KR200274049Y1 - 2차공기 공급장치를 구비한 내연기관용 점화플러그 - Google Patents

Abstract

내연기관의 연소실에 2차 공기를 공급하여 연료의 완전연소를 도움으로써 내연기관의 출력을 증강시킬 수 있도록 한 2차공기 공급장치를 갖춘 내연기관용 점화플러그에 관한 것으로, 중공체인 절연체(12)의 내부에 고정되고 단자(11a)가 상단에 형성된 + 전극(11)과, 하단의 나사부(13a), - 전극부(13b) 및 나사부(13a)로 부터 단턱(13c)을 경계로 돌출된 돌환부(13d)를 가지는 동체(13)를 포함하여 구성되는 점화플러그(10)에 있어서, 외측면의 개구부(31a)를 가지며 돌환부(13d)에 반경 방향으로 형성된 중공부(31)와 일단이 중공부(31)의 내단과 연통하고 타단이 연소실과 연통하는 유통공(32)을 가지는 하나 이상의 공기유입통로(30)와, 외측의 공기유입공(41)과 내측의 나팔관 형상의 확관부(42)가 연통되고 체결수단에 의해 공기유입통로(30)의 중공부(31)에 결합되는 2차공기 공급부재(40)와, 확관부(42)내에 유동 가능하게 배치되며 상기 공기유입공(41)을 개폐하는 체크볼(50)을 포함하여 구성되는 2차공기 공급장치를 구비한 점화플러그를 제공한다.

Description

2차공기 공급장치를 구비한 내연기관용 점화플러그{a spark plug for internal-combustion enginges provided with a secondary air supply}

본 고안은 2차공기 공급장치를 갖춘 내연기관의 점화플러그, 보다 상세하게는 내연기관의 연소실에 2차공기를 공급하여 연료의 완전연소를 도움으로써 내연기관의 출력을 증강시킬 수 있도록 한 2차공기 공급장치를 갖춘 내연기관의 점화플러그에 관한 것이다.

점화플러그를 이용한 종래의 내연기관의 2차공기 공급장치가 도 1 내지 도 3에 도시되어 있다.

도 1, 도 2는 실용신안등록 제142158호의 차량의 점화플러그를 이용한 산소 공급장치의 분리 확대 사시도 및 사용상태 확대 단면도로서, 상기 산소 공급장치, 즉 2차공기 공급장치(2)는 링형상으로서 점화플러그(3)의 나사부(3a)와실린더헤드(1b) 사이에 장착하여 사용하며, 외기가 유입되는 소구경부(6a)와, 소구경부(6a)와 연통되며 소구경부(6a)를 개폐하는 체크볼(4)이 유동가능하게 위치하는 대구경부(6b)로 이루어지며 반경방향으로 관통 형성되는 2개 이상의 공기유입공(6)과, 내주연에 환형으로 형성되는 고정홈(2b)과, 고정홈(2b)에 끼워져서 각 공기유입공(6)의 대구경부(6b)에 위치한 체크볼(4)의 이탈을 방지하는 고정링(5)을 포함하여 구성된다.

위와 같은 2차공기 공급장치가 장치된 내연기관의 폭발 행정시에 실린더(1)의 연소실(1a)에 형성되는 폭발압력에 의해 2차공기 공급장치의 공기유입공(6)의 대구경부(6b)내에 위치하는 체크볼(4)의 소구경부(6a)쪽으로 이동시켜 소구경부(6a)를 폐쇄시킴에 따라, 연소실(1a)내부의 연소가스의 유출이 방지된다(도 2 참조).

한편, 내연기관의 흡입행정시 실린더(1)내의 연소실(1a)에 형성되는 부압(負壓)에 의해 공기유입공(6)의 소구경부(6a)를 폐쇄하고 있던 체크볼(4)이 낙하함에 따라 소구경부(6a)가 개방되고, 외부공기가 소구경부(6a)와 대구경부(6b)를 통과하여 흡입된 후, 점화플러그(3)의 나사부(3a)와 실린더(1)의 나사공(1c) 사이의 결합틈새를 통하여 연소실(1a)에 흡입된다.

이와 같은 구조의 2차공기 공급장치가 내연기관에 설치됨으로써, 폭발 행정시에 연소가스가 연소실(1a)로 부터 유출되는 것이 방지되고, 흡입행정시 2차공기가 연소실(1a)에 추가 공급됨으로써, 연료의 완전연소를 돕고 연비를 높여 엔진출력을 향상시킬 수 있다.

도 3은 실용신안등록 제255906호의 내연기관의 점화플러그용 2차공기 도입링의 단면도로서, 도 3의 공기도입링을 도 1, 도 2의 장치와 비교할 때 도 1의 장치의 고정링(5)을 신축되는 폭을 가지는 고정테(5')로 변형시킨 것을 제외하고는 양자 동일한 구성으로 되어 있다.

전술한 2차공기 공급장치들은, 소구경부(6a)와 대구경부(6b)를 2단계에 걸쳐 가공하여 공기유입공(6)을 형성하는 가공작업이 어렵고 내연기관의 연소실내에 2차공기를 공급하기 위해 점화플러그외의 별도의 장치가 필요하므로 내연기관의 부품수가 증가되고 별도의 설치작업을 해야 하는 문제점이 있었다.도 1 내지 도 3의 점화플러그를 이용한 내연기관의 2차공기 공급장치외에 공개특허공보 제1998-12754호의 "가솔린 엔진에 있어서 연소공기를 공급하는 점화플러그"가 공지되어 있다.위의 점화플러그는 그 바디에 여과홈, 흡입구, 밸브홈, 볼 및 스냅링으로 구성되는 2차공기 공급장치를 형성한 것이나, 여과홈과 밸보홈이 90°각도로 연통되는 구조로 되어 있어 가공이 어려울 뿐 아니라, 체결부와 바디사이의 단턱이 극히 좁아서 밸브홈과 스냅링 끼움부를 형성하기가 매우 곤란한 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은, 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결함으로써 원가를 절감할 수 있는 내연기관의 점화플러그를 이용한 2차공기 공급장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은, 상대적으로 용이하게 제작할 수 있는 점화플러그를 이용한 2차공기 공급장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 점화플러그를 이용한 산소 공급장치의 분리확대 사시도,

도 2는 도 1의 장치의 사용상태 확대 단면도,

도 3은 종래의 내연기관의 점화플러그용 2차공기도입링의 단면도,

도 4는 본 고안의 하나의 실시예에 의한 2차공기 공급장치를 구비한 점화플러그의 분리 확대 사시도,

도 5는 도 4의 점화플러그의 일부 확대 단면도,

도 6은 본 고안의 다른 실시예에 의한 2차공기 공급장치를 구비한 점화플러그의 일부 확대 단면도,

도 7은 본 고안의 또다른 2차공기 공급장치를 구비한 점화플러그의 일부 확대 단면도,

도 8은 도 4의 점화플러그의 사용상태도이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

10; 점화플러그

12; 절연체

13; 동체

20; 실린더

30; 공기유입통로

31; 중공부

40; 2차공기 공급부재

41; 공기유입공

42; 확관부

50; 체크볼

전술한 본 고안의 목적은, 중공체인 봉상의 절연체(12)의 내부에 고정되고 단자(11a)가 상단에 형성된 + 전극(11)과, 절연체(12)의 하단부와 공간부(17)를 사이에 둔 하단의 나사부(13a), - 전극부(13b) 그리고 나사부(13a)로부터 단턱(13c)을 경계로 돌출된 돌환부(13d)를 가지는 동체(13)를 포함하여 구성되는 점화플러그(10)에 있어서,

상기 돌환부(13d)에 반경방향으로 형성되고 외측면의 개구부(31a)를 가지는 중공부(31) 그리고 중공부(31)의 내단으로부터 상기 공간부(17)의 벽면 또는 상기 단턱(13c)까지 연장되고 중공부(31)에 비해 상대적으로 작은 구경으로 형성된 유통공(32)을 가지는 하낭 이상의 공기유입통로(30)와, 외측의 공기유입공(41)과 내측의 확관부(42)가 연통되는 구조로서 체결수단에 의해 상기 공기유입통로(30)의 중공부(31)에 걸맞게 고정설치되는 2차공기 공급부재(40)와, 상기 공기유입공(41)보다 큰 직경을 가지며 상기 확관부(42)내에 배치되는 체크볼(50)을 포함하여 구성되는 2차공기 공급장치를 구비한 내연기관용 점화플러그에 의해 달성된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 하는 바, 이는 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 고안의 기술적인 사상 및 보호범위가 한정되는 것으로 이해되어서는 아니된다.

도 4는 본 고안의 제1실시예에 의한 2차공기 공급부재를 구비한 내연기관용 점화플러그의 사시도이고, 도 5는 도 4의 점화플러그의 일부 단면도로서, 중공체인 봉상의 절연체(12)의 내부에 고정되는 단자(11a)가 상단에 형성된 + 전극(11)과, 절연체(12)의 하단부와 공간부(17)를 사이에 둔 하단의 나사부(13a), - 전극부(13b) 그리고 나사부(13a)로부터 단턱(13c)을 경계로 돌출된 돌환부(13d)를 가지는 동체(13)를 포함하여 구성되는 점화플러그(10)에 있어서,

상기 동체(13)의 돌환부(13d)에 반경방향으로 형성되고 외측면의 개구부(31a)를 가지며 내벽면에 나사산(31b)이 형성된 중공부(31) 그리고 상기 중공부(31)의 내단으로부터 상기 단턱(13c)까지 연장되고 중공부(31)에 비해 상대적으로 작은 구경으로 형성된 유통공(32)을 가지는 공기유입통로(30)와, 외측의 공기유입공(41)과 내측의 확관부(42)가 연통되고 외측면에 상기 공기유입통로(30)의 나사산(31b)과 밀착 결합되는 나사산(43)에 의해 상기 공기유입통로(30)에 결합고정되는 2차공기 공급부재(40)와, 상기 공기유입공(41) 보다 큰 직경을 가지며, 상기 2차공기 공급부재(40)의 확관부(42)에 배치되는 체크볼(50)을 포함하여 구성되는 2차공기 공급장치를 포함하는 내연기관용 점화플러그가 도시되어 있다.

도 4의 + 전극(11), 절연체(12) 및 동체(13)로 된 점화플러그(10)는 공지된 점화플러그를 나타낸 것이므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

상기 2차공기 공급부재(40)는 2개가 도 5에 나타나 있으나, 필요에 따라 1개만으로 하거나 3개 이상으로 할 수도 있고, 상기 2차공기 공급부재(40)는 체크볼(50)을 공기유입통로(30)에 밀어넣은 상태에서 또는 자체의 확관부(42)에 위치시킨 상태에서 양측의 나사산(31b,43)에 의해 공기유입통로(30)에 고정설치되는 것으로서, 체결홈(44)에 의해 스크류드라이버를 사용하여 결합시킨다.

도 6은 본 고안의 제2실시예에 의한 2차공기 공급장치를 구비하 내연기관용 점화플러그의 일부 단면도로서, 외측면에 형성된 나사부를 가지는 링 형상의 체결편(45)을 공기유입통로(30)의 나사부(31b)에 결합고정함으로써 공기유입통로(30)에 설치하는 공기유입공(41)과 확관부(42)를 갖는 2차공기 공급부재(40)를 공기유입통로(30)에 설치하는 점을 제외하고는 제1실시예와 동일하다.

도 7은 본 고안의 제3실시예에 의한 2차공기 공급장치를 구비한 내연기관용점화플러그의 일부단면도로서, 중공체인 봉상의 절연체(12)의 내부에 고정되고 단자(11a)가 상단에 형성된 + 전극(11)과, 절연체(12)의 하단부와 공간부(17)를 사이에 둔 하단의 나사부(13a), - 전극부(13b) 그리고 나사부(13a)로 부터 단턱(13c)을 경계로 돌출되 돌환부(13d)를 가지는 동체(13)를 포함하여 구성되는 점화플러그(10)에 있어서,

상기 돌환부(13d)에 반경방향으로 형성되고 외측면의 개구부(31a)를 가지며 내벽면에 나사산(31b)이 하나 이상의 형성된 중공부(31) 그리고 중공부(31)의 내단으로부터 상기 공간부(17)의 벽면까지 연장되고 중공부(31)에 비해 상대적으로 작은 구경으로 형성된 유통공(32)을 가지는 공기유입통로(30)와, 공기유입공(41)과 확관부(42)를 갖는 깔때기 형상의 2차공기 공급부재(40)와, 상기 공기유입공(41)보다 큰 직경을 가지며 상기 확관부(42)에 배치되는 체크볼(50)과, 상기 나사산(31b)에 결합되는 나사부가 외측면에 형성된 링형상의 링형상의 체결편(45)을 포함하여 구성되는 점화플러그가 도시되어 있다.

도 7의 점화플러그는 유통공(32)의 형성위치 및 2차공기 공급부재(40)의 형상이 차이가 있을 뿐 다른 부분은 모두 제2실시예와 동일하므로, 그 부분에 대한 설명은 생략한다.

위의 실시예에서는 공기유입통로(30)에 2차공기 공급부재(40)를 결합하는 체결수단으로서, 공기유입통로(30) 내벽에 형성된 나사산(31b)과 상기 나사산(31b)과 결합되도록 2차공기 공급부재(40)의 외벽에 형성된 나사산(43) 또는 상기 나사산(31b)과 결합되는 나사산이 형성된 별도의 체결편(45)을 예로 들어 설명하였으나, 그 외에도 변형, 변경이 여러가지로 가능할 것임은 물론이다.

즉, 제2실시예의 상기 체결편(45)을 사용하지 않고 스폿 용접에 의해 2차공기 공급부재(40)를 공기유입통로(30)에 고정하거나, 돌환부(13d)의 외주에 빙둘러 요홈을 형성하고 고정링을 그 내부에 결착하여 2차공기 공급부재의 이탈을 방지하도록 하는 것이 그 예이다.

이하, 본 고안의 2차공기 공급장치를 갖춘 점화플러그의 작용에 대해 본 고안의 제1실시예를 예로 들어 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 내연기관의 폭발 행정시에는, 실린더(20)의 연소실(20a)에 형성되는 폭발압력에 의해 연소가스의 압력이 점화플러그(10)의 나사부(13a)와 실린더(20)의 나사공(20b) 사이의 결합틈새를 통하여 점화플러그(11)의 동체(13)쪽으로 작용하게 되므로, 2차공기 공급부재(40)의 확관부(42)에 위치하는 체크볼(50)을 공기유입공(41)쪽으로 이동시켜 폐쇄시킴에 따라, 연소실(20a) 내부의 연소가스의 누출을 방지할 수 있다.

한편, 체크볼(50)이 공기유입공(41)을 폐쇄시킨 폭발 행정에서 흡입 행정으로 바뀌면 실린더(20)내의 연소실(20a)에 부압(負壓)이 발생됨에 따라 체크볼(50)이 확관부(42)내로 낙하하므로, 외부공기가 점화플러그(11)의 동체(13)의 공기유입통로(30)에 결합된 2차공기 공급부재(40)의 공기유입공(41)을 통과하여 확관부(42)를 거쳐 유통공(32)으로 흐른다.

유통공(32)을 통과한 외부공기는 실링용 와셔(21)의 내측공을 통과하여 점화플러그(10)의 나사부(13a)와 실린더(20)의 나사공(20b) 사이의 결합틈새를 통하여실린더(20)의 연소실(20a)에 2차공기로서 공급됨에 따라(화살표 참조), 연료의 완전연소를 도움으로써 연비와 엔진출력이 향상된다.

위에서는 점화플러그의 돌환부의 단턱으로 2차공기 유입통로가 연통되도록 한 본 고안의 제1실시예에 대하여 설명하였으나(제2실시예도 동일), 점화플러그 하부의 절연체(12)와 동체(13) 사이의 공간부(17)가 돌환부(13d) 내측까지 연장형성되고 공기유통공(32)이 공간부(17)를 거쳐 실린더의 연소실(20a) 내부와 연통된 제3실시예의 경우에도 그 동작은 동일하다.

상술한 바와 같이, 본 고안의 2차공기 공급장치를 구비한 내연기관등 점화플러그는,

완전연소를 돕는 2차공기를 내연기관의 연소실에 공급함에 있어 점화플러그에 형성된 공기유입통로를 통해 연소실내에 직접 공급하거나 점화플러그와 실린더 사이의 결합틈새를 통하여 공급할 수 있는 2차공기 공급장치를 점화플러그에 일체형으로 형성함으로써, 2차공기 공급장치의 구조를 간단하게 할 수 있다.

또한, 2차공기 공급장치가 점화플러그에 일체로 형성됨으로써 별도의 설치작업이 불필요하여 사용과 조립이 편리한 장점이 있다.

Claims (5)

1. 중공체인 절연체(12)의 내부에 고정되고 단자(11a)가 상단에 형성된 + 전극(11)과, 상기 절연체(12)의 하단과 공간부(17)를 사이에 둔 하단의 나사부(13a), - 전극부(13b) 및 나사부(13a)로 부터 단턱(13c)을 경계로 돌출된 돌환부(13d)를 갖는 동체(13)를 포함하여 구성되고 내연기관의 연소실에 상기 나사부(13a)가 삽입고정되는 점화플러그에 있어서;

   외측면의 개구부(31a)를 가지며 상기 돌환부(13d)의 반경방향으로 형성된 중공부(31)와 일단이 상기 중공부(31)의 내단과 연통하고 타단이 연소실과 연통하는 유통공(32)을 가지는 하나 이상의 공기유입통로(30);

   외측의 공기유입공(41)과 내측의 확관부(42)가 연통되고, 체결 수단에 의해 상기 공기유입통로(30)의 중공부(31)에 결합되는 2차공기 공급부재(40); 및

   상기 확관부(42)내에 유동가능하게 배치되며 상기 공기유입공(41)을 개폐하는 체크볼(50)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 2차공기 공급장치를 구비한 내연기관용 점화플러그.
2. 제1항에 있어서, 상기 유통공(32)이 상기 공간부(17)와 연통하도록 형성된 것을 특징으로 하는 2차공기 공급장치를 구비한 내연기관용 점화플러그.
3. 제1항에 있어서, 상기 유통공(32)이 상기 단턱(13c)과 연통하도록 형성된 것을 특징으로 하는 2차공기 공급장치를 구비한 내연기관용 점화플러그.
4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 체결수단이 상기 중공부(31)의 내벽에 형성된 나사산(31b) 그리고 이와 결합하도록 상기 2차공기 공급부재(40) 외주연에 형성된 나사산(43)으로 구성된 것을 특징으로 하는 2차공기 공급장치를 구비한 내연기관용 점화플러그.
5. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 체결수단이 상기 중공부(31)의 내벽에 형성된 나사산(31b) 그리고 이와 결합하도록 나사산이 형성된 링형상의 체결편(45)으로 구성된 것을 특징으로 하는 2차공기 공급장치를 구비한 내연기관용 점화플러그.