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JP2003532548A - 工作機械用むくドリル - Google Patents

工作機械用むくドリル

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JP2003532548A
JP2003532548A JP2001582019A JP2001582019A JP2003532548A JP 2003532548 A JP2003532548 A JP 2003532548A JP 2001582019 A JP2001582019 A JP 2001582019A JP 2001582019 A JP2001582019 A JP 2001582019A JP 2003532548 A JP2003532548 A JP 2003532548A
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ヘルムート モルローク
フランク レーザー
ヘンリー シュット
ミルティアディス テオドロー
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コメート プレツィジオーンスヴェルクツォイゲ ローベルト ブロイニング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
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Application filed by コメート プレツィジオーンスヴェルクツォイゲ ローベルト ブロイニング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング filed Critical コメート プレツィジオーンスヴェルクツォイゲ ローベルト ブロイニング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、工作機械用のむくドリルに関する。このむくドリルはドリル本体（１０）と、互いに半径方向間隔をおいて切屑搬出溝（１２，１４）の範囲内のドリル本体（１０）の各々１つのインサート装着部（１６，１８）内に配置された少なくとも２個の可動インサート（２０，２２）とを備えている。この可動インサートは長方形または直方体の輪郭を有する。可動インサートの端面側の主切れ刃（３０，３４）はドリル本体（１０）から軸方向に突出し、その作用範囲は半径方向において互いにオーバーラップしている。半径方向外側の可動インサート（２２）の外側のコーナー（３６）と、このコーナーに接続する、主切れ刃（３４）に対して直角の副切れ刃（３８）は、ドリル本体（１０）の外周から半径方向に突出している。この副切れ刃（３８）は更に、コーナー（３６）からその縦延長方向においてドリル本体（１０）の方に所定の逃げ角をなして傾斜している。この所定の逃げ角は３．２°よりも小さい。副切れ刃（３８）は案内エッジ（４４）を備えている。穿孔の際にこの案内エッジによって、副切れ刃は半径方向外向きの押しのけ力の作用を受けてその長さの少なくとも一部にわたって穴の壁（４２）に滑動接触する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、ドリル本体と、互いに半径方向間隔をおいて切屑搬出溝の範囲内の
ドリル本体の各々１つの凹部内に配置された少なくとも２個の可動インサート（
スローアウェイチップ）とを備え、この可動インサートが長方形または直方体の
輪郭を有し、可動インサートの端面側の主切れ刃がドリル本体から軸方向に突出
し、その作用範囲が半径方向において互いにオーバーラップし、半径方向外側の
可動インサートの外側の丸められたコーナーと、このコーナーに接続する、主切
れ刃に対して直角の副切れ刃とが、ドリル本体の外周から半径方向に突出し、こ
の副切れ刃がコーナーからその縦延長方向においてドリル本体の方に所定の逃げ
角をなして傾斜している、工作機械用のむくドリルに関する。
【０００２】 直方体状の２個の可動インサートを備えたこの種の穿孔工具は公知である（独
国特許出願公開第２８４３７８８号公報）。直方体状の両インサートは互いに異
なる半径方向間隔をおいて配置されている。インサートの端面側の主切れ刃は正
の端面角度でドリル本体から軸方向に突出している。インサートは更に、回転方
向において１８０°と異なる角度を有する。この場合、内側のインサートが周方
向において外側のインサートよりも先行する。軸方向において、内側のインサー
トは荒削りを行う。この場合、間隔はコーナーの範囲の曲率半径にほぼ一致して
いる。内側のインサートの主切れ刃はドリル軸線から突出していない。最も外側
のインサートの副切れ刃の傾斜は、穴の壁に摩擦するように選定されている。摩
擦作用を避けるために、副切れ刃の逃げ角は少なくとも５°である。他の内側の
インサートの逃げ角は幾分大きく、しかも可動インサートで均一な負荷分布を生
じるという役目を有する。
【０００３】 本発明の根底をなす課題は、切削能力が少なくとも同じであると共に、精度が
高められる、冒頭に記載した種類の公知のむくドリルを改良することである。 この課題を解決するために、請求項１と４に記載した特徴の組み合わせが提案
される。本発明の有利な実施形および発展形態は従属請求項から明らかである。 本発明による解決策は特に、副切れ刃が案内エッジを形成し、穿孔の際にこの
案内エッジが半径方向外向きの押しのけ力の作用を受けてその長さの少なくとも
一部にわたってその前に形成された穴の壁に接触するという思想に基づいている
。これを達成するために、本発明では、副切れ刃の逃げ角が３．２°以下、特に
１．２〜２．２°である。副切れ刃がその案内エッジの長さの２０％以上、特に
３０〜６０％にわたって穴の壁に滑動接触すると有利である。工作材料の所定の
弾性係数の場合、特にできるだけ小さな逃げ角のときに、副切れ刃がその案内エ
ッジの全長にわたって穴の壁に滑動接触する。副切れ刃の範囲において切削摩擦
作用を生じるときに、逃げ角の限界に達する。
【０００４】 可動インサートの副切れ刃が位置の移動によって主切れ刃になるので、切削エ
ッジのすぐ近くの範囲において摩耗が生じないように留意すべきである。これは
、案内エッジが副切れ刃の逃げ面面取り部およびまたは逃げ面丸め部によって形
成されていることによって回避される。その代わりに、案内エッジは副切れ刃の
すくい面面取り部およびまたはすくい面丸め部によって形成可能である。工具内
での可動インサートの正しい位置決めは、先行の際に逃げ面面取り部またはすく
い面面取り部の範囲内において副切れ刃長さの少なくとも一部にわたって材料平
滑化が生じることから確認可能であるがしかし、副切れ刃の範囲では確認不可能
である。この現象は、副切れが部分的な弾性変形と場合によっては凹凸の平滑化
を受けて穴の壁に滑動接触する表れである。
【０００５】 可動インサートが少なくとも主切れ刃と副切れ刃の範囲において、摩擦を低減
する耐摩耗性のコーティングを有すると、上記の観点における一層の改善が達成
される。これは例えば窒化チタン、浸炭窒化チタン、窒化アルミニウムまたは酸
化アルミニウムのグループの材料からなっている。
【０００６】 本発明の有利な実施形では、内側の可動インサートの内側の丸められたコーナ
ーがドリル軸線と交叉している。この手段によって、内側の可動インサートと外
側の可動インサートの範囲において、主切れ刃から拡がるほぼ同じ大きさの切屑
室が生じる。それによって、穿孔の際に生じる比較的に幅の広い切屑が挟まる危
険なしに切屑搬出溝を通って排出可能である。
【０００７】 内側の可動インサートの主切れ刃が、外側の可動インサートの主切れ刃から荒
削り間隔を有し、この間隔が可動インサートのコーナー半径よりも小さく、特に
コーナー半径の３０％よりも小さいと、穿孔工具の遠心特性はが改善される。絶
対的な寸法で表現すると、荒削り間隔は０．５ｍｍよりも小さく、特に０．１５
〜０．３ｍｍである。
【０００８】 半径方向に作用する押しのけ力を最適化するために、本発明の他の有利な実施
形では、内側の可動インサートの主切れ刃の端面角度が外側の可動インサートの
主切れ刃の端面角度よりも大きく、特に２倍の大きさであることが提案される。 穿孔の際に穿孔工具に作用する半径方向力を更に最適化するために、本発明の
好ましい実施形では、外側の可動インサートの主切れ刃が内側の可動インサート
の主切れ刃に対して、ドリル軸線回りの回転方向において、１８０°よりも小さ
な角度をなしている。この手段によって更に、内側と外側の可動インサートの範
囲内においてほぼ同じ大きさの切屑搬出溝の通過横断面が設けられる。
【０００９】 次に、図に略示した実施の形態に基づいて本発明を詳しく説明する。 図に示した工具は、工作機械用のむくドリルである。このむくドリルは２つの
切屑搬出溝１２，１４を有するほぼ円筒状のドリル本体１０を備えている。切屑
搬出溝の端面側の端部には、直方体状の可動インサート（スローアウェイチップ
）２０，２２を収容するための凹部１６，１８が１つずつ設けられている。可動
インサート２０，２２はドリル本体１０のねじ穴２４に係合する１本ずつの皿頭
ねじ２６によってドリル本体１０に固定されている。図２ａ〜２ｃから判るよう
に、丸められた内側のコーナー２８を有する内側の可動インサート２２はその端
面側の主切れ刃のところでドリル軸線３２と交叉し一方、外側の可動インサート
２２は丸められた外側のコーナー３６の範囲内の主切れ刃３４と、その外側の副
切れ刃３８とがドリル本体１０の外周を越えて突出している。可動インサートは
更に、その主切れ刃と副切れ刃がドリル本体１０に対して傾斜配置され、主切れ
刃はドリル軸線と垂直な平面に対して、正の角度αi＝４°またはαa＝２°をな
している。この場合、添字ｉは内側の可動インサートを、添字ａは外側の可動イ
ンサートを表す。副切れ刃３８が主切れ刃３４に対して垂直に向いているので、
図示した実施の形態の場合、副切れ刃３８はコーナー３６からその縦延長方向に
おいてドリル本体の方に逃げ角をなして傾斜している。この逃げ角は角度αaに
一致している。図２ａから更に判るように、外側の可動インサート２２の主切れ
刃３４は内側の可動インサート２０の主切れ刃３０に対して、ドリル軸線３２を
中心とした矢印４０で示す回転方向において、角度をなしている。この角度は角
度βだけ１８０°よりも小さい。図示した実施の形態の場合、角度βは約５°で
ある。図２ｂから判るように、内側の可動インサート２０の主切れ刃３０は外側
の可動インサート２２の主切れ刃３４から荒削り間隔ｄを有する。この間隔は主
切れ刃のコーナーの半径よりも小さく、図示した実施の形態の場合０．２３ｍｍ
である。角度αi，αa，βと、荒削り間隔ｄは、ドリルがその外側の副切れ刃３
８の範囲において、形成された穴の壁４２に対して所定の半径方向押しのけ力で
滑動接触するように選定されている。
【００１０】 そのために、副切れ刃３８は案内エッジ４４を備えている。この案内エッジに
よって、外側の可動インサート２２が穴の壁４２に対して滑動接触する。案内エ
ッジは図３ｂに示した実施の形態の場合、副切れ刃の逃げ面を丸めることによっ
て形成されている。一方、図３ｃの場合には、副切れ刃の逃げ面を面取りするこ
とによって形成されている。副切れ刃３８の固有の切削エッジは案内エッジ４４
に対して幾分内側にずれているので、穿孔の際副切れ刃３８の範囲に摩耗が生じ
ない。案内エッジだけが穴の壁に対するその滑動接触に基づいて平滑化される。
ドリル軸線３２に対する副切れ刃３８の逃げ角が非常に小さいので、副切れ刃の
案内エッジ４４はその長さの少なくとも一部にわたって穴の壁に接触する。それ
によって、押しのけ力が大きな面積に分配されるので、副切れ刃の範囲内におい
て切削加工が行われず、精々穴の壁の平滑化が行われる。滑り作用を改善するた
めに、可動インサートは摩擦を低減させる層、例えば窒化チタン、浸炭窒化チタ
ン、窒化アルミニウムまたは酸化アルミニウムからなる層を備えることができる
。
【００１１】 上記のように可動インサート２０，２２を切屑搬出溝内に配置したことにより
、幾分拡がる充分な切屑用通過横断面が形成され、それにもかかわらず可動イン
サートのための安定した支持基礎がドリル本体１０に残る。
【００１２】 要約すると、次の通りである。本発明は、工作機械用のむくドリルに関する。
むくドリルはドリル本体１０と、互いに半径方向間隔をおいて切屑搬出溝１２，
１４の範囲内のドリル本体１０のインサート装着１６，１８内に配置された２個
の可動インサート２０，２２を備えている。可動インサート２０，２２は長方形
または直方体の輪郭を有する。可動インサートの端面側の主切れ刃３０，３４は
ドリル本体１０から軸方向に突出し、その作用範囲が半径方向においてオーバー
ラップしている。半径方向外側の可動インサート２２はその外側のコーナー３６
とそれに接続する、主切れ刃３４に対して直角の副切れ刃３８が、ドリル本体１
０の外周を越えて半径方向に突出している。更に、当該の副切れ刃３８はコーナ
ー３６からその縦延長方向においてドリル本体１０の方に逃げ角をなして３．２
°よりも小さな所定の逃げ角度だけ傾斜している。副切れ刃３８は案内エッジ４
４を備えている。この案内エッジによって、副切れ刃は穿孔の際に、半径方向外
向きの押しのけ力の作用を受けて少なくともその長さの一部にわたって穴の壁４
２に滑動接触する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 直方体の可動インサートを備えた工作機械用むくドリルの斜視図である。
【図２】 図２ａ〜２ｃは図１のむくドリルの平面図と、２つの部分側面図である。
【図３】 図３ａは、逃げ面面取り部の範囲内に案内エッジを備えた、図１と図２の穿孔
工具の外側の可動インサートの副切れ刃の部分断面図である。 図３ｂ，３ｃは副切れ刃の逃げ面の範囲内に丸み付け部と付加的な面取り部を
有する、図３ａの部分図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ハイディンガー ハンス ドイツ連邦共和国 デー・74385 プライ デルスハイム バートブルンネンシュトラ ーセ ５ (72)発明者 クラウゼ アレクサンダー ドイツ連邦共和国 デー・74366 マイム スハイム ラウフェナー シュトラーセ 53／１ (72)発明者 クルスツィンスキー ヤツェック ドイツ連邦共和国 デー・70190 シュツ ットガルト フリーデンスプラッツ ６ (72)発明者 モルローク ヘルムート ドイツ連邦共和国 デー・74369 レヒガ ウ アイヒェンヴェーク 30 (72)発明者 レーザー フランク ドイツ連邦共和国 デー・74376 ゲムリ ッヒハイム ジルヒャーシュトラーセ ６ (72)発明者 シュット ヘンリー ドイツ連邦共和国 デー・74343 ザクセ ンハイム フリーデンスシュトラーセ 12 (72)発明者 テオドロー ミルティアディス ドイツ連邦共和国 デー・74382 ネッカ ーヴェストハイム クラウゼンヴェーク ３ Ｆターム(参考） 3C037 BB00 【要約の続き】 け力の作用を受けてその長さの少なくとも一部にわたっ て穴の壁（４２）に滑動接触する。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ドリル本体（１０）と、互いに半径方向間隔をおいて切屑搬
    出溝（１２，１４）の範囲内のドリル本体（１０）の各々１つの凹部（１６，１
    ８）内に配置された少なくとも２個の可動インサート（２０，２２）とを備え、
    この可動インサートが長方形または直方体の輪郭を有し、可動インサートの端面
    側の主切れ刃（３０，３４）がドリル本体（１０）から軸方向に突出し、その作
    用範囲が半径方向において互いにオーバーラップし、半径方向外側の可動インサ
    ート（２２）の外側の丸められたコーナー（３６）と、このコーナーに接続する
    、主切れ刃（３４）に対して直角の副切れ刃（３８）とが、ドリル本体（１０）
    の外周から半径方向に突出し、この副切れ刃（３８）がコーナー（３６）からそ
    の縦延長方向においてドリル本体（１０）の方に所定の逃げ角（αa）をなして
    傾斜している、工作機械用のむくドリルにおいて、副切れ刃（３８）の逃げ角が
    ３．２°よりも小さいことを特徴とするむくドリル。
  2. 【請求項２】 逃げ角（αa）が１．２〜２．２°であることを特徴とする
    請求項１記載のむくドリル。
  3. 【請求項３】 副切れ刃（３８）が案内エッジ（４４）を形成し、この案内
    エッジが穿孔の際に半径方向外側に向いた押しのけ力の作用を受けて、その長さ
    の少なくとも一部にわたって、穴の壁（４２）に滑動接触することを特徴とする
    請求項１または２記載のむくドリル。
  4. 【請求項４】 ドリル本体（１０）と、互いに半径方向間隔をおいて切屑搬
    出溝（１２，１４）の範囲内のドリル本体（１０）の各々１つの凹部（１６，１
    ８）内に配置された少なくとも２個のインサート（２０，２２）とを備え、この
    可動インサートが長方形または直方体の輪郭を有し、可動インサートの端面側の
    主切れ刃（３０，３４）がドリル本体（１０）から軸方向に突出し、その作用範
    囲が半径方向において互いにオーバーラップし、半径方向外側の可動インサート
    （２２）の外側の丸められたコーナー（３６）と、このコーナーに接続する、主
    切れ刃（３４）に対して直角の副切れ刃（３９）とが、ドリル本体（１０）の外
    周から半径方向に突出し、この副切れ刃（３８）がコーナー（３６）からその縦
    延長方向においてドリル本体（１０）の方に所定の逃げ角（αa）をなして傾斜
    している、工作機械用のむくドリルにおいて、副切れ刃（３８）が案内エッジ（
    ４４）を形成し、穿孔の際にこの案内エッジが半径方向外向きの押しのけ力の作
    用を受けてその長さの少なくとも一部にわたって穴の壁（４２）に接触すること
    を特徴とするむくドリル。
  5. 【請求項５】 最も外側の可動インサート（２２）の外側の副切れ刃（３８
    ）がその案内エッジ（４４）の長さの２０％以上にわたって穴の壁（４２）に滑
    動接触することを特徴とする請求項３または４記載のむくドリル。
  6. 【請求項６】 最も外側の可動インサート（２２）の外側の副切れ刃（３８
    ）がその案内エッジ（４４）の長さの３０〜６０％にわたって穴の壁（４２）に
    滑動接触することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載のむくドリル
    。
  7. 【請求項７】 副切れ刃（３８）がその案内エッジ（４４）の全長にわたっ
    て穴の壁（４２）に滑動接触することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つ
    に記載のむくドリル。
  8. 【請求項８】 案内エッジ（４４）が副切れ刃（４４）の逃げ面面取り部お
    よびまたは逃げ面丸め部によって形成されていることを特徴とする請求項３〜７
    のいずれか一つに記載のむくドリル。
  9. 【請求項９】 案内エッジ（４４）が副切れ刃のすくい面面取り部およびま
    たはすくい面丸め部によって形成されていることを特徴とする請求項３〜７のい
    ずれか一つに記載のむくドリル。
  10. 【請求項１０】 最も外側の可動インサート（２２）の外側の副切れ刃（３
    ８）が部分的に弾性変形しながら穴の壁（４２）に滑動接触することを特徴とす
    る請求項３〜９のいずれか一つに記載のむくドリル。
  11. 【請求項１１】 最も外側の可動インサート（２２）の外側の副切れ刃（３
    ８）が凹凸を平滑化しながら穴の壁（４２）に滑動接触することを特徴とする請
    求項３〜１０のいずれか一つに記載のむくドリル。
  12. 【請求項１２】 内側の可動インサート（２０）の主切れ刃（３０）がその
    内側の丸められたコーナー（２８）の範囲においてドリル軸線（３２）と交叉し
    ていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載のむくドリル。
  13. 【請求項１３】 最も内側の可動インサート（２０）の主切れ刃（３０）が
    、最も外側の可動インサート（２２）の主切れ刃（３４）から荒削り間隔（ｄ）
    を有し、この間隔が主切れ刃のコーナー半径よりも小さいことを特徴とする請求
    項１〜８のいずれか一つに記載のむくドリル。
  14. 【請求項１４】 荒削り間隔（ｄ）がコーナー半径の５０％よりも小さいこ
    とを特徴とする請求項１３記載のむくドリル。
  15. 【請求項１５】 荒削り間隔（ｄ）が０．５ｍｍよりも小さく、特に０．１
    ５〜０，３ｍｍであることを特徴とする請求項１３または１４記載のむくドリル
    。
  16. 【請求項１６】 最も内側の可動インサート（２０）の主切れ刃（３０）の
    端面角度（αi）が最も外側の可動インサート（２２）の主切れ刃（３４）の端
    面角度（αa）よりも大きいことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一つに
    記載のむくドリル。
  17. 【請求項１７】 最も内側の可動インサート（２０）の主切れ刃（３０）の
    端面角度（αi）が最も外側の可動インサート（２２）の主切れ刃（３４）の端
    面角度（αa）の２倍であることを特徴とする請求項１６記載のむくドリル。
  18. 【請求項１８】 ２個の可動インサート（２０，２２）が設けられ、最も外
    側の可動インサート（２２）の主切れ刃（３４）が最も内側の可動インサート（
    ２０）の主切れ刃（３０）に対して、ドリル軸線（３２）回りの回転方向（４０
    ）において、１８０°よりも小さな角度をなしていることを特徴とする請求項１
    〜１７のいずれか一つに記載のむくドリル。
  19. 【請求項１９】 可動インサート（２０，２２）が少なくとも主切れ刃と副
    切れ刃の範囲において、摩擦を低減する耐摩耗性のコーティングを有することを
    特徴とする請求項１〜１８のいずれか一つに記載のむくドリル。
  20. 【請求項２０】 コーティングが窒化チタン、浸炭窒化チタン、窒化アルミ
    ニウムまたは酸化アルミニウムのグループの材料からなっていることを特徴とす
    る請求項１９記載のむくドリル。
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