JP6443871B1 - 隙間調整型ノズル弁及び隙間調整型ノズル弁を用いた位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明の目的は、流体供給源に接続された通路の最大圧力が高められる隙間調整型ノズル弁及び隙間調整型ノズル弁を用いた位置検出装置を提供する。
【解決手段】 流体を噴出する噴出ノズル１の開口面１２と、この開口面１２に対向する対向面４を備えた隙間調整体２とが備えられ、上記開口面１２と上記対向面４との隙間量に応じて圧力が生成される隙間調整型ノズル弁Ｖ１を前提とする。そして、上記隙間調整体２の対向面４が曲面からなり、上記隙間調整体２の隙間設定基準となる位置で、上記噴出ノズル１の開口面１２と隙間調整体２の対向面４との曲面が一致する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、流体供給源に接続された通路の最大圧力を高められる隙間調整型ノズル弁及び隙間調整型ノズル弁を用いた位置検出装置に関する。

この種の隙間調整型ノズル弁Ｖとして、従来から図６及び７に示すものが知られている。
この隙間調整型ノズル弁Ｖは、図６に示すように、ボディＢに、噴出ノズル１と隙間調整体２とを取り付けたものである。
この噴出ノズル１は、ボディＢに形成された貫通孔ｂ１に組み付けられ、この開口面３をボディＢに形成された円弧状の側面を有する凹部ｂ２内から突出させている。そして、上記噴出ノズル１の外周１ａと上記貫通孔ｂ１とは、ネジ止めされている。

また、上記噴出ノズル１は、その先端に平坦な開口面３を備えるとともに、その基端側に図示しない流体供給源が接続されている。したがって、上記流体供給源から供給された空気などの流体は、噴出ノズル１の開口面３から外部へ噴出される。なお、符号１ｂは、流体供給源から流体を導く接続穴１ｂである。

上記隙間調整体２は渦巻き状の回転部材からなり、その回転中心Ｏから外周までの距離が連続的に変化しているとともに、その外周である対向面４の曲率が連続的に変化している。そして、上記隙間調整体２は、ボディＢの凹部ｂ２内で回転可能に設けられている。
また、この隙間調整体２にはダイヤルＤが軸方向に一体的に連結され、このダイヤルＤを回すことによって軸となる回転中心Ｏを中心にして隙間調整体２が回転するようにしている。

このように設けられた上記噴出ノズル１と上記隙間調整体２とは、上記噴出ノズル１の開口面３が上記隙間調整体２の対向面４に隙間を保って対向している。
図７は、噴出ノズル１の開口面３と隙間調整体２の対向面４との対向関係を示した拡大図である。上記開口面３は平面であるのに対し、上記対向面４は曲面になっている。

そして、上記隙間調整体２は、上記ダイヤルＤを回して回転させて、上記噴出ノズル１と隙間調整体２との隙間を調整している。この調整された隙間の大きさに応じて、噴出ノズル１に接続された通路の圧力が制御される。

上記のような隙間調整型ノズル弁Ｖは、例えば次のような位置検出装置に使用される。
図８は、図６に示した従来の隙間調整型ノズル弁Ｖを用いた位置検出装置の回路図である。
この従来例は、ボディＢに、図示しない流体供給源が接続されるポート５を形成するとともに、このポート５に連続して比較側通路６と、この通路とは別の検出側通路７とが並列に設けられている。

そして、上記ポート５から供給された流体は、オリフィスＲ１，Ｒ２を介して比較側通路６と検出側通路７とに分流する。
また、上記比較側通路６の先端には、図６の隙間調整型ノズル弁Ｖが接続されている。この従来例では、隙間調整型ノズル弁Ｖの噴出ノズル１と隙間調整体２との隙間量に応じて、噴出ノズル１から噴出する流体の圧力損失が決まり、比較側通路６の圧力が決まる。

これに対して、上記検出側通路７には、ボディＢの外側に設けた検出ノズル８が接続される。そして、この検出ノズル８を工作機械などに設けられた着座面Ｔに開口させ、検出側通路７に供給された流体が、着座面Ｔから噴出するようにしている。
したがって、上記着座面ＴにワークＷを載せた状態で、上記検出ノズル８から流体を噴出させれば、ワークＷと着座面Ｔとの隙間量に応じて、検出ノズル８から噴出する流体の圧力損失が決まり、検出側通路７の圧力が決まることになる。

さらに、上記ボディＢには、比較側通路６と検出側通路７との差圧を検知するために、差圧検出機構の一例としてダイヤフラム室９及び近接スイッチ１０が設けられている。
上記ダイヤフラム室９は、ダイヤフラム１１で一方の区画室９ａと他方の区画室９ｂとに区画されている。そして、このダイヤフラム室９の一方の区画室９ａには分岐通路６ａを介して上記比較側通路６の圧力が導かれ、他方の区画室９ｂには分岐通路７ａを介して上記検出側通路７の圧力が導かれる。

また、上記ダイヤフラム１１は、そのほぼ中心位置に金属片１１ａが設けられるとともに、この金属片１１ａの位置に応じてオンオフする近接スイッチ１０がダイヤフラム室９の外側に設けられている。
そして、他方の区画室９ｂの圧力が一方の区画室９ａの圧力より大きくなったとき、ダイヤフラム１１が撓み、金属片１１ａが近接スイッチ１０側に近づく。この金属片１１ａが図８に示す中立位置よりも近接スイッチ１０側に所定量近づいたとき、上記近接スイッチ１０がオンになり、確認信号を出力させたり、図示していない確認ランプを点灯させたりしている。

したがって、当該ワークＷが着座面Ｔにぴったりと載っていれば、上記隙間調整体２の回転位置が設定する比較側通路６の設定圧に対して検出側通路７の圧力が高くなり、近接スイッチ１０をオンにする。
反対に、着座面Ｔに対してワークＷがぴったりと載せられていないときには、ワークＷと着座面Ｔとの隙間が大きくなり、検出側通路７の圧力が低いままなので、近接スイッチ１０をオフにする。このようにしてワークＷの着座状態を検出している。

特開２０００−１４１１６６号公報

従来の隙間調整型ノズル弁Ｖでは、比較側通路６を最大圧力に設定する場合、渦巻き状の隙間調整体２の回転位置を、対向面４の曲率がもっとも小さい部分に開口面３を対向させて、上記噴出ノズル１の開口面３の中央部ｃと隙間調整体２の対向面４との隙間を限りなくゼロに近づくようにしている。

しかし、従来の隙間調整型ノズル弁Ｖは、開口面３が平面であるのに対して隙間調整体２の対向面４が曲面となっているので、図７に示すように、開口面３と対向面４とが対向する中央部ｃを挟んだ両側には、中央部ｃよりも大きな隙間ｓが形成されてしまう。
したがって、従来の隙間調整型ノズル弁Ｖは、対向面４を開口面３に最も近づけたときでも、上記隙間ｓから大きく流体が漏れて、一定の圧力以上にすることができないという問題があった。

また、上記のように中央部ｃよりも大きな隙間ｓを含めた分が最小隙間になるので、この最小隙間位置から、隙間調整体２の回転中心Ｏを中心にわずかに回転させても、噴出ノズル１の開口面３と隙間調整体２の対向面４との間の間隔が一気に大きくなってしまう。したがって、最小隙間の微調整が難しくなるという問題があった。

さらに、上記のような隙間調整型ノズル弁Ｖを用いた位置検出装置が組み込まれる工作機械では、ワークＷの高い加工精度を実現するために、着座面Ｔに対するワークＷの正確な着座が求められている。

例えば、自動車エンジンでは、高い燃費効率が求められており、このエンジンのシリンダブロックのボア加工には、マイクロメートル単位の精密さが要求されている。もし、シリンダとピストンとの間にわずかな隙間が生じてしまうと、この隙間が原因になって、完成したエンジンの燃費が著しく低下してしまう。
そこで、精密なボア加工のために、シリンダブロックが加工用テーブルに正確に位置決めされていなければならない。このような正確な位置決めをするためには、シリンダブロックの着座状態が精密に検出されなければならない。

このようなワークＷの正確な着座状態を検出するためには、ワークＷと着座面Ｔとの間が限りなくゼロに近い隙間量になるように、比較側通路６の圧力が設定されなければならない。
しかし、従来の位置検出装置では、上記隙間ｓから流体が漏れるので、比較側通路６を一定の圧力以上にすることができず、精度の高い着座状態を検出することには限界があった。

このように、従来の位置検出装置では、ワークＷとそのワークＷの着座面Ｔとの隙間を限りなくゼロに近い状態にしなければならない精密加工において、その精密加工で要求される着座状態を検出できないという課題があった。

この発明の目的は、噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面との隙間を限りなくゼロに近づくようにした隙間調整型ノズル弁、及び、精密加工で要求される高精度の着座状態が検出できる隙間調整型ノズル弁を用いた位置検出装置を提供することである。

この発明は、流体供給源からの流体を噴出する噴出ノズルと、上記噴出ノズルの開口面に対向する対向面を備えた隙間調整体とが備えられている。これら噴出ノズルと隙間調整体とは相対回転可能に設けられ、上記噴出ノズルの開口面と上記隙間調整体の対向面との相対回転位置に応じて上記開口面と上記対向面との間に隙間が形成されている。そして、上記開口面と上記対向面との隙間に応じて、上記流体供給源と上記噴出ノズルとの間に圧力が生成される隙間調整型ノズル弁を前提としている。
なお、上記の流体とは、空気やガスなどの気体、又は水や油などの液体をいう。

そして、第１の発明は、上記噴出ノズルの開口面は曲面又は斜面からなり、上記隙間調整体の対向面が曲面又は斜面からなり、上記隙間調整体の隙間設定基準となる位置で、上記噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面との曲面の曲率又は斜面の傾斜角が一致する構成にし、上記噴出ノズルと、この噴出ノズルと対向する隙間調整体であって上記噴射ノズルの軸線上における対向面とが、上記軸線を中心に相対回転可能にし、上記噴出ノズルと隙間調整体とを相対回転させることにより、それらの間に形成される隙間を調整可能にした点に特徴を有する。
なお、上記「一致」とは、厳密な意味での完全一致ではなく、公差の範囲であれば許されるレベルのものである。ただし、公差の範囲は、具体的な製品の特性等によって決まるのは当然である。

第２の発明は、上記噴出ノズルが、その開口面を曲面にするとともに当該噴出ノズルの軸線を中心に回転可能に設けられている。そして、上記隙間調整体の上記対向面は曲面からなり、上記噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面とが、上記隙間調整体の隙間設定基準となる位置で曲率が一致する構成になっている。
また、上記一致点で隙間調整体の対向面に対して上記噴出ノズルの開口面を回転させ、当該噴出ノズルの開口面の少なくとも一部が隙間調整体の対向面に接触した状態で、上記噴出ノズルと隙間調整体との間に上記噴出ノズルの回転角に応じた隙間が形成される点に特徴を有する。

第３の発明は、上記噴出ノズルの開口面が傾斜している一方、上記隙間調整体の対向面が上記隙間調整体の隙間設定基準となる位置で上記開口面と傾斜角が一致する斜面からなる。そして、当該噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面とが同一軸線を中心に相対回転可能に設けられている。また、上記噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面との傾斜角が一致する点で噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面とを相対回転させ、上記噴出ノズルの開口面の少なくとも一部が上記隙間調整体の対向面に接触した状態で、上記噴出ノズルの開口面と隙間調整体の斜面との間に、上記相対回転角に応じた隙間が形成される点に特徴を有する。
なお、上記「同一軸線」とは、隙間設定基準となる位置で上記噴出ノズルの軸線と上記隙間調整体の相対回転軸線とが一致していることをいう。

第４の発明は、上記隙間調整体の対向面は周方向に連続する曲面が形成されている。そして、上記隙間調整体の回転位置に応じてその回転中心から上記対向面までの長さが、大から小へ連続的あるいは段階的に変化する構成にした点に特徴を有する。

第５の発明は、流体供給源に接続された比較側通路及びこの比較側通路とは別の検出側通路が設けられている。一方の比較側通路には、上記隙間調整体と噴出ノズルとの隙間に応じて圧力が生成され、他方の検出側通路には、ワークとそのワークの着座面との隙間に応じて圧力が生成される。また、上記比較側通路の圧力と上記検出側通路の圧力との差を検出する差圧検出機構が設けられた構成を前提としている。そして、上記比較側通路には、第１〜３の発明のいずれか１に記載された隙間調整型ノズル弁を用いた点に特徴を有する。

第１の発明によれば、上記隙間調整体の隙間設定基準となる任意の位置で、上記噴出ノズルの開口面とこの開口面に対向する隙間調整体の対向面との曲率又は傾斜角を一致させるようにしたので、上記隙間設定基準位置を、目的に応じて自由に選択することができる。ただし、いずれの隙間設定基準位置を選択したとしても、それらの一致点において、上記噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面との間の隙間はゼロになる。

しかも、上記のように曲率又は傾斜角を一致させたので、その一致点である隙間がゼロの位置から隙間制御を始めることができる。したがって、隙間設定基準位置から、上記開口面と対向面とを上記噴出ノズル１の軸線を中心にわずかに相対回転させるだけで、上記開口面と対向面との隙間をゼロに近い最小値に保つことができる。

このように隙間をゼロに近い最小値に保つことができ、上記噴出ノズルから噴出される流体の圧力損失を大きくできるので、この隙間調整型ノズル弁を位置検出装置に用いた場合には、高い位置検出精度が得られることになる。

また、上記噴出ノズルの軸線を中心に回転する回転角（０°＜θ≦１８０°）が大きくなれば、上記開口面と対向面との形状の相違も大きくなっていくので、隙間量も変化していく。このように隙間量が変化するので、回転量に応じて隙間量を調節できる。つまり、噴出ノズルの軸線を中心に、上記噴出ノズルと上記隙間調整体とを相対回転させるだけで簡単に隙間量を設定することができる。

例えば、位置検出装置では、検出側通路のワークとその着座面との隙間量をゼロに設定するときにも、噴出ノズルと隙間調整体との隙間はゼロにできない。もし、噴出ノズルと隙間調整体との隙間をゼロにしてしまえば、比較側通路と検出側通路との圧力が等しくなって差圧が発生しなくなる。しかし、位置検出装置では、検出側通路と比較側通路との差圧からワークの着座状況を検出しているので、差圧がゼロになると位置検出が不可能になる。
また、仮に、差圧がゼロになった時に着座状況を検出するように設定すると、流体の供給量がゼロや少ない場合にも反応してしまい、位置検出ができない。

そこで、位置検出装置では、噴出ノズルと隙間調整体との隙間を限りなくゼロに近づけ、そのときのわずかな差圧に基づいて、着座面に対するワークの密着状況を検出できるようにしなければならない。
したがって、この発明は、位置検出装置において、噴出ノズルと隙間調整体との隙間を限りなくゼロに近づけるという要望に応えることができる。

第２の発明によれば、隙間調整体の対向面に対して噴出ノズルの開口面を、噴出ノズルの軸線を中心に回転させると、開口面と対向面とが互いにずれる。この状態で、噴出ノズルの開口面の少なくとも一部が隙間調整体の対向面に接触していれば、噴出ノズルの回転角に応じた隙間ができる。
したがって、第２の発明においても、隙間設定基準位置から、上記開口面と対向面とを上記噴出ノズルの軸線を中心にわずかに相対回転させるだけで、上記開口面と対向面との隙間をゼロに近い最小値に保つことができる。

しかも、最小隙間を保った状態では、噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面とが接触しているので、その接触力で上記開口面と対向面とのずれを防止できる。したがって、使用中に両者がずれて、最小隙間が狂ってしまうことがない。

第３の発明によれば、当該噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面とを同一軸線を中心に相対回転させると、開口面と対向面とが互いにずれる。この状態で、噴出ノズルの開口面の少なくとも一部を隙間調整体の対向面に接触させれば、噴出ノズルの回転角に応じた隙間ができる。
したがって、隙間設定基準位置から、上記開口面と対向面とを同一軸線を中心にわずかに相対回転させるだけで、上記開口面と対向面との隙間をゼロに近い最小値に保つことができる。

また、第３の発明は、第２の発明と同じ効果を得ることができる。

第４の発明によれば、隙間調整体を回転させることによって、上記噴出ノズルと隙間調整体との隙間量を変化させることができる。つまり、流体導入通路の圧力を使用目的に合わせて自由に調整することができる。

第５の発明によれば、位置検出装置において、比較側通路の圧力を充分に上げることができるので、より高い検出側通路の圧力を検出できるようになった。そのため、検出側通路の高い圧力に応じた、ワークとその着座面とのより小さな隙間量を設定できるようになった。

したがって、従来よりもワークとその着座面との隙間を限りなくゼロに近い状態で検出できるので、より精密なワークの着座状態が検出できる。このように高い精度のワークの着座状態が検出できれば、正確なワークの位置決めができる。
例えば、高い加工精度が求められるエンジンのシリンダブロックの位置決めに対応できるようになった。

第１実施形態における噴出ノズルと隙間調整体とを対向させた状態を示す斜視図である。 第１実施形態における噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面とを対向させ、（ａ）開口面及び対向面を一致させた状態と、（ｂ）開口面及び対向面を離した状態と、（ｃ）開口面の一部及び対向面を接触させた状態とを示した模式図である。 第１実施形態における隙間調整型ノズル弁を隙間調整体の周方向から見た模式図である。 第２実施形態における噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面とを対向させ、（ａ）開口面及び対向面を一致させた状態と、（ｂ）開口面及び対向面を離した状態と、（ｃ）開口面の一部及び対向面を接触させた状態とを示した模式図である。 第３実施形態における隙間調整型ノズル弁を用いた位置検出装置の回路図である。 従来の隙間調整型ノズル弁の断面図である。 従来の噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面とを対向させた状態を拡大した断面図である。 従来の隙間調整型ノズル弁を用いた位置検出装置の回路図である。

図１〜３に示した第１実施形態は、隙間調整型ノズル弁Ｖ１を用いた位置検出装置である。この装置は、隙間調整型ノズル弁Ｖ１の構造が従来例と異なるだけで、図８に示した従来例の回路と同じ構成である。そこで、従来例と同じ構成についての詳細な説明は省略するとともに、従来例で示した図６及び図８を用いて説明する。また、同じ構成要素については同じ符号を用いる。

この第１実施形態は、図８に示すように、ボディＢに設けた比較側通路６と検出側通路７とが、図示しない流体供給源に接続したポート５に対して並列に接続されている。
そして、比較側通路６の先端には、図１に示した隙間調整型ノズル弁Ｖ１が接続されている。この隙間調整型ノズル弁Ｖ１は、噴出ノズル１と隙間調整体２とで構成され、上記噴出ノズル１の開口面１２と上記隙間調整体２の対向面４とが対向して設けられている。

この噴出ノズル１は、図６に示したように、ボディＢに形成された貫通孔ｂ１に、上記噴出ノズル１の軸線ａを中心に回転可能でかつその軸線方向に移動可能に組み付けられ、上記噴出ノズル１の開口面１２をボディＢに形成された円弧状の側面を有する凹部ｂ２内から突出させている。
そして、上記噴出ノズル１には、その基端側に接続穴１ｂが設けられ、この接続穴１ｂと比較側通路６とが接続されている。

また、上記隙間調整体２は渦巻き状の回転部材からなり、その回転中心Ｏから外周までの距離を連続的に変化させて、その外周である対向面４の曲率が連続的に変化するようにしている。そして、上記隙間調整体２は、ボディＢの凹部ｂ２内で回転可能に設けられている。
したがって、ダイヤルＤを回して上記隙間調整体２を回転させれば、その回転位置に応じて上記噴出ノズル１と隙間調整体２との対向する隙間を調整することができる。

そして、上記噴出ノズル１は、図２（ａ）に示すように、その開口面１２を、従来の開口面３のように平面ではなく曲面にしている。この開口面１２の曲面は、上記隙間調整体２の隙間設定基準となる位置で、隙間調整体２の対向面４の曲面と曲率を一致させている。
なお、上記隙間設定基準とは、噴出ノズル1の開口面１２と隙間調整体2の外周である対向面4との隙間をゼロにすべき位置であって、使用目的等に応じて任意に定められるものである。
また、上記曲率の一致とは、厳密な意味での完全一致ではなく、公差の範囲の誤差は許されるレベルのものである。ただし、公差の範囲の誤差は、具体的な製品の特性等によって決まるのは当然である。

上記のように噴出ノズル１は、その軸線ａを中心に回転角θの分だけ回転すると、図３に示すように、上記開口面１２と上記対向面４とが互いに曲面がずれて対向する。この状態で、噴出ノズル１の開口面１２の少なくとも一部を隙間調整体２の対向面４に接触させておけば、噴出ノズル１の回転角θに応じた隙間ができる。

上記のように隙間調整型ノズル弁Ｖ１が設けられた第１実施形態は、上記流体供給源から供給した空気などの流体が、比較側通路６を介して噴出ノズル１の開口面１２から隙間調整体２の対向面４に向かって噴出されるとともに、噴出ノズル１と隙間調整体２との隙間量に応じて比較側通路６の圧力が生成される。

さらに、上記検出側通路７には、図８に示すように、着座面Ｔに設けられた検出ノズル８が接続され、ワークＷと検出ノズル８との間の隙間に応じた圧力が生成される。
また、上記比較側通路６は分岐通路６ａを介してダイヤフラム室９の一方の区画室９ａに接続され、検出側通路７は分岐通路７ａを介してダイヤフラム室９の他方の区画室９ｂに接続されている。

したがって、比較側通路６と検出側通路７との圧力が比較されるとともに、その圧力差に応じてダイヤフラム１１が撓み、そのダイヤフラム１１に設けた金属片１１ａの位置によって近接スイッチ１０がオフの状態を保ったり、あるいはオンに切り換わったりする。そして、従来と同様にワークＷの着座状態を検出している。
なお、差圧検出機構は、ダイヤフラム室９と近接スイッチ１０とで構成されている。

次に、この隙間調整型ノズル弁Ｖ１の設定方法を説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、開口面１２と対向面４との接触位置すなわち隙間設定基準となる位置から、開口面１２を、図２（ｂ）に示すように、噴出ノズル1の軸線ａに沿って退避させた位置に移動してその位置を保つ。そして、この退避位置において、噴出ノズル１をその軸線ａを中心に回して、その開口面１２と隙間調整体２の対向面４とを相対回転させる。このように相対回転させると、上記したように開口面１２と対向面４とが互いに曲面がずれて対向する。この状態で、噴出ノズル１の開口面１２の少なくとも一部を、図２（ｃ）に示すように隙間調整体２の対向面４に接触させておけば、噴出ノズル１の回転角θに応じた隙間ができる。
なお、上記噴出ノズル１と隙間調整体２とは、上記噴出ノズル１の軸線方向にそれぞれ移動可能であるが、軸線方向の移動位置を固定的に保つことができるようにしている。

上記のように上記隙間調整体２の隙間設定基準となる位置で上記開口面１２が上記対向面４と一致してその隙間がゼロになっているので、上記開口面１２と上記対向面４との隙間をゼロ点から制御できる。そして、隙間設定基準位置から、上記開口面１２と対向面４とを上記噴出ノズル１の軸線を中心にわずかに相対回転させるだけで、上記開口面１２と対向面４との隙間をゼロに近い最小値に保つことができる。

また、上記噴出ノズル１の軸線ａを中心に回転する回転角（０°＜θ≦１８０°）が大きくなれば、上記開口面１２と対向面４とが相対する形状も異なってくるので、隙間量も変化していく。このように隙間量が変化するので、回転角θに応じて隙間量を調節できる。
したがって、噴出ノズル１の軸線ａを中心に上記噴出ノズル１を回転させるだけで、限りなくゼロに近い隙間を設定することができるとともに、必要に応じた隙間量を簡単に設定することができる。

なお、上記のように最小隙間を設定した後は、隙間調整体２をその曲率が小さくなる方向ｙに回すことによって、上記最小隙間を徐々に大きくすることができ、開口面１２と隙間調整体２の対向面４との対向隙間を連続的に設定することができる。

さらに、噴出ノズル１の開口部１２と隙間調整体２の対向面４との対向間隔を最小に保った時に、開口部１２の少なくとも一部を対向面４に接触させるとともに、噴出ノズル１の軸方向の移動を固定化しておけば、最小隙間位置では、対向面４が開口部１２に必ず接触して隙間調整体２の回転にブレーキがかかる。このように、上記対向面４が開口部１２に接触して隙間調整体２の回転にブレーキがかかるので、最小隙間位置をメモリなどに頼ることなく、オペレータの手の感触で把握することができる。

この第１実施形態によれば、上記開口面１２と対向面４との隙間をゼロに近い最小値に保つことができ、上記噴出ノズル１から噴出される流体の圧力損失を大きくできる。このように、噴出される流体の圧力損失が大きくなれば比較側通路６の圧力を充分に上げることができるので、より高い検出側通路７の圧力を検出できるようになる。そのため、検出側通路７の高い圧力に応じた、ワークＷとその着座面Ｔとのより小さな隙間量を設定できる。

したがって、従来よりもワークＷとその着座面Ｔとの隙間を限りなくゼロに近い状態で検出できるので、より精密なワークＷの着座状態が検出できる。このように高い精度のワークＷの着座状態が検出できれば、正確なワークＷの位置決めができる。

次に、図４を用いて、第２実施形態を説明する。
この第２実施形態では、隙間調整型ノズル弁Ｖ２の構成が第1実施形態と相違するもので、その他の構成は第1実施形態と同じである。そして、第1実施形態と同じ構成要素については、第1実施形態の説明をそのまま援用する。

この第２実施形態では、噴出ノズル１の開口面１３が斜めに輪切り状にされたもので、この開口面１３と対向する隙間調整体１４の対向面１５を斜面としている。そして、これら開口面１３と対向面１５とが隙間設定基準位置において、図４（ａ）に示すように、開口面１３と対向面１５との傾斜角が一致するとともに、開口面１３と対向面１５とを同一軸線で相対回転可能にしている。

なお、上記「同一軸線」とは、隙間設定基準位置で上記噴出ノズル１の軸線ａと上記隙間調整体１４の相対回転軸線とが一致していることをいう。
また、この第２実施形態においても、一致とは、厳密な意味での完全一致ではなく、公差の範囲の誤差は許されるレベルのものである。ただし、公差の範囲の誤差は、具体的な製品の特性等によって決まるのは当然である。

さらに、上記のように設けられた噴出ノズル１と隙間調整体１４とは、噴出ノズル１の軸線方向に相対移動可能にしている。そして、図４に示すように、上記開口面１３と対向面１５とは、それらの傾斜角が一致する図４（ａ）の位置から、噴出ノズル1の軸線ａに沿って上記噴出ノズル１を退避させて、噴出ノズル1の軸線ａを中心に上記噴出ノズル１の開口面１３と隙間調整体１４の対向面１５とを相対回転させる（図４（ｂ）参照）。
また、図４（ｃ）に示すように、上記噴出ノズル１の開口面１３の先端部分１３ｆが隙間調整体１４の対向面１５に接触することで、噴出ノズル１の回転角θに応じた隙間が形成されるようにしている。

この第２実施形態によれば、第1実施形態と同様の原理で、上記開口面１３と対向面１５との隙間をゼロに近い最小値に保つことができ、上記噴出ノズル１から噴出される流体の圧力損失を大きくできる。このように、噴出される流体の圧力損失が大きくなれば比較側通路６の圧力を充分に上げることができるので、より高い検出側通路７の圧力を検出できるようになる。そのため、検出側通路７の高い圧力に応じた、ワークＷとその着座面Ｔとのより小さな隙間量を設定できる。

したがって、従来よりもワークＷとその着座面Ｔとの隙間を限りなくゼロに近い状態で検出できるので、より精密なワークＷの着座状態が検出できる。このように高い精度のワークＷの着座状態が検出できれば、正確なワークＷの位置決めができる。
なお、上記噴出ノズル１と隙間調整体１４とは、同一軸線方向に相対移動させたり、対向角度を相対的に変えたりして、上記開口面１３と対向面１５との隙間量を設定できるのは当然である。

図５に示した第３実施形態は、比較側通路１６と検出側通路１７とを、別々の流体供給源に接続したもので、その他は、第１実施形態と同じである。
このように比較側通路１６と検出側通路１７とを、各ポート１８，１９を介して別々の流体供給源に接続したので、目的に応じて各通路１６，１７の圧力を微妙に調整することができる。

なお、第１又は第３実施形態における隙間調整体２は、回転位置に応じて対向面４の曲率が連続的に変化するとともに、隙間調整体２の回転中心Ｏから対向面４までの距離が連続的に変化する構成にしているが、この連続的な変化を、ある一定の幅を持たせて一変に回転させるような段階的な変化にしてもよい。
また、上記隙間調整体２は、渦巻き状の回転部材を用いているが、上記回転中心Ｏをずらして偏心させた真円状の回転部材によって隙間量を調整することもできる。さらには、隙間調整体２を楕円状の回転部材にしてもよい。

さらに、第１〜３実施形態において、隙間調整型ノズル弁Ｖ１，Ｖ２はワークＷの位置を検出する装置に用いたが、流体を利用して圧力を生成させるものであれば、様々な装置に利用できる。例えば、上記隙間調整型ノズル弁Ｖ１，Ｖ２は、この隙間調整型ノズル弁Ｖ１，Ｖ２と圧力流体源との間に設けられたアクチュエータの圧力の微細な調整ができる設定圧生成手段として用いることができる。また、上記隙間調整型ノズル弁Ｖ１，Ｖ２と圧力流体源との間に生成される圧力を基準圧として、流体を利用するロボットなどの握力を決める基準圧生成手段として用いることができる。このように流体を利用する装置において、上記隙間調整型ノズル弁Ｖ１，Ｖ２は用途に応じた使い方ができる。

この発明は、テーブル上に載せたシリンダブロックなどの傾きを検出する位置検出装置に最適である。

Ｖ１，Ｖ２…隙間調整型ノズル弁、Ｂ…ボディ、１…噴出ノズル、２，１４…隙間調整体、４，１５…対向面、６，１６…比較側通路、７，１７…検出側通路、８…検出ノズル、９…ダイヤフラム室、１０…近接スイッチ、１２，１３…開口面、Ｗ…ワーク

Claims (5)

1. 流体供給源からの流体を噴出する噴出ノズルと、
   上記噴出ノズルの開口面に対向する対向面を備えた隙間調整体と
   が備えられ、
   これら噴出ノズルと隙間調整体とは相対回転可能に設けられ、
   上記噴出ノズルの開口面と上記隙間調整体の対向面との相対回転位置に応じて上記開口面と上記対向面との間に隙間が形成され、
   上記開口面と上記対向面との隙間に応じて、上記流体供給源と上記噴出ノズルとの間に圧力が生成される隙間調整型ノズル弁おいて、
   上記噴出ノズルの開口面は曲面又は斜面からなり、
   上記隙間調整体の対向面は曲面又は斜面からなり、
   上記隙間調整体の隙間設定基準となる位置で、上記噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面との曲面の曲率又は斜面の傾斜角が一致する構成にし、
   上記噴出ノズルと、この噴出ノズルと対向する隙間調整体であって上記噴射ノズルの軸線上における対向面とが、上記軸線を中心に相対回転可能にし、
   上記噴出ノズルと隙間調整体とを相対回転させることにより、それらの間に形成される隙間を調整可能にした隙間調整型ノズル弁。
2. 上記噴出ノズルはその開口面を曲面にするとともに当該噴出ノズルの軸線を中心に回転可能に設けられる一方、
   上記隙間調整体の上記対向面は曲面からなり、
   上記噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面とが、上記隙間調整体の隙間設定基準となる位置で曲率が一致する構成にし、
   上記一致点で隙間調整体の対向面に対して上記噴出ノズルの開口面を回転させ、当該噴出ノズルの開口面の少なくとも一部が隙間調整体の対向面に接触した状態で、上記噴出ノズルと隙間調整体との間に上記噴出ノズルの回転角に応じた隙間が形成される請求項１に記載された隙間調整型ノズル弁。
3. 上記噴出ノズルは開口面が傾斜し、
   上記隙間調整体の対向面は、上記隙間調整体の隙間設定基準となる位置で上記開口面と傾斜角が一致する斜面からなり、
   当該噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面とが同一軸線を中心に相対回転可能に設けられ、
   上記噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面との傾斜角が一致する点で噴出ノズルの開口面と隙間調整体の対向面とを相対回転させ、上記噴出ノズルの開口面の少なくとも一部が上記隙間調整体の対向面に接触した状態で、上記噴出ノズルの開口面と隙間調整体の斜面との間に、上記相対回転角に応じた隙間が形成される請求項１に記載された隙間調整型ノズル弁。
4. 上記隙間調整体の対向面は周方向に連続する曲面からなり、
   上記隙間調整体の回転位置に応じてその回転中心から上記対向面までの長さが大から小へ連続的あるいは段階的に変化する構成にした請求項１又は２に記載された隙間調整型ノズル弁。
5. 流体供給源に接続された比較側通路及びこの比較側通路とは別の検出側通路が設けられ、
   上記比較側通路には、上記隙間調整体と噴出ノズルとの隙間に応じて圧力が生成され、
   上記検出側通路には、ワークとそのワークの着座面との隙間に応じて圧力が生成され、
   上記比較側通路の圧力と上記検出側通路の圧力との差を検出する差圧検出機構が設けられた位置検出装置において、
   上記比較側通路には上記請求項１〜４のいずれか１に記載された隙間調整型ノズル弁を用いた位置検出装置。
   

Images