专利名称：反相式电阻焊机用变压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及反相式电阻焊机用的安装有整流单元的焊接变压器。
图8表示反相式电阻焊机主要部件的电路结构。在焊接变压器(反相式电阻焊机用变压器)100中，初级侧线圈102与次级侧线圈104卷绕在铁心106上。初级侧中，初级侧线圈102的两个端子直接与一对变压器输入端子108A、108B连接。次级侧中，次级侧线圈104的两个端子分别通过整流单元110、112与一侧的输出端子114A连接，同时线圈的中心抽头与另一侧的输出端子114B连接。
反相器116的输入端子输入将商用频率的交流电压通过整流电路(图中未示出)整流得到的直流电。反相器116由转换单元例如巨型三极管构成。它将输入的直流通过高频的转换动作变换成脉冲状(矩形波)的高频交流。该反相器116的转换动作由控制电路118发出的控制信号进行控制。
反相器116输出的高频交流施加给变压器100的初级侧线圈102，则能在变压器100的次级侧线圈104得到降压的大电流高频交流。该次级侧线圈104中产生的高频交流由二极管110、112每半周期交替被整流，则在变压器输出端子114A、114B能得到114A侧为正极，114B侧为负极的直流电。这样，直流的次级电流(焊接电流)I通过焊接电极120、122流向被焊接件124、126，通过焦耳热量进行被焊接件124、126的焊接部的冶金接合。
如果是中型的反相式电阻焊机，从反相器116向焊接变压器100的变压器输入端子108A、108B输入例如1～2千赫、300伏、40～200安培的交流电，则能从焊接变压器100的变压器输出端子114A、114B向被焊接件124、126供给例如2～6千安培的直流焊接电流I。
图9及
图10表示现有的反相式电阻焊机用变压器的次级侧变压器的结构。图9及图10是该现有的次级侧变压器结构的侧面图及立体图。
在该焊接变压器中，次级侧线圈由二级重叠配置的两个厚铜板构成的“”字型线圈构件130、132构成。该“”字型的线圈构件130、132，各自作为单卷线圈安装在铁心(图中未示出)的周围，各自的两个端部及切口部都面向变压器中央部。
上侧的线圈构件130，其一侧端部(在图9及图10中为前面的端部)与由铜板构成的一块阳极共同连接构件134连接，同时另一侧端部(在图9及图10中为里面的端部)与由铜板构成的中心抽头构件136连接。下侧的线圈构件132，其一侧端部(在图9及图10中为前面的端部)与中心抽头构件136连接，同时另一侧端部(在图9及图10中为里面的端部)与由铜板构成的另一块阳极共同连接构件138连接。
各个阳极共同连接构件134、138的结构为具有平板状的支承部134a、138a；为了与线圈构件130、132的端部连接，从支承部134a、138a的外侧端部向线圈侧突出延伸的断面为“L”字型的连接部134b、138b(在图9及图10中138b在阴影处看不见)；为了与对面侧配置的数个二极管140的阳极端子相连接，而固定在支承部134a、138a内侧面的一对断面为“L”字型的连接部134c、138c。
在第一及第二阳极共同连接构件134、138的断面为“L”字型的连接部134c、138c的对面侧，由铜板构成的第一及第二断面为“”字型的阴极共同连接构件142、144被固定在由铜板构成的共同连接板146的内侧面，以便与各个突出边部相对的、断面为“L”字型的连接部134c、138c的突出边部对接。
在各断面为“”字型的阴极共同连接构件142、144的突出边部的各面，朝(连接)各个阴极端子固定安装设定数(图示的例子为一面八个)的二极管140。各二极管140的阳极端子，通过铜板的连接片141与对面侧的断面为“L”字型的连接部134c或138c的突出边部的各面结合。
在共同连接板146的外侧面，连接固定有铝构成的散热构件150的背面(内侧面)。在该散热构件150的表面(外表面)设有断面为锯齿状的散热片150a。
共同连接板146的两端折曲部与一对外部连接构件154、156的基础部结合。该外部连接构件154、156从散热构件150的侧方向一直延伸到散热片150a的正面，在正面中心部各自的前端部154b、156b结合成一体向正前方突出，从而形成一个变压器输出端子(114A)。
另一方面，中心抽头构件136的下端部与外部连接构件158的基础部结合。该外部连接构件158经过阳极共同连接构件134、138、二极管140、阴极共同连接构件142、144、共同连接板146及散热构件150的下边，一直延伸到散热片150a的正面，前端部158a从正面中心部稍下的位置向正前方突出，形成另一个变压器输出端子(114B)。
此外，图中未示出，铁心由“日”字型硅钢板构件构成。准备一对沿着“日”字的纵向切开成两个相似的“E”字型的硅钢板构件，或一块“E”字型硅钢板构件和一块“I”字型硅钢板构件，在“E”字型构件的中心突出部绕有初级侧线圈，在其上部(四周)设有次级侧线圈构件，将两构件对接即形成“日”字型铁心，铁心的外周面用扁钢捆紧，如此构成了变压器组件。
由于这种变压器多搭载在自动装置支架的前端部，故通常将变压器输出端子(114A、114B)从变压器的一端部向轴方向伸出。所述现有的变压器，由构成变压器输出端子(114A、114B)的外部连接构件(154、156)及外部连接构件158的前端部(154a、156a)、158a从散热片150a的正面向前方突出而构成。
在上述现有的变压器中，各二极管140产生的大量热，通过阴极共同连接构件142、144及共同连接板146被散热构件150吸收，被吸收的热从散热片150a向大气排出。为提高散热效果，通常通过风扇(图中未示出)供给散热片150a气冷用风。然而，由于外部连接构件(154、156)、158盖住了散热片150a，故妨碍了散热片150a的散热作用。
另外，上述现有的变压器，从共同连接板146的上端部及下端部到散热片150a的正面，绕有一对外部连接构件154、156，两外部连接构件154、156的前端部154a、156a结合成一体。之所以使用上下一对的外部连接构件154、156，为的是使向共同连接板146的背部纵方向配置的多个(64个)二极管140施加的外加电压能均匀到达其上部侧和下部侧。该外部连接构件154、156的前端部154a、156a互相的结合采用钎焊。不能使用螺栓连接或焊接。因为若采用焊栓连接，由于面接触不均匀，容易产生电化学腐蚀。另外，由于由铜板构成的外部连接构件154、156电阻值小，且热传导率高，即便电流流过亦不能充分发热，故不能进行电阻焊。因此，钎焊能使铜板相互很好地结合。然而，钎焊作业非常费事，需要有熟练的技巧。
此外，该外部连接构件154、156的导体长度很长，与另一个外部连接构件158之间形成一个很大的环道，进而次级侧电感变大。
另外，在上述现有的变压器中，整流单元使用的是肖特基二极管140。由于没有大容量的肖特基二极管，故必须并列连接数个现有的小容量肖特基二极管，才能确保所需的整流单元能力。此外，为安装这些数个二极管140，在阳极共同连接构件134上设有断面为“L”字型的连接部134b、138b；在共同连接板146粘接有断面为“”字型的阴极共同连接构件142、144。总而言之，上述现有的变压器，结构复杂，零配件及组装工序多，且维修麻烦。
本发明是鉴于现有技术存在的问题点而施行的，其目的在于提供一种零配件少，组装工序简单，次级侧电感小的反相式电阻焊机用变压器。
为了达到上述目的，本发明第一种结构的反相式电阻焊机用变压器为将从反相器流入的交流电输入给初级侧线圈，再从与次级侧线圈连接的整流单元输出直流电的反相式电阻焊机用变压器，包括设有整流单元安装面的散热构件；通过导电性的共同连接板被安装在上述散热构件的整流单元安装面上，且各自一侧的端子与上述共同连接板相连接的第一及第二整流单元；从上述整流单元安装面看，被安装在上述散热构件一侧的侧面，通过中心抽头构件互相连接的第一及第二次级侧线圈构件；为了将上述第一次级侧线圈构件的端部与上述第一整流单元的另一侧端子进行电气连接，从上述散热构件一侧的侧面向上述整流单元安装面的正面延伸的导电性的第一内部连接构件；为了将上述第二次级侧线圈构件的端部与上述第二整流单元的另一侧端子进行电气连接，从上述散热构件的一侧的侧面向上述整流单元安装面的正面延伸的导电性的第二内部连接构件；从上述整流单元安装面看设置于上述散热构件另一侧侧面的第一及第二输出端子；为了将上述共同连接板与上述第一输出端子进行电气连接，从上述共同连接板的一端部突出延伸到上述散热构件另一侧侧面的导电性的第一外部连接构件；为了将上述中心抽头构件与上述第二输出端子进行电气连接，从上述散热构件一侧的侧面经过上述整流单元安装面的正面，延伸到上述散热构件另一侧的侧面的导电性的第二外部连接构件。
本发明第二种结构的反相式电阻焊机用变压器为在上述第一种结构的反相式电阻焊机用变压器中，在上述整流单元的一对相对面上，分别设有各个上述整流单元的上述一侧的端子和上述另一侧的端子。
本发明第三种结构的反相式电阻焊机用变压器为在上述第二种结构的反相式电阻焊机用变压器中，在上述散热构件的整流单元安装面上，互相在纵方向上留有间隔，在各自的横方向并列配置一个或数个上述第一整流单元和上述第二整流单元。
本发明第四种结构的反相式电阻焊机用变压器为在上述第一到第三的任何一种结构的反相式电阻焊机用变压器中，上述散热构件在上述整流单元安装面与相对侧面设置有散热用散热片。
附图的说明如下图1是表示本发明一实施例涉及的反相式电阻焊机用变压器整体结构的平面图；图2是表示实施例涉及的变压器整体结构的侧面图；图3是表示实施例涉及的次级侧变压器结构的侧面图；图4是表示实施例涉及的次级侧变压器结构的立体图；图5是表示实施例涉及的次级侧变压器结构的局部切口的立体图；图6是表示实施例涉及的次级侧变压器结构的立体图；图7是表示实施例涉及的次级侧变压器结构的局部切口的立体图；图8是表示反相式电阻焊机主要部件电路结构的电路图；图9是表示现有的反相式电阻焊机用变压器的次级侧变压器结构的侧面图；图10是表示现有的反相式电阻焊机用变压器的次级侧变压器结构的立体图。
下面，参照图1-图7说明本发明的实施例。
图1及图2，表示本发明一实施例涉及的反相式电阻焊机用变压器的整体结构。图1是该变压器的平面图，图2是该变压器的侧面图。
该焊接变压器被安装在箱体10中。箱体10的一个侧面上安装有输入端子12A、12B，输出端子14A、14B从相对的另一个侧面伸出。输入端子12A、12B与反相器116(图8)的输出端子相连接，输出端子14A、14B与焊接电极120、122(图8)相连接。
在箱体10内，从中心部到靠近输入端子12A、12B的位置设置有变压器组件16。该变压器组件16与复绕在铁心18的初级侧线圈构件20，以及单绕的次级侧线圈构件22、24安装成一体。初级侧线圈构件20的两端，分别通过电缆26A、26B与输入端子12A、12B连接。
铁心18与现有的一样，由“日”字型硅钢片构件组成。例如，准备一对“E”字型硅钢片构件，就象沿着“日”字的纵向切开一样，在“E”字型构件的中心突出边部，绕有初级侧线圈构件20，在其上部(四周)设有次级侧线圈构件22、24，将两个“E”字型构件对接即形成“日”字型的铁心18，铁心18的外周面用扁钢18a紧固，这样就组成了变压器组件16。
在变压器组件16与输出端子14A、14B之间，配置有由大容量的硅二极管构成的数个整流单元28，由铝构成的散热构件30，以及供给该散热构件30气冷风的风扇32等。并且，在箱体10的侧面设置有通气孔(图中未示出)。
图3-图7表示本实施例涉及的变压器中的次级侧的变压器结构。图3是该次级侧变压器结构的侧面图，图4及图6是从不同方向看该次级侧变压器结构的立体图，图5及图7是从不同方向看该次级侧变压器结构的局部切口的立体图。
两个次级侧线圈构件22、24由厚铜板构成，各自两端部及切口部向变压器中心部呈“”字型弯曲，并列回卷至铁心18的中心边部(图中未示出)。
第一次级线圈构件22，其一侧端部(在图4及图5中为上侧端部)22a与由铜板构成的断面为“L”字型的第一阳极共同连接构件34的基础部(短边部)34a用螺栓36连接，另一侧端部(在图4及图5中为下侧端部)22b与由铜板构成的中心抽头构件38的第一突片状连接部38a用螺栓40连接(图7)。
第二次级线圈构件24，其一侧端部(在图4及图5中为上侧端部)24a与中心抽头构件38的第二突片连接部38b用螺栓42在接，另一侧端部(在图4及图5中为下侧端部)24b与由铜板构成的断面呈“L”字型的第二阳极共同连接构件44的基础部(短边部)44a用螺栓46连接(图7)。
散热构件30具有矩形散热基板30a，该基板30a的平坦侧面为整流单元安装面30b，另一侧面设有断面呈梳齿状的散热片30c。第一及第二次级侧线圈构件22、24设置在从散热构件30的整流单元安装面30b看为一侧的侧面(在图4及图5中为右手边)。
该散热构件30的整流单元安装面30b上，分别用螺栓58呈可拆装状安装有通过由铜板构成的阴极共同连接构件48而安装的四个大容量硅二极管50、52、54、56。各二极管50、52、54、56具有树脂制的箱状罩，设在该罩底面的板状阴极端子50a、52a、54a、56a与阴极共同连接板48粘合(连接)。
各个二极管50、52、54、56的罩上面，设有具有螺钉孔的两个板片状阳极端子50b、52b、54b、56b(图5)。
在散热构件30的整流单元安装面30b的上半部横向排列设置的第一二极管50、52的阳极端子50b、52b，与第一阳极共同连接构件34的中心及前端部(长边部)34b用螺栓60连接。
在整流单元安装面30b的下半部横向排列设置的第二二极管54、56的阳极端子54b、56b，与第二阳极共同连接构件44的中心及前端部(长边部)44b用螺栓62连接。
在从整流单元安装面30b看为另一侧的侧面(在图4及图5中为左手边)，阴极共同连接板48的一个端部48a沿散热构件30的一个端面折曲成直角，该折曲端部48a与断面成“L”型的第一外部连接构件64的基础部(短边部)64a用螺栓66固定。该第一外部连接构件64的长边部64b，从阴极共同连接板48的折曲端部48a垂直(向左手的前方)突出，构成第一变压器输出端子14A。
中心抽头构件38，位于第一突片状连接部38a附近，设有向第一次级侧线圈构件22的外侧突出的第三突片状连接部38c。该第三突片状连接部38c与第二外部连接构件68的基础部68a用螺栓70固定。该第二外部连接构件68的中间部68b，经过散热构件30的整流单元安装面30b的正面，一直向另一侧的侧面(左手方向)延伸，断面为“L”字型的前端68c从该中间部68b的端部向前方延伸。该第二外部连接构件68的前端部68c构成第二变压器输出端子14B。
本实施例的变压器电路结构，与图8的焊接变压器100的电路结构等效。由反相器116输入的高频交流脉冲，通过输入端子12A、12B以及电缆26A、26B，施加给初级侧线圈构件20时，则在次级侧线圈构件22、24的端子22a、24b之间产生通过铁心18产生的诱导电动势的高频交流脉冲。
次级侧的交流脉冲，在正极性的半周施加给第一二极管50、52顺方向的电压，施加给第二二极管54、56逆方向的电压。第一二极管50、52导通时，则会产生如下路径的次级电流第一次级侧线圈构件22→第一阳极共同连接板34→第一二极管50、52→阴极共同连接板48→第一外部连接构件64→第一变压器输出端子14A(64b)→焊接电极120→被焊接件124、126→焊接电极122→第二变压器输出端子14B(68c)→第二外部连接构件68→中心抽头构件38→第二次级侧线圈构件24。
次级侧的交流脉冲，在负极性的半周施加给第一二极管50、52逆方向的电压，施加给第二二极管54、56顺方向的电压。第二二极管54、56导通时，则会产生如下路径的次级电流第二次级侧线圈构件24→第二阳极共同连接板44→第二二极管54、56→阴极共同连接板48→第一外部连接构件64→第一变压器输出端子14A(64b)→焊接电极120→被焊接件124、126→焊接电极122→第二变压器输出端子14B(68c)→第二外部连接构件68→中心抽头构件38→第一次级侧线圈构件22。
次级侧线圈构件22、24为单绕线圈，电感非常低，且包含次级侧线圈构件22、24在内的次级侧导电构件的大部分由电阻值低的铜构成，故次级侧电路产生相当大的次级电流。因此，各个二极管50、52、54、56产生相当大的热量。各二极管50、52、54、56产生的热量，通过阴极共同连接板48被散热构件30的吸收，然后从散热构件30的散热片30c向大气中散出。通过气冷风扇32向散热片30c提供风，使散热效果提高。
本实施例的变压器结构为从散热构件30的整流单元安装面30b看，在其一侧的侧面(在图4及图5中为右手边)设置有次级侧线圈构件22、24；在其另一侧的侧面(在图4及图5中为左手边)设置有变压器输出端子14A、14B；在从变压器输出端子14A、14B侧的散热构件30的一个侧面附近的阴极共同连接板48的一个端部48a到第一变压器输出端子14A突出延伸设置的第一外部连接构件64；在从存在散热构件30一侧侧面(右手边)的中心抽头构件38的第三突片状态连接部38C向散热构件30的另一侧侧面(右手边)的第二变压器输出端子14B延伸的经过整流单元安装面30b的正面设置的第二外部连接构件68。
上述结构，确保变压器的基本(标准)形态为在散热构件的两侧设置有次级侧线圈构件和变压器输出端子，同时由于在散热风扇30C的周围不配置任何的导电构件，故散热效果高，同时实现了变压器零配件数尽可能少，且尽可能的小型化、简洁化。
此外，用于将阴极共同连接板48的一侧端部48a连接到第一变压器输出端子14A的第一外部连接构件64由最低限的长度构成，且电压降小，故自二极管50、52、54、56施加的电压不会产生实质的波动。另外，也不必从阴极共同连接板48的相对侧的端部引出另一个第一外部连接构件64。从而，不需要钎焊两块铜板(连接构件)的接合工程。
另外，由于在第一外部连接构件64与第二外部连接构件68之间形成的环道小，故次级侧电感小。
此外，在本实施例的变压器中，整流单元使用了大容量的硅二极管50～56，两个为一组共四个，由此，可以获得相当于现有变压器(图9及图10)中64个肖特基二极管140的整流能力。
另外，安装在散热构件30的整流单元安装面30b上的二极管的个数、设置位置、排列类型等根据使用电流的大小选定。根据二极管的结构及次级侧电路的规格，可以逆转二极管的方向(阳极与阴极的位置关系)。
上述实施例中散热构件30的结构，尤其是散热风扇30C的结构只是其中一例，还可以采用多种的散热结构。次级侧线圈构件22、24及中心抽头构件38的形状也可以有种种变化，可以把各单独构件形成一体，也可以进一步细分。
另外，根据需要，可以不将变压器输出端子14A(64b)、14B(68c)设置在从散热构件30看与次级侧线圈构件22，24相反的一侧，而设置在与其几乎成直角的方向(例如图4及图5的上方)。
如上所述，根据本发明涉及的反相式电阻焊机用变压器，在从设置在散热构件的整流单元安装面看位于散热构件一侧的侧面设置有次级侧线圈构件，同时在其另一侧的侧面设置有变压器输出端子，次级侧线圈构件、整流单元、散热构件、连接变压器输出端子间的导电性连接构件均设置在最佳位置或是最佳电路上，因此，在可以减少零配件、简化组装工序的同时，又能减小次级侧的电感。
权利要求
1.一种反相式电阻焊机用变压器，所述变压器为将从反相器流入的交流电输入给初级侧线圈，通过与次级侧线圈连接的整流单元输出直流电的反相式电阻焊机用变压器，其特征在于它包括具有整流单元安装面的散热构件；通过导电性的共同连接板安装在上述散热构件的整流单元安装面上，且各自一侧的端子与上述共同连接板连接的第一及第二整流单元；从上述整流单元安装面看，设置在上述散热构件一侧的侧面，通过中心抽头构件互相连接的第一及第二次级侧线圈构件；为在上述第一整流单元的另一侧端子上电气连接上述第一次级侧线圈构件的端部，从上述散热构件一侧的侧面向上述整流单元安装面的正面延伸的导电性的第一内部连接构件；为在上述第二整流单元的另一侧端子上电气连接上述第二次级侧线圈构件的端部，从上述散热构件一侧的侧面向上述整流单元安装面的正面延伸的导电性的第二内部连接构件；从上述整流单元安装面看设置于上述散热构件的另一侧侧面的第一及第二输出端子；为在上述第一输出端子上电气连接上述共同连接板，从上述共同连接板的一侧端部突出延伸到上述散热构件的另一侧侧面的导电性的第一外部连接构件；为在上述第二输出端子上电气连接上述中心抽头构件，从上述散热构件的一侧侧面经过上述整流单元安装面的正面，延伸到上述散热构件的另一侧侧面的导电性的第二外部连接构件。
2.如权利要求1所述的反相式电阻焊机用变压器，其特征在于，各个上述整流单元的上述一侧的端子与上述另一侧的端子分别设于上述整流单元的一对相对应的面上。
3.如权利要求2所述的反相式电阻焊机用变压器，其特征在于，上述第一整流单元与上述第二整流单元，在上述散热构件的整流单元安装面上互相在纵方向留有间隔，各自在横方向并列配置一个或者数个。
4.如权利要求1至3的任何一项所述的反相式电阻焊机用变压器，其特征在于，上述散热构件在上述整流单元安装面与相对侧面上安装有散热用的散热片。
全文摘要
一种反相式电阻焊机用变压器，其结构为在散热构件的整流单元安装面一侧的侧面设有次级侧线圈构件；在另一侧的侧面设有第一及第二变压器输出端子；第一外部连接构件从阴极共同连接板的一端部向第一变压器输出端子突出延伸；第二外部连接构件从存在于散热构件一侧侧面的中心抽头构件的第三突片状连接部经过整流单元安装面的正面向散热构件另一侧面的第二变压器输出端子延伸，旨在减少零件数量，简化组装工序，减少次级侧的电感。
文档编号H01F38/00GK1158020SQ9612324
公开日1997年8月27日 申请日期1996年12月19日 优先权日1995年12月20日
发明者由良良 申请人:宫地技术株式会社