KR20140129334A - 글로 플러그 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

공구 걸어맞춤부 나아가서는 하우징을 경량화하는 것에 의해, 연비 성능의 향상이나 제조 비용의 삭감을 도모한다. 글로 플러그(1)는 축선(CL1) 방향으로 연장되는 축 구멍(4)을 가지며, 외주면에 내연기관의 장착 구멍에 나사 결합하기 위한 나사부(5)를 구비하는 통 형상의 하우징(2)과, 적어도 자신의 선단부가 하우징(2)의 선단으로부터 돌출된 상태에서, 축 구멍(4)에 삽입 설치되는 히터 부재(3)를 구비한다. 하우징(2)은 나사부(5)보다도 후단측에 설치되어, 내연기관으로의 장착시에 공구가 걸어 맞추어지는 공구 걸어맞춤부(6)를 가진다. 공구 걸어맞춤부(6)의 내주는, 공구 걸어맞춤부(6)의 외주 형상을 따르는 형상으로 된다.

Description

글로 플러그 및 그 제조방법{GLOW PLUG AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은 디젤 엔진의 예열 등에 사용하는 글로 플러그 및 그 제조방법에 관한 것이다.

디젤 엔진 등의 내연기관에 있어서의 시동 보조 등에 이용되는 글로 플러그는, 통 형상의 하우징이나 통전에 의해 발열하는 히터 부재 등을 구비하고 있다. 또, 상기 히터 부재로서는, 도전성 세라믹으로 이루어지는 발열 소자를 가지는 세라믹 히터나, 발열 코일을 가지는 시스 히터가 채용되는 경우가 있다.　

더불어서, 하우징은, 내연기관의 장착 구멍에 나사 결합하기 위한 나사부와, 상기 내연기관으로의 장착시에 공구가 걸어 맞추어지는 공구 걸어맞춤부를 가진다. 공구 걸어맞춤부는, 그 외주가 단면 육각형 형상 등, 렌치 등의 공구를 걸어 맞춤 가능한 형상으로 되고, 글로 플러그를 내연기관에 장착할 때에는, 둘레 방향을 따른 힘이 가해진다.　

또한, 일반적으로 공구 걸어맞춤부는, 그 내주 부분이, 절삭 가공이나 단조 가공 등에 의해 단면 원형 형상으로 형성된다. 이것은, 절삭 가공에 있어서는, 드릴이나 절삭 바이트 등에 의한 선반 가공이 실행되고, 단조 가공에 있어서는, 둥근 봉 형상의 코어 메탈이 공구 걸어맞춤부의 후단부에 밀어 넣어지기 때문이다(예를 들면, 특허문헌 1 등 참조).

특허문헌 1 : 일본국 특개2010-210102호 공보

그런데, 공구 걸어맞춤부는, 상기한 바와 같이, 내연기관에 대한 글로 플러그의 장착시에 둘레 방향을 따른 힘이 가해지기 때문에, 그 힘에 충분히 감당할 수 있는 정도의 기계적 강도가 필요하다. 그로 인해, 공구 걸어맞춤부의 두께는, 소정값 이상으로 된다.　

그러나, 상기한 바와 같이, 공구 걸어맞춤부에 있어서, 그 외주가 단면 육각형 형상 등인 반면에, 그 내주가 단면 원형 형상인 경우, 공구 걸어맞춤부 중 가장 얇게 되는 부위의 두께를 상기 소정값으로 했을 때에는, 공구 걸어맞춤부 중, 상기 얇은 두께 부위 이외의 부위는, 필요 이상으로 두꺼운 두께로 형성된다. 따라서, 공구 걸어맞춤부 나아가서는 하우징의 중량이 비교적 큰 것으로 된다. 그 결과, 연비 성능의 저하나 제조 비용의 증대를 초래할 우려가 있다.　

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 공구 걸어맞춤부 나아가서는 하우징을 경량화하는 것에 의해, 연비 성능의 향상이나 제조 비용의 삭감을 도모할 수 있는 글로 플러그 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.

이하, 상기 목적을 해결하는데에 적합한 각 구성에 대해, 항목 분류하여 설명한다. 또한, 필요에 따라서 대응하는 구성에 특유의 작용 효과를 부기한다.　

구성 1.

본 구성의 글로 플러그는, 축선 방향으로 연장되는 축 구멍을 가지며, 외주면에 내연기관의 장착 구멍에 나사 결합하기 위한 나사부를 구비하는 통 형상의 하우징과,

적어도 자신의 선단부가 상기 하우징의 선단으로부터 돌출된 상태에서, 상기 축 구멍에 삽입 설치되는 히터 부재를 구비하고,

상기 하우징은, 상기 나사부보다도 후단측에 설치되어, 상기 내연기관으로의 장착시에 공구가 걸어 맞추어지는 공구 걸어맞춤부를 가지는 글로 플러그로서,

상기 공구 걸어맞춤부의 내주는, 상기 공구 걸어맞춤부의 외주 형상을 따르는 형상으로 되는 것을 특징으로 한다.　

구성 2.

본 구성의 글로 플러그는, 상기 구성 1에 있어서, 상기 축선과 직교하는 단면에 있어서, 상기 공구 걸어맞춤부의 외주는 육각형 형상을 이루며,

다음의 (a)∼(c) 중 어느 하나를 만족하는 것을 특징으로 한다.

(a) 상기 공구 걸어맞춤부의 대변(對邊) 치수가 8㎜이며, 상기 공구 걸어맞춤부의 두께가 0.8㎜ 이하인 것

(b) 상기 공구 걸어맞춤부의 대변 치수가 9㎜ 또는 10㎜이며, 상기 공구 걸어맞춤부의 두께가 1.0㎜ 이하인 것

(c) 상기 공구 걸어맞춤부의 대변 치수가 12㎜이며, 상기 공구 걸어맞춤부의 두께가 1.5㎜ 이하인 것　

구성 3.

본 구성의 글로 플러그는, 상기 구성 1 또는 2에 있어서, 상기 축선 방향으로 연장됨과 아울러, 상기 축 구멍에 삽입되어, 상기 히터 부재에 전기적으로 접속되는 중심축과,

상기 공구 걸어맞춤부의 내주 및 상기 중심축의 외주에 접촉하는 환 형상의 밀봉 부재를 구비하고,

상기 하우징은, 상기 공구 걸어맞춤부의 내주에 위치함과 아울러, 직경 방향 내측으로 돌출되어, 상기 밀봉 부재가 접촉하는 환 형상의 단차부를 가지며,

상기 축선과 직교하는 평면에 대해서, 상기 축선을 따라서, 상기 공구 걸어맞춤부의 외주면과 상기 단차부를 투영했을 때, 상기 공구 걸어맞춤부의 외주면의 투영선으로 둘러싸여 이루어지는 영역의 면적에 대해서, 상기 단차부의 투영 영역의 면적이 30％ 이상으로 되는 것을 특징으로 한다.　

구성 4.

본 구성의 글로 플러그는, 상기 구성 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 공구 걸어맞춤부의 두께가 균일하게 되는 것을 특징으로 한다.　

또한, 「두께가 균일」이라는 것은, 공구 걸어맞춤부의 각 부에 있어서의 두께가 엄밀하게 동일한 경우뿐만 아니라, 각 부에 있어서의 두께에 약간(예를 들면, 0.5㎜ 이하)의 차이가 있는 경우도 포함한다.　

구성 5.

본 구성의 글로 플러그의 제조방법은, 상기 구성 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 글로 플러그의 제조방법으로서,

상기 하우징을 형성하는 하우징 형성공정을 포함하며,

상기 하우징 형성공정은, 판 형상의 금속 재료에 대해서 딥 드로잉(deep drawing) 가공을 시행함으로써, 상기 하우징이 되어야 할 통 형상의 하우징 중간체를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

구성 1의 글로 플러그에 따르면, 공구 걸어맞춤부의 내주는, 공구 걸어맞춤부의 외주 형상을 따르는 형상[정점(頂点)끼리가 대응하는 상사(相似) 형상이며, 더욱 구체적으로는, 공구 걸어맞춤부의 외주가 단면 육각형 형상인 경우에는, 공구 걸어맞춤부의 내주도 그 육각형의 각 변과 평행한 변을 가지는 단면 육각형 형상]으로 되어 있다. 따라서, 공구 걸어맞춤부의 두께가 국소적으로 큰 것으로 되는 것을 방지할 수 있어, 공구 걸어맞춤부 나아가서는 하우징의 경량화를 도모할 수 있다. 그 결과, 연비 성능의 향상이나 제조 비용의 삭감을 도모할 수 있다.

구성 2의 글로 플러그에 따르면, 공구 걸어맞춤부를 충분히 얇은 두께로 할 수 있어, 하우징의 가일층의 경량화를 도모할 수 있다. 따라서, 연비 성능의 향상이나 제조 비용의 삭감을 더욱 효과적으로 실현할 수 있다.　

공구 걸어맞춤부의 내주와 중심축의 외주의 사이에 환 형상의 밀봉 부재를 설치하고, 상기 밀봉 부재를 공구 걸어맞춤부의 내주에 설치된 단차부에 접촉시키는 것에 의해, 하우징 내의 기밀성을 확보하는 일이 있다. 여기서, 기밀성의 향상을 도모한다고 하는 점에서는, 상기 단차부의 면적을 증대시키고, 단차부에 대한 밀봉 부재의 접촉 면적을 증대시키는 것이 바람직하다. 그러나, 상기의 종래 기술과 같이, 공구 걸어맞춤부의 내주가 단면 원형 형상인 경우에는, 공구 걸어맞춤부의 강도를 유지하면서, 상기 단차부의 면적을 큰 것으로 하는 것이 매우 어렵다.　

이 점, 상기 구성 1 등을 채용하여, 공구 걸어맞춤부의 내주를, 공구 걸어맞춤부의 외주 형상을 따르는 형상으로 하는 것에 의해, 구성 3의 글로 플러그와 같이, 공구 걸어맞춤부의 외주면의 투영선으로 둘러싸여 이루어지는 영역의 면적에 대해서 단차부의 투영 영역의 면적을 30％ 이상으로 할 수 있다. 따라서, 단차부에 대한 밀봉 부재의 접촉 면적을 매우 큰 것으로 할 수 있다. 그 결과, 매우 양호한 기밀성을 실현할 수 있다.　

구성 4의 글로 플러그에 따르면, 공구 걸어맞춤부의 두께가 균일하게 되도록 구성되어 있다. 따라서, 공구 걸어맞춤부의 전체 영역을 얇은 두께로 할 수 있어, 하우징의 가일층의 경량화를 도모할 수 있다. 그 결과, 연비 성능의 향상이나 제조 비용의 삭감을 한층 효과적으로 실현할 수 있다.　

구성 5의 글로 플러그의 제조방법에 따르면, 딥 드로잉 가공으로, 하우징이 되어야 할 하우징 중간체가 제조되도록 구성되어 있다. 따라서, 하우징을 전체적으로 비교적 얇은 두께로 할 수 있어, 경량의 하우징을 더욱 용이하게 제조할 수 있다. 그 결과, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.　

또, 하우징을 전체적으로 얇은 두께로 할 수 있기 때문에, 하우징의 한층의 경량화를 도모할 수 있다. 그 결과, 연비 성능의 향상이나 제조 비용의 삭감을 더욱 한층 효과적으로 실현할 수 있다.

도 1은 글로 플러그의 정면도이다.
도 2는 글로 플러그의 일부 파단 정면도이다.
도 3은 도 2의 J-J선 단면도이다.
도 4는 축선과 직교하는 평면에 투영된 공구 걸어맞춤부의 외주면 및 단차부 등을 나타내는 투영도이다.
도 5의 (a)는 금속 재료의 사시도이며, (b)∼(d)는 딥 드로잉 가공에 의한 금속 재료의 형상 변화의 천이를 나타내는 정면도이고, (e)는 하우징 중간체를 나타내는 정면도이다.
도 6의 (a)는 공구 걸어맞춤부를 형성할 때에 이용되는 다이스나 펀치를 나타내는 일부 파단 정면도이며, (b)는 하우징 중간체가 배치된 다이스 등을 나타내는 일부 파단 정면도이다.
도 7의 (a)는 공구 걸어맞춤부의 형성공정의 일과정을 나타내는 일부 파단 정면도이며, (b)는 공구 걸어맞춤부가 형성된 하우징 중간체를 나타내는 정면도이다.
도 8은 다른 실시형태에 있어서의, 글로 플러그의 구성을 나타내는 단면도이다.

이하에, 일실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 글로 플러그(1)의 정면도이며, 도 2는 글로 플러그(1)의 일부 파단 정면도이다. 또한, 도 1 등에서는 글로 플러그(1)의 축선(CL1) 방향을 도면에 있어서의 상하 방향으로 하고, 하측을 글로 플러그(1)의 선단측, 상측을 후단측으로서 설명한다.　

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 글로 플러그(1)는 통 형상의 하우징(2)과, 하우징(2)에 장착된 히터 부재(3)를 구비하고 있다.　

하우징(2)은 소정의 금속(예를 들면, 탄소강이나 스테인리스강 등)에 의해 형성되어 있으며, 축선(CL1) 방향으로 관통하는 축 구멍(4)을 가지고 있다. 또, 하우징(2)의 외주면에는, 디젤 엔진 등의 내연기관의 장착 구멍에 나사 결합하기 위한 나사부(5)와, 상기 나사부(5)보다도 후단측에 설치되어, 내연기관으로의 장착시에 토크 렌치 등의 공구를 걸어 맞추게 하기 위한 단면 육각형 형상의 공구 걸어맞춤부(6)가 형성되어 있다. 또한, 공구 걸어맞춤부(6)의 구성에 대해서는, 나중에 상세히 서술한다.　

또한, 하우징(2)은 그 선단부에, 상기 장착 구멍에 나사부(5)를 나사 결합했을 때에, 상기 내연기관의 시트면(도시생략)에 대해서 압접하는 압접부(7)를 구비하고 있다. 압접부(7)는 선단측을 향하여 서서히 외경이 감소하는 테이퍼 형상을 이루고 있으며, 상기 압접부(7)가 상기 시트면에 압접하는 것에 의해, 연소실에 있어서의 기밀성의 확보가 도모되어 있다. 더불어서, 하우징(2)은 나사부(5) 및 공구 걸어맞춤부(6) 사이에 위치하는 후단측 몸통부(8)와, 압접부(7) 및 나사부(5) 사이에 위치하는 선단측 몸통부(9)를 구비하고 있다. 후단측 몸통부(8)는 원통 형상을 이루며, 축선(CL1) 방향을 따라서 일정한 외경을 가지도록 구성되어 있다. 반면에, 선단측 몸통부(9)는 그 외주면 및 내주면이 만곡 형상를 이루고 있으며, 축 구멍 (4) 중에서 가장 내경이 작게 되어, 내주에 있어서 상기 히터 부재(3)를 유지하는 유지부(20)를 구비하고 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 하우징(2)은 전체적으로 얇은 두께로, 또한 거의 균일한 두께를 가지도록 구성되어 있다. 그리고 유지부 (20)는 선단측 몸통부(9)에 있어서의 최소의 외경을 가지도록 구성되어 있다.　

히터 부재(3)는 튜브(10)와, 상기 튜브(10)의 내부에 배치되는 발열 코일 (12) 및 제어 코일(13)을 구비하고 있으며, 소정의 금속(예를 들면, 철계 합금 등)으로 이루어지는 중심축(11)과 직렬적으로 접속되어 있다. 또, 히터 부재(3)는 자신의 선단부가 하우징(2)의 선단으로부터 돌출된 상태에서 상기 유지부(20)에 압입되는 것에 위해, 하우징(2)에 대해서 고정되어 있다.　

튜브(10)는 철(Fe) 또는 니켈(Ni)을 주된 성분으로 하는 금속[예를 들면, 니켈기 합금이나 스테인리스 합금 등]으로 형성되고, 선단부가 닫힌 통 형상 튜브이다. 또, 상기 튜브(10)의 내측에는, 자신의 선단부가 튜브(10)의 선단에 접합된 발열 코일(12)과, 상기 발열 코일(12)의 후단부에 대해서 직렬 접속된 제어 코일(13)이 산화 마그네슘 분말을 포함하는 절연 분말(14)과 함께 봉입되어 있다. 또한, 발열 코일(12)은, 그 선단에 있어서 튜브(10)와 도통하고 있지만, 발열 코일(12) 및 제어 코일(13)의 외주면과 튜브(10)의 내주면은, 절연 분말(14)의 개재에 의해 절연된 상태로 되어 있다.　

또한, 상기 튜브(10)의 후단측 내주와 중심축(11)의 사이에는, 소정의 고무(예를 들면, 실리콘 고무나 불소 고무 등)로 이루어지는 환 형상 고무(15)가 설치되어 있으며, 튜브(10) 내는 밀봉되어 있다.　

상기 발열 코일(12)은 소정의 금속(예를 들면, Fe을 주된 성분으로 하며, Al이나 Cr 등을 포함하는 합금 등)으로 이루어지는 저항 발열선이 나선상으로 감기는 것에 의해 구성되어 있다. 발열 코일(12)은 중심축(11)을 통하여 통전되는 것에 의해 발열한다.　

또, 제어 코일(13)은 발열 코일(12)의 재질보다도 전기 비저항의 온도 계수가 큰 재질, 예를 들면 코발트(Co)-Ni-Fe계 합금 등으로 대표되는 Co 또는 Ni을 주된 성분으로 하는 저항 발열선에 의해 구성되어 있다. 이에 따라, 제어 코일(13)은 자신의 발열 및 발열 코일(12)로부터의 발열을 받음으로써 전기저항값을 증대시키고, 발열 코일(12)에 대한 공급 전력을 제어한다. 구체적으로는, 통전 초기에 있어서는 발열 코일(12)에 대해서 비교적 큰 전력이 공급되어, 발열 코일(12)의 온도는 급속히 상승한다. 그러면, 그 발열에 의해 제어 코일(13)이 가열되어, 제어 코일 (13)의 전기저항값이 증대하고, 발열 코일(12)로의 공급 전력이 감소한다. 이에 따라, 히터 부재(3)의 승온 특성은, 통전 초기에 급속 승온한 후, 이후는 제어 코일 (13)의 작동에 의해 공급 전력이 억제되어 온도가 포화하는 형태가 된다. 즉, 제어 코일(13)의 존재에 의해, 급속 승온성을 높이면서, 발열 코일(12)의 과승온[오버 슈트(over shoot)]이 발생하기 어렵게 구성되어 있다.　

중심축(11)은 중실(中實)의 봉 형상을 이루며, 자신의 선단부가 튜브(10) 내에 삽입되어 있다. 그리고 중심축(11)의 최선단부가, 상기 제어 코일(13)의 후단부에 삽입된 상태에서, 중심축(11) 및 제어 코일(13)이 저항 용접됨으로써, 중심축 (11) 및 제어 코일(13)이 접속되어 있다.　

또한, 중심축(11)의 후단부에는, 폐관 통 형상을 이루는 케이블 접속용의 단자 핀(17)이 클림핑 고정되어 있다. 또, 단자 핀(17)의 선단부와 하우징(2) 후단부의 사이에는, 양자 사이에 있어서의 직접적인 통전(단락)을 방지하기 위해, 절연성 소재로 이루어지는 절연 부시(18)가 설치되어 있다.　

더불어서, 축 구멍(4) 내의 기밀성의 향상 등을 도모하기 위해, 하우징[2, 공구 걸어맞춤부(6)]의 내주 및 중심축(11)의 외주 사이에는, 절연성 소재(예를 들면, 실리콘 고무나 불소 고무 등)로 이루어지며, 하우징(2) 및 중심축(11)에 접촉하는 환 형상의 밀봉 부재(19)가 설치되어 있다. 또한, 하우징(2)의 내주에는, 공구 걸어맞춤부(6)의 내주에 위치함과 아울러, 직경 방향 내측으로 돌출되어, 축선 (CL1)을 중심으로 하는 환 형상의 단차부(16)가 설치되어 있다. 그리고 밀봉 부재 (19)는 단자 핀(17)의 클림핑 고정에 수반하여 절연 부시(18)에 의해 축선(CL1) 방향 선단측으로 압압되는 것에 의해, 자신의 축선(CL1) 방향 선단측에 위치하는 면이, 단차부(16)에 대해서 압접되어 있다.　

이어서, 공구 걸어맞춤부(6)의 구성에 대해서 상세히 서술한다. 본 실시형태에 있어서, 공구 걸어맞춤부(6)는 도 3(도 3은 도 2의 J-J선 단면도이다)에 나타내는 바와 같이, 그 내주가 공구 걸어맞춤부(6)의 외주 형상을 따르는 단면 육각형 형상으로 되어 있다. 또, 공구 걸어맞춤부(6)는 그 두께가 균일하게 되어 있다.　

또한, 본 실시형태에 있어서, 공구 걸어맞춤부(6)는 그 대변 치수가 12㎜로 되어 있으며, 그 두께가 1.5㎜ 이하로 되어 있다. 또한, 공구 걸어맞춤부(6)의 대변 치수가 8㎜인 경우, 공구 걸어맞춤부(6)의 두께는 0.8㎜ 이하로 되고, 공구 걸어맞춤부의 대변 치수가 9㎜ 또는 10㎜인 경우, 공구 걸어맞춤부(6)의 두께는 1.0㎜ 이하로 된다. 단, 공구 걸어맞춤부(6)의 기계적 강도를 충분히 확보하기 위해, 공구 걸어맞춤부(6)의 두께를 소정값(예를 들면, 0.3㎜) 이상으로 하는 것이 바람직하다.　

더불어서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 축선(CL1)과 직교하는 평면(VS)에 대해서, 축선(CL1)을 따라서, 공구 걸어맞춤부(6)의 외주면과 상기 단차부(16)를 투영했을 때, 공구 걸어맞춤부(6)의 외주면의 투영선(VL)으로 둘러싸여 이루어지는 영역(AR1, 도 4 중, 사선을 붙인 부위)의 면적에 대해서, 단차부(16)의 투영 영역 (AR2, 도 4 중, 산점(散点) 모양을 붙인 부위)의 면적이 30％ 이상으로 되어 있다. 즉, 단차부(16)에 대한 밀봉 부재(19)의 접촉 면적이 매우 큰 것이 되도록 구성되어 있다.　

다음에 상기와 같이 구성되어 이루어지는 글로 플러그(1)의 제조방법에 대해서 설명한다. 또한, 특별히 명기하지 않는 부위에 대해서는, 종래 공지의 방법이 채용된다.　

우선, Fe을 주된 성분으로 하고, Cr이나 Al을 함유하는 저항 발열선을 코일 형상으로 가공하여 발열 코일(12)을 얻는다. 또, 아크 용접 등에 의해서, 발열 코일(12)의 후단 부분과 Co-Ni-Fe계 합금 등의 저항 발열선을 코일 형상으로 가공한 제어 코일(13)의 선단 부분을 접합한다.　

다음에, 최종 치수보다 가공 마진 분량만큼 큰 직경으로 형성되고, 또한, 선단이 닫혀져 있지 않은 통 형상의 튜브(10) 내에, 중심축(11)의 선단과, 상기 중심축(11)과 일체가 된 발열 코일(12) 및 제어 코일(13)이 배치된다. 그리고 아크 용접에 의해서, 튜브(10)의 선단 부분을 폐색시킴과 아울러, 상기 튜브(10)의 선단 부분과 발열 코일(12)의 선단 부분을 접합한다.　

그 후, 튜브(10) 내에 절연 분말(14)을 충전한 후, 튜브(10)에 스웨이징 (swaging) 가공을 시행하는 것에 의해, 튜브(10) 및 중심축(11)이 일체가 된 히터 부재(3)가 얻어진다.　

이어서, 하우징 형성공정에 있어서, 하우징(2)을 제조한다. 우선, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 소정의 철계 소재로 이루어지는 원판 형상의 금속 재료 (MB)를 준비함과 아울러, 상기 금속 재료(MB)에 대해서 딥 드로잉 가공을 시행하고, 하우징(2)이 되어야 할 통 형상의 하우징 중간체를 얻는다. 구체적으로는, 외경이 서서히 작아지는 복수의 봉 형상의 펀치(도시생략)와, 각 펀치의 외경에 대응하는 내경을 가지는 복수의 폐관 통 형상을 이루는 다이스(도시생략)가 각각 나열되어 장착된 트랜스퍼 프레스(도시생략)에, 상기 금속 재료(MB)를 공급한다. 그리고 상기 펀치 및 상기 다이스를 이용하여, 상기 금속 재료(MB)에 대해서 다단계에 걸쳐서 프레스 가공을 시행하는 것에 의해, 도 5의 (b)∼(d)에 나타내는 바와 같이, 금속 재료(MB)를 통 형상에 형성함과 아울러, 통 형상 부분의 깊이를 서서히 증대시켜 간다. 그리고 마지막으로, 금속 재료(MB)의 양단부를 절제하는 것에 의해, 도 5의 (e)에 나타내는 바와 같이, 공구 걸어맞춤부(6)에 대응하는 비교적 큰 직경의 걸어맞춤부 대응부(32)를 일단부에 가지며, 전체적으로 거의 균일한 두께로 된 통 형상의 하우징 중간체(31)가 얻어진다.　

이어서, 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 공구 걸어맞춤부(6)의 외주 형상에 대응하는 형상의 외주 성형부(OM)를 내주에 가지는 다이스(D1)와, 상하 운동 가능한 펀치(P1)를 이용하여, 공구 걸어맞춤부(6)를 형성한다. 상세히 서술하면, 우선, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 다이스(D1)의 내주에 하우징 중간체(31)를 배치한다. 그 다음에, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 펀치(P1)를 하측 운동시켜서 펀치(P1)에 의해 걸어맞춤부 대응부(32)를 다이스(D1)의 외주 성형부(OM)에 밀어 넣는다. 이에 따라, 걸어맞춤부 대응부(32)의 외주 및 내주의 쌍방이 단면 육각형 형상으로 성형되어, 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 공구 걸어맞춤부(6)가 형성된다.　

다음에, 하우징 중간체(31)의 선단측 외주에 대해서 프레스 가공을 가하는 것에 의해, 상기 선단측 몸통부(9)에 대응하는 부위를 변형시켜, 상기 유지부(20)를 형성한다.　

그 후, 전조 가공에 의해, 하우징 중간체(31)의 소정 부위에 나사부(5)를 형성한다. 또한, 프레스 가공에 의해 하우징 중간체(31)의 선단부를 굴곡 변형시키고, 압접부(7)를 형성하는 것에 의해, 하우징(2)이 얻어진다.　

그리고 마지막으로, 히터 부재(3)를 하우징(2)의 유지부(20)에 압입함과 아울러, 상기 절연 부시(18)나 밀봉 부재(19)를 중심축(11)의 후단부 외주에 배치한 다음에, 중심축(11)의 후단부에 단자 핀(17)을 클림핑 고정함으로써, 상기의 글로 플러그(1)가 얻어진다.　

이상 상세히 서술한 바와같이, 본 실시형태에 따르면, 공구 걸어맞춤부(6)의 내주는, 공구 걸어맞춤부(6)의 외주 형상을 따르는 형상으로 되어 있다. 따라서, 공구 걸어맞춤부(6)의 두께가 국소적으로 큰 것으로 되는 것을 방지할 수 있어, 공구 걸어맞춤부(6) 나아가서는 하우징(2)의 경량화를 도모할 수 있다. 그 결과, 연비 성능의 향상이나 제조 비용의 삭감을 도모할 수 있다.　

또한, 공구 걸어맞춤부(6)의 두께가 1.5㎜ 이하로 되어 있어, 공구 걸어맞춤부(6)를 충분히 얇은 두께로 할 수 있다. 따라서, 하우징(2)의 가일층의 경량화를 도모할 수 있어, 연비 성능의 향상이나 제조 비용의 삭감을 더욱 효과적으로 실현할 수 있다.　

더불어서, 본 실시형태에서는, 공구 걸어맞춤부(6)의 두께가 균일하게 되도록 구성되어 있으며, 공구 걸어맞춤부(6)의 전체 영역이 얇은 두께로 되어 있다. 그로 인해, 하우징(2)의 한층의 경량화를 도모할 수 있어, 연비 성능의 향상 등의 작용 효과를 한층 효과적으로 발휘시킬 수 있다.　

또, 본 실시형태에서는, 공구 걸어맞춤부(6)의 외주면의 투영선(VL)으로 둘러싸여 이루어지는 영역(AR1)의 면적에 대해서 단차부(16)의 투영 영역(AR2)의 면적이 30％ 이상으로 되어 있다. 따라서, 단차부(16)에 대한 밀봉 부재(19)의 접촉 면적을 매우 큰 것으로 할 수 있다. 그 결과, 하우징(2)의 내부에 있어서, 매우 양호한 기밀성을 실현할 수 있다.　

더불어서, 하우징(2)이 전체적으로 얇은 두께로 되어 있기 때문에, 하우징 (2)의 한층의 경량화를 도모할 수 있다. 그 결과, 연비 성능의 향상이나 제조 비용의 삭감을 더욱 한층 효과적으로 실현할 수 있다.　

또한, 본 실시형태에 있어서, 유지부(20)는 선단측 몸통부(9)에 있어서의 최소의 외경을 가지도록 구성되어 있다. 따라서, 내연기관에 대한 글로 플러그(1)의 장착에 수반하여, 선단측 몸통부(9)에 대해서 축력이 가해졌을 때에는, 히터 부재 (3)측을 향하여 축력이 분해되게 된다. 그로 인해, 본 실시형태와 같이, 하우징[2, 선단측 몸통부(9)]이 얇은 두께로 되어 있어도, 유지부(20)에 의한 히터 부재(3)의 유지력이 저하되는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.　

아울러, 판 형상의 금속 재료(MB)에 대해서 딥 드로잉 가공을 시행함으로써, 하우징(2)이 되어야 할 하우징 중간체(31)가 제조되어 있다. 따라서, 전체적으로 얇은 두께로 된 경량의 하우징(2)을 더욱 용이하게 제조할 수 있어, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.　

또한, 상기 실시형태의 기재 내용에 한정되지 않고, 예를 들면 다음과 같이 실시해도 좋다. 물론, 이하에 있어서 예시하지 않는 다른 응용예, 변경예도 당연히 가능하다.

(a) 상기 실시형태에서는, 발열 코일(12)의 과승온을 방지하기 위해, 발열 코일(12) 및 중심축(11) 사이에 제어 코일(13)이 개재되어 있지만, 발열 코일(12)에 중심축(11)을 직접 접촉시키고, 제어 코일(13)을 생략해도 좋다.　

(b) 상기 실시형태에 있어서, 히터 부재(3)는 튜브(10)와 상기 튜브(10)의 내부에 배치된 발열 코일(12) 등에 의해 구성되어 있으며, 본 발명의 기술 사상이, 이른바 메탈 글로 플러그에 대해서 적용되어 있다. 이에 대해서, 히터 부재를 절연성 세라믹으로 이루어지는 통 형상의 기체(基體)와, 상기 기체 내에 설치됨과 아울러, 도전성 세라믹에 의해 형성되어, 중심축(11)으로부터의 통전에 의해 발열하는 발열 소자에 의해 구성하며, 본 발명의 기술 사상을, 이른바 세라믹 글로 플러그에 대해서 적용해도 좋다. 또, 이 경우에는, 기체의 외부 표면에 발열 소자가 되는 도전성의 피막이 설치되어 이루어지는 히터 부재(이른바 표면 발열 타입의 히터)를 이용해도 좋다. 또한, 발열 소자가 적어도 일부를 내열성이 우수한 도전성 금속(예를 들면, 텅스텐을 주된 성분으로 하는 합금 등)에 의해 형성하는 것으로 해도 좋다.

(c) 상기 실시형태에 있어서, 글로 플러그(1)의 후단부(케이블의 접속 부분)는, 중심축(11)의 후단부에 대해서 단자 핀(17)이 클림핑 고정되는 구성으로 되어 있지만, 글로 플러그(1)의 후단부의 구성은 이것에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 예를 들면, 중심축(11) 중, 하우징(2)의 후단으로부터 돌출되는 부위의 외주에 수나사를 설치함과 아울러, 내주에 암나사를 가지는 너트를, 절연 부시(18)에 접촉한 상태에서 상기 수나사에 나사 결합하고, 너트로부터 상기 중심축의 후단부가 돌출되도록 구성해도 좋다. 즉, 중심축의 후단부가 케이블의 접속 개소가 되도록 구성해도 좋다.　

(d) 상기 실시형태에 있어서, 중심축(11)은 중실의 봉 형상을 이루고 있지만, 도 8에 나타내는 바와 같이, 중심축(11)의 내부에 중공부(22)를 설치하고, 중심축(11)을 통 형상으로 해도 좋다. 이 경우에는, 글로 플러그(1)의 더욱 한층의 경량화를 도모할 수 있어, 연비 성능의 가일층의 향상을 도모할 수 있다. 또, 중심축(11)에 의해 히터 부재[3, 발열 코일(12)]로부터 끌리는 열을 저감할 수 있기 때문에, 히터 부재[3, 발열 코일(12)]를 신속하게 소정 온도에 도달시킬 수 있음과 아울러, 히터 부재(3)를 소정 온도에 도달시키기 위해서 필요한 전력을 적게 할 수 있다. 또한, 중심축(11)에 의해 제어 코일(13)의 열이 끌리는 것을 효과적으로 방지할 수 있어, 제어 코일(13)의 온도 나아가서는 저항값을 한층 신속하게 증대시킬 수 있다. 그 결과, 제어 코일(13)의 본래적인 기능을 신속하게 발휘시킬 수 있음과 아울러, 전력 절약화를 도모할 수 있다.　

(e) 상기 실시형태에 있어서, 하우징(2)은 전체적으로 얇은 두께로, 또한, 거의 균일한 두께를 가지도록 형성되어 있지만, 공구 걸어맞춤부(6)만을 얇은 두께로 해도 좋다. 또, 공구 걸어맞춤부(6)는 그 내주가 외주 형상을 따르는 형상으로 되어 있으면 좋으며, 그 두께는 상기 실시형태의 것에 한정되는 것은 아니다.　

(f) 상기 실시형태에서는, 딥 드로잉 가공에 의해 하우징 중간체(31)를 형성함과 아울러, 하우징 중간체(31)의 걸어맞춤부 대응부(32)를 다이스(D1)의 외주 성형부(OM)에 밀어 넣음으로써, 공구 걸어맞춤부(6)의 내주가 공구 걸어맞춤부(6)의 외주를 따르는 형상으로 되어 있다. 그러나, 하우징 중간체(31)의 제조수법이나 공구 걸어맞춤부(6)의 성형수법은 이것에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 예를 들면, 소정의 금속 재료에 대해서 단조 가공을 시행함으로써 하우징 중간체를 얻음과 아울러, 하우징 중간체의 걸어맞춤부 대응부를 다이스의 외주 성형부에 밀어 넣고, 이어서, 단면 육각형 형상의 펀치를 하우징 중간체의 후단부 내주에 밀어 넣는 것에 의해, 공구 걸어맞춤부의 내주를 공구 걸어맞춤부의 외주를 따르는 형상으로 해도 좋다. 또, 걸어맞춤부 대응부의 내주에 절삭 가공을 시행하는 것에 의해, 공구 걸어맞춤부의 내주를 공구 걸어맞춤부의 외주를 따르는 형상으로 해도 좋다.　

(g) 상기 실시형태에 있어서, 선단측 몸통부(9)는 외주 및 내주가 만곡면 형상을 이루고 있으며, 균일한 두께를 가지고 있지만, 선단측 몸통부(9)의 형상은 이것에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 예를 들면, 선단측 몸통부(9)의 외경을 축선 (CL1)을 따라서 일정하게 하고, 선단측 몸통부(9) 중, 상기 유지부(20)만을 내주측으로 돌출시켜, 유지부(20)만을 비교적 두꺼운 두께로 해도 좋다.　

(h) 상기 실시형태에 있어서, 공구 걸어맞춤부(6)는 단면 육각형 형상으로 되어 있지만, 공구 걸어맞춤부(6)의 형상은, 이와 같은 형상에 한정되는 것은 아니다. 따라서 예를 들면, 공구 걸어맞춤부(6)를 Bi-HEX(변형 12각) 형상 [ISO22977:2005(E)] 등으로 해도 좋다.　

(i) 히터 부재(3)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 단면 타원 형상이나 단면 장원(長圓) 형상, 단면 다각형 형상이라도 좋다. 또, 히터 부재로서 절연성의 기체를 판 형상으로 복수 형성하여, 그 사이에 발열체를 끼워 넣은 이른바 판 형상 히터를 이용하는 것으로 해도 좋다.　

(j) 상기 실시형태에 있어서의 발열 코일(12)이나 제어 코일(13)의 구성 재료는 예시이며, 발열 코일(12) 등의 구성 재료는 특별히 한정되는 것은 아니다.

1: 글로 플러그
2: 하우징
3: 히터 부재
4: 축 구멍
5: 나사부
6: 공구 걸어맞춤부
11: 중심축
16: 단차부
19: 밀봉 부재
31: 하우징 중간체
CL1: 축선
MB: 금속 재료

Claims (5)

1. 축선 방향으로 연장되는 축 구멍을 가지며, 외주면에 내연기관의 장착 구멍에 나사 결합하기 위한 나사부를 구비하는 통 형상의 하우징과,
   적어도 자신의 선단부가 상기 하우징의 선단으로부터 돌출된 상태에서, 상기 축 구멍에 삽입 설치되는 히터 부재를 구비하고,
   상기 하우징은, 상기 나사부보다도 후단측에 설치되어, 상기 내연기관으로의 장착시에 공구가 걸어 맞추어지는 공구 걸어맞춤부를 가지는 글로 플러그로서,
   상기 공구 걸어맞춤부의 내주는, 상기 공구 걸어맞춤부의 외주 형상을 따르는 형상으로 되는 것을 특징으로 하는 글로 플러그.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 축선과 직교하는 단면에 있어서, 상기 공구 걸어맞춤부의 외주는 육각형 형상을 이루며,
   다음의 (a)∼(c) 중 어느 하나를 만족하는 것을 특징으로 하는 글로 플러그.
   (a) 상기 공구 걸어맞춤부의 대변 치수가 8㎜이며, 상기 공구 걸어맞춤부의 두께가 0.8㎜ 이하인 것
   (b) 상기 공구 걸어맞춤부의 대변 치수가 9㎜ 또는 10㎜이며, 상기 공구 걸어맞춤부의 두께가 1.0㎜ 이하인 것
   (c) 상기 공구 걸어맞춤부의 대변 치수가 12㎜이며, 상기 공구 걸어맞춤부의 두께가 1.5㎜ 이하인 것
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 축선 방향으로 연장됨과 아울러, 상기 축 구멍에 삽입되어, 상기 히터 부재에 전기적으로 접속되는 중심축과,
   상기 공구 걸어맞춤부의 내주 및 상기 중심축의 외주에 접촉하는 환 형상의 밀봉 부재를 구비하고,
   상기 하우징은, 상기 공구 걸어맞춤부의 내주에 위치함과 아울러, 직경 방향 내측으로 돌출되어, 상기 밀봉 부재가 접촉하는 환 형상의 단차부를 가지며,
   상기 축선과 직교하는 평면에 대해서, 상기 축선을 따라서, 상기 공구 걸어맞춤부의 외주면과 상기 단차부를 투영했을 때, 상기 공구 걸어맞춤부의 외주면의 투영선으로 둘러싸여 이루어지는 영역의 면적에 대해서, 상기 단차부의 투영 영역의 면적이 30％ 이상으로 되는 것을 특징으로 하는 글로 플러그.
   
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 공구 걸어맞춤부의 두께가 균일하게 되는 것을 특징으로 하는 글로 플러그.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 글로 플러그의 제조방법으로서,
   상기 하우징을 형성하는 하우징 형성공정을 포함하며,
   상기 하우징 형성공정은, 판 형상의 금속 재료에 대해서 딥 드로잉 가공을 시행함으로써, 상기 하우징이 되어야 할 통 형상의 하우징 중간체를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 글로 플러그의 제조방법.

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