KR101997628B1 - 용접봉 홀더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아크 용접시 전극을 구성하는 용접봉을 고정 지지하기 위한 용접봉 홀더에 관한 것이다. 상기 용접봉 홀더는, 전도성 재질로 구성되며 상부에서 용접봉에 대한 최초 장착 위치를 제공함과 동시에 하부에서 전극 케이블과 접속하는 헤드; 전도성 재질로 구성되며 상기 헤드의 상부에 결합되어 용접봉을 최종 장착 위치에서 고정 파지함과 동시에 상기 최초 장착 위치와 최종 장착 위치 간 용접봉의 이동을 안내하는 클립; 전도성 재질로 구성되며 상기 전극 케이블의 전선다발을 상기 헤드의 하부에 밀착 고정하는 중공형 커넥터; 및 절연성 재질로 구성되어 상기 커넥터의 외부를 커버하는 중공형 그립부;를 포함한다. 이러한 용접봉 홀더에 따르면, 용접봉 탈장착 작업, 용접 작업성, 용접봉 홀더 수명 및 안전성, 용접봉에 대한 파지 각도의 일관성 및 용접 품질, 전극 케이블의 교체 작업성 측면에서 월등히 개선된 효과를 가지며, 이에 따라 종래 씨저형 용접봉 홀더를 대체할 수 있다. 또한 일체형을 제공되는 커넥터 및 그립부 어셈블리에 전극 케이블을 삽입한 상태에서, 클립 및 커버가 조립된 헤드의 고정부를 커넥터 내부에 나사결합하는 간단한 방식으로 용접봉 홀더에 대한 전체적인 조립공정 또는 그 역방향의 분해공정을 수행할 수 있기 때문에, 용접봉 홀더 자체에 대한 조립 및 유지보수도 용이하다.

Description

용접봉 홀더{WELDING ROD HOLDER}

본 발명은 용접봉 홀더에 관한 것으로, 특히 아크 용접시 전극을 구성하는 용접봉을 고정 지지하기 위한 용접봉 홀더에 관한 것이다.

일반적으로 아크 용접(Arc welding)이란, 용접봉과 모재를 전극으로 구성하고 전압 인가시 용접봉과 모재 사이에 발생하는 아크 열을 이용해 모재의 용접부에 용접봉 용융에 따른 따른 용가재를 공급하여 접합하는 방법이다. 이러한 아크 용접을 위한 용접회로(Welding cycle)는 용접기, 전극 케이블, 용접봉, 아크, 모재 및 접지 케이블로 이루어져 있으며, 용접기에서 발생하는 교류 또는 직류 전류가 전극 케이블과 접지 케이블를 따라 되돌아오는 형태로 동작한다. 이 경우, 상기 전극 케이블과 용접봉 사이에서 전기적 케넥터 역할을 함과 동시에, 상기 용접봉에 대한 물리적 파지기구로서 용접봉 홀더가 이용된다.

종래 널리 이용되고 있는 용접봉 홀더는, 티스 형상의 집게부 유닛과 이와 일체 형성된 손잡이부 유닛 한 쌍이 'X'형으로 교차 조립되고 손잡이부 유닛 사이에 제공된 스프링과 같은 탄성체가 구비된 형태의 씨저형(scissor type)이고, 그 대표적인 일예가 한국 등록특허 제10-0921485호 및 한국 공개특허 제10-2001-0112201호에 개시되어 있다. 그러나, 이러한 씨저형 용접봉 홀더는 일체로 형성된 집게부 유닛과 손잡이부 유닛이 쌍으로 제공되어 교차되는 구조이고 집게부가 티스 형상을 갖기 때문에, 용접봉 탈장착 작업, 용접 작업성, 집게부의 손상에 따른 용접봉 홀더 수명 단축 및 안전성, 용접봉에 대한 파지 각도의 일관성 및 용접 품질, 전극 케이브의 교체 작업 등과 관련하여 아래와 같은 여러 문제를 수반한다.

첫째로, 씨저형 용접봉 홀더에서 용접봉의 탈장착 작업은 작업자가 손잡이 유닛을 가압하여 집게부 유닛 사이를 이격시킨 상태에서 티스 형상의 집게부 유닛 적당한 위치를 육안으로 선택하여 해당 위치에 용접봉을 배치한 후 손잡이 유닛에 대한 가압력을 해소함에 따라 탄성체의 팽창력에 의해 집게부 유닛에 의한 파지가 이루어지는 방식이기 때문에, 용접봉의 탈장착 작업이 번거롭고 집게부에서의 용접봉에 대한 파지 각도도 일관되지 못하다. 둘째로, 탄성체로 인해 씨저형 손잡이 유닛 간 간격이 비교적 넓게 형성되어야 하기 때문에, 손잡이 유닛에 대한 그립감이 불편하고 양호하지 못해 장시간 작업시 작업자의 손에 대한 피로도가 가중되어 용접품질이 나빠지는 경향이 있다. 세째로 씨저형 용접봉 홀더에서 용접봉 파지는 티스 형상의 집게부를 맞물리는 방식으로 이루어지기 때문에, 티스 형상의 집게부와 용접봉 간 접촉 면적이 충분하지 않아 증가된 전기저항 열에 의해 집게부 티스 형상이 손상됨으로써 작업자의 안전은 물론 용접봉 홀더 수명이 단축되는 문제가 있다. 네째로 티스 형상의 집게부에 의한 파지력이 약하고 작업과정이나 용접봉의 교체 전후에 집게부와 용접봉 간 파지 각도가 일관되게 유지 못하여 작업자 또는 작업환경에 따라 용접 품질이 달라지는 문제가 있다. 다섯째로, 전극 케이블의 교체 작업시 손잡이부 커버체 등과 같는 부품 요소에 대한 부분 분리가 이루어져야 하기 때문에 그 작업이 번거로운 문제도 있다.

한국 등록특허 제10-0921485호 한국 공개특허 제10-2001-0112201호

상기한 종래 씨저형 용접봉 홀더가 갖는 제반 문제점에 기반한 본 발명의 목적은, 종래 씨저형 용접봉 홀더를 대체할 수 있는 새로운 구조의 용접봉 홀더를 제공하는 것이다.

본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과 이루어진 것으로, 그 요지는 특허청구범위에 기재한 바와 동일한 아래의 내용이다.

(1) 아크 용접시 전극을 구성하는 용접봉을 고정 지지하기 위한 용접봉 홀더로서, 전도성 재질로 구성되며 상부에서 용접봉에 대한 최초 장착 위치를 제공함과 동시에 하부에서 전극 케이블과 접속하는 헤드; 전도성 재질로 구성되며 상기 헤드의 상부에 결합되어 용접봉을 최종 장착 위치에서 고정 파지함과 동시에 상기 최초 장착 위치와 최종 장착 위치 간 용접봉의 이동을 안내하는 클립; 전도성 재질로 구성되며 상기 전극 케이블의 전선다발을 상기 헤드의 하부에 밀착 고정하는 중공형 커넥터; 및 절연성 재질로 구성되어 상기 커넥터의 외부를 커버하는 중공형 그립부;를 포함하는 용접봉 홀더.

(2) 상기 용접봉 홀더의 종방향 축을 기준축으로 할 때, 상기 헤드는 측부가 개방된 구조이며 상기 기준축과 평행하게 연장 형성되어 상기 용접봉에 대한 최초 장착 위치를 제공하는 장착홀; 및 상기 중공형 커넥터의 상단으로 삽입되어 상기 전극 케이블의 전선다발을 상기 커넥터와의 사이에서 밀착 고정하는 고정부;를 구비하고, 상기 클립은 측부가 개방된 구조이며 바닥단이 상기 장착홀의 바닥단에 교접한 상태에서 상기 기준축과 소정 각도 기울어진 파지 각도로 연장 형성되어 상기 용접봉에 대한 최종 장착 위치를 제공하는 파지홀; 및 상기 파지홀 및 상기 장착홀 각각의 개방된 측부 사이에 형성되는 절개부;를 구비하고, 상기 용접봉은, 상기 장착홀에 의해 제공되는 최초 장착 위치와 상기 파지홀에 의해 제공되는 최종 장착 위치 사이에서, 그 하단이 상기 장착홀의 바닥단에 지지된 상태에서 상기 절개부를 통해 회동하여 이동 가능한 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 용접봉 홀더.

(3) 상기 헤드는 상기 장착홀의 바닥단에 상기 파지 각도에 대응되는 각도로 연장 형성되는 지지홀을 더 포함하며, 상기 지지홀은 상기 최종 장착 위치에서 상기 용접봉의 하단을 밀착 수용하는 것을 특징으로 하는 상기 (2)의 용접봉 홀더.

(4) 상기 고정부의 외면은 상기 중공형 커넥터의 내면에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 상기 (2)의 용접봉 홀더.

(5) 상기 고정부의 하단에는 하방으로 테어퍼진 구조의 쐐기부가 구비되고, 상기 커넥터의 내면에는 상기 쐐기부의 형상에 따라 관경이 좁아지도록 테이퍼진 구조의 수렴부가 구비되고, 상기 전극 케이블의 전선다발이 상기 쐐기부 중심으로부터 방사방향으로 분기된 상태에서 상기 쐐기부와 상기 수렴부 사이에 밀착 고정되는 것을 특징으로 하는 상기 (2)의 용접봉 홀더.

(6) 상기 클립은 대칭된 형상을 갖는 한 쌍의 클립편으로 구성되고, 상기 한 쌍의 클립편 각각에는 상기 파지홀을 형성하기 위한 글루브가 구비되고, 상기 한 쌍의 클립편은 상기 헤드의 상부에 서로 대향되어 설치되되 한 쌍의 클립편의 대향면 중 상부 일부가 상기 절개부의 폭만큼 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 상기 (2)의 용접봉 홀더.

(7) 상기 한 쌍의 클립편 각각은 하방으로 확장하는 형태의 경사연장부를 구비하고, 상기 헤드는 상기 경사연장부에 대응하는 면 프로파일을 갖는 어깨부를 구비한 것을 특징으로 하는 상기 (6)의 용접봉 홀더.

(8) 상기 장착홀로 대향된 절개부의 상단에 연장 구비되며 상기 절개부의 폭보다 큰 폭을 갖는 확장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 (2)의 용접봉 홀더.

(9) 상기 커넥터와 그립부는 인서트 사출로 일체 성형된 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 용접봉 홀더.

(10) 절연성 재질로 구성되고 상기 헤드의 상부를 제외한 외부를 차폐하기 위한 커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나의 용접봉 홀더.

본 발명의 용접봉 홀더에 따르면, 용접봉 탈장착 작업, 용접 작업성, 용접봉 홀더 수명 및 안전성, 용접봉에 대한 파지 각도의 일관성 및 용접 품질, 전극 케이블의 교체 작업성 측면에서 월등히 개선된 효과를 가지며, 이에 따라 종래 씨저형 용접봉 홀더를 대체할 수 있다. 또한 일체형을 제공되는 커넥터 및 그립부 어셈블리에 전극 케이블을 삽입한 상태에서, 클립 및 커버이 조립된 헤드의 고정부를 커넥터 내부에 나사결합하는 간단한 방식으로 용접봉 홀더에 대한 전체적인 조립공정 또는 그 역방향의 분해공정을 수행할 수 있기 때문에, 용접봉 홀더 자체에 대한 조립 및 유지보수도 용이하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용접봉 홀더의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용접봉 홀더의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용접봉 홀더에서 커버 및 그립부의 일부를 제거한 상태의 사시도.
도 4는 발명의 실시예에서 헤드와 글립편 하나의 조립상태 사시도.
도 5는 도 1의 A-A 단면도.
도 6은 도 1의 B-B 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 헤드의 사시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 클립편의 사시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 커버의 사시도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 용접봉 홀더를 이용한 용접봉의 탈장착 방법에 관한 모식도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 용접봉 홀더에 전극 케이블이 연결된 상태의 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일 또는 균등물에 대해서는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하였다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소가 '선택적으로' 제공, 구비 또는 포함된다고 할 때, 이는 본 발명의 해결과제를 위한 필수적으로 채택되는 구성요소는 아니나 그러한 해결과제와 견련성을 가지고 임의적으로 채택될 수 있음을 의미한다.

본 발명에 따른 용접봉 홀더(1)는 아크 용접시 전극을 구성하는 용접봉(7)을 고정 지지하고 외부 전극 케이블(80)과 용접봉(7)을 전기적으로 연결시키는 데 이용된다. 본 발명에 따른 용접봉 홀더(1)가 적용될 수 있는 용접봉(7) 및 전극 케이블(80)과 관련하여, 용접봉(7)은 통상적으로 금속 심재 외면이 피복된 형태이고, 전극 케이블(80)은 전선다발(84)의 외면을 피복층(82)이 감싼 형태인 것을 예정한다. 한편, 이하의 설명 및 특허청구범위에서 '기준축(C)'은 대체로 봉상을 이루는 용접봉 홀더(1)의 종방향 또는 길이방향에 평행한 축을 의미한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용접봉 홀더(1)의 사시도 및 분해 사시도를 각각 나타낸다. 도 3은 상기 용접봉 홀더(1)에서 커버(50) 및 그립부(40)의 일부를 제거한 상태의 사시도를, 도 4는 상기 용접봉 홀더(1)를 구성하는 헤드(10)와 클립편(20a) 하나의 조립상태 사시도를 나타낸다. 도 5 및 도 6은 도 1의 A-A 및 B-B 선을 따라 도시된 용접봉 홀더(1)의 단면도를 나타낸다. 또한 도 7 내지 도 9는 상기 용접봉 홀더(1)를 구성하는 주요 부품 요소로서 헤드(10), 클립편(20a) 및 커버(50) 각각에 대한 사시도를 나타낸다.

도 1 및 도 2를 참조할 때, 상기 용접봉 홀더(1)는 전체적으로 봉상의 심플한 외형을 가지며, 헤드(10), 클립(20), 커넥터(30), 그립부(40)를 기본 구성으로 포함하고, 선택적으로 커버(50)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 헤드(10), 클립(20), 커넥터(30)는 전극을 구성하는 용접봉(7)과 전극 케이블(80) 사이에서 용접회로를 형성할 수 있도록 구리, 알루미늄 또는 그 합금과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있으나 특별히 제한되지 않는다. 상기 커버(50)와 그립부(40)는 아크 용접시 감전으로부터 작업자를 안전하게 보호할 수 있도록 수지와 같은 절연성 재질로 구성될 수 있고, 소정의 강성 및 내열성을 갖는 것이 바람직하다.

상기 헤드(10)는 그 상부 부분을 통해 용접봉(7) 대한 최초 장착 위치를 제공하는 역할을 하는 동시에, 그 하부 부분에서는 외부로부터 도입되는 전극 케이블(80)과 접속하게 된다. 이를 위해, 실시예에 따른 헤드(10)는 도 7에 도시된 바와 같이 용접봉(7)에 대한 최초 장착 위치를 제공하는 장착홀(12)과, 전극 케이블(80)에 접속되는 고정부(16)를 기본적으로 포함한다.

상기 장착홀(12)은 측부 일방이 개방된 구조이며, 상기 용접봉 홀더(1)의 종방향 축을 기준축(C)으로 할 때 이러한 기준축(C)과 평행하게 연장 형성된다. 장착홀(12)의 직경은 용접봉(7)보다 크며, 이에 따라 용접봉(7)의 장착 또는 교체 작업시 새로운 용접봉(7)을 기준축(C)에 평행하게 도입하여 장착홀(12) 내 최초 장착 위치로 용이하게 삽입할 수 있다.

상기 고정부(16)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 커넥터(30)의 중공부 상부로부터 삽입되어 커넥터(30) 내벽에 고정되는 요소로서, 전극 케이블(80)의 전선다발(84)을 커넥터(30)의 내벽으로 밀착하여 고정시키는 역할을 한다. 실시예에 따른 고정부(16)는 상부 부분이 원통형 나사산부(162)으로 이루어지고, 하부 부분이 하방으로 테이퍼진 구조의 원뿔형 쐐기부(164)로 이루어진 것으로 예시되어 있다. 고정부(16)의 나사산부(162)는 커넥터(30)의 내벽에 제공되는 나사산부(32)와 결합되며, 이에 따라 헤드(10)와 커넥터(30) 간 연결은 나사결합되는 방식이다. 상기 원뿔형 쐐기부(164)는 후술하는 커넥터(30)의 수렴부(34)와 함께 분기된 전선다발(84)을 확실히 고정하는 역할을 한다.

선택적으로, 상기 헤드(10)는 도 5 및 도 7을 참조할 때 상기 장착홀(12)의 바닥단에서 소정 각도 경사져 연장되는 지지홀(13)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 지지홀(13)의 연장방향이 장착홀(12)의 연장방향에 대해 기울어진 각도는 후술하는 바와 같이 클립(20)에 구비된 파지홀(22)의 연장방향이 기춘축에 대해 기울어진 각도, 즉 파지 각도(R)와 동일하다. 이러한 지지홀(13)은, 후술하는 바와 같이 용접봉(7)이 그 탈장착 과정에서 최종 장착 위치인 파지홀(22) 에 수용된 상태에서, 용접봉(7)의 하단을 밀착 수용함으로써 용접봉(7)을 보다 견고하게 지지할 수 있고 또한 용접봉(7)이 전도성 재질의 헤드(10) 및 클립(20)과 접촉하는 통전 면적을 최대한 확보하여 저항열 발생하는 것을 최소화할 수 있다.

또한 선택적으로, 상기 헤드(10)는 좌우 대칭으로 소정 각도로 경사져 연장된 어깨부(14)를 더 포함할 수 있다. 이러한 어깨부(14)는, 본 발명의 실시예에 따라 상기 클립(20)이 한 쌍의 클립편(20a)으로 구성되는 경우에 있어서, 상기 클립편(20a)의 중간에 구비되는 경사연장부(206)에 대응하는 면 프로파일을 가져 해당 경사연장부(206)를 안정적으로 지지함으로써 클립편(20a)의 변형되는 문제와 이에 따른 클립편(20a)의 용접봉(7)에 대한 탄성 파지력이 열화되는 현상을 최소화하는 역할을 한다.

한편, 도 7에 도시된 바아 같이 헤드(10)의 중간에 형성되는 지지판(17)은 헤드(10)가 커넥터(30)와 결합된 상태에서 그 하면이 커넥터(30)의 상단에 지지되며, 헤드(10)의 지지판(17) 위쪽에는 클립(20) 및 커버(50)를 결합시키기 위한 볼트 체결공(18, 19)들이 구비되어 있다.

상기 클립(20)은 상기 헤드(10)의 상부에 결합되어 상기 용접봉(7)을 최종 장착 위치에 고정하여 파지하는 역할과, 그 전단계에서 상기 용접봉(7)이 상기 최초 장착 위치로부터 최종 장착 위치로의 이동시 가이드 통로를 제공하는 역할을 한다. 이를 위해, 실시예에 따른 클립(20)은 용접봉(7)에 대한 최종 장착 위치를 제공하는 파지홀(22)과, 최초 장착 위치인 장착홀(12)과 최종 장착 위치인 파지홀(22) 사이에 형성되는 절개부(23)를 기본적으로 포함한다.

상기 파지홀(22)은 측부가 개방된 구조이며 바닥단이 상기 장착홀(12)의 바닥단에 교접한 상태에서 상기 기준축(C)과 소정 각도 기울어지 파지 각도(R)로 연장 형성되어 상기 용접봉(7)에 대한 최종 장착 위치를 제공한다. 파지 각도(R)는 용접 작업성을 고려해 적절히 결정될 수 있으며 바람직하게는 40 ~ 60도이다. 파지홀(22)의 개방된 측부는 장착홀(12)과의 사이에 구비되는 절개부(23)와 연통된다. 파지홀(22)의 직경은 파지홀(22)에 수용된 용접봉(7)이 클립(20)의 탄성 수축력에 의해 견고히 고정 및 파지될 수 있도록 용접봉(7) 직경보다 작게 형성되되, 파지홀(22)에 수용된 용접봉(7)이 절개부(23)로 이탈되는 것을 방지하기 위해 절개부(23)의 폭보다는 크게 형성되는 것이 바람직하다. 한편 상술한 바와 같이 장착홀(12)의 직경은 용접봉(7)이 최초 장착 위치로 용이하게 삽입될 수 있도록 용접봉(7) 직경보다 크기 때문에, 파지홀(22)의 직경은 장착홀(12)의 직경보다 작다. 이러한 파지홀(22) 구조에 따르면, 최종 장착 위치인 파지홀(22) 내에서 용접봉(7)과의 접촉은 면접촉 방식이기 때문에 충분한 통전 접촉 면적을 확보할 수 있어 용접 작업시 저항열의 발생에 따른 클립(20) 또는 파지홀(22)의 손상을 최소화하여 용접봉 홀더(1)의 수명이 연장할 수 있고 안전성을 확보할 수 있어 유리하다. 또한 작업 환경 또는 작업자의 숙련도와 상관 없이 미리 결정된 파지 각도(R)에 따라 용접봉(7)에 대한 최종 파지 상태가 이루어져 견고하게 유지될 수 있기 때문에 우수한 용접 작업성 및 용접 품질을 도모할 수 있다.

상기 절개부(23)는 상기 파지홀(22)의 개방된 측부 및 상기 장착홀(12)의 개방된 측부 사이에서 일정한 폭을 가지고 제공되되, 이러한 절개부(23)의 폭은 용접봉(7)의 직경보다는 크고 상기 파지홀(22) 및 장착홀(12)의 직경보다는 작게 형성된다.

선택적으로, 상기 클립(20)은 절개부(23)의 상단에 연장 구비되는 확장부(24)를 더 포함할 수 있다. 이러한 확장부(24)는 절개부(23)의 상단 중 상기 장착홀(12)로 대향된 위치에 제공되며, 절개부(23)보다 큰 폭을 가지고 바깥 방향으로 확장되는 형태를 갖는다. 확장부(24)의 안내에 따라, 용접봉(7)을 최초 장착 위치인 헤드(10) 장착홀(12)을 삽입하는 작업과, 최초 장착 위치로부터 최종 장착 위치인 파지홀(22)로의 변위를 위한 상기 절개부(23)로의 도입 작업이 보다 용이하게 수행될 수 있다.

한편, 이러한 클립(20)은 벌크재를 밀링 등의 방식으로 기계가공하거나 또는 금형 주조 등의 방식으로 상기 파지홀(22), 절개부(23) 및 확장부(24)의 기능별 각 부위를 일체로 구현할 수 있지만, 소재 특성에 따라 이러한 가공 방식이 적절하지 않거나 비용이 고가인 경우를 고려하여 선택적으로 도 8에 도시된 바와 같이 대칭된 형상을 갖는 한 쌍의 클립편(20a)으로 분할하여 제작하는 것도 가능하다.

도 8에 도시된 바와 같이 한 쌍의 클립편(20a) 각각에는 상기 파지홀(22)을 형성하기 위한 글루브(202)가 구비되고, 선택적으로 상기 확장부(24)를 구성하기 위한 윙부(204)가 구비될 수 있다. 헤드(10)와의 볼트 결합을 위해, 각각의 클립편(20a)에는 헤드(10)의 볼트 체결공(18)에 대응하여 볼트 체결공(208)이 구비된다. 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 이러한 한 쌍의 클립편(20a)은 상기 헤드(10)의 상부에 서로 대향되어 설치되되 한 쌍의 클립편(20a)의 대향면 중 상부 일부가 상기 절개부(23)의 폭만큼 이격되어 설치된다. 선택적으로, 이러한 클립편(20a)은 하방으로 확장하는 형태의 경사연장부(206)를 구비할 수 있고, 이에 따라 클립편(20a)은 전체적으로 절곡된 구조를 가짐으로써 한 쌍의 클립편(20a)이 헤드(10)에 장착된 상태에서 그 대향면 간 형성되는 탄성 파지력을 극대화할 수 있다. 상술한 바와 같이 클립편(20a)의 경사연장부(206)는 이에 대응하는 면 프로파일을 갖는 헤드(10)의 어깨부(14)에 안정적으로 지지됨으로써 클립편(20a)의 변형 및 탄성 파지력의 열화 현상은 효과적으로 방지될 수 있다.

상기 커넥터(30)는 상기 전극 케이블(80)의 전선다발(84)을 상기 헤드(10)의 하부, 즉 실시예에서 헤드(10)의 고정부(16)에 밀착 고정하는 역할을 하며, 상기 그립부(40)는 상기 커넥터(30)의 외부를 차폐하여 절연시키고 용접 작업시 손잡이 역할을 한다. 커넥터(30)와 그립부(40) 각각은 전극 케이블(80)이 삽입될 수 있도록 중공형이며, 볼트 결합(도면 미도시) 또는 인서트 사출 등을 이용해 일체형으로 제작될 수 있다. 커넥터(30)의 외부에는 그립부(40)와의 접촉 면적을 증가시켜 인서트 사출시 결합력을 증가시킴과 동시에 커넥터(30)가 그립부(40) 내부에서 회전 유동하는 것을 방지하기 위해 오목 리브(36)가 형성될 수 있고, 또한 그립부(40)의 외부에도 용접 작업시 미끄럼을 방지하기 위한 오목 리브(46)가 형성될 수 있다. 커넥터(30)와 그립부(40) 어셈블리는 전체적으로 봉상이고 클립(20)이 장착된 헤드(10)의 고정부(16)를 삽입 결합시켜 제조되는 용접봉 홀더(1)도 전체적으로 봉상의 심플한 외관을 갖고, 봉상의 그립부(40) 형상 및 구조에 의해 장시간 작업시에도 양호한 그립감을 통해 작업 피로도를 경감시킬 수 있다.

선택적으로, 상기 커넥터(30)에는 상기 헤드(10)의 고정부(16) 하단의 원뿔형 쐐기부(164) 형상에 따라 관경이 좁아지도록 테이퍼진 구조의 수렴부(34)가 구비될 수 있다. 수렴부(34)는 상술한 고정부(16)의 원쁠형 쐐기부(164)와 동일한 면 프로파일을 가지며, 분기된 전선다발(84)을 원뿔형 쐐기부(164) 사이에서 더욱 견고하게 고정시킨다. 커넥터(30)의 내부에는 나사산부(32)가 제공되어 상기 고정부(16)의 나사산부(162)에 나사결합된다.

상기 커버(50)는 상술한 바와 같이 헤드(10) 및 클립(20)과 같은 내부 부품을 보호하는 한편 아크 용접시 감전으로부터 작업자를 안전하게 보호할 목적으로 선택적으로 제공될 수 있다. 구체적으로 도 1 및 도 9를 참조할 때, 커버(50)는 상하부가 개방된 구조이며, 커버(50)의 개방된 상부로는 용접봉(7)의 탈장착이 가능하도록 헤드(10)의 장착홀(12), 클립(20)의 파지홀(22) 및 절개부(23) 상단이 최소한으로 노출된다. 커버(50)와 헤드(10)간 볼트 결합을 위해 커버(50)의 측면에는 헤드(10)의 볼트 체결공(19)에 대응하여 볼트 체결공(59)가 구비된다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 커버(50) 하단 내측에는 오링(60)이 수용될 수 있도록 홈이 가공되어 있다. 실시예에서 오링(60)은 커버(50)의 하단과 그립부(40)의 상단 사이에서 헤드(10)의 지지판(17) 주위로 배치된 것으로 예시되어 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 용접봉 홀더(1)를 이용한 용접봉(7)의 탈장착 방법에 관한 모식도를 나타낸다. 도 10을 찹조할 때, 상기 용접봉(7)에 대한 장착 작업은 용접봉(7)이 장착홀(12)에 의해 제공되는 최초 장착 위치와 상기 파지홀(22)에 의해 제공되는 최종 장착 위치 사이에서, 그 하단이 상기 장착홀(12)의 바닥단에 지지된 상태에서 상기 절개부(23)를 통해 회동 변위하여 이동하는 방식으로 간편하게 이루어질 수 있다. 즉, 용접봉(7)을 장착홀(12)에 삽입하고, 용접봉(7)을 그 하단이 장착홀(12)의 바닥단에 지지된 상태로 절개부(23) 쪽으로 회동 변위시키면 절개부(23)가 벌려지면서 파지홀(22)로 이동되고, 용접봉(7)이 파지홀(22)에 완전히 수용되면 절개부(23)가 좁아지면서 클립(20)의 탄성 수축력에 의해 고정되며, 이 상태에서 용접봉(7)의 하단은 지지홀(13)에 완전히 수용된다. 한편 파지홀(22)에 수용되어 있는 사용된 용접봉(7)을 새로운 용접봉(7)으로 교체하는 경우에 있어서도, 새로운 용접봉(7)을 장착홀(12)에 의해 삽입한 후 상기 절개부(23)를 통해 파지홀(22) 쪽으로 회동 변위시키는 동작에 의해 간편하게 이루어질 수 있다. 즉, 장착홀(12)에 삽입된 새로운 용접봉(7)을 회동 변위시키는 동작에 의해 절개부(23) 및 파지홀(22)이 벌려지지고, 이 과정에서 사용된 용접봉(7)은 파지홀(22)로부터 자연스럽게 반출됨으로써 파지홀(22)이 비워지게 되고 이와 동시에 새로운 용접봉(7)이 파지홀(22)로 변위하여 교체 수용 및 파지된다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전극 케이블(80)이 연결된 상태의 단면도를 나타낸다. 전극 케이블(80)의 전선다발(84)에 대한 고정은 헤드(10)와 커넥터(30)의 나사결합 과정에서 간편하게 수행될 수 있다. 구체적으로 일체형으로 제공되는 전극 케이블(80)을 커넥터(30) 및 그릅부 어셈블리에 삽입한 상태에서 클립(20) 및 커버(50)가 조립된 헤드(10)의 고정부(16)를 커넥터(30) 내부에 나사결합하게 되면, 전극 케이블(80)의 전선다발(84)이 고정부(16)의 원뿔형 쐐기부(164)의 중심으로부터 방사방향으로 분기되면서 가압 밀착되고, 이에 따라 원쁠형 쐐기부(164)와 수렴부(34) 사이에서 전선다발(84)이 더욱 견고하고 안정적으로 고정될 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 용접봉 홀더에 따르면, 용접봉 탈장착 작업, 용접 작업성, 용접봉 홀더 수명 및 안전성, 용접봉에 대한 파지 각도(R)의 일관성 및 용접 품질, 전극 케이블의 교체 작업성 측면에서 월등히 개선된 효과를 가지며, 이에 따라 종래 씨저형 용접봉 홀더를 대체할 수 있다. 또한 일체형을 제공되는 커넥터 및 그립부 어셈블리에 전극 케이블을 삽입한 상태에서, 클립 및 커버가 조립된 헤드의 고정부를 커넥터 내부로 삽입하여 나사결합하는 간단한 방식으로 용접봉 홀더에 대한 전체적인 조립공정 또는 그 역방향의 분해공정을 수행할 수 있기 때문에, 용접봉 홀더 자체에 대한 조립 및 유지보수도 용이하다.

이상의 설명은, 본 발명의 구체적인 실시예에 관한 것이나 본 발명에 따른 상기 실시예는 설명의 목적으로 개시된 사항이고 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되지는 않으며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질을 벗어나지 아니하고 개시된 실시예에 대해 다양한 변경 및 수정이 가능한 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 이러한 모든 수정과 변경은 특허청구범위에 개시된 발명의 범위 또는 이들의 균등물에 해당하는 것으로 이해될 수 있다.

1: 용접봉 홀더
10: 헤드
12: 장착홀 13: 지지홀
14: 어깨부 16: 고정부
162: 나사산부 164: 쐐기부
17: 지지판 18: 볼트 체결공
19: 볼트 체결공
20: 클립
20a: 클립편 22: 파지홀
202: 글루브 204: 윙부
206: 경사연장부 208: 볼트 체결공
23: 절개부 24: 확장부
30: 커넥터
32: 나사산부 34: 수렴부
36: 오목 리브
40: 그립부
46: 오목 리브
50: 커버
59: 볼트 체결공
60: 오링
7: 용접봉
8: 전극 케이블
82: 피복층 84: 전선다발
C: 기준축 R: 파지 각도

Claims (10)

1. 아크 용접시 전극을 구성하는 용접봉을 고정 지지하기 위한 용접봉 홀더로서,
   전도성 재질로 구성되며 상부에서 용접봉에 대한 최초 장착 위치를 제공함과 동시에 하부에서 전극 케이블과 접속하는 헤드;
   전도성 재질로 구성되며 상기 헤드의 상부에 결합되어 용접봉을 최종 장착 위치에서 고정 파지함과 동시에 상기 최초 장착 위치와 최종 장착 위치 간 용접봉의 이동을 안내하는 클립;
   전도성 재질로 구성되며 상기 전극 케이블의 전선다발을 상기 헤드의 하부에 밀착 고정하는 중공형 커넥터; 및
   절연성 재질로 구성되어 상기 커넥터의 외부를 커버하는 중공형 그립부;를 포함하고,
   상기 용접봉 홀더의 종방향 축을 기준축으로 할 때,
   상기 헤드는 측부가 개방된 구조이며 상기 기준축과 평행하게 연장 형성되어 상기 용접봉에 대한 최초 장착 위치를 제공하는 장착홀; 및 상기 중공형 커넥터의 상단으로 삽입되어 상기 전극 케이블의 전선다발을 상기 커넥터와의 사이에서 밀착 고정하는 고정부;를 구비하고,
   상기 클립은 측부가 개방된 구조이며 바닥단이 상기 장착홀의 바닥단에 교접한 상태에서 상기 기준축과 소정 각도 기울어진 파지 각도로 연장 형성되어 상기 용접봉에 대한 최종 장착 위치를 제공하는 파지홀; 및 상기 파지홀 및 상기 장착홀 각각의 개방된 측부 사이에 형성되는 절개부;를 구비하고,
   상기 용접봉은, 상기 장착홀에 의해 제공되는 최초 장착 위치와 상기 파지홀에 의해 제공되는 최종 장착 위치 사이에서, 그 하단이 상기 장착홀의 바닥단에 지지된 상태에서 상기 절개부를 통해 회동하여 이동 가능한 것을 특징으로 하는 용접봉 홀더.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 헤드는 상기 장착홀의 바닥단에 상기 파지 각도에 대응되는 각도로 연장 형성되는 지지홀을 더 포함하며, 상기 지지홀은 상기 최종 장착 위치에서 상기 용접봉의 하단을 밀착 수용하는 것을 특징으로 하는 용접봉 홀더.
4. 제1항에 있어서, 상기 고정부의 외면은 상기 중공형 커넥터의 내면에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 용접봉 홀더.
5. 제1항에 있어서, 상기 고정부의 하단에는 하방으로 테어퍼진 구조의 쐐기부가 구비되고, 상기 커넥터의 내면에는 상기 쐐기부의 형상에 따라 관경이 좁아지도록 테이퍼진 구조의 수렴부가 구비되고, 상기 전극 케이블의 전선다발이 상기 쐐기부 중심으로부터 방사방향으로 분기된 상태에서 상기 쐐기부와 상기 수렴부 사이에 밀착 고정되는 것을 특징으로 하는 용접봉 홀더.
6. 제1항에 있어서, 상기 클립은 대칭된 형상을 갖는 한 쌍의 클립편으로 구성되고, 상기 한 쌍의 클립편 각각에는 상기 파지홀을 형성하기 위한 글루브가 구비되고, 상기 한 쌍의 클립편은 상기 헤드의 상부에 서로 대향되어 설치되되 한 쌍의 클립편의 대향면 중 상부 일부가 상기 절개부의 폭만큼 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 용접봉 홀더.
7. 제6항에 있어서, 상기 한 쌍의 클립편 각각은 하방으로 확장하는 형태의 경사연장부를 구비하고, 상기 헤드는 상기 경사연장부에 대응하는 면 프로파일을 갖는 어깨부를 구비한 것을 특징으로 하는 용접봉 홀더.
8. 제1항에 있어서, 상기 장착홀로 대향된 절개부의 상단에 연장 구비되며 상기 절개부의 폭보다 큰 폭을 갖는 확장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접봉 홀더.
9. 제1항에 있어서, 상기 커넥터와 그립부는 인서트 사출로 일체 성형된 것을 특징으로 하는 용접봉 홀더.
10. 제1항 또는 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 절연성 재질로 구성되고 상기 헤드의 상부를 제외한 외부를 차폐하기 위한 커버;를 더포함하는 것을 특징으로 하는 용접봉 홀더.

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