JPH0740727Y2 - 回転体の空圧支承機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、搬送される合成樹脂フィルムなどの各種のシ
ートを受けてガイドするエアーフローティングロールや
ベアリングに代わる軸受けに適用される回転体の空圧支
承機構に関する。

「従来の技術」 従来のエアーフローティングロールは、特開昭61−7576
7号、特開昭61−217460号の各公報、更に実開昭61−119
550号、や実開昭62−4621号の各公報記載のものが知ら
れるところである。何れのエアーフローティングロール
においても、支軸（固定の軸）にパイプ状のロールを遊
挿し、支軸に設けた孔から該支軸とパイプとの間の間隙
に加圧エアーを供給して、支軸に対してロールを無接触
状態で浮かし、被搬送物を受けた際に、該被搬送物の送
りに追従して自由回転をするようになっている。支軸と
ロールとの間のエアーは、両側部から外部に突出され
る。特に、特開昭61−217460号公報のエアーフローティ
ングロールは、外部に吐出されるまでの間の通気路の途
中に、フランジを支軸に設け、一方ロール側に該フラン
ジを狭間隙で挾むように対向する環状板を設けて、ロー
ルを定位置に保持するようにしてある。

一方、ボールベアリングの如き機能を持たせた軸受け
も、全く同様な構造で、アウターレースとインナーレー
スとの間に加圧エアーを圧送して、インナーレースに対
しアウターレースを無接触状態で浮かし、インナーレー
スとアウターレースとの相互間で自由回転できるように
しもたのである。

「考案が解決しようとする課題」 しかしながら、上記従来のエアーフローティングロール
は、ロールにスラスト方向の不用意なずれ応力が加わる
とロールがスラスト方向に移動して他の部材と当接する
ことがある。ロールが不用意にスラスト方向に移動して
一方の吐出口を塞ぎ、他方の吐出口を拡開させると、拡
開した吐出口からエアーが吐出されやすくなって、元の
状態に戻る復帰作用が働かず、スラスト方向にずれた状
態のままになりやすい。又特開昭61−217460号の如く、
フランジと環状板とで定置機能を持たせたものであって
も、ロールが不用意にスラスト方向に移動して何れか一
方の環状板がフランジと当接すると、該環状板の内外に
圧力差が生じ、この圧力差で環状板とフランジとの接触
状態が保持されて、元の状態に自動的に復帰し得えず、
又は振動する所謂ハンマーノックが生ずるといった問題
がある。空圧利用の上記軸受けにおいても、アウターレ
ースとインナーレースとの相互間でスラスト方向に不用
意な力が作用して、アウターレースとインナーレースと
の間で接触すると、ハンマーノックの発生や自動的に復
帰し難いといった問題がある。

そこで、本考案は、上記事情に鑑み、回転体をエアーの
介在により無接触で支承できることはもとより、回転体
にスラスト方向はもとよりラジアル方向に不用意な力が
作用しても、自動的に復帰し得て、常時良好な自由回転
が得られるように支承し得る回転体の空圧支承機構を提
供することを目的とする。

「課題を解決するための手段並びに作用」 本考案は、上記事情に鑑みなされたもので、支軸に対し
て回転体を浮上させるべく、該支軸と回転体との間にエ
アを圧送させてなる回転体の空圧支承機構において、上
記支軸内に設けた通気路から供給されたエアの通路を回
転体の両端において円弧状の間隙を形成すべく、回転体
と支持部材との対向面をそれぞれ弧面に形成するととも
にそれぞれの弧面の曲率を異ならせてこの間隙のエア通
路の流入口部を吐出口部よりやや大きく形成し、両弧面
が面接触せず線接触によって接触するように形成し、こ
の回転体でシート等の搬送をガイドさせた際に、何らか
の原因でスラスト方向に力が作用すると、上記圧送路が
支軸と回転体との間で面接触することがないため、圧送
路の断面径が縮少した箇所のエアー圧が高まり、この圧
力で元の位置に復帰させる反力が生じて回転体を逆に押
し戻すようにしたものである。

「実施例」 以下に、本考案に係る回転体の空圧支承機構の実施例を
図面に基づき説明する。まず、第１図及び第２図に示す
エアーフローティングロールに実施した第１実施例につ
き説明すれば、図中１は支軸である。該支軸１は両端が
受座２に固設されている。支軸１の端部には、エアー供
給口３を有し、該エアー供給口３から支軸１内のエアー
供給路４を経て支軸１の周面に開口するエアー吐出口５
に連通させてある。支軸１には止めリング６を介して内
筒７を固設する。支軸１と内筒７との間には止めリング
６により適宜間隔を持たせて、該間隔をチャンバー８と
し、上記エアー吐出口５がチャンバー８内に開口するよ
うにしてある。止めリング６は、ビス９やピン10で支軸
１に取付けるようになっている。内筒７には、チャンバ
ー８内と内筒７の周面外とを連通させる多数のエアー噴
出孔11を穿設する。内筒７には回転体としてのロール12
を回転可能に嵌挿させる。ロール12は、肉厚が薄く軽量
なものが好適であり、又内筒７との間に狭い間隔13を持
たせてあり、更に両端に内向きのフランジ14を固設させ
てある。フランジ14は、断面が三角形状でかつ一面が弧
状に形成させてある。該フランジ14の弧面15と対向する
内筒７若しくは止めリング６の端面も弧面16としてあ
る。この両弧面15,16の間に間隙17が形成される。エア
ーの出口側で間隙17が小さく（第２図において、Ａ点に
比べてＢ点の間隙が小）なるように、各弧面15,16の曲
率を変えてあり、従って、各弧面15,16の相互間で線接
触が可能であるが面接触しないようにしてある。一方、
支軸１にはフランジ14と適宜間隙19をおいてフランジ18
をビス止めする。尚、間隙13,17,19はエアーが通気可能
な程度の狭間隙が好ましいが、搬送をガイドするシート
20の種類やエアー圧等の条件により間隙の幅を適宜設定
すればよい。

そして、上記エアー供給口３に所定圧のエアーを供給す
れば、エアー供給口３からエアー供給路４を経てチャン
バー８内に入り、更に該チャンバー８内からエアー噴出
孔11を経て内筒７とロール12との間隙13内に導入され、
該間隙13からは間隙17,19を経て外部に吐出される。従
って、ロール12は何ら他の部材と接触することなく浮き
上がった状態となり、この状態で連続シート20を受けて
搬送のガイドをし、該連続シート20の搬送速度に伴い追
従して回転する。つまり、ロール12は他の部材と何等接
触しないため、接触抵抗に制約されずに自由回転でき
て、連続シート20の搬送速度が変動しても充分追従でき
る。一方、ロール12が何等かの原因でスラスト方向に力
が作用したとすると間隙17の隙長が変化する。つまり間
隙17は弧面15,16の曲率が異なり、決して面接触しない
ようにしてあるから、ロール12にスラスト方向の力が加
わると、間隙17のうちの出口付近が狭小になり、該狭小
部分を通過するエアーの通気速度が速くなって、エアー
圧も他の部分より高まり、この圧力上昇で押し戻す方向
にロール12を加圧して復帰させる。この結果、何等かの
原因でロール12にスラスト方向の力が加わっても、反力
が生ずることから復帰動作をする。又、全く同様にして
ロール12に対し、ラジアル方向に何等かの原因で不用意
な力が加わったときにも、ロール12に反力が生ずる。こ
のように間隙17の幅が自動調整される。

第３図は、第２実施例を示し、第１実施例の各フランジ
14,18にマグネット21を互いに対向する極が反発し合う
極性で対峙させてそれぞれ設けたものである。つまり、
ロール12は、上記第１実施例のエアー圧の変化による復
帰力に加えて、マグネット21の反発力でスラスト方向の
耐加重を更に増加させて、使用条件等により調整できる
ようにしたものである。

第４図は第３実施例を示し、第１実施例における弧面1
5,16をフランジ14,18に断面半円弧状に形成し、かつ弧
面15,16間の間隙17のエアー出口Ｄがエアーの入口Ｃに
比べて狭小になるように、該弧面15,16の曲率に差を持
たせたものである。そして、ロール12に対してスラスト
方向若しくはラジアル方向に不用意な力が加わったとし
ても各弧面15,16の相互間が面接触することなく、間隙1
7の一部で狭小となって線接触しようとするが、狭小と
なった部分のエアー圧が他の部分に比べて高いことか
ら、このエアー圧の差だけ反力が生ずる。従ってロール
12は、不用意なスラスト方向若しくはラジアル方向の力
に対して反力による復帰力が作用することになり、特に
ロール12が振動を持続する所謂ハンマーノック現象が発
生し難い。

第５図は、軸受機構に実施した第４実施例を示し、図中
22は回転又は固定の何れでも可能な軸である。軸22には
インナーレース23を固設する。インナーレース23は周面
が半円弧状に膨出する弧面24に形成させてある。インナ
ーレース23の弧面24の頂部にはエアー噴出孔25を開口さ
せておき、軸22の端部のエアー供給口26に軸22内のエア
ー供給路27及びインナーレース23内のエアー供給路28を
経て上記エアー噴出孔25を連通させるようになってい
る。インナーレース23にはアウターレース29を狭い間隙
31を持たせて回転可能に嵌合する。アウターレース29
は、インナーレース23の弧面24と対向する面を半円弧状
に凹陥させた弧面30に形成させてあり、左右に二分した
分割体をインナーレース23に嵌合させた後、該分割体を
ボルト止めして一体化するようにしてある。弧面24,30
間の間隙31はその両側の外部に開口する部分がエアー出
口Ｆとなり、エアー噴出孔25側のエアー入口Ｅに比べて
狭小となるように弧面24,30の各曲率に差を持たせてあ
る。アウターレース29の外周部は、プーリとしてあるい
は他の部材を支承する軸受としてなど各種態様で利用で
きる。

尚、第５図において、32はシーリングである。

そして、エアー供給口26からエアー供給路27,28を介し
て間隙31に所定圧のエアーを供給し、エアー出口Ｆから
間隙31内のエアーを外部に吐出させれば、アウターレー
ス29がインナーレース23に対して接触することなく浮き
上がった状態となって自由回転が可能となる。又、上記
各実施例の如く、アウターレース29に対して不用意なス
ラスト方向若しくはラジアル方向の力が作用したとき
は、弧面24,30が面接触することなく線接触の如き状態
になろうとして、間隙31の出口付近で狭小になるが、こ
の狭小部分が他の部分よりエアー圧が高まり、その分反
力が生じて、アウターレース23を元に復帰させるべく力
が発生する。従って、上記各実施例の如く所謂ハンマー
ノック現象が発生せずに円滑な自由回転ができる。イン
ナーレース23とアウターレース29の互いに対向する弧面
24,30は、第５図に二点鎖線で示す如く、逆方向に湾曲
する曲面にすることもでき、又、一点鎖線で示す如くエ
アー入口Ｅとエアー出口Ｆとを一直線上の面とすること
もでき、何れの場合にあっても、エアー入口Ｅに対して
エアー出口Ｆの隙長を狭まく形成すべく曲率若しくは傾
斜の度合いを選定する。

第６図は第５実施例を示し、上記第４実施例の弧面24,3
0として、インナーレース23側の弧面を半円形状に凹陥
するように形成し、一方アウターレース29の弧面30を逆
に半円形状に膨出する形状に形成したもので、その他
は、第４実施例と同一である。第５実施例においても弧
面24,30間の間隙31は、エアー出口Ｆがエアー入口Ｅに
比較して狭間隙になっていて、アウターレース29に対し
て不用意なスラスト方向若しくはラジアル方向の力が加
わった時に反力が生じて復帰させるようになっているこ
とは勿論である。本実施例ではインナーレース23を２分
割してボルトで組付けるようになっている。第５実施例
においても第４実施例と同様に第６図に二点鎖線及び一
点鎖線で示す如き変形例をも実施例できる。

第７図は、第６実施例を示すものである。つまり、イン
ナーレース23は、軸22に固設される基部が径小で、基部
以外の大部分の周部が径大に膨出する形状に形成されて
おり、かつその周部の膨出形状が、断面半円形状になっ
ており、その半円形状の面をインナーレース23の弧面24
としてある。インナーレース23内には、軸22内のエアー
供給路27と連通する複数個のエアー供給路28を有してお
り、該エアー供給路28が軸22の軸線と直交する向きに形
成され、インナーレース23の平坦な周端面に開口するよ
うになっている。各エアー供給路28は、等角度の間隔で
形成する。インナーレース23にはアウターレース29を狭
い間隙31,33をおいて被着するようになっている。アウ
ターレース29は、側部29a,29bと周端部29cとの三部材か
ら成っていて、側部29a,29bと周端部29cとの相互間でビ
ス止めして組付けるようになっている。側部29a,29bの
内面は、インナーレース23の弧面24と対向させて弧面30
にしてあるが、特にインナーレース23の弧面24と面接触
しないように、インナーレース23の弧面24に対して弧面
30の曲率を変えており、かつ間隙33との連通部分の間隙
33の入口側Ｉより外部への放出部分に近い個所Ｋが狭く
なるように形成させてある。間隙33はインナーレース23
とアウターレース29との間で均等な間隙に形成させて
も、エアー供給路28から供給されるエアー圧で常時間隙
を保有させるべく作用するので、インナーレース23とア
ウターレース29とが不用意に密着するといったことはな
いが、間隙33をエアー供給路28の開口より遠ざかるに従
って狭く形成することが好ましい。その他は、第４実施
例と同じである。

第７図に示す本実施例においても、エアー供給口26から
エアー供給路27,28を介して間隙33,31内に加圧エアー
（圧縮空気）を供給すると、該加圧エアーの存在で、ア
ウターレース29がインナーレース23に対して無接触の浮
き上がった状態になって、自由回転が可能となる。間隙
31内の加圧エアーは僅かづつインナーレース23とアウタ
ーレース29との間から外部に放出される。この場合も、
弧面24,30の相互間が面接触せずに線接触する如き曲率
に差を持たせているから、上記第４実施例と同様にアウ
ターレース29に対してスラスト方向に不用意な力が加わ
っても復帰力が作用し、又ラジアル方向に不用意な力が
加わっても同様に復帰力が作用して、常時無接触状態で
自由回転できる。

第８図は第７実施例を示し、インナーレース23の一部断
面がメサ形に形成されていて、その両側端が円弧形の弧
面24としてある。インナーレース23内には軸22のエアー
供給路27と連通する複数個のエアー供給路28が、軸22の
軸線と直交する向きに形成されている。各エアー供給路
28は、等角度の間隔で形成し、インナーレース23の平坦
な周端に開口させてある。インナーレース23の両側端に
は、間隙31においてアウターレース29のフランジ29a,29
bを被着する。つまり、フランジ29a,29bにはインナーレ
ース23の弧面24に対向させて円弧状の弧面30を有してお
り、かつ弧面24,30の相互間で面接触しないように曲率
に差を持たせてある。フランジ29a,29bの相互間には筒
部29cを架設させてある。インナーレース23の周端と筒
部29cとの間には間隙33を保有させてある。

そして、上記第４実施例の如く、エアー供給口26からエ
アー供給路27,28を介して間隙33,31内に加圧エアーを供
給すれば、アウターレース29がインナーレース23に対し
て加圧エアーの存在により無接触で浮き上がった状態と
なって、自由回転が可能となる。この時弧面24,30の相
互間が面接触しないように曲率に差を持たせてあるか
ら、上記第４実施例と同様に、アウターレース29に対し
てスラスト方向に不用意な力が加わっても復帰力が作用
し、又ラジアル方向においても同様に不用意な力に対し
て復帰力が作用する。

「考案の効果」 以上の如く、本考案に係る回転体の空圧支承機構によれ
ば、回転体をエアーの介在で無接触で支承できることは
もとより、回転体にスラスト方向はもとよりラジアル方
向に不用意な力が作用しても、自動的に復帰し得て、常
時良好な自由回転が得られて、利用上頗る便利である。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案に係る回転体の空圧支承機構の実施例を
示し、第１図は第１実施例を示すエアーフローティング
ロールの縦断面図、第２図は第１図の要部断面図、第３
図は第２実施例を示すエアーフローティングロールの要
部断面図、第４図は第３実施例を示すエアーフローティ
ングロールの要部断面図、第５図は第４実施例を示す軸
受の縦断面図、第６図は第５実施例を示す軸受の縦断面
図、第７図は第６実施例を示す軸受の縦断面図、第８図
は第７実施例を示す軸受の縦断面図である。 １…支軸 3,26…エアー供給口 4,27,28…エアー供給路 ７…内筒、12…ロール 13,17,19,31…間隙 15,16,24,30…弧面 23…インナーレース、29…アウターレース

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】支軸に対して回転体を浮上させるべく、該
   支軸と回転体との間にエアを圧送させてなる回転体の空
   圧支承機構において、 上記支軸内に設けた通気路から供給されたエアの通路を
   回転体の両端において円弧状の間隙を形成すべく、回転
   体と支持部材との対向面をそれぞれ弧面に形成するとと
   もにそれぞれの弧面の曲率を異ならせ、この円弧状の間
   隙のエア通路の流入口部を吐出口部よりやや大きく形成
   し、両弧面が面接触せず線接触によって接触するように
   形成したことを特徴とする回転体の空圧支承機構。