JP2024027498A - ジャッキユニット - Google Patents

Abstract

【課題】油圧ジャッキの伸縮方向に対して外部から加えられる大きな曲げ応力に耐える、小型のジャッキユニットを提供する。【解決手段】ジャッキユニットは、シリンダチューブに対してピストンロッドが伸縮する油圧ジャッキと、ピストンロッドと連結されたベース部材と、ピストンロッドが伸長されてシリンダチューブがベース部材から離間する場合に離間方向へ沿って展開される、一端がシリンダチューブに連結され他端がベース部材に連結された多段式架台とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、ジャッキユニットに関する。

油圧ジャッキを活用して重量物を円滑に移動させる技術が知られている。例えば、橋桁を持ち上げて水平面内の位置を調整する場合に用いられる、位置調整装置などが知られている（例えば、特許文献１参照）。当該位置調整装置によれば、鉛直方向へ伸縮する油圧ジャッキを制御して橋桁の水平を保ちつつ、水平方向へ伸縮する油圧ジャッキを制御してその水平面内の位置を調整する。

特開２０２１－１３４５３８号公報

一方向へ伸縮する油圧ジャッキが、当該一方向に直交する方向の成分を含む方向へ移動する搬送物を支えるような場合には、油圧ジャッキのピストンロッドに曲げ応力が発生する。この曲げ応力により、ピストンロッドが破損したりオイル漏れが発生したりする場合がある。このような不具合を防ぐためにロッドを太くしたりシールを強固にしたりすると、油圧ジャッキの大型化を招いてしまう。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、油圧ジャッキの伸縮方向に対して外部から加えられる大きな曲げ応力に耐える、小型のジャッキユニットを提供することを目的とする。

本発明の一態様におけるジャッキユニットは、シリンダチューブに対してピストンロッドが伸縮する油圧ジャッキと、ピストンロッドと連結されたベース部材と、ピストンロッドが伸長されてシリンダチューブがベース部材から離間する場合に離間方向へ沿って展開される、一端がシリンダチューブに連結され他端がベース部材に連結された多段式架台とを備える。

本発明により、油圧ジャッキの伸縮方向に対して外部から加えられる大きな曲げ応力に耐える、小型のジャッキユニットを提供することができる。

本実施形態に係るジャッキユニットの全体斜視図であり、ジャッキ収縮状態を示す図である。 同じくジャッキユニットの全体斜視図であり、ジャッキ伸長状態を示す図である。 ジャッキユニットを構成する各要素と、ジャッキユニットの組み立て工程を説明するための図である。 ジャッキユニットの一部を切断した部分断面斜視図である。 油圧ジャッキの伸長に伴って多段式架台が展開されるメカニズムを説明するための断面模式図である。 本実施形態の変形例に係るジャッキユニットの全体斜視図である。 本実施形態の更に変形例に係るジャッキユニットの全体斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。また、各図において、同一又は同様の構成を有する構造物が複数存在する場合には、煩雑となることを回避するため、一部に符号を付し、他に同一符号を付すことを省く場合がある。

図１は、本実施形態に係るジャッキユニット１００の全体斜視図であり、ジャッキ収縮状態を示す図である。ジャッキユニット１００は、主に、ベース部材１１０、油圧ジャッキ１２０、多段式架台１３０によって構成されている。

ベース部材１１０は、支持フレーム１１１とベースプレート１１２を含む。支持フレーム１１１は、主に、円筒状のフレーム部と当該フレーム部の一端に設けられたフランジ部によって構成されている。フランジ部がベースプレート１１２と面接触して固定されることにより、円筒部は、その中心軸がベースプレート１１２に対して直交するように配置される。ベースプレート１１２は、ジャッキユニット１００が受ける荷重を十分に支えることができる剛性を備え、ジャッキユニット１００を設置対象に固定するための固定部材として機能する。本実施形態においては、ベースプレート１１２は平板状であり、平板の平面方向を水平方向とする。

油圧ジャッキ１２０は、オイルポート１２１を備え、オイルポート１２１を介して出入される作動オイルの作用により、ベースプレート１１２に直交する方向（本実施形態においては、鉛直方向）に伸縮する。多段式架台１３０は、互いに径が異なる複数の円筒状枠体によって構成され、入れ子状に収容および展開できるように、互いに連接されている。具体的には後述するが、多段式架台１３０の一端となる最小径の円筒状枠体は油圧ジャッキ１２０に連結され、他端となる最大径の円筒状枠体はベースプレート１１２に連結されている。このような連結構造により、多段式架台１３０は、油圧ジャッキ１２０の伸縮に連動して入れ子状に収容および展開される。図１は、油圧ジャッキ１２０が最も収縮した状態であって、多段式架台１３０も最も収容された状態を示す。

図２は、同じくジャッキユニット１００の全体斜視図であり、ジャッキ伸長状態を示す図である。図１に示すジャッキ収縮状態から、作動オイルの出入制御により矢印で示すように油圧ジャッキ１２０がベースプレート１１２から離間して持ち上がり、ジャッキ伸長状態となる。油圧ジャッキ１２０が持ち上がるにつれ、多段式架台１３０を構成する各円筒状枠体は、収容状態から展開状態へ順次変位する。図２は特に、油圧ジャッキ１２０が最も伸長した状態であって、多段式架台１３０も最も展開された状態を示す。

油圧ジャッキ１２０には例えば載置台が取り付けられ、ジャッキユニット１００が重量物を持ち上げたり引き下げたりできるように使用目的に応じてアレンジされる。使用目的に応じたアレンジは、油圧ジャッキ１２０に取り付けられる付随品の交換に限らず、設置対象に応じてベースプレート１１２を別部材に交換することなども含まれる。また、橋桁などの巨大構造物を持ち上げる場合には、複数のジャッキユニット１００を用いることもあり得る。複数のジャッキユニット１００で一つの重量物を持ち上げたり引き下げたりする場合には、例えば重量物の水平が保たれるように、それぞれの油圧ジャッキ１２０が協調制御される。

図３は、ジャッキユニット１００を構成する各要素と、ジャッキユニット１００の組み立て工程を説明するための図である。多段式架台１３０は、本実施形態においては図示するように、３つの円筒状枠体（第１架台１３１、第２架台１３２、第３架台１３３）によって構成されている。第１架台１３１、第２架台１３２、第３架台１３３は、それぞれ高強度を有する素材によって成形され、例えば、ＳＳ４００、Ｓ４５Ｃ等の金属素材や、繊維強化樹脂等の複合素材が用いられる。

第１架台１３１は３つの円筒状枠体のうち最も大きな内径を有し、第３架台１３３は最も小さな内径を有し、第２架台１３２は他の２つの円筒状枠体の中間の内径を有する。したがって、第１架台１３１の円筒内に第２架台１３２が収容され、第２架台１３２の円筒内に第３架台１３３が収容されて入れ子状の多段式架台１３０が形成される。第１架台１３１の円筒内周面の一部と第２架台１３２の円筒外周面の一部は、互いに接触し、収容時および展開時には互いに摺動する。同様に、第２架台１３２の円筒内周面の一部と第３架台１３３の円筒外周面の一部は、互いに接触し、収容時および展開時には互いに摺動する。すなわち、多段式架台１３０は、少なくとも一部が収容された状態においてもすべて展開された状態においても、全体として剛体としての性質を有する。

油圧ジャッキ１２０は、主に、オイルポート１２１、シリンダチューブ１２２、ピストンロッド１２３によって構成されている。ピストンロッド１２３は、作動オイルの出入制御により、シリンダチューブ１２２から突出したり、シリンダチューブ１２２へ後退したり、所定の突出量で静止したりする。本実施形態においては、シリンダチューブ１２２の外周面は円筒面であり、その円筒径はピストンロッド１２３のロッド径よりも大きい。一方、シリンダチューブ１２２の円筒径は、多段式架台１３０のうち最内に配置される第３架台１３３の内径よりも小さい。

本実施形態において油圧ジャッキ１２０は、ピストンロッド１２３の突出側先端部がベースプレート１１２に対向するように、すなわちピストンロッド１２３の突出方向が鉛直下向きになるように設置される。そのため、シリンダチューブ１２２が、オイルポート１２１を取り外した状態で第３架台１３３の円筒内に内挿され、その外周部の少なくとも一部が第３架台１３３に連結される。具体的には後述するが、シリンダチューブ１２２と第３架台１３３は、互いに固定されてもよいが、本実施形態においては、第３架台１３３の円筒内周面の一部とシリンダチューブ１２２の円筒外周面の一部が互いに接触し、シリンダチューブ１２２が第３架台１３３に対して収容および展開可能なように、互いに摺動可能に連結されている。

３つの円筒状枠体（第１架台１３１、第２架台１３２、第３架台１３３）と油圧ジャッキ１２０を入れ子状に組み付けたら、シリンダチューブ１２２を第３架台１３３から突出させてオイルポート１２１を取り付ける。そして、ベースプレート１１２に固定された支持フレーム１１１の円筒フレーム内に、第１架台１３１が内挿されるように組み付ける。さらに、ベースプレート１１２の裏面側から挿通した複数のボルトにより、第１架台１３１の下端部とピストンロッド１２３の先端部をそれぞれベースプレート１１２へ固定する。

図４は、ジャッキユニット１００の一部を切断した部分断面斜視図である。具体的には、図２の斜視図に対して、油圧ジャッキ１２０を除き、ピストンロッド１２３の中心軸を含む鉛直面でジャッキユニット１００を切断した図である。

上述のように、ピストンロッド１２３の先端部はベースプレート１１２に固定されているので、ピストンロッド１２３がシリンダチューブ１２２から伸長するように作動オイルが制御されると、シリンダチューブ１２２が持ち上がり、ベースプレート１１２から離間する。このとき、多段式架台１３０の一端となる第３架台１３３はシリンダチューブ１２２に連結され、他端となる第１架台１３１はベースプレート１１２に連結されているので、多段式架台１３０は、シリンダチューブ１２２の離間に伴って、収容状態から展開状態へ遷移する。図４は特にピストンロッド１２３が最も伸長した状態であって、シリンダチューブ１２２も第３架台１３３から最も突出し、多段式架台１３０を構成する第１架台１３１、第２架台１３２、第３架台１３３も最も展開された状態を示す。

もし、多段式架台１３０が装着されていなければ、油圧ジャッキ１２０は、ベースプレート１１２に対してピストンロッド１２３のみによって直立することになる。その場合、シリンダチューブ１２２が支える積載物の荷重方向が水平方向の成分を含むと、油圧ジャッキ１２０には伸縮方向に対して曲げ応力が発生し、シリンダチューブ１２２よりも径が小さいピストンロッド１２３は曲げ応力の影響が特に大きい。すなわち、ピストンロッド１２３が破損したり、シリンダチューブ１２２とピストンロッド１２３の間を密封するシールが歪んだりする場合もある。本実施形態においては、ピストンロッド１２３の先端部がベースプレート１１２に固定される倒立状態で油圧ジャッキ１２０を設置するが、油圧ジャッキ１２０をピストンロッド１２３の先端部で積載物を支持する正立状態で設置する場合も、同様の課題が生じる。このような場合、従来においてはピストンロッド１２３の径が太く、より巨大な油圧ジャッキ１２０を用いることで、曲げ応力に抗していた。しかし、巨大な油圧ジャッキ１２０は、使用上の制約を受けることが多く利便性が低かった。

そこで、本実施形態におけるジャッキユニット１００は、細いピストンロッド１２３に曲げ応力が集中しないように、多段式架台１３０を備えている。多段式架台１３０は、ピストンロッド１２３を取り囲んでピストンロッド１２３の伸縮方向へ展開するので、曲げ応力の観点からは多段式架台１３０が実質的に太いピストンロッドのように機能し、大きな曲げ応力に耐えることができるようになる。また、支持フレーム１１１の円筒フレーム内周面は、第１架台１３１の下端部の外周面と嵌合しており、第１架台１３１を外周面方向から支持しているので、多段式架台１３０は、より大きな曲げ応力に耐えることができる。

特に、本実施形態においては上述のように油圧ジャッキ１２０を倒立状態に設置し、シリンダチューブ１２２の外周部の少なくとも一部が第３架台１３３の円筒内に内挿されるように構成している。このような構成により、３つの円筒状枠体（第１架台１３１、第２架台１３２、第３架台１３３）のそれぞれの円筒径を大きくすることができ、円筒の肉厚をそれほど厚くしなくても、より大きな曲げ応力に耐えることができるようになっている。なお、本実施形態においては円筒状のシリンダチューブ１２２を有する油圧ジャッキ１２０を採用したので、多段式架台１３０を構成する第１架台１３１、第２架台１３２、第３架台１３３もそれぞれ円筒状の枠体を採用しているが、多段式架台１３０は円筒状の枠体に限らず、入れ子状に収容および展開される枠体によって構成されるのであれば、例えば多角形の枠体でも構わない。

本実施形態においては、ピストンロッド１２３の先端部は直接的にベースプレート１１２に固定されているが、ピストンロッド１２３が多少傾斜することを許容するように、当該先端部とベースプレート１１２の間に緩衝部材を介在させてもよい。緩衝部材としては、例えば多少の弾性変形が期待できるエラストマーブロックや、軸受を備えたジョイント部材を採用し得る。

図５は、油圧ジャッキ１２０の伸長に伴って多段式架台１３０が展開されるメカニズムを説明するための断面模式図である。具体的には、図４に示すＡ視図であって、図５（ａ）は図１に示すジャッキ収縮状態を、図５（ｂ）はジャッキ収縮状態からシリンダチューブ１２２が持ち上がった状態をそれぞれ模式的に表したものである。なお、断面を示すハッチングは省いている。

シリンダチューブ１２２の外周面、第３架台１３３の外周面、第２架台１３２の外周面のそれぞれには、油圧ジャッキ１２０の伸縮方向に直交する一つの断面あるいは複数の断面において、放射方向へ向けて複数のバネロック１４０が設けられている。シリンダチューブ１２２が伸縮方向に移動すると、シリンダチューブ１２２に設けられたバネロック１４０を構成するロックボール１４１が第３架台１３３の内周面１３３ａから押圧されつつ転動する。

第３架台１３３の内周面、第２架台１３２の内周面、第１架台１３１の内周面のそれぞれには、油圧ジャッキ１２０の伸縮方向に直交する一つの断面あるいは複数の断面において、円周方向に沿ってロック溝が設けられている。具体的には、図示するように例えば第３架台１３３の内周面１３３ａには、三角溝から成るロック溝１３３ｂが設けられている。第２架台１３２のロック溝も第１架台１３１のロック溝も同様に設けられている。シリンダチューブ１２２が伸縮方向に移動し、第３架台１３３の内周面１３３ａを転動するロックボール１４１がロック溝１３３ｂへ到達すると、バネの作用によりロックボール１４１がロック溝１３３ｂへ嵌まり込む。

ロックボール１４１がロック溝１３３ｂへ嵌まり込むと、シリンダチューブ１２２と第３架台１３３は相対的に固定され、さらにシリンダチューブ１２２が持ち上げられると、第３架台１３３は、シリンダチューブ１２２と共に持ち上がり、第２架台１３２から展開される。同様に、第３架台１３３が持ち上げられ、第３架台１３３の外周面に設けられたバネロック１４０のロックボール１４１がやがて第２架台１３２の内周面に設けられたロック溝へ嵌まり込むと、第３架台１３３と第２架台１３２は相対的に固定される。さらに、第２架台１３２が持ち上げられ、第２架台１３２の外周面に設けられたバネロック１４０のロックボール１４１がやがて第１架台１３１の内周面に設けられたロック溝へ嵌まり込むと、第２架台１３２と第１架台１３１は相対的に固定され、図２に示すジャッキ伸長状態となる。ジャッキ伸長状態からジャッキ収縮状態へは、上述の逆順を辿る。

本実施形態においては、ジャッキ収縮状態からジャッキ伸長状態へ展開する場合に、内側の第３架台１３３が外側の第２架台１３２より先に展開されるようにバネロック１４０の配置とロックボール１４１の押圧力が調整されている。しかし、外側の第２架台１３２が内側の第３架台１３３より先に展開されるようにバネロック１４０の配置とロックボール１４１の押圧力を調整してもよい。外側の枠体から順次展開されるようにすれば、径の大きな枠体から展開されることになるので、展開の中途段階においてより大きな曲げ応力に抗することが期待できる。

次に、本実施形態に係るいくつかの変形例について説明する。図６は、本実施形態の変形例に係るジャッキユニット２００の全体斜視図である。ジャッキユニット２００は、上述の実施形態に係るジャッキユニット１００を実質的に２つ備え、その２つのジャッキユニット１００で１つの搬送台２５０を支持する構成を有する。図６において、ジャッキユニット１００と同様の構成については同一の符番を付している。

ジャッキユニット２００は、１つのベースプレート２１２に２つの支持フレーム１１１が固定されたベース部材２１０を備える。それぞれの支持フレーム１１１には、ジャッキユニット１００と同様に、油圧ジャッキ１２０と多段式架台１３０が組み付けられている。

搬送台２５０は、ベース部材２１０に突設された２つの油圧ジャッキ１２０に架設されている。具体的には、搬送台２５０から両側方へそれぞれ突出して設けられたクランプ２５３がそれぞれの油圧ジャッキ１２０のシリンダチューブ１２２に固定されることにより、搬送台２５０は２つの油圧ジャッキ１２０によって支持されている。

搬送台２５０は、２つのシャフト２５２によって回転自在に支持された搬送ローラー２５１を備える。搬送ローラー２５１は、積載物を水平面内の一方向である搬送方向へ送り出す機能を有する。すなわち、ジャッキユニット２００は、積載物を水平面内の一方向へ搬送する機能と、鉛直方向である油圧ジャッキ１２０の伸縮方向（ベース部材２１０に対する離間方向）に沿って持ち上げたり引き下げたり機能とを有する。特に、複数のジャッキユニット２００を用いて重量物を支えつつ水平方向へ搬送するような場合には、油圧ジャッキ１２０の伸縮を制御して当該重量物が全体として水平を保つように調整される。このように、油圧ジャッキ１２０が伸縮方向（例えば鉛直方向）に直交する方向（例えば水平方向）の成分を含む方向へ移動する搬送物を支えるような場合には、油圧ジャッキのピストンロッドに曲げ応力が発生する。しかし、多段式架台１３０の作用により比較的大きな曲げ応力に耐え得るので、ピストンロッド１２３が破損したりオイル漏れが発生したりすることを防ぐことが期待できる。

図７は、本実施形態の更に変形例に係るジャッキユニット３００の全体斜視図である。ジャッキユニット３００は、上述のジャッキユニット１００におけるシリンダチューブ１２２の外周部が最内の枠体に内挿される多段式架台１３０に代えて、シリンダチューブ１２２の側方部に連結される２つの多段式架台（第１多段式架台３３０ａ、第２多段式架台３３０ｂ）を備える。それぞれの多段式架台の他端は、支持フレーム１１１またはベースプレート１１２に連結される。

このように構成された多段式架台も、ピストンロッドに加わる曲げ応力を緩和する機能を発揮する。なお、シリンダチューブ１２２の側方に組み付けられる多段式架台は、２つに限らず、シリンダチューブ１２２の大きさに応じてその数が決定されればよい。

１００、２００、３００…ジャッキユニット、１１０、２１０…ベース部材、１１１…支持フレーム、１１２、２１２…ベースプレート、１２０…油圧ジャッキ、１２１…オイルポート、１２２…シリンダチューブ、１２３…ピストンロッド、１３０…多段式架台、１３１…第１架台、１３２…第２架台、１３３…第３架台、１３３ａ…内周面、１３３ｂ…ロック溝、１４０…バネロック、１４１…ロックボール、２５０…搬送台、２５１…搬送ローラー、２５２…シャフト、２５３…クランプ、３３０ａ…第１多段式架台、３３０ｂ…第２多段式架台

Claims (5)

1. シリンダチューブに対してピストンロッドが伸縮する油圧ジャッキと、
   前記ピストンロッドと連結されたベース部材と、
   前記ピストンロッドが伸長されて前記シリンダチューブが前記ベース部材から離間する場合に離間方向へ沿って展開される、一端が前記シリンダチューブに連結され他端が前記ベース部材に連結された多段式架台と
   を備えるジャッキユニット。
2. 前記多段式架台は、入れ子状に収容および展開される複数の枠体によって構成され、前記シリンダチューブの外周部の少なくとも一部が前記複数の枠体のうち最内の枠体に内挿されて前記一端が前記シリンダチューブに連結されている請求項１に記載のジャッキユニット。
3. 前記多段式架台は、前記ピストンロッドが伸長されて前記シリンダチューブが前記ベース部材から離間する場合に、外側の枠体から順次展開される請求項２に記載のジャッキユニット。
4. 前記ベース部材と前記ピストンロッドは、前記ピストンロッドの傾斜を許容する緩衝部材を介して互いに連結されている請求項１に記載のジャッキユニット。
5. 前記シリンダチューブに固定された、前記離間方向に直交する方向へ積載物を送り出す搬送台を備える請求項１から４のいずれか１項に記載のジャッキユニット。

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