KR101783301B1 - 글로우 플러그 - Google Patents

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KR101783301B1
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박종건
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주식회사 유라테크
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Abstract

본 발명은, 내연기관의 실린더 내에 삽입, 장착되는 센서모듈 및 상기 센서모듈에 조립되는 단자 조립체를 포함하며, 상기 단자 조립체는, 상기 센서모듈 내에 삽입되고, 전원이 인가되는 중축과, 상기 중축의 일 단에 장착되며, 상기 중축으로부터 인가된 전원에 의하여 발열되는 발열체와, 상기 중축의 일 단에 설치되는 단자를 포함하며, 상기 단자는 상기 중축에서 탈착 가능하고, 상기 중축의 일 단에는 상기 단자 단부와 결합하는 코일스프링이 설치되는 글로우 플러그가 개시된다.

Description

글로우 플러그{Glow plug}
본 발명은 글로우 플러그에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 제조 효율을 향상시킨 글로우 플러그에 관한 것이다.
내연 기관 특히 디젤형 기관에서, 각각의 실린더는, 특히 엔진을 시동하는 경우, 대응하는 연소실의 내부를 가열하기 위한 글로우 플러그를 구비한다. 이러한 글로우 플러그는 엔진의 실린더 헤드를 통과하는 나선 가공된 보어 내에 배치된다.
특히, 상기 글로우 플러그는 압력 센서를 포함하는 센서 모듈과 연결된다. 상기 압력 센서는 실린더 내부의 압력 값을 측정하여 실린더 안으로 연료가 분사되는 양을 조절하고, 엔진 내의 연소의 진행을 제어할 수 있다.
상기의 글로우 플러그는 도 1에 도시된 바와 같이, 센서모듈(1)과, 상기 센서모듈(1)과 결합하는 커넥터 및 상기 센서모듈(1)에 삽입되어 설치되는 단자 조립체(2)를 포함한다.
이때, 상기 단자 조립체(2)는 발열 가능한 세라믹히터(6)와, 상기 세라믹히터(6) 상에 설치되며, 세라믹히터(6)에서 발생된 전기가 전달되는 중축(4)과, 상기 중축(4) 상에 설치된다.
상기 구성에 따른 단자 조립체(2)는 세라믹히터(6)와 중축(4)을 용접하고, 중축(4)과 커넥터 사이의 스프링(5)의 각 단을 중축(4)과 커넥터에 각각 용접하여 조립하는 과정을 통해 성형된다.
이후, 센서모듈(1) 내에 형성된 중공에 단자 조립체(2)를 삽입한 후, 센서모듈(1)에 에폭시(E)를 주입하여 경화공정을 통해 센서모듈(1)과 단자 조립체(2)를 고정하여 글로우 플러그를 성형한다.
이때, 에폭시 주입 과정에서 에폭시가 경화되는데 필요한 최소의 시간이 길기 때문에 에폭시 제작 공정 관리에 어려움이 있었다. 특히, 에폭시 주입 시 과다 주입이 발생하면 센서모듈(1)과 커넥터의 결합이 이루어지지 않는 문제점이 있었으며, 에폭시 경화 조건이 불량할 경우 크랙이 발생하여 센서모듈(1) 내에서 단자의 흔들림이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 에폭시로 단자 조립체 고정 시, 동심도(同心度) 불량이 발생하기도 하는데, 이와 같이 동심도 불량이 발생할 경우 글로우 플러그가 장착되는 커넥터의 조립의 정확성이 떨어진다는 문제점이 있었다.
더불어, 상기 커넥터와 스프링(5)을 용접으로 고정하기 때문에 스프링(5)과 커넥터의 용접이 제대로 이루어지지 않을 경우 커넥터와 스프링(5)의 분리가 발생하는 문제점이 발생하기도 하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 에폭시 주입 및 경화 과정 없이 성형 가능한 글로우 플러그를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 용접 시공을 줄여 부품 제작이 용이해지고, 용접에 따른 부품의 스트레스를 감소시킨 글로우 플러그를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 전기 단락 발생을 방지하는 글로우 플러그를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따라 내연기관의 실린더용 글로우 플러그에 있어서, 상기 내연기관의 실린더 내에 삽입, 장착되는 센서모듈 및 상기 센서모듈에 조립되는 단자 조립체를 포함하며, 상기 단자 조립체는, 상기 센서모듈 내에 삽입되고, 전원이 인가되는 중축과, 상기 중축의 일 단에 장착되며, 상기 중축으로부터 인가된 전원에 의하여 발열되는 발열체와, 상기 중축의 일 단에 설치되는 단자를 포함하며, 상기 단자는 상기 중축에서 탈착 가능하고, 상기 중축의 일 단에는 상기 단자 단부와 결합하는 코일스프링이 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 단자는, 상기 센서모듈 내 삽입 시, 상기 센서모듈과 결합하는 커넥터 측의 압력에 의해 상기 단자가 상기 발열부 측으로 이탈하는 것을 방지하는 이탈방지턱을 포함하는 단자본체와, 상기 단자본체의 일 단에서 상기 코일스프링을 향해 돌출 형성된 돌출편을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 돌출편의 직경은 상기 단자본체의 직경보다 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단자와 상기 돌출편 사이에는 상기 돌출편이 상기 코일스프링에 삽입되어 장착될 때, 상기 발열부 측의 압력에 의해 상기 단자가 상기 센서모듈에서 이탈되는 것을 방지하는 걸림턱을 포함한다.
전술한 과제해결 수단에 의해 본 발명은 상기와 같이, 단자 조립체의 단자가 설치되는 중축의 일 단에 코일 스프링을 설치하고, 상기 단자가 코일스프링의 상부에 끼워지며 장착될 수 있다. 이로 인하여 단자와 코일스프링을 연결하기 위하여 별도의 용접 등의 후 작업 없이 단자와 중축을 연결할 수 있는 효과가 있다.
더불어, 단자와 중축을 코일스프링으로 연결하기 때문에 코일스프링이 센서모듈 내부와 코일스프링 사이의 이격 공간을 최소화함으로써, 코일스프링이 움직이는 것을 최소화할 수 있다. 이로써, 코일스프링이 단자와 중축을 연결하는 상태를 유지할 수 있으므로, 단자와 중축의 단락 발생을 방지하게 되는 효과가 있다.
또한, 단자의 이탈방지턱에 의해 단자 조립체를 센서모듈에 장착, 고정하기 위하여 에폭시로 단자 조립체를 고정하지 않고도 단자 조립체를 센서모듈에 고정할 수 있게 된다. 이로 인하여, 에폭시 공정에 필요한 공정 환경 설정이 요구되지 않을 뿐 아니라 에폭시 경화 시간 등이 요구되지 않으므로 단자 조립체와 센서모듈의 장착 공정이 용이해질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 글로우 플러그를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 글로우 플러그를 도시한 단면도이며,
도 3은 도 2의 절단선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도이고,
도 4는 도 2의 단자 조립체와 센서 모듈의 조립 과정을 도시한 부분 단면도이다.
하기의 설명에서 본 발명의 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있는데, 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 글로우 플러그를 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2의 절단선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도이고, 도 4는 도 2의 단자 조립체와 센서 모듈의 조립 과정을 도시한 부분 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 글로우 플러그(10)는, 내연기관의 실린더 내에 삽입, 장착되는 센서모듈(200)과, 상기 센서모듈(200)에 조립되는 단자 조립체(100)를 포함한다.
이때, 단자 조립체(100)는 센서모듈(200) 내에 삽입되고, 전원이 인가되는 중축(170)과, 상기 중축(170)의 일 단에 장착되며, 중축(170)으로부터 인가된 전원에 의하여 발열되는 발열부(160)와, 상기 중축(170)의 일 단에 설치되는 단자(140)를 포함하며, 단자(140)는 중축(170)에서 탈착 가능하고, 중축(170)의 일 단에는 단자(140)의 단부와 결합하는 코일스프링(180)이 설치될 수 있다.
상기 발열부(160)는, 중축(170)으로 전원이 인가되면, 발열부(160)로 전기가 통전되고, 이로 인해 발생하는 전기적 저항에 의해 발열하는 구조물이다. 이를 위하여 발열부(160)는 금속튜브나 세라믹 소결체에 발열선이 설치될 수 있다.
상기 중축(170)는 발열부(160)가 발열될 수 있도록 전원과 연결되며, 전원으로부터 발생한 전압이 용이하게 발열부(160)로 전달되도록 발열부(160)와 맞닿은 상태로 설치될 수 있다.
상기 중축(170)의 일 단에는 단자(140) 단부와 결합하는 코일스프링(180)이 설치될 수 있다. 상기 코일스프링(180)은 단자(140)와 중축(170)을 연결하는 구조물이며, 단자(140)와 중축(170) 사이에 코일스프링(180)이 설치되면서 단자(140)와 중축(170)의 연결이 용이해질 수 있다.
즉, 코일스프링(180)은 중축(170)의 일 단에 중축(170)과 일체로 형성될 수 있으며, 상기 단자(140)는 코일스프링(180)의 상부에 끼워지며 장착될 수 있다. 이로 인하여 단자(140)와 코일스프링(180)을 연결하기 위하여 별도의 용접 등의 후 작업 없이 단자(140)와 중축(170)을 연결할 수 있게 된다.
또한, 단자(140)와 중축(170)을 코일스프링(180)으로 연결하기 때문에 코일스프링(180)이 센서모듈(200) 내부와 코일스프링(180) 사이의 이격 공간을 최소화함으로써, 코일스프링(180)이 움직이는 것을 최소화할 수 있다. 이로써, 코일스프링(180)이 단자(140)와 중축(170)을 연결하는 상태를 유지할 수 있으므로, 단자(140)와 중축(170)의 단락 발생을 방지하게 된다.
한편, 상기 코일스프링(180)이 설치되는 중축(170)의 일 단에는 상기 일 단 둘레를 따라 인너튜브(120)가 설치될 수 있다.
또한, 인너튜브(120)는 단자(140)와 중축(170) 사이에 소정의 탄성을 제공한다. 이로 인하여 센서모듈(200)에 설치되는 단자 조립체(100)의 설치 방향의 역 방향으로 단자 조립체(100)가 이탈되는 것을 방지한다.
또한, 인너튜브(120)와 중축(170) 사이에는 인너튜브오링(O)이 더 설치될 수 있다.
다시 도면을 참고하면, 상기 중축(170)의 일 단에 설치되는 단자(140)는 중축(170)에서 탈착 가능하다. 이로 인하여 단자 조립체(100)를 센서모듈(200)에 설치할 때, 단자(140)와 중축(170)이 분리된 상태에서 센서모듈(200)에 삽입하여 설치한 뒤, 상기 단자(140)와 중축(170)을 연결하게 된다. 즉, 코일스프링(180)이 형성된 중축(170)을 센서모듈(200)의 하측에서부터 삽입하고, 상기 단자(140)를 센서모듈(200)의 상측에서부터 삽입하여 상기 중축(170)의 코일스프링(180)의 상측에 압입되며 단자 조립체(100)가 센서모듈(200)에 설치될 수 있다.
상기와 같이 단자(140)가 중축(170)에서 탈착 가능하기 때문에 단자 조립체(100)의 구조물 중 파손 또는 교체가 필요한 구조물만을 선택적으로 교체할 수 있다.
특히, 단자(140)는 센서모듈(200) 내 삽입 시, 센서모듈(200)과 결합하는 커넥터 측의 압력에 의해 단자(140)가 발열부(160) 측으로 이탈하는 것을 방지하는 이탈방지턱(150)을 포함하는 단자본체(142)와, 상기 단자본체(142)의 일 단에서 코일스프링(180)을 향해 돌출 형성된 돌출편(144)을 포함한다.
상기 단자본체(142)는 센서모듈(200) 내에 삽입되어 설치되는 부분이고, 상기 돌출편(144)은 중축(170)의 코일스프링(180)에 삽입되는 부분이다. 이때, 상기 단자본체(142)는 일정한 직경을 가지도록 형성되고, 상기 돌출편(144)은 단자본체(142)의 직경보다 작게 형성된다.
왜냐하면, 단자(140)가 중축(170)의 코일스프링(180)에 장착될 때, 단자(140)가 코일스프링(180)에 압입되며 장착되기 위함이다. 더불어, 단자(140)가 코일스프링(180)에 장착되는 장착 깊이를 설정함으로써, 단자(140)의 단부가 코일스프링(180)을 통해 빠지는 것을 방지한다. 이를 위하여 단자(140)의 돌출편(144)의 직경은 코일스프링(180)의 내경보다 작게 형성되어 돌출편(144)이 코일스프링(180)의 내경에 억지 끼움되며 설치되도록 형성되는 것이 바람직할 것이다.
특히, 상기 돌출편(144)은 예를 들어, 코일스프링(180)을 향할수록 점진적으로 작아지도록 형성되거나, 단자본체(142)보다 작은 직경을 가진 바(bar) 형상 등으로 형성될 수 있다.
또한, 단자(140)와 돌출편(144) 사이에는 돌출편(144)이 코일스프링(180)에 삽입되어 장착될 때, 상기 발열부(160) 측의 압력에 의해 상기 단자(140)가 센서모듈(200)에서 이탈되는 것을 방지하는 걸림턱(146)을 포함한다.
도 3 및 4를 참고하면, 상기 단자(140)는 센서모듈(200)의 상측에서 조립되며, 상기 중축(170)는 센서모듈(200)의 하측에서 조립된다. 이때, 단자(140)의 돌출편(144)이 중축(170) 상의 코일스프링(180)에 삽입되며 중축(170)과 단자(140)가 조립될 수 있는데, 단자(140)가 발열부(160) 측의 압력에 의해 센서모듈(200)의 뒤편인 커넥터 측으로 이탈될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 단자본체(142)의 끝 단에 걸림턱(146)을 형성하여 걸림턱(146)이 코일스프링(180)의 상측에 걸림되게 함으로써, 단자(140)가 커넥터 측으로 이탈되는 것을 방지하게 된다.
한편, 상기 이탈방지턱(150)은 단자본체(142)의 둘레를 따라 돌출된 부분이다. 상기 이탈방지턱(150)은 센서모듈(200) 내에 단자(140)가 삽입되어 센서모듈(200) 내에 걸림된다. 상기 이탈방지턱(150)에 의해 단자(140)를 센서모듈(200)에 설치하기 위한 별도의 공정을 거치지 않아도 단자(140)가 센서모듈(200) 내에 고정될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 단자(140)는 센서모듈(200)의 상측에서 하측으로 삽입된다. 이때, 이탈방지턱(150)은 센서모듈(200) 내에 걸려 단자(140)가 센서모듈(200) 하측으로 이탈되는 것을 방지하게 된다.
상기 이탈방지턱(150)에 의해 단자 조립체(100)를 센서모듈(200)에 장착, 고정하기 위하여 에폭시로 단자 조립체(100)를 고정하지 않고도 단자 조립체(100)를 센서모듈(200)에 고정할 수 있게 된다. 이로 인하여, 에폭시 공정에 필요한 공정 환경 설정이 요구되지 않을 뿐 아니라 에폭시 경화 시간 등이 요구되지 않으므로 단자 조립체(100)와 센서모듈(200)의 장착 공정이 용이해질 수 있다.
상기 단자 조립체(100)가 센서모듈(200)에 장착되면, 상기와 같이 단자 조립체(100)가 센서모듈(200)에 장착되면, 센서모듈(200)과 단자 조립체(100)가 조립된 하우징(50)을 용접하게 된다.
상기와 같이, 단자 조립체(100)의 단자(140)가 설치되는 중축(170)의 일 단에 코일스프링(180)을 설치하고, 상기 단자(140)가 코일스프링(180)의 상부에 끼워지며 장착될 수 있다. 이로 인하여 단자(140)와 코일스프링(180)을 연결하기 위하여 별도의 용접 등의 후 작업 없이 단자(140)와 중축(170)을 연결할 수 있게 된다.
더불어, 단자(140)와 중축(170)을 코일스프링(180)으로 연결하기 때문에 코일스프링(180)이 센서모듈(200) 내부와 코일스프링(180) 사이의 이격 공간을 최소화함으로써, 코일스프링(180)이 움직이는 것을 최소화할 수 있다. 이로써, 코일스프링(180)이 단자(140)와 중축(170)을 연결하는 상태를 유지할 수 있으므로, 단자(140)와 중축(170)의 단락 발생을 방지하게 된다.
또한, 단자(140)의 이탈방지턱(150)에 의해 단자 조립체(100)를 센서모듈(200)에 장착, 고정하기 위하여 에폭시로 단자 조립체(100)를 고정하지 않고도 단자 조립체(100)를 센서모듈(200)에 고정할 수 있게 된다. 이로 인하여, 에폭시 공정에 필요한 공정 환경 설정이 요구되지 않을 뿐 아니라 에폭시 경화 시간 등이 요구되지 않으므로 단자 조립체(100)와 센서모듈(200)의 장착 공정이 용이해질 수 있다. (효과를 한번 더 반복한 내용입니다. 불필요하다고 생각되시면 삭제하겠습니다. )
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
10: 글로우 플러그 100: 단자 조립체
120: 인너튜브 140: 단자
150: 이탈방지턱 160: 발열부
170: 중축 180: 코일스프링
200: 센서모듈

Claims (4)

  1. 내연기관의 실린더용 글로우 플러그에 있어서,
    상기 내연기관의 실린더 내에 삽입, 장착되는 센서모듈; 및
    상기 센서모듈에 조립되는 단자조립체; 를 포함하며,
    상기 단자조립체는,
    상기 센서모듈 내에 삽입되고, 전원이 인가되는 중축과,
    상기 중축의 일 단에 장착되며, 상기 중축으로부터 인가된 전원에 의하여 발열되는 발열부와,
    상기 중축의 일 단에 설치되되, 상기 중축에서 탈착 가능한 단자를 포함하며,
    상기 단자와 중축 사이에 마련되되, 상기 단자의 하단이 안착, 억지끼움되어 장착되는 코일스프링을 포함하며,
    상기 단자는,
    상기 코일스프링을 향해 돌출 형성되며, 상기 코일스프링 내부를 향할수록 점진적으로 작아지는 직경을 가진 돌출편; 및
    상기 센서모듈 내 삽입 시, 상기 센서모듈과 결합하는 커넥터 측의 압력에 의해 상기 단자가 상기 발열부 측으로 이탈하는 것을 방지하는 이탈방지턱을 포함하는 단자본체;
    를 포함하고,
    상기 이탈방지턱와 상기 돌출편 사이에 형성되며, 상기 돌출편이 상기 코일스프링 내에 삽입되어 장착되면 상기 코일스프링에서 상기 단자의 상기 돌출편이 이탈되는 것을 방지하는 걸림턱을 포함하는 것을 특징으로 하는 글로우 플러그.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 걸림턱의 직경은,
    상기 걸림턱과 인접한 상기 돌출편의 최대 직경보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 글로우 플러그.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002260827A (ja) * 2001-03-02 2002-09-13 Ngk Spark Plug Co Ltd ヒータ及びその製造方法
JP2013024488A (ja) * 2011-07-22 2013-02-04 Ngk Spark Plug Co Ltd 燃焼圧検知センサ付きグロープラグ

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