JPH0367477B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、コンデンサ式のスポツト溶接機、
更に詳しくは電解コンデンサの逆充電を防ぐよう
にしたスポツト溶接機に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は従来のコンデンサ式スポト溶接機の電
気回路図であり、図において１は充放電用の電解
コンデンサ、２はこの充放電用コンデンサ１から
電流を取出すバツクツーバツク形式のサイリスタ
スイツチ、３はその電流を増倍するための溶接ト
ランス、４は上記溶接トランス３の出力が結ばれ
た被溶接材、５は充放電用コンデンサ１を充電す
るための直流電源、６は充電電流を抑制するため
の充電抵抗である。

従来のスポツト溶接機は、上記のように構成さ
れ、電解コンデンサ１を直流電源５により電圧Ｖ
迄充電した後、サイリスタスイツチ２をオンにす
ると、電解コンデンサ１に蓄えられた電荷は低イ
ンピーダンスの溶接トランス３を通して放電し、
おおきなピークの電流ｉが流れる。第４図はａ及
びｂは電解コンデンサの端子電圧ｖと放電電流ｉ
の波形の説明図であるが、回路の構成要素に損失
がある結果、両者共に時間と共に減衰するような
振動波形となる。被溶接材４には溶接トランス３
を通してほぼ第４図ｂのｉの巻線数比に応じた電
流が流れる。第４図に示すように振動電流ｉはサ
イリスタスイツチ２をオフとした後の電流ゼロ点
すなわち時間t_pffで遮断され、その後は再び直流
電源５により電解コンデンサ１が充電されて最初
の状態に戻る。スポツト溶接機は何回かこのパル
ス状振動波電流を繰り返して流すことにより局所
的なスポツト溶接を行うものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のコンデンサ式のスポツト溶接機では第４
図ａの斜線部分１０ａ，１０ｂに示したように、
電解コンデンサ１の端子電圧が負になる時間領域
があることから、電解コンデンサ１の劣化が生
じ、徐々に溶接性能が低下するという問題があつ
た。

この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、電解コンデンサの逆向きの充
電を防ぎ、コンデンサの劣化が大幅に軽減される
スポツト溶接機を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るスポツト溶接機は、直流電流に
並列接続され、互いに略同一容量で極性を逆にし
た直列接続の第１及び第２電解コンデンサと、直
流電源に並列接続され、互いのカソード側が直接
接続され且つ各アノード側が各電解コンデンサの
プラス側に接続されている第１及び第２ゲートタ
ーンオフサイリスタと、直流電源に直列接続のス
イツチと、スイツチに直列接続された被溶接材の
溶接を行う溶接回路と、一方が上記両電解コンデ
ンサの接続点と上記両ゲートターンオフサイリス
タの接続点とに共通して接続され、他方が直流電
源に接続された抵抗とで主回路を構成し、直流電
源による第１電解コンデンサのみの充電後におけ
るスイツチのオン動作時に第１電解コンデンサの
充電電流を溶接回路に流すように構成したもので
ある。

〔作用〕

この発明においては、一方が第１及び第２電解
コンデンサの接続点と第１及び第２ゲートターン
オフサイリスタの接続点とに共通して接続され、
他方が直流電源に依つて接続された抵抗があるこ
とから直流電源によつて第１電解コンデンサのみ
が充電される。また、第１電解コンデンサのみの
充電後におけるスイツチのオン動作後に、直流電
源に並列接続され、互いにカソード側が直列接続
の第１及び第２ゲートターンオフサイリスタを交
互に動作させることにより、直流電源に並列接続
され、互いに略同一容量で極性を逆にした直列接
続の第１及び第２電解コンデンサは、これらの端
子電圧が正となる時間領域のみ動作させられ、両
電解コンデンサに逆向きの充電は行われない。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す電気回路図
である。

図において、１ａは充放電用の１電解コンデン
サ、１ｂは充放電用の第２電解コンデンサ、２は
バツクツーバツク形式のサイリスタスイツチ、３
は溶接トランス、４は被溶接材、５は直流電源、
６は充電抵抗、７ａは第１ゲートターンオフサイ
リスタ、７ｂは第２ゲートターンオフサイリス
タ、８は抵抗である。この実施例のスポツト溶接
機は上述した直流電源５に充電抵抗６を介して並
列接続され、互いに略同一容量で極性を逆にした
直列接続の第１及び第２電解コンデンサ１ａ，１
ｂと、直流電源５に並列接続され、互いのカソー
ド側が直列接続され、且つ各アノード側が各電解
コンデンサ１ａ，１ｂのプラス側に接続されてい
る第１及び第２ゲートターンオフサイリスタ７
ａ，７ｂと、直流電源５に直列接続のサイリスタ
スイツチ２と、スイツチ２に直列接続された被溶
接材４の溶接を行う溶接トランス３と、一方が上
記両電解コンデンサ１ａ，１ｂの接続点と上記両
ゲートターンオフサイリスタ７ａ，７ｂの接続点
とに共通して接続され、他方が直流電源５のマイ
ナス側に接続された抵抗８とで主回路が構成され
ている。

上記のように構成されたスポツト溶接機におい
ては、まず第１電解コンデンサ１ａを直流電源５
により電圧Ｖ迄充電した後、サイリスタスイツチ
２をオンにすると、第１電解コンデンサ１ａに蓄
えられた電荷は、低インピーダンスの溶接トラン
ス３を通して放電し、大きなピーク値の電流ｉが
流れる。このとき、第１電解コンデンサ１ａの端
子電圧が負になるのを防せぐために第１及び第２
ゲートターンオフサイリスタ７ａ，７ｂを第２図
ｃに示すように動作させる。

第２図ａ〜ｂは第１及び第２電解コンデンサ１
ａ，１ｂの端子電圧V₁，V₂と、第１及び第２ゲ
ートターンオフサイリスタ７ａ，７ｂの動作状態
と放電電流ｉの波形を示す図である。

第２図に基づいて、第１及び第２電解コンデン
サと第１及び第２ゲートターンオフサイリスタの
ｔ＞tonでの各時間における動作を説明する。

まず、直流電源５によつて充電された第１電解
コンデンサ１ａが放電中、第１ゲートターンオフ
サイリスタ（以下「第１サイリスタ」という）７
ａはオフで、第２ゲートターンオフサイリスタ
（以下「第２サイリスタ」という）７ｂはオンと
なつて、第１電解コンデンサ１ａ−溶接トランス
３−第２サイリスタ７ｂ−第１電解コンデンサ１
ａの閉回路が構成され、次第に増加する放電電流
ｉが流れる。

次に、放電電流ｉが減少し始める時には、第１
サイリスタ７ａがオンで、第２サイリスタ７ａが
オフとなつて、第２電解コンデンサ１ｂ−溶接ト
ランス３−第１サイリスタ７ａ−第２電解コンデ
ンサ１ｂの閉回路が構成され、放電電流ｉが減少
し始めると、溶接トランス３に逆起電力が発生
し、溶接トランス３の端子電圧は、前述とは逆極
性となつて第２電解コンデンサ１ｂを正しい極性
で充電する。

第２電解コンデンサ１ｂの充電が完了すると、
今度は放電が始まり、次第に増加する放電電流ｉ
が流れる。この放電中には、依然第１サイリスタ
７ａはオンで、第２サイリスタ７ｂはオフとなつ
ている。

更に、放電電流ｉが再び減少し始める時には、
再度第１サイリスタ７ａがオフで、第２サイリス
タ７ｂがオンとなつて第１電解コンデンサ１ａ−
第２サイリスタ７ｂ−溶接トランス３−第１電解
コンデンサ１ａの閉回路が構成され、放電電流ｉ
が減少し始めると、再び溶接トランス３に逆起電
力が発生し、溶接トランス３の端子電圧は、逆極
性となつて第１コンデンサ１ａを正しい極性で充
電し、しかる後は最初に述べた第１電解コンデン
サ１ａの放電が始まる。

このように、第１及び第２電解コンデンサ１
ａ，１ｂはそれぞれの端子電圧が正となる時間領
域のみ動作し、その他の時間は第１及び第２サイ
リスタ７ａ，７ｂによつて短絡されているので、
全体として一個の電解コンデンサとして動作す
る。従つて、放電電流ｉの電流波形は第２図ｄに
示すように第４図ｄと同じ振動波形となる。

放電電流ｉがt_pffで遮断された後は、第１電解
コンデンサ１ａは直流電源５によつて充電され
る。このシーケンスを繰り返すことによりスポツ
ト溶接を行うことができる。また、抵抗８は直流
電源５により、第１電解コンデンサ１ａが充電さ
れる際に第２電解コンデンサ１ｂが充電されるの
を阻止するために設けられている。

なお、上記実施例ではスイツチとしてサイリス
タスイツチ２を用いているものを示したが、イグ
ナトロン或いは放電トリガギヤツプを用いてもよ
い。

また、上記実施例では溶接トランス３を通して
被溶接材４に大電流を供給する方法について説明
したが、十分容量の大きな電解コンデンサを用い
れば、溶接トランス３を省略して直接出力を被溶
接材４に接続することができる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、直流電源に並
列接続され、互いに略同一容量で極性を逆にして
直列接続の第１及び第２電解コンデンサと、直流
電源に並列接続され、互いにカソード側が直列接
続の第１及び第２ゲートターンオフサイリスタ
と、直流電源に直列接続のスイツチと、スイツチ
に直列接続された溶接回路と、一方が両電解こん
でんさの接続点と両ゲートターンオフサイリスタ
の接続点とに共通して接続され、他方が直流電源
に接続された抵抗とで構成された主回路を備え、
抵抗による第１電解コンデンサのみの充電後にお
けるスイツチのオン動作後に第１及び第２ゲート
ターンオフサイリスタを交互に動作させることに
よつて第１及び第２電解コンデンサのそれぞれの
端子電圧が正となる時間領域のみ動作させてこれ
らに逆向きの充電を行わせないようにしたので、
電解コンデンサの寿命が増し、信頼性が高く、し
かも電源の保守の回数が少なくできるスポツト溶
接機を保ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す電気回路
図、第２図ａは第１電解コンデンサの端子電圧の
波形を示す図、第２図ｂは第２電解コンデンサの
端子電圧の波形を示す図、第２図ｃは第１及び第
２ゲートターンオフサイリスタの動作を示す図、
第２図ｄは放電電流の波形を示す図、第３図は従
来のスポツト溶接機を示す電気回路図、第４図ａ
は電解コンデンサの端子電圧の波形を示す図、第
４図ｂは放電電流の波形を示す図である。 図において、１ａは第１電解コンデンサ、１ｂ
は第２電解コンデンサ、２はサイリスタスイツ
チ、３は溶接トランス（溶接回路）、４は被溶接
材、７は第１ゲートターンオフサイリスタ、７ａ
は第２ゲートターンオフサイリスタ、８は抵抗で
ある。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を
示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直流電源に並列接続され、互いに略同一容量
   で極性を逆にした直列接続の第１及び第２電解コ
   ンデンサと、直流電源に並列接続され、互いのカ
   ソード側が直列接続され、且つ各アノード側が上
   記各電解コンデンサのプラス側に接続されている
   第１及び第２ゲートターンオフサイリスタと、直
   流電源に直列接続のスイツチと、スイツチに直列
   接続された被溶接材の溶接を行う溶接回路と、一
   方が上記両電解コンデンサの接続点と上記両ゲー
   トターンオフサイリスタの接続点とに共通して接
   続され、他方が直流電源に接続された抵抗とで主
   回路を構成し、直流電源による第１電解コンデン
   サのみの充電後におけるスイツチのオン動作時に
   第１電解コンデンサの充電電流を溶接回路に流す
   ようにしたことを特徴とするスポツト溶接機。