JPS6252207B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ガス溶断、溶接機用の火口に関し、
さらに詳しくは、筒体と高圧酸素ガスノズルとの
先端において火花放電させて可燃性ガスに自動着
火させるための圧電素子による高電圧発生機構を
内蔵した火口に関するものである。

（従来の技術） 従来、ガス溶断またはガス溶接機の火口に点火
する場合はライター、マツチ等の火器を使用して
いたが、これらの点火手段によつては火傷した
り、場合によつては点火不能となつたり、また探
すために手間がかかつたりして大変に煩雑である
という問題があつた。

そこで、この問題点を解決するため、本発明者
は先に高圧酸素の圧力を衝撃力に変換し、圧電素
子に衝撃力を与えて高電圧を発生させ、以つて混
合ガスの噴出ノズル先端と外筒先端との間に放電
による火花を生じさせて自動点火させる火口の発
明について特許出願（特開昭57−207717号）した
が、本発明は、この先の特許出願に係る火口を更
に改良したものである。

（発明が解決しようとする問題点） すなわち、本発明は、火口の点火を自動的にし
て、より確実、かつ安全になし得ると共に、部品
点数を減じて、それの加工組込みを容易として製
作コストの低減化を図り、また構成部品を分離可
能とすることによつて消耗部品の交換を可能とな
し、以つて信頼性と経済性に優れた火口を提供し
ようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。

第１図は全体の縦断面図、第２図から第９図は
主要構成部品の縦断面図と端面図で、図において
金属製のアダプター１は外周に雄ねじ部３を設け
たねじ軸部分２とこれと一体にして、かつ内周に
は本体ねじ部Ａと螺合する雌ねじ部５を設けたや
や大径のナツト部分４を有すると共に、このナツ
ト部４の内部にして、かつ雌ねじ部５を有しない
位置からねじ軸部分２に向けた軸方向には、内周
縁にＬ形段部７を有する筒状部６と、その外方に
筒状部８が同心円状に設けられ、またねじ軸部分
２の段差を有する端面には凹溝９が周設されると
共に、筒状部６の軸方向には高圧酸素ガスが通流
する可動圧電体収納空所１０が貫設され、また筒
状部６と筒状部８との間の周囲軸方向には複数の
混合ガス導入細孔１１が貫設されている。

そして、空所１０の後端寄りは、後向きの傾斜
段部１２からＬ形段部７に連らなる内方に突出し
た部分１３によつてやや狭くなつている。

締付ナツト１４を介してアダプター１と同軸状
に連結された筒体１５は黄銅等の金属から成り、
その後端開口縁にはつば部１６が設けられると共
に、前端の開口内周縁には内向きの突縁部１７が
設けられ、そしてこの突縁部１７がスパーキング
ポイントとなつている。

アダプター１における筒状部６内には磁性体か
ら成るノズル１８が嵌着固定されている。

このノズル１８は第４図に示すように、その外
径が筒状部６の内径と略同径である部分１９と筒
状部６のＬ形段部７と適合するＬ形段部２０と筒
状部６の突出部分１３における内径よりもやや小
さい部分２１を一体に有し、その中心を貫通して
いる孔２２は高圧酸素ガス通流孔となつている。

そして、このノズル１８は第１図に示すよう
に、その部分２１を空所１０内に臨ませ、段部２
０を段部７に適合させて嵌着固定されている。

アダプター１の空所１０内には可動圧電体２３
がノズル１８のガス通流孔２２よりの高圧酸素ガ
スにより軸方向に移動可能として配設されてい
る。

この可動圧電体２３は第５図から第７図に例示
するように、金属製の外ケースと圧電素子、絶縁
体、衝突突子、板ばね、永久磁石から構成されて
いる。

外ケース２４は、全体長さの約３分の２を有
し、かつその外径がアダプター１における空所１
０の内径と略同径である多角筒状部分２５（本実
施例では四角筒）と、３分の１を有し、かつアダ
プター１における空所１０内の傾斜部分１２と適
合する傾斜部分２６を介して部分２５よりもその
外径がやや小径（アダプター１の空所１０内にお
ける突出部１３の内径と略同径）の円筒状部分２
７を一体に有し、多角筒状部分２５の中心軸方向
には円形盲穴２８が設けられ、また円筒状部分２
７にも盲穴２８と同軸方向にして、かつ逆向きの
盲穴２８よりもやや大径で、ノズル１８の部分２
１の外径と略同径の円形盲穴２９が設けられてい
る。

そして、この外ケース２４の盲穴２８内に単一
円柱状の圧電素子３０がその底面に設けられた金
属製敷板３１と絶縁体３２を介して定置固定され
ている。

絶縁体３２は、好ましくは四フツ化エチレン樹
脂製であつて、短い小径部分３３と段部３４を介
して長い大径部分３５を有し、大径部分３５の中
心軸方向の貫通穴３６内には、圧電素子３０がそ
の陰極（−）側をやや突出させ、かつ敷板３１に
圧接せしめた状態で密挿されると共に、圧電素子
３０の陽極（＋）側には、圧電素子３０と同径の
接触つば部３８と小径の衝突突子部３９を一体に
有する倒Ｔ字状の金属製衝突突子３７が、そのつ
ば部３８を貫通穴３６内の圧電素子３０の端面に
圧接せしめると共に、突子部３９を小径貫通穴４
０を介してその先端部をやや外方に突出せしめた
状態をもつて一体的に固定され、さらに絶縁体３
２の小径部分３３には、つば状板ばね４１が挿着
されると共に、その周縁部４２が外ケース２４の
端面周縁に突設された環状突縁４３によりカシメ
止めされ、以つて絶縁体３２は外ケース２４に一
体的に固定されている。

なお、前記敷板３１は下可欠部材ではなく、こ
れを省略し、圧電素子３０の陰極（−）側を直接
盲穴２８の底面に圧接せしめた構成とすることも
可能であるが、つば状板ばね周縁部４２に対する
環状突縁４３のカシメ止めは自動手段によつてな
されるものであるから、この場合における圧電素
子３０に加わる衝撃を減少させるためには、敷板
３１を介装して、この敷板３１と衝突突子３７と
で圧電素子３０に圧縮力を与えて挾着固定するこ
とが好ましい。

外ケース２４における円筒状部分２７の盲穴２
９内には、異方性永久磁石４４がやや没した状態
で接着剤を介して嵌着固定されている。

そして、この可動圧電体２３は前記したよう
に、アダプター１の空所１０内に可動的に配設さ
れると共に、この可動圧電体２３とノズル１８と
の間には永久磁石４４により吸引が生じるため
に、可動圧電体２３はノズル１８に引きつけられ
て、その永久磁石４４がノズル１８の端面に吸着
することによつてノズル１８のガス通流孔２２が
密閉され、本体よりの高圧酸素ガスが溜つてノズ
ル１８のガス通流孔２２内のガス圧が高められ
る。そして、そのガス圧が永久磁石４４の吸着力
よりも大きくなると加圧された高圧酸素ガスが放
出されて瞬間的に可動圧電体２３が空所１０内の
軸方向にとばされ、可動圧電体２３の衝突突子３
７の突子部３９が後述する高圧酸素ガスノズルの
受突子に激突して、可動圧電体２３の圧電素子３
０に大きな衝撃力が加えられ、高電圧を発生する
ようになつている。

可動圧電体２３の対向側軸線上には、可動圧電
体２３が高圧酸素ガスによつて移動せしめられた
とき、その衝突突子３７が衝突する受突子を有す
る高圧酸素ガスノズル４５が配設されている。

この高圧酸素ガスノズル４５は黄銅等の金属か
ら成り、第８図および第９図を参照すると、つば
部４６とこれと一体にして、かつ先端部分がやや
細くなつた筒体部４７を有すると共に、その中心
軸方向には高圧酸素ガス通流孔４５が貫設され、
またつば部４６の後端面中央部位には、高圧酸素
ガス通流孔４８の一部を左右対称形に開口させた
状態をもつて横断面矩形状の受突子４９が一体に
突設されると共に、つば部４６の端面周縁には、
アダプター１の混合ガス導入細孔１１と連通する
複数の混合ガス通流孔５０が筒体部４７との基部
にかけ外方に開口して貫設され、さらに筒体部４
７の先端部分の外周軸方向には等間隔で多数のス
リツト５１が設けられている。そして、この高圧
酸素ガスノズル４５は、その受突子４９の部分を
アダプター１の空所１０内に臨ませると共に、ス
パーキングポイントである筒体部先端５２を筒体
１５の突縁部１７よりもやや後方に位置させ、筒
体１５の内周壁との間には混合ガス通路５３を形
成して同軸状に配設され、さらに高圧酸素ガスノ
ズル４５のつば部４６の後端面とアダプター１の
それとの対接面間には、アダプタ１の混合ガス導
入細孔１１と高圧酸素ガスノズル４５の混合ガス
通流孔５０との適合孔５５を有する絶縁体５４が
その突出周縁部５６がアダプター１の凹溝９内に
嵌合されることによつて固定的に設けられて、ア
ダプター１と高圧酸素ガスノズル４５は電気的に
絶縁され、また高圧酸素ガスノズル４５のつば部
４６の外周と筒体１５のつば部１６および締付ナ
ツト１４との間には絶縁体５７が配設されると共
に、高圧酸素ガスノズル４５の筒体部４７の先端
部分と筒体１５との間には、その先端を突縁部１
７の段部に当接せしめてセラミツク等の絶縁体５
８が介装されて、高圧酸素ガスノズル４５と筒体
１５は電気的に絶縁され、筒体１５と高圧酸素ガ
スノズル４５がそれぞれ放電電極としてそのスパ
ーキングポイント１７，５２間で火花放電が生じ
るようになつている。

第１図において、数字５９によつて示されたコ
イルスプリングは、アダプター１の空所１０内に
おける可動圧電体２３と絶縁体５４との間に介装
され、可動圧電体２３を自己復帰させるためのス
プリングである。

（作用） 次に、以上の構成に係る火口の動作を説明す
る。

本火口はそのアダプター１をガスバーナー本体
ねじ部Ａにねじ着して使用するものである。先
ず、本体の弁（図示しない）が閉じられてガスが
供給されていない第１図に示す状態から、本体の
弁が開かれて高圧酸素ガスと混合ガスが供給され
ると、高圧酸素ガスはノズル１８の通流孔２２内
に供給されてそのガス圧力が高くなると共に、そ
の圧力がノズル１８と可動圧電体２３との間に作
用している吸引力を越えると加圧された高圧酸素
ガスが放出されて瞬間的に可動圧電体２３が空所
１０内の軸方向にスプリング５９の弾力に抗して
とばされ、可動圧電体２３の衝突突子３７の突子
部３９が高圧酸素ガスノズル４５の受突子４９に
激突せしめられる。この状態は第１０図に示され
ている。

なお、可動圧電体２３における円筒状部分２７
の外径は、アダプター空所１０内における突出部
分１３の内径と略同径であるために、突出部分１
３の内周壁と密接し、また円筒状部分２７の盲穴
２９の内径はノズル１８の部分２１の外径と略同
径を有するために、部分２１の周端面と永久磁石
４４が密着しており、ノズル１８の通流孔２２内
での加圧酸素ガスが漏出することなく磁石４４の
全面に効果的に作用して、高圧酸素ガスノズル４
５の受突子４９に対する強い衝撃力が得られる。

可動圧電体２３がとばされると、空所１０内の
高圧酸素ガスは、可動圧電体２３における多角筒
状部分２５の空所内壁面に接した陵線相互間と空
所１０の内周壁面との間の空隙部６０（第７図参
照）を通つて高圧酸素ガスノズル４５のガス通流
孔４８から外部へ噴出される。

一方、高圧酸素ガスの外部への噴出と同時に可
動圧電体２３の圧電素子３０には、その激突によ
る衝撃力によつて高電圧が生じ、圧電素子３０の
一方の電極（＋）に衝突突子３７と電気的接続さ
れた高圧酸素ガスノズル４５のスパーキングポイ
ント５２と、圧電素子３０の他方の電極（−）に
アダプター１および締付ナツト１４を介して電気
的接続された筒体１５のスパーキングポイント１
７との間で火花放電が起る結果、アダプター１の
細孔１１−絶縁体５４の適合孔５５−高圧酸素ガ
スノズル４５の通流孔５０−通路５３を通つてス
リツト５１から外方に流出する混合ガスに着火が
なされる。

放電による着火がなされた後においては、可動
圧電体２３は連続供給される高圧酸素ガスの圧力
を受けて衝突状態を保持し、溶断作業が行われ
る。

本体の弁が閉じられてガスの供給が停止される
と、可動圧電体２３を押圧していた酸素ガスの圧
力が消去するので、可動圧電体２３はコイルスプ
リング５９の復帰作用と共にその永久磁石４４の
吸引作用によつてノズル１８に吸着し、高圧酸素
ガス通流孔２２を完全に閉塞し、第１図に示され
る元の状態に戻る。

（発明の効果） 以上説明したところから明らかなように、本発
明によれば、自動着火機構が内蔵されているか
ら、本体のバルブレバーを操作してガスを供給す
れば、瞬時にして、かつ確実安全に着火がなされ
る結果、溶断等の作業能率を格段と向上させるこ
とができるものである。

また構成部品はアダプター、締付ナツト、筒
体、ノズル、可動圧電体、高圧酸素ガスノズル、
スプリングおよび絶縁体であつて、その部品点数
は従来品に比して少なく、しかも組み込みが容易
で、締付ナツトを外せば、アダプター、筒体、高
圧酸素ガスノズル等の部品は分離が可能であるか
ら、永い使用によつて筒体や高圧酸素ガスノズル
等が消耗した場合等においては、その消耗部品を
新たなそれと交換することができ、きわめて経済
的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る火口の一例での一部を省
略して示す縦断面図、第２図は第１図の矢印２方
向から見た端面図、第３図はアダプターの縦断面
図、第４図はノズルの縦断面図、第５図は可動圧
電体の拡大縦断面図、第６図は第５図の矢印６方
向から見た端面図、第７図は第５図の矢印７方向
から見た端面図、第８図は高圧酸素ガスノズルの
縦断面図、第９図は第８図の矢印９方向から見た
端面図、第１０図は動作状態を示す縦断面図であ
る。 １…アダプター、１０…可動圧電体収納空所、
１１…混合ガス導入細孔、１４…締付ナツト、１
５…筒体、１７…スパーキングポイント、１８…
ノズル、２２…高圧酸素ガス通流孔、２３…可動
圧電体、２４…外ケース、２５…多角筒状部分、
２７…円筒状部分、２８，２９…盲穴、３０…圧
電素子、３２…絶縁体、３７…衝突突子、４１…
つば状ばね、４２…周縁部、４３…環状突縁、４
４…永久磁石、４５…高圧酸素ガスノズル、４６
…つば部、４８…高圧酸素ガス通流孔、４９…受
突子、５０…混合ガス通流孔、５１…スリツト、
５２…スパーキングポイント、５３…混合ガス通
路、５４…絶縁体、５５…孔、５７，５８…絶縁
体、５９…コイルスプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中心軸方向に高圧酸素ガスが通流する可動圧
   電体収納空所を有し、かつこの空所の周囲軸方向
   に複数の混合ガス導入細孔を有するアダプター
   と、このアダプターと締付ナツトを介して同軸状
   に連結された筒体と、前記アダプターの可動圧電
   体収納空所にして、高圧酸素ガスの流入側に、そ
   の先端部分を空所内に臨ませて固着された磁性体
   から成るノズルと、軸方向に盲穴を有する多角筒
   状部分と盲穴と同軸方向にして、かつ逆向きに大
   径の盲穴を有するやや小径の円筒状部分が一体形
   成された外ケースの多角筒状部分の盲穴内に、絶
   縁体を介して圧電素子と端部を突出させた衝突突
   子が定置固定され、さらに外ケースより突出して
   いる絶縁体部分にはつば状板ばねが挿着されて、
   その周縁部が外ケース端面周縁に突設された環状
   突縁によりカシメ止めされて絶縁体が外ケースに
   固定されると共に、円筒状部分の盲穴内には永久
   磁石がやや没した状態で嵌着固定されて全体が構
   成され、前記アダプターの空所内に、その磁石側
   が前記ノズル側に位置し、かつノズルからの高圧
   酸素ガスにより軸方向に可動自在として配設され
   た可動圧電体と、後端大径部分の中央部位に、前
   記可動圧電体が可動せしめられたときにその衝突
   突子が衝突する突出した受突子を有し、中心軸方
   向には前記ノズルからの高圧酸素ガスが通流する
   高圧酸素ガス通流孔を有すると共に、前端部外周
   軸方向には多数のストリツトを有し、また後端大
   径部分の周囲軸方向には前記アダプターの混合ガ
   ス導入細孔からの混合ガスが通流する複数の細孔
   を有し、前記筒体の内周壁との間に混合ガス通路
   が形成され、かつ前記スリツト部分と後端大径部
   分においてそれぞれ絶縁体を介して筒体と電気的
   に絶縁されて同心状に定置固定され、さらに後端
   大径部分の後端面において混合ガス通流孔を有す
   る絶縁体を介してアダプターと電気的に絶縁され
   て定置固定された高圧酸素ガスノズルとを備え、
   高圧酸素ガスによる可動圧電体の可動を介し、そ
   の衝突突子が高圧酸素ガスノズルの受突子と衝突
   して圧電素子に衝撃力が加わつて高電圧を発生さ
   せると同時に筒体と高圧酸素ガスノズルのスパー
   キングポインとの間で火花放電を発生させて瞬時
   に混合ガスに着火がなされる構成を特徴とする自
   動着火機構内蔵の火口。 ２ 前記可動圧電体と前記混合ガス通流孔を有す
   る絶縁体との間に、可動圧電体を自己復帰させる
   ためのスプリングが介装されている特許請求の範
   囲第１項記載の自動着火機構内蔵の火口。 ３ 前記高圧酸素ガスノズルの受突子が横断面矩
   形状である特許請求の範囲第１項記載の自動着火
   機構内蔵の火口。