JP6139022B2 - ディフューザーを有するガス溶接トーチ - Google Patents

Description

本発明は、放熱面積が極大化されたディフューザーを有するガス溶接トーチに関し、具体的には、ディフューザーとインシュレーター、チップおよびノズル本体からなり、前記ディフューザーの周面に複数の冷却用の孔を形成するにおいて、前記冷却用の孔の位置をディフューザーの中央や内側に形成してディフューザーの放熱面積を極大化し、炭酸ガスの円滑な移動のためにインシュレーターの内側に複数のガス移動溝を形成することによって過度な温度上昇によるディフューザーの変形および寿命短縮を効果的に防止し、溶接作業を連続的に長時間行うことができるため、溶接作業が便利であり、溶接作業速度が大幅に向上するという特徴を有する、放熱面積が極大化されたガス溶接トーチに関する。

周知のように、アーク溶接はアーク放電を利用して金属と金属を接合する方法であり、通常、被覆金属アーク溶接、サブマージアーク溶接、不活性ガスアーク溶接、炭酸ガスアーク溶接などに区分する。

このような溶接方法のうち前記炭酸ガスアーク溶接は、不活性ガスの代わりに経済的な炭酸ガスを用いる溶接方法であり、非消耗性（非溶極式）電極を用いることもあるが、一般的に消耗性（溶極式）電極を主に用いる。前記炭酸ガス（ＣＯ_２）は活性であるため、高温のアークでは酸化性が大きく、不活性ガスアーク溶接に比べて溶着金属の酸化が激しい。よって、気孔およびその他の欠陥が生じやすいため、Ｍｎ、Ｓｉなどの脱酸剤を含有したワイヤーを用いる。

前記炭酸ガスアーク溶接に用いられる炭酸ガス溶接トーチの一実施形態の構成を見ると、図１に示すように、トーチボディー５０の端部にチップ２０が組み立てられたディフューザー１０をねじ式で組み立てた状態で前記ディフューザー１０の外面にインシュレーター３０が組み立てられ、該インシュレーター３０の前方にノズル４０が組み立てられる構造を有する。

また、図に示すように、インシュレーター３０の前方（ディフューザーがノズル内部に露出される部分）には複数のガス排出孔を形成してディフューザー１０の内部に流入される炭酸ガスがガス排出孔を通してノズルの内部に排出され、トーチの過度な温度上昇を抑制することができるように形成する。

しかし、前記従来技術によるディフューザーの場合、
１）ディフューザーの前方にガス排出孔が形成されることによって、炭酸ガスが温度を十分に低下することができずにディフューザーおよびノズル全体に排出される構造的な問題点により、長時間溶接作業を行うと、トーチの温度が過度に上昇してトーチの寿命、特にディフューザーとチップの製品寿命が短縮し、過熱によって溶接作業速度が低下するだけでなく、溶接作業を満足できるほど行うことができないという問題が発生した。

２）また、ディフューザーに形成されたガス排出孔がディフューザーの一部分に集中的に形成されることによって、ガス排出孔が形成された位置が高温によって容易に変形して頻繁に取り替えなければならないという問題点が発生した。

３）また、ディフューザーの温度低下のためにガス排出孔の位置を変えようとする努力は続いているものの、インシュレーターの内部にディフューザーを最大限密着させてディフューザーの熱変形を防止するインシュレーターの構造上、ディフューザーのガス排出孔の位置変形には限界がある。

前記のような問題点を解決するための従来技術として特許文献１には発明の名称を「溶接ロボット用トーチ」とする技術が開示されており、他の従来技術として特許文献２には発明の名称を「ガス溶接トーチのチップとガスディフューザーの結合構造」とする技術が開示されている。

しかし、前記従来技術は、前述したディフューザーの変形を防止することよりは迅速な取替えによって溶接作業性を向上させようとする技術であって、ディフューザーを変形することなく長時間使用しようとする根本的な解決策にはならない現状である。

韓国特許第１０−１０７１８１３号 韓国特許第１０−０６４７４５８号

本発明は、前記のようなことを考慮してなされたものであり、本発明の目的は、ディフューザーに発生する過度な温度上昇によるディフューザーの変形を防止できるよう、ディフューザーに形成されるガス排出孔をトーチボディー側に近く形成し、インシュレーターの内部形状を変形してガスが最大限ディフューザーの外面に接触してディフューザーの温度を低下させた状態で排出されるように形成した、新しい形態の放熱面積が極大化されたディフューザーを有するガス溶接トーチを提供することによって、ディフューザーの高温による変形を防止してディフューザーの取替え費用を節減することができ、作業者の作業性の向上および作業量の増加を導き出すことができるガス溶接トーチを提供することにある。

本発明は、前記のような目的を達成するために、
本発明の一実施形態によれば、
ディフューザー１０の一方にチップ２０がねじ締結された状態で、外側に絶縁体と金属とからなるインシュレーター３０が組み立てられ、前記インシュレーター３０の一方にノズル４０が組み立てられて構成されるガス溶接トーチであって、
前記インシュレーター３０は、中央部分にディフューザー連結孔３１が形成され、前記連結孔３１の一方に複数のガス移動長溝３２と他方にディフューザーが組み立てられる雌ねじ部３４が一体に形成され、
前記ディフューザー１０は、一方にチップ２０が組み立てられる雌ねじ孔１１と、他方にインシュレーター３０の雌ねじ部３４とねじ結合されるねじ部１２と、中央部分またはねじ部側に複数のガス排出孔１３とが一体に形成され、
ディフューザー１０のガス排出孔１３から排出されるガスがディフューザー１０の外面に接触する面積を広くして、ディフューザーの温度を低下させることができ、インシュレーター３０に形成された長溝３２によってガスの排出通路が確保されるように構成することにその特徴がある。

また、前記ディフューザー１０の外側面には複数の放熱溝１４をさらに含み、ガスが排出される過程でより有利な条件でディフューザーの温度を低下させることができ、高熱によるディフューザーの変形を防止できるように構成することにその特徴がある。

以上のように、本発明に係る放熱面積が極大化されたディフューザーを有するガス溶接トーチは、ディフューザーに形成されるガス排出孔をトーチボディー側に近く形成して、ディフューザーから排出される炭酸ガスが最大限にディフューザーと接触してディフューザーの温度を低下させた状態で排出されるようにすることによって、高温によるディフューザーの変形を防止できるという効果がある。

また、前記ディフューザーが組み立てられるインシュレーターの内部に複数の長溝を形成して、ディフューザーのガス排出孔が後方に形成されても、インシュレーターの長溝により円滑に炭酸ガスを排出することができ、ディフューザーの外面と近接してディフューザーが高温による熱変形を防止できる機能を同時に有するという効果がある。

前記のような効果により、消耗品であるディフューザーの可用時間を向上させて作業者の作業性向上および作業量の増加を誘導することができ、ディフューザーの取替え費用を節減できるという効果がある。

従来のガス溶接トーチの構成を示す断面図である。 本発明に係る放熱面積が極大化されたガス溶接トーチの分解斜視図である。 本発明に係る放熱面積が極大化されたガス溶接トーチのディフューザー部分の斜視図である。 本発明に係る放熱面積が極大化されたガス溶接トーチのインシュレーター部分の斜視図である。 本発明に係る放熱面積が極大化されたガス溶接トーチの放熱過程を説明するための結合状態の断面図である。 本発明に係る放熱面積が極大化されたガス溶接トーチのディフューザーの他の実施形態にかかる斜視図である。

以下、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。但し、本発明は色々な相異した形態に実現されることもでき、ここで説明する実施形態に限定されるものでない。

図２は、本発明に係る放熱面積が極大化されたガス溶接トーチの分解斜視図であり、図３は、本発明に係る放熱面積が極大化されたガス溶接トーチのディフューザー部分の斜視図であり、図４は、本発明に係る放熱面積が極大化されたガス溶接トーチのインシュレーター部分の斜視図である。

図に示すように、本発明に係る放熱面積が極大化されたガス溶接トーチ１００は、ディフューザー１０の一方にチップ２０がねじ締結された状態で外側に絶縁体と金属とからなるインシュレーター３０が組み立てられ、次に、トーチボディー５０に連結され、前記インシュレーター３０の一方にノズル４０が組み立てられて構成される。

前記ガス溶接トーチの構成において、ノズル４０、チップ２０およびトーチボディー５０の構成は周知の構成であって、本発明の特徴はディフューザー１０とインシュレーター３０の構成にその特徴があるものであり、特許権利の範囲を明らかにするためにノズル４０、チップ２０およびトーチボディー５０の構成に関する説明は省略し、前記構成は周知の様々な形態のノズル４０、チップ２０およびトーチボディー５０が用いられる。

以下では、本発明の特徴であるディフューザー１０とインシュレーター３０の構成を具体的に説明する。

図３に示すように、本発明に係るディフューザー１０は、一方にチップ２０が組み立てられる雌ねじ孔１１と、他方にインシュレーター３０の雌ねじ部３４とねじ結合されるねじ部１２と、中央部分またはねじ部１２側に複数のガス排出孔１３とを一体に形成する。

また、前記ディフューザー１０の外面には複数の放熱溝１４を形成して、ガス排出孔１３から排出される低温の炭酸ガスがディフューザー１０の表面に最大限に長く接触できるようにして、ディフューザー１０の温度を効果的に下げられるようにする。

なお、前記ねじ部１２の形態は、前記ディフューザー１０が組み立てられるインシュレーター３０の構造に応じて多様に変形されることができる。

図４には前記インシュレーター３０の一実施形態が示されている。

図に示すように、前記インシュレーター３０は、中央部分に内部が貫通するディフューザー連結孔３１が形成された状態で、一方の内面に炭酸ガスの移動のための複数の長溝３２が形成され、他方の内部には前記ディフューザー１０のねじ部１２がねじ結合される雌ねじ部３４が一体に形成される。

前記長溝３２は本発明の特徴となる部分であって、通常、金属と絶縁体を用いて形成されるインシュレーター３０の絶縁体部分に長溝３２を形成することによって成形が容易であるので、インシュレーター３０製作費用の増加を最小化することができ、ディフューザー１０のガス排出孔１３から排出される炭酸ガスが最適な環境で円滑に排出できるように直線方向または斜線方向などにと、多様に形成することができる。

前記のような長溝３２の構成から、高熱によってディフューザー１０が変形することを防止できる特徴は維持しながら、後方に設けられたガス排出孔１３から排出される炭酸ガスが円滑にディフューザー１０表面に最大限接触した状態で排出されることによって、ディフューザー１０の温度を低下させた状態で円滑に炭酸ガスが排出できるという特徴がある。

図面において、未説明符号６０は、ディフューザー１０の内部に挿入され、チップ２０を介して外部に排出されるワイヤーである。
(実施例)
図５は、本発明に係る放熱面積が極大化されたガス溶接トーチの放熱過程を説明するための結合状態断面図である。

図示したように、ディフューザー１０の内部に流入された炭酸ガスは、ガス排出孔１３からディフューザー１０の外部に移動するが、この時、インシュレーター３０の内部に形成された複数の長溝３２を炭酸ガスの移動通路として利用し、ディフューザー１０の表面に最大限に接触してディフューザー１０の温度を低下させ、ノズルから排出される。

この時、ディフューザー１０の表面に形成された複数の放熱溝１４によって炭酸ガスがディフューザー１０に接触する面積を広くすることによってディフューザーの温度を最大に低下させることができる。

一方、前記インシュレーター３０は、長溝３２と長溝３２との間に形成された突出部３３により、ディフューザー１０が高熱によって位置が変わったり形状が変形したりすることを防止することができる。

前記のようなディフューザー１０のガス排出孔１３位置とインシュレーター３０の長溝３２の構成とにより、ディフューザー１０の温度低下のための炭酸ガスを最大限効率的に活用することによって、ディフューザーの可用時間を増加させ、作業者の作業量の増加および作業性の向上、溶接品質の向上、ディフューザー使用の低減による費用節減などの特徴を有する。

図６は、本発明に係る放熱面積が極大化されたガス溶接トーチのディフューザーの他の実施例の斜視図である。

図に示すように、本実施例では、放熱溝１４の両側に各々複数のガス排出孔１３と補助ガス排出孔１３’とを形成することにより、ガス排出孔１３，１３’が形成された位置が高熱によって容易に変形する現象を完全に防止することができ、また、ある一部分が高熱によって変形することを防止することができる。

本発明は、添付の図面に示した一実施形態を参照して説明しているが、当技術分野で通常の知識を有する者であれば、様々な変形および他の実施形態が可能であるということは理解できる。

本発明に係る放熱面積が極大化されたディフューザーを有するガス溶接トーチは、ディフューザーに発生する過度な温度上昇によるディフューザーの変形を防止できるように、ディフューザーに形成されるガス排出孔をトーチボディー側に近く形成し、インシュレーターの内部形状を変形して、ガスが最大限ディフューザーの外面に接触してディフューザーの温度を低下させた後に排出するように形成した、新しい形状の放熱面積が極大化されたディフューザーを有するガス溶接トーチを提供することによって、ディフューザーの高温による変形を防止してディフューザーの取替え費用を節減することができ、作業者の作業性向上および作業量の増加に誘導することができるので有用である。

Claims (1)

1. ディフューザーの一方にチップがねじ締結された状態で、外側に絶縁体と金属とからなるインシュレーターが組み立てられ、前記インシュレーターの一方にノズルが組み立てられて構成されるガス溶接トーチにおいて、
   前記インシュレーターは、中央部分にディフューザー連結孔が形成され、前記連結孔の一方に複数のガス移動長溝と、他方にディフューザーが組み立てられる雌ねじ部とが一体に形成され、
   前記ディフューザーは、一方にチップが組み立てられる雌ねじ孔と、他方にインシュレーターの雌ねじ部とねじ結合されるねじ部と、中央部分に複数の放熱溝とねじ部側に複数のガス排出孔と雌ねじ部側に補助冷却孔とが一体に形成され、
   前記ディフューザーのガス排出孔と補助冷却孔を通してガスが排出され、ガス排出孔を通して排出されるガスは、複数の放熱溝と接触して排出されるように構成することを特徴とする、ディフューザーを有するガス溶接トーチ。