專利名稱：千分表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及千分表，具體涉及能盡量抑制千分表構(gòu)架隨使用環(huán)境溫度變化引起的變形的千分表。
以往，一般的千分表如后述圖3所示，成為具有U字形構(gòu)架1、設(shè)于此構(gòu)架1的一端上的測砧2、設(shè)于上述構(gòu)架1的另一端上的進(jìn)給機(jī)構(gòu)3(通常為進(jìn)給螺桿等)以及設(shè)置成用此進(jìn)給機(jī)構(gòu)3相對上述測砧2可進(jìn)退的測軸4的結(jié)構(gòu)。
在測定時，理想情況是在室溫為基準(zhǔn)溫度(例如20℃)的環(huán)境下、固定在臺架等上進(jìn)行測定。但實(shí)際上常常是在室溫為20℃以外的環(huán)境下用手握持使用。就是一面用單手握持構(gòu)架1、一面操作進(jìn)給機(jī)構(gòu)3，使測軸4相對測砧進(jìn)退，將工件W夾在其間，在此狀態(tài)下從刻度5上讀取測軸4的位移量。
這樣，在上述環(huán)境溫度以外的環(huán)境下用手握持千分表進(jìn)行測定的場合，由于因環(huán)境溫度或手上的熱量使構(gòu)架變形、測軸4伸縮，會使測量精度下降。
例如，考慮在低于上述環(huán)境溫度手持千分表進(jìn)行測定的場合。當(dāng)千分表在受熱穩(wěn)定超出在標(biāo)準(zhǔn)溫度下的機(jī)械原點(diǎn)，其時，構(gòu)架1成為如圖4中雙點(diǎn)劃線所示形狀。
測量時，由于當(dāng)用手握持構(gòu)架1的U字形彎曲部分6而使在構(gòu)架1上形成的溫度分布發(fā)生變化，從而使構(gòu)架1發(fā)生如圖4中的實(shí)線所示那樣的變形，產(chǎn)生因構(gòu)架1的變形引起的誤差ΔX。而且，由于加上測軸4的伸縮引起的誤差，使總的誤差更大。
作為解決此問題的對策，考慮將構(gòu)架1與測軸4都用線膨脹系數(shù)極小的材料構(gòu)成。但是，從制造成本等方面考慮并不現(xiàn)實(shí)。
因此，本發(fā)明正是為了解決上述傳統(tǒng)問題，目的在于提供即使在溫度變化范圍大的環(huán)境下仍能保持測量精度，且同時能提高使用上的自由度和制造成本低的千分表。
根據(jù)本發(fā)明的千分表，具有U字狀構(gòu)架，設(shè)于該構(gòu)架一端上的測砧、設(shè)于上述構(gòu)架的另一端上、可相對上述測砧進(jìn)退的測軸，上述構(gòu)架的內(nèi)側(cè)用相對U字形外側(cè)而言的線膨脹系數(shù)小的材料構(gòu)成。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于與構(gòu)架的U字形外側(cè)部分相比、內(nèi)側(cè)部分的線膨脹系數(shù)小，因雙金屬效果(雙金屬的溫度變形效果)與傳統(tǒng)的千分表相比能使構(gòu)架的一端以其另一端為基準(zhǔn)的位移量減少。
就是，在構(gòu)架上的溫度分布變化的場合，例如，在構(gòu)架溫度低于基準(zhǔn)溫度的場合，由于內(nèi)側(cè)伸縮量相對U字形外側(cè)收縮量減少，就是成為構(gòu)架一端側(cè)向靠近另一端側(cè)方向的變形量減少，與傳統(tǒng)千分表相比、能使因構(gòu)架變形引起的誤差減少。
此外，在構(gòu)架溫度高于基準(zhǔn)溫度場合，由于內(nèi)側(cè)的伸長量相對U字形外側(cè)的伸長量減少，同樣，使構(gòu)架的一端向從另一端離開方向的變形量減少，與傳統(tǒng)千分表相比，能使因構(gòu)架變形引起的誤差減少。
因此，在溫度變化范圍大的環(huán)境下仍能保持測量精度，同時能提高使用上的自由度。而且，由于可以不用線膨脹系數(shù)極小的材料構(gòu)成構(gòu)架，能節(jié)省制造成本。
以上，為將構(gòu)架相對其U字形外側(cè)而言，其內(nèi)側(cè)用線膨脹系數(shù)小的材料構(gòu)成，也可按如下構(gòu)成。
就是所述構(gòu)架由配置在U字形外側(cè)的外側(cè)構(gòu)件和一體地設(shè)置在此外側(cè)構(gòu)件內(nèi)面上的內(nèi)側(cè)構(gòu)件構(gòu)成，且內(nèi)側(cè)構(gòu)件用相對外側(cè)構(gòu)件而言的線膨脹系數(shù)小的材料構(gòu)成。
據(jù)此，使外側(cè)構(gòu)件與內(nèi)側(cè)構(gòu)件分別用線膨脹系數(shù)不同的材料、例如鑄鐵與氧化鋁陶瓷等分別制成，使其接合成一體，例如，只需進(jìn)行貼合就可以，能節(jié)省制造成本。
也可以構(gòu)成在其間夾入線膨脹系數(shù)成為外側(cè)與內(nèi)側(cè)等的中間值的其它構(gòu)件的3層以上的疊層結(jié)構(gòu)。
或者上述構(gòu)架由線膨脹系數(shù)隨著從U字形外側(cè)向內(nèi)側(cè)逐步變小、呈傾斜狀變化的材料構(gòu)成。例如，使上述構(gòu)架的材料能通過使氧化鋯與鎳的混合比隨著從U字形外側(cè)向內(nèi)側(cè)逐步變化的材料來實(shí)現(xiàn)。這樣的傾斜狀變化，可以是連續(xù)地變化，也可以是每任意區(qū)間階梯變化。
據(jù)此，由于不需要進(jìn)行使上述外側(cè)構(gòu)件與內(nèi)側(cè)構(gòu)件貼合的工序，能使制造簡單。
此外，在上述千分表的結(jié)構(gòu)中，作為線膨脹系數(shù)比構(gòu)成測軸、構(gòu)架的材料的線膨脹系數(shù)還小的材料，例如可以用線膨脹系數(shù)為1.2×10-6/℃左右的因瓦合金來構(gòu)成。
據(jù)此，還能使因測軸溫度變化引起伸縮所產(chǎn)生誤差減少，故即使在溫度變化范圍更大的環(huán)境下仍能保持測量精度，進(jìn)一步提高使用上的自由度。
對附圖的簡單說明。
圖1為表示本發(fā)明千分表第1實(shí)施例主視圖，圖2為表示本發(fā)明千分表第2實(shí)施例主視圖，圖3為表示傳統(tǒng)千分表主視圖，圖4為用于說明傳統(tǒng)千分表中存在問題的構(gòu)架圖。
以下，參照


本發(fā)明實(shí)施例。此外，在以下的說明中，使與圖3中相同的組件具有相同的標(biāo)號、省略或簡化對其說明。
(第1實(shí)施例)。圖1為表示第1實(shí)施例的千分表。本實(shí)施例千分表與圖3所示千分表相比，在構(gòu)架與測軸方面存在不同。
本實(shí)施例構(gòu)架1A，其內(nèi)側(cè)用線膨脹系數(shù)相對于U字形外側(cè)而言小的材料構(gòu)成，在此，是由配置在U字狀外側(cè)上的大致U字狀外側(cè)構(gòu)件11和一體地設(shè)于此外側(cè)構(gòu)件11的內(nèi)面上的大致U字狀內(nèi)側(cè)構(gòu)件12構(gòu)成，而且內(nèi)側(cè)構(gòu)件12由線膨脹系數(shù)相對于外側(cè)構(gòu)件11而言小的材料構(gòu)成。
作為具體的材料，外側(cè)構(gòu)件11采用例如鑄鐵(線膨脹系數(shù)1.2×10-6/℃)。此外、內(nèi)側(cè)構(gòu)件12采用例如氧化鋁陶瓷(線膨脹數(shù)8.0×10-6/℃)此外，本實(shí)施例的測軸4A是由線膨脹系數(shù)極小的材料，在此，至少用比構(gòu)成構(gòu)架1A的材料的線膨脹系數(shù)還小的材料、例如用因瓦合金(線膨脹系數(shù)1.2×10-6/℃)構(gòu)成。
因此，根據(jù)本實(shí)施例，由于在外側(cè)構(gòu)件11的內(nèi)面上一體地設(shè)置由線膨脹系數(shù)比其還小的材料構(gòu)成的內(nèi)側(cè)構(gòu)件12，例如，在構(gòu)架1A的溫度比基準(zhǔn)溫度低的場合，由于內(nèi)側(cè)構(gòu)件12的收縮量相對外側(cè)構(gòu)件11的收縮量少，能使構(gòu)架1A的一端側(cè)(測砧)向另一端側(cè)(支承測軸4的一側(cè))靠近方向的變形量減少。
反之，在構(gòu)架1A的溫度高于基準(zhǔn)溫度的場合，由于內(nèi)側(cè)構(gòu)件12的伸縮量相對外側(cè)構(gòu)件11的伸縮量少，同樣，能使構(gòu)架1A的一端(測砧側(cè))向離開另一端(支承測軸4的一側(cè))方向的變形量減少。
因此，由于能使因構(gòu)架1A的變形引起的誤差ΔX’比傳統(tǒng)千分表的該誤差ΔX，發(fā)即使在溫度變化范圍大的環(huán)境下能保持測量精度，同時且能提高使用上的自由度。此時，由于可不使用線膨脹系數(shù)極小的材料作為構(gòu)成構(gòu)架1A的材料，能使成本降低。
并且，由于測軸4也用線膨脹系數(shù)極小的材料構(gòu)成，也能使測軸4A因溫度變化產(chǎn)生伸縮引起的誤差減少，即使在溫度變化范圍更大的環(huán)境下仍能保持測量精度，提高使用上的自由度。
此外，為將內(nèi)側(cè)構(gòu)件12一體地設(shè)置在外側(cè)構(gòu)件11的內(nèi)面上，例如也可以用線膨脹系數(shù)不同的材料分別構(gòu)成外側(cè)構(gòu)件11和內(nèi)側(cè)構(gòu)件12(使內(nèi)側(cè)構(gòu)件12用線膨脹系數(shù)比外側(cè)構(gòu)件11還小的材料構(gòu)成)，然后通過粘接劑將內(nèi)側(cè)構(gòu)件12一體地貼合在外側(cè)構(gòu)件11的U字狀內(nèi)面上，能節(jié)省制造成本。
(第2實(shí)施例)。圖2表示第2實(shí)施例的千分表。本實(shí)施例千分表與圖3的千分表相比，在構(gòu)架與測軸方面存在不同。
本實(shí)施例的構(gòu)架1B是由使線膨脹系數(shù)隨著從U字形外側(cè)朝向內(nèi)側(cè)逐漸變小、呈傾斜狀變化的材料來構(gòu)成。就是如圖2所示，為了使材料的線膨脹系數(shù)隨著從U字形外側(cè)向內(nèi)側(cè)逐漸變小、呈傾斜狀變化，例如用使氧化鋯與鎳的混合比隨著從U字形外側(cè)向內(nèi)側(cè)逐步變化的材料構(gòu)成。
此外，本實(shí)施例的測軸4B和第1實(shí)施例的測軸4A相同。
因此，根據(jù)本實(shí)施例，由于構(gòu)架1B是用線膨脹系數(shù)隨著從U字形外側(cè)向內(nèi)側(cè)逐步變小、呈傾斜狀變化的材料構(gòu)成，因而不需要采取第1實(shí)施例中的使外側(cè)構(gòu)件11與內(nèi)側(cè)構(gòu)件12貼合的工序。因此使制造簡單。當(dāng)然，在本實(shí)施例中可望能取得除了在第1實(shí)施例中所述、通過使內(nèi)側(cè)構(gòu)件12與外側(cè)構(gòu)件11貼合構(gòu)成的效果以外的效果。
此外，在上述各實(shí)施例中，用刻度5讀取測軸4的位移量，然而，對于用光電式、靜電電容式、磁效應(yīng)式等的編碼器檢測出測軸4的位移量再通過處理進(jìn)行數(shù)字顯示形式的千分表也能適用。
此外，對于進(jìn)給機(jī)構(gòu)3，也不必限于螺旋進(jìn)給，只要是能使測軸4A、4B相對測砧2進(jìn)退的任何結(jié)構(gòu)也可以。
權(quán)利要求
1．一種千分表，具有U字狀構(gòu)架、設(shè)于該構(gòu)架一端上的測砧、設(shè)于上述構(gòu)架的另一端上、可相對上述測砧進(jìn)退的測軸，其特征在于上述構(gòu)架的內(nèi)側(cè)用線膨脹系數(shù)相對U字形外側(cè)還要小的材料構(gòu)成。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述千分表，其特征在于所述構(gòu)架由配置在U字形外側(cè)的外側(cè)構(gòu)件和一體地設(shè)置在此外側(cè)構(gòu)件的內(nèi)面上的內(nèi)側(cè)構(gòu)件構(gòu)成，且內(nèi)側(cè)構(gòu)件用線膨脹系數(shù)相對外側(cè)構(gòu)件還小的材料構(gòu)成。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述千分表，其特征在于所述外側(cè)構(gòu)件由鑄鐵構(gòu)成，內(nèi)側(cè)構(gòu)件由氧化鋁陶瓷構(gòu)成。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述千分表，其特征在于上述構(gòu)架由線膨脹系數(shù)隨著從U字形外側(cè)向內(nèi)側(cè)逐步變小、呈傾斜狀變化的材料構(gòu)成。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述千分表，其特征在于上述構(gòu)架由使氧化鋯與鎳的混合比隨著從U字形外側(cè)向內(nèi)側(cè)逐步變化的材料構(gòu)成。
6．根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的千分表，其特征在于上述測軸用線膨脹系數(shù)比構(gòu)成上述構(gòu)架材料的線膨脹系數(shù)小的材料構(gòu)成。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述千分表，其特征在于上述測軸由因瓦合金構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明千分表，將其U字形構(gòu)架內(nèi)側(cè)用線膨脹系數(shù)相對其U字形構(gòu)架外側(cè)還小的材料構(gòu)成，具有通過在其U字形外側(cè)構(gòu)件的內(nèi)面上貼合由該線膨脹系數(shù)小的材料構(gòu)成的構(gòu)件，或使構(gòu)架由線膨脹系數(shù)隨著從U字狀外側(cè)向內(nèi)側(cè)逐步變小、呈傾斜狀變化材料構(gòu)成。具有能減少構(gòu)架熱變形、即使在溫度變化范圍大的環(huán)境下也能保持測量精度、提高使用上的自由度，降低制造成本等效果。
文檔編號G01B1/00GK1227914SQ9812643
公開日1999年9月8日 申請日期1998年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月26日
發(fā)明者古賀聰 申請人:株式會社三豐