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KR101095170B1 - 모터와 캠 방식을 이용한 위빙 토치 - Google Patents

모터와 캠 방식을 이용한 위빙 토치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구조가 매우 간단하며, 토치의 위빙을 위한 별도의 힌지 점이 필요 없을 뿐만 아니라 위빙 폭을 자유롭게 조절할 수 있도록 하는 모터와 캠 방식을 이용한 위빙 토치에 관한 것이다. 상기와 같은 모터와 캠 방식을 이용한 위빙 토치는 토치커버의 상측에 모터와 감속기가 일체로 연결 설치됨으로써 구동력을 제공하는 구동부; 상기 구동부와 편심 회전 원판에 의해 편심되도록 상단부가 연결되며, 하단부는 상기 가스 디퓨져와 연결되어 회전체 베어링에 의해 지지됨으로써 상기 구동부에서 발생된 회전운동을 좌우 직선 운동으로 변환시켜 상기 가스 디퓨져에 전달하는 캠 몸체와; 상기 캠 몸체 일측면 상하부에는 고정 수단에 의해 탈, 장착이 가능하도록 설치되는 캠 커버로 구성됨으로써 토치의 위빙 폭에 따라 교체 가능하도록 설치되는 편심캠부 및 상기 토치 커버 내부에 삽입 설치되어, 중앙부에는 가스 디퓨져가 삽입되어 좌, 우 이동될 수 있도록 가이드 슬롯을 구비함으로써 가스 디퓨져의 일측 끝단부에 설치되는 팁이 안정적으로 작동되도록 위빙 폭을 가이드 하는 가이드부를 포함하여 구성된다.
위빙, 용접 토치, 가스 디퓨져, 편심캠부, 편심 회전 원판

Description

모터와 캠 방식을 이용한 위빙 토치{The Welding Weaving Torch with Using DC Motor and Cam}
도 1은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 위빙 토치의 전체 구성도
도 2는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 위빙 토치의 단면도
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 위빙 토치의 작동 상태도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(10) :위빙 토치 (11) : 토치 커버
(12) :노즐 (13) : 가스 디퓨져
(14) : 팁 (15) : 토치 케이블 연결부
(16) : 플렉시블 케이블 (17) : 구동부
(18) : 편심캠부 (19) : 모터 중심축 가이드
(21) : 가이드부 (170) : 편심 회전체 축
(180) : 캠 몸체 (181) : 캠 커버
(182) : 회전체 베어링 (183) : 고정 수단
(184) : 편심 회전 원판 (210) : 가이드 슬롯
본 발명은 모터와 캠 방식을 이용한 위빙 토치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조가 매우 간단하여 유지 보수가 매우 용이하고, 토치의 위빙을 위한 별도의 힌지 점이 필요 없을 뿐만 아니라 위빙 폭을 자유롭게 조절할 수 있도록 하며, 제작비용을 대폭 절감할 수 있도록 하는 모터와 캠 방식을 이용한 위빙 토치에 관한 것이다.
일반적으로 CO2 아크 용접 시 자동 용접을 위하여 캐리지 자동용접 장치는 단순한 수평주행 대차에 탄산가스 아크 용접 토치를 탑재한 것으로써, 탄산가스 아크 용접을 수동으로 시행하는 방법보다는 연속적으로 작업을 수행할 수 있어 용접생산성을 높일 수 있지만 고전류, 고전압 사용 및 고속으로 용접을 수행하기 위하여 용접 조건을 상향 조절할 경우에는 균일하지 못한 용접비드 생성 및 용접부 기공결함 발생이 과다하게 생성되어 적용에 한계가 있었다.
상기한 캐리지 자동용접 장치는 고속 필렛 용접 시 많이 사용되고 있으며, 용접부 기공에 의한 결함과 비드 생성을 방지하기 위한 위빙 토치에 대한 개발이 필요로 했다.
그리하여 근래에는 위빙 기능이 구비된 용접토치가 개발되었으나 토치 회전 을 위한 구조가 크고 복잡한 단점을 갖고 있었다. 또한 모터를 이용한 회전 토치의 경우에는 구동을 위한 크기는 줄어들었으나 동력 전달을 위한 모터에 평기어 형태의 감속과 2단축에 의한 토치 몸체를 위빙 하는 형태로 이루어져 있어서 구성 방식이 복잡하고 유지 보수가 어려운 문제점이 발생 되었다.
또한 위빙을 위한 별도의 힌지 점을 구성해야 하며 위빙 폭을 변경하기가 쉽지 않은 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 토치의 위빙을 위한 별도의 힌지 점이 필요 없어 용접 부재 및 형상에 따라 생산 현장에서 매우 용이하고 쉽게 위빙 폭을 조절할 수 있도록 하는 모터와 캠 방식을 이용한 위빙 토치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전체 구조가 매우 간단함으로써 소형화 할 수 있을 뿐만 아니라 제작비용을 대폭 절감할 수 있으며 유지 보수가 매우 용이한 모터와 캠 방식을 이용한 위빙 토치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 토치커버의 상측에 모터와 감속기가 일체로 연결 설치됨으로써 구동력을 제공하는 구동부; 상기 구동부와 편심 회전 원판에 의해 편심되도록 상단부가 연결되며, 하단부는 상기 가스 디퓨져와 연결되되 회전체 베어링에 의해 지지됨으로써 상기 구동부에서 발생된 회전운동을 좌우 직선 운동으로 변환시켜 상기 가스 디퓨져에 전달하는 캠 몸체와; 상기 캠 몸체 일측면 상하부에는 고정 수단에 의해 탈, 장착이 가능하도록 설치되는 캠 커버로 구성됨으로써 토치의 위빙 폭에 따라 교체 가능하도록 설치되는 편심캠부; 및 상기 토치 커버 내부에 삽입 설치되어, 중앙부에는 가스 디퓨져가 삽입되어 좌, 우 이동될 수 있도록 가이드 슬롯을 구비함으로써 가스 디퓨져의 일측 끝단부에 설치되는 팁이 안정적으로 작동되도록 위빙 폭을 가이드 하는 가이드부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모터와 캠 방식을 이용한 위빙 토치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 위빙 토치의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 위빙 토치의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 위빙 토치의 작동 상태도로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 일실시예에 의한 위빙 토치(10)는 토치 커버(11), 가스 디퓨져(13), 노즐(12), 팁(14), 구동부(17), 편심캠부(18), 가이드부(21), 플렉시블 케이블(16) 및 토치 케이블 연결부(15)를 포함하여 구성된다.
상기 가스 디퓨져(13)는 상기 토치 커버(11) 내부에 삽입 설치되며, 상기 노즐(12)은 상기 토치 커버(11) 일측 끝단부에 설치되고, 상기 팁(14)은 상기 노즐(12) 내부에 삽입 설치되되 상기 가스 디퓨져(13)의 일측 끝단부와 연결되도록 삽입 설치된다.
또한, 상기 구동부(17)는 상기 토치 커버(11)의 상측에 모터와 감속기가 일 체로 연결 설치됨으로써 구동력을 제공한다. 상기 구동부(17)의 모터는 DC모터를 사용하여 감속기와 연결 설치한다. 상기 구동부(17)가 일체로 설치되는 이유는 기존의 평 기어에 의해 감속을 실시하는 복잡한 구조를 간단하게 하기 위해서이다.
또한 상기 편심캠부(18)는 상기 구동부(17)와 편심 회전 원판(184)에 의해 편심되도록 상단부가 연결되며, 하단부는 상기 가스 디퓨져(13)와 연결되어 회전체 베어링(182)에 의해 지지됨으로써 상기 구동부(17)에서 발생된 회전운동을 좌우 직선 운동으로 변환시켜 상기 가스 디퓨져(13)에 전달하는 캠 몸체(180)와, 상기 캠 몸체(180) 일측면 상하부에는 고정 수단(183)에 의해 탈, 장착이 가능하도록 설치되는 캠 커버(181)로 구성됨으로써 토치의 위빙 폭에 따라 용이하게 교체 가능하도록 설치된다. 즉, 상기 캠 몸체(180)의 상단부에는 회전 가능하도록 편심 회전 원판(184)이 삽입 장착되고, 상기 편심 회전 원판(184)은 상기 구동부(17)의 감속기의 편심 회전체 축(170)에 편심되도록 연결되며, 상기 캠 몸체(180)의 하단부에는 회전체 베어링(182)이 삽입 장착되고, 상기 회전체 베어링(182)의 내부에는 가스 디퓨저(13)가 삽입되며, 상기 캠 몸체(180)의 일측면 상하부에는 고정 수단(183) 즉, 다수개의 고정 볼트에 의해 캠 커버(181)가 탈, 장착이 가능하도록 설치됨으로써 토치의 위빙 폭에 따라 편심캠부(18)를 용이하게 교체 할 수 있도록 한다.
또한, 상기 가이드부(21)는 상기 토치 커버(11) 내부에 삽입 설치되어, 중앙부에는 가스 디퓨져(13)가 삽입되어 좌, 우 이동될 수 있도록 가이드 슬롯(210)을 구비함으로써 가스 디퓨져(13)의 일측 끝단부에 설치되는 팁(14)이 안정적으로 작 동되도록 위빙 폭을 가이드 한다.
또한, 상기 토치 케이블 연결부(15)는 상기 가스 디퓨져(13)의 타측 끝단부와 플렉시블 케이블(16)에 의해 연결됨으로써 팁(14)의 위빙을 위한 힌지 점의 별도 구성을 필요 없도록 할 뿐만 아니라 상기 팁(14)의 위빙 폭 변경을 매우 용이하도록 한다.
또한, 상기 토치 케이블 연결부(15)의 일측 끝단부 외주면에는 나사산이 형성되어 토치 케이블(도시되지 않음)과 탈, 장착이 가능하도록 연결된다.
도 1에서 미 설명된 부호 19는 모터 중심축 가이드이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 위빙 토치의 작동을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 용접을 실시하기 위해서 용접모재(도시되지 않음)에 위빙 토치(10)의 선단부에 설치된 팁(14)을 위치시킨 후에 전원이 공급되는 토치 케이블(도시되지 않음)을 토치 케이블 연결부(15)에 나사 체결함으로써 결합한다. 상기 토치 케이블 연결부는(15) 나사산이 형성되어 있어 토치 케이블과 용이하게 결합이 이루어진다.
상기와 같은 상태에서 전원이 공급되면 구동부(17)에 구비된 모터가 작동을 하게 되며, 상기 모터와 연결 설치된 감속기를 경유하여 편심 회전체 축(170)에 의해 편심캠부(18)에 구동력이 전달된다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 감속기의 편심 회전체 축(170)이 회전 운동을 하게 되면, 상기 편심 회전체 축(170)에 편심되도록 설치된 편심 회전 원판(184)이 상기 편심 회전체 축(170)을 중심으로 편심회전을 함으로써 편심캠부(18)를 편심 회전체 축(170)을 중심으로 편심회전 시키게 되며, 상기 편심캠부(18)와 회전체 베어링(182)에 의해 지지되어 연결된 가스 디퓨져(13) 또한 상기 편심캠부(18)와 연동되어 편심회전을 하게 된다. 이때 상기 가스 디퓨져(13)는 상기 가이드부(21)의 가이드 슬롯(210)에 삽입되어 구속됨으로써 회전은 되지 않고 좌우 직선운동만 하게 됨으로써 상기 가스 디퓨져(13)의 일측 끝단부에 장착된 팁(14)이 안정적으로 좌우 직선 운동할 수 있도록 한다.
또한, 플렉시블 케이블(16)이 편심캠부(18)의 위빙 작동에 따라 자유롭게 좌우로 움직임이 이루어져 별도의 힌지 점 없이도 원활하게 작동이 이루어지며 용접 전원 전달도 원활하게 이루어지게 된다.
상기와 같이 사용하다가 용접 부재 및 형상에 따라 위빙 폭이 변경되어 편심캠부(18)를 교체할 경우에는 캠 커버(181)를 탈거하여 별도로 구비된 또 다른 편심캠부를 설치하여 사용하면 된다.
따라서 용접 시 발생할 수 있는 기공에 대한 결함을 방지하고 부재의 갭(GAP) 변화 대응이 가능하여 비드 형상이 균일한 상태로 이루어져 용접 시 품질의 전반적인 질을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 모터와 캠 방식을 이용한 위빙 토치는 위빙용접을 실시하기 위해 설치된 구동부의 모터와 편심캠부가 직접적으로 연결 설치되어 불필요한 연결축이 필요 없으며, 가스 디퓨져와 토치 케이블 연결부를 플렉시블 케이블에 의해 연결함으로써 토치에 별도의 힌지 점을 위한 구조를 생략할 수 있어 위빙 토치를 소형화 할 수 있을 뿐만 아니라 유지 보수가 매우 용이하며, 용접부재 및 형상에 따라서 위빙 폭이 다양하게 변하더라도 작업자가 현장에서 교체가 용이한 편심캠부에 의해 위빙 폭을 자유롭게 조절하여 사용할 수 있도록 함으로써 현장 실용성이 향상되고, 토치 케이블이 손쉽게 분리 가능하여 교체 및 교환성이 향상되도록 하는 효과가 있어 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

  1. 토치 커버 내부에 삽입되어 설치되는 가스 디퓨져; 상기 토치 커버 일측 끝단부에 설치되는 노즐; 및 상기 노즐 내부에 설치되되 상기 가스 디퓨져의 일측 끝단부와 연결되는 팁을 포함하여 구성되는 위빙 토치에 있어서,
    토치커버의 상측에 모터와 감속기가 일체로 연결 설치됨으로써 구동력을 제공하는 구동부;
    상기 구동부와 편심 회전 원판에 의해 편심되도록 상단부가 연결되며, 하단부는 상기 가스 디퓨져와 연결되되 회전체 베어링에 의해 지지됨으로써 상기 구동부에서 발생된 회전운동을 좌우 직선 운동으로 변환시켜 상기 가스 디퓨져에 전달하는 캠 몸체와; 상기 캠 몸체 일측면 상하부에는 고정 수단에 의해 탈, 장착이 가능하도록 설치되는 캠 커버로 구성됨으로써 토치의 위빙 폭에 따라 교체 가능하도록 설치되는 편심캠부; 및
    상기 토치 커버 내부에 삽입 설치되되, 중앙부에는 가스 디퓨져가 삽입되어 좌, 우 이동될 수 있도록 가이드 슬롯을 구비함으로써 가스 디퓨져의 일측 끝단부에 설치되는 팁이 안정적으로 작동되도록 위빙 폭을 가이드 하는 가이드부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모터와 캠 방식을 이용한 위빙 토치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가스 디퓨져의 타측 끝단부에는 플렉시블 케이블에 의해 토치 케이블 연결부가 연결됨으로써 팁의 위빙을 위한 힌지 점의 별도 구성을 필요 없도록 하고 상기 팁의 위빙 폭 변경이 용이하도록 한 것을 특징으로 하는 모터와 캠 방식을 이용한 위빙 토치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 토치 케이블 연결부의 일측 끝단부 외주면에는 나사산이 형성되어 토치 케이블과 탈, 장착이 가능하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 모터와 캠 방식을 이용한 위빙 토치.
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