KR200312750Y1 - 전기 용접기용 케이블 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전원 공급부와 가스 공급부, 상기 전원 공급부 및 가스 공급부와 케이블(cable)로 연결된 와이어 송급부 및 용접 토치부를 포함하는 전기 용접기용 케이블 구조에 있어서, 상기 케이블은 중앙에 길이방향으로 통공이 형성된 절연재질의 가스 호스 위에 여러 가닥의 알루미늄(Al) 와이어로 이루어진 전원 케이블이 소정 두께로 길이방향으로 덮이고, 상기 전원 케이블 속에 두 가닥 이상의 제어 케이블이 매설되며, 상기 전원 케이블 위에 절연재질의 외피가 씌워진 것이다.

따라서, 본 고안에 의하면 통상의 용접 전원부와 와이어 송급부 사이에 접속되어 전원, 제어, 가스 등을 전송하는 케이블 중 전원 케이블로서 비중이 작은 알루미늄(Al) 와이어를 사용함으로써 와이어 송급부와 케이블의 경량화로 작업성을 높일 수 있다.

Description

전기 용접기용 케이블 구조{cable structure for electric welder}

본 고안은 전기 용접기용 케이블 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용접 전원부와 와이어 송급부 사이에 접속되어 전원, 제어, 가스 등을 전송하는 케이블의 경량화로 작업의 용이성을 높일 수 있도록 하는 전기 용접기용 케이블 구조에 관한 것이다.

통상적으로 전기 용접의 일종인 아크 용접은 아크(arc)에 의해 얻어지는 고열을 이용하여 금속을 용접하는 것으로서, 전기 용접을 위한 전원으로는 직류전원과 교류전원이 사용되고, 탄소 아크용접, 원자 수소용접, 금속 아크용접 등을 그 예로 들 수 있다.

최근에는 교류 아크용접이 보편화되는 추세에 있는데, 그 예로서는 용접의 고도화, 자동화를 꾀하기 위해 불활성 가스(금속) 아크용접이나 복광 용접 등을 들 수 있다.

종래의 용접기(이산화탄소)는 전원을 공급하는 전원 공급부와, 가스를 공급하는 가스공급부, 용접 와이어를 연속적으로 공급하는 와이어 송급부와, 피용접물에 용접을 행하는 용접 토치부로 구성되어 있는데, 위의 와이어 송급부는 하나의 케이블에 의해 전원 공급부와 가스 공급부에 각각 연결되어 있다.

이때 와이어 송급부를 전원 공급부와 가스 공급부에 각각 연결하는 케이블은 전원케이블과 제어케이블 및 가스호스 등으로 이루어지는데, 위의 전원케이블로는 원활한 전류흐름을 위해 구리(Cu) 와이어를 사용하고 있다.

그러나, 특정공간에서의 용접작업을 위해서는 와이어 송급부를 포함하는 케이블을 자주 이동시켜야 하는데, 비중이 큰 구리(비중 : 8.96)로 이루어진 전원 케이블은 전도율이 높다는 장점을 갖고 있지만 중량이 많이 나가 와이어 송급부와 케이블을 이동시켜 가면서 작업하는데 어려움이 많다.

상기한 바와 같은 종래의 어려움을 극복하기 위한 본 고안은 용접 전원부와 용접 토치 끝단부 사이에 접속되어 전원, 제어, 가스 등을 전송하는 케이블 중 전원케이블로서 비중이 작은 알루미늄(Al) 와이어를 사용함으로써 와이어 송급부와 케이블의 경량화로 작업성을 높일 수 있도록 하는 전기 용접기용 케이블 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 고안은 알루미늄 와이어로 이루어진 전원 케이블과 외피 사이에 부직포 같은 별도의 절연지를 내재함으로써 전원 케이블과 외피를 원활하게 분리할 수 있도록 하는 전기 용접기용 케이블 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도1은 본 고안에 의한 전기 용접기용 케이블의 절개 사시도이다.

도2는 본 고안에 의한 전기 용접기용 케이블의 단면도이다.

도3은 본 고안에서 온도변화를 측정하는 지점을 나타낸 도면이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

1 : 케이블 2 : 전원 케이블

3 : 제어 케이블 4 : 가스 호스

5 : 외피 6 : 절연지

7 : 콘넥터 8 : 토치 손잡이

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 전기 용접기용 케이블 구조는, 전원 공급부와 가스 공급부, 상기 전원 공급부 및 가스 공급부와 케이블(cable)로 연결된 와이어 송급부 및 용접 토치부를 포함하는 전기 용접기용 케이블 구조에 있어서, 상기 케이블은 중앙에 길이방향으로 통공이 형성된 절연재질의 가스 호스 위에 여러 가닥의 알루미늄(Al) 와이어로 이루어진 전원 케이블이 소정 두께로 길이방향으로 덮이고, 상기 전원 케이블 속에 두 가닥 이상의 제어 케이블이 매설되며, 상기 전원 케이블 위에 절연재질의 외피가 씌워지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 의한 전기 용접기용 케이블 구조에 있어서, 상기 전원 케이블과 외피 사이에는 절연지가 내재되는 것이 바람직하다.

또한, 본 고안에 의한 전기 용접기용 케이블 구조에 있어서, 상기 절연지는 부직포인 것이 바람직하다.

이하, 본 고안을 상세히 설명한다.

도1 및 도2를 참조하면, 본 고안에 의한 전기 용접기용 케이블(1)은 전원 공급부와 가스 공급부, 와이어 송급부 그리고 용접 토치부를 포함하는 전기 용접기에서 전원 공급부와 가스 공급부를 와이어 송급부에 연결하여 주는 것으로서, 전기용접을 위한 전원과 제어(데이터), 및 가스를 송출하는 역할을 한다.

위와 같이 전원과 제어 데이터 및 가스를 송출하는 케이블(3)의 구조를 보면, 우선 중앙에 길이방향으로 통공이 형성된 절연재질의 가스 호스(4) 위에는 여러 가닥의 알루미늄(Al) 와이어로 이루어진 전원 케이블(2)이 소정 두께로 길이방향으로 덮혀 있다.

여기서, 비중이 2.8에 불과한 알루미늄 와이어로 이루어진 전원 케이블(1)은 아래의 표1에서와 같이 단면적(60 ㎟)은 구리의 대략 1.5 또는 1.2배에 달하지만, 중량(kg)은 대략 1.86배 또는 3.0배에 달한다. 다시 말해, 알루미늄 와이어를 사용하는 전원 케이블(1)의 중량이 구리 와이어를 사용하는 전원 케이블 보다 중량이 훨씬 가볍기 때문에 용접작업 중 위치를 옮기는데 매우 용이하다.

표1(길이 3.5m)

와이어 종류	중량(kg)
Cu 38 ㎟	2.46
Cu 50 ㎟	4.05
Al 60 ㎟	1.32

또한, 가스 호스(4) 위, 즉 전원 케이블(2) 내에는 별도의 절연재질의 외피를 가지는 두 가닥 이상의 제어 케이블(3)이 매설되어 있으며, 이는 작업자가 위치를 이동하지 않고도 토치가 위치한 공간에서도 도시되지 않은 콘트롤 박스의 각종 동작모드를 원격 제어함으로써 작업효율을 높이기 위한 것이다. 물론, 제어하고자 하는대상이 늘어남에 따라 전원 케이블(2)의 매설되는 제어 케이블(3)의 가닥수가 늘어나고 데이터의 송수신 방법 역시 다양화됨은 물론이다.

위와 전원과 제어 데이터를 송출하는 전원 케이블(2)과 제어 케이블(3) 위에는 절연재질의 외피(5)가 씌워지는데, 이는 전원 케이블(2)에 사람이나 다른 물체가 닿아 안전사고를 일으키는 것을 막기 위한 것으로서 수분의 유입을 차단하는 역할까지도 한다.

이때 전원 케이블(2)과 외피(5) 사이에는 부직포와 같은 절연지가 내재되어 있는데, 이는 전원 케이블(2) 위에 씌워진 절연재질의 외피(5)가 전원 케이블(2)에 접착되지 않도록 하여 전원 케이블(2)에 씌워진 외피(5)를 벗기기가 용이하다.

상기한 바와 같이 구성된 케이블(1)을 도3에서와 같이 도시되지 않은 전원 공급부와 가스 공급부에 결합되는 컨넥터(7)와 와이어 송급부, 즉 토치 손잡이(8) 사이에 연결한 후 용접작업을 하는 중에 얻어지는 결과 데이터는 표2 및 도3과 같다.

표2

시간(분)	전류(A)	Cu 38 ㎟	Al 45 ㎟
		드롭전압(V)	온도상승(℃)	드롭전압(V)	온도상승(℃)
			A		B	C	A	B	C
7	350100%	0.5	66	54	72	0.5	58	58	68
14		0.6	78	64	90	0.6	69	69	90
22		0.69	84	68	100	0.63	73	74	100
30		0.63	87	70	105	0.635	74	78	105
36		0.7	88	72	107	0.7	76	80	109

표3

시간(분)	전류(A)	Cu 50 ㎟	Al 60 ㎟
		드롭전압(V)	온도상승(℃)	드롭전압(V)	온도상승(℃)
			A		B	C	A	B	C
7	350100%	0.4	44	54	46	0.59	57	60	62
14		0.42	49.6	58	52	0.63	67	64	65
22		0.41	54	70	60	0.61	66	70	71
30		0.42	56	73	64	0.64	76	74	75

위의 표2 및 표3은 전원 케이블(2)을 통해 용접에 필요한 350(A)의 전류를 송출할 때 드롭전압(V)의 변화와 각 지점(A,B,C로서, 이는 A와 C는 그립(grip) 내부도체 부분을 말하고, B는 피복내부 도체의 온도를 말한다.)에서의 온도변화를 나타낸 것으로서, 드롭전압은 0.5∼0.7(V)이고, 온도변화는 A지점에서는 57∼76(℃), B지점에서는 60∼74(℃), C지점에서는 62∼75(℃)이다.

즉, 표1에서와 같이 본 고안에 의한 알루미늄 와이어를 사용한 케이블(1)은 구리 와이어를 사용한 전원 케이블에 비해 중량이 매우 적어 사용이 용이하다는 특성을 가짐과 동시에 표2 및 표3에 도시한 바와 같이 38 ㎟ 혹은 50 ㎟의 구리 와이어를 사용한 전원 케이블에 비해 드롭전압이나 온도변화의 차이가 매우 적기 때문에 용접에 필요한 전원을 송출하는데 아무런 지장이 없다.

따라서, 본 고안에 의하면 통상의 용접 전원부와 와이어 송급부 사이에 접속되어 전원, 제어, 가스 등을 전송하는 케이블 중 전원케이블로서 비중이 작은 알루미늄(Al) 와이어를 사용함으로써 와이어 송급부와 케이블의 경량화로 작업성을높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 알루미늄 와이어로 이루어진 전원 케이블과 외피 사이에 부직포 같은 별도의 절연지를 내재함으로써 전원 케이블과 외피를 원활하게 분리할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 고안은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (3)

1. 전원 공급부와 가스 공급부, 상기 전원 공급부 및 가스 공급부와 케이블(cable)로 연결된 와이어 송급부 및 용접 토치부를 포함하는 전기 용접기용 케이블 구조에 있어서,

   상기 케이블은 중앙에 길이방향으로 통공이 형성된 절연재질의 가스 호스 위에 여러 가닥의 알루미늄(Al) 와이어로 이루어진 전원 케이블이 소정 두께로 길이방향으로 덮이고, 상기 전원 케이블 속에 두 가닥 이상의 제어 케이블이 매설되며, 상기 전원 케이블 위에 절연재질의 외피가 씌워지는 것을 특징으로 하는 전기 용접기용 케이블 구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전원 케이블과 외피 사이에는 절연지가 내재되는 것을 특징으로 하는 상기 전기 용접기용 케이블 구조.
3. 제1항에 있어서,

   상기 절연지는 부직포인 것을 특징으로 하는 상기 전기 용접기용 케이블 구조.