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採鉱

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Hard-rock drilling consumables with a button-tipped rock drill bit beside broken granite aggregate and a worn bit
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湿潤で磨耗性の高い地盤向けの岩盤掘削・アンカー工法・摩耗消耗品

湿潤で磨耗性の高い地盤では、穴の完成可否は、カッティング形状が決め手となります。

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作業面は、消耗品の外観ではなく、掘削距離(メートル)や掘削孔数によってその性能を評価します。岩盤は硬く、掘削くずは微細で磨耗性が高く、地下水も存在します。また、工具交換のたびに機械は停止し、当直の作業員チームが待機せざるを得ません。本ページでは、各仕様決定の背後にあるメカニズム、それぞれの故障モードに対応する製品ファミリー、および出荷前に実施する検証方法についてご説明します。

業界の現状

結果を左右する4つの要因

作業面における1シフトでの工具の耐久性を決めるのは、以下の4つの要因です:駆動方式、切断対象の岩盤、満たすべき性能要件、そして最終的な劣化・破損の形態。

主な加工設備
携帯型およびジャックラグ式岩盤ドリル、天井アンカーボルター、油圧ブレーカー、ライナーおよび耐摩耗板の仕上げ用アングルグラインダー、耐摩耗部品加工用マグネットベースドリル
加工対象材料
硬度が異なる石英含有研磨性岩盤、オーステナイト系マンガン鋼製粉砕機ライナー、鋳鉄製ポンプおよびバルブ本体、熱間圧延炭素鋼および低合金ボルト用鋼材
主要規格
ISO 513(硬質切削工具材料の分類)、EN 12413(結合砥石の安全基準) 製品 dIN 338(ねじ切りドリルの寸法)、ISO 286-1(公差と適合)、ISO 6508-1(ロックウェル硬さ試験)
典型的な故障モード
カーバイド刃先が摩耗する前にブラジング部が剥離する、シャンク部が繰り返し曲げ荷重により疲労破断する、砥石に熱割れが生じる、耐摩耗板および粉砕機ライナーに掘削傷(ガウジング)が発生する
運用上の課題

現場のコストを増加させる3つの故障

各課題では、まず何が起こるかを述べ、その後、その問題を解決するための形状的・材料的な対応策を示します。

課題1

カーバイドよりも先にブラジング部が破損します。

湿った研磨性の地盤では、インサートがブレージングラインで脱落してしまうことが多く、その際には先端部にまだ十分な寿命が残っている場合があります。このような事象が発生すると、ドリルビットは廃棄され、ボルティング作業は中断され、すでに掘削済みの穴も無駄になってしまいます。この損失は、超硬合金の材質単体によるものではなく、鋼と超硬合金の接合部に残留する応力、荷重を鋭角部に集中させるフィレット形状、およびチャック内に正しく嵌らないシャンク構造など、複数の要因が絡み合って生じます。
アムスオ社の対応

ブレージング脱落 → タペルシャンクドリルビットおよびシャンクとインサートの接合部を重点的に設計したドリルビット

インサートは、制御されたフィレット半径で保持されるため、荷重がシャープな角ではなく大半径のトランジションを通じてカーバイドから逃げます。また、鋼とカーバイドを接合するサイクルは、この界面における残留応力を最小限に抑えるよう設計されています。シャンクは、不適切に装着されたテーパーによって生じる予応力を除去するために研削加工されています。また、切削部材の硬さは、ビット先端前方に実際に存在する岩盤の種類に基づきISO 513適用グループで選定されており、汎用的なカタログ等級による選定ではありません。
課題2

ゲージ摩耗により穴径が小さくなります。

洗浄流路の断面積が掘進速度に対して小さい場合、切りくずはゲージの角部で再循環し、排出されません。その結果、角部から摩耗が進行し、ボルトの挿入に必要な直径より穴径が小さくなってしまいます。作業者は、すでに完了した穴を再び掘削することになります。この現象の原因は、作業者の技術ではなく、洗浄流路の幾何学的形状にあります。
アムスオ社の対応

穴径不足 → ゲージを再加工し、洗浄流路の断面積を拡大したドリルビットおよびSDSハンマードリルビット。

フルート谷が開かれ、フラッシングパスがルーティングされて、破片がゲージ角を通過して排出されるようになり、再循環してゲージ角に当たることがなくなります。ゲージには再カットされたテーパーが施されているため、コーナーの摩耗に伴って、図面で指定された直径で切削が継続されます。これにより、摩耗によって実際の直径が小さくなってしまうのを防ぎ、パターン全体にリーミング加工を再度行う必要がなくなります。
課題3

マンガン製ライナーは、使用中に硬化し、研磨性のディスク表面に光沢(グラージング)を生じさせます。

オーステナイト系マンガン鋼は衝撃により硬化し、切断に対する耐性が徐々に高まります。粒度が細かすぎ、結合剤が硬すぎると、ディスクは被削材表面を研磨するだけで切断できず、結果としてディスクが目詰まり(ロード)を起こします。作業者はより強い圧力を加えてしまい、その結果、ライナーはテンプレート形状をそのまま残したまま現場から戻ってきてしまいます。解決策は、適切な粒度と結合剤を選定することであり、単に圧力を増すことは解決になりません。
アムスオ社の対応

加工硬化したライナー → 粒度および結合剤に応じて選定されたミニカッティングディスクおよびバーズ

より柔らかい結合材に粗い砥粒を用いると、結合材のブリッジが摩耗するにつれて砥粒が放出され、すでに硬化した表面を研磨(バーニッシング)するのではなく、新鮮な切削点が露出します。これによりディスクのロード(負荷)が低下し、ドレッシング間隔が延長され、ライナーは所定の形状に戻ります。鋳鉄のバリ取り、溶接部の仕上げ、および切断されたボルトの除去には、研磨ディスクの代わりに回転式バーリングカッターおよびねじ抜き工具が同様の原理で使用されます。これら3つの現象は互いに独立しています。ろう付け強度を重視して選定されたドリルビットでも、洗浄用の流路形状が不適切であれば、依然として小径摩耗を起こします。また、硬質結合材を重視して選定されたディスクでも、ライナー材質に対して砥粒が細かすぎれば、依然としてグレージング(光沢化)を起こします。したがって、工具の選定は、現場で既に保有している工具から始めるのではなく、岩石の種類とライナー材質から始めます。
Macro view of a flattened and chipped carbide button on a rock drill bit beside an intact button
製品シリーズ

この用途に対応する製品シリーズ

Drill Bits

ドリルビット

岩石・コンクリートおよび耐摩耗部品における一次・二次穴加工

回答: ゲージ摩耗により、穴径が所定サイズより小さくなること

規格: DIN 338

Taper Shank Drill Bits

テーパーシャンクドリルビット

ロッドおよびチャック方式において、テーパー面による駆動で行うドリリング

回答: 駆動側の挿入部の損失および不適切な seating(座り)

規格: ISO 513

SDS Hammer Drill Bits

Sds ハンマードリルビット

コンクリートおよび硬質岩層への打撃式穴あけ

回答: 溝部(フルート)のゲージ角における詰まりおよび切屑の再循環

規格: ISO 286-1

Burrs

バリ

鋳鉄製ポンプ・バルブ本体のバリ取りおよび溶接修理部の仕上げ加工

回答: 加工硬化表面のグレージングおよびバーニッシング

規格: ISO 1101

Mini-Cutting Discs

ミニカッティングディスク

作業面で撤去する必要のあるロックボルト、鉄筋(リバーバー)、メッシュの切断

回答: 長時間の切断による研削ディスクの熱割れ

規格: EN 12413

Screw Extractors

スクリューエクストラクター

ライナーや摩耗部品から切断・腐食したボルトを除去

回答: 母材のねじ山を損傷させずにファスナーを除去

規格: ISO 286-1

Diamond Tools Accessories

ダイヤモンド工具アクセサリー

クラッシャーハウスの床および硬質被覆面に対する研磨および石工作業

回答: 従来の研磨材では加工が困難な表面

規格: ISO 4287

規格および仕様

主張の裏にある数字

表には、パラメーター名、それを規定する規格、および工場の品質機能がその項目を検査する理由が記載されています。

仕様 基準標準 規格で定められているもの 購入者がこれを検査する理由
ねじりドリルの寸法 DIN 338 標準ねじ切りドリルの公称直径、シャンクおよび溝の比率 工具がチャックおよび機械の取扱説明書に適合することを確認する
硬質切削材の分類 ISO 513 超硬合金その他の硬質切削材が属する用途グループ エンジニアがブランドではなく用途に基づいてグレードを比較できるようにする
結合砥粒の安全基準 EN 12413 結合砥粒系研磨材製品の安全要件、表示および許容回転速度 店舗で保管中のディスクが当該機械で使用可能であることを検証する
ロックウェル硬度試験 ISO 6508-1 硬度試験方法、スケールおよび報告要件 サプライヤー間の比較に用いる単一の硬度スケールを示す
公差と適合 ISO 286-1 円筒形状部品に対する公差体系および適合クラス 図面で合意されたシャンクとホルダーの適合を確認する
幾何公差 ISO 1101 形状、姿勢、振れの指示方法および解釈方法 同心度要求事項が明確かつ曖昧さなく記載されていることを確認する
表面質感 ISO 4287 表面粗さプロファイルに用いるパラメータおよび定義 表面粗さ要求事項が実際に何を測定するのかを説明する
一般的な公差 ISO 2768 図面に個別公差が指定されていない場合のデフォルト公差 個別公差が設定されていない部品要素についての紛争を防止します
腐食試験 ISO 9227 中性塩水噴霧試験法 防食処理の性能比較に共通の基準を提供します
当社の検証方法

公表されている数値ではなく、検証手法を軸に組織化されています

当社では、出荷予定品ではなく実際に出荷する製品を検査しています。また、検査は単一のスポットチェックではなく、検査手法ごとに分類して実施しています。ここではその一つのカテゴリについて説明します。測定される数値は特定の図面に基づくものであり、受注段階でロット記録とともに確認されます。

寸法および幾何公差による検証では、工具が正しく装着・加工できるかどうかを左右する要素(シャンクおよび駆動部の寸法は関連規格に準拠、ゲージ径およびフルート形状は図面に準拠、振れは近似表現ではなく幾何公差として規定)をカバーします。図面に個別公差が記載されていない場合は、ISO 2768のデフォルト公差が適用されます。

硬度の検証には、対象材料に対してISO 6508-1に準拠した標準化された試験方法を用いるため、サプライヤーや製造ロット間で数値を比較することが可能です。また、硬度単体では部品が繰返し荷重下でどのように振る舞うかを示すことができないため、熱処理条件も同時に確認します。

表面処理および防食処理は、外観ではなく処理結果として評価します。すなわち、電気めっき・塗装・ショットブラスト後の状態を確認し、該当する場合はISO 9227に準拠した塩水噴霧試験による比較評価も行います。研磨材および切削工具については、製品タイプに応じた安全規格(例:結合砥粒系研磨材の場合EN 12413)への適合を確認します。

ロット単位でのトレーサビリティを確保しており、出荷品は原材料のロットおよびその出荷を承認した検査記録まで遡って追跡可能です。図面で要求される場合、鋼材の各ロットには材質証明書が同封されます。破壊試験(ブレージングせん断試験、破断トルク試験、耐久性試験など)は、指定された製品ファミリーについてご要望に応じて実施し、試験方法および試験条件とともに結果も明記いたします。当社が自社で保有していない能力については、あたかも自社のものであるかのように提示せず、明確にお伝えします。当社のマネジメントシステムは、ISO 9001、ISO 14001、ISO 45001の各認証を取得しており、これらは個別の検査を代替するものではなく、検査手順全体を支える枠組みとして機能しています。

ISO 9001
認証取得済みマネジメントシステム
ISO 14001
認証取得済みマネジメントシステム
ISO 45001
認証取得済みマネジメントシステム
カスタマイズと納期

3段階の連携レベル、1つの手順

OEM向けに3段階の協業レベルをご提供しており、主な違いは図面への関与範囲にあります。

レベル1 — プライベートブランド
お客様のブランドが、すでに認定済みの金型に適用されます。図面、材質、検査手順は変更されないため、当該部品に関する既存の初品承認は有効のままとなり、新たな認定活動は発生しません。
レベル2 — 仕様および包装の変更
パッケージおよびキットの数量、マーキング、ラベリング、バーコードの適合性は、お客様の要件に合わせて設定されます。また、図面で許容される範囲において、グレード、コーティング、または形状について、合意済みの調整が行われます。ロックスクラス別キット化も本レベルに含まれるため、1シフト内で複数の地盤条件に対応する現場では、作業台で部品を仕分けする代わりに、用途別にマーキング・梱包された部品が提供されます。
レベル3 — 試作および図面に基づく開発
新規の金型は、お客様がご提供いただいたサンプルまたは図面に基づいて製作されます。鋼材の加工を開始する前に、製造性レビュー(マニュファクチャリング・レビュー)を実施し、寸法公差が確保できない箇所や、別の製造工程を要する箇所を明示します。これにより、製造不可能な寸法が発生してロット全体が廃棄されるリスクを未然に防ぎます。カスタマイズプロセスは、常に以下の順序で実施されます:要件確認 → 図面またはサンプルの解釈 → 製造性レビュー → 金型製作 → 初品検査 → 承認 → ロット生産。最小発注数量および納期は、プロジェクトごとに個別に提示いたします。これは、金型の数、図面の複雑さ、および選択される製造工程に応じて変動するためであり、単一の標準値に基づくものではありません。また、輸出書類および長期海上輸送向けの梱包仕様についても、対象国に応じた見積もりと併せて確定いたします。
バイヤーからの質問

調達チームが最初に確認すること

岩盤掘削用消耗品の価格を実際に決定する要因とは?

硬質な切削材の種類とその使用量、本体への接合方法、シャンクの公差、製造工程の数、および実施される検査項目です。鋼材価格だけでは、コスト要因のほとんどを説明できません。岩石の分類と穴径をお知らせいただければ、当社標準グレードではなく、用途に応じた特定のグレードに基づいたお見積りが可能です。

適切なグレードはどのように選定されますか?

岩石の分類、地下水の状況、掘削方式、および使用機械をもとに、共通の基準としてISO 513の適用グループを用いてグレードを選定します。ある岩石タイプ向けに選定されたグレードが、他の岩石タイプにも自動的に適しているわけではありません。そのため、用途に関する情報は、後から追加するのではなく、お問い合わせの段階で必ずご提示いただく必要があります。

ロット発注前に試験を行うことは可能ですか?

はい。認定済みの工具からサンプルを採取し、明示された用途に基づいて提供いたします。また、関連する検査記録も同封いたします。性能が掘削対象地盤に大きく依存する場合、仕様書を送付するよりも、実際に使用する岩石やライナーの試料をご提供いただくほうが、より有効です。

出荷時に同封される書類には何がありますか?

当該部品について合意された特性をカバーする一括検査記録、および該当する場合の鋼材ロットに対する材質証明書。破壊試験結果および塩水噴霧試験の比較データは、ご指定の製品シリーズについて、ご要望に応じて提供可能です。

当社独自のテーパーまたはチャックに対応した工具を作成できますか?

はい、サンプルまたは図面からレベル3開発により対応可能です。テーパー角、シャンク長、フラッシング構造など、すべてお客様のシステム仕様に合わせて設定でき、切削開始前に製造レビューを行い、保持できない箇所については事前にご指摘いたします。

ご仕様の決定はお済みですか?

岩石の種類、穴径、使用するドリル機械をお知らせください。その情報をもとに、最適なグレードの推奨と、それに基づく見積書をご提示いたします。まずは試験を希望される場合は、サンプルの手配をご依頼のうえ、実際に使用される地盤条件をお知らせください。

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