KR20100002058U - 티그 용접기용 토치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 티그 용접기용 토치에 관한 것으로서, 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 이음부;를 포함한다.

본 고안의 티그 용접기용 토치를 이용하면, 케이블과의 연결 부분이 마찰로 인해 손상되지 않고 견고하게 접속될 수 있는 구조로 이루어짐으로써, 연결 부분의 빈번한 파손을 방지할 수 있고, 케이블과의 접속이 약해짐에 따른 저항 증가로 고열 또는 스파크가 발생하여 연결 부분이 손상되는 것을 차단할 수 있다.

용접기, 토치, 티그 용접

Description

티그 용접기용 토치 {Torch for TIG welder}

본 고안은 티그 용접기용 토치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 케이블과 물리적, 전기적으로 견고하게 연결될 수 있어, 케이블과의 연결 부분이 마찰 등으로 인해 손상되는 것을 방지할 수 있는 티그 용접기용 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, 피접합 부재가 공기와 반응하여 오염되는 것을 방지하기 위해, 이산화탄소 등과 같은 활성 기체 또는 아르곤이나 헬륨 등과 같은 비활성 기체가 공급되는 챔버 속에서 용접 작업을 수행하거나, 노즐을 통해 용접부위에 활 성 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; Tungsten Inert 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.

첨부된 도 1은 종래의 티그 용접기용 토치를 도시한 사시도이다.

종래의 티그 용접기용 토치는, 일단에 상술한 노즐이나 전극이 구비된 전극부(미도시)가 설치되는 토치부(10), 및 토치부(10)에 용접에 사용되는 기체를 공급하는 공급관(SP)이 설치되고 토치부(10)를 전기가 공급되는 케이블(CH)과 연결하는 연결부(20)로 크게 구성된다.

종래의 티그 용접기용 토치에 연결되는 케이블(CH)은 교류 전원의 경우 500A, 직류 전원의 경우 200A 안팎의 고전류가 흘러야하므로 고전류용의 두꺼운 전선이 내장됨으로 인해 유연성이 매우 낮다. 따라서, 이로 인한 티그 용접 작업을 수행하는 작업자의 불편을 절감하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 티그 용접기용 토치의 연결부(20)는 그 끝단에 관통홀(21)이 형성되고, 케이블(CH)의 끝단에 구비된 단자(CH-1)에 관통홀(21)에 대응되는 연통홀(21')이 형성되어, 연결부(20)가 볼트(22)와 너트(23)에 의해 케이블(CH)과 연결된다.

따라서, 종래의 티그 용접기용 토치는, 작업자의 작업 위치에 따라 연결부(20)가 케이블(CH)에 대해 일축 회동될 수 있으므로, 케이블(CH)의 낮은 유연성으로 인해 작업자가 티그 용접기용 토치를 놓침으로 인한 사고 위험이나 장시간 용접 작업 시에 작업자의 손목 피로 누적을 다소 예방할 수 있다.

그러나, 이러한 종래의 티그 용접기용 토치는, 연결부(20)의 끝단과 케이블(CH)의 끝단에 구비된 단자(CH-1)가 볼트(22)와 너트(23)에 의해 연결되고, 단자(CH-1)에 대해 연결부(20)의 끝단이 슬라이딩 회동되는 구조이므로, 연결부(20)의 끝단 및 단자(CH-1)가 슬라이딩 시의 마찰로 인해 마모되고, 반복적인 회동으로 인해 볼트(22)와 너트(23)의 조임이 느슨해짐에 따라 이에 대한 유지보수가 자주 필요한 문제점이 있다.

또한, 연결부(20)의 끝단 및 단자(CH-1)가 마모되거나 볼트(22)와 너트(23)의 조임이 느슨해짐에 따라, 연결부(20)의 끝단 및 단자(CH-1) 간의 접촉 면적이 협소해지면, 전기 저항이 증가되어 해당 부위에 고열이 발생하고, 경우에 따라 전기 스파크가 발생되기도 하여, 고열이나 전기 스파크로 인해 연결부(20)의 끝단 및 단자(CH-1)가 손상되는 단점이 있다.

그리고, 최근에는 고전류를 통과시킬 수 있으면서도 유연성이 높은 연성의 케이블(CH)이 시중에 공급되어, 상술한 바와 같은 연결부(20)와 케이블(CH)의 연결 구조를 통해 사고 위험이나 작업자의 피로도 증가를 개선할 필요가 없으므로, 이러한 많은 문제점이 있는 종래의 티그 용접기용 토치가 아닌 새로운 연성의 케이블(CH)에 적합한 연결부(20)와 케이블(CH)의 연결 구조를 가진 티그 용접기용 토치가 필요한 실정이다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 고안은, 티그 용접기용 토치에 케이블이 물리적, 전기적으로 견고하게 연결될 수 있고, 연결 부분이 마찰, 고열 또는 전기 스파크에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 연결 부분에 위치된 케이블의 내부 전선도 보호할 수 있는 티그 용접기용 토치를 제공하고자 한다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 고안에 따른 티그 용접기용 토치는, 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 이음부;를 포함한다.

상기 삽입부재는, 길이 방향을 따라 일부분이 절개되어 직경이 조절될 수 있도록 구비될 수 있다.

상기 삽입부재는, 정사각 또는 직사각 형상의 구리판을 둥글게 만곡하여 제작될 수 있다.

상기 하나 이상의 고정부재는, 상기 수용홈의 내부와 연통되도록 상기 연결부에 형성된 하나 이상의 나사홀에 각각 설치되는 하나 이상의 고정나사로 구비될 수 있다.

상기 수용홈의 내주면에는, 상기 수용홈의 내부에 위치 고정된 삽입부재의 미끄러짐을 방지하는 복수의 요철이 형성될 수 있다.

이러한 본 고안의 티그 용접기용 토치에 의하면, 케이블의 끝단 내부 전선이 삽입부재에 의해 감싸진 형태로 연결부에 형성된 수용홈 내부에 위치되고, 이러한 삽입부재를 고정부가 가압 고정하는 형태로 연결부와 케이블이 연결되며, 수용홈 내주면에 형성되는 복수의 요철이 삽입부재가 수용홈 내부에서 미끄러져 이탈되는 것을 방지하므로, 연결부와 케이블이 견고하게 연결될 수 있고, 이에 따라 연결 부분의 마찰에 따른 마모에 의한 손상을 방지할 수 있다.

그리고, 이처럼 연결부와 케이블의 연결 부분이 미끄러짐 없이 견고하게 연결되므로, 연결 부분의 저항 증가로 인한 고열 발생이나, 전기 스파크 발생을 차단하여, 이로 인한 연결 부분의 손상도 방지할 수 있다.

뿐만 아니라, 삽입부재가 케이블의 끝단 내부 전선을 감싼 형태로 고정부재에 의해 가압되므로, 고정부재의 가압력으로부터 케이블의 끝단 내부 전선을 안전하게 보호할 수 있고, 티그 용접 작업 시의 잦은 움직임으로 인해 수용홈 내에 위치된 내부 전선이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 고안의 실시예에 대하여 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 고안은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 고안에 따른 티그 용접기용 토치는, 티그 용접 작업을 위해 사용되는 티그 용접기에 구비되어, 티그 용접에 사용되는 아르곤 또는 헬륨이나 둘의 혼합 기체와 같은 비활성 기체를 피용접 부재의 용접 부위에 토출하는 노즐, 피용접 부재에 전기를 인가하여 아크를 일으키는 텡스텐 전극을 포함하는 전극부 등이 구비되는 장치이다.

이하, 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 티그 용접기용 토치의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다. 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 티그 용접기용 토치는 토치부(100), 연결부(200) 및 이음부(300)를 포함한다.

상기 토치부(100)는, 그 일단은 연결부(200)를 통해 아크를 일으키기 위한 전기가 공급되는 케이블(CH)이 연결되고, 타단에는 비활성 기체가 토출되는 노즐과 아크를 일으키는 텅스텐 전극이 구비된 전극부(미도시)가 설치되어, 용접기용 토치의 몸체를 이룬다.

이를 위해, 상기 토치부(100)의 연결부(200)와 연결되는 일단에는 연결부(200)와 나사결합될 수 있도록 내주면에 나사산이 형성된 연결홈(110)이 형성되고, 그 타단에는 전극부가 설치될 수 있도록 홀더(120)가 구비된다.

상기 연결부(200)는, 그 일단은 상기 연결홈(110)에 삽입되어 토치부(100)에 체결되고, 타단은 이음부(300)를 통해 케이블(CH)과 연결된다. 그리고, 상기 연결부(200)에는 비활성 기체가 공급되는 공급관(SP)이 구비되는데, 공급관(SP)을 통해 공급된 비활성 기체는 연결부(200) 및 토치부(100)의 내부에 형성된 유로를 통해 전달되어 전극부의 노즐을 통해 용접 부위에 토출된다.

상기 이음부(300)는 연결부(200)와 케이블(CH)을 물리적, 전기적으로 연결한다. 이를 위해, 상기 이음부(300)는 수용홈(310), 삽입부재(320) 및 한 쌍의 고정부재(330)를 포함한다.

상기 수용홈(310)은, 연결부(200)의 토치부(100)에 체결되는 일단의 반대편에 위치된 타단에 길이방향으로 형성된다.

상기 삽입부재(320)는 케이블(CH)의 끝단에 노출된 내부 전선(CH')를 보호하도록 원통 형상으로 이루어져 내부 전선(CH')을 감싼 상태로 수용홈(310)의 내부에 위치된다.

그리고, 상기 삽입부재(320)는 내부 전선(CH')을 감쌀 수 있도록 길이 방향을 따라 일부분이 절개되어 그 직경이 조절될 수 있도록 구비된다. 따라서, 상기 삽입부재(320)는 내부 전선(CH')의 직경의 대소와 상관없이 안전하게 내부 전선(CH')을 감쌀 수 있다.

한편, 상기 삽입부재(320)는 케이블(CH)의 노출된 내부 전선(CH')을 보호할 뿐만 아니라, 전기적으로 이음부(300)와 내부 전선(CH')을 연결하여 내부 전선(CH')을 통해 공급되는 전기가 및 연결부(200)와 토치부(100)의 내부 배선을 따 라 전극부의 전극에 전달되어 전극과 피접합 부재가 아크를 일으키게 된다. 따라서, 상기 삽입부재(320)는 전기를 전달할 수 있는 도체로 구비되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 삽입부재(320)는 다양한 방식으로 제작될 수 있으나, 바람직하게는 정사각 또는 직사각 형상의 구리판을 둥글게 만곡하여 제작되는 것이 바람직하다. 그 제작방법이 간단하고, 제작 비용이 저렴하기 때문이다.

상기 한 쌍의 고정부재(330)는, 수용홈(310)의 내부와 연통되도록 상기 연결부(200)의 측부 또는 하부에 형성되는 한 쌍의 나사홀(210)에 각각 설치된다. 그리고, 상기 나사홀(210)의 내주면에는 나사산이 형성되고, 한 쌍의 고정부재(330)는 한 쌍의 고정나사로 구비될 수 있다.

따라서, 한 쌍의 고정부재(330)는 회전됨에 따라 나사홀(210)을 관통하여 수용홈(310)의 내측으로 위치 이동됨으로써, 도 3에 도시된 바와 같이, 수용홈(310) 내부에 위치되는 케이블(CH)의 끝단에 노출된 내부 전선(CH')을 감싼 삽입부재(320)를 가압 고정하게 된다.

한편, 상기 케이블(CH)의 내부 전선(CH')은 다수개의 가는 전선의 묶음 다발로 이루어지는데, 한 쌍의 고정부재(330)가 내부 전선(CH')을 직접 가압할 경우, 국부적으로 높은 압력을 받아 내부 전선(CH')을 이루는 다수개의 가는 전선의 일부가 절단되는 등의 손상이 발생될 수 있다.

또한, 상기 케이블(CH)을 상대적으로 부드러운 연선을 사용한다고 하더라도, 용접 작업 시에는 작업자에 의해 티그 용접기용 토치가 빈번하게 움직이게 되는데, 이때 내부 전선(CH')이 수용홈(310) 내부에서 다방향으로 반복적인 힘을 받게 된다. 따라서, 한 쌍의 고정부재(330)가 내부 전선(CH')을 직접 가압할 경우, 이러한 반복적인 힘으로 인해 내부 전선(CH')의 고정부재(330)에 의해 가압되는 부분이 손상될 수 있다.

그러므로, 상기 삽입부재(320)가 내부 전선(CH')을 감싼 형태로 수용홈(310) 내부에서 고정부재(330)에 의해 가압되므로, 내부 전선(CH')을 이루는 일부 가는 전선의 파손이나, 용접 작업시에 내부 전선(CH')에 가해지는 반복적인 힘으로부터 내부 전선(CH')이 손상되는 것을 효과적으로 방지한다.

또한, 상기 수용홈(310) 내부에 내부 전선(CH')이 직접 설치될 경우, 고정부재(330)에 의해 가압되더라도 내부 전선(CH')이 다수개의 가는 전선으로 이루어지므로 고정부재(330)와 접촉되는 가는 전선들의 일부분과 그 반대측의 수용홈(310) 내주면과 접촉되는 일부분만 전기적으로 접속되므로 그 접속이 약하다.

그러나, 본 고안의 바람직한 실시예와 같이, 상기 삽입부재(320)가 내부 전선(CH')을 감싼 형태로 수용홈(310) 내부에서 고정부재(330)에 의해 가압되면, 삽입부재(320)가 내부 전선(CH')을 이루는 각 가는 전선들이 흩어지는 것을 차단하고 수용홈(310)의 내주면에 넓은 면적에 걸쳐 접촉되므로, 강한 전기적 접속을 유지할 수 있다.

그러므로, 본 고안에 따른 티그 용접기용 토치는 케이블(CH)과의 접속이 약해짐에 따라 전기 저항이 증가하여, 이에 따라 연결 부분이 고열 또는 스파크로 인해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 이때 상기 수용홈(310)의 내주면에는 가압 고정된 삽입부재(320)가 수용홈(310) 내부에서 미끄러져 이탈되는 것을 방지하는 복수의 요철(311)이 형성될 수 있다.

따라서, 상기 삽입부재(320)가 고정부재(330)에 의해 가압되면, 가압되는 반대측은 수용홈(310)의 내주면에 가압되는데, 이때 삽입부재(320)가 복수의 요철(311)에 가압되어 복수의 요철(311)이 삽입부재(320)에 압착되면서, 삽입부재(320)가 미끄러져 이탈되는 것을 방지한다.

이러한 복수의 요철(311)의 기능은, 전술된 바와 같이 용접 작업 시에는 작업자에 의해 티그 용접기용 토치가 빈번하게 움직임으로써 내부 전선(CH')이 수용홈(310) 내부에서 다방향으로 반복적인 힘을 받게 되더라도, 삽입부재(320)가 수용홈(310) 내부에 견고하게 고정될 수 있도록 한다.

본 고안의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 고정부재(330)는 연결부(200)의 하측에 한 쌍으로 구비되었으나, 그 위치 및 구비 개수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 연결부(200)의 측부에 한 쌍 및 하부에 한 쌍으로 네 개가 구비될 수도 있다. 이 경우, 물론 상기 나사홀(210)도 연결부(200)의 측부 및 하부에 각각 한 쌍씩 고정부재(330)에 대응되도록 형성된다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 티그 용접기용 토치는 삽입부재(320)가 케이블(CH)의 끝단에 노출된 내부 전선(CH')을 감싸 보호하는 형태로 수용홈(310)의 내부에 위치되고, 고정부재(330) 및 복수의 요철(311)에 의해 물리적, 전기적으로 견고하게 고정 연결되므로, 약한 물리적 연결로 인한 연결 부분의 마찰에 따른 마모에 의한 손상, 약한 전기적 연결로 인한 연결 부분의 저항 증가에 따른 고열 및 전기 스파크에 따른 손상 등을 방지할 수 있다.

이상에서 본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 고안의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 종래의 티그 용접기용 토치를 도시한 분리 사시도,

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 티그 용접기용 토치를 도시한 분리 사시도,

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 티그 용접기용 토치에 있어서, 도 2에 도시한 이음부에 케이블이 연결된 상태에 대한 A-A의 단면도이다.

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊

100 : 토치부 110 : 연결홈

120 : 홀더 200 : 연결부

210 : 나사홀 300 : 이음부

310 : 수용홈 311 : 요철

320 : 삽입부재 330 : 고정부재

CH : 케이블 CH' : 내부 전선

SP : 공급관

Claims (5)

1. 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 이음부;

   를 포함하는 티그 용접기용 토치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 삽입부재는,

   길이 방향을 따라 일부분이 절개되어 직경이 조절될 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 상기 티그 용접기용 토치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 삽입부재는,

   정사각 또는 직사각 형상의 구리판을 둥글게 만곡하여 제작되는 것을 특징으로 하는 상기 티그 용접기용 토치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 하나 이상의 고정부재는,

   상기 수용홈의 내부와 연통되도록 상기 연결부에 형성된 하나 이상의 나사홀에 각각 설치되는 하나 이상의 고정나사로 구비되는 것을 특징으로 하는 상기 티그 용접기용 토치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 수용홈의 내주면에는,

   상기 수용홈의 내부에 위치 고정된 삽입부재의 미끄러짐을 방지하는 복수의 요철이 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 티그 용접기용 토치.

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