KR100985367B1 - Spark plug designed to minimize drop in insulation resistance - Google Patents

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Abstract

내연 기관용 스파크 플러그는, 금속 쉘, 자기 절연체(磁器 絶緣體; porcelain insulator) , 중심 전극, 및 접지 전극을 포함한다. 상기 중심 전극은 상기 중심 전극 그 자체와 상기 접지 전극 사이에 스파크 갭을 형성하기 위하여 상기 자기 절연체 내에 형성된다. 상기 자기 절연체는, 직립부 및 상기 직립부로부터 자기 절연체의 상단까지 연장되는 테이퍼부로 구성되는 노우즈를 가진다. 상기 테이퍼부는 상기 자기 절연체의 상단을 향하여 직경이 감소하는 형상이다. 상기 직립부는 상기 금속 쉘의 내벽에 실질적으로 평행하게 연장되는 외벽을 가지고, 그럼으로써, 상기 중심 전극 및 금속 쉘 사이의 절연 저항이 강하하기 전에 상기 테이퍼부 및 금속 쉘 사이의 측 스파크 형성을 유도하고, 그럼으로써 운전자에게 그러한 사건을 나타내는 신호를 줄 수 있다.Spark plugs for internal combustion engines include metal shells, porcelain insulators, center electrodes, and ground electrodes. The center electrode is formed in the magnetic insulator to form a spark gap between the center electrode itself and the ground electrode. The magnetic insulator has a nose composed of an upright portion and a tapered portion extending from the upright portion to an upper end of the magnetic insulator. The tapered portion is shaped to decrease in diameter toward the top of the magnetic insulator. The upstanding portion has an outer wall extending substantially parallel to the inner wall of the metal shell, thereby inducing side spark formation between the tapered portion and the metal shell before the insulation resistance between the center electrode and the metal shell drops. In this way, the driver can be signaled to indicate such an event.

스파크 플러그, 자기 절연체, 중심 전극, 금속 쉘, 스파크 갭, 환형 숄더, 절연체 노우즈 Spark Plugs, Magnetic Insulators, Center Electrode, Metal Shell, Spark Gap, Annular Shoulder, Insulator Nose

Description

절연 저항의 강하를 최소화하도록 설계된 스파크 플러그 {SPARK PLUG DESIGNED TO MINIMIZE DROP IN INSULATION RESISTANCE} Spark plugs designed to minimize drop in insulation resistance {SPARK PLUG DESIGNED TO MINIMIZE DROP IN INSULATION RESISTANCE}

본 발명은 본 명세서에 참조로 전부 포함된 2006년 12월 8일에 출원된 일본특허출원 제2006-331749호와 2007년 7월 26일에 출원된 일본특허출원 제2007-194666호의 유익을 주장한다.The present invention claims the benefit of Japanese Patent Application No. 2006-331749, filed December 8, 2006, and Japanese Patent Application No. 2007-194666, filed July 26, 2007, all of which are incorporated herein by reference in their entirety. .

본 발명은 일반적으로, 자동 추진 차량, 열병합 발전 시스템, 또는 가스 공급 펌프에 사용될 수 있는 내연기관 용의 스파크 플러그에 관한 것으로, 특히 절연 저항의 안정성을 확보하기 위하여 설계된 스파크 플러그에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to spark plugs for internal combustion engines that can be used in auto propulsion vehicles, cogeneration systems, or gas supply pumps, and more particularly to spark plugs designed to ensure the stability of insulation resistance.

도13 및 14는 내연기관에 사용되는 통상적인 예로서의 스파크 플러그(9)를 도시한다. 스파크 플러그(9)는, 외부 플러그 장착 나사(941)를 구비한 금속 쉘(94), 상기 금속 쉘(94) 내에 보유된 자기 절연체(92), 상기 자기 절연체(92) 내에 배치된 중심 전극(93), 및 접지 전극(95) 자체 및 중심 전극(93) 사이에 스파크 갭(911)을 형성하기 위하여 금속 쉘(94)에 용접된 접지 전극(95)을 포함한다.13 and 14 show a spark plug 9 as a typical example used in an internal combustion engine. The spark plug 9 includes a metal shell 94 having an external plug mounting screw 941, a magnetic insulator 92 held in the metal shell 94, and a center electrode disposed in the magnetic insulator 92. 93, and a ground electrode 95 welded to the metal shell 94 to form a spark gap 911 between the ground electrode 95 itself and the center electrode 93.

보통, 엔진의 저속 주행은 엔진을 그을리게 할 수 있고, 그리하여 공연 혼합물(air-fuel mixture)의 연소는 자기 절연체(92)의 노우즈(922) 표면에 접착되는 탄소를 생성한다. 탄소 퇴적물의 증가는 중심 전극(93) 및 금속 쉘(94) 사이에 도전성 접속을 형성하고, 그리하여 그들 사이의 유전 저항을 대폭 감소시킨다. 이것은 결과적으로 스파크 갭(911)에서 스파크 방전을 할 수 없게 한다. 이것은 특히 고열 범위 스파크 플러그, 즉 단락 절연체 노우즈를 가지는 스파크 플러그에서 발생하기 쉽다.Normally, low speed running of the engine can cause the engine to burn, so that combustion of the air-fuel mixture produces carbon that adheres to the nose 922 surface of the magnetic insulator 92. The increase in carbon deposits forms a conductive connection between the center electrode 93 and the metal shell 94, thereby significantly reducing the dielectric resistance therebetween. This in turn disables spark discharge in the spark gap 911. This is particularly prone to occur in high temperature range spark plugs, ie spark plugs having a short insulator nose.

상기 스파크 플러그(9)에서 발견된 상기 현상은 도15를 참조로 하여 이하에 분석될 것이다.The phenomenon found in the spark plug 9 will be analyzed below with reference to FIG.

탄소 입자(C)는 금속 쉘(94) 내부에 배치된 절연체 노우즈(922)의 팁으로부터 기부까지 연속하여 퇴적된다.Carbon particles C are continuously deposited from the tip to the base of the insulator nose 922 disposed inside the metal shell 94.

스파크 플러그(9)의 절연체 노우즈(922)는, 도14에서 알 수 있는 바와 같이, 금속 쉘(94)의 내부 환형 숄더(942)와 접합하여 배치된 외부 환형 숄더(921)로부터 그 팁까지 점차적으로 감소하는 직경을 가지는 형상이다. 다른 말로, 절연체 노우즈(922)는, 절연부 그 자체와 금속 쉘(94)의 내벽 사이의 공기 갭이 그 팁으로부터 외부 환형 숄더(942)를 향하여 감소하도록 그렇게 설계된다. 그렇기 때문에, 상기 절연체 노우즈(922) 상의 탄소 입자들(C)의 퇴적물이 증가하면, 결과적으로 탄소 입자들(C)의 층 표면 및 금속 쉘(94)의 내벽 사이의 간격을 감소시킨다. 그러한 간격이 어떤 값에 도달하게 되면, 상기 절연체 노우즈(922)의 외면 및 금속 쉘(94) 사이에서 스파크(측 스파크로도 불림)를 형성하게 된다.The insulator nose 922 of the spark plug 9 is gradually from the outer annular shoulder 921 disposed in conjunction with the inner annular shoulder 942 of the metal shell 94 to its tip, as can be seen in FIG. It is a shape having a decreasing diameter. In other words, the insulator nose 922 is so designed that the air gap between the insulator itself and the inner wall of the metal shell 94 is reduced from its tip towards the outer annular shoulder 942. As such, an increase in the deposition of carbon particles (C) on the insulator nose (922) results in a reduction in the spacing between the layer surface of the carbon particles (C) and the inner wall of the metal shell (94). When such spacing reaches a value, a spark (also called side spark) forms between the outer surface of the insulator nose 922 and the metal shell 94.

상기 절연체 노우즈(922) 상의 탄소 입자들(C)의 퇴적물이 더욱 증가하면, 결과적으로 중심 전극(93) 및 금속 쉘(94) 사이의 전기 접속을 형성하게 되고, 그 럼으로써 그들 사이의 절연 저항을 대폭 감소시키게 된다. Further increase in the deposit of carbon particles C on the insulator nose 922 results in the formation of an electrical connection between the center electrode 93 and the metal shell 94, thus insulating resistance therebetween. Will be greatly reduced.

엔진의 그을음으로부터 발생하는 중심 전극(93) 및 금속 쉘(94) 사이의 절연 저항에서의 저하는, 자기 절연체(92)의 표면에 응결된 탄소 입자들(C)을 태워버리도록 연소 챔버 내 온도를 상승시키기 위해 엔진 속도를 증가시킴으로써 완화될 수 있다. 측 스파크의 형성 시간은 탄소 퇴적물이 타서 없어지는 적당한 시간의 표시로 보여질 수 있다. 특히, 측 스파크의 형성은, 많은 양의 탄소 퇴적물이 절연체 노우즈(922) 상에 응결되었다는 사실을 나타내고, 그것은 또한, 탄소 퇴적물을 태워 없애기 위해 임의의 조치가 취해지는데 걸리는 적당한 시간을 보여준다. 측 스파크의 형성은, 차량 운전자가 엔진의 기계적 진동으로 보통 인식하는 엔진 내에서의 소위 트래킹(즉, 측 스파크가 이동하는 도전성 경로의 형성)의 발생을 나타낸다. The drop in insulation resistance between the center electrode 93 and the metal shell 94 resulting from soot of the engine causes the temperature in the combustion chamber to burn off the carbon particles C condensed on the surface of the magnetic insulator 92. It can be mitigated by increasing the engine speed to raise it. The formation time of the side sparks can be seen as an indication of a suitable time for the carbon deposit to burn off. In particular, the formation of side sparks indicates the fact that a large amount of carbon deposit has condensed on the insulator nose 922, which also shows the appropriate time for any action to be taken to burn off the carbon deposit. The formation of side sparks represents the occurrence of so-called tracking (i.e., the formation of conductive paths through which the side sparks travel) in the engine that the vehicle driver usually perceives as mechanical vibration of the engine.

그러나, 스파크 플러그(9)의 구조는, 절연체 노우즈(922) 및 금속 쉘(94) 사이의 간격이 절연체 노우즈(922)의 팁으로부터 외부 환형 숄더(921) 까지 일정 비율로 감소하고, 그리하여 측 스파크가 형성되고 잠시 후 금속 쉘(94) 및 중심 전극(93) 사이에 단락 회로가 형성되게 하며, 그것은 차량 운전자가 트래킹의 발생을 인지한 후 스파크 플러그(9) 상의 탄소 퇴적물을 태워 없애기 위하여 조치를 취하는 것을 어렵게 하는 문제점을 가진다. 또한, 차량 운전자가 트래킹을 인지하고 엔진을 멈춘 경우, 절연체 노우즈(922) 상의 탄소 입자들(C)의 퇴적물로부터 인하여 결과적으로 중심 전극(93) 및 금속 쉘(94)(즉, 접지 전극(95)) 사이의 절연 저항에서의 큰 감소로 인하여 엔진을 재시동할 수 없게 되는 또 다른 문제점이 있다.However, the structure of the spark plug 9 is such that the spacing between the insulator nose 922 and the metal shell 94 decreases at a constant rate from the tip of the insulator nose 922 to the outer annular shoulder 921 and thus the side sparks. Is formed and after a short time a short circuit is formed between the metal shell 94 and the center electrode 93, which takes measures to burn off carbon deposits on the spark plug 9 after the vehicle driver recognizes the occurrence of tracking. It has a problem that makes it difficult to take. In addition, when the vehicle driver perceives tracking and stops the engine, the center electrode 93 and the metal shell 94 (ie, ground electrode 95) are consequently due to deposits of carbon particles C on the insulator nose 922. Another problem is that the engine cannot be restarted due to a large decrease in insulation resistance between)).

금속 쉘(94)의 내부 환형 숄더(942)와 접합 배치된 외부 환형 숄더(921)로부터 그의 팁까지 점차적으로 감소하는 직경을 가지는 절연체 노우즈(922)의 형상은, 결과적으로 열이 절연체 노우즈(922)의 기부를 향하여 전달 또는 방산되는 것을 어렵게 한다. 그렇기 때문에, 예를 들면 갑작스런 차량 가속으로부터 발생하는 엔진 연소 챔버의 급속한 온도 상승은 절연체 노우즈(922)에 큰 압력을 가할 수 있다.The shape of the insulator nose 922 having a diameter that gradually decreases from the outer annular shoulder 921, which is disposed in engagement with the inner annular shoulder 942 of the metal shell 94, to its tip, results in heat being insulated nose 922. Making it difficult to convey or dissipate towards the base. As such, a rapid rise in temperature of the engine combustion chamber resulting from, for example, sudden vehicle acceleration can exert a large pressure on the insulator nose 922.

절연체 노우즈(922)로부터의 나쁜 열전달은 결과적으로 절연체 노우즈(922)의 온도를 상승시키게 된다. 이리하여, 연료가 접착되어 있는 절연체 노우즈(922)가 급속히 냉각될 때, 상기 절연체 노우즈(922)는 큰 압력을 받게 될 것이고, 그것은 파손될 수도 있게 된다. Poor heat transfer from the insulator nose 922 results in an increase in the temperature of the insulator nose 922. Thus, when the insulator nose 922 to which fuel is bonded is rapidly cooled, the insulator nose 922 will be subjected to a great pressure, which may be broken.

절연체 노우즈(922) 상의 탄소 퇴적으로 인한 중심 전극(93) 및 금속 쉘(94) 사이의 절연 저항의 상술된 저하 또는 절연체 노우즈(922)의 파손은, 특히 튠업된 차들에 장착된 고-파워 엔진에서 발생하는 경향이 있다.The above-mentioned drop in insulation resistance between the center electrode 93 and the metal shell 94 or breakdown of the insulator nose 922 due to carbon deposition on the insulator nose 922 is a particularly high-power engine mounted in tuned up cars. Tends to occur in

일본국 특허 제 2953227호는 금속 쉘(94)의 내부 환형 숄더(942)와 마주하는 절연체 노우즈(922)의 기부가 그의 유전 강도를 향상시키기에 충분히 큰 폭을 가지도록 설계된 스파크 플러그를 기술하고 있다. 그러나, 이 구조는 탄소 퇴적으로 인한 측 스파크를 급속히 형성하도록 구성되어 있지 않다.Japanese Patent No. 2953227 describes a spark plug designed such that the base of the insulator nose 922 facing the inner annular shoulder 942 of the metal shell 94 has a width large enough to improve its dielectric strength. . However, this structure is not configured to rapidly form side sparks due to carbon deposition.

따라서, 본 발명의 주요한 목적은 종래 기술의 문제점을 피하고자 하는 것이다.Therefore, the main object of the present invention is to avoid the problems of the prior art.

본 발명의 또 다른 목적은, 스파크 플러그의 중심 전극 및 금속 쉘 사이의 절연 저항에서의 강하를 신호로 알리고 자기 절연체 상의 열 압력을 최소화하는, 급속한 측 스파크의 형성을 유도하도록 설계된 내연 기관용의 스파크 플러그의 개선된 구조를 제공하는 것이다. Another object of the invention is a spark plug for an internal combustion engine designed to induce the formation of rapid side sparks that signal the drop in insulation resistance between the center electrode of the spark plug and the metal shell and minimize thermal pressure on the magnetic insulator. To provide an improved structure.

본 발명의 한 측면에 따르면, 내연 기관용 스파크 플러그로서, (a) 그 내벽 상에 형성된 내부 숄더를 가지는 중공의 금속 쉘; (b) 그 외벽 상에 형성된 외부 숄더를 가지는 자기 절연체로서, 상기 스파크 플러그의 종방향으로 연장되도록 하기 위하여 상기 외부 숄더를 상기 금속 쉘의 내부 숄더와 접합 상태로 상기 금속 쉘 내부에 배치된 상기의 자기 절연체; (c) 상기 자기 절연체 내부에 배치된 중심 전극; (d) 접지 전극으로서, 상기 접지 전극 그 자체와 상기 중심 전극 사이에 스파크 갭을 형성하기 위하여 상기 금속 쉘에 연결된 상기의 접지 전극; 및 (e) 자기 절연체의 일부분이고 외부 숄더로부터 상기 자기 절연체의 상단까지 연속하는 절연체 노우즈를 포함하는 내연 기관용 스파크 플러그가 제공된다. 상기 절연체 노우즈는 직립부 및 상기 직립부로부터 자기 절연체의 상단까지 연장되는 테이퍼부를 포함한다. 상기 직립부는 상기 스파크 플러그의 종방향 중심선에 대략 평행하게 연장되는 외주면을 가진다. 상기 테이퍼부는 상기 직립부로부터 상기 자기 절연체의 상단을 향하여 직경이 감소하는 형상이다. 상기 테이퍼부는, 상기 스파크 플러그의 종방향 중심선을 통하여 연장 설치되는 바와 같이, 한 평면 상에 직선으로 연장되고 그리고 외부로 곡선 형성되는 윤곽선을 가지는 형상의 외주면을 가진다. According to one aspect of the present invention, there is provided a spark plug for an internal combustion engine, comprising: (a) a hollow metal shell having an inner shoulder formed on an inner wall thereof; (b) a magnetic insulator having an outer shoulder formed on its outer wall, wherein said outer shoulder is disposed inside said metal shell in a joined state with an inner shoulder of said metal shell so as to extend longitudinally of said spark plug; Magnetic insulators; (c) a center electrode disposed inside the magnetic insulator; (d) a ground electrode, said ground electrode coupled to said metal shell to form a spark gap between said ground electrode itself and said center electrode; And (e) an insulator nose that is part of a magnetic insulator and continues from an outer shoulder to the top of the magnetic insulator. The insulator nose includes an upright portion and a tapered portion extending from the upright portion to an upper end of the magnetic insulator. The upstanding portion has an outer circumferential surface extending substantially parallel to the longitudinal center line of the spark plug. The tapered portion is shaped to decrease in diameter from the upright portion toward the upper end of the magnetic insulator. The tapered portion has an outer circumferential surface having a contour extending in a straight line on one plane and curved outwardly, as installed through the longitudinal center line of the spark plug.

보통, 엔진의 저속 주행은 엔진을 그을리게 할 수 있어서, 공연 혼합물의 연소는 탄소 입자들을 생성한다. 탄소 입자들은, 테이퍼부가 연소 챔버(즉, 스파크 갭) 내부에 면하고 있기 때문에, 절연체 노우즈의 상단부터 기부까지 연속하여 퇴적된다.Normally, low speed running of the engine can burn the engine, so combustion of the performance mixture produces carbon particles. The carbon particles are continuously deposited from the top to the base of the insulator nose because the taper portion faces the combustion chamber (ie, spark gap).

상기 절연체 노우즈는 그 직경이 외부 숄더로부터 그 상단까지 점차적으로 감소하는 형상이다. 다른 말로, 상기 절연체 노우즈는 그 자체와 금속 쉘의 내벽 사이의 공기 갭이 그 상단으로부터 외부 숄더를 향하여 감소하도록 그렇게 설계된다. 그렇기 때문에, 상기 절연체 노우즈 상의 탄소 입자의 퇴적물이 증가하면, 결과적으로 상기 탄소 입자 층의 표면 및 상기 금속 쉘의 내벽 사이의 간격이 감소하게 된다. 그러한 간격이 일정한 값에 도달하게 되면, 상기 절연체 노우즈의 외면 및 금속 쉘 사이에 스파크(소위 측 스파크)가 형성되게 된다.The insulator nose is shaped such that its diameter gradually decreases from the outer shoulder to its upper end. In other words, the insulator nose is so designed that the air gap between itself and the inner wall of the metal shell decreases from the top towards the outer shoulder. As such, increasing the deposit of carbon particles on the insulator nose results in a decrease in the spacing between the surface of the carbon particle layer and the inner wall of the metal shell. When such spacing reaches a constant value, a spark (so-called side spark) is formed between the outer surface of the insulator nose and the metal shell.

탄소 입자의 퇴적량이 증가하게 되면 상기 직립부의 외주변부에까지 점착되기 시작할 것이다. 그러나, 상기 직립부는 스파크 플러그의 종방향 중심선(즉, 중심축)에 평행하게 직선으로 연장된다. 다른 말로, 상기 직립부의 주변면은 스파크 플러그의 상단에 면하지 않고, 그리하여 직립부의 상단 및 금속 쉘 내벽 사이의 갭으로 들어간 탄소 입자를 상기 직립부의 주변면 상에 퇴적시키는 어려움을 증가시키게 된다.As the deposition amount of carbon particles increases, it will begin to stick to the outer periphery of the upright portion. However, the upright portion extends in a straight line parallel to the longitudinal center line (ie, the central axis) of the spark plug. In other words, the peripheral surface of the upstanding portion does not face the top of the spark plug, thereby increasing the difficulty of depositing carbon particles entering the gap between the top of the upstanding portion and the inner wall of the metal shell on the peripheral surface of the upstanding portion.

상기 직립부는 일정한 직경을 가지며, 그리하여, 그 자체와 금속 쉘의 내벽 사이의 간격이 자기 절연체의 종방향으로 일정하게 유지된다. 그렇기 때문에, 탄소 입자의 퇴적물이 상기 직립부 및 금속 쉘의 내벽 사이의 갭 내로 연속적으로 깊이 자라는 때에도, 상기 직립부의 탄소-퇴적 영역 및 상기 금속 쉘의 내벽 사이의 간격이 측 스파크를 유도할 정도로 충분히 감소할 때까지는 많은 시간이 요구될 것이고, 그리하여 상기 중심 전극 및 금속 쉘 사이의 절연 저항이 바람직하지 않게 강하되기 전까지 충분한 시간을 소모하게 될 것이다.The upstanding portion has a constant diameter, so that the gap between itself and the inner wall of the metal shell is kept constant in the longitudinal direction of the magnetic insulator. As such, even when a deposit of carbon particles grows continuously deep into the gap between the upright and the inner wall of the metal shell, the gap between the carbon-deposited region of the upright and the inner wall of the metal shell is sufficient to induce side sparks. It will take a lot of time until it decreases, thus consuming enough time before the insulation resistance between the center electrode and the metal shell drops undesirably.

그리하여, 자기 절연체의 구성은 중심 전극 및 금속 쉘 사이의 절연 저항이 강하하기 전에 측 스파크를 충분히 생성시키고, 그리하여 측 스파크의 형성 시작과 절연 저항의 강하 사이에 많은 시간을 확보하게 되고, 그럼으로써 엔진의 운전자가 엔진의 기계적 진동의 원인이 되는 트래킹(즉, 측 스파크가 이동하게 되는, 자기 절연체 및 금속 쉘 사이의 도전성 경로의 형성)을 인지할 수 있게 되고, 엔진의 그을음을 제거하기 위한 조치를 취할 수 있게 된다. Thus, the construction of the magnetic insulator sufficiently generates side sparks before the insulation resistance between the center electrode and the metal shell drops, thus ensuring a large amount of time between the start of the formation of the side sparks and the drop in insulation resistance. The operator of the vehicle will be able to recognize the tracking that causes mechanical vibration of the engine (ie, the formation of a conductive path between the magnetic insulator and the metal shell, from which the side spark will move) and take measures to remove the soot of the engine. You can take it.

특히, 트래킹을 인지한 후, 그 운전자는 연소 챔버 내에서의 온도를 상승시켜 자기 절연체 표면 상의 탄소 퇴적물을 태워 없애기 위하여 엔진을 가속할 수 있으며, 또한 운전자는 트래킹을 인지하고 엔진을 멈춘 후 엔진을 재시동할 수 있게 된다. 이것은, 트래킹이 발생한 때, 필요한 정도의 절연 저항이 상기 중심 전극 및 금속 쉘 사이에 여전히 보장되어 있기 때문이다.In particular, after recognizing the tracking, the driver may accelerate the engine to raise the temperature in the combustion chamber to burn off carbon deposits on the surface of the magnetic insulator, and the driver may recognize the tracking and stop the engine after stopping the engine. You can restart it. This is because, when tracking occurs, the required degree of insulation resistance is still ensured between the center electrode and the metal shell.

상기 절연체 노우즈는 끝이 가늘어지지 않고 직경이 일정한 직립부를 가지며, 그리하여 상기 테이퍼부의 상단이 직립부에까지 미쳤던 열의 이동을 쉽게 촉진시키고, 따라서 절연체 노우즈 상에 작용하여 그를 파손시키는 원인이 되는 열 압력을 완화시킨다.The insulator nose has an upright portion with a constant diameter and not tapered, thereby facilitating the transfer of heat that the upper end of the tapered portion reaches to the upright portion, thus relieving thermal pressure that acts on the insulator nose and causes it to break. Let's do it.

상기 테이퍼부는 스파크 플러그의 종방향 중심선을 포함하는 평면 상에 직선 또는 곡선으로 연장된 윤곽선을 가지도록 설계되고, 그럼으로써 상기 테이퍼부의 기부까지 열 전달을 용이하게 촉진시키고, 또한 상기 테이퍼부 및 직립부 사이의 경계 상에 압력의 집중을 감소시켜 상기 절연체 노우즈의 파손을 최소화할 수 있게 된다.The tapered portion is designed to have a straight or curved outline extending on a plane including the longitudinal centerline of the spark plug, thereby facilitating heat transfer to the base of the tapered portion, and also the tapered and upright portions By reducing the concentration of pressure on the boundary between them, it is possible to minimize breakage of the insulator nose.

본 발명의 바람직한 예에서, 직립부는 1.5mm 내지 6mm의 길이를 가질 수 있다. 상기 직립부의 길이는, 외부 숄더 및 절연체 노우즈의 길이의 합인 총 길이의 7% 내지 40%의 범위 내에 놓이도록 선택된다. 이것은 상기 중심 전극 및 금속 쉘 사이의 절연 저항의 강하 및 측 스파크의 형성 사이의 시간 증가를 보장한다.In a preferred embodiment of the present invention, the upright portion may have a length of 1.5 mm to 6 mm. The length of the upright portion is selected to lie in the range of 7% to 40% of the total length, which is the sum of the lengths of the outer shoulder and the insulator nose. This ensures an increase in time between the drop in insulation resistance between the center electrode and the metal shell and the formation of side sparks.

스파크 갭의 크기(Gm) 및 상기 자기 절연체의 테이퍼부 및 직립부 사이의 경계의 외 주변부 및 상기 금속 쉘의 내벽 사이의 거리(Gs)는 Gm ≥ Gs ≥ 0.4Gm의 관계가 성립하도록 선택되고, 그럼으로써 결과적으로 중심 전극 및 금속 쉘 사이의 절연 저항의 가능성을 나타내는 신호인 측 스파크를 빨리 형성하게 된다.The size (Gm) of the spark gap and the distance (Gs) between the outer periphery of the boundary between the tapered and upright portions of the magnetic insulator and the inner wall of the metal shell are selected such that a relationship of Gm ≧ Gs ≧ 0.4Gm is established, This results in the rapid formation of side sparks, a signal that indicates the likelihood of insulation resistance between the center electrode and the metal shell.

상기 절연체 노우즈의 직립부는 그 외면이, 스파크 플러그의 종방향 중심선을 포함하는 평면상에 곡선의 윤곽선을 가지는 형상의 둥근 표면을 통하여 상기 테이퍼부의 외면에 연속하고, 그럼으로써 상기 직립부 및 테이퍼부 사이의 계면 상으로 압력 집중을 완화시킨다.The upright portion of the insulator nose is continuous to the outer surface of the tapered portion through a rounded surface whose shape is curved on a plane including the longitudinal centerline of the spark plug, thereby between the upright portion and the tapered portion. Relieve the pressure concentration into the interface phase.

상기 중심 전극은, 상기 스파크 갭에 면하고 있는 그 상단에 귀금속 칩을 연결하여 가질 수 있다. 상기의 귀금속 칩은 직경이 0.7mm 이하이며, 바람직하게는 0.45mm 이하이고, 그럼으로써 일련의 스파크를 발생시키기 위하여 스파크 플러그에 필요한 전압을 감소시킬 수 있게 된다. 상기 귀금속 칩은 스파크 플러그의 내구성을 향상시키기 위하여 이리듐 합금으로 제조될 수 있다.The center electrode may have a noble metal chip connected to an upper end thereof facing the spark gap. The precious metal chip has a diameter of 0.7 mm or less, preferably 0.45 mm or less, thereby reducing the voltage required for the spark plug to generate a series of sparks. The precious metal chip may be made of an iridium alloy to improve the durability of the spark plug.

자기 절연체의 외부 숄더 및 절연체 노우즈의 길이의 합인 총 길이는 11mm 이하이고, 그럼으로써 상기 절연체 노우즈로부터 상기 금속 쉘까지의 열 전달을 촉진시키게 된다. 이것은 스파크 플러그가 고열 범위 형으로 설계될 수 있도록 한다.The total length, which is the sum of the lengths of the outer shoulder of the magnetic insulator and the insulator nose, is 11 mm or less, thereby facilitating heat transfer from the insulator nose to the metal shell. This allows the spark plug to be designed in a high temperature range.

상기 금속 쉘은, 내부 숄더로부터 상기 스파크 플러그의 종방향 중심선에 평행하게 상기 스파크 갭에 면하는 그 상단까지 연장된 내주면을 가진다. 그렇기 때문에, 상기 자기 절연체의 직립부의 내주면은 상기 금속 쉘의 내주면에 평행하게 연장된다. 추가로, 상기 자기 절연체의 테이퍼부 및 상기 금속 쉘의 내주면 사이의 갭은 상기 자기 절연체의 상단을 향하여 넓어지고, 그럼으로써 상기 직립부의 외면에 대한 탄소 점착을 최소화시킬 수 있는 한편, 상기 자기 절연체 상의 탄소 퇴적의 초기 단계에 자기 절연체의 탄소-점착 영역 및 상기 금속 쉘의 내주변부 사이의 갭을 확보할 수 있게 된다.The metal shell has an inner circumferential surface extending from an inner shoulder to an upper end thereof facing the spark gap parallel to the longitudinal centerline of the spark plug. Therefore, the inner circumferential surface of the upright portion of the magnetic insulator extends parallel to the inner circumferential surface of the metal shell. Additionally, the gap between the tapered portion of the magnetic insulator and the inner circumferential surface of the metal shell widens toward the top of the magnetic insulator, thereby minimizing carbon adhesion to the outer surface of the upstanding portion, while on the magnetic insulator In the early stages of carbon deposition it is possible to ensure a gap between the carbon-adhesive region of the magnetic insulator and the inner periphery of the metal shell.

상기 금속 쉘은 상기 스파크 갭에 면하고 있는 그 상단부 상에 돌출부를 형성하고 있다. 상기 돌출부는 금속 쉘의 내측으로 연장되고, 그리하여 자기 절연체 및 금속 쉘 사이의 공기 포켓으로 들어가는 탄소의 양을 감소시킨다.The metal shell forms a protrusion on an upper end thereof facing the spark gap. The protrusion extends inside the metal shell, thereby reducing the amount of carbon entering the air pocket between the magnetic insulator and the metal shell.

상기 돌출부의 내부 끝 표면 및 자기 절연체의 외벽 사이의 거리(Gp) 및 상기 스파크 갭의 크기(Gm)는 Gm ≤ Gp ≤ 1.8Gm의 관계가 성립하도록 선택된다. 이것은, 중심 전극 및 접지 전극 사이의 일련의 신뢰성 있는 스파크들을 형성하고, 금속 쉘 및 자기 절연체 사이의 공기 포켓으로의 탄소 유입을 최소화시킬 수 있도록 보장해 준다.The distance Gp between the inner end surface of the protrusion and the outer wall of the magnetic insulator and the size Gm of the spark gap are selected such that a relationship of Gm ≦ Gp ≦ 1.8Gm is established. This forms a series of reliable sparks between the center electrode and the ground electrode and ensures that the carbon ingress into the air pocket between the metal shell and the magnetic insulator can be minimized.

본 발명은, 본 발명의 상세한 설명으로부터 그리고 바람직한 실시예들의 수반하는 도면으로부터 더욱 완전히 이해될 것이며, 그러나 본 발명을 특정의 실시예로 한정하기 위함이 아니라 설명 및 이해의 목적으로 주어지는 것이다.The invention will be more fully understood from the detailed description of the invention and from the accompanying drawings of the preferred embodiments, but it is given for the purpose of explanation and understanding rather than to limit the invention to the specific embodiments.

도면을 참조하면, 여러 도면에서 동일 구성 요소는 동일 참증 부호로 언급되며, 특히 도1 내지 도4에 대해, 본 발명의 제1 실시예에 따른 내연기관에 사용되는 스파크 플러그(1)가 도시된다.Referring to the drawings, like elements are referred to by the same reference numerals in the various figures, and in particular with respect to FIGS. 1 to 4, there is shown a spark plug 1 for use in an internal combustion engine according to a first embodiment of the invention. .

도1 및 도2에 설명된 바와 같이, 스파크 플러그(1)는, 중공의 실린더형 금속 쉘(4), 자기 절연체(2), 중심 전극(3) 및 접지 전극(5)을 포함한다. 금속 쉘(4)은 상기 내연기관에서 스파크 플러그(1)의 설치를 위한 플러그-장착 나사(41)의 외 주변부 상에 형성된다. 자기 절연체(2)는 금속 쉘(4)에 유지된다. 중심 전극(3)은 자기 절연체(2) 내에 고정되고, 자기 절연체(2) 자체와 접지 전극(5) 사이에 스파크 갭(11)을 형성하기 위하여 상기 자기 절연체(2)의 상단 외부에 노출된 첨단부(31)를 가진다.As illustrated in FIGS. 1 and 2, the spark plug 1 comprises a hollow cylindrical metal shell 4, a magnetic insulator 2, a center electrode 3 and a ground electrode 5. The metal shell 4 is formed on the outer periphery of the plug-mounting screw 41 for installation of the spark plug 1 in the internal combustion engine. The magnetic insulator 2 is held in the metal shell 4. The center electrode 3 is fixed within the magnetic insulator 2 and exposed outside the top of the magnetic insulator 2 to form a spark gap 11 between the magnetic insulator 2 itself and the ground electrode 5. It has a tip 31.

상기 자기 절연체(2)는, 상기 금속 쉘(4)의 내부 환형 숄더(42)와 접촉배치된 외부 환형 숄더(21) 및 상기 외부 환형 숄더(21)로부터 상기 스파크 플러그(1) 의 상단을 향하여 연장된 노우즈(22)를 포함한다.The magnetic insulator 2 is directed from the outer annular shoulder 21 and the outer annular shoulder 21 disposed in contact with the inner annular shoulder 42 of the metal shell 4 toward the top of the spark plug 1. And an extended nose 22.

절연체 노우즈(22)는 외부 환형 숄더(21)로부터 연속하고 직립부(221) 및 테이퍼부(222)로 구성된다. 직립부(221)는 스파크 플러그(1)의 중심축(M)(즉, 자기 절연체(2)의 종방향 중심선)에 실질적으로 평행하게 연장되는 외주변벽을 가진다. 상기 테이퍼부(222)는 그 직경이 직립부(221)로부터 상기 절연체 노우즈(22)의 상단면 까지 일정 비율로 감소한다.The insulator nose 22 is continuous from the outer annular shoulder 21 and consists of an upright portion 221 and a tapered portion 222. The upright portion 221 has an outer peripheral wall extending substantially parallel to the central axis M of the spark plug 1 (ie, the longitudinal center line of the magnetic insulator 2). The taper portion 222 is reduced in diameter from the upright portion 221 to the top surface of the insulator nose 22.

상기 테이퍼부(222)는 균등하게 연장하는 외부면을 가지나, 택일적으로 외부로 볼록한(즉, 곡선의) 외면을 가지는 형상으로 이루어질 수 있다.The tapered portion 222 has an outer surface that extends evenly, but may alternatively be shaped to have an outer surface that is convex (ie, curved) to the outside.

상기 직립부(221)는, 스파크 플러그(1)의 종방향으로 형성되는 바와 같이, 1.5mm 내지 6mm의 길이(A)를 가진다. 상기 길이(A)는 또한, 상기 외부 환형 숄더(21) 및 절연체 노우즈(22)의 길이의 합인 자기 절연체(21)의 상단부의 총 길이(B)의 7% 내지 40%의 범위에 놓이도록 선택된다. 길이(B)는 11mm 이하이도록 선택된다.The upright portion 221 has a length A of 1.5 mm to 6 mm, as formed in the longitudinal direction of the spark plug 1. The length A is also chosen to lie in the range of 7% to 40% of the total length B of the upper end of the magnetic insulator 21 which is the sum of the lengths of the outer annular shoulder 21 and the insulator nose 22. do. The length B is selected to be 11 mm or less.

상기 금속 쉘(4)은, 상기 자기 절연체(2)가 관통 연장되는 축방향 구경(40) 내에 형성된다. 상기 축방향 구경(40)은 그 내벽에 형성된 내부 환형 숄더(42)를 가진다. 상기 축방향 구경(40)은 또한 내부 환형 숄더(42)로부터 상기 스파크 플러그(1)의 중심축(M)에 평행한 금속 쉘(4)의 상단부(44)까지 연장되는 정면 내주변벽(43)을 가진다. 그리하여, 상기 정면 내주변벽(43)은 그 길이를 따라 일정한 내부 직경을 가진다.The metal shell 4 is formed in an axial aperture 40 through which the magnetic insulator 2 extends. The axial aperture 40 has an inner annular shoulder 42 formed in its inner wall. The axial aperture 40 also extends from the inner annular shoulder 42 to the upper end 44 of the metal shell 4 parallel to the central axis M of the spark plug 1. ) Thus, the front inner peripheral wall 43 has a constant inner diameter along its length.

금속 쉘(4)의 정면 내주변벽(43)은 상기 스파크 플러그(1)의 반경방향으로 상기 절연체 노우즈(22)의 외주변부와 면하도록 배치되고, 그럼으로써 그들 사이에 실린더형 공기 포켓(12)을 형성한다. 상기 공기 포켓(12)은 금속 쉘(4)의 상단부(44)에서 개방된다.The front inner circumferential wall 43 of the metal shell 4 is arranged to face the outer circumference of the insulator nose 22 in the radial direction of the spark plug 1, whereby a cylindrical air pocket 12 therebetween. ). The air pocket 12 opens at the upper end 44 of the metal shell 4.

상기 자기 절연체(2)의 외부 환형 숄더(21)는 개스킷(13)을 통하여 금속 쉘(42)의 내부 환형 숄더(42) 상에 배치된다.The outer annular shoulder 21 of the magnetic insulator 2 is disposed on the inner annular shoulder 42 of the metal shell 42 via the gasket 13.

스파크 플러그(1)의 중심축(M)을 따라 형성된 바와 같은, 스파크 갭(11)의 크기 또는 길이(Gm), 및 금속 쉘(4)의 내벽 및 자기 절연체(2)의 직립부(221)의 외벽(즉, 상기 직립부(221) 및 상기 테이퍼부(222) 사이의 경계의 적어도 외주변부) 사이의 거리(Gs)는 Gm ≥ Gs ≥ 0.4Gm의 관계를 충족시키도록 선택된다.The size or length Gm of the spark gap 11, as formed along the central axis M of the spark plug 1, and the inner wall of the metal shell 4 and the uprights 221 of the magnetic insulator 2. The distance Gs between the outer wall (ie, at least the outer periphery of the boundary between the upright portion 221 and the tapered portion 222) is selected to satisfy a relationship of Gm ≧ Gs ≧ 0.4Gm.

상기 직립부(221)의 외면은, 도3에 명백히 설명된 바와 같이, 둥근 표면(223)을 통하여 테이퍼부(222)의 표면 까지 연결된다. 스파크 플러그(1)의 중심축(M)을 통하여 연장된 평면 상에 형성된 바와 같이, 둥근 표면(223)의 윤곽선의 곡률 반경은 약 2mm로 선택된다.The outer surface of the upright portion 221 is connected to the surface of the tapered portion 222 through the rounded surface 223, as is clearly illustrated in FIG. 3. As formed on the plane extending through the central axis M of the spark plug 1, the radius of curvature of the contour of the rounded surface 223 is selected to about 2 mm.

상기 중심 전극(3)은 Ir(이리듐) 합금으로 만들어진 귀금속 칩(31)을 가진다. 상기 귀금속 칩(31)은 그 직경(d)이 0.7mm 이하이고 바람직하게는 0.45mm 이하이다.The center electrode 3 has a precious metal chip 31 made of an Ir (iridium) alloy. The precious metal chip 31 has a diameter d of 0.7 mm or less and preferably 0.45 mm or less.

상기 중심 전극(3)은 자기 절연체(2)에 맞춰진 실린더형 기본체(30)를 가진다. 상기 기본체(30)는 상기 귀금속(31)이 용접된 테이퍼된 헤드를 가진다. 상기 기본체(30)의 직경(D)은 2mm 내지 3mm 이다.The center electrode 3 has a cylindrical base 30 fitted to a magnetic insulator 2. The base 30 has a tapered head to which the precious metal 31 is welded. The diameter D of the base 30 is 2mm to 3mm.

스파크 플러그(1)의 이점들이 이하에 기술될 것이다.The advantages of the spark plug 1 will be described below.

절연체 노우즈(22)는, 상술한 바와 같이, 직립부(221) 및 테이퍼부(222)로 구성된다. 이 구조는, 도4에 도시된 바와 같이, 그 상단에서부터 기부까지 점차적으로 테이퍼부(222)에 탄소 입자들이 유착되게 한다. 상기 테이퍼부(222)는 그 직경이 상기 직립부(221)를 향하여 증가하는 형상이고, 그리하여 테이퍼부 자체와 금속 쉘(4)의 내벽 사이의 간격은 상기 직립부(221)를 향하여 점차적으로 감소한다. 다른 말로, 상기 테이퍼부(222)의 주변면은 스파크 플러그(1)의 상단에 면한다. 이것은 상기 테이퍼부(222) 상에 탄소 입자들(C)을 퇴적하는 것을 용이하게 하고, 그리하여 그 양은 시간에 따라 증가하고, 그리하여 상기 절연체 노우즈(22)의 탄소-퇴적 영역 및 상기 금속 쉘(4)의 내벽 사이의 거리를 감소시킨다. 그러한 거리가 일정한 값에 도달하면, 상기 자기 절연체(2) 및 금속 쉘(4) 사이에 측 스파크(S)를 형성하게 될 것이다. 탄소 입자(C)의 퇴적량이 증가하면, 그들은 또한 상기 직립부(221)의 외주변부에 유착되기 시작할 것이다. 그러나, 상기 직립부(221)는 상기 스파크 플러그(1)의 중심축(M)에 평행하게 직선으로 연장된다. 다른 말로, 상기 직립부(221)의 주변면은 스파크 플러그(1)의 상단에 면하지 않고, 그리하여 상기 직립부(221)의 상단 및 금속 쉘(4)의 내벽 사이의 갭으로 유입된 탄소 입자들(C)을 직립부(221)의 주변면 상에 퇴적하는 데 어려움이 증가된다.The insulator nose 22 is comprised from the upright part 221 and the taper part 222 as mentioned above. This structure causes the carbon particles to coalesce in the tapered portion 222 gradually from the top to the base, as shown in FIG. The tapered portion 222 is shaped such that its diameter increases toward the upright portion 221, so that the gap between the tapered portion itself and the inner wall of the metal shell 4 gradually decreases toward the upright portion 221. do. In other words, the peripheral surface of the tapered portion 222 faces the top of the spark plug 1. This facilitates the deposition of carbon particles C on the tapered portion 222, so that the amount increases with time, and thus the carbon-deposited region of the insulator nose 22 and the metal shell 4 Decreases the distance between the inner walls of the If such a distance reaches a constant value, it will form a side spark S between the magnetic insulator 2 and the metal shell 4. As the deposition amount of carbon particles (C) increases, they will also begin to adhere to the outer periphery of the upright portion 221. However, the upright portion 221 extends in a straight line parallel to the central axis (M) of the spark plug (1). In other words, the peripheral surface of the upright 221 does not face the top of the spark plug 1, and thus the carbon particles introduced into the gap between the top of the upright 221 and the inner wall of the metal shell 4. Difficulty in depositing the field C on the peripheral surface of the upright portion 221 is increased.

직립부(221)는 일정한 직경을 가지고, 그리하여 그 자체와 상기 금속 쉘(4)의 내벽 사이의 거리는 자기 절연체(2)의 종방향으로 일정하게 유지된다. 그렇기 때문에, 탄소 입자(C)의 퇴적이 상기 직립부(221) 및 금속 쉘(4)의 내벽 사이의 갭 내로 연속적으로 깊이 자라게 되는 경우에도, 상기 직립부(221)의 탄소-퇴적 영역 및 상기 금속 쉘(4)의 내벽 사이의 거리가 감소할 때까지 많은 시간이 소모될 것이고, 그리하여 중심 전극(3) 및 금속 쉘(4) 사이의 절연 저항이 바람직하지 않게 강하하기까지 많은 시간이 소모될 것이다.The upright portion 221 has a constant diameter, so that the distance between itself and the inner wall of the metal shell 4 is kept constant in the longitudinal direction of the magnetic insulator 2. Therefore, even when the deposition of the carbon particles (C) grows continuously deep into the gap between the upright portion 221 and the inner wall of the metal shell 4, the carbon-deposited region of the upright portion 221 and the Much time will be spent until the distance between the inner walls of the metal shell 4 decreases, so that much time will be spent until the insulation resistance between the center electrode 3 and the metal shell 4 undesirably drops. will be.

그리하여, 자기 절연체(2)의 구조는, 측 스파크 형성의 시작 및 상기 중심 전극(3) 및 금속 쉘(4) 사이의 절연 저항에서의 강하 사이에 많은 시간을 확보하며, 그럼으로써 차량 운전자는 일반적으로 엔진의 기계적 진동을 발생시키는 측 스파크의 형성을 야기하는 트래킹을 인지할 수 있고, 그리고 엔진의 그을음을 제거할 조치를 취할 수 있게 된다. 특히, 트래킹을 인지한 후, 차량 운전자는 자기 절연체(2)의 표면 상의 탄소 퇴적물을 태워 없애기 위하여 연소 챔버 내의 온도를 상승시키도록 엔진을 가속할 수 있고, 또한 차량 운전자가 트래킹을 인지하고 엔진을 정지시킨 후 엔진을 재시동할 수 있게 한다. 이것은, 트래킹이 발생할 때, 필요한 정도의 절연 저항이 중심 전극(3) 및 금속 쉘(4) 사이에 여전히 확보되어 있기 때문이다.Thus, the structure of the magnetic insulator 2 ensures a large amount of time between the start of the side spark formation and the drop in the insulation resistance between the center electrode 3 and the metal shell 4, whereby the vehicle driver generally As a result, it is possible to recognize tracking which causes the formation of side sparks that generate mechanical vibrations of the engine, and to take measures to eliminate soot of the engine. In particular, after recognizing tracking, the vehicle driver can accelerate the engine to raise the temperature in the combustion chamber to burn off carbon deposits on the surface of the magnetic insulator 2, and the vehicle driver also recognizes the tracking and Allow the engine to restart after stopping. This is because, when tracking occurs, the required degree of insulation resistance is still secured between the center electrode 3 and the metal shell 4.

상기 절연체 노우즈(22)는 끝이 가늘어지지 않고 일정한 직경을 가지는 직립부(221)를 가지며, 그리하여 상기 테이퍼부(222)의 상단이 직립부(221)에 까지 미쳤던 열의 이동을 용이하게 촉진시키고, 따라서 절연체 노우즈(22) 상에 작용하여 보통 그를 파손시키는 원인이 되는 열 압력을 완화시킨다.The insulator nose 22 has an upright portion 221 having a constant diameter without tapering its end, thereby facilitating the movement of heat in which the upper end of the tapered portion 222 extends to the upright portion 221, Thus, it acts on the insulator nose 22 to relieve thermal pressure which usually causes it to break.

상기 테이퍼부(222)는 스파크 플러그(1)의 중심축(M)을 포함하는 평면 상에 직선 또는 곡선으로 연장된 윤곽선을 가지도록 설계되고, 그럼으로써 상기 테이퍼부(222)의 기부까지 열 전달을 용이하게 촉진시키고, 또한 상기 테이퍼부(222) 및 직립부(221) 사이의 경계 상의 압력 집중을 감소시켜 상기 절연체 노우즈(22)의 파손을 최소화할 수 있게 된다.The tapered portion 222 is designed to have a straight or curved outline extending on a plane including the central axis M of the spark plug 1, thereby transferring heat to the base of the tapered portion 222. It is possible to easily promote and also to reduce the pressure concentration on the boundary between the tapered portion 222 and the upright portion 221 to minimize the breakage of the insulator nose (22).

상기 직립부(22)는 1.5mm 내지 6mm의 길이(A)를 가지고, 그럼으로써, 측 스파크의 형성 시작 및 상기 중심 전극(3) 및 금속 쉘(4) 사이의 절연에서의 강하 사이에 많은 시간이 확보될 수 있게 된다.The upright portion 22 has a length A of 1.5 mm to 6 mm, whereby a lot of time between the start of the formation of the side sparks and the drop in insulation between the center electrode 3 and the metal shell 4. This can be secured.

상기 직립부(221)의 길이(A)는 또한, 외부 환형 숄더(21) 및 절연체 노우즈(22)의 길이의 합인 자기 절연체(21)의 상단부의 총 길이(B)의 7% 내지 40%의 범위 내에 놓이도록 선택되고, 그럼으로써 측 스파크 형성의 시작 및 상기 중심 전극(3) 및 금속 쉘(4) 사이의 절연에서의 강하 사이의 시간 증가를 보장한다.The length A of the upright portion 221 is also between 7% and 40% of the total length B of the upper end of the magnetic insulator 21, which is the sum of the lengths of the outer annular shoulder 21 and the insulator nose 22. It is selected to lie in range, thereby ensuring an increase in time between the start of side spark formation and the drop in insulation between the center electrode 3 and the metal shell 4.

상기 스파크 갭(11)의 크기(Gm) 및 상기 자기 절연체(2)의 직립부(221)의 외벽 및 상기 금속 쉘(4)의 내벽 사이의 거리(Gs)는 Gm ≥ Gs ≥ 0.4Gm의 관계를 만족하도록 선택되고, 그럼으로써 상기 중심 전극 및 금속 쉘(4) 사이의 절연 저항의 강하를 나타내는 측 스파크의 빠른 유도를 촉진하게 된다.The size Gm of the spark gap 11 and the distance Gs between the outer wall of the upright portion 221 of the magnetic insulator 2 and the inner wall of the metal shell 4 have a relationship of Gm ≧ Gs ≧ 0.4Gm. It is chosen to satisfy, thereby facilitating the rapid induction of the side spark, which represents a drop in the insulation resistance between the center electrode and the metal shell 4.

상기 직립부(221)의 외면은, 둥근 표면(223)을 통하여 상기 테이퍼부(222)의 외면으로 이르게 되고, 그럼으로써 상기 직립부(221) 및 테이퍼부(222) 사이의 경계 상의 압력 집중을 대폭 감소시키고, 그것은 자기 절연체(2)의 내구성을 보장한다.The outer surface of the upright portion 221 leads to the outer surface of the tapered portion 222 through the rounded surface 223, thereby creating pressure concentration on the boundary between the upright portion 221 and the tapered portion 222. Significantly reduced, it ensures the durability of the magnetic insulator 2.

상기 중심 전극(3)은, 직경이 0.7mm 이하이고 Ir 합금으로 만들어진 귀금속 칩(31)을 가지며, 그럼으로써 스파크를 발생시키기 위하여 스파크 플러그에 필요한 전압을 감소시키고, 스파크 플러그(1)의 내구성을 향상시키게 된다.The center electrode 3 has a precious metal chip 31 having a diameter of 0.7 mm or less and made of an Ir alloy, thereby reducing the voltage required for the spark plug to generate sparks, and improving the durability of the spark plug 1. Will be improved.

상기 외부 환형 숄더(21) 및 절연체 노우즈(22)의 길이의 합인 길이(B)는 11mm 이하로 선택되고, 그럼으로써 스파크 플러그(1)의 가열 범위를 증가시키고, 즉 상기 절연체 노우즈(22)로부터 상기 금속 쉘(4)까지 미치는 열 전달을 촉진시키게 되고, 그것은 엔진의 연소 챔버가 강한 열을 겪는 격심한 조건들 하에서 사용하는 것에 대하여 스파크 플러그(1)의 내구성을 보장한다.The length B, which is the sum of the lengths of the outer annular shoulder 21 and the insulator nose 22, is selected to be 11 mm or less, thereby increasing the heating range of the spark plug 1, ie from the insulator nose 22. This will promote heat transfer up to the metal shell 4, which ensures the durability of the spark plug 1 against use under severe conditions where the combustion chamber of the engine is subjected to strong heat.

보통, 통상적인 고열 범위 스파크 플러그들은 연료 혼합물을 그을리게 하는 경향이 있으나, 스파크 플러그(1)의 구조는 그러한 그을림을 제거하기 위한 조치를 용이하게 취하도록 촉진시키고, 그리하여 상기 스파크 플러그(1)의 사용 수명의 증가를 보장한다.Usually, high temperature range spark plugs tend to burn the fuel mixture, but the structure of the spark plug 1 facilitates the easy taking of steps to remove such burns, and thus, of the spark plug 1 Ensures an increased service life.

우리는 상기 중심 전극(3) 및 금속 쉘(4) 사이의 절연 저항에 관하여 스파크 플러그(1)의 반-그을음 특성을 평가하는 시험을 실행하였다.We ran a test to evaluate the anti-soot characteristics of the spark plug 1 with respect to the insulation resistance between the center electrode 3 and the metal shell 4.

우리는 도1의 스파크 플러그(1)와 구조가 동일한 4개의 플러그 샘플들 및 도13 및 도14 중 어느 하나와 구조가 동일한 4개의 비교 플러그 샘플들을 준비하였고, 도1에서의 직립부(221)와 유사한, 직립부 없는 테이퍼된 노우즈를 구비한 자기 절연체를 준비하였다.We prepared four plug samples having the same structure as the spark plug 1 of FIG. 1 and four comparison plug samples having the same structure as any of FIGS. 13 and 14, and the upright portion 221 in FIG. A magnetic insulator with a tapered nose without uprights was prepared.

우리는, 시험 승용차 내에 장착된 내연기관 내에 상기 플러그 샘플들 각각을 설치하였고 상술한 바와 같은 조건들 하에서 상기 시험 승용차를 주행시켰다. 자기 절연체가 트래킹이 발생하도록 탄소로 덮이고 60초 후, 우리는 엔진을 멈추었다. 우리는 각 시험 전 및 후에 중심 전극 및 금속 쉘 사이의 절연 저항을 측정하였다.We installed each of the plug samples in an internal combustion engine mounted in the test car and ran the test car under the conditions as described above. 60 seconds after the magnetic insulator was covered with carbon to allow tracking, we stopped the engine. We measured the insulation resistance between the center electrode and the metal shell before and after each test.

시험 승용차에 장착된 엔진은 223cc 1-실린더 4-사이클의 엔진이었다. 우리는 평탄한 도로에서 40km/h의 일정한 속도로 상기 시험 승용차를 주행시켰다. 엔진 냉각제의 온도는 30℃ 였다.The engine mounted on the test car was an 223cc 1-cylinder 4-cycle engine. We ran the test car at a constant speed of 40 km / h on a flat road. The temperature of the engine coolant was 30 ° C.

전기적 파형의 형태로 상기 플러그 샘플의 각각에 의하여 생성된 바와 같은 일련의 스파클들을 감시하였다. 측 스파크를 유도하는 트래킹을 나타내는 파형이 검출되고 그 후 엔진을 정지한 후 60초 동안, 엔진 주행을 계속하였다.A series of sparkles as monitored by each of the plug samples in the form of electrical waveforms were monitored. The engine running was continued for 60 seconds after the waveform indicative of tracking inducing side sparks was detected and the engine was then stopped.

플러그 샘플이 각각의 치수들은 이하 표1에 리스트된다. "±" 또는 "+" 다음에 오는 값은 허용 오차를 나타낸다.The dimensions of each of the plug samples are listed in Table 1 below. Values following "±" or "+" indicate tolerances.

발명 샘플Invention sample 비교 샘플Comparison sample GmGm 0.7 + 0.10.7 + 0.1 0.7 + 0.10.7 + 0.1 GsGs 0.4 ± 0.10.4 ± 0.1 -    - AA 3.0 ± 0.53.0 ± 0.5 -    - BB 11 ± 0.2 11 ± 0.2 11 ± 0.2  11 ± 0.2 dd 0.4 ± 0.050.4 ± 0.05 0.4 ± 0.050.4 ± 0.05 DD 2.65 ± 0.102.65 ± 0.10 2.1 ± 0.12.1 ± 0.1

단위: mmUnit: mm

각 테스트 전 및 후에 측정된 바와 같은 플러그 샘플들 각각의 중심 전극 및 금속 쉘 사이의 절연 저항의 값들이 도5 및 6의 그래프에 도시된다. 도5는 상기 스파크 플러그(1)와 구조가 동일한 플러그 샘플(그것은 이하에 발명 플러그 샘플로서 언급될 것임)에서의 절연 저항의 측정값들을 나타낸다. 도6은 비교 플러그 샘플에서의 절연 저항의 측정값들을 나타낸다.The values of the insulation resistance between the center electrode and the metal shell of each of the plug samples as measured before and after each test are shown in the graphs of FIGS. 5 and 6. 5 shows the measured values of the insulation resistance in the plug sample having the same structure as the spark plug 1 (which will be referred to as the inventive plug sample below). 6 shows measurements of insulation resistance in a comparative plug sample.

도5 및 도6의 그래프들은, 본 발명의 플러그 샘플의 절연 저항은 거의 강하하지 않고 500MΩ 이상의 값을 가지는 반면, 시험 후 측정되었을 때, 비교 플러그 샘플의 절연 저항은 크게 강하하는 것을 도시한다. 그렇기 때문에, 트래킹이 발생된 후 60초 이내에 중지된다면, 스파크 플러그(1)를 사용함으로써 엔진이 재시동 될 수 있다는 것과, 엔진의 그을음 또는 불완전 연소가 완화될 수 있어서, 트래킹 발생 후 60초 내에 엔진 속도를 상승시킴으로써 연소 챔버 내의 온도를, 예를 들면 800℃ 정도까지 상승시켜서 엔진의 신뢰성 있는 주행을 확보할 수 있게 된다는 것과, 한편 비교 플러그 샘플들은 트래킹의 발생 시 절연 저항이 이미 크게 강하되었고, 그것은 연소 챔버 내의 온도를 상승시키는 엔진 주행시 또는 엔진 재시동시 고장을 발생시키게 된다는 것을 알 수 있다.The graphs of FIGS. 5 and 6 show that the insulation resistance of the plug sample of the present invention hardly drops but has a value of 500 MΩ or more, while the insulation resistance of the comparative plug sample greatly drops when measured after the test. Therefore, if the tracking is stopped within 60 seconds after the occurrence of tracking, the engine can be restarted by using the spark plug 1 and soot or incomplete combustion of the engine can be alleviated, so that the engine speed within 60 seconds after the occurrence of tracking By increasing the temperature in the combustion chamber to, for example, about 800 ° C., it is possible to ensure reliable running of the engine, while the comparative plug samples have already greatly reduced the insulation resistance upon the occurrence of tracking, It can be seen that failure occurs when driving the engine or restarting the engine which raises the temperature in the chamber.

우리는 또한 스파크 플러그(1)의 자기 절연체(2) 상에 내열성 시험을 실행하였다.We also conducted a heat resistance test on the magnetic insulator 2 of the spark plug 1.

우리는 발명 플러그 샘플들 및 비교 플러그 샘플들을 준비하였다. 도7에 설명된 바와 같이, 발명 플러그 샘플들은, 금속 쉘(4)이 제거된, 상기 제1 시험에서 사용되었던 샘플과 동일한 것이었다. 마찬가지로, 비교 플러그 샘플들도 금속 쉘이 제거된, 제1 시험에서 사용되었던 샘플과 동일한 것이었다.We prepared inventive plug samples and comparative plug samples. As illustrated in FIG. 7, the inventive plug samples were the same as the samples used in the first test, with the metal shell 4 removed. Similarly, the comparative plug samples were the same as the samples used in the first test, with the metal shells removed.

후술되는 바와 같이, JIS(일본 공업 규격) B8031에 의해 상술된 바와 같은 것들보다 더욱 심한 조건들 하에서 플러그 샘플들의 각각 상에 시험을 실행하였다.As described below, a test was run on each of the plug samples under conditions severer than those described above by JIS (Japanese Industrial Standard) B8031.

특히, 주석(Sn)으로 채워진 고온의 조(61)를 준비하였으며 초기에 주변 온도에 있는 플러그 샘플들 각각의 절연체 노우즈(22)를 30초 동안 그 상부로부터 618mm 깊이의 조 내로 침지하였다.In particular, a hot bath 61 filled with tin (Sn) was prepared and initially the insulator nose 22 of each of the plug samples at ambient temperature was immersed into a bath 618 mm deep from the top for 30 seconds.

비교 플러그 샘플들은, 800℃, 850℃, 및 900℃ 각각의 조 내에 4개씩 침지되었고, 한편 발명 플러그 샘플들은, 850℃, 900℃, 및 950℃ 각각의 조 내에 4개씩 침지되었다.Comparative plug samples were immersed four in each bath at 800 ° C., 850 ° C., and 900 ° C., while inventive plug samples were immersed four in each bath at 850 ° C., 900 ° C., and 950 ° C.

시험 후, 플러그 샘플들 각각의 자기 절연체가 균열되었는지 아닌지를 관찰하였다. 관찰 결과는 표2에 도시된다. 각 분수의 분모는 각 시험에서 사용된 플러그 샘플들의 총 수를 나타낸다. 분자는 균열된 플러그 샘플들의 총 수를 나타낸다.After the test, it was observed whether the magnetic insulator of each of the plug samples was cracked. The observations are shown in Table 2. The denominator of each fraction represents the total number of plug samples used in each test. The molecule represents the total number of cracked plug samples.

고온 조의 온도High temperature bath 발명 샘플Invention sample 비교 샘플Comparison sample 950℃950 4/44/4 - - 900℃900 ℃ 0/40/4 4/44/4 850℃850 ℃ 0/40/4 1/41/4 800℃800 ℃ - - 0/40/4

표2는, 비교 플러그 샘플들의 일부가 850℃에서 균열되고, 900℃에서 그들 전부가 완전히 균열된 반면, 본 발명의 플러그 샘플들은 900℃에서도 전혀 균열되지 않은 것을 보여준다.Table 2 shows that some of the comparative plug samples cracked at 850 ° C. and all of them completely cracked at 900 ° C., while the plug samples of the present invention did not crack at all even at 900 ° C.

우리는 또한 스파크 플러그(1)의 자기 절연체(2) 상에서 담금질 내구성 시험을 실행하였다.We also conducted a quench durability test on the magnetic insulator 2 of the spark plug 1.

우리는 발명 플러그 샘플들 및 비교 플러그 샘플들을 준비하였다. 발명 플러그 샘플들은, 도8에 도시된 바와 같이, 상기 제1 시험에서 사용되었던 샘플과 동일한 것이었다. 마찬가지로, 비교 플러그 샘플들도 제1 시험에서 사용되었던 샘플과 동일한 것이었다.We prepared inventive plug samples and comparative plug samples. The inventive plug samples were the same as the samples used in the first test, as shown in FIG. Likewise, the comparative plug samples were the same as the samples used in the first test.

JIS(일본 공업 규격) B8031에 의해 설명된 바와 같은 것들보다 더욱 심한 조건들 하에서 플러그 샘플들의 각각 상에 시험을 실행하였다.The test was run on each of the plug samples under more severe conditions than those described by JIS (Japanese Industrial Standard) B8031.

특히, 우리는 플러그 샘플을 고온의 노(furnace) 내에서 30분 동안 240℃ 이상에서 가열하였고, 그 다음에 그것을 냉각시키기 위하여 상기 절연체 노우즈(22)를 실온의 물(62)(예를 들면, 25℃) 내에 5분 동안 그 상단으로부터 5mm 깊이로 침지하였다.In particular, we heated the plug sample for 30 minutes at 240 ° C. or higher in a hot furnace, and then insulated nose 22 was cooled to room temperature water 62 (eg, Immersion to a depth of 5 mm from its top for 5 minutes).

비교 플러그 샘플들은, 240℃, 260℃, 280℃, 및 300℃ 각각의 물(62) 내에 4개씩 침지되었다. 유사하게, 발명 플러그 샘플들은, 240℃, 260℃, 280℃, 및 300℃ 각각의 물(62) 내에 4개씩 침지되었다.Comparative plug samples were immersed four in water 62 of 240 ° C., 260 ° C., 280 ° C., and 300 ° C., respectively. Similarly, inventive plug samples were immersed four in water 62 each of 240 ° C, 260 ° C, 280 ° C, and 300 ° C.

테스트 후, 플러그 샘플들 각각의 자기 절연체가 균열되었는지 아닌지를 관찰하였다. 관찰 결과는 표3에 도시된다. 각 분수의 분모는 각 시험에서 사용된 플러그 샘플들의 총 수를 나타낸다. 분자는 균열된 플러그 샘플들의 총 수를 나타낸다.After the test, it was observed whether the magnetic insulator of each of the plug samples was cracked. The observations are shown in Table 3. The denominator of each fraction represents the total number of plug samples used in each test. The molecule represents the total number of cracked plug samples.

노의 온도Furnace temperature 발명 샘플Invention sample 비교 샘플Comparison sample 300℃300 ° C 4/44/4 4/44/4 280℃280 ℃ 0/40/4 4/44/4 260℃260 ℃ 0/40/4 0/40/4 240℃240 ℃ 0/40/4 0/40/4

표3은, 비교 플러그 샘플들이 280℃에서 담금질 시 균열된 반면, 본 발명의 플러그 샘플들은 280℃에서 담금질 시 균열되지 않은 것을 보여준다.Table 3 shows that the comparative plug samples cracked when quenched at 280 ° C., while the plug samples of the present invention did not crack when quenched at 280 ° C.

제2 및 제3 시험으로부터, 스파크 플러그(1)의 자기 절연체(2)의 구조는 내열성 및 담금질 내구성이 개선되고, 내연기관의 고온 연소 챔버 등과 같은 격심한 조건 하에서 사용될 수 있는 것임이 명백하다.From the second and third tests, it is evident that the structure of the magnetic insulator 2 of the spark plug 1 is improved in heat resistance and quench durability, and can be used under severe conditions such as a high temperature combustion chamber of an internal combustion engine.

우리는 또한 격심한 조건 하에서 스파크 플러그(1) 상의 내구성 시험들을 실행하였다.We also conducted endurance tests on the spark plug 1 under severe conditions.

특히, 우리는 8개 발명 플러그 샘플들 및 8개 비교 플러그 샘플들을 준비하였다. 발명 플러그 샘플들은, 상기 제1 시험에서 사용되었던 샘플과 동일한 것이었다. 마찬가지로, 비교 플러그 샘플들도 제1 시험에서 사용되었던 샘플과 동일한 것이었다.In particular, we prepared eight inventive plug samples and eight comparative plug samples. The inventive plug samples were the same as the samples used in the first test. Likewise, the comparative plug samples were the same as the samples used in the first test.

우리는 통상적인 2-사이클 2-실린더 모터사이클 엔진에 플러그 샘플들 각각을 설치하였고, 모터사이클이 평탄한 길 위에서 40km/h로 주행하는 정상상태 주행 및 엔진이 최대 8900rpm의 증가된 속도로 주행하는 고속 주행으로 각각 구성되는 5개 사이클 동안 엔진을 주행시켜 상기 엔진에 일련의 자가-점화 사건들을 유도하였다. 정상상태 주행은 각 사이클에서 60초 동안 유지되었다. 고속 주행은 각 사이클에서 15 내지 20초 동안 유지되었다.We installed each of the plug samples in a typical two-cycle two-cylinder motorcycle engine, a steady state drive where the motorcycle travels at 40 km / h on a smooth road and a high speed at which the engine runs at an increased speed of up to 8900 rpm. The engine was run for five cycles, each consisting of a run, leading to a series of self-ignition events on the engine. Steady running was maintained for 60 seconds in each cycle. The high speed run was maintained for 15-20 seconds in each cycle.

시험 후에, 우리는 상기 플러그 샘플들 각각의 절연체 노우즈의 균열 여부를 관찰하였고, 비교 플러그 샘플들 전부가 균열된 반면, 발명 플러그 샘플들은 전혀 균열되지는 않았음을 알았다.After the test, we observed whether the insulator nose of each of the plug samples cracked and found that all of the comparative plug samples cracked while the inventive plug samples did not crack at all.

도9 내지 도11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스파크 플러그(1)를 기술한다.9 to 11 illustrate a spark plug 1 according to a second embodiment of the invention.

상기 금속 쉘(4)은 그 상단부(44)의 내벽(43)에 형성된 환형 돌출부(45)를 가진다. 환형 돌출부(45)는 금속 쉘(4)의 내측으로 연장된다.The metal shell 4 has an annular projection 45 formed in the inner wall 43 of its upper end 44. The annular protrusion 45 extends inside the metal shell 4.

상기 돌출부(45) 및 절연체 노우즈(222)의 외벽 사이의 거리 또는 공기 갭(Gp) 및 상기 스파크 갭(11)의 크기(Gm)는 Gm ≤ Gp ≤ 1.8Gm의 관계가 성립하도록 선택된다. 이것은, 돌출부(45)의 내부 상단 표면 및 금속 쉘(4)의 내벽(43) 사이의 높이 또는 거리는 0.2mm 내지 2.4mm이다.The distance between the protrusion 45 and the outer wall of the insulator nose 222 or the air gap Gp and the size Gm of the spark gap 11 are selected such that a relationship of Gm ≦ Gp ≦ 1.8Gm is established. This is the height or distance between the inner top surface of the protrusion 45 and the inner wall 43 of the metal shell 4 is 0.2 mm to 2.4 mm.

도10에 명백히 설명된 바와 같이, 돌출부(45)는 금속 쉘(4)의 내벽(43) 주변 전체 상부로 연장되나, 도11에 설명된 바와 같이, 서로로부터 규칙적 간격으로 떨어지게 배치된 복수의 아크형 부분들로 구성될 수도 있다.As is evident in FIG. 10, the projections 45 extend over the entire periphery of the inner wall 43 of the metal shell 4, but as shown in FIG. 11, a plurality of arcs spaced apart from each other at regular intervals. It may also consist of mold parts.

다른 배열들은 제1 실시예에서와 동일하며, 그에 대한 상세한 설명은 여기서 생략될 것이다.Other arrangements are the same as in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted here.

상기 환형 돌출부(45)는 금속 쉘(4) 및 자기 절연체(2) 사이의 공기 포켓(12)으로의 탄소 유입을 최소화시킬 수 있도록 작동하고, 그럼으로써, 중심 전극(3) 및 금속 쉘(4) 사이의 절연 저항의 강하를 감소시키고, 그것은 결과적으로 트래킹의 발생 및 절연 저항의 강하 사이의 시간을 증가시킨다.The annular protrusion 45 operates to minimize carbon inflow into the air pocket 12 between the metal shell 4 and the magnetic insulator 2, whereby the center electrode 3 and the metal shell 4 are minimized. Decreases the drop in insulation resistance, and as a result it increases the time between the occurrence of tracking and the drop in insulation resistance.

상기 돌출부(45) 및 절연체 노우즈(222)의 외벽 사이의 공기 갭(Gp)은 Gm ≤ Gp ≤ 1.8Gm의 관계가 성립하도록 선택되고, 그럼으로써 중심 전극(3) 및 접지 전극(5) 사이의 일련의 신뢰성있는 스파크들의 형성이 보장되고, 또한 금속 쉘(4) 및 자기 절연체(2) 사이의 공기 포켓(12) 내로의 탄소 유입을 최소화시킬 수 있게 된다.The air gap Gp between the protrusion 45 and the outer wall of the insulator nose 222 is selected such that a relationship of Gm ≤ Gp ≤ 1.8 Gm is established, whereby between the center electrode 3 and the ground electrode 5 The formation of a series of reliable sparks is ensured and also it is possible to minimize the carbon ingress into the air pocket 12 between the metal shell 4 and the magnetic insulator 2.

도10에 명백히 설명된 바와 같이, 금속 쉘(4)의 내벽(43) 주변 전체 상부로 연장되도록 형성된 돌출부(45)는 상기 패킷(12) 내로의 탄소 침투를 향상시키는 역할을 한다.As is evident in FIG. 10, the projections 45 formed to extend over the entirety around the inner wall 43 of the metal shell 4 serve to enhance carbon penetration into the packet 12. As shown in FIG.

도11에 설명된 바와 같이, 아크형 부분들로 구성된 돌출부(45)는, 자기 절연체(2)가 탄소로 덮일 때 서브-접지 전극들로서 기능하는 다수의 내부 에지들을 가지고, 그럼으로써 상기 자기 절연체(2) 상의 탄소를 태워 없애기 위하여 돌출부(45) 및 자기 절연체(2) 사이에 일련의 스파크들을 형성하게 된다. 이것은 스파크 플러그(1)의 그을음 상태를 급속히 제거한다.As illustrated in Fig. 11, the projection 45 composed of arc-shaped portions has a plurality of inner edges which function as sub-ground electrodes when the magnetic insulator 2 is covered with carbon, thereby making the magnetic insulator ( A series of sparks is formed between the protrusion 45 and the magnetic insulator 2 to burn off the carbon on 2). This rapidly removes the soot state of the spark plug 1.

우리는 또한 제2 실시예의 스파크 플러그(1)의 반-그을음 특성들을 평가하는 반-그을음 시험들을 실행하였다.We also conducted anti-soot tests to evaluate the anti-soot characteristics of the spark plug 1 of the second embodiment.

시험들은 상술된 제1 시험에서와 동일한 방식으로 수행되었다. 시험에 사용된 본 발명의 플러그 샘플들은 제1 시험에서 사용되었던 샘플과 실질적으로 동일한 치수들을 가진다. 상기 돌출부(45)의 내부 상단면 및 상기 금속 쉘(4)의 내벽(43) 사이의 돌출부(45) 높이는 0.3±0.1mm 이었다. 상기 돌출부(45) 및 상기 자기 절연체의 절연체 노우즈(222)의 외벽 사이의 공기 갭(Gp)은 1.1±0.2mm 이었다.The tests were performed in the same manner as in the first test described above. The plug samples of the invention used in the test have substantially the same dimensions as the sample used in the first test. The height of the protrusion 45 between the inner top surface of the protrusion 45 and the inner wall 43 of the metal shell 4 was 0.3 ± 0.1 mm. The air gap Gp between the protrusion 45 and the outer wall of the insulator nose 222 of the magnetic insulator was 1.1 ± 0.2 mm.

우리는 각 시험 후 상기 중심 전극(3) 및 금속 쉘(4) 사이의 절연 저항을 측정하였다. 상기 측정의 결과는 도12의 그래프에 나타내어진다.We measured the insulation resistance between the center electrode 3 and the metal shell 4 after each test. The result of the measurement is shown in the graph of FIG.

그래프는, 본 발명의 플러그 샘플들 모두 상기 중심 전극(3) 및 금속 쉘(4) 사이의 절연 저항이 강하하지 않고 제1 실시예의 스파크 플러그(1)의 구조보다 반-그을음 특성이 더 나은 것으로 나타남을 도시한다. 우리는, 제2 실시예의 스파크 플러그(1)를 사용하는 경우 트래킹 발생 후 60초 내에 절연 저항 강하를 피할 수 있다는 것을 발견했다.The graph shows that all of the plug samples of the present invention have better anti-soot characteristics than the structure of the spark plug 1 of the first embodiment without the drop in insulation resistance between the center electrode 3 and the metal shell 4. It shows the appearance. We have found that when the spark plug 1 of the second embodiment is used, the insulation resistance drop can be avoided within 60 seconds after the occurrence of tracking.

본 발명은 그 이해를 더욱 쉽도록 하기 위하여 바람직한 실시예에 관하여 기술하고 있는 한편, 본 발명은 본 발명의 원리로부터의 이탈 없이 여러 가지 방법으로 구체화될 수 있음을 인식해야 한다. 그렇기 때문에 본 발명은, 수반되는 청구범위에서 설정된 바와 같은 본 발명의 원리로부터의 이탈 없이 구체화될 수 있는, 기술된 실시예에 대한 모든 가능한 실시예들 및 변형예들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention has been described in terms of preferred embodiments in order to facilitate understanding thereof, it should be appreciated that the invention can be embodied in various ways without departing from the principles of the invention. As such, it is to be understood that the present invention includes all possible embodiments and modifications to the described embodiments that can be embodied without departing from the principles of the invention as set forth in the appended claims.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스파크 플러그의 상단부를 도시한 부분 종단면도.1 is a partial longitudinal sectional view showing an upper end portion of a spark plug according to a first embodiment of the present invention;

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스파크 플러그를 도시한 측면도.2 is a side view showing a spark plug according to a first embodiment of the present invention;

도3은 도2의 스파크 플러그의 절연체 노우즈의 표면을 도시한 부분 종단면도.3 is a partial longitudinal sectional view showing the surface of the insulator nose of the spark plug of FIG.

도4는 도3에 도시된 바와 같은, 절연체 노우즈로의 탄소 유착 과정을 도시한 부분 종단면도. 4 is a partial longitudinal cross-sectional view illustrating the process of carbon coalescence to the insulator nose as shown in FIG.

도5는 제1 실시예에 따른 스파크 플러그의 샘플들의 자기 절연체 및 금속 쉘 사이의 절연 저항에서의 변화를 나타내는 실험 결과를 도시한 그래프.Fig. 5 is a graph showing experimental results showing a change in insulation resistance between the magnetic insulator and the metal shell of the samples of the spark plug according to the first embodiment.

도6은 비교 스파크 플러그들의 자기 절연체 및 금속 쉘 사이의 절연 저항에서의 변화를 나타내는 실험 결과를 도시한 그래프.Fig. 6 is a graph showing experimental results showing the change in insulation resistance between the magnetic insulator and the metal shell of the comparative spark plugs.

도7은 플러그 샘플들의 내열성을 시험하는 방법을 도시한 측면도.7 is a side view showing a method of testing the heat resistance of plug samples.

도8은 플러그 샘플들의 담금질 내구성을 시험하는 방법을 도시한 측면도.8 is a side view illustrating a method of testing the quenching durability of plug samples.

도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스파크 플러그의 상단부를 도시한 부분 종단면도.9 is a partial longitudinal sectional view showing the upper end of the spark plug according to the second embodiment of the present invention;

도10은 도9에서 C-C선을 따라 취해진 바와 같은, 횡단면도.FIG. 10 is a cross sectional view as taken along the line C-C in FIG. 9; FIG.

도11은 도9의 스파크 플라그의 자기 절연체의 변형예를 도시한 횡단면도.Fig. 11 is a cross sectional view showing a modification of the magnetic insulator of the spark plaque of Fig. 9;

도12는 제2 실시예에서 스파크 플러그의 샘플들의 자기 절연체 및 금속 쉘 사이의 절연 저항에서의 변화를 나타내는 실험 결과를 도시한 그래프. FIG. 12 is a graph showing experimental results showing a change in insulation resistance between a magnetic insulator and a metal shell of samples of a spark plug in a second embodiment. FIG.

도13은 통상의 스파크 플러그의 상단부를 도시한 부분 종단면도.Fig. 13 is a partial longitudinal sectional view showing the upper end of a conventional spark plug.

도14는 도13에 도시된 바와 같은 통상의 스파크 플러그의 전체를 도시한 측면도.FIG. 14 is a side view of the entirety of a conventional spark plug as shown in FIG.

도15는 도13 및 도14에 도시된 바와 같은 통상의 스파크 플러그의 절연체 노우즈에 대한 탄소의 유착 과정들을 도시한 부분 종단면도.FIG. 15 is a partial longitudinal cross-sectional view illustrating the process of coalescence of carbon to the insulator nose of a conventional spark plug as shown in FIGS. 13 and 14;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1: 스파크 플러그1: spark plug

2: 자기 절연체2: magnetic insulator

3: 중심 전극3: center electrode

4: 중공의 실린더형 금속 쉘4: hollow cylindrical metal shell

5: 전극5: electrode

11: 스파크 갭11: spark gap

21: 외부 환형 숄더21: outer annular shoulder

22: 절연체 노우즈 22: insulator nose

42: 내부 환형 숄더42: inner annular shoulder

221: 직립부221: upright part

222: 테이퍼부222: tapered portion

Claims (12)

내연 기관용 스파크 플러그이며,Spark plugs for internal combustion engines, 금속 쉘로서, 그 내벽 상에 형성된 내부 숄더를 가지는 중공의 금속 쉘과,A metal shell, comprising: a hollow metal shell having an inner shoulder formed on an inner wall thereof; 자기 절연체로서, 그 외벽 상에 형성된 외부 숄더를 가지고, 상기 스파크 플러그의 종방향으로 연장되도록 하기 위하여 상기 외부 숄더를 상기 금속 쉘의 내부 숄더와 접합한 상태로 상기 금속 쉘 내부에 배치된 자기 절연체와,A magnetic insulator having an outer shoulder formed on its outer wall, the magnetic insulator disposed inside the metal shell with the outer shoulder joined to the inner shoulder of the metal shell so as to extend in the longitudinal direction of the spark plug; , 상기 자기 절연체 내부에 배치된 중심 전극과,A center electrode disposed inside the magnetic insulator; 접지 전극으로서, 상기 접지 전극 자체와 상기 중심 전극 사이에 스파크 갭을 형성하기 위하여 상기 금속 쉘에 연결된 접지 전극과,A ground electrode, comprising: a ground electrode connected to the metal shell to form a spark gap between the ground electrode itself and the center electrode; 상기 자기 절연체의 일부분이고, 외부 숄더로부터 상기 자기 절연체의 상단까지 연속하는 절연체 노우즈를 포함하고,A portion of the magnetic insulator and comprising an insulator nose continuous from an external shoulder to an upper end of the magnetic insulator, 상기 절연체 노우즈는 직립부 및 상기 직립부로부터 자기 절연체의 상단까지 연장되는 테이퍼부를 포함하고, 상기 직립부는 상기 스파크 플러그의 종방향 중심선에 평행하게 연장되는 외주면을 갖고 상기 외주면과 금속 쉘의 내벽 사이의 거리는 자기 절연체의 종방향으로 일정하게 유지되고, 상기 테이퍼부는 상기 직립부로부터 상기 자기 절연체의 상단을 향하여 직경이 감소하는 형상이며, 상기 테이퍼부는 상기 스파크 플러그의 종방향 중심선을 포함하는 평면상에 직선으로 연장되거나 외부로 볼록하게 굽은 윤곽선을 갖는 형상의 외주면을 갖는 내연 기관용 스파크 플러그.The insulator nose includes an upright portion and a tapered portion extending from the upright portion to an upper end of a magnetic insulator, the upright portion having an outer circumferential surface extending parallel to a longitudinal centerline of the spark plug and between the outer circumferential surface and the inner wall of the metal shell. The distance is kept constant in the longitudinal direction of the magnetic insulator, wherein the tapered portion is shaped to decrease in diameter from the upright portion toward the upper end of the magnetic insulator, and the tapered portion is straight on a plane including the longitudinal center line of the spark plug. A spark plug having an outer circumferential surface of a shape having a contour extending outwardly or convex outwardly. 제1항에 있어서, 상기 직립부는 1.5mm 내지 6mm의 길이를 갖는 내연 기관용 스파크 플러그.The spark plug of claim 1 wherein the upstanding portion has a length of 1.5 mm to 6 mm. 제1항에 있어서, 상기 직립부는, 상기 외부 숄더 및 절연체 노우즈의 길이의 합인 총 길이의 7% 내지 40%의 범위 내에 놓이도록 선택된 길이를 갖는 내연 기관용 스파크 플러그.The spark plug of claim 1 wherein the upstanding portion has a length selected to lie within a range of 7% to 40% of a total length that is the sum of the lengths of the outer shoulder and insulator nose. 제1항에 있어서, 상기 스파크 갭의 크기 Gm, 및 상기 자기 절연체의 테이퍼부 및 직립부 사이의 경계의 외주변부와 상기 금속 쉘의 내벽 사이의 거리 Gs는 Gm ≥ Gs ≥ 0.4Gm의 관계를 충족하도록 선택된 내연 기관용 스파크 플러그.The method of claim 1, wherein the size of the spark gap Gm and the distance Gs between the outer periphery of the boundary between the tapered and upright portions of the magnetic insulator and the inner wall of the metal shell satisfy a relationship of Gm ≥ Gs ≥ 0.4 Gm. Spark plugs for internal combustion engines selected. 제1항에 있어서, 상기 절연체 노우즈의 직립부는, 스파크 플러그의 종방향 중심선을 포함하는 평면상에 곡선의 윤곽선을 가지는 형상의 둥근 표면을 통하여 상기 테이퍼부의 외면에 연속하는 외면을 갖는 내연 기관용 스파크 플러그.The spark plug for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the upright portion of the insulator nose has an outer surface continuous to the outer surface of the tapered portion through a rounded surface having a curved contour on a plane including a longitudinal centerline of the spark plug. . 제1항에 있어서, 상기 중심 전극은, 상기 스파크 갭에 면하고 있는 그 상단에 접합된 귀금속 칩을 갖는 내연 기관용 스파크 플러그.The spark plug for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the center electrode has a noble metal chip bonded to an upper end thereof facing the spark gap. 제6항에 있어서, 상기의 귀금속 칩은 직경이 0.7mm 이하인 내연 기관용 스파 크 플러그.The spark plug for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the precious metal chip has a diameter of 0.7 mm or less. 제6항에 있어서, 상기 귀금속 칩은 이리듐 합금으로 제조되는 내연 기관용 스파크 플러그.The spark plug of claim 6, wherein the precious metal chip is made of an iridium alloy. 제1항에 있어서, 상기 자기 절연체의 외부 숄더 및 상기 절연체 노우즈의 길이들의 합인 총길이는 11mm 이하인 내연 기관용 스파크 플러그.2. The spark plug of an internal combustion engine as set forth in claim 1, wherein a total length of the sum of the lengths of the outer shoulder of the magnetic insulator and the insulator nose is 11 mm or less. 제1항에 있어서, 상기 금속 쉘은, 상기 내부 숄더로부터 상기 스파크 플러그에 면하는 그 상단까지 상기 스파크 플러그의 종방향 중심선에 평행하게 연장된 내주면을 갖는 내연 기관용 스파크 플러그.The spark plug of claim 1, wherein the metal shell has an inner circumferential surface extending parallel to a longitudinal centerline of the spark plug from the inner shoulder to an upper end thereof facing the spark plug. 제1항에 있어서, 돌출부가 상기 스파크 갭에 면하는 상기 금속 쉘의 상단부 상에 형성되고, 상기 돌출부는 상기 금속 쉘의 내부로 연장되는 내연 기관용 스파크 플러그.The spark plug of claim 1, wherein a protrusion is formed on an upper end of the metal shell facing the spark gap, the protrusion extending into the interior of the metal shell. 제11항에 있어서, 상기 돌출부의 내부 단부면 및 상기 자기 절연체의 외벽 사이의 거리 Gp 및 상기 스파크 갭의 크기 Gm은 Gm ≤ Gp ≤ 1.8Gm의 관계를 충족하도록 선택된 내연 기관용 스파크 플러그.12. The spark plug according to claim 11, wherein the distance Gp between the inner end face of the protrusion and the outer wall of the magnetic insulator and the size Gm of the spark gap are selected to satisfy a relationship of Gm &lt; Gp &lt; 1.8Gm.
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