JPH1085947A - 抵抗溶接制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 シリーズ溶接等において被溶接材の複数の溶
接箇所を短い通電時間でほぼ均一な溶接強度に同時接合
できるようにする。 【解決手段】 通電時間の前半部では、制御部５６が第
１組（正極側）のスイッチング素子３２，３６だけをＰ
ＷＭ制御で連続的にスイッチングする。これにより、ほ
ぼ台形状の電流波形を有する正極性の溶接電流Ｉ₂ が第
１の溶接電極４８→被溶接材Ｗ1 →第１の溶接箇所Ｐa
→被溶接材Ｗ2 →第２の溶接箇所Ｐb→被溶接材Ｗ1 →
第２の溶接電極５０の経路で流れる。通電時間の後半部
では、制御部が第２組（負極側）のスイッチング素子３
４，３８だけをＰＷＭ制御で連続的にスイッチングす
る。これにより、ほぼ台形状の電流波形を有する負極性
の溶接電流Ｉ₂ が上記とは逆の経路で流れる。この結
果、全通電時間が終了した時点では、第１の溶接箇所と
第２の溶接箇所におけるナゲットがほぼ同じ大きさに成
長する。

Description

【発明の詳細な説明】

【００１０】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリーズ溶接等で
被溶接材を複数の溶接箇所で同時に接合する抵抗溶接方
法および装置に関する。

【００２０】

【従来の技術】近年、電源部にインバータを用いる抵抗
溶接装置が多く普及している。図７に従来の典型的なイ
ンバータ式抵抗溶接装置の構成を示す。インバータ回路
１００は、スイッチング素子を内蔵しており、インバー
タ制御部１０２からの制御パルスＣＰにしたがい、直流
入力電圧Ｅを高周波のスイッチングで切り刻むようにし
て高周波交流のパルスを出力する。インバータ回路１０
０より出力された交流パルスは溶接トランス１０４の一
次側コイルに供給され、二次側コイルには一次側と相似
な交流パルスが得られる。この二次側交流パルスは一対
のダイオード１０６ａ，１０６ｂからなる整流回路１０
６によって直流に変換され、この直流の二次電流つまり
溶接電流Ｉ2 が一対の溶接電極１０８，１１０を介して
被溶接材（Ｗ1 ，Ｗ2 ）に供給される。

【００３０】従来より、上記のようなインバータ式抵抗
溶接装置が、主に電子部品等の小物金属を対象（被溶接
材）とする２点同時接合型の抵抗溶接（シリーズ溶接）
にも用いられている。

【００４０】図８に、シリーズ溶接の一例を示す。この
例において、両溶接電極１０８，１１２は、被溶接材
（Ｗ1 ，Ｗ2 ）の片側面に互いに離れた位置で当接し、
加圧機構（図示せず）からの加圧力によって被溶接材
（Ｗ1 ，Ｗ2 ）に加圧接触する。通電時間中、直流の溶
接電流Ｉ2 は、点線で示すように、第１の溶接電極１０
８→被溶接材Ｗ1 →第１の溶接箇所Ｐa →被溶接材Ｗ2
→第２の溶接箇所Ｐb →被溶接材Ｗ1 →第２の溶接電極
１１０の経路で流れる。これにより、被溶接材（Ｗ1 ，
Ｗ2 ）の接触面（合わせ面）における第１および第２の
溶接箇所Ｐa ，Ｐbではジュール熱により被溶接材（Ｗ1
，Ｗ2 ）が溶融し、この溶融部分が通電後に凝固する
ことで、被溶接材（Ｗ1 ，Ｗ2 ）が冶金的に接合され
る。

【００５０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のインバータ式抵抗溶接装置によるシリーズ
溶接では、ペルチェ効果の影響により、両溶接箇所Ｐa
，Ｐb にそれぞれ生成されるナゲット（溶融凝固した
部分）Ｎa ，Ｎb の大きさが不均一になるという不具合
があった。ここで、ペルチェ効果とは、異種の導体の接
点に電流を流すとき該接点でジュール熱以外に熱の発生
または吸収が起こる現象であり、電流の方向を逆にすれ
ば熱の発生と吸収が反対になるという性質がある。

【００６０】シリーズ溶接では、被溶接材（導体）Ｗ1
，Ｗ2 から見て両溶接箇所（接点）Ｐa ，Ｐb を流れ
る溶接電流Ｉ2 の方向が互いに逆となる。すなわち、図
８に示すように、第１の溶接箇所Ｐa では溶接電流Ｉ2
が被溶接材Ｗ1 側から被溶接材Ｗ2 側へ流れるのに対
し、第２の溶接箇所Ｐb では溶接電流Ｉ2 が被溶接材Ｗ
2側から被溶接材Ｗ1 側へ流れる。

【００７０】このように、両溶接箇所Ｐa ，Ｐb で溶接
電流Ｉ2 が逆方向に流れることにより、ジュール熱は等
しくても、たとえば第１の溶接箇所Ｐa では熱を吸収す
るペルチェ効果が発生する一方で、第２の溶接箇所Ｐb
では熱を出すペルチェ効果が発生する。その結果、図８
に示すように、第１の溶接箇所Ｐa に生成されるナゲッ
トＮa は相対的に小さく、第２の溶接箇所Ｐb に生成さ
れるナゲットＮb は相対的に大きくなる。抵抗溶接の強
度はナゲットの大きさに比例するから、ナゲットの大き
さが不均一であれば、溶接箇所の接合強度にばらつきが
生じて、溶接品質の点で具合がよくない。

【００８０】その点、従来の単相交流式抵抗溶接装置で
は、正極性と負極性で交互に溶接電流を流すため、シリ
ーズ溶接において上記のようなペルチェ効果を補償し、
第１および第２の溶接箇所で均一なナゲットを得ること
ができる。しかし、単相交流式は、発熱効率が低いた
め、所望のナゲットを得るための通電時間が長くなって
しまい、電子部品等の小物溶接物に対してはダメージを
与えやすいという欠点がある。

【００９０】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、シリーズ溶接等において被溶接材の
複数の溶接箇所を短い通電時間でほぼ均一な溶接強度に
同時接合できるようにした抵抗溶接方法および装置を提
供することを目的とする。

【０１００】

【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、被溶接材
に第１および第２の溶接電極を互いに離れた位置で加圧
接触させ、前記第１および第２の溶接電極の間で前記被
溶接材に溶接電流を流すことにより、前記被溶接材を前
記第１および第２の溶接電極の加圧接触位置にそれぞれ
対応する第１および第２の溶接箇所にて接合するように
した抵抗溶接方法において、商用周波数の交流を整流回
路により直流に変換して双方向通電型のスイッチング手
段に入力し、前記スイッチング手段の出力を溶接トラン
スの一次側コイルに供給し、前記溶接トランスの二次側
コイルに得られる電圧を前記第１および第２の溶接電極
に印加することにより二次側回路で前記溶接電流が流れ
るようにし、通電時間の前半部では前記スイッチング手
段を一方の極性で連続的に高周波スイッチングし、前記
通電時間の後半部では前記スイッチング手段を他方の極
性で連続的に高周波スイッチングすることを特徴とす
る。

【０１１０】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の抵抗溶接方法において、前記通電時間の前半部
と後半部とはほぼ等しい長さの時間に設定されることを
特徴とする。

【０１２０】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の抵抗溶接方法において、前記前半部における溶
接電流の波形と前記後半部における溶接電流の波形とが
前記通電時間内の所定の時点を中心点として互いに点対
称となるように溶接電流の波形を設定することを特徴と
する。

【０１３０】また、請求項４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第１および第２の溶接電極
と、通電時間の前半部では前記スイッチング手段を一方
の極性で連続的に高周波スイッチングし、前記通電時間
の後半部では前記スイッチング手段を他方の極性で連続
的に高周波スイッチングするスイッチング制御手段とを
具備することを特徴とする。

【０１４０】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載の抵抗溶接装置において、前記スイッチング制御
手段が、スイッチング・サイクル毎に前記溶接トランス
の一次側の電流または二次側の前記溶接電流を検出して
その電流測定値を求める電流検出手段と、前記電流検出
手段からの前記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
を演算するパルス幅制御手段とを含むことを特徴とす
る。

【０１５０】また、請求項６に記載の発明は、請求項４
または５に記載の抵抗溶接装置において、前記整流回路
が、それぞれのアノード端子およびカソード端子が商用
周波数を有する単相交流電源の一方の端子に接続されて
いる第１および第２のダイオードと、一方の端子が前記
第１のダイオードのカソード端子に接続されるとともに
前記スイッチング手段の一方の入力端子に接続され、か
つ他方の端子が前記単相交流電源の他方の端子に接続さ
れている第１のコンデンサと、一方の端子が前記単相交
流電源の他方の端子に接続され、かつ他方の端子が前記
第２のダイオードのアノード端子に接続されるとともに
前記スイッチング手段の他方の入力端子に接続されてい
る第２のコンデンサとを含むことを特徴とする。

【０１６０】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図６を参照して本発
明の実施例を説明する。

【０１７０】図１に、本発明の一実施例によるシリーズ
溶接用抵抗溶接装置の回路構成を示す。この抵抗溶接装
置は、商用周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）のたとえ
ば１００Ｖ単相交流電源１０を用いる。この抵抗溶接装
置における双方向通電型スイッチング手段３０は、ＧＴ
Ｒ（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３２，３４，３６，３８を有している。

【０１８０】これら４つのスイッチング素子３２〜３８
のうち、第１組（正極側）のスイッチング素子３２，３
６は駆動回路５８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８ｋＨｚ）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３４，３８は駆動回路５８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（８
ｋＨｚ）でオン・オフ制御されるようになっている。

【０１９０】スイッチング手段３０の入力端子（Ｌa ，
Ｌb ）は後述する整流回路２８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４６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４６の二次側コイルの両端には一対の溶接電極４
８，５０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４８，５０は、溶接時には被溶接材
（Ｗ1 ，Ｗ2 ）に対して互いに離れて当接し、加圧機構
（図示せず）からの加圧力で加圧接触する。

【０２００】整流回路２８は、主として一対のダイオー
ド２０，２２と一対のコンデンサ２４，２６とから構成
されている。ダイオード２０のアノード端子およびダイ
オード２２のカソード端子が交流電源１０の一方の端子
１０ａに接続されている。ダイオード２０のカソード端
子は、コンデンサ２４の一方の端子に接続されるととも
に、スイッチング手段３０の一方の入力端子Ｌa に接続
されている。コンデンサ２４の他方の端子は、コンデン
サ２６の一方の端子に接続されるとともに、交流電源１
０の他方の端子１０ｂに接続されている。コンデンサ２
６の他方の端子は、ダイオード２２のアノード端子に接
続されるとともに、スイッチング手段３０の他方の入力
端子Ｌb に接続されている。

【０２１０】この整流回路２８において、商用周波数の
正極性の半サイクルでは、交流電源１０からの商用交流
がダイオード２０により半波整流され、コンデンサ２４
が充電される。そして、商用周波数の負極性の半サイク
ルでは、交流電源１０からの商用交流がダイオード２２
により半波整流され、コンデンサ２６が充電される。両
コンデンサ２４，２６は極性の向きを同一方向にして互
いに直列接続されているため、それぞれの充電電圧を加
算した値の直流電圧が整流回路２８の出力電圧としてス
イッチング手段３０の入力端子（Ｌa ，Ｌb ）に与えら
れる。

【０２２０】また、交流電源１０の一方の端子１０ａと
ダイオード２０のアノード端子およびダイオード２２の
カソード端子との間には、主電源スイッチ１２ａ、チョ
ークコイル１４および電流制限用抵抗１６が直列に挿入
され、さらに電流制限用抵抗１６と並列にバイパス用
（抵抗外し用）のスイッチ１８が接続されている。交流
電源１０の他方の端子１０ｂとコンデンサ２４，２６の
接続点との間にも、主電源スイッチ１２ｂが挿入されて
いる。電流制限用抵抗１６は、主電源スイッチ１２ａ，
１２ｂの閉成直後の充電立ち上げ時に動作し、立ち上げ
終了後は回路から外される。

【０２３０】かかる構成の整流回路２８によれば、単相
交流電源１０からの１００Ｖの商用交流を直流に変換し
て、たとえば２８０Ｖ程度まで昇圧した直流電圧をコン
デンサ（２４，２６）に充電することができる。

【０２４０】スイッチング手段３０内には、入力端子Ｌ
a とＬb との間に、抵抗４０，ダイオード（４２ａ，４
２ｂ）およびコンデンサ（４４ａ，４４ｂ）からなるス
イッチング・ノイズ除去回路が設けられている。

【０２５０】スイッチング手段３０の出力端子と溶接ト
ランス４６の一次側コイルとの間には、たとえばカレン
トトランスからなる電流センサ５２が設けられている。
溶接通電中、一次側電流Ｉ1 の電流値（瞬時値）を表す
電流検出信号が電流センサ５２より出力され、この電流
検出信号に基づいて電流検出回路５４により所定のスイ
ッチング・サイクル毎に一次側電流Ｉ1 の電流測定値
［Ｉ1 ］が求められる。電流検出回路５４より得られた
電流測定値［Ｉ1 ］は制御部５６に与えられる。

【０２６０】制御部５６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
等を含んでいる。本実施例において、制御部５６はフィ
ードバック方式の定電流制御を行う。この定電流制御の
ために、制御部５６は、電流検出回路５４からの電流測
定値［Ｉ1 ］をメモリに登録されている設定電流値［Ｉ
s ］と比較し、その比較誤差に応じて次のスイッチング
・サイクルにおけるスイッチング手段の出力パルスを演
算し、その出力パルスを規定するパルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）信号をスイッチング制御信号Ｆとして駆動回路５８
に与える。

【０２７０】また、制御部５６は、主電源スイッチ（１
２ａ，１２ｂ）およびパイパス用スイッチ１８の制御を
も行う。もっとも、主電源スイッチ（１２ａ，１２ｂ）
は、手動操作で切り換えるようにしてもよい。入力部６
０は、キーボードまたはマウス等のポインティング装置
からなり、各種設定値の入力に用いられる。他の周辺装
置たとえば表示装置（図示せず）等も制御部５６に接続
されている。

【０２８０】次に、図２〜図５につき本実施例の抵抗溶
接装置における作用を説明する。

【０２９０】溶接通電を行うに先立ち、制御部５６は、
主電源スイッチ１２ａ，１２ｂを閉じて、整流回路２８
のコンデンサ２４，２６を所定電圧（たとえば２８０
Ｖ）まで充電する。この充電の立ち上げの際には、バイ
パス・スイッチ１８をオフにして、電流制限用抵抗１６
を通して充電電流を流す。

【０３００】上記のようにしてコンデンサ２４，２６を
所定電圧まで充電した後、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５６は溶接通電を開始する。たとえ
ば、図３に示すような被溶接材（Ｗ1 ，Ｗ2 ）に対して
シーム溶接を行う場合、制御部５６は、通電時間の前半
部ＴF では第１組（正極側）のスイッチング素子（３
２，３６）だけをＰＷＭ制御で連続的にスイッチング
し、通電時間の後半部ＴL では第２組（負極側）のスイ
ッチング素子（３４，３８）だけをＰＷＭ制御で連続的
にスイッチングする。

【０３１０】したがって、図２に示すように、通電時間
の前半部ＴF ではスイッチング手段３０より正極性の出
力パルスが溶接トランス４６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３の（Ａ）に
示すように、溶接電流Ｉ2 は第１の溶接電極４８→被溶
接材Ｗ1 →第１の溶接箇所Ｐa →被溶接材Ｗ2 →第２の
溶接箇所Ｐb →被溶接材Ｗ1 →第２の溶接電極５０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Ｗ1 側から被溶接材Ｗ2 側に溶接電流Ｉ2 が流れ、第
２の溶接箇所Ｐaでは被溶接材Ｗ2 側から被溶接材Ｗ1
側に溶接電流Ｉ2 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、通電時間の前半部ＴF 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。

【０３２０】しかし、図２に示すように、通電時間の後
半部ＴL ではスイッチング手段３０より負極性の出力パ
ルスが溶接トランス４６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Ｉ2 が流れる。この場合は、図３の（Ｂ）に示す
ように、溶接電流Ｉ2 は第２の溶接電極５０→被溶接材
Ｗ1 →第２の溶接箇所Ｐb →被溶接材Ｗ2 →第１の溶接
箇所Ｐa →被溶接材Ｗ1 →第１の溶接電極４８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Ｗ
2 側から被溶接材Ｗ1 側に溶接電流Ｉ2 が流れ、第２の
溶接箇所Ｐa では被溶接材Ｗ1 側から被溶接材Ｗ2 側に
溶接電流Ｉ2 が流れる。これにより、今度は、第１の溶
接箇所Ｐa 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、通電時間の後半部ＴL 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。

【０３３０】この結果、通電時間の後半部ＴL が終了し
た時点、つまり全通電時間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Ｐ
b 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。

【０３４０】なお、通電時間の前半部ＴF および後半部
ＴL をたとえば各々５ｍｓの長さに設定した場合、台形
状の波形で溶接電流Ｉ2 を流すため、被溶接材（Ｗ1 ，
Ｗ2）において発熱効率が高く、このように１０ｍｓ程
度の短い通電時間でも十分大きなナゲットないし溶接強
度が得られる。因に、単相交流式によれば、最短（１サ
イクル）でも２０ｍｓ（５０Ｈｚの場合）を要し、実際
上は、発熱効率が低いため２〜３サイクル（４０〜６０
ｍｓ）の通電時間を要する。

【０３５０】また、ペルチェ効果の影響等により電流の
流れ具合が正極の時と負極の時とで異なることがある
が、本実施例の抵抗溶接装置では、通電時間の前半部Ｔ
F および後半部ＴL の各々において一定の方向（極性）
に流れる電流をＰＷＭ制御方式で制御するので、定電流
制御を安定に行うことができる。

【０３６０】また、本実施例の抵抗溶接装置では、スイ
ッチング手段３０がたとえば８ｋＨｚのような高周波数
でスイッチング動作しても、溶接トランス４６には、通
電時間の前半部ＴF および後半部ＴL の時間で規定され
る周期の電流が流れる。このため、溶接トランス４６を
高周波タイプのものではなく、単相交流用（商用周波数
用）の溶接トランスで構成することが可能である。

【０３７０】なお、スイッチング周波数を高くすると、
単位時間当たりのパルス数が増えるので、通電時間をよ
り精細な値で設定することができる。通電時間の前半部
ＴFと後半部ＴL との間に通電休止期間（冷却時間）を
挿入することも可能である。

【０３８０】また、図４に示すように、通電時間の前半
部ＴF と後半部ＴL とを積極的に異なる長さに設定する
ことも可能である。図４の例は、たとえば図５に示すよ
うなシリーズ溶接に適用できる。

【０３９０】図５の例では、断面コ字状の被溶接材Ｗ2
の相対抗する両外側面に同じ材質からなる比較的厚い平
板状の被溶接材Ｗ1 と比較的薄い平板状の被溶接材Ｗ1'
とを溶接する。この場合、比較的厚い被溶接材Ｗ1 側の
溶接箇所Ｐa に形成されるナゲットＮa の方を比較的薄
い被溶接材Ｗ1'側の溶接箇所Ｐb に形成されるナゲット
Ｎb よりも大きくしたほうが溶接強度のバランスをとる
ことができる。なお、図５において、溶接時に、断面コ
字状の被溶接材Ｗ2 の内側空間にはバック・バー電極６
２が挿入される。

【０４００】図６は、入力部６０および制御部５６にお
ける溶接電流Ｉ2 の波形の設定例を示す。この例では、
通電時間の前半部ＴF における溶接電流をアップ・スロ
ープ波形ＩF にするとともに、後半部ＴL における溶接
電流をダウン・スロープ波形ＩD とし、両電流波形ＩF
，ＩD が所定の時点ｔc を中心点として互いに点対称
となるように設定している。

【０４１０】この場合の通電時には、制御部５６におい
て設定電流値［Ｉs ］がアップ・スロープ波形ＩF およ
びダウン・スロープ波形ＩL に対応して時々刻々と変化
し、ＰＷＭ制御によって溶接電流Ｉ2 が設定通りの波形
で流されることになる。

【０４２０】このように通電時間の前半部ＴF における
溶接電流波形と後半部ＴL における溶接電流波形とを点
対称とする場合は、入力部６０で前半部ＴF における溶
接電流波形のみを設定入力するだけで、制御部５６にお
いて自動的に後半部ＴL における溶接電流波形も設定さ
れることになり、設定入力が容易となる。また、正極側
と負極側とで電流が同じ大きさになるため、溶接トラン
スにおける偏磁を気にすることもなくなる。

【０４３０】また、本実施例の抵抗溶接装置によれば、
通電時間の前半部ＴF と後半部ＴLの個々の長さまたは
相対比を任意に選定できるため、両溶接箇所Ｐa ，Ｐb
に生成されるナゲットＮa ，Ｎb の個々の大きさおよび
相対比を任意に選定できる。ただし、このように通電時
間の前半部ＴF と後半部ＴL とを積極的にアンバランス
させるに際しては、溶接トランス４６に偏磁現象を来さ
ないように考慮する必要がある。偏磁現象を防止するに
は、たとえば本願出願人が特開昭６４−２２４７７号公
報で開示した磁気飽和防止技術を利用してよい。この磁
気飽和防止技術によれば、一次側電流の各パルスの立ち
上がり部と立ち下がり部との間の中間部について該中間
部の変化部分の電流変化量と基準変化量との差分から磁
気飽和の状態および程度または度合いを割り出し、両変
化量の差分が零になるようにスイッチング手段のスイッ
チング動作を制御してパルス幅を調整し、磁気飽和状態
または偏磁状態を精細かつ迅速に抑制することができ
る。この方式は、ソフトウェアで実現できるため、制御
部５６に組み込んでよい。

【０４４０】上記した実施例の抵抗溶接装置は、単相交
流を直流に変換する整流回路２８を備えている。上記し
たように、この整流回路２８によれば、１００Ｖの商用
交流から高圧（たとえば２８０Ｖ程度）の直流電圧を得
ることができる。しかし、三相整流回路を用いて、三相
交流を直流に変換することも可能である。スイッチング
手段３０の回路構成も一例であり、種々の変形が可能で
ある。また、一次側の電流Ｉ1 を検出する代わりに、二
次側の溶接電流Ｉ2 を検出してもよい。

【０４５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の抵抗溶接
方法または装置によれば、通電時間の前半部では双方向
通電型のスイッチング手段を一方の極性で連続的に高周
波スイッチングし、通電時間の後半部では該スイッチン
グ手段を他方の極性で連続的に高周波スイッチングする
ことにより、シリーズ溶接等において被溶接材の複数の
溶接箇所を短い通電時間でほぼ均一な溶接強度に同時接
合することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるシリーズ溶接用抵抗溶
接装置の回路構成を示す図である。

【図２】実施例の抵抗溶接装置における作用の一例を示
す波形図である。

【図３】実施例の抵抗溶接装置における作用の一例を示
す部分断面図である。

【図４】実施例の抵抗溶接装置における作用の別の例を
示す波形図である。

【図５】実施例の抵抗溶接装置における作用の別の例を
示す部分断面図である。

【図６】実施例の抵抗溶接装置における溶接電流波形の
設定例を示す図である。

【図７】従来の典型的なインバータ式抵抗溶接装置の回
路構成を示す図である。

【図８】シリーズ溶接において従来のインバータ式抵抗
溶接装置による不具合を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１０ 単相交流電源 ２０，２６ ダイオード ２４，２６ コンデンサ ２８ 整流回路 ３０ スイッチング手段 ３２，３４，３６，３８ スイッチング素子 ４６ 溶接トランス ４８，５０ 溶接電極 Ｗ1 ，Ｗ2 被溶接材 ５２ 電流センサ ５４ 電流検出回路 ５６ 制御部 ５８ 駆動回路 ６０ 入力部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被溶接材に第１および第２の溶接電極を
   互いに離れた位置で加圧接触させ、前記第１および第２
   の溶接電極の間で前記被溶接材に溶接電流を流すことに
   より、前記被溶接材を前記第１および第２の溶接電極の
   加圧接触位置にそれぞれ対応する第１および第２の溶接
   箇所にて接合するようにした抵抗溶接方法において、 商用周波数の交流を整流回路により直流に変換して双方
   向通電型のスイッチング手段に入力し、前記スイッチン
   グ手段の出力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コイルに得られる電圧を前記
   第１および第２の溶接電極に印加することにより二次側
   回路で前記溶接電流が流れるようにし、 通電時間の前半部では前記スイッチング手段を一方の極
   性で連続的に高周波スイッチングし、前記通電時間の後
   半部では前記スイッチング手段を他方の極性で連続的に
   高周波スイッチングすることを特徴とする抵抗溶接方
   法。
2. 【請求項２】 前記通電時間の前半部と後半部とはほぼ
   等しい長さの時間に設定されることを特徴とする請求項
   １に記載の抵抗溶接方法。
3. 【請求項３】 前記前半部における溶接電流の波形と前
   記後半部における溶接電流の波形とが前記通電時間内の
   所定の時点を中心点として互いに点対称となるように溶
   接電流の波形を設定することを特徴とする請求項２に記
   載の抵抗溶接方法。
4. 【請求項４】 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
   る第１および第２の溶接電極と、 通電時間の前半部では前記スイッチング手段を一方の極
   性で連続的に高周波スイッチングし、前記通電時間の後
   半部では前記スイッチング手段を他方の極性で連続的に
   高周波スイッチングするスイッチング制御手段とを具備
   することを特徴とする抵抗溶接装置。
5. 【請求項５】 前記スイッチング制御手段が、スイッチ
   ング・サイクル毎に前記溶接トランスの一次側の電流ま
   たは二次側の前記溶接電流を検出してその電流測定値を
   求める電流検出手段と、前記電流検出手段からの前記電
   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４に記載の抵抗
   溶接装置。
6. 【請求項６】 前記整流回路が、それぞれのアノード端
   子およびカソード端子が商用周波数を有する単相交流電
   源の一方の端子に接続されている第１および第２のダイ
   オードと、一方の端子が前記第１のダイオードのカソー
   ド端子に接続されるとともに前記スイッチング手段の一
   方の入力端子に接続され、かつ他方の端子が前記単相交
   流電源の他方の端子に接続されている第１のコンデンサ
   と、一方の端子が前記単相交流電源の他方の端子に接続
   され、かつ他方の端子が前記第２のダイオードのアノー
   ド端子に接続されるとともに前記スイッチング手段の他
   方の入力端子に接続されている第２のコンデンサとを含
   むことを特徴とする請求項４または５に記載の抵抗溶接
   装置。