ジャックスクリュー
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ジャックスクリュー、またはスクリュージャッキは、リードスクリューを回転させることによって作動するジャッキの一種です。車両などの中重量物や重量物の持ち上げ、航空機の水平安定装置の昇降、住宅の基礎などの重量物の調整可能な支持などに広く使用されています。
説明
スクリュージャッキは、上部に荷重台が取り付けられた頑丈な垂直ネジで構成されており、地面に設置された広いベースを持つ固定支持フレームのネジ穴にねじ込まれます。ネジの頭部にある回転カラーには、金属棒のハンドルが収まる穴があります。ハンドルを時計回りに回すと、ネジはベースからさらに移動し、荷重台上の荷重を持ち上げます。大きな荷重を支えるために、ネジは通常、アクメネジで形成されてい ます
利点
ジャックスクリューが他のタイプのジャッキに比べて優れている点は、セルフロック機能を備えていることです。つまり、スクリューの回転力が除去されると、スクリューは元の位置に留まり、どれだけの荷重を支えているかに関係なく、逆回転しません。そのため、例えば油圧アクチュエータの力が誤って解放された場合に荷重がかかった状態で後方に移動する 油圧ジャッキよりも、ジャックスクリューは本質的に安全です
機械的利点
スクリュージャッキの理想的な機械的利点は、摩擦を無視したジャッキが荷重に及ぼす力とレバーへの入力力の比です
ここで
- はジャッキが荷物に及ぼす力です。
- はジャッキのハンドルに及ぼされる回転力です
- ジャッキハンドルの長さ、ねじ軸から力が加えられる場所までの長さ
- ネジのリードです。
スクリュージャッキは、2つの単純な機械が直列に連結された構造です。長い操作ハンドルはレバーとして機能し、その出力でスクリューを回転させます。したがって、長いハンドルと細いネジ山によって機械的利点は増加します。しかし、ほとんどのスクリュージャッキは摩擦が大きく、必要な入力力が増加するため、実際の機械的利点はこの数値の30%から50%に過ぎないことがよくあります。
制限
スクリュージャッキの吊り上げ能力には限界があります。荷重が増加すると、ネジ山内の摩擦が増加します。ネジ山のピッチを細くすると、ネジ山の利点は高まりますが、ジャッキの動作速度も低下します。操作レバーを長くすると、すぐにレバーの内側の端が曲がってしまいます
スクリュー ジャッキは現在では大部分が油圧ジャッキに置き換えられている。この動きは、他の手段による 2 度の失敗の後、タンジー社のジャッキをブラマの油圧プレスのコンセプトに応用し、ブルネルのSS グレート イースタンの進水に成功した 1858 年に促進された。油圧ジャッキの最大機械的利点は、スクリュー ジャッキの制限によって制限されず、はるかに大きくなる可能性がある。第二次世界大戦後、油圧ラムの研磨の改良とO リングシールの使用によって、低価格の油圧ジャッキの価格が下がり、国産車で広く使用されるようになった。スクリュー ジャッキは、自動車に付属するあまり使用されないタイヤ交換用ジャッキなどの低コストの用途や、航空機の水平安定装置などセルフロック機能が重要な用途で今も使用されている。
応用
ねじ山間の摺動面積が大きいため、ジャックスクリューは摩擦が大きく、動力伝達リンクとしての効率は30～50%程度と低くなります。そのため、ジャックスクリューは高出力の連続伝達にはそれほど使用されず、断続的な位置決め用途で使用されることが多いです。
スクリュージャッキなどの高負荷用途では、摩擦と摩耗が最も少ない 四角いネジまたはバットレスネジが使用されます。
産業および技術アプリケーション
アクチュエータなどの技術的用途では、アクメねじが使用されます。これは、摩擦は高くなりますが、製造が容易で、摩耗を補正でき、同等の大きさの四角いねじよりも強度があり、よりスムーズな噛み合いを実現できるためです。
ボールねじは、より高度なタイプのリードスクリューで、循環ボールナットを使用することで摩擦を最小限に抑え、ねじ山の寿命を延ばします。このねじのねじ山形状は、ベアリングボールと適切に噛み合うように、ほぼ半円形（一般的には「ゴシックアーチ」形状）になっています。このタイプのねじの欠点は、セルフロック機能がないことです。ボールねじは、電動リードスクリューアクチュエータで広く使用されています。
航空
ジャックスクリューは、航空機システムにおいて水平安定板を上げ下げするためにも広く使用されています。
1982年、 ヤコブレフ Yak-42旅客機のジャックスクリューの設計上の欠陥による故障が原因で、アエロフロート航空 8641 便が墜落した。
2000年、 アラスカ航空261便は、整備不良によりマクドネル・ダグラスMD-80のジャックスクリューが故障し、墜落した。
2013年、ナショナル航空102便（ボーイング747-400BCF貨物機）に搭載されていたMRAP装甲車が離陸直後に脱落し、後部隔壁を突き破りました。フライトレコーダーは2台ともオフラインとなり、油圧ラインは切断され、さらに深刻なことに、水平安定板アクチュエーターのジャックスクリューが破損し、機体は操縦不能となりました。
機械工用ジャッキ
機械工用ジャッキは、工作物の突出部分を支えたり、機械加工中に工作物にかかる締め付け力をバランスさせたりするために使用する小型のスクリュージャッキです。サイズを除けば、建物を基礎から持ち上げるために使用されるスクリュージャッキと見た目は変わりません。[ 1 ] [ 2 ] 機械工用ジャッキは、ジャックスクリューとして機能するボルトが入ったネジ付きスペーサーのようなシンプルなものもあります。[ 3 ]
電子コネクタにおいて
ジャックスクリューという用語は、一部の電気コネクタの2つの部品を引き寄せて固定する固定ネジにも使用されます。これらはDサブミニチュアコネクタによく見られ、主に偶発的な外れを防ぐ役割を果たします。図に示すような大型コネクタでは、ジャックスクリューはコネクタの位置合わせや、コネクタの挿抜に伴う大きな摩擦力の克服にも役立ちます。ジャックスクリューを緩めると、コネクタを分離できます。電気コネクタのジャックスクリューには、通常のネジ頭のものもあれば、つまみネジとして設計された延長頭のものもあります。
1950年代後半から1960年代初頭にかけては、電気コネクタにジャックスクリューを組み込むというアイデアは斬新とは考えられていませんでした。当時の特許の中には、多ピンコネクタの両側に一対のジャックスクリューが取り付けられているものもいくつかあります。[ 4 ] [ 5 ] また、中央に1つのジャックスクリューが取り付けられているものもいくつかあります。[ 6 ] これらの特許では、「ジャックスクリュー」という語句が偶然に言及されているだけで、そのアイデアを主張しているわけではありません。
ジャックスクリューには雄ネジと雌ネジがあり、コネクタによっては、間違ったコネクタが間違ったソケットに接続されるのを防ぐために、ネジの性別や各種の位置合わせピンが混在している場合があります。[ 7 ]
関連項目
参考文献
- ^ Heinz K. FlackとGeorg Möllerke編『Machine Jack, Illustrated Engineering Dictionary』、Springer、1997年、349ページ。
- ^ SL Walton、「ドリルプレスバイスは機械工のジャックとしても使える」、 Popular Science、第188巻、第1号（1966年1月）、127ページ。
- ^ Mike's Workshop, Machinist Jacks、2021年7月1日閲覧。
- ^ Angilo M. Di Monte、「弾性的に取り付けられた取り外し可能な接点を備えた電気コネクタ」、米国特許 3,028,574、1962年 4 月 3 日に付与。
- ^リンカーン・E・ロバーツ、「電気接続装置」、米国特許3,178,669、1965年4月13日付与。
- ^ロナルド・G・ハートウェル、「電気コネクタ」、米国特許3,173,734、1965年3月16日付与。
- ^ Douglas W. Jones、「電気コネクタの修理」、最終更新2017年7月、2021年6月閲覧。
- レイノルズ、フランシス・J.編（1921年）コリアー新百科事典、ニューヨーク：P. F. コリアー・アンド・サン社。
