FR2847731A1 - Bougie d'allumage et procede pour sa fabrication - Google Patents
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Abstract
Dans cette bougie comportant une électrode centrale (30) retenue par un isolant (20) logé dans un boîtier (10) et une électrode de masse (40) connectée au boîtier et dont une extrémité est située en vis-à-vis de l'électrode (30) avec interposition d'un intervalle d'éclatement(70) et une pointe d'allumage (50,60) en forme de tige formée d'un alliage de Ir, une surface en coupe transversale de la pointe perpendiculairement à l'axe de cette dernière ayant une configuration non-arrondie et le rapport d'un cercle inscrit au diamètre d'un cercle circonscrit parmi des cercles virtuels contactant au moins trois parties d'un contour de la surface en coupe transversale est supérieur à 0,8 et inférieur à 1,0, le contour visible de la surface en coupe transversale étant formé par une jonction en série d'au moins sept éléments de ligne rectilignes ou courbes dont les angles réciproques ne sont pas inférieurs à 125° ni supérieurs à 235°.Application notamment aux moteurs à combustion interne.
Description
BOUGIE D'ALLUMAGE ET PROC D POUR SA FABRICATION
La présente invention concerne une bougie d'allumage pour un moteur à combustion interne qui inclut une pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir (iridium), connectée à une partie opposée d'au moins l'une d'une électrode centrale et d'une électrode de masse située en vis-àvis de la précédente avec l'interposition d'un intervalle d'éclatement. En outre la présente invention concerne un procédé pour fabriquer cette bougie d'allumage. La présente invention est applicable à différents types de bougies d'allumage utilisées dans des véhicules automobiles, des installations de cogénération, des pompes produisant une pression de gaz, etc. D'une manière générale, une bougie d'allumage possède une électrode centrale, un isolant retenant l'électrode centrale, un boîtier retenant et fixant l'isolant et une électrode de masse possédant une partie d'extrémité connectée au boîtier tandis que l'autre partie d'extrémité est située en vis-à-vis de l'électrode centrale
en étant séparée par un intervalle d'éclatement.
Conformément à ce type de bougie d'allumage, pour garantir une longue durée de vie utile de manière à satisfaire aux exigences de hautes performances et de maintenance aisée du moteur, une pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir est disposée sur une partie de décharge d'étincelles de l'électrode centrale ou de l'électrode de masse, qui est une partie située en vis-à-vis de l'électrode centrale ou de l'électrode de masse tournée
vers un intervalle d'éclatement.
L'alliage de Ir possède un coefficient de dilatation thermique qui diffère fortement de celui du matériau de base pour électrode (par exemple un alliage de nickel, etc.). C'est pourquoi il est nécessaire d'empêcher que la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir ne tombe de l'électrode sous l'effet de la production d'une contrainte thermique. A cet effet, un soudage par laser est appliqué de manière à former une couche fondue entre la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir et le matériau de base de l'électrode de telle sorte que la couche fondue possède un coefficient de dilatation thermique intermédiaire par rapport à ceux de l'alliage de Ir et du matériau de base de l'électrode, ce qui permet de réduire la contrainte thermique agissant entre la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir et l'électrode et d'assurer une
excellente liaison entre ces éléments.
Conformément au procédé de soudage par laser, la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir est intégrée préalablement dans le matériau de base de l'électrode au moyen d'un soudage par résistance ou analogue, puis un laser est projeté sur l'ensemble d'une surface circonférentielle de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, tandis que l'ensemble intégré est entraîné en rotation autour de l'axe de la pointe d'allumage formée d'un alliage
de Ir.
Dans ce cas, la soudabilité par laser est fortement influencée par la configuration de la pointe d'allumage et du matériau de base de l'électrode dans chaque position d'irradiation laser. Si la configuration de la pointe d'allumage et du matériau de base de l'électrode par rapport au faisceau laser n'est pas uniforme pour chaque position d'irradiation du laser, le processus de fusion de la partie soudée est différent dans chaque position d'irradiation du laser. La capacité de liaison entre la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir et l'électrode ne peut pas être garantie. C'est pourquoi il est usuel que la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir classique soit configurée sous la forme d'une colonne ou avec une forme cylindrique de sorte que la configuration de la pointe d'allumage est constante pour chaque position d'irradiation du laser lorsque la pointe d'allumage est tournée autour de
son axe pendant l'opération de soudage.
Cependant, le fait de configurer la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir avec une forme colonnaire ou cylindrique requiert essentiellement un processus de laminage, un processus de tréfilage et de nombreux autres processus (se référer par exemple au brevet japonais
N03000955 correspondant au brevet U.S. NO5 977 695).
En outre, pour réduire les cots de fabrication, il est habituellement proposé d'utiliser une pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir possédant une configuration quadrangulaire ou hexagonale dans une coupe transversale prise dans un plan perpendiculaire à l'axe de la pointe d'allumage et qui est liée à l'électrode par soudage par laser (par exemple se référer au brevet japonais N03000955
qui correspond au brevet U.S. N05 977 695.
Cependant, conformément aux évaluations faites par les auteurs à la base de la présente invention, la pointe d'allumage possédant une configuration quadrangulaire ou hexagonale en coupe transversale possède un angle au sommet ou un angle de face tellement faible qu'une contrainte intense est concentrée sur la partie de soudage de la pointe d'allumage et sur l'électrode en raison de l'effet de bord. Par conséquent la pointe d'allumage de forme quadrangulaire ou hexagonale ne peut pas assumer une capacité de fixation satisfaisante par rapport à une pointe
d'allumage de forme colonnaire.
Compte tenu des problèmes indiqués précédemment, la présente invention a pour but de fournir une bougie d'allumage permettant non seulement de simplifier l'usinage ou les processus de fabrication de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, mais d'assurer également la capacité de fixation de la pointe d'allumage, qui est liée à un matériau de base de l'électrode au moyen d'une
opération de soudage par laser.
Les auteurs à la base de la présente invention insistent sur l'inconvénient de processus d'usinage compliqués qui sont nécessaires pour donner à la pointe d'allumage en alliage d'Ir une forme colonnaire, tout en reconnaissant une excellente capacité de fixation de la pointe d'allumage de forme circulaire lors de l'opération
de soudage par laser en raison de cette forme circulaire.
Les auteurs à la base de la présente invention ont par conséquent étudié la possibilité d'améliorer la capacité de fixation d'une pointe d'allumage de forme non colonnaire pour l'amener à un niveau comparable à celui d'une pointe
d'allumage de forme colonnaire.
De façon plus spécifique, lorsque la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir en forme de tige est utilisable même si sa surface en coupe transversale considérée dans un plan perpendiculaire à son axe possède une configuration non arrondie, les processus d'usinage pour la pointe d'allumage peuvent être grandement simplifiés. C'est pourquoi les inventeurs ont étudié la gamme admissible de l'état non arrondi de la surface en coupe transversale de la pointe d'allumage formée d'un alliage de
Ir en rapport avec la capacité de fixation.
A cet effet, les auteurs à la base de la présente invention supposent la présence d'un cercle circonscrit possédant un diamètre maximum A parmi des cercles virtuels en contact avec au moins trois parties d'un contour visible de la surface en coupe transversale ainsi que la présence d'un cercle inscrit possédant un diamètre maximum B parmi des cercles inscrits coaxiaux au cercle circonscrit mentionné précédemment (on se référera aux figures 3A et 3B
annexées à la présente demande).
En outre, les auteurs à la base de la présente invention utilisent un rapport B/A, c'est-à-dire le rapport du diamètre B du cercle inscrit décrit précédemment au diamètre A du cercle circonscrit décrit précédemment en tant que paramètre indiquant le degré d'état non-arrondi de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir pour l'évaluation de la capacité de fixation de la pointe
d'allumage lors de l'opération de soudage par laser.
Lorsque le rapport B/A est proche de 1, la configuration en coupe transversale est proche de la forme arrondie complète. Lorsque le rapport B/A est éloigné de 1, la configuration en coupe transversale est éloignée de la
forme arrondie complète.
Il en résulte que les auteurs à la base de la présente invention en ont tiré la conclusion que la pointe d'allumage non colonnaire formée d'un alliage de Ir peut présenter une capacité de fixation équivalente à celle d'une pointe d'allumage colonnaire formée d'un alliage de Ir lorsque le rapport B/A se situe dans une région prédéterminée plus proche de la forme arrondie complète (se référer aux figures 8 et 9). De cette manière, la présente invention est basée sur des données expérimentales et sur
des évaluations fournies par les inventeurs.
Pour atteindre les objectifs indiqués précédemment et d'autres objectifs associés, la présente invention fournit une bougie d'allumage comportant: une électrode centrale, un isolant retenant l'électrode centrale; un boîtier retenant et fixant l'isolant; et une électrode de masse possédant une partie d'extrémité raccordée au boîtier et dont l'autre partie d'extrémité est située en vis-à-vis de l'électrode centrale en en étant séparée par un intervalle d'éclatement, une pointe d'allumage, qui est formée d'un alliage de Ir en forme de tige et est connectée à une partie d'au moins l'une de l'électrode centrale et de l'électrode de masse située en vis-à-vis dudit intervalle d'éclatement, caractérisée en ce qu'une surface en coupe transversale de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, dans un plan perpendiculaire à un axe de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, possède une configuration non- arrondie, et dans la surface en coupe transversale de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, si on suppose qu'un cercle circonscrit possède un diamètre maximum A parmi des cercles virtuels situés chacun en contact avec au moins trois parties d'un contour visible de la surface en coupe transversale, et qu'un cercle inscrit possède un diamètre maximum B parmi des cercles inscrits, dont chacun est coaxial au cercle circonscrit, le rapport du diamètre B au diamètre A (c'est-à-dire B/A) est égal ou supérieur à 0,8 et inférieur à 1,0, le contour visible de la surface en coupe transversale est constitué par un tracé d'au moins sept éléments de ligne rectilignes ou courbes en série, et un angle compris entre chaque élément de ligne et un élément de ligne adjacent n'est pas
inférieur à 1250 et n'est pas supérieur à 2350.
Conformément à la bougie d'allumage selon la présente invention, la forme de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir est non-arrondie dans la configuration en coupe transversale considérée dans un plan perpendiculaire à l'axe de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir. C'est pourquoi la présente invention permet d'utiliser sélectivement de nombreux types de pointes d'allumage formées d'un alliage de Ir, qui sont polygonales ou non
colonnaires dans la configuration en coupe transversale.
Les cots d'usinage peuvent être fortement réduits par rapport au cas o la pointe d'allumage est configurée avec une forme colonnaire. C'est pourquoi les processus d'usinage pour la pointe d'allumage formée d'un alliage de
Ir peuvent être simplifiés.
Les auteurs à la base de la présente invention ont confirmé expérimentalement que, même si la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir possède une configuration en coupe transversale non-arrondie, la capacité de fixation obtenue pour cette pointe d'allumage est équivalente à celle d'une pointe d'allumage colonnaire formée d'un alliage de Ir lorsque le rapport B/A est égal
ou supérieur à 0,8 et est inférieur à 1,0.
En outre, conformément à la bougie d'allumage selon la présente invention, le contour visible de la surface en coupe transversale est constitué par un tracé fermé d'au moins sept éléments de ligne rectilignes ou courbes en série (en continu), et un angle entre chaque élément de ligne et un élément de ligne adjacent n'est pas inférieur à
1250 et n'est pas supérieur à 2350.
C'est pourquoi, la présente invention peut fournir une bougie d'allumage permettant de simplifier les processus d'usinage pour la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir et également assurer la soudabilité de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir lors de l'opération de
soudage par laser.
De préférence, le rapport B/A n'est pas supérieur à 0,96. De préférence, le diamètre A du cercle circonscrit n'est inférieur à 0,3 mm et n'est pas supérieur à 1,5 mm,
pour les raisons suivantes.
Si le diamètre A du cercle circonscrit est inférieur à 0,3 mm, la capacité thermique de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir est trop faible même si cette pointe d'allumage possède une excellente résistance à un dégagement. En raison de l'accroissement de la température de la pointe, le dégagement ou l'extraction de la pointe d'allumage est favorisé au point qu'une durée de vie utile satisfaisante ne peut pas être garantie. D'autre part, si le diamètre A du cercle circonscrit est supérieur à 1,5 mm, la taille de la pointe devient trop conséquente pour réduire la contrainte thermique de manière à assurer une capacité de fixation suffisante même si une couche fondue utilisée en tant que couche de relaxation est formée
par soudage par laser.
De préférence la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir inclut du Ir pour 50 % ou plus en poids et au moins un additif, et possède un point de fusion non
inférieur à 20000C.
Afin de garantir une résistance satisfaisante contre un dégagement ou une extraction de la bougie d'allumage, présentant un point de fusion non inférieur à 20000C, il est important que l'alliage de Ir soit basé sur d'excellentes propriétés du Ir, qui possède en propre un point de fusion élevé. En outre lorsqu'on utilise une pointe d'allumage en Ir pur ne contenant aucun additif, on
est confronté au problème de l'oxydation et de la volatilisation de l'Ir.
De préférence, au moins un additif contenu dans la pointe d'allumage en alliage formé de Ir est choisi dans le groupe constitué par Pt, Rh, Ni, W, Pd, Ru, Os, Al, Y et Y203. Ces additifs permettent de former un film sur la surface de la pointe d'allumage et par conséquent suppriment efficacement l'oxydation et la volatilisation de l'Ir. En outre la présente invention fournit un procédé pour fabriquer une bougie d'allumage comprenant une électrode centrale, un isolant retenant l'électrode centrale; un boîtier retenant et fixant l'isolant; et une électrode de masse possédant une partie d'extrémité raccordée au boîtier et dont l'autre partie d'extrémité est située en vis-à-vis de l'électrode centrale en en étant séparée par un intervalle d'éclatement, une pointe d'allumage, qui est formée d'un alliage de Ir en forme de tige et est connectée à une partie d'au moins l'une de l'électrode centrale et de l'électrode de masse située en vis-à-vis de l'intervalle d'éclatement, caractérisé en ce qu'une surface en coupe transversale de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, dans un plan perpendiculaire à un axe de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, possède une configuration non-arrondie, et dans la surface en coupe transversale de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, si on suppose que le cercle circonscrit possède un diamètre maximum A parmi des cercles virtuels situés chacun en contact avec au moins trois parties d'un contour visible de la surface en coupe transversale, et qu'un cercle inscrit possède un diamètre maximum B parmi des cercles inscrits, dont chacun est coaxial au cercle circonscrit, le rapport du diamètre B au diamètre A (c'est-à-dire B/A) est égal ou supérieur à 0,8 et inférieur à 1,0, le procédé de fabrication incluant les étapes consistant à: configurer la surface en coupe transversale de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir de telle sorte que le contour visible est constitué par un tracé fermé d'au moins sept éléments de ligne rectilignes ou courbes en série, et un angle entre chaque élément de ligne et un élément de ligne adjacent n'est pas inférieur à 1250C et n'est pas supérieur à 2350C, et le soudage de l'ensemble d'une surface circonférentielle de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir par soudage par laser à la partie d'au moins l'une de l'électrode centrale et de l'électrode de masse située en vis-à-vis dudit
intervalle d'éclatement.
Le procédé de fabrication selon l'invention inclut une étape de configuration de la surface en coupe transversale de la pointe d'allumage formée de l'alliage en Ir de manière que le contour visible soit constitué par une succession en série d'au moins sept éléments de ligne rectilignes ou courbes et qu'un angle entre chaque élément de ligne et un élément de ligne adjacent n'est pas inférieur à 1250 et n'est pas supérieur à 2350, et une étape consistant à souder l'ensemble d'une surface circonférentielle de la pointe d'allumage formée de l'alliage de Ir par soudage par laser à la partie d'au moins l'une de l'électrode centrale et de l'électrode de
masse en vis-à-vis de l'intervalle d'éclatement.
C'est pourquoi, selon le procédé de fabrication de la présente invention, la bougie d'allumage décrite précédemment peut être fabriquée de façon appropriée. Chacune des pointes d'allumage formée d'un alliage de Ir préférables décrites précédemment peut être utilisée dans le
procédé de fabrication de la présente invention.
D'autres caractéristiques et avantages de la
présente invention ressortiront de la description donnée
ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en demi-coupe montrant l'agencement d'ensemble d'une bougie d'allumage conformément à une forme de réalisation préférée de la présente invention; - la figure 2 représente une vue en coupe transver20 sale à plus grande échelle montrant une partie de décharge d'étincelles et la partie de la bougie d'allumage représentée sur la figure 1, qui en est voisine; - les figures 3A et 3B sont des vues représentant des exemples de surface en coupe transversale d'une pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir en forme de tige représentée sur la figure 1, considérée dans un plan perpendiculaire à l'axe de la pointe d'allumage; - les figures 4A et 4B sont des vues expliquant le procédé de fixation de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir en forme de tige à un matériau de base d'électrode; - les figures 5A à 5F sont des vues montrant la configuration en coupe transversale de différents types de pointes d'allumage formées d'un alliage de Ir en forme de tige, préparées pour des tests d'évaluation effectués par les inventeurs; - la figure 6 est une vue expliquant la définition d'un taux de détachement utilisé en tant que paramètre évaluant la capacité de fixation; - la figure 7 est un graphique représentant la relation entre le taux de détachement et la configuration en coupe transversale des différents types de pointes d'allumage formées d'un alliage de Ir en forme de tige, utilisées dans les tests d'évaluation; la figure 8 est un graphique représentant la relation entre le taux de détachement et le rapport B/A des différents types de pointes d'allumage formées d'un alliage de Ir en forme de tige utilisées dans les tests d'évaluation; - la figure 9 est un graphique représentant la relation entre le taux de détachement et un rapport B/A d'autres pointes d'allumage formées d'un alliage de Ir en forme de tige possédant chacune une surface en coupe transversale octogonale; - les figures 10A à 10E sont des vues montrant différents exemples de la surface en coupe transversale de la pointe, dont le contour visible inclut au moins un segment de ligne courbe; - la figure llA est une vue expliquant une opération de soudage par laser utilisant des faisceaux laser équiangulaires à 8 points, qui sont projetés uniquement sur des faces polyédriques respectives d'une pointe d'allumage octogonale; - la figure 1lB est une vue expliquant une opération de soudage par laser lors de laquelle les faisceaux laser équiangulaires à 8 points sont projetés uniquement sur des sommets respectifs de la pointe d'allumage de forme octogonale; et - les figures 12A et 12B sont des vues expliquant
d'autres opérations de soudage par laser.
On va expliquer ci-après des formes de réalisation
de la présente invention en référence aux dessins annexés.
Ci-après on va expliquer les formes de réalisation préférées de la présente invention en référence aux dessins annexés. La figure 1 représente une vue en demi-coupe représentant l'agencement d'ensemble d'une bougie d'allumage Si conformément à une forme de réalisation préférée de
la présente invention.
La figure 2 est une vue en coupe à plus grande échelle montrant une partie de décharge d'étincelles et la partie de la bougie d'allumage Si représentée sur la figure
1, qui en est voisine.
La bougie d'allumage Si est utilisée en tant que bougie d'allumage pour un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. La bougie d'allumage Si est insérée et fixée dans un trou taraudé aménagé dans une culasse (non représentée) qui définit une chambre de combustion du moteur. La bougie d'allumage Si possède un boîtier métallique cylindrique 10 qui est formé d'un acier à faible teneur en carbone ou bien un élément en acier électriquement conducteur comparable. Le boîtier métallique 10 est pourvu d'une partie filetée mâle (non représentée). La bougie d'allumage Si est fixée fermement à la culasse d'un moteur à combustion interne par engagement de la partie filetée du boîtier métallique 10 dans un trou taraudé de la culasse de sorte qu'une électrode centrale 30 et une électrode de masse 40 sont exposées dans une chambre de combustion du moteur. Un isolant cylindrique 20, qui est formé d'alumine (A1203), etc. ayant d'excellentes propriétés isolantes est monté de façon fixe à l'intérieur du boîtier métallique 10. Une partie d'extrémité (c'est-àdire l'extrémité distale) 21 de l'isolant 20 fait saillie hors d'une partie d'extrémité axiale (c'est-à-dire l'extrémité
distale) 11 du boîtier métallique 10.
L'électrode centrale 30 est supportée de façon fixe dans un trou axial 22 de l'isolant 20. En d'autres termes l'électrode centrale 30 est isolée par rapport au boîtier métallique 10 par l'intermédiaire de l'isolant 20. L'électrode centrale 30 est un élément en forme de tige métallique configuré avec la forme d'un cylindre incluant une couche intérieure formée de Cu ou un élément métallique comparable possédant une excellente conductivité thermique et une couche extérieure formée d'un alliage à base de Ni, un alliage à base de Fe, un alliage à base de Co ou un élément métallique comparable comportant une excellente résistance à la chaleur et une excellente résistance à la corrosion. Comme représenté sur la figure 2, une partie d'extrémité 31 de l'électrode centrale 30 fait saillie hors
de la partie d'extrémité 21 de l'isolant 20.
L'électrode de masse 40 est un élément en forme de tige métallique configurée sous la forme d'une tige carrée courbe ou analogue et formée d'un alliage à base de Ni ou analogue. L'électrode de masse 40 inclut une partie formant bras 41 s'étendant sensiblement parallèlement à un axe de l'électrode centrale 30 et une partie opposée 42 qui s'étend dans une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de l'électrode centrale 30. Une extrémité (côté de l'extrémité proximal) de la partie formant bras 41 est soudée à la partie d'extrémité axiale 11 du boîtier métallique 10. L'autre extrémité de la partie formant bras 41 est coudée dans une partie intermédiaire et se raccorde d'une manière continue ou se prolonge par la partie opposée 42 disposée sur le côté d'extrémité distale de l'électrode de masse 40. La partie opposée 42 est opposée à l'extrémité distale (c'est-à-dire à un bout) de l'électrode centrale 30
dans la direction axiale de l'électrode centrale 30.
Une pointe d'allumage en métal ou alliage noble 50, formée d'un alliage de Ir (iridium) en forme de tige, est fixée à une partie d'extrémité 31 de l'électrode centrale de manière à constituer une pointe d'allumage de l'électrode centrale. Une autre pointe d'allumage 60 formée d'un métal ou alliage noble, constituée par un alliage de Ir (iridium) en forme de tige, est fixée à la partie opposée 42 de l'électrode de masse 40 de manière à former une pointe d'allumage de l'électrode de masse. Un intervalle d'éclatement 70 est formé entre la pointe d'allumage 50 de l'électrode centrale et la pointe
d'allumage 60 de l'électrode de masse.
Comme représenté sur la figure 2, la pointe d'allumage 50 de l'électrode centrale est soudée à l'électrode centrale 30 qui est un matériau de base pour électrode, au moyen d'un soudage par laser appliqué à l'ensemble de la surface circonférentielle de la pointe d'allumage 50 de l'électrode centrale. De façon similaire, la pointe d'allumage 60 de l'électrode de masse est soudée à l'électrode de masse 40, qui est également en matériau de base pour l'électrode, par soudage par laser appliqué à l'ensemble de la surface circonférentielle de la pointe d'allumage 60 de l'électrode de masse. Le soudage par laser appliqué forme une couche fondue 35 intercalée entre la pointe d'allumage 50 de l'électrode centrale et le matériau de base de l'électrode 30 et une couche fondue 45 inter25 calée entre la pointe d'allumage 60 de l'électrode de masse et le matériau de base de l'électrode 40. En d'autres termes, les pointes d'allumage 50 et 60 des électrodes en forme de tiges sont fixées au moyen des couches fondues 35 et 45 respectivement aux matériaux de base des électrodes
30 et 40.
Conformément à la forme de réalisation décrite précédemment, les pointes d'allumage 50 et 60 formées par l'alliage de Ir sont fixées aux surfaces de l'électrode centrale 30 et l'électrode de masse 40, qui sont situées en vis-à-vis l'une de l'autre moyennant l'interposition d'un intervalle d'éclatement 70. Cependant la présente invention est également applicable à une bougie d'allumage comportant une seule pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir prévue sur l'électrode centrale 30 ou sur l'électrode de masse 40. En outre, chacune des pointes d'allumage 50 et 60 formée de l'alliage en Ir contient de l'Ir à raison de 50 % ou plus en poids et au moins un additif. Chacune des pointes d'allumage 50 et 60 formées d'un alliage de Ir possède un point de fusion non inférieur à 20000C. L'additif pour les pointes d'allumage 50 et 60 formées d'un alliage de Ir est choisi dans le groupe comprenant Pt, Rh,
Ni, W, Pd, Ru, Os, Al, Y et Y203.
Afin de s'assurer d'une résistance satisfaisante contre un dégagement ou une sortie de la bougie, possédant un point de fusion non inférieur à 20000C, il est important que l'alliage de Ir soit basé sur d'excellentes propriétés
de l'Ir, qui possède en soi un point de fusion élevé.
En outre, lorsqu'on utilise une pointe d'allumage en Ir pur ne contenant aucun additif, on est confronté au
problème d'une oxydation et d'une volatilisation du Ir.
Pour résoudre ce problème, l'utilisation des matériaux additifs décrits précédemment permet de former un film sur la surface de la pointe pendant le fonctionnement du moteur, ce qui permet de supprimer efficacement l'oxydation
et la volatilisation du Ir.
En outre, conformément à la forme de réalisation décrite précédemment, les pointes d'allumage 50 et 60 formées d'un alliage de Ir en forme de tigesutilisent un agencement unique tel que la configuration de la surface en coupe transversale (désignée ci-après comme étant la surface en coupe transversale de pointe) considérée dans un plan perpendiculaire à l'axe de la pointe d'allumage présente un état non-arrondi. Les figures 3A et 3B repré35 sentent des exemples de la surface en coupe transversale 55 des pointes respectives d'allumage 50 et 60 formées d'un alliage de Ir. La surface en coupe transversale 55 de pointe représentée sur la figure 3A est un octogone régulier ou équilatéral, tandis que la surface en coupe trans5 versale 55 de la pointe représentée sur la figure 3B est un
octogone irrégulier ou dissymétrique.
Comme cela est représenté sur les figures 3A et 3B, dans la surface en coupe transversale 55 de la pointe, on suppose qu'un cercle circonscrit Ci possède un diamètre maximum A parmi les cercles virtuels qui sont chacun en contact avec au moins trois parties d'un contour visible de la surface en coupe transversale 55 de la pointe, et un cercle inscrit C2 possède un diamètre maximum B parmi les
cercles inscrits dont chacun est coaxial au cercle circons15 crit Cl..
Conformément à l'exemple représenté sur la figure 3A, le cercle circonscrit Cl est placé en contact avec l'ensemble des huit sommets de l'octogone régulier. Le cercle inscrit C2 est placé en contact avec l'ensemble de huit segments de lignes de l'octogone régulier. D'autre part, conformément à l'exemple représenté sur la figure 3B, le cercle circonscrit Cl est placé en contact avec seulement quatre sommets, qui sont situés dans la moitié supérieure de cette figure, parmi les huit sommets de l'octogone régulier. Le cercle inscrit C2 est placé en contact avec deux segments, qui sont situés dans les parties supérieure et inférieure, parmi les huit segments de ligne de l'octogone irrégulier. Conformément à cette forme de réalisation, le rapport B/A (c'est-à-dire le rapport du diamètre B au diamètre A) est égal ou supérieur
à 0,8 et est inférieur à 1,0.
Un procédé de fabrication classique bien connu peut être utilisé pour fabriquer la bougie Si. On va expliquer le procédé pour fixer les pointes d'allumage 50, 60 formées d'un alliage de Ir aux matériaux de base d'électrodes
respectives 40 et 60 en référence aux figures 4A et 4B.
L'illustration des figures 4A et 4B est fournie pour expliquer la fixation de la pointe d'allumage 50 de
l'électrode centrale au matériau de base de l'électrode 30.
Cependant l'illustration similaire peut être douée pour expliquer la liaison de la pointe d'allumage 60 de
l'électrode de masse au matériau de base de l'électrode 40.
Tout d'abord, on prépare les pointes d'allumage 50 et 60 formées de l'alliage de Ir en appliquant le processus de laminage, de tréfilage et de découpage à un lingot formé d'un alliage de Ir conformément au procédé décrit dans le
document de l'art antérieur indiqué précédemment.
Comme représenté sur la figure 4A, la pointe d'allumage 50 formée de l'alliage de Ir est préalablement raccordée d'un seul tenant par soudage par résistance à la partie d'extrémité 31 du matériau de base de l'électrode (c'est-à-dire l'électrode centrale 30). Un laser R est projeté sur l'ensemble de la surface circonférentielle de la pointe d'allumage 50 formée de l'alliage de Ir, tout en faisant tourner l'ensemble intégré autour de l'axe de la
pointe d'allumage 50 formée de l'alliage en Ir.
Conformément à l'exemple représenté, l'électrode centrale possède une partie de faible diamètre qui s'étend à partir de la partie d'extrémité 31. La partie de faible diamètre de l'électrode centrale 30 fond lorsque le
faisceau laser R est projeté en direction latérale.
Par conséquent, comme représenté sur la figure 4B, la projection du faisceau laser R laisse subsister une couche fondue 35, dans laquelle le matériau de base de l'électrode et l'alliage de Ir sont réunis par fusion et mélangés entre eux. Une partie d'extrémité de la pointe d'allumage 50 en forme de tige est fixée au moyen de la couche fondue 35 à l'électrode centrale 30. La couche fondue 35 possède un coefficient de dilatation thermique intermédiaire comparé à ceux de l'alliage de Ir et du matériau de base de l'électrode, et par conséquent réduit une contrainte thermique agissant entre la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir et l'électrode et
garantit une bonne capacité de liaison entre eux.
Ci-après on va expliquer la raison pour laquelle le rapport B/A doit être réglé sur une gamme égale ou supérieure à 0,8 et inférieure à 1,0 dans l'agencement de la forme de réalisation décrite précédemment. Cette optimisation est basée sur le résultat des évaluations suivantes en rapport avec la relation entre la configuration en coupe transversale de la pointe et la
capacité de liaison.
Les figures 5A à 5E représentent différents types de pointes d'allumage formées d'un alliage de Ir en forme de tiges, préparées pour des tests d'évaluation. Chacune des pointes d'allumage formées d'un alliage de Ir en forme de tiges préparées possède une configuration en coupe transversale sous la forme d'un polygone régulier, dans sa surface en coupe transversale 55. De façon plus spécifique, la surface en coupe transversale 55 de la pointe représentée sur la figure SA est un quadrilatère régulier ou équilatéral (c'est-à-dire un carré). La surface en coupe transversale 55 de la pointe représentée sur la figure 5B est un hexagone régulier. La surface en coupe transversale 55 de la pointe représentée sur la figure 5C est un heptagone régulier. La surface en coupe transversale 55 de la pointe représentée sur la figure 5D est un octogone régulier. La surface en coupe transversale 55 de la pointe représentée sur la figure 5E est un dodécagone. A'titre de comparaison, la figure 5F représente une pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir en forme de tige possédant une configuration en coupe transversale complètement circulaire. En effet la surface en coupe transversale 55 de la pointe représentée sur la figure 5F est un cercle. Les pointes d'allumage formées d'un alliage de Ir en forme de tiges représentées sur les figures 5A à 5F sont désignées
respectivement comme étant "l'échantillon 1".
Sur les figures 5A à 5E, le diamètre A du cercle circonscrit Cl raccordant des sommets respectifs de chaque surface en coupe transversale polygonale 55 est égal à 0,7 mm. Le diamètre d'un cercle représenté sur la figure 5F
est égal à 0,7 mm.
Par ailleurs, pour évaluer la limitation en rapport avec la symétrie de la surface en coupe transversale polygonale 55 de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, on prépare différents types de pointes d'allumage formées d'un alliage de Ir en forme de tiges. Les pointes d'allumage formées d'un alliage de Ir en forme de tiges préparées pour cette évaluation sont octogonales, mais sont différenciées par le rapport B/A allant de 0,7 à 0,92 (correspondant à un octogone régulier). Ces pointes d'allumage formées d'un alliage de Ir en forme de tiges octogonales sont désignées respectivement sous l'expression
"échantillon 2"1.
Les pointes d'allumage formées d'un alliage de Ir utilisées comme échantillons 1 et 2 dans les évaluations décrites précédemment possèdent la composition Ir-10 % en poids Rh (c'est-à-dire un alliage contenant du Ir pour 90 % en poids et du Rh pour 10 % en poids). Un alliage de Ni résistant à la chaleur est utilisé comme matériau de base pour l'électrode, sur lequel la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir est soudée. L'opération de soudage par laser servant à fixer chaque pointe d'allumage des échantillons 1 et 2 sur le matériau de base de l'électrode a été exécutée conformément au procédé expliqué en référence aux figures 4A et 4B. Le faisceau laser a été projeté pour réaliser une irradiation en 8 points sur l'ensemble de la
surface circonférentielle de liaison.
On a effectué des évaluations de la capacité de fixation de la manière indiquée ci-après. Dans un moteur de 2000 cm3, on a soumis chaque échantillon de pointe d'allumage formée en alliage de Ir au test de choc thermique comprenant 3000 cycles de température. Chaque cycle de température inclut une commande pendant une minute avec le papillon ouvert à fond, pour une vitesse de moteur de 6000
tr/mn, puis par une commande au ralenti pendant une minute.
Le test de choc thermique exécuté est équivalent sensiblemement à un parcours de 10 x 104 km d'un véhicule automobile ordinaire. La capacité de fixation dans le test de choc thermique décrit précédemment a été évaluée au moyen du taux de détachement défini dans l'illustration de
la figure 6.
Comme on le comprendra en référence à l'illustration de la figure 6, le taux de détachement est défini par une formule {yl + y2)/X} x 100 (%), dans laquelle X représente la longueur d'une interface de fixation initiale entre le matériau de base de l'électrode 30 et la pointe d'allumage 50 formée d'un alliage de Ir, et Yl et Y2 représentant la longueur d'une partie de la pointe d'allumage 50 formée de l'alliage de Ir, qui est partiellement détachée du matériau de base de l'électrode 30 sous l'effet du test de choc thermique mis en oeuvre. Lorsque le taux de détachement n'est pas supérieur à 25 %, on peut estimer que
la capacité de soudage est garantie.
Les figures 7 à 9 représentent le résultat d'évaluations en rapport avec le test de choc thermique et le taux de détachement appliqué aux échantillons 1 et 2 de la pointe d'allumage formée d'un alliage en Ir, qui est fixée
au matériau de base de l'électrode.
La figure 7 est un graphique représentant le taux de détachement des pointes d'allumage formées d'un alliage de Ir testées (c'est-à-dire l'échantillon 1), qui sont différenciées par la surface en coupe transversale 55 de la pointe. La figure 8 est un graphique représentant le taux de détachement des pointes d'allumage formées d'un alliage de Ir testées (c'est-à-dire l'échantillon 1) par rapport au rapport B/A. Le rapport B/A varie en fonction de la modification de la surface en coupe transversale de pointe 55. La figure 9 est un graphique représentant le taux de détachement d'autres pointes d'allumage formées d'un alliage de Ir testées (par exemple échantillon 2) en fonction du rapport B/A. Le rapport B/A varie en fonction de la modification de la symétrie de la forme en coupe
transversale octogonale de la pointe.
A partir du résultat d'évaluation représenté sur les figures 7 et 8, on peut en conclure que la configuration en coupe transversale hexagonale de la pointe peut atteindre un niveau cible pour le taux de détachement, bien que le niveau atteint soit peu satisfaisant par rapport au résultat d'une configuration en coupe transversale complètement circulaire de la pointe. D'autre part, les configurations en coupe transversales dodécagonales, octogonales et heptagonales de la pointe peuvent garantir une capacité de fixation fiable équivalente à celle de la configuration en coupe transversale complètement circulaire
de la pointe.
Conformément à une observation microscopique, il a été confirmé que la pointe d'allumage hexagonale et d'autres pointes d'allumage polygonales possédant des surfaces polyédriques en un nombre inférieur à celui des surfaces des pointes d'allumage hexagonales sont inférieures en ce que le processus et le degré de fusion de la pointe d'allumage est fortement différencié. La profondeur de la partie fondue est faible au niveau de chaque sommet et au niveau de son voisinage, o le faisceau laser est projeté. Une contrainte concentrée est produite en raison de l'effet de bord. On estime que la capacité de
fixation est réduite pour ces raisons.
En outre à partir du résultat de l'évaluation représenté sur la figure 9, on peut en conclure que le réglage du rapport B/A sur une valeur égale ou supérieure à 0,8 permet de garantir une capacité de fixation fiable équivalente à celle de la configuration en coupe transversale à pointe complètement arrondie. On estime que lorsque le rapport B/A est égal ou supérieur à 0,8, la différence concernant le processus de fusion ou le degré de fusion pendant le soudage par laser peut être réduite de façon suffisante. En outre, la contrainte concentrée est élevée lorsque l'angle au sommet de la surface en coupe transversale de la pointe polygonale est faible. Ceci conduit à une influence nuisible sur la capacité de fixation. En considérant les résultats d'évaluation décrits précédemment, il est préférable que l'angle au sommet soit égal ou supérieur à 1250. Ceci parce que, comme cela a été expliqué en référence aux résultats d'évaluation représentés sur les figures 7 et 8, les pointes d'allumage polygonales portant des surfaces polyédriques dont le nombre est égal ou supérieur à celui des surfaces de la pointe d'allumage heptagonale peuvent garantir une capacité de fixation fiable équivalente à celle de la pointe d'allumage
entièrement arrondie.
En outre, il n'est pas nécessaire que tous les segments de ligne définissant la surface en coupe transversale de la pointe soient rectilignes. Une partie ou la totalité des segments de ligne définissant la surface en coupe transversale de la pointe peuvent être constitués par des lignes courbes. Etant donné que la capacité de fixation de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir peut être garantie dans la mesure o l'angle au sommet (c'est-à-dire l'angle entre deux segments de ligne adjacents) de la
pointe d'allumage satisfait à la relation indiquée précédemment.
En outre, certains des sommets de la surface polygonale en coupe transversale de la pointe peuvent être concaves. Dans ce cas, il est préférable que l'angle au sommet concave ne soit pas supérieur à 2350 de sorte que la contrainte concentrée provoquée par l'effet de bord puisse
être réduite du même degré par rapport au sommet convexe.
Sur la base du résultat des évaluations décrites précédemment, cette forme de réalisation utilise un agencement caractéristique tel que la surface en coupe transversale de la pointe (la surface en coupe transversale prise le long d'un plan perpendiculaire à l'axe de la pointe d'allumage) 55 des pointes d'allumage 50 et 60 respectives formées de l'alliage de Ir, présente une configuration nonarrondie et le rapport B/A (c'est-à-dire le rapport du diamètre B du cercle inscrit C2 au diamètre A du cercle circonscrit Ci) dans la surface en coupe transversale 55 de la pointe est réglé de manière à être égal ou supérieur à
0,8 et est inférieur à 1,0.
Conformément à cet agencement, les pointes d'allumage 50 et 60 formées de l'alliage de Ir peuvent être réalisées en un matériau possédant une forme non-arrondie,
comme par exemple une tige polygonale, avec la configuration de la surface en coupe transversale 55 de la pointe.
Les cots d'usinage ou de fabrication des pointes d'allumage 50 et 60 formées de l'alliage d'Ir peuvent être fortement réduits par rapport aux cots d'une pointe d'allumage de forme colonnaire. Les procédés d'usinage ou
de fabrication peuvent être simplifiés.
Il a été confirmé expérimentalement que, même si la configuration en coupe transversale de la pointe est nonarrondie, le réglage du rapport B/A sur une valeur égale ou supérieure à 0,8 et inférieure à 1,0 permet de garantir une excellente capacité de liaison équivalente à celle de la
pointe d'allumage de forme colonnaire en alliage de Ir.
C'est pourquoi, la forme de réalisation décrite précédemment fournit une bougie d'allumage permettant non seulement de simplifier les procédés d'usinage ou de fabrication de la pointe d'allumage formée de l'alliage de Ir, mais également de fixer la capacité de liaison de la pointe d'allumage, qui est soudée au matériau de base de
l'électrode à l'aide de l'opération de soudage par laser.
La limite supérieure préférable du rapport B/A est égale à 0,96. Dans le résultat expérimental de la figure 8, le rapport B/A égal à 0,96 est sensiblement égal au rapport B/A de la pointe d'allumage possédant une surface en coupe transversale dodécagonale. Par conséquent, ceci est la limite supérieure confirmée expérimentalement pour garantir
la capacité de fixation.
En outre, pour réaliser la gamme optimale mentionnée précédemment du rapport B/A pour la surface en coupe transversale 55 de la pointe, le contour visible de la surface en coupe transversale 55 est formé par un tracé, contour ou une jonction en série d'au moins sept éléments de ligne rectilignes ou courbes (c'est-à-dire des segments de ligne), et un angle entre chaque élément de ligne et un élément de ligne adjacent n'est pas inférieur à 1250 et n'est pas supérieur à 2350. Ci-après on va indiquer la
raison pour laquelle cet agencement est utilisé.
Les figures lOA à 10E représentent différents exemples de la surface en coupe transversale 55 de la pointe, dont le contour visible inclut au moins un segment de ligne courbe constituant l'un des éléments de ligne. Les pointes d'allumage 50 et 60 formées d'un alliage de Ir de la forme de réalisation décrite précédemment peuvent être modifiées de manière à présenter la surface en coupe transversale 55 représentée sur les figures lOA à 10E. Les figures lOC et lOD représentent les exemples de la surface en coupe transversale 55 comprenant une partie concave formée entre deux éléments de ligne adjacents. La figure E représente une surface en coupe transversale elliptique de la pointe, dans laquelle un rapport du petit rayon au grand rayon est égal ou supérieur à 0,8 et est inférieur à 1,o. En outre, conformément à la forme de réalisation décrite précédemment, le diamètre A du cercle circonscrit Ci n'est pas inférieur à 0,3 mm et n'est pas supérieur à 1,5 mm pour les raisons indiquées ci-après. Si le diamètre A du cercle circonscrit Cl est inférieur à 0,3 mm, la capacité thermique de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir sera trop faible même si cette pointe d'allumage présente une excellente résistance contre un dégagement ou une chute. En raison de l'accroissement de la température de la pointe, le dégagement de la pointe d'allumage est favorisé de sorte qu'une durée de vie utile satisfaisante ne peut pas être garantie. D'autre part, si le diamètre A du cercle circons15 crit Cl est supérieur à 1,5 mm, la taille de la pointe devient trop grande pour réduire la contrainte thermique afin de garantir une capacité de fixation suffisante même si une couche fondue utilisée comme couche de relaxation
est formée par soudage par laser.
En outre, conformément à la forme de réalisation décrite précédemment, les pointes d'allumage 50 et 60 formées d'un alliage de Ir sont fixées le long de l'ensemble de leurs surfaces circonférentielles par soudage par laser à des parties opposées de l'électrode centrale 30 et de l'électrode de masse 40 (c'est-à-dire le matériau de base de l'électrode) tournées vers l'intervalle d'éclatement 70. En effectuant le soudage par laser dans les mêmes conditions, la fiabilité de la fixation peut être garantie même si le faisceau laser est projeté sur des parties quelconques de l'interface de liaison. Par exemple les figures llA et l1B illustrent l'opération de soudage par laser effectuée avec des irradiations équiangulaires en 8 points, dont chacune est appliquée dans les mêmes conditions à la pointe d'allumage 30 formée de l'alliage de Ir, possédant une configuration en coupe transversale sous la forme d'un heptagone ou octogone régulier, qui est intégrée
préalablement dans le matériau de base de l'électrode 30.
La figure lA représente l'opération de soudage par laser, conformément à laquelle les faisceaux laser équiangulaires en 8 points sont projetés uniquement sur des faces polyédriques respectives de la pointe octogonale d'allumage. La figure l1B illustre l'opération de soudage par laser, selon laquelle les faisceaux laser équiangulaires en 8 points sont projetés uniquement sur les sommets respectifs de la
pointe d'allumage octogonale.
Dans les opérations de soudage par laser illustrées sur les figures 1lA et l1B, il est confirmé expérimentalement que la fiabilité de la fixation peut être garantie indépendamment de la position des faisceaux laser équiangulaires en 8 points. C'est pourquoi, conformément à la forme de réalisation décrite précédemment, il est possible de projeter les faisceaux laser uniquement sur des faces polyèdrales respectives de la pointe d'allumage octogonale, ou uniquement sur des sommets respectifs de la pointe d'allumage octogonale, ou sur ces faces et ces sommets. Par conséquent, la forme de réalisation décrite précédemment fournit des avantages consistant en ce qu'il n'est pas nécessaire de modifier les conditions de soudage en fonction de la configuration de la pointe d'allumage et qu'il n'est pas nécessaire de spécifier les positions
d'irradiation des faisceaux laser.
En outre, conformément à l'exemple illustré et représenté sur les figures 4A et 4B, l'électrode centrale possède la partie de faible diamètre qui s'étend à partir d'une partie d'extrémité 31. La partie de faible diamètre de l'électrode centrale 30 est réunie par fusion lorsque le faisceau laser R est projeté dans la direction latérale. Cependant, il est possible de supprimer la partie
de faible diamètre.
Par exemple, comme cela est représenté sur la figure 12A, il est possible de disposer et d'intégrer la pointe d'allumage 50 formée d'un alliage de Ir sur une surface d'extrémité plane du matériau de base de l'électrode 30 ne comportant aucune partie de faible diamètre et de projeter le laser R dans une direction oblique dirigée depuis le haut. En variante, comme cela est représenté sur la figure 12B, il est possible de placer et d'intégrer la pointe d'allumage 50 formée de l'alliage de Ir dans un renfoncement formé sur la surface d'extrémité du matériau de base de l'électrode 30 et de projeter le laser R dans une position oblique dirigée depuis le haut. En d'autres termes, la forme de réalisation décrite précédemment n'est pas soumise à des limitations sévères concernant la relation entre la pointe d'allumage et le matériau de base de l'électrode devant être fixés au moyen du soudage par laser ainsi que dans l'angle d'irradiation
des faisceaux laser.
Comme cela ressortira à l'évidence de la description précédente, les formes de réalisation préférées de la
présente invention fournissent une bougie d'allumage incluant une électrode centrale (30), un isolant (20) retenantl'électrode centrale; un boîtier (10) retenant et fixant l'isolant; et une électrode de masse (40) possédant une partie d'extrémité raccordée au boîtier et dont l'autre partie d'extrémité est située en vis-à-vis de l'électrode centrale en en étant séparée par un intervalle d'éclatement (70). Une pointe d'allumage (50,60), qui est formée d'un alliage de Ir en forme de tige et est connectée à une partie d'au moins l'une de l'électrode centrale et de l'électrode de masse située en vis-à-vis de l'intervalle d'éclatement. Une surface en coupe transversale (55) de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, dans un plan perpendiculaire à un axe de la pointe d'allumage formée
d'un alliage de Ir possède une configuration non-arrondie.
Dans la surface en coupe transversale de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, si on suppose qu'un cercle circonscrit (Ci) possède un diamètre maximum A parmi des cercles virtuels situés chacun en contact avec au moins trois parties d'un contour visible de la surface en coupe transversale, et un cercle inscrit (C2) possède un diamètre maximum B parmi des cercles inscrits, dont chacun est coaxial au cercle circonscrit (Ci), un rapport du diamètre B au diamètre A (c'est-à-dire B/A) est égal ou supérieur à 0,8 et inférieur à 1,0. Le contour visible de la surface en coupe transversale (55) est constitué par une jonction d'au moins sept éléments de ligne rectilignes ou courbes en série, et un angle compris entre chaque élément de ligne et un élément de ligne adjacent n'est pas inférieur à 1250 et
n'est pas supérieur à 2350.
Les chiffres de référence indiqués précédemment
entre parenthèses représentent la relation ou la correspondance avec des composants ou des parties décrites cidessus et indiqués dans les formes de réalisation préférables, décrites précédemment, de la présente invention.
Conformément à la bougie d'allumage selon la présente invention, la forme de la pointe d'allumage formée de l'alliage en Ir est non-arrondie dans la configuration en coupe transversale prise dans un plan perpendiculaire à
l'axe de la pointe d'allumage formée de l'alliage de Ir.
Par conséquent il est possible d'utiliser de nombreux types de pointes d'allumage formées d'un alliage de Ir, qui ont une configuration en coupe transversale polygonale ou non colonnaire. Les cots d'usinage ou de fabrication peuvent être fortement réduits par rapport au cas o la pointe d'allumage est configurée avec une forme colonnaire. Par conséquent, les procédés d'usinage ou de fabrication de la
pointe d'allumage formée de l'alliage Ir peuvent être simplifiés.
C'est pourquoi la présente invention peut fournir une bougie d'allumage permettant de simplifier les procédés d'usinage pour la pointe d'allumage formée de l'alliage Ir et également d'assurer la capacité de fixation de la pointe d'allumage formée de l'alliage de Ir lors de l'opération de
soudage par laser.
De préférence le rapport B/A n'est pas supérieur à 0,96. De préférence, le diamètre A du cercle circonscrit (Ci) n'est inférieur à 0,3 mm et n'est pas supérieur à
1,5 mm pour les raisons suivantes.
De préférence, la pointe d'allumage (50, 60) en alliage d'IR comprend de l'IR à 50% ou plus en poids et au moins un additif, et a un point de fusion non inférieur à
20000C.
De préférence, au moins un additif contenu dans la pointe d'allumage (50, 60) formée d'un alliage de Ir est choisi dans le groupe constitué par le Pt, Rh, Ni, W, Pd, Ru, Os, Al Y et Y203. Ces additifs permettent de former un film sur la surface de la pointe d'allumage et par conséquent de supprimer d'une manière effective l'oxydation
et la volatilisation du Ir.
En outre la présente invention fournit un procédé pour fabriquer une bougie d'allumage comprenant une électrode centrale (30), un isolant (20) retenant l'électrode centrale; un boîtier (10) retenant et fixant l'isolant; et une électrode de masse (40) possédant une partie d'extrémité raccordée au boîtier et dont l'autre partie d'extrémité est située en vis-à-vis de l'électrode centrale en en étant séparée par un intervalle d'éclatement (70), dans laquelle une pointe d'allumage (50,60), qui est formée d'un alliage de Ir en forme de tige est connectée à une partie d'au moins l'une de l'électrode centrale et de l'électrode de masse située en vis-à-vis de l'intervalle d'éclatement. De façon plus spécifique une surface en coupe transversale (55) de ladite pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, dans un plan perpendiculaire à un axe de ladite pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir possède une configuration non-arrondie. Dans ladite surface en coupe transversale de ladite pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, si on suppose qu'un cercle circonscrit (Cl) possède un diamètre maximum A parmi des cercles virtuelssitués chacun en contact avec au moins trois parties d'un contour visible de ladite surface en coupe transversale, et un cercle inscrit (C2) possède un diamètre maximum B parmi des cercles inscrits, dont chacun est coaxial audit cercle circonscrit (Cl), un rapport du diamètre B audit diamètre A (c'est-à-dire B/A) est égal ou supérieur à 0, 8 et inférieur
à 1,0.
Le procédé de fabrication de la présente invention comprend une étape consistant à configurer la surface en coupe transversale (55) de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, dans un plan perpendiculaire à un axe de la pointe d'allumage de telle sorte qu'elle possède une configuration non arrondie, et une étape consistant à souder la surface en coupe transversale de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, et si on suppose qu'un cercle circonscrit (Ci) possède un diamètre maximum A parmi des cercles virtuels situés chacun en contact avec au moins trois parties d'un contour visible de la surface en coupe transversale, et qu'un cercle inscrit (C2) possède un diamètre maximum B parmi des cercles inscrits, dont chacun est coaxial au cercle circonscrit (Cl), le rapport du diamètre B au diamètre A (c'est-à-dire B/A) est égal ou
supérieur à 0,8 et inférieur à 1,0.
Le procédé de fabrication selon la présente invention comprend une étape consistant à configurer la surface en coupe transversale (55) de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir de telle sorte que le contour visible est constitué par une jonction en série d'au moins sept éléments de ligne rectilignes ou courbes, et un angle entre chaque élément de ligne et un élément de ligne adjacent n'est pas inférieur à 1250C et n'est pas supérieur à 2350C, et une étape de soudage de l'ensemble d'une surface circonférentielle de la pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir par soudage par laser à la partie d'au moins l'une de l'électrode centrale et de l'électrode de
masse située en vis-à-vis de l'intervalle de l'éclatement.
Claims (6)
1. Bougie d'allumage comportant une électrode centrale (30), un isolant (20) retenant ladite électrode centrale; un boîtier (10) retenant et fixant ledit isolant; et une électrode de masse (40) possédant une partie d'extrémité raccordée audit boîtier et dont l'autre partie d'extrémité est située en vis-à-vis de ladite électrode centrale en en étant séparée par un intervalle d'éclatement (70),et dans laquelle une pointe d'allumage (50,60), qui est formée d'un alliage de Ir en forme de tige est connectée à une partie d'au moins l'une de ladite électrode centrale et de ladite électrode de masse située en vis-à-vis dudit intervalle d'éclatement, caractérisée en ce que une surface en coupe transversale (55) de ladite pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, dans un plan perpendiculaire à un axe de ladite pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, possède une configuration non-arrondie, et dans ladite surface en coupe transversale de ladite pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, si on suppose qu'un cercle circonscrit (Ci) possède un diamètre maximum A parmi des cercles virtuels situés chacun en contact avec au moins trois parties d'un contour visible de ladite surface en coupe transversale, et qu'un cercle inscrit (C2) possède un diamètre maximum B parmi des cercles inscrits, dont chacun est coaxial audit cercle circonscrit (Ci), un rapport du diamètre B audit diamètre A (c'est-à-dire B/A) est égal ou supérieur à 0,8 et inférieur à 1,0, le contour visible de ladite surface en coupe transversale (55) est constitué par une jonction d'au moins sept éléments de ligne rectilignes ou courbes en série, et un angle compris entre chaque élément de ligne et un élément de ligne adjacent n'est pas inférieur à 1250 et
n'est pas supérieur à 2350.
2. Bougie d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit rapport B/A n'est pas supérieur à 0,96.
3. Bougie d'allumage selon l'une ou l'autre des
revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le diamètre A
du cercle circonscrit (Cl) n'est pas inférieur à 0,3 mm et
n'est pas supérieur à 1,5 mm.
4. Bougie d'allumage selon l'une quelconque des
revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite pointe
d'allumage (50,60) formée d'un alliage de Ir inclut du Ir pour 50 % ou plus en poids et au moins un additif, et
possède un point de fusion non inférieur à 2000'C.
5. Bougie d'allumage selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit au moins un additif contenu dans ladite pointe d'allumage (50,60) formée d'un alliage de Ir est choisi dans le groupe constitué par le Pt, Rh,
Ni, W, Pd, Ru, Os, Al Y et Y203.
6. Procédé pour fabriquer une bougie d'allumage comprenant une électrode centrale (30), un isolant (20) retenant ladite électrode centrale; un boîtier (10) retenant et fixant ledit isolant; et une électrode de masse (40) possédant une partie d'extrémité raccordée audit boîtier et dont l'autre partie d'extrémité est située en vis-à-vis de ladite électrode centrale en en étant séparée par un intervalle d'éclatement(70), une pointe d'allumage (50,60), qui est formée d'un alliage de Ir en forme de tige étant connectée à une partie d'au moins l'une de ladite électrode centrale et de ladite électrode de masse située en vis-à-vis de l'intervalle d'éclatement, caractérisé en ce que une surface en coupe transversale (55) de ladite pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, dans un plan perpendiculaire à un axe de ladite pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, possède une configuration non-arrondie, et dans ladite surface en coupe transversale de ladite pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir, si on suppose qu'un cercle circonscrit (Cl) possède un diamètre maximum A parmi des cercles virtuels situés chacun en contact avec au moins trois parties d'un contour visible de ladite surface en coupe transversale, et qu'un cercle inscrit (C2) possède un diamètre maximum B parmi des cercles inscrits, dont chacun est coaxial audit cercle circonscrit (Ci), le rapport du diamètre B audit diamètre A (c'est- àdire B/A) est égal ou supérieur à 0,8 et inférieur à 1,0, ledit procédé de fabrication incluant les étapes consistant à: configurer ladite surface en coupe transversale (55) de ladite pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir de telle sorte que le contour visible est constitué par une jonction d'au moins sept éléments de ligne rectilignes ou courbes en série, et un angle entre chaque élément de ligne et un élément de ligne adjacent n'est pas inférieur à 1250C et n'est pas supérieur à 2350C, et le soudage de l'ensemble d'une surface circonférentielle de ladite pointe d'allumage formée d'un alliage de Ir par soudage par laser à ladite partie d'au moins l'une de ladite électrode centrale et de ladite électrode de masse située en vis-à-vis dudit intervalle d'éclatement.
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