JP3528496B2 - コンデンサ式抵抗溶接機 - Google Patents
コンデンサ式抵抗溶接機Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンデンサを充電
し、その充電電圧が設定値に達した後に瞬間的に放電さ
せて溶接電流を生成するコンデンサ式抵抗溶接機にあっ
て、効率よく高速充電するように制御するコンデンサ式
抵抗溶接機に関するものである。
し、その充電電圧が設定値に達した後に瞬間的に放電さ
せて溶接電流を生成するコンデンサ式抵抗溶接機にあっ
て、効率よく高速充電するように制御するコンデンサ式
抵抗溶接機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、被溶接材（金属）の接合方法とし
ては、抵抗溶接がよく知られている。その代表であるス
ポット溶接機では、図９に示すように、電極チップ１１
ａ，１１ｂで被溶接材１２，１３を加圧し、溶接電流Ｉ
ｃを流すことによりジュール熱を発生させ、過熱・溶融
させることにより被溶接材１２，１３を冶金的に接合す
る。このようなスポット溶接機に溶接電流を供給するた
めの電源回路方式としてコンデンサ式がある。
ては、抵抗溶接がよく知られている。その代表であるス
ポット溶接機では、図９に示すように、電極チップ１１
ａ，１１ｂで被溶接材１２，１３を加圧し、溶接電流Ｉ
ｃを流すことによりジュール熱を発生させ、過熱・溶融
させることにより被溶接材１２，１３を冶金的に接合す
る。このようなスポット溶接機に溶接電流を供給するた
めの電源回路方式としてコンデンサ式がある。
【０００３】以下に、従来のコンデンサ式抵抗溶接機の
回路構成について説明する。図９は、従来のコンデンサ
式抵抗溶接機の構成を示すものである。図９において、
１は入力電源端子、２は充電トランス、３はサイリスタ
４ａ，４ｂとダイオード５ａ，５ｂからなる混合ブリッ
ジ全波整流回路、６は放電用サイリスタ、７はコンデン
サ、８は溶接トランス、９は抵抗１０とダイオード１１
からなる逆波吸収回路、１２は抵抗１３とダイオード１
４からなるバイパス回路、１５は位相制御回路、１６は
放電ゲート回路、１７は充電電圧検知回路、１８は充電
制御回路、１９は充電電圧設定回路、２０は電磁開閉器
接点、２１は放電抵抗である。
回路構成について説明する。図９は、従来のコンデンサ
式抵抗溶接機の構成を示すものである。図９において、
１は入力電源端子、２は充電トランス、３はサイリスタ
４ａ，４ｂとダイオード５ａ，５ｂからなる混合ブリッ
ジ全波整流回路、６は放電用サイリスタ、７はコンデン
サ、８は溶接トランス、９は抵抗１０とダイオード１１
からなる逆波吸収回路、１２は抵抗１３とダイオード１
４からなるバイパス回路、１５は位相制御回路、１６は
放電ゲート回路、１７は充電電圧検知回路、１８は充電
制御回路、１９は充電電圧設定回路、２０は電磁開閉器
接点、２１は放電抵抗である。
【０００４】以上のように構成されたコンデンサ式抵抗
溶接機について、以下にその動作を説明する。まず、入
力端子１から供給された例えば２００Ｖの実効値の商用
電圧は、充電トランス２で例えば４００Ｖの実効値に昇
圧される。この昇圧された電圧は混合ブリッジ全波整流
回路３に供給され、混合ブリッジ全波整流回路３の出力
側には図１０（ａ）に示すような電圧が得られる。この
電圧が溶接トランス８の１次側巻線を通じてコンデンサ
７に印加され放電用コンデンサ７には図１０（ｂ）に示
すような電流が流れる。サイリスタ４ａ，４ｂの点弧角
αは位相制御回路１５によって制御され、前記点弧角α
を小さくすると充電電流が大きくなり、前記点弧角αを
大きくすると充電電流Ｉａが小さくなる。放電用コンデ
ンサ７の充電電圧は充電電圧検知回路１７でモニタさ
れ、設定電圧まで到達すると充電は停止される。一般的
には充電停止から溶接開始までの時間中に放電用コンデ
ンサ７の自己放電および充電電圧検知回路１７での電流
消費により放電用コンデンサ７の電圧値が低下するた
め、充電電圧が設定電圧まで到達した後以降位相制御回
路１５の点弧角αを大きな値に制御することにより、放
電用コンデンサ７の自己放電電荷量および充電電圧検知
回路１７で消費される電荷量を補うだけの微小な電流を
供給する補充電を行って放電用コンデンサ７の充電電圧
を一定に保持するようにしている。この後、溶接が開始
されると、放電ゲート回路１６が放電用サイリスタ６を
ＯＮさせ放電用コンデンサ７の充電電荷を瞬間的に放電
させる。その結果、溶接トランス８の１次側で放電電流
Ｉｂがサイリスタ６を通って流れ、２次側には大きな溶
接電流Ｉｃが流れることによって、前述したようなスポ
ット溶接が行われる。なお、逆波吸収回路９は放電電流
Ｉｂにより放電用コンデンサ７に逆電圧が印加された場
合にこれを吸収するためのものである。放電用コンデン
サ７に接続された電磁開閉器接点２０と抵抗２１は充電
電圧の設定値を変更した場合、例えば３００Ｖから２０
０Ｖに設定値を変更した場合に、放電用コンデンサ７に
充電された電荷を放電させるための放電回路を構成す
る。
溶接機について、以下にその動作を説明する。まず、入
力端子１から供給された例えば２００Ｖの実効値の商用
電圧は、充電トランス２で例えば４００Ｖの実効値に昇
圧される。この昇圧された電圧は混合ブリッジ全波整流
回路３に供給され、混合ブリッジ全波整流回路３の出力
側には図１０（ａ）に示すような電圧が得られる。この
電圧が溶接トランス８の１次側巻線を通じてコンデンサ
７に印加され放電用コンデンサ７には図１０（ｂ）に示
すような電流が流れる。サイリスタ４ａ，４ｂの点弧角
αは位相制御回路１５によって制御され、前記点弧角α
を小さくすると充電電流が大きくなり、前記点弧角αを
大きくすると充電電流Ｉａが小さくなる。放電用コンデ
ンサ７の充電電圧は充電電圧検知回路１７でモニタさ
れ、設定電圧まで到達すると充電は停止される。一般的
には充電停止から溶接開始までの時間中に放電用コンデ
ンサ７の自己放電および充電電圧検知回路１７での電流
消費により放電用コンデンサ７の電圧値が低下するた
め、充電電圧が設定電圧まで到達した後以降位相制御回
路１５の点弧角αを大きな値に制御することにより、放
電用コンデンサ７の自己放電電荷量および充電電圧検知
回路１７で消費される電荷量を補うだけの微小な電流を
供給する補充電を行って放電用コンデンサ７の充電電圧
を一定に保持するようにしている。この後、溶接が開始
されると、放電ゲート回路１６が放電用サイリスタ６を
ＯＮさせ放電用コンデンサ７の充電電荷を瞬間的に放電
させる。その結果、溶接トランス８の１次側で放電電流
Ｉｂがサイリスタ６を通って流れ、２次側には大きな溶
接電流Ｉｃが流れることによって、前述したようなスポ
ット溶接が行われる。なお、逆波吸収回路９は放電電流
Ｉｂにより放電用コンデンサ７に逆電圧が印加された場
合にこれを吸収するためのものである。放電用コンデン
サ７に接続された電磁開閉器接点２０と抵抗２１は充電
電圧の設定値を変更した場合、例えば３００Ｖから２０
０Ｖに設定値を変更した場合に、放電用コンデンサ７に
充電された電荷を放電させるための放電回路を構成す
る。
【０００５】一般に、トランスに一方向のみに電流を流
すと偏磁現象が発生して、トランスの１次側に流した電
流に見合う分の電流が２次側には得られなくなる。この
ため前記方向とは逆の方向から電流を流す必要がある。
これがリセット電流である。前記回路構成では、放電用
コンデンサ７の放電電流Ｉｂは図９で示される向きに流
れる。放電用コンデンサ７の充電電流Ｉａは放電電流と
は逆向きであり、溶接トランス８のリセット電流として
も機能している。
すと偏磁現象が発生して、トランスの１次側に流した電
流に見合う分の電流が２次側には得られなくなる。この
ため前記方向とは逆の方向から電流を流す必要がある。
これがリセット電流である。前記回路構成では、放電用
コンデンサ７の放電電流Ｉｂは図９で示される向きに流
れる。放電用コンデンサ７の充電電流Ｉａは放電電流と
は逆向きであり、溶接トランス８のリセット電流として
も機能している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、商用周波数の交流電圧を位相制御して
充電すること、および溶接トランス８が負荷として入る
ため、充電トランス２の入力端子からみて大きなインダ
クタンス負荷となり、必要な充電電流Ｉａを確保するこ
とが困難であった。一方で充電電流Ｉａの大きさは充電
速度と関係している。即ち、一定の時間内に充電を完了
するためには、一定の大きさの充電電流値が必要であ
り、例えば１秒に１点に溶接を実施しようとすれば０.
６秒間中に充電を完了しなければならない。このため、
必要な充電速度を確保するために、従来は溶接トランス
８の１次側と並列に抵抗１３とダイオード１４からなる
バイパス回路１２を接続して溶接トランス８のインダク
タンス分の影響を下げることにより必要な充電電流Ｉａ
を確保する方式がとられていた。しかし、この方式で
は、リセット電流がバイパス回路１２に分流するため必
要なリセット電流を確保できず溶接トランス８が偏磁状
態で使用され、かつ、バイパス回路１２で無駄な電力が
消費されるという問題点を有していた。さらに、溶接ト
ランス８に並列にバイパス回路１２を接続した状態で
も、充電トランス２の入力端子１からみてまだ大きなイ
ンダクタンス負荷となっており、入力電源端子１から供
給される電流は必要な充電電流Ｉａよりも大きな値とな
ってしまう、即ち、電源設備容量が大きくなってしまう
という問題点を有していた。本来、コンデンサ式抵抗溶
接機は他の抵抗溶接機に比して、同一溶接能力で比較す
ると電源設備容量が小さくて済むという特長を有してし
るはずであるが、前述の通り従来の構成では、この特長
が生かされているとは言難いのが実状である。
従来の構成では、商用周波数の交流電圧を位相制御して
充電すること、および溶接トランス８が負荷として入る
ため、充電トランス２の入力端子からみて大きなインダ
クタンス負荷となり、必要な充電電流Ｉａを確保するこ
とが困難であった。一方で充電電流Ｉａの大きさは充電
速度と関係している。即ち、一定の時間内に充電を完了
するためには、一定の大きさの充電電流値が必要であ
り、例えば１秒に１点に溶接を実施しようとすれば０.
６秒間中に充電を完了しなければならない。このため、
必要な充電速度を確保するために、従来は溶接トランス
８の１次側と並列に抵抗１３とダイオード１４からなる
バイパス回路１２を接続して溶接トランス８のインダク
タンス分の影響を下げることにより必要な充電電流Ｉａ
を確保する方式がとられていた。しかし、この方式で
は、リセット電流がバイパス回路１２に分流するため必
要なリセット電流を確保できず溶接トランス８が偏磁状
態で使用され、かつ、バイパス回路１２で無駄な電力が
消費されるという問題点を有していた。さらに、溶接ト
ランス８に並列にバイパス回路１２を接続した状態で
も、充電トランス２の入力端子１からみてまだ大きなイ
ンダクタンス負荷となっており、入力電源端子１から供
給される電流は必要な充電電流Ｉａよりも大きな値とな
ってしまう、即ち、電源設備容量が大きくなってしまう
という問題点を有していた。本来、コンデンサ式抵抗溶
接機は他の抵抗溶接機に比して、同一溶接能力で比較す
ると電源設備容量が小さくて済むという特長を有してし
るはずであるが、前述の通り従来の構成では、この特長
が生かされているとは言難いのが実状である。
【０００７】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、溶接トランスを偏磁させることなく、効率よく高速
に充電することが可能なコンデンサ式抵抗溶接機を提供
することを目的とする。
で、溶接トランスを偏磁させることなく、効率よく高速
に充電することが可能なコンデンサ式抵抗溶接機を提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の第１手段のコンデンサ式抵抗溶接機は、溶
接トランスを通じて充電電流を流すように接続された放
電回路と、交流電圧を直流電圧に変換する整流・平滑回
路と、スイッチング素子と、放電回路と並列に接続され
た帰還ダイオードと、設定電流値をピークとする充電電
流を流すための制御回路を備えたものである。さらに、
本発明の第２手段は前記第１手段の充電制御回路が充電
完了以降溶接が開始されるまでの時間が長い場合に充電
電圧が低下するのを防止するための補充電が可能な充電
制御回路としたものである。また、前記第２手段の補充
電電流が微小な直流電流であるのに対し、本発明の第３
手段は、波高値が第２手段の電流値よりも大きいパルス
状の電流を供給できるよう主制御部の発振回路と充電制
御回路との間に分周回路を接続したものである。
に、本発明の第１手段のコンデンサ式抵抗溶接機は、溶
接トランスを通じて充電電流を流すように接続された放
電回路と、交流電圧を直流電圧に変換する整流・平滑回
路と、スイッチング素子と、放電回路と並列に接続され
た帰還ダイオードと、設定電流値をピークとする充電電
流を流すための制御回路を備えたものである。さらに、
本発明の第２手段は前記第１手段の充電制御回路が充電
完了以降溶接が開始されるまでの時間が長い場合に充電
電圧が低下するのを防止するための補充電が可能な充電
制御回路としたものである。また、前記第２手段の補充
電電流が微小な直流電流であるのに対し、本発明の第３
手段は、波高値が第２手段の電流値よりも大きいパルス
状の電流を供給できるよう主制御部の発振回路と充電制
御回路との間に分周回路を接続したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】この第１手段の構成によって、溶
接トランスを偏磁させることなく、効率良くコンデンサ
を充電することができる。また、第２手段および第３手
段の構成によって補充電を行うことにより、充電完了以
降溶接開始までの経過時間に拘わらず充電電圧を設定電
圧に維持することができるものである。
接トランスを偏磁させることなく、効率良くコンデンサ
を充電することができる。また、第２手段および第３手
段の構成によって補充電を行うことにより、充電完了以
降溶接開始までの経過時間に拘わらず充電電圧を設定電
圧に維持することができるものである。
【００１０】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態１について図１ないし図４を参照しながら説明する。
なお、従来例と同一部分には同一符号を付し、説明を省
略する。
態１について図１ないし図４を参照しながら説明する。
なお、従来例と同一部分には同一符号を付し、説明を省
略する。
【００１１】図１および図２において、２２はブリッジ
全波整流回路２３とコンデンサ２４からなる整流・平滑
回路、２５はスイッチング素子２６と帰還ダイオード２
７からなるスイッチング回路、２８は放電回路、２９は
充電電流を検出する充電電流検知回路３０の電流検知素
子である。３１はスイッチングドライブ回路、３２は発
振回路、３６はシーケンス制御回路、３７は前記各回路
から構成される主制御部である。
全波整流回路２３とコンデンサ２４からなる整流・平滑
回路、２５はスイッチング素子２６と帰還ダイオード２
７からなるスイッチング回路、２８は放電回路、２９は
充電電流を検出する充電電流検知回路３０の電流検知素
子である。３１はスイッチングドライブ回路、３２は発
振回路、３６はシーケンス制御回路、３７は前記各回路
から構成される主制御部である。
【００１２】このように構成されたコンデンサ式抵抗溶
接機の動作を説明する。まず、入力電源端子１から供給
された例えば２００Ｖの実効値の商用電圧は、充電トラ
ンス２で例えば４００Ｖの実効値に昇圧される。この電
圧は整流・平滑回路２３で直流電圧に変換される。この
直流電圧はスイッチング素子２６のＯＮにより溶接トラ
ンス８の１次側巻線を経由して放電用コンデンサ７に印
加され充電電流Ｉａが整流・平滑回路２２から供給され
る。この電流が電流検出器２９で検出され、図３（ａ）
の充電ピーク電流ＩAまで到達するとスイッチング素子
２６はＯＦＦして、溶接トランス８のインダクタンスに
蓄積されたエネルギーが帰還ダイオード２７を通じて放
出され放出電流Ｉｄが流れる。以降、同じような動作が
繰返される。そして、コンデンサ７は図３（ａ）に示さ
れるような充電ピーク電流ＩAをピークとする直流電流
で充電され充電電圧は直線的に増加する。そして、発振
回路３２からは図３（ｄ）に示されるようなクロックパ
ルスＣＫが生成される。また、充電電流検知回路３０で
検出された充電電流は充電ピーク電流設定回路３３の設
定値と比較回路３４で比較され、設定値まで到達すると
図３（ｃ）に示される出力信号ＺＴが出力される。この
結果充電制御回路３５からは図３（ｂ）に示される入力
信号Ｇが出力される。この入力信号Ｇはスイッチングド
ライブ回路３１で増幅されスイッチング素子２６に送ら
れ、スイッチング素子２６は図３（ｂ）の入力信号Ｇ
が”１”の間ＯＮする。また、放電用コンデンサ７に流
れる充電電流は溶接トランス８のインダクタンスを利用
することにより、図３（ａ）に示されるように充電ピー
クとする連続した直流電流となり、従来例のようにバイ
パス回路１２を設ける必要がなく、バイパス回路１２で
の無駄な電力消費がなくなるとともに充分なリセット電
流が確保できる。また、充電トランス２の２次側に接続
された整流・平滑回路２２で生成された直流電圧をスイ
ッチング回路２５で放電用コンデンサ７に供給するとい
う回路構成のため充電トランス２の入力電源端子１から
みて負荷力率はほぼ１に近くなり従来例と比較して入力
電源端子１から供給される電流値が低減され、電源設備
容量も小さくて済む。本実施の形態１では従来例に対し
３０％の低減が達成できた。前述のように充電ピーク電
流はＩAをピーク値とする直流電流であり、充電電圧設
定値をパラメータとする充電時間と充電電流はコンデン
サ容量を定数とした反比例の関係にある。したがって、
要求される溶接能力からコンデンサ容量が定まり、必要
な充電時間（充電速度）が定まれば一義的に充電ピーク
電流ＩAが決定される。そして、図２の充電ピーク電流
設定回路３３の設定値により充電ピーク電流ＩAを選定
することができるので、例えば、電源設備容量に余裕が
ない等の場合には設定値を小さくすることで、例えば、
充電電圧設定値と無関係に充電速度を一定にしたい場合
には、図２のシーケンス制御回路３８に予めプログラム
を構成しておき設定値を変化させることで、容易に実現
することが可能である。また、同じ電源設備容量では、
従来例に比較して高速に充電することが可能である。こ
の充電が進行するに伴い充電電圧は図４に示すように直
線状に上昇する。充電電圧が時刻ｔ１で充電電圧設定値
に到達すると、充電は停止されるものである。
接機の動作を説明する。まず、入力電源端子１から供給
された例えば２００Ｖの実効値の商用電圧は、充電トラ
ンス２で例えば４００Ｖの実効値に昇圧される。この電
圧は整流・平滑回路２３で直流電圧に変換される。この
直流電圧はスイッチング素子２６のＯＮにより溶接トラ
ンス８の１次側巻線を経由して放電用コンデンサ７に印
加され充電電流Ｉａが整流・平滑回路２２から供給され
る。この電流が電流検出器２９で検出され、図３（ａ）
の充電ピーク電流ＩAまで到達するとスイッチング素子
２６はＯＦＦして、溶接トランス８のインダクタンスに
蓄積されたエネルギーが帰還ダイオード２７を通じて放
出され放出電流Ｉｄが流れる。以降、同じような動作が
繰返される。そして、コンデンサ７は図３（ａ）に示さ
れるような充電ピーク電流ＩAをピークとする直流電流
で充電され充電電圧は直線的に増加する。そして、発振
回路３２からは図３（ｄ）に示されるようなクロックパ
ルスＣＫが生成される。また、充電電流検知回路３０で
検出された充電電流は充電ピーク電流設定回路３３の設
定値と比較回路３４で比較され、設定値まで到達すると
図３（ｃ）に示される出力信号ＺＴが出力される。この
結果充電制御回路３５からは図３（ｂ）に示される入力
信号Ｇが出力される。この入力信号Ｇはスイッチングド
ライブ回路３１で増幅されスイッチング素子２６に送ら
れ、スイッチング素子２６は図３（ｂ）の入力信号Ｇ
が”１”の間ＯＮする。また、放電用コンデンサ７に流
れる充電電流は溶接トランス８のインダクタンスを利用
することにより、図３（ａ）に示されるように充電ピー
クとする連続した直流電流となり、従来例のようにバイ
パス回路１２を設ける必要がなく、バイパス回路１２で
の無駄な電力消費がなくなるとともに充分なリセット電
流が確保できる。また、充電トランス２の２次側に接続
された整流・平滑回路２２で生成された直流電圧をスイ
ッチング回路２５で放電用コンデンサ７に供給するとい
う回路構成のため充電トランス２の入力電源端子１から
みて負荷力率はほぼ１に近くなり従来例と比較して入力
電源端子１から供給される電流値が低減され、電源設備
容量も小さくて済む。本実施の形態１では従来例に対し
３０％の低減が達成できた。前述のように充電ピーク電
流はＩAをピーク値とする直流電流であり、充電電圧設
定値をパラメータとする充電時間と充電電流はコンデン
サ容量を定数とした反比例の関係にある。したがって、
要求される溶接能力からコンデンサ容量が定まり、必要
な充電時間（充電速度）が定まれば一義的に充電ピーク
電流ＩAが決定される。そして、図２の充電ピーク電流
設定回路３３の設定値により充電ピーク電流ＩAを選定
することができるので、例えば、電源設備容量に余裕が
ない等の場合には設定値を小さくすることで、例えば、
充電電圧設定値と無関係に充電速度を一定にしたい場合
には、図２のシーケンス制御回路３８に予めプログラム
を構成しておき設定値を変化させることで、容易に実現
することが可能である。また、同じ電源設備容量では、
従来例に比較して高速に充電することが可能である。こ
の充電が進行するに伴い充電電圧は図４に示すように直
線状に上昇する。充電電圧が時刻ｔ１で充電電圧設定値
に到達すると、充電は停止されるものである。
【００１３】（実施の形態２）以下、本発明の実施の形
態２について図５および図６を参照しながら説明する。
図５は本発明の実施の形態２におけるコンデンサ式抵抗
溶接機の制御部の構成を示す。
態２について図５および図６を参照しながら説明する。
図５は本発明の実施の形態２におけるコンデンサ式抵抗
溶接機の制御部の構成を示す。
【００１４】図５において、充電ピーク電流設定回路３
３、充電電流検知回路３０、比較回路３４、発振回路３
２、充電制御回路３５、シーケンス制御回路３６は図２
の構成と同様なものである。図２の構成と異なるのは、
第１電圧検知回路１７ａ、第２電圧検知回路１７ｂ、第
３電圧検知回路１７ｃを追加した点である。
３、充電電流検知回路３０、比較回路３４、発振回路３
２、充電制御回路３５、シーケンス制御回路３６は図２
の構成と同様なものである。図２の構成と異なるのは、
第１電圧検知回路１７ａ、第２電圧検知回路１７ｂ、第
３電圧検知回路１７ｃを追加した点である。
【００１５】以上のように構成されたコンデンサ式抵抗
溶接機について、以下にその動作を説明する。まず、コ
ンデンサの充電電圧が第１電圧検知回路１７ａが動作す
るまでの電圧値に到達するまでの動作は、前記実施の形
態１で述べたのと同一である。更に充電が進行して、充
電電圧が第３電圧検知回路１７ｃが動作する値まで達す
ると、シーケンス制御回路３６は充電ピーク電流設定回
路３３の設定値を下げる。この結果、図３のＩAが小さ
い値となる。この低く設定されたＩAが補充電レベルで
ある。更に充電電圧が上昇した場合は第２電圧検知回路
１７ｂが動作して、充電は停止される。図６は補充電前
後の充電電圧の様子を示したものである。図６におい
て、時刻ｔ１で第３電圧検知回路１７ｃが動作して、補
充電が開始される。補充電電流により供給される電荷量
は、自己放電および電圧検知回路１７ａないし１７ｃで
消費される電荷量の合計値よりわずかに大きくなるよう
に設定されているため、充電電圧は時刻ｔ１までの上昇
カーブよりはゆるやかな上昇カーブで上昇する。時刻ｔ
２で第２電圧検知回路１７ｂが動作して充電は停止され
る。以降、時刻ｔ３まで自己放電により充電電圧は低下
していき、充電電圧が第３電圧検知回路１７ｃが動作す
る値まで達すると、再び補充電が開始される。この後は
前記動作を繰り返す。
溶接機について、以下にその動作を説明する。まず、コ
ンデンサの充電電圧が第１電圧検知回路１７ａが動作す
るまでの電圧値に到達するまでの動作は、前記実施の形
態１で述べたのと同一である。更に充電が進行して、充
電電圧が第３電圧検知回路１７ｃが動作する値まで達す
ると、シーケンス制御回路３６は充電ピーク電流設定回
路３３の設定値を下げる。この結果、図３のＩAが小さ
い値となる。この低く設定されたＩAが補充電レベルで
ある。更に充電電圧が上昇した場合は第２電圧検知回路
１７ｂが動作して、充電は停止される。図６は補充電前
後の充電電圧の様子を示したものである。図６におい
て、時刻ｔ１で第３電圧検知回路１７ｃが動作して、補
充電が開始される。補充電電流により供給される電荷量
は、自己放電および電圧検知回路１７ａないし１７ｃで
消費される電荷量の合計値よりわずかに大きくなるよう
に設定されているため、充電電圧は時刻ｔ１までの上昇
カーブよりはゆるやかな上昇カーブで上昇する。時刻ｔ
２で第２電圧検知回路１７ｂが動作して充電は停止され
る。以降、時刻ｔ３まで自己放電により充電電圧は低下
していき、充電電圧が第３電圧検知回路１７ｃが動作す
る値まで達すると、再び補充電が開始される。この後は
前記動作を繰り返す。
【００１６】（実施の形態３）以下、本発明の実施の形
態３について図７および図８を参照しながら説明する。
態３について図７および図８を参照しながら説明する。
【００１７】図７は本発明の実施の形態３におけるコン
デンサ式抵抗溶接機の制御部の構成を示す。
デンサ式抵抗溶接機の制御部の構成を示す。
【００１８】図７において、充電ピーク設定回路３３、
充電電流検知回路３０、比較回路２４、発振回路３２、
シーケンス制御回路３６、第１電圧検知回路１７ａ、第
２電圧検知回路１７ｂ、第３電圧検知回路１７ｃは図５
の構成と同様なものである。図５の構成と異なるのは、
主制御部３７Ａにおいて発振回路３２に分周回路３８か
らの信号の両者を充電制御回路３５Ａに供給するように
した点である。
充電電流検知回路３０、比較回路２４、発振回路３２、
シーケンス制御回路３６、第１電圧検知回路１７ａ、第
２電圧検知回路１７ｂ、第３電圧検知回路１７ｃは図５
の構成と同様なものである。図５の構成と異なるのは、
主制御部３７Ａにおいて発振回路３２に分周回路３８か
らの信号の両者を充電制御回路３５Ａに供給するように
した点である。
【００１９】以上のように構成さらたコンデンサ式抵抗
溶接機について、以下にその動作を説明する。まず、放
電用コンデンサ７の充電電圧が第１電圧検知回路１７ａ
が動作するまでの電圧値に到達するまでの動作は、実施
の形態１で述べたのと同一である。さらに充電が進行し
て、充電電圧が第３電圧検知回路１７ｃが動作する値ま
で達すると、シーケンス制御回路３６は発振回路３３に
接続された分周回路３８から生成されたクロックパルス
ＣＫの周波数を繰返し周期Ｔとして、発振回路３２のク
ロックパルスＣＫの１発でスイッチング素子６をＯＮさ
せて、図８に示す充電電流Ｉｅを流すことにより補充電
が行われる。補充電が開始された以降の動作は実施の形
態２と全く同様である。充電電流Ｉｅにより周期的に供
給される電荷量は実施の形態２の場合と同様自己放電お
よび電圧検知回路１７ａないし１７ｃで消費される電荷
量の合計値よりわずかに大きくなるように設定されてい
る。
溶接機について、以下にその動作を説明する。まず、放
電用コンデンサ７の充電電圧が第１電圧検知回路１７ａ
が動作するまでの電圧値に到達するまでの動作は、実施
の形態１で述べたのと同一である。さらに充電が進行し
て、充電電圧が第３電圧検知回路１７ｃが動作する値ま
で達すると、シーケンス制御回路３６は発振回路３３に
接続された分周回路３８から生成されたクロックパルス
ＣＫの周波数を繰返し周期Ｔとして、発振回路３２のク
ロックパルスＣＫの１発でスイッチング素子６をＯＮさ
せて、図８に示す充電電流Ｉｅを流すことにより補充電
が行われる。補充電が開始された以降の動作は実施の形
態２と全く同様である。充電電流Ｉｅにより周期的に供
給される電荷量は実施の形態２の場合と同様自己放電お
よび電圧検知回路１７ａないし１７ｃで消費される電荷
量の合計値よりわずかに大きくなるように設定されてい
る。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明の第１手段によれ
ば、溶接トランスの偏磁を充分に解消させると共に、効
率よく高速にコンデンサを充電することができる優れた
コンデンサ式抵抗溶接機を実現できるものである。さら
に、本発明の第２手段によれば、充電完了以降溶接が開
始されるまでの時間が長い場合に充電電圧が低下するの
を防止するための簡便な補充電が実現できるものであ
る。また、本発明の第３手段によれば、第２手段が微小
な直流電流により補充電を行うのに対し、第３手段は波
高値が第２手段よりは大きいパルス状の電流により被充
電を行うことにより、充電電圧が低下するのをより確実
に効率的に防止することができるものである。
ば、溶接トランスの偏磁を充分に解消させると共に、効
率よく高速にコンデンサを充電することができる優れた
コンデンサ式抵抗溶接機を実現できるものである。さら
に、本発明の第２手段によれば、充電完了以降溶接が開
始されるまでの時間が長い場合に充電電圧が低下するの
を防止するための簡便な補充電が実現できるものであ
る。また、本発明の第３手段によれば、第２手段が微小
な直流電流により補充電を行うのに対し、第３手段は波
高値が第２手段よりは大きいパルス状の電流により被充
電を行うことにより、充電電圧が低下するのをより確実
に効率的に防止することができるものである。
【図１】本発明の実施の形態１におけるコンデンサ式抵
抗溶接機の一部ブロック回路を含む回路構成図
抗溶接機の一部ブロック回路を含む回路構成図
【図２】同コンデンサ式抵抗溶接機の全体のブロック回
路図
路図
【図３】同コンデンサ式抵抗溶接機の制御タイミングチ
ャート
ャート
【図４】同コンデンサ式抵抗溶接機の放電用コンデンサ
の充電特性図
の充電特性図
【図５】同実施の形態２におけるコンデンサ式抵抗溶接
機の全体のブロック回路図
機の全体のブロック回路図
【図６】同実施の形態２におけるコンデンサ式抵抗溶接
機の放電用コンデンサの充電特性図
機の放電用コンデンサの充電特性図
【図７】同実施の形態３におけるコンデンサ式抵抗溶接
機の全体のブロック回路図
機の全体のブロック回路図
【図８】同実施の形態３におけるコンデンサ式抵抗溶接
機の制御タイミングチャート
機の制御タイミングチャート
【図９】従来のコンデンサ式抵抗溶接機の一部ブロック
回路を含む回路構成図
回路を含む回路構成図
【図１０】同コンデンサ式抵抗溶接機のスイッチング信
号波形図
号波形図
６ スイッチング素子
７ 放電用コンデンサ
８ 溶接トランス
１７ 充電検知回路
１７ａ 第１電圧検知回路
１７ｂ 第２電圧検知回路
１７ｃ 第３電圧検知回路
１９ 充電電圧設定回路
２２ 整流・平滑回路
２５ スイッチング回路
２６ スイッチング素子
２７ 帰還ダイオード
３０ 充電電流検知回路
３２ 発振回路
３３ 充電ピーク電流設定回路
３８ 分周回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 11/26 310
B23K 11/24 355
H02J 7/02
H02J 7/04
Claims (3)
- 【請求項１】放電用コンデンサを充電し、その充電電圧
が設定値に達した後前記放電用コンデンサを放電させて
溶接電流を発生させるコンデンサ式抵抗溶接機であっ
て、溶接トランスを通じて充電電流を流すように接続さ
れた放電回路と、交流電圧を直流電圧に変換し平滑する
整流・平滑回路と、前記放電回路と整流・平滑回路との
間にスイッチング素子を接続し前記放電回路と並列に帰
還ダイオードを配置したスイッチング回路と、放電用コ
ンデンサに流れる充電電流を検出する充電電流検知回路
および充電電流のピーク値の設定値を与える充電ピーク
電流設定回路と、発振回路と、放電用コンデンサの充電
電圧の設定値を与える充電電圧設定回路および充電電圧
検知回路を具備し、商用周波数よりは高い周波数を発生
する発振回路から生成されたクロックパルスの前縁では
前記スイッチング素子をＯＮし、クロックパルスの後縁
以前に充電電流が前記ピーク値に到達した場合にはスイ
ッチング素子をＯＦＦさせることにより、前記充電ピー
ク電流設定回路のピーク値をピーク値とした連続する充
電電流を前記放電用コンデンサに供給するようにして、
充電電圧が上昇して前記充電電圧設定値まで到達した場
合に充電を停止するようにした主制御部を有するコンデ
ンサ式抵抗溶接機。 - 【請求項２】充電電圧検知回路を前記充電電圧設定値よ
りわずかに低い電圧値まで充電電圧が到達したことを検
出する第１電圧検知回路と、充電電圧設定値よりはわず
かに高い電圧値まで充電電圧が到達したことを検出する
第２電圧検知回路と、第１電圧検知回路よりは高く第２
電圧検知回路よりは低い電圧値まで充電電圧が到達した
ことを検出する第３電圧検知回路とから構成することに
より、第１電圧検知回路が動作するまでは充電ピーク電
流設定回路の設定値をピークとする充電電流で充電し、
第３電圧検知回路が動作した場合には、前記充電ピーク
設定回路の設定値を小さくすることにより、前記充電電
流よりは小さいピークの充電電流で充電し、第２電圧検
知回路が動作した場合には充電を停止させるようにした
請求項１記載のコンデンサ式抵抗溶接機。 - 【請求項３】充電電圧検知回路を充電電圧設定値よりわ
ずかに低い電圧値まで充電電圧が到達したことを検出す
る第１電圧検知回路と、充電電圧設定値よりはわずかに
高い電圧値まで充電電圧が到達したことを検出する第２
電圧検知回路と、第１電圧検知回路よりは高く第２電圧
検知回路よりは低い電圧値まで充電電圧が到達したこと
を検出する第３電圧検知回路とから構成し、主制御部の
発振回路と充電制御回路との間に分周回路を接続し、第
１電圧検知回路が動作するまでは前記発振回路から生成
されるクロックパルスで前記スイッチング素子を動作さ
せ、第３電圧検知回路が動作した場合には分周回路から
生成されたクロックパルスの周波数を繰返し周期として
発振回路のクロックパルスの１発でスイッチング素子を
動作させ、第２電圧検知回路が動作した場合には充電を
停止させるようにした請求項１記載のコンデンサ式抵抗
溶接機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02490197A JP3528496B2 (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | コンデンサ式抵抗溶接機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02490197A JP3528496B2 (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | コンデンサ式抵抗溶接機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10216957A JPH10216957A (ja) | 1998-08-18 |
| JP3528496B2 true JP3528496B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=12151094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02490197A Expired - Lifetime JP3528496B2 (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | コンデンサ式抵抗溶接機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3528496B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105057868A (zh) * | 2015-08-10 | 2015-11-18 | 江门市保值久机电有限公司 | 一种手持主动控制式植钉点焊机 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012200781A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Nippon Avionics Co Ltd | 静電蓄勢式溶接電源の充電制御方法および静電蓄勢式溶接電源 |
| JP5538656B2 (ja) | 2012-01-12 | 2014-07-02 | オリジン電気株式会社 | コンデンサ式溶接機及びその充電方法 |
| JP5580840B2 (ja) * | 2012-02-07 | 2014-08-27 | オリジン電気株式会社 | コンデンサ式溶接装置及びコンデンサ式溶接方法 |
| JP2016137505A (ja) * | 2015-01-27 | 2016-08-04 | 株式会社デンソー | 抵抗溶接電源装置 |
| JP6849174B1 (ja) * | 2020-02-06 | 2021-03-24 | 株式会社オリジン | 接合装置及び接合済部材の製造方法 |
-
1997
- 1997-02-07 JP JP02490197A patent/JP3528496B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105057868A (zh) * | 2015-08-10 | 2015-11-18 | 江门市保值久机电有限公司 | 一种手持主动控制式植钉点焊机 |
| CN105057868B (zh) * | 2015-08-10 | 2017-10-10 | 江门市保值久机电有限公司 | 一种手持主动控制式植钉点焊机 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10216957A (ja) | 1998-08-18 |
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|---|---|---|---|
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