KR101780448B1 - 용접용 토치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접을 수행하도록 하는 것이며, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스 및 전극봉과 모재 사이에 아크를 발생시키는 전원을 원활하게 공급하면서 가스 및 전원 케이블을 간편하게 연결할 수 있게 하는 용접용 토치에 관한 것이다.
이와 같은 목적을 해결하기 위해 본 발명은; 용접용 토치로서, 중공의 몸체관(110)을 갖고, 상기 몸체관(110)의 내부에서 전방으로 좁혀지는 제1경사면(112)이 형성되며, 상기 몸체관(110)의 내부 공간에 연결된 제2커넥팅관(120)을 통해 가스 및 전원이 공급되는 본체(100)와; 상기 본체(100)의 내측으로 전극봉(10)이 삽입된 콜렛척(220)을 조립되게 하되, 상기 본체(100)에 콜렛척(220)이 조립되는 과정에서 상기 콜렛척(220)의 외주에 마련된 제2경사부(223)가 상기 제1경사면(112)에 접촉되어 압박되는 작용에 의해 상기 콜렛척(220)에 삽입된 전극봉(10)을 임의 돌출길이로 조절 후 지지고정되게 하는 전극봉 캡(200)과; 상기 전극봉 캡(200)의 타단에 소켓(310)을 이용해 다수의 노즐(320) 중 어느 하나가 연결되어 이루어져 공급되는 가스 및 전원을 이용해 용접을 수행하는 불꽃이 생성되며, 상기 다수의 노즐(320)은 규격화된 화구크기에 대응하여 각기 다른 직경을 갖는 탈착홈(321)이 각각 형성되고, 상기 노즐(320)은 상기 탈착홈(321)에 대응하여 조립가능한 크기로 형성되는 탈착부(312)가 마련되어 상기 탈착홈(321)과 탈착부(312)의 조립구조를 통해 하나의 토치에서 다수의 노즐(320) 중 어느 하나를 교체사용가능하게 하는 헤드(300)를 포함하여 구성된다.

Description

용접용 토치 {Torch for welding}

본 발명은 용접을 수행하도록 하는 것이며, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스 및 전극봉과 모재 사이에 아크를 발생시키는 전원을 원활하게 공급하면서 가스 및 전원 케이블을 간편하게 연결할 수 있게 하는 용접용 토치에 관한 것이다.

일반적으로, 용접은 전기용접, 가스용접 등의 방식을 널리 사용하는데, 그 중 전기, 가스를 동시에 사용하는 티그 용접은 아르곤 또는 헬륨 등의 불활성 가스 속에서 전극봉과 모재 사이에 전원공급에 의한 아크를 발생시켜, 모재를 용접하는 용접방식 중 하나로, 기체 성분의 양이 적고, 청정한 고품질의 용접부를 얻을 수 있어 저온용 강과 내열합금 등의 두꺼운 판재 용접에도 이용되며 높은 인성, 높은 강도의 용접을 수행하는데 적합하다.

이러한 티그 용접은 가스 및 전원을 공급하기 위한 토치를 사용하는데, 그 용접용 토치는 텅스텐 등의 전극봉이 삽입되면서 아크를 발생시켜 용접을 위한 불꽃이 발생하는 노즐과, 불활성 가스 및 전원을 공급하는 케이블이 연결되며 용접을 위한 손잡이가 되는 본체로 구성된다.

예를 들어, 종래 국내공개특허공보 제10-2009-0070579호를 살펴보면, 헤드부, 본체부, 홀더부로 구성되어 있는 용접용 토치에 대하여, 상기 홀더부의 하부 둘레면에 다수개의 통풍구가 형성된 구성이며, 상기 통풍구는 홀더부의 둘레면에 경사를 갖도록 비스듬하게 형성되고, 상기 홀더부 하부에 형성된 통풍구에 대응하도록 용접봉 내부에 연결되어 알곤가스와 전원 및 냉각수 등을 공급하는 공급관이 통풍구가 형성된 위치까지 연장되어 형성된 구조가 제시되어 있다.

그러나 종래에는 개선해야할 기술적 문제점들이 노출되고 있는 상황이다.

이를 살펴보면, 종래의 경우 용접을 위한 토치는 불꽃이 발생하는 노즐의 화구에 대한 크기를 용접대상, 용접면적에 대응하여 토치마다 각기 다른 화구크기의 노즐을 갖도록 규격화시켜 제작하는 구조를 갖기 때문에 토치를 사용하는 작업자는 용접대상, 용접면적에 사용가능한 화구크기를 갖는 하나 이상의 토치를 각각 구비해야하는 번거로움이 있으며 용접대상, 용접면적이 변경되면 그에 맞는 토치를 또 다시 구비해야 함에 따라 추가 비용의 발생을 야기하는 등의 사용성이 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 경우 용접을 위한 토치에서 아크 발생을 위한 전극봉은 콜렛척에 지지되면서 토치 내부로 삽입되는데, 그 전극봉의 지지면적이 보통 점 접촉 형태로 지지되어 이루어지는 구조를 갖게 때문에 토치의 특성상 고열이 발생하면 점 접촉 형태의 전극봉 지지부분에 열 변형이 발생함으로 지지력이 떨어지고, 이에 따라 용접 중 전극봉이 움직일 수 있어 용접을 용이하게 실시할 수 없는 구조적 문제점이 있었다.

또한, 종래의 경우 토치의 노즐 측으로 분사되는 가스는 분사 방향이 전방으로 직선형으로 분사되는 구조를 갖기 때문에 아크 불꽃이 노즐 내부에서 곧바로 발생하여 노즐이 쉽게 고열로 가열되고, 그 가열작용에 의해 본체에 열이 전도됨으로 심하게는 용접을 지속적으로 수행할 수 없으며 본체에서 발생하는 고열에 의해 토치를 사용하는 작업자가 화상을 입거나 화재가 발생하는 등의 안전사고를 야기하는 문제점이 있었다.

국내공개특허공보 제10-2009-0070579호가 제시되어 있다.

본 발명은 종래 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 용접대상, 용접면적에 따른 화구크기의 노즐을 갖는 토치를 각각 구비하지 않도록 하면서, 하나의 토치를 이용해 용접대상, 용접면적에 대응하여 사용할 수 있도록 하여 토치의 범용성에 대한 번거로움을 해소하고, 용접대상, 용접면적이 변경되면 사용하고 있는 토치에서 간편하게 노즐만을 교체사용할 수 있게 하여 추가 비용이 발생하지 않도록 하는 용접용 토치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 토치의 아크 발생을 위한 전극봉의 지지부분에 대한 열 변형을 최소화할 수 있도록 하여 전극봉 지지부분에 대한 지지력의 저하를 방지하고, 이에 따른 전극봉의 움직임을 억제하여 용접을 용이하게 실시할 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 토치에 공급되는 가스를 이용해 자체적인 냉각기능을 수행할 수 있도록 하여 용접을 지속적으로 수행하게 하면서 열전도율을 낮춰 토치를 사용하는 작업자의 화상 및 화재 등의 안전사고를 방지하도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

이와 같은 목적을 해결하기 위해 본 발명은;

용접용 토치로서,

중공의 몸체관을 갖고, 상기 몸체관의 내부에서 전방으로 좁혀지는 제1경사면이 형성되며, 상기 몸체관의 내부 공간에 연결된 제2커넥팅관을 통해 가스 및 전원이 공급되는 본체와;

상기 본체의 내측으로 전극봉이 삽입된 콜렛척을 조립되게 하되, 상기 본체에 콜렛척이 조립되는 과정에서 상기 콜렛의 외주에 마련된 제2경사부가 상기 제1경사면에 접촉되어 압박되는 작용에 의해 상기 콜렛척에 삽입된 전극봉을 임의 돌출길이로 조절 후 지지고정되게 하는 전극봉 캡과;

상기 전극봉 캡의 타단에 소켓을 이용해 다수의 노즐 중 어느 하나가 연결되어 이루어져 공급되는 가스 및 전원을 이용해 용접을 수행하는 불꽃이 생성되며, 상기 다수의 노즐은 규격화된 화구크기에 대응하여 각기 다른 직경을 갖는 탈착홈이 각각 형성되고, 상기 노즐은 상기 탈착홈에 대응하여 조립가능한 크기로 형성되는 탈착부가 마련되어 상기 탈착홈과 탈착부의 조립구조를 통해 하나의 토치에서 다수의 노즐 중 어느 하나를 교체사용가능하게 하는 헤드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 용접용 토치를 제공한다.

이러한 본 발명에 따르면, 용접대상, 용접면적에 대응하여 각기 다른 화구크기를 갖는 다수의 노즐을 하나의 토치에서 교체사용할 수 있도록 노즐의 규격화된 크기에 대응제작되는 소켓을 이용해 하나의 토치에 다수의 노즐이 연결가능하게 구조를 개선함에 따라 하나의 토치를 이용해 각기 다른 용접대상, 용접면적에 대응하여 노즐을 교체사용함으로 토치의 범용성이 향상되고, 용접대상, 용접면적이 변경되면 사용하고 있는 토치에서 간편하게 화구크기만을 변경하여 추가 비용이 발생하지 않는 효과가 있다.

또한, 토치의 아크 발생을 위한 전극봉을 면 접촉형태로 토치에 지지되게 하는 콜렛척을 마련하여 구조를 개선함에 따라 면 접촉형태의 콜렛척에 의해 전극봉의 지지면적이 넓어짐으로 전극봉의 지지부분이 고열에 의해 쉽게 열 변형되지 않아 지지력의 저하를 방지하고, 이에 따른 전극봉의 움직임을 억제하여 용접을 용이하게 실시가능한 또 다른 효과가 있다.

또한, 토치의 노즐로 분사되는 가스를 노즐의 내벽으로 분사시켜 냉각을 겸할 수 있게 하는 경사형 분사구를 마련하여 구조를 개선함에 따라 자체적인 냉각기능을 수행하여 용접을 지속적으로 수행하게 하면서 열전도율을 낮춰 토치를 사용하는 작업자의 화상 및 화재 등의 안전사고를 방지하는 또 다른 효과가 있다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 용접용 토치에 대한 각부 구성도.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 용접용 토치에 대한 각부 구성도.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 용접용 토치에 대한 각부 구성도.

본 발명에 따른 용접용 토치를 첨부된 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

한편, 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하거나 속하지 아니한 기술분야에서 광범위하게 널리 알려져 사용되고 있는 구성요소에 대해서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 하며, 이는 불필요한 설명을 생략함과 더불어 이에 따른 본 발명의 요지를 더욱 명확하게 전달하기 위함이다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 각 실시 예에 따른 용접용 토치를 설명하기 위해 도시한 도면들이다.

이에 따른 토치(1)를 개략적으로 살펴보면, 가스 및 전원이 공급되는 본체(100)와, 전극봉(10)을 임의 돌출길이로 조절 후 지지고정되게 하는 전극봉 캡(200)과, 공급되는 가스 및 전원을 이용해 용접을 수행하는 불꽃이 생성되며, 하나의 토치(1)에서 다수의 노즐(320) 중 어느 하나를 교체사용가능하게 하는 헤드(300)를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 기본구성으로서, 제1 실시 예에 따른 용접용 토치에 대한 각부 구성으로 도 1 내지 도 2를 참고로 구체적으로 설명한다. 도 1은 토치의 측단면도, 도 2는 토치의 분해도이다.

먼저, 상기 본체(100)는;

중공의 몸체관(110)을 갖고, 상기 몸체관(110)의 내부에서 전방으로 좁혀지는 제1경사면(112)이 형성되며, 상기 몸체관(110)의 내부 공간에 연결된 제2커넥팅관(120)을 통해 가스 및 전원이 공급되게 하는 것이다.

본 발명의 기본 실시 예에 따른 본체(100)는; 몸체관(110), 제2커넥팅관(120), 제1커버(130), 구획링(140), 커넥터(150)로 구성된다.

예를 들면, 상기 본체(100)는; 전방 외측에 헤드(300)의 결합을 위한 제1수나사(113)가 형성되고, 후방 내측에 전극봉 캡(200)의 결합을 위한 제1암나사(114)가 형성되며, 중앙에 전방으로 좁혀지는 제1경사면(112)이 형성된 몸체관(110)을 더 포함한다.

상기 몸체관(110)은, 중공의 관으로 전기전도성이 우수한 금속 재질로 제작되는데, 바람직하게는 황동이다. 상기 몸체관(110)의 중앙 측벽에는 제2커넥팅관(120)의 연결을 위한 유로(111)가 관통형성된다. 상기 유로(111)의 인접한 내주에는 상기 제1경사면(112)이 형성되는데, 상기 제1경사면(112)은 전방으로 점차 좁혀지는 경사면을 갖는 형태로 벤츄리효과를 유도하여 상기 유로(111)를 통해 유입되는 가스의 유속을 상승시켜 가스 흐름을 원활하게 하는 것이다.

또한, 상기 본체(100)는; 상기 몸체관(110)의 유로(111)에 관로(123)로 내부 공간에 연결되며, 내측 안쪽에 제1케이블(160)의 제1연결부(161a)가 접속되는 제2연결부(121)가 상향 경사면으로 형성되고, 상기 제2연결부(121)의 하부로 제1커넥팅관(170)의 제2수나사(172)가 체결되는 제2암나사(122)가 형성되며, 커넥터(150)를 통해 접속되는 제1,2케이블(160,180)의 가스 및 전원을 공급시키는 제2커넥팅관(120)을 더 포함한다.

상기 제2커넥팅관(120)은, 중공의 관로로 상기 몸체관(110)과 동일 재질로 제작되는데 상기 몸체관(110)의 유로(111)에 연결되는 관로(123)를 길게 형성하여 용접을 수행하는 작업자가 손으로 파지하는 공간을 제공한다. 상기 제2커넥팅관(120)의 하부 내측 제2암나사(122)로 형성된 관형 안쪽 부분에는 제2연결부(121)가 상향 경사면으로 형성되는데 상기 제2연결부(121)는 제1케이블(160)의 제1연결부(161a)를 감싸서 완벽히 밀착되도록 라운드 형태의 경사면인 것이 바람직하고, 상기 제2연결부(121)는 관로(123)와 연결되어 공급되는 가스를 관로(123)를 통해 상기 몸체관(110)의 유로(111)로 유입되게 한다.

또한, 상기 본체(100)는; 상기 몸체관(110)과 제2커넥팅관(120)을 감싸는 절연기능을 하는 제1커버(130)를 더 포함한다.

상기 제1커버(130)는, 상기 몸체관(110) 및 제2커넥팅관(120) 전체를 임의 두께로 감싸서 형성되는 공급되는 전원 및 용접 중 발생하는 열에 대한 절연을 위해 고무 또는 우레탄과 같은 비금속 재질로 제작된다. 상기 제1커버(130)는 작업자가 직접 파지하는 부분이 된다.

또한, 상기 본체(100)는; 헤드(300)의 소켓(310)이 조립되는 부분의 사이로 열전도성이 낮은 비금속재질로 이루어져 삽입되어 상기 헤드(300)로부터의 열전도 시간을 늦추는 구획링(140)을 더 포함한다.

상기 구획링(140)은, 상기 몸체관(110)의 제1수나사(113)에 끼움결합되도록 중앙이 관통된 원형 판재로 제작되고, 절연을 위해 비금속재질로 이루어지는 바람직하게는 합성수지이고, 상기 제1수나사(113)에 조립되는 소켓(310)과 몸체관(110) 사이를 구획시켜 헤드(300)에서 전달되는 열을 지연시키는 기능을 한다.

또한, 상기 본체(100)는; 가스가 유입되는 제1케이블(160) 및, 전기가 흐르는 제2케이블(180)이 서로 동축형태로 연결되어 이루어지되, 상기 동축형태로 연결된 제1케이블(160) 및 제2케이블(180)을 본체(100)의 제2커넥팅관(120)에 접속시켜 가스와 전원을 본체(100)에 공급되게 하는 커넥터(150)를 더 포함한다.

상기 커넥터(150)는 동축형태로 서로 연결된 제1케이블(160) 및 제2케이블(180)을 동시에 몸체관(110)에 연결하는 기능을 한다.

여기서, 상기 커넥터(150)는, 제2커넥팅관(120)의 내측 제2연결부(121)에 접속되는 제1연결부(161a)가 상부에 상향경사면으로 마련되고, 그 하부로 제1압박부(161b)가 하향경사면으로 마련된 머리(161)를 갖고, 상기 머리(161)의 하부로 돌출된 연결대(162)에 제1호스(163)가 연결되면서 가스가 유입되어 토치(1)에 가스를 공급시키는 제1케이블(160)과;

상기 제1호스(163)에 도선(181)의 중앙 부분이 동축형태로 끼워져 연결되되, 상기 도선(181)이 상기 제2커넥팅관(120)에 전기접속되어 전원을 토치(1)에 공급시키는 제2케이블(180)과;

상기 제1,2케이블(160,180)이 동축형태로 중앙에 관통삽입되는데, 상기 제2커넥팅관(120)의 내측 제2암나사(122)에 제2수나사(172)를 이용해 체결되되, 상기 제2수나사(172)의 상부 제2압박부(171)가 상기 제1케이블(160)의 머리(161)를 밀어 상기 제1연결부(161a)와 제2연결부(121)를 상호 밀착시켜 제1케이블(160)을 접속되게 하고, 상기 제1압박부(161b)와 제2압박부(171) 사이로 도선(181)이 끼워져 고정되어 상기 제2케이블(180)을 접속되게 하는 제1커넥팅관(170)을 더 포함한다.

상기 제1케이블(160)은, 머리(161)와 상기 머리(161)의 하부 연결대(162)는 황동재질로 제작하며, 상기 머리(161)는 상부에 제1연결부(161a)가 상향 경사면으로 형성되고, 상기 제1연결부(161a)의 하부로 제1압박부(161b)가 하향경사면으로 형성되는 한편, 상기 제1압박부(161b)의 하부 끝단에 연결대(162)가 머리(161)의 중앙 관로에 연결되어 이루어진다. 상기 연결대(162)의 외주에는 가스 공급을 위한 제1호스(163)가 끼움결합되어 가스를 연결대(162)를 통해 머리(161)를 거쳐 제1커넥팅관(170)으로 유입되게 한다.

상기 제2케이블(180)은, 전기가 흐르는 도선(181)의 외주에 제2호스(182)가 마련되어 이루어지며, 상기 도선(181)의 중앙으로 상기 제1호스(163)가 삽입됨으로 상기 제1케이블(160)과 제2케이블(180)이 동축형태로 하나의 라인으로 구비되며, 상기 도선(181)의 끝 부분은 제1케이블(160)의 머리(161) 부분까지 위치되면서 제1압박부(161b)를 감싸는 형태가 된다.

상기 제1커넥팅관(170)은, 중공의 관으로 황동재질로 제작되는데, 상기 제1커넥팅관(170)의 상부 외주에 상기 제2커넥팅관(120)의 제2암나사(122)에 체결디는 제2수나사(172)가 형성되고, 상기 제2수나사(172)의 상단에 제2압박부(171)가 하향 경사면으로 형성됨으로 상기 제1커넥팅관(170)이 제2커넥팅관(120)에 조립되면 상기 제1압박부(161b)와 제2압박부(171)가 경사면으로 서로 접촉되면서 압박력이 작용하고 그 사이에 삽입된 도선(181)이 압박고정되어 도선(181)의 전기를 제2커넥팅관(120)을 통해 몸체관(110)으로 흐르게 한다.

이때, 상기 제1압박부(161b)와 제2압박부(171) 사이에 고정되어 돌출되는 도선(181)의 나머지 부분은 상기 제2암나사(122)와 제2수나사(172)의 체결부 사이에 나선으로 감기면서 완전히 고정된다.

따라서 본 발명은 동축형태의 제1케이블, 제2케이블(180)을 동시에 연결하는 커넥터(150)를 더 부가함에 따라 하나의 관형 라인이 토치(1)에 연결됨으로 가스 및 전원 공급을 위한 케이블 연결이 매우 간편하고, 토치(1)의 전체적인 구조 역시 단순화되어 토치(1)의 제작에 따른 생산성이 향상되게 된다.

또한, 전원 공급을 위한 제2케이블(180)의 도선(181)이 제1압박부(161b)와 제2압박부(171) 사이에 끼워져 고정됨으로 전원 접속되는 구조를 더 부가함에 따라 용접 중 움직임에 의한 응력이 도선(181)의 연결부분으로 집중되지 않아 도선(181)이 쉽게 끊어지지 않고, 노후 등에 의해 혹시나 도선(181)이 손상되어도 제1케이블(160)을 전체적으로 절단 후 동축형태로 제1케이블(160)에 다시 간편하게 연결하여 사용함에 따라 유비보수의 효율이 좋게 된다.

그리고, 상기 전극봉 캡(200)은;

상기 본체(100)의 내측으로 전극봉(10)이 삽입된 콜렛척(220)을 조립되게 하되, 상기 본체(100)에 콜렛척(220)이 조립되는 과정에서 상기 콜렛척(220)의 외주에 마련된 제2경사부(223)가 상기 제1경사면(112)에 접촉되어 압박되는 작용에 의해 상기 콜렛척(220)에 삽입된 전극봉(10)을 임의 돌출길이로 조절 후 지지고정되게 하는 것이다.

본 발명의 기본 실시 예에 따른 전극봉 캡(200)은; 조인트(210), 콜렛척(220), 제2커버(230)로 구성된다.

예를 들면, 상기 전극봉 캡(200)은; 본체(100)의 몸체관(110)에 체결되는 작용을 통해 콜렛척(220)을 몸체관(110)의 내부로 조립하여 몸체관(110) 내부에 제1경사면(112)을 이용한 압박작용을 유도하는 조인트(210)를 더 포함한다.

상기 조인트(210)는, 중공의 관으로 내측으로 전극봉(10)의 일부가 삽입될 수 있게 제작되며, 전방 외주에 형성된 제3수나사(212)를 이용해 상기 본체(100)의 몸체관(110)에 마련된 제1암나사(114)에 체결될 수 있고, 상기 제3수나사(212)의 내주에 형성된 제3암나사(211)에 콜렛척(220)의 제4수나사(221)가 체결되면서 조인트(210)와 콜렛척(220)을 서로 조립하게 한다. 상기 조인트(210)의 후방에는 제2커버(230)의 결합을 위해 돌출된 관 부분을 갖는다.

또한, 상기 전극봉 캡(200)은; 상기 조인트(210)를 통해 본체(100)의 몸체관(110) 내부로 조립되되, 상기 몸체관(110) 내부의 제1경사면(112)에 밀착되면서 압박력이 작용하면 내부로 삽입된 전극봉(10)을 임의 돌출길이로 조절 후 고정되게 지지하는 콜렛척(220)을 더 포함한다.

여기서, 상기 콜렛척(220)은, 내부로 전극봉(10)이 삽입되도록 관통된 삽입구멍(222) 및, 상기 삽입구멍(222)의 전방으로 방사형으로 형성된 파단홈(225)을 통해 형성되어 본체(100)의 몸체관(110) 내부에 마련된 제1경사면(112)의 압박작용에 의해 안쪽으로 오므리는 작동을 하는 제2경사부(223)를 갖고, 상기 제2경사부(223)의 내측에는 전방으로 점차 넓혀지는 경사면을 갖음으로 상기 제2경사부(223)가 오므리는 작동을 하면 상기 전극봉(10)의 외주에 면 접촉형태로 지지되어 고정력이 발휘되게 하는 접촉부(224)를 갖는다.

이때, 상기 제2경사부(223)가 오므리는 작동을 하면 접촉부(224)의 경사 구조에 의해 전극봉(10)의 외주에 넓은 면적으로 면 접촉되어 지지될 수 있어 고정력이 향상되게 된다. 상기 콜렛척(220)에 지지되는 전극봉(10)은 첨예한 부분을 갖는 핀형 봉으로 아크 방전을 위해 널리 사용됨으로 이에 대한 설명은 생략한다.

따라서 본 발명은 콜렛척(220)을 더 부가함에 따라 면 접촉형태의 콜렛척에 의해 전극봉(10)의 지지면적이 넓어짐으로 전극봉(10)의 지지부분이 고열에 의해 쉽게 열 변형되지 않아 지지력의 저하를 방지하고, 이에 따른 전극봉(10)의 움직임을 억제하여 용접을 용이하게 실시가능하게 한다.

또한, 상기 전극봉 캡(200)은; 상기 조인트(210) 후방에 고정결합되며, 상기 조인트(210)를 제3수나사(212) 및 제1암나사(114)를 따라서 나선회전시키는 작용으로 본체(100)에 결합되는 위치를 전후 가변하면서 콜렛척(220)이 전극봉(10)을 지지하는 압박력을 조절되게 하는 제2커버(230)를 더 포함한다.

상기 제2커버(230)는, 봉 형태로 조인트(210)의 후방에 결합되는데, 상기 조인트(210)를 회전시킬 수 있어 제3수나사(212) 및 제2암나사(122)를 따라 조인트(210)가 본체(100)에 결합되는 위치가 가변되고, 그 위치가변에 따라 콜렛척(220)의 제2경사부(223)가 몸체관(110)의 제1경사면(112)에 밀착되는 위치가 변하면서 압박력이 조절된다. 상기 압박력의 조절에 따라 전극봉(10)의 지지력이 증감됨으로 전극봉(10)의 고정 위치를 간편하게 바꿀 수 있게 된다.

그리고, 상기 헤드(300)는;

상기 전극봉 캡(200)의 타단에 소켓(310)을 이용해 다수의 노즐(320) 중 어느 하나가 연결되어 이루어져 공급되는 가스 및 전원을 이용해 용접을 수행하는 불꽃이 생성되며, 상기 다수의 노즐(320)은 규격화된 화구크기에 대응하여 각기 다른 직경을 갖는 탈착홈(321)이 각각 형성되고, 상기 노즐(320)은 상기 탈착홈(321)에 대응하여 조립가능한 크기로 형성되는 탈착부(312)가 마련되어 상기 탈착홈(321)과 탈착부(312)의 조립구조를 통해 하나의 토치에서 다수의 노즐(320) 중 어느 하나를 교체사용가능하게 하는 것이다.

본 발명의 기본 실시 예에 따른 헤드(300)는; 소켓(310), 노즐(320)로 구성된다.

예를 들면, 상기 헤드(300)는; 규격화된 화구크기에 대응하여 각기 다른 직경을 갖는 다수의 노즐(320)을 본체(100)에 연결되게 하는 소켓(310)을 더 포함한다.

상기 소켓(310)은, 중공의 관체로 제작되는데, 그 외주에 다수의 노즐(320)에 각기 다른 직경으로 형성되는 탈착홈(321)에 대응하여 탈착부(312)가 체결가능한 크기로 가변하면서 나선으로 형성되고, 상기 탈착부(312)의 내주로 상기 본체(100)의 제1수나사(113)에 체결되는 제4암나사(311)가 형성된다.

여기서, 상기 소켓(310)은, 노즐(320)의 내벽에 대하여 비스듬한 경사방향으로 관통되는 경사구(313) 및 노즐(320)의 내벽에 대하여 직각 방향으로 관통되는 직각구(314)를 더 포함하고, 상기 경사구(313) 및 직각구(314)를 통해 본체(100)에 공급되는 가스가 노즐(320)의 내벽으로 분사되어 가스를 이용한 노즐(320)의 냉각기능을 수행하는 것을 더 포함한다.

상기 경사구(313)는 노즐(320)의 내측 측벽으로 공급되는 가스를 비스듬하게 분사시켜 가스의 자체 온도에 의한 노즐(320)의 냉각을 수행하게 하고, 상기 직각구(314)는 노즐(320)의 내측 측벽으로 공급되는 가스를 직각으로 분사시켜 가스의 자체 온도에 의한 노즐(320)의 냉각을 수행하게 한다.

이때, 상기 소켓(310)의 전방에는 가스를 노즐(320) 전방으로 분사하는 측구(315)가 형성되고, 상기 측구(315)는 아크 방전을 위한 가스 공급을 원활하게 수행되게 하는 것이다.

사용자의 선택에 따라 상기 경사구(313) 또는 측구(315) 중 어느 하나를 선택사용하거나, 상기 경사구(313)와 측구(315)를 동시에 사용할 수 있다.

따라서 본 발명은 경사구(313), 직각구(314)를 갖는 소켓(310)을 더 부가함에 따라 자체적인 냉각기능을 수행하여 용접을 지속적으로 수행하게 하면서 열전도율을 낮춰 토치(1)를 사용하는 작업자의 화상 및 화재 등의 안전사고를 방지하게 된다.

이때, 상기 탈착부(312)는 도 2에서 도시한 바와 같이 노즐(320)의 각기 다른 직경의 탈착홈(321)에 대응함으로 가변적으로, 여러 크기의 탈착부(312)를 갖는 소켓(310)을 해당하는 노즐(320)에 대응하여 개별적 구비하여 노즐(320)의 교체를 수행하게 된다.

따라서 본 발명은 용접대상, 용접면적에 대응하여 각기 다른 화구크기를 갖는 다수의 노즐(320)을 하나의 토치(1)에서 교체사용할 수 있도록 노즐(320)의 규격화된 크기에 대응제작되는 소켓(310)을 이용해 하나의 토치(1)에 다수의 노즐(320)이 연결가능하게 가변식의 소켓(310)을 부가함에 따라 하나의 토치(1)를 이용해 각기 다른 용접대상, 용접면적에 대응하여 다수의 노즐(320) 중 어느 하나를 교체사용함으로 토치(1)의 범용성이 향상되고, 용접대상, 용접면적이 변경되면 사용하고 있는 토치(1)에서 간편하게 화구크기만을 변경하여 추가 비용이 발생하지 않게 된다.

또한, 상기 헤드(300)는; 가스 및 전원 공급에 의한 전극봉(10)의 아크 방전으로 불꽃이 생성되는 화구가 되는 노즐(320)을 더 포함한다.

상기 노즐(320)은, 중공의 관으로 고열이 발생함으로 내열성이 우수한 재질로 제작되는데, 바람직하게는 세라믹이다. 상기 노즐(320)은 규격화된 화구크기에 대응하여 각기 다른 직경의 나선인 탈착홈(321)을 갖도록 다수의 노즐(320)을 구비하고, 상기 탈착홈(321)과 탈착부(312)의 조립구조를 통해 하나의 토치에서 다수의 노즐(320) 중 어느 하나를 교체사용가능하게 한다.

한편, 본 발명의 또 다른 구성으로서, 제2 실시 예에 따른 용접용 토치에 대한 각부 구성을 도 3을 참고로 구체적으로 설명한다.

예를 들면, 전술한 구조로 이루어진 토치(1) 중 상기 헤드(300)는; 노즐(320)의 내부로 오목한 공간을 갖도록 노즐(320)의 측벽에 형성되어 소켓(310)으로부터 분사되는 가스가 오목한 공간에 부딪혀 와류를 형성하게 하는 오목공간부(322)를 더 포함한다.

상기 오목공간부(322)는, 노즐(320)의 측벽 내주에 오목한 홈으로 형성되어 이루어지며, 소켓(310)의 경사구(313) 및 직각구(314)를 통해 분사되는 가스가 상기 오목공간부(322)에 부딪히면서 노즐(320)의 내부 공간으로 와류를 형성하면서 노즐(320) 전방으로 배출됨으로 노즐(320) 내부의 와류에 의해 가스를 이용한 냉각효율이 향상되는 동시에, 노즐(320)의 전방 개구부로부터 유입되는 외부 공기를 차단하여 아크 방전의 효율 역시 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 또 다른 구성으로서, 제3 실시 예에 따른 용접용 토치에 대한 각부 구성을 도 4를 참고로 구체적으로 설명한다.

예를 들면, 전술한 구조로 이루어진 토치(1) 중 상기 커넥터(150)는 제1케이블(160)을 구성하는 머리(161)의 상단에 제2커넥팅관(120)의 관로(123) 내부로 끼워져 삽입됨으로 가스 공급의 기밀을 유지하게 하는 돌기(161c)를 더 포함한다.

상기 돌기(161c)는, 제1케이블(160)의 머리(161) 상단 중앙에 중공을 갖으면서 관 형으로 일체로 돌출형성되는데, 그 크기는 상기 제2커넥팅관(120)의 관로(123) 크기에 대응되고, 상기 돌기(161c)의 상단 둘레에 라운드 면 형태의 가이드부(161d)를 갖음으로 상기 관로(123)에 보다 용이하게 끼워져 삽입될 수 있게 한다. 상기 돌기(161c)는 관로(123)의 내측으로 억지 끼움 형태로 삽입됨이 바람직한 것이다.

이때, 상기 돌기(161c)가 관로(123)의 내측에 끼워져 머리(161)가 접속됨으로 가스가 공급되는 관로의 연결부분이 중첩으로 이루어져 기밀을 유지할 수 있고, 커넥터(150)를 이용한 연결부분의 가스 누출을 차단하게 된다.

이상 설명한 바와 같이. 본 발명은 특정의 바람직한 실시 예를 예시한 설명과 도면으로 표현하였으나, 여기서 사용하는 용어들은 본 발명을 용이하게 설명하기 위함이며, 이 용어들에 대한 의미 한정이나, 특허청구범위에 기재된 범위를 제한하기 위함이 아니며,

본 발명은 상기한 실시 예에 따른 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경 및 개조, 수정 등이 가능할 수 있음을 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

1; 토치 100; 본체
110; 몸체관 120; 제2커넥팅관
130; 제1커버 140; 구획링
150; 커넥터 200; 전극봉 캡
210; 조인트 220; 콜렛척
300; 헤드 310; 소켓
320; 노즐

Claims (5)

1. 용접용 토치로서,
   중공의 몸체관(110)을 갖고, 상기 몸체관(110)의 내부에서 전방으로 좁혀지는 제1경사면(112)이 형성되며, 상기 몸체관(110)의 내부 공간에 연결된 제2커넥팅관(120)을 통해 가스 및 전원이 공급되는 본체(100)와;
   상기 본체(100)의 내측으로 전극봉(10)이 삽입된 콜렛척(220)을 조립되게 하되, 상기 본체(100)에 콜렛척(220)이 조립되는 과정에서 상기 콜렛척(220)의 외주에 마련된 제2경사부(223)가 상기 제1경사면(112)에 접촉되어 압박되는 작용에 의해 상기 콜렛척(220)에 삽입된 전극봉(10)을 임의 돌출길이로 조절 후 지지고정되게 하는 전극봉 캡(200)과;
   상기 전극봉 캡(200)의 타단에 소켓(310)을 이용해 다수의 노즐(320) 중 어느 하나가 연결되어 이루어져 공급되는 가스 및 전원을 이용해 용접을 수행하는 불꽃이 생성되며, 상기 다수의 노즐(320)은 규격화된 화구크기에 대응하여 각기 다른 직경을 갖는 탈착홈(321)이 각각 형성되고, 상기 노즐(320)은 상기 탈착홈(321)에 대응하여 조립가능한 크기로 형성되는 탈착부(312)가 마련되어 상기 탈착홈(321)과 탈착부(312)의 조립구조를 통해 하나의 토치에서 다수의 노즐(320) 중 어느 하나를 교체사용가능하게 하는 헤드(300)를 포함하여 구성되고,
   상기 본체(100)는, 가스와 전원을 본체(100)에 공급되게 하는 커넥터(150)를 더 포함하며,
   상기 커넥터(150)는, 제2커넥팅관(120)의 내측 제2연결부(121)에 접속되는 제1연결부(161a)가 상부에 상향경사면으로 마련되고, 제1연결부(161a) 하부로 제1압박부(161b)가 하향경사면으로 마련된 머리(161)를 갖고, 상기 머리(161)의 하부로 돌출된 연결대(162)에 제1호스(163)가 연결되면서 가스가 유입되어 토치(1)에 가스를 공급시키는 제1케이블(160)과;
   상기 제1호스(163)에 도선(181)의 중앙 부분이 동축형태로 끼워져 연결되되, 상기 도선(181)이 상기 제2커넥팅관(120)에 전기접속되어 전원을 토치(1)에 공급시키는 제2케이블(180)과;
   상기 제1,2케이블(160,180)이 동축형태로 중앙에 관통삽입되는데, 상기 제2커넥팅관(120)의 내측 제2암나사(122)에 제2수나사(172)를 이용해 체결되며, 상기 제2수나사(172)의 상부로 마련된 제2압박부(171)가 상기 제1케이블(160)의 머리(161)를 밀어 상기 제1연결부(161a)와 제2연결부(121)를 상호 밀착시켜 제1케이블(160)을 접속되게 하고, 상기 제1압박부(161b)와 제2압박부(171) 사이로 도선(181)이 끼워져 고정되어 상기 제2케이블(180)을 접속되게 하는 제1커넥팅관(170)을 더 포함한 용접용 토치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 콜렛척(220)은, 내부로 전극봉(10)이 삽입되도록 관통된 삽입구멍(222) 및, 상기 삽입구멍(222)의 전방으로 방사형으로 형성된 파단홈(225)을 통해 형성되어 본체(100)의 몸체관(110) 내부에 마련된 제1경사면(112)의 압박작용에 의해 안쪽으로 오므리는 작동을 하는 제2경사부(223)를 더 포함하고,
   상기 제2경사부(223)의 내측에는 전방으로 점차 넓혀지는 경사면을 갖음으로 상기 제2경사부(223)가 오므리는 작동을 하면 상기 전극봉(10)의 외주에 면 접촉형태로 지지되어 고정력이 발휘되게 하는 접촉부(224)를 더 포함한 용접용 토치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 소켓(310)은, 노즐(320)의 내벽에 대하여 비스듬한 경사방향으로 관통되는 경사구(313) 및 노즐(320)의 내벽에 대하여 직각 방향으로 관통되는 직각구(314)를 더 포함하고,
   상기 경사구(313) 및 직각구(314)를 통해 본체(100)에 공급되는 가스가 노즐(320)의 내벽으로 분사되어 가스를 이용한 노즐(320)의 냉각기능을 수행하는 것을 더 포함한 용접용 토치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 본체(100)는, 헤드(300)의 소켓(310)이 조립되는 부분의 사이로 열전도성이 낮은 비금속재질로 이루어져 삽입되어 상기 헤드(300)로부터의 열전도 시간을 늦추는 구획링(140)을 더 포함한 용접용 토치.
5. 삭제

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