BRPI0809360A2

BRPI0809360A2 - Método para fabricar vela de ignição

Info

Publication number: BRPI0809360A2
Application number: BRPI0809360-1A
Authority: BR
Inventors: Akikazu Taido; Tomoaki Kato
Original assignee: Ngk Spark Plug Co
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2014-09-02
Also published as: JP2008277272A; EP2133969B1; EP2133969A1; JP4674696B2; CN101652908A; WO2008123511A1; KR20090125806A; CN101652908B; EP2133969B8; US8399799B2; KR101392060B1; US20100116794A1; EP2133969A4; JP2011044440A; JP5139504B2

Description

“MÉTODO PARA FABRICAR VELA DE IGNIÇÃO” CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a um método para fabricar uma vela de ignição.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

Em algumas velas de ignição, pontas de metal nobre feitas de metal nobre e tendo resistência superior a desgaste são providas em um eletrodo central e um eletrodo externo opostos entre si, de modo a aumentar a capacidade de ignição e durabilidade.

É proposto o uso de soldagem a laser para unir uma ponta de metal nobre a um eIetrodo central ou um eletrodo externo (ver, por exemplo, Documento de Patente 1).

Documento de Patente 1: JP-A-6-36856

Em uma vela de ignição descrita no Documento de Patente 1, uma circunferência inteira de um limite entre uma ponta de metal nobre e um eletrodo central é soldada por um laser, e a ponta de metal nobre é unida ao eletrodo central por meio de uma liga de metal cuneiforme, fundida solidificada. A soldagem a laser é descrita como tornando possível soldar uma ponta de metal nobre a uma face de extremidade inicial de um eletrodo central sem deformar a ponta de metal nobre, de modo que possa ser provida uma vela de ignição que impeça remoção de uma ponta de metal nobre provocada por ação repetida de tensão térmica.

DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO

Problema a ser resolvido pela invenção

Entretanto, Documento Patente 1 não faz qualquer menção à qualidade de um feixe de lazer usado para soldagem a lazer, por exemplo, um ângulo de divergência do feixe de laser. Entretanto, em uma vela de ignição cuja ponta de metal nobre é soldada por um laser, observou-se que ocorrem variações em resistência à esfoliação de uma ponta de metal nobre de acordo com a natureza de uma unidade de irradiação de laser usada.

Consequentemente, um estudo repetido de uma relação entre a qualidade de um feixe de laser e a resistência à esfoliação que foi conduzido pelos presentes inventores mostra a presença de uma relação entre o ângulo de divergência do feixe de laser e a resistência à esfoliação.

A presente invenção foi concebida a Iuz da circunstância acima descrita, e um objeto da mesma é prover um método para fabricar uma vela de ignição capaz de aumentar uma resistência à esfoliação de uma ponta de metal nobre de um membro de base de eletrodo ou um membro de base de ponta ou aumentar a resistência à esfoliação de uma carcaça metálica de um eletrodo externo.

Meios para Resolver o Problema

Como um meio de solução inclui-se um método para fabricar uma vela de ignição, a vela de ignição compreendendo: um membro de base de eletrodo e uma ponta de metal nobre soldada a laser ao mesmo, ou um membro de base de eletrodo, um membro de base de ponta unido ao mesmo, e uma ponta de metal nobre soldada a laser ao membro de base de ponta, dito método compreendendo: um processo de soldagem a laser para sujeitar o membro de base de eletrodo e a ponta de metal nobre a soldagem a laser ou para sujeitar o 5 membro de base de ponta e a ponta de metal nobre a soldagem a laser, pelo uso de um feixe de laser cujo valor de BPP é de 25 mm-mrad (um raio · um semiângulo) ou menor a um dado momento quando o feixe de laser penetra um sistema ótico de transferência para guiar o feixe de laser até uma área a ser soldada onde a soldagem a laser deve ser realizada.

De acordo com o método de fabricação da presente invenção, um feixe de laser cu10 jo valor de BPP é de 25 mm-mrad (um raio · um semiângulo) ou menor a um dado momento quando o feixe de laser penetra um sistema ótico de transferência é usado no processo de soldagem a laser como um feixe de laser a ser usado para soldagem a laser. A vela de ignição fabricada através do processo de soldagem a laser pode ser aperfeiçoada no que se refere à resistência à esfoliação de uma ponta de metal nobre quando comparada com uma 15 vela de ignição fabricada pelo uso de um feixe de laser tendo um valor BPP màior. Especificamente, pode ser fabricada uma vela de ignição aperfeiçoada no que se refere à resistência à esfoliação de uma ponta de metal nobre.

Um valor BPP (produto de parâmetro de feixe) é um parâmetro que representa a qualidade de um feixe de laser e é expresso pelo produto de um raio ω (mm) de um feixe de laser e um semiângulo Θ (mrad) de uma dispersão do feixe de laser que são alcançados em um ponto focal.

BPP = oo0(mmmrad)... (1)

Abaixo seguem presumidas razões para ocorrência de uma diferença conforme mencionada previamente.

Por exemplo, um caso onde é usado um feixe de laser “a” tendo um valor de BPP

pequeno (BPPa) é comparado com um caso onde é usado um feixe de laser “b” tendo um valor de BPP grande (BPPb) (BPPa < BPPb). Desde que aberração, ou semelhante, de um sistema ótico seja ignorada, que o diâmetro de um ponto adquirido a um ponto focal seja considerado como “d”, que um comprimento focal do sistema ótico seja considerado como 30 T, e que o diâmetro de um feixe incidente seja considerado como “D”, uma relação de d = (4f/D)*BPP é conhecida como constante. Portanto, pressupondo que o feixe de laser “a” e o feixe de laser “b” têm o mesmo diâmetro de ponto “d” e o mesmo diâmetro de feixe incidente D a um ponto focal, resulta que o comprimento focal “f (fa e fb) do sistema ótico pode ser estabelecido a fa>fb. Ou seja, entende-se que o diâmetro do feixe de laser “a" pode ser feito 35 menor do que o diâmetro do feixe de laser “b” na parte da frente e de trás do ponto focal. Portanto, uma área pode ser fundida a um ponto profundo e estreito, contanto que seja realizada soldagem a laser pelo uso de um feixe de laser cujo valor de BPP seja pequeno. Por esta razão, uma diferença entre um ponto próximo a uma superfície e um ponto profundo, ambos os quais pertencendo a uma área onde a ponta de metal nobre e o membro de base de eletrodo (ou o membro de base de ponta) são fundidos juntos, no que ser refere a uma porção fundida (por exemplo, uma largura atingida em uma seção transversal) se torna me5 nor. Este fenômeno é considerado como contribuinte para resistência à esfoliação da ponta de metal nobre.

Em particular, na ocasião em que uma ponta de metal nobre é unida a uma liga de Ni, ou semelhante, que tem coeficientes diferentes de expansão térmica, a adoção deste tipo de configuração é considerada preferível.

Além disto, no momento de soldagem a laser, uma posição de saída de feixe de la

ser de um sistema ótico, ou semelhante, pode ser distanciada de uma peça de trabalho (uma ponta de metal nobre, ou semelhante) por uma extensão correspondente a um aumento no comprimento focal “f.” Consequentemente, é fácil impedir adesão de substâncias aspergidas, que poderiam se originar durante soldagem a laser, a uma lente ou outro membro de 15 um sistema ótico, ou a ocorrência de uma interferência entre uma peça de trabalho, um membro de retenção da peça de trabalho e um sistema ótico.

Um valor de BPP alcançado a um dado momento quando um feixe de laser penetra um sistema ótico de transferência refere-se a um valor de BPP de um feixe de laser alcançado a uma entrada do sistema ótico de transferência, tais como um espelho e uma lente, 20 para guiar um feixe de laser originado de uma fonte de Iuz laser até uma área a ser soldada, tal como uma ponta de metal nobre. Portanto, por exemplo, quando um espelho é interposto entre uma fonte de Iuz laser e uma área a ser soldada, o valor de BPP refere-se a um valor de BPP de um feixe de laser alcançado a uma entrada do espelho. Adicionalmente, quando uma fibra ótica é interposta, o valor de BPP refere-se a um valor de BPP de um feixe de Ia25 ser alcançado a uma entrada da fibra ótica. Além disto, quando um feixe de laser é emitido a partir de uma fonte de Iuz laser diretamente a uma área a ser soldada sem envolvimento de equipamento ótico, tal como um espelho (um feixe de laser emitido a partir de uma fonte de Iuz laser chega a uma área a ser soldada por meio de somente um espaço), o valor de BPP refere-se a um valor de BPP do feixe de laser emitido a partir da fonte de Iuz laser.

Por exemplo, uma ponta feita de metal nobre, que é menos consumida quando u

sada, é mencionada como a ponta de metal nobre. Mais especificamente, uma ponta feita de Pt, Ir, ou Ir dopada com um óxido de terra rara, um material de liga de Pt-lr, um material de liga de Ir-Rh, e semelhante, pode ser mencionada.

Uma liga apresentando resistência térmica superior é suficiente para o membro de base de eletrodo. Por exemplo, um material feito de Cr ou uma liga de Ni incluindo Fe, por exemplo, INCONEL 600 (marca de produto), pode ser mencionado como o membro de base de eletrodo. Por exemplo, um material feito de Cr ou uma liga de Ni incluindo Fe, por exemplo, INCONEL 600 (marca de produto), pode ser mencionado como o membro de base de ponta. É melhor unir o membro de base de ponta ao membro de base de eletrodo após a ponta de metal nobre ter sido soldada por meio de um laser.

Além disto, no método acima descrito para fabricar uma vela de ignição, o processo

de soldagem a laser pode ser um processo de soldagem a laser de circunferência inteira, para soldagem de uma circunferência inteira da ponta de metal nobre por meio de um laser enquanto a ponta de metal nobre e o membro de base de eletrodo ou a ponta de metal nobre e o membro de base de ponta giram relativamente ao feixe de laser em torno de uma linha axial da ponta de metal nobre.

O processo de soldagem a laser da presente invenção inclui um processo de soldagem a laser de circunferência inteira para irradiar um feixe de laser tendo um valor de BPP pequeno, conforme descrito acima para uma circunferência inteira. Portanto, pode ser fabricada uma vela de ignição incluindo uma ponta de metal nobre que é aperfeiçoada no que se refere à resistência à esfoliação ao longo de sua circunferência inteira.

Para irradiar um feixe de laser na circunferência inteira de uma ponta de metal nobre de modo que a ponta de metal nobre seja girada relativamente em torno de sua linha axial, é mencionado um caso onde a ponta de metal nobre e o membro de base de eletrodo ou a ponta de metal nobre e o membro de base de ponta são girados em torno da linha axial 20 da ponta de metal nobre e expostos ao feixe de laser enquanto uma unidade de irradiação de feixe de laser é fixada. Inversamente, um feixe de laser pode ser emitido movendo a unidade de irradiação de feixe de laser em torno da linha axial da ponta de metal nobre enquanto são fixadas posições da ponta de metal nobre e o membro de base de eletrodo ou posições da ponta de metal nobre e o membro de base de ponta.

O feixe de laser empregado na presente invenção também pode ser um feixe de la

ser pulsado ou um feixe de laser CW.

Além disto, no método acima descrito para fabricar uma vela de ignição, a soldagem a laser pode ser realizada no processo de soldagem a laser, de tal modo que uma porção fundida, onde o membro de base de eletrodo e a ponta de metal nobre são fundidos 30 juntos, ou uma porção fundida, onde o membro de base de ponta e a ponta de metal nobre são fundidos juntos, seja conectada a um centro da ponta de metal nobre em uma direção radial da mesma.

Para aumentar resistência à esfoliação da ponta de metal nobre, é desejável realizar soldagem a laser de tal modo que uma porção fundida, onde a ponta de metal nobre e o membro de base de eletrodo (ou o membro de base de ponta) são fundidos juntos, seja conectada a um centro da ponta de metal nobre em uma direção radial da mesma (ou de tal forma que uma porção não fundida não esteja presente no centro radial da ponta de metal nobre). Entretanto, se uma soldagem a laser, tal como aquela mencionada acima, é realizada pelo uso de um feixe a laser da arte tendo um valor de BPP grande, uma porção da área onde a ponta de metal nobre e o membro de base de eletrodo (ou o membro de base de ponta) são fundidos juntos, que fica próxima a uma superfície, assume uma grande altura, 5 que por sua vez torna uma porção não fundida da ponta de metal nobre menor e pode deteriorar a capacidade de ignição da vela de ignição.

Em contraste, o método de fabricação da presente invenção torna possível realizar fundição a um ponto profundo e estreito, porque é usado o feixe de laser tendo um valor de BPP pequeno. Portanto, mesmo quando é realizada uma soldagem a laser de modo que a 10 porção fundida fique conectada no centro radial da ponta de metal nobre, uma porção não fundida da ponta de metal nobre pode assegurar um comprimento suficiente, e uma capacidade de ignição da vela de ignição e resistência à esfoliação da ponta de metal nobre podem ser asseguradas.

No método descrito acima de fabricação de uma vela de ignição, uma pluralidade de áreas a serem soldadas pode ser exposta simultaneamente a uma pluralidade de feixes de laser no processo de soldagem a laser.

Para soldar eficientemente a ponta de metal nobre e o membro de base de eletrodo (ou o membro de base de ponta) por meio de um laser, é desejável emitir simultaneamente uma pluralidade de feixes de laser a áreas a serem soldadas entre a ponta de metal nobre e 20 o membro de base de eletrodo (ou o membro de base de ponta). Entretanto, quando uma pluralidade de feixes de laser é emitida simultaneamente, a quantidade de calor recebido por unidade de tempo pela ponta de metal nobre e o membro de base de eletrodo (ou o membro de base de ponta) é maior do que aquela recebida quando um feixe de laser simples é emitido. Por esta razão, é provável ocorrer aspersão, e substâncias aspergidas resul25 tantes podem se aderir a uma lente ou outro membro de um sistema ótico.

Em contraste, de acordo com o método de fabricação da presente invenção, é usado um feixe de laser tendo um valor de BPP pequeno. Consequentemente, uma posição de saída de feixe de laser de um sistema ótico, e semelhante, pode ser distanciada de uma peça de trabalho (uma ponta de metal nobre, e semelhante) por uma extensão correspon30 dente a um comprimento focal “f no momento de soldagem a laser. Portanto, mesmo quando uma pluralidade de feixes de laser é irradiada simultaneamente sobre uma pluralidade de áreas a ser soldada, substâncias aspergidas, que são geradas durante soldagem a laser, podem ser impedidas prontamente de se aderirem a uma lente e outro membro de um sistema ótico.

No método acima descrito de fabricação de uma vela de ignição, ta vela de ignição

pode ser uma vela de ignição compreendendo: um eletrodo central compreendendo um membro de base de eletrodo lateral de polo central e uma ponta de metal nobre lateral de polo central soldada ao membro de base por meio de um laser; e um eletrodo tendo um membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo e uma ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo soldada ao membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo por meio de um laser ou um membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo, um mem5 bro de base de ponta unido ao mesmo, e uma ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo soldada ao membro de base de ponta por meio de um laser, caracterizado pelo fato de que o valor de BPP1 alcançado a um dado momento quando o feixe de laser, usado para soldar a laser o membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo e a ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo ou o membro de base de ponta e a ponta de metal nobre 10 lateral de eletrodo externo, penetra o sistema ótico de transferência, é menor do que o valor de BPP, alcançado a um dado momento quando o feixe de laser, usado para soldar a laser o membro de base de eletrodo lateral de polo central e a ponta de metal nobre lateral de polo central, penetra o sistema ótico de transferência.

Uma vela de ignição é disposta usualmente em uma cabeça de cilindro enquanto o 15 eletrodo externo projeta-se para o centro da câmara de combustão do que faz o eletrodo central, e consequentemente é provável que o eletrodo externo se torne quente quando comparado com o eletrodo central. Consequentemente, em uma vela de ignição tendo uma ponta de metal nobre em um eletrodo central e outra ponta de metal nobre em um eletrodo externo, a resistência à esfoliação da ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo deve 20 ser aumentada quando comparada com a resistência à esfoliação da ponta de metal nobre lateral de polo central.

Consequentemente, no método de fabricação da presente invenção, um valor de BPP, alcançado a um dado momento quando o feixe de laser, usado para soldar a laser o membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo (ou o membro de base de ponta) e a 25 ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo, penetra o sistema ótico de transferência, é menor do que um valor de BPP alcançado a um dado momento quando o feixe de laser, usado para soldar a laser o membro de base de eletrodo lateral de polo central e a ponta de metal nobre lateral de polo central, penetra o sistema ótico de transferência. Portanto, uma diferença entre uma porção fundida próxima a uma superfície e uma porção fundida profun30 da (no que se refere a uma largura em seção transversal) na porção fundida entre a ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo e o membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo (ou o membro de base de ponta) se torna pequena, de modo que pode ser aumentada uma resistência à esfoliação da ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo.

Adicionalmente, no método acima descrito para fabricar uma vela de ignição, o membro de base de eletrodo pode ser o membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo, e a ponta de metal nobre pode ser a ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo, e no processo de soldagem a laser, o membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo está fixado a uma face de extremidade de uma carcaça metálica da vela de ignição, após o que a soldagem a laser é realizada em um estado em que a ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo é colocada em uma posição predeterminada do membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo que ainda vai ser curvado e em que uma unidade de 5 emissão de feixe de laser do sistema ótico de transferência que emite o feixe de laser para a área a ser soldada é colocada em um local oposto à ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo com referência à face de extremidade da carcaça metálica e onde uma emissão de feixe de laser para a área a ser soldada não é impedida pela carcaça metálica e o membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo.

Para impedir que substâncias aspergidas, que são geradas pela radiação de laser,

se adiram à unidade de emissão de feixe de laser quando a ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo é soldada ao membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo por meio de um laser, é desejável separar a unidade de emissão de feixe de laser de uma área a ser soldada. Entretanto, no caso de um feixe de laser tendo um comprimento focal curto 15 “f”, ou seja, um feixe de laser da arte tendo um valor de BPP grande, quando uma tentativa é feita para assegurar resistência à esfoliação da ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo, é difícil assegurar uma longa distância entre a unidade de emissão de feixe de laser e a área a ser soldada.

Em contraste, de acordo com o método de fabricação da presente invenção, a unidade de emissão de feixe de laser pode ser distanciada de uma peça de trabalho (uma ponta de metal nobre, e semelhante) por uma extensão correspondente ao comprimento focal “f” durante soldagem a laser, pois é usado um feixe de laser tendo um valor de BPP pequeno. Por esta razão, quando a ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo é soldada ao , membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo por meio de um laser, pode ser assegurada resistência à esfoliação da ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo, ao mesmo tempo em que é impedida adesão de substâncias aspergidas na unidade de emissão de feixe de laser mesmo quando é realizada soldagem a laser, enquanto a unidade de emissão de feixe de laser é colocada em uma posição oposta à ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo com referência à face de extremidade da carcaça metálica.

Além disto, outros meios de solução consistem de um método para fabricar uma ve

la de ignição, a vela de ignição compreendendo uma carcaça metálica; e um eletrodo externo que é feito de metal nobre e que é soldado na carcaça metálica por meio de um laser, o método compreendendo: um processo de soldagem a laser para soldar a carcaça metálica ao eletrodo externo pelo uso de um feixe de laser que tenha um valor de BPP de 25 35 mm-mrad (um radio uma semiângulo) ou menor a um dado momento quando o feixe de laser penetra um sistema ótico de transferência para guiar o feixe de laser a uma área a ser soldada onde soldagem a laser deve ser realizada. De acordo com o método de fabricação da presente invenção, um feixe de laser que tem um valor de BPP de 25 mm-mrad (um raio - um semiângulo) ou menor alcançado a um dado momento quando o feixe de laser penetra um sistema ótico de transferência é usado no processo de soldagem a laser como um feixe de laser a ser usado no momento em 5 que um eletrodo externo está sendo soldado a uma carcaça metálica por meio de um laser. Uma vela de ignição fabricada por meio do processo de soldagem a laser pode ser melhorada no que se refere à resistência à esfoliação do eletrodo externo quando comparada com uma vela de ignição fabricada pelo uso de um feixe de laser tendo um valor de BPP maior. Ou seja, uma vela de ignição tendo um eletrodo externo cuja resistência à esfoliação é au10 mentada pode ser fabricada.

Por exemplo, um eletrodo feito de metal nobre que é menos consumido quando usado é mencionado como o eletrodo externo feito de metal nobre; ou seja, um eletrodo feito de Pt, Ir, ou Ir dopado com um óxido de terra rara, um material de liga de Pt-lr, e semelhante.

Adicionalmente, por exemplo, aço macio, ou semelhante, é mencionado como a carcaça metálica.

Ademais, no método descrito acima para fabricar uma vela de ignição, uma fibra ótica de índice em grau pode ser usada como uma fibra ótica usada no sistema ótico de transferência.

Quando a soldagem a laser é realizada mediante o uso de um feixe de laser tendo 20 um valor de BPP pequeno, é possível fundir um alvo até um ponto profundo estreito, mas é provável que provoque aspersão. Em contraste, no método de fabricação da presente invenção, uma fibra ótica de índice em grau (SI) é usada como uma fibra ótica usada em um sistema ótico de transferência. Consequentemente, a distribuição de energia de um feixé de laser se torna próxima a uma distribuição uniforme. Portanto, é impedido um aumento ex25 cessivo na distribuição de energia do feixe de laser alcançado na proximidade a um eixo ótico, que poderia de outro modo ocorrer em uma fibra ótica de índice em grau (Gl), eaocorrência de aspersão pode ser impedida.

Vantagens da Invenção

Um método para fabricar uma vela de ignição da presente invenção possibilita aumento de resistência à esfoliação de uma ponta de metal nobre de um membro de base de eletrodo ou um membro de base de ponta ou resistência à esfoliação da carcaça metálica de um eletrodo externo.

BREVE DESCRICÀO DOS DESENHOS

Afig. 1 é uma vista lateral de uma vela de ignição de uma forma de realização.

A fig. 2 é um diagrama mostrando um processo de soldagem a laser para soldar

uma ponta central de eletrodo a um eletrodo central em relação a um método para fabricar uma vela de ignição da forma de realização. A fig. 3 é um diagrama mostrando um estado de uma ponta de eletrodo central sendo soldada a um eletrodo central em relação ao método para fabricar uma vela de ignição da forma de realização.

A fig. 4 é um diagrama mostrando um processo de soldagem a laser para soldar uma ponta de eletrodo externo a um eletrodo externo em relação ao método para fabricar uma vela de ignição da forma de realização.

A fig. 5 é um diagrama mostrando um estado da ponta de eletrodo externo sendo soldada ao eletrodo externo em relação ao método para fabricar uma vela de ignição da forma de realização.

A fig. 6 é um gráfico mostrando uma correlação entre uma taxa de esfoliação da

ponta de eletrodo central da forma de realização e um valor de BPP de um feixe de laser irradiado.

A fig. 7 é um gráfico mostrando uma correlação entre uma taxa de esfoliação da ponta de eletro externo da forma de realização e um valor de BPP de feixe de laser irradiado.

Afig. 8 é um diagrama esquemático da vela de ignição da primeira modificação, em que a fig. 8(a) mostra uma vista lateral e a fig. 8(b) mostra uma vista em perspectiva ampliada de uma área A.

A fig. 9 é um diagrama mostrando um processo de soldagem a laser para soldar uma ponta de eletrodo externo para um membro de base de ponta em relação ao método para fabricar uma vela de ignição de uma primeira modificação.

A fig. 10 é um diagrama mostrando um estado de uma ponta de eletrodo externo sendo soldada a um membro de base de ponta em relação ao método para fabricar uma vela de ignição da primeira modificação.

A fig. 11 é um diagrama esquemático de uma vela de ignição de uma segunda mo

dificação, em que a fig. 11 (a) mostra uma vista lateral e a fig. 11 (b) mostra uma vista em perspectiva ampliada de uma área B.

A fig. 12 é um diagrama mostrando um processo de soldagem a laser para soldar um eletrodo externo a uma carcaça metálica em relação ao método para fabricar uma vela de ignição da segunda modificação, em que a fig. 12(a) mostra uma vista lateral e a fig. 12(b) mostra uma vista de topo atingida na direção C.

A fig. 13 é um diagrama mostrando um eletrodo externo sendo soldado à carcaça metálica em relação ao método para fabricar uma vela de ignição da segunda modificação, em que a fig. 13(a) mostra uma vista lateral e a fig. 13(b) mostra uma vista de topo atingida na direção C.

A fig. 14 é um diagrama mostrando um processo de soldagem a laser para soldar uma ponta de eletrodo externo a um eletrodo externo em relação a um método para fabricar uma vela de ignição de outra modificação.

DESCRICÃO DE SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA 100, 200, 300: VELA DE IGNIÇÃO

121: ELETRODO CENTRAL (MEMBRO DE BASE DE ELETRODO)

128: PORÇÃO DE EXTREMIDADE FRONTAL DE ELETRODO (ÁREA A SER

SOLDADA)

131: ELETRODO EXTERNO (MEMBRO DE BASE DE ELETRODO)

134: PORÇÃO DE JUNÇÃO DE ELETRODO (ÁREA A SER SOLDADA)

151: PONTA DE ELETRODO CENTRAL (PONTA DE METAL NOBRE)

158: PORÇÃO DE EXTREMIDADE TRASEIRA DE PONTA (ÁREA A SER

SOLDADA)

161: PONTA DE ELETRODO EXTERNO (PONTA DE METAL NOBRE)

168: PORÇÃO DE EXTREMIDADE DE BASE DE PONTA (ÁREA A SER SOLDADA)

171: MEMBRO DE BASE DE PONTA

173: PORÇÃO DE PROTUBERÂNCIA (ÁREA A SER SOLDADA)

305: CARCAÇA METÁLICA 333: PORÇÃO DE JUNÇÃO DE ELETRODO 361: ELETRODO EXTERNO 368: ÁREA SOLDADA DE CARCAÇA METÁLICA (ÁREA A SER SOLDADA)

AX1: LINHA AXIAL (DE PONTA DE ELETRODO CENTRAL)

AX2: LINHA AXIAL (DE PONTA DE ELETRODO EXTERNO)

LM: ESPELHO (DE SISTEMA ÓTICO DE TRANSFERÊNCIA)

PL1: PRIMEIRO FEIXE DE LASER (FEIXE DE LASER)

PL2: SEGUNDO FEIXE DE LASER (FEIXE DE LASER)

PL3: TERCEIRO FEIXE DE LASER (FEIXE DE LASER)

PL4: QUARTO FEIXE DE LASER (FEIXE DE LASER)

MELHOR MODO DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO (Forma de realização)

Uma forma de realização da presente invenção será descrita com referência aos

desenhos.

A fig. 1 mostra uma vista lateral de uma vela de ignição 100 da forma de realização. A vela de ignição 100 é uma vela de ignição de motor de combustão interna usada embora estando montada em uma cabeça de cilindro de um motor não ilustrado. A vela de ignição 100 primariamente inclui uma carcaça metálica 105, um isolador 111, um eletrodo central 121, e um eletrodo externo 131.

A carcaça metálica 105 assume um formato cilíndrico e é feita de metal, tal como um aço macio. A carcaça metálica 105 também tem um anel de rebordo 102; uma porção de engate de ferramenta 103 que fica situada em uma posição mais próxima de um lado de extremidade de base em relação ao anel de rebordo 102 (em uma posição elevada nos desenhos), que permite engate de uma ferramenta usada para montar a vela de ignição 100, e 5 que assume uma seção transversal hexagonal; e uma porção de engaste 104 que fica situada em um lado de extremidade baseado da porção de engate de ferramenta e que fixa o isolador 111 na carcaça metálica 105 por meio de engaste. Adicionalmente, uma rosca de suporte 106 que tem diâmetro menor do que o do anel de rebordo 102 e que é usada para rosquear a vela de ignição 100 em uma cabeça de cilindro é provida em uma periferia de 10 uma área próxima a uma extremidade inicial (uma área inferior do desenho) em relação ao anel de rebordo 102.

O isolador 111 é feito de cerâmica com base em alumínio, e semelhante, e uma periferia externa do isolador é circundada pela carcaça metálica 105. Uma porção de extremidade inicial 113 do isolador projeta-se de uma face de extremidade inicial 107 da carcaça 15 metálica 105 para um lado de extremidade inicial (em um sentido descendente do desenho), e uma porção de extremidade de base 115 também se projeta da porção de engaste 104 da carcaça metálica 105 para o lado de extremidade de base (em um sentido ascendente do desenho). Um orifício axial (não mostrado) é formado no isolador 111 ao longo de uma direção axial (uma direção vertical no desenho). Um eletrodo central 121 é inserido fixamente 20 em um lado de extremidade inicial do orifício axial (um lado inferior do desenho), enquanto que um acessório terminal 141 para dirigir uma alta voltagem para o eletrodo central 121 é fixamente inserido no lado de extremidade de base (uma posição superior do desenho).

O eletrodo central 121 é retido de uma maneira penetrante no orifício axial do isolador 111 com uma porção de extremidade inicial 123 do eletrodo central 121 projetando-se a partir de uma face de extremidade inicial

114 do isolador 111. Embora não conhecido, o eletrodo central 121 inclui um fio de cobre contendo, como um componente principal, Cu com alta condutividade térmica e uma porção de camada externa que é feita de um material INCONEL 600 contendo Ni como um componente principal e que circunda o fio de cobre. Uma ponta de eletrodo central em forma 30 de pilar 151 pe unida a um lado de extremidade inicial do eletrodo central 121 (um lado inferior do desenho) por meio de uma soldagem a laser. Uma linha axial AX1 da ponta de eletrodo central projeta-se para o lado de extremidade inicial (um sentido descendente do desenho) embora alinhada a uma linha axial do eletrodo central 121. A ponta de eletrodo central 151 é feita de uma liga de Pt a 5% Ir e tem um diâmetro de ponta de 0.6 mm.

O eletrodo externo 131 é feito de um material INCONEL 600 incluindo Ni como um

componente principal e é unido em uma extremidade à face de extremidade inicial 107 da carcaça metálica 105, e a outra extremidade do eletrodo externo é curvada para o lado de linha axial do eletrodo central 121. Uma A ponta de eletrodo externo em forma de pilar 161 é soldada a laser a uma superfície oposta (uma superfície de junção de ponta 133) voltada para o centro do eletrodo central, e uma linha axial AX2 da ponta de eletrodo externo projeta-se para o lado de extremidade de base (em um sentido ascendente do desenho) perpen5 dicular à superfície de junção de ponta 133. Uma folga entre a ponta de eletrodo externo 161 e a ponta de eletrodo central 151 atua como uma folga de descarga de centelha G1 onde é gerada descarga de centelha. A ponta de eletrodo externo 161 é feita de uma liga de RH a 20% de PT e tem um diâmetro de ponta de 0.7 mm.

Do método para fabricar a vela de ignição 100 da presente forma de realização, um método para soldar a laser a ponta de eletrodo central 151 é agora descrita com referência às figs. 2 e 3.

Primeiro, é preparado o eletrodo central 121 feito mediante uma técnica conhecida (ver fig. 2). No eletrodo central 121 que não está ainda unido, a porção de extremidade inicial 123 tem uma porção de diâmetro grande 124 situada em um lado de extremidade de base 15 (em uma posição inferior do desenho), uma porção de extremidade frontal de eletrodo de pequeno diâmetro 128 que está situada no lado de extremidade frontal (em uma posição superior do desenho) e que inclui uma face de extremidade inicial de eletrodo plana 129, e uma porção cônica 126 interposta entre as mesmas.

Entretanto, uma ponta de eletrodo central 151 é preparada. A ponta de eletrodo central 151 que não está inda unida tem uma face de extremidade frontal de pontal53, uma face de extremidade de base de ponta 157, e uma superfície lateral de ponta 155 conectando a face de extremidade inicial de ponta a face de extremidade de base de ponta, e também assume o formato de um pilar.

Em um processo de soldagem de uma circunferência inteira do eletrodo central por meio de um laser da presente forma de realização, a ponta de eletrodo central 151 é disposta primeiro, de tal forma que a face de extremidade de base de ponta 157 entra em contato com a face de extremidade inicial de eletrodo 129 e que a linha axial AX1 da ponta de eletrodo central 151 é alinhada a uma linha axial do eletrodo central 121. Próximo, a porção de extremidade de base de ponta 158 da ponta de eletrodo central 151 e a porção de extremidade inicial de eletrodo 128 do eletrodo central 121 são orientadas em uma direção horizontal (uma direção direito-esquerda do desenho) e expostas a um primeiro feixe de laser PL1, através do qual a porção de extremidade de base de ponta 158 da ponta de eletrodo central 151 e a porção de extremidade inicial de eletrodo 128 do eletrodo central 121 são fundidas. Por esta razão, a ponta de eletrodo central 151 e o eletrodo central 121 são unidos juntos. Especificamente, uma unidade de irradiação a laser LK está fixada a uma posição predeterminada, e a ponta de eletrodo central 151 e o eletrodo central 121 são rotacionados em torno da linha axial linha axial AX1 e seqüencialmente expostos à radiação do primeiro feixe de laser PL1 tipo pulsado (nove tiros do primeiro feixe de laser). A energia de irradiação do laser pulsado é de 3J/pulso. Do ponto de vista de aumento de resistência à esfoliação da ponta de eletrodo central 151, é preferível irradiar o primeiro feixe de laser PL1 de tal maneira que uma porção fundida onde a ponta de eletrodo central 151 (a porção de extremidade 5 de base de ponta 158) e o eletrodo central 121 (a e porção de extremidade inicial 128) estão fundidos juntos se conecte ao centro da ponta de eletrodo central 151 em sua direção radial.

Resultado, como mostrado na fig. 3, a ponta de eletrodo central 151 é unida ao eletrodo central 121 por meio de uma primeira porção de junção 159. A primeira porção de junção 159 tem uma composição que será gerada quando metais (ou ligas) que compõem a 10 porção de extremidade de base de ponta 158 e a porção de extremidade inicial de eletrodo 128, que ainda vão ser expostas ao primeiro feixe de laser PL1, são fundidos uma vez e misturados juntos.

Após a ponta de eletrodo central 151 ter sido unida ao eletrodo central 121, o eletrodo central 121 é afixado ao isolado produzido separadamente 111 através de montagem por meio de uma técnica conhecida, e o resistor e o acessório terminal 141 também são afixados ao isolador 111 e sujeito à vedação de vidro.

Além disso, as partes assim montadas são afixadas à carcaça metálica 105 por meio da técnica conhecida, e um eletro externo em forma de haste 131b (um eletrodo externo em forma de haste quadrada 131 que não é curvado) é unido subsequentemente à carcaça metálica 105.

Em relação ao método para fabricar a vela de ignição 100, um método para soldar a ponta de eletrodo externo 161 será descrito agora com referência às figs. 4 e 5.

Primeiro, a ponta de eletrodo externo 161 é preparada (veja fig. 4). A ponta de eletrodo externo 161 também assume o formato de um pilar, semelhante à ponta de eletrodo central 151, incluindo uma face de extremidade distai de ponta 163, uma face de extremidade de base de ponta 167, e uma superfície lateral de ponta 165 conectando-se as faces juntas.

Aface de extremidade de base de ponta 167 da ponta de eletrodo externo 161 é disposta de modo a entrar em contato com a superfície de junção de ponta 133 do eletrodo 30 externo 131b (ver fig. 4). Subsequentemente, um segundo feixe de laser tipo pulsado PL2 é irradiado a partir de uma posição obliquamente superior no desenho (uma direção que forma um ângulo de 55° com a linha axial AX2 na forma de realização) para a porção de extremidade de base de ponta 168 da ponta de eletrodo externo 161 e porção de junção de ponta 134 do eletrodo externo 131b, fundindo, desta maneira, a porção de extremidade de base de 35 ponta 168 e a porção de junção de ponta 134, para assim juntar a ponta de eletrodo externo 161 com o eletrodo externo 131b. Mesmo no processo de soldagem da circunferência inteira do eletrodo externo por meio de um laser, o sistema de radiação a laser LK é fixado na posição predeterminada, e a ponta de eletrodo externo 161 e o eletrodo externo 131b são rotacionados em torno da linha axial AX2 e seqüencialmente expostos ao segundo feixe de laser PL2 (nove tiros do segundo feixe de laser). A energia de irradiação do laser pulsado é de 4J/pulso. Do ponto de vista de aumento de resistência à esfoliação da ponta de eletrodo 5 externo 161, é preferível irradiar o segundo feixe de laser PL2 de tal maneira que uma porção fundida onde a ponta de eletrodo externo 161 (a porção de extremidade de base de ponta 168) e o eletrodo externo 131b (a porção de junção de ponta 134) estão fundidos juntos se conecte ao centro da ponta de eletrodo externo 161 em sua direção radial.

Resultado, como mostrado na fig. 5, a ponta de eletrodo externo 161 é unida ao 10 eletrodo externo 131b por meio de uma segunda porção de junção 169. A segunda porção de junção 169 tem uma composição que será gerada quando metais (ou ligas) que compõem a porção de extremidade de base de ponta 168 e a porção de junção de ponta 134, que ainda vão ser expostas ao segundo feixe de laser PL2, são fundidos uma vez e misturados juntos.

Subsequentemente, a o eletrodo externo em forma de haste 131b é curvado por

uma técnica conhecida, para produzir assim o eletrodo externo 131, e a ponta de eletrodo externo 161 é levado a opor a ponta de eletrodo central 151 com a folga de descarga de centelha G1 interposta entre elas. A vela de ignição 100 é assim concluída.

Em relação à vela de ignição 100 fabricada pelo método de fabricação da presente forma de realização, uma relação entre um valor de BPP de um feixe de laser usado para soldagem a laser e resistência à esfoliação da ponta de eletrodo central 151 ou a ponta de eletrodo externo 161 é verificada.

Primeiro, são preparadas unidades de irradiação de laser (de cinco tipos) LK que são das mesmas unidades de irradiação de laser YAG (máquinas de processamento de Iaser) LK, mas emitem os feixes de laser PL1 e PL2 de diferentes valores de BPP. Como descrito acima, a vela de ignição 100 é fabricada sujeitando a ponta de eletrodo central 151 ou a ponta de eletrodo externo 161a soldagem a laser.

Cada uma das unidades de irradiação de laser LK é configurada de modo a transferir um feixe de laser emitido a partir de um oscilador de laser LH (um feixe de laser que ain30 da vai penetrar um sistema ótico de transferência) LL por meio de um espelho LM atuando como um sistema ótico de transferência, dirigindo, desta maneira, os feixes de laser PL1 e PL2 para áreas a serem soldadas (a porção de extremidade de base de ponta 158 e a porção de extremidade inicial de eletrodo 128 ou a porção de extremidade de base de ponta 168 e a porção de junção de ponta 134 na presente forma de realização) (ver figs. 2 e 4).

As unidades de irradiação de laser LK respectivas emitem os feixes de laser PL1 e

PL2 do mesmo comprimento de onda (1.064 μιη) como um laser YAG; entretanto, os feixes de laser PL1 e PL2 diferem um do outro no que se refere a um valor de BPP, como mencionado previamente. Especificamente, o feixe de laser LL que ainda não penetrou o espelho LM assume cinco tipos de valores de BPP; a saber, 8, 16, 25, 40, 100 mm-mrad.

Os valores de BPP usados para avaliar desempenho (estimativa) do oscilador de laser LH são usados como valores de BPP dos feixes de laser LL. Em outros aspectos, os valores de BPP dos feixes de laser LL podem ser medidos de fato por meio de um BeamStar Fx fabricado pela OPHIR Co., Ltd.

As velas de ignição 100 assim fabricadas pelo uso de cinco tipos de feixes de laser LL (PL1, PL2) foram sujeitas a um teste de ciclo de temperatura. Especificamente, a vela de ignição 100 foi montada em um motor L6 (um deslocamento de cilindro 2000 cc e motor 10 DOHC com quatro válvulas por cilindro). O motor foi mantido continuamente em repouso (um acelerador foi desengatado) e um estado de aproximadamente 6000 rpm (aceleração máxima) por um minuto por ciclos. O teste foi repetido consecutivamente por 100 horas. Subsequentemente, a vela de ignição 100 foi retirado do motor, e a ponta de eletrodo central 151 e a ponta de eletrodo externo 161 foram examinadas, para determinar deste modo uma 15 taxa de esfoliação.

Especificamente, a ponta de eletrodo central 151 e o eletrodo central 121 são primeiro cortados ao longo de um plano que corre ao longo da linha axial AX1 da ponta de eletrodo central 151, e seções transversais resultantes foram sujeitas à causticação. Subsequentemente, uma superfície de junção entre a ponta de eletrodo central 151 e o eletrodo 20 central 121 na seção transversal foi observada, determinando, desta maneira, o comprimento da ponta de eletrodo central 151 atingida ao longo de uma direção ortogonal em relação à linha axial AX1 do comprimento de um área de esfoliação. Uma relação de um comprimento total da área esfoliada em relação ao comprimento da ponta de eletrodo central 151 atingida na direção ortogonal em relação à linha axial AX1 (um comprimento total da ponta de eletro25 do central 151 atingida na direção ortogonal em relação à linha axial AX1 do comprimento da área esfoliada) é computada como uma taxa de esfoliação da ponta de eletrodo central 151.

O mesmo se aplica à ponta de eletrodo externo 161. A ponta de eletrodo externo 161 e o eletrodo externo 131 são cortados ao longo de um plano correndo ao longo da linha 30 axial AX2 da ponta de eletrodo externo 161, e seções transversais resultantes são sujeitas a causticação. Subsequentemente, em relação a uma superfície de junção entre a ponta de eletrodo externo 161 e o eletrodo externo 131 na seção transversal, uma relação do comprimento de uma área esfoliada em relação ao comprimento de uma esfoliação da ponta de eletrodo externo 161 alcançada ao longo da direção ortogonal em relação à linha axial AX2 35 é computada como uma taxa de esfoliação da ponta de eletrodo externo 161.

A fig. 6 é um gráfico mostrando uma relação entre os valores de BPP dos feixes de LL usados para soldar e a taxa de esfoliação da ponta de eletrodo central 151 atingida após os testes de ciclo térmico precedente. De acordo com o gráfico, as velas de ignição 100 soldadas pelo uso dos feixes de laser LL tendo valores de BPP de 25 mm-mrad (um raio - um semiângulo) ou menor provêm um valor de aproximadamente 10% em relação a uma taxa de esfoliação da ponta de eletrodo central 151. Entretanto, resulta que, quando os feixes de 5 laser LL tendo valores de BPP maiores são usados, a taxa de esfoliação abruptamente aumenta para cerca de 50%. Um ângulo de divergência de feixe alcançado durante convergência de Iuz pode ser estreitado pelo uso dos feixes de laser LL (PL1 e PL2) tendo valores de BPP menores, de modo que podem ser reduzidas mudanças em tamanho de feixe alcançado na parte da frente ou de trás de um ponto focal. Consequentemente, a ponta de eletro10 do central 151 e o eletrodo central 121 são fundidos a um ponto profundo estrito. Resultado, uma diferença entre uma área próxima a uma superfície e uma área profunda no que se refere à natureza de uma porção fundida (a largura de uma seção transversal) se toma menor, que é concebida como contribuinte para uma redução na taxa de esfoliação. Em particular, quando metal nobre e uma liga de Ni, e semelhante, que diferem um do outro no que se 15 refere à expansão térmica são unidos juntos, a adoção deste tipo de configuração é considerada preferível. Portanto, os resultados mostram que é melhor soldar a ponta do eletrodo central151 pelo uso dos feixes de laser LL cujos valores de BPP são de 25 mm-mrad (um raio - um semiângulo) ou menor durante o processo da presente forma de realização para soldar a circunferência inteira de um eletrodo central por meio de um laser.

Próximo, a fig. 7 é um gráfico mostrando uma relação entre os valores de BPP dos

feixes de laser LL usados para soldar e a taxa de esfoliação da ponta de eletrodo externo 161 atingida após o teste de ciclo térmico. De acordo com o gráfico, as velas de ignição 100 soldadas por meio dos feixes de laser LL tendo valores de BBP de 25 mm-mrad (um raio um semiângulo) ou menor mostram um valor de cerca de 25% em relação à taxa de esfolia25 ção da ponta de eletrodo externo 161. Nesse meio-tempo, resulta que, quando o feixes de laser LL de valores de BBP maiores são usados, a taxa de esfoliação aumenta até 70% ou mais. Portanto, os resultados mostram que é melhor soldar a ponta de eletrodo externo 161 pelo uso dos feixes de laser LL cujos valores de BPP são 25 mm-mrad (um raio - um semiângulo) ou menor durante o processo da presente forma de realização para soldar a circun30 ferência inteira de um eletrodo externo por meio de um laser.

Adicionalmente, na presente forma de realização, a circunferência inteira da ponta de eletrodo central 151 (a porção de extremidade de base de ponta 158) e a circunferência inteira da ponta de eletrodo externo 161 (a porção de extremidade de base de ponta 168) são expostas aos feixes de laser tipo pulsado PL1 e PL2 durante operação de soldagem. 35 Especificamente, conforme o método para fabricar a vela de ignição 100 da presente forma de realização, a circunferência inteira da ponta de eletrodo central 151 ou a circunferência inteira da ponta de eletrodo externo 161 é soldada a laser por meio dos feixes de laser tipo pulsado PL1 e PL2, para os quais os feixes de laser LL que têm valor de BPP pequenos e que podem aumentar resistência à esfoliação são guiados. Consequentemente, a vela de ignição 100, em que a ponta de eletrodo central 151 e a ponta de eletrodo externo 161 são melhoradas no que se refere à resistência à esfoliação pode ser fabricada.

O eletrodo externo 131 é propício a ter uma temperatura mais alta do que é o eletrodo central 121. Consequentemente, para aumentar a resistência à esfoliação da ponta de eletrodo externo 161, é melhor tornar o valor de BPP do feixe de laser usado para soldar a laser a ponta de eletrodo externo 161 melhor do que o valor de BPP do feixe de laser usado para soldar a ponta de eletrodo central 151. Por exemplo, o valor de BPP do feixe de laser usado para soldar a laser a ponta de eletrodo externo 161 pode se fixado em 8 mm-mrad (um raio - um semiângulo), e o valor de BPP do feixe de laser usado para soldar a laser a ponta de eletrodo central 151 pode ser fixado em 16 mm-mrad (um raio - um semiângulo).

(Primeira Modificação)

Um método para fabricar uma vela de ignição de uma primeira modificação é descrita agora com referência às figs. 8 a 10.

Uma vela de ignição 200 fabricada conforme o método de fabricação da primeira modificação difere da vela de ignição 100 em que a ponta de eletrodo externo 161 é juntada ao eletrodo externo 131 por meio de um membro de base de ponta 171, mas eles são análogos um ao outro em outros aspectos.

Portanto, são providas explanações primariamente quanto à diferença, e explanações repetidas de elementos similares são omitidas ou simplificadas; entretanto, os elementos similares devem gerar efeitos funcionais similares. Elementos semelhantes são descritos pelo uso de sinais de referência iguais.

A fig. 8 é uma vista geral da vela de ignição 200 fabricada conforme o método de fabricação da primeira modificação.

O membro de base de ponta 171 tem um assento em forma de disco 172 que tem diâmetro maior do que o da ponta de eletrodo externo 161 (ver fig. 8(b))e é feito de um material INCONEL 600 incluindo Ni como um componente principal. A ponta de eletrodo externo em forma de pilar 161 é soldada ao membro de base de ponta 171 por meio de um laser. Um eixo de um disco do membro de base de ponta 171 é alinhado à linha axial AX2 da ponta de eletrodo externo 161. Uma folga entre a ponta de eletrodo externo 161 e a ponta de eletrodo central 151 atua como uma folga de descarga de centelha G2 onde a descarga de centelha deve ser provocada. Uma superfície de fundo 172b do assento 172 (o membro de base de ponta 171) é juntada a uma superfície de junção de membro de base 135 do eletrodo externo 131 por meio de soldagem por meio de soldagem de resistência.

O método para fabricar a vela de ignição 200 da primeira modificação é descrito agora com referência às figs. 9 e 10. Como mencionado acima, o método é análogo àquele descrito em relação à forma de realização, exceto o processo para fabricar o eletrodo externo.

Na primeira modificação, um membro de base de ponta 171b que ainda vai ser exposto a laser, bem como a ponta de eletrodo externo 161 análoga àquela descrita em relação à forma de realização (tendo um diâmetro de ponta de: 0.7 mm) são primeiro preparados no processo de soldagem da laser a circunferência inteira de um membro de base de ponta. O membro de base de ponta 171b que ainda vai ser exposto a laser tem o assento precedente 172 e uma porção de protuberância 173 que é colocada sobre uma superfície superior 172a do assento 172 e que assume a forma de um disco convexo. O diâmetro da porção de protuberância 173 é de 0.8 mm.

É feita disposição de tal modo que a face de extremidade de base de ponta 167 entra em contato com a porção de protuberância 173 e que a linha axial AX2 da ponta de eletrodo externo 161 coincide com a linha axial do membro de base de ponta 171b. Um terceiro feixe de laser tipo pulsado PL3 é emitido para a porção de protuberância 173 e a porção de extremidade de base de ponta 168 da ponta de eletrodo externo 161 desde uma direção horizontal no desenho, fundindo, desta maneira, a porção de protuberância 173 e a porção de extremidade de base de ponta 168, para juntar assim a ponta de eletrodo externo 161 ao membro de base de ponta 171b. Mesmo no processo de soldagem da circunferência inteira ao membro de base de ponta por meio de um laser, a unidade de irradiação de laser LK é fixada em uma posição predeterminada, e a ponta de eletrodo externo 161 e o membro de base de ponta 171b são rotacionados em torno da linha axial AX2 e seqüencialmente expostos ao terceiro feixe de laser PL3 (18 tiros do feixe de laser). A energia de irradiação do laser pulsado é de 1J/pulso. Do ponto de vista de aumento de resistência à esfoliação da ponta de eletrodo externo 161, é preferível irradiar o terceiro feixe de laser PL3 de tal modo que uma porção fundida, onde a ponta de eletrodo externo 161 (a porção de extremidade de base de ponta 168) e o membro de base de ponta 171b (a porção de protuberância 173) são fundidos juntos, se conecte ao centro da ponta de eletrodo externo 161 em sua direção radial.

O valor de BPP do terceiro feixe de laser PL3 que é alcançado antes que o feixe de laser LL que é emitido a partir do oscilador de laser LH penetre o espelho LM é fixado em 25 mm-mrad (um raio - um semiângulo) ou menor.

Assim, como mostrado na fig. 10, a ponta de eletrodo externo 161 é juntada ao membro de base de ponta 171 por meio de uma terceira porção de junção 269. A terceira porção de junção 269 tem uma composição que será gerada quando metais (ou ligas) que compõem a porção de extremidade de base de ponta 168 e a porção de protuberância 173, que ainda vão ser expostas ao terceiro feixe de laser PL3, são fundidos uma vez e misturados juntos.

Após o processo precedente para soldar a circunferência inteira do membro de base de ponta por meio de um laser, uma superfície de fundo 172b do membro de base de ponta 171 juntada à ponta de eletrodo externo 161 é colocada no topo da superfície de junção de membro de base 135 do eletrodo externo 131, e eles são sujeitos à soldagem de resistência, através do que o membro de base de ponta 171 é juntado ao eletrodo externo 131.

Processos subsequentes são análogos ao processo de soldagem da circunferência inteira de um eletrodo externo da forma de realização por meio de um laser e processos que seguem o processo. Assim, a vela de ignição 200 é concluída.

Mesmo na primeira modificação, a ponta de eletrodo externo 161 e o membro de base de ponta 171 são soldados juntos pelo uso de um feixe de laser LL (PL3) tendo um valor de BPP de 25 mm-mrad (um raio - um semiângulo) ou menor no processo de soldagem da circunferência inteira de um membro de base de ponta por meio de um laser; consequentemente, a taxa de esfoliação pode ser reduzida.

Adicionalmente, na primeira modificação, a circunferência inteira da ponta de ele15 trodo externo 161 (a porção de extremidade de base de ponta 168) é exposta ao terceiro feixe de laser tipo pulsado PL3 durante soldagem da ponta de eletrodo externo. A saber, conforme o método para fabricar a vela de ignição 200 da primeira modificação, a circunferência inteira da ponta de eletrodo externo 161 é soldada a laser por meio do terceiro feixe de laser tipo pulsado PL3 produzido pela introdução do feixe de laser LL que pode aumentar 20 resistência à esfoliação e que tem um valor de BPP pequeno. Consequentemente, a vela de ignição 200 em que a resistência à esfoliação da ponta de eletrodo externo 161 é aumentada confiavelmente pode ser fabricada.

(Segunda Modificação)

Uma segunda modificação da presente invenção será descrita agora com referência aos desenhos.

Uma vela de ignição 300 fabricada conforme um método para fabricar uma vela de ignição da segunda modificação difere das velas de ignição 100 e 200 da forma de realização e a modificação pelo fato de que um eletrodo externo em forma de haste 361 feito de metal nobre é unido a uma carcaça metálica 305 de modo a projetar-se obliquamente e pelo 30 fato de que o eletrodo central 121 não se projeta além de uma face de extremidade inicial 307 da carcaça metálica 305. Em outros aspectos, as velas de ignição são análogas uma em relação à outra.

Portanto, são providas explanações primariamente quanto à diferença, e explanações repetidas de elementos similares são omitidas ou simplificadas; entretanto os elementos similares gerarão efeitos funcionais similares. Elementos semelhantes são descritos pelo uso de sinais de referência.

Afig. 11 mostra a vela de ignição 300 fabricada com base na segunda modificação. Como mencionado acima, a vela de ignição 300 difere de suas contraparte da forma de realização pelo fato de que o eletrodo externo em forma de haste 361 feito de metal nove é levado a projetar-se obliquamente a partir da carcaça metálica 305. A vela de ignição também difere de sua contraparte da forma de realização pelo fato de que um isolador 311 é tornado 5 menor do que o isolador 111 da forma de realização e pelo fato de que o isolador 311, o eletrodo central 121, e a ponta de eletrodo central 151 não se projetam para fora da carcaça metálica 305 a partir da face de extremidade inicial 307 da carcaça metálica 305.

A carcaça metálica 305 é feita de metal, tal como carbono macio, e uma superfície exterior 331 de uma porção de extremidade inicial 308 da carcaça metálica 305 compõe-se 10 de uma superfície cônica que se torna gradualmente mais estreita em direção à extremidade. Um eletrodo externo em forma de haste 3611 é soldado na superfície exterior 331 por meio de um laser. Uma folga entre uma porção de extremidade distai 364 do eletrodo externo 3611 e a ponta de eletrodo central 151 atua como uma folga de descarga de centelha G3 onde é gerada descarga de centelha.

O método para fabricar a vela de ignição 300 da segunda modificação será descrito

agora com referência às figs. 12 e 13. Uma vez que o método para fabricar a ponta de eletrodo central 151 é o mesmo que aquele descrito em relação à forma de realização, sua explanação repetida é omitida.

Na fig. 12, a carcaça metálica 305 tem a superfície exterior acima mencionada 331, 20 e uma porção da superfície exterior 331 atua como uma superfície de junção de eletrodo 334 a ser unida ao eletrodo externo 361. Uma área em torno da superfície de junção de eletrodo 334 é tomada como uma porção de junção de eletrodo 333 que é exposta diretamente a um feixe de laser (um quarto feixe de laser PL4) no processo de soldagem de um eletrodo externo por meio de um laser. O eletrodo externo 361 tem uma superfície de junção de car25 caça metálica 365 que entra em contato com a superfície de junção de eletrodo 334 da carcaça metálica 305. Uma área em torno da superfície de junção de carcaça metálica 365 is tomada como uma porção de junção de carcaça metálica 368 que diretamente submete o quarto feixe de laser PL4.

No processo de soldagem de um eletrodo externo por meio de um laser, o eletrodo 30 externo 361 é disposto em relação à carcaça metálica 305 de tal modo que a superfície de junção de carcaça metálica 365 do eletrodo externo 361 entra em contato com a superfície de junção de eletrodo 334 da base principal 305 (ver fig. 12(a)). Na fig. 12(b), o quarto feixe de laser tipo pulsado PL4 é emitido para a porção de junção de carcaça metálica 368 do eletrodo externo 361 e a porção de junção de eletrodo 333 da carcaça metálica 305 a partir 35 de uma direção oblíqua superior, fundindo, desta maneira, a porção de junção de carcaça metálica 368 e a porção de junção de eletrodo 333 juntos, para unir assim o eletrodo externo 361 na carcaça metálica 305. Em relação ao quarto feixe de laser PL4, o valor de BPP do feixe de laser LL entrando no espelho LM é fixado em 25 mm-mrad (um raio - um semiângulo) ou menor.

Assim, como mostrado na fig. 13, o eletrodo externo 361 é unido à carcaça metálica 305 por meio de uma quarta porção de junção 369. A quarta porção de junção 369 tem uma composição que será gerada quando metais (ou ligas) que compõem a porção de junção de carcaça metálica 368 e a porção de junção de eletrodo 333, que ainda vão ser expostas ao quarto feixe de laser PL4, são fundidos uma vez e misturados juntos.

Os processos seguintes ao processo de soldagem de carcaça metálica por meio de um laser são os mesmos dos processos de soldagem da circunferência inteira de um eletrodo externo por meio de um laser da forma de realização e processos que seguem o processo. Assim, a vela de ignição 300 é concluída.

Mesmo na segunda modificação, o eletrodo externo 361 e a carcaça metálica 305 são soldados juntos pelo uso de um feixe de laser LL tendo um valor de BPP de 25 mm-mrad (um raio - um semiângulo) ou menor no processo de soldagem de um eletrodo externo por meio de laser, consequentemente, a taxa de esfoliação do eletrodo externo 361 pode ser reduzida.

Embora a presente invenção tenha sido descrita acima com referência à forma de realização, à primeira modificação e à segunda modificação, faltou dizer que a presente invenção não está limitada à forma de realização, e outras, e que ela é aplicável embora sendo modificada como apropriado sem se afastar de seu objetivo.

Por exemplo, o método para fabricar uma vela de ignição tendo uma ponta de eletrodo central soldada a um eletrodo central e uma ponta de eletrodo externo soldada a um eletrodo externo foi exemplificado na forma de realização. Entretanto, a forma da vela de ignição a qual a presente invenção pode ser aplicada não é limitada à vela de ignição exemplificada. Por exemplo, a presente invenção pode ser aplicada também a uma vela de ignição que tenha uma ponta de eletrodo somente no eletrodo central ou a uma vela de ignição que tenha uma ponta de eletrodo provida somente em um eletrodo externo.

A presente invenção também pode ser aplicada a um método para fabricar uma vela de ignição soldando uma ponta de eletrodo central a um membro de base de ponta por meio de um laser e soldando o membro de base de ponta ao eletrodo central por meio de soldagem de resistência, unindo assim a ponta de eletrodo central indiretamente ao eletrodo central.

Na forma de realização e outras, a unidade de irradiação de laser LK transfere o feixe de laser LL emitido a partir do oscilador de laser LH por meio do espelho LM atuando como um sistema ótico de transferência. Entretanto, também é possível usar uma fibra ótica de índice em grau (SI) para o sistema ótico de transferência, desta maneira transferindo e dirigindo Iuz para uma área a ser soldada. A ocorrência de aspersão, dessa maneira, pode ser impedida mesmo quando é usado um feixe de laser tendo um valor de BPP pequeno. Embora um feixe de laser seja emitido em uma área a ser soldada na forma de realização, uma pluralidade de feixes de laser pode ser emitida simultaneamente para uma pluralidade de áreas a serem soldadas. Especificamente, soldagem a laser pode ser realizada simultaneamente emitindo-se feixes de laser a partir de duas direções opostas, por meio, por exemplo, da ponta de eletrodo central 151. Desta maneira, soldagem a laser pode ser realizada eficientemente. Uma vez que é usado um feixe de laser com um valor de BPP pequeno, uma posição de saída de feixe de laser de um sistema ótico, e semelhante, pode ser distanciada de uma peça de trabalho (uma ponta de metal nobre, e semelhante), através do que pode ser impedida adesão de substâncias aspergidas aos membros do sistema ótico.

Para impedir adesão de substâncias aspergidas, que poderiam ser geradas por irradiação de Iaserquando a ponta de eletrodo externo 161 é soldada ao eletrodo externo 131 por meio de um laser, à unidade de emissão de feixe de laser, é preferível colocar uma unidade de emissão de feixe de laser em uma posição oposta à face de extremidade inicial 107 da carcaça metálica 105 com referência à ponta de eletrodo externo 161 e onde a exposição de uma área a ser soldada a um feixe de laser PL5 não é impedida pela carcaça metálica 105 e o eletrodo externo 131; e então realizar soldagem a laser, como mostrado na fig. 14.

Embora a presente invenção tenha sido descrita em detalhe fazendo referência à forma de realização específica, fica aparente para aqueles que são versados na arte que várias mudanças e modificações da presente invenção podem ser feitas sem se afastar do espírito e escopo da invenção.

O presente pedido de patente é baseado no Pedido de Patente Japonês (Pedido de Patente No. 2007-097526) depositado em 3 de abril de 2007, cujo conteúdo está incorporado neste documento como referência.

Claims

1.Método para fabricar uma vela de ignição, CARACTERIZADO pelo fato de que a vela de ignição compreende: - um membro de base de eletrodo e uma ponta de metal nobre soldada a laser no mesmo, ou - um membro de base de eletrodo, um membro de base de ponta unido ao mesmo, e uma ponta de metal nobre soldada a laser ao membro de base de ponta, dito método compreendendo: - um processo de soldagem a laser para sujeitar o membro de base de eletrodo e a ponta de metal nobre a soldagem a laser ou para sujeitar o membro de base de ponta e a ponta de metal nobre a soldagem a laser pelo uso de um feixe de laser cujo valor de BPP é 25 mm-mrad (um raio ■ um semiângulo) ou menor a um dado momento quando o feixe de laser penetra um sistema ótico de transferência para guiar feixe de laser a uma área a ser soldada onde a soldagem a laser deve ser realizada.

2.Método para fabricar uma vela de ignição de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o processo de soldagem a laser é um processo de soldagem a laser da circunferência inteira para soldar uma circunferência inteira da ponta de metal nobre por meio de um laser enquanto a ponta de metal nobre e o membro de base de eletrodo ou a ponta de metal nobre e o membro de base de ponta giram relativamente ao feixe de laser em torno de uma linha axial da ponta de metal nobre.

3.Método para fabricar uma vela de ignição de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a soldagem a laser é realizada no processo de soldagem a laser de tal modo que uma porção fundida, onde o membro de base de eletrodo e a ponta de metal nobre são fundidos juntos, ou uma porção fundida, onde o membro de base de ponta e a ponta de metal nobre são fundidos juntos, é conectada a um centro da ponta de metal nobre em uma direção radial do mesmo.

4.Método para fabricar uma vela de ignição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que uma pluralidade de áreas a ser soldada é exposta simultaneamente a uma pluralidade de feixes de laser no processo de soldagem a laser.

5.Método para fabricar uma vela de ignição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a vela de ignição é uma vela de ignição compreendendo: - um eletrodo central compreendendo um membro de base de eletrodo lateral de polo central e uma ponta de metal nobre lateral de polo central soldada ao membro de base por meio de um laser; e - um eletrodo externo tendo um membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo e uma ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo soldada ao membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo por meio de um laser, ou um membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo, um membro de base de ponta unido ao mesmo, e uma ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo soldada ao membro de base de ponta por meio de um laser, - em que um valor de BPP, alcançado a um dado momento quando o feixe de laser, usado para soldar a laser o membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo e a ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo ou o membro de base de ponta e a ponta de metal lateral de eletrodo externo nobre, penetra o sistema ótico de transferência, é menor do que um valor de BPP alcançado a um dado momento quando o feixe de laser, usado para soldar a laser o membro de base de eletrodo lateral de polo central e a ponta de metal nobre lateral de polo central, penetra o sistema ótico de transferência.

6.Método para fabricar uma vela de ignição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que: -o membro de base de eletrodo é o membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo, e a ponta de metal nobre é a ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo, e em que - no processo de soldagem a laser, o membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo é fixado a uma face de extremidade de uma carcaça metálica da vela de ignição, após o que a soldagem a laser é realizada em um estado em que a ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo é colocada em uma posição predeterminada do membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo que ainda vai ser curvado e em que uma unidade de emissão de feixe de laser do sistema ótico de transferência que emite o feixe de laser para a área a ser soldada é colocada em um local oposto à ponta de metal nobre lateral de eletrodo externo com referência á face de extremidade da carcaça metálica e onde uma emissão de feixe de laser para a área a ser soldada não é impedida pela carcaça metálica e o membro de base de eletrodo lateral de eletrodo externo.

7.Método para fabricar uma vela de ignição, CARACTERIZADO pelo fato de que a vela de ignição compreende: - uma carcaça metálica; e - um eletrodo externo que é feito de um metal nobre e que é soldado à carcaça metálica por meio de um laser, - dito método compreendendo: - um processo de soldagem a laser para soldar a carcaça metálica a um elet35rodo externo pelo uso de um feixe de laser que tem um valor de BPP de 25 mm-mrad (um raio ■ um semiângulo) ou menor a um dado momento quando o feixe de laser penetra um sistema ótico de transferência para guiar o feixe de laser a uma área a ser soldada onde soldagem a laser deve ser realizada.

8.Método para fabricar uma vela de ignição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que uma de índice em grau é usada como uma fibra ótica usada no sistema ótico de transferência.