KR102582335B1 - 냉각 용접 시스템 - Google Patents

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KR102582335B1
KR102582335B1 KR1020230081567A KR20230081567A KR102582335B1 KR 102582335 B1 KR102582335 B1 KR 102582335B1 KR 1020230081567 A KR1020230081567 A KR 1020230081567A KR 20230081567 A KR20230081567 A KR 20230081567A KR 102582335 B1 KR102582335 B1 KR 102582335B1
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유연봉
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주식회사 엠에프테크
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    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
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Abstract

냉각 용접 시스템이 개시된다. 본 냉각 용접 시스템은 센서부를 지지하는 지지플레이트, 지지플레이트 상에 배치되어 센서부를 커버하는 냉각커버, 냉각커버의 전면에 배치되며 센서부의 센서단자가 관통하는 가이드커버 및 지지플레이트, 냉각커버와 연결되어 센서부에 냉각 공기를 분사하는 유입부를 포함하고, 냉각커버는 센서부와 이격되어 냉각 공기가 유동하는 유동공간을 형성한다.

Description

냉각 용접 시스템{COOLING WELDING SYSTEM}
본 개시는 냉각 효율과 용접 안정성이 개선된 냉각 용접 시스템 에 관한 것이다.
과학 기술의 발달에 따라 가전, 자동차 등 다양한 생활 편의를 위한 장치에 수 많은 센서가 장착되고 있다.
이러한 센서는 사용자의 생활 편의 장치 내에 설치되어 생활 편의 장치의 작동과 사용자의 편의를 위해 다양한 정보를 제공하고 있다.
센서는 센서가 배치된 센서몸체와 센서로부터 정보를 전달하기 위한 물리적인 단자인 센서단자를 포함할 수 있다.
제작된 센서를 다양한 생활 편의 장치 내에 설치하기 위해서는 생활 편의 장치에 맞도록 센서단자에 다른 기계단자를 물리적으로 연결하는 용접을 수행해야한다.
그러나, 센서단자에 용접을 수행하는 과정에서 센서에 용접 열이 전달되어 센서에 손상이 발생하거나, 용접 후 센서가 작동하지 않은 경우 센서 자체가 불량인지 용접 과정에서 불량이 발생한 것이 판단하기 어려운 문제점이 있었다.
이에 따라, 센서의 센서단자를 용접하는 과정에서 센서를 안정적으로 보호하는 장치에 대한 요구가 증가하고 있다.
본 개시는 냉각 효율과 용접 안정성이 개선된 냉각 용접 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 개시는, 센서부를 지지하는 지지플레이트, 지지플레이트 상에 배치되어 센서부를 커버하는 냉각커버, 냉각커버의 전면에 배치되며 센서부의 센서단자가 관통하는 가이드커버 및 지지플레이트, 냉각커버와 연결되어 센서부에 냉각 공기를 분사하는 유입부를 포함하고, 냉각커버는 센서부와 이격되어 냉각 공기가 유동하는 유동공간을 형성하는 냉각 용접 시스템을 제공할 수 있다.
상기 지지플레이트는 상기 지지플레이트의 상면에 배치되어 상기 센서부를 지지하는 지지부를 포함하고, 상기 지지부는 상기 지지플레이트와 상기 센서부 사이에 상기 냉각 공기가 유동하는 하부공간을 형성할 수 있다.
상기 가이드커버는, 상기 센서단자가 통과하도록 제1 길이의 직경을 가지는 제1 가이드홀 및 상기 제1 가이드홀과 연결되며, 제2 길이를 가지고 상기 제1 가이드홀로부터 하부 방향으로 연장된 제2 가이드홀을 포함하고, 상기 제2 길이는 상기 제1 길이보다 작을 수 있다.
상기 냉각커버는, 상기 센서부의 상면과 제1 간격을 두고 배치된 제1 면, 상기 센서부의 측면과 제2 간격을 두고 배치된 제2 면 및 상기 센서부의 후면과 제3 간격을 두고 배치된 제3 면을 포함하고, 상기 유입부는, 상기 제1 면과 상기 지지플레이트와 연결된 제1 유입부, 상기 제2 면과 연결된 제2 유입부 및 상기 제3 면과 연결된 제3 유입부를 포함하고, 상기 제1 간격은 상기 제3 간격보다 작고, 상기 제2 간격은 상기 제1 간격과 같을 수 있다.
상기 제2 유입부와 상기 제3 유입부는 상기 지지플레이트로부터 상기 센서단자가 위치한 높이와 동일한 높이에 배치되고, 상기 가이드커버는 상기 센서부의 전면과 제1 간격보다 큰 간격을 두고 배치되며, 상기 제1 유입부, 상기 제2 유입부 및 상기 제3 유입부는 동일한 냉각속도로 냉각 공기를 분사할 수 있다.
상기 제1 면, 상기 제2 면 및 상기 제3 면은 상호간 수직하게 배치되며 일체로 형성되고, 상기 제1 유입부는 복수 개로 구성되고 상호간 마주보는 위치에 배치되며, 상기 제2 유입부는 복수 개로 구성되고 상호간 마주보는 위치에 배치될 수 있다.
상기 센서단자는 상기 센서부의 센서몸체로부터 상기 가이드커버를 통과하도록 연장되며, 상기 센서단자에 열을 가해 용접하는 용접장치를 더 포함하고, 상기 용접장치는 상기 가이드커버에 인접하게 배치되어 상기 센서단자의 용접을 수행할 수 있다.
상기 가이드커버는 상기 제1 가이드홀의 외주면을 따라 기 설정된 간격을 두고 배치된 직경센서를 더 포함하고, 상기 직경센서는, 상기 제1 가이드홀을 중심으로 일측에 배치되어 적외선을 조사하는 발광부 및 상기 제1 가이드홀의 중심으로 상기 발광부와 마주보도록 배치된 수광부를 포함하며, 상기 제1 유입부와 상기 제2 유입부 각각은, 상기 냉각커버에 대해 상기 제1 유입부와 상기 제2 유입부의 각도를 조절하는 다축구조 및 상기 다축구조와 연결되어 상기 제1 유입부와 상기 제2 유입부를 지지하는 힌지부를 포함하고, 상기 냉각커버는, 상기 냉각커버의 제2 면에 배치되며, 상기 가이드커버에 인접하게 일렬로 형성된 복수의 볼텍스 노즐을 포함하며, 상기 복수의 볼텍스 노즐은 상기 유동공간 내에 상기 센서단자와 인접한 영역 위치하며, 볼텍스 유로를 가지는 볼텍스 영역을 형성하고, 상기 직경센서, 상기 복수의 볼텍스 노즐, 상기 다축구조와 연결되어 상기 직경센서, 상기 복수의 볼텍스 노즐, 상기 다축구조를 제어하는 프로세서를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 발광부에서 적외선을 조사하고 상기 수광부에서 수용한 빛의 값을 기초로, 상기 센서단자의 위치여부와 상기 센서단자의 직경을 결정하고, 결정된 직경을 기초로, 상기 제1 유입부와 상기 제2 유입부의 회전각도와 상기 복수의 볼텍스 노즐에서 분사하는 볼텍스 유체의 유속을 결정하며, 결정된 센서단자의 위치를 기초로 상기 제1 유입부와 상기 제2 유입부에서 분사하는 냉각 공기의 유속을 결정하고, 결정된 회전각도로 상기 다축구조를 통해 상기 제1 유입부와 상기 제2 유입부를 회전시키고, 결정된 볼텍스 유속으로 상기 복수의 볼텍스 노즐을 통해 볼텍스 유체를 분사하며, 상기 회전각도는 결정된 직경이 클수록 회전각도가 작아지고, 결정된 센서단자의 위치와 인접할수록 상기 제1 유입부와 상기 제2 유입부에서 분사하는 냉각 공기의 유속은 빠르며, 상기 볼텍스 유체는 상기 제1 유입부 및 상기 제2 유입부에서 분사하는 냉각 공기보다 온도가 크며 수증기를 포함할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 냉각 용접 시스템을 나타낸 상부사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 냉각 용접 시스템을 나타낸 하부사시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 냉각 용접 시스템을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 냉각 용접 시스템을 나타낸 분해사시도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 냉각 용접 시스템을 나타낸 정면도이다.
도 6은 도 5에서 가이드커버를 생략한 정면도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 냉각 용접 시스템을 나타낸 측단면도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 용접장치가 결합된 냉각 용접 시스템을 나타낸 측단면도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 용접장치가 결합된 냉각 용접 시스템을 나타낸 사진이다.
도 10은 본 개시의 다른 실시예에 따른 냉각 용접 시스템을 나타낸 측단면도이다.
도 11은 본 개시의 다른 실시예에 따른 가이드커버를 생략한 냉각 용접 시스템을 나타낸 정면도이다.
본 개시의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 개시가 완전하도록 하며, 본 개시가 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은` 과장되거나 축소될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "상에" 있다거나 "접하여" 있다고 재된 경우, 다른 구성 요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "바로 상에" 있다거나 "직접 접하여" 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "～사이에"와 "직접 ～사이에" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
본 개시의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하에서는, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 개시의 일 실시예에 따른 냉각 용접 시스템(1)에 대해 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 냉각 용접 시스템(1)을 나타낸 상부사시도이고, 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 냉각 용접 시스템(1)을 나타낸 하부사시도이며, 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 냉각 용접 시스템(1)을 나타낸 사진이고, 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 냉각 용접 시스템(1)을 나타낸 분해사시도이며, 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 냉각 용접 시스템(1)을 나타낸 정면도이고, 도 6은 도 5에서 가이드커버(30)를 생략한 정면도이며, 도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 냉각 용접 시스템(1)을 나타낸 측단면도이고, 도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 용접장치(4)가 결합된 냉각 용접 시스템(1)을 나타낸 측단면도이며, 도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 용접장치(4)가 결합된 냉각 용접 시스템(1)을 나타낸 사진이다.
냉각 용접 시스템(1)은 용접장치(4)를 통해 센서부(3)의 센서단자(3b)를 용접하는 과정에서 발생하는 용접열이 센서부(3)로 전달되는 것을 방지하여 센서부(3)를 보호하는 장치이다.
여기서, 센서부(3)는 다양한 종류의 센서를 포함할 수 있으며, 센서단자(3b)는 센서몸체(3a)로부터 일측에 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 센서단자(3b)는 센서부(3)의 센서몸체(3a)로부터 가이드커버(30)를 통과하도록 연장될 수 있다.
냉각 용접 시스템(1)은 센서부(3)를 지지하는 지지플레이트(10), 지지플레이트(10) 상에 배치되어 센서부(3)를 커버하는 냉각커버(20), 냉각커버(20)의 전면에 배치되며 센서부(3)의 센서단자(3b)가 관통하는 가이드커버(30) 및 지지플레이트(10), 냉각커버(20)와 연결되어 센서부(3)에 냉각 공기를 분사하는 유입부를 포함할 수 있다.
지지플레이트(10)는 피용접 대상인 센서부(3), 센서부(3)를 감싸는 냉각커버(20)를 지지하도록 평편한 판으로 형성될 수 있다.
아울러, 지지플레이트(10)는 지지플레이트(10)의 상면에 배치되어 센서부(3)를 지지하는 지지부(11)를 포함할 수 있다.
지지부(11)는 지지플레이트(10) 상면에 배치되어 센서부(3)와 지지플레이트(10) 사이에 냉각 공기가 유동하는 하부공간(S2)을 형성할 수 있다. 즉, 지지부(11)는 지지플레이트(10)와 센서부(3) 사이에 냉각 공기가 유동하는 하부공간(S2)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 지지부(11)는 원통 형상으로 구성된 4개의 단자로 구성될 수 있다. 지지부(11)는 지지플레이트(10) 상에 상호간 이격되어 배치되며 센서부(3)의 하부와 접촉하여 센서부(3)를 안정적으로 지지할 수 있다.
여기서, 지지부(11)는 지지플레이트(10)의 상면으로부터 하부공간(S2)을 형성하기 위해 일정 이상의 높이를 가질 수 있다.
아울러, 지지플레이트(10)는 하부에 유입부와 연결되어 유입부를 통해 하부공간(S2) 내에 냉각 공기를 분사할 수 있다. 이에 따라, 센서부(3)의 하부에 대해서도 지속적인 냉각을 수행하며, 유동공간(S1) 내에 하부공간(S2)을 형성하여 냉각 공기의 유체의 흐름을 원활하게 할 수 있다.
예를 들어, 지지플레이트(10)는 제1 유입부(21a)가 연결되어 제1 유입부(21a)를 통해 하부공간(S2)에 냉각 공기를 분사할 수 있다.
지지플레이트(10)는 센서부(3), 냉각커버(20)를 지지하도록 다양한 크기를 가질 수 있다.
냉각커버(20)는 지지플레이트(10) 상에 배치되어 가이드커버(30), 지지플레이트(10)와 함께 센서부(3)를 감싸 냉각 공기가 유동하는 유동공간(S1)을 형성할 수 있다.
즉, 냉각커버(20)는 내부에 센서부(3)가 배치되는 유동공간(S1) 내에 센서부(3)를 배치하며 냉각 공기가 유입부를 통해 유동공간(S1) 내로 유입되는 냉각 공기가 외부로 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 냉각 공기는 가이드커버(30)의 제1 가이드홀(31)과 제2 가이드홀(32)을 통해서만 외부로 토출될 수 있다.
냉각커버(20)는 센서부(3)와 이격되며 센서부(3)의 측면, 상면, 후면을 커버할 수 있다. 여기서, 센서부(3)의 측면이란 센서부(3)의 센서단자(3b)가 배치된 방향을 의미할 수 있으며, 센서부(3)의 상면이란 센서부(3)가 지지되는 지지플레이트(10)와 반대되는 방향을 의미할 수 있으며, 센서부(3)의 후면이란 센서부(3)의 전면과 반대되는 방향을 의미할 수 있다.
구체적으로, 냉각커버(20)는, 센서부(3)의 상면과 제1 간격(w1)을 두고 배치된 제1 면(21), 센서부(3)의 측면과 제2 간격(w2)을 두고 배치된 제 2면(22) 및 센서부(3)의 후면과 제3 간격(w3)을 두고 배치된 제3 면(23)을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
여기서, 제1 간격(w1)은 제3 간격(w3)보다 작고, 제2 간격(w2)은 제1 간격(w1)과 같을 수 있다.
이에 따라, 센서부(3)가 배치된 유동공간(S1) 안에서 센서부(3)의 측면과 냉각커버(20) 사이의 제1 간격(w1)과 제2 간격(w2)을 동일하게 하며, 제3 간격(w3)보다는 작게 형성함으로써, 센서부(3)의 측면, 상면, 하면을 따라 제1 속도로 이동하는 냉각 공기는 센서부(3)의 후면을 따라 제2 속도로 이동하는 냉각 공기보다 빠르게 이동할 수 있다.
따라서, 센서부(3)의 전방에서 전달되는 용접열이 센서부(3)의 전면에서부터 후면으로 이동하는 것을 방지함과 동시에 센서부(3)의 측면, 상면, 하면을 따라 제1 속도로 빠르게 이동하는 냉각 공기로 인해 센서부(3)가 가지고 있는 열을 빠르게 분산시켜 제거할 수 있다.
아울러, 냉각커버(20)의 제1 면(21), 상기 제 2면(22) 및 상기 제3 면(23)은 상호간 수직하게 배치되며 일체로 형성되어 내부에 센서부(3)가 배치되며 냉각 공기가 이동하는 직육면체 형상의 유동공간(S1)을 형성할 수 있다.
가이드커버(30)는 냉각커버(20)와 지지플레이트(10)의 상면에 연결되어 냉각커버(20)와 지지플레이트(10)와 함께 센서부(3)를 감쌀 수 있다.
아울러, 가이드커버(30)는 센서단자(3b)가 통과하도록 제1 길이(L1)의 직경을 가지는 제1 가이드홀(31) 및 제1 가이드홀(31)과 연결되며, 제2 길이(L2)를 가지고 제1 가이드홀(31)로부터 하부 방향으로 연장된 제2 가이드홀(32)을 포함할 수 있다.
여기서, 제2 길이(L2)는 제1 길이(L1)보다 작을 수 있다. 또한, 제1 가이드홀(31)과 제2 가이드홀(32)은 일체로 형성될 수 있다.
이에 따라, 유동공간(S1)을 따라 이동한 냉각 공기는 제1 가이드홀(31)을 통해 제1 유량으로 토출되며, 제2 가이드홀(32)을 따라 제2 유량으로 토출될 수 있다. 여기서, 제1 유량은 제2 유량보다 클 수 있다.
가이드커버(30)에 제1 가이드홀(31)만 형성되는 경우, 제1 가이드홀(31)만 형성되는 경우, 냉각 공기가 제1 가이드홀(31)로만 토출되어 센서단자(3b)의 용접을 위한 용접열에 영향을 주어 용접 효율이 떨어질 수 있으며, 제1 가이드홀(31)이 제2 직경보다 작게 형성되는 경우, 제1 가이드홀(31)로 토출되는 제1 유량이 적어 용접열의 전달을 효과적으로 방지할 수 없다.
따라서, 용접장치(4)가 배치되어 용접되는 센서단자(3b)와 제일 인접한 제1 가이드홀(31)에 제1 유량을 토출하며, 하부 방향으로 제2 가이드홀(32)을 통해 제2 유량을 토출하여, 용접열이 센서부(3)로 전달되는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.
아울러, 제1 가이드홀(31)로부터 하부 방향으로 형성된 제2 가이드홀(32)을 통해 제2 유량을 제1 유량보다 적은 제2 유량으로 토출함으로써, 센서부(3)의 전방의 유동공간(S1)에 일부의 냉각 공기가 머물어 에어커튼, 에어버퍼와 같은 효과를 구현하여 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 가이드커버(30)는 센서부(3)의 전면과 제1 간격(w1)보다 큰 간격을 두고 배치될 수 있다. 예를 들어, 가이드커버(30)는 제3 간격(w3)을 두고 센서부(3)와 이격되어 배치될 수 있다.
이에 따라, 센서부(3)의 전방의 유동공간(S1)에 일부의 냉각 공기가 머물어 에어커튼, 에어버퍼와 같은 효과를 구현하여 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
유입부는 냉각커버(20), 지지플레이트(10)와 연결되어 유입공간 내에 냉각 공기를 분사할 수 있다. 여기서, 유입부는 외부의 냉각부(2)와 연결되어 공기를 냉매를 통해 냉각된 냉각 공기를 전달받아 유입공간 내에 분사할 수 있다.
여기서, 냉각부(2)는 냉매를 포함하여 공기를 냉각시킬 수 있으면 다양한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉각부(2)는 에어 컴프레셔를 포함할 수 있다.
구체적으로, 유입부는, 제1 면(21)과 지지플레이트(10)와 연결된 제1 유입부(21a), 제 2면(22)과 연결된 제2 유입부(22a) 및 제3 면(23)과 연결된 제3 유입부(23a)를 포함할 수 있다.
제1 유입부(21a), 제2 유입부(22a) 및 제3 유입부(23a)는 냉각커버(20) 및 지지플레이트(10)를 관통하여 냉각커버(20) 및 지지플레이트(10)와 연결될 수 있다.
아울러, 제2 유입부(22a)와 제3 유입부(23a)는 지지플레이트(10)로부터 센서단자(3b)가 위치한 높이와 동일한 높이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2 유입부(22a)와 제3 유입부(23a)에서 분사하는 냉각 공기가 센서단자(3b)가 위치한 곳과 최단 거리를 따라 이동하게 됨으로써 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 유입부(21a)는 복수 개로 구성되고 상호간 마주보는 위치에 배치되며, 제2 유입부(22a)는 복수 개로 구성되고 상호간 마주보는 위치에 배치될 수 있다.
아울러, 제1 유입부(21a), 제2 유입부(22a) 및 제3 유입부(23a)는 동일한 냉각속도로 냉각 공기를 분사할 수 있다.
이에 따라, 상호간 마주보는 위치의 복수의 제1 유입부(21a), 복수의 제2 유입부(22a)를 통해 센서부(3)에 대해 제1 간격(w1) 및 제2 간격(w2)을 가지는 유동공간(S1)에 일정한 냉각 공기의 유동을 형성할 수 있다.
아울러, 냉각 용접 시스템(1)은, 센서단자(3b)에 열을 가해 용접하는 용접장치(4)를 더 포함하고, 용접장치(4)는 가이드커버(30)에 인접하게 배치되어 센서단자(3b)의 용접을 수행할 수 있다.
예를 들어, 용접장치(4)는 오토 용접기를 포함할 수 있다.
여기서, 용접장치(4)는 가이드커버(30)를 중심으로 센서몸체(3a)와 대향되는 위치에 배치되어 센서단자(3b)에 용접을 수행할 수 있다.
이에 따라, 본 개시의 일 실시예에 따른 용접열 차단 냉각시스템(1)은 용접장치(4)를 통해 센서단자(3b)에 용접을 수행하는 동안, 유입부를 통해 냉각 공기를 분사하며 냉각커버(20), 가이드커버(30)를 통해 유동공간(S1)을 형성하여 용접장치(4)에서 발생하는 용접열이 센서몸체(3a)로 전달되는 것을 방지하여 용접을 수행하는 경우, 센서부(3)를 효율적으로 냉각시킬 수 있다.
이하에서는, 도 10 내지 도 11을 참조하여, 본 개시의 다른 실시예에 따른 냉각 용접 시스템(1)에 대해 설명한다.
여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부재번호를 사용하고 중복되는 설명은 생략한다. 예를 들어, 센서부(3), 지지플레이트(10), 용접장치(4)는 전술한 구성과 동일하므로 중복되는 설명은 생략하고 차이점 있는 구성을 중심으로 설명한다.
도 10은 본 개시의 다른 실시예에 따른 냉각 용접 시스템(1)을 나타낸 측단면도이고, 도 11은 본 개시의 다른 실시예에 따른 가이드커버(30)를 생략한 냉각 용접 시스템(1)을 나타낸 정면도이다.
가이드커버(30)는 제1 가이드홀(31)의 외주면을 따라 기 설정된 간격을 두고 배치된 직경센서(35)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 직경센서(35)는 제1 가이드홀(31)을 중심으로 일측에 배치되어 적외선을 조사하는 발광부(35a) 및 제1 가이드홀(31)의 중심으로 발광부(35a)와 마주보도록 배치된 수광부(35b)를 포함할 수 있다.
여기서, 직경센서(35)는 단면이 원형인 제1 가이드홀(31)을 형성하는 가이드커버(30) 내에 제1 가이드홀(31)의 외주면을 따라 기 설정된 간격을 두고 배치될 수 있다.
직경센서(35)는 후술하는 프로세서(6)와 연결되어 직경센서(35)에서 측정된 센서단자(3b)의 정보를 프로세서(6)로 전달할 수 있다.
제1 유입부(21a)와 상기 제2 유입부(22a) 각각은, 냉각커버(20)에 대해 제1 유입부(21a)와 상기 제2 유입부(22a)의 각도를 조절하는 다축구조(25) 및 다축구조(25)와 연결되어 제1 유입부(21a)와 상기 제2 유입부(22a)를 지지하는 힌지부(26)를 포함할 수 잇다.
다축구조(25)는 제1 유입부(21a)와 제2 유입부(22a)와 힌지부(26)를 통해 연결되며, 프로세서(6)의 제어에 의해 다축구조(25)의 길이가 조절되어 냉각커버(20)에 대해 제1 유입부(21a) 및 제2 유입부(22a)의 각도를 조절할 수 있다.
여기서, 다축구조(25)는 제1 유입부(21a) 및 제2 유입부(22a)와 연결되어 냉각커버(20)에 대해 제1 유입부(21a)와 제2 유입부(22a)의 각도를 조절할 수 있으면 다양한 기계적 구조를 포함할 수 있다.
아울러, 다축구조(25)는 외부의 구동부(미도시)와 연결되어 구동부로부터 동력을 전달받아 길이가 조절될 수 있다.
힌지부(26)는 다축구조(25)와 연결되어 다축구조(25)의 길이 조절에 따라 제1 유입부(21a) 및 제2 유입부(22a)의 회전을 구현할 수 있다.
냉각커버(20)는, 냉각커버(20)의 제 2면(22)에 배치되며, 가이드커버(30)에 인접하게 일렬로 형성된 복수의 볼텍스 노즐(24)을 포함할 수 있다.
복수의 볼텍스 노즐(24)은 냉각커버(20)의 제 2면(22)에 배치되어 유동공간(S1) 내에 볼텍스 유체를 분사하여 유동공간(S1) 내의 볼텍스 영역(E)에 센서부(3)를 중심으로 볼텍스 유로를 형성할 수 있다.
여기서, 볼텍스 유체는 외부의 공급부(미도시)와 연결되어 프로세서(6)의 제어에 의해 공급부로부터 다양한 유속으로 볼텍스 유체를 분사할 수 있다.
또한, 볼텍스 유체는 제1 유입부(21a) 및 제2 유입부(22a)에서 분사하는 냉각 공기보다 온도가 크며 수증기를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 유입부(21a) 및 제2 유입부(22a)에서 분사하는 냉각 공기와 다른 온도로 인해 유체의 혼합의 효율이 향상될 수 있다. 또한, 일부 수증기를 포함하고 있어 가이드커버(30)의 냉각열에 대해 일부 기화열을 통해 냉각의 효율을 향상시킬 수 있다.
여기서, 수증기의 양은 기 설정된 양보다 작을 수 있다. 즉, 많은 수증기의 양은 용접열에 영향을 주어 용접의 효율을 떨어뜨릴 수 있으므로, 기 설정된 양보다 작도록 조절될 수 있다.
아울러, 복수의 볼텍스 노즐(24)은 유동공간(S1) 내에 센서단자(3b)와 인접한 영역 위치하며, 볼텍스 유로를 가지는 볼텍스 영역(E)을 형성할 수 있다.
여기서, 볼텍스 영역(E)은 복수의 볼텍스 노즐(24)이 배치되어 볼텍스 유체를 분사하여 유동공간(S1) 내에 센서부(3)를 중심으로 센서부(3)를 감싸는 유로를 가지는 볼텍스 유로가 형성된 공간을 의미할 수 있다.
아울러, 냉각 용접 시스템(1)은, 직경센서(35), 복수의 볼텍스 노즐(24), 다축구조(25)와 연결되어 직경센서(35), 상기 복수의 볼텍스 노즐(24), 다축구조(25)를 제어하는 프로세서(6)를 더 포함할 수 있다.
즉, 프로세서(6)는 냉각 용접 시스템(1) 내에 내재되어 냉각 용접 시스템(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
여기서, 프로세서(6)는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), controller, 어플리케이션 프로세서(6)(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(6)(communication processor(CP)), ARM 프로세서(6) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
먼저, 프로세서(6)는, 발광부(35a)에서 적외선을 조사하고 수광부(35b)에서 수용한 빛의 값을 기초로, 센서단자(3b)의 위치여부와 센서단자(3b)의 직경을 결정할 수 있다.
즉, 프로세서(6)는 제1 가이드홀(31)의 외주면을 따라 배치된 발광부(35a)에서 적외선을 분사하고 수광부(35b)에서 수용된 빛의 양을 기초로 센서부(3)단자의 직경을 결정할 수 있다. 즉, 센서단자(3b)가 위치한 곳에서는 적외선이 통과하지 못하므로 센서단자(3b)의 외곽을 통과한 빛을 수광부(35b)에서 수용하여 직경을 판단할 수 있다.
아울러, 프로세서(6)는 발광부(35a) 및 수광부(35b)가 단면이 원형인 제1 가이드홀(31)의 외주면을 따라 배치되므로 각 수광부(35b)에서 수용한 빛의 정보를 기초로 센서단자(3b)의 위치를 결정할 수 있다.
즉, 센서단자(3b)의 중심이 제1 가이드홀(31)의 중심축과 일치하지 않고 일측에 기울어져 배치된 경우, 기울어져 배치된 것을 수광부(35b)에서 흡수한 빛의 양을 기초로 프로세서(6)가 판단할 수 있다.
다음으로, 프로서세는 결정된 직경을 기초로, 제1 유입부(21a)와 제2 유입부(22a)의 회전각도와 복수의 볼텍스 노즐(24)에서 분사하는 볼텍스 유체의 유속을 결정하며, 결정된 센서단자(3b)의 위치를 기초로 제1 유입부(21a)와 제2 유입부(22a)에서 분사하는 냉각 공기의 유속을 결정할 수 있다.
여기서, 회전각도는 냉각커버(20)에 대한 제1 유입부(21a)와 제2 유입부(22a)가 이루는 각도를 의미할 수 있다. 아울러, 결정된 회전각도는 결정된 직경이 클수록 회전각도가 작아질 수 있다.
이에 따라, 용접하고자 하는 센서단자(3b)의 직경이 클수록 용접을 하기 위한 용접열의 총량이 증가하게 되며, 용접열의 총량과 비례하여 냉각하기 위한 냉각양의 총량이 많아져야한다.
따라서, 제1 유입부(21a)와 제2 유입부(22a)가 냉각커버(20)와 이루는 각도가 작아질수록 센서단자(3b)와 인접한 가이드커버(30) 및 볼텍스 영역(E)으로 더 직선적인 냉각 공기를 분사하여 볼텍스 영역(E)의 유속을 더 빠르게 형성하며 제1 가이드홀(31) 및 제2 가이드홀(32)을 통과하는 냉각 속도의 유속이 빨라져 냉각의 양이 증대될 수 있다.
이에 따라, 프로세서(6)는 용접하고자 하는 다양한 센서단자(3b)의 직경에 따라 회전각도를 통해 냉각량과 볼텍스 영역(E)의 볼텍스 유로의 속도를 조절하여 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
동시에 프로세서(6)는 결정된 센서단자(3b)의 위치와 인접할수록 제1 유입부(21a)와 상기 제2 유입부(22a)에서 분사하는 냉각 공기의 유속은 빠르게 결정할 수 있다.
지지부(11)에 안착되는 센서몸체(3a)의 크기는 다양할 수 있으며, 센서단자(3b)가 제1 가이드홀(31)의 중심축과 일치하지 않을 경우, 일측에 용접열이 집중되게 되어 센서부(3)가 손상될 수 있다.
이에 따라, 결정된 센서단자(3b)의 위치와 인접할수록 제1 유입부(21a)와 상기 제2 유입부(22a)에서 분사하는 냉각 공기의 유속은 빠르게 조절함으로써 냉각량을 센서단자(3b)의 위치를 반영하여 조절할 수 있다.
예를 들어, 센서단자(3b)가 냉각커버(20)의 상부에 인접하게 배치된 경우, 냉각커버(20)의 제1 면(21)에 위치하는 제1 유입부(21a)가 분사하는 냉각 속도를 제2 유입부(22a)가 분사하는 냉각 속도보다 빠르게 조절하여 센서부(3)의 상부 영역에 대한 냉각량을 증대시킬 수 있다.
이후, 프로세서(6)는 결정된 회전각도로 상기 다축구조(25)를 통해 상기 제1 유입부(21a)와 상기 제2 유입부(22a)를 회전시키고, 결정된 볼텍스 유속으로 상기 복수의 볼텍스 노즐(24)을 통해 볼텍스 유체를 분사할 수 있다.
이에 따라, 본 개시의 다른 실시예에 따른 냉각 용접 시스템(1)은 다양한 센서단자(3b)의 직경, 위치에 따라 볼텍스 유로를 형성하고 냉각 속도를 다르게 조절함으로써, 냉각 효율을 극대화할 수 있다.
이상에서는 본 개시의 다양한 실시예를 각각 개별적으로 설명하였으나, 각 실시예들은 반드시 단독으로 구현되어야만 하는 것은 아니며, 각 실시예들의 구성 및 동작은 적어도 하나의 다른 실시예들과 조합되어 구현될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위상에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
1: 냉각 용접 시스템
10: 지지플레이트 11: 지지부
20: 냉각커버 30: 가이드커버
31: 제1 가이드홀 32: 제2 가이드홀

Claims (8)

  1. 센서부를 지지하는 지지플레이트;
    상기 지지플레이트 상에 배치되어 상기 센서부를 커버하는 냉각커버;
    상기 냉각커버의 전면에 배치되며 상기 센서부의 센서단자가 관통하는 가이드커버; 및
    상기 지지플레이트, 상기 냉각커버와 연결되어 상기 센서부에 냉각 공기를 분사하는 유입부;를 포함하고,
    상기 냉각커버는 상기 센서부와 이격되어 상기 냉각 공기가 유동하는 유동공간을 형성하며,
    상기 지지플레이트는 상기 지지플레이트의 상면에 배치되어 상기 센서부를 지지하는 지지부를 포함하고,
    상기 지지부는 상기 지지플레이트와 상기 센서부 사이에 상기 냉각 공기가 유동하는 하부공간을 형성하고,
    상기 가이드커버는,
    상기 센서단자가 통과하도록 제1 길이의 직경을 가지는 제1 가이드홀; 및
    상기 제1 가이드홀과 연결되며, 제2 길이를 가지고 상기 제1 가이드홀로부터 하부 방향으로 연장된 제2 가이드홀;을 포함하고,
    상기 제2 길이는 상기 제1 길이보다 작으며,
    상기 냉각커버는,
    상기 센서부의 상면과 제1 간격을 두고 배치된 제1 면;
    상기 센서부의 측면과 제2 간격을 두고 배치된 제2 면; 및
    상기 센서부의 후면과 제3 간격을 두고 배치된 제3 면;을 포함하고,
    상기 유입부는,
    상기 제1 면과 상기 지지플레이트와 연결된 제1 유입부;
    상기 제2 면과 연결된 제2 유입부; 및
    상기 제3 면과 연결된 제3 유입부;를 포함하고,
    상기 제1 간격은 상기 제3 간격보다 작고, 상기 제2 간격은 상기 제1 간격과 같으며,
    상기 제2 유입부와 상기 제3 유입부는 상기 지지플레이트로부터 상기 센서단자가 위치한 높이와 동일한 높이에 배치되고,
    상기 가이드커버는 상기 센서부의 전면과 제1 간격보다 큰 간격을 두고 배치되며,
    상기 제1 유입부, 상기 제2 유입부 및 상기 제3 유입부는 동일한 냉각속도로 냉각 공기를 분사하는 냉각 용접 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 면, 상기 제2 면 및 상기 제3 면은 상호간 수직하게 배치되며 일체로 형성되고,
    상기 제1 유입부는 복수 개로 구성되고 상호간 마주보는 위치에 배치되며,
    상기 제2 유입부는 복수 개로 구성되고 상호간 마주보는 위치에 배치된 냉각 용접 시스템.




  7. 삭제
  8. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20230058147A (ko) * 2020-10-05 2023-05-02 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 센서용 보호 케이스, 촬상 장치, 용접 시스템, 센서의 냉각 방법 및 센서의 냉각 제어 방법

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