KR101679942B1 - 세라믹 글로 플러그 - Google Patents

Abstract

절연성 세라믹으로 이루어지는 기체 및 도전성 세라믹으로 이루어지며 상기 기체 내에 매설된 발열소자를 가지며, 축선방향으로 연장되는 세라믹 히터와; 상기 세라믹 히터의 선단측을 자신의 선단에서 돌출시키고, 자신의 내주에 있어서 상기 세라믹 히터의 외주를 유지하는 통형상의 외통과; 상기 세라믹 히터의 후단측의 주위를 에워싸며, 자신을 내연기관의 부착구멍에 부착하는 부착부를 가지는 통형상의 하우징;을 구비한 세라믹 글로 플러그로서, 상기 외통은, 상기 하우징의 선단부 내에 수용되며, 상기 하우징의 선단부의 내경보다도 자신의 외경이 작게 되는 소경부와, 상기 소경부에 접속됨과 아울러 상기 하우징의 선단부보다도 선단측에 설치되고, 상기 하우징의 선단부의 내경보다 큰 직경으로 되는 대경부를 구비하며, 상기 하우징의 선단부와 상기 대경부가 용접 접합되어 있다.

Description

세라믹 글로 플러그{CERAMIC GLOW PLUG}

본 발명은 디젤 엔진의 예열 등에 사용되는 세라믹 글로 플러그에 관한 것이다.

종래부터 디젤 엔진의 예열 등에 글로 플러그가 사용되고 있다. 또, 이러한 글로 플러그에 있어서는 가열용의 히터로서 세라믹 히터를 이용한 세라믹 글로 플러그도 사용되고 있다.

상기 세라믹 글로 플러그에서는, 세라믹 히터는 '절연성 세라믹으로 이루어지는 기체(基體)' 및 '도전성 세라믹으로 이루어지며 상기 기체 내에 매설된 발열소자'를 가지는 구성으로 되어 있다. 이러한 세라믹 히터는 통형상으로 형성된 금속제의 외통(外筒) 내에 유지되고, 이 외통은 원통형상으로 구성되며 외주면에 내연기관의 부착구멍에 나사 결합하기 위한 나사부를 가지는 금속제의 하우징의 선단측에 압입되어 일체화된 구성으로 되어 있다.

또, 상기 외통을 후단측에 위치하는 소경부(小徑部)와 이 소경부의 선단측에 위치하며 소경부보다 큰 직경의 대경부(大徑部)를 구비한 구성으로 하고, 소경부를 하우징의 선단부에 압입하고, 대경부와 하우징의 선단부의 접촉부분을 외측에서 보강하기 위해서 용접 접합한 구성으로 한 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1 : 일본국 특허공개 2004-205148호 공보

상기한 종래의 세라믹 글로 플러그에서는 외통이 하우징의 선단부에 압입된 구조로 되어 있다. 이 때문에, 세라믹 히터에는, 외통이 세라믹 히터를 유지하기 위해서 외통으로부터 받는 압력(면압(面壓))에 더하여, 하우징이 외통을 압입하였을 때의 외통이 하우징으로부터 받는 면압도 받게 되고, 또한 하우징의 치수나 재료 특성에 따라서는 세라믹 히터가 받는 면압이 과도하게 상승하는 경우가 있다. 이때, 세라믹 글로 플러그가 디젤 엔진으로부터 강한 충격을 받아 응력이 발생하였을 때에, 원래부터 세라믹 히터가 받고 있던 면압에 이 응력이 중첩됨으로써 세라믹 히터가 쉽게 파손되게 된다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 사정에 대처하기 위해 이루어진 것으로서, 종래에 비해서 세라믹 히터의 내충격성의 향상을 도모할 수 있는 세라믹 글로 플러그를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 세라믹 글로 플러그의 일 실시형태는, 절연성 세라믹으로 이루어지는 기체 및 도전성 세라믹으로 이루어지며 상기 기체 내에 매설된 발열소자를 가지며, 축선방향으로 연장되는 세라믹 히터와; 상기 세라믹 히터의 선단측을 자신의 선단에서 돌출시키고, 자신의 내주에 있어서 상기 세라믹 히터의 외주를 유지하는 통형상의 외통과; 상기 세라믹 히터의 후단측의 주위를 에워싸며, 자신을 내연기관의 부착구멍에 부착하는 부착부를 가지는 통형상의 하우징;을 구비한 세라믹 글로 플러그로서, 상기 외통은, 상기 하우징의 선단부 내에 수용되며 상기 하우징의 선단부의 내경보다도 자신의 외경이 작게 되는 소경부와; 상기 소경부에 접속됨과 아울러 상기 하우징의 선단부보다도 선단측에 설치되며, 상기 하우징의 선단부의 내경보다 큰 직경으로 되는 대경부;를 구비하며, 상기 하우징의 선단부와 상기 대경부가 용접 접합되고, 상기 대경부의 축선방향의 길이가 상기 소경부의 축선방향의 길이보다도 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세라믹 글로 플러그에서는, 외통이 '하우징의 선단부 내에 수용되며 하우징의 선단부의 내경보다도 자신의 외경이 작게 되는 소경부'와 '소경부에 접속됨과 아울러 하우징의 선단부보다도 선단측에 설치되고 하우징의 선단부의 내경보다 큰 직경으로 되는 대경부'를 구비하고 있다. 즉, 소경부가 하우징의 선단부에 대해서 압입된 상태로는 되어 있지 않다.

따라서, 세라믹 히터는 외통으로부터의 면압만을 받고, 하우징으로부터 외통이 받는 면압을 받는 일이 없다. 이것에 의해서, 소경부를 하우징의 선단부 내에 압입함에 따라서 세라믹 히터에 면압이 가해지는 구성의 경우에 비해서, 세라믹 히터가 파손되기 어렵게 할 수 있다. 즉, 세라믹 히터의 내충격성을 향상시킬 수 있다.

여기서, 소경부가 하우징에 압입된 상태로 되어 있지 않기 때문에, 소경부가 없는 구성으로 하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 외통의 대경부의 후단측에 하우징의 선단부에 대해서 압입된 상태로 되어 있지 않은 소경부가 형성되어 있는 구성으로 함으로써, 세라믹 히터의 내충격성을 향상시킬 수 있다. 즉, 만일 소경부가 없는 구성으로 하였을 경우, 외통에서 세라믹 히터에 가해지는 면압을, 세라믹 히터에 있어서의 대경부에 수용되어 있는 부분에서 받는 것에 대해서 그 후단측의 수용되어 있지 않은 부분에서는 거의 받지 못하게 됨으로써, 대경부의 후단면에 대응하는 부위(이하, '경계부'라 한다)에서 면압이 크게 변화하게 된다. 이 때문에, 충격이 가해졌을 때에 세라믹 히터에 있어서의 대경부에 수용되어 있는 부분과 그 후단측의 수용되어 있지 않은 부분의 경계부에 응력이 집중되어, 이 경계부를 기점으로 세라믹 히터가 파손되기 쉬워지게 된다.

이것에 대해서, 대경부의 후단측에 소경부가 형성되어 있는 구성으로 함으로써, 외통에서 세라믹 히터에 가해지는 면압이 대경부에서 소경부로 향해서 서서히 감소하기 때문에, 세라믹 히터에 있어서의 소경부에 수용되어 있는 부분과 그 후단측의 수용되어 있지 않은 부분의 제 2 경계부의 면압의 차이를 작게 할 수 있어, 충격이 가해졌을 때의 제 2 경계부에 가해지는 응력을 완화할 수 있다. 이것에 의해서, 내충격성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 세라믹 글로 플러그에서는, 세라믹 히터가 외통에 압입되어 유지되어 이루어지는 구성이다. 이것에 의해서, 세라믹 히터를 외통에 강고하게 유지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 세라믹 히터가 외통에 압입되어 유지되어 있으면, 세라믹 히터에는 외통으로부터 받는 면압이 더 가해지게 되어, 강한 충격이 가해졌을 때에 세라믹 히터가 파손되기 쉬워지는 경향이 된다. 이것에 대해서, 본 발명에서는 외통의 소경부가 하우징의 선단부에 대해서 압입된 상태로는 되어 있지 않기 때문에, 세라믹 히터는 외통으로부터의 면압만을 받고, 하우징으로부터 외통이 받는 면압을 받는 일이 없다. 따라서, 외통으로부터 받는 면압이 더 가해졌다 하더라도 내충격성을 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 세라믹 글로 플러그에서는, 소경부의 외주면과 하우징의 내주면의 사이에는 전 둘레에 걸쳐서 간극이 형성되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이러한 구성으로 하면, 하우징과 외통의 축 편향(deflection)을 억제하여 동축도(同軸度)를 높일 수 있다. 즉, 소경부를 하우징의 선단부 내에 압입한 구성으로 하였을 경우, 압입할 때에 하우징에 외통이 구부러져서 삽입되는 경우가 있고, 또 부품의 공차가 그대로 축 편향의 요인이 된다. 한편, 소경부를 자신의 외주면과 하우징의 내주면의 사이에 전 둘레에 걸쳐서 간극이 형성되어 있는 구성으로 하면, 압입할 때에 하우징에 외통이 구부러져서 삽입되는 것 같은 일이 없고, 또 부품의 공차가 있는 경우에서도 하우징과 외통을 용접할 때에 위치 결정함으로써, 부품의 공차에 관계없이 축 편향을 억제하여 동축도를 높일 수 있다.

또, 본 발명의 세라믹 글로 플러그에서는, 소경부의 후단부에는 축선방향 후단측으로 향해서 서서히 직경이 작아지는 테이퍼부가 형성된 구성으로 할 수 있다. 이것에 의해서, 외통의 두께가 소경부에 있어서도 선단측에서 후단측으로 향해서 서서히 얇아지는 구성으로 되어, 세라믹 히터에 있어서의 외통에 수용되어 있는 부분과 그 후단측의 수용되어 있지 않은 부분의 제 2 경계부의 면압의 차이를 한층 더 작게 할 수 있다. 이것에 의해서, 충격이 가해졌을 때의 제 2 경계부에 가해지는 응력을 한층 더 완화할 수 있어 내충격성을 한층 더 향상시킬 수 있다. 또, 테이퍼부가 형성되어 있음으로써, 테이퍼부가 없는 경우에 비해서 소경부를 하우징의 선단부 내에 용이하게 삽입할 수 있다.

본 발명에 의하면, 종래에 비해서 세라믹 히터의 내충격성의 향상을 도모할 수 있는 세라믹 글로 플러그를 제공할 수 있다.

도 1의 (a)는 본 발명의 일 실시형태에 관한 세라믹 글로 플러그의 구성을 나타내는 단면도이고, (b)는 정면도이다.
도 2는 도 1의 세라믹 글로 플러그의 선단부를 나타내는 부분 확대 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 세라믹 글로 플러그의 구성을 모식적으로 나타내는 것으로서, 도 1(a)는 세라믹 글로 플러그(1)의 종단면 구성을 나타내고, 도 1(b)는 세라믹 글로 플러그(1)의 외관 구성을 나타내고 있다. 또, 도 2는 세라믹 히터(4)를 중심으로 나타내는 부분 확대 단면도이다. 또한, 도 1 및 도 2에 있어서는 도면의 하측을 세라믹 글로 플러그(1)의 축선(CL1)방향 선단측, 도면의 상측을 축선(CL1)방향 후단측으로 하여 설명한다.

도 1(a), 도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 세라믹 글로 플러그(1)는 하우징(2), 중심축(3), 세라믹 히터(4), 외통(5) 및 단자핀(6) 등을 구비하고 있다.

하우징(2)은 소정의 금속재료(예를 들면, S45C 등의 탄소강이나 스테인리스 등의 철계 소재)에 의해서 형성됨과 아울러, 축선(CL1)방향을 따라서 연장되는 축구멍(7)을 가지고 있다. 또한, 하우징(2)의 길이방향 중앙부 외주에는 세라믹 글로 플러그(1)를 내연기관의 부착구멍에 조립하기 위한 나사부(8)(특허청구범위의 '부착부'에 상당)가 형성되어 있다. 하우징(2)의 후단부 외주에는 단면 육각형을 이루는 플랜지형상의 공구 걸어 맞춤부(9)가 형성되어 있으며, 내연기관에 세라믹 글로 플러그(1){나사부(8)}를 조립할 때에는 상기 공구 걸어 맞춤부(9)에 육각 렌치 등의 공구가 걸어 맞춰지도록 되어 있다.

또, 하우징(2)의 축구멍(7) 내에는 환봉형상을 이루는 금속제의 중심축(3)이 하우징(2)의 내주면과 간격을 둔 상태로 수용되어 있다. 중심축(3)의 선단부는 금속재료(예를 들면, SUS 등의 철계 소재)에 의해서 형성된 원통형상의 접속부재(10)의 후단부에 압입되어 있다. 또, 접속부재(10)의 선단부에는 세라믹 히터(4)의 후단부가 압입되어 있다. 이것에 의해서, 중심축(3)과 세라믹 히터(4)가 접속부재(10)를 통해서 기계적으로 또한 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 중심축(3)의 선단측에는 그 외경이 선단측으로 향하여 갈수록 작아지게 된 잘록부(13)가 형성되어 있으며, 이 잘록부(13)에 의해서 중심축(3)에 전달되는 응력의 완화 등이 도모되어 있다.

또한, 중심축(3)의 후단부에는 금속제의 단자핀(6)이 클램핑 고정되어 있다. 또, 단자핀(6)의 선단부와 하우징(2)의 후단부의 사이에는 양자 간에 있어서의 직접적인 전기적 도통을 방지하기 위해서, 절연성 소재로 이루어지는 절연 부시(11)가 개재되어 있다. 또한, 축구멍(7) 내의 기밀성의 향상 등을 도모하기 위해서, 하우징(2)과 중심축(3)의 사이에는 절연 부시(11)의 선단부에도 접촉하도록 한 절연성 재료로 이루어지는 O링(12)이 개재되어 있다.

외통(5)은 스테인리스 등의 금속에 의해서 통형상으로 구성되어 있다. 이 외통(5) 내에는 세라믹 히터(4)가 압입되어 있으며, 외통(5)의 내주에 있어서 세라믹 히터(4)의 축선(CL1)방향을 따르는 외주면 중간부분이 유지되어 있다. 세라믹 히터(4)의 선단부는 외통(5)의 선단에서 돌출되는 한편으로, 세라믹 히터(4)의 후단부는 하우징(2)의 축구멍(7) 내에 삽입됨과 아울러 외통(5)의 후단에서 돌출되어 있다.

외통(5)은, 후단측에 위치하는 비교적 작은 직경의 소경부(小徑部)(51)와, 소경부(51)보다도 선단측에 위치하고 소경부(51)의 외경보다도 외경이 큰 대경부(大徑部)(52)와, 대경부(52)보다도 선단측에 위치하고 대경부(52)의 외경보다도 외경이 작은 선단측 소경부(53)를 구비하고 있다. 또, 대경부(52)와 선단측 소경부(53)의 사이에는 선단측으로 향하여 갈수록 외경이 작아지게 되는 테이퍼형상의 압접부(54)가 형성되어 있으며, 내연기관의 부착구멍에 세라믹 글로 플러그(1)를 부착하였을 때에 부착구멍의 받이면에 맞닿음으로써 내연기관 내의 기밀을 확보하고 있다. 또한, 소경부(51)의 후단측 단부에는 테이퍼부(51A)가 형성되어 있다.

그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 소경부(51)의 외경(D1)은 하우징(2)의 선단부(2A)의 내경(D2)보다 작게 되어 있어, 소경부(51)는 하우징(2)의 축구멍(7)에 삽입된 상태에서도{즉, 하우징(2)의 선단부(2A) 내에 배치된 상태에서도) 하우징(2)의 선단부(2A)에 대해서 압입된 상태로는 되어 있지 않다. 또한, 본 실시형태에서는, 하우징(2)의 축구멍(7)의 내경은 그 선단부(2A) 뿐만 아니라 전 길이에 걸쳐서 일정하게 되어 있다. 또, 본 실시형태에서는, 소경부(51)의 외주면과 하우징(2)의 선단부(2A)의 내주면의 사이에는 전 둘레에 걸쳐서 간극(55)이 형성되어 있다.

한편, 도 2에 나타낸 바와 같이, 대경부(52)의 외경(D3)은 하우징(2)의 선단부(2A)의 내경(D2)보다도 크게 되어 있어, 하우징(2)의 선단부(2A){상세하게는 하우징(2)의 선단면}와 대경부(52)(상세하게는 대경부(52)의 후단면)가 맞닿아 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 대경부(52)의 외경(D3)은 하우징(2)의 선단부(2A)의 외경과 거의 동일하게 되어 있다. 그리고, 소경부(51)를 하우징(2)의 축구멍(7)에 삽입한 상태에서 하우징(2)의 선단부(2A)와 대경부(52)를 전 둘레에 걸쳐서 용접, 예를 들면 레이저 용접을 실시함으로써 용접부(56)가 형성되어 있다.

상기한 바와 같이, 본 실시형태에서는 외통(5)의 소경부(51)가 하우징(2)의 선단부(2A)에 대해서 압입된 상태로 되어 있지 않다. 따라서, 세라믹 히터(4)에는 외통(5)으로부터의 면압만을 받고, 하우징(2)으로부터 외통(5)이 받는 면압을 받는 일이 없다{본 실시형태에서는 하우징(2)이 외통(5)에 가하는 압력이 발생하지 않는다}. 따라서, 소경부(51)를 하우징(2)의 선단부(2A) 내에 압입함에 따라서 세라믹 히터(4)에 면압이 가해지는 구성의 경우에 비해서, 세라믹 히터(4)가 파손되기 어렵게 할 수 있다. 즉, 세라믹 히터(4)의 내충격성을 향상시킬 수 있다.

또한, 이와 같은 효과는 소경부(51)의 외경(D1)이 하우징(2)의 선단부(2A)의 내경(D2)보다 작게 되어 있어, 소경부(51)가 하우징(2)의 선단부(2A)에 압입되어 있지 않은 구성으로 되어 있으면 얻을 수 있다. 따라서, 반드시 본 실시형태와 같이 전 둘레에 걸쳐서 간극(55)이 형성되어 있는 구성으로 하지 않아도 좋다.

여기서, 본 실시형태에서는 소경부(51)가 하우징(2)에 압입된 상태로 되어 있지 않기 때문에, 소경부(51)가 없는 구성으로 하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 외통(5)의 대경부(52)의 후단측에 하우징(2)의 선단부(2A)에 대해서 압입된 상태로 되어 있지 않은 소경부(51)가 형성되어 있는 구성으로 함으로써, 세라믹 히터(4)의 내충격성을 향상시킬 수 있다. 즉, 만일 소경부(51)가 없는 구성으로 하였을 경우, 외통(5)에서 세라믹 히터(4)에 가해지는 면압을, 세라믹 히터(4)에 있어서의 대경부(52)에 수용되어 있는 부분에서 받는 것에 대해서 그 후단측의 수용되어 있지 않은 부분에서는 거의 받지 못하게 됨으로써, 대경부(52)의 후단면에 대응하는 경계부에서 면압이 크게 변화하게 된다. 이 때문에, 충격이 가해졌을 때에 세라믹 히터(4)에 있어서의 대경부(52)에 수용되어 있는 부분과 그 후단측의 수용되어 있지 않은 부분의 경계부에 응력이 집중되어, 이 경계부를 기점으로 세라믹 히터(4)가 파손되기 쉬워지게 된다.

이것에 대해서, 대경부(52)의 후단측에 소경부(51)가 형성되어 있는 구성으로 함으로써, 외통(5)에서 세라믹 히터(4)에 가해지는 면압이 서서히 감소하기 때문에, 세라믹 히터(4)에 있어서의 소경부(51)에 수용되어 있는 부분과 그 후단측의 수용되어 있지 않은 부분의 제 2 경계부(21A)의 면압의 차이를 작게 할 수 있어, 충격이 가해졌을 때의 제 2 경계부(21A)에 가해지는 응력을 완화할 수 있다. 이것에 의해서, 내충격성을 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시형태에서는 세라믹 히터(4)가 외통(5)에 압입되어 유지되게 되는 구성이다. 이것에 의해서, 세라믹 히터(4)를 외통(5)에 강고하게 유지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 세라믹 히터(4)가 외통(5)에 압입되어 유지되어 있으면, 세라믹 히터(4)에는 외통(5)으로부터 받는 면압이 더 가해지게 되어, 강한 충격이 가해졌을 때에 세라믹 히터(4)가 파손되기 쉬워지는 경향이 된다. 이것에 대해서, 본 실시형태에서는 외통(5)의 소경부(51)가 하우징(2)의 선단부(2A)에 대해서 압입된 상태로는 되어 있지 않기 때문에, 세라믹 히터(4)는 외통(5)으로부터의 면압만을 받고, 하우징(2)으로부터 외통(5)이 받는 면압을 받는 일이 없다. 따라서, 외통(5)으로부터 받는 면압이 더 가해졌다 하더라도 내충격성을 유지할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 소경부(51)의 후단측에 테이퍼부(51A)가 형성되어 있다. 이것에 의해서, 외통(5)의 두께가 소경부(51)에 있어서도 선단측에서 후단측으로 향해서 서서히 얇아지게 됨으로써, 세라믹 히터(4)에 있어서의 외통(5)에 수용되어 있는 부분과 그 후단측의 수용되어 있지 않은 부분의 제 2 경계부(21A)의 면압의 차이를 한층 더 작게 할 수 있어, 충격이 가해졌을 때의 제 2 경계부(21A)에 가해지는 응력을 한층 더 완화할 수 있다. 또, 이 테이퍼부(51A)가 형성되어 있음으로써, 테이퍼부(51A)가 없는 경우에 비해서 소경부(51)를 하우징(2)의 선단부(2A) 내에 용이하게 삽입할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 소경부(51)의 외경(D1)이 하우징(2)의 축구멍(7)의 내경(D2)보다 작게 되어 있을 뿐만 아니라, 소경부(51)의 외주면과 하우징(2)의 선단부(2A)의 내주면의 사이에는 전 둘레에 걸쳐서 간극(55)이 형성된 구성으로 되고 있다. 이것에 의해서, 하우징(2)과 외통(5)의 축 편향(deflection)을 억제하여 동축도(同軸度)를 높일 수 있다. 즉, 소경부(51)를 하우징(2)의 선단부(2A) 내에 압입한 구성으로 하였을 경우, 압입할 때에 하우징(2)에 외통(5)이 구부러져서 삽입되는 경우가 있고, 또 부품의 공차가 그대로 축 편향의 요인이 된다. 한편, 본 실시형태에서는, 압입할 때에 하우징(2)에 외통(5)이 구부러져서 삽입되는 것 같은 일이 없고, 또 부품의 공차가 있는 경우에서도 하우징(2)과 외통(5)을 용접할 때에 위치 결정함으로써, 부품의 공차에 관계없이 축 편향을 억제하여 동축도를 높일 수 있다.

이어서, 공지의 세라믹 히터(4)에 대해서 설명한다.

세라믹 히터(4)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 절연성 세라믹(예를 들면, 질화규소를 주성분으로 하는 것)에 의해서 구성됨과 아울러 축선(CL1)방향으로 연장되는 통형상의 기체(基體)(21)와, 그 내부에 매설된, 도전성 세라믹으로 이루어지는 길고 가는 U자 형상의 발열소자(22)를 구비하고 있다. 기체(21)는 자신의 선단부를 제외하고 거의 동일한 외경을 가지도록 형성되어 있다. 또, 발열소자(22)는 발열부(23)와 이 발열부(23)의 양 단부에 접합되는 1쌍의 봉형상의 리드부(24,25)를 구비하고 있다. 발열부(23)는 소위 발열 저항체로서 기능하는 부위이며, 곡면형상으로 형성된 세라믹 히터(4)의 선단부분에 있어서, 그 곡면을 따르도록 하여 단면 대략 U자 형상을 이루고 있다. 본 실시형태에서는, 발열부(23)의 단면적이 리드부(24,25)의 단면적보다도 작게 됨과 아울러, 발열부(23)를 구성하는 도전성 세라믹의 (전기) 저항율이 리드부(24,25)를 구성하는 도전성 세라믹의 저항율보다도 크게 되어 있다. 따라서, 통전시에는 발열부(23)에서 적극적으로 발열이 이루어지도록 되어 있다.

리드부(24,25)는 각각 세라믹 히터(4)의 후단측으로 향해서 서로 거의 평행하게 연이어 형성되어 있다. 일측 리드부(24)의 후단측에는 전극 도출부(26)가 외주방향으로 돌출 형성되어 있으며, 이 전극 도출부(26)는 세라믹 히터(4)의 외주면에 노출되어 있다. 마찬가지로, 타측 리드부(25)에도 전극 도출부(27)가 외주방향으로 돌출 형성되어 있으며, 이 전극 도출부(27)가 세라믹 히터(4)의 외주면에 노출되어 있다. 또한, 일측 리드부(24)의 전극 도출부(26)는 타측 리드부(25)의 전극 도출부(27)보다도 축선(CL1)방향 후단측에 형성되어 있다.

전극 도출부(26)의 노출부분은 접속부재(10)의 내주면과 접촉되어 있으며, 그 결과, 접속부재(10)에 접속된 중심축(3)과 리드부(24)의 사이가 전기적으로 접속되어 있다. 또, 전극 도출부(27)의 노출부분은 외통(5)의 내주면에 대해서 접촉되어 있으며, 외통(5)에 접합된 하우징(2)과 리드부(25)의 사이가 전기적으로 접속되어 있다. 이것에 의해서, 중심축(3) 및 하우징(2)이 세라믹 히터(4)의 발열부(23)에 통전하기 위한 양극 및 음극으로서 기능하도록 되어 있다.

실시예로서 도 1, 도 2에 나타낸 구조의 세라믹 글로 플러그(1)를 제작하고, 완성품을 낙하시험기에 의해서 기준면보다 0.5m의 높이 및 1.0m의 높이에서 낙하시켜서 내충격성 시험을 하였다. 그 결과, 0.5m의 높이 및 1.0m의 높이 모두에 있어서 세라믹 히터(4)에 파손이 생기지 않았다.

비교예로서 외통(5)의 소경부(51)의 외경(D1)이 하우징(2)의 선단부(2A)의 내경(D2)보다 크고, 소경부(51)를 하우징(2)의 선단부(2A) 내에 압입한 구조의 세라믹 글로 플러그를 제작하고, 완성품을 낙하시험기에 의해서 기준면보다 0.5m의 높이 및 1.0m의 높이에서 낙하시켜서 내충격성 시험을 하였다. 그 결과, 0.5m의 높이에서는 파손이 생기지 않았으나, 1.0m의 높이에서는 세라믹 히터에 파손이 생겼다.

이상의 결과로부터, 실시예에서는 비교예에 비해서 내충격성이 향상되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

이어서, 실시예로서 도 1, 도 2에 나타낸 구조의 세라믹 글로 플러그(1)를 15개 제작하고, 하우징(2)의 외주면과 외통(5)의 대경부(52)의 외주면에서 동축도를 측정하였다. 동축도의 측정은 세라믹 글로 플러그(1)를 회전시키면서 하우징(2)의 외주면과 외통(5)의 대경부(52)의 외주면의 위치를 측정함에 의해서 실시하였다.

또, 비교예로서 외통(5)의 소경부(51)의 외경(D1)이 하우징(2)의 선단부(2A)의 내경(D2)보다 크고, 소경부(51)를 하우징(2)의 선단부(2A) 내에 압입한 구조의 세라믹 글로 플러그를 15개 제작하고, 실시예와 마찬가지로 하여 동축도를 측정하였다. 이것들의 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1에 있어서의 동축도의 수치는 「하우징의 위치 - 대경부의 위치」의 절대값으로 나타내고 있다.

	실시예(㎜)	비교예(㎜)
1	0.05	0.17
2	0.04	0.08
3	0.02	0.14
4	0.04	0.05
5	0.04	0.06
6	0.06	0.21
7	0.04	0.07
8	0.04	0.13
9	0.02	0.19
10	0.02	0.03
11	0.02	0.15
12	0.01	0.19
13	0.02	0.09
14	0.04	0.04
15	0.03	0.11
평균값	0.03	0.12
최대값	0.06	0.21
최소값	0.01	0.04
σ	0.01	0.06

표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예에 있어서의 동축도의 측정 결과는 평균값이 0.03㎜, 최대값이 0.06㎜, 최소값이 0.01㎜, σ가 0.01㎜이었다.

또, 비교예에 있어서의 동축도의 측정 결과는 평균값이 0.12㎜, 최대값이 0.21㎜, 최소값이 0.04㎜, σ가 0.06㎜이었다.

상기의 결과로부터, 실시예에서는 비교예에 비해서 동축도가 높게 되어 있어, 그 편차도 적게 되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

이상, 본 발명을 실시형태 및 실시예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시형태 및 실시예에 한정되는 것이 아니며, 각종 변형이 가능한 것은 물론이다.

본 발명의 세라믹 글로 플러그는 자동차용 엔진 등의 내연기관에 사용되는 세라믹 글로 플러그의 분야 등에서 이용할 수 있다. 따라서, 산업상의 이용 가능성을 가진다.

1 - 세라믹 글로 플러그 2 - 하우징
3 - 중심축 4 - 세라믹 히터
5 - 외통(外筒) 51 - 소경부(小徑部)
51A - 테이퍼부 52 - 대경부(大徑部)
53 - 선단측 소경부 54 - 압접부
55 - 간극 56 - 용접부
7 - 축구멍 8 - 나사부
21 - 기체(基體) 22 - 발열소자
CL1 - 축선

Claims (11)

1. 절연성 세라믹으로 이루어지는 기체 및 도전성 세라믹으로 이루어지며 상기 기체 내에 매설된 발열소자를 가지며, 축선방향으로 연장되는 세라믹 히터와; 상기 세라믹 히터의 선단측을 자신의 선단에서 돌출시키고, 자신의 내주에 있어서 상기 세라믹 히터의 외주를 유지하는 통형상의 외통과; 상기 세라믹 히터의 후단측의 주위를 에워싸며, 자신을 내연기관의 부착구멍에 부착하는 부착부를 가지는 통형상의 하우징;을 구비하고,
   상기 외통은, 상기 하우징의 선단부 내에 수용되는 소경부와, 상기 소경부에 접속됨과 아울러 상기 하우징의 선단부보다도 선단측에 설치되며, 상기 하우징의 선단부의 내경보다 큰 직경으로 되는 대경부를 구비하고,
   상기 대경부의 선단부에는 상기 내연기관의 부착구멍의 받이면에 맞닿는 테이퍼형상의 압접부가 형성되어 있는 세라믹 글로 플러그에 있어서,
   상기 하우징의 선단부와 상기 대경부가 용접 접합되고,
   상기 대경부의 축선방향의 길이가 상기 소경부의 축선방향의 길이보다도 크게 되고,
   상기 소경부의 외경이 상기 하우징의 선단부의 내경보다도 작게 되고,
   상기 외통은 상기 하우징에 압입되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 세라믹 글로 플러그.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 대경부와 상기 소경부가 직접 접속되어 이루어지고,
   상기 하우징의 선단부의 선단면과 상기 대경부의 후단면이 맞닿으면서, 상기 하우징의 선단부와 상기 대경부가 용접 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 세라믹 글로 플러그.
   
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 세라믹 히터는 상기 외통에 압입되어 유지되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 세라믹 글로 플러그.
   
6. 삭제
7. 청구항 3에 있어서,
   상기 세라믹 히터는 상기 외통에 압입되어 유지되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 세라믹 글로 플러그.
   
8. 삭제
9. 청구항 1, 청구항 3, 청구항 5 또는 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 소경부의 외주면과 상기 하우징의 선단부의 내주면의 사이에는 전 둘레에 걸쳐서 간극이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세라믹 글로 플러그.
   
10. 청구항 1, 청구항 3, 청구항 5 또는 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소경부의 후단부에는 상기 축선방향 후단측으로 향해서 서서히 직경이 작아지는 테이퍼부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세라믹 글로 플러그.
    
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 소경부의 후단부에는 상기 축선방향 후단측으로 향해서 서서히 직경이 작아지는 테이퍼부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세라믹 글로 플러그.

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