KR101809593B1 - 발화 패드를 구비한 점화 플러그 - Google Patents

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Abstract

점화 플러그는 쉘, 절연체, 중심 전극, 접지 전극, 및 발화 패드를 구비한다. 발화 패드는 귀금속 재료로 구성되고 접지 전극에 부착된다. 발화 패드는 접지 전극의 자유단 표면과 수평이거나 거의 수평인 주변 에지에서 측면 표면을 구비한다. 이러한 구성은 스파킹 이벤트 동안에 가연성을 향상하고 플래임 커넬 성장을 향상하는 것을 도우며, 부착된 접지 전극과 발화 패드에서 보다 나은 열 관리를 제공할 수 있다.

Description

발화 패드를 구비한 점화 플러그{SPARK PLUG HAVING FIRING PAD}
본 출원서는 2014년 1월 28일에 출원한 U.S. 특허출원 No. 14 / 166,145호의 일부계속출원이고, 이는 2013년 1월 31일에 출원된 U.S. 임시출원 No. 61 / 759,088호를 우선권으로 주장한다. 이러한 종래의 출원들의 전체 명세는 여기에 참조로써 통합된다.
일반적으로 본 개시는 내부 연소 엔진을 위한 점화 플러그들 및 다른 점화 장치들에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전극에 부착된 발화 패드에 관한 것이다.
점화 플러그는 내부 연소 엔진에서 연소를 개시하기 위하여 이용될 수 있다. 점화 플러그는 전형적으로 둘 또는 그 이상의 전극들 사이에서 정의되는 스파크 갭을 건너서 스파크를 발생함에 의하여 엔진 실린더 또는 연소 챔버에서 공기/연료 혼합물과 같은 가스를 점화한다. 스파크에 의한 가스의 점화는 엔진의 파워 스트로크를 일으키는 엔진 실린더 내에서 점화 반응을 야기한다. 높은 온도, 높은 전압, 연소 반응의 빠른 반복, 및 연소 가스 내의 부식성 물질의 존재는 점화 플러그 기능에 있어서 혹독한 환경을 창출해 낼 수 있다. 이러한 혹독한 환경은 전극의 부식 및 마멸에 기여할 수 있고, 시간이 지남에 따라 점화 플러그의 실행에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며, 잠재적으로 착화실패 또는 몇 가지 다른 바람직하지 않은 상태에 이르게 된다.
점화 플러그 전극의 부식 및 마멸을 줄이기 위하여, 다양한 타입의 귀금속과 백금 및 이리듐으로 만들어진 것과 같은 그들의 합금이 이용되어 왔다. 그러나 이러한 재료들은 비쌀 수 있다. 그러므로, 점화 플러그 제조자들은 종종 그러한 금속들을 단지 스파크 갭을 건너서 스파크 점프가 일어나는 전극들의 발화 팁에만 이용하여 전극과 함께 사용되는 값비싼 금속들의 양을 최소화하는 시도를 한다.
내부 연소 엔진을 위한 점화 플러그들 및 다른 점화 장치들에 관한 것으로서, 점화 플러그 및 접지 전극과 발화 패드 어셈블리를 준비하는 방법에 관한 것이다.
일 실시예에 따르면, 점화플러그는 쉘, 절연체, 중심 전극, 접지 전극, 및 발화 패드를 포함한다. 쉘은 축방향 보어를 구비하고, 절연체는 축방향 보어를 구비한다. 절연체는 부분적으로 또는 그 이상 쉘의 축방향 보어의 내부에 배치된다. 중심 전극은 부분적으로 또는 그 이상 절연체의 축방향 보어의 내부에 배치된다. 접지 전극은 쉘에 부착되고, 니켈계 합금재료로 구성된다. 발화 패드는 접지 전극에 부착되고, 적어도 25 중량 퍼센트의 니켈을 함유하는 백금계 합금재료로 구성된다. 발화 패드는 발화 패드의 바닥측으로부터 돌출된 돌출부를 갖는다. 돌출부는 저항용접 프로세스가 진행되는 동안 전류의 흐름을 그곳을 통하여 집중한다. 발화 패드와 접지 전극 사이의 부착부는 저항-용접 용착부는 포함하되 레이저-용접 용착부는 포함하지 않는다. 돌출부는 발화 패드와 접지 전극 사이의 부착부에 레이저-용접 용착부가 없는 것을 용이하게 해준다.
다른 실시예에 따르면, 접지 전극과 발화 패드 어셈블리를 준비하는 방법은 몇 가지 단계를 포함한다. 제 1단계는 접지 전극상에 발화 패드를 위치하는 단계를 포함한다. 발화 패드는 발화 패드의 바닥 측으로부터 돌출된 돌출부를 구비한다. 돌출부는 접지 전극과 선-대-면(line-to-surface) 접촉을 형성한다. 다른 단계는 발화 패드와 접지 전극을 함께 프레싱하는 동안에 돌출부와 접지 전극 사이에 선-대-면 접촉을 통하여 전류를 통과시키는 단계를 포함한다. 발화 패드는 전류가 통과하는 가운데 접지 전극 내로 적어도 부분적으로 침강되고 돌출부와 접지 전극 사이에 면-대-면 접촉을 생성한다. 발화 패드는 그 이후 접지 전극에 부착되고 접지 전극과 발화 패드 어셈블리를 구축한다.
또 다른 실시예에 따르면, 점화플러그는 쉘, 절연체, 중심 전극, 접지 전극, 발화 패드, 및 저항-용접 방출부를 포함한다. 쉘은 축방향 보어를 구비하고, 절연체는 축방향 보어를 구비한다. 절연체는 부분적으로 또는 그 이상 쉘의 축방향 보어의 내부에 배치된다. 중심 전극은 부분적으로 또는 그 이상 절연체의 축방향 보어의 내부에 배치된다. 접지 전극은 쉘에 부착된다. 발화 패드는 접지 전극에 부착된다. 발화 패드는 발화 패드의 바닥 측으로부터 돌출된 단일 돌출부를 구비한다. 단일 돌출부는 바닥 측을 가로질러 걸쳐있고 발화 패드와 접지 전극 사이 부착시 접지 전극의 함몰부에 수용된다. 발화 패드는 점화 플러그를 이용하는 동안에 스파크를 교환하는 제 1 스파킹 표면을 구비한다. 저항-용접 방출부는 부분적으로 또는 그 이상 발화 패드의 주변 에지를 둘러싼다. 저항-용접 방출부는 발화 패드의 제 1 스파킹 표면과 일반적으로 일치하는 제 2 스파킹 표면을 구비한다. 제 2 스파킹 표면은 점화 플러그를 이용하는 동안에 스파크를 교환한다.
여기에 기술된 발화 패드들과 전극들은 스파크 플러그에, 그리고 산업용 플러그, 항공 점화장치들 또는 엔진에서 공기/연료 혼합물을 점화하는데 이용되는 다른 장치를 포함하는 다른 점화장치들에 이용될 수 있다. 이것은 자동차의 내부 연소 엔진에서 이용되는 스파크 플러그를 포함하고, 특히 가솔린 직접 분사(GDI)를 제공하기 위해 장착된 엔진들, 린 버닝 전략 하에서 작동하는 엔진들, 연료 효율 전략 하에서 작동하는 엔진들, 감소된 배출 전략하에서 작동하는 엔진들, 또는 이들의 조합에 이용되는 스파크 플러그를 포함한다. 다양한 발화 패드들 및 전극들은 향상된 가연성, 효율적인 패드 유지, 공기/연료 혼합물에 증가된 패드의 노출, 그리고 귀금속의 사용에 대한 비용 효율적인 솔루션들을 몇 가지 가능한 개선들을 인용하여 제공될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부한 도면들과 함께 이하에 기술되고, 여기에서 동일한 지칭들은 동일한 요소들을 나타내고, 여기서:
도 1은 점화 플러그의 일실시예를 도시한 단면도이다;
도 2는 도 1의 점화 플러그의 점화 단부의 확대도이고, 점화 단부는 예시적인 발화 패드를 포함한다;
도 3은 도 2의 발화 패드를 구비하는의 접지 전극의 일 실시예를 도시한 확대도이다;
도 4 - 7은 접지 전극과 발화 패드의 다른 실시예를 도시한 확대도이다;
도 8은 한쌍의 레일들을 구비한 발화 패드의 일실시예를 도시한 사시도이다;
도 9는 멀티-레이어들을 구비한 발화 패드의 일실시예를 도시한 사시도이다;
도 10은 접지 전극과 발화 패드 어셈브리를 준비하는 방법의 일 실시예를 도시한 개요도이다;
도 11은 접지 전극에 부착된 발화 패드의 일실시예를 도시한 단면도의 현미경 이미지이다;
도 12는 도 11의 발화 패드와 접지 전극의 횡-단면도이다;
도 13은 도 11의 발화 패드의 사시도이다;
도 14는 저항 용접 아버에 의해 제조 중인 도 11의 발화 패드와 접지 전극을 도시한다.
여기에 기술된 발화 패드들과 전극들은 스파크 플러그에, 그리고 산업용 플러그, 항공 점화장치들 또는 엔진에서 공기/연료 혼합물을 점화하는데 이용되는 다른 장치를 포함하는 다른 점화장치들에 이용될 수 있다. 이것은 자동차의 내부 연소 엔진에서 이용되는 스파크 플러그를 포함하고, 특히 가솔린 직접 분사(GDI)를 제공하기 위해 장착된 엔진들, 린 버닝 전략 하에서 작동하는 엔진들, 연료 효율 전략 하에서 작동하는 엔진들, 감소된 배출 전략하에서 작동하는 엔진들, 또는 이들의 조합에 이용되는 스파크 플러그를 포함한다. 다양한 발화 패드들 및 전극들은 향상된 가연성, 효율적인 패드 유지, 공기/연료 혼합물에 증가된 패드의 노출, 그리고 귀금속의 사용에 대한 비용 효율적인 솔루션들을 몇 가지 가능한 개선들을 인용하여 제공될 수 있다. 여기서 사용된 바와 같이, 축방향, 반경방향, 및 원주방향은 별도의 규정이 없는 한 도 1의 점화 플러그의 대체로 실린더 모양에 대하여 그리고 점화 플러그의 중심 축(A)을 기준으로 방향들을 기술한다.
도 1을 참조하면, 점화 플러그(10)는 중심 전극(CE) 베이스 또는 바디(12), 절연체(14), 금속 쉘(16), 및 접지 전극(GE) 베이스 또는 바디(18)를 포함한다. 다른 요소들은 터미널 스터드, 내부 저항, 다양한 가스켓, 그리고 내부 씰을 포함할 수 있고, 이러한 모든 것들은 통상의 기술자들에게 알려져 있다. CE 바디(12)는 일반적으로 절연체(14)의 축방향 보어(20) 내에 배치되고, 그리고 점화 플러그(10)의 발화 단(end)에 절연체의 외부로 노출된 단부를 구비하고 있다. 하나의 예로써, CE 바디(12)는 바디의 외부 또는 외장부로 이용되는 니켈(Ni) 합금 재료로 만들어지고, 그리고 바디의 내부 코어로 이용되는 구리(Cu) 또는 구리 합금 재료를 포함한다; 단일 재료의 비-코어 바디를 포함한 다른 재료들과 배열들도 가능하다. 절연체(14)는 일반적으로 금속 쉘(shell)(16)의 축방향 보어(22)에 위치하고, 점화 플러그(10)의 발화 단부에 쉘의 외부로 노출된 엔드 노즈 부(end nose portion)를 구비한다. 절연체(14)는 예를 들면 세라믹 재료와 같은 재료로 구성되고, 이는 금속 쉘(16)로부터 CE 바디(12)를 전기적으로 절연한다. 금속 쉘(16)은 점화 플러그(10)의 외부 구조를 제공하고, 엔진내에 설치를 위한 나사산을 구비한다.
이제 도 1과 2를 참조하면, GE 바디(18)는 부착 인터페이스(24)에서 금속 쉘(16)의 자유단에 부착되고, 최종 제품으로서 일반적으로 L-형태를 구비할 수 있다. 스파크 갭(G)의 가장 근접한 단부에서, GE 바디(18)는 CE 바디(12)로부터 그리고 CE 발화 팁(tip)(26)(만약 하나가 제공된다면)으로부터 축방향으로 이격된다. CE 바디 처럼, GE 바디(18)는 바디의 외부 또는 외장부로 이용되는 니켈 합금 재료로 만들어지고, 바디의 내부 코어로 이용되는 구리 또는 구리 합금 재료를 포함할 수 있다; 단일 재료의 비-코어 바디를 포함하여 다른 예들이 가능하다. CE 바디(12), GE 바디(18), 또는 둘 다로 이용될 수 있는 니켈 합금 재료들의 몇 가지 비-제한적인 예들로는 니켈(Ni), 크롬(Cr), 철(Fe), 망간(Mn), 규소(Si), 또는 다른 원소들 중 하나 이상으로 구성된 합금을 포함한다; 그리고 더 상세한 예로는 Inconel
Figure 112016024756319-pat00001
® 600 또는 601 로서 흔히 알려져 있는 재료들을 포함한다. 횡단면 모습에서, GE 바디(18)는 일반적으로 직사각형 형태 또는 몇 가지 다른 적합한 모습을 가질 수 있다. GE 바디(18)는 일반적으로 스파크 갭(G)를 건너서 CE 바디(12) 또는 CE 발화 팁(26)과 직면하고 대치되는 축상으로-마주보는 작업 단면(28)을 구비한다.
전술한 바와 같이, 도면에 도시된 실시예에서, 점화 플러그(10)는 CE 바디(12)의 축상으로 - 마주보는 작업 단면(30)에 부착되고 스파크 갭(G)을 건너서 스파크를 교환하는 선택적인 CE 발화 팁(26)을 포함한다. 특히 도 2를 참조하면, 여기에 도시된 CE 발화 팁(26)은 투-피스 이고 일반적으로 리벳-같은 구조이고 제 2 피스(34)(리벳 스템)에 용접된 제 1피스(32)(리벳 헤드)를 포함한다. 스파크 갭(G)을 건너서 스파크를 교환하기 위해 축상으로-마주보는 스파킹 표면(36)이 제공되도록 제 1피스(32)는 CE 바디(12)에 직접적으로 부착될 수 있고, 제 2피스(34)는 제 1피스에 직접적으로 부착될 수 있다. 제 1피스(32)는 니켈-합금 재료로 구성될 수 있고, 제 2피스(34)는 이리듐(Ir), 백금(Pt), 또는 루테늄(Ru)을 포함하는 재료와 같은 귀금속-합금 재료로 구성될 수 있다. 제 1과 및 제 2피스(32,34)를 위한 다른 재료들이 가능하다. 도면에 도시되지 않은 다른 실시예는 예를 들면, 분리된 CE 발화 팁이 생략되었고, 스파크는 CE 바디(12)로부터 그 자체로 교환되는 경우이다. 선택적인 발화 팁(26)은 하나의-피스 또는 단일-재료 구성을 구비할 수 있으며 그리고 그것은 비-리벳-같은 형태를 포함하는 다른 형태를 구비할 수 있는데, 몇 가지 인용가능한 예를 들면 실린더, 바, 컬럼, 와이어, 볼, 마운드, 콘, 플랫 패드, 링, 또는 슬리브와 같은 형상이다. 여기서 상술된 발화 패드가 CE 발화 팁들을 구비하거나 또는 구비하지 않을 것들을 포함하여 많은 발화 단부 장치들과 사용될 수 있는 바와 같이, 본 점화 플러그는 어느 특별한 발화 단부 장치로 한정되지는 않는다.
점화 플러그(10)는 귀금속 재료로 만들어지고 스파크 갭(G)을 건너서 스파크를 교환하기 위한 GE 바디의 작업 표면(28)에 용접하여 부착되는 발화 패드(38)를 더 포함할 수 있다. 종래 발화 팁들과 비교하면, 발화 패드(38)의 측면 표면 또는 주변(40)은 GE 바디(18)의 자유단 표면(42)에 인접하여 더 가깝고, 일부 실시예에서는 바로 자유단 표면에 있다. 이것은 발화 패드의 이동된 포지션과 그에 의한 자유단 표면(43)과 측면 표면(40) 사이 GE 바디(18)의 보다 커다란 소실(absence)로 스파킹 이벤트 동안에 공기/연료 혼합물에 발화 패드(38)의 증가된 노출과 유용성을 제공한다. 그리하여 발화 패드(38)와 또는 그것에 의해 교환된 스파크는 보다 순조롭게 분사된 공기/연료 혼합물에 접근 가능하기 때문에 가연성과 플래임 커넬 성장이 강화되고, 다른 가능한 개선과 원인들 중에서 자유단 표면(42)에 GE 바디(18)로부터 플래임 커넬 성장의 방해를 최소화한다. 뿐만 아니라, 자유단 표면(42)과 측면 표면(40) 사이에 GE 바디(18)의 보다 큰 소실은 열 질량을 최소화하고 그리하여 그곳에 저장된 열의 용량을 줄이고, 이는 잠재적으로 시간이 흐르면서 GE 바디와 발화 패드(38) 사이 유지를 줄일 수 있다. 다시 말해서, 몇 가지 케이스에서 만약 GE 바디가 발화 패드의 측면 표면(40)을 넘어서 걸쳐있게 되면, 더 많은 열은 발화 패드(38)에 GE 바디(18)와 유지되는 것이 발견되어 왔고, 열은 GE 바디와 발화 패드 사이 부착을 약화시킬 수 있다. 발화 패드(38)를 자유단 표면(42)에 보다 가까이 위치하게 하는 기술은, 다른 가능한 요소들 중에서, 발화 패드의 기하학과 측면 표면(40)에 관하여 경화된 용접(44)의 위치에 기여될 수 있다.
종래 귀금속 발화 팁에 있어서, 소위 심 용접은 레이저 빔이 발화 팁과 접지 전극 바디 사이의 계면 경계에서 직접적으로 발화 팁에 방출되고 직접적으로 발화 팁의 주변부를 강타해서 수행된다. 심에서 생성된 경화된 용접 풀은 발화 팁의 주변부의 바깥쪽으로 걸쳐지고 발화 팁으로부터 소정 거리로 접지 전극 바디 위로 그리고 상면으로 흐른다. 심 용접이 몇 가지 점화 플러그에 적합한 반면, 이것은 발화 팁이 접지 전극 바디의 자유단 표면으로부터 충분한 거리를 두고 떨어져서 위치해야 하고 그래서 심 용접은 실행될 수 있고 유지 능력을 확실하게 하기 위해서이다. 이것은 또한 접지 전극 바디의 자유단부의 차후의 트리밍 작업은 경화된 용접 풀을 통해서 심 용접에 의해 제공된 유지 효과를 위태롭게 함이 없이 그리고 강화된 용접 풀을 통한 커팅에 의해 야기되는 트리밍 장비 상에 마모, 찢김 및 무뎌짐을 증가함이 없이 수행될 수 없다. 심 용접은 그렇게 함으로써 일부 환경에서 요구되는 것처럼 발화 팁이 접지 전극 바디의 자유단 표면에 가깝게 위치하지 못하도록 한다. 반면에, 다음에 기술하게 되는 바와 같이, 발화 패드(38)는, 자유단 표면(42)에 인접하게 그리고 심지어 정확하게 자유단 표면(42)에 심 용접들과 관련된 제한이 없이 위치할 수 있다. 또한 트리밍 작업은 용착부(44)에 의해 제공된 유지 효과를 절충하지 않고 실행될 수 있다.
도 3을 계속 참조하면, 발화 패드(38)의 측면 표면(40)과 GE 바디(18)의 자유단 표면(42) 사이의 거리(D) 치수는 심 용접들을 구비한 기존에-알려진 발화 팁들의 그것보다 작을 수 있고 스파크가 일어나는 동안에 향상된 가연성과 플래임 커넬 성장을 보장하는데 도움을 줄 수 있다. 거리(D)는, 여기에서 이용된 바와 같이, 측면 표면(40)과 자유단 표면(42) 사이에서 기하학적으로 가장 짧은 직선거리이고; 도 3의 실시예에서, 거리(D)는 작업 표면(28)에 대하여 평행한 평면에서 평행한 표면들(40,42)에 대해 수직으로 측정한 측면의 거리가 되지만, 다른 실시예에서 거리(D)는 반드시 발화 패드와 GE 바디의 표면에 수직할 필요는 없고 다른 평면에 속해 있을 수 있고; 실제로, 하기의 다른 실시예에서 기술한 바와 같이, 거리(D)는 제로가 될 수 있다. 거리(D)의 정확한 값은 다른 실시예에서 다양해 질 수 있으나, 자유단 표면(42)과 측면 표면(40) 사이 동일한 평면 또는 동일한 평면 관계를 형성할 수 있다. 일부 비제한적인 예에 있어서, 거리(D)는 대략 0.7 밀리미터(mm)보다 작거나 같을 수 있고, 대략 0.25mm 보다 작거나 같을 수 있고, 대략 0.15mm 보다 작거나 같을 수 있고, 또는 0보다는 클 수 있으나 여전히 대략 0.7mm 또는 0.25mm 보다 작거나 같을 수 있다. 이러한 수치들 내에서 거리(D)의 수치를 유지하는 것은 발화 패드(38)의 보다 큰 노출을 제공하고 이리하여 향상된 가연성과 플래임 커넬 성장, 및 GE 바디(18)의 더 나은 열 관리를 제공한다는 것이 알려졌다. 예를 들면, 거리(D)의 수치가 이러한 수치들의 밖으로 떨어지면, 발화 패드와 또는 발화 패드에 의해 교환되는 스파크는 요구되는 것과 같은 공기/연료 혼합물에 쉽게 접근가능하지 않게 될 수 있고, 가연성과 플래임 커넬 성장은 요구되는 것과 같이 교대로 향상되지 못할 것이다.
유사하게, 향상된 가연성과 플래임 커넬 성장 및 더 나은 열 관리는 거리(D)에 관하여 어떤 관계들이 충족되었을 때 제공된다. 일부 비제한적인 실시예에 있어서, 측면 표면(40)과 자유단 표면(42) 사이 거리(D)는 발화 패드(38)의 두께 치수(T)(도 2)의 대략 0% 에서 500% 까지의 범위일 수 있다. 두께 치수(T)는 도 2에 도시되었지만, 발화 패드(38)가 GE 바디(18)에 부착된 후에, 여기에 언급된 두께 치수(T)는 실제로 패드가 GE 바디에 부착되기 전에 얻어진 측정이다. 그리고 일부 비제한적인 실시예에 있어서, 발화 패드(38)의 두께(T) 치수는 대략 0.05mm 와 0.2mm 사이의 범위에 있게 되고; 대략 0.1mm 에서 0.16mm 의 범위에 있게 되고; 또는 대략 0.13mm 이고; 다른 실시예에서 다른 두께 범위와 수치들이 가능하다. 뿐만 아니라, 거리(D)는 발화 패드(38)의 두께의 대략 0% 에서 200%의 범위내에 있을 수 있고, 패드의 두께의 대략 100%에서 500%의 범위에 있을 수 있고, 또는 패드 두께의 100%에서 200% 사이의 범위에 있을 수 있다. 여전히, 다른 관계들은 용착부(44)의 폭 치수(W)(도 3)와 관련될 수 있다. 비제한적인 실시 예에서, 거리(D)는 폭(W)의 대략 0% 에서 150% 사이의 범위내에 있을 수 있고, 대략 폭(W)의 50% 에서 150% 범위내에 있을 수 있고, 대략 폭(W)의 50%에서 100% 범위내에 있을 수 있거나, 또는 폭(W)의 대략 100%에서 150%의 범위내에 있을 수 있다. 그리고 일부 비제한적인 실시예에 있어서, 용착부(44)의 폭(W)은 대략 0.14mm 와 0.30 mm 사이의 범위내에 있을 수 있게 된다. 여기에 사용된 바와 같이, 범위내의 수치들은 범위내의 최소와 최대 제한 수치들을 포함하며, 예를 들면, 0% 에서 500%의 범위는 0% 와 500%의 수치들을 포함한다.
도 4를 참조하면, 다른 실시예에서 발화 패드(38)는 다이아몬드 오리엔테이션을 구비할 수 있고, GE 바디(18)의 자유단부(46)는 트림될 수 있다. 도 3에서 도 4까지의 다이아몬드 오리엔테이션에서, 발화 패드(38)는 제 1코너(48)와 제 2코너(50)가 GE 바디(18)의 길이방향의 연장선상에 정렬하도록 그 중심에 대해 회전된다. 발화 패드(38)는 일반적으로 사각형상을 구비하고 그리하여, 다이아몬드 오리엔테이션에서, 코너들(48,50) 사이에 스파킹 표면을 가로지르는 가장 큰 치수는 GE 바디(18)의 벤딩의 방향에 따라 길이 방향의 연장선에 대하여 L-형태로 놓이게 된다; 이것은 발화 패드(38)와 CE 발화 팁(26)(만약 제공된다면) 사이에 스파크-갭핑 정렬을 용이하게 하며, 코너들(48,50) 사이의 치수가 CE 발화 팁의 직경보다 종종 크게 될 수 있어서 패드와 팁은 벤딩하는 동안에 보다 쉽게 오버랩될 수 있다. 뿐만 아니라, 다이아몬드 오리엔테이션에서, 발화 패드(38)의 제 1측면 표면(52)과 제 2 측면 표면(54)은 일반적으로 GE 바디(18)의 자유단 표면(42)으로 그리고 점화 플러그 발화 단부의 개방 측면(56)(도 1에 도시된)으로 향하게 된다.
GE 바디(18)의 자유단부(46)는 반경 방향에서 잘림 또는 절단 과정을 거쳐서 트림되거나 가늘어질 수 있다. 트리밍은 커팅 블레이드, 레이저, 또는 몇 가지 다른 방법들을 거쳐서 실행될 수 있다. 다른 실시예에서, 발화 패드(38)는 반경방향 트리밍이 없이 대신에 도 3의 그것과 같은 자유단부가 있는 다이아몬드 오리엔테이션을 구비할 수 있다. 트리밍은 자유단 코너(62)에서 교차되는 제 1 자유단 표면(58)과 제 2 자유단 표면(60)을 구비한 도 4의 자유단부(46)를 제공한다. 제 1 및 제 2 자유단 표면(58,60)은 GE 바디(18)의 길이방향으로 확장에 대하여 대략 45도 각도로 잘려질 수 있고 그렇게 함으로써 자유단 코너(62)에서 서로에 대하여 대략 90 도 각도로 정의될 수 있다. 자유단 코너(62)는 잘림 프로세스 이후에 첨체(pointed)로 남아 있을 수 있거나, 다소 라운드질 수 있다.
도 3의 실시예와 같이, 도 4의 발화 패드의 측면 표면들(52,54)은 - 몇 가지 경우에서는 정확하게- 기존에 알려진 심 용접들을 구비한 발화 팁들과 비교하여 각각의 자유단 표면(58,60)에 근접하여 가깝다. 코너들(48,62)은 마찬가지로 서로에 대해 근접해서 그리고 몇 가지 경우에서는 정확하게 가까울 수 있다. 이것은 또한 전술한 바와 같이 향상된 가연성과 플래임 커넬 성장과 보다 나은 열 관리를 제공할 수 있다. 이러한 실시예에서, 제 1거리(D1)치수는 평행한 제 1측면 표면(52)과 제 1자유단 표면(58) 사이에서 얻어지고, 제 2거리(D2)치수는 평행한 제 2측면 표면(54)과 제 2자유단 표면(60) 사이에서 얻어지고, 제 3거리(D3)치수는 제 1코너(48)와 제 1자유단 코너(62) 사이에서 얻어진다. 도 4의 거리(D1 , D2 및 D3) 는 도 3의 거리(D)와 유사하고, 전술한 거리(D) 들의 측정, 수치, 그리고 관계들의 설명은 거리(D1 , D2 및 D3 ) 들에 대하여 여기에 적용된다. 그것들의 수치들 또는 관계들이 무엇이든, 거리들(D1 , D2 및 D3 )은 서로 같을 필요는 없어서, 예를 들면, 제 1거리(D1)은 대략 0.7mm 보다 작거나 같을 수 있으며, 반면에 제 2거리(D2)는 발화 패드(38)의 두께의 대략 100% 에서 200% 사이의 범위에 있을 수 있다. 뿐만 아니라, 다이아몬드 오리엔테이션은 도 3의 실시예에서처럼 단일 측면 표면과는 대조적으로 개방 측면(56)으로 향하는 두 개의 (제1 및 제2) 측면 표면들(52,54)을 제공하기 때문에, 다이아몬드 오리엔테이션은 도 3의 실시예에서 제공되는 것보다 한층 더 향상된 가연성과 플래임 커넬 성장을 제공할 수 있는데, 비록 이것은 반드시 언제나 그러한 경우는 아니다. 이러한 한층 더 큰 향상에 대한 하나의 이유는 스파크들이 종종 표면 에지들 및 인터섹션들과 또는 이들에 의해서 보다 순조롭게 교환되고, 도 4의 표면 에지들과 인터섹션들은 거리들 (D1 , D2 및 D3 )을 경유해서 분사된 공기/연료 혼합물에 보다 쉽게 접근가능하기 때문이라고 여겨진다.
도 5를 이제 참조하면, 다른 실시예에 있어서, 발화 패드가 그 부착 후에 그 사용 상태에 있어서 트림되지 않은 도 4의 실시예와는 대조적으로 GE 바디(18)의 자유단부(46)의 트리밍은 또한 발화 패드(38) 그 자체를 통해서 실행될 수 있다. 여기서 트리밍(trimming)은, 또는 전-트림(pre-trim)은, 제 1자유단 표면(58), 제 2자유단 표면(60), 및 제 3자유단 표면(64)을 구비한 자유단부(46)를 제공한다. 다음에서 보다 상세하게 서술되는 바와 같이, 용착부(44)는 패드의 측면 표면의 인보드(inboard)에 위치할 수 있고 그렇게 함으로써 아웃보드(outboard)와 실질적인 미부착부(66)를 제공하게 된다. 이러한 실시예에서, 트리밍 프로세스는 미부착 부(66)의 섹션(section)을 통하여 실행된다. 제 1자유단 표면(58)을 제공하는 잘림(cut) 또는 절단(sever)은 물리적으로 제 1측면 표면(68)에 인접한 미부착 부(66)를 통하여 진행되고, 제 2자유단 표면(60)을 제공하는 잘림 또는 절단은 물리적으로 제 2측면 표면(70)에 인접한 미부착 부를 통하여 진행되고, 제 3자유단 표면(64)을 제공하는 잘림 또는 절단은 물리적으로 제 3측면 표면에 인접한 미부착부를 통하여 진행되며 발화 패드(38)의 새롭게 형성된 제 3측면 표면, 또는 트림된(trimmed) 측면 표면(72)을 제공한다. 이들 실시 예에서, 표면들(58,68 및 60,70)은 비-평행임에 반하여, 표면들(64, 72)은 평행하고 동일평면이다.
트리밍이 미부착 부(66)를 통해 이루어지는 곳에서, 이미 나타낸 바와 같이 거리(D) 치수는 0의 값을 갖는다. 다시 말해서, 발화 패드(38)의 각각의 측면 표면과 GE 바디(18)의 자유단 표면은 동일 평면이고 서로 일직선상에 있으며, 어느 정도, 동일한 표면의 연속들 일 수 있다. 예를 들면, 제 1측면 표면(68)의 일부는 트리밍을 통해 새로이 형성되고 정확하게는 제 1자유단 표면(58)에 있고, 따라서 거리(D) 치수는 0 이다; 마찬가지로 제 2측면 표면(70)의 일부는 새롭게 형성되고, 정확하게는 제 2자유단 표면(60)에 있고, 거리(D) 치수는 또한 0 값으로 주어진다; 그리고 제 3측면 표면(72)은 정확하게는 제 3자유단 표면(64)에 일직선상에 있게 되고 거리(D) 치수는 0 값을 가진다. 도 5의 실시예에서, 트리밍은 용착부(44)를 통하여 실행되지 않지만, 그렇게 될 수 있다. 전과 같이, 이러한 실시예에서 거리(D)의 0 값은 전술한 바와 같이 향상된 가연성과 플래임 커넬 성장과 더 나은 열 관리를 제공한다.
트리밍 프로세스는 또한 도 3 및 4의 실시예에서 미부착 부들을 통하여 실행될 수 있고, 거리들( D, D1 , D2 , D3 )은 0 값이 될 수 있다.
도 6을 이제 참조하면, 또 다른 실시예에서 GE 바디(18)의 자유단부(46)의 트리밍은 용착부(44)의 섹션을 통하여 실행될 수 있다. 여기서 트리밍은 아치형이고 자유단부(46)의 라운드된 자유단 표면(74)을 제공한다. 잘림 또는 절단은 물리적으로 용착부(44)의 최외곽 섹션을 통하여 이루어지고 발화 패드(38)의 측면 표면(76)을 제공한다. 이러한 실시예에서, 트리밍이 용착부(44)를 통하여 실제로 만들어지지만, 그것은 발화 패드(38)와 GE 바디(18) 사이의 용착부에 의해서 제공되는 유지 능력에 실질적으로 영향을 주지는 않는다. 여기서 거리(D) 치수는, 이전의 실시예들과 유사하게, 0의 값을 가지고, 그래서 향상된 가연성과 플래임 커넬 성장 및 더 나은 열 관리를 제공한다. 도 5의 경우에서처럼, 용착부(44)는 완전히 그대로 유지되도록 트리밍은 용착부(44)를 바로 넘어서 발생하는 것이 가능하다.
도 7을 이제 참조하면, 또 다른 실시예에서, 발화 패드(38)는 일반적으로 원형의 형태를 구비하고, 자유단부(46)는 그것의 측면에서 트림되지만 그것의 최상부에서는 그렇지 않다. 이전의 실시예에서, 거리(D)의 측정, 값들, 및 관계들은 거리들( D1 , D2 및 D3 )에 대하여 여기에 적용되고 거리들( D1 , D2 및 D3 )은 서로 반드시 같을 필요는 없다. 그리고, 이전의 실시예들에서, 잘림과 절단은 물리적으로 발화 패드(38)를 통하여 이루어질 수 있다.
도 2 및 도 3을 다시 참조하면, 발화 패드(38)는 스파킹 표면(78)을 건너서 그것의 최대 폭 치수가 보통 발화 패드를 통해서 그것의 최대 축방향 두께 치수(T) 보다 몇 배 또는 그 이상으로 큰 의미에서 얇은 패드로서 제공된다. 얇은 패드는 와이어의 스파킹 표면을 가로 지르는 최대 폭 치수(예를 들면, 직경)는 와이어의 두께 치수(예를 들면 축방향 높이)보다 적은 소위 미세 와이어 구조물들을 구비한 다수의 기존에-알려진 점화 팁 구성들과는 다르다. 특히 기존에-알려진 미세 와이어 팁들과 비교할 때, 그러한 얇기는 발화 패드(38)가 사용된 귀금속의 총량에 대하여 상대적으로 큰 스파킹 표면(78)을 갖게 한다. 스파킹 표면(78)은 점화 플러그(10)가 작동하는 동안에 스파크가 스파크 갭(G)을 가로질러서 교환되는 사이 (별개의 발화 팁(26)이 있거나 또는 없이) CE 상의 스파킹 표면에 직접 마주하고 대항한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 용착부(44)는 주변 에지(P) 및 측면 표면(40)의 전체적으로 인보드 또는 반경방향으로 안쪽에 위치되고, 이는 일반적으로 주변 에지(P)의 형태, 이 경우에는 사각형을 따른다. 도면에는 도시되지 않은 다른 실시예에서는, 용착부(44)는 주변 에지(P)의 인보드에 전적으로 위치할 필요가 없고 그 대신에 별개의 개별적인 용착부들(예를 들면 비-연속적인 용착부들)로 구성될 수 있다; 예를 들면, 용착부는 GE 바디(18)(예를 들면, GE 바디의 용접 시작과 멈춤 포인트들)상의 주변 에지(P)의 아웃보드에서 시작하고/또는 종료될 수 있고, 그리고 발화 패드(38)를 가로질러서 그리고 서로 십자형으로 가로질러서 전체적으로 걸쳐있는 별개의 라인들이 될 수 있다. 도 3의 실시예에서, 그것의 인보드 위치와 연속성에 의하여, 제 1 또는 내부 비융착(unfused) 부(80)는 용착부(44)의 반경방향-내부 범위들 내로 정의되고, 미부착 부(66)는 용착부의 지름방향-외부로 정의되고 주변 에지(P)까지 걸쳐있다. 뿐만 아니라, 용착부(44)는 기존-알려진 심 용접들과 비교하여 볼 때, 발화 패드(38)의 향상된 유지성과 제조된 점화 플러그들의 용착부 사이에 향상된 지속성을 제공한다.
발화 패드(38)는 바람직하게는 귀금속 재료들로부터 만들어지고 그것이 GE 바디(18)로 용접되기 전에 또는 후에 그것의 얇은 형태로 형성될 수 있다. 발화 패드(38)는 순수한 귀금속 또는 귀금속 합금으로 만들어질 수 있고, 그러한 것에는 백금(Pt), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 또는 그것들의 혼합물을 포함한다. 일부 비제한적인 실시예에 있어서, 발화 패드(38)는 대략 10 중량 퍼센트 와 30 중량 퍼센트 의 니켈 및/또는 이리듐을 포함하고 그리고 나머지는 백금인, 또는 대략 1 중량 퍼센트 와 10 중량 퍼센트 사이의 텅스텐(W)을 포함하고 나머지는 백금인 백금 합금으로 만들어진다; 위 백금-합금의 예들 중 하나로, 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 레늄(Re), 또는 그것들의 혼합물이 포함될 수 있다. 두서너 가지 예를 들면 순수한 백금, 순수한 이리듐, 순수한 루비듐을 포함하여 다른 재료들은 발화 패드(38)를 위해 가능하다. GE 바디(18)에 용접하기 전에, 발화 패드(38)는 가열, 융해, 및 금속작업을 포함한 다양한 프로세스와 단계들을 경유해서 생성될 수 있다. 하나의 예를 들면, 발화 패드(38)는 귀금속 재료의 얇은 시트 또는 테잎들로부터 스탬프(stamped), 절단, 또는 다르게 형성된다; 또 다른 예를 들면, 발화 패드는 다이아몬드 톱 또는 다른 절단 도구를 가지고 귀금속 재료의 와이어로부터 잘림 또는 슬라이스되고, 이는 그것의 형태를 정제하기 위하여 더 납작하거나 또는 금속작업이 될 수 있다.
발화 패드(38)는 다수의 용접 타입들, 테크닉들, 프로세스들, 단계들, 등에 의하여 GE 바디(18)에 부착될 수 있다. 이용되는 정확한 부착 방법은, 다른 고려들 중에서, 발화 패드(38)와 GE 바디(18)에 이용되는 재료들 및 발화 패드의 정확한 형상 및 사이즈에 의존할 수 있다. 하나의 예를 들면, 광섬유 레이저 용접 타입과 테크닉이 실행될 수 있고, 뿐만 아니라 용융 용접 풀(pool)을 보호하기 위하여, 쉴딩 가스(예를 들면 아르곤)를 포함하거나 또는 포함하지 않고 Nd:YAG, CO2, 다이오드, 디스크, 및 하이브리드 레이저 장비를 이용하는 다른 레이저 용접 타입이 실행될 수 있다. 광섬유 레이저의 예에서, 광 섬유 레이저는 키홀(keyhole) 용착부라 불리우는 용착부(44)를 생성할 수 있는 상대적으로 집중되고 높은 에너지 밀도의 빔을 발산하고, 다른 레이저 빔들이 또한 적합하게 집중되고 높은 에너지 밀도 빔과 키홀 용접을 생성할 수 있다. 빔은 비박동형 또는 연속된 파동 빔, 펄스빔, 또는 몇 가지 다른 타입일 수 있다. 도면의 실시예에서, 빔의 진입점은 스파킹 표면(78)에 있고, 방출된 열 에너지가 발화 패드(38)의 두께(T)를 통하여 전적으로 관통하고 면-대-면 인터페이스 아래로 수직으로 GE 바디(18) 내부로 관통한다. 빔은 스파킹 표면(78)에 관하여 일반적으로 수직 각으로 조준될 수 있고, 또는 다른 비-수직 각으로 조준될 수 있다. 특수한 예에서, 레이저 용접 빔은 500Hz 의 반복 비율, 2ms 의 펄스 주기, 0.7ms 의 펄스 폭, 35%의 듀티 사이클(duty cycle), 25mm/s 의 용접속도, 0.05 mm의 펄스-대-펄스 거리, 30SCFH 의 가스 흐름 비율, 및 70-100 W 의 레이저 파워를 가진다; 물론, 다른 실시예에서 레이저 용접 빔을 위한 다른 변수들이 가능하다.
또 다른 예의 부착 방법에서, 저항 용접은 레이저 용접 전에 예비적인 시침질(tack), 또는 레이저 용접 없이 부착을 위한 한번의 주요한 용접으로 실행된다. 어느 경우든, 도 8을 이제 참조하면, 레일들(43, 45)의 모양의 제 1 및 제 2 돌출부는 발화 패드(38)의 바닥 표면(47)로부터 돌출될 수 있다. 바닥 표면(47)은 어셈블리에서 GE 바디(18)의 작업 표면(28)과 대면한다. 저항 용접 프로세스 동안에, 전류 흐름은 레일들(43, 45)를 통하여 집중되고, 그리하여 레일들에서 증가된 열이 발생한다. 이런 방식으로, 저항 용접은 레일들(43, 35)에서 촉진되고 돌출부들이 없는 저항용접과 비교하여 보다 강한 용접이 발화 패드(38)와 GE 바디(18) 사이에서 형성된다.
레일들(43,45)에서 증가된 용접 온도들이 발화 패드가 작업표면(28)에 대항하여 평평하게 자리할 수 있어서, 이것은 또한 발화 패드(38)와 GE 바디(18) 사이에서 분리를 억제하거나 전적으로 못하게 할 수 있다. 도 8에서, 레일들(43, 45)은 라운드지고, 기하학적으로 선형이며, 바닥 표면(47)을 가로질러 전체에 걸쳐 있지만, 이것은 단지 하나의 예시이다. 다른 예에서, 돌출부는 v-형태 일 수 있고, 레일들은 도 8에 비교하여 줄일 수 있으며, 거의 두 개의 돌출부일 수 있고, 그리고/또는 돌출부들은 단순히 노브(knob) 모양의 돌기들일 수 있다. 그것들의 형태가 어떠하건 간에, 돌출부는 실시예마다 다른 높이(H)를 가진다. 특정한 예에서, 높이(H)는 대략 0.0005 인치(또는 0.0127 mm) 에서 0.002 인치(또는 0.0508mm), 또는 발화 패드(38)의 높이(H)는 두께 치수(T)의 절반일 수 있다. 물론, 다른 실시예들에서 높이(H)는 다른 값들을 가질 수 있다. 뿐만 아니라, 발화 패드(38)는 오일, 먼지, 그리고 용접 전에 패드의 외부 표면으로부터 다른 오염물질들을 제거하기 위해 청소될 수 있고; 이것은 또한 용접과 더 강한 용접점의 형성을 촉진한다.
여기에 기술된 어느 다른 실시예들에서, 발화 패드(38)는 도 9에 도시된 멀티-레이어 발화 패드의 형태로 제공될 수 있다. 멀티-레이어 구조가 특정한 실시예에서 채택되든, 다른 요소들 중에서, 발화 패드와 밑에 있는 전극 바디 및, 용접과 열 전달 특성 면에서 그것들의 양립성에 의해 선택된 정확한 재료들에 의해 의존될 수 있다. 도 9의 예는 베이스 금속 레이어(49) 와 귀금속 레이어(51)를 포함한다. 베이스 금속 레이어(49)는 얇은 귀금속 레이어(51)에 강도와 강성을 제공하는 뒤판으로 작용하고, 바람직하게는 GE 바디(18)의 초기 용접과 차후의 유지를 강화하는 재료로 구성된다. 다시 말해서, 몇 가지 경우에서 귀금속 재료는 GE 바디(18)에 직접적으로 베이스 금속 레이어(49)의 재료에 보다 쉽게 부착되고 유지될 수 있다( 얇은, 멀티 레이어 리본들을 제조하는 경우에서 처럼). 베이스 금속 레이어(49)를 위한 재료들의 예로는 Cr, Fe, Al, Mn, Si, 및/또는 다른 원소들을 포함 가능한 Ni-합금을 포함하며; 그리고 보다 특정한 예로는 Inconel® 600 또는 601 을 포함한다. 다른 한편으로는, 귀금속 층(51)은 전술한 바와 같이 스파크 갭(G)을 가로질러 스파크를 교환하고 순수한 귀금속으로 만들어질 수 있거나 또는 발화 패드(38)를 위한 상기에 언급한 귀금속 합금일 수 있다. 다시, 도 9의 멀티-레이어 발화 패드는, 여기에 상세하게 기술된 어느 실시예 뿐만아니라, 단일-재료 발화 패드의 대체로 도 3-7의 어느 실시예로 채택될 수 있다.
스파킹 플러그(10)의 제조공정 동안에, GE 바디(18)와 발화 패드(38)는 다른 방식들과 함께 준비되고 조립될 수 있다. 하나의 예에서, 도 10을 참조하면, 단계(100)에서 GE 바디(18)는 부착 인터페이스(24)에서 저항 용접 과정을 통하여 금속 쉘(16)에 부착될 수 있다. 도면에서 개요도는 종료되지 않은 상태이면서 그것이 최종 L-형태로 구부러지기 전의 GE 바디(18)를 도시한다. 단계(200)에서, 발화 패드(38)는 시침질(tack) 또는 저항 용접을 통하여 GE 바디(18)의 자유단부(46)에 예비적으로 부착된다 - 이러한 예시에서, 발화 패드는 다이아몬드 오리엔테이션을 구비한다. 이 단계에서 발화 패드의 측면 표면과 GE 바디의 자유단 표면 사이의 거리들( D1 , D2 및 D3 )은 전술한 값들과 관계들을 만족시키거나 또는 만족시키지 않을 수 있다. 단계(300)에서, 자유단부는 잘림 또는 절단 프로세스를 통하여 트림된다. 이러한 예에서 트리밍은 도 4와 관련되어 기술한 바와 유사하다. 그리고 여기에서, 거리들( D1 , D2 및 D3 )은 전술한 값들과 관계들을 만족시키게 되어 발화 패드(38)와 GE 바디(18)는 확장된 가연성과 플래임 커넬 성장 및 더 나은 열 관리를 제공한다. 마지막으로 도 10에서, 단계(400)에서 발화 패드(38)는 용착부(44)를 생성하는 레이저 용접을 통해 자유단부(46)에 보다 영구적으로 부착된다. 단계(400) 후에 벤딩과 갭핑 프로세스는 GE 바디(18)를 그것의 종료된 L-형태로 가져오기 위하여 실행될 수 있다.
다른 준비와 어셈블리 프로세스는 도 10에 기술된 그것들 보다 더, 덜, 그리고/또는 다른 단계들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 레이저 용접 프로세스는 트리밍 단계 이전에 실행될 수 있고- 도 5에 관련하여 전에 기술된 바와 같이 - 그 다음 잘림 또는 절단은 미부착 부(66)을 통하여 이루어 질 수 있다. 또 다른 예에서, 예비적 부착은 필요 없고 그 대신에 트리밍 전 또는 후에 단지 보다 영구적인 레이저 용접, 또는 예비적 부착이 기계식 클램핑과 같은 다른 방식이 제공될 수 있다. 다른 예에서, 트리밍 단계는 실행될 필요가 없고 발화 패드(38)는 다이아몬드 오리엔테이션을 구비할 필요가 없다- 이것은 도 3의 실시예에서 제공될 수 있다. 그리고 또 다른 예에서, 레이저 용접은 생략되거나 또는 저항 용접은 단계(400)의 영구적인 부착을 제공할 수 있다.
열 테스팅은 발화 패드(38)와 전극 바디 사이의 유지 성능을 관찰하기 위하여 실행된다. 테스팅에서, 발화 패드(38)와 전극 바디는 Pt30Ni의 발화 패드를 구비한 도 3 실시예와 유사하게 레이저 용접으로 부착된다. 일반적으로, 열 테스팅은 발화 패드(38), 전극, 용접(44)을 상대적으로 짧은 시간의 기간 동안에 증가된 온도에 드러내놓고, 그리고 나서 주위 온도까지 그것들이 냉각되게 한다. 테스팅은 전형적인 내부 연소 엔진에서 적용되는 그러한 경험보다 더 극심한 열 스트레스를 모의 확장하고 축소함을 의미한다. 일예에서 테스팅이 실시되면, 샘플 점화 플러그는 황동 재료로 만들어진 칼라(collar)와 같은 구조로 탑재된다. 칼라 구조는 샘플 점화 플러그의 쉘에 고정되고 전극 바디와 직접적인 접합부를 만들지 않는다; 탑재 구조는 열 싱크로 작용하며 냉각을 촉진시킨다. 그 다음 인덕션 히터는 발화 패드(38)와 전극 바디에 대략 1,700℉ 까지 약 20초 동안 가열하기 위해 이용된다. 그 후에, 발화 패드(38)와 전극 바디는 대략 실내 온도 또는 실내 온도를 약간 상회하는 온도까지 그대로 냉각되도록 한다. 이러한 온도의 상승과 하강은 단일 테스트 사이클을 구성하고, 열 테스팅은 수많은 샘플 점화 플러그에 실시된다. 평균적으로, 샘플 점화 플러그는 175 사이클을 발화 패드(38)와 전극 바디 사이에서 유지에 부정적으로 영향을 줄 수 있는 주요한 크래킹, 분리, 또는 다른 조건들을 전시됨이 없이 지속되는 것을 가능하게 한다. 175 사이클은 125 사이클 보다 상당히 크고 자주 그러한 생산물들을 위하여 수용되는 것으로 간주되고, 발화 패드가 어느 정도 얇은가에 관해서 예기치 않은 일이 된다. 테스팅에서 지속되는 사이클은 테스트된 얇은 발화 패드보다 훨씬 더 두꺼운 패드에 비교될 만 하고- 이것은 매우 예기치 않은 일이다. 모든 테스팅이 이러한 정확한 결과를 산출하지 않는다는 것에 감사해야 하고, 테스팅 실행의 결과를 변경할 수 있는 다른 요소들 뿐만 아니라, 다른 테스팅 패리미터들, 샘플들, 장비에 있어서 그러하다.
도 11 - 14를 이제 참조하면, 발화 패드(38)의 또 다른 실시예는 발화 패드(38)의 바닥 측(92)(도 13)으로부터 돌출된 돌출부(90)를 구비한다. 하기에서 보다 상세하게 설명하면, 전류 흐름은 저항 용접 프로세스 동안에 돌출부(90)를 통하여 집중되고, 그리하여 증가된 열은 돌출부(90)에서 발생된다. 이러한 방식으로, 돌출부(90)는 발화 패드(38)와 GE 바디(18) 사이에서 레이저 용접의 실행 없이 단지 저항용접을 통해 부착을 촉진하고, 한편 여전히 점화 플러그의 생성의 부착과 유지 요구를 만족한다. 도 11-14에 도시된 실시예에서는, 단일 돌출부(90)가 도시되어 있다. 도면에서 처럼 단일 돌출부는 복수개의 돌출부들보다 더 나은 유지와 부착 능력을 제공하는 것이 몇 가지 경우에서 발견되고 있다. 단일 돌출부(90)는 예를 들어, 비록 두 개 또는 세 개의 돌출부들은 여전히 다른 실시예(특히 두 개의 돌출부는 이전에 도 8에 관하여 기술되었고, 몇 가지 시시예들에서 도 11-14의 발화 패드(38)를 위하여 전술한 주제들이 적용된다)에서 적합하지만, 두 개 또는 세 개의 돌출부와 비교하면 GE 바디(18) 내로 더 나은 이동을 제공할 수 있다. 인과관계의 어느 이론들에 구속되고자 하는 의도가 없이, 일단 면-대-면 접촉이 저항 용접 가운데 발화 패드(38)와 GE 바디(18) 사이에서 형성되면, 저항-용접 용착부의 형성은 측정가능할 정도로 감소하고 전부 중단되는 것으로 보여진다. 그리고 단일 돌출부는 면-대-면 접촉을 확고히 하기 위해 저항 용접을 하는 동안의 시간이 더 길게 걸리게 하기 때문에, 그것은 GE 바디(18)에 보다 내부로 이동하게 하여 발화 패드(38)와 GE 바디(18) 사이에 향상된 유지와 부착이 달성된다. 더욱이, 단일 돌출부는 복수개의 돌출부보다 전류의 흐름이 더 큰 정도로 집중되게 할 수 있어, 또한 향상된 유지와 부착에 기여할 수 있다.
도 13을 이제 특별히 참조하면, 돌출부(90)는 일반적으로 둥근 쐐기와 같은 형태를 갖는다. 스파킹 표면(78)의 다른 편에 있는 발화 패드(38)의 다소 두꺼운 재료 부분은 돌출부(90)를 형성한다. 도 13에서 47의 점선은 대략적으로 도 8의 실시예의 바닥 표면(47)에 가깝고 돌출부(90)를 보다 분명하게 하기 위하여 설명적인 목적으로 도 13에 도시되었다. 점선(47) 위의 부분은 돌출부(90)를 구성한다. 이러한 실시예에서, 돌출부(90)는 발화 패드(38)의 모든 측들상에 바닥 표면(92)을 가로질러 전체에 걸쳐져 있다. 돌출부(90)는 발화 패드(38)의 제 1면(96)과 발화 패드(38)의 제 2면(98) 사이에 걸쳐져 있는 마루(crest)(94)를 구비한다. 도 13에 대략 가장 잘 도시된 바와 같이, 마루(94)는 돌출부(90)의 가장 높은 부분이다.("가장 높은"은 여기에서 도 13의 발화 패드의 방향을 참조하여 사용되고; 도 12에서는, 대조적으로, 마루(94)는 돌출부(90)의 가장 낮은 부분이다). 마루(94)는 발화 패드(38)의 가장 두꺼운 부분이며, 이는 스피킹 표면(78)과 바닥 측(92) 사이에서 측정된다. 마루(94)로부터, 돌출부(90)는 발화 패드(38)의 제 3면(100)을 향하여 두께가 점점 가늘어지고 발화 패드(38)의 제 4면(102)을 향하여 두께가 가늘어진다. 제 1경사 표면(104)은 마루(94)로부터 제 3면(100)으로 연속적으로 기울어져 있고, 제 2경사 표면(106)은 연속적으로 마루(94)부터 제 4면(102)까지 기울어져 있다. 다른 실시예에서, 돌출부(90)는 도 11- 14에서 도시된 것 보다 다르게 디자인들과 구조들을 가질 수 있다; 예를 들면, 돌출부(90)는 날카로운 쐐기 형태를 가질 수 있어서 단면의 윤곽은 V-형태를 닮을 수 있고, 그리고/또는 돌출부(90)는 바닥 측(92)을 완전히 가로질러서 걸쳐있을 필요가 없으며 그 대신에 그것의 경사진 표면(104,106) 및/또는 그것의 마루(94)는 발화 패드의 측들이 짧아지는 것을 중단하게 할 수 있다.
도 11 - 14의 실시예에서, 발화 패드(38)는 바람직하게는 적어도 니켈이 25 중량 퍼센트인 백금계 합금 재료로 구성되고, 보다 바람직하게는 대략 65 중량 퍼센트와 대략 75중량 퍼센트 사이의 양의 백금을 포함하고 대략 25 중량 퍼센트와 대략 35중량 퍼센트 사이의 양의 니켈을 포함한다. 계속해서, 보다 바람직하게는 도 11-14의 발화 패드(38)는 대략 70 중량 퍼센트 백금과 대략 30 중량 퍼센트 니켈 (예를 들면, Pt30Ni)로 구성 될 수 있다. 또 다른 실시예들은 다른 요소들, 예를 들면 하나 또는 그 이상의 다음들: 텅스텐(W), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 및/또는 레늄(Re)을 포함한 백금계 합금 재료들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 백금은 니켈보다 훨씬 더 큰 비용이 들며, 점화 플러그에서 사용하려고 설치하였을 때 니켈보다 훨씬 큰 내구성과 부식 저항성을 보여준다. 비용을 줄이기 위해서 점화 플러그 팁들에서 백금의 양을 줄이는 것이 바람직하지만, 내구성과 스파킹 성능은 위태롭게 된다. 이러한 고려에서, 발화 패드의 상대적으로 넓은 스파킹 표면(78)은 전체적으로 발화 패드(38)의 전반적인 내구성을 향상한다- 대부분은 주로 사용하는 동안에 스파크들을 교환하는데 이용가능한 표면 영역의 보다 큰 정도에 기인한다. 향상된 내구성을 가지고, 백금의 감소된 양이 제공되고 스파킹 실행에서 주목할만한 손실을 보여주지 않거나 또는 전혀 손실이 없이 니켈(예를 들면, Pt30Ni)은 보다 많은 양이 된다. 다른 말로 하면, 표면 영역의 보다 큰 범위는 백금의 원인이 되고 부수물들은 다른식으로 발생할 수 있는 내구성을 위태롭게 한다. 적합한 스파킹 성능이 유지되고 비용 절감이 실현될 수 있다. 여전히, 다른 실시예들에서, 도 11-14의 발화 패드는 도 9에 설명된 바와 같이 멀티-레이어 구성일 수 있고; 이러한 실시예들에서, 베이스 금속 레이어는 전에 기술한 바와 같이 니켈-계 합금으로 구성되게 되며, 귀금속 레이어는 이 단락에서 위에 상술한 바와 같이 백금계 합금 재료들로 구성되게 된다.
게다가, 니켈의 증가된 양은 발화 패드(38)와 GE 바디(18)를 부착하기 위해서는, 레이저 용접이 없이, 저항 용접 만으로 실행되는 것을 가능하게 한다. 전에 언급한 바와 같이, 돌출부(90)는 또한 레이저 용접을 선행하는 능력에 기여한다. 부착과 유지하려는 노력들로부터 레이저 용접을 제거하는 것은 공정 효율과 비용 절감을 향상시킨다. 향상된 니켈의 양은 용접능력과 유지의 관점에서 발화 패드(38)와 GE 바디(18)의 재료들 사이에서 양립성을 향상한다. 전술한 바와 같이, GE 바디(18)는 예를 들면 Inconnel® 600 또는 601 과 같은 니켈 합금 재료로 전형적으로 구성된다. 발화 패드(38)와 GE 바디(18)의 재료들이 그들 각각의 열 팽창 계수들 사이에서 차이점을 거의 보이지 않기 때문에 유지는 향상되고, 사용하는 동안에 서로에 관한 확장과 수축은 더 적은 정도가 된다.
발화 패드(38)와 GE 바디(18)를 부착하기 위해 채택된 저항 용접 프로세스는 제 1예비 저항 용접(자주 택(tack) 용접이라고 불리우는)과 제 2및 차후의 영구 저항 용접을 수반한다. 여전히, 저항 용접 과정은 오직 단일 저항 용접과 연관될 수 있다. 도 14는 저항 용접 프로세스를 실행하기 위해 이용될 수 있는 용접 아버(108)의 개략적인 표현을 도시한다. 물론, 다른 장비들이 저항 용접 프로세스에서 이용될 수 있는데 예를 들면 GE 바디(18)의 다른 면과 용접 아버(108)의 다른 면 상에 위치하는 또 다른 용접 아버 또는 저항 용접 전극과 같은 저항 용접 프로세스를 이용할 수 있다. 용접 아버(108)는 저항 용접 프로세스 동안 발화 패드(38)의 스파킹 표면(78)에 마주하고 접촉하는 페이스 표면(112)을 구비한 플레이트(110)를, 도 14에 도시한 바와 같이, 구비한다. 저항 용접 프로세스의 시작에서, 발화 패드(38)는 작업 표면(28)에 인접해있는 바닥 측(92)과 돌출부(90)를 구비한 GE 바디(18)의 작업 표면(28)에 대항해서 위치한다. 마루(94)는 돌출부(90)의 가장 낮은 부분이기 때문에, 마루(94)는 작업 표면(28)과 선-대-면 접촉을 한다. 비록 작업 표면(28)은 도 11, 12 및 14에 함몰부(114)와 함께 도시되었지만, 전류가 통과하기 전에 작업 표면(28)은 평면이고 어떠한 침강이 없으며, 그리하여 선-대-면 접촉이 이루어지게 된다. 선-대-면 접촉은 저항 용접 프로세스에서 이 지점에서 발화 패드(38)와 GE 바디(18) 사이에서 오직 인접할 수 있게 된다.
일단 준비가 되면, 전류는 개시될 수 있고 용접 아버(108)로부터 발화 패드(38)를 통하여 지나갈 수 있다. 동시에, 용접 아버(108)는 발화 패드(38)을 대항해서 누르는 힘이 가해질 수 있다. GE 바디(18)의 재료가 연하게 되기 시작하면, 발화 패드(38)는 작업 표면(28)내로 그리고 GE 바디(18)내로 침강한다. 함몰부(114)가 형성되고 면-대-면 접촉이 발화 패드(38) 및 그것의 돌출부(90)와 GE 바디(18)와 막-형성된 함몰부(114) 사이에서 성립된다. 이전에 언급한 바와 같이, 함몰부(114)는 미리 형성되지 않고 그 대신에 저항 용접 프로세스 동안에 형성된다. 왜냐하면 돌출부(90)는 함몰부(114)를 형성하고, 돌출부(90)와 함몰부(114)의 형태는 도 11,12 및 14에 도시된 바와 같이 서로 밀접하게 보완하기 때문이다.
발화 패드(38)에 압력이 가해지고 GE 바디(18) 내부로 침강할 때, 융해된 재료는 그들 사이로부터 이동되고 발화 패드(38)의 주변 에지(P)를 향하여 그것의 모양이 만들어진다. 도 14에 도시된 바와 같이, 이동된 재료는 플레이트(110)의 페이스 표면(112)에 인접하여 들어오고 그것의 움직임은 그리하여 부분적으로 그렇게 함으로써 국한된다. 이동된 재료는 발화 패드(38)의 주변 에지(P)를 완전하게 둘러싸게 될 수 있고, 또는 제 1 과 제 2 경사 표면(104,106)으로 이어지는 루트를 경유하여 제 3과 제 4 면들(100,102)에 주로 위치할 수 있다. 일단 응고되면, 대체된 재료는 저항용접 방출부(116)를 성립한다. 저항-용접 방출부(116)는 GE 바디(18)와 발화 패드(38) 둘 다로부터 재료들이 혼합되어 구성되는 것이 가능하고, 주로는 니켈 재료들로 구성될 수 있다. 도 12에 의하여 가장 잘 도시되는 것처럼, 저항-용접 방출부(116)의 최상부에 그리고 노출된 표면(118)은 발화 패드(38)의 스파킹 표면(78)과 일치한다. 실제로, 관련된 점화 플러그를 이용하는 동안에, 표면(118)은 스파크를 교환하고 그리하여 발화 패드(38)의 스파킹 표면을 또한 구성한다. 더욱이, 저항-용접 방출부(116)는 주로 니켈 재료로 만들어지기 때문에, 전술한 바와 같이 귀금속 재료의 양이 많이 포함된 재료들보다 트리밍 프로세스를 경유하여 더 손쉽게 잘려질 수 있다. 마지막으로, 일단 저항 용접 과정이 완료되면, 열-영향 존(120)이 GE 바디 내에 발화 패드(38) 아래에 형성된다. 열-영향 존(120)은 저항 용접 프로세스 동안에 부분적으로는 재료의 결과이거나 또는 더 잘 융해되는 결과이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 열-영향 존(120)은 일반적으로 발화 패드(38)와 저항 용접 방출부(116) 사이의 경계면 영역 사이에 국한된다.
전술한 내용은 하나 또는 그 이상의 본 발명의 바람직한 실시예들의 서술로 이해되어 져야 한다. 본 개시는 여기에서 공개된 특별한 실시예(들)로 제한되지 않으며, 오히려 하기 청구항들에 의하여 전적으로 정의된다. 전술한 서술들에 포함된 특별한 실시예들에 관한 진술들은, 상기 명확하게 정의된 용어 또는 문장을 제외하고는, 본 발명의 범위 또는 청구항에서 사용된 용어들의 정의에 제한됨으로써 해석되지 않는다. 공개된 실시예들에 대한 다양한 다른 실시예들과 다양한 변화들 및 변경들은 당업자들에게 명확할 것이다. 그러한 다른 모든 실시예들, 변화들, 및 변경들은 첨부한 청구항들의 범위내에서 의도된다.
여기의 상세한 설명과 청구항들에서 사용될 때, "예를 들면", "예", "예로는", "과 같은", "같은", 그리고 동사들 "포함하는", "구비하는", "포함한" 및 그들의 다른 동사 형태들은, 하나 또는 그 이상의 요소들 또는 다른 아이템들의 목록과 결합되어 사용될 때, 각각은 제약을 두지 않고 해석되고, 목록들은 다른, 추가적인 요소들이나 아이템들을 제외하는 것으로 고려되지는 않는다. 다른 용어들은 그것들이 다른 설명이 필요한 맥락에서 이용되지 않는 한 그것들의 가장 넓은 합리적인 의미를 이용하여 해석되어져야 한다.
10 : 점화 플러그
12 : CE 바디
14 : 절연체
16 : 금속 쉘
18 : GE 바디
20, 22 : 축방향 보어
24 : 부착 인터페이스
26 : CE 발화 팁
30 : 작업 표면
32 : 제 1 피스
34 : 제 2 피스
36 : 스파킹 표면
38 : 발화 패드
40 : 측면 표면
42 : 자유단 표면
43, 45 : 레일
47 : 바닥 표면
49 : 베이스 금속 레이어
51 : 귀금속 레이어
54 : 제 2 측면 표면
56 : 개방 측
60 : 제 2 자유단 표면
62 : 자유단 코너
64 : 제 3 자유단 표면
66 : 미부착 부
68 : 제 1 측면 표면
70 : 제 2 측면 표면
72 : 제 3 측면 표면
78 : 스파킹 표면
90 : 돌출부
92 : 바닥 측
94 : 마루
98 : 제 2 측
100 : 제 3 측
104 : 제 1 경사 표면
106 : 제 2 경사 표면
108 : 용접 아버
110 : 플레이트
112 : 페이스 표면
114 : 함몰부
116 : 저항 용접 방출부
118 : 표면
120 : 열-영향 존

Claims (21)

  1. 점화플러그에 있어서:
    축방향 보어를 갖는 쉘;
    축방향 보어를 갖고, 상기 쉘의 축방향 보어의 내부에 적어도 일부가 배치되는 절연체;
    상기 절연체의 축방향 보어의 내부에 적어도 일부가 배치되는 중심전극;
    상기 쉘에 부착되고, 니켈계 합금재료로 구성되는 접지 전극; 및
    상기 접지 전극에 부착되고, 적어도 25 중량 퍼센트의 니켈을 함유하는 백금계 합금 재료로 구성되는 발화 패드;를 포함하고,
    상기 발화 패드의 상기 백금계 합금 재료는 25 중량 퍼센트에서 35 중량 퍼센트까지의 니켈, 및 65 중량 퍼센트에서 75 중량 퍼센트까지의 백금을 포함하며,
    상기 발화 패드는 그의 바닥측으로부터 돌출된 돌출부를 갖고, 저항용접이 진행되는 동안 전류의 흐름이 이 돌출부에 집중되며, 상기 발화 패드와 상기 접지 전극 사이의 부착부는 저항-용접 용착부는 포함하되 레이저-용접 용착부는 포함하지 않으며, 상기 돌출부가 상기 발화 패드와 상기 접지 전극의 상기 니켈계 합금재료 사이의 상기 부착부에 레이저-용접 용착부가 없는 것을 용이하게 해주는 점화플러그.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 발화 패드의 상기 백금계 합금 재료는 30 중량 퍼센트의 니켈과 70 중량 퍼센트의 백금을 포함하는 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 발화 패드의 상기 백금계 합금 재료는 텅스텐(W), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 또는 레늄(Re)으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 돌출부는 상기 발화 패드의 제 1측면과 상기 발화 패드의 제 2측면 사이 상기 바닥 측을 가로질러 걸쳐 있는 단일 돌출부인 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 돌출부는 마루를 구비하고, 상기 마루는 상기 발화 패드의 제 3측면과 상기 발화 패드의 제 4측면 사이의 측면 표면을 가로질러 걸쳐있고, 상기 돌출부는 상기 발화 패드의 제 1측면을 향하여 상기 마루로부터 두께가 가늘어지고, 상기 돌출부는 상기 발화 패드의 제 2측면을 향하여 상기 마루로부터 두께가 가늘어지는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 발화 패드의 주변 에지(P) 주위에 적어도 부분적으로 위치하는 저항-용접 방출부(expulsion)를 더 포함하고, 상기 저항-용접 방출부는 상기 발화 패드의 스파킹 표면과 일치하는 상부 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 접지 전극에 위치하는 열-영향(heat-affected) 존(zone)을 더 포함하고, 상기 열-영향 존은 저항 용접 프로세스로부터 초래되고, 상기 열-영향 존은 발화 패드의 아래에 위치하고 상기 발화 패드와 상기 저항 용접 방출부 사이의 인터페이스 경계 내로 국한되는 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 발화 패드는 최대의 두께 치수(T)보다 적어도 몇 배 더 큰 스파킹 표면을 걸쳐 최대의 폭 치수를 구비한 얇은 패드인 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 발화 패드는 베이스 금속 층과 귀금속 층으로 된 멀티 레이어 발화 패드이고, 상기 베이스 금속 층은 니켈-계 합금 재료로 구성되고 상기 저항-용접 용착부를 통해 상기 접지 전극에 부착되고, 상기 귀금속 층은 적어도 25 중량 퍼센트의 니켈을 포함하는 백금계 합금 재료로 구성된 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 돌출부는 상기 발화 패드의 상기 바닥 측으로부터 돌출된 다수의 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 저항 용접 프로세스 동안에 전류 흐름이 집중되는 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
  12. 접지 전극상에 발화 패드를 위치시키는 단계, 여기서 상기 발화 패드는 상기 발화 패드의 바닥 측으로부터 돌출된 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부는 상기 접지 전극과 접촉한 선 대 면(line-to-surface) 접촉을 형성함; 및
    상기 발화 패드와 상기 접지 전극을 함께 프레싱하는 동안에 상기 돌출부와 상기 접지 전극 사이에 선-대-면 접촉을 통하여 전류를 통과시키는 단계, 여기서 상기 발화 패드는 상기 전류가 통과하는 가운데 상기 접지 전극 내로 적어도 부분적으로 침강되고 상기 돌출부와 상기 접지 전극 사이에 면-대-면 접촉을 생성하며, 상기 발화 패드는 그 이후 상기 접지 전극에 부착되고, 상기 접지 전극과 발화 패드 어셈블리를 구축함;
    을 포함하는 접지 전극과 발화 패드 어셈블리를 준비하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 돌출부와 상기 접지 전극 사이에서 형성된 상기 선-대-면 접촉은 상기 발화 패드가 상기 접지 전극 상에 위치되고 전류가 초기화 되었을 때 상기 발화 패드와 상기 접지 전극 사이에서 만들어진 유일한 접촉을 구성하는 것을 특징으로 하는 접지 전극과 발화 패드 어셈블리를 준비하는 방법.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 돌출부와 상기 접지 전극 사이에 상기 선-대-면 접촉을 통하여 전류를 통과시키기 위한 상기 발화 패드의 스파킹 표면에 대항하여 저항 용접 아버(arbor)를 프레싱하는 단계를 더 포함하고, 여기서, 상기 발화 패드가 적어도 부분적으로 상기 접지 전극내로 침강할 때, 재료는 그사이로부터 상기 발화 패드의 주변 에지(P)까지 이동되며, 이동된 재료는 상기 저항 용접 아버의 마주하는 표면에 대항하여 접하고 상기 이동된 재료의 상부 표면은 그렇게 함으로써 상기 발화 패드의 스파킹 표면과 일치하면서 유지되는 것을 특징으로 하는 접지 전극과 발화 패드 어셈블리를 준비하는 방법.
  15. 축방향 보어를 갖는 쉘;
    축방향 보어를 갖고, 상기 쉘의 축방향 보어의 내부에 적어도 일부가 배치되는 절연체;
    상기 절연체의 축방향 보어의 내부에 적어도 일부가 배치되는 중심전극;
    상기 쉘에 부착되고, 니켈계 합금재료로 구성되는 접지 전극;
    상기 접지 전극에 부착되는 발화 패드, 여기서 상기 발화 패드는 상기 발화 패드의 바닥 측으로부터 돌출된 단일 돌출부를 구비하고, 상기 단일 돌출부는 바닥 측을 가로질러 걸쳐있고 상기 발화 패드와 상기 접지 전극 사이에 부착부 상에 상기 접지 전극의 함몰부내에 수용되고, 상기 발화 패드는 점화 플러그를 이용하는 동안에 스파크를 교환하는 제 1 스파킹 표면을 구비함; 및
    적어도 부분적으로 상기 발화 패드의 주변 에지(P)를 둘러싸는 저항-용접 방출부, 여기서 상기 저항-용접 방출부는 상기 발화 패드의 제 1 스파킹 표면과 일치하는 제 2 스파킹 표면을 구비하고, 상기 제 2 스파킹 표면은 점화 플러그를 사용하는 동안에 스파크를 교환함;을 포함하는 점화 플러그.
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