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【発明の名称】 円筒支持装置、円筒支持システム、円筒径の算出方法および通過量調節方法
【発明者】 【氏名】植田 健治
【要約】 【課題】円筒をその軸方向の滑りにも強く支持することができるようにする。

【解決手段】円筒支持装置１は、複数の径サイズの円筒２を支持可能であり、円筒２の支持面は円筒２を支持したときに円筒２に巻きつくような線で線接触する曲面である。この曲面は、ｓを正の実数としたときに、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の座標が下式で表わすことができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数の径サイズの円筒を支持可能であり、前記円筒の支持面は前記円筒を支持したときに当該円筒に巻きつくような線で線接触する曲面である円筒支持装置。
【請求項２】 前記曲面は、ｓを正の実数としたときに、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の座標が下式で表わされる請求項１に記載の円筒支持装置。
ｘ（ｕ，ｖ）＝（ｕ2−ｓｖ2）／（ｕ2＋ｖ2＋１），ｙ（ｕ，ｖ）＝［｛（１＋ｓ）ｖ2＋１｝／（ｕ2＋ｖ2＋１）］×ｕ，ｚ（ｕ，ｖ）＝［｛（１＋ｓ）ｕ2＋１｝／（ｕ2＋ｖ2＋１）］×ｖ【請求項３】 複数の請求項１または２に記載の円筒支持装置からなり、この複数の円筒支持装置で前記円筒を複数箇所で支持可能とした円筒支持システム。
【請求項４】 円筒を支持したときに当該円筒に巻きつくような線で線接触する曲面で前記円筒を支持した状態で前記曲面と前記円筒とがなす角度を測定し、この測定角度に基づいて前記円筒の径サイズを求める円筒径の算出方法。
【請求項５】 前記曲面は、ｓを正の実数としたときに、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の座標が下式で表わされる請求項４に記載の円筒径の算出方法。
ｘ（ｕ，ｖ）＝（ｕ2−ｓｖ2）／（ｕ2＋ｖ2＋１），ｙ（ｕ，ｖ）＝［｛（１＋ｓ）ｖ2＋１｝／（ｕ2＋ｖ2＋１）］×ｕ，ｚ（ｕ，ｖ）＝［｛（１＋ｓ）ｕ2＋１｝／（ｕ2＋ｖ2＋１）］×ｖ【請求項６】 円筒を支持したときに当該円筒に巻きつくような線で線接触する曲面を、前記円筒の向きが一定になるような位置で角度を変えることで、前記円筒の方向から見た前記曲面の穴の径が変化することにより、前記穴を通過する物質またはエネルギーの通過量を調節する通過量調節方法。
【請求項７】 前記曲面は、ｓを正の実数としたときに、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の座標が下式で表わされる請求項６に記載の通過量調節方法。
ｘ（ｕ，ｖ）＝（ｕ2−ｓｖ2）／（ｕ2＋ｖ2＋１），ｙ（ｕ，ｖ）＝［｛（１＋ｓ）ｖ2＋１｝／（ｕ2＋ｖ2＋１）］×ｕ，ｚ（ｕ，ｖ）＝［｛（１＋ｓ）ｕ2＋１｝／（ｕ2＋ｖ2＋１）］×ｖ
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、円筒支持装置、円筒支持システム、円筒径の算出方法および通過量調節方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、円筒を保持するためには、Ｖ字形に切れこみのはいったブロックを用いていた。また、円筒の径を測定する場合には、円筒に垂直に測定器を当てて計測する必要があった。さらに、可変の径を持つ円形の穴の径サイズを制御するには、カメラの絞りなどの装置が利用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、Ｖ字ブロックと円筒は２本の直線で接してはいるが、その直線は円筒の軸方向と一致しているため、軸に沿って動き易いという不具合がある。
【０００４】また、円筒の径の測定器は、点または短い距離で円筒と接触するため、正確な位置で測定するには、測定器と円筒の角度を直角に維持する必要があり、煩雑であるという不具合がある。
【０００５】さらに、機械的な手段で滑らかに円形の穴の径サイズを可変にすることは困難であるという不具合がある。
【０００６】この発明の目的は、円筒をその軸方向の滑りにも強く支持することができるようにすることである。
【０００７】この発明の別の目的は、円筒を安定的に支持することができるようにすることである。
【０００８】この発明の別の目的は、容易に円筒の径サイズの算出を行うことができるようにすることである。
【０００９】この発明の別の目的は、物質またはエネルギーの通過量を容易に調節することができるようにすることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は、複数の径サイズの円筒を支持可能である円筒支持装置において、前記円筒の支持面は前記円筒を支持したときに当該円筒に巻きつくような線で線接触する曲面である円筒支持装置である。
【００１１】したがって、円筒の支持面は円筒を支持したときに円筒に巻きつくような線で線接触する曲面であるので、円筒をその軸方向の滑りにも強く支持することができる。
【００１２】なお、前記曲面は、ｓを正の実数としたときに、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の座標を下式で表わすことができる（請求項２）。
【００１３】ｘ（ｕ，ｖ）＝（ｕ2−ｓｖ2）／（ｕ2＋ｖ2＋１），ｙ（ｕ，ｖ）＝［｛（１＋ｓ）ｖ2＋１｝／（ｕ2＋ｖ2＋１）］×ｕ，ｚ（ｕ，ｖ）＝［｛（１＋ｓ）ｕ2＋１｝／（ｕ2＋ｖ2＋１）］×ｖ請求項３に記載の発明は、複数の請求項１または２に記載の円筒支持装置からなり、この複数の円筒支持装置で前記円筒を複数箇所で支持可能とした円筒支持システムである。
【００１４】したがって、単一の円筒支持装置で円筒を支持する場合に比べて、円筒を安定的に支持することができる。
【００１５】請求項４に記載の発明は、円筒を支持したときに当該円筒に巻きつくような線で線接触する曲面で前記円筒を支持した状態で前記曲面と前記円筒とがなす角度を測定し、この測定角度に基づいて前記円筒の径サイズを求める円筒径の算出方法である。
【００１６】したがって、測定器と円筒の角度を直角に維持する必要がないので、容易に円筒径の算出を行うことができる。
【００１７】なお、前記曲面は、ｓを正の実数としたときに、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の座標が下式で表わすことができる（請求項５）。
【００１８】ｘ（ｕ，ｖ）＝（ｕ2−ｓｖ2）／（ｕ2＋ｖ2＋１），ｙ（ｕ，ｖ）＝［｛（１＋ｓ）ｖ2＋１｝／（ｕ2＋ｖ2＋１）］×ｕ，ｚ（ｕ，ｖ）＝［｛（１＋ｓ）ｕ2＋１｝／（ｕ2＋ｖ2＋１）］×ｖ請求項６に記載の発明は、円筒を支持したときに当該円筒に巻きつくような線で線接触する曲面を、前記円筒の向きが一定になるような位置で角度を変えることで、前記円筒の方向から見た前記曲面の穴の径が変化することにより、前記穴を通過する物質またはエネルギーの通過量を調節する通過量調節方法である。
【００１９】したがって、穴の径サイズの連続的な調節を容易に行ない、穴を通過する物質またはエネルギーの通過量を容易に調節することができる。
【００２０】なお、前記曲面は、ｓを正の実数としたときに、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の座標が下式で表わすことができる（請求項７）。
【００２１】ｘ（ｕ，ｖ）＝（ｕ2−ｓｖ2）／（ｕ2＋ｖ2＋１），ｙ（ｕ，ｖ）＝［｛（１＋ｓ）ｖ2＋１｝／（ｕ2＋ｖ2＋１）］×ｕ，ｚ（ｕ，ｖ）＝［｛（１＋ｓ）ｕ2＋１｝／（ｕ2＋ｖ2＋１）］×ｖ【００２２】
【発明の実施の形態】［発明の実施の形態１］以下、この発明の実施の形態１である円筒支持装置について説明する。
【００２３】まず、式（１）で示される曲面を考える。ここでｓは正の実数（０＜ｓ）とする。
【００２４】
ｘ（ｕ，ｖ）＝（ｕ2−ｓｖ2）／（ｕ2＋ｖ2＋１）， ｙ（ｕ，ｖ）＝［｛（１＋ｓ）ｖ2＋１｝／（ｕ2＋ｖ2＋１）］×ｕ， ｚ（ｕ，ｖ）＝［｛（１＋ｓ）ｕ2＋１｝／（ｕ2＋ｖ2＋１）］×ｖ ……（１）
式（１）で示される曲面の一部を描くと図１のような曲面であり、実際には無限に広がる曲面となる。
【００２５】この曲面は、ｘ＝−ｓ，ｘ＝０，ｘ＝１の３ケ所でｘ軸と交差し、ｘｙ平面上には円“（ｘ−１／２）2＋ｙ2＝（１／２）2”が存在し、曲面における穴となっている。この穴を貫通し、軸がｚ軸に平行で原点（０，０，０）に接触するように円筒をｘ軸回りに回転させると、この曲面に線接触する位置が存在する。図２は“ｓ＝０”の場合に、曲面をｚ軸に垂直な位置からながめたものであり、曲面のパラメータ線の包絡線が円になっていることより、曲面に線接触する円筒の存在が確認できる。円の一部が欠けているのは曲面の一部のパラメータ線が描かれているだけであるからで、曲面全体のパラメータ像の包絡線は円になる。
【００２６】この曲面と原点で接する円筒のｘ軸回りのｚ軸から角度θを用いると、円筒の半径ｒは、 ｒ（θ）＝（cos2θ−ｓ×sin2θ）／２ …… （２）
となる。いいかえれば、曲面に線接触する円筒は、軸が（ｒ，０，０）でｚ軸と交わり、軸の方向が（０，sinθ，cosθ）、半径ｒの円筒である。
【００２７】ｓが０であれば、円筒の半径ｒは“１＞ｒ＞０”の値をとり、角度θは、“０＜θ＜π／２”の値となる。しかし、ｓが大きくなる（取っ手のような部分が太くなる）につれ、角度の取り得る範囲は狭まり、“０＜θ＜arctan√（１／ｓ）”の範囲しかとれなくなる。
【００２８】この曲面式では、穴を貫通する円筒はその直径が１未満のものに限られるが、拡大や縮小を行う（曲面式を定数倍する）ことで、任意の半径の円筒を貫通させることのできる形状を得ることができる。
【００２９】この形状をｘが正の方向を上にしてｘ軸が垂直な向きになるように配置し、円筒をその穴に貫通させ放置すると、円筒と曲面が線接触する位置で円筒は支持される。
【００３０】このときに円筒と曲面が接触する位置は、Ｖ字ブロックの場合のように、軸に平行な直線ではなく円筒に巻き付くような線であるので、軸方向のすべりにも強い。
【００３１】このような曲面の性質から、この曲面およびその拡大または縮小した曲面を形状としてしてもつような装置を使用することで、安定的に円筒を支持することができる。
【００３２】図３は、式（１）で表わされる曲面の一部を形状の一部としてもつような円筒支持装置１の一例を示す正面図であり、図４に示すように円筒２を穴３に貫通させることで円筒２を支持できる。円筒支持装置１の形状としては、このように穴３がある形状に限ることはなく、取っ手のような部分に近い部分の曲面形状を有する装置であれば、上方が開いていてもかわず、また、その方が円筒２を穴３に貫通させる必要がない分便利な場合もある。
【００３３】［発明の実施の形態２］以下、この発明の実施の形態２である円筒支持システムについて説明する。
【００３４】すなわち、この円筒支持システムは、同一形状の複数個の前記曲面を、円筒の軸が一致するように配置することで、複数の穴を貫通するひとつの円筒の安定性を向上させようとするものである。
【００３５】すなわち、図５に示すように、この円筒支持システム４は、複数、例えば２つの、発明の実施の形態１の円筒支持装置１からなる。図６に、この円筒支持システム４の使用状態を示す。すなわち、自由に回転できるように壁面に取り付けた２つの円筒支持装置１に円筒２を貫通させることで、円筒２が安定する位置で円筒支持装置１も安定し、円筒２がしっかりと支持される。
【００３６】［発明の実施の形態３］以下、この発明の実施の形態３である円筒径の算出方法について説明する。
【００３７】すなわち、この円筒径の算出方法は、発明の実施の形態１の円筒支持装置１を用い、円筒支持装置１の穴３に円筒２を挿通して安定する位置に円筒２を回転したときの、円筒支持装置１と円筒２とがなす角度を測定し、この測定角度に前記式（２）を適用することで円筒２の径サイズを算出するものである。
【００３８】図７は、異なる径をもつ円筒２が円筒支持装置１の曲面と線接触する位置にある様子を示したもので、異なる径の円筒２であれば、線接触して安定する角度が異なることがわかる。
【００３９】［発明の実施の形態４］以下、この発明の実施の形態４である通過量調節方法について説明する。
【００４０】すなわち、この通過量調節方法は前記式（１）で示される曲面をｚ軸回りに回転したときに、ｚ軸方向から見たときの円形の穴の径が連続して変化することを利用して、光線などの物質やエネルギーの平行流が穴を通過するときの通過量を調節するものである。
【００４１】図８は、前記式（１）で示される曲面を有する通過量調節装置５を回転することによって、異なる径の円形の穴６が得られることを示している。
【００４２】
【発明の効果】請求項１、請求項２に記載の発明は、円筒の支持面は円筒を支持したときに円筒に巻きつくような線で線接触する曲面であるので、円筒をその軸方向の滑りにも強く支持することができる。
【００４３】請求項３に記載の発明は、単一の円筒支持装置で円筒を支持する場合に比べて、円筒を安定的に支持することができる。
【００４４】請求項４、請求項５に記載の発明は、測定器と円筒の角度を直角に維持する必要がないので、容易に円筒径の算出を行うことができる。
【００４５】請求項６、請求項７に記載の発明は、穴の径サイズの連続的な調節を容易に行ない、穴を通過する物質またはエネルギーの通過量を容易に調節することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００６７４７
【氏名又は名称】株式会社リコー
【出願日】 平成１１年７月１日（１９９９．７．１）
【代理人】 【識別番号】１００１０１１７７
【弁理士】
【氏名又は名称】柏木 慎史 （外１名）
【公開番号】 特開２００１−１２９４１（Ｐ２００１−１２９４１Ａ）
【公開日】 平成１３年１月１９日（２００１．１．１９）
【出願番号】 特願平１１−１８７２０１