CN1166594A - 千分尺 - Google Patents

Abstract

本发明省去了已有技术中千分尺上的主尺刻度和副尺刻度等，在座1上设置通过套筒51支持在测杆61轴向一定位置上并且以其轴为中心转动的测微套筒71。在测微套筒71与测61杆之间设置将测微套筒71的转动传递给测杆61并且允许测杆61可轴向移动的传动传递机构81。采用棘轮机构82作为转动机构81。

Description

千分尺

本发明涉及数字显示型千分尺。具体地说，是涉及使测杆边转动边沿轴向位移式的千分尺，该千分尺成本降低操作性能提高。

与机械式刻度显示型的测定器相比，电子数字显示型测定器因为具有精度高和读数容易等优越性而正在全面普及。

在千分尺中，就随着测微套筒和转动测杆边转动边沿着轴向移动式和千分尺来讲，组装的旋转式编码器正在朝数字显示化方向前进。

下面参照图7说明已有技术中的数字显示型千发尺的结构。

在图7中，在作为略成U字形状的主体的座1上，在其一个端部内面上因定测量头2，而在另一端部上设置边沿轴向移动边相对上述测量头2进退化测杆21。4是数字化显示测杆21的位移量的数字显示器，5是电源接通、断开开关，6是将上述数字显示器4的显示值调零的零位调整开关。

另外，在设置测杆21的座1的另一端部上，在其内面侧设置轴承筒11，轴承筒11的外侧面螺合在保持环12上。在保持环12的中心部上保持有嵌合在内外两重筒构造化内套筒13和外套筒14的一端内套筒13的一端侧具有小直径筒部13A，另一端侧13B形成可沿轴向形成的若干个(通常为3个)槽15径向扩缩的圆筒状。在另一端侧13B的内周面上沿轴向形成螺纹部分16，在其外周面上形成锥形螺母螺纹配合的螺纹部分18，螺纹部分16与上述测杆21螺纹配合。

上述测杆21包括：可自由滑动地支撑在上述轴承筒11上的轴部21A，比该轴21的直径略大并在外周面上形成螺纹化螺纹部21B和在该螺纹部21B的另一端上一体形成的锥形部分分21C。在轴部21A的外周上沿轴向形成断面呈V形的槽22。螺纹部分21B与上述螺纹部分16螺合，相对上述外套筒14的外周面可转动地嵌合的测微套筒23的另一端嵌合在锥形部分31C上。在测微套筒23的另一端设置在测杆上的负荷达到一定值以上时就发生空转的棘轮调节器24。借此，当测微套筒23或棘轮调节器24转动时，测杆21边转动，边沿轴向位移。这时，测杆21的位移量可以根据沿外套筒14的外周面轴向按每一定间隔形成的主尺刻度25和沿测微套筒23的外周形成的副尺刻度26读出。

在上述内套筒13的小直径筒部13A的端而与上述轴承筒11之间并在上述则杆21的外周上以顺次可沿轴向位移的方式嵌合有转动筒体31、第一垫片32，第二垫片33，而在第二垫片33与轴承筒11之间插入弹簧34，弹簧使第二垫片33，第一垫片32，转动筒体31沿图7中左右方向靠紧。具有与上述槽22自由滑动配合的突起35A的螺纹35螺合在转动筒体31上。借此，使转动筒体31和测杆21同步转动、并且允许测杆21轴向位移。

在上述内套筒13的小直径筒部13A与上述转动筒体31之间设置根据测杆21的转动量检测测杆21的轴向位移量的静电电容式编码器41。编码器41包括：具有与固定在上述保持环12上的板42接触固定的且在图中未示出的发送电极和输出电极的固定板43，具有固定板43成一定间隙并在对置状态下接触固定且在图中未示出的接收电极和结合电极的转动板44。当向发送电极供给相位不同信号时，可从输出电极获得与固定板43与同转板44的相对转动角对应的信号相对于由编码器41检出的固定板43与转动板44的相对回转角的信号，通过图中没有示出的电路处理后要用数字显示器4进行数字显示。

上述已有技术中的数字显示型千分尺还装有完整化机械式刻度显示机构，以便在驱动数字显示器4、编码器41、电路等的电源(电池)的寿命到期时也能使用。即，具有在座1侧设置外套筒14、在测杆21倒设置测微套23、在沿外套筒14的外周面轴向形成主尺刻度25，沿测微套筒23的外周形成副尺刻度的结构。因此具有组装复杂、成本高的缺点。

另外，在已有的结构中，在测定时，例如用左于持被测定物，右手握住座1，用右手的拇指和食指控制棘轮钮24一边转动一边使测杆21向离开测量头2的方向移动时，由于棘轮钮24逐渐离开座1，所以在测杆21进行大位移时使操作变得困难。

本发明的目的是要提供一种克服上述缺点、既能降低成本又能提高操作性能的千分尺。

本发明的千分尺包括：在一端具有测量头的主体，螺合在该主体另一端上并伴随该螺合转动沿轴向移动的测杆，根据该测杆的转动量检测该测杆轴向位移量的编码器，根据该编码器的输出信号以数字方式显示测定值的数字显示器，本发明的千分尺的特征在于：在上述主体另一端侧上的上述测杆的轴向一定位置上以该测杆轴为中心以可自由转动的方式设置测微套筒，在该测微套筒与一述测杆之间设置把测微套筒的转动传递给测杆并允许测杆轴向移动的转动传递机构。

按照上述的构成，因为省去了已有技术中千分尺的主尺刻度和副尺刻度等，而节省了有关加工主尺刻度和副尺刻度的成本。另外，因为还可以不要用于形成主尺刻度的外套筒，所以减少了零件个数和组装工作量。因而降低了成本。

在测定时，当转动测微套筒时，该测微套筒的转动通过传递机构传递给测杆。因为测杆螺合在主体上，所以测杆伴随转动沿轴向移动。这样，测杆的位移量被编码器检测后，以数字方式显示在数字显示器上，这时，如果测杆朝离开测量头的方向移动，那么因为测微套筒是可自由转动地设置在主体的定位置上的，从而要消除因为测微套筒不是与测量杆同时移动而使测杆在大位移时产生操作性降低的缺点。

在上述结构的千分尺中，虽然上述转动传递机构可以采用由沿上述测杆的外周面轴向形成的槽和在上述测微套筒内面上突起并与该槽自由滑动配合的销构成的结构，但最好是采用例如既能把上述测微套筒的转动传递给上述测杆，又能在作用于测杆上折负荷超过一定值时使测微套筒相对测杆空转的棘轮机构。

按照这样的构成通过测杆和测量头夹持被测定物，一旦在测杆的负荷达到一定值以上，测微套筒就相对测杆空转，因此可以在一定的测定压力下进行测定，从而可以保证高精度的测定。

在这种情况下，上述棘轮机构最好采用下述结构：由固定在上述测微套筒内并在内周面上具有锯齿状突起的棘轮环和板簧构成，该板簧插在该棘轮环与上述测杆的外周面之间，其一端在沿着上述测杆轴向形成的槽中挡住，另一端压靠在上述棘轮环的锯齿状突起上。

按照这样的结构，因为棘轮机构设置在测微套筒与测杆之间，所以可以使结构小型化。因为棘轮机构由棘轮环和板簧2个零件构成，所以可使零件数减少，组装方便，因而成本降低。

另外，在装有由上述棘轮环和板簧组成的棘轮机构的千分尺中，上述的测微套筒是由可以上述测杆的平由为中心自由转动支持在上述主体的另一端侧上并容纳上述棘轮环的筒体和与该筒体的另一端螺合并覆盖上述测杆另一端侧的罩构成。

按照这样的构造，当把棘轮机构的板簧的一端挡在沿测杆轴方向形成的槽中时，可以边从筒体的孔观察边作业，因此可以使板簧的一端简单地阻挡在测杆的槽中。

另外，由于上述罩的内径比测杆的外径稍大，所以当将其螺合在筒体的另一端上时可以兼用作与上述板簧的端面接触的挡块。

按照为样的结构，当测杆沿轴向移动时，虽然板簧可能沿轴向移动，但因为该移动被挡块阻止住，因此通过简单的结构可以使板簧保持在确定位置上。

另外，作为把上述测微套筒支持在上述测杆的轴向一定位置上并以测杆的轴线为中心自由转动的机构，可以在筒体的一端设置凸缘使该凸缘部分边通过螺合在上述主体上的盖形螺母从外侧嵌入边自由转动地保持。

另外，作为根据测杆的转动量检测测杆的轴向位移量的编码器虽然可以采用光电式，磁式等，但最好是采用电容式编码器。

借此，因消耗电功率少而可以在不更换电池的情况下长期使用。

在这种情况下，最好按构成如下：作为本发明编码器的构成，包括固定在主体上并具有发送电极和输出电极的因定板，通过回转筒体在述固定板上以一定间隔对置在没杆上并具有发送电极和结合电极化的回转板，当向上述发送电极供给相位不同的信号时，输出电极便可获得与固定板和同转板的相对回转角有关的信号，具有可滑动地配合在沿上述测杆的轴向形成的槽中的突起的板簧螺合在上述回转筒体上，借此，使同转筒体与测杆同步转动，并且允许测杆沿轴向移动。

这样，便可以使沿测杆轴向形成的槽兼用作构成棘轮机构的板簧的阻挡用槽，以及使回转筒体和测杆同步转动的槽。

图1是把表示本发明千分尺的一实施方式面部剖开的正面图。

图2是表示上述实施方式主要部分的扩大图。

图3是沿图2中III-III线的剖视图。

图4是表示上述实施方式的棘轮机构的分解斜视图。

图5是表示本发明的千分尺另一实施方式主要部件的放大图。

图6是沿图5的VI-VI线剖切的剖视图。

图7是表示已有技术中的数字显示型千分尺的局部剖视的正面图。

下面参照附图详细说明本发明的一实施方式。在以下的说明中，为了简单起见，凡与上述图7的主要构成部件相同的部件，用同一符号代表，并省去其说明。

本实施方式的千分尺如图1和图2所示，在省略上述的外套筒14的同时，将比上述内套筒13还短的套筒51保持在上述保持环12上。把内周面形成螺纹的螺母部件52压入固定在套筒51的另一端部内，测杆61螺合在螺母部件52上。

上述测杆61包括可滑动地支持在上述轴承筒11上的轴部61A和与该轴61A形成为相同直径并且在外周面上形成有与上述螺母部件52螺合的螺纹部分61B。在轴部分61A的中间到螺纹部分61B的全长范围内，沿轴向形成与上螺纹35的凸起35A相配合的V型槽62。

在上述套筒51的外周上以上述测杆61的轴为中心可自由转动地设置在一端具有凸缘部71A的筒状测微套筒71，并螺合从外侧嵌入上述凸缘部分71A和使测微套筒保持在轴向的定位上的盖螺母72。测微套筒由以上述测杆61的轴为中心自由转动地支持在上述套筒51外周上的筒体73和螺合在该套筒体73的另一端上并盖在上述测杆61另一端侧的罩74构成。罩74的内径比测杆61的外径稍大，在螺合在筒体73的另一端上时，兼用作挡在后述的析簧85端面的挡块。

在上述测微套筒71与上述测杆61之间设置把测微套筒71的转动传递给测杆61并容许测杆61产生轴向移动的转动传递机构81。因此，转动传递机构81可以采用既能把上述测微套筒71的转动传递给上述测杆61、又可当作用在测杆61上的负荷超过一定值时使测微套筒71相对测杆61空转的棘轮机构82。

上述棘轮机构82如图3和图4所示，由固定在上述测微套筒71内并在内周面上具有锯齿状凸起83的棘轮环84和板簧85构成，该板簧85在卷回到该棘轮环84与上述测杆61的外周面之间的状态下插入，其一端85A挡在沿着上述测杆61的轴向形成的槽62中，其另一端压靠在上述棘轮环84的锯齿状凸起83上。

在以上的构成中，在组装时，从测微套筒71的简体73上卸下罩74，将棘轮机构82安装在该筒体73内。即，将棘轮环84压入固定后，沿该棘轮环84的内侧插入板簧85。

将该状态的筒体73嵌合在筒51的外周中，从外侧螺合盖螺母72使筒体73保持自由转动。这时，边从筒体73的另一端的观察，边使板簧85的一端85A与测杆61的槽相适合，以便在转动调整筒体73的同时，使其保持自由转动，然后将罩74螺合在筒体73上。

在测定时，例如用左用持被测定物(图中省略)，用右手握住座1，用其右手的母指和食指转动测微套筒71时，则该测微套筒71的转动通过棘轮机构82传递给测杆61。这时，因为测杆61螺合在设置在座1侧上的螺母部件52上，所以测杆61伴随转动沿轴向移动。借此，由编码器41检测测杆61的位移量，并在数字式显示器4上以数字形式显示。

另外，尽管测杆61产生移动，但被测定物却仍被测量头2和测杆61夹持，因为测杆61沿接近测量头2的方向不能移动到测量头以上的位置，即，因为不能向同方向转动，所以棘轮环84相对棘轮机构82的板簧85空转。因此，如读出这时数字显示器4的显示值，则就可以在一定测定压力状态状进行测定。

按照本实施方式，因为省去了已有技术中的千分尺装有的上尺刻度和副尺刻度等，所以用于形成主尺刻度的外套筒也不再需要。因此，既可以降低与这些加工有关的成本，又可以减少零件数，减少组装2时，从而达到降低成本的目的。

另外，因为在座1的另一端上设置有在套筒51作用下处于测杆61轴向一定位置上并可自由转动的测微套筒71，且在该测微套筒71与测杆61之间设置转动传递机构81，所以在测定时，一旦使测微套筒71转动，由于该测微套筒71的转动通过转动传递机构81传递给测杆61，所以使测杆61沿轴向移动。于是，在由编码器41检测该测杆61的移动量之后，就由数字显示器4以数字方式显示出。这时即使测杆61向离开测头2的方向移动，因为测微套筒71在座1的一定位置上可自由转动地设置，即因为测杆71没有随测杆61位移，所以消除了在测杆61产生大位移时操作性能降低这样的缺点。

因为转动传递机构81由棘轮机构82构成，所以当用测杆61和测量头2夹持被测定物，在测杆61上的作用负荷超过一定值时，由于测微套筒71相对测杆61空转而可以在一定的测定压力下进行测定，从而可以保证高精度的测定。

另外，因为棘轮机构82由固定在测微套筒71内并且在内周面上具有锯齿状凸起83的棘轮环84和插在该棘轮环84和测杆61的外周面之间的板簧85构成，所以可以使零件数减少，结构小型化，组装方便，成本降低。并且，因为板簧85靠在开向外侧方向，所以还可以减少对测杆61的螺纹部分61B的损伤。

另外，由于测微套筒71由可自由转动地支持在座1另一端侧上的筒体73和螺合在该筒体73另一端上的罩74构成，所以在使棘轮机构82的板簧85的一端85A阻挡在测杆61的槽62中时，因为可以从筒体73的孔观察进行作业，所以可使板簧85的一端85A简单地挡在测杆61的槽62中。另外，因为槽62A兼用作使转动体31与测杆61同步转动和能使测杆61沿轴向移动的槽，所以对用于阻挡板簧85的一端85A的槽没有必要特别加工。

因为罩74的内径比测杆61的外径稍大一些，所以当测杆61沿轴向移动时，板簧85虽然可能沿轴向移动，但是因为这个移动被罩74阻止，所以可以使板簧85保持在一定位置上。

在以上所述的实施方式中，作为转动传递机构81，虽然采用的是棘轮机构82，但是也可以采用既能把测微套筒71的转动传递给测杆61又能允许测杆沿轴向移动的其它结构。

例如，如图5和图6所示，采用沿测杆61的轴向设置断面矩形的槽62A并在上述测微套筒71内面上设置在该槽62A内可自由滑动配合的销91，这样的结构也能通过销91和槽62A把测微套筒71的转动传递给测杆61，并且通过在与销91配合槽62允许测杆61轴向移动。

此外，作为编码器4 1的形式，不限于在上述实施方式中所描述的由固定板43和转动板44组成的旋转式编码器，也可以采用同轴的圆柱体构造的圆杆型编码器(参看例如特愿平6-330689号)。另外，不限于静电电容式的编码器，也可采用光电式，磁式编码器等。

按照本发明的千分尺，既可以降低成本，又可以提高操作性能。

Claims (11)

1、一种千分尺，包括：在一端具有测量头的主体、螺合在该主体的另一端上并伴随该螺合转动沿轴向移动的测杆，根据该测杆的转动量检测该测杆的轴向位移量的编码器，根据该编码器的输出信号以数字形式显示测定值的数字显示器；

其特征在于：在上述主体另一端侧上的上述测杆的轴向一定位置上并以该测杆为中心可自由转动地设置测微套筒，在该测微套筒与上述测杆之间设置把测微套筒的转动传递给测杆并允许测杆轴向移动的转动传递机构。

2、如权利要求1所述的千分尺，其特征在于：上述转动传递机构是既能将上述测微套筒的转动传递给上述测杆，又能在测杆上的作用负荷大于一定值时使测微套筒相对测杆空转的棘轮机构。

3、如权利要求2所述的千分尺，其特征在于：上述棘轮机构由固定在上述测微套筒内并在内周面上具有锯齿状突起的棘轮环和板簧构成，该板簧插在该棘轮环与上述测杆的外周面之间，其一端挡在沿着述测杆轴向形成的槽中，另一端压靠在上述棘轮环的锯齿状突起上。

4、如权利要求3所述的千分尺，其特征在于：上述微套筒由以上述测杆的轴为中心可自由转动地支持在上述主体的另一端侧上并且容纳上述棘轮环的筒体和螺合在该筒体的另一端上且盖住上述测杆的另一端侧的盖构成。

5、如权利要求4所述的千分尺，其特征在于：上述盖的内径比测杆的外径稍大并兼用作螺合在筒体另一端上时挡在上述板簧端面上的挡块。

6、如权利要求4所述的千分尺其特征在于：上述筒体一端具有凸缘，借助从该凸缘外侧嵌入并螺合在上述主体上的盖螺母使该筒体处在上述测杆轴向的一定位置上并以测杆轴为中心可自由转动地支持。

7、如权利要求1所述的千分尺，其特征在于：上述转动传递机构由沿上述测杆的外周面轴向形成的槽和突出在上述测微套筒内面上并可在上述槽内自由滑动配合的销构成。

8、一种千分尺，包括：在一端具有测量头的主体，螺合在该主体的另一端上并伴随该螺合转动沿轴向移动的测杆，根据该测杆的转动并检测该测杆轴向位移量的静电电容式编码器，根据该编码器的输出信号以数字形式显示测定值的数字显示器；

其特征在于：在上述主体另端侧上的上述测杆的轴向一定位置上设置以测杆轴为中心可自由转动的测微套筒，在该测微套筒与上述测杆之间设置将测微套筒的转动传递给测杆并允许测杆轴向移动的转动传递机构。

9、如权利要求8所述的千分尺，其特征在于：上述转动传递机构是既能把上述测微套筒的转动传递给上述测杆又能在测杆上的作用负荷超过一定值时使测微套筒相对测杆空转的棘轮机构。

10、如权利要求9所述的千分尺，其特征在于：上述棘轮机构，由固定在上述测微套筒内并在内周面上具有锯齿状突起的棘轮环和板簧构成，该板簧插在该棘轮环与上述测杆的外周面之间，其一端挡在沿着上述测杆的轴向形成的槽中，另一端压靠在上述棘轮环的锯齿状突起上。

11、如权利要求10所述的千分尺，其特征在于：上述编码器由固定在上述主体内并具有发送电极和输出电极的固定板，和具有通过转动筒体在上述固定板上以一定间隙对置在上述测杆上的发送电极和结合电极的转动板构成，当向上述发送电极供给不同相位信号时，输出电极便可获得相应于固定板与转动板的相对转角的信号；

把具有在沿着测杆轴向形式的槽内可自由滑动配合的凸起上的螺纹螺合在上述转动筒体上，借此，转动筒体和测杆同步转动，并且允许测杆沿轴向移动。

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