JP2596363Y2 - バッテリー溶接機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、バッテリー電源でア
ーク溶接を行うバッテリー溶接機の改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来一般のエンジン溶接機の電流
−電圧特性を示すもので、無負荷電圧は概ね６０〜７０
ボルトであり、このように無負荷電圧が高いと、前記電
流−電圧特性すなわち垂下特性の傾斜が急になるため、
溶接時のアーク起動を安定させることができ、所望の電
圧値（この場合、２０＋０．０４Ｉボルト）に導くこと
ができ、また、溶接作業中にアーク電圧が変動しても、
溶接電流の変動が少ないため安定した溶接特性が得られ
る。

【０００３】従来一般のバッテリー溶接機は１２ボルト
のバッテリーを３個直列に接続して使用していた。図６
の（ａ）はその電流−電圧特性を示すもので、無負荷電
圧は３６ボルトと低く、溶接作業中にアーク電圧が変動
すると、溶接電流が大きく変動して溶接特性が劣る。

【０００４】そこで、バッテリーの数を３個から４個に
増やし、無負荷電圧を４８ボルトと高くすると、その電
流−電圧特性は図６の（ｂ）に示すようになり、溶接特
性の改善を図ることができる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】前記のように溶接特性
の改善のためにバッテリーの数を増やすと、バッテリー
溶接機としての重量が重く、形状が大型化し、持ち運び
が不便になる。また、バッテリーの寿命時のバッテリー
の交換の数も増え、コストが高くなる。さらに、バッテ
リーを形成するセル数が増大し、バッテリー液の補充が
煩わしくなるなどの問題が生じる。そこで、この考案
は、前記のような事情に鑑み、バッテリーの数を増やさ
ないで無負荷電圧を高くし、溶接特性の改善を図ること
を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この考案は、前記目的を
達成するために、バッテリー１の（＋），（−）極をＤ
Ｃ−ＤＣコンバーター２の入力側に接続し、このＤＣ−
ＤＣコンバーター２の直流出力端子の（＋），（−）極
を、その出力電圧Ｖｔがバッテリー１の電圧Ｖｂに加算
されるようにバッテリー１に直列に接続し、バッテリー
１の（＋）極からＤＣ−ＤＣコンバーター２の直流出力
端子の（＋）極へダイオード６を順方向に接続するよう
に構成したバッテリー溶接機において、前記ＤＣ−ＤＣ
コンバーター２は、トランス３の一次巻線３ａの両端
を、第１のスイッチングトランジスタ４ _１ ，４ _２ を介し
てバッテリー１の両端に接続し、二次巻線３ｂの一端を
第２のスイッチングトランジスタ１３を介してバッテリ
ー１の（＋）極に接続し、二次巻線３ｂの他端にダイオ
ード５ _１ ，５ _２ を接続してその出力側を直流出力端子の
（＋）極として形成し、前記第１のスイッチングトラン
ジスタ４ _１ ，４ _２ のベースに印加される数拾ＫＨｚの周
波数のパルス電圧のデューティー・サイクルを変えるこ
とによって無負荷電圧を調整し、前記第２のスイッチン
グトランジスタ１３のベースに印加される数拾ＫＨｚの
周波数のパルス電圧のデューティー・サイクルを変える
ことによって溶接電流を調整するように構成したバッテ
リー溶接機としたものである。

【０００７】

【作用】この考案のバッテリー溶接機は、前記のような
構成により、バッテリー１の電圧Ｖｂに、バッテリー１
によって作動するＤＣ−ＤＣコンバーター２で生じた直
流電圧Ｖｔが加算されるようになるので、バッテリー１
を増やすことなく、無負荷電圧を高くし、溶接特性の改
善を図ることができるとともに、前記第１のスイッチン
グトランジスタ４ _１ ，４ _２ のベースに印加される数拾Ｋ
Ｈｚの周波数のパルス電圧のデューティー・サイクルを
変えることによって、無負荷電圧を変えることができ、
また、第２のスイッチングトランジスタ１３のベースに
印加される数拾ＫＨｚの周波数のパルス電圧のデューテ
ィー・サイクルを変えることによって、溶接電流を調整
することができる。

【０００８】

【実施例】以下、この考案の基礎となるバッテリー溶接
機を図面に基づいて詳細に説明する。図１はその電気回
路図で、１はバッテリー、２はこのバッテリーで作動す
るＤＣ−ＤＣコンバーターで、このＤＣ−ＤＣコンバー
ターは、例えば巻線比１：１の一次巻線３ａおよび二次
巻線３ｂと中間タップ３ａ′，３ｂ′を有するトランス
３と、一次巻線３ａの両端とバッテリー１の（−）極と
の間に接続したスイッチングトランジスタ４_１，４
_２と、二次巻線３ｂの両端とＤＣ−ＤＣコンバーターの
直流出力端子の（＋）極との間に順方向に接続したダイ
オード５_１，５_２とで形成され、バッテリー１の（＋）
極が一次巻線３ａおよび二次巻線３ｂの中間タップ３
ａ′，３ｂ′に接続され、二次巻線３ｂの中間タップ３
ｂ′がＤＣ−ＤＣコンバーターの直流出力端子の（−）
極となっている。

【０００９】前記スイッチングトランジスタ４_１，４_２
のベースに、図示しないパルス発生器から数拾ＫＨｚの
周波数のパルス電圧が交互に印加されて、スイッチング
トランジスタ４_１，４_２が交互にオン・オフして、一次
巻線３ａに交流電力が供給された形とし、二次巻線３ｂ
に生じた交流出力を前記ダイオード５_１，５_２で整流し
てＤＣ−ＤＣコンバーター２の直流出力端子の（＋）極
に直流電圧が得られるようになっている。

【００１０】したがって、バッテリー１の（−）極とＤ
Ｃ−ＤＣコンバーター２の直流出力端子の（＋）極との
間の電圧Ｖｗは、バッテリー１の電圧ＶｂにＤＣ−ＤＣ
コンバーター２の直流電圧Ｖｔが加算されたものとな
る。

【００１１】６はバッテリー１の（＋）極からＤＣ−Ｄ
Ｃコンバーター２の直流出力端子の（＋）極へ順方向に
接続しバッテリー１よりの電流を直接出力するダイオー
ド、７はバッテリー１の（−）極からバッテリー１の
（＋）極に順方向に接続した環流用のダイオード、８は
ＤＣ−ＤＣコンバーター２の直流出力端子の（＋）極に
接続したリアクトルで、このリアクトルにコード９を介
して溶接棒１０が接続され、バッテリー１の（−）極
に、コード１１を介して母材（被溶接材）１２が接続さ
れている。

【００１２】このバッテリー溶接機は以上のように構成
されているので、ＤＣ−ＤＣコンバーター２を形成する
トランス３の一次巻線３ａの両端と中間タップ３ａ′と
の間に、バッテリー１の直流電圧が前記スイッチングト
ランジスタ４_１，４_２によって数拾ＫＨｚの周波数で断
続的に印加され、それによって二次巻線３ｂの両端に生
じた交流電圧が前記ダイオード５_１，５_２で整流され
れ、二次巻線３ｂの両端側の直流出力端子の（＋）極と
中間タップ３ｂ′の（−）極との間には、トランス３の
巻線比（この例では１：１）に応じた電圧Ｖｔが発生
し、この電圧Ｖｔがバッテリー１の電圧Ｖｂに加算され
ることから、バッテリー１の（−）極とＤＣ−ＤＣコン
バーター２の直流出力端子の（＋）極との間の出力電圧
Ｖｗは、Ｖｗ＝Ｖｔ＋ｖｂとなる。

【００１３】図２の（ｂ）はバッテリー１のみの電流−
電圧特性を示し、図２の（ｃ）はＤＣ−ＤＣコンバータ
ー２のみの電流−電圧特性を示し、図２の（ａ）はこの
考案のバッテリー溶接機の電流−電圧特性を示すもので
ある。

【００１４】図２の（ａ）の電流−電圧特性は、電流−
電圧特性（ｂ）に電流−電圧特性（ｃ）を加えたもので
あるが、実際には電流−電圧特性（ａ）のようになる。
その理由はバッテリー１からＤＣ−ＤＣコンバーター２
の入力側に流れる電流Ｉｔの存在であり、バッテリー１
からの出力電流は、Ｉｔ＋Ｉｗ（溶接電流）であること
から出力電圧は降下する。よって溶接電流Ｉｗはバッテ
リー１からの出力電流より若干減少するが、無負荷電圧
は、バッテリーのみの電流−電圧特性（ｂ）よりもはる
かに高く（約２倍）なり、溶接特性が改善される。

【００１５】前記リアクトル８は、溶接電流が急激に大
きく変動しようとするとそれを抑えるように作用し、ま
た、前記ダイオード６，７は前記リアクトル８と母材
（被溶接材）１２との間に生じる逆起電力を吸収するよ
うに作用する。

【００１６】図３はこの考案のバッテリー溶接機の電気
回路図で、前記ＤＣ−ＤＣコンバーター２を形成するト
ランス３の二次巻線の一端すなわち中間タップ３ｂ′を
第２のスイッチングトランジスタ１３を介してバッテリ
ー１の（＋）極に接続し、前記第１のスイッチングトラ
ンジスタ４_１，４_２のベースに印加される数拾ＫＨｚの
周波数のパルス電圧のデューティー・サイクルを変える
ことによって、無負荷電圧を変えることができ、また、
第２のスイッチングトランジスタ１３のベースに印加さ
れる数拾ＫＨｚの周波数のパルス電圧のデューティー・
サイクルを変えることによって、溶接電流を調整するよ
うに構成したものである。

【００１７】すなわち、一般に溶接電流が大きい時に
は、さほど無負荷電圧を高くしなくても溶接特性に影響
を与えないことが分かっているので、このような場合に
は、前記第１のスイッチングトランジスタ４_１，４_２の
ベースに印加するパルス電圧のデューティー・サイクル
を下げて、図４に示す電流−電圧特性が（ｃ）から
（ｂ）になるように、無負荷電圧を下げるとともに、ト
ランス３の一次巻線３ａに流れる電流Ｉｔを減らすこと
ができるため、その分バッテリー１の消費電流が少なく
なり、溶接可能時間がのび、溶接電流も大きくなる。

【００１８】なお、図４に示す（ａ）は、この考案のバ
ッテリー溶接機によって通常の溶接電流を流す場合の電
流−電圧特性である。また、溶接電流を調整するときに
は、第２のスイッチングトランジスタ１３のベースに印
加するパルス電圧のデューティー・サイクルを変えるこ
とによってそれを行うことができる。

【００１９】

【考案の効果】この考案のバッテリー溶接機は、以上説
明したように構成したので、バッテリーを増やすことな
く、無負荷電圧を高くし、溶接特性の改善を図ることが
できるとともに、また、前記ＤＣ−ＤＣコンバーター
は、トランスの一次巻線の両端を第１のスイッチングト
ランジスタを介してバッテリーの両端に接続し、二次巻
線の一端を第２のスイッチングトランジスタを介してバ
ッテリーの（＋）極に接続し、二次巻線の他端にダイオ
ードを接続してその出力側を直流出力端子の（＋）極と
して形成し、前記第１のスイッチングトランジスタのベ
ースに印加される数拾ＫＨｚの周波数のパルス電圧のデ
ューティー・サイクルを変えることによって、無負荷電
圧を調整することができ、また、前記第２のスイッチン
グトランジスタのベースに印加される数拾ＫＨｚの周波
数のパルス電圧のデューティー・サイクルを変えること
によって、溶接電流を調整することができる。また、前
記トランスの一次巻線の両端を第１のスイッチングトラ
ンジスタを介してバッテリーの両端に接続し、この第１
のスイッチングトランジスタのベースに数拾ＫＨｚの周
波数のパルス電圧が印加されているので、トランスの一
次、二次巻線の巻数を少なくしても所望の電圧を二次巻
線に得ることができるので、前記トランスの小型、軽量
化が可能となる利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の基礎となるバッテリー溶接機の電気
回路図である。

【図２】この考案の基礎となるバッテリー溶接機の電流
−電圧特性の説明図である。

【図３】この考案のバッテリー溶接機の電気回路図であ
る。

【図４】この考案のバッテリー溶接機の電流−電圧特性
の説明図である。

【図５】従来のエンジン溶接機の電流−電圧特性の説明
図である。

【図６】従来のバッテリー溶接機の電流−電圧特性の説
明図である。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】バッテリーの（＋），（−）極をＤＣ−Ｄ
   Ｃコンバーターの入力側に接続し、このＤＣ−ＤＣコン
   バーターの直流出力端子の（＋），（−）極を、その出
   力電圧がバッテリーの電圧に加算されるようにバッテリ
   ーに直列に接続し、バッテリーの（＋）極からＤＣ−Ｄ
   Ｃコンバーターの直流出力端子の（＋）極へダイオード
   を順方向に接続するように構成したバッテリー溶接機に
   おいて、前記ＤＣ−ＤＣコンバーターは、トランスの一
   次巻線の両端を第１のスイッチングトランジスタを介し
   てバッテリーの両端に接続し、二次巻線の一端を第２の
   スイッチングトランジスタを介してバッテリーの（＋）
   極に接続し、二次巻線の他端にダイオードを接続してそ
   の出力側を直流出力端子の（＋）極として形成し、前記
   第１のスイッチングトランジスタのベースに印加される
   数拾ＫＨｚの周波数のパルス電圧のデューティー・サイ
   クルを変えることによって無負荷電圧を調整し、前記第
   ２のスイッチングトランジスタのベースに印加される数
   拾ＫＨｚの周波数のパルス電圧のデューティー・サイク
   ルを変えることによって溶接電流を調整するように構成
   したことを特徴とするバッテリー溶接機。