KR100915939B1 - 글로우 플러그의 하우징 제조방법 - Google Patents

글로우 플러그의 하우징 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디젤기관에서 연료의 착화가 용이하도록, 연소실을 미리 가열하는 글로우 플러그에 관한 것이다. 특히 본 발명은 하우징과, 상기 하우징에 결합되고 전원이 인가되는 전원 인가부와, 상기 전원 인가부로부터 전원을 인가받아서 발열되는 발열체를 포함하고, 상기 하우징의 적어도 일부는 스웨징 가공되는 글로우 플러그 및 그 하우징의 제조방법을 개시한다.
글로우 플러그, 세라믹 글로우 플러그, 하우징, 가공, 스웨징

Description

글로우 플러그의 하우징 제조방법{Glow plug}
본 발명은 디젤 기관의 점화 장치로 이용되는 글로우 플러그에 관한 것으로서, 상세하게는 디젤 기관에 결합되는 하우징을 제조하기 위한 글로우 플러그 및 그 하우징의 제조 방법에 관한 것이다.
글로우 플러그는 디젤기관에서 연료의 착화가 용이하도록, 연소실을 미리 가열하는 글로우 플러그에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 글로우 플러그의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 글로우 플러그는, 중공의 하우징(110)과, 하우징(110)에 삽입되고 외부로부터 전원이 인가되는 전원 인가부(120)와, 하우징(110)에 삽입되고 전원 인가부(120)로부터 인가된 전압에 의하여 발열되는 발열체(130)와, 전원 인가부(120)와 발열체(130)를 전기적으로 연결하는 리드 선(140)을 포함한다.
상기와 같이 구성되는 글로우 플러그는 전원 인가부(120)를 통해서 전원이 인가되면, 리드선(140)을 통해서 발열체(130)에 전기가 통전됨으로써, 발열체(130)가 전기적 저항에 의해 발열을 한다.
한편, 상기 하우징(110)은 절삭 가공을 통해 제조되고 있다.
즉, 먼저 하우징(110)으로 가공될 하우징 원 소재를 준비한다. 이때 준비되는 하우징 원 소재는 절삭 가능이 가능한 쾌삭강으로서, 하우징(110)의 길이에 상당하는 길이이고, 디젤 기관과의 조립을 위해 육각형 단면 구조이며, 절삭 가공을 위해 경도가 작도록 탄소 함유량이 적은 편이며, 납 성분이 소량 함유된다.
이와 같이 준비된 하우징 원 소재는 우선적으로 하우징(110)이 중공형 구조가 될 수 있도록, 중공 홀(112)을 형성하는 중공 홀 가공 공정이 실시된다. 중공 홀 가공 공정에서는 중공 홀을 형성하기 위한 절삭 가공이 복수 회 실시된다.
중공 홀 가공 공정이 끝나면, 하우징(110)의 외형이 가공되는 외형 가공 공정이 실시된다. 외형 가공 공정에서는 중공 홀(112)이 형성된 하우징 원 소재의 외형을 설계 치수로 절삭하는 절삭 가공이 복수 회 실시된다.
그러면, 하우징(110)이 제조된다.
그러나, 하우징(110)이 절삭 가공되다 보니, 하우징(110) 내경의 동심도 불량이 많고, 하우징(110)의 내부 가공이 까다롭고, 하우징(110)의 표면 가공 상태가 거칠고, 절삭 가공 공정 수가 많아서 가공 비용이 높을 뿐만 아니라 생산성이 낮은 문제점이 있다.
또한, 절삭 가공이 가능토록 하우징(110)이 쾌삭강으로 제조됨에 따라, 탄소 함유량이 낮아서 경도가 약하고, 중금속 규제 항목인 납 성분이 소량 함유된 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 하우징을 가공하는 방법을 개선한 글로우 플러그 및 그 하우징의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 하우징과; 상기 하우징에 결합되고, 전원이 인가되는 전원 인가부와; 상기 전원 인가부로부터 전원을 인가받아서 발열되는 발열체를 포함하고, 상기 하우징의 적어도 일부는 스웨징 가공된 글로우 플러그를 개시한다.
상기 하우징은 원형 구조이고, 스웨징 가공된 튜브와; 상기 튜브의 일단에 구비되고, 육각형으로 면치 가공된 헤드를 포함할 수 있다.
상기 하우징의 튜브와 헤드는 일체로 가공될 수 있다.
또한 상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 상기한 글로우 플러그의 하우징을 제조하는 방법으로서, 관 구조의 하우징 원 소재를 준비하는 준비 단계와; 상기 하우징 원 소재에 인서트 핀을 삽입한 상태로 적어도 1회 스웨징 가공하는 단계와; 상기 스웨징 가공된 소재의 일측을 가공하여 헤드를 형성하는 단계를 포함하는 글로우 플러그의 하우징 제조방법을 개시한다.
상기 하우징 원 소재는 원형 관 구조일 수 있다.
상기 스웨징 가공 단계는, 상기 하우징 원 소재를 적어도 1회 인발하는 스웨징 인발 과정과; 상기 스웨징 인발 과정 후, 소재의 내부 공간 일단을 확장하는 스웨징 내부 가공 과정을 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 글로우 플러그 및 그 하우징의 제조 방법은 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
하우징이 스웨징에 의해 가공됨으로써, 절삭 가공시와 비교하면 다음과 같은 이점이 있다.
처리 공정이 없어 가공 시간이 짧다. 또한, 스웨징 가공된 하우징의 표면 조도가 우수하고, 따라서 표면 조도를 위한 추가 가공이 요구되지 않다. 또한, 하우징의 재질 밀도가 조밀하게 되어, 비틀림 응력이 커지고 따라서 내구성이 개선될 수 있다. 또한, 하우징이 정밀한 치수로 가공될 수 있다. 또한, 가공 공정이 보다 간소하고, 가공비가 저렴하다. 또한, 하우징 원 소재의 손실량이 적어 원자재 비용이 절감될 수 있다. 하우징의 최종 길이에 상관없이 가공될 수 있다.
또한, 스웨징 가공은 소재 및 가공 작업온도의 제한이 없기 때문에, 하우징을 탄소 함유량이 많은 소재로도 가공할 수 있게 되어, 하우징의 경도가 개선될 수 있고, 또한 디젤 기관 장착시 장착 토크 응력이 커질 수 있고, 하우징을 납 성분이 함유되지 않은 소재로도 가공할 수 있게 되어 중금속 규제로부터 벗어날 수 있다.
또한, 하우징 원 소재가 관 구조로 준비됨으로써, 절삭 가공시에 비해, 하우징의 동심도 불량이 적을 뿐만 아니라 하우징의 동심도가 우수하고, 가공 공정이 보다 간소하다.
또한, 하우징의 헤드는 면치 가공됨으로써, 하우징의 헤드의 가공이 간소해질 수 있을 뿐만 아니라, 하우징의 튜브와 헤드가 일체로 가공될 수 있다.
상세한 설명에 앞서, 본 발명에 따른 글로우 플러그의 외형은 도 1을 참조하여 상술한 글로우 플러그와 동일하여, 본 발명에 따른 글로우 플러그는 도 2 및 도 3a 내지 도 3e와 함께 도 1을 참조하여 기술되므로, 이 점을 참조한다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 글로우 플러그는, 하우징(110)과, 상기 하우징(110)과 결합되고 외부로부터 전원이 인가되는 전원 인가부(120)와, 상기 전원 인가부(120)로부터 전원을 인가받아 발열되는 발열체(130)를 포함한다.
하우징(110)은 전원 인가부(120) 및 발열체(130)가 삽입될 수 있는 내부 공간(10')을 갖는 튜브(10)와, 상기 튜브(10)의 일단에 구비되는 헤드(20)로 구성될 수 있다.
튜브(10)는 전원 인가부(120) 및 발열체(130)가 일렬로 배열될 수 있도록, 관 구조를 취한다. 나아가, 튜브(10)는 원형의 관 구조를 취한다. 여기서, 튜브(10)는 원형 구조에 한정되지 않고, 물론 삼각형, 사각형을 비롯한 다각형, 타원형, 별형 등 다양하게 변형 실시될 수 있다.
이러한 튜브(10)는 외경이 일정할 수도 있고, 외형이 적어도 한번 단차진 구조를 취할 수도 있다. 본 실시 예에서, 튜브(10)는 전원 인가부(120)가 삽입되는 부분(이하, 설명의 편의를 위해 '전방부'라 한다)(12)이, 상대적으로 발열체(130)가 삽입되는 부분(이하, 설명의 편의를 위해 '후방부'라 한다)(14)보다 외경이 더 큰 구조로 개시된다.
튜브(10)의 내부 공간(10')은 내경이 일정할 수도 있고, 적어도 한번 단차진 구조를 취할 수도 있다. 본 실시 예에서, 튜브(10)의 내부 공간(10')은 튜브(10)의 후방부 측 끝부분(A)을 제외하고는 내경이 일정하고, 튜브(10)의 후방부 측 끝부분(A)이 나머지 다른 부분보다 확장된 구조로 개시된다.
헤드(20)는 전원 인가부(120)가 관통될 수 있도록, 튜브(10)의 길이방향으로 튜브(10)로부터 연장된 관 구조를 취한다. 특히 헤드(20)는 다양한 형상의 구조로 구현될 수 있는데, 본 실시 예에서 개시하는 바와 같이, 너트와 같은 육각형이고 튜브(10)보다 외경이 큰 구조를 취할 수 있다.
이러한 헤드(20)는 튜브(10)와 별도로 가공되어 튜브(10)와 결합될 수도 있겠지만, 본 실시 예와 같이 튜브(10)와 일체로 가공됨으로써, 하우징(110)의 제조 공정을 간소화할 수 있고, 튜브(10)와 헤드(20) 간 파단을 방지할 수 있는 등의 이점을 더 많이 가질 수 있다.
이와 같은 하우징(110)을 가공하기 위한 제조 방법은 다음과 같다.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 하우징(110)으로 가공될 하우징 원 소 재(30)를 준비한다.
하우징 원 소재(30)는, 상술한 바와 같이 하우징(110)이 관 구조를 취하는바, 관 구조로 준비되는 것이 바람직하다. 나아가, 하우징 원 소재(30)는 상술한 바와 같이 원형의 튜브(10)가 가공될 수 있도록, 원형의 관 구조로 준비되는 것이 보다 바람직하다.
이러한 하우징 원 소재(30)는 후술하는 바와 같이, 적어도 일부가 스웨징 가공되기 때문에, 하우징 원 소재 외경(30D)은 하우징(110)의 가장 큰 외경(D)과 같고, 하우징 원 소재 길이(30L)는 하우징 최종 길이(L)보다 짧게 준비된다.
이와 같이 하우징 원 소재(30)가 준비되면, 하우징 원 소재(30)는 하우징(110)으로 가공될 수 있도록 스웨징 가공된다.
보다 구체적으로는, 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 스웨징 가공 장치 중 하나인 햄머에 의해 분당 600회 이상 하우징 원 소재(30)를 햄머링하는 스웨징 인발 과정을 포함한다.
스웨징 인발 과정은, 하우징(110)의 형상이나, 크기, 길이, 소재 등에 따라, 1회 실시될 수도 있고, 2회 이상 복수 회 실시될 수도 있다. 이하 설명의 편의를 위해 하우징 원 소재(30)가 1회 스웨징 인발 과정에 의해 가공된 것을 스웨징 가공 중 소재(32')라 하고, 스웨징 가공 중 소재(32')가 2회 스웨징 인발 과정에 의해 가공된 것을 1차 가공 소재(32)라 한다.
이와 같은 스웨징 인발 과정을 거치게 되면, 1차 가공 소재(32)의 길이가 하우징 최종 길이(L)로 되고, 동시에 1차 가공 소재(32)의 각 부분의 외경이 가공 완 료된 하우징(110)의 각 부분의 외경과 대응된다.
나아가, 스웨징 인발 과정에서, 하우징 원 소재(30)의 내부에 인서트 핀(P)을 삽입함으로써, 하우징(110)의 외형 가공과 동시에 하우징(110)의 내부 가공도 진행될 수 있다. 이때, 인서트 핀(P)에 의한 하우징(110)의 내부 가공은, 하우징(110)의 내부 전체가 가공될 수도 있고, 하우징(110)의 내부 일부만 가공될 수도 있다. 본 실시 예에서는, 하우징(110)의 내부 가공은, 튜브(10)의 후방부 측 끝부분(A)을 제외한 나머지 부분만 실시되는 예를 개시한다.
이러한 스웨징 인발 과정이 끝나고 나면, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상술한 바와 같이 하우징(110)의 내부가 일부만 가공되었는 바, 하우징(110)의 내부 가공을 완료하기 위한 과정이 실시된다.
즉, 튜브(10)의 후방부 측 끝부분(A)에 대응되는 1차 가공 소재(32)의 내부 공간 일단을 확장하는 스웨징 내부 가공 과정이 실시된다. 스웨징 내부 가공 과정은, 1차 가공 소재(32)에 내부 확장을 위한 인서트 핀(P')을 삽입하고 스웨징 가공함으로써 구현될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 1차 가공 소재(32)로 내부 확장 과정에 의해 가공된 것을 2차 가공 소재(34)라 한다.
다음, 도 3e에 도시된 바와 같이, 하우징(110)의 헤드(20)에 대응되는 2차 가공 소재(34)의 일측을 가공하여 헤드(20)를 형성한다.
헤드(20) 가공 공정은, 상술한 바와 같이 하우징 원 소재(30)가 원형이고, 헤드(20)가 육각형 구조를 취해야 하는바, 헤드(20)에 대응되는 2차 가공 소재(34)의 일단을 면치 가공함으로써, 간단하게 구현될 수 있다.
면치 가공은, 육각 모양의 형틀을 갖는 커팅(cutting) 장치에 의해 용이하게 실시될 수 있다.
상술한 바와 같은 하우징(110)의 제조 과정이 끝나면, 본 발명에 따른 하우징(110)이 가공된다.
한편, 하우징(110)은 다양한 소재로 가공될 수 있는데, 특히 금속 소재로 가공됨으로써, 디젤 기관의 본체와 견실하게 조립될 수 있고, 발열체(130)와 연결되어 접지 역할을 할 수 있다.
나아가, 스웨징 가공은 절삭 가공시와 같이 연질의 소재로 제한되지는 않기 때문에, 하우징(110)은 기존 쾌삭강보다는 탄소 함유량이 많은 소재로 가공될 수 있고, 또한 중금속 규제 항목인 납 성분이 포함되지 않은 소재로 가공될 수 있다.
이상, 본 발명에 따른 글로우 플러그 및 그 하우징의 제조방법의 실시 예를 설명하였는데, 이는 본 발명에 따른 글로우 플러그 및 그 하우징의 제조방법의 여러 실시 예들 중 일부 예일 뿐으로서, 본 발명에 따른 글로우 플러그 및 그 하우징의 제조방법은 상술한 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 일반적인 글로우 플러그의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 글로우 플러그의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3e는, 본 발명에 따른 글로우 플러그의 하우징의 제조 공정을 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10; 튜브 12; 전방부
14; 후방부 20; 헤드
30; 하우징 원 소재 32; 1차 가공 소재
34; 2차 가공 소재 110; 하우징
120; 전원 인가부 130; 발열체

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 원형 구조의 튜브 및 상기 튜브의 일단에 구비되는 헤드를 포함하는 글로우 플러그의 하우징을 제조하는 방법으로서,
    관 구조의 하우징 원 소재를 준비하는 준비 단계와;
    상기 하우징 원 소재에 인서트 핀을 삽입한 상태로 적어도 1회 스웨징 가공하여 원형 구조의 튜브를 형성하는 단계와;
    상기 적어도 1회 스웨징 가공된 소재의 일측을 면치가공하여 육각형 구조의 헤드를 형성하는 단계를 포함하는 글로우 플러그의 하우징 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 하우징 원 소재는 원형 관 구조인 글로우 플러그의 하우징 제조방법.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 스웨징 가공 단계는, 상기 하우징 원 소재를 적어도 1회 인발하는 스웨징 인발 과정과;
    상기 스웨징 인발 과정 후, 소재의 내부 공간 일단을 확장하는 스웨징 내부 가공 과정을 포함하는 글로우 플러그의 하우징 제조방법.
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