KR200490919Y1 - 티그 용접용 토치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가스주입구를 통과하는 가스를 이용하여 전선소켓과 압착링의 접촉부에서 전기저항으로 발생한 열을 열교환시켜 냉각 효과를 함께 구현토록 한 티그 용접용 토치를 제공한다.
이를 구현하기 위한 본 고안은 토치부와, 상기 토치부에 결합되며 가스공급관 및 케이블을 상기 토치부에 연결시키는 연결부로 구성한 티그 용접용 토치에 있어서, 상기 연결부의 끝단에는 상기 가스공급관을 상기 연결부에 연결시키는 가스공급니플이 일체 형성되며, 상기 가스공급니플의 외경에는 상기 케이블의 선단에 피복이 벗겨진 상태로 노출된 전선이 접촉되고, 상기 전선이 접촉된 상기 가스공급니플의 외경에는 압착링이 끼워지며 상기 전선을 상기 가스공급니플의 외경에 압착 고정시키도록 한 것을 기술적 요지로 한다.

Description

티그 용접용 토치{TORCH FOR TIG WELDER}

본 고안은 티그 용접용 토치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 가스주입구를 통과하는 가스를 이용하여 전선소켓과 압착링의 접촉부에서 전기저항으로 발생한 열을 열교환시켜 냉각 효과를 함께 구현토록 한 티그 용접용 토치에 관한 것이다.

일반적으로 용접(welding)은 피접합 부재로서 동일 종류, 또는 다른 종류의 고체(금속, 유리, 플라스틱 등)를 결합하는 접합을 말한다. 그리고, 용접은 매우 다양한 종류의 방법이 제공되고 있으며, 그에 따라 용접을 위한 장치의 구성도 상이하다.

널리 알려진 용접의 종류에는 가스용접, 저항용접, 특수용접, 아크용접(arc welding) 등이 있는데, 그 중 아크용접은 아크열에 의해 접합부를 용융하여 접합시키는 방법이다.

이러한 아크용접은 피접합 부재가 용융점이 높은 금속이나 공기와의 반응성이 높은 활성 금속인 경우, 피접합부재가 공기와 반응하여 오염되는 것을 방지하기 위해, 이산화탄소 등과 같은 활성 기체 또는 아르곤이나 헬륨등과 같은 비활성 기체가 공급되는 챔버 속에서 용접 작업을 수행하거나, 노즐을 통해 용접부위에 활성 또는 비활성 기체를 분사하면서 용접 작업을 수행한다.

이러한 아크용접 중에서도 텅스텐 전극을 사용하는 텅스텐아크용접(GTAW; Gas Tungsten-Arc Welding)은, 주로 아르곤이나 헬륨 또는 둘을 혼합한 기체가 용접 부위에 분사되면서 용접 작업이 수행되고, 티그(TIG; TungstenInert Gas) 용접이라고도 한다.

상기 티그 용접은 알루미늄, 마그네슘, 티타늄, 내열금속의 용접에 사용될 수 있으며, 얇은 금속의 용접에도 적합하고, 고품질과 용접 부위의 깨끗한 표면을 보장하기 때문에 널리 사용되는 용접 방법 중 하나이다.

이와 같은 티그 용접 작업을 위해서는 티그 용접기가 사용되는데, 이러한 티그 용접기에는 용접에 사용되는 기체가 토출되는 노즐, 전기를 인가하는 텅스텐 전극 등이 설치되는 용접기용 토치(torch)가 구비된다.

상기 티그 용접기와 관련한 대표적인 선행기술로는 대한민국 특허청 공개실용신안공보 공개번호 제 20-2010-0002058 호(이하, 선행기술 1이라 함)를 예로 들 수 있다.

상기 선행기술 1은 비활성 기체가 공급되는 공급관 및 전기가 공급되는 케이블이 연결되는 연결부, 일단은 상기 연결부와 체결되며, 타단에는 상기 비활성 기체가 토출되고 상기 케이블과 통전되는 전극이 구비된 전극부가 설치되는 토치부 및 상기 연결부에 형성되는 수용홈, 상기 케이블의 끝단에 노출된 내부 전선을 감싸도록 원통 형태로 구비되고, 상기 수용홈 내부에 삽입되는 삽입부재 및 상기 삽입부재를 가압하여 상기 수용홈 내부에 고정하는 하나 이상의 고정부재를 포함하여, 상기 연결부와 상기 케이블을 연결하는 이음부로 구성하고 있다.

그러나 선행기술 1은 토치몸체와 연결구의 구조가 복잡하여 부품수가 많아져 제작비용이 증가하며, 또한 공급관이 일측으로 꺽여진 상태가 됨으로서 가스의 주입이 원할하지 못한 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로는 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0467151 호(이하, 선행기술 2라 함)가 있다.

상기 선행기술 2는 전선연결구 및 가스주입구가 결합되는 연결구가 하부에 구비되는 토치몸체와, 상기 토치몸체 상부에 형성되는 토치헤드로 구성되는 티그 용접 토치에 있어서, 상기 연결구는 원통을 길이방향으로 수평 절개된 형태에서 수직방향으로 홈이 형성된 반원통형으로 형성되되, 상기 연결구와 토치몸체의 직경은 일정하게 하부로 연장되어 일체로 형성되고, 상기 전선연결구는 전선이 끼워지는 전선소켓과, 상기 전선소켓을 상기 연결구의 홈에 고정시키는 볼트로 구성되되, 상기 전선소켓은 상기 연결구의 수평면 크기에 대응되게 형성되어 밀착되고, 상기 가스주입구는 상기 연결구의 하측면에 길이방향 일직선으로 연장 형성되어 상기 토치몸체의 직경 범위 내에 위치하는 것을 요지로 한다.

그러나 선행기술 2는 몸체와 연결구가 일체로 구성됨에 따라 사용 과정에서 어느 한쪽이 파손될 경우, 토치 전체를 교체해야 함으로서 유지 비용이 많이 발생하는 문제점이 있다.

무엇보다도 선행기술 1과 선생기술 2는 전선소켓과 연결구의 결합부위에서 전기가 통전되는 과정에서 열이 많이 발생할 수 밖에 없는 데, 선행기술 1과 선행기술 2에는 열을 냉각시킬 수 있는 구조가 없음으로서 연결구의 변형이 발생하거나 혹은 피복이 녹아내려 안정성에 잦은 문제점을 유발하게 된다.

문헌 1: 대한민국 특허청 공개실용신안공보 공개번호 제 20-2010-0002058 호 문헌 2: 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0467151 호

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 고안의 목적은 가스주입구를 통과하는 가스를 이용하여 전선소켓과 압착링의 접촉부에서 전기저항으로 발생한 열을 열교환시켜 냉각 효과를 함께 구현토록 한 티그 용접용 토치를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 고안은 토치부와, 상기 토치부에 결합되며 가스공급관 및 케이블을 상기 토치부에 연결시키는 연결부로 구성한 티그 용접용 토치에 있어서, 상기 연결부의 끝단에는 상기 가스공급관을 상기 연결부에 연결시키는 가스공급니플이 일체 형성되며, 상기 가스공급니플의 외경에는 상기 케이블의 선단에 피복이 벗겨진 상태로 노출된 전선이 접촉되고, 상기 전선이 접촉된 상기 가스공급니플의 외경에는 압착링이 끼워지며 상기 전선을 상기 가스공급니플의 외경에 압착 고정시키도록 함을 특징으로 한다.

본 발명은 가스공급니플의 외경에 전선을 접촉시킨 상태에서 이들을 압착링으로 압착 고정함에 따라 가스공급니플을 통과하는 가스를 전선에서 발생한 열을 냉각시키는 냉매로 직접 사용할 수 있어 별도의 냉각수단을 설치할 필요없이 가스공급니플로 공급되는 가스를 냉매로 하여 전기 저항으로 발생한 열을 자연스럽게 냉각시킬 수 있음으로서 토치의 사용수명을 연장할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 티그 용접용 토치의 구성을 입체적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 단면을 도시한 도면.
도 3은 종래 일반적인 티그 용접용 토치의 구조를 도시한 도면.

이하 본 고안의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 고안에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 고안으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 고안의 구성에서 설명으로 대체한다.

첨부된 도 1은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 티그 용접용 토치의 구성을 입체적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 단면을 도시한 도면이다.

도 1과 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 고안의 티그 용접용 토치는 토치부(10), 상기 토치부(10)로 용접에 사용되는 가스를 공급하는 가스공급관(30) 및 전기를 공급하는 케이블(40)을 연결시키는 연결부(20)로 나뉘어져 구성한다.

상기 토치부(10)는 연결부(20)와 나사식으로 체결되어, 상기 연결부(20)에 구비되어 있는 가스공급관(30) 및 케이블(40)에서 각각 공급되는 가스와 전기를 이용하여 용접작업을 수행한다.

상기 토치부(10)의 전방에는 가스분출공이 형성된 콜렛바디가 설치되고, 상기 콜렛바디에는 노즐(14)을 결합하고, 상기 노즐(14)로는 텅스텐전극(16)이 전방으로 일부 노출된 상태로 클램핑된 상태로 구비되는 바, 이러한 토치부(10)의 구조는 티그 용접 분야에서 널리 알려진 기술임에 따라 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 토치부(10)의 후방에는 내면을 따라 나사산(12a)이 형성된 체결홈(12)이 형성되고, 상기 체결홈(12)에는 연결부(20)의 결합관(22)이 나사식으로 체결된다.

상기 연결부(20)는 전기를 공급하는 케이블(40)과, 가스를 공급하는 가스공급관(30)을 토치부(10)에 분리 가능하게 연결시키는 수단이다.

상기 연결부(20)는 중앙의 바디부(22)를 기준으로 해서 상기 바디부(22)의 전면에는 결합관(24)이 구비되고 그 후면에는 가스공급니플(26)이 일체 구비된 구조로 제작한다.

상기 결합관(24)의 외경에는 나사산(24a)이 형성되고, 상기 나사산(24a)이 형성된 결합관(24)은 토치부(10)의 체결홈(12)에 나사식으로 체결되며 연결부(20)를 토치부(10)에 연결 고정시키게 된다.

상기 연결부(20)를 구성하는 바디부(22), 결합관(24) 그리고 가스공급니플(26)의 내부에는 서로 연결하여 통하는 유로(28)가 형성되어 있으며, 상기 유로는 상기 가스공급관(30)에서 공급된 가스를 토치부로 통과시키게 된다.

한편, 본 고안은 가스공급니플(26)을 종래 일반적인 구조인 도 3에서와 같이 연결부(120)와 별도로 제작한 상태에서 그 선단을 구부린 다음, 상기 구부려진 가스공급니플(126)의 선단을 연결부(120)에 연결하는 것이 아니라, 도 2에서와 같이 연결부(20)를 성형하는 과정에서 바디부(22)의 후면에 일체로 형성되도록 구성하고 있으며, 이러한 구조는 후술하는 케이블(40)의 전선(42)을 가스공급니플(20)의 외경에 직접 접촉시킨 상태에서 압착링(50)으로 압착시키도록 하여 전기를 공급하는 과정에서 전선(42)의 접촉면에서 발생하는 전기 저항에 따른 열을 상기 가스공급니플(26)을 통과하는 가스로 냉각시켜 열 발생으로 인한 케이블(40)의 손상은 물론 금속재인 가스공급니플(26)을 포함한 연결부(20)의 전체 형상 변형으로 인한 파손을 미연에 방지할 수 있다.

즉, 종래에는 도 3과 같이 가스공급니플(126)이 연결부(120)에 용접되고 전선은 전선소켓을 통해 연결부(120)에 별도로 연결되는 방식인데, 이러한 연결 구조는 전선(142)과 가스공급니플(126)이 접촉되지 않고 서로 떨어져 있는 구조임에 따라 가스공급니플(126)을 통과하는 가스를 전선에서 발생한 열을 냉각하기 위한 냉매로 사용하기 불가능한 구조인 반면, 본 고안은 도 2와 같이 가스공급니플(26)의 외경에 전선(42)을 접촉시킨 상태에서 이들을 압착링(50)으로 압착 고정함에 따라 가스공급니플(26)을 통과하는 가스를 전선(42)에서 발생한 열을 냉각시키는 냉매로 직접 사용할 수 있어 토치의 사용수명을 연장할 수 있는 것이다. 다시 말해서 본 고안은 별도의 냉각수단을 설치할 필요없이 가스공급니플(26)로 공급되는 가스를 냉매로 하여 전기 저항으로 발생한 열을 자연스럽게 냉각시킬 수 있도록 하는 데 특징이 있다 할 것이다.

상기 연결부(20)의 가스공급니플(26) 외경에는 케이블(40)의 선단 피복을 벗겨내 전선(42)을 노출시킨 상태에서, 상기 노츨된 케이블(40)의 전선(42)을 접촉시켜 전기적으로 도통되도록 하고, 또한 상기 케이블(40)의 전선(42)이 접촉된 상기 가스공급니플(26)의 외경은 압착링(50)을 끼운 상태에서 상기 압착링(50)의 외경을 가압하여 케이블(40)의 전선(42)과 가스공급니플(26)을 분리됨 없이 압착 고정시키게 된다.

본 고안은 케이블(40)의 전선(24)과 가스공급니플(26)을 종래와 같이 소켓을 통한 나사 체결로 고정하는 것이 아니라, 가스공급니플(26)의 외경에 전선(42)을 접촉시킨 상태에서 압착링(50)으로 상기 전선(42) 및 가스공급니플(26)을 포위한 다음, 상기 압착링(50)을 압착공구로 가압하여 케이블(40)의 전선(42)과 가스공급니플(26)을 고정토록 함으로서 사용과정에서 나사의 느슨해짐으로 인해 전선(42)과 가스공급니플(26)의 분리와 같은 불편함을 방지할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 고안의 티그 용접용 토치는 먼저 토치부와 연결부를 따로 제작한 다음, 상기 연결부(20)의 가스공급니플(26)에 가스공급관(30)을 연결하고, 또한 상기 가스공급니플(26)의 외경에 피복이 벗겨진 케이블(40)의 전선(42)을 접촉시킨 상태에서 상기 전선(42)과 상기 가스공급니플(26)의 외경을 압착링(50)으로 감싼 상태에서 상기 압착링(50)을 가압하여 가스공급니플(26)에 전선(42)을 압착 고정시키도록 한다.

다음, 상기 연결부(20)의 선단에 구비된 결합관(24)을 토치부(10)의 체결홈(12)에 삽입한 후, 나사식으로 체결시켜 토치의 조립을 완료한다.

상기와 같이 조립 완료된 티그 용접용 토치는 용접 작업을 행하는 과정에서 전선과 가스공급니플의 접촉부위에서 전기 저항에 따른 열이 발생하게 되는 데, 이때 발생한 열은 가스공급니플을 통과하는 가스의 냉매효과로 인해 냉각되어 버림으로서 열에 의한 가스공급니플 및 그 외의 금속성의 연결구 전체의 형상변형을 방지할 수 있음은 물론 열에 의한 피복재 등의 손상을 방지하여 토치의 사용수명을 연장할 수 있게 된다.

10: 토치부 12: 체결홈
20: 연결부 22: 바디부
24: 결합관 26: 가스공급니플
30: 가스공급관 40: 케이블
50: 압착링

Claims (1)

1. 토치부(10)와, 상기 토치부(10)에 결합되며 가스공급관(30) 및 케이블(40)을 상기 토치부(10)에 연결시키는 연결부(20)로 구성한 티그 용접용 토치에 있어서,
   상기 연결부(20)는 금속재질로서;
   바디부(22);
   상기 바디부(22)의 전면에 구비되며 그 외경에는 나사산(24a)이 형성되어, 상기 토치부(10)의 체결홈에 나사식으로 체결되는 결합관(24);
   상기 바디부(22)의 후면에 구비되며 상기 가스공급관(30)에 결합되는 가스공급니플(26) 및 ;
   상기 바디부(22)와 결합관(24) 및 상기 가스공급니플(26)에 관통 형성되며 상기 가스공급관(30)에서 공급된 가스를 통과시키는 유로(28)로 구성하며;
   상기 가스공급니플(26)의 외경에는 상기 케이블(40)의 선단에 피복이 벗겨진 상태로 노출된 전선(42)이 접촉되며;
   상기 전선(42)이 접촉된 상기 가스공급니플(26)의 외경에는 압착링(50)이 끼워진 상태에서 상기 전선(42)을 상기 가스공급니플(26)의 외경에 압착 고정시켜 상기 전선(42)과 가스공급니플(26)의 접촉부위에서 전기 저항에 따라 발생한 열을 상기 가스공급니플(26)의 유로(28)를 통과하는 가스로 냉각시켜 주도록 함을 특징으로 하는 티그 용접용 토치.
   

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