JP2002283061A - 抵抗溶接電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 溶接通電中の溶接電流または電極間電圧のリ
ップルを一定の大きさに制御して、通電実効値の変動を
少なくし、良好な溶接品質を得る電源装置を提供する。 【解決手段】 溶接通電を開始すると、溶接電流がほぼ
一直線で立ち上がる。そして、溶接電流が上限基準値Ｓ
Ｕ以上に増大した時点で、スイッチング制御信号ＣＳが
ＨレベルからＬレベルに変わる。これにより、電源部で
はスイッチング素子がオフし、溶接電流は時間の経過と
ともに減少する。そして、溶接電流が下限基準値ＳＬ以
下に減少した時点で、スイッチング制御信号ＣＳがＬレ
ベルからＨレベルに変わり、スイッチング素子が再びオ
ンして、溶接電流が増大に転じる。以後、上記と同様の
動作で、上限基準値ＳＵと下限基準値ＳＬとの間で溶接
電流の増大と減少とが不定なサイクルで交互に繰り返さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抵抗溶接のための
電源装置に係り、特に溶接エネルギーとなる電力を蓄積
するコンデンサからスイッチング素子を介して制御され
た溶接電流を被溶接材に供給する方式の電源装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の抵抗溶接電源装置で
は、スイッチング素子をスイッチング用のトランジスタ
で構成し、パルス幅変調（ＰＷＭ）で該スイッチング・
トランジスタをスイッチング制御するようにしている。

【０００３】ＰＷＭ方式は、クロックによって規定され
る一定のスイッチング・サイクル毎に各サイクル内のア
クティブレベル（たとえばＨレベル）のパルス幅を可変
制御する技術である。溶接電流を設定電流値に一致させ
るための定電流制御にＰＷＭ方式を用いることで、スイ
ッチング・サイクル毎に設定電流値に対する溶接電流の
偏差を補正するためのスイッチング制御を行うことがで
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなトランジ
スタ式抵抗溶接電源装置は、主に電子部品等の精密小型
金属部材を被溶接材とする精密スポット溶接に多用され
ている。この種の精密スポット溶接では、非常に短い通
電時間（たとえば１０ｍ秒以下）の中で被溶接材に所要
の溶接エネルギーを過不足なく供給しなければならず、
より精細かつ高速の定電流制御または定電圧制御が望ま
れる。

【０００５】しかるに、ＰＷＭ方式による従来のトラン
ジスタ式抵抗溶接電源装置では、一定周波数のクロック
に同期させてスイッチング・トランジスタをオン・オフ
させるため、各スイッチング・サイクル毎の設定電流値
に対する溶接電流の偏差がばらついて、電流波形や電圧
波形のリップルが不定に変化しやすい。電流・電圧リッ
プルの大きさが変化すると、通電実効値が実質的に変動
して、溶接部における発熱量が変化し、溶接不良の原因
になることがある。

【０００６】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
てなされたもので、溶接通電中の溶接電流または電極間
電圧のリップルを一定の大きさ（幅）に制御して、通電
実効値の変動を少なくし、良好な溶接品質を保証するよ
うにした抵抗溶接電源装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１の抵抗溶接電源装置は、被溶接材に
加圧接触する一対の溶接電極間に溶接電流を流して前記
被溶接材を抵抗溶接するための抵抗溶接電源装置におい
て、抵抗溶接用の電気エネルギーを電荷として蓄えるコ
ンデンサと、前記コンデンサと前記溶接電極との間に電
気的に接続される通電用のスイッチング手段と、前記溶
接電流について所望の上限および下限の基準値を設定す
るための電流基準値設定手段と、抵抗溶接の通電中に、
前記溶接電流が前記下限基準値以下に減少した時は前記
スイッチング手段をオフ状態からオン状態に切り換え、
前記溶接電流が前記上限基準値以上に増大した時は前記
スイッチング手段をオン状態からオフ状態に切り換える
ように、前記スイッチング手段を制御する通電制御手段
とを具備する構成とした。

【０００８】本発明の第１の抵抗溶接電源装置では、溶
接電流が下限基準値以下に減少した時はスイッチング手
段をオフ状態からオン状態に切り換え、溶接電流が上限
基準値以上に増大した時はスイッチング手段をオン状態
からオフ状態に切り換えることにより、溶接電流を下限
基準値と上限基準値との間で不定のサイクルで交互に行
き来させるようにして、電流リップルを一定の大きさ
（上限基準値−下限基準値）に制御する。

【０００９】この第１の抵抗溶接電源装置において、好
ましくは、前記通電制御手段が、前記溶接電流の瞬時値
を測定する電流測定手段と、前記溶接電流の測定値と前
記上限基準値とを比較して両者の大小関係を論理値で表
す第１の比較出力信号を発生する第１の比較手段と、前
記溶接電流の測定値と前記下限基準値とを比較して両者
の大小関係を論理値で表す第２の比較出力信号を発生す
る第２の比較手段と、前記第１および第２の比較出力信
号のそれぞれの論理値に基づいて前記スイッチング手段
のオン・オフ状態を制御するためのスイッチング制御信
号を生成するスイッチング制御信号発生手段とを有する
構成であってよい。

【００１０】また、本発明の第２の抵抗溶接電源装置
は、被溶接材に加圧接触する一対の溶接電極間に溶接電
流を流して前記被溶接材を抵抗溶接するための抵抗溶接
電源装置において、抵抗溶接用の電気エネルギーを電荷
として蓄えるコンデンサと、前記コンデンサと前記溶接
電極との間に電気的に接続される通電用のスイッチング
手段と、前記溶接電極間の電圧について所望の上限およ
び下限の基準値を設定するための電極間電圧基準値設定
手段と、抵抗溶接の通電中に、前記電極間電圧が前記下
限基準値以下に低下した時は前記スイッチング手段をオ
フ状態からオン状態に切り換え、前記電極間電圧が前記
上限基準値以上に上昇した時は前記スイッチング手段を
オン状態からオフ状態に切り換えるように、前記スイッ
チング手段を制御する通電制御手段とを具備する構成と
した。

【００１１】本発明の第２の抵抗溶接電源装置では、溶
接電極間の電圧（電極間電圧）が下限基準値以下に低下
した時はスイッチング手段をオフ状態からオン状態に切
り換え、電極間電圧が上限基準値以上に上昇した時はス
イッチング手段をオン状態からオフ状態に切り換えるこ
とにより、電極間電圧を下限基準値と上限基準値との間
で不定のサイクルで交互に行き来させるようにして、電
圧リップルを一定の大きさ（上限基準値−下限基準値）
に制御する。

【００１２】この第２の抵抗溶接電源装置において、好
ましくは、前記通電制御手段が、前記電極間電圧の瞬時
値を測定する電圧測定手段と、前記電極間電圧の測定値
と前記上限基準値とを比較して両者の大小関係を論理値
で表す第１の比較出力信号を発生する第１の比較手段
と、前記電極間電圧の測定値と前記下限基準値とを比較
して両者の大小関係を論理値で表す第２の比較出力信号
を発生する第２の比較手段と、前記第１および第２の比
較出力信号のそれぞれの論理値に基づいて前記スイッチ
ング手段のオン・オフ状態を制御するためのスイッチン
グ制御信号を生成するスイッチング制御信号生成手段と
を有する構成であってよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図を参照して本発明の
好適な実施形態を説明する。

【００１４】図１に、本発明の一実施形態による抵抗溶
接電源装置の構成を示す。この抵抗溶接電源装置は、溶
接部１０に抵抗溶接用の電力を供給するための電源部１
２と、溶接部１０および電源部１２の諸動作を制御する
ための制御部１４とを有している。

【００１５】溶接部１０においては、加圧機構（図示せ
ず）に結合されている一対の溶接電極１６，１８が、溶
接中に被溶接材（Ｗ1，Ｗ2）に加圧接触するようになっ
ている。

【００１６】電源部１２は、抵抗溶接用のエネルギーを
電荷として蓄える大容量コンデンサ２０と、このコンデ
ンサ２０を所定の電圧まで充電する充電回路２２と、コ
ンデンサ２０と溶接部１０との間に電気的に接続された
スイッチング素子２４とを有している。充電回路２２に
は、交流電源ライン２６より商用周波数の単相交流電源
電圧Ｅが降圧トランス２８を介して入力される。

【００１７】充電回路２２は、トランス２８からの単相
交流電圧を整流して直流電圧に変換する単相整流回路を
有してよく、コンデンサ２０の充電電圧をより精細また
は可変に制御するために、該整流回路の出力端子とコン
デンサ２０との間に充電用のスイッチング回路（図示せ
ず）を含む構成としてもよい。さらに、充電制御のため
に、コンデンサ２０の充電電圧を測定する電圧測定手段
（図示せず）等を含んでもよい。

【００１８】スイッチング素子２４は、１個または並列
接続された複数個のスイッチング用トランジスタたとえ
ばＦＥＴ（電界効果トランジスタ）で構成されている。
スイッチング素子２４の電流入側の端子はコンデンサ２
０の正極側電極に接続され、電流出側の端子は溶接電極
１６に接続されている。また、スイッチング素子２４の
電流出側の端子とコンデンサ２０の負極側電極との間に
フライホイール・ダイオード３０が接続されている。

【００１９】制御部１４は、電源部１２ないし溶接部１
０における通電を制御するための通電制御部３２と、装
置内の各部を制御したり外部の装置（図示せず）と信号
をやりとりする主制御部３４とを含んでいる。

【００２０】通電制御部３２は、たとえば図２に示すよ
うな回路で構成され、溶接通電中に、駆動回路３６を介
してスイッチング素子２４をスイッチング制御する。こ
のスイッチング制御では、電源部１２より溶接部１０に
供給される溶接電流Ｉまたは電極間電圧Ｖがフィードバ
ックされる。

【００２１】電流フィードバック制御のために、電源部
１２ないし溶接部１０内の溶接電流Ｉが流れる導体にた
とえばトロイダルコイルからなる電流センサ３８が取り
付けられ、この電流センサ３８の出力信号を基に電流測
定回路４０で求められた溶接電流Ｉの電流値（瞬時値）
が溶接電流測定信号ＭＩとして通電制御部３２に与えら
れるようになっている。

【００２２】また、電圧フィードバック制御のために、
溶接電極１６，１８に電圧センス線４２を介して電圧測
定回路４４が接続され、この電圧測定回路４４より溶接
電極１６，１８間の電圧Ｖの測定値（瞬時値）を表す電
極間電圧測定信号ＭＶが通電制御部３２に与えられるよ
うになっている。

【００２３】主制御部３４は、マイクロプロセッサ（Ｃ
ＰＵ）、メモリ、インタフェース回路等で構成され、所
定のプログラムまたは手順にしたがって加圧制御、通電
シーケンス制御、充電制御等の各部の制御を行う。主制
御部３４には、各種設定値を入力するためのたとえばキ
ーボード方式の入力部４６や、各種設定値や測定値、モ
ニタ値等を表示するためのたとえば液晶ディスプレイ方
式の表示部４８等も接続される。

【００２４】図２において、通電制御部３２は、一対の
コンパレータ５０，５２と、Ｄフリップフロップ５４
と、ＡＮＤゲート５６とで構成されている。第１のコン
パレータ５０は演算増幅器５８からなり、その一方の入
力端子（非反転入力端子）には電流測定回路４０からの
溶接電流測定信号ＭＩまたは電圧測定回路４４からの電
極間電圧測定信号ＭＶが入力抵抗６２を介して与えら
れ、他方の入力端子（反転入力端子）には主制御部３４
からの一定電圧レベルの上限基準値信号ＳＵが入力抵抗
６０を介して与えられる。このコンパレータ５０は、フ
ィードバック信号ＭＩ（またはＭＶ）および上限基準値
信号ＳＵのそれぞれの電圧レベルを比較して、両者の大
小関係に応じた論理値の比較出力信号ＣＯaを発生す
る。すなわち、ＭＩ（ＭＶ）＜ＳＵのときはＬレベルの
ＣＯaを発生し、ＭＩ（ＭＶ）≧ＳＵのときはＨレベル
のＣＯaを発生する。

【００２５】第２のコンパレータ５２は演算増幅器６４
からなり、その一方の入力端子（非反転入力端子）には
溶接電流測定信号ＭＩまたは電極間電圧測定信号ＭＶが
入力抵抗６８を介して与えられ、他方の入力端子（反転
入力端子）には主制御部３４からの一定電圧レベルの下
限基準値信号ＳＬが入力抵抗６６を介して与えられる。
このコンパレータ５２は、フィードバック信号ＭＩ（ま
たはＭＶ）および下限基準値信号ＳＬのそれぞれの電圧
レベルを比較して、両者の大小関係に応じた論理値の比
較出力信号ＣＯbを発生する。すなわち、ＭＩ（ＭＶ）
＞ＳＬのときはＨレベルのＣＯbを発生し、ＭＩ（Ｍ
Ｖ）≦ＳＵのときはＬレベルのＣＯbを発生する。

【００２６】Ｄフリップフロップ５４は、第１コンパレ
ータ５０からの比較出力信号ＣＯaをクロック入力端子
（ＣＫ）に受け取り、第２コンパレータ５２からのコン
パレータ出力信号ＣＯbをデータ入力端子（Ｄ）および
リセット端子（Ｒ）に受け取る。また、正極性の電源電
圧端子よりＨレベルの電源電圧Ｖ_Bをプリセット端子
（Ｐ）に受ける。

【００２７】フィードバック信号ＭＩ（またはＭＶ）と
両基準値信号ＳＵ，ＳＬとの大小関係において、ＭＩ≧
ＳＵ，ＳＬのときは、両コンパレータ５０，５２のコン
パレータ出力信号ＣＯa，ＣＯbがそれぞれＨレベルで、
クロック入力のストローブ（Ｌ→Ｈレベル）でデータ入
力の論理値（Ｈレベル）がラッチされ、Ｄフリップフロ
ップ５４の反転出力端子Ｑ-より出力信号ＴがＬレベル
で出力される。ＭＩ≦ＳＬ，ＳＵのときは、両コンパレ
ータ５０，５２の比較出力信号ＣＯa，ＣＯbがそれぞれ
Ｌレベルで、リセットのストローブ（Ｈ→Ｌレベル）で
プリセット値（Ｈレベル）が反転された値（Ｌレベル）
で取り込まれ、Ｄフリップフロップ５４の反転出力端子
Ｑ-よりＨレベルの出力信号Ｔが出力される。ＳＬ＜Ｍ
Ｉ＜ＳＵのときは、両コンパレータ５０，５２の比較出
力信号ＣＯa，ＣＯbがそれぞれＬレベル、Ｈレベルであ
り、Ｄフリップフロップ５４には何のストローブも入ら
ず、反転出力端子Ｑ-の出力信号Ｔはそれ以前の論理値
を維持する。

【００２８】ＡＮＤゲート５６は、一方の入力端子にＤ
フリップフロップ５４の反転出力端子Ｑ-からの出力信
号Ｔを受け取り、他方の入力端子には主制御部３４より
通電時間の間だけアクティブ状態（Ｈレベル）になる通
電信号ＷＳを受け取る。このＡＮＤゲート５６の出力信
号がスイッチング素子２４を制御するためのスイッチン
グ制御信号ＣＳとして駆動回路３６（図１）に供給され
るようになっている。

【００２９】図３に、この実施形態における溶接通電の
際の主要な各部（特に通電制御部３２内の各部）の信号
の波形を示す。以下に、図３を参照してこの実施形態に
おける溶接通電の作用を説明する。なお、以下の説明で
は、定電流制御モード、つまり通電制御部３２に電流測
定回路４０からの溶接電流測定信号ＭＩをフィードバッ
クさせるモードを例にとる。

【００３０】主制御部３４は、たとえばワーク搬送系の
外部装置（図示せず）よりスタート信号ＳＴを入力する
と、加圧機構を作動させて被溶接材（Ｗ1，Ｗ2）に溶接
電極１６，１８を所定の加圧力で加圧接触させる。次い
で、通電制御部３２に対して、予め設定している定電流
制御用の上限基準値ＳＵおよび下限基準値ＳＬを与える
とともに電源電圧Ｖ_BをＨレベルに立ち上げて、Ｄフリ
ップフロップ５４の出力信号ＴをＨレベルに初期化して
おいて（図３の(C)）、溶接通電を開始させるため通電
信号ＷＳをアクティブなＨレベルにする（図３の
(D)）。これにより、ＡＮＤゲート５６の出力電圧つま
りスイッチング制御信号ＣＳが無通電時の定常状態であ
るＬレベルからアクティブなＨレベルに切り換わる（図
３の(B)）。

【００３１】通電制御部３２からのスイッチング制御信
号ＣＳがＨレベルになると、電源部１２ではそれまでオ
フ状態に保たれていたスイッチング素子２４がオン状態
に切り換わり、コンデンサ２０の正極電極→スイッチン
グ素子２４→溶接電極１６、被溶接材（Ｗ1，Ｗ2）→溶
接電極１８→コンデンサ２０の負極電極の経路（回路）
で直流の溶接電流Ｉが流れ始める。この溶接電流Ｉは、
コンデンサ２０の放電に基づくものであり、過渡的には
時間の経過とともに増大する（図３の(A)）。

【００３２】溶接電流Ｉが立ち上がる過程で下限基準値
ＳＬを超えた時に、通電制御部３２内では第２コンパレ
ータ５２の出力信号ＣＯbがＬレベルからＨレベルに変
わるものの、Ｄフリップフロップ５４の出力信号Ｔの論
理値は変化することなくＨレベル状態を維持し、したが
ってＡＮＤゲート５６の出力信号（スイッチング制御信
号）ＣＳもＨレベルを維持する。こうして、通電開始直
後は、スイッチング素子２４がオン状態に維持されるこ
とにより、溶接電流Ｉが上限基準値ＳＵを超えるまでほ
ぼ一直線で立ち上がる。

【００３３】そして、溶接電流Ｉが上限基準値ＳＵ以上
に増大した時点で、通電制御部３２内では第１コンパレ
ータ５０の出力ＣＯaがＬレベルからＨレベルに変わ
り、それによってＤフリップフロップ５４の出力信号Ｔ
はＨレベルからＬレベルに変わり、したがってＡＮＤゲ
ート５６の出力信号（スイッチング制御信号）ＣＳがＨ
レベルからＬレベルに変わる。

【００３４】通電制御部３２からのスイッチング制御信
号ＣＳがＬレベルになると、電源部１２ではスイッチン
グ素子２４がオフし、コンデンサ２０の放電が止まる。
そうすると、溶接電極１６→被溶接材（Ｗ1，Ｗ2）→溶
接電極１８→フライホイール・ダイオード３０→溶接電
極１６の回路で溶接電流Ｉが流れ続ける。もっとも、こ
の回路で流れる溶接電流Ｉは、負荷側回路のインダクタ
ンスに基づく還流電流であるため、時間の経過とともに
減少する。

【００３５】こうして溶接電流Ｉが減少する過程で上限
基準値ＳＵを割ると、その時点で通電制御部３２内では
第１コンパレータ５０の比較出力信号ＣＯaがＨレベル
からＬレベルに変わるが、それによってＤフリップフロ
ップ５４は影響を受けず、出力信号ＴをＬレベルに維持
する。

【００３６】そして、溶接電流Ｉが下限基準値ＳＬ以下
に減少した時点で、通電制御部３２内では第２コンパレ
ータ５２の比較出力信号ＣＯbがＨレベルからＬレベル
に変わり、それによってＤフリップフロップ５４がプリ
セット値にリセットされ、出力信号ＴはＬレベルからＨ
レベルに変わり（図３の(C)）、したがってＡＮＤゲー
ト５６の出力信号（スイッチング制御信号）ＣＳがＬレ
ベルからＨレベルに変わる（図３の(B)）。

【００３７】通電制御部３２からのスイッチング制御信
号ＣＳがＨレベルになると、電源部１２ではスイッチン
グ素子２４が再びオンして、コンデンサ２０からの放電
電流が溶接電流Ｉとして溶接部１０に流れ、溶接電流Ｉ
は増大に転じる（図３の(A)）。

【００３８】以後、上記と同様の動作で、上限基準値Ｓ
Ｕと下限基準値ＳＬとの間で溶接電流Ｉの増大と減少と
が不定なサイクルで交互に繰り返される（図３の(A),
(B),(C)）。これにより、溶接電流Ｉは上限基準値ＳＵ
と下限基準値ＳＬとの間を行き来しながらもその範囲内
に安定に維持される。

【００３９】そして、通電時間の終了時刻に達すると、
主制御部３４からの通電信号ＷＳがＬレベルに戻され
（図３の(D)）、通電制御部３２内でＡＮＤゲート５６
の出力信号（スイッチング制御信号）ＣＳが強制的にＬ
レベルにリセットされる（図３の(Ｂ)）。これにより、
電源部１２では、スイッチング素子２４のスイッチング
動作が止り、溶接通電が終了する。

【００４０】上記のように、この実施形態では、溶接通
電中に、溶接電流Ｉが下限基準値ＳＬ以下に減少した時
は電源部１２のスイッチング素子２４をオフ状態からオ
ン状態に切り換え、溶接電流Ｉが上限基準値ＳＵ以上に
増大した時はスイッチング素子２４をオン状態からオフ
状態に切り換えることにより、溶接電流Ｉを下限基準値
ＳＬと上限基準値ＳＵとの間で不定のサイクルで交互に
行き来させるようにして、電流リップルを一定の大きさ
（ＳＵ−ＳＬ）に制御することができる。これにより、
精密スポット溶接等において、電流実効値を安定化さ
せ、ひいては溶接部１０の発熱量を安定化させ、良好な
溶接仕上がりを得ることができる。

【００４１】定電圧制御モードを選択した場合、つまり
通電制御部３２に電圧測定回路４４からの電極間電圧測
定信号ＭＶをフィードバックさせる場合は、溶接電流Ｉ
が溶接電極１６，１８間の電圧Ｖに置き換わるだけで、
上記と同様の通電制御を行うことができる。すなわち、
電極間電圧Ｖを下限基準値ＳＬと上限基準値ＳＵとの間
を不定のサイクルで交互に行き来させるようにして、電
圧リップルを一定の大きさ（ＳＵ−ＳＬ）に制御し、こ
れにより電極間電圧の実効値を安定化させ、良好な溶接
品質を得ることができる。

【００４２】この実施形態において、通電制御部３２に
おける上記のようなハードウェア回路（図２）による通
電制御動作をマイクロコンピュータによるソフトウェア
的な通電制御で代用することも可能である。

【００４３】図４に、この実施形態における通電制御部
３２をマイクロコンピュータで構成した場合のソフトウ
ェア的な通電制御手順を示す。

【００４４】外部装置よりスタート信号ＳＴが入ると、
通電制御系の各部を初期化してから、つまり溶接通電条
件の各種設定値（通電時間、上限基準値、下限基準値
等）をそれぞれ所定のレジスタにセットしてから（ステ
ップＡ1）、実質的な通電制御を開始する。通電開始直
後は、ステップＡ2→Ａ3→Ａ4→Ａ5→Ａ2のループを回
ることにより、スイッチング制御信号ＣＳをアクティブ
なＨレベルに維持し（スイッチング素子２４をオン状態
に維持し）、溶接電流Ｉをほぼ一直線に立ち上げる。

【００４５】そして、溶接電流Ｉが上限基準値ＳＵ以上
に増大したなら、その時点でスイッチング制御信号ＣＳ
をＬレベルに切り換えて（ステップＡ3→Ａ6）、スイッ
チング素子２４をオフにし、溶接電流Ｉを増大から減少
に転じさせる。その後は、ステップＡ6→Ａ7→Ａ8→Ａ9
→Ａ6のループを回ることにより、スイッチング制御信
号ＣＳをＬレベルに維持したまま溶接電流Ｉを単調に減
少させる。

【００４６】そして、溶接電流Ｉが下限基準値ＳＬ以下
に減少したなら、その時点でスイッチング制御信号ＣＳ
をＨレベルに切り換えて（ステップＡ8→Ａ4）、スイッ
チング素子２４をオンにする。以後、上記のようなスイ
ッチング制御信号ＣＳをＨレベルに保持し続ける第１の
サイクル（つまりスイッチング素子２４をオン状態に保
持するサイクル）とスイッチング制御信号ＣＳをＬレベ
ルに保持し続ける第２のサイクル（つまりスイッチング
素子２４をオフ状態に保持するサイクル）とを不定期で
交互に繰り返す。そして、通電時間タイマが設定通電時
間を計時した時点で、通電を終了させる（ステップＡ1
2）。その際、第１サイクル中に通電を止める場合は、
スイッチング制御信号ＣＳをＬレベルにして（ステップ
Ａ11）、通電を終了させる。

【００４７】図５に、別の実施形態による抵抗溶接電源
装置の構成を示す。図中、上記した第１実施形態の電源
装置（図１）の構成要素と実質的に同一の構成または機
能を有する部分には同一の符号を附してある。

【００４８】この実施形態の抵抗溶接電源装置は、コン
デンサ２０と溶接電極１６，１８との間に４つのスイッ
チング素子Ｑ1，Ｑ2，Ｑ3，Ｑ4を図５に示すように接続
し、溶接通電中にこれらのスイッチング素子Ｑ1〜Ｑ4を
選択的にスイッチング動作させて溶接電流Ｉを極性切換
可能に制御するようにしている。スイッチング素子Ｑ1
〜Ｑ4の各々は、１個または並列接続された複数個のス
イッチング・トランジスタたとえばＦＥＴで構成されて
よい。

【００４９】第１スイッチング素子Ｑ1は、一方の端子
が溶接電極１６に電気的に接続され、他方の端子がコン
デンサ２０の正極側端子に電気的に接続されている。第
２スイッチング素子Ｑ2は、一方の端子が溶接電極１８
に電気的に接続され、他方の端子がコンデンサ２０の負
極側端子に電気的に接続されている。第３スイッチング
素子Ｑ3は、一方の端子が溶接電極１８に電気的に接続
され、他方の端子がコンデンサ２０の正極側端子に電気
的に接続されている。第４スイッチング素子Ｑ4は、一
方の端子が溶接電極１６に電気的に接続され、他方の端
子がコンデンサ２０の負極側端子に電気的に接続されて
いる。各スイッチング素子Ｑ1，Ｑ2，Ｑ3，Ｑ4には、こ
れと並列に通電の極性を逆向きにしてダイオードＤ1，
Ｄ2，Ｄ3，Ｄ4が接続されている。

【００５０】これら第１〜第４スイッチング素子Ｑ1，
Ｑ2，Ｑ3，Ｑ4は、駆動回路３６を介して与えられる通
電制御部３２からの第１〜第４スイッチング制御信号Ｃ
Ｓ1 ，ＣＳ2，ＣＳ3，ＣＳ4によりそれぞれ独立的にス
イッチング（オン・オフ）制御される。

【００５１】被溶接材（Ｗ1，Ｗ2）に対して溶接電流Ｉ
を正方向に流す正極性の通電モードでは、通電制御部３
２が、第３および第４スイッチング素子Ｑ3，Ｑ4をオフ
状態に保持したまま、第１および第２スイッチング素子
Ｑ1，Ｑ2を所定のタイミングでオン・オフ制御する。

【００５２】たとえば、図６および図７に示すように、
正極性通電モードの期間中は、第３および第４スイッチ
ング素子Ｑ3，Ｑ4をオフ状態に、第２スイッチング素子
Ｑ2をオン状態に保持したまま、第１スイッチング素子
Ｑ1をオン・オフ制御してよい。この場合、通電制御部
３２は、第１スイッチング素子Ｑ1に与えるスイッチン
グ制御信号ＣＰ1を上記実施形態と同様（図２）の回路
または制御手順で生成してよい。

【００５３】被溶接材（Ｗ1，Ｗ2）に対して溶接電流Ｉ
を負方向に流す負極性の通電モードでは、第１および第
２スイッチング素子Ｑ1，Ｑ2をオフ状態に保持したま
ま、第３および第４スイッチング素子Ｑ3，Ｑ4を所定の
タイミングでオン・オフ制御する。

【００５４】たとえば、図８および図９に示すように、
負極性通電モードの期間中は、第１および第２スイッチ
ング素子Ｑ1，Ｑ2をオフ状態に、第４スイッチング素子
Ｑ4をオン状態に保持したまま、第３スイッチング素子
Ｑ3をオン・オフ制御してよい。

【００５５】この場合でも、通電制御部３２は、第３ス
イッチング素子Ｑ3に与えるスイッチング制御信号ＣＰ3
を上記実施形態と同様（図２）の回路または制御手順で
生成してよい。

【００５６】この実施形態の電源装置は、たとえば２点
同時接合型の抵抗溶接（シリーズ溶接）に用いて好適で
あり、上記した第１実施形態の電源装置と同様に高速・
精細・安定確実な定電流制御を可能とし、良好な溶接仕
上がりを保証することができる。また、効率の良いスイ
ッチングにより素子の長寿命化を図れる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の抵抗溶接
電源装置によれば、溶接通電中の溶接電流または電極間
電圧のリップルを一定の大きさ（幅）に制御して、通電
実効値の変動を少なくし、良好な溶接品質を保証するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による抵抗溶接電源装置の
構成を示す回路図である。

【図２】実施形態における通電制御部の回路構成例を示
す回路図である。

【図３】実施形態における溶接通電中の主要な各部の信
号の波形を示す波形図である。

【図４】実施形態の一変形例によるソフトウェア的な通
電制御の手順を示すフローチャート図である。

【図５】本発明の別の実施形態による抵抗溶接電源装置
の構成を示す回路図である。

【図６】実施形態の電源装置において一スイッチング状
態で溶接電流の流れる通電回路を示す回路図である。

【図７】実施形態の電源装置において一スイッチング状
態で溶接電流の流れる通電回路を示す回路図である。

【図８】実施形態の電源装置において一スイッチング状
態で溶接電流の流れる通電回路を示す回路図である。

【図９】実施形態の電源装置において一スイッチング状
態で溶接電流の流れる通電回路を示す回路図である。

【符号の説明】

１０ 溶接部 １２ 電源部 １４ 制御部 １６，１８ 溶接電極 ２０ コンデンサ ２２ 充電回路 ２４ スイッチング素子 ３２ 通電制御部 ３４ 主制御部 ３８ 電流センサ ４０ 電流測定回路 ４４ 電圧測定回路 ４６ 入力部 Ｑ1〜Ｑ4 スイッチング素子 Ｗ1，Ｗ2 被溶接材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被溶接材に加圧接触する一対の溶接電極
   間に溶接電流を流して前記被溶接材を抵抗溶接するため
   の抵抗溶接電源装置において、 抵抗溶接用の電気エネルギーを電荷として蓄えるコンデ
   ンサと、 前記コンデンサと前記溶接電極との間に電気的に接続さ
   れる通電用のスイッチング手段と、 前記溶接電流について所望の上限および下限の基準値を
   設定するための電流基準値設定手段と、 抵抗溶接の通電中に、前記溶接電流が前記下限基準値以
   下に減少した時は前記スイッチング手段をオフ状態から
   オン状態に切り換え、前記溶接電流が前記上限基準値以
   上に増大した時は前記スイッチング手段をオン状態から
   オフ状態に切り換えるように、前記スイッチング手段を
   制御する通電制御手段とを具備することを特徴とする抵
   抗溶接電源装置。
2. 【請求項２】 前記通電制御手段が、 前記溶接電流の瞬時値を測定する電流測定手段と、 前記溶接電流の測定値と前記上限基準値とを比較して両
   者の大小関係を論理値で表す第１の比較出力信号を発生
   する第１の比較手段と、 前記溶接電流の測定値と前記下限基準値とを比較して両
   者の大小関係を論理値で表す第２の比較出力信号を発生
   する第２の比較手段と、 前記第１および第２の比較出力信号のそれぞれの論理値
   に基づいて前記スイッチング手段のオン・オフ状態を制
   御するためのスイッチング制御信号を生成するスイッチ
   ング制御信号生成手段とを有することを特徴とする請求
   項２に記載の抵抗溶接電源装置。
3. 【請求項３】 被溶接材に加圧接触する一対の溶接電極
   間に溶接電流を流して前記被溶接材を抵抗溶接するため
   の抵抗溶接電源装置において、 抵抗溶接用の電気エネルギーを電荷として蓄えるコンデ
   ンサと、 前記コンデンサと前記溶接電極との間に電気的に接続さ
   れる通電用のスイッチング手段と、 前記溶接電極間の電圧について所望の上限および下限の
   基準値を設定するための電極間電圧基準値設定手段と、 抵抗溶接の通電中に、前記電極間電圧が前記下限基準値
   以下に低下した時は前記スイッチング手段をオフ状態か
   らオン状態に切り換え、前記電極間電圧が前記上限基準
   値以上に上昇した時は前記スイッチング手段をオン状態
   からオフ状態に切り換えるように、前記スイッチング手
   段を制御する通電制御手段とを具備することを特徴とす
   る抵抗溶接電源装置。
4. 【請求項４】 前記通電制御手段が、 前記電極間電圧の瞬時値を測定する電圧測定手段と、 前記電極間電圧の測定値と前記上限基準値とを比較して
   両者の大小関係を論理値で表す第１の比較出力信号を発
   生する第１の比較手段と、 前記電極間電圧の測定値と前記下限基準値とを比較して
   両者の大小関係を論理値で表す第２の比較出力信号を発
   生する第２の比較手段と、 前記第１および第２の比較出力信号のそれぞれの論理値
   に基づいて前記スイッチング手段のオン・オフ状態を制
   御するためのスイッチング制御信号を生成するスイッチ
   ング制御信号生成手段とを有することを特徴とする請求
   項３に記載の抵抗溶接電源装置。