KR200170059Y1

KR200170059Y1 - 용접케이블 조립체

Info

Publication number: KR200170059Y1
Application number: KR2019980000306U
Authority: KR
Inventors: 오선옥
Original assignee: 최백규; 조흥전기산업주식회사
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 2000-03-02
Also published as: KR19990034078U

Abstract

본고안은 보호가스 금속 아아크 용접에 관한 것으로, 특히 원형단면을 가지면서 제어케이블을 전원케이블에 대해 효과적으로 분리시킬 수 있는 반자동 용접기에 사용될 용접 케이블 조립체에 관한 것이다. 본고안은 가스호스가 전원케이블 내측에 동축으로 배열된 용접케이블 조립체에 있어서 제어케이블을 중공의 전원케이블내의 가스호스 내부에 수납함으로써 전원케이블의 영향을 차폐하여 제어에 장애가 없는 작은 단면의 케이블 조립체를 제공한다.

Description

용접케이블 조립체

본고안은 보호가스 금속 아아크 용접에 관한 것으로, 특히 원형단면을 가지면서 제어케이블을 전원케이블에 대해 효과적으로 분리시킬 수 있는 반자동 용접기에 사용될 용접 케이블 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 보호가스 금속 아아크 용접(shield gas metal arc welding)은 보호가스로 용접분위기를 형성하여 용접효율과 품질을 향상시키고, 피복아아크 용접으로 불가능한 재질의 용접을 가능하게 하는 용접방법이다. 보호가스 금속 아아크용접에는 TIG(Tungsten Inert Gas) 용접법등 비(非)용극(溶極)식 용접법과, MIG(Metal Inert Gas)나 탄산가스(Co₂) 또는 MAG(Metal Active Gas) 용접법등 소모성 전극을 사용하는 용극식 용접법이 있다. 용극식 보호가스 금속 아아크 용접에 있어서는 소모성 전극으로 금속제 와이어(wire)를 사용하여 용접봉의 연속공급을 도모하고 있는데, 이때 와이어를 송급(送給)하는 것이 와이어 송급장치로서 이는 주지된 사실이다.

도 1에는 반자동 탄산가스용접기의 일반적인 구성을 도시하고 있는데, MIG용 접지등 용극식 보호가스 금속 아아크 용접기는 대략 이와 대동소이한 구성을 가지고 있다.

도 1에서, 전원(AC)에 접속된 용접기(V)는 용접전류를 공급하며 탄산가스(MIG 경우는 불활성가스, MAG 경우는 혼합가스)는 가스 봄베(gas bombe)(B)에서 공급된다. 와이어(W)의 연속공급을 위해서는 와이어 피더(wire feeder)(F)가 사용되는데, 와이어(W)는 이 와이어 피더(F)에 설치된 스풀(spool)(S)에 감겨진 상태에서 와이어 송급장치(F)에 의해 토오치(torch)(T)로 공급된다.

와이어 피더(F)는 용접작업의 편의를 위해 휴대 가능한 크기 및 중량으로 구성되어 용접기(V) 및 가스봄베(B)간에는 통상 수십 m 길이의 전원케이블(PC) 및 제어케이블(CC)과 가스호스(GH)로 연결된다.

전원케이블(PC)로 공급된 용접전류는 와이어피더(F)에서 송급되는 와이어(W)에 접속되고, 가스호스(GH)로 공급된 탄산가스 등의 분위기가스는 토오치(T)에서 와이어(W)의 주위로 분사된다. 한편 제어케이블(CC)은 와이어피더(F) 또는 별도의 제어기에서 용접기(V)를 제어하는 제어신호를 전달하게 되는 것이다.

그런데 이와 같은 종래의 반자동용접기 구성에 있어서는 전원케이블(PC)과 제어케이블(CC) 그리고 가스호스(GH)가 각각 별개로 구성되어 수십 m나 연장되므로 다음과 같은 여러 가지 문제가 있었다.

즉 용접기(V)로부터 작업현장의 와이어 피더(F)까지 세 가닥의 케이블 및 호스(PC)(CC)(GH)가 연장되므로 그 부피와 중량이 매우 클 뿐아니라, 선박건조나 철골구조물등과 같이 대형 구조물을 건조하는 경우에는 다수의 용접작업이 동시에 진행되므로 작업현장에 각각 세 가닥인 다수의 케이블 및 호스(PC)(CC)(GH)가 복잡하게 연장되어 안전사고 등을 유발할 우려가 있다. 이를 방지하기 위해 세 가닥의 케이블 및 호스(PC)(CC)(GH)를 케이블 타이(cable tie)나 하네스(harness)등으로 결속하는 것이 일반적이나 이 경우는 용접기의 설치나 이동시 매우 번거로운 문제가 있다.

한편 이러한 세 가닥의 케이블 및 호스(PC)(CC)(GH)는 도 2에 도시된 바와 같이 와이어 피더(F)에 접속된다. 즉 전원케이블(PC) 및 제어케이블(CC)은 각각 커플러(Coupler)(K1,K2)를 통해, 그리고 가스호스(GH)는 니플(nipple)(N)을 통해 와이어 피더(F)의 접속부(L)에 접속되어 토오치(T)로 연결된다.

이와 같이 케이블 및 호스(PC)(CC)(GH)가 각각 독립적으로 접속되므로 이를 커플러(K1)(K2)나 니플(N)이 분리될 가능성이 매우 높으며 수십 m에 이르는 긴 경로에서 서로 독립적인 세 가닥의 케이블 및 호스(PC)(CC)(GH)중의 어느 하나에 손상이나 누설이 발생된 경우에도 이를 발견해내기 매우 어렵다.

예를들어 가스호스(GH)가 니플(N)로부터 이탈되거나 그 연장경로상에서 손상이 발생되어 가스의 공급이 중단되거나 유량이 부족한 경우에도 그대로 용접이 진행되어 용접부에 결함이 발생되는 문제점이 있었고, 제어케이블(CC)이 분리되어 용접전류등이 부적절한 경우에도 전원케이블(PC)이 접속되어 있으면 그대로 용접이 진행되는 문제점등이 발생되는 것이다.

이에 따라 전원케이블(PC)과 제어케이블(CC) 그리고 가스호스(GH)를 통합하여 취급과 결합이 가능하도록 하기 위해 여러 가지 제안들이 이루어진 바 있었으나, 그 하나는 도 3에 도시된 구조인바, 이는 1987. 9. 5자 실용신안공고 제87-2569호로 개시된 "용접용 케이블"이다.

도 3에서, 케이블 조립체(1)는 그 중앙에 가스호스(GH)가 배열되고 그 외측을 도전선(道電線)(3)들로 이루어진 전원케이블(PC)이 싸고 있으며, 다시 그 외측에 절연체(5)로 절연된 신호선(2)들이 제어케이블(CC)을 이뤄 절연피복(4)으로 피복되어 있다. 여기서 가스호스(GH)와 도전선(3)간에는 도시되지 않은 스프링이 라이너(liner)로 삽입된다.

그러나 이와 같은 케이블조립체(1)는 매우 컴팩트(compact)한 구성을 가지고 있으나 근본적인 문제점을 안고 있어서 널리 사용되고 있지 못하는 실정이다.

즉 CO₂용접등 보호가스용접은 기본적으로 아아크 용접이므로 대전력이 필요한바, 고전압 또는 고전류의 전원이 전원케이블(PC)로 공급되지 않으면 안된다.

예를들어 일반적인 CO₂용접에 사용되는 전원전압은 18V∼52V 정도이지만 그 전류는 200A∼500A의 매우 큰 대전류가 된다.

따라서 전원케이블(PC) 주위에는 강한 자장이 형성되는 바, 도 3의 구성에서는 제어케이블(CC)의 신호선(2)들이 얇은 층의 절연체(5)만으로 이격시켜 전원케이블(PC)의 도전선(3)에 인접하게 되므로 신호선(2)에 유도전류 등에 의한 큰 잡음이 혼입되어 적절한 용접장치의 제어가 이루어지지 못하고 큰 리플(ripple) 전류에 의해 용접장치에 손상이 야기되는 문제도 있던 것이다.

한편 도 4에 도시된 것은 1995. 5. 3자 실용신안등록출원 제95-9333호로 출원된 "용접케이블 조립체"이다.

도 4에서, 동축(同軸)으로 배열된 가스호스(GH) 및 제어케이블(CC)은 8자형의 절연피복(4)에 의해 전원케이블(PC)과 병렬로 배열되어 있다(6은 피복제임).

이러한 구성에 있어서는 제어케이블(CC)의 신호선(2)들이 전원케이블(PC)의 도전선(3)들을 둘러싸지 않고 이와 충분히 이격되므로 제어케이블(CC)에 잡음이 혼입(混入)되거나 리플전류가 발생하는 문제를 효율적으로 방지할 수 있다.

그러나 이러한 선출원 케이블조립체(1)는 단련이 원형이 아니라 8자형이므로 제조와 취급이 도 3의 구성에 비해 다소 번거로운 문제점 등을 야기하였다.

따라서 본고안은 상기한 종래의 문제점 등을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본고안의 그 주된 목적으론 원형단면을 가지면서도 제어케이블을 전원케이블에 대해 효과적으로 분리시킬 수 있는 용접케이블 조립체를 제공하는 것이다.

상술한 목적의 달성을 위해 본 고안에 의한 용접케이블 조립체는 가스호스가 전원케이블 내측에 동축으로 배열된 용접케이블 조립체에 있어서,

제어케이블이 가스호스내에 수납되어 제어케이블이 가스호스의 외피와 그 내부공간에 의해 전원케이블에 대해 분리될 뿐아니라, 전원케이블에 의해 발생된 자장이 그 내부에서 상쇄되므로 제어케이블의 신호성에 잡음이 혼입되지 않게 됨이 그 특징이다.

도 1은 반자동 탄산가스 용접기의 일반적인 구성을 보이는 블록도.

도 2는 종래의 케이블 및 호스의 접속부위를 보이는 요부사시도.

도 3은 종래의 용접케이블 조립체의 구성을 보이는 단면도.

도 4는 종래의 다른 용접케이블 조립체의 구성을 보이는 단면도.

도 5 내지 도 7은 각각 본 고안이 적용된 용접케이블 조립체의 구성을 보인 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

101 : 용접케이블 조립체 CC : 제어케이블(Control Cable)

102 : 신호선 PC : 전원케이블(Power Cable)

103 : 도전케이블 GH : 가스호스

104 : 절연피복

이하 본고안을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본고안은 용접장치의 확실한 제어가 가능하면서도 한 원형단면으로 구성된 용접케이블 조립체를 제공하게 된다.

[실시예 1]

상기와 같은 본고안 용접케이블 조립체의 구체적 특징과 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도 5에서, 본고안에 의한 케이블 조립체(101)는 전원케이블(PC)과 제어케이블(CC), 그리고 가스호스(GH)가 원형단면내에 동축으로 배열된 구성을 가진다.

절연피복(104)내에는 도전선(103)이 고리모양의 다발로 수납되어 전원케이블(PC)를 구성하고, 그 내부에 가스호스(GH)가 수납된다. 가스호스(GH)내의 공간에는 복수의 신호선(102)이 절연체(105)내에 배열된 제어케이블(CC)이 수납된다.

상기와 같은 구성에 의하면 제어케이블(CC)은 가스호스(GH)자체와 그 내부의 공간에 의해 전원케이블(PC)과 완전히 분리되므로 도 3의 종래구성과 비교할 때 대전력의 전원케이블(PC)에 영향을 받지 않게 된다. 더구나 전원케이블(PC)의 중공(中空)에 고리모양의 단면을 가지게 되는 바, 전원케이블(PC)에 전류가 흐를 때 자장은 이에 비교하는 방향으로 형성되므로 전원케이블(PC) 일부에는 큰 자장이 형성되지만 그 내부에서는 원주방향으로 상쇄되므로 이론상 그 자계밀도는 0이 된다.

이와 같이 본고안에 있어서는 자계밀도가 0에 가까운 전원케이블(PC)의 내부공간에 제어케이블(CC)을 충분히 분리한 상태로 배열하게 되므로, 전원케이블(PC)에 대전압 또는 대전류의 전원이 흐르더라도 제어케이블(CC)에 혼입되는 잡음이나 리플 전류는 거의 없어 용접장치를 신뢰성 높게 제어할 수 있게 된다.

또한 도 3의 실시예와 비교할 때 신호선(2)을 도전선(3)과 분리하기 위한 절연체(5)층이나 도전선(3)과 가스호스(GH)간의 공간이 필요없게 되므로 케이블 조립체(101)의 소요단면의 크기로 크게 절감할 수 있게 되는 것이다.

[실시예 2 및 3]

도 5의 실시예에서 제어케이블(CC)에는 복수의 신호선(102)이 사용되므로 제어케이블(CC)의 굵기는 상당한 굵기가 된다. 이러한 굵기의 제어케이블(CC)이 가스호스(GH)내에 수납되므로 가스호스(GH)가 상당한 크기가 아니면 가스의 흐름에 장애를 가져올 우려가 있다. 더구나 케이블조립체(101)는 설치 및 사용의 편의상 어느 정도 유연하여야 하는 바, 설계 및 제작시 제어케이블(CC)을 가스호스(GH)에 동축으로 설치한다고 하더라도 사용할 때 제어케이블(CC)이 휘거나 꼬일 우려가 있어서 결국 가스호스(GH)의 단면적 및 이에 따른 케이블조립체(101)의 단면적을 충분히 증가시켜야 하는 것이다.

이에 따라 도 6의 실시예에서는 3개의 신호선(102)으로 구성된 제어케이블(CC)을 가스호스(GH)내에 수납한 구성들을 개시하고 있다.

먼저 도 6A에는 3개의 신호선(102)이 한 절연체(105)내에 배열되어 제어케이블(CC)을 구성하는 바, 이러한 제어케이블(CC)은 작은 단면적을 가지므로 가스호스(GH)의 가스흐름을 저해하지 않으며 굳이 가스호스(GH)와 동축을 유지할 필요없이 그 내부로 단순 연장하여 단면방향으로 자유롭게 운동할 수 있도록 구성하여도 무방하다.

한편 도 6B의 실시예에서 각 신호선(102)은 각각의 절연체(105) 피복으로 독립된 피복선들을 구성하고, 이들 피복선들이 제어케이블(CC)을 구성하게 된다.

이러한 제어케이블(CC)은 가스호스(GH)내에서 자유롭게 유동할 수 있도록 단순 연장하는 구성도 가능하며, 도시된 상태와 같이 제어케이블(CC)을 가스호스(GH)의 내주에 방사상으로 배열되도록 하기 위해서는 가스호스(GH)의 제조시 일체로 제조하거나 접합하는 방법등도 가능하다.

[실시예 4]

그리고 도 7의 실시예에서는 제어케이블(CC)이 단 하나의 신호선(102)으로 구성될 수 있다. 여기서 가스호스(GH)는 유연성을 주기 위해 일반적으로 고무등 탄성재질로 구성되는 바, 이는 매우 우수한 절연재질이므로 하나의 신호선(102)으로 된 제어케이블(CC)은 절연체(도 6까지의 105)없이 나선으로 구성될 수 있다.

상기와 같은 본고안은 한 원형단면을 가지면서 신뢰성 높은 제어가 가능하여 단면적도 작아 제조와 사용이 용이한 용접케이블 조립체가 제공된다.

이상 설명한 바와 같이 용접케이블 조립체는 가스호스가 전원케이블 내측에 동축으로 배열된 용접케이블 조립체에 있어서, 제어케이블이 가스호스내에 수납되어 제어케이블이 가스호스의 외피와 그 내부공간에 의해 전원케이블에 대해 분리될 뿐아니라, 전원케이블에 의해 발생된 자장이 그 내부에서 상쇄되므로 제어케이블의 신호성에 잡읍이 혼입되지 않게 됨은 물론 원형단면을 가지면서도 제어케이블을 전원케이블에 대해 효과적으로 분리시킬 수 있는 용접케이블로서 신뢰성 높은 제어가 가능하고 단면적이 작아 제조와 사용이 용이한 매우 유용한 고안이다.

Claims

전원을 공급하는 전원케이블(PC)과 적어도 한 신호선을 포함하는 제어케이블(CC)과, 보호가스를 공급하는 가스호스(GH)를 구비하며, 상기 전원케이블이 중공으로 구성되어 그 내부에 상기 가스호스가 수납되는 용접케이블 조립체에 있어서,

상기 제어케이블(CC)이 상기 가스호스(GH)내에 구비되는 것을 특징으로 하는 용접케이블 조립체.
제1항에 있어서,

상기 제어케이블(CC)이 상기 가스호스(GH)에 대해 동축으로 배열되는 것을 특징으로 하는 용접케이블 조립체.
제1항에 있어서,

상기 제어케이블(CC)이 상기 가스호스(GH)내에서 자유롭게 유동 가능하도록 연장되는 것을 특징으로 하는 용접케이블 조립체.
제1항에 있어서,

상기 제어케이블(CC)을 방사상으로 배열하기 위하여 가스호스(GH)의 내주에 고정되는 것을 특징으로 하는 용접케이블 조립체.
제1항에 있어서,

상기 제어케이블(CC)이 3개의 신호선(102)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접케이블 조립체.
제1항에 있어서,

상기 제어케이블(CC)이 1개의 신호선(102)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 용접케이블 조립체.
제6항에 있어서,

상기 신호선(102)이 절연체의 피복이 없는 나선으로 구성되는 것을 특징으로 하는 용접케이블 조립체.