KR102065618B1 - 내연기관용 스파크 플러그 튜브 시일링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관용 스파크 플러그 튜브 시일링에 관한 것이다. 이는, 링형 걸림턱을 갖는 시일링홈의 내부에 끼워진 상태로 스파크 플러그 튜브의 외주면과 밀착하는 링형부재로서, 상기 걸림턱의 상면에 수직으로 세워지며 시일링홈의 내주면과 밀착하는 외측링부, 상기 외측링부의 상단에 일체를 이루고 내측방향으로 하향 경사진 연결부, 상기 연결부의 하단에 일체를 이루며 상향 연장되고 스파크 플러그튜브의 외주면과 밀착하는 내측링부로 이루어진 고무재질의 시일본체와; 상기 외측링부에 위치하되 조립시 가해지는 수직 가압력을 전달받을 수 있도록 그 일부가 외측링부의 상부로 노출되고 나머지 부분은 외측링부내에 매립되는 노출형보강링을 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 내연기관용 스파크 플러그 튜브 시일링은, 외측링부 상단의 조립시가압부의 면적이 확장되어 조립시 강한 힘을 가하더라도 기계석 파손이 방지되고, 실린더 헤드커버의 걸림편의 폭을 좁일 수 있는 구조를 가져 전체적인 사이즈를 컴팩트화 할 수 있게 한다.

Description

내연기관용 스파크 플러그 튜브 시일링{Spark plug tube seal for internal combustion engine}

본 발명은 내연기관에 사용되는 스파크 플러그 튜브용 시일에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조립시 가해지는 압력에 의해 손상 또는 변형될 염려가 없는 내연기관용 스파크 플러그 튜브 시일링에 관한 것이다.

내연기관 중, 가솔린 엔진은 실린더의 연소실 내에서 연료와 공기를 혼합 및 점화시키고 연소에 따른 폭발력을 이용해 동력을 얻는 열기관이다. 또한, 흡입된 연료와 공기의 혼합기체를 점화시키기 위해서, 실린더의 헤드에는 고압의 전류를 순간적으로 방전시켜서 점화용 스파크를 발생하는 스파크 플러그가 설치된다.

상기 스파크 플러그는, 스파크 플러그 튜브에 수용된 상태로 보호 된다. 스파크 플러그 튜브는, 일정내경을 갖는 중공 튜브형 부재로서, 그 내부에 스파크 플러그를 수용하며 실린더 헤드 커버에 지지된다. 당연히 헤드 커버에는 스파크 플러그를 위한 구멍이 형성되어 있고, 구멍에는 다양한 방식의 시일링(seal ring)이 장착된다.

상기 시일링은, 연료의 연소로부터 발생하는 열에 대한 내열성과, 엔진 오일에 대한 내유성, 립 끝단부와 상대부와의 압력 접촉에 대한 영구변형을 방지하는 내압축성 등을 갖추도록 설계된다. 이를 충족하기 위해 시일링은 고무와 금속링의 이중 구조를 갖는다. 가령, 활성 염소기 타입의 아크릴고무 조성물과, 상기 고무 조성물의 내부에 매립되는 금속링의 이중 구조를 이루는 것이다.

상기 시일링에는 다양한 종류가 있으며, 그 중에는 도 1 및 도 2에 도시한 타입의 것도 있다.

도 1은 종래 스파크플러그 튜브 시일링(10)의 구조를 도시한 절제 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 튜브 시일링의 문제점을 설명하기 위한 단면도이다.

도시한 튜브 시일링(10)은 고무로 성형 제작되며 그 내부에 보강링(15)과 스프링(17)을 갖는다. 보강링(15)은 튜브 시일링(10)의 강도를 보강하기 위한 금속부재이다. 또한 스프링(17)은 튜브 시일링(10)에 끼워지는 스파크 플러그 튜브(40)를 화살표 a방향을 탄력 지지하는 것이다.

상기 튜브 시일링(10)은, 실린더헤드커버(21)에 형성되어 있는 시일링홈(21c)의 내주면(21a)에 밀착 지지되는 외측링부(11)와, 외측링부(11)의 도면상 하단부에 일체를 이루며 스파크 플러그 튜브(40)의 외주면에 밀착하는 내측링부(13)를 갖는다. 내측링부(11)는 고무 자체의 탄성력과 스프링(17)의 탄성력을 스파크 플러그 튜브(40)에 전달하여 밀폐 상태를 유지한다.

그런데 상기한 종래의 튜브 시일링(10)은, 실린더 헤드커버(21)에 대한 튜브 시일링(10)의 조립시, 외측링부(11)의 상단부, 즉 조립시가압부(11b)가 쉽게 파손된다는 단점이 있었다.

공지의 사실과 같이, 실린더 헤드커버(21)에 대한 튜브 시일링(10)의 조립은, 헤드커버(21)에 대한 튜브 시일링(10)의 이탈을 방지하기 위하여, 즉, 시일링(10)이 빠지지 않게 하기 위하여, 압입 방식으로 이루어진다. 말하자면, 시일링홈(21c) 내주면(21a)의 직경을, 외측링부(11)의 외경보다 어느 정도 작게 제작하여, 압입하여야 조립이 이루어지게 하는 것이다.

상기 조립시가압부(11b)의 파손은, 조립시가압부(11b)를 화살표 F방향으로 가압할 때의 물리적인 힘에 의해 발생한다. 튜브 시일링(10)의 외측면과 내주면(21a)에 그리이스(grease)를 도포한다 하더라도, 튜브 시일링(10)은 쉽게 끼워지지 않아, 매우 강한 힘으로 누르거나, 아니면, 망치나 고무망치로 타격하여 박아 넣어야 한다.

상기한 조립시가압부(11b)의 손상은, 외측링부(11)의 상단부, 즉, 조립시가압부(11b)의 폭(w)이 좁기 때문에 더욱 쉽게 발생한다.

또한, 도시한 바와 같이, 종래 튜브 시일링(10)은, 보강링(15)의 날카로운 상단부가 외측링부(11)의 상단부에 거의 근접하므로, (실린더 헤드커버에 대한 튜브 시일링(10)의 조립시) 보강링(15) 상단부를 덮고 있는 고무부위가 쉽게 벗겨져 너덜너덜 해지기 쉽다.

이에 더하여 종래 튜브 시일링(10)은, 시일링홈(21c)의 걸림턱(21b) 상에, 말하자면, 걸터앉는 조립 형태를 취하므로, 걸림턱(21b)의 폭(z)이 넓을 것을 요구한다. 시일링홈(21c)의 내경이 그만큼 커져야 한다는 의미이다. 실린더 헤드커버(21)의 사이즈를 컴팩트하게 제작할 수 없는 것이다.

국내 등록특허공보 제10-1365209호 (점화 플러그 튜브 씰링부재) 국내 등록특허공보 제10-0196361호 (스파크 플러그의 메탈 실) 국내 등록특허공보 제10-0598526호 (스파크 플러그의 밀봉캡) 국내 공개특허공보 제10-2017-0041249호 (개선된 시일을 가진 점화 플러그)

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 조립시 강한 힘을 가하더라도 기계적 파손이 방지되고, 실린더 헤드커버의 걸림편의 폭을 좁힐 수 있는 구조를 가져 전체적인 사이즈를 컴팩트화 할 수 있게 하는 내연기관용 스파크 플러그 튜브 시일링을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내연기관용 스파크 플러그 튜브 시일링은, 링형 걸림턱을 갖는 시일링홈의 내부에 끼워진 상태로 스파크 플러그 튜브의 외주면과 밀착하는 링형부재로서, 상기 걸림턱의 상면에 수직으로 세워지며 시일링홈의 내주면과 밀착하는 외측링부, 상기 외측링부의 상단에 일체를 이루고 내측방향으로 하향 경사진 연결부, 상기 연결부의 하단에 일체를 이루며 상향 연장되고 스파크 플러그튜브의 외주면과 밀착하는 내측링부로 이루어진 고무재질의 시일본체와; 상기 외측링부에 위치하되 조립시 가해지는 수직 가압력을 전달받을 수 있도록 그 일부가 외측링부의 상부로 노출되고 나머지 부분은 외측링부내에 매립되는 노출형보강링을 포함한다.

또한, 상기 노출형보강링은; 상기 외측링부의 상부로 노출되며 상기 가압력을 전달받는 일정폭의 수평노출부와, 상기 수평노출부에 직각을 이루며 외측링부의 내부에 매립된 수직매립부를 갖는다.

아울러, 상기 수직매립부는 시일링홈의 내주면에 대해 평행을 이루며, 상기 내측링부의 상단에는 스프링이 내장될 수 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 내연기관용 스파크 플러그 튜브 시일링은, 외측링부 상단의 조립시가압부의 면적이 확장되어 조립시 강한 힘을 가하더라도 기계적 파손이 방지되고, 실린더 헤드커버의 걸림편의 폭을 좁힐 수 있는 구조를 가져 전체적인 사이즈를 컴팩트화 할 수 있게 한다.

도 1은 종래 스파크플러그 튜브 시일링의 구조를 도시한 절제 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 튜브 시일링의 문제점을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관용 스파크 플러그 튜브 시일링의 절제 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 튜브 시일링의 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

후술할 본 실시예에 따른 스파크 플러그 시일링(seal ring)은, 내연기관의 실린더헤드커버에 형성되어 있는 다수의 시일링홈(21c)에 끼워지는 부품이다. 시일링은 시일링홈에 끼워진 상태로 스파크 플러그의 외주면에 접하며 밀폐를 유지한다.

알려진 바와 같이, 시일링홈(21c) 내부에 시일링을 끼우는 작업은, 의외로 꽤 큰 힘과 기술을 요구한다. 시일링홈에 한 번 끼워진 시일링이, 시일링홈으로부터 잘 빠지지 않도록 끼워야 하기 때문이다.

그런데, 시일링홈에 시일링을 끼우기 위해서는, 시일링을 시일링홈에 맞춘 상태로 시일링의 상단부를 큰 힘으로 눌러야 하는데, 가압력이 큰 만큼 시일링의 누름부위(이하, 조립시가압부(31b)에 기계적인 파손이 발생하기 쉽다. 예를 들어, 시일링을 시일링홈에 맞춘 상태로 고무망치로 타격하는 경우 조립시가압부(31b)에 충격에너지가 집중되어 변형이나 손상될 수 있는 것이다.

본 실시예에 따른 시일링(30)은, 이러한 조립시의 손상문제를 해결하기 위하여, 조립시가압부(31b)의 면적을 최대한 넓게 함으로써 충격에너지를 분산시킴과 아울러, 내장되는 금속제 보강링을 상부로 끌어올려 조립시가압부 상부로 노출시킨 특징을 갖는다. 금속제 보강링은 인가된 가압력을 수평으로 분산시켜 손상을 방지하고, 또한 튜브시일링(30)의 원주방향 어느 지점에 응력이 집중되는 것을 차단한다.

이러한 본 실시예에 따른 내연기관용 스파크 플러그 튜브 시일링(30)은, 아래의 구성을 갖는다. 즉, 링형 걸림턱을 갖는 시일링홈의 내부에 끼워진 상태로 스파크 플러그 튜브의 외주면과 밀착하는 링형부재로서, 상기 걸림턱의 상면에 수직으로 세워지며 시일링홈의 내주면과 밀착하는 외측링부, 상기 외측링부의 상단에 일체를 이루고 내측방향으로 하향 경사진 연결부, 상기 연결부의 하단에 일체를 이루며 상향 연장되고 스파크 플러그튜브의 외주면과 밀착하는 내측링부로 이루어진 고무재질의 시일본체와; 상기 외측링부에 위치하되 조립시 가해지는 수직 가압력을 전달받을 수 있도록 그 일부가 외측링부의 상부로 노출되고 나머지 부분은 외측링부내에 매립되는 노출형보강링을 포함하는 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관용 스파크 플러그 튜브 시일링의 절제 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시한 튜브 시일링의 단면도이다.

상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 내연기관용 스파크 플러그 튜브 시일링(30)은, 시일링홈(21c)에 끼워질 수 있는 직경을 갖는 링의 형태를 취하며 고무 재질로 성형된 시일본체(30a), 시일본체(30a) 내부의 노출형보강링(35) 및 스프링(17)의 구조를 갖는다.

시일본체(30a)는 통상의 고분자 고무재질로서 그 탄성이나 강도 등 물리적 성질은 필요에 따라 달라질 수 있다.

시일본체(30a)는, 외측링부(31), 연결부(34), 내측링부(33)를 갖는다. 외측링부(31)와 연결부(34)와 내측링부(33)는 일체를 이루며 대략 N자의 형태를 취한다.

외측링부(31)는, 걸림턱(21b)의 상면에 수직으로 세워지며 시일링홈 내주면(21a)과 밀착하는 부분이다. 외측링부(31)의 최대 두께(T)는 노출형보강링(35) 두께의 2배 이하이다. 외측링부(31)가 상기한 두께를 가지므로 걸림턱(21b)의 돌출거리(S)가 최소화 될 수 있음은 당연하다. 스파크 플러그 튜브(40)의 단부가 걸림턱(21b)의 사이에 끼워지므로, 상기 내주면(21a)을 내측방향, 즉, 스파크 플러그 튜브(40) 측으로 더욱 근접시킬 수 있다. 튜브시일링(30)의 구성을 보다 컴팩트화 시킬 수 있는 것이다.

연결부(34)는, 도면상, 외측링부(31)의 상단에 일체를 이루고 내측방향으로 하향 경사진 부분으로서, 그 하단부는 걸림턱(21b)의 내측 영역에 위치한다. 연결부(34)의 하향 연장길이는 시일링홈(21c)에 대한 스파크 플러그 튜브(40)의 삽입 깊이에 따라 다르게 설계된다.

상기 내측링부(33)는, 연결부(34)의 하단에 일체를 이루며, 도면상 상향 연장되고, 화살표 m방향으로 탄성 변형된 상태로 스파크 플러그 튜브(40)의 외주면과 밀착한다. 내측링부(33)의 상단부에는 스프링(17)이 내장된다. 스프링(17)은 내측링부(33)의 탄성력과 합세하여 스파크 플러그 튜브(40)를 더욱 강하게 죈다.

한편, 상기 외측링부(31)의 내부에는 노출형보강링(35)이 위치한다. 노출형보강링(35)은 일정두께를 갖는 금속판으로 성형 제작된 것으로서, 인서트사출방식을 통해 시일본체(30a)에 내장된다. 노줄형보강링(35)은 튜브시일링(30)의 물리적 성질을 강화시켜, 가령 튜브시일링(30)이 늘어지거나 수축하는 것을 방지한다.

노출형보강링(35)은, 그 단면 형상이, 말하자면, ㄱ자로 절곡된 형태를 취하는 것으로서, 수평을 유지한 상태로 원주방향으로 연장된 수평노출부(35a)와, 수평노출부(35a)에 일체를 이루며 직각으로 절곡되고 외측링부(31) 내에 매립되는 수직매립부(35b)로 이루어진다.

수직매립부(35b)는 내주면(21a)에 대해 일정간격을 이루며 평행하다. 수직매립부(35b)와 내주면(21a)의 사이에 시일본체(30a)의 일부가 개재되어 있으므로, 수직매립부(35b)에 대한 내주면(21a)의 미세 간격 변화가 가능함은 물론이다. 내연기관의 작동시 전달되는 진동을 흡수할 수 있다는 의미이다.

상기 수평노출부(35a)는, 외측링부(31)에 위치하되 조립시 외부로부터 가해지는 수직 가압력을 다이랙트로 전달받을 수 있도록 외측링부의 상부로 노출된다. 수평노출부(35a) 자체가 조립시가압부(31b)의 역할을 하는 것이다. 즉, 시일링홈(21c) 내부에 튜브 시일링(30)을 삽입할 때의 가압력이 수평노출부(35a)에 인가되는 것이다.

수평노출부(35a)는 그 자체가 금속이고 일정폭을 가지며 또한 원주방향으로 연장되어 링의 형태를 취하므로, 외부로부터 가해진 가압력은 순간적으로 고르게 분산되며 어느 한 곳에 집중되지 않는다. 가령 수평노출부(35a)를 고무망치로 타격한다 하더라도, 타격에너지가 외측링부(31)의 상단부를 파손시키지 않는 것이다.

상기한 바와 같이, 본 실시예에 따른 스파크 플러그 튜브 시일링(30)은, 시일링홈(21c)에 대한 조립시 파손의 발생 염려가 없고, 또한 걸림턱(21b)의 돌출거리(S)를 최소화 할 수 있어 장착공간의 최소화에 따른 외경을 축소할 수 있으며, 그에 따라 조립지그를 단순화 시킬 수 있는 것이다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10:튜브 시일링 11:외측링부
11b:조립시 가압부 13:내측링부
15:보강링 17:스프링
21:실린더헤드커버 21a:내주면
21b:걸림턱 21c:시일링홈
30:튜브 시일링 30a:시일본체
31:외측링부 31b:조립시 가압부
33:내측링부 34:연결부
35:노출형보강링 35a:수평노출부
35b:수직매립부 40:스파크 플러그 튜브

Claims (4)

1. 실린더헤드커버와 스파크 플러그 튜브 사이에 개재되는 것으로, 상기 실린더헤드커버의 링형 걸림턱을 갖는 시일링홈의 내부에 끼워진 상태로 상기 스파크 플러그 튜브의 외주면과 밀착하는 링형부재로서,
   상기 걸림턱의 상면에 수직으로 세워지며 시일링홈의 내주면과 밀착하는 외측링부, 상기 외측링부의 상단에 일체를 이루고 내측방향으로 하향 경사진 연결부, 상기 연결부의 하단에 일체를 이루며 상향 연장되고 스파크 플러그튜브의 외주면과 밀착하는 내측링부로 이루어진 고무재질의 시일본체와;
   상기 외측링부에 위치하되 조립시 가해지는 수직 가압력을 전달받을 수 있도록 그 일부가 외측링부의 상부로 노출되고 나머지 부분은 외측링부내에 매립되는 노출형보강링을 포함하는 내연기관용 스파크 플러그 튜브 시일링.
2. 제1항에 있어서,
   상기 노출형보강링은;
   상기 외측링부의 상부로 노출되며 상기 가압력을 전달받는 일정폭의 수평노출부와,
   상기 수평노출부에 직각을 이루며 외측링부의 내부에 매립된 수직매립부를 갖는 내연기관용 스파크 플러그 튜브 시일링.
3. 제2항에 있어서,
   상기 수직매립부는 시일링홈의 내주면에 대해 평행을 이루는 내연기관용 스파크 플러그 튜브 시일링.
4. 제1항에 있어서,
   상기 내측링부의 상단에는 스프링이 내장된 내연기관용 스파크 플러그 튜브 시일링.

Images