(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の胴体の先端にカッターヘッドが設けられ、このカッターヘッドの先端面の少なくとも中央部が球面状に形成され、当該少なくとも中央部には多数のカッタービットが中心から放射状に設けられている掘削機であって、
各カッタービットは、略円錐状のビット本体と、このビット本体の基端に鍔部を介して一端が結合して前記カッターヘッドの回転を利用して回転する回転軸とを備え、
少なくとも前記カッターヘッドには、前記各カッタービットの回転軸を前記先端面を通る法線上で回転可能に支持する軸受けが設けられ、
前記軸受けは、前記カッターヘッドの先端面に前記各カッタービットに対応して設けられた凹部に嵌めこまれ、前記回転軸を挿入させて前記鍔部を係止させるハウジングと、このハウジング内で前記回転軸を挿通する環状に形成されて前記回転軸を法線上で回転可能に支持するローラーベアリングとを備えることを特徴とする掘削機。
【請求項２】
請求項１に記載の掘削機において、
前記軸受けは、前記ハウジング内の下部に配置されて前記回転軸を支持する下側支持部材をさらに備えることを特徴とする掘削機。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の掘削機において、
前記軸受けは、前記ハウジング内の上部に配置されて前記鍔部を支持する上側支持部材をさらに備えることを特徴とする掘削機。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の掘削機において、
前記ローラーベアリングを構成する複数のベアリングローラーを、前記ビット本体の周面の傾斜角度と同じ傾斜角度で傾斜して配置したことを特徴とする掘削機。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の掘削機において、
前記回転軸の前記軸受けからの抜けを抑える抜け止め手段を備えることを特徴とする掘
削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、道路や鉄道トンネルの掘削、鉱山の坑道掘削に使用されている掘削機には、ディスクカッターを備えた掘削機（特許文献１参照）や、ローラーカッターを備えた掘削機（特許文献２参照）が知られている。
【０００３】
ディスクカッターを備えた掘削機は、筒状の胴体（スキンプレート）の先端にカッターヘッドが設けられ、このカッターヘッドが回転駆動して岩盤を掘削する。カッターヘッドの先端面には複数のディスクカッターが取り付けられている。このカッターヘッドの先端面の少なくとも中央部は平面状に形成されており、中心から放射状に複数のディスクカッターが設けられている。いわゆるＴＢＭと呼ばれているトンネル掘削機である（特許文献１参照）。
【０００４】
またローラーカッターを備えた掘削機は、ディスクカッターを備えた掘削機と同様に筒状の胴体の先端にカッターヘッドが設けられ、このカッターヘッドの先端面には中心から同心円状に複数の略円錐状のローラーカッターが設けられている。ローラーカッターは回転可能であり、その表面には岩盤を切削するため超硬材製（タングステンカーバイトなど）の突起が多数植設してある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３２４８２号公報
【特許文献２】特開平４−２７２３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ディスクカッターを備えた掘削機の場合には、ディスクカッター自体のサイズが大きいため、カッターヘッドの先端面の中央部に配置されているディスクカッターは上手く岩盤面を押しながら回転することができず、切削を上手く行うことができない。
【０００７】
また、ローラーカッターを備えた掘削機の場合には、ローラーカッターの表面には岩盤を切削するための超硬材製の突起が多数植設してあり、これらの超硬材製の突起はディスクカッターに比べてサイズが小さいために切削は上手く行うことができる。しかし、切削時には超硬材製の突起の周面が岩盤に偏って接触するので、長時間切削すると偏磨耗してしまう問題があった。
【０００８】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、岩盤を長時間切削してもカッタービットの偏磨耗を防ぐことができる掘削機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために本発明の掘削機は、
筒状の胴体の先端にカッターヘッドが設けられ、このカッターヘッドの先端面の少なくとも中央部が球面状に形成され、当該少なくとも中央部には多数のカッタービットが中心から放射状に設けられている掘削機であって、
各カッタービットは、略円錐状のビット本体と、このビット本体の基端に鍔部を介して一端が結合して前記カッターヘッドの回転を利用して回転する回転軸とを備え、
少なくとも前記カッターヘッドには、前記各カッタービットの回転軸を前記先端面を通る法線上で回転可能に支持する軸受けが設けられていることを特徴とする。
【００１０】
ここで、軸受けは、カッターヘッドの先端面に各カッタービットに対応して設けられた凹部に嵌めこまれ、回転軸を挿入させて鍔部を係止させるハウジングと、このハウジング内で回転軸を挿通する環状に形成されて回転軸を法線上で回転可能に支持するローラーベアリングとを備えるものが好ましい。
【００１１】
さらに、軸受けは、ハウジング内の下部に配置されて回転軸を支持する下側支持部材を備えることが好ましい。さらに、軸受けは、ハウジング内の上部に配置されて鍔部を支持する上側支持部材をさらに備えることが好ましい。
【００１２】
また、ローラーベアリングを構成する複数のベアリングローラーを、ビット本体の周面の傾斜角度と同じ傾斜角度で傾斜して配置することが好ましい。
【００１３】
また、回転軸の軸受けからの抜けを抑える抜け止め手段を備えても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の掘削機では、カッタービットのビット本体に回転軸を設け、この回転軸を軸受けにより法線上で回転可能に支持するようにした。これにより切削時には、カッタービット自体が回転してビット本体の周面全体を岩盤に接触させることが可能になるので、ビット本体の周面と岩盤との接触に偏りが生じるのを抑えることができる。よって、岩盤を長時間切削してもカッタービットの偏磨耗を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す掘削機の側面図である。
【図２】同実施の形態のカッタービットとその周りの部分の断面図である。
【図３】同実施の形態の切削時のカッタービットを示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態のカッタービットとその周りの部分の断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態のカッタービットとその周りの部分の断面図である。
【図６】（ａ）はローラービットと本発明のカッタービットを備えた掘削機の正面図、（ｂ）はその掘削機の側面図である。
【図７】従来の掘削機に本発明のカッタービットが設けられた状態を示す側面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態のカッタービットとその周りの部分の断面図である。
【図９】図８の分解図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態のカッタービットとその周りの部分の断面図である。
【図１１】図１０の分解図である。
【図１２】本発明の第６の実施の形態のカッタービットとその周りの部分の断面図である。
【図１３】本発明の第７の実施の形態のカッタービットとその周りの部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図にしたがって説明する。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す掘削機１の側面図である。掘削機１は、筒状の胴体２の先端にカッター面板３（カッターヘッド）が設けられている。カッター面板３の先端面３ａは全体にわたって球面状に形成されている。この先端面３ａには、多数のカッタービット４が先端面３ａの中心３ｂから放射状に設けられている。
【００１８】
図２は、カッタービット４とその周りの部分の断面図である。カッタービット４は、ビット本体４１と、ビット本体４１の基端に鍔部４２を介して一端が結合した回転軸４３とを備えている。
【００１９】
ビット本体４１は全体的に略円錐状に形成されている。このビット本体４１は、シャンク材４１１と、シャンク材４１１の先端に設けられた硬度チップ４１２とを備えている。
【００２０】
シャンク材４１１は、周面４１ａの上部に複数の溝４１ｂが周方向に間隔を置いて設けられている。各溝４１１ｂには、補強チップ４１３が周面４１ａと面一になるように埋め込まれている。補強チップ４１３はシャンク材４１１よりも硬い材質で形成されている。また、硬度チップ４１２は円錐状に形成されており、礫層のような硬い岩盤でも切削可能な材質で形成されている。
【００２１】
カッター面板３の先端面３ａには、各カッタービット４に対応して多数の凹部３１が設けられている。凹部３１は断面ハット状に形成されており、凹部３１内には軸受け５が設けられている。この軸受け５は、回転軸４３を先端面３ａを通る法線Ａに沿って回転可能に支持するものである。これにより、回転軸４３は、カッター面板３の回転を利用して回転するようになっている。
【００２２】
また、この軸受け５は、凹部３１内に嵌めこまれたハウジング５１と、ハウジング５１内に設けられたローラーベアリング５２および複数の球体５３、５４とを備えている。
【００２３】
ハウジング５１は断面ハット状に形成されており、内部に回転軸４３の設置空間５１ｓを有している。この設置空間５１ｓは、カッタービット４の回転軸４３を挿入させて鍔部４２をハウジング５１に係止させるように形成されている。
【００２４】
また、ハウジング５１は、底壁５１１と、側壁５１２とを備えており、側壁５１２の上端部の周りには鍔状の取付部５１３が結合されている。
【００２５】
底壁５１１の内面の中間部分には突起５１１ａが設けられている。この突起５１１ａの周囲には回転軸４３との間に下部空間５３ｓ，５３ｓが形成されている。この下部空間５３ｓ，５３ｓ内には、それぞれ複数の下部球体５３（下側支持部材）が並べられて配置されて回転軸４３を支持している。
【００２６】
側壁５１２の内周面５１ａの中間部分には、環状のベアリング用凹部５１２ａが全周にわたって設けられている。このベアリング用凹部５１２ａ内にはローラーベアリング５２が嵌め込まれて配置されている。このローラーベアリング５２は、回転軸４３を挿通させるように環状に形成されており、内周面には全周にわたって複数のベアリングローラー５２ａが設けられている。複数のベアリングローラー５２ａは左右方向に回転し、ローラーベアリング５２は、この複数のベアリングローラー５２ａを利用して回転軸４３を法線Ａ上で回転可能に支持している。
【００２７】
取付部５１３は、ボルト等の固定部材（図示せず）で凹部３１に固定されており、鍔部４２を係止させている。これにより、側壁５１２の上端と鍔部４２との間には上部空間５４ｓが形成されている。この上部空間５４ｓ内には、複数の上部球体５４（上側支持部材）が挟まれるように配置されており、これらの上部球体５４はこの状態で鍔部４２を支持している。
【００２８】
さらに上部空間５４ｓ内には、複数の上部球体５４よりも外側にシール材５５が全周にわたって設けられている。このシール材５５は、鍔部４２とハウジング５１の内面５１ａとの間を塞ぐものであり、例えばラビリンスシール等が使用される。このシール材５５により、ハウジング５１内においてシール材５５よりも内側は密閉された空間５１ｓａとなっている。この空間５１ｓａ内にはグリース（図示せず）が充填されている。
【００２９】
以上のように構成されている掘削機１において、掘削時にはその内部に備える駆動装置（図示せず）によってカッター面板３が掘削機の中心線ＣＬ（図１参照）で回転する。カッター面板３が回転することにより、図３に示すように各カッタービット４は岩盤１００を切削する。このときに各カッタービット４は回転するので、ビット本体４１の周面４１ａ全体を岩盤１００に接触させることが可能になり、従来のように周面４１ａと岩盤１００との接触に偏りが生じるのを抑えることができる。よって、本実施の形態の掘削機１は、岩盤１００を長時間切削してもカッタービット４の偏磨耗を防ぐことができる。
【００３０】
また、本実施の形態の掘削機１では、軸受け５が、カッター面板３の内部に設けられたハウジング５１と、ハウジング５１内に設けられたローラーベアリング５２とを備えている。つまり、軸受け５はカッター面板３の先端面３ａから内部に設けられる。これにより、軸受け５は掘削時に外部からの衝撃を受けにくくなるので、各カッタービット４は安定して回転することが可能になる。したがって、ビット本体４１の周面４１ａ全体を岩盤１００に安定して接触させることができ、カッタービット４の偏磨耗の防止効果を高めることができる。
【００３１】
また、軸受け５は、ハウジング５１内の下部に回転軸４３を支持する複数の下部球体５３を備えている。これにより、各カッタービット４は安定して回転することが可能になる。したがって、掘削時にビット本体４１の周面４１ａ全体を岩盤１００に確実に接触させることができ、カッタービット４の偏磨耗の防止効果をさらに高めることができる。
【００３２】
さらに、軸受け５は、ハウジング５１内の上部に鍔部４２を支持する複数の上部球体５４を備えている。これにより、各カッタービット４は安定して回転することが可能になる。したがって、掘削時にビット本体４１の周面４１ａ全体を岩盤１００により確実に接触させることができ、カッタービット４の偏磨耗の防止効果をさらに高めることができる。
【００３３】
加えて、カッター面板３の回転によりカッタービット４が自転することによって、硬度チップ４１２が全周に確実に接触しながら切削することによって、カッタービット４の超硬チップは常に研がれ、常に鋭利な状態で掘進出来る機能を持つものである。
【００３４】
また、本実施の形態の掘削機１では、ハウジング５１内の上部に、鍔部４２とハウジング５１の内面５１ａとの間を塞ぐシール材５５を設けたので、ハウジング５１内（回転軸４３の設置空間５１ｓ）に土砂が入り込むのを防ぐことができる。したがって、各カッタービット４はさらに安定して回転することが可能になるので、カッタービット４の偏磨耗の防止効果をさらに高めることができる。
【００３５】
さらに、本実施の形態の掘削機１では、ハウジング５１内でシール材５５により密閉された空間５１ｓａにグリースを充填したので、ハウジング５１内に土砂が入り込むのを確実に防ぐことができ、且つ、軸受け５の過熱も防ぐことができる。このため、カッタービット４はさらに安定して回転することが可能になる。したがって、掘削時にビット本体４１の周面４１ａ全体を岩盤１００により確実に接触させることができ、カッタービット４の偏磨耗の防止効果をさらに高めることができる。
【００３６】
また、本実施の形態の掘削機１では、カッタービット４のシャンク材４１１の周面４１ａに補強チップ４１３を設けた。これにより、岩盤１００の切削に伴うシャンク材４１１の磨耗を防止することができ、カッタービット４の耐久性を高めることができる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態を示す掘削機１０１のカッタービット１０４とその周りの部分の断面図である。なお、図４において第１の実施の形態と同じ部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。
【００３８】
カッタービット１０４は、ビット本体１４１と、ビット本体１４１の基端に鍔部１４２を介して一端が結合した回転軸１４３とを備えている。
【００３９】
ビット本体１４１は全体的に略円錐状に形成されている。回転軸１４３は下方へ向いたテーパー状に形成されており、カッター面板３の回転を利用して回転する。
【００４０】
カッター面板３の凹部３１内には軸受け１０５が設けられている。この軸受け１０５は、回転軸１４３を先端面３ａを通る法線Ａに沿って回転可能に支持するものである。また、この軸受け１０５は、凹部３１内に嵌めこまれたハウジング１５１と、ハウジング１５１内に設けられたローラーベアリング１５２および球体１５３とを備えている。
【００４１】
ハウジング１５１は断面ハット状に形成されており、内部に回転軸１４３の設置空間１５１ｓを有している。この設置空間１５１ｓは、断面が下方へ向いたテーパー状に形成されており、カッタービット１０４の回転軸１４３を挿入させて鍔部１４２をハウジング１５１に係止させている。
【００４２】
また、ハウジング１５１は、底壁１５１１と、側壁１５１２とを備えており、側壁１５１２の上端部の周りには鍔状の取付部１５１３が結合されている。
【００４３】
底壁１５１１には凹部１５１１ａが設けられている。この凹部１５１１ａは断面半円状に形成されている。凹部１５１１ａ内には、下部球体１５３（下側支持部材）が、凹部１５１１ａと回転軸１４３とに挟まれて配置されて回転軸１４３を支持している。
【００４４】
側壁１５１２の内周面１５１ａは下方へ向いたテーパー状に形成されている。内周面１５１ａの中間部分には、環状のベアリング用凹部１５１２ａが全周にわたって設けられている。このベアリング用凹部１５１２ａ内にはローラーベアリング１５２が嵌め込まれて配置されている。
【００４５】
このローラーベアリング１５２は、回転軸４３を挿通させるように環状に形成されており、内周面には全周にわたって複数のベアリングローラー１５２ａが設けられている。複数のベアリングローラー１５２ａは左右方向に回転する。ローラーベアリング１５２は、この複数のベアリングローラー１５２ａを利用して回転軸１４３を法線Ａ上で回転可能に支持している。また、複数のベアリングローラー１５２ａは、ビット本体１４１の周面１４１ａの傾斜角度Ｂ１と同じ傾斜角度Ｂ２で傾斜して配置されている。
【００４６】
取付部１５１３は、ボルト等の固定部材（図示せず）で凹部３１に固定されている。これにより、側壁１５１２の上端と鍔部１４２との間には上部空間１５４ｓが形成されている。この上部空間１５４ｓ内には、シール材１５５が全周にわたって設けられている。このシール材１５５は、鍔部１４２とハウジング１５１の内面１５１ａとの間を塞ぐものである。このシール材１５５により、ハウジング１５１内においてシール材１５５よりも内側は密閉された空間１５１ｓａとなっている。この空間１５１ｓａ内にはグリース（図示せず）が充填されている。
【００４７】
以上のように構成されている掘削機１０１において、掘削時にカッター面板３が回転すると各カッタービット１０４は岩盤１００（図３参照）を切削する。このときに各カッタービット１０４は回転するので、ビット本体１４１の周面１４１ａ全体を岩盤１００に接触させることが可能になり、従来のように周面１４１ａと岩盤１００との接触に偏りが生じるのを抑えることができる。よって、本実施の形態の掘削機１０１は、岩盤１００を長時間切削してもカッタービット１０４の偏磨耗を防ぐことができる。
【００４８】
また、本実施の形態の掘削機１０１において、軸受け１０５は、第１の実施の形態の掘削機１と同様に、ハウジング１５１とローラーベアリング１５２とを備えている。つまり軸受け１０５はカッター面板３の内部に設けられるので、軸受け１０５は掘削時に外部からの衝撃を受けにくくなる。したがって、各カッタービット１０４は安定して回転することができ、ビット本体１４１の周面１４１ａ全体を岩盤１００に安定して接触させて、カッタービット１０４の偏磨耗の防止効果を高めることができる。
【００４９】
また、軸受け１０５は、ハウジング１５１内の下部に回転軸１４３を支持する下部球体１５３を備えている。これにより、各カッタービット１０４は安定して回転することが可能になるので、掘削時にビット本体１４１の周面１４１ａ全体を岩盤１００に確実に接触させることができ、カッタービット１０４の偏磨耗の防止効果をさらに高めることができる。
【００５０】
また、本実施の形態の掘削機１０１では、ハウジング１５１内の上部に、鍔部１４２とハウジング１５１の内面１５１ａとの間を塞ぐシール材１５５を設けたので、ハウジング１５１内に土砂が入り込むのを防ぐことができる。したがって、各カッタービット１０４はさらに安定して回転することが可能になるので、カッタービット１０４の偏磨耗の防止効果をさらに高めることができる。
【００５１】
また、本実施の形態の掘削機１０１では、ベアリングローラー１５２ａを、ビット本体１４１の周面１４１ａの傾斜角度Ｂ１と同じ傾斜角度Ｂ２で傾斜して配置した。これによりベアリングローラー１５２ａは、切削時にはビット本体１４１の周面１４１ａにかかる外力Ｆを全体で受け止めながら回転するため、ベアリングローラー１５２ａの回転に支障が生じるのを防ぐことができる。これにより、各カッタービット１０４はさらに安定して回転することができ、カッタービット１０４の偏磨耗の防止効果をさらに高めることができる。
【００５２】
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３の実施の形態の掘削機２０１のカッタービット１０４とその周りの部分の断面図である。なお、図５において第２の実施の形態と同じ部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。
【００５３】
本実施の形態では、筒状の胴体２０２の先端に設けられたカッター面板２０３に凹部２３１が設けられており、この凹部２３１内には軸受け２０５が設けられている。この軸受け２０５は、カッタービット１０４の回転軸１４３を先端面２０３ａを通る法線Ａに沿って回転可能に支持するものである。
【００５４】
また、この軸受け２０５は、凹部２３１内に嵌めこまれたハウジング２５１と、ハウジング２５１内に設けられたローラーベアリング１５２および球体１５３とを備えている。
【００５５】
ハウジング２５１は断面ハット状に形成され、内部に回転軸１４３の設置空間１５１ｓを有している。また、ハウジング２５１は、底壁１５１１と、側壁１５１２とを備えており、側壁１５１２の上端部の周りには鍔状の取付部２５１３が結合されている。
【００５６】
取付部２５１３は、ボルト等の固定部材（図示せず）でカッター面板２０３（カッターヘッド）の内面２０３ｂに固定されている。この内面２０３ｂには凹部２０３ｃが形成されており、この凹部２０３ｃ内にはシール材２５５が配置されている。
【００５７】
以上のように構成されている本実施の形態の掘削機２０１は、掘削時にカッター面板２０３が回転すると、各カッタービット１０４は岩盤１００（図３参照）を切削する。このときに各カッタービット１０４は回転するので、ビット本体１４１の周面１４１ａ全体を岩盤１００に接触させることが可能になり、従来のように周面１４１ａと岩盤１００との接触に偏りが生じるのを抑えることができる。よって、本実施の形態の掘削機２０１は、岩盤１００を長時間切削してもカッタービット１０４の偏磨耗を防ぐことができる。
【００５８】
また、本実施の形態の掘削機２０１は、ハウジング２５１をカッター面板２０３の内側に固定したので、上記の各実施の形態のハウジングに比べて、掘削時の衝撃等に伴うハウジング２５１の抜けを防ぐことができる。
【００５９】
また、上記の実施の形態では、カッター面板の先端面全体に本発明のカッタービットおよび軸受けを設けた場合の構成を説明したが、カッタービットと軸受けは少なくともカッター面板の先端面において中央部に設ければ良い。図６の（ａ）と（ｂ）を用いて説明する。掘削機３０１において、カッター面板３０３の先端面３０３ａの中央部３０３ｂは球面状に形成されている。この中央部３０３ｂに上記の実施の形態で説明したカッタービットと軸受けを多数設ける。図６では、第１の実施の形態のカッタービット４と軸受け５（図示せず）を設けた例を示す。なお、中央部３０３ｂの周りにはローラービット３２０、３２１を設けても良い。
【００６０】
また、図７に示すように、従来のドーム型掘削機（ＴＢＭ）４０１のカッター面板４０３の先端面４０３ａに上記の実施の形態で説明したカッタービットと軸受けを多数設けても良い。ここで、従来の先端面４０３ａでは最外周部が球面状に形成され、それ以外の部分が平面状に形成されており、最外周部に例えば第１の実施の形態のカッタービット４と軸受け５（図示せず）を設ける。また、各軸受け５は、各カッタービット４の回転軸を先端面４０３ａの外周曲線４０３ｂを通る法線Ａ上で回転可能に支持するように設定する。なお、図示しないが、最外周部以外の部分に従来のカッタービットを設ける。
【００６１】
（第４の実施の形態）
図８は、本発明の第４の実施の形態の掘削機５０１のカッタービット５０４とその周りの部分の断面図である。図９は図８の分解図である。図８と図９において第１の実施の形態と同じ部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。
【００６２】
カッタービット５０４は、ビット本体４１と、ビット本体４１の基端に鍔部４２を介して一端が結合した回転軸５４３とを備えている。この回転軸５４３はカッター面板３の回転を利用して回転する。この回転軸５４３の下面にはネジ孔５４３ａが形成されている。
【００６３】
回転軸５４３の下面には抜け止め部材５４４（抜け止め手段）が結合されている。この抜け止め部材５４４は逆ネジ型に形成され、頭部５４４１と、頭部５４４１の基端から上方に突出して設けられたネジ部５４４２とを備えている。頭部５４４１は断面略台形状に形成されている。頭部５４４１の上部側面５４４１ａは上方へ向けてテーパ状に形成されている。ネジ部５４４２は、回転軸５４３のネジ孔５４３ａに挿入されて螺合している。
【００６４】
カッター面板３の凹部３１内には軸受け５０５が設けられている。この軸受け５０５は、回転軸５４３を先端面３ａを通る法線Ａに沿って回転可能に支持するものである。また、この軸受け５０５は、凹部３１内に嵌めこまれたハウジング５５１と、ハウジング５５１内に設けられたローラーベアリング５２、複数の下部球体５３０、５４０、複数のシール材５５を備えている。
【００６５】
ハウジング５５１は断面ハット状に形成されている。このハウジング５５１は、図９に示すように上下二つに分割された上側部材５５２と下側部材５５３とが結合して形成されている。
【００６６】
上側部材５５２は下面が開口した断面ハット状に形成されており、側壁５５２１と、側壁５５２１の上端部の周りに結合された鍔状の取付部５５２２とを備えている。
【００６７】
側壁５５２１の内周面５５２１ａの中間部分にはベアリング用凹部５１２ａが設けられ、このベアリング用凹部５１２ａ内にはローラーベアリング５２が嵌め込まれて配置されている。ローラーベアリング５２は、複数のベアリングローラー５２ａを利用して回転軸５４３を法線Ａ上で回転可能に支持している。
【００６８】
内周面５５２１ａの下周縁部５５２１ｂは上方に向けてテーパー状に形成されている。この周縁部５５２１ｂには、全周にわたって凹部５５２１ｃが設けられている。この凹部５５２１ｃには複数の下部球体５３０が保持されている。この複数の下部球体５３０は、抜け止め部材５４４の頭部５４４１の上部側面５４４１ａに当接している。
【００６９】
したがって抜け止め部材５４４は、複数の下部球体５３０を介して上側部材５５２の下周縁部５５２１ｂに係止されている。抜け止め部材５４４が上側部材５５２に係止されていることにより、回転軸５４３は軸受け５０５からの抜けが抑えられている。
【００７０】
取付部５５２２は、第１の実施の形態の取付部５１３と同じものである。側壁５５２１と鍔部４２との間に形成されている上部空間５４ｓ内には、複数のシール材５５が全周にわたって設けられている。このシール材５５により、ハウジング５５１内においてシール材５５よりも内側は密閉された空間５５１ｓａとなっている。この空間５５１ｓａ内には回転軸５４３が挿入されて鍔部４２が上側部材５５２の上面に係止され、さらにグリース（図示せず）が充填されている。
【００７１】
下側部材５５３はハウジング５５１の底壁を構成している。この下側部材５５３は凹型状に形成され、内部には抜け止め部材５４４の頭部５４４１が収容されている。下側部材５５３の内上面５５３ａには複数の凹部５５３ｂが設けられている。各凹部５５３ａには下部球体５４０が保持されている。これらの下部球体５４０は抜け止め部材５４４の頭部５４４１の先端に当接している。これにより回転軸５４３は、抜け止め部材５４４を介して複数の下部球体５３０、５４０に支持されている。
【００７２】
以上のように構成されている掘削機５０１において、掘削時にカッター面板３が回転すると、各カッタービット５０４は岩盤１００（図３参照）を切削する。このときに各カッタービット５０４は回転するので、周面４１ａと岩盤１００との接触に偏りが生じるのを抑え、岩盤１００を長時間切削してもカッタービット５０４の偏磨耗を防ぐことができる。
【００７３】
また、軸受け５０５はカッター面板３の内部に設けられるので、掘削時に外部からの衝撃を受けにくくなる。したがって、各カッタービット５０４は安定して回転でき、カッタービット５０４の偏磨耗の防止効果を高めることができる。
【００７４】
また、軸受け５０５は、ハウジング５５１内の下部に回転軸５４３を支持する下部球体５３０、５４０を備えている。これにより、各カッタービット５０４はさらに安定して回転することができ、カッタービット５０４の偏磨耗の防止効果をさらに高めることができる。
【００７５】
また、ハウジング５５１内の上部にシール材５５を設けたので、ハウジング５５１内に土砂が入り込むのを防ぐことができる。したがって、各カッタービット５０４はさらに安定して回転でき、カッタービット５０４の偏磨耗の防止効果をさらに高めることができる。
【００７６】
また、シール材５５は、掘削機５０１が地山を切削しているときに切羽から受ける土圧によりカッタービット５０４の基端（底面）に押さえつけられ、そのときの反発力を利用して鍔部４２とハウジング５５１の内面５５２１ａとの間を塞いでいる。
【００７７】
しかしながら、切削停止時等、切羽から受ける土圧が低い場合には、カッタービット５０４が切羽の方に移動してカッタービット５０４がシール材５５を押さえつける力（押圧力）が低下するため、シール材５５は十分な反発力を得ることができない。
【００７８】
そこで、本実施の形態では、抜け止め部材５４４を利用して回転軸５４３の抜けを抑えることにより、カッタービット５０４の押圧力を維持してシール材５５に十分な反発力を持たせることができる。よって、シール材５５のシール機能の低下を防ぐことができる。また、その他には掘削機５０１の組立時等におけるカッタービット５０４の抜けを防ぐこともできる。
【００７９】
さらに抜け止め部材５４４は、下部球体５３０、５４０により反力（抜け方向への移動力）が分散されるので、抜けをさらに抑えることができ、シール材５５により十分な反発力を持たせることができる。よって、シール材５５のシール機能を高めることができる。
【００８０】
（第５の実施の形態）
図１０は、本発明の第５の実施の形態の掘削機６０１のカッタービット６０４とその周りの部分の断面図である。図１１は図１０の分解図である。図１０と図１１において第１の実施の形態や第２の実施の形態と同じ部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。
【００８１】
カッタービット６０４は、ビット本体４１と、ビット本体４１の基端に鍔部４２を介して一端が結合した回転軸６４３とを備えている。この回転軸６４３は下方へ向いたテーパー状に形成されており、カッター面板６０３の回転を利用して回転する。この回転軸６４３の下面にはネジ孔６４３ａが形成されている。
【００８２】
回転軸６４３の下面には抜け止め部材６４４（抜け止め手段）が結合されている。この抜け止め部材６４４は逆ネジ型に形成され、頭部６４４１と、頭部６４４１の基端から上方に出して設けられたネジ部６４４２とを備えている。頭部６４４１は断面略三角形状に形成されている。頭部６４４１の上部側面６４４１ａは上方へ向けてテーパー状に形成されている。ネジ部６４４２は、回転軸６４３のネジ孔６４３ａに挿入されて螺合している。
【００８３】
カッター面板６０３の先端面６０３ａには凹部６３１が設けられており、凹部６３１内には軸受け６０５が設けられている。この軸受け６０５は、回転軸６４３を先端面６０３ａを通る法線Ａに沿って回転可能に支持するものである。また、この軸受け６０５は、凹部６３１内に嵌めこまれたハウジング６５１と、ハウジング６５１内に設けられたローラーベアリング１５２、複数の下部球体６３０、６４０、シール材１５５を備えている。
【００８４】
ハウジング６５１は断面ハット状に形成されている。このハウジング６５１は、図１１に示すように上下二つに分割された上側部材６５２と下側部材６５３とが結合して形成されている。
【００８５】
上側部材６５２は下面が開口した断面ハット状に形成されており、側壁６５２１と、側壁６５２１の上端部の周りに結合された鍔状の取付部６５２２とを備えている。
【００８６】
側壁６５２１の内周面６５２１ａは第２の実施の形態の側壁１５１２の内周面１５１ａ（図４参照）と同様に下方へ向いたテーパー状に形成されている。内周面６５２１ａの中間部分にはベアリング用凹部１５１２ａが設けられ、このベアリング用凹部１５１２ａ内にはローラーベアリング１５２が嵌め込まれて配置されている。このローラーベアリング１５２は、複数のベアリングローラー１５２ａにより回転軸６４３を法線Ａ上で回転可能に支持している。
【００８７】
内周面６５２１ａの下周縁部６５２１ｂは上方へ向けてテーパー状に形成されている。この周縁部６５２１ｂには、全周にわたって凹部６５２１ｃが設けられている。この凹部６５２１ｃには複数の下部球体６３０が保持されている。この複数の下部球体６３０は、抜け止め部材６４４の頭部６４４１の上部側面６４４１ａに当接している。
【００８８】
したがって抜け止め部材６４４は、複数の下部球体６３０を介して上側部材６５２の下周縁部６５２１ｂに係止されている。このように抜け止め部材６４４が上側部材６５２に係止されていることにより、回転軸６４３は軸受け６０５からの抜けが抑えられている。
【００８９】
取付部６５２２は、第３の実施の形態の取付部２５１３と同じものであり、ボルト等の固定部材（図示せず）でカッター面板６０３（カッターヘッド）の内面６０３ｂに固定されている。これにより、側壁６５２１と鍔部４２との間にはシール材１５５が全周にわたって設けられている。このシール材１５５により、ハウジング６５１内においてシール材１５５よりも内側は密閉された空間６５１ｓａとなっている。この空間６５１ｓａは下方へ向けてテーパー状に形成されている。空間６５１ｓａ内には回転軸６４３が挿入されて鍔部４２が上側部材６５２の上面に係止されており、さらにグリース（図示せず）が充填されている。
【００９０】
下側部材６５３はハウジング６５１の底壁を構成している。この下側部材６５３は凹型状に形成され、内部には抜け止め部材６４４の頭部６４４１が収容されている。下側部材６５３の内上面６５３ａには複数の凹部６５３ｂが設けられている。各凹部６５３ａには複数の球体６４０が保持されている。この複数の球体６４０は、抜け止め部材６４４の頭部６４４１の先端に当接している。これにより回転軸６４３は、抜け止め部材６４４を介して複数の下部球体６３０、６４０に支持されている。
【００９１】
以上のように構成されている掘削機６０１において、掘削時にカッター面板６０３が回転すると各カッタービット６０４は岩盤１００（図３参照）を切削する。このときに各カッタービット６０４は回転するので、周面４１ａと岩盤１００との接触に偏りが生じるのを抑え、岩盤１００を長時間切削してもカッタービット６０４の偏磨耗を防ぐことができる。
【００９２】
また、軸受け６０５はカッター面板６０３の内部に設けられるので、掘削時に外部からの衝撃を受けにくくなる。したがって、各カッタービット６０４は安定して回転でき、カッタービット６０４の偏磨耗の防止効果を高めることができる。
【００９３】
また、ハウジング６５１内の上部にシール材１５５を設けたので、ハウジング６５１内に土砂が入り込むのを防ぐことができる。したがって、各カッタービット６０４はさらに安定して回転でき、カッタービット６０４の偏磨耗の防止効果をさらに高めることができる。
【００９４】
また、軸受け６０５は、ハウジング６５１内の下部に回転軸６４３を支持する下部球体６３０、６４０を備えている。これにより、各カッタービット６０４はさらに安定して回転でき、カッタービット６０４の偏磨耗の防止効果をさらに高めることができる。
【００９５】
また、本実施の形態では、第４の実施の形態と同様、抜け止め部材６４４を利用して回転軸６４３の抜けを抑えている。したがって、切削停止時等、切羽から受ける土圧が低い場合でも、シール材１５５に対するカッタービット６０４の押圧力を維持してシール材１５５に十分な反発力を持たせることができ、シール機能の低下を防ぐことができる。その他には、掘削機６０１の組立時等におけるカッタービット６０４の抜けを防ぐこともできる。
【００９６】
さらに抜け止め部材６４４は、下部球体６３０、６４０により反力（抜け方向への移動力）が分散されるので抜けをさらに抑えることができ、シール材１５５により十分な反発力を持たせることができる。よって、シール材１５５のシール機能を高めることができる。
【００９７】
（第６の実施の形態）
図１２は、本発明の第６の実施の形態の掘削機７０１のカッタービット７０４とその周りの部分の断面図である。図１２において第１の実施の形態や第４の実施の形態と同じ部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。
【００９８】
カッタービット７０４は、ビット本体４１と、ビット本体４１の基端に鍔部４２を介して一端が結合した回転軸５４３とを備えている。
【００９９】
カッター面板３の凹部３１内には軸受け７０５が設けられている。この軸受け７０５は、回転軸５４３を先端面３ａを通る法線Ａに沿って回転可能に支持するものである。回転軸５４３はカッター面板３の回転を利用して回転するようになっている。また、この軸受け７０５は、凹部３１内に嵌めこまれたハウジング７５１と、ハウジング７５１内に設けられたローラーベアリング５２、複数の下部球体７３０、７４０、複数のシール材５５を備えている。
【０１００】
ハウジング７５１は断面ハット状に形成されている。内部の設置空間５１ｓには、カッタービット７０４の回転軸５４３が挿入されて鍔部４２がハウジング７５１に係止されている。また、このハウジング７５１は、底壁７５１１と、側壁５１２とを備えている。側壁５１２の上端部の周りには鍔状の取付部５１３が結合されている。
【０１０１】
側壁５１２の内周面５１ａの中間部分にはベアリング用凹部５１２ａが設けられており、ベアリング用凹部５１２ａ内にはローラーベアリング５２が嵌め込まれて配置されている。ローラーベアリング５２は、複数のベアリングローラー５２ａを利用して回転軸５４３を法線Ａ上で回転可能に支持している。
【０１０２】
底壁７５１１の内面には、回転軸５４３のネジ孔５４３ａと対応して貫通孔７５１１ａが設けられている。貫通孔７５１１ａの周囲には複数の下部球体７３０が配置されている。この複数の下部球体７３０は回転軸５４３を支持している。底壁７５１１の底面には貫通孔７５１１ａの周囲に凹部７５１１ｂが設けられている。各凹部７５１１ｂには下部球体７４０が保持されている。
【０１０３】
回転軸５４３の下面にはハウジング７５１を介して抜け止め部材７４４（抜け止め手段）が結合されている。この抜け止め部材７４４は逆ネジ型に形成され、頭部７４４１と、頭部７４４１の基端から上方に突出して設けられたネジ部７４４２とを備えている。このネジ部７４４２は、ハウジング７５１の貫通孔７５１１ａを挿通して回転軸５４３のネジ孔５４３ａに螺合されている。これにより回転軸５４３が軸受け７０５（ハウジング７５１）から抜けようとしても、抜け止め部材７４４はハウジング７５１の底面に係止されて抜けが抑えられている。
【０１０４】
以上のように構成されている掘削機７０１において、掘削時にカッター面板３が回転すると各カッタービット７０４は岩盤１００（図３参照）を切削する。このときに各カッタービット７０４は回転するので、周面４１ａと岩盤１００との接触に偏りが生じるのを抑え、岩盤１００を長時間切削してもカッタービット７０４の偏磨耗を防ぐことができる。
【０１０５】
また、軸受け７０５はカッター面板３の内部に設けられるので、掘削時に外部からの衝撃を受けにくくなる。したがって、各カッタービット７０４は安定して回転でき、カッタービット７０４の偏磨耗の防止効果を高めることができる。
【０１０６】
また、軸受け７０５は、ハウジング７５１内の下部に回転軸５４３を支持する下部球体７３０を備えているので、各カッタービット７０４はさらに安定して回転でき、カッタービット７０４の偏磨耗の防止効果をさらに高めることができる。
【０１０７】
また、ハウジング７５１内の上部にシール材５５を設けたので、ハウジング７５１内に土砂が入り込むのを防ぐことができる。したがって、各カッタービット７０４はさらに安定して回転でき、カッタービット７０４の偏磨耗の防止効果をさらに高めることができる。
【０１０８】
また、本実施の形態では、第４の実施の形態や第５の実施の形態と同様、抜け止め部材７４４を利用して回転軸７４３の抜けを抑えている。したがって、切削停止時等、切羽から受ける土圧が低い場合にも、シール材５５に対するカッタービット７０４の押圧力を維持してシール材５５に十分な反発力を持たせることができ、シール機能の低下を防ぐことができる。その他には、掘削機７０１の組立時等におけるカッタービット７０４の抜けを防ぐこともできる。
【０１０９】
また、抜け止め部材７４４は、下部球体７４０を介してハウジング７５１に当接しているので、反力（抜け方向への移動力）が分散され、抜けをさらに抑えることができる。したがって、シール材５５により十分な反発力を持たせることができ、シール材５５のシール機能を高めることができる。
【０１１０】
（第７の実施の形態）
図１３は、本発明の第７の実施の形態の掘削機８０１のカッタービット８０４とその周りの部分の断面図である。図１３において第１の実施の形態、第２の実施の形態、第５の実施の形態と同じ部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心にして説明する。
【０１１１】
カッタービット８０４は、ビット本体４１と、ビット本体４１の基端に鍔部４２を介して一端が結合した回転軸８４３とを備えている。この回転軸８４３は下方へ向いたテーパー状に形成されており、カッター面板６０３の回転を利用して回転する。この回転軸８４３の下面にはネジ孔８４３ａが形成されている。
【０１１２】
カッター面板６０３の凹部６３１内には軸受け８０５が設けられている。この軸受け８０５は、回転軸８４３を先端面６０３ａを通る法線Ａに沿って回転可能に支持するものである。回転軸８４３はカッター面板６０３の回転を利用して回転するようになっている。また、この軸受け７０５は、凹部６３１内に嵌めこまれたハウジング８５１と、ハウジング８５１内に設けられたローラーベアリング１５２、複数の下部球体８３０、８４０、シール材１５５を備えている。
【０１１３】
ハウジング８５１は断面ハット状に形成されており、底壁８５１１と、側壁８５１２と、側壁８５１２の上端部の周りに結合された鍔状の取付部８５１３とを備えている。取付部８５１３は、第５の実施の形態の取付部６５２２（図１０参照）と同じものである。
【０１１４】
側壁８５１２の内周面８５１２ａは、第２の実施の形態の側壁１５２１の内周面１５２１ａ（図４参照）と同様に下方へ向いたテーパー状に形成されている。内周面８５１２ａの中間部分にはベアリング用凹部１５１２ａが設けられており、ベアリング用凹部１５１２ａ内にはローラーベアリング１５２が嵌め込まれて配置されている。ローラーベアリング１５２は、複数のベアリングローラー１５２ａにより回転軸８４３を法線Ａ上で回転可能に支持している。
【０１１５】
底壁８５１１には、回転軸８４３のネジ孔８４３ａと対応して貫通孔８５１１ａが形成されている。貫通孔８５１１ａの周囲には複数の下部球体８３０が配置されている。この複数の下部球体８３０は回転軸８４３を支持している。底壁８５１１の底面には貫通孔８５１１ａの周囲に凹部８５１１ｂが設けられている。各凹部８５１１ｂには複数の下部球体８４０が保持されている。
【０１１６】
回転軸８４３の下面にはハウジング８５１を介して抜け止め部材８４４（抜け止め手段）が結合されている。この抜け止め部材８４４は逆ネジ型に形成され、頭部８４４１と、頭部８４４１の基端から上方に突出して設けられたネジ部８４４２とを備えている。このネジ部８４４２は、ハウジング８５１の貫通孔８５１１ａを挿通して回転軸８４３のネジ孔８４３ａに螺合されている。これにより回転軸８４３が軸受け８０５（ハウジング８５１）から抜けようとしても、抜け止め部材８４４はハウジング８５１の底面に係止されて抜けが抑えられている。
【０１１７】
以上のように構成されている掘削機８０１において、掘削時にカッター面板６０３が回転すると各カッタービット８０４は岩盤１００（図３参照）を切削する。このときに各カッタービット８０４は回転するので、周面４１ａと岩盤１００との接触に偏りが生じるのを抑え、岩盤１００を長時間切削してもカッタービット８０４の偏磨耗を防ぐことができる。
【０１１８】
また、軸受け８０５はカッター面板６０３の内部に設けられるので、掘削時に外部からの衝撃を受けにくくなる。したがって、各カッタービット８０４は安定して回転でき、カッタービット８０４の偏磨耗の防止効果を高めることができる。
【０１１９】
また、軸受け８０５は、ハウジング８５１内の下部に回転軸８４３を支持する下部球体８３０を備えているので、各カッタービット８０４はさらに安定して回転でき、カッタービット８０４の偏磨耗の防止効果をさらに高めることができる。
【０１２０】
また、ハウジング８５１内の上部にシール材１５５を設けたので、ハウジング８５１内に土砂が入り込むのを防ぐことができる。したがって、各カッタービット８０４はさらに安定して回転でき、カッタービット８０４の偏磨耗の防止効果をさらに高めることができる。
【０１２１】
また、本実施の形態では、第４の実施の形態〜第６の実施の形態と同様、抜け止め部材８４４を利用して回転軸８４３の抜けを抑えている。したがって、切削停止時等、切羽から受ける土圧が低い場合にも、シール材１５５に対するカッタービット８０４の押圧力を維持してシール材１５５に十分な反発力を持たせることができ、シール機能の低下を防ぐことができる。その他には、掘削機８０１の組立時等におけるカッタービット８０４の抜けを防ぐこともできる。
【０１２２】
また、抜け止め部材８４４は、下部球体８４０を介してハウジング８５１に当接しているので、反力（抜け方向への移動力）が分散され、抜けをさらに抑えることができる。したがって、シール材１５５により十分な反発力を持たせることができ、シール材１５５のシール機能を高めることができる。
【０１２３】
以上、本発明にかかる実施の形態を例示したが、これらの実施の形態は本発明の内容を限定するものではない。また、本発明の請求項の範囲を逸脱しない範囲であれば、各種の変更等は可能である。
【０１２４】
例えば、実施の形態では、軸受けとしてローラーベアリングを適用したが、ボールベアリングを適用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
以上説明したように本発明の掘削機は、岩盤を長時間切削してもカッタービットの偏磨耗を防ぐことができる。したがって、本発明の掘削機を、カッタービットを備えた掘削機の技術分野で十分に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２６】
１    掘削機
２    筒状の胴体（スキンプレート）
３    カッター面板（カッターヘッド）
３ａ    カッター面板の先端面
３ｂ    先端面ａの中心
４    カッタービット
５    軸受け
３１    凹部
４１    ビット本体
４１ａ    ビット本体の周面
４２    鍔部
４３    回転軸
５１    ハウジング
５２    ローラーベアリング
５２ａ    ベアリングローラー
５３    下部球体（下側支持部材）
５４    上部球体（上側支持部材）
１０１    掘削機
１０４    カッタービット
１０５    軸受け
１４１    ビット本体
１４１ａ    ビット本体の周面
１４２    鍔部
１４３    回転軸
１５１    ハウジング
１５２    ローラーベアリング
１５２ａ    ベアリングローラー
１５３    下部球体（下側支持部材）
２０１    掘削機
２０２    筒状の胴体（スキンプレート）
２０３    カッター面板（カッターヘッド）
２０３ａ    カッター面板の先端面
２０５    軸受け
２３１    凹部
２５１    ハウジング
３０１    掘削機
３０３    カッター面板（カッターヘッド）
３０３ａ    カッター面板の先端面
４０１    掘削機
４０３    カッター面板（カッターヘッド）
４０３ａ    カッター面板の先端面
５０１    掘削機
５０４    カッタービット
５０５    軸受け
５４３    回転軸
５４４    抜け止め部材（抜け止め手段）
６０１    掘削機
６０３    カッター面板（カッターヘッド）
６０４    カッタービット
６４３    回転軸
６４４    抜け止め部材（抜け止め手段）
７０１    掘削機
７０４    カッタービット
７０５    軸受け
７４４    抜け止め部材（抜け止め手段）
８０１    掘削機
８０４    カッタービット
８４３    回転軸
８４４    抜け止め部材（抜け止め手段）
Ａ    法線
Ｂ１    ビット本体の周面の傾斜角度
Ｂ２    ベアリングローラーの傾斜角度
【図１】
0005769150.tif 000002
【図２】
0005769150.tif 000003
【図３】
0005769150.tif 000004
【図４】
0005769150.tif 000005
【図５】
0005769150.tif 000006
【図６】
0005769150.tif 000007
【図７】
0005769150.tif 000008
【図８】
0005769150.tif 000009
【図９】
0005769150.tif 000010
【図１０】
0005769150.tif 000011
【図１１】
0005769150.tif 000012
【図１２】
0005769150.tif 000013
【図１３】
0005769150.tif 000014