KR102656132B1 - 용접용 턴테이블 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 턴테이블은, 용접용 셀의 수직적 위치를 고정시키고, 용접용 셀을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키기 위한 자동식 용접용 턴테이블로서, 모터를 포함하는 본체부, 본체부 상에 배치되고, 용접용 셀의 하부면을 지지하며, 모터와 연결되어 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 제1 회전 부재, 및 제1 회전 부재 상에 배치되고, 용접용 셀의 상부면을 지지하며, 적어도 일부가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 제2 회전 부재를 포함한다. 제1 회전 부재 및 제2 회전 부재 사이에 용접용 셀이 배치된 상태에서, 모터의 동력에 의해 제1 회전 부재가 회전하는 경우, 제1 회전 부재의 회전 방향과 동일한 방향으로 제2 회전 부재 및 용접용 셀이 회전한다.

Description

용접용 턴테이블{WELDING TURNTABLE}
본 발명은 용접용 턴테이블에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 용접용 셀(cell)의 수직적 위치를 고정시키고 모터의 동력을 이용하여 용접용 셀을 시계 방향이나 반시계 방향으로 자동으로 회전시킬 수 있는 자동식 용접용 턴테이블에 관한 것이다.
일반적으로, 용접이라 함은 2개 혹은 그 이상의 물체나 재료를 용융 또는 반용융 상태로 하여 여기에 용가재(예: 용접봉, 와이어)를 넣어 접합하는 것으로서, 재료의 종류와 두께에 따라 다양한 용접방법이 사용되고 있다.
모재라 불리는 두 물체 사이나 한 물체의 일정 부분의 용접부에 용접봉을 첨가하여 간접적으로 접합시키는 용접은 그 방식이 다양하게 개발되어 왔다. 다양한 방식들 중에서 특수한 용접부를 공기와 차단한 상태에서 용접하기 위하여, 특수 토치에서 불활성 가스를 전극봉 지지기를 통하여 용접부에 공급하면서 용접하는 방법으로서 열원으로 사용되는 전극, 즉, 텅스텐 봉이 아크 열에 의해 녹지 않는 비소모식인 TIG(Tungsten Inert Gas) 용접은 고품질의 제품을 정밀하게 용접하는 방식이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 용접 결과물인 용접용 셀의 품질을 향상시킬 수 있는 용접용 턴테이블을 제공하는 것이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 용접 작업의 편의성을 제공할 수 있는 용접용 턴테이블을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 용접용 턴테이블은, 용접용 셀(cell)의 수직적 위치를 고정시키고, 상기 용접용 셀을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키기 위한 자동식 용접용 턴테이블로서, 모터를 포함하는 본체부, 상기 본체부 상에 배치되고, 상기 용접용 셀의 하부면을 지지하며, 상기 모터와 연결되어 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 제1 회전 부재, 및 상기 제1 회전 부재 상에 배치되고, 상기 용접용 셀의 상부면을 지지하며, 적어도 일부가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 제2 회전 부재를 포함할 수 있다. 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재 사이에 상기 용접용 셀이 배치된 상태에서, 상기 모터의 동력에 의해 상기 제1 회전 부재가 회전하는 경우, 상기 제1 회전 부재의 회전 방향과 동일한 방향으로 상기 제2 회전 부재 및 상기 용접용 셀이 회전할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 용접용 턴테이블은 용접용 셀의 수직적 위치를 고정시키고 용접용 셀을 시계 방향이나 반시계 방향으로 자동으로 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 용접용 셀에 대한 용접 작업의 편의성이 향상되며, 용접 결과물인 용접용 셀의 품질이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 용접용 턴테이블을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 용접용 턴테이블의 피용접물인 용접용 셀(cell)의 일 예를 나타내는 도면들이다.
도 3은 도 1의 용접용 턴테이블에 포함되는 고정 부재 및 지지 부재의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 용접용 턴테이블에 포함되는 회전 부재들 및 도 2의 용접용 셀의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 1의 용접용 턴테이블이 동작하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 용접용 턴테이블을 개략적으로 나타내는 도면이다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결된다"고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 용접용 턴테이블을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 용접용 턴테이블의 피용접물인 용접용 셀(cell)의 일 예를 나타내는 도면들이다.
도 3은 도 1의 용접용 턴테이블에 포함되는 회전 부재들 및 도 2의 용접용 셀의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 용접용 턴테이블에 포함되는 고정 부재 및 지지 부재의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 용접용 턴테이블(WTD)은 용접용 셀(WC)을 용접하는데 사용되는 것으로서, 용접용 셀(WC)의 수직적 위치를 고정시키고 용접용 셀(WC)을 시계 방향이나 반시계 방향으로 자동으로 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 보다 간편하게 용접 작업이 수행될 수 있다.
한편, 피용접물인 용접용 셀(WC)은 TIG(Tungsten Inert Gas) 용접 방식에 따라 용접될 수 있다. 예를 들어, TIG 용접 방식은 열원으로 사용되며 아크 열에 의해 녹지 않는 비소모식인 전극봉, 예를 들어, 텅스텐 봉을 전극으로 하여 아크를 발생시키고 용가재를 따로 투입하여 용접을 수행하는 방식을 말한다. 한편, TIG 용접 방식에서는, 용접부를 불활성 가스로 보호함으로써 용접 작업 진행 중에 금속 표면의 산화를 방지할 수 있다(예: 가스 퍼징(purging)). 즉, 상기 불활성 가스는 용접 작업 진행 중에 산소의 침투를 방지하여 용접성을 확보하는 역할을 수행하는 것으로서, 예를 들어, 상기 불활성 가스는 아르곤(Ar), 질소(N), 헬륨(H) 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이와 같은 TIG 용접 방식에서는, 상기 불활성 가스에 의해 보호받는 용융 풀(예: 모재의 녹은 쇳물 등)에 모재의 재질과 부합하는 금속 성분을 가지는 용가재를 따로 주입하고 이를 녹여서 용접을 수행할 수 있다.
피용접물인 용접용 셀(WC)에 대해 보다 구체적으로 설명하기 위해, 도 2a 및 도 2b를 더 참조하면, 용접용 턴테이블(WTD)의 대상으로서 피용접물인 용접용 셀(WC)은 오존 발생기(O3 generator)의 오존 발생 셀일 수 있다. 다만, 이는 단순히 예시적인 것으로, 용접용 셀(WC)이 이에 제한되는 것은 아니다.
용접용 셀(WC)은 2개의 셀(WC1, WC2)(또는, 2개의 부재)이 상술한 용접 방식(예: TIG 용접 방식)에 의해 접합됨으로써 생성될 수 있다.
예를 들어, 도 2b에 도시된 바와 같이, 2개의 셀(WC1, WC2)이 부착된 상태에서, 상기 2개의 셀(WC1, WC2)의 외주면을 용접부(WP)로 하여, 상기 용접부(WP)(외주면)에 대해 텅스텐 봉을 전극으로 하여 아크를 발생시킴으로써 용접이 수행될 수 있다.
이때, 도 2b에 도시된 바와 같이, 용접용 셀(WC)의 용접부(WP)는 상기 2개의 셀(WC1, WC2)의 외주면으로 설정되므로, 작업자는 용접부(WP)인 상기 2개의 셀(WC1, WC2)의 외주면 상에 텅스텐 봉을 접촉시켜 용접을 수행하게 된다. 여기서, 용접부(WP)인 상기 2개의 셀(WC1, WC2)의 외주면 전체에 용접을 수행하기 위해서는, 상기 2개의 셀(WC1, WC2)이 부착되어 수직적 위치가 고정된 상태에서, 작업자가 상기 2개의 셀(WC1, WC2)의 외주면을 따라 텅스텐 봉을 이동시키면서 용접을 수행하거나 텅스텐 봉을 고정시킨 상태에서 상기 2개의 셀(WC1, WC2)을 수동으로 회전시키면서 용접을 수행하게 되는데, 이와 같은 경우에는 작업자의 작업 숙련도에 따라 용접 결과물인 용접용 셀(WC)의 품질이 좌우될 수 있으며, 작업자의 피로도 또한 가중될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 이와 같은 문제점을 방지(또는, 제거)하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 용접용 턴테이블(WTD)은 용접용 셀(WC)의 수직적 위치를 고정시키고 본체부(BD)에 내장된 모터(MT)의 동력을 이용하여 용접용 셀(WC)을 시계 방향이나 반시계 방향으로 자동으로 회전(예를 들어, 일정한 속도(각속도)로 회전)시킬 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 용접용 턴테이블(WTD)은 본체부(BD), 제1 회전 부재(RT1), 제2 회전 부재(RT2), 고정 부재(FM), 및 지지 부재(SM)를 포함할 수 있다.
본체부(BD)는 모터(MT)를 포함하며, 본체부(BD) 상에는 모터(MT)의 회전 속도(각속도) 및/또는 회전 방향을 제어하기 위한 조작부들(CT1, CT2)이 형성될 수 있다. 본체부(BD)는 일 측면 상에서 바라볼 때, 전체적으로 사각형의 형상(예를 들어, 입체적으로 직육면체의 형상)을 가질 수 있으나, 본체부(BD)의 형상이 이에 제한되는 것은 아니다.
모터(MT)는 본체부(BD)에 내장될 수 있다. 모터(MT)는 전기적 에너지를 기계적 운동으로 변환하는 기계 장치로서, 회전하는 축을 갖고 있으며, 상기 회전 축을 회전시키는 방법으로 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환할 수 있다. 한편, 모터(MT)에 전기적 에너지를 공급하기 위해, 본체부(BD)의 내부에 별도의 배터리(미도시)가 내장되거나 외부로부터 전원을 공급받을 수 있으나, 이는 단순히 예시적인 것으로 본 발명의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 모터(MT)는 회전 축을 회전시키기 위한 별도의 배터리를 포함하고 있을 수 있다.
한편, 모터(MT)는 제1 회전 부재(RT1)와 연결된 연결부(CNT)를 통해 제1 회전 부재(RT1)를 일정한 방향(예를 들어, 시계 방향 또는 반시계 방향)에 대해 특정 회전 속도(각속도)로 회전시킬 수 있다.
본체부(BD) 상에 형성된 조작부들(CT1, CT2)은 모터(MT)의 회전 속도(각속도)를 제어하기 위한 제1 조작부(CT1)와 모터(MT)의 회전 방향을 제어하기 위한 제2 조작부(CT2)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 조작부(CT1)는 다이얼(dial) 형태의 조작기를 포함하며, 작업자는 다이얼을 통해 모터(MT)의 회전 속도(각속도)를 제어할 수 있다. 한편, 제1 조작부(CT1) 상에는 현재 모터(MT)의 회전 속도(각속도)(또는, 회전 속도의 상대 수치)가 표시되는 별도의 디스플레이(DP)가 형성될 수 있으며, 이에, 작업자는 디스플레이(DP)를 통해 현재 모터(MT)의 회전 속도(각속도)(또는, 회전 속도의 상대 수치)를 확인하면서 용접 작업을 수행할 수 있다.
또한, 제2 조작부(CT2)는 버튼 형태의 조작기를 포함하여, 작업자는 상기 버튼 형태의 조작부(CT2)를 통해 시계 방향(예를 들어, 도 1에 "정회전"으로 도시됨)으로 모터(MT)를 회전시키거나 반시계 방향(예를 들어, 도 1에 "역회전"으로 도시됨)으로 모터(MT)를 회전시킬 수 있다.
이와 같이 본체부(BD) 상에는 모터(MT)의 회전 속도(각속도) 및/또는 회전 방향을 제어하기 위한 제1 및 제2 조작부들(CT1, CT2)이 형성됨으로써, 작업자에게 작업 편의성을 제공할 수 있다.
제1 회전 부재(RT1)는 본체부(BD)(예를 들어, 본체부(BD)의 상부면) 상에 배치될 수 있다. 한편, 도 3을 참조하면, 실시예에 따라, 제1 회전 부재(RT1)는 평면 상에서 볼 때, 용접용 셀(WC)의 형상에 대응하여 원의 형상을 가질 수 있으나, 이는 단순히 예시적인 것으로, 제1 회전 부재(RT1)의 형상이 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 제1 회전 부재(RT1)는 회전 가능하도록 구성되어, 연결부(CNT)를 통해 제공되는 모터(MT)의 동력에 의해, 특정 회전 속도(각속도)로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
예를 들어, 제1 회전 부재(RT1)는 제1 베어링(BR1)을 포함할 수 있다. 제1 베어링(BR1)은 제1 회전 부재(RT1)를 지지하고 모터(MT)의 동력(회전력)을 제1 회전 부재(RT1)에 전달하기 위한 부품에 해당할 수 있다. 모터(MT)가 동작하는 경우, 모터(MT)의 내부에 있는 회전자와 회전자 외부에 있는 고정자 사이에서 회전력이 발생하게 되는데, 회전자는 회전축을 따라 회전하며 회전력을 생성하고, 고정자는 회전자를 지지하여 회전력을 전달할 수 있으며, 제1 베어링(BR1)은 연결부(CNT)를 통해 모터(MT)와 연결되어 회전자와 고정자 사이의 마찰을 최소화하고 회전력을 제1 회전 부재(RT1)로 전달할 수 있다.
한편, 용접 작업이 진행되는 경우, 용접용 셀(WC)은 제1 회전 부재(RT1) 상에 배치될 수 있다. 즉, 제1 회전 부재(RT1)는 용접용 셀(WC)의 하부면을 지지할 수 있다. 여기서, 용접용 셀(WC)의 상부면 상에 힘(예: 압력)이 가해지는 경우 용접용 셀(WC)의 상기 하부면과 제1 회전 부재(RT1)(예를 들어, 제1 회전 부재(RT1)의 상부면) 사이에는 강한 마찰력이 발생하게 될 수 있다. 이에 따라, 제1 회전 부재(RT1)가 모터(MT)의 동력에 따라 회전하게 되는 경우, 용접용 셀(WC)은 상기 마찰력에 의해 제1 회전 부재(RT1)가 회전하는 방향(회전 방향)과 동일한 방향을 따라 제1 회전 부재(RT1)가 회전하는 속도(각속도)와 동일한 회전 속도(각속도)로 회전하게 될 수 있다. 이에 대해서는, 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
제2 회전 부재(RT2)는 제1 회전 부재(RT1)(예를 들어, 제1 회전 부재(RT1)의 상부면) 상에 배치될 수 있다. 한편, 도 3을 참조하면, 실시예에 따라, 제2 회전 부재(RT2)는 평면 상에서 볼 때, 용접용 셀(WC)의 형상에 대응하여 원의 형상을 가질 수 있으나, 이는 단순히 예시적인 것으로, 제2 회전 부재(RT2)의 형상이 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 제2 회전 부재(RT2)의 적어도 일부(예를 들어, 제1 서브 회전 부재(SRT1))는 회전 가능하도록 구성되어, 특정 회전 속도(각속도)로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
예를 들어, 도 3을 함께 참고하면, 제2 회전 부재(RT2)는 제1 서브 회전 부재(SRT1), 제1 서브 회전 부재(SRT1) 상에 배치되는 제2 서브 회전 부재(SRT2), 및 제1 및 제2 서브 회전 부재들(SRT1, SRT2)을 연결하는 제2 베어링(BR2)을 포함할 수 있다. 여기서, 제2 서브 회전 부재(SRT2)는 후술하는 고정 부재(FM)(예를 들어, 제1 고정 부재(FM1))에 고정되도록 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 서브 회전 부재(SRT2)는 회전 가능하지 않도록 고정 부재(FM)(예를 들어, 제1 고정 부재(FM)의 하부면)에 연결될 수 있다.
또한, 제1 서브 회전 부재(SRT1)는 제2 베어링(BR2)을 통해 제2 서브 회전 부재(SRT2)와 연결되며, 회전 가능하도록 구성될 수 있다.
여기서, 용접 작업이 진행되는 경우, 용접용 셀(WC)은 제1 회전 부재(RT1)와 제2 회전 부재(RT2) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 제1 회전 부재(RT1)는 용접용 셀(WC)의 하부면을 지지하고, 제2 회전 부재(RT2)(예를 들어, 제1 서브 회전 부재(SRT1))는 용접용 셀(WC)의 상부면을 지지할 수 있다. 다시 말해, 용접 작업이 진행되는 경우, 용접용 셀(WC)은 제1 회전 부재(RT1)와 제2 회전 부재(RT2)(예를 들어, 제1 서브 회전 부재(SRT1)) 사이에 배치되어, 제1 및 제2 회전 부재들(RT1, RT2)로부터 상부 및 하부에서 각각 힘(예: 압력)을 제공받을 수 있으며, 이에 따라, 용접용 셀(WC)의 수직적 위치가 고정될 수 있다.
여기서, 상술한 바와 같이, 제2 회전 부재(RT2)에 의해 용접용 셀(WC)의 상부면 상에 힘(예: 압력)이 가해지는 경우, 용접용 셀(WC)의 상기 하부면과 제1 회전 부재(RT1)(예를 들어, 제1 회전 부재(RT1)의 상부면) 사이 및 용접용 셀(WC)의 상기 상부면과 제2 회전 부재(RT2)(예를 들어, 제2 회전 부재(RT2)의 하부면으로서, 제1 서브 회전 부재(SRT1)의 하부면) 사이에는 각각 강한 마찰력이 발생하게 될 수 있다. 이에 따라, 제1 회전 부재(RT1)가 모터(MT)의 동력에 따라 회전하게 되는 경우, 용접용 셀(WC)과 제1 서브 회전 부재(SRT1)는 상기 용접용 셀(WC)의 상부면 및 하부면 상에 형성되는 마찰력에 의해 제1 회전 부재(RT1)가 회전하는 방향(회전 방향)과 동일한 방향을 따라 제1 회전 부재(RT1)가 회전하는 속도(각속도)와 동일한 회전 속도(각속도)로 회전하게 될 수 있다. 이에 대해서는, 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
다시 도 1을 참조하면, 고정 부재(FM)는 제2 회전 부재(RT2) 상에 배치되어, 제2 회전 부재(RT2)의 수직적 위치를 조정하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하기 위해, 도 4를 함께 참조하면, 고정 부재(FM)는 제1 고정 부재(FM1), 제2 고정 부재(FM2), 및 제3 고정 부재(FM3)를 포함할 수 있다.
제1 고정 부재(FM1)는 제2 회전 부재(RT2)의 상부면(예를 들어, 제2 서브 회전 부재(SRT2)의 상부면) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 상술한 바와 같이, 제2 회전 부재(RT2)의 제2 서브 회전 부재(SRT2)는 제1 고정 부재(FM1)에 고정되도록 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 서브 회전 부재(SRT2)는 회전 가능하지 않도록 제1 고정 부재(FM)의 하부면에 연결될 수 있다. 한편, 이상에서는, 제1 고정 부재(FM1)와 제2 서브 회전 부재(SRT2)가 별개의 구성 요소로서 서로 고정식으로 연결되는 것을 기준으로 설명하였으나, 이는 단순히 설명의 편의를 위해 예시적으로 구분한 것으로, 본 발명의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 고정 부재(FM)의 제1 고정 부재(FM1)와 제2 회전 부재(RT2)의 제2 서브 회전 부재(SRT2)는 일체로 형성될 수도 있다.
제2 고정 부재(FM2)는 지지 부재(SM)를 사이에 두고 제1 고정 부재(FM1)의 상부에 위치하는 부재로서, 나사 형태의 제3 고정 부재(FM3)를 조이거나 풀도록 하기 위한 노브(knob)일 수 있다.
제3 고정 부재(FM3)는 일 단이 제1 고정 부재(FM1)에 고정되도록 연결되고, 타 단이 제2 고정 부재(FM2)에 고정되도록 연결될 수 있다. 예를 들어, 제3 고정 부재(FM3)의 상기 타 단은 핸드 탭을 통해 제2 고정 부재(FM2)에 고정 결합될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 여기서, 제3 고정 부재(FM3)는 일 방향을 따라 길게 형성되며, 나사산을 포함하는 나사 형태로 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 제3 고정 부재(FM3)는 지지 부재(SM)에 포함되는 나사 홀(HL)을 관통하도록 구성될 수 있다. 여기서, 지지 부재(SM)의 나사 홀(HL)은 나사 형태로 구성되는 제3 고정 부재(FM3)의 볼트 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 지지 부재(SM)의 나사 홀(HL)을 관통하도록 구성되는 제3 고정 부재(FM3)가 나사 형태로 구성되므로, 작업자가 제3 고정 부재(FM3)의 상기 타 단에 고정 연결된 제2 고정 부재(FM2)를 특정 방향으로 회전시키는 경우, 고정 부재(FM) 전체가 함께 회전될 수 있으며, 나사 홀(HL)에 의해 고정 부재(FM), 즉, 제1 내지 제3 고정 부재들(FM1, FM2, FM3)이 수직적으로(상하로) 이동될 수 있다.
여기서, 상술한 바와 같이, 제2 회전 부재(RT2)(예를 들어, 제2 서브 회전 부재(SRT2))가 고정 부재(FM)의 제1 고정 부재(FM1)와 고정 결합되므로(또는, 제1 고정 부재(FM1)와 일체로 형성되므로), 상기와 같이 고정 부재(FM)가 수직적으로(상하로) 이동되는 경우 제2 회전 부재(RT2)도 함께 수직적으로(상하로) 이동될 수 있다.
예를 들어, 고정 부재(FM)의 회전에 따라 고정 부재(FM)가 하부 방향으로 이동하고, 이에 제2 회전 부재(RT2)가 하부 방향으로 이동하여 제1 회전 부재(RT1)의 상부면 상에 배치되는 용접용 셀(WC)의 상부면을 가압하는 경우, 제2 회전 부재(RT2)에 의해 용접용 셀(WC)의 상부면 상에 힘(예: 압력)이 가해지게 되어 용접용 셀(WC)의 상기 하부면과 제1 회전 부재(RT1)(예를 들어, 제1 회전 부재(RT1)의 상부면) 사이 및 용접용 셀(WC)의 상기 상부면과 제2 회전 부재(RT2)(예를 들어, 제2 회전 부재(RT2)의 하부면으로서, 제1 서브 회전 부재(SRT1)의 하부면) 사이에는 각각 강한 마찰력이 발생할 수 있게 된다. 이에 따라, 용접용 셀(WC)은 제1 및 제2 회전 부재들(RT1, RT2)에 의해 수직적 위치가 고정될 수 있다. 또한, 용접용 셀(WC)의 수직적 위치가 고정된 상태에서, 모터(MT)가 동작하여 회전되는 경우, 제1 회전 부재(RT1)가 시계 방향 또는 반시계 방향을 따라 특정 회전 속도(각속도)로 회전하게 되고, 용접용 셀(WC)과 제2 회전 부재(RT2)의 일부, 즉, 제1 서브 회전 부재(SRT1)는 상기 용접용 셀(WC)의 상부면 및 하부면 상에 형성되는 마찰력에 의해 제1 회전 부재(RT1)가 회전하는 방향(회전 방향)과 동일한 방향을 따라 제1 회전 부재(RT1)가 회전하는 속도(각속도)와 동일한 회전 속도(각속도)로 회전하게 될 수 있다.
이하에서는, 용접용 턴테이블(WTD)이 동작하는 방법 및 순서에 대해 보다 구체적으로 설명하기 위해 도 5a 내지 도 5d를 더 참조하기로 한다.
도 5a 내지 도 5d는 도 1의 용접용 턴테이블이 동작하는 일 예를 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예들에 따른 용접용 턴테이블(WTD)이 동작하는 방법 및 순서에 대해 설명하기 위해, 먼저, 도 1 내지 도 5a를 참조하면, 용접용 턴테이블(WTD)의 고정 부재(FM)(예를 들어, 제1 내지 제3 고정 부재들(FM1, FM2, FM3))은 수직적으로 특정 위치에 위치할 수 있다. 여기서, 상기 고정 부재(FM)의 특정 위치란 고정 부재(FM)(예를 들어, 제1 고정 부재(FM1))에 고정 결합된(또는, 일체로 형성된) 제2 회전 부재(RT2)가 수직적으로 제1 회전 부재(RT1)와 일정 간격 이격되도록 배치될 수 있는 위치를 의미할 수 있다. 즉, 도 5a에 도시된 바와 같이, 용접 작업 시작 단계(또는, 용접 작업 전)에서 제1 회전 부재(RT1)와 제2 회전 부재(RT2)는 일정 간격 이격되도록 배치되어 있을 수 있다.
다음으로, 도 5b를 더 참조하면, 작업자는 제1 회전 부재(RT1) 상에 용접용 셀(WC)을 위치시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 회전 부재(RT1)의 상부면 상에 용접용 셀(WC)이 위치됨으로써, 제1 회전 부재(RT1)는 용접용 셀(WC)의 하부면을 지지할 수 있다.
한편, 이상에서는, 작업자가 수동으로 용접용 셀(WC)을 제1 회전 부재(RT1) 상에 위치시키는 것을 기준으로 설명하였으나, 이는 단순히 예시적인 것으로, 본 발명의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 자동화된 시스템에 따라 용접용 셀(WC)이 제1 회전 부재(RT1)의 기설정된 위치 상에 자동으로 배치될 수 있다.
다음으로, 도 5c를 더 참조하면, 작업자는 고정 부재(FM), 예를 들어, 제2 고정 부재(FM2)를 특정 방향으로 회전시킴으로써, 고정 부재(FM)를 수직적으로 이동시킬 수 있다. 일 예로, 제2 고정 부재(FM2)의 회전에 따라 고정 부재(FM)는 하부 방향으로 이동될 수 있다.
예를 들어, 도 1 및 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 제3 고정 부재(FM3)는 지지 부재(SM)에 포함되며 볼트 역할을 수행하는 나사 홀(HL)을 관통하도록 구성되며, 작업자가 고정 부재(FM), 예를 들어, 노브 형태의 제2 고정 부재(FM2)를 특정 방향으로 회전시키는 경우, 고정 부재(FM)가 회전함으로써 나사 홀(HL)에 의해 고정 부재(FM), 즉, 제1 내지 제3 고정 부재들(FM1, FM2, FM3)이 수직적으로, 예를 들어, 하부 방향을 따라 이동될 수 있다.
여기서, 제2 회전 부재(RT2)(예를 들어, 제2 서브 회전 부재(SRT2))가 고정 부재(FM)의 제1 고정 부재(FM1)와 고정 결합되므로(또는, 제1 고정 부재(FM1)와 일체로 형성되므로), 도 5c에 도시된 바와 같이, 고정 부재(FM)의 이동에 대응하여 제2 회전 부재(RT2)도 함께 하부 방향으로 이동될 수 있다.
이와 같이 고정 부재(FM)의 회전에 따라 고정 부재(FM)가 하부 방향으로 이동하고, 이에 제2 회전 부재(RT2)가 하부 방향으로 이동하여 제1 회전 부재(RT1)의 상부면 상에 배치되는 용접용 셀(WC)의 상부면이 제2 회전 부재(RT2)에 의해 가압되는 경우, 제2 회전 부재(RT2)에 의해 용접용 셀(WC)의 상부면 상에 힘(예: 압력)이 하부 방향으로 가해지게 된다.
또한, 용접용 셀(WC)의 하부면에 배치되는 제1 회전 부재(RT1)의 하부면은 본체부(BD)에 의해 지지되므로, 용접용 셀(WC)의 상부면 상에 상기 제2 회전 부재(RT2)의 힘(예: 압력)이 가해지는 경우, 지면 반력에 따라 본체부(BD)의 상부면으로부터 제1 회전 부재(RT1)를 향하는 방향으로 상기 제2 회전 부재(RT2)에 의한 힘과 동일한 크기의 힘이 상부 방향으로 가해지게 된다.
이에 따라, 용접용 셀(WC)의 하부면과 상부면에는 각각 제1 회전 부재(RT1) 및 제2 회전 부재(RT2)로부터 동일한 크기를 가지는 힘(예: 압력)이 가해지므로(예를 들어, 용접용 셀(WC)에 동일한 크기를 가지되 서로 반대 방향인 2개의 힘이 작용함), 용접용 셀(WC)은 제1 및 제2 회전 부재들(RT1, RT2)에 의해 수직적 위치가 고정될 수 있다.
한편, 이상에서는, 작업자가 수동으로 고정 부재(FM), 예를 들어, 제2 고정 부재(FM2)를 회전시키는 것을 기준으로 설명하였으나, 이는 단순히 예시적인 것으로, 본 발명의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 자동화된 시스템에 따라 고정 부재(FM)는 상기 특정 방향 또는 상기 특정 방향의 반대 방향으로 자동으로 회전하여 그 수직적 위치가 이동될 수도 있다.
다음으로, 도 5d를 더 참조하면, 작업자의 조작에 따라 모터(MT)는 시계 방향(예를 들어, 도 5d에 "정회전"으로 도시됨) 또는 반시계 방향(예를 들어, 도 5d에 "역회전"으로 도시됨)을 따라 특정 회전 속도(각속도)로 회전할 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 작업자는 본체부(BD) 상에 형성되는 제1 및 제2 조작부들(CT1, CT2)을 통해 모터(MT)의 회전 속도(각속도) 및/또는 회전 방향을 제어할 수 있다.
모터(MT)가 회전하는 경우, 상술한 바와 같이, 연결부(CNT)를 통해 제공되는 모터(MT)의 동력에 의해 제1 회전 부재(RT1)는 특정 회전 속도(각속도)로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
여기서, 상술한 바와 같이, 제1 및 제2 회전 부재들(RT1, RT2)로부터 용접용 셀(WC)의 하부면 및 상부면 각각에 가해지는 힘에 의해, 용접용 셀(WC)의 상기 하부면과 제1 회전 부재(RT1)(예를 들어, 제1 회전 부재(RT1)의 상부면) 사이 및 용접용 셀(WC)의 상기 상부면과 제2 회전 부재(RT2)(예를 들어, 제2 회전 부재(RT2)의 하부면으로서, 제1 서브 회전 부재(SRT1)의 하부면) 사이에는 각각 강한 마찰력이 발생할 수 있게 된다.
이에, 제1 회전 부재(RT1)가 특정 회전 속도(각속도)로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 경우, 도 5d에 도시된 바와 같이, 용접용 셀(WC)과 제2 회전 부재(RT2)의 일부, 즉, 제1 서브 회전 부재(SRT1)는 상기 용접용 셀(WC)의 상부면 및 하부면 상에 형성되는 마찰력에 의해 제1 회전 부재(RT1)가 회전하는 방향(회전 방향)과 동일한 방향을 따라 제1 회전 부재(RT1)가 회전하는 속도(각속도)와 동일한 회전 속도(각속도)로 회전하게 될 수 있다. 이와 같이, 용접용 셀(WC)이 자동으로 특정 회전 방향을 따라 특정 회전 속도로 회전하는 경우, 작업자는 용접 전극(WLD)(예를 들어, 상술한 텅스텐 봉 전극)을 상기 용접용 셀(WC)의 외주면(예를 들어, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한 2개의 셀(WC1, WC2)의 외주면) 상에 접촉시켜 용접을 수행할 수 있게 된다.
한편, 이상에서는, 작업자가 수동으로 용접 전극(WLD)을 상기 용접용 셀(WC)의 외주면 상에 접촉시키는 것을 기준으로 설명하였으나, 이는 단순히 예시적인 것으로, 본 발명의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 자동화된 시스템에 따라 및/또는 용접 전극(WLD)을 고정시키기 위해 마련되는 별도의 고정 장치에 따라, 용접 전극(WLD)이 상기 용접용 셀(WC)의 외주면 상에 접촉됨으로써, 용접 작업이 수행될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 용접용 턴테이블을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 가스 공급부(ARI)의 구성과 관련하여 도 1의 실시예에 대한 변형 실시예를 나타낸다.
도 6에 있어서, 중복된 설명을 피하기 위하여 상술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명하며, 특별히 설명하지 않는 부분은 상술한 실시예에 따르며, 동일한 번호는 동일한 구성 요소를, 유사한 번호는 유사한 구성 요소를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 용접용 턴테이블(WTD_1)은 본체부(BD), 제1 회전 부재(RT1), 제2 회전 부재(RT2), 고정 부재(FM), 지지 부재(SM), 및 가스 공급부(ARI)를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 용접용 셀(WC)에 대한 용접 작업이 진행될 때, 금속 표면의 산화 방지를 위해, 용접용 셀(WC)의 용접부(WP)에 불활성 가스(예를 들어, 아르곤(Ar), 질소(N), 헬륨(H) 등)를 주입할 필요가 있다.
이를 위해, 가스 공급부(ARI)(예를 들어, 퍼징 박스(purging box))는 가스 용접 작업시 용접부(WP) 주변의 불활성 가스 유량과 농도를 균일하게 유지할 수 있도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 가스 공급부(ARI)는 유입구(ILT) 및 유출구(OLT)를 포함하며, 유입구(ILT)에 연결된 유입관(ILL)을 통해 상기 불활성 가스(GS)를 제공받고, 유출구(OLT)에 연결된 유출관(OLL)을 통해 상기 불활성 가스(GS)를 유출시킬 수 있다. 여기서, 상기 유출관(OLL)은 유연한(flexible) 재질의 호스로 구성되어, 작업자가 상기 유출관(OLL)의 끝단(예를 들어, 불활성 가스(GS)가 유출되는 끝단)의 위치를 상기 용접용 셀(WC)의 용접부(WP)에 대응하는 위치로 이동(예를 들어, 용접부(WP)에 고정)시키기에 용이하도록 구성될 수 있다. 한편, 상기 유출관(OLL)은 지지 부재(SM)의 일 측에 형성되는 유출 조절부(ARC)에 결합되도록 구성되며, 작업자가 유출 조절부(ARC)를 이용하여 유출관(OLL)으로부터 유출되는 상기 불활성 가스(GS)의 양을 조절하거나 및/또는 불활성 가스(GS)의 유출 유무를 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 용접용 턴테이블은 용접용 셀의 수직적 위치를 고정시키고 용접용 셀을 시계 방향이나 반시계 방향으로 자동으로 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 용접용 셀에 대한 용접 작업의 편의성이 향상되며, 용접 결과물인 용접용 셀의 품질이 향상될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 용접용 턴테이블은 다음과 같이 설명될 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 용접용 턴테이블은, 용접용 셀(cell)의 수직적 위치를 고정시키고, 상기 용접용 셀을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키기 위한 자동식 용접용 턴테이블로서, 모터를 포함하는 본체부, 상기 본체부 상에 배치되고, 상기 용접용 셀의 하부면을 지지하며, 상기 모터와 연결되어 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 제1 회전 부재, 및 상기 제1 회전 부재 상에 배치되고, 상기 용접용 셀의 상부면을 지지하며, 적어도 일부가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 제2 회전 부재를 포함할 수 있다. 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재 사이에 상기 용접용 셀이 배치된 상태에서, 상기 모터의 동력에 의해 상기 제1 회전 부재가 회전하는 경우, 상기 제1 회전 부재의 회전 방향과 동일한 방향으로 상기 제2 회전 부재 및 상기 용접용 셀이 회전할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 회전 부재는 수직적으로 이동 가능하도록 구성되며, 상기 제2 회전 부재가 하부 방향으로 이동하여 상기 용접용 셀의 상기 상부면에 힘이 가해지는 경우, 상기 용접용 셀의 상기 수직적 위치가 고정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 용접용 턴테이블은, 나사 홀을 포함하는 지지 부재, 상기 제2 회전 부재의 상부면에 고정 결합되는 제1 고정 부재, 제2 고정 부재, 및 일 단이 상기 제1 고정 부재와 고정 결합되고, 타 단이 상기 제2 고정 부재와 고정 결합되며, 나사산을 포함하는 제3 고정 부재를 더 포함하며, 상기 제3 고정 부재는 상기 나사 홀을 관통하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 용접용 턴테이블은, 상기 모터의 회전축에 연결된 연결부, 및 상기 연결부와 상기 제1 회전 부재를 연결하는 제1 베어링을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 회전 부재는, 회전 가능하도록 구성되는 제1 서브 회전 부재, 상기 제1 서브 회전 부재 상에 배치되는 제2 서브 회전 부재, 및 상기 제1 서브 회전 부재와 상기 제2 서브 회전 부재를 연결하는 제2 베어링을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 서브 회전 부재는 상기 제1 고정 부재와 고정 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 본체부는, 상기 모터의 회전 속도를 제어하기 위한 제1 조작부, 및 상기 모터의 회전 방향을 제어하기 위한 제2 조작부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 용접용 턴테이블은, 상기 용접용 셀의 용접부에 불활성 가스를 주입하기 위한 가스 공급부를 더 포함할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
ARI: 가스 공급부
BD: 본체부
BR1, BR2: 베어링
CNT: 연결부
CT1, CT2: 조작부
DP: 디스플레이
FM, FM1, FM2, FM3: 고정 부재
HL: 나사 홀
MT: 모터
SRT1, SRT2: 서브 회전 부재
SM: 지지 부재
RT1, RT2: 회전 부재
WC: 용접용 셀
WP: 용접부
WTD, WTD_1: 용접용 턴테이블

Claims (8)

  1. 용접용 셀(cell)의 수직적 위치를 고정시키고, 상기 용접용 셀을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키기 위한 자동식 용접용 턴테이블로서,
    모터를 포함하는 본체부;
    상기 본체부 상에 배치되고, 상기 용접용 셀의 하부면을 지지하며, 상기 모터와 연결되어 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 제1 회전 부재;
    상기 제1 회전 부재 상에 배치되고, 상기 용접용 셀의 상부면을 지지하며, 적어도 일부가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 제2 회전 부재;
    나사 홀을 포함하는 지지 부재;
    상기 제2 회전 부재의 상부면에 고정 결합되는 제1 고정 부재;
    제2 고정 부재;
    일 단이 상기 제1 고정 부재와 고정 결합되고, 타 단이 상기 제2 고정 부재와 고정 결합되며, 나사산을 포함하는 제3 고정 부재;
    상기 모터의 회전축에 연결된 연결부; 및
    상기 연결부와 상기 제1 회전 부재를 연결하는 제1 베어링을 포함하고,
    상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재 사이에 상기 용접용 셀이 배치된 상태에서, 상기 모터의 동력에 의해 상기 제1 회전 부재가 회전하는 경우, 상기 제1 회전 부재의 회전 방향과 동일한 방향으로 상기 제2 회전 부재 및 상기 용접용 셀이 회전하며,
    상기 본체부는,
    상기 모터의 회전 속도를 제어하기 위한 제1 조작부; 및
    상기 모터의 회전 방향을 제어하기 위한 제2 조작부를 포함하고,
    상기 제1 조작부는 상기 본체부의 전면 좌측 중앙부에 형성되어 다이얼 형태의 조작기를 포함하며, 상기 모터의 회전 속도나 회전 속도의 상대 수치가 표시되는 디스플레이가 형성되고,
    상기 제2 조작부는 상기 본체부의 전면 우측 중앙부에 형성되어 버튼 형태의 조작기를 포함하며,
    상기 제2 회전 부재는 수직적으로 이동 가능하도록 구성되고,
    상기 제2 회전 부재가 하부 방향으로 이동하여 상기 용접용 셀의 상기 상부면에 힘이 가해지는 경우, 상기 용접용 셀의 상기 수직적 위치가 고정되며,
    상기 제3 고정 부재는 상기 나사 홀을 관통하도록 구성되고,
    상기 제2 회전 부재는,
    회전 가능하도록 구성되는 제1 서브 회전 부재;
    상기 제1 서브 회전 부재 상에 배치되는 제2 서브 회전 부재; 및
    상기 제1 서브 회전 부재와 상기 제2 서브 회전 부재를 연결하는 제2 베어링을 포함하며,
    상기 제2 서브 회전 부재는 상기 제1 고정 부재와 고정 결합되고,
    상기 용접용 셀의 용접부에 불활성 가스를 주입하기 위한 가스 공급부를 더 포함하고,
    상기 가스 공급부는,
    유입구 및 유출구를 포함하며, 상기 유입구에 연결된 유입관을 통해 상기 불활성 가스를 제공받고,
    상기 유출구에 연결된 유출관을 통해 상기 불활성 가스를 유출시키며,
    상기 유출관은 유연한(flexible) 재질의 호스로 구성되고,
    상기 유출관은 상기 지지 부재의 일 측에 형성되는 유출 조절부에 결합되도록 구성되며,
    작업자가 상기 유출 조절부를 이용하여 상기 유출관으로부터 유출되는 상기 불활성 가스의 양을 조절하는 및/또는 상기 불활성 가스의 유출을 제어하는, 용접용 턴테이블.
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