作成日 10.30

TBMツールと岩石破砕の原理

現在、シールド掘進機で使用されるカッターは、一般にスクレイピングカッターとローリングカッターの2つの主要なカテゴリーに分類されます。

スクレイピングカッター（スクレーパー、リッパー）：スクレイピングカッターとは、カッターヘッドとともに回転するだけで、自軸回転しない破岩カッターを指します。スクレイピングカッターには多種多様なものがあります。現在、シールド掘進機で一般的に使用されているスクレイピングカッターには、ゲージスクレーパー、スクレーパー、バケットティース、プリカッター、リッピングカッター、フィッシュテールカッターなどがあります。

ローリングカッター（ディスクカッター／ローラー）：ローリングカッターとは、カッターヘッドとともに回転するだけでなく、同時に自軸回転もする破岩カッターを指します。

刃先の形状により、ローリングカッターは次のように分類できます：歯付きカッター（鋼歯および超硬チップ歯）とディスクカッター（鋼リングディスクカッターおよび超硬リングディスクカッター）。

据付位置により、ローリングカッターはセンタカッター、フェイスカッター、ゲージカッター、リーミングカッターに分類されます。

シールド掘進機で使用されるローリングカッターは主にディスクカッターであり、さらにシングルエッジ、ダブルエッジ、マルチエッジの変種に分類できます。

刃先の外径により、13、15、17、19インチなどの仕様に分けられ、現在では17インチシリーズが最も広く使用されています。（インチ：1インチ＝25.4mm、17インチ＝17×25.4mm）。

ディスクカッターの作動原理

縦方向の油圧シリンダーによって加えられる推力の下で、カッターヘッドはそれに取り付けられたディスクカッターを岩石に貫入させます。回転システムによって駆動され、カッターヘッドはローリングカッターを伴ってカッターヘッドの中心軸の周りを回転します。同時に、各ローリングカッターは自身のカッターシャフトの周りを回転し、カッターが岩石面で連続的に転がりながら破砕します。カッターヘッドはカッターリングに推力と転がり力（トルク）の両方を加えます。推力はカッターリングを岩体に押し込み、転がり力はカッターリングを岩体上で転がらせます。ローリングカッターによる岩体への押し出しとせん断作用を通じて、岩石が破砕され、岩石面に一連の同心円が刻まれます。

図2.7のラベル：カッター間隔、ディスクカッター、破砕帯
右図のラベル：カッタートラック

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