BR102013015606A2 - Vela de ignição - Google Patents

Abstract

Vela de ignição. Objetivo. A esfoliação, o fendimento e semelhantes de uma camada de níquel, que é apresentada sobre a superfície externa de um elétrodo de terra, e que acompanham o aquecimento e o resfriamento, são prevenidos de maneira relativamente segura. Dispositivos para solução uma vela de ignição 1 inclui um isolador tubular 2 que tem um orifício axial 4; um elétrodo central 5 que é inserido no orifício axial 4 no lado de extremidade anterior dele; um invólucro metálico tubular 3 que é apresentado na circunferência externa do isolador 2; e um elétrodo de terra 27 que é fixado na parte de extremidade anterior do invólucro metálico 3 e forma um vão de descarga de centelha 28 entre o elétrodo de terra 27 e o elétrodo central 5. Uma camada de níquel 31 é apresentada sobre a superfície externa do elétrodo de terra 27. A camada de níquel 31 contém pelo menos uma espécie selecionada do grupo que consiste no carbono, no fósforo e no boro, e a concentração total de carbono, fósforo e boro na parte na qual a concentração de níquel é de 80% na direção de espessura dela é fixada em 0,1 a 0,9%. Além disto, a espessura da camada de níquel 31 é fixada em 16 a 40 um.

Description

“VELA DE IGNIÇÃO” Campo Técnico A presente invenção refere-se a uma vela de ignição que é usada em um motor de combustão interna e semelhantes. Técnica Anterior Uma vela de ignição é montada em um motor de combustão interna (motor) ou se- ___ mèlhantes e é usada para ignição de uma mistura ar-combustível no interior de uma câmara de combustão. Geralmente, a vela de ignição inclui um isolador que tem um orifício axial que se estende da direção de uma linha axial, um elétrodo central que é inserido no orifício axial em um lado de extremidade anterior, um invólucro metálico que é apresentado na circunferência externa do isolador e um elétrodo de terra que é fixado na parte de extremidade anterior do invólucro metálico. O elétrodo de terra é dobrado para trás em uma parte aproximadamente central de modo que a parte de extremidade anterior dele fique em oposição ao elétrodo central, e um vão de descarga de centelha é formado entre a parte de extremidade anterior do elétrodo de terra e a parte de extremidade anterior do elétrodo centrai.

Além disso, uma camada de níquel, que é formada a partir de um metal e contém níquel como componente principal, pode ser apresentada sobre a superfície externa do elétrodo de terra ou do invólucro metálico de modo a aperfeiçoar a resistência à corrosão (refira-se ao documento de patente 1 e semelhantes, por exemplo).

Documento da Técnica Correlata Documento de Patente Documento de Patente 1 - JP-A-2002-184552 Sumário da Invenção Problemas a Serem Solucionados pela Invenção Entretanto, uma vez que a temperatura do elétrodo de terra se torna extremamente elevada durante o funcionamento do motor de combustão interna e semelhantes, a diferença na dilatação térmica, que ocorre entre o elétrodo de terra e a camada de níquel juntamente com o aquecimento e o resfriamento, se torna grande. Portanto, há uma tendência para que uma tensão muito grande seja aplicada à camada de níquel apresentada sobre a superfície externa do elétrodo de terra devido à diferença na dilatação térmica. Por conseguinte, há uma tendência à ocorrência de esfoliação, fendimento e semelhantes devida à repetição do aquecimento e do resfriamento. A invenção foi fabricada considerando-se as circunstâncias acima descritas e um objeto dela é prover uma vela de ignição capaz de prevenir esfoliação, fendimento e seme-' lhantes, que acompanham o aquecimento e o resfriamento da camada de níquel apresentada sobre a superfície externa do elétrodo de terra, de maneira relativamente segura.

Dispositivos para Solucionar os Problemas A seguir será feita a descrição das respectivas configurações adequadas para alcançar o objeto para cada uma das configurações à maneira de classificação. Além disto, será descrito também, conforme necessário, o efeito de funcionamento que é específico da configuração correspondente.

Configuração 1 De acordo com uma modalidade da invenção, é apresentada uma vela de ignição. A vela de ignição inclui: um isolador tubular que tem um orifício axial que se estende na direção de uma linha axial; um elétrodo central que é inserido no orifício axial em um lado de extremidade dele; um invólucro metálico tubular que é apresentado na circunferência externa do isolador; e um elétrodo de terra que é fixado na parte de extremidade anterior do invólucro metálico e forma um vão entre o elétrodo de terra e o elétrodo central. Uma camada de níquel é apresentada sobre a superfície externa do elétrodo de terra. A camada de níquel contém pelo menos uma espécie selecionada do grupo que consiste no carbono (C), no fósforo (P) e no boro (B), e a concentração total de C, P e B na parte na qual a concentração é de 80% na direção de espessura dela é de 0,1 a 0,9%. A espessura da camada de níquel é de 16 a 40 μηη.

De acordo com a Configuração 1, a espessura da camada de níquel é fixada em 16 μιτι ou mais, e a concentração total de C, P e semelhantes na parte na qual a concentração de Ni é de 80% na direção de espessura dela é fixada em 0,1% ou mais. Por conseguinte, C, P e semelhantes são contidos na camada de níquel em uma proporção suficiente e assim o crescimento de grãos de um grão de cristal pode ser suprimido de maneira eficaz devido à presença de C, P e semelhantes durante a formação da camada de níquel. Consequentemente, o tamanho de grão dos grãos de cristal, que constituem a camada de níquel, pode se tornar suficientemente pequeno e, assim, o limite de elasticidade da camada de níquel com relação à tensão pode ser aumentado.

Além disso, de acordo com a Configuração 1, uma vez que a concentração total de C, P e semelhantes é fixada em 0,9% ou menos, é possível impedir que a camada de níquel seja excessivamente endurecida de maneira relativamente segura. Além disso, uma vez que a espessura da camada de níquel é fixada em 40 pm ou menos, a diferença na dilatação térmica, que ocorre entre a camada de níquel e o elétrodo de terra juntamente com o aquecimento e o resfriamento, pode se tornar relativamente pequena e, assim, a tensão, que é aplicada à camada de níquel devido à diferença na dilatação térmica, pode se tornar relatí-vamente pequena.

Conforme descrito acima, de acordo com a Configuração 1, a tensão, que é aplicada à camada de níquel juntamente com o aquecimento e o resfriamento, pode se tornar pequena enquanto é prevenido o endurecimento excessivo da camada de níquel e, assim, pode ser aumentado o limite de elasticidade da camada de níquel com relação à tensão. Con- sequentemente, a esfoliação, o fendimento, e semelhantes, da camada de níquel, que acompanham o aquecimento e o resfriamento, podem ser suprimidos de maneira significativamente eficaz. Além disso, pode-se apresentar, de maneira relativamente significativa, um efeito de aperfeiçoamento da resistência à corrosão, que é obtido pela apresentação da camada de níquel.

Além disso, uma vez que pode ser prevenida a esfoliação da camada de níquel de__ maneira relativamente segura, o curto-circuito entre o elétrodo central e o elétrodo de terra devido à esfoliação da camada de níquel pode ser suprimido de maneira relativamente segura e, assim, pode ser obtido o aperfeiçoamento das propriedades de ignição.

Configuração 2 Na vela de ignição de acordo com a Configuração 1, na camada de níquel, a concentração total de C, P e B na parte na qual a concentração de níquel é de 80% na direção de espessura dela pode ser de 0,5 a 0,9%.

De acordo com a Configuração 2, a concentração total de C, P e semelhantes na camada de níquel, na parte na qual a concentração de Ni é de 80% na direção de espessura dela, é fixada em 0,5% ou mais. Por conseguinte, o tamanho de grão dos grãos de cristal, que constituem a camada de níquel, pode se tornar também suficientemente pequeno e, assim, o limite de elasticidade da camada de níquel com relação à tensão pode ser também aumentado. Consequentemente, a resistência à esfoliação da camada de níquel pode ser também aumentada e, assim, uma resistência à corrosão também excelente pode ser obtida.

Descrição Resumida dos Desenhos A Figura 1 é uma vista frontal parcialmente recortada que mostra uma configuração de uma vela de ignição. A Figura 2 é uma vista frontal ampliada parcialmente recortada que mostra uma camada de níquel que é apresentada sobre a superfície externa de um elétrodo de terra.

Modos para Pôr em Prática a Invenção A seguir será descrita uma modalidade com referência aos desenhos anexos. A Figura 1 mostra uma vista frontal parcialmente recortada de uma vi mostra uma vista frontal parcialmente recortada de uma vela de ignição 1. Além disto, conforme será também descrito com referência à Figura 1, a direção da linha axial CL1 da vela de ignição 1 é fixada como uma direção vertical no desenho, o lado inferior é apresentado como o lado de extremidade anterior da vela de ignição 1 e o lado superior é apresentado como o lado de extremidade posterior dela. A vela de ignição 1 inclui um isolador 2 como um isolador tubular, um invólucro metálico tubular 3 e semelhantes. O isolador 2 é formado pelo cozimento de alumina ou semelhante conforme conhe- cido na técnica correlata. Na parte de conformação externa dele, o isolador 2 inclui uma parte de corpo lateral de extremidade posterior 10 que é formada em um lado de extremidade posterior, uma parte de diâmetro dilatada 11 que é formada de modo a projetar-se externamente na direção radial em um lado de extremidade anterior com relação à parte de corpo lateral de extremidade posterior 10, uma parte de corpo intermediária que é formada com um diâmetro menor que o da parte de diâmetro dilatada 11 em um lado de extremidade anterior com relação à parte de diâmetro dilatada 11, e uma parte de perna comprida 13 que é formada com um diâmetro menor que o da parte de corpo intermediária 12 em um lado de extremidade anterior com relação à parte de corpo intermediária 12. Além disto, a parte de diâmetro dilatada 11, a parte de corpo intermediária 12 e a maior parte da parte de perna comprida 13 do isolador 2 são acomodadas no interior do invólucro metálico 3. Além disto, uma parte escalonada afilada 14 é formada na parte de junção entre a parte de corpo intermediária 12 e a parte de perna comprida 13, e o isolador 2 é travado pelo invólucro metálico 3 na parte escalonada 14.

Além disso, um orifício axial 4 é formado para penetrar através do isolador 2 ao longo da linha axial CL1, e um elétrodo central 5 é inserido no orifício axial 4 em um lado de extremidade anterior dele e é fixado nele. O elétrodo central 5 inclui uma camada interna 5A que é formada a partir do cobre ou de uma liga de cobre excelente em condutividade térmica, e uma camada externa 5B que é formada a partir de uma liga que contém níquel (Ni) como componente principal. Além disto, o elétrodo central 5 tem uma conformação de haste (conformação de coluna) como um todo, e a superfície de extremidade anterior dele é plana e se projeta a partir da extremidade anterior do isolador 2.

Além disso, um elétrodo terminal 6 é inserido no orifício axial 4 em um lado de extremidade posterior em um estado de projeção da extremidade posterior do isolador 2 e é fixado nele.

Além disso, um elemento resistivo colunar 7 é disposto entre o elétrodo central 5 no orifício axial 4 e ò eletrodo terminal 6. Ambas as extremidades do elemento resistivo 7 são eletricamente conectadas ao elétrodo central 5 e ao elétrodo terminal 6 através de camadas de vedação de vidro condutoras 8 e 9, respectivamente.

Além disso, o invólucro metálico 3 é formado a partir de um metal, tal como o aço de baixo carbono, e tem uma conformação tubular que se estende na direção da linha axial CL 1. Além disto, uma parte rosqueada 15, que é configurada para prender a vela de ignição 1 no orifício de fixação de um dispositivo de combustão (um motor de combustão interna, um modificador de célula de combustível ou semelhante, por exemplo), é formada na circunferência externa do invólucro metálico 3 no lado de extremidade anterior dele. Além disto, uma parte de sede 16, que se projeta externamente na direção radial, é formada no lado de extremidade anterior com relação à parte rosqueada 15, e uma gaxeta anular 18 é inserida em volta de uma gola rosqueada 17 na extremidade posterior da parte rosqueada 15. Além disto, uma parte de contato com ferramentas 19, que tem um corte transversal hexagonal, com o qual uma ferramenta predeterminada entra em contato durante a montagem da vela de ignição 1 no motor de combustão interna ou semelhante, é apresentada no lado de extremidade posterior da parte de sede 16. Além disto, uma parte de calafeto 20, que é configurada para manter o isolador 2 e é dobrada na direção de um lado interno na direção radi-_ al, é apresentada no invólucro metálico 3 em um lado de extremidade posterior com relação à parte de contato com ferramentas 19.

Além disso, uma parte escalonada afilada 21, que é configurada para travar o isolador 2, é apresentada sobre a superfície circunferente interna do invólucro metálico 3. Além disto, o isolador 2 é inserido no invólucro metálico 3 a partir do lado de extremidade posterior dele na direção do lado de extremidade anterior dele e é fixado no invólucro metálico 3 calafetando-se a abertura lateral de extremidade posterior do invólucro metálico 3 na direção de um lado interno na direção radial, isto é, formando-se a parte de calafeto 20 em um estado no qual a parte escalonada 14 é travada pela parte escalonada 21 do invólucro metálico 3. Além disto, um empanque de chapa anular 22 é colocado entre as partes escalonadas 14 e 21. De acordo com isto, a impermeabilidade no interior da câmara de combustão é mantida e, assim, o gás de combustível, que entra no vão entre a parte de perna comprida 13 do isolador 2 e a superfície circunferente interna do invólucro metálico 3 que são expostas ao lado interno da câmara de combustão, não escapa para fora.

Além disso, os elementos anulares 23 e 24 são colocados entre o invólucro metálico 3 e o isolador 2 no lado de extremidade posterior do invólucro metálico 3 e o isolador 2 no lado de extremidade posterior do invólucro metálico 3, e os pós de talco 25 são introduzidos entre os elementos anulares 23 e 24 de modo a se obter uma vedação hermética relativamente completa pela calafetagem. Ou seja, o invólucro metálico 3 mantém o isolador 2 através do empanque de chapa 22, dos elementos anulares 23 e 24 e o talco 25.

Além disso, um elétrodo de terra 27, cuja parte intermediária é dobrada e cuja superfície lateral de parte de extremidade anterior é oposta à parte de extremidade anterior do elétrodo central 5, é ligado à parte de extremidade anterior 26 do invólucro metálico 3. O elétrodo de terra 27 inclui uma camada externa 27a, que é formada a partir de uma liga de Ni {Inconel 600 ou Inconel 601, por exemplo (estas sendo marcas comerciais registradas)), e uma camada interna 27B, que é formada a partir de uma liga de cobre, de cobre puro ou semelhante, que é um metal condutor térmico superior comparado com a liga de Ni.

Além disso, um vão de descarga de centelha 28 é formado como um vão entre a parte de extremidade anterior do elétrodo central 5 e a parte de extremidade anterior do elétrodo de terra 27, e a descarga de centelha ocorre no vão de descarga de centelha 28 ao longo da linha axial CL1.

Além disso, conforme mostrado na Figura 2 (na Figura 2, uma camada de níquel 31 é desenhada com uma espessura maior que a espessura real por conveniência de desenho), a camada de níquel 31, que é formada a partir de um metal que contém Ni como componente principal, é apresentada sobre a superfície externa (nesta modalidade, superfícies externas tanto do elétrodo de terra 27 quanto do invólucro metálico 3) do elétrodo de terra 27. Além disto, o “componente principal” representa um componente que tem a razão de________ massa mais elevada entre os componentes em um material.

Nesta modalidade, a camada de níquel 31 é formada na totalidade da superfície externa do elétrodo de terra 27 e é configurada de maneira que a espessura T (pm) dela satisfaça 16<T<40.

Além disso, nesta modalidade a camada de níquel 31 contém pelo menos uma espécie selecionada do grupo que consiste no fósforo (P), no carbono (C) e no boro (B), e a concentração total de P, C e B na parte na qual a concentração de Ni é de 80% na direção de espessura dela é fixada em de 0,1 a 0,9% (e mais preferivelmente de 0,5 a 0,9%). Ou seja, uma vez que no lado de superfície da camada de níquel 31, impurezas como oxigênio (O) estão presentes e, assim, a razão de concentração de Ni é relativamente pequena, a concentração total de P, C e semelhantes no lado relativamente profundo (no lado de superfície do elétrodo de terra 27) da camada de níquel 31 no qual as impurezas não estão tão presentes e a concentração de Ni é de 80% é fixada em de 0,1 a 0,9% ou menos. Além disto, na camada de níquel 31, a concentração total de P e semelhantes na parte na qual a concentração de Ni ultrapassa 80% é maior que a concentração total de P e semelhantes na parte na qual a concentração de Ni ultrapassa 80% é maior que a concentração total de P e semelhantes na parte na qual a concentração de Ni se torna 80% da camada de níquel 31.

Por conseguinte, quando a concentração total de P e semelhantes na parte na qual a concentração de Ni é de 80% da camada de níquel 31 é de 0,1% ou mais, a concentração total de P e semelhantes na parte na qual a concentração de Ni ultrapassa 80% da camada de níquel 31 ultrapassa 0,1%.

Em seguida, será descrito um método para fabricar a vela de ignição 1 configurada conforme descrito acima. Em primeiro lugar, o invólucro metálico 3 é preparada de antemão.

Ou seja, um material de metal colunar (um material à base de ferro ou um material de aço inoxidável, tal como S17C e S25C, por exemplo) é submetido a um processo de forjamento a frio e semelhante de modo a se formar um orifício de penetração, pelo que é obtida uma conformação geral. Em seguida, é executado um processo de corte para aparar a conformação externa, pelo qual é obtido um corpo intermediário de invólucro metálico.

Em seguida, o elétrodo de terra 27, que é formado a partir de uma liga de Ni e tem uma conformação de haste reta, é soldado por resistência à superfície de extremidade anterior do corpo intermediário de invólucro metálico. A chamada “deformação” ocorre durante a soldagem e, assim, após a remoção da “deformação”, a parte rosqueada 15 é formada por laminação em uma parte predeterminada do corpo intermediário de invólucro metálico. De acordo com isto, pode ser obtido o invólucro metálico 3 no qual o elétrodo de terra 27 é soldado.

Além disso, um processo de eletrodeposição de acordo com um método de eletrodeposição em tambor é executado com relação ao invólucro metálico 3 no qual o elétrodo de terra 27 é soldado, pelo que a camada de níquel 31 é formada sobre a superfície externa do elétrodo de terra 27 e do invólucro metálico 3. Durante o processo de eletrodeposição, é usado um dispositivo de eletrodeposição em tambor (não mostrado) dotado de um banho de eletrodeposição e um recipiente de retenção. Uma solução aquosa acidífera para eletrodeposição (o pH é de aproximadamente 3,7 ± 0,5), que contém sulfato de níquel (NiS04), cloreto de níquel (NiCI2) ou acido bórico (H3BO3), é armazenada no banho de eletrodeposição. A superfície de parede do recipiente de contenção é constituída por uma rede, uma chapa com abertura, ou semelhante, e o recipiente de contenção é imerso no líquido da solução aquosa para eletrodeposição. Especifícamente, o invólucro metálico 3 no qual o elétrodo de terra 27 é ligado ao recipiente de contenção é acomodado, e o elétrodo de terra 27 e o invólucro metálico 3 são imersos na solução aquosa para eletrodeposição. Além disto, ó permitido o fluxo de uma corrente DC até o elétrodo de terra 27 e o invólucro metálico 3 durante um tempo de aplicação de eletricidade predeterminado enquanto o recipiente de contenção é girado por um motor predeterminado, pelo que a camada de níquel 31 é formada na totalidade da superfície externa do elétrodo de terra 27 e do invólucro metálico 3.

Além disso, nesta modalidade a sacarina ou o 2-butina-1,4-diol que tem C, a soda de ácido hipofosfórico que tem P e o DMAB (Borano de Dimetil Amina) que contém B são contidos na solução aquosa para eletrodeposição. Além disto, na camada de níquel 31, a concentração total de P, C e B na parte na qual a concentração de Ni é de 80% na direção de espessura dela é fixada em de 0,1 a 0,9% pelo ajuste do teor dos componentes que são contidos. Além disto, não é necessário conter toda a sacarina, a soda de ácido hipofosfórico e semelhantes na solução aquosa para eletrodeposição, e os componentes contidos na solução aquosa para eletrodeposição podem ser alterados de maneira apropriada desde que a concentração total de P e semelhantes possa ser fixada dentro da faixa predeterminada acima descrita.

Além disso, a espessura T da camada de níquel 31 formada sobre a superfície externa do elétrodo de terra 27 é fixada em de 16 a 40 μπι pelo ajuste do tempo de aplicação de eletricidade ou da densidade de corrente (A/dm2) no processo de eletrodeposição. Além disto, a espessura da camada de níquel formada sobre a superfície externa do invólucro metálico 3 torna-se menor que a espessura T da camada de níquel 31 formada sobre a superfície externa do elétrodo de terra 27.

Além disso, o isolador 2 é moldado separadamente do invólucro metálico 3. Por exemplo, um material granulado de material de base para moldagem é preparado usando-se pós de matéria-prima que contêm alumina como componente principal, um ligante e semelhantes, uma moldagem por prensagem com borracha é executado usando-se o material granulado, pelo que pode ser obtido um corpo moldado tubular. Um processo de esmerilha-mento é executado com relação ao corpo moldado que é obtido para conformar o corpo moldado, e o corpo moldado que é conformado é cozido em um forno de cozimento, pelo que pode ser obtido o isolador 2.

Além disso, o elétrodo central 5 é preparado separadamente do invólucro metálico 3 e do isolador 2. Ou seja, uma liga de Ni, na qual uma liga de cobre ou semelhante é disposta na parte central para aperfeiçoar as propriedades de dissipação térmica, é submetida a um processo de forjamento, pelo que é preparado o elétrodo central 5.

Além disso, o elétrodo central 5, o elétrodo terminal 6 e o elemento resistivo 7 são vedados e fixados no isolador 2, que é obtido, conforme descrito acima, pelas camadas de vedação de vidro 8 e 9. Geralmente, um vidro de silicato de boro e pós de metal são misturados de modo a se preparar o material para as camadas de vedação de vidro 8 e 9. O material preparado é injetado no orifício axial 4 do isolador 2 com o elemento resistivo 7 interposto entre eles, e em seguida o material injetado é aquecido em um forno de cozimento enquanto o material injetado é prensado com o elétrodo terminal 6 do lado posterior, pelo que o elétrodo central 5 e semelhantes são vedados e fixados. Além disto, neste momento, uma camada de esmalte vitrificado pode ser formada sobre a superfície da parte de corpo lateral de extremidade posterior 10 do isolador 2 pelo cozimento simultâneo da camada de esmalte vitrificado, ou a camada de esmalte vitrificado pode ser formada de antemão.

Em seguida, o isolador 2 é inserido no invólucro metálico 3 a partir da abertura lateral de extremidade posterior dele, e a parte de extremidade posterior do invólucro metálico 3 é prensada ao longo da direção da linha axial CL1, e a parte de extremidade posterior é dobrada na direção do lado interno na direção axial (isto é, a parte de calafeto 20 é formada) e, assim, o isolador 2 e o invólucro metálico 3 são fixados um no outro. A seguir, o elétrodo de terra 27 é dobrado para o lado do elétrodo central 5, e o tamanho do vão de descarga de centelha 28, que é formado entre o elétrodo central 5 e o elétrodo de terra 27 é ajustado, pelo que é obtida a vela de ignição 1 acima descrita.

Conforme descrito acima em detalhe, de acordo com esta modalidade, a espessura T da camada de níquel 31 é fixada em 16 μιτι ou mais, e a concentração total de C, P e semelhantes na parte na qual a concentração de Ni é de 80%, na direção de espessura dela, é fixada em 0,1% ou mais. Por conseguinte, C, P e semelhantes são contidos na camada de níquel 31 em uma proporção suficiente e, assim, o crescimento de grãos de um grão de cristal pode ser efetivamente suprimido devido à presença de C, P e semelhantes durante a formação da camada de níquel 31. Consequentemente, o tamanho de grão dos grãos de cristal, que constituem a camada de níquel 31, pode se tornar suficientemente pequeno e, assim, pode-se aumentar o limite de elasticidade da camada de níquel 31 com relação à tensão.

Além disso, uma vez que a concentração total de C, P e semelhantes é fixada em O, 9% ou menos, é possível prevenir o endurecimento excessivo da camada de níquel 31 de maneira relativamente segura. Além disto, uma vez que a espessura T da camada de níquel 31 é fixada em 40 pm ou menos, a diferença da dilatação térmica, que ocorre entre a camada de níquel 31 e o elétrodo de terra 27 juntamente com o aquecimento e o resfriamento, pode se tornar relativamente pequena e, assim, a tensão, que é aplicada à camada de níquel 31 devido à diferença na dilatação térmica, pode se tornar relativamente pequena.

Conforme descrito acima, de acordo com esta modalidade, a tensão, que é aplicada à camada de níquel 31 juntamente com o aquecimento e o resfriamento, pode se tornar pequena enquanto é prevenido o endurecimento excessivo da camada de níquel 31 e, assim, pode-se aumentar o limite de elasticidade da camada de níquel 31 com relação à tensão. Consequentemente, a esfoliação, o fendimento e semelhantes da camada de níquel 31, que acompanham o aquecimento e o resfriamento, podem ser suprimidos de maneira suficientemente eficaz. Além disto, um efeito de aperfeiçoamento da resistência à corrosão, que é obtido pela apresentação da camada de níquel 31, pode ser apresentado de maneira relativamente significativa.

Além disso, uma vez que pode ser prevenida a esfoliação da camada de níquel 31 de maneira relativamente segura, o curto-circuito entre o elétrodo central 5 e o elétrodo de terra 27 devido à esfoliação da camada de níquel 31, pode ser suprimido de maneira relativamente segura e, assim, pode ser obtido o aperfeiçoamento das propriedades de ignição.

Em seguida, um teste de avaliação de resistência à esfoliação e um teste de avaliação de resistência à corrosão baseados em um método de teste definido em JIS H8502 foram realizados para confirmar o efeito de funcionamento que é obtido pela modalidade acima descrita.

Segue-se um esboço do teste de avaliação de resistência à esfoliação. Especificamente, é preparada uma série de amostras nas quais o elétrodo de terra é ligado ao invólucro metálico. Especificamente, foram respectivamente preparadas 100 amostras, nas quais uma camada de níquel, que tem uma concentração total alterada de maneiras diversas de P, C e B na parte na qual a concentração de Ni na direção de espessura é de 80%, é formada sobre a superfície externa do elétrodo de terra, e 100 amostras, nas quais uma camada de níquel, cuja espessura T é alterada de diversas maneiras sobre a superfície externa do elétrodo de terra. Além disto, o elétrodo de terra de cada uma das amostras é aquecido até 1 000 a ± 5°C durante 15 minutos e é gradualmente resfriado até a temperatura ambiente.

Em seguida, se ou não a esfoliação (fendimento ou semelhante) da camada de níquel ocorre sobre a superfície do elétrodo de terra for confirmada por observação visual ou por lente de aumento com ampliação de 10 vezes. Aqui, no caso em que a esfoliação da camada de níquel não ocorre para todas as 100 amostras, determina-se que é apresentada uma resistência à esfoliação significativamente excelente, que é avaliada como “A”. No caso em que a esfoliação da camada de níquel, que é inferior a φ 1 mm, ocorre em apenas uma amostra------------- dentre as 100 amostras, determina-se que é apresentada uma resistência à corrosão excelente, que é avaliada como “B”. No caso em que a esfoliação da camada de níquel, que é inferior a φ 1 mm, ocorre em apenas duas amostras dentre as 100 amostras, determina-se que é apresentada uma resistência à esfoliação suficiente, que é avaliada como “C”. Por outro lado, no caso em que a esfoliação da camada de níquel, que é de φ 1 mm ou mais, ocorre em uma ou mais amostras dentre as 100 amostras ou a esfoliação da camada de níquel, que é inferior a φ mm, ocorre em três ou mais amostras, determina-se que a resistência à esfoliação é inferior, e é avaliada como “D”.

Além disso, segue-se um esboço do teste de avaliação de resistência à corrosão. Especificamente, as amostras, que são submetidas ao teste de avaliação de resistência à esfoliação acima descrito, são deixadas em uma atmosfera na qual uma solução de corrosão predeterminada (a concentração de cloreto de sódio é fixada em 50 + 5 (g/L) e o pH é ajustado para 3,0 por ácido acético) é pulverizada durante 6 horas. Depois de ser deixada por 6 horas, uma imagem do elétrodo de terra é captada com uma câmera predeterminada.

Em seguida, se ou não a ferrugem está presente sobre a superfície do elétrodo de terra é confirmado pela analise da imagem captada que é obtida. No caso em que ocorre a ferrugem, a razão da área da parte na qual ocorre a ferrugem para a área de superfície do elétrodo de terra é calculada com base na imagem captada. Aqui, determina-se que uma amostra na qual a ocorrência de ferrugem não é confirmada é uma amostra que tem resistência à corrosão excelente e é avaliada como “A”. Determina-se que uma amostra na qual a ferrugem ocorre, mas a razão de ferrugem é tão pequena quanto 5% ou menos, é uma amostra que tem resistência à corrosão excelente e é avaliada como “B”. Determina-se que uma amostra na qual a razão de ferrugem ultrapassa 5% e é igual ou inferior a 10% é uma amostra que tem resistência á corrosão suficiente e é avaliada como “C”. Por outro lado, determi-na-se que a razão de ferrugem que ultrapassa 10% é de uma amostra que tem resistência à corrosão inferior e é avaliada como “D”. Os resultados de teste do teste de avaliação de resistência à esfoliação são mostrados na Tabela 1 e os resultados de teste do teste de avaliação de resistência à corrosão são mostrados na Tabela 2.

Além disso, em cada amostra a concentração de C na camada de níquel é alterada pela alteração do teor de sacarina ou 2-butina-1,4-diol na solução aquosa para eletrodeposi-ção, a concentração de P na camada de níquel é alterada pela alteração do teor de soda de ácido hipofosfórico na solução aquosa para eletrodeposição e a concentração de B na camada de níquel é alterada pela alteração do teor de DMAB (Borano de Dimetil Amina) na solução aquosa para eletrodeposição. Além disto, a espessura T da camada de níquel é alterada pela alteração do tempo de aplicação de eletricidade ou densidade de corrente durante a formação da camada de níquel. Os teores de sacarina, 2-butina-1,4-diol, soda de ácido hipofosfórico e DMAB na solução aquosa para eletrodeposição e o tempo de aplica----------- ção de eletricidade e a densidade de corrente durante a formação da camada de níquel são mostrados nas Tabelas 1 e 2 como uma referência, respectivamente. Além disto, uma solução, que contém 250 ± 20 g/L de sulfato de níquel, 50 ± 10 g/L de cloreto de níquel e 40 ± 10 g/L de ácido bórico, e na qual o pH é fixado em 3,7 ± 0,5 e a temperatura é fixada em 55 ± 5°C, é usada como a solução aquosa para eletrodeposição. Além disto, a “espessura T da camada de níquel” representa o valor médio da espessura da camada de níquel em 10 amostras que são selecionadas arbitrariamente dentre 100 amostras.

Tabela 1 Tabela 2 Conforme mostrado nas Tabelas 1 e 2, pode-ver que tanto a resistência à esfolia-ção quanto a resistência à corrosão são excelentes na amostra na qual a espessura T da camada de níquel é fixada em de 16 a 40 μηη, e a concentração total de C, P e semelhantes é fixada em de 0,1 a 0,9%. Considera-se que este efeito se deve ao fato de os itens seguintes de (1) a (3) funcionarem de maneira sinergística entre si. (1) A espessura T da camada de níquel é fixada em 16 μηη ou mais, e a concentração total de C, P e semelhantes é fixada em 0,1% ou mais, C, P e semelhantes são contidos na camada de níquel em uma proporção suficiente e, assim, o crescimento de grãos dos grãos de cristal, que constituem a camada de níquel, é suprimido, e o limite de elasticidade da camada de níquel com relação à tensão aumenta. (2) A concentração total de C, P e semelhantes é fixada em 0,9% ou menos e, assim, é suprimido o endurecimento excessivo da camada de níquel. (3) A espessura T da camada de níquel é fixada em 40 μηη ou menos e, assim, a diferença na dilatação térmica entre a camada de níquel e o elétrodo de terra, que acompanha o aquecimento e o resfriamento, diminui e, assim, a tensão que é aplicada à camada de níquel diminui.

Além disso, especificamente, confirma-se que a amostra, na qual a concentração total de C, P e semelhantes é fixada em 0,5% ou menos, tem também resistência à esfolia-ção e resistência à corrosão excelentes. Considera-se que isto se deve ao fato de o teor de C, P e semelhantes ser aumentado e, assim, o tamanho de grão dos grãos de cristal, que constituem a camada de níquel, se torna relativamente pequeno, e o limite de elasticidade da camada de níquel com relação à tensão aumenta também. A partir dos resultados de teste acima descritos, pode-se dizer que a camada de níquel contém de preferência pelo menos uma espécie selecionada do grupo que consiste em C, P e B de modo a se prevenir a esfoliação da camada de níquel, que acompanha o aquecimento e o resfriamento, e de modo a se apresentar também, de maneira segura, o efeito de aperfeiçoamento da resistência à corrosão devido à apresentação da camada de níquel, e a concentração total de C, P e B na parte na qual a concentração de Ni é de 80% na direção de espessura da camada de níquel é de preferência de 0,1 a 0,9%, e a espessura da camada de níquel é de preferência de 16 a 40 μηη.

Além disso, do ponto de vista do aperfeiçoamento adicional da resistência à esfoliação e da resistência à corrosão, pode-se dizer que, na camada de níquel, a concentração total de C, P e B na parte na qual a concentração de Ni é de 80% na direção de espessura da camada de níquel é de preferência de 0,5% ou mais.

Além disso, a invenção não está limitada à descrição acima da modalidade e pode ser posta em prática da maneira seguinte, por exemplo. A invenção pode ser posta em prática por outros exemplos de aplicação e por exemplos de modificação que não são mostrados a seguir. (a) Uma camada de cromato trivalente (95% em massa ou mais de componentes de cromo, que estão contidos, são constituídos pelo cromo trivalente) pode ser apresentada sobre a superfície da camada de níquel 31. Neste caso, a resistência à corrosão pode ser ainda mais aperfeiçoada. (b) Em uma etapa anterior do processo de eletrodeposição para prover a camada de níquel 31, um processo de percussão de níquel pode ser executado para prover uma camada de percussão de níquel delgada sobre a superfície do elétrodo de terra 27. O processo de percussão de níquel é um processo de execução de um processo de eletrodeposição em tambor com o uso de uma solução aquosa acentuadamente acidífera (o pH é 1 ou menos) para eletrodeposição, que contém, por exemplo, NiS04, NiCI2, H3BO3 ou HC1. Quando o processo de percussão de níquel é executado, as impurezas presas na superfície do elétrodo de terra 27 podem ser removidas. Consequentemente, a aderência da camada de níquel 31 com relação ao elétrodo de terra 27 pode ser ainda mais aperfeiçoada, e a resistência à corrosão é ainda mais aperfeiçoada. (c) Na modalidade acima descrita, a vela de ignição 1 é configurada para fazer com que a descarga de centelha ocorra no vão de descarga de centelha 28, mas a configuração da vela de ignição, a qual o espírito técnico da invenção é aplicável, não está limitada a isso. Portanto, por exemplo, o espírito técnico da invenção pode ser aplicado a uma vela de ignição (vela de ignição de plasma AC) na qual a energia AC é fornecida ao vão de descarga de centelha de modo a se gerar plasma AC no vão de descarga de centelha, e semelhantes. (d) Na modalidade acima descrita, é descrito especificamente o caso no qual o elé- trodo de terra 27 é ligado à parte de extremidade anterior do invólucro metálico 3, mas a invenção é aplicável ao caso no qual uma parte do invólucro metálico (ou uma parte de um invólucro metálico de extremidade anterior que é soldada no invólucro metálico de antemão) é cortada, e em seguida o elétrodo de terra é formado (como, por exemplo, JP-A-2006-236906 e semelhantes). (e) Na modalidade acima descrita, parte de contato com ferramentas 19 é formada de modo a ter uma conformação em corte transversal hexagonal, mas a conformação da parte de contato com ferramentas 19 não está limitada a esta conformação. Por exemplo, a conformação pode ser a conformação Bi-HEX (doze cantos modificados) (IS022977:2005(E)) ou semelhante.

Claims (2)

1. Vela de ignição que compreende: um isolador tubular que tem um orifício axial que se estende na direção de uma linha axial; um elétrodo central que é inserido no orifício axial no lado de extremidade anterior dele; ___ um invólucro metálico tubular que é apresentado na circunferência externa do isolador; e um elétrodo de terra que é fixado na parte de extremidade anterior do invólucro metálico e forma um vão entre o elétrodo de terra e o elétrodo central, CARACTERIZADA pelo fato de que uma camada de níquel é apresentada sobre a superfície externa do elétrodo de terra, a camada de níquel contendo pelo menos uma espécie selecionada do grupo que consiste no carbono, no fósforo e no boro, e a concentração total de carbono, fósforo e boro na parte na qual a concentração de níquel é de 80% na direção de espessura dela sendo de 0,1 a 0,9%, e a espessura da camada de níquel sendo de 16 a 40 μητι.

2. Vela de ignição, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que, na camada de níquel, a concentração de carbono, fósforo e boro na parte na qual a concentração de níquel é de 80% na direção de espessura dela é de 0,5 a 0,9%.