本發(fā)明涉及火花塞。本發(fā)明尤其是涉及具備主體配件的火花塞，該主體配件具有即使在主體配件為細(xì)徑化及薄壁化的情況下也能夠通過足以確保氣密性的力將主體配件斂緊固定于絕緣體的強(qiáng)度。

背景技術(shù)：

機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)使用的火花塞通常具備：棒狀的中心電極；在該中心電極的外周設(shè)置的大致筒狀的絕緣體；在該絕緣體的外周設(shè)置的大致筒狀的主體配件；以及安裝在主體配件的前端且與中心電極之間形成火花放電間隔的接地電極。

近年來，為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)布局的自由度而要求火花塞的小型化及細(xì)徑化。為了實(shí)現(xiàn)火花塞的小型化及細(xì)徑化，可考慮例如主體配件的細(xì)徑化及薄壁化。

在將組裝有中心電極的絕緣體插入于筒狀的主體配件的狀態(tài)下，形成將配置中心電極的一側(cè)的相反側(cè)的主體配件的后端開口部斂緊并使端部向徑向內(nèi)側(cè)彎曲的斂緊部，由此將主體配件固定于絕緣體。當(dāng)主體配件實(shí)現(xiàn)細(xì)徑化及薄壁化時(shí)，由于主體配件中的形成為比較薄壁的斂緊部的強(qiáng)度下降，因此存在無法通過足以確保充分的氣密性的緊固力將主體配件的后端開口部斂緊于絕緣體的課題。

針對這樣的課題，例如在專利文獻(xiàn)1存在如下的記載?！氨景l(fā)明的主旨在于，將這樣具有縮小的斂緊部軸截面積的主體配件通過根據(jù)該截面積而使碳含有量增大的鋼材構(gòu)成，由此向斂緊部賦予對于增加的斂緊應(yīng)力能夠充分地支撐的強(qiáng)度。其結(jié)果是，盡管主體配件為細(xì)徑化，也能夠通過充分的緊固力固定于絕緣體，而且能夠提高氣密性、耐振動(dòng)性?！?專利文獻(xiàn)1的0009欄)

【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)1】日本特開2003-257584號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

近年來，火花塞的小徑化及細(xì)徑化的要求日益升高。因此，要求進(jìn)一步提高主體配件的強(qiáng)度。為了提高主體配件的強(qiáng)度，如專利文獻(xiàn)1公開所示，可考慮使形成主體配件的鋼材的碳量增加。然而，使鋼材的碳量越增加，則強(qiáng)度越提高，但是鋼材難以變形，加工性下降。因此，希望在不使碳量增加而仍維持加工性的狀態(tài)下提高主體配件的強(qiáng)度。

本發(fā)明目的在于提供一種具備主體配件的火花塞，該主體配件具有即使主體配件為細(xì)徑化及薄壁化的情況下也能夠通過足以確保氣密性的力將主體配件斂緊固定于絕緣體的強(qiáng)度。

用于解決所述課題的方案如下，

[1]一種火花塞，具有：絕緣體，具有沿軸線方向延伸的軸孔；中心電極，設(shè)置在所述軸孔內(nèi)的前端側(cè)；及筒狀的主體配件，設(shè)置在所述絕緣體的外周，

所述主體配件具有斂緊部，該斂緊部配置在比突緣狀的工具卡合部靠所述軸線方向后端側(cè)處，具有朝向所述軸線方向后端側(cè)縮徑的形狀，

所述火花塞的特征在于，

所述斂緊部由基于JIS G 0551測定的結(jié)晶的粒度號(hào)為No.11以上的碳鋼形成。

所述[1]的優(yōu)選的形態(tài)如以下所述。

[2]所述碳鋼的處于與所述軸線平行的線段上的多個(gè)結(jié)晶的長度的平均即平均線段長為0.01mm以下。

[3]在所述[1]或[2]記載的火花塞中，所述碳鋼基于JIS G 0551測定的截獲結(jié)晶粒數(shù)為200個(gè)以上。

[4]在所述[1]～[3]中的任一記載的火花塞中，所述碳鋼含有Fe作為主成分，且含有0.03質(zhì)量％以上且0.3質(zhì)量％以下的C、0.3質(zhì)量％以上且0.9質(zhì)量％以下的Mn、0.1質(zhì)量％以上且0.8質(zhì)量％以下的Si、及0.001質(zhì)量％以上且0.1質(zhì)量％以下的S。

本發(fā)明的主體配件的斂緊部由基于JIS G 0551測定的結(jié)晶的粒度號(hào)為No.11以上的碳鋼形成。本發(fā)明的主體配件的斂緊部由結(jié)晶粒度比以往使用的主體配件小的碳鋼形成，因此與以往相比斂緊部的強(qiáng)度提高。因此，例如，能夠提供一種具備主體配件的火花塞，該主體配件具有即使在為了火花塞的小型化而使主體配件為細(xì)徑化及薄壁化的情況下也能夠通過足以確保氣密性的力將主體配件斂緊固定于絕緣體的強(qiáng)度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的火花塞的一實(shí)施例的火花塞的局部剖視整體說明圖。

圖2是將圖1所示的主體配件的工具卡合部及斂緊部放大表示的要部剖視說明圖。

圖3是用于說明形成斂緊部的碳鋼的平均線段長的測定方法的說明圖。

圖4是用于說明形成斂緊部的碳鋼的截獲結(jié)晶粒數(shù)的測定方法的說明圖。

圖5是表示主體配件中間體的開口部的尺寸的說明圖。

圖6是表示斂緊部后端的位移與載荷的關(guān)系的坐標(biāo)圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的火花塞的一實(shí)施例的火花塞如圖1所示。圖1是本發(fā)明的火花塞的一實(shí)施例的火花塞1的局部剖視整體說明圖。需要說明的是，在圖1中，以紙面下方即配置后述的接地電極的一側(cè)為軸線O的前端方向，以紙面上方為軸線O的后端方向進(jìn)行說明。

如圖1所示，該火花塞1具備：具有沿著軸線O方向延伸的軸孔2的大致圓筒形狀的絕緣體3；設(shè)置在所述軸孔2內(nèi)的前端側(cè)的大致棒狀的中心電極4；設(shè)置在所述軸孔2內(nèi)的后端側(cè)的端子配件5；配置在所述軸孔2內(nèi)的所述中心電極4與所述端子配件5之間的連接部6；設(shè)置在所述絕緣體3的外周的大致圓筒形狀的主體配件7；具有固定在所述主體配件7的前端的基端部及隔著間隙GA而與所述中心電極4相對地配置的前端部的接地電極8。

絕緣體3具有沿軸線O方向延伸的軸孔2，具有大致圓筒形狀。絕緣體3具備后端側(cè)主體部11、大徑部12、前端側(cè)主體部13、長腿部14。后端側(cè)主體部11收容端子配件5，對端子配件5與主體配件7進(jìn)行絕緣。大徑部12配置在比該后端側(cè)主體部11靠前端側(cè)處，向徑向外側(cè)呈突緣狀地突出。前端側(cè)主體部13配置在比該大徑部12靠前端側(cè)處，具有比大徑部12小的外徑，并收容連接部6。長腿部14配置在比該前端側(cè)主體部13靠前端側(cè)處，具有比前端側(cè)主體部13小的外徑及內(nèi)徑，并收容中心電極4。絕緣體3以絕緣體3的前端方向的端部從主體配件7的前端面突出的狀態(tài)固定于主體配件7。絕緣體3由具有機(jī)械強(qiáng)度、熱強(qiáng)度、電絕緣性的材料形成。

連接部6配置在軸孔2內(nèi)的中心電極4與端子配件5之間，將中心電極4及端子配件5固定在軸孔2內(nèi)并將它們電連接。連接部6將含有玻璃粉末、非金屬導(dǎo)電性粉末及金屬粉末等的組成物燒結(jié)而形成。

端子配件5是將用于在中心電極4與接地電極8之間進(jìn)行火花放電的電壓從外部施加給中心電極4的端子。端子配件5以其一部分從絕緣體3的后端側(cè)露出的狀態(tài)插入到軸孔2內(nèi)，并通過連接部6固定。端子配件5由低碳鋼等金屬材料形成。

中心電極4具有與連接部6相接的電極后端部16和從所述電極后端部16向前端側(cè)延伸的棒狀部17。中心電極4以其前端從絕緣體3的前端突出的狀態(tài)固定在絕緣體3的軸孔2內(nèi)，相對于主體配件7被保持絕緣。中心電極4的電極后端部16和棒狀部17可以由Ni合金等的使用于中心電極4的公知的材料形成。中心電極4可以通過外層和芯部形成，該外層由Ni合金等形成，該芯部由導(dǎo)熱率比Ni合金高的材料形成，且以同心地埋入于該外層的內(nèi)部的軸心部的方式形成。作為形成芯部的材料，可列舉例如Cu、Cu合金、Ag、Ag合金、純Ni等。

所述接地電極8形成為例如大致棱柱形狀，基端部接合于主體配件7的前端部，在中途彎曲成大致L字狀，前端部形成為與中心電極4的前端之間隔著間隙GA而相對。該實(shí)施方式的間隙GA是中心電極4的前端與接地電極8的側(cè)面的最短距離。該間隙GA通常設(shè)定為0.3～1.5mm。接地電極8可以通過Ni合金等的使用于接地電極8的公知的材料形成。而且，可以與中心電極4同樣地由外層和芯部形成，該外層由Ni合金等形成，該芯部由導(dǎo)熱率比Ni合金高的材料形成，且以同心地埋入于該外層的內(nèi)部的軸心部的方式形成。

主體配件7具有大致圓筒形狀，以絕緣體3的前端部從主體配件7的前端突出的狀態(tài)，將從絕緣體3的長腿部14至后端側(cè)主體部11的一部分的部位包圍而保持絕緣體3。主體配件7具有螺紋部24、氣體密封部25、壓縮變形部26、工具卡合部27、斂緊部28。螺紋部24形成在主體配件7的前端方向的外周面。利用該螺紋部24在未圖示的內(nèi)燃機(jī)的缸蓋上裝配火花塞1。氣體密封部25配置在比螺紋部24靠后端側(cè)處，具有凸緣形狀。壓縮變形部26配置在比氣體密封部25靠后端側(cè)處，比氣體密封部25薄，具有向徑向外方彎曲的形狀。工具卡合部27配置在比壓縮變形部26靠后端側(cè)處，向徑向外側(cè)呈突緣狀地突出，與軸線O正交的截面形狀具有六邊形等多邊形形狀。工具卡合部27與用于安裝于內(nèi)燃機(jī)的螺絲鉗或扳手等工具嵌合。斂緊部28配置在比工具卡合部27靠軸線O方向后端側(cè)處，形成得比工具卡合部27薄。斂緊部28通過斂緊而具有朝向軸線O方向后端側(cè)縮徑的形狀。在斂緊部28及工具卡合部27的內(nèi)周面與絕緣體3的后端側(cè)主體部18的外周面之間形成的環(huán)狀的空間內(nèi)配置圓環(huán)狀的環(huán)構(gòu)件29、30及滑石31。在火花塞1的制造時(shí)，進(jìn)行將主體配件7的后端開口部向內(nèi)側(cè)折彎而向前端側(cè)按壓的斂緊，由此，形成以使主體配件7的后端部與絕緣體3的外周面抵接的方式彎曲的斂緊部28并且壓縮變形部26發(fā)生壓縮變形。通過這些變形，經(jīng)由環(huán)構(gòu)件29、30及滑石31，將絕緣體3在主體配件7內(nèi)朝向前端側(cè)按壓。通過該按壓，滑石31沿軸線O方向被壓縮，能提高主體配件7內(nèi)的氣密性。

在主體配件7的內(nèi)周，經(jīng)由環(huán)狀的片式密封墊33，將位于絕緣體3的長腿部14的基端的臺(tái)階部15按壓于在螺紋部24的位置形成的配件內(nèi)突起部32。該片式密封墊33是保持主體配件7與絕緣體3之間的氣密性的構(gòu)件，防止燃燒氣體的流出。

主體配件7由碳鋼形成。主體配件7的斂緊部28由基于JIS G 0551測定的結(jié)晶的粒度號(hào)為No.11以上的碳鋼形成。粒度號(hào)越大，則結(jié)晶粒度越小，斂緊部28的強(qiáng)度越提高，因此優(yōu)選，但是通常斂緊部28的碳鋼的粒度號(hào)為No.18以下。主體配件7中的至少斂緊部28由這樣結(jié)晶粒度小的碳鋼形成，因此斂緊部28的強(qiáng)度提高，即使在為了火花塞的小型化而使主體配件為細(xì)徑化及薄壁化的情況下，也能夠通過足以確保氣密性的力將主體配件斂緊固定于絕緣體。

形成斂緊部28的碳鋼的結(jié)晶的粒度號(hào)具體而言可以基于JIS G0551如下求出。首先，利用與軸線O平行的面將主體配件7切斷，并使切斷面露出。接下來，在所述切斷面中，通過JIS G 0551記載的適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ菇Y(jié)晶粒界出現(xiàn)。接下來，在所述切斷面中，在從工具卡合部27的軸線O方向后端向后端側(cè)分離了2mm以上的位置進(jìn)行顯微鏡觀察，求出每1mm²的結(jié)晶粒數(shù)。在至少5個(gè)部位求出結(jié)晶粒數(shù)，將得到的值的算術(shù)平均作為平均結(jié)晶粒數(shù)m，通過以下的式(1)求出粒度號(hào)G。

m＝8×2^G……(1)

工具卡合部27具有：具有與軸線O平行的外周面的六邊形筒狀部；以及分別配置在該六邊形筒狀部的軸線O方向前端側(cè)及后端側(cè)的縮徑部。在求出粒度號(hào)時(shí)作為確定進(jìn)行顯微鏡觀察的區(qū)域的基準(zhǔn)的“工具卡合部27的后端”是配置在六邊形筒狀部的后端側(cè)的縮徑部的后端。如圖2所示，在主體配件7的截面中，工具卡合部27的外周面由第一線段41、第二線段42、第三線段43表示，該第一線段41表示六棱柱狀部的外周面，該第二線段42表示配置在六棱柱狀部的后端的縮徑部的外周面，該第三線段43表示配置在六棱柱狀部的前端的縮徑部的外周面。在主體配件7的截面中，比工具卡合部27靠后端側(cè)處的外周面從第二線段42的后端朝向后端側(cè)而與軸線O大致平行地延伸，在中途向徑向內(nèi)側(cè)彎曲，后端由表示與絕緣體3接觸的曲面的曲線44來表示。在主體配件的截面中，“工具卡合部27的后端”是從以恒定的角度縮徑的第二線段42朝向軸線O的后端側(cè)進(jìn)行縮徑的角度減小的位移點(diǎn)B。在配置在六邊形筒狀部的后端側(cè)的縮徑部的外周面形成曲面的情況下，“工具卡合部27的后端”是在主體配件的截面中，表示該曲面的曲線上的點(diǎn)的切線的斜度急劇變化的位移點(diǎn)B。為了求出粒度號(hào)G而進(jìn)行顯微鏡觀察的位置是從通過該位移點(diǎn)B且與軸線O正交的假想直線T向軸線O方向后端側(cè)分離了2mm以上的位置。

形成斂緊部28的碳鋼的處于與軸線O平行的線段上的多個(gè)結(jié)晶的長度的平均即平均線段長優(yōu)選為0.01mm以下。平均線段長越小，則結(jié)晶粒度越小，斂緊部28的強(qiáng)度提高，因此優(yōu)選，但是通常斂緊部28的碳鋼的平均線段長為0.005mm以上。這樣使軸線O方向的結(jié)晶的平均線段長為0.01mm以下時(shí)，斂緊部28的強(qiáng)度進(jìn)一步提高，即使在主體配件為細(xì)徑化及薄壁化的情況下，也能夠通過足以確保氣密性的力將主體配件斂緊固定于絕緣體。

形成斂緊部28的碳鋼的平均線段長具體而言可以如下求出。與求出粒度號(hào)時(shí)同樣，在從工具卡合部27的軸線O方向后端向后端側(cè)分離了2mm以上的位置進(jìn)行顯微鏡觀察，得到圖像。如圖3所示，在圖像上的任意的區(qū)域描繪與軸線O平行的一條線段L，并測定處于該線段L上的結(jié)晶的長度。即，測定線段L與圖像上出現(xiàn)的結(jié)晶粒界的交點(diǎn)間的距離。在圖3中，分別測定點(diǎn)a₁與點(diǎn)a₂的距離A₁₂、點(diǎn)a₂與點(diǎn)a₃的距離A₂₃、點(diǎn)a₃與點(diǎn)a₄的距離A₃₄。求出得到的值的算術(shù)平均作為平均線段長。顯微鏡的倍率以使處于線段L上的結(jié)晶粒數(shù)成為200個(gè)左右的方式進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，例如為100倍。

形成斂緊部28的碳鋼優(yōu)選基于JIS G 0551測定的截獲結(jié)晶粒數(shù)N為200個(gè)以上。截獲結(jié)晶粒數(shù)N越大，則斂緊部28的強(qiáng)度越提高，因此優(yōu)選，但是通常斂緊部28的碳鋼的截獲結(jié)晶粒數(shù)N為500個(gè)以下。這樣由預(yù)定的區(qū)域的結(jié)晶粒數(shù)多的碳鋼形成時(shí)，斂緊部28的強(qiáng)度進(jìn)一步提高，即使在主體配件為細(xì)徑化及薄壁化的情況下，也能夠通過足以確保氣密性的力將主體配件斂緊固定于絕緣體。

形成斂緊部28的碳鋼的截獲結(jié)晶粒數(shù)N具體而言可以基于JIS G0551如下求出。與求出粒度號(hào)時(shí)同樣，在從工具卡合部27的軸線O方向后端向后端側(cè)分離了2mm以上的位置進(jìn)行顯微鏡觀察，得到圖像。如圖4所示，在圖像上描繪縱線L₁、橫線L₂、圓C、及通過該圓C的中心的2條對角線L₃及L₄作為試驗(yàn)線。顯微鏡的倍率為例如100倍。此時(shí)，縱線L₁及橫線L₂的長度分別為276.160μm，對角線L₃及L₄的長度分別為414.239μm，圓周的長度為690.421μm，總線長為2071.219μm。

截獲結(jié)晶粒數(shù)N在試驗(yàn)線通過結(jié)晶粒的情況下為N＝1，在試驗(yàn)線在結(jié)晶粒內(nèi)結(jié)束的情況及試驗(yàn)線與結(jié)晶粒界相接的情況下為N＝0.5，對處于試驗(yàn)線上的結(jié)晶粒的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。

主體配件7只要是通過斂緊而作用有較大的應(yīng)力的部位即斂緊部28為粒度號(hào)No.11以上，優(yōu)選由平均線段長為0.01mm以下和/或截獲結(jié)晶粒數(shù)為200個(gè)以上的碳鋼形成即可，但是優(yōu)選壓縮變形部26為粒度號(hào)No.11以上，更優(yōu)選主體配件7整體為粒度號(hào)No.11以上，更優(yōu)選平均線段長為0.01mm以下和/或截獲結(jié)晶粒數(shù)為200個(gè)以上。

在制造主體配件7時(shí)，通過適當(dāng)變更軋制工序的冷卻條件能夠調(diào)整形成斂緊部28的碳鋼的結(jié)晶的粒度號(hào)、平均線段長及截獲結(jié)晶粒數(shù)。例如，在軋制工序中，將加熱成約1000℃的線材通過風(fēng)冷在短時(shí)間內(nèi)急冷至600℃，由此能夠形成具有粒度號(hào)為No.11以上的微細(xì)的結(jié)晶粒的碳鋼。

形成主體配件7的碳鋼含有Fe(鐵)作為主成分，且通常含有C(碳)、Mn(錳)、Si(硅)、S(硫)。形成主體配件7的碳鋼優(yōu)選含有97質(zhì)量％以上且99.569質(zhì)量％以下的Fe、0.03質(zhì)量％以上且0.3質(zhì)量％以下的C、0.3質(zhì)量％以上且0.9質(zhì)量％以下的Mn、0.1質(zhì)量％以上且0.8質(zhì)量％以下的Si、及0.001質(zhì)量％以上且0.1質(zhì)量％以下的S。主體配件7由具有這樣的組成的碳鋼形成時(shí)，容易形成具有前述的微細(xì)的結(jié)晶粒的碳鋼，能夠提高斂緊部28的強(qiáng)度。

形成主體配件7的碳鋼可以含有合計(jì)1.0質(zhì)量％以下的Fe、C、Mn、Si、S以外的元素作為不可避免的雜質(zhì)。作為不可避免的雜質(zhì)，可列舉例如P、Cu、Ni等。

碳鋼中的各成分的含有率例如可以通過利用附屬于電子線顯微分析儀(FE-EPMA)的波長分散型X射線分光器(WDS)進(jìn)行點(diǎn)分析來求出。具體而言，與求出粒度號(hào)時(shí)同樣，在從工具卡合部27的軸線O方向后端向后端側(cè)分離了2mm以上的位置進(jìn)行點(diǎn)分析?？梢栽谥辽?個(gè)部位進(jìn)行點(diǎn)分析，并將得到的值的算術(shù)平均作為各成分的含有率。

火花塞1例如如下制造。

為了制造主體配件7而準(zhǔn)備具有預(yù)定的組成的線材。將準(zhǔn)備的線材進(jìn)行加熱為約1000℃并軋制，通過輸送比較強(qiáng)的風(fēng)而在短時(shí)間內(nèi)急冷至600℃的軋制工序。在軋制工序中，通過對軋制的線材進(jìn)行急冷，能夠形成具有粒度號(hào)為No.11以上的微細(xì)的結(jié)晶粒的碳鋼。接下來，使用鍛造機(jī)將經(jīng)過軋制工序的原料分多次進(jìn)行沖壓，制作成形為主體配件7的原本的形狀的鍛造體。接下來，利用車床對由鍛造加工制作的鍛造體的外周及內(nèi)周進(jìn)行切削，由此得到具有所希望的形狀的主體配件中間體。

另一方面，與主體配件7另行地，將Ni合金等的電極材料加工成所希望的形狀及尺寸來制作中心電極4及接地電極8。可以連續(xù)地進(jìn)行電極材料的調(diào)整及加工。

另外，與主體配件7另行地制作絕緣體3。首先，使用以氧化鋁為主成分且含有粘合劑等的原料粉末來調(diào)整成形用坯料造粒物，通過對成形用坯料造粒物進(jìn)行橡膠沖壓成形，來得到筒狀的成形體。通過磨削加工等將得到的成形體整形成所希望的形狀。將整形后的整形體在爐內(nèi)進(jìn)行燒制，由此得到絕緣體3。

接下來，通過電阻焊接等在主體配件中間體的端面接合接地電極8的一端部。接下來，通過公知的手法在絕緣體3的軸孔2內(nèi)組裝中心電極4，將形成連接部6的組成物預(yù)備壓縮并填充到軸孔2內(nèi)。接下來，從軸孔2內(nèi)的端部壓入端子配件5并對組成物進(jìn)行壓縮加熱。這樣所述組成物燒結(jié)而形成連接部6，在絕緣體3固定中心電極4和端子配件5。

接下來，將固定有該中心電極4等的絕緣體3從后端開口部向接合有接地電極8的主體配件7插入，使絕緣體3的臺(tái)階部15經(jīng)由片式密封墊33而與配件內(nèi)突起部32抵接。接下來，在絕緣體3的大徑部12上配置環(huán)構(gòu)件29，向絕緣體3與主體配件7之間填充滑石31。在滑石31上配置環(huán)構(gòu)件30，將形成得比工具卡合部27薄的主體配件7的后端開口部斂緊，從而形成具有朝向軸線O方向后端側(cè)縮徑的形狀的斂緊部28。由此，將絕緣體3和主體配件7固定。

最后，將接地電極8的前端部向中心電極4側(cè)折彎，使接地電極8的一端與中心電極4的前端部相對，來制造火花塞1。

本發(fā)明的火花塞1被使用作為機(jī)動(dòng)車用的內(nèi)燃機(jī)例如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)等的點(diǎn)火栓，將所述螺紋部24螺合于在對內(nèi)燃機(jī)的燃燒室進(jìn)行劃分形成的缸蓋(未圖示)上設(shè)置的螺紋孔，固定在預(yù)定的位置。本發(fā)明的火花塞1能夠使用于任意的內(nèi)燃機(jī)。本發(fā)明的火花塞1的主體配件7與以往相比具有即使在主體配件為細(xì)徑化及薄壁化的情況下也能夠通過足以確保氣密性的力將主體配件斂緊固定于絕緣體的強(qiáng)度，因此特別適合于成為搭載小型的火花塞的設(shè)計(jì)的內(nèi)燃機(jī)。

本發(fā)明的火花塞1沒有限定為前述的實(shí)施例，在能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更。

【實(shí)施例】

1.斂緊部強(qiáng)度試驗(yàn)

(主體配件試驗(yàn)體的制作)

<實(shí)施例1>

將具有以下的組成的線材進(jìn)行了加熱為約1000℃并軋制，通過輸送比較強(qiáng)的風(fēng)在短時(shí)間內(nèi)急冷至600℃的軋制工序。接下來，使用鍛造機(jī)將經(jīng)過軋制工序的原料分多次進(jìn)行沖壓，制作了成形為主體配件的原本的形狀的鍛造體。接下來，利用車床對制作的鍛造體的外周及內(nèi)周進(jìn)行切削，由此制作了具有所希望的形狀的主體配件中間體107。

線材的組成

Fe：99.307質(zhì)量％ C：0.16質(zhì)量％ Mn：0.38質(zhì)量％

Si：0.14質(zhì)量％ S：0.012質(zhì)量％ P：0.001質(zhì)量％

如圖5所示，主體配件中間體107的工具卡合部127的后端B₁的外徑R₁為14.8±0.1mm，后端部的外徑R₂為14.5±0.1mm，主體配件中間體的內(nèi)徑R₃為13.05±0.05mm。

對配置在比主體配件中間體107的工具卡合部127靠后端側(cè)處的開口部128進(jìn)行斂緊加工，形成具有朝向后端側(cè)縮徑的形狀的斂緊部，作為主體配件試驗(yàn)體。

需要說明的是，在通過FE-EPMA進(jìn)行了測定時(shí)，主體配件試驗(yàn)體的組成與線材的組成大致相同。

<比較例1>

在軋制工序中，除了將線材加熱為約1000℃并進(jìn)行了軋制之后，通過輸送比實(shí)施例1弱的風(fēng)而漸冷至600℃的情況以外，與實(shí)施例1同樣地制作了主體配件試驗(yàn)體。

(粒度號(hào)等的測定)

主體配件試驗(yàn)體的斂緊部的粒度號(hào)如下求出。以與軸線O₁平行的面將主體配件試驗(yàn)體切斷，并使切斷面露出。對于所述切斷面，通過硝酸乙醇溶液使切斷面腐蝕而使結(jié)晶粒界出現(xiàn)。在所述切斷面中，對于從工具卡合部127的后端B₁向軸線O₁方向后端側(cè)分離了2mm以上的5個(gè)部位的位置進(jìn)行了顯微鏡觀察(100倍)，基于JIS G 0551求出每1mm²的平均結(jié)晶粒數(shù)m，根據(jù)m＝8×2^G求出了粒度號(hào)。

主體配件試驗(yàn)體的斂緊部的平均線段長如下求出。在所述切斷面中，對于從工具卡合部127的后端B₁向軸線O₁方向后端側(cè)分離了2mm以上的位置進(jìn)行顯微鏡觀察，如圖3所示，描繪與軸線O₁平行的線段，測定處于線段上的多個(gè)結(jié)晶的長度，求出得到的值的算術(shù)平均作為平均線段長。在任意的10個(gè)部位同樣地求出平均線段長，在表1中示出最小值和最大值。此時(shí)，顯微鏡的倍率在實(shí)施例及比較例中都為100倍，200個(gè)左右的結(jié)晶粒通過線段。

主體配件試驗(yàn)體的斂緊部的截獲結(jié)晶粒數(shù)如下求出。在所述切斷面中，對于從工具卡合部127的后端B向軸線O₁方向后端側(cè)分離了2mm以上的位置進(jìn)行顯微鏡觀察(100倍)，如圖4所示，在圖像上描繪了縱線L₁、橫線L₂、圓C、及通過該圓C的中心的對角線L₃及L₄作為試驗(yàn)線?？v線L₁及橫線L₂的長度分別為276.160μm，對角線L₃及L₄的長度分別為414.239μm，圓周的長度為690.421μm，總試驗(yàn)線長為2071.219μm。對處于該試驗(yàn)線上的結(jié)晶粒的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，求出作為截獲結(jié)晶粒數(shù)。

需要說明的是，粒度號(hào)、平均線段長及截獲結(jié)晶粒數(shù)在通過顯微鏡觀察得到的圖像上，使用innotech株式會(huì)社制Quick Grain進(jìn)行了計(jì)測。

【表1】

(強(qiáng)度試驗(yàn)方法)

從主體配件試驗(yàn)體的前端開口部插入夾具，使夾具的端部與斂緊部的內(nèi)周面接觸，在固定有主體配件試驗(yàn)體的狀態(tài)下，使夾具以10mm/分鐘的速度朝向斂緊部動(dòng)，通過自動(dòng)繪圖儀測定了向夾具施加的載荷。而且，以施加載荷之前的斂緊部后端的位置為0，以斂緊部后端向后端側(cè)位移時(shí)為正，測定了施加預(yù)定的載荷時(shí)的斂緊部后端的位置。表示斂緊部后端的位移與載荷的關(guān)系的坐標(biāo)圖如圖6所示。

在圖6中，示出測定的載荷的最高值越高則斂緊部的強(qiáng)度越大的情況。

如圖6所示可知，實(shí)施例1的主體配件試驗(yàn)體的載荷的最高值大于比較例1的主體配件試驗(yàn)體的載荷的最高值，與比較例1相比，實(shí)施例1的主體配件試驗(yàn)體的斂緊部28的強(qiáng)度大。

2.斂緊部沖擊試驗(yàn)

(火花塞試驗(yàn)體的制作)

(實(shí)施例2)

向?qū)嵤├?制作的主體配件中間體107的圓筒內(nèi)插入組裝有中心電極等的絕緣體，將主體配件中間體107的開口部128斂緊而制作了火花塞試驗(yàn)體。

通常在制造火花塞的情況下，進(jìn)行斂緊直至圖1所示的壓縮變形部26向徑向外方彎曲為止，由此將絕緣體3和主體配件7牢固地固定。另一方面，在該斂緊部沖擊試驗(yàn)中，為了進(jìn)行加速試驗(yàn)，不施加載荷直至壓縮變形部26彎曲為止，而施加載荷直至主體配件試驗(yàn)體的軸線O₁方向后端部與絕緣體3的外周面接觸為止進(jìn)行斂緊。

(比較例2)

除了使用比較例1制作的主體配件中間體的情況以外，與實(shí)施例2同樣地制作了火花塞試驗(yàn)體。

(斂緊部沖擊試驗(yàn)方法)

將火花塞試驗(yàn)體安裝于沖擊試驗(yàn)裝置，以固定接地電極的一側(cè)為下方，使火花塞試驗(yàn)體向試驗(yàn)臺(tái)落下，由此向火花塞試驗(yàn)體賦予了沖擊。此時(shí)，試驗(yàn)臺(tái)與火花塞試驗(yàn)體前端的距離為15mm，加速度為20G，頻率為20Hz。持續(xù)進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，每1小時(shí)確認(rèn)了火花塞試驗(yàn)體的狀態(tài)。結(jié)果如表2所示。

表2所示的斂緊部沖擊試驗(yàn)的評價(jià)基準(zhǔn)如以下所述。

◎：無異常

○：斂緊部的軸線O₁方向的變化量為0.01mm以下

△：斂緊部的軸線O₁方向的變化量超過0.01mm，且主體配件與絕緣體之間沒有松弛

×：在主體配件與絕緣體之間產(chǎn)生松弛

【表2】

實(shí)施例2的火花塞試驗(yàn)體在試驗(yàn)時(shí)間12小時(shí)產(chǎn)生了松弛。

如表2所示，與比較例2的火花塞試驗(yàn)體相比，實(shí)施例2的火花塞試驗(yàn)體產(chǎn)生松弛的時(shí)間變長。由此可知，具備粒度號(hào)大且結(jié)晶粒度小的實(shí)施例1的主體配件試驗(yàn)體的實(shí)施例2的火花塞試驗(yàn)體與具備粒度號(hào)相對小且結(jié)晶粒度大的比較例1的主體配件試驗(yàn)體的比較例2的火花塞試驗(yàn)體相比，斂緊部的強(qiáng)度大，因此對沖擊的耐受性強(qiáng)，具有耐久性。

【標(biāo)號(hào)說明】

1 火花塞

2 軸孔

3 絕緣體

4 中心電極

5 端子配件

6 連接部

7 主體配件

8 接地電極

11 后端側(cè)主體部

12 大徑部

13 前端側(cè)主體部

14 長腿部

15 絕緣體臺(tái)階部

16 電極后端部

17 棒狀部

24 螺紋部

25 氣體密封部

26 壓縮變形部

27 工具卡合部

28 斂緊部

29、30 環(huán)構(gòu)件

31 滑石

32 配件內(nèi)突起部

41 第一線段

42 第二線段

43 第三線段

44 曲線

107 主體配件中間體

127 工具卡合部

128 開口部

GA 間隙