JPH0644538Y2

JPH0644538Y2 - インバータ式直流抵抗溶接機

Info

Publication number: JPH0644538Y2
Application number: JP1988166202U
Authority: JP
Inventors: 英範古賀; 仁斉藤; 文朋高野; 鈴木　　誠; 信雄小林
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1994-11-16
Anticipated expiration: 2003-12-21
Also published as: JPH0287568U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案はインバータ式直流抵抗溶接機に関し、一層詳細
には、インバータ式直流抵抗溶接機を構成する部品およ
び当該部品間を電気的に接続し且つ剛性を有する導電部
材を所定の軸線に対して対称的に配設することにより浮
遊容量、浮遊インダクタンス等による回路定数の不規則
な変動を抑制すると共に、浮遊インピーダンスを均衡さ
せ、また、電流による磁界の影響をなくし、インバータ
の特性を向上可能とするインバータ式直流抵抗溶接機に
関する。

［考案の背景］最近、高耐圧、大電流のトランジスタの製品化により高
速の精密制御が可能なトランジスタ・インバータ制御方
式を用いた抵抗溶接機が広範に用いられてきている。

このトランジスタ・インバータ制御方式に基づく二次整
流式直流抵抗溶接機（以下、インバータ式直流抵抗溶接
機という）は、商用三相交流を整流器により直流に変換
し、さらにこれをトランジスタ・インバータにより高周
波交流に変換して溶接機または溶接変圧器組込溶接ガン
の溶接用変圧器に供給する。この変圧器出力は低電圧、
大電流の高周波交流で、これを再び整流して直流の溶接
電流として電極から被溶接物に通電して溶接加工を施す
ものである。

ところで、インバータ式直流抵抗溶接機において、従来
技術に係るインバータ部は当該インバータ部を構成する
各部品間を電線で接続するようにしている。然しなが
ら、高周波を扱うインバータ部では、接続用電線の浮遊
インダクタンス等により配線位置が変化すると回路定数
が不規則に変動し、配線の仕方によってはスイッチング
時にトランジスタに悪影響を与えることがある。

そこで、従来技術では前記の不都合を克服するためにイ
ンバータを構成するトランジスタにコイル等の部品を新
たに接続して浮遊インピーダンスを均衡させ、回路定数
の変動を補償するようにしている。然しながら、係る従
来技術によると、部品点数の増加が不可避のものとなり
製造工程が増加し、コストアップの要因となる。さら
に、個々のインバータに対して当該インバータ固有の回
路定数の変動を補償すべくコイル等の部品を付加しなけ
ればならないため、大量生産の大きな妨げとなる。

また、電線の代用として剛性のある導体板を採用する技
術が開示されているが（特開昭第62-40069号参照）、イ
ンバータ部を構成する部品の配置の仕方によってはイン
ピーダンスの不均衡や磁界の不均衡の影響によって電線
を用いた場合と同様のことが発生する。

一方、このインバータ式直流抵抗溶接機におけるインバ
ータ部の通電時間は、数サイクルから数十サイクルに対
応する通電時間、特に熱抵抗の小さな被溶接部を溶接す
る際には15サイクル以下の通電時間とされている。従っ
て、このような高周波を扱うインバータ部のトランジス
タの特性としてはスイッチング速度の早いトランジスタ
が採用される。換言すれば、トランジスタの選定基準と
して連続定格より瞬時定格に主眼点が置かれている。こ
のように、インバータ部では微小な通電時間をもって作
動するため、回路定数において微弱な変動があってもト
ランジスタ等に悪影響を及ぼすことになり良好な溶接処
理の妨げとなる虞が指摘されている。

［考案の目的］本考案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、インバータ式直流抵抗溶接機を構成する部品お
よび導体板を対称的に配設すると共に前記導体板に剛性
を持たせることにより電気的接続経路を固定化して浮遊
インダクタンス等による回路定数の不規則な変動を抑制
し且つ回路インピーダンスを均衡させ、また電流による
磁界の影響を調整してインバータの特性を向上させ、高
品質な溶接加工を可能とするインバータ式直流抵抗溶接
機を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］前記の目的を達成するために、本考案は交流電源から供
給される商用交流電流を直流電流に変換するコンバータ
部と前記コンバータ部からの直流電流を複数のトランジ
スタにより前記商用交流電流に比較して高周波の交流電
流に逆変換するインバータ部と前記高周波交流電流を溶
接用変圧器を介して溶接電源として供給するインバータ
式直流抵抗溶接機において、前記コンバータ部から前記
インバータ部までを構成する部品を、長尺なシャーシの
軸線に沿って対称的に当該シャーシ上に配置し、しかも
前記部品間を電気的に接続する導体板も前記シャーシの
軸線に沿って対称的に当該部品上に配置することを特徴
とする。

［実施態様］次に、本考案に係るインバータ式直流抵抗溶接機につい
て好適な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以
下詳細に説明する。

第１図において、参照符号10は本実施態様に係るインバ
ータ式直流抵抗溶接機の制御回路を示す。このインバー
タ式直流抵抗溶接機の制御回路10は基本的にコンバータ
部12とインバータ部14と溶接変圧器組込溶接ガン16とを
含む。前記コンバータ部12は商用交流を整流し平滑化し
直流として前記インバータ部14に供給するもので三相の
商用交流電源入力端子18と複数のダイオードからなる整
流器ブロック20と平滑回路22とから基本的に構成され
る。また、前記平滑回路22はリアクトル24と平滑用コン
デンサ26a乃至26fとから構成される。

前記三相の商用交流電源入力端子18と整流器ブロック20
は包装形ヒューズ28a乃至28cと電磁接触器30a乃至30cを
介して接続される。また、前記整流器ブロック20の出力
側の中、図中、ａ側は３個並列に接続された電磁接触器
32を介して平滑回路22を構成するリアクトル24に接続さ
れる。

一方、ｂ側は平滑用コンデンサ26b、26c、26fの一端に
直接接続されると共に２個並列に接続された電磁接触器
34とこの電磁接触器34と直列に接続される抵抗器36を介
してリアクトル24に接続される。前記平滑回路22から平
滑化された直流がインバータ部14へ供給される。

前記インバータ部14は前記コンバータ部12からの直流を
導入し前記三相交流に比較して高周波であるパルス状交
流を溶接変圧器組込溶接ガン16に供給するもので、複数
のトランジスタとダイオードからなるスイッチング素子
としての複合トランジスタ38、40、42、44を含む。

この場合、前記コンバータ部12の平滑回路22のａ側はリ
アクトル62、電流検出用の変流器64、複合トランジスタ
38、42の保護用の包装形ヒューズ66を介して複合トラン
ジスタ38、42に接続される。一方、前記平滑回路22のｂ
側はリアクトル68、複合トランジスタ40、44の保護用の
包装形ヒューズ70を介して複合トランジスタ40、44に接
続される。

前記複合トランジスタ38、40、42、44は夫々４個の端子
Ｂ、Ｃ、E₁、E₂を有する。端子Ｂは複合トランジスタの
ベースに接続され、端子Ｃはコレクタに接続され、端子
E₁およびE₂はエミッタに接続される。この中、端子Ｂお
よび端子E₁は図示しないベースアンプ基板のベースドラ
イブ回路に接続され、ベースアンプ基板からスイッチン
グの駆動信号が供給される。また、端子Ｃと端子E₂間に
は複合トランジスタのスイッチングによるサージエネル
ギを吸収するダイオード46、48、50、52と、当該ダイオ
ード46、48、50、52に夫々並列に接続される抵抗器47、
49、51、53およびコンデンサ54、56、58、60とからなる
スナバ回路が並列に接続されている。この際、前記ダイ
オード46、48、50、52のアノード側は前記複合トランジ
スタ38、40、42、44の端子Ｃに接続される。

また、前記複合トランジスタ38の端子Ｃと複合トランジ
スタ42の端子Ｃ、複合トランジスタ38の端子E₂と複合ト
ランジスタ40の端子Ｃ、複合トランジスタ40、44の端子
E₂間および複合トランジスタ44の端子Ｃと複合トランジ
スタ42の端子E₂とが夫々共通接続される。

そして、前記複合トランジスタ38の端子E₂と複合トラン
ジスタ40の端子Ｃとの接続点と、複合トランジスタ42の
端子E₂と複合トランジスタ44の端子Ｃとの接続点とが変
流器72を介して溶接変圧器組込溶接ガン16と接続され
る。前記変流器72はインバータ部14の複合トランジスタ
38、40、42、44から出力される電流の地絡等による異常
を検知して図示しないインバータ制御部へ検知信号を出
力する。

次に、前記溶接変圧器組込溶接ガン16は溶接変圧器74と
整流器76、78と変流器80と溶接電極82を含む。前記イン
バータ部14からのパルス状交流は整流器76、78において
直流に変換された後溶接電極82へ供給される。また、前
記変流器80は前記溶接電極82に供給される直流を検知し
て図示しない制御部に出力する。

次に、係るインバータ式直流抵抗溶接機の制御回路の
中、主にインバータ部14を構成する本考案の要部に係る
部品の配置例を第２図の斜視図および第３図の平面図に
示す。なお、第２図および第３図において、第１図にお
ける制御回路の部品を示すものには同一の参照符号を付
している。

参照符号90はインバータ部14を構成する部品を取着する
長方形状のシャーシを示す。この場合、図から諒解され
るように、平滑用コンデンサ26a乃至26f等のシャーシ90
に搭載される部品は当該シャーシ90の長手方向の中心軸
である軸線Ａに対して対称的に配設されている。すなわ
ち、平滑用コンデンサ26a、26d、26eがシャーシ90の一
方の長辺L₁に沿うように一直線上に配置され、平滑用コ
ンデンサ26b、26c、26fがシャーシ90の他の長辺L₂に沿
うように一直線上に配置される。そして、前記平滑用コ
ンデンサ26a、26d、26eの負極側が導電部材としての導
体板92aにより互いに電気的に接続され、また、前記平
滑用コンデンサ26b、26c、26fの正極側が導電部材とし
ての導体板92bにより互いに電気的に接続される。ま
た、前記平滑用コンデンサ26a、26d、26eの負極側と前
記平滑用コンデンサ26b、26c、26fの正極側とが導電部
材としての導体板92c乃至92eにより夫々電気的に接続さ
れる。

次に、リアクトル62、68が前記平滑用コンデンサ26e、2
6fに近接して配設され、前記平滑用コンデンサ26a、26
d、26eの正極側と前記リアクトル62が導電部材としての
導体板92fにより電気的に接続される。次に前記リアク
トル62、68に近接して包装形ヒューズ66、70が配設さ
れ、導線94a、94bにより前記リアクルト62、68と包装形
ヒューズ66、70が夫々電気的に接続される。なお、前記
リアクルト62および包装形ヒューズ66を接続する導線94
aはホール素子等から構成される交流器64を貫通してい
る。また、前記包装形ヒューズ66、70はシャーシ90の長
手方向の軸線Ａに対して対称的に配置される。次に、前
記包装形ヒューズ66、70に近接してスナバ回路用コンデ
ンサ54、56とダイオード46、48が配設され、さらに複合
トランジスタ38、42および複合トランジスタ40、44が配
設される。前記ダイオード46は導体板96a上にアノード
側が取着され、一方、カソード側が前記スナバ回路用コ
ンデンサ54の一端子に接続され、さらに、当該カソード
側と複合トランジスタ38の端子Ｃ間に抵抗器47が接続さ
れる。そして、前記スナバ回路用コンデンサ54の他端子
から導体板95aを介して複合トランジスタ38の端子E₂に
電気的に接続される。前記ダイオード48のアノード側が
前記複合トランジスタ40の端子Ｃに取着され、カソード
側が前記スナバ回路用コンデンサ56の一端子に接続さ
れ、さらに、当該カソード側と複合トランジスタ40の端
子Ｃ間に抵抗器49が接続される。そして、前記スナバ回
路用コンデンサ56の他端子から導体板95bを介して電気
的に接続される。さらに、スナバ回路用コンデンサ58、
60が前記複合トランジスタ42、44に近接して配置され
る。

また、前記スナバ回路用コンデンサ58、60間には変流器
72が配設される。その際、前記スナバ回路用コンデンサ
54とスナバ回路用コンデンサ56、また前記複合トランシ
スタ38、42と複合トランジスタ40、44、前記スナバ回路
用コンデンサ58とスナバ回路用コンデンサ60は互いにシ
ャーシ90の長手方向の軸線Ａに対して対称的に配設され
る。前記包装形ヒューズ66と前記複合トランジスタ38、
42の端子Ｃ間は、導電部材としての導体板96aにより電
気的に接続される。次いで、複合トランジスタ42の端子
Ｃの近傍にダイオード50のアノード側が取着され、当該
ダイオード50のカソード側が前記スナバ回路用コンデン
サ58の一端子に電気的に接続され、さらに当該カソード
側と複合トランジスタ42の端子Ｃ間に抵抗器51が接続さ
れる。また、前記スナバ回路用コンデンサ58の他端子が
導体板95cを介して複合トランジスタ42の端子E₂に電気
的に接続される。

一方、前記包装形ヒューズ70と前記複合トランジスタ4
0、44の端子E₂間は導体板96bにより電気的に接続され
る。そして前記複合トランジスタ38の端子E₂と前記複合
トランジスタ40の端子Ｃが導体板96c、96d、96eにより
電気的に接続される。また、前記複合トランジスタ42の
端子E₂と前記複合トランジスタ44の端子Ｃが導体板96
f、96g、96hにより電気的に接続される。前記ダイオー
ド52のアノード側が前記複合トランジスタ44の端子Ｃに
取着され、次いで、カソード側がスナバ回路用コンデン
サ60の一端子に接続され、さらに、当該カソード側と複
合シトランジスタ44の端子Ｃ間に抵抗器53が接続され
る。そして、前記スナバ回路用コンデンサ60の他端子か
ら導電板95dを介して電気的に接続される。また、導体
板96dと出力端子98、導体板96gと出力端子98が変流器72
を介して導線100a、100bにより電気的に接続される。ま
た、シャーシ90の出力端子98の両側にはアース端子10
2、104が配設される。

本考案に係るインバータ式直流抵抗溶接機は基本的には
以上のように構成されるものであり、次にその作用並び
に効果について添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。

第３図において、三相商用交流電源入力端子18に図示し
ない三相交流電源から三相交流が供給されるとこの三相
交流は包装形ヒューズ28a、28b、28c、ａ接点の電磁接
触器30a、30b、30cを介して整流器ブロック20に導入さ
れる。ここで、三相交流が整流され、次いで、電磁接触
器32を介して平滑回路22のリアクトル24、平滑用コンデ
ンサ26a乃至26fに導入され、前記平滑回路22において平
滑化されて前記インバータ部14に直流として出力され
る。そしてインバータ部14のリアクトル62、68、包装形
ヒューズ66、70を介して複合トランジスタ38、42の端子
Ｃと複合トランジスタ40、44の端子E₂へ夫々導入され
る。その際、前記リアクトル62と包装形ヒューズ66間を
通流するパルス状交流電流を変流器64によって検出して
図示しないインバータ制御部へフィードバックし、この
検出値に応じたベース駆動信号がベースドライブ回路か
ら前記複合トランジスタ38、40、42、44の端子Ｂへ出力
される。これによって出力端子98には所定のパルス状交
流電流が出力される。

ところで、前記複合トランジスタ38、40、42、44の端子
Ｂにはスイッチング信号を供給するためのベースアンプ
のベースドライブ回路（図示せず）に接続されており、
前記複合トランジスタ38、40、42、44の端子Ｂに所定の
タイミングでスイッチング信号が供給される。これによ
って出力端子98間に高周波交流であるパルス状交流電流
が出力され、溶接変圧器組込溶接ガン16に供給される。
その際、前記変流器72において、前記インバータ部14か
ら溶接変圧器74に供給されるパルス状交流電流を検知す
ることにより電流の地絡等の有無が監視される。

ところで、当該インバータ式直流抵抗溶接機の制御回路
への通電開始時において、前記複合トランジスタ38、4
0、42、44には設定値以上の電流が流れることがある。
それによって複合トランジスタ38、40、42、44が破壊に
至るのを包装形ヒューズ66、70の溶断により防止してい
る。なお、この包装形ヒューズ66、70の代用として図示
しないインバータ制御部に電流遮断回路等を設け、設定
値以上の電流が前記複合トランジスタ38、40、42、44に
流れる際ベース駆動信号を遮断することも可能である。

前記パルス状交流電流が溶接変圧器組込溶接ガン16の溶
接変圧器74を介して整流器76、78に導入され、低電圧、
大電流の直流に変換されて溶接電極82に供給される。こ
の際、変換された直流は常時変流器80において検出され
て図示しない制御部に導入されて低電圧、大電流の直流
の状態が監視される。

この場合、本実施態様によれば、コンバータ部12とイン
バータ部14を構成する部品と当該部品間を電気的に接続
する導体板をシャーシ90の長手方向の中心軸、換言すれ
ば、コンバータ部12の出力側からインバータ部14の直流
入力側を経てその交流出力側に指向する方向の軸線Ａに
対して対称的に配設している。このため、平滑回路22の
平滑用コンデンサ26a乃至26fの電気的接続経路がシャー
シ90の長手方向の中心軸に対してａ側とｂ側が相等しい
ものとなり、例えば、導体板92fに生じる浮遊インピー
ダンスと導体板92hに生じる浮遊インピーダンスが均衡
のとれたものとなり、回路定数が安定したものとなる。
さらに、複合トランジスタ38、40、42、44の周囲の導体
板96a乃至96h並びに導線100a、100bは、シャーシ90の長
手方向の中心軸に対して対称的に配設されているので出
力端子98に出力されるパルス状交流電流によって生起さ
れる磁界の影響によって複合トランジスタ38、40、42、
44への影響が均衡のとれたものとなる。従って、前記浮
遊インピーダンスおよび磁界による複合トランジスタ3
8、40、42、44への影響は前記複合トランジスタ38、4
0、42、44のスイッチング動作に対する妨害とはならず
安定したパルス状交流電流が出力されることとなる。

［考案の効果］以上のように、本考案によれば、インバータ式直流抵抗
溶接機を構成する部品および電気的接続線としての導体
板を対称的に配設することにより導体板に生じる浮遊容
量による回路定数の不規則な変動を抑制し回路インピー
ダンスを均衡させ、さらに、電流による磁界の影響を均
衡させインバータの特性を向上させて高品質な溶接加工
を可能としたインバータ式直流抵抗溶接機を提供するこ
とが出来る。

以上、本考案について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本考案はこの実施態様に限定されるものではなく、
本考案の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】第１図は本考案に係るインバータ式直流抵抗溶接機の制
御回路を示す図、第２図は第１図に示す制御回路の中、コンバータ部とイ
ンバータ部の構成部品をシャーシに組み込んだ際の概略
斜視図、第３図は第２図に示すコンバータ部とインバータ部の構
成部品および配線の配置を説明する平面図である。 12……コンバータ部、14……インバータ部 22……平滑回路、24……リアクトル 26a〜26f……平滑用コンデンサ 38、40、42、44……複合トランジスタ 54、56、58、60……スナバ回路用コンデンサ 62……リアクトル、64……変流器 66……包装形ヒューズ、68……リアクトル 70……包装形ヒューズ 92a〜92g、95a〜95d、96a〜96h……導体板 100a、100b……導線

フロントページの続き (72)考案者鈴木誠埼玉県狭山市新狭山１―10―１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)考案者小林信雄埼玉県狭山市新狭山１―10―１ホンダエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献実開昭62−104592（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】交流電源から供給される商用交流電流を直
流電流に変換するコンバータ部と前記コンバータ部から
の直流電流を複数のトランジスタにより前記商用交流電
流に比較して高周波の交流電流に逆変換するインバータ
部と前記高周波交流電流を溶接用変圧器を介して溶接電
源として供給するインバータ式直流抵抗溶接機におい
て、前記コンバータ部から前記インバータ部までを構成
する部品を、長尺なシャーシの軸線に沿って対称的に当
該シャーシ上に配置し、しかも前記部品間を電気的に接
続する導体板も前記シャーシの軸線に沿って対称的に当
該部品上に配置することを特徴とするインバータ式直流
抵抗溶接機。