KR20020001573A - 점화 플러그 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중앙 전극(3); 중앙 전극(3)의 주위를 둘러싼 절연체(2); 절연체(2)의 주위를 둘러싼 금속 동체(1); 스파크 방전 공극을 형성하도록 중앙 전극(3)에 대향 배치된 접지 전극(4); 밀봉재를 포함하는 밀봉재층(61)를 포함하는 점화 플러그에 관한 것으로, 여기서 밀봉재는 탈크를 포함하며, 밀봉재는 공간을 밀봉하도록 절연체(2)의 외면과 금속 동체(1)의 내면 사이의 공간에 충전되고, 밀봉 밀봉재는 충전 밀도가 1.5 g/㎤∼3.0 g/㎤이거나 또는 밀봉 밀봉재층(61)은 1 종 이상의 무기 물질 및 실리콘 바인더를 2∼7 중량%의 함량으로 포함한다.

Description

점화 플러그 및 이의 제조 방법{SPARK PLUG AND METHOD OF MAKING THE SAME}

본 발명은 점화 플러그 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 점화 플러그에서, 연소실로부터 기체 누출을 체크하기 위한 공간을 밀봉하기 위해 금속 동체의 내면과 절연체의 외면 사이의 공간에 주로 탈크로 충전된 것으로 이루어진 밀봉재층이 제공된 구조가 주지되어 있다. 점화 플러그는 연소 챔버내에서 연소 공정에 생성된 연소 기체의 영향으로 인해서 고온과 고압에 노출되며, 때때로, 진동을 수용하는 극심한 환경하에서 처하게 될 수도 있으며, 그러므로 점화 플러그는 이러한 환경하에서의 성능 완성이 요구되며, 특히, 밀봉재에서의 밀봉성을 충분하게 확보하는 것이 바람직하다.

최근, 가솔린의 직접 분사 또는 희박 연소계는 고출력 및 저에너지 연소를 실현시키기 위한 장치로서 광범위하게 발전되고 있다. 이러한 엔진은 밸브의 직경이 확장되거나 또는 실린더 헤드의 중앙에서 거의 점화 홀에 밸브가 위치하게 되는 경향이 있으며, 점화 플러그의 크기를 감소시키고자 하는 수요로 인해서 이의 직경이 가능한한 감소되어 왔다. 실제로, 렌치(wrench)와 같은 것을 끼워맞추기(fit) 위해 엔진을 부착시키기 위한 도구 맞물림 부분의 2 개의 평행 대향면 사이의 거리는 통상적으로 16 ㎜ 이상이며, 이는 16 ㎜로부터 16 ㎜ 미만, 예를 들어 14 ㎜ 정도로 감소되어야만 하였다. 이와 같은 소형화 추세에 대한 수요를 충족시키면서, 밀봉 특성(느슨함 방지) 및 내충격성을 감안한 점화 플러그를 제공하고자 하는 것이 요구되었었다.

따라서, 본 발명의 목적은 탈크를 주성분으로 하는 분말을 사용하여 고온의환경하에서 우수한 밀봉 특성을 보장하면서 밀봉재층을 갖는 점화 플러그를 제공하고자 하는 것이다. 특히, 본 발명은 내충격성과 밀봉 특성이 우수한 소형화된 점화 플러그 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 한 구체예인 점화 플러그를 도시하는 수직 단면도를 도시한다.

도 2는 도 1의 점화 플러그에 사용하고자 하는 밀봉재 분말의 조절법의 설명도를 도시한다.

도 3a∼도 3e는 밀봉재 분말의 과립화 및 성형 방법의 설명도를 도시한다.

도 4는 성형체의 가열 및 수분량의 조절 방법의 설명도를 도시한다.

도 5는 점화 플러그의 설치 공정의 설명도를 도시한다.

도 6은 도 5에서 연속하는 설명도를 도시한다.

도 7은 도 6에서 연속하는 설명도를 도시한다.

도 8은 점화 플러그를 설치하는 또다른 공정의 설명도를 도시한다.

도 9a 및 도 9b는 도 1의 A-A 선의 평면도 및 24 개의 모서리를 갖는 평면도(Bi-HEX 형태)를 도시한다.

도 10은 도 1의 확대도이다.

전술한 문제점을 해소하기 위해서는, 본 발명은 중앙 전극, 중앙 전극의 주위를 둘러싼 절연체, 절연체의 주위를 둘러싼 금속 동체 및 스파크 방전 공극을 형성하도록 중앙 전극에 대향 배치된 접지 전극을 포함하고, 밀봉재를 포함하는 밀봉재층을 포함하고, 절연체의 외면과 금속 동체의 내면 사이의 공간을 밀봉하도록 공간에 충전된, 주로 탈크를 포함하는 밀봉재를 제공하는 점화 플러그로서, 밀봉재는 충전 밀도가 1.5 g/㎤∼3.0 g/㎤인 것을 특징으로 하는 점화 플러그를 제공하고자 한다.

밀봉재의 충전 밀도가 1.5 g/㎤∼3.0 g/㎤이 되도록 절연체의 외면과 금속 동체의 내면 사이의 공간에서 밀봉재층을 충전시키는 경우, 밀봉재의 상용성이 크게 개선되며, 밀봉재층의 밀봉 특성이 강화된다. 그리하여, 진동, 압력 및 기타의 요인에 의해 밀봉재층에 부하를 생성하는 조건을 사용한 극심한 환경에 노출될 경우, 금속 동체와 절연체 사이에는 기밀성이 양호하게 형성된다. 특히, 점화 플러그에서는, 스파크 방전 공극이 형성된 면을 전면으로서 취하는 경우, 금속 동체의 원주부의 후면은 외부와 대면하는 압입 부분을 형성하며, 전술한 밀봉재층에 따라 결정되는 고온 및 고압에서 조차도 열화가 발생하기가 곤란하며, 입입 부분은 밀봉 특성을 강화시키기 위해 느슨하게 되는 것이 방지되도록 하는 것이 유용하다.

점화 플러그에서, 엔진에 부착하기 위한 금속 동체에서 형성시키고자 하는 도구 맞물림 부분의 2 개의 평행한 대향면 사이의 거리(이하에서는 "대향면 크기"로 칭함)가 W인 경우, W〈16 ㎜이고, 금속 동체내의 밀봉재층을 둘러싼 부분의 내경 D_s은 9.0 ㎜〈D_s〈13.0 ㎜을 충족하고, 절연체의 밀봉재층을 둘러싼 부분의 외경이 D_I인 경우, D_s-D_I〉1.6 ㎜이고, D_I≥7.0 ㎜이며, 밀봉 충전제의 충전 밀도는 1.5 g/㎤∼3.0 g/㎤인 것이 바람직하다.

소형 점화 플러그의 경우, 금속 동체 및 절연체는 직경 감소가 요구되고 있다. 특히, 대향면 크기는 16 ㎜ 미만이 될 것이 요구하고 있다. 반대로, 점화 플러그의 기계적 강도면에서, 절연체의 크기 감소는 충분한 강도를 지녀야한다는 점에서 제한적이다. 따라서, 밀봉재층이 금속 동체와 절연체의 사이에 제공되지 않고, 이러한 점화 플러그는 절연체의 직경이 크게 되도록 하는 구조를 갖게 된다. 밀봉재층이 없이 설계된 점화 플러그는, 내충격성이 약하고 기밀성이 충격후 상당히 저하되는 문제점을 내포하게 된다. 이러한 문제점은 툴 계합부의 양측치수가 16mm 이하인 16mm 미만인 스파크 플러그에서 현저하게 나타나는데 그 이유는 금속 쉘의 두께에 대한 필연적인 부족이 그 강도는 약하게 하기 때문이다.

대향면 크기가 16 ㎜ 미만인 소형 점화 플러그에서, 절연체 및 금속 동체의 크기는 전술한 바와 같이 (제2의 발명에서), 밀봉재층은 완충 작용 발생을 위한 금속 동체에 적절한 충격을 가하도록 금속 동체와 절연체의 사이에 제공되어 내충격성과 기밀성을 충족하는 구조체가 형성될 수 있다. 특히, 충전 밀도가 1.5g/㎤∼3.0 g/㎤ 범위내가 되도록 조절한 밀봉재를 제공하는 경우, 금속 동체의 내면과 절연체의 외면 사이의 직경차는 종래의 것에 비하여 감축되었으며, 밀봉재층의 양을 제한하는 소형 점화 플러그의 경우에서조차도 내충격성과 기밀성이 우수한 구조체가 형성될 수 있다.

점화 플러그를 소형화하는 것은 금속 동체의 내면과 절연체의 외면 사이의 직경차를 감소시키게 되며, 그 차이가 D_S-D_I〉1.6 ㎜이 되게 함으로써 절연체와 금속 동체 사이의 공극에서의 적절한 밀도(충전 밀도 1.5 g/㎤∼3.0 g/㎤인)로 밀봉재층을 균일하게 충전시킬 수가 있다. 밀봉재가 분말인 경우, D_S-D_I차가 1.6 ㎜ 미만이면, 분말을 충전할 때 이차는 너무 작은 것이 되어 밀봉재층을 충전시키는 것이 곤란하게 된다. 반대로, 사전에 분말로 미리 형성된 성형체(고리)가 금속 동체와 절연체 사이의 공간에 충전되는 경우, 고리의 두께는 0.8 ㎜ 미만이나, 이와 같은 얇은 고리의 형성에 어려움이 낮은 강도를 야기한다. 또한, 절연체의 외경 D_I이 7.0 ㎜ 미만인 경우, 이의 불충분한 강도는 점화 플러그의 기능을 약화시킨다. 이와 반대로 D_I≥가 7.0 ㎜인 경우, 절연체에 충분한 강도가 부여될 수 있다.

그런데, 전술한 바와 같은 점화 플러그에서는, 금속 동체의 두께(실제로는 도구 맞물림 부분의 두께)는 필요량보다 크게 되는 것이 구조적으로 곤란하다. 따라서, 충전 밀도가 3.0 g/㎤ 보다 큰 경우, 밀봉재층의 충전시 높은 압력이 가해져야 한다. 이러한 높은 압력은 도구 맞물림 부분의 변형을 야기하며, 그 결과 공차로부터의 벗어남이 야기된다. 그러므로, 밀봉재층의 충전 밀도가 상기의 크기 결정에서 3.0 g/㎤인 것 (즉, W〈16 ㎜, 9.0 ㎜〈D_S〈13.0 ㎜, D_S-D_I〉1.6 ㎜ 및 D≥7.0 ㎜)이 바람직하다. 그래서, 밀봉재층의 충전 밀도가 3.0 g/㎤ 이하인 경우, 금속 동체의 두께를 크게 하는 것이 곤란한 소형 점화 플러그에서도, 충전 밀도는 허용치 내에서 금속 동체의 변형을 제한하도록 증가되어 정확도가 높아지며, 충분한 강도를 유지하기 위해서는 대향면 크기 W가 12 ㎜ 이상인 것이 바람직하다.

본 발명은 또한 금속 동체의 내면에 절연체를 배치하고, 금속 동체와 절연체의 사이의 공간에 주로 탈크인 절연재의 분말을 충전시켜 분말 충전층을 형성하는 충전 단계;

밀봉재층을 형성하도록 상기한 조건하에서 분말 충전층을 압착시키는 압착 단계;

충전 단계 이전에, 충전된 분말을 상기 공간에 해당하는 고리 형태로 성형하는 성형 단계를 포함하며,

여기서 충전 단계에서는 충전된 분말의 성형체가 상기 공간에 배치되고, 압착 단계에서는 분말 충전층으로서 성형체를 성형 단계에서의 압력보다 높은 압력에서 압착시켜 충전 밀도가 1.5 g/㎤∼3.0 g/㎤인 밀봉재층을 형성하는 것을 포함하는 상기의 점화 플러그의 제조 방법에 관한 것이다.

충전 공정을 수행하기 이전에, 충전된 분말을 상기 공간에 해당하는 고리 형태로 성형하기 위한 성형 단계를 수행하는 경우, 고정량의 원료 물질 분말을 금속 동체와 절연체 사이의 좁은 공간에 용이하고 정확하게 충전할 수 있으며, 그리하여 생산 효율을 강화시키게 된다. 성형 단계를 수행하기 이전에, 우선 탈크 분말의 평균 직경을 30∼200 ㎛로, 탈크 분말의 겉보기 밀도를 0.5 g/㎤∼1.3 g/㎤가 되도록 조절하는 것이 바람직하다. 즉, 성형 공정에서 이러한 범위로 조절한 탈크 분말을 사용하는 것이 추천된다. 겉보기 밀도를 조절함으로써, 주로 탈크 분말로 이루어진 적절한 강도를 갖는 고리형 성형체가 형성될 수 있으며, 그리하여 적절한 밀도가 밀봉재층에 형성될 수 있다.

겉보기 밀도가 0.5 g/㎤ 미만인 경우, 고리형 성형체는 강도가 부족하게 될 수 있으며, 충분한 충전 밀도 및 균일한 밀도를 갖는 밀봉재층을 형성하는 것이 곤란해진다. 반대로, 1.3 g/㎤을 초과하는 경우, 밀봉재층(성형체)이 충전되는 경우, 처리 압력이 커야만 하는데, 이는 도구 맞물림 부분이 아마도 허용치를 벗어나게 됨으로써 이러한 압력에 의해 변형될 수 있다. 또한, 밀봉재 분말을 30∼200 ㎛으로 조절하는 경우, 겉보기 밀도는 정확하게 높은 것으로 측정될 수 있다. 평균 직경이 30 ㎛ 미만 또는 200 ㎛보다 큰 경우, 적절한 겉보기 밀도를 제공하는 것이 곤란하게 된다. 평균 직경은 80∼150 ㎛인 것이 바람직하다.

실제로, 원료 물질 분말을 소정의 직경으로 조절하면서 충전 분말을 생성하기 위한 충전 분말재 제법 뿐 아니라, 상기 범위내로 조절된 탈크 분말 및 바인더를 혼합하기 위한 원료 물질 분말 제법을 갖출 수가 있게 된다. 밀봉재층은 밀봉재 분말로 이루어진다. 이러한 절차는 이하에서 상세히 언급될 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 도 1에 도시된 본 발명의 일례인 절연체를 포함하는 점화 플러그(100)는 원통형 금속 동체(1), 이의 단부(21)가 금속 동체(1)의 전단부로부터 돌출된 금속 동체(1)의 내부에 끼워맞춰져 있는 절연체(2), 단부가 돌출되어 있는 절연체(2)의 내부에 배치된 중앙 전극(3) 및, 한 단부는 금속 동체(1)에 연결되고 다른 단부는 중앙 전극(3)의 단부와 대향되는 접지 전극(4)을 포함한다. 접지 전극(4)과 중앙 전극(4)의 사이에는 점화 공극(g)이 형성되어 있다.

절연체(2)는 예를 들면 알루미나 또는 알루미늄 질화물와 같은 세라믹 소결 물질로 이루어졌으며, 축상 방향으로 관통하는 중앙 전극(3)을 끼우맞추기 위한 내부면에서의 관통공(6)을 포함한다. 단부 고정물(13)은 관통공(6)의 한 단부에 삽입 고정되어 있으며, 중앙 전극(3)은 이의 다른쪽 단부에 삽입 고정되어 있다. 저항기(15)는 단부 금속 고정물(13)과 중앙 전극(3)의 사이의 관통공(6)에 배치된다. 저항기(15)는 이의 양단부에서 전도성 유리 밀봉층(16 및 17)을 통해 중앙 전극(3)과단부 금속 고정물(13)에 전기 접속된다.

금속 동체(1)는 점화 플러그(100)의 하우징을 형성하는 저탄소강으로 이루어진 원통형으로 형성되어 있다. 이는 점화 플러그(100)를 엔진 블록(도시하지 않음)에 나사 고정시키기 위한 나사홈(7)이 그 둘레에 형성되어 있다. 도면 부호 1e는 스패너 또는 렌치와 같은 도구를 끼워맞춰서 금속 동체(1)에 체결시키는 위한 상에서의 육각형의 너트 부분이다. 반대로, 금속 동체(1)의 후면 개방부의 내부와 절연체(2)의 외면 사이에 형성된 고리 형태의 공간에서 플랜지형 돌출부(2e)[또한, 이를 이하에서 "제1의 절연체면의 맞물림 돌출부(2e)"로 칭함]의 후방 단부를 맞물리게 하기 위해 고리형 충전부(라인 충전 62)를 배치한다. 추가의 후방면에서, 고리형 밀봉재(밀봉재 60)는 밀봉재층(61)을 통해 배치된다. 절연체(2)는 금속 동체(1)에 삽입되며, 이러한 조건하에서, 금속 동체(1)는 밀봉재(60)를 향해 이의 후면 단부에서 코킹 가공되어 코킹 가공 부분을 형성하여 절연체(2)가 금속 동체(1)에 고정된다.

금속 동체(1)는 탄소강과 같은 금속 블랭크 시이트를 굴곡시켜 고리형 부분인 가스켓(30)과 함께 나사홈 부분(7)의 기부에 장착되며, 나사홈 부분(7)은 원통형 헤드면의 나사홈 구멍으로 나사결합을 하면서 진행되고, 축상 압착되고, 금속 동체(1)의 도구 맞물림 부분보다 더 앞쪽의 전면부에 형성된 플랜지형 기체 밀봉부(1f) 및 나사홈 구멍의 개구 단부 사이에서 분쇄되어 변형됨으로써, 가스켓(30)은 나사홈 구멍과 나사홈 부분(7)의 사이의 공극을 충전시키는 역할을 하게 된다.

그 다음, 밀봉재층(61)에 대해 설명하고자 한다.

본 발명에 의한 점화 플러그(100)에서, 밀봉재층(61)은 금속 동체(1)의 내면과 절연체(2)의 외면 사이에 형성된 고리형 공간에서의 충전 밀도가 1.5∼3.0 g/㎤이 되도록 충전한다. 이러한 범위를 만족하면서 충전시킴으로써, 높은 압착을 유지하며, 내충격성을 증가시키게 된다. 그런데, 이러한 범위는 2.0∼3.0 g/㎤인 것이 바람직하다. 밀봉재층(61)의 충전 밀도가 2.0 g/㎤ 이상인 경우, 내충격도가 더욱 증가되며, 높은 압착은 매우 바람직한 정도로 유지된다. 밀봉재층(61)은 실온(25℃) 및 비점 150℃에서 액상을 유지하는 것이 바람직한 바인더를 함유한다. 그리하여 밀봉재층(61)의 내열성이 증가되며, 고온에서 품질이 안정하게 유지된다(즉, 고온에서 조차도 열화가 덜 발생함). 밀봉재층(61)에 사용하고자 하는 바인더의 바람직한 예로는, 물유리로서의 무기물질(이하에서는 "무기 바인더"라 칭함), 콜로이드성 실리카, 인산알루미늄 또는 실리콘 오일로서의 실리콘(이하에서 "실리콘계 바인더"로 칭함) 또는 실리콘 바니쉬 등이 있다. 바인더로서 이와 같은 무기 물질 또는 실리콘을 사용하는 경우, 밀봉재층(61)은 고온에서의 조건을 사용하는 극심한 환경하에서도 변성되기가 곤란하며, 높은 압착이 유지되어 밀봉 특성을 강화시키기에 충분하다.

전술한 특성을 갖는 바인더 (실질적으로는 무기 바인더 또는 실리콘계 바인더)는 밀봉재 분말 또는 밀봉재에서 2∼7 중량%인 것이 바람직하다. 바인더의 함량이 2 중량% 미만인 경우, 밀봉재 분말의 압착 개선 효과가 불충분하며, 그리하여 밀봉재층의 밀봉 특성이 고온에서 손상된다. 반대로, 7 중량%보다 높을 경우, 밀봉재 분말의 유동성이 손상되어 점화 플러그의 생성시에 언급된 바와 같은 단점들로 인해서 점화 플러그의 생산율이 저하되거나 또는 밀봉성이 불량하게 되는 일이 초래된다.

1: 금속 동체와 절연체 사이의 공간에 밀봉재 분말을 직접 충전하는 공정을 사용하는 경우, 분말의 평활한 흐름이 방해된다.

2: 금속 성형 프레스에 의해 밀봉재 분말을 예비 성형시키고, 이러한 공간에 상기 성형체를 배치하는 공정을 사용하는 경우, 몰드의 공동으로의 분말의 평활한 흐름이 방해된다.

바인더의 함유량은 3∼5 중량%인 것이 바람직하다.

도 9A의 평면도(도 1의 A-A 선에서의 단면도)에서 알 수 있는 바와 같이, 도구(예를 들면 점화 플러그 렌치)가 맞물려서 작동되고, 평면내에서 2 개의 평행면의 대향면 사이의 (도구 작업면 70, 70) 거리 W (즉, 평면에서의 외부의 대향면 크기)가 16 ㎜ 미만이 되는 평면에서, 도구 맞물림 부분(le)은 육각형 (이른바, HEX 형상)으로 형성된 도구 작업면(70)을 포함한다. 이러한 대향면의 거리가 16 ㎜ 미만인 점화 플러그는, 금속 동체(1)에서의 밀봉재층(61)을 둘러싸는 부분의 내경 D_S이 9.0 ㎜〈D_S〈13.0 ㎜을 충족하고, 절연체(2)에서의 밀봉재층(61)에 의해 둘러싸인 부분의 외경 D_I이 D_S-D_I〉1.6 ㎜이고, D_I≥7.0 ㎜를 충족하도록 설계된다. 본 발명에서, 밀봉재층(61)에 의해 둘러싸인 부분이란 축상 방향[점화 플러그(100)의 중심 축선(O)(도 1 및 도 10)의 방향)에 대해 라인 충전(62)과 충전의 대향 에지(60) 사이의 부분을 의미한다. 즉, 점화 플러그(100)에서 점화 방전 공극(g)이 형성된 측을 전면으로 간주할 경우, 이 부분은 라인 충전(62)의 축상 방향의 후방 단부와 충전(60)의 축상 방향에서의 전면 단부 사이의 부분을 의미한다. 도 10에는 축상 방향의 단부 사이에서 거리 L로서 이들 사이의 거리가 도시되어 있다. 축상 방향에서의 양 단부 사이의 거리 L 및 축상 방향에서의 내경 D_S의 범위에서의 절연체(2)의 외경(D_I)은 각각 상기 범위내에서 결정된다.

전술한 바와 같이 입체적으로 설계된 점화 플러그에서, 밀봉재층(61)의 충전 밀도는 1.5∼3.0 g/㎤으로 조절된다. 2.5 g/㎤ 이하인 경우, 이러한 범위내의 소형 점화 플러그가 더욱 효과적이다. 2.0∼2.5 g/㎤로 측정되는 경우, 내충격성 및 기밀성이 더욱 강화될 수 있으며, 높은 형상 정밀도를 갖는 적절한 점화 플러그를 실현시킬 수가 있다.

본 발명에서, 밀봉재층의 충전 밀도는 하기와 같이 계산된다.

1) 밀봉재층의 축상 방향의 양단부의 사이[즉, 밀봉재층의 전면에 이웃한 충전(도 10에서, 라인 충전(62))의 축상 방향에서의 후방 단부와, 밀봉재층의 후방 단부에 이웃한 충전(도 10에서 충전(60))의 축상 방향의 전방 단부의 사이]에서의 금속 동체의 내부 주변과 절연체의 외부 주변에 의해 구획되는 공간(고리형 공간)의 부피 (이하에서는 이를 "양 단부 사이의 공간 부피"로 칭함)를 V로 하고,

2) 금속 동체의 내면과 절연체의 내면 사이에 충전된 전체 밀봉재층의 질량이 M이라 가정하고, M/V의 값을 충전 밀도로서 정의한다.

양 충전의 축상 방향에서의 단부 사이의 거리를 도 10에 도시된 바와 같이 L로 정의하면, 단부 사이의 공간 부피(V)는 V=(D_S-D_I)×L이 된다. 충전 밀도가 ρ인 경우, ρ=M/(D_S-D_I)×L로 정의된다. 이 수학식에 의한 ρ이 1.5 g/㎤≤ρ≤3.0 g/㎤인 경우, 이는 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 기타의 바람직한 예에도 마찬가지로 적용된다. (ρ이 2.0 g/㎤≤ρ≤2.5 g/㎤인 경우, 이는 더욱 바람직한 범위내에 포함된다).

실제로, 도 9A의 치수 W, D_S, D_I의 예로는 W=14 ㎜, D_S=11.2 ㎜, D_I=9.0 ㎜이거나 또는 W=12 ㎜, D_S=9.2 ㎜, D_I=7.0 ㎜인 예를 들 수 있다. W가 16 ㎜ 미만인 대향면 사이의 거리(대향면 크기)의 소형 점화 플러그는 기타의 다양한 크기 (14 ㎜ 또는 12 ㎜)를 사용할 수도 있다.

금속 동체(1)의 도구 맞물림 부분(1e)은 육각형으로 한정된 것이 아니며, 도 9B에 도시된 바와 같이 24 개의 모서리로 이루어진 형태의 도구 맞물림 부분(이른바 Bi-HEX 형상)을 사용할 수도 있다. 이러한 경우에서, 치수는 전술한 범위내에서 측정된다. 이러한 입체예가 유용하며, 도 9B에서의 치수 W, D_S, D_I는 W=14 ㎜, D_S=12 ㎜, D_I=10.5 ㎜이거나, 대향면(대향면 크기)에서 W는, 16mm 미만(12 mm, 14mm)으로 W=12 ㎜, D_S=9.7 ㎜, D_I=7.5 ㎜와 같은 작은 크기가 될 수도 있다. 추가로, HEX 및 Bi-HEX 중 어느 것에서도, 관통공(6)을 갖는 중공 형상으로 성형된 절연체(2)의 내경 D_H(즉, 밀봉재층이 배치된 부분에 해당하는 관통공(6)의 직경)은 3.0 ㎜ 이상(예, 3.0 ㎜, 3.5 ㎜)으로 측정된다.

점화 플러그(100)의 제법에 대해 설명하고자 한다. 결합제로서 물유리를 들 수 있으나, 동일한 제법이 유기 바인더 또는 실리콘계 바인더에도 적용될 수 있다. 도 2에서, 탈크 분말 TP에 소정량의 물유리 WG 및 물 W을 배합하고, 이를 혼합하고, 원료 물질 분말 LP를 생성하기 위한 원료 물질 분말 제법을 수행하도록 교반한다. 탈크 분말 TP을 우선 평균 직경이 30∼200 ㎛이 되도록 조절하고, 겉보기 밀도를 0.5∼1.3 g/㎤이 되도록 조절하였다. 이와 같이 겉보기 밀도를 조절할 경우, 전후술한 성형 공정에서 적절한 밀도를 갖도록 고리형 성형체가 형성될 수 있다. 또한, 평균 직경을 전술한 범위내로 조절함으로써, 겉보기 밀도는 상기 범위내로 용이하게 조절되며, 충전후 밀봉재층은 금속 동체의 성형 정밀도를 유지하면서 적절한 밀도로 용이하게 성형된다.

물의 배합량은 물유리 WG의 함량으로서 중요한데, 이는 이하에서 설명할 것이다. 물유리로는 규산나트륨 또는 규산칼륨(또는 이들의 혼합물)의 물 용액을 사용하는 것이 바람직하며, 규산염 성분의 경우, M₂O·nSiO₂(여기서 M은 Na 또는 K임)를 사용한다. 용액의 함량의 경우, 밀봉재 분말로의 혼합 용이성을 고려하여 적정치를 첨가한다. 밀봉재 또는 밀봉재층에서의 물유리는 1:1 비율을 함유하는 물을 포함한다. 사용하고자 하는 탈크 분말 TP에서의 물의 함량은 0.5∼3.5 중량%를 추천한다. 0.5 중량% 미만인 경우, 밀봉재 분말의 상용성이 저감된다. 3.5 중량% 보다 높을 경우, 얻고자 하는 밀봉재 분말의 수분 함량이 과도하여 유동성을 손상시키게 된다.

밀봉재 분말 제법은 하기와 같이 수행한다. 도 3A에 도시한 바와 같이, 원료 물질 분말 LP을 유동도를 개선시키기 위해 과립화시키고, 그리하여 과립화된 밀봉재 분말 GP을 얻는다. 과립 생산은 공지의 방법에 따라 결정되며, 예를 들면, 원료 분말 LP를 한쌍의 롤을 통해 압착시켜 판상 형태로 만들고, 이 판상 형태를 분쇄하고, 등급으로 나누어 (예를 들면 체를 사용하여 분류함) 과립 밀봉재 GP를 생성한다.

도 3B∼3D에 도시한 바와 같이, 과립 밀봉재 GP를 박스 공급기(105)에 의해 금속 몰드(100)의 공동(101)에 충전시키고(104는 성형체에서의 공극을 형성하기 위한 코어를 나타냄), 이를 펀치(102, 103)을 사용하여 압착시켜 밀봉재 분말의 성형체 PC를 생성한다.

밀봉재 분말은, 얻고자 하는 성형체의 겉보기 밀도가 2∼2.4 g/㎤가 되도록성형법에서 압착시킨다. 겉보기 밀도가 2 g/㎤ 미만인 경우, 성형체 PC의 강도가 불충분하며, 성형체 PC가 작은 충격으로도 균열되거나 또는 파열되는 불편이 초래된다. 반대로, 2.4 g/㎤ 보다 클 경우, 성형체 PC는 금속 몰드의 공동(103)내에서 강하게 압착시켜야만 한다. 따라서, 도 3e에 도시된 바와 같이, 공동(101)의 내면과 성형체 PC 사이의 마찰력이 커지게 되며, 금속 몰드(100)로부터 성형체 PC를 박리시킬 경우, 균열 또는 파열이 발생하기가 쉬워진다. 겉보기 밀도는 2.2∼2.3 g/㎤로 조절되는 것이 더욱 바람직하다.

금속 몰드 프레스에 의해 성형체 PC를 생성하는 경우, 금속 몰드 프레스에 의해 성형하고자 하는 밀봉재 분말의 수분 함량은 1.5∼3.5 중량%로 조절한다. 1.5 중량% 미만의 경우, 성형체 PC의 겉보기 밀도를 2 g/㎤ 이상으로 유지하기가 곤란하다. 3.5 중량% 보다 큰 경우, 밀봉재 분말의 유동도 불량이 ,금속 몰드 공동으로 밀봉재 분말의 유연한 공급을 방해한다.

점화 플러그의 조립 공정을 이하에서 설명한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 제1의 맞물림 돌출물(1h)로 금속 동체(1)의 내부 원주를 따라 금속 동체면의 고리 형태로 금속 동체(1)가 형성된다. 반대로, 절연체(2)는 전술한 바와 같이, 절연체면의 고리 형태로 성형된 제1의 맞물림 돌출물(2e)와 함께 절연체의 외부 원주를 따라 형성된다. 이러한 구체예에서, 금속 동체(1)의 삽입 구멍(1g)은 금속 동체면의 제1의 맞물림 돌출부(1h)로서 작용하는 단계에 의해 전방 단부에서 직경이 감소된다.

도 5는 플레이트 충전(20)(도 1 참조)이 금속 동체(1)에 삽입된 후,절연체(2)내에서 형성하고자하는 절연체면의 제2의 맞물림 돌출부(2i)(도 1 참조)와 플레이트 충전(20)의 사이 부분까지 삽입한 상태 [압입부(ld)가 형성되기 전]를 도시한다.

그 다음, 금속 동체(1)와 절연체(2) 사이의 공간에서 밀봉재층(61)을 형성하는 방법에 대해 설명하고자 한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 절연체(2)를 삽입한 후, 라인 충전(62)을 금속 동체(1)와 절연체(2)의 사이의 공간에 삽입한 후, 이 공간에 밀봉재 분말을 충전하기 위한 충전 공정을 수행한다. 도 5에서, 밀봉재 분말은 공간에 성형체(PC)로서 공급되어 분말 충전층을 형성한다.

성형체 PC를 삽입한 후, 파이프와 같은 수단에 의해 금속 동체(1)의 축상 방향으로 성형체 PC (분말 충전층)를 압착하기 위한 압착 공정을 도 6에 도시된 바와 같이 수행한다. 압착력은 성형체 PC의 성형시의 압력보다 높게 설정하여 성형체 PC가 도 7에 도시된 바와 같은 밀봉재층(61)이 되도록 하였다. 그리하여, 충전 공정 이전에, 고리로 성형시키기 위한 성형 공정을 수행하고, 충전 공정에서, 밀봉재 분말의 성형체를 공간에 배치한다. 압착 공정에서, 성형체를 성형 공정에서의 압력보다 높은 압력에서 압착시켜 소정량의 원료 물질 분말을 절연체와 금속 동체 사이의 좁은 공간에 정확하게 그리고 쉽게 충전시킬 수 있으며, 압착력은 분말 충전층에 균일하게 수행될 수 있으며, 그 결과, 성형하고자 하는 밀봉재층의 밀봉 특성도 만족스러울 수 있다.

금속 동체(1)의 후방 단부가 도 7에서와 같이 절연체의 안쪽으로 굴곡되고, 코킹 가공하도록 압착시키는 경우, 압입부(1d)가 형성된다. 압입부(1d)는밀봉재층(61)을 압착 상태로 유지하며, 그리하여 우수한 밀봉 특성을 지속적으로 나타낸다.

실질적으로 도 7에서, 금속 동체(1)를 전방 단부에서 압입부(110)의 세팅 구멍(110a)에 삽입하고, 금속 동체(1)에 형성된 플랜지형 기밀성 부분(1f)을 이의 개방 원주상에서 지지하였다. 이러한 상태에서, 압입 펀치(111)가 금속 동체(1)의 후방면이 되게 하고, 금속 동체(1)를 압입 기부(110) 및 압입 펀치(111)의 사이에 유지시킴으로써, 도구 맞물림 부분(1e)과 기밀성 부분(1f) 사이에 형성된 얇은 부분(1j)을 변형시키도록 굴곡시키면서, 금속 동체(1)의 후방 단부를 충전(60)쪽으로 내방 코킹 가공하여 코킹 가공된 부분(1d)을 형성하였다. 이때, 코킹 가공된 부분(1d)을 형성하여 금속 동체의 후방 개방 단부에서의 내방 변형과, 얇은 부분(1j)의 굴곡 변형과 함께, 절연체면의 제1의 맞물림 돌출부(2e) 및 코킹 가공된 부분(1d)은 성형체 PC(분말 충전층)를 압착시켜 밀봉재층(61)을 형성한다. 즉, 금속 동체(1)의 압입과과, 분말 충전층의 압착을 동시에 수행한다.

코킹 가공된 부분(1d)의 성형법으로서, 상기의 방법(저온 압입) 뿐 아니라, 고온 압입도 사용할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 고온 압입에 의해 상기 코킹 가공된 부분(1d)의 성형은 압입 기부(110)와 압입 펀치(111) 사이의 금속 동체(1)의 프레스에 의해 수행되며, 이러한 조건하에서, 압입 기부(110)와 압입 펀치(111)의 사이에는 전류(예를 들면, 100A 주위)가 0.5∼1 초간 제공된다. 전류는 도구 맞물림 부분(1e), 얇은 부분(1j) 및 기밀성 부분(1f)을 경유하여 압입 펀치(111)로부터 압입 기부(110)으로 흐르게 된다. 그후, 얇은 부분(1j)은 두께가가장 작게 되며, 저항값이 높게 되며, 이 부분에서만 적열 현상이 발생하게 된다. 그리하여, 코킹 가공된 부분(1d)의 성형 및 분말 충전층의 압착은 동시에 수행되며, 얇은 부분(1j)을 변형시키도록 굴곡시키기 위해 가한 부하가 감소하게 되어 작은 부하로도 코킹 가공이 가능케 된다.

점화 플러그가 고온 압입 또는 저온 압입에 의해 형성되느냐의 유무는 점화 플러그를 반으로 자른 부분을 관찰함으로써 쉽게 발견된다. 저온 압입에 의한 점화 플러그(도 7 참고)에서, 굴곡되고 변형된 얇은 부분(1j)은 반경 방향에서 외부 또는 내부의 한 면을 향해 경사 변형된다. 반대로, 고온 압입에 의한 점화 플러그에서, 얇은 부분(1j)은 반경 방향에서 외부 또는 내부의 양면으로 팽창되면서 변형된다.

전술한 압착 공정에서, 압착시키고자 하는 분말 충전층(이 경우, 성형체 PC)에서의 수분 함량은 0.5∼3.5 중량%인 것이 바람직하다. 0.5 중량% 미만인 경우, 분말의 압착성이 손상되며, 얻고자 하는 충전 밀봉재층(61)의 기밀성이 불충분하게 될 수 있다. 3.5 중량%보다 클 경우, 분말 충전층이 이웃하는 부재 사이의 공간으로 누출되는 문제를 초래할 수도 있다.

전술한 바와 같은 성형 공정에서, 성형체 PC를 사용하는 경우, 밀봉재 분말의 수분 함량은 1.5∼3.5 중량%로 조절되는 것이 바람직하다. 이러한 수분 함량을 사용하는 경우, 성형 직후의 성형체 PC의 수분 함량은 거의 1.5∼3.5 중량%가 된다. 이러한 범위는 이후의 압착 공정에서의 바람직한 수분 함량에 속하기 때문에 아무런 문제가 없다. 반대로, 성형체 PC내의 수분 함량이 압착 공정을 수행할 때까지 증발과 같은 것으로 인하여 저하될 경우, 분말 충전층에서의 적절한 수분 함량이 성형시의 바람직한 범위보다 낮기 때문에, 압착 공정을 수행하는데는 아무런 문제가 발생하지 않는다. 도 4에 도시한 바와 같이, 잔류 수분 함량이 0.5 중량% 이하가 되지 않는 범위내에서 성형체 PC를 가열하고, 이를 강력하게 건조시키고, 압착 공정을 수행할 수 있다.

도 8에 도시한 바와 같이, 예비 성형 단계를 수행하지 않고도, 절연체(2)와 금속 동체(1) 사이의 공간에 밀봉재 분말을 직접 충전시키는 것이 충분하다. 이러한 경우, 아무런 성형이 수행되지 않았기 때문에, 밀봉재 분말의 수분 함량을 성형에 적절한 1.5 중량% 이상으로 증가시킬 필요가 없으며, 초반에 0.5∼3.5 중량%의 넓은 범위내에서 조절을 수행할 수 있다. 도 8에서, 라인 충전(62)은 금속 동체(1)에서 미리 설정하고, 이러한 조건하에서, 원통형 도구(120)를 금속 동체(1)의 후방면 단부에 부착시키고, 과립 밀봉재 분말(GP)이 라인 충전(62)의 후방면과 절연체면의 제1의 맞물림 돌출부(2e)로 흐르게 한다. 충전(60)을 분말 GP상에 세팅하고, 도 7과 동일한 절차를 하기와 같은 공정에서 선택할 수 있다.

본 발명의 효과를 확인하기 위해서, 후술하는 실험을 수행한다.

무기 바인더(본 실시예에서는 물유리) 5 중량%를 적절한 분말 분포로 조절된 탈크 원료 물질(순도 95% 이상)에서 혼합하고, 이를 교반기로 완전 혼합하였다. 혼합된 분말을 1∼3 ㎜의 시이트가 되도록 롤 프레싱 기기에 통과시키고, 이를 거칠게 분쇄되도록 체로 치고, 약 300∼1,000 ㎛로 분류하였다. 분류된 분말(밀봉재 분말)을 점화 플러그의 절연체의 외면과, 조립 공정에서의 금속 동체의 내면 사이의 공간에 삽입하고, 이를 프레스 기기로 코킹 가공하였다. 그후, 도 7에 도시된 바와 같이 탈크 충전된 분말의 상부와 하부에서 라인 충전을 제공하였다. 이러한 방법에서, 하기 표 1에 기재된 테스트 물품 1∼7을 얻었다. 반대로, 비교용 시료로서, 유기 바인더(이 실시예에서는 페놀 수지) 5 중량%를 혼합하고, 이를 전술한 것과 동일한 방법으로 점화 플러그의 절연체의 외면과 금속 동체의 내면 사이에 충전시켜 테스트 물품 8∼10을 생성하였다.

성능(기밀성 및 내충격성)과 종래의 물품(테스트 물품 8, 9, 10)의 성능과 비교하기 위해, 여러 단계(테스트 물품 1∼7)에서 압입후 밀봉재층의 충전 밀도와 바인더의 유형을 조정하였다. 테스트 방법은 JIS B8031의 조항 6.4 (내충격성 테스트)와 조항 6.5 (기밀성 테스트)에 준한다. 충전 밀도는 물품을 해체시키고, 밀봉재층을 배치하여 절연체의 외부와 금속 동체 사이의 고리 공간에 대하여 실제로 밀봉재층의 충전량을 측정함으로써 얻는다.

JIS B8031의 조항 6.4의 내충격성 테스트에서, 성능을 테스트하기 위해 10 분간의 충격 시간을 20 분 및 30 분으로 연장하였다. 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 테스트후 정의된 성능을 충족하는 내충격성을 ○, 이를 충족하지 않는 내충격성을 ×로 하였다. 테스트 결과에 의하면, 밀봉재층의 충전 밀도가 1.5 g/㎤ 이상인 경우, 20 분의 충격 시간 동안 정의된 성능은 만족스러우며, 2.0 g/㎤ 이상인 경우, 30분간의 충격기간 동안 성능이 유지되었다.

	바인더 유형	충전 밀도(g/㎤)	가열 및 기밀성 결과	내충격성 결과
			실온	150℃	200℃	10 분	20 분	30 분
1*	무기 바인더	1.06	0	0.1	0.8	○	×	-
2*	무기 바인더	1.24	0	0.3	0.6	○	×	-
3*	무기 바인더	1.47	0	0.2	0.7	○	×	-
4	무기 바인더	1.55	0	0.2	0.6	○	○	×
5	무기 바인더	2.04	0	0.1	0.8	○	○	○
6	무기 바인더	2.53	0	0.3	0.7	○	○	○
7	무기 바인더	2.92	0	0.2	0.5	○	○	○
8*	유기 바인더	1.08	0	0.6	7.8	○	×	-
9*	유기 바인더	1.27	0	0.5	6.5	○	×	-
10*	유기 바인더	1.43	0	0.7	5.4	○	×	-

고온 기밀성 테스트의 경우, JIS B8031의 조항 6.5에서, 150℃의 대기 온도 이외에도, 실온(25℃) 및 200℃에서 기밀성 테스트에 정의된 기법에 의해 플러그의 내면으로부터의 공기 누출량을 측정하기 위한 테스트를 수행하였다. 150℃의 대기 온도의 경우, 무기 바인더에 의한 밀봉재층은 유기 바인더의 충전 밀봉층보다 누출량이 낮았으며, 무기 바인더를 사용한 누출 방지 효과도 해결되었다. 특히, 200℃의 대기에서, 기밀성 테스트에 명시된 성능 표준에서와 같이 유기 바인더의 밀봉재층은 1 ㎖/분을 초과하는 공기 누출량을 측정하였다. 반대로, 무기 밀봉재의 밀봉재층은 200℃의 대기에서조차도 기밀성 테스트에 명시된 성능을 충족하였으며, 이는 기밀성(밀봉 특성)이 고온에서도 바람직하게 유지되었다는 것을 입증한다. 바인더로서 실리콘계 바인더(실리콘 오일, 실리콘 바니쉬)를 사용하는 경우, 거의 동일한 결과를 얻었다.

내열성이 높은 무기 바인더 또는 실리콘 바인더를 바인더로서 사용할 경우, 점화 플러그에서의 고온 기밀성이 증가될 수 있으며, 절연체와 금속 동체 사이의압입(바람직하게는 2.0 g/㎤ 이상임) 및 압입(연결)후 충전 밀도가 1.5 g/㎤ 이상인 밀봉재 분말을 충전시키는 경우, 내충격성이 강화된 점화 플러그를 얻을 수 있다.

그 다음, 과립 충전 분말을 생성하기 위해, 평균 직경이 150 ㎛인 탈크 원료 물질을 무기 바인더로서 물유리 5 중량%와 함께 첨가하고, 교반기로 완전 혼합하고, 롤 프레스 기기에 의해 1∼3 ㎜의 시이트가 되도록 프레스하고, 약간 풀고, 체를 사용하여 300∼1,000 ㎛로 분류하였다. 이 분말을 금속 동체(1)와 절연체(2)의 사이에 삽입하고, 도 6에 도시한 바와 같은 파이프형 금속 몰드에 의해 가압한 후, 금속 동체(1)를 코킹 가공하여 도 7에 도시한 바와 같은 조립 물품을 생성하였다. 밀봉재층의 충전 밀도는 분말 충전량 및 프레스 로드를 변화시켜 각각의 테스트 물품에 대해 조절하였다. 금속 동체의 내경 (D_S), 절연체(2)의 외경(D_I) 및 도구 맞물림 부분(1e)의 대향면 크기(W)를, 충격 테스트를 수행하기 위한 점화 플러그를 조립하기 위해, 다수의 단계에서 조정하였다. JIS B8031의 조항 6.4의 내충격성 테스트에 명시된 테스트 기기를 사용하여 표 1의 테스트와 유사하게 내충격성 테스트를 수행하였다. 내충격성 테스트에서, 성능 평가를 위해 10 분의 충격 시간을 5, 20, 및 30 분으로 변경하였다. 결과를 하기 표 2에 기재하였다. 느슨함이 발생한 경우, 즉, 정의한 성능이 만족스럽지 않을 경우, ×로 표시하였으며, 느슨함이 발생하지 않은 경우는 ○로 표시하였다. 또한, JIS B8031의 조항 6.5의 기밀성의 경우, 150℃의 대기 온도 이외에, 기밀성 테스트에서 정의된 기법에 의해 플러그의 내부로부터의 공기 누출량을 측정하기 위해 실온과 200℃에서 테스트를 수행하였다. 결과를 하기 표 2에 기재하였다.

	W(㎜)	DS(㎜)	DI(㎜)	DS-DI(㎜)	충전밀도(g/㎤)	가열 및 기밀성 결과(㎖/분)	내충격성 결과
						실온	150℃	200℃	5분	10분	20분	30분
11	12	9.2	7.4	1.8	2.1	0	0.3	0.8	○	○	×	-
12	12	10.2	8.4	1.8	2.1	0	0.3	0.7	○	○	○	×
13	14	12.0	10.2	1.8	2.1	0	0.2	0.6	○	○	○	×
14	16	12.7	10.9	1.8	2.1	0	0.3	0.7	○	○	○	×
15	12	9.2	7.0	2.2	2.5	0	0.1	0.6	○	○	○	○
16	12	10.2	8.0	2.2	2.5	0	0.2	0.6	○	○	○	○
17	14	12.0	9.8	2.2	2.5	0	0.1	0.5	○	○	○	○
18	16	12.7	10.5	2.2	2.5	0	0.2	0.6	○	○	○	○
19	12	9.2	7.0	2.2	1.4	0	0.7	2.1	×	-	-	-
20	12	10.2	8.0	2.2	1.6	0	0.7	1.9	○	×	-	-
21	14	12.0	9.8	2.2	1.7	0	0.6	1.9	○	×	-	-
22	16	12.7	10.5	2.2	1.7	0	0.5	1.7	○	×	-	-
23	12	9.2	7.7	1.5	1.3	0	0.6	2.0	×	-	-	-

표 2에서, 실시예 19, 23 및 기타의 실험 결과의 비교로부터 명백한 바와 같이, D_S-D_I〉1.6 ㎜ 및 1.5 g/㎤의 충전 밀도를 동시에 충족하는 경우, 충격 시간 5 분 동안 내충격성의 명시된 성능이 만족되었다는 것을 확인하였다. 직경차(2.2 ㎜)가 동일한 실시예 15∼18 및 실시예 20∼22를 비교해 보면, 실시예 15∼18에서 고충전 밀도, 내충격성 및 고온의 기밀성이 개선되었다. 실시예 15∼18에서 직경차 및 충전 밀도차가 실시예 11∼14에서보다 크며, 내충격성 및 고온 기밀성은 모두 개선되었으며, 실시예 15∼18이 매우 우수한 것으로 입증되었다.

본 명세서에서 기재된 우선권 주장일을 소급받는 모든 외국 출원 및 전체 개시 내용은 충분히 설명된 바와 같이 본 명세서에서 참고로 인용한다.

Claims (10)

1. 중앙 전극;

   중앙 전극의 주위에 배치된 절연체;

   절연체의 주위에 배치된 금속 동체;

   스파크 방전 공극을 형성하도록 중앙 전극에 대향 배치된 접지 전극;

   밀봉재를 포함하는 밀봉재층을 포함하고,

   여기서 밀봉재는 탈크를 포함하며, 밀봉재는 공간을 밀봉하도록 절연체의 외면과 금속 동체의 내면 사이의 공간에 충전되고,

   밀봉재는 밀봉 밀도가 1.5 g/㎤∼3.0 g/㎤인 점화 플러그.
2. 제1항에 있어서,

   금속 동체가 점화 플러그를 엔진에 부착하기 위한 도구 맞물림 부분으로 형성되며, 도구 맞물림 부분의 2 개의 평행한 대향면 사이의 거리가 W인 경우, W〈16 ㎜이고, 금속 동체내의 밀봉재층을 둘러싼 부분의 내경 D_s은 9.0 ㎜〈D_s〈13.0 ㎜을 충족하고, 절연체의 금속 밀봉재층을 둘러싼 부분의 외경이 D_I인 경우, D_s-D_I〉1.6 ㎜이고, D_I≥7.0 ㎜이며, 밀봉 충전제의 충전 밀도는 1.5 g/㎤∼3.0 g/㎤인 것인 점화 플러그.
3. 제1항에 있어서,

   충전 밀봉재층은 실온에서는 액상을 유지하며, 비점이 150℃ 이상인 바인더를 포함하는 것인 점화 플러그.
4. 제1항에 있어서,

   밀봉재층에 함유된 바인더는 1 종 이상의 무기 물질 및 실리콘을 포함하는 것인 점화 플러그.
5. 제4항에 있어서,

   바인더는 물유리를 포함하는 것인 점화 플러그.
6. 제3항에 있어서, 밀봉재층에 함유된 바인더는 2∼7 중량%인 것인 점화 플러그.
7. 중앙 전극;

   중앙 전극의 주위에 배치된 절연체;

   절연체의 주위에 배치된 금속 동체;

   스파크 방전 공극을 형성하도록 중앙 전극에 대향 배치된 접지 전극;

   밀봉재를 포함하는 밀봉재층을 포함하고,

   여기서 밀봉재는 탈크를 포함하며, 밀봉재는 공간을 밀봉하도록 절연체의 외면과 금속 동체의 내면 사이의 공간에 충전되고,

   밀봉재층은 1 종 이상의 무기 물질 및 실리콘 바인더를 2∼7 중량%의 함량으로 포함하는 점화 플러그.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   스파크 방전 공극이 형성된 면을 전면으로 하고, 금속 동체의 원주부의 후면은 외부와 대면한 압입 부분을 형성하는 것인 점화 플러그.
9. 중앙 전극; 중앙 전극의 주위를 배치된 절연체; 절연체의 주위에 배치된 금속 동체; 스파크 방전 공극을 형성하도록 중앙 전극에 대향 배치된 접지 전극; 밀봉재를 포함하는 밀봉재층을 포함하고, 여기서 밀봉재는 탈크를 포함하며, 밀봉재는 공간을 밀봉하도록 절연체의 외면과 금속 동체의 내면 사이의 공간에 충전되는점화 플러그의 제조 방법으로,

   i) 금속 동체의 내면에 절연체를 배치하고, ii) 금속 동체와 절연체의 사이의 공간에 탈크를 포함한 절연재의 분말을 충전시키는 것에 의해 분말 충전된 층을 형성하는 충전 단계;

   밀봉재층을 형성하도록 금속 동체의 축상 방향으로 분말 충전된 층을 압착시키는 압착 단계;

   충전 단계 이전에, 성형체가 성형되도록 충전된 분말을 상기 공간에 해당하는 고리 형태로 성형하는 성형 단계를 포함하며,

   여기서 충전 단계에서는 충전된 분말의 성형체가 상기 공간에 배치되고, 압착 단계에서는 분말 충전층으로서 성형체를, 성형 단계에서의 압력보다 높은 압력에서 압착시켜 밀봉재층의 충전 밀도가 1.5 g/㎤∼3.0 g/㎤이 되는 점화 플러그의 제조 방법.
10. 제9항에 있어서,

    성형 단계를 수행하기 이전에, 평균 직경이 30 ㎛∼200 ㎛이고, 겉보기 밀도가 0.5 g/㎤∼1.3 g/㎤인 밀봉재 분말이 되도록 탈크 분말을 조절하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.