FR2894082A1

FR2894082A1 - Bougie d'allumage

Info

Publication number: FR2894082A1
Application number: FR0653394A
Authority: FR
Inventors: Jiro Kyuno; Toshitaka Honda
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2006-08-18
Publication date: 2007-06-01
Anticipated expiration: 2026-08-18
Also published as: US7710006B2; FR2894082B1; US20070040487A1; CN1917315A; CN100511887C

Abstract

L'invention se rapporte à une bougie d'allumage dans laquelle une glaçure est appliquée sur une partie de corps arrière (245), une partie d'épaulement (240) et une partie d'une partie de diamètre intermédiaire (230) d'un isolant (200), et une cuisson de glaçure est réalisée. Même lorsque la glaçure (représentée par des points dans le dessin) ramollie par l'échauffement s'écoule vers le bas, la glaçure est reçue à l'intérieur d'une partie de rainure (235) formée entre la partie d'épaulement (240) et la partie de diamètre maximum (210), et n'atteint pas la partie de diamètre maximum (210). Cette structure facilite l'assemblage de l'isolant (200) sur un culot métallique dans un processus de fabrication de bougie d'allumage.

Description

La présente invention se rapporte à une bougie d'allumage ayant un culot

métallique qui est serti de façon à fixer intégralement un isolant dessus. De manière conventionnelle, une bougie d'allumage est utilisée pour l'allumage d'un moteur à combustion interne. Une bougie d'allumage comprend de manière typique un culot métallique maintenant un isolant dans lequel est insérée une électrode centrale, et une électrode de masse soudée sur une partie d'extrémité avant du culot métallique. L'extrémité discale de l'électrode de masse fait face à l'extrémité avant de l'électrode centrale, en formant ainsi un écartement de décharge d'étincelle entre elles. Une étincelle apparaît entre l'électrode centrale et l'électrode de masse. Dans une telle bougie d'allumage, dans laquelle une partie de palier formée sur une surface circonférentielle externe de l'isolant est supportée par une partie de palier formée sur une surface circonférentielle interne du côté extrémité avant du culot métallique, l'isolant est serti par une partie de sertissage prévue au niveau de l'extrémité arrière du culot métallique. Ainsi, l'isolant et le culot métallique sont fixés ensemble, alors qu'un contact intime entre les deux paliers est maintenu. En outre, du talc et/ou une garniture d'étanchéité peut être logé à l'intérieur de la partie de sertissage, de telle sorte que l'isolant et le culot métalliques sont fixés de manière plus fiable, et une étanchéité à l'air est assurée. Ces dernières années, avec une demande accrue pour une puissance plus grande des moteurs d'automobile et une consommation de carburant réduite, il existe une demande de réduction de la taille et du diamètre d'une bougie d'allumage en vue d'assurer une liberté de conception des moteurs. Une solution concevable pour réduire le diamètre et taille consiste à réduire les tailles respectives des composants de bougie d'allumage. Par exemple, la taille et le diamètre de l'isolant peuvent être réduits. Toutefois, si le diamètre de l'isolant complet, qui est formé en céramique cuite, est réduit, le risque de rupture de l'isolant augmente du fait d'une réduction de la résistance. Par conséquent, la réduction du diamètre de l'isolant n'est pas une approche préférée. Au vu de ce qui précède, des tentatives ont été faites pour réduire la taille globale et le diamètre global d'une bougie d'allumage en réduisant le diamètre du culot métallique qui est d'une résistance plus élevée. La réduction du diamètre d'une bougie d'allumage de cette manière exige une réduction de l'épaisseur de paroi du culot métallique ou une réduction du jeu entre l'isolant et le culot métallique. Comme structure d'exemple destinée à réduire le jeu, le diamètre d'une partie de corps intermédiaire de l'isolant qui est utilisée afin de maintenir l'isolant à l'intérieur du culot métallique peut être réduit de façon à s'approcher de celui d'une partie de corps arrière formée sur un côté d'extrémité arrière de la partie de corps intermédiaire. Puisque cette partie de corps intermédiaire comprend une partie qui a le diamètre extérieur le plus grand (une partie de diamètre maximum), si le diamètre du culot métallique est réduit afin de correspondre au diamètre extérieur réduit de la partie de corps intermédiaire, le diamètre de la bougie d'allumage complète peut être réduit. Toutefois, puisque la partie de sertissage se rapproche de la partie de corps arrière, il devient difficile de placer du talc ou équivalent à l'intérieur de la partie de sertissage (le jeu entre la partie de sertissage et la partie de corps arrière) comme dans le cas de la structure conventionnelle décrite ci-dessus. Dans ce cas, un sertissage à chaud est de préférence réalisé façon à maintenir l'étanchéité à l'air après le sertissage (voir par exemple la demande de brevet japonais (kokai) numéro 2003-257583). Plus spécialement, une partie de paroi mince prévue sur une partie de corps du culot métallique est chauffée de façon à réduire la résistance à la déformation, et la partie de sertissage est sertie dans cet état. Il en résulte qu'un sertissage au moyen d'une déformation plastique de la partie de sertissage et un sertissage en utilisant une différence de dilatation thermique entre l'isolant et le culot métallique sont réalisés simultanément. De cette manière, une partie d'épaulement de la partie de corps intermédiaire de l'isolant est poussée vers l'extrémité avant au moyen de la partie de sertissage. Une étanchéité à l'air peut ainsi être assurée entre la partie de palier du culot métallique et la partie de palier de l'isolant sans mettre de talc ou équivalent. Incidemment, dans le but par exemple d'empêcher un claquage, une couche de glaçure est formée sur une partie (partie de corps arrière) de l'isolant, laquelle partie est exposée depuis la partie d'extrémité arrière du culot métallique. Comme cela est connu d'une manière empirique, la résistance à la rupture de l'isolant peut être améliorée lorsque la couche de glaçure est formée de façon à s'étendre depuis l'extrémité arrière de l'isolant, en recouvrant la partie de corps arrière complète, et en recouvrant en outre la partie d'épaulement de la partie de corps intermédiaire. Par conséquent, il est souhaitable de former de façon fiable la couche de glaçure dans la partie décrite ci-dessus de l'isolant de la bougie d'allumage.

En général, la couche de glaçure est formée comme suit. Une pâte de glaçure devant être appliquée sur un isolant est préparée en broyant un composant vitreux constitue la couche de glaçure et en le mélangeant dans milieu solvant. Grâce à l'utilisation d'un rouleau, d'un pulvérisateur ou équivalent, cette pâte de glaçure est appliquée sur une partie prédéterminée d'un isolant supporté horizontalement, c'est-à-dire une zone s'étendant depuis l'extrémité arrière de l'isolant jusqu'à la partie d'épaulement de la partie de corps intermédiaire. Ensuite, l'isolant est séché afin d'améliorer son aptitude au façonnage. L'isolant avec la pâte de glaçure appliquée est ensuite placé dans un four de chauffage, et est cuit à une température prédéterminée, de sorte qu'une couche de glaçure est formée (cette étape est également appelée ci-après cuisson de glaçure ). Dans la cuisson de glaçure décrite ci-dessus, lorsque la cuisson est réalisée avec l'isolant maintenu horizontalement, dans certains cas, la glaçure chauffée et ramollie s'écoule vers le bas et forme une couche en biais. Si une couche de glaçure formée a une section non circulaire, un claquage devient de manière désavantageuse difficile à empêcher, et l'aspect est affecté. Une mesure concevable afin d'éviter ce problème est de cuire l'isolant alors qu'il tourne sur lui-même. En variante, la cuisson peut être réalisée avec un isolant maintenu verticalement, ce qui est plus efficace puisque la rotation de l'isolant devient inutile. De plus, au vu des problèmes décrits ci-dessus, la cuisson est réalisée de manière souhaitable avec l'extrémité arrière d'un isolant orientée vers le haut. Toutefois, si la glaçure qui s'est ramollie du fait du chauffage s'écoule vers le bas depuis la partie d'épaulement d'un isolant, dans certains cas, la glaçure recouvre une partie (une partie de diamètre maximum) qui est formée sur le côté d'extrémité avant par rapport à la partie d'épaulement, et une couche de glaçure est formée sur la partie de diamètre maximum. Plus particulièrement, une bougie d'allumage qui doit avoir une taille et un diamètre réduits est conçue afin d'avoir un jeu réduit entre la partie de diamètre maximum de l'isolant et la surface circonférentielle interne du culot métallique. Par conséquent, il y a une possibilité que l'isolant ayant une couche de glaçure formée dessus ne puisse être inséré dans le culot métallique, et ainsi l'assemblage ne peut être terminé. En outre, même lorsque l'assemblage peut être réalisé, l'isolant peut devenir excentrique par rapport au culot métallique. Afin d'éviter ce problème, la quantité d'application de la glaçure doit être strictement contrôlée, et le nombre d'étapes peut augmenter à cause du travail de contrôle ou équivalent. En outre, le rendement de production est susceptible de diminuer. Par conséquent, une réduction de la taille et du diamètre des bougies d'allumage ne peut être réalisée à faible coût.

La présente invention a été réalisée afin de résoudre les problèmes ci-dessus, et un but de celle-ci est de procurer une bougie d'allumage ayant une structure telle que, même lorsqu'une glaçure s'écoule vers le bas au moment de la cuisson de glaçure d'un isolant, la glaçure ne recouvre pas une partie ayant un diamètre extérieur important, afin d'empêcher ainsi une excentricité de l'isolant, laquelle excentricité peut par ailleurs apparaître lorsque l'isolant est assemblé sur un culot métallique, cette bougie d'allumage ayant une taille et un diamètre réduits. Le but ci-dessus de la présente invention a été atteint en prévoyant (1) une bougie d'allumage qui comprend : une électrode centrale; une électrode de masse formant un écartement d'étincelle entre l'électrode centrale et l'électrode de masse; un isolant ayant une partie de corps intermédiaire, une partie de corps arrière prévue arrière de la partie de corps intermédiaire, un trou axial s'étendant le long d'un axe de l'isolant, l'isolant maintenant l'électrode centrale à l'intérieur du trou axial au niveau d'une extrémité avant; et un culot métallique recevant la partie de corps intermédiaire de l'isolant et ayant une partie de sertissage au niveau de l'extrémité arrière. La partie de corps intermédiaire de l'isolant comprend en outre : une partie d'épaulement pressée vers l'avant au moyen de la partie de sertissage; une partie de diamètre maximum disposée en avant de la partie d'épaulement et ayant un diamètre extérieur maximum parmi les parties constituant la partie de corps 10 intermédiaire; et une partie de diamètre intermédiaire reliant la partie d'épaulement et la partie de diamètre maximum, ayant un diamètre plus petit que la partie de diamètre maximum, et ayant une partie de rainure s'étendant au moins dans une direction circonférentielle sur la 15 surface extérieure de la partie de diamètre intermédiaire. La bougie d'allumage comprend en outre une couche de glaçure qui est formée sur une surface de l'isolant s'étendant depuis la partie de corps arrière disposée en arrière de la partie de corps intermédiaire jusqu'à un 20 point entre la partie d'épaulement de la partie de corps intermédiaire et la partie de rainure. Dans une forme de réalisation préférée (2), la bougie d'allumage du point (1) ci-dessus est caractérisée en ce que la surface de l'isolant est exposée de façon à ne 25 pas être recouverte par la couche de glaçure au niveau de la partie de diamètre maximum. Dans une autre forme de réalisation préférée (3), la bougie d'allumage du point (1) ou (2) ci-dessus est caractérisée en ce que la différence de rayon entre la 30 partie de diamètre maximum et la partie de diamètre intermédiaire est égale ou supérieure à 0,05 mais pas supérieure à 0,15 mm. Une bougie d'allumage qui peut améliorer la résistance à la rupture de l'isolant et empêcher une excentricité de l'isolant au moment de l'assemblage peut être réalisée en formant une partie de rainure sur l'isolant et en formant une couche de glaçure jusqu'à un point entre la partie de rainure et la partie d'épaulement selon le point (1) ci-dessus. En prévoyant une partie de rainure, il devient possible d'éviter certaines étapes de production par ailleurs nécessaires pour un contrôle excessivement précis de la quantité appliquée et pour le contrôle de la partie où la couche de glaçure est formée, afin d'améliorer ainsi le rendement de production. Ceci est dû au fait que la glaçure ramollie qui s'écoule vers le bas au moment de la cuisson de glaçure peut être reçue dans la rainure, de sorte que l'application de la rainure sur la partie de diamètre maximum peut être évitée sans défaut. La partie de rainure a de préférence une largeur d'au moins 0,3 mm mais pas supérieure à 1,0 mm, et également de préférence une profondeur d'au moins 50 pm mais pas supérieure à 200 pm telle que mesurée depuis la surface de la partie de diamètre intermédiaire.

Dans le cas où la surface de l'isolant est exposée au niveau de la partie de diamètre maximum disposée en avant de la partie de rainure de l'isolant comme dans la forme de réalisation (2) ci-dessus, c'est-à-dire lorsque la couche de glaçure n'est pas formée sur la surface de la partie de diamètre maximum avec la partie de rainure servant de limite, les problèmes d'assemblage et de l'isolant qui devient excentrique au moment de l'assemblage peuvent être éliminés. Une bougie d'allumage ayant la structure décrite ci-dessus est de préférence fabriquée de telle sorte que la différence de rayon entre la partie de diamètre maximum et la partie de diamètre intermédiaire est égale ou supérieure à 0,05 mm mais pas supérieure à 0,15 comme cela est décrit dans point (3) ci-dessus. partie de diamètre intermédiaire reçoit la matière de glaçure en excès. Afin de recevoir la matière de glaçure en excès, la partie de diamètre intermédiaire a de préférence une longueur axiale égale ou supérieure à 2,0 mm (mais pas supérieure â 5,0 mm). Lorsque la différence de rayon est inférieure à 0,05 mm, cependant, la partie de diamètre intermédiaire ne peut recevoir efficacement la matière de glaçure en excès. Ceci est dû au fait que la partie la plus à l'extérieur dans la direction radiale de la couche de glaçure formée sur la partie de diamètre intermédiaire à l'exclusion de la partie de rainure peut se trouver sur le côté extérieur de la partie de diamètre maximum. En pareil cas, lorsque l'isolant ayant la couche de glaçure formée dessus est assemblé sur le culot métallique, l'axe du culot métallique et celui de l'isolant peuvent s'écarter l'un de l'autre, ou bien l'assemblage peut devenir difficile. De même, lorsque la différence de rayon dépasse 0,15 mm, la section d'engagement entre la partie de sertissage du culot métallique et la partie d'épaulement de l'isolant diminue, et il devient difficile de maintenir suffisamment d'étanchéité à l'air de la chambre de combustion. En établissant la différence de rayon à une valeur égale ou supérieure à 0,05 mm mais pas supérieure à 0,15 mm, il devient possible de former sur l'isolant une couche de glaçure ayant une épaisseur correcte, et d'éviter une défaillance pendant l'assemblage du culot métallique et de l'isolant. De manière notable, la différence de rayon peut être contrôlée sur la base des dimensions avant de former la couche de glaçure.

La figure 1 est une vue en coupe partielle d'une ougie d'allumage 100. La figure 2 est une vue de côté d'un isolant 200.

La figure 3 est une vue en coupe partielle montrant, à une échelle agrandie, une partie de sertissage 60 et son voisinage. Les figures 4A et 4B sont des vues montrant 5 schématiquement une étape d'application d'une glaçure sur la surface de l'isolant 200. La figure 5 est une vue montrant schématiquement une étape de cuisson de l'isolant 200 portant la glaçure appliquée dessus. 10 La figure 6 est une vue de côté de l'isolant 200 montrant un état dans lequel une partie de la glaçure s'écoulant vers le bas au moment de la cuisson de glaçure est reçue à l'intérieur d'une partie de rainure 235. La figure 7 est une vue de côté partielle 15 agrandie d'une bougie d'allumage 400 selon une modification. La figure 8 est une vue de côté agrandie d'une bougie d'allumage 410 selon modification. 20 La figure 9 est une vue de côté agrandie d'une bougie d'allumage 420 selon encore modification. La figure 10 est une vue de côté agrandie d'une bougie d'allumage 430 selon encore 25 modification. La figure 11 est une vue agrandie en coupe partielle montrant, montrant, à une échelle agrandie, une partie de sertissage 560 et son voisinage d'une bougie d'allumage 500 selon encore une autre modification. 30 Des références utilisées pour identifier différentes caractéristiques structurelles dans les dessins comprennent ce qui suit : 20 : électrode centrale, 50 : culot métallique, 60 : partie de sertissage, 100 : bougie d'allumage, 200 partielle une autre

partielle une autre

partielle une autre isolant, 205 : trou axial, 210 : partie de diamètre maximum, 230 : partie de diamètre intermédiaire, 235 : partie de rainure, 240 : partie d'épaulement, 245 : partie de corps arrière, 260 : partie de corps intermédiaire, 280 : couche de glaçure. Une bougie d'allumage selon une forme de réalisation préférée de la présente invention va être décrite ensuite en se référant aux dessins. Toutefois, la présente invention ne doit pas être considérée comme étant limitée à cela. La structure d'une bougie d'allumage 100 de la présente invention va tout d'abord être décrite en se référant aux figures 1 à 3. La figure 1 est une vue en coupe partielle de la bougie d'allumage 100. La figure 2 est une vue de côté d'un isolant 200. La figure 3 est une vue en coupe partielle montrant une partie de sertissage 60 et son voisinage à une échelle agrandie. Dans la description suivante, la direction d'un axe O de la bougie d'allumage 100 dans la figure 1 est appelée la direction verticale dans les dessins, alors que le côté inférieur est appelé côté d'extrémité avant de la bougie d'allumage 100, et le côté supérieur est appelé côté d'extrémité arrière de la bougie d'allumage 100. Comme cela est représenté dans la figure 1, la bougie d'allumage 100 se compose principalement de l'isolant 200; d'un culot métallique 50 qui maintient l'isolant 200; d'une électrode centrale 20 maintenue à l'intérieur de l'isolant 200 et s'étendant le long de direction de l'axe O; d'une électrode de masse 30 ayant une partie d'extrémité proximale 32 soudée sur une surface d'extrémité avant 57 du culot métallique 50 et une partie d'extrémité distale 31 dont une surface latérale fait face à une partie d'extrémité avant 22 de l'électrode centrale 20; et d'un élément de borne métallique 40 prévu niveau d'une partie d'extrémité supérieure de l'isolant 200.

L'isolant 200 de la bougie d'allumage 100 va être décrit en premier. Comme cela est bien connu, l'isolant 200 est formé par cuisson d'alumine ou équivalent, et prend la forme d'un tube qui a au niveau de son centre un trou axial 205 s'étendant le long de la direction de l'axe O, comme cela est représenté dans la figure 1. Comme cela est représenté dans la figure 2, une partie de diamètre maximum 210 ayant un diamètre extérieur maximum parmi les parties constituant la partie de corps intermédiaire est formée au niveau d'un centre approximatif de l'isolant 200 par rapport à la direction d'axe O; et une partie de corps du côté extrémité avant 215 qui a un diamètre plus petit de façon à correspondre à la forme de la circonférence interne du culot métallique 50 est formée vers l'avant (côté inférieur dans la figure 2) de la partie de diamètre maximum 210. En outre, une partie de branche 220 qui a un diamètre extérieur plus petit que celui de la partie de corps du côté extrémité avant 215 et qui est exposée à une chambre de combustion lorsque la bougie d'allumage est montée dans un moteur à combustion interne est formée en avant de la partie de corps du côté extrémité avant 215. Une partie de palier 225 est prévue entre la partie de branche 220 et la partie de corps du côté extrémité avant 215.

Une partie de diamètre intermédiaire 230 ayant un diamètre extérieur plus petit que celui de la partie de diamètre maximum 210 de 0, 1 mm ou plus mais de pas plus de 0,3 mm, est formée en arrière (côté supérieur dans la figure 2) de la partie de diamètre maximum 210. La partie de diamètre intermédiaire 230 a une partie de rainure étroite 235 dans voisinage de la limite entre la partie de diamètre maximum 210 et partie de diamètre intermédiaire 230. La partie de rainure 235 a diamètre extérieur plus petit que celui la partie diamètre intermédiaire 230 et s'étend sur toute circonférence de l'isolant. La partie de rainure a une largeur de 0,6 mm, alors que la longueur axiale totale de la partie de diamètre intermédiaire 230 (incluant la partie de rainure) est de 2,7 mm. Une partie de corps arrière 245 ayant un diamètre extérieur plus petit que celui de la partie de diamètre intermédiaire 230 mais plus grand que celui de la partie de corps du côté extrémité avant 215 est formée en arrière de la partie de diamètre intermédiaire 230, et est exposée à l'extérieur lorsque l'isolant 200 est assemblé sur le culot métallique 50. Cette partie de corps arrière 245 a une longueur importante de façon à assurer une grande distance d'isolation entre le culot métallique 50 et l'élément de borne métallique 40. De plus, une partie d'épaulement 240 ayant une surface inclinée légèrement courbe est formée entre la partie de corps arrière 245 et la partie de diamètre intermédiaire 230. La partie d'épaulement 240, la partie de diamètre intermédiaire 230 comprenant la partie de rainure 235 formée sur la surface avant, la partie de diamètre maximum 210, la partie de corps du côté extrémité avant 215 et la partie de palier 225 constituent une partie de corps intermédiaire 260, qui est une partie utilisée afin de maintenir l'isolant 200 à l'intérieur du culot métallique 50, ce qui sera décrit ci- dessous. Ensuite, comme cela est représenté dans la figure 1, l'électrode centrale 20 est formée, par exemple, dans un alliage à base de nickel tel que de l'INCONEL (dénomination commerciale) 600 ou 601, et comprend un noyau métallique 23 formé par exemple en cuivre ayant une excellente conductivité thermique. La partie d'extrémité avant 22 de l'électrode centrale 20 dépasse d'une surface d'extrémité avant 250 de l'isolant 200 et est formée afin d'avoir diamètre réduit vers son extrémité avant. L'électrode centrale 20 est reliée électriquement à l'élément de borne métallique 40 disposé au- dessus par l'intermédiaire d'un élément d'étanchéité 4 et d'une résistance en céramique 3 prévue dans le trou axial 205. Un câble à haute tension (non représenté est relié à l'élément de borne métallique 40 par l'intermédiaire d'un bouchon de bougie (non représenté) de façon à appliquer une haute tension. L'électrode de masse 30 va ensuite être décrite. L'électrode de masse 30 est formée en métal ayant une résistance élevée à la corrosion. Par exemple, un alliage à base de nickel tel que de l'INCONEL (dénomination commerciale) 600 ou 601 est utilisé. L'électrode de masse 30 elle-même a une section transversale globalement rectangulaire, et la partie d'extrémité proximale 32 est reliée à la surface d'extrémité avant 57 du culot métallique 50 au moyen d'un soudage. En outre, la partie d'extrémité distale 31 de l'électrode de masse 30 est courbée de telle sorte qu'une surface latérale de celle-ci fait face à la partie d'extrémité avant 22 de l'électrode centrale 20. Le culot métallique 50 va ensuite être décrit. Le culot métallique 50 est un élément métallique tubulaire cylindrique destiné à fixer la bougie d'allumage 100 sur la culasse d'un moteur à combustion interne non illustré. Le culot métallique 50 maintient l'isolant 200 de manière à entourer la partie de corps intermédiaire 260. Le culot métallique 50 est formé dans une matière à base de fer, et comprend une partie d'engagement d'outil 51 sur laquelle une clé à bougie non illustrée est montée, et une partie de filet extérieur 52 qui est engagée avec la culasse prévue au niveau d'une partie supérieure du moteur à combustion interne non illustrée. Dans la bougie d'allumage 100 de la présente forme de réalisation, la partie d'engagement d'outil 51 est configurée selon la norme Bi-HM façon à réduire son diamètre. Toutefois, la forme de la partie d'engagement d'outil n'est pas limitée à cela, et peut prendre une forme hexagonale utilisée de manière conventionnelle.

Une partie de paroi mince 53 et une partie de rebord 54 sont formées entre la partie d'engagement d'outil 51 et la partie de filet extérieur 52 du culot métallique 50. La partie de paroi mince 53 a une épaisseur de paroi plus faible que celle de la partie restante du culot métallique 50. En outre, une garniture d'étanchéité 5 est montée au voisinage de l'extrémité arrière de la partie de filet extérieur 52, c'est-à-dire sur une surface de siège 55 de la partie de rebord 54. De manière notable, dans la figure 1, la partie de paroi mince 53 est représentée comme ayant une épaisseur de paroi accrue. Ceci est dû au fait que la figure 1 montre un état après que la partie de paroi mince 53 ait été déformée au moyen d'un sertissage à chaud, qui sera décrit ci-dessous. Comme cela est représenté dans la figure 3, la partie de sertissage 60 est prévue en arrière de la partie d'engagement d'outil 51. La partie de sertissage 60 prend une forme cylindrique, et est formée en prolongeant la partie de bord circonférentielle du côté radialement interne de la partie d'engagement d'outil 51 vers l'arrière le long de la direction de l'axe O. La surface circonférentielle interne 58 de la partie de sertissage 60 est dans la continuité de la surface circonférentielle interne 59 de la partie d'engagement d'outil 51. Incidemment, comme cela est représenté dans la figure 1, l'isolant 200 est insérée dans le culot métallique 50 depuis le côté d'extrémité arrière, et partie de palier 225 est supportée par l'intermédiaire d'une garniture d'étanchéité en forme de plaque 8 au moyen d'un épaulement 56 formé à l'intérieur culot métallique 50 au niveau côté d'extrémité avant. Dans cet état, comme cela est représenté dans la figure 3, une partie d'extrémité distale 61 de la partie de sertissage 60 est pliée vers l'intérieur de façon à réaliser le sertissage.

Il en résulte que la surface circonférentielle interne 58 de la partie de sertissage 60 vient en contact avec la partie d'épaulement 240 de l'isolant 200. Il en résulte que la partie de corps intermédiaire 260 est maintenue à l'intérieur du culot métallique 50 avec la partie d'épaulement 240 poussée vers le bas le long de la direction de l'axe O, de sorte que le culot métallique 50 et l'isolant 200 sont intégrés comme cela est représenté dans la figure 1. De plus, la partie de paroi mince 53 est chauffée jusqu'à par exemple environ 700 C de façon à abaisser la résistance à la déformation afin de réaliser ainsi ce que l'on appelle un sertissage à chaud, qui améliore l'étanchéité à l'air au moyen d'une différence dilatation thermique entre le culot métallique 50 et l'isolant 200. De manière notable, la partie de sertissage 60 correspond à la partie de sertissage de la présente invention. Dans la bougie d'allumage 100 configurée de la manière décrite ci-dessus, comme cela est représenté dans la figure 3, le sertissage crée un état dans lequel la surface circonférentielle interne 58 de la partie de sertissage 60 du culot métallique 50 est en contact avec la partie d'épaulement 240 de l'isolant 200. Une couche de glaçure 280 (représentée par des points dans la figure 3) destinée à empêcher un claquage est formée sur la surface de la partie de corps arrière 245 de l'isolant 200 qui dépasse vers l'extérieur du culot métallique 50. Dans cette forme de réalisation, cette couche de glaçure 280 est également formée sur la surface de partie d'épaulement 240 et la surface d'une partie de partie diamètre intermédiaire 230. Cette configuration améliore la résistance à la rupture de l'isolant 200. Dansla présente forme de réalisation, afin de former de façon fiable la couche de glaçure 280 sur la partie d'épaulement 240, la couche de glaçure 280 est formée selon un processus de fabrication tel que décrit ci- dessous. figure 4 montre schématiquement le processus de fabrication. Comme cela est représenté dans une vue de côté de la figure 4A, un isolant 200 est amené à tourner d'une IO manière telle que la partie de diamètre intermédiaire 230, la partie d'épaulement 240, et la partie de corps arrière 245 de l'isolant 200 viennent en contact avec un rouleau d'application de glaçure 300 bien connu des gens du métier. De même, afin de former la couche de glaçure 280, une pâte 15 de glaçure 1000 est préparée en mélangeant un composant vitreux ou équivalent (matière première) dans un milieu solvant. Comme cela est représenté dans une vue avant de la figure 4B montrant le processus d'application de glaçure, la pâte de glaçure 1000 délivrée par l'intermédiaire d'un 20 tuyau 1001 est appliquée sur le rouleau 300. La pâte de glaçure 1000 est appliquée sur l'isolant 200 en contact avec le rouleau 300 d'une manière telle que la pâte de glaçure 1000 recouvre les surfaces de la partie de diamètre intermédiaire 230, de la partie d'épaulement 240 et de la 25 partie de corps arrière 245. Un bac de récupération 1002 pour la pâte de glaçure 1000 est disposé sous le rouleau. De cette manière, la glaçure est appliquée sur une partie prédéterminée de l'isolant 200 sous la forme de la pâte de glaçure 1000. Ensuite, l'isolant 200 portant la pâte de 30 glaçure 1000 appliquée dessus est séparé du rouleau 300 tout en tournant, et est séché au moyen d'un brûleur non illustré. Cette étape de séchage est réalisée du fait que des problèmes tels que la glaçure qui goutte peuvent apparaître si la pâte de glaçure 1000 n'est pas séchée après avoir été appliquée. Ensuite, l'isolant 200 est placé dans un four électrique 350 comme cela est représenté dans la figure 5, afin de réaliser une cuisson de glaçure. Le four électrique comprend un four 380 formé en briques réfractaires, en panneau de fibres de céramique ou équivalent. Une paire de dispositifs de chauffage en céramique en forme de barre 360 est disposée à l'intérieur du four 380 de façon à chauffer l'isolant 200 depuis les côtés gauche et droit. L'isolant 200 est placé sur un élément de support 370 qui est prévu sur un transporteur à bande non illustré et passe à travers le four 380. L'isolant 200 est placé sur l'élément de support 370 avec son extrémité arrière orientée vers le haut, de telle sorte que la partie de corps arrière 245, la partie d'épaulement 240 et la partie de diamètre intermédiaire 230, sur lesquelles la glaçure a été appliquée, sont exposées. Au moyen du chauffage par les dispositifs de chauffage en céramique 360, la glaçure appliquée sur la surface de l'isolant 200 est cuite à une température élevée par exemple de 800 C ou plus. A ce moment-là, comme cela est représenté dans la figure 6, lorsque la glaçure appliquée sur la surface de l'isolant 200 devient molle du fait du chauffage, dans certains cas, comme cela est indiqué par S, la glaçure s'écoule vers le bas vers la partie de diamètre maximum 210 située sous la partie de diamètre intermédiaire 230. Toutefois, lorsqu'une partie de la glaçure qui s'écoule atteint la partie de rainure 235 formée entre la partie de diamètre intermédiaire 230 et la partie de diamètre maximum 210, la partie de glaçure question s'écoule le long de la partie de rainure 235 fait de la tension de surface et de la force adhésive de glaçure contre la surface de la partie de rainure 235. Par conséquent, de la glaçure en excès s'écoulant vers le bas est reçue par la partie de rainure 235, et n'atteint pas la partie de diamètre maximum 210. Lorsque l'isolant 200 est cuit et la glaçure est fixée dans cet état, une couche de glaçure 280 n'est pas formée sur la surface de la partie de diamètre maximum 210. Ainsi, lorsque l'isolant 200 est assemblé sur le culot métallique 50, il n'y a rien de présent entre la surface circonférentielle externe de la partie de diamètre maximum 210 et la surface circonférentielle interne du culot métallique 50. Il en résulte que l'isolant 200 peut être inséré en douceur dans le culot métallique 50, et l'isolant 200 peut maintenir une position concentrique pendant l'assemblage.

Afin de permettre un assemblage en douceur de l'isolant 200 dans le culot métallique 50 même lorsque la couche de glaçure 280 est formée sur une partie de partie de diamètre intermédiaire 230 de l'isolant 200, le diamètre extérieur A de la partie de diamètre intermédiaire 230 est de manière souhaitable rendu plus petit que le diamètre extérieur B de la partie de diamètre maximum 210, comme cela est représenté dans la figure 6. Plus spécialement, l'assemblage de l'isolant 200 peut être réalisé en douceur lorsque le diamètre extérieur B de la partie de diamètre maximum 210 est plus grand que le diamètre extérieur A de la partie de diamètre intermédiaire 230 d'au moins une quantité correspondant à une différence de rayon de 0,05 mm. Ceci est représenté dans les résultats d'un essai d'évaluation d'exemple 1 décrit ci-dessous. De même, dans le cas où le diamètre extérieur A de la partie de diamètre intermédiaire 230 est diminué afin d'augmenter encore la différence de rayon, afin de maintenir suffisamment une étanchéité à l'air au moyen du sertissage, la différence entre diamètre extérieur B de partie de diamètre maximum 210 et le diamètre extérieur A de la partie de diamètre intermédiaire 230 est de préférence rendue égale ou inférieure à une quantité correspondant à une différence de rayon de 0,15 mm, en considération des 5 résultats de l'essai d'évaluation d'exemple 1. Dans le cas d'une bougie d'allumage qui est fabriquée de telle sorte que la partie de filet externe pour la fixation sur la culasse a un diamètre de vis de M12 ou moins, la partie de rainure 235 est de préférence formée 10 afin d'avoir une largeur D d'au moins 0,3 mm mais pas supérieure à 1,0 mm et une profondeur C d'au moins 50 pm mais pas supérieure à 200 pm par rapport à la surface de la partie de diamètre intermédiaire 230. Lorsque la largeur D de la partie de rainure 235 est inférieure à 0,3 mm ou la 15 profondeur C est inférieure à 50pm, une partie de la glaçure s'écoulant vers le bas pendant la cuisson de glaçure ne peut être reçue dans la partie de rainure 235 et peut atteindre la partie de diamètre maximum 210. En outre, lorsque la partie d'épaulement 240 reçoit une force de 20 pression vers l'extrémité avant du fait du sertissage, une contrainte interne découlant de la force de pression est générée à l'intérieur de la partie de diamètre intermédiaire 230. Par conséquent, lorsque la largeur D de la partie de rainure 235 est supérieure à 1,0 mm ou la 25 profondeur C est supérieure à 200 pm, la partie de diamètre intermédiaire 230 peut ne pas réussir à procurer une rigidité suffisante. De manière notable, même lorsque la rainure 235 de la présente invention est prévue, la quantité d'application de la glaçure doit être contrôlée. 30 Toutefois, il devient inutile de réaliser ce contrôle avec un degré très élevé de précision, contraire des bougies d'allumage conventionnelles. Comme cela a été décrit ci-dessus, lorsqu'une glaçure est appliquée afin de recouvrir partie de corps arrière 245, la partie d'épaulement 240 et une partie de la partie de diamètre intermédiaire 230, et que la cuisson de glaçure est ensuite réalisée, la couche de glaçure 280 peut être formée sur la partie d'épaulement 240 de l'isolant 200 sans problème. La partie de la glaçure ramollie qui s'écoule vers le bas au moment de cuisson de glaçure est reçue dans la partie de rainure 235, de telle sorte que la glaçure n'atteint pas la partie de diamètre maximum 210. Par conséquent, la couche de glaçure n'est pas formée sur la surface de la partie de diamètre maximum 210 après cuisson de glaçure. C'est-à-dire que la surface de l'isolant 200 est exposée au niveau de la partie de diamètre maximum 210. Exemple 1 1.5 Un essai d'évaluation a été réalisé afin de confirmer l'effet obtenu en rendant le diamètre extérieur B de la partie de diamètre maximum 210 plus grand que le diamètre extérieur A de la partie de diamètre intermédiaire 230. Dans cet essai d'évaluation, cinq échantillons ont été 20 préparés pour chacun des cinq types d'isolants de rayons différents entre le diamètre extérieur B de la partie de diamètre maximum et le diamètre extérieur A de la partie de diamètre intermédiaire. Le procédé spécifique utilisé pour préparer les échantillons est décrit ci-dessous. 25 Des isolants ont été fabriqués de telle sorte que, après cuisson, le diamètre extérieur A de la partie de diamètre intermédiaire et le diamètre extérieur B de la partie de diamètre maximum avaient des valeurs visées de 11,6 mm et 11,8 mm, respectivement, et la partie de 30 diamètre intermédiaire avait une erreur dimensionnelle de 0,05 mm. Ensuite, différence de rayon (B - A)/2 de chaque isolant était mesurée; et les isolants étaient triés par différence de rayon en cinq types ou groupes; c'est-à- dire un groupe à 0,03 mm, un groupe à 0, 05 mm, groupe à 0,10 mm, groupe à 0,15 mm, et un groupe à 0,17 mm. Cinq isolants ont été préparés pour chaque type (une plage d'erreur de différence de rayon de chaque type utilisée au moment du tri était de 0,005 m m ) .

Une couche de glaçure a été formée sur chacun des 25 isolants (cinq isolants pour chacune des cinq types). La couche de glaçure ainsi formée avait une épaisseur de 20 pm 5 pm (une couche de glaçure formée par un procédé de fabrication de bougie d'allumage typique a une épaisseur de 20 pm). De manière notable, comme dans la bougie d'allumage 100, une électrode centrale et un élément de borne métallique étaient montés au préalable dans le trou axial de chacun des isolants. De même, un culot métallique devant être combiné avec chacun des isolants était formé de telle sorte que la partie d'engagement d'outil avait un diamètre interne de 12,0 mm, et était traité en surface (plaquage de Zn + traitement chromate : de manière notable, un plaquage de Ni peut être réalisé à la place d'un plaquage de Zn) comme dans le cas de bougies d'allumage connues. Ce culot métallique et l'isolant décrit ci-dessus ont été assemblés de façon à fabriquer des produits d'échantillon d'essai (identifiés comme échantillons numéros 1 à 5 correspondant aux types ou groupes d'isolants des différents rayons).

Dans le présent essai d'évaluation, l'évaluation a été réalisée pour des produits d'échantillon d'essai n'ayant pas d'électrode de masse. Les produits d'échantillon d'essai dans lesquels une difficulté était rencontrée au moment de la fabrication étaient considérés comme provoquant un défaut d'assemblage. Trois produits d'échantillon d'essai des cinq produits d'échantillon d'essai de l'échantillon numéro 1 (dans lequel l'isolant avait une différence de rayon de 0,03 provoquaient chacun un défaut d'assemblage. Ce défaut apparaissait du fait d'une petite différence de rayon entre la partie de diamètre intermédiaire et la partie de diamètre maximum de l'isolant qui résultait d'une irrégularité de la couche de glaçure formée sur la surface de la partie de diamètre intermédiaire, de telle sorte que l'axe était incliné au moment de l'assemblage. Ensuite, les produits d'échantillon d'essai fabriqués correctement étaient soumis à un essai d'étanchéité à l'air correspondant à la norme JIS B8031 6.5 (1995), et les produits d'échantillon dont une quantité de fuites d'air est supérieure à 1 ml/minute étaient considérés comme défaillants. Les deux produits d'échantillon d'essai de l'échantillon numéro 1 n'ayant pas provoqués de défaut d'assemblage ne présentaient pas de défaut d'étanchéité à l'air. De même, dans le cas de l'échantillon numéro 5 (dans lequel l'isolant avait une différence de rayon de 0,17 mm), sur les cinq produits d'échantillon d'essai, trois produits d'échantillon d'essai présentaient un défaut d'étanchéité à l'air. Ceci est dû au fait que, dans les produits d'échantillon d'essai de l'échantillon numéro 5, une différence de rayon accrue entre la partie de diamètre intermédiaire et la partie de diamètre extérieur réduit le diamètre extérieur de la partie d'épaulement. C'est-à-dire que, dans les produits d'échantillon d'essai de l'échantillon numéro 5, le diamètre extérieur de la partie d'épaulement devient plus faible comparé aux produits d'échantillon d'essai numéros 2, 3 et 4 dans lesquels leurs parties d'épaulement ont des diamètres extérieurs normaux. Par conséquent, une force axiale suffisamment grande n'était pas obtenue avec pour résultat une fuite d'air. Le tableau 1 montre les produits d'échantillon d'essai fabriqués et les résultats d'essai associés, Dans la colonne évaluation globale , les échantillons respectifs reçoivent une appréciation X lorsqu'un défaut d'assemblage apparaît; une appréciation A lorsque aucun défaut d'assemblage mais un défaut d'étanchéité d'air apparaît; et une appréciation O est assignée lorsqu'il n'apparaît ni défaut d'assemblage ni défaut d'étanchéité à l'air. Tableau 1 Echantillon n Différence de Défaut Défaut Evaluation rayon (mm) d'assemblage d'étanchéité à globale (pièces) l'air (pièces) 0,03 3 0 X 2 0,05 0 0 0 3 0,10 0 0 0 4 0,15 0 0 0 0,17 0 3 A L'essai d'évaluation ci-dessus confirme qu'une différence de rayon entre la partie de diamètre intermédiaire et la partie de diamètre maximum d'un isolant égale ou supérieure à 0,05 mm mais pas supérieure â 0,15 mm est souhaitable afin de minimiser les défauts d'assemblage et d'étanchéité à l'air.

La présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus, et différentes modifications sont possibles. Par exemple, comme dans un isolant 400 représenté dans la figure 7, en plus d'une partie de rainure 403 similaire à la partie de rainure dans la forme de réalisation décrite ci-dessus, une deuxième partie de rainure 404 peut être formée sur une partie de diamètre intermédiaire 401. De plus, deux parties de rainure ou plus peuvent être formées sur la partie de diamètre intermédiaire, ce qui peut arrêter de façon plus fiable l'écoulement glaçure au moment de cuisson, comparé à la forme de réalisation décrite ci-dessus dans laquelle une unique partie de rainure est prévue. Grâce à cette configuration, la glaçure n'atteint pas une partie de diamètre maximum 402, même lorsque les tolérances concernant la position et la quantité d'application de la glaçure sont accrues. En outre, comme dans l'isolant 410 représenté dans la figure 8, une partie de rainure en spirale 413 peut être formée sur la surface circonférentielle externe d'une partie de diamètre intermédiaire 411. Dans ce cas, la glaçure est forcée de s'écouler le long de la partie de rainure 413. Par conséquent, même lorsqu'un écoulement vers le bas de la glaçure apparaît d'une manière concentrée au niveau d'une certaine position circonférentielle de l'isolant 410, la quantité de glaçure présente au niveau de cette partie circonférentielle n'augmente pas, et la glaçure est empêchée de passer par-dessus la partie de rainure 413 et d'atteindre une partie de diamètre maximum 412.

En outre, comme dans un isolant 420 représenté dans la figure 9, une partie de rainure 423 peut être formée sur la circonférence externe d'une partie de diamètre intermédiaire 421 d'une manière non continue. Au moment de la cuisson de glaçure, l'isolant est placé de telle sorte que l'axe O s'étend verticalement. Par conséquent, la partie de rainure 423 peut empêcher suffisamment un écoulement vers le bas de la glaçure sur la partie de diamètre maximum 422 si elle est présente sur toute la circonférence de la partie de diamètre intermédiaire 421 même si sa position varie le long de la direction de l'axe O. De plus, comme dans un isolant 430 représenté dans la figure 10, une partie de rainure 433 similaire à la partie rainure dans la forme de réalisation décrite ci-dessus peut être formée dans une partie de diamètre intermédiaire 431, et plusieurs parties de renfoncement 434 communiquant avec la partie de rainure 433 au niveau de plusieurs emplacements circonférentiels peuvent être formées sur une partie de diamètre maximum 432. Dans ce cas, même lorsque la quantité de glaçure s'écoulant vers le bas et reçue à l'intérieur de la partie de rainure 433 au moment de la cuisson de glaçure est excessive, et une partie de la glaçure déborde de la partie de rainure 433, la partie de débordement de la glaçure peut être guidée dans les parties de renfoncement 434 de telle sorte que la glaçure ne s'écoule pas sur la surface de la partie de diamètre maximum 432. Dans chacune des modifications décrites ci- dessus, la partie de rainure est sous la forme d'une partie concave, et ses parties de bord se raccordant à la surface circonférentielle externe de la partie de diamètre intermédiaire prennent la forme d'arêtes vives. Toutefois, ces arêtes vives peuvent être chanfreinées sous forme conique ou arrondie. Cette configuration empêche ce que l'on appelle une accumulation de glaçure au niveau des limites entre la surface circonférentielle externe de l'isolant et les parois latérales de la partie de rainure. Il va sans dire que les portions d'arêtes entre les parois latérales et la surface inférieure de la partie de rainure peuvent être arrondies de façon à éliminer les limites entre les parois latérales et la surface inférieure ou à relier en douceur les parois latérales et la surface inférieure.

De plus, comme dans une bougie d'allumage 500 représentée dans la figure Il, une garniture d'étanchéité métallique annulaire 570 destinée à maintenir une étanchéité à l'air peut être disposée entre une partie de sertissage 560 d'un culot métallique 550 et une partie d'épaulement 441 d'un isolant 440. Dans ce cas également, puisqu'une couche de glaçure 580 est formée de façon fiable sur la partie d'épaulement 441, une contrainte agissant sur la partie d'épaulement 441, qui est poussée par la partie de sertissage 560 par l'intermédiaire de la garniture d'étanchéité 570, peut être amortie, de sorte que la résistance de l'isolant 440 à l'encontre d'une rupture peut être améliorée. Dans la présente forme de réalisation, la couche de glaçure 280 est formée en appliquant une glaçure sur la surface de l'isolant 200 en utilisant un rouleau 300 et en cuisant la glaçure. Toutefois, la glaçure peut être appliquée par des moyens autres que l'utilisation d'un rouleau. Par exemple, la glaçure peut être appliquée grâce à l'utilisation d'un pulvérisateur, ou par un processus dit de trempage dans lequel un isolant est trempé dans une glaçure stockée dans un réservoir de liquide. Puisque la partie de rainure 235 est prévue sur l'isolant 200 de telle sorte qu'un problème apparaît difficilement même lorsqu'une glaçure s'écoule vers le bas au moment de la cuisson de glaçure, même dans le cas où la glaçure est appliquée par l'utilisation d'un pulvérisateur ou d'un processus de trempage, la glaçure doit simplement être appliquée sur une zone s'étendant vers l'arrière depuis une partie de la partie de diamètre intermédiaire 230 de telle sorte que la glaçure est appliquée sur la partie d'épaulement 240 sans défaut. Par conséquent, le temps et le travail exigés pour contrôler strictement la position et la quantité d'application de la glaçure peuvent être éliminés.

La présente invention est efficace plus particulièrement pour des bougies d'allumage ayant un diamètre réduit telles que celles ayant une taille de vis de M12 ou moins, et peut être appliquée à des bougies d'allumage dont les diamètres réduits rendent chargement du talc ou équivalent difficile et dans lesquelles la différence de diamètre extérieur entre la partie de diamètre maximum et la partie de corps arrière de l`isolant est inférieure à 1 mm.

Claims

REVENDICATIONS

1. Bougie d'allumage comprenant : une électrode centrale (20); une électrode de masse (30) formant un écartement d'étincelle entre l'électrode centrale (20) et l'électrode de masse (30); un isolant (200) ayant une partie de corps intermédiaire (260), une partie de corps arrière (245) prévue en arrière de la partie de corps intermédiaire (260), et un trou axial (205) s'étendant le long d'un axe de l'isolant (200), l'isolant (200) maintenant l'électrode centrale (20) à l'intérieur du trou axial (205) au niveau d'une extrémité avant; et un culot métallique (50) recevant la partie de corps intermédiaire (260) de l'isolant (200) et ayant une partie de sertissage (60) au niveau de l'extrémité arrière, caractérisée en ce que la partie de corps intermédiaire (260) de l'isolant (200) comprend : une partie d'épaulement (240) pressée vers l'avant au moyen de la partie de sertissage (60); une partie de diamètre maximum (210) disposée en avant de la partie d'épaulement (240) et ayant un diamètre extérieur maximum parmi les parties constituant la partie de corps intermédiaire (260), et une partie de diamètre intermédiaire (230) reliant la partie d'épaulement (240) et la partie de diamètre maximum (210), ayant un diamètre plus petit que partie de diamètre maximum (210), et ayant une partie de rainure (235) s'étendant au moins dans une directioncirconférentielle sur une surface extérieure de la partie de diamètre intermédiaire (230), et en ce qu'une couche de glaçure (280) recouvre une surface de l'isolant (200) s'étendant depuis une partie de corps arrière (245) jusqu'à une partie entre la partie d'épaulement (240) et la partie de rainure (235)

2. Bougie d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface de l'isolant (200) est exposée de façon à ne pas être recouverte par la couche de glaçure (280) au niveau de la partie de diamètre maximum (210).

3. Bougie d'allumage selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la différence de rayon entre la partie de diamètre maximum (210) et la partie de diamètre intermédiaire (230) est égale ou supérieure à 0,05 mm mais pas supérieure à 0,15 mm.

4. Bougie d'allumage selon une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la partie de diamètre intermédiaire (230) a de préférence une longueur axiale égale ou supérieure à 2,0 mm.