KR20190049127A - 케이블 연결 장치 및 이를 이용한 케이블 용접 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이블을 연결하는 용접을 하기 위해 사용하는 케이블 연결 장치 및 이를 이용하여 케이블을 연결하는 케이블 용접 방법에 관한 것으로,
케이블 연결 장치는 파이프 형상의 연결부, 단부가 좁은 테이퍼 형상이며 연결부 양 단에 각각 결합하는 삽입부 및 연결부에 형성되는 용가재주입구를 포함하고, 삽입부 중 어느 하나 이상은 연결부에 회전 가능하게 결합된다.
케이블 용접 방법은 연결하고자 하는 케이블의 피복을 제거하고, 파이프 형상의 연결부와 단부가 좁은 테이퍼 형상이며 연결부 양 단에 각각 결합되는 삽입부 및 연결부에 형성되는 용가재주입구를 포함하는 케이블 연결 장치를 마련하는 단계, 양 삽입부를 통해 케이블 연결 장치 내부로 케이블 단부를 삽입하여 연결부에서 양 케이블의 단부가 중첩되도록 배치하는 단계, 용가재주입구를 통해 케이블 연결 장치 내부로 용가재를 주입하는 단계, 용가재가 용융되어 용가재와 양 케이블의 중첩된 부분이 결합되도록 열을 가하는 열처리 단계를 포함한다.

Description

케이블 연결 장치 및 이를 이용한 케이블 용접 방법{apparatus for wire connecting and method for wire welding using the same}

본 발명은 케이블 연결 장치 및 이를 이용한 케이블 용접 방법에 관한 것이다.

더욱 상세하게는 절단된 두 개의 케이블을 접합하는 용접을 하기 위해 브레이징 용접을 할 수 있도록 절단된 두 개의 케이블을 연결하는 장치 및 이를 이용한 케이블의 용접 방법에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

일반적으로 케이블은 금속 소선으로 이루어진 도체(이하 '도선')의 외부를 고무 등 절연체(또는 피복)가 감싸고 있는 구조이다.

절단된 두 케이블을 연결하기 위하여는 양측 도선을 용접하는데, 용접 방식은 케이블의 피복을 벗겨낸 후 내부의 도선을 서로 맞댄 후, 그 맞댄 부위에 용접재를 투입하여 용융시켜 양 도선과 용접재가 일체가 되도록 한다.

또한 규모가 큰 선박 및 해양 구조물은 여러 블럭으로 나뉘어 제작된 후 각 블럭을 조립하여 완성이 되는데, 케이블은 대형 구조물의 건조 중에는 설치하기 곤란하므로 전체 구조물을 건조한 후에 필요한 길이만큼 제작된 케이블을 소요구역까지 포설하고 있다.

그런데 케이블을 복잡한 선박의 내부 통로로 이송하거나 포설하는 작업은 주로 인력에 의해 이루어짐에 따라 작업능률이 저하되어 작업자의 근골격계 질환이 증가되며 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

이를 개선하기 위한 하나의 방법으로, 도 1에 도시하고 있는 하기 특허문헌1은 해저 케이블용 도체 용접장치를 개시하고 있다.

특허문헌1의 용접장치는 V커팅지그로 연결하고자 하는 케이블을 피복을 제거한 후 도선(6, 7)의 각 단부를 사선으로 절단하고, 절단된 면이 서로 'V'자 형상이 되도록 정렬한 후 용접지그(8)로 양쪽 케이블을 잡아 고정하여 용접한다.

한편, 특허문헌1의 용접장치는 미그 브레이징 용접 방식으로 두 도체를 용접하는데, 구체적으로는 도선을 깎아 용접재를 채울 공간을 마련하고, 미그(metal electrod inert gas welding) 용접의 원리를 이용하여 용접한다.

그러나, 이러한 종래 기술은 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 용접재를 깎는 과정이 필요하여 작업이 번거롭다.

또한, 미그 용접은 용접재료 자체가 소모 전극이 되어 용착하는 것이므로, 용접부 근처의 도체가 고온에 노출되어 인장강도가 낮아질 수 있다.

또한 미그 브레이징 용접은 도체의 용융점 근처에서 이루어져야 하므로(하기 특허문헌1에 의하면 900~1100℃), 하기 특허문헌1에서 해결하고자 하는 바와 같이 냉각장치(9)를 추가로 구비해야 하는 문제가 있다.

나아가, 케이블을 연결하는 다른 상용화된 기술로는 도선을 접촉시킨 상태에서 새로운 피복제로 감싼 후 가열하는 방법이 있으나, 단순히 도선을 접촉시켜 임시적으로 조치하는 방법에 지나지 않아, 내구성이 좋지 않으며 적용 가능한 범위에 한계가 있었다.

공개특허공보, 공개번호 "10-20174-0030393", 발명의 명칭 "해저 케이블용 도체 용접장치"

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 더욱 상세하게는 도선을 연결하기 위해, 양 도선을 교차시켜 배치할 수 있는 케이블 연결 장치 및 이를 이용한 케이블 용접 를 이용하여 케이블을 용접하는 케이블 용접 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 케이블 연결 장치는 케이블의 연결을 용이하게 하여 선체의 블록 단위 제작 단게에서 케이블을 구간 포설 할 수 있도록 한다.

또한 본 발명은 종래 미그 용접시 고온에 노출되어 모재의 물성이 열화되는 문제점이 보완된, 모재의 열화가 없는 브레이징 용접이 가능한 케이블 용접 장치 및 방법을 제공한다.

나아가 본 발명은 냉각장치, 방열장치 등의 냉각수단이 불요한 케이블 용접 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 케이블 연결 장치는, 파이프 형상의 연결부; 연결부 양 단에 각각 결합하며, 단부가 좁은 테이퍼 형상인 두 개의 삽입부; 및 연결부에 형성되는 용가재주입구를 포함한다.

이 때, 삽입부 중 어느 하나 이상은 연결부에 결합되되 회전 가능하게 결합될 수 있다. 삽입부를 통해 삽입되는 케이블의 배치 상태를 회전시켜 양 케이블을 용이하게 결합시키기 위함이다.

또한 본 발명은 다중소선 케이블의 각 도선을 용이하게 삽입하기 위하여 삽입부 내부에 복수 개의 도선이 이격되어 삽입되도록 삽입되는 위치와 경로를 각각 가이드하는 가이드부가 마련될 수 있다.

가이드부는 삽입부의 내벽의 둘레를 따라 설정된 간격으로 이격되어 형성되되, 삽입구로부터 연결부 방향으로 연장형성되는 복수 개의 돌기일 수 있다.(이하, 연장돌기) 각 도선은 각 돌기의 사이로 가이드되며 연결부까지 삽입될 수 있다.

또는, 가이드부는 삽입부의 내부에 배치되는 복수 개의 도체 파이프일 수 있다. 각 도선은 삽입부의 각 도체파이프 내부에 삽입되어 연결부까지 가이드되며 삽입된다.

또한 본 발명은 연결부의 내벽의 둘레를 따라 설정된 간격으로 이격되어 형성된 복수 개의 가이드돌기가 삽입되는 도선의 위치와 경로를 가이드할 수 있다. 삽입부에 마련되는 가이드부와 함께, 또는 별도로 연결부에 가이드돌기가 형성될 수 있으며, 이 때 용가재는 가이드돌기 내측에만 채워진다.

본 발명 케이블 연결 장치를 이용한 케이블 용접 방법은,

연결하고자 하는 케이블 단부의 절연체를 제거하는 단계; 파이프 형상의 연결부, 단부가 좁은 테이퍼 형상이며 연결부 양 단에 각각 결합되는 삽입부 및 연결부에 형성되는 용가재주입구를 포함하는 케이블 연결 장치를 마련하는 단계; 양 삽입부를 통해 케이블 연결 장치 내부로 케이블 단부를 삽입하여 연결부에서 양 케이블의 단부가 중첩되도록 배치하는 단계; 용가재주입구를 통해 케이블 연결 장치 내부로 용가재를 주입하는 단계; 및 용가재가 용융되어 용가재와 양 케이블의 중첩된 부분이 결합되도록 열을 가하는 열처리 단계;를 포함한다.

또한 본 발명의 케이블 용접 발명은 삽입부 내부에는 복수 개의 도선이 이격되어 삽입되도록 삽입되는 위치와 경로를 각각 가이드하는 가이드부가 마련된 케이블 연결 장치를 사용하고, 케이블 단부를 케이블 연결 장치 내부로 삽입할 때 상기 가이드부를 따라 각 도선을 이격시켜 삽입할 수 있다.

또한 본 발명의 케이블 용접 방법 중 상기 열처리 단계는 별도의 열원이 케이블 연결 장치를 가열하여 용가재를 용융시키거나, 양 케이블에 전원을 연결하여 용가재로 연결된 부분에서 발생하는 저항열을 이용하여 용가재를 용융시킬 수 있다.

본 발명은 간단한 장치로 케이블의 용접이 가능하여, 종래 완성된 선체에 필요 구간 전체를 한번에 케이블을 포설하였던 것과 달리, 선체의 블록 제작 단계에서 블록내에 구간별로 케이블을 포설하고 선체 조립 후 케이블을 연결할 수 있다.

따라서 거의 인력으로 매우 긴 케이블을 포설하여 작업자의 근골격계 질환이 증가하였던 것을 완화할 수 있고, 케이블의 포설이 용이해진다.

본 발명은 미그 방식과 달리 모재가 열화되지 않는 브레이징 용접을 이용함으로써, 모재의 인장강도가 줄어들지 않고, 또한 케이블의 접촉 범위가 넓어 인장강도가 매우 커지는 장점이 있다.

아울러 브레이징 용접은 모재보다 낮은 용융점을 가지는 용가재를 용융시키는 방식인바, 미그 브레이징 방식에 비하여 낮은 온도에서 안전하게 작업할 수 있다.

또한 본 발명은 낮은 온도에서 용접이 이루어질 뿐만 아니라, 케이블의 도선을 용접한 후 절연체를 씌우는 등의 작업 순서로 이루어지므로, 용접 부위 근처의 절연체가 용접열로 손상될 염려가 없어, 용접 부위의 냉각 또는 방열장치를 마련할 필요가 없다.

도 1은 종래 케이블 용접 장치의 도면이다.
도 2a는 본 발명 케이블 연결 장치의 단면도와, 케이블 연결 장치의 연결부와 양 삽입부의 단면도를 도시한 것이다.
도 2b는 도 2a에서 도시한 케이블 연결 장치에 단일소선 및 다중소선 케이블을 삽입된 상태를 각각 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 가이드부가 연장돌기인 일 실시예의 단면도와, 다중소선 케이블이 삽입된 상태의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 가이드부가 도체파이프인 다른 실시예의 단면도와, 다중소선 케이블이 삽입된 상태의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예로서, 연결부에 가이드 돌기가 형성된 것을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 케이블 연결 장치를 이용하여 케이블을 용접하는 단계를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 케이블 연결 장치를 이용하여 단일소선 케이블을 용접하는 방법의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 케이블 연결 장치를 이용하여 다중소선 케이블을 용접하는 방법의 일 실시예를 도시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 단일소선 케이블(2) 또는 다중소선 케이블(2)의 피복을 벗겨낸 도선을 연결하여 용접하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 이하, 케이블(2)의 피복 또는 절연체를 제거하고, 도체인 소선만이 노출된 상태를 도선(2)이라고 한다. 도선(2)은 케이블(2)의 일부로서, 같은 도면부호를 이용한다.

도 2a는 본 발명 케이블 연결 장치(1)의 단면도와, 케이블 연결 장치(1)의 연결부(10)와 양 삽입부(20)의 단면도를 도시한 것이고, 도 2b는 도 2a에서 도시한 케이블 연결 장치(1)에 단일소선(도 2b의 (a)) 및 다중소선(도 2b의 (b)) 케이블(2)이 삽입된 상태를 각각 도시한 단면도이다.

본 발명의 케이블 연결 장치(1)는 용접을 위하여 양측에서 삽입된 도선(2)이 중앙 부분에서 겹쳐지게 배치할 수 있도록 마련된다.

케이블 연결 장치(1)는 도 2a에 도시된 바와 같이 케이블 연결 장치(1)는 중앙 부분에 연결부(10)와, 연결부(10)의 양 측에 결합되는 삽입부(20)를 포함한다.

연결부(10)는 파이프 형태이며, 용가재주입구(13)가 형성되어 있다.

용가재(3)는 특정 형상이 아닌 분말 형태의 금속이므로 용가재주입구(13)의 형상이나 크기는 다양하게 형성될 수 있다. 용가재주입구(13)의 위치를 한정할 필요는 없으나, 용가재(3)를 최대한 고르게 주입하기 위하여 연결부(10)의 중앙부에 용가재주입구(13)를 형성함이 바람직하다.

기존 브레이징 용가재는 솔리드 로드 형태로서, 가열된 피용접부에 용가재를 접촉시켜서 액체 상태로 녹은 용가재가 모세관 현상에 의하여 피용접부재의 틈에 스며들게 하였다.

그러나 본 발명의 경우, 일반적인 브레이징용 솔리드 로드 형태의 용가재를 일부 지점에서만 녹여서 연결장치 내부 전체에 스며들게 하기에는 내부 구조가 너무 복잡하므로 분말 형태의 용가재를 사용함이 바람직하다. 특히 다중소선 케이블(2)의 경우 더욱 그러하다.

삽입부(20)는 연결부(10)의 양 단부에 결합한다. 삽입부(20)는 파이프 형태이나, 단부로 갈 수록 지름이 작아지는 테이퍼 형으로 형성될 수 있다. 따라서 케이블 연결 장치(1)는 전체로서 파이프의 형태이나, 양 단부의 지름이 작게 형성된 형태일 수 있다.

이는, 연결부(10)에는 일측 삽입부(20)에서 삽입되는 도선(2)과 타측 삽입부(20)에서 삽입되는 도선(2)이 모두 위치하여 도선의 부피가 커지기 때문이다.

본 발명의 일 실시예로서, 어느 하나 이상의 삽입부(20)는 연결부(10)에 회전 가능하게 결합할 수 있다.

회전 가능하게 결합하는 방식에 있어서, 회전 가능하게 결합하는 것은 나사산을 형성하여서도 가능하고 도 2a에 도시된 것처럼 결합돌기(11, 22) 및 결합홈(12, 21)을 이용할 수 있다.

즉, 삽입부(20)와 연결부(10)의 결합되는 단부에 결합홈(21, 12)과 결합돌기(22, 11)가 각각 형성되고, 이를 억지끼움 식으로 끼워 넣음으로써 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이 때 삽입부(20)를 연결부(10)에 용이하게 끼우기 위해서 결합돌기(11, 22)의 모퉁이 부분을 둥글게 모깎기된 형태로 형성할 수 있다.

본 발명 케이블 연결 장치(1)는 용가재(3)의 용융점보다 용융점이 높은 세라믹으로 제작됨이 바람직하다. 특히 용접하는 모재의 용융점보다 용융점이 높은 재료로 제작됨이 바람직하다.

예를 들어, 도선(2)이 순동으로 제작된다고 가정할 때 도선(2)의 용융점은 1010℃이므로, 케이블 연결 장치(1)는 용융점이 1010℃를 초과하는 세라믹 재질로 제작됨이 바람직하다.

따라서 본 발명의 케이블 연결 장치(1)를 이용하여, 도선(2) 단부를 삽입부(20)를 통해 삽입하고, 양 측에서 삽입된 도선(2)이 연결부(10)에서 겹쳐지도록 배치함으로써, 용접하고자 하는 케이블(2)과 케이블 연결 장치(1)가 가조립될 수 있다.

이하 도 3 및 도 4에 도시된 가이드부(30)에 대하여 설명한다. 도 3 및 도 4는 가이드부(30)를 포함하는 실시예의 단면을 도시하고 있으며, 케이블(2)의 도선(2)을 삽입하여 가조립한 상태에서 삽입부(20)와 연결부(10)의 단면을 각각 바로 하부에 도시하고 있다.

가이드부(30)는 삽입부(20) 내부에 형성되며, 이는 삽입되는 도선(2)의 삽입 경로를 가이드하기 위한 것이다. 가이드부(30)는 양측에서 삽입되는 도선(2)의 단부가 연결부(10)에서 중첩될 때 도선(2)의 끝단끼리 맞닿다 서로 겹쳐지지 않는 것을 방지하여 도선(2)을 용이하게 삽입되도록 한다.

따라서 가이드부(30)는 단일소선 케이블(2)보다 다중소선 케이블(2)을 연결할 때 더욱 필요하며, 다중소선 케이블(2)의 복수 개의 도선(2)이 양측 삽입부(20)로 서로 이격되어 각각 삽입되고, 각 도선(2)의 이격된 공간 사이로 양측 도선(2)이 서로 엇갈리게 겹쳐질 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 가이드부(30)가 연장돌기(31)인 케이블 연결 장치(1)의 단면도와, 다중소선 케이블(2)이 삽입된 상태의 단면도이다.

연장돌기(31)는 삽입부(20)의 내벽에 형성되며, 삽입부(20)의 길이 방향으로 연장되어 형성된다. 본 발명은 도선(2)이 4개인 다중소선 케이블(2)에 대하여 도시하고 있으나, 단일소선 케이블(2)이나 다른 수를 갖는 다중소선 케이블(2)에 대하여 적용할 수 있다.

예를 들어 단일소선 케이블(2)의 경우, 삽입부(20)에 하나의 연장돌기(31)를 형성하여, 도선(2)을 삽입한 후 삽입부(20)를 회전시켜 양측 도선이 연장부에서 꼬이도록 할 수 있다.

또한 다중소선 케이블(2)의 경우, 도 3과 같이 복수 개의 연장돌기(31)가 방사형으로 형성될 수 있다. 각 연장돌기(31)의 사이 공간에 도선(2)을 삽입하고, 양측에서 삽입된 도선(2)이 엇갈려 겹쳐질 수 있도록 삽입부(20)를 회전시켜 도선(2)을 연장부에 용이하게 배치할 수 있다.

도 3과 같이 도선이 4개인 다중소선 케이블(2)의 경우, 양쪽 삽입부(20)가 45°정도 엇갈리도록 삽입부(20)를 회전시키면 양측 도선(2)은 엇갈려 삽입하기 용이하도록 함께 회전한다.

도 4는 본 발명의 가이드부(30)가 도체파이프(32)인 다른 실시예의 단면도와, 다중소선 케이블(2)이 삽입된 상태의 단면도이다.

도체파이프(32)는 삽입부(20) 내측에 삽입부(20)의 길이방향과 일치하도록 배치된다. 또한 삽입부(20)의 내벽에 부착되어 있거나, 각 삽입부(20)의 양 단에 도체파이프(32)의 단면 형상과 일치하는 구멍이 있는 격벽이 형성되어 격벽에 고정될 수 있다.

도체파이프(32)의 단면 형상은 도선(2)이 삽입될 수 있는 형상이라면 어떤 형태라도 무방하다.

또한 도선(2)을 견고하게 고정하기 위하여 도체파이프(32) 내부에 용가재(3)가 채워질 수 있다.

연결하고자 하는 도선(2)을 양측 삽입부(20)의 도체파이프(32) 내로 각각 삽입시키고, 도 3에서와 마찬가지로 양 삽입부(20)의 도체파이프(32)가 엇갈리도록 삽입부(20)를 회전시키면, 도체파이프(32)에 삽입된 양측의 도선(2)이 엇갈려 삽입하기 용이하도록 함께 회전하여 배치된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예로서, 케이블 연결 장치(1)의 연결부(10)에 가이드 돌기가 형성된 것을 도시한 단면도이다. 가이드돌기(15)는 삽입부(20)를 통해 삽입된 도선(2)의 삽입경로를 가이드하여, 연장부 내부에서 적절하게 배치되도록 하기 위한 구성이다.

가이드돌기(15)의 일 실시예로서, 연장부의 길이방향으로 돌기가 연장형성되되, 단면이 방사형으로 형성될 수 있다.

가이드돌기(15)는 복수 개의 돌기가 삽입부(20)에 형성된 연장돌기(31)와 같이 형성될 수도 있고, 도 5에 도시된 것처럼 연결되어 형성될 수도 있다.

이하, 도 6 내지 도 8을 이용하여 상기 케이블 연결 장치(1)를 이용하는 용접 방법에 대하여 설명한다.

도 6은 케이블(2)을 용접하는 단계를 순서대로 도시한 것이고, 도 7은 단일소선 케이블(2)을 용접하는 방법의 일 실시예를 도시한 것이며, 도 8은 다중소선 케이블(2)을 용접하는 방법의 일 실시예를 도시한 것이다.

도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 케이블 연결 장치(1)를 이용한 케이블(2) 용접 방법은 연결하고자 하는 케이블(2) 단부의 피복이나 절연체를 제거하고, 파이프 형상의 연결부(10), 단부가 좁은 테이퍼 형상이며 연결부(10) 양 단에 각각 결합되는 삽입부(20) 및 연결부(10)에 형성되는 용가재주입구(13)를 포함하는 케이블 연결 장치(1)를 마련하는 단계(S1), 상기 케이블 연결 장치(1)의 양측 삽입부(20)를 통해 케이블 연결 장치(1) 내부로 도선(2)을 삽입하여 연결부(10)에서 양 도선(2)의 단부가 겹쳐지도록 배치하는 단계(S2), 용가재주입구(13)를 통해 케이블 연결 장치(1) 내부로 용가재(3)를 주입하는 단계(S3), 용가재(3)가 용융되어 용가재(3)와 양 도선(2)의 중첩된 부분이 결합되도록 열을 가하는 열처리 단계(S4)를 포함한다.

이하 각 단계를 자세히 설명한다.

먼저, 용접하고자 하는 케이블(2)의 피복 또는 절연체를 제거하여 도선(2)을 노출시키고, 케이블 연결 장치(1)를 마련한다.(S1) 여기서 케이블 연결 장치(1)는 상술한 케이블 연결 장치(1)로서, 여러가지 실시예를 갖는 케이블 연결 장치(1)를 모두 포함한다.

그 다음, 도선(2)을 케이블 연결 장치(1)의 양측 삽입부(20)를 통해 삽입시킨다. 이 때, 연결부(10)에서 양측 도선(2)이 겹쳐질 정도로 도선(2)을 삽입한다.(S2)

단일소선 케이블(2) 및 다중소선 케이블(2)의 경우 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 연장부에서 도선(2)이 겹쳐지도록 삽입되어 배치된다. 이 때 다중소선 케이블(2)의 경우 도 8에 도시하지는 않았으나, 일측에서 삽입되는 각 도선(2) 사이사이로 타측에서 삽입되는 도선이 위치하도록 도 3 내지 도 5에 도시된 가이드부(30) 또는 가이드돌기(15)가 마련된 케이블 연결 장치(1)를 사용할 수 있다.

그 다음, 용가재주입구(13)를 통해 용가재주입장치(4)로 케이블 연결 장치(1)에 용가재(3)를 주입한다.(S3) 케이블 연결 장치(1) 중 특히 연결부(10) 부분에 용가재(3)가 꽉 차게 주입함이 바람직하다. 주입되는 용가재(3)는 브레이징용 용가재(3) 파우더이다. 브레이징용 용가재(3) 파우더는 도선(2)이나 케이블 연결 장치(1)의 용융온도보다 3/4 이하의 용융점을 가지는 재료가 바람직하다.

예를 들어, 전원케이블(2)의 경우 일반적으로 순동을 도선(2)의 재료로 하며 이때 순동의 용융점은 1010℃정도이므로, 용가재(3)는 용융점이 618~779℃ 내에 있는 Cu-Zn-Ag (BAg-1~8)합금이 적절하다.

용가재(3) 주입 후에는 용가재(3) 주입구를 마개(14)로 닫은 후 다음 공정을 진행함이 바람직하다.

용가재(3) 주입 후, 용가재(3)를 용융시켜 용가재(3)가 연결부(10)에 배치된 양측에서 삽입된 도선(2)과 일체를 이루도록 열을 가하는 열처리 과정을 수행한다.(S4) 열처리 방법은 여러 가지가 있을 수 있으나, 본 발명에서는 일부 실시예를 설명한다.

먼저, 한가지 방법으로, 별도의 열원(40)을 구비하여 케이블(2) 용접 장치의 외부에서 케이블(2) 용접 장치에 열을 가하는 것이다. 이 경우 케이블(2) 용접 장치에 국소적으로 열을 가함이 바람직하다. 별도의 열원(40)으로 열을 가하는 것이 도 7 및 도 8에 도시되어 있다.

다른 실시예로서, 용접하고자 하는 양측의 케이블(2)을 외부 전원으로 연결하여 고전압을 가하면, 용가재(3)로 연결된 부분에 저항이 가장 크게 걸리게 되어 케이블 연결 장치(1) 내부에서 용가재(3)가 용융될 수 있다.

별도의 열원(40)을 사용하여 열을 가하거나, 별도 전원을 케이블(2)에 연결하여 저항열을 이용함으로써 용가재(3)를 용융시키고, 용융된 용가재(3)의 온도가 내려가면서 용가재(3)는 도선과 접착하며 고체화되고 브레이징이 완료된다.

따라서 본 발명은 미그 방식을 사용하지 않으므로, 모재인 도선(2)이 열화되거나 깎이지 않아 도선(2)의 강도가 유지된다.

나아가 양 도선(2)을 겹쳐서 브레이징 용접을 하므로 도선끼리 접촉하는 면적, 또는 용가재(3)를 개재하여 접촉하는 면적이 소선의 단면적을 포함하여 총 단면적이 약 4배 정도 증가하게 된다. 따라서 접촉 면적이 매우 크므로 설계 인장강도가 현저하게 커지게 된다.

또한 접촉 면적이 커짐에 따라 일반 순동에 비해 부피 저항값은 소폭 높으나(순동 ~0.072 mΩm, BAg-series 0.1~0.2 mΩm), 전선의 전기저항(R = r*L/A, r: 부피저항, L: 도선 길이, A: 도선 단면적)이 단면적에 반비례하므로 단일 소선 대비 발생 주울 열(Joule Heat)도 그만큼 감소하게 되어, 전선으로써의 전기 전도 기능도 확보할 수 있다.

또한 본 발명의 케이블 연결 장치(1) 및 이를 이용한 용접 방법을 사용하여 선박의 블럭 제작 단계에서 케이블(2)을 포설하고, 블럭 조립시 케이블(2)을 용접하는 것이 용이하여지며, 이 경우에는 피복 및 절연 작업이 완전하게 이루어지기 전이므로 용접열에 의하여 피복이나 절연체가 손상될 염려도 적다.

또한 모재를 녹이는 미그브레이징 방식과 비교할 때, 더 낮은 용융점을 갖는 용가재(3)만 녹이는 브레이징 방식은 더욱 낮은 온도에서 용접이 이루어지므로 열화로 인한 도선(2)의 손상 염려가 더욱 적다.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1 : 케이블 연결 장치 2 : 케이블, 도선
3 : 용가재 4 : 용가재주입장치
10 : 연결부 11, 22 : 결합돌기
12, 21 : 결합홈 13 : 용가재주입구
14 : 마개 15 : 가이드돌기
20 : 삽입부 30 : 가이드부
31 : 연장돌기 32 : 도체파이프
40 : 열원

Claims (9)

1. 파이프 형상의 연결부;
   상기 연결부 양 단에 각각 결합하며, 단부가 좁은 테이퍼 형상인 두 개의 삽입부; 및
   상기 연결부에 형성되는 용가재주입구
   를 포함하고,
   상기 삽입부 중 어느 하나 이상은 상기 연결부에 회전 가능하게 결합되는 케이블 연결 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 삽입부 내부에는 복수 개의 도선이 이격되어 삽입되도록 가이드하는 가이드부가 마련되는 케이블 연결 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 가이드부는, 상기 삽입부 내벽의 둘레를 따라 설정된 간격으로 이격되어 형성된 복수 개의 돌기인 케이블 연결 장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 가이드부는 상기 삽입부의 내부에 배치되는 복수 개의 도체 파이프인 케이블 연결 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 연결부의 내벽에 형성되는 가이드돌기를 더 포함하고,
   상기 가이드돌기는 상기 연결부 내벽의 둘레를 따라 설정된 간격으로 이격되어 형성되어 도선의 삽입되는 경로를 가이드하는 케이블 연결 장치.
   
6. 케이블의 피복을 제거하여 도선을 노출시키고, 파이프 형상의 연결부와 상기 연결부 양 단에 각각 결합하며 단부가 좁은 테이퍼 형상인 두 개의 삽입부 및 상기 연결부에 형성되는 용가재주입구를 포함하는 케이블 연결 장치를 마련하는 단계;
   상기 양 삽입부를 통해 케이블 연결 장치 내부로 상기 도선을 삽입하여 연결부에서 상기 양 도선의 단부가 중첩되도록 배치하는 단계;
   상기 용가재주입구를 통해 케이블 연결 장치 내부로 용가재를 주입하는 단계;
   상기 용가재가 용융되도록 열을 가하는 열처리 단계;
   를 포함하는 케이블 용접 방법.
   
7. 제7항에 있어서,
   상기 케이블은 다중소선 케이블이고,
   상기 삽입부 내부에는 복수 개의 도선이 이격되어 삽입되도록 가이드하는 가이드부가 마련되고,
   상기 도선을 케이블 연결 장치 내부로 삽입할 때 상기 가이드부를 따라 각 도선을 이격시켜 삽입하는 케이블 용접 방법.
   
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 열처리 단계는 별도의 열원이 상기 케이블 연결 장치를 가열하는 것을 특징으로 하는 케이블 용접 방법.
   
9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 열처리 단계는 상기 양 케이블에 전원을 연결하여 상기 용가재로 연결된 부분에서 발생하는 저항열을 이용하여 상기 용가재를 용융시키는 것을 특징으로 하는 케이블 용접 방법.

Images