CN1197923A

CN1197923A - 千分尺

Info

Publication number: CN1197923A
Application number: CN98105476A
Authority: CN
Inventors: 佐藤一; 中田清广; 浜野誓志; 三岛敏彦; 藤光彻
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 1998-11-04
Anticipated expiration: 2018-03-12
Also published as: DE69828325D1; DE69828325T2; EP0864845B1; CN1149383C; EP0864845A2; EP0864845A3; US6176021B1

Abstract

一种千分尺,用使通过金属板的弯曲加工所形成的一对框架零件互相重合而形成的框架12来构成一端保持测砧21、另一端通过内套筒31而保持测量轴41的本体11,因此,可确保刚性并可获得轻量化。另外,用树脂13覆盖框架12的外表面,从而可获得轻量化,并进一步提高刚性,防止在用手抓住框架12时因手的热量所带来的热膨胀影响。

Description

千分尺

本发明涉及千分尺。具体地说，涉及一种获得成本降低与轻量化的千分尺。

现有的千分尺结构如图10所示，具有：大致呈U字形的本体101；保持在所述本体101一端部上的测砧102；通过内套筒103而旋合在所述本体101另一端部上且相对测砧102作进退的测量轴104；被嵌合固定在所述内套筒103外侧的外套筒105；旋转自如地与所述外套筒105外侧嵌合且与所述测量轴104一体连接的套管106；设在所述测量轴104的后端、在测量轴104上作用一定以上的负荷时进行空转的棘轮机构107。

在所述外套筒105的外周面，沿轴向以一定间距形成有主尺刻度108，并在所述套管106的外周面，沿圆周方向以一定间距形成有副尺刻度109。通过这些刻度108、109，就可测定测量轴相对于测砧102的变位量。即，可测定夹持在测砧102与测量轴104之间的被测定物的尺寸。

然而，由于现有的千分尺用铸件形成本体101，故存在着成本较高的缺点。即，对具有本体形状的型腔的铸模进行造形，将烧结合金或高强度铸铁(FCD400)的金属熔液流入其中，金属熔液冷却固化后，进行落砂，取出铸造物，作退火、清除飞边后，再进行用来压入测砧102和内套筒103的孔加工，所以存在着加工费时、成本高的缺点。

另外，由于这种铸件重量重，故用一只手拿住千分尺进行测量时，存在着影响使用性、操作性的问题。

而且，当用一只手拿住本体101部分进行测定时，因手的热量直接传递给本体101，本体101产生热膨胀，故必须要消除该影响的措施。现有的措施是，在用手抓住本体101的部分，用螺钉等安装罩壳110，但产生这样的问题：不仅增加重量、使其大型化，而且安装费时、成本增加。

本发明的目的在于，提供一种可降低成本及轻量化的千分尺。

本发明的另一目的在于，提供一种可抑制因手的热量而产生热膨胀影响的千分尺。

本发明的千分尺，具有一端保持测砧、另一端通过内套筒而对相对于所述测砧作进退的测量轴予以保持的本体，其特点在于，所述本体，具有通过加工成规定形状的金属板经弯曲加工而形成的框架，并且，分别在框架的一端弯曲加工有将所述测砧予以保持的测砧保持部，在另一端弯曲加工有将所述内套筒予以保持的内套筒保持部。

这里，作为金属板，最好是轻量、刚性高的材料，例如，冷轧钢板(SPC-C)等。由于使用了由这种金属板经弯曲加工而形成的框架，故可抑制因测定力所带来的变形，即，可确保在测定时所要求的刚性，同时，与现有的通过铸造而获得的铸件相比，可降低成本及轻量化。

另外，如果使用的金属板其线膨胀系数近似于测量轴的线膨胀系数，则即使使用环境的温度是变化的，也由于框架的伸缩与测量轴的伸缩大致相同，故不会产生基点偏差，可维持高精度。

另外，由于在框架上弯曲加工有测砧保持部及内套筒保持部，故可以不要象以往那样的用来压入测砧和内套筒的孔加工。因此，从这一点也可降低成本。

在上述的结构中，框架的外表面既可覆盖有树脂，也可涂覆有涂层。

这里，使用的树脂最好热传导率是小的，线膨胀系数近似于框架的线膨胀系数且高韧性、耐热性、耐燃性、耐药品性好的含有玻璃纤维的工程塑料，例如，聚苯硫醚(PPS)等。另外，使用的涂覆材料，也最好具有与树脂同样的上述特性。采用这种树脂或涂覆材料，可进一步提高刚性，在测定时，即使用手抓住框架，也不会将手的热量直接传递给框架，可保持轻量化，同时可抑制因手的热量而产生的热膨胀影响。

另外，作为用树脂覆盖框架外表面的方法，可将框架作为嵌入零件、通过树脂的注塑成形来形成。即，可将框架置入模具的型腔内，然后在其外周注塑充填树脂而形成。采用这种方法，可分别以将测砧保持在框架的测砧保持部上、将内套筒保持在内套筒保持部上的状态，用树脂一体地将它们结合。因此，可提高整体的刚性。

此时，在内套筒的外周面，如果设置外径与框架的内套筒保持部的内径大致相同的第1环状凸缘、外径小于第1环状凸缘外径且外表面构成凹凸状的第2环状凸缘、外径小于第2环状凸缘外径的环状凹槽，则可用第1环状凸缘进行与框架的定位，可用第2环状凸缘确保径向方向的结合强度，用环状凹槽确保轴向方向的结合强度。

另外，用1块金属板来制作框架也可，但最好用多块金属板，例如，使通过冲切加工成规定形状的金属板经弯曲加工而形成的一对框架零件互相重合。这样，可进一步提高框架的刚性，并可通过冲床等来多块冲切加工框架零件，只要将其互相重合，就可简单地制造出框架。

另外，作为用来提高框架刚性的措施，在框架零件上形成肋也可。这时，沿框架零件的外周缘形成肋最好。

此时，如果在一个框架零件上形成凸部，在另一个上形成凹部，则只要将它们嵌合，就可位置高精度地简单地使一对框架零件重合。

而如果在各框架零件上形成半圆筒状部，则在互相重合一对框架零件时可构成圆形的测砧保持部及内套筒保持部。

另外，本发明的千分尺，具有一端保持测砧、另一端通过内套筒而对相对于所述测砧作进退的测量轴予以保持的本体，其特点在于，所述本体由工程塑料构成。

这里，使用的工程塑料最好热传导率是小的，且高韧性、耐热性、耐燃性、耐药品性好的含有玻璃纤维的工程塑料，例如，聚苯硫醚(PPS)等。采用这种工程塑料，可抑制测定力所带来的变形，即，可确保在测定时所要求的刚性，同时，与现有的通过铸造而获得的铸件相比，可降低成本及轻量化。

此外，本发明的千分尺，具有一端保持测砧、另一端通过内套筒而对相对于所述测砧作进退的测量轴予以保持的本体，在所述内套筒的外侧，被嵌合固定着外套筒，在所述外套筒的外侧，旋转自如地设置有与所述测量轴一体结合的套管，其特点在于，所述本体由工程塑料构成，并且，所述内套筒及套管由树脂构成。

在这种结构中，由于不仅本体轻量化，而且内套筒及套管也轻量化，故可使整体的重量轻量化。并且，由于作为整体而被轻量化，即，不是局部被轻量化，故整体的重量平衡也好，不会妨碍使用性、操作性。

并且，由于外套筒及套管由树脂形成，故在用手抓住套管旋转时，也很难使手的热量传递给测量轴，故可抑制因手的热量而产生的热膨胀影响。

在上述的结构中，在大型的千分尺的情况下，要求更高的刚性。在这种情况下，根据需要，也可设置将所述测砧与所述内套筒予以连接的加强构件。

作为加强构件，不特别限制，但如果用金属板经弯曲加工来构成，则价格便宜。

附图的简单说明

图1是表示本发明第1实施例的千分尺的剖视图。

图2是表示第1实施例主要部分的分解立体图。

图3是表示第1实施例的外套筒的主视图。

图4是沿图3中IV-IV线剖切的剖视图。

图5是表示第1实施例的套管的主视图。

图6是沿图5中VI-VI线剖切的剖视图。

图7是第1实施例中在框架零件上形成肋的状态的立体图。

图8是表示本发明第2实施例的千分尺的剖视图。

图9是第2实施例主要部分的分解立体图。

图10是表示现有的千分尺的立体图。

下面，根据附图来说明本发明的实施例。

第1实施例

图1是表示第1实施例的千分尺的剖视图。该千分尺包括：大致呈U字状的本体11；在该本体11的一端部保持的金属制(例如，硬质合金)的测砧21；通过内套筒31而与所述本体11的另一端部旋合并相对所述测砧21作进退的金属制(例如合金工具钢：SKS-3)的测量轴41；被嵌合固定在所述内套筒31外侧的外套筒51；旋转自如地与所述外套筒51外侧嵌合、与所述测量轴41一体连接的套管61；设在所述测量轴41的后端、当一定以上的负荷作用于测量轴41时作空转的棘轮机构71。

所述本体11包括：加工成规定形状的金属板经弯曲加工而形成框架12；将该框架12的外表面予以覆盖的树脂13。即，将金属板的框架12作为嵌入零件，在其外侧形成有将树脂13注塑成形的层叠结构。

所述框架12如图2所示，使通过金属板(例如冷轧钢板：SPC-C)由冲床等冲切加工后经弯曲加工而形成U字状的一对框架零件14A、14B互相重合来形成。在各框架零件14A、14B的两端部，分别弯曲加工有在互相重合后分别对所述测砧21及内套筒31予以保持的构成保持部15、16的半圆筒状部15A、15B、16A、16B，并在其附近位置分别形成有凸部17A、17B及凹部18A、18B。而所述凸部17A、17B及凹部18A、18B，在由冲床对金属板进行冲切加工时同时进行加工。

所述树脂13，使用热传导率小、线膨胀系数近似于框架12的线膨胀系数且高韧性、耐热性、耐燃性、耐药品性好的含有玻璃纤维的工程塑料，这里使用聚苯硫醚(PPS)。

所述内套筒31具有：金属材料(例如铅易切钢：SOM)通过切削加工而形成、与由所述框架12半圆筒状部16A、16B所构成的内套筒保持部16相嵌合的嵌合筒部32；中间筒部33；与所述测量轴41螺纹部42旋合的螺纹筒部34。

所述嵌合筒部32，内径形成无间隙嵌合所述测量轴41外径的直径。另外如图2也所示，在外周面，分别形成有：外径与所述框架12的内套筒保持部16的内径大致相同的第1环状凸缘35；外径小于所述第1环状凸缘35的外径、外表面通过滚花而构成凹凸状的第2环状凸缘36a、36b；分别在所述第1环状凸缘35的两侧及所述第2环状凸缘36a、36b之间设置的、外径小于第2环状凸缘36a、36b外径的环状凹槽37a、37b、37c。另外，各环状凹槽37a、37b、37c的截面形状，形成半圆槽状，以便旋入树脂13。

所述中间筒部33，内径形成稍大于所述测量轴41外径的直径。

对于所述螺纹筒部34，在内面具有旋合所述测量轴41螺纹部42的内螺纹38，且在周面形成有沿轴向的槽39并旋合有螺母40。

所述外套筒51如图2及图4所示，将颜色不同的2种树脂52、53通过双色注塑成形而形成圆筒状。具体地说，用树脂52来形成圆筒状的基筒54和在该基筒54的外周面轴向以一定间隔位置向外方突起的刻度55；用树脂53来形成除了刻度55部分外而覆盖基筒54外侧的外皮56。在外皮56上，根据每一固定间隔的刻度55而用激光打印(照射激光，在照射部位使表面状态产生变化来制作记号、文字及图案等)形成数字57。这里，树脂52是使用黑色树脂，树脂53是使用白色的、通过激光照射而变成黑色的树脂。

所述套管61如图5及图6所示，将颜色不同的2种树脂62、63通过双色注塑成形而形成圆筒状。具体地说，用树脂62来形成圆筒状的基筒64和在该基筒64的外周面轴向以一定间隔位置向外方突起的刻度65；用树脂63来形成除了刻度65部分外而覆盖基筒64外侧的外皮66。在外皮66上，根据每一固定间隔的刻度65而用激光打印形成数字67。这里，树脂62是使用黑色树脂，树脂63是使用白色的、通过激光照射而变成黑色的树脂。

另外，作为构成所述外套筒51的树脂52、53和构成套管61的树脂62、63，不需要象构成本体11的树脂13那样的高韧性，但最好用耐热性、耐燃性、耐药品性好的树脂。

下面说明制造方法。

通过对金属板进行冲切弯曲加工，制成一对框架零件14A、14B，并使其互相重合而成一体化。此时，使凸部17A、17B与凹部18A、18B嵌合。这样，由于使各框架零件14A、14B的半圆筒状部15A、15B、16A、16B一致地形成圆筒状的测砧保持部15及内套筒保持部16，故可将测砧21及内套筒31的嵌合筒部32嵌合于(压入)所述的测砧保持部15及内套筒保持部16内。

在将该状态的框架12作为嵌入零件而置入模具的型腔内后，将树脂13注塑充填在型腔内。这样，充填在型腔内的树脂13，覆盖框架12的外侧，并进入测砧保持部15与测砧21之间及内套筒保持部16与内套筒31的嵌合筒部32之间(参照图1状态)，从而框架12与测砧21及内套筒31被一体地结合。

接着，外套筒51嵌入固定在内套筒31的外侧，并将测量轴41插入内套筒31的内侧，将所述测量轴41的螺纹部42与内套筒31的内螺纹38旋合。这时，用螺母40调节两者之间的间隙。然后，将套管61嵌入外套筒51的外侧，通过棘轮机构71将所述套管61与测量轴41一体化，从而制成千分尺。

采用第1实施例，由于用通过金属板的冲切、弯曲加工所形成的框架12来形成一端保持测砧21、另一端通过内套筒31保持测量轴41的本体11，故可维持在测定时所要求的刚性及对使用环境的温度变化所要求的精度，并且与现有的通过铸造而获得的铸件相比，可降低成本及轻量化。因此，可期望提高使用性、操作性。

另外，不仅本体11，而且外套筒51及套管61也由树脂52、53、62、63形成，故可使千分尺整体的重量轻量化。因此，从这一点也可期望提高使用性、操作性。并且，由于千分尺不是局部轻量化，而是整体轻量化，故在使用千分尺时可保持成为问题的重量平衡。

由于以框架12作为嵌入零件，通过树脂13的注塑成形而用树脂13覆盖框架12的外表面，故在测定时，即使用手抓住框架12，也不会将手的热量直接传递给框架12，因此可保持轻量化，并可抑制因手的热量所带来的热膨胀的影响。

并且，由于外套筒51及套管61也由树脂52、53、62、63形成，故在用手指抓住套管61进行旋转时，手指的热量也很难传递给测量轴41，因此可抑制因手的热量所带来的热膨胀的影响。

另外，由于框架12应用了使金属板通过冲切、弯曲加工而形成的一对框架零件14A、14B作互相重合的结构，故可进一步提高框架12的刚性，并可通过冲床等来多块冲切加工框架零件14A、14B，只要将其互相重合，就可简单地制造出框架12。

并且，由于在一个框架零件14A、14B上形成凸部17A、17B，在另一个上形成凹部18A、18B，故只要将它们嵌合，就可位置高精度地简单地使一对框架零件14A、14B重合。

另外，由于在各框架零件14A、14B上形成了半圆筒状部15A、15B、16A、16B，故在使一对框架零件14A、14B互相重合时，可构成圆形的测砧保持部15及内套筒保持部16。

并且，由于在将测砧21压入所述测砧保持部15内、又将内套筒31的嵌合筒部32压入内套筒保持部16内的状态下，将它们作为嵌入零件而进行树脂13的注塑成形，故可用树脂13而一体地将它们结合。因此，可提高整体的刚性。

由于在内套筒31的嵌合筒部32的外周面，设置了外径与框架12的内套筒保持部16的内径大致相同的第1环状凸缘35、外径小于第1环状凸缘35外径且外表面构成凹凸状的第2环状凸缘36a、36b、外径小于第2环状凸缘36a、36b外径的环状凹槽37a、37b、37c，故可用第1环状凸缘35进行与框架12的定位，可用第2环状凸缘36a、36b确保径向方向的结合强度，用环状凹槽37a、37b、37c确保轴向方向的结合强度。

另外，由于在通过颜色不同的2种树脂52、53、62、63的双色注塑成形而包含刻度55、65地形成外套筒51及套管61后，用激光打印形成数字57、67，故可简单且价廉地制造它们。

在第1实施例中，通过一对框架零件14A、14B的重合而构成框架12，但也可做成仅用1块或使3块以上的框架零件重合。

作为根据需要而用来提高框架12的刚性的措施，如图7所示，也可沿各框架零件14A、14B的外周缘形成肋19。肋19的配置位置不仅在外周缘，也可沿内周缘形成。

此外，在上述实施例中，用树脂13覆盖所述框架12的外表面，但也可不特意用树脂13覆盖，或使用具有耐热性、耐燃性、耐药品性的涂覆也可。

第2实施例

图8是表示第2实施例的千分尺的剖视图，图9是表示主要部分(本体部分)的分解立体图。在说明它们时，对于与所述第1实施例同样的结构零件，标上同样的符号，其说明省略或简化。

本实施例的千分尺基本上具有第1实施例中的结构零件，但本体及内套筒的结构不同。因此，测砧21、测量轴41、外套筒51、套管61及棘轮机构71与第1实施例相同。

本实施例的本体11，使用热膨胀率小且高韧性、耐热性、耐燃性、耐药品性好的含有玻璃纤维的工程塑料，这里使用聚苯硫醚(PPS)。

在所述本体11的内侧，设有连接所述测砧21与内套筒31的加强构件81。加强构件81如图9所示，对高刚性的金属板通过冲切、弯曲加工而形成大致U字状，并分别进行冲孔形成：一端保持所述测砧21的孔状的测砧保持部82；另一端保持所述内套筒31的孔状的内套筒保持部83。

本实施例的内套筒31具有：金属材料(例如铅易切钢：SOM)通过切削加工而形成、插入所述本体11内的嵌合筒部32；中间筒部33；与所述测量轴41螺纹部42旋合的螺纹筒部34。

所述嵌合筒部32，内径形成无间隙嵌合所述测量轴41外径的直径。另外，如图9也所示，在外周面分别形成有：外表面通过滚花而构成凹凸状的多个环状凸缘91a、91b、91c；分别在这些环状凸缘91a、91b、91c之间设置的环状凹槽92a、92b。

另外，中间筒部33及螺纹筒部34与第1实施例相同。

下面，说明制造方法。

将测砧21及内套筒31的嵌合筒部32嵌合(压入)于加强构件81的测砧保持部82及内套筒保持部83内，在以该状态的加强构件81作为嵌入零件而置于模具的型腔内后，将树脂(工程塑料)注塑充填在型腔内。这样，充填在型腔内的树脂覆盖测砧21及内套筒31的嵌合筒部32的外侧。从而本体11与测砧21及内套筒31被一体地结合。

采用第2实施例，由于用工程塑料来形成一端保持测砧21、另一端通过内套筒31保持测量轴41的本体11，故可保持在测定时所要求的刚性，并且与现有的通过铸造而获得的铸件相比，可降低成本及轻量化。因此，可期望提高使用性、操作性。

另外，由于以测砧21及内套筒31作为嵌入零件而用工程塑料的注塑成形来形成本体11，故可用树脂一体地结合它们，从而可提高整体的刚性。

并且，由于以通过加强构件81来保持测砧21及内套筒31的状态置于模具的型腔内进行注塑成形，故可由加强构件81来正确地设定测砧21与内套筒31的位置关系。在成形后，不仅由构成本体11的工程塑料，而且还由加强构件81来保持测砧21及内套筒31，故可进一步提高刚性。

另外，在第2实施例中，在本体11的内面，设置了连接测砧21与内套筒31的加强构件81，但也可埋设在本体11的外面、侧面或本体11的内部。而对于高刚性的工程塑料，不特别设置加强构件81也可。

此外，在上述第1、第2实施例中，在通过颜色不同的2种树脂52、53、62、63的双色注塑成形而形成包含刻度55、65的外套筒51及套管61后，通过激光打印形成了数字57、67，但也可一开始在与用树脂52、62形成基筒54、64的刻度55、65一起，形成数字57、67，或者也可用激光去除数字57、67的部分。

采用本发明的千分尺，由于一端保持测砧、另一端通过内套筒而保持测量轴的本体，使用了加工成规定形状的金属板经弯曲加工而形成的框架，故可维持在测定时所要求的刚性及对使用环境的温度变化所要求的精度，并且与现有的铸件相比，可降低成本及轻量化。另外，由于用树脂或涂覆来覆盖框架的外表面，故可抑制因手的热量所带来的热膨胀的影响。

另外，由于本发明的千分尺由工程塑料构成了本体，故可确保在测定时所要求的刚性，并且与现有的铸件相比，可降低成本及轻量化。

此外，由于本发明的千分尺由工程塑料构成了本体，并且外套筒及套管也由树脂形成，故除了上述的效果外，还可抑制因手的热量所带来的热膨胀的影响。

Claims

1.一种千分尺，具有一端保持测砧、另一端通过内套筒而对相对于所述测砧作进退的测量轴予以保持的本体，其特征在于，

所述本体，具有通过加工成规定形状的金属板经弯曲加工而形成的框架，并且，分别在框架的一端弯曲加工有将所述测砧予以保持的测砧保持部，在另一端弯曲加工有将所述内套筒予以保持的内套筒保持部。

2.如权利要求1所述的千分尺，其特征在于，

所述框架的外表面覆盖有树脂。

3.如权利要求1所述的千分尺，其特征在于，

所述框架的外表面涂覆有涂层。

4.如权利要求1所述的千分尺，其特征在于，

所述框架，使通过冲切加工成规定形状的金属板经弯曲加工而形成的一对框架零件互相重合而形成。

5.如权利要求4所述的千分尺，其特征在于，

在一个所述框架零件上形成凸部，在另一个上形成与所述凸部嵌合的凹部。

6.如权利要求4所述的千分尺，其特征在于，

所述框架零件，具有在互相重合后构成所述各保持部的半圆筒状部。

7.如权利要求4所述的千分尺，其特征在于，

在所述框架零件上形成有肋。

8.如权利要求7所述的千分尺，其特征在于，

所述肋沿所述框架的外周缘而形成。

9.如权利要求2所述的千分尺，其特征在于，

在保持于所述内套筒保持部上的内套筒的外周面，形成有外径与所述框架的内套筒保持部的内径大致相同的第1环状凸缘、外径小于所述第1环状凸缘外径且外表面构成凹凸状的第2环状凸缘、外径小于所述第2环状凸缘外径的环状凹槽。

10.一种千分尺，具有一端保持测砧、另一端通过内套筒而对相对于所述测砧作进退的测量轴予以保持的本体，其特征在于，

所述本体由工程塑料构成。

11.如权利要求10所述的千分尺，其特征在于，

所述测砧与所述内套筒由加强构件连接。

12.如权利要求11所述的千分尺，其特征在于，

所述加强构件，通过加工成规定形状的金属板经弯曲加工而形成。

13.一种千分尺，具有一端保持测砧、另一端通过内套筒而对相对于所述测砧作进退的测量轴予以保持的本体，在所述内套筒的外侧，被嵌合固定着外套筒，在所述外套筒的外侧，旋转自如地设置有与所述测量轴一体结合的套管，其特征在于，

所述本体由工程塑料构成，并且，所述内套筒及套管由树脂构成。

14.如权利要求13所述的千分尺，其特征在于，

所述测砧与所述内套筒由加强构件连接。

15.如权利要求14所述的千分尺，其特征在于，所述加强构件通过加工成规定形状的金属板经弯曲加工而形成。