(57)【要約】      （修正有）【課題】電源コンセントからの電気を使用する事なくプラスチック溶接を行なえる、小型コードレスガス溶接機を提供する。【解決手段】燃焼触媒に燃料を供給するための燃料供給手段燃焼触媒を通過するための空気を送り出すための送風手段とを有し、可燃性液化ガスを触媒燃焼により生じさせた熱エネルギーを送り出せるシステムを有する溶接機。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の燃焼触媒と、
前記第１の燃焼触媒に燃料を供給するための燃料供給手段と、
前記燃料供給手段により燃料が供給された前記第１の燃焼触媒を通過するための空気を送り出すための送風手段と
を有することを特徴とする溶接機。
【請求項２】
前記溶接機は、第２の燃焼触媒をさらに有し、
前記送風手段は、前記燃料供給手段により燃料が供給された前記第２の燃焼触媒によって発生する熱エネルギーを第１の燃焼触媒へと送り出す
ことを特徴とする請求項１に記載の溶接機。
【請求項３】
前記溶接機は、該溶接機の先端部がＶ字であるノズルを設けた
ことを特徴とする請求項１に記載の溶接機。
【請求項４】
前記第１の燃焼触媒と、前記第２の燃焼触媒との間に、再燃焼混合室を設けた
ことを特徴とする請求項２に記載の溶接機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は可燃性液化ガスを触媒燃焼により熱を生じさせ、電池を動力源とした送風機により熱風を送り出せる、コードレスプラスチック溶接機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、主に床材に用いられる塩ビシートなどのジョイント部分を繋ぎ合わせるプラスチック溶接機は、電源コンセントなどから取る電気による電気エネルギーにより電熱線を発熱させ、その熱を前記同電気エネルギーにより備え付けてある送風機を起動し高温の熱風として溶接材と塩ビシートのジョイント部分を溶融し繋ぎ合わせていた。また、カセットトーチの火口先端に、従来のノズル内側に燃焼触媒を入れた物を、前記トーチを着火後に取り付けるだけの物も存在した。
【０００３】
下記の特許文献１は、ガスによる直接火炎による塩ビ材の溶接が記されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３１４５５７号公報
【特許文献２】特開平５−１３７６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の液化ガスを使用する溶接機には次のような欠点があった。従来、ガストーチの先に燃焼触媒を溶接ノズル内部に入れ込んだだけの物は送風機能を有しておらず、ノズルより熱風を吹き出す機能を有していないため塩ビシートのジョイント部分側は溶融できない。通常、塩ビ床材のプラスチック溶接に使用する溶接材は接着剤ではないため、溶接材と前記ジョイント部分両方の溶融が必要不可欠であるため実質的な使用は行なえない。
【０００６】
さらにノズルを取り付けたままの着火が出来ないため、着火後のノズルの取り付けには大変な危険を伴う。また、液化ガスの欠点となる外気温の変化によるタンク内の圧力調整も考慮されていないため、ガスの供給が安定せず特に気温の低い所での使用はできない。
【０００７】
電気のみを使用する従来品は、電源コンセントから電源コードにより作業場所まで電気を引き込む事で塩ビシートなどのジョイント部分にプラスチック溶接作業を行なっていたが、新築の工事現場などでは使用できる電源コンセントがなかったり、数少ない遠方の仮設分電盤からの電気の引き込み作業には大変な労力を要する。前記事柄の解決策として蓄電池が話に上がるが、塩ビ材などを、熱により溶融するためには大きな熱エネルギーが必要となるため、実質蓄電池の重量や大きさから使用不可能となる。
【０００８】
燃焼触媒と送風機を有する物として、ガスカートリッジ式のヘアドライヤーが知られているが、ヘアドライヤーは触媒燃焼により出た熱に送風機による空気を混ぜ合わせ放出する構造で、送風機によって送り込まれた空気が燃焼触媒の内部を通過する構造にはなっていない。さらに、前記触媒内部へ空気を通過させるための触媒収納管を有していないため、塩ビ材を溶融するような高温を得る事は困難である。
【０００９】
特許文献１のように塩ビ配管の溶接に使用する溶接機は存在したものの、実質上、直接火炎では焦げが発生し接合力が低下するだけでなく、有毒な塩化水素ガスを発生するために危険性も有ると考えられる。ましてや美観を重要視される仕上げ材として使用する床材の塩ビシートには使用できないという問題があった。本発明は以上のような欠点をなくすためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、前記第１の燃焼触媒に燃料を供給するための燃料供給手段と、前記燃料供給手段により燃料が供給された前記第１の燃焼触媒を通過するための空気を送り出すための送風手段とを設ける溶接機である。
【００１１】
請求項２の発明は、前記溶接機は、第２の燃焼触媒をさらに有し、前記送風手段は、前記燃料供給手段により燃料が供給された前記第２の燃焼触媒によって発生する熱エネルギーを第１の燃焼触媒へと送り出す溶接機である。
【００１２】
請求項３の発明は、先端部がＶ字であるノズルを設けた溶接機である。
【００１３】
請求項４の発明は、第１の燃焼触媒と、第２の燃焼触媒の間に、再燃焼混合室を設けた溶接機である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の構成によれば、エネルギー密度の大きい液化ガスの燃料を使用し、燃焼触媒により効率よく発熱させる事で本体を小型化できるだけでなく、電池とモーターを動力源とするファンによる空気を燃焼触媒内へ通過させることにより、熱風を送り出せるようになり、さらに、電源コンセントからの電気を使用する事なく、溶接材及び、塩ビシートのジョイント溶接部分を熱風で溶融する事が可能となり電源コードによる電気の引き込み作業の煩わしさから解放される。
【００１５】
請求項２および請求項４の構成によれば、触媒収納管の内側に設けた第１の燃焼触媒へ、後方より空気を送り込むために電池とモーターによりプロペラを駆動させ、本体グリップ内に吸い込んだ空気を送風パイプ内を通じて再燃焼混合室へ送り込む。この時第２の燃焼触媒で触媒燃焼をしきらなかった熱せられたガスと、前記送り込まれた空気が再燃焼混合室にて混ぜ合わされ、再び収納管内の第１燃焼触媒にて触媒燃焼をさせる事で、少量の液化ガスでも多くの熱エネルギーを得る事が可能となる。
【００１６】
前項、第１燃焼触媒での再燃焼により高温となった熱風は、ノズルの溶接材加熱管の加熱のみならず、熱風吹き出し口より放出される構造により、溶接される塩ビシートのジョイント部分も溶融できる仕組みとなる。
【００１７】
また、外気温度が低い事による、ガスタンク内の圧力低下による熱量の低下も、保温カバーを前記タンクの外側に設け、前記保温カバーとタンクの間に懐炉を入れる事でガスタンク内の温度を上昇させる事ができて、熱量の低下を解決できる。
【００１８】
液化ガスの燃焼による、炎や触媒燃焼では困難である温度調整も、ガス流量調整レバ―のみならず、距離可変バンドにより燃焼触媒とノズルとの距離を可変できる事で溶接材溶融管の温度を調整できる。
【００１９】
請求項３の構成によれば、ノズル先端をＶ字に分けた事によりジョイント部分においても溶融温度の微調整が容易にできるようになり、液化ガスの欠点である各所の温度調整も克服でき小型で電源コードを必要としないプラスチック溶接機を実現できる。
【００２０】
また、ガスタンクの外側部分に懐炉を入れる保温カバーを設ける事で、液化ガスの弱点である低温場所での使用も問題ない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の側面断面図である。
【図２】本発明の斜視図である。
【図３】本発明のノズルの側面断面図である。
【図４】本発明の使用時のノズルの断面図である。
【図５】本発明のノズル先端形状である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。なお、本明細書及び図面においては、同一の符号が付された構成要素は実質的に同一の構成または機能を有するものとする。
【００２３】
図１は本発明にかかる、小型コードレスガス溶接機の一例として構成を示す側面断面図である。１は本体の一部を構成するガスパイプで、液化ガスを貯蔵するガスタンク２と、混合ガスを噴出する火口３をつないでいる。
【００２４】
前記ガスパイプ１には、ガスを遮断したり流通させたりするガス開閉レバー４を設け、前記ガスの流量を調整するためのガス流量調整レバー５を設ける。前記レバー５により熱量の大まかな調整が行える。
【００２５】
６はエゼクターで、内部に設けた小さな孔からガス噴出させ、ガスのエゼクター作用により外気吸入口７より空気を取り込み、混合ガスを作る。
【００２６】
着火ボタン８を押し込み、圧電素子ユニットにより生成した電気をリード線１０にて火口３内の混合ガスの噴射口付近にてスパークさせ火炎を生成する。
【００２７】
前項の生成された火炎により燃焼触媒１３が触媒反応の開始される２００℃前後になるまで、着火ボタン８を押し込んだ状態を保つ。その時弾性体により作られたシャッター１１は矢印方向（Ａ）に移動し、外気吸入口７とシャッター穴１２が同じ位置になる事で、混合ガスを生成できる状態となっているので火炎も生成され続ける。
【００２８】
押し込む力を緩め着火ボタン８がバネにより押し戻される時、前項の矢印方向（Ａ）の逆方向に移動するが、その時に空気吸入口７とシャッター穴１２がずれる事で空気が遮断され火炎は消火される。これにより熱せられた燃焼触媒Ｂに混合ガスが送り込まれる状態となる。これによりノズルを装着したままで触媒燃焼が開始できる。直接火炎を使用しない事で溶接材９及び塩ビシート２７を焦がす事もない。
【００２９】
本体グリップ部分１６内部に電池１９とモーター２０を設け、モーター２０にはプロペラ１５を備えておく。送風スイッチ２１を入れる事により配線されたコードに電気が流れる。そしてモーター２０が回転しプロペラ１５が駆動する事で吸気口２２より空気を吸い込み、送風パイプ１７により、前記空気を再燃焼混合室１８に送る事ができる。前記電池１９とモーター２０をつなぐ配線に豆電球２３などを並列に接続しておく事で電池１９の残量を確認できると同時に作業箇所を照らす事で暗所での作業が容易に行なえる。
【００３０】
燃焼触媒１３の触媒反応で生成された熱エネルギーをさらに効率よく加熱するために前項プロペラ１５を駆動させて、本体グリップ１６内に吸い込んだ空気を送風パイプ１７にて再燃焼混合室１８に送り込み、前記燃焼触媒１３で触媒反応を起こさず抜け出たガスと再度混合する。前記、再混合ガスは、燃焼触媒にてすでに触媒反応を起こした熱エネルギーと共になっていて活性化されている。これにより燃焼触媒１４に送り込まれた再混合ガスは、無駄なく効率よく熱エネルギーとなるため少量のガスで大きな熱エネルギーを得る事ができ、備えるガスタンクを小さくできる。
【００３１】
プロペラ１５により強制的に送り出される空気は、燃焼触媒の収納管３５内側を通過する事で効率よく熱エネルギーを発生させ高温の熱風となり本体先端に設けたノズル２４の内部を通りながらノズル全体を熱する役目もし、溶接材９を前記ノズルに設けた加熱管２５に挿入すれば溶接材は半溶融の状態となる。
【００３２】
前項、半溶融状態の溶接材は溶接材溶融部分３０にて熱風を受け溶融される。この時前記熱風を熱風吹き出し口２６より吹き出す事により、溶接されるシートジョイント部分２７も溶融する。
【００３３】
前項、ジョイント部分の溶融の調整を行うにあたり、熱風の出口となる熱風吹き出し口２６とジョイント部分２７との距離を変化させる。（４図Ｃ）そのためにはノズル角度を大きくする事が必要となるが、従来の先端の尖ったノズルでは溶接材を押える事ができず、外れ落ちてしまう。前記事項の解決策として、ノズル先端部分２８を２股形状にし左右から押え込めるようにする。
【００３４】
また、その他に溶接材やシートジョイント部分の溶融調整を行う方法としてモーター２０と電池１９をつなぐ配線部分に可変抵抗器２９を設ける事で風量を調整できる。その他、送風パイプ１７などに風量を調整する弁を設けてもよい。また、触媒収納管３５内側への送風量を調整する事も一つの手段である。その他の送風システムとして電池とモーターの代りに本体グリップ部分１６などに圧縮空気をポンプなどで溜め込み、放出する事も一つの手段として有効である。また、その他の送風システムとして、前記熱エネルギーの一部を利用し蒸気タービンをモーターの代用としてプロペラなどを回転させ送風してもよい。
【００３５】
３２は断熱カバーでガスタンク２を覆うように設ける。カバー３２とガスタンク２の間に懐炉３３が入るようにする。そうする事で外気温度の低い時もガスタンク内の液化ガスの温度の低下を防げる。空気との酸化作用で発熱する懐炉を想定した場合、断熱カバー３２は通気性または、通気口を有する物が好ましい。
【００３６】
前項、ガスタンク２の温度低下を防ぐその他の手段として、触媒燃焼により得た熱エネルギーの１部を熱風としてパイプなどによりガスタンク部分に送ったり、熱伝導性のよい部材を用い、前記熱エネルギーをガスタンク部分に伝達する事でも前記ガスタンクの温度低下を防げる。
【００３７】
また、逆に外気温が高くガスタンク２の温度上昇により、前記ガスタンク内部の圧力が上がりすぎるのを防ぐ手段として断熱カバー３２などに吸水性の有る素材を用い水分を含ませ気化熱を利用する事で、ガスタンク２の温度を下げる事ができる。送風システム１５、１９、２０などによる送り出す空気を利用すれば、さらなる気化熱の温度低下が可能となる。
【００３８】
本発明は以上のような構造である。この構造により電源コードを使用することなくプラスチック溶接作業が行える。また、本発明において液化ガスを例にあげて説明しているが、液体燃料による触媒燃焼においても行なう事ができる。
【００３９】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述した形態に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で当業者が想到し得る形態または各種の変更例についても本発明の技術的範囲に属するものと理解される。
【符号の説明】
【００４０】
１    ガスパイプ
２    ガスタンク
３    火口
４    ガス開閉レバー
５    ガス流量調整レバー
６    エゼクター
７    空気吸入口
８    着火ボタン
９    溶接材
１０  リード線
１１  シャッター
１２  シャッター穴
１３  燃焼触媒
１４  燃焼触媒
１５  プロペラ
１６  グリップ部分
１７  送風パイプ
１８  再燃焼混合室
１９  電池
２０  モーター
２１  送風スイッチ
２２  吸気口
２３  ライト（豆電球）
２４  ノズル
２５  溶接材加熱管
２６  熱風吹出し口
２７  ジョイント部分
２８  ノズルＶ字先端
２９  可変抵抗器
３０  溶接材溶融部分
３１  距離、方向可変バンド
３２  断熱カバー
３３  懐炉
３４  液化ガス
３５  燃焼触媒収納管
Ａ    シャッター部分の可動方向
Ｂ    燃焼触媒とノズルとの間隔調整
Ｃ    角度変化による距離の変化
Ｄ    断熱材の本体への填め込み
【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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