JP6345214B2 - 点火プラグ - Google Patents
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Description
軸線の方向に延びる筒状の主体金具を備える点火プラグであって、
前記主体金具は、
主成分である鉄と、
0.20wt%以上、0.30wt%以下の炭素と、
0.30wt%以上、0.45wt%以下のマンガンと、
0.005wt%以上、0.009wt%以下の硫黄と、
を含み、
硫黄の含有率(wt%)に対するマンガンの含有率(wt%)の比であるMn/Sが、40以上、65以下である、
点火プラグ。
適用例1に記載の点火プラグであって、
前記主体金具は、自身の外周面に、
径方向外側に突出する座面と、
前記座面よりも前記軸線の方向における先端側に設けられたネジ部と、
を有し、
前記座面の先端部から前記主体金具の先端までの前記軸線の方向の距離は、26mm以上、40mm以下である、
点火プラグ。
適用例2に記載の点火プラグであって、
前記距離は、34mm以上、40mm以下である、
点火プラグ。
適用例2または3のいずれかに記載の点火プラグであって、
前記ネジ部の呼び径は、M12、M10、M8のいずれかである、
点火プラグ。
A−1.点火プラグ100の構成:
図1は、一実施形態としての点火プラグ100の断面図である。図中には、点火プラグ100の中心軸CL(「軸線CL」とも呼ぶ)と、点火プラグ100の中心軸CLを含む平らな断面と、が示されている。以下、中心軸CLに平行な方向を「軸線CLの方向」、または、単に「軸線方向」または「前後方向」とも呼ぶ。軸線CLに垂直な方向を、「径方向」とも呼ぶ。中心軸CLに平行な方向のうち、図1における下方向を先端方向Df、または、前方向Dfと呼び、上方向を後端方向Dfr、または、後方向Dfrとも呼ぶ。先端方向Dfは、後述する端子金具40から中心電極20に向かう方向である。また、図1における先端方向Df側を点火プラグ100の先端側と呼び、図1における後端方向Dfr側を点火プラグ100の後端側と呼ぶ。
主体金具50の製造方法としては、種々の方法を採用可能である。例えば、以下の方法によって、主体金具50を製造してよい。まず、円柱状の金属製の部材を準備する。そして、冷間鍛造によって、円柱状の部材の形状を、大まかに成形する。そして、成形済の部材に貫通孔59に相当する孔を開けて、円筒状の部材を生成する。次に、切削加工によって、円筒状の部材の各部分の外径と内径とを、主体金具50の対応する部分の外径と内径とに、調整する。外径と内径とが調整された部材の胴部52に、ダイスを用いるネジ切り加工によって、ネジ部57を形成する。これにより、主体金具50が完成する。
B−1.第1評価試験:
第1評価試験では、互いに材料が異なる主体金具50xの複数種類のサンプルを用いて、切削加工とネジ切り加工を行った。そして、同じ切削工具を用いて複数の主体金具50xを一つずつ加工し、切り屑に起因する不具合が発生したか否かを確認した。またネジ切り加工後のサンプルを目視で観察することによって、主体金具50xが割れたか否かを確認した。
0.30wt% ≦ マンガンMnの含有率 ≦0.45Wt%
0.005wt%≦ 硫黄Sの含有率 ≦0.009wt%
40 ≦ 含有率比(Mn/S) ≦65
(条件1)主成分である鉄Feを含む
(条件2)0.20wt%以上、0.30wt%以下の炭素Cを含む
(条件3)0.30wt%以上、0.45wt%以下のマンガンMnを含む
(条件4)0.005wt%以上、0.009wt%以下の硫黄Sを含む
(条件5)含有率比(Mn/S)が、40以上、65以下
第2評価試験では、互いに先端部長L(図1)が異なる主体金具50xの複数種類のサンプルを用いて、図2のネジ切り加工を行った。そして、加工後のサンプルを目視で観察することによって、主体金具50xが割れたか否かを確認した。図4(A)、図4(B)の表T2、T3は、サンプルの番号と、先端部長Lと、第1試験の評価結果と、第2試験の評価結果と、を示している。図4(A)の第2表T2は、一般的な炭素鋼の例としてA3番(図3)の材料を用いる場合を示している。図4(B)の第3表T3は、図3で説明した好ましい条件1〜5を満たす材料の例としてA22番の材料を用いる場合を示している。先端部長Lとしては、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42の10種類が試験された。第1試験では、ダイス310〜330は、主体金具50xを加工する通常の回転速度よりも速い回転速度で、回転した。第2試験では、ダイス310〜330は、通常の回転速度で、回転した。このように、第1試験は、第2試験と比べて、不具合が生じやすい条件下で、行われた。なお、第2表T2のサンプルB1〜B10と第3表T3のサンプルC1〜C10との間では、材料以外の構成は、共通であった。例えば、ネジ部57の呼び径は、M12であった。
第3評価試験では、主体金具50のネジ部57の呼び径(ネジ径とも呼ぶ)が互いに異なる主体金具50xの複数種類のサンプルを用いて、図2のネジ切り加工を行った。そして、加工後のサンプルを目視で観察することによって、主体金具50xが割れたか否かを確認した。図5(A)、図5(B)の表T4、T5は、サンプルの番号と、ネジ径と、厚さT(図1)と、割れ発生率と、評価結果と、を示している。図5(A)の第4表T4は、一般的な炭素鋼の例としてA3番(図3)の材料を用いる場合を示している。図5(B)の第5表T5は、図3で説明した好ましい条件1〜5を満たす材料の例としてA22番の材料を用いる場合を示している。ネジ径としては、8、10、12、14(mm)の4種類が試験された。厚さTは、ネジ径が大きいほど、厚かった。本評価試験では、ダイス310〜330は、主体金具50xを加工する通常の回転速度よりも速い回転速度で、回転した。そして、100個のサンプルにネジ切り加工を行った。割れ発生率は、100個のサンプルのうちの割れが発生したサンプルの数の割合(%)を示している。評価結果に関しては、A評価は、割れ発生率がゼロ%であることを示し、B評価は、割れ発生率がゼロ%よりも大きかったことを示している。なお、第4表T4のサンプルD1〜D4と第5表T5のサンプルE1〜E4との間では、材料以外の構成は、共通であった。例えば、先端部長Lは、28mmであった。
(1)上記の好ましい条件1〜5を満たす主体金具50の材料としては、図3に示すサンプルの材料に限らず、条件1〜5を満たす他の任意の材料を採用可能と推定される。図3で説明したように、条件1〜5で示される範囲は、割れの評価結果と生産性の評価結果との両方が良好であったサンプルのパラメータ(具体的には、炭素Cの含有率、マンガンMnの含有率、硫黄Sの含有率、が含有率比(Mn/S))の分布範囲である。従って、それらのパラメータが、上記の好ましい条件1〜5で示される範囲内である場合には、割れの評価結果と生産性の評価結果とは、大幅には変化せずに、良好であると推定される。いずれの場合も、主体金具が条件1〜5を満たす場合には、主体金具の材料も条件1〜5を満たすので、主体金具の強度低下と生産性低下とを抑制できる。
Claims (4)
- 軸線の方向に延びる筒状の主体金具を備える点火プラグであって、
前記主体金具は、
主成分である鉄と、
0.20wt%以上、0.30wt%以下の炭素と、
0.30wt%以上、0.45wt%以下のマンガンと、
0.005wt%以上、0.009wt%以下の硫黄と、
を含み、
硫黄の含有率(wt%)に対するマンガンの含有率(wt%)の比であるMn/Sが、40以上、65以下である、
点火プラグ。 - 請求項1に記載の点火プラグであって、
前記主体金具は、自身の外周面に、
径方向外側に突出する座面と、
前記座面よりも前記軸線の方向における先端側に設けられたネジ部と、
を有し、
前記座面の先端部から前記主体金具の先端までの前記軸線の方向の距離は、26mm以上、40mm以下である、
点火プラグ。 - 請求項2に記載の点火プラグであって、
前記距離は、34mm以上、40mm以下である、
点火プラグ。 - 請求項2または3のいずれかに記載の点火プラグであって、
前記ネジ部の呼び径は、M12、M10、M8のいずれかである、
点火プラグ。
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