(57)【要約】      （修正有）【課題】  テルミット溶接器具の軽量化を図り、可搬性及び作業性を改善する。【解決手段】  母材に溶接金属を溶着させるためのテルミット溶接器具であって、溶接金属を溶融させるための燃焼室と、燃焼室から溶融した溶接金属を流出させるための第１流出路とを有する第１器具（坩堝）１と、流出路と連通することのできる第２流路と、第２流路に連通して母材に溶着する溶着金属を収容する凹部６を有する第２器具（坩堝）２とを具備し、第１と第２の器具（坩堝）は、着脱可能であると共に、装着時に流出路と流路とが連通するように相互に位置決めを行うための手段を備えている。【選択図】図１
2006130544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材に溶接金属を溶着させるためのテルミット溶接器具であって、
溶接金属を溶融させるための燃焼室と、該燃焼室から溶融した溶接金属を流出させるための流出路とを有する第１器具と、
前記流出路と連通することのできる流路と、該流路に連通して母材に溶着する溶着金属を収容する凹部を有する第２器具と、
を具備し、
前記第１と第２の器具は、着脱可能であると共に、装着時に前記流出路と前記流路とが連通するように相互に位置決めを行うための手段を備えたテルミット溶接器具。
【請求項２】
前記相互に位置決めを行うための手段は、第１と第２の器具を装着する装着面における契合によりなされたものである請求項１に記載のテルミット溶接器具。
【請求項３】
前記第１と第２の器具の装着は、固定スプリングによって固定される請求項１又は２に記載のテルミット溶接器具。
【請求項４】
第２器具には、母材に溶接すべき部材を母材の溶接面との間に配置するための、前記凹部と挿通する切欠きが形成された請求項１ないし３のいずれかに記載のテルミット溶接器具。
【請求項５】
前記切欠きは母材表面と水平方向に形成された請求項４に記載のテルミット溶接器具。
【請求項６】
前記凹部は母材表面に対向して開口する請求項１ないし５のいずれかに記載のテルミット溶接器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テルミット溶接器具に関し、特に燃焼用の坩堝を有する第１器具と溶着金属の固着用の坩堝を有する第２器具とに分割可能なテルミット溶接器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来のテルミット溶接器具の一例を示す切欠き断面斜視図である。坩堝を備えた本体４００の燃焼室４１０には、以下に述べるテルミット溶剤４２０とそれを覆うように点火剤４３０とが入れられる。初期の状態では、燃焼室４１０の底は、スチールディスク４４０で塞がれており、その下方には湯道４５０が延びている。
【０００３】
点火剤４３０に点火することによって、テルミット剤４２０に以下に示すような燃焼反応が起き（銅テルミット溶接の例を示す）、このときの発熱によって、テルミット剤４２０を構成する金属成分を溶融する。
２Ａｌ＋３ＣｕＯ  →  ３Ｃｕ＋Ａｌ2Ｏ3＋ΔＱ（発熱）
【０００４】
その際、同時にスチールディスク４４０も溶融して、溶融金属は湯口から湯道４５０を通って、下方に流出する。したがって、湯道４５０の出口部に坩堝と称する部分の凹部４６０が位置し、そこに溶剤が流れ込む。テルミット溶接作業を行う際には、坩堝の凹部４６０を塞ぐように、溶着すべき、例えばボンド端子部４７０と母材を密着させておけば、溶融金属はこれらを一部溶融させて最終的には、ボンド端子部４６０を含む溶融金属（例示の場合は銅を主体とする合金）が母材に溶接される。図５は、一例として、従来のテルミット溶接器具を用いて鉄道用レール母材に溶着金属を固着した状態を示す斜視図である。
【０００５】
実際のテルミット溶接時には、母材研磨、予熱、溶接材料等の取付け、テルミット剤の点火と燃焼、本体の取り外し、スラグ除去、整形等の作業が必要になるが、これらは当業者にとっては既知であるので詳細な説明は省略する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３４６７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来型テルミット溶接器具は、テルミット溶接器具本体にテルミット剤を装填した燃焼室、テルミット剤を燃焼させた溶剤の通る湯道及びテルミット溶接の溶着部を形成するための出口部を一体的に具備しており、例えば、図４のテルミット溶接器具を用いてテルミット溶接をした場合、図５に示したように鉄道用レール母材の腹部に溶接される。しかし、符号１６０で示したように鉄道用レールの底部表面に溶接したり、図示されていないが上部裏面に溶接したりする場合が考えられる。
【０００８】
その際、従来型のテルミット溶接器具は、湯口の出口部の形状及び大きさは予め決められているため、母材への各溶接箇所に応じて複数の種類の出口部を備えていることが要求され、複数のテルミット溶接器具の中から適切なテルミット溶接器具を選択しなければない。また、特殊形状の母材を溶接する場合には、従来型のテルミット溶接器具が物理的に使用できない環境も考えられるため、作業現場に複数のテルミット装置を常備しておかなければならない。個々のテルミット溶接器具の本体はその材質から相当の重量を有し、可搬性及び作業性に問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、本発明は上記課題を解決するために、作業現場で使用される溶接器具本体の軽量化を図り、可搬性及び作業性を向上させることができるテルミット溶接器具を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態による請求項１の発明は、母材に溶接金属を溶着させるためのテルミット溶接器具であって、
溶接金属を溶融させるための燃焼室と、該燃焼室から溶融した溶接金属を流出させるための第１流出路とを有する第１器具と、
前記流出路と連通することのできる第２流路と、該第２流路に連通して母材に溶着する溶着金属を収容する凹部を有する第２器具と、
を具備し、
前記第１と第２の器具は、着脱可能であると共に、装着時に前記流出路と前記流路とが連通するように相互に位置決めを行うための手段を備えている。
【００１１】
本発明の別の好ましい実施形態による請求項２の発明のテルミット溶接器具では、前記相互に位置決めを行うための手段は、第１と第２の器具を装着する装着面における契合によりなされたものである。
【００１２】
請求項１におけるテルミット溶接器具は、着脱可能な第１器具と第２器具を具備する。第１器具は、その本体の内部に、所定量のテルミット溶剤を充填することができる燃焼室が設けられており、当該燃焼室には、テルミット溶剤を点火して燃焼させた際に該テルミット溶剤が少なくとも燃焼室よりも下方に流出可能であって、第１器具内を延びた第１流路が設けられる。当該流路は第１器具の内部から第１器具の外部へ挿通する流出口を有している。第２器具には、母材に溶着する溶剤を流し込むことができる凹部が形成されていると共に、第１器具との装着時には前記流出口と連通し前記凹部に溶剤を誘導可能な第２流路が設けられる。第１器具と第２器具の装着には、第１器具と第２器具が所定位置で固定又は位置決めされる部材や、例えば、各器具の装着面に形成された部分同士の、例えば、一方の面の突起と他方の面の凹部との契合等を利用することにより、第１流路と第２流路が連通する位置で位置決めされる。以上のような第１器具と第２器具の構成によって、第１器具と第２器具の分割が可能となることにより、第２器具に形成された前記凹部の形状、大きさ、或いは、溶着部の溶着位置を自由に設定できるようになる。
【００１３】
本発明の別の好ましい実施形態による請求項３において、テルミット溶接器具における前記第１と第２の器具の装着は、固定スプリングによって固定される。
【００１４】
請求項３における本発明のテルミット溶接器具では、第１器具と第２器具を装着し、それを固定するために、例えば、固定スプリングを使用することが考えられる。当該固定スプリングとは、一端で連結され他端が自由端で相互に対向した延在部を有する略Ｕ字状の弾性部材であって、該弾性部材は、延在部の対向間隔が拡大する向きに弾性復元力を有する。この構造を有する弾性部材の各延在部を、当該延在部を対向間隔が縮小される方向に圧力を加えた状態で第１器具と第２器具の各々に一対ずつ設けられた孔に収容すれば、圧力の解除と同時に該孔の内壁を圧接し、第１器具と第２器具を固定することができる。
【００１５】
本発明の別の好ましい実施形態による請求項４において、本発明のテルミット溶接器具における第２器具には、母材に溶接すべき部材を母材の溶接面との間に配置するための、前記凹部と挿通する切欠きが形成されている。
【００１６】
テルミット溶接は、例えば、導電性の溶接部材とテルミット溶剤とを母材に固着することによって、電気的な接続を図ることを目的としているため、第２器具の凹部には溶接部材を凹部内に挿入できる切欠き部が形成される。この切欠き部は、母材への溶接部位又は溶接部材の配置すべき状況に応じて所定の位置に形成される。
【００１７】
本発明の別の好ましい実施形態による請求項５において、本発明のテルミット溶接器具における前記切欠きは母材表面と水平方向に形成されている。
【００１８】
例えば、溶接部材が電線で母材が鉄道用レールの腹部であれば、該鉄道用レールの、例えば腹部に沿って電線を配置し、所定の位置で溶接して固着部を形成することにより、鉄道用レールの幅方向に対する厚みを最小にすることができると共に鉄道用レールを電気的に連結する場合に鉄道用レールの長さ方向に電線を延ばして連結する鉄道用レールの腹部に同様にテルミット溶接することができる。
【００１９】
本発明の別の好ましい実施形態による請求項６において、本発明のテルミット溶接器具における前記凹部は母材表面に対向して開口する。
【００２０】
例えば、溶接部材が電線で、母材が鉄道用レールの表面であれば、母材表面に向けて凹部が開口しているので、凹部と母材表面との間が液密状態で、テルミット溶剤が凹部に流れ込んだ時に該溶剤が母材表面の一部を溶かしながら溶着し、凹部の形状に応じて溶着部を形成することができる。
【００２１】
発明の効果
本発明のテルミット溶接器具では、溶接器具本体と溶接固着部を形成する坩堝部分とを着脱可能な構成としたので、溶接作業時に溶接部材の大きさや溶着部の形状に応じて適宜所望の坩堝に交換して溶接器具本体に装着すればよく、これにより、溶接作業時には、溶接器具本体と、これに装着可能な所望の坩堝を複数携帯すればよいので、従来の一体化した複数の溶接器具を携帯する場合に比較して可搬性及び軽量性に優れる。    
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明によるテルミット溶接器具の斜視図を示している。本発明のテルミット溶接器具は、着脱可能な第１器具１と第２器具２を固定スプリング３で固定するように構成されている。第１器具１は、開口４から内部にテルミット剤を充填及び燃焼可能な燃焼室（図示されていない）を具備し、該燃焼室は、第１器具１内に一体的に形成されて使用されてもよいし、カートリッジ型で交換可能に使用されてもよい。また、第１器具内では、燃焼室の底に形成された湯口（図示されていない）から燃焼室内に連通する通路（図示されていない）が設けられており、該通路は第１器具の外部と挿通する開口部５に配向されている。第２器具２には、第１器具の開口部５と連通する誘導路９と、溶着部を形成するための凹部６と、該凹部６内に挿通し電線等の溶接部材を挿入するための切欠き部８とが設けられている。誘導路９は凹部６内に誘導される通路として機能する。固定スプリング３は、一端が連結され他端が自由端の略Ｕ字状の弾性部材で形成される。第１器具１と第２器具２との装着時には、本発明によるテルミット溶接器具は、対向する２面１５，１６が形成されて、各面に対する第１器具１側と第２器具２側に一対ずつ合計４つの孔（図１では面１５側の２つの孔Ａ，Ｂのみ図示されている）が設けられている。各面に対して２つの孔に前記固定スプリング３が挿入されて第１器具と第２器具とを固定している。ここで、図１では固定スプリングが対向する２面に挿入される例を説明したが、少なくとも一方の面に挿入されていれば第１器具１と第２器具２との装着を固定した状態は達成され、また、第１器具と第２器具の装着によって形成される底面に孔Ａ，Ｂを設けて同様に固定スプリングを挿入して固定することもできる。
【００２３】
テルミット溶接時には、燃焼室内にテルミット剤を充填し、第２器具の面１０を、例えば、鉄道用レールの母材表面と当接させて凹部６を液密状態に維持する。次いで、電線等の溶接部材（図示されていない）を前記切欠き部８から凹部６内まで挿入して固定した後、テルミット剤に点火して燃焼させることにより、熱により溶けた液状の溶剤は、燃焼室の底に形成された湯口から前記燃焼室内に連通する通路を流下し、前記開口部５から誘導路９、さらに、凹部６へと流れ込んで溶接部材を含む溶着部を母材表面に形成する。以上のように、溶接作業を完了する。
【００２４】
図２は、本発明のテルミット溶接器具の分解図を示している。第１器具１の装着面１２には、該面から突出した１対の突起１１が形成されており、該突起１１は、装着時に第２器具２（ａ）〜（ｄ）の装着面１３に形成された一対の凹部（図示されていない）と契合する。これにより、第１坩堝と第２坩堝の装着時に装着面と平行な方向への移動は制限され、これにより、各器具の位置決めが行われる。第２器具２（ａ）は、母材表面と平行であって、一方向から溶接部材を挿入可能な大口径の切欠き部８が設けられており、凹部６の容積が大きいタイプである。第２器具２（ｂ）は、母材表面と平行であって、一方向から挿入可能な小口径の切欠き部が設けられており、凹部６の容積が小さいタイプである。第２器具２（ｃ）は、母材表面と平行であって、２（ａ）及び２（ｂ）と別方向から溶接部材を挿入可能な大口径の切欠き部が設けられており、凹部６の容積が大きいタイプである。第２器具２（ｄ）は、母材表面と平行であって、２（ａ）及び２（ｂ）と別方向から溶接部材を挿入可能な小口径の切欠き部が設けられており、凹部６の容積が小さいタイプである。切欠き部の口径及び凹部の容積は適宜決めることができる。
【００２５】
図３は、本発明によるテルミット溶接器具を用いて、鉄道用レールの様々な箇所にテルミット溶接作業を行う概念図である。図３（ａ）では、第２器具が鉄道用レールの底部表面に対して溶接を行うことができる凹部６を具備した例である。図３（ｂ）は、第２器具が鉄道用レールの頭側部に対して溶接を行うことができる凹部６を具備した例である。図３（ｃ）は、特殊断面形状を有する鉄道用レールに溶接する場合の概念図を示しており、図３（ｃ）の左図では、従来型のテルミット溶接器具を用いて溶接を行う場合が示されており、鉄道用レールの頭部形状に起因して凹部が鉄道用レールの腹部表面に当接させることができず、テルミット溶接が不可能である。図３（ｃ）の右図では、本発明のテルミット溶接器具を用いて溶接を行う場合が示されており、凹部６が鉄道用レールの腹部表面に当接可能な形状を有する第２器具を第１器具に装着して溶接を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明によるテルミット溶接器具の斜視図。
【図２】本発明によるテルミット溶接器具の分解斜視図。
【図３】本発明によるテルミット溶接器具と従来のテルミット溶接器具を用いて鉄道用レールの様々な箇所に溶接を行う概念図。
【図４】従来のテルミット溶接器具の内部構造を示す斜視図。
【図５】鉄道用レール母材にボンド線をテルミット溶接した拡大斜視図。
【符号の説明】
【００２７】
１・・・第１器具
２・・・第２器具
３・・・固定スプリング
４・・・開口部
５・・・開口部
６・・・凹部
８・・・切欠き部
９・・・誘導路
１０・・・当接面
１１・・・突起
１２・・・第１器具側装着面
１３・・・第２器具側装着面
１５・・・面
１６・・・面
Ａ・・・孔
Ｂ・・・孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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