JPH03283508A - 溶接用トランスおよびその製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、溶接用トランスおよびその製造方法に関し、
−層詳細には、例えば、インバータ式抵抗溶接機に用い
られる高周波用の溶接用トランスを一層小型化し、且つ
軽量化することを可能とする溶接用トランスおよびその
製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来から、例えば、自動車の生産ラインでは抵抗溶接に
よる溶接ロボットが多用されている。

この場合、抵抗溶接によるのは被溶接物に大電流を供給
する必要があるからである。

そして、この溶接ロボット用の溶接機としては、直流を
、−旦、高周波交流に変換し、この高周波交流を溶接用
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するインバータ式の直流
抵抗溶接装置が採用されている。高周波交流に変換する
理由は溶接用トランスを構成するトランスコアの断面積
が高周波交流の周波数と反比例の関係にあることを利用
して溶接用トランスを比較的小型・軽量に構成するため
である。

この種の溶接用トランスが、例えば、本出願人の出願に
係る実公昭６１−３３６２０号公報に開示されている。

この溶接用トランスは多数ターン巻回された一層コイル
と、トランスコアと、２ターンでセンタタップを有する
二次コイルとから構成されており、数１００Ｈｚ乃至１
ｋＨｚで実用に供されている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明はこのような技術に関連してなされたものであり
、さらに周波数を高めた際に生ずる表皮効果を克服する
ことにより一層の小型・軽量化が達成される溶接用トラ
ンスおよびその製造方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記の課題を解決するために、本発明の溶接用トランス
は、コイル単体を絶縁部材を介して複数個並設すること
によりコイルユニットを形成し、前記コイルユニットの
コイル単体を基板に穿設された孔部に嵌合させることに
より、同一のコイルユニットにおいて同一のターンを電
気的に接続し、前記のように構成されるコイルユニット
を複数個基板に配設して一次側または二次側コイルを形
成し、前記コイルユニットに対してコア部材と二次側コ
イルまたは一次側コイルを近接させることを特徴とする
。

また、本発明の溶接用トランスの製造方法は、導体に絶
縁部材を積層する第１の工程と、前記導体と絶縁部材と
を薄板状に切断する第２の工程と、前記切断された導体
と絶縁部材とをその軸線に沿って切断することによりコ
イル単体を得る第３の工程と、前記コイル単体を互いに
隣設させてコイルユニットを形成する第４の工程と、前
記コイルユニットを基板に組み込み、コイル単体を他の
コイル単体との間で電気的に接続する第５の工程と、前
記コイルユニットをコアに対して装着することにより溶
接用トランスを形成する第６の工程とを含むことを特徴
とする。

さらに、本発明の溶接用トランスの製造方法は、導体に
絶縁部材を積層する第１の工程と、前記導体と絶縁部材
とをその軸線に沿って切断する第２の工程と、前記切断
された導体と絶縁部材とを薄板状に切断してコイル単体
を得る第３の工程と、前記コイル単体を互いに隣設させ
てコイルユニットを形成する第４の工程と、前記コイル
ユニットを基板に組み込み、コイル単体を他のコイル単
体との間で電気的に接続する第５の工程と、前記コイル
ユニットをコアに対して装着することにより溶接用トラ
ンスを形成する第６の工程とを含むことを特徴とする。

［作用コ 第１の発明によれば、溶接用トランスの−次コイルを分
割絶縁導線で構成することにより、従来、−次コイルを
一本の平角導線で構成していたものに比し、この−次コ
イルの表面積が著しく大きくなり、従って、導線の全断
面積を比較的小さくできる。このため、表皮効果の発生
を回避して大容量の電流を流すことができ、且つ発熱の
抑制を図ることが可能である。

さらに、第２および第３の発明によれば、同軸的に設け
られた導体と絶縁部材とを薄板状にスライスしてコイル
単体を得、このコイル単体を電気的に接続することによ
りコイルユニットが製作されるとともに、このコイルユ
ニットがコアに対して組み込まれて、簡易に溶接用トラ
ンスが得られる。

［実施例］ 次に、本発明に係る溶接用トランスおよびその製造方法
について実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下
詳細に説明する。

先ず、−次コイルの製造方法について説明する。

薄板状の銅シート１０に両面に接着剤が塗布された絶縁
フィルム１２を積層する。次いで、例えば、合成樹脂性
からなる芯材１４に前記銅シート１０と絶縁フィルム１
２とを、第１図に示すように、巻回し、その後、破線で
示すように、ワイヤカット方法等を用いることにより芯
材１４とともに銅シートｌＯ１絶縁フィルム１２を、好
適には、１ｆｌｌｆｌ１幅で切断する。そして、薄肉状
の芯材１４を離脱させて空間部１６を画成する。次いで
、第１図に矢印で示すように、銅シー）１０と絶縁フィ
ルム１２の積層体をその軸線方向に沿って切断する。こ
の切断幅は後述する基板の厚さとほぼ同じである。この
結果、第２図の参照符号２０で示すコイル単体が得られ
る。

なお、予め、銅シート１０と絶縁フィルム１２の積層体
をその軸線方向に沿って切断し、次いで、ワイヤカット
方法等によりスライスしてコイル単体２０を得てもよい
。

次に、前記コイル単体２０を装着するための基板３０に
ついて説明する。第３図に示すように、板体３１と前記
板体３１に直交するように固着された互いに所定間隔離
間する板体３３ａ乃至３３ｄを有する。板体３３ａ乃至
３３ｄは夫々マトリックス状の孔部３２．３４．３６お
よび３７を有する。夫々の孔部３２．３４．３６および
３７は板体３１に直交する方向に石型の孔部列を有し、
且つ板体３１の長平方向に４ターンの孔部列を有する孔
部マ）　ＩＪフックス画成している。

そこで、この孔部マトリックスに前記コイル単体２０を
装着する。先ず、四つのコイル単体２０を互いに絶縁フ
ィルム３８を介して４層に積層しく第２図参照）、コイ
ルユニットを構成し、このコイルユニットを参照符号３
９ａ乃至３９ｄで示すように四つ用意する。そして、夫
々のコイルユニット３９ａ乃至３９ｄのコイル単体２０
を、第４図に示すように、一端部２０ａを他端部２０ｂ
に対して偏位させて孔部３２に挿入する。すなわち、一
つのコイル単体２０の他端部２０ｂは次なるコイル単体
２０の一端部と電気的に接続される。換言すれば、コイ
ル単体２０の最内側の巻回部位は次なるコイル単体２０
の最内側の巻回部位と電気的に接続され、次なる外側の
巻回部位も同様である。

第５図に、以上のように構成されたコイルユニッ）３９
ａ乃至３９ｄを夫々電気的に接続する板体３１の裏面側
を示す。板体３１の裏面には、夫々、図において上側に
４個のターミナル３１ａ乃至３１ｄが形成され、また、
下側に４個のターミナル３５ａ乃至３５ｄが形成されて
いる。図から諒解されるように、ターミナル３１ａとタ
ーミナル３５ｂが導体により接続され、ターミナル３１
ｂとターミナル３５ｃ１ターミナル３１Ｃとターミナル
３５ｄも同様に接続されている。ターミナル３１ｄ並び
にターミナル３５ａは、後述するインバータ邪に電気的
に接続されるものである。

なお、第２図にあって、参照符号４１ａは孔部３２に挿
入されたコイルユニッ）３９ａの、図において最左側の
コイル単体２０をターミナル３５ａに接続するフラット
ケーブルを示し、参照符号４１ｂ、４１Ｃおよび４１ｄ
は、夫々、孔部３４．３６．３７に挿入されたコイルユ
ニット３９ｂ、３９Ｃ，３９ｄとターミナル３５ｂ、３
５ｃおよび３５ｄを夫々電気的に接続するフラットケー
ブルを示す。さらに、参照符号４３ａ乃至４３ｄは孔部
３２．３４．３６．３７に挿入されたコイルユニッ）３
９ａ、３９ｂ。

３９Ｃおよび３９ｄの、図において最左側のコイル単体
２０をターミナル３１ａ乃至３１ｄに夫々電気的に接続
するフラットケーブルを示す。

このようにして複数のコイル単体２０からなるコイルユ
ニッ）３９ａ乃至３９ｄを固着した基板３０は、次に、
芯材１４を離脱させることによって生じた空間１６を利
用してコア４０．４２を装着する。そして、この−次コ
イルを構成するコイル単体２０に対して二次コイルを構
成する断面矩形からなる導体を係合させる。すなわち、
板体４８に保持される第１ダイオード５０の主面に電気
的に接続される断面矩形状の導体５２は基板３０側へと
水平方向に延在し、コア４０の空間部を通過した後、一
端屈曲して下方側へと指向し、さらに屈曲して前記第１
ダイオード５０側へと戻るようにして延在する。

そして、その端部は前記基板３０に対して平行に延在し
て後、再び上方へと立ち上がり、さらに前記基板３０に
平行に延在する。そして、さらにまた、前記基板３０に
指向して延在し、再び下降した後、第２のダイオード５
４と接する六角形状の板体５６に接する。この場合、板
体５６と板体４８との間にはボルトを挿通して第１ダイ
オード５０と第２ダイオード５４とをしっかりと挟持す
る。なお、前記導体５２の中間部分でセンタタップ５８
を立ち上がらさせておく。

次に、第９図の縦断面図に説明するように、導体５２に
は予め孔部５９を画成し、この孔部５９に冷却水を導通
せしめれば、このトランスを効果的に冷却できる。

第１０図に以上のように構成される溶接用トランスの回
路構成を示す。参照符号６０は整流回路であり、例えば
、この整流回路６０には三相交流４００ｖの電源が接続
されており、この整流回路６０で直流を得た後、インバ
ータ部６２で方形波を得、次いで、二次側から所定の直
流電流を取り出し、溶接ガン６４にこれを供給する。

前記のように、本実施例によれば、溶接用トランスの一
層側コイルを形成するにあたり、薄板状の導体に絶縁フ
ィルムを積層し、これを巻回させた後、その軸線に沿っ
て所定の空隙を画成するように切断し、次いで軸線に直
交させて極めて薄く切断するとともに、この薄く切断さ
れたコイル単体２０からなるコイルユニット３９ａ乃至
３９ｄをその一端部並びに他端部を介して基板３０を構
成する板体３３ａ乃至３３ｄに画成された孔部３２．３
４．３６および３７に挿入する。夫々の孔部３２．３４
．３６および３７ではコイルユニッ）３９ａ乃至３９ｄ
を構成するコイル単体２０が前記挿入作用を介して電気
的に接続されるために、結果的に、表面積の大きい多数
本の一層側用コイルユニットを得ることができる。

本実施例によれば、４ターンを有し、且つ四つのコイル
単体２０からなるコイルユニットを並設し、しかもこれ
をコア４０とコア４２に対して四組並設した状態で構成
している。この結果、溶接用電流を流す導体の表面積が
増大し、表皮効果に阻害されることなく、大電流を流す
ことができる。しかも、そのコイル単体の形成に対して
は単に銅板等の薄板部材を絶縁体を介して積層し、これ
を幅を極めて薄く切断するものであるために、簡便であ
るし、また、取り扱いも極めて容易である。

［発明の効果］ 以上のように、第１の発明によれば、溶接用トランスの
一層コイルを分割し、且つ絶縁された導線で構成してい
る。このため、例えば、従来技術において、−次コイル
を一本の平角導線で構成したものに比べると、この複数
の導線は一部コイルの表面積が全体として著しく大きく
なるために、表皮効果によって導体表面近傍のみ電流が
流れるという不都合を回避することが出来る。すなわち
、導体に対し全体として効率的に電流を流すことが可能
となる。しかも、前記のように構成されるコイルユニッ
トを基板に対して差し込んだ後、固定するだけで、バラ
ンスのとれた一次側コイルが得られるため、溶接の際に
安定してその動作を営まさせることができる。

また、構成が簡単であるために、故障も少なく廉価に製
造することが可能なばかりか、たとえ、故障したとして
も容易に部品の交換を行うことが可能である。従って、
溶接用トランスとして小型化が可能となるばかりか、極
めて軽量化を促進することが可能となる。

さらにまた、第２および第３の発明によれば、コイル単
体を前記のように薄板状の金属性板体に絶縁フィルムを
積層し、これを巻回したうえで極めて薄く切断して得る
ようにしている。従って、−挙に極めて表面積の大きい
コイル単体を得ることが可能となる。

本発明によれば、以上のように簡単に製造することがで
きるために、その製造コストも低廉化し、全体として廉
価な溶接用トランスを提供することが可能となる。

なお、本発明では、薄板状の導体に絶縁フィルムを積層
して巻回した後スライスする構成について説明したが、
例えば、同心状で且つ直径の異なる管状導体を絶縁フィ
ルムを積層した上で互いに嵌合することによっても同様
な効果が得られるコイル単体を得ることができ、これも
本発明に含まれることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る溶接用トランスを構成するコイル
単体の製造過程を示す斜視説明図、第２図は第１図によ
って示されるコイル単体を基板に挿入する状態の斜視説
明図、 第３図は第１図によって示されるコイル単体を基板に挿
入する前の状態の斜視説明図、第４図はコイル単体を基
板に挿入した状態の一部省略斜視説明図、 第５図は基板の裏面側の配線図、 第６図は前記コイル単体を基板に対して装着した状態で
さらに一次側と二次側とからなる溶接用トランスを組み
立てる際の斜視説明図、第７図は第６図に示す溶接用ト
ランスの平面図、 第８図は第６図並びに第７図に示す溶接用トランスの正
面図、 第９図は第７図のＡ−Ａ線断面図、 第１０図は第６図、第７図、第８図および第９図に示す
溶接用トランスの電気回路図である。 １０・・・銅シート １２・・・絶縁フィルム ４・・・芯材 ０・・・コイル単体 ０・・・基板 ０・・・第１ダイオ− ２・・・導体 ４・・・第２ダイオ− ０・・・整流回路 ２・・・インバータ部 ４・・・溶接ガン ド ド ＦｉＧ、９ Ｌｌ”１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）コイル単体を絶縁部材を介して複数個並設するこ
   とによりコイルユニットを形成し、前記コイルユニット
   のコイル単体を基板に穿設された孔部に嵌合させること
   により、同一のコイルユニットにおいて同一のターンを
   電気的に接続し、前記のように構成されるコイルユニッ
   トを複数個基板に配設して一次側または二次側コイルを
   形成し、前記コイルユニットに対してコア部材と二次側
   コイルまたは一次側コイルを近接させることを特徴とす
   る溶接用トランス。
2. （２）導体に絶縁部材を積層する第１の工程と、前記導
   体と絶縁部材とを薄板状に切断する第２の工程と、前記
   切断された導体と絶縁部材とをその軸線に沿って切断す
   ることによりコイル単体を得る第３の工程と、前記コイ
   ル単体を互いに隣設させてコイルユニットを形成する第
   ４の工程と、前記コイルユニットを基板に組み込み、コ
   イル単体を他のコイル単体との間で電気的に接続する第
   ５の工程と、前記コイルユニットをコアに対して装着す
   ることにより溶接用トランスを形成する第６の工程とを
   含むことを特徴とする溶接用トランスの製造方法。
3. （３）導体に絶縁部材を積層する第１の工程と、前記導
   体と絶縁部材とをその軸線に沿って切断する第２の工程
   と、前記切断された導体と絶縁部材とを薄板状に切断し
   てコイル単体を得る第３の工程と、前記コイル単体を互
   いに隣設させてコイルユニットを形成する第４の工程と
   、前記コイルユニットを基板に組み込み、コイル単体を
   他のコイル単体との間で電気的に接続する第５の工程と
   、前記コイルユニットをコアに対して装着することによ
   り溶接用トランスを形成する第６の工程とを含むことを
   特徴とする溶接用トランスの製造方法。