KR101867685B1 - 용접용 토치 - Google Patents

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Abstract

용접용 토치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 용접용 토치는 토치부와, 토치부와 결합되고, 용접재료가 공급되는 공급관로부와, 공급관로부로의 용접재료의 공급을 조절하는 토치손잡이부와, 토치손잡이부와 연결되고, 공급관로부를 둘러싸는 가이드부 및 공급관로부가 가이드부 내부에서 이동할 수 있도록 공급관로부에 동력을 전달하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

용접용 토치{WELDING TORCH}
본 발명은 용접용 토치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접 진행 시 위빙이 가능하여 용접 작업을 개선시키는 용접용 토치에 관한 것이다.
일반적으로 조선용 선박, 해양플랜트, 건축 및 교량용 용접구조물과 같이 대형 구조물에 용접사가 토치를 사용하여 수동으로 용접하는 방법이 주로 사용되고 있다. 이러한 용접법은 용접사가 용접 개소 및 위치에 따라 다양하게 용접할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 배경기술은 등록특허공보 제10-1124483호(2012.02.29 등록, 발명의 명칭: 이산화탄소 용접 토치)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 용접용 토치의 위빙이 가능한 용접용 토치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 용접용 토치는: 토치부; 상기 토치부와 결합되고, 용접재료가 공급되는 공급관로부; 상기 공급관로부로의 상기 용접재료의 공급을 조절하는 토치손잡이부; 상기 토치손잡이부와 연결되고, 상기 공급관로부를 둘러싸는 가이드부; 및 상기 공급관로부가 상기 가이드부 내부에서 이동할 수 있도록 상기 공급관로부에 동력을 전달하는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가이드부는 내부가 중공인 외부하우징;을 포함하고, 상기 공급관로부는 상기 외부하우징의 내부에서 슬라이드 이동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동부는, 상기 외부하우징에 설치되고, 상기 공급관로부에 동력을 제공하는 구동모터부; 및 상기 공급관로부와 연결되고, 상기 구동모터부와 접촉되는 내부하우징;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동모터부는, 동력을 발생시키는 구동모터본체;와 상기 구동모터본체와 연결되며, 회전 가능한 피니언기어부;를 포함하고, 상기 내부하우징은, 상기 피니언기어부와 맞물리는 랙기어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외부하우징은 상기 내부하우징의 이동을 안내하는 이동가이드부;를 포함하고, 상기 내부하우징은 상기 이동가이드부에 안착되고 회전이 가능한 롤러부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 용접용 토치는, 상기 구동모터부와 연결되고, 상기 공급관로부의 이동 폭을 조절하는 제어부를 더 포함하고, 상기 토치손잡이부는, 상기 제어부에 전기적 신호를 전달하여 상기 공급관로부의 이동을 제어하는 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 용접용 토치는, 상기 공급관로부와 상기 토치손잡이부를 연결하고, 상기 공급관로부의 이동이 가능하도록 신축성 있는 플랙시블 재질로 이루어지는 연결부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 용접용 토치는 공급관로부의 이동으로 자동 위빙이 가능하여 용접 작업 시 일정한 용접 폭으로 용접할 수 있다.
또한, 외부하우징에 설치되는 이동가이드부와 내부하우징에 장착되는 롤러부로 인하여 공급관로부가 안정적으로 이동되도록 한다.
또한, 스위치부로 제어부에 전기적 신호를 전달하여 사용자가 위빙 속도, 위빙 폭 등을 조절할 수 있다.
또한, 공급관로부의 자동 위빙으로 인하여 사용자가 직접 위빙하지 않아도 되므로 용접작업 시 사용자가 느끼는 피로감이 감소되는 효과가 있다.
또한, 일정한 폭으로 위빙이 가능하여 용접구간 전체를 일정하게 용접할 수 있어 용접결함을 사전에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위빙이 가능한 용접용 토치를 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 A-A’단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위빙이 가능한 용접용 토치의 평단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부하우징이 좌측으로 이동한 상태를 도시한 상태도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부하우징이 우측으로 이동한 상태를 도시한 상태도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부를 도시한 블록 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 용접용 토치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위빙이 가능한 용접용 토치(1)를 도시한 측단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 A-A’단면을 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위빙이 가능한 용접용 토치(1)의 평단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 토치(1)는 토치부(100), 공급관로부(200), 토치손잡이부(300), 가이드부(400), 구동부(500), 연결부(600), 제어부(700)을 포함한다.
토치부(100)에는 용접 팁(도면부호 미설정)과 가스디퓨저(도면부호 미설정) 등이 설치된다. 용접 팁을 통해 용접 와이어 등의 용접재료(10)가 공급되고, 가스디퓨저에서 쉴드 가스(도면 미도시)가 분사되고, 용접이 이루어지게 된다.
공급관로부(200)는 토치부(100)와 결합되고, 용접재료(10)가 공급되도록 형성된다. 공급관로부(200)는 토치부(100)와 탈착이 가능하도록 형성될 수 있고, 일체로 결합되도록 형성될 수 있다. 공급관로부(200) 내부로 용접재료(10)와 가스가 공급된다.
이산화탄소 등의 쉴드 가스는 공급관로부(200)와 별도의 관로를 통하여 토치부(100)에 연결되어 공급될 수 있다.
토치손잡이부(300)는 스위치부(310)를 포함한다. 토치손잡이부(300)는 내부에 토치손잡이부관로(도면 미도시)가 형성되고 용접재료(10)가 공급된다. 토치손잡이부(300) 및 토치손잡이부(300)관로는 절연성을 가지는 재질로 이루어진다. 또한, 토치손잡이부(300)관로는 고온, 고압에 견딜 수 있는 재질로 이루어진다.
스위치부(310)는 공급관로부(200)의 이동 폭을 조절하는 제어부(700)에 전기적 신호를 전달하여 공급관로부(200)의 이동 폭, 이동 시간 등을 제어한다. 이로 인해 사용자가 초기 값을 설정하면, 제어부(700)에 전기적 신호를 전달하고, 제어부(700)는 구동모터부(510)에 신호를 전달하여 공급관로부(200)를 일정한 이동 폭으로 일정 시간동안 이동시키는 효과가 있다.
가이드부(400)는 외부하우징(410), 이동가이드부(415)를 포함한다. 가이드부(400)는 토치손잡이부(300)와 연결되고, 공급관로부(200)를 둘러싸도록 형성된다. 가이드부(400)는 토치손잡이부(300)와 나사결합 될 수 있고, 이로 인하여 공급관로부(200)의 이동 시에도 토치손잡이부(300)에 고정결합되는 상태를 유지하는 효과가 있다.
외부하우징(410)은 내부가 중공으로 형성된다. 이로 인해 공급관로부(200)는 외부하우징(410)의 내부에서 슬라이드 이동된다. 공급관로부(200)는 용접의 진행방향을 정면으로 하였을 때, 좌우방향(도 2 기준)으로 이동된다.
이동가이드부(415)는 내부하우징(520)의 이동을 안내한다. 이동가이드부(415)는, 일측에서 내부하우징(520)이, 구동모터본체(511)에서 동력을 전달받아 회전하는 피니언기어부(513)와, 내부하우징(520)의 일측에 설치되는 랙기어부(521)로 인하여 이동하는 것과 별도로 외부하우징(410)의 내측면에 설치된다.
롤러부(523)는 내부하우징(520)에 설치되고 이동가이드부(415)에 안착되어 회전됨으로써 공급관로부(200)의 이동 시 하중을 분산하고, 공급관로부(200)의 이동이 안정적으로 이루어지도록 한다.
이동가이드부(415)는 외부하우징(410)의 내측면에 배치되고, 상하(도 2 기준)로 복수 개의 이동가이드부(415)가 형성될 수 있다. 이동가이드부(415)는 레일의 형식으로 형성될 수 있다. 이동가이드부(415)는 홈부(도면 미도시)가 형성되는 U자형 레일로 설치될 수 있고, 롤러부(523)가 홈부에 안착되어 U자형 레일에 형성된 경로를 따라서 이동할 수 있도록 하는 효과가 있다.
구동부(500)는 구동모터부(510), 내부하우징(520)을 포함한다. 구동부(500)는 공급관로부(200)가 가이드부(400) 내부에서 이동할 수 있도록 공급관로부(200)에 동력을 전달한다.
구동모터부(510)는 구동모터본체(511)와 피니언기어부(513)를 포함한다. 구동모터부(510)는 외부하우징(410)에 설치되고, 공급관로부(200)에 동력을 제공하여 공급관로부(200)를 이동시킨다.
구동모터본체(511)는 외부하우징(410)의 내부에 설치되고, 특정 위치에 고정되도록 외부하우징(410)과 나사 결합될 수 있다. 구동모터본체(511)는 외부로부터 전기를 공급받아 동력을 발생시키고, 이로 인한 회전력을 피니언기어부(513)에 전달한다.
피니언기어부(513)는 구동모터본체(511)와 연결되며, 회전가능하도록 형성된다. 피니언기어부(513)는 랙기어부(521)와 맞물리고, 이로 인하여 공급관로부(200)와 연결되는 내부하우징(520)을 이동시키는 효과가 있다.
내부하우징(520)은 랙기어부(521)와 롤러부(523)를 포함한다. 내부하우징(520)은 공급관로부(200)와 연결되고, 구동모터부(510)와 접촉되도록 형성된다. 내부하우징(520)은 공급관로부(200)를 감싸며 형성될 수 있고, 공급관로부(200)와 결합되어 공급관로부(200)가 흔들림 없이 이동할 수 있도록 한다.
내부하우징(520)은 외부하우징(410)의 내부에 배치되고, 내부하우징(520)의 일측(도 2 기준 상부)은 외부하우징(410)의 내측면과 밀착하여 상하방향(도 2 기준)으로의 흔들림이 발생되지 않도록 한다.
랙기어부(521)는 내부하우징본체(도면부호 미설정)에 설치되고, 피니언기어부(513)와 맞물리도록 형성된다. 이로 인해 구동모터본체(511)로부터 발생한 동력이 피니언기어부(513)에 전달되고, 피니언기어부(513)에 전달된 동력에 의해 피니언기어부(513)와 맞물려 공급관로부(200)와 연결되는 내부하우징(520)이 이동되도록 한다.
롤러부(523)는 이동가이드부(415)에 안착되고 회전이 가능하도록 형성된다. 롤러부(523)는 내부하우징본체에 설치되고, 랙기어부(521)와 동일선상에 배치될 수 있다. 롤러부(523)는 이동가이드부(415)에 안착되도록 이동가이드부(415)에 형성되는 홈부에 대응되는 형상을 가지고, 복수 개로 배치될 수 있다.
연결부(600)는 공급관로부(200)와 토치손잡이부(300)를 연결하고 공급관로부(200)의 이동이 가능하도록 신축성이 있는 플랙시블 재질로 이루어진다. 이로 인해 공급관로부(200)의 좌우방향(도 2 기준)으로의 이동이 가능하고, 공급관로부(200) 내부에서 용접재료(10)의 공급이 계속하여 이루어지는 효과가 있다. 연결부(600)는 절연성 재질로 이루어지고, 고온, 고압에 견딜 수 있도록 형성된다.
제어부(700)는 구동모터부(510)와 연결되고, 공급관로부(200)의 이동 폭을 조절한다. 제어부(700)는 스위치부(310)로부터 전기적 신호를 전달받고, 구동모터부(510)의 회전수를 조절하여 공급관로부(200)의 이동 폭을 결정하고 좌우방향(도 2 기준)으로 왕복이동하도록 한다.
제어부(700)는 스위치부(310)로부터 전기적 신호를 전달받아 설정된 시간만큼 작동 후에 구동모터부(510)의 작동을 정지시키도록 제어할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 토치(1)의 작동원리 및 효과에 관해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 토치(1)는, 토치부(100), 공급관로부(200), 토치손잡이부(300), 가이드부(400), 구동부(500)를 포함한다.
용접재료(10)가 토치손잡이부(300), 연결부(600), 공급관로부(200)를 거쳐 토치부(100)에 공급된다. 가스디퓨저로 공급되는 쉴드가스와 용접재료(10)로 용접이 이루어지며, 가이드부(400)가 토치손잡이부(300)와 연결되고, 공급관로부(200)를 둘러싸도록 형성된다.
공급관로부(200)는 토치부(100)와 결합되고, 토치부(100)로 용접재료(10)를 공급한다. 공급관로부(200)는 가이드부(400) 내부에서 이동하며, 이로 인하여 사용자가 토치손잡이부(300)를 파지하고, 용접대상물(도면 미도시) 상에 형성되는 용접 구간 사이를 이동하지 않아도 자동으로 위빙이 가능한 효과가 있다.
가이드부(410)는 내부가 중공인 외부하우징(410)을 포함하고, 이로 인하여 외부하우징(410) 내부에서 공급관로부(200)가 좌우방향(도 2 기준)으로 소정 구간 왕복운동이 가능한 효과가 있다.
또한, 외부하우징(410)이 토치손잡이부(300)에 결합되도록 하여 사용자가 토치손잡이를 파지하고 있는 상태에서 좌우방향(도 2 기준)으로 움직이지 않고, 공급관로부(200)만 외부하우징(410) 내부에서 이동할 수 있도록 한다.
외부하우징(410)은 토치손잡이부(300)에 결합되어 고정지지 되고, 외부하우징(410)에 구동모터부(510)가 설치된다. 구동모터부(510)는 공급관로부(200)가 이동할 수 있도록 동력을 제공한다.
내부하우징(520)은 공급관로부(200)와 결합되고, 구동모터부(510)와 접촉된다. 이로 인해 공급관로부(200)가 직접 이동하는 것에 비하여 안정적으로 좌우방향(도 2 기준)으로 이동을 가이드할 수 있고, 구동모터부(510)로부터 효과적으로 동력을 제공받을 수 있다.
구동모터본체(511)에서 동력이 발생되고, 본 발명에서는 회전력을 발생시키나 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 변형 실시가 가능하다. 구동모터본체(511)에서 발생된 동력은 피니언기어부(513)에 전달되고, 피니언기어부(513)와 맞물리도록 내부하우징본체에 배치되는 랙기어부(521)가 형성된다.
피니언기어부(513)가 회전함에 따라 랙기어부(521)와 맞물리고, 랙기어부(521)와 결합된 내부하우징본체가 이동함에 따라 내부하우징(520)과 결합되는 공급관로부(200)의 이동이 이루어진다. 이로 인해 공급관로부(200)가 좌우방향(도 2 기준)으로 위빙이 가능한 효과가 있다.
외부하우징(410) 내측면(도 2 기준)에 이동가이드부(415)가 형성된다. 이동가이드부(415)는 레일형식으로 설치되고, 이로 인해 피니언기어부(513)와 랙기어부(521)로 공급관로부(200)가 이동하는 것에 비하여, 구동부(500)에 걸리는 하중을 분산시키는 효과가 있다. 또한, 공급관로부(200)의 이탈을 방지하고, 상하방향(도 2 기준)으로 움직이는 것을 방지하는 효과가 있다.
공급관로부(200)와 토치손잡이부(300) 사이에 연결부(600)가 설치되고, 공급관로부(200)가 좌우방향(도 2 기준)으로 이동함에 따라 그에 대응되어 동일방향으로 굽어진다.
공급관로부(200)는 신축성 있는 플랙시블 재질로 이루어지며 이로 인해 공급관로부(200)가 좌우방향(도 2 기준)으로 이동하여도 용접재료(10)가 공급되는데 이상이 없도록 하는 효과가 있다.
스위치부(310)는 제어부(700)에 전기적 신호를 전달하여 공급관로부(200)의 좌우방향(도 2 기준) 이동을 제어한다. 사용자는 스위치부(310)를 조작하여 공급관로부(200)의 이동 폭 또는 작동 시간 등을 설정할 수 있다.
스위치부(310)의 조작에 따라 전기적 신호가 발생되면, 제어부(700)로 전달되고, 구동모터부(510)와 연결되는 제어부(700)는 구동모터본체(511)의 회전 횟수를 제어하여 피니언기어부(513)와 랙기어부(521)에 의해 이동하는 공급관로부(200)의 이동 폭을 조절할 수 있는 효과가 있다. 이로 인하여 사용자가 스위치부(310)로 이동 폭을 설정하면, 용접 작업 시 일정한 용접 폭으로 용접할 수 있다.
이에 더하여, 사용자가 용접 시 용접구간 전체를 일정하게 용접할 수 있어 용접결함을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 용접용 토치
10: 용접재료
100: 토치부
200: 공급관로부
300: 토치손잡이부
310: 스위치부
400: 가이드부
410: 외부하우징
415: 이동가이드부
500: 구동부
510: 구동모터부
511: 구동모터본체
513: 피니언기어부
520: 내부하우징
521: 랙기어부
523: 롤러부
600: 연결부
700: 제어부

Claims (7)

  1. 토치부;
    상기 토치부와 결합되고, 용접재료가 공급되는 공급관로부;
    상기 공급관로부로의 상기 용접재료의 공급을 조절하는 토치손잡이부;
    상기 토치손잡이부와 연결되고, 상기 공급관로부를 둘러싸는 가이드부; 및
    상기 공급관로부가 상기 가이드부의 내부에서 이동할 수 있도록 상기 공급관로부에 동력을 전달하는 구동부;를 포함하고,
    상기 가이드부는 내부가 중공인 외부하우징;을 포함하며,
    상기 공급관로부는 상기 외부하우징의 내부에서 슬라이드 이동하고,
    상기 구동부는,
    상기 외부하우징에 설치되고, 상기 공급관로부에 동력을 제공하는 구동모터부; 및
    상기 공급관로부와 연결되고, 상기 구동모터부와 접촉되는 내부하우징;을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 토치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동모터부는, 동력을 발생시키는 구동모터본체;와 상기 구동모터본체와 연결되며, 회전 가능한 피니언기어부;를 포함하고,
    상기 내부하우징은, 상기 피니언기어부와 맞물리는 랙기어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 토치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외부하우징은 상기 내부하우징의 이동을 안내하는 이동가이드부;를 포함하고,
    상기 내부하우징은 상기 이동가이드부에 안착되고 회전이 가능한 롤러부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 토치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동모터부와 연결되고, 상기 공급관로부의 이동 폭을 조절하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 토치손잡이부는, 상기 제어부에 전기적 신호를 전달하여 상기 공급관로부의 이동을 제어하는 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 토치.
  7. 토치부;
    상기 토치부와 결합되고, 용접재료가 공급되는 공급관로부;
    상기 공급관로부로의 상기 용접재료의 공급을 조절하는 토치손잡이부;
    상기 토치손잡이부와 연결되고, 상기 공급관로부를 둘러싸는 가이드부; 및
    상기 공급관로부가 상기 가이드부의 내부에서 이동할 수 있도록 상기 공급관로부에 동력을 전달하는 구동부;를 포함하고,
    상기 공급관로부와 상기 토치손잡이부를 연결하고, 상기 공급관로부의 이동이 가능하도록 신축성 있는 플랙시블 재질로 이루어지는 연결부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 토치.
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