特許 7493292 火口、それを使用した加熱トーチ及びガス圧接工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-23

(45)【発行日】2024-05-31

(54)【発明の名称】火口、それを使用した加熱トーチ及びガス圧接工法

(51)【国際特許分類】

   B23K 20/00 20060101AFI20240524BHJP

【ＦＩ】

B23K20/00 330C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2024022375

(22)【出願日】2024-02-16

【審査請求日】2024-02-16

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】398039439

【氏名又は名称】有限会社村吉ガス圧接工業

(74)【代理人】

【識別番号】100114627

【弁理士】

【氏名又は名称】有吉 修一朗

(74)【代理人】

【識別番号】100182501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 靖之

(74)【代理人】

【識別番号】100190975

【弁理士】

【氏名又は名称】遠藤 聡子

(72)【発明者】

【氏名】村吉 政勇

【審査官】山内 隆平

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－２２０６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３３０２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１６１８２１６１（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２０／００

Ｂ２３Ｋ ５／００－５／２４

Ｂ２３Ｋ ７／００－７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端部に火孔が設けられた火口基体と、
該火口基体の内部にあり、前記火口基体に対し、その周方向に回転可能、かつ所定の位置で固定可能に構成されると共に、前記火孔を通過するガス流を分け、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ前記圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を形成するガス誘導体と、を備える
火口。

【請求項2】

前記ガス誘導体を、前記火口基体の周方向に回転することで、前記領域の幅を変更可能である
請求項１記載の火口。

【請求項3】

前記ガス誘導体は、前記火孔を通過するガス流を分ける複数の噴出口が形成されている分流噴出路が設けてある
請求項１又は２記載の火口。

【請求項4】

前記ガス誘導体は、その長手方向に孔が形成され、該孔を略直径方向に横切るように設けられ、かつ、前記火孔を通過するガス流を分ける分流部材を有する
請求項１又は２記載の火口。

【請求項5】

バーナー管と、
該バーナー管に取り付けられ、先端部に火孔が設けられた火口基体と、該火口基体の内部にあり、前記火口基体に対し、その周方向に回転可能、かつ所定の位置で固定可能に構成されると共に、前記火孔を通過するガス流を分け、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ前記圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を形成するガス誘導体を有する火口と、を備える
加熱トーチ。

【請求項6】

先端部に火孔が設けられた火口基体と、該火口基体の内部にあり、前記火孔を通過するガス流を分けるガス誘導体とを有する火口がバーナー管に取り付けられた加熱トーチを使用し、前記ガス誘導体を、前記火口基体の周方向に回転することで、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ前記圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域の幅を調整し、該領域を前記圧接材の前記圧接面に重なるようにして、加熱を行う工程を備える
ガス圧接工法。

【請求項7】

前記加熱を標準炎により行う
請求項６記載のガス圧接工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、火口、それを使用した加熱トーチ及びガス圧接工法に関するものである。詳しくは、鉄筋等の圧接材の圧接を行う際に、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにして、かつ圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を形成すると共に、その領域における圧接面を挟む方向の幅を適宜調整することができるものに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、アセチレンガスを使用した鉄筋のガス圧接においては、鉄筋の圧接面を研磨し、初期加熱では先端面同士が密着するまでは還元炎で加熱することが必要である。仮に、初期加熱を標準炎（中性炎又は酸化炎）で行うと、圧接面に酸化被膜が形成されて接合不良となり、圧接面破断が起こる。

【0003】

一方で、アセチレンガスと比較して火力は劣るが、取り扱いが容易であり環境負荷も小さい天然ガスやプロパンガスの使用は、従来からの懸案となっている。つまり、これらのガスを使用して圧接しようとすると、アセチレンガスと同等の火力を得るには、初期加熱から標準炎で加熱する必要があり、この場合、圧接面での酸化被膜の形成を抑止する対策が必要になる。

【0004】

この対策の一つとして、鉄筋等を圧接する際に、ポリスチレンシートと鋼製リングが仕込まれているキャップ状のＰＳリングを還元材（又は酸化防止材）として使用するガス圧接工法が行われている。しかしながら、圧接工法における還元材の使用は、コスト高になる問題がある。また、還元材を鉄筋等の圧接面に挟むために、加熱効率が悪くなりやすく、これに起因して圧接面に酸化皮膜が生じやすくなる問題もある。

【0005】

また、標準炎を使用した場合でも、例えば炎を圧接面に直接当てないようにして、かつ圧接面近傍の加熱が、圧接が可能なように充分にできれば、これらの問題を改善することは可能である。なお、ガス圧接ではなく、ガス溶接の分野においては、同様の目的、すなわちガス溶接時に大気中の酸素を被溶接部に取り込まないようにする技術は、特許文献１記載の「ガス溶接方法及びその装置」で開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開平９―２２０６６２公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記従来の溶接方法及び装置は、混合ガスを対象物の被溶接部の両側に、混合ガス噴出口から同時に吹き付けるというものである。この各混合ガス噴出口は、ノズルの先端部に所定の傾斜角度で穿孔して設けてあるために、傾斜角度は固定されている。このため、被溶接部に火炎が直接当たらない範囲を調整することができない。

【0008】

一方、ガス圧接においては、近年、鉄筋等の圧接材が高強度のものとなってきており、ガス圧接時の圧接面近傍への入熱量が重要視されている。この入熱量が充分でないと、圧接面にフラット破面（酸化物が多量に存在する破面）が生じてしまい、圧接部の強度が確保できなくなる懸念がある。

【0009】

この対策としては、圧接面に火炎を直接当てないようにしながら、圧接ができる程度に充分に加熱された領域を、より狭くして、熱量を圧接面近傍に集中させるようにすれば、圧接面近傍への入熱量を増やすことができる。しかし、上記のように従来の方法及び装置では、このような領域の調整をすることができなかった。

【0010】

本発明は、以上の点を鑑みて創案されたものであり、鉄筋等の圧接材の圧接を行う際に、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにして、かつ圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を形成すると共に、その領域における圧接面を挟む方向の幅を適宜調整することができる火口、それを使用した加熱トーチ及びガス圧接工法を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

〔１〕上記の目的を達成するために本発明は、先端部に火孔が設けられた火口基体と、該火口基体の内部にあり、前記火口基体に対し、その周方向に回転可能、かつ所定の位置で固定可能に構成されると共に、前記火孔を通過するガス流を分け、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ前記圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を形成するガス誘導体と、を備える火口である。

【0012】

〔２〕本発明の火口は、〔１〕において、前記ガス誘導体を、前記火口基体の周方向に回転することで、前記領域の幅を変更可能である構成とすることもできる。

【0013】

本発明の火口は、火口基体とは別体のガス誘導体を備えることによって、ガス誘導体の火孔を通過するガス流を分ける機能に、例えば経年劣化による不具合が生じたとしても、ガス誘導体の取り替えができ、不具合を容易に解消することができる。

【0014】

ガス誘導体は、ガス流を分けることにより、圧接材を加熱するときの火炎も分かれる。分かれた各火炎は、圧接材の圧接面に直接当てないようにしてあるので、圧接面における酸化膜の形成を抑止できる。また、圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を形成することができる。

【0015】

なお、初期加熱から標準炎を使用しても、圧接面の酸化膜の形成を抑止しながら、ガス圧接を行うことができるので、安定的な入手が可能で、環境負荷も小さい天然ガスやプロパンガス等を可燃ガスとするガス圧接を行うことが可能になる。なお、還元材を併用すると、一層の酸化抑止を図ることができる。

【0016】

また、ガス誘導体は、火口基体の内部にあり、火口基体に対し、その周方向に回転可能、かつ所定の位置で固定可能に構成されているので、周方向に回転した分だけガス流の位置を旋回させ、火炎の位置を変えて、上記領域の圧接面を挟む方向の幅を適宜調整することが可能である。

【0017】

これにより、必要に応じて上記領域の幅を狭くして、ガス圧接時の圧接面近傍における入熱量の増大を図ることができ、圧接面にフラット破面が生じるのを抑制することができる。よって、圧接材の太さや材質に対応したガス圧接が可能になる。

【0018】

〔３〕本発明の火口は、〔１〕、〔２〕において、前記ガス誘導体は、前記火孔を通過するガス流を分ける複数の噴出口が形成されている分流噴出路が設けてある構成とすることもできる。

【0019】

この場合は、分流噴出路は、火孔を通過するガス流を分ける複数の噴出口が形成されているので、ガス流は各噴出口から火孔へ向けて分けて送られる。また、ガス流は、各噴出口から噴出するまでに分流噴出路で誘導されるため、各火炎は安定しており、圧接材の所定の加熱を安定的に効率よく行うことができる。

【0020】

〔４〕本発明の火口は、〔１〕、〔２〕において、前記ガス誘導体は、その長手方向に孔が形成され、該孔を略直径方向に横切るように設けられ、かつ、前記火孔を通過するガス流を分ける分流部材を有する構成とすることもできる。

【0021】

この場合は、ガス誘導体の長手方向に孔が形成され、孔を略直径方向に横切るように分流部材が設けられているので、分流部材によって火孔を通過するガス流を分けることができる。また、ガス流を分けるために、孔を略直径方向に横切る分流部材を有する構成を採用しており、簡単な構成で火炎を分けることができる利点がある。

【0022】

〔５〕上記の目的を達成するために本発明は、バーナー管と、該バーナー管に取り付けられ、先端部に火孔が設けられた火口基体と、該火口基体の内部にあり、前記火口基体に対し、その周方向に回転可能、かつ所定の位置で固定可能に構成されると共に、前記火孔を通過するガス流を分け、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ前記圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を形成するガス誘導体を有する火口と、を備える加熱トーチである。

【0023】

本発明の加熱トーチは、バーナー管に取り付けられた火口でガス流を分けることにより、圧接材を加熱するときの火炎も分かれる。火口は、ガス誘導体を火口基体の周方向に回転させて所定位置で固定し、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を形成することができる。

【0024】

そして、この領域を圧接面と重ねる（合わせる）ことにより、圧接材の圧接を行うための所定の加熱が可能である。これにより、初期加熱から標準炎を使用しても、圧接面の酸化膜の形成を抑止することができる。

【0025】

また、加熱トーチが有する火口は、ガス誘導体を火口基体に対し、その周方向に回転可能、かつ所定の位置で固定可能に構成されているので、周方向に回転した分だけガス流の位置を旋回させ、火炎の位置を変えて、上記領域の圧接面を挟む方向の幅を適宜調整することができる。

【0026】

これにより、必要に応じて上記領域の幅を狭くして、ガス圧接時の圧接面近傍における入熱量の増大を図ることができ、圧接面にフラット破面が生じるのを抑制することができる。よって、圧接材の太さや材質に対応したガス圧接が可能になる。

【0027】

〔６〕上記の目的を達成するために本発明は、先端部に火孔が設けられた火口基体と、該火口基体の内部にあり、前記火孔を通過するガス流を分けるガス誘導体とを有する火口がバーナー管に取り付けられた加熱トーチを使用し、前記ガス誘導体を、前記火口基体の周方向に回転することで、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ前記圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域の幅を調整し、該領域を前記圧接材の前記圧接面に重なるようにして、加熱を行う工程を備えるガス圧接工法である。

【0028】

本発明のガス圧接工法は、加熱トーチに取り付けられた火口でガス流を分けて、圧接材を加熱するときの火炎も分かれる。火口は、ガス誘導体を火口基体の周方向に回転させて所定位置で固定し、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにして、かつ圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を形成することができる。

【0029】

そして、この領域を圧接面と重ねる（合わせる）ことにより、圧接材の圧接を行うための所定の加熱が可能である。これにより、初期加熱から標準炎を使用しても、圧接面の酸化膜の形成を抑止することができる。

【0030】

また、本発明のガス圧接工法では、加熱トーチが有する火口は、ガス誘導体を火口基体の周方向に回転することで、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにし、かつ前記圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域の幅を調整することができる。

【0031】

これにより、必要に応じて上記領域の幅を狭くして、ガス圧接時の圧接面近傍における入熱量の増大を図ることができ、圧接面にフラット破面が生じるのを抑制することができる。よって、圧接材の太さや材質に対応したガス圧接が可能になる。

【0032】

〔７〕本発明のガス圧接工法は、〔６〕において、前記加熱を標準炎により行うこともできる。

【0033】

この場合は、標準炎による加熱を行うので、アセチレンガス以外のプロパンガス等の天然ガスを利用して、圧接面における酸化膜の形成を抑止しながら、圧接工法に充分な火力を得て、圧接材の圧接作業を行うことができる。

【発明の効果】

【0034】

本発明は、鉄筋等の圧接材の圧接を行う際に、火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにして、かつ圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を形成すると共に、その領域における圧接面を挟む方向の幅を適宜調整することができる火口、それを使用した加熱トーチ及びガス圧接工法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明の第１の火口の構造を示す分解斜視図である。

【図2】図１に示す第１の火口の組み上げ状態の縦断面図である。

【図3】第１の火口のガス誘導体の他の例を示す説明図である。

【図4】本発明の第２の火口の構造を示す説明図である。

【図5】本発明の第３の火口の構造を示す分解斜視図である。

【図6】図５に示す第３の火口の組み上げ状態の縦断面図である。

【図7】本発明の加熱トーチの概略説明図である。

【図8】第１の火口のガス誘導体の回転による噴出口の位置の変化を示す説明図である。

【図9】第１の火口のガス誘導体を回転調整して、圧接ができる程度に充分に加熱された領域を最大にした加熱トーチによる加熱の状態を示す説明図である。

【図10】第１の火口のガス誘導体を回転調整して、圧接ができる程度に充分に加熱された領域を狭めた加熱トーチによる加熱の状態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

図１乃至図１０を参照して、本発明の実施の形態を更に詳細に説明する。
まず、図１、図２を参照して、本発明に係る第１の火口Ａ１（以下、単に火口Ａ１という）の構造を説明する。

【0037】

火口Ａ１は、金属製（例えば真鍮製）であるが、これに限定されず、より耐火性に優れるチタン等の他の金属材料を採用してもよい。これについては、後述する火口Ａ２、Ａ３も同様である。

【0038】

火口Ａ１は、火口基体１０を有している。火口基体１０は、中心部に長さ方向（図２で上下方向）に貫通する空間１００を有する中空体である。火口基体１０は、基端側（図２で下端側）から順に、基ネジ管部１１とフランジ部１２及び外形が略六角柱形状の先管部１８を有する。

【0039】

基ネジ管部１１は、外周部に、後述する加熱トーチ９の取付管９４にネジ込むための雄ネジ（符号省略）を有する。また、空間１００のうち、基ネジ管部１１に対応する部分の内周部は円孔１６となっており、円孔１６につながりフランジ部１２に対応する部分の内周部は、截頭円錐状の空間を形成するように、上方が窄まった受孔１６ａとなっている（図２参照）。

【0040】

空間１００のうち、受孔１６ａより先に位置する空間は円孔１６ｂとなっている。円孔１６ｂは、先管部１８の先端面に貫通しており、その貫通口が円形の火孔１８０となっている。火孔１８０の口縁部には、面取り部１８１が設けられており、通過する火炎の広がりを妨げることがないようにしている。また、先管部１８の周壁部の一箇所には、周壁部を貫通してネジ孔１９が設けてある。ネジ孔１９には、止めネジ１９０が螺着されている。

【0041】

更に、空間１００の内部には、ガス誘導体４が収容されている。ガス誘導体４は、基端側から順に、外形が截頭円錐状の回転軸部４２、火孔１８０を形成する、円孔１６ｂより径小な首部４０、略平歯車状の誘導部４１を有している。

【0042】

誘導部４１は、周方向に複数の歯４１０を有しており、各歯４１０の間には、複数の溝４１１が形成されている。誘導部４１の外径は、空間１００において、円孔１６ｂの内径よりやや径小であり、ガス誘導体４は受孔１６ａと円孔１６ｂを形成する内周部に沿って、周方向へ回転可能、及び進退移動可能である。

【0043】

なお、回転軸部４２の基端部の直径線上の二箇所には、ドライバー等の回転操作具を係合させるための係合凹部４４が設けてある。また、回転軸部４２は、上記受孔１６ａに収容された状態で、互いの表面全体が接面した状態で火口基体１０の長さ方向における位置が決まり、摺動回転による周方向の角度調整が可能であり、その調整位置で止めネジ１９０を締め付けて固定される。

【0044】

また、このようにガス誘導体４を火口基体１０に取り付けて一体化したときには、空間１００において円孔１６ａの部分の内周部と誘導部４１の間の各溝４１１部分に、誘導部４１の周方向に複数のガス通路４００（図２に図示）が、誘導部４１の全長にわたり形成される。

【0045】

ガス誘導体４の内部には、その全長にわたり分流噴出路４５が設けてある。分流噴出路４５は、先方へ向け窄まった導入口４５１と、基端は導入口４５１に連通すると共に、先端はガス誘導体４の先端面に貫通した噴出路４５２、４５２ａを有している。

【0046】

噴出路４５２、４５２ａは、ガス誘導体４の中心軸線方向と所定の角度を以て二方へ分かれるように（平面視的には互いに１８０°を成すように）、直線的、かつ円孔状に穿って（穴を開けて）設けられている。この角度は、本実施の形態では１５°に設定されているが、この角度に限定されるものではない。

【0047】

また、噴出路４５２、４５２ａの先端部は、噴出口４５０、４５０ａとなっている。噴出口４５０、４５０ａが設けられている先端面は、頂辺部４５３を堺に二面が所定の角度で傾斜して設けてある（図１、図２参照）。噴出路４５２、４５２ａは、この傾斜面（符号省略）に対し、略直角に形成してあり、製造時には噴出路４５２、４５２ａの削孔がしやすい利点がある。

【0048】

上記首部４０には、直径方向の二箇所に周壁部を貫通して、噴出路４５２、４５２ａから空間１００へ通じる連通孔４３が設けてある。これにより、ガス誘導体４と火口基体１０を一体化したときに、ガス流は、噴出路４５２、４５２ａから各連通孔４３、空間１００を通り、各ガス通路４００を流れることができる。

【0049】

そして、ガス誘導体４は、まず、全体を火口基体１０の円孔１６に入れ、誘導部４１を円孔１６ｂに挿入し、回転軸部４２が受孔１６ａに当接したところで回転させて調整し、上記したように止めネジ１９０で火口基体１０内部に固定される。この状態では、ガス誘導体４の噴出口４５０、４５０ａは、空間１００の内方へ火孔１８０の先端部からやや距離をおいて位置している（図２参照）。

【0050】

なお、ガス誘導体４は、火口基体１０と一体化したときに、止めネジ１９０で止められることにより、周方向において噴出口４５０、４５０ａの配置の角度が、所定の角度となるように調整される。

【0051】

この角度は、後述するように、圧接材５１、５２の圧接面５００を加熱する場合は、加熱トーチ９に取り付けて組み込んだときに、圧接材５１、５２の圧接面５００に対して自由に調整可能である。なお、噴出口４５０、４５０ａの配置の角度で調整が有効なのは、実質、圧接面５００に対して直角（９０°）の状態から、平行（０°）の状態の間の角度である。

【0052】

（火口Ａ１の作用）
図１、図２及び図７乃至図１０を参照し、火口Ａ１の作用を、それを組み込んだ加熱トーチ９の作用と合わせて説明する。なお、本実施の形態では、火口Ａ１で説明するが、上記火口Ａ２、Ａ３を使用して噴出口の配置の角度を調整し、略同様に圧接を行うことができるのは、言うまでもない。

【0053】

ここで、まず、図７を参照して、本発明に係る加熱トーチ９の概略を説明する。
上記火口Ａ１が組み込まれた加熱トーチ９は、ガス圧接用の加熱トーチである。加熱トーチ９は、可燃ガスを導入するガス導入管を有している。ガス導入管の基部には、バルブを有する可燃ガス供給管、及び酸素供給管（何れも図示省略）が合流可能に接続されている。

【0054】

ガス導入管の先端には、Ｕ字形の分岐管９１が接続されており、分岐管９１の両先端には、分岐水平管であるバーナー管９２が相対向して接続されている。ガス導入管と分岐管９１、各バーナー管９２は、中心線が同一平面上（設置時は通常は水平面上）にある。

【0055】

各バーナー管９２には、それぞれその内側に四本、合計で八本の火口Ａ１が、ネジ管である取付管９４に基ネジ管部１１をネジ込んで取り付けてある。なお、本実施の形態では、火口の数は４本ずつであるが、これに限定されるものではない。

【0056】

各火口Ａ１は、火孔１８０が内方向（同一平面上の中心方向）、すなわち各バーナー管９２の間に配置される圧接材５１、５２へ向けてある。各火口Ａ１の火孔１８０の近傍に位置しているガス誘導体４の先端部の頂辺部４５３の辺線は、各バーナー管９２の中心線（符号省略）及び圧接面５００と略同じ高さ、かつ略平行になるように設定してある（図７参照）。

【0057】

また、各バーナー管９２の先部と基部の端部にある火口Ａ１の上下には、圧接材５１、５２の圧接面５００からやや上下方向に離れた部分を加熱する火口Ａ１ａが水平方向より上下にやや角度を付けて、取付管９４に対し上記火口Ａ１と同様に内方向へ向け取り付けてある。

【0058】

各火口Ａ１ａは、構造は火口Ａ１と略同様であるが、噴出路４５２、４５２ａの配置方向が、火口Ａ１の配置方向に対して略直角方向となるように、すなわち圧接材に対しては、その周方向と平行になるように設定してある（図７参照）。なお、火口Ａ１ａは、各バーナー管９２に上下それぞれに二箇所ずつ、合計八箇所に取り付けてある。

【0059】

これにより、各取付管９４に固定された各火口Ａ１と各火口Ａ１ａには、プロパンガス等の可燃ガスが上記可燃ガス供給管と酸素供給管から供給可能となる。酸素と混合された可燃ガス（以下、これを可燃ガスという）は、火口基体１０の円孔１６から導入され、ガス誘導体４の分流噴出路４５に入る。

【0060】

分流噴出路４５を通る可燃ガスの圧力は、略一定の高圧に維持され、可燃ガスの一部は分流噴出路４５を通り、噴出口４５０、４５０ａから所定の角度で拡がるように火孔１８０へ向け噴出する。また、可燃ガスの他の一部は、分流噴出路４５から各連通孔４３を通って空間１００内に入り、各ガス通路４００を通って、上記の噴出口４５０、４５０ａから噴出する可燃ガスと合流する。

【0061】

合流した可燃ガスに点火されると、各火口Ａ１と各火口Ａ１ａの火孔１８０からは、火炎が所定の角度を以て二方向に噴出する。この場合、各火口Ａ１の噴出口４５０、４５０ａの配置の角度（頂辺部４５３の角度）は、圧接面５００に対して直角（９０°）である。

【0062】

この状態では、各火口Ａ１から二方向に分かれた各火炎Ｆ１、Ｆ２は、図９に示すように、圧接材５１、５２の圧接面５００に対して、直接当てないようにしてあり、かつ圧接面５００近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域Ｒ１を所定の幅で形成している（図９においては、図示の便宜上、火口Ａ１は一つのみ示している）。

【0063】

そして、例えば圧接をする圧接材５１、５２が、より太く或いはより高強度であり、圧接の際に圧接面５００近傍に対してより大きな入熱量が必要な場合は、以下のようにして領域Ｒ１の圧接面５００を挟む方向の幅がより狭くなるよう調整を行う。

【0064】

すなわち、ガス誘導体４を回転させて、火口基体１０に対する周方向の角度を適宜角度（例えば図８（ａ）に示す、圧接面５００に対する角度９０°から、図８（ｃ）に示す角度３０°）にして、止めネジ１９０で固定する作業を加熱トーチ９に可燃ガスを供給する前に行っておく。なお、ガス誘導体４の回転は、止めネジ１９０を緩めた状態で火孔１８０の正面側から噴出口４５０、４５０ａに引っ掛けて回す専用の回転操作具を使用するなどして行うことができる。

【0065】

そして、図１０（ａ）に示すように、火口Ａ１のガス誘導体４を右へ６０°回転させると、噴出口４５０、４５０ａの配置の角度が圧接面５００に対して３０°になる。この状態では、領域の圧接面５００を挟む方向の幅が短くなり、火炎Ｆ１、Ｆ２を圧接面５００に対して直接当てないようにしながら、かつ圧接面５００近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域が、領域Ｒ１から幅がより狭くなった領域Ｒ２となる。

【0066】

これによると、各バーナー管９２の中心線と同じ高さにある各火口Ａ１から出る火炎Ｆ１、Ｆ２による熱量は一定であるのに、領域Ｒ２の面積は小さくなっているため、単位面積あたりの熱量が大きくなり、圧接面５００の近傍の、より近いところへの入熱量を増やすことができる。

【0067】

また、上記各火口Ａ１ａから二方向に分かれた各火炎は、圧接材５１、５２の圧接面５００と上下に所定の距離だけ離れた部分を軸周方向の領域を広く加熱することができるので、圧接材５１、５２を、圧接面５００を含め、効率よく加熱することができる。

【0068】

そして、火口Ａ１、Ａ１ａを組み込んだ加熱トーチ９によれば、圧接材５１、５２を圧接する際に、プロパンガス等を可燃ガスとする標準炎を初期加熱から使用しても、標準炎である火炎は圧接面５００を直接には加熱しないので、圧接面５００に酸化被膜が形成されることを抑止できる。また、還元材を使用しなくても、圧接材５１、５２のガス圧接作業が可能になる。

【0069】

なお、本実施の形態では、圧接材５１、５２を垂直方向に立てて支持してあり、加熱トーチ９の各バーナー管９２を水平にしてガス圧接を行っているが、これに限定するものではなく、圧接材５１、５２を水平に支持し、加熱トーチ９の各バーナー管９２を垂直にして上記ガス圧接を行うこともできる。

【0070】

図３には、上記ガス誘導体４の変形例であるガス誘導体４ｂを示す。なお、以下の説明では、ガス誘導体４ｂの構造において、上記ガス誘導体４と共通する部分については、ガス誘導体４の各部と同様の符号を付して示し、ここでの説明は省略する。

【0071】

ガス誘導体４ｂは、略歯車状の誘導部４１ｂが設けてある。誘導部４１ｂの各歯４１０ｂは、上記誘導部４１の歯４１０とは相違して、軸線方向に対して所定の角度で傾斜して螺旋状となっており、それらの間には溝４１１ｂが設けられている。

【0072】

ガス誘導体４ｂを火口基体１０に取り付けて一体化したときには、空間１００において上記円孔１６aの部分の内周部と誘導部４１ｂの間の各溝４１１ｂ部分に、誘導部４１ｂの周方向に複数の溝からなる螺旋状のガス通路（図示省略）が、誘導部４１ｂの全長にわたり形成される。

【0073】

そして、使用時には、各ガス通路の噴出口（図示省略）からは、ガス流がガス誘導体４ｂの軸線方向に対して所定の角度で噴出し、旋回するように排出される。これにより、火炎の外炎の形成領域が拡張され、その外炎形成領域により、内炎に対し大気中の酸素が巻き込まれるのを抑える機能を果たすことができ、圧接材５１、５２の圧接面５００に大気中の酸素が巻き込まれるのを抑止できる。よって、圧接面５００での酸化被膜の形成が抑止され、圧接面５００の接合を良好に行うことができる。

【0074】

次に、図４を参照して、本発明に係る第２の火口Ａ２（以下、単に火口Ａ２という）の構造を説明する。なお、火口Ａ２の火口基体１０の構造は、上記火口Ａ１の火口基体１０と同様なので、以下の説明では、共通する部分については、上記火口基体１０の各部と同様の符号を付して示し、ここでの説明は省略する。

【0075】

火口Ａ２の火口基体１０の空間１００には、ガス誘導体６が収容されており、所定の高さに位置させてある。ガス誘導体６は、基端側から順に、外形が截頭円錐状の回転軸部６２、火孔１８０を形成する、円孔１６ｂより径小な首部６０、略平歯車状の誘導部６１を有している。基ネジ管部６２の基端部の直径線上の二箇所には、ドライバー等の回転操作具を係合させるための係合凹部６４が設けてある。

【0076】

誘導部６１は、周方向に複数の歯６１０を有しており、各歯６１０の間には、複数の溝６１１が形成されている。誘導部６１の外径は、空間１００において、円孔１６ｂの内径よりやや径小であり、ガス誘導体６は空間１００の内周部に沿って、周方向へ回転可能、及び進退移動可能である。

【0077】

また、ガス誘導体６を火口基体１０に取り付けて一体化したときには、空間１００において円孔１６ｂの内周部と誘導部６１の間に、誘導部６１の周方向に複数のガス通路６００（図４に図示）が、誘導部６１の全長にわたり形成される。

【0078】

ガス誘導体６の内部には、その全長にわたり分流噴出路６５が設けてある。分流噴出路６５は、先方へ向け窄まった導入口６５１と、基端は導入口６５１に連通すると共に、先端はガス誘導体６の先端面に貫通した中心噴出孔６５３を有している。

【0079】

中心噴出孔６５３は、口部（符号省略）が直径方向にやや膨らんだ楕円孔である（図４（ｂ）参照）。また、ガス誘導体６の先端面は、誘導部６１の軸線方向と直角である（図４（ａ）参照）。

【0080】

そして、誘導部６１には、略全長にわたり、その直径方向の二箇所に縦溝６６が互いに平行に形成されている。各縦溝６６は、中心噴出孔６５３の最も小径となる位置にあり、誘導部６１の軸線方向と平行に設けてある。各縦溝６６には、略全長にわたり、金属製の四角形の板体を中央で折り曲げたプレート状の分割部材６７が装着されて固定してある。

【0081】

縦溝６６の底部は、略円形状にやや広く形成され、分割部材６７の、折り曲げて径大となった部分を横入れしており、抜けにくいようにしている。なお、分割部材６７の固定構造はこれに限定するものではなく、他の構造でもよい。

【0082】

これにより、中心噴出孔６５３は分割部材６７によって略半分に分割されており、空間が二つに分けられて、噴出路６５２、６５２ａが形成されている。ガス流は噴出路６５２、６５２ａを通り、先端の噴出口６５０、６５０ａから噴出する。この噴出するガス流は、口部が楕円状の中心噴出孔６５３の内面の拡がりに沿って、二方に所定の角度で拡がるようになっている。

【0083】

なお、分割部材６７を、中心噴出孔６５３を分割して装着した後、分割部材６７の中間部上面からドリルで削孔して拡げることもできる。これによると、より確実に火炎が拡がり、火炎を安定させることができる。

【0084】

噴出口６５０、６５０ａの形状は、半楕円形状の他、半円状や、その他の異形などにすることもでき、特に限定はされない。この形状は、噴出口６５０、６５０ａの形状も含めて、火炎が所定の角度で二方に拡がるのであれば、特に限定するものではない。

【0085】

また、首部６０には、直径方向の二箇所に周壁部を貫通して、中心噴出孔６５３から空間１００へ通じる連通孔６３が設けてある。これにより、ガス誘導体６と火口基体１０を一体化したときに、ガス流は、中心噴出孔６５３から各連通孔６３、空間１００を通り、各ガス通路６００を流れることができる。

【0086】

なお、中心噴出孔６５３の先端部の口部は、ラッパ状に拡げて形成することもできる。ラッパ状に形成すると、拡がった口部の表面に沿ってガス流が分かれるので、火炎を、より確実に拡げることができる。

【0087】

ガス誘導体６は、上記ガス誘導体４と同様にして火口基体１０内部に固定される。この状態では、ガス誘導体６の上端部は、空間１００の内方へ火孔１８０の先端部からやや距離をおいて位置している（図４（ａ）参照）。

【0088】

ガス誘導体６は、ガス誘導体６と火口基体１０を一体化したときに、止めネジ１９０で止められて、火口基体１０の周方向において噴出路６５２、６５２ａの配置が所定の角度となるように調整され、火口Ａ２が作られる。

【0089】

そして、火口Ａ２を上記火口Ａ１と同様に組み込んで加熱トーチ（図示省略）を作製し、上記火口Ａ１を組み込んだ加熱トーチ９と同様に、火孔１８０から噴出する火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにして、かつ圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を形成することができる。

【0090】

更に、上記火口Ａ１の場合と同様に、必要に応じて、ガス誘導部材６を回転させて、噴出口６５０、６５０ａの配置の角度を調整し、この領域において、圧接面を挟む方向の幅を狭くする等、圧接材の特性に合わせて調整することにより、圧接面近傍への入熱量を調整することができる。

【0091】

次に、図５、図６を参照して、第３の火口Ａ３（以下、単に火口Ａ３という）の構造を説明する。第３の火口Ａ３は、火口基体１０ａを有している。火口基体１０ａは、中心部に長さ方向に貫通する空間１００ａを有する中空体である。火口基体１０ａは、基端側から順に、下ネジ管部１１ａとフランジ部１２ａ及び外形が略六角柱形状の上管部１８ａを有する。

【0092】

下ネジ管部１１ａは、外周部に雄ネジ（符号省略）を有する。また、上記空間１００ａのうち、略下ネジ管部１１ａとフランジ部１２ａに対応する部分の内周部には、ネジ孔１７ａが設けてある（図６参照）。

【0093】

空間１００ａのうち、ネジ孔１７ａの上に位置する空間は、上管部１８ａの上端面に貫通しており、その先端部が円形の火孔１８０となっている。また、上管部１８ａの周壁部の一箇所には、周壁部を貫通してネジ孔１９が設けてある。ネジ孔１９には、止めネジ１９０が螺着されている。

【0094】

空間１００ａの内部には、ガス誘導体４ａが収容されており、所定の位置に取り付けてある。ガス誘導体４ａは、基端側から順に、外周部に雄ネジ（符号省略）を有する下ネジ管部４２ａ、火孔１８０を形成する空間より径小な首部４０ａ、平歯車状の誘導部４１ａが設けてある。なお、下ネジ管部４２ａの基端部の直径線上の二箇所には、ドライバー等の回転操作具を係合させるための係合凹部４４ａが設けてある。

【0095】

誘導部４１ａの外径は、空間１００ａにおいて、上記ネジ孔１７ａより上の部分の内径よりやや径小であり、ガス誘導体４ａの部分は空間１００ａの内周部に沿って、周方向へ回転可能、及び進退移動可能である。また、空間１００ａにおいてネジ孔１７ａより上の部分の内周部と誘導部４１ａの間には、誘導部４１ａの周方向に複数の通気路４００（図６参照）が、誘導部４１ａの全長にわたり形成される。

【0096】

ガス誘導体４ａの中心部には、全長にわたりガス送給孔４５ａが設けてある。ガス送給孔４５ａの上端部は、ガス噴出口４６となっている。ガス送給孔４５ａは、先部側の誘導部４１ａと首部４０ａに対応する部分は同径の円孔であり、基部側の下ネジ管部４２ａに対応する部分が下方へ向け径大となったテーパ孔となっている（図６参照）。また、首部４０ａには、直径方向の二箇所に周壁部を貫通してガス送給孔４５ａに通じる連通孔４３ａが設けてある。

【0097】

ガス誘導体４ａの先端部には、ガス噴出口４６の外側でガス噴出口４６を直径方向に横切るように、ステンレススチール製の分流部材３ａが取り付けてあり、これにより噴出口４６０、４６０ａが形成されている。

【0098】

分流部材３ａは、横断面形状が円形で所定の長さのピン形状である。分流部材３ａは、例えば誘導部４１ａに平歯車の溝部に対応して設けた貫通孔４７に一端部を差し込み、上方へ回してガス噴出口４６を横切るようにして、他端部を折り曲げて溝部に収める等して固定してある（図５下図参照）。

【0099】

また、貫通孔４７をガス誘導体４ａの反対側にも設けて、分流部材を分流部材３ａのように端部を折り曲げないで直線状のピン形状として、両貫通孔４７に通してガス噴出口４６を横着るように固定することで、ガスの分流を行うこともできる。

【0100】

そして、ガス誘導体４ａは、図６に示すように、誘導部４１ａを火口基体１０ａのネジ孔１７ａに挿入し、下ネジ管部４２ａの雄ネジがネジ孔１７ａの雌ネジに噛んだところで回転させて螺合し、空間１００ａの奥方向にネジ込むことができる。更に、誘導部４１ａが空間１００ａにおいて火孔１８０のある部分に入っても、ガス誘導体４ａは、更に奥へネジ込んで移動させれば、適当な位置で止めネジ１９０を締め込んで固定して、一体化されて火口Ａ３となる。

【0101】

なお、ガス誘導体４ａに設けてある分流部材３ａは、ガス誘導体４ａと火口基体１０ａを一体化したときに、ガス誘導体４ａが止めネジ１９０で止められて、火孔１８０からやや内部に入ったところに位置し、周方向において所定の角度となるように調整される。

【0102】

そして、火口Ａ３を上記火口Ａ１と同様に組み込んで加熱トーチ（図示省略）を作製し、上記火口Ａ１を組み込んだ加熱トーチ９と同様に、火孔１８０から噴出する火炎を圧接材の圧接面に直接当てないようにして、かつ圧接面近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を形成することができる。

【0103】

更に、上記火口Ａ１の場合と同様に、必要に応じて、ガス誘導部材４ａを回転させて、噴出口４６０、４６０ａの配置の角度を調整し、この領域において、圧接面を挟む方向の幅を狭くする等、圧接材の特性に合わせて調整することにより、圧接面近傍への入熱量を調整することができる。

【0104】

なお、上記したように、火口Ａ１、Ａ２、Ａ３は、同様に加熱トーチ９に組み込んで使用可能であり、圧接材５１、５２を圧接する際に、プロパンガス等を可燃ガスとする標準炎を初期加熱から使用してもよい。すなわち、標準炎である火炎は、領域Ｒ１又は領域Ｒ２にある圧接面５００を直接には加熱せず、かつ圧接面５００近傍は、その加熱が、圧接ができる程度に充分に成されているので、圧接作業において圧接面５００での酸化被膜の形成が抑止される。

【0105】

本明細書及び特許請求の範囲で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書及び特許請求の範囲に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。

【符号の説明】

【0106】

Ａ１ 火口
１０ 火口基体
１００ 空間
１１ 基ネジ管部
１２ フランジ部
１６ 円孔
１６ａ 受孔
１６ｂ 円孔
１８ 先管部
１８０ 火孔
１８１ 面取り部
１９ ネジ孔
１９０ 止めネジ
４ ガス誘導体
４１ 誘導部
４１０ 歯
４１１ 溝
４００ ガス通路
４２ 基ネジ管部
４０ 首部
４４ 係合凹部
４５ 分流噴出路
４５１ 導入口
４５０、４５０ａ 噴出口
４５２、４５２ａ 噴出路
４５３ 頂辺部
４３ 連通孔
４ｂ ガス誘導体
４１ｂ 誘導部
４１０ｂ 歯
４１１ｂ 溝
９ 加熱トーチ
９１ 分岐管
９２ バーナー管
９４ 取付管
５１、５２ 圧接材
５００ 圧接面
Ｆ１、Ｆ２ 火炎
Ａ２ 火口
１０ 火口基体
６ ガス誘導体
６１ 誘導部
６１０ 歯
６１１ 溝
６００ ガス通路
６２ 基ネジ管部
６０ 首部
６３ 連通孔
６４ 係合凹部
６５ 分流噴出路
６５１ 導入口
６５２、６５２ａ 噴出路
６５３ 中心噴出孔
６５０、６５０ａ 噴出口
６６ 縦溝
６７ 分割部材
Ａ３ 火口
１０ａ 火口基体
１００ａ 空間
１１ａ 下ネジ管部
１２ａ フランジ部
１８ａ 上管部
１７ａ ネジ孔
１８０ 火孔
４ａ ガス誘導体
４２ａ 下ネジ管部
４０ａ 首部
４１ａ 誘導部
４４ａ 係合凹部
４００ 通気路
４５ａ ガス送給孔
４６ ガス噴出口
４３ａ 連通孔
３ａ 分流部材
４６０、４６０ａ 噴出口
４７ 貫通孔

【要約】

【課題】圧接材の圧接を行う場合に、初期加熱から標準炎を使用して、還元材を用いなくても圧接面における酸化抑止ができる火口を提供する。
【解決手段】
火口Ａ１は、先端部に火孔１８０が設けられた火口基体１０と、火口基体１０の内部に収容され、その周方向に回転可能、かつ所定の位置で固定可能で、火孔１８０を通過するガス流を二方へ分けて、火炎を圧接材の圧接面５００に直接当てないようにし、かつ圧接面５００近傍の加熱が、圧接ができる程度に充分に成された領域を所定の幅で形成するガス誘導体４とを備える。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】