KR20100033538A - 내연 엔진용 스파크 플러그 - Google Patents

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KR20100033538A
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니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/34—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation characterised by the mounting of electrodes in insulation, e.g. by embedding

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Abstract

내연 엔진용 스파크 플러그가 제공되며, 이는: 스파크 플러그의 축 방향으로 연장되며 선단의 열팽창 계수보다 더욱 높은 열팽창 계수의 코어를 갖는 중앙 전극으로서, 그의 후측에 방사상 외측으로 돌출되는 플랜지부 및 상기 플랜지부보다 상기 스파크 플러그의 선단에 더욱 가까이 위치되며 상기 플랜지부보다 직경이 더욱 작은 원통형부를 포함하는 중앙 전극; 축홀에 느슨히 끼워맞춤되는 상태로 지지되는 상기 원통형부로써 상기 플랜지부를 상기 축홀 내에 보유하기 위하여 상기 축 방향으로 상기 축홀을 갖는 절연체; 및 상기 절연체를 수용하는 금속 쉘;로 이루어지며, 상기 스파크 플러그는 다음의 조건을 만족함을 특징으로 하는 내연 엔진용 스파크 플러그: Cb<Cf, 여기에서 Cb는 상기 축방향으로 임의의 축 위치(B)에서 상기 축홀의 내경과 상기 원통형부의 외경 사이의 직경 차이이며; 그리고, Cf는 상기 축방향으로 상기 축 위치(B)보다 상기 스파크 플러그의 선단에 더욱 가까이 위치되는 축 위치(F)에서 상기 축홀의 내경과 상기 원통형부의 외경 사이의 직경 차이임.

Description

내연 엔진용 스파크 플러그{SPARK PLUG FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 내연 엔진용 스파크 플러그에 관한 것이다.
스파크 플러그는 연소실 내 공기-연료 혼합물의 점화를 위하여 내연 엔진에 장착된다. 상기 스파크 플러그는 축홀이 형성된 절연체, 상기 축홀 내에 삽입되는 중앙 전극, 상기 절연체의 외주에 배치되는 금속 쉘 및 상기 중앙 전극과 상기 접지 전극 사이에 스파크 갭을 구획하기 위하여 상기 금속 쉘의 선단면에 고정되는 접지 전극을 포함한다. 일반적으로, 상기 금속 쉘 및 상기 절연체는 상기 금속 쉘의 내주면의 단차부를 금속 프레이트 패킹을 통하여 상기 절연체의 외주면의 단차부에 맞물리게 함으로써 함께 조립된다. 최근에는 열복사를 강화하기 위하여 비교적 높은 열전도율을 보이는 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 내측부를 갖는 중앙 전극이 제안되고 있다.(특허문헌 1 참조)
상기 연소실 내에는 상기 공기-연료 혼합물의 불완전 연소로 인하여 탄소 물질이 발생할 수 있고 이는 절연체 표면 상에 침전된다. 이러한 탄소 침전물이 상기 절연체 표면 상에 발전되어 이를 뒤덮으면 (즉, 상기 절연체에 오염물이 생기면), 상기 스파크 플러그는 상기 스파크 갭 내에 스파크 방전을 적절히 일으키지 않고 상기 탄소 침전물을 통하여 상기 중앙 전극으로부터 상기 금속 쉘까지 전류의 흐름(누출)을 유발할 수 있다. 이러한 문제점에 대한 대책으로서, 동일한 양의 탄소 침전물이 발생하더라도, 상기 탄소 침전물이 상기 절연체 표면을 뒤덮을 가능성을 감소시켜 상기 절연체의 오염 저항성을 개선하기 위하여, 상기 절연체로 하여금 상기 연소실에 노출되는 길이가 더욱 긴 부분(다리부)을 갖도록 하는 것이 제안된 바 있다.
그러나, 상기 다리부가 연소 동안 보다 많은 양의 연소 가스 열을 수용하도록 하기 위하여 상기 다리부의 표면 영역은 그 길이가 증가된다. 상기 절연체의 선단(다리부)로부터 상기 플레이트 패킹까지의 거리 또한 상기 다리부의 길이와 함께 증가되며, 따라서, 상기 절연체의 선단에서 열복사에 열화를 초래하게 되고, 더 나아가, 상기 절연체의 다리부에서 열복사의 열화를 초래하게 된다. 결과적으로, 상기 스파크 플러그는 상기 중앙 전극으로부터 상기 절연체까지 원만한 열전달을 허용할 수 없게 되고, 그러므로, 상기 중앙 전극의 내측부가 구리 또는 구리 합금과 같이 비교적 높은 열전도율 물질로 형성되는 경우에조차도 충분한 열복사 특성을 유지할 수 없게 된다. 더욱이, 상기 구리 및 구리 합금 물질은 비교적 높은 열팽창 계수를 가지기 때문에, 상기 스파크 플러그는 상기 중앙 전극으로부터 상기 절연체까지의 원만한 열전달이 불가능함으로 인하여 상기 구리 또는 구리 합금 물질의 팽창을 유발할 수 있다. 이는 상기 중앙 전극의 팽창을 유발하며 상기 중앙 전극에 의하여 상기 절연체에 파손의 위험을 증가시킨다.
특허문헌1:일본국특허공개공보제2006-156110호
상술한 바에 비추어, 본 발명은 중앙 전극의 열복사를 강화할 수 있고 절연체의 파손 발생을 방지할 뿐만 아니라 오염 저항성의 개선을 달성할 수 있는 내연 엔진용 스파크 플러그를 제공하고자 이루어진 것이다.
본 발명의 일 특징에 의하면, 내연 엔진용 스파크 플러그가 제공되며, 이는: 스파크 플러그의 축 방향으로 연장되며 선단의 열팽창 계수보다 더욱 높은 열팽창 계수를 갖는 코어를 포함하는 중앙 전극으로서, 그의 후측에 방사상 외측으로 돌출되는 플랜지부 및 상기 플랜지부보다 상기 스파크 플러그의 선단에 더욱 가까이 위치되며 상기 플랜지부보다 직경이 더욱 작은 원통형부를 포함하는 중앙 전극; 축홀에 느슨히 끼워맞춤되는 상태로 지지되는 상기 원통형부로써 상기 플랜지부를 상기 축홀 내에 보유하기 위하여 상기 축 방향으로 형성되는 상기 축홀을 갖는 절연체; 및 상기 절연체를 수용하는 금속 쉘;로 이루어지며, 상기 스파크 플러그는 아래의 조건을 만족한다: Cb<Cf, 여기에서 Cb는 상기 축방향으로 임의의 축 위치(B)에서 상기 축홀의 내경과 상기 원통형부의 외경 사이의 직경 차이이며; 그리고, Cf는 상기 축방향으로 상기 축 위치(B)보다 상기 스파크 플러그의 선단에 더욱 가까이 위치되는 축 위치(F)에서 상기 축홀의 내경과 상기 원통형부의 외경 사이의 직경 차이임.
도 1은 스파크 플러그의 일 실시예에 의한 스파크 플러그의 부분적인 단면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도
도 5A는 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도
도 5B는 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도
도 6A는 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도
도 6B는 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도
도 7A는 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도
도 7B는 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도
도 8A는 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도
도 8B는 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 스파크 플러그의 선단부를 나타내는 확대 단면도
본 발명의 일 실시예에 의한 내연 엔진용 스파크 플러그(1)를 도면을 참조하여 아래에 상세히 설명한다.
여기에서: 상기 스파크 플러그(1)의 축(C1) 방향이 도면의 상부-하부 방향으로 배열된 경우, “선(전)” 및 “후”라는 용어는 도면의 상측 및 바닥측을 각각 칭하며; 그리고 후술되는 직경 차이(Cb) 및 (Cf)는 도시를 목적으로 도면에서 비교적 과장된 방식으로 표시된다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 스파크 플러그(1)는 세라믹 절연체(2), 금속 쉘(3), 중앙 전극(5), 단자 전극(6), 접지 전극(27) 및 저항(7)을 포함한다.
상기 세라믹 절연체(2)는 소결 알루미나 등으로 형성되며 상기 축(C1) 방향으로 연장되는 축홀(4)을 갖는 원통형으로 이루어진다. 테이퍼진 단차부(28)는 상기 축홀(4)의 전방측에 형성된다. 또한, 상기 단차부(28)의 전방측에서 상기 축홀(4)의 일 부분은 일정한 내경(
Figure pct00001
B)으로 형성된다. 상기 세라믹 절연체(2)는 상기 축(C1) 방향에서 실질적으로 중앙 위치에 방사상 외측으로 돌출되는 플랜지부(11), 상기 플랜지부(11)보다 상기 스파크 플러그(1)의 선단에 더욱 가까이 위치되며 상기 플랜지부(11)보다 직경이 더욱 작은 중간 몸체부(12), 및 상기 중간 몸체부(12)보다 상기 스파크 플러그(1)의 선단에 더욱 가까이 위치되며 상기 내연 엔진의 연소실에 노출되는 다리부(13)를 포함한다. 상기 플랜지부(11), 상기 중간 몸체부(12) 및 상기 다리부(13)를 포함하는 상기 세라믹 절연체(2)의 전방부는 상기 원통형 금속 쉘(3) 내에 수용된다. 상기 세라믹 절연체(2)는 상기 다리부(13)와 상기 중간 몸체부(12) 사이의 연결부에 형성되는 어깨부(14)를 더욱 포함한다. 본 실시예에 있어서, 상기 다리부(13)는 동일한 열가치(heat value)(즉, 동일한 열복사 특성)를 갖는 종래의 스파크 플러그에서보다 상기 축방향으로 소정 길이만큼(예를 들면, 1㎜ 내지 2㎜)더욱 길게 형성된다.
상기 중앙 전극(5)은 그의 후방측에 방사상 외측으로 돌출되는 플랜지부(35) 및 상기 플랜지부(35)보다 상기 스파크 플러그(1)의 선단에 더욱 가까이 위치되며 상기 플랜지부(35)보다 작은 직경을 갖는 원통형부(36)를 포함한다. 상기 중앙 전극(5)은 상기 플랜지부(35)를 상기 단차부(28)상에 맞물리게 함으로써, 상기 세라믹 절연체(2)의 선단으로부터 돌출되는 상기 중앙 전극(5)의 선단에 의하여, 상기 축홀(4)의 전방측 내로 삽입되어 고정된다.
상기 단자 전극(6)은 상기 세라믹 절연체(2)의 후단으로부터 돌출되는 상기 단자 전극(6)의 후단에 의하여 상기 축홀(4)의 후방측 내로 삽입되어 고정된다.
상기 저항(7)은 상기 축홀(4) 내에서 상기 중앙 전극(5)과 상기 단자 전극(6) 사이에 배치되고, 그의 대향 단부에서 도전성 유리 밀봉층(8) 및 (9)을 통하여 상기 중앙 전극(5) 및 상기 단자 전극(6)에 전기적으로 각각 접속된다.
상기 금속 쉘(3)은 저탄소강과 같은 금속재로 원통형 형상으로 형성된다. 상기 금속 쉘(3)은 엔진의 실린더 헤드 상에 상기 스파크 플러그(1)를 장착하기 위하여 나사부(외부 나사부)(15)가 형성된 외주면을 갖는다. 상기 금속 쉘(3) 또한 상기 나사부(15)보다 상기 스파크 플러그(1)의 후단에 더욱 가까운 위치에서 그의 외주면 상에 형성된 플러그 장착부(16)를 갖는다. 링-형상 개스킷(18)은 상기 나사부(15)의 후단에서 나사 목부(17) 주위에 끼워맞춤된다. 또한, 상기 금속 쉘(3)은 엔진 실린더 블럭 내에 상기 금속 쉘(3)을 고정하기 위하여 렌치와 같은 도구와 결합되도록 그의 후방측에 형성되는 육각형 단면의 도구 결합부(19) 및 내부에 상기 세라믹 절연체(2)를 보유하도록 상기 금속 쉘(3)의 후단에 형성되는 크림프부(20)를 포함한다. 상기 금속 쉘(3)은 또한 상기 세라믹 절연체(2)를 그 상부에 보유하도록 단차부(21)가 형성된 내주면을 갖는다. 상기 세라믹 절연체(2)는 상기 세라믹 절연체(2)를 뒤쪽으로부터 앞쪽으로 상기 금속 쉘(3) 내에 삽입함으로써 그리고 상기 금속 쉘(3)의 개방된 후단을 방사상 내측으로 스웨이징함으로써 상기 금속 쉘(3) 내에 고정되어, 상기 금속 쉘(3)의 단차부(13) 상에 보유된 세라믹 절연체(2)의 어깨부(14)를 갖는 스웨이징부(22)를 형성하게 된다. 환형 플레이트 패킹(22)은 상기 세라믹 절연체(2)의 어깨부(14)와 상기 금속 쉘(3)의 단차부(21) 사이에 위치된다. 이러한 구조에 있어서, 상기 스파크 플러그(1)는 상기 금속 쉘(3)의 내주면과 상기 연소실에 노출되는 상기 세라믹 절연체(2)의 다리부(13) 사이로부터 공기-연료 혼합물의 누출을 방지하기 위하여 상기 연소실에 대한 밀봉을 유지한다.
스웨이징에 의한 보다 완전한 밀봉을 위하여, 상기 금속 쉘(3)과 상기 금속 쉘 후단의 세라믹 절연체(2) 사이에 환형 링 부재(23) 및 (24)가 배치된다. 또한, 이들 환형 부재(23) 및 (24) 사이에 활석 분말(25)이 채워진다. 달리 말하자면, 상기 금속 쉘(3)은 상기 플레이트 패킹(22), 상기 링 부재(23) 및 (24), 그리고 상기 활석 분말(25)을 통하여 그 내부에 상기 세라믹 절연체(2)를 보유한다.
상기 접지 전극(27)은 실질적으로 L-형상이며 상기 금속 쉘(3)의 선단면(26)에 결합된다. 상기 접지 전극(27)은 그의 후단이 용접에 의하여 상기 금속 쉘(3)의 선단면(26)에 결합되는 몸체를 가지며, 상기 몸체는 상기 접지 전극 몸체의 선단 측면이 상기 중앙 전극(5)의 선단면을 향하도록 그의 선단쪽을 향하여 구부러진다. 상기 중앙 전극(5)의 선단면과 상기 접지 전극(27)의 몸체의 해당 부분 사이에는 스파크 갭(33)이 구획된다. 상기 중앙 전극(5)의 선단면과 상기 접지 전극(27)의 해당 부분 상에는 필요에 따라 각각 귀금속 팁이 제공될 수도 있다.
본 실시예에서, 상기 중앙 전극(5)은 도 2에 나타낸 바와 같이 니켈(Ni) 합금으로 된 외층(커버층)(5B)과 상기 외층(5B)보다 더욱 높은 열전도율 및 열팽창 계수를 갖는 금속재로 된 내층(코어)(5A)를 갖는다. 더욱 높은 열팽창 계수의 금속재로서, 구리 또는 구리 합금과 같이 비교적 높은 열전도율의 금속재가 사용가능하다.
또한, 상기 중앙 전극(5)의 원통형부(36)는 상기 축홀(4) 내에 느슨하게-끼워맞춤된 상태로 지지된다. 상기 원통형부(36)의 느슨하게-끼워맞춤된 상태는 상기 원통형부(36)의 외주면과 상기 축홀(4)의 내주면 사이에 공극이 있음을 의미하지만, 구체적으로 상기 원통형부(36)의 외주면이 상기 축홀(4)의 내주면에 전혀 접촉되지 않음을 의미하지는 않는다. 상기 원통형부(36)의 외주면 중 일 부분과 상기 축홀(4)의 내주면 사이에 약간의 공극이 남으면 충분하다. 상기 원통형부(36)를 상기 축홀(4) 내에 삽입함으로써 그리고 상기 플랜지부(35)를 상기 단차부(28) 상에 맞물리게 함으로써 상기 중앙 전극(5)이 상기 세라믹 절연체(2)의 축홀(4) 내에 보유되는 한, 상기 원통형부(36)의 외주면은 제조 변수로 인하여 상기 축홀(4)의 내주면에 접촉하게 될 수도 있다.
더욱이, 상기 스파크 플러그(1)는 다음의 조건을 만족하는 구조로 이루어진다: Cb<Cf, 여기에서 Cb는 임의의 축 위치(B)에서 상기 축홀(4)의 내경과 상기 원통형부(26)의 외경 사이의 직경 차이이며; 그리고, Cf는 상기 축 위치(B)보다 상기 스파크 플러그(1)의 선단에 더욱 가까이 위치되는 축 위치(F)에서 상기 축홀(4)의 내경과 상기 원통형부(26)의 외경 사이의 직경 차이임.
상기 중앙 전극(5)의 내층(코어)(5A)은 비교적 높은 열팽창 계수를 갖는 금속재로 형성되므로, 상기 중앙 전극(5)은 종래의 스파크 플러그의 경우에서와 같이 강화된 열복사를 가능하게 한다. 이와 같이 강화된 상기 중앙 전극(5)의 열복사에 의하여, 상기 스파크 플러그(1)는 상기 연소실에 노출된 상기 세라믹 절연체(2)의 상기 부분(다리부(13))이 비교적 긴 길이로 형성될 때에도 충분한 열복사 특성을 유지할 수 있다. 따라서 상기 다리부(13)의 길이를 증가시키고 그리하여 상기 세라믹 절연체(2)의 오염 저항성을 개선하는 것이 가능하다.
한 편, 상기 중앙 전극(5)의 내층(코어)(5A)이 비교적 높은 열팽창 계수의 금속재로 형성될 때, 상기 중앙 전극(5)의 팽창에 의하여 상기 세라믹 절연체(2)에는 파손의 위험이 있다. 본 실시예에서, 상기 중앙 전극(5)의 원통형부(36)는 다음의 조건: Cb<Cf을 만족시키기 위하여, 즉, 상기 축 위치(B)에서보다 상기 축 위치(F)에서 상기 세라믹 절연체(2)와 상기 원통형부(36) 사이에 공극을 설정하기 위하여, 상기 세라믹 절연체(2)의 축홀(4) 내에 느슨하게-끼워맞춤되는 상태로 지지된다. 비록 상기 축 위치(B)에서보다 상기 스파크 플러그(1)의 선단에 더욱 가까이 위치되는 상기 축 위치(F)에서 상기 중앙 전극(5)의 열팽창이 더욱 분명하지만, 이러한 열팽창으로 인한 상기 중앙 전극(5)의 체적 증가는 상기 축 위치(F)에서 상기 세라믹 절연체(2)와 상기 원통형부(36) 사이의 공극에 의하여 흡수될 수 있다. 따라서, 상기 중앙 전극(5)에 의한 상기 세라믹 절연체(2)의 파손을 방지하는 것이 가능하다.
오염 저항성의 개선을 위하여, 상기 중앙 전극(5)의 선단부의 직경을 감소시키는 것과 상기 축홀(4)의 내주면과 상기 중앙 전극(5)의 선단부의 외주면 사이에 환형 갭(소위, "열-갭(thermo gap)")을 형성하는 것을 고려해볼 수 있다. 이러한 경우에, 그러나, 상기 축홀(4)의 내경과 상기 중앙 전극(5)의 외경 사이의 직경 차이는 비교적 큰 정도로 설정될 필요가 있다(예를 들면, 0.1㎜ 이상). 상기 축홀(4)과 상기 원통형부(36) 사이의 공극으로 하여금 상기 열-갭으로서의 기능보다 상기 중앙 전극(5)의 체적 증가를 흡수하는 기능을 수행하도록 하기 위해서는, 상기 직경 차이(Cf)로부터 상기 직경 차이(Cb)를 뺀 값을 0㎜보다 크게 그리고 0.06㎜이하로 설정하는 것이 바람직하다. 상기 직경 차이(Cf)로부터 상기 직경 차이(Cb)를 뺀 값이 다음의 조건: 0㎜<Cb-Cf≤0.06㎜을 만족하도록 설정될 때, 상기 스파크 플러그(1)는 상기 세라믹 절연체(2)의 파손을 방지하는 한 편 상기 중앙 전극(5)의 열복사를 양호하게 유지하는 데에 충분한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 축 위치(B)에서 상기 축홀(4)의 내경과 상기 원통형부(36)의 외경 사이의 차이(Cb)는 상기 중앙 전극(5)으로부터 상기 세라믹 절연체(2)까지의 원만한 열복사를 가능하게 하도록 비교적 작은 정도로 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 직경 차이(Cb)는 0.01㎜ 내지 0.09㎜로 설정하는 것이 바람직하다. 열복사 특성을 고려할 때 상기 직경 차이(Cb)는 가능한 한 작을수록 바람직하지만, 상기 직경 차이(Cb)는 생산성 및 제조 공차로 인한 상기 세라믹 절연체(2)의 파손 가능성을 고려하여 0.02㎜ 내지 0.07㎜로 설정할 수 있다.
상기 축 위치(B) 및 (E) 각각은 상기 축(C1) 방향에서 상기 세라믹 절연체(2)의 선단면으로부터 적어도 3㎜ 후방으로 위치시키는 것이 더욱 바람직하다. 특히, 상기 축 위치(E)는 상기 축(C1) 방향에서 상기 세라믹 절연체(2)의 선단면으로부터 3㎜ 내지 13㎜의 범위 내에(예를 들면, 10㎜에) 위치시키는 것이 바람직하다 (이러한 경우, 상기 축 위치(B)는 상기 원통형부(36)의 후단과 상기 축 위치(E) 사이에 위치된다). 상기 열-갭은 일반적으로 상기 축(C1) 방향에서 상기 세라믹 절연체(2)의 선단면으로부터 3㎜ 후방의 위치보다는 상기 스파크 플러그(1)의 선단에 더욱 가까운 위치에 형성된다. 따라서, 상기 직경 차이(Cb) 및 (Cf)의 축 영역은 상기 축(C1) 방향에서 상기 세라믹 절연체(2)의 선단면으로부터 적어도 3㎜ 후방으로 상기 축 위치(B) 및 (E)를 설정함으로써 상기 열-갭의 축 영역으로부터 명확히 구분할 수 있다. 상기 직경 차이(Cf)가 상기 절연체의 선단면으로부터 3㎜ 후방의 위치에서보다 상기 스파크 플러그(1)의 후단에 더욱 가까운 위치에서 0.06㎜를 초과하면, 상기 중앙 전극(5)의 열복사가 충분히 강화될 수 없을 가능성이 증가된다.
더욱 구체적으로 말하자면, 상기 중앙 전극(5)의 원통형부(36)는, 도 2에 나타낸 바와 같이 본 실시예에서, 상기 대경부(37), 소경부(39) 및 상기 대경부(37)보다 작고 상기 소경부(39)보다 큰 외경을 갖는 중경부(38)를 갖는다. 여기에서, 도면에서는 상기 직경 차이를 대신하여 반경 차이(즉, 공극 크기) "Cb/2", "Cf/2" 및 "Cs/2"가 표시된다. 예를 들면, 상기 대경부(37)의 외경(
Figure pct00002
A), 상기 중경부(38)의 외경(
Figure pct00003
D) 및 상기 소경부(39)의 외경(
Figure pct00004
C)은 각각 2.59㎜, 2.57㎜ 및 2.5㎜로 설정된다. 또한, 상기 대경부(37)의 외경(
Figure pct00005
A)과 상기 중경부(38)의 외경(
Figure pct00006
D)사이의 차이(0.22㎜)는 상기 중경부(38)의 외경(
Figure pct00007
D)과 상기 소경부(39)의 외경(
Figure pct00008
C) 사이의 차이(0.07㎜)보다 더욱 작게 형성된다.
상기 소경부(39)는 상기 세라믹 절연체(2)의 선단면의 축 위치(R)를 넘어서 연장되며, 더욱 구체적으로 말하자면, 상기 축(C1) 방향에서 상기 세라믹 절연체(2)의 선단면으로부터 3㎜ 이하(본 실시예에서는 1㎜) 후방의 위치(S)와 상기 원통형부(36)의 선단 위치(T) 사이에 형성된다. 상기 중경부(38)와 상기 대경부(37)보다, 그리고 상기 소경부(39)보다 상기 스파크 플러그(1)의 후단에 더욱 가까운 상기 플랜지부(35)보다 상기 소경부(39)를 더욱 작은 직경으로 형성함에 의하여, 상기 소경부(29)의 후단의 외주면과 상기 축홀(4)의 내주면 사이에 환형갭(40)이 구획된다. 상기 축홀(4) 내에서 상기 환형갭(40) 내에 탄소 오염이 발생될 때에도, 상기 환형갭(40)은 그 내부에서 스파크 방전갭 발생을 허용하여 상기 탄소 오염을 효과적으로 태워 제거할 수 있도록 한다. 즉, 상기 환형갭(40)은 소위 열-갭의 기능을 수행할 것으로 기대된다. 이는 오염 저항성의 개선에 더욱 기여한다.
상기 중경부(38)는 상기 소경부(39)보다 상기 축(C1) 방향으로 더욱 길게 형성되고, 상기 축(C1) 방향에서 상기 소경부(39)의 후단 직후의 위치와 상기 소경부(39)의 직후 위치로부터 소정 거리(예를 들면, 7㎜)만큼 후방인 위치 사이에 형성된다.
상기 대경부(37)는 상기 중경부(38)보다 상기 축(C1) 방향으로 더욱 길게 형성된다. 상기 중앙 전극(5)에서, 상기 내층(5A)은 상기 플랜지부(35)로부터 상기 소경부(39)까지 연장된다.
상기 단차부(28)의 전방측에서의 상기 축홀(4) 부분이 상술한 바와 같이 일정한 내경(
Figure pct00009
B)으로 형성되므로, 상기 축(C1) 방향에서 상기 원통형부(36)에 상응하는 위치에서 상기 축홀(4)의 영역은 상기 축홀(4)의 일정한 내경(
Figure pct00010
B)과 상기 원통형부(36)의 외경(
Figure pct00011
C) 사이의 직경 차이가 각각 일정한 다수개의 영역(일정한 직경 차이 영역)을 포함한다. 상기 축홀(4)의 내경(
Figure pct00012
B)과 상기 원통형부(36)의 외경(
Figure pct00013
C) 사이의 직경 차이는 실질적으로 일정하게 유지되고 정확히는 일정하지 않을 수도 있으며, ±0.01㎜ 이하의 제조 변수 및 공차를 허용한다. 본 실시예에 있어서, 상기 대경부(37)에 상응하는 상기 일정한 직경 차이 영역 중 하나를 "제 1 일정 직경 차이 영역(DL1)"으로 칭하며, 이는 축방향으로 가장 길다; 또한, 상기 중경부(38)에 상응하는 상기 일정한 직경 차이 영역 중 하나를 "제 2 일정 직경 차이 영역(DL2)"으로 칭하며, 이는 축방향으로 두 번째로 가장 길다. 상기 축 위치(B)는 상기 제 1 일정 직경 차이 영역(DL1) 내에 위치되며, 상기 축 위치(F)는 상기 제 1 일정 직경 차이 영역(DL1)보다 상기 스파크 플러그(1)의 선단에 더욱 가까운 상기 제 2 일정 직경 차이 영역(DL2) 내에 위치된다. 상기 제 1 일정 직경 차이 영역(DL1) 내에서 상기 축홀(4)의 내경(B)과 상기 원통형부(36)(대경부(37))의 외경(
Figure pct00014
A) 사이의 직경 차이(Cb)는 상기 원통형부(36)에서 가장 작다. 상기 제 2 일정 직경 차이 영역(DL2) 내에서 상기 축홀(4)의 내경(
Figure pct00015
B)과 상기 원통형부(36)의 외경(
Figure pct00016
D) 사이의 직경 차이(Cf)는 상기 직경 차이(Cb)보다 더욱 크게 설정된다(Cb<Cf). 더욱이, 상기 직경 차이(Cf)는 상기 축홀(4)의 내경(
Figure pct00017
B)과 상기 소경부(39)의 외경(
Figure pct00018
C) 사이의 직경 차이(Cs)보다 더욱 작게 설정된다(Cf<Cs).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예의 스파크 플러그(1)는 열복사 특성 및 오염 저항성의 개선과 같은 장점을 유지할 수 있고 또한 상기 중앙 전극(5)에 의한 상기 세라믹 절연체(2)의 파손과 같은 단점을 해결할 수 있다.
다음으로, 위의 스파크 플러그(1)의 제조 방법을 아래에 설명한다.
우선 상기 금속 쉘(3)을 제조한다. 즉, 원통형 금속재(예를 들면, 철계(iron-based) 물질 또는 스테인레스강 물질)에 관통홀을 냉간 단조하고 상기 원통형 금속재를 소정 형상으로 절단함으로써 반제품인 금속 쉘 부분을 얻는다. Ni 합금(예를 들면, 인코넬 합금)의 접지 전극(27)을 상기 반제품 금속 쉘 부분의 선단면에 저항 용접에 의하여 결합한다. 상기 용접 중 소위 전단 드롭(shear drops)이 발생하므로, 상기 반제품 금속 쉘 부분과 상기 접지 전극(27) 사이의 결합으로부터 이러한 용접 전단 드롭을 제거한다. 상기 나사부(15)를 상기 반제품 금속 쉘 부분 상의 소정 위치에서 전조(component rolling)에 의하여 형성함으로써, 상기 접지 전극(27)이 용접되어 있는 금속 쉘(3)을 제공하게 된다. 상기 접지 전극(27)을 갖는 상기 금속 쉘(3)은 아연 도금 또는 니켈 도금된다. 부식 저항을 개선하기 위하여, 상기 접지 전극(27)을 갖는 금속 쉘(3)을 크로메이트처리에 의하여 더욱 처리할 수도 있다.
상기 세라믹 절연체(2)는 상기 금속 쉘(3)과는 별도로 성형에 의하여 제조한다. 예를 들면, 알루미나-계 원료 물질 분말을 결합제와 함께 사용하여 과립화된 성형 재료를 준비하고 상기 재료를 고무 프레스에 의하여 성형함으로써 원통형 성형부를 형성한다. 상기 성형부를 절단하여 형상화하고, 노(爐)에서 소성하며, 다양한 연마 과정을 거침으로써 상기 세라믹 절연체(2)를 완성한다.
상기 중앙 전극(5) 또한 상기 금속 쉘(3) 및 상기 세라믹 절연체(2)와는 별도로 제조한다. 즉, 상기 니켈 합금을 단조하고 열복사를 강화하기 위하여 상기 니켈 합금의 중앙에 구리 또는 구리 합금의 내층을 마련함으로써 반제품인 중앙 전극 부분을 준비한다. 상기 반제품 중앙 전극 부분의 일단측(상기 구리 합금 등이 노출된)에 상기 플랜지부(35)를 형성한다. 한 편, 상기 소경부(39) 및 상기 중경부(38)는 상기 반제품 중앙 전극 부분의 타단측(즉, 상기 Ni 합금층으로 커버된 원통형 단부측)에 스웨이징에 의하여 앞쪽으로부터 차례로 형성된다. 이렇게 함으로써, 상기 중경부(38) 및 소경부(39)를 갖는 중앙 전극(5)이 얻어진다. 상기 중경부(38) 및 소경부(39)는 양자택일적으로 스웨이징보다는 절단에 의하여 형성할 수도 있다.
상기 세라믹 절연체(2), 상기 중앙 전극(5), 상기 단자 전극(6) 및 상기 저항(7)은 상기 유리 밀봉층(8) 및 (9)으로써 함께 조립된다. 일반적으로, 상기 유리 밀봉층(8) 및 (9)의 재료는 붕규산 유리(borosilicate glass)와 금속 분말을 혼합함으로써 준비된다. 상기 유리 밀봉층(8) 및 (9)은 상기 세라믹 절연체(2)의 축홀(4) 대향측들 사이에 상기 저항(7)을 샌드위치시키기 위하여 상기 대향측들 사이로 상기 준비된 유리 밀봉재를 채움으로써, 그리고나서, 후방으로부터 압력 하에 상기 단자 전극(6)을 지지하면서 노에서 상기 물질을 소부(baking)함으로써 형성된다. 이 때에, 상기 세라믹 절연체(2)의 후방 원통형부의 표면에 유약층을 동시에 도포할 수도 있다. 상기 유약층은 양자택일적으로 상기 세라믹 절연체(2)의 후방 원통형부에 앞서 도포할 수도 있다.
상기 금속 쉘(3)과 상기 접지 전극(27)의 소조립(subassembly) 및 상기 세라믹 절연체(2)와 상기 중앙 및 접지 전극(5) 및 (6)의 소조립은 상기 금속 쉘(3)의 비교적 얇은 후단을 방사상 내측으로 크림핑함에 의하여, 즉 상기 크림프부(20)에 의하여 함께 고정된다. 마지막으로, 상기 중앙 전극(5)의 선단면과 상기 접지 전극(27) 사이의 상기 스파크 갭(33)을 조정하기 위하여 상기 접지 전극(27)을 구부린다.
위와 같은 구조를 갖는 상기 스파크 플러그(1)는 이러한 일련의 공정 단계를 거쳐 제조 가능하다.
본 발명은 비록 상술한 바의 구체적인 실시예를 참조하여 설명되었으나, 본 발명은 이들 예시적인 실시예에 한정되지 않는다. 당업자는 위의 기술에 비추어 상술한 바의 실시예들에 대한 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
상술한 바의 실시예에 있어서, 상기 중경부(38)는 상기 대경부(37)보다 작은 직경으로 형성되므로 상기 직경 차이(Cf)는 상기 직경 차이(Cb)보다 크게 설정된다. 양자택일적으로, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 중경부(38)를 형성하지 않고, 상기 제 2 일정 직경 차이 영역(DL2) 내에서 상기 축홀(4)의 직경을 증가시킴으로써 상기 직경 차이(Cf)를 상기 직경 차이(Cb)보다 크게 설정할 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 실시예에서는 상기 소경부(39)가 상기 원통형부(36)의 선단에 마련되지만, 상기 소경부(39)를 형성하지 않을 수도 있다.
상기 스파크 플러그는 다음의 조건을 만족하는 구조로 될 수 있다: Cc<Cf, 여기에서 Cc는 상기 축 위치(F) 후방의 축 위치(C)에서 상기 축홀(4)의 내경과 상기 원통형부(36)의 외경 사이의 직경 차이임. 상술한 바의 실시예에서와 같이 상기 세라믹 절연체(2)의 선단면을 너머서 연장되도록 상기 제 2 일정 직경 차이 영역(DL2)보다 상기 스파크 플러그(1)의 선단에 더욱 가까운 위치에 상기 소경부(39)가 형성되는 경우, 상기 스파크 플러그는 다음의 조건을 만족시키는 구조로 될 수 있다: Cc<Cf 및 Cc<Cs, 여기에서 Cc는 상기 소경부(39) 상의 축 위치(F)와 임의의 축 위치(S) 사이의 축 위치(C)에서 상기 축홀의 내경과 상기 원통형부의 외경 사이의 직경 차이임. 상기 중앙 전극(5)의 원통형부(36)와 상기 세라믹 절연체(2)의 축홀(4) 사이의 공극에 탄소 오염물이 깊숙히 들어가게 되면, 상기 세라믹 절연체(2)는 상기 중앙 전극(5)의 경미한 열팽창에 의해서도 파손될 수 있다. 다음의 조건:Cc<Cf 및 Cc<Cs을 만족시킴으로써, 즉, 상기 축 위치(F)보다 상기 스파크 플러그(1)의 선단에 더욱 가까이 위치되고 상기 축 위치(S)보다 상기 스파크 플러그(1)의 후단에 더욱 가까이 위치된 축 위치(C)에서 상기 세라믹 절연체(2)와 상기 원통형부(36) 사이의 공극의 크기를 감소시킴으로써, 상기 원통형부(36)와 상기 축홀(4) 사이의 공극에 상기 탄소 오염물이 깊숙히 들어가는 것을 피할 수 있게 되고, 따라서 상기 세라믹 절연체(2) 내의 파손을 더욱 효과적으로 방지하게 된다.
예를 들면, 도 5A 및 도 5B에 나타낸 바와 같이 상기 소경부(39)의 직후 위치에서 상기 축홀(4)의 내경과 상기 원통형부(36)의 외경 사이의 직경 차이(Cc)가 상기 직경 차이(Cf) 및 (Cs)보다 작게 하기 위하여, 중간 대경부(41)가 상기 소경부(39) 직후의 위치를 향하여 돌출되도록 상기 세라믹 절연체(2)의 축홀(4) 내에 상기 중간 대경부(41)를 형성할 수 있다. 이러한 중간 대경부(41)의 형성은 상기 원통형부(36)와 상기 축홀(4) 사이의 공극 내로 상기 탄소 오염물이 깊숙히 들어가는 것을 방지할 수 있게 한다.
양자택일적으로, 도 6A 및 도 6B에 나타낸 바와 같이, 상기 소경부(39) 직후의 위치에서 상기 축홀(4)의 내경과 상기 원통형부(36)의 외경 사이의 직경 차이(Cc)가 상기 직경 차이(Cf)보다 작게 하기 위하여, 중간 대경부(42)가 방사상 외측으로 돌출하도록 상기 중간 대경부(42)를 상기 소경부(39)보다 상기 스파크 플러그(1)의 후단에 더욱 가까운 위치에 형성할 수도 있다. 이러한 중간 대경부(42)의 형성은 도 5A 및 도 5B의 상기 중간 대경부(41)와 동일한 효과를 갖는다. 도 6A에서, 상기 중간 대경부(42)는 상기 중경부(38)보다 외경이 더욱 크게 형성된다. 예를 들면, 상기 중간 대경부(42)의 외경은
Figure pct00019
2.59㎜로 설정되며, 이는 상기 대경부(37)의 외경과 동일하다. 한 편, 상기 중간 대경부(42)는 도 6B에서 상기 대경부(37)보다 외경이 더욱 크게 형성된다. (예를 들면, 상기 중간 대경부(42)의 외경은
Figure pct00020
2.61㎜로 설정된다.)
이상의 실시예에 있어서, 상기 직경 차이(Cf)는 상기 대경부(37)보다 상기 중경부(38)의 직경을 더욱 작게 형성함으로써 상기 직경 차이(Cb)보다 크게 설정된다. 양자택일적으로, 도 7A에 나타낸 바와 같이, 상기 세라믹 절연체(2)의 후단으로부터 3㎜ 후방인 위치(X)와 상기 축(C1)방향에서 상기 위치(X)로부터 소정 거리(예를 들면, 4㎜ 내지 10㎜)만큼 후방인 위치(Y) 사이의 소정 위치에서 상기 축홀(4)의 내경과 상기 원통형부(36)의 외경 사이의 직경 차이(Cf)가 전술한 바의 소정 위치의 후방에서 상기 축홀(4)의 내경과 상기 원통형부(36)의 외경 사이의 직경 차이(Cb)보다 크게 하기 위하여, 상기 원통형부(36)를 전방을 향하여 테이퍼할 수도 있다. 도 7B에 나타낸 바와 같이, 상기 직경 차이(Cf)는 상기 선단부를 향하여 상기 축홀(4)의 내경을 증가시키기 위하여 상기 축홀(4)을 테이퍼링함으로써 상기 직경 차이(Cb)보다 크게 설정될 수 있다.
더욱이, 상기 플레이트 패킹(22)을 통하여 상기 금속 쉘(3)에 맞물리는 상기 어깨부(14)보다 상기 스파크 플러그(1)의 선단에 더욱 가까운 상기 다리부(13)에 해당하는 상기 세라믹 절연체(2)의 일 부분 내에 상기 중앙 전극(5)의 원통형부(36)를 느슨하게-끼워맞춤된 상태로 바람직하게 지지할 수 있으므로, 상기 직경 차이(Cb)는 상기 원통형부(36)의 외경과 상기 다리부(13)에 상응하는 상기 축홀(4) 부분의 내경 사이의 차이와 같다. 상기 세라믹 절연체(2) 내의 파손을 효율적으로 방지하기 위해서는, 축방향 영역 내에 상기 다리부(13)에 상응하는 직경 차이(Cb)를 구획하는 것이 중요하다. 이러한 구조에 있어서, 상기 중앙 전극(5)은 충분한 열복사를 달성할 것으로 기대된다. 따라서, 상기 중앙 전극(5)의 원통형부(36)가 상기 세라믹 절연체(2)의 축홀(4)과 접촉하게 되더라도, 상기 세라믹 절연체(2) 내의 파손 위험 없이 열복사 특성을 더욱 개선할 수 있게 된다.
위의 실시예에서, 상기 중앙 전극(5)은 니켈 합금의 상기 외층(5B)으로써 비교적 높은 열팽창 계수를 갖는 상기 내층(5A)을 커버함으로써 형성된다. 양자택일적으로, 도 8A 및 도 8B에 나타낸 바와 같이, 상기 외층(5B)이 상부에 존재하지 않는 상기 중앙 전극(5)의 후단부 표면을 통하여 상기 내층(5A)이 노출되도록 상기 중앙 전극(5)의 선단부 상에만 상기 외층(5B)을 형성할 수도 있다. 또한, 양자택일적으로, 상기 외층(5B)의 금속재로서 철에 크롬이나 알루미늄이 첨가된 철-계 합금을 상기 니켈 합금 대신으로 사용할 수도 있다.
상기 플랜지부(35)의 선단으로부터 상기 원통형부(36)의 후단까지의 상기 중앙 전극(5) 부분과 상기 축홀(4) 사이의 공간에 시멘트재(시멘트 밴드)를 제공하는 것도 가능하다. 이는 상기 중앙 전극(5)의 열복사를 더욱 강화하기 위하여 상기 중앙 전극(5)으로부터 상기 세라믹 절연체(2)까지 원만한 열전달을 가능하게 한다.
상기 세라믹 절연체(2)의 선단부의 외경은 상기 세라믹 절연체(2)의 열복사 강화를 위하여 더욱 감소될 수도 있다.
위의 실시예에서는 스파크 갭(33)이 상기 중앙 전극(5)의 선단면과 상기 접지 전극(27) 사이에 구획되나, 상기 중앙 전극(5)의 선단면에 백금이나 이리듐으로 된 주지의 귀금속 팁을 결합하여 상기 귀금속 팁과 상기 접지 전극(27) 사이에 스파크 갭(33)을 구획할 수도 있다. 상기 중앙 전극(5)에 대향되는 상기 접지 전극(27)의 표면 부분에 귀금속 팁을 결합하여 상기 접지 전극(27) 상에 결합된 귀금속 팁과 상기 중앙 전극(5)의 선단면이나 상기 중앙 전극(5)에 결합된 상기 귀금속 팁 사이에 스파크 갭(33)을 구획할 수도 있다.
위의 실시예에서, 상기 접지 전극(27)은 상기 금속 쉘(3)의 선단에 결합된다. 양자택일적으로, 상기 접지 전극은 상기 금속 쉘의 일 부분을 절단함으로써 (또는 상기 금속 쉘에 선단 끼워맞춤부를 용접하여 상기 끼워맞춤부의 일부를 절단함으로써) 형성될 수도 있다. (일본국 특허공개공보 제2006-236906호 참조). 더욱이, 상기 중앙 전극의 외주면과 상기 절연체의 선단부에 대향되도록 상기 접지 전극을 소위 연면 방전(creeping discharge) 전극으로서 설계할 수도 있다.
위의 실시예에서는 상기 도구 결합부(19)가 육각형 단면으로 이루어지나, 상기 도구 연장부(19)의 형상은 이에 한정되지 않는다. 양자택일적으로, 상기 도구 결합부(19)는 Bi-HEX(수정된 12-점) 형상 (ISO22977:2005(E)에 의하여) 등을 가질 수도 있다.

Claims (13)

  1. 스파크 플러그의 축 방향으로 연장되며 선단의 열팽창 계수보다 더욱 높은 열팽창 계수의 코어를 갖는 중앙 전극으로서, 그의 후측에 방사상 외측으로 돌출되는 플랜지부 및 상기 플랜지부보다 상기 스파크 플러그의 선단에 더욱 가까이 위치되며 상기 플랜지부보다 직경이 더욱 작은 원통형부를 포함하는 중앙 전극;
    축홀에 느슨히 끼워맞춤되는 상태로 지지되는 상기 원통형부로써 상기 플랜지부를 상기 축홀 내에 보유하기 위하여 상기 축 방향으로 형성되는 상기 축홀을 갖는 절연체; 및
    상기 절연체를 수용하는 금속 쉘;로 이루어지며,
    상기 스파크 플러그는 다음의 조건을 만족함을 특징으로 하는 내연 엔진용 스파크 플러그:
    Cb<Cf, 여기에서 Cb는 상기 축방향으로 임의의 축 위치(B)에서 상기 축홀의 내경과 상기 원통형부의 외경 사이의 직경 차이이며; 그리고, Cf는 상기 축방향으로 상기 축 위치(B)보다 상기 스파크 플러그의 선단에 더욱 가까이 위치되는 축 위치(F)에서 상기 축홀의 내경과 상기 원통형부의 외경 사이의 직경 차이임.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 축홀의 내경과 상기 원통형부의 외경 사이에는 다수개의 실질적으로 일정한 직경 차이 영역이 있고, 이들은 상기 축방향으로 가장 긴 제 1 일정 직경 차이 영역을 포함하며;
    상기 축 위치(B)는 상기 제 1 일정 직경 차이 영역 내에 위치되고; 그리고
    상기 축 위치(F)는 상기 제 1 일정 직경 차이 영역보다 상기 스파크 플러그의 선단에 더욱 가까이 위치됨을 특징으로 하는 내연 엔진용 스파크 플러그.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 스파크 플러그는 다음의 조건을 만족함을 특징으로 하는 내연 엔진용 스파크 플러그:
    0<Cf-Cb≤0.06.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축 위치(B) 및 (F) 각각은 상기 축 방향으로 상기 절연체의 선단면으로부터 적어도 3㎜ 후방에서 상기 원통형부 상에 위치됨을 특징으로 하는 내연 엔진용 스파크 플러그.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스파크 플러그는 다음의 조건을 만족함을 특징으로 하는 내연 엔진용 스파크 플러그:
    Cc<Cf, 여기에서 Cc는 상기 축방향으로 상기 축 위치(F)보다 상기 스파크 플러그의 선단에 더욱 가까이 위치되는 축 위치(C)에서 상기 축홀의 내경과 상기 원통형부의 외경 사이의 직경 차이임.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 축홀의 내경과 상기 원통형부의 외경 사이의 실질적으로 일정한 직경 차이 영역은 상기 축 방향으로 제 2의 가장 긴 제 2 일정 직경 차이 영역을 포함하며 상기 제 1 일정 직경 차이 영역보다 상기 스파크 플러그의 선단에 더욱 가깝고;
    상기 축 위치(F)는 상기 제 2 일정 직경 차이 영역 내에 위치되며; 그리고,
    상기 원통형부는 상기 제 2 일정 직경 차이 영역보다 상기 스파크 플러그의 선단에 더욱 가깝게 위치되고, 상기 절연체의 선단면 위로 연장되도록 그의 후측보다 직경이 더욱 작게 형성된 소경부를 포함함을 특징으로 하는 내연 엔진용 스파크 플러그.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 스파크 플러그는 다음의 조건을 만족함을 특징으로 하는 내연 엔진용 스파크 플러그:
    Cc<Cf 및 Cc<Cs, 여기에서 Cs는 상기 축홀의 내경과 상기 소경부의 외경 사이의 직경 차이이며; 그리고, Cc는 축 위치(F)와 상기 소경부 상의 임의의 축 위치(S) 사이의 축 위치(C)에서 상기 축홀의 내경과 상기 원통형부의 외경 사이의 직경 차이임.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연체는 플레이트 패킹을 통하여 상기 금속 쉘과 맞물리는 단차부 및 상기 단차부보다 상기 스파크 플러그의 선단에 더욱 가까이 위치되는 다리부를 가지며; 상기 원통형부는 상기 절연체의 다리부 내에 느슨히-끼워맞춤되는 상태로 지지되고; 그리고, 상기 직경 차이(Cb)는 상기 원통형부의 외경과 상기 다리부에 상응하는 상기 축홀 부분의 내경 사이의 직경 차이임을 특징으로 하는 내연 엔진용 스파크 플러그.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중앙 전극의 원통형부는 대경부, 상기 대경부보다 상기 스파크 플러그의 선단에 더욱 가까이 위치되며 상기 대경부보다 작은 외경을 갖는 중경부, 및 상기 중경부보다 상기 스파크 플러그의 선단에 더욱 가까이 위치되며 상기 중경부보다 작은 외경을 갖는 소경부를 포함하며; 상기 절연체는 상기 축홀의 내주면 상에 형성되고 상기 플랜지부와 맞물리는 단차부와, 상기 단차부보다 상기 스파크 플러그의 선단에 더욱 가깝게 일정 내경으로 형성되고 내부에 상기 대경부 및 중경부를 수용하는 선단부를 포함하고; 상기 축 위치(B)는 상기 대경부 내에 위치되며; 그리고, 상기 축 위치(F)는 상기 중경부 내에 위치됨을 특징으로 하는 내연 엔진용 스파크 플러그.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 대경부는 상기 중경부보다 상기 축 방향으로 길이가 더욱 길게 됨을 특징으로 하는 내연 엔진용 스파크 플러그.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 중경부는 상기 소경부보다 상기 축 방향으로 길이가 더욱 길게 됨을 특징으로 하는 내연 엔진용 스파크 플러그.
  12. 청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대경부의 외경과 상기 중경부의 외경 사이의 차이는 상기 중경부의 외경과 상기 소경부의 외경 사이의 차이보다 작게 됨을 특징으로 하는 내연 엔진용 스파크 플러그.
  13. 청구항 9 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원통형부는 상기 소경부와 상기 중경부 사이에 위치되며 상기 중경부보다 큰 외경을 갖는 중간 대경부를 포함함을 특징으로 하는 내연 엔진용 스파크 플러그.
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