KR101698195B1 - 수동 아크용접 토치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전극과 모재 사이에서 아크를 발생시켜 용접 작업을 수행하는 수동 아크용접 토치에 있어서, 적어도 전원 공급을 위한 전원선을 포함하는 용접관로를 내부에 수용하며 사용자의 파지공간을 제공하는 메인바디와, 상기 메인바디의 일측에 연결되어 용접 방식에 따른 전극이 장착되는 전극부 및 상기 전극부와 메인바디 사이를 연결하며, 상기 전극부를 길이방향 이동 또는 회전시킬 수 있는 용접위치 조절부를 포함하며, 상기 용접위치 조절부에는 상기 전극부와 연결되는 용접관로와 에어 공급라인 및 워터 공급라인을 내부에 수용하여 보호하면서 상기 메인바디 내부에 구비되는 제2파이프와, 상기 제2파이프의 직경보다 작은 직경을 가지도록 형성되어 상기 제2파이프 내부에서 직선이동 및 회전 가능하도록 구비되는 제1파이프 및 상기 메인바디에 회전체결되면서 상기 제1파이프를 가압하여 고정시키는 파이프 가압고정구가 포함된다. 이와 같은 본 발명에 따르면, 수동 아크용접 장치의 용접 위치를 작업자가 용이하게 수동으로 가변시킬 수 있으므로 작업성이 향상되는 이점을 가진다.

Description

수동 아크용접 토치{ Manual type arc-welding torch }

본 발명은 CO₂ 아크용접과 TIG 아크용접 등에 모두 적용될 수 있으며, 필요에 따라 용접 팁의 위치를 수동으로 길이방향 이동 또는 회전시킬 수 있는 용접위치 조절부가 구비되는 수동 아크용접 토치에 관한 것이다.

아크용접은 열원으로 아크(Arc)를 사용하는 융접법(Fusion Welding)으로 금속재료를 접합하는 방법 중 현재 가장 널리 이용되고 있는 접합 방법이다.

일반적으로 아크용접은 사용하는 전극의 종류에 따라 탄소전극을 사용하는 탄소 아크용접과 금속전극을 사용하는 금속 아크용접으로 구분될 수 있으며, 각각의 용접법과 냉각방식, 사용목적 등에 따라 다른 형태의 용접토치를 이용하여 용접작업이 수행되고 있다.

상세히, 탄소 아크용접은 용접모재와 탄소전극 사이에서 아크를 발생시켜 용접봉을 용융하는 방식이고, 금속 아크용접은 용접모재와 같은 종류의 금속으로 만든 전극 사이에서 아크를 발생시켜 전극 자체를 녹여서 접합부분을 채워 모재를 접합하게 된다. 따라서, 금속 아크용접에서는 용접토치에서 소모되는 전극의 연속적인 공급이 필요함에 따라 탄소 아크용접을 위한 용접토치와는 다른 형태의 전극부를 가지게 된다.

또한, 용접 방법의 경우에도 현재 가장 많이 사용되는 SMAW(Shield Metal Arc Welding)은 GMAW(Gas Metal Arc Welding)의 범주에 포함되는 방식으로 용접부의 산화와 균열방지 및 안정성 확보를 위하여 보호가스를 사용하게 되며, 가스의 종류에 따라 CO₂, MIG, MAG, Ar 용접 등으로 구분된다.

그리고, 또 다른 방식으로 FCAW(Flux Cored Arc Welding)은 GMAW와 같은 용접장치와 작동원리를 가지고 있으나, 와이어의 내부에 플럭스가 채워져 별도의 보호가스 없이 용접이 이루어지는 자체보호 방식과, 보호가스를 사용하는 보호가스사용방식으로 분류되어 GMAW 방식과는 다른 구조의 용접토치를 사용하게 된다.

즉, 종래 기술에서는 각각의 용접법에 대응되는 각각의 용접토치를 사용하게 되며, 냉각방식에 따라서도 수냉식과 공냉식 용접토치가 서로 구분되어 사용된다.

뿐만 아니라, 용접토치의 경우 토치부의 길이에 따라 대, 중, 소 형식으로 분류되기도 하며, 작업자가 다양한 용접을 수행하기 위해서는 용접 방식과 목적 및 용접 위치 등에 따라 다양한 용접토치를 구매하여 사용해야만 하는 문제점을 가진다.

한편, 수동 용접토치의 경우 용접 포인트를 작업자가 직접 이동시키며 용접 작업이 수행되는데, 종래 기술에 따른 용접토치의 경우에는 전장 길이의 가변이 불가능하고, 용접 팁의 위치가 고정됨에 따라 용접 위치의 가변이 어려우며, 이로 인해 용접 대상물의 형상과 용접 위치 및 방향 등에 따라 서로 다른 용접 토치를 사용해야만 하는 문제점을 가진다.

본 발명의 목적은 전극부 또는 전극의 교체 없이 용접 위치를 길이방향 이동 또는 회전 시킬 수 있는 수동 아크용접 토치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 작업자에 따라 파지부의 두께가 가변될 수 있는 수동 아크용접 토치를 제공하는 것이다.

본 발명은 전극과 모재 사이에서 아크를 발생시켜 용접 작업을 수행하는 수동 아크용접 토치에 있어서, 적어도 전원 공급을 위한 전원선을 포함하는 용접관로를 내부에 수용하며 사용자의 파지공간을 제공하는 메인바디와, 상기 메인바디의 일측에 연결되어 용접 방식에 따른 전극이 장착되는 전극부 및 상기 전극부와 메인바디 사이를 연결하며, 상기 전극부를 길이방향 이동 또는 회전시킬 수 있는 용접위치 조절부를 포함하며, 상기 용접위치 조절부에는 상기 전극부와 연결되는 용접관로와 에어 공급라인 및 워터 공급라인을 내부에 수용하여 보호하면서 상기 메인바디 내부에 구비되는 제2파이프와, 상기 제2파이프의 직경보다 작은 직경을 가지도록 형성되어 상기 제2파이프 내부에서 직선이동 및 회전 가능하도록 구비되는 제1파이프 및 상기 메인바디에 회전체결되면서 상기 제1파이프를 가압하여 고정시키는 파이프 가압고정구가 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기 메인바디에는 상기 제1파이프의 외면을 감싸는 파이프 홀더부가 더 구비되고, 상기 파이프 홀더부 외면에는 나선이 형성되어 상기 파이프 가압고정구가 회전 체결되면서 상기 제1파이프를 가압하는 것을 특징으로 한다.

상기 파이프 홀더부는 상기 메인바디를 구성하는 바디하우징과 일체로 형성되며, 반원 형상으로 2개가 쌍을 이루어 서로 소정의 간극을 형성하며, 상기 제1파이프를 감싸는 것을 특징으로 한다.

상기 메인바디에는 사용자가 파지하는 파지부가 구비되며, 상기 파지부에는 상기 메인바디의 상면에 마련된 손잡이 안착부에 장착되어 상하로 슬라이딩 이동가능한 손잡이와, 상기 손잡이의 일측에서 상하로 길게 천공 형성되는 손잡이 가이드홀과, 상기 손잡이 가이드홀에 삽입되어 회전체결되는 손잡이 고정구가 포함되며, 상기 손잡이 고정구는 회전 방향에 따라 상기 손잡이를 구속 또는 구속해지하여 손잡이의 이동위치가 가변된 이후 고정시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 전극부와 메인바디 사이에 구비되는 용접위치 조절부에 의해 전극부가 전후 길이방향으로 이동되어 용접위치를 가변시킬 수 있다.

따라서, 작업자가 필요에 따라 전극부의 길이를 조절하여 사용할 수 있으므로 작업성이 향상되는 이점을 가진다.

또한, 본 발명에 따르면 전극부가 메인바디를 기준으로 회전한 상태에서 파이프 고정구에 의해 고정된 위치를 유지할 수 있다.

따라서, 작업자가 전극부를 회전시켜 모재가 측방에 위치될 경우에도 용이하게 용접 작업을 수행할 수 있는 이점을 가진다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따르면 작업자가 파지하는 파지부의 두께가 상하로 슬라이딩 이동하는 손잡이에 의해 가변될 수 있다. 따라서, 작업자의 손의 크기에 따라 파지부가 가변될 수 있으므로 다양한 작업자가 보다 용이하게 파지하여 아크용접을 수행할 수 있는 이점을 가진다.

도 1 은 본 발명에 따른 수동 아크용접 토치에서 제1전극이 장착된 모습을 보인 사시도.
도 2 는 도 1 의 A-A'부 단면도.
도 3 은 도 1에 도시된 제1전극의 상세 구조를 보인 도면.
도 4 는 본 발명의 요부구성인 전극부에 제1전극이 연결된 구조를 보이기 위한 부분 절개도.
도 5 는 본 발명에 따른 수동 아크용접 토치에서 제 2 전극이 장착된 모습을 보인 사시도.
도 6 은 도 5의 B-B'부 단면도.
도 7 및 도 8 은 본 발명의 요부구성인 전극부에 제2전극이 연결된 구조를 보이기 위한 부분 절개도 및 부분 투영도.
도 9 는 본 발명의 요부구성인 제2전극의 상세 구조를 보인 도면.
도 10 내지 12는 본 발명의 요부구성인 관로연결구를 이용한 용접관로 연결구조를 설명하기 위한 도면.
도 13 내지 15는 본 발명의 요부구성인 용접위치 조절부에 의한 용접위치 가변구조를 설명하기 위한 도면.
도 16 은 본 발명의 요부구성인 파지부의 두께 가변구조를 설명하기 위한 도면.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.

도 1 에는 본 발명에 따른 수동 아크용접 토치에서 제1전극이 장착된 모습을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 2 에는 도 1 의 A-A'부 단면도가 도시되어 있으며, 도 3 에는 도 1에 도시된 제1전극의 상세 구조를 보인 도면이 도시되어 있고, 도 4 에는 본 발명의 요부구성인 전극부에 제1전극이 연결된 구조를 보이기 위한 부분 절개도가 도시되어 있다.

그리고, 도 5 에는 본 발명에 따른 수동 아크용접 토치에서 제 2 전극이 장착된 모습을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 6 에는 도 5의 B-B'부 단면도가 도시되어 있으며, 도 7 및 도 8 은 본 발명의 요부구성인 전극부에 제2전극이 연결된 구조를 보이기 위한 부분 절개도 및 부분 투영도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 수동 아크용접 토치(1)는 전극과 모재 사이에서 아크를 발생시켜 용접 작업을 수행하는 것으로, 적어도 전원 공급을 위한 전원선을 포함하는 용접관로(10)를 내부에 수용하며 사용자의 파지공간을 제공하는 메인바디(400)와, 상기 메인바디(400)의 일측에 연결되어 용접 방식에 따른 전극이 장착되고, 상기 메인바디(400)와 연결 상태를 유지하면서 사용자가 선택적으로 전극을 교체 장착할 수 있는 전극부(100)를 포함한다.

상세히, 상기 전극부(100)는 외관을 형성하는 전극부 케이스(110)와, 상기 전극부 케이스(110)의 내부에 구비되어 서로 다른 위치에서 전극이 연결될 수 있도록 하는 분기관로(도면부호 부여되지 않음)를 포함하여 구성된다.

상기 전극부 케이스(110)에는 용접 방식에 따라 구분되는 전극이 적어도 2방향 이상 다른 형태로 장착될 수 있도록 서로 다른 위치에 다수의 전극홀(도면부호 부여도지 않음)이 형성된다.

그리고, 상기 분기관로는 상기 전극홀 중 일부와 대응되는 위치에서 상기 용접 관로(10)를 통해 전원을 공급받는 제1전극(300)이 연결되는 제1관로(120)와, 상기 제1관로(120)와 연통되면서 교차되는 방향으로 형성되어 상기 용접관로(10)를 통해 전원을 공급받는 제2전극(500)이 연결되는 제2관로(140)를 포함한다.

본 실시 예에서는 도 1을 기준으로 상기 전극부 케이스(110)의 전측(Front)에 상기 제1전극(300)이 연결될 수 있도록 하나의 전극홀이 형성되고, 상기 전극홀에 대응되어 상기 전극부 케이스(110) 내부에 상기 제1관로(120)의 일단이 위치된다.

그리고, 상기 전극부 케이스(110)의 상측(Top) 및 하측(Bottom)에는 상기 제2전극(500)이 연결될 수 있도록 2개의 전극홀이 동심축선상에 형성되어 상기 2개의 전극홀에 상기 제2관로(140)의 양단부가 위치된다.

즉, 상기 분기관로는 4방향으로 연통되는 크로스 타입 배관으로 도전성 재질로 형성되어 용접 관로(10)와 연결된다. 또한, 상기 제1관로(120)는 모재와 전극의 용접 위치를 고려하여 전측이 일부분 하향 경사를 가지도록 형성된다.

그리고, 상기 제2관로(140)는 상기 경사진 제1관로(120) 부분에 교차되도록 형성되어 아래에서 설명할 용접위치 조절부(200)에 의해 전극부(100) 또는 메인바디(400)를 회전시켜 장착된 제2전극(500)이 전측으로 하향경사를 가지도록 위치시킬 수 있다.

한편, 상기 전극부 케이스(110)에는 상기 제1전극(300) 또는 제2전극(500)의 연결 시 상기 제1관로(120) 또는 제2관로(140)를 선택적으로 차폐하는 차폐수단이 더 구비된다.

상기 차폐수단은 상기 전극부 케이스(110)에 형성된 전극홀을 차폐하기 위한 구성으로, 상기 제1전극(300)이 체결되는 전극홀은 상기 제2전극(500)에 의한 아크용접이 수행될 경우 차폐수단의 일구성인 제1캡(112)에 의해 차폐된다.

상기 제1캡(112)은 단부가 탄성 고무 재질로 형성되어 상기 제1전극(300)이 체결되는 제1관로(120)에 억지 끼움 방식으로 체결될 수 있으며, 도시되지는 않았지만 보다 견고한 체결력을 위하여 상기 전극부 케이스(110)와 나선 방식으로 체결되는 구조가 부가될 수 있다.

그리고, 상기 제2전극(500)이 체결되는 전극홀은 상기 제1전극(300)에 의한 아크용접이 수행될 경우 차폐수단의 다른 구성인 제2캡(114) 및 제3캡(116)에 의해 차폐된다.

상기 제2캡(114) 및 제3캡(116)의 경우에도 제1캡(112)과 동일한 형태로 형성되어 제2관로(140)의 상부유로 및 하부유로에 각각 억지 끼움 방식으로 체결되고, 끼움 장착되면서 나선 방식으로 전극부 케이스(110)에 회전체결 될 수 있다.

한편, 본 실시 예에서는 상기 제1관로(120)에 연결되는 제1전극(300)으로 CO₂ 전극이 연결되고, 상기 제2관로(140)에는 제2전극(500)으로 텅스텐전극이 연결된다.

상기 CO₂ 전극은 용접 와이어 배출구(342)가 형성된 CO₂ 팁(340)에서 와이어 송급장치로부터 소모성 와이어를 일정속도로 공급받아 용접 관로(10)를 통해 전달되는 전원으로 와이어와 모재 사이에서 아크를 발생시킨다. 그리고, CO₂ 전극을 이용하는 용접 작업 시에는 용접 관로(10)를 통해 CO₂ 가스를 공급하여 아크나 용융금속이 공기중의 산소나 질소 등에 의해 악영향을 받지 않도록 한다.

이를 위해 본 실시 예에서는 상기 CO₂ 전극의 구성으로 상기 제1관로(120)를 통해 공급되는 전원과 와이어 송급장치를 통해 공급되는 와이어로 아크를 발생시키기 위한 CO₂ 팁(340)과, 상기 CO₂ 팁(340)을 내부에 수용하며, 용접 모재를 향해 CO₂ 가스를 분사하기 위한 CO₂ 노즐(320)이 포함된다.

그리고, 상기 CO₂ 노즐(320)의 후측에는 상기 CO₂ 노즐(320)로 공급되는 가스를 확산시키기 위한 CO₂ 가스 디퓨져(380)가 구비되며, 상기 CO₂ 가스 디퓨져(380)와 상기 CO₂ 팁(340) 사이에는 확산되는 가스를 안내하여 상기 CO₂ 노즐(320) 내부에서 가스의 와류를 저감시키고, 상기 CO₂ 노즐(320)으로 용접전원이 공급되는 것을 방지하기 위한 가스 가이드 절연구(360)가 더 구비된다.

상세히, 상기 가스 가이드 절연구(360)는 상기 CO₂ 가스 디퓨져(380)에 형성된 CO₂ 가스 배출홀(382)을 감싸도록 상기 CO₂ 가스 디퓨져(380)와 상기 CO₂ 노즐(320) 사이를 연결한다.

이를 위해 상기 가스 가이드 절연구(360)에는 절연구 몸체(361)의 전측으로 상기 노즐(320)의 후단이 회전 체결되는 나선 형태의 노즐 체결부(366)가 형성되고, 후측에는 상기 CO₂ 가스 디퓨져(380)의 CO₂ 가스 배출홀(382) 부분이 수용될 수 있는 수용부가 형성된다.

따라서, 상기 절연구 몸체(361)의 내부에서는 상기 CO₂ 가스 디퓨져(380)의 측방으로 배출되어 상기 CO₂ 노즐(320) 내부에 부딪히던 CO₂ 가스를 전측에 형성된 다수의 가이드 홀(362)로 안내하여 와류 발생을 저감시킬 수 있다.

한편, 상기 제1관로(120)의 후단에는 전극부(100)의 냉각을 위한 냉각부(160)가 더 구비된다.

상세히, 상기 냉각부(160)는 상기 제1관로(120)와 동일 재질로 형성되며 상기 메인바디(400)의 내측으로 수용되는 워터 라인(30, Water Line)과 연결되어 냉각수를 공급받아 저장한다.

이를 위해 상기 냉각부(160)는 원형 또는 다각형 통상으로 형성되며, 상기 제1관로(120)의 직경과 대응되는 직경을 가지도록 홀이 천공 형성된다. 그리고, 상기와 같이 형성되는 냉각부(160)는 상기 홀을 상기 제1관로(120)에 대응시켜 끼워 넣은 이후 브레이징 방식으로 접합된다.

따라서, 상기 냉각부(160)로 유입되는 냉각수는 상기 제1관로(120)의 외면을 경유하면서 제1관로(120)를 냉각시키며, 냉각부(160)로 유입된 냉각수는 회수라인을 통해 외부로 배출될 수 있다.

그리고, 상기 제1관로(120)의 후단에는 아래에서 설명할 관로연결구(800, 도 7 참조)와 함께 상기 제1관로(120)를 용접관로(10)와 연결시키기 위한 제1관로 연결관(170)이 더 구비될 수 있으며, 상기 제1관로 연결관(170)에는 상기 제1관로(120)와 회전 체결될 수 있도록 제1관로 체결부(172, 도 10참조)가 더 형성된다.

한편, 전술한 바와 같이 상기 전극부(100)의 제2관로(140)에는 제2전극(500)으로 텅스텐전극이 장착될 수 있다.

도 9 에는 본 발명의 요부구성인 제2전극의 상세 구조를 보인 도면이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 제2전극(500)인 텅스텐전극은 TIG(Tunsten Inert Gas) 용접에서 사용되는 전극으로 용융점이 높은 텅스텐을 봉상으로 만든 전극이다.

텅스텐 전극의 경우 와이어를 소모하면서 용접 작업을 수행하는 제1전극(300)과 달리 비소모 전극을 사용하여 와이어의 연속 공급이 필요하지는 않으나, 용접 작업이 수차례 반복될 경우 텅스텐전극이 소모되어 전극의 돌출 길이가 짧아질 수 있다.

따라서, 본 실시 예에서는 제2전극(500)이 세라믹노즐(520)과 절연구(560) 및 텅스텐전극(510)과 상기 텅스텐전극(510)의 길이 조절을 위한 전극 콜릿척(530)과, 전극 콜릿(550), 전극 조정바(570) 및 전극 조정바 하우징(590)을 포함하여 구성된다.

상세히, 상기 세라믹노즐(520)은 불활성 가스를 모재를 향해 토출시키기 위한 구성으로 상기 절연구(560)와 체결된다.

상기 절연구(560)는 전술한 제1전극(300)의 가스가이드 절연구(360)와 동일한 형상으로 전측에 형성된 가이드홀(562)을 통해 토출되는 불활성 가스의 와류를 방지하여 안정적인 가스 공급이 이루어지도록 하면서 용접 전원이 상기 세라믹 노즐(520)로 전달되는 것을 방지한다.

상기 텅스텐전극(510)은 상기 전극부 케이스(110)의 상측 및 하측의 전극홀과 대응되는 제2관로(140)를 관통하도록 위치되며, 상기 전극 콜릿척(530)과, 전극 콜릿(550), 전극 조정바(570) 및 전극 조정바 하우징(590) 내부에 수용되어 전극 조정바(570) 후단에 구비되는 전극조정바 버튼(574)의 누름 조작시 전측으로 이동된다.

상세히, 상기 전극 콜릿척(530)은 상기 텅스텐전극(510)이 내부에 수용될 수 있는 직경의 원형관 형상으로 형성되며, 외측으로 확장되는 전극 콜릿척 테이퍼부(532)가 전측에 형성된다. 그리고, 후측에는 상기 전극조정바(570)와 체결될 수 있도록 전극조정바 고정부(534)가 형성되며, 본 실시 예에서는 회전 체결을 위한 나선형태로 형성된다.

상기와 같이 형성된 전극 콜릿척(530)의 외측에는 상기 전극 콜릿(550)이 위치된다.

상기 전극콜릿(550)은 상기 절연구(560) 내부로 불활성 가스가 공급되도록 한다.

이를 위해 상기 전극콜릿(550)은 상기 절연구(560) 내부로 불활가스가 토출되는 가스 배출구(552)가 형성된 부분을 가지며, 상기 가스 배출구(552)의 형성 부분보다 전측에서 보다 작은 직경의 관상으로 형성되어 내부에 상기 전극 콜릿첫 테이퍼부(532)와 간섭을 일으키기 위한 전극콜릿 테이퍼부(554)를 포함한다.

즉, 상기 전극콜릿 테이퍼부(554)는 상기 절연구(560) 내측에서 상기 전극 콜릿척 테이퍼부(532)와 간섭을 일으켜 상기 전극 콜릿척(530)이 상기 텅스텐전극(510)을 가압하는 상태를 유지할 수 있도록 한다. 그리고, 상기 전극조정바 버튼(574)의 누름 조작시 상기 전극 콜릿척(530)이 전측으로 소정거리 밀려나게 되면서 상기 전극콜릿척 테이퍼부(532)와 전극 콜릿척(530)의 간섭이 해지되어 텅스텐전극(510)을 소정길이 인출할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 전극 콜릿척(530)을 전측으로 밀어내기 위한 전극조정바(570)는 상기 전극부 케이스(110)의 상측에서 제2관로(140)의 상단에 체결되는 전극조정바 하우징(590)에 의해 인출경로가 가이드된다.

그리고, 상기 전극조정바 하우징(590)과 상기 전극조정바 버튼(574) 사이에는 상기 전극조정바 버튼(574)의 누름 조작 시 탄성 압축되고, 누름 조작이 해지되면 복원력을 발휘하여 상기 전극 조정바(570)를 초기 위치로 복귀시키기 위한 전극 조정바 스프링(572)이 구비된다.

이를 위해 상기 전극조정바 하우징(590)의 상단에는 소정의 단차를 가지는 스프링 걸림턱(도면부호 부여되지 않음)이 구비되고, 상기 전극조정바 버튼(574)의 하단은 상기 걸림턱보다 큰 직경을 가지도록 형성되어 상기 전극조정바 스프링(572)이 전극조정바 버튼(574)의 하단과 상기 걸림턱 사이에 고정된 위치를 유지할 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성되는 제2전극(500)에서 사용자가 상기 전극조정바 버튼(574)을 가압할 경우 상기 전극 조정바(570)는 상기 전극조정바 하우징(590)의 내측으로 인입되면서 상기 전극 콜릿척(530)을 전측으로 밀어낸다.

한편, 상기와 같이 전측으로 소정거리 이동한 전극 콜릿척(530)은 상기 전극조정바 버튼(574)의 누름 조작이 해지될 경우 상기 전극 조정바 스프링(572)에 의해 후측으로 이동하게 되는데 이때, 상기 텅스텐전극(510)이 전극 콜릿척 테이퍼부(532)에 의해 가압되면서 텅스텐전극(510)이 고정된다.

결국, 본 실시 예에서는 상기 전극 콜릿척(530)과 전극 콜릿(550)의 각 테이퍼부(532, 554) 간섭에 의해 텅스텐전극(510)이 구속된 상태에서 작업자가 상기 전극조정바 버튼(574)을 누를 경우에만 상기 전극 콜릿척(530)이 전측으로 인출되면서 간섭이 해지되어 텅스텐전극(510)에 가해지던 구속력이 해지된다.

따라서, 상기 텅스텐전극(510)은 구속 해지상태가 됨에 따라 자중에 의해 소정길이 인출될 수 있으며, 상기 전극조정바 버튼(574)의 누름조작 해지 시 초기 위치로 복귀되는 전극 콜릿척(530)에 의해 구속력이 발휘되어 고정된 위치를 유지하게 된다.

한편, 상기 바디하우징(410)의 상면 일부분에는 용접특성변수 조절부(420)와 디스플레이(440) 및 복수의 제어버튼(430)이 더 구비될 수 있다.

상기 용접특성변수 조절부(420)는 아래에서 설명할 와이어 송급장치와 연결되어 공급되는 전류 및 전압을 조정함으로써 용접작업을 제어할 수 있으며, 상기 디스플레이(440)는 현재 연결된 전극부에 따른 용접특성변수를 도시하여 작업자가 용이하게 용접 작업 상태를 확인할 수 있도록 한다.

일예로 상기 전극부(100)에 제1전극(300)이 장착된 상태에서 상기 디스플레이(440) 상에는 와이어 송급장치를 통해 와이어 공급 상태와, 가스의 공급상태 및 냉각 방법 등을 도시할 수 있으므로 작업자가 보다 용이하게 용접 작업 상태를 확인할 수 있게 된다.

상기 제어버튼(430)은 상기 디스플레이(440)의 온/오프 또는 와이어 공급장치를 통한 메인 전원의 온/오프 등의 버튼을 포함할 수 있으며, 상기 용접특성변수 조절부(420)와 디스플레이(440) 및 제어버튼(430)은 별도의 통신수단을 통해 와이어 송급장치와 연결될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 수동 아크용접 토치(1)는 용접관로(10)가 압착에 의해 연결되어 용접관로(10)에 문제가 발생될 경우 전체를 교체하던 종래 방식과는 달리 관로연결구(800)에 의해 압착작업 없이 연결될 수 있다.

상세히, 본 발명의 요부구성인 관로연결구(800)는 상기 전극부(100)와 용접 관로(10)의 연결 시 또는 아래에서 설명할 엔드키트와 용접 관로(10)의 연결 시 용접관로(10)의 단부를 가압하여 체결시킨다.

도 10 내지 12에는 본 발명의 요부구성인 관로연결구를 이용한 용접관로 연결구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시 예에서 상기 관로연결구(800)는 상기 전극부(100)의 제1관로 연결관(170, 도 7 참조)과 용접관로(10)를 연결하도록 구비되며, 상기 용접관로(10) 내측의 용접선(12)에 상기 제1관로 연결관(170)의 단부가 접하여 도통하는 상태를 유지할 수 있도록 상기 관로연결구(800)가 용접관로(10)를 가압한다.

상세히, 상기 관로연결구(800)는 상기 용접 관로(10)를 내부에 수용하는 제2콜릿척(840)과, 상기 제2콜릿척(840)의 적어도 일부분을 내부에 수용하며 외부에서 압력이 가해질 경우 상기 제2콜릿척(840)을 가압하는 제1콜릿척(820) 및 상기 제1콜릿척(820)을 내부에 수용하여 체결되면서 상기 제1콜릿척(820)에 압력을 가하는 콜릿척 본체(860)을 포함하여 구성된다.

상기 제2콜릿척(840)은 상기 용접 관로(10)가 내부에 수용된 상태에서 외부 압력이 가해질 경우 상기 용접 관로(10)를 균일하게 가압한다.

이를 위해 상기 제2콜릿척(840)은 원통형상으로 형성되며 다수의 슬릿(843, 이하‘제2슬릿’이라 함)이 일정하게 길이 방향으로 형성되는 제2콜릿척 몸체(841)와 상기 제2슬릿(843)에 의해 구획된 부분에 일대일 대응되며 외측으로 돌출 형성되는 복수의 돌기(846)을 포함하도록 형성된다.

그리고, 상기 제1콜릿척(820)은 상기 제2콜릿척(840)을 내부에 수용할 수 있도록 보다 큰 직경의 원통형상으로 형성되며, 다수의 슬릿(823, 이하‘제1슬릿’이라 함)이 일정하게 길이 방향으로 형성되는 제1콜릿척 본체(821)와, 상기 제1슬릿(823)에 의해 구획된 부분의 단부에서 외측으로 경사지게 돌출 형성되는 제1콜릿척 테이퍼부(824) 및 상기 제1슬릿(823)에 의해 구획된 부분에 일대일 대응되며 상기 돌기(846)과 대응되는 형상 및 크기로 천공 형성되는 복수의 돌기수용홀(826)을 포함하도록 형성된다.

또한, 상기 제1콜릿척(820)의 전측 외경에는 상기 제1콜릿척 본체(821)와 체결되는 콜릿척본체 결합부(822)가 형성되고, 전측 내경에는 상기 제1관로 연결관(170)에 형성된 제1콜릿척 체결부(174)가 회전 결합될 수 있도록 나선이 형성된다.

한편, 상기 제1콜릿척(820)이 제2콜릿척(840)과 결합되면 상기 복수의 돌기(846)가 상기 돌기수용홀(826)에 일대일 대응되어 체결되며, 상기 제1콜릿척(820)과 제2콜릿척(840) 결합체의 외측에는 상기 제1콜릿척 본체(821)가 체결된다.

이를 위해 상기 제1콜릿척 본체(821)는 상기 제1콜릿척(820)을 내부에 수용하면서 회전체결될 수 있도록 상기 제1콜릿척(820)의 외경보다 큰 내경을 가지는 원통 형상으로 형성되며, 내경부에는 상기 콜릿척본체 결합부(822)가 회전 체결될 수 있도록 나선이 형성된다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 가지는 관로연결구(800)에 의해 용접 관로(10)가 연결되는 과정을 설명한다.

우선, 상기 용접 관로(10)는 외피가 제거되면 내부에 용접선(12)이 노출된다. 그리고, 상기와 같이 노출된 용접선(12)은 상기 제1콜릿척(820)과 제2콜릿척(840)의 결합체 내부로 인입되어 제1관로 연결관(170)의 단부와 접촉된다. 이때, 상기 제1관로 연결관(170)은 직경이 상기 용접선(12)의 내경보다 크게 형성되거나 상기 용접선(12)의 내경보다 작게 형성됨으로써 제1관로 연결관(170)과 용접선(12)의 적어도 일부분이 서로 끼워지며 접촉될 수 있다.

한편, 상기와 같이 제1관로 연결관(170)과 용접선(12)이 서로 접촉된 상태가 되면 상기 제1콜릿척(820)과 상기 콜릿척 본체(860)가 회전하면서 체결되며, 회전 정도에 따라 상기 콜릿척 본체(860)는 상기 용접 관로(10)를 향해 이동하게 된다.

즉, 상기 콜릿척 본체(860)는 상기 제1콜릿척(820)의 전측에서부터 상기 용접관로(10) 방향으로 회전하면서 체결된다. 그리고, 회전이 계속되면 상기 돌기수용홀(826) 외측으로 돌출되는 돌기(846)가 상기 콜릿척 본체(860)에 의해 가압되면서 상기 제2콜릿척(840)이 적어도 상기 용접선(12)을 가압하면서 용접 관로(10)가 제1관로 연결관(170)과 견고한 결합관계를 형성하게 된다.

그리고, 상기와 같이 결합관계가 형성된 상태에서 상기 제1콜릿척 본체(860)를 계속해서 동일방향으로 회전시키면 상기 제1콜릿척 본체(860)가 상기 용접 관로(10) 방향으로 더 이동하면서 상기 제1콜릿척 본체(860)가 상기 제1콜릿척 테이퍼부(824)를 가압하여 추가적인 결합력이 발휘되어 보다 견고한 결합관계를 유지할 수 있도록 한다.

한편, 상기와 같은 용접 관로(10) 연결구조를 가지는 본 발명에 따른 수동 아크용접 토치(1)는 용접위치 조절부(200)에 의해 메인바디(400)에서 전극부(100)의 위치가 길이 방향으로 조절되면서 회전가능하게 된다.

상세히, 도 13 내지 15에는 본 발명의 요부구성인 용접위치 조절부에 의한 용접위치 가변구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 수동 아크용접 토치(1)는 전술한 전극부(100)와 메인바디(400) 사이에 용접 위치의 조절을 위한 용접위치 조절부(200)가 구비된다.

상세히, 상기 용접위치 조절부(200)는 상기 메인바디(400) 내부를 관통하여 상기 전극부(100)와 연결되는 용접관로(10)와 에어 공급라인(20) 및 워터 공급라인(30)을 내부에 수용하여 보호하면서, 상기 메인바디(400)를 기준으로 상기 전극부(100)가 전후 방향으로 이동하거나 축방향 회전 가능하도록 한다.

이를 위해 상기 용접위치 조절부(200)는 제1파이프(220)와 제2파이프(240) 및 파이프의 가압 고정을 위한 파이프 홀더부(480) 및 파이프 가압 고정구(210)를 포함한다.

상기 제1파이프(220)는 일단이 상기 전극부 케이스(110)에 체결되어 고정되고, 타단은 상기 제2파이프(240) 내부에서 걸림 고정된다.

따라서, 상기 제1파이프(220)는 상기 제2파이프(240) 내부에서 걸림 고정 위치까지 인입 및 인출 될 수 있다.

그리고, 상기 제2파이프(240)는 상기 바디하우징(410) 내부에 고정설치되며, 도시되지는 않았지만 전단 내경에는 상기 제1파이프(220)의 후단과 간섭될 수 있는 단턱 또는 스토퍼가 구비된다.

상기 파이프 홀더부(480)는 상기 바디하우징(410)과 일체로 형성될 수 있으며, 상기 제1파이프(220)의 외면을 감싸는 반원 형상으로 2개가 쌍을 이루어 서로 소정의 간극(482)을 형성하며, 상기 제1파이프(220)를 감싸도록 구비된다.

상기 파이프 가압 고정구(210)는 상기 파이프 홀더부(480)에 회전 체결되는 구성으로, 회전 정도에 따라 상기 파이프 홀더부(480)를 가압한다. 따라서, 상기 파이프 가압 고정구(210)의 파이프 홀더부(480) 가압 정도에 따라 상기 제1파이프(220)가 제2파이프(240) 내부로부터 선택적으로 인출 및 회전될 수 있다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 가지는 용접위치 조절부(200)에 의해 전극부(100)의 위치가 가변되는 경우를 설명한다.

작업자가 아크용접을 수행하는 도중 용접 위치가 보다 먼 거리의 용접 작업이 필요할 경우 작업자는 상기 파이프 가압 고정구(210)을 결합해지 방향으로 회전시켜 상기 파이프 홀더부(480)의 가압력을 느슨하게 한다.

상기와 같은 과정을 통해 파이프 홀더부(480)의 가압력이 느슨해지면 작업자는 상기 전극부(100) 또는 제1파이프(220)를 메인바디(400)로부터 잡아당겨 도 13과 같이 직선방향으로 길게 인출할 수 있다.

상기와 같이 인출이 완료되면 작업자는 다시 상기 파이프 가압 고정구(210)를 체결방향으로 회전시켜 파이프 홀더부(480)를 가압하고, 이로 인해 상기 제1파이프(220)가 구속되면서 인출된 상태로 용접 위치가 고정될 수 있다.

한편, 작업자가 아크용접을 수행하는 도중 전극의 방향이 측방을 향해야 될 경우 작업자는 전술한 길이 조정 경우와 마찬가지로 상기 파이프 가압 고정구(210)를 결합해지 방향으로 회전시켜 상기 파이프 홀더부(480)의 가압력을 느슨하게 한다.

그리고, 상기와 같이 가압력이 느슨해진 상태에서 작업자는 상기 전극부(100) 또는 제1파이프(220)를 축방향으로 회전시켜 도 15와 같이 위치시킨 다음 상기 파이프 가압 고정구(210)를 체결방향으로 회전시켜 파이프 홀더부(480)를 가압함으로써 전극이 측방을 향한 상태로 용접 위치가 고정될 수 있다.

한편, 상기 메인바디(400)에 구비되어 사용자가 파지하는 파지부(460)는 선택적으로 두께가 조절될 수 있다.

도 16 에는 본 발명의 요부구성인 파지부의 두께 가변구조를 설명하기 위한 도면이 도시된다.

도면을 참조하면, 상기 파지부(460)는 상기 바디하우징(410)의 상면과 양측면을 감싸는 형상으로 형성되는 손잡이(461)와, 상기 바디하우징(410)의 측면에서 상기 손잡이(461)를 상기 바디하우징(410)에 고정시키는 손잡이 고정구(464) 및 상기 손잡이(461)의 일측에서 상하 방향으로 길게 천공 형성되는 손잡이 가이드홀(462)을 포함한다.

상세히, 상기 손잡이(461)는 작업을 위해 사용자가 직접 접촉되는 부분으로 절연재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 접촉 부분에 다수의 미끄럼방지돌기가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 바디하우징(410)에는 상기 손잡이(461)가 안착될 수 있도록 안착부(430)가 더 형성되며, 도시되지는 않았지만 상기 안착부(430)에는 상기 손잡이(461)의 상하 이동을 위한 가이드 리브 또는 가이드 홈 등이 형성되고, 상기 손잡이(461)의 내측면에는 이와 대응되는 가이드 홈 또는 리브가 형성될 수 있다.

상기 손잡이 가이드홀(462)은 상기 손잡이(460)의 측부에서 상하 방향으로 길게 형성된다. 그리고, 이와 대응되어 상기 바디하우징(410)에는 적어도 상기 손잡이 가이드홀(462)의 하단 및 상단과 대응되는 위치에 손잡이 고정구(464)가 회전 체결될 수 있는 체결홀이 형성된다.

상기 손잡이 고정구(464)는 상기와 같이 형성된 손잡이 가이드홀(462)에 삽입되어 상기 바디하우징(410)에 형성된 체결홀에 회전 체결되며, 상기 손잡이 가이드홀(462)의 상단 또는 하단에 대응하여 체결되면서 파지부(460)의 두께를 가변시킬 수 있다.

즉, 상기 파지부(460)의 두께를 확장하고자 할 경우에는 상기 손잡이(461)를 고정하고 있는 손잡이 고정구(464)를 결합력이 해지될 때까지 회전시킨다음 상기 손잡이(461)를 바디하우징(410) 상측으로 이동시켜 손잡이 고정구(464)가 손잡이 가이드홀(462) 하단에 대응되도록 한다.

상기와 같은 상태에서 상기 손잡이 고정구(464)를 체결방향으로 회전시키면 상기 손잡이(461)가 바디하우징(410)으로 부터 소정거리 이격되면서 파지부(460)의 두께를 확장할 수 있다.

상기와 같은 상태에서 파지부(460)의 두께를 축소시킬 경우 확장 시와 같이 손잡이 고정구(464)의 결합력을 해지시키고 손잡이(461)를 바디하우징(410) 방향으로 하강시킨 뒤 손잡이 고정구(464)가 손잡이 가이드홀(462)상단에 위치된 상태에서 고정시키면 파지부(460)의 두께가 축소된 상태로 고정될 수 있다.

100........ 전극부 200........ 용접위치 조절부
300........ 제1전극 400........ 메인바디
500........ 제2전극

Claims (4)

1. 전극과 모재 사이에서 아크를 발생시켜 용접 작업을 수행하는 수동 아크용접 토치에 있어서,
   적어도 전원 공급을 위한 전원선을 포함하는 용접관로를 내부에 수용하며 사용자의 파지공간을 제공하는 메인바디;
   상기 메인바디의 일측에 연결되어 용접 방식에 따른 전극이 장착되는 전극부; 및
   상기 전극부와 메인바디 사이를 연결하며, 상기 전극부를 길이방향 이동 또는 회전시킬 수 있는 용접위치 조절부;를 포함하며,
   상기 용접위치 조절부에는,
   상기 전극부와 연결되는 용접관로와 에어 공급라인 및 워터 공급라인을 내부에 수용하여 보호하면서 상기 메인바디 내부에 구비되는 제2파이프와,
   상기 제2파이프의 직경보다 작은 직경을 가지도록 형성되어 상기 제2파이프 내부에서 직선이동 및 회전 가능하도록 구비되는 제1파이프; 및
   상기 메인바디에 회전체결되면서 상기 제1파이프를 가압하여 고정시키는 파이프 가압고정구가 포함되는 것을 특징으로 하는 수동 아크용접 토치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 메인바디에는,
   상기 제1파이프의 외면을 감싸는 파이프 홀더부가 더 구비되고, 상기 파이프 홀더부 외면에는 나선이 형성되어 상기 파이프 가압고정구가 회전 체결되면서 상기 제1파이프를 가압하는 것을 특징으로 하는 수동 아크용접 토치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 파이프 홀더부는 상기 메인바디를 구성하는 바디하우징과 일체로 형성되며, 반원 형상으로 2개가 쌍을 이루어 서로 소정의 간극을 형성하며, 상기 제1파이프를 감싸는 것을 특징으로 하는 수동 아크용접 토치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 메인바디에는 사용자가 파지하는 파지부가 구비되며,
   상기 파지부에는,
   상기 메인바디의 상면에 마련된 손잡이 안착부에 장착되어 상하로 슬라이딩 이동가능한 손잡이와,
   상기 손잡이의 일측에서 상하로 길게 천공 형성되는 손잡이 가이드홀과,
   상기 손잡이 가이드홀에 삽입되어 회전체결되는 손잡이 고정구가 포함되며,
   상기 손잡이 고정구는 회전 방향에 따라 상기 손잡이를 구속 또는 구속해지하여 손잡이의 이동위치가 가변된 이후 고정시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 수동 아크용접 토치.
   

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