KR102455973B1

KR102455973B1 - 배터리 용접기 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR102455973B1
Application number: KR1020220081464A
Authority: KR
Inventors: 고종철; 윤경열; 김종식
Original assignee: (주)포스-테크
Priority date: 2022-03-29
Filing date: 2022-07-01
Publication date: 2022-10-18

Abstract

본 발명은 배터리 용접기 및 그 제어 방법를 제공한다. 본 발명의 실시예에 의한 배터리 용접기의 일 양태는, 외관을 정의하는 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 설치되는 다수개의 부품의 냉각을 위하여 상기 케이싱의 내외부로 입출되는 공기를 유동시키는 냉각팬; 상기 냉각팬에 의하여 상기 케이싱의 내부로 유입되는 공기 중의 자성 물질을 제거하는 자성 물질 제거부; 및 상기 냉각팬 및 자성 물질 제거부의 동작을 위한 전원을 공급하는 배터리; 를 포함하고, 상기 자성 물질 제거부는, 상기 냉각팬과 동시에 동작되고, 상기 냉각팬의 동작이 종료된 후 기설정된 시간이 경과하면 그 동작이 종료된다.

Description

배터리 용접기 및 그 제어 방법{WELDER WITH BATTERY AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}

본 발명은 배터리 용접기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

용접이란, 2개의 모재를 접합하는 방법 중 하나로, 용융 또는 반용융 상태로 2개의 모재가 용접봉에 의하여 접합된다. 이와 같은 용접 중 전기 용접은, 전원의 인가시 발생되는 아크를 사용하여 모재 및 용접봉을 용융시킨다. 최근에는, 배터리 기술의 발전에 따라서 휴대성이 강조된 배터리 용접기가 출시되고 있다. 이와 같은 배터리 용접기는, 배터리를 전원으로 사용하므로, 다양한 장소에서 자유로운 용접 작업이 가능하다는 장점이 있다.

그러나, 종래 기술에 의한 배터리용 용접기에는 다음과 같은 문제점이 발생한다.

일반적으로, 용접기는, 그 사용 과정에서 부품의 발열에 의한 손상을 방지하기 위하여 냉각을 구성, 예를 들면, 냉각팬을 포함한다. 그런데, 일반적으로 용접기가 주로 사용되는 장소인 공장 등의 경우에는, 냉각팬의 동작시 철 분말이나 스크랩과 같은 자성 물질이 공기와 함께 용접기의 내부로 흡입될 수 있다. 따라서, 용접기를 구성하는 부품에 전원이 인가되면 발생하는 전자기장에 의하여 자성 물질이 부품에 접촉됨으로써, 그 동작의 신뢰성이 저하될 수 있다.

그리고 배터리 용접기의 경우에는, 한정된 전원인 배터리를 사용하므로, 적정한 냉각이 이루어지도록 냉각팬의 동작을 제어하여야 배터리의 효율적인 사용이 가능하다. 그러나, 종래 기술에서는, 이에 대한 제안이 이루어지지 못하는 실정이다.

또한, 종래에는, 용접기의 냉각을 위하여 그 내부의 온도를 감지하기 위한 별도의 온도 센서가 구비되는 것이 통상적이다. 따라서, 종래에는, 상대적으로, 용접기의 냉각을 위한 구성이 복잡해질 뿐만 아니라, 동작 신뢰성이 저하될 우려가 발생한다.

대한민국 등록특허 제102059362호(명칭: 배터리 용접기의 사용 정보 제공 방법 및 그를 이용하는 배터리 용접 시스템) 대한민국 공개특허 제2018-0094622호(명칭: 충전식 배터리를 이용한 이동식 용접기) 대한민국 등록실용신안 제0327886호(명칭: 용접기회로의 손상 방지 구조)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술에 의한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 냉각을 위한 공기 중의 자성 물질에 의한 동작 신뢰성의 저하를 최소화할 수 있도록 구성되는 배터리 용접기 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 한정된 배터리 전원을 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 구성되는 배터리 용접기 및 그 제어 방법를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 보다 간단한 구성으로 냉각할 수 있도록 구성되는 배터리 용접기 및 그 제어 방법를 제공하는 것이다.

목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 배터리 용접기의 일 양태는, 외관을 정의하는 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 설치되는 다수개의 부품의 냉각을 위하여 상기 케이싱의 내외부로 입출되는 공기를 유동시키는 냉각팬; 상기 냉각팬에 의하여 상기 케이싱의 내부로 유입되는 공기 중의 자성 물질을 제거하는 자성 물질 제거부; 및 상기 냉각팬 및 자성 물질 제거부의 동작을 위한 전원을 공급하는 배터리; 를 포함하고, 상기 자성 물질 제거부는, 상기 냉각팬과 동시에 동작되고, 상기 냉각팬의 동작이 종료된 후 기설정된 시간이 경과하면 그 동작이 종료된다.

본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 자성 물질 제거부는, 전자기장을 생성하는 적어도 1개의 전자석; 및 상기 배터리로부터 공급되는 전력을 상기 전자석에 인가하는 전원 인가부; 를 포함한다.

본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 전자석은, 상기 냉각팬을 둘러싸도록 배치된다.

본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 전자석은, 그릴 형상으로 형성되고, 상기 냉각팬에 의하여 상기 케이싱의 내부로 유입되는 공기의 유로 상에서 상기 냉각팬에 대하여 상대적으로 상류에 배치된다.

본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 전원 인가부는, 상기 냉각팬의 회전수에 비례하여 상기 전자석에 인가되는 전류를 증가시킨다.

본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 전원 인가부는, 상기 냉각팬의 동작이 종료된 후 기설정된 시간 동안 상기 배터리로부터 공급되는 전력을 상기 전자석에 인가한다.

본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 자성 물질 제거부는, 상기 전원 인가부에 의하여 상기 전자석에 인가되는 전원이 차단되면, 상기 전자석으로부터 분리되는 자성 물질이 포집되는 포집 트레이를 더 포함한다.

본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 케이싱의 내부에 설치되는 제1부품의 냉각을 위한 제1히트 싱크; 상기 케이싱의 내부에 설치되는 제2부품의 냉각을 위한 제2히트 싱크; 상기 제1히트 싱크에 설치되고, 상기 제1히트 싱크의 온도가 기설정된 냉각 온도에 도달하면 온 동작하는 제1스위치; 및 상기 제2히트 싱크에 설치되고, 상기 제2히트 싱크의 온도가 상기 냉각 온도 초과의 온도로 기설정된 전원 차단 온도에 도달하면 온 동작하는 제2스위치; 를 더 포함하고, 상기 제1스위치가 온 동작되면, 상기 냉각팬이 동작하고, 상기 제2스위치가 온 동작되면, 상기 제1 및 제2부품에 인가되는 전원이 차단된다.

본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제1부품의 발열 온도는, 상기 제2부품에 비하여 상대적으로 낮고, 상기 제2부품의 안전 온도는, 상기 제1부품에 비하여 상대적으로 낮다.

본 발명의 실시예에 의한 배터리 용접기의 제어 방법의 일 양태는, 제 1 항의 배터리 용접기의 제어 방법에 있어서: 상기 냉각팬이, 상기 케이싱의 내부로의 공기의 흡입을 위하여 동작하는 냉각 단계; 및 상기 냉각팬의 동작과 동시에 전원 인가부가 상기 배터리로부터 공급되는 전력을 적어도 1개의 전자석에 인가하면 생성되는 전자기장에 의하여 자성 물질이 상기 전자석의 표면에 전자기적 인력에 의하여 부착되어 제거되는 자성 물질 제거 단계; 를 포함한다.

본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 자성 물질 제거 단계는, 상기 냉각 단계와 동시에 개시되고, 상기 냉각 단계가 종료되면 기설정된 시간이 경과한 후 종료된다.

본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 자성 물질 제거 단계에서, 상기 냉각팬의 회전수에 비례하여 상기 전자석에 의하여 생성되는 전자기장의 크기가 증가되도록 상기 전원 인가부에 의하여 상기 전자석에 인가되는 전류가 증가된다.

본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 전원 인가부에 의하여 상기 전자석에 인가되는 전원이 차단되어 상기 전자석의 표면에 전자기적 인력에 의하여 부착된 자성 물질이 그 자중에 의하여 상기 전자석으로부터 분리 및 낙하하여 포집 트레이에 포집되는 자성 물질 배출 단계를 더 포함한다.

본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 냉각 단계에서, 상기 냉각팬은, 제1부품이 고정되는 제1히트 싱크의 온도가 기설정된 냉각 온도에 도달하여 제1스위치가 온 동작하면 동작한다.

본 발명의 실시예의 일 양태에서, 상기 제2부품이 고정되는 제2히트 싱크의 온도가 상기 냉각 온도 초과의 온도로 기설정된 전원 차단 온도에 도달하면, 상기 배터리로부터 인가되는 전원이 차단되는 전원 차단 단계를 더 포함한다.

본 발명의 실시예에 의한 배터리 용접기 및 그 제어 방법에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있게 된다.

먼저, 본 발명의 실시예에서는, 자성 물질 제거부에 의하여 냉각을 위한 공기와 함께 배터리 용접기의 내부로 유입되는 자성 물질이 제거된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 배터리 용접기의 내부로 유입되는 자성 물질에 의한 동작 신뢰성의 저하를 방지할 수 있게 된다.

그리고 본 발명의 실시예에서는, 냉각팬의 동작시에만 자성 물질의 제거를 위한 전자석에 전원이 인가되고, 자성 물질의 운동 에너지를 고려하여 냉각팬의 회전수에 비례하여 전자석에 인가되는 전력을 증가시킨다. 뿐만 아니라, 본 발명의 실시예에서는, 제1히트 싱크의 온도에 따라서 제1스위치가 온 동작하면 냉각팬이 동작하고, 제2히트 싱크의 온도에 따라서 제2스위치가 온 동작하면 공급되는 전력이 차단된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 한전된 전력인 배터리의 보다 효율적인 사용이 가능함과 동시에 제품의 내구성도 확보할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에서는, 부품의 온도를 감지하는 별도의 온도 센서를 사용하지 않고, 제1 및 제2히트 싱크의 온도에 따라서 온 동작하는 스위치를 사용하여 냉각팬의 동작 및 전력의 차단이 이루어진다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 제품의 구성이 보다 간단해짐과 동시에 이에 따른 동작신뢰성의 확보가 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 배터리 용접기를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 제1실시예의 내부를 보인 사시도.
도 3은 본 발명의 제1실시예를 개략적으로 보인 구성도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 배터리 용접기를 보인 배면도.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 의한 배터리 용접기를 보인 배면도.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 의한 배터리 용접기의 제어 방법을 보인 플로우차트.

이하에서는 본 발명의 제1실시예에 의한 배터리 용접기를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 배터리 용접기를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예의 내부를 보인 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예를 개략적으로 보인 구성도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 배터리 용접기(1)는, 배터리(B) 또는/및 사용 전원을 전원으로 사용하는 것으로, 그 외관을 케이싱(100)이 정의한다. 상기 케이싱(100)은, 전면 외관을 정의하는 프론트 플레이트(110), 후면 외관을 정의하는 리어 플레이트(120),상면 외관을 정의하는 탑 플레이트(130), 저면 외관을 정의하는 베이스 플레이트(140) 및 양측면 외관을 정의하는 2개의 사이드 플레이트(150)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 프론트 플레이트(110), 리어 플레이트(120), 탑 플레이트(130), 베이스 플레이트(140) 및 사이드 플레이트(150)의 단부가 서로 연결되어 결합됨으로써, 상기 케이싱(100)의 내부에 부품의 설치를 위한 소정의 공간이 정의된다.

본 실시예에서는, 상기 리어 플레이트(120)에 흡기 그릴(121)이 구비되고, 상기 프론트 플레이트(110)에 배기 그릴(미도시)이 구비된다. 상기 흡기 그릴(121) 및 배기 그릴은, 후술할 냉각팬(300)에 의하여 상기 케이싱(100)의 내외부로 공기가 입출되는 곳이다.

상기 프론트 플레이트(110)에는 컨트롤 패널(113)이 구비된다. 상기 컨트롤 패널(113)은, 상기 배기 그릴의 상방에 배치되는 것으로, 상기 배터리 용접기(1)의 동작을 위한 조작 신호를 입력받고, 상기 배터리 용접기(1)의 동작에 관한 정보를 표시할 수 있다.

또한, 상기 프론트 플레이트(110)의 전면에는, 3개의 출력 단자(115)가 구비된다. 상기 출력 단자(115)는, 상기 배터리(B) 또는 상용 전원의 사용시 용접봉이 결합되는 용접봉 홀더(미도시)와 연결되는 2개의 단자 및 접지선의 연결을 위한 1개의 단자를 포함할 수 있다.

본 실시예에서는, 상기 베이스 플레이트(140)에 배출 개구(141)가 형성된다. 상기 배출 개구(141)는, 상기 베이스 플레이트(140)의 일부가 절개되어 정의되는 것으로, 이를 통하여 후술할 자성 물질 제거부(500)에 의하여 제거된 자성 물질이 외부로 배출된다.

그리고 상기 케이싱(100)의 내부에는, 구획 플레이트(160)가 구비된다. 상기 구획 플레이트(160)는 상기 케이싱(100)의 내부 공간을 상하로 구획하기 위한 것으로, 상기 베이스 플레이트(140)의 상방에 이와 평행한 방향으로 배치된다.

상기 베이스 플레이트(140) 및 구획 플레이트(160)의 상면에는, 상기 배터리 용접기(1)를 구성하는 각종 부품이 설치된다. 상기 배터리 용접기(1)를 구성하는 부품이란, 인덕터, 변압기 및 정류기와 같이, 상기 배터리(B)에서 공급되는 전원을 사용하여 용접에 필요한 전류를 출력하기 위한 각종 부품을 포함할 수 있다.

다음으로, 상기 베이스 플레이트(140)의 상면에는, 제1 및 제2히트 싱크(210)(220)가 배치된다. 상기 제1 및 제2히트 싱크(210)(220)는, 상기 케이싱(100)의 내부, 실질적으로, 상기 베이스 플레이트(140) 상에 설치되는 부품 중의 일부, 실질적으로, 상기 제1 및 제2히트 싱크(210)(220)에 각각 고정되는 부품의 냉각을 위한 것이다. 이하에서는, 설명의 편의상 상기 제1히트 싱크(210)에 고정되는 부품을 제1부품(171), 상기 제2히트 싱크(220)에 고정되는 부품을 제2부품(172)이라 칭한다.

상기 제1 및 제2히트 싱크(210)(220)는, 예를 들면, 다수개의 냉각핀이 구비되는 다면체 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 상기 제1 및 제2히트 싱크(210)(220)는, 좌우로 상호 이격되도록 상기 베이스 플레이트(140)의 상면에 배치된다. 따라서, 상기 제1 및 제2히트 싱크(210)(220)의 전후면은, 각각 상기 흡기 그릴(121) 및 배기 그릴을 향하게 될 것이다. 상기 제1 및 제2부품(171)(172)은, 상기 배기 그릴을 향하는 상기 제1 및 제2히트 싱크(210)(220)의 후면을 제외한 나머지 면 중 어느 하나의 면에 고정될 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2부품(171)(172)은, 실질적으로, 냉각팬(300)에 의하여 유동하는 공기의 유동 경로 상에 배치된다.

상기 냉각팬(300)은, 상기 제1 및 제2히트 싱크(210)(220)를 향하여 냉각을 위한 공기를 유동시킨다. 실질적으로, 상기 냉각팬(300)에 의하여 유동되는 공기에 의하여 상기 제1 및 제2히트 싱크(210)(220) 및 이에 고정된 상기 제1 및 제2부품(171)(172) 뿐만 아니라, 상기 배터리 용접기(1)를 구성하는 다른 부품의 냉각도 이루어질 것이다. 상기 냉각팬(300)은, 상기 리어 플레이트(120)의 내면에 고정되는 팬 하우징(310)의 내부에 설치될 수 있다. 예를 들면, 상기 팬 하우징(310)은, 상기 흡기 그릴(121)에 대향되는 상기 리어 플레이트(120)의 내면 일측에 고정될 수 있다.

그리고 상기 냉각팬(300)은, 기설정된 회전수로 일정하게 회전하거나, 회전수가 가변되면서 회전할 수 있다. 예를 들면, 상기 냉각팬(300)의 동작이 개시된 후 일정 시간이 경과하면 상기 냉각팬(300)의 회전수가 증가될 수 있다. 이와 같은 상기 냉각팬(300)의 회전수를 회전수 검출 센서(330)가 검출한다. 상기 회전수 검출 센서(330)로, 예를 들면, 상기 냉각팬(300)의 구동을 위한 구동 모터의 홀 센서가 사용되거나, 별도의 주지된 방법으로 상기 냉각팬(300)의 회전수를 감지하는 다양한 구성이 적용될 수 있을 것이다.

한편, 상기 제1 및 제2히트 싱크(210)(220)에는, 제1 및 제2스위치(410)(420)가 각각 설치된다. 상기 제1스위치(410)는, 상기 제1히트 싱크(210)의 온도가 기설정된 냉각 온도(Tc)에 도달하면 온 동작하고, 상기 제2스위치(420)는, 상기 제2히트 싱크(220)의 온도가 기설정된 전원 차단 온도(Ts)에 도달하면 온 동작한다.

여기서, 상기 냉각 온도(Tc)는, 상기 배터리 용접기(1)를 구성하는 부품의 손상과는 무관하지만, 그 동작 신뢰성을 위하여 냉각이 바람직한 온도로 이해될 수 있다. 그리고 상기 전원 차단 온도(Ts)는, 이에 도달하면, 상기 배터리 용접기(1)를 구성하는 부품의 손상이 우려되는 온도로 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 상기 냉각 온도(Tc)는, 상기 전원 차단 온도(Ts) 미만의 온도로 설정되는데, 예를 들면, 상기 냉각 온도(Tc)는, 40℃로 설정될 수 있고, 상기 전원 차단 온도(Ts)는, 70℃로 설정될 수 있다.

그리고 상기 제1스위치(410)가 온 동작되면, 상기 냉각팬(300)이 동작하고, 상기 제2스위치(420)가 온 동작되면, 상기 배터리(B)로부터 상기 배터리 용접기(1)에 인가되는 전원이 차단된다. 즉, 본 실시예에서는, 상기 제1히트 싱크(210)의 온도가 상기 냉각 온도(Tc)에 도달하면, 상기 냉각팬(300)의 동작이 개시되고, 상기 냉각팬(300)에 의하여 상기 제2히트 싱크(220)의 온도가 상기 전원 차단 온도(Ts)에 도달하면, 상기 배터리(B)로부터 상기 배터리 용접기(1)에 인가되는 전원이 차단된다.

또한, 상기 제1 및 제2스위치(410)(420)는, 상기 냉각팬(300)의 반대편에 해당하는 상기 제1 및 제2히트 싱크(210)(220)의 일측에 배치된다. 이는, 상기 냉각팬(300)에 의하여 유동하는 공기와의 접촉으로 상기 제1 및 제2스위치(410)(420) 자체 또는 이들이 설치된 상기 제1 및 제2히트 싱크(210)(220)가 국부적으로 냉각됨으로써, 상기 제1 및 제2히트 싱크(210)(220)의 실제 온도, 실질적으로 상기 제1 및 제2부품(171)(172)의 실제 온도와 무관하게 상기 제1 및 제2스위치(410)(420)가 오동작하는 것을 방지하기 위함이다.

특히, 본 실시예에서는, 상기 제1 및 제2스위치(410)(420)의 온 동작에 의한 상기 배터리 용접기(1)의 동작신뢰성을 확보함과 동시에 상기 배터리(B)에 충전된 전력의 사용량을 최소화하기 위하여, 상기 제1 및 제2부품(171)(172)의 발열 온도 및 안전 온도가 상이하게 설정된다. 즉, 발열 온도는, 상기 제1부품(171)이 상기 제2부품(172)에 비하여 상대적으로 낮고, 안전 온도는 상기 제2부품(172)이 상기 제1부품(171)에 비하여 상대적으로 낮게 정의된다. 여기서, 상기 발열 온도는, 상기 제1 및 제2부품(171)(172)이 정상적으로 동작하는 경우의 온도로 정의되고, 상기 안전 온도는, 상기 제1 및 제2부품(171)(172)이 손상되지 않는 최대 온도로 정의될 것이다.

다시 말하면, 상기 제2부품(172)에 비하여 상기 제1부품(171)의 발열 온도가 낮으므로, 상기 제2부품(172)의 발열에 의하여 상기 제2히트 싱크(220)의 온도가 상기 냉각 온도(Tc)에 먼저 도달하더라도, 상기 제1부품(171)의 발열에 의하여 상기 제1히트 싱크(210)의 온도가 상기 냉각 온도(Tc)에 도달할 때까지, 상기 냉각팬(300)의 동작이 이루어지지 않게 된다. 그런데, 상기 냉각 온도(Tc)는, 상기 배터리 용접기(1)를 구성하는 부품이 손상에 이르지는 않지만 동작신뢰성을 확보하기 위하여 냉각이 필요한 온도이므로, 상기 제1 및 제2부품(171)(172)의 발열에 의하여 상기 제1 및 제2히트 싱크(210)(220)의 온도가 상기 냉각 온도(Tc)에 도달하는 시차만큼 상기 냉각팬(300)의 동작이 지연되더라도 크게 문제가 되지 않을 것이다. 따라서, 상기 배터리(B)에 충전된 전력을 보다 효율적으로 사용하기 위하여, 상기 제1부품(171)의 동작에 의한 상기 제1히트 싱크(210)의 온도에 따라서 상기 냉각팬(300)의 동작을 위한 상기 제1스위치(410)가 온 동작하는 것이 바람직하고, 이를 위하여 상기 제2부품(172)에 비하여 그 발열 온도가 상대적으로 낮은 상기 제1부품(171)이 상기 제1히트 싱크(210)에 설치된다.

반면에, 상기 전원 차단 온도(Ts)는, 실질적으로 상기 제1 및 제2부품(171)(172)의 손상을 초래하는 온도이므로, 상대적으로 안전 온도가 낮은 상기 제2부품(172)의 온도와 동일 또는 유사한 상기 제2히트 싱크(220)의 온도에 따라서 상기 배터리 용접기(1)를 구성하는 부품으로 공급되는 전원을 차단하는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 본 실시예에서는, 상기 제1부품(171)에 비하여 상대적으로 안전 온도가 낮은 상기 제2부품(172)이 상기 제2히트 싱크(220)에 설치되고, 상기 제2스위치(420)가 상기 제2히트 싱크(220)의 온도에 따라서 상기 배터리 용접기(1)를 구성하는 부품으로 공급되는 전원을 차단하기 위하여 온 동작한다.

본 실시예에서는, 상기 케이싱(100)에 자성 물질 제거부(500)가 설치된다. 상기 자성 물질 제거부(500)는, 상기 냉각팬(300)에 의하여 상기 케이싱(100)의 내부로 유입되는 공기 중의 자성 물질을 제거하는 역할을 한다. 상기 자성 물질 제거부(500)는, 다수개의 전자석(511), 전원 인가부(520) 및 포집 트레이(530)를 포함한다.

보다 상세하게는, 상기 전자석(511)은, 전자기장을 생성하는 것으로, 예를 들면, 상기 냉각팬(300)에 인접하는 상기 케이싱(100)의 내부에 설치되는 다수개로 구성될 수 있다. 실질적으로, 상기 전자석(511)에서 전자기장이 생성되면, 자성 물질이 상기 전자석(511)의 표면에 전자기적 인력에 의하여 부착되어 제거된다.

도 2에는, 상기 전자석(511)이, 상기 베이스 플레이트(140) 및 구획 프레이트(160) 사이를 연결하는 2개의 수직 부재(511A) 및 상기 수직 부재(511A)를 상호 연결하는 수평 부재(511B)에 의하여 고정되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다. 다만, 상기 전자석(511)은, 자성 물질을 외부로 배출하기 위하여 상기 배출 개구(141)의 직상방에 위치된다.

다음으로, 상기 전원 인가부(520)는, 상기 배터리(B)로부터 공급되는 전력을 상기 전자석(511)에 인가한다. 특히, 본 실시예에서는, 상기 전원 인가부(520)는, 상기 냉각팬(300)의 동작이 종료된 후 기설정된 시간 동안 상기 배터리(B)로부터 공급되는 전력을 상기 전자석(511)에 인가한다. 이는, 상기 냉각팬(300)의 동작이 정지되더라도 관성에 의한 회전 등을 고려하여 상기 케이싱(100)의 내부로 계속적으로 유입될 수 있는 공기 중의 자성 물질을 제거하기 위함이다. 따라서, 실질적으로, 상기 자성 물질 제거부(500)는, 상기 냉각팬(300)과 동시에 동작되고, 상기 냉각팬(300)의 동작이 종료된 후 기설정된 시간이 경과하면 그 동작이 종료될 것이다.

또한, 상기 전원 인가부(520)는, 상기 냉각팬(300)의 회전수에 비례하여 상기 전자석(511)에 인가되는 전류를 증가시킨다. 이는, 상기 냉각팬(300)의 회전수에 따른 자성 물질의 운동 에너지의 가변을 고려한 것이다. 즉, 상기 냉각팬(300)의 회전수가 증가하면, 상기 케이싱(100)의 내부로 흡입되는 공기의 유속, 즉 자성 물질의 속도가 증가할 것이고, 이는 동일한 질량의 자성 물질이 갖는 운동 에너지의 증가를 의미한다. 그런데, 자성 물질의 운동 에너지가 증가되면, 이에 비례하여 상기 전자석(511) 및 자성 물질 사이의 전자기적 인력, 즉, 상기 전자석(511)이 생성하는 전자기장의 크기가 증가하여야 하므로, 본 실시예에서는, 상기 냉각팬(300)의 회전수에 비례하여 상기 전원 인가부(520)가 상기 전자석(511)에 인가되는 전류를 증가시킨다.

상기 포집 트레이(530)는, 상기 전자석(511)으로부터 분리되는 자성 물질이 포집되는 곳이다. 실질적으로는, 상기 전원 인가부(520)에 의하여 상기 전자석(511)에 인가되는 전원이 차단되면, 상기 전자석(511)으로부터 분리되는 자성 물질이 상기 포집 트레이(530)의 내부에 포집될 것이다. 이를 위하여 상기 포집 트레이(530)는, 상기 배출 개구(141)의 하방에 선택적으로 위치되도록 상기 케이싱(100)에 출납 가능하게 설치될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 배터리 용접기의 제2실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 배터리 용접기를 보인 배면도이다. 본 실시예의 구성 요소 중 상술한 본 발명의 제1실시예에 의한 용접기와 동일한 구성 요소에 대해서는 도 1 내지 도 3의 도면 부호를 원용하고, 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 배터리 용접기(2)에서는, 전자석(512)이 냉각팬(300)을 둘러싸도록 배치된다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 케이싱(100)의 형상 등의 과도한 변경없이 상기 전자석(512)을 설치할 수 있게 됨과 동시에, 상기 전자석(512)에 부착된 자성 물질이 상기 케이싱(100)의 내부로 유입되는 현상도 보다 방지될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 배터리 용접기의 제3실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 의한 배터리 용접기를 보인 배면도이다. 본 실시예의 구성 요소 중 상술한 본 발명의 제1실시예에 의한 용접기와 동일한 구성 요소에 대해서는 도 1 내지 도 3의 도면 부호를 원용하고, 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 배터리 용접기(3)에서는, 전자석(513)이 그릴 형상으로 형성되고, 상기 냉각팬(300)에 의하여 케이싱(100)의 내부로 유입되는 공기의 유로 상에서 상기 냉각팬(300)에 대하여 상대적으로 상류에 배치된다. 이와 같은 본 실시예에 의하면, 상기 전자석(513)이 상기 냉각팬(300)의 보호를 위한 그릴을 대체할 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 배터리 용접기의 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 배터리 용접기의 제어 방법을 보인 플로우차트이다.

도 6을 참조하면, 먼저, 작업자가 상기 컨트롤 패널(113)을 통하여 입력한 신호에 따라서 상기 배터리 용접기(1)가 동작하면, 상기 배터리 용접기(1)를 구성하는 부품의 발열, 특히, 상기 제1부품(171)의 발열에 의하여 상기 제1히트 싱크(210)의 온도가 증가될 것이다. 그리고 상기 제1부품(171)의 계속적인 동작에 의하여 증가되는 상기 제1히트 싱크(210)의 온도가 상기 냉각 온도(Tc)에 도달하면, 상기 제1스위치(410)가 온 동작되고, 이에 의하여 상기 냉각팬(300)이 동작하는 상기 냉각 단계(S110)가 수행된다. 따라서, 상기 냉각 단계(S110)에서는, 상기 배터리 용접기(1)를 구성하는 부품, 특히, 상기 제1 및 제2히트 싱크(210)(220)와 그들에 고정된 상기 제1 및 제2부품(171)(172)에 대한 냉각이 이루어진다.

다음으로, 상기 냉각팬(300)의 동작에 의한 냉각에도 불구하고, 상기 배터리 용접기(1)의 계속적인 사용에 의하여 상기 제1 및 제2히트 싱크(210)(220)의 온도, 특히, 상기 제2히트 싱크(220)의 온도가 계속 증가하여 상기 전원 차단 온도(Ts)에 도달하는 경우가 발생할 수 있다. 이와 같이, 상기 제2히트 싱크(220)의 온도가 상기 전원 차단 온도(Ts)에 도달하면, 상기 제2스위치(420)가 온 동작되고, 이에 의하여 상기 배터리(B)로부터 상기 배터리 용접기(1)에 인가되는 전원이 차단되는 상기 전원 차단 단계(S120)가 수행된다. 따라서, 상기 전원 차단 단계(S120)에서는, 과열에 의한 상기 배터리 용접기(1)를 구성하는 부품의 손상이 방지될 수 있다.

이와 같이 본 실시예에서는, 상기 배터리 용접기(1)의 동작과 동시에 상기 냉각 단계(S110)가 수행, 즉 상기 냉각팬(300)이 동작하는 것이 아니라, 상기 배터리 용접기(1)의 동작에 의하여 이를 구성하는 부품이 발열하여 그 온도가 소정의 온도에 도달하여 실질적인 냉각이 필요하게 되면, 상기 냉각팬(300)이 동작한다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 한정된 전원인 상기 배터리(B)에 충전된 전력을 보다 효율적으로 사용할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에서는, 상기 배터리 용접기(1)를 구성하는 부품의 온도를 감지하는 온도 센서를 사용하지 않고, 그 온도에 따라서 온 동작하는 상기 제1 및 제2스위치(410)(420)에 의하여 상기 냉각팬(300)이 동작하는 상기 냉각 단계(S110) 및 상기 배터리 용접기(1)를 구성하는 부품으로의 전원이 차단되는 상기 전원 차단 단계(S120)가 수행된다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 보다 간단한 구성으로 상기 배터리 용접기(1)의 냉각이 이루어짐과 동시에, 이에 따른 오동작의 우려도 감소될 수 있다.

추가적으로, 본 실시예에서는, 상기 냉각 단계(S110)는, 상대적으로 낮은 발열 온도인 상기 제1부품(171)에 따라서 수행되고, 상기 전원 차단 단계(S120)는 상대적으로 낮은 안전 온도인 상기 제2부품(172)에 따라서 수행된다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는, 상기 배터리(B)에 충전된 전력의 효율적인 사용뿐만 아니라, 상기 배터리 용접기(1)를 구성하는 부품의 손상도 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 냉각 단계(S110)에서 상기 냉각팬(300)이 동작하면, 상기 흡기 그릴(121)을 통하여 상기 케이싱(100)의 내부로 흡입되어 상기 배기 그릴을 통하여 상기 케이싱(100)의 외부로 배출되는 공기의 유동이 이루어진다. 그리고 이와 같이 유동하는 공기에 의하여 상기 배터리 용접기(1)를 구성하는 부품에 대한 냉각이 이루어진다. 본 실시예에서는, 상기 제1 및 제2스위치(410)(420)의 위치를 상기 냉각팬(300)의 동작에 의한 공기의 유동 경로로부터 이격됨으로써, 상기 제1 및 제2스위치(410)(420)가 상기 냉각 온도(Tc) 및 전원 차단 온도(Ts) 미만의 온도에서 온 동작하는 현상을 최소화할 수 있게 된다.

그리고 상기 냉각 단계(S110)에서 상기 냉각팬(300)이 동작하면, 상기 케이싱(100)의 내부로 흡입되는 공기 중에 포함된 자성 물질을 제거하기 위하여 상기 자성 물질 제거 단계(S210)가 수행된다. 상기 자성 물질 제거 단계(S210)에서는, 상기 전원 인가부(520)가 상기 배터리(B)로부터 공급되는 전력을 상기 전자석(511)에 인가한다. 따라서, 상기 케이싱(100)의 내부로 흡입되는 공기 중의 자성 물질이 상기 전자석(511)에 의하여 생성되는 전자기장에 의하여 상기 전자석(511)의 표면에 전자기적 인력에 의하여 부착되어 제거된다.

특히, 본 실시예에서는, 상기 자성 물질 제거 단계(S210)가, 상기 냉각 단계(S110)와 동시에 개시되고, 상기 냉각 단계(S110)가 종료되면 기설정된 시간이 경과한 후 종료된다. 따라서, 상기 냉각 단계(S110)가 종료되더라도 관성에 의한 상기 냉각팬(300)의 계속적인 회전 등에 의하여 상기 케이싱(100)의 내부로 일정시간 유입되는 공기 중의 자성 물질도 제거될 수 있다.

또한, 상기 자성 물질 제거 단계(S210)에서, 상기 냉각팬(300)의 회전수에 비례하여 상기 전자석(511)에 의하여 생성되는 전자기장의 크기가 증가되도록 상기 전원 인가부(520)에 의하여 상기 전자석(511)에 인가되는 전류가 증가된다. 여기서, 상기 냉각팬(300)의 회전수는, 상기 회전수 검출 센서(330)에 의하여 검출된 상기 냉각팬(300)의 회전수 또는 기설정된 상기 냉각팬(300)의 회전수로 이해될 수 있을 것이다.

다음으로, 상기 자성 물질 배출 단계(S220)에서는, 자성 물질이 상기 전자석(511)으로부터 분리 및 낙하하여 포집 트레이(530)에 포집된다. 이를 위하여, 상기 자성 물질 배출 단계(S220)에서는, 상기 전원 인가부(520)에 의하여 상기 전자석(511)에 인가되는 전원이 차단됨으로써, 상기 전자석(511)의 표면에 전자기적 인력에 의하여 부착된 자성 물질이 그 자중에 의하여 분리 및 낙하하여 상기 포집 트레이(530)에 포집된다. 그리고, 이와 같이 자성 물질이 포집된 상기 포집 트레이(530)를 상기 케이싱(100)으로부터 분리하여 이에 포집된 자성 물질을 종국적으로 배출할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

100: 케이싱 210, 220: 히트 싱크
211 221: 부품 300: 냉각팬
410, 420, 430: 스위치 500: 자성 물질 제거부
511, 512, 513: 전자석 520: 전원 인가부
530: 포집 트레이

Claims

외관을 정의하는 케이싱(100);
상기 케이싱(100)의 내부에 설치되는 다수개의 부품의 냉각을 위하여 상기 케이싱(100)의 내외부로 입출되는 공기를 유동시키는 냉각팬(300);
상기 냉각팬(300)에 의하여 상기 케이싱(100)의 내부로 유입되는 공기 중의 자성 물질을 제거하는 자성 물질 제거부(500); 및
상기 냉각팬(300) 및 자성 물질 제거부(500)의 동작을 위한 전원을 공급하는 배터리(B); 를 포함하고,
상기 자성 물질 제거부(500)는,
전자기장을 생성하는 적어도 1개의 전자석(511)(512)(513); 및
상기 배터리(B)로부터 공급되는 전력을 상기 전자석(511)(512)(513)에 인가하되, 상기 냉각팬(300)의 회전수에 비례하여 상기 전자석(511)(512)(513)에 인가되는 전류를 증가시키는 전원 인가부(520); 를 포함하는 배터리 용접기.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 전자석(512)은, 상기 냉각팬(300)을 둘러싸도록 배치되는 배터리 용접기.
제 1 항에 있어서,
상기 전자석(513)은, 그릴 형상으로 형성되고, 상기 냉각팬(300)에 의하여 상기 케이싱(100)의 내부로 유입되는 공기의 유로 상에서 상기 냉각팬(300)에 대하여 상대적으로 상류에 배치되는 배터리 용접기.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 전원 인가부(520)는, 상기 냉각팬(300)의 동작이 종료된 후 기설정된 시간 동안 상기 배터리(B)로부터 공급되는 전력을 상기 전자석(511)(512)(513)에 인가하는 배터리 용접기.
제 1 항에 있어서,
상기 자성 물질 제거부(500)는, 상기 전원 인가부(520)에 의하여 상기 전자석(511)(512)(513)에 인가되는 전원이 차단되면, 상기 전자석(511)(512)(513)으로부터 분리되는 자성 물질이 포집되는 포집 트레이(530)를 더 포함하는 배터리 용접기.
제 1 항에 있어서,
상기 케이싱(100)의 내부에 설치되는 제1부품(171)의 냉각을 위한 제1히트 싱크(210);
상기 케이싱(100)의 내부에 설치되는 제2부품(172)의 냉각을 위한 제2히트 싱크(220);
상기 제1히트 싱크(210)에 설치되고, 상기 제1히트 싱크(210)의 온도가 기설정된 냉각 온도(Tc)에 도달하면 온 동작하는 제1스위치(410); 및
상기 제2히트 싱크(220)에 설치되고, 상기 제2히트 싱크(220)의 온도가 상기 냉각 온도(Tc) 초과의 온도로 기설정된 전원 차단 온도(Ts)에 도달하면 온 동작하는 제2스위치(420); 를 더 포함하고,
상기 제1스위치(410)가 온 동작되면, 상기 냉각팬(300)이 동작하고,
상기 제2스위치(420)가 온 동작되면, 상기 제1 및 제2부품(171)(172)에 인가되는 전원이 차단되는 배터리 용접기.
제 8 항에 있어서,
상기 제1부품(171)의 발열 온도는, 상기 제2부품(172)에 비하여 상대적으로 낮고,
상기 제2부품(172)의 안전 온도는, 상기 제1부품(171)에 비하여 상대적으로 낮은 배터리 용접기.
제 1 항의 배터리 용접기(1)의 제어 방법에 있어서:
상기 냉각팬(300)이, 상기 케이싱(100)의 내부로의 공기의 흡입을 위하여 동작하는 냉각 단계(S110); 및
상기 냉각팬(300)의 동작과 동시에 전원 인가부(520)가 상기 배터리(B)로부터 공급되는 전력을 적어도 1개의 전자석(511)에 인가하면 생성되는 전자기장에 의하여 자성 물질이 상기 전자석(511)(512)(513)의 표면에 전자기적 인력에 의하여 부착되어 제거되는 자성 물질 제거 단계(S210); 를 포함하고,
상기 자성 물질 제거 단계(S210)에서,
상기 냉각팬(300)의 회전수에 비례하여 상기 전자석(511)(512)(513)에 의하여 생성되는 전자기장의 크기가 증가되도록 상기 전원 인가부(520)에 의하여 상기 전자석(511)(512)(513)에 인가되는 전류가 증가되는 배터리 용접기의 제어 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 자성 물질 제거 단계(S210)는, 상기 냉각 단계(S110)와 동시에 개시되고, 상기 냉각 단계(S110)가 종료되면 기설정된 시간이 경과한 후 종료되는 배터리 용접기의 제어 방법.
삭제
제 10 항에 있어서,
상기 전원 인가부(520)에 의하여 상기 전자석(511)(512)(513)에 인가되는 전원이 차단되어 상기 전자석(511)(512)(513)의 표면에 전자기적 인력에 의하여 부착된 자성 물질이 그 자중에 의하여 상기 전자석(511)(512)(513)으로부터 분리 및 낙하하여 포집 트레이(530)에 포집되는 자성 물질 배출 단계(S220)를 더 포함하는 배터리 용접기의 제어 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 냉각 단계(S110)에서,
상기 냉각팬(300)은, 제1부품(171)이 고정되는 제1히트 싱크(210)의 온도가 기설정된 냉각 온도(Tc)에 도달하여 제1스위치(410)가 온 동작하면 동작하는 배터리 용접기의 제어 방법.
제 14 항에 있어서,
제2부품(172)이 고정되는 제2히트 싱크(220)의 온도가 상기 냉각 온도(Tc) 초과의 온도로 기설정된 전원 차단 온도(Ts)에 도달하면, 상기 배터리(B)로부터 인가되는 전원이 차단되는 전원 차단 단계(S120)를 더 포함하는 배터리 용접기의 제어 방법.