接地螺母 |
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| 申请号 | CN201380060997.3 | 申请日 | 2013-03-21 | 公开(公告)号 | CN104968950A | 公开(公告)日 | 2015-10-07 |
| 申请人 | 岩田螺丝株式会社; | 发明人 | 铃木喜英; 田阪贤太; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种紧固 力 大且能够可靠地与 螺栓 导通的接地 螺母 。接地螺母(11)包括与螺栓 啮合 的螺孔(22)，在该螺栓中以 螺距 P形成有 螺纹 ，在螺孔(22)中设置的所有螺纹(21)中，螺纹(21)的螺距Pn大于螺栓螺纹的螺距P，并且螺纹(21)的 角 度θ形成为大于60度，在螺孔(22)的轴向部分设置有轴向延伸的切口(25)，并且螺纹(21)面向切口(25)的端面形成切削刃(26)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种接地螺母，包括：与螺栓啮合的螺孔，在所述螺栓中以螺距P形成有螺纹，其中，在所述螺孔中设置的所有螺纹中，所述螺纹的螺距Pn大于所述螺栓的螺纹的螺距P，并且所述螺纹的角度θ形成为大于60度，并且 |
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| 说明书全文 | 接地螺母技术领域背景技术[0002] 专利文献1公开了一种已知的包括变形部的接地螺母，在该变形部中，螺纹部的一部分通过外力而在直径上减小。在接地螺母中，变形部在与螺栓咬合时从螺栓上剥去涂膜，从而在接地螺母和螺栓之间实现导通状态。 [0003] 专利文献 [0004] 专利文献1：日本特开2004-36682号公报 [0005] 然而，在这种接地螺母中，变形部仅部分地设置在螺纹部中。因此，不能确保螺纹部在除了变形部之外的部分与螺栓相接触，从而导致与螺栓较差的紧固力。 [0006] 变形部通过在螺纹部的侧表面上施加外力，从而使直径减小来形成。因此，变形部可能具有不规则的形状。相应地，存在如下担心：在变形部和螺栓之间的导通状态中出现波动，从而导致接地螺母的接地性能不规则。 发明内容[0007] 在此，本发明提供了一种接地螺母，在该接地螺母中，紧固力非常大，并且能够可靠地实现相对于螺栓的导通状态。 [0008] 根据本发明能够解决上述问题的接地螺母包括与螺栓啮合的螺孔，在该螺栓中以螺距P形成有螺纹。在螺孔中设置的所有螺纹中，螺纹的螺距Pn大于螺栓的螺纹的螺距P，并且螺纹的角度θ[度]形成为大于60度。在螺孔的轴向部分中，设置有轴向延伸的切口，并且螺纹面向切口的端面形成切削刃。 [0009] 在根据本发明的接地螺母中，当使用螺栓的螺纹的螺距P将螺纹的螺距Pn表示为Pn＝P+α时，α优选满足0<α<0.1×P。 [0010] 在根据本发明的接地螺母中，当螺纹的角度θ表示为θ＝60+β时，β优选满足0≤β≤10。 [0012] 在根据本发明的接地螺母中，切口优选被设置在轴向的至少一侧上。 [0013] 在根据本发明的接地螺母中，切口优选被设置在螺栓的插入侧上。 [0014] 在根据本发明的接地螺母中，切口优选被设置在轴向的两侧上。 [0015] 在根据本发明的接地螺母中，接地螺母优选是盖螺母。 [0016] 在根据本发明的接地螺母中，优选设置有填充螺栓和螺孔之间的间隙的密封材料。 [0018] 图1是根据实施方式的接地螺母的俯视图。 [0019] 图2是沿图1中的线II-II的截面图。 [0020] 图3是接地螺母和螺栓的啮合位置的截面图。 [0021] 图4是紧固位置的截面图，示出了由接地螺母和螺栓安装电子元件的安装状态的实例。 [0022] 图5是示出了在紧固位置的紧固扭矩和电阻值之间关系的曲线图。 [0023] 图6是根据参考例的螺栓的截面图。 [0024] 图7是例示了接地螺母的压造步骤的截面图。 [0025] 图8是根据变形例的接地螺母的截面图。 具体实施方式[0026] 下面，将参考附图描述接地螺母的实施方式的实例。 [0027] 图1是根据本实施方式的接地螺母的俯视图。 [0028] 图2是沿图1中的线II-II的截面图。图3是接地螺母和螺栓的啮合位置的截面图。 [0029] 如图1和图2所示，根据本实施方式的接地螺母11具有头部12和设置在头部12的下部的座部13。 [0031] 如图1所示，例如，形成的接地螺母11的头部12在平面图上具有六边形，允许诸如扳手的工具与其啮合。座部13形成为在平面图上具有圆盘形，在外周侧上比头部12更向外突出。如图2所示，在头部12中，倒角部14形成于顶部表面12a的边缘部，该顶部表面12a是与座部13相对侧上的表面。座部13具有环状形成于座表面13a上的向下突出的座表面突出部15，该座表面13a是与头部12相对侧上的表面。 [0032] 在接地螺母11中，具有螺纹21的螺孔22形成在它的中央。如图3所示，具有螺纹部32的螺栓33能够啮合螺孔22，在螺纹部32中以螺距P形成有螺纹31。在这种情况中，螺栓33的螺纹部32从座部13侧的插入侧被拧入螺孔22中。 [0033] 在设置在接地螺母11的螺孔22中的所有螺纹21中，螺距Pn形成为大于螺栓33的螺纹部32的螺纹31的螺距P。使用螺栓33的螺纹部32的螺纹31的螺距P，将接地螺母11的螺纹21的螺距Pn表示为下式(1)。 [0034] Pn＝P+α...(1) [0035] 式(1)中的α是满足下式(2)的值。 [0036] 0<α<0.1×P...(2) [0037] 对于螺距P的特定测量，例如，如果接地螺母11和螺栓33是JIS(日本工业标准)的M6，则P＝1.0[mm]。在JIS的M8的情况中，P＝1.25[mm]。 [0038] 如图3所示，接地螺母11形成为螺纹21的角度θ[度]大于60度(θ>60)。换句话说，接地螺母11的螺纹21的角度θ表示为下式(3)。 [0039] θ＝60+β...(3) [0040] 式(3)中的β是满足下式(4)的值。 [0041] 0≤β≤10...(4) [0042] 在JIS中，螺栓和螺母的螺纹角度是60度。 [0043] 如图2所示，在根据本实施方式的接地螺母11中，轴向延伸的切口25被设置在螺孔22的多个部分中。切口25总共形成在六个位置处，即：螺栓33在螺孔22轴向上的两侧(诸如插入侧(图2中的下部)和与插入侧相对一侧的反插入侧(图2中的上部))的两个位置，及在周向上隔开设置的三个位置(参考图1)。切口25的数量不限制于本实例，并且因此可以形成任意数量的切口。 [0044] 螺纹21面向切口25的端面形成切削刃26，切削刃26能够从螺栓33上剥去涂膜。 [0045] 在具有上述配置的接地螺母11中，将螺栓33的螺纹部32拧入螺孔22中，并且因此将接地螺母11和螺栓33拧在一起。 [0046] 在此，在根据本实施方式的接地螺母11中，螺纹21的螺距Pn比螺栓33的螺纹31的螺距P大出规定尺寸α，，即(Pn＝P+α)。然后，当接地螺母11和螺栓33彼此啮合时，在遍及螺孔22及其螺纹部32的轴向上，累积螺纹21和螺纹31的螺距之间的差(Pn-P＝α)。 [0047] 累积的螺距作用于螺孔22和螺纹部32在轴向的啮合部上，从而生成高压接触部T，在该高压接触部T中，螺栓33的螺纹31和接地螺母11的螺纹21在其轴向两侧上以高压彼此接触。相应地，如果将螺栓33的螺纹部32拧入接地螺母11的螺孔22中，则可通过高压接触部T生成显著的紧固力和最常作用的扭矩。 [0048] 在接地螺母11中，切口25被设置在螺孔22中的轴向两侧上，并且螺纹21面向切口25的截面是切削刃26。当拧入螺栓33的螺纹部32时，如上所述，在接地螺母11的螺孔22和螺栓33的螺纹部32的啮合部的轴向两侧上生成高压接触部T。而且，切削刃26侵入到螺栓33的螺纹部32的螺纹31上。在这种状态中，如果将螺栓33的螺纹部32进一步拧入接地螺母11的螺孔22中，则切削刃26从螺栓33上剥去涂膜。以这种方式，因为剥去了螺栓33的涂膜，所以接地螺母11和螺栓33能够可靠地处于导通状态。 [0049] 即使切口25形成在螺孔22中，但切口25被部分地设置在螺孔22中的轴向两侧上，并且因此与切口25被设置为轴向刺入的情况相比，不会损害接地螺母11的强度。 [0050] 当从螺栓33上剥去涂膜时，涂膜的切屑聚集在切口25中。相应地，从涂膜上剥去的切屑侵入到接地螺母11的螺纹21和螺栓33的螺纹31之间的间隙上，从而防止损坏接地螺母11的螺孔22和螺栓33的螺纹部32。 [0051] 在根据实施方式的接地螺母11中，切口25被设置在轴向两侧上。相应地，在螺栓33的插入侧上，切削刃26能够从螺栓33上剥去在逆前进侧的侧翼表面上的涂膜，并且在螺栓33的反插入侧上，切削刃26能够从螺栓33上剥去在前进侧的侧翼表面上的涂膜。相应地，能够进一步剥去在侧翼表面两侧上的涂膜，因此，能够可靠地确保接地螺母11和螺栓 33之间的导通状态。 [0052] 如果螺栓33啮合接地螺母11，则剥去螺栓33的螺纹31的涂膜，从而暴露它的金属层。因此，在根据本实施方式的接地螺母11中，填充接地螺母11的螺孔22和螺栓33的螺纹部32之间的间隙的密封材料43(例如橡胶或树脂)被设置在与螺栓33的插入侧相对的一侧上。因为密封材料43填充接地螺母11的螺孔22和螺栓33的螺纹部32之间的间隙，因此可防止水通过间隙渗透，并且可通过保护涂膜被剥去而暴露金属的部分来防止生锈。 [0053] 下面，将描述关于使用根据本实施方式的接地螺母11将电子元件安装于车身而进行接地的情况。 [0054] 图4是紧固位置的截面图，示出了由接地螺母和螺栓安装电子元件的安装状态的实例。 [0055] 如图4所示，为了使电子元件的安装件41安装于车身42，其中该车身42是要被安装的元件，而将安装件41叠加在车身42的安装位置上，从而使安装件41的安装孔41a和车身42的安装孔42a彼此相通。然后，穿过彼此相通的安装孔41a和安装孔42a插入螺栓33，并且将螺栓33的螺纹部32拧入接地螺母11的螺孔22中，以便与其啮合。 [0056] 以这样的方式，因为螺栓33啮合接地螺母11，因此可将安装件41紧固且安装至车身42。 [0057] 然后，当螺栓33啮合接地螺母11时，接地螺母11的切削刃26从螺栓33上剥去螺纹31的涂膜，从而实现接地螺母11和螺栓33之间的导通状态。当通过接地螺母11和螺栓33将安装件41紧固至车身42时，接地螺母11的座表面13a的座表面突出部15侵入到安装件41的表面上。相应地，剥去被设置在安装件41的表面上的涂膜，从而实现安装件41和接地螺母11之间的有利的导通状态。 [0058] 因为螺栓33啮合接地螺母11，因此累积遍及整个螺纹部的螺距的偏差(Pn-P＝α)，其中它们的螺纹21和螺纹31彼此咬合。而且，在螺孔22和螺纹部32的啮合部的轴向两侧上，螺栓33的螺纹31和接地螺母11的螺纹21在高压下彼此接触。换句话说，在螺孔22和螺纹部32的啮合位置生成高压接触部T，并且在高压接触部T中生成显著的紧固力和最常作用的扭矩。因此，确保了安装件41和车身42之间可靠的导通状态，而且不会损害安装件41和车身42的紧固强度。 [0059] 如果接地螺母11与螺栓啮合，直至接地螺母11的座表面13a与安装件41相接触，则设置在接地螺母11的座表面13a上的座表面突出部15与安装件41相接触。然后，座表面突出部15剥去设置在安装件41中的涂膜，从而确保接地螺母11和安装件41之间的导通状态。 [0060] 在本实施方式中，在座表面34上形成有与接地螺母11的座表面突出部15类似的突出部，座表面34是螺栓33的头部33a在车身42侧上的表面。当紧固螺栓33时，突出部侵入到车身42的表面上，从而从车身42的表面上剥去涂膜。相应地，在车身42和螺栓33之间实现导通状态。此外，可以通过焊接等将螺栓33的头部33a预先固定至车身42，以便实现导通状态。 [0061] 相应地，安装件41通过导通回路C处于导通状态，该导通回路C经由接地螺母11和螺栓33被连接至车身42。因此，能够在具有安装件41的电子元件和车身42之间确保有利的导通状态。 [0062] 如上所述，根据本实施方式的接地螺母11，螺纹21的螺距偏离要被啮合的螺栓33的螺纹31，并且螺纹21的角度大于螺栓33的螺纹31的角度。相应地，能够获取其中螺纹21和螺纹31在高接触压力下彼此相接触的高压接触部T，并且因此能够实施显著的紧固力。因为切口25部分地形成在螺孔22的轴向两侧上，因此不会损害螺纹21的强度。 [0063] 螺纹21面向切口25的端面形成为切削刃26，并且螺纹21的螺距偏离要被啮合的螺栓33。相应地，能够从螺栓33上可靠地剥去涂膜，并且因此能够可靠地确保与螺栓33的导通状态。 [0064] 以这样的方式，可提供一种接地螺母11，在该接地螺母11中，紧固力非常大，并且能够可靠地实现与螺栓33的导通状态。 [0065] 尤其是，根据本实施方式的接地螺母11，螺纹21形成为在使用螺栓33的螺纹31的螺距P将螺纹21的螺距Pn表示为Pn＝P+α时，使α满足0<α<0.1×P。相应地，当使用接地螺母11时，能够可靠地确保与螺栓33的导通状态，且不会损害紧固强度。 [0066] 通过实验获得α的条件。在实验中，当α偏离其范围时，与螺栓33的紧固力变得极弱，或不能确保与螺栓33的导通状态。α的条件优选为0.005×P≤α≤0.08×P，并且更优选为0.01×P≤α≤0.05×P。当α在其范围内时，诸如紧固强度和导通状态的特性变得更加稳定。 [0067] 螺纹21形成为在螺纹21的角度θ[度]表示为60+β时，使β满足0≤β≤10。相应地，当使用接地螺母11时，可有利地从螺栓33上剥去螺纹31的涂膜。 [0068] 在此，当β大于10度时，螺栓33的螺纹31在紧固过程中被磨损。因为当β极小时，不可能从螺栓33上剥去螺纹31的涂膜，因此β的条件优选为2.5≤β≤5，并且更优选为3≤β≤4。当β在其范围内时，即使重复多次螺栓33的安装和分离，也能够获取稳定的最常作用的扭矩。当螺栓33的螺纹31的涂膜坚硬时，优选设置较大的β。 [0069] 在能够获取在螺孔22的轴向两侧上螺纹21和螺纹31牢固地彼此接触的高压接触部T的本实施方式的接地螺母11中，切削刃26被设置在该螺孔22的两侧上。因此，切削刃26可有效地从螺栓33上剥去螺纹31的涂膜。因此，切削刃26能够有效地从螺栓33上剥去螺纹31的涂膜。以这样的方式，如果切口25被设置在螺孔22的轴向两侧上，则能够剥去在两个表面，即螺栓33在前进侧的侧翼表面及其逆前进侧的侧翼表面上的涂膜，并且因此能够可靠地实现导通状态。 [0070] 在本实施方式中，切口25形成于螺孔22的轴向两侧上。但是，只要切口25被设置在螺孔22的轴向至少一侧上，就是可接受的。另外，在这种情况中，可通过其中螺纹21和螺纹31彼此牢固地接触的高压接触部T，从啮合的螺栓33上剥去螺纹31的涂膜。 [0071] 尤其是，如果切口25被设置在螺孔22中的螺栓33的插入侧上，则在螺栓33的插入侧上实现与螺栓33的导通状态。因此，能够缩短相对于螺栓33的导通回路C，并且因此可降低电阻值。 [0072] 与上面所述的根据本实施方式的接地螺母11不同，可以考虑通过在安装至车身侧上的焊接螺栓中形成切口，而在紧固过程中实现导通状态。但是，在这种情况中，如果切口形成于焊接螺栓中，则使强度降低，因此需要准备两种类型的螺栓，即接地螺栓和紧固螺栓，从而在区别接地螺母和紧固螺栓的同时安装至车身上使作业效率变差。因此，如本实施方式一样，如果使用设置有切口25的接地螺母11，则可采用单一类型的多用途焊接螺栓，从而是优选的。 [0073] 下面，将描述紧固扭矩和电阻值之间的关系。 [0074] 图5是示出了在紧固位置的紧固扭矩和电阻值之间关系的曲线图。图6是根据参考例的螺栓的截面图。在图5中，折线L1示出了在使用专利文献1中公开的接地螺母时，紧固扭矩和电阻值之间的关系；折线L2示出了在使用参考例的螺栓时，紧固扭矩和电阻值之间的关系；并且，折线L3示出了在使用本实施方式的接地螺母11时，紧固扭矩和电阻值之间的关系。 [0075] 在其中通过变形部剥去了螺栓涂膜的接地螺母(专利文献1中公开的接地螺母)中，紧固力仅作用在辐射方向上向内突出的变形部中，并且直至螺栓达到变形部才能实现导通状态(参考图5中由L1所示的折线)，其中该变形部通过向螺纹部施加外力而直径减小。 [0076] 换句话说，接地螺母不可能在变形部之外与螺栓相接触，并且因此难以产生显著的紧固力。因此，为了需要显著紧固力的目的而不能利用该接地螺母。因为螺纹难以与螺栓的涂膜磨损的位置接触，因此难以获取有利的导通状态。 [0077] 如图6所示，在其中与接地螺母11的座表面突出部15类似的突出部35形成于头部33a的座表面34上的参考例的螺栓33S中，除非螺栓33S被拧紧且插入到螺母至一定程度，否则座表面34的突出部35不与要被安装的元件表面上的涂膜接触，并且因此不能剥去涂膜。 [0078] 因此，在这样的螺栓33S中，因为除非紧固扭矩具有一定程度的显著区域，否则不能实现导通状态，因此不降低电阻值(参考由图5中的L2所示的折线)。因此，当期望在小紧固扭矩使用螺栓时，不能利用具有这种配置的螺栓33S。当紧固不足时，有可能不能实现导通状态。 [0079] 相比之下，在根据本实施方式的接地螺母11中，当开始生成紧固扭矩时，螺纹21和螺纹31彼此接触以便开始从螺栓33上剥去螺纹31的涂膜，因此能够在低紧固扭矩处实现有利的导通状态(参考由图5中的L3所示的折线)。因此，在根据本实施方式的接地螺母11中，即使紧固扭矩出现波动，也可实现有利的导通状态。例如，甚至由于其自身的低强度而不得不在低紧固扭矩使用接地螺母11时，也可预期可靠的导通状态。 [0080] 如上所述，因为当紧固扭矩作用于接地螺母11时，确保了与螺栓33的导通状态，因此不需要将接地螺母11放置在螺栓33的底部。换句话说，与参考例的螺栓33S相比，即使接触长度比螺栓33的螺纹部32短，也能够可靠地确保导通状态。 [0081] 下面，将描述制造本实施方式的接地螺母11的方法。 [0082] 图7是例示了接地螺母的压造步骤的截面图。 [0083] 首先，将作为接地螺母11的材料的金属线材切割成一定长度，从而获得中间体(切割步骤)。 [0084] 随后，轴向挤压由具有预定长度的线材形成的中间体，从而使中间体成型为螺母形状(压造步骤)。在压造步骤中，如图7所示，使用具有螺母成型凹部51的第一模具52和具有切口形成突出部53的第二模具54。具体地，将中间体50插入到第一模具52的螺母成型凹部51中，并且将第二模具54压在第一模具52上，从而进行压造。然后，螺母成型凹部51使中间体50的外形显示为具有头部12和座部13的接地螺母11的形状。孔部50a形成在中央，并且切口25形成在孔部50a的轴向端部。 [0085] 之后，通过使用丝锥刻螺纹，使具有螺纹21的螺孔22形成在中间体50的孔部50a的内周面上，从而完成接地螺母11(刻螺纹步骤)。 [0086] 与上面所述的根据实施方式的接地螺母11不同，可以考虑在螺栓中形成切口，该切口用于磨损螺母的螺纹的涂层表面。为了制造具有这样的切口的螺栓，典型地是轴向挤压线材以便形成切口，并且将设置有螺纹的辊压模具压在由形成有切口的线材形成的螺栓的中间体的表面上，从而获得具有螺纹部的螺栓，在该螺纹部中形成有螺纹。但是，如果以这样的方式制造具有切口的螺栓，则螺纹面向切口的端面会变钝，并且因此不会形成锋利的切削刃。 [0087] 相比之下，根据本实施方式的接地螺母11，因为在形成切口25之后通过使用丝锥形成螺纹21，因此螺纹21面向切口25的截面变得锋利。在这种情况中，如果切削丝锥用作丝锥，则可更加锋利地形成螺纹21面向切口25的截面。因此，通过由螺纹21的锋利截面形成的切削刃26，能够可靠地从螺栓上剥去涂膜。另外，如果准备配置为具有上述第一模具52和形成切口25的第二模具54的压造模具，则能够通过施用现有的制造螺母的方法和设施来制造接地螺母11，因此，能够以极低的成本提供接地螺母11。 [0088] 在上述实施方式中，例示给出了具有垂直刺入的螺孔22的接地螺母11的描述。但是，接地螺母11的形状并不限制于此。 [0089] 图8是根据变形例的接地螺母的截面图。 [0090] 图8示出了配置为具有盖螺母的接地螺母11A，该盖螺母覆盖有盖部11a，该盖部11a的与螺栓插入侧相对的一侧具有半球形。另外，在接地螺母11A的情况中，对于设置在螺孔22中的整个螺纹21，螺纹21的螺距Pn大于螺栓33的螺纹31的螺距P，并且螺纹21的角度θ形成为大于60度。另外，在接地螺母11A中，切口25形成于螺孔22的轴向两侧上，并且螺纹21面向切口25的截面是锋利的切削刃26。 [0091] 而且，同样在接地螺母11A的情况中，可通过设置切口25以便形成切削刃26并且使螺纹21的螺距偏离要啮合的螺栓33，而从螺栓33上可靠地剥去涂膜。相应地，能够可靠地确保与螺栓33的导通状态。 [0092] 通过螺纹21相对于要啮合的螺栓33的螺距偏离且螺纹21的角度大于螺栓33的螺纹的角度，也可获取螺纹21和螺纹31之间的接触力变大的高压接触部T，从而能够作用显著的紧固力。因为切口25部分地形成在螺孔22的轴向两侧上，因此不会损害螺纹21的强度。 [0093] 以这样的方式，可提供一种接地螺母11A，在该接地螺母11A中，紧固力非常大，并且能够可靠地实现与螺栓33的导通状态。 [0094] 尤其是，在接地螺母11A中，与螺栓33的插入侧相对的一侧覆盖有盖部11a。相应地，可防止水从与螺栓33的插入侧相对的一侧渗入到螺孔22与螺栓33的螺纹部32的啮合位置。因此，可使盖部11a保护通过切削刃26剥去涂膜以暴露金属的部分，从而防止生锈。 [0095] 在前述的实施方式中，描述了关于螺栓33啮合接地螺母11和接地螺母11A的螺孔22时，通过切削刃26从螺栓33上剥去螺纹31的涂膜的情况的实例。但是，除了涂膜之外，接地螺母11和接地螺母11A的切削刃26还能够消除螺栓33的螺纹31上的附着物。例如，存在在螺栓紧固作业的周围进行溅射焊接时，溅射材料偶然附着至螺栓或螺母。同样在这种情况中，根据上述的接地螺母11和接地螺母11A，切削刃26还能够通过与螺栓33啮合来消除附着的溅射材料。 [0096] 本申请基于2012年11月22日递交的日本专利申请(日本专利申请号2012-256373)，并且该日本专利申请的内容通过引用并入本文中。 [0097] 工业实用性 [0098] 根据本发明，可提供一种接地螺母，在该接地螺母中，紧固力非常大，并且相对于螺栓能够可靠地实现导通状态。 [0099] 符号说明 [0100] 11、11A：接地螺母；21、31：螺纹；22：螺孔；25：开口；26：切削刃；33：螺栓；43：密封材料；P、Pn：螺距。 |
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