CN1227914A - 千分表 - Google Patents
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Abstract
本发明千分表，将其U字形构架内侧用线膨胀系数相对其U字形构架外侧还小的材料构成，具有通过在其U字形外侧构件的内面上贴合由该线膨胀系数小的材料构成的构件，或使构架由线膨胀系数随着从U字状外侧向内侧逐步变小、呈倾斜状变化材料构成。具有能减少构架热变形、即使在温度变化范围大的环境下也能保持测量精度、提高使用上的自由度，降低制造成本等效果。
Description
本发明涉及千分表，具体涉及能尽量抑制千分表构架随使用环境温度变化引起的变形的千分表。
以往，一般的千分表如后述图3所示，成为具有U字形构架1、设于此构架1的一端上的测砧2、设于上述构架1的另一端上的进给机构3(通常为进给螺杆等)以及设置成用此进给机构3相对上述测砧2可进退的测轴4的结构。
在测定时，理想情况是在室温为基准温度(例如20℃)的环境下、固定在台架等上进行测定。但实际上常常是在室温为20℃以外的环境下用手握持使用。就是一面用单手握持构架1、一面操作进给机构3，使测轴4相对测砧进退，将工件W夹在其间，在此状态下从刻度5上读取测轴4的位移量。
这样，在上述环境温度以外的环境下用手握持千分表进行测定的场合，由于因环境温度或手上的热量使构架变形、测轴4伸缩，会使测量精度下降。
例如，考虑在低于上述环境温度手持千分表进行测定的场合。当千分表在受热稳定超出在标准温度下的机械原点，其时，构架1成为如图4中双点划线所示形状。
测量时，由于当用手握持构架1的U字形弯曲部分6而使在构架1上形成的温度分布发生变化，从而使构架1发生如图4中的实线所示那样的变形，产生因构架1的变形引起的误差ΔX。而且，由于加上测轴4的伸缩引起的误差，使总的误差更大。
作为解决此问题的对策，考虑将构架1与测轴4都用线膨胀系数极小的材料构成。但是，从制造成本等方面考虑并不现实。
因此，本发明正是为了解决上述传统问题，目的在于提供即使在温度变化范围大的环境下仍能保持测量精度，且同时能提高使用上的自由度和制造成本低的千分表。
根据本发明的千分表，具有U字状构架，设于该构架一端上的测砧、设于上述构架的另一端上、可相对上述测砧进退的测轴，上述构架的内侧用相对U字形外侧而言的线膨胀系数小的材料构成。
根据这样的结构，由于与构架的U字形外侧部分相比、内侧部分的线膨胀系数小，因双金属效果(双金属的温度变形效果)与传统的千分表相比能使构架的一端以其另一端为基准的位移量减少。
就是，在构架上的温度分布变化的场合，例如，在构架温度低于基准温度的场合，由于内侧伸缩量相对U字形外侧收缩量减少，就是成为构架一端侧向靠近另一端侧方向的变形量减少，与传统千分表相比、能使因构架变形引起的误差减少。
此外，在构架温度高于基准温度场合，由于内侧的伸长量相对U字形外侧的伸长量减少，同样，使构架的一端向从另一端离开方向的变形量减少，与传统千分表相比，能使因构架变形引起的误差减少。
因此，在温度变化范围大的环境下仍能保持测量精度，同时能提高使用上的自由度。而且，由于可以不用线膨胀系数极小的材料构成构架，能节省制造成本。
以上，为将构架相对其U字形外侧而言，其内侧用线膨胀系数小的材料构成，也可按如下构成。
就是所述构架由配置在U字形外侧的外侧构件和一体地设置在此外侧构件内面上的内侧构件构成，且内侧构件用相对外侧构件而言的线膨胀系数小的材料构成。
据此，使外侧构件与内侧构件分别用线膨胀系数不同的材料、例如铸铁与氧化铝陶瓷等分别制成，使其接合成一体，例如，只需进行贴合就可以，能节省制造成本。
也可以构成在其间夹入线膨胀系数成为外侧与内侧等的中间值的其它构件的3层以上的叠层结构。
或者上述构架由线膨胀系数随着从U字形外侧向内侧逐步变小、呈倾斜状变化的材料构成。例如，使上述构架的材料能通过使氧化锆与镍的混合比随着从U字形外侧向内侧逐步变化的材料来实现。这样的倾斜状变化，可以是连续地变化，也可以是每任意区间阶梯变化。
据此，由于不需要进行使上述外侧构件与内侧构件贴合的工序，能使制造简单。
此外，在上述千分表的结构中，作为线膨胀系数比构成测轴、构架的材料的线膨胀系数还小的材料，例如可以用线膨胀系数为1.2×10-6/℃左右的因瓦合金来构成。
据此，还能使因测轴温度变化引起伸缩所产生误差减少，故即使在温度变化范围更大的环境下仍能保持测量精度，进一步提高使用上的自由度。
对附图的简单说明。
图1为表示本发明千分表第1实施例主视图，
图2为表示本发明千分表第2实施例主视图，
图3为表示传统千分表主视图，
图4为用于说明传统千分表中存在问题的构架图。
以下，参照附图说明本发明实施例。此外，在以下的说明中，使与图3中相同的组件具有相同的标号、省略或简化对其说明。
(第1实施例)。图1为表示第1实施例的千分表。本实施例千分表与图3所示千分表相比，在构架与测轴方面存在不同。
本实施例构架1A，其内侧用线膨胀系数相对于U字形外侧而言小的材料构成，在此，是由配置在U字状外侧上的大致U字状外侧构件11和一体地设于此外侧构件11的内面上的大致U字状内侧构件12构成，而且内侧构件12由线膨胀系数相对于外侧构件11而言小的材料构成。
作为具体的材料，外侧构件11采用例如铸铁(线膨胀系数1.2×10-6/℃)。此外、内侧构件12采用例如氧化铝陶瓷(线膨胀数8.0×10-6/℃)
此外，本实施例的测轴4A是由线膨胀系数极小的材料，在此，至少用比构成构架1A的材料的线膨胀系数还小的材料、例如用因瓦合金(线膨胀系数1.2×10-6/℃)构成。
因此，根据本实施例，由于在外侧构件11的内面上一体地设置由线膨胀系数比其还小的材料构成的内侧构件12，例如，在构架1A的温度比基准温度低的场合，由于内侧构件12的收缩量相对外侧构件11的收缩量少，能使构架1A的一端侧(测砧)向另一端侧(支承测轴4的一侧)靠近方向的变形量减少。
反之，在构架1A的温度高于基准温度的场合，由于内侧构件12的伸缩量相对外侧构件11的伸缩量少，同样，能使构架1A的一端(测砧侧)向离开另一端(支承测轴4的一侧)方向的变形量减少。
因此，由于能使因构架1A的变形引起的误差ΔX’比传统千分表的该误差ΔX，发即使在温度变化范围大的环境下能保持测量精度，同时且能提高使用上的自由度。此时，由于可不使用线膨胀系数极小的材料作为构成构架1A的材料，能使成本降低。
并且，由于测轴4也用线膨胀系数极小的材料构成，也能使测轴4A因温度变化产生伸缩引起的误差减少，即使在温度变化范围更大的环境下仍能保持测量精度，提高使用上的自由度。
此外，为将内侧构件12一体地设置在外侧构件11的内面上，例如也可以用线膨胀系数不同的材料分别构成外侧构件11和内侧构件12(使内侧构件12用线膨胀系数比外侧构件11还小的材料构成)，然后通过粘接剂将内侧构件12一体地贴合在外侧构件11的U字状内面上，能节省制造成本。
(第2实施例)。图2表示第2实施例的千分表。本实施例千分表与图3的千分表相比，在构架与测轴方面存在不同。
本实施例的构架1B是由使线膨胀系数随着从U字形外侧朝向内侧逐渐变小、呈倾斜状变化的材料来构成。就是如图2所示，为了使材料的线膨胀系数随着从U字形外侧向内侧逐渐变小、呈倾斜状变化，例如用使氧化锆与镍的混合比随着从U字形外侧向内侧逐步变化的材料构成。
此外，本实施例的测轴4B和第1实施例的测轴4A相同。
因此，根据本实施例，由于构架1B是用线膨胀系数随着从U字形外侧向内侧逐步变小、呈倾斜状变化的材料构成，因而不需要采取第1实施例中的使外侧构件11与内侧构件12贴合的工序。因此使制造简单。当然，在本实施例中可望能取得除了在第1实施例中所述、通过使内侧构件12与外侧构件11贴合构成的效果以外的效果。
此外，在上述各实施例中，用刻度5读取测轴4的位移量，然而，对于用光电式、静电电容式、磁效应式等的编码器检测出测轴4的位移量再通过处理进行数字显示形式的千分表也能适用。
此外，对于进给机构3，也不必限于螺旋进给，只要是能使测轴4A、4B相对测砧2进退的任何结构也可以。
Claims (7)
1．一种千分表，具有U字状构架、设于该构架一端上的测砧、设于上述构架的另一端上、可相对上述测砧进退的测轴，其特征在于上述构架的内侧用线膨胀系数相对U字形外侧还要小的材料构成。
2．根据权利要求1所述千分表，其特征在于所述构架由配置在U字形外侧的外侧构件和一体地设置在此外侧构件的内面上的内侧构件构成，且内侧构件用线膨胀系数相对外侧构件还小的材料构成。
3．根据权利要求2所述千分表，其特征在于所述外侧构件由铸铁构成，内侧构件由氧化铝陶瓷构成。
4．根据权利要求1所述千分表，其特征在于上述构架由线膨胀系数随着从U字形外侧向内侧逐步变小、呈倾斜状变化的材料构成。
5．根据权利要求4所述千分表，其特征在于上述构架由使氧化锆与镍的混合比随着从U字形外侧向内侧逐步变化的材料构成。
6．根据权利要求1-5中任一权利要求所述的千分表，其特征在于上述测轴用线膨胀系数比构成上述构架材料的线膨胀系数小的材料构成。
7．根据权利要求6所述千分表，其特征在于上述测轴由因瓦合金构成。
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