CN1088303A - 指针及制造指针的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种指针和由树脂材料制造指针及 由混有金属粉的树脂材料(以增加重量)来制指针配 重部分的工艺。根据本发明，在指针成型过程中配重 部分与针体成型为一体的。用于成型配重部分的金 属粉与树脂材料的混合物可以提供一种高度平衡的 指针。此外，使用树脂与金属粉的混合物简化了指针 的设计及具有这样一种配重部分的指针系统的制 造。

Description

本发明涉及一种带有配重的指针结构、特别是其配重与指针一体成型的指针结构及制造指针的方法，上述指针安装在一个相应于指示仪表的运动部件旋转的转轴上，用于在刻度盘上对照刻度指示测量值。

通常，用于指示测量值的指示仪表是使用伏特计和安培计的电磁仪表，例如交叉线圈式仪表和动圈式仪表，它们用于转动指针结构，其中指针几乎成直角固定连接在由仪表运动部件或齿轮伸出的转轴的前端，以便于通过对照表盘刻度观察指针读出测量值。

然而，在这样一种指示仪表中，仪表通常是以特定角度安装的，以便于观察者能够方便地读出指示值，或者指示器（表）面以垂直角度设置，以便于正面观察刻度盘面。以这样的安装角度转动的指针在旋转位置和指示位置受垂力作用（影响）。

这种类型的仪表是如此构成的，即恒定地使指示处于平衡位置，其中，相应于输入量的转动力矩与反转弹簧力是平衡的，或者说恒定地使指示处于匹配位置，其中一个磁体在磁场复合矢量的方向转动。因此，指针的不平衡是相对于旋转中心产生的。如果指针安装时偏离重心，那么平衡位置或匹配位置将受重力的影响而移动，指针不能精确转动及指示测量值。

因此，在传统的指示仪表中，指针要带有一个配重，以使指针的重心位于其旋转中心，或者仪表和指针的运动部件的整个重心位于旋转中心。

例如，在已审查的日本实用新型公开NO.HEI2-49592中建议使用金属配重，它被固定安装在指针的顶盖中，用于调节指针伸出的指示部分中的重量失衡，在日本实用新型公开NO.HEI2-272321中建议使用质量调节件，如在指针上的螺杆和金属板，在已审查的日本实用新型公开NO.SHO60-143366中建议使用非磁性金属粉与热塑性合成树脂的混合物成型用于调节指示仪表运动部件平衡的精调配重。

然而，根据上述传统的工艺，在指针制成之后的组装工序中需要安装一个独立于针体的单独的配重，该工序增加了装配工时，此外，由于配重部件是由焊接、压配合或其它方法安装并固定到指针上的，指针的装配位置很可能会变化，从而导致组装完毕后在精确调平的指针中的误差。

在安装完配重使用调节螺杆或其它部件调节平衡的情况下，也需要在观察指针指示的同时完成增加或减小质量（mass）的繁锁的调节作业。它占用了制造指针的时间。

此外，在指示仪表运动部件中安装的由合成树脂和非金属粉构成的指针平衡调节配重虽然可以对配重自己的重量进行精细调节，但将指针安装到运动部件上则成了一种繁锁的工作。

本发明的目的是提供一种指针结构，它能够减小由部件的不正确安装引起的平衡的变化，并且，本发明还提供了一种制造指针的工艺，其中在针体制造过程中，用混有金属粉的树脂材料成型为与指针呈一体的配重部分，从而在装配过程中不必安装和固定独立于针体而制造的配重。

根据本发明的指针结构，指针是由树脂材料制造的，对于指针的平衡配重部分加有混有金属粉的树脂材料。配重部分与指针一体成型。此外，作为使用成型工具制造指针的一种工艺，在指针成型过程中，指针是由树脂材料与金属粉的混合物一体成型的。

指针由指示部分和盖着该指示部分的基座部分的指针罩盖所构成。由树脂材料和金属粉构成的金属配重与上述指针罩盖成型为一体。具有上述配重部分的指针罩盖和指示部分一起构成了指针。

根据本发明上述的指针结构和指针制造工艺，在指针成型过程可以将指针配重在指针中与指针组合成一体，并且，根据指针的形状及指针和最后要将指针安装其上的仪表运动部件构成的整个平衡，可以对应于配重通过调节混合比例，或金属粉混入树脂的数量来调节指针的平衡。如果指针全部由树脂材料和金属粉的混合物构成，可以根据尺寸和体积设计具有配重部分的指针部分，以使指针达到平衡。

图1是本发明指针结构的一个实施例的剖视图;

图2是图1实施例指针的顶视图;

图3是图1实施例指针的底视图;

图4是本发明指针结构的第二个实施例的剖视图;

图5是本发明指针结构的第三个实施例的剖视图;

图6是一个旋转台式成型设备的一个主区段的平面图，该设备用于实现本发明指针的制造工艺;

图7是在表示本发明指针制造工艺一个实施例的第一工序中成型工具的一个主区段的剖视图;

图8是在表示本发明指针制造工艺一个实施例的第二工序中成型工具的一个主区段的剖视图;

图9是在表示本发明指针制造工艺一个实施例的第三工序中成型工具的一个主区段的剖视图。

图1-3表示了本发明指针结构的第一个实施例，其中，指针1在黑色针体2的上表面具有一个由合成树脂材料，如聚碳酸酯构成的白色指示的条形件3并与一个支承座4形成一体，支承座4具有一个压合孔，用于将指针安装到伸出表体（没有示出）的转轴上。指针1包括一个在仪表刻度盘上指示刻度的指示部分5和一个与指针1的罩盖相对应的基座6。

在基座6之内于另一面上具有一个成型为一体（复合颜色）的配重部分7，以相对在指1旋转中心的支承座4来平衡指示部分5。配重部分7主要由树脂材料、如聚丙烯和金属、如铅粉的混合物制成并由导座8整体固定，以使之不会滑落。

上述配重部分7可以通过对加热融化的聚丙烯及粒化并加入的细铅粉的成型来获得，混入的铅粉量（含量）的调节，应当使整个指针1的重心位于旋转中心。

根据配重7相对于指针1的安装位置，尺寸及形状可以很容易地确定由指针的平衡重心的调整而变化的铅粉加入量。

图4是本发明指针第二个实施例的剖视图。在上述第一个实施例中，指针是由与指示部分5和对应于指针罩盖的基座6相同的树脂成型的，在第二个实施例中则给出了制造发光指针的设计。

指针9具有一个由透明树脂材料、如丙烯酸树脂构成的指示部分10，指示部分10在基座的端部接收来自表体一侧（没有示出）的亮光，然后沿反射面将光传导到指针顶侧，并在此使光散射。

此外，指示部分10的基座端部由一个不透明的指针罩盖11所覆盖，指针罩盖11具有一个向下悬吊以便压到由表体伸出的转轴上的支承座12。指示部分设计成嵌入式的，并通过支承座12定位。

在指针罩盖11的后部是一个成型为一体的配重部分13（复合颜色），配重部分13与第一个实施例中的一样是由混有金属粉的树脂材料制成的;调整尺寸及金属粉的加入量，以平衡指示部分与指针罩盖11之间的重量。

指示部分10在该实施例中可以是一个独立的部分，而与带有一体成型配重部分13的指针罩盖11分开，并且可在组装时安装。也可以与在第一个实施例中的一样将指示部分10象指针罩盖11一样成型为一个单件（整体）。

这种情况下，在一定程度上由导光率关系而确定形状的指示部分10如果成型为一体（复合色）结构，其完全可具有在指针罩盖11一侧适合于指示部分10的形状。

图5表示了本发明指针结构的第三个实施例。在上述第一和第二个实施例中，只有配重部分7、13是由树脂材料和金属粉的混合物制造并以特定形状和尺寸与针体成型为一体的（复合色部分），而在第三个实施例中，指针的整体均是由树脂材料与金属粉的混合物制成的，并附加地成型一部分重量（部分），它相应于在指示部分和配重部分之间用于平衡的配重。

也就是说，指针14的整体是由包括混有金属粉的树脂的相同材料制成的。

指针14具有一个指示部分15和一个基座部分16，它们形成了一个针体17。但是，在这种情况下指针14具有一个配重部分19，以在旋转中心和后侧之间补偿支承座18的重力矩，抵抗指示部分15一侧的重力矩。

采用上述指针结构不必单独成型配重部分19，而是可以将指针在一个成型周期中成型为一个整体结构。特别是增加指针14整体的重量将使平衡的精细调更加容易。

为了减小指针的重量，可以在指针14的尖端和后侧（端）之间使用不同的金属粉混合比，即在配重部分19中的金属粉（加入）量比旋转中心处的大，特别是在较长指示部分15的情况下，不用增加配重部分19的尺寸就能使指针达到平衡。

在指针尖端和后侧两个地方设有将树脂-金属粉混合物注入模子的注口。经过这两个注口注入混有不同比例金属粉的树脂糊浆，成型一个整体式结构的指针。

下面将描述制造本发明指针的工艺过程。

图6是一个表示指针制造设备主要部分的实施例的平面图，该设备用于实现成型本发明指针的典型的工艺过程。

图6中，一个转台20在A-D的旋转周期内间歇转动，并由A-D工序成型指针。

在转台20的四个位置均设有作为下模的模芯21，通过上模的型腔依正常顺序在A、B和C各工序进行注入成型。在D工序指针1完工并被取出。

在每个工序A、B、C，焙融树脂是由一个没有示出的注料斗经流通注入模内的，并在各工序成型及冷却，然后由转台20的转动传递到下一个工序。

图7-9是表示A-C各工序成型条件的模具的剖视图。

首先，在A工序，由模芯21和上模（cavity）限定的注入成型腔25具有适于成型图1所示指针的配重部分7的形状，即，在转台20上配准模芯21的上模22具有图7所示的形状，经过没有示出的注口将混有金属（铅）粉的焙融树脂材料（聚丙烯）注入成型空间25，然后使配重部分7成型。

成型的配重部分7冷却后，转台20转动而将成型件送至B工序，在此，上述成型并固化的配重部分7保留在模芯21内（图8所示）并将适于成型针体2的形状的上模23装配到模芯21上。

如图8所示，由模芯21和上模23限定的注入成型空间26具有针体2的形状，以整体成型配重部分7。黑色的焙融聚碳酸酯树脂材料是经过没有示出的注口注入的。

这样，在工序B就成型了具有与指针1-体成型（复合色）的配重部分7的针体2，冷却及固化后，就将针体2转运到后面的C工序。在工序B成型了针体2，在工序A则对配重7进行了类似的成型;在后面的工序中也是进行相同的成型作业，其中在转台20上的四个模芯被连续地由A工序传递到D工序。

在工序C形成图1所示指针1上的指示条形件3。在C工序的模芯21处配重部分7和针体2两者呈一个整体部件而存在，如图9所示。模芯21和上模24之间的注入成型空间27具有要在针体2的上表面成型的指示条形件3的形状。

通过注口向注入成型空间27注入白色焙融树脂材料，这样，指示条形件3就与针体2构成了一个整体。在这种情况下，通过在针体2中设置一个通孔可以使指示条形件3更加牢固地浇注成型，指示条形件3的树脂材料被浇入上述通孔中成型。

这样成型的指针1由转台20的旋转而传送到工序D，然后被从模芯21中取出，这样就结束了制造工序。

图1所示的指针1按上述工艺完成，但是，由于由混有金属粉的树脂材料制作的配重部分7在指针成型过程中是与指针1成型为一体的，只要事先设计各部件的材料和形状，就能够计算出指针1的重力矩。因此，通过适当的计算和设置用于平衡指针1的平衡配重7的重量，即混入的金属粉含量而将指针1的重心置于旋转中心，可以得高度平衡的指针1，从而不再需要安装现有技术中的独立于树脂指针的金属配重，从而提高了生产效率。

上述制造工艺用于成型图1-3所示的指针1。图4和图5所示的指针9也可以基本类似的成型工艺来制造。在开始设计指针形状和材料时，如果计算出重力矩以给出一个用于指针的适宜形状的配重部分，则可以制出与具有特定金属粉混入量的配重部分一体成型的指针，从而实现指针的稳定批量生产。

根据本发明描述的指针结构，为了合适地形成平衡配重，调节混入树脂材料的金属粉量，从而相对于针体的旋转中心调节重力矩，以及调节在指针初始设计时在特定重力（力）下平衡的配重部分。这样，在针体成型过程中就能够将配重部分与指针一体成型，从而可以省去在传统指针组装过程中的安装独立制造的金属配重的繁锁的作业。

此外，由于配重部分在指针成型过程中能够与指针成型为一体，从而不会产生由独立的配重在传统指针结构的指针上的不正确安装而引起的指针平衡的变化;从而指针平衡的结构一旦确定，就能够通过调节成型精度来完成指针的稳定生产。

还有，因为指示性能不仅能够通过调节指针的平衡来稳定，而且即使在仪表的运动部件中存在固定倾向的不平衡因素也能够通过调节固定于仪表运动部件的指针系统的整个平衡来稳定，所以，可以预先考虑上述固定倾向的不平衡，设计调节混入指针配重部分的金属粉量。这样，就能够提供指针结构和制造优质指针的工艺，使指示仪表具有有效的指示性能。

上面虽然表示和描述了本发明的实施例，但显然本发明并不局限于这些，因为可以作出许多改进和变化，权利要求包括了一些在本发明实质和范围内的变形。

Claims (7)

1.一种指针，它安装在一个跟随指示仪表运动部件而旋转的转轴上，以在刻度盘上对照刻度指示测量值，所述的指针在与指示部分相对的一侧具有由树脂材料和金属的混合物构成的配重部分，它与位于指针旋转中心之外的基座成型为一体，上述指示部分包括一个由树脂构成的针体。

2.一种指针，它安装在一个响应指示仪表运动部件而旋转的转轴上，以在刻度盘上对照刻度指示测量值，其中，所述的指针全部是由树脂材料与金属粉的混合换构成的，并且，混入树脂材料中的金属粉含量在指针的前端和后端或右侧与左侧之间是不同的，以使指针的重心位于指针的旋转中心。

3.一种指针，它安装在一个响应指示仪表运动部件而旋转的转轴上，以在刻度盘上对照刻度指示测量值，所述的指针包括一个指示部分和一个盖着所述指示部分基座的由树脂构成的指针罩盖，该指针罩盖与由树脂材料及金属粉的混合物构成的配重部分成型为一体。

4.一种指针，它安装在一个响应指示仪表运动部件而旋转的转轴上，以在刻度盘上对照刻度指示测量值，所述的指针包括一个指示部分和一个盖着指示部分基座的指针罩盖;该指针罩盖由树脂材料与金属粉的混合物构成;金属粉混入树脂的（含）量在指针罩盖的前侧和后侧或右侧与左侧之间不同，以使指针的重心位于指针的旋转中心。

5.一种在模具中由成型树脂来制造指针的工艺，所述的模具由上模和下模：型腔和模芯构成，该工艺包括：用上述模芯和一个第一上模根据指针的配重部分形成一个成型空间，然后将树脂材料和金属粉的混合物注入成型空间;将树脂材料注入构成指针指示部分的成型空间的第二上模内，而配重部分保留在下模中，这样就整体成型了配重部分。

6.一种在模具中用成型树脂的方法来制造指针的工艺，所述的模具由上模和下模：型腔和模芯构成，该工艺包括：用上述模芯和一个第一上模形成一个对应于指针配重部分的成型空间，该指针由一个指示部分和一个盖着该指示部分基座的罩盖构成，然后，将树脂材料与金属粉的混合物注入成型空间;配重部分保留在模芯中，将树脂材料注入构成对应于指针罩盖的成型空间的第二上模内，以整体成型配重;用成型的方法将指示部分固定连接到指针罩盖上。

7.用于一体成型由树脂材料与金属粉的混合物构成的配重部分和由树脂材料构成的针体部分以制造指针的工艺，第一个工序包括：由第一个上模和下模构成对应于针体部分和配重部分两者之一的成型空间，注入并冷却针体树脂材料或用于配重部分的树脂材料与金属粉的混合物，第二个工序包括：使用第二个上模和下模构成对应于未在第一工序成型的针体部分或配重部分的成型空间，然后向的述成型空间注入树脂材料或树脂材料和金属粉的混合物并冷却。