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KR102592464B1 - 절연체가 구비된 용접 전극 - Google Patents

절연체가 구비된 용접 전극 Download PDF

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KR102592464B1
KR102592464B1 KR1020210148592A KR20210148592A KR102592464B1 KR 102592464 B1 KR102592464 B1 KR 102592464B1 KR 1020210148592 A KR1020210148592 A KR 1020210148592A KR 20210148592 A KR20210148592 A KR 20210148592A KR 102592464 B1 KR102592464 B1 KR 102592464B1
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insulator
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electrode
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이종혁
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신신전자공업 주식회사
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    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
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    • B23K11/11—Spot welding
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K11/3009—Pressure electrodes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 절연체가 구비된 용접 전극에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 모재들의 외주연이 맞닿도록 직렬로 배치한 후 양 전극 각각이 모재들 각각에 맞닿도록 하여 저항 용접을 시행하는 경우, 모재들의 위치가 틀어져 다른 영역으로 전류가 누설됨으로써 용접 불량이 발생되지 않도록 하는 절연체가 구비된 용접 전극을 제공하는 데 있다.
그에 따른 본 발명의 절연체가 구비된 용접 전극은 상부전극; 상기 상부전극의 하부에 배치되는 하부전극; 상기 상부전극과 상기 하부전극과 맞닿도록 상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에 배치되는 모재; 및, 상기 모재의 측면에 배치되는 측면절연체; 를 포함한다.

Description

절연체가 구비된 용접 전극{A WELDING ELECTRODE HAVING A INSULATOR}
본 발명은 절연체가 구비된 용접 전극에 관한 것으로, 보다 상세하게는 두 개의 원통형 모재를 외주연이 맞닿도록 배치한 후 형상이 가공된 두 개의 전극을 모재에 인접하도록 배치하여 전류를 흘림으로써 저항 용접을 진행하는 절연체가 구비된 용접 전극에 관한 것이다.
일반적으로, 원통형 모재들의 외주연이 맞닿도록 저항 용접하기 위해서는 모재가 안착되도록 형상이 가공된 전극에 원통형 모재들을 배치한 이후 다른 전극을 원통형 모재에 인접시킨 상태에 전극 간에 전류를 흘려 원통형 모재들을 저항 용접시키게 된다.
이 경우, 두 개의 원통형 모재는 전류가 흐르는 경우에 서로 간에 맞닿은 부위가 용접이 진행되는데, 이때, 원통형 모재가 전극과 맞닿아야할 영역을 벗어나 전극의 측면과 같은 다른 영역에 맞닿게 되면 전류가 다른 영역으로 누설되어 용접 불량이 발생하게 된다.
하지만, 이와 같이 원통형 모재를 서로 간에 용접시키는 경우에는 원통형 모재들의 맞닿은 영역이 원통형 면에 의해 서로 간에 구름 운동을 하기 때문에, 전극과 맞닿아야 할 위치에서 벗어나 용접 불량이 자주 발생하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0910465호(2009.08.04 공고)
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는 모재들의 외주연이 맞닿도록 직렬로 배치한 후 양 전극 각각이 모재들 각각에 맞닿도록 하여 저항 용접을 시행하는 경우, 모재들의 위치가 틀어져 다른 영역으로 전류가 누설됨으로써 용접 불량이 발생되지 않도록 하는 절연체가 구비된 용접 전극을 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 절연체가 구비된 용접 전극은 상부전극; 상기 상부전극의 하부에 배치되는 하부전극; 상기 상부전극과 상기 하부전극과 맞닿도록 상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에 배치되는 모재; 및, 상기 모재의 측면에 배치되는 측면절연체; 를 포함한다.
이 경우, 상기 모재는 상기 상부전극에 맞닿도록 배치되는 제1모재와 상기 제1모재의 하부에 맞닿도록 배치되되 상기 하부전극에 맞닿도록 배치되는 제2모재를 포함하여 구성되고, 상기 제1모재와 상기 제2모재는 원통형 바 형상으로 형성되고, 원통형 바 형상으로 형성되는 상기 제1모재와 상기 제2모재는 각각의 중심축들이 같은 방향으로 배치된 상태에서 외주연들이 서로간에 인접하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 측면절연체는 상기 제1모재와 상기 제2모재의 일 측면에 배치되는 제1측면절연체 및, 상기 제1모재와 상기 제2모재의 타 측면에 배치되며 상기 제1측면절연체와 대향하는 위치에 배치되는 제2측면절연체를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 하부전극은 서로 간에 이격되도록 제1하부전극과 제2하부전극으로 구성되고, 상기 상부전극은 상기 제1하부전극과 대향하도록 배치되는 제1상부전극과 상기 제2하부전극과 대향하도록 배치되는 제2상부전극으로 구성되며, 상기 제1하부전극과 상기 제2하부전극 사이에 배치되는 중간절연체; 를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 절연체가 구비된 용접 전극은 제1삽입홈이 일 측면에 수직하게 형성되고 측면을 연통하는 제1나사삽입홀이 형성되는 제1하우징; 제2삽입홈이 일 측면에 수직하게 형성되고 측면을 연통하는 제2나사삽입홀이 형성되며 상기 제1삽입홈과 상기 제2삽입홈이 대향하게 배치되는 제2하우징; 및, 상기 제2나사삽입홀과 상기 제1나사삽입홀에 나사결합하는 하우징결합볼트; 를 더 포함하며, 이 경우, 상기 제1하부전극과 상기 제2하부전극 및 상기 중간절연체는 상기 제1삽입홈과 상기 제2삽입홈에 삽입된 상태에서 상기 하우징결합볼트의 나사결합시에 상기 제1하우징과 상기 제2하우징의 압박에 의해 상기 제1하부전극과 상기 제2하부전극 및 상기 중간절연체를 결합시킬 수 있다.
본 발명은 모재들의 외주연이 맞닿도록 직렬로 배치한 후 양 전극 각각이 모재들 각각에 맞닿도록 하여 저항 용접을 시행하는 경우, 모재들의 측면들이 절연되어 있으므로 모재들의 위치가 틀어져도 다른 영역으로 누설전류가 흐르지 않아 용접 불량이 발생되는 것이 방지되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연체가 구비된 용접 전극의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 절연체가 구비된 용접 전극의 분해 사시도.
도 3은 도 1에 절연체가 구비된 용접 전극에 모재가 삽입된 상태의 정면도.
도 4는 절연체 사이에 두 모재들의 배치상태에 따라 전류의 흐름을 도시한 상태의 제1부분 단면도.
도 5는 절연체 사이에 하나의 모재가 배치되는 경우 전류의 흐름을 도시한 상태의 제2부분 단면도.
도 6은 절연체 사이에 하나의 모재가 배치되는 경우 전류의 흐름을 도시한 상태의 제2부분 단면도.
도 7은 절연체 사이에 모재들이 정상적으로 안착되는 않은 경우 전류의 흐름을 도시한 상태의 제4부분 단면도.
도 8은 절연체가 없는 경우 상부전극과 하부전극 사이에 배치되는 모재들의 용접 불량이 발생한 상태의 부분 단면도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 실시예를 설명하기로 하며, 이 경우, 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제어하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미하는 것으로 간주한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부" 등의 용어는 전자 하드웨어 또는 전자 소프트웨어에 대한 설명시 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하고, 기계장치에 대한 설명시 하나의 부품, 기능, 용도, 지점 또는 구동요소를 의미하는 것으로 간주한다. 또한, 이하에서는 동일한 구성 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하여 설명하기로 하며, 동일한 구성 요소의 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연체가 구비된 용접 전극의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 절연체가 구비된 용접 전극의 분해 사시도이다. 도 3은 도 1에 절연체가 구비된 용접 전극에 모재가 삽입된 상태의 정면도이다. 도 4는 절연체 사이에 두 모재들의 배치상태에 따라 전류의 흐름을 도시한 상태의 제1부분 단면도이다. 도 5는 절연체 사이에 하나의 모재가 배치되는 경우 전류의 흐름을 도시한 상태의 제2부분 단면도이다. 도 6은 절연체 사이에 하나의 모재가 배치되는 경우 전류의 흐름을 도시한 상태의 제2부분 단면도이다. 도 7은 절연체 사이에 모재들이 정상적으로 안착되는 않은 경우 전류의 흐름을 도시한 상태의 제4부분 단면도이다. 도 8은 절연체가 없는 경우 상부전극과 하부전극 사이에 배치되는 모재들의 용접 불량이 발생한 상태의 부분 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연체가 구비된 용접 전극은 상부전극(10), 하부전극(20), 모재(30) 및, 측면절연체(40)를 포함하며, 중간절연체(50), 제1하우징(60), 제2하우징(70) 및, 하우징결합볼트(80)를 더 포함한다.
상부전극(10)은 저항 용접시에 두 전극 가운데 하나의 전극으로 이용되며, 본 실시예의 경우, 상부전극(10)은 제1상부전극(11)과 제2상부전극(12)을 포함하여 형성된다. 이 경우, 제1상부전극(11)과 제2상부전극(12)은 막대형상으로 형성되되, 하단부의 모서리가 각모따기된 형상으로 형성되어, 각모따기되는 영역의 단면이 하단부로 내려갈수록 면적이 줄어드는 형상으로 형성된다.
하부전극(20)은 저항 용접시에 상부전극(10)과 반대되는 전극으로 이용되며, 본 실시예의 경우, 하부전극(20)은 제1하부전극(21)과 제2하부전극(22)을 포함하여 형성된다. 이 경우, 제1하부전극(21)과 제2하부전극(22)은 막대형상으로 형성된다. 또한, 제1하부전극(21)과 제2하부전극(22)은 상단부의 모서리가 각모따기된 형상으로 형성되어 각모따기되는 영역의 단면이 상단부로 올라갈수록 면적이 줄어드는 형상으로 형성된다. 이 경우, 제1하부전극(21)은 제1상부전극(11)과 대향하도록 배치되고, 제2하부전극(22)은 제1상부전극(11)과 대향하도록 배치된다. 한편, 제1하부전극(21)과 제2하부전극(22) 사이에는 하부바가 배치될 수 있으며, 이 경우, 하부바는 필요에 따라 도전성 금속재질이나 절연재질로 구성될 수 있다.
이와 같은, 하부전극(20)과 상부전극(10)은 사이에 후술하는 모재(30)가 배치되는 중공영역이 형성되며, 모재(30)가 중공영역에 배치된 상태에서 상부전극(10)에서 모재(30) 및 하부전극(20) 순 또는, 하부전극(20)에서 모재(30) 및 상부전극(10) 순으로 전류가 흐르도록 하여 모재(30)들이 맞닿은 영역에 저항 용접이 진행되도록 하게 된다.
모재(30)는 저항 용접을 진행하고자 하는 센서들의 점점들로써, 본 실시예의 경우, 모재(30)는 제1모재(31) 및 제2모재(32)를 포함하여 형성된다.
제1모재(31)는 하부전극(20)이 안착된다. 본 실시예의 경우, 제1모재(31)는 원통형 바 형상으로 형성된다.
제2모재(32)는 제1모재(31)의 상부에 맞닿도록 배치되고 상부전극(10)에 가압된다. 본 실시예의 경우, 제2모재(32)는 원통형 바 형상으로 형성된다.
이와 같이 원통형 바 형상으로 형성되는 제1모재(31)와 제2모재(32)는 제1모재(31)와 제2모재(32)의 외주연이 맞닿은 상태로 배치되며, 각각의 중심축들이 같은 방향으로 배치된 상태에서 외주연들이 서로 간에 인접하도록 배치된다.
또한, 본 실시예의 경우, 상부전극(10)과 하부전극(20)은 두 쌍으로 구성되기 때문에 그에 따라 제1모재(31)와 제2모재(32)는 두 쌍으로 구성되며, 한쌍의 제1모재(31)와 제2모재(32)는 제1상부전극(11)과 제1하부전극(21) 사이에 배치되고, 다른 한쌍의 제1모재(31)와 제2모재(32)는 제2상부전극(12)과 제2하부전극(22) 사이에 배치된다.
측면절연체(40)는 제1모재(31)와 제2모재(32)의 측면에 배치된다. 본 실시예의 경우, 측면절연체(40)는 제1측면절연체(41) 및 제2측면절연체(42)를 포함한다.
제1측면절연체(41)는 제1모재(31)와 제2모재(32)의 일 측면에 배치된다.
제2측면절연체(42)는 제1모재(31)와 제2모재(32)의 타 측면에 배치되며 제1측면절연체(41)와 대향하는 위치에 배치된다.
이 경우, 제1측면절연체(41)와 제2측면절연체(42)는 상부가 일측으로 돌출되는 각형 돌출부(40a)가 형성되며, 각형 돌출부(40a)는 상부와 하부 각각이 모따기되어 삼각형으로 각형 돌출부(40a)가 형성된다. 여기서, 제1상부전극(11)과 제2상부전극(12)은 각형 돌출부(40a)의 상부 모따기된 면과 맞닿는 영역이 모따기되고, 제1하부전극(21)과 제2하부전극(22)은 각형 돌출부(40a)의 하부 모따기된 면과 맞닿는 영역이 모따기 되어 구성된다.
중간절연체(50)는 판 형상으로 형성되어 제1하부전극(21)과 제2하부전극(22)에 삽입된다. 중간절연체(50)는 두 쌍의 모재(30) 사이에 배치되어 두 쌍의 모재(30)들이 서로 간에 인접되지 않도록 절연시키게 된다.
제1하우징(60)은 절연재질로 형성되고, 제1삽입홈(61)이 일 측면에 수직하게 형성되고 측면을 연통하는 제1나사삽입홀(62)이 형성된다.
제2하우징(70)은 절연재질로 형성되고, 제2삽입홈(70)이 일 측면에 수직하게 형성되고 측면을 연통하는 제2나사삽입홀(72)이 형성되며 제1삽입홈(61)과 제2삽입홈(70)이 대향하게 배치된다.
하우징결합볼트(80)는 나사산이 형성되는 영역이 제2나사삽입홀(72)과 제1나사삽입홀(62)에 나사결합된다.
이 경우, 제1하부전극(21)과 제2하부전극(22) 및 중간절연체(50)는 제1삽입홈(61)과 제2삽입홈(70)에 삽입된 상태에서 하우징결합볼트(80)의 나사결합시에 제1하우징(60)과 제2하우징(70)의 압박에 의해 제1하부전극(21)과 제2하부전극(22) 및 중간절연체(50)를 결합시키게 된다.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연체가 구비된 용접 전극을 이용하여 저항 용접을 시행하는 경우, 모재(30)의 배치 형태와 갯수등에 따라 전류 흐름을 비교하여 설명하기로 한다.
먼저, 비교예를 위하여 측면절연체(40)가 구비되지 않은 형태의 절연체가 구비된 용접 전극의 저항 용접시에 전류 흐름을 살펴보도록 한다. 먼저, 도 8에서는 절연체가 없는 경우 상부전극과 하부전극 사이에 배치되는 모재들의 용접 불량이 발생한 상태의 부분 단면도를 도시하고 있다.
이 경우, 도 8에서는 두 개의 모재(30)의 2점(2 Point)을 동시에 용접하기 위하여 하부의 전극(1b)에 제1모재(31) 및 제2모재(32)가 삽입될 수 있는 모재 삽입홈(1c)을 가공하고, 모재 삽입홈(1c)에 제1모재(31) 및 제2모재(32)와 상부의 전극(1a)이 맞닿도록 한 상태에서 전류를 흘려 저항 용접을 진행하게 된다.
이때, 제1모재(31)가 모재 삽입홈(1c)의 내측면에 맞닿게 되면, 제1모재(31)의 내측면측으로 전류를 누설됨으로써, 전류가 누설된 부위에 용접이 진행되어 용접 불량이 발생하게 된다.
그에 따른 비교예로 도 4를 살펴보면, 절연체 사이에 제1모재(31) 및 제2모재의 배치상태에 따라 전류의 흐름을 도시한 상태의 제1부분 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연체가 구비된 용접 전극은 측면절연체(40)와 중간절연체(50) 사이에 모재(30)가 배치된 경우 'X'로 표시된 절연영역으로 전류가 누설되지 않기 때문에, 화살표 방향으로만 전류가 흐르게 되므로, 측면측으로 용접이 진행되지 않고 모재(30)간에만 용접이 진행되어 용접 불량이 발생되지 않게 된다.
여기서, 도 5 및 도 6를 참조하여 보면, 도 5는 절연체 사이에 하나의 모재(30)가 배치되는 경우 전류의 흐름을 도시한 상태의 제2부분 단면도이고, 도 6은 절연체 사이에 하나의 모재(30)가 배치되는 경우 전류의 흐름을 도시한 상태의 제2부분 단면도이다.
만약, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 모재(30)가 하나만 배치된 상태에서는 측면영역으로 전류가 흐르지 못하여 용접이 진행되지 않기 때문에, 용접 불량이 발생할 수 없다. 이 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 모재(30)의 최대 직경은 측면절연체(40)와 중간절연체(50) 사이의 최소 거리보다 크게 형성되어 모재(30)가 하부전극(20)과 직접적으로 맞닿지 않도록 형성된다.
또한, 도 7을 더 참조하여 보면, 도 7은 절연체 사이에 모재(30)들이 정상적으로 안착되는 않은 경우 전류의 흐름을 도시한 상태의 제4부분 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 절연체들 사이에 두 개의 모재(30)가 정상적으로 안착되지 않아서 저항 용접이 진행되지 않는 경우에도 측면측이 절연되어 있어 누설전류로 인한 용접 불량이 발생되지 않게 된다.
이와 같이 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 절연체가 구비된 용접 전극은 모재(30)들의 외주연이 맞닿도록 직렬로 배치한 후 양 전극 각각이 모재(30)들 각각에 맞닿도록 하여 저항 용접을 시행하는 경우, 모재(30)들의 측면들이 절연되어 있으므로 모재(30)들의 위치가 틀어져도 다른 영역으로 누설전류가 흐르지 않아 용접 불량이 발생되는 것이 방지된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 상부전극 11 : 제1상부전극
12 : 제2상부전극 20 : 하부전극
21 : 제1하부전극 22 : 제2하부전극
30 : 모재 31 : 제1모재
32 : 제2모재 40 : 측면절연체
41 : 제1측면절연체 42 : 제2측면절연체
50 : 중간절연체 60 : 제1하우징
70 : 제2하우징 80 : 하우징결합볼트

Claims (5)

  1. 상부전극;
    상기 상부전극의 하부에 배치되는 하부전극;
    상기 상부전극에 맞닿도록 배치되는 제1모재와, 상기 제1모재의 하부에 맞닿도록 배치되되 상기 하부전극에 맞닿도록 배치되는 제2모재를 포함하는 모재;
    상기 제1모재와 상기 제2모재의 일 측면에 배치되는 제1측면절연체 및, 상기 제1모재와 상기 제2모재의 타 측면에 배치되며 상기 제1측면절연체와 대향하는 위치에 배치되는 제2측면절연체; 를 포함하고,
    상기 제1모재와 상기 제2모재는 원통형 바 형상으로 형성되고, 원통형 바 형상으로 형성되는 상기 제1모재와 상기 제2모재는 각각의 중심축들이 같은 방향으로 배치된 상태에서 외주연들이 서로간에 인접하도록 배치되며,
    상기 하부전극은 서로 간에 이격되도록 제1하부전극과 제2하부전극으로 구성되고,
    상기 상부전극은 상기 제1하부전극과 대향하도록 배치되는 제1상부전극과 상기 제2하부전극과 대향하도록 배치되는 제2상부전극으로 구성되며,
    상기 제1하부전극과 상기 제2하부전극 사이에 배치되는 중간절연체; 를 더 포함하는 절연체가 구비된 용접 전극.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    제1삽입홈이 일 측면에 수직하게 형성되고 측면을 연통하는 제1나사삽입홀이 형성되는 제1하우징;
    제2삽입홈이 일 측면에 수직하게 형성되고 측면을 연통하는 제2나사삽입홀이 형성되며 상기 제1삽입홈과 상기 제2삽입홈이 대향하게 배치되는 제2하우징; 및,
    상기 제2나사삽입홀과 상기 제1나사삽입홀에 나사결합하는 하우징결합볼트; 를 더 포함하며,
    상기 제1하부전극과 상기 제2하부전극 및 상기 중간절연체는 상기 제1삽입홈과 상기 제2삽입홈에 삽입된 상태에서 상기 하우징결합볼트의 나사결합시에 상기 제1하우징과 상기 제2하우징의 압박에 의해 상기 제1하부전극과 상기 제2하부전극 및 상기 중간절연체를 결합시키는 것을 특징으로 하는 절연체가 구비된 용접 전극.
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