CN101598524A - 千分尺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种千分尺。由支承轴(41)、棘爪(43)和对棘爪(43)向第1突起(332)侧施力的施力部件(44)构成恒压机构(40)；支承轴(41)包括与测杆(20)的中心轴线同轴地设置在测杆(20)的基端且贯穿操作部(30)的棘轮环部(33)的轴部(411)、设置在轴部(411)的基端且直径大于轴部(411)的头部(412)；棘爪(43)以保持于头部(412)的轴(432)为中心转动，并被配置在棘轮环部(33)内，在侧面形成有与第1突起(332)卡合的锯齿状的第2突起(434)。在与测杆(20)的轴向正交的棘轮环部(33)内的空间中配置有上述构件(41、43、44)，因此，能缩短恒压机构(40)沿着测杆(20)的轴向的长度，从而能相应地使千分尺小型化。

Description

千分尺

技术领域

本发明涉及一种千分尺。

背景技术

以往，公知有测量被测量物的尺寸的千分尺。千分尺包括主体、测杆和操作部；上述主体形成为大致U字形，在其一端具有测砧且在其另一端内部形成有内螺纹；上述测杆与主体内部的内螺纹螺纹配合，随着螺纹配合旋转而沿轴向相对于测砧进退；上述操作部使测杆螺纹配合旋转而使测杆相对于测砧进退。在测量时，使操作部旋转而使测杆沿轴向移动，使测杆抵接于设置在其与测砧之间的被测量物。于是，将使测杆抵接于测砧时测杆的移动量等作为被测量物的尺寸进行测量。在这样的千分尺中，通常为了提高测量精度而组装有使测杆对被测量物的加压力(测量压力)恒定的恒压机构。

图7是表示具有日本特开平11-287602号公报的恒压机构的千分尺1。

该千分尺1包括主体10、测杆20、测微套筒30和恒压机构40；上述主体10形成为大致U字形，在其一端具有测砧11且在其另一端具有突出到外方的、在内部形成有内螺纹51的突出部50；上述测杆20与突出部50内部的内螺纹51螺纹配合，随着螺纹配合旋转而沿轴向相对于测砧11进退；上述测微套筒30能旋转地嵌合于突出部50；上述恒压机构40设置在测微套筒30内部，将测微套筒30的旋转传递到测杆20，并且，通过在对测杆20施加恒定以上的负荷时使测微套筒30相对于测杆20空转，使测量压力恒定。在测微套筒30的内周面，沿着测杆20的轴向形成有导向槽34。

图8是将恒压机构40放大表示的立体图。

恒压机构40包括支承轴41、第1旋转传递环42、第2旋转传递环43和螺旋弹簧44；上述支承轴41在其外周面形成有沿着轴向的槽41A，并且与测杆20的基端螺纹配合；上述第1旋转传递环42具有卡合于导向槽34的卡合销421，并且能旋转地套于支承轴41上；上述第2旋转传递环43具有能插入到槽41A中的销432，并且不能旋转且能沿轴向进退地套在支承轴41上；上述螺旋弹簧44使第2旋转传递环43对第1旋转传递环42施加作用力。在第1、第2旋转传递环42、43的相对面分别形成有互相卡合的锯齿状突起422、434。

在这样的千分尺1中，若在测量时使测微套筒30向图中A方向旋转，则该旋转经由卡合销421、第1旋转传递环42、第2旋转传递环43以及支承轴41被传递到测杆20，使测杆20靠近被测量物。

然后，在测杆20抵接于被测量物、对测杆20施加规定大小以上的负荷的情况下，形成于第1旋转传递环42的锯齿状突起422相对于形成于第2旋转传递环43的锯齿状突起434滑动，测微套筒30相对于测杆20空转，因此，能够以恒定的测量压力进行测量。

但是，在这样的以往的千分尺1中，由于恒压机构40沿轴向增加螺旋弹簧44的长度、以及第1、第2旋转传递环42、43的厚度的量，因此，存在测微套筒30增长了该量等而导致千分尺1大型化这样的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够小型化的千分尺。

本发明的千分尺的特征在于，包括主体、测杆、操作部和恒压机构；上述主体形成为大致U字形，在其一端具有测砧且在其另一端内部形成有内螺纹；上述测杆与上述内螺纹螺纹配合，随着螺纹配合旋转而沿轴向相对于上述测砧进退；上述操作部使上述测杆旋转而使上述测杆相对于上述测砧进退；上述恒压机构设置在上述操作部与上述测杆之间，将上述操作部的旋转传递到上述测杆，并且，在对上述测杆施加恒定(测杆与被测物抵接时，对测杆施加的负荷)以上的负荷时，使上述操作部相对于上述测杆空转；上述操作部包括形成为环状并在其内周面具有锯齿状的第1突起的棘轮环部，上述恒压机构包括支承轴、棘爪和施力部件；上述支承轴包括与上述测杆的中心轴线同轴地设置在上述测杆的基端且贯穿上述棘轮环部的轴部、以及设置在上述轴部的基端且直径大于上述轴部的头部；上述棘爪能够以保持于上述头部的轴为中心转动地设置在上述棘轮环部内，在上述棘爪的侧面形成有与上述第1突起卡合的第2突起；上述施力部件对上述棘爪向上述第1突起侧施力。

采用这样的构造，设置在棘轮环部内部的棘爪被施力部件施加作用力，使得形成于该棘爪的第2突起与形成于棘轮环部内周面的第1突起卡合。因而，在操作部、即棘轮环部旋转时，该旋转经由棘爪及棘爪的轴被传递到支承轴，自支承轴被传递到测杆。在此，在本发明中，在棘轮环部的内部配置有棘爪、施力部件及支承轴的轴部。即，在本发明中，由于在与测杆的轴向正交的棘轮环部内的空间中配置这些构件，因此，与沿测杆的轴向设有螺旋弹簧、第2旋转传递环的以往构造相比，能够缩短恒压机构沿着测杆的轴向的长度，从而能够相应地使千分尺小型化。

在本发明中，优选上述棘爪夹着上述轴部而设有一对。

采用这样的构造，由于棘爪夹着支承轴而设有一对，因此，能够将棘轮环部的旋转稳定地传递到支承轴，而且能够将棘轮环部的旋转传递到测杆。

在本发明中，优选在上述轴部形成有与上述轴部的中心轴线正交并贯穿上述轴部的弹簧用孔，上述施力部件是螺旋弹簧，其贯穿上述弹簧用孔，对上述一对上述棘爪向上述第1突起侧施力。

采用这样的构造，能够利用贯穿设置于支承轴的弹簧用孔的1个螺旋弹簧同时对一对棘爪向棘轮环部侧施力，因此，与每个各棘爪都设有螺旋弹簧的情况相比，能够削减零件件数，从而能够降低制造成本。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的千分尺的整体图。

图2是表示上述实施方式的千分尺的主要部分的剖视图。

图3是表示上述实施方式的棘轮环33及恒压机构的立体图。

图4是表示上述实施方式的棘轮环33及恒压机构的剖视图。

图5是表示本发明第2实施方式的千分尺的主要部分的剖视图。

图6是表示本发明第3实施方式的千分尺的主要部分的立体图。

图7是表示以往的千分尺的图。

图8是将以往的恒压机构放大表示的立体图。

具体实施方式

第1实施方式

下面，根据附图说明本发明的第1实施方式。

图1是表示本实施方式的千分尺1的整体图。另外，以下对与上述图7、图8相对应的要件标注相同的附图标记来说明。

千分尺1包括主体10、测杆20、测微套筒30和恒压机构40；上述主体10形成为大致U字形，在其一端具有测砧11；上述测杆20被保持在主体10上，相对于上述测砧11进退；上述测微套筒30作为使测杆20进退的操作部；上述恒压机构40设置在测微套筒30与测杆20之间，在对测杆20施加恒定以上的负荷时，使测微套筒30相对于测杆20空转(参照图2)。

图2是表示千分尺1的主要部分的剖视图。

主体10包括U字形的框架12、嵌合于框架12的另一端的内端侧开口端而滑动自由地保持测杆20的微分筒13、设置在框架12的另一端内部而检测测杆20的移动量的检测部件14、设置在框架12的表面而显示由检测部件14检测出的测杆20的移动量的显示部件15、以及自框架12的另一端突出到外方且在内部具有内螺纹51的突出部50。另外，在测杆20中，在中央部沿着中心轴线形成有与后述的检测部件14的卡合销141卡合的卡合槽21，在基端部形成有与上述内螺纹51螺纹配合的外螺纹22，在基端部的端面形成有后述的恒压机构40的支承轴41螺纹配合的螺孔23。

检测部件14包括由定子142、转子衬套143及转子144构成的所谓的回转式编码器、和根据回转式编码器的输出信号来算出测杆20的移动量的未图示的运算部件。

定子142贯穿于测杆20。该定子142的以测杆20为中心沿周向的旋转被限制，并且，被弹簧16向主体10的一端侧施力。

转子衬套143贯穿于测杆20。该转子衬套143包括卡合于测杆20的卡合槽21的卡合销141，由此与测杆20一体旋转。

转子144贯穿于测杆20，并且与转子衬套143卡合，与转子衬套143一体旋转。该转子144利用螺纹配合于微分筒13的调整螺杆17，借助于转子衬套143被向主体10的另一端侧施力，与定子142隔开规定间隙地设置。转子144输出表示该转子144相对于定子142的相对角度的相对角度信号。

未图示的运算部件由从转子144输出的相对角度信号算出测杆20的旋转量，由该测杆20的旋转量和外螺纹22的间距算出测杆20的移动量。由运算部件算出的测杆20的移动量如上所述地显示于显示部件15。

突出部15包括内侧套筒53、调整螺母54、导向筒55、外侧套筒56和锁紧螺母57。

内侧套筒53的一端侧连结于框架12另一端的外端侧开口端。另外，锁紧螺母57与内侧套筒53的一端侧外周螺纹配合。在这样的内侧套筒53的另一端侧形成有切槽加工而成的切槽部58。在切槽部58的内周面形成有测杆20螺纹配合的内螺纹51，在切槽部58的外周面形成有调整螺母54螺纹配合的未图示的内螺纹。

调整螺母54与切槽部58螺纹配合，用于调整内侧套筒53与测杆20的嵌合状态。

导向筒55嵌合于内侧套筒53。

在外侧套筒56的一端形成有凸缘部561。该外侧套筒56能旋转地套在导向筒55的外侧，通过凸缘部561被嵌入锁紧螺母57而能旋转地保持在测杆20的轴向固定位置。测微套筒30从外侧套在该外侧套筒56上并与该外侧套筒56接合。由此，测微套筒30能够以测杆20的中心轴线为中心旋转地保持在测杆20的轴向固定位置。

测微套筒30为合成树脂制，包括作为与外侧套筒56接合的部分的筒体31、一体地形成在筒体31的另一端且覆盖测杆20的另一端侧的罩32、和配置在罩32内侧的作为棘轮环部的棘轮环33。罩32具有能够供千分尺1沿该罩32的轴向测量规定宽度的被测量物的长度、即供测杆20及后述的恒压机构40能够后退规定量的长度。在该罩32的内周面，沿着测杆20的轴向形成有导向键34(卡合突起)。在该罩32内部的空间设有棘轮环33和作为本实施方式的最具有特征的部分的恒压机构40。

图3是表示棘轮环33及恒压机构40的立体图，图4是表示棘轮环33及恒压机构40的剖视图。

棘轮环33形成为环状，在其外周面，沿着测杆20的轴向形成有槽331。通过该槽331与导向键34卡合，棘轮环33在与测微套筒30一体旋转的同时、与测杆20的进退相配合地相对于测微套筒30滑动移动。在这样的棘轮环33的内周面形成有锯齿状的第1突起332。

如上所述，恒压机构40是通过将测微套筒30的旋转传递到测杆20、并且在对测杆20施加规定大小以上的负荷时使测微套筒30相对于测杆20空转而使测量压力恒定的机构。该恒压机构40包括支承轴41、一对棘爪43和作为本发明的施力部件的螺旋弹簧44。

支承轴41包括轴部411和头部412；上述轴部411与测杆20的螺孔23螺纹配合，与测杆20的中心轴线同轴地设置，并且贯穿棘轮环33；上述头部412设置在轴部411的基端，直径大于轴部411的直径。

在轴部411的基端部形成有与轴部411的中心轴线正交并贯通轴部411的弹簧用孔413。在弹簧用孔413内设置有螺旋弹簧44。另外，在轴部411的基端部外周形成有用于形成将棘爪43设置在头部412上的空间的切口414。

在头部412中形成有一对螺孔415。后述的螺杆432与该螺孔415螺纹配合。

棘爪43弯曲，以支承轴41为中心相对地设有一对。在该棘爪43的一端侧形成有孔431。棘爪43利用贯穿该孔431且与头部412的螺孔415螺纹配合的作为本发明的轴的螺杆432，能够以该螺杆432为中心转动地设置，并且配置在棘轮环33内。另外，螺杆432的作为贯穿棘爪43的部分的基端部成为未形成有外螺纹的杆部433。

在这样的棘爪43的另一端侧的外侧面形成有与第1突起332卡合的锯齿状的第2突起434，在其内侧面形成有螺旋弹簧44抵接的平坦的抵接面435。该抵接面435被螺旋弹簧44向远离支承轴41的一侧施力，从而第2突起434始终被向第1突起332侧施力。

下面，说明本实施方式的动作。

在测量时，使筒体31向A方向(进给方向)旋转时，该旋转经由导向键34及槽331被传递到棘轮环33，棘轮环33与筒体31一体地向A方向旋转。此时，棘爪43的第2突起434被螺旋弹簧44向棘轮环33的第1突起332侧施力而与第1突起332卡合，因此，棘轮环33的旋转经由棘爪43及贯穿棘爪43的螺杆432被传递到支承轴41，自支承轴41被传递到测杆20。由此，测杆20通过与突出部50内部的内螺纹51螺纹配合，在螺纹配合旋转的同时、向靠近被测量物的方向移动。

这样，在测量时，使测微套筒30向A方向旋转，使测杆20向被测量物一方移动直到与被测量物抵接为止，从而由测砧11和测杆20夹持被测量物。此时，在使测微套筒30向A方向进一步旋转的情况下，测杆20无法再前进，因此，对棘爪43施加规定以上的负荷，即使棘轮环33旋转一齿，棘爪43也在压缩螺旋弹簧44的同时、仅超出第1突起332(图4中的双点划线)，测微套筒30相对于测杆20空转。因而，在由测砧11和测杆20夹持被测量物之后，读取由检测部件14检测并显示于显示部件15的测杆20的移动量，从而能够以恒定的测量压力进行测量。

另外，在使测杆20向远离被测量物的一侧移动的情况下，通过使测微套筒30向B方向旋转，如上述同样地将测微套筒30的旋转经由棘爪43、螺杆432及支承轴41传递到测杆20，因此，能够使测杆20在螺纹配合旋转的同时、向远离被测量物的一侧移动。另外，在本实施方式中，此时，棘爪43设置为仅有一个棘爪43与棘轮环33的第1突起332卡合(图4)。

采用以上的本实施方式，能够起到以下效果。

由于在与测杆20的轴向正交的棘轮环33内的空间中设有将该棘轮环33的旋转传递到支承轴41的棘爪43、及对棘爪43向棘轮环33内周面侧施力的螺旋弹簧44，因此，与在测杆20的轴向上设有螺旋弹簧44及第2旋转传递环43的以往构造相比，能够将恒压机构40的沿着测杆20的轴向的长度缩短与这些棘爪43及螺旋弹簧44设置在棘轮环33内部相对应的量。因而，能够将收纳恒压机构40的测微套筒30的长度缩短与能够缩短恒压机构40相对应的量，从而能够使千分尺1小型化。

在单手把持千分尺1进行测量的情况下，例如左手拿着被测量物，右手握住框架12，利用该右手的拇指和食指使测微套筒30旋转，使测杆20进退。在此，千分尺存在这样的问题，即，在使测微套筒旋转时，在构成为测微套筒旋转的同时、沿轴向移动的情况下，使测杆向远离测砧的一侧移动较多的情况下，导致测微套筒远离框架较远，难以操作。相对于此，在本实施方式中，由于测微套筒30能旋转地设置在测杆20的轴向固定位置，因此，即使使测杆20移动较多，测微套筒30也不会远离框架12，能够容易用单手进行测量。

由于棘爪43夹着支承轴41而设有一对，因此，能够稳定地将棘轮环33的旋转传递到支承轴41，而且能够将棘轮环33的旋转传递到测杆20。

由贯穿设置于支承轴41的弹簧用孔413的一个螺旋弹簧44对一对棘爪43同时向棘轮环33侧施力，因此，与每个各棘爪43都设有螺旋弹簧44的情况相比，能够削减零件件数，从而能够降低制造成本。

第2实施方式

图5是表示本发明第2实施方式的千分尺1的主要部分的剖视图。另外，对与上述实施方式相同的功能部位标注相同的附图标记，省略或简化其说明。

本实施方式的千分尺1具有与上述实施方式同样的构造，但与上述实施方式不同的第1点在于，在上述实施方式中测微套筒30为固定式，但在本实施方式中测微套筒30为移动式。另外，与上述实施方式不同的第2点在于，在上述实施方式中罩32与筒体31(测微套筒30)一体形成，但在本实施方式中罩32与测微套筒30分别形成。

在本实施方式中，如图5所示，测微套筒30套在导向筒55上，可相对于导向筒55旋转地设置。在该测微套筒30的一端形成有未图示的存储器，在本实施方式中，除了读取显示于显示部件15的显示之外，通过读取形成于测微套筒30的存储器、和形成于导向筒55侧的存储器，也能够测量测微套筒30的移动量。在这样的测微套筒30的另一端部嵌入有测杆20的端部，测微套筒30与测杆20一体地旋转。在这样的测微套筒30的另一端侧嵌合有作为不与测微套筒30一体旋转的操作部的罩32。该罩32利用与恒压机构40的支承轴41基端螺纹配合的防脱螺钉416来防止从测微套筒30脱出。

在罩32的内周面形成有导向键34。另外，在罩32的内侧设有与导向键34卡合的棘轮环33、和收纳在棘轮环33内的恒压机构40。

棘轮环33与上述实施方式同样地在其内周面形成有锯齿状的第1突起332。在本实施方式中，在这样的棘轮环33的一端侧形成有直径大于上述内周的直径的第1凹部333，在其另一端侧形成有直径大于上述内周的直径的第2凹部334。在第1凹部333中收纳有与测微套筒30抵接的板状构件45。

恒压机构40与上述实施方式同样地包括支承轴41、一对棘爪43以及螺旋弹簧44。在支承轴41中形成有作为头部的凸缘部412。凸缘部412收纳在棘轮环33的第2凹部334。

在本实施方式中，在测量时，测微套筒30首先旋转，使测杆20相对于测砧前进，并与被测量物抵接。于是，通过测微套筒30旋转到测杆20抵接于被测量物之后，罩32旋转，能够以恒定的测量压力进行测量。

在这样的本实施方式中，也设有沿着测杆20的轴向的长度较短的恒压机构40，因此，能够将在内部收纳该恒压机构40的罩32的长度缩短相应的量，从而能够使千分尺1小型化。另外，由于测微套筒30为移动式，因此，通过读取形成在主体10及测微套筒30外周面的存储器，也能够测量测杆20的移动量，从而能够提高便利性。

第3实施方式

图6是表示本发明第3实施方式的千分尺1的主要部分的立体图。

本实施方式的千分尺1具有与上述第2实施方式同样的构造，但本实施方式的特征在于，未设置罩32而对棘轮环33的外周实施痕纹的滚花加工，棘轮环33起到棘轮环部及操作部的作用。即，在本实施方式中，通过在测微套筒30旋转到测杆20抵接于被测量物之后，罩32旋转，能够以恒定的测量压力进行测量。

在这样的本实施方式中，也设有沿着测杆20的轴向的长度较短的恒压机构40，因此，能够将在内部收纳该恒压机构40的棘轮环33的长度缩短相应的量，从而能够使千分尺1小型化。另外，由于不需要罩32，因此能够更小型化。

实施方式的变形

另外，本发明并不限于上述实施方式，在能够达到本发明目的的范围内进行的变形、改良等包含在本发明范围内。

在上述各实施方式中，棘爪43夹着支承轴41而设有一对，但棘爪43也可以在支承轴41的单侧仅设有1个。

在上述各实施方式中，弹簧用孔413贯通支承轴41，利用贯穿弹簧用孔413的1个螺旋弹簧44同时对一对棘爪43向棘轮环33侧施力，但也可以设置分隔弹簧用孔413的中央的壁，利用支承于上述壁的另一个螺旋弹簧对各棘爪43分别向棘轮环33侧施力。

在上述各实施方式中，在测微套筒30侧设有导向键34(卡合突起)，在棘轮环33侧设有与上述导向键34卡合的槽331，但也可以在测微套筒30侧沿着测杆20的轴向设有导向槽，在棘轮环33侧设有与上述导向槽卡合的卡合突起。

在上述各实施方式中，设置成贯穿该棘爪43并能够以与支承轴41的头部412螺纹配合的螺杆432为中心转动。但是，也可以在棘爪43中设置突出到头部412侧的转动轴，该转动轴被保持于头部412，从而棘爪43可转动地设置。另外，也可以替代螺杆432，而在头部412中直立设置销，棘爪43设置为能够以该销为中心转动。

在上述各实施方式中，检测部件14包括静电电容式的编码器，但只要是能够检测测杆20的旋转量的编码器，检测部件14也可以包括光学式、电磁式等编码器。

另外，恒压机构40的应用例子并不限于上述各实施方式，恒压机构也能够应用于罩、测微套筒的构造由上述各实施方式变更而成的固定测微套筒、移动测微套筒(棘轮测微套筒型、棘轮制动型)的千分尺。例如，在测微套筒30的上述第2实施方式的千分尺1中，也可以在测微套筒30基端部的外周面形成有周状的槽，并且，在罩32的被测微套筒30套住的部分内侧形成有周状的突起，通过该突起嵌入测微套筒30侧的槽，能够防止罩32自测微套筒30脱出，并且，在该罩32内的空间中设有恒压机构40。

Claims (3)

1.一种千分尺，其特征在于，

包括：

主体，形成为大致U字形，在其一端具有测砧且在其另一端内部形成有内螺纹；

测杆，与上述内螺螺纹配合，随着螺纹配合旋转而沿轴向相对于上述测砧进退；

操作部，使上述测杆旋转而使上述测杆相对于上述测砧进退；

恒压机构，设置在上述操作部与上述测杆之间，将上述操作部的旋转传递到上述测杆，并且，在对上述测杆施加规定大小以上的负荷时，使上述操作部纹相对于上述测杆空转；

上述操作部包括形成为环状并在其内周面具有锯齿状的第1突起的棘轮环部；

上述恒压机构包括：

支承轴，包括与上述测杆的中心轴线同轴地设置在上述测杆的基端且贯穿上述棘轮环部的轴部、以及设置在上述轴部的基端且直径大于上述轴部直径的头部；

棘爪，能够以保持于上述头部的轴为中心转动地设置在上述棘轮环部内，在其侧面形成有与上述第1突起卡合的第2突起；

施力部件，对上述棘爪向上述第1突起侧施力。

2.根据权利要求1所述的千分尺，其特征在于，

上述棘爪夹着上述轴部而设有一对。

3.根据权利要求2所述的千分尺，其特征在于，

在上述轴部形成有与上述轴部的中心轴线正交并贯穿上述轴部的弹簧用孔；

上述施力部件是螺旋弹簧，其贯穿上述弹簧用孔，对上述一对上述棘爪向上述第1突起侧施力。

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