エムティ精工株式会社
企業広報部
NMT シールドマシン主軸受用自動調心ころ軸受 トンネル掘進機泥水シール高負荷耐衝撃軸受
1、シールドマシン軸受の故障要因
シールドカッターヘッド主支持、フランジベース、後部ヒンジ部は大型自動調心ころ軸受で支持され、シールド装置の核心受力部品となります。地下泥水・砂礫衝撃、姿勢修正による偏心荷重、地下水浸水、24 時間連続掘進の過酷条件が重なり、汎用高負荷軸受は泥水砂の侵入による研磨摩耗、硬岩衝撃による疲労剥離、偏心荷重によるころ破断、浸水によるグリス劣化錆、長時間低速高負荷による軌道圧痕変形などの重大故障を引き起こします。主軸受の不具合はカッターヘッド分解・フレーム揚重を伴い 10～20 日間のオーバーホールが必要、切羽崩壊・湧水の重大な安全リスクと日額巨額の稼働停止損失が発生。汎用軸受は耐用年数が短くシールドのオーバーホール頻度が高く改修コストが肥大化します。
2、NMT シールドマシン用自動調心ころ軸受のグレード別強化特長
NMT 軸受は泥水砂侵入、硬岩衝撃、掘進偏荷重、浸水錆、低速高負荷の故障要因に対応し、球面ころ構造、高純度軸受鋼、高剛性保持器、多重泥水複合シール、掘進専用隙間、耐水耐砂極圧グリスを強化し、土圧シールド汎用シールタイプ、泥水シールド防水強化タイプ、硬岩 TBM 耐衝撃高負荷タイプ、河川横断超大径シールド主軸受、シールドヒンジ軸受をラインナップし、中铁装備、ヘレンクネヒト、コマツ、日立及び国産シールドのオーバーホール・新機組込リプレースに対応。
強化球面自動調心ころ構造：広幅 2 列球面ころで最大 4° の角度補正を実現、シールド旋回・姿勢修正時の偏心荷重を均等分散；肉厚ころで低速時の接触面積を拡大、玉石・硬岩の瞬間衝撃に対する複合耐荷重を向上。
ESR 超高純度軸受鋼：複数回高温安定化焼戻しで長時間圧縮下の永久変形を抑制、表層深層焼入れで砂礫による摩耗を抑え、母材靭性でクラック進展を遮断、汎用軸受の 4 倍の耐用年数で全天候地下掘進に適応。
真鍮削り出し一体高剛性保持器：薄板プレス保持器を廃止、強振動・泥水湿潤・交番衝撃下で変形・破断せず、ころを正確に拘束しころ散乱によるカッターヘッド主軸固着事故を防止。
ラビリンス + 多層オイルシール泥水遮断構造：土圧シールドは鋼製防塵カバー + 両面耐砂 NBR シール；泥水シールド主力タイプは延長ラビリンス泥除け溝 + 4 層 FKM 防水シール + 内側グリス遮断リングで高圧泥水逆流とグリス漏れを遮断；硬岩 TBM は金属耐摩耗スリーブ + 複合多重シールで砕石多量・高衝撃の山岳掘進に対応。
掘進専用隙間設定：カッターヘッド主軸受は C3 拡大隙間で振動・温度変形を吸収；後部ヒンジ軸受は C4 超大隙間で旋回時の大きな変形振動を緩衝；固定フランジベース軸受は標準隙間で機体構造の安定性を確保。
事前封入耐泥水長寿命極圧グリス：高水圧環境で乳化劣化しにくく、泥水による潤滑膜流出を抑制、集中給脂周期を 4 倍延長しシール分解メンテナンスを削減。
3、シールドマシン箇所別選定ガイド
カッターヘッド主軸軸受（核心高負荷）：ラビリンス泥水シール C3 隙間真鍮保持器防水高負荷軸受、泥水・衝撃・偏荷重の核心掘進環境に適合。
シールド後部ヒンジ軸受：C4 大隙間防水防塵自動調心ころ軸受、機体旋回変形と振動を緩衝。
機体フランジ固定支持軸受：標準隙間耐摩耗防水軸受、シールド本体の安定性を確保し機体全体の揺れを低減。
土圧バランスシールドカッターヘッド補助軸受：汎用 3 重防砂シール軸受、乾燥土砂掘進に適応。
硬岩 TBM 掘進機主軸受：肉厚軌道耐衝撃強化軸受、硬岩破砕の高周波衝撃荷重に対応。
既存軸受の内径・外径・幅寸法で直接交換可能、カッターヘッドフランジ・軸受ハウジングの追加工不要、シールド整備クレーン・油圧治具で軸受脱着オーバーホールが実施可能。
4、精密加工と工場出荷検査
球面軌道・ころの鏡面超精研削で低速高負荷の摩擦発熱を低減、シール取付面高精度加工でラビリンスの密着性を向上させ微細砂の侵入を遮断；低温応力除去焼戻しで長時間高負荷泥水環境での永久変形を防止。完成品は高圧泥水噴霧防水耐久試験、砂礫洗浄摩耗試験、偏心旋回衝撃疲労試験、地下水浸水防錆試験、静的限界荷重試験、隙間階級選別を実施、材質証明書・泥水環境性能検査成績書を添付。シールド専用長寿命グリスを事前充填し、カッターヘッドアセンブリ組立後の初期給脂のみで組立・オーバーホール作業を簡素化。
5、組立性とトンネル施工企業保守コスト削減効果
ヘレンクネヒト、中铁装備、コマツ、日立など国内外シールドの純正軸受と寸法完全互換、追加工なしで直接リプレース可能、熱間圧入・冷間圧入両方の組立に対応し、シールド整備班が現場緊急オーバーホール交換を実施可能。工場にて掘進用高負荷隙間・多重泥水シールを事前設定、現場での泥除けプレート増設・隙間調整・シール補強作業を廃止、主軸受緊急オーバーホール工期を 70% 短縮、速やかに掘進を再開し切羽崩壊・湧水の安全リスクと工期遅延による違約金損失を回避。軸受耐用年数延長によりシールドオーバーホール頻度、部品調達・稼働停止工事費用を削減します。
6、適用業界事例
都市鉄道トンネル土圧・泥水シールド核心軸受部品；河川・海上横断超大径泥水シールド防水高負荷主軸受；山岳硬岩トンネル TBM 耐衝撃耐摩耗軸受；都市共同溝角型シールド・推進管高負荷支持軸受；老朽シールドオーバーホール・シールド再製造耐摩耗防水軸受リニューアル工事。
7、在庫体制と特注対応
汎用シールド支持用自動調心ころ軸受を在庫保有、中型サイズは迅速出荷、超大径シールド主軸受は在庫手配迅速化。超大形シールド非標準フランジ軸受、超深度水中高圧防水シールド軸受、防爆電装補機軸受、コンパクト狭幅ヒンジ軸受など特殊仕様は図面・寸法・掘進条件から防水高負荷自動調心ころ軸受を特注製作。専門建設機械軸受技術者がシールド型式、掘進地層（粘土・玉石・硬岩）、最大被水圧、旋回頻度、衝撃荷重から最適軸受を選定、泥水摩耗、硬岩衝撃剥離、旋回偏荷重破損、浸水錆、カッターヘッド揺れ過大などのトラブルを根本解決、シールド全体のオーバーホール周期を延長、トンネル施工企業の掘進停止損失、機械改修費用、部品維持費の総合削減を実現します。