JPH02244754A - トランジスタの並列接続構造体 - 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］ 本発明はトランジスタの並列接続構造体に関し、−層詳
細には、断面多角形状を呈する金属製ホルダの各側面に
トランジスタを配すると共に、前記ホルダの両端に一組
の電極を設けて夫々の電極とトランジスタとを電気的に
接続し、これによって電力損失を軽減し且つ効率的に大
電流を得ることが出来、しかも小型化を可能にしたトラ
ンジスタの並列接続構造体に関する。

［発明の背景］ 最近、種々の溶接装置の中、直流を一旦高周波交流に変
換し、この高周波交流を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して溶接ガンアームに
供給しワークを接合するインバータ式の直流抵抗溶接装
置が広汎に採用されている。

ところで、この種のインバータ式の直流抵抗溶接装置に
おいては、供給電流の大電流化が常に要請されている。

メツキ鋼板等の融点の異なる材質が存在する鋼板あるい
はアルミニウム板等の熱伝導率の大きい板材の溶接を行
うに際して必要とされる大電流を供給するためである。

このため、従来から、複数の電力用トランジスタを並列
接続した構造体が用いられている。

この場合、流れる電流を平均化してトランジスタの負荷
を均一にするため、電流増幅率等の特性および形状の揃
ったトランジスタを使用することが好ましい。ところが
、前記トランジスタを実装する際に、夫々のトランジス
タに接続される配線路長が異なるものとなり、前記配線
路の浮遊抵抗および浮遊インダクタンスの存在により電
流のアンバランスが発生してしまう。

そこで、並列される各トランジスタの電流のバランスを
とるべく、配線路中に負荷を接続するものく特開昭第５
９−２０１６８２号参照）、あるいは電流バランス用リ
アクトルを接続するもの（特開昭第５４−５３９５４号
参照）等が提案されている。

然しなから、このように配線路中に負荷やりアクドルを
接続するために、実際上、抵抗値が増加して電力損失が
増大してしまうという不都合が指摘されている。しかも
、前述した夫々の方法では、多数個のトランジスタを並
列して接続しようとすれば、配線路長が長尺化し、前記
電力損失が一層顕著なものとなってし、°よう。

［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、断面多角形状を呈する金属製のホルダを用意し
、このホルダの各側面にトランジスタを配設すると共に
、当該ホルダの両端に実質的にコレクタ電極とエミッタ
電極とを設けて夫々の電極と各トランジスタとを電気的
に接続するよう構成し、これによって複数のトランジス
タを容易に接続することが可能となり、しかも各トラン
ジスタと電極との配線路長を同一に且つ可及的に短尺に
することが出来、効率的に大容量化を図ることを可能に
したトランジスタの並列接続構造体を提供することを目
的とする。

〔目的を達成するた約の手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は複数のトランジ
スタを並列して接続するトランジスタの並列接続構造体
において、断面多角形状を呈する柱体状のホルダと、前
記ホルダの両端に設けられる一組の電極部材と、当該ホ
ルダの各側面部に係着されるトランジスタとを具備し、
各トランジスタのコレクタ端子とエミッタ端子を導電体
を介し夫々の電極部材に電気的に接続するよう構成する
ことを特徴とする。

［実施態様コ 次に、本発明に係るトランジスタの並列接続構造体につ
いてこれを組む直流抵抗溶接装置との関連において好適
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図は本実施態様に係るトランジスタの並列接続構造
体を組み込む直流抵抗溶接装置の概略構成を示す。前記
直流抵抗溶接装置は基本的に三相交流電源１０から出力
される三相交流を直流に変換するコンバータ部１２と、
このコンバータ部１２の出力である直流を所定の高周波
交流に変換するインバータ部１４と、このインバータ部
１４から出力される交流（電圧Ｖ、電流Ｉ）を変圧する
出カドランス１６、および前記インバータｆｉ１４を構
成し且つフルブリッジ型に接続されたスイッチング素子
である本実施態様に係るトランジスタの並列接続構造体
５０ａ乃至５０ｄ（後述する）に駆動パルス信号を導入
するインバータ駆動ｎ２０とから構成される。

前記コンバータ部１２は整流器スタック２２とコンデン
サ２４とから構成され、一方、出カドランス１６を構成
する２次コイルには整流器２６ａ、２６ｂの一端側が接
続され、前記整流器２６ａ、２６ｂの他端側の共通接続
端子および出カドランス１６のセンタタップ２８はワー
クＷ、　、Ｗｂを挟持する溶接電極３０ａおよび３０ｂ
に接続される。

次いで、本実施態様に係るトランジスタの並列接続構造
体５０ａ乃至５０ｄについて以下に説明する。なお、前
記接続構造体５０ａ乃至５０ｄは夫々同様に構成される
ものであり、接続構造体５０ａについて説明し、他の接
続構造体５０ｂ乃至５０ｄの詳細な説明は省略する。

第２図および第３図に示すように、当該接続構造体５０
ａは多角筒状、例えば、六角筒状を呈するホルダ５２を
含む。前記ホルダ５２は実質的に６つの側壁面を構成す
る金属製板体５４を有し、各板体５４内には冷却水用通
路５６を画成すると共に、互いに近接する一方の通路５
６の流体導入口と他方の通路５６の導出口とはバイブ５
８を介して連通ずる。さらに、各板体５４の外側面にト
ランジスタ６２とベースアンプ６４とが電気的絶縁状態
で固着される。

そこで、ホルダ５２の一端側に電気絶縁材料からなる６
つのスペーサ６６を介して円板状の第１の電極６８を重
畳すると共に、この第１電極６８に電気絶縁体からなる
６つのスペーサ７０を介して円板状のコレクタ電極７２
を載設する。一方、ホルダ５２の他端側には同様にスペ
ーサ７４、円板状の第２の電極７６、スペーサ７８およ
び円板状のエミッタ電極８０を重畳し、これらを複数の
電気絶縁性ボルト８２．８４を介してホルダ５２に対し
固定する。

なお、第２図に示すように、コレクタ電極７２の中央部
に端子７２ａを設けると共に、第１電極６８、第２電極
７６およびエミッタ電極８０においても同様に夫々の中
央部に端子６８ａ、７６ａおよび８０ａを形成する（第
３図参照）。

次に、各トランジスタ６２のコレクタ端子８６とコレク
タ電極７２の周側部とを導電板８８により電気的に接続
すると共に、前記トランジスタ６２のエミッタ端子９０
とエミツタ電極８００周側部とを導電板９２により接続
する。さらに、ベースアンプ６４の各端子を夫々導電板
９４．９６を介し第１電極板６８、第２電極７６の周側
部に接続し、且つトランジスタ６２のベース端子とこの
ベースアンプ６４とを導線９８により接続しておく。

ここで、当該接続構造体５０ａの電気回路図を第４図に
示す。ベースアンプ６４は実質的にスイッチング素子で
あるＭＯＳ　　ＦＥＴ素子１００ａ。

１００ｂと、コレクタ電流に対応するベース電流の値を
調整するための可変抵抗器１０２ａ、　１０２ｂとから
なる。

本実施態様に係るトランジスタの並列接続構造体を組み
込む直流抵抗溶接装置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、ワークＷ−、Ｗｂが溶接電極３０ａおよび３０ｂ
によって挟持され加圧保持される。

この状態において、三相交流電源１０から出力される三
相交流はコンバータ部１２を構成する整流器スタック２
２とコンデンサ２４によって直流化され、この直流がイ
ンバータ部１４の入力端子に導入される。この場合、イ
ンバータ部１４を構成するフルブリッジ型の接続構造体
５０ａ乃至５０ｄにはインバータ駆動部２０から駆動パ
ルス信号が導入されて、前記三相交流電源１０の商用周
波数に比較して高周波の交流がインバータ部１４から出
カドランス１６に導入される。前記出カドランス１６に
導入された交流は変圧された後、整流器２６ａ、２６ｂ
によって整流され、その共通接続点から溶接電極３０ａ
１ワークＷａ　、ワークＷ１、溶接電極３０ｂを通じて
センタタップ２８側に通流する。

これによって、ワークＷ、　、Ｗ、、間に溶接電流が所
定の時間だけ通電され、前記ワークＷａとＷ、との間の
接触部位においてナゲツトが生成される。次いで、ワー
クＷ−、Ｗｂに供給される溶接電流が遮断された状態で
ワークＷ、とＷ、は所定時間加圧保持される。この間に
ワークＷ、とＷ１間に生成された図示しないナゲツトが
略完全に固化し、ワークＷ１とＷ、とが接合されるに至
る。

この場合、当該接続構造体５０ａでは、特性および形状
の同一な６つのトランジスタ６２をホルダ５２を構成す
る各板体５４に固着すると共に、このホルダ５２の両端
部に配設された円板状のコレクタ電極７２、エミッタ電
極８０と各トランジスタ６２とを導電板８８．９２によ
り接続している。その際、コレクタ電極７２およびエミ
ッタ電極８０の夫々の中央部にあって端子７２ａ、８０
ａを設けている。このため１．トランジスタ６２の各コ
レクタ端子８６からコレクタ電極７２の端子？’２ａ並
びに各エミッタ端子９０か、″）エミッタ電極８０の端
子８０ａまでに至る夫々の配線路長は同一長さとなる。

従って、配線のインダクタンスが等しくなり、従来のよ
うに負荷やりアクドルを用いることにより抵抗値が増加
して著しい電力損失を惹起するという不都合を阻止する
ことが出来る。しかも、電流のバランスがとられ、容易
に大容量化を達成することが可能となる効果が得られる
。

さらに、断面多角形状を呈するホルダ５２を用いること
によって、多数のトランジスタ６２を簡単に並列接続す
ることが出来ると共に、特に、配線路長の長尺化を防止
し、極めて効率的に大電流を得ることが可能となるとい
う利点が挙げられる。

さらにまた、ホルダ５２を構成する各板体５４にはその
内部にあって各トランジスタ６２の装着部位に対応して
通路５６を画成している。従って、−の板体５４に設け
られている通路５６の開口端に図示しない冷却水供給源
から冷却水を導入すれば、バイブ５８を介して各板体５
４の通路５６に冷却水が流通され、トランジスタ６２を
効果的に冷却することが可能となる。

このように、本実施態様では、冷却水によりトランジス
タ６２を冷却するよう構成しているが、前記トランジス
タ６２を空冷により冷却することが出来る。すなわち、
第５図に示すように、各板体５４の内側面に冷却用フィ
ン２００を固設すると共に、コレクタ電極７２、第１．
電極６８、第２電極７６およびエミッタ電極８０には夫
々の中央から等角度間隔離間して略扇形状を呈する６つ
の通風用開口部２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃおよび２
０２ｄを形成する。なお、第２図に示す構成要素と同一
の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明
は省略する。

従って、各開口部２０２ａ、　２０２ｂ、　２０２ｃお
よび２０２ｄを介し冷却フィン２００に沿って流通する
空気により各トランジスタ６２が冷却されるに至る。

その際、図示しないファンを付勢して前記冷却フィン２
００に強制的に冷却用空気を供給すれば、トランジスタ
６２の冷却作用が一層効率的に遂行されるという効果が
得られる。

なお、トランジスタ６２を前述した水冷と空冷とを併用
して冷却するよう構成することも可能であることは勿論
である。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、多数のトランジスタを
並列して接続することが出来ると共に、各トランジスタ
に接続される配線路長を同一長さに且つ短尺にすること
が可能となる。これによって、配線のインダクタンスを
等しくし極めて効率的に大容量化を達成することが出来
るという効果が得られる。しかも、配線路長を可及的に
短尺にし、この結果、電力損失を一挙に低減し得るとい
う利点が得られる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明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図は本発明に係るトランジスタの並列接続構造体を
組み込む直流抵抗溶接装置の構成説明図、 第２図は本発明に係るトランジスタの並列接続構造体の
分解斜視図、 第３図は当該トランジスタの並列接続構造体の正面図、 第４図は当該トランジスタの並列接続構造体の電気回路
説明図、 第５図は当該トランジスタの並列長続構造体を構成する
冷却手段として水冷に代替して空冷を用いた際の分解斜
視図である。 １２・・・コンバータ部１４・・・インバータＦＨ５１
６・・・出カドランス ５０ａ〜５０ｄ・・・トランジスタの並列接続構造体５
２・・・ホルダ　　　　　　５４・・・板体５６・・・
通路　　　　　　　６２・・・トランジスタ６４・・・
ベースアンプ　　　６８・・・電極７２・・・コレクタ
電極　　　７６・・・電極８０・・・エミッタ電極 （１屯１名］ ＦＩＧ、４

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のトランジスタを並列して接続するトランジ
   スタの並列接続構造体において、断面多角形状を呈する
   柱体状のホルダと、前記ホルダの両端に設けられる一組
   の電極部材と、当該ホルダの各側面部に係着されるトラ
   ンジスタとを具備し、各トランジスタのコレクタ端子と
   エミッタ端子を導電体を介し夫々の電極部材に電気的に
   接続するよう構成することを特徴とするトランジスタの
   並列接続構造体。
2. （２）請求項１記載の並列接続構造体において、ホルダ
   は金属材料からなり、前記ホルダの内部に冷却流体用の
   通路を画成することを特徴とするトランジスタの並列接
   続構造体。
3. （３）請求項１記載の並列接続構造体において、ホルダ
   は金属材料からなり、前記ホルダの内側トランジスタの
   並列接続構造体。
4. （４）請求項１記載の並列接続構造体において、電極部
   材は実質的に略円板状を呈し、前記電極部材の外周部に
   導電体を接続すると共に、当該電極部材の中央部に端子
   を設けることを特徴とするトランジスタの並列接続構造
   体。