KR100588074B1 - 내연기관용 점화플러그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관용 점화플러그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중심전극과 접지전극이 마모되거나 부식되어도 정상적으로 스파크를 발생시킬 수 있으며, 중심전극의 주위에 불순물이 흡착되어도 실화현상을 방지할 수 있는 내연기관용 점화플러그에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 중심전극; 상기 중심전극과 일정간격을 유지하는 접지전극;을 마련하여 스파크를 발생시키고, 상기 중심전극의 외측방향으로 절연체와 셸을 각각 구비하는 통상의 내연기관용 점화플러그에 있어서, 상기 셸에는 상기 중심전극과 접지전극 사이에 스파크가 발생되지 않을시 셸측에서 상기 중심전극과 스파크를 발생시키도록 보조갭(Gap)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

자동차, 내연기관, 점화플러그, 스파크, 전극, 엔진, 실린더, 전압, 절연

Description

내연기관용 점화플러그 {Spark Plug for Internal Engine}

도 1은 종래기술에 따른 점화플러그의 구성도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 점화플러그의 구성도,

도 3은 도 2의 평면도,

도 4는 도 2의 보조갭을 나타낸 단면도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 점화플러그의 구성도,

도 6은 도 5의 평면도,

도 7은 도 5의 보조갭을 나타낸 단면도.

< 도면 주요부분에 대한 부호의 설명 >

5: 전극 5a,50: 중심전극

5b,20: 접지전극 6,51: 절연체

8,30,130: 셸 10,100,200: 점화플러그

31,131: 보조갭 31a,131a: 동

132: 돌기 C: 불순물

본 발명은 내연기관용 점화플러그에 관한 것으로서, 중심전극과 접지전극이 마모되거나 부식되어도 정상적으로 스파크를 발생시킬 수 있으며, 중심전극의 주위에 불순물이 흡착되어도 실화현상을 방지할 수 있는 내연기관용 점화플러그에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관은 기관내에서 연료의 연소에 의한 연소가스의 팽창을 기계적인 일에 이용하는 기관으로, 가솔린기관과 디이젤기관으로 대분된다.

이 중 상기 가솔린기관은 엔진 실런더 내의 혼합기를 연소시키기 위해 별도의 점화장치를 필요로 한다.

상기 점화장치는 점화 스위치, 점화코일, 고압케이블, 점화플러그, 및 배전기로 구성되며 각각의 부품은 상호 전기적으로 연결되어 있다.

여기서, 상기 점화플러그는 점화코일로 부터 발생된 고전압을 인가 받아 엔진 실린더 내에 스파크를 발생시키는 기능을 하며, 엔진의 각 실린더의 상측에 설치된다.

이하, 상기 점화플러그에 관해 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 종래기술에 따른 점화플러그의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 점화플러그(10)는 크게 전극(5), 절연체(6), 셸(8)등으로 구성된다.

상기 전극(5)은 중심전극(5a)과, 상기 중심전극(5a)과 일정간격을 유지하며 셸(8)에 설치되는 접지전극(5b)으로 구성된다.

여기서, 상기 중심전극(5a)과 접지전극(5b)은 열전도성이 좋은 구리 화합물 또는 고순도의 니켈등으로 이루어지며, 고온, 고압에서의 내마모성을 고려하여 백금 화합물로 구성되기도 한다.

그리고, 상기 중심전극(5a)과 접지전극(5b) 사이에 간격을 형성시키는 것은 스파크를 발생시키기 위함이며, 그 길이에 있어서는 점화방식에 따라 차이가 있는바, 축전지 점화식일 때는 0.7~1.0mm, 마그네틱 점화식일 때는 0.5~0.7mm이다.

상기 절연체(6)는 중심전극(5a) 중 접지전극(5b)과 스파크를 발생시키는 부분을 제외한 남은 부분에서 고전압이 외측(예를 들어 셸측)으로 방출되는 것을 방지하기 위해 상기 중심전극(5a)과 결합되며, 재질로서는 통상 내열성, 열전도성, 절연성, 기계적 강도 등이 우수한 세라믹(Ceramic)이 채택된다.

즉, 상기 절연체(6)는 상기 중심전극(5a)이 접지전극(5b)과 스파크를 발생시키도록 일정부분은 돌출되도록 하고 남은 부분은 전압의 누출을 차단하기 위해 그 외측을 감싸는 형태이다.

한편, 상기 셸(8)은 탄소강을 재질로 하며, 상기 절연체(6)를 보호함과 동시에 실린더 헤드부분과의 결합을 위한 체결수단으로서의 역할을 수행하는바, 그 외측면은 나사형상을 취하게 된다.

상술한 바와 같이, 점화플러그(10)는 중심전극(5a)과 접지전극(5b) 사이에 스파크를 발생시켜 실린더 내에서 혼합기의 연소를 유도하는 기능을 한다.

따라서, 상기 점화플러그(10)는 자동차 엔진의 폭발행정 때마다 스파크를 발생시켜야 하며 실린더 내의 고온, 고압의 환경에 노출될 수밖에 없어 일정시간 경과후 중심전극(5a)과 접지전극(5b)이 마모되거나 부식되는 현상은 필연적으로 발생 된다.

한편, 종래에는 이와 같은 문제점을 해결하고자 상기 접지전극(5b)과 중심전극(5a)의 재질과 형상을 개선하여 내마모성과 내부식성의 향상시킴으로써, 점화플러그(10)의 수명 연장을 꾀하였다.

그러나 상기와 같은 방법은 중심전극(5a)과 접지전극(5b)의 재질 및 형상의 개선에만 국한되어지는 바, 실제로 점화플러그(10)의 수명을 획기적으로 연장실 수 없으며, 더 나아가 탄소성분 등의 불순물(C)이 절연체(6)에 흡착되어 중심전극(5a)의 전압이 상기 절연체(6)를 타고 셸(8)등으로 전도됨으로써 야기되는 이른바, 실화현상을 방치할 수 밖에 없었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 중심전극과 접지전극이 마모되거나 부식되어도 정상적으로 스파크를 발생시킬 수 있으며, 중심전극의 주위에 불순물이 흡착되어도 실화현상을 방지할 수 있도록 보조갭을 구비하는 내연기관용 점화플러그를 제공하는데 있다.

더 나아가, 본 발명의 또 다른 목적은 보조갭의 열전도성을 높여 열에 의한 변형 및 파손을 방지할 수 있는 점화플러그를 제공하는데 있다.

이하에서는 본 발명을 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 점화플러그의 구성도이고, 도 3은 도 2의 평면도이고, 도 4는 도 2의 보조갭을 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 점화플러그의 구성도이고, 도 6은 도 5의 평면도이며, 도 7은 도 5의 보조갭을 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 중심전극(50)과; 접지전극(20)을 마련하여 스파크를 발생시키고, 상기 중심전극(50)의 외측방향으로 절연체(51)와 셸(30)을 각각 구비하는 통상의 점화플러그(100)에 있어서, 상기 셸(30)에 보조갭(Gap)(31)이 설치됨으로써 이루어진다.

여기서, 상기 보조갭(31)은 상기 셸(30)에 용접되어 형성될 수 있는데, 상기 보조갭(31)은 환형으로서, 즉, 링(Ring)모양의 형상을 취하며, 상기 셸(30)과 동일한 곡률반경을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 셸(30)에서 중심전극(50)에 근접한 측을 내측, 상기 내측과 직각방향으로써 접지전극(20)에 인접한 측을 상측이라하면, 상기 보조갭(31)은 상기 셸(30)의 상측과 내측에 그 표면이 노출되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 보조갭(31)에서 내측에 해당되는 면, 즉, 내측면은 상기 셸(30)의 내면과 일치되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 보조갭(31)이 중심전극(50)과 이루는 간격은 상기 중심전극(50)과 접지전극(20) 사이에 형성되는 간극(이하 불꽃간극이라 함)보다 크게 형성되도록 하고, 상기 중심전극(50)과는 상기 중심전극(50)에 인가된 전압(약 10,000~30,000V)에 의해 스파크를 발생시킬 수 있는 간격을 형성하는 것이 바람직하다.

이는 상기 중심전극(50)과 접지전극(20)이 정상적으로 스파크를 발생시킬 수 있는 조건에서는 상기 보조갭(31)과 중심전극 사이에 스파크가 발생되는 것을 방지하기 위함이다.

또한, 상기 보조갭(31)은 필요시 접지전극(20)의 역할을 수행해야 하는바, 전기 전도성이 좋은 금속재로 이루어지는 것이 바람직하다.

예로서, 상기 보조갭(31)의 재질은 구리합금이나, 내마모성을 고려하여 니켈합금, 백금합금 중에서 채택될 수 있을 것이다.

아울러, 상기 보조갭(31)에 동(cu)을 삽입하면 상기 보조갭(31)의 열전도성을 향상시킬 수 있다.

즉, 필요시 상기 보조갭(31)이 중심전극(50)과 실린더 내에서 스파크를 발생시킬때에는 상기 보조갭(31)의 온도가 높아지게 되는데 상기 보조갭(31)에 동(cu)(31a)을 삽입하여 열전도성을 향상시킴으로써, 상기 보조갭(31)의 고열에 의한 변형 및 파손을 방지할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 다른 실시예는 환형의 상기 보조갭(131)의 내측면에 다수개의 돌기(132)가 형성됨으로써 이루어진다.

이때, 형성된 돌기(132)는 상기 보조갭(131)의 첨단부 역할을 하여 중심전극(50)과 스파크를 보다 용이하게 발생시킬 수 있다.

여기서, 상기 보조갭(131)의 내측면에 다수개의 돌기(132)가 형성되는 구조에 있어서는, 상기 보조갭(131)의 내측면 중 돌기(132)가 형성되지 않은 부분은 셸(30)의 내면과 일치되고, 상기 돌기(132)는 셸(30)의 내면보다 일정길이 만큼 돌출되는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 바와 같이, 본 발명에서는 상기 보조갭(131)의 돌기(132)가 다수개로 형성되어 상기 돌기(132) 중 최소한 한곳에서라도 제 기능을 하게 되면 중심전극(50)과 스파크를 발생시킬 수 있게 된다.

아울러, 본 실시예에서도 상술된 실시예에서와 같이 보조갭(131)에 동(131a)을 삽입하여 상기 보조갭(131)의 열전도성을 향상시킬 수 있음은 물론이다.

이하에서는 상기와 같은 구성과 구조를 갖는 본 발명의 작용과 원리에 관해 설명하고자 한다.

본 발명에 따른 점화플러그(100,200)는 주지된 바와 같이, 내연기관이 폭발행정에 이르렀을때 중심전극(50)에 도달된 전압이 불꽃간극을 통해 접지전극(20)으로 전도되면서 스파크를 발생시킨다.

상기와 같은 작동을 반복하게 되어 상기 점화플러그(100,200)의 중심전극(50)과 접지전극(20)이 마모되거나 부식되어 불꽃간극을 형성하지 못함으로써 스파크를 발생시키지 못하게 되면, 상기 중심전극(50)에 도달된 전압은 불순물(C)을 따라 절연체(51)의 표면이나 셸(30)로 이동되려 하기 보다는 상대적으로 전기전도성이 높고 상기 중심전극(50)과는 스파크를 발생시킬 수 간격을 유지하는 보조갭(31,131)으로 이동하게 되며, 그 과정에서 스파크가 발생되게 되는 것이다.

따라서, 상기 중심전극(50)과 접지전극(20) 사이에 스파크가 발생되지 않더라도 상기 중심전극(50)으로 부터 전압이 불순물(C)을 따라 절연체(51)의 표면을 타고 셸(30,130)로 이동되지 않고 보조갭(31,131)을 통해 정상적인 스파크가 발생되는 것이다.

아울러, 상기 보조갭(31,131)에 내삽된 동(31a,131a)은 스파크 발생 또는 엔진 실린더 내의 폭발로 인해 온도가 상승된 보조갭(31,131)의 열을 다른 곳으로 보다 용이하게 전도시킴으로써 상기 보조갭(31,131)의 고열에 의한 변형 및 파손을 방지할 수 있는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 보조갭을 구비하여 중심전극과 접지전극이 마모되거나 부식되어도 정상적으로 스파크를 발생시킬 수 있으며, 중심전극의 주위에 불순물이 흡착되어도 실화현상을 방지할 수 있어 점화플러그의 수명을 연장시키는 효과가 있다.

아울러, 본 발명은 보조갭의 열전도성을 높여 열에 의한 변형 및 파손을 방지하여 점화플러그의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기에서 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다, 따라서 첨되는 특허 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다

Claims (4)

1. 중심전극(50); 상기 중심전극(50)과 일정간격을 유지하는 접지전극(20);을 마련하여 스파크를 발생시키고, 상기 중심전극(50)의 외측방향으로 절연체(51)와 셸(30)을 각각 구비하는 통상의 내연기관용 점화플러그(100)에 있어서,

   상기 셸(30)에는 상기 중심전극(50)과 접지전극(20) 사이에 스파크가 발생되지 않을시 셸(30)측에서 상기 중심전극(50)과 스파크를 발생시키도록 환형의 보조갭(Gap)(131)이 구비되고,

   상기 보조갭(131)의 내측면에는 다수개의 돌기(132)가 형성되되, 상기 보조갭(131)의 내측면 중 돌기(132)가 형성되지 않은 부분은 셸(30)의 내면과 일치되고, 상기 돌기(132)는 셸(30)의 내면에서 일정길이 만큼 돌출되며,

   상기 보조갭(131)에는 동(131a)이 삽입된 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화플러그.
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