KR101514219B1 - 용접건 냉각수 차단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접건에 설치되어 있는 팁을 교체시 용접건으로부터 누수되는 냉각수를 차단하여 누수를 방지하도록 하는 용접건 냉각수 차단장치에 관한 것이다. 그 구성은; 냉각수 공급부와 용접건 사이에 설치되어 공기압에 의해 작동하는 것으로서, 냉각수 인입구와 냉각수 투입구가 구비되는 제1밸브; 용접건을 순환하고 나온 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구와, 사용된 냉각수를 외부로 반출시키기 위한 냉각수배출구가 구비되는 제2밸브; 상기 제1,2밸브에 공기압을 공급하기 위한 공기압 발생부; 상기 공기압 발생부와 상기 제1밸브 사이에 설치됨으로써 상기 제1밸브를 제어하기 위한 제1솔레노이드; 상기 공기압 발생부와 상기 제2밸브 사이에 설치됨으로써 상기 제2밸브를 제어하기 위한 제1솔레노이드; 일단은 상기 제2솔레노이드의 공압배출구에 연결되고 타단은 상기 제1밸브의 유압라인에 연결됨으로써, 상기 제1밸브의 오프시 상기 용접건에 담겨있는 냉각수가 공기압에 밀려 상기 제2밸브를 통해 외부로 반출되도록 하는 세정관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

용접건 냉각수 차단장치{Apparatus For Shutting Off Cooling Water Of Welding Gun}

본 발명은 용접건 냉각수 차단장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 용접건에 설치되어 있는 팁을 교체하거나 용접 작업중에 팁이 용착되어 분리할 때 용접건으로 부터 누수되는 냉각수를 차단하여 누수를 방지하도록 하는 용접건 냉각수 차단장치에 관한 것이다.

자동차 차체 용접라인 등에서 철판 간 또는 철판과 구조재와의 스폿 용접을 위하여 로봇용접기가 널리 사용된다. 로봇용접기는 프로그램에 따라 다양한 모션이 가능하고 신속하게 작업할 수 있기 때문에 자동차 조립라인에서 필수적인 장비라 할 수 있다. 로봇용접기의 용접건 끝에는 팁이 끼워져 설치된다. 팁은 방전이 일어나는 부위여서 사용에 따라 마모되므로 주기적으로 교체해주어야 하는 소모성 제품이다.

용접건 내부에는 발열된 팁을 냉각시키기 위한 냉각수가 공급된다.

팁과 용접건의 핑거는 용이한 교체가 가능하도록 압입식으로 결합된다. 즉 현재 사용중인 용접건에 있어서 용접건의 핑거 외주면과 팁홀의 내주면에 테이퍼가 형성되어 있다. 따라서 용접건의 핑거에 팁을 힘을 주어 끼우면 이들은 강하게 결합되고, 팁을 약간 회전시키면 이들은 쉽게 분리되게 되어 있다.

팁의 교체작업이 그리 어렵지 않기 때문에 종래에는 작업자의 수작업에 의존하여 왔다. 그리고 경우에 따라 본 발명자가 제안한 바와 같은 기계적 방법에 의해 팁을 교환하기도 한다.

한편 팁의 교환시 용접건에 공급되는 냉각수는 수도밸브와 같은 밸브에 의해 사전에 차단되어야 한다. 그렇지 않으면 팁 교환시 용접건의 오픈된 단부를 통해 냉각수가 계속 흘러나올 것이기 때문이다. 결국 기계적 수단에 의해 용접건 팁을 교환하는 경우에도 작업자는 용접장치에 공급되는 냉각수를 차단하는 선행작업을 해야 한다. 그리고 용접건 내부에 남아있던 냉각수는 불가피하게 작업장에 흘려버릴 수밖에 없었다. 팁을 한번 교환할 때마다 배출되는 냉각수의 양은 무시할 수 없어서(예를 들어 1리터가 되기도 함), 작업장 근처는 늘 물로 흥건하게 된다. 이러한 현상은 작업의 불편함을 초래할 뿐만 아니라 환경오염에 문제가 되고 안전사고의 위험을 감수하게 하고 있다.

다른 한편, 용접중에 팁이 제품에 융착되어 용접건으로부터 빠져버리는 경우도 생긴다. 이 경우 작업장 바닥에 설치된 플로우스위치(flow switch)는 유압감소를 감지하여 냉각수 공급 밸브를 차단하도록 되어 있다. 그러나 플로우스위치가 누수를 감지하고 배관을 차단하는 동안 용접건 및 차단밸브와 용접건 사이에 위치한 파이프에 들어있던 냉각수는 제품 등으로 쏟아지게 된다. 냉각수 차단 속도가 느리기 때문에 해당 제품을 쏟아지는 냉각수로부터 보호할 수 없게 되는 것이다. 냉각수는 금속제품의 부식 속도를 가속시키는 성분을 가지므로 해당 제품은 상품성이 크게 훼손되어 폐기 또는 재처리되어야 하며 이는 큰 경제적 손실을 야기한다.

대한민국 특허출원 제10-2012-0073461호 대한민국 특허출원 제10-2012-0083701호

위와 같은 문제에 대한 본 발명의 일 목적은, 용접건 팁의 교환시 용접건 팁에 공급되는 냉각수가 용접건으로 부터 흘러 떨어지지 않도록 하기 위한 용접건 냉각수 차단장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 용접건 팁이 피용접물에 융착되어 부지불식간에 용접건으로부터 분리되는 경우에도 누수되는 양을 최소화하여 제품을 냉각수로부터 보호할 수 있는 용접건 냉각수 차단장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일 목적은,

냉각수 공급라인과 용접건 사이에 설치되어 용접건의 팁 분리시 용접건에 잔류하고 있던 냉각수가 흘러 떨어지는 것을 방지하기 위한 것으로서; 냉각수 공급부와 용접건 사이에 설치되는 것으로서, 냉각수가 유입되는 냉각수 인입구와 냉각수 투입구가 구비되며, 외부 신호에 의해 상기 냉각수 인입구에 인입된 냉각수가 상기 냉각수 투입구를 통해 상기 용접건을 향해 분출되거나 또는 분출되지 못하도록 하는 제1밸브;

냉각수 배출관과 용접건 사이에 설치되는 것으로서, 용접건을 순환하고 나온 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구와, 사용된 냉각수를 외부로 반출시키기 위한 냉각수배출구가 구비되며, 외부 신호에 의해 상기 냉각수 유입구에 인입된 냉각수가 상기 냉각수 배출구를 통해 분출되거나 또는 분출되지 못하도록 하는 제2밸브;

용접건의 팁 교환시 상기 제1밸브를 오프(off)하고 제2밸브를 온(on)함으로써 냉각수가 제1밸브로 유입되지 못하도록 하며, 용접건에 담겨있는 냉각수는 상기 제2밸브를 통해 배출될 수 있도록 하는 제어부;

상기 제어부가 상기 제1밸브를 오프(off)하고 제2밸브를 온(on)함으로써 냉각수가 제1밸브로 유입되지 못하게 한 상태에서 상기 용접건에 담겨있는 냉각수에 공기압력을 가함으로써 상기 제2밸브의 냉각수 배출구를 통해 배출되도록 하는 공기압 발생부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접건 냉각수 차단장치에 의해 달성된다.

상기 제어부는; 용접 작업시에는 냉각수 차단장치에 있는 상기 제1,제2 밸브는 상시 온(on)상태로 하고, 용접건의 팁 교환시에는 상기 제1밸브를 오프(off)하고 제2밸브를 온(on)된 상태로 함으로써 공급되는 냉각수는 차단이 되고 용접건에 남아있는 냉각수는 공기 압력에 의해 제2밸브를 통해 냉각수 차단장치 밖으로 배출되게 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접건 냉각수 차단장치에 의해 달성된다. 또한 상기 제어부는 상기 제1밸브가 (on) 상태에서 상기 제2밸브를 (off)하면 냉각수 차단장치 밖으로 배출된 냉각수가 배압에 의해 용접건 쪽으로 유입되는 것을 차단함과 동시에 용접건 쪽에 남아있는 공기 압력을 제거하게 된다.

본 발명의 다른 형태는;

용접건의 팁 교환시 용접건에 잔류하고 있던 냉각수가 흘러 떨어지는 것을 방지하기 위한 것으로서;

냉각수 공급부와 용접건 사이에 설치되어 공기압에 의해 작동하는 것으로서, 냉각수가 유입되는 냉각수 인입구와 냉각수 투입구가 구비되며, 외부 신호에 의해 상기 냉각수 인입구에 인입된 냉각수가 상기 냉각수 투입구를 통해 상기 용접건을 향해 분출되거나 또는 분출되지 못하도록 하는 제1밸브;

냉각수 배출관과 용접건 사이에 설치되어 공기압에 의해 작동하는 것으로서, 용접건을 순환하고 나온 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구와, 사용된 냉각수를 외부로 반출시키기 위한 냉각수배출구가 구비되며, 외부 신호에 의해 상기 냉각수 유입구에 인입된 냉각수가 상기 냉각수 배출구를 통해 분출되거나 또는 분출되지 못하도록 하는 제2밸브;

상기 제1,2밸브에 공기압을 공급하기 위한 공기압 발생부;

상기 공기압 발생부와 상기 제1밸브 사이에 설치됨으로써 상기 제1밸브를 제어하기 위한 제1솔레노이드;

상기 공기압 발생부와 상기 제2밸브 사이에 설치됨으로써 상기 제2밸브를 제어하기 위한 제2솔레노이드;

일단은 상기 제2솔레노이드의 공압배출구에 연결되고 타단은 상기 제1밸브의 유압라인에 연결됨으로써, 상기 제1밸브의 오프시 상기 용접건에 담겨있는 냉각수가 공기압에 밀려 상기 제2밸브를 통해 외부로 반출되도록 하는 세정관;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접건 냉각수 차단장치에 의해 달성된다.

본 발명의 특징에 의하면 상기 제1,2솔레노이드를 시간차이를 두고 순차적으로 작동시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은;

냉각수 공급라인과 용접건 사이에 설치되어 용접건의 팁 분리시 상기 용접건에 잔류하고 있던 냉각수가 흘러 떨어지는 것을 방지하기 위한 것으로서;

냉각수 공급부와 용접건 사이에 설치되는 것으로서, 냉각수가 유입되는 냉각수 인입구와 냉각수 투입구가 구비되며, 외부 신호에 의해 상기 냉각수 인입구에 인입된 냉각수가 상기 냉각수 투입구를 통해 상기 용접건을 향해 분출되거나 또는 분출되지 못하도록 하는 제1밸브;

냉각수 배출관과 용접건 사이에 설치되는 것으로서 용접건의 팁이 용접건으로부터 분리됨으로써 상기 용접건 내부의 유체압력이 급격히 저하되는 경우, 이를 감지하여 차단신호를 발생시키는 플로우스위치;

상기 플로우스위치로부터 차단신호를 인가받아 상기 제1밸브를 차단하도록 하는 제어부; 및

상기 제1밸브가 차단된 상태에서 상기 용접건에 담겨있는 냉각수에 공기압력을 가함으로써 상기 제2밸브의 냉각수 배출구를 통해 배출되도록 하는 공기압 발생부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접건 냉각수 차단장치에 의해 달성된다.

본 발명의 특징에 의하면, 유체의 일방향으로의 흐름만을 허용함으로써 용접건을 통과한 냉각수가 역류하여 상기 용접건으로 다시금 유입되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 상기 플로우스위치와 용접건 사이에 또는 상기 플로우스위치와 냉각수 배출구의 사이에 설치되는 체크밸브;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 특징에 의하면, 상기 플로우스위치와 체크밸브는;

상기 제1밸브를 통과한 유체가 유입되는 통로로서 중간에 직경이 확장되는 지점이 있어 볼이 안착되는 볼안착면을 마련하는 메인배출유로; 상기 메인배출유로의 중간 지점에서 측방향으로 분기 되어 냉각수 배출구까지 연장되는 분기연장유로;

상기 메인배출유로에 끼워지는 것으로서 스프링에 의해 상기 볼안착면을 향해 탄성적으로 지지됨으로써 상기 메인배출유로를 개방 또는 차단하게 되는 볼;

상기 볼안착면에 인접 설치되는 것으로서 상기 메인배출유로의 압력이 떨어져 상기 볼이 상기 스프링에 의해 상기 볼안착면에 밀착되었을 경우 이를 감지하여 상기 제어부에 차단신호를 인가하는 마그네트;를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면,

상기 제1밸브 및 용접건을 통하지 않고 바이패스(bypass)하도록 별도로 냉각수 바이패스관로가 더 구비되고; 상기 바이패스관로로 하여금 상기 분기연장유로에 연결되게 하되;

상기 바이패스관로는, 상기 메인배출유로의 압력이 저하되어 상기 볼이 상기 볼안착면을 향해 움직이는 순간에 상기 볼의 후면에 압력을 가함으로써 상기 볼로 하여금 신속하고 강하게 상기 볼안착면으로 밀착되도록 연결될 수 있다.

여기서 상기 바이패스관로의 중간에는 트랜스가 설치됨으로써; 상기 용접건과 병렬적으로 설치되는 트랜스에 냉각수를 공급할 수 있다.

위와 같은 구성에 의하면, 용접팁 교환을 위해 용접건으로 부터 팁을 분리하는 순간 용접건 내부에 잔존하고 있는 냉각수를 공기압으로써 완전히 배출하여 용접건을 비우고 있다가 새로운 팁을 장착한 다음 다시금 냉각수를 순환시킴으로써 용접건의 팁 교환시 용접건으로부터 물이 떨어지지 않게 된다. 따라서 기계적 방법으로 용접건 팁을 교환하는 경우 작업자는 냉각수의 차단을 위해 용접건에 접근하지 않아도 되고, 냉각수가 유출되는 경우도 거의 없어 작업장을 청결하게 유지할 수 있으며 용접작업 도중 용접팁이 용착 현상이 생겨 팁이 분리될 때 냉각수가 작업현장에 분출되는 현상이 생기는데 이때 용접로보트에 있는 플로워 센서의 신호에 의해 1제1,제2 솔레노이드밸브를 동시에 작동시키면 공급측 냉각수와 배기측 냉각수는 동시에 차단되어 냉각수 분출을 최소화 할 수 있고 안전사고를 예방할 수 있게 된다. 또한 장치를 소형으로 하여 용접건에 매니폴드 대용으로 직접 설치할 수 있다.

또한, 용접건 팁이 피용접물에 융착되어 부지불식간에 용접건으로부터 분리되는 경우에도 최대한 즉각적으로 반응하여 냉각수를 차단함으로써 작업장 누수되는 양을 최소화하여 제품을 냉각수로부터 보호할 수 있는 용접건 냉각수 차단장치가 제공된다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 용접건 냉각수 차단장치의 회로구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 용접건 냉각수 차단장치의 개략 사시도이다.
도 5 내지 도 7은 도 4의 A-A선을 따라 취한 개략 단면구성도로서, 도 1 내지 도 3에 대응되는 작용상태를 각각 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 용접건 냉각수 차단장치의 피스톤의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 용접건 냉각수 차단장치의 회로구성도이며, 도 10 내지 도 14는 그의 작용을 설명하기 위한 개략적 단면 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다. 우선 도 1 내지 3을 참조하여 기본적인 사항을 설명한다. 각 도면에서 냉각수가 공급되는 방향은 굵은 실선으로 된 화살표로, 공기압이 공급되는 라인은 굵은 점선으로 표시된 화살표로 표시하였다.

본 발명의 용접건 냉각수 차단장치(1)는 냉각수 공급부(3)과 용접건(5) 사이에 설치되어 용접건의 팁(7,9)을 교환할 때 용접건(5)에 잔류하고 있던 냉각수가 자중에 의해 흘러 떨어지는 것을 방지하기 위한 것이다. 냉각수(C)는 용접건(5)을 순회한 후 냉각수 배출관(11)을 통해 배출된다. 냉각수는 상수도로부터 공급될 수 있으며 배출되는 냉각수는 회수하여 냉각 후 재사용될 수 있다.

용접건 냉각수 차단장치(1)는 소정의 유체회로를 형성하고 있다.

제1밸브(13)는 냉각수 공급부(3)와 용접건(5) 사이에 설치되어 공기압에 의해 작동된다. 제1밸브(13)는 냉각수가 유입되는 냉각수 인입구(15)와 냉각수 투입구(17)가 구비되며, 외부 신호에 의해 상기 냉각수 인입구(15)에 인입된 냉각수가 상기 냉각수 투입구(17)를 통해 용접건(5)으로 분출되거나 또는 분출되지 못하도록 한다.

제2밸브(19)는 냉각수 배출관(11)과 용접건(5) 사이에 설치되어 공기압에 의해 작동된다. 제2밸브(19)는 용접건(5)을 순환하고 나온 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(21)와, 사용된 냉각수를 외부로 반출시키기 위한 냉각수 배출구(23)가 구비되며, 외부 신호에 의해 상기 냉각수 유입구(21)에 인입된 냉각수가 냉각수 배출구(23)를 통해 분출되거나 또는 분출되지 못하도록 한다.

제1밸브(13)와 제2밸브(19)는 동일한 구성일 수 있으며 공기압에 의해 유로 내부에서 직선 기동하는 피스톤에 의해 유로를 선택적으로 개폐하는 구조로 되어 있다. 좀 더 상세한 것은 후술된다. 제1밸브(13)와 제2밸브(19)는 로봇이 아닌 용접건(5)에 부착 설치될 수 있다. 이로써 로봇을 수분으로부터 보호할 수 있고 장치의 부피를 적게 할 수 있다.

공기압 발생부(25)는 통상 컴프레서로서 상기 제1,2밸브(13,19)에 각각 공기압을 공급한다.

전기력에 의해 스위치 작용을 하는 제1솔레노이드(27)는 공기압 발생부(25)와 제1밸브(13) 사이에 설치됨으로써 제1밸브(13)를 온/오프(on/off) 제어한다. 제2솔레노이드(29) 역시 공기압 발생부(25)와 제2밸브(19) 사이에 설치됨으로써 제2밸브(19)를 온/오프 제어한다. 여기서 온(on) 이라 함은 냉각수를 유로를 따라 흐르도록 하는 것이고, 오프(off)라 함은 냉각수가 흐르지 못하도록 유로를 폐쇄하는 것을 의미한다.

제1,2솔레노이드(27,29)는 서로 병렬적으로 연결되어 있어 공기압 발생부(25)로부터 동시에 공기압을 공급받는다. 공기압 발생부(25)는 지속적으로 제1,2솔레노이드(27,29)에 공기압을 제공한다.

세정관(31)은 일단이 제2솔레노이드(29)의 공압배출구에 연결되고 타단이 제1밸브(13)의 유압라인에 연결된다. 세정관(31)은 제1밸브(13)의 오프시 용접건(5)에 담겨있는 냉각수가 공기압에 밀려 제2밸브(19)를 통해 외부로 반출되도록 하는 핵심적 작용을 수행한다.

제어부는 제1,2솔레노이드(27,29)를 작업자의 의도에 따라 또는 자동적으로 제어한다.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하면서 본 발명의 용접건 냉각수 차단장치(1)의 작용상태를 단계적으로 설명한다.

제1,2솔레노이드(27,29)가 모두 오프인 경우에는 도 1에 도시된 것처럼 제1,2밸브(13,19)가 모두 개방되어 냉각수가 용접건(5)으로 공급되고, 용접건(5)을 순환하고 나온 냉각수는 냉각수 배출관(11)을 통해 외부로 배출된다. 이 상태는 용접을 수행하고 있는 운전 상태를 나타낸다.

이후 용접건의 팁(7,9)을 교환하고자 할 때에는 우선 도 2에 도시된 상태가 선행적으로 이루어진다. 즉 제1솔레노이드(27)를 온하고 제2솔레노이드(29)는 그대로 오프 상태로 두는 것이다. 그러면 제1밸브(13)는 차단되어 냉각수 인입구(15)로 들어온 냉각수는 제1밸브(13)를 빠져나가지 못한다. 그러나 제2밸브(19)는 여전히 개방된 상태로 있어 냉각수를 배출시킬 수 있다. 여기서 세정관(31)을 통해 공기압이 제1밸브(13)로 유입된다. 그러면 제1밸브(13)의 유로 및 용접건(5)에 담겨있던 냉각수는 이 공기압에 밀려서 제2밸브(19)의 냉각수 배출구(23)를 통해 외부로 배출된다. 즉 이 작용은 용접건(5)의 내부를 깨끗이 비우는 것이며 이로써 용접건(5)으로부터 떨어지는 냉각수가 없게 되는 것이다. 이 작용에 의해 용접건(5) 내부를 청소하는 부수적 효과를 얻을 수도 있다.

용접건(5) 내부의 냉각수가 완전히 비워졌다고 생각될 즈음 도 3에 도시된 바와 같이 제2솔레노이드(29)를 온시킨다. 그러면 제2밸브(19)도 차단되어 용접건의 팁(7,9)을 분리하더라도 용접건으로 연결된 냉각수 유로가 모두 차단되게 된다.

이 상태에서 용접건의 팁(7,9)을 분리하고 새것으로 끼우게 된다. 용접건의 팁(7,9)을 교체한 후에는 도 1의 상태가 되도록 제1,2솔레노이드(27,29)를 오프시킨다. 제어부는 제1,2솔레노이드(27,29)를 시간 차이를 두고 순차적으로 작동시키도록 하는데 통상 3초의 시간 간격을 두면 냉각수를 완전히 비울 수 있다.

용접건(5)에 냉각수를 공급하는 방식은 도시되 것에 한정되지 아니한다. 도 1 내지 도 3에는 냉각수가 병렬적으로 용접건의 상부 및 하부에 각각 공급되지만 직렬적으로 공급되도록 할 수 있다. 그리고 용접건과 더불어 용접건(5)에 전류를 공급하는 트랜스(33)에도 냉각수가 공급되는데, 이 역시 용접건(5)과 병렬 또는 직렬로 냉각수를 공급받을 수 있다.

이하에서는 제1,2밸브(13,19)의 구성을 좀더 구체적으로 설명하기로 한다. 다만 이들 밸브는 서로 분리되어 있을 수도 있고 하나의 블록 내부에 설치될 수도 있다. 도 4 내지 도 7은 하나의 블록(35) 내부에 제1,2밸브(13,19)가 구성된 경우를 도시한다. 본 발명의 용접건 냉각수 차단장치(1)는 도 4에 도시된 것처럼 손바닥 정도의 컴팩트한 크기로 제공될 수 있어 용접건에 직접 부착 설치될 수 있다.

제1,2밸브(13,19)는 블록(35) 내부에 형성된다. 블록(35)의 일면에 제1,2솔레노이드(27,29)가 결합되어 있다. 블록(35)의 중심부에는 제1,2메인홀(37,39)이 타공되어 있으며 각 메인홀(37,39)에는 제1,2피스톤(41,43)이 수밀을 유지하며 끼워져 직선 운동을 하도록 되어 있다.

제1피스톤(41)은 제1밸브(13)를 위한 것이고, 제2피스톤(43)은 제2밸브(19)를 위한 것이다. 제1피스톤(41)과 제2피스톤(43)은 미도시된 공기압 유입공을 통해 유입되는 공기압에 의해 도면(도 7 내지 도 7)상 상하로 기동하게 된다.

제1피스톤(41)은 피스톤헤드(45)를 중심으로 양쪽에 로드(47)와 차단대(49)가 하나로 연결되어 있다(도 8(a) 참조). 도면부호 48은 기밀성 유지를 위한 실리콘 또는 고무 소재의 패킹을 도시한다. 제2피스톤(43)은 피스톤헤드(45)와 차단대(49')이 하나의 로드(47')로써 연결되어 있다(도 8(b) 참조).

블록(35)의 일측에는 냉각수 인입구(15)와 냉각수 배출구(23)가 마련되어 있으며, 블록의 타측에는 냉각수 투입구(17)와 냉각수 유입구(21)가 마련되어 있다. 블록의 타측으로는 용접건(5)의 냉각수 유로가 연결된다. 냉각수 인입구(15)에는 냉각수 공급부(3)가 연결되고, 냉각수 배출구(23)에는 냉각수 배출관(11)이 연결된다.

세정관(31)과 연결되는 공기압공급구(50)가 블록의 일측에 마련되어 제1메인홀(37)에 연결되어 있다.

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 작용상태를 설명한다.

도 5는 도 1에 해당하는 상태로서, 제1,2솔레노이드가 오프된 상태로서 냉각수가 용접건을 순환하는 상태이다.

도 6은 도 2에 해당하는 상태로서, 제1솔레노이드(27)가 온이 된 상태로서 냉각수의 공급이 차단되고 용접건(5) 내의 냉각수가 배출되는 상태이다. 제1피스톤(41)이 하강하여 피스톤헤드(45)가 냉각수 인입구(15)를 막고 있으며, 공기압 공급구(50)는 제1메인홀(37)로 소통된다. 따라서 공기압은 제1메인홀(37) 이하의 냉각수를 밀어 냉각수 배출관(11)을 통해 배출되도록 한다.

도 7은 도 3에 해당하는 상태로서, 제2솔레노이드(29)까지 온이 된 상태로서 각 피스톤(41,43)의 피스톤헤드(45,45')가 냉각수 유입구(21)와 냉각수 투입구(17)를 각각 폐쇄하고 있다. 공기압 공급구(50)를 통해 유입되는 공기압은 용접건 내에 정체될 것이고, 용접건 팁(7,9)이 분리될 때 팁 결합부위를 통해 분출되게 될 것이다.

이하 본 발명의 다른 목적에 의한 실시예를 도 9 내지 도 10을 참조하여 설명한다.

본 실시예는 용접건 냉각수 차단장치(1) 내에 제1밸브(13), 플로우 스위치(51) 및 체크밸브(53)를 각 1개씩 설치하는 것을 내용으로 한다. 이전 실시예와 마찬가지로 솔레노이드(27,29)는 2개가 부착 설치된다.

종래에 작업장 바닥에 설치된 상태에서 유량을 감지하여 냉각수 공급을 차단하던 플로우스위치(51)가 본 발명의 용접건 냉각수 차단장치(1) 내에 설치되는 것이 가장 큰 특징이다. 물론 그의 동작원리는 기존 방식과는 다를 수 있다. 이러한 구성에 의하면 용접건 팁(7,9)의 융착에 의한 분리시 훨씬 신속하게 반응하여 제1밸브(13)를 제어함으로써 용접건(5)으로부터 누수되는 냉각수의 양을 극소화할 수 있게 되는 것이다. 또한 체크밸브(53)를 두어 역류를 방지하는 기능을 수행하도록 한다. 이에 의하면 종전 실시예에서처럼 제2밸브(19, 도 1 또는 도 5 참조)를 둘 필요가 없어 장치의 구성을 더욱 간명하게 할 수 있게 된다. 이하 종전 실시예와 차별되는 것 위주로 하여 더욱 상세하게 설명한다.

제1밸브(13)는 종전 실시예와 동일한 구성과 작용을 한다.

플로우스위치(51)는 냉각수 배출관(11)과 용접건(5) 사이에, 특히 용접건 냉각수 차단장치(1) 내부에 설치된다. 플로우스위치(51)는 용접건의 팁(7,9)이 용접건(5)으로부터 분리됨으로써 용접건 내부의 유체압력이 급격히 저하되는 경우, 이를 감지하여 차단신호를 발생시킨다. 제어부는 플로우스위치(51)로부터 차단신호를 인가받아 제1밸브(13)를 차단하도록 제1솔레노이드(27)를 작동시킨다.

공기압 발생부(25)는 제1밸브(13)가 차단된 상태에서 용접건(5)에 담겨있는 냉각수에 공기압력을 가함으로써 냉각수 배출구(23)를 통해 배출되도록 한다.

체크밸브(53)가 용접건 냉각수 차단장치(1) 내부에 설치된다. 체크밸브(53)는 유체의 일방향으로의 흐름만을 허용함으로써 용접건(5)을 이미 통과한 냉각수가 역류하여 용접건(5)으로 다시금 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다. 체크밸브(53)는 플로우스위치(51)와 용접건(5) 사이에 또는 플로우스위치(51)와 냉각수 배출구(23) 사이에 설치된다.

한편 본 실시예에 의하면, 상기 제1밸브(13) 및 용접건(5)을 통하지 않고 바이패스(bypass)하도록 별도로 냉각수 바이패스관로(55,57)가 더 구비된다. 바이패스관로(55,57)는 용접건(5)과 병렬적으로 설치되는 트랜스(33)에 냉각수를 공급하기 위한 트랜스 냉각용으로 사용되는 것일 수 있다. 따라서 바이패스관로(55,57)는 트랜스(33)를 전후로 하여 인입관로(55)와 배출관로(57)로 구분된다. 바이패스관로(55,57)에는 용접건 팁의 교체 및 분리 여부와 관계없이 계속하여 냉각수가 흐르게 되어 있다.

이하, 본 실시예에 의한 플로우스위치(51)와 체크밸브(53)를 설명한다.

메인배출유로(59)는 제1밸브(13)를 통과한 냉각수가 유입되는 통로로서 중간 지점에 직경이 확장되는 지점을 가지고 있다. 이 지점에는 볼(67, ball)이 안착되는 볼안착면(61, ball seat)이 마련된다.

분기연장유로(69)가 메인배출유로의 중간 지점에서 측방향으로 분기 되어 냉각수 배출구까지 연장된다. 본 실시예에 의하면 이 분기연장유로(69)는 바이패스관로(55,57)중 배출관로(57)에 합류된다.

볼(67)이 볼안착면(61)에 안착될 수 있게끔 메인배출유로(59)에 끼워진다. 볼(67)은 스프링(65)에 의해 볼안착면(61)을 향해 탄성적으로 지지됨으로써 메인배출유로(59)를 개방 또는 차단한다. 스프링(65)의 일단은 볼(67)에 지지되고 타단은 메인배출유로(51)가 끝나는 지점인 벽(63)에 지지된다.

마그네트(69)가 볼안착면(61)에 인접 설치된다. 마그네트(69)는 메인배출유로(59)의 압력이 떨어져 볼(67)이 스프링(65)에 의해 볼안착면(61)에 밀착되었을 경우 이를 감지하여 제어부에 차단신호를 인가한다. 차단신호를 인가받은 제어부는 제1밸브(13)를 동작시켜 냉각수를 차단한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 바이패스관로(55,57)는 메인배출유로(59)의 압력이 저하되어 볼(67)이 볼안착면(61)을 향해 움직이는 순간에 볼(67)의 후면에 압력을 가함으로써 볼(67)로 하여금 신속하고 강하게 볼안착면(61)으로 밀착되도록 연결되어 있다.

이하에서는 위의 구성에 의한 작용을 도 9 내지 도 14를 참조로 하여 설명한다.

도 10은 용접작업이 이루어지고 있는 상태로서 냉각수가 용접건(5)에 공급되고 배출되는 정상상태를 나타낸다. 제1,2솔레노이드(27,29)와 플로우스위치(51)는 오프(off) 상태이다. 제1피스톤(41)은 도면상 상하로 기동하게끔 되어 있으며 그의 형태는 도 8(a)을 참조하면 된다. 냉각수의 압력에 의해 볼(67)이 도면상 우측으로 밀리게 되고 따라서 메인배출유로(59)가 개방되어 냉각수가 냉각수배출구(23)로 빠져나가게 된다.

도 11 내지 12는 용접건 팁을 교체할 때의 상태를 단계별로 도시한다.

도 11은 제1솔레노이드(27)가 작동하여 제1피스톤(41)을 움직임으로써 냉각수의 유입을 차단한 상태를 도시한다. 냉각수의 유입이 차단됨과 동시에 공기압발생부에서 발생한 공기압이 제1밸브(13)로 유입된다. 따라서 볼(67)은 여전히 압력에 의해 메인배출유로(59)를 개방한 상태로 유지되며, 용접건(5)에 잔류하던 냉각수는 공기압에 밀려 모두 빠져나가게 된다.

이후 제2솔레노이드(29)를 작동시키면 공기압의 공급마저 차단되어 도 12의 상태가 된다. 그러면 체크밸브(53)를 구성하는 볼(67)은 스프링(63)에 밀려 메인배출유로(59)를 차단하여 냉각수의 역류를 방지한다. 또한 용접건(5) 내부는 비어있는 상태가 되고 이 상태에서 용접건 팁(7,9)을 교체하면 된다.

도 13 내지 도 14는 용접건 팁(7,9)이 융착에 의해 의도치 않게 분리되었을 때의 상황을 도시한다.

용접건 팁(7,9)이 갑자기 분리되게 되면 누수에 의해 용접건(5)을 포함하여 메인배출유로(59)의 압력이 급격히 저하된다. 그러면 체크밸브(53)가 기동하여 유로를 차단한다. 즉 볼(67)이 스프링(65)에 의해 도면상 좌측으로 밀려 볼안착면(61)에 밀착되어 도 13의 상태가 된다. 이와 동시에 볼(67)과 마그네트(69)가 인접하게 되어 차단신호가 발생하게 된다. 바이패스관로(55,57)에는 냉각수가 변함없이 흐르는 바, 이 냉각수는 볼(67)의 후부를 밀어 차단작용이 더욱 신속하게 일어나도록 돕는다.

제어부는 이 차단신호에 의해 제1,2솔레노이드(27,29)를 작동시켜 용접건 냉각수 차단장치(1)로 유입되는 냉각수 및 공기압을 모두 차단하여 도 14의 상태가 되게 한다.

위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다.

1 : 용접건 냉각수 차단장치 3 : 냉각수 공급관
5 : 용접건 7, 9 : 용접건의 팁
11 : 냉각수 배출관 13, 19 : 제1,2밸브
15 : 냉각수 인입구 17 : 냉각수 투입구
21 : 냉각수 유입구 23 : 냉각수 배출구
25 : 공기압 발생부 27,29 : 제1,2솔레노이드
31 : 세정관 33 : 트랜스
35 : 블록 37,39 : 제1,2메인홀
41,43 : 제1,2피스톤 45,45' : 피스톤헤드
47,47' : 로드 49,49' : 차단대
50 : 공기압 공급구 51 : 플로우스위치
53 : 체크밸브 55, 57 : 바이패스관로
57 : 메인배출유로 65 : 스프링
67 : 볼(ball) 69 : 분기연장유로
C : 냉각수

Claims (10)

1. 냉각수 공급라인과 용접건 사이에 설치되어 용접건의 팁 교환시 용접건에 잔류하고 있던 냉각수가 흘러 떨어지는 것을 방지하기 위한 것으로서;
   냉각수 공급부와 용접건 사이에 설치되어 공기압에 의해 작동하는 것으로서, 냉각수가 유입되는 냉각수 인입구와 냉각수 투입구가 구비되며, 외부 신호에 의해 상기 냉각수 인입구에 인입된 냉각수가 상기 냉각수 투입구를 통해 상기 용접건을 향해 분출되거나 또는 분출되지 못하도록 하는 제1밸브;
   냉각수 배출관과 용접건 사이에 설치되어 공기압에 의해 작동하는 것으로서, 용접건을 순환하고 나온 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구와, 사용된 냉각수를 외부로 반출시키기 위한 냉각수배출구가 구비되며, 외부 신호에 의해 상기 냉각수 유입구에 인입된 냉각수가 상기 냉각수 배출구를 통해 분출되거나 또는 분출되지 못하도록 하는 제2밸브;
   상기 제1,2밸브에 공기압을 공급하기 위한 공기압 발생부;
   상기 공기압 발생부와 상기 제1밸브 사이에 설치됨으로써 상기 제1밸브를 제어하기 위한 제1솔레노이드;
   상기 공기압 발생부와 상기 제2밸브 사이에 설치됨으로써 상기 제2밸브를 제어하기 위한 제2솔레노이드;
   일단은 상기 제2솔레노이드의 공압배출구에 연결되고 타단은 상기 제1밸브의 유압라인에 연결됨으로써, 상기 제1밸브의 오프시 상기 용접건에 담겨있는 냉각수가 공기압에 밀려 상기 제2밸브를 통해 외부로 반출되도록 하는 세정관;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접건 냉각수 차단장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1,2솔레노이드를 시간차이를 두고 순차적으로 작동시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접건 냉각수 차단장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1,2밸브는 하나의 블록 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 용접건 냉각수 차단장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1,2밸브는 용접건에 부착되는 것을 특징으로 하는 용접건 냉각수 차단장치.
   
5. 냉각수 공급라인과 용접건 사이에 설치되어 용접건의 팁 교환시 용접건에 잔류하고 있던 냉각수가 흘러 떨어지는 것을 방지하기 위한 것으로서;
   냉각수 공급부와 용접건 사이에 설치되는 것으로서, 냉각수가 유입되는 냉각수 인입구와 냉각수 투입구가 구비되며, 외부 신호에 의해 상기 냉각수 인입구에 인입된 냉각수가 상기 냉각수 투입구를 통해 상기 용접건을 향해 분출되거나 또는 분출되지 못하도록 하는 제1밸브;
   냉각수 배출관과 용접건 사이에 설치되는 것으로서, 용접건을 순환하고 나온 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구와, 사용된 냉각수를 외부로 반출시키기 위한 냉각수배출구가 구비되며, 외부 신호에 의해 상기 냉각수 유입구에 인입된 냉각수가 상기 냉각수 배출구를 통해 분출되거나 또는 분출되지 못하도록 하는 제2밸브;
   용접건의 팁 교환시 상기 제1밸브를 오프(off)하고 제2밸브를 온(on)함으로써 냉각수가 제1밸브로 유입되지 못하도록 하며, 용접건에 담겨있는 냉각수는 상기 제2밸브를 통해 배출될 수 있도록 하는 제어부;
   상기 제어부가 상기 제1밸브를 오프(off)하고 제2밸브를 온(on)함으로써 냉각수가 제1밸브로 유입되지 못하게 한 상태에서 상기 용접건에 담겨있는 냉각수에 공기압력을 가함으로써 상기 제2밸브의 냉각수 배출구를 통해 배출되도록 하는 공기압 발생부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접건 냉각수 차단장치.
   
6. 냉각수 공급라인과 용접건 사이에 설치되어 용접건의 팁 분리시 상기 용접건에 잔류하고 있던 냉각수가 흘러 떨어지는 것을 방지하기 위한 것으로서;
   냉각수 공급부와 용접건 사이에 설치되는 것으로서, 냉각수가 유입되는 냉각수 인입구와 냉각수 투입구가 구비되며, 외부 신호에 의해 상기 냉각수 인입구에 인입된 냉각수가 상기 냉각수 투입구를 통해 상기 용접건을 향해 분출되거나 또는 분출되지 못하도록 하는 제1밸브;
   냉각수 배출관과 용접건 사이에 설치되는 것으로서 용접건의 팁이 용접건으로부터 분리됨으로써 상기 용접건 내부의 유체압력이 급격히 저하되는 경우, 이를 감지하여 차단신호를 발생시키는 플로우스위치;
   상기 플로우스위치로부터 차단신호를 인가받아 상기 제1밸브를 차단하도록 하는 제어부; 및
   상기 제1밸브가 차단된 상태에서 상기 용접건에 담겨있는 냉각수에 공기압력을 가함으로써 냉각수 배출구를 통해 배출되도록 하는 공기압 발생부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접건 냉각수 차단장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   유체의 일방향으로의 흐름만을 허용함으로써 용접건을 통과한 냉각수가 역류하여 상기 용접건으로 다시금 유입되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 상기 플로우스위치와 용접건 사이에 또는 상기 플로우스위치와 냉각수 배출구 사이에 설치되는 체크밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접건 냉각수 차단장치.
   
8. 제6항에 있어서, 상기 플로우스위치와 체크밸브는;
   상기 제1밸브를 통과한 유체가 유입되는 통로로서 중간에 직경이 확장되는 지점이 있어 볼이 안착되는 볼안착면을 마련하는 메인배출유로;
   상기 메인배출유로의 중간 지점에서 측방향으로 분기 되어 냉각수 배출구까지 연장되는 분기연장유로;
   상기 메인배출유로에 끼워지는 것으로서 스프링에 의해 상기 볼안착면을 향해 탄성적으로 지지됨으로써 상기 메인배출유로를 개방 또는 차단하게 되는 볼(ball);
   상기 볼안착면에 인접 설치되는 것으로서 상기 메인배출유로의 압력이 떨어져 상기 볼이 상기 스프링에 의해 상기 볼안착면에 밀착되었을 경우 이를 감지하여 상기 제어부에 차단신호를 인가하는 마그네트;
   를 포함하는 구성인 것을 특징으로 하는 용접건 냉각수 차단장치.
   
9. 제6항에 있어서, 상기 플로우스위치와 체크밸브는;
   상기 제1밸브를 통과한 유체가 유입되는 통로로서 중간에 직경이 확장되는 지점이 있어 볼이 안착되는 볼안착면을 마련하는 메인배출유로;
   상기 메인배출유로의 중간 지점에서 측방향으로 분기 되어 냉각수 배출구까지 연장되는 분기연장유로;
   상기 메인배출유로에 끼워지는 것으로서 스프링에 의해 상기 볼안착면을 향해 탄성적으로 지지됨으로써 상기 메인배출유로를 개방 또는 차단하게 되는 볼(ball);
   상기 볼안착면에 인접 설치되는 것으로서 상기 메인배출유로의 압력이 떨어져 상기 볼이 상기 스프링에 의해 상기 볼안착면에 밀착되었을 경우 이를 감지하여 상기 제어부에 차단신호를 인가하는 마그네트;를 포함하되;
   상기 제1밸브 및 용접건을 통하지 않고 바이패스(bypass)하도록 별도로 냉각수 바이패스관로가 더 구비되고;
   상기 바이패스관로로 하여금 상기 분기연장유로에 연결되게 하되;
   상기 바이패스관로는, 상기 메인배출유로의 압력이 저하되어 상기 볼이 상기 볼안착면을 향해 움직이는 순간에 상기 볼의 후면에 압력을 가함으로써 상기 볼로 하여금 상기 볼안착면으로 밀착되도록 연결되는 것을 특징으로 하는 용접건 냉각수 차단장치.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 바이패스관로의 중간에는 트랜스가 설치됨으로써; 상기 용접건과 병렬적으로 설치되는 트랜스에 냉각수를 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 용접건 냉각수 차단장치.

Images