WO2016122244A1 - 단일체의 집중형 소형 용접기 - Google Patents

단일체의 집중형 소형 용접기 Download PDF

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WO2016122244A1
WO2016122244A1 PCT/KR2016/000988 KR2016000988W WO2016122244A1 WO 2016122244 A1 WO2016122244 A1 WO 2016122244A1 KR 2016000988 W KR2016000988 W KR 2016000988W WO 2016122244 A1 WO2016122244 A1 WO 2016122244A1
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compact
fuselage
heat sink
power
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PCT/KR2016/000988
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박응덕
이병모
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주식회사 렉스웰
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Definitions

  • the present invention relates to a portable welding device.
  • a single compact concentrated welding machine which is equipped with a welding rod holder on the front surface and centrally arranges the main parts of the system in the fuselage is made compact and free to move anywhere and anytime. It is about providing.
  • a conventional inverter welding machine converts a direct current rectified from commercial power into a plurality of electronic switches, for example, an IGBT (Insulated gate bipolar transistor), and then converts the voltage into a transformer to reduce the voltage and rectifies the inverter again. It is provided.
  • the inverter power supply device is configured to output high voltage and high current power by using a large number of electronic components and bulky and heavy transformers that convert commercial power into direct current and alternating current into a predetermined control frequency.
  • the power supply device used in the conventional electric welding machine is known to generate a large amount of heat by the electronic switch and the transformer as the commercial power is converted into a high voltage and high current, and is built with the components that do not generate heat. Due to its bulky and heavy weight, it is inconvenient to move, and it is inconvenient to perform simple welding at home or factory site.
  • the power supply device 100 includes a housing 110 including front and rear panels 101 and 102 and left and right panels 103 and 104.
  • the power supply device 100 is also provided on the main printed circuit board 105 having the commercial power supply rectified by an input side rectifier (not shown) arranged together with the semiconductor module 108 and having a system control circuit 115 at the bottom thereof. It is smoothed by the capacitor 106 mounted.
  • DC power is converted into high frequency power by an inverter (not shown) made of a semiconductor module 108 made of a switching element connected in a bridge structure and switched at a high frequency.
  • the high frequency power supply is rectified again by the output side rectifier circuit and smoothed by the smoothing reactor 111.
  • the semiconductor module 108 includes an input side rectifier, an output side rectifier, an inverter composed of switching elements, a flywheel diode, an output side rectifier circuit, and driving units. These components are heat generating components and are attached to the top surface of the heat sink 107.
  • the power supply device 100 may further include an RF device 116 installed in the voltage drop transformer 109 and the heat sink 107 and a blower fan 117 installed in the rear side of the heat sink 107 as a heat generating component. Equipped.
  • the load connected between output terminals 112 and 114 consists of a torch and a base metal.
  • the power supply cable 113 is arranged on the rear panel 102 and components consisting of non-heating elements are components mounted on a main printed circuit board.
  • Such heat generating parts and non-heating parts are separately installed on the upper and lower parts of the chassis 120 connected between the front and rear panels 101 and 102, and thus heat is applied to the top or bottom of the chassis 120.
  • the sinks 107 are configured to be fixed and arranged to be separated from each other, therefore, this power supply has the advantage of miniaturizing the system structure without the heat generated by the heat generating parts affecting the non-heat generating parts.
  • this power supply device requires a welding rod holder and a turnover cable for using a commercial power source when it is to be assembled as a welding device, and has a complicated structure for installing a part called a chassis that separates the heating part from the non-heating part.
  • a separate space for the installation of a relatively heavy voltage drop transformer and reactor, etc. was required, so there was a limit to the small size and light weight.
  • the welding device does not have a take-over cable to take over the electrode holder, and the heat sink is attached to the heat sink, it can be miniaturized and lightened without affecting the performance of the system, and a simple structure integrated with the heat generator, It can be seen that it is preferable.
  • the main object of the present invention is to provide a monolithic compact welding machine which is equipped with a welding rod holder on the front surface and centrally arranges the main parts of the system in a single unit in the fuselage part so that it can be miniaturized and freely moved and can be used anytime and anywhere. It's about doing.
  • Another object of the present invention is to support the electrode holder on the front surface and the body part consisting of a single unit of the system components are built in a concentrated arrangement and the handle part which is integrally extended horizontally or vertically from the body part to install the independent parts and /
  • the present invention provides a monolithic, compact, compact welder composed of a housing portion that allows an operator to effectively cope with and balance system loads.
  • Still another object of the present invention is to separate the system components into a heating component group and a non-heating component group, and to concentrate them so as to increase the heat dissipation effect, and to rotate to the front from the fuselage part and the fuselage part provided with a single unit mounted on the heatsink. It is to provide a monolithic, compact, compact welder with a properly connected, electrode holder on the front and system independent parts inside.
  • Single compact concentrated welding machine is a single unit intensively constructed in a single unit, the fuselage unit is installed in a single unit, the handle portion integrally coupled to the fuselage and the welding rod holders are installed on the support fixed to the fuselage Consists of,
  • Fuselage unit provided with a single unit consisting of a system operation control unit consisting of a control unit having a pulse width modulation (PWM) circuit for controlling the output power of the system and the system DC supply unit mounted and configured,
  • PWM pulse width modulation
  • a handle portion having a pedestal installed through a spring for elastically supporting the handle of the welding rod holder and a switching portion for switching on / off the operation of the small welder;
  • the high voltage transformer is installed, and is composed of a housing portion for arranging an electrically wired power input terminal and an earth wire.
  • the first printed circuit board is connected to a rectifier for rectifying commercial power, and the transistor or diode rectifier for rectifying the output of the transformer for receiving the outputs of the insulated gate bipolar transistors and the insulated gate bipolar transistor composed of inverter circuits. They are paired up in pairs on one side of the heatsink.
  • the system operation control part which is a non-heating part, is separately configured and installed in one board so that the second printed circuit board is not affected by heat.
  • the centralized compact welding machine of a single body includes a handle part integrally coupled to the body part and electrode holders installed on a support part fixed to the body part, and the body part includes a high pressure transformer and a smooth reactor. Is installed together, and the power line and earth line having a power input circuit part are connected, and a front surface thereof may be provided with a welding surface and a lamp for illuminating the end of the electrode, and the handle part may have a single capacitor installed in the housing. It is stored protruded from the unit, the lower part of the front is provided with a switching unit, the lower housing is installed in an inverted arrangement of a single unit.
  • the power line and the earth line having the power input circuit unit installed in the fuselage may be installed in the housing.
  • Chargeable and dischargeable power batteries are installed in the lower part of the housing and / or in the fuselage to arrange the batteries to balance the overall weight of the system to facilitate the operator's work.
  • the centralized compact welding machine of a single body has a front part as a fuselage part, a rear part as a housing, and a connecting part is located in the middle thereof, and a welding rod holder is fixed to the lower part of the fuselage part as a front part of the fuselage part. It is installed on the protruding support part, and smoothing condenser is arranged in the inside together with reactor and high voltage transformer, and the connection part is configured to pass the electrical wiring and it can be rotated so that the housing is bent downward to balance the weight of the whole system.
  • the housing is equipped with a single unit.
  • the present invention miniaturizes a single unit into a single unit and separates system components into a heating component group and a non-heating component group to increase heat dissipation effect, concentrate and mount components of the heating component group, and arrange the independent component group appropriately.
  • the overall versatility, as well as the design simplification and miniaturization, result in a portable, compact, compact welder.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a power supply for a welding apparatus of the prior art
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the assembled state of the centralized compact welding machine constructed in accordance with the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view schematically showing the configuration of a single unit constructed in accordance with the principles of the present invention
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an assembled state of a compact monolithic welder constructed in accordance with a second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the assembled state of the centralized compact welding machine constructed in accordance with the third embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 and 3 are perspective views schematically showing a side cross-sectional view of a single compact concentrated welding machine constructed in accordance with a first embodiment of the present invention, and a configuration of a single unit, as shown in FIGS.
  • the small welding machine 10 is composed of a single unit 20 of the intensive type and is constructed in a single intensive type structure.
  • the single unit 20 is installed on the body part 30 having the heat sink 11, the handle part 40 integrally coupled to the body part 30, and the support part 41 fixed to the body part 30. Consisting of electrode holders 70.
  • the fuselage 30 has a heat sink 11, and the heat sink 11 is provided with a centralized single unit 20 in which almost all major components of the electrical system are concentrated.
  • the single unit 20 is a heat sink 11, a power input and output circuit unit consisting of a rectifier and inverter circuits by mounting a component on a single first printed circuit board 21 installed on the lower side of the heat sink 11 ( 12) and a pulse width modulation (PWM) circuit for controlling the system DC supply and the output power of the system by mounting the components on another single second printed board 22 mounted on the top surface of the heat sink 11.
  • PWM pulse width modulation
  • It consists of a system operation control unit 13 consisting of a control unit, and as described later, the power input circuit unit 29, which is composed of a power adapter and electrically connected to the power input circuit unit 29 to turn on the operation of the system. It is configured to be connected to the switching units 14 to turn on / off.
  • the heat sink 11 is formed of a rectangular parallelepiped made of metal such as aluminum, and a plurality of heat dissipation fins 15 are formed in the air flow passages 16 to partition the central hollow in the longitudinal direction.
  • the first printed circuit board 12 is insulated from the bottom surface of the heat sink 11 via spacers so as to be installed at a predetermined distance from the bottom surface of the fixing means, that is, the bottom surface of the heat sink 11.
  • Two pairs of rectifier elements 18 on one side of the heat sink 11 rectify the output of the transformer receiving the output of the insulated gate bipolar transistor among the above components on the upper surface of the first printed circuit board 21. It is made in close contact with the state arranged on the first printed circuit board 21.
  • IGBTs 17 which are large output elements composed of inverter circuits, are also mounted in a state in which they are mounted on the first printed circuit board 21 in close contact with one side of the heat sink 11. do.
  • the large-capacity charge / discharge capacitor 19 for current stabilization is located in the interior of the handle portion 40 facing downward.
  • the second printed circuit board 22 constituted by the system operation control unit 13 is installed on the lower surface of the heat sink 11 like the first printed circuit board 21 on the lower surface thereof, and the body is fixed by the fixing members 23.
  • the position of the second printed circuit board 22 is fixed together with the heat sink 11 in a state in which a plurality of parts are mounted on the inner upper surface of the 30.
  • system operation control unit 13 which is a non-heating component, is separately installed and installed by a single board because the power input / output circuit unit 12 and the DC power source, which are composed of heat generating parts, are not affected by heat. Has an advantage.
  • the blowing fan 25 is supported and fixed in the fuselage 30 by a plurality of support screws 26 passing through the rear fuselage 30 to be positioned adjacent to the rear face of the heat sink 11.
  • the single unit 20 is a front portion which is integrally extended with the body 30 on the wiring in addition to the components of the power input and output circuit unit 12 and the system operation control unit 13 installed on the heat sink (11).
  • the smooth reactor 28 is provided in the space part of 31 as shown in the figure.
  • the high pressure transformer 51 is positioned in the lower housing 50 which is integrally constructed under the handle 40.
  • the smooth reactor 28 and the high voltage transformer 51 are high voltage transformer structures of Patent No. 10-108647 (Nov. 17, 2011) and High Voltage transformers of Patent No. 10-1392045 (April 28, 2014). Since the core disclosed in the structure fabricates a high voltage transformer 51 using a nano amorphous core rather than a material such as ferrite, it is possible to achieve various high voltage outputs without limiting the area and easily dissipating heat.
  • the single unit 20 is arranged in a relatively small space in the fuselage 30 with a small size because it effectively arranges the welding parts concentrated on the heat sink 11, and other parts, the smooth reactor 28, the condenser 19 and the high voltage transformers 51 are also distributedly arranged such that electrical wires are connected to the front part 31, the handle part 40, and the lower housing 50 that are integrally constructed with the body 30. Therefore, the system can be miniaturized since the components are concentrated and unified in such a structure.
  • the power supply input / output circuit 13 installed as a single board on the smooth reactor 28, the condenser 19, the high voltage transformer 51 and the second printed circuit board 13 may be referred to as an independent component.
  • the system power input terminal connected to the outside is coupled to the power supply line 52 extending from the housing 50 to the power input circuit unit 29 composed of an adapter.
  • the power input circuit unit 29 smoothes the fluctuations in the input power so that a uniform voltage / current is supplied.
  • the earth wire 53 is brought into contact with the base material for welding, which is not shown.
  • the centralized compact welding machine 10 is provided with a welding surface 60 on the front portion 31.
  • the upper part 71 of the welding rod holder 70 is fixed to the support part 41 (refer FIG. 4) provided in the lower part of the front part 31.
  • FIG. The electrode holder 70 has a structure in which the upper portion 71 functions as a position stator and a high voltage is applied.
  • the lower portion 72 is rotated downwardly with respect to the rotation axis 73, the handle 74 is formed as an extension extending downward from the rotation axis 73, the middle portion and the pedestal 76 of the handle portion 40
  • the support part 75 incorporating the elastic spring is placed between the and Therefore, the lower portion 72 which is elastically supported with respect to the rotation shaft 73 allows the electrode 80 to be firmly gripped with the upper portion 71.
  • Another advantage of the present invention is that a rechargeable power battery (not shown) is installed at the bottom of the housing 50, and the battery balances the overall weight of the system to facilitate the operator's work.
  • the second embodiment of the present invention applies all the components provided in the monolithic compact welding machine 10 in the first embodiment, and particularly the heat sink 11 is constructed around.
  • One unit 20 of the same configuration is provided.
  • the unitary compact welding machine 10 of the single body is the same as that used in the construction of the first embodiment. That is, the body portion 30 is composed of a handle portion 40 to be integrally coupled to the electrode holder 70 is installed on the support portion 41 fixed to the body portion 30. Detailed configuration of the electrode holder 70 is omitted because it is the same as the first embodiment.
  • the high voltage transformer 51 located at the lower side of the fuselage unit 30 is installed together with the smooth reactor 28, and the power line 29 and the earth lines 53 having the power input circuit unit 29 are provided. It is connected.
  • a welding surface 60 is installed on the front part 31 of the body part 30, and, if necessary, a lamp 81 illuminating the end of the welding rod 80 may be installed.
  • the power line 29 and the earth line 53 including the power input circuit unit 29 may be installed adjacent to the housing 50.
  • the handle part 40 is accommodated in the state in which the condenser 19 protruded from the single unit 20 installed in the housing 50 described later.
  • the lower portion of the front of the handle portion 40 is provided with a switching unit (14).
  • the lower housing 50 is provided in an inverted arrangement in which the same single unit 20 as the single unit of the first embodiment is inverted.
  • the same parts of the single unit 20 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • a chargeable and dischargeable power battery (not shown) is installed in the lower part of the housing 50 and / or in the fuselage part 30, which balances the total weight of the system. It is arranged to keep the worker's work easier.
  • the third embodiment according to the present invention has a configuration in which the handle part 40 is omitted, and the front part is made of the fuselage part 30, and the rear part is made of the housing 50. Instead of being omitted, in between them a connection 90 is described.
  • a welding rod holder 70 is fixed to the lower portion of the fuselage 30 and protrudes from the fuselage 30 in the front part 41.
  • the electrode holder 70 is a high voltage is applied to the fixed block 77, the lower portion is fixed to the support portion 41, unlike the above embodiment, the upper portion is composed of a rotating block 78 and supported by the spring 75 It is possible to hold the electrode 80.
  • a smoothing capacitor 19 is further arranged together with the reactor 28 and the high voltage transformer 51.
  • the connecting portion 90 is configured to pass through the electrical wiring and can be rotated. This mercury allows the housing 50 to bend downward to balance the weight of the overall system.
  • the single unit 20 When the single unit 20 is installed in the housing 50, the same components as the single units of the first and second embodiments except for the condenser 19 are used and have the same configuration. Detailed description of this single unit 20 is omitted.

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Abstract

단일체의 집중형 소형 용접기는 단일체의 집약형으로 축조되는 단일유니트, 단일유니트가 설치되는 동체부, 동체부에 일체로 결합되는 손잡이부와 동체부에 고정된 지지부에 설치되는 용접봉 홀더들로 구성되며, 동체부가 히트씽크, 히트씽크의 하측면에 설치되는 단일의 제 1 프린트기판상에 정류부와 인버터들로 이루어지는 전원입출력회로부, 히트씽크의 상면에 설치되는 또 다른 단일의 제2 프린트기판상에 상용 전원을 정류하는 부품들을 실장하여 구성한 시스템 직류공급부와 시스템의 출력 전원을 제어하는 펄스폭변조(PWM)회로를 구비한 제어부로 이루어진 시스템작동제어부들로 구성되는 단일유니트로 소형화하고 시스템 구성부품을 발열부품군과 비 발열부품군으로 분리하여 방열효과를 높이고 독립부품들을 적절히 배열되게 하므로, 시스템이 전체적으로 구성이 다양함은 물론 설계가 단순화되고 소형화되므로 휴대가 간편한 일체식의 소형 용접기로 이루어진다.

Description

단일체의 집중형 소형 용접기
본 발명은 휴대용 용접장치에 관한 것으로, 특히 전면에 용접봉 홀더를 일체로 구비하고 시스템의 주요부품을 동체내에 집중배열하므로 소형화하고 이동이 자유롭게 하여 언제 어디서든 사용이 가능하게 한 단일체의 집중형 소형 용접기를 제공하는 것에 관한 것이다.
종래의 인버터 용접기는 상용 전원을 정류한 직류를 다수의 전자스위치, 실예를 들면 IGBT(Insulated gate bipolar transistor)에 의하여 교류로 변환한 후, 변압기로 전압을 감압하고 다시 정류하여 직류를 얻는 인버터 전원장치를 구비한다. 인버터 전원장치는 상용 전원을 직류로 변환하고 소정의 제어주파수의 교류로 변환하는 상당수의 전자부품들과 부피가 크고 무거운 변압기를 이용하여 고전압·고전류 전원을 출력하도록 하는 구성으로 된다.
이와 같이 종래의 전기 용접기에서 사용되는 전원공급장치는 상용 전원을 고전압 고전류로 변환하는데 따라 전자 스위치 및 변압기가 대량의 열을 발생시키는 것으로 알려져 있고 열을 발생시키지 않는 부품과 함께 내장돠는 구성으로 되므로 부피가 크고 무게가 무거워 이동하기 불편하고 가정이나 공장의 현장에서 간단한 용접을 하기가 불편하였다.
이러한 종래 전기 아크 용접기의 불편한 점을 없애기 위해 내부 부품의 모듈화를 꾀하여 조립성을 향상시키고 내부 실장 공간의 최적화로 전체 사이즈를 대폭적으로 줄여서 소형 경량화 한 아크 용접기용 전원장치가 미국특허 제5,831,240호(1998.11.3)에 개시되어 있다.
도 1에 도시와 같이, 전원공급장치(100)는 전후면판넬(101),(102)과 좌우측판넬(103), (104)로 이루어지는 하우징(110)을 구비한다. 이 전원장치(100) 또한 상용 전원을 반도체모듈(108)과 함께 배열한 입력측 정류기(도시않됨)에 의하여 정류되게 하고 하부에 시스템 제어회로(115)를 구비하게 한 주프린트기판(105)상에 실장한 캐패시터(106)에 의하여 평활 된다. 직류전원은 브릿지 구조로 연결되고 고주파로 스위칭 되는 스위칭소자로 이루어진 반도체모듈(108)로 이루어진 인버터(도시않됨)에 의하여 고주파 전원으로 변환된다. 고주파전원은 출력 측 정류회로에 의하여 다시 정류되고 평활 리액터(111)에 의하여 평활 된다.
여기서 반도체모듈(108)은 입력 측 정류기, 출력 측 정류기, 스위칭소자들로 구성되는 인버터, 플라이 휘일 다이오드, 출력 측 정류회로 및 구동 유니트들을 구비한다. 이들 구성부품들은 발열부품들이어서 히트씽크(107)의 상면에 부착된다. 이외에도 전원공급장치(100)는 발열부품으로 전압강하변압기(109) 및 히트싱크(107)에 설치되는 RF장치(116)들과 히트씽크(107)의 후면에 설치되는 송풍팬(117)을 더 구비한다. 출력단자(112)와 (114)사이에 연결되는 부하는 토치와 베이스금속으로 구성된다. 전원공급케이블(113)은 후면패널(102)에 배열되며 비 발열소자로 이루어진 구성부품들은 주 프린트회로 기판상에 실장 되는 부품들이다.
이와 같은 발열부품들과 비 발열부품들은 전후패널(101)과 (102)사이에 연결되는 샤시(120)의 상부 및 하부에 분리되게 설치되고, 이에 따라 이 샤시(120)의 상부 또는 저부에 히트씽크((107)가 고정되는 구성으로 되어 서로 분리되게 배열된다. 그러므로 이 전원공급장치는 발열부품에 의하여 발생한 열이 비발열부품에 영향을 주지않으면서 시스템 구조를 소형화한다는 장점을 가진다.
그러나, 이 전원공급장치는 용접장치로써 조립하고자 할 때 용접봉 홀더 및 상용전원을 사용하기 위한 인계 케이블을 더 필요로 하고, 발열부품과 비 발열부품을 분리하는 샤시라는 부품을 설치하기 위한 구조가 복잡하고 히트씽크 상에 부착되는 발열부품 이외에 비교적 무게가 무거운 전압강하변압기 및 리액터 등을 설치하기 위한 별도의 공간이 요구되므로 용적의 소형경량화에는 제한이 있었다.
이러한 점에 비추어 용접장치가 용접봉 홀더를 인계하기 위한 인계 케이블이 없게 되고, 히트싱크에 부착되어 발열부품이 사용된다면 시스템 성능에 영향을 주지 않고도 소형화 경량화하여 발열부품과 함께 단일 집약된 단순 구조로 된다면 바람직함을 알 수 있다.
본 발명의 주목적은 전면에 용접봉 홀더를 일체로 구비하고 시스템의 주요부품을 동체부 내에 단일유니트에 집중배열하므로 소형화하고 이동이 자유롭게 하여 언제 어디서든 사용이 가능하게 한 단일체의 집중형 소형 용접기를 제공하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전면에 용접봉 홀더를 지지하고 시스템 구성 부품을 집중배열로 축조한 단일유니트로 구성되는 동체부와 동체부로 부터 수평 또는 수직으로 일체로 연장되어 독립부품들을 설치한 손잡이부 및/또는 하우징 부분으로 구성되어 작업자가 시스템 하중에 대하여 효과적으로 대처하고 균형을 잡을 수 있게 한 단일체의 집중형 소형 용접기를 제공 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 시스템 구성부품을 발열부품군과 비 발열부품군으로 분리하여 방열효과를 높이도록 이들을 집중하여 히트씽크에 실장한 단일유니트를 설치한 동체부와 동체부로부터 전면으로 회전가능하게 연결되고 전면에 용접봉 홀더를 설치하고 내부로 시스템 독립부품들을 설치한 단일체의 집중형 소형 용접기를 제공 하는데 있다.
본 발명에 따른 단일체의 집중형 소형 용접기는 단일체의 집약형으로 축조되는 단일유니트, 단일유니트가 설치되는 동체부, 동체부에 일체로 결합되는 손잡이부와 동체부에 고정된 지지부에 설치되는 용접봉 홀더들로 구성되며,
히트씽크, 히트씽크의 하측면에 설치되는 제 1 프린트기판상에 부품을 실장하여 정류부와 인버터로 이루어지는 전원입출력회로부, 히트씽크의 상면에 설치되는 또 다른 제 2 프린트기판상에 상용 전원을 정류하는 부품들을 실장하여 구성한 시스템 직류공급부와 시스템의 출력 전원을 제어하는 펄스폭변조(PWM)회로를 구비한 제어부로 구성되는 시스템작동제어부들로 구성되는 단일유니트를 설치한 동체부,
용접봉 홀더의 손잡이를 탄성 지지하는 용수철을 개재하여 설치한 받침대와 소형용접기의 작동을 온/오프로 하는 스위칭부들이 설치된 손잡이부와;
고압트랜스포머가 설치되며, 전기적으로 배선된 전원 입력단자 및 어스선이 배열되게한 하우징부들로 구성된다.
제 1 프린트회로기판에는 상용 전원을 정류하는 정류부에 접속하여 인버터회로로 구성되는 대 출력 소자인 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터들과 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터의 출력을 수신하는 트랜스의 출력을 정류하는 트랜지스터거나 다이오드의 정류소자들이 히트씽크의 일 측면에 두 개씩 쌍을 이루어 밀착 설치된다.
제 2 프린트회로기판에는 발열부품들로 구성되는 전원입출력회로부와 직류전원을 이용하므로 비 발열부품으로 되는 시스템작동제어부가 각각 원보드로 구성되어 분리 설치되므로 서로 열에 의한 영향을 받지않게 한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 단일체의 집중형 소형 용접기는 동체부에는 일체로 결합되는 손잡이부와 동체부에 고정된 지지부에 설치되는 용접봉 홀더들로 구성되며, 동체부에는 고압트랜스포머와 평활리액터가 함께 설치되고, 전원입력회로부를 구비한 전원선과 어스선들이 연결되어 있으며, 그의 전면부에는 용접면이 설치되고 용접봉의 단부를 비추는 조명등이 설치될 수 있고, 손잡이부에는 콘덴서가 하우징에 설치한 단일유니트로 부터 돌출한 상태로 수납되며, 그의 전면의 하부에는 스위칭부가 설치되며, 하부 하우징에는 단일유니트가 도립된 배열로 설치된다. 여기서 동체부에 설치되는 전원입력회로부를 구비한 전원선과 어스선들은 하우징에 설치될 수 있다.
하우징의 하부 및/또는 동체부 내에 충방전 가능한 전원 밧데리가 설치되어 이 밧데리가 시스템의 전체무게에 대한 균형을 유지시켜 작업자의 작업을 용이하게 하도록 배열된다.
본 발명의 제 3실시예에 따른 단일체의 집중형 소형 용접기는 전면을 동체부로 하고, 후면을 하우징으로 이루어지며 이들 중간에는 연결부가 위치되어서, 동체부에는 전면으로 용접봉 홀더가 동체부의 하부에 고정되어 돌출한 지지부에 설치되고, 그 내부에 리액터와 고압트랜스포머와 함께 평활 콘덴서가 더 배열되며, 연결부가 전기적 배선이 통과하는 구성으로 되며 회전이 가능 하도록 하여 전체시스템의 무게 평형을 위하여 하우징이 하향으로 굴곡될 수 있게 하며, 하우징에는 단일유니트가 설치된다.
본 발명은 단일유니트를 단일체로 소형화하고 시스템 구성부품을 발열부품군과 비 발열부품군으로 분리하여 방열효과를 높이고 발열부품군의 부품들을 집중하여 실장하고 독립부품군을 적절히 배열되게 하므로, 시스템이 전체적으로 구성이 다양함은 물론 설계가 단순화되고 소형화되므로 휴대가 간편한 일체식의 소형 용접기를 달성할 수 있다.
본 발명을 첨부 도면에 의거하여 상세히 기술하면 다음과 같다.
도 1은 종래기술의 용접장치용 전원공급장치를 분해하여 보인 사시도이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따라 축조한 단일체의 집중형 소형 용접기의 조립상태를 보인 단면도이고,
도 3은 본 발명의 원리에 따라 축조한 단일유니트의 구성을 개략적으로 보인 도면이며,
도 4은 본 발명의 제2 실시예에 따라 축조한 단일체의 집중형 소형 용접기의 조립상태를 보인 단면도이고,
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따라 축조한 단일체의 집중형 소형 용접기의 조립상태를 보인 단면도이다.
본 발명을 첨부도면을 참고로 하여 상세히 기술하면 다음과 같다.
도 2 및 도 3에 도시와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따라 축조한 단일체의 집중형 소형 용접기의 측 단면도와 단일유니트의 구성을 개략적으로 보인 사시도들이다.
도면에 도시와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 소형용접기(10)는 집약형의 단일유니트(20)로 구성되며 단일체의 집약형 구조로 축조된다. 단일유니트(20)는 히트씽크(11)를 구비한 동체부(30), 동체부(30)에 일체로 결합되는 손잡이부(40)와 동체부(30)에 고정된 지지부(41)에 설치되는 용접봉 홀더(70)들로 구성된다.
동체부(30)에는 히트씽크(11)를 구비하고 이 히트씽크(11)에는 전기적 시스템의 거의 모든 주요 부품들이 집중적으로 설치되는 집중형의 단일유니트(20)가 설치된다.
단일유니트(20)는 히트씽크(11), 히트씽크(11)의 하측면에 설치되는 단일의 제 1 프린트기판(21)상에 부품을 실장하여 정류부와 인버터회로들로 구성되는 전원입출력회로부(12)와 히트씽크(11)의 상면에 설치되는 또 다른 단일의 제 2 프린트기판(22)상에 부품들을 실장하여 시스템 직류공급부와 시스템의 출력전원을 제어하는 펄스폭변조(PWM)회로를 구비한 제어부로 구성되는 시스템작동제어부(13)들로 구성되고, 이후 기술되는 바와 같이 전원 어댑터로 구성되는 전원입력회로부(29)와 이 전원입력회로부(29)와 전기적으로 연결되어 시스템의 작동을 온/오프로 하는 스위칭부(14)들과 연결되도록 구성된다.
히트씽크(11)는 알루미늄 등의 금속재질의 직육면체로 되고 중심의 중공을 길이방향으로 구획하는 다수의 방열핀(15)들이 공기 유통로(16)들이 형성된다. 히트씽크(11)의 하면에는 도시되지 않은 고정수단, 즉, 히트씽크(11)의 하면으로 부터 일정간격을 두고 설치되도록 스페이서를 개재하여 제 1 프린트회로기판(12)이 절연상태로 설치된다. 제 1 프린트회로기판(21)의 상면으로 위의 부품들 중 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터의 출력을 수신하는 트랜스의 출력을 정류하는 정류소자(18)들이 히트씽크(11)의 일측면에 두 개가 쌍을 이루어 제 1 프린트회로기판(21)에 배열된 상태로 밀착 설치된다. 마찬가지로 인버터회로로 구성되는 대 출력 소자인 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)(17)들도 제 1 프린트회로기판(21)에 실장 된 상태로 쌍을 이루어 히트씽크(11)의 일측면에 밀착하여 설치된다. 전류 안정화를 위한 대용량의 충방전 콘덴서(19)는 하향으로 향하여 손잡이부(40)의 내부에 위치된다.
시스템작동제어부(13)로 구성되는 제 2 프린트회로기판(22)은 하면에 제 1 프린트회로기판(21)과 같이 히트씽크(11)의 상면에 설치되고, 고정부재(23)들에 의하여 동체(30)의 내부 상면에 제 2 프린트회로기판(22)을 다수의 부품을 실장한 상태로 히트씽크(11)와 함께 위치를 고정하게 된다.
여기서 주목되는 것은 발열부품들로 구성되는 전원입출력회로부(12)와 직류전원을 이용하므로 비 발열부품으로 되는 시스템작동제어부(13)가 각각 원보드로 구성되어 분리설치되므로 서로 열에 의한 영향을 받지않는다는 장점을 가진다.
송풍팬(25)은 히트씽크(11)의 후면에 인접하여 위치되도록 후측 동체(30)를 통과한 다수의 지지나사(26)에 의하여 동체(30)내에 지지고정된다.
한편, 단일유니트(20)는 히트씽크(11)상에 설치되는 전원입출력회로부(12)와 시스템작동제어부(13)들의 부품들 이외에도 배선상으로 동체(30)와 일체로 연장되어 구성되는 전면부(31)의 공간부에 도면에서와 같이 평활리액터(28)가 설치된다.
손잡이부(40)의 하부에 일체로 축조한 하부 하우징(50)에는 고압 트랜스포머(51)가 위치되어있다. 여기서 주목되는 바는 평활리액터(28) 및 고압트랜스포머(51)는 특허 제10-108647호(2011.11.17)의 고전압용 트랜스포머구조체 및 특허 제10-1392045호(2014.04.28)의 고 전압용 트랜스포머구조체에서 개시된 코어가 페라이트와 같은 재질이 아닌 나노 비정질 코어를 이용하여 고전압 트랜스포머(51)를 제작하므로, 면적의 제한을 없이하고 열분산이 용이하므로 다양한 고전압 출력을 달성하도록 하고 있다.
그러므로, 단일유니트(20)는 히트씽크(11)에 집중적으로 용접부품들을 효과적으로 배열하여 단일화 하므로 적은 크기로 동체(30)내의 비교적 작은 공간에 설치되고, 이외의 부품, 평활리액터(28), 콘덴서(19)와 고압트랜스포머(51)들 또한 동체(30)와 일체로 축조되는 전면부(31), 손잡이부(40)와 하부 하우징(50)에 전기적 배선이 연결되게 하여 분산 배열된다. 그러므로 이와 같은 구조로는 부품들이 집중되고 단일화되므로 시스템은 소형화가 가능해진다.
여기서, 평활리액터(28), 콘덴서(19)와 고압트랜스포머(51)와 제 2 프린트기판(13) 상에 원보드로 설치되는 전원입출력회로부(13)는 독립부품이라 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 외부로 연결되는 시스템 전원 입력단자에는 어댑터로 구성한 전원입력회로부(29)가 하우징(50)으로부터 연장되어 있는 전원선(52)에 결합 된다. 전원입력회로부(29)는 입력전원의 변동을 평활하하여 균일한 전압/전류가 공급되게 한다. 어스선(53)은 도시되지 않은 용접을 위한 모재에 접촉되도록 된다.
본 발명에 따라 집중형 소형용접기(10)는 전면부(31)상에 용접면(60)이 설치된다. 전면부(31)의 하부에 설치된 지지부(41)(도 4 참조)에는 용접봉 홀더(70)의 상부(71)가 고정된다. 용접봉 홀더(70)는 상부(71)가 위치 고정자로서 기능 하고 고전압이 인가되는 구조로 된다. 하부(72)가 회전축(73)을 기준으로 전면이 하향 회전하도록 되는데, 손잡이(74)가 회전축(73)으로 부터 하향 연장되는 연장부로 형성되고, 손잡이부(40)의 중간부와 받침대(76)와의 사이에 탄성 스프링을 내장한 지지부(75)가 게재되게 한다. 그러므로, 회전축(73)을 기준으로 탄성 지지되는 하부(72)가 상부(71)와 함께 용접봉(80)을 단단히 파지하도록 한다.
이와 같은 본 발명의 또 다른 장점은 하우징(50)의 하부로 충전 가능한 전원 밧데리(도시 않됨)가 설치되고 이 밧데리가 시스템의 전체무게에 대한 균형을 유지시켜 작업자의 작업을 용이하게 한다.
도 4에 도시와 같이, 본 발명의 제 2 실시예는 제 1 실시예에서의 단일체의 집중형 소형용접기(10)에서 구비되는 모든 부품을 적용하고 있으며, 특히 히트씽크(11)를 중심으로 축조한 동일 구성의 단일유니트(20)를 구비한다.
즉, 단일체의 집중형 소형 용접기(10)는 제 1 실시예의 구성을 도립 한 것으로 사용되는 모든 구성부품은 동일하다. 즉, 동체부(30)에는 일체로 결합하는 손잡이부(40)와 동체부(30)에 고정된 지지부(41)에 설치되는 용접봉 홀더(70)들로 구성된다. 용접봉 홀더(70)의 상세한 구성은 제1 실시예와 동일 하므로 생략된다.
동체부(30)는 제1 실시예에서 하부에 위치한 고압트랜스포머(51)가 평활리액터(28)와 함께 설치되고, 전원입력회로부(29)를 구비한 전원선(29)과 어스선(53)들이 연결되어 있다. 동체부(30)의 전면부(31)상에는 용접면(60)이 설치되고 필요하다면 용접봉(80)의 단부를 비추는 조명등(81)이 설치될 수 있다. 여기서 전원입력회로부(29)를 구비한 전원선(29)과 어스선(53)들은 하우징(50)에 인접하여 설치될 수 있다.
손잡이부(40)는 콘덴서(19)가 이후 기술되는 하우징(50)에 설치한 단일유니트(20)로부터 돌출한 상태로 수납한다. 손잡이부(40)의 전면의 하부에는 스위칭부(14)가 설치된다.
하부 하우징(50)에는 제 1 실시예의 단일유니트와 동일한 단일유니트(20)가 도립된 배열로 설치된다. 이 단일유니트(20)의 동일 부품에는 동일 부호를 병기하며 그 상세설명은 생략된다.
제 2 실시예는 제 1 실시예와 같이 하우징(50)의 하부 및/또는 동체부(30)내에 충방전 가능한 전원 밧데리(도시 않됨)가 설치되는데, 이 밧데리가 시스템의 전체무게에 대한 균형을 유지시켜 작업자의 작업을 용이하게 하도록 배열한다.
도 5에 도시와 같이 본 발명에 따른 제 3 실시예는 손잡이부(40)가 생략된 구성으로 전면을 동체부(30)로 하고, 후면을 하우징(50)으로 이루어지고 손잡이부(40)가 생략되는 대신 이들 중간에는 이후 기술되는 연결부(90)가 위치된다.
동체부(30)에는 전면으로 용접봉 홀더(70)가 동체부(30)의 하부에 고정되어 돌출한 지지부(41)에 설치된다. 여기서, 용접봉 홀더(70)는 위 실시예와 달리 하부가 지지부(41)에 고정되는 고정블록(77)으로 고전압이 인가되고 상부에는 회전블록(78)으로 구성되고 용수철(75)에 의하여 지지가 되도록 되어 용접봉(80)을 파지할 수 있다.
동체부(30)에는 제 2 실시예에서와 같이 리액터(28)와 고압트랜스포머(51)와 함께 평활 콘덴서(19)가 더 배열된다.
연결부(90)는 전기적 배선이 통과하는 구성으로 되며 회전이 가능 하다. 이러한 수성은 전체시스템의 무게 평형을 위하여 하우징(50)이 하향으로 굴곡될 수 있다.
하우징(50)에는 단일유니트(20)가 설치되면 콘덴서(19) 이외에는 제1 및 제2 실시예의 단일유니트와 동일 부품을 사용하고 동일한 구성으로 된다. 이 단일유니트(20)에 대한 상세설명은 생략된다.
[부호의 설명]
10 : 단일체의 집중형 소형 용접기 20: 단일유니트
30 : 동체부 40 : 손잡이부 50 : 하우징
60 : 용접면 70 : 용접봉 홀더 80 : 용접봉
90 : 연결부

Claims (7)

  1. 단일체의 집약형으로 축조되는 단일유니트, 단일유니트가 설치되는 동체부, 동체부에 일체로 결합되는 손잡이부와 용접봉 홀더와 용접봉 홀더 연결 케이블이 몸체와 일체형으로 되어 동체부에 고정된 지지부에 설치되는 용접봉 홀더들로 구성되는 단일체의 집중형 소형 용접기에 있어서,
    히트씽크, 히트씽크의 하측면에 설치되는 단일의 제 1 프린트기판상에 부품을 실장하여 정류부와 인버터회로로 이루어지는 전원입출력회로부, 히트씽크의 상면에 설치되는 또 다른 단일의 제 2 프린트기판상에 상용 전원을 정류하는 부품들을 실장하여 구성한 시스템 직류공급부와 시스템의 출력 전원을 제어하는 펄스폭변조(PWM)회로를 구비한 제어부로 이루어진 시스템작동제어부들로 구성되는 단일유니트를 설치한 동체부,
    콘덴서가 단일유니트로 부터 하향 돌출한 상태로 수납하고, 용접봉 홀더의 손잡이를 탄성지지하는 용수철을 개재하여 설치한 받침대와 소형용접기의 작동을 온/오프로 하는 스위칭부들이 설치된 손잡이부와;
    전기적으로 배선된 전원 입력단자 및 어스선이 용접봉 홀더를 위한 별도의 전원선을 없게 배열한 하우징들로 구성한 것을 특징으로 하는 단일체의 집중형 소형 용접기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제 1 프린트회로기판에 상용 전원을 정류하는 정류부에 접속하여 인버터회로로 구성되는 대 출력 소자인 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터들과 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터의 출력을 수신하는 트랜스의 출력을 정류하는 정류소자들과 인버터회로로 구성되는 대 출력 소자인 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터들이 히트씽크의 일측면에 두 개씩 쌍을 이루어 밀착 설치되게 한 것을 특징으로 하는 단일체의 집중형 소형 용접기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    제 2 프린트회로기판에는 발열부품들로 구성되는 전원입출력회로부와 직류전원을 이용하므로 비 발열부품으로 되는 시스템작동제어부가 각각 원보드로 구성되어 분리 설치되므로 서로 열에 의한 영향을 받지 않게 한 것을 특징으로 하는 단일체의 집중형 소형 용접기.
  4. 동체부에는 일체로 결합되는 손잡이부와 동체부에 고정된 지지부에 설치되는 용접봉 홀더들로 구성되는 단일체의 집중형 소형 용접기에 있어서,
    동체부에는 고압트랜스포머와 평활리액터가 함께 설치되고, 전원입력회로부를 구비한 전원선과 어스선들이 연결되어 있으며, 그의 전면부에는 용접면이 설치되고 용접봉의 단부를 비추는 조명등이 설치될수 있고, 손잡이부에는 콘덴서가 하우징에 설치한 단일유니트로 부터 돌출한 상태로 수납되며, 그의 전면의 하부에는 스위칭부가 설치되며, 하부 하우징에는 단일유니트가 도립된 배열로 설치되며 그의 하부 및 동체부내의 어느 한 곳에 충방전 가능한 전원 밧데리가 설치되어 시스템의 전체무게에 대한 균형을 유지시켜 작업자의 작업을 용이하게 하도록 배열한 것을 특징으로 하는 단일체의 집중형 소형 용접기.
  5. 단일체의 집중형 소형 용접기에 있어서,
    전면을 동체부로 하고, 후면을 하우징으로 이루어지며 이들 중간에는 연결부가 위치되어서, 동체부에는 전면으로 용접봉 홀더가 동체부의 하부에 고정되어 돌출한 지지부에 설치되고, 그 내부에 리액터와 고압트랜스포머와 함께 평활 콘덴서가 더 배열되며, 연결부가 전기적 배선이 통과하는 구성으로 회전할 수 있도록 하여 전체시스템의 무게 평형을 위하여 하우징이 하향으로 굴곡 될 수 있게 하며, 하우징에는 단일유니트가 설치되게 한 것을 특징으로 하는 단일체의 집중형 소형 용접기.
  6. 청구항 1, 청구항 4, 청구항 5 중의 어느 한 항에 있어서,
    용접봉 홀더는 상부가 위치 고정자로서 기능 하여 고전압이 인가되며, 하부가 회전축을 기준으로 전면이 하향 회전되도록 하므로, 손잡이를 회전축으로부터 하향 연장되는 연장부로 형성하여 손잡이부의 중간부를 파지한 상태로 용접봉 홀더의 손잡이를 작동하여 용접봉을 파지하게 한 것을 특징으로 하는 단일체의 집중형 소형 용접기.
  7. 청구항 1, 청구항 4, 청구항 5 중의 어느 한 항에 있어서,
    단일체의 집중형 용접기가 시스템 구성 부품을 집중배열로 축조한 단일유니트로 구성되는 동체부와 동체부로부터 수평 또는 수직으로 일체로 연장되어 있는 손잡이부 및 하우징 부분으로 구성되어, 그들 내부에 단일유니트의 발열 및 비 발열구성부품들과 전기적으로 연결되는 고압 트랜스포머, 리액터, 콘덴서 및 전원입출력회로의 독립부품들이 배열되도록 한 것을 특징으로 하는 단일체의 집중형 소형 용접기.
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