CN1129772C - 千分表转换机构 - Google Patents
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Abstract
本发明千分表转换机构，具有在其顶端设置测定头的测杆以及其上具有与设置在此测杆上的接合部接触的接触片的扇形齿轮，通过接合部与接触片将测杆的滑动转换成扇形齿轮的转动、进而转换成指针的偏转量，用塑料将所述扇形齿轮与金属制的接触片形成一体，同时具有不使测杆上测定头的滑动位置改变，使指针旋转角度可变的指针调整机构，具有可使构件数目少、成本降低、能在刻度盘的易读取位置进行测定等优点。
Description
技术领域
本发明涉及能用于高倍放大的千分表的转换机构，例如，是用将其一端自由旋转地支承在千分表壳体上的扇形齿轮、将测杆的滑动量放大、以指针的旋转量表示的转换机构。
背景技术
利用其一端可主旋转地被支承在壳体上的扇形齿轮将测杆的滑动量放大、以指针的偏转量表示的千分表已为大家所熟知。
具有此扇形齿轮的放大机构的千分表，对于测杆的微小滑动，也能通过指针的旋转量变化被测出，因而能用于精密测定。
作为传统的具有扇形齿轮的千分表如后述图6、7所示。
如图6所示，千分表10由容纳指针50与刻度盘51的壳体11以及从此壳体11贯穿、且可自由滑动地支承在此壳体11上的测杆20形成，伴随测杆20沿A方向的滑动，通过包含扇形齿轮30(参照图7)的转换机构，使指针50偏转，以此表示测杆20的滑动量。
上述千分表10的内部结构如图7所示，在壳体11的内部容纳扇形齿轮30、齿轮机构40、指针50以及刻度盘51。
上述测杆20为沿其滑动方向延伸伸出的棒状构件，在其顶端部设置测定头21，同时，在其中间部上设置成为沿该测杆20的径向向外伸出的接合部的齿条销22。
上述扇形齿轮30，其一侧的端部(图7的左上方)用扇形齿轮轴32可自由转动地支承在壳体11上，在其另一端部上形成齿轮部33。
此外，在扇形齿轮30的中间部分，通过杠杆35伸出设置成为与测杆20的齿条销22接触的接触片的杆销34。
此外，图7中已省略表示。然而需使测杆20的测定头21具有从壳体11伸出的趋势，以及需使扇形齿轮30具有以扇形齿轮轴32为中心向逆时针方向旋转的趋势。
因此，不管测杆20处于沿滑动方向任何位置，能使齿条销22与杆销34经常保持接触状态。
上述齿轮机构40由与扇形齿轮30的齿部33啮合的中间小齿轮41、与此中间小齿轮形成一体的大齿轮42以及与此大齿轮42啮合、且使指针50的轴旋转的中心小齿轮43形成。
通过齿条销22与杆销34，将测杆20沿A方向的滑动转换成扇形齿轮30以扇形齿轮轴32为中心的顺时针方向的旋转。进而，使扇形齿轮30的顺时针方向的旋转通过齿轮部33使中间小齿轮41、大齿轮42沿逆时针方向旋转，通过与大齿轮42啮合的中心小齿轮43，使指针50沿顺时针方向旋转。
同样，当测杆20沿A’方向滑动，指针50就沿逆时针方向旋转。
在如此构成的千分表转换机构中，如图8、9所示，在扇形齿轮30上设置用小螺丝35A使可自由旋转地被支承在扇形齿轮30上的杠杆35、与此杠杆35的侧面接触、规定上述杠杆35的旋转的偏芯凸轮36、以及向上伸出设置在杠杆35上的所述杆销34。
按上述结构构成的扇形齿轮30，应尽可能使杆销34的伸出尺寸减小，这是为了防止齿条销22沿B方向的力在杆销34的接合部37上所产生的力矩过大。
然而，如此构成的扇形齿轮30，必需在扇形齿轮30上各别设置杠杆35和偏芯凸轮36，从而存在由于构件数目增加而使制造成本提高的问题。
此外，在将扇形齿轮30向壳体11内安放时，必需对扇形齿轮轴32与杆销34的距离R进行调整，因而导致千分表10的组装工序复杂化的问题。
另外，在用此千分表10对被测定物进行与基准块比较测定的场合，当使测定头21与基准块接触时，指针50不一定经常与刻度盘51上的零位置相一致。
因此，以往，如图6所示，通过从壳体11的外侧旋转刻度盘51、使刻度盘51上的零位置与指针50的旋转角一致后(图6中的C方向)进行测定。
然而，却存在用指针50的旋转角，难以从刻度盘51上读取数值的问题。
此外，当使刻度盘51产生旋转后，有可能使刻度盘51的刻度范围与指针50的旋转范围间产生错开。此时，有可能使指针50出现在刻度盘51的非刻度部位51A上，从而存在不能用刻度盘51来读取指针50的旋转量的问题。
发明内容
因此，本发明的首要目的在于提供能使构成扇形齿轮的构件数目减少、组装简化的千分表要转换机构。
本发明的第二目的在于提供能不改变测定头滑动方向的位置、而使指针的旋转角改变的千分表转换机构。
有关本发明的千分表转换机构，由可自由滑动地设置在壳体上、且在其轴向顶端上设置测定头的测杆，沿所述测杆的径向向外伸出、随所述测杆滑动而移动的接合部以及可自由转动地支承在所述千分表的壳体上、具有可与上述接合部接触的接触片的扇形齿轮构成，通过所述接合部与接触片将上述测杆的滑动转换成所述扇形齿轮的转动，进而转换成指针的偏转量，用塑料成形构成所述扇形齿轮，同时用插件成形将所述接触片与扇形齿轮形成一体，其特征在于设置不改变所述测定头沿滑动方向的位置、使所述指针的旋转角可变的指针调整机构，上述指针调整机构由设置在测杆上、沿其轴向可自由滑动、具有所述接合部的滑动套以及将此滑动套固定在所述测杆的轴向任意位置上的固定机构形成，上述固定机构由与测杆的基端部拧合的调整头以及朝向使所述滑动套与此调整头接触方向按压的弹性构件形成。
若采用这样构成的千分表转换机构，由于将接触片与扇形齿轮形成一体，能省去杠杆、偏心凸轮等构件，从而达到减少扇形齿轮的构件数目。此外，由于整体成形能更精确地将扇形齿轮轴与接触片的距离R保持一定，从而无需进行扇形齿轮的调整，从而能使千分表的组装简化。此外，由于用塑料成形制成扇形齿轮，故能自由设计扇形齿轮的形状、可使扇形齿轮靠近接触片处的厚度加厚，或者按照性能要求自由形成扇形齿轮的形状。又因采用插件成形，能将刚性高的金属制的接触片整体地形成在扇形齿轮上，故能将不易变形的接触片一体地设置在扇形齿轮上。又因设置上述指针调整机构，由于能在将测定头设定在基准块上后，通过使指针移动，使与刻度盘上的零位置一致，不仅无需设置使刻度盘转动的机构等、由于刻度盘不转动，能在使刻度盘经常处于易读取位置进行测定。并且，通过进行指针调整，由于指针旋转范围与刻度盘的刻度范围不发生错开，因不存在用指针的旋转角不能读取刻度的问题，能在使指针旋转范围与刻度范围适当对应状态进行测定。由于使指针调整机构包含具有接合部的滑动套与固定机构，就能用所述固定机构将所述滑动套上的接合部固定在测杆的轴向任意位置上。因此，可不变动测杆上测定头的滑动位置，通过与接合部接触的接触片来使扇形齿轮转动，据此改变指针的转角。由于采用这样的固定机构，就能用调整头的微小转动来改变滑动套上接合部的位置，使指针的转角产生微小变化。此外，作为上述指针调整机构，也可以由设置在测杆上、以其轴方向为中心可自由旋转、其上具有所述接合部的旋转套以及将此旋转套相对测杆的轴而固定在任意旋转位置上的固定机构形成，上述接合部包含相对该旋转套的径向剖面倾斜的倾斜面。
上述的倾斜面并不只限于相对于旋转套径向剖面斜切的平面状倾斜面，也包括将球面的一部分切去的凹面或凸面状的倾斜面。此外，所述的倾斜面可沿旋转套的径向剖面的一周或者部分形成重要的是只要具有能用旋转套的旋转来改变与接合部相接触的接触片位置的形状的倾斜面就可以。
作为构成上述扇形齿轮材料的塑料，宜采用纤维增强的塑料，最好采用纤维增强的聚缩醛。
就是，若采用纤维增强塑料作为扇形齿轮材料，因扇形齿轮强度提高，故能制成耐用性高的千分表，特别是若采用聚缩醋，因能使扇形齿轮具有良好的耐磨性，故能更进一步提高千分表的耐用性。
此外，在采用纤维增强塑料制成记扇形齿轮的场合，宜采用钛酸钾晶须对聚缩醛增强的塑料。
就是，由于采用钛酸钾晶须作为增强塑料的纤维材料，能使扇形齿轮的表面滑溜，从而能制成与其它齿轮具有良好啮合性的扇形齿轮。
附图说明
图1为表示本发明第1实施例千分表内部结构的剖视图，
图2为上述实施例的扇形齿轮的主视图，
图3为上述实施例的扇形齿轮的侧视图，
图4为表示本发明第2实施例千分表内部结构的剖视图，
图5为表示本发明第3实施例千分表内部结构的剖视图，
图6为表示有关传统例千分表外表的主视图，
图7为表示有关传统例千分表内部结构的剖视图，
图8为传统例的扇形齿轮的主视图，
图9为传统例的扇形齿轮的侧视图。
具体实施方式
现参照附图对本发明第1实施例进行说明。此外，对于和上述已说明过的构件或部分相同或类似的构件或部分标上相同的符号，省略或简化对其说明。
图1表示第1实施例的千分表转换机构，是与表示传统例的图7相当的图。
相对在扇形齿轮30上设置杠杆35与偏心凸轮36以及成为杠杆35上的接触片的杆销34的传统例，本发明的第1实施例的不同在于用塑料整体形成扇形齿轮130，同时，把成为接触片的扇形销134直接根设在扇形齿轮130上。
如图2所示，扇形齿轮130为大致扇形状的薄板，在相当于其圆弧部分上形成齿部133，如图3所示，在扇形销134与扇形齿轮轴32的近旁，使其沿厚度方向的尺寸增大。此外，这样使其厚度尺寸变大是为了使扇形销134与扇形齿轮轴32的接合面积增大，使一体化更牢固。
采用钛酸钾晶须等对聚缩醛(以下称POM)增强的纤维增强塑料形成扇形齿轮130。
在成形时，预先把由金属制棒状构件构成的扇形齿轮轴32与扇形销134放入金属模内，使塑料流入此金属模，进行插件成形。
此外，能通过改变金属模上扇形销134的设置位置来改变上述R的尺寸，例如，如图2所示，若改变金属模上扇形销134的设置位置，使其成为更靠近扇形齿轮轴32位置的134A，就能改变R的尺寸。
下面是有关第1实施例产生的效果。
将扇形齿轮130、扇形齿轮轴32、扇形销134形成一体，能使形成扇形齿轮的构件数目减少，从而达到降低构件成本，同时，由于能将扇形轴32与扇形销134间的距离R高精度地保持一定，从而在千分表组装时无需进行扇形销134的位置调整，可使千分表的组装简化。
此外，由于采用纤维增强塑料形成扇形齿轮130，能够提高扇形齿轮130的强度，同时，又因采用POM，故能形成耐磨性优良的扇形齿轮。
此外，由于在POM中添加钛酸钾晶须，从而能在形成高强度扇形齿轮的同时，能使其与中间小齿轮41等其它齿轮的啮合性良好。
又因通过用插件形成将扇形销134埋设在扇形齿轮130内，能改变扇形轴32与扇形销134间的尺寸R，即使指针50的放大倍率不同，也能使用此扇形齿轮130。
图4表示本发明第2实施例，它与第1实施例的千分表变换机构不同在于，在测杆220上设置可从千分表壳体11的外侧调整的指针调整机构260。
测杆220为由设置测定头21的顶端部223与容纳在壳体11内的基端部224构成、其两部分直径不同的棒状构件，在其基端部上形成阳螺纹225。
此外，在测杆220的中间部沿垂直于其轴方向伸出设置导向销226。将此导向销226设置成被夹于设置在壳体11上的两根导杆12间，用以规定测杆220的以轴方向为中心的旋转，且可沿滑动方向移动。
指针调整机构260由滑动套270以及将此滑动套270固定在测杆220的轴向任意位置的固定机构280形成。
将滑动套270形成圆筒状，成为能被上述测杆220的基端部224插通而沿上下滑动。与传递至上述扇形齿轮130的扇形销134的齿条销272、测杆220的导向销226一样，分别沿垂直于测杆220的轴向伸出设置规定滑动套270旋转的导向销273。
固定机构280包含位于图4中的滑动套270下方、设置成被测杆220插通的螺旋弹簧281以及配置在滑动套270的上方、与测杆220的阳螺纹部225配合的调整螺丝282，螺旋弹簧281为弹性构件，而调整螺丝282为调整件。
此外，使螺旋弹簧281在压缩变形状态被测杆220插通，从而将滑动套270沿着与调整螺丝282相接触方向按压。
按下列顺序进行用指针调整机构260的指针调整。
使测定头21与基准块290接触，并确认指针50的初始位置。在此状态下，当指针50的旋转角向刻度盘51(图4中省略)的负方向偏移时，将调整螺丝282拧入，使滑动套270沿图4中的下方移动，随着使扇形齿轮130沿顺时针方向旋转。此扇形齿轮130的旋转使中间小齿轮41、大齿轮42沿逆时针方向旋转，使中心小齿轮43与指针50沿顺时方向旋转，就是沿刻度盘的正方向旋转，从而能将指针50在刻度盘51(图4中省略)上校正为零。
另外，在指针50的旋转角向正方向偏移时，将调整螺母282放松，使滑动套270因处于压缩状态的螺旋弹簧281弹性按压而向上方移动，直至又与调整螺丝282接触为止。
随着使扇形齿轮130的旋转趋势因齿条销272而放开，且以扇形齿轮轴32中心逆时针方向旋转，中间小齿轮41、大齿轮42按顺时针方向旋转，中心小齿轮43与指针50按逆时针方向旋转，从而能将指针50调整在刻度盘的零位置。
采用第2实施例千分表转换机构，除具有上述第1实施例的效果外，还具有以下效果。
就是由于其转换机构具有指针调整机构260，在将测定头21置于基准块290上后，能用转动调整螺丝282的简单操作来调整指针的初始位置，从而能进行使刻度盘51的刻度范围与指针50的旋转范围适当对应的测定。
此外，由于采用了与测杆220的阳螺纹部225配合的调整螺丝282来作为调整件，故能通过调整螺丝的微小旋转来进行精确的指针调整。
此外，由于在千分表的转换机构上设置指针调整机构260而无需使刻度盘51旋转，故无需在壳体11的内部设置使刻度盘51旋转的机构。
图5表示本发明第3实施例千分表的转换机构，在第2实施例中，使构成指针调整机构260的套筒(滑动套270)可沿测杆220的轴向滑动，通过使滑动套270沿上下移动进行指针调整。
与此相应，在第3实施例的指针调整机构360中，成为使套筒(旋转套370)可以测杆320的轴为中心自由旋转，用旋转套370的旋转来进行指针调整。
测杆320为在其顶端部设置测定头21的棒状构件，在其基端部形成螺孔部322，同时与第2实施例的场合一样，在其中间部伸出设置规定测杆320以轴为中心旋转的导向销273。
将旋转套370形成成为使位于图5上方的一端面封闭、位于图5下方的另一端面开放的圆筒状，在封闭的端面上形成孔371。在另一端面上形成相对旋转套370的径向剖面倾斜、沿圆筒径向向外伸出的凸缘状突起372，此凸缘状突起372成为接合部。
作为固定机构的固定螺丝380具有成为旋转把手的头部381以及在图5中、向此头部381下方延伸的螺丝部382，将此螺丝部382插入旋转套370的孔371内、使与测杆320的螺孔部322配合。当将调整螺丝380拧入时，头部381的下面按压旋转套370，从而规定旋转套370的旋转。
另外，在扇形齿轮330的侧面上埋入金属制扇形滚珠334，使此扇形滚珠334与上述凸缘状突起372接触，从而通过旋转套370能将测杆320的滑动转换成扇形齿轮330的以扇形轴32为中心的旋转。
此外，与第1实施例中的扇形销134一样，采用插件成形方式将扇形齿轮330与扇形滚珠334成一体。
可大体与上述第2实施例一样地进行用指针调整机构360的指针调整，然而，由于在使固定螺丝380成放松状态，使旋转套370旋转、使扇形齿轮以扇形轴32为中心、沿逆时针方向具有旋转趋势，从而能沿凸缘状突起372的倾斜面通过扇形滚珠334改变扇形齿轮330的旋转位置。
采用这种第3实施例，除了具有第2实施例的效果外，还具有如下的效果。
就是与第2实施例的指针调整机构260相比，由于构造简单、仅添加少量构件就能在千分表上设置指针调整机构。
此外，通过比较图4、图5可知，测杆320也比第2实施例的测杆220简单，能降低测杆的制造成本。
此外，本发明不限于上述实施例，也包含如下所述的变化例。
就是，上述实施例中的扇形齿轮130、330是用钛酸钾晶须对POM增强的塑料所制成，然而也可用玻璃纤维、碳纤维对POM增强的塑料来制成。
此外，在上述第2实施例中，滑动套270为可插通在测杆220上的圆筒状构件，然而，也不限于此，例如，也可以是将圆筒侧面沿其延伸方向切去一部分的滑动套。
此外，在上述第2实施例中，在滑动套270上分别伸出设置齿条销272与导向销273，然而也不限于此，例如，也可以从滑动套伸出设置一根销，使此销有齿条销与导向销的功能。
此外，在上述第3实施例中，沿旋转套端面的一周形成倾斜的倾斜面，然而，也可以是部分倾斜的倾斜面，也可以是将球面的部分切去而成的凹面或凸面那样的倾斜面，或者在旋转套370的外周上形成螺旋状倾斜面。
此外，在上述第3实施例中，作为旋转套370的接合部是在其底部端面上设置的凸缘状突起，然而也不限于此，例如，也可以是将厚壁圆筒状构件的端面形成倾斜面。
此外，实施本发明的具体结构及形状，可采用在为达到本发明目的范围内的其它结构等形式。
Claims (4)
1.千分表转换机构，由可自由滑动地设置在壳体上、且在其轴向顶端上设置测定头的测杆，沿所述测杆的径向向外伸出、随所述测杆滑动而移动的接合部以及可自由转动地支承在所述千分表的壳体上、具有可与上述接合部接触的接触片的扇形齿轮构成，通过所述接合部与接触片将上述测杆的滑动转换成所述扇形齿轮的转动，进而转换成指针的偏转量，用塑料成形构成所述扇形齿轮，同时用插件成形将所述接触片与扇形齿轮形成一体，其特征在于设置不改变所述测定头沿滑动方向的位置、使所述指针的旋转角可变的指针调整机构，所述指针调整机构由设置在所述测杆上、沿其轴向可自由滑动、其上具有所述接合部的滑动套以及将此滑动套固定在所述测杆轴向任意位置上的固定机构形成，所述固定机构由与所述测杆的基端部拧合的调整头以及将所述滑动套朝向与上述调整头接触方向按压的弹性构件形成。
2.千分表转换机构，由可自由滑动地设置在壳体上、且在其轴向顶端上设置测定头的测杆，沿所述测杆的径向向外伸出、随所述测杆滑动而移动的接合部以及可自由转动地支承在所述千分表的壳体上、具有可与上述接合部接触的接触片的扇形齿轮构成，通过所述接合部与接触片将上述测杆的滑动转换成所述扇形齿轮的转动，进而转换成指针的偏转量，用塑料成形构成所述扇形齿轮，同时用插件成形将所述接触片与扇形齿轮形成一体，其特征在于设置不改变所述测定头沿滑动方向的位置、使所述指针的旋转角可变的指针调整机构，所述指针调整机构由设置在所述测杆上、以其轴向为中心可自由旋转、其上具有所述接合部的旋转套以及将此旋转套相对测杆的轴而固定在任意旋转位置上的固定机构形成，所述接合部包含相对所述旋转套的径向剖面倾斜的倾斜面。
3.根据权利要求1或2所述的机构，其特征在于所述塑料为纤维增强塑料。
4.根据权利要求3所述的机构，其特征在于所述的塑料为用钛酸钾晶须对聚缩醛增强的塑料。
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