KR20000077150A

KR20000077150A - 글로 플러그 및 그 제조공정

Info

Publication number: KR20000077150A
Application number: KR1020000023793A
Authority: KR
Inventors: 엔들러막스; 알가이어마틴; 하우스너미하엘; 슈미츠하인쯔-게오르그; 비르비히울프; 그레베라인홀트; 카지미르스키한스-페터; 엘러마틴
Original assignee: 루에쯔 울리히; 베루 악티엔게젤샤프트
Priority date: 1999-05-05
Filing date: 2000-05-03
Publication date: 2000-12-26
Also published as: ES2204391T3; KR100708292B1; US6255626B1; DE19920758C1; ATE247257T1; JP2000337633A; EP1050716B1; DE50003242D1; EP1050716A1

Abstract

본 발명은 가열부(경우에 따라서는 제어부)에 연결된 내부 단자로 안내하는 가열 로드와, 플러그 본체에 인접한 부품으로부터 전기 절연된 상기 가열 로드(2)의 내벽이 되는 외부 단자로 구성되는 글로 플러그에 관한 것으로, 상기 본체(1)는 전기 절연 플라스틱재로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

글로 플러그 및 그 제조공정{Glow plug and process for its manufacture}

본 발명은 가열부(경우에 따라서는 제어부)에 연결된 내부 단자를 가진 가열로드를 구비하며 상기 가열 로드는 글로 플러그 본체에 대해 전기 절연된 글로 플러그 및 이러한 글로 플러그를 제조하는 공정에 관한 것이다.

내열 전기 절연이 가열 로드 내벽과 글로 플러그 본체 사이에 유리 밀봉의 형태로 삽입되기 위해서는 내부에 위치한 내부 단자와 금속제 글로 플러그 본체가 있는 금속으로 된 가열 로드를 구비한 글로 플러그를 형성한다는 것은 잘 알려져 있다. 이 때에, 금속으로 되어 있으며 각각의 단자부를 구비한 상기 글로 플러그 본체와 가열 로드, 이외에도 상기 글로 플러그 본체와 가열 로드 사이에 위치한 작은 유리관은 흑연 주형으로 삽입되며 유리가 용해될 때까지 난로에서 가열된다. 상기 단자부들은 세라믹 튜브에 의하여 서로 전기 절연된다. 주형된 유리가 냉각되고 경화된 후에 상기 글로 플러그 본체는 상기 가열 로드와 단자부들에 대해 고정되어 절연된다. 이러한 복잡한 제조공정에 있어서, 다른 무엇보다도 내열재를 반드시 투입하는 처리과정이 따라야 한다. 이러한 공정에 있어서, 예를 들어 공정중에 부품이 손상될 수 있기 때문에 제조의 정밀성 및 기능적 품질을 보장할 수 없다. 상기 언급된 글로 플러그 제조의 기술적 노력은 경제적인 비용에 상응한다.

마찬가지로, 최소한 상기 가열 로드를 세라믹재로 제조하자는 제안이 있었으며, 이 경우 다단계 제조공정에서, 세라믹재로 가열 로드를 형성하고 그 가열 로드를 구성하고, 연소하며 연마하는 특수 도구와 장치들이 반드시 구비되어야 한다. 또한, 상기 세라믹재로 된 가열 로드는 지지관과 연결되어야 하며, 종래의 설치에 있어서 상기 가열로드는 단지 완성된 글로 플러그 제조에 소모될 수 있다.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 안고 있는 환경하에서, 일반적으로 보다 특수하고 비싸며 소모적인 제조법을 탈피하여 상대적으로 크게 규정된 전극을 사용할 수 있게 하고, 제조의 고정밀성 및 기능적 품질을 가질 수 있으며, 특히 보다 개선되며 신뢰할 수 있는 측정 신호로 안내하는 이온 전류 측정을 사용할 수 있게 하는 글로 플러그를 사용하는 데에 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 글로 플러그의 실시예를 나타내는 부분 개략적 종단면도,

도 2는 본 발명에 따른 글로 플러그의 다른 실시예를 나타내는 부분 개략적 종단면도,

도 3은 본 발명에 따른 분리가능한 이온 전류 측정 슬리브를 구비한 글로 플러그의 부분 개략적 종단면도,

도 4는 도 3의 본 발명에 따른 글로 플러그의 변형된 실시예를 나타내는 부분 종단면도,

도 5는 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 나타내는 부분 종단면도,

도 6은 본 발명에 따른 글로 플러그의 실시예에 있어서 가열 로드의 단자 부위 말단을 나타내는 종단면도,

도 7은 본 발명에 따른 글로 플러그의 다른 실시예에 있어서 가열 로드의 단자 부위 말단을 나타내는 부분 종단면도,

도 8은 본 발명에 따른 글로 플러그의 또 다른 실시예에 있어서 단자 부위의 개략도,

도 9는 본 발명에 따른 글로 플러그의 또 다른 실시예를 나타내는 부분 횡단면도,

도 10은 본 발명에 따른 글로 플러그의 또 다른 실시예를 나타내는 부분 횡단면도이며,

도 11는 본 발명에 따른 글로 플러그를 구비한 배치를 나타내는 개략적 부분 종단면도이다.

본 발명의 목적은 청구항 1항부터 7항에 따른 글로 플러그 및 청구항 8항부터 13항에 따른 그러한 글로 플러그를 제조하는 공정을 통해 달성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 글로 플러그의 도시된 실시예는 내열은 되지만 전도하지 않는 플라스틱재로 이루어지며, 금속으로 된 일반적인 가열 로드(2)를 구비한 금속으로 된 일반적인 글로 플러그 본체(1)를 보여주는데, 상기 가열 로드(1)는 일반적으로 내부에 위치한 내부 단자(도시되지 않음)와 그 내부 단자에 연결된 가열부(경우에 따라서는 제어부)를 구비하고 있다.

상기 본체(1)의 압착 부위에서 그루브, 노치 그리고 기타 이와 비슷한 것들은 상기 가열 로드(2) 위에 형성될 수 있으며, 상기 본체(1)에 있는 그에 상응하는 핀에 꼭 들어맞을 수 있다.

본 발명에 따른 글로 플러그는 예를 들어 일반적인 상기 가열 로드(2)를 상기 플라스틱 본체(1)로 압축하거나 상기 본체(1)에 대한 플라스틱 성분으로 상기 가열 로드(2)를 압출 코팅함으로써 제조될 수 있다.

내부 단자 또는 가열 로드 내벽을 구비한 단자부(3 및 4)는 케이블 접속으로서 상기 글로 플러그의 단자 부위 말단으로부터 끌어 낼 수 있다.

도 2에 따른 실시예는 금속으로 된 본체(1)와 일반적인 가열 로드(2)를 도시한 것으로서, 상기 가열 로드(2)의 외부 내벽과 상기 본체(1)에 있는 상기 가열 로드(2)의 구멍 사이에서 플라스틱 절연(5)(예를 들어 열가소성 또는 열경화성의 내열 절연재로 이루어진)이 삽입되며, 상기 본체(1)에 있는 상기 가열 로드 구멍의 내벽에 또는 상기 가열 로드(2)의 외벽 위에 그루브 또는 홈이 구비되는 것이 바람직하며, 상기 본체(1)와 상기 가열 로드(2) 사이의 링의 틈에 있는 물질의 경화는 상기 가열 로드(2)와 상기 본체(1)로 이루어진 미리 장착된 유닛에서 이루어질 수 있다. 마찬가지로, 이러한 본 발명에 따른 글로 플러그의 실시예에서 상기 본체(1)로의 접촉 부위에 있는 플라스틱은 상기 가열 로드(2) 위에 또는 상기 본체(1)에 있는 상기 가열 로드 구멍의 내벽 위에 삽입될 수 있고, 이어서 그 위에 상기 가열 로드(2)와 상기 본체(1)는 축소, 압축 또는 드로잉에 의하여 서로 단단히 연결된다. 또한, 플러그 설치 후 상기 절연(5)이 상기 플러그 본체(1)와 실린더 헤드 사이에 고정되게 하기 위하여 밀폐대(1a)를 상기 절연(5)으로 덮을 수 있는 장점이 있다. 상기 절연(5)은 테플론 또는 베스펠과 같은 밀폐성이 좋은 내열 플라스틱으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 도 3의 글로 플러그의 실시예는 분리가능한 이온 전류 측정 슬리브(6)를 구비하고 있는데, 상기 이온 전류 측정 슬리브(24)는 연소 부위까지 돌출하며 상기 본체(1)에 대해 전기 절연(5)되어 있을 뿐만 아니라 상기 가열 로드(2)에 대해서도 전기 절연(7)되어 있다. 상기 가열 로드(2)의 내벽에 대한 접속은 튜브 형태로 상기 단자부(4)에 의하여 발생하며, 하나의 O링(8)은 상기 내부 단자(3)에 대해 절연되어 있으며 상기 가열 로드(2)의 내부를 밀폐하고 있다.

상기 본체(1)는 예를 들어 상기 이온 전류 측정 슬리브(6) 그리고 상기 튜브 형태의 외부 단자(4)와 함께 주입 주형기에 고정되며, 이어서 상기 절연 플라스틱모형(예를 들어 적합한 수지 또는 열가소성 물질)를 구비하는데, 이는 기계적인 고정 이외에 상기 본체(1)에 대한 상기 이온 전류 측정 슬리브(6)의 절연(5)을 발생케하고 상기 튜브 형태의 외부 단자(4)에 대한 상기 이온 전류 측정 슬리브(6)의 절연을 발생하기 위한 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 상기 이온 전류 측정 슬리브(6)는 플라스틱 성분이 전체 부위로 스며 들게 하고 밀폐된 공기가 새어 나올 수 있도록 천공된다. 또한, 상기 이온 전류 측정 슬리브(6)와의 접촉면에 있는 상기 가열 로드(2)는 예를 들어 세라믹으로 코팅(7)된다. 상기 가열 로드(2)는 드로잉, 축소 또는 회전에 의하여 상기 이온 전류 측정 슬리브(6)에 단단히 연결될 수 있다. 상기 가열 로드(2)에 대한 상기 이온 전류 측정 슬리브(6)의 절연은 예를 들어 세라믹 코팅(7)에 의하여 보장된다.

본 발명에 따른 다른 실시예는 도 3의 실시예에서와 같이, 도 4에 도시되어 있는데, 외부 단자로서의 튜브 형태의 연결관(4)이 결여되어 있기는 하지만, 외부 단자의 접속부(9)로서의 튜브 형태의 가열 로드 내벽은 상기 본체(1)로부터 끌어낼 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 도시한 것으로서, 부분 전기 절연 세라믹 코팅(7)은 상기 본체(1)로부터 나오게 되는 상기 가열 로드(2)의 부위에서 예를 들어 상기 가열 로드(2)의 헤드 말단 아래의 대략 5mm 이하까지 삽입되며, 실제 점화 부위를 도시하는 헤드 부위는 코팅공정중에 피복함으로써 코팅에서 벗어날 수 있다. 이 때에 규정된 이온 전류 전극이 상기 가열 로드(2)의 헤드 부위에 형성되며, 상기 이온 전류 전극은 일반적으로 연결된 실린더 헤드의 접지가 되는 반대 전극과 함께, 규정된 전기장을 이온 전류 영향권 내에 형성될 수 있다. 이러한 전기장의 "형성"은 예를 들어 링으로 형성되고 상기 가열 로드(2)의 헤드에 부착된 주형(10)을 부착함으로써 지탱될 수 있다. 이에 대한 대안으로서, 그러한 형성은 또한 상기 가열 로드(2) 전면의 형성에 꼭 필요한 형성일 수 있다.

도 6에서는 새로운 접속 변화, 특히 본 발명에 따른 상기 글로 플러그에 대한 변화를 도시하고 있는데, 상기 가열 로드(2)의 접속은 연결관(4)을 통해서 발생하며, 이러한 상기 연결관(4)은 상기 가열 로드(2)의 말단 구멍에 삽입되며, 상기 가열 로드(2)의 내부를 밀폐하기 위해, 상기 연결관(4)과 함께 상기 가열 로드(2)의 단자 부위 말단에 삽입되거나 축소되는 O링(8)이 배치되어 있다.

도 7의 본 발명에 따른 가열 로드 단자부의 다른 구조에서 상기 연결관(4)은 예를 들어 충격 용접에 의하여, 동축으로 상기 가열 로드(2)의 단자 부위 말단의 전면에 고정되며, 절연(11)은 상기 연결관(4)과 내부 단자(3) 사이에서 절연 튜브또는 절연성분(예를 들어 MgO)으로 삽입되어 있으며, 상기 O링(8)은 차례대로 절연되어 상기 내부 단자(3)을 상기 가열 로드(2)에 대해 고정시키며. 동시에 상기 가열 로드(2)의 내부를 밀폐한다.

도 8를 참조하면, 두 개 또는 다수의 극을 가진 플러그(12)는, 이미 연속적으로 설치되고 나사(13)에 부착된 나사 접속(14)에 의하여 글로 플러그에 접속될 수 있으며, 그 글로 플러그에서, 상기 내부 단자(3)의 접속은 종래의 내부 단자에서처럼 나선형의 말단으로 형성되며 상기 가열 로드(2)의 접속은 상기 본체(1) 위로 돌출하는 금속관으로서 칼라로 형성된다.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 글로 플러그의 또 다른 실시예는, 상기 연소 공간으로 돌출하는 상기 가열 로드(2) 부위에서 내열 절연층(7)(예를 들어 세라믹으로 이루어진)을 구비하고 있으며, 상기 가열 로드(2)와 본체(1) 사이에서 상기 절연(5)에 인접하는 것이 바람직하다. 이러한 층은 상기 가열 로드의 팁을 덮고 있기는 하지만, 상기 층이 실제 점화 부위를 형성하는 한, 예를 들어 대략 5 ~ 10mm의 부위를 덮지는 못한다. 이에 따라, 분로의 위험은 그을음이 감소되거나 저지됨으로써 상기 내열 절연층(7) 위에서 저지된다. 측정 신호, 예를 들어 이온 전류와 관련된 측정 신호는 실제 점화 부위를 형성하는 상기 가열 로드(2)의 절연되지 않은 말단 부위로부터 실린더 헤드를 통하여 받을 수 있으며, 이러한 부위에서 그을음은 주변온도 또는 상기 가열 로드의 온도에 따라 방열중에 소각된다.

도 9에 따른 실시예에서와 같은 방법으로, 도 10에 따른 다른 실시예에서 세라믹으로 이루어진 층 대신에 촉매층(20)이 구비된다. 상기 촉매층(20)은 저온의 상기 가열 로드 부위에서 그을음 층의 소각에 대한 촉매작용을 하는데, 그러한 촉매작용을 하는 층에 적합한 성분은 백금(Pt) 또는 팔라듐(Pd) 또는 이들 성분들의 내열 결합 또는 합금일 수 있다.

도 11의 본 발명에 따른 배치는 본 발명에 따른 글로 플러그를 도시한 것으로서, 상기 플러그는 세라믹 또는 다른 내열 절연재로 이루어진 실린더 헤드(22)에 위치되며, 이온 전류는 예를 들어, 상기 가열 로드(2)와 인젝터(23) 사이에서 측정될 수 있다.

본 발명에 따른 장점은 본 발명에 따른 글로 플러그를 간단히 제조할 수 있다는 것이다. 본 발명에 따른 글로 플러그의 제조공정은 대량생산에 적합하며, 현재까지의 일반적인 제조공정을 통합할 수 있는 것이며, 본 발명에 따른 글로 플러그는 부품의 형태 및 베어링의 결여(특히, 내부 단자의 결여)에 있어서, 밀폐부품 및 절연성분과 같은 상이한 부품 및 자재는 각각의 글로 플러그 부위의 서로 다른 작동온도에 맞춰질 수 있으며, 동시에 본 발명에 따른 글로 플러그는 연소공간 부위에서, 견고하며 면적이 넓은 전극을 사용할 수 있게 하며, 보다 정확하고 신뢰할 수 있는 이온 전류 측정 신호를 얻을 수 있다. 동시에 튜브 형태로 형성된 동축 접속은 간단한 단자부, 특히 내부 단자의 단자부를 허용한다.

Claims

가열부(경우에 따라서는 제어부)에 연결된 내부 단자로 안내하는 가열 로드와, 플러그 본체에 인접한 부품으로부터 전기 절연된 상기 가열 로드(2)의 내벽이 되는 외부 단자로 구성되는 글로 플러그에 있어서,

상기 본체(1)는 전기 절연 플라스틱재로 이루어짐을 특징으로 하는 글로 플러그.
제1항에 있어서,

상기 본체(1)와 상기 가열 로드(2) 사이의 압착 부위에서 상기 전기 절연(5)은 상기 가열 로드(2) 위에 또는 상기 가열 로드(2)에 인접한 상기 본체(1)의 보링 내벽 위에 전기 절연 플라스틱으로 이루어지는 코팅 형태로 형성됨을 특징으로 하는 글로 플러그.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 단자 부위에서 상기 가열 로드(2)의 내벽에 대한 전기 접속은 연결관으로서의 튜브 단면(4)에 의하여 발생하며, 상기 연결관의 한쪽 말단은 상기 가열 로드 내벽의 말단 부위에 있는, 그에 상응하는 구멍에 위치하며, O링(8)은 상기 가열 로드(2)의 내부를 밀폐하며 동시에 내부 단자(3)에 대해 상기 연결관(4)을 전기 절연함을 특징으로 하는 글로 플러그.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 연결관(4)은 상기 가열 로드(2)의 단자 부위 말단에서 예를 들어 점 용접에 의하여 고정되며 전기 절연재(11)를 삽입함으로써, 상기 연결관(4)에 의하여 신장된 상기 내부 단자(3)에 대해 전기 절연되며, 경우에 따라서는 상기 가열 로드(2)의 내부를 밀폐하고 상기 내부 단자(3)를 절연하기 위한 위치를 지정하기 위하여 상기 O링(8)이 구비됨을 특징으로 하는 글로 플러그.
제1항부터 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,

분리가능한 이온 전류 측정 슬리브(6)는 연소 공간으로 돌출하는 상기 가열 로드(2) 주변에 동축으로 구비되어 있으며, 상기 이온 전류 측정 슬리브(6)는 상기 본체(1)에 대해서 뿐만 아니라 상기 가열 로드(2)에 대해서도 절연되어 있으며, 상기 가열 로드(2)에 대한 절연은 상기 이온 전류 측정 슬리브(6)의 상기 가열 로드(2)와의 접촉 부위에서 내열 전기 절연 플라스틱재 또는 세라믹으로 된 코팅으로 형성되는 것이 바람직함을 특징으로 하는 글로 플러그.
제1항부터 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,

연소 공간으로 돌출하는 상기 가열 로드(2) 부위는(점화 부위로서 상기 가열 로드 팁을 제외하고) 상기 내열 전기 절연 플라스틱재 또는 세라믹재(7)로 코팅됨을 특징으로 하는 글로 플러그.
제1항부터 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,

연소 공간으로 돌출하는 상기 가열 로드(2)의 부위는(점화 부위로서 상기 가열 로드 팁을 제외하고) 그을음 층을 방지하기 위한 촉매재를 포함하거나 그 촉매재로 이루어진 층을 구비하고 있음을 특징으로 하는 글로 플러그.
상기 가열 로드(2)는 전기 절연 플라스틱재로 이루어지는 압출 코팅에 의하여 상기 본체(1)에 연결됨을 특징으로 하는 절연된 가열 로드를 구비한 글로 플러그를 제조하는 공정.
상기 가열 로드(2)는 규격 생산된 플라스틱 본체(1)에서 압축됨을 특징으로 하는 절연된 가열 로드를 구비한 글로 플러그를 제조하는 공정.
상기 전기 절연 플라스틱은 상기 가열 로드(2)와 금속으로 된 상기 본체(1) 사이의 링의 틈에 삽입됨을 특징으로 하는 절연된 가열 로드를 구비한 글로 플러그를 제조하는 공정.
제10항에 있어서,

상기 플라스틱은 액체 또는 분말 형태로 삽입되고 경화됨을 특징으로 하는 절연된 가열 로드를 구비한 글로 플러그를 제조하는 공정.
제8항부터 제11항 중의 어느 한 항에 있어서,

글로 플러그 본체에 대한 접속은 연결관(4)에 의하여 이루어지며, 상기 연결관(4)은 삽입된 O링(8)과 함께 상기 내부 단자(3)에 인접함을 특징으로 하는 절연된 가열 로드를 구비한 글로 플러그를 제조하는 공정.
제12항에 있어서,

상기 본체(1)의 단자 부위 말단에 있는 상기 연결관(4)은 예를 들어 충격 용접에 의하여 고정되고 상기 연결관(4)과 상기 내부 단자(3) 사이에 O링 또는 절연성분(MgO와 같은)의 형태로 절연(11)될 때, 절연은 상기 단자 부위에 있는 상기 내부 단자(3)와 상기 본체(1) 사이에서 상기 O링(8)에 의하여 발생됨을 특징으로 하는 절연된 가열 로드를 구비한 글로 플러그를 제조하는 공정.