KR101115008B1 - 글로우플러그 및 그 제조방법 - Google Patents

글로우플러그 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디젤 기관의 예열장치로 이용되는 글로우플러그 및 그 제조방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 중공을 갖는 하우징; 상기 하우징의 중공의 일단을 통해 돌출되도록 상기 하우징의 중공에 설치되고, 전원을 전달하는 중축; 상기 하우징의 중공의 나머지 타단을 통해 돌출되도록 상기 하우징의 중공에 설치되고, 상기 중축을 통해 전원을 전달받아서 발열될 수 있도록 상기 중축과 연결되는 발열체;를 포함하고, 상기 하우징의 상기 발열체와 대응되는 일부분은 소정 두께의 본체부 및, 상기 중축에서 상기 발열체를 향하는 방향으로 상기 본체부로부터 연장되어 상기 발열체에 밀착되며 상기 본체부보다 두께가 얇은 플랜지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 글로우플러그 및 그 제조방법을 제시한다.
글로우플러그, 하우징, 중축, 발열체, 용접, 플랜지

Description

글로우플러그 및 그 제조방법{Glow plug and Manufacturing Method for the same}
본 발명은 디젤 기관의 예열장치로 이용되는 글로우플러그 및 그 제조방법에 관한 것이다.
글로우 플러그는 디젤기관에서 연료의 착화가 용이하도록, 연소실을 미리 가열하는 글로우 플러그에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 글로우 플러그의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 글로우 플러그는, 중공(112)의 하우징(110)과, 하우징(110)에 삽입되고 외부로부터 전원이 인가되는 중축(120)와, 하우징(110)에 삽입되고 중축(120)와 전기적으로 연결되어 중축(120)로부터 인가된 전압에 의하여 발열되는 발열체(130)를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 글로우 플러그는 중축(120)를 통해서 전원이 인가되면, 발열체(130)에 전기가 통전됨으로써, 발열체(130)가 전기적 저항에 의해 발열을 한다.
여기서, 발열체(130)는 하우징(110)에 고정되어 구속될 수 있도록, 하우 징(110)과 용접(100)된다. 이때, 상기의 용접(100)은 발열체(130)와 하우징(110) 간 기밀이 충분히 유지될 수 있도록 이루어져야 한다.
그런데, 발열체(130)와 용접되는 하우징(110)의 끝단부(114)가 특히 도 1의 확대부분에 도시된 바와 같이 상당히 두께가 있다.
그러므로, 발열체(130)와 하우징(110)의 용접(100)이 충분히 이루어질 수 있도록 하기 위해서는, 도 1의 확대부분의 화살표 A로 도시된 바와 같이, 즉 하우징(110)의 중공(112)의 개구방향인 길이방향(화살표 L)을 따라서 발열체(130)와 하우징(110) 사이 틈새를 향해 용접을 할 수 밖에 없는 것이 현실정이다.
현실정이 이렇다보니, 발열체(130)와 하우징(110)의 용접(100)이 불안정하여 미세한 크랙에도 기밀누설이 발생될 우려가 높기 때문에, 발열체(130)와 하우징(110) 간 충분한 기밀성 및 접합 강도가 보장되기 어려워, 상기의 용접(100) 불량이 상당히 많이 발생되고 있는 문제점이 있다.
특히, 상기의 용접(100)불량 문제점은 발열체(130)와 하우징(110), 그리고 용접재의 재질의 영향을 많이 받기 때문에, 발열체(130)와 하우징(110), 그리고 용접재의 사용 가능한 재질이 제한적이고, 이에 따라서 설계 개선 및 비용 절감 등이 상당히 어려운 문제점이 있다.
또한, 상술한 바와 같이 용접(100)에 의해 발열체(130)와 하우징(110) 간 기밀 및 접합 강도가 충분히 확보되지 못함에 따라서, 발열체(130)가 하우징(110)에 강제 압입될 수 있도록 발열체(130)와 하우징(110)의 공차를 매우 작게 설계하거나 하우징(110)에 단턱 등을 형성함으로써, 제조가 복잡해지고 비용이 상승되는 문제 점이 발생되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 발열체와 하우징의 기밀 및 접합 강도가 충분히 유지될 수 있으면서, 그 공정이 용이하고 제약조건이 없는 글로우플러그 및 그 제조방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 중공을 갖는 하우징; 상기 하우징의 중공의 일단을 통해 돌출되도록 상기 하우징의 중공에 설치되고, 전원을 전달하는 중축; 상기 하우징의 중공의 나머지 타단을 통해 돌출되도록 상기 하우징의 중공에설치되고, 상기 중축을 통해 전원을 전달받아서 발열될 수 있도록 상기 중축과 연결되는 발열체;를 포함하고, 상기 하우징의 상기 발열체와 대응되는 일부분은 소정 두께의 본체부 및, 상기 중축에서 상기 발열체를 향하는 방향으로 상기 본체부로부터 연장되어 상기 발열체에 밀착되며 상기 본체부보다 두께가 얇은 플랜지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 글로우플러그를 제시한다.
상기 플랜지부는 링형상 또는 상기 중공의 둘레방향을 따라서 배치되는 복수개의 돌부로 형성될 수 있다.
상기 발열체와 대응되는 상기 하우징의 일부분 또는 상기 하우징과 대응되는 상기 발열체의 일부분은, 요철면으로 형성될 수 있다.
상기 하우징의 본체부는 상기 플랜지부와 연결되는 단부의 외측면이 테이퍼 형성될 수 있다.
또한 상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 상술한 글로우플러그의 제조방법으로서, 상기 용접은 상기 중공의 두께방향을 따라 상기 하우징의 외측에서 용접하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 글로우플러그의 제조방법을 제시한다.
상기 용접은 상기 중공의 길이방향과 평행한 방향을 따라 상기 하우징과 상기 발열체 사이를 용접하는 공정을 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 글로우플러그 및 그 제조방법은 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
하우징의 플랜지부는 두께가 얇도록 연장 형성됨으로써, 하우징의 두께의 영향을 받지 않고, 두께방향을 향해 하우징과 발열체 간 용접을 할 수 있기 때문에, 하우징과 발열체의 용접이 안정적으로 이루어질 수 있다.
이에 따라서, 하우징과 발열체 간 기밀 및 접합강도가 충분히 확보될 수 있다. 또한, 하우징과 발열체의 용접작업이 보다 용이하고 간단하게 진행될 수 있다.
나아가, 두께방향을 향해 이루어지는 용접과 더불어, 길이방향을 따라서 하우징과 발열체 사이 틈새를 향해서도 용접을 더 진행하여, 하우징과 발열체를 다중용접함으로써, 하우징과 발열체 간 기밀 및 접합강도가 보다 향상될 수 있다.
또한, 하우징 또는 발열체에 요철면을 형성함으로써, 하우징과 발열체의 기밀성 및 결합력이 보다 증대될 수 있다.
이하, 첨부된 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 글로우플러그는, 길이방향(화살표 L)을 따라서 중공(12)을 갖는 하우징(10)과; 하우징(10)의 중공(12)의 일단을 통해 돌출되도록 하우징(10)의 중공(12)에 설치되고. 전원을 전달하는 중축(20)과; 하우징(10)의 중공(12)의 나머지 타단을 통해 돌출되도록 하우징(10)의 중공(12)에 설치되고, 중축(20)을 통해 전원을 전달받아서 발열될 수 있도록 중축(20)과 연결되는 발열체(30);를 포함하여 구성된다.
여기서, 하우징(10)은 내연기관과 견고하게 결합되고, 중축(20) 및 발열체(30) 등을 지지하여 구속할 수 있도록 강도 확보를 위해 충분한 두께를 가질 수 있도록 형성된다.
특히 발열체(30)와 대응되는 하우징(10)의 일부분(이하, 살명의 편의를 위해 '발열체 결합부(14)'라 한다)은, 소정 두께(T2)의 본체부(14A) 및, 발열체(30)에 밀착되고 본체부(14A)보다 두께(T1)가 얇도록 길이방향(화살표 L)을 따라서 중축(20)에서 발열체(30)를 향하는 방향으로 본체부(14A)로부터 연장되어 발열체(30)와 용접되는 플랜지부(14B)를 포함하여 구성될 수 있다.
따라서, 하우징(10)의 발열체 결합부(14)는 본체부(14A)에 의해 하우징(10)의 강도가 충분히 확보될 수 있다.
아울러, 상대적으로 상당히 얇고 짧은 두께(T1)의 플랜지부(14B)에 의해 다음과 같이 하우징(10)의 발열체 결합부(14)와 발열체(30)의 용접이 용이하게 이루 어질 수 있다.
즉, 상기의 플랜지부(14B)의 두께(T1)가 얇기 때문에, 화살표 C로 도시된 바와 같이 용접(이하, 설명의 편의를 위해 '겹치기 용접'이라 한다)을 하더라도, 하우징(10)의 두께의 영향을 받지 않고 발열체(30)와 하우징(10) 간 용접이 충분히 이루어질 수 있다.
또한, 겹치기 용접시 발열체(30)와 하우징(10)의 미세한 틈새를 향해 용접을 진행하지 않아도 되므로 용접작업이 용이하고 간단하게 이루어질 수 있다.
그러므로, 발열체(30)와 하우징(10) 간 용접이 안정적으로 이루어질 수 있기 때문에, 발열체(30)와 하우징(10) 간 충분한 기밀성 및 접합 강도가 확보될 수 있으며, 이에 따라서 발열체(30)와 하우징(10) 간 용접 부분의 갭(gab)에 의한 크랙(crack)발생이 억제될 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 용접시 플랜지부(14B)가 용융되며 본체부(14B)는 원래 형태를 유지하는 바, 용접으로 인한 하우징(10)의 함몰문제가 방지될 수 있다.
참고로 도 7의 'W'로 지시된 바와 같이 플랜지부(14B)가 없다면 본체부(14A)가 용융되어 일부분이 함몰되며, 이 함몰문제로 인해 하우징(10)의 강도가 약해지고 열팽창 등에 의한 크랙(crack)이 발생되기 쉽다.
나아가, 도 4에 도시된 바와 같이 본체부(14A)는 디젤기관(1)에 견고하게 안착되기 위해 디젤기관(1)의 시트면(1A)에 대응되도록 플랜지부와 연결되는 단부의 외측면(14A')이 테이퍼(taper) 형성되는 것이 바람직한데, 상술한 바와 같이 플랜 지부(14B)가 용융됨으로써 발열체 결합부(14)가 전체적으로 디젤기관(1)의 시트면(1A)에 대응되게 대략 테이퍼(taper) 형태를 취할 수 있다. 따라서, 하우징(10)이 디젤기관(1)의 시트면(1A)에 부드럽고 용이하게 밀착될 수 있다. 참고로, 본체부(14A)의 테이퍼 형성되는 외측면(14A')은 대략 120도 각도(θ)로 형성될 수 있다.
또한, 이에 따라서 발열체(30)와 하우징(10), 용접재(2)의 사용 가능한 재질이 보다 다양해질 수 있고, 그 결과 글로우플러그의 설계 개선 및 비용 절감 등의 측면에서 보다 유리해질 수 있다.
상술한 바와 같이 중공(12)의 두께방향(화살표 T)을 따라 하우징(10)의 외측에서 용접하는 겹치기 용접과 더불어서, 화살표 B로 도시된 바와 같이 중공(12)의 길이방향(화살표 L)과 평행한 방향을 따라 하우징(10)과 발열체(30) 사이를 한번 더 용접할 수 있다. 이 경우, 발열체(30)와 하우징(10)이 다중으로 용접됨에 따라서, 발열체(30)와 하우징(10) 간 기밀 및 접합강도가 보다 향상될 수 있다.
이때, 발열체(30)와 하우징(10)의 다중 용접은 화살표 B로 도시된 바와 같은 용접이 먼저 진행되고 화살표 C로 도시된 바와 같은 용접이 진행될 수도 있고, 그 반대로 진행될 수도 있다. 또한 화살표 B로 도시된 바와 같이 중공(12)의 길이방향(화살표 L)과 평행한 방향을 따라 하우징(10)과 발열체(30) 사이를 용접하는 경우, 그 용접하는 각도는 화살표 B로 도시된 바와 같이 발열체(30)로부터 30°내지 45°를 유지하는 것이 작업성 및 용접성 등의 측면에서 보다 바람직하다 할 수 있다.
발열체(30)와 하우징(10)의 용접은 재질, 비용 등을 고려하여 여러 용접방법 중에서 최선의 방법이 선택될 것이며, 바람직하게는 하우징(10)이 금속이고 발열체(30)가 세라믹인 경우 등에는 레이저 용접방법이 보다 바람직하다 할 수 있다.
이와 같은 발열체(30)와 하우징(10)의 용접은 하우징(10)의 발열체 결합부(14) 중 플랜지부(14B)에만 실시될 수도 있고, 플랜지부(14B)를 포함하여 본체부(14A)까지 실시될 수도 있다.
한편, 상술한 플랜지부(14B)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 둘레방향(화살표 E)을 따라서 발열체(30)와 하우징(10)의 기밀 및 접합이 틈새없이 충분히 이루어질 수 있도록 링 형상을 취할 수 있다.
또는, 하우징(10)의 발열체 결합부(14)의 본체부(14A)가 링형상을 취하는 바, 상술한 플랜지부(14B)는 둘레방향(화살표 E)을 따라서 배치되는 복수개의 돌부로 형성될 수도 있을 것이다.
하우징(10)의 발열체 결합부(14)의 플랜지부(14B)는 발열체(30)와 하우징(10) 간 결합력에 따라 소정 두께 및 길이를 가질 수 있다. 즉, 플랜지부(14B)는 용접이 충분히 이루어질 수 있도록 0.3mm 내지 0.5mm정도의 두께로 형성되는 것이 보다 바람직하다 할 수 있다. 또한 용접이 플랜지부(14B)는 물론 본체부(14A)까지 깊게 이루어질 수 있도록, 플랜지부(14B)는 0.2mm 내지 0.5mm 정도의 길이로 짧게 형성되는 것이 보다 바람직하다 할 수 있다.
하우징(10)의 발열체 결합부(14)는 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(10)과 발열체(30)의 결합력이 보다 증대될 수 있도록, 요철면(14C)으로 형성될 수 있다. 이 경우, 하우징(10)의 재질적 강도가 발열체(30)의 재질적 강도보다 더 큰 경우, 하우징(10)에 발열체(30)가 결합될 때, 하우징(10)의 요철면(14C)에 의해 발열체(30)가 짓물리면서 하우징(10)에 압착될 수 있기 때문에, 보다 바람직하다 할 수 있다.
물론, 도시하지 않았지만 하우징(10)의 발열체 결합부(14) 대신 하우징(10)과 대응되는 발열체(30)의 일부분이 요철면(14C)으로 형성될 수 있으며, 이 경우는 상술한 바와 같이 하우징(10)보다 발열체(30)의 재질적 강도가 더 큰 경우 보다 바람직하다 할 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 하우징의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하우징의 단면도.
도 3은 도 2의 'A'부분 확대도로서 용접 전 상태를 도시한 도면.
도 4는 도 3의 용접 후 상태를 도시한 도면.
도 5는 도 3의 D-D선에 따른 단면도.
도 6은 도 3과 대응되는 도면으로서, 본 발명의 다른 실시 예.
도 7은 도 4와 비교되는 예를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
2; 용접재 10; 하우징
12; 중공 14; 발열체 결합부
14A; 본체부 14B; 플랜지부
14C; 요철면 20; 중축
30; 발열체

Claims (6)

  1. 중공을 갖는 하우징 및, 상기 하우징의 중공의 일단을 통해 돌출되도록 상기 하우징의 중공에 설치되고, 전원을 전달하는 중축, 상기 하우징의 중공의 나머지 타단을 통해 돌출되도록 상기 하우징의 중공에 설치되어 용접 결합되고 상기 중축을 통해 전원을 전달받아서 발열될 수 있도록 상기 중축과 연결되는 발열체를 포함하며,
    상기 하우징의 상기 발열체와 대응되는 일부분은 소정 두께의 본체부 및, 상기 중축에서 상기 발열체를 향하는 방향으로 상기 본체부로부터 연장되어 상기 발열체에 밀착되며 상기 본체부보다 두께가 얇은 플랜지부를 포함하고;
    상기 발열체와 대응되는 상기 하우징의 일부분 또는 상기 하우징과 대응되는 상기 발열체의 일부분은 요철면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 글로우플러그.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플랜지부는 링형상 또는 상기 중공의 둘레방향을 따라서 배치되는 복수개의 돌부로 형성되는 것을 특징으로 하는 글로우플러그.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징의 본체부는 상기 플랜지부와 연결되는 단부의 외측면이 테이퍼 형성된 것을 특징으로 하는 글로우플러그.
  5. 청구항 1,2,4 중 어느 한 항의 글로우플러그의 제조방법으로서,
    상기 용접은 상기 중공의 두께방향을 따라 상기 하우징의 외측에서 용접하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 글로우플러그의 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 용접은 상기 중공의 길이방향과 평행한 방향을 따라 상기 하우징과 상기 발열체 사이를 용접하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 글로우플러그의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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