(57)【要約】      （修正有）【課題】システム構成部品を発熱部品群と非発熱部品群に分離して放熱効果を高め、胴体部、ハンドル部及び／又はハウジング内に独立部品を適切に配置して携帯可能な集中単一体小型溶接機とする。【解決手段】単一体の集約型で製造される単一ユニット２０、内部に単一ユニットが設けられる胴体部３０、胴体部に一体に結合されるハンドル部４０と胴体部に固定された支持部７５に設けられる溶接棒ホルダー７０とを備え、胴体部がヒートシンク１１、該ヒートシンクの下側面に設けられる単一の第１プリント回路基板２１上に整流部とインバーターを含む電源入出力回路部１２、並びにヒートシンクの上面に配置された第２プリント回路基板２２上に設けられた部品により構成されるシステム直流供給部及びシステムの出力電源を制御するパルス幅修正回路を備えた制御部を含むシステム作動制御部１３を備える。【選択図】図２
2016153139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一体として集中配置された単一ユニットと、その内部に当該単一ユニットを備える胴体部と、胴体部に一体に構成されるハンドル部と、胴体部に固定された支持部に設けられる溶接棒ホルダーとを備える集中単一体小型溶接機であって、
前記胴体部は、ヒートシンク、第１プリント回路基板上に搭載された部品により構成される整流部とインバーターとを備える電源入出力回路部、並びにヒートシンクの上面に設けられた第２プリント回路基板上に形成された、商用電源を整流するシステム直流供給部及びシステムの出力電源を制御するパルス幅調節回路を備えた制御部を含むシステム作動制御部を備える単一ユニットを内部に備え、
前記ハンドル部は、溶接棒ホルダーのハンドルをバネを介して前記胴体部に弾性支持する支持台と、その上に設けられ、かつ、小型溶接機の作動をオン／オフにするスイッチング部とを備え、
前記集中単一体小型溶接機は、内部に設けられた高圧トランスフォーマと、上部に配置された電源入力端子及び前記溶接棒ホルダーへの他の電力供給を排除するアース線とを含むハウジング部を備えることを特徴とする集中単一体小型溶接機。
【請求項２】
第１プリント回路基板は、商用電源を整流する整流部に接続されたインバーター回路の大出力素子としての絶縁ゲートバイポーラトランジスターと、絶縁ゲートバイポーラトランジスターの出力を整流するように配置されたトランジスター又はダイオードを含む整流素子とを備え、絶縁ゲートバイポーラトランジスター及び整流素子は、ヒートシンクの両側面に２つずつ対をなして密着するように設けられていることを特徴とする請求項１記載の集中単一体小型溶接機。
【請求項３】
第２プリント回路基板には、発熱部品から構成される電源入出力回路部と、非発熱部品から構成されるシステム作動制御部とを備え、電源入出力回路部及びシステム作動制御部のそれぞれは、ワンボードで構成され、かつ、分離して設けられ、かつ、互いに熱による影響を受けないように構成されることを特徴とする請求項１記載の集中単一体小型溶接機。
【請求項４】
胴体部と、胴体部に一体に結合されるハンドル部と、胴体部の前面に設けられた支持部に設けられる溶接棒ホルダーとを備え、胴体部は、その内部に高圧トランスフォーマと平滑リアクターと、それらの上に配置された電源入力回路部とアース線とを含む電源線と、その前面部に設けられた溶接面と、溶接棒の端部を照らす照明燈とを備え、ハンドル部は、その内部に設けられハウジング内の単一ユニットから突出した平滑コンデンサーと、その前面の下部に設けられたスイッチング部とを備え、下部ハウジングは、逆さまに配置された単一ユニットを備えることを特徴とする集中単一体小型溶接機。
【請求項５】
前面に配置された胴体部と、後面に配置されたハウジングとを備え、これらの中間に配置された連結部とを備え、胴体部は、胴体部の下部に固定されて突出した支持部に設けられた溶接棒ホルダーと、その内部に、電気配線に沿って配置されたリアクターと高圧トランスフォーマと、平滑コンデンサーとを備え、連結部は、電気配線が通過し、全体システムの重量バランスのために下方向又は上方向に屈曲するリファレンスによって、上下に回転し、ハウジングはその内部に単一ユニットを備えることを特徴とする集中単一体小型溶接機。
【請求項６】
溶接棒ホルダーは、胴体部の前部の下部にある支持部に対して固定され、高電圧が印加される位置固定子として機能する上部と、回転軸を基準に前下面が下向回転する下部と、前記回転軸から下向延長される延長部として形成され、溶接棒ホルダーのハンドルを作動させ、把持されたハンドル部の中間部により、溶接棒を前記溶接棒ホルダーの前に対し固定するハンドル部とを備えることを特徴とする請求項１、４及び５のうち、いずれか一項に記載の集中単一体小型溶接機。
【請求項７】
集中単一体小型溶接機は、システム構成部品が集中配置された単一ユニットを含む胴体部と、水平または垂直に一体に延長されているハンドル部及び／又はハウジング部分とを備え、これらの内部に単一ユニットの発熱及び非発熱構成部品と電気的に連結される高圧トランスフォーマ、リアクター、平滑コンデンサー、及び電源入出力回路の独立部品が配置されたことを特徴とする請求項１、４及び５のうち、いずれか一項に記載の集中単一体小型溶接機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用溶接装置に関し、特に、前面に溶接棒ホルダーを一体に備え、システムの主要部品が胴体内に集積していることにより、小型化し、これにより持ち運び自在で、いつでもどこでも使用可能な集中単一体小型溶接機（Integrated single body compact welder）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインバーター溶接機は、商用電源を直流に変換し、多数の電子スイッチ、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated gate bipolar transistor）によって当該直流を交流に変換した後、変圧器で当該交流電圧を減圧し、再び抵抗流電圧を整流して所定の直流を得るインバーター電源装置を備える。インバーター電源装置は、相当数の電子部品と体積が大きくて重い変圧器とを用いて、商用電源を直流に変換し、その直流を所定の制御周波数の交流に変換することにより、高電圧・高電流を出力するように構成されている。
【０００３】
従来の電気溶接機で使用されている電源供給装置の構成として、商用電源を高電圧高電流に変換することに応じて大量の熱を発生させる電子スイッチ及び変圧器を、熱を発生させない部品と共に、内装することが知られている。この構成においては、従来の溶接機は、体積が大きく重量が重くなる。従来の溶接機は、持ち運んだり、又は家庭若しくは工場での簡単な溶接をするには不便であった。
【０００４】
このような従来の電気アーク溶接機の不便な点をなくすために、内部部品のモジュール化を図って組立性を向上させ、内部実装空間の最適化で全体のサイズを大幅に減らして小型軽量化したアーク溶接機用電源装置が米国特許第５、８３１、２４０号に開示されている。
【０００５】
図１に示されたように、電源供給装置１００は、前パネル１０１及び後パネル１０２と、左パネル１０３及び右パネル１０４とを含むハウジング１１０を備える。この電源供給装置１００も商用電源を半導体モジュール１０８と共に配列した入力側整流器（図示せず）によって整流することにより直流に変換し、システム制御回路として構成された主プリント基板１０５上に実装した平滑キャパシター１０６によって整流された電流を平滑化する。ブリッジ構造で連結され、高周波でスイッチされる半導体モジュール１０８を備えるインバーター（図示せず）によって、直流電源は、高周波電源に変換される。高周波電源は、出力側整流回路によって整流され、平滑リアクター１１１によって平滑化される。
【０００６】
ここで、半導体モジュール１０８は、入力側整流器、出力側整流器、スイッチング素子を備えるインバーター、フライホイールダイオード、出力側整流回路、及び駆動ユニットを備える。これらの構成部品は、一般的に動作中に発熱するので、ヒートシンク１０７の上面に取り付けられる。これ以外にも電源供給装置１００は、発熱する電圧降下変圧器１０９と、ヒートシンク１０７に設けられるＲＦ装置１１６と、ヒートシンク１０７の後面に設けられる送風ファン１１７とを更に備える。出力端子１１２，１１４の間に連結される負荷は、トーチとベース金属から構成される。電源供給ケーブル１１３は、後パネル１０２に配設され、非発熱部品は、ほとんど、主プリント回路基板上に実装される。
【０００７】
シャシー１２０の上部、または底部にヒートシンク１０７が固定されることにより、前パネル１０１及び後パネル１０２に連結されるシャシー１２０の上部及び下部に、このような発熱部品と非発熱部品が互いに分離されるように設けられる。したがって、この電源供給装置１００は、発熱部品によって発生した熱が、非発熱部品に影響を与えることないというメリットを有する。これにより、システムの構造が小型化される。
【０００８】
しかし、当該電源供給装置を備える電気アーク溶接機は、溶接棒ホルダー及び商用電源を使用するための延長ケーブルを更に必要とする。発熱部品と非発熱部品とを互いに分離する「シャシー」という部品を設けるための構造が複雑であり、ヒートシンク上に取り付けられる発熱部品の以外に比較的重量が重い電圧降下変圧器及びリアクターを設けるための別の空間が要求される。このため、従来の電源供給装置の小型軽量化には限界があった。
【０００９】
これらの点に照らして、溶接棒ホルダーを延長するための延長ケーブルが不要で、ヒートシンクに取り付けられた発熱部品が使用され、システムの性能に影響を与えることなく、小型化・軽量化することにより、電気アーク溶接機を発熱部品と共に単一ユニットに集約された単純な構造に構成することが好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の主目的は、前面に一体に設けられた溶接棒ホルダーと、胴体部内に設けられるシステムの主要部品とを単一ユニット上に集中配置することにより、小型かつ持ち運び自在で、いつでもどこでも使用可能な集中単一体小型溶接機を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、前面に一体に設けられた溶接棒ホルダーと、システムの主要部品を集中配置した単一ユニットから構成される胴体部と、胴体部から水平または垂直で一体に延長され、かつ、内部に他の独立部品を備えるハンドル部及び／またはハウジングとを備え、使用者が、システムの荷重に対して効果的に対処し、そのバランスを取ることができるようにした集中単一体小型溶接機を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、システム構成部品を発熱部品群と非発熱部品群に分離して放熱効果を高めるように、ヒートシンク上に互いに分離して集中配置された発熱部品群と非発熱部品群とを実装した単一ユニットを備える胴体部と、胴体部の前面に回転可能な溶接棒ホルダーと、内部に独立部品とを設けた集中単一体小型溶接機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による集中単一体小型溶接機は、単一体として集中配置された単一ユニットと、その内部に当該単一ユニットを備える胴体部と、胴体部に一体に構成されるハンドル部と、胴体部に固定された支持部に設けられる溶接棒ホルダーとを備える集中単一体小型溶接機であって、
前記胴体部は、ヒートシンク、第１プリント回路基板上に搭載された部品により構成される整流部とインバーターとを備える電源入出力回路部、並びにヒートシンクの上面に設けられた第２プリント回路基板上に形成された、商用電源を整流するシステム直流供給部及びシステムの出力電源を制御するパルス幅調節（ＰＷＭ、Pulse width modulation）回路を備えた制御部を含むシステム作動制御部を備える単一ユニットを内部に備え、
前記ハンドル部は、溶接棒ホルダーのハンドルをバネを介して前記胴体部に弾性支持する支持台と、その上に設けられ、かつ、小型溶接機の作動をオン／オフにするスイッチング部とを備え、
前記集中単一体小型溶接機は、内部に設けられた高圧トランスフォーマと、上部に配置された電源入力端子及び前記溶接棒ホルダーへの他の電力供給を排除するアース線とを含むハウジング部を備える。
【００１４】
第１プリント回路基板は、商用電源を整流する整流部に接続されたインバーター回路の大出力素子としての絶縁ゲートバイポーラトランジスター（ＩＧＢＴｓ、Insulated gate bipolar transistors）と、絶縁ゲートバイポーラトランジスターの出力を整流するように配置されたトランジスター又はダイオードを含む整流素子とを備え、絶縁ゲートバイポーラトランジスター及び整流素子は、ヒートシンクの両側面に２つずつ対をなして密着するように設けられている。
【００１５】
第２プリント回路基板には、発熱部品から構成される電源入出力回路部と、非発熱部品から構成されるシステム作動制御部とを備え、電源入出力回路部及びシステム作動制御部のそれぞれは、ワンボードで構成され、かつ、分離して設けられ、かつ、互いに熱による影響を受けないように構成される。
【００１６】
本発明の第２実施例による集中単一体小型溶接機は、胴体部と、胴体部に一体に結合されるハンドル部と、胴体部の前面に設けられた支持部に設けられる溶接棒ホルダーとを備え、胴体部は、その内部に高圧トランスフォーマと平滑リアクターと、それらの上に配置された電源入力回路部とアース線とを含む電源線と、その前面部に設けられた溶接面と、溶接棒の端部を照らす照明燈とを備え、ハンドル部は、その内部に設けられハウジング内の単一ユニットから突出した平滑コンデンサーと、その前面の下部に設けられたスイッチング部とを備え、下部ハウジングは、逆さまに配置された単一ユニットを備える。
【００１７】
充放電可能な電源バッテリーがハウジングの下部及び／または胴体部内に設けられ、該バッテリーがシステムの全体対するバランス重量として機能することにより、作業者の作業を容易にさせる。
【００１８】
本発明の第３実施例による集中単一体小型溶接機は、前面に配置された胴体部と、後面に配置されたハウジングとを備え、これらの中間に配置された連結部とを備え、胴体部は、胴体部の下部に固定されて突出した支持部に設けられた溶接棒ホルダーと、その内部に、電気配線に沿って配置されたリアクターと高圧トランスフォーマと、平滑コンデンサーとを備え、連結部は、電気配線が通過し、全体システムの重量バランスのために下方向又は上方向に屈曲するリファレンスによって、上下に回転し、ハウジングはその内部に単一ユニットを備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、単一ユニットを単一体内に収まるようにシステムを小型化し、システム構成部品を発熱部品群と非発熱部品群に分離して放熱効果を高め、発熱部品群の部品を一基盤上に集中配置し、独立部品群をシステム内に適切に配置するので、全体的に多様な構成をとることが出来ることによって、設計を単純化し、小型化することで、携帯されうる集中単一体小型溶接機が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来技術の溶接機の電源供給装置の分解斜視図。
【図２】本発明の第１実施例によって製造した集中単一体小型溶接機の組立状態を示した透視図。
【図３】本発明の原理によって製造した単一ユニットを概略的に示した透視図。
【図４】本発明の第２実施例によって製造した集中単一体小型溶接機の組立状態を示した断面図。
【図５】本発明の第３実施例によって製造した集中単一体小型溶接機の組立状態を示した断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明を添付図面を参考にして詳細に記述すると、次の通りである。
【００２２】
図２及び図３は、本発明の第１実施例によって製造した集中単一体小型溶接機の透視図と、本発明の単一ユニットの構成を概略的に示した透視図である。
【００２３】
上記の図面に示したように、本発明の第１実施例による集中単一体小型溶接機１０は、集約型の単一ユニット２０を備える。単一ユニット２０は、ヒートシンク１１を備えた胴体部３０と、胴体部３０に一体に構成されるハンドル部４０と、胴体部３０に集約するために、支持部４１に設けられる溶接棒ホルダー７０とを備える。
【００２４】
胴体部３０には、ヒートシンク１１と、該ヒートシンク１１の上に、電気的システムのほとんど全ての主要部品が集中配置された集積型の単一ユニット２０と備える。
【００２５】
単一ユニット２０は、ヒートシンク１１と、該ヒートシンク１１の下側面に位置する単一の第１プリント回路基板２１上に部品を実装した整流部とインバーター回路とを備える電源入出力回路部１２と、システム直流供給部とシステムの出力電源を制御するパルス幅調節（ＰＷＭ）回路とを備えた制御部を含むシステム作動制御部１３から構成され、システム直流供給部及びパルス幅調節（ＰＷＭ）回路は、ヒートシンク１１の上面に設けられた第２プリント回路基板２２上に部品を実装することにより構成され、これらは、電源アダプタとして機能する電源入力回路部２９と、該電源入力回路部２９と電気的に連結されてシステムの作動をオン／オフにするスイッチング部１４と連結されるように構成される。
【００２６】
ヒートシンク１１は、アルミニウムなどの金属材質の直方体となり、中心の中空を長さ方向に区画することにより空気流通路１６を形成する多数の放熱フィン(radiating fin)１５などを備える。ヒートシンク１１の下面には、示されない固定手段、例えば、ヒートシンク１１の下面から間隔を空けるスペーサーを介して第１プリント回路基板２１が絶縁状態で設けられる。第１プリント回路基板２１上の部品のうち、絶縁ゲートバイポーラトランジスター１７の出力を受信し、トランスの出力を整流する整流素子１８の２つが、ヒートシンク１１の一側面に２つが対をなして第１プリント回路基板２１に配列された状態で密着する。同様に、インバーター回路を構成する大出力素子である絶縁ゲートバイポーラトランジスター（ＩＧＢＴ）１７の２つも第１プリント回路基板２１に実装された状態で対をなしてヒートシンク１１の一側面に密着して設けられる。電流安定化のための大容量の平滑コンデンサー１９は、ハンドル部４０の内部に配置される。
【００２７】
システム作動制御部１３を備える第２プリント回路基板２２は、ヒートシンク１１の上面に設けられ、固定部材２３によって胴体部３０の内部上面にヒートシンク１１に沿って固定される。
【００２８】
ここで、注目されることは、発熱部品を備える電源入出力回路部１２と、非発熱部品を備えるシステム作動制御部１３がそれぞれワンボードで構成されて互いに分離されて設けられるので、互いに熱による影響を受けないことである。
【００２９】
送風ファン２５は、多数の支持ねじ２６によって胴体部３０の後面に隣接して固定されるように胴体部３０内に設けられる。
【００３０】
一方、単一ユニット２０は、電源入出力回路部１２と、システム作動制御部１３の部品以外にも、配線上に胴体部３０から延長されて一体に構成される前面部３１の空間部に設けられた平滑リアクター２８と接続される。
【００３１】
ハンドル部４０の下部に一体に構成された下部ハウジング５０は、その内部に設けられた高圧トランスフォーマ５１を備える。高圧トランスフォーマ５１は、大韓民国特許第１０−１０８６４７号（2011.11.17）及び大韓民国特許第１０−１３９２０４５号（2014.04.28）に開示されている。ここで注目すべきは、開示された高圧トランスフォーマのコアが、フェライト材質でないナノ・ アモルファスコアを用いて作成されるので、コア面積の制限をなくし、熱分散が容易であるので、多様な高電圧出力を達成できる。
【００３２】
従って、単一ユニット２０は、ヒートシンク１１上に電気溶接部品を効果的に集中配置して単一化するので、小さいサイズで胴体部３０内の比較的小さい空間に設けられ、これ以外の部品、例えば、平滑リアクター２８、平滑コンデンサー１９及び高圧トランスフォーマ５１のそれぞれは、また、胴体部３０と一体に構成される前面部３１、ハンドル部４０と下部ハウジング５０内にそれらの電気的部品とともに、対応するプリント回路基板に配線されるようにして分散配置される。従って、このような構造では部品が集中・単一化されるので、システムを小型化することが出来る。
【００３３】
ここで、平滑リアクター２８、平滑コンデンサー１９及び高圧トランスフォーマ５１を除けば、第２プリント回路基板２２上にワンボードで設けられるシステム作動制御部１３は、一般に独立部品と呼ばれる。
【００３４】
また、本発明によれば、システムの外部へ連結されるシステム電源入力端子を備えるアダプタとして構成される電源入力回路部２９は、ハウジング５０から延長されている電源線５２に接続される。
【００３５】
本発明によれば、集中単一体小型溶接機１０は、さらに、胴体部３０の前面部３１上に設けられた溶接面６０を備える。前面部３１の下部に設けられた支持部４１（図４参照）には、溶接棒ホルダー７０の上部７１が固定される。上部７１は、高電圧を印加する位置固定子として機能する。下部７２が回転軸７３を基準に前面が下向回転する。ハンドル７４は、回転軸７３から下向延長される延長部として形成され、弾性バネを内装した支持部７５を備え、支持部７５は、ハンドル部４０の中間部と支持台７６との間に設けられる。
【００３６】
このような本発明のまた他のメリットは、ハウジング５０の下部に充電可能な電源バッテリー（図示せず）が設けられ、該バッテリーがシステムの全体重量に対するバランスを維持させて作業者の作業を容易にする。
【００３７】
図４に示されるように、本発明の第２実施例は、第１実施例での集中単一体小型溶接機１０で備えられる全ての部品を適用しており、特に、ヒートシンク１１を中心に構成した同一構成の単一ユニット２０を備える。
【００３８】
すなわち、集中単一体小型溶接機１０は、第１実施例の構成を倒立したものであり、使用される全ての構成部品は第１実施例と同一である。すなわち、胴体部３０は、そこから一体に延長するハンドル部４０と、胴体部３０に固定された支持部４１に設けられる溶接棒ホルダー７０とを備える。溶接棒ホルダー７０の詳細な構成は、第１実施例と同一であるので、説明を省略する。
【００３９】
胴体部３０は、その内部に高圧トランスフォーマ５１と平滑リアクター２８とを備え、高圧トランスフォーマ５１及び平滑リアクター２８は、電源入力回路部２９に備えられた電源線５２とアース線５３と接続されている。ここで、第１実施例では、高圧トランスフォーマ５１と平滑リアクター２８とは、システムの下部に配置された。胴体部３０の前面部３１上には、溶接面６０が設けられ、必要ならば溶接棒８０の端部を照らす照明燈８１が設けられ得る。
【００４０】
ハンドル部４０は、ハウジング５０内に設けた単一ユニット２０から突出する平滑コンデンサー１９を収納する。ハンドル部４０の前面の下部には、スイッチング部１４が設けられる。
【００４１】
下部ハウジング５０は、倒立されて配置された、第１実施例の単一ユニットと同一構成の単一ユニット２０を備える。該単一ユニット２０の同一部品には、同一符号を併記し、その詳細な説明は省略される。
【００４２】
第２実施例は、第１実施例のように、ハウジング５０の下部及び／または胴体部３０内に充放電可能な電源バッテリー（図示せず）が設けられ、該バッテリーがシステムの全体重量に対するバランスを維持させて作業者の作業を容易にするように配置される。
【００４３】
図５に示されたように、本発明による第３実施例では、ハンドル部４０が省略されている。たとえば、集中単一体小型溶接機１０は、その前面に胴体部３０と、その後面にハウジング５０と、ハンドル部４０の代わりとしてこれらの中間に連結部９０とを備える。
【００４４】
胴体部３０は、胴体部３０の下部から前方に突出した支持部４１上に設けられるとともに、支持部４１に支持される溶接棒ホルダー７０を備える。ここで、溶接棒ホルダー７０は、支持部４１に対して固定される固定ブロック７７を含み、かつ、高電圧が印加される下部と、バネ７５によって弾性支持されることにより溶接棒８０を把持する回転ブロック７８を含む上部とを備える。
【００４５】
胴体部３０には、第２実施例に示されるリアクター２８と高圧トランスフォーマ５１とに加え、平滑コンデンサー１９が更に適切に胴体部３０内部に配置されるされる。
【００４６】
連結部９０は、電気的配線が通過するように構成され、胴体部３０またはハンドル部４０の上下回転をさせうる。このような構成は、全体システムの重量平衡のために、ハウジング５０が下向に屈曲され得る。
【００４７】
ハウジング５０には、その内部に単一ユニット２０を備え、単一ユニット２０は、平滑コンデンサー１９を除き、第１及び第２実施例の単一ユニットと同一部品を使用する構成となる。該単一ユニット２０に対する詳細な説明は省略する。
【符号の説明】
【００４８】
１０−集中単一体小型溶接機
２０−単一ユニット
３０−胴体部
４０−ハンドル部
５０−ハウジング
６０−溶接面
７０−溶接棒ホルダー
８０−溶接棒
９０−連結部
【図１】
2016153139.tif 000003
【図２】
2016153139.tif 000004
【図３】
2016153139.tif 000005
【図４】
2016153139.tif 000006
【図５】
2016153139.tif 000007
【外国語明細書】
【発明の名称】Integrated single body compact welder
【技術分野】
The invention is related to providing a portable welder, and in particularly, to providing an integrated single compact welder including a welding rod holder integrally mounted on the front thereof and important parts of a system concentrated in a body to accomplish a compact structure, thereby facilitating the carrying and using thereof.
【背景技術】
A conventional invert welder includes an inverter power supply apparatus which converts a commercial power source into a direct current, rectifies the direct current into an alternative current by means of a plurality of electronic switches, for example IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor), then lowers the AC voltage by a transformer and again rectifies the lowered power source into a predetermined direct current. The inverter power supply apparatus is constructed so that a larger number of electronic parts and a larger and heavier transformer are arranged to rectify the commercial power source into the direct current and then invert the direct current into an alternative current having a predetermined control frequency in order to output the power source of a high voltage and high current
The conventional power supply apparatus provided in the conventional electrical welder is known as a configuration that the electronic switches and transformer for producing a larger quantity of heat in converting the commercial power into the high voltage and high current are mounted in the same space together with other parts not producing the heat. Due to it, the conventional welder should be constructed in a larger bulky and heavier weight. It is inconvenient to carry the conventional system and perform the simple welding at a household or a factory and/or in situ.  
A typical conventional art for resolving the inconvenience of the conventional electric arc welder is disclosed in US Patent No. 5,831,240 showing that a number of inner parts are intended to construct as a module in a compact assembly and enhance the assembly thereof and greatly reduces its full size resulting from the optimization of the mounting space therein, thereby accomplishing a relatively smaller and lighter configuration.
As shown Fig. 1, a power supply apparatus 100 comprises a housing 110 including a front panel 101 and a rear panel 102, a left panel 103 and a right panel 104. The power supply apparatus 100 is configured to convert a commercial AC power into a DC power by being rectified by an input-side rectifier (not shown) that is arranged along with a semiconductor module 107 and to smooth the rectified power by a smoothing capacitor 106 that is mounted on a main printed circuit board 105 constituted as a system control circuit. The DC power is converted into a high-frequency power source by an inverter including the semiconductor module 107 which is connected in a bridge configuration and is switched at a high frequency. The high frequency power source is rectified by an output-side rectifier and smoothed by a smoothing reactor 111.  
Herein, the semiconductor module 108 comprises the input-side rectifier, the output-side rectifier, the inverter including switching elements, flywheel diodes, an output-side rectifying circuit and a driving unit. These parts are generally heated during operating with being mounted on the upper surface of a heat sink 107. 
Besides, the power supply apparatus 100 comprises a voltage lowering transformer 109 that is heated, a RF unit 116 mounted on a heat sink 107and a blowing fan 117 mounted at the rear side of the heat sink 107. A power supply cable 113 is arranged on the real panel 102 and non-heated parts are mostly mounted on a main printed circuit board. 
Such heating and non-heating parts are arranged to be separated from each other on the upper and lower portions of a chassis 120 coupled to the front and rear panels 101 and 102, in a manner that the heat sink 108 is attached to the upper or lower portions of the chassis 120. Therefore, the power supply apparatus 100 has advantages in that the heat produced by the heating parts doesn’t do any effect on the non-heating ones. Hence the system can be into a smaller configuration. 
But, the electric arc welder assembling the power supply apparatus 100 requires a separate welding holder and a relative longer extension cable for the use of the commercial power. The configuration for mounting a part called “Chassis” for separating the heating parts and the non-heating parts from each another is complicated and except for the heating parts mounted on the heat sink the relatively heavier voltage lowering transformer and reactor, etc. must secure separate spaces for the installment thereof. For it, the conventional power supply apparatus has a limitation in becoming small-sized and lighter.
In light of these points, it is preferable if the electric arc welder is made into a simple configuration integrated into a single unit along with the heating parts in a manner that the separate extension cable for the welding holder is not required and the heating parts be used with being mounted on the heat sink, and also if the compact and lighter configuration without giving any effects on the system performance accomplished.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
A main object of the invention is to provide an integrated single body compact welder comprising a welding rod holder integrally mounted on the front surface thereof and important parts mounted in a body portion in a centralized arrangement on a single unit in order to become compact and portable, thereby enabling the free use thereof at any time and any place.  
Other object of the invention is to provide an integrated single body compact welder comprising a welding rod holder integrally mounted on the front surface thereof, a body portion constructed in a single unit mounting important parts of a system in a centralized arrangement therein and a handle portion and/or an housing integrally extended from the body portion in a horizontal or vertical direction to mount another independent parts in the their inner portion, thereby enabling a user to effectively act for a load of a system and take its balance. 
Another object of the invention is to provide an integrated single body compact welder comprising a body portion mounting a single unit with heating parts and non-heating parts provided in a centralized arrangement on a heat sink to be separated from each other and a housing including a welding rod holder mounted to be rotated at the front surface of the body portion and independent parts mounted therein.  
【課題を解決するための手段】
According to a first embodiment of the invention, an integrated single body compact welder comprises a single unit constructed as one body in a centralized arrangement, a body portion mounting the single unit therein, an handle portion integrated with the body portion and a welding rod holder mounted on a support which is fixed to the body portion, in which the body portion comprises the single unit mounted therein and including a heat sink, a power input/output circuit portion including a rectifying portion and an inverter constituted by mounting parts on a first print circuit board and a system operating control portion including a system direct current supply rectifying a commercial power source and a control portion provided with a pulse width modulation (PWM) circuit for controlling the output power source of the system that are formed by parts mounted on a second print circuit board mounted on the upper surface of the heat sink; 
the handle portion including a support elastically supported the handle of the welding rod holder to the body portion through a spring and a switching portion mounted thereon to turn on and/or off the welder; and 
a housing portion including a high voltage transformer mounted therein and a power inputting terminal and an earth line arranged thereon to be excluded another power supply for the welding rod holder. 
The first print circuit board comprises insulated gate bipolar transistors (IGBTs) constituted as larger outputting elements of an inverter circuit that is connected to a rectifying portion for rectifying a commercial power and rectifying elements including transistors or diodes arranged to rectify the output of insulated gate bipolar transistors which are closely mounted in pairs two by two to both surfaces of the heat sink.  
The second print circuit board comprises a power input/output circuit portion to be constituted as heating parts and a system operating control portion to be constituted as non-heating parts, each of which are not only constructed as one board but also separated not to take a thermal influence on each other.
According to a second embodiment of the invention, an integrated single body compact welder comprises a body portion, a handle portion integrally coupled with the body portion and a welding rod holder mounted on a support portion that is provided on the front surface of the body portion, 
in which the body portion comprises a high voltage transformer and a smooth reactor mounted therein, a power line including a power input circuit portion and an earth line arranged thereon, a welding visor mounted on the front thereof and a lighting mounted to illuminate the end of a welding rod; 
the handle portion comprises a condenser mounted therein to be projected from a single unit in the housing and a switching portion mounted on the lower of the front surface thereof ; and 
the lower housing comprises the single unit mounted in an upside down arrangement. 
A power battery able to be charged or discharged may be mounted in the lower portion of the housing and/or the body portion. The battery is acted as the balance weight of a whole system, thereby facilitating the welding working of a user.  
According to a third embodiment of the invention, an integrated single body compact welder comprises a body portion positioned on the front surface thereof, a housing positioned on the rear surface thereof and a connecting portion positioned there between, 
in which the body portion comprises a welding rod mounted on a supporting portion that is fixed to the lower of the body portion to be projected, a reactor, a high voltage transformer and a smooth condenser properly mounted along with electrical wirings therein; 
a connecting portion is constructed to pass electrical wirings there through and rotated up and downward by the reference to be bent downward or upward for the weight balance of a whole system; and 
the housing mounting the single unit therein.  
【発明の効果】
The invention enables a single unit to make a system compact in one body, separates a system constituent parts into a heating part group and a non-heating part group to enhance the heat-radiation effect, mounts parts of the heating part group in a centralized arrangement on one board and properly arranges an independent part group in the system, whereby it can enable various configurations at all, simplify the design and become smaller to accomplish an integrated single body compact welder to be portable.    
【図面の簡単な説明】
【図１】Fig. 1 is an exploded perspective view illustrating a power supply apparatus of a conventional welder,
【図２】Fig. 2 is a cross-sectional view illustrating an assembled state of an integrated single body compact welder according to a first embodiment of the invention;
【図３】Fig, 3 is a cross-sectional view illustrating a single unit constructed according to the principal of the invention;
【図４】Fig. 4 is a cross-sectional view illustrating an assembled state of an integrated single body compact welder according to a second embodiment of the invention;
【図５】Fig. 5 is a cross-sectional view illustrating an assembled state of an integrated single body compact welder according to a third embodiment of the invention.
【発明を実施するための形態】
The invention will be described in detail with reference to the attached drawings as follows:
Figs. 2 and 3 are a side cross-sectional view showing an integrated single body constructed according to a first embodiment of the invention and a perspective view schematically showing a configuration of a single unit according to the invention. 
As shown in drawings, according to a first embodiment of the invention an integrated single body compact welder 10 comprises a single unit 20 constructed in an integrated arrangement. The single unit 20 comprises a body portion 30 including a heat sink 11, a handle portion integrated to the body portion 30 and a welding rod holder 70 mounted on a support portion 41 in order to be integrated to the body portion 30. 
The body 30 comprises a heat sink 11 and the single unit 20 mostly important parts of an electrical system in a centralized arrangement thereon, which can be called a centralized single unit 20.   
The single unit 20 comprises the heat sink 11, a power input/output circuit portion 12 including a rectifying portion and an inverter circuit constituted by mounting parts t on a first  print circuit board 21 positioned on the lower surface of the heat sink 11; and a system operating control portion 13 including a system direct current supply portion and a control portion including a pulse width modulation(PWM) circuit for controlling a system output power, which are constituted by mounting parts on a second print circuit board 22 positioned on the upper surface of the heat sink 11, which are electrically connected to a power input circuit portion 29 to function as a power adaptor and a switching circuit portion 14 connected to the power input circuit portion 29 to turn on/off the operation of the system. 
The heat sink 11 is a rectangular body made of a metal such as an aluminum material, etc., which includes a plurality of radiating fins 15 dividing a hollow of the center portion thereof in a longitudinal direction to form air flowing passages 16. The first print circuit board 21 is mounted in an insulated state to the lower surface of the heat sink 11 by a fixing means not shown, for example through spacers to be spaced from the lower surface of the heat sink 11. Rectifying elements 18 for rectifying an output of a transformer to receive an output from the insulated gate bipolar transistors 17 of parts on the upper surfaces of the first print circuit board 21, two are closely adhered in pair to one side surface of the heat sink 11 with being mounted on the first print circuit board 21. Similarly, the insulated gate bipolar transistors (IGBT) 17 of a larger output element forming an inverter circuit, two also are closely adhered in pair to one side surfaces of the heat sink 11 with being mounted on the first print circuit board 21. A large capacity of condenser 19 for the stability of the current is positioned in the handle portion 40.  
The second print circuit board 22 including the system operating control portion 13 is mounted on the upper surface of the heat sink 11 to be positioned by a fixing member 23 in the inner upper portion of the body 30 along with the heat sink 11. 
Herein, it is noted that the power input/output portion 12 including the heating parts and the system operating control portion 13 including the non-hearting parts each are configured as one-board to be separately mounted from each other, so that they don’t give any influence to each other.  
A blowing fan 25 is mounted in the body portion 30 by a plurality of supporting screws 26 to be positioned adjacent to the rear surface of the body portion 30.   
On the other hand, except for the parts of the power input/output circuit portion 12 and the system operating control portion 13, the single unit 20 is connected in a wiring to a smooth reactor 28 which is mounted in the space of a front portion 31 integrally extended from the body portion 30. 
A lower housing 50 integrally constructed on the lower portion of the handle portion 40 comprises a high voltage transformer 51 mounted therein. The high voltage transformer 51 is disclosed in Korean Patents No. 10-108647 (2011.11.17) and No. 10-1392045 (2014.04.28). Herein, it is noted that the cores of disclosed high voltage transformers are made of a nano-amorphous material, not ferrite materials, so that the restriction of a core area is removed, and the thermal dissipation is easy, thereby accomplishing various high voltage output.      
Therefore, the single unit 20 is unified by effectively mounting electrical welding parts in a centralized arrangement on the heat sink 11 to be mounted in a smaller space of the body portion 30, and additional parts, for example the smooth reactor 28, the condenser 19 and the high voltage transformer 51 each are dispersed and arranged in the front portion 31 integrally constructed with the body portion 30, the handle portion 40 and the lower housing 50 with their electrical parts being wired to the corresponding print circuit boards. Such like this configuration makes parts to be concentrated and unified, thereby enabling the miniature of a system. 
Herein, except for the smooth reactor 28, the condenser 19 and the high voltage transformer 51, the power input circuit portion 13 constructed as one board on the second print circuit board 12 are commonly called an independent part . 
Also, according to the invention a power input circuit portion 29 which is configured as an adapter including a system power input terminal connected to an outside of the system is coupled to a power line 52 extended from the housing 50.
According to the invention, an integrated single body compact welder 10 further comprises a welding visor 60 mounted on the front portion of a body portion 30. An upper portion 71 of the welding rod holder 70 is fixed to a support portion 41 on the lower portion of the front portion 31, in which the upper portion 71 acts as a positioning means to make a high voltage applied thereto. A lower portion 72 is constructed to rotate its front lower portion downward by the reference of a rotating axis 73. A holder handle 74 also is constituted as an extending portion extended downward from the rotating axis 73 and includes a support 75 mounting an elastic spring therein, in which the support 75 is provided between an intermediate portion of the handle portion 40 and a fulcrum 76.  
The invention has another advantage in that a chargeable power battery (not shown) can be mounted on the lower surface of the housing 50, in which the chargeable power battery maintains a balance to a whole weight of a system to facilitate the welding work of a user. 
As shown in Fig. 4, a second embodiment of the invention adapts all parts of an integrated single body compact welder provided in the first embodiment, and in particularly, comprises a single unit 20 of the same configuration constructed centering a heat sink 11. 
The integrated single body compact welder 10 is an upset configuration of the first embodiment, all parts of which are the same as those of the first embodiment. In other words, the body portion 30 comprises a handle portion 40 integrally extended there from and a welding rod holder 79 mounted on a support portion 41 that is fixed to the body portion 30. The detailed description of the welding rod holder 70 is omitted due to the same one as the configuration of the first embodiment.     
The body portion 30 comprises a high voltage transformer 51 and a smooth reactor 28 mounted therein, which are connected to a power line provided with a power input circuit portion 29 and an earth line 53. Herein, the first embodiment appears that the high voltage transformer 51 and the smooth reactor 28 are positioned in the lower portion of a system. A welding visor 60 is mounted on the front portion of the body portion 30. If necessary, an illumination light 81 can be mounted on the front portion of the body portion 30 to light up the end of a welding rod.  
The handle portion 40 receives a condenser 19 to be projected from a single unit 20 which is mounted in a housing 50. A switching portion 14 is mounted on the front lower portion of the handle portion 40. 
A lower housing 50 comprises the single unit 20 mounted in an overturned arrangement, the configuration of which is the same as that of the single unit in the first embodiment. The same references are allocated to the same parts of the single unit 20, the detailed explanation of which is omitted.
The second embodiment further comprises a chargeable/dischargeable power battery (not shown) mounted on the lower portion of the housing 50 and/or in the body portion 30 to keep the balance to the whole weight of a system, thereby facilitating the welding working of users.     
As shown in Fig. 5, according to a third embodiment of the invention a handle portion 40 is omitted. For example, an integrated single body compact welder 10 comprises a body portion 30 on the front surface thereof, a housing 50 on the rear surface and a connecting portion 90 positioned on the middle portion between them instead of the handle portion 40. 
The body portion 30 comprises a welding rod holder 70 mounted on a support portion 41 to be projected forward from the lower portion of the body portion 30 and supported thereon. The welding rod holder 70 comprises a lower portion including a fixing block 77 fixed to the support portion 41, to which a high voltage is applied, and an upper portion including a rotating block 78 which is elastically supported by a spring 78 to grasp a welding rod 80. 
The body portion 30 comprises not only a reactor 28 and a high voltage transformer 51 like the second embodiment but also a smooth condenser 91, which are properly arranged therein. 
The connecting portion 90 is configured to let electrical wirings of a system to be passed there through so that the up and down rotation of the body portion 30 or the handle portion 40 is made. The configuration allows the housing 50 to be bent downward for the weight balance of the whole system.
The housing 50 comprises a single unit 20 therein, which is constructed as the configuration using the same one as those of the first and second embodiments except for the condenser 19. The detailed explanation of the single unit 20 is omitted.
【請求項１】
An integrated single body compact welder comprising a single unit constructed as one body in a centralized arrangement, a body portion mounting the single unit therein, an handle portion integrated with the body portion and a welding rod holder mounted on a support which is fixed to the body portion, 
in which the body portion comprises the single unit mounted therein and including a heat sink, a power input/output circuit portion including a rectifying portion and an inverter constituted by mounting parts on a first print circuit board and a system operating control portion including a system direct current supply rectifying a commercial power source and a control portion provided with a pulse width modulation (PWM) circuit for controlling the output power source of the system that are formed by parts mounted on a second print circuit board mounted on the upper surface of the heat sink; 
the handle portion including a support elastically supported the handle of the welding rod holder to the body portion through a spring and a switching portion mounted thereon to turn on and/or off the welder; and 
a housing portion including a high voltage transformer mounted therein and a power inputting terminal and an earth line arranged thereon to be excluded another power supply for the welding rod holder. 
【請求項２】
The integrated single body compact welder claimed in Claim 1, in which:
the first print circuit board comprises insulated gate bipolar transistors constituted as larger outputting elements of an inverter circuit that is connected to a rectifying portion for rectifying a commercial power and rectifying elements including transistors or diodes arranged to rectify the output of insulated gate bipolar transistors which are closely mounted in pairs two by two to both surfaces of the heat sink.  
【請求項３】
The integrated single body compact welder claimed in Claim 1, in which:
the second print circuit board comprises a power input/output circuit portion to be constituted as heating parts and a system operating control portion to be constituted as non-heating parts, each of which are not only constructed as one board but also separated not to take a thermal influence on each other.
【請求項４】
An integrated single body compact welder comprises a body portion, a handle portion integrally coupled with the body portion and a welding rod holder mounted on a support portion that is provided on the front surface of the body portion, 
in which the body portion comprises a high voltage transformer and a smooth reactor mounted therein, a power line including a power input circuit portion and an earth line arranged thereon, a welding visor mounted on the front thereof and a lighting mounted to illuminate the end of a welding rod; 
the handle portion comprises a condenser mounted therein to be projected from a single unit in the housing and a switching portion mounted on the lower of the front surface thereof ; and 
the lower housing comprises the single unit mounted in an upside down arrangement. 
【請求項５】
An integrated single body compact welder comprises a body portion positioned on the front surface thereof, a housing positioned on the rear surface thereof and a connecting portion positioned there between, 
in which the body portion comprises a welding rod mounted on a supporting portion that is fixed to the lower of the body portion to be projected, a reactor, a high voltage transformer and a smooth condenser properly mounted along with electrical wirings therein; 
a connecting portion is constructed to pass electrical wirings there through and rotated up and downward by the reference to be bent downward or upward for the weight balance of a whole system; and 
the housing mounting the single unit therein.  
【請求項６】
The integrated single body compact welder claimed in any one of Claim 1 or Claim 4 and Claim 5, in which
the welding rod holder includes an upper portion fixed to a support portion 41 on the lower portion of the front portion of the body portion, in which the upper portion acts as a positioning means to make a high voltage applied thereto, a lower portion is constructed to rotate its front lower portion downward by the reference of a rotating axis, and a holder handle is constituted as an extending portion extended downward from the rotating axis, thereby operatingthe handle of the welding rod holder and fixing a welding rod to the front of the welding rod holder with the middle portion of the handle portion being grasped.    
【請求項７】
The integrated single body compact welder claimed in any one of Claim 1 or Claim 4 and Claim 5, in which:
the integrated single body compact welder comprises the body portion including the single unit constructing in a centralized arrangement with system parts, the handle portion and/or the lower housing integrally extended in a horizontal or vertical, in the inner of which a high voltage transformer, a reactor, a condenser and independent parts of the power input/output circuit portion are arranged with being electrically connected to the heating and non-heating parts of the single unit.     
【要約】
An integrated single body compact welder comprises a single unit constructed as one body in a centralized arrangement, a body portion mounting the single unit therein, an handle portion integrated to the body portion and a welding rod holder mounted on a support portion which is fixed to the body portion, in which the body portion comprises a heat sink, a power input/output circuit portion including a rectifying portion and an inverter circuit constituted by mounting parts on a first print circuit board positioned on the lower surface of the heat sink; and a system operating control portion including a system direct current supply portion and a control portion including a pulse width modulation circuit for controlling a system output power, which are constituted by mounting parts on a second print circuit board  positioned on the upper surface of the heat sink 11, thereby miniaturizing a system by the single unit, enhancing the heat-radiation effect with the heating and non-heating parts being separated, properly arranging independent parts in the body portion, the hand portion and/or the housing so that it enables various configurations at all, simplify the design and become smaller to accomplish the integrated single body compact welder to be portable.
【図１】
2016153139.tif 000008
【図２】
2016153139.tif 000009
【図３】
2016153139.tif 000010
【図４】
2016153139.tif 000011
【図５】
2016153139.tif 000012