排泄塞及其制造方法与流程

本发明涉及排泄塞及其制造方法。

背景技术：

排泄塞用于排出容纳在发动机、变速器等的壳体中的流体，诸如油。排泄塞具有大致圆柱形主体和头部，头部被形成在该主体的后端处并且用来驱动排泄塞转动。排泄塞的主体具有外螺纹，该外螺纹被构造成连结到设置在壳体中的排泄孔的内螺纹。

当旋松排泄塞并将其从排泄孔移除时，一旦将主体的前端部从排泄孔分离，流体就以高流量从壳体排出。期望限制该流体的流量，从而防止流体附着到周围部件。日本专利申请公报no.2006-138437(jp2006-138437a)公开了一种排泄塞，该排泄塞设置有切割表面，该切割表面位于排泄塞的主体的横向侧上，并且在轴向方向上沿着主体的整个长度延伸。在排泄塞固定在排泄孔中的状态下，该切割表面在排泄孔和排泄塞的主体之间形成间隙，该间隙通向壳体的内部区域。

在日本专利申请公报no.11-173133(jp11-173133a)中公开的排泄塞设有油导入通道和油排出通道，该油导入通道沿着主体的轴线延伸，该油排出通道从该油导入通道在径向方向上延伸并且在主体的外周表面中开口。

在日本已审查实用新型申请公报no.54-44827(jp54-44827y)和日本已审查实用新型申请公报no.46-2006(jp46-2006y)中公开的排泄塞设有液体引导凹槽，该液体引导凹槽在主体的侧表面中开口。该液体引导凹槽在包括主体的中心轴线的区域中在轴向方向上延伸。

技术实现要素：

设有沿着主体的整个长度的切割表面，一旦排泄塞开始旋松，jp2006-138437a的排泄塞就允许排出大量流体，因此不能充分地限制流量。

利用垂直于主体的外周表面开口的油排出通道，一旦排出通道从排泄孔暴露，jp11-173133a的排泄塞就允许排出大量的流体，因此不能充分限制流量。此外，油排出通道的开口边缘形成在主体的外螺纹中，使得该开口边缘在安装到排泄孔中期间可能损坏排泄孔的内螺纹。

jp54-44827y没有指定排泄塞的液体引导凹槽的底部的形状。在jp46-2006y的排泄塞中，最靠近头部定位的液体引导凹槽的底部的一部分垂直于主体的外螺纹延伸。因此，一旦液体引导凹槽从排泄孔暴露，该排泄塞就允许大量的流体排出，因此不能充分地限制流量。而且，液体引导凹槽的开口边缘形成在主体的外螺纹中，使得该开口边缘可能在安装到排泄孔中期间损坏排泄孔的内螺纹。

本发明提供了一种排泄塞以及该排泄塞的制造方法，该排泄塞允许在旋松该排泄塞时精确地控制将被排出的流体的量。

本发明的第一方面是一种排泄塞。该排泄塞被构造成螺纹结合到排泄孔的内螺纹中，所述排泄孔被设置在容纳流体的壳体中。排泄塞包括主体，所述主体具有全螺纹区域和部分螺纹区域。全螺纹区域被设置在主体的基端侧上。全螺纹区域是外螺纹的脊部沿着主体的外周表面的整个周边设置的区域。部分螺纹区域被设置在主体的前端侧上。部分螺纹区域是包括外螺纹和至少一个切除部使得外螺纹的脊部存在于外周表面的在周向方向上的仅一部分中的区域。外螺纹被构造成螺纹结合到内螺纹中。所述至少一个切除部从主体的前端沿着主体的在轴向方向上的一部分延伸并且沿着主体的在周向方向上的一部分延伸。从主体的中心轴线到全螺纹区域的脊部的距离与从中心轴线到部分螺纹区域的脊部的距离彼此相等。从中心轴线到切除部的距离比从中心轴线到外螺纹的脊部的距离短。切除部包括第一部分和第二部分。第一部分从主体的前端在与主体的轴向方向平行的方向上延伸。第二部分从第一部分在朝向主体的基端的方向上延伸。第二部分具有倾斜表面，该倾斜表面倾斜成使得距主体的中心轴线的距离随着到主体的基端的距离减小而增大。该倾斜表面被连接到全螺纹区域。

利用这种构造，切除部的第二部分具有倾斜表面，该倾斜表面倾斜成使得距主体的中心轴线的距离随着到主体的基端的距离减小而增大，并且该倾斜表面被连接到全螺纹区域。因此，能够根据排泄塞的旋松量精确地控制在排泄孔与主体之间形成的开口面积。结果，能够精确地控制要排出的流体的量。

与如果整个切除部构成相对于主体的轴向方向倾斜的单个表面相比，包括第一部分和第二部分的切除部允许相对于转动排泄塞以旋松的次数对开口面积进行大的调节量。因此，能够快速地调节流量。

在上述排泄塞中，切除部可以具有通过锻造要构成主体的圆柱形基材而产生的形状。在该情形中，能够通过锻造基材来形成切除部，使得能够通过短时间的加工来制造排泄塞。

在上述排泄塞中，第一部分和第二部分中的至少一个可以是平坦的。

在上述排泄塞中，当排泄孔的边沿和第二部分彼此相交时，第一开口的开口面积可以小于第二开口的开口面积。第一开口可以由边沿和在第二部分与由所述边沿限定的假想平面之间的交线限定。第二开口可以由所述边沿和第二部分的边缘限定。在该情形中，根据排泄塞的旋松量，流体通道的有效横截面积不仅在周向方向和轴向方向上变化而且还在排泄塞的径向方向上变化。因此，能够通过第二部分精确地控制要排出的流体的量。

在上述排泄塞中，切除部可以设有凹部，该凹部在切除部的正视图中具有比切除部小的宽度。除了主体的前端部之外的凹部的轮廓可以位于切除部的轮廓内侧。在该情形中，虽然需要复杂的加工来形成凹部，但是凹部的开口边缘不是形成在外螺纹中，而是形成在从外螺纹朝向主体的中心轴线退避的位置处。因此，在将排泄塞安装到排泄孔中期间，凹部的该开口边缘不触碰排泄孔的内螺纹。因此，能够防止由凹部的开口边缘引起的排泄孔的内螺纹的损坏。

在上述排泄塞中，主体可以具有轴向孔和径向孔。轴向孔可以从主体的前端部在主体的轴向方向上延伸。径向孔可以在切除部内侧开口，并且被连接到轴向孔。在该情形中，虽然需要复杂的加工来形成轴向孔和径向孔，但是径向孔的开口边缘不是形成在外螺纹中，而是形成在从外螺纹朝向主体的中心轴线退避的位置处。因此，在将排泄塞安装到排泄孔中期间，径向孔的该开口边缘不触碰排泄孔的内螺纹。因此，能够防止由径向孔的开口边缘引起的排泄孔的内螺纹的损坏。

本发明的第二方面是一种排泄塞的制造方法。该制造方法包括：通过锻造而在排泄塞的圆柱形主体中形成至少一个切除部，使得所述至少一个切除部从主体的前端沿着主体的在轴向方向上的一部分延伸并且沿着主体的在周向方向上的一部分延伸；以及在主体的外周表面上形成外螺纹。切除部被形成为具有第一部分和第二部分。第一部分从主体的前端在与主体的轴向方向平行的方向上延伸。第二部分从第一部分在朝主体的基端的方向上延伸。第二部分具有倾斜表面，该倾斜表面倾斜成使得距主体的中心轴线的距离随着到主体的基端的距离减小而增大。全螺纹区域形成在主体的基端侧上，在所述全螺纹区域中，外螺纹的脊部沿着主体的整个周边存在。部分螺纹区域形成在主体的前端侧上，在所述部分螺纹区域中，外螺纹的脊部存在于主体的在周向方向上的仅一部分中。从主体的中心轴线到全螺纹区域的脊部的距离与从中心轴线到部分螺纹区域的脊部的距离彼此相等。从中心轴线到切除部的距离比从中心轴线到外螺纹的脊部的距离短。倾斜表面被连接到全螺纹区域。

根据该方面，能够实现与第一方面相同的效果。此外，与通过切削加工来形成切除部相比，通过锻造来形成切除部能够减少加工时间。

在上述排泄塞的制造方法中，外螺纹的形成可以通过螺纹滚压来执行。在该情形中，排泄塞通过锻造和螺纹滚压而制造，不涉及切削加工，使得能够减少加工时间。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优势、以及技术和工业意义，其中相似的数字符号指示相似的元件，并且其中：

图1是示出根据本发明的第一实施例的排泄塞的侧视图；

图2是示出第一实施例的排泄塞的正视图；

图3是示出第一实施例的排泄塞的后视图；

图4是示出第一实施例的排泄塞的头部的截面图；

图5是示出第一实施例的排泄塞的制造方法的流程图；

图6a是示意性地示出第一实施例的排泄塞的制造方法的截面图；

图6b是示意性地示出第一实施例的排泄塞的制造方法的截面图；

图6c是示意性地示出第一实施例的排泄塞的制造方法的截面图；

图7是示出第一实施例的排泄塞的使用状态，具体地排泄塞被紧固的状态，的截面图；

图8是示出第一实施例的排泄塞的使用状态、具体地排泄塞部分旋松的状态的截面图；

图9是示出第一实施例的排泄塞部分旋松的状态的主要部分的透视图；

图10是示出根据第一实施例的第一改型示例的排泄塞的侧视图；

图11是示出根据第一实施例的第一改型示例的排泄塞的正视图；

图12是示出根据第一实施例的第二改型示例的排泄塞的正视图；

图13是示出根据本发明的第二实施例的排泄塞的侧视图；

图14是示出根据第二实施例的排泄塞的正视图；

图15是示出根据第二实施例的第一改型示例的排泄塞的正视图；

图16是示出根据第二实施例的第二改型示例的排泄塞的正视图；

图17是示出根据第二实施例的第三改型示例的排泄塞的正视图；

图18是示出根据本发明的第三实施例的排泄塞的侧视图；并且

图19是示出根据第三实施例的排泄塞的正视图。

具体实施方式

将根据附图描述本发明的实施例。在图1至图4中，根据本发明的第一实施例的排泄塞1包括具有外螺纹2的大致圆柱形主体3和形成在该主体3的后端处的头部4。外螺纹2的外径沿着主体3的整个长度是恒定的。

四个切除部5在周向方向上以相等的角度间隔形成在主体3的外周边表面中。每个切除部5沿着包括主体3的前端部3a的、主体3的在纵向方向上的一部分延伸。该四个切除部5每个沿着主体3的外周表面的在周向方向上的一部分延伸，且外螺纹2在相邻的切除部5之间在主体3的纵向方向上延伸。因此，在主体3的基端侧上，外螺纹2的脊部沿着主体3的整个周边存在(该区域在本文下面将适当地称为“全螺纹区域3b”)。在主体3的前端侧上，外螺纹2的脊部存在于主体3的的周向方向上的仅一部分中(该区域在下文中将适当地称为“部分螺纹区域3c”)。外螺纹2的外径沿着主体3的在轴向方向上的整个长度是恒定的。因此，在径向方向上从主体3的中心轴线x到全螺纹区域3b的距离和到部分螺纹区域3c的距离彼此相等。本发明中的术语“切除部”是指在径向方向上距主体3的中心轴线x的距离小于从中心轴线x到外螺纹2的距离的部分，并且该术语并不意味着切除部是通过切削加工来形成的。

存在于部分螺纹区域3c中的所有脊部不被包括在绕主体3的轴线的180度的区域中。因此，当只有排泄塞1的部分螺纹区域3c被螺纹结合到稍后将描述的排泄孔14中并且与该排泄孔14接合时，通过部分螺纹区域3c的外螺纹2将排泄塞1稳定地保持在排泄孔14内侧。

切除部5包括第一部分6和第二部分7。第一部分6是平坦的，并且被设置在包括切除部5的前端部的区域中。第一部分6平行于主体3的轴向方向延伸。彼此相邻的一对第一部分6形成直角。

第二部分7被设置在包括切除部5的基端部(即，在头部4一侧上的端部)的区域中。第二部分7从第一部分6在朝向主体3的基端的方向上延伸。整个第二部分7构成单个倾斜表面，并且第二部分7在相对于主体3的轴向方向倾斜的同时延伸，使得在径向方向上距主体3的中心轴线x的距离随着到切除部5的基端的距离减小而增大(即，第二部分7朝向主体3的径向外侧偏移)。第二部分7是平坦的。第二部分7应至少在第二部分7的在切除部5的基端部的一侧上的端部中具有该倾斜表面，所述倾斜表面倾斜成使得在径向方向上距主体3的中心轴线x的距离随着到切除部5的基端的距离减小而增大。第二部分7被直接连接到全螺纹区域3b。如稍后将描述的，由第二部分7相对于外螺纹2的假想延长线2a形成的角度α被设定为使得当排泄塞1旋松时，第二部分7有助于控制流体的流量。

头部4形成为法兰六角螺栓的头部，并且具有盘形凸缘8，该凸缘8带有大于六边形的对角宽度的直径。在形成在头部4的周边上的六个平坦表面中的一个平坦表面中，形成具有凹进形状的转动位置标记9以指示转动位置。头部4可以具有适于驱动排泄塞1转动的另一结构。例如，头部4可以具有四边柱形状或板形状。头部4可以具有槽、十字槽、六角插口或方槽，以驱动排泄塞1转动。作为没有形成脊部的部分的头下圆角10在与头部4的边界处形成在主体3中。

头部4和切除部5具有能够通过锻造要构成主体3的圆柱形基材60而形成的形状。优选地，切除部5被形成到一定径向深度，使得切除部5不包括主体3的中心轴线x。在径向方向上从中心轴线x到切除部5的距离优选大于外螺纹2的半径的50％。

根据第一实施例的排泄塞1的制造方法如下。在图5中，首先，在由钢制的圆柱形基材60中形成头部4和切除部5(步骤s10；图6a和图6b)。该步骤通过冷锻来执行。具体而言，在该步骤中，通过公知的冲头61将基材60的上端部扩径，以例如形成具有凸缘8的六角柱状头部4。同时，主体3的前端部受到阶梯状模具62的拉伸以形成切除部5。

接下来，通过修整冲头63和模具64来切断凸缘8的外边缘(步骤s20；图6c)。接着，在主体3的外周表面中形成外螺纹(步骤s30)。使用螺纹滚压模具和螺纹滚压机通过螺纹滚压来执行该步骤。这些步骤完成排泄塞1。

已经如上所述地构造的排泄塞1通过连结到变速箱11来使用，如图7所示。变速箱11由铝合金制成，并且可旋转地保持内侧的差动齿轮(未示出)并且在底部处容纳润滑油13。排泄孔14在车辆前侧上的侧表面中设置在变速箱11的底部中。如此将排气孔14设置在侧表面中而不是在变速箱11的底表面中是有利的，这是因为能够防止车辆在起伏不平的道路上行驶时与障碍物碰撞。而且，因为发动机机架被设置在车辆横向侧上，所以将排气孔14设置在车辆前侧而不是车辆横向侧上是有利的。排泄孔14的轴线水平地延伸。悬架构件框架f设置在面对排泄孔14的位置处。如图7所示，在使用未根据本发明改进的排泄塞的情形中，从排泄孔14移除该排泄塞导致润滑油沿着排出轨迹t以抛物线方式被释放。结果，润滑油可能附着到悬架构件框架f上。

在排泄孔14的内周表面中形成有内螺纹15。排泄塞1的外螺纹2被螺纹结合到排泄孔14的内螺纹15中。排泄塞1在密封垫圈16设置在排泄塞1和排泄孔14之间的情况下连结到变速箱11。

当如此连结到变速箱11的排泄塞1被旋松时，只要仅排泄塞1的主体3的基部(即，仅全螺纹区域3b)从排泄孔14的边沿14a暴露，则从排泄孔14排出仅与通过在外螺纹2和内螺纹15之间的间隙的泄漏对应的润滑油的量。

接下来，如图8所示，当切除部5的第二部分7从排泄孔14的边沿14a暴露时，排出根据在该第二部分与排出孔14之间形成的开口的面积的润滑油的量。由于第二部分7相对于主体3的轴向方向倾斜并且第二部分7的倾斜表面被连接到全螺纹区域3b，所以在排泄孔14与主体3之间形成的开口面积根据排泄塞1的旋松量而变化。因此，能够精确地控制要排出的流体的量。

这里，第二部分7相对于外螺纹2的假想延长线2a(参见图1)形成的角度α被设定为使得当排泄塞1被旋松时，第二部分7有助于控制润滑油的流量。该角度α优选小于45°。具体地，如图9所示，在排泄孔14的边沿14a与第二部分7彼此相交期间，由排泄孔14的边沿14a和在第二部分7与由边沿14a限定的假想平面之间的交线7a限定的第一开口abc的开口面积被设定为保持小于由边沿14a和第二部分7的边缘7b限定的第二开口abdc的开口面积。因此，在排泄孔14的边沿14a与第二部分7彼此相交期间，第二部分7有助于控制润滑油的流量，使得润滑油通道的有效横截面积根据排泄塞1的旋松量而不仅在排泄塞1的周向方向和轴向方向上而且还在排泄塞1的径向方向上变化。因此，能够精确地控制要排出的润滑油的量。

当切除部5的第一部分6从排泄孔14的边沿14a暴露时，在排泄孔14与主体3之间形成的有效开口面积保持不变，直到主体3从排泄孔14完全脱离。当主体3从排泄孔14完全脱离时，排泄孔14完全打开。

如上文已经详细描述，在第一实施例中，切除部5具有能够通过锻造要构成主体3的圆柱形基材60而形成的形状。因此，与通过机械加工(即，切削加工)来形成切除部5相比，通过锻造来形成切除部5允许通过短时间的加工来制造排泄塞1。

切除部5的第二部分7在相对于主体3的轴向方向倾斜的同时延伸，使得在径向方向上距主体3的中心轴线x的距离随着到头部4的距离减小而增大，并且该倾斜表面被直接连接到全螺纹区域3b。因此，能够根据排泄塞1的旋松量精确地控制形成在排泄孔14与主体3之间的开口面积，由此能够精确地控制被排出的流体的量。

与如果整个切除部5构成相对于主体的轴向方向倾斜的单个表面相比，包括沿不同方向定向的第一部分6和第二部分7的切除部5允许相对于转动排泄塞1以旋松的次数对开口面积进行大的调节量，使得能够快速地调节流量。换句话说，能够通过控制第一部分6的轴向尺寸与第二部分7的轴向尺寸之间的比来控制相对于转动排泄塞1以旋松的次数的开口面积的调节量(即，调节灵敏度)。

一个排泄塞1可以具有任意数量的切除部5，并且因此可以具有一个切除部5或多个切除部5。例如，图10和图11所示的改型示例的排泄塞21具有在周向方向上相等角度间隔处的三个切除部5。彼此相邻的一对第一部分6形成120°的角。图12所示的另一改型示例的排泄塞31具有在周向方向上相等角间隔处的两个切除部5。该两个切除部5形成180°的角。根据这些改型示例的排泄塞21、31能够实现与第一实施例的排泄塞1相同的效果。

接着，将描述本发明的第二实施例。在图13和图14中，根据第二实施例的排泄塞41具有用于增加流量的凹部42。切除部5具有凹部42，该凹部42在切除部5的正视图中具有比切除部5小的宽度。凹部42与主体3的前端部3a连通。在切除部5的正视图中除了主体3的前端部3a之外的凹部42的轮廓位于切除部5的轮廓内侧。凹部42通过切削加工而形成。在通过锻造来形成切除部5之后执行凹部42的切削加工，但是也可以替代地在形成切除部5之前执行该切削加工。该切削加工可以在脊部的螺纹滚压之后执行。在主体3的周向方向上与转动位置标记9相同的位置处，凹部42设置在四个切除部5中的仅一个切除部5中。然而，凹部42可以设置在四个切除部5中的两个或更多个切除部5中。第二实施例中的其它部件与在第一实施例中的相同，因此这些部件将用相同的附图标记来指示，同时省略其详细描述。

在第二实施例中，虽然需要切削加工来形成凹部42，但是凹部42的开口边缘42a不是形成在外螺纹2中，而是形成在就距主体3的中心轴线x的距离而言从外螺纹2朝向中心轴线x退避的位置处。因此，在将排泄塞41安装到排泄孔14中期间，凹部42的开口边缘42a不触碰排泄孔14的内螺纹15，使得能够防止由凹部42的开口边缘42a引起的排泄孔14的内螺纹15的损伤。

一个排泄塞可以具有任意数量的设有凹部42的切除部5。因此，凹部42可以在设置在一个排泄塞1中的一个或多个切除部5当中设置在任意数量的切除部5中。例如，如在图15和图16所示的改型示例中，凹部42能够设置在设置在一个排泄塞51或61中的三个或两个切除部5中的一个切除部中。可以在一个切除部5中设置多个凹部42。凹部可以超过第一部分6达到第二部分7。凹部可以具有任意形状，并且例如，如在图17中所示的改型示例中，设置在排泄塞71中的凹部142在截面上可以具有楔形形状。

接着，将描述本发明的第三实施例。在图18和图19中，根据第三实施例的排泄塞81具有用于增加流量的轴向孔52和径向孔53。主体3具有轴向孔52和径向孔53，该轴向孔52从主体3的前端部3a在主体3的轴向方向上延伸，该径向孔53在切除部5内侧开口并且被连接到轴向孔。轴向孔52和径向孔53通过切削加工来形成。在通过锻造来形成切除部5之后执行轴向孔52和径向孔53的切削加工，但也可以替代地在形成切除部5之前执行切削加工。该切削加工可以在脊部的螺纹滚压之后执行。第三实施例种的其它部件与在第一实施例中的相同，因此这些部件将用相同的附图标记来指示，同时将省略其详细描述。

在第三实施例中，虽然需要复杂的加工来形成轴向孔52和径向孔53，但是径向孔53的开口边缘53a不是形成在外螺纹2中，而是形成在就距中心轴线x的距离而言从外螺纹2朝向主体3的中心轴线x退避的位置处。因此，在将排泄塞81安装到排泄孔14中期间，径向孔的开口边缘53不触碰排泄孔14的内螺纹15，使得能够防止由径向孔53的开口边缘引起的排泄孔14的内螺纹15的损伤。

一个排泄塞可以具有任意数量的设有轴向孔52和径向孔53的切除部5。因此，轴向孔52和径向孔53可以在设置在一个排泄塞1中的一个或多个切除部5当中设置在任意数量的切除部5中。可以在一个切除部5中设置多个轴向孔52和径向孔53。径向孔53可以在第二部分7中开口，或者可以跨越第一部分6和第二部分7开口。轴向孔52和径向孔53可以具有任意的截面形状。

本发明的实施例不限于上述那些实施例和改型示例，并且由权利要求的范围指定的本发明的概念所涵盖的任何改型、应用和等同物被包括在本发明内。因此，本发明不应该被狭义地理解，而是适用于属于本发明的概念的范围的任何其它技术。

除了平坦表面的形状之外，构成本发明中的切除部的第一部分和第二部分中的至少一个还可以具有其它形状，即，凸形的形状或凹形的形状。第二部分的一部分可以是倾斜表面。在这种情形中，优选地，该倾斜表面被直接连接到全螺纹区域3b。

本发明适用于具有容纳润滑油或另一种流体的壳体的任何装置。这样的装置的示例包括手动变速器、无级自动变速器、有级自动变速器以及混合动力车辆的驱动装置和发动机，但是本发明的应用并不限于此，并且还包括例如水冷式发动机的水套和散热器。