KR100735817B1

KR100735817B1 - 점화플러그의 중심전극에 귀금속 팁을 접합하기 위한 방법

Info

Publication number: KR100735817B1
Application number: KR1020050114359A
Authority: KR
Inventors: 한상무
Original assignee: 주식회사 세림테크
Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2007-07-06
Also published as: KR20070055876A

Abstract

본 발명은 점화플러그의 중심전극에 귀금속 팁을 접합하기 위한 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중심전극에 귀금속 팁을 접합시킴에 있어, 한정된 부위만을 레이저 용접하고도 상기 중심전극과 귀금속 팁이 견고하게 접합되도록 함으로써, 제품의 내구성과 생산효율을 높일 수 있음과 동시에, 중심전극과 귀금속 팁이 용접전 견고한 가결합 상태를 유지하도록 하여, 귀금속 팁의 유동 등에 기인한 제조과정에서의 불량 및 이를 의식하여 발생되는 작업시의 수고로움을 방지할 수 있음은 물론, 귀금속 팁을 구성하기 위한 절단과정시 절단되는 귀금속 부재가 항시적으로 추후 공정을 위한 형상을 갖도록 하고, 이와 더불어 동 과정에서 상기 귀금속 팁의 끝단이 자동 연마되도록 하여 제조효율 및 생산성을 높일 수 있는 점화플러그의 중심전극에 귀금속 팁을 접합하기 위한 방법에 관한 것이다.

점화플러그, 전극, 귀금속 팁, 용접, 스파크

Description

점화플러그의 중심전극에 귀금속 팁을 접합하기 위한 방법{Method for Joining Noble Tip to Central Electrode of Spark Plug}

도 1은 본 발명에 따라 가공된 귀금속 부재를 나타낸 예시도,

도 2는 본 발명에 따라 가공된 중심전극을 나타낸 예시도,

도 3은 본 발명에 따라 중심전극에 귀금속 부재가 압입된 모습을 나타낸 예시도,

도 4는 본 발명에 따라 귀금속 부재가 중심전극의 선단과 용접된 후 절단됨을 나타낸 예시도,

도 5는 본 발명에 따라 절단된 귀금속 부재에 요철부를 형성하는 모습을 나타낸 예시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 다이아몬드 커터 5: 다이아몬드 그라인더

10: 중심전극 11: 결합홈

30: 귀금속 부재 31: 귀금속 팁

33: 절단된 귀금속 부재 35: 요철부

36: 융기부 37: 함몰부

39: 첨단부

일반적으로 점화플러그(Spark Plug)는 자동차 엔진의 연소실에서 스파크를 발생시켜 발생된 스파크에 의해 혼합기가 연소되도록 하기 위한 장치이다.

상기 점화플러그는 중심전극, 상기 중심전극으로 고압전류를 유도하는 중심축, 상기 중심축 및 중심전극의 일부분을 둘러싸 타부품과의 절연을 도모하는 절연애자, 상기 절연애자와 전극을 보호하며 실린더헤드와의 결합을 위해 외면이 나사 형상을 취하는 셸, 상기 중심전극과 스파크 발생을 위한 간격을 유지하도록 상기 셸로부터 연장되는 접지전극을 기본 구성으로 한다.

이와 같은 점화플러그의 성능을 결정짓는 주요인자로서는 신뢰성 있는 스파크 발생과 긴 수명을 들 수 있다.

이에 점화플러그의 높은 성능에 부합하고자, 근래에 양 전극(중심전극, 접지전극), 특히, 중심전극에 귀금속 팁을 접합하는 기술이 공지된 바 있다.

상기와 같이 중심전극에 귀금속 팁을 접합하게 되면 이리듐, 로듐, 백금 등이 예시될 수 있는 귀금속 고유의 특성을 이용하면서도 제조시 이의 한정된 양의 사용이 가능한 이점이 있다.

종래에는 상기 점화플러그의 중심전극에 귀금속 팁을 접합하기 위한 방법으로서 주로 용접을 이용하였는데, 용접시 요구되는 보완책 및 이를 대체하기 위한 방법의 개발이 미흡하여 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 중심전극과 귀금속 팁의 용접시 귀금속 팁의 형상을 보존하고자 용접되는 부위는 국부적일 수 밖에 없는데, 접합면이 용접된 부위에 한정됨으로써 귀금속 팁이 쉽게 이탈되는 문제점이 있었다.

둘째, 상기 귀금속 팁을 구성하기 위한 귀금속 부재의 절단 및 형상 가공이 별도의 공정에 의해 수행되어 생산효율이 낮았고, 제조시 상기 귀금속 부재의 버려지는 양이 많아 고가의 자원이 낭비되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 중심전극에 귀금속 팁을 접합시킴에 있어, 한정된 부위만을 레이저 용접하 고도 상기 중심전극과 귀금속 팁이 견고하게 접합되도록 함으로써, 제품의 내구성과 생산효율을 높일 수 있는 점화플러그의 중심전극에 귀금속 팁을 접합하기 위한 방법을 제공하는데 있다.

또한, 여기서, 본 발명은 중심전극과 귀금속 팁이 용접전 견고한 가결합 상태를 유지하도록 하여, 귀금속 팁의 유동 등에 기인한 제조과정에서의 불량 및 이를 의식하여 발생되는 작업시의 수고로움을 방지할 수 있는 점화플러그의 중심전극에 귀금속 팁을 접합하기 위한 방법을 제공하는데 그 세부 목적이 있다.

아울러, 본 발명의 다른 목적은 귀금속 팁을 구성하기 위한 절단과정시 절단되는 귀금속 부재가 항시적으로 추후 공정을 위한 형상을 갖도록 하고, 이와 더불어 동 과정에서 상기 귀금속 팁의 끝단이 자동 연마되도록 하여 제조효율 및 생산성을 높일 수 있는 점화플러그의 중심전극에 귀금속 팁을 접합하기 위한 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 점화플러그의 점화플러그의 중심전극에 귀금속 팁을 접합하기 위한 방법에 있어서, 일측 끝단에 첨단부가, 외면에 요철부가 각각 형성되도록 이리듐, 로듐, 백금 및 그 합금의 재질로 형성된 귀금속 부재를 준비하는 단계와; 상기 귀금속 부재가 중심전극에 끼워질 수 있도록 상기 중심전극에 형성되되, 상기 귀금속 부재의 요철부가 이루는 최고 외경보다 이하의 내경을 가지며, 그 저면은 상기 첨단부와 대응되는 형상을 갖는 결합홈을 형성하는 단계와; 상기 귀금속 부재를 첨단부가 상기 결합홈을 향하도록 압입하여 중심전극에 끼워넣는 단계와; 상기 중심전극에 귀금속 부재가 끼워진 부위를 레이저 용접하는 단계와; 상기 귀금속 부재를 절단하되, 전극에 결합된 측의 끝단은 편평한 형상을 갖도록 하고, 절단된 다른 측의 끝단에는 첨단부가 형성되도록 절단하는 단계와; 절단된 귀금속 부재의 외면에 다이아몬드 그라인딩으로 요철부를 형성시키는 단계; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 보다 명확히 설명될 수 있을 것이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 더불어 상세히 설명한다.

설명에 앞서, 본 발명은 접지전극, 중심전극을 포함하여 구성되는 공지의 자동차용 점화플러그에서 상기 중심전극에 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 백금(Pt) 등의 귀금속 팁(Tip)을 접합시키는 것에 관한 것인 바, 본 발명의 요지가 희석됨을 기피하여 점화플러그를 이루는 타 구성품의 별도 도시와 설명을 회피함을 밝혀둔다. 또한, 이하의 설명에서 언급되는 귀금속 팁 또는 귀금속 부재는 그 재질에 있어서 상기 이리듐, 로듐 및 백금 또는 그 합금을 비롯한 공지된 귀금속 재질을 모두 포함함을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명에 따라 가공된 귀금속 부재를 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명에 따라 가공된 중심전극을 나타낸 예시도이고, 도 3은 본 발명에 따라 중심전극에 귀금속 부재가 압입된 모습을 나타낸 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따라 귀금속 부재가 중심전극의 선단과 용접된 후 절단됨을 나타낸 예시도이며, 도 5는 본 발명에 따라 절단된 귀금속 부재에 요철부를 형성하는 모습을 나타낸 예시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 점화플러그의 중심전극(10)에 귀금속 팁(31)을 접합하기 위해서 우선, 일측 끝단에 첨단부(39)가, 그 외면에 요철부(35)가 형성된 귀금속 부재(30)가 준비된다. 여기서, 상기 귀금속 부재(30)는 "바(Bar)" 형상을 취하며 일측 끝단의 첨단부(39)는 길이방향으로 그 직경이 협소되어 이루어진 것으로서 이는 후술될 귀금속 부재(30)의 절단과정에서 형성되며, 상기 요철부(35)의 형성은 상기 절단과정 이후의 과정에서 형성된다. 여기서, 상기 요철부(35)의 형상을 살펴보면, 상기 요철부(35)는 귀금속 부재의 표면이 융기된 융기부(36)와, 상기 귀금속 부재(30)의 표면이 함몰된 함몰부(37)가 반복 형성되어 이루어진 형상을 갖는다. 따라서, 상기 요철부(35)는 상기 융기부(36)의 형성 지점에서 가장 큰 외경 즉, 최고 외경을 갖는다.

한편, 상기와 같은 과정과는 별도로 상기 중심전극(10)에는 결합홈(11)이 형성된다. 이때, 상기 결합홈(11)은 상기 귀금속 부재(30)가 상기 중심전극(10)에 끼워질 수 있도록 하기 위해 형성되는 것이며, 그 저면은 상기 첨단부(39)와 대응되는 형상을 갖는다. 여기서, 상기 결합홈(11)의 저면이 상기 귀금속 부재(30)의 첨단부(39)와 대응되는 형상을 가짐은 중심전극(10)과 귀금속 부재(30)의 결합시, 상기 중심전극(10)과 귀금속 부재(30)가 틈이나 공극형성을 방지하면서 상호 일직선 상에 놓이게 되어 정교한 결합을 이룰 수 있도록 한다.

또한, 상기 결합홈(11)은 그 내경에 있어서, 상기 귀금속 부재(30)의 요철부(35)가 이루는 최고 외경 즉, 융기부(36)가 이루는 외경보다 이하의 내경을 갖는 것이 바람직한데, 이는 상기 결합홈(11)에 귀금속 부재(30)의 압입시 고정력을 증가시키기 위함이다. 또한, 이와 더불어, 귀금속 부재(30)의 압입시, 고정력은 증가시키되, 압입의 용이성을 고려하면 전술한 융기부(36)의 표면은 각을 진 형상을 취하기 보다는 둥글게 만곡된 형상을 갖는 것이 바람직하다. 상기와 같은 결합홈(11)은 공지의 홈가공, 예로서 상기 중심전극을 회전시킨 상태에서 공구를 이동시키거나 드릴가공에 의해서 형성될 수 있다.

상기와 같은 과정이 완료되면, 상기 귀금속 부재(30)를 중심전극(10)에 끼워넣게 되는데, 이는 상기 귀금속 부재(30)를 첨단부(39)가 상기 결합홈(11)을 향하도록 압입하여 이루어진다. 이때, 상기 귀금속 부재(30) 또는 중심전극(10)을 회전시키게 되면 상기 귀금속 부재(30)의 보다 용이한 압입이 구현될 수 있다.

상기와 같이 귀금속 부재(30)가 상기 결합홈(11)으로 압입되면, 상기 귀금속 부재(30)와 중심전극(10)은 가결합 상태를 유지하게 된다.

상기와 같이, 귀금속 부재(30)와 중심전극(10)이 가결합 상태를 유지한 상태에서 이후, 용접과정이 수행된다. 이때, 용접은 레이저 용접으로 이루어지며, 용접되는 부위는 상기 중심전극(10)에 귀금속 부재(30)가 끼워진 부위, 더욱 한정하자면, 상기 결합홈(11)의 입구에 위치한 중심전극(10)의 선단 부위면 족하다. 상기와 같이 중심전극(10)의 선단 부위에 레이저 용접을 수행할 경우, 상기 중심전극(10)의 선단과 귀금속 부재(30)는 상호 완전히 접합되며, 이와 동시에, 상기 용접과정에서 발생한 열이 귀금속 부재(30)의 요철부(35)와 접하는 중심전극(10)으로 전도되어 상기 중심전극(10)은 부분 용융되고, 이에 따라 용융된 물질이 중심전극(10) 과 상기 요철부(35) 사이에 형성된 공간을 채우게 되어 상기 귀금속 부재(30)와 중심전극(10)은 접촉되는 전면에 걸쳐 접합된다. 결국, 본 발명에 따르면, 극히 한정된 부위(중심전극의 선단)만을 용접하고도 상기 중심전극(10)과 귀금속 부재(30)가 전면에 걸쳐 용융접합되는 효과를 얻는 것이다.

상기와 같이, 레이저 용접과정이 완료되면, 상기 귀금속 부재(30)의 절단과정이 수행된다. 상기 귀금속 부재(30)의 절단과정은 상기 귀금속 부재(30)와 중심전극(10)을 회전시킨 상태에서 "

"의 형상을 갖는 다이아몬드 커터(1,Diamond Cutter)가 회전되는 상기 귀금속 부재(30)를 축방향과 수직한 방향으로 가압함으로써 이루어진다.

상기의 과정에서 귀금속 부재(30)는 절단된 귀금속 부재(33)와 중심전극에 결합,접합된 귀금속 팁(31)으로 절단되는데, 절단시 상기 다이아몬드 커터(1)의 특징적 형상에 기인하여 귀금속 부재(30)의 중심전극(10)에 결합된 측의 끝단 즉, 귀금속 팁(31)의 끝단은 편평한 형상으로 연마되고, 상기 귀금속 부재(30)의 절단된 다른 측의 끝단에는 첨단부(39)가 형성된다. 즉, 상기 절단과정에서는 귀금속 부재(30)의 절단은 물론이며, 귀금속 팁(31)의 연마, 그리고, 추후 이뤄질 다른 중심전극(10)과 귀금속 부재(30)의 결합을 위한 귀금속 부재(30) 끝단의 첨단부(39) 형성과정이 동시에 이루어지는 것이다.

또한, 이에 더하여 상기 귀금속 부재(30)의 외면에는 추후 이뤄질 다른 중심전극(10)과 귀금속 부재(30)의 결합을 위해 귀금속 부재(30)의 외면에 요철부(35) 를 형성하는 과정이 수행되는데, 이는 상기 귀금속 부재(30)의 외면을 다이아몬드 그라인더(Diamond Grinder)로 다이아몬드 그라인딩(Diamond Grinding) 함으로써 이루어질 수 있다.

상기한 과정에서, 중심전극(10)에 귀금속 팁(31)이 접합됨은 물론, 상기 귀금속 부재(30)는 추후 타 중심전극(10)과 결합을 위한 구조를 갖게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 중심전극에 귀금속 팁을 접합시킴에 있어, 한정된 부위만을 레이저 용접하고도 상기 중심전극과 귀금속 팁이 견고하게 접합되도록 함으로써, 제품의 내구성과 생산효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

세부적으로, 본 발명은 중심전극과 귀금속 팁이 용접전 견고한 가결합 상태를 유지하도록 하여, 귀금속 팁의 유동 등에 기인한 제조과정에서의 불량 및 이를 의식하여 발생되는 작업시의 수고로움을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 귀금속 팁을 구성하기 위한 절단과정시 절단되는 귀금속 부재가 항시적으로 추후 공정을 위한 형상을 갖도록 하고, 이와 더불어 동 과정에서 상기 귀금속 팁의 끝단이 자동 연마되도록 하여 제조효율 및 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

점화플러그의 점화플러그의 중심전극(10)에 귀금속 팁(31)을 접합하기 위한 방법에 있어서,

일측 끝단에 첨단부(39)가, 외면에 요철부(35)가 각각 형성되도록 이리듐, 로듐, 백금 및 그 합금의 재질로 형성된 귀금속 부재(30)를 준비하는 단계와;

상기 귀금속 부재(30)가 중심전극(10)에 끼워질 수 있도록 상기 중심전극(10)에 형성되되, 상기 귀금속 부재(30)의 요철부(35)가 이루는 최고 외경보다 이하의 내경을 가지며, 그 저면은 상기 첨단부(39)와 대응되는 형상을 갖는 결합홈(11)을 형성하는 단계와;

상기 귀금속 부재(30)를 첨단부(39)가 상기 결합홈(11)을 향하도록 압입하여 중심전극(10)에 끼워넣는 단계와;

상기 중심전극(10)에 귀금속 부재(30)가 끼워진 부위를 레이저 용접하는 단계와;

상기 귀금속 부재(30)를 절단하되, 중심전극(10)에 결합된 측의 끝단은 편평한 형상을 갖도록 하고, 절단된 다른 측의 끝단에는 첨단부(39)가 형성되도록 절단하는 단계와;

절단된 귀금속 부재(33)의 외면에 다이아몬드 그라인딩으로 요철부(35)를 형성시키는 단계;

를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 점화플러그의 점화플러그의 중심전극에 귀금속 팁을 접합하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 이리듐, 로듐, 백금 및 그 합금의 재질로 형성된 귀금속 부재(30)의 절단은,

상기 귀금속 부재(30)가 회전되도록 하고 "
"의 형상을 갖는 다이아몬드 커터(1)가 회전되는 귀금속 부재(30)를 축방향과 수직한 방향으로 가압하여 이루어진 것을 특징으로 하는 점화플러그의 점화플러그의 중심전극에 귀금속 팁을 접합하기 위한 방법.