FR2860655A1 - Bougie d'allumage comportant des pastilles d'electrodes en metal precieux - Google Patents

Abstract

Dans une première variante, une bougie d'allumage satisfait les relations : t ≥ 0,3 mm et St/Sw ≤ 7 où t est la distance axiale la plus courte entre une surface d'extrémité de tête (41a) d'une pointe en métal précieux (41) et une partie de raccordement (43), St est l'aire de surface de la pointe en métal précieux (41) et d'une partie de jonction (43) entre la pointe en métal précieux (41) et le corps d'électrode de masse (4a) et Sw est l'aire de la partie de jonction (43) entre le corps d'électrode de masse (4a) et la pointe en métal précieux (41).Dans une deuxième variante, la bougie satisfait les relations t ≥ 0,3 mm et La > Lb ; et dans une troisième variante, elle satisfait les relations t > T et La >Lb, T, La et Lb étant définis dans la description. La relation t ≥ 0,3 mm est spécifique aux première et deuxième variantes et la relation St/Sw ≤ 7 est spécifique à la première variante seulement.

Description

2860655 1

La présente invention concerne une bougie d'allumage qui est utilisée pour l'allumage d'un moteur à combustion interne.

ARRIÈRE-PLAN DE L'INVENTION En tant que bougies d'allumage qui sont utilisées pour l'allumage d'un moteur à combustion interne tel qu'un moteur d'automobile, de nombreuses bougies d'allumage du type comportant une électrode centrale qui est formée de manière à faire saillie depuis une extrémité de tête d'une coque en métal ont été proposées, par contraste avec une bougie d'allumage classique, ceci pour la raison qui suit. De façon générale, lorsqu'une bougie d'allumage de ce type est fixée sur un moteur à combustion interne tel qu'un moteur d'automobile, un espace de décharge d'étincelle qui est formé entre l'électrode centrale et l'électrode de masse est prévu à l'intérieur d'une chambre de combustion. Par conséquent, la capacité d'allumage de la bougie d'allumage peut être améliorée (voir la publication de Brevet du Japon n 15 3677/1981).

Un grand nombre de propositions ont été également réalisées pour des bougies d'allumage du type incluant une électrode de masse comportant une extrémité reliée à une coque en métal et une pointe en métal précieux jointe à l'autre partie d'extrémité, c'est-à-dire au voisinage de l'autre extrémité de l'électrode de masse à l'opposé de la première extrémité de l'électrode de masse. Ceci pour la raison qui suit. Comme il a été décrit ci-avant, la bougie d'allumage de ce type est formée de telle sorte que l'espace de décharge d'étincelle fasse saillie à l'intérieur de la chambre de combustion afin d'améliorer la capacité d'allumage de la bougie d'allumage. Par conséquent, l'électrode de masse pour former l'espace de décharge d'étincelle est exposée à une température élevée (voir la publication de Brevet du Japon n 2001-345162).

Avec la bougie d'allumage qui a été mentionnée ci-avant, il y a cependant un risque qu'une étincelle qui est générée dans l'espace de décharge d'étincelle puisse être soufflée sous l'influence d'une circulation tourbillonnaire ou similaire du fait que l'espace de 2860655 2 décharge d'étincelle est prévu à l'intérieur de la chambre de combustion. Il en résulte que des étincelles volantes peuvent attaquer une partie de jonction entre le corps d'électrode de masse et la pointe en métal précieux du fait que l'étincelle se déplace depuis une surface d'extrémité de tête de la pointe en métal précieux. II en résulte qu'il y a un risque que la pointe en métal précieux puisse chuter du corps d'électrode de masse ou plutôt s'en détacher du fait que la partie de jonction est usée.

Il est par conséquent efficace d'augmenter la distance la plus courte, dans la direction axiale, entre la partie de jonction et la surface d'extrémité de tête (à l'opposé de l'électrode centrale) de la pointe en métal précieux qui est liée sur l'électrode de masse. Conformément à cette configuration, l'étincelle peut être capturée dans des surfaces latérales de la pointe même dans le cas où l'étincelle est soufflée par la circulation tourbillonnaire. Par conséquent, des étincelles volantes peuvent être empêchées d'attaquer la partie de jonction pour éviter que la pointe en métal précieux ne se détache du corps d'électrode de masse.

Dans une bougie d'allumage formée de telle sorte que la distance, dans la direction axiale, entre la partie de jonction et la surface d'extrémité de tête de la pointe en métal précieux est accrue comme il a été décrit ci-avant, la distance (ci-après appelée la hauteur en protubérance) entre la surface d'extrémité de tête de la pointe en métal précieux et la surface circonférentielle interne du corps d'électrode de masse est augmentée. Toutefois, dans une bougie d'allumage de ce type, il existe un risque que la résistance à l'usure de la pointe en métal précieux soit diminuée. Ceci est dû au fait que la capacité thermique de la pointe en métal précieux devient importante au point que la pointe en métal précieux est portée à une température élevée.

Claims (3)

RESUME DE L'INVENTION L'objet de la présente invention consiste par conséquent à proposer une bougie d'allumage qui comporte un espace de décharge 2860655 3 d'étincelle en saillie et qui comporte une pointe en métal précieux, liée à un corps d'électrode de masse et présentant une hauteur en protubérance importante, dans laquelle la température atteinte par la pointe en métal précieux peut être réduite afin d'empêcher ainsi une diminution de sa résistance à l'usure. L'objet précité de la présente invention est atteint en proposant une bougie d'allumage comportant: un isolant qui comporte un trou axial s'étendant axialement selon un axe de ladite bougie; une électrode centrale qui est disposée dans le trou axial de l'isolant et sur un côté d'extrémité de tête du trou axial; une coque en métal entourant l'isolant; et une électrode de masse qui inclut un corps d'électrode de masse qui comporte une extrémité reliée à la coque en métal, et une pointe en métal précieux, qui est liée à l'autre partie d'extrémité du corps d'électrode de masse par l'intermédiaire d'une partie de jonction et qui est disposée à l'opposé de l'électrode centrale pour former un espace de décharge d'étincelle entre l'électrode centrale et l'électrode de masse, dans laquelle la bougie d'allumage satisfait les relations: t > 0,3 mm, et St/Sw 5 7 dans lesquelles t est la plus courte distance, prise selon une direction axiale, entre une surface d'extrémité de tête de la pointe en métal précieux et la partie de jonction, St est l'aire de surface de la pointe en métal précieux et de la partie de jonction et Sw est l'aire de la pointe en métal précieux et de la partie de jonction, vue depuis une surface circonférentielle interne du corps d'électrode de masse. La bougie d'allumage selon l'invention est configurée de telle sorte que la distance la plus courte de direction axiale t entre la surface d'extrémité de tête de la pointe en métal précieux et la partie de jonction ne soit pas inférieure à 0,3 mm. Lorsque la distance axiale la plus courte t entre la surface d'extrémité de tête de la pointe en métal précieux et la partie de jonction est établie de manière à ne pas être inférieure à 0,3 mm, la distance axiale entre la surface d'extrémité de tête de la pointe en métal précieux et la partie de jonction entre la pointe en métal précieux et le corps d'électrode de 2860655 4 masse peut être établie de façon à être suffisante. Par conséquent, même lorsqu'une étincelle est soufflée sous l'influence d'une circulation tourbillonnaire ou similaire, on peut empêcher que des étincelles qui volent n'attaquent la partie de jonction, pour éviter que la pointe en métal précieux et le corps d'électrode de masse ne se séparent. Par ailleurs, si la distance axiale la plus courte t entre la surface d'extrémité de tête de la pointe en métal précieux et la partie de jonction est inférieure à 0,3 mm, il y a un risque que la pointe en métal précieux se sépare du corps d'électrode de masse du fait que des étincelles volantes attaquent la partie de jonction. Dans ce cas, l'effet consistant à empêcher des étincelles volantes d'attaquer la partie de jonction ne peut pas être obtenu. Qui plus est, la bougie d'allumage selon l'invention est configurée de telle sorte que la bougie d'allumage satisfasse la relation: St/Sw 7 dans laquelle St est l'aire de surface de la pointe en métal précieux et de la partie de jonction et Sw est l'aire de la pointe en métal précieux et de la partie de jonction, vue depuis la surface circonférentielle interne du corps d'électrode de masse. Lorsque la distance axiale la plus courte entre la pointe en métal précieux et la partie de jonction est établie de manière à ne pas être inférieure à 0,3 mm comme il a été décrit ci-avant, la hauteur en protubérance de la pointe en métal précieux par rapport à la partie de jonction devient importante. Pour l'étincelle présentant une telle hauteur en protubérance importante, il y a un risque que la résistance à l'usure de la pointe en métal précieux soit abaissée. Ceci est dû au fait que la capacité thermique de la pointe en métal précieux devient importante au point que la pointe en métal précieux est portée à une température élevée. Par conséquent, lorsque la bougie d'allumage selon l'invention est configurée de telle sorte que la bougie d'allumage satisfasse la relation: St/Sw 7 dans laquelle St est l'aire de surface de la pointe en métal précieux et de la partie de jonction et Sw est l'aire de la pointe en métal précieux et de la partie de jonction, la quantité de chaleur qui est reçue depuis un gaz combustible par la 2860655 5 pointe en métal précieux peut être réduite suffisamment ou la chaleur qui est reçue depuis le gaz combustible par la pointe en métal précieux peut être efficacement transférée au corps d'électrode de masse. Par conséquent, la température de la pointe en métal précieux peut être empêchée de devenir élevée. II en résulte que, la résistance à l'usure de la pointe en métal précieux n'est pas détériorée. A l'inverse, si St/Sw est supérieur à 7, il y a un risque que la résistance à l'usure de la pointe en métal précieux soit dégradée du fait que la pointe en métal est portée à une température élevée comme il a été décrit ci-avant. De préférence, la bougie d'allumage satisfait la relation St/Sw 5 3. Dans le présent texte, la surface circonférentielle interne du corps d'électrode de masse signifie une surface du corps d'électrode de masse sur un côté opposé à l'électrode centrale. L'aire de surface St de la pointe en métal précieux et de la partie de jonction entre la pointe en métal précieux et le corps d'électrode de masse est l'aire d'une surface qui apparaît de façon externe quand on considère la pointe en métal précieux qui est liée sur le corps d'électrode de masse. En outre, l'aire Sw de la pointe en métal précieux et de la partie de jonction quand on considère la surface circonférentielle interne du corps d'électrode de masse est l'aire de la pointe en métal précieux et de la partie de jonction obtenue par une projection de la pointe en métal précieux et la partie de jonction sur un plan virtuel, parallèle à la surface circonférentielle interne du corps d'électrode de masse. En outre, la bougie d'allumage selon l'invention est configurée de telle sorte que la distance axiale Ls entre une zone de tête de la coque en métal et une surface d'extrémité de tête de l'électrode centrale ne soit pas inférieure à 3 mm. Lorsque la distance entre la surface d'extrémité de tête de l'électrode centrale et l'extrémité de tête de la coque en métal est ainsi établie de manière à être supérieure à celle selon l'état de la technique (en d'autres termes, lorsque l'électrode centrale fait saillie), la capacité d'allumage de la 2860655 6 bougie d'allumage peut être améliorée. Ceci est dû au fait qu'un espace de décharge d'étincelle qui est formé entre l'électrode centrale et l'électrode de masse dans la bougie d'allumage peut être prévu à l'intérieur d'une chambre de combustion sous la condition que la bougie d'allumage soit fixée sur un moteur à combustion interne tel qu'un moteur d'automobile. De plus, si la distance axiale Ls entre l'extrémité de tête de la coque en métal et la surface d'extrémité de tête de l'électrode centrale est inférieure à 3 mm, l'effet d'amélioration de la capacité d'allumage comme il a été décrit ci-avant ne peut pas être obtenu. Dans la bougie d'allumage ayant l'électrode centrale qui fait saillie comme il a été décrit ci-avant, il est possible qu'une étincelle générée dans l'espace de décharge d'étincelle puisse être soufflée sous l'influence d'une circulation tourbillonnaire ou similaire du fait que l'espace de décharge d'étincelle est disposé à l'intérieur de la chambre de combustion. Il en résulte qu'il y a un risque que des étincelles volantes puissent attaquer la partie de jonction entre le corps d'électrode de masse et la pointe en métal précieux du fait que l'étincelle se décale depuis la surface d'extrémité de tête de la pointe en métal précieux. Il en résulte qu'il y a un risque que la pointe en métal précieux se sépare du corps d'électrode de masse du fait de l'usure de la partie de jonction. Cependant, lorsque les relations t 0,3 mm et St/Sw 7 sont satisfaites selon l'invention, on peut empêcher efficacement l'usure de la partie de jonction et on peut empêcher que la résistance à l'usure intrinsèque de la pointe en métal précieux soit diminuée même dans le cas où la bougie d'allumage est configurée de telle sorte que l'électrode centrale fasse saillie comme il a été décrit ci-avant. Selon l'invention, il est préférable que l'espace de décharge d'étincelle ne soit pas supérieur à 2 mm. Si l'espace de décharge d'étincelle est supérieur à 2 mm, il est à craindre qu'un claquage, un défaut d'allumage etc... puisse se produire. Par conséquent, lorsque l'espace de bougie d'allumage est établi de manière à ne pas être 2860655 7 supérieur à 2 mm, une tension de décharge peut être réduite de telle sorte qu'une décharge électrique peut être générée aisément dans l'espace de décharge d'étincelle. De préférence, pour la bougie d'allumage selon l'invention, la relation Sy/Sw 1 est satisfaite, dans laquelle Sy est l'aire minimum d'une section parmi des sections prises perpendiculairement à la fois à la surface circonférentielle interne et à une surface circonférentielle externe du corps d'électrode de masse. La chaleur est successivement transférée depuis la pointe en métal précieux, au corps d'électrode de masse, à la coque en métal et à la tête de moteur. De fait, si la capacité thermique du corps d'électrode de masse est faible, il y a un risque que la durée de vie de la pointe en métal précieux soit réduite du fait que la chaleur ne peut pas être transférée depuis la pointe en métal précieux jusqu'à la coque en métal, de telle sorte que la coque en métal ne peut pas recevoir la chaleur en provenance de la pointe en métal précieux. Par conséquent, lorsque la relation: Sy/Sw 1 est satisfaite, dans laquelle Sy est l'aire minimum d'une section parmi des sections prises perpendiculairement à la fois à la surface circonférentielle interne et à la surface circonférentielle externe du corps d'électrode de masse, on peut empêcher une réduction de la durée de vie de la pointe en métal précieux du fait que la chaleur qui est reçue depuis la pointe en métal précieux peut être efficacement transférée à la coque en métal. Si Sy/Sw est inférieur à 1, il y a un risque que l'effet qui a été mentionné ci-avant ne puisse pas être obtenu. La relation: Sy/Sw >_ 1 doit être satisfaite sur toute la distance entre l'extrémité de l'électrode de masse et la partie de jonction. De préférence, dans la bougie d'allumage selon l'invention, la pointe en métal précieux est réalisée en un matériau qui présente une chaleur spécifique non supérieure à 0,5 J/g.deg et un point de fusion non inférieur à 1500 C. Lorsque la pointe en métal précieux qui a été mentionnée ci-avant est utilisée, la durée de vie de la pointe en métal précieux peut être améliorée davantage. Des exemples spécifiques 2860655 8 du matériau de la pointe en métal précieux incluent un alliage d'Ir et un alliage de Pt. De préférence, dans la bougie d'allumage selon l'invention, la partie de jonction est formée au moyen d'un soudage par laser de la pointe en métal précieux et du corps d'électrode de masse; et la longueur de la partie de jonction sur un côté d'extrémité de l'électrode de masse est supérieure à la longueur de la partie de jonction sur l'autre côté d'extrémité de l'électrode de masse, vue depuis la surface circonférentielle interne du corps d'électrode de masse. Lorsque la partie de jonction qui est formée de cette manière est plus longue sur une extrémité de l'électrode de masse, c'est-à-dire sur le côté en direction de la coque en métal, la chaleur qui est reçue par la pointe en métal précieux peut être efficacement transférée à la coque en métal. Une partie du moyen d'allumage sur le côté de l'électrode centrale de même que sur le côté de l'électrode de masse est exposée à une température élevée. Pour cette raison, on connaît une bougie d'allumage incluant en outre une seconde pointe en métal précieux au niveau d'une extrémité de tête de l'électrode centrale. Dans une telle bougie d'allumage, il est préférable que la relation: t > T soit satisfaite, dans laquelle T est la distance axiale (c'est-à-dire prise selon une direction axiale) la plus courte entre une surface d'extrémité de tête de la seconde pointe en métal précieux et une seconde partie de jonction. Dans une bougie d'allumage générale, l'influence d'une circulation tourbillonnaire ou similaire sur une étincelle qui est générée dans l'espace de décharge d'étincelle est plus importante sur le côté d'électrode de masse que sur le côté d'électrode centrale, de telle sorte qu'il y a un risque élevé de décalage de l'étincelle par rapport à la surface d'extrémité de tête de la pointe en métal précieux. C'est-à- dire que la tendance des étincelles volantes à attaquer la partie de jonction entre le corps d'électrode de masse et la pointe en métal précieux est plus élevée que la tendance des étincelles volantes à attaquer la partie de 2860655 9 jonction entre le corps d'électrode centrale et la seconde pointe en métal précieux. Par conséquent, lorsque la bougie d'allumage est configurée selon l'invention de telle sorte que la distance axiale t entre la surface d'extrémité de tête de la pointe en métal précieux et la partie de jonction soit supérieure à la distance axiale T la plus courte entre la surface d'extrémité de tête de la seconde pointe en métal précieux et la seconde partie de jonction, il est possible de réduire la tendance des étincelles volantes à attaquer la partie de jonction entre le corps d'électrode de masse et la pointe en métal précieux. Par conséquent, également sur le côté de l'électrode de masse qui est plus aisément endommagée que l'électrode centrale, un tel arrangement peut empêcher la séparation de la pointe en métal précieux par rapport au corps d'électrode de masse. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est une vue en coupe avant qui représente une bougie d'allumage 100 selon un mode de réalisation 1 de l'invention; la figure 2A est une vue en coupe avant qui représente une partie principale de la figure 1; la figure 2B est une coupe selon la ligne B-B' de la figure 2A; la figure 3 est une vue avant d'une surface circonférentielle interne 45 d'un corps d'électrode de masse 4a qui est représenté sur la figure 1; la figure 4 est un graphique qui représente des résultats d'un test de capacité d'allumage mis en oeuvre sur la bougie d'allumage 25 100 selon l'exemple 1; la figure 5 est un graphique qui représente des résultats de fréquence d'attaque par des étincelles volantes sur une partie soudée dans la bougie d'allumage 100 selon un exemple 2; et la figure 6 est un graphique qui représente des résultats de la différence de température entre le corps d'électrode de masse 4a et une pointe en métal précieux 41 dans la bougie d'allumage 100 selon un exemple 3.
1. 2860655 10

   Description des références numériques:

   1: coque en métal 2: isolant 3: électrode centrale 4: électrode de masse 6: trou traversant 31: pointe en métal précieux 41: pointe en métal précieux 100: bougie d'allumage 0: axe longitudinal de la bougie

   DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION

   L'invention sera maintenant décrite plus en détail, en référence aux dessins à tire non limitatif. Les figures 1 à 3 représentent une bougie d'allumage contenant une résistance 100 selon un mode de réalisation de l'invention. La bougie d'allumage contenant une résistance 100 comporte une coque en métal cylindrique 1, un isolant 2, une électrode centrale 3 et une électrode de masse 4. L'isolant 2 est ajusté dans la coque en métal 1 de telle sorte qu'une partie d'extrémité de tête de l'isolant 2 fasse saillie depuis la coque en métal 1. L'électrode centrale 3 est prévue à l'intérieur de l'isolant 2 de telle sorte qu'une pointe en métal précieux 31 fait saillie depuis l'isolant 2. L'électrode de masse 4 comporte une extrémité (surface d'extrémité arrière) 42 qui est jointe sur la coque en métal 1. Une pointe en métal précieux 41 est liée sur une surface circonférentielle interne 45 au voisinage (l'autre partie d'extrémité) de l'autre extrémité (surface d'extrémité de tête) 44 de l'électrode de masse 4. L'électrode de masse 4 est recourbée de telle sorte qu'une surface d'extrémité de tête 41a de la pointe en métal précieux 41 soit disposée à l'opposé d'une surface d'extrémité de tête 31a de la pointe en métal précieux 31. Un espace d'étincelle g est formé entre les pointes en métal précieux 31 et 41.

   La coque en métal 1 est réalisée en un acier au carbone ou similaire. Comme représenté sur la figure 1, une partie filetée 12 est 2860655 11 formée sur la surface circonférentielle externe de la coque en métal 1, de telle sorte que la bougie d'allumage 100 puisse être fixée sur un bloc moteur qui n'est pas représenté. L'isolant 2 est réalisé en un corps fritté de céramique tel que l'alumine ou que le nitrure d'alumine.

   L'isolant 2 comporte un trou traversant 6 de telle sorte que l'électrode centrale 3 puisse être ajustée dans l'isolant 2 suivant la direction axiale. Une fixation de borne 13 est insérée de façon fixe dans une partie d'extrémité du trou traversant 6. Pareillement, l'électrode centrale 3 est insérée de façon fixe dans l'autre partie d'extrémité du trou traversant 6. Une résistance 15 est disposée dans le trou traversant 6, entre la fixation de borne 13 et l'électrode centrale 3. Des parties d'extrémité opposées de la résistance 15 sont connectées électriquement à l'électrode centrale 3 et à la fixation de borne 13 par l'intermédiaire de couches de scellement 16 et 17 en un verre électriquement conducteur, de façon respective.

   L'électrode centrale 3 est réalisée en un alliage de Ni tel que INCONEL 600 (marque déposée de lnco Limited). Tandis que le diamètre de l'électrode centrale 3 est réduit en direction de son côté d'extrémité de tête, une surface d'extrémité de tête 31a de l'électrode centrale 3 est aplanie. La pointe en métal précieux 31 est formée sur la surface d'extrémité de tête 31a de l'électrode centrale 3 comme suit. Une pointe en métal précieux en forme de disque ou de colonne est superposée sur la surface d'extrémité de tête 31a de l'électrode centrale 3 et est liée au moyen d'un soudage par laser, d'un soudage par faisceau d'électrons, d'un soudage par résistance ou similaire le long d'une partie de bord externe de la surface de jonction de l'électrode centrale 3. Par conséquent, la pointe en métal précieux 31 est formée. La pointe en métal précieux 31 est réalisée en un métal contenant du Pt, de l'Ir et du W en tant que composants principaux.

   De façon spécifique, des exemples du métal incluent: des alliages de Pt tels que Pt-Ir et Pt-Rh; et des alliages de Ir tels que Ir-Pt à 5% en poids, Ir-Rh à 20% en poids, Ir-Pt à 5% en poids - Rh à 1% en poids - Ni à 1% en poids et Ir-Rh à 10% en poids - Ni à 5% en poids. La 2860655 12 pointe en métal précieux 31 n'est pas ainsi limitée. D'autres pointes en métal précieux connues peuvent être utilisées de façon appropriée.

   Une extrémité 42 de l'électrode de masse 4 est fixée sur l'extrémité de tête de la coque en métal 1 au moyen d'un soudage ou similaire de telle sorte que l'électrode de masse 4 soit intégrée avec la coque en métal 1. Par ailleurs, la pointe en métal précieux 41 est liée sur la surface circonférentielle interne 45 de l'autre partie d'extrémité d'un corps d'électrode de masse 4a de telle sorte que la pointe en métal précieux 41 soit disposée à l'opposé de la surface d'extrémité de tête (spécifiquement, la pointe en métal précieux 31) de l'électrode centrale 3. La pointe en métal précieux 41 est formée comme suit. Une pointe en métal précieux en forme de disque ou de colonne est constituée en une position prédéterminée de l'électrode de masse 4 et est fixée au moyen d'un soudage par laser, d'un soudage par faisceau d'électrons, d'un soudage par résistance ou similaire. Par conséquent, la pointe en métal précieux 41 est formée. Le corps d'électrode 4a de l'électrode de masse 4 est réalisé en INCONEL 600. La pointe en métal précieux 41 est réalisée en un métal contenant Pt, Ir et W en tant que composants principaux. De façon spécifique, des exemples du métal incluent: des alliages de Pt tels que Pt-Ni à 20% en poids, Pt-Rh à 20% en poids et Pt-Rh à 20% en poids - Ni à 5% en poids; et des alliages de Ir tels que Ir-Pt à 5% en poids, Ir- Rh à 20% en poids et Ir-Ru à 1% en poids - Rh à 8% en poids - Ni à 1% en poids. La pointe en métal précieux 41 n'est pas ainsi limitée. D'autres pointes en métal précieux connues peuvent être utilisées de façon appropriée.

   Comme il a été décrit ci-avant, chacune des pointes en métal précieux 31 et 41 est réalisée en un alliage d'un matériau tel que Ir ou Pt présentant une chaleur spécifique de 0,5 J/g.deg et un point de fusion non inférieur à 1500 C. Lorsque la pointe en métal précieux mentionnée ci- avant est utilisée, la durée de vie de la pointe en métal précieux peut être améliorée davantage.
2. 2860655 13 La figure 2B montre la section Sy, prise en coupe selon la ligne B-B' Comme représenté sur la figure 3, la partie de jonction (partie soudée) 43 est formée de telle sorte que la longueur (La sur la figure 3) de la partie de jonction 43 sur un côté d'extrémité 42 de l'électrode de masse 4 soit supérieure à la longueur (Lb sur la figure 3) de la partie de jonction 43 sur l'autre côté d'extrémité 44 de l'électrode de masse 4, vu depuis la surface circonférentielle interne 45 du corps d'électrode de masse 44a. Lorsque la partie de jonction 43 est formée de manière à devenir plus longue en direction d'un côté d'extrémité 42 de l'électrode de masse 4 de cette manière, de la chaleur qui est reçue par la pointe en métal précieux 41 peut être transférée à la coque en métal 1 de manière efficace. La (Lb) est la distance la plus courte depuis une surface latérale de la pointe en métal précieux 41 jusqu'à un point de bord externe 43a (43b) de la partie de jonction 43. Le point de bord externe 43a est un point de la partie de jonction 43 le plus près d'une extrémité 42 de l'électrode de masse (c'est-à-dire le plus près de la coque en métal 1). Le point de bord externe 43b est un point de la partie de jonction 43 le plus près de l'autre extrémité (surface d'extrémité de tête) 44 de l'électrode de masse. Sur la figure 3, les points de bord externe 43a, 43b sont localisés au milieu de la surface circonférentielle interne 45 de l'électrode de masse 4 mais peuvent être localisés à distance du milieu.

   Comme représenté sur la figure 2, la distance axiale (c'est-à- dire prise selon la direction axiale) la plus courte entre la surface d'extrémité de tête 41a de la pointe en métal précieux 41 et la partie de jonction 43 est supérieure à la distance axiale T la plus courte entre la surface d'extrémité de tête 31a de la seconde pointe en métal précieux 31 et la seconde partie de jonction 33 (selon ce mode de réalisation, t = 0, 45 mm, T = 0,4 mm). Par conséquent, cet arrangement peut éviter que des étincelles volantes n'attaquent la partie de jonction 43 entre le corps d'électrode de masse 4a et la pointe en métal précieux 41, de manière à ne pas endommager la 2860655 14 partie de jonction 43. En particulier, cet arrangement peut plus efficacement prévenir la séparation de la pointe en métal précieux 41 par rapport au corps d'électrode de masse 4a.

   EXEMPLES

   Dans la suite, des exemples 1 à 3 de l'invention seront décrits. Exemple 1 Des échantillons de bougie d'allumage 100 ayant la forme qui est représentée sur les figures 1 et 2 ont été préparés afin d'examiner la relation entre la longueur Ls sur la figure 2 et la limite d'allumage.

   Spécifiquement, une évaluation a été réalisée pour déterminer la variation de A/F (air/carburant) par rapport à la variation de la longueur Ls. Dans chacun des échantillons, les matériaux respectifs de l'isolant 2, d'un corps d'électrode 3a de l'électrode centrale 3, de la pointe en métal précieux 31 et de la pointe en métal précieux 41 sont: une céramique d'alumine frittée, INCONEL 600, Ir-Rh à 20% en poids et Pt- Ni à 20% en poids. La pointe en métal précieux 31 a été conformée en forme de colonne présentant une hauteur T de 0,4 mm et un diamètre de 0, 55 mm. La pointe en métal précieux 41 a été conformée en forme de colonne présentant une hauteur t de 0,45 mm et un diamètre de 0,6 mm. Le corps d'électrode de masse 4a a été formé de manière à présenter une largeur de 1,4 mm et une hauteur de 2,5 mm. En outre, l'espace de décharge d'étincelle a été établi à 1,1 mm. La pointe en métal précieux 41 a été liée sur le corps d'électrode de masse 4a au moyen d'un soudage par laser. La longueur La de la partie de jonction 43 sur un côté d'extrémité 42 était de 1,2 mm tandis que la longueur Lb de la partie de jonction 43 sur l'autre côté d'extrémité 44 était de 0,4 mm. Afin d'irradier efficacement la chaleur sur la coque en métal 1, la longueur La de la partie de jonction 43 sur le côté d'extrémité 42 a été établie de manière à ne pas être inférieure à deux fois la longueur Lb de la partie de jonction 43 sur l'autre côté d'extrémité 44.

   La bougie d'allumage 100 établie comme il a été décrit ci-avant a été fixée sur un moteur à essence DOHC quatre cylindres de 2860655 15 cylindrée 1600 cm3. Un test de capacité d'allumage a été réalisé sur la bougie d'allumage 100 avec une pression de tubulure d'aspiration est établie à -350 mm de Hg. Lors de ce test, un procédé par mesure de valeur de pointe d'hydrocarbures (procédé par pointe HC) a été utilisé selon la condition de moteur qui a été mentionnée ci-avant. L'examen a été réalisé en considérant comme valeur limite d'allumage une valeur à laquelle la défaillance d'allumage atteignait 1% des opérations d'allumage selon le procédé par pointe HC. Conformément à ce test, il a été trouvé que le moteur réalisait un défaut d'allumage lorsque du HC (hydrocarbure) était généré. La figure 4 présente des résultats du test.

   Comme représenté sur la figure 4, chacun des échantillons présentant Ls établie de manière à ne pas être inférieure à 3 mm présentait une valeur A/F élevée non inférieure à 20 en termes de limite d'allumage de telle sorte qu'une bonne capacité d'allumage pouvait être obtenue. Par ailleurs, chacun des échantillons présentant Ls établie de manière à être inférieure à 3 mm présentait une valeur A/F inférieure à 20 de telle sorte que A/F décroissait progressivement lorsque Ls s'approchait de 0 mm. C'est-à-dire que lorsque la distance de direction axiale Ls entre l'extrémité de tête de la coque en métal 1 et la surface d'extrémité de tête 31 a de l'électrode centrale 3 est établie de manière à ne pas être inférieure à 3 mm, l'électrode centrale 3 peut être disposée en saillie par rapport à la coque en métal 1. Ainsi, lorsque la bougie d'allumage 100 est fixée sur un moteur à combustion interne tel qu'un moteur d'automobile, l'espace de décharge d'étincelle g. formé entre l'électrode centrale 3 et l'électrodede masse 4 dans la bougie d'allumage 100 peut être prévu à l'intérieur d'une chambre de combustion, ce qui améliore la capacité d'allumage de la bougie d'allumage 100.

   Exemple 2

   Ensuite, des échantillons de la bougie d'allumage 100 ont été préparés afin d'examiner la relation entre la distance sur la figure 2 et l'attaque d'étincelles volantes sur la partie soudée. De façon 2860655 16 spécifique, la bougie d'allumage 100 présentant la longueur Ls établie à 4 mm a été évaluée du point de vue de la variation de la fréquence d'attaque par des étincelles volantes sur la partie soudée en fonction de la variation de t. Pour chacun des échantillons, une céramique d'alumine frittée, INCONEL 600, Ir-Rh à 20% en poids et Pt-Ni à 20% en poids ont été respectivement sélectionnés en tant que matériaux de l'isolant 2, du corps d'électrode 3a de l'électrode centrale 3, de la pointe en métal précieux 31 et de la pointe en métal précieux 41. La pointe en métal précieux 41 a été conformée en forme de colonne présentant un diamètre de 0,6 mm. Le corps d'électrode de masse 4a a été formé de manière à présenter une largeur de 1,4 mm et une hauteur de 2,5 mm. En outre, l'espace de décharge d'étincelle a été établi à 1,1 mm.

   La bougie d'allumage 100 établie comme il a été décrit ci-avant a été fixée à l'intérieur d'un tube qui simulait l'intérieur d'une chambre de combustion d'un moteur. Pour un débit d'écoulement de 8 mm/s, une énergie de bobine d'allumage de 40 mJ et une pression de tube de 0,4 MPa, un test "en laboratoire" a été réalisé afin d'examiner la fréquence d'attaque par des étincelles volantes sur la partie soudée.

   Spécifiquement, la fréquence d'attaque par des étincelles volantes sur la partie soudée a été examinée tandis qu'une décharge d'étincelle était générée 500 fois. La figure 5 représente des résultats du test.

   Comme représenté sur la figure 5, selon chacun des échantillons présentant la distance t établie de manière à ne pas être inférieure à 0,3 mm, la fréquence d'attaque par des étincelles volantes sur la partie soudée était inférieure à 20%. Chacun de ces échantillons présentait une fréquence faible d'attaque par des étincelles volantes sur l'isolant. Par ailleurs, selon chacun des échantillons présentant la distance t établie de manière à être inférieure à 0,3 mm, la fréquence d'attaque par les étincelles volantes sur la partie soudée n'était pas inférieure à 20 % de telle sorte que la fréquence d'attaque par les étincelles volantes sur la partie soudée 2860655 17 augmentait progressivement lorsque la distance t s'approchait de 0 mm. C'est-à-dire que lorsque la distance axiale t la plus courte entre la surface d'extrémité de tête 41a de la pointe en métal précieux 41 et la partie de jonction 43 est établie de manière à ne pas être inférieure à 0,3 mm, la fréquence d'attaque par des étincelles volantes sur la partie de jonction 43 peut être réduite, ce qui réduit ainsi le risque de séparation de la pointe en métal précieux 41 par rapport au corps d'électrode de masse 4a.

   Exemple 3

   Ensuite, des échantillons de la bougie d'allumage 100 ont été préparés afin d'examiner la relation entre St et Sw. Spécifiquement, la bougie d'allumage 100 selon laquelle la longueur Ls et la distance t de la figure 2 ont été respectivement établies à 4 mm et à 0,45 mm, a été évaluée pour déterminer la variation de la différence de température entre le corps d'électrode de masse et la pointe en métal précieux en fonction de la variation du rapport de St sur Sw. Pour chacun des échantillons, une céramique d'alumine frittée, INCONEL 600, Ir-Rh à 20 % en poids et Pt-Ni à 20 % en poids ont été respectivement sélectionnés en tant que matériaux de l'isolant 2, du corps d'électrode 3a de l'électrode centrale 3, de la pointe en métal précieux 31 et de la pointe en métal précieux 41. La pointe en métal précieux 41 a été conformée en forme de colonne présentant un diamètre de 0,6 mm. Le corps d'électrode de masse 4a a été formé de manière à présenter une largeur de 1,4 mm et une hauteur de 2,5 mm. En outre, l'espace de décharge d'étincelle a été établi à 1,1 mm.

   La bougie d'allumage 100 établie comme il a été décrit ci-avant a été fixée sur un moteur à essence DONC quatre cylindres de cylindrée 1600 cm3. Le moteur a été actionné en pleine ouverture d'étrangleur à une vitesse de rotation de moteur de 5600 tours par minute (tpm) pendant une demi- heure. Les températures respectives du corps d'électrode de masse 4a et de la pointe en métal précieux 41 dans la bougie d'allumage 100 ont été mesurées afin d'examiner la différence de température entre le corps d'électrode de masse 4a 2860655 18 et la pointe en métal précieux 41. La figure 6 représente des résultats du test.

   L'aire Sw de la pointe en métal précieux et de la partie de jonction a été obtenue comme suit. Une image de la surface circonférentielle interne 45 du corps d'électrode de masse 4a (dans l'état représenté sur la figure 3) a été capturée par un microscope (nom de produit: microscope numérique VHX-100 fabriqué par Keyence Corp.) avec un agrandissement d'un facteur 20. Des points ont été pris selon des intervalles de 0,1 mm. L'aire de la partie de jonction 43 entourée par des lignes connectant les points a été calculée en tant que Sw. Par ailleurs, l'aire de surface St de la pointe en métal précieux 41 et de la partie de jonction 43 a été obtenue comme suit. Tout d'abord, une surface latérale de l'électrode de masse 4 (dans l'état représenté sur la figure 2A) a été tracée par un projecteur. L'aire de surface d'une partie (partie en protubérance) faisant saillie depuis la surface circonférentielle interne 45 du corps d'électrode de masse 4a a été calculée par CAO (conception assistée par ordinateur). L'aire inférieure de la partie en protubérance obtenue par calcul a été soustraite de l'aire Sw afin d'ainsi obtenir l'aire de surface d'une partie (partie plane) de la partie de jonction, qui ne pouvait pas être mesurée à partir de la surface latérale 17 du fait que la hauteur en protubérance de la partie de jonction par rapport à la surface circonférentielle 45 du corps d'électrode de masse 4a était trop faible. L'aire de surface de la partie en protubérance et l'aire de surface de la partie plane obtenues de la manière mentionnée ci-avant ont été additionnées afin d'ainsi obtenir la somme en tant que St. Comme représenté sur la figure 6, selon chacun des échantillons présentant St/Sw établi de manière à ne pas être supérieur à 7, la différence de température entre le corps d'électrode de masse 4a et la pointe en métal précieux 41 n'était pas supérieure à 80 C. C'est-à-dire que selon chacun de ces échantillons, la différence de température entre le corps d'électrode de masse 4a et 2860655 19 la pointe en métal précieux 41 était faible. Par ailleurs, selon chacun des échantillons présentant St/Sw établi de manière à être supérieur à 7, la différence de température entre le corps d'électrode de masse 4a et la pointe en métal précieux 41 était supérieure à 80 C. Selon chacun de ces échantillons, la différence de température entre le corps d'électrode de masse 4a et la pointe en métal précieux 41 augmentait progressivement lorsque la valeur de St/Sw augmentait. C'est-à-dire que lorsque la relation: St/Sw 7 est satisfaite, dans laquelle St est l'aire de surface de la pointe en métal précieux 41 et de la partie de jonction 43 entre la pointe en métal précieux 41 et le corps d'électrode de masse 4a et Sw est la somme de l'aire de la pointe en métal précieux 41 et de l'aire de la partie de jonction 43 entre la pointe en métal précieux 41 et le corps d'électrode de masse 4a lorsque la surface circonférentielle interne 45 du corps d'électrode de masse 4a est vue depuis la surface d'extrémité de tête 41a, la quantité de chaleur reçue depuis un gaz combustible par la pointe en métal précieux 41 peut être réduite de façon suffisante ou la chaleur reçue depuis le gaz combustible par la pointe en métal précieux 41 peut être transférée au corps d'électrode de masse 4a de façon efficace. Par conséquent, un tel arrangement peut empêcher la température de la pointe en métal précieux 41 de croître de telle sorte que la résistance à l'usure de la pointe en métal précieux 41 est préservée.

   En outre, comme représenté sur la figure 6, pour chacun des échantillons présentant St/Sw établi de manière à ne pas être supérieur à 3, la différence de température entre le corps d'électrode de masse 4a et la pointe en métal précieux 41 n'était pas supérieure à 0 C. C'est-à-dire que selon chacun de ces échantillons, la différence de température entre le corps d'électrode de masse 4a et la pointe en métal précieux 41 était très avantageuse.

   L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation spécifique et aux exemples 1 à 3. Diverses modifications peuvent être apportées au niveau du mode de réalisation conformément aux buts et aux 2860655 20 applications s'inscrivant dans le cadre de l'invention. Par exemple, selon la bougie d'allumage 100 selon l'invention, la pointe en métal précieux 41 n'est pas limitée au cas selon lequel la pointe en métal précieux 41 est conformée en une colonne. La pointe en métal précieux 41 peut avoir la forme d'un cône, d'un prisme ou d'une pyramide.

   Dans la bougie d'allumage 100 selon l'invention, l'électrode centrale 3 n'est pas limitée à celle qui est munie de la pointe en métal précieux 31. Par exemple, l'électrode centrale 3 peut être remplacée par une électrode centrale non munie d'une pointe en métal précieux 31.

   Dans la bougie d'allumage 100 selon l'invention, l'électrode centrale 3 ou l'électrode de masse 4 n'est pas limitée à celle qui comporte seulement un corps d'électrode. Par exemple, l'électrode centrale 3 peut être formée en tant qu'électrode dont le corps d'électrode forme la surface et ayant une âme en métal insérée à l'intérieur du corps d'électrode. Le matériau de l'âme en métal peut être un métal tel que Cu, Ag etc... ou un alliage de Cu, d'Ag etc...
3. 21 REVENDICATIONS

   1. Bougie d'allumage comprenant: un isolant (2) qui comporte un trou axial (6) s'étendant axialement selon un axe de ladite bougie; une électrode centrale (3) qui est disposée dans ledit trou axial 5 (6) dudit isolant (2) et sur un côté d'extrémité de tête dudit trou axial (6) ; une coque en métal (1) qui entoure ledit isolant (2) ; et une électrode de masse (4) qui inclut un corps d'électrode de masse (4a) qui comporte une extrémité qui est reliée à ladite coque en métal (1), et une pointe en métal précieux (41), qui est liée à une autre partie d'extrémité dudit corps d'électrode de masse (4a) par l'intermédiaire d'une partie de jonction (43) et qui est disposée à l'opposé de ladite électrode centrale (3) pour former un espace de décharge d'étincelle (g) entre ladite électrode centrale (3) et ladite électrode de masse (4), caractérisée en ce que ladite bougie d'allumage satisfait les relations: t>0,3mm;et St/Sw57, dans lesquelles t est la plus courte distance axiale entre une surface d'extrémité de tête (41a) de ladite pointe en métal précieux (41) et ladite partie de jonction (43), St est l'aire de surface de ladite pointe en métal précieux (41) et de ladite partie de jonction (43) et Sw est une aire de ladite pointe en métal précieux (41) et de ladite partie de jonction (43) vue depuis une surface circonférentielle interne dudit corps d'électrode de masse (4a).

   2. Bougie d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle satisfait la relation: Ls3mm 2860655 22 dans laquelle Ls est une distance de direction axiale entre une extrémité de tête de ladite coque en métal (1) et une surface d'extrémité de tête de ladite électrode centrale (3).

   3. Bougie d'allumage selon la revendication 1, caractérisée 5 en ce qu'elle satisfait la relation: Sy/Sw > 1 dans laquelle Sy est l'aire minimum d'une section parmi des sections prises perpendiculairement à la fois à ladite surface circonférentielle interne et à une surface circonférentielle externe dudit corps d'électrode de masse (4a).

   4. Bougie d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite pointe en métal précieux (41) est réalisée en un matériau qui présente une chaleur spécifique non supérieure à 0,5 J /g.deg et un point de fusion non inférieur à 1500 C.

   5. Bougie d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que: ladite partie de jonction (43) est formée au moyen d'un soudage laser de ladite pointe en métal précieux (41) et dudit corps d'électrode de masse (4a) ; et une longueur La de ladite partie de jonction (43) sur un côté d'extrémité de ladite électrode de masse (4) est supérieure à une longueur Lb de ladite partie de jonction (43) sur un autre côté d'extrémité de ladite électrode de masse (4), vue depuis ladite surface circonférentielle interne dudit corps d'électrode de masse (4a) 6. Bougie d'allumage selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite longueur La n'est pas inférieure à deux fois ladite longueur Lb.

   7. Bougie d'allumage selon la revendication 1, caractérisée 30 en ce que: ladite électrode centrale (3) inclut une seconde pointe en métal précieux (31) qui est liée sur une extrémité de tête de ladite électrode centrale (3) par l'intermédiaire d'une seconde partie de jonction (33) ; et ladite étincelle satisfait la relation: t>T dans laquelle T est une distance axiale la plus courte entre une surface d'extrémité de tête de ladite seconde pointe en métal précieux (31) et ladite seconde partie de jonction (33).

   8. Bougie d'allumage comprenant: un isolant (2) qui comporte un trou axial (6) s'étendant 10 axialement selon un axe de ladite bougie; une électrode centrale (3) qui est disposée dans ledit trou axial (6) dudit isolant (2) et sur un côté d'extrémité de tête dudit trou axial (6) ; une coque en métal (1) qui entoure ledit isolant (2) ; et une électrode de masse (4) qui inclut un corps d'électrode de masse (4a) qui comporte une extrémité qui est reliée à ladite coque en métal (1), et une pointe en métal précieux (41) qui est liée à une surface circonférentielle interne à proximité de l'autre partie d'extrémité dudit corps d'électrode de masse (4a) par l'intermédiaire d'une partie de jonction (43) et qui est disposée à l'opposé de ladite électrode centrale (3) pour former un espace de décharge d'étincelle (g) entre ladite électrode centrale (3) et ladite électrode de masse (4), caractérisée en ce que ladite bougie d'allumage satisfait la relation: t0,3mm;et dans laquelle t est une distance axiale la plus courte entre une surface d'extrémité de tête (41a) de ladite pointe en métal précieux (41) et ladite partie de jonction (43) ; ladite partie de jonction (43) est formée au moyen d'un soudage 30 laser de ladite pointe en métal précieux (41) et dudit corps d'électrode de masse (4a) ; et une longueur La de ladite partie de jonction (43) sur un côté d'extrémité de ladite électrode de masse (4) est supérieure à une 2860655 24 longueur Lb de ladite partie de jonction (43) sur un autre côté d'extrémité de ladite électrode de masse (4) vue depuis ladite surface circonférentielle interne dudit corps d'électrode de masse (4a).

   9. Bougie d'allumage selon la revendication 8, caractérisée en ce que ladite pointe en métal précieux (41) contient au moins un élément choisi parmi le groupe comprenant un alliage Pt-Ni, un alliage Pt-Rh et un alliage Pt-Rh-Ni.

   10. Bougie d'allumage comprenant: un isolant (2) qui comporte un trou axial (6) s'étendant 10 axialement selon un axe de ladite bougie; une électrode centrale (3) qui est disposée dans ledit trou axial (6) dudit isolant (2) et sur un côté d'extrémité de tête dudit trou axial (6) et incluant une première pointe en métal précieux (31) qui est soudée par soudage laser sur une extrémité de tête de ladite électrode centrale (3) par l'intermédiaire d'une première partie de jonction (33) ; une coque en métal (1) qui entoure ledit isolant (2) ; et une électrode de masse (4) qui inclut un corps d'électrode de masse (4a) qui comporte une extrémité qui est reliée à ladite coque en métal (1), et une seconde pointe en métal précieux (41) qui est liée à une surface circonférentielle interne à proximité d'une autre extrémité dudit corps d'électrode de masse (4a) par l'intermédiaire d'une seconde partie de jonction (43) et qui est disposée à l'opposé de ladite première pointe en métal précieux (31) pour former un espace de décharge d'étincelle (g) entre ladite première pointe en métal précieux (31) et ladite seconde pointe en métal précieux (41), caractérisée en ce que ladite bougie d'allumage satisfait la relation: t>T dans laquelle T est la distance axiale la plus courte entre une surface d'extrémité de tête de ladite première pointe en métal précieux (31) et ladite première partie de jonction (33) et est la distance axiale la plus courte entre une surface d'extrémité de tête (41a) de ladite 2860655 25 seconde pointe en métal précieux (41) et ladite seconde partie de jonction (43) ; et une longueur La de ladite seconde partie de jonction (43) sur un côté d'extrémité de ladite électrode de masse (4) est supérieure à une longueur Lb de ladite seconde partie de jonction (43) sur un autre côté d'extrémité de ladite électrode de masse (4), vue depuis ladite surface circonférentielle interne dudit corps d'électrode de masse (4a).

   11. Bougie d'allumage selon la revendication 10, caractérisée en ce que ladite première pointe en métal précieux (31) contient au moins un alliage choisi parmi le groupe comprenant un alliage Ir-Pt, un alliage Ir- Rh, un alliage Ir-Rh-Ni et un alliage Ir-Pt-Rh-Ni.

   12. Bougie d'allumage selon la revendication 10, caractérisée en ce que ladite seconde pointe en métal précieux (41) contient au moins un alliage choisi parmi le groupe comprenant un alliage Pt-Ni, un alliage Pt-Rh et un alliage Pt-Rh-Ni.

   13. Bougie d'allumage selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle satisfait la relation: St/Sw < 7, dans laquelle St est une aire de surface de ladite seconde pointe en métal précieux (41) et de ladite seconde partie de jonction (43) et Sw est une aire de ladite seconde pointe en métal précieux (41) et de ladite seconde partie de jonction (43) , vue depuis une surface circonférentielle interne dudit corps d'électrode de masse (4a).