(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗溶接に使用可能なトランス用の２次コイルであって、
その端部が、ダイオードを直接搭載可能なマウント部を含んで構成されており、ダイオードを搭載するマウント面がコイル構成部分の断面よりも大きく構成されており、
２つの前記マウント面が側面視で斜め上方へ向けた２つの傾斜面に配置されていることからなる２次コイル
【請求項２】
マウント部が、盤上又は円盤状のダイオードを搭載するマウント面を有しており、
前記２つのマウント面が、側面視において上部を頂点とする傾斜面として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の２次コイル。
【請求項３】
２次コイルのコイル構成部分が、断面が正方形又は長方形であり、直線状部と略直角状曲部とから構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の２次コイル。
【請求項４】
端部とコイル構成部分とが一体的に形成され、シームレス構造となっていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の２次コイル。
【請求項５】
２次コイル全体がシームレス構造となっていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の２次コイル。
【請求項６】
請求項１から５に記載のいずれか１項に記載の２次コイルを備えたトランス。
【請求項７】
請求項５に記載のトランスを備えた電源装置、溶接用機器、又は産業用ロボット。
【請求項８】
請求項５に記載の２次コイルの製造方法であって、
マニシングセンターにより１つの銅ブロック隗からシームレスに２次コイル形状を削り出すことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として抵抗溶接に使用されるトランス（変圧器）の２次コイルに関する。また、２次コイルから出力された交流を直流へ整流する整流構成に関する。また、２次コイルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
主として抵抗溶接に使用される電源装置及においては、インバータ構成を備えるものが一般的によく用いられる。そして、トランスの１次側に設けられたインバータ回路によって高周波の交流電力を生成し、電圧変換され２次側に出力された高周波の交流を、直流電力に変換して電極側へ供給している。
【０００３】
２次側から出力された交流の直流電流への変換は、整流器を使用した直流変換回路（整流部）を介して行われる。整流器としては、最も一般的にはダイオードが複数使用され、全波整流が行われるものが多い。中でも、電源装置が抵抗溶接に用いられる場合、数万アンペアの大電流が必要とされるため、他の一般的な電源装置や変圧器・リアクトル等と比して、トランスには非常に大きな容量と耐性・効率性が要求される。大量の電力を使用することから、僅かな効率化でも最終的にはコスト的にも時間的にも非常に大きな差が生じることとなる。
【０００４】
通常、大容量が必要とされるトランスに用いられる２次コイルは、相応の太さ・強度が必要とされるため、いくつかの部材を溶接・蝋付け等で接続した構成が採られる（特許文献１参照）。そして、内部に導管が設けられ、冷却水等により冷却することが可能なように構成されているものが知られている。一般的なトランスの２次コイルと直流変換回路への接続は、例えば特許文献１（特に図６）に記載されているように、２次コイルの末端と、複数の各ダイオード間を、導線によって適宜接続し、整流部をカバー等でパッケージ化して構成する。
【０００５】
しかしながら、電源装置、特に抵抗溶接用の電源装置においては、より安定した大電流を提供しつつも、小型軽量化を実現し、少しでも効率化を図ることが要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５６７９７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本願発明は、効率が良く、かつ小型軽量化を実現したトランス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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、抵抗溶接に使用可能なトランス用の２次コイルであって、その端部が、ダイオードを直接搭載可能なマウント部を含んで構成されており、ダイオードを搭載するマウント面がコイル構成部分の断面よりも大きく構成されていることからなる。
また、マウント部が、盤上又は円盤状のダイオードを搭載するマウント面を有していることが好適である。
また、２つのマウント面が、互いに異なる向きに構成されているか、同一平面状に位置することが好適である。
また、２次コイルのコイル構成部分が、断面が正方形又は長方形であり、直線状部と略直角状曲部とから構成されていることが好適である。
また、端部とコイル構成部分とが一体的に形成され、シームレス構造となっていることが好適である。
また、２次コイル全体がシームレス構造となっていることが好適である。
【０００９】
さらに、本発明は、上述の２次コイルを備えたトランス、及び当該トランスを備えた電源装置、溶接用機器、又は産業用ロボットからなる。
さらに、本発明は、上述の２次コイルの製造方法であって、マニシングセンターにより１つの銅ブロック隗からシームレスに２次コイル形状を削り出すことからなる。
【００１０】
本発明においては、２次コイルの効率化と小型化の両立を図り、２次コイルの端部自体を、コイル構成部分断面よりもマウント面の面積，端部の太さ，厚み，一片の長さ又は直径を大きく形成し、ダイオードを直接接続することができるマウント面を有するマウント部として構成することに至ったものである。なお、コイル構成部分は、所謂巻き線としての線状部分を意味する。この構成を採用によれば、損失を減少させつつ変圧部と整流部を一体化することが出来る。すなわち、ダイオードと２次コイルとの間に用いられるタップ又は導線構成を排して小型化を可能にするだけでなく、各接続構成によって生じる損失をなくし、より大電流を安定して提供することを可能にするものである。特に、２次コイルの端部は、コイル構成部分又は端部へ向かう線状部分と一体的に形成され、シームレス（つなぎ目のない）構造となっていることが好適であり、さらには、２次コイルが全てシームレス構造で一体的に形成されていれば、損失を最小限にとどめることが出来る。この構成は、コイル構成部分をより細く設計することを可能にもする。端部は、板状の場合、１段又は複数段の土台のような形状である場合や、多角形状である場合、円盤状である場合など、ダイオードの種類や形状、コイルの位置などによって適宜選択が可能である。コイル構成部分は、断面が正方形又は長方形であり、いくつかの複数の直線状部と略直角状の曲部を備えた構成が採られ、全体として直方体状のような構成とされることが後述の製造と効率の観点から好適である。
【００１１】
２次コイルのコイル構成部分は、可能な限り細く構成され、内部に冷却管が設けられ、コイル自体の抵抗・発熱などによる損失の発生を減少すべく構成される。一方、端部は、ダイオードを直接接続することが出来るように、ダイオードを搭載する面の太さ・厚み又は径がコイル径又は断面の厚さ・長さに対してより大きく構成される。端部の形状はダイオードの形状やトランスの形状によって適宜構成されて良いが、円盤状・盤型のダイオードであれば、端部をダイオードの大きさより大きい面を備えた土台として形成して、ダイオードをマウントさせることが出来る。土台（マウント部）のマウント面は面状であれば目的を達成できるが、収納部分に凹部を設けるなど、他の形状を採用することも出来る。面の向きは、同一方向でも互いに異なる方向であっても良く、特に限定されない。２つのマウント面が同じ向きで同一面上に位置すれば、ダイオード以降の接続を同一面状から行うことに適している。面の向きが互いに異なる方向である場合は、ダイオードが互いに異なる向き又は相反する向きにマウントされ、一体化したトランスと整流部、およびそれ以降の設計をより自由にする。したがって、ロボットへの搭載も容易である。面の向きが互いに相反する向きである例としては、完全に相反して対抗している場合だけではなく、互いの面が外部へ一定の角度を有して配置されている場合など、ダイオード以降の配線を可能にする様々な形状を含みうる。本発明によれば、端部の大きさに制限はなく、複数のダイオードを各端部に設けることも可能である。盤状ではない他のダイオードを使用する場合も同様に、例えば土台となる端部に凹み部を設け、その中にマウントするような構成など、適宜設計することが可能である。
【００１２】
２次コイルの素材としては通常の２次コイルと同様に、一般的には銅が使用されるが、他の素材を排する趣旨ではない。ダイオードは、盤状であれば直接端部にマウントし、面状部分を有する板状・円盤状の支持部材を使用して挟み、ネジや他の公知の部材により固定して整流部を構成する。ただし、支持部材の形状は、板状・円盤状に限定されず、本発明の効果を奏する限り、様々な形状を採用することが可能である。ダイオードにかかる圧力を一定にするため、支持部材の外側には複数のスプリングを設けても良い。本発明の２次コイルが２ターンの場合には、中間タップ部を端部と同様に２次コイルと一体的に設けることが可能である。巻き数も、２ターンに限らず適用することが出来る。
【００１３】
本発明の２次コイルは、従来以上の小型化を達成できるため。マニシングセンターにより１つの銅ブロックから一体的に形成することが可能である。従来技術でこのような製造方法を想定すると、ロスが大きくコスト的にも資源的にも実現性はなかったが、本発明によれば、小型化しつつロスの小さい形状を採用できるために、この問題点を解決しつつ本発明の２次コイルに最も適した製造方法となるものである。すなわち従来は複数の部品により構成されつなぎ目を要していたが、本発明の製造方法によれば、２次コイル全体が全て一体的に構成されシームレスな２次コイルとして形成することが出来る。この結果、最小限の損失で電流を供給することが可能となる。冷却管もマニシングセンターにより同時に、又はその後にドリル等で孔開けすることにより設けることが出来る。冷却管は導入口から排出口までを循環させるために、孔開け後に必要な位置でネジ及び蝋付け等で塞ぐことが好ましい。このように例え冷却管を設けても、全体としてつなぎ目を存在させずに製造することが可能である。この製造方法によれば、２次コイルのコイル構成部分の断面は正方形又は長方形状であることが好適である。１次コイル及び鉄心は、従来から公知の様々な構成を採用することが可能であり、本発明の２次コイルは様々なトランスに応用することが可能である。
【００１４】
本発明の２次コイルを使用したトランスは整流部と一体化しており、電源構成の一部として、又はロボットに搭載することが可能である。より高効率に大電流の直流を提供することが可能であり、様々な目的に使用することが可能である。特に大電流が必要な場合、例えば抵抗溶接の場合に有用である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の２次コイルの以上の構成により、損失を最小限に抑え、小型化を実現し、整流部と一体化したトランスを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の１例を示す図である。
【図２】本発明の実施の１例を示す図である。
【図３】本発明の別の実施の１例を示す図である。
【図４】本発明の別の実施の１例を示す図である。
【図５】本発明の別の実施の１例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の例を、図面を参照して説明する。
図１及び図２は、本発明の実施の１例である。２次コイル１は、２ターンとして構成されており、コイル構成部分２によって構成される空間内に鉄心（コア）が配置される（図示せず）。コイル構成部分２は、その断面が内部に冷却管を備えた長方形であり、長辺30mm、短辺10mm程度を有する。コイル構成部分２は直線状部分と略直角状の角部分によって構成されることで全体として略直方体状を構成している。第１のターン部分３と第２のターン部分４を繋ぐ経路部分５については、直線的な形状、直角状又はいくつかの直方体を繋げた多角的形状により構成されている。さらに、経路部分５には中間タップ部分６の突出部分を備える。この中間タップ部分６も板状の直方体を構成し、溶接ガンなどとの接続に際し大電流に耐えるだけの接続面積を有している。中間タップ部分６には連結のための複数のネジ孔１１が設けられている。
【００１８】
２次コイル１の端部７，７'は、コイル構成部分２から延在して一体的に構成され。マウント部８，９を含んでいる。マウント部８，９は、板状に構成され、ダイオード６を搭載するに十分なマウント面１２を有し、コイル構成部分２の断面よりも広く構成されている。また、端部７，７'はマウント部８，９と、コイル構成部分２との連結部１０を有している。ここで、端部７，７'と経路部分５は、非常に近接してはいるが、互いに非接触である。
【００１９】
２次コイル１は、全体として一体的に形成されている。図面上は各部を明確にするために、２次コイル１のコイル構成部分２と端部７，７'は別部品が連結されているように見えるが、実際は連結されているのではなくシームレスに一体的に形成されている。製造方法としては、銅ブロックをマニシングセンターにより削り出すことで、一体的形成を行うことが出来る。全体的形状の削り出しの後、ドリル等でコイル構成部分に複数の孔を設けることで、内部の冷却管を設けることが可能である。循環のために、一部の孔は銅ネジ及び蝋付け等により塞がれる。この構成によれば、複数の部品の連結という構成が存在しないため、つなぎ目がないことにより損失が発生することがなく、効率が高まるものである。
【００２０】
マウント部８，９は、側面視で中央に隣接して配置されつつも、円盤状ダイオードのマウント面１２は互いに外向きに相反して構成されており、直接円盤状ダイオードを搭載することが可能である。この構成によれば、ダイオードを搭載してもコイル構成部分２の外枠内に収めることが可能で、小型化を図ることが出来る。さらにコイル構成部分２と距離おかずに、また他の部品を介さずにダイオードを搭載できるために、整流部と一体化が可能であり、例えば抵抗溶接用のトランスであればそのまま溶接ガンに接続させることが可能となっており、効率性が非常に高まるものである。マウント部８，９には、ダイオードを搭載後に挟むためのネジ孔１１が設けられている。
【００２１】
図３及び図４は、本発明の別の実施の１例である。基本的な構成は図１及び図２と同様であるが、端部７，７'の形状が異なる例である。端部７，７'は側面視（図３）において上部を頂点とする傾斜面を有し、斜め上方へ向けてダイオード１３を搭載することが出来るようになっている。この構成によれば、先の実施例とは異なる接続面の向きに対応することが出来る。
【００２２】
図５は、本発明の別の実施の１例である。基本的な構成は他の実施例と同様であるが、端部７，７'はマウント部８，９のマウント面１２が同一の向きで同一平面上に配置されており、必要となる接続が同一平面上に位置する場合に有用である。本実施例では端部７，７'がマウント部８，９のみからなっており、連結部１０は必要としていない。経路部分５のネジ孔１１は、接続先の状況により中間タップ等を追って接続することが必要な場合を想定して設けた例である。このように、接続に応じて２次コイルの形状は様々に設計することが出来る。
【００２３】
このように、２次コイル１は対応する接続面に応じて、適宜様々な端部形状を採用することが出来る。また、マウント部８，９を十分に広く採れば、１つの面に複数のダイオードを搭載することも可能であるし、角度を変えて一つの端部に２つのマウント面を設けて複数のダイオードを搭載することも可能である。また、円盤状以外にもダイオードの種類によってマウント部の構成を変えることも出来る。このように、本発明は小型化と効率化を両立しつつも、様々なタイプの接続面に対応させることが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１  ２次コイル
２  コイル構成部分
３  第１のターン部分
４  第２のターン部分
５  経路部分
６  中間タップ部分
７，７'  端部
８  マウント部
９  マウント部
１０  連結部
１１  ネジ孔
１２  マウント面
１３  ダイオード
【図１】
0006678513.tif 000002
【図２】
0006678513.tif 000003
【図３】
0006678513.tif 000004
【図４】
0006678513.tif 000005
【図５】
0006678513.tif 000006