JPH1110329A - ガス溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非溶接作業姿勢にあるときは確実にトーチの
火口に弱火を形成する。 【解決手段】 トーチ３に至る燃料ガス配管４および酸
素配管９の途中にそれぞれ並列状に設けられた強火用管
路５、10と弱火用管路６、11と、各強火用管路５、10に
設けられた第１、第２電磁弁12、13と、各弱火用管路
６、11に直列状に設けられた第３、第４電磁弁14、15お
よびニードル弁17、18とを備えている。トーチ３に設け
られ、かつトーチ３が所定の溶接作業姿勢およびこれ以
外の非溶接作業姿勢のうちのいずれの姿勢にあるのかを
検出する姿勢検出手段45を備えている。姿勢検出手段45
の検出結果に基いて、トーチ３が非溶接作業姿勢にある
ときに各弱火用管路６、11の第３、第４電磁弁14、15を
開くとともに各強火用管路５、10の第１、第２電磁弁1
2、13を閉じ、トーチ３が溶接作業姿勢にあるときに第
１、第２電磁弁12、13を開くとともに第３、第４電磁弁
14、15を閉じる切替手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はガス溶接装置に関
する。

【０００２】この明細書において、「ガス溶接」という
語には、ガス切断およびガスろう付も含むものとする。

【０００３】

【従来の技術】たとえば、コンベヤにより連続して搬送
される大量の被溶接物にガス溶接を実施する場合、作業
者が１つの被溶接物にガス溶接を行った後、次の被溶接
物が送られて来るまで待機している間に、ガス溶接装置
のトーチの火口にガス溶接用強火が形成されていること
は、アセチレン、ＬＰガス、都市ガス等の燃料ガスや、
酸素の浪費になるとともに、火災、作業者の火傷等の危
険性もある。

【０００４】そこで、燃料ガスおよび酸素の使用量を節
約することや、火災、火傷等の危険性を低下させること
を目的としたガス溶接装置として、従来、トーチに設け
られている燃料ガス管路および酸素管路にそれぞれバイ
パス管路が設けられ、燃焼ガス管路および酸素管路にそ
れぞれ手動弁が設けられるとともに、各バイパス管路に
流量抵抗体が設けられ、燃焼ガス管路および酸素管路の
手動弁が１つのレバーで開閉させられるようになってい
るものが知られている（特開昭５１−２８２３１号参
照）。このガス溶接装置では、ガス溶接作業時に、レバ
ーにより両手動弁を開くと、燃焼ガス管路および酸素管
路を通って大量の燃料ガスおよび酸素が流れ、トーチの
火口にガス溶接用強火が形成される。また、待機時に、
レバーにより両手動弁を閉じると、各バイパス管路を通
って微量の燃料ガスおよび酸素が流れ、トーチの火口に
弱火が形成されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ガス溶接装置では、レバーによる手動弁の開閉操作が面
倒であるという問題があった。しかも、上記操作が面倒
であるため、ついついこの操作を怠り、待機時にも手動
弁を開いたままにして火口に強火が形成され、その結果
燃料ガスおよび酸素の使用量を節約や、火災、作業者の
火傷等の危険性の低下を図ることができなくなるという
問題があった。

【０００６】この発明の目的は、上記問題を解決し、待
機時には確実にトーチの火口に弱火を形成しうるガス溶
接装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段と発明の効果】この発明に
よるガス溶接装置は、トーチに至る燃料ガス配管および
酸素配管の途中にそれぞれ並列状に設けられた強火用管
路と弱火用管路と、燃料ガス配管および酸素配管の各強
火用管路に設けられた開閉弁と、同じく各弱火用管路に
直列状に設けられた開閉弁および流量調整弁と、トーチ
に設けられ、かつトーチが所定の溶接作業姿勢およびこ
れ以外の非溶接作業姿勢のうちのいずれの姿勢にあるの
かを検出する姿勢検出手段と、姿勢検出手段の検出結果
に基いて、トーチが非溶接作業姿勢にあるときに燃料ガ
ス配管および酸素配管の各弱火用管路の開閉弁を開くと
ともに各強火用管路の開閉弁を閉じ、トーチが溶接作業
姿勢にあるときに燃料ガス配管および酸素配管の各強火
用管路の開閉弁を開くとともに各弱火用管路の開閉弁を
閉じる切替手段とを備えているものである。

【０００８】この発明のガス溶接装置によれば、各弱火
用管路の流量調整弁を、各弱火用管路を流れる燃料ガス
および酸素の流量が微量となるように設定しておけば、
姿勢検出手段が、トーチが非溶接作業姿勢にあることを
検出すると、切替手段が燃料ガス配管および酸素配管の
各弱火用管路の開閉弁を開くとともに各強火用管路の開
閉弁を閉じ、その結果トーチの火口に弱火が形成され
る。したがって、燃料ガスおよび酸素の節約や、火災、
作業者の火傷等を防止できる。また、姿勢検出手段が、
トーチが溶接作業姿勢にあることを検出すると、切替手
段が燃料ガス配管および酸素配管の各強火用管路の開閉
弁を開くとともに各弱火用管路の開閉弁を閉じ、その結
果多量の燃料ガスおよび酸素が各強火用管路を流れてト
ーチの火口に強火が形成され、これによりガス溶接を行
うことができる。しかも、姿勢検出手段は、トーチが所
定の溶接作業姿勢およびこれ以外の非溶接作業姿勢のう
ちのいずれの姿勢にあるのかを自動的に検出するので、
作業者がトーチを溶接作業姿勢から非溶接作業姿勢に戻
すことにより、姿勢検出手段がこれを検出し、この検出
結果に基いて切替手段が、燃料ガス配管および酸素配管
の各弱火用管路の開閉弁を開くとともに各強火用管路の
開閉弁を閉じ、その結果トーチの火口には自動的に弱火
が形成される。したがって、燃料ガスおよび酸素の節約
を確実に行うことができるとともに、火災や作業者の火
傷を確実に防止することができる。

【０００９】この発明のガス溶接装置において、姿勢検
出手段が、対向状に配された投光器および受光器を備え
た光電スイッチと、光電スイッチの投光器と受光器との
間の部分においてトーチに揺動自在に取付けられた光遮
断部材とよりなり、光遮断部材が、トーチが非溶接作業
姿勢と溶接作業姿勢との間で移動したさいにトーチに対
して相対的に揺動することにより、投光器と受光器との
間の光の通過を遮断する位置と、同じく光の通過を許容
する位置との間で移動し、これにより光電スイッチが切
り替わるようになされていることがある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
図面を参照して説明する。

【００１１】図１はこの発明によるガス溶接装置の全体
構成を概略的に示し、図２はこの発明によるガス溶接装
置の全体構成を具体的に示し、図３〜図５はその要部の
構成と示す。また、図６は電気回路を示す。

【００１２】図１において、ガス溶接装置は燃料ガス供
給源(1) 、酸素供給源(2) およびトーチ(3) を備えたも
のである。燃料ガス供給源(1) からトーチ(3) に燃料ガ
スを供給する燃料ガス配管(4) の途中に強火用管路(5)
と弱火用管路(6) とが並列状に設けられている。燃料ガ
ス配管(4) における強火用管路(5) と弱火用管路(6)と
が分岐している部分から枝分かれして、種火用バーナ
(7) に燃料ガスを供給する種火用管路(8) が設けられて
いる。また、酸素供給源(2) からトーチ(3) に酸素を供
給する酸素配管(9) の途中に強火用管路(10)と弱火用管
路(11)とが並列状に設けられている。両配管(4)(9)の強
火用管路(5)(10) および弱火用管路(6)(11) 、ならびに
種火用管路(8) にはそれぞれ電磁弁(12)(13)(14)(15)(1
6)（開閉弁）が設けられている。以下、燃料ガス配管
(4) の強火用管路(5) の電磁弁(12)を第１電磁弁、酸素
配管(9) の強火用管路(10)の電磁弁(13)を第２電磁弁、
燃料ガス配管(4) の弱火用管路(6) の電磁弁(14)を第３
電磁弁、酸素配管(9) の弱火用管路(11)の電磁弁(15)を
第４電磁弁、種火用管路(8) の電磁弁(16)を第５電磁弁
というものとする。また、両配管(4)(9)の弱火用管路
(6)(11) にはそれぞれニードル弁(17)(18)（流量調整
弁）が、第３および第４電磁弁(14)(15)と直列状に設け
られている。両ニードル弁(17)(18)は、それぞれ管路
(6)(11) を流れる燃料ガスおよび酸素の量を微量にし、
これによりトーチ(3) の火口(3a)に形成される火炎を小
さな弱火とするように調整される。

【００１３】ガス溶接装置の具体的な全体構成を示す図
２において、ケーシング(20)に設けられた燃料ガス入口
管(21)に燃料ガス供給源(1) からのびてきたホース(22)
が、同じくケーシング(20)に設けられた酸素入口管(23)
に酸素供給源(2) からのびてきたホース(24)がそれぞれ
接続されているとともに、ケーシング(20)に設けられた
燃料ガス出口管(25)とトーチ(3) の燃料ガス入口部(2
6)、同じくケーシング(20)に設けられた酸素出口管(27)
とトーチ(3) の酸素入口部(28)とがそれぞれホース(29)
(30)により接続されることによって、燃料ガス配管(4)
および酸素配管(9) が形成されている。燃料ガス配管
(4) および酸素配管(9) における強火用管路(5)(10) と
弱火用管路(6)(11) の部分、ならびに燃料ガス配管(4)
の種火用管路(8) の部分はケーシング(20)に設けられて
いる。また、種火用バーナ(7) はケーシング(20)の上面
に設けられている。

【００１４】また、ケーシング(20)には、電源スイッチ
(31)、電源表示灯(32)、および上下動自在のトーチ引掛
けアーム(33)が設けられている。アーム(33)は、トーチ
(3)を引掛けたさいに下降するとともにトーチ(3) を外
したさいに自動的に上昇し、この上下動により図示しな
いリミットスイッチを切り替えるようになっている。

【００１５】図２および図３に示すように、トーチ(3)
は燃料ガス入口部(26)から流入してきた燃料ガスと、酸
素入口部(28)から流入してきた酸素とを混合し、その火
口(3a)から噴出させて火口(3a)に火炎を形成するもので
あり、混合ガス中の燃料ガスの量をガス溶接に適した強
火を形成するのに必要な適量に調整するニードル弁(34)
（流量調整弁）と、混合ガス中の酸素の量をガス溶接に
適した強火を形成するのに必要な適量に調整するニード
ル弁(35)（流量調整弁）とを備えている。なお、トーチ
(3) は必ずしもこれらのニードル弁(34)(35)を備えてい
る必要はなく、その代わりにケーシング(20)における強
火用管路(5)(10) および弱火用管路(6)(11) の下流側の
部分にニードル弁が設けられていてもよい。図示は省略
したが、燃料ガスはニードル弁(34)を経てグリップパイ
プ(3b)内を流れ、酸素はグリップパイプ(3b)内に配され
たパイプ内を流れた後ニードル弁(35)を通過し、その後
に両者は混合されて火口(3a)から噴射される。

【００１６】トーチ(3) における燃料ガス入口部(26)の
ホース接続部(26a) よりもニードル弁(34)寄りの部分
に、トーチ(3) が所定の溶接作業姿勢およびこれ以外の
非溶接作業姿勢のうちのいずれの姿勢にあるのかを検出
する姿勢検出手段(45)が設けられている。この明細書に
おいて、溶接作業姿勢とは、図３に示す状態から左方
（同図の矢印Ｘで示す方向）に所定角度、たとえば２０
度傾いた状態から上下逆向きになった状態までをいい、
非溶接作業姿勢とは、それ以外の状態をいうものとす
る。

【００１７】図４および図５に示すように、姿勢検出手
段(45)は、対向状に配された投光器(39)および受光器(4
0)を備えた光電スイッチ(37)と、光電スイッチ(37)の投
光器(39)と受光器(40)との間の部分において、トーチ
(3) に揺動自在に取付けられた光遮断部材(41)とよりな
る。光電スイッチ(37)はトーチ(3) に固定された円筒状
のカバー(38)内に設けられている。光遮断部材(41)の上
端部は、カバー(38)の上端に固定された取付け部材(42)
の下面に形成された溝(42a) 内に嵌まっており、図４の
紙面表裏方向に伸びる軸(43)によって取付け部材(42)に
図３および図４の左右方向に揺動自在に取付けられてい
る。光遮断部材(41)は、トーチ(3) を図３および図４の
左方に傾けると自重により垂下状態を保ち、その結果ト
ーチ(3) に対して相対的に揺動するが、２０度を若干越
えた角度まで傾くとカバー(38)の周壁に当たり、それ以
上トーチ(3) を傾けたとしても、トーチ(3) が図３に示
す状態と上下逆向きになるまでは、トーチ(3) に対して
相対的に揺動しない。また、光電スイッチ(37)の図４右
側の部分にストッパ(44)が固定されており、トーチ(3)
を図３の右方に傾けたとしても、光遮断部材(41)はトー
チ(3) に対して相対的に揺動しないようになっている。
そして、光遮断部材(41)とトーチ(3) とのなす角度が２
０度未満では、光遮断部材(41)は投光器(39)と受光器(4
0)との間の光の通過を遮断し、上記角度が２０度以上に
なったときに、同じく光の通過を許容する。したがっ
て、光遮断部材(41)は、トーチ(3) が非溶接作業姿勢に
あるときに投光器(39)と受光器(40)との間の光の通過を
遮断する位置にあり（図４実線参照）、溶接作業姿勢に
あるときに同じく光の通過を許容する位置にある（図４
鎖線参照）。

【００１８】ガス溶接装置の電気回路を示す図６におい
て、交流電源端子(50)(51)間に、フューズ(52)、電源ス
イッチ(31)、電源表示灯(32)、前述したリミットスイッ
チの接点(53)および切替回路(46)（切替手段）が直列に
接続されている。切替回路(46)は、トーチ(3) が非溶接
作業姿勢にあるときに燃料ガス配管(4) および酸素配管
(9) の各弱火用管路(6)(11) の第３および第４電磁弁(1
4)(15)を開くとともに各強火用管路(5)(10) の第１およ
び第２電磁弁(12)(13)を閉じ、トーチ(3) が溶接作業姿
勢にあるときに燃料ガス配管(4) および酸素配管(9) の
各強火用管路(5)(10) の第１および第２電磁弁(12)(13)
を開くとともに各弱火用管路(6)(11) の第３および第４
電磁弁(14)(15)を閉じる切替回路(46)は、タイマ(54)、
光電スイッチ(37)、タイマ(54)の接点(54a) と種火点火
器(55)との直列接続回路、光電スイッチ(37)の第１の接
点(37a) と第３電磁弁(14)のソレノイド(14a) との直列
接続回路、および光電スイッチ(37)の第２の接点(37b)
と第１電磁弁(12)のソレノイド(12a) との直列接続回路
が並列に接続されている。さらに、種火点火器(55)と並
列に第５電磁弁(16)のソレノイド(16a) が接続され、第
３電磁弁(14)のソレノイド(14a) と並列に第４電磁弁(1
5)のソレノイド(15a) が接続され、第１電磁弁(12)のソ
レノイド(12a) と並列に第２電磁弁(13)のソレノイド(1
3a) が接続されている。

【００１９】上記構成のガス溶接装置において、ガス溶
接作業を開始するにあたって、トーチ(3) の両ニードル
弁(34)(35)の開度を、ガス溶接に適した強火が火口(3a)
に形成されるようにそれぞれ調整しておく。また、燃料
ガス配管(4) および酸素配管(9) の弱火用管路(6)(11)
のニードル弁(17)(18)の開度をそれぞれ小さくなるよう
に調整しておく。

【００２０】この状態で電源スイッチ(31)をオンにし、
トーチ(3) をアーム(33)から外すと、アーム(33)が上昇
してリミットスイッチの接点(53)が閉じる。このとき、
トーチ(3) は非溶接作業姿勢にあるので、光電スイッチ
(37)の第１の接点(37a) が開、第２の接点(37b) が閉と
なっており、第３〜第５電磁弁(14)(15)(16)が開くとと
もに第１および第２電磁弁(12)(13)が閉じている。そし
て、種火点火器(55)により種火用バーナ(7) から吹出さ
れる燃料ガスに点火され、種火が形成される。そこで、
トーチ(3) が非溶接作業姿勢にあるままの状態でその火
口(3a)を種火に近付け、火口(3a)から吹出される燃料ガ
スと酸素との混合気に点火し、弱火が形成する。タイマ
(54)に設定されている時間が経過すると、接点(54a) が
開となり、第５電磁弁(16)が閉じて種火は消える。

【００２１】被溶接物がコンベヤにより作業者の所まで
搬送されて来ると、トーチ(3) を、図３の左方（矢印Ｘ
参照）で示す方向に傾けて溶接作業姿勢に来させる。す
ると、光遮断部材(41)がトーチ(3) に対して相対的に揺
動し、光電スイッチ(37)の投光器(39)と受光器(40)との
間の光の通過が許容されて光電スイッチ(37)が切り替わ
り、第１の接点(37a) が閉じるとともに第２の接点(37
b) が開き、第３および第４電磁弁(14)(15)が閉じると
ともに第１および第２電磁弁(12)(13)が開く。したがっ
て、大量の燃料ガスおよび酸素がトーチ(3) に送り込ま
れ、これらの混合気が火口(3a)から吹出されて燃焼し、
ガス溶接に適した強火が形成され、これによりガス溶接
を行う。なお、通常、ガス溶接作業は、トーチ(3) と図
３に示す垂直状態から同図左方に２０〜９０度傾けた状
態で行われる。

【００２２】１つの被溶接物にガス溶接を行った後、次
の被溶接物が送られてくるまでの待機時には、トーチ
(3) を非溶接作業姿勢に戻すと、光遮断部材(41)がトー
チ(3)に対して相対的に揺動し、光電スイッチ(37)の投
光器(39)と受光器(40)との間の光の通過が遮断されて光
電スイッチ(37)が切り替わり、第２の接点(37b) が開く
とともに第１の接点(37a) が閉じ、第１および第２電磁
弁(12)(13)が閉じるとともに第３および第４電磁弁(14)
(15)が開く。したがって、少量の燃料ガスおよび酸素が
トーチ(3) に送り込まれ、これらの混合気が火口(3a)か
ら吹出されて燃焼し、弱火が形成される。こうして、待
機時の燃料ガスおよび酸素の節約を図ることができる。
また、待機時における作業者の火傷や、火災の発生が防
止される。

【００２３】全ての被溶接物へのガス溶接作業が終了す
ると、上述の待機時と同様にしてトーチ(3) の火口(3a)
に弱火を形成した状態で、トーチ(3) をアーム(33)に引
掛ける。すると、アーム(33)が下降し、リミットスイッ
チの接点(53)が開き、第３および第４電磁弁(14)(15)が
閉じて火が消える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるガス溶接装置の全体構成を概略
的に示す図である。

【図２】この発明によるガス溶接装置の全体構成を具体
的に示す図である。

【図３】トーチの側面図である。

【図４】図３の要部を示す一部切欠き拡大図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】この発明によるガス溶接装置の電気回路を示す
接続図である。

【符号の説明】

(3)：トーチ (4)：燃料ガス配管 (5)：強火用管路 (6)：弱火用管路 (9)：酸素配管 (10)：強火用管路 (11)：弱火用管路 (12)(13)(14)(15)：電磁弁（開閉弁） (17)(18)：ニードル弁（流量調整弁） (37)：光電スイッチ (41)：光遮断部材 (45)：姿勢検出手段 (46)：切替回路（切替手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トーチに至る燃料ガス配管および酸素配
   管の途中にそれぞれ並列状に設けられた強火用管路と弱
   火用管路と、燃料ガス配管および酸素配管の各強火用管
   路に設けられた開閉弁と、同じく各弱火用管路に直列状
   に設けられた開閉弁および流量調整弁と、トーチに設け
   られ、かつトーチが所定の溶接作業姿勢およびこれ以外
   の非溶接作業姿勢のうちのいずれの姿勢にあるのかを検
   出する姿勢検出手段と、姿勢検出手段の検出結果に基い
   て、トーチが非溶接作業姿勢にあるときに燃料ガス配管
   および酸素配管の各弱火用管路の開閉弁を開くとともに
   各強火用管路の開閉弁を閉じ、トーチが溶接作業姿勢に
   あるときに燃料ガス配管および酸素配管の各強火用管路
   の開閉弁を開くとともに各弱火用管路の開閉弁を閉じる
   切替手段とを備えているガス溶接装置。
2. 【請求項２】 姿勢検出手段が、対向状に配された投光
   器および受光器を備えた光電スイッチと、光電スイッチ
   の投光器と受光器との間の部分においてトーチに揺動自
   在に取付けられた光遮断部材とよりなり、光遮断部材
   が、トーチが非溶接作業姿勢と溶接作業姿勢との間で移
   動したさいにトーチに対して相対的に揺動することによ
   り、投光器と受光器との間の光の通過を遮断する位置
   と、同じく光の通過を許容する位置との間で移動し、こ
   れにより光電スイッチが切り替わるようになされている
   請求項１記載のガス溶接装置。