KR20090056069A - 융착 방지를 위해 회전 가능한 전극을 구비한 용접장치 - Google Patents

융착 방지를 위해 회전 가능한 전극을 구비한 용접장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 제 1 작업물과 제 2 작업물을 용접하기 위한 용접장치는 본체; 상기 본체의 상부에 장착되는 가압력 조절부; 상기 본체의 하부에 장착되는 연장부; 상기 연장부의 단부에 장착되는 홀더(holder); 및 상기 홀더에 회전 가능하게 장착되는 용접전극을 포함하고, 상기 용접전극은 용접이 완료된 후 상기 제 1 작업물 상에서 회전하면서 상승하는 것을 특징으로 한다.
작업물, 용접장치

Description

융착 방지를 위해 회전 가능한 전극을 구비한 용접장치{A Welding Apparatus Having Rotatable Electrode for Preventing Fusion}
본 발명은 용접장치에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 작업물의 용접시 융착을 방지하기 위해 회전 가능한 전극을 구비한 용접장치에 관한 것이다.
일반적으로 노트북 컴퓨터는 휴대가 가능하고, 이를 위해 노트북 컴퓨터에 사용되는 배터리는 대용량이 요구된다. 통상적으로 노트북 컴퓨터에 사용되는 대용량 배터리는 복수 쌍의 원통형 전지 또는 배터리(이하 '배터리'라 합니다)의 양면을 용접하여 사용한다.
도 1a는 종래 기술에서 양면이 연결된 복수 쌍의 배터리가 케이스 내에 내장된 상태를 도시한 도면이다.
도 1a를 참조하면, 노트북 컴퓨터에 사용되는 대용량 배터리 구조(100)는 4개의 원통형 리튬 이온 2차 배터리(102,104,106,108)가 2개씩 병렬로 연결된 제 1 배터리 쌍(102,104) 및 제 2 배터리 쌍(106,108)으로 이루어진다. 제 1 배터리 쌍(102,104) 및 제 2 배터리 쌍(106,108)은 서로 병렬로 연결되어 대용량 배터리 구조(100)의 케이스(110) 내에 내장된다. 케이스(110) 외측 일부에 외부 단 자(terminal: 120)가 제공되어, 제 1 배터리 쌍(102,104) 및 제 2 배터리 쌍(106,108)은 외부 단자(120)를 통해 노트북에 전기 에너지를 공급한다. 도 1a에서는 4개의 제 1 배터리 쌍(102,104) 및 제 2 배터리 쌍(106,108)을 도시하고 있지만, 이는 예시적인 것으로, 당업자라면 임의의 제 3 배터리 쌍 및 제 4 배터리 쌍, 또는 그 이상의 배터리 쌍이 병렬로 추가적으로 연결되어 사용될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 종래 기술에 따른 복수 쌍의 배터리의 양면을 용접하는 방법을 예시적으로 도시한 도면이고, 도 1c는 도 1b에 도시된 종래 기술에 따른 복수 쌍의 배터리의 양면을 용접하는데 사용되는 용접장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1b 및 도 1c를 참조하면, 제 1 배터리 쌍(102,104)은 먼저 제 1 니켈 탭(Ni tap: 103)을 이용하여 용접장치(140)에 의해 제 1 배터리 쌍(102,104)의 각각의 양극을 스테이지 또는 지그(jig)(150)(이하 '스테이지'라 합니다) 상에서 용접한다. 그 후, 제 1 배터리 쌍(102,104)의 각각의 음극을 제 2 니켈 탭(105)을 이용하여 용접장치(140)에 의해 용접한다. 여기서, 음극끼리의 용접을 먼저 행하고, 그 후 양극끼리의 용접을 행할 수도 있다. 그 후, 제 2 배터리 쌍(106,108)에 대해서도 제 3 니켈 탭(107)을 이용하여 용접장치에 의해 제 2 배터리 쌍(106,108)의 각각의 양극을 용접한다. 그 후, 제 2 배터리 쌍(106,108)의 각각의 음극을 제 4 니켈 탭(109)을 이용하여 용접장치에 의해 용접한다. 참조부호 152는 스테이지(150) 상에 제공되는 수직 몸체(body)이다. 또한, 도 1c에 도시된 용접장치(140) 는 예를 들어 통상적인 마이크로 저항 용접장치로 구현될 수 있으며, 용접장치(140)의 동작은 콘트롤러(160)에 의해 제어된다.
대안적인 실시예에서는, 제 1 배터리 쌍(102,104)의 각각의 음극을 제 2 니켈 탭(105)을 이용하여 용접장치(140)로 용접하고, 제 2 배터리 쌍(106,108)의 각각의 음극을 제 4 니켈 탭(109)을 이용하여 용접장치(140)로 용접한다. 그 후, 제 1 배터리 쌍(102,104)과 제 2 배터리 쌍(106,108)이 서로 접하도록 스테이지(150) 상에서 수직방향으로 배치시킨 후 제 1 배터리 쌍(102,104)의 각각의 양극과 제 2 배터리 쌍(106,108)의 각각의 양극을 제 1 니켈 탭(103)을 이용하여 용접장치(140)로 용접한다. 이 경우, 제 1 배터리 쌍(102,104)은 제 1 니켈 탭(103)을 기준으로 시계방향으로 회전시키고, 제 2 배터리 쌍(106,108)은 제 1 니켈 탭(103)을 기준으로 반시계방향으로 회전시켜, 도 1a에 도시된 상태로 제 1 배터리 쌍(102,104)과 제 2 배터리 쌍(106,108)을 케이스(110) 내로 내장한다. 여기서, 제 1 내지 제 4 니켈 탭(103,105,107,109)은 설명의 편의상 별개의 니켈 탭으로 기술하고 있지만, 실질적으로 동일한 니켈 탭이다.
도 1d는 도 1c에 도시된 종래 기술에 따른 용접장치를 사용하여 용접을 행하는 경우의 문제점을 개략적으로 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 1d를 참조하면, 종래 기술에 따른 용접장치(140)의 용접전극(142)을 제 1 작업물(work-piece)(110)(예를 들어, 도 1a 및 도 1b에 도시된 제 1 니켈탭(103) 및 제 2 니켈 탭(105)) 상으로 하강시켜 용접을 행하는 경우, 용접전극(142)과 제 1 작업물(110) 간에 융착 현상이 발생한다. 이러한 융착 현상으로 인해, 제 1 작업 물(110)과 제 2 작업물(120)(예를 들어, 도 1a 및 도 1b에 도시된 제 1 배터리 쌍(102,104))이 용접재료(130)(예를 들어, 니켈, 동, 스틸, 텅스텐 등 저항으로 융착될 수 있는 금속)에 의해 견고하게 용접되지 못하거나 또는 심한 경우 용접 부분이 떨어지는 등의 용접 불량이 발생한다. 그 결과, 최종 제품(예를 들어, 도 1a 및 도 1b에 도시된 제 1 니켈 탭(103) 및 제 2 니켈 탭(105)이 용접된 제 1 배터리 쌍(102,104))의 품질이 저하되거나 또는 고장의 원인이 될 수 있다.
또한, 도 1e는 도 1c에 도시된 종래 기술에 따른 용접장치를 사용하여 용접을 행하는 경우의 또 다른 문제점을 개략적으로 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 1e를 참조하면, 종래 기술에 따른 용접장치(140)의 용접전극(142)을 제 1 작업물(110) 상으로 하강 및 상승시키면서 지속적으로 용접을 행하는 경우, 용접전극(142)과 제 1 작업물(110) 간의 반복적인 접촉으로 인하여 미세한 이물질(foreign matters)이 발생한다. 이러한 이물질은 용접전극(142)의 표면에 달라붙어, 후속 용접시에 용접재료(130)를 균일하게 가열하거나 가압하는 것이 어렵다는 문제를 발생시킨다.
그 결과, 상술한 바와 같은 제 1 작업물(110)과 제 2 작업물(120) 간의 용접 불량이 발생하고, 이러한 이물질에 따른 용접 불량은 도 1d에 도시된 융착 현상이 수반되는 경우 더욱 더 심하게 발생한다. 그 결과, 최종 제품(예를 들어, 도 1a 및 도 1b에 도시된 제 1 니켈 탭(103) 및 제 2 니켈 탭(105)이 용접된 제 1 배터리 쌍(102,104))의 품질이 저하되거나 또는 고장의 원인이 될 수 있다. 아울러, 용접전극(142)의 표면에 달라붙은 이물질은 통상적인 세정 방법으로 제거하는 것이 매 우 어렵다는 문제가 존재한다.
본 발명은 종래 기술의 용접장치에 사용되는 용접전극을 회전가능하여 용접시 용접전극과 작업물 간의 융착을 방지함으로써 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명의 제 1 특징은 제 1 작업물과 제 2 작업물을 용접하기 위한 용접장치는 본체; 상기 본체의 상부에 장착되는 가압력 조절부; 상기 본체의 하부에 장착되는 연장부; 상기 연장부의 단부에 장착되는 홀더(holder); 및 상기 홀더에 회전 가능하게 장착되는 용접전극을 포함하고, 상기 용접전극은 용접이 완료된 후 상기 제 1 작업물 상에서 회전하면서 상승하는 용접장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 2 특징은 제 1 작업물과 제 2 작업물을 용접하기 위한 용접장치에 있어서, 본체; 상기 본체의 상부에 장착되는 제 1 가압력 조절부 및 제 2 가압력 조절부; 상기 본체의 하부에 장착되는 제 1 연장부 및 제 2 연장부; 상기 제 1 연장부의 단부에 장착되는 제 1 홀더; 상기 제 2 연장부의 단부에 장착되는 제 2 홀더; 상기 제 1 홀더에 회전 가능하게 장착되는 제 1 용접전극; 및 상기 제 2 홀더에 회전 가능하게 장착되는 제 2 용접전극을 포함하고, 상기 제 1 용접전극 및 상기 제 2 용접전극은 동시에 용접을 수행하고, 상기 제 1 용접전극 및 상기 제 2 용접전극은 용접이 완료된 후 상기 제 1 작업물 상에서 회전하면서 상승하는 용접장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.
본 발명의 용접장치를 사용하면 다음과 같은 장점이 달성된다.
1. 용접전극과 제 1 작업물 간의 융착 현상이 현저하게 줄어들어 제 1 작업물과 제 2 작업물 간의 견고한 용접이 가능해진다.
2. 그 결과, 최종 제품의 품질이 향상되어 고장 가능성이 현저히 줄어든다.
3. 용접전극과 제 1 작업물 간의 반복적인 접촉에 의해 발생하는 미세한 이물질이 용접전극의 표면에 달라붙지 않아, 용접재료의 균일 가열 또는 균일 가압이 용이하다.
4. 용접전극의 표면에 이물질이 달라붙지 않으므로 용접전극을 세정할 필요가 없다.
이하에서 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치를 사용하여 용접하는 경우를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치(240)(도 2b 참조)의 용접전극(242)은 용접을 위해 제 1 작업물(210) 상으로 하강된다. 그 후, 용접 전극(242)이 제 1 작업물(210) 상에서 용접 동작을 종료하면, 용접전극(242)이 회전하면서 제 1 작업물(210) 상에서 상승한다. 이러한 용접전극(242)을 회전시키면 용접전극(242)과 제 1 작업물(210) 간에 발생하는 전단력(剪斷力: shear force)에 의해 용접전극(242)이 제 1 작업물(210)로부터 용이하게 분리되어 탈착될 수 있다. 또한, 용접전극(242)의 회전 동작으로 인하여 용접전극(242)과 제 1 작업물(210) 간의 지속적인 접촉으로 인하여 발생하는 이물질이 용접전극(242)에 달라붙지 않는다.
여기서, 용접전극(242)의 회전각도는 제 1 작업물(210)의 재질에 따라 상이하게 조절될 수 있다. 예를 들어, 제 1 작업물(210)의 재질이 높은 경도(hardness) 값을 갖는 경우에는 용접전극(242)의 회전각도를 크게 하고, 제 1 작업물(210)의 재질이 낮은 경도값을 갖는 경우에는 용접전극(242)의 회전각도를 작게 하는 것이 바람직하다.
도 2b는 도 2a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치를 구체적으로 도시한 도면이다.
도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치(240)는 본체(248); 상기 본체(248)의 상부에 장착되는 가압력 조절부(249); 상기 본체(248)의 하부에 장착되는 연장부(246); 상기 연장부(246)의 단부에 장착되는 홀더(holder)(244); 및 상기 홀더(244)에 회전 가능하게 장착되는 용접전극(242)으로 구성된다. 이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치(240)가 도 2a에 도시된 제 1 작업물(210) 상에서 용접 동작을 완료한 후, 용접전극(242)의 회전 동작은 예를 들어 도 1c에 도시된 콘트롤러(160)에 의해 제어된다.
도 2c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용접장치를 구체적으로 도시한 도면이다.
도 2c를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용접장치(240)는 본체(248); 상기 본체(248)의 상부에 장착되는 제 1 가압력 조절부(249a) 및 제 2 가압력 조절부(249b); 상기 본체(248)의 하부에 장착되는 제 1 연장부(246a) 및 제 2 연장부(246b); 상기 제 1 연장부(246a)의 단부에 장착되는 제 1 홀더(244a); 상기 제 2 연장부(246b)의 단부에 장착되는 제 2 홀더(244b); 상기 제 1 홀더(244a)에 회전 가능하게 장착되는 제 1 용접전극(242a); 및 상기 제 2 홀더(244b)에 회전 가능하게 장착되는 제 2 용접전극(242b)으로 구성된다. 이러한 구성을 갖는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용접장치(240)는 제 1 용접전극(242a) 및 제 2 용접전극(242b)이 도 2a에 도시된 제 1 작업물(210) 상에서 동시에 용접 동작을 행할 수 있다. 이 경우, 용접장치(240)가 용접 동작을 완료한 후, 제 1 용접전극(242a) 및 제 2 용접전극(242b)의 회전 동작은 각각 예를 들어 도 1c에 도시된 콘트롤러(160)에 의해 제어된다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용접장치(240)와 같이 제 1 용접전극(242a) 및 제 2 용접전극(242b)을 구비하면, 예를 들어 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 제 1 작업물(210)에 대응하는 제 1 니켈 탭(103)을 제 2 작업물(220)에 대응하는 제 1 배터리 쌍(102,104)에 동시에 용접하는 것이 가능하다. 또한, 제 1 용접전극(242a) 및 제 2 용접전극(242b)은 어느 하나가 양극 전극이고 다른 하나는 음극 전극이다. 또한, 제 1 용접전극(242a) 및 제 2 용접전극(242b)이 인가되는 전류의 방향을 변환하여 제 1 용접전극(242a) 및 제 2 용접전극(242b)의 전극의 극성이 서로 변환될 수도 있다.
한편, 도 2c에서는 제 1 홀더(244a)와 제 2 홀더(244b); 및 제 1 용접전극(242a)와 제 2 용접전극(242b)이 각각 서로에 대해 마주보는 방향(즉, 대향 방향)으로 제공되는 것으로 예시적으로 도시되어 있지만, 당업자라면 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용접장치(240)에 사용되는 제 1 홀더(244a)와 제 2 홀더(244b); 및 제 1 용접전극(242a)과 제 2 용접전극(242b)이 각각 서로 동일한 방향(예를 들어, 도 2c에서 제 1 홀더(244a)와 제 1 용접전극(242a)이 제 1 연장부(246a)를 축(axis)으로 180도 회전하거나 또는 도 2c에서 제 2 홀더(244b)와 제 2 용접전극(242b)이 제 2 연장부(246b)를 축(axis)으로 180도 회전한 상태)으로 제공되는 것도 가능하다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다.
상술한 본 발명의 실시예들은 예를 들어 노트북용 복수 쌍의 배터리의 양면 용접에 적용될 수 있는 것으로 기술하고 있지만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 범위가 배터리의 용접에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 범위는 임의의 제 1 작업물(210)과 제 2 작업물(220)을 용접하는 용접장치에 적용될 수 있다.
다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.
도 1a는 종래 기술에서 양면이 연결된 복수 쌍의 배터리가 케이스 내에 내장된 상태를 도시한 도면이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 종래 기술에 따른 복수 쌍의 배터리의 양면을 용접하는 방법을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 1c는 도 1b에 도시된 종래 기술에 따른 복수 쌍의 배터리의 양면을 용접하는데 사용되는 용접장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1d는 도 1c에 도시된 종래 기술에 따른 용접장치를 사용하여 용접을 행하는 경우의 문제점을 개략적으로 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 1e는 도 1c에 도시된 종래 기술에 따른 용접장치를 사용하여 용접을 행하는 경우의 또 다른 문제점을 개략적으로 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치를 사용하여 용접하는 경우를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치를 구체적으로 도시한 도면이다.
도 2c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용접장치를 구체적으로 도시한 도면이다.

Claims (13)

  1. 제 1 작업물과 제 2 작업물을 용접하기 위한 용접장치에 있어서,
    본체;
    상기 본체의 상부에 장착되는 가압력 조절부;
    상기 본체의 하부에 장착되는 연장부;
    상기 연장부의 단부에 장착되는 홀더(holder); 및
    상기 홀더에 회전 가능하게 장착되는 용접전극
    을 포함하고,
    상기 용접전극은 용접이 완료된 후 상기 제 1 작업물 상에서 회전하면서 상승하는
    용접장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 용접전극의 회전각도가 상기 제 1 작업물의 재질에 따라 상이하게 조절될 수 있는 용접장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 작업물이 높은 경도(hardness) 값을 갖는 재질인 경우 상기 용접전극의 회전각도가 크고, 상기 제 1 작업물이 낮은 경도값을 갖는 재질인 경우 상 기 용접전극의 회전각도가 작은 용접장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용접전극의 회전이 별도로 제공되는 콘트롤러에 의해 제어되는 용접장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 작업물은 니켈 탭이고, 상기 제 2 작업물은 복수 쌍의 배터리인 용접장치.
  6. 제 1 작업물과 제 2 작업물을 용접하기 위한 용접장치에 있어서,
    본체;
    상기 본체의 상부에 장착되는 제 1 가압력 조절부 및 제 2 가압력 조절부;
    상기 본체의 하부에 장착되는 제 1 연장부 및 제 2 연장부;
    상기 제 1 연장부의 단부에 장착되는 제 1 홀더;
    상기 제 2 연장부의 단부에 장착되는 제 2 홀더;
    상기 제 1 홀더에 회전 가능하게 장착되는 제 1 용접전극; 및
    상기 제 2 홀더에 회전 가능하게 장착되는 제 2 용접전극
    을 포함하고,
    상기 제 1 용접전극 및 상기 제 2 용접전극은 동시에 용접을 수행하고,
    상기 제 1 용접전극 및 상기 제 2 용접전극은 용접이 완료된 후 상기 제 1 작업물 상에서 회전하면서 상승하는
    용접장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 용접전극 및 상기 제 2 용접전극의 회전각도가 상기 제 1 작업물의 재질에 따라 상이하게 조절될 수 있는 용접장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 작업물이 높은 경도(hardness) 값을 갖는 재질인 경우 상기 제 1 용접전극 및 상기 제 2 용접전극의 회전각도가 크고, 상기 제 1 작업물이 낮은 경도값을 갖는 재질인 경우 상기 제 1 용접전극 및 상기 제 2 용접전극의 회전각도가 작은 용접장치.
  9. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 용접전극 및 상기 제 2 용접전극의 회전이 각각 별도로 제공되는 콘트롤러에 의해 제어되는 용접장치.
  10. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 작업물은 니켈 탭이고, 상기 제 2 작업물은 복수 쌍의 배터리인 용접장치.
  11. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 용접전극 및 상기 제 2 용접전극은 동시에 양극 전극이거나 또는 동시에 음극 전극이거나 또는 제 1 용접전극 및 상기 제 2 용접전극 중 어느 하나는 양극 전극이고 다른 하나는 음극 전극인 용접장치.
  12. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 홀더와 상기 제 2 홀더, 및 상기 제 1 용접전극과 상기 제 2 용접전극은 각각 서로에 대해 마주보는 방향으로 제공되는 용접장치.
  13. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 홀더와 상기 제 2 홀더, 및 상기 제 1 용접전극과 상기 제 2 용접전극은 각각 서로 동일한 방향으로 제공되는 용접장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105772924A (zh) * 2016-05-13 2016-07-20 优尼恩电机（大连）有限公司 旋转式焊接装置

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