WO2014196698A1 - 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구 및 그 제조 방법 - Google Patents

디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구 및 그 제조 방법 Download PDF

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WO2014196698A1
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bracket
glow plug
diesel engine
bracket part
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Inventor
조영진
이병원
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우진공업주식회사
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P19/00—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
    • F02P19/02—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
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    • F23Q7/22—Details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K21/00—Making hollow articles not covered by a single preceding sub-group
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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    • F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
    • F23Q2007/004—Manufacturing or assembling methods

Definitions

  • the present invention relates to a glow plug mounted on a diesel engine, and more particularly to an axial direction of two or more bracket parts that are easy to machine regardless of the total length of the metal shell of the glow plug mounted to the engine head.
  • An object of the present invention is to provide a bracket and a method of manufacturing the same.
  • diesel engines are designed to install a glow plug in the upper position of the combustion chamber adjacent to the injector as a preheating means for ensuring smooth startability of the engine because of poor startability at low temperatures. It serves to assist.
  • FIG. 1 is a front view of a conventional glow plug
  • FIG. 2 is a front view of an integrated bracket applied to a conventional glow plug
  • FIG. 3 is a reference sectional view showing a state where a conventional glow plug is installed in an engine.
  • the conventional glow plug 10a is referred to as a plug bracket 100a (hereinafter, referred to as 'bracket') in which a thread is formed on an upper circumferential surface thereof so as to be mounted on an engine head 1 of a diesel engine. ) And a heating fin 200 installed through the bracket 100a in the axial direction.
  • a plug bracket 100a hereinafter, referred to as 'bracket'
  • a heating fin 200 installed through the bracket 100a in the axial direction.
  • the heating fin 200 has a heating portion exposed to the lower side of the bracket (100a) and the terminal portion on the upper side of the bracket (100a), the bracket inside the bracket so that the heating fin is fitted into the shaft (100a)
  • a hollow hole is formed by penetrating in the direction.
  • a press-fit fixing part for interference fit of the heating fin 200 is formed in the longitudinal hole of the bracket 100a.
  • the above-described conventional glow plug 10a is supplied with electric energy from a battery to generate heat, and heats air or functions as a hot spot using this heat, and a part of the injected fuel is a glow plug 10a in which heat is generated. Self-ignition by direct contact vaporization to the surface of
  • the conventional glow plug 10a has various problems in application to a direct injection diesel engine.
  • the length of the glow plug 10a is increased, and thus, the total length of the bracket 100a is also increased.
  • the bending of the bracket 100a occurs due to the compression load acting on the bracket when the glow plug 10a is applied to the engine head 1 of the diesel engine.
  • the glow plug is installed in the pre-combustion chamber (in the case of indirect injection engine) or the main combustion chamber (in the case of direct injection engine) depending on the type of fuel injection.
  • the glow plug is installed in the pre-combustion chamber, which is a small combustion chamber separated from the main combustion chamber in the engine structure. Glow plugs are shorter in length than glow plugs installed in the main combustion chamber, and the demand for diesel engines employing a direct injection method is increasing.
  • the material of the long bracket may be made of a material of high strength, but in this case, the manufacturing cost of the bracket (100a) There is a problem that not only rises significantly, but also suffers from difficulty in processing the bracket (100a).
  • Conventional metal fittings (100a) are usually manufactured by cutting or forging, when the long length of the metal used for the glow plug (10a) to be applied to a direct injection diesel engine to be manufactured by cutting There is a problem that a large amount of cutting not only significantly lowers the productivity but also increases the processing cost.
  • the material of the bracket is made of a material having high strength in order to solve the warpage phenomenon generated when the bracket 100a is fastened to the engine, the above-mentioned problems of productivity degradation and processing cost increase are inevitably intensified. .
  • the present invention has been made to solve the above problems, and improves the bracket of the glow plug mounted on the engine head of a diesel engine to a two-stage or more structure that is easy to process regardless of the overall length.
  • the purpose of the present invention is to provide a glow plug for a diesel engine having a structure of improved strength and durability, and a method of manufacturing the same, by varying partial or partial strength.
  • the present invention is to provide a bracket having a structure in which a segment structure, that is, a plurality of bracket segments (bracket parts) are connected in the axial direction so as to reinforce the strength of a portion requiring better strength than other portions. will be.
  • the present invention in the bracket of the diesel engine glow plug fastened to the engine head of the diesel engine: a plurality of bracket parts arranged along the axial direction of the glow plug, the material strength is different It provides a bracket of a glow plug for a diesel engine, characterized in that configured to include.
  • the plurality of bracket parts At least one of an upper bracket part having a thread formed on an outer circumferential surface thereof, and an indirect coupling to a lower side of the upper bracket part directly or indirectly through another bracket part to be fastened to the head of the diesel engine, and having different material strength from the upper bracket part; It may be configured to include a lower bracket part of.
  • the lower bracket part has a material stronger in strength than the upper bracket part.
  • the material of the upper bracket part is a cold-rolled steel wire material;
  • the material of the lower bracket part may be composed of a cold-rolled carbon steel wire.
  • the plurality of bracket parts may be integrally formed by joining in the axial direction of the glow plug by bonding.
  • the plurality of bracket parts may be formed with stepped parts that are mutually matched to the coupling site with the other bracket parts for coupling with other bracket parts connected adjacently.
  • a metal fitting part having a thread for coupling with the engine head is a first metal fitting part, a metal fitting part connected to a lower side of the first metal fitting part, a second metal fitting part and a metal fitting part connected to a lower side of the second metal fitting part.
  • the first bracket part is made of cold-rolled steel wire material
  • the second bracket part and the third bracket part are made of cold-rolled carbon steel wire material.
  • the present invention provides a glow plug for a diesel engine comprising the bracket described above.
  • the thread is formed on the upper outer peripheral surface to be fastened to the engine head of the diesel engine, there is a method for manufacturing the bracket of the glow plug formed through the hollow hole in the axial direction for insertion of the heating fins: Manufacturing an upper bracket part having the screw thread and a lower bracket part coupled to a lower side of the upper bracket part to form the bracket; It provides a method of manufacturing a bracket for a diesel engine glow plug comprising a; forming the bracket by integrally combining the upper bracket part and the lower bracket part through laser welding.
  • the upper bracket part and the lower bracket part are each produced by forging.
  • the lower bracket part is made of a material different in strength from the upper bracket part.
  • a thread is formed on the upper outer circumferential surface to be fastened to the engine head of the diesel engine, the bracket of the glow plug to insert the heating fin therein;
  • the glow plug of the glow plug is formed to be integrally formed by the connection of the bracket parts separated in at least two stages, at least two of the bracket parts of the diesel engine glow plug, characterized in that the material strength is different from each other Brackets are provided.
  • the material of the metal fitting part having the screw thread is made of a material weaker than other metal fitting parts in which the screw thread is not formed.
  • the other metal parts that are not formed with the threads have a stronger material than the metal parts having the threads for strength reinforcement.
  • a screw thread is formed on the upper outer peripheral surface to be fastened to the head of the diesel engine, in the glow bracket to be able to insert the heating fins; Separating and processing the metal parts having the threads and the other metal parts to be joined to the metal parts having the threads, and performing laser welding in a state in which the metal parts having the threads and the other metal parts to be joined are adjacent to each other.
  • a method for manufacturing a bracket of a glow plug for a diesel engine characterized in that it comprises a step of joining to form a unitary through.
  • the bracket of the glow plug mounted on the engine head of a diesel engine can be easily processed regardless of the total length.
  • the fuel injection method of the diesel engine is changed by the direct injection method, and each part is easily processed through the forging process in the manufacture of the metal fittings of the glow plug, and then laser welding, etc. It is possible to improve productivity and processability by easily integrally fixed by various coupling methods of the.
  • the present invention is a structure in which a plurality of metal segments, i.e., metal parts are connected to each other in an axial direction and fixed integrally, and partly with different materials, thereby improving the strength of a portion where excellent strength is required or stress is largely acted on. . More specifically, by varying the material strength of the metal parts and the rest of the metal parts fastened to the engine head, it is possible to effectively prevent the occurrence of bending of the metal when fastening to the engine head.
  • the rest of the bracket parts having a problem of bending due to the compressive load is made of a relatively strong material, so that the bending phenomenon of the brackets generated by the glow plugs can be eliminated cleanly.
  • each part of the bracket can be easily manufactured by forging, product productivity can be improved and manufacturing cost can be reduced.
  • FIG. 1 is a front view of a conventional glow plug
  • FIG. 2 is a front view of the unitary bracket applied to the glow plug of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a front view of the unitary bracket applied to the glow plug of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the glow plug of FIG. 1 is installed in an engine
  • FIG. 4 is a front view showing an embodiment of a glow plug having a bracket of a glow plug according to the present invention
  • Figure 5 is a front view showing an embodiment of the bracket according to the invention.
  • FIG. 6 is an exploded view of the bracket shown in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the bracket shown in FIG.
  • the present invention relates to a glow plug 100 having a glow plug for a diesel engine and a glow plug 10 having the same, which are fastened to an engine head 1 (see FIG. 3) of a diesel engine.
  • 100 is disposed along the axial direction (length direction) of the glow plug 10 and includes a plurality of bracket parts 101, 102, 103 having different material strengths.
  • the plurality of bracket parts 101, 102, 103 may include an upper bracket part 101 having a thread 101a formed on an outer circumferential surface thereof so as to be fastened to the head 1 of the diesel engine, and the upper bracket part 101.
  • a lower bracket part (102, 103) coupled to the lower side of the direct or indirectly via another bracket part.
  • the lower bracket parts 102 and 103 have at least one bracket part different in material strength from the upper bracket part 101.
  • the thread 101a is formed on the upper outer peripheral surface to be fastened to the engine head 1 of the diesel engine, the inside of the glow plug 10 to insert the heating fin 200
  • the bracket 100 is joined at least in two stages (a structure in which at least two bracket parts are axially coupled) by joining the bracket parts (for example, screwing or welding). It is formed to be integral. That is, the metal fitting 100 has a strength of at least one bracket part, i.e., the lower fitting parts 102 and 103, which is coupled to and fixed to the metal fitting part, that is, the upper fitting part 101 and the lower side, on which the thread 101a is formed. Has a different material.
  • the lower bracket part is composed of two stages, but may be three or more stages according to the total length (length) of the bracket 100.
  • the lower bracket parts 102 and 103 coupled to the lower side of the upper bracket part 101 have a stronger material than the upper bracket part 101.
  • the whole of the lower bracket parts may be made of the same material, and the lower bracket parts 102 and 103 may be of different materials.
  • the bracket parts may be of different materials to form a continuous structure.
  • a portion 102 of the lower bracket parts 102 and 103 that is directly connected to the upper bracket part 101 may be made of the same material as the upper bracket part 101, and the portion 102 may be formed.
  • the material of the part 103 which is indirectly connected to the upper bracket part 101 may be different from that of the upper bracket part 101.
  • the plurality of metal parts 101, 102, and 103 may be integrated in a axial direction by various bonding methods such as laser welding.
  • the plurality of bracket parts 101, 102, and 103 may have a stepped part, that is, a shape that is mutually matched to a joining part (joint part) with another bracket part for coupling with another bracket part that is adjacently connected. This corresponding step is formed.
  • the joining sites (bonding sites) of the bracket parts are provided with stepped portions 101b, 102b and 103b for assisting assembly and placement with the bracket parts joined adjacently.
  • the stepped portions 101b, 102b and 103b have a structure having a yaw or iron, which is configured to be joined with the joints of other parts before welding between the parts.
  • the metal fitting 100 of the glow plug 10 of the present embodiment has a three-stage structure, and the first metal fitting part 101 and the first metal fitting part 101 include a metal fitting part having the thread 101a.
  • the first bracket part 101 ) Is made of cold-rolled steel wire (for example, SWRCH10A), and the material of the second bracket part 102 and the third bracket part 103 is made of cold-rolled carbon steel wire (for example, SWCH45K). It is possible to easily obtain a significant strength improvement.
  • first bracket part 101, the second bracket part 102 and the third bracket part 103 constituting the bracket 100 when considering the material and workability of each bracket part, the length ratio of 0.4 ⁇ 0.6: 1: 1, but the ratio is not limited thereto.
  • the bracket 100 of the diesel engine glow plug 10 of the present invention has a thread 101a is formed on the upper outer peripheral surface to be fastened to the engine head of the diesel engine, the heating fin 200 is inserted therein,
  • Each is produced separately and separately.
  • the upper bracket part 101 and the lower bracket part 102, 103 are each produced by forging.
  • each bracket part constituting the lower bracket part is also individually manufactured.
  • the upper bracket part 101 and the lower bracket part 102 and 103 may be integrally combined by using various fixing methods such as laser welding to complete the bracket 100.
  • first bracket part 101 having the screw thread 101a to be fastened to the engine head 1 the second bracket part 102 to be joined to the first bracket part 101, and
  • Each of the third bracket parts 103 to be joined to the second bracket part 102 is manufactured separately.
  • first bracket part 101, the second bracket part 102, and the third bracket part 103 may be manufactured by the forging process described above, but are not necessarily limited thereto.
  • first bracket part 101, the second bracket part 102, and the third bracket part 103 are adjacent to each other and arranged in one row.
  • the first bracket part 101, the second bracket part 102, and the third bracket part 103 are disposed to be adjacent to each other to fix the bracket parts to be integrally formed by laser welding or the like. 100) can be completed.
  • bracket 100 of the glow plug 10 of the present invention configured and manufactured as described above is as follows.
  • the metal fittings 100 of the glow plug 10 of the present invention can be easily machined into a plurality of stages, and each of the short metal fittings is easily produced by forging. The manufacturing cost can be reduced.
  • the forging process is performed. After processing the metal parts, the joints can be easily joined by laser welding to improve productivity and workability.
  • the bracket of the glow plug 10 mounted on the engine head 1 can be easily processed regardless of the overall length.
  • the bracket 100 may be a segmented structure, and may be partially reinforcement of the bracket by changing a material of a part requiring improvement of strength, thereby preventing bending of the bracket and improving durability. .
  • the metal parts fastened directly to the engine head is made of a relatively weak material, at least one of the metal parts making up the remaining portion subjected to the compressive load during the fastening has a relatively strong material, thereby clearing the bending phenomenon of the metal brackets It can be solved.
  • the present invention is to improve the fastening strength of the glow plug 10 to the engine head by changing the method for processing the bracket of the glow plug 10 to a separate bonding method and by using the bracket part of the portion subjected to a strong force to a strong material. Can be.
  • the bracket 100 is divided into three stages, but is not limited thereto.
  • the first bracket part 101, the second bracket part 102, and the first bracket part constituting the bracket 100 may be described. Since the three bracket parts 103 are preferably forged in terms of productivity, this is described as an example.
  • the thicknesses of the first bracket part 101, the second bracket part 102, and the third bracket part 103 are presented to be the same, the brackets 101 are the same.
  • the thickness of 102 and 103 may be formed differently.
  • the thickness of each part may be formed in a different thickness in consideration of the required strength of each part and the shape of the heating fin 200.
  • the present invention improves the strength and durability of the metal fittings by improving the metal fittings of the glow plugs mounted on the heads of diesel engines in a multi-stage structure that is easy to manufacture and can partially give different strength regardless of the overall length. At the same time, it is an invention that can improve product productivity and reduce manufacturing cost, and has industrial applicability in automotive parts design / manufacturing field and automobile field.

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Abstract

본 발명은 디젤 엔진의 엔진 헤드에 취부되는 글로우 플러그의 금구를 전장(全長)에 관계없이 가공이 용이한 둘 이상의 다단 분리형 구조로 개선하는 한편, 엔진 헤드에 체결되는 금구 파트(part)와 다른 부분의 금구 파트 중 적어도 하나의 재질 강도를 달리함으로써, 엔진 헤드에 체결시 체결강도를 높이면서 금구의 휨을 방지하고 제품 생산성 향상 및 제조원가 절감을 도모할 수 있는 구조의 글로우 플러그의 금구 및 그 제조방법을 개시한다. 본 발명은, 디젤 엔진의 엔진 헤드에 체결되는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구로서: 상기 금구는, 상기 글로우 플러그의 축방향을 따라 배치되며, 재질 강도가 서로 다른 복수의 금구 파트들을 포함하여 구성된다.

Description

디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구 및 그 제조 방법
본 발명은 디젤 엔진에 장착되는 글로우 플러그에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 엔진 헤드에 취부되는 글로우 플러그의 금구(metal shell)를 전장(全長)에 관계없이 가공이 용이한 둘 이상의 금구 파트들을 축방향으로 연결하여 복수단의 구조로 개선함과 아울러 금구의 부분적 강도를 개선, 예를 들면 엔진 헤드에 체결되는 부위와 나머지 부위의 재질 강도를 달리하여 엔진 헤드에 체결시 체결강도를 높이면서 금구의 휨을 방지할 수 있는 구조의 금구 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
일반적으로, 디젤 엔진은 저온에서 시동성이 나쁘기 때문에 엔진의 원활한 시동성확보를 위한 예열수단으로서 인젝터와 인접한 연소실 상부 위치에 글로우 플러그를 설치하도록 설계되고 있으며, 상기 글로우 플러그는 낮은 온도의 외기를 가열하여 시동을 보조하는 역할을 한다.
도 1은 종래의 글로우 플러그의 정면도이고, 도 2는 종래의 글로우 플러그에 적용되는 일체형 금구의 정면도이며, 도 3은 종래의 글로우 플러그가 엔진에 설치된 상태를 보여주는 참고 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래의 글로우 플러그(10a)는 디젤 엔진의 엔진 헤드(1)에 취부할 수 있도록 상부 외주면에 나사산이 형성되는 플러그 금구(100a)(이하, '금구'라고 한다)와, 상기 금구(100a)를 축방향으로 관통하여 설치되는 발열핀(200)을 포함하여 구성된다.
상기 발열핀(200)은 상기 금구(100a)의 하측에 노출되는 발열부와 상기 금구(100a)의 상측에 단자부를 가지며, 상기 금구(100a)의 내부에는 상기 발열핀이 끼워지도록 상기 금구를 축방향으로 관통해서 중공홀이 형성된다.
그리고, 상기 금구(100a)의 종공홀에는 상기 발열핀(200)의 억지끼움을 위한 압입 고정부가 형성된다.
상술한 종래의 글로우 플러그(10a)는 배터리로부터 전기에너지를 공급받아 발열하게 되고, 이 열로 공기를 가열시키거나 열점(熱點)으로 기능하게 되며, 분사된 연료의 일부는 열이 발생한 글로우 플러그(10a)의 표면에 직접 접촉 기화하여 자기 착화하게 된다.
그러나, 종래의 글로우 플러그(10a)는 직접분사식인 디젤 엔진에 적용함에 있어서는 여러 가지 문제점을 안고 있다.
최근에는, 간접분사식에서 직접분사식으로 디젤 엔진의 연료분사 방식이 바뀌게 되면서, 글로우 플러그(10a)의 길이가 길어지게 되고 이에 따라 금구(100a)의 전장(全長)도 길어지게 되었는데, 이 같이 금구(100a)의 전장이 길어짐에 따라 디젤 엔진의 엔진 헤드(1)에 글로우 플러그(10a)할 때 상기 금구에 작용하는 압축하중으로 인해 금구(100a)의 휨이 발생하게 되는 문제점이 있다.
또한, 상기 금구(100a)의 전장이 길어짐에 따라 금구 제조에 있어서도 가공 상의 어려움이 수반되는 등의 문제점이 발생하고 있다.
참고로, 글로우 플러그는 연료의 분사형태에 따라 예연소실(간접분사 엔진의 경우) 또는 주연소실(직접분사 엔진의 경우)에 설치되는데, 엔진 구조상 주연소실과 분리된 작은 연소실인 예연소실에 설치되는 글로우 플러그는 주연소실에 설치되는 글로우 플러그에 비해 그 길이가 짧으며, 최근 직접분사 방식을 채택한 디젤 엔진의 수요가 증가하고 있는 추세이다.
한편, 전장이 긴 금구(100a)를 엔진에 체결시에 발생하는 휨 현상을 해소하기 위해서 전장이 긴 금구의 재질을 강도가 높은 재료를 채택하여 제작할 수 있지만, 이 경우 금구(100a)의 제조 원가가 현저히 상승하게 되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 금구(100a)의 가공에 있어서 어려움을 겪게 되는 문제점이 있다.
기존의 금구(100a)는 통상 절삭 가공 혹은 단조 가공을 통해 제조하게 되는데, 직접분사식의 디젤 엔진에 적용하기 위한 글로우 플러그(10a)에 채용되는 전장이 긴 금구를 절삭 가공 방식으로 제조하게 될 경우에는 절삭량이 많아 생산성을 현저히 저하시킬 뿐만 아니라 가공비 상승을 초래하게 되는 문제점이 있다.
특히, 금구(100a)를 엔진에 체결할 때에 발생하는 휨 현상을 해소하기 위해 금구의 재질을 강도가 높은 재료를 채택하여 제작하는 경우에는 상기한 생산성 저하 및 가공비 상승 문제는 한층 더 심화 될 수밖에 없다.
한편, 절삭 가공이 아닌 단조 가공을 통해 전장이 긴 금구(100a)를 제조하게 될 경우에는 금형이 커지고 펀치가 얇아져 금형 파손이 발생하여 상기 금구(100a)의 성형이 곤란하게 되는 문제점이 있으며, 무엇보다 금구의 강도가 원하는 설계 강도를 나타내지 못하는 문제점이 있다.
이상에서와 같이, 간접분사식에서 직접분사식 디젤 엔진으로의 변천 추세에 맞추어 금구의 전장이 길어지게 됨에 따라, 기존의 금구(100a) 구조를 그대로 채용한 상태로는 전술한 기존의 가공 방식 적용시 여러 가지 다양한 측면의 문제들이 수반되어 시간 및 비용이 많이 소요되거나 가공성 및 생산성이 저하될 수밖에 없으며, 궁극적으로 산업상 제품 경쟁력이 저하되므로 이에 대한 개선이 절실히 요구되는 실정이다.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 디젤 엔진의 엔진 헤드에 취부되는 글로우 플러그의 금구를 전장(全長)에 관계없이 가공이 용이한 2단 이상의 구조로 개선하고 더 나아가 한편 상기 금구의 부분적 또는 부분별 강도를 달리함으로써, 강도 및 내구성을 개선된 구조의 디젤 엔진용 글로우 플러그 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 다시 말해서, 본 발명은 다른 부분보다 우수한 강도가 요구되는 부분의 강도 보강을 위하여 분절체 구조 즉 복수의 금구 세그먼트들(금구 파트들)이 축방향으로 이어져서 상호 고정된 구조의 금구를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 디젤 엔진의 엔진 헤드에 체결되는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구에 있어서: 상기 글로우 플러그의 축방향을 따라 배치되며, 재질 강도가 서로 다른 복수의 금구 파트들을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구를 제공한다.
상기 복수의 금구 파트들은; 상기 디젤 엔진의 헤드에 체결되도록, 외주면에 나사산이 형성된 상부 금구 파트와, 상기 상부 금구 파트의 하측에 직접 또는 다른 금구 파트를 매개로 간접적으로 결합되며, 상기 상부 금구 파트와 재질 강도가 다른 적어도 하나의 하부 금구 파트를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 하부 금구 파트는, 상기 상부 금구 파트보다 강도가 강한 재질을 가진다. 구체적으로, 상기 상부 금구 파트의 재질은 냉간압조용강선재이고; 상기 하부 금구 파트의 재질은 냉간압조용탄소강선재로 구성될 수 있다.
상기 복수의 금구 파트들은, 접합에 의해 상기 글로우 플러그의 축방향으로 결합되어서 일체를 이룰 수 있다.
상기 복수의 금구 파트들은, 이웃하여 연결되는 다른 금구 파트와의 결합을 위해 상기 다른 금구 파트와의 결합 부위에 상호 형합되는 단턱부가 형성될 수 있다.
상기 복수의 금구 파트들은; 상기 엔진 헤드와의 결합을 위한 나사산을 갖는 금구 파트를 제1금구 파트, 상기 제1금구 파트의 하측에 연결되는 금구 파트를 제2금구 파트, 상기 제2금구 파트 하부측에 연결되는 금구 파트를 제3파트라고 할 때, 상기 제1금구 파트의 재질은 냉간압조용강선재로 이루어지고, 제2금구 파트와 제3금구 파트의 재질은 냉간압조용탄소강선재로 이루어진다.
다른 일 형태로서 본 발명은: 상술한 금구를 포함하는 디젤 엔진용 글로우 플러그를 제공한다.
또 다른 일 형태로서 본 발명은, 디젤 엔진의 엔진 헤드에 체결되도록 상부 외주면에 나사산이 형성되며, 내부에는 발열핀의 삽입을 위해 축방향으로 중공홀이 관통하여 형성된 글로우 플러그의 금구 제조방법으로서: 상기 나사산을 갖는 상부 금구 파트와 상기 상부 금구 파트의 하측에 결합되어서 상기 금구를 형성하는 하부 금구 파트를 각각 제조하는 단계와; 상기 상부 금구 파트와 상기 하부 금구 파트를 레이저 용접을 통해 일체로 결합해서 상기 금구를 형성하는 단계;를 포함하는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구 제조방법를 제공한다.
상기 상부 금구 파트와 상기 하부 금구 파트는 각각 단조 가공에 의해 제조된다. 그리고 상기 하부 금구 파트는, 상기 상부 금구 파트와 강도가 다른 재질로 제조된다.
보다 구체적인 본 발명의 일 형태에 따르면, 디젤 엔진의 엔진 헤드에 체결하도록 상부 외주면에 나사산이 형성되며, 내부에는 발열핀을 삽입할 수 있도록 된 글로우 플러그의 금구에 있어서; 상기 글로우 플러그의 금구는 적어도 2단으로 분리된 금구 파트들의 연결에 의해 일체를 이루도록 형성되며, 상기 금구 파트들 중 적어도 2개의 금구 파트는 재질 강도가 서로 다른 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구가 제공된다.
전술한 구성에 있어서, 상기 나사산을 갖는 금구 파트의 재질이, 상기 나사산이 형성되지 않은 다른 금구 파트에 비해 약한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 다시 말해서 상기 나사산이 형성되지 않은 다른 금구 파트는 강도 보강을 위하여 상기 나사산을 갖는 금구 파트보다 강한 재질을 갖는다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 디젤 엔진의 헤드에 체결하도록 상부 외주면에 나사산이 형성되며, 내부에는 발열핀을 삽입할 수 있도록 된 글로우 금구 제조에 있어서; 상기 나사산을 갖는 금구 파트와, 상기 나사산을 갖는 금구 파트에 접합될 다른 금구 파트를 각각 분리하여 가공하는 단계와, 상기 나사산을 갖는 금구 파트와 이에 접합될 다른 금구 파트를 인접시킨 상태에서 레이저 용접을 통해 일체를 이루도록 접합하는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구 제조방법이 제공된다.
본 발명의 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구와 이를 갖는 글로우 플러그 및 금구 제조 방법에 따른 효과는 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따르면, 디젤 엔진의 엔진 헤드에 취부되는 글로우 플러그의 금구가 전장(全長, 길이)에 관계없이 용이하게 가공될 수 있다.
즉, 금구를 둘 이상의 다단 분리형 접합 구조로 개선함에 따라 직접분사식으로 디젤 엔진의 연료분사 방식이 바뀌게 되면서 길이가 글로우 플러그의 금구 제작에 있어서도 단조 가공을 통해 각 파트를 쉽게 가공한 다음, 레이저 용접 등의 다양한 결합방식에 의해 손쉽게 일체로 고정함으로써 생산성 및 가공성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은, 복수의 금구 세그먼트 즉 금구 파트들이 축방향으로 이어져서 일체로 고정된 구조로서, 부분적으로 재질을 달리하여 우수한 강도가 요구되거나 응력이 크게 작용하는 부분의 강도 개선을 얻을 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 엔진 헤드에 체결되는 금구 파트(part)와 나머지 금구 파트의 재질 강도를 달리함으로써, 엔진 헤드에 체결시 금구의 휨 발생을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
즉, 엔진 헤드에 체결되는 금구 파트에 비해, 압축하중으로 인한 휨의 문제가 있는 나머지 금구 파트는 상대적으로 강한 재질로 함으로써, 기존에 글로우 플러그에서 발생하는 금구의 휨 현상을 깨끗이 해소할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 금구의 각 파트를 단조가공을 통해 쉽게 제작할 수 있으므로, 제품 생산성 향상 및 제조원가 절감을 도모할 수 있게 된다.
도 1은 기존의 글로우 플러그의 정면도
도 2는 도 1의 글로우 플러그에 적용되는 일체형 금구의 정면도
도 3은 도 1의 글로우 플러그가 엔진에 설치된 상태를 보여주는 단면도
도 4는 본 발명에 따른 글로우 플러그의 금구를 갖는 글로우 플러그의 일 실시예를 나타낸 정면도
도 5는 본 발명에 따른 금구의 일 실시예를 나타낸 정면도
도 6은 도 5에 도시된 금구의 분해도
도 7은 도 5에 도시된 금구의 단면도
이하 본 발명의 바람직한 실시를 위한 구체적인 예에 대해 첨부도면 도 4 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명은 디젤 엔진의 엔진 헤드(1, 도 3 참조)에 체결되는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구(100) 및 이를 갖는 글로우 플러그(10)로서, 상기 금구(100)는, 상기 글로우 플러그(10)의 축방향(길이방향)을 따라 배치되며, 재질 강도가 서로 다른 복수의 금구 파트들(101, 102, 103)을 포함하여 구성된다.
상기 복수의 금구 파트들(101, 102, 103)은, 상기 디젤 엔진의 헤드(1)에 체결되도록, 외주면에 나사산(101a)이 형성된 상부 금구 파트(101)와, 상기 상부 금구 파트(101)의 하측에 직접 또는 다른 금구 파트를 매개로 간접적으로 결합되는 하부 금구 파트(102, 103)를 포함한다. 그리고 상기 하부 금구 파트(102, 103)는, 상기 상부 금구 파트(101)와 재질 강도가 다른 적어도 하나의 금구 파트를 갖는다.
보다 구체적으로 설명하면, 본 발명은 디젤 엔진의 엔진 헤드(1)에 체결되도록 상부 외주면에 나사산(101a)이 형성되며, 내부에는 발열핀(200)을 삽입할 수 있도록 된 글로우 플러그(10)의 금구(100)로서, 상기 금구(100)가 적어도 2단(적어도 2개의 금구 파트들이 축방향으로 결합된 구조)으로 금구 파트(part)들의 결합, 예를 들면 나사 결합이나 용접 등의 접합에 의해 일체를 이루도록 형성된다. 즉, 상기 금구(100)는, 상기 나사산(101a)이 형성된 금구 파트 즉 상부 금구 파트(101)와 그 하측에 결합되어서 고정되는 적어도 1단의 금구 파트 즉 하부 금구 파트(102, 103)가 강도가 다른 재질을 갖는다. 본 실시예에서 상기 하부 금구 파트는 2단으로 구성되나, 상기 금구(100)의 전장(길이)에 맞추어 3단 이상이 될 수도 있다.
이때, 상기 상부 금구 파트(101)의 하측에 이어져서 결합되는 상기 하부 금구 파트(102, 103)는, 상기 상부 금구 파트(101)보다 강한 재질을 갖는 것이 바람직하다. 상기 하부 금구 파트(102, 103)가 복수의 금구 파트들을 포함하는 구조 즉 2단 이상인 경우, 하부 금구 파트를 이루는 전체가 동일한 재질일 수도 있고, 상기 하부 금구 파트(102, 103)가 이종 재질의 금구 파트들이 이어진 구조가 되도록 부분적으로 다른 재질을 가질 수도 있다. 예를 들면, 상기 하부 금구 파트(102, 103) 중 상기 상부 금구 파트(101)와 직접 연결되는 부분(102)은 상기 상부 금구 파트(101)와 동일한 재질로 구성되고, 이 부분(102)을 매개로 상기 상부 금구 파트(101)에 간접적으로 연결되는 부분(103)의 재질이 상기 상부 금구 파트(101)와 다를 수도 있다.
한편, 상기 복수의 금구 파트들(101, 102, 103)은 레이저 용접 등의 각종 접합 방식에 의해 축방향으로 이어져서 일체화될 수 있다.
그리고, 상기 복수의 금구 파트들(101, 102, 103)은, 이웃하여 연결되는 다른 금구 파트와의 결합을 위해서, 다른 금구 파트와의 결합 부위(이음부)에 상호 형합되는 단턱부, 즉 형상이 대응되는 단턱부가 형성된다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 금구 파트의 접합 부위(결합 부위)에는 이웃하여 결합되는 금구 파트와의 조립 및 배치를 돕는 단턱부(101b)(102b)(103b)가 구비된다. 이때, 상기 단턱부(101b)(102b)(103b)는 요(凹) 또는 철(凸)을 갖는 구조로서, 이는 각 파트 간의 용접에 앞서 다른 파트의 접합부와 형합되도록 하기 위한 구성이다.
보다 구체적으로, 본 실시예의 글로우 플러그(10)의 금구(100)는 3단의 구조로서, 상기 나사산(101a)을 갖는 금구 파트를 제1금구 파트(101), 상기 제1금구 파트(101)의 하측에 연결되는 금구 파트를 제2금구 파트(102), 상기 제2금구 파트(102)의 하측에 연결되는 금구 파트를 제3금구 파트(103)라고 할 때, 상기 제1금구 파트(101)의 재질은 냉간압조용강선재(예; SWRCH10A)로 이루어지고, 제2금구 파트(102)와 제3금구 파트(103)의 재질은 냉간압조용탄소강선재(예; SWCH45K)로 이루어짐으로써 부분적인 강도 개선을 용이하게 얻을 수 있다.
한편, 상기 금구(100)를 구성하는 제1금구 파트(101)와 제2금구 파트(102)와 제3금구 파트(103)는, 각 금구 파트의 재질 및 가공성을 고려할 때 그 길이 비가 0.4~0.6:1:1 을 이루나, 그 비율이 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 글로우 플러그(10)의 금구(100)의 제조 과정은 다음과 같다.
본 발명의 디젤 엔진용 글로우 플러그(10)의 금구(100)는 디젤 엔진의 엔진 헤드에 체결하도록 상부 외주면에 나사산(101a)이 형성되며, 내부에는 발열핀(200)이 삽입되는 구조로서, 상기 나사산(101a)을 갖는 상부 금구 파트(101)와, 상기 상부 금구 파트(101)의 하측에 결합되어서 상기 상부 금구 파트와 함께 상기 금구(100)를 형성하는 하부 금구 파트(102, 103)가, 각각 개별적으로 분리하여 제조된다. 상기 상부 금구 파트(101)와 상기 하부 금구 파트(102, 103)는 각각 단조 가공에 의해 제조된다. 본 실시예에서와 같이 상기 하부 금구 파트(102, 1403)가 2단 이상인 경우 하부 금구 파트를 이루는 각각의 금구 파트도 개별적으로 각각 제조된다.
그리고 상기 상부 금구 파트(101)와 상기 하부 금구 파트(102, 103)를 레이저 용접 등의 다양한 고정방식을 이용하여 일체로 결합하면 상기 금구(100)가 완성될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 엔진 헤드(1)에 체결되도록 상기 나사산(101a)을 갖는 제1금구 파트(101)와, 상기 제1금구 파트(101)에 접합될 제2금구 파트(102)와, 상기 제2금구 파트(102)에 접합될 제3금구 파트(103)가 각각 개별적으로 가공되어서 제조된다.
이때, 상기 제1금구 파트(101)와 제2금구 파트(102) 및 제3금구 파트(103)는 각각 상술한 단조 가공에 의해 제조될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 상기 제1금구 파트(101)와 제2금구 파트(102) 및 제3금구 파트(103)를 서로 인접시켜서 1열로 배치한다. 이때, 상기 각 금구 파트에 형성된 단턱부(101b)(102b)(103b)의 단턱에 의해, 상기 제1금구 파트(101)와 제2금구 파트(102) 및 제3금구 파트(103)의 조립이 손쉽게 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 제1금구 파트(101)와 제2금구 파트(102) 및 제3금구 파트(103)가 인접하여 배치된 상태에서 레이저 용접 등을 통해 상기 금구 파트들이 일체를 이루도록 고정함으로서 상기 금구(100)가 완성될 수 있다.
이와 같이 구성 및 제조되는 본 발명의 글로우 플러그(10)의 금구(100)의 작용은 다음과 같다.
본 발명의 글로우 플러그(10)의 금구(100)는, 복수의 단으로 개별 가공되어서 길이가 짧은 각각의 금구 파트를 단조 가공을 통해 손쉽게 제작한 다음에, 이들을 상호 고정하여 일체화함으로써 제품 생산성 향상 및 제조원가 절감을 도모할 수 있다.
즉, 본 발명은 금구(100)를 분절체 구조로 개선함에 따라 직접분사식으로 디젤 엔진의 연료분사 방식이 바뀌게 되면서 길이가 길어진 글로우 플러그(10)의 금구(100) 제작에 있어서도 단조 가공을 통해 각 금구 파트를 가공한 다음, 레이저 용접에 의해 손쉽게 접합함으로써 생산성 및 가공성을 향상시킬 수 있는 것이다.
결국, 본 발명은 엔진 헤드(1)에 취부되는 글로우 플러그(10)의 금구를 전장(全長)에 관계없이 용이하게 가공할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명은 금구(100)는 분절체 구조로서 강도의 개선이 요구되는 부분의 재질을 달리하여 금구의 부분적 강도 보강이 가능하고, 이로 인해 금구의 휨을 방지할 수 있고 내구성이 향상될 수 있다.
즉, 엔진 헤드에 직접 체결되는 금구 파트는 상대적으로 약한 재질로 하되, 체결시 압축하중을 받게 되는 나머지 부분을 이루는 적어도 하나의 금구 파트는 상대적으로 강한 재질을 가짐으로써, 상기 금구의 휨 현상을 깨끗이 해소할 수 있는 것이다.
그리고, 본 발명은 글로우 플러그(10)의 금구 가공방법을 분리 접합 방식으로 변경하고 강한 힘을 받는 부분의 금구 파트를 강한 재질로 함으로써, 엔진 헤드에 대한 글로우 플러그(10)의 체결 강도를 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 상기한 실시 예로 한정되지 않으며, 본 발명의 기술 사상의 범주를 벗어나지 않는 한 다양한 형태로의 변형 및 수정이 가능할 수 있음은 물론이다.
예컨대, 상기 실시예에서는 금구(100)가 3단으로 분리된 것을 예시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 금구(100)를 구성하는 제1금구 파트(101), 제2금구 파트(102), 제3금구 파트(103)는 단조 가공하는 것이 생산성 측면에서 바람직하므로 이를 예로 들었으나, 각 금구 파트의 가공시 절삭 가공도 적용 가능함은 물론이다.
한편, 상기 실시 예에서 상기 금구(100)는 제1금구 파트(101), 제2금구 파트(102), 제3금구 파트(103)의 두께가 동일하게 제시되었으나, 상기 각 금구 파트(101)(102)(103)의 두께는 다르게 형성될 수도 있다. 특히, 재질이 동일 재질일 경우, 각 파트의 요구 강도 및 발열핀(200)의 형태를 고려하여 각 파트의 두께는 서로 다른 두께로 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은, 디젤 엔진의 헤드에 취부되는 글로우 플러그의 금구를 전장(全長)에 관계없이 제조가 용이하고 부분적으로 다른 강도를 부여할 수 있는 복수단의 구조로 개선함으로써, 금구의 강도 및 내구성 개선과 동시에 제품 생산성 향상 및 제조원가 절감을 도모할 수 있고, 자동차 부품 설계/제조 분야 및 자동차 분야에 서 산업상 이용 가능성을 갖는 발명이다.

Claims (12)

  1. 디젤 엔진의 엔진 헤드에 체결되는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구에 있어서:
    상기 글로우 플러그의 축방향을 따라 배치되며, 재질 강도가 서로 다른 복수의 금구 파트들을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 금구 파트들은;
    상기 디젤 엔진의 헤드에 체결되도록, 외주면에 나사산이 형성된 상부 금구 파트와,
    상기 상부 금구 파트의 하측에 직접 또는 다른 금구 파트를 매개로 간접적으로 결합되며, 상기 상부 금구 파트와 재질 강도가 다른 적어도 하나의 하부 금구 파트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하부 금구 파트는, 상기 상부 금구 파트보다 강도가 강한 재질을 갖는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상부 금구 파트의 재질은 냉간압조용강선재이고; 상기 하부 금구 파트의 재질은 냉간압조용탄소강선재인 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 금구 파트들은, 접합에 의해 상기 글로우 플러그의 축방향으로 결합되어서 일체를 이루는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 금구 파트들은, 이웃하여 연결되는 다른 금구 파트와의 결합을 위해 상기 다른 금구 파트와의 결합 부위에 상호 형합되는 단턱부가 형성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 금구 파트들은;
    상기 엔진 헤드와의 결합을 위한 나사산을 갖는 금구 파트를 제1금구 파트, 상기 제1금구 파트의 하측에 연결되는 금구 파트를 제2금구 파트, 상기 제2금구 파트 하부측에 연결되는 금구 파트를 제3파트라고 할 때, 상기 제1금구 파트의 재질은 냉간압조용강선재로 이루어지고, 제2금구 파트와 제3금구 파트의 재질은 냉간압조용탄소강선재로 이루어짐을 특징으로 하는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 금구 파트들은, 상기 금구의 부분적 강도 개선을 위하여 재질이 다른 것을 특징으로 하는 글로우 플러그의 금구.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 금구를 포함하는 디젤 엔진용 글로우 플러그.
  10. 디젤 엔진의 엔진 헤드에 체결되도록 상부 외주면에 나사산이 형성되며, 내부에는 발열핀의 삽입을 위해 축방향으로 중공홀이 관통하여 형성된 글로우 플러그의 금구 제조방법으로서:
    상기 나사산을 갖는 상부 금구 파트와 상기 상부 금구 파트의 하측에 결합되어서 상기 금구를 형성하는 하부 금구 파트를 각각 제조하는 단계와;
    상기 상부 금구 파트와 상기 하부 금구 파트를 레이저 용접을 통해 일체로 결합해서 상기 금구를 형성하는 단계;를 포함하는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상부 금구 파트와 상기 하부 금구 파트는 각각 단조 가공에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구 제조방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 하부 금구 파트는, 상기 상부 금구 파트와 강도가 다른 재질로 제조되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구 제조방법.
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