」と最初は思えるものですが，馴れてくれば手書きには無い利点を享受出来ます。

HE06　構想図

　たとえば，上の図のように混み入ってくると，手書き図では消したり描いたりするのは一苦労です。
　CADだといくら描き直しても図が汚れる心配はありません。
　また，組図さえ書けば，そこから部品を抜き書きするのが容易で，結果的には労力の節約になると思います。

事前検討

　以前なら部品図が出来れば，あとは加工に入るだけでした。
　最近は，安価なパーソナルCADでも簡単な形状ならば立体化し，事前検討が可能になってきています。

（フォトロン図脳RAPID3Dを使用）

　立体化機能は，まだ発展途上という印象で，かなり面倒ではありましたが，部品同士 がぶつかっている設計ミスが数カ所発 覚し，それなりにメリットはあったようです。部品がもともと重なって見える2次元図ではなかなか干渉箇所に気が付かないものです。
　実際に作るのは立体化よりずっと面倒ですから，出来てから後悔するよりマシかも知れません。
　立体化した部品に関しては，物質の密度を入力すれば，CADが質量計算してくれるのもメリットの一つです。
　それによれば，カバー無しの状態で，トータル670gです。（うち光学部品は210g）
　口径40mmにしては軽いとは言えませんが，カバー込みで1kg以下が目標ですから，何とか行けるでしょう。
　こうして見ると，何だかゴチャゴチャした形状で，格好悪いし，思ったより持ちにくそうです。
　やはり外装カバーは欠かせません。
　カバーのような複雑な形状を描く能力は，このCADにはありませんので，粘土などを使って，あとで考えようと思います。
　メドがついたので，次は，いよいよ製作に取りかかります。