KR100701570B1 - Structure of Electrode of Spark Plug for Internal Engine and Method for Manufacturing it - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 점화 플러그의 요부를 나타낸 부분 사시도,1 is a partial perspective view showing a main portion of a spark plug according to the present invention;
도 2는 도 1의 정면도,2 is a front view of FIG. 1,
도 3은 도 1의 측면도.3 is a side view of FIG. 1;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 중심전극 11: 홈10: center electrode 11: groove
20: 접지전극 25: 동20: ground electrode 25: copper
30: 금구 40: 절연애자30: bracket 40: insulator
50: 점화 플러그50: spark plug
L1: 동의 끝지점과 접지전극의 선단이 이루는 간격L 1 : distance between the end point of copper and the tip of ground electrode
L2: 중심전극의 폭L 2 : width of the center electrode
본 발명은 내연기관용 점화 플러그의 전극 구조 및 전극 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중심전극과 접지전극이 스파크 발생시 그 중심부위에서 소염작용을 감소시켜 화염핵을 증대시킬 수 있는 구조를 갖도록 하여 점화 성능을 높일 수 있으며, 중심전극과 대향되는 접지전극에 열전도성이 우수한 동을 삽입함으로써 스파크 발생시 상기 접지전극으로부터 금구측으로의 열전도성을 향상시켜 과도한 열에 의한 전극의 부식 및 마모를 감소시킬 수 있는 내연기관용 점화 플러그의 전극 구조 및 전극 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode structure and an electrode manufacturing method of a spark plug for an internal combustion engine, and more particularly, to ignite the center electrode and the ground electrode to have a structure that can increase the flame nucleus by reducing the anti-inflammatory action on the center of the spark when it occurs. Performance can be increased, and by inserting copper having excellent thermal conductivity into the ground electrode opposite to the center electrode, an internal combustion that can reduce corrosion and abrasion of the electrode due to excessive heat by improving thermal conductivity from the ground electrode to the bracket side when sparking occurs. An electrode structure of an engine spark plug and an electrode manufacturing method.
일반적으로 내연기관은 연소시 사용되는 연료에 따라 디이젤기관과 가솔린기관으로 나뉜다. In general, internal combustion engines are divided into diesel engines and gasoline engines according to the fuel used for combustion.
상기 디이젤기관은 압축 착화 기관으로서 연료를 고비율로 압축하여 착화시켜 연소시키는 바, 별도의 점화장치를 필요로 하지 않는다.The diesel engine is a compression ignition engine, and the fuel is compressed and ignited by combustion at a high rate, so that no separate ignition device is required.
반면에, 상기 가솔린기관은 연료와 공기가 혼합된 혼합연료에 스파크를 일으켜 기관 내의 연소를 달성한다. 따라서, 상기 가솔린기관은 스파크 발생을 위한 점화장치를 필요로 하며, 이러한 점화장치는 점화 스위치, 점화코일, 고압케이블, 점화플러그, 및 배전기로 구성된다. On the other hand, the gasoline engine sparks the mixed fuel mixed with fuel and air to achieve combustion in the engine. Therefore, the gasoline engine needs an ignition device for generating sparks, which is composed of an ignition switch, an ignition coil, a high voltage cable, a spark plug, and a distributor.
여기서, 상기 점화플러그는 점화코일로 부터 발생된 고전압을 인가 받아 엔진 실린더 내에 스파크를 발생시키는 기능을 하며, 엔진의 각 실린더의 상측에 설치된다.Here, the spark plug is applied to a high voltage generated from the ignition coil to generate a spark in the engine cylinder, and is installed above each cylinder of the engine.
상기 점화플러그는 크게 전극, 절연애자, 금구 등으로 구성된다.The spark plug is largely composed of an electrode, an insulator, a metal fitting, and the like.
상기 전극은 중심전극과, 상기 중심전극과 일정간격을 유지하며 금구에 용접 등에 의해 부착, 고정되는 접지전극으로 구성된다.The electrode is composed of a center electrode and a ground electrode which is fixed and attached to the bracket by welding or the like while maintaining a predetermined distance from the center electrode.
여기서, 상기 중심전극과 접지전극은 열전도성이 좋은 구리 화합물 또는 고순도의 니켈등으로 이루어지며, 고온, 고압에서의 내마모성을 고려하여 백금 화합물로 구성되기도 한다.Here, the center electrode and the ground electrode are made of a copper compound having good thermal conductivity or nickel of high purity, and may be composed of a platinum compound in consideration of wear resistance at high temperature and high pressure.
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상기 절연애자는 중심전극 중 접지전극과 스파크를 발생시키는 부분을 제외한 남은 부분에서 고전압이 외측(예를 들어 금구측)으로 방출되는 것을 방지하기 위해 상기 중심전극과 결합되며, 재질로서는 통상 내열성, 열전도성, 절연성, 기계적 강도 등이 우수한 세라믹(Ceramic)이 채택된다.The insulator is combined with the center electrode in order to prevent the high voltage from being discharged to the outside (for example, the bracket side) in the remaining parts of the center electrode except for the part generating the spark and the ground electrode. Ceramics having excellent conductivity, insulation, mechanical strength, and the like are adopted.
즉, 상기 절연애자는 상기 중심전극이 접지전극과 스파크를 발생시키도록 일정부분은 돌출되도록 하고 남은 부분은 전압의 누출을 차단하기 위해 그 외측을 감싸는 형태이다.That is, the insulator insulates a certain portion so that the center electrode generates sparks with the ground electrode, and the remaining portion surrounds the outside to prevent leakage of voltage.
한편, 상기 금구는 탄소강을 재질로 하며, 상기 중심전극 및 절연애자를 보호함과 동시에 실린더 헤드부분과의 결합을 위한 체결수단으로서의 역할을 수행하는바, 그 외측면은 나사형상을 취하게 된다.Meanwhile, the bracket is made of carbon steel, and serves as a fastening means for protecting the center electrode and the insulator while being coupled to the cylinder head. The outer surface of the bracket has a screw shape.
상기와 같은 점화 플러그는 엔진 실린더 내에서 혼합기의 연소를 위한 스파크 발생시키는 기능을 하는바, 높은 성능을 위해서는 전극의 형상이 무엇보다 중요하다. The spark plug as described above functions to generate a spark for combustion of the mixer in the engine cylinder, and the shape of the electrode is important for high performance.
이와 더불어, 상기 점화 플러그는 자동차 엔진의 폭발행정 때마다 스파크를 발생시켜야 함에 기인하여 실린더 내의 고온, 고압의 환경에 지속적으로 노출되는 바, 높은 내구성을 위해서는 고온 또는 고압환경에 의한 전극의 마모 및 부식이 방지되어야 한다. In addition, the spark plug is continuously exposed to the high temperature and high pressure environment in the cylinder due to the spark generated every time the explosion stroke of the vehicle engine, for high durability wear and corrosion of the electrode by the high temperature or high pressure environment for durability This should be avoided.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 중심전극과 접지전극이 스파크 발생시 그 중심부위에서 소염작용을 감소시켜 화염핵을 증대시킬 수 있는 구조를 갖도록 하여 점화 성능을 높일 수 있는 내연기관용 점화 플러그의 전극 구조 및 전극 제조방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to have a structure that can increase the flame nucleus by reducing the anti-inflammatory action on the center of the center electrode and the ground electrode when the spark occurs to increase the ignition performance The present invention provides an electrode structure and an electrode manufacturing method of a spark plug for an internal combustion engine that can be increased.
또한, 본 발명의 다른 목적은 스파크 발생시 상기 접지전극으로부터 금구측으로의 열전도성을 향상시켜 과도한 열에 의한 전극의 부식 및 마모를 감소시킬 수 있는 내연기관용 점화 플러그의 전극 구조 및 전극 제조방법을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention to provide an electrode structure and electrode manufacturing method of the spark plug for an internal combustion engine that can reduce the corrosion and wear of the electrode due to excessive heat by improving the thermal conductivity from the ground electrode to the bracket side when sparking occurs. .
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 중심전극과; 상기 중심전극과 스파크 발생을 위해 이격되는 형태로 금구에 용접되는 접지전극을 포함하는 점화 플러그에 있어서, 상기 중심전극의 접지전극과 대향된 면의 중앙에는 "V" 자 홈이 형성되고, 상기 접지전극의 중심전극과 대향된 면은 중심부위가 함몰되어 상기 중심전극과 접지전극 사이의 스파크 발생시 상기 "V" 자 홈이 형성된 구간에서 화염핵이 증대되며, 상기 접지전극에는 상기 접지전극으로부터 상기 금구 측으로의 열전도성을 높일 수 있도록 동이 삽입되는 것을 특징으로 한다. The present invention for solving the above problems and the center electrode; In the spark plug comprising a ground electrode welded to the bracket in a form spaced apart for the spark generation of the center electrode, a "V" groove is formed in the center of the surface of the center electrode facing the ground electrode, the ground The surface facing the center electrode of the electrode is recessed in the center thereof, and when the spark is generated between the center electrode and the ground electrode, the flame nucleus is increased in the section where the “V” groove is formed, and the ground electrode has the bracket It is characterized in that the copper is inserted so as to increase the thermal conductivity to the side.
또한, 본 발명은 중심전극과; 상기 중심전극과 스파크 발생을 위해 이격되는 형태로 금구에 용접되는 접지전극을 포함하는 점화 플러그의 제조방법에 있어서, 상기 중심전극의 접지전극과 대향된 면의 중앙에 "V" 자 홈을 형성하고, 상기 접지전극의 중심전극과 대향된 면의 중심부위는 함몰 형성시키며, 상기 접지전극에는 동을 삽입하되, 상기 접지전극에 동을 삽입하는 공정은 접지전극을 단조한 후 세척하는 단계와; 세척된 접지전극에 동을 삽입하고 재차 세척하는 단계와; 세척된 접지전극을 단조하는 단계와; 단조된 접지전극을 세척한 후 트림하는 단계와; 트림된 접지전극을 풀림하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention and the center electrode; In the method of manufacturing a spark plug comprising a ground electrode welded to the bracket in a form spaced apart for the spark generation of the center electrode, forming a "V" groove in the center of the surface of the center electrode facing the ground electrode; Forming a recess on the center of the surface of the ground electrode opposite to the center electrode, and inserting copper into the ground electrode, the process of inserting copper into the ground electrode, forging and washing the ground electrode; Inserting copper into the cleaned ground electrode and washing again; Forging the washed ground electrode; Cleaning the forged ground electrode and then trimming the forged ground electrode; And releasing the trimmed ground electrode.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 보다 명확히 설명될 수 있을 것이다. The present invention having such a feature will be more clearly described through the preferred embodiment accordingly.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 점화 플러그의 요부를 나타낸 부분 사시도이고, 도 2는 도 1의 정면도이며, 도 3은 도 1의 측면도이다.1 is a partial perspective view illustrating a main portion of a spark plug according to the present invention, FIG. 2 is a front view of FIG. 1, and FIG. 3 is a side view of FIG. 1.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 점화 플러그(50)가 중심전극(10), 상기 중심전극(10)과 스파크 발생을 위해 이격되는 형태로 금구(30)에 용접되는 접지전극(20), 상기 중심전극(10)의 외측을 감싸는 절연애자(40)를 포함하여 구성됨은 주지된 바와 같다.As shown, the
그런데, 본 발명에 따르면, 상기 중심전극(10)의 접지전극(20)과 대향된 면 의 중앙에 홈(11)이 형성된다. 상기 홈(11)은 단면상 "V" 자 형상을 취하게 되는데, 상기 중심전극(10)의 폭에 대응되어 연장되므로 전체적으로 대략 삼각기둥의 형상을 취하게 된다. However, according to the present invention, the
또한, 상기 접지전극(20)의 중심전극(10)과 대향된 면은 중심부위가 함몰되어 함몰된 중심부위를 기준하여 양측이 상대적으로 융기된 형상을 취한다. 여기서 상기 접지전극(20)의 함몰된 부위는 첨단부 형성에 기인한 국부적인 스파크 발생을 방지하도록 둥글게 만곡되는 것이 바람직하며, 함몰된 부위의 양측은 편평한 형상을 취하는 것이 바람직하다. In addition, the surface opposite to the
상기와 같은 중심전극(10)과 접지전극(20)의 구조에 의하면, 상기 중심전극(10)과 접지전극(20)의 스파크 발생시 상기 "V" 자 홈(11)이 형성된 구간에서 소염작용을 감소(최소화)시킬 수 있으며, 이에 따라 화염핵을 증대시킬 수 있는 바, 이는 상기 중심전극(10)과 접지전극(20)의 각각의 대향된 면이 편평한(Flat) 형상을 취할 때 보다 점화성능을 향상시킬 수 있는 구조이다. According to the structure of the
한편, 본 발명에 따르면, 상기 접지전극(20)에는 상기 접지전극(20)으로부터 상기 금구(30) 측으로의 열전도성을 높일 수 있도록 동(Cu)(25)이 삽입된다. 즉, 상기 중심전극(10)과 접지전극(20)이 내열성 및 내마모성을 고려하여 니켈(Ni)을 주성분으로 하는 합금, 또는 니켈(Ni)로 이루어지도록 하되, 상기 접지전극(20)에 동(25)을 삽입하여 상기 접지전극(20)으로부터 상기 금구(30) 측으로의 열전도성을 높이고 이에 따라 열에 의한 상기 접지전극(20)의 부식 및 마모를 방지하고자 하는 것이다. Meanwhile, according to the present invention, copper (Cu) 25 is inserted into the
여기서, 상기 접지전극(20)에 동(25)이 삽입된 구조는 점화 플러그(50)의 점 화 성능에 밀접한 영향을 끼치는 바, 이하에서 보다 바람직한 구조 및 형상을 제시하고자 한다.Here, the structure in which the
상기 동(25)은 상기 접지전극(20)에 연속되어 삽입되기 보다는 상기 접지전극(20)의 길이방향으로 다수 구간에 삽입되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 접지전극(20)의 동(25)이 삽입된 구간은 상호 일정간격 이격되는 것이 바람직하다. 상기와 같은 구조에 의하면, 설계시, 상기 접지전극(20)의 동(25)이 삽입된 구간이 이루는 간격을 달리하여 상기 접지전극(20)의 전체 열전도성을 조절하는 것이 가능하다. The
또한, 상기 동(25)은 그 끝지점이 상기 접지전극(20)의 선단과 일정간격 이격되도록 삽입되며, 이때, 이격된 간격은 상기 중심전극(10)의 폭을 기준하여 바람직한 비율로 한정될 수 있는데, 이는 점화 플러그(50)의 점화 성능과 내구성을 고려한 것에 기인한다. 즉, 상기 동(25)의 끝지점이 상기 접지전극(20)의 선단과 이루는 간격이 너무 크면 전극의 냉각 효과가 감소하게 되고, 반대로 너무 작게 되면 상기 접지전극(20)을 통한 열이 금구(30) 등의 타구성품으로 과도하게 전달되어 결국 점화 플러그 전체의 내구성이 저하되며, 상기 접지전극(20)과 중심전극(10)의 스파크 발생부위에서 상기 동(25)이 악재로 작용할 수도 있다. 이에, 본 실시예에서는 삽입된 동(25)의 끝지점과 접지전극(20)의 선단이 이루는 간격(L1)과 상기 중심전극(10)의 폭(L2)의 비율이 6:5 임을 예시한다. In addition, the
상기와 같은 구조는 상기 접지전극(20)의 중심전극(10)에 수직 대응되는 면 에 더하여 다소 여유를 둔 구간에는 동의 삽입이 배제된 구조이다. The structure as described above is a structure in which the insertion of the copper is excluded in a section in which a little margin is added to the surface corresponding to the
이하에서는 본 발명에 따른 점화 플러그의 제조방법에 관하여 설명하도록 한다. Hereinafter will be described with respect to the manufacturing method of the spark plug according to the present invention.
본 발명에 따르면, 중심전극(10)과; 상기 중심전극(10)과 스파크 발생을 위해 이격되는 형태로 금구(30)에 용접되는 접지전극(20)을 포함하는 점화 플러그(50)를 제조하기 위한 방법으로서, 상기 중심전극(10)의 접지전극(20)과 대향된 면의 중앙에 "V" 자 홈(11)을 형성시키게 된다. 또한, 상기 접지전극(20)의 중심전극(10)과 대향된 면의 중심부위는 함몰시키게 된다. 이때, 상기 접지전극의 함몰된 부위는 대략 "U" 자 형상을 취한다. 아울러, 상기 접지전극(20)에는 동(25)을 삽입하게 되는데 상기 접지전극(20)에 동(25)을 삽입하기 위한 공정은 아래와 같다. According to the present invention, the
니켈 또는 니켈 합금으로 이루어진 접지전극(20)에 동(25)을 삽입하기 위해 우선, 접지전극(20)을 단조한 후 세척하게 된다. 여기서, 상기 접지전극(20)의 세척은 에어 세척 또는 초음파 세척으로 수행될 수 있다. 이후, 세척된 접지전극(20)에 동(25)을 삽입하고 재차 세척하게 되는데, 이는 상기 동(25) 삽입시 발생되는 이물질을 제거하기 위함이다. 상기와 같이 접지전극(20)의 동(25) 삽입과 세척이 완료되면, 세척된 접지전극(20)을 다시 단조하게 된다. 그리고, 단조된 접지전극(20)을 다시 세척한 후 트림(Trim)하게 되는데, 여기서 트림이란 상기 접지전극(20)을 적정길이로 절단하는 것을 의미한다. 상기 트림과정이 완료되면, 트림된 접지전극(20)을 풀림(Anealing)하게 되고 이에 따라, 상기 접지전극(20)의 동 삽입과 정이 완료되는 것이다. In order to insert the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 중심전극과 접지전극이 스파크 발생시 그 중심부위에서 소염작용을 감소시켜 화염핵을 증대시킬 수 있는 구조를 갖도록 하여 점화 성능을 높일 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention has the effect of increasing the ignition performance by having a structure that can increase the flame nucleus by reducing the anti-inflammatory action on the center of the center electrode and the ground electrode when the spark occurs.
또한, 본 발명은 중심전극과 대향되는 접지전극에 열전도성이 우수한 동을 삽입함으로써 스파크 발생시 상기 접지전극으로부터 금구측으로의 열전도성을 향상시켜 과도한 열에 의한 전극의 부식 및 마모를 감소시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention has the effect of reducing the corrosion and wear of the electrode due to excessive heat by improving the thermal conductivity from the ground electrode to the bracket side when the spark is generated by inserting copper having excellent thermal conductivity in the ground electrode facing the center electrode have.
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- 2005-09-30 KR KR1020050092239A patent/KR100701570B1/en active IP Right Grant
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