KR20060056806A - 내연기관용 글로우 플러그의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관용 글로우 플러그의 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저항체가 저항의 역할을 함과 동시에 중축의 토오크를 증대시키도록 하여 외력에 의한 중축의 회전을 방지하고, 하우징 내부에서의 전기쇼트를 방지할 수 있으며, 발열체와 하우징 간의 열전도성을 낮추어 발열선의 과열 및 이로 인한 상기 발열선의 단선을 방지할 수 있는 내연기관용 글로우 플러그의 구조에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 디젤기관에 장착되어 연소실의 공기를 예열시키는 글로우 플로그로서, 중공의 하우징과 상기 하우징의 일측 선단에 결합되는 절연체와 상기 절연체를 관통하여 그 일측이 상기 하우징으로 내입되며, 그 타측은 상기 절연체 보다 외측방향으로 돌출되는 중축과 상기 절연체와는 밀착되도록 상기 중축과 결합되는 고정너트와 상기 중축과 상기 하우징의 내벽면 사이에 형성된 공간에 충진되는 저항체와 상기 공간이 밀폐되도록 상기 하우징의 내벽면과 중축 간에 개재되는 오링과 상기 하우징의 타측 선단에 결합되는 발열체와 상기 발열체와 중축을 연결하는 스프링과 상기 스프링의 외측을 둘러싸도록 상기 하우징의 내벽면에 결합되는 절연지를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

내연기관, 디젤, 글로우 플러그, 발열, 예열, 전기, 쇼트

Description

내연기관용 글로우 플러그의 구조{Structure of Glow Plug for Internal Engine}

도 1은 종래의 글로우 플러그를 나타낸 종단면도,

도 2는 본 발명에 따른 글로우 플러그를 나타낸 종단면도.

<도면 주요부분에 대한 부호의 설명>

10,110: 중축 11: 너트

15,115: 절연체 17,117: 저항체

19,119: 스프링 20,120: 하우징

30,130: 발열체 100: 종래의 글로우 플러그

111: 고정너트 117a: 오링

119a: 절연지 125: 간극

131: 세라믹 소결체 132: 발열선

200: 본 발명에 따른 글로우 플러그

본 발명은 내연기관용 글로우 플러그의 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하 게는 저항체가 저항의 역할을 함과 동시에 중축의 토오크를 증대시키도록 하여 외력에 의한 중축의 회전을 방지하고, 하우징 내부에서의 전기쇼트를 방지할 수 있는내연기관용 글로우 플러그의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관은 기관 내부에서의 연료의 연소에 의한 연소가스의 팽창력을 기계적인 일에 직접 이용하는 기관으로, 크게 가솔린기관과 디젤기관으로 나뉜다.

상기 가솔린기관과 디젤기관은 사용되는 연료와 상기 연료의 연소과정 및 방법에 있어서, 현저한 차이가 있다.

먼저, 상기 각 기관에서 사용되는 연료를 살펴보면, 상기 가솔린 기관은 인화성이 높은 휘발유를 사용하고, 상기 디젤기관은 발화 또는 착화가 잘 일어나는 경유를 사용한다.

연소과정 및 방법에 있어서는, 상기 가솔린기관은 실린더 내로 공기와 기화된 연료가 적정비율로 혼합되어 형성되는 혼합기를 받아들이고, 이 혼합기가 충진된 실린더 내부에 별도로 구비된 점화장치를 통해 강제적으로 스파크를 발생시켜 기관의 폭발행정을 유도한다.

반면에, 상기 디젤기관은 실린더 내로 공기만을 받아들이고, 이 공기를 높은 비율로 압축한 후, 상기 실린더 내부로 연료를 분사시켜 상기 연료를 착화시킴으로써, 기관의 폭발행정을 유도한다.

여기서, 상기 디젤기관의 연료가 실린더 내에서 착화되는 것은 상기 실린더 내부의 공기가 압축되어 온도가 연료(경유)의 발화점 보다 높아짐으로써 가능하다.

역으로 설명하면, 상기 디젤기관에서는 실린더 내부에 압축된 공기의 온도가 연료(경유)의 발화점에 이르지 못하게 되면, 상기 실린더 내부에 분사되는 연료는 착화되지 못하며, 이는, 기관 내에서 연료의 연소가 이뤄지지 않는 것을 의미한다.

상기와 같은 이유로, 상기 디젤기관은 가솔린기관에 비하여 연소효율이 좋은 이점이 있지만, 통상적으로, 기관의 시동이 가솔린기관 보다 어렵다는 단점을 갖는다.

즉, 상기 디젤기관은 기관의 시동에 영향을 미치는 조건(예로서 외부온도)이 적절하지 못하면, 기관의 시동이 어렵게 된다.

상기와 같은 디젤기관의 시동 곤란현상은 겨울철과 같이, 외기 온도가 낮을때 더욱 심화되는데, 이는 외기온도가 낮은 조건에서는 연료가 착화점에 쉽게 이르지 못하는데 기인한다. 즉, 낮은 온도에서는 압축공기의 온도가 쉽사리 상승하지 않아 연료가 분사되어도 이 연료가 착화되지 못하는 것이다.

상기와 같은 디젤기관의 시동 곤란성을 보완하고자 자동차 부품업계를 중심으로 디젤기관용 예열장치의 개발이 활발히 진행되어 왔다.

상기 예열장치 중 현재 연구개발이 활발히 진행되고 있으며, 통상적으로 가장 많이 사용되고 있는 것이 글로우 플러그이다.

이하에서는 상기 글로우 플러그에 관해 첨부된 도면과 함께 설명하도록 한다.

도 1은 종래의 글로우 플러그를 나타낸 종단면도이다.

도시된 바와 같이, 상기 글로우 플러그(100)는 중공으로 형성되어 내부로는 공간이 마련된 하우징(20)의 일측에 발열체(30)가 결합되고, 상기 하우징(20)의 타측에는 봉 형상의 중축(10)이 절연체(15)를 매개로 결합되어 이루어진다.

이때, 상기 중축(10)은 절연체(15)를 중심으로 외측으로 돌출되는 부분이 볼트 형상을 취하게 되며, 이 돌출된 부분을 따라 너트(11)가 결합되어 조여짐으로써, 상기 하우징(20)에 결합된다.

한편, 상기 하우징(20)의 내부에서는 상기 중축(10)과 발열체(30) 사이에 저항체(17)와 스프링(19)이 개재된다.

즉, 상기한 바에 의하면 종래의 글로우 플러그(100)는 중축(10), 절연체(15), 저항체(17), 스프링(19), 및 발열체(30)가 순차적으로 직립연결되는 구조를 갖게 된다.

그런데, 상기와 같은 구조의 종래의 글로우 플러그(100)는 상기 중축(10)이 너트(11)에 의해서만 고정되도록 하여 상기 중축(10)의 견고한 고정이 이루어 지지 않았다.

좀 더 상세히 설명하면, 상기 중축(10)과 너트(11)는 볼트너트 결합에 의해 체결되어 외부로 부터 회전력이 가해지면 결합성을 상실케 되는 것이다.

또한, 종래의 글로우 플러그(100)에서는 상기 중축(10)의 토오크(Torque)를 높이기 위한 어떠한 부재 및 부품도 마련되어 있지 않았다.

아울러, 종래의 글로우 플러그(100)에서는 상기 하우징(20) 내에서 스프링(19)이 노출되어 있어, 상기 스프링(19) 부근에서 전기가 쇼트되는 현상이 빈번하 였다.

상기와 같은 문제점들은 상기 글로우 플러그(100)가 통상, 상대적으로 진동이 심한 디젤자동차에 장착된다는 것을 감안하면 더욱 부각되는 바이다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 중축의 토오크를 증대시켜 외력에 의한 중축의 회전을 방지할 수 있는 내연기관용 글로우 플러그의 구조를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 발열체와 하우징 간의 열전도성을 낮추어 발열선의 과열 및 이로 인한 상기 발열선의 단선을 방지할 수 있는 내연기관용 글로우 플러그의 구조를 제공하는데 있다.

아울러, 본 발명의 또 다른 목적은 하우징 내에서의 전기쇼트를 방지할 수 있는 내연기관용 글로우 플러그의 구조를 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 디젤기관에 장착되어 연소실의 공기를 예열시키는 글로우 플로그로서 중공의 하우징과 상기 하우징의 일측 선단에 결합되는 절연체와 상기 절연체를 관통하여 그 일측이 상기 하우징으로 내입되며, 그 타측은 상기 절연체 보다 외측방향으로 돌출되는 중축과 상기 절연체와는 밀착되도록 상기 중축과 결합되는 고정너트와 상기 중축과 상기 하우징의 내벽면 사이에 형성된 공간에 충진되는 저항체와 상기 공간이 밀폐되도록 상기 하우징의 내벽면과 중축 간에 개재되는 오링과 상기 하우징의 타측 선단에 결합되는 발열체와 상기 발열체와 중축을 연결하는 스프링과 상기 스프링의 외측을 둘러싸도록 상기 하우징의 내벽면에 결합되는 절연지를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 저항체는 세라믹 본드인 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명은 상기 하우징이 발열체와의 결합된 측에서 상기 발열체와 간극을 형성하도록 그 내경이 상기 발열체의 외경 보다 상대적으로 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명은 바람직한 실시예에 의해서 보다 명확히 설명될 수 있을 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 글로우 플러그를 나타낸 종단면도이다.

도면에 나타난 부호(120)는 하우징을 지칭한다.

상기 하우징(120)은 그 내부로 공간이 마련된 중공의 형상이며, 그 외측면은 엔진과의 결합이 용이하도록 숫나사 형상을 취한다.

상기 하우징(120)의 일측 선단에는 절연체(115)가 결합되며, 상기 절연체(115)에는 중축(110)이 관통되어 결합된다.

이때, 상기 중축(110)은 그 일측은 상기 하우징(120)에 내입되며, 그 타측은 상기 절연체(115) 보다 외측방향으로 돌출된다.

상기 중축(110) 중 상기 절연체(115) 보다 돌출된 측은 볼트 형상을 취하며 고정너트(111)와 결합된다.

여기서, 상기 고정너트(111)는 중축(110)과의 결합시 상기 절연체(115)와 밀착되어 결합된다.

한편, 상기 중축(110)과 하우징(120)의 내벽면 사이에 형성된 공간에는 저항체(117)로서 세라믹 저항물질이 혼합된 세라믹 본드(117)가 충진된다.

그리고, 상기 하우징(120)의 내벽면과 중축(110) 간에는 상기 저항체(117)가 충진된 공간이 밀폐되도록 오링(117a)이 개재된다.

여기서, 상기 저항체(117)로서는 본 실시예에 적용된 세라믹 본드 외에도 저항의 역할을 할 수 있으며, 상기 중축(110)을 고정시킬 수 있으면, 여타의 재료, 물질도 사용 가능함을 밝혀둔다.

아울러, 상기 하우징(120)의 타측 선단에는 발열체(130)가 결합되는데 상기 발열체(130)는 세라믹 소결체(131)에 발열선(132)이 내포됨으로써 이루어진다.

그리고, 상기 발열체(130)와 중축(110) 간에는 스프링(119)이 개재되는데 상기 스프링(119)은 그 일측과 타측이 각각 상기 발열체(130)와 중축(110)에 접합되어 상기 발열체(130)와 중축(110)을 연결한다.

또한, 상기 하우징(120)의 내벽면에는 상기 하우징(120) 내부의 스프링(119)이 위치된 구간에서 상기 스프링(119)의 외측을 둘러싸도록 절연지(119a)가 결합된다.

한편, 상기 하우징(120)은 발열체(130)와의 결합된 측에서 상기 발열체(130) 와 간극(125)을 형성한다.

이때, 상기 간극(125)은 상기 하우징(20)과 발열체(130) 간에 형성되는 것으로써, 상기 하우징(120)의 내경이 상기 발열체(130)의 외경 보다 상대적으로 크게 형성되어 이루어 진다.

이하에서는 상술한 실시예를 바탕으로 본 발명의 작용 및 원리를 설명한다.

본 발명에 따른 내연기관용 글로우 플러그(200)가 디젤기관(미도시)에 장착되면 상기 중축(110)은 외부전원으로 부터 전압을 인가받는다.

인가된 전압은 상기 중축(110)과 하우징(120) 사이에 충진된 저항체(117)에 이르러 설정된 발열량과 발열속도를 위한 수치로 변경된 후, 스프링(119)을 따라 발열체(130)로 이동한다.

이동된 전압은 발열체(130) 내부의 발열선(132)에 의해 열에너지로 변환되어 기관 연소실을 가열한다.

이때, 상기 스프링(119)의 외측을 둘러싸는 절연지(119a)는 상기 스프링(119)을 통해 이동되는 전압이 쇼트되는 것을 방지한다.

아울러, 상기 중축(110)과 하우징(120) 간에 충진된 저항체(117)는 중축(110)의 토오크를 증대시켜 기관 진동에 의한 중축(110)의 회전을 방지한다.

즉, 본 발명에 따른 내연기관용 글로우 플러그(200)에서 상기 저항체(117)는 저항물질이 혼합된 세라믹 본드로 구성되어 저항과 중축(110) 고정체로써의 역할을 동시에 하는 것이다.

그리고, 상기 하우징(120)과 발열체(130) 간에 형성된 간극(125)은 상기 발열체(130)와 하우징(120) 간의 열전도성을 낮추어 발열선(132)의 과열 및 이로 인한 상기 발열선(132)의 단선을 방지한다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명은 저항체가 저항의 역할을 함과 동시에 중축의 토오크를 증대시키도록 하여 외력에 의한 중축의 회전을 방지하고, 하우징 내부에서의 전기쇼트를 방지하여 제품의 견고성과 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

아울러, 본 발명은 발열체와 하우징 간의 열전도성을 낮추어 발열선의 과열 및 이로 인한 상기 발열선의 단선을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 디젤기관에 장착되어 연소실의 공기를 예열시키는 글로우 플로그(200)로서,

   중공의 하우징(120)과;

   상기 하우징(120)의 일측 선단에 결합되는 절연체(115)와;

   상기 절연체(115)를 관통하여 그 일측이 상기 하우징(120)으로 내입되며, 그 타측은 상기 절연체(115) 보다 외측방향으로 돌출되는 중축(110)과;

   상기 절연체(115)와는 밀착되도록 상기 중축(110)과 결합되는 고정너트(111)와;

   상기 중축(110)과 상기 하우징(120)의 내벽면 사이에 형성된 공간에 충진되는 저항체(117)와;

   상기 공간이 밀폐되도록 상기 하우징(120)의 내벽면과 중축(110) 간에 개재되는 오링(117a)과;

   상기 하우징(120)의 타측 선단에 결합되는 발열체(130)와;

   상기 발열체(130)와 중축(110)을 연결하는 스프링(119)과;

   상기 스프링(119)의 외측을 둘러싸도록 상기 하우징(120)의 내벽면에 결합되는 절연지(119a);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 글로우 플러그의 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 저항체(117)는 세라믹 본드인 것을 특징으로 하는 내연기관용 글로우 플러그의 구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 하우징(120)은 발열체(130)와의 결합된 측에서 상기 발열체(130)와 간극(125)을 형성하도록 그 내경이 상기 발열체(130)의 외경 보다 상대적으로 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 글로우 플러그의 구조.

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