JP2001300740A - Resistance welding machine - Google Patents

Resistance welding machine

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JP2001300740A
JP2001300740A JP2000124856A JP2000124856A JP2001300740A JP 2001300740 A JP2001300740 A JP 2001300740A JP 2000124856 A JP2000124856 A JP 2000124856A JP 2000124856 A JP2000124856 A JP 2000124856A JP 2001300740 A JP2001300740 A JP 2001300740A
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JP
Japan
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temperature
capacitor bank
capacitor
voltage
charging
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Application number
JP2000124856A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Hiratsuka
和也 平塚
Tomiya Sugiura
冨弥 杉浦
Shoichi Takeuchi
彰一 竹内
Hiroshi Ota
宏志 太田
Katsuharu Ikeda
克治 池田
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resistance welding machine from which a high current free from a fluctuation can be taken out without drawing on an environmental temperature and the calorification of a capacitor itself, whose utilizing efficiency of energy is satisfactory and with a long life. SOLUTION: After making data of a relation between a temperature and the voltage of a charge control part 3 so that a current value in the beginning of a discharge, which is made to flow from a capacitor bank 5 to a weld zone 9, becomes almost constant even when the temperature is changed, it is stored in a control part 13 in advance as a table. By calculating the voltage of the charge control part 3, which corresponds to this temperature according to the table, a charge control is performed in the control part 13 so that the voltage of the charge control part 3 becomes this calculated voltage value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は抵抗溶接機に係わ
り、特に環境温度やコンデンサ自体の発熱によらず変動
のない大電流が取り出せ、エネルギーの使用効率が良
く、かつ寿命の長い抵抗溶接機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resistance welding machine, and more particularly to a resistance welding machine capable of extracting a large current without fluctuation regardless of environmental temperature or heat generation of a capacitor itself, having good energy use efficiency, and having a long service life. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、抵抗溶接機に用いられる溶接法と
して、接合しようとする材料の接触部に電流を通じ、そ
こに発生する電気抵抗による発熱によって、材料の接合
しようとする部分を局所的に加熱し、さらには機械的圧
力を加えて溶接を行うものが知られている。この溶接法
では、電気抵抗の発熱を利用するため、電流は100A
〜数万Aが用いられるが、電圧は一般には2〜4V程度
で充分であり、動力用交流電源から変圧器を介して、低
電圧大電流の電力を得て行うことが多い。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a welding method used in a resistance welding machine, an electric current is passed through a contact portion of a material to be joined, and a portion to be joined is locally heated by heat generated by electric resistance generated there. It is known to perform welding by heating and further applying mechanical pressure. In this welding method, a current of 100 A is used in order to use heat generated by electric resistance.
Although a voltage of about 2 to 4 V is generally sufficient, a low-voltage, large-current power is often obtained from a power AC power supply via a transformer.

【0003】そして、この抵抗溶接機では、溶接作業の
作業性向上のため、変圧器と溶接手段とを分離、長尺の
ケーブルで接続して溶接手段を自由に移動可能とするこ
とが多い。しかしながら、この際には、その接続ケーブ
ルには、溶接時に必要となる大電流が流れることとなる
ため損失が大きく、その損失を補填するため変圧器の大
型化や耐久性のあるケーブルが必要となるなど、エネル
ギ使用効率や価格の上昇などの問題があった。
[0003] In this resistance welding machine, the transformer and the welding means are often separated and connected by a long cable so that the welding means can be moved freely in order to improve the workability of the welding operation. However, in this case, a large current required for welding flows through the connection cable, which causes a large loss.To compensate for the loss, a large transformer and a durable cable are required. For example, there were problems such as an increase in energy use efficiency and an increase in price.

【0004】一方、電気エネルギをコンデンサに蓄積
し、この電気エネルギを直接溶接される材料に供給、利
用した抵抗溶接機が提案されている(特開平2−379
72号公報(コンデンサ放電型溶接装置))。この抵抗
溶接機は、入力電源が変圧器の一次側に接続されてい
る。そして、変圧器の二次側には整流回路、コンデンサ
の充電を制御するスイッチング素子とコンデンサが接続
され、このコンデンサに対して並列に溶接する溶接手段
と材料が接続されている。
On the other hand, there has been proposed a resistance welding machine in which electric energy is stored in a capacitor, and this electric energy is directly supplied to a material to be welded and used (Japanese Patent Laid-Open No. 2-379).
No. 72 (capacitor discharge type welding device). In this resistance welding machine, an input power supply is connected to a primary side of a transformer. A rectifier circuit, a switching element for controlling charging of the capacitor and a capacitor are connected to the secondary side of the transformer, and a welding means and a material for welding the capacitor in parallel to the capacitor are connected.

【0005】このコンデンサを用いた抵抗溶接機では、
コンデンサ部分は比較的小型、軽量となる。このため、
コンデンサ部分と溶接手段とを接続する接続ケーブルを
短くすることができ、抵抗溶接機全体の小型化、軽量
化、可搬性の向上、エネルギ使用効率の向上がなされる
という利点がある。
[0005] In a resistance welding machine using this capacitor,
The capacitor portion is relatively small and lightweight. For this reason,
There is an advantage that the connecting cable for connecting the capacitor portion and the welding means can be shortened, and the entire resistance welding machine can be reduced in size, weight, portability, and energy use efficiency.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンデ
ンサは、その構成要素である電極や電解液の抵抗等によ
る直流内部抵抗(以下、単に内部抵抗と言う)を有する
ため、コンデンサから放電する場合、内部抵抗による電
圧降下を生じる。そして、その内部抵抗はコンデンサの
温度に依存し変化することが知られている。
However, since a capacitor has a DC internal resistance (hereinafter simply referred to as an internal resistance) due to the resistance of an electrode or an electrolytic solution which is a constituent element thereof, when the capacitor is discharged, the internal resistance is reduced. A voltage drop occurs due to the resistance. It is known that the internal resistance changes depending on the temperature of the capacitor.

【0007】かかるコンデンサを用いた抵抗溶接機で
は、放電初期の電流が溶接品質を決める重要な因子であ
るため、コンデンサが設置された環境温度により内部抵
抗が変化し、電流値が変化することは、溶接品質が一定
しないなど、悪い影響を与えていた。
In a resistance welding machine using such a capacitor, the current at the beginning of discharge is an important factor that determines the welding quality. Therefore, it is difficult for the internal resistance to change due to the environmental temperature at which the capacitor is installed and the current value to change. And the welding quality was not constant, which had a bad effect.

【0008】また、溶接を繰り返し実施し、コンデンサ
の大電流による充放電を繰り返すと、この内部抵抗によ
る発熱によってコンデンサ自体の温度も上昇する。この
ため、内部抵抗が変化し、同様に悪い影響を与えるとい
う問題点を有していた。
Further, when welding is repeatedly performed and charging and discharging of the capacitor with a large current are repeated, the temperature of the capacitor itself rises due to heat generated by the internal resistance. For this reason, there is a problem that the internal resistance changes, which also has a bad effect.

【0009】また、この内部抵抗の温度による変化を補
償し回路全体で一定の抵抗となるように、可変の補償抵
抗を回路中に入れることも可能であるが、大電流を流す
ことによりその補償抵抗でも発熱が生じ、エネルギ効率
が悪くなったり、補償抵抗の冷却が必要となり問題であ
った。
It is also possible to insert a variable compensation resistor in the circuit so as to compensate for the change of the internal resistance due to temperature and to make the resistance constant throughout the circuit. Heat is also generated in the resistor, and energy efficiency is deteriorated, and cooling of the compensating resistor is required.

【0010】そのため、温度によらず放電初期の電流値
が一定となるようなコンデンサ式抵抗溶接機が求められ
ていた。
Therefore, there has been a demand for a capacitor-type resistance welding machine in which the current value at the beginning of discharge is constant regardless of the temperature.

【0011】一方、一般にコンデンサの寿命は使用温度
に大きく影響され、また印加電圧に影響されることが知
られている。このため、その使用方法としてはなるべく
低温、低電圧で用いることが好ましく、最適な充放電制
御によりコンデンサの寿命、ひいては装置全体の寿命を
延ばすことが求められていた。
On the other hand, it is generally known that the life of a capacitor is greatly affected by the operating temperature and also by the applied voltage. For this reason, it is preferable to use the capacitor at a low temperature and a low voltage as much as possible, and it has been demanded to extend the life of the capacitor and, consequently, the life of the entire device by optimal charge / discharge control.

【0012】本発明はこのような従来の課題に鑑みてな
されたもので、環境温度やコンデンサ自体の発熱によら
ず変動のない大電流が取り出せ、エネルギーの使用効率
が良く、かつ寿命の長い抵抗溶接機を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and a large current without fluctuations can be taken out irrespective of the environmental temperature and heat generation of the capacitor itself. It is intended to provide a welding machine.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】このため本発明(請求項
1)は、入力側が電源に接続され、出力側は調整可能な
直流電圧が出力される充電制御手段と、該充電制御手段
に並列に接続され充電されるコンデンサバンクと、該コ
ンデンサバンクとスイッチング回路を介して接続され、
該コンデンサバンクからの放電により溶接を行う溶接手
段と、前記コンデンサバンクの温度を検出する温度検出
手段と、前記コンデンサバンクより流す放電初期の電流
値を、温度にかかわらずほぼ一定とするのに必要な予め
取得したコンデンサバンクの充電電圧と該温度との関係
のデータにより、前記温度検出手段で検出した温度を基
に前記データより前記コンデンサバンクの充電電圧を算
出する充電電圧算出手段と、該充電電圧算出手段で算出
した電圧で前記コンデンサバンクを充電する前記充電制
御手段を制御する制御手段とを備えて構成した。
Therefore, according to the present invention (claim 1), an input side is connected to a power supply, and an output side is a charge control means for outputting an adjustable DC voltage, and the charge control means is connected in parallel to the charge control means. A capacitor bank connected and charged to the capacitor bank, connected to the capacitor bank via a switching circuit,
Welding means for performing welding by discharging from the capacitor bank, temperature detecting means for detecting the temperature of the capacitor bank, and necessary for making the initial current value flowing from the capacitor bank almost constant regardless of the temperature. A charging voltage calculating means for calculating a charging voltage of the capacitor bank from the data based on the temperature detected by the temperature detecting means based on data of a relationship between the charging voltage of the capacitor bank and the temperature obtained in advance; Control means for controlling the charge control means for charging the capacitor bank with the voltage calculated by the voltage calculation means.

【0014】充電制御手段は、入力側が電源に接続さ
れ、出力側が所定の直流電圧に調整可能である。コンデ
ンサバンクは、一つのコンデンサ又は直列若しくは並列
に接続された二以上のコンデンサからなる。そして、こ
の充電制御手段に並列に接続され、充電される。溶接手
段は、コンデンサバンクとスイッチング回路を介して接
続され、このコンデンサバンクからの放電により溶接を
行う。
The charging control means has an input side connected to a power supply and an output side adjustable to a predetermined DC voltage. A capacitor bank consists of one capacitor or two or more capacitors connected in series or in parallel. And it is connected in parallel to this charge control means and charged. The welding means is connected to the capacitor bank via a switching circuit, and performs welding by discharging from the capacitor bank.

【0015】温度検出手段では、コンデンサバンクの温
度を検出する。そして、温度が変化した場合でも、溶接
手段に対しコンデンサバンクより流す放電初期の電流値
がほぼ一定となるように各温度毎に必要なコンデンサバ
ンクの充電電圧を予め取得し、そのデータからテーブル
又は関数を作成しておく。
The temperature detecting means detects the temperature of the capacitor bank. Then, even if the temperature changes, the charging voltage of the capacitor bank required for each temperature is acquired in advance so that the current value of the initial stage of the discharge flowing from the capacitor bank to the welding means is substantially constant, and a table or a table is obtained from the data. Create a function.

【0016】充電電圧算出手段では、温度検出手段で検
出した温度を基にテーブル又は関数によりコンデンサバ
ンクへの充電電圧を算出する。制御手段では、この充電
電圧算出手段で算出した電圧までコンデンサバンクを充
電するように充電制御手段を制御する。
The charging voltage calculating means calculates the charging voltage to the capacitor bank by using a table or a function based on the temperature detected by the temperature detecting means. The control means controls the charge control means to charge the capacitor bank to the voltage calculated by the charge voltage calculation means.

【0017】以上により、環境温度やコンデンサ自体の
発熱によらず変動のない大電流がコンデンサバンクより
取り出せ、また溶接品質も安定させることが出来る。
As described above, a large current that does not fluctuate regardless of the environmental temperature or the heat generated by the capacitor itself can be taken out of the capacitor bank, and the welding quality can be stabilized.

【0018】また、本発明(請求項2)は、前記コンデ
ンサバンクを冷却する冷却手段と、前記コンデンサバン
クを加温する加温手段と、前記温度検出手段で検出した
温度を設定温度と比較し、温度差を算出する温度比較手
段と、該温度比較手段で算出した温度差に基づき前記冷
却手段及び/又は前記加温手段を制御する制御手段を備
えて構成した。
Further, according to the present invention (claim 2), cooling means for cooling the capacitor bank, heating means for heating the capacitor bank, and comparing the temperature detected by the temperature detecting means with a set temperature. A temperature comparing means for calculating a temperature difference, and a control means for controlling the cooling means and / or the heating means based on the temperature difference calculated by the temperature comparing means.

【0019】冷却手段はコンデンサバンクを冷却する。
また、加温手段はコンデンサバンクを加温する。温度比
較手段では、温度検出手段で検出した温度を設定温度と
比較し、温度差を算出する。温度制御手段では、この温
度比較手段で算出した温度差に基づき冷却手段及び/又
は加温手段を制御する。
The cooling means cools the capacitor bank.
The heating means heats the capacitor bank. The temperature comparing means compares the temperature detected by the temperature detecting means with the set temperature to calculate a temperature difference. The temperature control means controls the cooling means and / or the heating means based on the temperature difference calculated by the temperature comparison means.

【0020】この制御は、温度差が所定値になったとき
ON、OFFさせるようにしてもよいし、また、この温
度差の大きさに応じて加温量や冷却量を可変するように
してもよい。ON、OFFさせるようにした場合には、
安価に構成でき、かつほぼ設定温度に調整出来る。
This control may be turned on and off when the temperature difference reaches a predetermined value, or the heating amount and the cooling amount may be varied according to the magnitude of the temperature difference. Is also good. If you turn on and off,
It can be configured at low cost and can be adjusted to almost the set temperature.

【0021】以上により、請求項1の効果に加え、コン
デンサバンクのエネルギーの使用効率が良く、かつ抵抗
溶接機の寿命を長くすることが出来る。
As described above, in addition to the effect of the first aspect, the energy use efficiency of the capacitor bank is good and the life of the resistance welding machine can be extended.

【0022】更に、本発明(請求項3)は、前記コンデ
ンサバンクは一つの電気二重層コンデンサ又は直列若し
くは並列に接続された二以上の電気二重層コンデンサか
らなることを特徴とする。
Further, the present invention (claim 3) is characterized in that the capacitor bank comprises one electric double layer capacitor or two or more electric double layer capacitors connected in series or in parallel.

【0023】抵抗溶接機に用いられるコンデンサには電
気二重層コンデンサを用いる。電気二重層コンデンサ
は、大きな電気エネルギを蓄積出来、電池のように化学
反応を伴わないので、充放電の繰り返しによる劣化は極
めて小さく、メンテナンスフリーの蓄電素子として使用
できる。また、構成材料に重金属などの有害物質を含ま
ず、環境面でも好ましい。
An electric double layer capacitor is used as a capacitor used in the resistance welding machine. An electric double layer capacitor can store large electric energy and does not involve a chemical reaction unlike a battery. Therefore, deterioration due to repeated charging and discharging is extremely small, and can be used as a maintenance-free power storage element. In addition, the constituent materials do not contain harmful substances such as heavy metals, which is preferable in terms of environment.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。本発明の第1実施形態の構成図を図1に示
す。図1において、抵抗溶接機10の入力端子1A、1
Bには充電制御部3が接続されている。そして、この入
力端子1A、1Bには、図示しない電源より電力が供給
されている。充電制御部3の出力端子の一端はコンデン
サバンク5の一端及び溶接制御用スイッチング回路7の
一端と接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 shows a configuration diagram of the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, input terminals 1A, 1
B is connected to the charge control unit 3. Power is supplied to the input terminals 1A and 1B from a power source (not shown). One end of the output terminal of the charging control unit 3 is connected to one end of the capacitor bank 5 and one end of the switching circuit 7 for welding control.

【0025】溶接制御用スイッチング回路7の他端は、
溶接部9の一端に接続されている。また、充電制御部3
の出力端子の他端は、コンデンサバンク5の他端及び溶
接部9の他端に接続されている。そして、コンデンサバ
ンク5の表部壁面には、温度検知手段に相当する熱電対
11が配設され、この熱電対11の出力信号は、制御部
13に入力されるようになっている。また、コンデンサ
バンク5の電圧は電圧信号15として検出され、同様に
制御部13に入力されるようになっている。
The other end of the welding control switching circuit 7 is
It is connected to one end of the weld 9. In addition, the charge control unit 3
Are connected to the other end of the capacitor bank 5 and the other end of the welded portion 9. A thermocouple 11 corresponding to a temperature detecting means is provided on the front wall surface of the capacitor bank 5, and an output signal of the thermocouple 11 is input to the control unit 13. Further, the voltage of the capacitor bank 5 is detected as a voltage signal 15 and is similarly input to the control unit 13.

【0026】なお、コンデンサバンク5は、図示しない
電気二重層コンデンサを複数個並列に接続したものを数
段直列に接続して構成している。また、溶接部9には、
溶接の対象となる図示しない材料を所定の圧力にて挟み
こめるようになっている。この際の圧力は、図示しない
圧力センサにより検出され、検出された圧力信号は、制
御部13に入力されるようになっている。
The capacitor bank 5 is formed by connecting a plurality of electric double layer capacitors (not shown) connected in parallel in several stages in series. Also, in the welded portion 9,
A material (not shown) to be welded is held at a predetermined pressure. The pressure at this time is detected by a pressure sensor (not shown), and the detected pressure signal is input to the control unit 13.

【0027】次に、本発明の第1実施形態の動作を説明
する。図1において、抵抗溶接機10に用いられるコン
デンサには、大きな電気エネルギを蓄積できるという点
で、電気二重層コンデンサを使用する。ここに、電気二
重層コンデンサの内部抵抗の温度依存性を測定した結果
を図2に示す。図2に示されるように、電気二重層コン
デンサの内部抵抗は低温で大きく、高温で小さい値を示
す。
Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described. In FIG. 1, an electric double layer capacitor is used for a capacitor used in the resistance welding machine 10 in that large electric energy can be stored. FIG. 2 shows the result of measuring the temperature dependence of the internal resistance of the electric double layer capacitor. As shown in FIG. 2, the internal resistance of the electric double layer capacitor is large at low temperatures and small at high temperatures.

【0028】このため、温度が変化した場合でも、溶接
部9に対しコンデンサバンク5より流す放電初期の電流
値をほぼ一定となるようにするためには、図3のように
充電制御部3の電圧を変え、コンデンサバンク5の充電
電圧を変える必要がある。
Therefore, even if the temperature changes, in order to make the current value of the initial stage of the discharge flowing from the capacitor bank 5 to the welding portion 9 substantially constant, as shown in FIG. It is necessary to change the voltage and the charging voltage of the capacitor bank 5.

【0029】この電圧を設定するに際しては、配線によ
る抵抗等も含めて計算(充電制御部3によるコンデンサ
バンク5の充電電圧=放電初期の電流値×内部抵抗や配
線による抵抗等を含む総合抵抗値)により算出したが、
実際に材料の溶接の実験を行い、溶接部9に流れる電流
を測定する等の実験により算出するようにしてもよい。
When this voltage is set, calculation is performed including the resistance due to wiring and the like (the charging voltage of the capacitor bank 5 by the charge control unit = current value at the initial stage of discharge × internal resistance and total resistance value including resistance due to wiring and the like). )
An actual welding experiment of the material may be performed, and the current may be calculated by an experiment such as measuring a current flowing through the welded portion 9.

【0030】このような温度と充電制御部3によるコン
デンサバンク5の充電電圧の関係をデータ化し、テーブ
ルとして予め制御部13に保存しておく。制御部13は
パーソナルコンピュータにより構成する。そして、熱電
対11から入力された温度信号より、テーブルを基にこ
の温度に対応するコンデンサバンク5の充電電圧を算出
する。
The relationship between the temperature and the charging voltage of the capacitor bank 5 by the charging control unit 3 is converted into data and stored in the control unit 13 in advance as a table. The control unit 13 is constituted by a personal computer. Then, based on the temperature signal input from the thermocouple 11, the charging voltage of the capacitor bank 5 corresponding to this temperature is calculated based on the table.

【0031】但し、テーブルによらず、実験により得ら
れた温度と充電電圧との関係から求めた関数を作成し
て、コンデンサバンク5の充電電圧を算出してもよい。
その後、制御部13では、充電制御部3によりこの算出
された電圧値までコンデンサバンク5が充電されるよう
に充電制御が行われる。
However, the charging voltage of the capacitor bank 5 may be calculated by creating a function obtained from the relationship between the temperature and the charging voltage obtained by the experiment, without depending on the table.
Thereafter, the control unit 13 performs charge control so that the capacitor bank 5 is charged to the voltage value calculated by the charge control unit 3.

【0032】この際には、算出された電圧値は設定電圧
値とされ、コンデンサバンク5より検出した電圧信号と
比較されつつ充電される。そして、この充電が完了し、
かつ圧力信号が所定の値を超えたとき溶接制御用スイッ
チング回路7をONし、コンデンサバンク5より放電さ
せ、所定の通電時間後溶接制御用スイッチング回路7を
OFFする。この放電により、溶接部9において溶接が
行われる。
At this time, the calculated voltage value is set as a set voltage value, and charged while being compared with a voltage signal detected from the capacitor bank 5. And this charging is completed,
When the pressure signal exceeds a predetermined value, the welding control switching circuit 7 is turned on, the capacitor bank 5 is discharged, and after a predetermined energizing time, the welding control switching circuit 7 is turned off. By this discharge, welding is performed in the welded portion 9.

【0033】以上により、コンデンサバンク5の温度に
よる内部抵抗の変化を補償して、放電初期に溶接部9に
流れる電流が温度によらず一定となる。
As described above, the change in the internal resistance due to the temperature of the capacitor bank 5 is compensated, and the current flowing through the welding portion 9 at the initial stage of the discharge becomes constant regardless of the temperature.

【0034】次に、本発明の第2実施形態の構成図を図
4に示す。なお、図1と同一要素のものについては同一
符号を付して説明は省略する。図4において、抵抗溶接
機20には、冷却手段である冷却ファン17がコンデン
サバンク5の側部に配設されている。
Next, FIG. 4 shows a configuration diagram of a second embodiment of the present invention. The same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In FIG. 4, a cooling fan 17 serving as a cooling means is provided on the side of the capacitor bank 5 in the resistance welding machine 20.

【0035】また、各電気二重層コンデンサの側面には
加温手段であるヒータ19が貼付されている。ヒータ1
9は例えばシリコンラバーヒータである。そして、この
冷却ファン17及びヒータ19は、制御部13により制
御されるようになっている。
A heater 19 as a heating means is attached to a side surface of each electric double layer capacitor. Heater 1
9 is a silicon rubber heater, for example. The cooling fan 17 and the heater 19 are controlled by the control unit 13.

【0036】次に、本発明の第2実施形態の動作を説明
する。電気二重層コンデンサの内部抵抗の温度特性は、
図2に示す特性のため、相対的に低温側では大電流の放
電がし難く、高温ではし易いこととなり、大電流の放電
と言う観点から見れば、高温側に保持されていることが
好ましい。
Next, the operation of the second embodiment of the present invention will be described. The temperature characteristics of the internal resistance of an electric double layer capacitor
Due to the characteristics shown in FIG. 2, it is difficult to discharge a large current at a relatively low temperature side, and it is easy to perform a discharge at a high temperature. From the viewpoint of large current discharge, it is preferable that the discharge is maintained at a high temperature side. .

【0037】しかし、電気二重層コンデンサの寿命は、
その使用温度の影響が大きく、一般に温度が10℃低下
すれば2倍に寿命が延びることが知られているため、電
気二重層コンデンサが高温となることは好ましくない。
However, the life of the electric double layer capacitor is
It is known that the effect of the use temperature is large, and it is generally known that if the temperature is lowered by 10 ° C., the service life is doubled, so that it is not preferable that the electric double layer capacitor becomes high temperature.

【0038】一方、この電気二重層コンデンサが、低温
の環境に設置され、使用に供される場合には、内部抵抗
が大きいため、大電流の放電がし難く、充電電圧を上げ
ることとなるが、電気二重層コンデンサの寿命に与える
因子として、使用温度の他に印加電圧の影響があり、な
るべく低電圧の充電電圧にすることが好ましい。このこ
とから、電気二重層コンデンサをある中間的な所定の温
度に設定、保持することが好ましい。
On the other hand, when the electric double-layer capacitor is installed in a low-temperature environment and is used, since the internal resistance is large, it is difficult to discharge a large current, and the charging voltage is increased. As a factor affecting the life of the electric double layer capacitor, there is an effect of the applied voltage in addition to the operating temperature, and it is preferable to set the charging voltage as low as possible. For this reason, it is preferable to set and maintain the electric double layer capacitor at a certain intermediate predetermined temperature.

【0039】そこで図4のように、冷却ファン17とヒ
ータ19を付加する。冷却ファン17は、コンデンサバ
ンク5内の風の流れを考慮し、コンデンサバンク5内の
電気二重層コンデンサそれぞれになるべく均一に風が当
たるようにするとともに、熱電対11には直接風が当た
らないようにした。
Therefore, a cooling fan 17 and a heater 19 are added as shown in FIG. The cooling fan 17 takes into consideration the flow of the wind in the capacitor bank 5 so that the electric double layer capacitors in the capacitor bank 5 are blown to the respective electric double layer capacitors as uniformly as possible, and the thermocouple 11 is not directly blown by the wind. I made it.

【0040】そして、冷却ファン17の風量は、コンデ
ンサバンク5の温度が設定温度を超えた場合、コンデン
サバンク5の温度と設定温度との差に応じて風量を変え
るように、制御部13でPID制御方式等により制御す
る。
When the temperature of the condenser bank 5 exceeds the set temperature, the flow rate of the cooling fan 17 is controlled by the control unit 13 so that the flow rate is changed according to the difference between the temperature of the capacitor bank 5 and the set temperature. It is controlled by a control method or the like.

【0041】一方、ヒータ19は、コンデンサバンク5
の温度が設定温度より低い場合、コンデンサバンク5の
温度と設定温度との差に応じて、加温されるよう制御部
13でPID制御方式等により制御する。但し、PID
制御方式等によらずON、OFFで制御してもよい。
On the other hand, the heater 19 is connected to the capacitor bank 5
Is lower than the set temperature, the control unit 13 controls by the PID control method or the like so as to be heated according to the difference between the temperature of the capacitor bank 5 and the set temperature. However, PID
Control may be performed by ON or OFF regardless of the control method or the like.

【0042】このように、本発明の第1実施形態で示し
たような熱電対11からの信号によるコンデンサバンク
5の充電電圧制御に加え、本発明の第2実施形態ではコ
ンデンサバンク5の温度を一定に保つように制御する。
As described above, in addition to controlling the charging voltage of the capacitor bank 5 by the signal from the thermocouple 11 as described in the first embodiment of the present invention, the temperature of the capacitor bank 5 is controlled in the second embodiment of the present invention. Control to keep it constant.

【0043】その結果、第1実施形態に比べて一層、環
境温度によらず、また、溶接の繰り返しによる大電流の
充放電に伴うコンデンサの自己発熱による温度上昇に対
し有効となる。更にこの場合には、コンデンサが過度に
温度上昇しないので、コンデンサの寿命を延ばすことが
できる。
As a result, as compared with the first embodiment, the present embodiment is more effective against temperature rise due to self-heating of the capacitor due to charging / discharging of a large current due to repeated welding, regardless of the environmental temperature. Further, in this case, since the temperature of the capacitor does not rise excessively, the life of the capacitor can be extended.

【0044】なお、本実施形態では冷却手段として冷却
ファン17を用いたが、これにとらわれることなく水冷
や電子冷却等他の冷却方法も使用可能である。同様に加
温手段についても他のヒーターを用いることも可能であ
り、さらにはコンデンサバンク全体を恒温槽内に設置し
ても良い。
In this embodiment, the cooling fan 17 is used as the cooling means. However, other cooling methods such as water cooling and electronic cooling can be used without being limited to this. Similarly, other heaters can be used for the heating means, and the entire condenser bank may be installed in a thermostat.

【0045】また、第1実施形態及び第2実施形態と
も、溶接部9の経時的変化、使用頻度による変化を含め
コンデンサバンク5の充電電圧を変化させることも可能
である。更には、温度変化の期間に対して短い期間で充
放電を繰り返す連続的な場合には、溶接時に溶接部9に
流れる電流を検知し、その電流値と温度を考慮して、そ
の後の充電電圧を変化させることも可能である。
In both the first embodiment and the second embodiment, it is possible to change the charging voltage of the capacitor bank 5 including a change with time of the welded portion 9 and a change with the frequency of use. Further, in the case where charging and discharging are repeated in a short period of time with respect to the period of temperature change, the current flowing through the welded portion 9 during welding is detected, and the current value and the temperature are taken into consideration. Can also be changed.

【0046】更に、温度検出手段として熱電対11を用
いたが、これにとらわれることなくサーミスタ等の他の
検出素子を用いても良い。また、熱電対11をひとつの
電気二重層コンデンサの表部壁面のみに貼付したが、複
数の熱電対11を複数の電気二重層コンデンサの表面壁
面に貼付し、それらの測定温度から処理することも可能
である。
Further, although the thermocouple 11 is used as the temperature detecting means, other detecting elements such as a thermistor may be used without being limited to this. Further, the thermocouple 11 is stuck on only the front wall surface of one electric double layer capacitor, but a plurality of thermocouples 11 may be stuck on the surface wall surface of a plurality of electric double layer capacitors, and processing may be performed from their measured temperatures. It is possible.

【0047】更には、電気二重層コンデンサ自体を作製
する際に、小型薄型のサーミスタ等を封入して電気二重
層コンデンサ内部の温度を測定するようにすることも可
能である。このように配設した場合にはコンデンサ自体
の温度が的確に検知できるという点で望ましい。
Further, when manufacturing the electric double layer capacitor itself, it is possible to measure the temperature inside the electric double layer capacitor by enclosing a small and thin thermistor or the like. This arrangement is desirable in that the temperature of the capacitor itself can be accurately detected.

【0048】また、制御部13として市販のパーソナル
コンピュータを用いたが、ワンチップCPU等を用いて
専用回路化して小型化することが可能であり、この場合
には装置全体を小型化出来る。
Although a commercially available personal computer is used as the control unit 13, it is possible to use a one-chip CPU or the like to make a dedicated circuit and reduce the size. In this case, the entire apparatus can be reduced in size.

【0049】[0049]

【実施例】(実施例1)図1の構成において、コンデン
サバンク5として、定格電圧2.5V、静電容量100
0Fの電気二重層コンデンサを20個並列接続したもの
をさらに2段直列に接続した。そして、使用された電気
二重層コンデンサの内部抵抗(Ri)の温度特性は図2
に示されるものである。
(Embodiment 1) In the configuration of FIG. 1, the capacitor bank 5 has a rated voltage of 2.5 V and a capacitance of 100 V.
A series connection of 20 0F electric double layer capacitors was further connected in two stages in series. The temperature characteristic of the internal resistance (Ri) of the used electric double layer capacitor is shown in FIG.
It is shown in.

【0050】例えば、25℃における内部抵抗(Ri)
は2.65mΩである。このため25℃におけるコンデ
ンサバンク5全体の内部抵抗(Rib)は0.265m
Ωとなる。そして、使用される温度範囲を5℃〜45℃
として、この範囲で、この内部抵抗(Rib)と、配線
および溶接手段の抵抗と抵抗溶接される材料の接触抵抗
(合計して0.3mΩ)を含め、常に7000Aの溶接
電流が取り出させるように、図3に示す温度特性で充電
電圧(Vc)を変化させることとした。ここで、コンデ
ンサバンク5への充電電流は100Aで、直流電源から
供給するようにした。
For example, the internal resistance (Ri) at 25 ° C.
Is 2.65 mΩ. Therefore, the internal resistance (Rib) of the entire capacitor bank 5 at 25 ° C. is 0.265 m
Ω. And the temperature range used is 5 ° C to 45 ° C
In this range, the welding current of 7000 A including the internal resistance (Rib), the resistance of the wiring and the welding means, and the contact resistance of the material to be resistance-welded (0.3 mΩ in total) is always taken out. The charging voltage (Vc) was changed according to the temperature characteristics shown in FIG. Here, the charging current to the capacitor bank 5 was 100 A, and was supplied from a DC power supply.

【0051】この構成により、抵抗溶接機10を室温2
3℃の部屋に設置し、加圧力2450N、0.2秒通電
の条件にて、厚さ0.6mmの亜鉛メッキ鋼板2枚の溶
接実験を行った結果、良好な溶接結果を得た。また、溶
接を繰り返し行ったところ、充放電によりコンデンサバ
ンク5の温度は上昇したが、影響なく同様に良好な溶接
結果を得た。
With this configuration, the resistance welding machine 10 can be operated at room temperature 2
It was set in a room at 3 ° C., and a welding experiment was performed on two 0.6 mm-thick galvanized steel sheets under the conditions of a pressing force of 2450 N and a current of 0.2 second, and good welding results were obtained. When the welding was repeated, the temperature of the capacitor bank 5 increased due to charging and discharging, but similarly good welding results were obtained without any influence.

【0052】また、これとは別に室温10℃の時に於い
ても同様の実験を行ったが、良好な溶接結果を得た。な
お、本実施例では温度範囲を5℃〜45℃とし、コンデ
ンサバンク5の温度が、上記温度範囲内を逸脱する場合
には安全のため、充放電動作をしないようにした。
A similar experiment was conducted separately at room temperature of 10 ° C., but good welding results were obtained. In this embodiment, the temperature range is set to 5 ° C. to 45 ° C., and when the temperature of the capacitor bank 5 deviates from the above temperature range, the charging / discharging operation is not performed for safety.

【0053】(実施例2)図4に示すように冷却ファン
17及びヒータ19を配設し、設定温度を25℃として
実施例1と同様に溶接実験を行ったところ、コンデンサ
バンク5の温度はほぼ一定に保たれ、溶接の結果も良好
なものであった。
Example 2 As shown in FIG. 4, a cooling fan 17 and a heater 19 were provided, and a welding experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the set temperature was set at 25 ° C. It was kept almost constant and the welding results were good.

【0054】なお、本実施例では電気二重層コンデンサ
を実施例1と同様の構成、接続でコンデンサバンク5と
したが、溶接部9に流れる電流や配線の抵抗等を考慮し
て、さらに容量、内部抵抗等の電気二重層コンデンサの
特性を考慮、選択し、その接続構成を変更することも可
能であり、特に限定はされない。
In this embodiment, the electric double layer capacitor has the same configuration and connection as the capacitor bank 5 in the first embodiment. However, in consideration of the current flowing through the welding portion 9 and the resistance of the wiring, the capacitance and the capacitance are further reduced. It is also possible to consider and select the characteristics of the electric double layer capacitor such as the internal resistance and change the connection configuration, and there is no particular limitation.

【0055】また、電気二重層コンデンサの特性、溶接
材料等によっては、コンデンサバンク5を一個の電気二
重層コンデンサにより構成しても良い。この場合にはさ
らに小型、軽量となるので好ましく、本実施例にとらわ
れることなく同様な効果が得られれば、特に限定はされ
ない。
Further, depending on the characteristics of the electric double layer capacitor, the welding material, etc., the capacitor bank 5 may be constituted by one electric double layer capacitor. In this case, the size and weight are further reduced, which is preferable. If a similar effect can be obtained without being limited to the present embodiment, there is no particular limitation.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、環
境温度やコンデンサ自体の発熱によらず変動のない大電
流が取り出せ、また溶接品質も安定させることが出来
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to take out a large current that does not fluctuate irrespective of the ambient temperature or the heat generated by the capacitor itself, and to stabilize the welding quality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1実施形態の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】 電気二重層コンデンサの内部抵抗の温度依存
特性
Fig. 2 Temperature dependence of internal resistance of electric double layer capacitor

【図3】 電気二重層コンデンサを用いたコンデンサバ
ンクの温度に対する充電電圧を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a charging voltage with respect to a temperature of a capacitor bank using an electric double layer capacitor.

【図4】 本発明の第2実施形態の構成図FIG. 4 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A、1B 入力端子 3 充電制御部 5 コンデンサバンク 7 溶接制御用スイッチング回路 9 溶接部 10、20 抵抗溶接機 11 熱電対 13 制御部 15 電圧信号 17 冷却ファン 19 ヒータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A, 1B Input terminal 3 Charge control part 5 Capacitor bank 7 Switching circuit for welding control 9 Welding part 10, 20 Resistance welding machine 11 Thermocouple 13 Control part 15 Voltage signal 17 Cooling fan 19 Heater

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02J 7/10 H01G 9/00 531 (72)発明者 竹内 彰一 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 (72)発明者 太田 宏志 神奈川県横浜市鶴見区末広町1丁目1番地 旭硝子株式会社内 (72)発明者 池田 克治 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 Fターム(参考) 5G003 AA01 BA01 CA11 CB01 CC02 DA06 DA15 FA08 GC05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H02J 7/10 H01G 9/00 531 (72) Inventor Shoichi Takeuchi 1150 Hazawacho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Asahi Glass (72) Inventor Hiroshi Ota 1-1-1 Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Asahi Glass Co., Ltd. (72) Inventor Katsuharu Ikeda 1150 Hazawacho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Asahi Glass Co., Ltd. Reference) 5G003 AA01 BA01 CA11 CB01 CC02 DA06 DA15 FA08 GC05

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力側が電源に接続され、出力側は調整
可能な直流電圧が出力される充電制御手段と、該充電制
御手段に並列に接続され充電されるコンデンサバンク
と、該コンデンサバンクとスイッチング回路を介して接
続され、該コンデンサバンクからの放電により溶接を行
う溶接手段と、前記コンデンサバンクの温度を検出する
温度検出手段と、前記コンデンサバンクより流す放電初
期の電流値を、温度にかかわらずほぼ一定とするのに必
要な予め取得したコンデンサバンクの充電電圧と該温度
との関係のデータにより、前記温度検出手段で検出した
温度を基に前記データより前記コンデンサバンクの充電
電圧を算出する充電電圧算出手段と、該充電電圧算出手
段で算出した電圧で前記コンデンサバンクを充電する前
記充電制御手段を制御する制御手段とを備えたことを特
徴とする抵抗溶接機。
An input side is connected to a power supply, and an output side is a charge control means for outputting an adjustable DC voltage; a capacitor bank connected in parallel to the charge control means for charging; Welding means connected through a circuit and performing welding by discharging from the capacitor bank, temperature detecting means for detecting the temperature of the capacitor bank, and a current value at the initial stage of discharge flowing from the capacitor bank regardless of the temperature. Charging for calculating the charging voltage of the capacitor bank from the data based on the temperature detected by the temperature detecting means, based on data on the relationship between the charging voltage of the capacitor bank and the temperature acquired in advance, which is necessary to make the voltage substantially constant. Controlling a voltage calculating means and the charging control means for charging the capacitor bank with the voltage calculated by the charging voltage calculating means; A resistance welding machine comprising:
【請求項2】 前記コンデンサバンクを冷却する冷却手
段と、前記コンデンサバンクを加温する加温手段と、前
記温度検出手段で検出した温度を設定温度と比較し、温
度差を算出する温度比較手段と、該温度比較手段で算出
した温度差に基づき前記冷却手段及び/又は前記加温手
段を制御する制御手段を備えた請求項1記載の抵抗溶接
機。
2. A cooling means for cooling the capacitor bank, a heating means for heating the capacitor bank, and a temperature comparing means for comparing a temperature detected by the temperature detecting means with a set temperature and calculating a temperature difference. 2. The resistance welding machine according to claim 1, further comprising control means for controlling the cooling means and / or the heating means based on the temperature difference calculated by the temperature comparing means.
【請求項3】 前記コンデンサバンクは一つの電気二重
層コンデンサ又は直列若しくは並列に接続された二以上
の電気二重層コンデンサからなる請求項1又は請求項2
記載の抵抗溶接機。
3. The capacitor bank according to claim 1, wherein the capacitor bank comprises one electric double layer capacitor or two or more electric double layer capacitors connected in series or in parallel.
The resistance welding machine as described.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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