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内 螺纹内径的测量方法

阅读：299发布：2020-05-13

专利汇可以提供内螺纹内径的测量方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种内螺纹内径的测量方法，其用于测量运动模块的内螺纹内径。内螺纹内径的测量方法包含下列步骤：提供中空保持器，中空保持器设有多个固持孔，将多个钢珠分别嵌设于该等固持孔；将中空保持器与运动模块螺合，使该等钢珠与运动模块的内螺纹卡合；以及提供多个金属杆，选择该等金属杆的其中之一插入中空保持器。，下面是内螺纹内径的测量方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种内螺纹内径的测量方法，其用于测量运动模块的内螺纹内径，所述内螺纹内径的测量方法包含下列步骤：
提供中空保持器，所述中空保持器设有多个固持孔，将多个钢珠分别嵌设于所述等固持孔；
将所述中空保持器与所述运动模块螺合，使所述等钢珠与所述运动模块的内螺纹卡合；以及
提供多个金属杆，选择所述等金属杆的其中之一插入所述中空保持器。
2.根据权利要求1所述的内螺纹内径的测量方法，其中所述运动模块为滚珠螺杆的螺帽。
3.根据权利要求1所述的内螺纹内径的测量方法，其中所述各钢珠仅于所述各固持孔中旋动。
4.根据权利要求1所述的内螺纹内径的测量方法，其中所述等固持孔于所述中空保持器上对应所述内螺纹排列。
5.根据权利要求1所述的内螺纹内径的测量方法，还包含下列步骤：
当所选择的所述金属杆仅能部分插入所述中空保持器时，选择另一金属杆插入所述中空保持器。
6.根据权利要求5所述的内螺纹内径的测量方法，其中所述等金属杆的直径彼此互为等差关系。
7.根据权利要求6所述的内螺纹内径的测量方法，其中所述等金属杆的直径彼此相差至少0.001毫米。
8.根据权利要求1所述的内螺纹内径的测量方法，其中所述等钢珠具有相同的直径。
9.根据权利要求1所述的内螺纹内径的测量方法，其中所述中空保持器以3D 打印机制作。
10.根据权利要求1所述的内螺纹内径的测量方法，其中所述内螺纹内径等于两倍所述钢珠直径与所述金属杆直径的和。

说明书全文

内螺纹内径的测量方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种内螺纹内径的测量方法，特别应用于测量运动模块的内螺纹内径。

背景技术

[0002] 滚珠螺杆为一种广泛应用在工具机、光电设备、半导体设备或精密医疗设备等精密设备中的运动模块，实为重要的传动组件，其设置的目的在于提供精密的传动功能，藉由机械操作中的旋转运动与直线运动，进而使承载的机台或对象于直线方向上进行作动。

[0003] 随着技术的发展，滚珠螺杆的动作在精密度上的要求也越高，其中，直接关系到螺杆与其它组件连结的就是螺帽，透过螺帽内螺纹的螺合，使滚珠能在螺纹上的沟槽滚动，达到连结与传动的目的。

[0004] 但是，在螺帽的制造过程中，如果内螺纹内径无法达到预设精度，或是内径长不一致，除了导致螺杆无法顺利与其它组件连结之外，也会造成滚珠无法顺利在螺纹的沟槽中滚动，影响到滚珠螺杆的传动机能，所以如何检测出螺纹内径是否达到预设精度，内径是否均一，实为业界中关心的课题。

[0005] 请参照图1所示，其为公知技术中测量螺帽其内螺纹内径的方法示意图，测量器1具有刻度尺11、伸缩弹簧12、杆体13、旋钮14及测量夹15。杆体13具有移动杆131及固定杆132，移动杆131套接于固定杆132中，刻度尺11与移动杆131连接。测量夹15具有第一夹部151与第二夹部152，且第二夹部152固设于固定杆132上，而第一夹部151则固设于移动杆131上。测量时，首先使测量夹15的第一夹部151和第二夹部152两者并合，并观察刻度尺11的刻度值是否归零，若已归零则旋上旋钮14，固定移动杆13，使第一夹部151和第二夹部152保持并合状态，而伸缩弹簧12处于被压缩状态。接着，把第一夹部151与第二夹部152并合的测量夹15伸入待测螺帽S的内部，然后旋开旋钮14，藉由伸缩弹簧
12由被压缩状态伸展后所释放的弹力来推动移动杆13，使第一夹部151远离第二夹部152，且刻度尺11也因移动杆131的移动而连带移动。待第一夹部151与第二夹部152张开至恰好抵住待测螺帽S的内螺纹S1表面为止，再锁上旋钮14来固定刻度尺11及测量夹15，此时刻度尺11上的读数即为待测螺帽S其内螺纹S1的内螺纹内径L1。

[0006] 然而，此测量器1在长久的使用下，伸缩弹簧12会因为反复进行压缩与伸展动作的缘故，除了造成一定程度的磨损外，也会产生弹性疲劳，进而影响测量时移动杆131的移动位准，让测量精度大幅降低，同时因为测量器1具有伸缩弹簧12、旋钮14等精密的组件，结构复杂，生产过程中需要投入复杂的技术与其它精密制造仪器，具有一定的制造难度，导致测量器1的成本提高，平时保养困难。更进一步，测量器1所能测量的范围取决于伸缩弹簧12的规格，无法灵活地对应某些特殊规格的螺纹内径，也无法再针对更细部的内径长度做微调。

[0007] 因此，如何提供一种内螺纹内径的测量方法，除了可简单且精确地进行测量外，也易于应用在各种具有内螺纹的产品，并具有组件制造容易、生产成本低廉、构造简单且容易保养的功效，同时还能灵活地对应各种螺纹内径长度，也可针对测量所需做细部的微调，已成为重要的课题。

发明内容

[0008] 有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种内螺纹内径的测量方法，其适用于测量运动模块的内螺纹内径，无需利用组成复杂的构件，且尺寸规格单纯，因此可降低相关测量组件的整体生产与组装成本，且适用于量测各型态及规格的内螺纹内径。

[0009] 为达上述目的，依据本发明的一种内螺纹内径的测量方法，其用于测量运动模块的内螺纹内径，内螺纹内径的测量方法包含下列步骤：提供中空保持器，中空保持器设有多个固持孔，将多个钢珠分别嵌设于该等固持孔；将中空保持器与运动模块螺合，使该等钢珠与运动模块的内螺纹卡合；以及提供多个金属杆，选择该等金属杆的其中之一插入中空保持器。

[0010] 本发明的内螺纹内径的测量方法，在实施例中，运动模块为滚珠螺杆的螺帽。

[0011] 本发明的内螺纹内径的测量方法，在实施例中，各钢珠仅于各固持孔中旋动。

[0012] 本发明的内螺纹内径的测量方法，在实施例中，该等固持孔于中空保持器上对应该内螺纹排列。

[0013] 本发明的内螺纹内径的测量方法，在实施例中，还包含下列步骤：当所选择的金属杆仅能部分插入中空保持器时，选择另一金属杆插入中空保持器。

[0014] 本发明的内螺纹内径的测量方法，在实施例中，该等金属杆的直径彼此互为等差关系。

[0015] 本发明的内螺纹内径的测量方法，在实施例中，该等金属杆的直径彼此相差至少0.001mm。

[0016] 本发明的内螺纹内径的测量方法，在实施例中，该等钢珠具有相同的直径。

[0017] 本发明的内螺纹内径的测量方法，在实施例中，中空保持器以3D 打印机制作。

[0018] 本发明的内螺纹内径的测量方法，在实施例中，内螺纹内径等于两倍钢珠直径与金属杆直径的和。

[0019] 承上所述，本发明的内螺纹内径的测量方法，藉由上述的实施例构成，能够简单且精确地测量内螺纹内径。由于测量方法仅需使用中空保持器、钢珠、金属杆等组件，因此测量方法中使用组件的复杂度也因此降低，也易于应用在各种具有内螺纹的相关组件中，例如是应用在滚珠螺杆的螺帽。同时，因为使用组件的组成结构简单，尺寸规格相对单纯，除了制造容易、生产成本低廉之外，也有利于平日的保养。更进一步，由于本发明使用多个个不同直径大小的金属杆进行测量，因此可灵活地对应量测各种预设精度的内螺纹内径，根据实际测量的情况进行对应的细部调整，达到精确测量的目的。附图说明

[0020] 图1为公知技术中测量螺帽其内螺纹内径的示意图。

[0021] 图2为本发明的实施例的步骤流程图。

[0022] 图3为本发明的实施例所使用的量测组件示意图。

[0023] 图4为图3所示的中空保持器螺合运动模块的过程示意图。

[0024] 图5为图3中A-A切线的放大剖面图。

[0025] 图6为图3所示的金属杆插入中空保持器的立体示意图。

[0026] 图7至图8为图3所示的金属杆插入中空保持器的剖面示意图。

具体实施方式

[0027] 以下将参照相关图式，说明依本发明优选实施例的一种内螺纹内径的测量方法，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。

[0028] 请同时参照图2与图3，其中，图2为本发明的实施例的步骤流程图，图3为本发明的实施例所使用的量测组件示意图。测量运动模块31的内螺纹内径时，在步骤S01中，首先提供中空保持器32，中空保持器32具有外表面321与内表面322，中空保持器32设置有多个个固持孔323，该等固持孔323贯穿外表面321及内表面322。中空保持器32可藉由射出成型、金属切削，或者是透过3D打印的方式形成。接着，提供多个个钢珠33，将该等钢珠33分别地嵌设在该等固持孔323中。

[0029] 必须注意的是，在本实施例中，中空保持器32以圆柱状的中空框体为例，然而本发明并不以此为限。中空保持器32可根据测量之运动模块31的形状做对应的变化，例如是圆柱状体、三角柱状体、四角柱状体或六角柱状体等多角柱状体，对应搭配适当的设置或是插入方式，以进行后续量测，本实施例选用圆柱状的中空框体说明。另外，本实施例的运动模块31以滚珠螺杆的螺帽为例，本发明也不以此为限，即运动模块31可以是各种其它具有内螺纹的组件，例如是线性传动模块的移动本体。

[0030] 接着，在步骤S02中，将中空保持器32往运动模块31的开口，也就是往运动模块31的轴向插入，使中空保持器32与运动模块31螺合。螺合的过程如图4所示。图4为中空保持器32螺合运动模块31的过程示意图。其中必须说明的是，中空保持器32上的固持孔323设计为对应运动模块31其内螺纹的螺旋方向。换句话说，设置在中空保持器32上而贯穿外表面321及内表面322的该等固持孔323，其排列方向对应内螺纹311的螺旋方向。透过前述的对应关系，使中空保持器32与运动模块31螺合后，该等钢珠33得以藉此卡合于运动模块31的内螺纹311中。

[0031] 值得一提的是，各钢珠33嵌设在各固持孔323的状态如图5所示，图5为图3中A-A切线的放大剖面图。其中，嵌设在固持孔323中的钢珠33只能在固持孔323中旋动。换句话说，钢珠33无法相对于固持孔323及中空保持器32做横向与轴向的移动。藉由前述构成，不同于一般滚珠螺杆中，滚珠会随着螺纹沟槽进行循环移动。上述中空保持器32螺合运动模块31的过程中，即是藉由钢珠33在固持孔323中旋动，使中空保持器32能往运动模块31的内部螺合旋入。

[0032] 接着，在步骤S03中，提供多个个金属杆34，并选择该等金属杆34的其中之一插入中空保持器32，也就是将金属杆34朝向中空保持器32的中空部分往中空保持器32的轴向方向插入。金属杆34完成插入动作后的状态如图6及图7所示，图6为金属杆34插入中空保持器32的立体示意图，图7为金属杆34尚未完全插入中空保持器32的剖面示意图。

[0033] 金属杆34完成插入后，如图7所示，运动模块31其内螺纹内径L的长度即相当于钢珠33的直径B的两倍与金属杆34的直径D的和。并且，由于该等钢珠33的直径B为已知的数值，同时选择插入至中空保持器32的金属杆34其直径D同样也为已知，藉此即可计算出所欲测量的内螺纹内径L的长度。

[0034] 本发明的内螺纹内径的测量方法还进一步可包括步骤S04，在步骤S04中，若是当所选择的金属杆34仅能部分插入中空保持器32，也就是呈现如图8的状态，金属杆34无法完整地插入中空保持器32时，即停止插入动作，取出金属杆34，选择另一个直径较小的金属杆34插入至中空保持器32，重复前述动作，直到所选择的金属杆34可完整地插入中空保持器32中，呈现如图7的状态为止。

[0035] 必须提醒的是，步骤S03与步骤S04中，在选择插入的金属杆34时，并非是选择直径外观上明显地小于内螺纹内径的金属杆34，而是选择直径外观上接近内螺纹内径的金属杆34。同时，在插入金属杆34时，上述所谓的金属杆34仅能部分插入中空保持器32的状态，指的是测量者在施予一般推进力的情况下，金属杆34已经推进至无法插入的情况，并非是指测量者过分地强制施力将金属杆34插入的情况。

[0036] 此外，本实施例的内螺纹内径的测量方法所使用的多个金属杆34的数量可为8支，该等金属杆34的直径彼此互为等差关系，其等差关系的数值优选为相差0.001毫米(mm)至0.2毫米之间的任意数值。举例来说，当等差值为0.001毫米时，将各金属杆34的直径由大至小排列后，直径第一长的金属杆34与直径第二长的金属杆34在直径长度上会相差0.001毫米(1微米，1μm)。同样地，直径第二长的金属杆34与直径第三长的金属杆34在直径长度上也会相差0.001毫米，以此类推。然而金属杆34的直径等差数值可以根据欲测量的运动模块的内螺纹或者是金属杆制作模具的规格做适当地选择，例如是0.005毫米(5微米)、0.01毫米(10微米)、0.05毫米(50微米)、0.1毫米(100微米)、0.2毫米(200微米)等长度。

[0037] 值得一提的是，选择测量的金属杆时，也可以是将不同直径规格的金属杆混用，换句话说，所选择的多个金属杆其直径彼此并非成等差关系。例如直径第一长的金属杆与直径第二长的金属杆相差为1微米，但直径第二长的金属杆与直径第三长的金属杆相差却为10微米，相差的数值同样是能根据测量的运动模块的内螺纹做适当地选择，惟本发明中金属杆直径相差的最大数值如上所举例的规格优选为200微米。又，在上述实施例中，金属杆34的数量以8支为例，但不以此为限。金属杆34的数量可根据测量的运动模块31的内螺纹内径预设精度来变化，或者是对应制作过程中模具开模的数量做对应地变化，例如是4支、6支、或10支等数量。

[0038] 而实际测量时，可自具有最大直径的金属杆34开始依序测试。亦即，于步骤S02执行完毕(中空保持器32已以轴向方向螺合运动模块31)后，执行步骤S03时，先挑选具有最大直径的金属杆34插入中空保持器32，若该具有最大直径的金属杆34无法插入(包含无法完整插入的情况)中空保持器32，则取出该最大直径的金属杆34，并且换上具有次长直径的金属杆34再行插入。如此依序选用次直径长的金属杆34，直至选择到可完整插入中空保持器32的金属杆34，则此时即可利用该金属杆34的直径D以前述方式来计算内螺纹内径L的长度，以及判断运动模块31的内螺纹内径L是否达到预设精度。

[0039] 此外，本实施例之中空保持器32除了可使用一般模具的射出成型方法制作之外，也可以是使用3D打印机打印的方式来制作，惟本发明不限制于此方式，可根据实际的测量成本或者是机具需求，来做适当的变化。本实施例的中空保持器32以3D打印机打印的方式做说明，以达到制造容易、生产成本低廉的目标。此外，本发明的钢珠33、金属杆34的生产方式同样并不做任何方式的限制，惟钢珠与金属杆的制造方式为本领域技术人员的公知常识，因此在这里不再赘述。

[0040] 请再次参照图7与图8，依据本实施例的内螺纹内径的测量方法，当金属杆34可完整地插入中空保持器32时，金属杆34其内螺纹内径L的长度即相当于钢珠33直径B的两倍与金属杆34直径D的和。另一方面，当金属杆34无法完整地插入中空保持器32时，也就是如图8所示的状态，金属杆34仅能部分插入中空保持器32时，阻止金属杆34插入的阻止点P即代表着内螺纹311所具有的瑕疵点。换句话说，本实施例的内螺纹内径的测量方法不仅能测量出内螺纹内径L的长度，同时也能检测出运动模块31所具有的内螺纹311的瑕疵位置，能进一步帮助提升运动模块的生产良率。

[0041] 综上所述，本发明的内螺纹内径的测量方法，藉由使用上述实施例中所述的各量测组件，能够简单且精确地测量出内螺纹内径的长度。亦即，由于测量方法只使用到中空保持器、钢珠、金属杆等组件，故测量方法中使用组件的复杂度亦因之降低，也易于应用在各种具有内螺纹的相关组件中，例如是应用在滚珠螺杆的螺帽。同时，因为使用组件的组成结构简单，尺寸规格相对单纯，除了制造容易、生产成本低廉之外，也有利于平日的保养。更进一步，由于本发明使用多个个不同直径大小的金属杆进行测量，因此可灵活地对应量测各种预设精度的内螺纹内径，根据实际测量的情况进行对应的细部调整，达到精确测量的目的。此外，在插入测试的过程中，透过发现阻止金属杆插入的阻止点，还能检测出待测的运动模块的内螺纹瑕疵位置，可进一步提升运动模块的生产良率。

[0042] 以上所述仅为举例性，而不是限制性的。任何未脱离本发明的精神与范围，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于随附的权利要求范围中。

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