(57)【要約】  【課題】複数のピストンを直列に設置して各ピストンの受圧力を合力した大きな軸力を発生する構成とした多段型の流体圧ジャッキを提供する。  【解決手段】シリンダー内の中間位置に中間反力壁が設置され、中間反力壁により仕切られた複数のシリンダー室内に１個ずつピストンが設置され、一のピストンのピストンロッドが中間反力壁を貫通して他のピストンと連結され、同他のピストンのピストンロッドが出力軸としてシリンダーの外に突き出されており、シリンダーの側壁にピストンの後面へ圧力流体を供給してピストンを前進させる注入ノズルが設置され、また、ピストンの前面へ圧力流体を供給してピストンを後退させる第二注入ノズルが設置されている。【選択図】  図１
2006105315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダー内にピストンを備え、ピストンと接合したピストンロッドが出力軸としてシリンダーの外に突き出され、ピストンの前室又は後室に圧力流体を供給し又は排除して前記出力軸に軸力を発生する構成の流体圧ジャッキにおいて、
シリンダー内に中間反力壁が設置され、前記中間反力壁により複数に仕切られたシリンダー室内に１個ずつピストンが設置され、一のピストンのピストンロッドが中間反力壁を貫通して他のピストンと連結され、同他のピストンのピストンロッドが出力軸としてシリンダーの外に突き出されており、
前記シリンダーの側壁にピストンの後面へ圧力流体を供給してピストンを前進させる注入ノズルが設置され、また、ピストンの前面へ圧力流体を供給してピストンを後退させる第二注入ノズルが設置されていることを特徴とする、多段型の流体圧ジャッキ。
【請求項２】
シリンダー内にピストンを備え、ピストンと接合したピストンロッドが出力軸としてシリンダーの外に突き出され、ピストンの前室又は後室に圧力流体を供給し又は排除して前記出力軸に軸力を発生する構成の流体圧ジャッキにおいて、
シリンダー内に中間反力壁が設置され、前記中間反力壁により複数に仕切られたシリンダー室内に１個ずつピストンが設置され、一のピストンのピストンロッドが中間反力壁を貫通して他のピストンと連結され、同他のピストンのピストンロッドが出力軸としてシリンダーの外に突き出されており、
出力軸から最も遠いピストンの後面へ圧力流体を供給してピストンを前進させる注入ノズルが前記シリンダーの側壁に設置され、同ピストンの後面に開口しその前方のピストンロッド内を通じて他のピストンの後面へ圧力流体を供給する連通孔が設けられており、
逆に、出力軸から最も近いピストンの前面へ圧力流体を供給してピストンを後退させる第二注入ノズルがシリンダーの側壁に設置され、同ピストンの前面に開口しその後方のピストンロッド内を通じて後方のピストンの前面へ圧力流体を供給する第二の連通孔が設けられていることを特徴とする、多段型の流体圧ジャッキ。
【請求項３】
シリンダー内に二以上の中間反力壁が設置され、前記中間反力壁により仕切られた複数のシリンダー室にピストンが１個ずつ設置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した多段型の流体圧ジャッキ。
【請求項４】
前記出力軸を備えたピストンとは反対側のピストンに反対側のヘッドカバーを貫通してシリンダーの外に突き出される第二のピストンロッドを出力軸として備えていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した多段型の流体圧ジャッキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主に地下掘削工事における山留めの切梁や腹起し材へ予圧縮力（プレロード）を導入する流体圧ジャッキの技術分野に属し、更に云うと、複数のピストンを直列に設置して各ピストンの受圧力（流体圧力）を合力した大きな軸力（以下、ジャッキ出力とも云う。）を発生する構成とした多段型の流体圧ジャッキに関する。
【０００２】
地下掘削工事の山留め壁については、掘削に伴って増大する土圧で土留め壁が変形するのを極力抑えるため、切梁や腹起し材へ予め相当大きさのプレロードを導入することが一般的に行われている。前記プレロードの導入には通例油圧ジャッキが使用されている。
切梁や腹起し材へ導入するプレロードの大きさは通例１００トンを超え、２００トンに及ぶ場合もある。前記プレロードの導入に対応できる油圧ジャッキは多種多様に存在する。ジャッキの出力の大きさは、基本的にはピストンの直径（受圧面積の大きさ）と、同ピストンの受圧面へ供給する流体の圧力との積で発生する軸力の大きさとして決定される。この基本的な概念を基にして大きなプレロードを導入する油圧ジャッキが公知である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、大きなプレロードを導入し且つ各シリンダーのシール性を維持するため、低圧を供給する大径のメインシリンダー（ピストン）と、高圧を供給する複数の小径のサブシリンダー（ピストン）とを組み合わせた油圧ジャッキが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１７１０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、既往の油圧ジャッキには次のような問題点がある。ピストンの直径を大きくするほどにジャッキ出力も比例的に大きくはなるが、その一方、油圧ジャッキを設置する場所には許容できるスペースの制限があり、直径をむやみと大きくすることはできない。特に油圧ジャッキの使用台数を減らす目的で、図４のようなプレロード保持枠１００が使用されているが、同プレロード保持枠１００に設置可能な油圧ジャッキＪの外径寸法には厳しい制限が課されている。
【０００５】
また、ピストンの受圧面へ供給する流体の圧力を高めるほどにジャッキ出力も比例的に大きくはなる。しかし、既存するポンプ（手動又は電動式）の能力は通例１００気圧用の低圧型と、２００気圧用の高圧型とに大別される。前記２００気圧用の高圧型ポンプを使用する場合は、ポンプ自体が大変高価である上に、給油ホースにも高価な高圧型ホースを使用するほかなく、その他の部品類も同様で総コストが高くなりすぎて使用し難い。またシリンダーの肉厚が厚くなり、必然的に同シリンダー内に収納されるピストンの受圧面積が小さくなるという問題点がある。
【０００６】
特許文献１の油圧ジャッキは、大径のシリンダーと小径のシリンダーを組み合わせるため油圧ジャッキの外径は非常に大きくなるほか、高価な高圧ポンプを使用することが必須条件であるから、やはり上述した問題点がある。
【０００７】
本発明の目的は、複数のピストンを直列に設置して各ピストン受圧力（流体圧力）の合計を合力とした大きな軸力を発生し、よって小径で且つ安価な低圧型ポンプで高出力用に使用できる多段型の流体圧ジャッキを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る多段型の流体圧ジャッキは、
シリンダー内にピストンを備え、ピストンと接合したピストンロッドが出力軸としてシリンダーの外に突き出され、ピストンの前室又は後室に圧力流体を供給し又は排除して前記出力軸に軸力を発生する構成の流体圧ジャッキにおいて、
シリンダー内に中間反力壁が設置され、前記中間反力壁により複数に仕切られたシリンダー室内に１個ずつピストンが設置され、一のピストンのピストンロッドが中間反力壁を貫通して他のピストンと連結され、同他のピストンのピストンロッドが出力軸としてシリンダーの外に突き出されており、
前記シリンダーの側壁にピストンの後面へ圧力流体を供給してピストンを前進させる注入ノズルが設置され、また、ピストンの前面へ圧力流体を供給してピストンを後退させる第二注入ノズルが設置されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載した発明に係る多段型の流体圧ジャッキは、
シリンダー内にピストンを備え、ピストンと接合したピストンロッドが出力軸としてシリンダーの外に突き出され、ピストンの前室又は後室に圧力流体を供給し又は排除して前記出力軸に軸力を発生する構成の流体圧ジャッキにおいて、
シリンダー内に中間反力壁が設置され、前記中間反力壁により複数に仕切られたシリンダー室内に１個ずつピストンが設置され、一のピストンのピストンロッドが中間反力壁を貫通して他のピストンと連結され、同他のピストンのピストンロッドが出力軸としてシリンダーの外に突き出されており、
出力軸から最も遠いピストンの後面へ圧力流体を供給してピストンを前進させる注入ノズルが前記シリンダーの側壁に設置され、同ピストンの後面に開口しその前方のピストンロッド内を通じて他のピストンの後面へ圧力流体を供給する連通孔が設けられており、
逆に、出力軸から最も近いピストンの前面へ圧力流体を供給してピストンを後退させる第二注入ノズルがシリンダーの側壁に設置され、同ピストンの前面に開口しその後方のピストンロッド内を通じて後方のピストンの前面へ圧力流体を供給する第二の連通孔が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載した多段型の流体圧ジャッキにおいて、
シリンダー内に二以上の中間反力壁が設置され、前記中間反力壁により仕切られたシリンダー室にピストンが１個ずつ設置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した多段型の流体圧ジャッキにおいて、
前記出力軸を備えたピストンとは反対側のピストンに反対側のヘッドカバーを貫通してシリンダーの外に突き出される第二のピストンロッドを出力軸として備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１〜４の発明に係る多段型の流体圧ジャッキＪは、中間反力壁１ａにより仕切られた複数のシリンダー室に１個ずつピストン４Ａ、４Ｂ、４Ｃを設置し、各ピストンを直列に連結したので、各ピストンの受圧力を合力した大きな軸力（ジャッキ出力）を発生する。軸力の大きさの割に流体圧ジャッキを小径に構成でき、設置場所のスペース制限をクリアすることに有利である。また、供給する圧力流体の圧力を低くでき、安価な低圧型ポンプを使用することができる。
【００１３】
次に、請求項２の発明に係る多段型の流体圧ジャッキＪは、一のピストン４Ｂ又は４Ａに供給された圧力流体を、連通孔１３、１４により他のピストン４Ａ又は４Ｂへも同様に供給する構成としたので、少なくとも一の注入ノズル６１又は７１で圧力流体を共通に供給することができ、注入ノズルの数量を減らし、分配用の給油ホース等が無用でジャッキの外観と外部の配管構成をシンプルにできる。ひいては、外部配管の混雑化に伴って給油ホースの付け間違いやジャッキ設置時の損傷等々の問題を未然に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
シリンダー１内にピストン４Ａ、４Ｂを備え、ピストン４Ａと接合したピストンロッド５Ａが出力軸としてシリンダー１の外に突き出され、ピストン４Ａ、４Ｂの前室又は後室に圧力流体を供給し又は排除して前記出力軸に軸力を発生する構成の流体圧ジャッキである。
シリンダー１内の中間位置に中間反力壁１ａが設置され、前記中間反力壁１ａにより仕切られた複数のシリンダー室内２、３に１個ずつピストン４Ａ、４Ｂが設置され、一のピストン４Ｂのピストンロッド５Ｂが中間反力壁１ａを貫通して他のピストン４Ａと接続され、同他のピストン４Ａのピストンロッド５Ａが出力軸としてシリンダー１の外に突き出されている。
前記シリンダー１の側壁にピストン４Ａ、４Ｂの後面へ圧力流体を供給してピストン４Ａ、４Ｂを前進させる注入ノズル６１、６２が設置され、また、ピストン４Ａ、４Ｂの前面へ圧力を供給してピストンを後退させる第二注入ノズル７１、７２が設置されている。
【実施例１】
【００１５】
先ず、図１に請求項１記載の発明に係る多段型の流体圧ジャッキの実施例を説明する。本発明の流体圧ジャッキＪは、例えば図４で示したようにプレロード保持枠１００内へ組み入れる構成が好適に実施される。
このジャッキＪは、シリンダー１内の中間位置に中間反力壁１ａが設置され、前記中間反力壁１ａにより上下２つに仕切られた二つのシリンダー室２、３に１個ずつ合計２個のピストン４Ａ、４Ｂが設置されている。後側（下側）のピストン４Ｂのピストンロッド５Ｂが中間反力壁１ａを貫通して前側のピストン４Ａと連結され、直列の２連ピストン型として構成されている。符号４１はピストンリングである。また、符号１０は前記中間反力壁１ａにおいて前記ピストンロッド５Ｂとの接触面に設置したＯリングである。
【００１６】
シリンダー１の後端はＯリング１１を備えたヘッドカバー１ｂで全閉とされ、前端はやはりＯリング１２を備えたヘッドカバー１ｃで閉じられている。このヘッドカバー１ｃを前側（上側）のピストン４Ａのピストンロッド５Ａが貫通して、出力軸としてシリンダー１の外に突き出されている。図１中の符号Ｚはピストンロッド５Ａ（出力軸）に対する負荷を示す。
【００１７】
前記シリンダー１の側壁には、２個のピストン４Ａ、４Ｂの後面へ圧力流体を供給して該ピストン４Ａ、４Ｂを前進させる注入ノズル６１、６２が設置されている。また、ピストン４Ａ、４Ｂの前面へ圧力流体を供給して該ピストン４Ａ、４Ｂを後退させる第二注入ノズル７１、７２も設置されている。なお、本発明で云う圧力流体とは圧油又は空気圧を意味する。
【００１８】
前記注入ノズル６１、６２の給油ホース６と、第二注入ノズル７１、７２の給油ホース７は、切り替えバルブ８を介してポンプ９と接続されている。前記切り替えバルブ８には油溜まり１０が接続されている。
【００１９】
上記構成の流体圧ジャッキの注入ノズル６１、６２へポンプ９から圧力流体を供給してピストン４Ａ、４Ｂを前進させて軸力（ジャッキ出力）を発生させる場合、ピストン４Ｂの受圧面積及びピストン４Ａの受圧面積と流体圧力の積に相当する大きな軸力を発生する。つまり、ピストン４Ｂの受圧力Ｆとピストン４Ａの受圧力Ｆ１を合力した大きな軸力（Ｆ＋Ｆ１）がピストンロッド５Ａ（出力軸）に発生する。従って、相対的にジャッキを小径にできる。あるいは供給する圧力流体の圧力を低く設定でき、使用するポンプ及び給油ホースを安価な１００気圧用の低圧型として十分に大きな軸力（出力）を得ることができる。
【００２０】
ピストン４Ａ、４Ｂを後退させるには、切り替えバルブ８を切り替え、ポンプ９からの圧力流体を第二注入ノズル７１、７２を介してピストン４Ａ、４Ｂの前面へ供給する。
【実施例２】
【００２１】
図２に請求項２記載の発明に係る多段型の流体圧ジャッキの実施例を示した。
本実施例のジャッキは、出力軸（ピストンロッド５Ａ）から遠いピストン４Ｂの後面へ圧力流体を供給する注入ノズル６１がシリンダー１の側壁に設置されている。そして、前記ピストン４Ｂの後面に開口し、その前方のピストンロッド５Ｂ内を通じてピストン４Ａの後面へ開口する連通行１３が設けられ、前記ピストン４Ｂの後室へ供給された圧力流体は連通孔１３を通じてピストン４Ａの後面へも圧力流体を等しく供給できる構成とされている。
【００２２】
逆に、出力軸（ピストンロッド５Ａ）から一番近いピストン４Ａの前面へ圧力流体を供給する第二注入ノズル７１がシリンダー１の側壁に設置され、前記ピストン４Ａの前面に開口し、その後方のピストンロッド５Ｂ内を通じてピストン４Ｂの前面へ開口する第二の連通孔１４が設けられている。従って、前記ピストン４Ａの前室へ供給された圧力流体は第二の連通孔１４を通じてピストン４Ｂの前面へも等しく供給できる構成とされている。前記連通孔１３、１４の直径は２個のピストン４Ａ、４Ｂの作動の同期性を確保するため例えば５ｍｍ程度に形成されている。
【００２３】
上記のような連通孔１３、１４を設けることにより、上記の実施例１に比して注入ノズルの数量を減らし、圧力流体の分配用の給油ホース等が無用となり、ジャッキの外観が非常にシンプルとなる。ひいては外部配管の混雑に伴って生じる給油ホースの付け間違いやジャッキ設置時の損傷等々の問題を未然に防ぐことができる。
【実施例３】
【００２４】
上記実施例１及び実施例２の流体圧ジャッキＪは、直列２連ピストン型としたが、この限りではない。即ち、シリンダー１内に二以上の中間反力壁１ａが設置され、前記中間反力壁１ａにより仕切られた複数のシリンダー室にピストンを１個ずつ設置する構成としても良い（請求項３記載の発明）。
図３には、二つの中間反力壁１ａ、１ａにより３つのシリンダー室２０、３０、４０に仕切られた各シリンダー室にピストン４Ａ、４Ｂ、４Ｃを１個ずつ設置し連結した所謂３連ピストン型の実施例を示した。図示では省略したが注入ノズルが上述した実施例１又は実施例２いずれかの構成で設置されていることを付言する。 
したがって、シリンダー１の外径が小さくてもピストン３個分の受圧面と流体圧力の積に相当する大きな軸力を発生する。つまり、右図が示すようにピストン４Ｃの受圧力Ｆ、ピストン４Ｂの受圧力Ｆ１、ピストン４Ａの受圧力Ｆ２をそれぞれ合力した相当大きな軸力（Ｆ＋Ｆ１＋Ｆ２）をピストンロッド５Ａ（出力軸）に発生させる。
【００２５】
また、図１、２では省略したが、ピストンロッドと他のピストンとの連結は、図３が示すように、例えばピストンロッド５Ｃ、５Ｂの先端に一段と小径に形成されたネジ軸部１５が隣接のピストン４Ｂ、４Ａとネジ接続されている。したがって、流体圧ジャッキの組み立て作業又は解体作業を非常に簡易に行うことができる。
【実施例４】
【００２６】
上記実施例１〜３は、ヘッドカバー１ｂが全閉されてその全面で軸力の反力を伝達する構成としたが、この限りではない。即ち、図１〜図３の点線が示すように、シリンダー１が固定されている場合においては、前記出力軸（ピストンロッド５Ａ）を備えたピストン４Ａとは反対側のピストン４Ｂ又は４Ｃに反対側のヘッドカバー１ｂを貫通してシリンダー１の外に突き出される第二のピストンロッド５Ｂ’又は５Ｃ’を出力軸として備える事も考えられる（請求項４記載の発明）。
【００２７】
なお、以上に本発明の実施例を説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１の多段型の流体圧ジャッキを示した断面図である。
【図２】実施例２の多段型の流体圧ジャッキを示した断面図である。
【図３】実施例３の３連ピストン型の流体圧ジャッキを示した断面図である。
【図４】油圧ジャッキが挿入されるプレロード保持枠の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００２９】
Ｊ          流体圧ジャッキ
１          シリンダー
１ａ        中間反力壁
１ｂ、１ｃ  ヘッドカバー
２、３      シーリング室
４Ａ        ピストン
４Ｂ        ピストン
４Ｃ        ピストン
５Ａ        ピストンロッド
５Ｂ        ピストンロッド
５Ｃ        ピストンロッド
６１、６２  注入ノズル
７１、７２  第二注入ノズル
１３        連通孔
１４        第二の連通孔          
１５        ネジ軸部
【図１】
2006105315.tif 000003
【図２】
2006105315.tif 000004
【図３】
2006105315.tif 000005
【図４】
2006105315.tif 000006