TWI513955B - 螺帽檢測工具及方法 - Google Patents

Description

螺帽檢測工具及方法

本發明係關於一種檢測工具及檢測方法，尤其是一種用以檢測螺帽規格的螺帽檢測工具及方法。

請參照第1圖，其係一種習知的螺紋栓規8，可用以檢測特定規格的螺帽N的內螺紋尺寸是否符合規範。該習知的螺紋栓規8包含一本體81，該本體81的一端設有一下限檢測部82，該本體81的另一端設有一上限檢測部83，該下限檢測部82及上限檢測部83均具有外螺紋，且該下限檢測部82的有效徑(節圓直徑)為螺帽N公稱尺寸的下限值，該上限檢測部83的有效徑則為螺帽N公稱尺寸的上限值。

據前述結構，可檢測螺帽N是否能螺入該下限檢測部82或該上限檢測部83。其中，無法螺入該下限檢測部82的螺帽N，及能夠螺入該上限檢測部83的螺帽N均為不良品；可螺入該下限檢測部82而不可螺入該上限檢測部83的螺帽N，則為符合品管標準的良品，亦即，該螺帽N的有效徑落於公稱尺寸的上、下限之間，該螺帽N可螺入符合該公稱尺寸的螺絲，且結合後不會產生鬆動。

惟，該習知的螺紋栓規8只能藉由該下限檢測部82及該上限檢測部83，檢測螺帽N內螺紋的有效徑是否介於公稱尺寸的上、下限之間，而無法確切地得知螺帽N內螺紋的有效徑的正確尺寸，以及，該螺帽N之內螺紋之中心線與二端之水平面是否形成相垂直，導致該螺帽N旋合 於物件時，該螺帽N之二端面與物件無法形成平均受力之密接。

為了解決上述問題，請參照第2圖，其係一種習知的螺帽偏心度檢測規9，兼可用以檢測螺帽N的內螺紋之中心線是否符合規範及偏心。該習知的螺帽偏心度檢測規9包含一本體91，該本體91的一端設有一平盤92，該平盤92具有一量測平面921，該量測平面921的中心處凸設有一下限檢測部93，該下限檢測部93的軸心與該量測平面921正交。該本體91的另一端則設有一上限檢測部94，該下限檢測部93及上限檢測部94均具有外螺紋，且該下限檢測部93的有效徑為螺帽N公稱尺寸的下限值，該上限檢測部94的有效徑為螺帽N公稱尺寸的上限值。

據由前述結構，該習知的螺帽偏心度檢測規9除可藉由該下限檢測部93及該上限檢測部94，檢測螺帽N內螺紋的有效徑是否介於公稱尺寸的上、下限之間，還可將螺帽N螺合至鄰近該平盤92的量測平面921處，並以一卡規95上呈薄板狀的一插入部951插入該螺帽N與該平盤92的量測平面921之間，並將該卡規95旋繞該下限檢測部93一周，檢測該螺帽N的端面與該平盤92的量測平面921之間的間距是否一致。若該螺帽N與該平盤92的量測平面921之間的間距保持一致，則可判定該螺帽N的端面平行於該量測平面921，即該螺帽N的內螺紋軸心亦與該平盤92的量測平面921正交，故該螺帽N的內螺紋軸心無偏心；反之，則該螺帽N的內螺紋軸心有偏心現象。

然而，藉由該平盤92及卡規95檢測螺帽N的內螺紋軸心是否有偏心現象的過程中，由於螺帽N內螺紋的有效徑大多會略大於該下限檢測部93的有效徑，致螺帽N的內螺紋無法與該下限檢測部93穩固螺合，故旋繞該卡規95時易造成該螺帽N產生微幅的偏擺，加上判斷該螺帽N的端面與該平盤92的量測平面921之間的間距是否一致，亦僅單憑操作者的手感及視覺予以判定，對需要高精密度的螺帽N而言，此偏心檢測的誤 差太大而難以適用，且無法確切地得知螺帽N的內螺紋軸心偏心度。

有鑑於此，習知的螺帽檢測工具確實仍有加以改善之必要。

本發明提供一種螺帽檢測工具及方法，不但可用以檢知螺帽內螺紋的有效徑尺寸，還能檢知螺帽的內螺紋軸心偏心度。

本發明提供一種螺帽檢測方法，不但易於操作，且檢測精確度高，能適用於具有高精密度要求的螺帽檢測。

本發明的螺帽檢測工具，包含：一旋轉桿，該旋轉桿具有一環周面及二相對的端面，該環周面連接該二端面；及一外螺紋部，該外螺紋部設於該環周面並位於該旋轉桿的一端，該外螺紋部具有一起始端及一終止端，該外螺紋部的有效徑自該起始端至該終止端漸增，該外螺紋部具有一合格下限徑寬及一合格上限徑寬，該合格下限徑寬為待檢測螺帽的公稱尺寸的下限值，該合格上限徑寬為待檢測螺帽的公稱尺寸的上限值；其中，該旋轉桿的二端分別設一旋轉定位部，該二旋轉定位部的中心與該外螺紋部共軸。

其中，該外螺紋部具有數個螺牙，該數個螺牙的螺距相等，該數個螺牙的牙深相等，該外螺紋部的錐度θ符合公式：θ，其中X值為該外螺紋部在具有該合格下限徑寬處與具有該合格上限徑寬處之間的螺牙數，P值為任二相鄰螺牙的螺距，D1值為該合格下限徑寬，D2值為該合格上限徑寬。

其中，該外螺紋部分為一完全通過區段、一合格區段及一不得通過區段，該外螺紋部的起始端位於該完全通過區段，該外螺紋部的終止端位於該不得通過區段，該合格區段位於該完全通過區段及該不得通過 區段之間，該外螺紋部在該合格區段與該完全通過區段的交界處具有該合格下限徑寬，該外螺紋部在該合格區段與該不得通過區段的交界處具有該合格上限徑寬。

其中，該完全通過區段中鄰接該合格區段的螺牙設有一標識部。又，較佳可選擇使位於該完全通過區段的螺牙均設有該標識部。

其中，該不得通過區段中鄰接該合格區段的螺牙設有一標識部。又，較佳可選擇使位於該不得通過區段的螺牙均設有該標識部。

其中，該標識部可以為設於螺牙上的缺口。

其中，該合格區段中的螺牙數可以為十個。又，該完全通過區段及該不得通過區段中的螺牙數可各為三個。

其中，各該旋轉定位部可以為設於該旋轉桿端面的一錐形孔。

或者，也可以選擇使該旋轉桿的環周面呈圓形，以便驅動旋轉。

本發明的螺帽檢測方法，包含如下步驟：準備上述的螺帽檢測工具；將一待檢測的螺帽從該螺帽檢測工具的外螺紋部的起始端向終止端螺入，直至該螺帽螺合至定位，並以該螺帽朝向該終止端的端面為基準，檢視該螺帽的最終位置是否介於位於該外螺紋部具有該合格下限徑寬處與具有該合格上限徑寬處之間；將已螺合有該螺帽的螺帽檢測工具的旋轉桿架設至一旋轉驅動器，另由一偏心度量測器的一接觸件可伸縮地抵接該螺帽的其中一端面；及以該旋轉驅動器帶動該螺帽檢測工具及該螺帽同步旋轉，由該偏心度量測器偵測該接觸件的伸縮位移狀態，以測得該螺帽的軸心偏心度。

據此，本發明的螺帽檢測工具及方法，不但可用以檢知螺帽內螺紋的有效徑尺寸，還能檢知螺帽的軸心偏心度。再者，本發明的螺帽 檢測方法，不但易於操作，且檢測過程中減少了人為判斷誤差的因素，可提升檢測精確度，故能適用於具有高精密度要求的螺帽檢測。

〔本發明〕

1‧‧‧旋轉桿

11‧‧‧環周面

12‧‧‧端面

121‧‧‧旋轉定位部

2‧‧‧外螺紋部

21‧‧‧起始端

22‧‧‧終止端

23‧‧‧標識部

24‧‧‧標識部

3‧‧‧旋轉驅動器

31‧‧‧旋轉件

4‧‧‧偏心度量測器

41‧‧‧接觸件

A‧‧‧軸線

D1‧‧‧合格下限徑寬

D2‧‧‧合格上限徑寬

N‧‧‧螺帽

Z1‧‧‧完全通過區段

Z2‧‧‧合格區段

Z3‧‧‧不得通過區段

θ‧‧‧錐度

〔習用〕

8‧‧‧螺紋栓規

81‧‧‧本體

82‧‧‧下限檢測部

83‧‧‧上限檢測部

9‧‧‧螺帽偏心度檢測規

91‧‧‧本體

92‧‧‧平盤

921‧‧‧量測平面

93‧‧‧下限檢測部

94‧‧‧上限檢測部

95‧‧‧卡規

951‧‧‧插入部

N‧‧‧螺帽

第1圖：揭示一種習知的螺帽檢測工具的立體分解結構示意圖。

第2圖：揭示一種習知的螺帽檢測工具的組合剖視結構示意圖。

第3圖：揭示另一種習知的螺帽檢測工具的立體結構示意圖。

第4圖：揭示本發明一實施例的立體結構示意圖。

第5圖：揭示本發明一實施例的平面結構示意圖。

第6圖：揭示本發明一實施例螺合一螺帽時的局部剖視結構示意圖。

第7圖：揭示本發明一實施例欲檢測螺帽的軸心是否有偏心現象時的實施示意圖。

第8圖：揭示本發明一實施例由偏心度量測器的接觸件抵接螺帽的任二相鄰外平面的連接端緣時的局部剖視結構示意圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參照第4、7圖，其係本發明螺帽檢測工具的一實施例，該螺帽檢測工具係用以針對同一規格的各螺帽N進行檢測，該螺帽檢測工具大致上包含一旋轉桿1及一外螺紋部2；該外螺紋部2設於該旋轉桿1的一端，該外螺紋部2可供螺入待檢測的螺帽N，該旋轉桿1則可供架設於一旋轉驅動器3上。

詳言之，該旋轉桿1呈長條狀而具有一環周面11及二相對的端面12，該環周面11連接該二端面12。該旋轉驅動器3可以為各種習知可以帶動該螺帽檢測工具旋轉之裝置，例如可以為設有夾具，由夾具夾 持該旋轉桿1的環周面11，及帶動該螺帽檢測工具旋轉。或者，選擇使該旋轉桿1的環周面11呈圓形，該旋轉驅動器3具有數個滾輪，該數個滾輪共與該旋轉桿1的環周面11形成摩擦以帶動該螺帽檢測工具旋轉。或者，可選擇在該旋轉桿1的二端面12分別設一旋轉定位部121，並使該二旋轉定位部121的中心與該外螺紋部2共軸於一軸線A(如第5、6圖所示)，並使該旋轉驅動器3具有二旋轉件31，以由該二旋轉件31分別抵接定位該二旋轉定位部121，並共同帶動該螺帽檢測工具旋轉。

在本實施例中，該旋轉定位部121可以是設於該端面12的一凹孔，且較佳為由該端面12減縮孔徑的錐形孔，以提供較為穩定的定位功效。或者，在其他實施例中，該旋轉定位部121也可以是連接於該端面12的一凸管，以供該旋轉件31的端部穿入。或者，還可以是其他能達到相同定位效果的結構，此為所屬技術領域中具有通常知識者可以理解並予以改變，不應侷限於本實施例的說明。

請參照第5、6圖，該外螺紋部2設於該旋轉桿1的環周面11並位於該旋轉桿1的一端，以供螺入待檢測的螺帽N。該外螺紋部2具有數個螺牙，該數個螺牙的螺距相等，該數個螺牙的牙深亦相等。該外螺紋部2具有一起始端21及一終止端22，該外螺紋部2的有效徑自該起始端21至該終止端22漸增而形成一錐度θ。又，該外螺紋部2具有一合格下限徑寬D1及一合格上限徑寬D2，該合格下限徑寬D1為螺帽N公稱尺寸的下限值，該合格上限徑寬D2則為螺帽N公稱尺寸的上限值。據此，該錐度θ符合下列公式(1)；其中，X值為該外螺紋部2在具有該合格下限徑寬D1處與具有該合格上限徑寬D2處之間的螺牙數，P值則為任二相鄰螺牙的螺距。

在本實施例中，該外螺紋部2可分為一完全通過區段Z1、一合格區段Z2及一不得通過區段Z3，該外螺紋部2的起始端21位於該完全通過區段Z1，該外螺紋部2的終止端22位於該不得通過區段Z3，該合格區段Z2位於該完全通過區段Z1及該不得通過區段Z3之間。該外螺紋部2在該合格區段Z2與該完全通過區段Z1的交界處具有該合格下限徑寬D1，該外螺紋部2在該合格區段Z2與該不得通過區段Z3的交界處具有該合格上限徑寬D2。換言之，待檢測的螺帽N若無法通過該完全通過區段Z1並螺入該合格區段Z2，則該螺帽N的內徑太小，屬於不合格品；待檢測的螺帽N若通過該合格區段Z2並更進一步地螺入該不得通過區段Z3，則該螺帽N的內徑太大，亦屬於不合格品。

請參照第4、5圖，為提升辨識螺帽N是否已通過該完全通過區段Z1時的便利性，可選擇在該完全通過區段Z1中鄰接該合格區段Z2的螺牙設置一標識部23，以於該螺帽N螺合至定位時，檢視該標識部23是否呈裸露狀態，而可快速得知該螺帽N的內徑是否大於公稱尺寸的下限值。該標識部23可例如為標貼、刻痕、鍍色或霧面處理等，以不影響螺帽N螺入為原則；本實施例選擇使該標識部23為設於螺牙上的缺口，不但易於成型，且不會脫落，也不易因磨損而消失，可耐久使用。此外，本實施例選擇使位於該完全通過區段Z1的螺牙均設有該缺口，使該標識部23分布的範圍更大、更明顯。

同樣地，為提升辨識螺帽N是否螺入至該不得通過區段Z3時的便利性，可選擇在該不得通過區段Z3中鄰接該合格區段Z2的螺牙設置另一標識部24，以於該螺帽N螺合至定位時，檢視該標識部24是否呈裸露狀態，而可快速得知該螺帽N的內徑是否小於公稱尺寸的上限值。

值得一提的是，若該螺帽檢測工具係用以針對精密螺帽N進行檢測，由於精密螺帽N的公稱尺寸的上、下限值差甚小，故該外螺紋 部2的螺牙數不宜過多。其中，還可依據所欲檢測的螺帽N的公稱尺寸上、下限值差，選擇使該合格區段Z2中具有易於計算尺寸的螺牙數。舉例而言，當螺帽N的公稱尺寸上、下限值差為0.096mm時，可選擇使該合格區段Z2中的螺牙數為八個，使任二相鄰螺牙的有效徑差0.012mm；或選擇使該合格區段Z2中的螺牙數為十二個，使任二相鄰螺牙的有效徑差0.008mm。較佳地，可選擇使該合格區段Z2中的螺牙數為十個，無論所欲檢測的螺帽N的公稱尺寸上、下限值差為多少，都能確保任二相鄰螺牙的有效徑差可以輕易推算、判斷。

另一方面，該完全通過區段Z1及該不得通過區段Z3中的螺牙數則可以為任意數值，且可以相同或不同。惟，過少的螺牙數(例如各具有單一個螺牙)易造成檢測不便的狀況，過多的螺牙數則會在鄰近該起始端21及終止端22處形成使用不到的狀況，故於本實施例中，可選擇使該完全通過區段Z1及該不得通過區段Z3中的螺牙數均各為三個，以達到便於檢測又不過度浪費原料的功效。

換言之，本實施例中的外螺紋部2具有十六個螺牙，最鄰近該起始端21的三個螺牙位於該完全通過區段Z1中，最鄰近該終止端22的三個螺牙位於該不得通過區段Z3中，中間的十個螺牙則位於該合格區段Z2中。據此，不但可確保該外螺紋部2的螺牙具有足夠的結構強度而不易崩牙，在檢測時也可快速判讀該螺帽N螺合的最終位置，從而提升檢測效率。

據由前述結構，本發明可提供一種螺帽檢測方法，用以檢知螺帽N內螺紋的有效徑尺寸，及檢知螺帽N的軸心偏心度；該螺帽檢測方法包含如下步驟：

請參照第6圖，將待檢測的螺帽N從螺帽檢測工具的外螺紋部2的起始端21向終止端22螺入，直至該螺帽N螺合至定位而無法再向 該終止端22前進。以該螺帽N朝向該外螺紋部2終止端22的端面為基準，檢視該螺帽N螺合於該外螺紋部2的最終位置是否位於該合格區段Z2中；若是，則該螺帽N內螺紋的有效徑落於公稱尺寸的範圍內，並可進一步地檢視該螺帽N最終螺合於第幾螺牙，進而換算得知該螺帽N內螺紋的有效徑尺寸。若否，則該螺帽N內螺紋的有效徑落於公稱尺寸的範圍外，屬於不合格品，應予以淘汰。

請參照第7、8圖，將已螺合有該螺帽N的螺帽檢測工具的旋轉桿1架設至一旋轉驅動器3；在本實施例中，該旋轉驅動器3具有二相對的旋轉件31，故可將該二旋轉件31分別抵接定位至該旋轉桿1的二端面12的旋轉定位部121。另由一偏心度量測器4的一接觸件41可伸縮地抵接該螺帽N的其中一端面。

續，以該旋轉驅動器3帶動該螺帽檢測工具及該螺帽N同步旋轉，由該偏心度量測器4偵測該接觸件41的伸縮位移狀態，以測得該螺帽N的軸心偏心度。詳言之，若該螺帽N的軸心並無偏心現象，則該螺帽N的端面應與該外螺紋部2的軸心維持正交，故該螺帽N隨該螺帽檢測工具旋轉的過程中，該螺帽N的端面並不會造成該偏心度量測器4的接觸件41產生伸縮，即該接觸件41的伸縮位移量應為零。

相對地，若該螺帽N的軸心有偏心現象，則該螺帽N的端面未正交於該外螺紋部2的軸心，故該螺帽N隨該螺帽檢測工具旋轉的過程中，該螺帽N的端面會致使該偏心度量測器4的接觸件41產生伸縮，而可由該偏心度量測器4直接顯示從該接觸件41的伸縮位移量換算所得的該螺帽N的軸心偏心度。

綜上所述，本發明的螺帽檢測工具及方法，不但可用以檢知螺帽內螺紋的有效徑尺寸，還能檢知螺帽的內螺紋軸心偏心度。據此，可在連續製造大量螺帽的過程中，隨時隨機抽樣檢測，以直接得知攻牙機之 運作是否產生問題，及是否已達需立即修復問題的時機(例如用以對螺帽攻牙的牙刀是否已磨損至需要更換，或是牙刀的偏心度是否仍在可允許的範圍內等)，有助提升產品的良率。

再者，本發明的螺帽檢測方法，不但易於操作，且檢測過程中減少了人為判斷誤差的因素，可提升檢測精確度，故能適用於具有高精密度要求的螺帽檢測。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧旋轉桿

11‧‧‧環周面

12‧‧‧端面

121‧‧‧旋轉定位部

2‧‧‧外螺紋部

21‧‧‧起始端

22‧‧‧終止端

23‧‧‧標識部

24‧‧‧標識部

Claims (14)

1. 一種螺帽檢測工具，包含：一旋轉桿，該旋轉桿具有一環周面及二相對的端面，該環周面連接該二端面；及一外螺紋部，該外螺紋部設於該環周面並位於該旋轉桿的一端，該外螺紋部具有一起始端及一終止端，該外螺紋部的有效徑自該起始端至該終止端漸增，該外螺紋部具有一合格下限徑寬及一合格上限徑寬，該合格下限徑寬為待檢測螺帽的公稱尺寸的下限值，該合格上限徑寬為待檢測螺帽的公稱尺寸的上限值；其中，該旋轉桿的二端分別設一旋轉定位部，該二旋轉定位部的中心與該外螺紋部共軸。
2. 如申請專利範圍第1項所述之螺帽檢測工具，其中，該外螺紋部具有數個螺牙，該數個螺牙的螺距相等，該數個螺牙的牙深相等，該外螺紋部的錐度θ符合公式：，其中X值為該外螺紋部在具有該合格下限徑寬處與具有該合格上限徑寬處之間的螺牙數，P值為任二相鄰螺牙的螺距，D1值為該合格下限徑寬，D2值為該合格上限徑寬。
3. 如申請專利範圍第2項所述之螺帽檢測工具，其中，該外螺紋部分為一完全通過區段、一合格區段及一不得通過區段，該外螺紋部的起始端位於該完全通過區段，該外螺紋部的終止端位於該不得通過區段，該合格區段位於該完全通過區段及該不得通過區段之間，該外螺紋部在該合格區段與該完全通過區段的交界處具有該合格下限徑寬，該外螺紋部在該合格區段與該不得通過區段的交界處具有 該合格上限徑寬。
4. 如申請專利範圍第3項所述之螺帽檢測工具，其中，該完全通過區段中鄰接該合格區段的螺牙設有一標識部。
5. 如申請專利範圍第4項所述之螺帽檢測工具，其中，位於該完全通過區段的螺牙均設有該標識部。
6. 如申請專利範圍第3項所述之螺帽檢測工具，其中，該不得通過區段中鄰接該合格區段的螺牙設有一標識部。
7. 如申請專利範圍第4項所述之螺帽檢測工具，其中，位於該不得通過區段的螺牙均設有該標識部。
8. 如申請專利範圍第4至7項中任一項所述之螺帽檢測工具，其中，該標識部為設於螺牙上的缺口。
9. 如申請專利範圍第3項所述之螺帽檢測工具，其中，該合格區段中的螺牙數為十個。
10. 如申請專利範圍第9項所述之螺帽檢測工具，其中，該完全通過區段及該不得通過區段中的螺牙數各為三個。
11. 如申請專利範圍第1項所述之螺帽檢測工具，其中，各該旋轉定位部為設於該旋轉桿端面的一錐形孔。
12. 如申請專利範圍第1項所述之螺帽檢測工具，其中，該旋轉桿的環周面呈圓形。
13. 一種螺帽檢測方法，包含如下步驟：準備如申請專利範圍第1至12項中任一項所述之螺帽檢測工具；將一待檢測的螺帽從該螺帽檢測工具的外螺紋部的起始端向終止端螺入，直至該螺帽螺合至定位，並以該螺帽朝向該終止端的端面為基準，檢視該螺帽的最終位置是否介於位於該外螺紋部具有該合格下限徑寬處與具有該合格上限徑寬處之間； 將已螺合有該螺帽的螺帽檢測工具的旋轉桿架設至一旋轉驅動器，另由一偏心度量測器的一接觸件可伸縮地抵接該螺帽的其中一端面；及以該旋轉驅動器帶動該螺帽檢測工具及該螺帽同步旋轉，由該偏心度量測器偵測該接觸件的伸縮位移狀態，以測得該螺帽的軸心偏心度。
14. 如申請專利範圍第13項所述之螺帽檢測方法，其中，該螺帽檢測工具的旋轉桿架設至該旋轉驅動器時，係由該旋轉驅動器的二旋轉件分別抵接定位至該旋轉桿的二旋轉定位部，以由該旋轉驅動器的二旋轉件帶動該螺帽檢測工具及該螺帽同步旋轉。