KR102139977B1

KR102139977B1 - 모재 연결수단 일체형 용접기

Info

Publication number: KR102139977B1
Application number: KR1020190066678A
Authority: KR
Inventors: 남궁기
Original assignee: 남궁기
Priority date: 2019-06-05
Filing date: 2019-06-05
Publication date: 2020-08-03
Also published as: WO2020246778A1

Abstract

본 발명은 모재 연결수단 일체형 용접기에 관한 것으로, 양극(+)과 음극(-) 출력단 중 어느 하나는 용접용 집게 등과 같은 모재 연결수단으로 형성되고, 본체와 일체로 체결되도록 함으로써, 접지선이 아예 필요없게 되어, 이로 인한 비용 및 사용상의 문제점을 해결하며, 종래보다 출력 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

모재 연결수단 일체형 용접기{WELDER INTEGRATED WITH BASE MATERIAL CONNECTING MEANS}

본 발명은 용접기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 접지선이 필요없는 모재 연결수단 일체형 용접기에 관한 것이다.

용접기는 크게 전기용접기와 가스용접기로 나누어지고, 전자는 전기적으로 아크 등을 발생시켜 금속 등을 절단하거나 접합하게 된다.

종래 전기용접기는, 도 1과 같이, 일반적으로 용접 컨트롤러가 내장된 본체(100)의 음극(-) 접속구(113a)에는 끝단에 접지 집게가 달린 접지선(131)이 연결되고, 양극(+) 접속구(113b)에는 끝단에 용접봉(134)을 잡는 용접홀더(133)가 달린 용접선(132)이 연결된다. 도 1은 한국 등록실용신안 제20-0270921호에 게시된 것을 도면부호만 일부 수정한 것이다.

위의 선행기술은 본체(100)의 후방에 전원선을 감을 수 있는 릴(120)이 회전가능하게 일체로 구비된 것이 특징이나, 통상의 전기용접기와 같이 접지선(131)과 용접선(132)을 필수적으로 구비하고 있다.

최근, 전기용접기가 산업용은 물론 가정에서도 편리하게 사용할 수 있도록 본체는 작아지며 휴대용으로 만들어지고 있다. 그러나 접지선과 용접선은 저전압 고전류를 흘려야 하므로, 입력 전원선에 비하여 굵은 도선을 사용하게 되어, 이로 인한 비용과 사용시 작아진 본체가 넘어지게 되는 문제점 등이 있어 왔다.

또한, 접지선과 본체와의 거리에 의하여 연결 저항이 발생되고, 그 결과 출력 효율이 낮게 되는 단점이 있어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 종래 전기용접기의 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로, 접지선이 필요없는 모재 연결수단 일체형 용접기를 제공하자 한다. 여기서, 접지선은 통상과 같이 음극(-) 출력단에 연결되는 것은 물론, 양극(+) 출력단에 연결되는 것도 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 용접기는 입력 전원으로부터 전원선을 통해 공급받은 전력을 본체에 내장된 변압기를 통하여 상기 입력 전원보다 저전압 고전류로 전환하여 양극(+)과 음극(-) 출력단을 통해 출력하고, 상기 양극(+)과 음극(-) 출력단 중 어느 하나는 모재 연결수단으로 형성되고, 상기 본체와 일체로 체결된 것을 특징으로 한다.

상기 모재 연결수단은 탄성부재가 체결된 힌지를 가운데 두고 상, 하부 작동구로 구성된 집게이고, 상기 집게의 상기 상, 하부 작동구 중 하나는 상기 양극(+)과 음극(-) 출력단 중 하나로 상기 본체와 일체로 체결되도록 연장부를 갖는 것을 본 발명에 의한 용접기의 다른 특징으로 한다.

상기 연장부는 상기 상부 작동구의 후방에 구비되고, 상기 상부 작동구의 전방에는 모재를 향해 제 1 접촉부가, 상기 하부 작동구의 전방에는 상기 제 1 접촉부와 마주하며 제 2 접촉부가 각각 형성된 것을 본 발명에 의한 용접기의 다른 특징으로 한다.

상기 변압기는 링코어에 1, 2차 코일이 감긴 것이고, 상기 1차 코일은 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 인버터로 입력되고, 전류 피드백으로 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 모듈에 의하여 제어되고, 상기 2차 코일은 고속 다이오드와 리액터 코일로 순차 연결되어 상기 양극(+)과 음극(-) 출력단 중 어느 하나로 용접단자를 구성하고, 상기 양극(+)과 음극(-) 출력단 중 다른 하나는 상기 2차 코일을 슬라이딩하며 전기적으로 접촉하는 접지단자로 상기 집게를 구성하는 것을 본 발명에 의한 용접기의 다른 특징으로 한다.

본 발명은 양극(+)과 음극(-) 출력단 중 어느 하나는 모재 연결수단으로 형성되고, 본체와 일체로 체결되도록 함으로써, 접지선이 아예 필요없게 되어, 이로 인한 비용 및 사용상의 문제점을 해결하며, 종래보다 출력 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 휴대용 전기용접기의 예를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접기를 보여주는 사시도이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 용접기에서 본체 케이스를 제거하고 각도를 달리하며 내부 구성을 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 2의 용접기에 구비된 전기 회로 블록도이다.
도 6은 도 2의 용접기를 사용하는 모습을 보인 사용상태 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하며 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접기는, 도 2 및 도 5와 같이, 입력 전원(41)으로부터 전원선을 통해 공급받은 전력을 본체(10)에 내장된 변압기(45)를 통하여 상기 입력 전원보다 저전압 고전류로 전환하여 양극(+) 출력단(48)과 음극(-) 출력단(49)을 통해 출력하도록 구성되되, 상기 양극(+) 출력단(48)과 상기 음극(-) 출력단(49) 중 어느 하나는 모재 연결수단(20)으로 형성되고, 상기 본체(10)와 일체로 체결된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 모재 연결수단(20)은, 도 2의 실시예에서는 집게 형태로 도시되었으나, 이에 한정되지 아니한다.

또한, 상기 모재 연결수단(20)은 통상 음극(-) 출력단(49)으로 본체(10)와 일체로 형성될 수 있으나, 양극(+) 출력단(48)으로 본체(10)와 일체로 형성될 수도 있다. 도 6과 같이 사용될 때, 전자의 경우 모재(1)는 모재 연결수단(20)을 통해 음극(-)으로 인가되고, 용접봉(70)은 용접봉 홀더(60), 용접선(50) 및 본체의 용접선 접속구(30)을 통해 양극(+) 출력단(48)으로부터 양극(+)이 인가되어, 역극성으로 모재(1)에서 용접봉(70)으로 전자 흐름이 생긴다. 반대로, 후자와 같이, 모재 연결수단(20)을 통해 모재(1)에 양극(+)으로 인가되고, 용접봉(70)은 용접선 접속구(30)을 통해 음극(-) 출력단(49)으로부터 음극(-)이 인가될 경우에는, 정극성으로 용접봉(70)에서 모재(1)로 전자 흐름이 생기게 된다. 아크 열의 60~70%가 애노드인 양극(+)에서 전자의 충돌로 발생하므로, 역극성으로 사용시 정극성보다 용접봉(70)의 용융속도가 빠르고, 모재(1)의 용입이 얕게 되어, 박판의 용접 등에 유리하다. 정극성으로 사용시에는 역극성과 반대로 모재(1)에 70%의 열이 발생하고, 용접봉(70)에 30%의 열이 발생한다.

상기 실시예와 같이, 용접기의 양극(+)과 음극(-) 출력단(48, 49) 중 어느 하나를 모재 연결수단(20)으로 형성되고, 본체(10)와 일체로 체결되도록 함으로써, 용접기 사용시, 용접기 본체(10)를 모재 연결수단(20)을 통해 모재(1)에 전기적으로 접촉하며 고정시킨 후, 용접봉(70)이 달린 용접선(50)만 연결하여 사용하면 되므로, 접지선이 아예 필요없게 되어, 이로 인한 종래 비용 및 사용상의 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 종래 접지선에서 소모되었던 전력을 절약하게 되어 출력 효율을 높일 수 있게 된다.

상기 모재 연결수단(20)은, 도 2와 같이 집게 형태로 구현할 때, 힌지 삽입공(25)에 탄성부재가 체결된 힌지를 가운데 두고 상, 하부 작동구(22, 24)로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 집게(20)의 상기 상, 하부 작동구(22, 24) 중 하나는 상기 양극(+)과 음극(-) 출력단(48, 49) 중 하나로 상기 본체(10)와 일체로 체결되도록 소정의 전도성 연장부(26)를 구비할 수 있다. 도 2의 실시예에서는 연장부(26)가 상부 작동구(22)의 후방에 구비되어 있으나, 이에 한하지 않고, 하부 작동구(24)의 후방에 구비될 수도 있다.

상기 상부 작동구(22)의 전방에는 모재(1)를 향해 제 1 접촉부(21)가, 상기 하부 작동구(24)의 전방에는 상기 제 1 접촉부(21)와 마주하며 제 2 접촉부(23)가 각각 형성될 수 있다. 물론, 실시예에 따라 상기 제 1, 2 접촉부(21, 22) 중 어느 하나만 형성될 수도 있다. 도 2와 같이, 상기 제 1, 2 접촉부(21, 22) 둘다 형성될 경우에는, 어느 하나는 신축성 소재로 반원통형(21)으로, 다른 하나는 전도성 소재로 절곡된 판상(23)으로 형성될 수도 있다. 도 2의 실시예와 같이 집게(20)로 모재 연결수단을 구성함으로써, 절곡된 판상(23)으로 모재(1)에 전기적 접촉을 확실히 하면서도, 용접 작업시 모재(1)로부터 전달되는 진동과 열을 효과적으로 차단할 수 있게 된다.

상기 연장부(26)는, 도 3과 같이, 실시예에 따라 본체(10) 내에 구비된 방열 냉각판(12)에 부착될 수 있다. 이렇게 함으로써, 모재(1)로부터 전달된 열이 있어도, 연장부(26)와 방열 냉각판(12)을 통해 효과적으로 제거될 수 있다.

상기 방열 냉각판(12)의 상부는 복수개의 냉각핀(13)으로 구성되고, 상기 본체의 케이스(10)는, 도 2와 같이, 상기 복수개의 냉각핀(13)에 대응되는 위치에 통기용으로 복수개의 슬릿(40)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 복수개의 냉각핀(13)은, 도 3과 같이, 상기 방열 냉각판(12)과 연결된 냉기관(11)이 관통하며 지나가도록 구비될 수 있다.

상기 연장부(26)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 작동구(22)의 후방에, 그리고 방열 냉각판(12)에 용접이나 체결구 등의 연결수단(27, 28)으로 부착될 수 있다.

상기 변압기(45)는 다른 형태일 수 있으나, 도 4와 같이, 링코어에 1, 2차 코일이 감긴 링코어 변압기(18)로 구현함이 본체(10)의 내부 공간을 줄일 수 있어 바람직하다.

상기 1차 코일은, 도 5와 같이, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 인버터(44)로 입력되고, 전류 피드백으로 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 모듈(43)에 의하여 제어되도록 구성될 수 있다.

상기 2차 코일은, 도 5와 같이, 고속 다이오드(46)와 리액터 코일(47)로 순차 연결되어 양극(+) 출력단(48)을 용접단자으로 구성하고, 상기 2차 코일을 슬라이딩하며 전기적으로 접촉하는 쪽이 음극(-) 출력단(49)을 접지단자로 상기 집게(20)로 구현된다. 다른 실시예로, 도 5에서 리액터 코일(47)을 음극(-) 출력단(49)에 연결하여 용접단자으로 구성하고, 고속 다이오드(46)에서 바로 양극(+) 출력단(48)을 접지단자로 상기 집게(20)로 구현할 수도 있다.

상기 용접단자는 본체(10) 내에서 용접선 접속구(30)에 연결되어, 도 6과 같이, 용접선(50)과 용접봉 홀더(60)를 통해 용접봉(70)에 양극(+) 또는 음극(-)으로 용접 전원을 공급하게 된다.

상기 연장부(26)가 부착된 방열 냉각판(12)의 반대편에는, 도 3 및 도 4와 같이, 상술한 링코어 변압기(18), IGBT 인버터 모듈(19), PWM 제어 모듈(19'), AC-DC 컨버터(15) 등이 구비된 제 1 회로기판(14)이 구비된다.

상기 본체(10)의 후방에는, 도 3과 같이, 상기 방열 냉각판(12)과 수직하게 EMI 필터를 구비한 제 2 회로기판(16)이 구비되고, 여기에는 입력 전원(AC전원)을 인가하기 위한 전원소켓(17)이 부착된다.

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 도면이나 상술한 설명에 제한됨이 없이, 다양하게 응용하여 실시할 수 있다. 동작 등 일부 미설명된 부분은 공지의 전기용접기를 참조할 수 있다.

10: 본체(케이스)
20: 모재 연결수단(집게)
30: 용접선 접속구
40: 통기용 슬릿
50: 용접선
60: 용접봉 홀더
70: 용접봉

Claims

입력 전원으로부터 전원선을 통해 공급받은 전력을 본체에 내장된 변압기를 통하여 상기 입력 전원보다 저전압 고전류로 전환하여 양극(+)과 음극(-) 출력단을 통해 출력하는 용접기에 있어서,
상기 양극(+)과 음극(-) 출력단 중 어느 하나는 모재에 전기적으로 접촉하며 상기 본체를 고정시킬 수 있는 용접용 집게로 형성되어 상기 본체와 일체로 체결되고,
상기 집게는 탄성부재가 체결된 힌지를 가운데 두고 상, 하부 작동구로 구성되고,
상기 상, 하부 작동구 중 하나는 상기 양극(+)과 음극(-) 출력단 중 하나로 상기 본체와 일체로 체결되도록 연장부를 갖는 것을 특징으로 하는 용접기.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 연장부는 상기 상부 작동구의 후방에 구비되고,
상기 상부 작동구의 전방에는 모재를 향해 제 1 접촉부가, 상기 하부 작동구의 전방에는 상기 제 1 접촉부와 마주하며 제 2 접촉부가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 용접기.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 변압기는 링코어에 1, 2차 코일이 감긴 것이고,
상기 1차 코일은 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 인버터로 입력되고, 전류 피드백으로 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 모듈에 의하여 제어되고,
상기 2차 코일은 고속 다이오드와 리액터 코일로 순차 연결되어 상기 양극(+)과 음극(-) 출력단 중 어느 하나로 용접단자를 구성하고,
상기 양극(+)과 음극(-) 출력단 중 다른 하나는 상기 2차 코일을 슬라이딩하며 전기적으로 접촉하는 접지단자로 상기 집게를 구성하는 것을 특징으로 하는 용접기.