JPH10128553A - 抵抗溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】通電サイクルの切換のための休止時間を必要最
小限の長さに制御して、スイッチング素子の保護と溶接
品質の向上とを同時にはかる。 【解決手段】１回目の通電期間では、フィードバック式
のパルス幅制御によりスイッチング手段内の第１組（正
極側）のスイッチング素子だけを高周波数（１０ｋＨ
ｚ）で連続的にスイッチングする（ステップＳ2 〜Ｓ6
）。１回目の通電期間が終了すると、制御部は、第１
組（正極側）のスイッチング素子に対する第１のスイッ
チング制御信号の供給を止めるとともに、電流測定値演
算回路からの電流測定値の取り込みも止め、代わりに電
流センサからの電流検出信号を取り込んで、一次側電流
ないし溶接電流の瞬時値をモニタする（ステップＳ8
）。このモニタ期間は１回目の休止期間に対応し、電
流はこの時の負荷インピーダンスに応じた時定数で立ち
下がる。そして、電流が電流監視値に達したタイミング
1 を検出すると、制御部は、直ちにモニタ期間または休
止期間を終了し、２回目の通電期間を負極側で開始させ
る（ステップＳ10，Ｓ11）。

Description

【発明の詳細な説明】

【００１０】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波数でスイッ
チング動作し、かつ低い周波数の交流溶接電流を被溶接
材に供給して抵抗溶接を行う抵抗溶接装置に関する。

【００２０】

【従来の技術】この種の従来の抵抗溶接装置では、溶接
トランスの一次側コイルがインバータの出力端子に接続
され、二次側コイルが一対の溶接電極に直接（整流回路
を介さずに）接続される。インバータは、通電の方向ま
たは出力パルスの極性に対応した正極側のスイッチング
素子と負極側のスイッチング素子とからなり、整流回路
より商用周波数を整流して得られる直流の電力を入力す
る。インバータ制御回路は、インバータの正極側のスイ
ッチング素子と負極側のスイッチング素子とを二次側の
交流溶接電流について設定される周期ＴW の半周期ＴW
／２に相当する通電期間ＴA 毎に交互に選択的に高周波
スイッチングする。つまり、交流溶接電流の正極の半周
期に対応する通電期間ＴA では正極側のスイッチング素
子だけを高周波数たとえば１０ｋＨｚでスイッチング
し、交流溶接電流の負極の半周期に対応する通電期間Ｔ
A では負極側のスイッチング素子だけを同じ高周波数
（１０ｋＨｚ）でスイッチングする。

【００３０】これにより、図６に示すように、インバー
タの出力端子より通電期間ＴA 毎に極性が反転する高周
波（１０ｋＨｚ）パルスが溶接トランスの一次側コイル
に供給され、溶接トランスの二次側回路では周期ＴW を
有する交流の溶接電流が一対の溶接電極を介して被溶接
材に流れ、被溶接材の溶接部が抵抗溶接される。

【００４０】上記のようなインバータ制御交流式の抵抗
溶接法は、商用周波数の交流電力をそのまま溶接トラン
スを通して被溶接材に供給する普通の低周波交流式と比
較して、スプラッシュの少ない安定した溶接が行えると
いう長所がある。また、インバータからの高周波パルス
を溶接トランスの二次側で整流回路により直流に変換し
てから被溶接材に供給するインバータ制御直流式と比較
して、溶接電極の寿命が長い、残留磁気による溶接不良
がない、二次側整流器分の消費電力およびスペースがな
くなる等の長所がある。

【００５０】

【発明が解決しようとする課題】従来のインバータ制御
交流式抵抗溶接装置では、交流の溶接電流に予め一定の
周期ＴW を設定し、この一周期ＴW の中で正極側および
負極側の通電期間ＴA を一定のタイミングで交互に切り
換えるようにしている。

【００６０】もっとも、正確には、図７に示すように、
各通電期間の終了と次の通電期間の開始との間に極性切
換のための一定の休止期間ＴH を挿入している。つま
り、各通電期間の終了時にインバータのスイッチング動
作をいったん止めても、二次側の溶接電流は直ぐには止
まらず、切れるまで（立ち下がりに）幾らかの時間を要
する。一次側でも二次側の溶接電流と相似な一次電流が
流れる。この電流の立ち下がり中に（たとえば図７の破
線ＩW ’で示すような立ち下がり中に）、次の逆極性の
通電期間を開始させたならば（図７の破線Ｐ1'で示すよ
うに逆極性側のスイッチング素子をオンにしたなら
ば）、それまでの通電による溶接電流の慣性で導通状態
になっているスイッチング素子に電圧が印加され、該ス
イッチング素子がたちどころに破壊される。

【００７０】このような通電期間の終了時における電流
の立ち下がり時間は、負荷（特に被溶接材）のバラツキ
や変動に応じて変化する。したがって、上記のようなス
イッチング素子の破損を確実に防止するには、休止時間
ＴH に十分なマージンをもたせればよい。しかし、休止
時間ＴH が長いと、図８に示すように、被溶接材に供給
される溶接エネルギーにおいて休止期間ＴH に対応する
冷却時間ＴC もそのぶん長くなり、これによって抵抗溶
接の熱効率が下がり、溶接品質が低下するという不都合
がある。特に、被溶接材が電子部品等の小物金属の場合
は、通電時間が長いと被溶接物がダメージを受けやすい
ため、通電時間を極力短い時間に設定している。したが
って、熱効率の低下は溶接品質に大きく影響する。

【００８０】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
てなされたもので、通電期間の切換のための休止時間を
必要最小限の長さに制御して、スイッチング素子の保護
と溶接品質の向上とを同時にはかる抵抗溶接装置および
抵抗溶接制御装置を提供することを目的とする。

【００９０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のうち請求項１に記載の発明は、商用周波
数の交流を直流に変換する整流回路と、前記整流回路か
らの直流を高周波パルスに変換する双方向通電型のスイ
ッチング手段と、前記スイッチング手段の出力を一次側
コイルに入力し、二次側コイルより高周波パルスの電圧
を出力する溶接トランスと、前記溶接トランスの二次側
コイルの両端にそれぞれ接続され、被溶接材に対して互
いに離れた位置で加圧接触する一対の溶接電極と、１回
の抵抗溶接のための通電時間を構成する複数の通電期間
において、奇数番目の通電期間では前記スイッチング手
段を一方の極性で連続的に所定の高周波数でスイッチン
グし、偶数番目の通電期間では前記スイッチング手段を
他方の極性で連続的に前記所定の高周波数でスイッチン
グするスイッチング制御手段と、前記溶接トランスの一
次側または二次側の電流を検出して、電流検出信号を出
力する電流検出手段と、各々の通電期間の終了直後に前
記電流検出手段からの電流検出信号に基づいて前記電流
を監視し、前記電流が所定の監視値に達したタイミング
を検出する電流監視手段と、前記電流監視手段により検
出された前記タイミングに応じて次の前記通電期間を開
始させる通電開始制御手段とを具備することを特徴とす
る。

【０１００】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の抵抗溶接装置の構成において、前記スイッチング制御
手段が、スイッチング・サイクル毎に前記電流検出手段
からの電流検出信号に基づいて前記電流の実効値または
平均値を表す電流測定値を求める電流測定手段と、前記
電流測定手段からの電流測定値を所望の設定電流値と比
較し、その比較誤差に応じて次のスイッチング・サイク
ルにおける前記スイッチング手段の出力パルスのパルス
幅を求めるパルス幅制御手段とを含むことを特徴とす
る。

【０１１０】請求項３に記載の発明は、商用周波数の交
流を整流回路で直流に変換し、前記整流回路からの直流
を高周波パルスに変換し、前記高周波パルスを溶接トラ
ンスの一次側コイルに供給し、前記溶接トランスの二次
側回路で溶接電極を介して被溶接材に溶接電流を供給し
て抵抗溶接を行うための抵抗溶接制御装置において、前
記整流回路からの直流を前記高周波パルスに変換する双
方向通電型のスイッチング手段と、１回の抵抗溶接のた
めの通電時間を構成する複数の通電期間について、奇数
番目の通電期間では前記スイッチング手段を一方の極性
で連続的に所定の高周波数でスイッチングし、偶数番目
の通電期間では前記スイッチング手段を他方の極性で連
続的に前記所定の高周波数でスイッチングするスイッチ
ング制御手段と、前記溶接トランスの一次側または二次
側の電流を検出し、電流検出信号を出力する電流検出手
段と、各々の通電期間の終了直後に前記電流検出手段か
らの電流検出信号に基づいて前記電流を監視し、前記電
流が所定の監視値に達したタイミングを検出する電流監
視手段と、前記電流監視手段により検出された前記タイ
ミングに応じて次の前記通電期間を開始させる通電開始
制御手段とを具備することを特徴とする。

【０１２０】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図５を参照して本発
明の実施例を説明する。

【０１３０】図１に、本発明の一実施例による抵抗溶接
装置の回路構成を示す。この抵抗溶接装置におけるスイ
ッチング手段１４は、ＧＴＲ（シ゛ャイアント・トランシ゛スタ)または
ＩＧＢＴ（絶縁ケ゛ート・ハ゛イホ゜ーラ・トランシ゛スタ）等からなる４つ
のトランジスタ・スイッチング素子１６，１８，２０，
２２を有している。

【０１４０】これら４つのスイッチング素子１６〜２２
のうち、第１組（正極側）のスイッチング素子１６，２
０は駆動回路４２からの第１のスイッチング制御信号Ｆ
a により所定の高周波数（たとえば１０ｋＨｚ）で同時
にオン・オフ制御され、第２組（負極側）のスイッチン
グ素子１８，２２は駆動回路４２からの第２のスイッチ
ング制御信号Ｆb によって同時に上記所定の高周波数
（１０ｋＨｚ）でオン・オフ制御されるようになってい
る。

【０１５０】スイッチング手段１４の入力端子（Ｌa ，
Ｌb ）は整流回路１２の出力端子に接続されており、出
力端子（Ｍa ，Ｍb ）は溶接トランス２４の一次側コイ
ルの両端にそれぞれ接続されている。溶接トランス２４
の二次側コイルの両端には一対の溶接電極２６，２８が
直接（つまり整流回路を介さずに）接続されている。両
溶接電極２６，２８は、被溶接材３０，３２に対して互
いに離れて（たとえば対向して）当接し、加圧機構（図
示せず）からの加圧力で加圧接触する。

【０１６０】整流回路１０は、たとえば６個のダイオー
ドを三相ブリッジ結線してなる三相整流回路からなり、
三相の交流電源端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）からの商用周波数の
三相交流電圧を直流電圧に変換する。整流回路１０より
出力される直流電圧は平滑コンデンサ１２を介してスイ
ッチング手段１４に供給される。

【０１７０】スイッチング手段１４の出力端子と溶接ト
ランス２４の一次側コイルとの間の導体には、たとえば
カレント・トランスからなる電流センサ３４が取付され
ている。溶接通電中、二次側の溶接電流ＩW と相似な波
形を有する一次側電流Ｉ1 の瞬時値を表す電流検出信号
＜Ｉ1 ＞が電流センサ３４より出力される。この電流セ
ンサ３４からの電流検出信号＜Ｉ1 ＞は、制御部４０に
供給されるとともに、電流測定値演算回路３６にも供給
される。

【０１８０】電流測定値演算回路３６は、各スイッチン
グ・サイクル毎に電流センサ３４からの電流検出信号＜
Ｉ1 ＞に基づいて一次側電流Ｉ1 の実効値または平均値
を電流測定値［Ｉ1 ］として求め、その求めた電流測定
値［Ｉ1 ］を制御部４０に与える。

【０１９０】制御部４０は、マイクロコンピュータから
なり、ＣＰＵ、ＲＯＭ（プログラムメモリ）、ＲＡＭ
（データメモリ）、クロック回路、インタフェース回路
等を含んでおり、本装置内の一切の制御たとえば溶接通
電における電流制御やシーケンス制御、各種溶接条件の
設定値に関連する設定入力や登録管理、さらには測定値
や判定値等の出力制御等を行う。電流制御では、後述す
るようにフィードバック式のパルス幅制御（ＰＷＭ）で
定電流制御を行う。また、シーケンス制御では、後述す
るような本実施例による電流監視制御および通電開始制
御等を行う。

【０２００】入力部３８は、キーボードあるいはマウス
等のポインティング・デバイスからなり、各種溶接条件
の設定入力に用いられる。本実施例で設定入力される主
な溶接条件は溶接電流ＩW または一次電流Ｉ1 、通電時
間ＴG 、通電期間ＴA 、電流監視値ＩK 、パルス幅初期
値Ｄ0 等である。

【０２１０】これらの溶接条件のうち、「通電時間ＴG
」は、溶接通電の開始から終了までの全通電時間であ
り、「通電期間ＴA 」を半サイクルとしてその整数倍ま
たは偶数倍のサイクル数として設定されてよい。「通電
期間ＴA 」はスイッチング手段１４が正極側または負極
側で連続的または持続的にスイッチング動作する１回の
独立した通電期間である。「電流監視値ＩK 」は、本実
施例において「休止期間ＴH 」に代わって設定される溶
接条件であり、通常は０Ａ（アンペア）付近の値に選ば
れる。「パルス幅初期値Ｐ0 」は、各通電期間ＴA にお
ける最初の通電パルス幅（スイッチング・オン時間）を
規定する初期値である。 なお、制御部４０には、他の
周辺装置たとえば表示装置や印字装置等も接続されてい
る。

【０２２０】図２に、本実施例による溶接通電のための
制御部４０（特にＣＰＵ）の処理動作を示す。図３に、
本実施例における溶接通電のタイミングを示す。

【０２３０】加圧機構からの所定の加圧力で溶接電極２
６，２８が被溶接材３０，３２に加圧接触している状態
の下で、溶接ロボット等の外部装置（図示せず）より起
動信号ＳＴが送られてくると、これに応動して制御部４
０は溶接通電を開始する。この際、起動信号ＳＴが溶接
通電の開始を指示するだけでなく、今回の溶接通電の条
件Ｎｏ．またはスケジュールＮｏ．を指定してもよい。

【０２４０】先ず制御部４０は、今回の溶接通電に関連
する通電時間ＴG 、通電期間ＴA 、一次電流設定値ＩS
、電流監視値ＩK 、パルス幅初期値Ｄ0 等の各種設定
値データをメモリから読み出して、それぞれ所定の記憶
番地またはレジスタおよびタイマまたはカウンタ等にセ
ットする（ステップＳ1 ）。

【０２５０】次に、制御部４０は、スイッチング手段１
４の第１組（正極側）のスイッチング素子１６，２０に
駆動回路４２を介して初期パルス幅Ｄ0 を有する第１の
スイッチング制御信号Ｆa を供給し、それらのスイッチ
ング素子１６，２０をオンにする（ステップＳ2 ）。こ
の時点ｔS1から１回目の通電期間ＴA が正極側でスター
トする。

【０２６０】この最初のスイッチング・サイクルで溶接
電流Ｉw および一次側電流Ｉ1 が溶接トランス２４の二
次側および一次側回路で流れると、電流センサ３４によ
り一次側電流Ｉ1 の瞬時値を表す電流検出信号＜Ｉ1 ＞
が出力され、電流測定値演算回路３６よりこのスイッチ
ング・サイクルにおける一次側電流Ｉ1 の電流測定値
（実効値または平均値）［Ｉ1 ］が得られる。

【０２７０】制御部４０は、電流測定値演算回路３６か
らの電流測定値［Ｉ1 ］を取り込んで（ステップＳ3
）、この電流測定値［Ｉ1 ］を電流設定値［ＩS ］と
比較し、その比較誤差を基に次のスイッチング・サイク
ルにおけるパルス幅（スイッチング・オン時間）Ｄ1 を
決定する（ステップＳ4 ）。

【０２８０】そして、２回目のスイッチング・サイクル
では、パルス幅Ｄ1 を有する第１のスイッチング制御信
号Ｆa をスイッチング手段１４の第１組（正極側）のス
イッチング素子１６，２０に供給し、それらのスイッチ
ング素子１６，２０をオンにする（ステップＳ6 ，Ｓ2
）。

【０２９０】このようにして、１回目の通電期間ＴA1中
は、フィードバック式のパルス幅制御によりスイッチン
グ手段１４の第１組（正極側）のスイッチング素子１
６，２０だけを高周波数（１０ｋＨｚ）で連続的にスイ
ッチングする（ステップＳ2 〜Ｓ6 ）。この間、第２組
（負極側）のスイッチング素子１８，２２はオフ状態に
維持される。これによって、溶接トランス２４の二次側
回路には設定電流値［ＩW ］にほぼ一致するように定電
流制御された溶接電流ＩW が正極方向に流れる。

【０３００】１回目の通電期間ＴA1が終了すると、制御
部４０は、第１組（正極側）のスイッチング素子１６，
２０に対する第１のスイッチング制御信号Ｆa の供給を
止めるとともに、電流測定値演算回路３６からの電流測
定値［Ｉ1 ］の取り込みも止め、代わりに電流センサ３
４からの電流検出信号＜Ｉ1 ＞を取り込んで、一次側電
流Ｉ1 ないし溶接電流ＩW の瞬時値をモニタする（ステ
ップＳ8 ）。このモニタ期間は１回目の休止期間ＴH1に
対応し、電流Ｉ1 （ＩW ）はこの時の負荷インピーダン
スに応じた時定数で立ち下がる。

【０３１０】そして、電流Ｉ1 （ＩW ）が電流監視値
［ＩK ］に達したタイミングｔE1を検出すると、制御部
４０は、直ちにモニタ期間または休止期間ＴH1を終了
し、２回目の通電期間ＴA2を負極側で開始させる。すな
わち、パルス幅初期値Ｄo をセットし（ステップＳ1
0）、該検出タイミングｔE1の直後の時刻ｔS2でスイッ
チング手段１４の第２組（負極側）のスイッチング素子
１８，２２に駆動回路４２を介して初期パルス幅Ｄ0 を
有する第２のスイッチング制御信号Ｆb を供給し、それ
らのスイッチング素子１８，２２をオンにする（ステッ
プＳ11，Ｓ2 ）。

【０３２０】以後、フィードバック式のパルス幅制御に
より、スイッチング手段１４の第２組（負極側）のスイ
ッチング素子１８，２２だけを高周波数（１０ｋＨｚ）
で連続的にスイッチングする（ステップＳ2 〜Ｓ6 ）。
この間、第１組（正極側）のスイッチング素子１６，２
０はオフ状態に維持される。これによって、溶接トラン
ス２４の二次側回路には、設定電流値［ＩW ］にほぼ一
致するように定電流制御された溶接電流ＩW が負極方向
に流れる。

【０３３０】２回目の通電期間ＴA2が終了すると、制御
部４０は、第２組（負極側）のスイッチング素子１８，
２２に対する第２のスイッチング制御信号Ｆb の供給を
止めるとともに、電流測定値演算回路３６からの電流測
定値［Ｉ1 ］の取り込みも止め、代わりに電流センサ３
４からの電流検出信号＜Ｉ1 ＞を取り込んで、一次側電
流Ｉ1 ないし溶接電流ＩW の瞬時値をモニタする（ステ
ップＳ8 ）。このモニタ期間は２回目の休止期間ＴH2に
対応し、電流Ｉ1 （ＩW ）はこの時の負荷インピーダン
スに応じた時定数で立ち下がる。

【０３４０】そして、電流Ｉ1 （ＩW ）が電流監視値
［ＩK ］に達したタイミングｔE2を検出すると、制御部
４０は、直ちにモニタ期間または休止期間ＴH2を終了
し、３回目の通電期間ＴA3を正極側で開始させる。すな
わち、パルス幅初期値Ｄo をセットし（ステップＳ1
0）、時刻ｔS3でスイッチング手段１４の第１組（正極
側）のスイッチング素子１６，２０に駆動回路４２を介
して初期パルス幅Ｄ0 を有する第１のスイッチング制御
信号Ｆa を供給し、それらのスイッチング素子１８，２
２をオンにする（ステップＳ2 ）。この３回目の通電期
間ＴA3では、第２組（負極側）のスイッチング素子１
８，２２はオフ状態に維持される。

【０３５０】以後、上記と同様の通電期間が正極側と負
極側とで交互に繰り返され、通電時間ＴG の終了時刻に
なると、通電制御動作を終了する（ステップＳ7 ）。本
実施例では、通電時間ＴG を通電期間ＴA の偶数倍のサ
イクル数で設定するので、通電時間設定用のカウンタが
設定値をカウントした時点で、溶接通電を終了すること
になる。

【０３６０】このように、本実施例の抵抗溶接装置で
は、奇数番目の通電期間ＴA1，ＴA3，ＴA5，…の間はス
イッチング手段１４の正極側のスイッチング素子１６，
２０だけをＰＷＭ制御で高周波スイッチングして電流Ｉ
1 （ＩW ）を正極方向に流し、偶数番目の通電期間ＴA
2，ＴA4，ＴA6，…の間はスイッチング手段１４の負極
側のスイッチング素子１８，２２だけを高周波スイッチ
ングして電流Ｉ1 （ＩW ）を負極方向に流す。そして、
各通電期間ＴAiから次の通電期間ＴA(i+1)に切り替える
際には、通電期間ＴAiの終了後にスイッチング手段１４
のスイッチング動作を止めて電流Ｉ1 （ＩW ）の瞬時値
を監視し、電流Ｉ1 （ＩW ）が所定の監視値［ＩK ］に
達したタイミングｔEiを検出し、このタイミングｔEiの
直後に次の通電期間ＴA(i+1)を開始させる。

【０３７０】これにより、各通電期間ＴAiと次の通電期
間ＴA(i+1)との間の休止期間ＴHiは常に一定の期間では
なく、その時の電流立ち下がり特性に依存する不定期間
となる。しかし、スイッチング素子１６〜２２の短絡破
壊を防止しつつ次の通電期間ＴA(i+1)を最も早く開始さ
せ、ひいては通電時間ＴG の実際の経過時間を最小限に
短くする。したがって、必要最小限の休止期間である。
これにより、通電期間の切換に伴って被溶接材３０，３
２の溶接部で一時的に起こる溶接エネルギーないしジュ
ール発熱量の低下を必要最小限に食い止めることが可能
となり、この種の交流式抵抗溶接法における溶接品質を
向上させることができる。

【０３８０】本実施例による抵抗溶接装置は、種々の抵
抗溶接法に適用可能であるが、特に電子部品のような小
物金属の抵抗溶接で顕著な効果が得られる。

【０３９０】図４および図５に、本実施例による抵抗溶
接装置をシリーズ溶接に適用した場合の作用を示す。こ
のシリーズ溶接では、正極側の通電期間ＴA と負極側の
通電期間ＴA とを交互に１回ずつ行って、全通電時間Ｔ
G とする。

【０４００】１回目の正極側の通電期間ＴA1では、スイ
ッチング手段１４より正極性の出力パルスが溶接トラン
ス２４の一次側コイルに供給され、二次側回路ではほぼ
台形状の電流波形を有する正極性の溶接電流Ｉ2 が流れ
る。この場合、図４の（Ａ）に示すように、溶接電流Ｉ
W は第１の溶接電極２６→被溶接材３０→第１の溶接箇
所Ｐa →被溶接材３２→第２の溶接箇所Ｐb →被溶接材
３０→第２の溶接電極２８の経路で流れる。すなわち、
第１の溶接箇所Ｐa では被溶接材３０側から被溶接材３
２側に溶接電流ＩW が流れ、第２の溶接箇所Ｐa では被
溶接材３２側から被溶接材３０側に溶接電流ＩW が流れ
る。これにより、たとえば第１の溶接箇所Ｐa では熱を
吸収するペルチェ効果が生じる一方で、第２の溶接箇所
Ｐb では熱を発生するペルチェ効果が生じる。こうし
て、１回目の正極側の通電期間ＴA1では、第１の溶接箇
所Ｐa におけるナゲットＮa よりも第２の溶接箇所Ｐb
におけるナゲットＮb のほうが大きく成長する。

【０４１０】しかし、２回目の負極側の通電期間ＴA2で
は、スイッチング手段１４より負極性の出力パルスが溶
接トランス２４の一次側コイルに供給され、二次側回路
ではほぼ台形状の電流波形を有する負極性の溶接電流Ｉ
2 が流れる。この場合は、図４の（Ｂ）に示すように、
溶接電流ＩW は第２の溶接電極２８→被溶接材３０→第
２の溶接箇所Ｐb →被溶接材３２→第１の溶接箇所Ｐa
→被溶接材３０→第１の溶接電極２６の経路で流れる。
すなわち、第１の溶接箇所Ｐa では被溶接材３２側から
被溶接材３０側に溶接電流ＩW が流れ、第２の溶接箇所
Ｐa では被溶接材３０側から被溶接材３２側に溶接電流
ＩW が流れる。これにより、今度は、第１の溶接箇所Ｐ
a で熱を発生するペルチェ効果が生じる一方で、第２の
溶接箇所Ｐb で熱を吸収するペルチェ効果が生じること
となる。このため、２回目の負極側の通電期間ＴA2で
は、第１の溶接箇所Ｐa におけるナゲットＮa のほうが
第２の溶接箇所Ｐb におけるナゲットＮb よりも大きく
成長する。

【０４２０】この結果、全通電時間ＴG が終了した時点
では、第１の溶接箇所Ｐa におけるナゲットＮa と第２
の溶接箇所Ｐb におけるナゲットＮb とはほぼ同じ大き
さに成長している。したがって、第１の溶接箇所Ｐa と
第２の溶接箇所Ｐb とでほぼ均等な溶接強度が得られ
る。

【０４３０】このシリーズ溶接でも、１回目の正極側通
電期間ＴA1の終了から必要最小限の休止期間ＴH1を挟ん
で２回目の負極側通電期間ＴA2へ切り換えることが可能
であり、たとえば１０ｍｓ程度の短い通電時間ＴG の中
で発熱効率を高めて所要の溶接強度を得ることができ
る。

【０４４０】上記した実施例では、通電時間を構成する
複数の通電期間のうち、奇数番目を正極側とし偶数番目
を負極側としたが、反対に、奇数番目を負極側とし偶数
番目を正極側とすることも可能である。また、通電時間
を通電期間の整数倍だけでなく、時間（秒）で設定する
ことも可能であり、必要に応じて所定の（たとえば最後
の）通電期間を途中で止めたり、各通電期間の長さを異
なる長さに設定したり可変制御することも可能である。

【０４５０】上記実施例では、商用周波数の三相交流を
直流に変換してスイッチング手段１４に供給している
が、商用周波数の単相交流を直流を変換してもよい。ス
イッチング手段１４の回路構成も一例であり、種々の変
形が可能である。また、上記実施例では電流センサ３４
を一次側回路に設けたが、二次側回路に設けてもよい。

【０４６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の抵抗溶接
装置あるいは抵抗溶接制御装置によれば、通電時間中に
所定の周期で極性が交互に反転する通電期間の各々の終
了直後に溶接トランスの一次側または二次側の電流の立
ち下がりを監視して電流が所定の監視値に達したタイミ
ングを検出し、そのタイミングに応じて次の通電期間を
開始することにより、通電期間の切換のための休止時間
を必要最小限の長さに制御するようにしたので、スイッ
チング素子を保護すると同時に休止期間における熱効率
の低下を最小限に食い止めて溶接品質を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による抵抗溶接装置の回路構
成を示すブロック図である。

【図２】実施例の抵抗溶接装置において溶接通電のため
の制御部の処理動作を示すフローチャートである。

【図３】実施例の抵抗溶接装置における溶接通電のタイ
ミングを示す図である。

【図４】実施例の抵抗溶接装置をシリーズ溶接に適用し
た場合の要部を示す拡大部分断面図である。

【図５】実施例の抵抗溶接装置をシリーズ溶接に適用し
た場合の溶接通電のタイミングを示す図である。

【図６】従来のインバータ制御交流式抵抗溶接装置にお
ける溶接通電のタイミングを示す図である。

【図７】従来のインバータ制御交流式抵抗溶接装置にお
いて通電期間の切換時のタイミングを示す図である。

【図８】従来のインバータ制御交流式抵抗溶接装置にお
いて被溶接材に供給される溶接エネルギーのタイミング
（波形）を模式的に示す図である。

【符号の説明】

１０ 整流回路 １４ インバータ １６，１８，２０，２２ スイッチング素子 ２４ 溶接トランス ２６，２８ 溶接電極 ３０，３２ 被溶接材 ３４ 電流センサ ３６ 電流測定値演算回路 ３８ 入力部 ４０ 制御部 ４２ 駆動回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用周波数の交流を直流に変換する整流
   回路と、 前記整流回路からの直流を高周波パルスに変換する双方
   向通電型のスイッチング手段と、 前記スイッチング手段の出力を一次側コイルに入力し、
   二次側コイルより高周波パルスの電圧を出力する溶接ト
   ランスと、 前記溶接トランスの二次側コイルの両端にそれぞれ接続
   され、被溶接材に対して互いに離れた位置で加圧接触す
   る一対の溶接電極と、 １回の抵抗溶接のための通電時間を構成する複数の通電
   期間において、奇数番目の通電期間では前記スイッチン
   グ手段を一方の極性で連続的に所定の高周波数でスイッ
   チングし、偶数番目の通電期間では前記スイッチング手
   段を他方の極性で連続的に前記所定の高周波数でスイッ
   チングするスイッチング制御手段と、 前記溶接トランスの一次側または二次側の電流を検出
   し、電流検出信号を出力する電流検出手段と、 各々の通電期間の終了直後に前記電流検出手段からの電
   流検出信号に基づいて前記電流を監視し、前記電流が所
   定の監視値に達したタイミングを検出する電流監視手段
   と、 前記電流監視手段により検出された前記タイミングに応
   じて次の前記通電期間を開始させる通電開始制御手段と
   を具備することを特徴とする抵抗溶接装置。
2. 【請求項２】 前記スイッチング制御手段が、スイッチ
   ング・サイクル毎に前記電流検出手段からの電流検出信
   号に基づいて前記電流の実効値または平均値を表す電流
   測定値を求める電流測定手段と、前記電流測定手段から
   の電流測定値を所望の設定電流値と比較し、その比較誤
   差に応じて次のスイッチング・サイクルにおける前記ス
   イッチング手段の出力パルスのパルス幅を求めるパルス
   幅制御手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の
   抵抗溶接装置。
3. 【請求項３】 商用周波数の交流を整流回路で直流に変
   換し、前記整流回路からの直流を高周波パルスに変換
   し、前記高周波パルスを溶接トランスの一次側コイルに
   供給し、前記溶接トランスの二次側回路で溶接電極を介
   して被溶接材に溶接電流を供給して抵抗溶接を行うため
   の抵抗溶接制御装置において、 前記整流回路からの直流を前記高周波パルスに変換する
   双方向通電型のスイッチング手段と、 １回の抵抗溶接のための通電時間を構成する複数の通電
   期間について、奇数番目の通電期間では前記スイッチン
   グ手段を一方の極性で連続的に所定の高周波数でスイッ
   チングし、偶数番目の通電期間では前記スイッチング手
   段を他方の極性で連続的に前記所定の高周波数でスイッ
   チングするスイッチング制御手段と、 前記溶接トランスの一次側または二次側の電流を検出
   し、電流検出信号を出力する電流検出手段と、 各々の通電期間の終了直後に前記電流検出手段からの電
   流検出信号に基づいて前記電流を監視し、前記電流が所
   定の監視値に達したタイミングを検出する電流監視手段
   と、 前記電流監視手段により検出された前記タイミングに応
   じて次の前記通電期間を開始させる通電開始制御手段と
   を具備することを特徴とする抵抗溶接制御装置。