(57)【要約】【課題】長寿命を実現することができるトンネル掘削機の回転軸支持構造を提供する。【解決手段】トンネル掘削機の回転軸支持構造は、土砂を掘削するカッターを備えたカッターヘッドと、一方端にカッターヘッドが備えられ、カッターヘッドとともに回転する回転軸と、固定部材に組み込まれ、回転軸を回転自在に支持する転がり軸受とを含む。転がり軸受は、ころを保持し、軸に沿う方向に延びる分割線によって分割される保持器セグメント１５ａを備える。保持器セグメント１５ａは、ころを収容する第１ポケット２３ａ等および第２ポケット２３ｂを形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部２２ａ〜２２ｄを含む。ここで、柱部２２ａ〜２２ｄの外径側には、外径側ころ止め部２４ａ〜２４ｄが設けられ、柱部２２ｂ等の内径側には、内径側ころ止め部２５ａ等が設けられる。これにより、保持器セグメント１５ａは、ころ案内となる。【選択図】図１
2007263210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土砂を掘削するカッターを備えたカッターヘッドと、
一方端に前記カッターヘッドが備えられ、カッターヘッドとともに回転する回転軸と、
固定部材に組み込まれ、前記回転軸を回転自在に支持する転がり軸受とを含むトンネル掘削機の回転軸支持構造であって、
前記転がり軸受は、複数のころと、前記複数のころを保持する保持器とを備え、
前記保持器は、軸に沿う方向に延びる分割線によって複数の保持器セグメントに分割されており、
前記各保持器セグメントは、ころを収容する第１および第２ポケットを形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部と、この複数の柱部を連結するように周方向に延びる連結部とを有し、
前記柱部は、前記第１ポケット内に収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部と、前記第２ポケット内に収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部とを有する、トンネル掘削機の回転軸支持構造。
【請求項２】
前記転がり軸受には、シールが設けられている、請求項１に記載のトンネル掘削機の回転軸支持構造。
【請求項３】
前記第１ポケットと前記第２ポケットの間に位置する柱部は、前記外径側ころ止め部および前記内径側ころ止め部を有する、請求項１または２に記載のトンネル掘削機の回転軸支持構造。
【請求項４】
前記保持器セグメントは、樹脂製である、請求項１〜３のいずれかに記載のトンネル掘削機の回転軸支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トンネル掘削機の回転軸支持構造に関し、特に、大型のトンネル掘削機の回転軸支持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、大規模なトンネルを形成するには、トンネル掘削機（シールドマシン）が使用されていた。トンネル掘削機は、先端にカッターヘッドを有し、カッターヘッドの回転により、前方の切羽を掘削しながら前進し、トンネルを形成する。ここで、トンネル掘削機の回転軸支持構造は、カッターヘッドを一方端に固定した回転軸と、この回転軸を回転自在に支持する転がり軸受とを含む。
【０００３】
転がり軸受は、一般的には、外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に配置される複数のころと、複数のころを保持する保持器とから構成される。ころを保持する保持器については、その材質や製造方法等により、樹脂製保持器、プレス保持器、削り保持器、溶接保持器等、様々な種類があり、それぞれ用途や特性に応じて使い分けられている。また、保持器は通常、一体型、すなわち、環状の一つの部品で構成されている。
【０００４】
ここで、大規模なトンネルを形成するには、トンネル掘削機の回転軸支持構造に含まれる転がり軸受が大きなスラスト荷重やラジアル荷重、モーメント荷重等を受ける必要があり、転がり軸受自体も大型となる。そうすると、ころや保持器等、転がり軸受を構成する各構成部材も大型となり、部材の生産や組み立てが困難となる。また、上記した転がり軸受に備えられる内輪や外輪等の軌道輪が、大きなモーメント荷重によって変形してしまうおそれもある。トンネル形成時において、転がり軸受に負荷されるモーメント荷重は、同じ大型の転がり軸受が使用される風力発電機の主軸支持構造の場合と比較しても、特に大きい。このような場合、一体型の保持器では、変形した軌道輪の形状に保持器の形状が沿いにくく、種々の不具合を生じてしまうおそれがある。ここで、各部材を分割可能とすると、生産や組み立てが容易となり、かつ、上記した不具合も低減することができる。
【０００５】
転がり軸受に含まれる保持器を、軸に沿う方向に延びる分割線によって分割した分割型の保持器に関する技術が、ヨーロッパ特許公報１４０８２４８Ａ２（特許文献１）に開示されている。図７は、特許文献１に開示された分割型の保持器である保持器セグメントを示す斜視図である。図７を参照して、保持器セグメント１０１ａは、ころを収容する複数のポケット１０４を形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部１０３と、複数の柱部１０３を連結するように周方向に延びる連結部１０２ａ、１０２ｂとを有する。各ポケット１０４の周方向両側に位置する柱部１０３の内径側には、ポケット１０４に収容されるころが内径側へ抜け出るのを防止する内径側ころ止め部が設けられている。一方、外径側には、ころが外径側へ抜け出るのを防止する外径側ころ止め部は設けられておらず、平らである。また、柱部１０３の外径側の端面には、外輪との距離を保つための突出部１０６ａが設けられており、柱部１０３の内径側の端面には、内輪との距離を保つための突出部（図示せず）が設けられている。
【０００６】
図８は、図７に示した保持器セグメント１０１ａを含む転がり軸受の一部を示す断面図である。図７および図８を参照して、保持器セグメント１０１ａを含む転がり軸受１１１の構成を説明すると、転がり軸受１１１は、外輪１１２と、内輪１１３と、複数のころ１１４と、複数のころ１１４を保持する複数の保持器セグメント１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ等とを有する。複数のころ１１４は、最もころの挙動が安定する位置であるＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ  Ｃｉｒｃｌｅ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ）１０５付近において、複数の保持器セグメント１０１ａによって保持されている。複数のころ１１４を保持する保持器セグメント１０１ａは、周方向において隣接する同一形状の保持器セグメント１０１ｂ、１０１ｃと、周方向の端面１０７が当接するように連なって組み合わされている。複数の保持器セグメント１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ等が連なって組み合わされ、転がり軸受１１１に含まれる一つの環状の保持器が形成されている。
【特許文献１】ヨーロッパ特許公報ＥＰ１４０８２４８Ａ２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１によると、保持器セグメント１０１ａは、柱部１０３の外径側端面に設けられた突出部１０６ａおよび内径側端面に設けられた突出部１０６ｂによって、外輪１１２および内輪１１３からの距離を保っている。すなわち、保持器セグメント１０１ａは、外輪１１２または内輪１１３によって案内される軌道輪案内である。
【０００８】
上記したように、各保持器セグメント１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ等は、独立しており、周方向に連結されていないため、保持器セグメント１０１ａ等が軌道輪案内である場合には、外輪１１２および内輪１１３の間で容易に移動し、径方向において、その位置は不安定となる。
【０００９】
具体的には、たとえば、上記した構成の転がり軸受１１１を、横向きに配置して使用した場合、保持器セグメント１０１ａが天の位置にあるときは、保持器セグメント１０１ａは、下方向に移動し、下部に位置する内輪１１３の外径面１１５と柱部１０３の内径側端面に設けられた突出部１０６ｂとが接触して、内輪１１３に案内される内輪案内となる。一方、保持器セグメント１０１ａが地の位置にあるときは、保持器セグメント１０１ａは下方向に動き、下部に位置する外輪１１２の内径面１１６と柱部１０３の外径側端面に設けられた突出部１０６ａとが接触して、外輪１１２に案内される外輪案内となる。
【００１０】
このように、保持器セグメント１０１ａが容易に径方向に移動し、転がり軸受１１１内における位置によって内輪案内となったり、外輪案内となったりすれば、保持器セグメント１０１ａの径方向の位置が不安定となり、外輪１１２や内輪１１３と接するときに異音が発生したり、保持器セグメント１０１ａが破損するおそれがある。このような保持器セグメント１０１ａを備える転がり軸受を含むトンネル掘削機の回転軸支持構造は、長寿命を図ることができない。
【００１１】
この発明の目的は、長寿命を実現することができるトンネル掘削機の回転軸支持構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係るトンネル掘削機の回転軸支持構造は、土砂を掘削するカッターを備えたカッターヘッドと、一方端にカッターヘッドが備えられ、カッターヘッドとともに回転する回転軸と、固定部材に組み込まれ、回転軸を回転自在に支持する転がり軸受とを含む。転がり軸受は、複数のころと、複数のころを保持する保持器とを備え、保持器は、軸に沿う方向に延びる分割線によって複数の保持器セグメントに分割されている。各保持器セグメントは、ころを収容する第１および第２ポケットを形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部と、この複数の柱部を連結するように周方向に延びる連結部とを有する。柱部は、第１ポケット内に収容されたころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部と、第２ポケット内に収容されたころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部とを有する。
【００１３】
このように構成することにより、トンネル掘削機の回転軸支持構造に含まれる転がり軸受のうち、保持器セグメントの柱部に設けられた外径側ころ止め部によって、保持器セグメントの内径側への移動が規制される。また、内径側ころ止め部によって、保持器セグメントの外径側への移動が規制される。その結果、保持器セグメントは、ころ案内となり、転がり軸受内において、安定して配置される。そうすると、保持器セグメントと外輪や内輪との接触による異音の発生や保持器セグメント等の破損を抑制することができる。その結果、このような保持器セグメントを備える転がり軸受を含むトンネル掘削機の回転軸支持構造は、長寿命を実現することができる。
【００１４】
ここで、第１ポケットとは、外径側へころが抜け出るのを防止する手段が設けられたポケットをいい、第２ポケットとは、内径側へころが抜け出るのを防止する手段が設けられたポケットをいう。また、保持器セグメントとは、一体型の環状の保持器を、軸に沿う方向に延びる分割線によって分割した単位体であり、ころを収容するポケットを２つ以上含むものである。すなわち、複数の保持器セグメントが周方向に連なって組み合わさり、１つの環状の保持器が形成される。
【００１５】
保持器セグメントは、複数が集まって一つの環状の保持器を形成するため、その一つ一つの形状は小さく、かつ、単純である。したがって、製造が容易になり、生産性が向上するとともに、取扱い性や組み立て性も良好となる。
【００１６】
好ましくは、転がり軸受には、シールが設けられている。このように構成することにより、掘削した土砂や泥水の転がり軸受内への侵入を防止することができる。したがって、転がり軸受、引いては、トンネル掘削機の回転軸支持構造の長寿命を実現することができる。
【００１７】
さらに好ましくは、第１ポケットと第２ポケットの間に配置される柱部は、外径側ころ止め部および内径側ころ止め部を有する。こうすることにより、外径側ころ止め部および内径側ころ止め部を、一つの柱部に設けることができるため、第１ポケットと第２ポケットとを隣接することができ、保持器セグメントに含まれるポケット数を少なくすることが可能となる。
【００１８】
さらに好ましくは、保持器セグメントは、樹脂製である。保持器セグメントは、一体型の保持器と比較して、小型であり、かつ、単純形状である。そうすると、保持器セグメントを樹脂製とすることにより、射出成型等による製造が可能になり、大量生産が容易になる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、トンネル掘削機の回転軸支持構造に含まれる転がり軸受のうち、保持器セグメントの柱部に設けられた外径側ころ止め部によって、保持器セグメントの内径側への移動が規制される。また、内径側ころ止め部によって、保持器セグメントの外径側への移動が規制される。その結果、保持器セグメントは、ころ案内となり、転がり軸受内において、安定して配置される。そうすると、保持器セグメントと外輪や内輪との接触による異音の発生や保持器セグメント等の破損を抑制することができる。その結果、このような保持器セグメントを備える転がり軸受を含むトンネル掘削機の回転軸支持構造は、長寿命を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図２は、この発明の一実施形態に係るトンネル掘削機の回転軸支持構造に含まれる転がり軸受に備えられる保持器セグメントを示す斜視図である。図１は、図２に示す保持器セグメントを、図２中の矢印Ａ−Ａで示す断面において切断した断面図である。なお、図１においては、保持器セグメントが保持する複数のころを点線で示しており、理解の容易の観点から、連結部２１ａ、２１ｂは図示していない。
【００２１】
図１および図２を参照して、保持器セグメント１５ａは、ころを収容する２つの第１ポケット２３ａ、２３ｃおよび１つの第２ポケット２３ｂを形成するように軸に沿う方向に延びる４つの柱部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと、４つの柱部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを連結するように周方向に延びる連結部２１ａ、２１ｂとを含む。連結部２１ａ、２１ｂは、転がり軸受に組み込まれた際に、複数の保持器セグメント１５ａ等が周方向に連なって一つの環状の保持器を形成するように、周方向において所定の曲率を有している。すなわち、保持器セグメント１５ａは、一体型の環状の保持器を、軸に沿う方向に延びる分割線によって第１および第２ポケット２３ａ〜２３ｃを含むように切断し、分割した形状である。なお、ここでは、連結部２１ａ、２１ｂを複数含むこととしたが、一つであっても構わない。
【００２２】
第１ポケット２３ａの周方向両側に位置する柱部２２ａ、２２ｂの外径側には、第１ポケット２３ａに保持されるころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部２４ａ、２４ｂが設けられている。こうすることにより、保持器セグメント１５ａが軸の内径側、すなわち、図１中の矢印Ｂの方向へ動こうとしても、外径側ころ止め部２４ａ、２４ｂがころに引っ掛かり、保持器セグメント１５ａの内径側への移動を規制することができる。
【００２３】
また、第１ポケット２３ａに隣接する第２ポケット２３ｂの周方向両側に位置する柱部２２ｂ、２２ｃの内径側には、第２ポケット２３ｂに保持されるころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部２５ａ、２５ｂが設けられている。こうすることにより、保持器セグメント１５ａが軸の外径側、すなわち、図１中の矢印Ｂと逆の方向へ動こうとしても、内径側ころ止め部２５ａ、２５ｂがころに引っ掛かり、外径側への動きを規制することができる。
【００２４】
さらに、第２ポケット２３ｂに隣接する第１ポケット２３ｃの周方向両側に位置する柱部２２ｃ、２２ｄの外径側には、第１ポケット２３ｃに保持されるころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部２４ｃ、２４ｄが設けられている。こうすることにより、保持器セグメント１５ａが軸の内径側、すなわち、図３中の矢印Ｂの方向へ動こうとしても、外径側ころ止め部２４ｃ、２４ｄがころに引っ掛かり、保持器セグメント１５ａの内径側への移動を規制することができる。
【００２５】
以上より、保持器セグメント１５ａが、内径側へ動こうとしても第１ポケット２３ａ、２３ｃの外径側ころ止め部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが、ころに引っ掛り、内径側への動きが規制される。また、保持器セグメント１５ａが、外径側へ動こうとしても第２ポケット２３ｂの内径側ころ止め部２５ａ、２５ｂが、ころに引っ掛り、外径側への移動が規制される。そうすると、保持器セグメント１５ａの径方向の動きは、ころによって規制される。このような構成とすることにより、保持器セグメント１５ａは、いわゆるころ案内となり、径方向の位置が安定して配置される。
【００２６】
また、保持器セグメント１５ａ等は、各々独立しているため、転がり軸受内において、ＰＣＤ１６に対し、傾くおそれがある。しかし、保持器セグメント１５ａは、合計３つの第１および第２ポケット、具体的には、保持器セグメント１５ａの両端に２つの第１ポケット２３ａ、２３ｃおよび保持器セグメント１５ａの中央に１つの第２ポケット２３ｂを有するため、保持器セグメント１５ａがＰＣＤ１６に対して傾くおそれは少なくなり、安定性は良好である。
【００２７】
ここで、第１ポケット２３ａと第２ポケット２３ｂとの間に位置する柱部２２ｂは、その外径側に外径側ころ止め部２４ｂを有し、内径側に内径側ころ止め部２５ａを有する。また、第２ポケット２３ｂと第１ポケット２３ｃとの間に位置する柱部２２ｃについても同様に、その外径側に外径側ころ止め部２４ｃを有し、内径側に内径側ころ止め部２５ｂを有する。このように構成することにより、第１ポケット２３ａ、２３ｃと第２ポケット２３ｂを隣接することができるとともに、全体として、保持器セグメント１５ａに含まれる第１および第２ポケットを少なくすることができる。
【００２８】
図３は、図１、図２に示す保持器セグメント１５ａを備えた転がり軸受１１の一部を示す断面図である。図１、図２および図３を参照して、転がり軸受１１は、外輪１２と、内輪１３と、外輪１２および内輪１３との間に配置される複数のころ１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、ころ１４ａ等を保持する複数の保持器セグメント１５ａ等とを備える。保持器セグメント１５ａに隣接する保持器セグメント１５ｂ、１５ｃは、周方向において最も端にある柱部２２ａ、２２ｄ等の外側の幅面２６が対面するように、転がり軸受１１内において周方向に配置される。保持器セグメント１５ａ、１５ｂ、１５ｃ等を複数連ねて組み合わせることにより、一つの環状の保持器を形成する。
【００２９】
上記したように、ころ案内である保持器セグメント１５ａ等を備えることにより、転がり軸受１１内において、保持器セグメント１５ａ等は、径方向に安定して配置される。したがって、保持器セグメント１５ａのうち、柱部２２ａ〜２２ｄの径方向外側の端面２７と外径側に位置する外輪１２の内径面１７との接触や、柱部２２ａ〜２２ｄの径方向内側の端面２８と内径側に位置する内輪１３の外径面１８との接触による異音の発生は抑制される。また、これに伴って、保持器セグメント１５ａが、外輪１２等との接触によって破損するおそれも少なくなる。
【００３０】
なお、ここでは、保持器セグメント１５ａは、ころを収容する第１および第２ポケットを３つ有することにしたが、第１および第２ポケットをそれぞれ２つ以上、合計で４つ以上のポケットを有することにしてもよい。図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、第１および第２ポケットをそれぞれ２つ、合計で４つのポケットを有する保持器セグメントの断面図である。まず、図４（Ａ）を参照して、保持器セグメント３１は、２つの第１ポケット３３ａ、３３ｃおよび２つの第２ポケット３３ｂ、３３ｄを形成するように軸に沿う方向に延びる複数の柱部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅと、複数の柱部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅを連結するように周方向に延びる連結部（図示せず）とを有する。第１ポケット３３ａ、３３ｃの周方向両側に位置する柱部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの外径側には、第１ポケット３３ａ、３３ｃに保持されるころの外径側への移動を制限する外径側ころ止め部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄが設けられている。また、第２ポケット３３ｂ、３３ｄの周方向両側に位置する柱部３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅの内径側には、第２ポケット３３ｂ、３３ｄに保持されるころの内径側への移動を制限する内径側ころ止め部３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄが設けられている。
【００３１】
こうすることにより、４つの第１および第２ポケット３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄのうち、隣接しない２つの第１ポケット３３ａ、３３ｃの柱部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄに設けられた外径側ころ止め部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄで、保持器セグメント３１の内径側への動きを規制し、隣接しない２つの第２ポケット３３ｂ、３３ｄの柱部３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅに設けられた内径側ころ止め部３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄで、保持器セグメント３１の外径側への動きを規制することができる。したがって、交互に２つの第１および第２ポケットで外径側および内径側への動きを規制しているため、より安定して保持器セグメント３１を配置することができるとともに、転がり軸受内において、保持器セグメント３１がＰＣＤに対して傾くおそれはさらに少なくなる。
【００３２】
また、図４（Ｂ）に示すように、保持器セグメント３６は、２つの第１ポケット３７ａ、３７ｄおよび２つの第２ポケット３７ｂ、３７ｃを有し、隣接する第２ポケット３７ｂ、３７ｃの周方向両側に位置する柱部３８ｂ、３８ｃ、３８ｄに設けられた内径側ころ止め部で、外径側への動きを規制することができるようにし、保持器セグメント３６の両端側に位置する第１ポケット３７ａ、３７ｄの周方向両側に位置する柱部３８ａ、３８ｂ、３８ｄ、３８ｅに設けられた外径側ころ止め部で、内径側への動きを規制することができるようにしてもよい。この場合も、２つの第１および第２ポケットで外径側および内径側への動きを規制することになるため、上記と同様に、より安定して保持器セグメント３６を配置することができるとともに、転がり軸受内において、保持器セグメント３６がＰＣＤに対して傾くおそれはさらに少なくなる。
【００３３】
なお、上記の実施の形態においては、保持器セグメントに収容されるころは、円筒状の円筒ころや、軸方向に徐々に径が大きくなる円錐ころを用いてもよい。円錐ころを用いた場合、保持器セグメントのうち、円錐ころに当接する柱部の壁面の間隔は、円錐ころの小径側端面から大径側端面に向かって徐々に大きくなるようにしてもよい。
【００３４】
図５は、この発明の一実施形態に係るトンネル掘削機の回転軸支持構造を示す概略図である。図５を参照して、トンネル掘削機の回転軸支持構造７１は、土砂を掘削するカッター７２を備えたカッターヘッド７３と、一方端にカッターヘッド７３が備えられ、カッターヘッド７３とともに回転する回転軸７４と、固定部材７７に組み込まれ、リング部材７８を介して回転軸７４を回転自在に支持する複列円錐ころ軸受８１とを含む。回転軸７４を支持する複列円錐ころ軸受８１は、上述した転がり軸受を複列の円錐ころ軸受とした構成である。カッターヘッド７３および回転軸７４は、その全体がカッターヘッド支持部７５によっても支持されている。
【００３５】
モータ７６によって回転軸７４は回転を加えられ、その一方端に備えられたカッターヘッド７３が回転する。そうすると、カッターヘッド７３の先端に備えられた複数のカッター７２が、前方の切羽を掘削する。このようにして前方の切羽を掘削しながら、トンネル掘削機を進行させ、トンネルを形成する。掘削された土砂は、進行方向に対して後方に搬出され、除去される。
【００３６】
回転軸７４を支持する複列円錐ころ軸受８１については、硬い岩盤等を破砕する際に生じる大きなスラスト荷重やモーメント荷重を受ける必要がある。そうすると、複列円錐ころ軸受８１も大型にする必要がある。ここで、複列円錐ころ軸受８１を上記した円錐ころ軸受から構成することにより、保持器セグメントはころ案内となり、複列円錐ころ軸受８１内において、安定して配置される。そうすると、保持器セグメントと外輪や内輪との接触による異音の発生や保持器セグメント等の破損を抑制することができる。その結果、このような保持器セグメントを備える複列円錐ころ軸受８１を含むトンネル掘削機の回転軸支持構造は、長寿命を実現することができる。なお、保持器が分割されているため、外輪等、軌道輪の変形に沿うこともできる。
【００３７】
なお、複列円錐ころ軸受８１内への掘削された土砂の侵入を防止するため、複列円錐ころ軸受８１に、シールを設けてもよい。図６は、上記した複列円錐ころ軸受８１の一部を示す断面図である。図６を参照して、複列円錐ころ軸受８１は、外輪８２と、小径側端面を対向するように配置された左右の内輪８３ａ、８３ｂと、左右の内輪８３ａ、８３ｂの間に配置された内輪間座８６と、外輪８２と左右の内輪８３ａ、８３ｂとの間に配置された複数の円錐ころ８４ａ、８４ｂと、左右の列において、複数の円錐ころ８４ａ、８４ｂを保持するポケットを有し、外輪８２と左右の内輪８３ａ、８３ｂとの間で周方向に順次連ねて配置される複数の保持器セグメント８５ａ、８５ｂとを備える。外輪８２と左右の内輪８３ａ、８３ｂとの間には、複列円錐ころ軸受８１内への土砂の侵入を防止するシール９１が設けられている。なお、ここでは、内輪８３ａ側に設けられるシール９１について説明するが、内輪８３ｂ側に設けられるシール９１についても同様の構成であるため、その説明を省略する。
【００３８】
シール９１は、環状であり、断面略Ｌ字状であって剛性を有する芯金部９２と、芯金部９２に取り付けられ、弾性を有するゴム部９３と、内径側に収縮可能なスプリング９４とを備える。ゴム部９３には、一方の内輪８３ａと適当な圧力でニップするリップ部９５が設けられており、スプリング９４は、リップ部９５の外径側に配置される。芯金部９２は、ゴム部９３に設けられたリップ部９５が、内輪８３ａの大鍔８７側の外径面８８とニップするよう、外輪８２の一方端部８９の内径面９０に装着される。リップ部９５は、スプリング９４によって、内輪８３ａとのニップ状態を維持される。このようにして、シール９１により、複列円錐ころ軸受８１はシールされる。
【００３９】
このように構成することにより、カッター７２によって掘削され、後方に搬送された土砂や泥水等の複列円錐ころ軸受８１内への侵入を防止することができる。そうすると、土砂や泥水等の侵入による軸受部材の破損等を防止することができるため、複列円錐ころ軸受８１を長寿命とすることができる。したがって、このような複列円錐ころ軸受８１を備えるトンネル掘削機の回転軸支持構造についても、長寿命を実現することができる。
【００４０】
なお、複列円錐ころ軸受内への土砂等の侵入を防止するシールは、複列円錐ころ軸受の外部側に設けてもよいし、左右の内輪のうち、いずれか一方にのみ設けられていてもよい。また、シールを複数配置して、土砂等の浸入をさらに効率的に防止してもよい。
【００４１】
また、上記の実施の形態においては、複列円錐ころ軸受は、内輪の小径側端面が対向するように構成された複列円錐ころ軸受であったが、これに限らず、大径側端面が対向する構成であってもよいし、２列以上であってもよい。また、単列の円錐ころ軸受であってもよい。  
【００４２】
また、上記の実施の形態においては、保持器セグメントの周方向の端部が、柱部となるように分割されていたが、これに限らず、連結部において分割されていてもよい。このような場合、保持器セグメントは、隣接する保持器セグメントと、連結部において、連なることになる。
【００４３】
なお、このような保持器セグメント１５ａ等を備える転がり軸受を大型にした場合であっても、保持器セグメント１５ａ等は小型であり、かつ、単純形状であるため、その材質を樹脂製とし、射出成型等することによって、容易に製造することができる。こうすることにより、生産性が良好となる。
【００４４】
また、上記の実施の形態においては、保持器セグメント１５ａに含まれる連結部２１ａ、２１ｂは、予め所定の曲率を有するように構成している。しかし、連結部２１ａ、２１ｂを、可撓性のある樹脂等の部材で構成し、周方向に弾性を持たせ、製造時においては所定の曲率を有さず、真直ぐな形状とし、転がり軸受に組み込む際に、所定の曲率を持たせて組み込むことができるようにしてもよい。こうすることにより、製造時において、保持器セグメント１５ａ等をより単純な形状とすることができ、さらに生産性等が良好となる。
【００４５】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
この発明に係るトンネル掘削機の回転軸支持構造は、長寿命が要求される場合に有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の一実施形態に係るトンネル掘削機の回転軸支持構造に含まれる転がり軸受に備えられる保持器セグメントを、柱部を含む断面で切断した場合の断面図である。
【図２】保持器セグメントの斜視図である。
【図３】転がり軸受の一部を示す断面図である。
【図４】他の実施形態に係る保持器セグメントの断面図であり、（Ａ）第１ポケットと第２ポケットが交互に設けられた場合、（Ｂ）第１ポケットと第２ポケットが交互に設けられていない場合を示す。
【図５】この発明に係るトンネル掘削機の回転軸支持構造の一例を示す図である。
【図６】図５に示すトンネル掘削機の回転軸支持構造に含まれる複列円錐ころ軸受の一部を示す断面図である。
【図７】従来における保持器セグメントの斜視図である。
【図８】図７に示す保持器セグメントを、柱部を含み、軸に直交する平面で切断した場合の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１  転がり軸受、１２，８２  外輪、１３，８３ａ，８３ｂ  内輪、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ  ころ、１５ａ，１５ｂ、１５ｃ，３１，３６，８５ａ，８５ｂ  保持器セグメント、１６  ＰＣＤ、１７  内径面、１８  外径面、２１ａ，２１ｂ  連結部、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ，３８ｅ  柱部、２３ａ，２３ｃ，３３ａ，３３ｃ，３７ａ，３７ｄ  第１ポケット、２３ｂ，３３ｂ，３３ｄ，３７ｂ，３７ｃ  第２ポケット、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ  外径側ころ止め部、２５ａ，２５ｂ，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ  内径側ころ止め部、２６  幅面、２７，２８  端面、７１  トンネル掘削機の回転軸支持構造、７２  カッター、７３  カッターヘッド、７４  回転軸、７５  カッターヘッド支持部、７６  モータ、７７  固定部材、７８  リング部材、８１  複列円錐ころ軸受、８４ａ，８４ｂ  円錐ころ、８６  内輪間座、８７  大鍔、８８  外径面、８９  一方端部、９０  内径面、９１  シール、９２  芯金部、９３  ゴム部、９４  スプリング、９５  リップ部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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