CN109863656B - 火花塞 - Google Patents

Abstract

本发明抑制主体金属件的强度降低和生产率降低。火花塞的主体金属件含有作为主成分的铁、0.20wt％以上且0.30wt％以下的碳、0.30wt％以上且0.45wt％以下的锰及0.005wt％以上且0.009wt％以下的硫。锰的含有率(wt％)与硫的含有率(wt％)之比即Mn/S为40以上且65以下。

Description

火花塞

技术领域

本说明书涉及火花塞。

背景技术

为了对内燃机等的燃烧室中的混合气体进行点火，使用火花塞。作为火花塞例如使用具备筒状的主体金属件和设置在主体金属件的内周侧的绝缘体的火花塞。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-215963号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

为了提高内燃机的设计自由度，优选火花塞的小径化。但是，由于火花塞的小径化，具有在制造主体金属件时发生不良的情况。例如，具有主体金属件的强度不足的情况。另外，具有在制造主体金属件时产生的切削屑附着于工具而生产率降低的情况。

本说明书公开能够抑制主体金属件的强度降低和生产率降低的技术。

用于解决技术问题的技术方案

本说明书例如公开以下的应用例。

[应用例1]

一种火花塞，具备沿着轴线的方向延伸的筒状的主体金属件，所述主体金属件包括：作为主成分的铁；0.20wt％以上且0.30wt％以下的碳；0.30wt％以上且0.45wt％以下的锰；及0.005wt％以上且0.009wt％以下的硫，锰的含有率(wt％)与硫的含有率(wt％)之比即Mn/S为40以上且65以下。

根据该构成，能够抑制主体金属件的强度降低和生产率降低。

[应用例2]

根据应用例1所述的火花塞，所述主体金属件在自身的外周面具有：向径向外侧突出的基座面及在比所述基座面靠所述轴线的方向上的前端侧设置的螺纹部，从所述基座面的前端部到所述主体金属件的前端的所述轴线的方向上的距离为26mm以上且40mm以下。

由于抑制主体金属件的强度降低和生产率降低，所以能够适当地利用从基座面到前端的距离为26mm以上的长的主体金属件。

[应用例3]

根据应用例2所述的火花塞，所述距离是34mm以上且40mm以下。

由于抑制主体金属件的强度降低和生产率降低，所以能够适当地利用从基座面到前端的距离为34mm以上的长的主体金属件。

[应用例4]

根据应用例2或3所述的火花塞，所述螺纹部的公称直径是M12、M10、M8中的任一个。

由于抑制主体金属件的强度降低和生产率降低，所以能够适当地利用具有M12、M10、M8中任一个的细的螺纹部的主体金属件。

此外，在本说明书中公开的技术能够以各种方式实现，例如能够以火花塞用主体金属件、具有主体金属件的火花塞、使用火花塞的点火装置、搭载火花塞的内燃机、搭载使用火花塞的点火装置的内燃机等方式实现。

附图说明

图1是作为一实施方式的火花塞100的剖视图。

图2是螺纹切削加工的说明图。

图3是示出样件的材料和评价结果的表。

图4是示出样件的构成和评价结果的表。

图5是示出样件的构成和评价结果的表。

具体实施方式

A.实施方式：

A-1.火花塞100的结构：

图1是作为一实施方式的火花塞100的剖视图。在图中示出火花塞100的中心轴CL(也称为“轴线CL”)和包括火花塞100的中心轴CL的平坦截面。下面，将与中心轴CL平行的方向也称为“轴线CL的方向”，或仅称为“轴线方向”或“前后方向”。将与轴线CL垂直的方向也称为“径向”。将与中心轴CL平行的方向中的图1的下方称为前端方向Df或前方Df，将向上方也称为后端方向Dfr或后方Dfr。前端方向Df是从后述的端子金属件40朝向中心电极20的方向。另外，将图1中的前端方向Df侧称为火花塞100的前端侧，将图1中的后端方向Dfr侧称为火花塞100的后端侧。

火花塞100具有：筒状的绝缘体10，具有沿着轴线CL延伸的贯通孔12(也称为轴孔12)；中心电极20，被保持在贯通孔12的前端侧；端子金属件40，被保持在贯通孔12的后端侧；电阻73，在贯通孔12内配置于中心电极20与端子金属件40之间；导电性的第一密封部72，与中心电极20和电阻73接触，将这些构件20、73电连接；导电性的第二密封部74，与电阻73和端子金属件40接触，将这些构件73、40电连接；筒状的主体金属件50，固定于绝缘体10的外周侧；及接地电极30，以一端与主体金属件50的前端面55接合并且另一端隔着间隙g与中心电极20相对的方式配置。

在绝缘体10的轴线方向的大致中央形成有外径最大的大径部14。在大径部14的后端侧形成有后端侧躯体部13。在大径部14的前端侧形成有外径比后端侧躯体部13的外径小的前端侧躯体部15。前端侧躯体部15的更前端侧朝向前端侧依次形成有外缩径部16和脚部19。外缩径部16的外径朝向前方Df逐渐变小。在外缩径部16的附近(在图1的例子中，为前端侧躯体部15)形成有朝向前方Df而内径逐渐变小的内缩径部11。绝缘体10优选考虑机械强度、热强度、电强度而形成，例如烧制钒土而形成(也能够采用其他的绝缘材料)。

中心电极20配置在绝缘体10的贯通孔12内的前方Df侧的端部。中心电极20具有头部24、形成在头部24的前方Df侧的轴部27及与轴部27的前端接合(例如，激光焊接)的第一芯片29。头部24的外径比绝缘体10的相对于内缩径部11而位于前方Df侧的部分的内径大。头部24的前方Df侧的面被绝缘体10的内缩径部11支撑。轴部27与轴线CL平行地朝向前方Df延伸。轴部27具有外层21和配置于外层21的内周侧的芯部22。外层21例如由包括镍作为主成分的合金形成。在此，主成分指含有率(重量百分比(wt％))最高的成分。芯部22由热传导率比外层21高的材料(例如，含有铜作为主成分的合金)形成。第一芯片29使用相对于放电的耐久性比轴部27优异的材料(例如，铱(Ir)、铂(Pt)等贵金属、钨(W)、含有从这些金属中选择的至少一种的合金)形成。中心电极20中的包括第一芯片29的前端侧的一部分从绝缘体10的轴孔12向前方Df侧露出。此外，可以省略芯部22和第一芯片29中的至少一者。

绝缘体10的贯通孔12的后端侧插入有端子金属件40的前方Df侧的一部分。端子金属件40是与轴线CL平行地延伸的棒状构件。端子金属件40使用导电性材料形成(例如，含有铁作为主成分的金属)。端子金属件40具有朝向前方Df依次排列的盖安装部49、凸缘部48及轴部41。盖安装部49在绝缘体10的后端侧露出在轴孔12外。在盖安装部49安装与高压电缆(未图示)连接的插头盖，被施加用于产生火花放电的高电压。盖安装部49是作为连接高压电缆的部分的端子部的例子。轴部41插入于绝缘体10的轴孔12的后方向Dfr侧的部分。凸缘部48的前方Df侧的面与绝缘体10的后方向Dfr侧端即后端10e接触。

在绝缘体10的轴孔12内，在端子金属件40与中心电极20之间配置有用于抑制电噪声的电阻73。电阻73使用导电性材料(例如，玻璃、碳颗粒和陶瓷颗粒的混合物)形成。在电阻73与中心电极20之间配置有第一密封部72，在电阻73与端子金属件40之间配置有第二密封部74。这些密封部72、74使用导电性材料(例如，金属粒子与在电阻73的材料中含有的玻璃相同的玻璃的混合物)形成。中心电极20通过第一密封部72、电阻73、第二密封部74与端子金属件40电连接。下面，将在绝缘体10的轴孔12内电连接端子金属件40和中心电极20的构件72、73、74的整体也称为连接部300。

主体金属件50是具有沿着轴线CL延伸的贯通孔59的筒状构件。在主体金属件50的贯通孔59中插入有绝缘体10，主体金属件50固定于绝缘体10的外周。主体金属件50使用导电材料(例如，含有作为主成分的铁的碳钢等金属)形成。绝缘体10的前方Df侧的一部分露出于贯通孔59之外。另外，绝缘体10的后方向Dfr侧的一部分露出于贯通孔59之外。

主体金属件50具有工具卡合部51和躯体部52。工具卡合部51是供火花塞用扳手(未图示)嵌合的部分。躯体部52是包括主体金属件50的前端面55的部分。在躯体部52的外周面形成有用于与内燃机(例如，汽油发动机)的安装孔螺合的螺纹部57。螺纹部57是外螺纹，具有螺旋状的螺纹牙(图示省略)。

在主体金属件50的工具卡合部51与躯体部52之间的外周面形成有向径向外侧突出的轮缘状的凸缘部54。在躯体部52的螺纹部57与凸缘部54之间配置有环状的垫圈90。垫圈90例如对金属的板状构件进行弯折而形成，在火花塞100向发动机安装时被压溃而变形。通过该垫圈90的变形，火花塞100(具体地说，凸缘部54的前方Df侧的面)与发动机之间的间隙被封固，抑制燃烧气体漏出。凸缘部54的前方Df侧的面54s形成与垫圈90接触而向前方Df按压垫圈90的基座面(下面，也称为基座面54s)。基座面54s朝向径向的外侧突出。并且，螺纹部57相对于基座面54s而设置于前方Df侧。此外，可以省略垫圈90。在该情况下，基座面54s可以直接与发动机的形成火花塞100用安装孔的部分(例如，发动机头)接触。由此，火花塞100与发动机之间被封固。在任何情况下，作为主体金属件50的基座面54s能够采用能与主体金属件50的外表面中的朝向径向外侧突出并且朝向前方Df侧的面中的夹在主体金属件50与发动机之间的构件(例如，垫圈90)接触的部分或直接与发动机的形成安装孔的部分(例如，安装孔的边缘)接触的部分。这样的基座面54s与垫圈90等构件或发动机接触，由此能够将火花塞100与发动机之间封固。

在主体金属件50的躯体部52形成有朝向前端侧而内径逐渐变小的内缩径部56。在主体金属件50的内缩径部56与绝缘体10的外缩径部16之间夹着前端侧填充件8。在本实施方式中，前端侧填充件8例如是铁制板状环(也能够采用其他的材料(例如，铜等金属材料))。

在主体金属件50的相对于工具卡合部51而位于后端侧的部分形成有薄壁的铆接部53。另外，在凸缘部54与工具卡合部51之间形成有薄壁的弯曲部58。在主体金属件50的从工具卡合部51到铆接部53的内周面与绝缘体10的后端侧躯体部13的外周面之间插入有圆环状的环构件61、62。而且在这些环构件61、62之间填充有滑石70的粉末。在火花塞100的制造工序中，若铆接部53向内侧弯折并被铆接，则弯曲部58随着被施加压缩力而朝向外变形(弯曲)，结果，主体金属件50和绝缘体10被固定。滑石70在该铆接工序时被压缩，主体金属件50与绝缘体10之间的气密性提高。另外，填充件8在绝缘体10的外缩径部16与主体金属件50的内缩径部56之间被按压，并且，将主体金属件50和绝缘体10之间密封。

接地电极30具有棒状的主体部37和安装于主体部37的前端部34的第二芯片39。主体部37的一端部33(也称为基端部33)与主体金属件50的前端面55接合(例如，电阻焊)。主体部37从与主体金属件50接合的基端部33朝向前端方向Df延伸，朝向中心轴CL弯曲而到达前端部34。第二芯片39固定于前端部34的后方向Dfr侧的部分(例如，激光焊接)。接地电极30的第二芯片39与电极20的第一芯片29形成有间隙g。即，接地电极30的第二芯片39配置于中心电极20的第一芯片29的前方Df侧，隔着间隙g与第一芯片29相对。第二芯片39使用相对于放电的耐久性比主体部37优异的材料(例如，铱(Ir)、白金(Pt)等贵金属、钨(W)、含有从这些金属中选择的至少一种的合金)形成。

主体部37具有外层31和配置于外层31的内周侧的内层32。外层31由耐氧化性比内层32优异的材料(例如，含有镍的合金)形成。内层32由热传导率比外层31高的材料(例如，纯铜、铜合金等)形成。此外，可以省略内层32和第二芯片39的至少一者。

在图1中示出前端部长度L。前端部长度L是从基座面54s的前端部到主体金属件50的前端的与轴线CL平行的方向上的距离。基座面54s的前端部是基座面54s中的最靠前方Df侧的部分。通常该前端部长度L越长，则螺纹部57越长。

在图1的左部示出有主体金属件50的包括弯曲部58的部分的放大图。在放大图中，示出厚度T。厚度T是弯曲部58中的外径最大的部分58w的与轴线CL垂直的方向上的厚度。主体金属件50的径向厚度根据主体金属件50的部分而不同。例如，躯体部52的厚度比弯曲部58的厚度厚。但是，通常在弯曲部58的厚度T厚的情况下，主体金属件50的其他部分(例如，躯体部52)的厚度也厚。因此，弯曲部58的厚度T能够用作表示主体金属件50(例如，躯体部52)的厚度的指标值。

A-2.主体金属件50的制造方法：

作为主体金属件50的制造方法能够采用各种方法。例如，可以通过以下的方法制造主体金属件50。首先，准备圆柱状的金属制构件。然后，通过冷锻粗成形圆柱状构件的形状。然后，在已成形的构件上开设相当于贯通孔59的孔，生成圆筒状构件。接着，通过切削加工，将圆筒状构件的各部分的外径和内径调整为主体金属件50的对应的部分的外径和内径。通过使用模具的螺纹切削加工，在外径和内径被调整了的构件的躯体部52形成螺纹部57。由此，主体金属件50完成。

图2是形成主体金属件50(图1)的螺纹部57的螺纹切削加工的说明图。在图中，示出朝向前方Df观察的加工中的主体金属件50x和在主体金属件50x上形成螺纹部57的3个螺纹切削模具310～330。主体金属件50x是主体金属件50(图1)完成之前的阶段的构件，是沿着轴线CL延伸的圆筒状构件。模具310～330是与主体金属件50x的轴线CL平行地延伸的大致圆柱状工具。在图2的例子中，沿着周向大致等间隔地排列的3个模具310～330与主体金属件50x的外周面接触。在各模具310～330的外周面310s～330s预先设置有将螺纹部57(即，外螺纹)的形状反向的形状的部分。在由3个模具310～330夹着主体金属件50x的状态下，使3个模具310～330以各自的旋转轴310c～330c为中心旋转。由此，在主体金属件50x的外周面形成螺纹部57(螺纹部57的这样的形成方法也称为滚轧)。

在螺纹切削加工之前的切削加工中具有如下的情况，即，通过切削加工产生的切削屑附着于切削工具，所附着的切削屑夹在切削工具与新的主体金属件50x之间，使得生产率降低。另外，具有主体金属件50x(例如，形成有螺纹部57的躯体部52)因螺纹切削加工而被破损的情况。在这样使用相同的工具逐个加工多个主体金属件50x的情况下，具有生产率降低的情况。在以下说明的评价试验中，研究能够抑制不良的主体金属件50的材料。

B.评价试验：

B-1.第一评价试验：

在第一评价试验中，使用材料相互不同的主体金属件50x的多种样件，进行切削加工和螺纹切削加工。并且，使用相同的切削工具逐个加工多个主体金属件50x，确认是否发生由切削屑引起的不良。另外，通过目视观察螺纹切削加工后的样件，确认主体金属件50x是否破损。

图3的第一表T1示出样件材料和评价结果。主体金属件50x的样件材料是碳钢，含有作为主成分的铁、碳C、锰Mn和硫S。第一表T1示出样件的种类序号、主体金属件50x的材料中含有的碳C、锰Mn和硫S各自的含有率(单位为wt％)、锰Mn的含有率(wt％)与硫S的含有率(wt％)之比(Mn/S)、破损评价结果、生产率评价结果和综合评价结果。此外，在该评价试验中，模具310～330以比加工主体金属件50x的通常的旋转速度快的旋转速度旋转。这样，在易于发生不良的条件下进行螺纹切削加工。

如第一表T1(图3)所示，在该评价试验中，评价A1号到A25号这25种样件。在这些样件之间，碳C的含有率、锰Mn的含有率和硫S的含有率中的至少一个相互不同。通过调整碳C和锰Mn各自向原料中的添加量，调整碳C的含有率和锰Mn的含有率。通过调整原料中含有的作为不纯物的硫S的除去程度，调整硫S的含有率。除了上述含有率以外的构成在各种样件之间通用。例如，主体金属件50的螺纹部57的公称直径是M12，前端部长度L是28mm。此外，A3号样件的材料是一般的碳钢的例子。

各种样件的评价结果示出对以相同的材料形成的10个样件进行了切削加工和螺纹切削加工的结果。关于破损评价结果，A评价表示全部的10个样件没有破损，B评价表示至少一个样件破损。生产率评价结果表示逐个加工10个相同种类的样件的情况的评价结果。A评价表示没有产生由切削屑引起的不良。B评价表示在至少一个样件的切削加工中产生由于在切削工具附着切削屑而不能进行正常的加工等因切削屑引起的不良。在发生了由切削屑引起的不良的情况下，除去切削屑继续进行试验。关于综合评价结果，A评价表示破损评价结果和生产率评价结果两者是A评价，B评价表示破损评价结果和生产率评价结果中的至少一者是B评价。

如第一表T1(图3)所示，关于A1、A2号，碳C的含有率是0.18wt％，比其他样件的碳C的含有率少。并且，A1、A2号的完成的主体金属件50软，不具有实用性的硬度。关于A3号到A23号样件，碳C的含有率处于0.20wt％以上且0.30wt％以下的范围内，完成的主体金属件50具有实用性的硬度。关于A24、A25号，碳C的含有率是0.35wt％，比其他样件的碳C的含有率高。并且，A24、A25号样件过硬，破损评价结果是B评价。如上所述，优选碳C的含有率是0.20wt％以上且0.30wt％以下。

在碳C的含有率处于上述优选范围内的A3号到A23号样件中，实现A评价的综合评价结果的样件是A7、A8、A10、A11、A13、A19、A22、A23号样件。这些样件的锰Mn的含有率、硫S的含有率和含有率比(Mn(wt％)/S(wt％))的分布范围如下。

0.30wt％≤锰Mn的含有率≤0.45Wt％

0.005wt％≤硫S的含有率≤0.009wt％

40≤含有率比(Mn/S)≤65

锰Mn的含有率小于0.30wt％的A5、A17、A20号样件的破损评价结果是B评价。其理由推定为，由于锰Mn的含有率低，而主体金属件50x变脆。另一方面，锰Mn的含有率超过0.45wt％的A3、A14、A21号样件的破损评价结果是B评价。其理由推定为，由于锰Mn的含有率高，主体金属件50x变得过硬，其结果主体金属件50x易于破损。

硫S的含有率小于0.005wt％的A9、A12号的生产率评价结果是B评价。其理由推定为，由于硫S的含有率低，而主体金属件50x变软，其结果，柔软的切削屑易于附着于切削工具。另一方面，硫S的含有率超过0.009wt％的A3～A6、A14～A17号破损评价结果是B评价。推定在这些样件中的锰Mn的含有率处于综合评价结果实现A评价的上述样件的锰Mn的含有率的分布范围(0.30wt％以上且0.45Wt％以下)内的A4、A6、A15、A16的评价结果是B评价的理由为，由于硫S的含有率高，而主体金属件50x变脆，主体金属件破损。

含有率比小于40的A3、A5、A6、A15～A18、A20号破损评价结果是B评价。其理由推定为，在含有率比小的情况下，硫S的含有率相对于锰Mn的含有率的比例高，所以主体金属件50x变脆。另一方面，关于含有率比超过65的A12、A21号，A12号的生产率评价结果是B评价，A21号的破损评价结果是B评价。在锰Mn的含有率相对于硫S的含有率的比例高的情况下，主体金属件50x变硬，其结果推定主体金属件50x易于破损。另外，在硫S的含有率相对于锰Mn的含有率的比例小的情况下，主体金属件50x变软，其结果推定软的切削屑易于附着于切削工具。

如上所示，优选主体金属件50的材料(进而为主体金属件50)满足以下的条件1～5。(条件1)含有作为主成分的铁Fe；(条件2)含有0.20wt％以上且0.30wt％以下的碳C；(条件3)含有0.30wt％以上且0.45wt％以下的锰Mn；(条件4)含有0.005wt％以上且0.009wt％以下的硫S；(条件5)含有率比(Mn/S)为40以上且65以下。

硫S的含有率的上述优选的范围与A3号材料那样的一般的碳钢的硫S的含有率(例如，0.01wt％以上)低。通常，在这样硫S的含有率低的情况下，材料变软，所以切削屑易于附着于工具。在上述优选的条件1～5中，通过硫S的含有率和锰Mn的含有率的均衡，抑制切削屑引起的不良和主体金属件50x的破损这两者。

此外，作为上述的4个参数(碳C的含有率、锰Mn的含有率、硫S的含有率、含有率比(Mn/S))各自的优选范围(具体地说，下限以上且上限以下的范围)的上限和下限，能够采用从第一表T1所示的实现良好的综合评价结果的A7、A8、A10、A11、A13、A19、A22、A23号的对应的参数值中任意选择的值。例如，实现良好的综合评价结果的样件的锰Mn的含有率是0.30、0.31、0.32、0.33、0.37、0.39、0.45。锰Mn的含有率的优选范围的上限和下限可以从这些值中任意选择。另外，实现良好的综合评价结果的样件的硫S的含有率是0.005、0.006、0.007、0.008、0.009。硫S的含有率的优选范围的上限和下限可以从这些值中任意选择。另外，实现良好的综合评价结果的样件的含有率比(Mn/S)是40.0、42.9、44.3、46.3、50.0、55.0、64.0、65.0。含有率比(Mn/S)的优选范围的上限和下限可以从这些值中任意选择。

另外，能够推定为，主体金属件50的成分的上述优选条件无论主体金属件的形状、大小如何，都能够实现良好的破损评价结果和良好的生产率评价结果。因此，各种形状和大小的主体金属件都能够应用上述的优选条件。例如，螺纹部57的公称直径可以是M12以外的各种直径。另外，前端部长度L可以是28mm以外的各种值。

B-2.第二评价试验：

在第二评价试验中，使用前端部长度L(图1)相互不同的主体金属件50x的多种样件，进行图2的螺纹切削加工。并且，通过目视观察加工后的样件，确认主体金属件50x是否破损。图4(A)、图4(B)的表T2、T3示出样件序号、前端部长度L、第一试验的评价结果和第二试验的评价结果。图4(A)的第二表T2示出作为一般的碳钢的例子而使用A3号(图3)材料的情况。图4(B)的第三表T3示出作为在图3中说明的满足优选条件1～5的材料的例子而使用A22号材料的情况。作为前端部长度L试验了24mm、26mm、28mm、30mm、32mm、34mm、36mm、38mm、40mm、42mm这10种。在第一试验中，模具310～330以比加工主体金属件50x的通常的旋转速度快的旋转速度旋转。在第二试验中，模具310～330以通常的旋转速度旋转。这样，第一试验在比第二试验易于产生不良的条件下进行。此外，在第二表T2的样件B1～B10与第三表T3的样件C1～C10之间，除了材料以外的构成通用。例如，螺纹部57的公称直径是M12。

第一试验和第二试验各自的评价结果表示对相同构成的10个样件进行了螺纹切削加工的结果。A评价表示在全部的10个样件都没有发生“破损”和“皱褶”。在此“皱褶”是材料被拉伸的痕迹。主体金属件50x的外周面被模具310～330拉伸，从而能够产生皱褶。此外，皱褶不是破损，所以即使产生皱褶，实用方面也没有问题。B评价表示全部的10个样件没有发生“破损”且一个以上的样件产生了“皱褶”。C评价表示一个以上的样件发生了“破损”。

如第二表T2(图4(A))所示，在使用A3号材料(一般的碳钢的例子)的情况下，关于第一试验的评价结果，在L＝24mm的情况下是A评价，在L＝26mm的情况下是B评价，在L≥28mm的情况下是C评价。关于第二试验的评价结果，在L≤32mm的情况下是A评价，在L＝34mm的情况下是B评价，在L≥36mm的情况下是C评价。这样，前端部长度L越长，则评价结果越低。其理由推断如下。前端部长度L越长，则主体金属件50x和模具310～330的接触面积越大，因此需要将滚轧条件设定得越严格。其结果，从模具310～330施加于主体金属件50x整体的力变大。该结果，易于在主体金属件50x发生上述破损、皱褶。

如第三表T3(图4(B))所示，在使用A22号材料的情况下，作为第一试验的评价结果，在L≤34mm的情况下是A评价，在36mm≤L≤40mm的情况下是B评价，在L＝42mm的情况下是C评价。作为第二试验的评价结果，在L≤38mm的情况下是A评价，在L＝40mm的情况下是B评价，在L＝42mm的情况下是C评价。

这样，在使用优选的材料(A22号)的情况下，与使用一般的材料(A3号)的情况相比，实现良好的评价结果的前端部长度L大幅变长。具体地说如下。关于第一试验的评价结果，关于26mm≤L≤40mm范围的全部前端部长度L，A22号材料的评价结果都比A3号材料的评价结果良好。例如，第三表T3(图4(B))的C5号(L＝32mm)的评价结果是A评价，比第二表T2(图4(A))的B5号(L＝32mm)的C评价良好。其他前端部长度L也同样。

如图3中说明的那样，不限于A22号材料，在材料满足上述的优选条件1～5的情况下，破损评价结果和生产率评价结果两者都良好。因此，推定不限于A22号材料，通过使用满足条件1～5的各种材料，在26mm以上且40mm以下的前端部长度L的范围内，与使用一般的碳钢的情况相比，能够抑制螺纹切削加工中的不良(例如，破损、皱褶)。

另外，关于第二试验的评价结果，关于34mm≤L≤40mm范围的全部前端部长度L，A22号材料的评价结果比A3号材料的评价结果良好。例如，第三表T3(图4(B))的C7号(L＝36mm)的评价结果是A评价，比第二表T2(图4(A))的B7号(L＝36mm)的C评价良好。其他前端部长度L也同样。

如在图3中说明的那样，不限于A22号材料，在材料满足上述优选条件1～5的情况下，破损评价结果和生产率评价结果两者都良好。因此，推定不限于A22号材料，通过使用满足条件1～5的各种材料，即使在易于产生不良的条件下进行螺纹切削加工的情况，在34mm以上且40mm以下的前端部长度L的范围内，与使用一般的碳钢的情况相比，也能够抑制螺纹切削加工中的不良(例如，破损、皱褶)。

此外，推定在主体金属件的形状和大小与样件的形状和大小不同的情况下(例如，在螺纹部57的公称直径与M12不同的情况下)，通过使用满足条件1～5的材料，也能够抑制不良。另外，在前端部长度小于L26mm的情况或前端部长度L超过40mm的情况下，也可以使用满足上述优选的条件1～5的材料。

B-3.第三评价试验：

在第三评价试验中，使用主体金属件50的螺纹部57的公称直径(也称为螺纹直径)相互不同的主体金属件50x的多种样件，进行图2的螺纹切削加工。并且，通过目视确认加工后的样件，确认主体金属件50x是否破损。图5(A)、图5(B)的表T4、T5示出样件序号、螺纹直径、厚度T(图1)、破损发生率和评价结果。图5(A)的第四表T4示出作为一般的碳钢的例子而使用A3号(图3)材料的情况。图5(B)的第五表T5示出作为在图3中说明的满足优选条件1～5的材料的例子而使用A22号材料的情况。作为螺纹直径试验了8、10、12、14(mm)这4种。螺纹直径越大，则厚度T越厚。在该评价试验中，模具310～330以比加工主体金属件50x的通常的旋转速度快的旋转速度旋转。并且，对100个样件进行了螺纹切削加工。破损发生率表示100个样件中的发生破损的样件的数量的比例(％)。关于评价结果，A评价表示破损发生率为零％，B评价表示破损发生率大于零％。此外，在第四表T4的样件D1～D4与第五表T5的样件E1～E4之间，材料以外的构成通用。例如，前端部长度L是28mm。

如第四表T4(图5(A))所示，在使用A3号材料(一般的碳钢的例子)的情况下，关于评价结果，在螺纹直径＝14mm的情况下是A评价，在螺纹直径≤12mm的情况下是B评价。这样，在螺纹直径小的情况下主体金属件50x易于破损的理由是因为，在螺纹直径小的情况下，主体金属件50的壁厚(例如，弯曲部58的厚度T)变薄，所以主体金属件50x的耐久性低。

如第五表T5(图5(B))所示，在使用A22号材料的情况下，关于评价结果，全部的螺纹直径都是A评价。这样，使用优选的材料(A22号)的情况与使用一般的材料(A3号)的情况相比，实现良好的评价结果的螺纹直径大幅变细。具体地说如下。关于12mm(M12)、10mm(M10)、8mm(M8)的螺纹直径，A22号材料的评价结果比A3号材料的评价结果良好。例如，第五表T5(图5(B))的E1号(M8)的评价结果是A评价，比第四表T4(图5(A))的D1号(M8)的B评价良好。其他螺纹直径也同样。

如在图3中说明的那样，不限于A22号材料，在材料满足上述优选条件1～5的情况下，破损评价结果和生产率评价结果两者都良好。因此，推定不限于A22号材料，通过使用满足条件1～5的各种材料，即使在易于产生不良的条件下进行螺纹切削加工的情况下，关于M12、M10、M8任意的螺纹直径，与使用一般的碳钢的情况相比都能够抑制螺纹切削加工中的不良(例如破损)。

此外，推定在主体金属件的形状和大小与样件的形状和大小不同的情况下(例如，在前端部长度L与28mm不同的情况下)，通过使用满足条件1～5的材料，也能够抑制不良。另外，在螺纹部57的螺纹直径与M12、M10、M8都不同的情况下(例如，螺纹直径大于M12的情况或螺纹直径小于M8的情况)，可以使用满足上述的优选的条件1～5的材料。

C.变形例

(1)推定作为满足上述优选条件1～5的主体金属件50的材料，不限于图3所示的样件的材料，能够采用满足条件1～5的其他任意材料。如在图3中说明的那样，条件1～5表示的范围是破损评价结果和生产率评价结果两者都良好的样件的参数(具体地说，碳C的含有率、锰Mn的含有率、硫S的含有率、含有率比(Mn/S))的分布范围。因此，推定这些参数在上述优选条件1～5表示的范围内的情况下，破损评价结果和生产率评价结果良好，而不大幅变化。在任何情况下，在主体金属件满足条件1～5的情况下，主体金属件的材料也都满足条件1～5，所以能够抑制主体金属件的强度降低和生产率降低。

(2)作为主体金属件50的制造方法，能够代替上述的制造方法而采用其他任意方法。例如，通过切削加工调整外径和内径前的构件可以通过铸造制造。在任意的情况下，在制造主体金属件50时，在进行切削加工的情况下，都能够产生由切削屑引起的不良。在此，通过使用满足上述优选条件1～5的材料，能够抑制主体金属件50x的破损，并且抑制由切削屑引起的不良。

(3)火花塞的结构可以代替图1中说明的结构，可以是其他各种结构。例如，中心电极的侧面(与轴线CL垂直的方向侧的面)与接地电极可以形成放电用间隙。放电用间隙的总数可以是两个以上。可以省略电阻73。可以在绝缘体10的贯通孔12内的中心电极20与端子金属件40之间配置磁性体。可以整个中心电极20配置在绝缘体10的贯通孔12内。可以整个端子金属件40配置在绝缘体10的贯通孔12内。

以上，基于实施方式、变形例说明了本发明，但是上述的发明的实施方式用于易于理解本发明，而不是限定本发明。本发明能够在不脱离其宗旨以及权利要求书的情况下进行变更改进，并且本发明包括与变更改进的技术方案等同的技术方案。

附图标记说明

8…前端侧填充件、10…绝缘体、10e…后端、11…内缩径部、12…轴孔(贯通孔)、13…后端侧躯体部、14…大径部、15…前端侧躯体部、16…外缩径部、19…脚部、20…中心电极、21…外层、22…芯部、24…头部、27…轴部、29…第一芯片、30…接地电极、31…外层、32…内层、33…一端部、33…基端部、34…前端部、37…主体部、39…第二芯片、40…端子金属件、41…轴部、48…凸缘部、49…盖安装部、50、50x…主体金属件、51…工具卡合部、52…躯体部、53…铆接部、54…凸缘部、54s…基座面、55…前端面、56…内缩径部、57…螺纹部、58…弯曲部、59…贯通孔、61…环构件、70…滑石、72…第一密封部、73…电阻、74…第二密封部、90…垫圈、100…火花塞、300…连接部、310～330…模具、310c～330c…旋转轴、310s～330s…外周面、g…间隙、L…前端部长度、CL…中心轴(轴线)、Df…前端方向(前方)、Dfr…后端方向(后方)。

Claims (4)

1.一种火花塞，具备沿着轴线的方向延伸的筒状的主体金属件，

所述主体金属件包括：

作为主成分的铁；

0.20wt％以上且0.30wt％以下的碳；

0.30wt％以上且0.45wt％以下的锰；及

0.005wt％以上且0.009wt％以下的硫，

锰的含有率wt％与硫的含有率wt％之比即Mn/S为40以上且65以下。

2.根据权利要求1所述的火花塞，其中，

所述主体金属件在自身的外周面具有：

向径向外侧突出的基座面；及

在比所述基座面靠所述轴线的方向上的前端侧设置的螺纹部，

从所述基座面的前端部到所述主体金属件的前端的所述轴线的方向上的距离为26mm以上且40mm以下。

3.根据权利要求2所述的火花塞，其中，

所述距离是34mm以上且40mm以下。

4.根据权利要求2或3所述的火花塞，其中，

所述螺纹部的公称直径是M12、M10、M8中的任一个。

Images