KR100932864B1

KR100932864B1 - 파이프 자동 절단기

Info

Publication number: KR100932864B1
Application number: KR1020090027921A
Authority: KR
Inventors: 박용재; 이운기; 장진영
Original assignee: 우주쎄미텍 주식회사
Priority date: 2009-04-01
Filing date: 2009-04-01
Publication date: 2009-12-21

Abstract

본 발명은 파이프 자동 절단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 청정 배관 작업이 요구되는 건설현장에서 산세정된 스테인레스 파이프 절단 작업시 절단면의 오염을 방지하고, 간편하고 정밀하게 그리고 안전하게 절단 작업을 실시할 수 있으며, 파이프의 절단면 품질을 향상시킬 수 있고, 절단 작업 완료 후 곧바로 용접 작업을 수행할 수 있는 파이프 자동 절단기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 파이프 자동 절단 장치는, 좌우 양측에 절단될 파이프 외주면 표면에 접촉되어 회전되는 롤러가 구비되며, 파이프의 외주면에 결착되어 파이프 둘레를 일주하는 본체와; 상기 본체를 파이프 외주면에 결착시킴과 아울러, 상기 본체를 파이프 둘레를 따라 일방향으로 일주시키는 본체구동수단과; 상기 본체 일측에 돌출 형성되며, 본체의 진행방향과 평행하게 배열됨과 아울러 파이프의 절단면과 수직을 이루도록 배치되어 파이프를 수직 절단하는 커터와; 상기 커터를 회전시키는 커터구동수단과; 절단될 파이프의 직경에 따라 커터의 높이를 조절하기 위한 커터높이조절수단을 포함한다.

파이프, 절단, 커터, 체인, 텐션, 용접토치

Description

파이프 자동 절단기{PIPE AUTO CUTTING DEVICE}

현재 국내 첨단 산업분야의 각종 배관 작업 현장에서 사용되고 있는 파이프 절단기로는 원형톱과 밴드형 톱날이 가장 많이 사용되고 있으며, 파이프를 절단기에 수평 고정 거치한 상태에서 절단 작업이 수행되도록 구성된다. 이러한 제품들은 모두가 고가의 제품일 뿐만 아니라, 장비가 고하중이기 때문에 작업자 혼자서 절단기를 이동시키기가 어렵다.

또한, 이러한 종래 파이프 절단기들은 절단 작업시 파이프와 절단기 커터가 직각 상태를 이루어야 하는데, 이렇게 커터와 파이프 표면을 직각 상태로 맞추려면 절단기 헤더부의 고정척에 파이프를 거치시킨 상태에서 파이프의 후방측 높이를 조 절하여 파이프를 수평으로 유지시켜야 하기 때문에 매우 번거롭고 불편하며, 소구경 파이프의 경우 1인 작업자 혼자 작업이 가능하나 대구경 파이프의 경우 2인 작업자가 1개조를 이루어야만 절단 작업이 가능한 불편이 있었다. 그리고, 파이프와 커터가 정확히 직각 상태를 이루지 못하면 절단 도중 커터가 파손되거나 파이프에 끼여서 절단 작업을 중단하고 조치를 취해야 하는 문제가 자주 발생한다.

한편, 현장에서 가장 많이 사용되는 커터는 원형톱날 형태의 것으로, 이 경우 작업자가 헤더부분을 손으로 돌려야 하는데 대구경 파이프의 경우 헤더의 회전반경이 크므로 작업자의 운동량이 커지게 되어 작업자가 쉽게 지치는 단점이 존재한다.

그리고, 밴드형 톱날은 절단 시작시 파이프 표면과 한점에서 접하면서 절단이 수행되지만 일정 시간 경과후에는 두점 절단이 되기 때문에 파이프 절단 후의 상태가 정확한 직각 상태를 이루지 못하여 톱날이 자주 이탈하여 번거롭고 탈부착하는데 많은 시간이 걸린다. 또한, 톱날이 느슨해지면 절단면이 직각 상태가 아니고 파형의 상태가 되어 파이프와 부속품을 연결하여 용접 작업시 직각을 맞추기 위한 추가 작업이 별도로 요구되는 단점이 존재한다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 파이프 절단 장치의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본체가 파이프에 결착된 상태에서 파이프 둘레를 따라 자동으로 일주되면서 절단이 수행되도록 하여 불필요한 인력이 필요없이 손쉽게 절단 작업이 가능하고, 커터와 파이프가 직각을 이루어 절단면 품질을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 절단면의 오염이 방지되고, 절단 후 용접작업까지 가능한 파이프 자동 절단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적 및 장점들은 이하 더욱 상세히 설명될 것이며, 실시예에 의해 더욱 구체화될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타난 수단 및 이들의 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파이프 자동 절단 장치는, 좌우 양측에 절단될 파이프 외주면 표면에 접촉되어 회전되는 롤러가 구비되며, 파이프의 외주면에 결착되어 파이프 둘레를 회전 일주하는 본체와; 상기 본체를 파이프 외주면에 결착시킴과 아울러, 상기 본체를 파이프 둘레를 따라 일방향으로 일주시키는 본체구동수단과; 상기 본체 일측에 돌출 형성되며, 본체의 진행방향과 평행하게 배열됨과 아울러 파이프의 절단면과 수직을 이루도록 배치되어 파이프를 수직 절단하는 커터와; 상기 커터를 회전시키는 커터구동수단과; 절단될 파이프의 직경에 따라 커터의 높이를 조절하기 위한 커터높이조절수단을 포함한다.

여기서, 상기 본체구동수단은, 본체구동모터와; 일측이 본체의 중앙부에 구 비된 다수개의 스프로켓에 맞물리고, 타측은 절단될 파이프 외주면 표면에 걸려 상기 본체와 파이프를 밀착시킴과 아울러 상기 본체구동모터의 작동에 따라 무한궤도 운동하여 상기 본체를 파이프 외주면을 따라 일주시키는 본체구동체인을 포함한다.

그리고, 절단될 파이프의 직경에 따라 본체구동체인의 텐션을 조절하기 위한 체인텐션조절수단을 더 포함하되, 상기 텐션조절수단은, 상기 스프로켓의 스프로켓축 양단을 회전가능하게 지지하는 브라켓을 하방에서 지지하는 지지대와; 일단부에서 상기 지지대를 하방으로부터 지지하며, 중앙부를 중심으로 양방향으로 선회되어 일단부가 승강됨에 따라 상기 지지대를 승강시키는 승강레버와; 상기 승강레버의 타단부에 결합되어 상기 승강레버를 선회시키는 선회작동부재를 포함한다.

여기서, 상기 선회작동부재는, 하부면이 반구형으로 둥글게 라운딩 처리되어 본체의 상부 표면에 형성된 결합홈에 회전가능하게 삽입 결합되는 회전뭉치와; 상기 회전뭉치의 상부에 일체로 형성되고, 상기 회전뭉치의 직경보다 작은 직경을 가지며, 외주면에 나사산이 형성되고, 상기 승강레버에 관통 결합되는 나사봉과; 상기 나사봉의 상부에 결합되는 회전손잡이를 포함하되, 상기 본체의 결합홈 둘레에는 외주면에 나사산이 형성된 결합관이 돌출 형성되고, 상기 회전뭉치가 결합홈에 삽입된 상태에서 상기 결합관에는 내주면에 나사산이 구비된 커버가 결합되어 상기 나사봉이 본체에 회전가능하게 결합되며, 상기 승강레버의 내부에는 내주면에 나사산이 구비된 나사산결합홈이 수직 방향으로 관통 형성된 볼이 내장되고, 상기 볼의 나사봉결합홈에 나사봉이 결합되어 상기 나사봉 상부의 회전손잡이의 회전에 따라 상기 나사봉과 볼의 나사작용에 의해 승강레버가 선회작동된다.

그리고, 상기 커터구동수단은, 커터구동모터와; 일측에서 상기 커터의 커터축 외주면에 형성된 기어에 맞물리고, 타측에서 상기 커터구동모터의 작동에 따라 회전되는 스프로켓에 맞물려 무한궤도 운동하는 커터구동밸트를 포함한다.

그리고, 상기 커터높이조절수단은, 내부에 커터의 커터축이 수용되며, 본체의 상부 표면에 고정 결합되고, 일측에는 커터축이 삽입되어 상하로 승하강될 수 있도록 수직방향으로 장홈이 형성되는 외함과; 상기 외함의 내부에 수평 배치되어 승강되는 승강판과; 상기 커터의 커터축을 회전가능하게 지지하고, 상기 승강판 하부면에 고정 결합되는 다수개의 베어링과; 상기 승강판에 회전가능하게 결합되고 외주면에는 나사산이 형성되어, 상기 외함의 상부면에 관통 나사결합되고, 상부 말단에는 사용자가 파지하여 회전시키기 위한 손잡이가 구비되어, 자체 회전에 따라 상기 외함의 상부와 나사작용에 의해 상기 승강판을 승강시키는 커터높이조절부재를 포함한다.

또한, 상기 커터 일측에는 커터가 회전되면서 파이프를 절단하는 경우에 발생하는 열을 냉각시키고, 절단시 발생하는 칩을 바람에 의해 외측으로 날려 보내 절단칩을 제거하기 위한 송풍팬이 추가로 구비된다.

그리고, 상기 본체의 일측에는 절단면 용접을 위한 용접토치가 추가로 구비되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 용접토치는 비활성가스 아크용접용 용접토치로서, 일측에 가스공급관이 연결되고, 상기 가스공급관을 통하여 비활성가스를 공급받아 내부에 일시 저장하며, 전방측에는 일시 저장된 비활성가스를 토출시키는 가스토출관(816)이 구비된 메인바디와; 상기 메인바디에 후방측으로부터 전방측으로 가로질러 관통 삽입되어 전극봉을 파지 고정하는 전극봉고정수단과; 상기 메인바디의 전방측에 결합되는 세라믹노즐과; 상기 전극봉의 마모시 상기 전극봉고정수단을 전진 이동시켜 전극봉을 용접에 적합한 위치로 조정하는 전극봉위치조정수단을 포함한다.

여기서, 상기 전극봉고정수단은, 전방측에는 전극봉 파지를 위해 탄성 변형 가능한 집게부가 구비되고, 상기 집게부의 외측에는 나사산이 형성되며, 후방측에는 콜릿을 파지하여 회전시키기 위한 노브가 형성되는 콜릿과; 상기 메인바디에 후방측으로부터 전방측으로 가로질러 관통 삽입되는 관체로서, 내부에 전극봉을 파지한 콜릿이 끼워지고, 전방부 일측 표면에는 랙기어가 형성되며, 내부 통로 초입에는 상기 콜릿의 집게부 외측에 형성된 나사산에 상응하는 나사산이 형성된 콜릿바디를 포함한다.

그리고, 상기 전극봉위치조정수단은, 메인바디의 외부 일측에 노출 형성되어 전극봉의 위치를 조정하고자 하는 경우 파지하여 회전시키기 위한 전극봉위치조정노브와; 상기 전극봉위치조정노브의 내측에 돌설되며, 상기 메인바디에 관통 결합되어 상기 전극봉위치조정노브의 회전에 따라 함께 회전되는 회전축과; 상기 회전축 말단에 구비되고, 상기 메인바디 내측에 위치된 콜릿바디의 전방부 일측 표면에 형성된 랙기어에 맞물리는 피니언기어를 포함한다.

그리고, 상기 메인바디의 후방측에 형성된 콜릿바디삽입홈 둘레에는 상기 콜릿의 단부 외주면을 둘러싸도록 외측으로 네크부가 돌출 형성되며, 상기 네크부 말단 개구에는 캡이 씌워지되, 상기 캡은 내측에 노브결합홈이 구비되고, 상기 노브결합홈에 콜릿 말단에 형성된 노브가 끼움결합되어, 캡의 회전에 따라 상기 콜릿이 함께 회전되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 캡은 상기 메인바디의 후면으로부터 일정 간격 이격된 상태로 상기 네크부의 말단에 삽입되어, 전극봉의 위치조정시 콜릿바디가 전진 이동되는 경우 콜릿에 결합된 상태에서 네크부의 외주면을 따라 슬라이딩 이동되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 용접토치에 용접봉을 자동으로 공급하기 위한 용접봉공급기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 용접봉공급기는, 상부 일측에 본체에 별도 구비된 권취릴로부터 용접봉이 투입되는 용접봉투입구가 구비되고, 전면에는 용접봉투입구로 투입된 용접봉을 용접토치로 공급하기 위해 배출하는 용접봉배출구가 구비된 케이싱과; 상기 케이싱의 내부 하측에 구비되고, 외주면에 나선형 마찰띠를 구비하여, 감속기모터에 의해 회전되어 용접봉을 수평방향으로 이송시키는 이송롤러와; 상기 가압롤러는 이송롤러에 의해 수평으로 이송되는 용접봉을 상방으로부터 가압하여 이송롤러의 마찰띠와 용접봉 사이의 마찰력을 증대시킴으로써 용접봉의 이송을 보조하는 가압롤러를 포함한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 본체가 파이프에 결착된 상태에서 파이프 둘레를 따라 회전 일주하면서 절단작업이 수행되기 때문에 작업이 용이하고 불필요한 인력이 필요없이 혼자서도 작업이 가능하고, 종래 절단 장치의 경우 파이프를 반드시 수평 상태로 유지시켜야만 절단 작업이 가능하나, 본 발명에 따르면 배관의 수평과 관계없이 본체가 회전할 수 있는 공간만 주어지면 수평, 수직 형태의 배관 어디에서나 절단 작업이 가능하다.

또한, 커터와 파이프 표면이 직각을 이루기 때문에 절단면이 직각 상태로 되어 절단면 품질이 우수하고, 커터 일측에서 바람을 불어주어 절단칩을 제거함으로써 절단면의 오염을 방지할 수 있으며, 커터의 과열을 방지할 수 있다.

또한, 커터높이조절수단과 체인텐션조절수단을 구비하여 다양한 구경의 파이프에 범용적으로 사용될 수 있다.

그리고, 파이프 절단 작업후 별도의 용접기를 사용하지 않고 바로 용접작업을 수행할 수 있는 탁월한 장점을 갖는다.

이하, 본 발명에 따른 파이프 자동 절단기의 구체적인 구성을 바람직한 실시예와 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 파이프 자동 절단기의 사시도, 도 2 는 본 발명에 따른 파이프 자동 절단기의 평면도, 도 3 은 본 발명에 따른 파이프 자동 절단기의 측면도이다.

도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프 자동 절단기는 본체(100), 본체구동수단(200), 체인텐션조절수단(300), 커터(400), 커터구동수단(500), 커터높이조절수단(600), 송풍팬(700)을 포함한다.

상기 본체(100)는 후술하는 구성요소들을 후방으로부터 지지하며, 절단될 파이프의 외주면에 장착되어 후술하는 체인 구동에 따라 파이프 외주면을 따라 회전 일주하는 몸체로서, 도 1 에 도시된 바와 같이, 대체로 파이프의 곡률에 상응하게 아치 형상으로 구성되고, 좌우 양측에는 각각 파이프의 외주면 표면에 접촉되어 회전되는 롤러(120)가 구비된다.

상기 롤러(120)는 본체(100)의 좌우 양측에 다수개 구비되되, 도시된 바와 같이, 본체(100)의 전후방측에 각각 한쌍의 대구경용 롤러가 구비되고, 본체(100)의 중앙부에 한쌍의 소구경용 롤러가 구비되는 것이 바람직하다. 그리고, 각 롤러는 고정볼트(140)에 의해 본체(100) 측면에 회전가능하게 고정되고, 고정볼트(140)를 풀어 각 롤러를 해체할 수 있도록 구성되어, 파이프의 직경 크기에 따라 대구경용 롤러 또는 소구경용 롤러만을 선택적으로 사용할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 필요시 상기 본체(100)를 파이프에 장착된 상태에서 일 지점에 고정시키기 위해, 상기 롤러(120)에는 본체고정브레이크(160)가 추가로 구비되는 것이 바람직하다.

상기 본체구동수단(200)은 본체(100)를 파이프 외주면에 결착시킴과 아울러, 상기 본체(100)를 파이프 외주면 둘레를 따라 일방향으로 일주시키는 것으로, 본체구동체인(220)과 본체구동모터(240)를 포함한다.

상기 본체구동체인(220)은 일측이 본체(100)의 중앙부에 구비된 다수개의 스프로켓(260)에 맞물리고, 타측은 절단될 파이프 외주면 표면에 걸려 상기 본 체(100)와 파이프를 밀착시킴과 아울러 상기 구동모터의 작동에 따라 무한궤도 운동하여 상기 본체(100)를 파이프 외주면을 따라 회전 일주시킨다.

구체적으로, 상기 본체구동체인(220)은 다수개, 특히, 도 2 에 도시된 바와 같이, 3개의 스프로켓에 맞물려 무한궤도 운동하고, 3개의 스프로켓 중 어느 하나의 스프로켓(260)의 스프로켓축(262)에는 감속기와 본체구동모터(240)가 차례로 연결되고, 본체구동모터(240)의 구동으로 스프로켓(260)이 회전됨에 따라 상기 본체구동체인(220)을 회전시킨다. 여기서, 각 스프로켓(260)의 스프로켓축(262)은 양단이 브라켓(270)에 지지되어 수평 설치되며, 상기 브라켓(270)에는 각각 베어링(272)이 구비되어, 상기 베어링(272)에 스프로켓축(262) 양단부가 회전가능하게 결합된다. 상기 브라켓(270)은 본체(100) 표면상에 지지 고정될 수도 있으며, 후술하는 바와 같이, 본체구동체인(220) 텐션 조절을 위해, 별도 구비되는 지지대(310) 상에 지지 고정될 수도 있다.

이미 언급한 바와 같이, 상기 본체구동체인(220)은 텐션 조절이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다. 종래의 파이프 절단기들은 파이프의 직경별로 별도의 장비를 구매하여 사용하여야 했으나, 본 발명에 따른 파이프 자동 절단 장치는 본체구동체인(220)이 텐션 조절 가능하도록 구성되어 다양한 구경을 갖는 파이프에 범용적으로 사용될 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 파이프 자동 절단기는 체인텐션조절수단(300)을 추가로 구비한다. 상기 체인텐션조절수단(300)은 지지 대(310), 승강레버(320), 선회작동부재(330)를 포함한다.

상기 지지대(310)는, 이미 언급한 바와 같이, 상기 스프로켓축(262) 양단이 회전가능하게 지지되는 브라켓(270)을 하방에서 지지하며, 하측의 승강레버(320)와 연결되어 승강레버(320)의 선회동작에 따라 승하강된다.

상기 승강레버(320)는 지지대(310)를 하방으로부터 지지하며, 선회작동부재(330)의 조작에 따라 지렛대의 원리에 의해 단부가 승강됨에 따라 상기 지지대(310)를 승하강시킨다. 즉, 상기 승강레버(320)의 중앙부에는 상기 승강레버(320)를 지렛대와 같이 양방향으로 선회가능하게 지지하는 받침부재(322)가 구비되되, 상기 받침부재(322)는 하부가 본체(100) 상부 표면에 고정 지지되고 상부는 상기 승강레버(320)에 선회축(324)에 의해 결합된다. 이에 따라, 상기 승강레버(320)가 받침부재(322)의 선회축(324)을 중심으로 지렛대와 같이 시소운동 할 수 있게 되는 것이다.

한편, 이미 언급한 바와 같이, 상기 승강레버(320)의 일단 상부에는 상기 지지대(310)가 결합된다. 여기서, 상기 지지대(310)는 승강레버(320)의 선회작동에 따른 시소운동에 의해 승강레버(320)와 함께 승강되는데, 이 때, 승강레버(320)의 선회작동시 항상 수평을 유지할 수 있도록 상기 승강레버(320)와 상대적으로 회동가능하게 결합되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 지지대(310)의 하부 및 승강레버(320)의 일단 상부에는 각각 결합돌기(312,326)가 구비되고, 양 결합돌기(312,326) 사이에 결합핀(328)이 끼워져 결합된다. 이러한 구성을 통하여, 상기 승강레버(320)의 단부가 승강되는 경우상기 지지대(310)도 함께 승강되면서 결합핀(328)을 축으로 지지대(310)가 승강레버(320)로부터 상대적으로 회동되면서 항상 수평을 유지할 수 있게 되는 것이다.

상기 선회작동부재(330)는 하단부가 본체(100) 표면에 회전가능하게 결합되고, 상단부에는 작업자가 파지하여 회전시킬 수 있도록 회전손잡이(336)가 구비되고, 외주면에 나사산이 형성되며, 상기 승강레버(320)의 타측(지지대가 결합된 쪽의 반대편) 단부에 수직으로 관통 및 나사 결합되어 자체 회전에 따라 나사작용에 의해 상기 승강레버(320)를 선회시킨다.

도 3 에는 상기 선회작동부재(330)의 결합 구조가 단면도로 도시되고, 도 4 에는 상기 선회작동부재(330)의 분해 사시도가 도시된다.

도시된 바와 같이, 상기 선회작동부재(330)는 하부면이 반구형으로 둥글게 라운딩 처리되어 본체(100)의 상부 표면에 형성된 결합홈(170)에 회전가능하게 삽입 결합되는 회전뭉치(332)와, 상기 회전뭉치(332)의 상부에 일체로 형성되고 상기 회전뭉치(332)의 직경보다 작은 직경을 가지며 외주면에 나사산이 형성된 나사봉(334)과, 상기 나사봉(334)의 상부에 결합되는 회전손잡이(336)를 포함한다.

여기서, 상기 본체(100)의 결합홈(170) 둘레에는 결합관(172)이 돌출 형성되고, 상기 결합관(172)의 외주면에는 나사산이 형성된다. 그리고, 상기 선회작동부재(330)의 회전뭉치(332)가 결합홈(170)에 삽입된 상태에서 상기 결합관(172)에는 커버(180)가 씌워진다. 상기 커버(180)의 내주면에는 상기 결합관(172) 외주면에 형성된 나사산에 상응하는 나사산이 구비되어, 상기 결합관(172)과 나사결합되며, 중앙부에는 관통홀(182)이 구비되어 선회작동부재(330)의 나사봉(334) 부분이 관통 삽입된다. 여기서, 상기 커버(180)의 관통홀(182)은 선회작동부재(330)의 회전뭉치(332) 직경보다는 작게 형성되어, 상기 회전뭉치(332)가 결합홈(170)으로부터 이탈되는 것을 방지한다. 이러한 구성을 통하여, 상기 선회작동부재(330)는 본체(100)에 회전가능하게 결합된다.

상기 선회작동부재(330)는 회전손잡이(336)를 회전시켜 자체 회전됨에 따라, 상기 승강레버(320)를 선회시킨다. 이를 위해, 상기 선회작동부재(330)의 나사봉(334) 부분이 승강레버(320)의 일단에 관통 나사결합된다. 그러나, 상기 나사봉(334)이 승강레버(320)에 직접 나사결합되면 나사봉(334)의 회전에 따라 승강레버(320)는 받침부재(322)를 중심으로 상하 어느 한 방향으로 선회되어 경사지게 되는데, 상기 나사봉(334)은 항상 수직으로 직립되어 있기 때문에 나사봉(334)과 승강레버(320) 사이의 나사작용이 원활하지 못하여 승강레버(320)의 선회 작동이 수행되지 못한다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 상기 나사봉(334)을 승강레버(320)에 직접 결합하지 않고, 나사봉(334)과 승강레버(320) 사이에 볼(340)을 매개로 결합되도록 하였다.

상기 볼(340)은 도 4 에 도시된 바와 같이, 수직 방향으로 나사봉결합홈(342)이 관통 형성되어 있고, 상기 나사봉결합홈(342)의 내주면에는 나사봉(334)이 나사결합되도록 나사산이 형성된다. 한편, 상기 승강레버(320)의 단부는 상기 볼(340)을 내장할 수 있도록 하기 위하여, 좌우 양측 두 부분으로 분리되고, 분리된 각 부분의 내측 표면에는 상기 볼(340)의 좌우측면이 각각 수용될 수 있도록 볼홈(329,329')이 형성된다. 그리고, 상기 분리된 승강레버(320)의 좌우 양측 두 부분은 상호 볼트 체결되어 고정 결합된다. 여기서, 상기 각 볼홈(329,329')의 깊이는 승강레버(320)의 분리된 두 부분이 볼트에 의해 체결 결합된 후에도 상기 나사봉(334)이 회전될 수 있도록, 상기 볼(340)의 반경과 나사봉(334)의 반경의 차 보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

도 5 에는 이러한 구성을 갖는 체인텐션조절수단(300)에 의해 본체구동체인(220)의 텐션이 조절되는 모습이 도시된다. 도시된 바와 같이, 작업자가 텐션조절부재의 회전손잡이(336)를 잡고 일방향으로 돌리면 나사봉(334)과 승강레버(320)에 내장된 볼(340)이 상호 나사작용한다. 이 때, 상기 회전뭉치(332)가 본체(100) 의 결합홈(170)에 회전가능하게 결합되어 있기 때문에 선회작동부재(330)는 수직방향으로 움직이지 않고 볼(340)이 나사봉(334)을 타고 상승 또는 하강된다. 여기서, 상기 승강레버(320)의 각도가 변하더라도 상기 볼(340)과 볼홈(329,329')이 미끄러지듯이 상대 이동하기 때문에 볼(340)과 나사봉(334)은 항상 직립된 상태로 유지되어 나사작용이 원활하게 수행될 수 있다. 상기 볼(340)과 나사봉(334)의 나사작용에 의해 상기 볼(340)을 내장한 승강레버(320)도 볼(340)과 함께 승하강되고, 상기 승강레버(320)의 중앙에 구비된 받침부재(322)로 인하여 승강레버(320)의 반대편이 지렛대의 원리에 의하여 하강 또는 상승된다. 이에 따라, 상기 승강레버(320)의 단부에 결합된 지지대(310) 및 그 상부에 위치된 브라켓(270)과 스프로켓(260)이 일체로 상승 또는 하강되므로 상기 스프로켓(260)에 맞물린 체인의 텐션이 조절되는 것이다.

상기 본체(100)의 일측에는 파이프 절단을 위한 커터(400)가 구비된다. 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 커터(400)는 본체(100) 일측에 돌출 형성되어 있으며, 본체(100)의 진행방향, 즉, 롤러(120)의 진행방향과 평행하게 배열됨과 아울러 파이프의 절단면과는 수직을 이루도록 커터축(410)이 수평으로 배치되어 본체(100)에 결합된다. 이에 따라, 본체(100)가 파이프 외주면을 따라 이동시 그 일측에서 자체 회전되면서 파이프를 수직으로 절단한다.

상기 커터(400)는 커터구동수단(500)에 의해 회전됨에 따라 파이프를 절단한 다. 상기 커터(400)의 형상에는 특별한 제한이 없으나 대체로 원형 톱날 형태인 것이 바람직하고, 그 중심에는 본체(100)에 회전가능하게 결합된 커터축(410)이 구비며, 상기 커터축(410)에는 외주면을 따라 기어(420)가 형성되어 있다.

상기 커터구동수단(500)은 커터구동밸트(540)와 커터구동모터(520)를 포함한다. 상기 커터구동밸트(540)는 일측에서 커터축(410) 외주면에 형성된 기어(420)에 맞물리고, 타측에서 별도의 풀리(550)에 맞물린다. 상기 풀리(550)에는 커터구동모터(520)가 연결되어, 커터구동모터(520)의 작동에 따라 커터구동밸트(540)가 무한궤도 운동함에 따라 커터(400)가 회전된다. 여기서, 상기 커터구동모터(520)는 인버터모터로서 커터(400)에 필요 이상으로 큰 부하가 걸리는 경우 모터의 구동을 정지시키기 위한 인버터모터 브레이크가 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 커터(400)는 파이프의 직경에 따라 커터(400)의 높이조절이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 본 발명에 따른 파이프 자동 절단기는 커터높이조절수단(600)이 추가로 구비한다. 도 6 에는 이러한 커터높이조절수단(600)의 구성이 각각 평면도(a)와 정면도(b)로 도시된다.

도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 커터높이조절수단(600)은 외함(610)과, 승강판(620), 커터높이조절부재(630), 그리고 베어링(640)을 포함한다.

상기 외함(610)은 내부에 커터(400)의 커터축(410)이 수용되며, 본체(100)의 상부 표면에 고정 결합되되, 도 6 의 (b) 에 도시된 바와 같이, 본체(100) 표면으로부터 돌출된 좌우 양측의 플랜지(190) 사이에 안착된 상태에서 상기 플랜지(190)와 외함(610)을 관통하여 볼트에 의해 고정 체결된다. 그리고, 상기 외함(610)의 일측에는 커터축(410)이 삽입되어 상하로 승하강될 수 있도록 수직방향으로 장홈(650)이 형성된다.

상기 외함(610)의 내부에는 승강판(620)이 수평으로 배치되고, 상기 승강판(620)의 상부에는 커터높이조절부재(630)가 결합된다. 상기 커터높이조절부재(630)는 승강판(620)에 회전가능하게 결합되고 외주면에는 나사산이 형성되어, 상기 외함(610)의 상부면에 관통 나사결합된다. 그리고, 상기 커터높이조절부재(630)의 상부 말단에는 사용자가 파지하여 회전하기 용이하도록 손잡이가 구비된다. 이러한 커터높이조절부재(630)의 구조 및 승강판(620)과의 결합 구조는 선회작동부재(330)의 구조 및 본체(100)와의 결합 구조와 동일하므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다. 한편, 상기 승강판(620)의 하부면에는 다수개의 베어링(640)이 볼트에 의해 결합되고, 커터축(410)이 상기 다수개의 베어링(640)을 관통하여 회전가능하게 결합된다.

이러한 구성을 통하여, 사용자가 커터높이조절부재(630)의 손잡이를 잡고 돌리면, 커터높이조절부재(630)가 상기 외함(610)의 상부와 나사작용에 의해 상하로 승하강되며, 이에 따라, 상기 커터높이조절부재(630)에 결합된 승강판(620)이 승하강된다. 승강판(620)의 승하강에 따라 승강판(620) 하부에 베어링(640)을 매개로 결합된 커터축(410)이 승하강되어 커터(400)의 높이 조절이 가능하게 되는 것이다.

그리고, 상기 커터(400) 일측에는 송풍팬(700)이 구비된다. 상기 송풍팬(700)은 커터(400)가 회전되면서 파이프를 절단하는 경우에 발생하는 열을 식혀줄 뿐만 아니라, 절단시 발생하는 칩을 바람에 의해 외측으로 날려보내 절단칩을 제거하는 기능을 수행한다. 상기 송풍팬(700)은 상기 커터(400)를 향하여 송풍할 수 있는 위치에 설치되며, 도 2 에 도시된 바와 같이, 송풍팬(700)으로부터 커터(400)를 향하여 송풍노즐(720)을 연장 형성하여 바람을 커터(400)에 집중시켜 송풍할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 파이프 자동 절단 장치는, 커터(400)에 의해 파이프를 절단한 후, 절단면을 타 파이프 또는 배관 연결구 등과 용접할 수 있도록 용접수단을 더 포함한다. 종래의 파이프 절단 장치에서는 절단 기능만을 제공하기 때문에, 파이프 절단 작업이 완료된 후, 별도의 용접기를 이용하여 용접작업을 수행해야 했다. 그러나, 본 발명에 따르면, 용접수단이 본체(100) 일측, 보다 구체적으로, 커터(400)의 후방측에 커터(400)와 일직선으로 배치되어, 본체(100)의 위치 조정없이 파이프 절단면에 바로 용접작업이 가능하도록 구성된다. 상기 용접수단은 비활성가스 아크용접용 용접수단인 것이 가능하며, 용접토치(800)와 용접봉공급기(900)를 포함한다.

도 7 은 본 발명에 따른 비활성가스 아크용접용 용접토치의 사시도, 도 8 은 본 발명에 따른 용접토치의 분해사시도, 도 9 는 본 발명에 따른 용접토치의 단면도, 도 10 은 본 발명에 따른 용접토치 중 전극봉고정수단의 분해 단면도, 도 11 은 본 발명에 따른 용접토치 중 전극봉위치조정수단의 사시도이다.

도 7 내지 도 9 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비활성가스 아크용접용 용접토치(800)는, 일측이 가스공급관(814)에 연결되고, 상기 가스공급관(814)을 통하여 비활성가스를 공급받아 일시 저장하며, 전방측에는 일시 저장된 비활성가스를 토출시키는 가스토출관(816)이 구비된 메인바디(810)와, 상기 메인바디(810)에 후방측으로부터 전방측으로 가로질러 관통 삽입되어 텅스텐 전극봉(E)을 파지 고정하는 전극봉고정수단(820)과, 상기 메인바디(810)의 전방측에 결합되는 세라믹노즐(830)과, 상기 메인바디(810)의 후방측에 결합되는 캡(840), 그리고 전극봉위치조정수단(850)을 포함한다. 여기서, 상기 전극봉고정수단(820)은 콜릿(822)과 콜릿바디(824)로 구성된다.

도 9 및 도 10 에 도시된 바와 같이, 상기 콜릿(822)은 전극봉(E) 파지를 위해 전방측에는 탄성변형 가능한 집게부(822a)가 구비되고, 상기 집게부(822a)의 외측에는 나사산이 형성되며, 후방측에는 콜릿(822)을 파지하여 회전시키기 위한 노 브가 형성된다. 전극봉(E)은 상기 콜릿(822)의 집게부(822a) 사이에 삽입되어 파지된다.

상기 콜릿바디(824)는 메인바디(810)에 후방측으로부터 전방측으로 가로질러 관통 삽입되는 관체로서, 내부에 전극봉(E)을 파지한 콜릿(822)이 끼워지고, 전방부 일측 표면에는 랙기어(824a)가 형성된다. 그리고, 상기 콜릿바디(824)의 내부 통로 초입에는 상기 콜릿(822)의 집게부(822a) 외측에 형성된 나사산에 상응하는 나사산이 형성되며, 상기 통로는 전방측으로 갈수록 좁아지다가 특정 직경(전극봉이 유격없이 삽입될 수 있을 정도의 직경)에 도달하면 일정하게 유지된다.

이러한 구성을 통하여, 상기 콜릿(822)의 집게부(822a) 사이에 전극봉(E)이 끼워진 상태에서 콜릿(822)을 콜릿바디(824) 내에 삽입한 후, 콜릿(822) 말단의 노브를 파지하여 회전시키면 콜릿(822)과 콜릿바디(824) 내부 통로간의 나사 작용에 의해 콜릿(822)이 콜릿바디(824) 내부에서 전진하게 된다. 콜릿(822)이 계속 전진하여 콜릿바디(824)의 좁은 통로 구간에 도달하면, 콜릿바디(824)의 내벽에 의해 콜릿(822)의 집게부(822a)가 탄성 변형되면서 내측으로 가압되어 콜릿(822)이 전극봉(E)을 견고하게 파지 고정하게 되는 것이다. 이와 같이, 상기 콜릿(822)과 콜릿바디(824)가 상호 나사결합되기 때문에 콜릿(822)이 콜릿바디(824)로부터 분리되어 이탈될 염려없이 안정적으로 결합될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 용접토치(800)는, 전극봉위치조정수단(850)을 추가로 포함한다. 상기 전극봉위치조정수단(850)은 전극봉위치조정노브(852), 회전축(854), 그리고 피니언기어(856)를 포함한다.

상기 전극봉위치조정노브(852)는, 도 7 에 도시된 바와 같이, 용접토치(800)의 외부 일측, 구체적으로 상기 메인바디(810)의 외부 일측에 노출 형성되어 작업자가 전극봉(E)의 위치를 조정하고자 하는 경우 손으로 파지하여 회전시키기 위한 것이다. 상기 전극봉위치조정노브(852)에는, 도 11 에 도시된 바와 같이, 회전축(854)이 돌설된다. 상기 회전축(854)은 용접토치(800)의 메인바디(810)에 관통 결합되고, 상기 전극봉위치조정노브(852)의 회전에 따라 함께 회전되며, 말단에는 피니언기어(856)가 구비된다. 상기 피니언기어(856)는, 도 9 및 도 11 에 도시된 바와 같이, 메인바디(810)의 내측에 위치된 콜릿바디(824)의 전방부 일측 표면에 형성된 랙기어(824a)에 맞물려 상호작용한다.

도 12 에는 이러한 구성을 갖는 전극봉위치조정수단(850)의 조작에 의해 전극봉(E)의 위치가 조정되는 모습이 단면도로 도시된다.

용접토치(800)의 반복적인 사용에 의해, 전극봉(E)이 마모되어 길이가 짧아져 도 12 의 (a)에 도시된 바와 같이, 전극봉(E)의 선단이 세라믹노즐(830) 외측으로 노출되지 않은 경우에는 외측에서 공급되는 용접봉(W)과 접촉될 수 없기 때문에 용접을 수행할 수 없게 된다. 따라서, 이 경우 사용자가 용접토치(800)의 외부 일측에 구비된 전극봉위치조정노브(852)를 파지한 후, 도 12 의 (a)에 도시된 바와 같이, 화살표 방향으로 회전시키면, 피니언기어(856)가 상기 콜릿바디(824) 일측 표면에 형성된 랙기어(824a)에 맞물리면서 회전되어 콜릿바디(824)를 전방측으로 이동시킨다. 이에 따라, 도 12 의 (b)에 도시된 바와 같이, 전극봉(E)이 세라믹노즐(830)의 외측으로 노출되어 용접을 수행할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 작업자는 전극봉(E)이 마모되더라도 세라믹노즐(830)을 분리하지 않고도, 용접토치(800)의 외측에 구비된 전극봉위치조정노브(852)를 회전시켜줌에 따란 간편하게 전극봉(E)의 위치를 조정할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 콜릿바디(824)의 삽입을 위해 형성된 메인바디(810)의 후방 개구(이하, '콜릿바디삽입홈(811)'이라 칭함)는 메인바디(810) 내부에 일시 저장된 비활성가스가 외부로 누출되지 않도록 밀폐되어야 한다.

이를 위해, 도 9 에 도시된 바와 같이, 상기 메인바디(810)의 후방측에 형성된 콜릿바디삽입홈(811) 둘레에는 상기 콜릿(822)의 단부 외주면을 둘러싸도록 외측으로 네크부(812; neck part)가 돌출 형성되며, 상기 네크부(812) 말단 개구에는 캡(840)이 씌워진다. 상기 캡(840)은 고무재질로 구성되어 탄력성을 가지며, 내측에 노브결합홈(842)(813a)이 구비되어 상기 콜릿(822) 말단에 형성된 노브에 끼움 결합된다. 그리고, 상기 캡(840)은 추후 전극봉(E)의 위치조정시 콜릿바디(824)가 전진 이동되는 경우 콜릿바디(824)와 함께 이동될 수 있도록, 도 9 에 도시된 바와 같이, 메인바디(810)의 후면으로부터 일정 간격 'A' 만큼 이격된 상태로 상기 네크부(812)의 말단에 삽입되는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 통하여, 상기 콜릿바디(824)를 콜릿바디삽입홈(811)을 통해 메인바디(810) 내에 삽입한 후, 상기 콜릿바디(824) 내부에 콜릿(822)을 끼워넣은 상태에서 캡(840)을 돌리면, 상기 캡(840)에 결합된 콜릿(822)이 회전되면서 나사 작용에 의해 전진되어 전극봉(E)이 콜릿(822)의 집게부(822a)에 의해 견고하게 파지될 수 있다. 즉, 종래의 용접토치(800)에서는 전극봉(E)의 고정을 위해 캡(840)을 탈착한 상태에서만 노브를 돌릴 수가 있어 비활성가스의 누출 가능성이 존재하였으나, 본 발명에서는 캡(840)이 결합된 상태에서도 노브를 돌려 전극봉(E)을 고정시킬 수 있어 비활성가스의 누출이 효과적으로 차단된다.

그리고, 도 12 에 도시된 바와 같이, 전극봉(E)의 위치 조정시 콜릿바디(824)가 전방측으로 이동되더라도, 캡(840)이 콜릿(822)과 결합된 상태에서 네크부(812)의 외주면을 따라 슬라이딩되어 간격 'A'만큼 함께 이동되기 때문에, 전극봉(E)의 위치를 조정하는 경우에도 밀봉이 유지되어 비활성가스의 누출을 효과적으로 차단할 수 있다.

한편, 보다 나은 기밀성을 위해, 도 9 에 도시된 바와 같이, 상기 콜릿바디삽입홈(811)에는 오링이 삽입되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 메인바디(810)의 외측은 전극봉(E)에 공급되는 고주파 전류가 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해 절연 고무 피복으로 코팅되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 있어서는 본체(100)가 체인에 의해 파이프에 결합된 상태에서 파이프 외주면을 따라 일주하는데, 이러한 방식으로 용접을 수행하는 경우 본체(100)가 회전되기 때문에 작업자가 용접봉(W)을 파지하여 용접토치(800)에 계속적으로 공급하기가 쉽지 않다. 따라서, 상기 용접토치(800)에는, 도 7 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 후술하는 용접봉공급기(900)로부터 자동 공급되는 용접봉(W)을 거치하기 위한 용접봉거치수단(860)이 추가로 구비되는 것이 바람직하다.

도 7 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 상기 용접봉거치수단(860)은 용접봉거치링(862)과 링고정구(864)를 포함한다. 상기 용접봉거치링(862)은 메인바디(810)의 외주면에 결합되는 링부재로서 일측에 용접봉(W)이 통과될 수 있도록 메인부재의 직경보다 더 크게 형성된다. 상기 링고정구(864)는 상기 용접봉거치링(862)의 일측에 관통 나사결합되어 용접봉거치링(862)을 일측이 메인바디(810)와 소정 간격 이격된 상태로 고정한다. 이에 따라, 상기 메인바디(810)와 용접봉거치링(862) 사이 의 이격된 간격 사이로 용접봉(W)이 거치 이송된다. 이와 같이 용접봉거치수단(860)에 의해 거치 이송되는 용접봉(W)은, 세라믹노즐(830)의 중앙으로 돌출된 전극봉(E) 말단까지 이송되어 용접이 수행된다. 한편, 도시되지는 않았으나, 상기 용접봉거치링(862)에는 상기 용접봉(W)이 전극봉(E) 말단까지 용이하게 이송될 수 있도록 별도의 가이드부재가 추가로 구비되는 것이 바람직하다.

도 13 에는 상기 용접토치(800), 보다 구체적으로, 상기 용접토치(800)의 용접봉거치수단(860)에 용접봉(W)을 자동 공급하는 용접봉공급기(900)의 구성이 단면도로 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 용접봉공급기(900)는 케이싱(910), 이송롤러(920), 가압롤러(930), 가압롤러높이조절부재(940)를 포함한다.

상기 케이싱(910)은 후술하는 이송롤러(920)와 가압롤러(930)를 내부에 수용하는 함체로서, 상부 일측에는 외부에 별도 구비된 권취릴(950)로부터 용접봉(W)이 투입되는 용접봉투입구(912)가 구비되고, 전면에는 용접봉투입구(912)로 투입된 용접봉(W)을 상술한 용접토치(800)로 공급하기 위해 배출하는 용접봉배출구(914)가 구비된다.

상기 케이싱(910)의 내부 하측에는 길이방향을 따라 이송롤러(920)가 배치된다. 상기 이송롤러(920)는 감속기모터(922)에 의해 회전되며, 외주면에 합성수지 재질로 인쇄 또는 코팅 또는 접착된 나선형 마찰띠(924)를 구비하여, 용접봉(W)을 회전력과 마찰력에 의해 수평방향으로 이송시킨다.

상기 이송롤러(920)의 상부에는 가압롤러(930)가 용접봉(W)이 통과될 만큼의 간격만큼 이격되어 배치된다. 상기 가압롤러(930)는 이송롤러(920)에 의해 수평으로 이송되는 용접봉(W)을 상방으로부터 가압하여 이송롤러(920)의 마찰띠(924)와 용접봉(W) 사이의 마찰력을 증대시킴으로써 용접봉(W)의 이송을 보조한다. 상기 가압롤러(930)는 케이싱(910)의 길이방향을 따라 다수개가 구비되며 롤러장착판(932)에 회전가능하게 장착된다. 한편, 상기 롤러장착판(932)은 가압력을 조절할 수 있도록 가압롤러높이조정부재를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 가압롤러높이조절부재(940)는 상기 롤러장착판(932)의 상부에 결합되고 상기 케이싱(910)의 상부면을 관통하여 외부에 노출되어 사용자가 파지 회전시킴에 따라 롤러장착판(932)을 승강시켜 가압롤러(930)의 높이를 조정할 수 있도록 구성된다. 이러한 가압롤러높이조절부재(940)는 상술한 선회작동부재(330) 및 커터높이조절부재(630)의 구성과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이와 같은 구성을 통하여, 본체(100)에 별도 구비된 권취릴(950)에 권취되어 있던 용접봉(W)이 용접봉공급기(900)의 케이싱(910) 상부에 구비된 용접봉투입구(912)를 통하여 투입되면, 감속기모터(922)의 작동에 따라 이송롤러(920)가 회전되고, 이송롤러(920) 외주면에 형성된 마찰띠(924)와 용접봉(W)이 마찰되면서 용접봉(W)이 케이싱(910) 내부에서 수평방향으로 이송된다. 이 때, 상기 용접봉(W)은 상부에서 가압롤러(930)에 의해 하방으로 가압되면서 보다 원활하게 수평 이송된다. 이송롤러(920)에 의해 수평방향으로 이송되는 용접봉(W)은 케이싱(910)의 전면에 형성된 용접봉배출구(914)를 통해 배출되어 용접토치(800)로 자동 공급된다.

지금까지 본 발명에 따른 파이프 자동 절단 장치의 각부 구성에 대하여 상세히 살펴보았는 바, 이하에서는 도 14 를 참조로 본 발명에 따른 파이프 자동 절단 장치의 작동 관계에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 파이프 자동 절단 장치의 체인 사이에 절단할 파이프를 삽입한 후, 체인텐션조정수단을 조작하여 체인을 파이프 표면에 밀착시킨다. 그 다음 커터높이조절수단(600)을 조작하여 커터(400)가 파이프를 절단하기에 적합한 높이가 되도록 조정하고, 커터구동모터(520)를 작동시킨다. 커터구동모터(520)가 작동되면 커터구동밸트(540)가 회전되고, 여기에 맞물린 커터축(410)이 회전되어 커터(400)가 회전되면서 절단이 시작된다. 그리고, 본체구동모터(240)를 작동시키면, 도 14에 도시된 바와 같이, 본체구동체인(220)이 회전되고, 이에 따라, 본체(100)가 파이프 외주면을 일주한다. 본체(100)가 파이프 외주면을 따라 일주하는 동안 커터(400)는 계속 회전되기 때문에 일주 경로를 따라 자동으로 파이프의 절단이 수행된다. 커터(400)는 파이프 표면과 항상 수직을 이루고 있기 때문에 파이프가 정확히 수직으로 절단된다.

한편, 파이프 절단 후 용접작용이 필요한 경우, 파이프의 절단면에 용접할 대상체를 맞댄 후 용접봉공급기(900)의 감속기모터(922)를 작동시키면 권취릴(950)에 권취되어 있던 용접봉(W)이 자동으로 용접토치(800)에 공급되고, 본체구동모터(240)를 작동시킴에 따라 본체(100)가 파이프의 외주면을 따라 일주하면서 용접작업이 자동으로 수행된다.

지금까지, 본 발명의 실시예를 기준으로 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적 균등범위까지 포함된다 할 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 파이프 자동 절단기의 사시도,

도 2 는 본 발명에 따른 파이프 자동 절단기의 평면도,

도 3 은 본 발명에 따른 파이프 자동 절단기의 측면도

도 4 는 선회작동부재의 분해 사시도,

도 5 는 체인텐션조절수단에 의해 본체구동체인의 텐션이 조절되는 모습이 도시된 작동 상태도,

도 6 은 커터높이조절수단의 구성도,

도 7 은 용접토치의 사시도,

도 8 은 용접토치의 분해사시도,

도 9 는 용접토치의 단면도,

도 10 은 전극봉고정수단의 분해 단면도,

도 11 은 전극봉위치조정수단의 사시도,

도 12 는 전극봉위치조정수단의 조작에 의해 전극봉의 위치가 조정되는 모습이 단면도로 도시된 작동 상태도,

도 13 은 용접봉공급기의 구성이 도시된 단면도,

도 14 는 본 발명에 따른 파이프 자동 절단 장치의 작동 상태도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 본체 120 : 롤러

140 : 고정볼트 160 : 본체고정브레이크

170 : 결합홈 172 : 결합관

180 : 커버 182 : 관통홀

190 : 플랜지 200 : 본체구동수단

220 : 본체구동체인 240 : 본체구동모터

260 : 스프로켓 2 62 : 스프로켓축

270 : 브라켓 272 : 베어링

300 : 체인텐션조절수단 310 : 지지대

312 : 결합돌기 320 : 승강레버

322 : 받침부재 324 : 선회축

326 : 결합돌기 328 : 결합핀

329,329' : 볼홈 330 : 선회작동부재

332 : 회전뭉치 334 : 나사봉

336 : 회전손잡이 340 : 볼

342 : 나사봉결합홈 400 : 커터

410 : 커터축 420 : 기어

500 : 커터구동수단 520 : 커터구동모터

540 : 커터구동밸트 550 : 풀리

600 : 커터높이조절수단 610 : 외함

620 : 승강판 630 : 커터높이조절부재

632 : 손잡이 640 : 베어링

650 : 장홈 700 : 송풍팬

720 : 송풍노즐 800 : 용접토치

810 : 메인바디 811 : 콜릿바디삽입홈

812 : 네크부 814 : 가스공급관

816 : 가스토출관 820 : 전극봉고정수단

822 : 콜릿 822a : 집게부

822b : 노브 824 : 콜릿바디

824a : 랙기어 830 : 세라믹노즐

840 : 캡 850 : 전극봉위치조정수단

852 : 전극봉위치조정노브 854 : 회전축

856 : 피니언기어 860 : 용접봉거치수단

862 : 용접봉거치링 864 : 링고정구

900 : 용접봉공급기 910 : 케이싱

912 : 용접봉투입구 914 : 용접봉배출구

920 : 이송롤러 922 : 감속기모터

924 : 마찰띠 930 : 가압롤러

932 : 롤러장착판 940 : 가압롤러높이조절부재

950 : 권취릴 E : 전극봉

W : 용접봉

Claims

좌우 양측에 절단될 파이프 외주면 표면에 접촉되어 회전되는 롤러(120)가 구비되며, 파이프의 외주면에 결착되어 파이프 둘레를 회전 일주하는 본체(100)와; 상기 본체(100)를 파이프 외주면에 결착시킴과 아울러, 상기 본체(100)를 파이프 둘레를 따라 일방향으로 일주시키는 본체구동수단(200)과; 상기 본체(100) 일측에 돌출 형성되며, 본체(100)의 진행방향과 평행하게 배열됨과 아울러 파이프의 절단면과 수직을 이루도록 배치되어 파이프를 수직 절단하는 커터(400)와; 상기 커터(400)를 회전시키는 커터구동수단(500)과; 절단될 파이프의 직경에 따라 커터(400)의 높이를 조절하기 위한 커터높이조절수단(600)을 포함하고,

상기 본체구동수단(200)은, 본체구동모터(240)와; 일측이 본체(100)의 중앙부에 구비된 다수개의 스프로켓(260)에 맞물리고, 타측은 절단될 파이프 외주면 표면에 걸려 상기 본체(100)와 파이프를 밀착시킴과 아울러 상기 본체구동모터(240)의 작동에 따라 무한궤도 운동하여 상기 본체(100)를 파이프 외주면을 따라 일주시키는 본체구동체인(220)을 포함하며,

절단될 파이프의 직경에 따라 본체구동체인(220)의 텐션을 조절하기 위한 체인텐션조절수단(300)을 더 포함하되, 상기 체인텐션조절수단(300)은 상기 스프로켓(260)의 스프로켓축(262) 양단을 회전가능하게 지지하는 브라켓(270)을 하방에서 지지하는 지지대(310)와; 일단부에서 상기 지지대(310)를 하방으로부터 지지하며, 중앙부를 중심으로 양방향으로 선회되어 일단부가 승강됨에 따라 상기 지지대(310)를 승강시키는 승강레버(320)와; 상기 승강레버(320)의 타단부에 결합되어 상기 승강레버(320)를 선회시키는 선회작동부재(330)를 포함하고,

상기 선회작동부재(330)는, 하부면이 반구형으로 둥글게 라운딩 처리되어 본체(100)의 상부 표면에 형성된 결합홈(170)에 회전가능하게 삽입 결합되는 회전뭉치(332)와; 상기 회전뭉치(332)의 상부에 일체로 형성되고, 상기 회전뭉치(332)의 직경보다 작은 직경을 가지며, 외주면에 나사산이 형성되고, 상기 승강레버(320)에 관통 결합되는 나사봉(334)과; 상기 나사봉(334)의 상부에 결합되는 회전손잡이(336)를 포함하되,

상기 본체(100)의 결합홈(170) 둘레에는 외주면에 나사산이 형성된 결합관(172)이 돌출 형성되고, 상기 회전뭉치(332)가 결합홈(170)에 삽입된 상태에서 상기 결합관(172)에는 내주면에 나사산이 구비된 커버(180)가 결합되어 상기 나사봉(334)이 본체(100)에 회전가능하게 결합되며,

상기 승강레버(320)의 내부에는 내주면에 나사산이 구비된 나사산결합홈이 수직 방향으로 관통 형성된 볼(340)이 내장되고, 상기 볼(340)의 나사봉결합홈(342)에 나사봉(334)이 결합되어 상기 나사봉(334) 상부의 회전손잡이(336)의 회전에 따라 상기 나사봉(334)과 볼(340)의 나사작용에 의해 승강레버(320)가 선회작동되는 것을 특징으로 하는 파이프 자동 절단 장치.
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제 1 항에 있어서,

상기 커터구동수단(500)은,

커터구동모터(520)와; 일측에서 상기 커터(400)의 커터축(410) 외주면에 형성된 기어(420)에 맞물리고, 타측에서 상기 커터구동모터(520)의 작동에 따라 회전되는 풀리(550)에 맞물려 무한궤도 운동하는 커터구동밸트(540)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 자동 절단 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 커터높이조절수단(600)은,

내부에 커터(400)의 커터축(410)이 수용되며, 본체(100)의 상부 표면에 고정 결합되고, 일측에는 커터축(410)이 삽입되어 상하로 승하강될 수 있도록 수직방향 으로 장홈(650)이 형성되는 외함(610)과;

상기 외함(610)의 내부에 수평 배치되어 승강되는 승강판(620)과;

상기 커터(400)의 커터축(410)을 회전가능하게 지지하고, 상기 승강판(620) 하부면에 고정 결합되는 다수개의 베어링(640)과;

상기 승강판(620)에 회전가능하게 결합되고 외주면에는 나사산이 형성되어, 상기 외함(610)의 상부면에 관통 나사결합되고, 상부 말단에는 사용자가 파지하여 회전시키기 위한 손잡이가 구비되어, 자체 회전에 따라 상기 외함(610)의 상부와 나사작용에 의해 상기 승강판(620)을 승강시키는 커터높이조절부재(630)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 자동 절단 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 커터(400) 일측에는 커터(400)가 회전되면서 파이프를 절단하는 경우에 발생하는 열을 냉각시키고, 절단시 발생하는 칩을 바람에 의해 외측으로 날려 보내 절단칩을 제거하기 위한 송풍팬(700)이 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 파이프 자동 절단 장치.
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제 1 항에 있어서,

상기 본체(100)의 일측에는 절단면 용접을 위한 용접토치(800)가 추가로 구비되되, 상기 용접토치(800)는, 비활성가스 아크용접용 용접토치(800)로서, 일측에 가스공급관(814)이 연결되고, 상기 가스공급관(814)을 통하여 비활성가스를 공급받아 내부에 일시 저장하며, 전방측에는 일시 저장된 비활성가스를 토출시키는 가스토출관(816)이 구비된 메인바디(810)와; 상기 메인바디(810)에 후방측으로부터 전방측으로 가로질러 관통 삽입되어 전극봉(E)을 파지 고정하는 전극봉고정수단(820)과; 상기 메인바디(810)의 전방측에 결합되는 세라믹노즐(830)과; 상기 전극봉(E)의 마모시 상기 전극봉고정수단(820)을 전진 이동시켜 전극봉(E)의 위치를 조정하는 전극봉위치조정수단(850)을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 자동 절단 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 전극봉고정수단(820)은,

전방측에는 전극봉(E) 파지를 위해 탄성 변형 가능한 집게부(822a)가 구비되고, 상기 집게부(822a)의 외측에는 나사산이 형성되며, 후방측에는 콜릿(822)을 파지하여 회전시키기 위한 노브가 형성되는 콜릿(822)과;

상기 메인바디(810)에 후방측으로부터 전방측으로 가로질러 관통 삽입되는 관체로서, 내부에 전극봉(E)을 파지한 콜릿(822)이 끼워지고, 전방부 일측 표면에는 랙기어(824a)가 형성되며, 내부 통로 초입에는 상기 콜릿(822)의 집게부(822a) 외측에 형성된 나사산에 상응하는 나사산이 형성된 콜릿바디(824)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 자동 절단 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 전극봉위치조정수단(850)은,

메인바디(810)의 외부 일측에 노출 형성되어 전극봉(E)의 위치를 조정하고자 하는 경우 파지하여 회전시키기 위한 전극봉위치조정노브(852)와;

상기 전극봉위치조정노브(852)의 내측에 돌설되며, 상기 메인바디(810)에 관통 결합되어 상기 전극봉위치조정노브(852)의 회전에 따라 함께 회전되는 회전축(854)과;

상기 회전축(854) 말단에 구비되고, 상기 메인바디(810) 내측에 위치된 콜릿바디(824)의 전방부 일측 표면에 형성된 랙기어(824a)에 맞물리는 피니언기어(856)를 포함하는 파이프 자동 절단 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 메인바디(810)의 후방측에 형성된 콜릿바디삽입홈(811) 둘레에는 상기 콜릿(822)의 단부 외주면을 둘러싸도록 외측으로 네크부(812)가 돌출 형성되며, 상기 네크부(812) 말단 개구에는 캡(840)이 씌워지되, 상기 캡(840)은 내측에 노브결합홈(842)이 구비되고, 상기 노브결합홈(842)에 콜릿(822) 말단에 형성된 노브가 끼움결합되어, 캡(840)의 회전에 따라 상기 콜릿(822)이 함께 회전되는 것을 특징 으로 하는 파이프 자동 절단 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 캡(840)은 상기 메인바디(810)의 후면으로부터 일정 간격 이격된 상태로 상기 네크부(812)의 말단에 삽입되어, 전극봉(E)의 위치조정시 콜릿바디(824)가 전진 이동되는 경우 콜릿(822)에 결합된 상태에서 네크부(812)의 외주면을 따라 슬라이딩 이동되는 것을 특징으로 하는 파이프 자동 절단 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 용접토치(800)에 용접봉(W)을 자동으로 공급하기 위한 용접봉공급기(900)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 자동 절단 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 용접봉공급기(900)는,

상부 일측에 본체(100)에 별도 구비된 권취릴(950)로부터 용접봉(W)이 투입되는 용접봉투입구(912)가 구비되고, 전면에는 용접봉투입구(912)로 투입된 용접봉(W)을 용접토치(800)로 공급하기 위해 배출하는 용접봉배출구(914)가 구비된 케이싱(910)과;

상기 케이싱(910)의 내부 하측에 구비되고, 외주면에 나선형 마찰띠(924)를 구비하여, 감속기모터(922)에 의해 회전되어 용접봉(W)을 수평방향으로 이송시키는 이송롤러(920)와;

상기 이송롤러(920)에 의해 수평으로 이송되는 용접봉(W)을 상방으로부터 가압하여 이송롤러(920)의 마찰띠(924)와 용접봉(W) 사이의 마찰력을 증대시킴으로써 용접봉(W)의 이송을 보조하는 가압롤러(930)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 자동 절단 장치.