CN111615734A - 焊接变压器 - Google Patents

Abstract

焊接变压器(10)具有铁芯(12)和在铁芯(12)上分别交替卷绕的一次绕线(18)及二次绕线(20)。一次绕线(18)具有宽度方向沿与穿过铁芯(12)的磁通的方向(Dy)平行地延伸的第一带状导体(40a)。二次绕线(20)具有宽度方向沿与穿过铁芯(12)的磁通的方向(Dy)平行地延伸的第二带状导体(40b)，第一带状导体(40a)和第二带状导体(40b)分别交替地在与磁通的方向(Dy)正交的方向(Dx)上层叠。

Description

焊接变压器

技术领域

本发明涉及例如使用于电阻焊接等的焊接变压器。

背景技术

日本专利第5220931号公报记载的焊接变压器的课题在于，可以进行高速且精密的大电流的焊接控制，且减少耗电。

为了解决该课题，日本专利第5220931号公报记载的焊接变压器具备环状磁芯、分割卷绕的一次线圈、以及在一次线圈的各间隙交替地夹设有各一个的多个正侧线圈和多个负侧线圈。线圈固定于连接基板的一方的面。在连接基板的另一方的面上，正侧线圈经由第一连结极板电连接于正侧导体。负侧线圈经由第二连结极板电连接于负侧导体。正侧线圈与负侧线圈的连接部电连接于第三连结极板。隔着薄的绝缘层，在一方配置正侧导体、整流元件以及第一极板，在另一方配置负侧导体、整流元件以及第二极板，将第一极板和第二极板通过第三极板电连接。

发明内容

但是，日本专利第5220931号公报记载的焊接变压器将仅卷绕有正侧线圈的第一单元、仅卷绕有一次线圈的第二单元、以及仅卷绕有负侧线圈的第三单元以该顺序重叠，构成一个构造体。而且，将多个构造体沿横向配列。因此，需要用于支撑多个构造体的多个连结极板(第一连结极板、第二连结极板以及第三连结极板)，存在结构复杂化的问题。

本发明考虑这样的课题而完成，目的在于提供一种焊接变压器，能够实现小型化及轻量化，而且可以进行高频大电流且高效的电力转换。

本发明的一方式为，具有：铁芯；以及分别交替地卷绕于上述铁芯的一次绕线及二次绕线，上述一次绕线具有宽度方向沿与穿过上述铁芯的磁通的方向平行地延伸的第一带状导体，上述二次绕线具有宽度方向沿与穿过上述铁芯的磁通的方向平行地延伸的第二带状导体，上述第一带状导体和上述第二带状导体分别交替地在与上述磁通的方向正交的方向上层叠。

焊接变压器的性能能够通过提高一次绕线与二次绕线的耦合以及降低高频损失来提高，这完全取决于绕线的结构。为了提高耦合，与如何降低漏磁通有关，但本发明的焊接变压器具有以下构造。

即，在本发明的一方式中，将沿与穿过铁芯的磁通的方向成直角的方向叠绕的一次绕线和二次绕线按照匝数或截面积分割，将一次绕线和二次绕线构成于交替的位置，且各自串联或并联地连接。由此，能够提高一次电路和二次电路的耦合。

就提高耦合而言，通过将二次侧短路，且使从一次侧观察的电感值变小，与将未分割时的电感设为L的情况相比，电感值与分割数对应地减少。电感值的减少是基本与分割数成反比例的值。

作为降低高频损失的对策，在绕线材中使用了带状导体。带状导体与高频电流相伴的表皮损耗极小，另外，因电流而引起的涡流损耗也小，因此带状导体为理想的应对高频的材料。另外，通常，高频用的导体多使用绞合线，但是与例如圆的绞合线相比，带状导体不会形成空间(间隙)，因此能够将占有率设计得较大，能够实现小型轻量化。

在本发明的一方式中，上述二次绕线具有正极侧二次绕线和负极侧二次绕线，以上述一次绕线、上述正极侧二次绕线以及上述负极侧二次绕线的顺序、或者上述一次绕线、上述负极侧二次绕线以及上述正极侧二次绕线的顺序卷绕在上述铁芯。由此，能够实现提高一次绕线与二次绕线的耦合，降低高频损失。

而且，能够使一次电流的上升急剧，与之相应地，可以进行一次电流的高频化，能够使二次电流的上升增大。其结果，可以进行精细的控制。另外，能够对工件(原料)以短时间供给高电流，因此，对铝、铜等导电率高的工件的焊接也变得容易。

在本发明的一方式中，具有：环状的铁芯；卷绕部，其卷绕于上述环状的铁芯，且具有连接于一方的输入端子与另一方的输入端子间的一次绕线、正极侧二次绕线、以及负极侧二次绕线；连接于上述正极侧二次绕线与上述负极侧二次绕线的连接点的负电极；以及正电极，其与上述正极侧二次绕线经由第一整流元件连接，且与上述负极侧二次绕线经由第二整流元件连接。

在本发明的一方式中，上述一次绕线具有覆盖上述铁芯的一部分的多个第一带状导体，上述正极侧二次绕线具有分别配置于上述第一带状导体间的多个第二带状导体，上述负极侧二次绕线具有分别配置于上述第一带状导体与上述第二带状导体间的多个第三带状导体，各上述第二带状导体在一方的端部连接有正极，且至少卷绕1圈，各上述第三带状导体在一方的端部连接有负极，且至少卷绕1圈，在各个上述正极与上述负极之间配置有电连接上述第二带状导体的另一方的端部和上述第三带状导体的另一方的端部的上述负电极。

一次绕线具有覆盖铁芯的一部分的多个第一带状导体，正极侧二次绕线具有分别配置于第一带状导体间的多个第二带状导体，负极侧二次绕线具有分别配置于第一带状导体与第二带状导体间之间的多个第三带状导体。而且，各第二带状导体在一方的端部连接有正极，且至少卷绕1圈，各第三带状导体在一方的端部连接有负极，且至少卷绕1圈。由此，能够将卷绕部紧凑化，能够实现焊接变压器的小型化。

另外，将负电极分别配置于正极与负极之间，将第二带状导体的另一方的端部和第三带状导体的另一方的端部电连接，因此，能够将负电极容易地连接于卷绕部。特别是能够相对于二次绕线通过分接头连接负电极，能够在卷绕部构成正极侧二次绕线和负极侧二次绕线。

而且，在本发明的一方式中，由于具有上述的结构，因此起到以下的效果。即，通常，若提高频率，则能够缩小铁芯，因此，能够实现焊接变压器的小型化。但是，若提高频率，则变压器的效率降低，因此小型化存在界限。

与之相对，在本发明的一方式中，由于一次电流的上升急剧，因此能够延长有效输出二次电压的期间，即使提高频率，也能够提高变压器的效率，而且能够实现小型化。

在本发明的一方式中，上述一次绕线具有分别将上述第一带状导体间电连接的多个第一连结导体，上述正极侧二次绕线具有分别将上述正极间电连接的多个第二连结导体，上述负极侧二次绕线具有分别将上述负极间电连接的多个第三连结导体，上述正极侧二次绕线及上述负极侧二次绕线具有分别将上述负电极间电连接的多个第四连结导体。

通过将第一带状导体间分别通过第一连结导体电连接，能够构成一次绕线，一次绕线向卷绕部外的引出变得容易。另外，通过将正极间分别通过第二连结导体电连接，能够构成正极侧二次绕线，正极侧二次绕线向卷绕部外的引出变得容易。同样地，通过将负极间分别通过第三连结导体电连接，能够构成负极侧二次绕线，负极侧二次绕线向卷绕部外的引出变得容易。

在本发明的一方式中，多个上述第一连结导体形成于上述卷绕部的一方的端面，在多个上述第一连结导体中，在位于上述卷绕部的外周侧的第一连结导体连接有上述一方的输入端子，在多个上述第一连结导体中，在位于上述卷绕部的内周侧的第一连结导体连接有上述另一方的输入端子。

将第一连结导体形成于卷绕部的一方的端面，因此能够将第一带状导体间分别通过第一连结导体容易地电连接，能够容易地构成一次绕线。而且，一次绕线向卷绕部外的引出也变得容易。其结果，在多个第一连结导体中，能够在位于卷绕部的外周侧的第一连结导体连接一方的输入端子，在多个第一连结导体中，能够在位于卷绕部的内周侧的第一连结导体连接另一方的输入端子。

在本发明的一方式中，上述铁芯具有两个长条的平行部，上述卷绕部卷绕于任一个上述平行部，上述第一连结导体的连结方向、上述第二连结导体的连结方向、上述第三连结导体的连结方向以及上述第四连结导体的连结方向中，至少一个连结方向和上述平行部的长度方向处于相交的位置关系。在此，相交的关系是指，至少一个连结方向与上述平行部的长边方向所成的角为60°～120°的关系。优选为90°(正交的关系)。

由此，能够在卷绕部的上部或下部配置第一连结导体，在卷绕部的下部或上部配置第二连结导体、第三连结导体以及第四连结导体中的任一个，有助于焊接变压器的紧凑化。特别地，通过将第二连结导体、第三连结导体以及第四连结导体全部的连结方向设为与平行部的长边方向相交的位置关系，从而能够将第二连结导体、第三连结导体以及第四连结导体全部配置于卷绕部的下部或上部，能够进一步实现焊接变压器的紧凑化。

本发明的一方式中，至少上述第二连结导体的连结方向和上述第三连结导体的连结方向相同。

由此，能够将第二连结导体和第三连结导体平行地配置，构成为一个台座，能够在该台座上配置两个整流元件、正电极等。其结果，能够实现焊接变压器的紧凑化。

在本发明的一方式中，上述卷绕部具有卷绕于一方的上述平行部的第一卷绕部和卷绕于另一方的上述平行部的第二卷绕部，还具有第五连结导体，该第五连结导体将上述第一卷绕部的至少一个上述第一带状导体和上述第二卷绕部的至少一个上述第一带状导体电连接。

即使在卷绕部由第一卷绕部和第二卷绕部构成的情况下，能够通过利用第五连结导体将第一卷绕部的第一带状导体和第二卷绕部的第一带状导体电连接而构成1个一次绕线。因而，作为焊接变压器，能够提供具有一个卷绕部的类型和具有两个卷绕部的类型，能够根据用途进行各种选择。

在本发明的一方式中，在多个上述第一连结导体中，一方的1个以上的第一连结导体形成于上述第一卷绕部的一方的端面，在多个上述第一连结导体中，另一方的1个以上的第一连结导体形成于上述第二卷绕部的一方的端面，上述第五连结导体从与一方的1个以上的上述第一连结导体中位于上述第一卷绕部的外周侧或内周侧的第一连结导体对应的位置连接到与另一方的1个以上的上述第一连结导体中位于上述第二卷绕部的外周侧或内周侧的第一连结导体对应的位置，在一方的1个以上的上述第一连结导体中，在位于上述第一卷绕部的内周侧或外周侧的第一连结导体连接有上述一方的输入端子，在另一方的1个以上的上述第一连结导体中，在位于上述第二卷绕部的内周侧或外周侧的第一连结导体连接有上述另一方的输入端子。

在多个第一连结导体中，能够将一方的第一连结导体形成于第一卷绕部的一方的端面，将另一方的第一连结导体形成于第二卷绕部的一方的端面。另外，能够在一方的第一连结导体中位于第一卷绕部的外周侧或内周侧的第一连结导体和另一方的第一连结导体中位于第二卷绕部的外周侧或内周侧的第一连结导体连接第五连结导体。

由此，能够将第一卷绕部的第一带状导体间分别通过一方的第一连结导体容易地电连接。同样地，能够将第二卷绕部的第一带状导体间分别通过另一方的第一连结导体容易地电连接。即，能够遍及第一卷绕部及第二卷绕部容易地构成一个一次绕线。而且，一次绕线向第一卷绕部外及第二卷绕部外的引出也变得容易。

其结果，能够在一方的第一连结导体中位于第一卷绕部的内周侧或外周侧的第一连结导体连接一方的输入端子，能够在另一方的第一连结导体中位于第二卷绕部的内周侧或外周侧的第一连结导体连接另一方的输入端子。

在本发明的一方式中，上述铁芯具有两个长条的平行部，上述第一卷绕部卷绕于任意一方的上述平行部，上述第二卷绕部卷绕于任意另一方的上述平行部，在上述第一连结导体的连结方向、上述第二连结导体的连结方向、上述第三连结导体的连结方向、上述第四连结导体以及第五连结导体的连结方向中，至少一个连结方向和上述平行部的长度方向处于相交的位置关系。

在此，相交的关系是指，至少一个连结方向与上述平行部的长边方向所成的角为60°～120°的关系。优选为90°(正交的关系)。

由此，能够在第一卷绕部及第二卷绕部的上部或下部配置第一连结导体，在第一卷绕部及第二卷绕部的下部或上部配置第二连结导体、第三连结导体以及第四连结导体的任一个，有助于焊接变压器的紧凑化。特别是通过将第二连结导体、第三连结导体以及第四连结导体全部的连结方向设为与平行部的长边方向相交的位置关系，从而能够将第二连结导体、第三连结导体以及第四连结导体全部配置于第一卷绕部及第二卷绕部的下部或上部，能够进一步实现焊接变压器的紧凑化。

在本发明的一方式中，至少上述第二连结导体的连结方向、上述第三连结导体的连结方向以及上述第五连结导体的连结方向相同。

由此，能够将第二连结导体和第三连结导体平行配置，构成为一个台座，能够在该台座上配置两个整流元件、正电极等。其结果，能够实现焊接变压器的紧凑化。而且，第五连结导体的连结方向也相同，因此，能够容易地掌握一方的输入端子及另一方的输入端子的导出方向，焊接变压器的安装作业也变得容易。

在本发明的一方式中，具有连接于上述第二连结导体的正极导体和连接于上述第三连结导体的负极导体，上述正电极连接于上述正极导体与上述负极导体之间，上述第一整流元件连接于上述正极导体与上述正电极之间，上述第二整流元件连接于上述负极导体与上述正电极之间。

由此，能够在卷绕部的一方的端面侧配置正极导体、第一整流元件、正电极、第二整流元件以及负极导体的组合构造，有助于焊接变压器的紧凑化。

在本发明的一方式中，电连接上述负电极间的多个上述第四连结导体和上述正电极配置于上述卷绕部的一方的端面侧，上述一方的输入端子及上述另一方的输入端子配置于上述卷绕部的另一方的端面侧。

由此，能够将连接于焊接变压器的焊接机配置于在卷绕部的一方的端面侧所配置的正电极和负电极，将连接于焊接变压器的前级的电路配置于在卷绕部的另一方的端面侧所配置的一方的输入端子及另一方的输入端子。也就是，在焊接变压器中，能够将供焊接机连接的部分和供前级的电路连接的部分明确地分离，能够事前防止连接错误，能够实现作业效率的提高。

根据本发明的焊接变压器，能够实现小型化及轻量化，而且可以进行高频大电流且高效的电力转换。

附图说明

图1是将本实施方式的焊接变压器省略一部分而表示的剖视图。

图2是将第一实施方式的焊接变压器(第一焊接变压器)的概略结构与焊接机一起表示的电路图。

图3中，图3A是从一个方向观察第一焊接变压器而表示的立体图，图3B是从另一个方向观察第一焊接变压器而表示的立体图。

图4是表示第一焊接变压器的结构的分解立体图。

图5中，图5A是从一个方向观察第一焊接变压器的主要是卷绕部的结构而表示的立体图，图5B是从另一方向观察卷绕部的绕线构造而表示的俯视图。

图6是图5B的VI－VI线上的剖视图。

图7是图5B的VII－VII线上的剖视图。

图8中的图8A及图8B是表示正极侧二次绕线(第二带状导体)及负极侧二次绕线(第三带状导体)的绕线状态和正极、负极以及负电极的配置关系的立体图。

图9中，图9A是表示实施例的一次电流波形的图，图9B是表示比较例的一次电流波形的图。

图10中，图10A是从一个方向观察第二实施方式的焊接变压器(第二焊接变压器)而表示的立体图，图10B是从另一个方向观察第二焊接变压器而表示的立体图。

图11中，图11A是从一个方向主要观察第二焊接变压器的卷绕部的结构而表示的立体图，图11B是从另一个方向观察卷绕部的绕线构造而表示的俯视图。

图12是图11B的XII－XII线上的剖视图。

图13是图11B的XIII－XIII线上的剖视图。

图14中，图14A是从一个方向观察第二焊接变压器的主要是第一一次绕线及第二一次绕线的结构而表示的立体图，图14B是表示第一连结导体和第五连结导体的结构的放大图。

图15是表示第二焊接变压器的结构的分解立体图。

具体实施方式

以下，参照图1～图15，对本发明的焊接变压器的实施方式例进行说明。

首先，参照图1，对本实施方式的焊接变压器10的基本结构进行说明。

如图1所示，焊接变压器10的基本结构具有铁芯12、在铁芯12上分别交替卷绕的一次绕线18及二次绕线20。一次绕线18具有宽度方向沿与穿过铁芯12的磁通的方向Dy平行地延伸的第一带状导体40a(参照图5A)。二次绕线20具有宽度方向沿与穿过铁芯12的磁通的方向Dy平行地延伸的第二带状导体40b。第一带状导体40a和第二带状导体40b(参照图5A)分别交替地在与磁通的方向Dy正交的方向Dx上层叠。

焊接变压器10的性能能够通过提高一次绕线18与二次绕线20的耦合和降低高频损失来提高，这完全取决于绕线的结构。

为了提高耦合，与如何减少漏磁通有关，但本实施方式的焊接变压器10具有上述的结构。即，将沿与穿过铁芯12的磁通的方向Dy成直角的方向Dx叠绕的一次绕线18和二次绕线20按照匝数或截面积分割，将一次绕线18和二次绕线20构成于交替的位置，且各自串联或并联地连接，由此能够提高一次电路和二次电路的耦合。

就提高耦合而言，通过将二次侧短路，且使从一次侧观察的电感值变小，从而与将未分割时的电感设为L的情况相比，电感值与分割数对应地减少。电感值的减少是基本与分割数成反比例的值。

进一步地，在本实施方式中，作为降低高频损失的对策，在绕线材中使用了带状导体。高频电流因表皮效应而具有仅在导体表面流通的性质，但由于带状导体厚度薄，因此能够在导体整体流通电流，其结果，表皮损耗极小。而且，由于因电流而引起的涡流损耗小，因此成为理想的应对高频的材料。另外，通常，高频用的导体多使用绞合线，但是与例如圆的绞合线相比，带状导体不会形成空间(间隙)，因此能够将占有率设计得较大，能够实现小型轻量化。

接下来，参照图2～图15，对本实施方式的焊接变压器10优选的应用例进行说明。

如图2的电路图所示，焊接变压器10具有铁芯12和卷绕于铁芯12的卷绕部14。卷绕部14具有在一方的输入端子16a与另一方的输入端子16b间连接的一次绕线18、正极侧二次绕线20p、以及负极侧二次绕线20n。另外，焊接变压器10具有负电极22N和正电极22P。负电极22N连接于正极侧二次绕线20p与负极侧二次绕线20n的连接点24(分接头)。正电极22P与正极侧二次绕线20p经由第一整流元件26a连接，且与负极侧二次绕线20n经由第二整流元件26b连接。

焊接变压器10经由一方的输入端子16a和另一方的输入端子16b与未图示的前级电路(例如，逆变器)，经由负电极22N和正电极22P与焊接机28连接。

而且，如图3A～图4所示地，第一本实施方式的焊接变压器(以下，记作第一焊接变压器10A)在具有两个长条的平行部(第一平行部30a及第二平行部30b)的环状的铁芯12中，在任一方的平行部(例如，第一平行部30a)卷绕有卷绕部14。

如图5A及图5B所示，构成卷绕部14的一次绕线18具有覆盖环状的铁芯12的一部分的例如五个第一带状导体40a。正极侧二次绕线20p具有分别配置于第一带状导体40a间的例如四个第二带状导体40b。负极侧二次绕线20n具有分别配置于第一带状导体40a与第二带状导体40b间的例如四个第三带状导体40c。

如图6及图7所示，第一带状导体40a构成为，以内侧绝缘膜42a、导体膜44、层间绝缘膜42b、导体膜44、层间绝缘膜42b、…导体膜44这样的方式，绝缘膜42和导体膜44交替地层叠。

在五个第一带状导体40a中，最外侧的第一带状导体40a及最内侧的第一带状导体40a，导体膜44分别卷绕1圈以上，例如5圈，中央的三个第一带状导体40a，导体膜44分别卷绕1圈以上，例如8圈。即，导体膜44合计卷绕5圈以上，例如34圈。在此，将第一带状导体40a的配置结构设为(A)。

并且，以图5B的VI－VI线上的截面观察时，如图6所示，第二带状导体40b由导体膜44构成，在内方的端面连接有由例如金属板45构成的正极50p，而且至少卷绕1圈。此外，在第一带状导体40a的外侧的导体膜44与正极50p之间夹设有绕线间绝缘膜42c。

第三带状导体40c由导体膜44构成，在外方的端面连接有由例如金属板45构成的负电极22N，而且至少卷绕1圈。在第二带状导体40b的导体膜44与第三带状导体40c的导体膜44之间夹设有层间绝缘膜42b。在负电极22N的外方的端面隔着极间绝缘膜42d配置有由金属板45构成的负极50n。在负极50n的外方的端面配置有绕线间绝缘膜42c。在此，将从上述的配置于第一带状导体40a的外方的端面的绕线间绝缘膜42c到上述的配置于负极50n的外方的端面的绕线间绝缘膜42c的配置结构设为(B)。

在负极50n的外方的端面隔着绕线间绝缘膜42c配置有第一带状导体40a，在第一带状导体40a的外方的端面配置有绕线间绝缘膜42c、负极50n、层间绝缘膜42b、第三带状导体40c、负电极22N、极间绝缘膜42d、正极50p、第二带状导体40b以及绕线间绝缘膜42c。在此，将上述的从配置于第一带状导体40a的外方的端面的绕线间绝缘膜42c到上述的配置于第二带状导体40b的外方的端面的绕线间绝缘膜42c的配置结构设为(C)。

而且，在上述的配置结构(C)的外方的端面配置有配置结构(A)、(C)、(A)、(B)以及(A)，进一步地，在位于最外侧的第一带状导体40a的外侧配置有外侧绝缘膜42e。

同样地，在以图5B的VII－VII线上的截面观察时，如图7所示，第二带状导体40b在内方的端面隔着层间绝缘膜42b配置有正极50p，在外方的端面连接有负电极22N，而且至少卷绕1圈。此外，在第一带状导体40a的外侧的导体膜44与正极50p之间夹设有绕线间绝缘膜42c。

第三带状导体40c在内方的端面连接有负极50n，且至少卷绕1圈。在负极50n与负电极22N之间夹设有极间绝缘膜42d。即，在第二带状导体40b与第三带状导体40c之间夹设有负极50n、极间绝缘膜42d以及负电极22N。在此，将上述的从配置于第一带状导体40a的外方的端面的绕线间绝缘膜42c到上述的配置于第三带状导体40c的外方的端面的绕线间绝缘膜42c的配置结构设为(D)。

在负极50n的外方的端面隔着绕线间绝缘膜42c配置有第一带状导体40a，在第一带状导体40a的外方的端面配置有绕线间绝缘膜42c、负极50n、第三带状导体40c、层间绝缘膜42b、第二带状导体40b、负电极22N、极间绝缘膜42d、正极50p以及绕线间绝缘膜42c。在此，将从上述的配置于第一带状导体40a的外方的端面的绕线间绝缘膜42c到上述的配置于正极50p的外方的端面的绕线间绝缘膜42c的配置结构设为(E)。

而且，在上述的配置结构(E)的外方的端面配置有配置构成(A)、(E)、(A)、(D)以及(A)，进一步地，在位于最外侧的第一带状导体40a的外侧配置有外侧绝缘膜42e。

上述的配置结构只是一例，通过夹设有配置结构(A)并且适当地配置上述的配置结构(B)～(E)，能够实现各种绕线构造。

此外，第一带状导体40a、第二带状导体40b以及第三带状导体40c的宽度为60～400mm。另外，内侧绝缘膜42a、层间绝缘膜42b、绕线间绝缘膜42c、极间绝缘膜42d以及外侧绝缘膜42e的材质由绝缘纸、树脂、搪瓷等构成，厚度为0.05～0.25mm。导体膜44的材质由铝、铝合金、铜、铜合金等构成，厚度为0.1～3.0mm。

如图8A及图8B所示，正极50p例如由铝、铝合金、铜、铜合金等金属板构成，且构成为一体形成有沿卷绕部14的轴向延伸的正极主体50pa和从正极主体50pa的例如上部沿横向延伸的正极安装部50pb。正极50p的厚度为0.1～3.0mm。

负极50n由例如铝、铝合金、铜、铜合金等金属板构成，且构成为一体形成有沿卷绕部14的轴向延伸的负极主体50na和从负极主体50na的例如上部沿横向延伸的负极安装部50nb。负极50n的厚度为0.1～3.0mm。

负电极22N由例如铝、铝合金、铜、铜合金等金属板构成，且构成为一体形成有沿卷绕部14的轴向延伸的负电极主体22Na(参照图8A)和从负电极主体22Na的例如上部沿横向延伸的负电极安装部22Nb(参照图8B)。负电极主体22Na的厚度为0.1～3.0mm，负电极安装部22Nb的厚度为0.1～3.0mm。

如图5A所示，一次绕线18具有分别将第一带状导体40a间电连接的多个第一连结导体52a、例如四个第一连结导体52a。第一连结导体52a例如由U字状的金属薄板构成。多个第一连结导体52a形成于卷绕部14的另一方的端面14b。在多个第一连结导体52a中，在位于卷绕部14的内周侧的第一连结导体52a连接有例如一方的输入端子16a，在多个第一连结导体52a中，在位于卷绕部14的外周侧的第一连结导体52a连接有例如另一方的输入端子16b。

如图3A及图3B所示，正极侧二次绕线20p具有分别沿横方向将正极50p间电连接的多个第二连结导体52b。第二连结导体52b由在正极安装部50pb间连接的例如块状的金属板构成。

另一方面，如图4所示，负极侧二次绕线20n具有分别沿横向将负极50n间电连接的多个第三连结导体52c。第三连结导体52c由在负极安装部50nb(参照图3A)间连接的例如块状的金属板构成。另外，如图4所示，正极侧二次绕线20p及负极侧二次绕线20n具有分别将负电极22N间电连接的多个第四连结导体52d。第四连结导体52d由在负电极安装部22Nb(参照图3A)间连接的例如块状的金属板构成。

而且，在第一连结导体52a的连结方向、第二连结导体52b的连结方向、第三连结导体52c的连结方向以及第四连结导体52d的连结方向中，至少一个连结方向和铁芯12的长度方向(第一平行部30a及第二平行部30b)处于相交的位置关系。相交的关系是指，至少上述一个连结方向和铁芯12的长度方向所成的角为60°～120°的关系。优选为90°(正交关系)。该第一焊接变压器10A中，第一连结导体52a的连结方向、第二连结导体52b的连结方向、第三连结导体52c的连结方向以及第四连结导体52d的连结方向全部和铁芯12的长度方向处于相交的位置关系。

另外，如图4所示，第一焊接变压器10A具有：连接于第二连结导体52b且沿纵向立起的正极导体54p；以及连接于第三连结导体52c且与第二连结导体52b对置地沿纵向立起的负极导体54n。

而且，在正极导体54p与负极导体54n之间连接有正电极22P，在正极导体54p与正电极22P之间连接有第一整流元件26a，在负极导体54n与正电极22P之间连接有第二整流元件26b。

进一步地，将负电极22N间电连接的多个第四连结导体52d和正电极22P配置于卷绕部14的一方的端面14a侧，一方的输入端子16a及另一方的输入端子16b配置于卷绕部14的另一方的端面14b侧。

这样，在第一焊接变压器10A中，一次绕线18具有覆盖铁芯12的一部分的多个第一带状导体40a，正极侧二次绕线20p具有分别配置于第一带状导体40a间的多个第二带状导体40b，负极侧二次绕线20n具有分别配置于第一带状导体40a与第二带状导体40b间的多个第三带状导体40c。而且，各第二带状导体40b在一方的端部40ba(参照图5B)连接有正极50p，且至少卷绕1圈。另外，各第三带状导体40c在一方的端部40ca(参照图5B)连接有负极50n，且至少卷绕1圈。由此，能够紧凑地构成卷绕部14，能够实现第一焊接变压器10A的小型化。

另外，将负电极22N分别配置于正极50p与负极50n之间，且将第二带状导体40b的另一方的端部40bb(参照图5B)和第三带状导体40c的另一方的端部40cb(参照图5B)电连接，因此，能够将负电极22N容易地连接于卷绕部14。特别是能够对二次绕线20通过分接头连接负电极22N，能够在卷绕部14构成正极侧二次绕线20p和负极侧二次绕线20n。

进一步地，在第一焊接变压器10A中，由于具有上述的结构，因此起到以下的效果。即，通常，若提高频率，则能够缩小铁芯，因此，能够实现焊接变压器的小型化。但是，若提高频率，则变压器的效率降低，因此，小型化存在界限。

与之相对，第一焊接变压器10A由于一次电流的上升急剧，因此能够延长有效输出二次电压的期间，即使提高频率，也能够提高变压器的效率，而且还能够实现小型化。

在此，对一个实验例进行说明。该实验例确认了实施例和比较例的一次电流波形。

实施例具有与上述的第一焊接变压器10A相同的结构。比较例为使用条件为频率1kHz的市售变压器。此外，将一次绕线的匝数和二次绕线的匝数在实施例及比较例均设定为分别相同。即，实施例及比较例中，均将一次绕线设定为34圈、将正极侧二次绕线设定为4圈、将负极侧二次绕线设定为4圈。

图9A及图9B表示将连接于焊接变压器的前级的逆变器的开关频率设为10kHz时的一次电流的波形。图9A的波形是实施例的一次电流波形，图9B的波形是比较例的一次电流波形。

通常，从一次电流波形上升完成的时刻t1到开始下降的时刻t2的期间为有效期间Ta、即作为焊接电压的二次电压有效地输出的期间。为了充分确保该有效期间Ta，需要使相对于单位时间的一次电流的变化di/dt较大，即急剧。

如图9A的波形所示，可知实施例中，变化di/dt为100A/μsec，可以进行高频大电流且高效率的电力转换。

与之相对，如图9B的波形所示，比较例中，变化di/dt为6A/μsec，一次电流波形上升完成的时刻t1和开始下降的时刻t2基本相同，无法确保有效期间Ta。

另外，在第一焊接变压器10A中，一次绕线18具有分别将第一带状导体40a间电连接的多个第一连结导体52a，正极侧二次绕线20p具有分别将正极50p间电连接的多个第二连结导体52b。负极侧二次绕线20n具有分别将负极50n间电连接的多个第三连结导体52c，正极侧二次绕线20p及负极侧二次绕线20n具有分别将负电极22N间电连接的多个第四连结导体52d。

由此，通过将第一带状导体40a间分别用第一连结导体52a电连接，能够构成一次绕线18，容易进行一次绕线18向卷绕部14外的引出。另外，通过将正极50p间分别用第二连结导体52b电连接，能够构成正极侧二次绕线20p，容易进行正极侧二次绕线20p向卷绕部14外的引出。同样地，通过将负极50n间分别用第三连结导体52c电连接，能够构成负极侧二次绕线20n，容易进行负极侧二次绕线20n向卷绕部14外的引出。

在第一焊接变压器10A中，多个第一连结导体52a形成于卷绕部14的另一方的端面14b。该情况下，在多个第一连结导体52a中，在位于卷绕部14的外周侧的第一连结导体52a连接有一方的输入端子16a。在多个第一连结导体52a中，在位于卷绕部14的内周侧的第一连结导体52a连接有另一方的输入端子16b。

即，将第一连结导体52a形成于卷绕部14的另一方的端面14b，因此，能够将第一带状导体40a间分别用第一连结导体52a容易地电连接，能够容易地构成一次绕线18。而且，一次绕线18向卷绕部14外的引出也变得容易。其结果，能够在多个第一连结导体52a中位于卷绕部14的内周侧的第一连结导体52a连接一方的输入端子16a，能够在多个第一连结导体52a中位于卷绕部14的外周侧的第一连结导体52a连接另一方的输入端子16b。

在第一焊接变压器10A中，铁芯12具有两个长条的平行部(第一平行部30a及第二平行部30b)。卷绕部14卷绕于任一个平行部(例如，第一平行部30a)。而且，在第一连结导体52a的连结方向、第二连结导体52b的连结方向、第三连结导体52c的连结方向以及第四连结导体52d的连结方向中，至少一个连结方向和第一平行部30a及第二平行部30b的长度方向处于相交的位置关系。

由此，能够在卷绕部14的上部或下部配置第一连结导体52a，在卷绕部14的下部或上部配置第二连结导体52b、第三连结导体52c以及第四连结导体52d的任一个，有助于第一焊接变压器10A的紧凑化。特别是将第二连结导体52b、第三连结导体52c以及第四连结导体52d全部的连结方向设为与第一平行部30a及第二平行部30b的长边方向相交的位置关系，由此能够将第二连结导体52b、第三连结导体52c以及第四连结导体52d全部配置于卷绕部14的下部或上部，而且，能够实现第一焊接变压器10A的紧凑化。

在第一焊接变压器10A中，至少第二连结导体52b的连结方向和第三连结导体52c的连结方向相同。由此，能够将第二连结导体52b和第三连结导体52c平行地配置，构成为一个台座56(参照图4)，能够在该台座56上配置第一整流元件26a及第二整流元件26b、正电极22P等。其结果，能够实现第一焊接变压器10A的紧凑化。

接下来，参照图10A～图15，对第二实施方式的焊接变压器(以下，记作第二焊接变压器10B)进行说明。

第二焊接变压器10B具有与上述的第一焊接变压器10A大致相同的结构，但在以下点不同。

如图10A及图10B所示，卷绕部14具有卷绕于环状的铁芯12的第一平行部30a的第一卷绕部14A和卷绕于第二平行部30b的第二卷绕部14B。

如图11A及图11B所示，构成第一卷绕部14A的第一一次绕线18A具有覆盖铁芯12的第一平行部30a(参照图10A)的例如三个第一带状导体40a。正极侧二次绕线20p具有分别配置于第一带状导体40a间的例如两个第二带状导体40b。负极侧二次绕线20n具有分别配置于第一带状导体40a与第二带状导体40b间的例如两个第三带状导体40c。

同样地，构成第二卷绕部14B的第二一次绕线18B具有覆盖铁芯12的第二平行部30b(参照图10A)的例如三个第一带状导体40a。正极侧二次绕线20p具有分别配置于第一带状导体40a间的例如两个第二带状导体40b。负极侧二次绕线20n具有分别配置于第一带状导体40a与第二带状导体40b间的例如两个第三带状导体40c。

此外，第一带状导体40a、第二带状导体40b以及第三带状导体40c的内部结构，如图12及图13所示地，与上述的第一焊接变压器10A基本相同，因此省略其充分说明，但具有以下结构。

即，在第一卷绕部14A及第二卷绕部14B中，三个第一带状导体40a中的最外侧的第一带状导体40a，导体膜44卷绕1圈以上，例如5圈，中央的第一带状导体40a，导体膜44卷绕1圈以上，例如8圈，最内侧的第一带状导体40a，导体膜44卷绕1圈以上，例如5圈。即，每一个卷绕部，导体膜44合计卷绕3圈以上，例如18圈。

第二带状导体40b在一方的端部40ba(参照图11B)连接有正极50p，且至少卷绕1圈。第一带状导体40a的最内侧的导体膜44与第二带状导体40b的导体膜44之间夹设有一张绕线间绝缘膜42c。

第三带状导体40c在一方的端部40ca(参照图11B)连接有负极50n，且与第二带状导体40b至少卷绕1圈。第二带状导体40b的导体膜44与第三带状导体40c的导体膜44之间夹设有一张绕线间绝缘膜42c。

另外，如图11B所示，分别在正极50p与负极50n之间配置有将第二带状导体40b的另一方的端部40bb与第三带状导体40c的另一方的端部40cb电连接的负电极22N。

上述的第一卷绕部14A及第二卷绕部14B各自三个第一带状导体40a中，在位于最外侧的第一带状导体40a的外侧配置有外侧绝缘膜42e(参照图12)。

另外，如图11A、图14A以及图14B所示，第一卷绕部14A具有分别将第一带状导体40a间电连接的多个第一连结导体52a、例如两个第一连结导体52a。同样地，第二卷绕部14B具有分别将第一带状导体40a间电连接的多个第一连结导体52a、例如两个第一连结导体52a。而且，具有将第一卷绕部14A的至少一个第一带状导体40a和第二卷绕部14B的至少一个第一带状导体40a电连接的第五连结导体52e。

即，第一卷绕部14A的两个第一连结导体52a形成于第一卷绕部14A的另一方的端面14b，第二卷绕部14B的两个第一连结导体52a形成于第二卷绕部14B的另一方的端面14b。

进一步地，在形成于第一卷绕部14A的第一连结导体52a与形成第二卷绕部14B的第一连结导体52a之间连接有第五连结导体52e。具体而言，第五连结导体52e的一方的端部连接于与形成于第一卷绕部14A的两个第一连结导体52a中位于第一卷绕部14A的外周侧或内周侧的第一连结导体52a对应的位置。第五连结导体52e的另一方的端部连接于与形成于第二卷绕部14B的两个第一连结导体52a中位于第二卷绕部14B的外周侧或内周侧的第一连结导体52a对应的位置。图11A及图14A的例中，从与设于第一卷绕部14A的外周侧的第一连结导体52a对应的位置到与设于第二卷绕部14B的外周侧的第一连结导体52a对应的位置连接有第五连结导体52e。

进一步地，在位于第一卷绕部14A的外周侧或内周侧的第一连结导体52a连接有一方的输入端子16a，在位于第二卷绕部14B的外周侧或内周侧的第一连结导体52a连接有另一方的输入端子16b。在图11A及图14A的例中，在位于第一卷绕部14A的内周侧的第一连结导体52a连接有一方的输入端子16a，在位于第二卷绕部14B的内周侧的第一连结导体52a连接有另一方的输入端子16b。

而且，如图10A、图10B以及图15所示地，第二焊接变压器10B中，第一连结导体52a的连结方向、第二连结导体52b的连结方向、第三连结导体52c的连结方向、第四连结导体52d以及第五连结导体52e的连结方向中，至少一个连结方向和第一平行部30a及第二平行部30b的长边方向处于相交的位置关系。在该例中，相交的关系也是指，至少一个连结方向与平行部的长边方向所成的角为60°～120°的关系。优选为90°(正交的关系)。在该第二焊接变压器10B中，第一连结导体52a的连结方向、第二连结导体52b的连结方向、第三连结导体52c的连结方向、第四连结导体52d的连结方向以及第五连结导体52e的连结方向全部和第一平行部30a及第二平行部30b的长边方向处于相交的关系。

这样，第二焊接变压器10B除了具有与上述的第一焊接变压器10A同样的结构，还起到以下效果。

即，即使在卷绕部14由第一卷绕部14A和第二卷绕部14B构成的情况下，也能够通过利用第五连结导体52e将第一卷绕部14A的第一连结导体52a和第二卷绕部14B的第一连结导体52a电连接而构成一个一次绕线18。因而，作为焊接变压器，能够提供具有一个卷绕部14的类型和具有两个卷绕部14的类型，能够根据用途进行各种选择。

在第二焊接变压器10B中，能够将多个第一连结导体52a中一方的第一连结导体52a形成于第一卷绕部14A的另一方的端面14b(参照图11A)，且将另一方的第一连结导体52a形成于第二卷绕部14B的另一方的端面14b(图11A参照)。另外，能够在一方的第一连结导体52a中位于第一卷绕部14A的外周侧或内周侧的第一连结导体52a与另一方的第一连结导体52a中位于第二卷绕部14B的外周侧或内周侧的第一连结导体52a连接第五连结导体52e。

由此，能够将第一卷绕部14A的第一带状导体40a间分别通过一方的第一连结导体52a容易地电连接。同样地，能够将第二卷绕部14B的第一带状导体40a间分别通过另一方的第一连结导体52a容易地电连接。即，能够遍及第一卷绕部14A及第二卷绕部14B容易地构成一个一次绕线18。而且，一次绕线18向第一卷绕部14A外及第二卷绕部14B外的引出也变得容易。

其结果，能够在一方的第一连结导体52a中位于第一卷绕部14A的内周侧或外周侧的第一连结导体52a连接一方的输入端子16a，能够在另一方的第一连结导体52a中位于第二卷绕部14B的内周侧或外周侧的第一连结导体52a连接另一方的输入端子16b。

如上述地，在第一连结导体52a的连结方向、第二连结导体52b的连结方向、第三连结导体52c的连结方向、第四连结导体52d的连结方向以及第五连结导体52e的连结方向中，至少一个连结方向和第一平行部30a及第二平行部30b的长边方向处于相交的位置关系。

由此，能够在第一卷绕部14A及第二卷绕部14B的上部或下部配置第一连结导体52a，在第一卷绕部14A及第二卷绕部14B的下部或上部配置第二连结导体52b、第三连结导体52c以及第四连结导体52d的任一个，有助于焊接变压器的紧凑化。特别是通过将第二连结导体52b、第三连结导体52c以及第四连结导体52d的至少一个、优选全部的连结方向设为与第一平行部30a及第二平行部30b的长边方向相交的位置关系，能够将第二连结导体52b、第三连结导体52c以及第四连结导体52d的至少一个、优选全部配置于第一卷绕部14A及第二卷绕部14B的下部或上部，能够实现焊接变压器的进一步的紧凑化。

另外，第二焊接变压器10B至少第二连结导体52b的连结方向、第三连结导体52c的连结方向以及第五连结导体52e的连结方向相同。由此，能够将第二连结导体52b和第三连结导体52c平行地配置，构成为一个台座56，能够在该台座56上配置第一整流元件26a及第二整流元件26b、正电极22P等。其结果，能够实现焊接变压器的紧凑化。而且，第五连结导体52e的连结方向也相同，因此能够容易地掌握一方的输入端子16a及另一方的输入端子16b的导出方向，焊接变压器的安装作业变得容易。

此外，本发明的焊接变压器不限于上述的实施方式，可以不脱离本发明的宗旨地采用各种结构。例如，在绕线导体部(卷绕部、正极、负极、负电极、连结导体的全部或一部分)设置用于供制冷剂介质流通的挖孔构造或中空构造、设置接近上述绕线导体部或铁芯的冷却用管等。

Claims (14)

1.一种焊接变压器，其特征在于，具有：

铁芯；以及

分别交替地卷绕于上述铁芯的一次绕线及二次绕线，

上述一次绕线具有宽度方向沿与穿过上述铁芯的磁通的方向平行地延伸的第一带状导体，

上述二次绕线具有宽度方向沿与穿过上述铁芯的磁通的方向平行地延伸的第二带状导体，

上述第一带状导体和上述第二带状导体分别交替地在与上述磁通的方向正交的方向上层叠。

2.根据权利要求1所述的焊接变压器，其特征在于，

上述二次绕线具有正极侧二次绕线和负极侧二次绕线，

以上述一次绕线、上述正极侧二次绕线以及上述负极侧二次绕线的顺序、或者上述一次绕线、上述负极侧二次绕线以及上述正极侧二次绕线的顺序卷绕在上述铁芯。

3.根据权利要求2所述的焊接变压器，其特征在于，具有：

环状的上述铁芯；

卷绕部，其卷绕于上述铁芯，且具有连接于一方的输入端子与另一方的输入端子间的上述一次绕线、上述正极侧二次绕线、以及上述负极侧二次绕线；

连接于上述正极侧二次绕线与上述负极侧二次绕线的连接点的负电极；以及

正电极，其与上述正极侧二次绕线经由第一整流元件连接，且与上述负极侧二次绕线经由第二整流元件连接。

4.根据权利要求3所述的焊接变压器，其特征在于，

上述一次绕线具有覆盖上述铁芯的一部分的多个上述第一带状导体，

上述正极侧二次绕线具有分别配置于上述第一带状导体间的多个上述第二带状导体，

上述负极侧二次绕线具有分别配置于上述第一带状导体与上述第二带状导体间的多个第三带状导体，

各上述第二带状导体在一方的端部连接有正极，且至少卷绕1圈，

各上述第三带状导体在一方的端部连接有负极，且至少卷绕1圈，

在各个上述正极与上述负极之间配置有电连接上述第二带状导体的另一方的端部和上述第三带状导体的另一方的端部的上述负电极。

5.根据权利要求4所述的焊接变压器，其特征在于，

上述一次绕线具有分别将上述第一带状导体间电连接的多个第一连结导体，

上述正极侧二次绕线具有分别将上述正极间电连接的多个第二连结导体，

上述负极侧二次绕线具有分别将上述负极间电连接的多个第三连结导体，

上述正极侧二次绕线及上述负极侧二次绕线具有分别将上述负电极间电连接的多个第四连结导体。

6.根据权利要求5所述的焊接变压器，其特征在于，

多个上述第一连结导体形成于上述卷绕部的一方的端面，

在多个上述第一连结导体中，在位于上述卷绕部的外周侧的第一连结导体连接有上述一方的输入端子，

在多个上述第一连结导体中，在位于上述卷绕部的内周侧的第一连结导体连接有上述另一方的输入端子。

7.根据权利要求5或6所述的焊接变压器，其特征在于，

上述铁芯具有两个长条的平行部，

上述卷绕部卷绕于任一个上述平行部，

上述第一连结导体的连结方向、上述第二连结导体的连结方向、上述第三连结导体的连结方向以及上述第四连结导体的连结方向中，至少一个连结方向和上述平行部的长度方向处于相交的位置关系。

8.根据权利要求7所述的焊接变压器，其特征在于，

至少上述第二连结导体的连结方向和上述第三连结导体的连结方向相同。

9.根据权利要求8所述的焊接变压器，其特征在于，

上述卷绕部具有卷绕于一方的上述平行部的第一卷绕部和卷绕于另一方的上述平行部的第二卷绕部，

还具有第五连结导体，该第五连结导体将上述第一卷绕部的至少一个上述第一带状导体和上述第二卷绕部的至少一个上述第一带状导体电连接。

10.根据权利要求9所述的焊接变压器，其特征在于，

多个上述第一连结导体中，一方的1个以上的第一连结导体形成于上述第一卷绕部的一方的端面，

多个上述第一连结导体中，另一方的1个以上的第一连结导体形成于上述第二卷绕部的一方的端面，

上述第五连结导体从与一方的1个以上的上述第一连结导体中位于上述第一卷绕部的外周侧或内周侧的第一连结导体对应的位置连接到与另一方的1个以上的上述第一连结导体中位于上述第二卷绕部的外周侧或内周侧的第一连结导体对应的位置，

在一方的1个以上的上述第一连结导体中，在位于上述第一卷绕部的内周侧或外周侧的第一连结导体连接有上述一方的输入端子，

在另一方的1个以上的上述第一连结导体中，在位于上述第二卷绕部的内周侧或外周侧的第一连结导体连接有上述另一方的输入端子。

11.根据权利要求9或10所述的焊接变压器，其特征在于，

上述铁芯具有两个长条的平行部，

上述第一卷绕部卷绕于任意一方的上述平行部，

上述第二卷绕部卷绕于任意另一方的上述平行部，

在上述第一连结导体的连结方向、上述第二连结导体的连结方向、上述第三连结导体的连结方向、上述第四连结导体以及第五连结导体的连结方向中，至少一个连结方向和上述平行部的长度方向处于相交的位置关系。

12.根据权利要求11所述的焊接变压器，其特征在于，

至少上述第二连结导体的连结方向、上述第三连结导体的连结方向以及上述第五连结导体的连结方向相同。

13.根据权利要求5～12中任一项所述的焊接变压器，其特征在于，

具有连接于上述第二连结导体的正极导体和连接于上述第三连结导体的负极导体，

上述正电极连接于上述正极导体与上述负极导体之间，

上述第一整流元件连接于上述正极导体与上述正电极之间，

上述第二整流元件连接于上述负极导体与上述正电极之间。

14.根据权利要求5～13中任一项所述的焊接变压器，其特征在于，

电连接上述负电极间的多个上述第四连结导体和上述正电极配置于上述卷绕部的一方的端面侧，

上述一方的输入端子及上述另一方的输入端子配置于上述卷绕部的另一方的端面侧。

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