JP7488724B2

JP7488724B2 - 杭打機

Info

Publication number: JP7488724B2
Application number: JP2020142600A
Authority: JP
Inventors: 愛斗山口
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2020-08-26
Filing date: 2020-08-26
Publication date: 2024-05-22
Anticipated expiration: 2040-08-26
Also published as: JP2022038221A

Description

本発明は、杭打機のトラックフレーム及び杭打機に関し、詳しくは、走行装置としてクローラを備えた杭打機のトラックフレーム及び杭打機に関する。

一般に、装軌式車両の代表例としての油圧ショベルは、クローラ（履帯）を備えた自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、該上部旋回体前側に上下動可能に設けられた作業装置とによって大略構成されている。そして、油圧ショベルは、最低地上高を確保した上方凸状のトラックフレームによって不整地での走行安定性を得ながら、作業装置を用いて土砂の掘削作業などを行っている（例えば、特許文献１参照。）。

こうした油圧ショベルに使用されるトラックフレームは、前端部の遊動輪と後端部の駆動輪との距離を最大限確保してこれらの回りにクローラが巻回され、その長い接地長による優れた走行性及び安定性を発揮している。特に小型のトラックフレームは、量産によって低コストで供給できることから、汎用品として杭打機などの他の建設機械にも広く流用されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開平１０－２３６３４６号公報特開２０１１－２５２３１２号公報

しかしながら、上述の特許文献２に記載された小型杭打機は、通常、整地された場所で使用するため、最低地上高を高くしたフレーム構造は本来的に不要であり、むしろ、走行安定性よりも静止状態での作業性に力点を置きたいところである。また、各種作業のうち、杭の引抜作業を行うと、トラックフレームに強力な負荷が作用し、その負荷は左右の遊動輪を支点として最大になる。こうした杭打機特有の作業負荷がかかると、トラックフレームの左右前側脚部には弾性域での変形が生じ、杭の引抜性能を低下させているのが実情である。とりわけ、近年は、小型杭打機においても作業装置の高出力化のニーズが高まってきており、更に大きな引抜力を必要とする傾向にあることからも、かかる汎用品のフレーム構造では、小型杭打機が目指している杭打ち機能の最大化が達成できないという課題があった。

そこで本発明は、シンプルな構造でありながら作業負荷に対して剛性を高め、杭打機の用途に適したトラックフレーム及びこれを備えた杭打機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の杭打機は、上部旋回体を旋回可能に支持するセンタフレームと、該センタフレームの左右両側に位置して前後方向に延び、外周にクローラが巻回された遊動輪及び駆動輪を連結する左右のサイドフレームと、前記センタフレームの前側と両サイドフレームの前側との間を連結する左右の前脚部と、前記センタフレームの後側と両サイドフレームの後側との間を連結する左右の後脚部とからなるトラックフレームを備えた杭打機において、前記センタフレームは、旋回ベアリングが取り付けられる円筒体と、前記円筒体が立設される下中央板部と該下中央板部から延びて前記前脚部の下面を構成する左右の前脚部下板及び前記後脚部の下面を構成する左右の後脚部下板とからなる下板と、前記下板の前部側に立設されて前記左前脚部下板から前記右前脚部下板へと左右方向に延びる脚部前側板と、前記下板の後部側に立設されて前記左後脚部下板から前記右後脚部下板へと左右方向に延びる脚部後側板と、前記脚部前側板と脚部後側板との間で前記下板に立設されて前記左前脚部下板から前記左後脚部下板へと延びる脚部左側板と、前記脚部前側板と脚部後側板との間で前記下板に立設されて前記右前脚部下板から前記右後脚部下板へと延びる脚部右側板と、前記下板と対面した状態で前記脚部前側板，前記脚部後側板，前記脚部左側板，前記脚部右側板の上端側に接合され、前記円筒体を挿通する挿通孔が設けられた上中央板部と該上中央板部から延びて前記前脚部の上面を構成する左右の前脚部上板及び前記後脚部の上面を構成する左右の後脚部上板とからなる上板とを備え、前記脚部前側板，前記脚部後側板，前記脚部左側板，前記脚部右側板の各側板の長さ方向の中間部は、前記下板と上板との間で前記円筒体の一部を構成してなり、前記サイドフレームの前部側には、接続フランジが固着されるとともに該接続フランジの前面に前記遊動輪の軸を支承する遊動輪ブラケットが設けられ、前記センタフレームは、前記円筒体を前記上中央板部及び前記下中央板部に接合するための上下のセンタ接合部を備え、前記上センタ接合部の上下方向の位置が前記サイドフレームの上端の位置よりも上方に位置され、前記下センタ接合部の上下方向の位置が前記遊動輪ブラケットに支承された前記遊動輪の軸の位置よりも下方に位置され、前記上部旋回体に旋回中心と同心の被制動板を、前記トラックフレームに前記被制動板を挟持する挟持装置をそれぞれ備え、前記挟持装置の作動により前記トラックフレームに対して前記上部旋回体を任意の位置に固定可能な構成とし、前記円筒体の一部には、前記挟持装置が取り付く取付ブラケットが径方向に突出して設けられ、該取付ブラケットは、前記径方向に垂直な断面の上下端の位置が、前記上中央板部の上面と前記下中央板部の下面とにそれぞれ一致していることを特徴としている。

また、前記下板は、前記下中央板部，前記前脚部下板及び前記後脚部下板が単一の板材からなり、板面の全域が平坦をなしていることを特徴としている。さらに、前記接続フランジは、前記センタフレーム側に突出する突出部を有し、前記前脚部は、前記脚部前側板，前記前脚部上板及び前記前脚部下板のそれぞれの前端を前記突出部の後面に当接した状態で前記サイドフレームに接合されていることを特徴としている。

本発明によれば、杭打機のトラックフレームを構成するセンタフレームが、旋回ベアリングの取付座となる円筒体と、上下板間に介在されるとともに中間部が円筒体の一部を構成して延びる前後左右の脚部側板とを備え、円筒体と上下の中央板部とを接合する上下のセンタ接合部の位置を、上センタ接合部はサイドフレームの上端の位置よりも上方に、下センタ接合部は遊動輪の軸の位置よりも下方にそれぞれ位置させたので、上部旋回体の旋回中心と同心の円筒体を下板まで到達するように貫通したセンタパイプ構造が達成され、杭の引抜時に旋回ベアリングを介して伝達される荷重を、上下方向にパイプの長さ分広げたフレーム断面をもって上下板に適切に分散させることができる。これにより、上下方向への曲げに対する剛性と強度が大きく向上し、杭打機特有の作業負荷に対して有効なトラックフレームの構造が得られる。

本発明の一形態例を示すトラックフレームが適用される杭打機の側面図である。同じく旋回ベアリングを装着した状態の下部走行体の側面図である。同じく平面図である。同じく正面図である。同じくトラックフレームの側面図である。同じく平面図である。図６のＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。図６のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図である。同じくセンタフレームの側面図である。同じく平面図である。図９のＸＩ－ＸＩ断面図である。同じく正面図である。図１０のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ断面図である。トラックフレームの前部側に作用する力を説明する図である。図３のＸＶ－ＸＶ断面図である。

図１乃至図１５は、本発明を杭打機に適用した一形態例を示すものである。杭打機１１は、図１に示すように、自走可能な下部走行体１２の上部に、旋回ベアリング１３を介して上部旋回体１４が旋回可能に設けられており、上部旋回体１４の前部中央には、リーダ１５や該リーダ１５の前面に沿って昇降するオーガ（回転駆動装置）１６などの杭打用の作業装置が設けられている。また、上部旋回体１４のメインフレーム１４ａ上には、右側部に運転室１７が、左側部にエンジンや油圧ポンプを収納したエンジン室１８がそれぞれ設けられている。さらに、上部旋回体１４の前後左右の４箇所にジャッキ１９が設けられるとともに、上部旋回体１４の後端部には車体のバランスをとるためのカウンタウエイト２０が搭載されている。

下部走行体１２は、図２乃至図４に示すように、トラックフレーム２１の左右両側にクローラ式の走行装置を備えている。下部走行体１２は地面に接する部分であり、車体を安定的に支持できるように前後方向に長く、左右方向（車幅方向）に広く形成されることが望ましい。もっとも、車幅を広くしすぎると輸送する際にトレーラの荷台からはみ出してしまうおそれがあることから、単に広くすればよいというものでもない。こうした観点から、本発明が適用される杭打機１１は、分解しないで容易に輸送荷台に積載可能なサイズ、例えば、トレッド（左右のクローラ中心間距離）でいえば２ｍ程度に抑えたトラックフレーム２１を使用する比較的に小型の杭打機である。

前記トラックフレーム２１は、下部走行体１２のベースとなる製缶部品であって、センタフレーム２２の左右両側に位置して前後方向に延び、外周にクローラ２３が巻回された遊動輪２４及び駆動輪２５を連結する左右のサイドフレーム２６，２６と、センタフレーム２２の前側と両サイドフレーム２６，２６の前側との間を連結する左右の前脚部２７，２７と、センタフレーム２２の後側と両サイドフレーム２６，２６の後側との間を連結する左右の後脚部２８，２８とで大略構成されている。

下部走行体１２と上部旋回体１４との間に配置された旋回ベアリング１３は、トラックフレーム２１中央の取付座にボルト止めされる内輪側の内ケース１３ａと、上部旋回体１４のメインフレーム１４ａ中央下面にボルト止めされる外輪側の外ケース１３ｂとが相対回転可能に組み付けられたものである。また、内ケース１３ａの内周には内歯歯車が形成され、上部旋回体１４に搭載した旋回駆動モータ（図示せず）の歯車を内歯歯車に歯合させ、旋回駆動モータの回転によって上部旋回体１４は下部走行体１２に対して水平方向に旋回する。

杭打機１１を鋼管杭の埋設を目的として使用する場合には、リーダ１５を起立させた杭打ち作業姿勢で、オーガ１６から駆動力を得て地中に鋼管杭を回転圧入させる。こうした杭打ち作業は、回転する杭の推進力を受けてリーダ１５に軸方向（上下方向）の圧縮と捩りとの複合的な荷重が加わり、これにより、上部旋回体１４の全荷重を超える荷重が旋回ベアリング１３を介してトラックフレーム２１に作用する。特に、杭を引き抜く際には、杭自体の重量に土圧も加わって極めて大きな引抜力が必要となる。このような事情から、杭打機１１には、車体の静止安定状態を作り出すために、上部旋回体１４を任意の位置で固定可能な旋回位置固定装置２９が備わっている。

前記旋回位置固定装置２９は、上部旋回体１４に設けられた旋回中心と同心の被制動板３０と、トラックフレーム２１に設けられ、前記被制動板３０を挟持する挟持装置３１とで構成されている。被制動板３０は、同一形状からなる一対の半割部材を組み合わせてリング状に形成したもので、旋回ベアリング１３の外ケース１３ｂの下面にボルト止めされている。

挟持装置３１は、旋回ベアリング１３を挟んで前後の２箇所に対向して設けられ、トラックフレーム２１の壁部にボルト止めされるベース部材３１ａと、該ベース部材３１ａに回動ピン３１ｂで支持されるシザース状の上下一対のチャックレバー３１ｃ，３１ｃと、両チャックレバー３１ｃ，３１ｃを開閉するチャックシリンダ３１ｄとで構成され、油圧によってチャックシリンダ３１ｄを作動させると、チャックレバー３１ｃの両先端部が閉じて被制動板３０の外側縁部を挟持するようになっている。

以下では、トラックフレーム２１の具体的な構造について、図５乃至図１５を参照しながら説明する。図５乃至図８はトラックフレーム２１の完成状態を示し、図９乃至図１３はセンタフレーム２２の部品状態（サブアッセンブリ状態）を示している。また、図１４及び図１５はトラックフレーム２１に対してクローラ式走行装置、旋回位置固定装置２９の各装置を取り付けた状態を示している。

トラックフレーム２１の中央部を構成するセンタフレーム２２は、上方からみて略Ｘ字状に形成され、旋回ベアリング１３が取り付けられる大径な円筒体３２と、該円筒体３２が立設される下中央板部３３ａと該下中央板部３３ａから延びて前脚部２７の下面を構成する左右の前脚部下板３３ｂ，３３ｃ及び後脚部２８の下面を構成する左右の後脚部下板３３ｄ，３３ｅとからなる下板３３と、該下板３３の前部側に立設されて左前脚部下板３３ｂから右前脚部下板３３ｃへと左右方向に延びる脚部前側板３４と、下板３３の後部側に立設されて左後脚部下板３３ｄから右後脚部下板３３ｅへと左右方向に延びる脚部後側板３５と、脚部前側板３４と脚部後側板３５との間で下板３３に立設されて左前脚部下板３３ｂから左後脚部下板３３ｄへと延びる脚部左側板３６と、脚部前側板３４と脚部後側板３５との間で下板３３に立設されて右前脚部下板３３ｃから右後脚部下板３３ｅへと延びる脚部右側板３７と、下板３３と対面した状態で脚部前側板３４，脚部後側板３５，脚部左側板３６，脚部右側板３７の上端側に接合され、前記円筒体３２を挿通する挿通孔３８ｆが設けられた上中央板部３８ａと該上中央板部３８ａから延びて前脚部２７の上面を構成する左右の前脚部上板３８ｂ，３８ｃ及び後脚部２８の上面を構成する左右の後脚部上板３８ｄ，３８ｅとからなる上板３８とを備えている。

下板３３は、下中央板部３３ａ，前脚部下板３３ｂ，３３ｃ及び後脚部下板３３ｄ，３３ｅが１枚の鋼板材からなり、板面の全域が平坦をなして形成され、前脚部下板３３ｂ，３３ｃと後脚部下板３３ｄ，３３ｅとが下中央板部３３ａからサイドフレーム２６の内側面に向けてそれぞれ延びている。また、下中央板部３３ａには、これに立設される円筒体３２の径よりもやや小径の中心孔３３ｆが設けられている。上板３８は、上中央板部３８ａ，前脚部上板３８ｂ，３８ｃ及び後脚部上板３８ｄ，３８ｅが１枚の鋼板材からなり、該鋼板材を曲げ加工することによって前脚部上板３８ｂ，３８ｃと後脚部上板３８ｄ，３８ｅとが上中央板部３８ａからサイドフレーム２６の上端に向けてそれぞれ下向きに傾斜して延びている。

円筒体３２は、全長に亘って一様な断面形状を有するとともに、他の部位よりも厚肉に形成されて強度が高められ、上端部には旋回ベアリング１３を取り付けるためのベースリング（取付座）３２ａが設けられている。また、脚部前側板３４，脚部後側板３５，脚部左側板３６，脚部右側板３７の各側板の長さ方向の中間部は、下板３３と上板３８との間で円筒体３２の一部を構成している。具体的には、円筒体３２の前後左右４箇所の周壁部Ｐを間に介在させるように配置した８枚の連結板３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂにより、円筒体３２と一体化した支持構造が形成される。

また、円筒体３２の一部である前後２箇所の周壁部Ｐには、前記旋回位置固定装置２９の挟持装置３１が取り付く取付ブラケット３９が径方向（前後方向）に突出して設けられている。取付ブラケット３９は、主に挟持装置３１のベース部材３１ａがボルト止めされる取付フランジ３９ａと、該取付フランジ３９ａと円筒体３２との間に介在して上下端が上中央板部３８ａ及び下中央板部３３ａの一側端部にそれぞれ固着した左右一対の立板３９ｂ，３９ｂとを有している。これにより、円筒体３２の径方向に垂直な断面の上下端の位置が上中央板部３８ａの上面と下中央板部３３ａの下面とにそれぞれ一致し、上下の中央板部３３ａ，３８ａと左右の立板３９ｂ，３９ｂとからなる矩形断面（先端側コの字型断面）が形成される。こうして、円筒体３２の周方向の荷重、すなわち、上部旋回体１４の旋回方向の荷重に対して強度を高めたブラケット構造が形成される。

トラックフレーム２１の左右両側部を構成するサイドフレーム２６は、図５乃至図８に示すように、前後方向（長さ方向）の中央部に位置するサイドフレーム本体４０と、該サイドフレーム本体４０の前端部に接続フランジ４１を介して設けられた遊動輪ブラケット４２と、サイドフレーム本体４０の後端部に他の接続フランジ４３を介して設けられた駆動輪ブラケット４４とで大略構成されている。

サイドフレーム本体４０は、前部側にセンタフレーム２２の前脚部２７が、後部側に後脚部２８がそれぞれ連結され、前脚部下板３３ｂ，３３ｃ及び後脚部下板３３ｄ，３３ｅが接合される内面板４０ａと、該内面板４０ａと左右方向で対面する外面板４０ｂと、両内外面板４０ａ，４０ｂの上端部間を連結する上面板４０ｃとにより、下端側が開口した逆Ｕ字状の断面をもって前後方向に延びている。

遊動輪ブラケット４２は、接続フランジ４１の前面から前方に延びる左右の側板４２ａ，４２ａと、この側板４２ａ，４２ａから左右内向きに屈曲して遊動輪２４側へと延びる左右の上屈曲板４２ｂ，４２ｂ及び下屈曲板４２ｃ，４２ｃと、前記上屈曲板４２ｂ，４２ｂの基端側同士を互いに一体に連結した補強板４２ｄとからなる略コ字状の枠体として形成されている。前記枠体における遊動輪２４と対面する面には、略Ｌ字状の断面をもって前後方向に延びる上下左右のガイド枠４２ｅ，４２ｆが設けられている。また、図１４に示すように、各ガイド枠４２ｅ，４２ｆ間に設けられた隙間には、ヨーク（図示せず）の先端側に取り付けられた左右一対の軸受４５，４５が前後方向に移動可能に配置され、遊動輪２４の軸（車軸）４６の両端が軸受４５，４５に支持されている。

こうして遊動輪ブラケット４２には遊動輪２４が取り付けられるとともに、駆動輪ブラケット４４には減速機付き油圧モータを備えた駆動輪２５が取付けられ、回転駆動される駆動輪２５によって遊動輪２４と駆動輪２５とに巻回されたクローラ２３が周回動作する。また、遊動輪２４とサイドフレーム本体４０との間には前記ヨークが連結される張力調整装置（図示せず）が設けられ、杭打機１１の走行時にクローラ２３が路面の起伏などによって変形した場合でも、張力調整装置が作動して遊動輪２４と駆動輪２５との間隔を変化させ、これにより、クローラ２３の張力が調整されるようになっている。

このように形成した杭打機１１のトラックフレーム２１は、各種オーガ作業のうち、杭の引抜作業を行うと、旋回ベアリング１３を介して強力な負荷が作用し、その負荷は左右の遊動輪２４，２４を支点として最大になる。こうした杭打機特有の作業負荷は、トラックフレーム２１の左右前脚部２７，２７間の部位に湾曲形状の変形をもたらし、杭の引抜性能を低下させる要因となる。そこで、トラックフレーム２１には、作業負荷による悪影響を小さくするためのフレーム接合構造が備わっている。

前記フレーム接合構造は、前脚部２７及び後脚部２８に対し、上下方向の曲げ荷重に抗し得る高さのあるフレーム断面を作りながら、同時にセンタフレーム２２と左右のサイドフレーム２６，２６との間の荷重の伝達を円滑に行うことが可能な溶接構造であり、円筒体３２を上中央板部３８ａ及び下中央板部３３ａに接合するための上下のセンタ接合部と、前脚部２７及び後脚部２８を左右のサイドフレーム２６にそれぞれ接合するための前後左右のサイド接合部とを備えている。

上下のセンタ接合部４７，４８は、図１３などに示すように、円筒体３２の板厚寸法が上中央板部３８ａ及び下中央板部３３ａの板厚寸法よりも大きい差厚鋼板からなる接合部であり、これにより、所望の旋回体支持機能が発揮される。施工順から言えば、まず、下中央板部３３ａの上面中央に円筒体（素材）３２を固定した状態で、円筒体３２と下中央板部３３ａとを互いに全周隅肉溶接によって強固に接合した下センタ接合部４８が形成される。次いで、脚部前側板３４，脚部後側板３５，脚部左側板３６，脚部右側板３７の各側板を構成する８枚の連結板３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂと、取付ブラケット３９の構成部材とをそれぞれ円筒体３２の周壁に突当てた仮組み（仮溶接）状態とする。その後、上板３８と下板３３とを対面させた状態で、言い換えると、上中央板部３８ａの挿通孔３８ｆに円筒体３２を挿通して、上板３８の下面を各脚部側板３４，３５，３６，３７の上端に当接させた状態で、ボックス構造の本溶接がなされる。このとき、円筒体３２と上中央板部３８ａとを互いに全周隅肉溶接によって強固に接合した上センタ接合部４７が形成される。

また、上下のセンタ接合部４７，４８は、上センタ接合部４７の位置を旋回ベアリング１３の近くに、下センタ接合部４８の位置を走行の妨げにならない程度の地面近くにそれぞれ位置するように各部の板構成がとられている。具体的には、上センタ接合部４７はベースリング３２ａを含めた支持部のすぐ下に位置される。これをサイドフレーム本体４０との比較でみれば上面板４０ｃの頂部（上端）よりも上方に位置される。一方、下センタ接合部４８はサイドフレーム本体４０の内面板４０ａ下半部に対応する高さに位置される。これを遊動輪ブラケット４２との比較でみれば下ガイド枠４２ｆと同等の高さに位置される。すなわち、下センタ接合部４８は、杭打機１１の完成状態で、遊動輪ブラケット４２に支承された遊動輪２４の軸４６の位置よりも下方に位置される（図１４）。

前後左右のサイド接合部４９，５０は、図６や図７などに示すように、センタフレーム２２の前後脚部２７，２８と左右のサイドフレーム２６との間の接合部であって、特に、サイドフレーム本体４０の前後端部において、センタフレーム２２側に突出させた突出部４１ａ，４３ａを有する前記接続フランジ４１，４３を介して、前脚部２７を遊動輪ブラケット４２に、後脚部２８を駆動輪ブラケット４４にそれぞれ繋げる形で構成した溶接構造を含む接合部である。

前後の突出部４１ａ，４３ａは、旋回中心から遊動輪２４及び駆動輪２５の中心（反力点）へ直線状に延びる略Ｘ字状の仮想垂直平面Ｓに到達する長さ（幅）を有し、上端部が前脚部上板３８ｂ，３８ｃ及び後脚部上板３８ｄ，３８ｅの曲げ（傾斜）に沿ってセンタフレーム２２側へ延びている。また、前後の脚部側板３４，３５（３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ）は、円筒体３２の周壁からサイドフレーム２６へと仮想垂直平面Ｓを斜めに横切るように延び、先端部が再び仮想垂直平面Ｓと交わる方向、すなわち、突出部４１ａ，４３ａの板面に向き合う方向（前後方向）に緩やかな（曲率の大きい）曲げが施されている。さらに、左右の脚部側板３６，３７（３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂ）は、円筒体３２の周壁からサイドフレーム２６へと仮想垂直平面Ｓに略平行に延び、先端部が旋回中心と接続フランジ４１，４３との間の前後方向の距離を２等分する位置にてサイドフレーム本体４０の内面板４０ａに向き合う方向（左右方向）に折り曲げが施されている。こうして、前後の脚部側板３４，３５（３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ）に曲げを施したセンタフレーム２２は、サイドフレーム２６との間で接合される部材が互いにＴ字状に突き合わされる。

センタフレーム２２と左右のサイドフレーム２６とを接合する場合、前脚部２７については、サイドフレーム本体４０の前側頂部を前脚部上板３８ｂ，３８ｃの側端に、内側面を前脚部下板３３ｂ，３３ｃ，脚部側板３６，３７（３６ａ，３７ａ）の側端にそれぞれ当接し、脚部前側板３４（３４ａ，３４ｂ），前脚部上板３８ｂ，３８ｃ及び前脚部下板３３ｂ，３３ｃのそれぞれの前端を接続フランジ４１の突出部４１ａの後面に当接した状態とする。一方、後脚部２８については、サイドフレーム本体４０の後側頂部を後脚部上板３８ｄ，３８ｅの側端に、内側面を後脚部下板３３ｄ，３３ｅ，脚部側板３６，３７（３６ｂ，３７ｂ）の側端にそれぞれ当接し、脚部後側板３５（３５ａ，３５ｂ），後脚部上板３８ｄ，３８ｅ及び後脚部下板３３ｄ，３３ｅのそれぞれの後端を接続フランジ４３の突出部４３ａの前面に当接した状態とする。こうしてセンタフレーム２２の全領域を閉断面にした仮組み状態で、前後脚部２７，２８とサイドフレーム２６とを互いに隅肉溶接によって強固に接合したサイド接合部４９，５０が形成される。

このように形成した杭打機１１のトラックフレーム２１を使用して杭の引抜作業を行う場合、図１５に示すように、あらかじめ挟持装置３１を作動させて上部旋回体１４の旋回位置を固定する。こうした杭打機１１の静止安定状態は、任意の旋回位置で作り出されることから、例えば、左右クローラ２３，２３の幅間中央にオーガ１６の駆動軸を位置させた旋回０°の位置では、杭の引抜力を受けると、旋回ベアリング１３の前部側に、図１５の矢印Ｆで示した方向に圧縮荷重が作用する。一方、遊動輪ブラケット４２には、遊動輪２４からの反力を受けて、両側のガイド枠４２ｅ，４２ｅを押し上げる方向に力が作用する。ここで、例えば右旋回９０°の位置では、図１４の矢印Ｍで示した方向にモーメントが付与され、遊動輪ブラケット４２の一方側のガイド枠４２ｅ，４２ｆを押し上げ、他方側のガイド枠４２ｅ，４２ｆを押し下げる方向、すなわち、矢印Ｍ１及びＭ２方向の力が作用する。

ここで、剛性や強度の観点からみると、接続フランジ４１の前面で遊動輪ブラケット４２が捻られるという問題は実質的に生じないが、前脚部２７については、センタフレーム２２とサイドフレーム２６との間で水平に延びた構成がとられていることから、そこに曲げ荷重が作用して撓みが生じやすくなる。しかしながら、互いに間隔を広げた上下のセンタ接合部４７，４８とこれに対応して上下方向に領域を広げたサイド接合部４９とにより、縦曲げ方向に抗する断面を増大させたボックス構造が形成されているため、左右前脚部２７，２７間の部位は、伝達された荷重にほとんど変形することなく耐えることが可能である。

このように、杭打機１１のトラックフレーム２１を構成するセンタフレーム２２が、旋回ベアリング１３の取付座となる円筒体３２と、上下板３３，３８間に介在されるとともに中間部が円筒体３２の一部を構成して延びる前後左右の脚部側板３４，３５とを備え、円筒体３２と上下の中央板部３３ａ，３８ａとを接合する上下のセンタ接合部４７，４８の位置を、上センタ接合部４７はサイドフレーム２６の上端の位置よりも上方に、下センタ接合部４８は遊動輪２４の軸４６の位置よりも下方にそれぞれ位置させたので、上部旋回体１４の旋回中心と同心の円筒体３２を下板３３まで到達するように貫通したセンタパイプ構造が達成され、杭の引抜時に旋回ベアリング１３を介して伝達される荷重を、上下方向にパイプの長さ分広げたフレーム断面をもって上下板３３，３８に適切に分散させることができる。これにより、上下方向への曲げに対する剛性と強度が大きく向上し、杭打機特有の作業負荷に対して有効なトラックフレーム２１の構造が得られる。

また、シンプルなセンタパイプ構造と相俟って、トラックフレーム２１の一部である下板３３が、下中央板部３３ａ，前脚部下板３３ｂ，３３ｃ及び後脚部下板３３ｄ，３３ｅの各部を単一の板材で形成し、これにより、板面の全域が平坦をなしているので、安価で製作性に優れたフレーム構造が得られるだけでなく、溶接性にも優れていることから、量産に適した杭打機１１のトラックフレーム２１が達成される。

さらに、接続フランジ４１がセンタフレーム２２側に突出する突出部４１ａを有し、前脚部２７が、脚部前側板３４，前脚部上板３８ｂ，３８ｃ及び前脚部下板３３ｂ，３３ｃのそれぞれの前端を突出部４１ａの後面に当接した状態でサイドフレーム２６に接合しているので、前脚部２７とサイドフレーム２６との間で荷重の伝達が円滑に行われ、前脚部２７の負荷低減に大きく貢献するものである。とりわけ、脚部前側板３４が、旋回中心から遊動輪２４の中心へ延びる仮想垂直平面Ｓと関連付けて配置され、先端部に突出部４１ａの板面に向き合う方向の緩やかな曲げを施しているので、Ｘ型フレームの優れた支持機能を得ながら、脚部前側板３４と接続フランジ４１との間の接合を、突合わせＴ継手構造をもって強固に接合することができる。

加えて、センタパイプ構造をなす円筒体３２の一部に旋回位置固定装置２９の挟持装置３１が取り付く取付ブラケット３９を径方向に突出して設け、該取付ブラケット３９において、径方向に垂直な断面の上下端の位置が、上中央板部３８ａの上面と下中央板部３３ａの下面とにそれぞれ一致する構成をとったので、トラックフレーム２１の一部を活用したブラケット構造をもって、杭引抜作業時の高い静止安定性を発揮することが可能となり、小型杭打機１１が目指している杭打ち機能の最大化に資するものである。

なお、本発明は、前記形態例に限定されるものではなく、旋回ベアリングの取付座となる円筒体は、トラックフレームの上板から下板まで延びて脚部と繋がるように形成すればよく、部材取りや加工などの製作上の変更を適宜加えることができる。また、下センタ接合部の位置を低くすることはトラックフレーム全体の剛性や強度の向上に寄与するものであるが、走行や輸送の妨げにならない範囲で更に低くすれば、これに従って下板の位置も低くなり、車体の更なる低重心化が図れるという利点がある。さらに、下板は平坦形状に限定されず、脚部下板に曲げを加えるなどの種々の態様が考えられる。

１１…杭打機、１２…下部走行体、１３…旋回ベアリング、１３ａ…内ケース、１３ｂ…外ケース、１４…上部旋回体、１４ａ…メインフレーム、１５…リーダ、１６…オーガ、１７…運転室、１８…エンジン室、１９…ジャッキ、２０…カウンタウエイト、２１…トラックフレーム、２２…センタフレーム、２３…クローラ、２４…遊動輪、２５…駆動輪、２６…サイドフレーム、２７…前脚部、２８…後脚部、２９…旋回位置固定装置、３０…被制動板、３１…挟持装置、３１ａ…ベース部材、３１ｂ…回動ピン、３１ｃ…チャックレバー、３１ｄ…チャックシリンダ、３２…円筒体、３２ａ…ベースリング、３３…下板、３３ａ…下中央板部、３３ｂ，３３ｃ…前脚部下板、３３ｄ，３３ｅ…後脚部下板、３３ｆ…中心孔、３４…脚部前側板、３４ａ，３４ｂ…連結板、３５…脚部後側板、３５ａ，３５ｂ…連結板、３６…脚部左側板、３６ａ，３６ｂ…連結板、３７…脚部右側板、３７ａ，３７ｂ…連結板、３８…上板、３８ａ…上中央板部、３８ｂ，３８ｃ…前脚部上板、３８ｄ，３８ｅ…後脚部上板、３８ｆ…挿通孔、３９…取付ブラケット、３９ａ…取付フランジ、３９ｂ…立板、４０…サイドフレーム本体、４０ａ…内面板、４０ｂ…外面板、４０ｃ…上面板、４１…接続フランジ、４１ａ…突出部、４２…遊動輪ブラケット、４２ａ…側板、４２ｂ…上屈曲板、４２ｃ…下屈曲板、４２ｄ…補強板、４２ｅ，４２ｆ…ガイド枠、４３…接続フランジ、４３ａ…突出部、４４…駆動輪ブラケット、４５…軸受、４６…軸、４７，４８…センタ接合部、４９，５０…サイド接合部

Claims

上部旋回体を旋回可能に支持するセンタフレームと、該センタフレームの左右両側に位置して前後方向に延び、外周にクローラが巻回された遊動輪及び駆動輪を連結する左右のサイドフレームと、前記センタフレームの前側と両サイドフレームの前側との間を連結する左右の前脚部と、前記センタフレームの後側と両サイドフレームの後側との間を連結する左右の後脚部とからなるトラックフレームを備えた杭打機において、
前記センタフレームは、
旋回ベアリングが取り付けられる円筒体と、
前記円筒体が立設される下中央板部と該下中央板部から延びて前記前脚部の下面を構成する左右の前脚部下板及び前記後脚部の下面を構成する左右の後脚部下板とからなる下板と、
前記下板の前部側に立設されて前記左前脚部下板から前記右前脚部下板へと左右方向に延びる脚部前側板と、
前記下板の後部側に立設されて前記左後脚部下板から前記右後脚部下板へと左右方向に延びる脚部後側板と、
前記脚部前側板と脚部後側板との間で前記下板に立設されて前記左前脚部下板から前記左後脚部下板へと延びる脚部左側板と、
前記脚部前側板と脚部後側板との間で前記下板に立設されて前記右前脚部下板から前記右後脚部下板へと延びる脚部右側板と、
前記下板と対面した状態で前記脚部前側板，前記脚部後側板，前記脚部左側板，前記脚部右側板の上端側に接合され、前記円筒体を挿通する挿通孔が設けられた上中央板部と該上中央板部から延びて前記前脚部の上面を構成する左右の前脚部上板及び前記後脚部の上面を構成する左右の後脚部上板とからなる上板とを備え、
前記脚部前側板，前記脚部後側板，前記脚部左側板，前記脚部右側板の各側板の長さ方向の中間部は、前記下板と上板との間で前記円筒体の一部を構成してなり、
前記サイドフレームの前部側には、接続フランジが固着されるとともに該接続フランジの前面に前記遊動輪の軸を支承する遊動輪ブラケットが設けられ、
前記センタフレームは、前記円筒体を前記上中央板部及び前記下中央板部に接合するための上下のセンタ接合部を備え、前記上センタ接合部の上下方向の位置が前記サイドフレームの上端の位置よりも上方に位置され、前記下センタ接合部の上下方向の位置が前記遊動輪ブラケットに支承された前記遊動輪の軸の位置よりも下方に位置され、
前記上部旋回体に旋回中心と同心の被制動板を、前記トラックフレームに前記被制動板を挟持する挟持装置をそれぞれ備え、前記挟持装置の作動により前記トラックフレームに対して前記上部旋回体を任意の位置に固定可能な構成とし、
前記円筒体の一部には、前記挟持装置が取り付く取付ブラケットが径方向に突出して設けられ、該取付ブラケットは、前記径方向に垂直な断面の上下端の位置が、前記上中央板部の上面と前記下中央板部の下面とにそれぞれ一致していることを特徴とする杭打機。
前記下板は、前記下中央板部，前記前脚部下板及び前記後脚部下板が単一の板材からなり、板面の全域が平坦をなしていることを特徴とする請求項１記載の杭打機。
前記接続フランジは、前記センタフレーム側に突出する突出部を有し、前記前脚部は、前記脚部前側板，前記前脚部上板及び前記前脚部下板のそれぞれの前端を前記突出部の後面に当接した状態で前記サイドフレームに接合されていることを特徴とする請求項１又は２記載の杭打機。