KR20230000775U - 각도 조절이 가능한 용접 토치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 각도 조절이 가능한 용접 토치에 관한 것으로서, 직선 형태의 메인 프레임을 포함하고, 상기 메인 프레임의 길이방향으로 용접봉을 송급하는 송급기와, 상기 메인 프레임의 일측 단부에 회전 가능하게 설치되고, 송급된 상기 용접봉 고정시키는 용접봉 거치부와, 상기 메인 프레임의 길이 방향 일측면에 구비되며, 일측이 상기 용접봉 거치부에 연결되고 타측이 반대 방향으로 연장된 각도조절 링크부 및 상기 메인 프레임의 타측 단부에서 상기 각도조절 링크부의 타측과 연결되게 설치되고, 상기 각도조절 링크부를 링크 운동시켜 상기 용접봉 거치부의 각도를 가변시키는 각도 조작부를 포함할 수 있다.

Description

각도 조절이 가능한 용접 토치{ANGLE ADJUSTABLE WELDING TORCH}

본 고안은 각도 조절이 가능한 용접 토치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용접봉의 각도를 조절하여 좁고 두꺼운 개선 형상에서도 용이하게 용접 작업 가능하게 함으로써 용접 품질을 향상할 수 있는 각도 조절이 가능한 용접 토치에 관한 것이다.

일반적으로, 용접이라 하면 복수의 물체나 재료를 용융 또는 반용융 상태로 한 상태에서 용접봉 또는 와이어와 같은 용가재를 넣어 접합하는 것으로 재료의 종류와 두께에 따라 다양한 용접 방법이 사용된다.

용접 작업에는 MAG(Metal Active Gas), GMAW(Gas Metal Arc Welding), FCAW(Flux Cored Arc Welding), 불활성 가스 텅스텐 아크(inert gas tungsten arc welding), 잡호용접(SAW, Submerged Arc Welding) 등의 용접법이 사용된다.

이러한 용접방식 중, 잠호용접(SAW, SUBMERGED ARC WELDING)은 두 모재의 접합부에 입상(粒狀)의 용제(溶劑), 즉 플럭스를 놓고 그 플럭스 속에서 용접봉과 모재 사이에 아크를 발생시켜 그 열로 용접하는 방법, 용착효율 및 가동효율이 높으며 자동화가 가능하다

잠호용접은 용입이 깊고, 다전극용접이 가능하며 용접속도가 빠른 장점이 있지만, 용접자세가 제한적이고 용접 중 아크가 보이지 않아 용접상태 확인 불가능한 단점이 있다.

즉, 잠호용접은 100T이하 V형 개선 형성에서만 용접이 가능한데, 그 이유는 좁고 두꺼운 개선 형상에서는 토치의 진입이 어려워 용접봉을 용접부위에 정확히 위치시키지 못해 용접 작업이 불가능한 문제가 있다.

대한민국등록실용공보 제20-0389544호(이하 종래기술)에서는 아크 용접기술을 응용한 동 배관 파이프 맞대기 자동 용접장치를 제공한다.

종래 기술은 각도 조절이 불가능하여 전술한 바와 같은 단점이 발생할 수 있어 용접 품질이 저하될 수 있는 문제가 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0389544호(2005.07.04)

본 고안이 해결하고자 하는 과제는 용접봉의 각도를 조절하여 좁고 두꺼운 개선 형상에서도 용이하게 용접 작업 가능하게 하는 각도 조절이 가능한 용접 토치를 제공하는 것이다.

본 고안의 제1 측면에 따른 각도 조절이 가능한 용접 토치는 직선 형태의 메인 프레임을 포함하고, 상기 메인 프레임의 길이방향으로 용접봉을 송급하는 송급기와, 상기 메인 프레임의 일측 단부에 회전 가능하게 설치되고, 송급된 상기 용접봉 고정시키는 용접봉 거치부와, 상기 메인 프레임의 길이 방향 일측면에 구비되며, 일측이 상기 용접봉 거치부에 연결되고 타측이 반대 방향으로 연장된 각도조절 링크부 및 상기 메인 프레임의 타측 단부에서 상기 각도조절 링크부의 타측과 연결되게 설치되고, 상기 각도조절 링크부를 링크 운동시켜 상기 용접봉 거치부의 각도를 가변시키는 각도 조작부를 포함할 수 있다.

상기 각도조절 링크부는, 일단이 상기 각도 조작부에 연결되고, 상기 메인 프레임의 미리 지정된 위치에 설치된 제1 힌지핀을 축으로 회전하는 제1 링크 및 일단이 제2 힌지핀에 의해 상기 제1 링크의 단부에 회전 가능하게 체결되고, 타단이 상기 용접봉 거치부에 고정 결합되는 제2 링크를 포함할 수 있다.

상기 각도 조작부는, 외주면에 나사산이 형성되고, 상기 메인 프레임의 타측 단부에서 상기 메인 프레임의 길이 방향과 수직 방향으로 연장된 회전축과, 내주면에 나사산이 형성되어 상기 회전축의 나사산을 따라 승강 및 하강하고, 상기 제1 링크와 회전 가능하게 연결된 승강부재 및 상기 회전축을 회전시켜 상기 승강부재를 상기 회전축의 길이 방향으로 이동시키는 노브를 포함할 수 있다.

플렉시블 재질로 형성되며, 상기 메인 프레임과 상기 용접봉 사이에서 일단이 상기 용접봉 거치부와 연결되고 타단이 상기 메인 프레임의 단부에 연결되는 서브 프레임을 더 포함할 수 있다.

상기 용접봉 거치부는, 상기 용접봉이 통과되는 관통홀이 구비된 거치부재와, 상기 거치부재에서 상기 제2 링크를 향해 연장되어 상기 제2 링크와 고정 결합된 제1 연결부재 및 상기 거치부재에서 상기 서브 프레임을 향해 연장되어 상기 서브 프레임과 고정 결합된 제2 연결부재를 포함할 수 있다.

본 고안의 실시예에 의하면 용접봉의 각도를 조절하여 좁고 두꺼운 개선 형상에서도 용이하게 용접 작업 가능하게 함으로써 용접 품질을 향상할 수 있다.

도 1은 본 고안의 제1 실시예에 따른 토치를 예시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 토치를 측면에서 바라본 측면도이다.
도 3은 도 1의 토치를 위에서 바라본 평면도이다.
도 4는 도 1에 예시된 각도조절 링크부의 링크 동작을 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 1에 예시된 용접봉의 각도 조절 상태를 나타낸 도면이다.

본 고안은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 고안을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 고안을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 고안에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하 본 고안의 제1 실시예에 따른 각도 조절이 가능한 용접 토치(10)에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 제1 실시예에 따른 토치(10)를 예시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 토치(10)를 측면에서 바라본 측면도이며, 도 3은 도 1의 토치(10)를 위에서 바라본 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 고안의 토치(10)는 송급된 용접봉(101)의 각도를 조절하여 좁고 두꺼운 개선 형상에서도 용이하게 용접 작업하게 한다.

토치(10)는 송급기(100), 용접봉 거치부(200), 각도조절 링크부(300) 및 각도 조작부(400)를 포함한다.

송급기(100)는 직선 형태의 메인 프레임(110)을 포함하고, 메인 프레임(110)의 길이방향으로 용접봉(101)을 송급한다. 송급기(100)는 메인 프레임(110)의 일측에 구비된 구동모터(미도시)를 포함할 수 있으며, 구동모터를 통해 용접봉(101)을 일 방향으로 송급한다.

용접봉 거치부(200)는 메인 프레임(110)의 일측 단부에 회전 가능하게 설치된다. 여기서 메인 프레임(110)의 일측 단부는 용접봉(101)이 송급되는 방향의 끝 부분을 의미한다.

용접봉 거치부(200)는 거치부재(210)와, 제1 연결부재(220) 및 제2 연결부재(230)를 포함한다.

거치부재(210)는 송급된 용접봉(101)이 관통되고, 용접봉(101)을 고정시키는 것으로서 용접봉(101)이 통과되는 관통홀(211)이 구비된다.

제1 연결부재(220)는 거치부재(210)에서 제2 링크(320)를 향해 연장되어 제2 링크(320)와 고정 결합된다.

제2 연결부재(230)는 거치부재(210)에서 서브 프레임(120)을 향해 연장되어 서브 프레임(120)과 고정 결합된다. 제1 연결부재(220)와 제2 연결부재(230)의 사이에는 메인 프레임(110)이 위치된다.

용접봉 거치부(200)는 제1 연결부재(220)와 제2 연결부재(230)가 메인 프레임(110)의 단부 양측을 감싼 상태에서 메인 프레임(110)의 단부를 중심으로 원호 방향으로 소정 각도 회전한다.

용접봉 거치부(200)는 회전에 의해 거치부재(210)에 고정된 용접봉(101)을 소정각도 구부려 개선형상에 따라 용접봉(101)의 단부(tip)의 각도가 용접부위를 향하도록 조절한다.

제2 연결부재(230)의 외측에는 관통링(231))이 형성된다. 관통링(231)은 용접봉(101)이 관통홀(211)을 향해 올곧게 송급되도록 방향을 가이드하는 역할을 한다.

용접봉 거치부(200)는 제2 링크(320) 및 서브 프레임(120)과 볼트너트(미도시) 구조와 같이 탈부착 가능한 체결 방식으로 결합되며, 체결을 해제하여 토치(10)로부터 탈거될 수 있다. 용접봉 거치부(200)가 용접 작업 중 손상되면 새로운 용접봉 거치부(200)를 토치(10)에 장착할 수 있다.

각도조절 링크부(300)는 복수의 링크(310, 320)로 형성되어 양측 각각이 용접봉 거치부(200)의 제1 연결부재(220) 및 각도 조작부(400)의 회전축(도 4의 340)을 따라 이동하는 승강부재(도 4의 420)와 연결되고, 링크 동작을 통해 용접봉 거치부(200)를 소정 각도 회전시킨다.

각도조절 링크부(300)는 제1 링크(310) 및 제2 링크(320)를 포함한다.

제1 링크(310)는 메인 프레임(110)의 길이 방향 일측면에서 일단이 각도 조작부(400)의 승강부재(도 4의 420)와 회전 가능하게 연결된다. 제1 링크(310)의 타단은 메인 프레임(110)의 길이 방향 즉, 용접봉 거치부(200)를 향해 메인 프레임(110)의 미리 지정된 위치까지 연장된다.

제1 링크(310)의 미리 지정된 위치에는 제1 힌지핀(H1)이 관통되고, 제1 힌지핀(H1)은 제1 링크(310)를 관통한 상태에서 메인 프레임(110)에 고정된다. 제1 링크(310)는 일단에 연결된 승강부재(도 4의 420)가 승강 또는 하강하면 제1 힌지핀(H1)을 축으로 회전한다.

제2 링크(320)는 제2 힌지핀(H2)에 의해 제1 링크(310)의 단부에 회전 가능하게 체결되고, 제2 링크(320)의 미리 지정된 위치를 관통하여 메인 프레임(110)에 고정되는 제3 힌지핀(H3)을 축으로 회전하며, 타단이 용접 거치부의 제1 연결부재(220)에 고정 결합된다. 제2 링크(320)는 제1 링크(310)가 제1 방향으로 회전하면 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전한다. 이 때 제1 연결부재(220)에 의해 제2 링크(320)와 고정 결합된 용접봉 거치부(200)는 제2 링크(320)와 동일한 제2 방향으로 회전한다.

서브 프레임(120)은 플렉시블 재질로 형성되고 메인 프레임(110)의 길이 방향 측면에서 각도조절 링크부(300)와 반대하는 면에 위치된다.

서브 프레임(120)은 메인 프레임(110)과 용접봉(101) 사이에서 일단이 용접봉 거치부(200)의 제1 연결부재(220)와 연결되고 타단이 상기 메인 프레임(110)의 단부에 연결된다. 서브 프레임(120)은 용접봉 거치부(200)를 소정의 힘으로 고정시키되, 각도조절 링크부(300)에 의해 용접봉 거치부(200)가 회전하면 회전량만큼 휘어진다.

각도 조작부(400)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 도 1에 예시된 각도조절 링크부(300)의 링크 동작을 나타낸 평면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 각도 조작부(400)는 용접봉 거치부(200)와 반대하는 메인 프레임(110)의 타측 단부에서 각도조절 링크부(300)의 제1 링크(310)와 연결되게 설치된다. 각도 조작부(400)는 각도조절 링크부(300)를 링크 운동시켜 용접봉 거치부(200)의 각도를 가변시킨다.

각도 조작부(400)는 회전축(410), 승강부재(420) 및 노브(430)를 포함한다.

회전축(410)은 외주면에 나사산이 형성된다. 회전축(410)은 메인 프레임(110)의 타측 단부(즉, 제1 링크(310) 쪽)에서 메인 프레임(110)의 길이 방향과 수직 방향을 가지도록 배치된다.

승강부재(420)는 내주면에 나사산이 형성되고 회전축(410)의 나사산을 따라 승강 및 하강한다. 승강부재(420)는 외주면에 제1 링크(310)와 회전 가능하게 연결된다. 승강부재(420)는 회전축(410)를 따라 승강 및 하강하면서 제1 링크(310)의 위치를 변동 시킨다.

노브(430)는 핸들 형태로 형성되어 회전축(410)의 끝단에 설치된다. 노브(430)는 회전에 의해 회전축(410)을 회전시킨다. 노브(430)는 회전축(410)을 회전시켜 승강부재(420)를 회전축(410)의 길이 방향으로 이동(즉, 승강 및 하강)시킨다. 노브(430)는 작업자에 의해 수동으로 회전되거나 또는 기계장치를 통해 자동으로 회전될 수 있다. 노브(430)의 회전량은 작업자의 컴퓨터로 전송되며, 회전량을 통해 용접봉 거치부(200)의 회전 각도를 계산할 수 있다.

상기와 같이 구성된 토치(10)의 링크 동작을 살펴보면 도 4 및 도 5에서 보듯, 노브(430)가 회전축(410)을 회전시키면 승강부재(420)가 회전축(410)을 따라 승강 또는 하강한다. 제1 링크(310)의 일단(즉, 회전축(410)과의 연결부위)의 위치가 변경되면 제1 링크(310)는 제1 힌지핀(H1)을 축으로 회전한다. 이때, 제1 링크(310)의 타단에 연결된 제2 링크(320)는 제3 힌지핀(H3)을 축으로 제1 링크(310)와 반대 방향으로 회전하게 된다. 용접봉 거치부(200)는 제2 링크(320)와 동일한 방향으로 회전하면서 거치부재(210)의 관통홀(211)을 관통하여 고정된 용접봉(101)의 단부(tip)의 각도를 용접부위를 향하도록 조절한다.

이상에서는 본 고안에 관한 몇 가지 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 토치
100: 송급기
110: 메인 프레임
120: 서브 프레임
200: 용접봉 거치부
210: 거치부재
220: 제1 연결부재
230: 제3 연결부재
300: 각도조절 링크부
310: 제1 링크
320: 제2 링크
400: 각도 조작부
410: 회전축
420: 승강부재
430: 노브

Claims (5)

1. 직선 형태의 메인 프레임을 포함하고, 상기 메인 프레임의 길이방향으로 용접봉을 송급하는 송급기;
   상기 메인 프레임의 일측 단부에 회전 가능하게 설치되고, 송급된 상기 용접봉 고정시키는 용접봉 거치부;
   상기 메인 프레임의 길이 방향 일측면에 구비되며, 일측이 상기 용접봉 거치부에 연결되고 타측이 반대 방향으로 연장된 각도조절 링크부; 및
   상기 메인 프레임의 타측 단부에서 상기 각도조절 링크부의 타측과 연결되게 설치되고, 상기 각도조절 링크부를 링크 운동시켜 상기 용접봉 거치부의 각도를 가변시키는 각도 조작부
   를 포함하는 각도 조절이 가능한 용접 토치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 각도조절 링크부는,
   일단이 상기 각도 조작부에 연결되고, 상기 메인 프레임의 미리 지정된 위치에 설치된 제1 힌지핀을 축으로 회전하는 제1 링크; 및
   일단이 제2 힌지핀에 의해 상기 제1 링크의 단부에 회전 가능하게 체결되고, 타단이 상기 용접봉 거치부에 고정 결합되는 제2 링크
   를 포함하는 각도 조절이 가능한 용접 토치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 각도 조작부는,
   외주면에 나사산이 형성되고, 상기 메인 프레임의 타측 단부에서 상기 메인 프레임의 길이 방향과 수직 방향으로 연장된 회전축;
   내주면에 나사산이 형성되어 상기 회전축의 나사산을 따라 승강 및 하강하고, 상기 제1 링크와 회전 가능하게 연결된 승강부재; 및
   상기 회전축을 회전시켜 상기 승강부재를 상기 회전축의 길이 방향으로 이동시키는 노브
   를 포함하는 각도 조절이 가능한 용접 토치.
4. 제1항에 있어서,
   플렉시블 재질로 형성되며, 상기 메인 프레임과 상기 용접봉 사이에서 일단이 상기 용접봉 거치부와 연결되고 타단이 상기 메인 프레임의 단부에 연결되는 서브 프레임
   을 더 포함하 각도 조절이 가능한 용접 토치.
5. 제2항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 용접봉 거치부는,
   상기 용접봉이 통과되는 관통홀이 구비된 거치부재;
   상기 거치부재에서 상기 제2 링크를 향해 연장되어 상기 제2 링크와 고정 결합된 제1 연결부재; 및
   상기 거치부재에서 상기 서브 프레임을 향해 연장되어 상기 서브 프레임과 고정 결합된 제2 연결부재
   를 포함하는 각도 조절이 가능한 용접 토치.

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