KR20120052376A - 스파크 플러그의 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

스파크 플러그에서 금속쉘 및 절연체 사이의 방사방향 변위를 제한하기 위한 기술을 제공한다. 금속쉘 및 절연체로 스파크 플러그를 제조할 때에, 축방향(O-O)으로 상기 금속쉘 및 상기 절연체 사이의 상대적인 위치변위를 허용하면서, 상기 금속쉘의 축 및 상기 절연체의 축 사이의 편차량이 소정 레벨 이하로 되도록 상기 축방향에 교차되는 방사방향으로 상기 금속쉘 및 상기 절연체 사이의 상대적인 위치변위를 제한함으로써 상기 금속쉘 및 상기 절연체를 함께 조립한다.

Description

스파크 플러그의 제조장치 및 제조방법{MAUFACTURING APPARATUS AND MANUFATURING METHOD FOR SPARK PLUGS}

본 발명은 스파크 플러그의 제조기술에 관한 것이다.

내연엔진용 스파크 플러그가 주지되어 있고, 이는 도구결합부 및 장착나사부가 형성된 금속쉘, 축방향으로 금속쉘의 관통홀 내에 삽입되는 세라믹 절연체(절연체), 상기 세라믹 절연체에 고정되는 중심전극, 및 상기 스파크 플러그가 상기 중심전극의 선단부와 상기 접지전극 사이에 스파크 방전을 발생시킬 수 있도록 상기 금속쉘의 선단부에 고정되는 접지전극을 포함한다.

특허문헌 1: 일본 공개특허 평10-32077호 공보 특허문헌 2: 일본 공개특허 제2007-80638호 공보 특허문헌 3: 일본 공개특허 평08-306468호 공보 특허문헌 4: 일본 공개특허 제2006-79954호 공보

최근 내연엔진의 설계 유연성 개선을 위하여 스파크 플러그의 직경을 감소하고자 하는 수요가 있다. 상기 스파크 플러그의 직경이 더욱 작아짐에 따라, 금속쉘의 선단부 내경이 감소된다. 한편, 높은 전압이 인가되는 중심전극은 전기적 또는 기계적 특성에 제한이 있으므로 중심전극의 외경을 극히 작은 크기로 감소시키는 것이 곤란하다. 그러므로 스파크 플러그 직경의 감소는 중심전극의 선단부 및 금속쉘의 선단부 사이에 보다 작은 거리로 이어진다. 이러한 경우, 세라믹 절연체의 축과 금속쉘의 축 사이의 편차량의 증가로 중심전극 및 금속쉘 사이의 최소거리가 감소됨에 따라 상기 스파크 플러그는 금속쉘의 선단부와 중심전극 사이에 스파크 방전이 발생될 수 있다는 문제가 일어날 수 있다.이러한 문제는 스파크 플러그의 직경이 감소되는 경우뿐만 아니라 중심전극 및 접지전극 사이(스파크 갭)의 거리가 증가되는 경우를 포함하여 다양한 경우에 적용된다.

본 발명은 위의 종래 문제점을 해결하고자 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 스파크 플러그에서 금속쉘의 축과 절연체의 축 사이의 편차량을 감소시키기 위한 기술을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 위의 문제점들 중 적어도 일부를 해결하기 위한 다음의 실시예 또는 적용예로서 실현 가능하다.

[적용예 1]

중심전극; 상기 중심전극의 축방향으로 연장되는 축홀을 가지며 축방향으로 상기 축홀의 전방측에 상기 중심전극을 유지하는 절연체; 및 상기 절연체를 그 내부에 감싸 유지하는 원통형 금속쉘로 이루어지는 스파크 플러그를 제조하기 위한 방법으로서: 축방향으로 상기 금속쉘의 개방된 후단으로부터 상기 절연체를 삽입함으로써 상기 금속쉘 내에 상기 절연체를 조립하는 것으로 이루어지는 스파크 플러그를 제조하기 위한 방법이며,

상기 금속쉘 및 상기 절연체의 조립은, 축방향으로 상기 금속쉘 및 상기 절연체 사이에 상대적인 위치변위를 허용하면서, 상기 금속쉘의 축 및 상기 절연체의 축 사이의 편차량이 소정 레벨이하로 되도록 상기 축방향에 교차되는 방사방향으로 상기 금속쉘 및 상기 절연체 사이의 상대적인 위치변위를 제한하는 것을 포함하는 스파크 플러그의 제조방법.

[적용예 2]

적용예 1에 있어서, 상기 제한은: 제 1 위치부재를 제공하고; 축방향으로 상기 금속쉘의 선단부를 상기 제 1 위치부재에 접촉시켜 방사방향으로 상기 금속쉘의 변위를 제한하고; 축방향을 따라 상기 제 1 위치부재에 대하여 이동 가능한 제 2 위치부재를 제공하고; 그리고 축방향으로 상기 절연체의 선단부를 상기 제 2 위치부재에 접촉시켜 방사방향으로 상기 절연체의 변위를 제한함을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.

[적용예 3]

적용예 2에 있어서, 상기 제 1 위치부재는 축방향으로 전방을 향하여 외경이 증가하는 제 1 테이퍼 표면을 가지며; 상기 제 2 위치부재는 축방향으로 전방을 향하여 내경이 감소하는 제 2 테이퍼 표면을 가지며; 그리고, 상기 금속쉘의 선단부 및 상기 절연체의 선단부는 상기 제 1 및 제 2 테이퍼 표면에 각각 접촉됨을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.

[적용예 4]

적용예 3에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 테이퍼 표면 중 적어도 하나는 원뿔형 형상임을 특징으로 스파크 플러그의 제조방법.

[적용예 5]

적용예 2 내지 적용예 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 2 위치부재는 수지로 형성됨을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.

[적용예 6]

적용예 2 내지 적용예 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 위치부재는 축방향으로 후방을 향하여 탄성부재에 의하여 편중됨(biased)을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.

[적용예 7]

적용예 6에 있어서, 상기 탄성부재는 스프링임을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.

[적용예 8]

적용예 1 내지 적용예 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 조립은 상기 금속쉘 및 상기 절연체 사이의 공간 내에 활석을 충전하고 축방향으로 전방을 향하여 상기 활석을 가압하는 것을 포함하는 스파크 플러그의 제조방법.

[적용예 9]

적용예 1 내지 적용예 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 조립은 상기 금속쉘의 개방된 후단을 크림핑하여 상기 금속쉘 내에 상기 절연체를 구속함을 포함하는 스파크 플러그의 제조방법.

본 발명은 스파크 플러그의 제조장치 및 제조방법, 및 상기 스파크 플러그 제조장치의 및 제조방법에 의하여 제조되는 스파크 플러그와 같은 다양한 형태로 구체화 가능하다.

적용예 1에 의한 스파크 플러그의 제조방법에서, 상기 금속쉘 및 상기 절연체의 조립 동안, 축방향으로 상기 금속쉘 및 상기 절연체 사이에 상대적인 위치변위가 허용된다. 축방향으로 상기 금속쉘 또는 상기 절연체와 같은 스파크 플러그의 구조적 부품의 형태에 오차가 있을 때에도, 방사방향으로 적절히 상기 금속쉘과 상기 절연체 사이의 상대적인 위치변위를 제한하고 상기 금속쉘의 축과 상기 절연체의 축 사이의 편차량을 작은 레벨로 감소시키는 것이 가능하다.

적용예 2의 스파크 플러그의 제조방법에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 위치부재는 축방향으로 서로 이동 가능하도록 제공된다. 상기 금속쉘의 선단부 및 상기 절연체의 선단부가 상기 제 1 및 제 2 위치부재에 접촉됨에 따라, 축방향으로 상기 금속쉘 및 상기 절연체 사이의 상대적인 위치변위를 각각 보다 용이하게 허용하면서, 방사방향으로 상기 금속쉘과 상기 절연체 사이의 상대적인 위치변위를 제한하는 것이 가능하다.

적용예 3의 스파크 플러그의 제조방법에 있어서, 상기 금속쉘의 선단부 및 상기 절연체의 선단부와 상기 제 1 및 제 2 위치부재의 제 1 및 제 2 테이퍼 표면 각각의 접촉에 의하여 방사방향으로 상기 금속쉘 및 상기 절연체 사이의 상대적인 위치변위를 훨씬 더 용이하게 제한하는 것이 가능하다.

적용예 4의 스파크 플러그의 제조방법에 있어서, 테이퍼진 표면이 원뿔형 형태로 됨에 따라 상기 위치부재의 용이한 제작을 가능하게 할 수 있다.

적용예 5의 스파크 플러그의 제조방법에 있어서, 상기 절연체가 접촉되는 제 2 위치부재가 수지로 형성됨에 따라 상기 절연체의 오염을 방지하는 것이 가능하다.

적용예 6의 스파크 플러그의 제조방법에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 위치부재를 축방향으로 후방을 향하여 편중시킴으로써 상기 금속쉘과 상기 절연체 사이의 상대적인 위치변위를 방사방향으로 보다 용이하게 제한하는 것이 가능하다.

적용예 7의 스파크 플러그의 제조방법에 있어서, 탄성부재로서 스프링의 사용으로 위치부재를 편중시키는 것이 가능하다.

적용예 8의 스파크 플러그의 제조방법에 있어서, 활석을 축방향으로 전방을 향하여 가압함으로써 상기 절연체에 전방을 향하여 부하를 인가함에 따라 상기 금속쉘 및 상기 절연체 사이의 상대적인 위치 관계를 방사방향으로 제한하는 것이 가능하다. 적용예 9의 스파크 플러그의 제조방법에 있어서, 상기 금속쉘의 개방된 후단을 크림프하여 상기 절연체에 전방을 향하여 부하를 인가함에 따라 상기 금속쉘 및 상기 절연체 사이의 상대적인 위치 관계를 방사방향으로 제한하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 의하여 제조되는 스파크 플러그의 일 예를 나타내는 부분적인 단면도.
도 2는 스파크 플러그의 제조공정의 일부를 나타내는 공정도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 미완성 금속쉘에 내부축-부착 절연체를 조립하기 위한 조립 장치의 단면도.
도 4는 상기 조립장치의 조립착좌부 및 프레스 지그를 나타내는 확대 단면도.
도 5는 도 4의 절단부를 나타내는 확대 단면도.
도 6은 비교예에 의하여 조립착좌부에 의해 미완성 금속쉘에 내부축-부착 절연체를 조립하기 위한 공정단계를 나타내는 공정도.
도 7은 내부축-부착 절연체의 중심과 상기 미완성 금속쉘의 중심 사이에 편차가 발생되는 상태를 나타내는 개략도.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의하여 미완성 금속쉘에 내부축-부착 절연체를 조립하기 위한 공정단계를 나타내는 공정도.

A. 제 1 실시예

A1. 스파크 플러그의 구조

도 1은 본 발명에 의하여 제조 가능한 스파크 플러그(100)의 부분적인 단면도이다. 다음의 설명에 있어서, 상기 스파크 플러그(100)의 축방향(OD)은 도 1에서 수직방향으로 설정되며; 그리고, 도 1에서의 하부측 및 상부측은 각각 상기 스파크 플러그(100)의 전방측 및 후방측을 칭한다. 도 1에서 축(O-O)의 우측은 상기 스파크 플러그(100)의 외관을 나타내며, 반면에 도 1에서 축(O-O)의 좌측은 상기 축(O-O)(중심축)을 관통하는 상기 스파크 플러그(100)의 단면을 나타낸다.

상기 스파크 플러그(100)는 소결 알루미나 등으로 형성되는 절연체로서 세라믹 절연체(10)를 갖는다. 상기 세라믹 절연체(10)는 원통형 형상으로 된다. 중심축을 따라 상기 세라믹 절연체(10) 내에는 축방향(OD)으로 연장되도록 축홀(12)이 형성된다. 상기 세라믹 절연체(10)는 축방향(OD)으로 실질적으로 그의 중심에 형성되며 가장 큰 외경을 갖는 플랜지부(19), 상기 플랜지부(19)의 후방측에 형성되며 절연성능 개선을 위하여 표면 길이가 증가하도록 마디(knurls, 11)를 갖는 후방 몸체부(18), 상기 플랜지부(19)의 전방측에 형성되며 상기 후방 몸체부(18)보다 작은 외경을 갖는 전방 몸체부(17), 및 상기 전방 몸체부(17)의 전방측에 형성되며 상기 전방 몸체부(17)보다 작은 외경을 갖는 다리부(13)를 포함한다. 상기 다리부(13)는 전방을 향하여 외경이 감소되고, 상기 스파크 플러그(100)가 내연엔진의 엔진헤드(200) 상에 장착될 때, 상기 내연엔진의 연소실 내측에 노출된다. 상기 세라믹 절연체(10)는 또한 상기 다리부(13) 및 상기 선단부(17) 사이에 단차부(15)를 포함한다.

상기 세라믹 절연체(10)의 선단으로부터 돌출되는 상기 중심전극(20)의 선단부로써 상기 중심축(O-O)을 따라 상기 세라믹 절연체(10)의 전방측으로부터 후방측을 향하여 상기 중심전극(20)이 연장되도록, 상기 스파크 플러그(100)는 상기 절연체(10)의 축홀(12)의 전방측에 유지되는 상기 중심전극(20)을 갖는다. 상기 중심전극(20)은 로드-형상이며, 전극몸체(21) 및 상기 전극몸체(21) 내에 매설되는 코어(25)를 갖는다. 상기 전극몸체(21)는 인코넬(Inconel) 600 또는 601(상표)과 같은 니켈 또는 니켈-계 합금으로 형성된다. 상기 코어(25)는 상기 전극몸체(21)보다 높은 열전도율을 갖는 동 또는 동-계 합금으로 형성된다. 일반적으로, 상기 중심전극(20)은 상기 전극몸체(21)를 바닥이 있는 원통형 형상으로 형성하고, 상기 코어(25)를 상기 전극몸체(21) 내에 끼우고, 그리고나서, 상기 바닥측으로부터 결과물질을 압출함으로써 제작된다. 상기 코어(25)는 외경이 실질적으로 일정한 몸체부 및 전방으로 하향 테이퍼되는 선단부를 갖는다. 상기 스파크 플러그(100)는 또한 상기 세라믹 절연체(10)의 축홀(12)의 후방측 내에 유지되며 세라믹저항(3) 및 밀봉부재(4)를 통하여 상기 중심전극(20)에 전기적으로 접속되는 금속단자(40)를 갖는다. 여기에서, 상기 중심전극(20), 상기 밀봉부재(4), 상기 세라믹저항(3) 및 상기 금속단자(40)는 함께 "내부 축"으로서 칭하며; 그리고 상기 중심전극(20), 상기 밀봉 요소(44), 상기 세라믹저항(3) 및 상기 금속단자(40)(전극축으로서)가 부착되는 상기 세라믹 절연체(10)는 "내부축-부착 절연체(102)"로서 칭한다.

상기 스파크 플러그(100)는 저탄소강 등으로 형성되는 원통형 금속 맞춤구로서 금속쉘(50)을 갖는다. 상기 금속쉘(50)은 상기 다리부(13)를 통하여 상기 후방 몸체부(18) 부분으로부터 상기 세라믹 절연체(10)의 일부 영역을 에워쌈으로써 그 내부에 상기 세라믹 절연체(10)를 유지한다.

상기 금속쉘(50)은 도구결합부(51) 및 장착나사부(52)를 포함한다. 상기 도구결합부(51)는 스파크 플러그 렌치(도시생략)와 맞물린다. 상기 장착나사부(52)는 스크류 나사산이 형성되며 상기 내연엔진의 상부에 상기 엔진헤드(200)의 장착나사홀(201) 내에 나사결합된다. 상기 스파크 플러그(100)는 상기 엔진헤드(200)의 장착나사홀(201) 내에 상기 금속쉘(50)의 장착나사부(52)를 스크류 맞물림함으로써 상기 내연엔진의 엔진헤드(200)에 고정된다.

상기 금속쉘(50)은 또한 상기 도구결합부(51)와 상기 장착나사부(52) 사이에 플랜지형 밀봉부(54)를 포함한다. 플레이트 물질을 만곡시켜 형성되는 환형 개스킷(5)은 상기 장착나사부(52)와 상기 밀봉부(54) 사이의 나사목부(59)에 끼움되며, 상기 스파크 플러그(100)를 상기 엔진헤드(200)에 장착할 때, 상기 밀봉부(54)의 베어링표면(55)과 상기 장착나사홀(201)의 개구 가장자리(205) 사이에서 찌그러져서 변형되어 상기 스파크 플러그(100)와 상기 엔진헤드(200) 사이에 밀봉을 형성하며 상기 장착나사홀(201)을 통한 엔진가스의 누출을 방지한다.

또한, 상기 금속쉘(50)은 상기 도구결합부(51)의 후방측에 형성되는 박형 크림프부(53) 및 상기 크림프부(53)와 동일한 방식으로 상기 도구결합부(51)와 상기 밀봉부(54)의 사이에 형성되는 박형 버클부(58)를 포함한다. 환형 링부재(6,7)는 상기 세라믹 절연체(10)의 후방 몸체부(18) 및 상기 도구결합부(51)의 내주 표면 그리고 상기 금속쉘(50)의 스웨이지부(53)의 사이에 개재된다. 활석 분말(활석, 9)은 이들 링부재(6,7) 사이에 충전된다. 상기 크림프부(53)는 상기 금속쉘(50)의 후단을 크림핑함으로써 내측으로 만곡되어 상기 금속쉘(50) 및 상기 세라믹 절연체(10)를 함께 고정하게 된다. 상기 금속쉘(50) 및 상기 세라믹 절연체(10) 사이의 기밀성을 유지하고 연소가스의 누출을 방지하기 위하여 환형 플레이트 패킹(8)이 상기 세라믹 절연체(10)의 단차부(15)와 상기 금속쉘(50)의 내주 표면의 단차부(56) 사이에 지지된다. 상기 버클부(58)는 크림핑 중에 압축력의 인가로 외측으로 만곡되고 변형되도록 채택되어 상기 활석(9)의 압축길이를 증가시키고 상기 금속쉘(50)의 기밀성을 개선하게 된다.

상기 스파크 플러그(100)는 상기 금속쉘(50)의 선단부와 결합되고 상기 중심축(O-O)을 향하여 만곡된 접지전극(30)을 갖는다. 상기 접지전극(30)은 인코넬 600(상표)과 같은 고-부식-저항 니켈 합금으로 형성된다. 상기 접지전극(30) 및 상기 금속쉘(50)의 결합은 용접에 의하여 실행 가능하다. 상기 접지전극(30)은 상기 중심전극(20)에 대향되는 선단부(33)를 포함한다.

도면에는 도시하지 않았으나, 고-전압 케이블이 플러그 캡(도시생략)을 통하여 상기 금속단자(40)에 접속되어 상기 접지전극(30)과 상기 중심전극(20) 사이의 스파크 방전 발생을 위하여 상기 고-전압 케이블을 통해 상기 금속단자(40)와 상기 엔진헤드(20) 사이에 높은 전압을 인가하게 된다.

스파크 마모 저항을 개선하기 위하여, 비록 도 1에는 생략되었으나, 주성분으로서 고융점 귀금속을 포함하는 전극팁이 상기 중심전극(20) 및 상기 접지전극(30) 각각에 부착된다. 보다 구체적으로, 이리듐(Ir), 또는 백금(Pt), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd) 및 레늄(Re)으로부터 선택되는 첨가요소(4) 중 1종 또는 2종 이상을 포함하는 이리듐-계 합금으로 형성되는 상기 전극팁은 상기 중심전극(20)의 선단면에 부착된다. 백금 또는 백금-계 합금으로 형성되는 상기 전극팁은 상기 중심전극(20)에 대향되는 상기 접지전극(30)의 선단부(33)의 표면에 부착된다.

A2. 스파크 플러그의 제조공정

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의하여 상기 스파크 플러그(100)(도 1) 제조공정의 일부를 나타내는 공정도이다. 도 2의 제조공정에 있어서, 우선 내부축-부착 절연체(102a) 및 미완성 금속쉘(50a)을 준비한다. 상기 미완성 금속쉘(50a)은 상기 금속쉘(50)(도 1)의 크림프부(53) 및 버클부(58) 내에 각각 형성되는 원통형 부분(53a,58a)을 갖는다.

도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 상기 플레이트 패킹(8) 및 상기 내부축-부착 절연체(102a)는 이 순서대로 상기 축방향(OD)으로 상기 미완성 금속쉘(5a)내에 삽입된다. 상기 내부축-부착 절연체(102a)를 상기 미완성 금속쉘(5a) 내에 삽입한 후, 상기 링부재(7)를 상기 내부축-부착 절연체(102a)와 상기 미완성 금속쉘(5a) 사이에 배열하고, 그리고나서, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이 상기 내부축-부착 절연체(102a)와 상기 미완성 금속쉘(5a) 사이의 공간 내에 활석(9)을 충전한다. 이때에, 상기 활석(9)은 상기 원통형 부분(53a)의 후단에 인접한 지점에 충전된다.

상기 링부재(7)의 배열 및 상기 활석(9)의 충전 후, 상기 활석(9)은 축방향(OD)으로 상부측으로부터 가압되어 축방향(OD)으로 압축된다. 상기 링부재(7) 및 상기 활석(9)을 축방향(OD)으로 가압할 때, 상기 내부축-부착 절연체(102)는 전방으로 상기 미완성 금속쉘 물질(50a) 내에 밀려들어가 상기 미완성 금속쉘(50a) 내에 조립된다. 그 후, 상기 링부재(6)가 상기 활석(9)의 상단에 배열된다.

도 2의 공정단계 후, 상기 미완성 금속쉘(50a)을 크림핑하여, 상기 크림프부(53) 및 상기 버클부(58)를 갖는 금속쉘(50)을 형성한다. 즉, 도 2의 공정단계는 상기 금속쉘(50) 내에 상기 내부축-부착 절연체(102)를 조립하는 단계에 상응한다고 말할 수 있다.

도 3은 상기 미완성 금속쉘(50a) 내에 상기 내부축-부착 절연체(102)를 조립하기 위한 조립 장치의 단면도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 내부축-부착 절연체(102)가 삽입되고 그 사이에 상기 활석(9)이 사이에 충전된 상기 미완성 금속쉘(50a)은 상기 조립 장치의 조립착좌부(400)에 위치된다. 상기 활석(9)은 상기 조립 장치의 활석 가압장치(500)에 의하여 상부측으로부터 가압된다. 도 3에서, 상기 링부재(7)는 설명의 편의상 생략한다.

상기 조립착좌부(assembling seat, 400)는 수용다이(410), 착좌부바닥(seat bottom, 420), 쉘구속부재(430), 상기 쉘구속부재(430)를 상부측을 향하여 편중시키는 외부 스프링(440), 절연체 구속부재(450) 및 상기 절연체 구속부재(450)를 상부측을 향하여 편중시키는 내부 스프링을 갖는다. 이들 구조 부분 중, 상기 수용다이(410), 상기 착좌부바닥(420), 상기 쉘구속부재(430), 상기 외부 스프링(440) 및 상기 내부 스프링(460)은 공구강과 같은 고-강도 금속 물질로 각각 형성된다. 한편, 후술되는 바와 같이 상기 세라믹 절연체(10)와 접촉되는 상기 절연체 구속부재(450)는 바람직하게는 상기 세라믹 절연체(10)의 오염을 방지하기 위하여 수지로 형성된다.

상기 외부 스프링(440)은 상기 미완성 금속쉘(50a)의 중량보다 큰 부하가 인가되는 상기 착좌부바닥(420)과 접촉 상태로 상기 쉘구속부재(430)에 지지되어, 상기 쉘구속부재(430)가 상부측을 향하도록 한다. 그리하여, 상기 미완성 금속쉘(50a)은 상기 수용다이(410)로부터 부유된(floated) 상태로 된다. 또한, 상기 내부 스프링(460)은 상기 내부축-부착 절연체(102)의 중량보다 큰 부하가 인가되는 상기 착좌부바닥(420)과 접촉 상태로 상기 절연체 구속부재(450)에 지지되고, 이에 상기 절연체 구속부재(450)가 상부측을 향하도록 한다. 그러므로, 상기 내부축-부착 절연체(102)는 상기 미완성 금속쉘(50a)로부터 부유된 상태로 된다. 비록 상기 쉘구속부재(430) 및 상기 절연체 구속부재(450)는 상기 제 1 실시예에서 상부측(즉, 후방을 향하여)을 향하여 상기 스프링(440,460)에 의하여 편중되지만, 기타의 수단에 의하여 상기 쉘구속부재(430) 및 상기 절연체 구속부재(450)를 편중시키는 것도 가능하다. 예를 들면, 상기 쉘구속부재(430) 및 상기 절연체 구속부재(450)를 편중시키기 위하여 상기 스프링(440,460)을 대신하여 고무 부재 또는 에어 스프링을 사용할 수 있다. 일반적으로, 상기 쉘구속부재(430) 및 상기 절연체 구속부재(450)는 탄성부재에 의하여 편중 가능하다.

상기 활석 가압장치(500)는 가압부하를 전달하는 부하 전달 유닛(510), 활석(9)을 가압하는 프레스 지그(520), 미완성 금속쉘(50a)을 지지하는 지지유닛(530), 축(O-O) 방향으로 상기 프레스 지그(520)의 이동을 제한하는 가이드 부재(540) 및 조립 후 상기 활석 가압장치(500)로부터 상기 미완성 금속쉘(50a)이 탈거될 수 있도록 하는 탈거 메카니즘(550)을 갖는다. 상기 탈거 메카니즘(550)은 3개의 구조부(551~553)로 이루어진다. 상기 조립 장치의 각각의 구성 부분은 공구강과 같은 고-강도 금속 물질로 각각 형성 가능하다. 상기 탈거 메카니즘(550)의 작용 및 기능은 본 발명에 관련되지 않으므로, 상기 탈거 메카니즘(550)의 작용 및 기능에 대한 설명은 생략한다.

상기 부하 전달 유닛(510)은 프레스기로부터 직접적으로 부하를 받는 가압부하 수용부(511) 및 상기 가압부하 수용부(511)로부터 상기 프레스 지그(520)에 부하를 전달하는 전달부(512)를 포함한다. 축방향(OD)으로 상기 가압부하 수용부(511)에 인가되는 부하는 상기 전달부(512)를 통하여 프레스 지그(520)에 전달된다.

상기 지지유닛(530)은 스프링 가압부(531), 스프링(532), 스프링 수용부(533), 스프링력 전달부(534), 상기 가이드 부재(540)를 지지하는 가이드 지지부(535), 쉘 접촉부(536) 및 상기 스프링력 전달부(534)의 외주를 지지하는 외주 지지부(537)를 포함한다. 상기 가이드 부재(540)는 상기 프레스 지그(520)의 이동 방향을 상기 축(O-O) 방향으로 제한하고 나사로 상기 가이드 지지부(535)에 장착되도록 채택된다.

스토퍼(STP)는 나사로 상기 스프링 가압부(531)에 장착된다. 상기 프레스 지그(520)의 대경부(522)의 선단(524)과 상기 스토퍼(STP)의 접촉에 따라, 부하는 축방향(OD)으로 상기 스프링 가압부(531)에 인가된다. 상기 스프링 가압부(531)에 인가되는 부하는 상기 스프링(532), 상기 스프링 수용부(533), 상기 스프링력 전달부(534) 및 상기 가이드 지지부(535)를 통하여 상기 쉘 접촉부(536)에 전달된다. 테이퍼진 표면(538)은 상기 쉘 접촉부(536)의 선단 중심에 형성된다.

상기 미완성 금속쉘(50a)의 도구결합부(51)의 후단이 상기 테이퍼진 표면(538)에 접촉될 때, 부하는 상기 조립착좌부(400)의 수용다이(410) 상에 부유되는 상기 미완성 금속쉘(50a)에 축 방향(OD)으로 인가되어 상기 쉘구속부재(430)에 대하여 상기 미완성 금속쉘(50a)을 밀어내게 된다. 그러므로, 상기 미완성 금속쉘(50a)의 선단 위치가 상기 쉘구속부재(430)에 의하여 제한되는 동안 상기 미완성 금속쉘(50a)은 하부측을 향하여 이동되고, 상기 수용다이(410)에 대하여 밀린다.

또한, 상기 활석(9)이 상기 프레스 지그(520)에 의하여 가압될 때, 부하는 상기 미완성 금속쉘(50a) 상에 부유되는 상기 내부축-부착 절연체(102)에로 축방향(OD)으로 인가된다. 그러므로, 상기 내부축-부착 절연체(102)의 선단 위치가 상기 절연체 구속부재(450)에 의하여 억제되는 동안 상기 내부축-부착 절연체(102)는 하부측으로 이동되고 상기 미완성 금속쉘(50a) 내로 밀린다.

도 4는 상기 조립착좌부(400) 및 상기 프레스 지그(520)의 확대 단면도이다. 도 5는 도 4의 절단부의 확대 단면도이다. 도 4에서, 상기 링부재(6,7)는 설명의 편의상 생략한다.

상기 조립착좌부(400)의 수용다이(410)는 축방향(OD)으로 상이한 외경을 갖는 플랜지부(417,418) 및 상기 플랜지부(418)보다 작은 외경을 갖는 몸체부(419)를 포함한다. 상기 수용다이(410)는 상기 플랜지부(417,418)에 의하여 상기 조립 장치 내에 고정된다. 상기 수용다이(410)는 또한 상기 플랜지부(417)의 상부측에 형성되며 상기 미완성 금속쉘(50a)의 밀봉부(54)의 외경과 실질적으로 같은 내경을 갖는 쉘수용부(412), 및 실질적으로 상기 플랜지부(417,418)의 중심을 통하여 상기 몸체부(419)로 연장되며 상기 미완성 금속쉘(50a) 장착나사부(52)의 외경보다 큰 내경을 갖는 삽입부(414)를 포함한다. 또한, 가이드홀(416)은 상기 삽입부(414)보다 큰 내경을 갖는 상기 몸체부(419) 내에 형성된다.

상기 착좌부바닥(420)은 그 상부에 상기 외부 스프링(440)을 수용하도록 채택되며, 상기 수용다이(410)의 몸체부(419)와 실질적으로 동일한 외경을 갖는 환형부(422) 및 상기 환형부(422)로부터 방사방향 내측으로 그의 후단이 연장되는 플레이트부(424)를 포함한다. 관통홀(426)은 상기 내부 스프링(460)보다 작은 내경을 갖는 상기 플레이트부(424)의 중심에 형성되어, 상기 미완성 금속쉘(50a)의 삽입 및 상기 내부축-부착 절연체(102)의 조립 중에 압력이 증가됨을 방지하게 된다. 상기 착좌부바닥(420)은 비록 도면에는 도시하지 않았으나 나사 등에 의하여 상기 수용다이(410)에 고정된다.

상기 쉘구속부재(430)는 상기 미완성 금속쉘(50a) 인접측에(즉, 그의 상부측에) 형성되며 축방향(OD)으로(즉, 도 3의 하부측을 향하여) 점진적으로 증가되는 외경을 갖는 테이퍼진 부분(432) 및 상기 수용다이(410)의 가이드홀(416)의 내경과 실질적으로 동일한 외경을 갖는 몸체부(434)를 포함한다. 그러므로, 상기 쉘구속부재(430)는 상기 축(O-O) 방향으로 상기 수용다이(410)에 대하여 상대적으로 이동 가능하다. 상기 몸체부(434)의 상단면(436)은 상기 축(O-O)에 수직으로 배열되므로 상기 쉘구속부재(430)의 상한 위치(upper limit position)는 상기 상단면(436)과 상기 삽입부(414)의 하단면(415)의 접촉에 의하여 결정된다. 가이드홀(438)은 상기 절연체 구속부재(450)의 삽입을 위하여 상기 축(O-O)을 따라 상기 쉘구속부재(430) 내에 형성된다.

상기 절연체 구속부재(450)는 원통형 형상으로 되고 상기 쉘구속부재(430)의 가이드홀(438)의 내경과 실질적으로 동일한 외경을 갖는 원통형 몸체부(452) 및 상기 몸체부(452)의 하부측에 형성되는 플랜지부(454)를 포함한다. 상기 절연체 구속부재(450)는 상기 몸체부(452)의 외경이 상기 가이드홀(438)의 내경과 실질적으로 동일하게 형성됨에 따라 상기 축(O-O) 방향으로 상기 쉘구속부재(438)에 대하여 상대적으로 이동 가능하다. 상기 플랜지부(454)는 상기 몸체부(452)의 하부측에 형성되므로, 상기 쉘구속부재(430)에 상대적인 상기 절연체 구속부재(450)의 상한 위치는 상기 쉘구속부재(430)와 상기 플랜지부(454)의 접촉에 의하여 결정된다. 상기 절연체 구속부재(450)는 상기 내부축-부착 절연체(102) 인접측에(즉, 그의 상부측에) 형성되며 축방향(OD)으로(즉, 도 3의 하부측을 향하여) 점진적으로 감소되는 내경을 갖는 테이퍼진 홀(456)을 갖는다. 관통홀(458)은 또한 실질적으로 일정한 내경을 갖는 상기 절연체 구속부재(450) 내에 형성된다.

상기 테이퍼진 부분(432)은 상기 테이퍼진 부분(432)의 외경이 축방향(OD)으로 점진적으로 증가되도록 상기 미완성 금속쉘(50a)에 인접한 위치에서 상기 쉘구속부재(430) 상에 형성된다. 상기 미완성 금속쉘(50a) 내에 상기 내부축-부착 절연체(102)를 조립할 때, 상기 미완성 금속쉘(50a)의 선단부의 위치는 상기 미완성 금속쉘(50a)의 선단부와 상기 쉘구속부재(430)의 테이퍼진 부분(432)의 접촉에 의하여 방사방향으로 제한된다. 그러므로, 조립 후, 상기 미완성 금속쉘(50a)의 선단부의 중심은 상기 축(O-O) 상에 배열된다. 또한, 상기 테이퍼진 홀(456)은 상기 테이퍼진 홀(456)의 내경이 축방향(OD)으로 점진적으로 감소되도록 상기 내부축-부착 절연체(102)에 인접한 위치에서 상기 절연체 구속부재(450) 내에 형성된다. 상기 미완성 금속쉘(50a) 내에 상기 내부축-부착 절연체(102)를 조립할 때, 상기 내부축-부착 절연체(102)의 선단부의 위치는 상기 세라믹 절연체(10), 즉, 상기 내부 내부축-부착 절연체(102)의 선단부와 상기 절연체 구속부재(450)의 테이퍼진 홀(456)의 접촉에 의하여 방사방향으로 제한된다. 그러므로, 조립 후, 상기 내부축-부착 절연체(102)의 선단부의 중심은 상기 축(O-O) 상에 배열된다.

상술한 바와 같이, 제 1 실시예에서 상기 내부축-부착 절연체(102) 및 상기 미완성 금속쉘(50a)의 상대적인 변위를 방사방향으로 제한하면서 상기 축(O-O)을 따라 상기 내부축-부착 절연체(102) 및 상기 미완성 금속쉘(50a)을 변위시킴으로써 상기 내부축-부착 절연체(102) 및 상기 미완성 금속쉘(50a)이 함께 조립된다. 그 결과, 조립 후, 상기 내부축-부착 절연체(102)의 선단부의 중심 및 상기 미완성 금속쉘(50a)의 선단위치의 중심이 실질적으로 서로 일치하게 될 수 있다. 상기 내부축-부착 절연체(102)는 원통형 형상으로 되므로, 상기 중심전극(10) 선단 상의 상기 전극팁은 조립 중 손상으로부터 보호될 수 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 제 1 실시예에서 상기 쉘구속부재(430)의 테이퍼진 부분(432)의 외부 표면 및 상기 절연체 구속부재(450)의 테이퍼진 홀(456)의 내부 표면은 모두 원뿔형 형상으로 된다. 그러나, 상기 테이퍼진 부분(432)의 외부 표면 및 상기 테이퍼진 홀(456)의 내부 표면은 원뿔형 형상에 제한되지 않으며 상기 테이퍼진 부분(432)의 외부 표면의 외경이 특정 방향(축방향(OD))으로 증가되는 한 그리고 상기 테이퍼진 홀(456)의 내부 표면의 내경이 특정 방향(축방향(OD))으로 감소되는 한 다양한 형태로 될 수 있다. 예를 들면, 상기 테이퍼진 부분(432)의 외부 표면은 상기 금속쉘(50)의 선단부의 외부 표면에 끼움되도록 원통형표면 면적으로 테이퍼진 표면으로 형성 가능하다. 상기 테이퍼진 홀(456)의 내부 표면은 상기 세라믹 절연체(10)의 선단부의 외부 표면에 끼움되도록 원뿔형 표면 면적 및 곡면 면적으로 테이퍼진 표면으로 형성 가능하다. 그러나, 바람직하게 상기 테이퍼진 표면은 방사방향 위치 제어의 용이성을 위하여 원뿔형 형상으로 된다.

A3. 비교예

도 6은 일 비교예에 의하여 조립착좌부(400b)에 의하여 미완성 금속쉘(50a) 내에 내부축-부착 절연체(102)를 조립하기 위한 공정단계를 나타내는 공정도이다. 상기 비교예의 조립착좌부(400b)는 상기 조립착좌부(400b)가 단일 구속부재(470) 및 상기 수용다이(410)와 상기 착좌부바닥(420) 사이에 결합되는 단일 스프링(448)을 갖는다는 점에서 제 1 실시예의 조립착좌부(400)와는 상이하다. 상기 비교예에서, 방사방향으로 상기 내부축-부착 절연체(102) 및 상기 미완성 금속쉘(50a)의 위치변위는 이러한 단일 구속부재(470) 및 단일 스프링(448)에 의하여 제한된다. 상기 비교예의 기타 구성은 제 1 실시예와 동일하다.

상기 구속부재(470)는 축방향(OD)으로 점진적으로 증가하는 외경 및 축방향(OD)으로 점진적으로 감소되는 내경을 갖는 테이퍼진 부분(472), 상기 가이드홀(416)의 내경과 실질적으로 동일한 외경을 갖는 플랜지부(474) 및 상기 테이퍼진 부분(472)과 상기 플랜지부(474) 사이에 위치되는 몸체부(476)를 포함한다. 상기 비교예에서, 상기 구속부재(470)는 상기 축(O-O)을 따라 이동 가능하며 스프링(480)에 의하여 상부측을 향하여 편중된다.

상기 미완성 금속쉘(50a)의 선단부의 내부 표면 및 상기 내부축-부착 절연체(102)의 선단부의 외부 표면이 동시에 상기 구속부재(470)의 테이퍼진 부분(472)에 접촉될 때, 상기 미완성 금속쉘(50a)의 선단부 및 상기 내부축-부착 절연체(102)의 선단부는 모두 상기 미완성 금속쉘(50a)의 선단부의 중심 및 상기 내부축-부착 절연체(102)의 선단부가 상기 축(O-O) 상에 배열되도록 방사방향으로 제한된다. 그러나, 상기 내부축-부착 절연체(102), 상기 미완성 금속쉘(500), 상기 플레이트 패킹(8) 등의 형태 상 오류로 인하여, 상기 미완성 금속쉘(50a)의 선단부의 내부 표면 및 상기 내부축-부착 절연체(102)의 선단부의 외부 표면이 동시에 상기 구속부재(470)의 테이퍼진 부분(472)에 접촉되지 않을 수도 있는 경우가 있다. 이러한 경우, 상기 미완성 금속쉘(50a)의 선단부의 내부 표면 또는 상기 내부축-부착 절연체(102)의 선단부의 외부 표면 중 어느 하나는 방사방향으로 제한되지 않는다. 이는 상기 축(O-O)으로부터 상기 미완성 금속쉘(50a)의 선단부 및 상기 내부축-부착 절연체(102)의 선단부의 외부 표면의 중심의 편차를 유발한다.

도 7은 상기 내부축-부착 절연체(102)의 선단부의 중심 및 상기 미완성 금속쉘(50a)의 선단부의 중심 사이에 편차가 발생하는 중심이 벗어난 상태를 나타내는 개략도로서, 도 7(a)는 그쪽으로부터 본 중심이 벗어난 상태의 스파크 플러그(100) 부분의 외관을 나타내며, 도 7(b)은 중심이 벗어난 상태의 상기 중심전극(20), 상기 세라믹 절연체(10) 및 상기 금속쉘(50)의 선단위치을 나타낸다. 도 7(b)에서, 상기 금속쉘(50)의 중심은 1점 쇄선으로 나타내며; 그리고 상기 중심전극(20) 및 상기 세라믹 절연체(10)(내부축-부착 절연체)의 중심은 파선으로 나타낸다.

도 7(a)에 나타낸 바와 같이, 상기 중심전극(30)의 선단부와 상기 접지전극(30)의 선단부(33) 사이의 거리(스파크 갭)(dg)는 소정 치수로 설정된다. 한편, 상기 중심전극(20)과 상기 금속쉘(50) 사이의 최소 거리(dc)는 상기 중심전극(20)의 중심 및 상기 금속쉘(50)의 중심이 서로 벗어남에 따라 감소된다. 이들 거리(dg 및 dc) 사이의 차이가 작아질 때에는, 상기 스파크 플러그가 상기 중심전극(20)과 상기 접지전극(30)의 선단부(33) 사이에서보다 상기 중심전극(20)과 상기 금속쉘(50) 사이에서 스파크 방전이 발생될 가능성이 높다. 상기 중심전극(20)과 상기 금속쉘(50) 사이에서의 스파크 방전 발생은 내연엔진에서 적절한 점화의 실패를 초래한다. 또한, 상기 중심전극(20)과 상기 금속쉘(50) 사이에서의 스파크 방전 발생으로 인하여 상기 중심전극(20) 및 상기 금속쉘(50)이 마모될 가능성이 있다.

제 1 실시예에서는, 반대로, 상기 세라믹 절연체(10)의 선단부의 중심 및 상기 금속쉘(50)의 선단부의 중심이 실질적으로 상기 축(O-O) 상에 배열될 수 있다. 상기 중심전극(20)의 중심이 상기 세라믹 절연체(10)의 중심과 실질적으로 일치하므로 상기 중심전극(20)의 중심은 상기 금속쉘(50)의 선단부의 중심과 실질적으로 일치한다. 그러므로, 상기 중심전극(20) 및 상기 금속쉘(50)의 선단부 사이의 거리(dc)는 충분한 레벨로 유지될 수 있다. 따라서, 제 1 실시예에서 상기 중심전극(20)과 상기 금속쉘(50)의 내부 표면 사이에서 스파크 방전의 발생을 방지하고 내연엔진의 확실하고 적절한 점화 및 스파크 플러그(100)의 마모 감소를 달성하는 것이 가능하다.

B. 제 2 실시예

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 의하여 미완성 금속쉘(50a)에 내부축-부착 절연체(102)를 조립하기 위한 공정단계를 나타내는 공정도이다. 도 8의 공정단계에서, 상기 내부축-부착 절연체(102)가 삽입된 상기 미완성 금속쉘(50a)은 크림핑된다. 이러한 크림핑 단계는, 상기 내부축-부착 절연체(102)가 삽입된 상기 미완성 금속쉘(50a)을 상기 조립착좌부(400) 상에 위치시킨 후, 축방향(OD)으로 상부측으로부터 크림프도구(600)를 상기 미완성 금속쉘(50a) 상에 가압함으로써 수행된다.

상기 크림프도구(600)는 원통형 형상으로 된다. 관통홀(610)은 상기 내부축-부착 절연체(102)를 구성하는 상기 세라믹 절연체(10)의 후단 부분(18)의 외경(도 1)보다 큰 내경으로 상기 크림프도구(600) 내에 형성된다. 상기 크림프도구(600)는 상기 관통홀(610)의 하부 가장자리(즉, 전방 가장자리)에 형성되며 상기 크림프부(53)의 외부 표면과 맞춤되는 형태로 되는 곡면부(612) 및 상기 곡면부(612)의 외주 주위에 형성되며 상기 도구결합부(51)의 후단의 외부 표면과 맞춤되는 형태로 되는 접촉부(614)를 갖는다.

도 8(a)에 나타낸 바와 같이, 부하는 상기 미완성 금속쉘(50a)에 축방향(OD)으로 인가되어 상기 곡면부(612)가 상기 미완성 금속쉘(50a)의 상부 원통형 부분(53a)에 접촉될 때 상기 미완성 금속쉘(50a)을 상기 쉘구속부재(430)에 대하여 밀게 된다. 그러므로, 상기 미완성 금속쉘(50a)은 상기 미완성 금속쉘(50a)의 선단 위치가 상기 쉘구속부재(430)에 의하여 구속되는 동안 하부측을 향하여 이동되어 상기 수용다이(410)에 대하여 밀린다.

상기 원통형 부분(53a)은 상기 미완성 금속쉘(50a)을 상기 수용다이(410)에 대하여 밀어내는 동안 상기 크림프도구(600)를 축방향(OD)으로 상기 미완성 금속쉘(50a)에 가압함으로써 상기 크림프도구(600)의 곡면부(612)를 따라 만곡되어 상기 크림프부(53)를 형성한다. 상기 곡면부(612)의 외주 주위에 형성되는 상기 접촉부(614)는 상기 크림프부(53)의 형성 이후 상기 크림프도구(600)를 하부측으로 더욱 이동시킬 때 상기 도구결합부(51)에 접촉된다. 그러면, 부하는 상기 도구결합부(51)에 인가되어 상기 원통형 부분(58a)으로 하여금 상기 도구결합부(51)의 하부측에 좌굴되도록 하여, 상기 버클부(58)를 형성하게 된다.

이러한 크림핑 단계에서, 상기 활석(9) 및 상기 링부재(6,7)는 축방향(OD)으로 가압되어 상기 세라믹 절연체(10)의 플랜지부(19)를 통하여 부하를 상기 내부축-부착 절연체(102)에 축방향(OD)으로 인가하게 된다. 부하를 상기 내부축-부착 절연체(102)에 축방향(OD)으로 인가함으로써, 상기 내부축-부착 절연체(102)는 상기 절연체 구속부재(50)에 대하여 밀리게 된다. 그러면, 상기 내부축-부착 절연체(102)는 상기 내부축-부착 절연체(102)의 선단 위치가 상기 절연체 구속부재(450)에 의하여 구속되는 동안 하부측으로 이동되어 상기 미완성 금속쉘(50a) 내에 조립된다.

상술한 바와 같이, 제 2 실시예에서 상기 내부축-부착 절연체(102) 및 상기 미완성 금속쉘(50a)은 제 1 실시예의 경우에서와 마찬가지로 상기 내부축-부착 절연체(102)의 선단부의 중심 및 상기 금속쉘(50)의 선단부의 중심이 실질적으로 상기 축(O-O) 상에 배열되도록 함께 조립된다. 그러므로, 상기 중심전극(20)의 중심(도 1)은 실질적으로 상기 금속쉘(50)의 선단부 중심(도 1)과 실질적으로 일치하므로, 상기 중심전극(20) 및 상기 금속쉘(50)의 선단부 사이의 거리가 충분한 레벨로 유지될 수 있다. 그러므로, 상기 중심전극(20) 및 상기 금속쉘(50)의 내부 표면 사이의 스파크 방전 발생을 방지하고 내연엔진의 확실하고 적절한 점화 및 스파크 플러그(100)의 마모 감소를 달성하는 것이 가능하다.

3 - 세라믹저항 4 - 밀봉부재
5 - 개스킷 6,7 - 링부재
8 - 플레이트 패킹 9 - 활석
10 - 세라믹 절연체 11 - 마디
12 - 축홀 13 - 다리부
15 - 단차부 17 - 전방 몸체부
18 - 후방 몸체부 19 - 플랜지부
20 - 중심전극 21 - 전극몸체
25 - 코어 30 - 접지전극
33 - 선단부 40 - 금속단자
50 - 금속쉘 50a - 미완성 금속쉘
51 - 도구결합부 52 - 장착나사부
53 - 크림프부 53a - 원통형 부분
54 - 밀봉부 55 - 베어링표면
56 - 단차부 58 - 버클부
58a - 원통형 부분 59 - 나사목부
100 - 스파크 플러그 102 - 내부축-부착 절연체
200 - 엔진헤드 201 - 장착나사홀
205 - 개구 가장자리 400,400b - 조립착좌부
410 - 수용다이 412 - 쉘수용부
414 - 삽입부 415 - 하단면
416 - 가이드홀 417,418 - 플랜지부
419 - 몸체부 420 - 착좌부바닥
422 - 환형부 424 - 플레이트부
426 - 관통홀 430 - 쉘구속부재
432 - 테이퍼진 부분 434 - 몸체부
436 - 상단면 438 - 가이드홀
440 - 외부 스프링 450 - 절연체 구속부재
452 - 몸체부 454 - 플랜지부
456 - 테이퍼진 홀 458 - 관통홀
460 - 내부 스프링 470 - 구속부재
472 - 테이퍼진 부분 474 - 플랜지부
476 - 몸체부 480 - 스프링
500 - 활석 가압장치 510 - 부하 전달 유닛
511 - 가압부하 수용부 512 - 전달부
520 - 프레스 지그 522 - 대경부
524 - 선단 530 - 지지유닛
531 - 스프링 가압부 532 - 스프링
533 - 스프링 수용부 534 - 스프링력 전달부
535 - 가이드 지지부 536 - 쉘 접촉부
537 - 외주 지지부 538 - 테이퍼진 표면
540 - 가이드 부재 550 - 탈거 메카니즘
600 - 크림프도구 610 - 관통홀
612 - 곡면부 614 - 접촉부
STP - 스토퍼

Claims (18)

1. 중심전극; 상기 중심전극의 축방향으로 연장되는 축홀을 가지며 축방향으로 상기 축홀의 전방측에 상기 중심전극을 유지하는 절연체; 및 상기 절연체를 그 내부에 감싸 유지하는 원통형 금속쉘로 이루어지는 스파크 플러그를 제조하기 위한 방법으로서: 축방향으로 상기 금속쉘의 개방된 후단으로부터 상기 절연체를 삽입함으로써 상기 금속쉘 내에 상기 절연체를 조립하는 것으로 이루어지는 스파크 플러그를 제조하기 위한 방법이며,
   상기 금속쉘 및 상기 절연체의 조립은, 축방향으로 상기 금속쉘 및 상기 절연체 사이에 상대적인 위치변위를 허용하면서, 상기 금속쉘의 축 및 상기 절연체의 축 사이의 편차량이 소정 레벨 이하로 되도록 상기 축방향에 교차되는 방사방향으로 상기 금속쉘 및 상기 절연체 사이의 상대적인 위치변위를 제한하는 것을 포함하는 스파크 플러그의 제조방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제한은: 제 1 위치부재를 제공하고; 축방향으로 상기 금속쉘의 선단부를 상기 제 1 위치부재에 접촉시켜 방사방향으로 상기 금속쉘의 변위를 제한하고; 축방향을 따라 상기 제 1 위치부재에 대하여 이동 가능한 제 2 위치부재를 제공하고; 그리고 축방향으로 상기 절연체의 선단부를 상기 제 2 위치부재에 접촉시켜 방사방향으로 상기 절연체의 변위를 제한함을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제 1 위치부재는 축방향으로 전방을 향하여 외경이 증가하는 제 1 테이퍼 표면을 가지며; 상기 제 2 위치부재는 축방향으로 전방을 향하여 내경이 감소하는 제 2 테이퍼 표면을 가지며; 그리고, 상기 금속쉘의 선단부 및 상기 절연체의 선단부는 상기 제 1 및 제 2 테이퍼 표면에 각각 접촉됨을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 테이퍼 표면 중 적어도 하나는 원뿔형 형상임을 특징으로 스파크 플러그의 제조방법.
   
5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 2 위치부재는 수지로 형성됨을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.
   
6. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 위치부재는 축방향으로 후방을 향하여 탄성부재에 의하여 편중됨을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 탄성부재는 스프링임을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.
   
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조립은 상기 금속쉘 및 상기 절연체 사이의 공간 내에 활석을 충전하고 축방향으로 전방을 향하여 상기 활석을 가압하는 것을 포함하는 스파크 플러그의 제조방법.
   
9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조립은 상기 금속쉘의 개방된 후단을 크림핑하여 상기 금속쉘 내에 상기 절연체를 구속함을 포함하는 스파크 플러그의 제조방법.
   
10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 의한 제조방법에 의하여 제조된 스파크 플러그.
    
11. 중심전극; 상기 중심전극의 축방향으로 연장되는 축홀을 가지며 축방향으로 상기 축홀의 전방측에 상기 중심전극을 유지하는 절연체; 및 상기 절연체을 그 내부에 감싸 유지하는 원통형 금속쉘로 이루어지는 스파크 플러그를 제조하기 위한 장치로서, 축방향으로 상기 금속쉘의 개방된 후단으로부터 상기 절연체를 삽입함으로써 상기 금속쉘 내에 상기 절연체를 조립하는 구조로 된 스파크 플러그를 제조장치이며:
    축방향에 교차되는 방사방향으로 상기 금속쉘의 위치를 허용하는 제 1 위치부재;
    방사방향으로 상기 절연체의 위치를 허용하는 제 2 위치부재로 이루어지며;
    상기 제 1 및 제 2 위치부재는 축방향으로 서로에 대하여 이동 가능하며,
    축방향으로 상기 금속쉘 및 상기 절연체 사이의 상대적인 위치변위를 허용하면서, 상기 금속쉘의 축 및 상기 절연체의 축 사이의 편차량이 소정 레벨 이하로 되도록 방사방향으로 상기 금속쉘 및 상기 절연체의 상대적인 위치변위를 제한함을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조장치.
    
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 1 위치부재는 축방향으로 전방을 향하여 외경이 증가하는 제 1 테이퍼 표면을 가지며; 상기 제 2 위치부재는 축방향으로 전방을 향하여 내경이 감소하는 제 2 테이퍼 표면을 가짐을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조장치.
    
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 테이퍼 표면 중 적어도 하나는 원뿔형 형상임을 특징으로 스파크 플러그의 제조장치.
    
14. 청구항 11 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 위치부재는 수지로 형성됨을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조장치.
    
15. 청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    축방향으로 후방을 향하여 상기 제 1 및 제 2 위치부재를 편중시키는 탄성부재를 더욱 포함함을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조장치.
    
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 탄성부재는 스프링임을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조장치.
    
17. 청구항 11 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속쉘 및 상기 절연체 사이의 공간 내에 활석을 충전하고 축방향으로 전방을 향하여 상기 활석을 가압함으로써 상기 금속쉘 내에 상기 절연체를 조립하는 유닛을 더욱 포함함을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조장치.
    
18. 청구항 11 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속쉘의 개방된 후단을 크림핑함으로써 상기 금속쉘 내에 상기 절연체를 조립하는 유닛을 더욱 포함함을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조장치.

Images