KR101679945B1 - 글로 플러그 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

유지부에 의한 히터 부재의 유지력이 저하되는 것을 방지하면서, 연비 성능의 향상이나 제조 비용의 삭감, 급속 승온성의 향상, 전력 절약화를 도모한다. 글로 플러그(1)는 축선(CL1) 방향으로 연장되는 축 구멍(4)을 가지며, 외주면에 내연기관의 장착 구멍에 나사 결합하기 위한 나사부(5)를 구비하는 통 형상의 하우징 (2)과, 적어도 자신의 선단부가 하우징(2)의 선단으로부터 돌출된 상태에서, 축 구멍(4)에 삽입 설치되는 히터 부재(3)를 구비한다. 하우징(2)은 내연기관의 장착 구멍에 나사부(5)를 나사 결합했을 때에, 내연기관의 시트면에 대해서 압접하는 압접부(7)와, 압접부(7) 및 나사부(5) 사이에 설치된 통 형상의 선단측 몸통부(9)를 가진다. 선단측 몸통부(9)는 내주에 있어서 히터 부재(3)를 직접적 또는 간접적으로 유지하는 유지부(20)를 구비하며, 유지부(20)는 선단측 몸통부(9)에 있어서의 최소의 외경을 가진다.

Description

글로 플러그 및 그 제조방법{GLOW PLUG AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은 디젤 엔진의 예열 등에 사용하는 글로 플러그 및 그 제조방법에 관한 것이다.

디젤 엔진 등의 내연기관에 있어서의 시동 보조 등에 이용되는 글로 플러그는, 통 형상의 하우징이나 통전에 의해 발열하는 히터 부재 등을 구비하고 있다. 또, 상기 히터 부재로서는, 도전성 세라믹으로 이루어지는 발열 소자를 가지는 세라믹 히터나, 발열 코일을 가지는 시스 히터가 채용되는 경우가 있다.　

더불어서, 하우징은, 내연기관에 대한 장착용의 나사부와, 내연기관의 장착 구멍에 상기 나사부를 나사 결합했을 때에, 내연기관에 설치된 시트면에 대해서 압접하고, 연소실 내의 기밀성을 확보하기 위한 압접부를 구비하고 있다. 또한, 하우징 중, 나사부 및 압접부 사이에 위치하는 부위(선단측 몸통부)는, 선단측 몸통부에 있어서 최소의 내경을 가지며, 내주에 있어서 상기 히터 부재를 유지하는 유지부를 가지고 있다. 또한, 일반적으로 선단측 몸통부의 외경은, 하우징의 축선 방향을 따라서 일정하게 되도록 구성되어 있으며, 유지부는 선단측 몸통부에 있어서 최대의 두께를 가지도록 구성되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 등 참조).　

그런데, 글로 플러그를 내연기관에 장착한 상태에 있어서는, 상기 선단측 몸통부에 대해서 축선 방향을 따른 압축력(축력)이 가해지고 있다. 그로 인해, 상기 축력에 의해, 선단측 몸통부가 외주측을 향하여 부풀어 오르도록 변형될 우려가 있다. 이와 같은 변형이 발생되면, 유지부에 의한 히터 부재의 유지력이 저하될 우려가 있다. 그래서, 선단측 몸통부에 있어서 충분한 강도를 확보하고, 선단측 몸통부의 외주측을 향한 변형을 방지하기 위해, 일반적으로 선단측 몸통부의 두께는 비교적 큰 것으로 된다.

특허문헌 1: 일본국 특개2009-162409호 공보

그러나, 상기한 바와 같이, 선단측 몸통부의 두께를 큰 것으로 하면, 유지부가 국소적으로 두꺼운 것과 더불어, 하우징 나아가서는 글로 플러그의 중량이 큰 것으로 되어 연비 성능의 저하를 초래할 우려가 있다. 더불어서, 하우징의 제조에 있어서는, 재료의 사용량도 많아지기 때문에, 제조 비용이 비교적 고가로 될 우려가 있다. 또한, 히터 부재를 유지하는 선단측 몸통부(유지부)가 두꺼우면, 선단측 몸통부측으로 히터 부재의 열이 더욱 많이 끌리기 때문에, 급속 승온성이 저하되거나, 히터 부재를 소정 온도에 도달시키기 위해서 필요한 전력이 증대될 우려가 있다.　

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 유지부에 의한 히터 부재의 유지력이 저하되는 것을 방지하면서, 연비 성능의 향상이나 제조 비용의 삭감, 급속 승온성의 향상, 전력 절약화를 도모할 수 있는 글로 플러그를 제공하는 것에 있다.

이하, 상기 목적을 해결하는데에 적합한 각 구성에 대해, 항목 분류하여 설명한다. 또한, 필요에 따라서 대응하는 구성에 특유의 작용 효과를 부기한다.　

구성 1.

본 구성의 글로 플러그는, 축선 방향으로 연장되는 축 구멍을 가지며, 외주면에 내연기관의 장착 구멍에 나사 결합하기 위한 나사부를 구비하는 통 형상의 하우징과; 적어도 자신의 선단부가 상기 하우징의 선단으로부터 돌출된 상태로 상기 축 구멍에 삽입 설치되는 히터 부재;를 구비하는 글로 플러그로서,

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상기 하우징은, 상기 내연기관의 장착 구멍에 상기 나사부를 나사 결합했을 때에 상기 내연기관의 시트면에 대해서 압접하는 압접부와, 상기 압접부 및 상기 나사부 사이에 설치된 통 형상의 선단측 몸통부를 가짐과 아울러, 상기 선단측 몸통부는 내주에 있어서 상기 히터 부재를 직접적 또는 간접적으로 유지하는 유지부를 구비하고,

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상기 유지부는 상기 선단측 몸통부에 있어서의 최소의 외경을 가지며,
상기 선단측 몸통부는 상기 나사부의 선단에서 상기 유지부를 향하여 서서히 외경이 감소함과 아울러 상기 유지부에서 상기 압접부의 후단을 향하여 외경이 서서히 증대하는 것을 특징으로 한다.

구성 2.

본 구성의 글로 플러그는, 상기 구성 1에 있어서, 상기 선단측 몸통부의 두께가 균일하게 되는 것을 특징으로 한다.　

또한, 「두께가 균일」이라는 것은, 선단측 몸통부의 각 부에 있어서의 두께가 엄밀하게 동일한 경우뿐만 아니라, 각 부에 있어서의 두께에 약간(예를 들면, 0.1㎜ 이하)의 차이가 있는 경우도 포함한다.　

구성 3.

본 구성의 글로 플러그는, 상기 구성 1 또는 2에 있어서, 다음의 (a) 또는 (b)의 어느 하나를 만족하는 것을 특징으로 한다.　

(a) 상기 나사부의 나사 직경이 M12이며, 상기 선단측 몸통부의 두께가 1.6㎜ 이하인 것　(b) 상기 나사부의 나사 직경이 M10, M9, 또는, M8이며, 상기 선단측 몸통부의 두께가 0.9㎜ 이하인 것　

구성 4.

본 구성의 글로 플러그는, 상기 구성 1 또는 2에 있어서, 상기 히터 부재는, 상기 유지부의 내주에 압입되는 것에 의해, 상기 유지부에 의해 유지되는 것을 특징으로 한다.　

구성 5.

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본 구성의 글로 플러그의 제조방법은, 청구항 1 또는 2에 기재된 글로 플러그의 제조방법으로서, 상기 하우징을 형성하는 하우징 형성공정을 포함하며, 상기 하우징 형성공정은, 판 형상의 금속 재료에 대해서 딥 드로잉(deep drawing) 가공을 시행함으로써, 상기 하우징이 되어야 할 통 형상의 하우징 중간체를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

구성 1의 글로 플러그에 따르면, 유지부는, 선단측 몸통부에 있어서의 최소의 외경을 가지도록 구성되어 있다. 따라서, 선단측 몸통부에 대해서 축력이 가해졌을 때에는, 히터 부재측을 향하여 축력이 분해되게 된다. 그로 인해, 유지부에 의한 히터 부재의 유지력이 저하되는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다. 또, 히터 부재의 존재에 의해, 선단측 몸통부의 내주측으로의 변형을 방지할 수 있다.　

더불어서, 유지력의 저하를 방지할 수 있는 것으로부터, 선단측 몸통부의 두께를 크게 할 필요는 없으며, 선단측 몸통부의 박육화(薄肉化)를 도모할 수 있다. 또, 유지부는, 선단측 몸통부에 있어서 최소의 내경을 가지는 것으로부터, 유지부는 저절로 얇은 두께로 된다. 따라서, 하우징의 경량화를 도모할 수 있어 연비 성능의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 하우징의 제조에 필요로 하는 재료를 적게 할 수 있어 제조 비용의 삭감을 도모할 수 있다.　

아울러, 히터 부재를 유지하는 선단측 몸통부(유지부)를 경량화하는 것에 의해, 선단측 몸통부측으로 끌리는 히터 부재의 열을 적게 할 수 있다. 그 결과, 히터 부재를 한층 적은 공급 전력으로 더욱 급속히 승온시킬 수 있다.　

구성 2의 글로 플러그에 따르면, 선단측 몸통부의 두께가 균일하게 되도록 구성되어 있다. 즉, 선단측 몸통부는, 그 전체 영역에 있어서, 비교적 얇은 두께로 되는 유지부와 동일한 두께를 가지도록 구성되어 있다. 따라서, 하우징의 한층의 경량화를 도모할 수 있어, 연비 성능의 향상이나 제조 비용의 삭감 등의 작용 효과를 더욱 효과적으로 발휘시킬 수 있다.

구성 3의 글로 플러그에 따르면, 선단측 몸통부를 충분히 얇은 두께로 할 수 있어, 하우징의 가일층의 경량화를 도모할 수 있다. 따라서, 연비 성능의 향상이나 제조 비용의 삭감 등의 작용 효과를 한층 효과적으로 발휘시킬 수 있다.

종래, 히터 부재를 유지부에 압입하는 것에 의해, 유지부에 의해 히터 부재를 유지할 경우에는, 히터 부재의 유지력을 충분히 확보하기 위해, 유지부의 내경과 히터 부재의 외경의 직경 차이를 비교적 큰 것으로 한 다음에, 유지부에 대해서 히터 부재를 큰 힘으로 압입한다. 따라서, 압입시에 있어서, 히터 부재의 손상이나 파손이 발생하기 쉽다. 한편, 상기 직경 차이를 비교적 작은 것으로 한 다음에, 유지부에 대해서 히터 부재를 작은 힘으로 압입하면, 히터 부재의 손상 등을 억제할 수 있지만, 히터 부재의 유지력이 불충분하게 될 우려가 있다.　

이 점, 상기 구성 1 등에 따르면, 선단측 몸통부에 대해서 축력이 가해졌을 때에, 내주측(즉, 히터 부재측)을 향하여 축력이 분해되게 된다. 즉, 히터 부재의 유지력이 더욱 증대하는 방향으로 축력이 분해된다. 따라서, 히터 부재의 유지력으로서는, 내연기관으로의 비장착시에 있어서, 하우징에 대해서 히터 부재가 상대 이동하지 않는 정도의 최소한의 유지력을 확보할 수 있으면 좋으며, 구성 4의 글로 플러그와 같이, 히터 부재를 압입 유지하는 경우에 있어서는, 유지부에 대해서 히터 부재를 큰 힘으로 압입할 필요가 없어진다. 그 결과, 압입시에 있어서의 히터 부재의 손상이나 파손을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.　

구성 5의 글로 플러그에 따르면, 선단측 몸통부는, 그 외경이 축선 방향을 따라서 완만하게 변화하도록 구성되어 있으며, 그 외경이 급격하게 변화하지 않도록 구성되어 있다. 따라서, 축력이 인가되었을 때에, 선단측 몸통부의 일부에 대해서 국소적으로 큰 힘이 가해지는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 축력에 의한 선단측 몸통부의 변형을 더욱 한층 확실하게 방지할 수 있다.　

구성 6의 글로 플러그의 제조방법에 따르면, 딥 드로잉 가공으로, 하우징이 되어야 할 하우징 중간체가 제조되도록 구성되어 있다. 따라서, 전체적으로 얇은 두께로 된 경량의 하우징을 더욱 용이하게 제조할 수 있어, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.　

또, 하우징을 전체적으로 얇은 두께로 할 수 있기 때문에, 하우징의 한층의 경량화를 도모할 수 있다. 그 결과, 연비 성능의 향상이나 제조 비용의 삭감 등의 작용 효과를 더욱더 높일 수 있다.

도 1은 글로 플러그의 정면도이다.
도 2는 글로 플러그의 일부 파단 정면도이다.
도 3의 (a)는 금속 재료의 사시도이며, (b)∼(d)는 딥 드로잉 가공에 의한 금속 재료의 형상 변화의 천이를 나타내는 정면도이고, (e)는 하우징 중간체를 나타내는 정면도이다.
도 4의 (a)는 공구 걸어맞춤부를 형성할 때에 이용되는 다이스나 펀치를 나타내는 일부 파단 정면도이며, (b)는 하우징 중간체가 배치된 다이스 등을 나타내는 일부 파단 정면도이다.
도 5의 (a)는 공구 걸어맞춤부의 형성공정의 일과정을 나타내는 일부 파단 정면도이며, (b)는 공구 걸어맞춤부가 형성된 하우징 중간체를 나타내는 정면도이다.
도 6의 (a)는 유지부를 형성할 때에 이용되는 분할형 등을 나타내는 단면도이며, (b)는 분할형의 평면도이다.
도 7의 (a)는 내주에 하우징 중간체가 배치된 분할형 등을 나타내는 단면도이며, (b)는 분할형에 의한 하우징 중간체의 프레스 가공을 나타내는 단면도이고, (c)는 유지부가 형성된 하우징 중간체를 나타내는 정면도이다.
도 8은 다른 실시형태에 있어서의, 글로 플러그의 구성을 나타내는 정면도이다.
도 9는 다른 실시형태에 있어서의, 글로 플러그의 구성을 나타내는 단면도이다.

이하에, 일실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 글로 플러그(1)의 정면도이며, 도 2는 글로 플러그(1)의 일부 파단 정면도이다. 또한, 도 1 등에서는 글로 플러그(1)의 축선(CL1) 방향을 도면에 있어서의 상하 방향으로 하고, 하측을 글로 플러그(1)의 선단측, 상측을 후단측으로서 설명한다.　

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 글로 플러그(1)는 통 형상의 하우징(2)과, 하우징(2)에 장착된 히터 부재(3)를 구비하고 있다.　

하우징(2)은 소정의 금속(예를 들면, 탄소강이나 스테인리스강 등)에 의해 형성되어 있으며, 축선(CL1) 방향으로 관통하는 축 구멍(4)을 가지고 있다. 또, 하우징(2)의 외주면에는, 디젤 엔진 등의 내연기관의 장착 구멍에 나사 결합하기 위한 나사부(5)와, 내연기관으로의 장착시에 토크 렌치 등의 공구를 걸어 맞추게 하기 위한 단면 육각형 형상의 공구 걸어맞춤부(6)가 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 나사부(5)의 나사 직경은 M12로 되어 있다. 또, 공구 걸어맞춤부 (6)의 내주는, 공구 걸어맞춤부(6)의 외주 형상을 따르는 단면 육각형 형상으로 되어 있다.

또한, 하우징(2)은 그 선단부에, 상기 장착 구멍에 나사부(5)를 나사 결합했을 때에, 상기 내연기관의 시트면(도시생략)에 대해서 압접하는 압접부(7)를 구비하고 있다. 압접부(7)는 선단측을 향하여 서서히 외경이 감소하는 테이퍼 형상을 이루고 있으며, 상기 압접부(7)가 상기 시트면에 압접하는 것에 의해, 연소실에 있어서의 기밀성의 확보가 도모되어 있다. 더불어서, 하우징(2)은 나사부(5) 및 공구 걸어맞춤부(6) 사이에 위치하는 후단측 몸통부(8)와, 압접부(7) 및 나사부(5) 사이에 위치하는 선단측 몸통부(9)를 구비하고 있다. 후단측 몸통부(8)는 원통 형상을 이루며, 축선(CL1) 방향을 따라서 일정한 외경을 가지도록 구성되어 있다. 또한, 선단측 몸통부(9)의 구성에 대해서는, 나중에 상세히 서술한다. 또, 본 실시형태에서는, 하우징(2)은 전체적으로 얇은 두께로, 또한, 거의 균일한 두께를 가지도록 구성되어 있다.　

히터 부재(3)는 튜브(10)와, 상기 튜브(10)의 내부에 배치되는 발열 코일 (12) 및 제어 코일(13)을 구비하고 있으며, 소정의 금속(예를 들면, 철계 합금 등)으로 이루어지는 중심축(11)과 직렬적으로 접속되어 있다.　

튜브(10)는 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 주된 성분으로 하는 금속[예를 들면, 니켈기 합금이나 스테인리스 합금 등]으로 형성되고, 선단부가 닫힌 통 형상 튜브이다. 또, 상기 튜브(10)의 내측에는, 자신의 선단부가 튜브(10)의 선단에 접합된 발열 코일(12)과, 상기 발열 코일(12)의 후단부에 대해서 직렬 접속된 제어 코일(13)이 산화 마그네슘 분말을 포함하는 절연 분말(14)과 함께 봉입되어 있다. 또한, 발열 코일(12)은, 그 선단에 있어서 튜브(10)와 도통하고 있지만, 발열 코일(12) 및 제어 코일(13)의 외주면과 튜브(10)의 내주면은, 절연 분말(14)의 개재에 의해 절연된 상태로 되어 있다.　

또한, 상기 튜브(10)의 후단측 내주와 중심축(11)의 사이에는, 소정의 고무(예를 들면, 실리콘 고무나 불소 고무 등)로 이루어지는 환 형상 고무(15)가 설치되어 있으며, 튜브(10) 내는 밀봉되어 있다.　

상기 발열 코일(12)은 소정의 금속(예를 들면, Fe을 주된 성분으로 하며, Al이나 Cr 등을 포함하는 합금 등)으로 이루어지는 저항 발열선이 나선상으로 감기는 것에 의해 구성되어 있다. 발열 코일(12)은 중심축(11)을 통하여 통전되는 것에 의해 발열한다.　

또, 제어 코일(13)은 발열 코일(12)의 재질보다도 전기 비저항의 온도 계수가 큰 재질, 예를 들면 코발트(Co)-Ni-Fe계 합금 등으로 대표되는 Co 또는 Ni을 주된 성분으로 하는 저항 발열선에 의해 구성되어 있다. 이에 따라, 제어 코일(13)은 자신의 발열 및 발열 코일(12)로부터의 발열을 받음으로써 전기저항값을 증대시키고, 발열 코일(12)에 대한 공급 전력을 제어한다. 구체적으로는, 통전 초기에 있어서는 발열 코일(12)에 대해서 비교적 큰 전력이 공급되어, 발열 코일(12)의 온도는 급속히 상승한다. 그러면, 그 발열에 의해 제어 코일(13)이 가열되어, 제어 코일 (13)의 전기저항값이 증대하고, 발열 코일(12)로의 공급 전력이 감소한다. 이에 따라, 히터 부재(3)의 승온 특성은, 통전 초기에 급속 승온한 후, 이후는 제어 코일 (13)의 작동에 의해 공급 전력이 억제되어 온도가 포화하는 형태가 된다. 즉, 제어 코일(13)의 존재에 의해, 급속 승온성을 높이면서, 발열 코일(12)의 과승온[오버 슈트(over shoot)]이 발생하기 어렵게 구성되어 있다.　

중심축(11)은 중실(中實)의 봉 형상을 이루며, 자신의 선단부가 튜브(10) 내에 삽입되어 있다. 그리고 중심축(11)의 최선단부가, 상기 제어 코일(13)의 후단부에 삽입된 상태에서, 중심축(11) 및 제어 코일(13)이 저항 용접됨으로써, 중심축 (11) 및 제어 코일(13)이 접속되어 있다.　

또한, 중심축(11)의 후단부에는, 폐관 통 형상을 이루는 케이블 접속용의 단자 핀(17)이 클림핑 고정되어 있다. 또, 단자 핀(17)의 선단부와 하우징(2) 후단부의 사이에는, 양자 사이에 있어서의 직접적인 통전(단락)을 방지하기 위해, 절연성 소재로 이루어지는 절연 부시(18)가 설치되어 있다. 더불어서, 축 구멍(4) 내의 기밀성의 향상 등을 도모하기 위해, 하우징(2) 및 중심축(11)의 사이에는 절연 부시 (18)의 선단부에 접촉하도록 하여 절연성 소재로 이루어지는 환 형상의 밀봉 부재 (19)가 설치되어 있다.　

이어서, 선단측 몸통부(9)의 구성에 대해서 상세히 서술한다. 본 실시형태에 있어서, 선단측 몸통부(9)는, 축 구멍(4) 중 가장 작은 내경을 가지며, 자신의 내주에 있어서 상기 히터 부재(3)를 유지하는 유지부(20)를 구비하고 있다. 그리고 히터 부재(3)는, 자신의 선단부가 하우징(2)의 선단으로부터 돌출된 상태에서 상기 유지부(20)에 압입됨으로써, 하우징(2)에 대해서 고정되어 있다.　

또, 본 실시형태에 있어서, 선단측 몸통부(9)는 나사부(5)의 선단에서 유지부(20)를 향하여 서서히 외경이 감소함과 아울러, 유지부(20)에서 압접부(7)의 후단을 향하여 외경이 서서히 증대하도록 구성되어 있으며, 유지부(20)는 선단측 몸통부(9)에 있어서의 최소의 외경을 가지도록 구성되어 있다.　

더불어서, 선단측 몸통부(9)는 그 두께가 균일하고, 또한, 1.6㎜ 이하로 되어 있다. 또한, 나사부(5)의 나사 직경이 M8, M9, 또는, M10인 경우, 선단측 몸통부(9)의 두께는 0.9㎜ 이하로 된다. 단, 선단측 몸통부(9)의 기계적 강도가 과도하게 저하되는 것을 방지하기 위해, 선단측 몸통부(9)의 두께를 소정값(예를 들면, 0.3㎜) 이상으로 하는 것이 바람직하다.　

다음에 상기와 같이 구성되어 이루어지는 글로 플러그(1)의 제조방법에 대해서 설명한다. 또한, 특별히 명기하지 않는 부위에 대해서는, 종래 공지의 방법이 채용된다.　

우선, Fe을 주된 성분으로 하고, Cr이나 Al을 함유하는 저항 발열선을 코일형상으로 가공하여 발열 코일(12)을 얻는다. 또, 아크 용접 등에 의해서, 발열 코일(12)의 후단 부분과 Co-Ni-Fe계 합금 등의 저항 발열선을 코일 형상으로 가공한 제어 코일(13)의 선단 부분을 접합한다.　

다음에, 최종 치수보다 가공 마진 분량만큼 큰 직경으로 형성되고, 또한, 선단이 닫혀져 있지 않은 통 형상의 튜브(10) 내에, 중심축(11)의 선단과, 상기 중심축(11)과 일체가 된 발열 코일(12) 및 제어 코일(13)이 배치된다. 그리고 아크 용접에 의해서, 튜브(10)의 선단 부분을 폐색시킴과 아울러, 상기 튜브(10)의 선단 부분과 발열 코일(12)의 선단 부분을 접합한다.　

그 후, 튜브(10) 내에 절연 분말(14)을 충전한 후, 튜브(10)에 스웨이징 (swaging) 가공을 시행하는 것에 의해, 튜브(10) 및 중심축(11)이 일체가 된 히터 부재(3)가 얻어진다.　

이어서, 하우징 형성공정에 있어서, 하우징(2)을 제조한다. 우선, 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 소정의 철계 소재로 이루어지는 원판 형상의 금속 재료 (MB)를 준비함과 아울러, 상기 금속 재료(MB)에 대해서 딥 드로잉 가공을 시행하고, 하우징(2)이 되어야 할 통 형상의 하우징 중간체를 얻는다. 구체적으로는, 외경이 서서히 작아지는 복수의 봉 형상의 펀치(도시생략)와, 각 펀치의 외경에 대응하는 내경을 가지는 복수의 폐관 통 형상을 이루는 다이스(도시생략)가 각각 나열되어 장착된 트랜스퍼 프레스(도시생략)에, 상기 금속 재료(MB)를 공급한다. 그리고 상기 펀치 및 상기 다이스를 이용하여, 상기 금속 재료(MB)에 대해서 다단계에 걸쳐서 프레스 가공을 시행하는 것에 의해, 도 3의 (b)∼(d)에 나타내는 바와 같이, 금속 재료(MB)를 통 형상으로 형성함과 아울러, 통 형상 부분의 깊이를 서서히 증대시켜 간다. 그리고 마지막으로, 금속 재료(MB)의 양단부를 절제하는 것에 의해, 도 3의 (e)에 나타내는 바와 같이, 공구 걸어맞춤부(6)에 대응하는 비교적 큰 직경의 걸어맞춤부 대응부(32)를 일단부에 가지며, 전체적으로 거의 균일한 두께로 된 통 형상의 하우징 중간체(31)가 얻어진다.　

이어서, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 공구 걸어맞춤부(6)의 외주 형상에 대응하는 형상의 외주 성형부(OM)를 내주에 가지는 다이스(D1)와, 상하 운동 가능한 펀치(P1)를 이용하여, 공구 걸어맞춤부(6)를 형성한다. 상세히 서술하면, 우선, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 다이스(D1)의 내주에 하우징 중간체(31)를 배치한다. 그 다음에, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 펀치(P1)를 하측 운동시켜서 펀치(P1)에 의해 걸어맞춤부 대응부(32)를 다이스(D1)의 외주 성형부(OM)에 밀어 넣는다. 이에 따라, 걸어맞춤부 대응부(32)의 외주 및 내주의 쌍방이 단면 육각형 형상으로 성형되어, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 공구 걸어맞춤부(6)가 형성된다.　

다음에, 도 6의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 둘레 방향을 따라서 복수로 분할되고, 직경 방향을 따라서 이동 가능한 환 형상의 분할형(MA)를 이용하여, 유지부(20)를 형성한다. 또한, 분할형(MA)의 내주면은 선단측 몸통부(9)의 외주 형상을 따르는 만곡면 형상으로 형성되어 있으며, 반면에, 분할형(MA)의 외주면에는 경사면 형상의 테이퍼부(TP)가 형성되어 있다. 그리고 분할형(MA)의 직경 방향과 직교하는 방향을 따라서 이동 가능한 이동형(MB)에 의해, 상기 테이퍼부(TP)를 압압하는 것에 의해, 분할형(MA)은 직경 방향 내측으로 이동하도록 되어 있다. 또, 분할형(MA)은 도시하지 않는 탄성 부재 등에 의해 외주측으로 탄지되어 있으며, 테이퍼부(TP)에 대한 이동형(MB)의 압압이 해제되는 것에 의해, 원래의 위치로 되돌아가도록 되어 있다.　

제조방법의 설명으로 되돌아가, 유지부(20)를 형성할 때에는, 우선, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 상기 분할형(MA)의 내주에 하우징 중간체(31)를 배치함과 아울러, 하우징 중간체(31)의 내주에 선단측 몸통부(9)의 내주 형상을 따르는 잘록한 부분을 가지는 코어 메탈(CB2)을 배치한다. 그 다음에, 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 분할형(MA)에 의해 선단측 몸통부(9)의 형성 예정 위치를 외주측으로부터 프레스한다. 이에 따라, 도 7의 (c)에 나타내는 바와 같이, 유지부(20)가 형성된다.　

그 후, 전조 가공에 의해, 하우징 중간체(31)의 소정 부위에 나사부(5)를 형성한다. 또한, 프레스 가공에 의해 하우징 중간체(31)의 선단부를 굴곡 변형시키고, 압접부(7)를 형성하는 것에 의해, 하우징(2)이 얻어진다.　

그리고 마지막으로, 히터 부재(3)를 하우징(2)의 유지부(20)에 압입함과 아울러, 상기 절연 부시(18)나 밀봉 부재(19)를 중심축(11)의 후단부 외주에 배치한 다음에, 중심축(11)의 후단부에 단자 핀(17)을 클림핑 고정함으로써, 상기의 글로 플러그(1)가 얻어진다.　

이상 상세히 서술한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 유지부(20)는, 선단측 몸통부(9)에 있어서의 최소의 외경을 가지도록 구성되어 있다. 따라서, 선단측 몸통부(9)에 대해서 축력이 가해졌을 때에는, 히터 부재(3)측을 향하여 축력이 분해되게 된다. 그로 인해, 유지부(20)에 의한 히터 부재(3)의 유지력이 저하되는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다. 또, 히터 부재(3)의 존재에 의해, 선단측 몸통부(9)의 내주측으로의 변형을 방지할 수 있다.　

또한, 축력은 히터 부재(3)의 유지력이 더욱 증대하는 방향으로 분해되는 것으로부터, 히터 부재(3)의 유지력은 필요 최저한의 것이면 좋다. 따라서, 유지부 (20)에 대해서 히터 부재(3)를 압입할 때에 있어서, 유지부(20)에 대해서 히터 부재(3)를 큰 힘으로 압입할 필요는 없다. 그 결과, 압입시에 있어서의 히터 부재(3)의 손상이나 파손을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.　

더불어서, 히터 부재(3)에 있어서의 유지력의 저하를 방지할 수 있는 것으로부터, 선단측 몸통부(9)의 두께를 크게할 필요는 없고, 선단측 몸통부[9, 유지부 (20)]의 두께를 1.6㎜ 이하로 할 수 있다. 따라서, 하우징(2)의 경량화를 충분히 도모할 수 있어, 연비 성능의 효과적인 향상을 도모할 수 있다. 또한, 하우징(2)의 제조에 필요로 하는 재료를 현저하게 적게 할 수 있어, 제조 비용의 대폭적인 삭감을 도모할 수 있다.　

아울러, 선단측 몸통부[9, 유지부(20)]를 경량화하는 것에 의해, 선단측 몸통부(9)측으로 끌리는 히터 부재(3)의 열을 적게 할 수 있다. 그 결과, 히터 부재 (3)를 한층 적은 공급 전력으로 더욱 급속히 승온시킬 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 선단측 몸통부(9)의 두께가 균일하게 되도록 구성되어 있으며, 선단측 몸통부(9)는 그 전체 영역에 있어서, 비교적 얇은 두께의 유지부(20)와 동일한 두께를 가지도록 구성되어 있다. 따라서, 하우징(2)의 한층의 경량화를 도모할 수 있어, 연비 성능의 향상이나 제조 비용의 삭감 등의 작용 효과를 더욱 효과적으로 발휘시킬 수 있다.　

더불어서, 선단측 몸통부(9)는, 그 외경이 축선 방향을 따라서 완만하게 변화하도록 구성되어 있으며, 그 외경이 급격하게 변화하지 않도록 구성되어 있다. 따라서, 축력의 인가에 수반하여, 선단측 몸통부(9)의 일부에 대해서 국소적으로 큰 힘이 가해지는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 축력에 의한 선단측 몸통부(9)의 변형을 더욱 한층 확실하게 방지할 수 있다.　

또, 본 실시형태에서는, 하우징(2)이 경량화되기 때문에, 하우징(2)에 의해 제어 코일(13)의 열이 끌리는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 제어 코일(13)의 온도 나아가서는 저항값을 신속하게 증대시킬 수 있다. 그 결과, 발열 코일(12)으로의 공급 전력을 억제한다고 하는 제어 코일(13)의 본래적인 기능이 신속하게 발휘됨과 아울러, 한층의 전력 절약화를 도모할 수 있다.　

또한, 본 실시형태에서는, 판 형상의 금속 재료(MB)에 대해서 딥 드로잉 가공을 시행함으로써, 하우징(2)이 되어야 할 하우징 중간체(31)가 제조되어 있다. 따라서, 전체적으로 얇은 두께로 된 경량의 하우징(2)을 더욱 용이하게 제조할 수 있어, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.　

또한, 상기 실시형태의 기재 내용에 한정되지 않고, 예를 들면 다음과 같이 실시해도 좋다. 물론, 이하에 있어서 예시하지 않는 다른 응용예, 변경예도 당연히 가능하다.

(a) 상기 실시형태에 있어서, 선단측 몸통부(9)는 나사부(5)의 선단에서 유지부(20)를 향하여 서서히 외경이 감소함과 아울러, 유지부(20)에서 압접부(7)의 후단을 향하여 외경이 서서히 증대하도록 구성되어 있다. 이에 대해서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 선단측 몸통부(9) 중 유지부(21) 이외의 부위의 외경을 일정하게 하는 한편, 유지부(21)의 외경을, 상기 유지부(21) 이외의 부위의 외경보다도 작게 해도 좋다. 이 경우에 있어서도, 선단측 몸통부(9)에 대해서 축력이 가해졌을 때에는, 히터 부재(3)측을 향하여 축력이 분해되게 된다. 그로 인해, 히터 부재(3)의 유지력 저하나 선단측 몸통부(9)의 변형을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.　

(b) 상기 실시형태에서는, 발열 코일(12)의 과승온을 방지하기 위해, 발열 코일(12) 및 중심축(11) 사이에 제어 코일(13)이 개재되어 있지만, 발열 코일(12)에 중심축(11)을 직접 접촉시키고, 제어 코일(13)을 생략해도 좋다.　

(c) 상기 실시형태에 있어서, 히터 부재(3)는 튜브(10)와 상기 튜브(10)의 내부에 배치된 발열 코일(12) 등에 의해 구성되어 있으며, 본 발명의 기술 사상이, 이른바 메탈 글로 플러그에 대해서 적용되어 있다. 이에 대해서, 히터 부재를 절연성 세라믹으로 이루어지는 통 형상의 기체(基體)와, 상기 기체 내에 설치됨과 아울러, 도전성 세라믹에 의해 형성되어, 중심축(11)으로부터의 통전에 의해 발열하는 발열 소자에 의해 구성하며, 본 발명의 기술 사상을, 이른바 세라믹 글로 플러그에 대해서 적용해도 좋다. 또, 이 경우에는, 기체의 외부 표면에 발열 소자가 되는 도전성의 피막이 설치되어 이루어지는 히터 부재(이른바 표면 발열 타입의 히터)를 이용해도 좋다. 또한, 발열 소자의 적어도 일부를 내열성이 우수한 도전성 금속(예를 들면, 텅스텐을 주된 성분으로 하는 합금 등)에 의해 형성하는 것으로 해도 좋다.

(d) 상기 실시형태에 있어서, 글로 플러그(1)의 후단부(케이블의 접속 부분)는, 중심축(11)의 후단부에 대해서 단자 핀(17)이 클림핑 고정되는 구성으로 되어 있지만, 글로 플러그(1)의 후단부의 구성은 이것에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 예를 들면, 중심축(11) 중, 하우징(2)의 후단으로부터 돌출되는 부위의 외주에 수나사를 설치함과 아울러, 내주에 암나사를 가지는 너트를, 절연 부시(18)에 접촉한 상태에서 상기 수나사에 나사 결합하고, 너트로부터 상기 중심축의 후단부가 돌출되도록 구성해도 좋다. 즉, 중심축의 후단부가 케이블의 접속 개소가 되도록 구성해도 좋다.　

(e) 상기 실시형태에 있어서, 중심축(11)은 중실의 봉 형상을 이루고 있지만, 도 9에 나타내는 바와 같이, 중심축(11)의 내부에 중공부(22)를 설치하고, 중심축(11)을 통 형상으로 해도 좋다. 이 경우에는, 글로 플러그(1)의 더욱 한층의 경량화를 도모할 수 있어, 연비 성능의 가일층의 향상을 도모할 수 있다. 또, 중심축(11)에 의해 히터 부재[3, 발열 코일(12)]로부터 끌리는 열을 저감할 수 있기 때문에, 히터 부재[3, 발열 코일(12)]를 더욱 신속하게 소정 온도에 도달시킬 수 있음과 아울러, 히터 부재(3)를 소정 온도에 도달시키기 위해서 필요한 전력을 더욱 적게 할 수 있다. 또한, 중심축(11)에 의해 제어 코일(13)의 열이 끌리는 것을 효과적으로 방지할 수 있어, 제어 코일(13)의 온도 나아가서는 저항값을 한층 신속하게 증대시킬 수 있다. 그 결과, 제어 코일(13)의 본래적인 기능을 더욱 신속하게 발휘시킬 수 있음과 아울러, 가일층의 전력 절약화를 도모할 수 있다.　

(f) 상기 실시형태에 있어서, 히터 부재(3)는 유지부(20)에 대해서 압입되는 것에 의해, 유지부(20)에 의해 유지되어 있지만, 유지부에 의한 히터 부재의 유지 형태는 이것에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 예를 들면, 납땜에 의해 유지부의 내주에 히터 부재를 접합하는 것에 의해, 히터 부재를 유지해도 좋다. 또, 예를 들면, 유지부의 내주에 암나사를 형성함과 아울러, 히터 부재의 외주에 수나사를 형성하고, 유지부의 내주에 히터 부재를 나사 결합하는 것에 의해, 히터 부재를 유지해도 좋다.　

또한, 상기 실시형태에서는, 유지부(20)에 의해 히터 부재(3)가 직접적으로 유지되어 있지만, 소정의 부재 등을 통하여 유지부에 의해 히터 부재를 간접적으로 유지하는 것으로 해도 좋다.　

(g) 상기 실시형태에 있어서, 하우징(2)은 전체적으로 얇은 두께로, 또한, 거의 균일한 두께를 가지도록 형성되어 있지만, 하우징(2)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니고, 또, 하우징(2)의 두께를 각 부에 있어서 다른 것으로 해도 좋다.

(h) 상기 실시형태에서는, 딥 드로잉 가공에 의해 하우징 중간체(31)가 형성되어 있지만, 하우징 중간체(31)의 제조수법은, 이것에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 예를 들면, 소정의 금속 재료에 대해서 단조 가공을 시행함으로써, 하우징 중간체를 얻는 것으로 해도 좋다.　

(i) 히터 부재(3)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 단면 타원 형상이나 단면 장원(長圓) 형상, 단면 다각형 형상이라도 좋다. 또, 히터 부재로서, 절연성의 기체를 판 형상으로 복수 형성하여, 그 사이에 발열체를 끼워 넣은 이른바 판 형상 히터를 이용하는 것으로 해도 좋다.　

(j) 상기 실시형태에 있어서의 발열 코일(12)이나 제어 코일(13)의 구성 재료는 예시이며, 발열 코일(12) 등의 구성 재료는 특별히 한정되는 것은 아니다.

1: 글로 플러그
2: 하우징
3: 히터 부재
4: 축 구멍
5: 나사부
7: 압접부
9: 선단측 몸통부
20: 유지부
31: 하우징 중간체
CL1: 축선
MB: 금속 재료

Claims (6)

1. 축선 방향으로 연장되는 축 구멍을 가지며, 외주면에 내연기관의 장착 구멍에 나사 결합하기 위한 나사부를 구비하는 통 형상의 하우징과; 적어도 자신의 선단부가 상기 하우징의 선단으로부터 돌출된 상태로 상기 축 구멍에 삽입 설치되는 히터 부재;를 구비하는 글로 플러그로서,
   상기 하우징은, 상기 내연기관의 장착 구멍에 상기 나사부를 나사 결합했을 때에 상기 내연기관의 시트면에 대해서 압접하는 압접부와, 상기 압접부 및 상기 나사부 사이에 설치된 통 형상의 선단측 몸통부를 가짐과 아울러, 상기 선단측 몸통부는 내주에 있어서 상기 히터 부재를 직접적 또는 간접적으로 유지하는 유지부를 구비하고,
   상기 유지부는 상기 선단측 몸통부에 있어서의 최소의 외경을 가지며,
   상기 선단측 몸통부는 상기 나사부의 선단에서 상기 유지부를 향하여 서서히 외경이 감소함과 아울러 상기 유지부에서 상기 압접부의 후단을 향하여 외경이 서서히 증대하고,
   상기 선단측 몸통부의 두께가 균일하게 되고,
   상기 선단측 몸통부 중 상기 나사부의 선단에서 상기 유지부를 향하여 서서히 외경이 감소하는 만곡부와, 상기 유지부에서 상기 압접부의 후단을 향하여 외경이 서서히 증대하는 만곡부를 가지는 것을 특징으로 하는 글로 플러그.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   다음의 (a) 또는 (b)의 어느 하나를 만족하는 것을 특징으로 하는 글로 플러그.
   (a) 상기 나사부의 나사 직경이 M12이며, 상기 선단측 몸통부의 두께가 1.6㎜ 이하인 것
   (b) 상기 나사부의 나사 직경이 M10, M9, 또는, M8이며, 상기 선단측 몸통부의 두께가 0.9㎜ 이하인 것
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 히터 부재는, 상기 유지부의 내주에 압입되는 것에 의해, 상기 유지부에 의해 유지되는 것을 특징으로 하는 글로 플러그.
   
5. 청구항 1에 기재된 글로 플러그의 제조방법으로서,
   상기 하우징을 형성하는 하우징 형성공정을 포함하며,
   상기 하우징 형성공정은, 판 형상의 금속 재료에 대해서 딥 드로잉 가공을 시행함으로써, 상기 하우징이 되어야 할 통 형상의 하우징 중간체를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 글로 플러그의 제조방법.
   
6. 삭제

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