KR101153522B1 - 용접 캐리지용 가이드롤러 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용접 캐리지용 가이드롤러에 관한 것으로서 종래의 탄소강 또는 구리합금의 가이드롤러에 비하여 제작이 용이하여 생산성이 우수하고 제조단가가 저렴하며, 특히 용접 스패터가 달라붙는 것을 방지하여 작업성이 우수하고, 가이드롤러의 파손 및 교체에 따르는 시간과 비용을 절약할 수 있는 개선된 가이드롤러에 관한 것이다.
본 발명에서는, 바닥면 또는 벽면과의 접촉을 유지하면서 피용접물에 용접을 수행할 수 있도록 하기 위하여 용접 캐리지에 장착되는 가이드롤러에 있어서, 판상의 코어 디스크의 상면과 하면에 알루미늄 상층과 하층이 각각 형성되고, 중앙부에 볼트 결합공이 상하로 관통하여 형성되며, 상기 코어 디스크와 알루미늄 상?하층으로 된 결합체의 외면에 테프론 수지를 코팅한 후 열처리함으로써 테프론 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 용접 캐리지용 가이드롤러에 관하여 개시한다.
본 발명에서는, 바닥면 또는 벽면과의 접촉을 유지하면서 피용접물에 용접을 수행할 수 있도록 하기 위하여 용접 캐리지에 장착되는 가이드롤러에 있어서, 판상의 코어 디스크의 상면과 하면에 알루미늄 상층과 하층이 각각 형성되고, 중앙부에 볼트 결합공이 상하로 관통하여 형성되며, 상기 코어 디스크와 알루미늄 상?하층으로 된 결합체의 외면에 테프론 수지를 코팅한 후 열처리함으로써 테프론 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 용접 캐리지용 가이드롤러에 관하여 개시한다.
Description
본 발명은 용접 캐리지용 가이드롤러에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 선박의 조립 현장 등에서 각종 형강, 철재류 및 후판 등을 자동으로 용접하기 위한 오토 캐리지에 부착되는 가이드롤러에 관한 것이며, 종래의 가이드롤러에 비하여 제작이 용이하고 내구성이 우수하며, 용접 스패터가 잘 달라붙지 않도록 하여 작업성이 향상되고 수명이 길어진 용접 캐리지용 가이드롤러에 관한 것이다.
선박이나 해상 구조물 등은 선박용 후판이나 각종의 금속판재 및 형강 등을 서로 용접하여 단위 구조물을 형성한 후 이러한 단위체들을 다시 결합하여 완성하게 된다. 특히, 선박 등의 건조시에는 수직격벽을 금속 바닥판인 주판 등에 용접하여 결합하거나 수직 격벽 등에 각종의 형강 자재를 용접하여 단위 구조물을 형성하게 되는데, 이러한 구조재들이 서로 만나는 모서리 라인을 따라 용접 토치를 수직 또는 수평이동시키면서 자동으로 용접하는 장치에 관하여 몇 가지가 종래에 제안된 바 있다.
그와 같은 것으로는 대한민국 특허청에 출원된 등록특허 제0827194호 "자동용접캐리지", 공개특허 특2003-0058691호 "선박의 빌지킬 용접용 캐리지", 공개특허 10-2010-0032808호 "광센서에 의해 구동이 제어되는 캐리지 및 그의 구동제어방법" 및 등록특허 제10-0604028호 "수평, 수직 필렛 자동용접장치"와 같은 것들을 들 수 있다.
이와 같은 종래의 용접 캐리지 또는 오토 캐리지에는 모두 도1 내지 도3에 도시한 바와 같이 가이드롤러(도1의 151,도2의 5,도3의 38)가 장착되는데 도시한 가이드롤러들은 모두 수직벽을 따라 용접 캐리지가 진행할 수 있도록 회전 지지하는 것으로서 경우에 따라서는 가이드롤러가 바닥면을 타고 회전하면서 용접 캐리지를 전방 또는 후방으로 안내하기도 한다.
도4는 종래의 용접 캐리지용 가이드롤러의 개략적인 단면도인데, 종래의 용접 캐리지에 장착되는 가이드롤러의 대표적인 형상을 보여준다. 종래의 가이드롤러(10)는 휠 형상의 롤러 본체(11)의 중앙부에 볼트 결합공(12)을 형성한 것이 대부분이며, 용접 캐리지의 일측에 볼트와 너트에 의하여 회전 가능하게 장착하여 사용하는 것이 일반적이었다.
그런데, 종래의 이러한 가이드롤러(10)는 대부분 S45C와 같은 일반 탄소강을 이용하여 제조하였는데, 구체적으로는 탄소강 재질의 환봉 재료를 가이드롤러의 형상대로 절삭가공한 후 열처리 과정을 거쳐 표면에 필요한 도금을 하는 과정을 거쳐 제조되었다. 따라서, 제조 공정이 복잡하며, 가공비용이 높다는 단점이 있었으며, 특히 생산성이 낮아 일 생산량이 극히 저조하다는 문제가 있었다.
선박의 조립현장에서는 피용접물의 규격이 대형이며, 용접선이 매우 길고 용접량이 큰 것이 특징인데, 이러한 선박 구조물을 용접하는 과정에서 용접 스패터(spatter)가 많이 발생하게 된다. 용접 스패터는 용접시 전류나, 전압, 접지 등에 의해서 비정상적인 용융금속이 용접부에 융착되지 않고 밖으로 튀는 현상을 말하는데, 이러한 용접 스패터가 용접 캐리지에 잘 부착된다는 문제가 발생한다. 용접 스패터는 특히 용접 캐리지의 가이드롤러에 많이 튀어 달라 붙는데 가이드롤러에 용접 스패터가 많이 달라 붙게 되면 가이드롤러의 외주면에 수 많은 불순물 돌기가 형성되어 가이드롤러가 원활하게 벽면을 회전 지지하지 못하여 궤도를 이탈할 우려가 높으며, 또한 가이드롤러의 회전축 부위에 스패터가 튀어 달라 붙는 경우 가이드롤러의 회전이 정지하는 문제가 발생하기도 한다.
이러한 점 때문에 가이드롤러에 용접 스패터가 지나치게 많이 달라붙어 더 이상 사용하기 곤란한 경우 가이드롤러를 교체하여 주게 된다. 그러나 이 경우 용접작업을 중단해야 하는 문제가 생겨 작업효율에 영향을 미치고 중단된 용접라인에서 용접불량이나 용접품질의 저하가 발생하기도 한다.
가이드롤러에 이러한 용접 스패터가 달라붙는 현상은 용접 캐리지를 사용하여 작업자가 접근하기 어려운 장소를 용접하는 경우에 더욱 문제가 된다. 즉, 이러한 경우에는 가이드롤러를 신속하게 교체하기가 어렵고 한 번 시작한 용접을 그대로 완료해야 할 필요가 있기 때문이다. 따라서, 종래 이러한 경우에 사용할 가이드롤러의 재질로서 구리합금을 사용하기도 하였는데, 구리합금의 경우 그 제조단가가 매우 비싸서 사용하기가 부담스러운 문제가 있었으며, 용접 스패터가 달라 붙는 현상을 어느 정도 완화시키기는 하나 여전히 용접 스패터 부착으로 인한 문제를 해소하기에는 역부족이었다.
따라서, 용접 캐리지에 부착하는 가이드롤러로서 제조가 쉽고 제작비가 상대적으로 저렴하며, 용접 스패터의 부착으로 인한 여러가지 비효율을 개선할 수 있는 가이드롤러의 개발이 필요하게 되었다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점과 필요성을 인식하여 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 용접 스패터가 잘 달라 붙지 않고 내구성이 우수하면서도 그 제조가 용이하고 제조단가 면에서 경쟁력 있는 가이드롤러를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 바닥면 또는 벽면과의 접촉을 유지하면서 피용접물에 용접을 수행할 수 있도록 하기 위하여 용접 캐리지에 장착되는 가이드롤러에 있어서, 판상의 코어 디스크의 상면과 하면에 알루미늄 상층과 하층이 각각 형성되고, 중앙부에 볼트 결합공이 상하로 관통하여 형성되며, 상기 코어 디스크와 알루미늄 상?하층으로 된 결합체의 외면에 테프론 수지를 코팅한 후 열처리함으로써 테프론 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 용접 캐리지용 가이드롤러에 관하여 개시한다.
여기서, 상기 코어 디스크에는 중앙부에 볼트 안내공이 관통 형성되고, 원주방향으로 다수개의 관통공이 판면을 관통하여 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
이때,상기 가이드롤러의 볼트 결합공의 내경면에는 중공 원통형의 부쉬가 장착된다.
또한, 상기 가이드롤러의 상면에는 상부 단턱이 상향 돌출 형성되고, 저면에는 하부 단턱이 하향 돌출하여 형성되며, 상기 하부 단턱의 내측으로 함몰된 위치에는 볼트 헤드 시트가 단차지게 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명의 가이드롤러는 비교적 가격이 저렴한 열처리 특수강, 알루미늄 및 테프론 수지를 사용하여 제조하므로 구리합금에 비하여 제조 단가가 저렴하며, 일반 탄소강을 절삭, 열처리 및 도금하여 제조하는 종래의 가이드롤러에 비하여 제조공정이 간단하고, 생산성이 높다는 특징이 있다.
게다가 본 발명의 가이드롤러는 최외면이 테프론 수지로 열처리 코팅되므로 용접 스패터가 잘 달라붙지 않아 가이드롤러의 파손 및 오작동을 예방할 수 있어 가이드롤러 교체에 따르는 비용 상승을 방지하고, 용접작업 중단으로 인한 비효율을 방지할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명의 가이드롤러는 내부에 열처리 특수강 재질의 코어 디스크가 형성되어 내구성이나 강도가 매우 우수하며, 특히 열처리 코팅된 테프론 수지의 경우 그 사용을 거듭할수록 용접 토치의 빛과 열에 자주 노출됨으로써 열경화되어 그 내구성이 더욱 향상되는 효과가 있는 것이 특징이라고 하겠다.
도1 내지 도3은 종래의 오토 캐리지의 다양한 예들을 보여주는 외관 구조도.
도4는 종래의 용접 캐리지용 가이드롤러의 개략적인 단면도.
도5는 본 발명의 용접 캐리지용 가이드롤러의 외관 사시도.
도 6은 도5의 절단선 VI-VI에 따른 종단면도.
도7은 본 발명의 가이드롤러의 내부 결합체의 외관 사시도.
도8은 본 발명의 가이드롤러의 일 구성인 코어 디스크의 외관 사시도.
도9는 본 발명의 가이드롤러가 용접 캐리지에 장착되는 모습을 보인 분해 조립도.
도4는 종래의 용접 캐리지용 가이드롤러의 개략적인 단면도.
도5는 본 발명의 용접 캐리지용 가이드롤러의 외관 사시도.
도 6은 도5의 절단선 VI-VI에 따른 종단면도.
도7은 본 발명의 가이드롤러의 내부 결합체의 외관 사시도.
도8은 본 발명의 가이드롤러의 일 구성인 코어 디스크의 외관 사시도.
도9는 본 발명의 가이드롤러가 용접 캐리지에 장착되는 모습을 보인 분해 조립도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 원리에 관하여 상술한다. 도5는 본 발명의 용접 캐리지용 가이드롤러의 외관 사시도이고, 도 6은 도5의 절단선 VI-VI에 따른 종단면도이다.
본 발명의 가이드롤러(100)는 크게 휠 형상의 롤러 본체(110)와 상기 롤러 본체(110)의 상?하로 돌출 형성되는 상부 단턱(121) 및 하부 단턱(122)으로 이루어진다. 상기 가이드롤러(100)의 중앙부에는 상하를 관통하는 볼트 결합공(110a)이 형성되어 후술할 체결 볼트(132)가 삽입될 수 있도록 한다.
상기 가이드롤러(100)의 구체적인 구조를 살펴보면, 도6에 도시한 바와 같이 내부에 원판 형상의 코어 디스크(117)가 위치하고, 상기 코어 디스크(117)의 상면에는 알루미늄 상층(115)이 형성되고, 하면에는 알루미늄 하층(116)이 형성된다. 여기서 알루미늄 상층(115)의 중앙부에는 상부 단턱(121)이 상향 돌출하여 형성되며, 알루미늄 하층(116)의 중앙부에는 하부 단턱(122)이 하향 돌출하도록 형성된다.
상기 하부 단턱(116)의 내측으로는 체결 볼트(132)의 헤드부(132b)가 안착되는 볼트 헤드 시트(123)가 상기 하부 단턱(122)에 대하여 단차지게 함몰되어 형성된다.
상기 코어 디스크(117)와 알루미늄 상?하층(115,116)의 결합체의 외면에는 열처리된 테프론 코팅층(111)이 형성된다. 이에 관하여 자세한 사항은 후술한다.
이러한 구성을 가지는 가이드롤러(100)의 최외면은 크게 상면(112), 저면(114)과 그사이의 연결 구간인 원주면(113)으로 이루어지며, 볼트 결합공(110a)의 내주면에도 테프론 코팅층(111)이 형성된다. 여기서 상기 원주면(113)이 수직 또는 수평 벽면과 접촉하여 구르는 부분이 된다.
도7은 본 발명의 가이드롤러의 내부 결합체의 외관 사시도이고, 도8은 본 발명의 가이드롤러의 일 구성인 코어 디스크의 외관 사시도이다.
본 발명의 가이드롤러(100)는 종래와 같이 환봉 형상의 원소재를 일정한 길이로 커팅한 후 선반과 같은 공작기계를 이용하여 절삭하여 가공하는 것이 아니라 코어 디스크(117)의 제조, 알루미늄층 형성 및 테프론 수지 코팅의 단계를 거쳐 제조된다.
상기 코어 디스크(117)는 가이드롤러(100)의 원주면(113) 중심부에 위치하는 것으로서 도시한 바와 같이 다수개의 구멍이 타공된 원판 형상을 가진다. 상기 코어 디스크(117)는 판상의 원소재를 원형으로 펀칭하고 판면에 타공을 실시하여 형성한다. 이후 열처리를 통하여 그 내구성이나 강도를 증가시켜 완성하는데 본 발명에서는 상기 코어 디스크(117)의 재질을 열처리 특수강인 KS STC5(탄소 공구강, JIS SK5)로 하여 내구성과 강도를 고려하였다.
상기 코어 디스크(117)의 중앙부에 형성되는 볼트 안내공(117a)은 가이드롤러(100)의 볼트 결합공(110a)에 대응하는 것이고, 상기 볼트 안내공(117a)을 피한 위치의 판면에는 원주방향을 따라 다수개의 관통공(117b)이 형성되어 후술할 알루미늄층과의 결합이 용이하도록 한다.
상기 코어 디스크(117)의 상면과 하면에는 도7에 도시한 바와 같이 알루미늄 상층(115)과 하층(116)이 각각 형성된다. 상기 알루미늄 상?하층(115,116)은 사출 성형할 수 있는데, 사출 금형 내부에 로딩된 코어 디스크(117)의 상?하면에 알루미늄 융융 금속을 공급한 후 가압하여 형성한다. 이때 알루미늄층을 금형의 가압력으로 강하게 프레싱하면 부분 용융 상태의 알루미늄 금속이 코어 디스크(117)의 관통공(117b)을 통하여 상하로 연결된다. 즉, 부분 용융된 알루미늄 금속이 상기 관통공(117b)을 통하여 서로 융합하여 하나가 됨으로써 코어 디스크(117)와의 부착력이 강해지는 것이다.
이때, 상기 코어 디스크(117)의 측면인 원주면은 도7에 도시한 바와 같이 알루미늄층 밖으로 노출되도록 성형한다.
이와 같이 형성된 코어 디스크(117)와 알루미늄 상?하층(115,116) 결합체의 표면에 테프론 수지를 코팅한다. 테프론 코팅은 스프레이 코팅방식을 적용하는 것이 바람직한데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 볼트 결합공(110a)의 내경면에도 코팅이 되도록 한다.
상기 결합체의 외면에 테프론 코팅이 완료되면 이후 코팅된 상기 결합체를 가열로에서 약 400℃의 온도 분위기 하에서 약 3시간 정도 열처리를 한다. 이때, 알루미늄의 용융온도가 약 660℃ 정도이므로 열처리 과정에서 알루미늄층이 부분적으로 용융상태가 되어 코팅된 테프론 수지와 조직간 융합이 일어난다. 따라서, 알루미늄 상층(115)과 하층(116)의 외면에 형성된 테프론 코팅층(111)이 더욱 강하게 알루미늄층에 결합하게 된다.
도9는 본 발명의 가이드롤러가 용접 캐리지에 장착되는 모습을 보인 분해 조립도이다. 본 발명의 가이드롤러(100)는 용접 캐리지의 결합편(200)에 체결 볼트(132)와 너트(133)를 사용하여 장착된다. 상기 가이드롤러(100)의 볼트 결합공(110a)의 내경면에는 내부에 볼트 삽입공(131a)이 관통 형성되는 부쉬(131)가 결합하며, 상기 부쉬(131)에 체결 볼트(132)가 삽입하여 결합한다. 상기 체결 볼트(132)는 몸체부(132a)의 하단에 몸체부(132a)보다 직경이 큰 헤드부(132b)가 형성되고, 몸체부(132a)의 상단측 외주면에는 나사부(132c)가 형성되어 너트(133)와 나합한다.
상기 체결 볼트(132)의 헤드부(132b)는 가이드롤러(100)의 하단부에 오목하게 단차져 형성되는 볼트 헤드 시트(123)에 안착된다.
이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 가이드롤러(100)를 용접 캐리지에 장착하여 지속적으로 반복하여 사용하는 경우 용접 토치에 의한 고열과 강한 빛으로 인하여 테프론 코팅층(111)의 강도가 더 강해지게 되며, 테프론 코팅층으로 인하여 용접 작업중에 비산하는 용접 스패터가 잘 달라 붙지 않게 된다.
본 발명은 선박 등의 용접 현장에서 사용되는 용접 캐리지에 장착되는 가이드롤러에 관한 것으로서 제조하기가 용이하여 생산성이 우수하고, 제조 단가 면에서 경쟁력이 있으며, 특히 용접 스패터가 잘 달라붙지 않아서 파손에 따른 교체의 필요성이 적어 경제적이며, 오작동의 우려가 최소화된 가이드롤러에 관한 것이다. 따라서, 본 발명은 선박이나 해상 구조물의 제조 현장에서 사용되는 다양한 종류의 용접 캐리지에 적용될 수 있으며, 용접 캐리지에 장착하여 사용하는 경우 용접 품질이나 작업성을 향상시킬 것으로 기대된다.
100: 가이드롤러 110: 롤러 본체
110a: 볼트 결합공 111: 테프론 코팅층
112: 상면 113: 원주면
114: 저면 115: 알루미늄 상층
116: 알루미늄 하층 117: 코어 디스크
117a: 볼트 안내공 117b: 관통공
121: 상부 단턱 122: 하부 단턱
123: 볼트 헤드 시트 131: 부쉬
132: 체결 볼트
110a: 볼트 결합공 111: 테프론 코팅층
112: 상면 113: 원주면
114: 저면 115: 알루미늄 상층
116: 알루미늄 하층 117: 코어 디스크
117a: 볼트 안내공 117b: 관통공
121: 상부 단턱 122: 하부 단턱
123: 볼트 헤드 시트 131: 부쉬
132: 체결 볼트
Claims (4)
- 바닥면 또는 벽면과의 접촉을 유지하면서 피용접물에 용접을 수행할 수 있도록 하기 위하여 용접 캐리지에 장착되는 가이드롤러에 있어서,
판상의 코어 디스크의 상면과 하면에 알루미늄 상층과 하층이 각각 형성되고, 중앙부에 볼트 결합공이 상하로 관통하여 형성되며, 상기 코어 디스크와 알루미늄 상?하층으로 된 결합체의 외면에 테프론 수지를 코팅한 후 열처리함으로써 테프론 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 용접 캐리지용 가이드롤러. - 제1항에 있어서,
상기 코어 디스크에는 중앙부에 볼트 안내공이 관통 형성되고, 원주방향으로 다수개의 관통공이 판면을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 용접 캐리지용 가이드롤러. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가이드롤러의 볼트 결합공의 내경면에는 중공 원통형의 부쉬가 장착되는 것을 특징으로 하는 용접 캐리지용 가이드롤러. - 제3항에 있어서,
상기 가이드롤러의 상면에는 상부 단턱이 상향 돌출 형성되고, 저면에는 하부 단턱이 하향 돌출하여 형성되며, 상기 하부 단턱의 내측으로 함몰된 위치에는 볼트 헤드 시트가 단차지게 마련되는 것을 특징으로 하는 용접 캐리지용 가이드롤러.
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|---|---|---|---|
| KR1020100104016A KR101153522B1 (ko) | 2010-10-25 | 2010-10-25 | 용접 캐리지용 가이드롤러 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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|---|---|
| KR20120042349A KR20120042349A (ko) | 2012-05-03 |
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ID=46263122
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| KR1020100104016A KR101153522B1 (ko) | 2010-10-25 | 2010-10-25 | 용접 캐리지용 가이드롤러 |
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Citations (4)
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| JPH08202194A (ja) * | 1995-01-25 | 1996-08-09 | Ricoh Co Ltd | 定着ローラ |
| JPH09109493A (ja) * | 1995-10-13 | 1997-04-28 | Miyako Roller Kogyo Kk | ガイドローラ |
| KR19980014416U (ko) * | 1998-03-13 | 1998-06-05 | 이보현 | 다층 구조를 갖는 로울러 |
| KR20090012547U (ko) * | 2008-06-04 | 2009-12-09 | 주식회사 동주웰딩 | 자동 이송이 가능한 휴대용 용접장치 |
-
2010
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Patent Citations (4)
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| KR19980014416U (ko) * | 1998-03-13 | 1998-06-05 | 이보현 | 다층 구조를 갖는 로울러 |
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