CN114061392A - 测量装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种测量装置(指示表)，能够以期望的测量力执行测量，而不管测量装置的姿态如何。本发明的示例性实施例中的指示表包括：测量力调节单元，设置到主体壳，并且能够在与测杆的移动方向大致平行的方向上移动和定位并固定。偏置装置具有与测杆直接或间接接合的一端和与测量力调节单元直接或间接接合的另一端，并且对测杆朝向末端偏置施力。测量力调节单元包括：外螺纹部；和连接支撑构件，具有与外螺纹部螺纹连接的一端和联接到偏置装置的另一端。连接支撑构件通过以改变和固定连接支撑构件的位置的这种方式旋转地操作外螺纹部来螺纹进给。

Description

测量装置

以引用的方式结合

本申请基于并要求2020年8月5日提交的、日本专利申请第2020-132843号(DAS码3A15)的优先权权益，本申请的公开内容以引用的方式全文结合于此。

技术领域

本发明涉及一种测量装置。

背景技术

作为比较器之一，已知指示表。一种指示表包括在测杆(spindle)的末端处的触点，该触点可沿轴向前后运动，并且利用弹簧等使测杆朝向末端偏置。(例如，JP 3002418 U和JP 2001-255102 A)

ISO463在2006年修订，JISB7503在2011年修订。

(参见https://www.iso.org/standard/42802.html和http://kikakurui.com/b7/B7503-2011-01.html)

作为指示表的计量特性，修订的ISO和JIS规定，“除非制造商......指定，否则计量特性必须在任意姿态下满足MPE和MPL”。

由此，指示表在除了正常姿态(触点朝下)之外的姿态中的使用增加，并且期望指示表在除了正常姿态(触点朝下)之外的任意姿态中都保持与在正常姿态(触点朝下)中相同的测量准确度。

然而，指示表被构造为利用弹簧等使测杆朝向一侧(末端侧)偏置，并且由于该原因，具有以下问题：如果其姿态变为例如正常姿态(触点朝下)、倒置姿态(触点朝上)、横向姿态(触点水平)等，则测量力也发生变化。另外，由于具有利用弹簧等使测杆朝向一侧(末端侧)偏置的这种构造，因此指示表具有测量力在其测量范围内(测杆的行程内)变化的另一问题。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种测量装置，能够以期望的(或指定的)测量力进行测量，而与测量装置的姿态无关。

根据本发明的示例性实施例的测量装置包括：测杆，具有细长的杆状主体和设置有与待测量对象接触的触点的末端；

主体壳，以在轴向上前后移动的这种方式支撑测杆；

测量力调节单元，设置到主体壳，并且能够在与测杆的移动方向大致平行的方向上移动和定位并固定；以及

偏置装置，用于对测杆朝向末端偏置施力，并且具有与测杆直接或间接接合的一端和与测量力调节单元直接或间接接合的另一端。

在本发明的示例性实施例中，优选的是

测量力调节单元包括：

外螺纹部；和

连接支撑构件，具有与外螺纹部螺纹连接的一端和联接到偏置装置的另一端，

主体壳包括设置成与测杆的移动方向大致平行的通孔，

测量力调节单元布置在通孔中，并且

连接支撑构件通过以改变和固定连接支撑构件的位置的这种方式旋转地操作外螺纹部来螺纹进给。

在本发明的示例性实施例中，优选的是

主体壳包括设置成与测杆的移动方向大致平行的滑槽，

滑槽包括沿与滑槽的轴向正交的方向形成的接合槽，并且

测量力调节单元以在滑槽中滑动的这种方式设置，包括与接合槽接合或脱离接合的键突起，并且测量力调节单元通过使键突起与接合槽接合而被定位和固定。

在本发明的示例性实施例中，优选的是

主体壳的外表面或测量力调节单元的外表面具有允许测量力调节单元被定位和固定的点，并且

点设置有指标值，指标值指示当测量力调节单元处于点时由偏置装置施加到测杆的测量力。

在本发明的示例性实施例中，优选的是，指标值以与测量装置的多个姿态模式相对应的多个序列来提供。

在本发明的示例性实施例中，优选的是，指标值以多个序列提供，各个序列对应于当测量装置的姿态是正常姿态、倒置姿态或横向姿态时。

在本发明的示例性实施例中，优选的是

主体壳的外表面或测量力调节单元的外表面具有允许测量力调节单元被定位和固定的点，并且

点设置有刻度间距离。

附图说明

图1是根据第一示例性实施例的指示表(测量装置)的前视图；

图2是示出了根据第一示例性实施例的指示表(测量装置)的内部结构的图；

图3是指示表(测量装置)的侧视图；

图4是狭缝周围的放大图；

图5是例示修改例的图；

图6是示出了在多个方向上对待测量对象进行多点测量的图；

图7是示出了对具有台阶的待测量对象进行同时多点测量的图；

图8是例示修改例的图；

图9是例示修改例的图；以及

图10是例示修改例的图。

具体实施方式

参照附图中的元件所附加的附图标记来例示和描述本发明的示例性实施例。

(第一示例性实施例)

图1是根据第一示例性实施例的指示表(测量装置)的前视图。

图2是示出了根据第一示例性实施例的指示表(测量装置)的内部结构的图。

在示例性实施例的描述中，数字显示指示表被例示为指示表(测量装置)。

数字显示指示表也被称为数字指示表、指示器、数字指示器、测试指示器、线性计量器等。另外，本示例性实施例例示了数字指示表，但是本发明适用于利用齿轮系放大测杆的位移并利用指针和刻度盘面显示该位移的模拟显示指示表(模拟指示表)。

指示表100包括主体壳200、测杆110、偏置装置121和测量力调节单元300。测杆110以沿轴向前后移动的这种方式设置到主体壳200。偏置装置121对测杆110朝向末端偏置施力。

主体壳200包括：整体上具有圆柱形状的外部框架体210；后盖体220；和前盖体230，并且在该主体壳的内部限定存储空间。

当指示表100以正常姿态放置并且从正面观察主体壳200时，主体壳200具有以下形状：其中，大圆形部(260)设置在上部，并且相对小的矩形或梯形附加体(270)附接到圆形部(260)的下部。在此，上部的大圆形部被称为第一壳体部260，附加体被称为第二壳体部270。

当从正面观察时，显示单元240(数字显示单元)布置在前盖体230的中心区域中，并且多个开关250(例如，按钮开关250)布置在显示单元240下方。

如图2所示，第一壳体部260和第二壳体部270彼此不分离，并且这两者的内部空间是连续的。

在第一壳体部260的上侧面上，设置通孔261(称为上通孔261)，并且上杆套262附接到上通孔261。另外，以封闭上杆套262的这种方式设置帽263。在第二壳体部270的下侧面中，设置通孔271(称为下通孔271)，并且下杆套272附接到下通孔271。

测杆110以穿过主体壳200并沿轴向前后移动的这种方式设置。

在测杆110的基端(上端)侧，测杆110穿过上通孔261并由上杆套262支承。在末端(下端)侧，测杆110在测杆110的中部由下杆套272支承，测杆110的末端(下端)设置有触点112。

在测杆110的中部，以在与测杆110的轴线正交的方向上突出的这种方式安装并固定锁定销113。在主体壳200的内部，设置与测杆110的轴线平行的凹槽。锁定销113的末端与凹槽接合，由此，测杆110在被旋转锁定的同时可沿轴向滑动。

另外，在测杆110的另一中部处，以在与测杆110的轴线正交的方向上突出的这种方式安装和固定受力销114。

作为偏置装置，在本示例性实施例中使用弹簧121(螺旋弹簧121)。应该注意的是，诸如橡胶(合成树脂)之类的弹性体可以用作偏置装置。

弹簧121在主体壳200内与测杆110平行地布置。弹簧121的基端固定到受力销114。弹簧121的末端固定到测量力调节单元300。

测量力调节单元300包括连接支撑构件310和外螺纹部320。

连接支撑构件310整体具有细长的柱形状。在连接支撑构件310的一端上，设置内螺纹311，并且该内螺纹与外螺纹部320螺纹连接。在连接支撑构件310的另一端上，设置钩312，并且弹簧121的末端被闩锁到钩312。

在第二壳体部270的下侧面中，成正好与测杆110所穿过的下通孔271相邻地设置通孔。该通孔被称为操作通孔273。

操作通孔273的下端出口具有不允许外螺纹部320的螺钉头通过的直径，或者在操作通孔273的下端出口附近设置用于减小直径的台阶，以便外螺纹部320的螺钉头不通过。

另外，为了锁定连接支撑构件310，在操作通孔273的内周面和连接支撑构件310的外周面上设置接合装置。例如，在操作通孔273的内周面上设置沿着通孔的狭缝274(槽线)，并且在连接支撑构件310的外周面上设置配合到狭缝274的销(突起)。

利用该接合装置，连接支撑构件310在被旋转锁定的同时布置在操作通孔273内。然后，当外螺纹部320旋转时，连接支撑构件310通过螺纹进给而在与测杆110的移动方向平行的方向上向前或向后移动。

如图2所示，弹簧121的基端固定到受力销114上，并且弹簧121的末端闩锁到连接支撑构件310的钩312。

此时，弹簧121被拉至比自然长度长，并且弹簧121在朝向末端(下端)对测杆110偏置施力(拉动)的方向上经由受力销114向测杆110施加力。然后，当测量力调节单元300的外螺纹部320被旋转操作以使连接支撑构件310的位置上升或下降时，弹簧121的伸长量变化，并且使对测杆110朝向末端(下端)偏置施力(拉动)的力的大小变化。换言之，通过改变和调节弹簧(偏置装置)121的末端侧(固定侧)上的位置，而可以改变并调节测量力。即，指示表100的测量力是可变地可调节的。

虽然省略了对内部结构的详细描述，但是在主体壳200的壳体部中设置检测测杆110的位移的编码器(线性编码器)和各种电路单元。

电路单元包括：控制数字显示单元240的显示的显示控制单元；处理来自编码器的检测信号以计算测杆110(触点112)的位置的运算处理电路；以及存储各种设置(原点设置)的ROM或RAM。

接下来，图3是指示表100的侧视图。

在主体壳200的第二壳体部270的一点处，设置狭缝274，并且通过狭缝274从外部可以看到连接支撑构件310。

由于连接支撑构件310仅需要被看到，所以期望的是，狭缝274被填充或粘贴透明树脂，以便防止油(液滴)和灰尘进入。

注意，在本示例性实施例中，狭缝274位于指示表100的侧面上，但是狭缝274也可以位于正面或背面上。

图4是狭缝274周围的放大图。

在连接支撑构件310的外表面上，设置指示连接支撑构件310的位置的标志313。

在此，标志313是线，但可以是点或另一形状。

在此，主体壳200除了具有大圆形第一壳体部260之外还具有作为附加体的第二壳体部270的原因是通过设计形状来通过狭缝274看到连接支撑构件310。

关于第二壳体部270，优选的是，设置有狭缝274的面与操作通孔273之间的距离(厚度)相对较薄。

另外，优选的是，设置有狭缝274的面尽可能平行于测杆110的移动方向，例如如图5例示。

然后，在第二壳体部270的外表面上，沿着狭缝274设置测量力刻度。

在图4的示例中，存在测量力刻度的三个序列：

当指示表100处于正常姿态时的测量力刻度(正常姿态测量力刻度331)；

当指示表100处于倒置姿态时的测量力刻度(倒置姿态测量力刻度332)；以及

当指示表100处于横向姿态时的测量力刻度(横向姿态测量力刻度333)。

注意，放置指示表100的可想到的六种模式是：

(A)触点112朝下；

(B)触点112朝上；

(C)触点112朝右(并且显示面朝上)；

(D)触点112朝右(并且显示面朝下)；

(E)触点112朝右(并且显示面朝前)；以及

(F)触点112朝右(并且显示面朝后)。

在此，“(A)触点112朝下”被设定为指示表100的正常姿态。

“(B)触点112朝上”被设定为指示表100的倒置姿态。

然后，将“触点112不管显示面的方向如何都水平地朝右或左的(C)至(F)”设定为指示表100的横向姿态。

如果指示表100以正常姿态放置，则当触点112与待测量对象接触时的力(测量力)是弹簧121的张力与测杆110自身的重量的合力。

同时，如果指示表100以倒置姿态放置，则测量力是通过从弹簧121的张力减去测杆110自身的重量而获得的差。

这样，如果改变了指示表100的姿态，则测量力相应地改变。考虑到这一点，正常姿态测量力刻度331指示当指示表100处于正常姿态时与连接支撑构件310的位置相对应的测量力。倒置姿态测量力刻度332指示当指示表100处于倒置姿态时与连接支撑构件310的位置相对应的测量力。横向姿态测量力刻度333指示当指示表100处于横向姿态时与连接支撑构件310的位置相对应的测量力。

例如，当如图6所例示的在多个方向上同时多点测量待测量对象时，通过将指示表100在正常姿态、倒置姿态和横向姿态中的测量力调节为相同，可以更准确地对待测量对象执行形状检查。

对于这些测量力刻度的指标值，可以雕刻在产品运送时实际测量的值，或者可以在主体壳200的侧面上粘贴贴纸。另外，为了应对弹簧121的老化劣化，优选的是，每年实际测量一次测量力，以校准测量力刻度的指标值。

注意，由于测杆110被弹簧121拉动的结构，测量力在测量范围(测杆110的行程)内变化。由此，需要确定测量力刻度的指标值各自指示测杆110所处的位置处的测量力。例如，可以确定测量力刻度的指标值，以各自指示当测杆110突出最多时的测量力。替代地，起始点可以是测杆110被稍微推入(例如，0.1mm或更大；预横跨)的位置。

另外，优选提供用于简单地指示连接支撑构件310的位置的刻度间距离334的另一序列，诸如设置到直尺的长度刻度。由于测杆110被弹簧121拉动的结构，测量力在测量范围(测杆110的行程)内变化。由此，由于待测量对象的尺寸或形状，测量力根据测量范围(测杆110的行程)中的触点112与待测量对象接触的点而改变。例如，如果对具有台阶的待测量对象如图7例示那样进行多点测量，则测量力根据测量点而发生变化。由此，例如在使用图7中的两个指示表100的情况下，通过调节连接支撑构件310的位置以具有台阶的差异，两个指示表100的测量力可以调节成大致相同。

如上所述，利用根据本示例性实施例的指示表100，可以利用期望(或指定)的测量力来执行测量，而不管测量装置的姿态或工件的尺寸如何。

(第一修改例)

测量力调节单元300可以具有例如如图8所示的构造。

主体壳200(第二壳体部270)设置有与测杆110的移动方向大致平行的滑槽351。另外，滑槽351在与轴向正交的方向上设置有多个接合槽352。测量力调节单元300被设置为可在滑槽351中滑动的滑块353。自然地，弹簧121被闩锁到滑块353的一端。滑块353设置有键突起354，以便通过使键突起354与接合槽352接合或脱离接合来改变和固定滑块353的位置。

(第二修改例)

替代地，测量力调节单元300可以具有例如如图9所示的构造。

主体壳200(第二壳体部270)设置有与测杆110的移动方向大致平行的滑槽361。另外，滑槽361在与轴向正交的方向上设置有多个接合槽362。在此，接合槽362是设置在滑槽361的两个相对壁上的波状凹凸形状。(例如，波状凹凸形状的凹部被认为是接合槽362。)

测量力调节单元300被设置为可在滑槽361中滑动的滑块363。滑块363在两侧上设置有键突起，以便通过使键突起364与接合槽362接合或脱离接合来改变和固定滑块363的位置。

(第三修改例)

在上述示例性实施例中，狭缝274设置在主体壳200的侧面上，但是狭缝274可以设置在例如主体壳200的正面上，如图10例示。

另外，在图10的示例中，刻度(正常姿态测量力刻度331、倒置姿态测量力刻度332和横向姿态测量力刻度333)不设置在主体壳的表面上，而是设置在连接支撑构件310上。

注意，本发明不限于上述示例性实施例，并且可以在不脱离范围的情况下进行适当的修改。

在上述示例性实施例中，测量力调节单元300设置在指示表100的主体壳200的下部。然而，测量力调节单元300可以设置在指示表100的主体壳200的上部。

在这种情况下，在上通孔261的附近设置操作通孔，并且作为偏置装置，可以使用如压缩螺旋弹簧的将测杆推向末端(向下)的力。

100 指示表

110 测杆

112 触点

113 锁定销

114 受力销

121 弹簧

200 主体壳

210 外部框架体

220 后盖体

230 前盖体

240 显示单元

250 开关

260 第一壳体部

261 上通孔

262 上杆套

263 帽

270 第二壳体部

271 下通孔

272 下杆套

273 操作通孔

274 狭缝

300 测量力调节单元

310 连接支撑构件

311 内螺纹

312 钩

313 标志

320 外螺纹部

331 正常姿态测量力刻度

332 倒置姿态测量力刻度

333 横向姿态测量力刻度

334 刻度间距离

351 滑槽

352 接合槽

353 滑块

354 键突起

361 滑槽

362 接合槽

363 滑块

Claims (7)

1.一种测量装置，其特征在于，包括：

测杆，具有细长的杆状主体和设置有与待测量对象接触的触点的末端；

主体壳，以在轴向上前后移动的方式支撑所述测杆；

测量力调节单元，设置到所述主体壳，并且能够在与所述测杆的移动方向大致平行的方向上移动和定位并固定；以及

偏置装置，用于对所述测杆朝向所述末端偏置施力，并且具有与所述测杆直接或间接接合的一端和与所述测量力调节单元直接或间接接合的另一端。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其中，

所述测量力调节单元包括：

外螺纹部；和

连接支撑构件，具有与所述外螺纹部螺纹连接的一端和联接到所述偏置装置的另一端，

所述主体壳包括设置成与所述测杆的所述移动方向大致平行的通孔，

所述测量力调节单元布置在所述通孔中，并且

所述连接支撑构件通过以改变和固定所述连接支撑构件的位置的方式旋转地操作所述外螺纹部来螺纹进给。

3.根据权利要求1所述的测量装置，其中，

所述主体壳包括设置成与所述测杆的所述移动方向大致平行的滑槽，

所述滑槽包括沿与所述滑槽的轴向正交的方向形成的接合槽，并且

所述测量力调节单元以在所述滑槽中滑动的方式设置，包括与所述接合槽接合或脱离接合的键突起，并且所述测量力调节单元通过使所述键突起与所述接合槽接合而被定位和固定。

4.根据权利要求1所述的测量装置，其中，

所述主体壳的外表面或所述测量力调节单元的外表面具有允许所述测量力调节单元被定位和固定的点，并且

所述点设置有指标值，所述指标值指示当所述测量力调节单元处于所述点时由所述偏置装置施加到所述测杆的测量力。

5.根据权利要求4所述的测量装置，其中，

所述指标值以与所述测量装置的多个姿态模式相对应的多个序列来提供。

6.根据权利要求5所述的测量装置，其中，

所述指标值以多个序列提供，各个所述序列对应于当所述测量装置的姿态是正常姿态、倒置姿态或横向姿态时。

7.根据权利要求1所述的测量装置，其中，

所述主体壳的外表面或所述测量力调节单元的外表面具有允许所述测量力调节单元被定位和固定的点，并且

所述点设置有刻度间距离。

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