JP2624869B2 - 非晶質鋼薄板の堆積物を剪断するための装置 - Google Patents
非晶質鋼薄板の堆積物を剪断するための装置Info
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- JP2624869B2 JP2624869B2 JP2087588A JP8758890A JP2624869B2 JP 2624869 B2 JP2624869 B2 JP 2624869B2 JP 2087588 A JP2087588 A JP 2087588A JP 8758890 A JP8758890 A JP 8758890A JP 2624869 B2 JP2624869 B2 JP 2624869B2
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- blades
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- Y10T83/869—Means to drive or to guide tool
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- Y10T83/9411—Cutting couple type
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Accessories And Tools For Shearing Machines (AREA)
- Shearing Machines (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、非晶質鋼薄板の堆積物を剪断するための装
置に関するものである。
置に関するものである。
発明の背景 非晶質鋼は極めて硬い材料であって、それを剪断する
際に生じる顕著な刃の摩耗が大きな問題となっていた。
かかる問題を解消するための１つの方法は、切断に先立
って非晶質鋼を加熱して軟化させることであった。この
ような方法の実例はオーストラリア特許第567987号明細
書中に開示されている。開発されたもう１つの技術は、
薄板を局部的に加熱してから引張力を加えて分割すると
いうものであって、それによれば刃の使用が不要とな
る。このような技術の実例は、タウブ（Taub）等の米国
特許第4670636号明細書中に開示されている。かかる技
術の中には実施可能なものもあるが、加熱およびその他
の特殊な操作や設備が要求されることを考えると、それ
らはかなり高い経費を必要とするばかりでなく、実用化
に際して様々な困難を伴うことにもなる。刃の摩耗を解
決するための最も実際的かつ直接的な方法は、より優れ
た耐摩耗性を有する改良された刃を開発することであ
る。
際に生じる顕著な刃の摩耗が大きな問題となっていた。
かかる問題を解消するための１つの方法は、切断に先立
って非晶質鋼を加熱して軟化させることであった。この
ような方法の実例はオーストラリア特許第567987号明細
書中に開示されている。開発されたもう１つの技術は、
薄板を局部的に加熱してから引張力を加えて分割すると
いうものであって、それによれば刃の使用が不要とな
る。このような技術の実例は、タウブ（Taub）等の米国
特許第4670636号明細書中に開示されている。かかる技
術の中には実施可能なものもあるが、加熱およびその他
の特殊な操作や設備が要求されることを考えると、それ
らはかなり高い経費を必要とするばかりでなく、実用化
に際して様々な困難を伴うことにもなる。刃の摩耗を解
決するための最も実際的かつ直接的な方法は、より優れ
た耐摩耗性を有する改良された刃を開発することであ
る。
発明の目的 本発明の目的は、耐摩耗性の実質的な改善および有効
寿命の延長をもたらす特殊な構造を持った２個の剪断用
刃を含むような非晶質鋼薄板の剪断装置を提供すること
にある。
寿命の延長をもたらす特殊な構造を持った２個の剪断用
刃を含むような非晶質鋼薄板の剪断装置を提供すること
にある。
発明の要約 本発明の実施の一態様に従って述べれば、非晶質鋼薄
板の堆積物を横断して伸びる切断面に沿って該堆積物を
剪断するための装置が提供される。かかる装置は２個の
刃を含んでいて、それらの各々は堆積物の一方の側にお
いて堆積物に接触すべき第１の表面（すなわち接触作用
面）および接触作用面を横断しながら切断面に対してほ
ぼ平行に配置された第２の表面を有している。各々の刃
においては、これら２つの表面が交わることによってか
どが形成されている。上記のごとき刃は、切断作業の開
始時において、それらのかどが堆積物の両側に位置しか
つ切断面と整列した状態で切断面の両側に位置するよう
に配置されている。切断作業に際しては、一方の刃のか
どが切断面に平行な方向に沿いながら他方の刃のかどに
向かって移動し、それによりかどの作用下で堆積物が切
断面に沿って剪断されるように一方の刃が運動させられ
る。かかる一方の刃の接触作用面は、この刃のかどを通
りかつ切断面およびこの刃の運動方向に垂直な基準面に
対して所定のレーキ角を成して配置されている。他方の
刃の接触作用面もまた、この刃のかどを通る同等な基準
面に対して所定のレーキ角を成して配置されている。こ
れらのレーキ角の和は５〜35゜の範囲内の負の値を有し
ている。
板の堆積物を横断して伸びる切断面に沿って該堆積物を
剪断するための装置が提供される。かかる装置は２個の
刃を含んでいて、それらの各々は堆積物の一方の側にお
いて堆積物に接触すべき第１の表面（すなわち接触作用
面）および接触作用面を横断しながら切断面に対してほ
ぼ平行に配置された第２の表面を有している。各々の刃
においては、これら２つの表面が交わることによってか
どが形成されている。上記のごとき刃は、切断作業の開
始時において、それらのかどが堆積物の両側に位置しか
つ切断面と整列した状態で切断面の両側に位置するよう
に配置されている。切断作業に際しては、一方の刃のか
どが切断面に平行な方向に沿いながら他方の刃のかどに
向かって移動し、それによりかどの作用下で堆積物が切
断面に沿って剪断されるように一方の刃が運動させられ
る。かかる一方の刃の接触作用面は、この刃のかどを通
りかつ切断面およびこの刃の運動方向に垂直な基準面に
対して所定のレーキ角を成して配置されている。他方の
刃の接触作用面もまた、この刃のかどを通る同等な基準
面に対して所定のレーキ角を成して配置されている。こ
れらのレーキ角の和は５〜35゜の範囲内の負の値を有し
ている。
添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むこ
とにより、本発明は一層明確に理解されよう。
とにより、本発明は一層明確に理解されよう。
好適な実施の態様の詳細な説明 先ず第１図を見ると、非晶質鋼薄板11の堆積物10を剪
断するための装置が示されている。かかる装置は２個の
刃12および14を含んでいて、それらは通常の硬質切削材
料（たとえば焼結炭化タングステン）から成っている。
上方の刃12は鋼製のブロック16に設けられた切欠き17内
に嵌め込まれ、そしてろう付けやその他の方法でブロッ
ク16に固定されている。下方の刃14は同様な鋼製のブロ
ック20に設けられた切欠き22内に嵌め込まれ、そしてろ
う付けやその他の方法でブロック20に固定されている。
図示された実施の態様においては、下方のブロック20は
静止しており、また上方のブロック16は鉛直方向に運動
し得るようになっている。とは言え、本発明はそれにの
み限定されるわけではないのであって、たとえば、両方
のブロックが運動し得るように構成されていてもよい
し、あるいは上方のブロックの代りに下方のブロックが
運動し得るように構成されていてもよい。
断するための装置が示されている。かかる装置は２個の
刃12および14を含んでいて、それらは通常の硬質切削材
料（たとえば焼結炭化タングステン）から成っている。
上方の刃12は鋼製のブロック16に設けられた切欠き17内
に嵌め込まれ、そしてろう付けやその他の方法でブロッ
ク16に固定されている。下方の刃14は同様な鋼製のブロ
ック20に設けられた切欠き22内に嵌め込まれ、そしてろ
う付けやその他の方法でブロック20に固定されている。
図示された実施の態様においては、下方のブロック20は
静止しており、また上方のブロック16は鉛直方向に運動
し得るようになっている。とは言え、本発明はそれにの
み限定されるわけではないのであって、たとえば、両方
のブロックが運動し得るように構成されていてもよい
し、あるいは上方のブロックの代りに下方のブロックが
運動し得るように構成されていてもよい。
上方の刃12は、互いに他を横断するように配置された
２つの表面30および32を有すると共に、それらが交わる
ことによって形成されたかど34を有している。同様に下
方の刃14は、互いに他を横断するように配置された２つ
の表面36および38を有すると共に、それらが交わること
によって形成されたかど40を有している。
２つの表面30および32を有すると共に、それらが交わる
ことによって形成されたかど34を有している。同様に下
方の刃14は、互いに他を横断するように配置された２つ
の表面36および38を有すると共に、それらが交わること
によって形成されたかど40を有している。
堆積物10の切断は、堆積物10を横断して伸びる鉛直方
向の切断面42に沿って行われる。両方の刃のかど34およ
び40は、その切断面42と整列しながらそれの両側に位置
している。両方の刃の表面32および38は、切断面42に平
行に位置すると共に、切断面42と整列しながらそれの両
側に位置している。なお、両方の刃の表面32および38は
切断面42にできるだけ近接して配置されている。
向の切断面42に沿って行われる。両方の刃のかど34およ
び40は、その切断面42と整列しながらそれの両側に位置
している。両方の刃の表面32および38は、切断面42に平
行に位置すると共に、切断面42と整列しながらそれの両
側に位置している。なお、両方の刃の表面32および38は
切断面42にできるだけ近接して配置されている。
切断作業の開始時には、第１図に示されるごとく、刃
12および14は堆積物10の両側に配置されている。切断
は、かど34が切断面に平行な方向に沿いながらかど40に
向かって下方に移動するように上方の刃12を運動させる
ことによって達成される。かかる運動の結果、先ず最初
に堆積物10が下方に移動して下方の刃14の接触作用面36
に接触し、次いで堆積物10が僅かに下方に屈曲すること
によって堆積物10の上面が上方の刃12の接触作用面30に
接触する。その後、上方のかど34が堆積物10を横切って
下方に移動し、そして下方のかど40のそばを通過する。
かかる下方への運動が行われる間に、堆積物10は切断面
42に沿って剪断されることになる。
12および14は堆積物10の両側に配置されている。切断
は、かど34が切断面に平行な方向に沿いながらかど40に
向かって下方に移動するように上方の刃12を運動させる
ことによって達成される。かかる運動の結果、先ず最初
に堆積物10が下方に移動して下方の刃14の接触作用面36
に接触し、次いで堆積物10が僅かに下方に屈曲すること
によって堆積物10の上面が上方の刃12の接触作用面30に
接触する。その後、上方のかど34が堆積物10を横切って
下方に移動し、そして下方のかど40のそばを通過する。
かかる下方への運動が行われる間に、堆積物10は切断面
42に沿って剪断されることになる。
上方の刃12の接触作用面30は、かど34上の１点を通り
かつ切断面42および上方の刃12の運動方向に垂直な基準
面50に対して負のレーキ角αを成して配置されている。
図示された実施の態様においては、かかる基準面50は水
平面である。
かつ切断面42および上方の刃12の運動方向に垂直な基準
面50に対して負のレーキ角αを成して配置されている。
図示された実施の態様においては、かかる基準面50は水
平面である。
同様に、下方の刃14の接触作用面36は、かど40上の１
点を通りかつ切断面42および上方の刃12の運動方向に垂
直な基準面52に対して負のレーキ角αを成して配置され
ている。図示された実施の態様においては、かかる基準
面52はやはり水平面である。
点を通りかつ切断面42および上方の刃12の運動方向に垂
直な基準面52に対して負のレーキ角αを成して配置され
ている。図示された実施の態様においては、かかる基準
面52はやはり水平面である。
剪断用の刃（たとえば12）においては、接触作用面
（30）が上記のごとき基準面（50）内に位置する場合に
比べてかど（34）がより大きい角を成すように接触作用
面（30）が傾斜しているならば、それは負のレーキ角を
有するものと見なされる。
（30）が上記のごとき基準面（50）内に位置する場合に
比べてかど（34）がより大きい角を成すように接触作用
面（30）が傾斜しているならば、それは負のレーキ角を
有するものと見なされる。
本発明の実施の一態様に従えば、刃12および14のそれ
ぞれについて15゜の負のレーキ角が使用される。なお、
レーキ角については後記に一層詳しい説明が行われる。
ぞれについて15゜の負のレーキ角が使用される。なお、
レーキ角については後記に一層詳しい説明が行われる。
第１および２図に示された実施の態様においては、上
方の刃12に剪断角が設けられているが、この場合におけ
るそれの値は約２゜である。かかる剪断角は、第２図中
に角60として示されている。剪断角とは、切断面42内に
おいて見た場合、刃12のかど34が基準面50と成す角を指
している。かかる切断角が０゜よりも実質的に大きくな
るようにすれば、刃12のかど34は刃12の長さ方向に沿っ
て徐々に作用を及ぼすことになる。図示された実施の態
様においては、下方の刃14の剪断角は０゜であり、従っ
て実質的に剪断角は存在しないことになる。
方の刃12に剪断角が設けられているが、この場合におけ
るそれの値は約２゜である。かかる剪断角は、第２図中
に角60として示されている。剪断角とは、切断面42内に
おいて見た場合、刃12のかど34が基準面50と成す角を指
している。かかる切断角が０゜よりも実質的に大きくな
るようにすれば、刃12のかど34は刃12の長さ方向に沿っ
て徐々に作用を及ぼすことになる。図示された実施の態
様においては、下方の刃14の剪断角は０゜であり、従っ
て実質的に剪断角は存在しないことになる。
両方の刃の表面32および38の間における離隔距離は、
できるだけ小さく保つと共に、剪断装置の長い運転期間
を通じて実質的に一定の値に維持することが重要であ
る。そのためには、刃12および14並びにそれらを担持す
るブロック16および20用の支持構造物ができるだけ大き
い剛性を有する必要がある。
できるだけ小さく保つと共に、剪断装置の長い運転期間
を通じて実質的に一定の値に維持することが重要であ
る。そのためには、刃12および14並びにそれらを担持す
るブロック16および20用の支持構造物ができるだけ大き
い剛性を有する必要がある。
刃12および14に対して上記のごとき負のレーキ角を付
与すれば、それらの刃の寿命は劇的に改善される。この
ことは、以下に記載される試験の結果から明らかとなる
はずである。これらの試験はいずれも、実質的に同じ非
晶質鋼薄板の堆積物について実施された。各々の堆積物
は、アライド・シグナル・コーポレーション（Allied−
Signal Corporation）製のメトグラス（Metglas）2605
−S2非晶質鋼から成りかつ約3.3インチの幅および約0.0
01インチの厚さを有する10枚の薄板を含んでいた。かか
る堆積物は、長尺の薄板を第１および２図に示されるご
とくに整列状態で重ね合わせることによって形成され
た。こうして重ね合わされた薄板を第１図中の切断面12
に沿って切断した後、堆積物を長さ方向に沿って所定の
距離だけ前進させ、そして再び新たな切断面に沿って切
断した。刃の破損の結果として切り口の品質が不良と判
定されるまで、上記のごとき作業が繰返された。各回の
切断作業に際しては、堆積物の全厚を横切って上方の刃
を１回だけ下方に移動させ、次いでその刃を第１図の位
置にまで戻して次回の切断作業に備えた。
与すれば、それらの刃の寿命は劇的に改善される。この
ことは、以下に記載される試験の結果から明らかとなる
はずである。これらの試験はいずれも、実質的に同じ非
晶質鋼薄板の堆積物について実施された。各々の堆積物
は、アライド・シグナル・コーポレーション（Allied−
Signal Corporation）製のメトグラス（Metglas）2605
−S2非晶質鋼から成りかつ約3.3インチの幅および約0.0
01インチの厚さを有する10枚の薄板を含んでいた。かか
る堆積物は、長尺の薄板を第１および２図に示されるご
とくに整列状態で重ね合わせることによって形成され
た。こうして重ね合わされた薄板を第１図中の切断面12
に沿って切断した後、堆積物を長さ方向に沿って所定の
距離だけ前進させ、そして再び新たな切断面に沿って切
断した。刃の破損の結果として切り口の品質が不良と判
定されるまで、上記のごとき作業が繰返された。各回の
切断作業に際しては、堆積物の全厚を横切って上方の刃
を１回だけ下方に移動させ、次いでその刃を第１図の位
置にまで戻して次回の切断作業に備えた。
第１の系列の試験においては、上記に記載された刃12
および14と同等な刃を用いて切断作業が実施された。な
お、各々の刃は15゜の負のレーキ角を有していた。その
結果、刃の破損が起こるまでに60000回の切断を行うこ
とができた。
および14と同等な刃を用いて切断作業が実施された。な
お、各々の刃は15゜の負のレーキ角を有していた。その
結果、刃の破損が起こるまでに60000回の切断を行うこ
とができた。
第２の系列の試験は同じ剪断装置を用いて実施された
が、この場合には従来の刃（すなわち、レーキ角が０゜
である点を除けば上記の刃12および14と同等であるよう
な刃）が使用された。その結果、刃の破損が起こるまで
に10000回の切断しか行うことができなかった。これら
２つの系列の試験においては、それぞれの刃は同じ材料
から成り、また上方の刃には２゜の剪断角が設けられて
いた。詳しく述べれば、上方の刃は６％のコバルトを含
有する超微粒子の焼結炭化タングステンであるグレード
895のカーバロイ（Carbaloy）から成り、また下方の刃
は６％のコバルトを含有する焼結炭化タングステンであ
るグレード883のカーバロイから成っていた。なお、従
来の刃（すなわち、レーキ角が０゜であるような刃）に
おいては、上方の刃の表面30および32は直角を成して交
わっており、また下方の刃の表面36および38も直角を成
して交わっていた。
が、この場合には従来の刃（すなわち、レーキ角が０゜
である点を除けば上記の刃12および14と同等であるよう
な刃）が使用された。その結果、刃の破損が起こるまで
に10000回の切断しか行うことができなかった。これら
２つの系列の試験においては、それぞれの刃は同じ材料
から成り、また上方の刃には２゜の剪断角が設けられて
いた。詳しく述べれば、上方の刃は６％のコバルトを含
有する超微粒子の焼結炭化タングステンであるグレード
895のカーバロイ（Carbaloy）から成り、また下方の刃
は６％のコバルトを含有する焼結炭化タングステンであ
るグレード883のカーバロイから成っていた。なお、従
来の刃（すなわち、レーキ角が０゜であるような刃）に
おいては、上方の刃の表面30および32は直角を成して交
わっており、また下方の刃の表面36および38も直角を成
して交わっていた。
上記の試験結果からわかる通り、非晶質鋼薄板の堆積
物を剪断するために使用される刃上に負のレーキ角を設
ければ、刃の寿命を極めて大幅に延長させることができ
る。
物を剪断するために使用される刃上に負のレーキ角を設
ければ、刃の寿命を極めて大幅に延長させることができ
る。
本発明の実施の一態様に従えば、両方の刃上に負のレ
ーキ角が設けられるが、一方の刃上にのみ負のレーキ角
を設けた剪断装置も本発明の範囲内に含まれる。かかる
装置においては、他方の刃はレーキ角が０゜であるよう
な従来の構造を有していればよい。
ーキ角が設けられるが、一方の刃上にのみ負のレーキ角
を設けた剪断装置も本発明の範囲内に含まれる。かかる
装置においては、他方の刃はレーキ角が０゜であるよう
な従来の構造を有していればよい。
剪断用の刃に負のレーキ角を設けることによって刃の
寿命の顕著な改善を得るためには、２つの刃上に存在す
るレーキ角の和は少なくとも５゜の負の値を有する必要
のあることが別の試験結果から判明した。とは言え、負
のレーキ角の和が大きくなるほど、刃上に生じる横方向
のスラストは大きくなり、従って切断作業時に刃同士を
引離そうとする傾向が強くなる。両者間の離隔距離が極
めて小さい値に制限されなければ、切り口の品質は顕著
に悪化する。かかる効果について研究を行ったところ、
負のレーキ角の和の最大値は約35゜にすべきことが判明
した。
寿命の顕著な改善を得るためには、２つの刃上に存在す
るレーキ角の和は少なくとも５゜の負の値を有する必要
のあることが別の試験結果から判明した。とは言え、負
のレーキ角の和が大きくなるほど、刃上に生じる横方向
のスラストは大きくなり、従って切断作業時に刃同士を
引離そうとする傾向が強くなる。両者間の離隔距離が極
めて小さい値に制限されなければ、切り口の品質は顕著
に悪化する。かかる効果について研究を行ったところ、
負のレーキ角の和の最大値は約35゜にすべきことが判明
した。
上記のごとき刃の寿命の改善と刃同士を引離す力との
関係を調べたところ、好ましくは各々の刃に８〜15゜の
範囲内の負のレーキ角を設ければよいことが判明した。
関係を調べたところ、好ましくは各々の刃に８〜15゜の
範囲内の負のレーキ角を設ければよいことが判明した。
以上、特定の実施の態様に関連して本発明を記載した
が、本発明の範囲から逸脱することなしに様々な変更態
様が可能であることは当業者にとって自明であろう。そ
れ故、前記特許請求の範囲はかかる変更態様の全てを包
括するものと解すべきである。
が、本発明の範囲から逸脱することなしに様々な変更態
様が可能であることは当業者にとって自明であろう。そ
れ故、前記特許請求の範囲はかかる変更態様の全てを包
括するものと解すべきである。
【図面の簡単な説明】 第１図は非晶質鋼薄板の堆積物を剪断するための本発明
装置に含まれる刃を示す（第２図中の線１−１に関す
る）断面図、そして第２図は第１図に示された刃の一方
を示す（第１図中の線２−２に関する）側面図である。 図中、10は堆積物、11は非晶質鋼薄板、12は上方の刃、
14は下方の刃、16および20はブロック、30および32は上
方の刃の表面、34は上方の刃のかど、36および38は下方
の刃の表面、40は下方の刃のかど、42は切断面、50およ
び52は基準面を表わす。
装置に含まれる刃を示す（第２図中の線１−１に関す
る）断面図、そして第２図は第１図に示された刃の一方
を示す（第１図中の線２−２に関する）側面図である。 図中、10は堆積物、11は非晶質鋼薄板、12は上方の刃、
14は下方の刃、16および20はブロック、30および32は上
方の刃の表面、34は上方の刃のかど、36および38は下方
の刃の表面、40は下方の刃のかど、42は切断面、50およ
び52は基準面を表わす。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルイス・エマーソン・ヒッブス，ジュニ ア アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケ ネクタデイ、ハイランド・パーク・ロー ド、1173番 (56)参考文献 特開 昭59−214511（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−196311（ＪＰ，Ａ) 実公 昭61−17775（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (4)
- 【請求項１】非晶質鋼薄板（11）の堆積物（10）を横断
して伸びる切断面（42）に沿って前記堆積物を剪断する
ための装置において、 ａ）第１および第２の刃（12,14）であって、その各々
が、前記堆積物の一方の側において前記堆積物と接触す
べき第１の表面（30,36）および前記第１の表面を横断
しながら前記切断面に対してほぼ平行に配置された第２
の表面（32,38）を有すると共に、前記第１の表面と前
記第２の表面とが交わることによって形成されたかど
（34,40）を有する第１および第２の刃、 ｂ）切断作業の開始時において、前記第１および第２の
刃の前記かどが前記堆積物の両側に位置しかつ前記切断
面と整列した状態で前記切断面の両側に位置するように
前記第１および第２の刃を配置するための手段（16,2
0）、並びに ｃ）切断作業に際して、前記第１および第２の刃の内の
一方の刃（12）の前記かど（34）が前記切断面に平行な
方向に沿いながら他方の刃（14）の前記かど（40）に向
かって移動し、それにより両方の刃の前記かどの作用下
で前記堆積物が前記切断面に沿って剪断されるように前
記一方の刃を運動させるための手段を備え、 前記一方の刃の前記第１の表面（30）は前記一方の刃の
前記かど上の１点を通りかつ前記切断面および前記一方
の刃の運動方向に垂直な基準面（50）に対して所定のレ
ーキ角（α）を成して配置されており、前記他方の刃の
前記第１の表面（36）は前記他方の刃の前記かど上の１
点を通りかつ前記切断面および前記一方の刃の運動方向
に垂直な基準面（52）に対して所定のレーキ角（α）を
成して配置されており、しかも前記一方の刃の前記レー
キ角と前記他方の刃の前記レーキ角との和が５〜35゜の
範囲内の負の値を有すると共に、各々の刃の前記レーキ
角が負の値を有すること、すなわち各々の刃の前記第１
の表面が前記基準面内に位置する場合に比べて該刃の前
記かどがより大きい角を成すように該第１の表面が傾斜
していることを特徴とする装置。 - 【請求項２】前記第１および第２の刃の一方が実質的に
０゜のレーキ角を有する請求項１記載の装置。 - 【請求項３】前記第１および第２の刃のそれぞれが８〜
15゜の範囲内の負のレーキ角を有する請求項１記載の装
置。 - 【請求項４】前記第１および第２の刃のそれぞれが焼結
炭化タングステンから成る請求項１記載の装置。
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