KR100311275B1 - 내연기관용 점화플러그의 발화부의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 점화코일로부터 고압전류를 받아 중심전극의 팁과 접지전극의 팁 사이의 간극에서 불꽃을 발생할 수 있도록 한 내연기관용 점화플러그의 발화부의 제조방법에 관한 것으로서, 중심전극의 하단부의 일면에, 상면에 홈을 갖는 원형의 용접전극을 형성한후, 상기 용접전극의 홈에 리벳 형상을 갖는 귀금속의 팁을 안착시키는 단계와, 상기 중심전극 속으로 팁이 들어가도록 1차 전기용접하는 단계와, 상기 팁과 용접전극을 분리함과 동시에 중심전극의 모서리를 절삭하는 단계를 포함하여 이루어진 발명임.

Description

내연기관용 점화플러그의 발화부의 제조방법{A method of producing sparking part of a spark plug for internal combustion engine}

본 발명은 엔진의 연소실 내에 압축된 혼합기를 전기 불꽃으로 적절한 시기에 점화하여 연소시키는 내연기관용 점화플러그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 점화코일로부터 고압전류를 받아 중심전극의 팁과 접지전극의 팁 사이의 간극에서 불꽃을 발생할 수 있도록 한 내연기관용 점화플러그의 발화부의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 점화프러그는 각 실린더에 1개씩 배치되고, 점화코일에서 발생한 고압전류를 중심전극에 받아 접지전극과의 간극에 불꽃을 발생시켜 연소실 내에서 압축된 혼합가스를 점화, 연소시키는 작용을 한다.

상기 불꽃이 튈때 점화플러그는 약 2000℃, 40kgf/㎠에 달하는 고온, 고압이 되고, 또 1만 볼트 이상 되는 고전압을 전극 간극에 도입시켜야 하므로 내열성, 절연성, 기밀성에서 뛰어나고 화학적으로도 안정되어야 한다.

또한, 엔진의 회전상태에 따라 항상 전극부의 온도가 적절히 유지되어야 한다.

도 1은 일반적인 내연기관용 점화플러그의 내부를 도시한 부분절개 단면도이다.

도 1을 참조하면, 내연기관용 점화플러그(10)는 전극(electrode)(20)(30), 절연체(40), 셸(shell)(50)등으로 이루어져 있으며, 중심전극(20)과 접지전극(30) 사이에서 발생하는 불꽃을 이용하여 혼합기를 점화시키는 역할을 하고, 다른 부품들과 연동하여 기관의 작동상태에 결정적인 영향을 미친다.

상기 중심전극(20)은 봉형상으로 이루어져 있다.

상기 점화플러그(10)의 재료로는 금속, 세라믹, 유리등이 사용되며, 단자전극봉(60), 절연체(40), 셸(50) 그리고 접지전극(30) 및 중심전극(20)등이 가장 중요한 부분이 된다.

또한, 상기 단자전극봉(60)은 특수도전체의 유리씰(미도시)에 의해 중심전극(20)과 결합되어 있으며, 절연체(40)와는 기밀을 유지할 수 있는 구조로 되어 있고, 단자부분은 고전압케이블이 설치될 수 있도록 단자결합부(70)가 성형되어 있는 구조로 되어 있다.

상기 절연체(40)는 내열성, 절연성 그리고 기계적 강도가 큰 특수세라믹으로 중심전극(20)과 단자전극봉(60)을 셸(50)로부터 절연하는 역할을 수행하며, 절연체(40)의 표면을 매끄럽게 가공하여 여러개의 돌기부를 성형한 차단벽(미도시)은 습기와 먼지가 부착되지 않도록 하여 전류의 누설을 방지하고, 누설전류의 이동경로를 길게하여 누설전류의 발생을 억제하는 역할을 수행한다.

상기 셸(50)은 절연체(40)를 보호하는 역할을 하며, 상부에는 렌치를 끼울수 있도록 6각부(80)로 되어 있으며, 하부는 설치용 나사부 및 기밀을 위한 가스킷(미도시)으로 되어 있다.

상기 전극은 중심전극(20)과 접지전극(30)으로 되어 있으며, 특히 점화플러그(10)의 점화성 및 내구성에 절대적으로 영향을 미치는 간극은 보통 0.7∼1.1㎜가 대부분이다.

한편, 발화부(70)인 중심전극(20)과 접지전극(30)의 가운데 부분에 팁(100)이 전기 용접되어 있다.

그러나, 종래의 내연기관용 점화플러그의 발화부인 중심전극의 팁과 접지전극의 팁은 단순히 상기 중심전극과 접지전극의 상면에 동공형의 구멍을 가공하여 팁을 용접하는 방법으로 사용되고 있기 때문에 상기 팁의 용접이 곤란한 문제점이 있었다.

또한, 시간이 경과함에 따라 상기 중심전극과 접지전극의 상면에 동공형의 구멍에 용접된 팁이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 중심전극과 접지전극의 상면에 팁이 떨어지지 않게 접합하여 내구성 및 점화성이 향상되도록 한 내연기관용 점화플러그의 발화부의 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 내연기관용 점화플러그의 발화부의 제조방법의 특징은, 중심전극, 접지전극, 팁을 구비한 내연기관용 점화플러그의 발화부의 제조방법에 있어서, 상기 중심전극의 하단부의 일면에, 상면에 홈을 갖는 원형의 용접전극을 형성한후, 상기 용접전극의 홈에 리벳 형상을 갖는 귀금속의 팁을 안착시키는 단계와, 상기 중심전극 속으로 팁이 융착되어 들어가도록 전기용접하는 단계와, 상기 팁과 용접전극을 분리함과 동시에 중심전극의 모서리를 절삭하는 단계를 포함하여 이루어진다.

도 1은 일반적인 내연기관용 점화플러그의 내부를 도시한 부분절개 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 내연기관용 점화플러그의 내부를 도시한 부분절개 단면도,

도 3a 내지 도 3d는 도 2의 발화부의 제조방법을 나타낸 공정도,

도 4a 내지 도 4d는 도 2의 발화부중 접지전극에 형성되는 팁의 다른 제조방법을 나타낸 공정도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

210 : 단자결합부, 220 : 6각부,

230 : 발화부, 240 : 장착나사부,

250 : 셸, 260 : 단자전극봉,

270 : 중심전극, 280 : 접지전극,

290 : 팁.

이하, 본 발명에 따른 내연기관용 점화플러그의 발화부의 제조방법의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 내연기관용 점화플러그의 내부를 도시한 부분절개 단면도이고, 도 3a 내지 도 3d는 도 2의 발화부의 제조방법을 나타낸 공정도이며, 도 4a 내지 도 4d는 도 2의 발화부중 접지전극에 형성되는 팁의 다른 제조방법을 나타낸 공정도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 내연기관용 점화플러그는 크게 단자결합부(210), 6각부(220), 발화부(230), 장착나사부(240), 셸(250), 유리씰(미도시), 차단벽(미도시), 단자전극봉(260)으로 이루어진다.

상기 발화부(230)는 중심전극(270), 접지전극(280), 중심전극/접지전극의 팁(290)으로 이루어진다.

상기 중심전극/접지전극(270)(280)의 팁(290)의 재료로는 귀금속이 바람직하고, 특히 백금(Pt)으로 만들어짐이 바람직하다.

상기 발화부(230)인 중심전극(270)과 접지전극(280)의 상면에 팁(290)을 형성시키는 제조방법의 실시예를 도 3a ∼ 도 3d를 살펴보면, 중심전극(270)의 하단부의 일면에, 상면에 홈(300)을 갖는 원형의 용접전극(310)을 형성한후, 상기 용접전극(310)의 홈(300)에 리벳 형상을 갖는 귀금속의 팁(290)을 그 헤드부분이 노출되게 도 3a에 도시된 바와같이 안착시킨다.

따라서, 상기 팁(290)을 도 3b 내지 도 3c에 도시된 바와같이 그 헤드부분이 상기 중심전극(270)에 접촉된 상태로 가압하면서 통전시켜 전기용접한다.이로써, 팁(290)이 헤드부분이 부분적으로 용융상태로 되어 중심전극에 융착되어 일체화되므로 팁이 견고하게 접합된다.

그런후에, 상기 용접전극(310)을 상승시키면 도 3d에 도시된 바와같이 상기팁(290)과 용접전극(310)이 분리된다.

이어, 상기 중심전극의 상단면의 모서리를 도 3d에 도시된 바와같이 절삭가공한다.이로써, 상기 중심전극의 상단 모서리부분과 접지전극 사이에서 발생될 수 있는 방전이 방지된다.이러한 방전은 플러그 점화시기에 영향을 주게 되므로 조기점화 또는 녹킹현상을 초래하는 종래 플러그의 문제점이 해결된다.

도 4a 내지 도 4d는 도 2의 발화부중 접지전극에 형성되는 팁의 다른 제조방법을 나타낸 공정도이다.

도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 접지전극(280)의 상/하부에 용접전극(310)을 위치시킴과 아울러 하부 용접전극(310) 상면에 팁(290)을 도 3a에 도시된 바와같이 안착시키고, 통전시켜 용접시킴으로써 상기 접지전극에 대향된 팁(290)의 일부가 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 접지전극(280) 속으로 융착되어 부분적으로 일체화된다.그리고 상기 접지전극(280)에 부분적으로 융착된 팁(290)의 상측에 도 4c에 도시된 바와 같이 해머형상을 갖는 지그(320)로 동전모양으로 납작한 형상을 갖도록 팁(290)을 타격하여 팁의 표면이 접지전극(280)에 밀착되게 한다.

그런후에, 상기 접지전극(280) 상면에 동전모양으로 납작하게 된 팁(290)의 상측및 하측에 상기 용접전극(310)을 밀착하고, 전기용접하여 팁(290)이 접지전극(280)에 밀착된 상태로 융착되어 견고하게 일체로 접합된다.그런 다음, 도 4d에 도시된 바와같이 상기 팁(290)과 용접전극(310)를 분리한다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 귀금속의 중심전극/접지전극의 팁을 용접, 동전모양으로 압축, 2차용접의 공정을 통해 상기 팁이 전극에 융착되어 일체로 견고하게 접합되는 효과가 있다.또한, 중심전극 상단 모서리를 절삭하여 조기방전을 방지하여 점화시 조기점화가 방지된다.

Claims (3)

1. 중심전극, 접지전극, 팁을 구비한 내연기관용 점화플러그의 발화부의 제조방법에 있어서,

   상기 중심전극의 하단부의 일면에, 상면에 홈을 갖는 용접전극을 형성한후, 상기 용접전극의 사각홈에 리벳 형상을 갖는 귀금속의 팁을 안착시키는 단계와;

   상기 중심전극 속으로 팁이 융착되어 들어가도록 전기용접하는 단계와;

   상기 팁과 용접전극을 분리함과 동시에 중심전극의 모서리를 절삭하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관용 점화플러그의 발화부의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 접지전극에 형성되는 팁은

   접지전극의 상/하부에 용접전극을 위치시킴과 아울러 하부 용접전극 상면에 팁을 안착시켜 상기 접지전극 속으로 팁이 부분적으로 융착되어 들어가도록 1차 전기용접하는 단계와;

   상기 접지전극과 용접된 팁의 상측에 해머형상을 갖는 지그를 하강시켜 동전모양의 납작한 형상을 갖고 전체적으로 밀착되게 팁을 타격하는 단계와;

   상기 접지전극 상면에 동전모양의 형상을 한 팁의 상측 및 하측에 상기 용접전극을 밀착시켜 2차 전기용접을 실시하여 일체로 접합한 후 상기 팁과 용접전극을 분리하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관용 점화플러그의 발화부의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 팁은 백금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화플러그의 발화부의 제조방법.