ジャックスクリュー

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て操作するジャッキの一種です。車両などの中重量から重量のものを持ち上げたり、航空機の水平安定板を上げ下げしたり、家の基礎などの重い荷物の調整可能なサポートとして使用したりするためによく使用されます。^{[引用が必要]}

スクリュー ジャッキは、上部に荷重テーブルが取り付けられた頑丈な垂直スクリューで構成され、地面に置かれた広いベースを持つ固定サポート フレームのネジ穴にねじ込まれます。スクリューのヘッドにある回転カラーには、ハンドル (金属バー) が収まる穴があります。ハンドルを時計回りに回すと、スクリューがベースからさらに移動し、荷重テーブルに載っている荷重が持ち上げられます。大きな荷重力を支えるために、スクリューには通常、アクメ スレッドが使用されています。

他のタイプのジャッキに比べてジャックスクリューの利点は、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なくなると、支えている荷重の大きさに関係なく、スクリューは元の位置に静止したままになり、逆回転しません。これにより、油圧アクチュエータの力が誤って解放されると荷重がかかった状態で逆方向に移動する 油圧ジャッキなどよりも本質的に安全です。

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負荷に及ぼす力とレバーへの入力力の比である。

${\displaystyle {\frac {F_{\text{load}}}{F_{\text{in}}}}={\frac {2\pi r}{l}}\,}$

どこ

${\displaystyle F_{\text{load}}\,}$ジャッキが荷物に及ぼす力です。

${\displaystyle F_{\text{in}}\,}$ジャッキのハンドルに作用する回転力

${\displaystyle r\,}$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

${\displaystyle l\,}$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、その出力によってスクリューが回転します。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が増加します。ただし、ほとんどのスクリュー ジャッキには大きな摩擦があり、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% ～ 50% に過ぎないことがよくあります。

スクリュー ジャッキの持ち上げ能力には限界があります。負荷が増加すると、ネジ山内の摩擦が増加します。細かいピッチのネジ山はネジの利点を高めますが、ジャッキの動作速度も低下します。長い操作レバーを使用すると、レバーの内側の端がすぐに曲がってしまいます。

現在では、スクリュージャッキは主に油圧ジャッキに置き換えられている。この傾向は、1858年にブラマーの油圧プレスのコンセプトに基づいたタンジー社のジャッキが、他の手段による2度の失敗の後、ブルネルのSS グレートイースタンの進水に成功したことに始まる。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るものではなく、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り、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わ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。

ねじ山間の滑り接触面積が大きいため、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動力の連続伝達にはあまり使用されず、断続的な位置決め用途で使用されることが多いです。^[要出典]

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 四角ねじまたは鋸歯ねじが使用されます。

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。アクメねじは摩擦が大きいものの、製造が容易で、摩耗を補正でき、同等の大きさの四角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して摩擦を最小限に抑え、ねじ山の寿命を延ばします。このようなねじのねじ山プロファイルは、ベアリングボールと適切にかみ合うように、ほぼ半円形 (一般に「ゴシック アーチ」プロファイル) になっています。このタイプのねじの欠点は、セルフロックではないことです。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。

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、アエロフロート航空 8641 便の墜落事故を引き起こした。

2000年、 アラスカ航空261便が、整備不良によるマクドネル・ダグラスMD-80のジャックスクリューの故障で墜落した。

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装甲車両が離陸直後に脱落し、後部隔壁を突き破った。コックピットの音声およびフライトデータレコーダーはラインから外れ、油圧ラインは切断され、最も重大なことに、水平安定板アクチュエータのジャックスクリューが破壊され、航空機は制御不能となった。

機械工用ジャッキは、加工作業中にワークピースの突出部分を支えたり、ワークピースの締め付け力をバランスさせるために使用され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 ような単純なものになることがあります。 ^[3]

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結合状態に保つ拘束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でよく見られ、主に偶発的な切断を防止するために使用されます。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にも役立ち、コネクタの挿入または取り外しに伴う大きな摩擦力を克服します。ジャックスクリューを緩めると、コネクタの半分を分解できます。電気コネクタのジャックスクリューには、通常のネジ頭または蝶ネジとして設計された延長頭があります。

1950 年代後半から 1960 年代前半には、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目新しいものとは考えられていませんでした。その時代の特許の中には、マルチピン コネクタの反対側にジャック スクリューのペアが描かれているものもあります。^{[4] [5]} 別の特許では、中央に 1 つのジャック スクリューが描かれています。^[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、ネジの性別やさまざまな位置合わせピンが混在している場合があります。^[7]

• アクロウプロップ
• ボールねじ
• リードスクリュー
• ローラースクリュー

ウィキメディア・コモンズには、スクリュージャッキに関連するメディアがあります。

• レイノルズ、フランシス J. 編 (1921)。「ジャックスクリュー」 。コリアーの新百科事典。ニューヨーク: P. F. コリアー & サン カンパニー。