JPH02258180A - 整流器付出力トランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は直流抵抗溶接装置等に用いられる整流器付出力
トランスに関し、−層詳細には、二次コイル用部材であ
る容器の側面外周部にセンタタップを設けるとともに、
前記容器の両面部に整流器を取着するよう構成した整流
器付出力トランスに関する。

［発明の背景］ 従来から出力トランスの小型化を図るため、トランス用
コアとしてトロイダルコアを用い且つ二次コイルが容器
兼用となる出力トランスの提案がなされている。

この種の二次コイルが容器兼用となる出力トランスの例
を第１図に示す。図に示す出力トランス２は特公昭第５
２−２０８号公報に開示された技術であり、当該用カド
ランス２には中空角形状の外側導体４の下方に底部導体
８を一体的に取り付けその中心部から上方に指向して端
子用導体として兼用となる棒状の内部導体ＩＯを取り付
ける。この状態において、一次コイル１２を装着したト
ロイダルコア１４を外側導体４の中空部分に前記内部導
体１０を貫通ずるように着座させ、さらに、前記外側導
体４の上部に前記内部導体１０が貫通するための孔部１
６を有する蓋導体１８を取着する。この場合、蓋導体１
８には棒状の端子用導体２０が固着されている。また、
蓋導体１８には図示しない２個の孔部が設けられ、一次
コイル１２の引出線（図示せず）が容器外に導出される
ように構成されている。

このように構成される出力トランス２の電気回路は第２
図に示すように構成される。すなわち、トロイダルコア
１４に巻回される一次コイル１２の巻き数は任意のＸ回
になり、内部導体１０、底部導体８、外側導体４および
蓋導体１８からなる二次コイルの巻き数はその構造上１
回となり、ｘ：１の割合で変圧が行われるとしている。

ところで、通常、直流抵抗溶接装置の整流回路は効率と
りプルの点から全波整流回路が用いられている。第２図
に示す出力トランス２の電気回路において全波整流回路
とするためには、第３図に示すように、整流器２２ａ乃
至２２ｄをブリッジ型に接続し、所謂、単相全波ブリ・
ノジ整流回路にする必要がある。然しなから、単相全波
ブリッジ整流回路は後述する単相全波センタタップ整流
回路に比較して整流器の数が２倍となり、結局、このよ
うな出力トランス２を利用する整流回路の構造が大型且
つ複雑な形状になってしまうという欠点が存在している
。

また、上記した従来技術によれば、トロイダルコア１４
の材質はケイ素鋼板あるいはフェライト鉄心であり、直
流を一旦高周波交流に変換し、この高周波交流を前記出
力トランスに供給して降圧した後、整流器を用いて再び
直流化するインバータ式の直流抵抗溶接装置に採用した
としてもコア損失が増加するので断面積を小さくＡるこ
とが出来ず、十分な小型軽量化が図れないという欠点が
存在している。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、二次コイル兼用となる中空容器の両面部に整流
器を一体的に取りイ・］けるとともに、容器の側面外周
部にセンタクソフ惰））子を設けることにより単相全波
センタタップ整流回路を形成して整流器の数を低減し得
るとともに、小型軽量化を可能とする整流器付出力トラ
ンスを提供することを目的とする。

［目的を達成するた必の手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は内部が中空とな
る柱体状の容器内に一次コイルを装着した環状のトラン
ス用コアを配設し、前記容器が導体であって二次コイル
兼用となる出力トランスにおいて、 実質的に前記容器の二次コイルである両面部に一方の極
側を当接した状態で取着される整流器と、 前記整流器の他方の極側に形成される出力端子と、 前記容器の側面外周部に設けられるセンタタップ端子と
を備え、 前記出力端子と前記センタタップ端子とによりワークに
対して溶接電流を供給することを特徴とする。

また、本発明は一次コイルを装着した環状のトランス用
コアの中空部を貫通した後夫々二次コイル兼用の容器に
電気的に接続される第１および第２内側導体と、 相互に平行となり夫々の相向かい合う面に相向かい合う
方向に対し前記第１および第２内側導体が植設される第
１および第２導体と、前記第１および第２導体に一力の
極側を当接する第１および第２整流器と、 前記第１および第２整流器の他方の極側に当接する第３
および第４導体と、 前記第３および第４導体に一体的に形成される出力端子
と、 前記容器に設けられるセンタタップ端子とを備え、 前記出力端子と前記センタタップ端子とによりワークに
対して溶接電流を供給することを特徴とする。

さらに、本発明は一次コイルを装着した環状のトランス
用コアの中空部を貫通した後夫々二次コイル兼用の容器
に電気的に接続される第１および第２内側導体と、 相互に平行となり夫々の相向かい合う面に相向かい合う
方向に対し前記第１および第２内側導体が植設される第
１および第２導体と、前記第１および第２導体に一方の
極側を当接させた状態で取着される第１および第２整流
器前記第１および第２整流器の他方の極側に一体的に当
接する第３導体と、 前記第３導体に形成される出力端子と、前記容器に設け
られるセンタタップ端子とを備え、 前記出力端子と前記センタタップ端子とによりワークに
対して溶接電流を供給することを特徴とする。

［実施例コ 次に、本発明に係る整流器付出力トランスについて実施
例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。

第４図は、本発明に係る整流器付出力トランスを採用す
る直流抵抗溶接装置の概略的な構成を示す。この直流抵
抗溶接装置はコンバーク部４０とインバータ部４２およ
び本発明の第１の実施例に係る整流器付出力トランス４
４を備える。

直流抵抗溶接装置は商用の三相交流電源４６から出力さ
れる三相交流がコンバータ部４０を構成する整流器スタ
ック４８とコンデンサ５０によって直流化される。この
直流はトランジスタ５２ａ乃至５２ｄ等から構成される
フルブリッジ型のインバータ部４２によって前記三相交
流の周波数に比較して高周波の交流、例えば、ｌ０Ｋ）
ｌｚの交流に変換される。

この高周波交流は出力端子５４ａ、５４ｂを介して出力
トランス５６を構成する一次コイル用引出線５７ａ、５
７ｂを通じて一次コイル５８に導入される。この一次コ
イル５８はアモルファス材質からなるトランス用コア６
０に巻回されており、センタタップ端子６２の付いた二
次コイル６２ａ、６２ｂの端子６３ａ、６３ｂに出力電
圧を誘起する。この出力電圧は単相全波センタタップ整
流回路を形成する整流器６４ａ、６４ｂにより直流に変
換されてワークＷａ、Ｗｂを挟持する溶接電極６６ａ、
６６ｂに供給される構成となっている。なお、溶接電極
６６ａは整流器６４ａ、６４ｂの共通出力端子６８に接
続され、溶接電極６６ｂは出力トランス５６を構成する
二次コイル６２ａ、６２ｂのセンタタップ端子６２に接
続されている。

第５図および第６図は、前記第４図に示す直流抵抗溶接
装置の中、整流器付出力トランス４４の構造を示す図で
あり、第５図は縦断説明図、第６図は分解斜視説明図で
ある。

この整流器付出力トランス４４は相互に平行に配設され
る平板状の第１乃至第４導体７０．７２．７４．７６と
、前記第１および第３導体７０．７４間に介装される整
流器６４ａと、前記第２および第４導体７２．７６間に
介装される整流器６４ｂと、前記第１導体７０に植設さ
れる第１内側導体７８と、前記第２導体７２に植設され
る第２内側導体８０と、前記第１および第２内側導体７
８．８０によってその中空部が貫通され且つ一次コイル
５８が巻回される環状の、所謂、トロイダル形のトラン
ス用コア６０および前記トランス用コア６０を略囲繞す
る第１および第２容器導体８２．８４とを備える。

一次コイル５８が巻回されたトランス用コア６０の両端
面は、絶縁体からなるパツキン部材８６ａ乃至８６ｈを
介して導体である支持板８５ａ、８５ｂの一面部によっ
て支楯される。トランス用コア６０は第１および第２容
器導体８２．８４によって囲繞されるように外嵌され、
この第１および第２容器導体８２．８４を構成するフラ
ンジ部８７．８８に穿設された孔部９０．９２間をボル
ト９４、ナツト９６によって係着することによって、ト
ランス用コア６０は支持板８５ａ、８５ｂ並びに第１お
よび第２容器導体８２．８４で構成される容器内に位置
決め固定される。

第１および第２容器導体８２．８４は夫々円筒体状の側
面部９８．１００を有し夫々の側面部９８．１００には
、第５図から諒解されるように、冷却水の通流路１０２
．１０４が設けられている。この場合、通流路１０２．
１０４には夫々冷却水の導入ポート１０６．１０８　と
、排出ポー）１１０．１１２が設けられている（第６図
参照）。

側面部９８．１００には円筒状の絶縁部材１１４ａ、１
１４ｂを介して一次コイル出力ロ部１１６ａ、１１６ｈ
が設けられ、トランス用コア６０に巻回された一次コイ
ル５８の引出線５７ａ、５７ｂが前記一次コイル出力ロ
部１１６ａ、　１１６ｂからインバータ部４２の出力端
子５４ａ、５４ｂに接続されている。

支持板３５ａ、８５ｂの他面部は２つの円監部１１８ａ
、１１８ｂから形成される絶縁板１２０．１２２によっ
て挟持される。この絶縁板１２０．１２２に穿設された
大径の孔部１２４．１２６を貫通するようにして連結導
体としての第１内側導体７８と第２内側導体８０を有す
る第１導体７０と第２導体７２とが配設されている。第
１内側導体７８は絶縁板１２０に穿設された孔部１２４
を貫通するとともに、支持板８５ａの孔部１２７ａとト
ランス用コア６０の中空部とを絶縁された状態で貫通し
て支持板８５ｂに設けられた円形の凹部１２５に当接さ
れ、これによって第１導体７０と支持板８５ｂとが電気
的に接続される。

一方、第２内側導体８０は絶縁板１２２に穿設された孔
部１２６を貫通するとともに、支持板８５ｂの孔部１２
７ｂおよびトランス用コア６０の中空部を絶縁された状
態で貫通して支持板８５ａに形成されている凹部１３６
に当接され、これによって第２導体７２と支持板８５ａ
とが電気的に接続される。

第１および第２導体７０．７２の外側には整流器６４ａ
、６４ｂの中、カソード電極１３８．１４０が当接され
、アノード電極１４２．１４４は夫々第３および第４導
体７４．７６の一面部に当接される。この第３および第
４導体７４．７６の他面部に中空円錐台状の皿ばね１４
６．１４８の大径部側が当接され、この皿ばね１４６．
１４８の小径部側に支持板１５０．１５２が配設される
。支楯板１５０．１５２の周縁部には孔部１５４．１５
６が穿設され、この孔部１５４．１５６と第３および第
４導体７４．７６の周縁部に穿設された孔部１６２．１
６４を貫通して絶縁ねじ１６６．１６８が挿通され、前
記第１および第２容器導体８２．８４の周縁部１７０．
１７２に形成された螺孔部１７４．１７６　と螺着され
ることによって整流器付出力トランス４４の本体部が組
み立てられる。

前記第３および第４導体７４．７６はこれらに設けられ
た舌片部１７８．１８０と断面コ字状の導体である板部
材１８２を介して電気的に接続される。

すなわち、この板部材１８２の一方の横面部１８４は舌
片部１８０と重畳され、これらの部材はボルト１８６　
とナツト１８８で螺着される。一方、板部材１８２の他
方の横面部１９０は第１の出力用導体板１９２と舌片部
１７８に挟持された状態でボルト１９４とナツト１９６
で係着され共通出力端子６８を形成する。この第１出力
用導体板１９２は、第５図に二点鎖線で示すように、溶
接電極６６ａと電気的に接続される。

第１および第２容器導体８２．８４のフランジ部８７．
８８には第２の出力用導体板１９８の一端が重畳され、
ボルト２００、ナツト２０２によってこの第２出力用導
体板１９８　と前記フランジ部８７．８８が係着される
ことでセンタタップ端子６２が形成される。この第２出
力用導体板１９８の他端が溶接電極６６ｂに接続される
。

第１および第２容器導体８２．８４並びに支持板８５ａ
、８５ｂからなる容器によって画成される中空部２０４
に、絶縁油２０６が充填されるとともに、冷却水の導入
ポー）１０６．１０８　と排出ポート１１０．１１２に
、夫々図示しないポンプが接続されている。

第１の実施例に係る整流器付出力トランスは基本的には
以上のように構成されるものであり、次にその作用並び
に効果について説明する。

先ず、第４図に示す直流抵抗溶接装置の二次側電源スイ
ッチ（図示せず）を閉成し、同時に前記ポンプ（図示せ
ず）を作動させ冷却水の導入ポート１０６．１０８、通
流路１０２．１０４および排出ポー［１０，１１２間に
冷却水を通流しておく。

この状態において、第４図に示ず三相交流電源４６から
出力される三相交流が整流器スタック４８によって直流
に変換された後、インバータ部４２に導入される。この
場合、インバータ部４２を構成するフルブリッジ型のト
ランジスタ５２ａ乃至５２ｄのベースには図示しないベ
ースドライブ回路から、例えば、パルス幅変副された駆
動パルスが導入されて前記三相交流電源４６の商用周波
数に比較して高周波、例えば、ｌ０ＫＨ２の交流が出力
端子５４ａ、５４ｂおよび引出線５７ａ、５７ｂを介し
て整流器付出力トランス４４の二次コイル５８側に入力
する。すなわち、第５図および模式的な配線を示す第７
図から諒解されるように、インバータ部４２から出力さ
れる高周波交流はトロイダル形のトランス用コア６０に
所定回数巻回された二次コイル５８に導入される。一次
コイル５８に導入された高周波交流によってトランス用
コア６０により形成される断面矩形状を囲繞するように
交番する鎮交磁束φが発生ずる。

この鎮交磁束φはフランジ部８７．８８の当接点をセン
タタップ端子６２とする二次コイル６２ａ１６２ｂを構
成する第１および第２内側導体７８．８０、支持板８５
ａ、８５ｂ並びに第１および第２容器導体８２．８４に
二次電圧を誘起させる。そして、この誘起電圧は二次コ
イル構成部材の中、第１内側導体７８、第２内側導体８
０を通じて、夫々第１導体７０、第２導体７２に伝達さ
れる。第１および第２導体７０．７２に伝達された交流
は整流器６４ａ１６４ｂによって単相全波整流され、こ
の整流された電流は、ワークＷａ、＼へ／ｂを挟ハして
いる溶接電極６６ａ、６６ｂ間に第３および第４導体７
４．７６のＪＬ通出力端子Ｇ　８　）ｌｉｉびにセンタ
タップ−６：Ａｒ子６２を介して供給される。これによ
って、ワークＷａ、Ｗｂの接触部位が溶融されワークＷ
ａとワークｗｂとが接合される。

この場合、第１の実施例によれば、一次コイル５８、ト
ランス川コア６０．整流器６４ａ、６４ｂ並びに第１お
よび第２内側導体７８．８０等の二次コイル構成部祠等
で発生ずる鉄損・銅損等の熱、ずなわぢ、容器内で発生
ずる熱は絶縁油２０６、第１および第２容器導体８２．
８４を介してこの第１および第２容器導体８２．８４の
側面部９８．１００に設けられた通流路１０２．１０４
を通流する冷却水と効果的に熱交換され、放熱作用が遂
行される。これによって、整流器個用カドランス４４を
小型化することが可能になる。特に、トランスの小型化
並びに周波数の高周波化に貢献する高周波で鉄損の少な
いアモルファス材質を用いたトランス用コア６０は高温
ではその特性が劣化することから、尚該冷却構造は極必
で好適である。

次に、本発明の第２の実施例に係る整流器測用カドラン
ス３００　について、第８図乃至第１０図を参照しなが
ら、以下に説明する。なお、第１の実施例に係る整流器
測用カドランス４４と同一の構成要素には、同一の参照
ネう号を付してその詳細な説明は省略ずろ。

この場合、第２の実施例に係る整流器（＝Ｉ　＋ｌｉカ
ドランス３００　は、′ｉｓ　１および第２導体３０２
．３０４と出力端子３０６　とにより整流器６４ａ、６
４ｂを直接挟楯するよう構成されている。

第１および第２導体３０２．３０４　は、円盤部３０８
ａ、３０８ｂと連結部３１０ａ、３１０ｂとを有し、こ
の円盤部３０８ａ、３０８ｈに連結導体としての第１お
よび第２内側導体７８．８０が植設される（第９図参照
）。第１および第２導体３０２．３０４には、第１およ
び第２容器導体８２．８４の導入ボート１０６．１０８
並びに排出ポート１１０．１１２に連通ずる導入通路３
１２ａ、　３１２ｂ並びに排出通路３１４ａ、　３１４
ｂが形成される。夫々の導入通路３］２ａ、　３１２ｂ
および排出通路３１４ａ、　３１４ｂは連結部３１０ａ
、　３１０ｂにおいて外方に開Ｉ」Ｌ″ご図示しないポ
ンプに接続される。

出力端子３０６は実質的に固定ガンアー１．３１６の一
端側に設けられ、この出力端子３０６の両側面に整流器
６４ａ、６４ｂのアノード電４ｉ１ｄ２．１４４が直接
当接し、この整流器６４ａ、６．ｌｂのカソード電極１
３８．１４０が第１および第２導体３０２．３０４の連
結部３１０ａ、３１０ｂに係合する。その際、出力端子
３０６と連結部３１０ａ、３１０ｂとの間に絶縁板３１
８ａ、３１８ｈが配設されるとともに、この絶縁板３１
８ａ、　３１８ｂには、整流器６４ａ、６４ｂを挿通さ
せるための開口部３２０ａ、　３２０ｂが形成される。

固定ガンアーノ、３１６に溶接電極６６ａが取着される
一方、第８図中、二点鎖線に示す可動ガンアーム３２２
に溶接電極６６ｂが取着される。

このように構成される整流器イボ出力トランス３００で
は、アクチュエータ（図示せず）の作用下に可動ガンア
ーム３２２が溶接電極６６ａ側に変位し、この浴接電極
６６ａと溶接電極６６ｔ）とにより、ワーク＼■ａ、Ｗ
ｂを挟持した状態で第１の実施例に係る整流器イζ１出
力トランス４４と同様に、これらの溶接電極６６ａ、６
６ｂ問に整流された電流を供給し、ワークＷａ、、Ｗｂ
の接合作粟を１′Ｊう。

この場合、整流器付出力トランス３００では、第１およ
び第２導体３０２．３０４を構成する円盤部３０８ａ、
３０８ｂが比較的大きな面積にわたり外部に露呈してい
るために、この円盤部３０８ａ、　３０８ｂが効果的に
冷却され、トランス用コア６０の冷却効率が向」ニジ得
るという効果が得られる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、二次コイル兼用となる
容器にセンタタップを設けるとともに、整流器を一体的
に固着して整流器付出力トランスを構成している。この
ため、整流器の数を単相全波ブリッジ整流回路に比較し
て半分にすることが出来る。しかも、トランス用コアと
してアモルファス祠質を用いて高周波化を図りつつ容器
内に絶縁油を充？！：１１させて容Ｒ）：外部との熱交
換の向上を図ることにより、前記トランス用二ファ並び
に整流器イζ］出力トランス自体を効イ・′的に冷却す
ることが可能となり、整流器イ・］出力トランスの小型
化が図れる。さらに、容器に冷却水を通流することによ
り冷却効果をさらに−１−げろことが出来、−層小型化
を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は従来技術に係る出力トランスの説明
図、 第４図は本発明の第１の実施例に係る整流器付出力トラ
ンスを組み込む直流抵抗溶接装首の電気回路図、 第５図は前記整流器付出力トランスの縦断面図、 第６図は前記整流器付出力トランスの分解斜視図、 第７図は第４図、第５図および第６図に示す整流器付出
力トランスの模式的な電気回路図、第８図は本発明の第
２の実施例に係る整流器付出力トランスの分解斜視図、 第９図は第８図に示す整流器付出力トランスの断面図、 第１０図は第８図および第９図に示す整流器付出力トラ
ンスの模式的な電気回路図である。 ４０・・コンバータ部４２・・・インバータ部４４・・
・整流器付出力トランス ５６・・・出力トランス　　　　５８・・・一次コイル
６０・・トランス用コア ６２・・・センタタップ端子 ６２ａ、６２ｂ・・・二次コイル　６４ａ、６４ｂ・・
・整流器６６ａ、６６ｂ・・・溶接電極　　６８・・・
共通出力端子７０．７２．７４．７６・・導体　　７８
．８０・・・内側導体８２．８４・・容器導体　　　　
１０２．１０４・・・通流路２０６・・・絶縁油 ３００・・・整流器付出力トランス ３０２．３０４・・・導体 Ｗａ、Ｗｂ・・・ワーク ３０６・・出力端子

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部が中空となる柱体状の容器内に一次コイルを
   装着した環状のトランス用コアを配設し、前記容器が導
   体であって二次コイル兼用となる出力トランスにおいて
   、 実質的に前記容器の二次コイルである両面部に一方の極
   側を当接した状態で取着される整流器と、 前記整流器の他方の極側に形成される出力端子と、 前記容器の側面外周部に設けられるセンタタップ端子と
   を備え、 前記出力端子と前記センタタップ端子とによりワークに
   対して溶接電流を供給することを特徴とする整流器付出
   力トランス。
2. （２）一次コイルを装着した環状のトランス用コアの中
   空部を貫通した後夫々二次コイル兼用の容器に電気的に
   接続される第１および第２内側導体と、 相互に平行となり夫々の相向かい合う面に相向かい合う
   方向に対し前記第１および第２内側導体が植設される第
   １および第２導体と、 前記第１および第２導体に一方の極側を当接する第１お
   よび第２整流器と、 前記第１および第２整流器の他方の極側に当接する第３
   および第４導体と、 前記第３および第４導体に一体的に形成される出力端子
   と、 前記容器に設けられるセンタタップ端子とを備え、 前記出力端子と前記センタタップ端子とによりワークに
   対して溶接電流を供給することを特徴とする整流器付出
   力トランス。
3. （３）一次コイルを装着した環状のトランス用コアの中
   空部を貫通した後夫々二次コイル兼用の容器に電気的に
   接続される第１および第２内側導体と、 相互に平行となり夫々の相向かい合う面に相向かい合う
   方向に対し前記第１および第２内側導体が植設される第
   １および第２導体と、 前記第１および第２導体に一方の極側を当接させた状態
   で取着される第１および第２整流器と、 前記第１および第２整流器の他方の極側に一体的に当接
   する第３導体と、 前記第３導体に形成される出力端子と、 前記容器に設けられるセンタタップ端子とを備え、 前記出力端子と前記センタタップ端子とによりワークに
   対して溶接電流を供給することを特徴とする整流器付出
   力トランス。
4. （４）請求項１乃至３のいずれかに記載の出力トランス
   において、容器内に絶縁油を充填することを特徴とする
   整流器付出力トランス。
5. （５）請求項１乃至４のいずれかに記載の出力トランス
   において、容器に冷却水通路を形成することを特徴とす
   る整流器付出力トランス。
6. （６）請求項１乃至５のいずれかに記載の出力トランス
   において、トランス用コアの材質はアモルファス材質と
   することを特徴とする整流器付出力トランス。