專利名稱：電熱塞的螺母緊固裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將螺母緊固固定到電熱塞上的電熱塞螺母緊固裝置。
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通常在低溫時(shí)起動(dòng)性能不好，因此要在燃燒室配置電熱塞，以利用電流流過(guò)時(shí)產(chǎn)生的焦耳熱來(lái)加熱燃燒室，提高起動(dòng)性能。圖2為在這種情況下使用的電熱塞主體結(jié)構(gòu)及電連接方式的概略性示意圖。在該圖中，3為電熱塞整體，4為使電流流過(guò)該電熱塞3的導(dǎo)電用電極，即通常所稱的熾熱板。該熾熱板4的一端與圖中未示出的電池的正極相接。5為將電熱塞3固定到熾熱板4上的固定元件，它由墊片51，彈簧填圈52，緊固螺母53構(gòu)成。
電熱塞3由鎧裝加熱器31，保持在該鎧裝加熱器31前端部的金屬制的塞夾持器33，使鎧裝加熱器31和金屬制的塞夾持器33間電絕緣的尼龍制絕緣體32構(gòu)成。由于尼龍絕緣體32的機(jī)械強(qiáng)度不足，所以通常在將電熱塞3與熾熱板電連接時(shí)，還要在該絕緣體32上配置圓螺母2，以便利用該圓螺母2作為座基進(jìn)行連接。然而，只是簡(jiǎn)單地將圓螺母2放置在電熱塞3上面可能易脫落，故必須將其固定在電熱塞3上。通常用如后所述的固定法進(jìn)行緊固。
鎧裝加熱器31由作為耐熱材料的不銹鋼等制成的電極棒311，設(shè)在電極棒311前端的發(fā)熱線313，將這些電極棒311、發(fā)熱線313收裝在其內(nèi)部中央的、具有良好導(dǎo)電性、傳熱性的套管315，和充填在該套管315內(nèi)部的氧化鎂314構(gòu)成。發(fā)熱線313的一端與電極棒311在套管315最前端的內(nèi)側(cè)電連接。氧化鎂314為耐熱絕緣粉末，它以使電極棒311和發(fā)熱線313除在套管315的前端之外不相接觸的方式充填在套管315的間隙中，從而將電極棒311和發(fā)熱線313可靠地固定在套管315的內(nèi)部中央，同時(shí)用于將發(fā)熱線313產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)至套管315。
在電極棒311上，其熾熱板安裝側(cè)，形成有與緊固螺母53相嚙合的螺紋3111，在其下方還形成有在緊固圓螺母2時(shí)可容易地嵌入圓螺母2內(nèi)側(cè)的網(wǎng)目狀滾花3112。
在金屬制的塞夾持器33的上方外周部形成六角形331，且其前端外周部形成有螺紋332，通過(guò)它們將電熱塞3螺紋安裝到圖中未示出的發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋上的安裝孔中。
電流按下述方式流過(guò)該電熱塞。
電流由電池的陽(yáng)極通過(guò)熾熱板4從電極棒311的上端流入，在電極棒311內(nèi)由上方流至下方，通過(guò)發(fā)熱線313的內(nèi)部由套管315的前端流至套管315中的上部，流至金屬制的塞夾持器33，再通過(guò)其外周部的螺紋332流至發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋，最后流至機(jī)殼。
發(fā)熱體313電阻產(chǎn)生的焦耳熱按下述方式流動(dòng)。
通過(guò)氧化鎂由發(fā)熱體313傳遞至套管315，再由此將一部分向空中幅射，以加熱吸入的混合氣。通過(guò)這種方式可用電熱塞3加熱吸入的混合氣，提高起動(dòng)性能，從而可實(shí)現(xiàn)前述的目的。
圖3示出了為將該圓螺母2緊固在電熱塞3上用的原有的緊固裝置的主要部分，它和本發(fā)明所使用的裝置為同一類型裝置。
1示出了緊固裝置的主要部分，它具有其強(qiáng)度足以嵌入至圓螺母2外側(cè)側(cè)面的緊固刃11，在該緊固刃11中央附近形成有切口部111。該切口部111的大小，可根據(jù)向內(nèi)側(cè)擠壓圓螺母2的外周側(cè)面時(shí)形成的緊固余量的大小來(lái)選擇。使用兩個(gè)這種緊固裝置的主要部分1，按可夾住配置在電熱塞3上的圓螺母的方式，配置在圓螺母2的兩側(cè)的與圓螺母面等高的位置處，沿箭頭所示方向由兩側(cè)擠壓，使其彼此對(duì)頂，從而使緊固刃11的切口部111擠壓住圓螺母2的外側(cè)面，進(jìn)而僅在該擠壓的位置處產(chǎn)生內(nèi)部變形，使圓螺母的內(nèi)側(cè)嵌入電極棒311的網(wǎng)目狀滾花3112，從而實(shí)現(xiàn)緊固。
擠壓移動(dòng)緊固裝置主要部分1的機(jī)械，可采用公知的動(dòng)力裝置，如可采用機(jī)械式、液壓式、空氣式、電氣式、電磁式動(dòng)力裝置等等來(lái)實(shí)施。12示出了設(shè)在緊固裝置主要部分1內(nèi)的螺旋彈簧，在緊固完成后可利用該螺旋彈簧12的反作用力，使緊固裝置主要部分1返回至原始的非進(jìn)行緊固時(shí)的位置處。
圖4示出了用圖3的緊固裝置主要部分1進(jìn)行的緊固工序的平面圖。圖4(A)表示面向中央處的圓螺母2，沿箭頭方向擠壓緊固刃11而使其由兩側(cè)相互接近的階段，此時(shí)緊固刃11尚未與圓螺母2的外周側(cè)面相接觸。
在圖4(B)中，緊固刃11開(kāi)始與圓螺母2的外周側(cè)面相接觸。但是，緊固刃1彼此間尚未相互接觸，隨著緊固刃11由兩側(cè)進(jìn)一步靠近圓螺母2，而開(kāi)始了緊固過(guò)程。
在圖4(C)中，緊固刃11彼此完全接觸而停止前進(jìn)。這時(shí)，緊固刃11的切口部111的一部分(如圖中a所示)嵌入圓螺母2的外周側(cè)面。由于這一嵌入，將其附近的材料壓向圓螺母2的中心，最后使其內(nèi)側(cè)的材料嵌入至電極棒311的網(wǎng)狀滾花3112(參見(jiàn)圖2)處，將圓螺母2緊固地固定在電熱塞3上，而結(jié)束緊固。這樣，緊固刃切口部111的大小，應(yīng)根據(jù)緊固刃在相對(duì)對(duì)頂狀態(tài)時(shí)，需用緊固刃11的切口部111將位于對(duì)頂時(shí)中央部位的圓螺母2的外周側(cè)面擠壓入內(nèi)側(cè)的大小來(lái)選定。
對(duì)于這種原有的緊固方式，可使用的圓螺母2的外徑為7.5毫米，形成在電極棒311上的螺紋3111為M4，且它們是用鋁制的。然而，用外徑為7.5毫米的圓螺母2的墊座部狹小，放在電熱塞3的絕緣體32上時(shí)不易穩(wěn)定，往往會(huì)傾斜，因此在其上連接熾熱板時(shí)，與后者之間的接觸面積不足，會(huì)產(chǎn)生接觸不良，而使導(dǎo)通性能不好。
而且，在向發(fā)動(dòng)機(jī)上組裝時(shí)，需要向熾熱板4施加大于預(yù)定值的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行安裝，由于與外徑為7.5毫米的圓螺母2的接觸面積小，故往往會(huì)嵌入絕緣體32，甚至有損壞尼龍絕緣體32而進(jìn)入接頭內(nèi)部可能，使作為正極的圓螺母2和作為負(fù)極的金屬制的塞夾持器33間短接。
若不使用外徑為7.5毫米的圓螺母，而是使用外徑為8.5毫米的較大的圓螺母，從而擴(kuò)大墊座部而使其穩(wěn)定，確實(shí)可以消除作為上述缺點(diǎn)的對(duì)導(dǎo)通性能不良現(xiàn)象，且可以不使圓螺母2和金屬的塞夾持器33間短接。然而，將圓螺母的外徑由7.5毫米擴(kuò)大到8.5毫米，圓螺母的壁厚當(dāng)然也變厚了，所以用與原來(lái)相類似的鉚嵌余量，圓螺母2的外側(cè)變形將不能過(guò)渡到內(nèi)側(cè)，從而不能實(shí)施緊固。
若使圓螺母的鉚嵌余量比過(guò)去更大些，則一旦嵌入至圓螺母2，緊固刃11將難以再?gòu)膱A螺母2上拔下，往往發(fā)生種種事故。
特開(kāi)昭60-159519號(hào)公報(bào)公開(kāi)了一種用于解決上述問(wèn)題的發(fā)明。在該發(fā)明中使用的圓螺母2的形狀具有特殊形狀，且圓螺母2在沿螺母軸線方向的中央部外周處還設(shè)有環(huán)狀槽。這樣，由于將圓螺母2設(shè)置在電熱塞3的絕緣體32上時(shí)，圓螺母2的墊座部較大，故穩(wěn)定且不易傾斜，從而可與熾熱板4正確接觸，而消除了導(dǎo)通性能不良的現(xiàn)象。而且，由于增大了與絕緣體32的接觸面積，故即使用大于預(yù)定值的轉(zhuǎn)矩安裝熾熱板，也不會(huì)過(guò)多地嵌入絕緣體32，因此不會(huì)損壞絕緣體32，進(jìn)而不會(huì)使圓螺母2與金屬制的塞夾持器33短接。而且，由于在緊固時(shí)使用了環(huán)狀槽的壁薄部分，故用與原來(lái)相同的擠壓力，即可在圓螺母2內(nèi)側(cè)產(chǎn)生足夠的變形，用此不會(huì)產(chǎn)生嵌入圓螺紋的緊固刃拔不出來(lái)的麻煩。
然而，若采用上述的特開(kāi)昭60-159519號(hào)公報(bào)公開(kāi)的發(fā)明，由于所使用的圓螺母為特殊形狀，存在有費(fèi)工費(fèi)時(shí)等等缺點(diǎn)。
本發(fā)明就是要圓滿地解決上述問(wèn)題。即本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N可使用外徑為8.5毫米的圓螺母且不會(huì)產(chǎn)生嵌入圓螺母使緊固刃拔不出來(lái)的問(wèn)題的緊固裝置。因此，由于使用的是外徑為8.5毫米的圓螺母，不需要進(jìn)行由特開(kāi)昭60-159519號(hào)公報(bào)公開(kāi)的發(fā)明中的圓螺母的特殊加工，故成本低廉，且穩(wěn)定性良好，接觸面積大，所以如使用原有的緊固裝置那樣，不會(huì)在圓螺母和塞夾持器間產(chǎn)生短接。
而且，即使鉚嵌余量較大，也可在圓螺母內(nèi)側(cè)產(chǎn)生足夠的變形而實(shí)施緊固，與此同時(shí)，還可消除緊固刃拔不下來(lái)的現(xiàn)象。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明是在用兩枚緊固刃由兩側(cè)相對(duì)對(duì)頂以緊固設(shè)置在電熱塞上的圓螺母的電熱塞的螺母緊固裝置中，使該緊固裝置的緊固刃的刃尖比刃根部分厚，而呈倒錐形。具體地講，緊固刃的倒錐角度相對(duì)于水平面為2-10度左右。
而且，緊固刃的倒錐角度設(shè)在刃上下兩面中的至少一面上。而且，當(dāng)兩緊固刃呈相互對(duì)頂狀態(tài)時(shí)，在其對(duì)頂?shù)闹行牟课豢尚纬伤慕切位蛄切蔚木o固空間。


圖1為用緊固刃緊固放置在電熱塞絕緣體上的圓螺母的裝置的主要部分和所使用的緊固刃的剖面圖，其中(A)為原有的，(B)和(C)為本發(fā)明的緊固刃的剖面圖。
圖2為電熱塞的剖面圖和電連接的示意圖。
圖3為原有的圓螺母緊固裝置的主要部分的斜視圖。
圖4為用兩個(gè)緊固刃進(jìn)行緊固的工序說(shuō)明圖。
圖5為說(shuō)明擠壓棒產(chǎn)生的擠壓現(xiàn)象的示意圖。
圖6為說(shuō)明和過(guò)去相比，本發(fā)明的緊固刃可產(chǎn)生較大擠壓力的說(shuō)明圖。
圖7為說(shuō)明緊固刃的倒錐角度的說(shuō)明圖。
圖8為2個(gè)緊固刃形成的多角形緊固形狀。
下面參考圖1說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施形式。
圖1中的最上圖，示出了放置在電熱塞3的絕緣體32上的外徑為8.5毫米的圓螺母2，呈要用配置在兩側(cè)以擠壓該圓螺母2的兩個(gè)緊固刃11緊固狀態(tài)的主要部分的剖面圖。圖1(A)-(C)示出位于圖1中的電熱塞3中心線右側(cè)的圓螺母2和緊固刃11在緊固狀態(tài)時(shí)的剖面圖，在圖(A)中使用的是原有的緊固刃1，圖(B)和(C)中分別使用的是本發(fā)明的實(shí)施例1和2的緊固刃11。
圖1(A)中的原來(lái)形狀的緊固刃11的剖面為刃尖和刃根的寬度相同。即緊固刃11的上下面彼此平行(平行緊固刃)。當(dāng)使用這種平行緊固刃11時(shí)，若用較大的擠壓力緊固圓螺母2，則如上所述，嵌入至圓螺母2的刃11往往難以從圓螺母2上拔出。
若使用本發(fā)明實(shí)施例的其形狀如圖1(B)和(C)所示的緊固刃，可克服上述缺點(diǎn)。
即如圖1(B)和(C)所示的緊固刃11的形狀，由剖面圖可見(jiàn)，兩者的共同點(diǎn)在于它們均呈刃尖較粗、刃根較細(xì)的倒錐狀，兩者的不同點(diǎn)在于，圖1(B)中的上下兩面均為倒錐狀，而圖1(C)中僅一面(在圖中為上側(cè))為倒錐狀。
下面分析一下若用形狀如圖1(A)所示的緊固刃11難以從圓螺母2上拔下，而用形狀如圖1(B)和(C)所示的緊固刃11可從圓螺母2上拔下的理由。
若要使用外徑為8.5毫米的圓螺母的緊固強(qiáng)度與用外徑為7.5毫米時(shí)的相同，就要使緊固用對(duì)邊和圓螺母外徑的比(緊固用對(duì)邊/圓螺母外徑)大體相同。因此，比如說(shuō)若螺母的外徑為7.5毫米，對(duì)邊在6.4毫米以下，則外徑為8.5毫米時(shí)，對(duì)邊應(yīng)在7.0毫米以下。因此，緊固余量增大，而由于緊固余量的增大，會(huì)產(chǎn)生圖5所示的撓曲現(xiàn)象。
即一般說(shuō)來(lái)，若用圖5所示的活塞狀擠壓棒9沿箭頭方向擠壓某種材料8，其結(jié)果如下。
圖5(A)為擠壓棒9尚未接觸到材料8時(shí)的階段，而(B)為擠壓棒9接觸到材料8，開(kāi)始擠壓的階段。
如圖(C)所示，當(dāng)擠壓棒9繼續(xù)擠壓時(shí)，擠壓棒9將嵌入至材料8內(nèi)，同時(shí)材料8位于擠壓棒9附近的部分會(huì)沿箭頭所示方向(即向擠壓棒9側(cè))受到牽引，產(chǎn)生所謂撓曲現(xiàn)象。
隨后如圖(D)所示，當(dāng)擠壓棒9沿箭頭所示方向進(jìn)一步擠壓時(shí)，擠壓棒9將更深地嵌入材料8內(nèi)，且擠壓棒9附近的材料8的部分將會(huì)沿箭頭方向產(chǎn)生更大的撓曲。
使擠壓棒9呈活塞狀是為了能識(shí)別出上述的撓曲現(xiàn)象，若擠壓棒9不呈活塞狀，而是呈圓筒狀，由于不能產(chǎn)生撓曲，所以該撓曲力將原封不動(dòng)地轉(zhuǎn)換為壓向圓筒側(cè)面的強(qiáng)大壓力。其結(jié)果是，擠壓棒在材料的側(cè)面被壓著。
具體地講，若用呈圖1(A)、(B)、(C)所示形狀的緊固刃，作為這種圓筒狀擠壓棒的實(shí)例，所產(chǎn)生的相當(dāng)大的壓力如圖6所示。
在圖6中，(A)示出了使用原有形狀的平行緊固刃11(圖1(A)時(shí)的情況，(B)示出了使用尖端較細(xì)的錐形緊固刃(實(shí)施例子)時(shí)的情況，(C)和(D)示出了使用本發(fā)明第一和第二實(shí)施例的、尖端較粗的倒錐形緊固刃11(參圖1(B)和(C))的情況。
由圖6(A)中可見(jiàn)，當(dāng)使用原有形狀的平行緊固刃11時(shí)，與圖6(A)中陰影部分A、A的面積相對(duì)應(yīng)的較大的壓力，將壓在平行緊固刃11的上下兩面上。因此，當(dāng)隨后沿與箭頭所示方向相反的方向拔出平行緊固刃11時(shí)，由于在圓螺母2和刃11的上下面間作用有較大的壓力，從而使得平行緊固刃11難以由圓螺母2上拔下。
作為比較實(shí)驗(yàn)，采用圖6(B)所示的刃尖寬度較窄、刃根寬度較寬的錐形固刃11(錐形緊固刃)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。一般認(rèn)為，這樣呈槍狀的刃應(yīng)該容易拔出，可實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相反，它比圖6(A)所示的場(chǎng)合更難以拔出。其理由與上述相同，即壓力的大小如陰影部分B、B的面積所示，由于該陰影部分B、B的面積比圖(A)中的陰影部分A、A的面積大，所以會(huì)產(chǎn)生比圖6(A)中更大的壓力。因此，當(dāng)要沿向箭頭所示方向相反的方向拔出錐形緊固刃11時(shí)，由于和圖6(A)相比其壓力更大，故更難以將刃11由圓螺母2上拔出。
根據(jù)上述分析所得出的結(jié)論是，因本發(fā)明的緊固刃1的形狀如上述的圖1(B)和(C)所示。若使用如圖1(B)所示的倒錐形緊固刃11，在緊固后可方便地由圓螺母2上拔下，其理由同上。即如圖6(C)的陰影部分C、C的面積所示，基本上不會(huì)產(chǎn)生壓著力，所以當(dāng)隨后要沿向箭頭所示方向相反的方向拔出倒錐形緊固刃11時(shí)，該壓力基本為零，且由于圓螺母2的材料所具有的彈性，反而容易地拔回而基本不會(huì)產(chǎn)生大的摩擦力，所以可方便地將倒錐形緊固刃11由圓螺母2上拔下。
若使用如圖1所示的僅在一面呈倒錐形的緊固刃11時(shí)，壓著力基本上由圖6(D)中一側(cè)的陰影部分D產(chǎn)生，雖然和圖6(C)相比壓著力較大，但和原有的緊固刃相比僅為其一半左右，故相當(dāng)小，所以不難將緊固刃由圓螺母2上拔出。容易由同螺母2上拔下的理由與上述理由相同。
圖1(C)的倒錐形緊固刃和圖1(B)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于僅在一面上進(jìn)行倒錐形形成工序，所以該緊固刃易于制造。
在圖3的表示緊固裝置主要部分1的示意圖中，由緊固刃11的刃尖到刃根所引的實(shí)線a表示原有的上下平行的緊固刃，同圖中的虛線b表示本發(fā)明的形式為倒錐形的緊固刃。
種種實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，圖7所示的緊固刃11的倒錐形角度可在相對(duì)于水平面為2-10度內(nèi)選擇。其原因在于當(dāng)?shù)瑰F的角度小于2度時(shí)，它與原有的緊固刃非常接近，因此緊固刃拔不下來(lái)時(shí)的情況的發(fā)生比率較高，而當(dāng)?shù)瑰F角度超過(guò)10度時(shí)，會(huì)使緊固刃刃根的強(qiáng)度不足，易使緊固刃主體破損，進(jìn)而使刃的更換頻度較高。
圖8示出了通過(guò)兩緊固刃相互頂合而在位于頂合中心處的圓螺母外側(cè)面處形成的多邊形的空間。由此而在中心形成的形狀，可為四邊形或六邊形。
其原因在于，當(dāng)為圖8(A)所示的三角形時(shí)，因兩緊固刃的形狀彼此不同而不能替換，故需分別設(shè)計(jì)、制造和保管，且當(dāng)兩緊固刃相互頂合時(shí)，難以從三方同時(shí)接觸而緊固圓螺母，而且緊固位置少而緊固強(qiáng)度不足。在這兒，因緊固余量大，故圓螺母的上面和下面的變形較大，進(jìn)而可能導(dǎo)致導(dǎo)通不良、絕緣體破損。
若為五邊形或七邊形，則由于兩緊固刃的形狀彼此不同不能相互替換，故需分別設(shè)計(jì)、制造和保管，而且兩緊固刃相互頂合時(shí)難以從五方同時(shí)接觸而緊固圓螺母。當(dāng)形狀為八邊形以上的形狀時(shí)，如圖8(D)所示的緊固余量較小，故會(huì)使緊固強(qiáng)度不足。
在上述實(shí)施例中，一直是用圓螺母為例進(jìn)行說(shuō)明的，但本申請(qǐng)并不僅限于圓螺母，顯然，本發(fā)明也適應(yīng)于其它形狀的、諸如鼓形螺母等等的螺母。
若采用如上所述的本發(fā)明，由于緊固刃的剖面呈刃尖比刃根厚的倒錐形狀，所以使用接觸面穩(wěn)定性良好的外徑為8.5毫米的螺母時(shí)，嵌入在螺母中的緊固刃也不會(huì)產(chǎn)生拔不下來(lái)的現(xiàn)象。在這兒使用的是外徑為8.5毫米的螺母，但對(duì)于更大外徑的螺母同樣可適用本發(fā)明。若使用較硬的硬質(zhì)材料作放置螺母的絕緣體32，而使螺母不至于產(chǎn)生傾斜的麻煩的話，當(dāng)然也可以使用外徑小于8，5毫米的螺母，即使在這種場(chǎng)合，本發(fā)明緊固裝置也能比原有的緊固裝置和特開(kāi)昭60-159519號(hào)所披露的發(fā)明發(fā)揮出更好的效果。
這樣，其有效利用率可由原來(lái)的90％大幅度地躍為99.9％。
權(quán)利要求
1.一種用緊固刃從兩側(cè)將放置在電熱塞上的螺母相互對(duì)頂緊固的電熱塞螺母緊固裝置，其特征在于該緊固裝置的緊固刃的厚度呈刃尖比刃根厚的倒錐形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的電熱塞用螺母緊固裝置，其特征在于前述緊固刃的倒錐角度相對(duì)于水平面為2-10度左右。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電熱塞用螺母緊固裝置，其特征在于至少在刃的上下兩面中的一側(cè)設(shè)置前述的緊固刃的倒錐角度。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的電熱塞用螺母緊固裝置，其特征在于相互頂合時(shí)，緊固刃在位于該頂合中心處的螺母外側(cè)面處形成進(jìn)行四邊形或六邊形緊固用的空間。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可使用外徑為8.5毫米的圓螺母，而嵌入圓螺母的緊固刃不會(huì)產(chǎn)生拔不出來(lái)的現(xiàn)象的緊固裝置。該緊固裝置的緊固刃呈刃尖比刃根厚的倒錐形狀。具體地講，緊固刃的倒錐角度相對(duì)于水平面為2-10度左右。
文檔編號(hào)F16B37/04GK1165244SQ9611075
公開(kāi)日1997年11月19日 申請(qǐng)日期1996年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月14日
發(fā)明者大嘉司 申請(qǐng)人:日本特殊陶業(yè)株式會(huì)社