JPH04328810A - トランス及びその製造方法、及び抵抗溶接装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はトランス及びその製造
方法、並びに抵抗溶接装置に関し、特にトランスの小型
，軽量化、高効率化や製造作業の簡略化等、さらに抵抗
溶接装置の溶接能力の改善に関するものであり、具体的
には、例えばその１次及び２次コイル間の静電容量を大
きくした、きわめて力率がよく電流の立ち上がり特性が
急峻な高効率の電源トランスとして重宝なもので、特に
接着剤を介したアルミニウム材のスポット溶接、一般の
アーク溶接、さらには精密モータ，振動機，光熱機器等
の電源トランスとして卓効のあるトランスに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】トランスは、共通の磁気回路とこれと鎖
交する複数個のコイルとからなり、所定のコイルに交流
入力を受け、電磁誘導作用により電圧及び電流を変成し
て所定のコイルから交流電力を出力する機器である。具
体的には上記共通の磁気回路は鉄芯であり、これには１
次コイル及び２次コイルが装着されており、該１次コイ
ルに交流電圧を印加し、２次コイルに負荷を接続すると
、負荷には１次及び２次コイルの巻き数に比例した電圧
が印加される。

【０００３】図２２（ａ）　，（ｂ）　は従来のトラン
スの構造例を示し、ここでは、上下に分離可能なＥ，Ｅ
形鉄芯を有するトランスを例に挙げている。図において
、６１０はその中央脚６１０ａにコイルを装着するタイ
プのセンターコア鉄芯であり、分割可能なＥ形上鉄芯部
６０１とＥ形下鉄芯部６０２から構成されており、鉄芯
の中心脚６１０ａに１次コイル及び２次コイルを組み合
わせてなるコイル組立体６４０が装着されている。各鉄
芯部６０１，６０２はＥ形形状の薄鉄板６０１ａ，６０
２ａを積層した構造となっており、これらの上下のＥ形
鉄芯部６０１，６０２は、図２２（ｂ）　に示すように
圧接固定具６２０により組立保持されている。

【０００４】すなわちここでは上記圧接固定具６２０と
して、上下、左右のアングル部材６２１ａ〜６２４ａ，
６２１ｂ〜６２４ｂを溶接により接合してなる四角形の
一対の保持フレーム６２０ａ，６２０ｂを用い、これら
の各保持フレームにより上記上下のＥ形鉄芯部６０１，
６０２をその両側から薄鉄板の重合わせ方向に挟持し、
各保持フレーム６２０ａ，６２０ｂの四隅に形成したボ
ルト挿通穴６２５ａ，６２５ｂにボルト６３１ａを挿通
し、これにナット６３１ｂを螺合して、上下のＥ型鉄芯
部６０１，６０２を圧接固定している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のトランスは以上
のように構成されているので、トランスには鉄芯本体の
他に鉄芯を圧接保持する圧接固定具が必要であり、トラ
ンス全体が嵩高くなってしまう。またトランスの製造で
は、圧接固定具６２０を鉄芯に装着する、つまり一対の
保持フレーム６２０ａ，６２０ｂにより上下の鉄芯部６
０１，６０２を挟持し、さらに該保持フレームにボルト
を挿通し、これにナットを螺合して締めつけるという煩
雑な作業があり、従来のトランスの製造は手間暇のかか
るものであった。

【０００６】またトランスは、特に強電関係の各種電気
機器の電源装置には必要不可欠のものであり、例えばス
ポット溶接等の抵抗溶接装置では、電力会社の柱上トラ
ンス、または自家用の高圧受電トランスを介して、スポ
ット溶接等の専用トランスを設備し、スポット溶接作業
をしていたが、スポット溶接においては変圧器の１次側
に投入される１次入力に対し、２次側に得られる出力は
平均して４０パーセント程度であり、電力変換効率も好
ましいものではなかった。

【０００７】これは、このような抵抗溶接機では、通常
単相の交流電力を使用し、通電時の入力皮相電力が大き
く、低力率の負荷となっているためであり、力率の改善
策がいろいろと考えられている。その一つにコンデンサ
放電式溶接機がある。これは、交流電源を整流器で整流
して直流とし、該直流電流によりコンデンサを充電し、
その充電電荷を溶接変圧器の１次側に放電させて、２次
側に瞬間的に発生する大電流を利用するもので、電源容
量の小さい箇所に適している。

【０００８】しかしながらこのようなコンデンサ放電式
溶接機も厚板の溶接のように比較的長時間（０．５　秒
間程度）の溶接電流を必要とするものには適さず、また
溶接面が油や埃で汚れている場合や、表面に荒れのある
被溶接部材では、スポット溶接等が困難であった。また
アルミ板を何枚か重ねてスポット溶接したり、被溶接部
材の溶接面に水の浸入を防ぐためのシーラ剤等を塗布し
たままでスポット溶接したりすることはできないという
不便さもあった。さらに溶接部分が脆く、スポット溶接
処理した部材を機械装置の振動の激しい部分に用いると
、外れがでるという問題もあった。このため例えば飛行
機の翼部分の溶接等、特に高い信頼性が要求される部材
の溶接には、作業性のよいスポット溶接を用いることは
できず、手間暇のかかる鋲かしめにより、つまり図２３
（ａ）　及び図２３（ｂ）　に示すように接合するアル
ミ板８０１，８０２の鋲挿入穴８０３に鋲８０４を挿入
し、該鋲の頭部８０４ａを変形させて２枚のアルミ板を
接合していた。しかしこの場合は鋲８０４を装着する穴
８０３から亀裂８１０が発生し（図２３（ｃ）　）、こ
の部分が破損すると大事故につながるという問題があっ
た。

【０００９】本発明は上述した従来の問題点に鑑みてな
されたもので、磁束の漏れをなくして電力変換効率を向
上でき、しかも小型，軽量でコンパクトな構造のトラン
スを得ることを目的とする。

【００１０】また本発明は、分割型の鉄芯の圧接固定を
簡単に行うことができ、これによりトランスを作業性よ
く製造することができるトランスの製造方法を得ること
を目的とする。

【００１１】また本発明は、無効電流を低減して、溶接
部分の加熱溶融に寄与する溶接電流を増大でき、これに
よりその溶接部表面に多少の絶縁皮膜がある被溶接部材
を溶接する場合、あるいは被溶接部材を何枚か重ね合わ
せて溶接する場合であっても、その溶接部分を充分に加
熱溶融して、振動に強い強固な溶接を行うことができる
抵抗溶接装置を得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係るトランス
は、その内部に上面が開口したドーナツ状空間を有し、
かつ中心部にネジ挿通穴を有する鉄芯本体と、該鉄芯本
体のドーナツ状空間内に装着され、１次コイル及び２次
コイルを組み合わせてなるリング状のコイル組立体と、
上記鉄芯本体上面に載置され、上記鉄芯本体とともに磁
路を形成する、中心部にネジ挿通穴を有する鉄芯蓋材と
、上記鉄芯本体及び鉄芯蓋材のネジ挿通穴に挿通された
ボルト部材，及び該ボルト部材の先端に螺合されたナッ
ト部材を有し、該鉄芯蓋材を鉄芯本体に固着する蓋固着
手段とを備えたものである。

【００１３】またこの発明は、上記トランスにおいて、
放射状に延びる複数の帯状体あるいは線状体を有する締
付部材を、鉄芯蓋材の上面側及び鉄芯本体の下面側にそ
れぞれ設け、上記上下の対向する帯状体あるいは線状体
の先端をそれぞれ締付ジョイント部材により接続し、こ
れらの締つけ部材により上記鉄芯本体と鉄芯蓋材とを締
めつけ保持するようにしたものである。

【００１４】この発明に係るトランスの製造方法は、そ
の内部に上面が開口したドーナツ状空間を有し、かつ中
心部にネジ挿通穴を有する鉄芯本体、および上記鉄芯本
体上面に載置され、上記鉄芯本体とともに磁路を形成す
る、中心部にネジ挿通穴を有する鉄芯蓋材を、それぞれ
粉末状フェライトを成形して形成するとともに、上記鉄
芯本体のドーナツ状空間に、１次コイル及び２次コイル
を組み合わせてなるリング状のコイル組立体を嵌め込む
とともに、各コイルの端部をコイル取出し口から取りし
、上記鉄芯本体上に上記鉄芯蓋材を被せ、鉄芯本体と鉄
芯蓋材のボルト挿通穴にボルト部材を挿通しこれにナッ
ト部材を螺合して上記鉄芯本体に鉄芯蓋材を締め付け固
着するようにしたものである。

【００１５】またこの発明に係る抵抗溶接装置は、その
電源装置の変圧器として、上記構造のトランスを用い、
そのリング状コイル組立体の２次コイルを、上記１次コ
イル及び２次コイル間の静電容量により変圧器の誘導リ
アクタンス成分が相殺されるよう、上記鉄芯本体の中央
柱体の回りに平角銅線を多層に巻回した構造とし、出力
電圧の発生と同時に急峻に立ち上がる溶接電流を上記溶
接電極に印加するようにしたものである。

【００１６】またこの発明は、上記抵抗溶接装置におい
て、上記溶接電極として、近接して配置された２組の上
下一対の溶接電極を備えるとともに、各組の溶接電極に
対してそれぞれ上記トランスを備え、各組の上下の溶接
電極とこれらに対応する変圧器の２次コイルとを、溶接
初期に、隣接する上側の溶接電極同士間及び下側の溶接
電極同士間でそれぞれ上側の被溶接部材及び下側の被溶
接部材を介して電流が流れることが可能なように結線し
たものである。

【００１７】またこの発明は、上記抵抗溶接装置におい
て、変圧器の入力側に、３相交流の供給を各相ごとに点
弧制御する位相制御回路を設け、該変圧器はその単相鉄
芯の１次側に３つの１次コイルを、２次側に単相コイル
を巻回し、上記３つの１次コイルをそれぞれ該位相制御
回路を介して３相交流電源の各相に接続した構成とし、
上記位相制御回路により３相交流電源の各相を位相制御
して上記２次コイルに単相交流を出力するようにしたも
のである。

【００１８】

【作用】この発明においては、変圧器の鉄芯を、ドーナ
ツ状空間を有する鉄芯本体と、該鉄芯本体とともに磁路
を形成する鉄芯蓋材とから構成し、上記鉄芯本体のドー
ナツ状空間内にコイル組立体を装着し、鉄芯本体及び鉄
芯蓋材の中心部を貫通するボルト及びナット部材により
これらを固着保持するようにしたから、コイルの周囲全
体が鉄芯により囲まれることとなる。これによりコイル
によって発生した磁束の漏れがなくなるとともに、磁路
が短くなって磁気抵抗が低減し、変圧器の電力変換効率
を大幅に向上することができる。

【００１９】また上記トランスにおいて、放射状に延び
る複数の帯状体あるいは線状体を有する締付部材を、鉄
芯蓋材の上面側及び鉄芯本体の下面側にそれぞれ配置し
、上記上下の対向する帯状体あるいは線状体の先端をそ
れぞれ締付ジョイント部材により接続し、これらの締付
け部材により上記鉄芯蓋材及び鉄芯本体を締めつけ保持
するようにしたので、鉄芯蓋材の周辺部での浮き上がり
を防止でき、これによってさらに磁束の漏れを低減する
ことができる。

【００２０】またこの発明においては、ドーナツ状空間
を有する鉄芯本体及びこれとともに磁路を形成する鉄芯
蓋材を粉末フェライトを固めて形成し、上記鉄芯本体の
ドーナツ状空間に、１次コイル及び２次コイルを組み合
わせてなるリング状のコイル組立体を嵌め込むとともに
、各コイルの端部をそれぞれ上記鉄芯本体のコイル取出
し口から取り出し、上記鉄芯本体上に蓋部材を被せ、上
記鉄芯本体と鉄芯蓋材の中央部をボルト，ナット部材に
より締付け固定するようにしたので、分割型鉄芯の圧接
保持をボルト及びナット部材のみで行うことができ、従
来のように鉄芯を保持フレームで挟持し、さらに該保持
フレームをボルト，ナットにより締めつけて鉄芯を固定
保持するという煩雑な作業をなくすことができ、この結
果トランスを作業性よく製造することができる。

【００２１】さらにこの発明においては、抵抗溶接装置
の電源装置の変圧器として、上記構造のトランスを用い
、コイル組立体の２次コイルを、上記１次コイル及び２
次コイル間の静電容量により変圧器の誘導リアクタンス
成分が相殺されるよう、上記鉄芯本体の中央柱体の回り
に平角銅線を多層に巻回した構造とし、出力電圧の発生
と同時に急峻に立ち上がる溶接電流を上記抵抗溶接装置
の溶接電極に印加するようにしたので、変圧器の出力電
圧の発生と同時に、溶接電極に挟持された被溶接部材に
は立ち上がりの急峻な大電流が流れることとなり、これ
によって被溶接部材の表面に多少の絶縁皮膜があっても
、あるいは被溶接部材が何枚か重ね合わせてあっても、
その溶接部分を充分加熱溶融して、振動に強い強固な溶
接を行うことができる。

【００２２】またこの発明においては、上記溶接電極と
して、２組の上下一対の溶接電極を近接して配置すると
ともに、各組の溶接電極に対してそれぞれ上記変圧器を
備え、隣接する各組の上側の溶接電極同士間及び下側の
溶接電極同士間でそれぞれ上側の被溶接部材及び下側の
被溶接部材を介して電流が流れることが可能なように結
線したので、被溶接部材間に絶縁性皮膜等が介在する場
合でも、隣接する溶接電極間に流れる電流の発熱作用に
より上記絶縁性皮膜を溶融あるいは炭化して上下の溶接
電極間を導通可能な状態とし、これにより抵抗溶接を行
うことができる。

【００２３】さらにこの発明においては、上記抵抗溶接
装置の変圧器の鉄芯を単相鉄芯とするとともに、該単相
鉄芯の１次側に３相の１次コイルを、２次側に単相の２
次コイルを巻回装着し、３相交流を位相制御回路により
位相制御して上記３相の１次コイルに供給し、上記２次
コイルに単相交流を出力するようにしたので、３相交流
の各相の位相を制御することによって、３倍周波で鋸歯
状波の単相出力と同等な合成波形を得ることができ、こ
れによってトランスの２次側に該合成波形よりなる単相
出力を生じさせることができる。また位相の制御によっ
て、得られる出力波形をスポット溶接に好適な波形とす
ることができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明する
。図１は本発明の一実施例によるトランスの説明図であ
り、図１（ａ）　は外観斜視図、図１（ｂ）　はそのＩ
ｂ−Ｉｂ線断面図であり、図２は上記トランスの分解斜
視図である。図において、１は外形アップル形状の鉄芯
１００を有するトランスで、該鉄芯１００は、鉄芯本体
１０と、鉄芯蓋材２０とからなり、上記鉄芯本体１０は
、略円柱状体をその内部にその中心軸と同芯のドーナツ
状空間１２ができるようくり抜いたような形状，別の言
い方をすれば、上面が開口したドーナツ状空間１２を有
するような形状を有し、かつ、その中心柱体１０ａにネ
ジ挿通穴１１を、側壁１０ｂの所要箇所に２次コイル取
出し口１３及び１次コイル取出し口１４を有するもので
ある。また、上記鉄芯蓋材２０は、中央部にネジ挿通穴
２１を有する略円錐台形状に形成されたもので、上記鉄
芯本体上面に載置され、上記鉄芯本体１０とともに磁路
を形成するものである。また上記該鉄芯本体１０のドー
ナツ状空間１２内には、１次コイル及び２次コイルを組
み合わせてなる円筒状のコイル組立体３０が配設されて
おり、上記鉄芯本体１０及び鉄芯蓋材２０は、それぞれ
のネジ挿通穴１１，２１に挿通されたボルト５１、及び
該ボルト５１の先端に螺合されたナット５２により締付
け保持されている。なおこのナット５２は図４（ｂ）　
に示すように表面側に締め着け工具を装着するための６
角ナット部５２ａを有している。

【００２５】図３は上記コイル組立体３０の構造を説明
するための分解斜視図、図４（ａ）　はコイル組立体３
０の断面構造を拡大して示す図であり、上記コイル組立
体３０は、図に示すように平角銅線３１ａを上下方向に
は重ねて一重に巻回してなる第１の２次コイル３１と、
その外側に細い銅線３２ａを複数回巻回してなる第１の
１次コイル３２と、さらにその外側に平角銅線３３ａを
上下方向には重ねて一重に巻回してなる第２の２次コイ
ル３３と、最外周に細い銅線３４ａを複数回巻回してな
る第２の１次コイル３４と、各コイル間に挿入装着され
た絶縁性フィルム材３５，３６，３７から構成されてお
り、上記各コイル及び絶縁性フィルム材は１つに束ねて
全体に絶縁性テープ３８を巻き付けて縛ってある。また
ここで、上記各コイルを構成する平角銅線３１ａ，３３
ａ及び銅線３２ａ，３４はそれぞれ絶縁性皮膜３１ａ１
　，３３ａ１　及び３２ａ１　，３４ａ１　によりコー
ティングされている。

【００２６】また上記第１の１次コイル３２の巻終り３
２ａ２　と第２の１次コイルの巻始め３４ａ１　とはコ
イル組立体３０内部で接続され、これらの１次コイルは
直列接続となっており、また第１の１次コイル３２の巻
始め３２ａ１　と第２の１次コイル３４の巻終り３４ａ
２　はそれぞれ１次コイルの取出し口１４から外部に導
出されている。一方第１及び第２の２次コイル３１，３
３の巻始め３１ａ１　，３３ａ１　及び巻終り３１ａ２
　，３３ａ２　はそれぞれ２次コイル取出し口１３から
外部に導出されている。なお、ここで３５ａ，３６ａ，
３７ａはそれぞれ絶縁性フィルム材の上下端部に形成し
た、２次コイルを外部に逃がすための凹状部、３２ａ，
３４ａはそれぞれ１次コイル３２，３４の上下周端部の
一部に形成した１次コイルを逃がすための凹状部である
。

【００２７】このような構成のトランス１では、上記第
１の１次コイルの巻始め端３２ａ１　と第２の１次コイ
ルの巻終り端３４ａ２　に交流電力を印加すると、電磁
誘導作用により１次側入力が変成されて、第１，第２の
２次コイルの巻始め端３１ａ１　，３３ａ１　及び巻終
り端３１ａ２　，３３ａ２　には、１次及び２次コイル
の巻き数比に応じた２次側出力が発生する。

【００２８】次に上記トランスの製造方法について説明
する。まず、上記鉄芯本体１０及び鉄芯蓋材２０を、そ
れぞれ所定の型枠にフェライト粉末を充填し、焼結処理
することにより成形する。一方、コイル組立体３０につ
いては、平角銅線を１重に巻いて形成した第１の２次コ
イル３１の外側に、上記第１の１次コイル３２、第２の
２次コイル３３、及び第２の１次コイル３４をそれぞれ
絶縁性フィルム材３５，３６，３７を介して順次装着し
、最後に上記各コイルを１まとめにして全体に絶縁テー
プ３８を巻付けて上記コイル組立体３０を形成する。 そして上記鉄芯本体１０のドーナツ状空間１２内に、該
コイル組立体３０を嵌め込み装着する。この際、各２次
コイル３１，３３の巻始め及び巻終わり３１ａ１　，３
１ａ２　、３３ａ１　、３３ａ２　を２次コイル取出し
口１３から外部へ取り出し、第１の１次コイル３２の巻
始め３２ａ１　と第２の２次コイルの巻終り３４ａ２　
を１次コイル取出し口１４から取り出す。その後、上記
鉄芯蓋材２０を上記鉄芯本体１０上に載置し、それらの
ボルト挿通穴２１及び１１に締付ボルト５１を挿通し、
その先端に締付ナット５２を螺合し、ソケットレンチ等
でこれを締つけて上記鉄芯蓋材２０を鉄芯本体１０に締
めつけ固定し、トランス１を完成する。

【００２９】このように本実施例では、トランス１の鉄
芯１００を、ドーナツ状空間１２を有する鉄芯本体１０
と、該鉄芯本体１０とともに磁路を形成する鉄芯部材２
０とから構成し、上記鉄芯本体１０のドーナツ状空間１
２内にコイル組立体３０を装着し、鉄芯本体１０及び鉄
芯蓋材２０の中央部を貫通するボルト５１及びナット５
２によりこれらを固着保持するようにしたので、コイル
の周囲全体が鉄芯により囲まれることとなる。これによ
りコイルによって発生した磁束はすべて鉄芯内で磁路を
形成することとなって磁束の漏れがなくなるとともに、
磁路がきわめて短くなって磁気抵抗が低減し、変圧器の
電力変換効率を大きく向上することができる。またコイ
ルの周囲全体に磁路が形成されるため、アップル形鉄芯
の周壁部分を薄くすることができ、その軽量化を図るこ
とができる。またこのように小型軽量であるため、作業
ロボットへの搭載も容易であり、ロボット作業用電源と
しても有効である。

【００３０】また２次コイル３１，３３を上記鉄芯本体
１０の中央柱体１０ａの回りに平角銅線を多層に巻回し
た構造としているため、上記１次コイル及び２次コイル
間の静電容量により変圧器の誘導リアクタンス成分が相
殺されることとなり、変圧器の出力電圧の発生と同時に
直ちに急峻に立ち上がる出力電流を負荷に供給すること
ができ、力率を大きく改善できる。

【００３１】また分割タイプの鉄芯の圧接保持をボルト
５１及びナット５２のみで行うことができ、従来のよう
に鉄芯を保持フレームで挟持し、さらに該保持フレーム
をボルト，ナットにより締めつけて鉄芯を固定保持する
という煩雑な作業をなくすことができる。この結果トラ
ンスを作業性よく製造することができる。

【００３２】さらに上記コイル取出し口１４，１３をシ
ール部材で塞ぐとともに、鉄芯蓋材２０と鉄芯本体１０
との接合面をシール処理することにより、本トランスは
粉塵中や水中でも使用可能となる。また海中等で使用す
る場合は、鉄芯本体１０及び鉄芯蓋材２０に防錆処理を
施すとよい。

【００３３】次に本発明の第２の実施例を説明する。図
５は第２の実施例によるトランスの説明図で、図５（ａ
）　は斜視図、図５（ｂ）　はそのＩＩＩ　ｂ−ＩＩＩ
　ｂ線断面図であり、図６は上記トランスの分解斜視図
である。図において上記第１実施例と同一符号は同一の
ものを示し、ここでは、上記第１実施例の構成に加えて
、上記鉄芯本体１０及び鉄芯蓋材２０を１組の締付け部
材４０ａ及び４０ｂにより締付け固定している点のみ上
記実施例と異なっている。すなわち上記締付け部材４０
ａ、４０ｂはそれぞれ、リング部材４１ａ，４１ｂと、
一端が該リング部材に取付けられ、放射状に広がる３つ
のステンレス製ベルト部材４２ａ１　〜４２ａ３　，４
２ｂ１　〜４２ｂ３　とを有する。上記各ベルト部材４
２ａ１　〜４２ａ３　の他端には係合片４３ａ１　〜４
３ａ３　が、またベルト部材４２ｂ１　〜４２ｂ３　の
他端には係合部材４３ｂ１　〜４３ｂ３　が取付けられ
ている。

【００３４】上記係合片４３ａは、図７（ａ）　に示す
ようにベルト取付部４３１ａと、雄ネジ部４３２ａとか
らなり、ベルト取付部４３１ａにはベルト挿通用長穴４
３１ａが形成されており、ここにベルト部材４２ａの他
端が挿入され折り返されており、その折り返し部４２１
がこれに対向する部分に固定ピン４２２により固着され
ている。また上記係合部材４３ｂは、図７（ｂ）　に示
すようにベルト取付部４３１ｂと、雌ネジ部４３２ｂと
からなり、ベルト取付部４３２ｂの一端側にはベルト挿
通用長穴４３３ｂが形成されており、ここに上記と同様
にしてベルト部材４２ｂの他端が固定ピン４２２により
固着されている。ベルト取付部４３２ｂの他端側には係
合凹部４３３が形成されている。また雌ネジ部４３２ｂ
の先端には係合突起４３４が形成されており、これが上
記ベルト取付部４３２ｂの係合凹部４３３に回転可能に
係合している。そして雌ネジ部４３２ｂ内部には上記係
合片４３ａの雄ネジ部４３２ａが螺合可能な雌ネジ部が
形成されており、雌ネジ部の外周にはナット部４３５が
形成されている。

【００３５】なお上記リング部材４１ａ及び４１ｂとベ
ルト部材との接続は、図７（ｄ）　に示すように、上記
ベルト部材と係合片あるいは係合部材との接続と同様、
ベルト部材４２ａ１　の一端をリング部材４１ａに挿入
して折り返し、その折り返し部４１１をこれに対向する
部分に固定ピン４１２により固定することにより行って
いる。

【００３６】また本実施例のトランスの製造は、上記第
１実施例のトランスの製造において、締付ボルト５１及
び締付ナット５２により上記鉄芯蓋材２０を鉄芯本体１
０に締めつけ固定した後、さらにこれらを締付け部材４
０ａ，４０ｂにより締付け固定する点が上記実施例と異
なっている。すなわちボルト５１及びナット５２の装着
後、上記締付け部材４０ａを鉄芯蓋材２０上に、締付け
部材４０ｂを鉄芯本体１０の底面側にそれぞれのベルト
部材４２ａ１　〜４２ａ３　，４２ｂ１　〜４２ｂ３　
の位置が同一となるよう配置し、蓋側のベルト部材４２
ａの係合片の雄ネジ部を鉄芯本体側ベルト部材４２ｂの
係合部材の雌ネジ部に螺合して蓋部材と鉄芯本体とを締
付ける。

【００３７】このように本実施例では、上記鉄芯本体１
０および鉄芯蓋材２０にベルト部材４０ａ，４０ｂを装
着して、該ベルト部材により上記鉄芯本体１０と鉄芯蓋
材２０とを締め付け固定するようにしたので、上記実施
例の効果に加えて、鉄芯蓋部材２０の周縁部の浮き上が
りを防止することができ、磁束の漏れを完全になくして
さらにトランスの電力変換効率を高めることができる効
果がある。

【００３８】なお、上記実施例では、締付け部材として
、ベルトによるものを示したが、ベルトの代わりにワイ
ヤを用いてもよく、この場合は鉄芯本体及び鉄芯蓋部材
の表面にワイヤを収容するための溝を設けるとよい。

【００３９】また、上記各実施例では、コイル組立体の
１次コイルには銅線を用いたが、これは帯状銅板であっ
てもよく、この場合コイル間の短絡を招くことなく、コ
イル間の絶縁膜を薄くでき、これにより線積率を増大す
ることができる。以下上記コイル組立体の変形例として
、このように１次コイルに帯状銅板を用いた例を説明す
る。

【００４０】図８は上記コイル組立体の第１変形例を説
明するための図、図９はその細部の構造を示す図であり
、図中２３０はコイル組立体で、ここでは５つの１次コ
イル２１０と４つの２次コイル２２０とを図８（ｅ）　
に示すように交互に重ね合わせ、全体を絶縁テープ２３
１により被覆した構造としている。上記１次コイル２１
０は、図８（ｃ）　に示すように巻き方向の異なる２つ
のコイル巻回体２１１ａ，２１１ｂを上下に積み重ね、
各コイル巻回体内側のコイル巻始め部２１１ａ１　，２
１１ｂ１　を圧着あるいは半田付け等で接続し、全体を
絶縁テープ２１２により被覆してなるもので、このよう
に２つのコイル巻回体を組み合わせることにより１次コ
イル両端部２１１ａ２，２１１ｂ２　がコイル外周に位
置するようにしている。

【００４１】また上記コイル巻回体２１１ａ，２１１ｂ
は、図９（ｂ）　に示すように帯状銅板２１１が半径方
向に重ねて巻回されており、各周の帯状銅板は絶縁材２
１３ａにより絶縁され、また上下のコイル巻回体間も絶
縁材２１３ｂにより絶縁されている。そして上下に積み
重ねられた５つの１次コイル２１０は、それぞれ上側の
コイルの下側巻回体端部２１１ａ２　と下側のコイルの
上側巻回体端部２１１ｂ２　とを圧着あるいは半田付け
等により接合して直列接続とし、最上位置の１次コイル
２１０の上側巻回体端部２１１ａ２　と最下位置の１次
コイル２１０の下側巻回体端部２１１ｂ２　とを図８（
ａ）　に示すように被覆テープ２３１の外部に導出し、
これらを１次入力の印加端子としている。

【００４２】また２次コイル２２０には、図８（ｄ）　
に示すように円形の銅板をくり抜いて中央孔部２２０ａ
を形成するとともに、これに続いて両端辺部２２０ｃと
２２０ｄとの間にスリット部２２０ｂを有するように形
成してなる銅板を用いている。また２２０ｅは上記２次
コイル端辺部２２０ｃ，２２０ｄに形成された結線用孔
で、ここでは、図９（ａ）　，（ｂ）　に示すように上
下に積み重ねられた銅板２次コイル２２０の左，右の端
辺部２２０ｃ，２２０ｄに、上下の端辺部間に導電性ス
ペーサ２３２を挟んでそれぞれボルト２３３を挿通し、
これにナット２３４を螺合して４つの銅板２次コイル２
２０をすべて並列に接続している。

【００４３】このような構造のコイル組立体２３０では
、１次コイルとして帯状導体を半径方向に重ね合わせて
巻回した構造のコイル巻回体を用いているので、１次コ
イル自身にも静電容量が発生し、２次側出力の進相化を
図ることができる効果がある。

【００４４】図１０〜図１２は上記コイル組立体の第２
変形例を説明するための図であり、図１０は全体構成及
び一部断面を、図１１及び図１２はそれぞれ２次コイル
及び１次コイルの構造を示している。図中３３０は２次
コイル３２０及び１次コイル３１０を組み合わせてなる
コイル組立体で、該２次コイル３２０は、図１１（ｂ）
に示すように、平角銅線３３１ａを下方に向かって螺旋
状に巻回してなる第１コイル巻回体３２１と、引き続き
その下端から上方に向かって螺旋状にかつ該巻回体３２
１と同一旋回方向に巻回してなり、上記巻回体３２１の
外周に位置する第２コイル巻回体３２２と、さらに続け
て第１コイル巻回体と同様上端から下方に向けて螺旋状
に巻回してなり、上記第２コイル巻回体３２２の外周に
位置する第３コイル巻回体３２３と、引き続きその下端
から上方に向かって第２コイル巻回体と同様に巻回して
なり、上記第３コイル巻回体３２３の外周に位置する第
４コイル巻回体３２４とからなっている。ここで上記平
角銅線３３１ａには銅板芯線３３１ａ１　を絶縁皮膜３
３１ａ２　で被覆したものを用いている。

【００４５】ここで、３３０ａ１　は２次コイル３２０
の巻始め，つまり第１コイル巻回体３２１の巻始めであ
り、３３０ａ２　は２次コイル３２０の巻終り，つまり
第４コイル巻回体３２４の巻終りであり、それぞれ２次
側出力端子として、コイル組立体３３０を被覆する絶縁
テープ３３５の外部に導出されている。また３３０ｂ１
　は第１及び第２コイル巻回体３２１，３２２の接続部
、３３０ｂ２　は第２及び第３コイル巻回体３２２，３
２３の接続部、３３０ｂ３　は第３及び第４コイル巻回
体３２３，３２４の接続部である。

【００４６】そして上記２次コイル用の内外のコイル巻
回体３２１と３２２、３２２と３２３、及び３２３と３
２４の間には、それぞれ１次コイル用の薄い平角銅線３
１０ａを巻回した第１〜第３コイル巻回体３１１〜３１
３が絶縁皮膜３３０ｃ１　〜３３０ｃ３　を介して装着
されており、これらは直列に接続されて１次コイル３１
０を構成している。すなわち上記１次コイル用の第１コ
イル巻回体３１１は、図１２（ａ）　，（ｂ）　に示す
ように、平角銅線３１０ａを下方に向かって螺旋状に巻
回してなる内側螺旋状部３１１ａと、引き続きその下端
から上方に向かって螺旋状にかつ上記と同一旋回方向に
、絶縁膜３１１ｃを介して第１螺旋状体３１１ａの外周
面に密着するよう巻回してなる外側螺旋状部３１１ｂと
から構成されている。ここで３１１ａ３　は上記コイル
巻回体下部に位置する、内側及び外側螺旋状部の接続部
、３１１ａ１　及び３１１ａ２　は１次コイルの巻始め
及び巻終りである。

【００４７】また上記第２，第３コイル巻回体３１２，
３１３も第１コイル巻回体３１１と全く同一構造となっ
ており、３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｃ及び３１３ａ，
３１３ｂ，３１３ｃは第２及び第３コイル巻回体の内，
外側螺旋状部，これらの間の絶縁膜、３１２ａ１　〜３
１２ａ３　及び３１３ａ１　〜３１３ａ３　は、第２及
び第３コイル巻回体の巻始め，巻終り，内外の螺旋状部
の接続部であり、第１コイル巻回体３１１の巻終り３１
１ａ２　と第２コイル巻回体３１２の巻始め３１２ａ１
　、さらに第２コイル巻回体３１２の巻終り３１２ａ２
　と第３コイル巻回体３１３の巻始め３１３ａ１　とは
それぞれ螺旋状部上端部で接続されており、第１コイル
巻回体３１１の巻始め３１１ａ１　と第３コイル巻回体
３１３の巻終り３１３ａ２　とは１次側入力端子として
コイル組立体３３０の絶縁テープ３３５の外部に導出さ
れている。

【００４８】このような構造のコイル組立体３３０につ
いても上記第１変形例のコイル組立体と同様、２次出力
の進相効果があり、さらに１次コイルに銅板を用いてい
るため、１次コイルの銅線を用いた場合に比べて２次コ
イルと１次コイルとの間の絶縁膜を薄くでき、コイルに
用いた銅線の占積率を増大できる。

【００４９】さらに図１３（ａ）　〜（ｅ）　は上記コ
イル組立体の第３変形例を説明するための図であり、図
中７３０はコイル組立体で、コイル本体７００の外表面
を絶縁テープ７３０ａにより被覆した構造となっており
、上記コイル本体７００は、絶縁性の筒状体７０１に、
１次及び２次コイルを構成する第１，第２の導電性フィ
ルム体７１０，７２０を、第２の導電性フィルム体７２
０が内側になるよう巻付けてなるものである。上記第１
の導電性フィルム体７１０は帯状絶縁性フィルム７１１
の表面に８本の細い帯状導体層７１２ａ〜７１２ｈを、
また上記第２の導電性フィルム体７２０は帯状絶縁性フ
ィルム７２１の表面に４本の細い帯状導体層７２２ａ〜
７２２ｄをストライプ状に印刷して構成されている。こ
こで上記各導電性フィルム体７１０，７２０の先端部（
巻始め部）及び後端部（巻終り部）は、それぞれ図１３
（ｅ）　，（ｄ）　に示すように２分割され、上下に折
り返されており、７１０Ｓ１　，７１０Ｓ２　及び７１
０Ｅ１　，７１０Ｅ２　はそれぞれ上記第１の導電性フ
ィルム体７１０の巻始め側の上，下折返し部、及び巻終
り側の上，下折返し部、７２０Ｓ１　，７２０Ｓ２　及
び７２０Ｅ１，７２０Ｅ２　はそれぞれ上記第２の導電
性フィルム体７２０の巻始め側の上，下折返し部、及び
巻終り側の上，下折返し部である。なお上記第１，第２
の導電性フィルム体７１０，７２０の導体印刷側表面は
、図１３（ｆ），（ｇ）　に示すように絶縁性皮膜７１
３，７２３によりコーティングしてもよい。

【００５０】このような構成の第３変形例においても上
記第２変形例と同様、２次側出力の進相効果とともに、
１次コイル及び２次コイル間の絶縁皮膜の膜厚を低減し
てコイルに用いた銅線の占積率の向上を図ることができ
る。

【００５１】このように上述した本発明のトランスは、
２次側負荷電流を進相する効果があるので、本件出願人
がすでに出願しているスポット溶接装置（平成３年４月
４日付出願）の電源装置に用いることもできる。

【００５２】以下本発明の第３の実施例として、電源装
置として第１実施例のトランスを用いたスポット溶接装
置について説明する。図１４（ａ）　は上記スポット溶
接装置の構成を示す概略図であり、図において、１００
Ｓはスポット溶接装置で、単相交流電源１０１、その出
力を変圧する変圧器１及び上記単相交流電源と変圧器１
との間に挿入されたオン・オフスイッチ回路１０２から
なる電源部１２０と、一対の溶接電極１１０及び該溶接
電極に挟持された被溶接部材１１１からなるスポット溶
接部１３０とから構成されている。ここで、上記変圧器
１には、上記第１実施例のトランスを用いており、上記
変圧器１の１次コイル１２４は、上記トランスの第１，
第２の１次コイル３２，３４を直列接続したもの、２次
コイル１２３は上記トランスの第１，第２の２次コイル
３１，３３を並列接続したものである。

【００５３】次に作用効果について説明する。まず、図
１４（ｂ）　に示すように一対の溶接電極１１０により
、被溶接材料１１１を圧接挟持し、スイッチ回路１０２
をオンする。すると交流電源１０１の交流出力が上記変
圧器１の１次コイル１２４に印加され、２次コイル１２
３には電磁誘導の原理により１次及び２次コイルの巻き
数比に応じた電圧が発生する。これにより２次側の電圧
が上記一対の溶接電極１１０に印加され、図１４（ｃ）
　に示すように溶接電流Ｉが被溶接部材１１１に流れ、
その際発生する熱により電極の圧接部分Ａが加熱溶融さ
れて接合される。

【００５４】このような構成のトランスを用いたスポッ
ト溶接装置では、２つの２次コイルのそれぞれを平角銅
線を螺旋状に巻いて１つの銅板層を形成し、しかもこれ
らの銅板層を互いに重合わせて配置して、１次コイルと
２次コイルとの間に生ずる静電容量により変圧器の誘導
リアクタンス成分が相殺されるようにしているため、溶
接電流を進相化することができる。つまり従来は図１５
に示すように溶接電流Ｉ２　の位相は、変圧器の誘導リ
アクタンス成分のために出力電圧Ｖ０　に対し遅れてお
り、また立ち上がりが緩慢であったのに対し、本実施例
では溶接電流Ｉ１　は変圧器の出力電圧Ｖ０　の発生と
同時に急峻に立ち上がり、溶接電極に挟持された被溶接
部材には立ち上がりの急峻な大電流Ｉ１　が流れること
となる。

【００５５】また上記トランスは、１次コイル及び２次
コイルの周囲はすべて鉄芯で囲まれた構造となっている
ため、コイルによって発生した磁束の漏れがなくなると
ともに、磁路が短くなって磁気抵抗が小さくなり、ロス
の少ない鉄芯が得られる。

【００５６】この結果被溶接部材の溶接部分は効率よく
充分加熱溶融され、振動に強い強固なスポット溶接がで
きる。具体的には被溶接部材の溶接面に油や埃が付着し
ていても、溶接面が多少荒れていても問題なく溶接でき
、従来溶接の前処理として行っていたアルミ板の酸洗い
等の作業を省略できる。またアルミ板の溶接面に、水分
の浸入を防ぐシーラや接着剤を塗布した状態でも、これ
が完全に乾燥するまえであれば、スポット溶接可能であ
る。さらに厚みの異なるアルミ板のスポット溶接では、
通常は厚板と薄板の厚みが３対１程度が限度であるのに
対し、本実施例では０．１ｍｍの薄いアルミ箔をこれよ
り１００倍も厚い、１０ｍｍ厚のアルミ板とスポット溶
接することもできる。厚みが異なる場合の溶接例として
は、例えば図１６（ａ）　に示すように骨部材１１１ｃ
とアルミ板１１１ｄとを溶接するような場合であり、も
ちろんこれらの部材の間に接着剤１１１ｅが介在してい
てもこれが乾燥する前であれば、問題なく溶接できる。 また他の例として図１６（ｂ）　はＩ型鋼材１１１ｆの
上面と下面に同時にアルミ板１１１ｄをスポット溶接す
る場合を示している。なお１１０ａは変圧器の二次コイ
ル１２３の中点に接続され、スポット溶接電流を効率よ
く流すための補助銅電極である。さらに他の例として図
１６（ｃ）　には、Ｉ型鋼材の中央縦辺の両側に上記補
助銅電極１１０ａを配置したものを示している。

【００５７】またさらにアルミ箔やチタン箔では２０枚
重のスポット溶接も可能であり、また銅合金，白金、金
，銀等の非鉄金属についてもこのような重合わせ溶接が
可能である。

【００５８】具体的な例を挙げると、従来はアルミの場
合、油や埃等の付着したものはそのままスポット溶接で
きなかったため、通常油を洗浄し、水洗いし、乾燥して
２時間以内に溶接するようにしており、また航空機等に
用いられる、特に信頼性の要求される大事な部材では、
１時間以内に溶接するようにしていたのに対し、本発明
では、被溶接部材の表面に油や埃が付着していても、ま
た水密のためのシーラ剤が塗布されていても、あるいは
接着剤が全面塗布されていても、これらが乾燥する前で
あれば、そのままスポット溶接できる。

【００５９】また接着剤やシーラ剤等が乾燥した場合は
、２組の上下一対の溶接電極によりスポット溶接する装
置（特公昭５２−１３７９号）を用いれば溶接可能であ
る。 図１７はこのスポット溶接装置に上記第１実施例のトラ
ンスを用いた、本発明の第４の実施例を示し、図におい
て、１１０ｃ，１１０ｄは第１のトランス１ａの２次コ
イル１２３に接続された第１の一対の溶接電極、１１０
ｆ，１１０ｇは第２のトランス１ｂの２次コイル１２３
に接続された第２の一対の溶接電極で、これら２組の溶
接電極により、その間に乾燥した絶縁皮膜が介在する被
溶接部材１１１ｇ，１１１ｈを重ね合わせ溶接するよう
にしている。ここで上記第１，第２のトランスはそれぞ
れ上述した図１のトランスと同一構成のものであり、各
トランスの１次コイル１２４は上記実施例と同様、スイ
ッチ回路（図示せず）を介して単相交流電源に接続され
ている。

【００６０】この装置による溶接では、まず、隣接電極
間に横方向に電流ＩＰが流れて、その発熱作用により絶
縁皮膜１１１ｇが溶融あるいは炭化される。これによっ
て上下一対の溶接電極１１１ｃ，１１１ｄ、１１１ｅ，
１１１ｆ間に溶接電流が流れスポット溶接が行われる。 このようにして被溶接部材間に絶縁皮膜等があってもス
ポット溶接をすることができる。

【００６１】また、この装置では、図１８に示すように
重合わせたアルミ板１１１間に乾燥した接着剤１１１ａ
等がある場合でも、３枚重ね程度までは問題なく溶接で
きる。図１８（ａ）　は溶接前、図１８（ｂ）　は溶接
後の被溶接部材の断面の状態を示している。

【００６２】さらに図１９に示すようにアルミ板の４枚
重ね以上で各板間に絶縁皮膜がある場合は、中央の絶縁
皮膜１１１ｂが炭化して導通を起こすまで時間調整が必
要となるが、重ね合わせ溶接は可能であり、絶縁皮膜が
油等である場合は１０枚位の多層重ねスポット溶接がで
きる。なお図１９（ａ）　は溶接前、図１９（ｂ）　は
溶接後の被溶接部材の断面の状態を示している。

【００６３】このような重ね合わせスポット溶接の具体
的な用途の例は、先行する上記出願と同一であるのでこ
こでは省略する。

【００６４】さらにまた、本スポット溶接装置は、航空
機を構成するアルミ板部材の接合にも利用できる。即ち
従来、航空機の事故が多いのは、鋲カシメの穴からひび
割れが発生して事故となるのが殆どのケースであり、近
年航空機の大型化に伴い振動パワーも増大しているので
、鋲穴により大きな無理がかかり、金属疲労を起こしや
すくなってきているが、本発明のスポット溶接では、ス
ポット溶接部は充分溶融され強固に接合されるため、信
頼性が高く、従来行われていた鋲カシメに代えて部材の
接合に用いることができ、鋲カシメ等の手間のかかる作
業を不要とできるだけでなく、鋲カシメで問題となって
いた鋲穴の金属疲労による事故を回避することができる
。またこのような本発明のスポット溶接装置は、アルミ
板が採用されるであろう今後の自動車の製造においても
広く利用することができる。

【００６５】また上記第３あるいは第４実施例のスポッ
ト溶接装置において、上記先行出願の明細書において詳
述したように、溶接電流と同期した溶接電極の加圧を行
うことにより、被溶接部材の加圧を効果的に行うことが
できる。

【００６６】また、上記スポット溶接と同様抵抗溶接の
一種である棒状体の付き合わせ溶接法では、６倍の溶接
効果，つまり従来の６倍の太さの被溶接部材の溶接が可
能となった。この突き合わせ溶接の具体例としては、ア
ルミパイプ等のＴ字突き合わせ溶接や、２つのパイプを
交差させて突き合わせ溶接するものがあるが、これにつ
いても先行出願の明細書で説明したものと同一であるの
で、ここでは省略する。

【００６７】次に本発明の第５の実施例として、鋸歯状
単相出力の電源装置を用いたスポット溶接装置について
説明する。図２０（ａ）　は該スポット溶接装置の構成
図であり、その電源には、本件出願人がすでに出願した
電源装置（特願平２−１５０５８５号）を基本構成とす
るものを用いている。図において、５０１は３相交流電
源、５０４は３相交流電源の供給を各相の１２０度〜１
８０度の範囲のみ行うよう制御する位相制御回路、１は
３つの１次コイル５０５〜５０７と、４つの２次コイル
５３１〜５３４を装着したアップル型鉄芯１００を有す
る変圧器、１２はアース、５００は上記位相制御回路５
０４及び変圧器１からなる電源装置である。また上記位
相制御回路５０４において、図中５２０ａ，５２０ｂ，
５２０ｃはサイリスタ、５２１は３相交流の各層の正弦
波の零クロス点を検出する零クロス点検出器、５２２ａ
，５２２ｂ，５２２ｃは該零クロス点検出器５２１の出
力を受け、各層のサイリスタ５２０ａ，５２０ｂ，５２
０ｃの点弧角を調整する位相調整器である。

【００６８】ここでは、上記変圧器１のコイル組立体５
３０の構造を、第１実施例のものとは若干変更しており
、図２０（ｄ）　に示すように、４つの２次コイル５３
１〜５３４と、３つの１次コイル５０５〜５０７とを絶
縁性フィルム材（図示せず）を介して交互に重ね合わせ
て配置した構造としており、１次と２次コイルとの間に
生ずる静電容量により変圧器のリアクタンス成分が相殺
されるよう構成されている。なおここでは２次コイル５
３１〜５３４は全て並列に接続して、その両端を一対の
スポット溶接電極１１０に接続し、また１次コイル５０
５〜５０７の一端はそれぞれ上記各サイリスタ５２０ａ
〜５２０ｃに接続し、他端はすべてアースしている。

【００６９】次に動作について説明する。３相交流電源
５０１より変圧器１の３相コイル５０５〜５０７への通
電は、位相制御器４によって制御され図２０（ｂ）　に
示すように第１，第２，第３のコイル５０５，５０６，
５０７にそれぞれ各層の交流正弦波Ｘ，Ｙ，Ｚの位相角
１２０度〜１８０度の範囲（Ｘについてはｃとｆ、Ｙに
ついてはｂとｅ、Ｚについてはａとｄ）においてのみ、
各コイルに通電が行われ、それ以外の時間は各コイルは
開放状態である。

【００７０】このようにして３相の第１，第２，第３の
コイル５０５，５０６，５０７に順次通電が繰り返され
ると、鉄芯内には図２０（ｃ）　のように３倍周波の垂
下特性を持った磁束が誘導され、これにより２次コイル
５３１〜５３４には同じく図２０（ｃ）　示すような鋸
歯状波の３倍周波の電流が誘導されることとなる。

【００７１】そして、この鋸歯状の３倍周波の電流が溶
接部１３０の両溶接電極１１０に印加され、該両溶接電
極１１０に挟まれた溶接部材１１１の該当部分に電流が
ながれて該部分が溶融し、スポット溶接が行われる。こ
の際、上記第１実施例の効果とともに、以下に述べる効
果が得られる。

【００７２】■　　一般にスポット溶接は、大容量の電
流が必要で、従来の単相交流を用いる方法では３相不平
衡の問題が生ずるが、本実施例では３相を単相に変換し
ているので、３相不平衡の問題は生じない。また、単相
出力は図２０（ｃ）　に示すように３倍周波で鋸歯状波
となっているので、極めて良質の溶接ができる。特に非
鉄金属であるＡｌ，Ｃｕ，Ｂｓ等の溶接を良好にでき、
少々の絶縁皮膜があってもスポット溶接が可能となる。

【００７３】■　　本発明で用いる電源で得られる周波
数は３倍となるので変圧器が小型となり、重量が従来の
１／３で済み、大変小型軽量となる。またトランスの構
造が簡単で小型軽量となるので、製造コストも大幅に低
減できる。

【００７４】■　　１相の交流正弦波形の点弧角を１２
０度を中心に前後に適当に調整することにより、スポッ
ト溶接の強さを大きく調整することができる。

【００７５】■　　コンピュータによる自動制御を行う
ことによって従来の商用周波数より微細な調整が可能と
なり、大きな溶接安定性を得ることができる。なお、溶
接電流の波形は、上記のものに限らず、上記位相制御回
路の調整により、例えば図２１（ａ）　〜図２１（ｃ）
　に示すような波形の溶接電流を得ることができる。

【００７６】以上本発明のトランスを抵抗溶接に利用す
る実施例について説明したが、本トランスは、自ずから
垂下特性が備わっているため抵抗溶接の他にアーク溶接
に用いても効率がよく、きわめて安定なアークによる作
業ができ、また本トランスは、精密モータ，振動機，光
熱機器等の電源として抜群の効果がある。

【００７７】

【発明の効果】以上のように本発明に係るトランスによ
れば、トランスの鉄芯を、ドーナツ状空間を有する鉄芯
本体と、該鉄芯本体とともに磁路を形成する鉄芯蓋材と
から構成し、上記鉄芯のドーナツ状空間内にコイル組立
体を装着し、鉄芯本体及び鉄芯蓋材の中央部を貫通する
ボルト及びナットによりこれらを固着保持するようにし
たので、コイルの周囲全体が鉄芯により囲まれることと
なる。これによりコイルによって発生した磁束の漏れが
なくなるとともに、磁路が短くなって磁気抵抗が低減し
て、トランスの電力変換効率を向上することができる効
果がある。

【００７８】また、放射状に延びる複数の帯状体あるい
は線状体を有する締付部材を、鉄芯蓋材の上面側及び鉄
芯本体の下面側にそれぞれ配置し、上記上下の対向する
帯状体あるいは線状体の先端をそれぞれ締付ジョイント
部材により接続し、これらを締めつけて上記鉄芯蓋材と
鉄芯本体とを固定保持するようにしたので、鉄芯蓋材の
周辺部での浮き上がりを防止でき、これによってさらに
磁束の漏れを低減することができる効果がある。

【００７９】またこの発明に係るトランスの製造方法に
よれば、ドーナツ状空間を有する鉄芯本体及びこれとと
もに磁路を形成する鉄芯蓋材を粉末フェライトを成形し
て形成し、上記鉄芯本体のドーナツ状空間に、１次コイ
ル及び２次コイルを組み合わせてなるリング状のコイル
組立体を嵌め込むとともに、各コイルの端部をそれぞれ
上記鉄芯本体のコイル取出し口から取り出し、上記鉄芯
本体上に鉄芯蓋材を被せ、上記鉄芯本体と鉄芯蓋材の中
心部をボルト，ナットにより締付け固定するようにした
ので、分割タイプの鉄芯の圧接保持をボルト及びナット
のみで行うことができ、従来のように鉄芯を保持フレー
ムで挟持し、さらに該保持フレームをボルト，ナットに
より締付けて鉄芯を固定保持するという煩雑な作業をな
くすことができる。この結果トランスを作業性よく製造
することができる効果がある。

【００８０】またこの発明に係る抵抗溶接装置によれば
、電源装置の変圧器として、上記構造のトランスを用い
、２次コイルを、上記１次コイル及び２次コイル間の静
電容量により変圧器の誘導リアクタンス成分が相殺され
るよう、上記鉄芯本体の中央柱体の回りに平角銅線を多
層に巻回した構造とし、出力電圧の発生と同時に急峻に
立ち上がる溶接電流を抵抗溶接装置の溶接電極に印加す
るようにしたので、変圧器の出力電圧の発生と同時に、
溶接電極に挟持された被溶接部材には立ち上がりの急峻
な大電流が流れることとなり、これによって被溶接部材
の表面に多少の絶縁皮膜があっても、あるいは被溶接部
材が何枚か重ね合わせてあっても、その溶接部分を充分
加熱溶融して、振動に強い強固な溶接を行うことができ
る効果がある。

【００８１】またこの発明に係る抵抗溶接装置によれば
、上記溶接電極として、２組の上下一対の溶接電極を近
接して配置するとともに、各組の溶接電極に対してそれ
ぞれ上記変圧器を備え、隣接する各組の上側及び下側の
溶接電極同士間でそれぞれ上側及び下側の被溶接部材を
介して電流が流れることが可能なように結線したので、
被溶接部材間に絶縁性皮膜が介在する場合でも、隣接す
る溶接電極間に流れる電流の発熱作用により上記絶縁性
皮膜を溶融あるいは炭化して上下の溶接電極間を導通可
能な状態にでき、これにより抵抗溶接を行うことができ
る効果がある。

【００８２】さらにこの発明に係る抵抗溶接装置によれ
ば、変圧器として上記構造のトランスを用い、該トラン
スの鉄芯のドーナツ状空間に３相の１次コイル、および
単相の２次コイルを巻回装着し、３相交流を位相制御回
路により位相制御して上記３相の１次コイルに供給し、
上記２次コイルに単相交流を出力するようにしたので、
３相交流の各相の位相を制御することによって、３倍周
波で鋸歯状波の単相出力と同等な合成波形を得ることが
でき、これによってトランスの２次側に該合成波形より
なる単相出力を生じさせることができる。また位相の制
御によって、得られる出力波形をスポット溶接に好適な
波形とすることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるトランスの構造を示す
図である。

【図２】上記トランスの内部構造を示す分解斜視図であ
る。

【図３】上記トランスに用いられているコイル組立体の
構造を示す分解斜視図である。

【図４】上記コイル組立体の詳細な構造、及び上記トラ
ンスの締付保持用のボルト，及びナット部材を示す図で
ある。

【図５】本発明の第２の実施例によるトランスの構造を
示す図である。

【図６】このトランスの内部構造を示す分解斜視図であ
る。

【図７】上記第２実施例のトランスに用いる部品の説明
図である。

【図８】上記各実施例のトランスに使用するコイル組立
体の第１変形例の構造を説明するための図てある。

【図９】第１変形例のコイル組立体細部の構造を示す図
である。

【図１０】上記各実施例のトランスに使用するコイル組
立体の第２変形例の構造を説明するための図である。

【図１１】上記第２変形例の２次コイルの構造を示す図
である。

【図１２】上記第２変形例の１次コイルの構造を示す図
である。

【図１３】上記各実施例のトランスに使用するコイル組
立体の第３変形例の構造を説明するための図である。

【図１４】本発明の第３の実施例による抵抗溶接装置を
示す図である。

【図１５】上記スポット溶接装置の溶接電極に印加され
る変圧器の出力電圧と出力電流との関係を示す図である
。

【図１６】厚みの異なる部材を溶接する例を示す図であ
る。

【図１７】本発明の第４の実施例による抵抗溶接装置を
説明するための図である。

【図１８】絶縁皮膜を有するアルミ板の３枚重ね合わせ
溶接法を示す図である。

【図１９】絶縁皮膜を有するアルミ板の４枚重ね合わせ
溶接法を示す図である。

【図２０】本発明の第５の実施例によるスポット溶接装
置を説明するための図である。

【図２１】上記第５実施例装置の電源により発生可能な
溶接電流の波形の例を示す図である。

【図２２】従来のＥ，Ｅ型分割鉄芯の構造を示す図であ
る。

【図２３】従来の接合アルミ板における問題点の説明図
である。

【符号の説明】

１　　トランス １０　　鉄芯本体 １２　　ドーナツ型空間 １３　　２次コイル取出し口 １４　　１次コイル取出し口 ２０　　鉄芯蓋材 ３０　　コイル組立体 ３１，３３　　２次コイル ３２，３４　　１次コイル ４０ａ，４０ｂ　　締付け部材 ４２ａ１　〜４２ａ３　、４２ｂ１　〜４２ｂ３　　ベ
ルト部材４３ａ　　係合片 ４３ｂ　　係合部材 ５１　　締付ボルト ５２　　締付ナット １００　　アップル形鉄芯 １００Ｓ　　スポット溶接装置 １０１　　交流電源 １０２　　スイッチ回路 １１０　　溶接電極 １１１　　被溶接材 ５０１　　３相交流電源 ５０４　　位相制御回路 ５０５〜５０７　　１次コイル ５３１〜５３４　　２次コイル

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　その内部に上面が開口したドーナツ上
   空間を有し、かつ中心部にネジ挿通穴を有する鉄芯本体
   と、該鉄芯本体のドーナツ状空間内に装着され、１次コ
   イル及び２次コイルを組み合わせてなるリング状のコイ
   ル組立体と、上記鉄芯本体上面に載置され、上記鉄芯本
   体とともに磁路を形成する、中心部にネジ挿通穴を有す
   る鉄芯蓋材と、上記鉄芯本体又は鉄芯蓋材の適宜箇所に
   設けられたコイル取出し口と、上記鉄芯本体及び鉄芯蓋
   材のネジ挿通穴に挿通されたボルト部材，及び該ボルト
   部材の先端に螺合されたナット部材を有し、該鉄芯蓋材
   を鉄芯本体に固着する蓋固着手段とを備えたことを特徴
   とするトランス。
2. 【請求項２】　　上記蓋固着手段は、上記鉄芯蓋材の上
   面中心部から該蓋材表面に沿って放射状に延びる複数の
   帯状体あるいは線状体を有する締付上部材と、上記鉄芯
   本体の下面中心から該鉄芯本体表面に沿って放射状に延
   びる帯状体あるいは線状体を有する締付下部材と、上記
   上下の締付部材の帯状体あるいは線状体の先端を接続す
   る締付ジョイント部材とを有し、これらにより上記鉄芯
   本体と上記鉄芯蓋材とを締め着けてなることを特徴とす
   る請求項１記載のトランス。
3. 【請求項３】　　請求項１または２記載のトランスの製
   造方法において、上記コイル組立体は、平角銅線をらせ
   ん状に上下方向に重ねて１重巻きしてなる第１の２次コ
   イルと、該第１の２次コイルの外側に平角銅線をらせん
   状に上下方向に重ねて１重巻きしてなる第２の２次コイ
   ルと、上記第１，第２の２次コイルの間に巻回装着され
   た第１の１次コイルと、上記第２の２次コイルの外側に
   巻回装着された第２の２次コイルとからなることを特徴
   とするトランス。
4. 【請求項４】　　その内部に上面が開口したドーナツ上
   空間を有し、かつ中心部にネジ挿通穴を有する鉄芯本体
   、および上記鉄芯本体上面に載置され、上記鉄芯本体と
   ともに磁路を形成する、中心部にネジ挿通穴を有する鉄
   芯蓋材を、それぞれ粉末状フェライトを成形して形成す
   る鉄芯材成形工程と、上記鉄芯本体のドーナツ状空間に
   、１次コイル及び２次コイルを組み合わせてなるドーナ
   ツ状のコイル組立体を嵌め込むとともに、各コイルの端
   部をコイル取出し口から取り出すコイル装着工程と、上
   記鉄芯本体上に上記鉄芯蓋材を被せ、鉄芯本体と鉄芯蓋
   材のボルト挿通穴にボルト部材を挿通しこれにナット部
   材を螺合して上記鉄芯本体に鉄芯蓋材を締め付け固着す
   る蓋固着工程とを含むことを特徴とするトランスの製造
   方法。
5. 【請求項５】　　請求項４記載のトランスの製造方法に
   おいて、上記コイル組立体は、平角銅線をらせん状に上
   下方向に重ねて１重巻きしてなる第１の２次コイルと、
   該第１の２次コイルの外側に平角銅線をらせん状に上下
   方向に重ねて１重巻きしてなる第２の２次コイルと、上
   記第１，第２の２次コイルの間に巻回装着された第１の
   １次コイルと、上記第２の２次コイルの外側に巻回装着
   された第２の１次コイルとからなるトランスの製造方法
   。
6. 【請求項６】　　請求項４記載のトランスの製造方法に
   おいて、上記蓋固着工程は、上記ボルト部材，ナット部
   材による締付け固着後、放射状に延びる複数の帯状体あ
   るいは線状体を有する締付部材を鉄芯蓋材の上面側及び
   鉄芯本体の下面側に配置し、上記上下の対向する締付部
   材の先端をそれぞれ締付ジョイント部材により接続し、
   これらの締付部材により鉄芯蓋材を鉄芯本体に締付ける
   工程を含むことを特徴とするトランスの製造方法。
7. 【請求項７】　　交流入力を入力とし、溶接用電圧，電
   流を出力する変圧器と、該変圧器の出力が印加され、被
   溶接部材を圧接挟持して抵抗溶接を行う一対の溶接電極
   とを備え、非鉄金属材料の抵抗溶接を行う抵抗溶接装置
   であって、上記変圧器は、その内部に上面が開口したド
   ーナツ状空間を有し、かつ中心部にネジ挿通穴を有する
   鉄芯本体と、該鉄芯本体のドーナツ状空間内に装着され
   、１次コイル及び２次コイルを組合せてなるリング状の
   コイル組立体と、上記鉄芯本体上面に載置され、上記鉄
   芯本体とともに磁路を形成する、中心部にネジ挿通穴を
   有する鉄芯蓋材と、上記鉄芯本体及び鉄芯蓋材のネジ挿
   通穴に挿通されたボルト部材，及び該ボルト部材の先端
   に螺合されたナット部材とを有し、該鉄芯蓋材を鉄芯本
   体に固着する蓋固着手段とを備え、上記コイル組立体の
   ２次コイルは、上記１次コイル及び２次コイル間の静電
   容量により変圧器の誘導リアクタンス成分が相殺される
   よう、上記鉄芯本体の中央柱体の回りに平角銅線を多層
   に巻回して構成されたものであり、上記変圧器は、出力
   電圧の発生と同時に急峻に立ち上がる溶接電流を上記溶
   接電極に供給するものであることを特徴とする抵抗溶接
   装置。
8. 【請求項８】　　被溶接部材間に絶縁体を介して溶接を
   行う請求項７記載の抵抗溶接装置において、上記溶接電
   極として、近接して配置された２組の上下一対の溶接電
   極を備えるとともに、各組の溶接電極に対応してそれぞ
   れ上記変圧器を備え、各組の上下一対の溶接電極と、こ
   れらに対応する変圧器の２次コイルとを、溶接初期に、
   隣接する上側の溶接電極同士間および下側の溶接電極同
   士間でそれぞれ上側の被溶接部材及び下側の被溶接部材
   を介して電流が流れることが可能なように結線したこと
   を特徴とする抵抗溶接装置。
9. 【請求項９】　　請求項７記載の抵抗溶接装置において
   、３相交流電源の供給を各相ごとに点弧制御する位相制
   御回路を備え、上記変圧器の鉄芯は、１次側に３相の１
   次コイルを、２次側に単相の２次コイルを巻回した単相
   鉄芯であり、該変圧器の上記３相の１次コイルは上記位
   相制御回路を介して３相交流電源の各相に接続され、上
   記位相制御回路は３相交流電源の各相を位相制御して上
   記２次コイルに単相交流を出力するものであることを特
   徴とする抵抗溶接装置。