KR20230049558A - 용접 건의 냉각수 차단모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접 건의 냉각수 차단모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접 건의 용접 팁 교체 또는 이탈 시 외부로 냉각수가 분사 또는 누출되지 않도록 냉각수를 완전하게 차단하는 용접 건의 냉각수 차단모듈에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 1차 밸브부와, 2차 밸브부를 포함할 수 있고, 잔압제거부를 더 포함할 수 있다.

Description

용접 건의 냉각수 차단모듈{Cooling water cutoff module for spot weding gun}

본 발명은 용접 건의 냉각수 차단모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접 건의 용접 팁 교체 또는 이탈 시 외부로 냉각수가 분사 또는 누출되지 않도록 냉각수를 완전하게 차단하는 용접 건의 냉각수 차단모듈에 관한 것이다.

일반적으로 각종 기계 장치에는 유체의 순환을 요하는 장치가 많이 사용된다. 특히, 열이 많이 발생하는 특정 부품의 주위에 유로를 형성하고 유로 내부에는 유체(냉각수)를 순환시켜 부품을 냉각시키는 경우가 많다.

일 례로 자동차 제조 공장 등과 같은 각종 조립 공정에 사용되는 스폿 용접장치를 살펴보면, 용접장치가 장시간 용접에 사용되어 용접 아암 및 용접 팁이 가열되면 이를 냉각하기 위하여 용접 아암 및 용접 팁 주위를 냉각수가 순환하도록 하여 냉각을 시킬 수 있는 장치가 부착된 것을 볼 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시예로, 용접 팁(T)의 발열을 차단하기 위해, 유입관로(100)는 냉각수를 이송하는 공급관로에서 분기된 것으로, 냉각수는 유입관로(100)를 타고 용접 아암의 생크(shank) 선단에 탈착 가능하게 부착된 용접 팁(T)과 접촉하여 용접 팁(T)으로부터 열량을 전달받은 뒤 회수관로(200)를 통해 다시 꺾어져 나오게 되며 배출관로를 통해 배출되는 구조를 가진다.

유입관로(100)와 회수관로(200)는 스폿 용접 건의 용접 아암을 따라 길게 연장되어서 설치된다.

한편, 유입관로(100)와 회수관로(200)의 배치 형태는, 용접 팁(T)의 열을 회수하기 위해 용접 팁(T) 라인의 용접 아암 상에서 유입관로(100)와 회수관로(200)는 일 예로 이중구조 관로를 가지도록 한다.

다시 말해, 안쪽에 유입관로(100)가 배치되고, 유입관로의 바깥쪽에 회수관로(200)가 배출되는 형태를 들 수 있는데, 이처럼 냉각수의 유입관로(100)와 회수관로(200) 간에 점진적인 열교환이 일어나 일종의 열교환기로서 작용하여, 냉각수가 유동 도중에 큰 온도차이로 인해 급격하게 끓는 점에 도달하여 관로가 팽창을 일으키거나 관로 외부에 결로가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 유입관로(100)에서 회수관로(200)로 꺾어져 나오는 터닝 포인트는 용접 아암의 생크 선단과, 용접 팁의 오목한 바닥부 사이의 공간(P1, 도3)이며, 상술한 바와 같이 냉각수가 상기 공간(P1)에 이르러 용접 팁(T)에 접촉하여 짧은 시간에 용접 팁(T)의 열을 뺏은 뒤에 회수관로(200)를 통해 공간(P1)으로부터 나오게 된다.

따라서, 스폿 용접이 수행되는 동안에 상기 공간(P1)은 항상 냉각수(W)로 채워져 있다.

이에 따라, 만약 용접 팁(T)을 교체하거나 작업 중 팁이 이탈할 경우, 용접 아암의 생크 선단에서 용접 팁(T)이 분리됨과 동시에 상기 공간(P1)을 차지했던 냉각수가 관로를 따라 흐르는 냉각수의 압력에 의해 밖으로 뿜어져 누출될 수 밖에 없는 구조였다( 도 3의 (b)참조).

이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 용접 팁이 제거되기 전에 유입관로(100) 및 회수관로(200)의 일측 연장선상에 구비된 냉각수 차단 모듈 상의 밸브(V)를 차단함으로써 유동하는 유체의 흐름을 막아 용접 아암의 생크 선단으로 역류하여 빠져나가는 냉각수를 차단하는 방법이 사용되었다.

그러나, 일예로 냉각수가 3kg.f의 압력으로 주입되고 있었다면 밸브(V)를 닫더라도 유입관로(100)와 회수관로(200) 상에는 그 압력이 존재하고 있으며, 남아있던 압력에 의해 종래에는 누출량이 얼마이냐와 관계없이 냉각수의 누출은 반드시 있어 온 것이 현실이었다.

통상적으로 스폿 용접 과정 중 용접 팁(T)은 일정 회수로 사용된 후에는 교환을 해야하는데, 다수의 용접로봇에 대한 효율적인 관리를 위해 최근의 용접 팁(T) 교환작업은 자동화되어 있고, 이러한 자동화를 뒷받침하기 위해 용접 팁 교환작업과 관련된 주변 장치도 용접 라인 부근에 다수 배치되기 마련이다.

따라서, 냉각수(W)가 적은 양으로 누출되더라도 전자장비가 다수 배치된 제조라인에서 수분은 장비의 오작동을 일으킬 수 있는 요인으로 되기 때문에, 용접 팁(T) 교환시 냉각수의 처리도 하나의 주의사항으로되어 있어, 이러한 문제를 해결하는 방안이 절실히 요구되고 있는 것이 실정이다.

한국 등록특허공보 제10-1494681호 (2015. 02. 12 등록)

본 발명은 전술한 문제점들을 해결하고자 안출된 것으로서, 용접 건의 용접 팁 교체 또는 이탈 시 외부로 냉각수가 분사 또는 누출되는 것을 완전하게 차단할 수 있도록 이루어진 용접 건의 냉각수 차단모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈은, 일측에 냉각수 공급관로와 배출관로를 구비하고, 타측에 상기 공급관로에서 분기된 하나 이상의 유입관로와 상기 배출관로에서 분기된 하나 이상의 회수관로가 구비된 본체부와; 상기 공급관로와 배출관로의 개폐를 통해 냉각수 흐름을 단속하는 1차 밸브부와; 제어에 따른 상기 유입관로와 상기 회수관로의 개폐를 통해 냉각수 흐름을 단속하는 2차 밸브부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 2차 밸브부는 단부에 원추형 단속구를 포함하는 피스톤헤드를 구비하고, 상기 원추형 단속구가 상기 유입관로 또는 상기 회수관로의 유로구를 차단하고자 진입할 때 상기 유로구 측에 위치하던 냉각수가 상기 원추형 단속구를 타고 상기 유로구의 외측으로 빠져나옴에 따라 상기 유입관로 또는 상기 회수관로 상의 내압은 상기 냉각수의 주입 압력보다 낮아지고 배압이 제거되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예로, 상기 2차 밸브부는, 상기 본체부의 일측에 구비된 구동 실린더와; 상기 구동 실린더와 축 연결되어 직선운동하고, 설정의 길이를 갖는 로드바와; 상기 로드바와 연결되어 상기 유입관로 또는 회수관로의 유로구 방향으로 직선운동하는 피스톤로드와; 상기 피스톤로드의 단부에 구비되어 상기 피스톤로드의 운동에 따라 상기 연결관로 또는 회수관로의 유로구를 단속하되, 상기 원추형 단속구를 구비한 피스톤헤드를 포함할 수 있다.

이때, 구체적인 실시예로, 상기 피스톤헤드는, 상기 피스톤로드의 단부와 연결된 판형 단속구와, 상기 판형 단속구의 하방으로 연결된 원추형 단속구와, 상기 판형 단속구와 상기 원추형 단속구 사이에 끼워진 실링부재를 포함할 수 있다.

이에 따라, 상기 판형 단속구가 상기 유입관로 또는 상기 회수관로의 유로구와 접할 때, 상기 실링부재는 상부에서 하방으로 누르는 압력에 눌려지면서 탄성에 따라 눌려져 상기 유로구의 경사면(C1)과 밀착되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈은, 상기 유입관로 또는 회수관로 상의 내부 압력을 이용해, 상기 제2차 밸브부의 유로구 차단 시 냉각수를 외부로 배출되게 이송시키는 잔압제거부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예로, 상기 잔압제거부는, 빨대 형상으로 상기 유입관로 또는 상기 회수관로의 일측과 연통하게 연결한 잔압관로와, 상기 잔압관로를 개폐하는 밸브를 포함할 수 있다.

다른 실시예로, 상기 잔압제거부는, 상기 유입관로 또는 상기 회수관로의 일측과 연통하게 연결한 잔압관로와; 상기 잔압관로와 연통한 실린더실과; 상기 실린더실과 연통하고 제어에 따라 상기 실린더실 내부로 공기를 주입하거나 흡입하는 에어관과; 상기 실린더실 내부공간에 배치되고, 상기 실린더실의 내부 직경과 동일 크기를 갖는 피스톤헤드와; 상기 피스톤헤드의 상부에 연결되고, 상기 유입관로 또는 상기 회수관로의 내부 압력에 따라 상기 잔압관로를 통해 상기 실린더실 내부로 자연적으로 유입되는 냉각수에 밀려 상승하거나, 상기 에어관을 통해 유입되는 공기에 의해 밀려 하강하는 피스톤로드를 포함할 수 있다.

또다른 실시예로, 상기 잔압제거부는, 탄성력을 이용해 상기 피스톤로드를 더 상승시켜 상기 실린더실 내부로 냉각수를 강제적으로 더 유입시키는 스프링을 더 포함할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈은, 1차 밸브부와 2차 밸브부의 단속을 통해 용접 건의 용접 팁 교체 또는 이탈 시 용접 팁이 빠진 생크 단부를 통해 냉각수가 분사 또는 누출되지 않아 용접라인 주변에 설치한 각종 장비에 고장을 일으킬 소지를 줄이는 효과를 가진다.

또한, 1차 밸브부와 2차 밸브부를 이용해 신속하게 냉각수의 흐름을 차단하고, 2차 밸브부는 설정 길이를 갖는 원추형의 형상으로 유로구를 차단할 때 유로구를 통과하여 내부까지 진입하면서 유로구를 차단함으로 유입관로 또는 회수관로 상의 내압을 낮춰 배압을 제거함으로 냉각수의 흐름을 완전하게 차단할 수 있는 효과를 가진다.

더불어, 잔압제거부에 의해 2차 밸브부에 의해 유입관로 또는 회수관로가 차단될 때 유입관로 또는 회수관로 상의 내부 수압에 의해 냉각수가 잔압관로로 이동됨으로 용접 팁 교체 또는 이탈 시 용접 아암의 생크 단부를 통해 한 방울의 냉각수도 외부로 누출되지 않게 하는 효과를 가진다.

도 1은 종래기술에 따른 냉각수 흐름을 갖는 스폿 용접 건을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 따른 스폿 용접 건의 용접 아암과 용접 팁 사이에서 냉각수 흐름을 보여주는 개략적인 도면이다.
도 3은 도 1에 따른 냉각수 흐름에서 용접 팁의 교체 또는 이탈 시 냉각수가 외부 분사되는 형태의 누출예를 보여주는 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈를 보여주는 사시도이다.
도 5와 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈에 적용한 2차 밸브부의 구성을 구체적인 실시예로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 실시예에 따른 2차 밸브부의 원추형 단속구가 관로 단속을 수행하면서 배압제거가 이루어짐을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 6의 실시예에 따른 2차 밸브부의 관로 단속 동작 상태를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈에 적용한 잔압제거부의 일 실시예를 보여주는 개략적인 도면이다.
도 10과 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈에 적용한 잔압제거부의 다른 실시예를 보여주는 개략적인 도면이다.
도 12과 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈에 적용한 잔압제거부의 또 다른 실시예를 보여주는 개략적인 도면이다.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

그리고, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어, 상부 또는 상방은 도면에서 바닥면에 대하여 높이를 가지는 부분 또는 그 방향을 가리키는 것으로 하고, 하부 또는 하방은 이와 반대되는 부분 또는 그 방향을 가리키는 것으로 하여 설명하기로 한다.

한편, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈(1)은, 용접 과정 중 발생하는 발열을 감소시키기 위한 냉각수 차단모듈을 구성함에 있어서 용접 아암의 생크(shank) 단부에 구비된 용접 팁(T)의 교체 시 생크 단부를 통해 외부로 냉각수(W)가 누출되는 것을 완전히 차단할 수 있도록 이루어진다.

다시 말해, 용접 팁(T)의 교체 중 단 한방울의 물도 외부로 분사되거나 누출되지 않도록 하여, 전자장비를 포함 장비의 오작동을 일으킬 수 있는 요인을 완전히 제거할 수 있도록 한다.

이를 위해 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈(1)은, 크게 본체부(10)와, 1차 밸브부(20) 및 2차 밸브부(40)를 포함하여 구성한다. 그리고, 잔압제거부(50)를 더 포함할 수 있다.

먼저, 본체부(10)는 용접 건의 냉각수 차단모듈(1)를 구성하는 메인 바디로, 일측에 냉각수 공급관로(11)와 냉각수 배출관로(12)를 형성한다.

그리고, 냉각수 공급관로(11)와 냉각수 배출관로(12)와 대응하는 타측으로 공급관로(11)에서 분기된 하나 이상의 유입관로(13)와, 배출관로(12)에서 분기된 하나 이상의 회수관로(14)를 형성한다.

도 4를 참조하면, 유입관로(13)는 공급관로(11)에서 본체부(10)를 통해 분기되어 용접 건의 하부 용접 팁으로 냉각수(W)의 흐름을 유도하는 하부 팁 유입관로(13a)와, 용접 건의 상부 용접 팁으로 냉각수(W)의 흐름을 유도하는 상부 팁 유입관로(13b)를 형성함으로 도시하였다.

그리고, 회수관로(14)는 하부 용접 팁과 접촉하여 열교환한 냉각수(W)의 흐름을 유도해 본체부(10)로 유도하고 재차 배출관로(12)를 통해 외부 배출케 하는 하부 팁 회수관로(14a)와, 상부 용접 팁과 접촉하여 열교환한 냉각수(W)의 흐름을 유도해 본체부(10)로 유도하고 재차 배출관로(12)를 통해 외부 배출케 하는 상부 팁 회수관로(14b)로 형성함으로 도시하였다.

상부 팁 유입관로(13b)와 상부 팁 회수관로(14b)는 이중관 구조일 수 있으며, 하부 팁 유입관로(13a)와 하부 팁 회수관로(13b)는 이중관 구조일 수 있다.

한편, 본체부(10)는 상술의 공급관로(11) 및 배출관로(12), 유입관로(13) 및 회수관로(14)가 냉각수(W)의 흐름에 따라 연통할 수 있도록 통로(관로)를 내부에 구비하고 있으며, 이러한 관로의 형성과 연결됨은 공지의 기술이 적용될 수 있는 바 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

다만, 필요에 따라 상술의 공급관로(11) 및 배출관로(12), 유입관로(13) 및 회수관로(14)는 적용되는 장치에 따라 복수개로 구비될 수 있음은 물론이다. 본 발명의 도 4를 통해 개시한 일 실시예에 따른 냉각수 차단모듈(1)은 일측에 트랜스(도면부호 미표기)의 발열을 낮추기 위한 관로 구조도 포함하고 있으나, 이는 공지의 관로 연결 구조를 적용할 수 있는 바 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

한편, 상술의 공급관로(11) 및 배출관로(12)는 각각 이를 통해 유입되고 배출되는 냉각수(W)의 흐름을 단속하기 위한 1차 밸브부(20)를 일측에 포함할 수 있다.

이러한 1차 밸브부(20)는 통상의 레버(21) 회전을 통한 단속구조를 갖는 버터플라이 밸브 구조일 수 있으며, 또는 전자변 신호에 따라 자동제어되는 밸브 구조일 수 있다.

다만, 1차 밸브부(20)는 1차적인 냉각수 흐름을 단속하기 위한 것으로, 공급관로(11)와 배출관로(12)의 개폐를 통해 냉각수 흐름을 단속할 수 있다면, 어느 하나의 형태의 밸브 구조에 한정하는 것은 아니며 다양한 구조와 형태의 밸브가 적용될 수 있음은 물론이다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈(1)은, 상술의 1차 밸브부(20) 외에 2차 밸브부(40)를 더 포함할 수 있다.

2차 밸브부(40)는 제어에 따른 유입관로(13)와 회수관로(14)의 개폐를 통해 냉각수 흐름을 한번 더 단속하는 역할을 수행한다.

이때, 2차 밸브부(40)는 유입관로(13) 또는 회수관로(14) 상의 주입된 냉각수 내부 압력이 가지는 배압에 따라, 용접 팁(T)의 교체를 위한 이탈 시 유입관로(13) 또는 회수관로(14) 상의 냉각수(W)가 용접 아암 생크 선단을 통해 외부로 분사 또는 누출되는 것을 방지하는 구조를 갖도록 한다.

구체적으로, 2차 밸브부(40)는 단부에 원추형 단속구(44b ; 도 5)를 포함하는 피스톤헤드(44)를 구비한 구조로, 원추형 단속구(44b)가 유입관로(13) 또는 회수관로(14)의 유로구(A, 도8)를 차단하고자 진입할 때, 유로구 측에 위치하던 냉각수가 원추형 단속구(44b)를 타고, 상기 유로구(A)의 외측으로 빠져나옴에 따라 유입관로(13) 또는 회수관로(14) 상의 내압은 냉각수(W)의 주입 압력보다 낮아지게 되고 배압이 제거되도록 함을 특징으로 한다(도 7 참조).

도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈(1)에 적용한 2차 밸브부(40)는, 구체적인 실시예로, 본체부(10)의 일측에 구비된 구동 실린더(41)와, 구동 실린더(41)와 축 연결되어 상하로 직선운동하되 측방으로 연장한 설정의 길이를 갖도록 한 로드바(42)와, 로드바(42)와 연결되어 유입관로(13) 또는 회수관로(14)의 유로구(A, 도8) 방향으로 직선운동하는 피스톤로드(43)와, 피스톤로드(43)의 단부에 구비되어 피스톤로드(43)의 운동에 따라 연결관로(13) 또는 회수관로(14)의 유로구를 단속하는 피스톤헤드(44)를 포함하는 구조를 갖는다.

이때, 피스톤헤드(44)는 상술의 원추형 단속구(44b)를 단부에 형성한 구조를 갖느다.

보다 구체적으로, 도 5를 참조하면, 피스톤헤드(44)는, 피스톤로드(43)의 단부와 연결된 판형 단속구(44a)와, 판형 단속구(44a)의 하방으로 연결된 원추형 단속구(44b)의 이중 구조를 가지되, 판형 단속구(44a)와 원추형 단속구(44b)의 사이에 O-링과 같은 실링부재(44c)를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 제2 밸브부(40)의 피스톤헤드(44) 구조에 따라, 도 8을 참조하면, 유입관로(13) 또는 회수관로(14)의 냉각수 흐름 차단을 위해, 피스톤로드(43)가 실린더(41) 운동에 따라 하강할 때, 먼저 원추형 단속구(44b)가 유로구(입구)를 차단하기 위해 유로구에 접근한다.

그리고, 도 7에서와 같이, 원추형 단속구(44b)가 유로구(입구)를 통해 유입관로(13) 또는 회수관로(14) 측으로 진입하면서, 유로구 측에 위치하던 냉각수가 원추형 단속구(44b)를 타고 외측으로 빠져나오게 된다.

그리고, 피스톤로드(43)가 하방으로 가하는 압력에 의해 판형 단속구(44a)가 유로구와 접하면서 밀착해 냉각수의 흐름을 완전히 차단하게 되는 것이다.

이때, 판형 단속구(44a)와 원추형 단속구(44b) 사이에는 상술한 바와 같이 실링부재(44c)를 더 포함하고 있다.

이러한 실링부재(44c)는 판형 단속구(44a)가 유입관로 또는 회수관로의 유로구와 접할 때, 상부에서 하방으로 누르는 압력에 의해 실링부재(44c) 자체의 탄성에 따라 더 눌려지면서 유로구(A)의 경사면(C1)과 밀착하게 된다(도 8 참조).

즉, 2차 밸브부(40)는 실링부재(44c)의 두께(t1) 만큼 확실한 추가 단속 구간을 갖게 되는 것이다.

또한, 2차 밸브부(40)는 원추형 단속구(44b)를 통해 배압 제거 구조를 갖게 되는 것이다.

이러한 구조에 따라 본 발명의 실시예에 적용한 2차 밸브부(40)는 1차 밸브부(20)와 더불어 유입관로(13) 또는 회수관로(14)의 냉각수 흐르는 방향에 대하여 신속하게 냉각수 흐름을 차단할 수 있을 것이다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈(1)은, 도 6을 참조하면, 유입관로(13a, 13b)와 회수관로(14a, 14b)의 개수가 동일한 바, 냉각수(W)가 유입관로(13)를 통해 2차 밸브부(40)를 누르는 힘(F1)과 냉각수(W)가 회수관로(14)를 통해 2차 밸브부(40)를 들어올리려는 힘(F2)이 균형을 이루도록 하고 있다.

이를 통해, 2차 밸브부(40)는 유입관로(13) 또는 회수관로(14) 단속을 위한 동작 시 큰 저항없이 원활한 작동이 가능할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈(1)은, 본체부(10)에 구비한 1차 밸브부(20)와 2차 밸브부(40)의 냉각수 흐름 단속을 통해 용접 건의 용접 팁(T) 교체 또는 이탈 시 용접 팁(T)이 빠진 생크 단부를 통해 냉각수가 분사 또는 누출되지 않아 용접라인 주변에 설치한 각종 장비에 고장을 일으킬 소지를 확실하게 없앨 수 있다.

또한, 1차 밸브부(20)와 2차 밸브부(40)를 이용해 신속하게 냉각수의 흐름을 차단하고, 2차 밸브부(40)는 설정 길이를 갖는 원추형의 형상으로 단속을 위해 관로에 진입함에 따라 유입관로(13) 또는 회수관로(14) 상의 내압을 낮춰 배압을 제거함으로 냉각수가 용접 팁(T)의 이탈 시에도 한방울도 외부로 흘러내리지 않게 차단할 수 있는 것이다.

한편, 도 9 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈(1)은, 냉각수 누출을 보다 더 완벽하게 방지할 수 있도록, 제2차 밸브부(40)의 유로구 차단 시, 유입관로(13) 또는 회수관로(14) 상의 내부 압력에 의해 유입관로(13) 또는 회수관로(14) 상의 냉각수(W) 일부가 외부로 자연배출될 수 있도록 구성한 잔압제거부(50)를 더 포함할 수 있다.

구체적인 일 실시예로, 잔압제거부(50)는, 유입관로(13) 또는 회수관로(14)의 일측에 연통한 잔압관로(51)를 포함할 수 있다.

상술의 잔압관로(51)는 빨대 형상으로 유입관로(13) 또는 회수관로(14)의 일측과 연통되게 연결된다.

필요에 따라 잔압관로(51)는 단부를 닫거나 열 수 있는 구조일 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈(1)에서 1차 밸브부(20)와 2차 밸브부(40)가 오픈되어 냉각수 흐름이 자유로운 상태일 때, 상술의 잔압관로(51)의 단부는 닫힌 상태로 내부로 냉각수가 유입되지 못하는 상태이다.

이때, 유입관로(13) 또는 회수관로(14)에는 유입되는 냉각수 압력에 따라 자유로운 냉각수 흐름이 이루어지고 있는 상태이다.

그리고, 1차 밸브부(20)와 2차 밸브부(40)가 유입관로(13) 또는 회수관로(14)의 냉각수 흐름을 차단할 때, 2차 밸브부(40)와 유입관로(13) 및 회수관로(14) 사이에는 배압이 제거된 상태이긴 하지만 내부 압력이 존재하고 있는 상태일 수 있다.

이때, 잔압관로(51)의 단부를 설정 제어에 따라 열면, 2차 밸브부(40)와 유입관로(13) 및 회수관로(14) 사이의 냉각수는 내부 수압에 따라 그 일부가 잔압관로(51)를 따라 자연 배출되는 형태로 이동하게 된다.

바람직하게, 용접 아암의 생크 단부와 용접 팁 사이 공간(P1 ; 도3의 (a))에 위치하고 있던 냉각수(W)가 잔압관로(51)로 이동하고, 이에 따라 교체를 위해 용접 팁(T)을 생크 단부에서 분리시켜도 외부로 단 한 방울의 냉각수(W)도 누출되지 않게 된다.

구체적인 일 실시예로, 도 9를 참조하면, 상술의 잔압제거부(50)는, 빨대 형상으로 유입관로(13) 또는 회수관로(14)의 일측과 연통하게 연결한 잔압관로(51)와, 잔압관로(51)를 개폐하는 밸브(52)를 포함한 구조일 수 있다.

한편, 도 10과 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈(1)에 적용한 잔압제거부(50)는, 구체적인 다른 실시예로, 유입관로(13) 또는 회수관로(14)의 일측과 연통하게 연결한 잔압관로(51)와; 잔압관로(51)와 연통한 실린더실(53)과; 실린더실(53)과 연통하고 제어에 따라 실린더실 내부로 공기를 주입하거나 흡입하는 에어관(56)과; 실린더실 내부공간에 배치되고 실린더실의 내부 직경과 동일 크기를 갖는 피스톤헤드(54)와; 피스톤헤드(54)의 상부에 연결되되, 유입관로(13) 또는 회수관로(14)의 내부 압력에 따라 잔압관로(51)를 통해 실린더실(53) 내부로 자연적으로 유입되는 냉각수(W)에 밀려 상승하거나, 에어관(56)을 통해 유입되는 공기에 의해 밀려 하강하는 피스톤로드(55)를 포함할 수 있다.

재차 도 10과 도 11을 참조하여, 또다른 실시예의 잔압제거부(50)의 동작을 설명하면 하기와 같다.

1차 밸브부(20)와 2차 밸브부(40)가 오픈되어 냉각수 흐름이 자유로운 상태일 때, 에어관(56)을 통해 공기가 실린더실(53) 내부로 주입되고 있는 상태이다.

이때, 피스톤로드(55)는 실린더실(53) 내부로 유입되는 공기압에 의해 밀려 하강한 상태이고, 피스톤헤드(54)는 잔압관로(51)와 연통된 부분을 막아 닫힌 상태를 만든다.

이에 따라, 잔압관로(51) 내부로 냉각수가 유입되지 못하는 상태이다.

이때, 유입관로(13) 또는 회수관로(14)에는 유입되는 압력에 따라 냉각수 수압이 존재하고 자유로운 냉각수 흐름이 이루어지고 있는 상태이다.

그리고, 1차 밸브부(20)와 2차 밸브부(40)가 유입관로(13) 또는 회수관로(14)의 냉각수 흐름을 차단할 때, 2차 밸브부(40)와 유입관로(13) 및 회수관로(14) 사이에는 2차 밸브부에 의해 배압이 제거된 상태이긴 하지만 내부 압력이 존재하고 있는 상태일 수 있다.

이때, 제어에 따라 에어관(56)을 통한 실린더실(53) 내부로의 공기 유입은 멈춘 상태이다.

그리고, 2차 밸브부(40)와 유입관로(13) 및 회수관로(14) 사이의 냉각수는 내부 수압에 따라 그 일부가 잔압관로(51)를 따라 실린더실(53) 내부공간으로 자연 배출되는 형태로 이동하게 된다.

도시에서 잔압관로(51)를 통해 유입된 냉각수는 실린더실(53)의 내부공간(d1)에 이동됨으로 도시하였다(도 11 참조).

이때, 용접 아암의 생크 단부와 용접 팁 사이 공간(P1 ; 도3의 (a))에 위치하고 있던 냉각수(W)가 잔압관로(51)로 이동하고, 이에 따라 교체를 위해 용접 팁(T)을 생크 단부에서 분리시켜도 외부로 단 한 방울의 냉각수(W)도 누출되지 않게 된다.

한편, 도 12와 도 13을 참조하면, 본 발명의 용접 건의 냉각수 차단모듈(1)을 구성하는 잔압제거부(50)는, 또다른 실시예로, 탄성력을 이용해 피스톤로드(55)를 강제적으로 더 상승시킴으로 냉각수를 실린더실(53) 내부에 강제적으로 더 유입시키는 구조를 가지도록 할 수 있다.

이를 위해, 피스톤로드의 단부에 스프링(57)을 더 포함할 수 있다.

먼저, 1차 밸브부(20)와 2차 밸브부(40)가 오픈되어 냉각수 흐름이 자유로운 상태일 때, 에어관(56)을 통해 공기가 실린더실(53) 내부로 주입되고 있는 상태이다.

이때, 피스톤로드(55)는 실린더실(53) 내부로 유입되는 공기압에 의해 밀려 하강한 상태이고, 피스톤헤드(54)는 잔압관로(51)와 연통된 부분을 막아 닫힌 상태를 만든다.

이때, 스프링(57)은 피스톤로드(55)의 상부, 구체적으로 실린더실(53)의 외측 상부로 피스톤로드(55)의 상부에 위치한 스프링(57)은 제어에 따라 압축된 상태이다.

그리고, 1차 밸브부(20)와 2차 밸브부(40)가 제어에 따라 유입관로(13) 또는 회수관로(14)의 냉각수 흐름을 차단할 때, 2차 밸브부(40)와 유입관로(13) 및 회수관로(14) 사이에는 배압이 제거된 상태이긴 하지만 내부 압력이 존재하고 있는 상태일 수 있다.

이때, 제어에 따라 에어관(56)을 통한 실린더실(53) 내부로의 공기 유입은 멈춘 상태이다.

그리고, 2차 밸브부(40)와 유입관로(13) 및 회수관로(14) 사이의 냉각수는 내부 수압에 따라 그 일부가 잔압관로(51)를 따라 실린더실(53) 내부공간으로 자연 배출되는 형태로 이동하게 된다.

잔압관로(51)를 통해 유입된 냉각수는 실린더실(53)의 내부공간(d1)에 이동됨으로 도시하였다(도 12 참조).

이때, 스프링(57)은 제어에 따라 개방된 상태로, 그 탄성력에 의해 피스톤로드(55)를 보다 더 상방으로 끌어올리게 된다.

그리고, 피스톤로드(55)와 피스톤헤드(54)는 주사기처럼 잔압관로(51)를 통해 냉각수를 실린더실(53) 내부로 내부공간(d2) 만큼 더 강제적 유입되게 한다.

이러한 잔압제거부(50)의 구조를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 용접 건의 냉각수 차단모듈(1)은, 유입관로(13) 또는 회수관로(14)의 냉각수 흐름이 차단될 때, 유입관로(13) 또는 회수관로(14) 상의 내부 수압(압력)에 의해 냉각수(W)가 잔압관로(51)를 통해 이동됨으로 용접 팁(T) 교체 또는 이탈 시 용접 아암의 생크 단부를 통해 단 한 방울의 냉각수도 외부로 누출되지 않게 할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

1 : 용접 건의 냉각수 차단모듈
10 : 본체부 20 : 1차 밸브부
30 : 솔레노이드부 40 : 2차 밸브부
41 : 구동 실린더 41a : 실린더 축
42 : 로드바 43 : 피스톤로드
44 : 피스톤헤드 44a : 판형 단속구
44b : 원추형 단속구 44c : 실링부재
50 : 잔압제거부 51 : 잔압관로
53 : 실린더실 54 : 피스톤헤드
55 : 피스톤로드 56 : 에어관
57 : 스프링 T : 용접 팁
A : 유로구 C1 : 경사면

Claims (8)

1. 일측에 냉각수 공급관로와 배출관로를 구비하고, 타측에 상기 공급관로에서 분기된 하나 이상의 유입관로와 상기 배출관로에서 분기된 하나 이상의 회수관로가 구비된 본체부와;
   상기 공급관로와 상기 배출관로의 개폐를 통해 냉각수 흐름을 단속하는 1차 밸브부와;
   제어에 따른 상기 유입관로와 상기 회수관로의 개폐를 통해 냉각수 흐름을 단속하는 2차 밸브부를 포함하되;
   상기 2차 밸브부는 단부에 원추형 단속구를 포함하는 피스톤헤드를 구비하고, 상기 원추형 단속구가 상기 유입관로 또는 상기 회수관로의 유로구를 차단하고자 진입할 때 상기 유로구 측에 위치하던 냉각수가 상기 원추형 단속구를 타고 상기 유로구의 외측으로 빠져나오게 되는 것을 특징으로 하는 용접 건의 냉각수 차단모듈.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 2차 밸브부는,
   상기 본체부의 일측에 구비된 구동 실린더와,
   상기 구동 실린더와 축 연결되어 직선운동하고, 설정의 길이를 갖는 로드바와,
   상기 로드바와 연결되어 상기 유입관로 또는 회수관로의 유로구 방향으로 직선운동하는 피스톤로드와,
   상기 피스톤로드의 단부에 구비되어 상기 피스톤로드의 운동에 따라 상기 연결관로 또는 회수관로의 유로구를 단속하되, 상기 원추형 단속구를 구비한 피스톤헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 건의 냉각수 차단모듈.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 피스톤헤드는,
   상기 피스톤로드의 단부와 연결된 판형 단속구와,
   상기 판형 단속구의 하방으로 연결된 원추형 단속구와,
   상기 판형 단속구와 상기 원추형 단속구 사이에 끼워진 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 건의 냉각수 차단모듈.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 판형 단속구가 상기 유입관로 또는 상기 회수관로의 유로구와 접할 때,
   상기 실링부재는 상부에서 하방으로 누르는 압력에 눌려지면서 탄성에 따라 눌려져 상기 유로구의 경사면(C1)과 밀착되는 것을 특징으로 하는 용접 건의 냉각수 차단모듈.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 유입관로 또는 회수관로 상의 내부 압력을 이용해, 상기 제2차 밸브부의 유로구 차단 시 냉각수를 외부로 배출되게 이송시키는 잔압제거부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 건의 냉각수 차단모듈.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 잔압제거부는,
   빨대 형상으로 상기 유입관로 또는 상기 회수관로의 일측과 연통하게 연결한 잔압관로와,
   상기 잔압관로를 개폐하는 밸브를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 용접 건의 냉각수 차단 모듈.
   
7. 제 5항에 있어서,
   상기 잔압제거부는,
   상기 유입관로 또는 상기 회수관로의 일측과 연통하게 연결한 잔압관로와,
   상기 잔압관로와 연통한 실린더실과,
   상기 실린더실과 연통하고 제어에 따라 상기 실린더실 내부로 공기를 주입하거나 흡입하는 에어관과,
   상기 실린더실 내부공간에 배치되고, 상기 실린더실의 내부 직경과 동일 크기를 갖는 피스톤헤드와,
   상기 피스톤헤드의 상부에 연결되고, 상기 유입관로 또는 상기 회수관로의 내부 압력에 따라 상기 잔압관로를 통해 상기 실린더실 내부로 자연적으로 유입되는 냉각수에 밀려 상승하거나, 상기 에어관을 통해 유입되는 공기에 의해 밀려 하강하는 피스톤로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 건의 냉각수 차단모듈.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 잔압제거부는,
   탄성력을 이용해 상기 피스톤로드를 더 상승시켜 상기 실린더실 내부로 냉각수를 강제적으로 더 유입시키는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 건의 냉각수 차단모듈.

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