JP5224270B2 - 気体圧構造体 - Google Patents

Description

本発明は、気体圧構造体に関し、特に加圧された気体によって膨らませることができ、重量物を持ち上げることができる、気体圧ジャッキに関する。

阪神・淡路大震災では、住民による初期救助が大きな成果をあげたが、日常生活で利用する一般的な手工具である、機械式の車載ジャッキが多用された。これは、車載ジャッキが緊急時でもすぐに入手でき、かつ、その操作が習熟されていたためである。この場合、災害時特有の低い位置にある対象物については、機械式の車載ジャッキでのジャッキアップが困難であることも経験された。

一方、災害時の救助用のジャッキとしては、厚いゴムシートで構成された座布団型の空圧ジャッキが知られている（非特許文献１）。しかし、この座布団型の空圧ジャッキは重く、また、高圧空気が注入されると球形になって座りが悪く、複数個を組み合わせて使用することが困難であり、複数個を組み合わせて持ち上げ荷重を増加させたり、持ち上げ高さを高くすることが困難であった。

すなわち、この座布団型の空圧ジャッキの持ち上げ荷重Ｆ（Ｎ）は、図３に示すように、負荷物体との接触面積をＡ（ｍ２）とし、空圧ジャッキの内圧をｐ（Ｐａ）とすると、
Ｆ＝Ａ・ｐ
と表わされるが、持ち上げ荷重を増加させようとして内圧ｐを増加させると、空圧ジャッキが球形となり、接触面積Ａが小さくなるという関係にある。このため、内圧ｐを増加させても持ち上げ荷重が十分増加せず、持ち上げ荷重を増加させるためには、内圧ｐを高圧にする必要があり、空圧ジャッキの耐圧強度を大きく取らざるを得ず、肉厚が厚くなり、重くなる。更に、図４に示すように、高圧では空圧ジャッキの形状が球形になって座りが悪く、複数個のジャッキを組み合わせて使用することが困難であり、複数個のジャッキを組み合わせて持ち上げ荷重を増加させたり、持ち上げ高さを高くすることが困難であった。

また、車載用としてのエアジャッキも市販されている（非特許文献２）が、従来の車載用エアジャッキは、膨らませた場合に、前述の座布団型の空圧ジャッキ同様球形になって（図５）、負荷物体との接触面積が小さくなり、持ち上げ荷重が十分増加しないという関係にある。また、高圧ではエアジャッキの形状が球形になって座りが悪く、複数個のジャッキを組み合わせて使用することが困難であり、複数個のジャッキを組み合わせて持ち上げ荷重を増加させたり、持ち上げ高さを高くすることが困難であった。

「消防機器・防災機器・消防服装 総合カタログ」株式会社赤尾、2007年度版、p.140-144 「４ＷＤスーパーエアジャッキ」栄光社、[平成２０年２月２０日検索]、インターネット(ＵＲＬ： http://www.shur-lift.jp/pages/air-jack.html)

本発明は、このような問題点を解決するために開発されたものであり、ゴム材、ゴム布材等の可撓性材料によって構成され、気体を注入する前は、薄く折り畳むことができ、気体を注入した場合には、形状が一定に保たれ、座りがよく、車載用ジャッキとして使用することができ、また、災害救助用のジャッキとして、複数個のジャッキを直列にも並列にも組み合わせて使用することができ、災害時のさまざまな種類（大きさ、高さ）の瓦礫の拡張作業に対応することができる、気体圧ジャッキを提供することを目的としている。

また、複数の気体圧ジャッキを並列に使用する場合（図７、８）には、各気体圧ジャッキに同時に気体を注入しないと、負荷物体が傾斜してしまうが、本発明は、複数の気体圧ジャッキに気体を同時に注入し、負荷物体が傾斜しないように気体を供給する気体供給制御装置を提供することも目的としている。

更に、災害時の迅速な対応をするためには、本発明による気体圧ジャッキから気体を短時間で抜き、別の場所の重量物を持ち上げる作業に次々ととりかかる必要があり、本発明は、複数の気体圧ジャッキから気体を短時間で排出するための装置を提供することも目的としている。

すなわち、本発明は、車載用の気体圧ジャッキとして使用することができ、また、複数個組み合わせて、災害時の様々な大きさ、高さの瓦礫の拡張作業に使用することができる気体圧ジャッキを提供し、更に、複数の気体圧ジャッキを同時に膨らませることができ、複数の気体圧ジャッキから迅速に気体を排出することができる装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明によれば、加圧された気体によって膨らませることができ、気体を抜いた場合には薄く折り畳むことができる、気体圧構造体であって、加圧された気体によって膨らませた場合に円筒形状となる、可撓性材料から成る本体と、円筒の上下にそれぞれ固定された平板である天板と、を備え、更に、加圧された気体によって膨らませた場合に、円筒形状を保持し、天板を平坦に保持することができるように、円筒の周囲に配置され、円筒の半径方向の拡張を拘束する拘束部材と、円筒の内部に配置され、円筒の上下の面の上下方向の拡張を拘束する拘束部材と、を備え、複数の気体圧構造体を、天板を介して直列に重ねて使用することができ、更に、複数の気体圧構造体を、並列に配置して使用することができる、気体圧構造体が提供される。

すなわち、請求項１の発明による気体圧構造体では、円筒の周囲に拘束部材を有し、内部には円筒の上下の面の上下方向を結ぶ拘束部材を有するため、気体を注入しても球形にならずに円筒形を保持することができ、上下の天板を平坦に保持することができる。したがって、複数の気体圧構造体を、直列、並列に配置して、持ち上げ荷重を増加し、持ち上げ高さを大きくすることができ、様々な大きさ、高さの対象物に使用することができる。また、負荷物体との接触面積が大きいため、比較的低い圧力の気体の注入によって、十分な持ち上げ荷重を得ることができるため、気体供給源として様々な気体を利用することができ、本発明を自動車用ジャッキとして使用する場合には、自動車の排気ガスを利用して膨らませることができ、災害救助用として使用する場合には、自動車の排気ガスや消防で常備する空気ボンベや窒素ボンベ等を利用して膨らませることができる。更に、比較的低い圧力の気体の注入によって、十分な持ち上げ荷重を得ることができるため、従来の空圧ジャッキと比較して肉厚を薄くすることができ、軽量な気体圧ジャッキを提供することができる。

請求項２に記載の発明によれば、気体供給源から請求項１に記載の気体圧構造体への気体の供給を制御する気体供給制御装置であって、気体の圧力を制御するレギュレータと、レギュレータの下流に配置され、気体の流れを一括して開閉することができる元栓と、気体圧構造体への気体の供給と排出とを制御する制御スイッチと、制御スイッチの下流で分岐する複数の枝管と、複数の枝管の各々に接続された、複数の切り替えスイッチと、を備え、制御スイッチを操作することにより、複数の気体圧構造体に対して同時に気体を供給することができ、また、複数の気体圧構造体から同時に気体を排出させることができ、切り替えスイッチを操作することにより、複数の気体圧構造体への気体の供給を個別に制御することができる、気体供給制御装置が提供される。

すなわち、請求項２の発明では、請求項１の気体圧構造体を複数個同時に取り扱うことができることから、複数の気体圧ジャッキを並列に使用する場合に、複数の気体ジャッキに気体を同時に注入して、複数の気体圧ジャッキの持ち上げ高さを等しくすることができるため、負荷物体を傾斜させないで持ち上げることができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の気体圧構造体から気体を短時間で排出させることができるように、気体供給源の加圧気体を駆動気体として気体圧構造体の内部の気体を吸引するエジクターと、駆動気体の駆動を制御する制御スイッチとを備え、エジェクターを駆動する場合に、複数の枝管を介して、複数の気体圧構造体から気体を同時に短時間で排出させることができる、請求項２に記載の気体供給制御装置が提供される。

すなわち、請求項３の発明では、請求項１の気体圧構造体を複数個同時に取り扱うことができ、気体を短時間で排出することができることから、複数個の気体ジャッキから気体を短時間で排出し、作業場所を次々と変えて、別の場所の重量物を持ち上げる作業に取りかかることができ、災害時の迅速な対応をすることができる。

各請求項に記載の発明によれば、複数個組み合わせて、災害時の様々な大きさ、高さの瓦礫の拡張作業に使用することができる気体圧ジャッキを提供し、更に、複数の気体圧ジャッキを同時に膨らませることができ、複数の気体圧ジャッキから迅速に気体を排出することができ、災害時の瓦礫の拡張作業に大きな威力を発揮するという共通の効果を奏する。

以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、複数の添付図面において、同一又は相当する部材には、同一の符号を付している。

図１は、本発明の一実施形態を説明する図であり、加圧された気体によって膨らませた状態の気体圧ジャッキ１を示している。図１には、円筒形状をなす本体２と、円筒形状の本体２の上下に設けられた天板６とが示されている。本体２は、例えばゴム材、ゴム布材等のような可撓性材料によって構成され、加圧された気体によって膨らませることができ、気体を抜いた場合には薄く折り畳むことができる（図２）。本発明は気体の種類を限定するものではないが、本発明を自動車用ジャッキとして使用する場合には、自動車の排気ガスを利用することができ、災害時に使用する場合には、自動車の排気ガスや、消防で常備する空気ボンベや窒素ボンベ等を利用することができる。天板６は、本体２と同一の材料を平板状に成形したものが好ましいが、同一の材料に限定するものではない。本発明による気体圧ジャッキ１は、加圧気体を注入して本体２を膨らませた場合に、円筒形状を保持するために、本体２の円筒の周囲に拘束部材５を備え、円筒の半径方向の拡張を拘束している。また、本体２の内部に、本体２の上下の面を上下方向に拘束する部材３を備え、本体２の上下の面の拡張を拘束している。拘束部材３、５は、ナイロン材が好ましいが、ナイロン材に限定するものではない。図１には、拘束部材３を８本使用した実施形態を示すが、８本に限定するものではない。

気体圧ジャッキ１は以上のような構造であるので、上下の天板６は、本体２に気体を注入した場合に、略平坦に保持され、複数の気体圧ジャッキ１を、天板６を介して直列に接続することも、並列に配置することも可能である。また、本体２の上面が広い面積で負荷物体と接触するため、比較的低圧で大きな持ち上げ荷重を得ることができる。したがって、本体２の肉厚を比較的薄くすることができ、従来の空圧ジャッキと比較して大幅に軽量化されている。

本実施形態では、本体２を膨らませ、気体供給源を外した場合に、内部の気体が抜けないようにするために、気体供給用の注入管４を、カプラー８で気体供給源と接続できるようにしている。

図６に、２個の構造体を直列に重ねた実施例を示す。図１に示すように、天板の４隅には穴が設けられており、この穴に紐等を通して２個の構造体を確実に連結することができる。

また、本発明の気体圧構造体を複数個用意し、並列に配置して使用した実施例を、図７に示す。この場合には、天板の形状及び４隅の穴が図９のように重なるように形成されているため、この穴に紐等を通して２個の構造体を確実に連結することができる。

更に、本発明の気体圧構造体を複数個用意し、直列及び並列の配置を組み合わせて使用することもできる。図８に、２個の構造体を直列に重ねたものを２つ用意し、更に並列に配置することにより、合計４個の構造体を使用する実施例を示す。組み合わせる個数は、持ち上げる物体の大きさ、重量、及び持ち上げる高さに応じて自由に選定することができる。

更に別の実施例では、高さ方向に直列に重ねる個数を変え、高さの異なるジャッキとして複数個用意し、これらを並列に配置して、重量物を傾斜させて持ち上げることができる。

図１０には、本発明の気体供給制御装置の一実施形態の回路図を示す。気体供給源３０から供給される気体は、本発明の気体供給制御装置１０のレギュレータ１２によって目標の供給圧力に制御され、複数の気体圧ジャッキ１に供給される。本装置は、制御スイッチ１４ａ、１４ｂを備え、気体を供給する場合には、制御スイッチ１４ａをオン、１４ｂをオフとし、気体圧ジャッキから気体を排出する場合には、制御スイッチ１４ａをオフ、１４ｂをオンとする。配管は、制御スイッチ１４ａ、１４ｂの下流で複数の枝管に分岐し、複数の気体圧ジャッキ１に接続して、気体を供給することができる。各枝管は、それぞれ切り替えスイッチ１１を備え、各気体圧ジャッキへの気体の供給を制御することができる。したがって、図１０の気体供給制御装置では、複数の気体圧ジャッキ１を同時に取り扱うことができ、複数の気体圧ジャッキ１を並列に使用する場合に、複数のジャッキに気体を同時に注入して、複数のジャッキの持ち上げ高さを等しくすることができるため、負荷物体を傾斜させることなく持ち上げることができる。

図１１には、本発明による気体供給制御装置の他の実施形態の回路図を示す。本装置では、図１０の気体供給制御装置に加えて、制御スイッチ１４ｃとエジェクター２０とを備えており、気体圧ジャッキから気体を排出する場合に、制御スイッチ１４ｃをオン、１４ａをオフとすることにより、エジェクター２０にエジェクター駆動用気体を供給し、エジェクター２０によって、複数の気体圧ジャッキ１の内部の気体を短時間で吸引し、排出することができる。この場合、制御スイッチ１４ｂはオンとして気体の排出を助けることが好ましい。本実施形態は、図１０の気体供給制御装置に加えて、更にリリーフ弁２１を備えている。したがって、本実施形態では、気体の供給元圧を高くして気体の供給量を増加させ、気体を短時間で複数の気体圧ジャッキに供給することができるとともに、複数の気体圧ジャッキへの供給気体の圧力は、リリーフ弁２１の設定圧力以上にはならないため、気体の供給を安全に行うことができる。

本発明による気体圧構造体は、自動車用ジャッキとして使用することができ、また、災害時の救助用のジャッキとして使用することができる。

本発明による気体圧構造体は、従来の機械式の車載ジャッキと比較して、その初期高さが低いため、災害時の救助用のジャッキとして使用した場合、瓦礫の拡張作業等を有利に行うことができる。軽量であるため、可搬性に優れている。また、複数個のジャッキを直列にも並列にも組み合わせて使用することができ、災害時のさまざまな種類（大きさ、高さ）の瓦礫の拡張作業に対応することができる。したがって、従来の災害救助用空圧ジャッキと比較して、取り扱い性に優れ、従来の災害救助用空圧ジャッキに代わって、災害救助に大きな威力を発揮する。また、自動車用ジャッキとして本発明による気体圧ジャッキが普及した場合には、災害時には、救助用ジャッキとして転用することにより、災害時の人命救助等に、大きな威力を発揮することができる。

また、本発明による気体圧構造体は、気体を注入する前は、薄く折り畳むことができ、気体を注入した場合には、座りがよく、複数の構造体を直列にも、並列にも配置して使用することができるという特性を生かし、土木作業時、建設作業時の、資材のジャッキアップ等にも利用することができる。

本発明を気体圧構造体に適用した場合の、実施形態の概略構成を説明する図であり、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩ−Ｉ断面の立面図である。 本発明による気体圧構造体の、気体注入前の状態を示す図である。 従来の座布団型の空圧ジャッキを膨らませた場合の、負荷物体との接触面積を示す図である。 従来の座布団型の空圧ジャッキを膨らませた場合に、座りが悪いことを示す図である。 従来の車載用エアジャッキを膨らませた場合に、座りが悪いことを示す図である。 本発明による気体圧構造体を２個直列に配置した場合の立面図である。 本発明による気体圧構造体を２個並列に配置した場合の立面図である。 本発明による気体圧構造体を４個直列及び並列に配置した場合の立面図である。 本発明による気体圧構造体を２個並列に配置した場合の平面図である。 本発明による複数の気体圧構造体に気体を注入する気体供給制御装置の、一実施形態の概略構成を説明する回路図である。 本発明による複数の気体圧構造体に気体を注入する気体供給制御装置の、他の実施形態の概略構成を説明する回路図である。

符号の説明

１ 気体圧ジャッキ
２ 本体
３ 拘束部材
４ 注入管
５ 拘束部材
６ 天板
７ 穴
８ カプラー
１０ 気体供給制御装置
１１ 切り替えスイッチ
１２ レギュレータ
１３ 元栓
１４ａ 制御スイッチ（気体供給用）
１４ｂ 制御スイッチ（気体排出用）
１４ｃ 制御スイッチ（エジェクター駆動用）
２０ エジェクター
２１ リリーフ弁
３０ 気体供給源
４０ ホース

Claims (3)

1. 加圧された気体によって膨らませることができ、気体を抜いた場合には薄く折り畳むことができる、気体圧構造体であって、
   加圧された気体によって膨らませた場合に円筒形状となる、可撓性材料から成る本体と、前記円筒の上下にそれぞれ固定された平板である天板と、を備え、
   更に、加圧された気体によって膨らませた場合に、前記円筒形状を保持し、前記天板を平坦に保持することができるように、
   前記円筒の周囲に配置され、前記円筒の半径方向の拡張を拘束する拘束部材と、
   前記円筒の内部に配置され、前記円筒の中心軸から半径方向に前記円筒の内周近傍まで延びるとともに、前記円筒の中心軸と平行に上下方向に延び、前記円筒の上下の面の上下方向の拡張を拘束する複数の拘束部材と、を備え、
   複数の前記気体圧構造体を、前記天板を介して直列に重ねて使用することができ、
   更に、複数の前記気体圧構造体を、並列に配置して使用することができる、
   気体圧構造体。
2. 気体供給源から請求項１に記載の気体圧構造体への気体の供給を制御する気体供給制御装置であって、
   気体の圧力を制御するレギュレータと、
   前記レギュレータの下流に配置され、気体の流れを一括して開閉することができる元栓と、
   前記気体圧構造体への気体の供給と排出とを制御する制御スイッチと、
   前記制御スイッチの下流で分岐する複数の枝管と、
   前記複数の枝管の各々に接続された、複数の切り替えスイッチと、を備え、
   前記制御スイッチを操作することにより、複数の前記気体圧構造体に対して同時に気体を供給することができ、また、複数の前記気体圧構造体から同時に気体を排出させることができ、
   前記切り替えスイッチを操作することにより、複数の前記気体圧構造体への気体の供給を個別に制御することができる、
   気体供給制御装置。
3. 請求項１に記載の気体圧構造体から気体を短時間で排出させることができるように、
   前記気体供給源の加圧気体を駆動気体として前記気体圧構造体の内部の気体を吸引するエジクターと、前記駆動気体の駆動を制御する制御スイッチとを備え、
   前記エジェクターを駆動する場合に、前記複数の枝管を介して、前記複数の気体圧構造体から気体を同時に短時間で排出させることができる、
   請求項２に記載の気体供給制御装置。

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