JP2009248100A - トーチ - Google Patents

Abstract

【課題】取り付けた火口に対し一度火炎の調整をした後は、各ガスの流量調整部材を操作することなく、簡単な操作で火炎の形成、消火を行えるようにする。
【解決手段】火口Ｂを装着する器頭部２と、ガス混合部１５と燃料ガス調整部材９との間に形成された燃料ガス通路１２ａ、１２ｂと、ガス混合部１５と酸素ガス継手８との間に形成された酸素ガス通路１１ａ〜１１ｃと、弁座２０ｃ、弁体２４を収容した弁室２０ａ、ステム２８を収容したステム室２０ｂを設けた各弁機構２０、２１と、回動可能に構成され露出したステム２８と係合し回動に応じて各ステムを移動させて弁体２４を弁座２０ｃから離隔させるダイヤル２２を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明はガス切断火口又はガス溶接火口を取り付けて手操作のもとに目的の作業を行う手動のトーチに関し、特に、火口に対する点火時の操作を簡単に行えるようにしたトーチに関するものである。

鉄工場や建築現場などの鉄材を扱う現場では、鉄材を切断したり溶接するために作業員が手で持って操作するトーチ（ハンドトーチともいう）を用いることが多い。

このようなトーチには、作業員が把持する把持部があり、この把持部の一端にアセチレンガスやプロパンガス等の燃料ガスのホースを繋ぎ込むガス継手と、酸素ガスのホースを繋ぎ込む酸素継手が設けられており、特にガス継手にはニードル弁によって構成されたガス流量調整部材が設けられている。また把持部の他端側にはニードル弁によって構成された酸素流量調整部材が設けられ、このニードル弁の出口側に燃料ガスを吸引して混合するガス混合部が設けられている。そして、各継手からガス混合部までの間に夫々燃料ガス通路、酸素ガス通路が設けられている。

また、ガス混合部の出口側にはパイプからなる混合ガス通路が設けられており、該混合ガス通路の末端に器頭部が接続され、この器頭部に火口を着脱し得るように構成されている。特にトーチが切断トーチである場合、混合ガス通路と並行してパイプからなる切断酸素通路が設けられており、該切断酸素通路の一端が器頭部に接続され、他端が把持部に設けられ且つ酸素ガス通路と連通した開閉弁に接続されている。

上記の如く構成されたトーチでは、器頭部に火口を取り付けると共に、各継手に酸素ガスホース、燃料ガスホースを繋ぎ込み、ガス流量調整部材を開いて火口から燃料ガスを噴出させて点火し、その後、酸素流量調整部材を操作して酸素ガスの流量を調整することで、火口に中性炎を形成することが可能である。従って、形成した火炎によって被加工材を加熱しつつ、切断或いは溶接作業を進めることが可能となる。そして、目的の作業が終了したとき、各流量調整部材を閉止して消火する。

上記の如く、火口に対する火炎の形成、消火の都度、ガス流量調整部材と酸素流量調整部材の操作を行うことが必要となる。このため、トーチの操作が繁雑になるという問題が生じている。

火炎の形成及び消火を容易に行うため、例えば特許文献１、２に開示されているような流体開閉バルブが提案されている。これらの技術は、バルブ本体の内部に弁体をスプリングを介して摺動自在に設けておき、この弁体をレバーを利用して摺動させることで開閉を行えるようにしたものである。

特公昭６３−３４３５３号公報 特公平２−２０４６号公報

上記各特許文献に記載された発明は、手動トーチと比較して寸法的に余裕のある自動走行し得る台車に搭載したトーチの制御を目的としている。このため、上記した手動トーチの問題を解決するために、各特許文献に記載された発明を適用しようとしても、構造上適用できないという問題が生じている。

一方、手動のトーチに於ける火口に対する点火、消火を行う際の操作を簡単にすることは相変わらず要求されているのが実状である。

本発明の目的は、取り付けた火口に対し一度火炎の調整をした後は、各ガスの流量調整部材を操作することなく、簡単な操作で火炎の形成、消火を行えるようにしたトーチを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係るトーチは、火炎を形成して被加工材を加熱しつ
つ目的の作業を行う火口を装着する器頭部と、燃料ガスの供給部と、燃料ガスの流量を調整する燃料ガス調整部材と、酸素ガスの供給部と、酸素ガスの流量を調整する酸素ガス調整部材を有し酸素ガスの流量を調整しつつ燃料ガスとの混合ガスを形成するガス混合部と、前記ガス混合部と燃料ガス調整部材との間に形成された燃料ガス通路と、前記ガス混合部と酸素ガス供給部との間に形成された酸素ガス通路と、前記器頭部とガス混合部との間に形成された混合ガス通路と、を有するトーチに於いて、前記燃料ガス通路及び酸素ガス通路の互いに接近した位置であって夫々の通路を横断する方向に、弁座を境界として一方側に弁室を設けると共に他方側にステム室を設け、前記弁室には弁座に対し離隔又は接近する弁体と該弁体を弁座方向に付勢する付勢部材を収容すると共に対応する燃料ガス通路又は酸素ガス通路を開口させ、前記ステム室には一端が弁体と係合し他端がトーチの外部に露出したステムを移動可能に配置すると共に対応する燃料ガス通路又は酸素ガス通路を開口させ、更に、前記トーチに対して回動可能に構成され前記トーチの外部に露出したステムと係合し回動に応じて各ステムを移動させて弁体を弁座から離隔させるダイヤルを有し、前記ダイヤルの回動に応じて前記各ステムを介して各弁体を弁座から離隔又は当接させて弁室とステム室とを導通し又は遮断することで、燃料ガス通路及び酸素ガス通路を連通又は遮断するように構成したものである。

本発明に係るトーチでは、燃料ガス通路と酸素ガス通路の互いに接近した位置に夫々弁材を境界として一方側に弁体を設けた弁室を、他方側にステムを設けたステム室を、設けると共に各室に対応する通路を開口させ、トーチの外部に回動可能なダイヤルを設けて該ダイヤルに各ステムを係合させてダイヤルの回動に応じてステムを移動させて弁体を弁座に対して離隔又は当接させるように構成したので、ダイヤルの回転に応じて各ガス通路の開閉を行うことができる。

このため、器頭部に火口を取り付けて最初の火炎を形成する際に、燃料ガス調整部材、酸素ガス調整部材を調整した後は、ダイヤルの回動によって火口に対する燃料ガス及び酸素ガスの供給又は停止を行うことができる。従って、一度取り付けて火炎を調整した後は火口を交換しない限り、ダイヤルを回動するという簡単な操作で、火炎の形成、消火を行うことができる。

以下本発明に係るトーチの好ましい実施形態について図を用いて説明する。図１はトーチの全体構成を説明する図であり（ａ）は外観図、（ｂ）は断面図である。図２はトーチの要部を説明する図でありダイヤルを含む平面図と弁部分の断面図である。図３はダイヤルの構成を説明する図である。

先ず、図１〜図３に示すようにトーチＡは、作業員が手で把持して操作するように構成されたものであり、一方側にパイプ状に形成された把持部材１が設けられ、他方側に火口Ｂを着脱する器頭部２が設けられている。把持部材１の器頭部２側には分配部材３が配置されており、この分配部材３に後述する弁室、ステム室を含む弁部が配置されている。分配部材３と器頭部２とは並行して配置された２本のパイプによって接続され、下側のパイプに混合ガス通路４が、上側のパイプに切断酸素通路５が設けられている。

把持部材１の端部には、燃料ガスが供給される燃料ガス継手７と、酸素ガスが供給される酸素継手８が設けられている。前記燃料ガス継手７に連続してニードル弁によって構成された燃料ガス調整部材９が配置されている。そして酸素継手８と分配部材３、燃料ガス調整部材９と分配部材３、が夫々独立したパイプ１０によって接続されている。

分配部材３には、酸素継手８と接続された酸素ガス通路１１ａ、ガス混合部１５と接続された酸素ガス通路１１ｂ、切断酸素バルブ１６と接続された酸素ガス通路１１ｃ、及び燃料ガス調整部材９と接続された燃料ガス通路１２ａ、ガス混合部１５と接続された燃料ガス通路１２ｂが形成されている。

そして、酸素ガス通路１１ａと酸素ガス通路１１ｂ、１１ｃとが交差する部位に後述するように構成された酸素側弁機構２０が配置され、燃料ガス通路１２ａと燃料ガス通路１２ｂとが交差する部位に酸素側弁機構２０と同様に構成された燃料ガス側弁機構２１が配置されている。

ガス混合部１５は、ニードル弁によって構成された酸素ガスの流量を調整するための酸素ガス調整部材１７と、インジェクター１８と、を有して構成されており、酸素ガス調整部材１７を操作して酸素ガスをインジェクター１８に供給することによって、該インジェクター１８を介して燃料ガスを吸引すると共に両ガスを混合させた混合ガスを生成する。この場合、混合ガスは燃料ガスと酸素ガスが完全燃焼する混合比率となっている。

従って、燃料ガス調整部材９を操作して所定流量の燃料ガスを供給すると、供給された燃料ガスはガス混合部１５、器頭部２を経て火口Ｂから噴射するため、噴射した燃料ガスを点火することで、燃料ガスのみが燃焼する炭化炎が形成される。そして、酸素ガス調整部材１７を操作してガス混合部１５に供給される酸素ガスの流量を調整することで、火口Ｂから噴射されるガスを燃料ガスと酸素ガスとの混合ガスとし、点火されている炭化炎を中性炎（燃料ガスが完全燃焼して形成される火炎）とすることが可能である。

次に酸素側弁機構２０と燃料ガス側弁機構２１の構成について説明する。尚、酸素側弁機構２０の構造と燃料ガス側弁機構２１の構造は実質的に同じであるため、代表して酸素側弁機構２０について説明する。

酸素側弁機構２０と燃料ガス側弁機構２１は互いに接近した位置に設けられており、これらの弁機構２０、２１を結ぶ線の中心にダイヤル２２を締結するためのねじ穴２３が形成されている。即ち、各弁機構２０、２１は、ねじ穴２３に締結されたダイヤル２２の直径の範囲内に配置されている。

分配部材３に形成された酸素ガス通路１１ａ〜１１ｃの延長方向（各通路の軸方向）、燃料ガス通路１２ａ、１２ｂの延長方向（各通路の軸方向）に対し直交する方向に、径の大きい弁室２０ａと、弁室２０ａと同じ軸に径の小さいステム室２０ｂが形成されており、弁室２０ａに開口するステム室２０ｂの周囲に弁座２０ｃが形成されている。

弁室２０ａには酸素継手８に接続された酸素ガス通路１１ａが接続されており、ステム室２０ｂに酸素ガス調整部材１７、ガス混合部１５に接続された酸素ガス通路１１ｂ、及び切断酸素バルブ１６と接続された酸素ガス通路１１ｃが接続されている。同様に、燃料ガス側弁機構２１の弁室２１ａには燃料ガス調整部材９と接続された燃料ガス通路１２ａが接続されており、ステム室２１ｂにはガス混合部１５と接続された燃料ガス通路１２ｂが接続されている。

弁室２０ａには弁体２４が該弁室２０ａの内部を軸方向に移動可能に収容されている。この弁体２４はばね２５によって弁座２０ｃ方向に付勢されており、弁座２０ｃに圧接して弁室２０ａとステム室２０ｂとの連通を遮断し、弁座２０ｃから離隔したとき弁室２０ａとステム室２０ｂを連通させて酸素ガス通路１１ａ〜１１ｃ（燃料ガス通路１２ａ、１２ｂ）を連通させる。

ステム室２０ｂにはステム２８が該ステム室２０ｂの内部を軸方向に移動可能に収容されており、該ステム２８の端部２８ａが分配部材３から突出しており、他方の端部が弁室２０ａに収容された弁体２４に接触し或いは一体化している。

従って、ステム２８の端部２８ａを押し込むように付勢することで、弁体２４を弁座２０ｃから離隔させることが可能であり、これにより、酸素ガス通路１１ａ〜１１ｃ（燃料ガス通路１２ａ、１２ｂ）を連通させることが可能である。そして、前記付勢を解除することで、ばね２５の付勢力によって弁体２４は弁座２０ｃに圧接し、酸素ガス通路１１ａ〜１１ｃ（燃料ガス通路１２ａ、１２ｂ）を遮断することが可能である。

ダイヤル２２はねじ穴２３に対し回動可能に締結されると共に、各弁機構２０、２１の分配部材３から露出しているステム２８の端部２８ａと係合し、回動に伴ってステム２８を、弁体２４が弁座２０ｃから離隔する方向に駆動し、或いは前記駆動を解除するものである。

このため、ダイヤル２２は、円盤状の駆動部材２２ａと、駆動部材２２ａの中心から突出して形成され先端にねじ部２２ｃを設けた軸部材２２ｂと、を有して構成されており、駆動部材２２ａの軸部材２２ｂ側の面２２ｄに酸素側弁機構２０のステム２８、及び燃料ガス側弁機構２１のステム２８を駆動する駆動部３０、３１が形成されている。

駆動部３０、３１は、ダイヤル２２の回動に伴って各弁機構２０、２１のステム２８を駆動するものであり、該ダイヤル２２の第１段階の回動に伴って、ガス混合部１５を経て火口Ｂに燃料ガスを供給し、第２段階の回動に伴って、火口Ｂに対する燃料ガスの供給に加えて酸素ガスをガス混合部１５、火口Ｂに供給し得るように構成されている。

このため、酸素側弁機構２０のステム２８に対応する駆動部３０は、ダイヤル２２の第１段階の回動に反応することなく許容する程度の寸法を持った平面３０ａと、ダイヤル２２の第２段階の回動に伴ってステム２８を駆動する斜面３０ｂと、ダイヤル２２が第２段階の回動を行ったときステム２８と係合する係合溝３０ｃと、によって構成されている。

また、燃料ガス側弁機構２１のステム２８に対応する駆動部３１は、ダイヤル２２の僅かな回動を許容する平面３１ａと、ダイヤル２２の第１段階の回動に伴ってステム２８を駆動する斜面３１ｂと、ダイヤル２２が第１段階の回動を行ったときステム２８と係合する第１係合溝３１ｃと、ダイヤル２２が第２段階の回動を行ったときステム２８と係合する第２係合溝３１ｄと、によって構成されている。

上記の如く構成された各弁機構２０、２１及びダイヤル２２では、ダイヤル２２が第１段階の回動を行ったとき、駆動部３０では平面３０ａによってこの回動が許容され、酸素側弁機構２０のステム２８は駆動されることがない。しかし、駆動部３１では斜面３１ｂによって燃料ガス側弁機構２１のステム２８が駆動され、この駆動に伴って弁体２４が弁座２０ｃから離隔して燃料ガス通路１２ａと１２ｂが連通し、燃料ガスのみがガス混合部１５、火口Ｂに供給される。ダイヤル２２の更なる第１段階の回動により、駆動部３１を構成する第１係合溝３１ｃがステム２８と係合する。このときの感触によって、作業員はダイヤル２２の第１段階の回動が終了したことを認識することが可能となる。

ダイヤル２２が第２段階の回動を行ったとき、駆動部３０では斜面３０ｂによって酸素側弁機構２０のステム２８が駆動され、この駆動に伴って弁体２４が弁座２０ｃから離隔して酸素ガス通路１１ａと１１ｂ、１１ｃが連通し、既に燃料ガスが供給されているガス混合部１５に酸素ガスが供給され、ガス混合部１５に於いて酸素ガスと燃料ガスの混合が行われる。ダイヤル２２の更なる第２段階の回動により、駆動部３０を構成する係合溝３０ｃがステム２８と係合する。ダイヤル２２が第２段階の回動を行っているとき、駆動部３１では、ステム２８は第１係合溝３１ｃから離脱してダイヤル２２の面２２ｄに案内されて弁体２４を弁座２０ｃから離隔させた状態を保持し、第２段階の回動が終了したとき、ステム２８が第２係合溝３１ｄと係合する。このときの感触によって、作業員はダイヤル２２の第２段階の回動が終了したことを認識することが可能となる。

次に上記の如く構成されたトーチＡの使い方について説明する。先ず、トーチＡの器頭部２に火口Ｂを取り付けると共に燃料ガス調整部材９、酸素ガス調整部材１７が閉鎖されていることを確認し、燃料ガス継手７及び酸素継手８に夫々ガス圧力を火口Ｂの仕様に対応させて調整した燃料ガスホース及び酸素ガスホースを繋ぎ込む。

ダイヤル２２を第２段階まで回動させておくことで、酸素ガス通路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び燃料ガス通路１２ａ、１２ｂを連通させた状態としておき、燃料ガス調整部材９を操作して燃料ガスをガス混合部１５を経て火口Ｂから噴射させて点火する。このとき点火された火炎は炭化炎となる。その後、酸素ガス調整部材１７を操作してガス混合部１５に酸素ガスを供給し、火炎Ｂに点火されている火炎を完全燃焼による中性炎になるまで調整する。この操作により火炎の調整が終了したことになる。

上記の如くして火口Ｂに点火した火炎の調整が終了した後、燃料ガス調整部材９及び酸素ガス調整部材１７を操作することなく、ダイヤル２２を第２段階の回動位置から初期の位置に戻す。この回動に伴って、火口Ｂに形成されている火炎は中性炎から炭化炎となり、更に消火する。

次に火口Ｂに火炎を形成する場合、ダイヤル２２を初期の位置から第１段階の回動をさせる。前述したように、ダイヤル２２の第１段階の回動に伴って駆動部３１による燃料ガス側弁機構２１のステム２８に対する駆動が行われ、該ダイヤル２２の第１段階の回動が終了したとき、火口Ｂからは燃料ガスのみが噴射される。従って、この状態で火炎の点火を行い、形成された火炎は炭化炎となる。

上記点火に引き続きダイヤル２２を第２段階へ回動させる。前述したように、ダイヤル２２の第２段階の回動に伴って、駆動部３１によるステム２８に対する駆動位置が保持され、駆動部３０による酸素ガス側弁機構２０のステム２８い対する駆動が行われ、該ダイヤル２２の第２段階の駆動が終了したとき、火口Ｂからは燃料ガスと酸素ガスの混合ガスが噴射されることとなり、火口Ｂに形成されていた炭化炎は中性炎に変化する。

更に、火口Ｂに点火されている火炎を消火する場合には、ダイヤル２２を第２段階の回動位置から初期の位置に戻すことで、酸素ガス、燃料ガスの順に火口Ｂに対する供給が遮断されるため、形成されていた中性炎が炭化炎となり、次いで消火される。

従って、火口Ｂに火炎を形成するに際し、燃料ガス調整部材９と酸素ガス調整部材１７の二つを操作することなく、ダイヤル２２を回動させるという簡単な操作で実施することが可能となる。

本発明のトーチはガス切断用の手動トーチ、ガス溶接用の手動トーチに利用したときに有利である。

トーチの全体構成を説明する図であり（ａ）は外観図、（ｂ）は断面図である。 トーチの要部を説明する図でありダイヤルを含む平面図と弁部分の断面図である。 ダイヤルの構成を説明する図である。

符号の説明

Ａ トーチ
Ｂ 火口
１ 把持部材
２ 器頭部
３ 分配部材
４ 混合ガス通路
５ 切断酸素通路
７ 燃料ガス継手
８ 酸素継手
９ 燃料ガス調整部材
１０ パイプ
１１ａ〜１１ｃ 酸素ガス通路
１２ａ、１２ｂ 燃料ガス通路
１５ ガス混合部
１６ 切断酸素バルブ
１７ 酸素ガス調整部材
１８ インジェクター
２０ 酸素側弁機構
２０ａ 弁室
２０ｂ ステム室
２０ｃ 弁座
２１ 燃料ガス側弁機構
２１ａ 弁室
２１ｂ ステム室
２２ ダイヤル
２２ａ 駆動部材
２２ｂ 軸部材
２２ｃ ねじ部
２３ 穴
２４ 弁体
２５ ばね
２８ ステム
２８ａ 端部
３０、３１ 駆動部
３０ａ、３１ａ 平面
３０ｂ、３１ｂ 斜面
３０ｃ 係合溝
３１ｃ 第１係合溝
３１ｄ 第２係合溝

Claims (1)

1. 火炎を形成して被加工材を加熱しつつ目的の作業を行う火口を装着する器頭部と、燃料ガスの供給部と、燃料ガスの流量を調整する燃料ガス調整部材と、酸素ガスの供給部と、酸素ガスの流量を調整する酸素ガス調整部材を有し酸素ガスの流量を調整しつつ燃料ガスとの混合ガスを形成するガス混合部と、前記ガス混合部と燃料ガス調整部材との間に形成された燃料ガス通路と、前記ガス混合部と酸素ガス供給部との間に形成された酸素ガス通路と、前記器頭部とガス混合部との間に形成された混合ガス通路と、を有するトーチに於いて、前記燃料ガス通路及び酸素ガス通路の互いに接近した位置であって夫々の通路を横断する方向に、弁座を境界として一方側に弁室を設けると共に他方側にステム室を設け、前記弁室には弁座に対し離隔又は接近する弁体と該弁体を弁座方向に付勢する付勢部材を収容すると共に対応する燃料ガス通路又は酸素ガス通路を開口させ、前記ステム室には一端が弁体と係合し他端がトーチの外部に露出したステムを移動可能に配置すると共に対応する燃料ガス通路又は酸素ガス通路を開口させ、更に、前記トーチに対して回動可能に構成され前記トーチの外部に露出したステムと係合し回動に応じて各ステムを移動させて弁体を弁座から離隔させるダイヤルを有し、前記ダイヤルの回動に応じて前記各ステムを介して各弁体を弁座から離隔又は当接させて弁室とステム室とを導通し又は遮断することで、燃料ガス通路及び酸素ガス通路を連通又は遮断するように構成したことを特徴とするトーチ。

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