JPH0893765A - 軸状部品の案内支持装置およびその装置を用いた軸状部品の測長装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸受ブロックとホースとの間のクリアランス
が大きい場合でも、空気軸受作用により摺動抵抗を小さ
くする。 【構成】 一対の空気噴出口３，４が形成された軸受ブ
ロック２にホース１を挿入支持させ、空気噴出口３，４
からの空気噴射圧力によりホース１を浮動状態で支持す
る。ホース１が軸受ブロック２に対していずれか一方の
空気噴出口３または４側に偏心すると、空気供給通路
７，８の圧力差により流動制御弁５のスプール１５が移
動する。空気供給通路７，８の流量を制御することによ
りホース１が軸受ブロック２に対して同心状となるよう
に押し戻されて、最終的には元の状態に戻る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、柔軟なホース等の軸状
の部品を案内支持する装置およびこの装置を用いた測長
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フレキシブルなホースを所定の長さに切
断するホース切断機において、ホースに切断機能付きの
測長ユニットを外挿し、切断に先立ってホースと測長ユ
ニットとを相対移動させることにより切断したい長さを
測長するようにしたものがある。そして、測長時にホー
スが伸びていると切断後の実際のホース長さが測長した
長さよりも短くなってしまうことになる。このような不
具合を解消するためには、ホースの伸びの最大原因と考
えられるホースと測長ユニットとの間の摺動抵抗を低減
するのが有効であり、そのために前記測長ユニットに空
気軸受（静圧空気軸受または静圧空気ジャーナル軸受）
を用いることが試みられている。

【０００３】図１０は従来の一般的な空気軸受の概略を
示す図で、軸状のワーク５１を支持している軸受部材５
２にはその円周方向に沿って複数の空気穴５３が形成さ
れており、これらの空気穴５３はチャンバー５４を介し
て供給される圧縮空気を軸受部材５２の外周から内周側
に向けて連続的に噴射するようになっている。これによ
り、ワーク５１と軸受部材５２との隙間に空気が流れる
一方、そのワーク５１と軸受部材５２との間に存在する
空気の逃げ分を補いながらワーク５１は空気の粘性とワ
ーク５１の移動速度（ワーク５１と軸受部材５２との軸
方向での相対移動速度）に起因する力によって浮上し、
その摺動抵抗を低減している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような一般的な空気軸受を用いた場合には、ワーク５１
と軸受部材５２との間のクリアランスが１０μｍ程度の
値でないと摺動抵抗の低減効果が認められず、例えば前
述したホースのようにワーク５１の外径寸法にばらつき
があって上記のクリアランスが拡大されるようなことが
あると、所期の目的である摺動抵抗の低減が図れないこ
とになる。

【０００５】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、その目的とするところは、軸受支持すべき
部品の外径寸法にばらつきがあって高精度に仕上げられ
ていない場合にもその摺動抵抗を効果的に低減できるよ
うにした構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、断面円形状の軸状部品をその長手方向に摺動可能に
案内支持する装置であって、前記軸状部品に外挿され
て、内周面にはその直径方向において相互に対向する少
なくとも一対の空気噴出口が形成された軸受ブロック
と、前記一対の空気噴出口と空気圧力源とを結ぶ空気供
給通路に設けられて、前記軸状部品と軸受ブロックとの
偏心に基づく各空気噴出口側での空気供給通路同士の圧
力差に応じて、圧力が大きい一方の空気供給通路の流量
を増加させながら他方の空気供給通路の流量を減少させ
るように各空気供給通路の流量を相対制御する流量制御
弁とを備えたことを特徴としている。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の要件に加えて、前記流量制御弁が、流入ポートとこれ
に連通する一対の吐出ポートとが形成されたバルブボデ
イと、前記バルブボデイ内に設けられるとともに軸方向
の両端面に各空気噴出口の背圧がパイロット圧として作
用した状態でスライド変位するスプールとを有してい
て、該スプールは、中立位置では双方の吐出ポートを開
くとともに、中立位置の両側のオフセット位置では双方
の吐出ポートのうちのいずれか一方を選択的に遮断する
ものであることを特徴としている。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の要件に加えて、前記スプールの両端部もしくはこの両
端部と対向するバルブボデイの内側面に、各空気噴出口
の背圧をパイロット圧として導入するパイロット圧導入
部が形成されていることを特徴としている。

【０００９】請求項４に記載の発明は、軸状部品に外挿
された測長ユニットを軸状部品の長手方向に相対移動さ
せることによりその軸状部品を測長する装置であって、
請求項１記載の案内支持装置の軸受ブロックと、軸状部
品の外周に接触しながら長さ信号を出力する測長子と
が、前記測長ユニットに組み込まれていることを特徴と
している。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明によると、軸受ブロックに
対して軸状部品が偏心してその軸状部品がいずれか一方
の空気噴出口に近付くと、軸受ブロックとの間のクリア
ランスが他の空気噴出口側よりも小さくなるためにその
一方の空気噴出口側の空気供給通路の圧力が高くなる。
この圧力変化を受けて、流量制御弁が、前記一方の空気
噴出口側の空気供給通路の流量を増大させると同時に他
方の空気供給通路の流量を減少させる。つまり、先に軸
状部品が近付いた空気噴出口側により多くの空気量を流
すように流動制御弁が作動する。

【００１１】こうして、軸状部品が近付いた側の空気噴
出口から噴射量が多くなると、やがて軸状部品は一旦は
近付いた側の空気噴出口から離れて反対側の空気噴出口
に近付く一方、その軸状部品が離れていった側の空気噴
出口側の空気流量が元の状態に回復する。

【００１２】このように、双方の空気噴出口側での圧力
がアンバランス状態になるとこれをバランス状態に戻す
ように流量制御弁がコントロールすることで、たとえ軸
受ブロックと軸状部品との間のクリアランスが従来のも
のより大きくなったとしても、軸状部品は軸受ブロック
のなかで浮いた状態を保つことができ、軸状部品と軸受
ブロックとの間の長手方向での摺動抵抗を効果的に低減
させることができる。

【００１３】請求項２に記載の発明によると、双方の空
気噴出口側での圧力がアンバランス状態になると、流量
制御弁のスプールがその圧力変化に応じて自律的にスラ
イド変位してバランス状態を保つようにコントロールす
ることにより、上記のように軸状部品は軸受ブロックの
ながで浮いた状態を保つことができ、軸状部品と軸受ブ
ロックとの間の摺動抵抗を低減させることができる。

【００１４】請求項３に記載の発明によると、スプール
の両端のパイロット圧導入部に各空気供給通路の圧力が
パイロット圧として作用しているために、特別なパイロ
ット通路等を設けることなしに上記のようなスプール式
流量制御弁による流量制御を行うことができる。

【００１５】請求項４に記載の発明によると、請求項１
に記載の装置の軸受ブロックと測長子とを測長ユニット
に組み込んだものであるから、たとえ軸受ブロックと軸
状部品との間のクリアランスが従来のものより大きくな
ったとしても、軸状部品は軸受ブロックのなかで浮いた
状態を保つことができ、測長時の摺動抵抗を効果的に低
減させることができる。

【００１６】

【実施例】図１〜３は本発明の軸状部品の案内支持装置
の一実施例を示す図で、軸状部品としてフレキシブルな
ホースを案内支持する装置の例を示している。

【００１７】図１に示す装置は、大別して、ホース１を
案内支持する円環状の軸受ブロック２と、後述する軸受
ブロック２の空気噴出口３，４からの空気噴出量を制御
する流量制御弁５と、流量制御弁５に圧縮空気を供給す
るための空気圧力源としての圧縮空気タンク６等から構
成されている。

【００１８】前記軸受ブロック２にはその直径方向で相
互に対向する一対の空気噴出口３，４が形成されてい
る。これらの空気噴出口３，４は空気供給通路７，８を
介して流量制御弁５の一対の吐出ポート９，１０に接続
されていて、内側のホース１に向けて圧縮空気を噴射す
るようになっている。

【００１９】ここで、図１〜３では空気噴出口３，４の
数を一対としているが、軸受ブロック２の円周方向で等
ピッチとなるように複数対の空気噴出口を設けるのがよ
り望ましい。また、ホース１の外径と軸受ブロック２の
内周面との間のクリアランスの最大値が０．５ｍｍ程度
である場合には、前記空気噴出口３，４の直径は０．３
ｍｍ程度であることが望ましい。

【００２０】前記流量制御弁５のバルブボデイ１１には
一対の流入ポート１２，１３と一対の吐出ポート９，１
０とが形成されており、流入ポート１２，１３は通路１
４を介して圧縮空気タンク６に接続されている。そし
て、前記流入ポート１２，１３と吐出ポート９，１０と
の間には図１の上下方向にスライド可能なスプール１５
が配設されており、図１に示すようにスプール１５が中
立位置Ｐ₁にある状態では双方の吐出ポート９，１０を
半開き程度に開く一方で、図５，６に示すようにスプー
ル１５が上下のオフセット位置Ｐ₂，Ｐ₃にスライド変位
した時には、一対の吐出ポート９，１０のうちいずれか
一方を選択的に遮断するとともに他方を全開させるよう
になっている。

【００２１】また、図４に示すように、バルブボデイ１
１の内側面のうちスプール１５の両端面１５ａ，１５ｂ
と対向する部分にはパイロット圧導入部としての凹状部
１６が形成されており、スプール１５が上下のいずれの
オフセット位置Ｐ₂，Ｐ₃にスライド変位したとしても前
記凹状部１６とスプール１５の端面１５ａ，１５ｂとの
間に所定のクリアランスが確保されるようにスプール１
５のストロークがスプールガイド溝１７で規制されてい
る。そして、この凹状部１６があるために各空気供給通
路７，８の圧力もしくは圧力空気タンク６側からの元圧
が常にスプール１５の両端面１５ａ，１５ｂに作用する
ようになっている。

【００２２】ここで、前記流入ポート１２，１３および
吐出ポート９，１０の径は、圧力損失を少なくするため
に空気供給通路７，８および通路１４として機能するエ
アホースの内径に合わせるものとし、また双方のポート
１２，１３同士および９，１０同士の間隔はスプール１
５が倒れ等でスティック現象を起こさない最短長さとす
るのが望ましく、例えば前記エアホース内径の３〜５倍
程度に設定する。

【００２３】さらに、図４に示したパイロット圧導入部
としての凹状部１６は、空気供給通路７，８の圧力もし
くは圧縮空気タンク６側の圧力をスプール１５の両端面
１５ａ，１５ｂに作用させるために設けられているもの
であるから、これに代えて例えば図７に示したようにス
プール１５の長手方向両端部にそのスプール１５の端面
および両側面に開口するパイロット圧導入孔２６を形成
したり、あるいは図８に示すようにスプール１５の両端
面１５ａ，１５ｂに面取りを施して傾斜面３６を形成す
るようにしても前記凹状部１６と同等の機能が得られ
る。

【００２４】以上のような構造によると、図１に示すよ
うに、軸受ブロック２に挿入支持されたホース１の重量
と各空気噴出口３，４からの噴射圧力とがバランスして
いるとホース１が軸受ブロック２のなかで同心状に浮上
している。この時には空気噴出口３，４の背圧である空
気供給通路７，８の圧力はともに等しく、流量制御弁５
のスプール１５は同図に示すように中立位置Ｐ₁にある
ことから、ホース１に外力が加わらないかぎり図１の状
態を維持することができる。

【００２５】一方、図５，６に示すように外的要因でホ
ース１に外力が加わると軸受ブロック２とホース１とが
偏心状態となって、ホース１は一方の空気噴出口３また
は４に近付くことになる。例えば図５に示すように、ホ
ース１が一方の空気噴出口４に近付くと、その空気噴出
口４側での軸受ブロック２とホース１との間のクリアラ
ンスが小さくなるのに伴って、その空気噴出口４側の空
気供給通路８の圧力が高くなる。これにより、その圧力
変化がパイロット圧としてスプール１５の両端面に作用
しているために、流量制御弁５のスプール１５を上方に
押す力が大きくなってそれまで中立位置Ｐ₁にあったス
プール１５のバランスがくずれ、スプール１５は上方の
オフセット位置Ｐ₂に移動する。すなわち、スプール１
５は一方の吐出ポート１０を一段と開くと同時に、他方
の吐出ポート９を遮断し、先にホース１が近付いた空気
噴出口４側により多くの空気を流すように自律的にスラ
イドする。

【００２６】一方、先にホース１が近付いた側の空気噴
出口４からの空気噴出量が多くなると、やがてホース１
は反対側の空気噴出口３に向かって遠ざかり始める。そ
して、その反対側の空気噴出口３側では上記と同様に空
気供給通路７の圧力が増加傾向となるのに対して、最初
にホース１が近付いた空気噴出口４側ではその空気供給
通路８の圧力が逆に下がり、元の圧力を回復するべくス
プール１５が中立位置Ｐ₁でバランスするまで自律的に
スライドする。

【００２７】このように、スプール１５の両端面１５
ａ，１５ｂに作用するパイロット圧がアンバランス状態
になるとスプール１５が自律的にスライド変位してバラ
ンス状態を保とうとすることで、ホース１は軸受ブロッ
ク２のなかで浮いた状態を保つことができる。なお、以
上のことは図６の場合にも全く同様である。

【００２８】本発明者が実験を行った結果では、軸受ブ
ロック２とホース１との間のクリアランスが０．５ｍｍ
程度まで拡大した場合にも軸受ブロック２に対するホー
ス１の浮動状態を保つことができ、そのホース１と軸受
ブロック２とを長手方向に相対移動させた場合の摺動抵
抗を充分に低減できることが判明した。

【００２９】図９は本発明の他の実施例を示す図で、前
記第１実施例の案内支持装置をホース切断機の測長ユニ
ットの適用したものである。

【００３０】図９に示すように、測長ユニット４１は本
体部４２と測長ヘッド４３および軸受ブロック２を相互
に結合して一体化したもので、軸受ブロック２の空気噴
出口３，４からの空気噴射量は図１，４にした流量制御
弁５によってコントロールされる。

【００３１】また、測長ヘッド４３内にはスプリング４
４で付勢された回転式の測長子４５が設けられており、
この測長子４５の直径と回転数とに基づいて必要な長さ
が電気的に検出されて出力されるようになっている。

【００３２】この実施例構造においては、ホース１をホ
ースコネクタ４６に組み付けた後、必要な長さ分だけ測
長ユニット４１を図９の矢印方向Ａに移動させ、移動完
了後にカッタプレート４７にてホース１を切断する。こ
の時、測長ユニット４１の移動に伴って、ホース１に接
触しながら回転する測長子４５によって必要な長さを測
長し、その長さ信号の出力に基づいて測長ユニット４１
の移動量を判断する。

【００３３】そして、ホース１が軸受ブロック２の空気
軸受作用により案内されていてその摺動抵抗がきわめて
小さいものとなっていることから、その摺動抵抗のため
にホース１に伸びが生じることがなく、ホースの切断長
さがばらつくようなことがなくなる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、空気軸
受を形成している少なくとも一対の空気噴出口からの空
気噴射量が軸受ブロックと軸状部品との偏心量に応じて
相対制御されることから、たとえ軸受ブロックと軸状部
品との間のクリアランスが大きくなったとしても軸状部
品の浮動状態を安定的に保つことができ、上記クリアラ
ンスの大小にかかわらずその軸受ブロックと軸状部品と
の長手方向での摺動抵抗を大幅に低減できる。

【００３５】請求項２に記載の発明によれば、流量制御
弁のスプールが、各空気噴出口側の背圧をパイロット圧
として自律的にスライド変位して空気流量をコントロー
ルするものであるため、請求項１記載の発明と同様の作
用効果に加えて、簡単な構造の制御弁で空気流量の制御
を行うことができる。

【００３６】請求項３に記載の発明によれば、前記パイ
ロット圧を導入するためのパイロット導入部がスプール
の両端部もしくはこの両端部と対向するバルブボデイの
内側面に形成されているため、特別な圧力センサやスプ
ールの駆動装置はおろか、パイロット通路を特に設定し
なくともスプールを自律的に動かして空気流量の制御を
行うことができ、流量制御弁および装置全体の構造を一
段と簡素化できる利点がある。

【００３７】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
に記載の軸受ブロックと測長子とを測長ユニットに組み
込んだものであるから、軸状部品と測長ユニットとを長
手方向に相対移動させながら測長を行う際のその軸状部
品と測長ユニットとの摺動抵抗をクリアランスの大小に
かかわらず大幅に低減することができ、特に軸状部品が
フレキシブルなホースであっても摺動抵抗によるホース
の伸びを生じさせることがなく、測長精度が大幅に向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の案内支持装置の一実施例を示す構成説
明図。

【図２】図１に示す軸受ブロックの拡大図。

【図３】図２の垂直断面図。

【図４】図１に示す流量制御弁の拡大図。

【図５】図１に示す案内支持装置の作動説明図。

【図６】図１に示す案内支持装置の作動説明図。

【図７】流量制御弁の他の構造を示す断面説明図。

【図８】流量制御弁のさらに他の構造を示す断面説明
図。

【図９】本発明の測長装置の一実施例を示す構成説明
図。

【図１０】従来の空気軸受の一般的な構造を示す断面説
明図。

【符号の説明】

１…ホース（軸状部品） ２…軸受ブロック ３，４…空気噴出口 ５…流量制御弁 ６…圧縮空気タンク（空気圧力源） ７，８…空気供給通路 ９，１０…吐出ポート １１…バルブボデイ １２，１３…流入ポート １５…スプール １６…凹状部（パイロット圧導入部） ２６…パイロット圧導入孔（パイロット圧導入部） ３６…傾斜面（パイロット圧導入部） ４１…測長ユニット ４４…測長子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面円形状の軸状部品をその長手方向に
   摺動可能に案内支持する装置であって、 前記軸状部品に外挿されて、内周面にはその直径方向に
   おいて相互に対向する少なくとも一対の空気噴出口が形
   成された軸受ブロックと、 前記一対の空気噴出口と空気圧力源とを結ぶ空気供給通
   路に設けられて、前記軸状部品と軸受ブロックとの偏心
   に基づく各空気噴出口側での空気供給通路同士の圧力差
   に応じて、圧力が大きい一方の空気供給通路の流量を増
   加させながら他方の空気供給通路の流量を減少させるよ
   うに各空気供給通路の流量を相対制御する流量制御弁、
   とを備えたことを特徴とする軸状部品の案内支持装置。
2. 【請求項２】 前記流量制御弁は、流入ポートとこれに
   連通する一対の吐出ポートとが形成されたバルブボデイ
   と、前記バルブボデイ内に設けられるとともに軸方向の
   両端面に各空気噴出口の背圧がパイロット圧として作用
   した状態でスライド変位するスプールとを有していて、
   該スプールは、中立位置では双方の吐出ポートを開くと
   ともに、中立位置の両側のオフセット位置では双方の吐
   出ポートのうちのいずれか一方を選択的に遮断するもの
   であることを特徴とする請求項１記載の軸状部品の案内
   支持装置。
3. 【請求項３】 前記スプールの両端部もしくはこの両端
   部と対向するバルブボデイの内側面に、各空気噴出口の
   背圧をパイロット圧として導入するパイロット圧導入部
   が形成されていることを特徴とする請求項２記載の軸状
   部品の案内支持装置。
4. 【請求項４】 軸状部品に外挿された測長ユニットを軸
   状部品の長手方向に相対移動させることによりその軸状
   部品を測長する装置であって、 請求項１記載の案内支持装置の軸受ブロックと、軸状部
   品の外周に接触しながら長さ信号を出力する測長子と
   が、前記測長ユニットに組み込まれていることを特徴と
   する軸状部品の測長装置。