KR101005694B1 - 플라즈마 젯 스파크 플러그 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

플라즈마 젯 스파크 플러그 및 그 제조 방법이 개시된다. 플랜지형 외향 돌출부(37)을 갖는 노블-금속 칩(36)이 접지 전극(30)의 소통 구간(31) 내에 배치되는 상태에서, 상기 접지 전극(30)의 전극 베이스 금속(33)은 내부에 절연체(10)를 보유하는 금속 쉘(50)의 단차진 결합부(57) 내에 배치된다. 상기 절연체(10)의 선단부(16)에 대하여 가압되는 동안, 상기 노블 금속 칩(36)은 상기 전극 베이스 금속(33)에 결합됨으로써, 상기 접지 전극(30)(전극 베이스 금속(33))과 상기 절연체(10)의 선단부(16) 사이의 유격은 폐쇄될 수 있다. 그러므로, 상기 공동(60) 내에서 발생되는 플라즈마의 에너지는 누출되지 않는다.

Description

플라즈마 젯 스파크 플러그 및 그 제조 방법{PLASMA JET SPARK PLUG AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}

본 발명은 플라즈마를 발생하고 내연 엔진의 공기-연료 혼합물을 점화하기 위한 플라즈마 젯 스파크 플러그 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

종래에는, 내연 엔진, 예를 들면, 자동차 용 스파크 플러그는, 스파크 방전을 통하여 공기-연료 혼합물을 점화하는 데에 이용된다. 최근 수년 동안, 내연 엔진에는 높은 출력 및 낮은 연료 소모에 대한 수요가 있었다. 플라즈마 젯 스파크 플러그는 높은 점화-제한-공기-연료 비율을 갖는 희박 공기-연료 혼합물조차도 신뢰성 있게 점화할 수 있도록 연소가 빨리 확산되도록 하고 높은 점화 성능을 나타내므로, 이러한 요구를 해결하기 위하여, 플라즈마 젯 스파크 플러그를 사용하는 것이 주지되어 있다.

이러한 플라즈마 젯 스파크 플러그는 세라믹 등으로 형성되는 절연체가 중앙 전극과 금속 쉘에 일체화되는 접지 전극 사이의 스파크 방전 갭을 둘러쌈으로써, 공동이라 불리우는 작은 체적의 방전 공간을 형성하는 구조를 갖는다. 상기 스파크 방전 갭에는 높은 전압이 인가되어 스파크 방전을 수행하도록 된다. 파생되는 유전체 파괴 발생으로 인하여 전류는 비교적 낮은 전압에서 인가될 수 있다. 그러므로, 추가의 에너지 공급에 영향을 받는 방전 상태의 전이를 통하여, 상기 공동 내에서 플라즈마가 발생된다. 상기 접지 전극은 그 내부에 상기 공동이 형성되어 있는 상기 절연체의 전방으로 위치되므로, 상기 접지 전극은 그 내부에 오리피스로 불리우는 홀을 갖는다. 플라즈마는 상기 오리피스를 통하여 외부로 방출됨으로써, 공기-연료 혼합물을 점화하게 된다.

한 편, 상기 접지 전극과 상기 절연체의 사이에는 유격이 존재하고, 상기 오리피스를 통하여 플라즈마를 방전하는 동안, 상기 플라즈마의 에너지가 상기 유격 내로 그리고 이 유격과 소통되는 상기 금속 쉘과 절연체의 사이의 유격 내로 누출되는 경우, 상기 오리피스를 통하여 방출되는 플라즈마의 에너지는 감소되므로, 점화 성능에 장애를 유발하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 절연체(하우징)가 접지 전극(외부 전극)과 긴밀하게 접촉되어 상기 절연체와 상기 접지 전극 사이에 아무런 유격이 존재하지 않도록 하는 플라즈마 젯 스파크 플러그가 제안된 바 있다(예를 들면, 일본국 특허공개 제2006-294257호 공보 참조). 이 공보에 개시된 플라즈마 젯 스파크 플러그에서, 상기 접지 전극 및 금속 쉘은 일체화되어 형성되므로, 상기 접지 전극(상기 접지 전극에 상응하는 금속 쉘의 부분)은 상기 금속 쉘에 대하여 정확하게 위치된다. 따라서, 상기 절연체와 상기 접지 전극 사이의 긴밀한 접촉을 위하여 상기 절연체의 치수 적응이 충분하게 된다. 상기 금속 쉘에 의하 여 상기 절연체가 보유될 때, 상기 절연체의 선단부는 상기 접지 전극에 접경된다.

상기 플라즈마 젯 스파크 플러그의 제조 과정에서, 상기 절연체는 크림핑을 통하여 상기 금속 쉘에 의하여 보유되므로, 상기 절연체에는 변위가 발생된다. 그러나, 이러한 변위의 정확한 제어는 어렵다. 일부 변위 조건에서, 상기 절연체의 선단부는 상기 접지 전극에 대하여 강하게 부딪히도록 크림핑 부하가 상기 절연체에 인가될 수 있으며, 이는 잠정적으로 상기 절연체의 파손을 유발한다.

특허문헌 : 일본국 특허공개 제2006-294257호 공보

본 발명은 상술된 바의 문제점을 적어도 부분적으로 해결하고자 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 절연체와 상기 절연체의 전방에 배치되는 접지 전극 사이의 유격 내로, 그리고 상기 유격과 소통되는 금속 쉘과 상기 절연체 사이의 유격 내로 플라즈마 에너지가 누설되는 것을 감소시키고, 상기 절연체가 상기 접지 전극에 대하여 강하게 부딪히는 것을 피하기 위한 구조로 되는 스파크 플러그를 제공하는 것이다.

상기 문제점들은 특허청구의 범위 청구항 1 및 청구항 2에 정의된 바의 플라즈마 젯 스파크 플러그에 의하여, 그리고 특허청구의 범위 청구항 7, 청구항 9, 청 구항 10 및 청구항 11에 정의된 바의 플라즈마 젯 스파크 플러그의 제조 방법에 의하여 적어도 부분적으로 해결된다. 추가의 장점 및 수정 사항들은 종속항들로부터 명백하다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 양상에 의하면, 컬럼형의 중앙 전극; 축 방향으로 연장되는 축 방향 보어를 갖는 튜브형 전기적 절연부재로서, 상기 축 방향 보어의 선단부 내에 상기 중앙 전극의 선단면을 수용하는 방식으로 상기 축 방향 보어 내에 상기 중앙 전극을 유지하는 축 방향 보어를 갖는 절연체; 상기 축 방향 보어의 벽 표면 및 상기 중앙 전극의 선단면에 의하여 구획되는 홈의 형태로 상기 절연체의 선단부 내에 형성되는 공동; 상기 중앙 전극에 전기적으로 연결되는 금속 단자; 상기 축 방향에 수직인 방사상 방향에 대하여 외측으로부터 상기 절연체를 둘러싸고 이를 보유하기 위한 금속 쉘; 및 상기 축 방향에 대하여 상기 절연체의 선단부의 전방에 배치되며, 환형의 접촉 영역 내에서 상기 절연체의 선단부와 접촉하는 접촉부로서, 상기 축 방향으로부터 보았을 때, 상기 공동의 개구부가 상기 접촉부의 내측으로 위치되도록 하는 접촉부, 및 상기 공동과 주변 공기 사이의 소통을 위한 소통 구간을 갖는 접지 전극으로 이루어지는 플라즈마 젯 스파크 플러그가 제공된다. 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그에서, 상기 접지 전극은 상기 축 방향에서는 상기 금속 쉘과 접촉 상태에 있지 않고, 상기 축 방향에 수직인 방사상 방향에서는 상기 금속 쉘과 접촉 상태에 있으며, 상기 금속 쉘과 결합되는 그의 외측 둘레부에 의하여 상기 금속 쉘과 전기적으로 연결된다.

상기 본 발명의 제 1 양상에 의하면, 상기 접지 전극은 상기 접지 전극의 접촉부가 상기 절연체의 선단부와 접촉되어 있는 상태에서 상기 금속 쉘과 결합됨으 로써, 상기 접지 전극과 상기 절연체의 선단부 사이에 형성될 수 있는 유격 및, 상기 절연체와 상기 금속 쉘 사이에 형성될 수 있는 유격을 폐쇄하게 된다. 따라서, 이러한 유격들이 폐쇄되지 않는 다면, 상기 공동 내에서 발생되는 플라즈마의 방출 시, 플라즈마의 에너지가 상기 유격들 내로 누출될 수 있다; 그러나, 본 발명에 의하면, 이러한 에너지 누출이 방지됨으로써, 점화 성능의 장애 또한 방지된다. 또한, 상기 접지 전극은 상기 접지 전극의 접촉부가 상기 절연체의 선단부와 접촉 된 상태로, 그리고 상기 축 방향에서 상기 접지 전극과 상기 금속 쉘이 서로 접촉되지 않은 상태로 상기 금속 쉘에 결합된다. 상기 접지 전극과 상기 금속 쉘이 축 방향을 따라 마련되는 연합 유격은 상기 금속 쉘 내에 상기 절연체를 보유하는 과정에서 발생될 수 있는 축 방향 조립 에러를 흡수한다. 따라서, 제조 과정에서 상기 접지 전극의 외측 둘레부가 이 상기 금속 쉘에 결합될 때, 상기한 바의 구조는 상기 접지 전극의 접촉부가 상기 절연체의 선단부에 강하게 부딪히는 것을 피하게 된다. 그러므로, 그렇지 않을 경우에는 상기 절열체의 선단부에 대하여 상기 접촉부가 강하게 부딪힘으로 인하여 발생되는 응력의 증가로 초래되는 파손으로부터 상기 절연체는 자유롭다.

본 발명에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그에서, 상기 접지 전극은 상기 절연체의 선단부와 접촉된다. 여기에서, "접촉"라는 용어는 서로 닿을 뿐만 아니라 비교적 약한 가압력으로 서로 접경되는 상태를 의미한다. "비교적 약한 가압력으로 서로 접경되는 상태"라는 표현은 상기 접지 전극과 상기 절연체의 선단부 사이에 연합된 가압력이 상기 절연체에 아무런 손상을 유발하지 않는 정도의 강도로 상기 접지 전극과 상기 절연체의 선단부가 서로 접경되고 있음을 의미한다. 즉, 상기 절연체의 선단부는 상기 접지 전극에 대하여 강하지 않게 접경되어, 상기 절연체 내에 발생되는 응력이 증가되지 않는다. 구체적으로 말하자면, 상기 접지 전극과 상기 절연체의 선단부는 가압력에 의하여 서로 접경되며, 이 가압력은 상기 공동으로부터 방출되는 플라즈마의 누출을 방지하기에 충분한 강도로 되나, 연소실로부터 받게 되는 연소 압력의 누출을 방지할 의도로 될 필요는 없다.

본 발명의 제 2 양상에 의하면, 컬럼형의 중앙 전극; 축 방향으로 연장되는 축 방향 보어를 갖는 튜브형 전기적 절연부재로서, 상기 축 방향 보어의 선단부 내에 상기 중앙 전극의 선단면을 수용하기 위한 방식으로 상기 축 방향 보어 내에 상기 중앙 전극을 보유하는 축 방향 보어를 갖는 절연체; 상기 축 방향 보어의 벽 표면과 상기 중앙 전극의 선단면에 의하여 구획되는 홈의 형태로 상기 절연체의 선단부 내에 형성되는 공동; 상기 중앙 전극에 전기적으로 연결되는 금속 단자; 상기 축 방향에 수직인 방사상 방향에 대하여 외측으로부터 상기 절연체를 둘러싸고 보유하는 금속 쉘; 및 상기 축 방향에 대하여 상기 절연체의 선단부 전방으로 배치되며, 환형 접촉 영역 내에서 상기 절연체의 선단부에 접촉하여, 상기 축 방향으로부터 볼 때, 상기 공동의 개구가 상기 그 내부에 위치되는 접촉부, 및 상기 공동과 대기 사이의 소통을 위한 소통 구간을 갖는 접지 전극으로 이루어지는 플라즈마 젯 스파크 플러그가 제공된다. 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그에서, 상기 접지 전극은 전극 베이스 금속 및 접촉 부재를 함께 결합함으로써 형성되는 복합 부재이다. 상기 전극 베이스 금속은 상기 축 방향에 대하여 상기 절연체와 접촉하지 않으며, 상기 금속 쉘과 접촉되고, 상기 금속 쉘과 결합되는 그의 외측 둘레부에 의하여 상기 금속 쉘과 전기적으로 연결된다. 상기 접촉 부재는 상기 접촉부이다. 상기 전극 베이스 금속의 일부분 및 상기 접촉 부재는 상기 소통 구간을 형성한다.

상기 본 발명의 제 2 양상에 의하면, 상기 접지 전극은 상기 접지 전극의 상기 접촉부가 상기 절연체의 선단부와 접촉되는 상태로 상기 금속 쉘에 결합됨으로써, 상기 접지 전극과 상기 절연체의 선단부 사이에 형성될 수 있는 유격 및, 상기 절연체와 상기 금속 쉘 사이에 형성될 수 있는 유격을 폐쇄한다. 따라서, 이러한 유격이 폐쇄되지 않을 경우, 상기 공동 내에 발생되는 플라즈마의 방출시, 플라즈마의 에너지는 상기 유격들 내로 누출될 수 있다; 그러나, 본 발명에 의하면, 이러한 에너지 누출은 방지됨으로써, 점화 성능의 장애를 방지한다. 또한, 상기 접지 전극은 상기 전극 베이스 금속 및 상기 접촉 부재를 함께 결합함으로써 형성되는 복합 부재이다. 그러므로, 제조 과정에서, 상기 전극 베이스 금속의 외측 둘레부를 상기 금속 쉘에 결합하는 단계 및 상기 접촉 부재가 상기 절연체의 선단부에 접촉하는 상태로 상기 접촉 부재를 상기 전극 베이스 금속에 결합하는 단계는 서로 분리될 수 있다. 상기 전극 베이스 금속과 상기 절연체의 선단부 사이에 상기 축 방향을 따라 형성되는 유격은 상기 금속 쉘 내에 상기 절연체를 보유하는 과정에서 발생될 수 있는 축 방향 조립 에러를 흡수한다. 따라서, 상기 접지 전극의 외측 둘레부를 상기 금속 쉘에 결합하는 과정에서, 상기한 바의 구조는 상기 접지 전극의 접촉부가 상기 절연체의 선단부에 대하여 강하게 부딪히는 것을 피하게 된다. 그러므로, 그렇지 않을 경우, 상기 절연체는 상기 절연체의 선단부에 대하여 상기 접촉부가 강하게 부딪힘으로써 유발되는 응력이 증가되는 결과로 발생될 수 있는 파손 으로부터 자유롭다.

본 발명의 제 3 양상에 의하면, 상기 본 발명의 제 2 양상에 의한 구조에 더하여, 상기 접지 전극의 전극 베이스 금속은 상기 방사상 방향에 대하여 최내측에 위치되는 내향 돌출부를 가지며; 상기 접지 전극의 접촉 부재는 상기 내향 돌출부의 내측 둘레부의 방사상 외측에 위치되는 외측 둘레부를 갖는 외향 돌출부를 갖고; 상기 외향 돌출부는 상기 축 방향에 대하여 상기 내향 돌출부의 후방에 배치된다.

상기 본 발명의 제 3 양상에 의하면, 상기 접촉 부재의 외향 돌출부는, 상기 축 방향에 대하여, 상기 접지 전극을 형성하는 데에 이용되는 상기 전극 베이스 금속의 내향 돌출부의 후방에 배치된다. 그러므로, 상기 접촉 부재의 외향 돌출부는 상기 절연체의 선단부와 상기 전극 베이스 금속의 내향 돌출부 사이에 지지된다. 따라서, 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그를 장기간 사용하는 결과로 상기 접촉부재와 상기 전극 베이스 금속 사이의 결합 조건에 열화가 발생될 때에도, 상기 전극 베이스 금속은 상기 접촉 부재의 하강(낙하)을 방지할 수 있다.

본 발명의 제 4 양상에 의하면, 상기 본 발명의 제 2 양상에 의한 구성에 더하여, 상기 접지 전극의 전극 베이스 금속은 상기 방사상 방향에 대하여 최내측에 위치되는 내향 돌출부를 가지며; 상기 접지 전극의 접촉 부재는 상기 내향 돌출부의 내측 둘레부의 방사상 외측에 위치되는 외측 둘레부를 갖는 외향 돌출부를 갖고; 상기 접지 전극의 외향 돌출부는 상기 외향 돌출부가 상기 축 방향에 대하여 상기 내향 돌출부의 전방에 배치되도록 상기 금속 쉘과 결합된다.

상기 본 발명의 제 4 양상에 의하면, 상기 접촉 부재의 외향 돌출부는, 상기 축 방향에 대하여 상기 전극 베이스 금속의 내향 돌출부의 전방에 배치되고, 상기 외향 돌출부를 이용하여 상기 접촉 부재가 위치되는 동안 상기 접촉 부재 및 상기 전극 베이스 금속이 함께 결합된다. 이는 상기 접촉 부재가 축을 벗어나 배치되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 제 5 양상에 의하면, 상기 본 발명의 제 1 양상 내지 제 4 양상 중 어느 하나에 의한 구성에 더하여, 상기 접지 전극의 소통 구간의 내부 둘레벽의 적어도 일부는 노블 금속으로 형성되는 노블-금속 부재로 이루어진다.

상기 공동 내에 플라즈마를 발생하기 위하여, 상기 접지 전극과 상기 중앙 전극의 사이에는 높은 에너지가 인가된다. 그러므로, 플라즈마는 높은 에너지를 가지며, 이는 상기 접지 전극의 소모를 유발한다. 본 발명의 제 5 양상에 의하면, 상기 접지 전극의 소통 구간의 내부 둘레벽의 적어도 일부는 노블-금속 부재로 형성되므로, 높은 플라즈마 에너지에 의한 상기 접지 전극의 소모를 경감한다.

본 발명의 제 6 양상에 의하면, 상기 본 발명의 제 2 양상의 의한 구성에 더하여, 상기 절연체의 선단부는 상기 접촉부가 맞물리는 칩 결합부를 갖는다.

상기 본 발명의 제 6 양상에 의하면, 상기 접지 전극의 접촉부는 상기 절연체의 선단부의 칩 결합부와 맞물림되므로, 상기 접촉 부재가 축을 벗어나 배치되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 상기 접촉부 및 상기 맞물림부는 그들 사이의 경계면에서 서로 긴밀하게 접촉되므로, 상기 접지 전극과 상기 절연체의 선단부 사이에 발생될 수 있는 유격 및 상기 절연체와 상기 금속 쉘 사이에 형성될 수 있는 유격을 폐쇄하게 되고, 상기 유격들은 상기 경계면의 방사상 외측에 위치된다.

본 발명의 제 7 양상에 의하면, 컬럼형의 중앙 전극; 축 방향으로 연장되는 축 방향 보어(12)를 갖는 튜브형 전기적 절연부재로서, 상기 축 방향 보어의 선단부 내에 상기 중앙 전극의 선단면을 수용하기 위한 방식으로 상기 축 방향 보어 내에 상기 중앙 전극을 보유하는 축 방향 보어를 갖는 절연체; 상기 축 방향 보어의 벽 표면과 상기 중앙 전극의 선단면에 의하여 구획되는 홈의 형태로 상기 절연체의 선단부 내에 형성되는 공동; 상기 중앙 전극에 전기적으로 연결되는 금속 단자; 상기 축 방향에 수직인 방사상 방향에 대하여 외측으로부터 상기 절연체를 둘러싸고 보유하는 금속 쉘; 및 상기 축 방향에 대하여 상기 절연체의 선단부의 전방에 배치되며, 환형의 접촉 영역 내에서 상기 절연체의 선단부와 접촉하는 접촉부로서, 상기 축 방향으로부터 보았을 때, 상기 공동의 개구부가 상기 접촉부의 내측으로 위치되도록 하는 접촉부, 및 상기 공동과 주변 공기 사이의 소통을 위한 소통 구간을 갖는 접지 전극으로 이루어지는 플라즈마 젯 스파크 플러그를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 상기 제조 방법은 차례로, 내부에 상기 중앙 전극을 보유하는 상기 절연체를 상기 금속 쉘 내에 보유하는 절연체-보유 단계; 상기 절연체-보유 단계 이후, 상기 축 방향에 대하여 상기 금속 쉘과 접촉되지 않도록, 상기 축 방향에 대하여 상기 절연체의 선단부의 전방으로 상기 접지 전극을 배치하고, 상기 접지 전극의 접촉부가 상기 절연체의 선단부에 접촉되도록 하는 배치 단계; 및 상기 접촉부가 상기 절연체와 접촉되게 남아있는 상태에서 상기 접지 전극의 외측 둘레부를 상기 금속 쉘에 결합하는 접지-전극-결합 단계로 이루어진다.

상기 본 발명의 제 7 양상에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그 제조 방법에서, 상기 절연체는 상기 접지 전극이 상기 금속 쉘에 결합되기 이전에 상기 금속 쉘 내에 보유된다. 그러므로, 상기 보유 과정에서, 상기 절연체의 선단부를 가압하는 물체는 존재하지 않으며, 따라서 상기 절연체의 파손은 방지가능하다. 상기 절연체는, 대체로, 크림핑에 의하여 상기 금속 쉘 내에 보유된다. 파생되는 조립 에러는 상기 접지 전극이 상기 금속 쉘에 결합될 때, 상기 절연체의 선단부에 대하여 상기 접지 전극의 위치를 조정함으로써 흡수될 수 있다.

또한, 상기 접지 전극이 배치될 때, 상기 접지 전극의 접촉부는 상기 절연체의 선단부와 접촉하게 된다. 이러한 상태가 유지되는 동안, 상기 접지 전극은 상기 금속 쉘에 결합되고, 따라서 상기 접지 전극과 상기 절연체의 선단부 사이에 형성될 수 있는 유격 및 상기 이전의 유격과 소통되며 상기 절연체와 상기 금속 쉘 사이에 형성될 수 있는 유격은 폐쇄된다. 이렇게 제조된 플라즈마 젯 스파크 플러그의 사용 시, 상기 공동 내에서 발생되는 플라즈마가 방출될 때, 이러한 유격 내로 에너지가 누출되는 것이 경감될 수 있고, 따라서 점화 성능의 장애가 방지된다.

본 발명의 제 8 양상에 의하면, 상기 본 발명의 제 7 양상의 구성에 더하여, 상기 접지 전극은 노블-금속 부재를 전극 베이스 금속에 결합함으로써 형성되는 복합 부재이며, 상기 전극 베이스 금속의 일부 및 상기 노블-금속 부재는 상기 소통 구간을 구성한다; 상기 제조 방법은 또한 상기 배치 단계에 선행하여 상기 노블-금속 부재를 상기 전극 베이스 금속에 결합하는 노블 금속-부재-결합 단계를 더욱 포함한다; 그리고 상기 접지-전극-결합 단계에서, 상기 전극 베이스 금속의 외측 둘 레부는 상기 전극 베이스 금속 및 상기 접지 전극의 노블-금속 부재 중 적어도 어느 하나의 상부에 마련되는 접촉부가 상기 절연체의 선단부와 접촉 상태로 남아 있는 상태에서 상기 금속 쉘에 결합된다.

이렇게 제조된 플라즈마 젯 스파크 플러그의 사용 시, 상기 공동 내에 플라즈마를 발생하기 위하여, 상기 접지 전극과 상기 중앙 전극의 사이에는 높은 에너지가 인가된다. 그러므로, 플라즈마는 높은 에너지를 가지며, 이는 상기 접지 전극의 소모를 유발한다. 본 발명의 제 8 양상에 의하면, 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그는 상기 배치 단계 이전에 상기 노블 금속 부재를 상기 전극 베이스 금속에 결합함으로써 형성되는 접지 전극을 사용함으로써 제조되므로, 플라즈마의 높은 에너지에 의하여 유발되는 상기 접지 전극의 소모를 경감한다.

본 발명의 제 9 양상에 의하면, 컬럼형의 중앙 전극; 축 방향으로 연장되는 축 방향 보어를 갖는 튜브형 전기적 절연부재로서, 상기 축 방향 보어의 선단부 내에 상기 중앙 전극의 선단면을 수용하기 위한 방식으로 상기 축 방향 보어 내에 상기 중앙 전극을 보유하는 축 방향 보어를 갖는 절연체; 상기 축 방향 보어의 벽 표면과 상기 중앙 전극의 선단면에 의하여 구획되는 홈의 형태로 상기 절연체의 선단부 내에 형성되는 공동; 상기 중앙 전극에 전기적으로 연결되는 금속 단자; 상기 축 방향에 수직인 방사상 방향에 대하여 외측으로부터 상기 절연체를 둘러싸고 보유하는 금속 쉘; 및 상기 축 방향에 대하여 상기 절연체의 선단부의 전방 쪽에 배치되며, 환형의 접촉 영역 내에서 상기 절연체의 선단부와 접촉하는 접촉부로서, 상기 축 방향으로부터 보았을 때, 상기 공동의 개구부가 상기 접촉부의 내측으로 위치되도록 하는 접촉부, 및 상기 공동과 주변 공기 사이의 소통을 위한 소통 구간을 갖는 접지 전극으로 이루어지는 플라즈마 젯 스파크 플러그를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 상기 접지 전극은 전극 베이스 금속 및 접촉 부재를 함께 결합함으로써 형성되는 복합 부재이다. 상기 전극 베이스 금속은 상기 방사상 방향에 대하여 최내측에 위치되는 내향 돌출부를 가지며, 상기 축 방향에 대하여 상기 절연체와 접촉하지 않으며, 상기 금속 쉘과 접촉된다. 상기 접촉 부재는 상기 접촉부 및 상기 내향 돌출부의 내측 둘레부의 방사상 외측에 위치되는 외측 둘레부를 갖는 외향 돌출부를 갖는다. 상기 전극 베이스 금속의 일부 및 상기 접촉 부재는 상기 소통 구간을 구성한다. 상기 제조 방법은, 차례로, 내부에 상기 중앙 전극을 보유하는 상기 절연체를 상기 금속 쉘 내에 보유하는 절연체-보유 단계; 상기 절연체-보유 단계 이후, 상기 접촉부를 상기 절연체의 선단부에 배치하기 위한 접촉-부재-배치 단계, 및 상기 축 방향에 대하여 상기 접촉 부재의 외향 돌출부의 전방으로 상기 전극 베이스 금속의 내향 돌출부가 배치되도록 상기 전극 베이스 금속의 소통 구간 내에 상기 접촉 부재를 배치하는 동안 상기 축 방향에 대하여 상기 절연체의 선단부 전방으로 상기 전극 베이스 금속을 배치하는 전극-베이스-금속-배치 단계를 포함하는 배치 단계; 상기 접지 전극의 전극 베이스 금속의 외측 둘레부를 상기 금속 쉘에 결합하기 위한 접지-전극-결합 단계; 및 상기 접지-전극-결합 단계 이후, 상기 접촉 부재가 상기 절연체의 선단부와 접촉하는 상태에서 상기 접촉 부재와 상기 전극 베이스 금속을 함께 결합하기 위한 접촉-부재-결합 단계로 이루어진다.

상기 본 발명의 제 9 양상에 의하면, 상기 접지 전극은 상기 전극 베이스 금속 및 상기 접촉 부재를 함께 결합함으로써 형성되는 복합 부재이다; 상기 접촉 부 재는 상기 외향 돌출부를 갖는다; 그리고 상기 전극 베이스 금속은 상기 전극 베이스 금속의 내향 돌출부와 상기 절연체의 선단부 사이에 상기 외향 돌출부가 지지되도록 상기 금속 쉘에 결합된다. 그 덕분에, 상기 접촉 부재의 하강(낙하)을 방지할 수 있다. 더욱이, 상기 전극 베이스 금속을 상기 금속 쉘에 결합하는 과정에 이어서, 상기 접촉 부재는 상기 접촉 부재가 상기 절연체의 선단부와 접촉되는 상태에서 상기 전극 베이스 금속에 결합됨으로써, 상기 접지 전극과 상기 절연체의 선단부 사이에 형성될 수 있는 유격 및 이 유격과 소통되며 상기 절연체와 상기 금속 쉘 사이에 형성될 수 있는 유격을 폐쇄하게 된다. 즉, 상기 전극 베이스 금속의 외측 둘레부를 상기 금속 쉘에 결합하기 위한 상기 접지-전극-결합 단계 및 상기 접촉 부재가 상기 절연체의 선단부에 접촉되는 상태로 상기 접촉 부재를 상기 전극 베이스 금속에 결합하기 위한 상기 접촉-부재-결합 단계는 서로 분리될 수 있다. 본 발명의 상술된 양상들에 의한 경우에서와 같이, 상기 전극 베이스 금속이 상기 금속 쉘이 결합되기 이전에, 상기 절연체는 상기 금속 쉘 내에 보유되며; 그러므로, 상기 금속 쉘 내에 상기 절연체를 보유하는 과정에서 발생될 수 있는 축 방향 조립 에러가 흡수되어, 상기 절연체의 파손을 방지한다.

본 발명의 제 10 양상에 의하면, 컬럼형의 중앙 전극; 축 방향으로 연장되는 축 방향 보어를 갖는 튜브형 전기적 절연부재로서, 상기 축 방향 보어의 선단부 내에 상기 중앙 전극의 선단면을 수용하기 위한 방식으로 상기 축 방향 보어 내에 상기 중앙 전극을 보유하는 축 방향 보어를 갖는 절연체; 상기 축 방향 보어의 벽 표면과 상기 중앙 전극의 선단면에 의하여 구획되는 홈의 형태로 상기 절연체의 선단부 내에 형성되는 공동; 상기 중앙 전극에 전기적으로 연결되는 금속 단자; 상기 축 방향에 수직인 방사상 방향에 대하여 외측으로부터 상기 절연체를 둘러싸고 보유하는 금속 쉘; 및 상기 축 방향에 대하여 상기 절연체의 선단부의 전방 쪽에 배치되며, 환형의 접촉 영역 내에서 상기 절연체의 선단부와 접촉하는 접촉부로서, 상기 축 방향으로부터 보았을 때, 상기 공동의 개구부가 상기 접촉부의 내측으로 위치되도록 하는 접촉부, 및 상기 공동과 주변 공기 사이의 소통을 위한 소통 구간을 갖는 접지 전극으로 이루어지는 플라즈마 젯 스파크 플러그를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 상기 접지 전극은 전극 베이스 금속 및 노블-금속 부재를 함께 결합함으로써 형성되는 복합 부재이다. 상기 전극 베이스 금속은 상기 방사상 방향에 대하여 최내측에 위치되는 내향 돌출부를 갖는다. 상기 노블-금속 부재는 상기 내향 돌출부의 내측 둘레부의 방사상 외측에 위치되는 외측 둘레부를 갖는 외향 돌출부를 갖는다. 상기 전극 베이스 금속의 일부 및 상기 노블-금속 부재는 상기 소통 구간을 구성한다. 상기 제조 방법은, 차례로, 내부에 상기 중앙 전극을 보유하는 상기 절연체를 상기 금속 쉘 내에 보유하기 위한 절연체-보유 단계; 상기 전극 베이스 금속 상에 마련되는 상기 접촉부가 상기 절연체의 선단부에 접촉되도록 상기 전극 베이스 금속을 배치하기 위한 전극-베이스-금속-배치 단계; 상기 전극-베이스-금속-배치 단계 이후, 상기 접지 전극의 전극 베이스 금속의 외측 둘레부를 상기 금속 쉘에 결합하기 위한 접지-전극-결합 단계; 및 상기 노블-금속 부재의 외향 돌출부가 상기 전극 베이스 금속의 내향 돌출부를 중첩하며 상기 축 방향에 대하여 상기 내향 돌출부의 전방에 배치되도록 상기 전극 베이스 금속의 소통 구간 내에 상기 노블-금속 부재를 배치하기 위한 노블-금속-부재-배치 단계; 및 상기 노블-금속 부재를 상기 전극 베이스 금속과 함께 결합하기 위한 노블-금속-부재-결합 단계로 이루어진다.

상기 본 발명의 제 10 양상에 의하면, 상기 전극 베이스 금속은 상기 전극 베이스 금속이 상기 절연체의 선단부과 접촉하는 상태에서 상기 금속 쉘에 결합되므로, 상기 접지 전극과 상기 절연체의 선단부 사이의 유격을 폐쇄하게 된다. 상기 노블-금속 부재는 상기 금속 쉘에 고정되는 상기 전극 베이스 금속에 결합되므로, 아무런 이동 부재를 필요로 하지 않고, 따라서 상기의 결합 과정이 용이해진다. 상기 노블-금속 부재는 상기 노블-금속 부재의 상기 외향 돌출부가 상기 전극 베이스 금속의 내향 돌출부 상에 포개짐으로써 위치될 수 있으므로, 상기 노블-금속 부재가 축을 벗어나 배치되는 것이 방지된다. 본 발명의 상기 양상들에 의한 경우에서와 같이, 상기 전극 베이스 금속이 상기 금속 쉘에 결합되기 이전에, 상기 절연체가 상기 금속 쉘 내에 보유된다; 그러므로, 상기 절연체의 조립 에러는 흡수되고 상기 절연체의 파손이 방지된다.

본 발명의 제 11 양상에 의하면, 컬럼형의 중앙 전극; 축 방향으로 연장되는 축 방향 보어를 갖는 튜브형 전기적 절연부재로서, 상기 축 방향 보어의 선단부 내에 상기 중앙 전극의 선단면을 수용하기 위한 방식으로 상기 축 방향 보어 내에 상기 중앙 전극을 보유하는 축 방향 보어를 갖는 절연체; 상기 축 방향 보어의 벽 표면과 상기 중앙 전극의 선단면에 의하여 구획되는 홈의 형태로 상기 절연체의 선단부 내에 형성되는 공동; 상기 중앙 전극에 전기적으로 연결되는 금속 단자; 상기 축 방향에 수직인 방사상 방향에 대하여 외측으로부터 상기 절연체를 둘러싸고 보유하는 금속 쉘; 및 상기 축 방향에 대하여 상기 절연체의 선단부의 전방 쪽에 배치되며, 환형의 접촉 영역 내에서 상기 절연체의 선단부와 접촉하는 접촉부로서, 상기 축 방향으로부터 보았을 때, 상기 공동의 개구부가 상기 접촉부의 내측으로 위치되도록 하는 접촉부, 및 상기 공동과 주변 공기 사이의 소통을 위한 소통 구간을 갖는 접지 전극으로 이루어지는 플라즈마 젯 스파크 플러그를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 상기 접지 전극은 전극 베이스 금속 및 접촉 부재를 함께 결합함으로써 형성되는 복합 부재이다. 상기 전극 베이스 금속은 상기 축 방향에 대하여 상기 절연체와 접촉되지 않으며, 상기 금속 쉘과 접촉된다. 상기 접촉 부재는 상기 접촉부를 갖는다. 상기 전극 베이스 금속의 일부 및 상기 노블-금속 부재는 상기 소통 구간을 구성한다. 상기 제조 방법은, 차례로, 내부에 상기 중앙 전극을 보유하는 상기 절연체를 상기 금속 쉘 내에 보유하기 위한 절연체-보유 단계; 상기 절연체-보유 단계 이후, 상기 축 방향에 대하여 상기 절연체의 선단부의 전방으로 상기 전극 베이스 금속을 배치하기 위한 전극-베이스-금속-배치 단계; 상기 접지 전극의 전극 베이스 금속의 외측 둘레부를 상기 금속 쉘에 결합하기 위한 접지-전극-결합 단계; 상기 전극 베이스 금속의 소통 구간 내에 상기 접촉 부재를 배치하고 상기 축 방향을 따라 상기 접촉 부재를 이동하여 상기 접촉부가 상기 절연체의 선단부와 접촉되도록 하기 위한 접촉-부재-배치 단계; 및 상기 접촉부가 상기 절연체의 선단부와 접촉되는 상태에로 남아있는 상태에서 상기 접촉 부재를 상기 전극 베이스 금속에 결합하기 위한 접촉-부재-결합 단계로 이루어진다.

상기 본 발명의 제 11 양상에 의하면, 우선, 상기 전극 베이스 금속은 상기 금속 쉘에 결합된다; 그리고, 상기 접촉 부재를 상기 전극 베이스 금속의 소통 구간 내에 배치하는 것에 있어서, 상기 접촉 부재는 상기 절연체의 선단부와 접촉되 도록 위치 조정된다; 이 상태에서, 상기 접촉 부재는 상기 전극 베이스 금속에 결합된다. 이 과정으로 인하여, 상기 접지 전극과 상기 절연체의 선단부 사이의 유격은 상기 전극 베이스 금속이 배치되는 위치에 상관없이 신뢰성있게 폐쇄될 수 있다. 본 발명의 상기 양상들에 의한 경우에서와 같이, 상기 전극 베이스 금속이 상기 금속 쉘에 결합되기 이전에, 상기 절연체가 상기 금속 쉘 내에 보유된다; 그러므로, 상기 절연체의 조립 에러는 흡수되고 상기 절연체의 파손이 방지된다.

본 발명의 제 12 양상에 의하면, 상기 본 발명의 제 9 양상에 의한 구성에 더하여, 상기 절연체의 선단부는 상기 접지 전극의 상부에 마련되는 상기 접촉부가 맞물리게 되는 칩 결합부를 가지며, 상기 접촉부는 상기 칩 결합부와 맞물린다.

상기 본 발명의 제 12 양상에 의하면, 상기 접지 전극의 접촉부는 상기 절연체의 선단부에 마련되는 칩 결합부와 맞물리므로, 상기 접지 전극 및 상기 절연체는 서로에 대하여 신뢰성 있게 위치될 수 있고, 상기 접지 전극과 상기 절연체의 선단부 사이의 유격은 더욱 신뢰성 있게 폐쇄될 수 있다.

다양한 실시예에 대하여 상세히 설명한다, 이들 중 하나 또는 그 이상의 예는 도면에 도시된다. 각 예는 설명을 위한 것으로서 본 발명을 제한하지 않는다. 예를 들면, 일 실시예 부분으로 도시 또는 설명되는 특징들은 또 다른 실시예를 제공하도록 다른 실시예에 대하여 또는 이와 연계하여 사용될 수 있다. 본 발명은 이 러한 수정 또는 변경을 포함한다. 이러한 예들은 첨부된 특허청구의 범위를 제한하지 않는 구체적인 용어를 사용하여 설명된다. 도면은 치수화되지 않은 것으로서 도시를 목적으로 한다.

(제 1 실시예)

본 발명의 제 1 실시예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 우선, 도 1 및 도 2를 참조하여 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)의 구조를 설명한다. 도 1은 상기 제 1 실시예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)의 부분적인 단면도를 도시한다. 도 2는 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)의 선단부를 확대하여 나타낸 단면도이다. 다음의 설명에서, 도 1에서의 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)의 축(O) 방향은 수직 방향을 칭하며, 도 1에서의 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)의 하측은 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)의 전방측을 칭하고 상측은 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)의 후방측을 칭한다.

도 1에 도시된 상기 제 1 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)는 절연체(10); 상기 절연체(10)를 보유하는 금속 쉘(50); 상기 축(O) 방향을 따라 상기 절연체(10) 내에 보유되는 중앙 전극(20); 상기 금속 쉘(50)의 선단부(65)에 용접되는 접지 전극(30); 및 상기 절연체(10)의 후단부에 마련되는 금속 단자(40)를 포함한다.

주지된 바와 같이, 상기 절연체(10)는 알루미나 등으로부터 소성에 의하여 형성되며, 상기 축(O) 방향으로 연장되는 축 방향 보어(12)를 갖는 튜브형 전기적 절연 부재이다. 상기 절연체(10)는 상기 축(O) 방향에 대하여 실질적으로 중앙에 위치되며 최대 외경을 갖는 플랜지부(19), 및 상기 플랜지부(19)의 후방에 위치되는 후방 몸체부(18)를 갖는다. 상기 후방 몸체부(18)의 후단부의 외측 원주 표면은 상기 금속 쉘(50)과 상기 금속 단자(40) 사이에서 천천히 움직이는 거리를 증가시키기 위하여 주름이 잡힌다. 상기 절연체(10)는 또한 상기 플랜지부(19)의 전방에 위치되며 상기 후방 몸체부(18) 보다 작은 외경을 갖는 전방 몸체부(17), 및 상기 전방 몸체부(17)의 전방에 위치되며 상기 전방 몸체부(17)보다 작은 외경을 갖는 다리부(13)를 갖는다. 상기 절연체(10)는 또한 상기 다리부(13)와 상기 전방 몸체부(17) 사이에 위치되는 단차부(14)를 더욱 포함한다.

상기 다리부(13)의 내측 원주부에 상응하는 상기 축 방향 보어(12)의 일부는 상기 전방 몸체부(17), 상기 플랜지부(19) 및 상기 후방 몸체부(18)의 내측 원주부들에 상응하는 상기 축 방향 보어(12)의 나머지 부분보다 직경이 작은 전극-수용부(15)로서 형성된다. 상기 전극-수용부(15)는 그 내부에 상기 중앙 전극(20)을 보유한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전극-수용부(15)의 전방에 위치되는 상기 축 방향 보어(12)의 일부는 직경이 더욱 감소되어 선단 소경부(16)의 역할을 하게 된다. 상기 선단 소경부(61)는 상기 절연체(10)의 선단부(16)에서 개방된다. 상기 절연체(10)의 선단부(16)는 환형 칩 결합부(62)를 가지며, 이는 상기 선단 소경부(61)의 개구부를 둘러싸는 홈의 형태로 된다. 후술되는 노블-금속 칩 또는 부재(36)의 외향 돌출부(37)는 상기 칩 결합부(62)에 맞물린다.

상기 중앙 전극(20)은 INCONEL(상표명) 600 또는 601과 같은 니켈 합금으로부터 형성되는 컬럼형 전극이다. 상기 중앙 전극(20)은 구리와 같이 우수한 열전도성을 갖는 물질로부터 형성되는 금속 코어(23)를 갖는다. 노블 금속 및 텅스텐(W)을 주로 함유하는 합금으로 형성되는 디스크형 전극 칩(25)은 상기 중앙 전극(20)의 선단부(21)에 용접되어, 상기 전극 칩 또는 팁(25)은 상기 중앙 전극에 일체화된다. 상기 제 1 실시예에서, 상기 "중앙 전극"은 상기 중앙 전극(20)에 용접되는 전극 칩 또는 팁(25)을 둘러싼다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 상기 중앙 전극(20)의 후단을 향하여 위치되는 중앙 전극(20)의 일부는 직경이 증가되어 플랜지 형상으로 된다. 상기 중앙 전극(20)의 플랜지부는 상기 축 방향 보어(12)의 전극-수용부(15)의 단차부 영역에 접경되며, 따라서 상기 중앙 전극(20)은 상기 전극-수용부(15) 내에 위치된다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 중앙 전극(20)의 선단부(21)의 선단면(26)의 원주부(더욱 상세하게 말하자면, 상기 중앙 전극(20)의 선단부(21)에서 상기 중앙 전극(20)에 결합되는, 상기 전극 칩(25)의 선단면(26)의 원주부)는 직경이 서로 상이한 상기 전극-수용부(15)와 상기 선단 소경부(61)의 사이에 위치되는 상기 축 방향 보어(12)의 단차부에 접경된다. 이러한 구조를 통하여, 상기 축 방향 보어(12)의 선단 소경부(61)의 벽 표면 및 상기 중앙 전극(20)의 선단면(26)은 방전 공간을 구획하며, 이는 폐쇄된 바닥형 튜브 형상으로 되며 작은 체적을 갖는다. 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)에서, 스파크 방전은 상기 접지 전극(30)과 상기 중앙 전극(20) 사이에 형성되는 스파크 방전 갭 전역에 이르는 수행되며, 이러한 스파크 방전 통로는 상기 방전 공간을 통하여 연장된다. 상기 방전 공간은 공동(60)이라 칭한다. 스파크 방전 시, 플라즈마는 상기 공동(60) 내에서 발생되어 상기 선단부(16)의 개구부(66)로부터 전방으로 방출된다. 상기 공동(60)은 상기 전극-수용부(15)의 일부를 둘러싸도록 형성될 수 있고, 상기 전극-수용부(15)는 상기 선단 소경부(61)의 후방에 위치되고 상기 선단 소경부(61)보다 큰 직경을 갖는다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 중앙 전극(20)은, 상기 전방 몸체부(17) 내에서, 전기적으로 도전성인 밀봉 기판(4)을 통하여 상기 금속 단자(40)에 전기적으로 연결되며, 상기 전기적으로 도전성인 밀봉 기판(4)은 금속과 유리의 혼합물이며 상기 축 방향 보어(12) 내부에 마련된다. 상기 밀봉 기판(4)은 상기 중앙 전극(20) 및 상기 금속 단자(40)를 상기 축 방향 보어(12) 내에 고정하며, 이 때에 이들 사이에는 전기적 접속이 발생된다. 상기 금속 단자(40)는 상기 축 방향 보어(12) 내에서 후방으로 연장되며, 상기 금속 단자(40)의 후단부(41)는 상기 절연체(10)의 후단으로부터 상기 절연체(10)의 외부로 돌출된다. 고-전압 케이블(도시 생략)은 플러그 캡(도시 생략)을 통하여 상기 후단부(41)에 접속되고, 고 전압은 점화 장치(도시 생략)로부터 상기 후단부(41)에 인가된다.

다음으로, 상기 금속 쉘(50)을 설명한다. 상기 금속 쉘(50)은 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)를 내연 엔진의 엔진 헤드(도시 생략)에 고정하기 위한 튜브형 금속 부재이다. 상기 금속 쉘(50)은 상기 다리부(13)로부터 상기 후방 몸체부(18)의 선단부에 이르는 상기 절연체(10)의 영역을 둘러쌈으로써, 상기 절연체(10)를 그의 튜브형 보어(59) 내에 보유한다. 상기 금속 쉘(50)은 저-카본 강으 로부터 형성되며, 상기 금속 쉘(50)의 축 방향 중심 영역으로부터 실질적으로 전방으로 연장되는 부착부(52)를 갖는다. 상기 부착부(52)의 외측 원주 표면 상에는 외측 나사부가 형성되며 상기 엔진 헤드의 부착 홀(도시 생략)의 벽 표면 상에 형성되는 내측 나사와 맞물린다. 열 저항을 고려하여, INCONEL(상표명) 등과 같은 스테인리스강 등을 이용하여 상기 금속 쉘(50)을 형성할 수 있다.

플랜지형 밀봉부(54)는 상기 부착부(52)의 후측에 형성된다. 시트 부재를 구부림으로써 형성되는 환형 개스킷(5)은 상기 밀봉부(54)와 상기 부착부(52)의 사이에 위치되는 영역에 맞춤된다. 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)가 상기 엔진 헤드의 부착 홀(도시 생략)에 부착될 때, 상기 개스킷(5)은 상기 밀봉부(54)의 전방향 표면인 장착면(55)과 상기 부착홀의 개구부 주위의 엔진 헤드의 일 표면 사이에서 압축되고 변형되므로, 상기 부착 홀을 통하여 연소 가스가 분출되는 것을 방지하기 위한 밀봉을 이들 사이에 제공하게 된다.

상기 밀봉부(54)의 후측에는 도구 결합부(51)가 형성되어, 미도시의 플러그 렌치가 상기 도구 결합부(51)에 끼워 맞춤될 수 있도록 한다. 상기 도구 결합부(51)의 후측에는 박형 벽으로 되는 크림프부(53)가 마련된다. 상기 도구 결합부(51)와 상기 밀봉부(54)의 사이에는 박형 벽으로 되는 버클부(58)가 마련된다. 상기 도구 결합부(51)로부터 상기 크림프부(53)에 이르는 상기 금속 쉘(50)의 내측 원주면과 상기 절연체(10)의 후방 몸체부(18)의 외측 원주면의 사이에는 환형 링 부재(6,7)가 배치된다. 더욱이, 상기 환형 링 부재(6,7) 사이의 공간은 분말 활석(9)으로 채워진다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 부착부(52)의 내측 원주면은 단차부(56)를 갖는다. 상기 절연체(10)의 단차부(14)는 환형 패킹(80)을 통하여 상기 단차부(56) 상에 놓인다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 크림프부(53)의 일 단부가 방사상 내측으로 구부러지도록 크림핑될 때, 상기 절연체(10)는 상기 링 부재(6,7) 및 상기 활석을 통하여 전방으로 가압된다. 이러한 크림핑 과정에서, 압축력의 적용에 따라 상기 버클부(58)가 가열되고 불룩하게 변형되어, 상기 크림프부(53)의 압축 스트로크가 증가된다. 이 과정에 의하여, 상기 단차부(14)로부터 상기 플랜지부(19)에 이르는 상기 절연체(10)의 부분은 상기 금속 쉘(50)의 크림프부(53)와 단차부(56) 사이에 지지되므로, 상기 절연체(10)는 상기 금속 쉘(50)에 의하여 단일로 보유된다. 상기 패킹(80)은 상기 금속 쉘(50)과 상기 절연체(10) 사이에 기밀성을 제공하므로, 상기 튜브형 보어(59)를 통하여 연소 가스가 분출되는 것을 방지한다.

다음은 상기 금속 쉘(50)의 선단부(65) 내에 배치되는 접지 전극(30)에 대하여 설명한다. 도 2에 도시된 상기 접지 전극(30)은 니켈 합금으로 되는 전극 베이스 금속(33)과 노블 금속으로 되는 노블-금속 칩(36)을 함께 결합함으로써 형성되는 복합 부재이다. 상기 접지 전극(30)은 디스크 형상으로 되며, 그의 방사상 중심에 형성되는 소통 홀(소통 구간(31))을 갖는다. 상기 노블-금속 칩(36)은 상기 전극 베이스 금속(33)의 내부에 방사상으로 배치되어 상기 전극 베이스 금속(33)과 결합된다. 상기 접지 전극(30)의 외측 둘레부(35)(즉, 상기 전극 베이스 금속(33)의 외측 둘레부(35))는 상기 금속 쉘(50)의 선단부(65)의 내측 원주면 상에 형성되는 단차 결합부(57)에 맞물린다. 이러한 맞물림 상태에서, 이들 사이의 경계면에는 레이저 용접이 수행되고, 따라서 상기 접지 전극(30)과 상기 금속 쉘(50)은 함께 결합된다. 상기 전극 베이스 금속(33)과 상기 노블-금속 칩(36)은 공조하여 상기 접지 전극(30)의 소통 구간(31)을 형성한다. 상기 소통 구간(31)은 상기 공동(60)과 대기 사이의 소통을 위한 개구부를 갖는다. 상기 용어 "외측 둘레부"는 상기 금속 쉘(50)에 결합되는 상기 접지 전극(30)의 부분을 칭한다. 상기 제 1 실시예에서, 상기 접지 전극(30)은 디스크 형상으로 된다; 따라서, 상기 접지 전극(30)의 방사상 외측 원주부는 상기 "외측 둘레부"에 상응한다. 상기 접지 전극(30)이 디스크 형태가 아닌 형태로 될 때에도, 상기 접지 전극(30)의 방사상 외측 둘레부는 상기 금속 쉘(50)과 결합된다.

상기 제 1 실시예의 노블-금속 칩 또는 삽입부(36)는 튜브 형태로 되며 상기 소통 구간(31)의 일부를 구성한다; 특히, 상기 소통 구간(31)의 내측 원주벽(70)을 형성한다. 상기 노블-금속 칩(36)은 외향 돌출부(37)를 가지며, 이는 상기 노블 금속칩(36)의 후단부의 외측 원주면으로부터 형성되는 플랜지 형태로 방사상 외측으로 돌출된다. 상기 전극 베이스 금속(33)은 디스크 형태로 되며 그의 방사상 중심에 홀을 갖는데, 이 홀은 상기 소통 구간(31)을 부분적으로 구성한다. 상기 노블-금속 칩(36)에서와 마찬가지로, 상기 전극 베이스 금속(33)은 내향 돌출부(34)를 가지며, 이는 상기 전극 베이스 금속(33)의 홀의 벽의 선단부로부터 형성되는 플랜지 형태로 방사상 내측으로 돌출된다. 상기 노블-금속 칩(36)의 외향 돌출부(37)는 상기 전극 베이스 금속(33)의 내향 돌출부(340)의 후방에 배치된다. 이러한 구조로 인하여, 상기 전극 베이스 금속(33)과 상기 노블-금속 칩 또는 삽입부(36) 사이의 결합에 열화가 발생될 때에도, 상기 노블-금속 칩(36)의 전방 낙하는 방지될 수 있다.

상기 절연체(10)의 선단부(16)는 상기 칩 결합부(62)를 가지며, 이는 상기 절연체(10)의 선단면 상에 형성되는 홈으로서, 상기 노블-금속 칩(36)의 외향 돌출부(37)와 맞물린다. 상기 칩 결합부(62)는 상기 공동(60)의 개구부(66)를 둘러싸기 위하여 환형으로 형성된다. 상기 노블-금속 칩(36)의 외향 돌출부(37)는 상기 칩 결합부(62)와 맞물림으로써, 상기 절연체(10)의 선단부(16)와 환형으로 접촉된다. 상기 칩 결합부(62)와 맞물림되고 상기 절연체(10)의 선단부(16)와 환형 접촉 영역에서 접촉되는 상기 외향 돌출부(37) 부분은 접촉부(38)이다. 상기 축(0) 방향으로부터 볼 때, 상기 공동(60)의 개구부(66)는 상기 접촉부(38)의 내측으로 위치된다. 상기 전극 베이스 금속(33)의 비접촉부(39)는 상기 전극 베이스 금속(33)의 후측에 마련되며 상기 절연체(10)의 선단부(16)에 접촉됨 없이 상기 절연체(10)의 선단부(16)를 대향한다. 상기 노블-금속 칩(36)은 상기 접지 전극(30)과 상기 절연체(10)의 선단부(16) 사이의 유격, 및 이 유격과 소통되며 상기 공동(60)과 대기 사이의 소통을 이루는 상기 금속 쉘(50)과 상기 절연체(10)의 선단부(16) 사이의 이 유격을 폐쇄한다. 상기 공동(60) 내에서 발생되는 플라즈마를 외부로 방출할 때, 이러한 구조는 상기 접지 전극(30)과 상기 절연체의 선단부(16) 사이의 유격 및 상기 절연체(10)와 상기 금속 쉘(50) 사이의 유격 내로 플라즈마 에너지가 누출되는 것을 방지한다. 본 발명에서 상기 노블-금속 칩(36)은 상기 "접촉부재" 및 상기 "노블-금속 부재"에 상응한다.

이러한 구조의 상기 제 1 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)를 제조하는 과정에서, 상기 접지 전극(30)과 상기 절연체(10)의 선단부(16) 사이의 유격 및 상기 절연체(10)와 상기 금속 쉘(50) 사이의 유격을 폐쇄하여 상기 플라즈마 방출 시 상기 유격들 내로 플라즈마 에너지가 유출되는 것을 방지하기 위하여, 상기 접지 전극(30)이 상기 금속 쉘(50)에 결합되기 이전에, 상기 절연체(10)는 상기 금속 쉘(50) 내에 보유된다. 다음으로 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)의 제조 방법을 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 상기 제 1 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그의 제조 방법을 부분적으로 도시한다.

상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)의 제조 방법에서, 상기 중앙 전극(20)(이에 결합된 전극 칩 또는 팁 부재(25)를 가짐) 및 상기 금속 단자(40)와 결합된 상태에서 별도의 단계에 의하여 준비되는 상기 절연체(10)는 별도의 단계에서 준비되는 상기 금속 쉘(50)의 튜브형 보어(59) 내에 삽입된다. 상기 절연체(10)의 단차부(14)는 상기 패킹(80)을 통하여 상기 금속 쉘(50)의 튜브형 보어(59)의 단차부(56) 상에 놓이게 된다. 이 상태에서, 상기 금속 쉘(50)의 크림프부(53)(도 1 참조)는 크림프되어, 상기 단차부(14)로부터 상기 플랜지부(19)에 이르는 상기 절연체(10)의 부분은 상기 금속 쉘(50)의 크림프부(53)와 단차부(56)의 사이에 지지되고, 따라서 상기 절연체(10)는 상기 금속 쉘(50) 내에 단일로 보유된다(절연체-보유 단계).

다음으로, 상기 외향 돌출부(37)를 갖는 상기 튜브형 노블-금속 칩 또는 삽입부(36)는 상기 외향 돌출부(37)가 상기 절연체(10)를 대향하도록 상기 절연 체(10)의 선단부(16)의 전방으로 배치된다(배치 단계 중 접촉-부재-배치 단계). 이 때에, 상기 노블 금속 칩(36)은 상기 외향 돌출부(37)가 상기 절연체(10)의 선단부(16)의 칩 결합부(62)에 대향하도록 배치된다. 더욱이, 상기 내향 돌출부(34)가 돌출되는 홀을 갖는 상기 디스크형 전극 베이스 금속(33)은 상기 절연체(10)의 선단부(16)의 전방으로 배치되는데, 상기 내향 돌출부(34)가 상기 노블-금속 칩(36)의 외향 돌출부(37)의 전방에 위치되고, 상기 내향 돌출부(34) 및 상기 외향 돌출부(37)가 상기 축(O) 방향에 대하여 서로 중첩된다(상기 배치 단계 중 전극-베이스-금속-배치 단계). 상기 전극 베이스 금속(33)의 외측 둘레부(35)는 상기 금속 쉘(50)의 단차 결합부(57)에 끼워 맞춤되어 맞물린다. 이 때에, 상기 전극 베이스 금속(33)의 비접촉부(39)는 상기 절연체(10)의 선단부(16)와 접촉되지 않는 상태로 유지된다. 상기 노블-금속 칩(36)은 상기 외향 돌출부(37)가 상기 전극 베이스 금속(33)의 내향 돌출부(34)와 상기 절연체(10)의 칩 결합부(62)의 사이에 개재되도록 그 위치가 구속되어 배치된다.

상기 전극 베이스 금속(33)의 외측 둘레부(35)와 상기 금속 쉘(50)의 단차 결합부(57) 사이의 경계면은 그 경계면의 전체 원주부를 따라 레이저 빔이 조사되므로, 상기 금속 쉘(50) 및 상기 접지 전극(30)의 전극 베이스 금속(33)은 함께 용접된다(접지-전극-결합 단계). 이 때에, 상기 노블-금속 칩(36)은 고정되지 않은 상태이다. 다음 단계에서, 상기 노블-금속 칩(36)은 후방으로 가압되어, 상기 외향 돌출부(37)가 상기 절연체(10)의 칩 결합부(62)와 맞물리게 됨으로써, 상기 노블-금속 칩(36)이 위치되게 된다. 이러한 과정에 의하여, 상기 노블-금속 칩(36)이 축 을 벗어나 배치되는 것이 방지된다. 더욱이, 상기 노블-금속 칩(36)은 후방으로 가압되므로, 상기 노블-금속 칩(36) 및 상기 칩 결합부(62)는 서로 긴밀한 접촉 상태로 되며, 따라서 상기 노블-금속 칩(36)과 상기 절연체(10)의 선단부(16) 사이의 유격 및 상기 접지 전극(30)을 부분적으로 구성하는 상기 전극 베이스 금속(33)과 상기 절연체(10)의 선단부(16) 사이의 유격은 폐쇄된다. 상기 노블-금속 칩(36)이 가압된 상태로 남아 있는 동안, 상기 노블-금속 칩(36)과 상기 전극 베이스 금속(33) 사이의 경계면은 상기 경계면의 전체 원주부를 따라 레이저 빔이 조사되어, 상기 노블-금속 칩(36)과 상기 전극 베이스 금속(33)이 함께 용접된다(접촉-부재-결합 단계). 상기 노블-금속 칩(36)과 상기 전극 베이스 금속(33)은 공통으로 상기 소통 구간(31)을 형성한다.

상술한 바의 과정에 의하여, 상기 접지 전극(30)은 상기 금속 쉘(50)의 선단부(65)에 결합되고, 따라서 도 1에 도시된 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)가 완성된다. 상술한 바와 같이, 상기 접지 전극(30)이 상기 금속 쉘(50)에 결합되기 이전에, 상기 절연체(10)가 크림핑에 의하여 상기 금속 쉘(50) 내에 보유된다; 그러므로, 상기 크림핑 과정에서, 상기 절연체(10)의 선단부(16)에는 아무런 물체도 접경되지 않게 되어, 강한 외부 가압력이 상기 절연체(10)의 선단부(16)에 작용하는 것이 방지된다. 상기 제조 과정에서, 상기 절연체(10)가 크림핑에 의하여 상기 금속 쉘(50) 내에 보유될 때, 상기 절연체(10)의 선단부(16)가 상기 축(O) 방향을 따라서 변위될 수 있다; 즉, 조립 에러가 증가될 수 있다. 이러한 경우에도, 상기 전극 베이스 금속(33)을 상기 금속 쉘(50)에 결합하는 단계에서, 상기 전극 베이스 금속(33)과 상기 절연체(10)의 선단부(16) 사이의 상기 축(O) 방향 유격에 의하여 이러한 조립 에러가 흡수될 수 있다.

더욱이, 상기 접지 전극(30)의 전극 베이스 금속(33)과 상기 절연체(10)의 선단부(16) 사이에 형성될 수 있는 유격은 상기 소통 구간(31)의 일부 및 상기 접촉부(38)를 갖는 상기 노블-금속 칩(36)을 상기 절연체(10)의 선단부(16)에 접촉시킴으로써 폐쇄될 수 있다. 따라서, 플라즈마 에너지는 상기 유격 내로 누설되지 않고, 따라서 점화 성능의 장애는 방지될 수 있다. 또한, 상기 전극 베이스 금속(33)의 배치로부터 상기 노블-금속 칩(36)의 결합에 이르는 제조 과정에서, 상기 노블-금속 칩(36)은 상기 외향 돌출부(37)가 상기 축(O) 방향에 대하여 상기 전극 베이스 금속(33)의 내향 돌출부(34)를 중첩하도록 위치되므로, 상기 노블-금속-칩(36)은 낙하되지 않는다. 상기 노블-금속 칩(36)은 상기 전극 베이스 금속(33)의 내향 돌출부에 의하여 보유되므로, 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)를 장기간 사용함에 따라 상기 노블-금속 칩(36)과 상기 전극 베이스 금속(33) 사이의 결합 상태에 열화가 발생될 때에도, 상기 노블-금속 칩(36)의 낙하는 방지될 수 있다.

상기 제 1 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)는 기타 다양한 형태로 수정될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 플라즈마 젯 스파크 플러그(101)의 경우에서와 같이, 절연체(110)의 선단부(116)는 칩 결합부를 갖지 않을 수도 있다. 접지 전극(71)(전극 베이스 금속(33))과 상기 절연체(110)의 선단부(116) 사이의 유격은 상기 노블-금속 칩(191)의 접촉부(120)를 상기 절연체(110)의 선단부(116)와 접촉시키도록 상기 노블-금속 칩(191)을 후방으로 가압하는 방식으로 노블-금속 칩(191)을 상기 전극 베이스 금속(33)에 레이저 용접에 의하여 결합하는 과정을 수행함으로써 충분히 만족스러운 상태로 폐쇄될 수 있다.

또한, 도 5 및 도 6에 각각 도시된 플라즈마 젯 스파크 플러그(102) 및 플라즈마 젯 스파크 플러그(103)의 경우에서와 같이, 상기 축(O) 방향을 따라 노블-금속 칩(192,193)의 길이를 가감할 수 있다. 이는 상기 노블-금속 칩(192,193)과 상기 전극 베이스 금속(33) 사이의 경계면 영역에 단차 형상을 부여한다. 상기 노블-금속 칩(192,193)의 접촉부(121,122)가 상기 절연체(110)의 선단부(116)와 접촉되는 상태에서 상기 노블-금속 칩(192,193)과 상기 전극 베이스 금속(33)을 레이저-용접하는 과정에서, 상기 단차 형상은 상기 축(O)에 대하여 이들 사이의 경계면에 예각을 형성하면서 레이저 빔을 인가할 수 있도록 해준다. 이는 상기 노블-금속 칩(192,193)과 상기 전극 베이스 금속(33)의 대응 표면들 사이의 유격 내로 레이저 빔이 통과되는 것을 방지하여 보다 신뢰성 있는 결합 상태를 달성하도록 해준다.

도 7에 도시된 플라즈마 젯 스파크 플러그(104)의 경우에서와 같이, 노블-금속 칩(194)의 외향 돌출부(131)는 후방 쪽으로 직경이 증가되도록 테이퍼 형상으로 될 수 있다. 이 경우, 전극 베이스 금속(184)의 홀은 테이퍼부(132)를 가지며, 이는 상기 축(O)의 방향에 대하여 상기 외향 돌출부(131)를 중첩한다. 따라서, 상기 전극 베이스 금속(184)의 배치로부터 상기 노블-금속 칩(194)의 결합에 이르는 제조 단계에서, 상기 노블-금속 칩(194)은 낙하 방지된다.

플라즈마 젯 스파크 플러그(105) 및 플라즈마 젯 스파크 플러그(106)를 각각 도시하는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 테이퍼된 외향 돌출부를 갖는 노블-금 속 칩을 사용하는 경우에도, 상기 축(O) 방향을 따라 노블-금속 칩(195,196)의 길이를 가감할 수 있다. 이는 상기 노블-금속 칩(195,196)과 상기 전극 베이스 금속(184) 사이의 경계면 영역에 단차 형상을 부여한다. 상기 노블-금속 칩(195,196)의 접촉부(124,125)가 상기 절연체(110)의 선단부(116)와 접촉되는 상태에서 상기 노블-금속 칩(195,196)과 상기 전극 베이스 금속(184)을 레이저-용접하는 과정에서, 상기 단차 형상은 상기 축(O)에 대하여 이들 사이의 경계면에 예각으로 레이저 빔을 인가할 수 있도록 해준다. 이는 보다 신뢰성 있는 결합 상태를 달성하도록 해준다.

도 10에 도시된 플라즈마 젯 스파크 플러그(107)에서와 같이, 노블-금속 칩(197)의 외측 둘레부가 상기 전극 베이스 금속(33)의 내측 둘레부(34)의 방사상 외측으로 위치되는 한 상기 노블-금속 칩(197)은 외향 돌출부를 갖지 않아도 된다. 이 경우에도, 상기 제 1 실시예에서와 마찬가지로, 상기 노블-금속 칩(197)의 낙하는 방지될 수 있다. 물론, 결합 단계는 상기 제 1 실시예의 그것과 유사한 방식으로 수행될 수 있다; 구체적으로 말하자면, 상기 전극 베이스 금속(33)이 금속 쉘(150)에 결합된 이후에, 상기 노블-금속 칩(197)의 접촉부(126)가 상기 절연체(110)의 선단부(116)와 접촉되는 상태로 유지하기 위하여 상기 노블-금속 칩(197)을 후방으로 가압하는 동안, 상기 전극 베이스 금속(33) 및 상기 노블-금속 칩(197)은 함께 결합된다. 양자택일적으로, 상기 전극 베이스 금속(33)이 후방으로 가압되고, 상기 노블-금속 칩(197)이 상기 절연체(110)의 선단부(116)에 접촉하게 되는 동안, 상기 전극 베이스 금속(33)의 외측 둘레부(35)가 상기 금속 쉘(150)의 단차 결합부(157)에 결합되는 방식으로 상기 접지-전극-결합 단계를 수행할 수 있다. 이 과정에 의하여, 상기 전극 베이스 금속(33)은 상기 절연체(110)에 더욱 긴밀하게 배치될 수 있다; 따라서, 상기 금속 쉘(150)의 단차 결합부(157)와 상기 전극 베이스 금속(33)의 외측 둘레부(35) 사이의 경계면 영역에 단차 형상이 부여될 수 있다. 그러므로, 이전에 언급한 이유로 인하여, 보다 신뢰성 있는 결합 상태를 달성할 수 있다.

도 7 내지 도 10에 도시된 상기의 수정예에서, 상기 접지 전극(174,177)(도 8 및 도 9에 도시되지 않음)은 상기 제 1 실시예에서와 유사한 단계로 상기 금속 쉘(50)에 결합될 수 있다. 이 과정은 상기 전극 베이스 금속(174,184,198)(비접촉부(140,141,142))과 상기 절연체(110)의 선단부(116) 사이의 유격으로 하여금 상기 금속 쉘(50) 내에 상기 절연체(110)를 보유하는 과정에서 발생할 수 있는 상기 축(O) 방향 조립 에러를 흡수할 수 있도록 해준다. 그러므로, 상기 절연체(110)의 선단부(116)에 강한 외부 가압력이 가해지지 않는 상태에서, 상기 선단부(116)와 상기 접지 전극(174,177) 사이의 유격은 상기 노블-금속 칩(194,195,196,197)에 의하여 폐쇄될 수 있다. 도 4 내지 도 8에 도시된 플라즈마 젯 스파크 플러그(101~105)의 경우에서와 같이, 상기 노블-금속 칩(191,192,193,194,195)의 내측 원주벽은 소통 구간의 내측 원주벽(71,72,73,74,75)의 역할을 할 수 있다. 도 9 및 도 10에 도시된 플라즈마 젯 스파크 플러그(106,107)의 경우에서와 같이, 상기 노블-금속 칩(196,197)의 내측 원주벽은 상기 소통 구간의 내측 원주벽(76,77)을 부분적으로 구성할 수 있다.

상기 제 1 실시예에서, 상기 외향 돌출부(37)는 상기 튜브형 노블-금속 칩(36) 상에 플랜지 형상으로 마련된다. 그러나, 상기 외향 돌출부(37)는 반드시 연속적인 플랜지 형상으로 될 필요는 없고 단순한 돌출 형상으로 될 수 있다. 이는 또한 상기 전극 베이스 금속(33)의 내향 돌출부(34)에도 적용된다. 상기 노블-금속 칩(36) 및 상기 전극 베이스 금속(33)이 함께 결합될 때, 상기 외향 돌출부(37) 및 상기 내향 돌출부(34)가 상기 축(O) 방향에 대하여 서로 중첩되는 한, 상기 외향 돌출부(37) 및 상기 내향 돌출부(34)의 형상에는 아무런 제한이 없다.

(제 2 실시예)

다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그(200)를 도면을 참조하여 설명한다. 우선, 도 11을 참조하여 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(200)의 구조를 설명한다. 도 11은 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(200)의 선단부를 확대하여 도시하는 단면도이다.

상기 제 2 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(200)는 접지 전극(230)이 상이한 형태로 되며 절연체(210)의 선단부(216)가 칩 결합부를 갖지 않는다는 점에서 상기 제 1 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)와 구조적으로 상이하다. 그러므로, 여기에서는, 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(200)의 선단부의 구조를 설명하며, 기타 상기 제 1 실시예와 유사한 구조적 특징에 대한 설명은 생략한다.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 실시예와 유사하게, 상기 금속 쉘(250)의 선단부(65) 내에 배치되는 상기 접지 전극(230)은 전극 베이스 금속(233)과 노블-금속 칩 또는 삽입부(236)를 함께 결합함으로써 형성되는 복합 부재이다. 상기 접지 전극(230)은 디스크 형상으로 되며, 그의 방사상 중심에 형성되는 소통 홀(소통 구간(231))을 갖는다. 상기 노블-금속 칩(236)은 원통형 형상이다. 상기 전극 베이스 금속(233)은 디스크 형상으로 되며, 그의 방사상 중심에 홀을 갖는데, 이 홀은 부분적으로 상기 소통 구간(231)을 구성한다. 상기 노블-금속 칩(236)의 외측 원주면이 상기 전극 베이스 금속(233)의 홀의 원주벽 표면을 대향하는 상태에서, 상기 노블-금속 칩(236)과 상기 전극 베이스 금속(233)은 이들 사이의 경계면에서 함께 레이저-용접된다. 상기 노블-금속 칩(236)은 상기 전극 베이스 금속(233)의 홀과 함께 상기 접지 전극(230)의 상기 소통 구간(231)을 구성한다. 상기 소통 구간(231)은 상기 소통 구간(231)의 내측 원주벽(78)에 의하여 둘러싸이는 소통 홀을 통하여 상기 공동(60)과 대기 사이의 소통을 이룬다.

상기 접지 전극(230)의 외측 둘레부(235)(즉, 상기 전극 베이스 금속(233)의 외측 둘레부(235))는 상기 금속 쉘(250)의 선단부(65) 내에 형성되는 단차 맞물림부(57)에 맞물린다. 이렇게 맞물린 상태에서, 이들 사이의 경계면에는 레이저 용접이 수행되며 상기 접지 전극(230)과 상기 금속 쉘(250)은 함께 결합된다. 상기 노블-금속 칩(236)의 후단에 마련되는 접촉부(127)는 상기 절연체(210)의 선단부(216)와 접촉된다. 상기 축(O)의 방향에서 볼 때, 상기 공동(60)의 개구부(66)는 상기 접촉부(127)의 내측으로 위치된다. 상기 접촉부(127) 및 상기 소통 구간(231)의 일부를 갖는 노블-금속 칩(236)은 상기 절연체(210)의 선단부(216)와 상기 접지 전극(230) 사이의 유격을 폐쇄한다. 상기 전극 베이스 금속(233)의 비접촉부(143)는 상기 전극 베이스 금속(233)의 후측에 마련되며 상기 절연체(210)의 선단부(216)를 접촉함 없이 상기 절연체(210)의 선단부(216)에 대향된다. 상기 제 1 실시예에서와 마찬가지로, 상기 공동(60) 내에서 발생되는 플라즈마를 외부로 방출할 때, 이러한 구조는 상기 접지 전극(230)과 상기 절연체(210)의 선단부(216) 사이의 유격 및 이 유격과 소통되는 상기 절연체(210)와 상기 금속 쉘(250) 사이의 유격 내로 플라즈마 에너지가 누출되는 것을 방지한다. 본 발명에서 상기 노블-금속 칩(236)은 상기 "접촉부재" 및 상기 "노블-금속 부재"에 상응한다.

다음으로, 상기 제 2 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(200)의 제조 방법을 도 12을 참조하여 설명한다. 도 12는 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(200)의 제조 방법을 부분적으로 도시한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(200)의 제조 방법에서도, 상기 중앙 전극(20) 및 상기 금속 단자(40)(도 1 참조)가 부착되는 상태로 별도의 단계에서 준비되는 상기 절연체(210)는 별도의 단계에서 준비되는 상기 금속 쉘(250) 내에 크림핑에 의하여 단일로 또는 균일하게 보유된다(절연체-보유 단계).

다음으로, 홀을 갖는 상기 디스크형 전극 베이스 금속(233)은 상기 절연체(210)의 선단부(216)의 전방으로 배치된다(전극-베이스-금속 배치 단계). 이 단계에서, 상기 전극 베이스 금속(233)의 외측 둘레부(235)는 상기 금속 쉘(250)의 단차 결합부(57)에 끼워 맞춤되어 맞물린다. 이 때에, 상기 전극 베이스 금속(233)은 상기 절연체(210)의 선단부(216)와 접촉되지 않는 상태로 유지된다. 이 상태에서, 상기 전극 베이스 금속(233)의 외측 둘레부(235)와 상기 금속 쉘(250)의 단차 결합부(57) 사이의 경계면에는 상기 경계면의 전체 원주부를 따라 레이저 빔이 조사되어, 상기 금속 쉘(250)과 상기 접지 전극(230)의 전극 베이스 금속(233)을 함께 용접하게 된다(접지-전극-결합 단계).

그 후, 상기 튜브형 노블-금속 칩(236)은 상기 전극 베이스 금속(233)의 홀 내에 삽입되고 상기 소통 구간(231) 내에 배치된다(접촉-부재-배치 단계). 상기 노블-금속 칩(236)은 고정되지 않은 상태이다. 다음 단계에서, 상기 노블-금속 칩(236)은 후방으로 가압되어, 상기 노블-금속 칩(236)과 상기 절연체(210)의 선단부(216) 사이의 유격, 상기 접지 전극(230)의 전극 베이스 금속(233)과 상기 절연체(210)의 선단부(216) 사이의 유격, 및 상기 접지 전극(230)의 전극 베이스 금속(233)과 상기 절연체(210)의 선단부(216) 사이의 유격에 소통되는 상기 금속 쉘(250)과 상기 절연체(210) 사이의 유격은 폐쇄된다. 상기 노블-금속 칩(236)이 가압된 상태로 남아 있는 동안, 상기 노블-금속 칩(236)과 상기 전극 베이스 금속(233) 사이의 경계면에는 상기 경계면의 전체 원주부를 따라 레이저 빔이 조사되어, 상기 노블-금속 칩(236)과 상기 전극 베이스 금속(233)이 함께 용접된다(접촉-부재-결합 단계). 상기 노블-금속 칩(236)과 상기 전극 베이스 금속(233)은 단일로 또는 균일하게 상기 소통 구간(231)을 형성한다. 상술한 바의 과정에 의하여, 상기 접지 전극(230)은 상기 금속 쉘(250)의 선단부(65)에 결합되고, 따라서 상기 제 2 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(200)가 완성된다.

상기 제 2 실시예에서도, 상기 절연체(210)가 크림핑에 의하여 상기 금속 쉘(250) 내에 보유된 이후, 상기 접지 전극(230)이 상기 금속 쉘(250)에 결합된다; 그러므로, 상기 제조 과정에서, 상기 절연체(210)의 파손은 발생되지 않는다. 더욱이, 상기 노블-금속 칩(236)의 전극 베이스 금속(233)과 상기 절연체(210)의 선단부(216) 사이에 발생할 수 있는 유격 및 이 유격과 소통되며 상기 금속 쉘(250)과 상기 절연체(210) 사이에서 발생될 수 있는 유격은 상기 노블-금속 칩(236)에 의하여 폐쇄될 수 있고, 상기 노블-금속 칩(236)은 상기 접촉부(127)를 가지며 상기 소통 구간(231)을 부분적으로 구성하므로, 점화 성능에 장애가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

상기 제 2 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(200)는 또한 기타 다양한 형태로 수정될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 실시예에서와 마찬가지로, 도 13 및 도 14에 각각 도시된 플라즈마 젯 스파크 플러그(201) 및 플라즈마 젯 스파크 플러그(202)의 경우에서와 같이, 상기 축(O) 방향을 따라 노블-금속 칩(291,292)의 길이를 가감하여, 상기 노블-금속 칩(291,292)과 상기 전극 베이스 금속(233) 사이의 경계면 영역에 단차 형상을 부여할 수 있다. 상기 노블-금속 칩(291,292)의 접촉부(128,129)가 상기 절연체(210)의 선단부(216)와 접촉되는 상태에서 상기 노블-금속 칩(291,292)과 상기 전극 베이스 금속(233)을 레이저-용접하는 과정에서, 상기 단차 형상은 상기 노블-금속 칩(291,292)과 상기 전극 베이스 금속(233)의 대응 표면들 사이의 유격 내로 레이저 빔이 통과되는 것을 방지하여 보다 신뢰성 있는 결합 상태를 달성하도록 해준다.

또한, 도 15에 도시된 플라즈마 젯 스파크 플러그(203)의 경우에서와 같이, 상기 튜브형 노블-금속 칩(293)은 플랜지 형상의 외향 돌출부(247)를 가질 수 있으며, 이는 상기 노블-금속 칩(293)의 선단부의 외측 원주면으로부터 방사상 외측으로 돌출된다. 더욱이, 전극 베이스 금속(283)은 단차진 칩 부착부(244)를 가질 수 있고, 이는 전방측의 홀 직경이 더 크도록 단차지는 형태로 상기 전극 베이스 금속(283)의 홀의 벽 상부에 형성된다. 이러한 구조적 특징 덕분에, 상기 제 1 실시예에서와 마찬가지로, 상기 전극 베이스 금속(283)과 상기 절연체(210)의 선단부(216) 사이의 유격은 상기 노블-금속 칩(293)이 배치되는 상기 축(O) 방향을 따라 위치를 조정함으로써 폐쇄될 수 있고, 상기 칩 부착부(244)는 상기 노블-금속 칩(36)이 축을 벗어나 배치되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 외향 돌출부(247)을 갖는 상기 노블-금속 칩(293)의 사용은 상기 노블-금속 칩(293)이 배치되는 상기 축(O) 방향을 따라 위치를 조정하는 것에 제한을 두게 되므로(상기 외향 돌출부(247)가 상기 칩 부착부(244)에 접경할 때, 상기 외향 돌출부(247)는 전방으로 더욱 이동될 수 없다), 상기 노블-금속 칩(293)이 배치되는 위치의 조정을 위하여 상기 전극 베이스 금속(283)을 추가로 사용하는 것이 더 실용적이다. 또한, 상기 단차 결합부(257)와 맞물리는 접지 전극(273)의 위치로부터 전방으로 돌출되도록 상기 금속 쉘(250)의 단차 결합부(257)를 마련하는 것도 좋은 방법이다. 상기 단차 결합부(257) 및 상기 전극 베이스 금속(283)의 외측 둘레부(245)를 함께 결합하는 과정에서, 상기의 단차 결합부(257)는 상기 축(O)에 대하여 예각으로 레이저 빔을 인가하는 것을 용이하게 하므로, 보다 신뢰성 있는 결합 상태를 달성하게 된다. 상기 제 1 실시예의 수정예들과 마찬가지로, 도 14 및 도 15에 도시된 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(202,203)의 경우에서와 같이, 상기 노블-금속 칩(292)의 내측 원주벽은 상기 소통 구간의 내측 원주벽(161,162)의 역할을 할 수 있다. 또한, 도 13에 도시된 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(201)의 경우에서와 같이, 상기 노블-금속 칩(291)의 내측 원주벽은 상기 소통 구간의 내측 원주벽(160)을 부분적으로 구성할 수 있다.

(제 3 실시예)

다음으로, 도면을 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그(300)를 설명한다. 우선, 도 16을 참조하여 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(300)의 구조를 설명한다. 도 16은 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(300)의 선단부를 확대하여 도시하는 단면도이다.

상기 제 2 실시예에서와 마찬가지로, 상기 제 3 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(300)는 접지 전극(330)이 상이한 형태로 되며 절연체(310)의 선단부(316)가 칩 결합부를 갖지 않는다는 점에서 상기 제 1 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)와 구조적으로 상이하다. 그러므로, 여기에서는, 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(300)의 선단부의 구조를 설명하며, 기타 상기 제 1 실시예와 유사한 구조적 특징에 대한 설명은 생략한다.

도 16에 도시된 바와 같이, 상기 금속 쉘(350)의 선단부(65) 내에 배치되는 상기 접지 전극(330)은 전극 베이스 금속(333)과 노블-금속 칩 또는 삽입부(336)를 함께 결합함으로써 형성되는 복합 부재이다. 상기 접지 전극(330)은 디스크 형상으로 되며, 그의 방사상 중심에 형성되는 소통 홀(소통 구간(331))을 갖는다. 상기 노블-금속 칩(336) 및 상기 전극 베이스 금속(333)은 디스크(환형) 형상으로 되며, 각각 그의 방사상 중심에 홀을 갖는다, 상기 노블-금속 칩(336)은 상기 전극 베이스 금속(333)보다 두께가 작다. 상기 전극 베이스 금속(333)은 단차진 칩 부착부(334)를 갖는데, 이는 후방측 상의 홀 직경이 더 크게 형성되도록 단차지는 형태로 상기 전극 베이스 금속(333)의 홀의 벽에 형성된다. 상기 노블-금속 칩(336)은 상기 노블-금속 칩(336)의 외측 둘레부(337)가 상기 칩 부착부(334)와 맞물리고 상기 노블-금속 칩(336)의 후면(두께 방향에 수직인 표면)이 상기 전극 베이스 금속(333)의 후면과 닿도록 배치된다. 상기 노블-금속 칩(336)의 외측 둘레부(337)는 상기 전극 베이스 금속(333)에 레이저-용접된다. 상기 노블-금속 칩(336)은, 상기 전극 베이스 금속(333)의 홀과 함께, 상기 접지 전극(330)의 소통 구간(331)을 구성한다.

상기 접지 전극(330)의 외측 둘레부(335)(즉, 상기 전극 베이스 금속(333)의 외측 둘레부(335))는 상기 금속 쉘(350)의 선단부(65)의 단차 맞물림부(57)와 맞물려서, 상기 노블-금속 칩(336)이 결합되는 상기 접지 전극(330)의 일측이 상기 절연체(310)를 대향하게 된다. 또한, 상기 접지 전극(330)이 상기 절연체(310)의 선단부(316)에 접촉하는 상태에서, 상기 접지 전극(330)은 상기 금속 쉘(350)에 레이저 용접되어, 상기 접지 전극(330)과 상기 금속 쉘(350)은 함께 결합된다. 상호 접촉되는 상기 접지 전극(330) 및 상기 절연체(310)의 선단부(316)에 의하여, 상기 절연체(310)의 선단부(316)와 상기 접지 전극(330) 사이의 유격 및 이 유격과 소통되는 상기 절연체(310)와 상기 금속 쉘(350) 사이의 유격이 폐쇄된다. 상기 절연체(210)의 선단부(216)에 대향되며 이와 접촉되는 상기 노블-금속 칩(336) 부분 및 상기 전극 베이스 금속(333) 부분은 함께 접촉부(320)의 역할을 한다. 상기 금속 쉘(350) 및 상기 전극 베이스 금속(333)의 비접촉부(340)는 상기 축(O)의 방향에 대하여 서로 접촉되지 않는다. 상기 제 1 및 제 2 실시예에서와 마찬가지로, 상기 공동(60) 내에서 발생되는 플라즈마를 외부로 방출할 때, 이러한 구조는 상기 접지 전극(330)과 상기 절연체(310)의 선단부(316) 사이의 유격 내로 플라즈마 에너지가 누출되는 것을 방지한다. 본 발명에서 상기 노블-금속 칩(336)은 상기 "노블-금속 부재"에 상응한다.

다음으로, 상기 제 3 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(300)의 제조 방법을 도 17을 참조하여 설명한다. 도 17는 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(300)의 제조 방법을 부분적으로 도시한다.

도 17에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(300)의 제조 방법에서도, 상기 중앙 전극(20) 및 상기 금속 단자(40)(도 1 참조)가 부착되는 상태로 별도의 단계에서 준비되는 상기 절연체(310)는 별도의 단계에서 준비되는 상기 금속 쉘(350) 내에 크림핑에 의하여 단일로 또는 균일하게 보유된다(절연체-보유 단계).

다음으로, 상기 노블-금속 칩(336)의 외측 둘레부(337)는 상기 전극 베이스 금속(333)의 칩 부착부(334)와 맞물린다. 이 때에, 상기 전극 베이스 금속(333)의 후면 및 상기 노블-금속 칩(336)의 후면은 서로 닿도록 배열된다. 이 상태에서, 상 기 전극 베이스 금속(333)과 상기 노블-금속 칩(336) 사이의 경계면에는 레이저 빔이 조사되어, 상기 전극 베이스 금속(333)과 상기 노블-금속 칩(336) 이 함께 결합되어 상기 접지 전극(330)을 형성하게 된다(노블-금속-부재-결합 단계).

상기 노블-금속 칩(336)은, 상기 전극 베이스 금속(333)의 홀과 함께, 상기 소통 구간(331)을 구성한다.

그 후, 이렇게 형성된 상기 접지 전극(330)은 상기 절연체(310)의 선단부(316)의 전방으로 배치된다(배치 단계). 이 때에, 상기 노블-금속 칩(336)이 노출되는 상기 접지 전극(330)의 일측(상기 노블-금속 칩(336)의 후면이 상기 전극 베이스 금속(333)의 후면에 닿는 일측)이 상기 절연체(310)의 선단부(316)를 대향하고 상기 접지 전극(330)의 두께 방향이 상기 축(O)의 방향에 일치되도록 상기 접지 전극(330)이 배치된다. 상기 접지 전극(330)은 후방으로 가압되어 상기 접촉부(320)이 상기 절연체(310)의 선단부(316)에 접촉됨으로써 상기 절연체(310)의 선단부(316)와 상기 접지 전극(330) 사이의 유격이 폐쇄되거나 또는 이러한 유격의 형성이 방지된다. 이 상태에서, 상기 접지 전극(330)의 외측 둘레부(335)(즉, 상기 전극 베이스 금속(333)의 외측 둘레부(335))와 상기 금속 쉘(350)의 단차 결합부(57) 사이의 경계면에는 상기 경계면의 전체 원주부를 따라서 레이저 빔이 조사되어, 상기 접지 전극(330)과 상기 금속 쉘(350)이 함께 용접된다(접지-전극-결합 단계). 이러한 과정에 의하여, 상기 접지 전극(330)은 상기 금속 쉘(350)의 선단부(65)에 결합되어 상기 제 3 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(300)가 완성된다.

상기 제 3 실시예에서도, 상기 절연체(310)가 크림핑에 의하여 상기 금속 쉘(350) 내에 보유된 이후, 상기 접지 전극(330)이 상기 금속 쉘(350)에 결합된다; 그러므로, 상기 제조 과정에서, 상기 절연체(310)의 파손은 발생되지 않는다. 상기 접지 전극(330)을 상기 금속 쉘(350)에 결합하는 단계는 상기 접지 전극(330)을 상기 금속 쉘(350)에 향하여 가압하는 상태에서 수행되므로, 상기 접지 전극(330)과 상기 절연체(310)의 선단부(316) 사이에는 아무런 유격도 형성하지 않을 수 있다. 그러므로, 상기 공동(60) 내에서 발생되는 플라즈마를 외부로 방출할 때, 상기 접지 전극(330)과 상기 절연체(310)의 선단부(316) 사이의 유격 내로 플라즈마 에너지가 누출되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 점화 성능의 장애를 방지하게 된다.

상기 제 3 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(300)는 또한 기타 다양한 형태로 수정될 수 있다. 예를 들면, 도 18에 도시된 플라즈마 젯 스파크 플러그(301)의 금속 쉘(350)의 경우에서와 같이, 상기 접지 전극(330)이 상기 단차 결합부(357)에 맞물릴 때, 상기 단차 결합부(357)의 선단면은 상기 접지 전극(330)의 전방측 표면의 후방에 위치될 수 있다. 상술한 바의 레이저-용접 단계에서와 마찬가지로, 상기 단차 결합부(357) 및 상기 접지 전극(330)의 외측 둘레부(335)를 함께 결합하는 과정에서, 이러한 구조는 상기 축(O)에 대하여 예각으로 레이저 빔을 인가하는 것을 용이하게 하므로, 보다 신뢰성 있는 결합 상태를 달성하게 된다. 또한, 도시되지 않았으나, 상기 접지 전극(330)이 상기 단차 결합부(357)와 맞물릴 때, 상기 단차 결합부(357)의 선단면은 상기 접지 전극(330)의 전방측 표면의 전방에 위치될 수 있다.

또한, 도 19 및 도 20에 각각 도시된 플라즈마 젯 스파크 플러그(302) 및 플라즈마 젯 스파크 플러그(303)에서와 같이, 접지 전극(372)의 소통 구간(341)을 부분적으로 구성하는 노블-금속 칩(392)은 튜브 형상으로 될 수 있고, 플랜지 형상의 외향 돌출부(342)를 가질 수 있으며, 이는 상기 노블-금속 칩(392)의 선단부의 외측 원주면으로부터 방사상 외측으로 돌출된다. 더욱이, 전극 베이스 금속(382)은 단차진 칩 부착부(344)를 가질 수 있고, 이는 전방측의 홀 직경이 더 크도록 상기 전극 베이스 금속(382)의 홀의 벽 상부에 형성된다. 즉, 상기 전극 베이스 금속(382)은 상기 노블-금속 칩(392)이 상기 전극 베이스 금속(382)에 대하여 위치될 수 있도록 하는 구조로 된다. 이러한 구조적 특징은 상기 전극 베이스 금속(382)과 상기 노블-금속 칩(382) 사이의 결합을 용이하게 한다.

또한, 상기 노블-금속 칩(392)이 상기 전극 베이스 금속(382)에 결합될 때, 상기 노블-금속 칩(392)의 일부가 상기 전극 베이스 금속(382)의 후면으로부터 후방으로 돌출되도록 하고, 상기 접지 전극(372)을 상기 금속 쉘(351,350)에 결합하는 과정에서 상기 돌출부가 상기 절연체(310)의 선단부(316)에 접촉되는 구조로 상기 노블-금속 칩(392)을 형성하는 것도 좋은 방법이다. 상기 접지 전극(372)과 상기 절연체(310)의 선단면(316) 사이의 유격을 폐쇄하기 위하여 상기 접지 전극(372)의 전체 후면을 상기 절연체(310)의 선단면(316)에 접촉시키는 경우에 비하면, 이러한 구조는 이들 사이의 접촉 영역을 감소시킬 수 있으므로, 상기 유격을 폐쇄하는 데에 이용되는 접촉 표면의 평탄함을 유지하기가 용이해진다.

또한, 도 19에 도시된 금속 쉘(351) 및 도 20에 도시된 금속 쉘(350)의 경우 에서와 같이,

상기 접지 전극(372)이 상기 단차 결합부(358,357)에 맞물릴 때, 상기 단차 결합부(358,357)의 선단면은 상기 접지 전극(330)의 전방 표면의 후방 또는 전방에 위치되도록 하는 구조로 상기 단차 결합부(358,357)를 구성하는 것도 좋은 방법이다. 상술한 바의 레이저-용접 단계에서와 마찬가지로, 상기 노블-금속 칩(392)의 접촉부(321)가 상기 절연체(310)의 선단부(316)와 접촉하는 상태에서 상기 단차 결합부(358,357) 및 상기 접지 전극(372)의 외측 둘레부(345)를 함께 결합하는 과정에서, 이러한 구조는 상기 축(O)에 대하여 예각으로 레이저 빔을 인가하는 것을 용이하게 하므로, 보다 신뢰성 있는 결합 상태를 달성하게 된다. 상기 제 1 실시예의 수정예와 마찬가지로, 도 19 및 도 20에 각각 도시된 플라즈마 젯 스파크 플러그(302,303)의 경우에서와 같이, 상기 노블-금속 칩(392)의 내측 원주벽은 상기 소통 구간의 내측 원주벽(164)의 역할을 할 수 있다. 양자택일적으로, 도 18에 도시된 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(301)의 경우에서와 같이, 상기 노블-금속 칩(336)의 내측 원주벽은 상기 소통 구간의 내측 원주벽(163)을 부분적으로 구성할 수 있다. 더욱이, 도 19 및 도 20에 각각 도시된 플라즈마 젯 스파크 플러그(302,303)의 경우에서와 같이, 상기 노블-금속 칩(392)만이 상기 접촉부(321)를 가질 수 있고, 상기 전극 베이스 금속(382)의 비접촉부(347)는 상기 금속 쉘(351,350) 및 상기 절연체(310) 모두와 접촉되지 않을 수도 있다. 양자택일적으로, 도 18에 도시된 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(301)의 경우에서와 같이, 상기 노블-금속 칩(336) 및 상기 전극 베이스 금속(333)은 모두 상기 접촉부(32)을 가질 수 있고, 상기 전극 베이스 금속(333)의 비접촉부(340)는 상기 축(O) 방향에 대하여 상기 금속 쉘(350)에 접촉되지 않을 수도 있다.

(제 4 실시예)

다음으로, 도면을 참조하여 본 발명의 제 4 실시예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그(400)를 설명한다. 우선, 도 21을 참조하여 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(400)의 구조를 설명한다. 도 21은 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(400)의 선단부를 확대하여 도시하는 단면도이다.

상기 제 2 및 제 3 실시예에서와 마찬가지로, 상기 제 4 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(400)는 접지 전극(430)이 상이한 형태로 되며 절연체(410)의 선단부(416)가 칩 결합부를 갖지 않는다는 점에서 상기 제 1 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(100)와 구조적으로 상이하다. 그러므로, 여기에서는, 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(400)의 선단부의 구조를 설명하며, 기타 상기 제 1 실시예와 유사한 구조적 특징에 대한 설명은 생략한다.

도 21에 도시된 바와 같이, 상기 금속 쉘(450)의 선단부(465) 내에 배치되는 상기 접지 전극(430)은 전극 베이스 금속(433)과 노블-금속 칩(436)을 함께 결합함으로써 형성되는 복합 부재이다. 상기 접지 전극(430)은 디스크 형상으로 되며, 그의 방사상 중심에 형성되는 소통 홀(소통 구간(431))을 갖는다. 상기 노블-금속 칩(436) 및 상기 전극 베이스 금속(433)은 각각 디스크(환형) 형상으로 되며, 각각 그의 방사상 중심에 홀을 갖는다, 상기 노블-금속 칩(436)은 상기 전극 베이스 금 속(433)보다 두께가 작다. 상기 전극 베이스 금속(433)은 단차진 칩 부착부(434)를 갖는데, 이는 전방측 상의 홀 직경이 더 크게 형성되도록 단차지는 형태로 상기 전극 베이스 금속(433)의 홀의 벽 상에 형성된다. 상기 노블-금속 칩(436)은 상기 노블-금속 칩(436)의 외측 둘레부(437)가 상기 칩 부착부(434)와 맞물리고 상기 노블-금속 칩(436)의 전방면이 상기 전극 베이스 금속(433)의 전방면과 닿도록 배치된다. 상기 노블-금속 칩(436)의 외측 원주면(437)이 상기 전극 베이스 금속(433)에 레이저-용접된다. 상기 노블-금속 칩(436)은 상기 전극 베이스 금속(433)의 홀과 함께 상기 접지 전극(430)의 상기 소통 구간(431)을 구성한다. 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(400)에서, 상기 전극 베이스 금속(433)의 내측 원주벽의 일부 및 상기 노블-금속 칩(436)의 내측 원주벽은 상기 소통 구간(431)의 내측 원주벽(166)을 구성한다.

상기 접지 전극(430)의 외측 둘레부(435)(즉, 상기 전극 베이스 금속(433)의 외측 둘레부(435))는 상기 금속 쉘(450)의 선단부(465)의 단차 맞물림부(457)와 맞물려서, 상기 노블-금속 칩(436)이 결합되는 상기 접지 전극(430)의 일측이 전방을 향하게 된다. 또한, 상기 접지 전극(430)이 상기 절연체(410)의 선단부(416)에 접촉하는 상태에서, 상기 접지 전극(430)은 상기 금속 쉘(450)에 레이저 용접된다. 상호 접촉되는 상기 접지 전극(430) 및 상기 절연체(410)의 선단부(416)에 의하여, 상기 절연체(410)의 선단부(416)와 상기 접지 전극(430) 사이의 유격이 폐쇄된다. 상기 절연체(410)의 선단부(416)와 접촉하는 상기 전극 베이스 금속(433) 부분은 접촉부(420)의 역할을 한다. 상기 전극 베이스 금속(433)은 또한 상기 금속 쉘(450)에 대향되는 측부 상에 비접촉부(440)를 갖는다. 상기 비접촉부(440)는 상기 축(O)의 방향에 대하여 상기 금속 쉘(450)에 접촉되지 않는다. 상기 제 3 실시예에서와 마찬가지로, 상기 공동(60) 내에서 발생되는 플라즈마를 외부로 방출할 때, 이러한 구조는 상기 접지 전극(430)과 상기 절연체(410)의 선단부(416) 사이의 유격 내로 플라즈마 에너지가 누출되는 것을 방지한다. 본 발명에서 상기 노블-금속 칩(436)은 상기 "노블-금속 부재"에 상응한다.

다음으로, 상기 제 4 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(400)의 제조 방법을 도 22를 참조하여 설명한다. 도 22는 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(400)의 제조 과정을 부분적으로 도시한다.

도 22에 도시된 바와 같이, 상기 제 4 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(400)의 제조 방법에서도, 상기 중앙 전극(20) 및 상기 금속 단자(40)(도 1 참조)가 부착되는 상태로 별도의 단계에서 준비되는 상기 절연체(410)는 별도의 단계에서 준비되는 상기 금속 쉘(450) 내에 크림핑에 의하여 단일로 또는 균일하게 보유된다(절연체-보유 단계).

다음으로, 홀을 갖는 디스크형 전극 베이스 금속(433)이 상기 절연체(410)의 선단부(416)의 전방에 배치된다(전극-베이스-금속 배치 단계). 이 단계에서, 상기 전극 베이스 금속(433)의 외측 둘레부(435)는 상기 금속 쉘(450)의 단차 결합부(457)에 끼워 맞춤되어 맞물린다. 더욱이, 상기 전극 베이스 금속(433)이 상기 절연체(410)의 선단부(416) 쪽으로 가압되어, 상기 전극 베이스 금속(433)과 상기 절연체(410)의 선단부(416) 사이의 유격을 폐쇄한다. 이 상태에서, 상기 전극 베이 스 금속(433)의 외측 둘레부(435)와 상기 금속 쉘(450)의 단차 결합부(457) 사이의 경계면에는 상기 경계면의 전체 원주부를 따라 레이저 빔이 조사된다. 상기 전극 베이스 금속(433)이 배치되는 위치의 조정을 용이하게 하기 위하여, 상기 전극 베이스 금속(433)이 상기 단차 결합부(457) 내에 배치될 때, 상기 단차 결합부(457)가 상기 전극 베이스 금속(433)을 벗어나 전방으로 돌출되도록 상기 단차 결합부(457)가 형성된다. 그러므로, 레이저 빔은 상기 축(O)에 대하여 예각으로 인가될 수 있다. 이는 상기 금속 쉘(450)과 상기 접지 전극(430)의 전극 베이스 금속(433)을 더욱 신뢰성 있게 결합한다(접지-전극-결합 단계).

그러면, 상기 튜브형 노블-금속 칩 또는 삽입부(436)는 상기 전극 베이스 금속(433)의 홀 내에 삽입되고 상기 소통 구간(431) 내에 배치된다(노블-금속-부재-배치 단계). 이 상태에서, 상기 노블-금속 칩(436)과 상기 전극 베이스 금속(433) 사이의 경계면에는 상기 경계면의 전체 원주부를 따라 레이저 빔이 조사되어, 상기 노블-금속 칩(436)과 상기 전극 베이스 금속(433)이 함께 용접된다(노블-금속-부재-결합 단계). 상기 노블-금속 칩(436)과 상기 전극 베이스 금속(433)은 단일로 또는 공통으로 상기 소통 구간(431)을 형성한다. 상술한 바의 과정에 의하여, 상기 접지 전극(430)은 상기 금속 쉘(450)의 선단부(465)에 결합되어 상기 제 4 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(400)가 완성된다.

상기 제 4 실시예에서도, 상기 절연체(410)가 크림핑에 의하여 상기 금속 쉘(450) 내에 보유된 이후, 상기 접지 전극(430)이 상기 금속 쉘(450)에 결합된다. 그러므로, 상기 제조 과정에서, 상기 절연체(410)의 파손은 발생되지 않는다. 상기 접지 전극(430)을 상기 금속 쉘(450)에 결합하는 단계는 상기 접지 전극(430)을 상기 절연체(410)에 향하여 가압하는 상태에서 수행되므로, 상기 접지 전극(430)과 상기 절연체(410)의 선단부(416) 사이에는 아무런 유격도 형성하지 않을 수 있다. 그러므로, 점화 성능의 장애를 방지할 수 있다.

상기 제 4 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그(400)는 또한 기타 다양한 형태로 수정될 수 있다. 예를 들면, 도 23에 도시된 플라즈마 젯 스파크 플러그(401)의 금속 쉘(451)의 경우에서와 같이, 상기 접지 전극(430)이 단차 결합부(458)에 맞물릴 때, 상기 단차 결합부(458)의 선단면은 상기 접지 전극(430)의 전방측 표면의 후방에 위치될 수 있다. 상술한 바의 레이저-용접 단계에서와 마찬가지로, 상기 단차 결합부(458) 및 상기 접지 전극(430)의 외측 둘레부(435)를 함께 결합하는 과정에서, 이러한 구조는 상기 축(O)에 대하여 예각으로 레이저 빔을 인가하는 것을 용이하게 하므로, 보다 신뢰성 있는 결합 상태를 달성하게 된다.

또한, 도 24에 도시된 플라즈마 젯 스파크 플러그(402)에서와 같이, 접지 전극(472)은 노블-금속 칩을 갖지 않을 수도 있다. 또한 제 3 및 제 4 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그에서와 같이, 상기 금속 쉘은 상기 단차 부착부를 갖는다. 그러나, 도 25에 도시된 플라즈마 젯 스파크 플러그(403)에서 와 같이, 금속 쉘(453)은 상기 단차 부착부를 갖지 않을 수도 있다. 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(402,403)에서도, 접촉부(421,422)가 상기 선단부(416)와 접촉되도록 상기 접지 전극(472,473)이 상기 절연체(410)의 선단부(416)를 향하여 가압되는 상태에서 상기 접지 전극(472,473)을 상기 금속 쉘(452,453)에 결합하는 과정을 수행하므로 상기 접지 전극(472,473)과 상기 절연체(410)의 선단부(416) 사이에는 유격이 발생되지 않을 수 있다. 상기 플라즈마 젯 스파크 플러그(402,403)에서, 노블-금속 칩을 갖지 않는 상기 접지 전극(472,473)의 내측 원주벽은 상기 소통 구간의 내측 원주벽(167,168)의 역할을 한다.

상기 제 1 내지 제 4 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그는 상기 튜브형 또는 환형의 노블-금속 칩을 언급하면서 설명된다. 상기 제 3 및 제 4 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그에서, 상기 접지 전극과 상기 절연체의 선단부 사이의 유격은 상기 전극 베이스 금속 또는 상기 전극 베이스 금속에 결합되는 노블-금속 칩을 이용하여 폐쇄된다. 그러므로, 상기 노블-금속 칩을 튜브형 또는 환형으로 형성할 필요는 없다. 즉, 상기 제 3 및 제 4 실시예에서, 적어도 상기 전극 베이스 금속이 환형으로 되고, 상기 절연체의 선단부와 접촉 상태에서 상기 전극 베이스 금속이 상기 금속 쉘에 결합되면, 상기 접지 전극과 상기 절연체의 선단부 사이의 유격은 충분히 만족할만한 상태로 폐쇄될 수 있다. 그러므로, 상기 노블-금속 칩과 상기 중앙 전극 사이에 스파크 방전이 일어나도록(즉, 상기 노블-금속 칩과 상기 중앙 전극 사이의 유전체 파괴 저항이 상기 전극 베이스 금속과 상기 중앙 전극 사이의 그것보다 작게) 상기 노블 금속 칩이 상기 소통 구간의 일부로서 상기 전극 베이스 금속에 결합되면, 상기 노블-금속 칩은 충분히 사용가능하다.

상기 제 1 내지 제 4 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그에서, 상기 접촉부는 상기 접지 전극의 내측 원주벽을 향하여 위치된다. 상기 제 1 및 제 2 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그에서, 유격은 상기 접지 전극과 상기 절연체의 선단부 사이에는 존재하나, 상기 공동과는 소통되지 않으므로, 점화 성능의 장애를 최대한 억제할 수 있다. 그러나, 상기 접지 전극의 방사 방향에 대하여 상기 접촉부의 위치는 상기 실시예들에 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 접촉부는 상기 접지 전극의 방사상 중심 영역에 위치될 수도 있다. 즉, 상기 접지 전극과 상기 절연체의 선단부 사이의 유격은 상기 공동과 소통될 수 있다. 이러한 경우에도, 상기 접지 전극과 상기 접촉부의 방사상 외측으로 위치되는 상기 절연체의 선단부 사이의 유격 및 이 유격과 소통되는 절연체와 상기 금속 쉘 사이의 유격은 폐쇄될 수 있다. 그러나, 점화 성능의 장애를 억제하는 것을 고려하여, 상기 공동과 소통되는 상기 접지 전극과 상기 절연체의 선단부 사이의 유격의 체적은 작을수록 바람직하다.

상기 제 1 및 제 2 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그에서, 상기 접지 전극과 상기 절연체 사이의 유격은 상기 노블-금속 칩에 의하여 폐쇄된다. 그러므로, 상기 전극 베이스 금속을 환형으로 형성할 필요는 없다; 즉, 상기 노블-금속 칩을 튜브형 또는 환형으로 함으로써 상기 유격의 폐쇄하는 데에 충분하다. 즉, 상기 전극 베이스 금속은 상기 노블-금속 칩이 상기 절연체의 선단부에 접촉하도록 상기 노블-금속 칩을 지지하기 위하여 채택될 수 있다. 더욱이, 상기 제 1 내지 제 4 실시예들은 접촉 부재로서 상기 노블-금속 칩을 이용한다; 그러나, 노블 금속이 아닌 다른 전기적 도전 물질로 이루어진 금속 칩을 접촉 부재로서 사용하는 것도 가능하다.

상기 제 1 내지 제 4 실시예의 플라즈마 젯 스파크 플러그는 금속 쉘 내에 상기 절연체를 보유하기 위한 소위 핫-크림핑을 언급하여 설명되었다. 그러나, 이 러한 보유 방법에는 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 가열을 이용하지 않는 크림핑; 즉, 콜드 크림핑을 이용할 수도 있다. 또한, 활석을 사용하지 않고, 패킹 등을 통하여 직접 또는 간접적으로 상기 절연체를 가압하는 크림핑부의 단부를 이용함으로써 상기 절연체를 보유할 수도 있다. 더욱이, 상기 절연체는 크림핑 이외의 방법으로도 보유될 수 있다. 그러나, 이용되는 보유 방법이 상기 절연체를 전방으로 가압하는 단계를 포함한다면, 상기 절연체의 파손 방지의 관점에서, 이러한 가압 단계는 본 발명의 제조 방법에서와 같이 상기 절연체의 선단부에 아무런 물체도 접경하지 않는 상태에서 수행하는 것이 바람직하다.

이상에서 기술된 바의 상세한 설명은 본 발명을 개시하기 위하여 또한 당업자로 하여금 본 발명의 제작 및 사용가능하도록 최선의 형태를 포함한 구체적인 실시예들을 사용한다. 본 발명은 다양한 구체적인 실시예들로써 설명된 것으로, 당업자는 특허청구의 범위의 기본 요지 및 범위 내에서 수정하여 본 발명을 실행할 수 있다. 특히, 상기 실시예들의 상호 비-배타적인 특징들은 서로 조합될 수 있다. 특허 가능한 범위는 특허청구의 범위에 의하여 정의되며, 당업자에게 가능한 기타의 예들을 포함할 수 있다. 이러한 기타의 예들은 특허청구의 범위의 정확한 용어와 상이하지 않는 구조적 요소를 갖거나 또는 특허청구의 범위의 정확한 용어로부터 실질적인 차이가 없는 구조적 요소의 등가물을 포함한다면 특허청구의 범위의 요지 내에서 벗어나지 않는 것으로 간주한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 부분 단면도

도 2는 상기 제 1 실시예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타낸 확대 단면도

도 3은 상기 제 1 실시예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그를 제조하기 위한 방법의 일부를 나타내는 도면

도 4는 상기 제 1 실시예의 수정예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 5는 상기 제 1 실시예의 또 다른 수정예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 6은 상기 제 1 실시예의 또 다른 수정예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 7은 상기 제 1 실시예의 또 다른 수정예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 8은 상기 제 1 실시예의 또 다른 수정예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 9는 상기 제 1 실시예의 또 다른 수정예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 10은 상기 제 1 실시예의 또 다른 수정예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플 러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 12는 상기 제 2 실시예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그를 제조하기 위한 방법의 일부를 나타내는 도면

도 13은 상기 제 2 실시예의 수정예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 14는 상기 제 2 실시예의 또 다른 수정예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 15는 상기 제 2 실시예의 또 다른 수정예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 17은 상기 제 3 실시예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그를 제조하기 위한 방법의 일부를 나타내는 도면이

도 18은 상기 제 3 실시예의 수정예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 19는 상기 제 3 실시예의 또 다른 수정예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 20은 상기 제 3 실시예의 또 다른 수정예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플 러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 21은 본 발명의 제 4 실시예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 22는 상기 제 4 실시예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그를 제조하기 위한 방법의 일부를 나타내는 도면

도 23은 상기 제 4 실시예의 수정예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 24는 상기 제 4 실시예의 수정예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

도 25는 상기 제 4 실시예의 수정예에 의한 플라즈마 젯 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도

Claims (12)

1. 컬럼형의 중앙 전극(20);

   축 방향으로 연장되는 축 방향 보어(12)를 갖는 튜브형 전기적 절연부재로서, 상기 축 방향 보어(12)의 선단부 내에 상기 중앙 전극(20)의 선단면을 수용하는 방식으로 상기 축 방향 보어(12) 내에 상기 중앙 전극(20)을 보유하는 축 방향 보어(12)를 갖는 절연체(310)(410);

   상기 축 방향 보어(12)의 벽 표면 및 상기 중앙 전극(20)의 선단면에 의하여 구획되는 홈의 형태로 상기 절연체(310)(410)의 선단부(316)(416) 내에 형성되는 공동(60);

   상기 중앙 전극(20)에 전기적으로 연결되는 금속 단자(40);

   상기 축 방향에 수직인 방사상 방향에 대하여 외측으로부터 상기 절연체(310)(410)를 둘러싸고 이를 보유하기 위한 금속 쉘(350,351)(450,451,452,453); 및

   상기 축 방향에 대하여 상기 절연체(310)(410)의 선단부(316)(416)의 전방에 배치되며, 환형의 접촉 영역 내에서 상기 절연체(310)(410)의 선단부(316)(416)와 접촉하는 접촉부로서, 상기 축 방향으로부터 보았을 때, 상기 공동(60)의 개구부(66)가 상기 접촉부의 내측으로 위치되도록 하는 접촉부(320,321)(420,421,422), 및 상기 공동(60)과 주변 공기 사이의 소통을 위한 소통 구간(331,341)(431)을 갖는 접지 전극(330,372)(430,472,473)으로 이루어지며;

   상기 접지 전극(330,372)(430,472,473)은 축 방향에 대하여 상기 금속 쉘(350,351)(450,451,452,453)에 접촉되지 않으며, 상기 축 방향에 수직인 방사상 방향에 대하여 상기 금속 쉘(350,351)(450,451,452,453)에 접촉되고, 상기 금속 쉘(350,351)(450,451,452,453)에 결합되는 그의 외측 둘레부에 의하여 상기 금속 쉘(350,351)(450,451,452,453)과 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 젯 스파크 플러그.
2. 컬럼형의 중앙 전극(20);

   축 방향으로 연장되는 축 방향 보어(12)를 갖는 튜브형 전기적 절연부재로서, 상기 축 방향 보어(12)의 선단부 내에 상기 중앙 전극(20)의 선단면을 수용하는 방식으로 상기 축 방향 보어(12) 내에 상기 중앙 전극(20)을 보유하는 축 방향 보어(12)를 갖는 절연체(10,110)(210);

   상기 축 방향 보어(12)의 벽 표면 및 상기 중앙 전극(20)의 선단면에 의하여 구획되는 홈의 형태로 상기 절연체(10,110)(210)의 선단부(16,116)(216) 내에 형성되는 공동(60);

   상기 중앙 전극(20)에 전기적으로 연결되는 금속 단자(40);

   상기 축 방향에 수직인 방사상 방향에 대하여 외측으로부터 상기 절연체(10,110)(210)를 둘러싸고 이를 보유하기 위한 금속 쉘(50,150)(250); 및

   상기 축 방향에 대하여 상기 절연체(10,110)(210)의 선단부(16,116)(216)의 전방 쪽에 배치되며, 환형의 접촉 영역 내에서 상기 절연체(10,110)(210)의 선단부(16,116)(216)와 접촉하는 접촉부로서, 상기 축 방향으로부터 보았을 때, 상기 공동(60)의 개구부(66)가 상기 접촉부의 내측으로 위치되도록 하는 접촉부(38,120~126)(127~129,220), 및 상기 공동(60)과 주변 공기 사이의 소통을 위한 소통 구간(31)(231)을 갖는 접지 전극(30,171,174,177)(230,273)으로 이루어지며;

   상기 접지 전극(30,171,174,177)(230,273)은 전극 베이스 금속(33,184,198)(233,283) 및 접촉 부재(36,191~197)(236,291~293)를 함께 결합함으로써 형성되는 복합 부재이고,

   상기 전극 베이스 금속(33,184,198)(233,283)은 축 방향에 대하여 상기 절연체(10,110)(210)에 접촉되지 않고 상기 금속 쉘(50,150)(250)에 접촉되고, 상기 금속 쉘(50,150)(250)에 결합되는 그의 외측 둘레부에 의하여 상기 금속 쉘(50,150)(250)과 전기적으로 접속되며,

   상기 접촉 부재(36,191~197)(236,291~293)는 상기 접촉부(38,120~126)(127~129,220)를 가지며,

   상기 전극 베이스 금속(33,184,198)(233,283)의 일부분 및 상기 접촉 부재(36,191~197)(236,291~293)는 상기 소통 구간(31)(231)을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 젯 스파크 플러그.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 접지 전극(30,171,174,177)의 전극 베이스 금속(33,184,198)은 상기 방사상 방향에 대하여 최내측에 위치되는 내향 돌출부(34,132)를 가지며, 상기 접지 전극(30,171,174,177)의 접촉 부재(36,191~197)는 상기 내향 돌출부의 내측 둘레부의 방사상 외측에 위치되는 외측 둘레부를 갖는 외향 돌출부(37,131)를 갖고, 상기 외향 돌출부(37,131)는 상기 축 방향에 대하여 상기 내향 돌출부(34,132)의 후방에 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 젯 스파크 플러그.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 접지 전극(273)의 전극 베이스 금속(283)은 상기 방사상 방향에 대하여 최내측에 위치되는 내향 돌출부(244)를 가지며, 상기 접지 전극(273)의 접촉 부재(293)는 상기 내향 돌출부의 내측 둘레부의 방사상 외측에 위치되는 외측 둘레부를 갖는 외향 돌출부(247)를 갖고, 상기 접지 전극(273)의 상기 외측 둘레부는 상기 외향 돌출부(247)가 상기 축 방향에 대하여 상기 내향 돌출부(244)의 전방에 배치되도록 상기 금속 쉘(250)에 결합되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 젯 스파크 플러그.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 접지 전극(30,171,174,177)(230,273)(330,372)(430,472,473)의 소통 구간(31)(231)(331,341)(431)의 내측 둘레벽의 적어도 일부는 노블 금속으로 만들어지는 노블-금속 부재로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 젯 스파크 플러그.
6. 청구항 2에 있어서,

   상기 절연체(10)의 선단부(16)는 상기 접촉부(38)가 맞물리는 칩 결합부(62)를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 젯 스파크 플러그.
7. 컬럼형의 중앙 전극(20);

   축 방향으로 연장되는 축 방향 보어(12)를 갖는 튜브형 전기적 절연부재로서, 상기 축 방향 보어(12)의 선단부 내에 상기 중앙 전극(20)의 선단면을 수용하는 방식으로 상기 축 방향 보어(12) 내에 상기 중앙 전극(20)을 보유하는 축 방향 보어(12)를 갖는 절연체(310);

   상기 축 방향 보어(12)의 벽 표면 및 상기 중앙 전극(20)의 선단면에 의하여 구획되는 홈의 형태로 상기 절연체(310)의 선단부(316) 내에 형성되는 공동(60);

   상기 중앙 전극(20)에 전기적으로 연결되는 금속 단자(40);

   상기 축 방향에 수직인 방사상 방향에 대하여 외측으로부터 상기 절연체(310)를 둘러싸고 이를 보유하기 위한 금속 쉘(350); 및

   상기 축 방향에 대하여 상기 절연체(310)의 선단부(316)의 전방 쪽에 배치되며, 환형의 접촉 영역 내에서 상기 절연체(310)의 선단부와 접촉하는 접촉부로서, 상기 축 방향으로부터 보았을 때, 상기 공동(60)의 개구부(66)가 상기 접촉부의 내측으로 위치되도록 하는 접촉부(320), 및 상기 공동(60)과 주변 공기 사이의 소통을 위한 소통 구간(331)을 갖는 접지 전극(330)으로 이루어지는 플라즈마 젯 스파크 플러그를 제조하기 위한 방법으로서;

   차례로, 내부에 상기 중앙 전극(20)을 보유하는 상기 절연체(310)를 상기 금속 쉘(350) 내에 보유하기 위한 절연체-보유 단계;

   상기 절연체-보유 단계 이후, 상기 축 방향에 대하여 상기 금속 쉘(350)과 접촉되지 않도록, 그리고 상기 접지 전극(330)의 접촉부(320)가 상기 절연체(310)의 선단부(316)에 접촉되도록 상기 축 방향에 대하여 상기 절연체(310)의 선단부(316)의 전방으로 상기 접지 전극(330)을 배치하기 위한 배치 단계; 및

   상기 접촉부(320)가 상기 절연체(310)와 접촉되게 남아있는 상태에서 상기 접지 전극(330)의 외측 둘레부를 상기 금속 쉘(350)에 결합하기 위한 접지-전극-결합 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 젯 스파크 플러그의 제조 방법.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 접지 전극(330)은 노블-금속 부재를 전극 베이스 금속(333)에 결합함으로써 형성되는 복합 부재이며, 상기 전극 베이스 금속(333)의 일부 및 상기 노블-금속 부재는 상기 소통 구간(331)을 구성하며;

   상기 배치 단계에 선행하여 상기 노블-금속 부재를 상기 전극 베이스 금속에 결합하는 노블 금속-부재-결합 단계를 더욱 포함하며;

   상기 접지-전극-결합 단계에서, 상기 전극 베이스 금속의 외측 둘레부는 상기 접지 전극의 상기 전극 베이스 금속 및 노블-금속 부재 중 적어도 어느 하나의 상부에 마련되는 접촉부(320)가 상기 절연체(310)의 선단부와 접촉 상태로 남아 있는 상태에서 상기 금속 쉘(350)에 결합되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 젯 스파크 플러그의 제조 방법.
9. 컬럼형의 중앙 전극(20);

   축 방향으로 연장되는 축 방향 보어(12)를 갖는 튜브형 전기적 절연부재로서, 상기 축 방향 보어(12)의 선단부 내에 상기 중앙 전극(20)의 선단면을 수용하는 방식으로 상기 축 방향 보어(12) 내에 상기 중앙 전극(20)을 보유하는 축 방향 보어(12)를 갖는 절연체(10);

   상기 축 방향 보어(12)의 벽 표면 및 상기 중앙 전극(20)의 선단면에 의하여 구획되는 홈의 형태로 상기 절연체(10)의 선단부(16) 내에 형성되는 공동(60);

   상기 중앙 전극(20)에 전기적으로 연결되는 금속 단자(40);

   상기 축 방향에 수직인 방사상 방향에 대하여 외측으로부터 상기 절연체(10)를 둘러싸고 이를 보유하기 위한 금속 쉘(50); 및

   상기 축 방향에 대하여 상기 절연체(10)의 선단부(16)의 전방 쪽에 배치되며, 환형의 접촉 영역 내에서 상기 절연체(10)의 선단부(16)와 접촉하는 접촉부로서, 상기 축 방향으로부터 보았을 때, 상기 공동(60)의 개구부(66)가 상기 접촉부의 내측으로 위치되도록 하는 접촉부(38), 및 상기 공동(60)과 주변 공기 사이의 소통을 위한 소통 구간(31)을 갖는 접지 전극(30)으로 이루어지며;

   여기에서, 상기 접지 전극(30)은 전극 베이스 금속(33) 및 접촉 부재(36)를 함께 결합함으로써 형성되는 복합 부재이고,

   상기 전극 베이스 금속(33)은 상기 방사상 방향에 대하여 최내측에 위치되는 내향 돌출부(34)를 가지며, 축 방향에 대하여 상기 절연체(10)에 접촉되지 않고 상기 금속 쉘(50)에 접촉되며,

   상기 접촉 부재(36)는 상기 내향 돌출부의 내측 둘레부의 방사상 외측에 위치되는 외측 둘레부를 갖는 외향 돌출부(37)를 갖고,

   상기 전극 베이스 금속(33)의 일부분 및 상기 접촉 부재(36)는 상기 소통 구간(31)을 구성하는, 플라즈마 젯 스파크 플러그의 제조 방법으로서:

   차례로, 내부에 상기 중앙 전극(20)을 보유하는 상기 절연체(10)를 상기 금속 쉘(50) 내에 보유하기 위한 절연체-보유 단계;

   상기 절연체-보유 단계 이후, 상기 접촉 부재(36)를 상기 절연체(10)의 선단부(16)에 배치하기 위한 접촉-부재-배치 단계, 및 상기 축 방향에 대하여 상기 접촉 부재(36)의 외향 돌출부의 전방으로 상기 전극 베이스 금속의 내향 돌출부가 배치되도록 상기 전극 베이스 금속의 소통 구간(31) 내에 상기 접촉 부재(36)를 배치하는 동안 상기 축 방향에 대하여 상기 절연체(10)의 선단부(16) 전방으로 상기 전극 베이스 금속을 배치하기 위한 전극-베이스-금속-배치 단계를 포함하는 배치 단계;

   상기 접지 전극(30)의 전극 베이스 금속의 외측 둘레부를 상기 금속 쉘(50)에 결합하기 위한 접지-전극-결합 단계; 및

   상기 접지-전극-결합 단계 이후, 상기 접촉 부재(36)가 상기 절연체(10)의 선단부(16)와 접촉하는 상태에서 상기 접촉 부재(36)와 상기 전극 베이스 금속을 함께 결합하기 위한 접촉-부재-결합 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 젯 스파크 플러그의 제조 방법.
10. 컬럼형의 중앙 전극(20);

    축 방향으로 연장되는 축 방향 보어(12)를 갖는 튜브형 전기적 절연부재로서, 상기 축 방향 보어(12)의 선단부 내에 상기 중앙 전극(20)의 선단면을 수용하는 방식으로 상기 축 방향 보어(12) 내에 상기 중앙 전극(20)을 보유하는 축 방향 보어(12)를 갖는 절연체(410);

    상기 축 방향 보어(12)의 벽 표면 및 상기 중앙 전극(20)의 선단면에 의하여 구획되는 홈의 형태로 상기 절연체(410)의 선단부(416) 내에 형성되는 공동(60);

    상기 중앙 전극(20)에 전기적으로 연결되는 금속 단자(40);

    상기 축 방향에 수직인 방사상 방향에 대하여 외측으로부터 상기 절연체(410)를 둘러싸고 이를 보유하기 위한 금속 쉘(450); 및

    상기 축 방향에 대하여 상기 절연체(410)의 선단부(416)의 전방 쪽에 배치되며, 환형의 접촉 영역 내에서 상기 절연체(410)의 선단부(416)와 접촉하는 접촉부로서, 상기 축 방향으로부터 보았을 때, 상기 공동(60)의 개구부(66)가 상기 접촉부의 내측으로 위치되도록 하는 접촉부(420), 및 상기 공동(60)과 주변 공기 사이의 소통을 위한 소통 구간(431)을 갖는 접지 전극(430)으로 이루어지며;

    여기에서, 상기 접지 전극(430)은 전극 베이스 금속(433) 및 노블-금속 부재(436)를 함께 결합함으로써 형성되는 복합 부재이고,

    상기 전극 베이스 금속(433)은 상기 방사상 방향에 대하여 최내측에 위치되는 내향 돌출부(434)를 가지며,

    상기 노블-금속 부재(436)는 접촉부(420) 및 상기 내향 돌출부의 내측 둘레부의 방사상 외측에 위치되는 외측 둘레부를 갖는 외향 돌출부(437)를 갖고,

    상기 전극 베이스 금속(433)의 일부 및 상기 노블-금속 부재(436)는 상기 소통 구간(431)을 구성하는, 플라즈마 젯 스파크 플러그의 제조 방법으로서:

    차례로, 내부에 상기 중앙 전극(20)을 보유하는 상기 절연체(410)를 상기 금속 쉘(450) 내에 보유하기 위한 절연체-보유 단계;

    상기 전극 베이스 금속(433) 상에 마련되는 접촉부(420)가 상기 절연체(410)의 선단부(416)에 접촉하도록 상기 전극 베이스 금속(433)을 배치하기 위한 전극-베이스-금속-배치 단계;

    상기 전극-베이스-금속-배치 단계 이후에, 상기 접지 전극(430)의 전극 베이스 금속의 외측 둘레부를 상기 금속 쉘(450)에 결합하기 위한 접지-전극-결합 단계;

    상기 축 방향에 대하여 상기 노블-금속 부재의 외향 돌출부가 상기 전극 베이스 금속의 내향 돌출부의 전방에 배치되도록 상기 전극 베이스 금속의 소통 구간(431) 내에 상기 노블-금속 부재를 배치하기 위한 노블-금속-부재-배치 단계; 및

    상기 노블-금속 부재를 상기 전극 베이스 금속과 함께 결합하기 위한 노블-금속-부재-결합 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 젯 스파크 플러그의 제조 방법.
11. 컬럼형의 중앙 전극(20);

    축 방향으로 연장되는 축 방향 보어(12)를 갖는 튜브형 전기적 절연부재로서, 상기 축 방향 보어(12)의 선단부 내에 상기 중앙 전극(20)의 선단면을 수용하는 방식으로 상기 축 방향 보어(12) 내에 상기 중앙 전극(20)을 보유하는 축 방향 보어(12)를 갖는 절연체(210);

    상기 축 방향 보어(12)의 벽 표면 및 상기 중앙 전극(20)의 선단면에 의하여 구획되는 홈의 형태로 상기 절연체(210)의 선단부(216) 내에 형성되는 공동(60);

    상기 중앙 전극(20)에 전기적으로 연결되는 금속 단자(40);

    상기 축 방향에 수직인 방사상 방향에 대하여 외측으로부터 상기 절연체(210)를 둘러싸고 이를 보유하기 위한 금속 쉘(250); 및

    상기 축 방향에 대하여 상기 절연체(210)의 선단부(216)의 전방 쪽에 배치되며, 환형의 접촉 영역 내에서 상기 절연체(210)의 선단부(216)와 접촉하는 접촉부로서, 상기 축 방향으로부터 보았을 때, 상기 공동(60)의 개구부(66)가 상기 접촉부의 내측으로 위치되도록 하는 접촉부(127), 및 상기 공동(60)과 주변 공기 사이의 소통을 위한 소통 구간(231)을 갖는 접지 전극(230)으로 이루어지며;

    여기에서, 상기 접지 전극(230)은 전극 베이스 금속(233) 및 접촉 부재(236)를 함께 결합함으로써 형성되는 복합 부재이고,

    상기 전극 베이스 금속(233)은 상기 축 방향에 대하여 상기 절연체(210)에 접촉되지 않고 상기 금속 쉘(250)에 접촉되며,

    상기 접촉 부재(236)는 상기 접촉부(127)를 갖고, 그리고

    상기 전극 베이스 금속(233)의 일부 및 상기 접촉 부재(236)는 상기 소통 구간(231)을 구성하는, 플라즈마 젯 스파크 플러그의 제조 방법으로서:

    차례로, 내부에 상기 중앙 전극(20)을 보유하는 상기 절연체(210)를 상기 금속 쉘(250) 내에 보유하기 위한 절연체-보유 단계;

    상기 절연체-보유 단계 이후, 상기 축 방향에 대하여 상기 절연체(210)의 선단부(216)의 전방으로 상기 전극 베이스 금속을 배치하기 위한 전극-베이스-금속-배치 단계;

    상기 접지 전극(230)의 전극 베이스 금속의 외측 둘레부를 상기 금속 쉘(250)에 결합하기 위한 접지-전극-결합 단계;

    상기 전극 베이스 금속의 소통 구간(231) 내에 상기 접촉 부재(236)를 배치하고 상기 축 방향을 따라 상기 접촉 부재를 이동하여 상기 접촉부(127)가 상기 절연체(210)의 선단부(216)와 접촉되도록 하기 위한 접촉-부재-배치 단계; 및

    상기 접촉부가 상기 절연체(210)의 선단부(216)와 접촉되는 상태에서 상기 접촉 부재(236)를 상기 전극 베이스 금속에 결합하기 위한 접촉-부재-결합 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 젯 스파크 플러그의 제조 방법.
12. 청구항 9에 있어서,

    상기 절연체(10)의 선단부(16)는 상기 접지 전극(30) 상에 마련되는 접촉부(38)가 맞물리는 칩 결합부(62)를 가지며, 상기 접촉부(38)는 상기 칩 결합부(62)와 맞물리는 것을 특징으로 하는 플라즈마 젯 스파크 플러그의 제조 방법.

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