JP2005536267A - 超格子コーティングを有する切断部材 - Google Patents

Abstract

本発明は、ひげを剃るための装置に用いられる切断部材（７）に関する。この切断部材は、切断エッジ（９）を備える金属の基板（１５）を有する。切断エッジを含む基板の少なくとも一部は、保護コーティング（１９）を備える。本発明によれば、コーティング（１９）は、積み重ねられた複数の、層の対（２１）を有し、層の各対が、主に炭素（Ｃ）を含有する第１の層（２３）と、主に金属を含有する第２の層（２５）とを有し、層の各対が、１ｎｍと１０ｎｍとの間の厚さ（Ｔ_ｐ）をもつ。第２の層は、好ましくは、クロム（Ｃｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）又はタングステン（Ｗ）を含有する。その結果、このコーティングが超格子構造をもち、この構造は、該コーティングに対して、各層の個々の材料の特性より優れている物理的な特性をもたらす。第２の層がクロムを含有し、層の各対（２１）が１．８ｎｍの厚さをもつ実施形態では、コーティング（１９）は、クロムの硬度の約４倍の硬度をもち、切断部材（７）と剃られるひげとの間において、コーティングがない場合に得られるであろう摩擦係数よりかなり低い摩擦係数をもたらす。

Description

本発明は、切断エッジを備える金属の基板を有し、切断エッジを含む基板の少なくとも一部が、炭素を含有するコーティングを備える、ひげを剃るための装置に用いる切断部材に関する。

本発明は、更に、切断エッジを備える金属の基板をもつ切断部材を有し、切断エッジを含む基板の少なくとも一部が、炭素を含有するコーティングを備える、ひげを剃るための装置に関する。

冒頭段落に記載される種類のひげを剃るための装置及び切断部材は、欧州特許出願公開第ＥＰ−Ｂ−０５９１３３９号明細書から知られている。既知の切断部材は、直線的なくさび形状の切断エッジを備えたスチール製のブレード形状の基板を有する、かみそりの刃（ブレード）である。既知のひげを剃るための装置は、２枚のこのような既知のかみそりの刃を有するかみそりであり、これらの２枚の刃が使い捨てのひげ剃りヘッドに配される。切断エッジを含む基板の一部は、ダイヤモンド様炭素（ＤＬＣ；Diamond-like carbon）コーティングを備え、モリブデンの中間層が、基板に対するコーティングの接着力を改善するために、基板とＤＬＣコーティングとの間に設けられる。ＤＬＣコーティングは、比較的高い硬度及び耐摩耗性をもつ。そのため、切断部材の耐磨耗性、特に、くさび形状の切断エッジの耐摩耗性がかなり改善され、切断部材の耐用寿命はかなり長くなる。更に、ＤＬＣコーティングは、剃られるひげと切断部材との間に、比較的低い摩擦係数をもたらす。この結果、切断部材の剃り心地の快適さがかなり改善される。

本発明の目的は、冒頭段落に記載された種類のひげを剃るための装置及び切断部材であって、既知の切断部材及び既知のひげを剃るための装置の快適な剃り心地に少なくとも匹敵する快適な剃り心地を提供する一方で、切断部材の耐久性及び耐磨耗性が向上される、ひげを剃るための装置及び切断部材を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明による切断部材は、コーティングが、積み重ねられた複数の、層の対を有し、各々の対が、主に炭素を含有する第１の層及び主に金属を含有する第２の層を有し、各々の対が、１ｎｍと１０ｎｍとの間の厚さをもつことを特徴とする。

上述の目的を達成するために、本発明によるひげを剃るための装置は、該装置に用いられる切断部材が、本発明による切断部材であることを特徴とする。

コーティングが、積み重ねられた複数の、層の対を有し、層の各対の厚さが１ｎｍと１０ｎｍとの間にある結果、コーティングの隣接する層に存在する原子が、いわゆる、超格子（superlattice）に配されるナノスケールの多層コーティングが達成される。このような超格子コーティングの複数の物理的特性は、コーティングの層の材料が個別にもつ物理的特性、及び層の厚さがより一層厚い場合にコーティングがもつであろう物理的特性より優れている。本発明によれば、切断部材の超格子コーティングの層の各対が、主に炭素を含有する第１の層及び主に金属を含有する第２の層を有する場合、このコーティングは、切断部材と剃られるひげとの間において、該コーティングに炭素が含まれる結果として、コーティングが設けられない場合に得られる摩擦係数よりかなり低い摩擦係数をもたらすと共に、このコーティングは、該コーティングに上記金属が含まれる結果として、個別の金属の硬度の数倍の硬度をもち、その結果、適切な金属が使用される場合、この硬度はＤＬＣコーティングの平均硬度よりかなり高いことが分かった。従って、本発明によるひげを剃るための装置及び切断部材は、既知の切断部材及び既知のひげを剃るための装置の快適な剃り心地に少なくとも匹敵する快適な剃り心地を提供する一方で、かなり向上される耐磨耗性及び耐用寿命を有する。

本発明による切断部材の特定の実施形態は、第２の層が、クロム（Ｃｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）又はタングステン（Ｗ）を含有することを特徴とする。これらの金属は個々に比較的高い硬度をもつので、コーティングの層の各対の第２の層が上記金属の一つを含むこの実施形態においては、コーティングの硬度がＤＬＣコーティングの平均硬度より優れている。

本発明による切断部材の特定の実施形態は、第２の層がクロムを含有し、層の各対が１．６ｎｍと２．０ｎｍとの間の厚さをもつことを特徴とする。コーティングの層の各対の厚さが上記レンジの範囲にある場合、このコーティングは、クロムの硬度の約４倍の硬度に等しいことが分かった。

本発明による切断部材の他の実施形態は、コーティングが、基板と該基板に最も近い層の対との間に、クロムの注入層を有することを特徴とする。このクロムの注入層は、コーティングの基板に対する接着力を大幅に改善し、そのため、切断部材の耐久性が更に改善される。

本発明による切断部材の更に他の実施形態は、コーティングが、クロムの注入層と基板に最も近い層の対との間に、窒化クロム（ＣｒＮ）の基本層を有することを特徴とする。このＣｒＮの基本層は、コーティングの基板に対する接着力を更に改善する。更に、この基本層は、コーティングが基板に設けられる場合、積み重ねられた、層の対にある残余応力を吸収する。

本発明による切断部材の特定の実施形態は、コーティングが、５０ｎｍと２００ｎｍとの間の厚さをもつことを特徴とする。コーティングが５０ｎｍと２００ｎｍとの間の全体の厚さをもつ場合、一方では、コーティングが超格子コーティングの特性を達成するのに十分な数の層の対を有し、他方では、コーティングの厚さが、コーティングされた切断エッジの十分な鋭さを達成すると共に、十分に低い切断力を達成するのに十分な薄さであることが分かった。

本発明による切断部材の他の実施形態は、コーティングが８０ｎｍと１２０ｎｍとの間の厚さをもつことを特徴とする。コーティングが８０ｎｍと１２０ｎｍとの間の全体の厚さをもつ場合、超格子コーティングの特性と、切断エッジの鋭さとの最適な組み合わせが達成されることが分かった。

本発明によるひげを剃るための装置及び切断部材の実施形態は、以下に図面を参照して説明されている。

図１に示される本発明によるひげを剃るための装置は、グリップ３をもつ基部１を有している。更に、この装置は、基部１に取り外し可能に取り付けられる使い捨てひげ剃りヘッド５を有している。ひげ剃りヘッド５は、本発明による３つの金属切断部材７、７’及び７’’を有し、これらの切断部材が、直線状の切断エッジ９、９’及び９’’をそれぞれ備えている。これらの切断エッジ９、９’及び９’’は、互いに平行に向けられ、ひげ剃りヘッド５が剃られるひげの生えた皮膚の上を動かされるべき切断方向Ｘを規定する。この切断方向Ｘは、切断エッジ９、９’及び９’’に対して垂直に延びる。ひげ剃りヘッド５は、更に、第１の皮膚サポート部材１１を有している。この皮膚サポート部材１１は、ひげ剃りヘッド５が切断方向Ｘに動かされるとき、皮膚を引き伸ばす効果をもつように、切断部材７、７’及び７’’の手前に位置付けられ、形成（profile，プロファイル）される。第２の皮膚サポート部材１３は、切断部材７、７’及び７’’の後方にひげ剃りヘッド５に設けられている。

図２は、切断部材７を詳細に示している。切断部材７’及び７’’は、切断部材７と同じである。切断部材７は、スチール製のブレード形状の基板１５を有している。切断エッジ９は、基板１５のくさび形状（wedge-shaped，ウェッジ形状）部１７の先端を構成している。図示される実施形態では、基板が約０．１ｍｍの最大厚さＴをもち、くさび形状部１７が約１２°の主な先端角度αをなす。それによって、くさび形状部１７の長さＬは約０．５ｍｍである。くさび形状部１７の先端は、図２ではその細かい部分が視覚的に分かりにくいが、十分な鋭さをもつ切断エッジ９をもたらすように、約４０ｎｍ（ナノメートル）よりも小さい先端半径をもって丸くされる。

図２に示されるように、くさび形状部１７の主要な部分は、保護コーティング１９を備え、切断エッジ９を含んでいる。図３に示されるように、コーティング１９は、積み重ねられた複数の、層の対２１を有している。層の各対２１は、主に炭素（Ｃ）を含有する第１の層２３及び主にクロム（Ｃｒ）を含有する第２の層２５を有している。図示される実施形態では、層の各対２１は約１．８ｎｍの厚さＴ_ｐをもち、第１の層２３及び第２の層２５はほぼ等しい厚さをもち、コーティング１９は約１００ｎｍの全体の厚さをもつ。このように、コーティング１９は、ナノスケールの多層構造をもち、それぞれの層２３及び２５が、単一の原子の直径のわずか何倍かに等しい厚さを有する。このような構造内では、コーティング１９の隣接する各層２３及び２５に存在する原子が、いわゆる、超格子に配される。このような超格子の複数の物理的特性は、各層２３及び２５の材料が個別にもつ物理的特性、及び個々の層２３，２５の厚さがずっと大きい場合にコーティング１９がもつであろう物理的特性よりも優れている。本発明による各々の層の対２１の第１の層２３が主に炭素を含有する場合、コーティング１９は切断部材７と剃られるひげとの間において、コーティング１９がない場合に得られるであろう摩擦係数よりもかなり低い摩擦係数をもたらすことが分かった。更に、層のそれぞれの対２１の第２の層２５が主にクロムを含有する図３に示される実施形態では、コーティング１９は、クロムの硬度の約４倍の硬度をもち、その結果、この硬度は、ダイヤモンド様炭素のコーティングによりもたらされるであろう平均硬度より優れていることが分かった。この結果、本発明による切断部材７を有する本発明によるひげを剃るための装置は、ダイヤモンド様の炭素のコーティングを備える切断部材の快適な剃り心地に少なくとも匹敵する快適な剃り心地を提供し、それに加えて、ダイヤモンド様の炭素のコーティングによりもたらされる耐磨耗性及び耐用寿命よりも優れている耐磨耗性及び耐用寿命を有する。

図３に示される実施形態では、クロムの注入層２７が基板１５上に設けられている。このクロムの注入層２７は、コーティング１９の基板１５に対する接着力を大幅に改善し、そのため、切断部材７の耐久性が一層改善される。更に、図３に示される実施形態では、ＣｒＮの基本層（basic layer）２９が、注入層２７と、基板１５に最も近い層の対３１との間に設けられている。このＣｒＮの基本層２９は、コーティング１９の基板１５に対する接着力を一層改善する。更に、この基本層２９は、コーティング１９が基板１５上に設けられる場合、積み重ねられた、層の対２１にある残余応力を吸収する。図３に示される実施形態において、クロムの注入層２７は、コーティング１９を設けるプロセスの第１のステップにおいて設けられる。このプロセスでは、基板１５が清浄され、操作（steer，ステア）されるアーク陰極放電により生成されるＣｒ^＋イオンを注入（implant）される。ＣｒＮの基本層２９は、コーティング１９を設けるプロセスの第２のステップを構成するＰＶＤプロセスによって設けられる。最後に、コーティング１９の層の対２１が、コーティング１９を設けるプロセスの第３のステップを構成する真空ＰＶＤプロセスによって設けられる。この第３のプロセスのステップ中、基板１５は、炭素のターゲット及びクロムのターゲットが配される真空チェンバに置かれている。ＰＶＤプロセス中、基板１５が予め決定された速度で回転されるので、基板１５は、炭素のターゲット及びクロムのターゲットと交互に向き合う。第１の層２３の厚さ及び第２の層２５の厚さは、基板１５の回転速度によって、及び上記ターゲットの成膜レートによって決定される。

本発明によれば、コーティング１９の層の対２１は、図３の実施形態における厚さのような１．８ｎｍとは異なる厚さＴ_ｐをもち得ることに留意されたい。コーティング１９の硬度は、層の対２１の厚さＴ_ｐに依存し、この硬度は、厚さＴ_ｐが１．６ｎｍと２．０ｎｍとの間にある場合、クロムの約４倍の硬度の最大値をもつことが分かった。但し、厚さＴ_ｐがこのレンジの範囲外にある場合でも、コーティング１９は、依然としてクロムの硬度より優れている硬度をもち得る。このような優れた硬度は、特に、厚さＴ_ｐが、コーティング１９が超格子構造をもつような厚さＴ_ｐである場合に達成される。厚さＴ_ｐが１ｎｍと１０ｎｍとの間にある場合、炭素層及びクロム層の超格子コーティングが得られるので、本発明は、厚さＴ_ｐについて上記レンジの値をカバーすることが分かった。

更に、本発明によれば、コーティング１９は、図３の実施形態におけるような１００ｎｍとは異なる全体の厚さをもち得ることに留意されたい。一方では、コーティング１９の全体の厚さは、コーティング１９が超格子コーティングの特性を得るのに十分な数の層の対２１をもつようなものでなければならない。十分な数の、層の対２１を設けるためには、５０ｎｍの最小の全体の厚さが必要であることが分かった。他方では、コーティング１９の全体の厚さは、コーティングされた切断エッジ９の十分な鋭さを得ると共に、切断部材７の十分に低い切断力を達成するために十分に小さくなければならない。コーティング１９の全体の厚さが２００ｎｍを下回る場合、切断力の満足できる値が得られることが分かった。その結果、本発明は、超格子コーティング１９の全体の厚さが５０ｎｍと２００ｎｍとの間にある切断部材７の実施形態をカバーする。但し、 コーティングの全体の厚さが８０ｎｍと１２０ｎｍとの間にある場合、超格子コーティング１９の特性、切断力及び鋭さの最適な組み合わせが達成されることが分かった。

更に、本発明は、コーティング１９の層の各対２１の第２の層２５が、クロム以外の金属を主として含有する実施形態もカバーすることに留意されたい。コーティング１９に金属が存在する結果として、一般に、超格子コーティング１９は、上記金属が個別にもつ硬度の何倍かの硬度をもつことが分かっており、当業者であれば、かみそり又はシェーバに用いられる既知のコーティングの硬度より優れている所望の硬度をもつコーティング１９をもたらす、いかなる適切な金属をも実験によって見つけることができるであろう。とりわけ、コーティング１９の層の各対２１の第２の層２５が、クロムの代わりに、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）又はタングステン（Ｗ）を含有する場合に、上記の優れた硬度が達成されることが分かったけれども、当業者であれば、更に他の適切な金属を見つけることができるであろう。それぞれの適切な金属について、当業者であれば、層の各対の厚さＴ_ｐのための最適な値、及び超格子コーティングの全体の厚さのための最適な値を見つけることもできるであろう。更に、クロム又は他の適切な金属を含む層の対を有するコーティング１９が、クロム以外の材料からなる注入層２７又はＣｒＮ以外の材料からなる基本層２９を有し得ることに留意されたい。当業者であれば、注入層２７のための他の適切な金属、及び基本層２９のための他の適切な金属をみつけることができるであろう。

図１の実施形態では、本発明によるひげを剃るための装置は、本発明による３つの切断部材７、７’及び７’’が配される使い捨てのひげ剃りヘッド５を有し、このひげ剃りヘッド５が、基部１に取り外し可能に取り付けられている。本発明は、一つ又は複数の切断部材が、基部から取り外し可能ではないひげ剃りヘッドに配される実施形態もカバーすることに留意されたい。更に、本発明は、ひげを剃るための装置が、さまざまな異なる数の本発明による切断部材、例えば、１つ、２つ又は４つの切断部材を有する実施形態もカバーする。更に、特許請求の範囲における「ひげを剃るための装置」という表現は、ひげ剃りヘッドに取り付けられた切断部材を有する該ひげ剃りヘッドを備える基部を有する図１に示された種類の装置をカバーするだけでなく、図１のひげ剃りヘッド５と同様の種類の使い捨て又は非使い捨てのひげ剃りヘッドであって、本発明による少なくとも一つの切断部材を有し、シェーバ又はかみそりの基部に取り付けられるのに適しているひげ剃りヘッドもカバーすることに留意されたい。
図１の実施形態では、切断部材７、７’及び７’’が、ひげ剃りヘッド５において固定の位置又は実質的に固定の位置に取り付けられている。最後に、本発明は、本発明による一つ又は複数の切断部材が、当該装置に設けられる適切な駆動メカニズムによって、この装置の基部に対して駆動され得る、ひげを剃るための装置の実施形態もカバーすることに留意されたい。上記の切断部材は、例えば、切断力の低減をもたらすように、動作時、基部に対して往復する動き又は振動する動きを行うことも可能である。

本発明によるひげを剃るための装置を示す図である。 図１の装置に使用される本発明による切断部材を示す図である。 図２の切断部材の保護コーティングの断面図を概略的に示す図である。

Claims (8)

1. 切断エッジを備える金属の基板を有し、前記切断エッジを含む前記基板の少なくとも一部が、炭素を含有するコーティングを備える、ひげを剃るための装置に用いる切断部材であって、
   前記コーティングが、積み重ねられた複数の、層の対を有し、各対が、主に炭素を含有する第１の層及び主に金属を含有する第２の層を有し、各対が、１ｎｍと１０ｎｍとの間の厚さをもつことを特徴とする、切断部材。
2. 前記第２の層が、クロム、ニオブ、モリブデン、チタン、バナジウム又はタングステンを含有することを特徴とする、請求項１に記載の切断部材。
3. 前記第２の層がクロムを含有し、前記層の各対が１．６ｎｍと２．０ｎｍとの間の厚さをもつことを特徴とする、請求項１に記載の切断部材。
4. 前記コーティングが、前記基板と該基板に最も近い前記層の対との間に、クロムの注入層を有することを特徴とする、請求項３に記載の切断部材。
5. 前記コーティングが、クロムの前記注入層と前記基板に最も近い前記層の対との間に、ＣｒＮの基本層を有することを特徴とする、請求項４に記載の切断部材。
6. 前記コーティングが、５０ｎｍと２００ｎｍとの間の厚さをもつことを特徴とする、請求項１に記載の切断部材。
7. 前記コーティングが、８０ｎｍと１２０ｎｍとの間の厚さをもつことを特徴とする、請求項６に記載の切断部材。
8. 切断エッジを備える金属の基板をもつ切断部材を有し、前記切断エッジを含む前記基板の少なくとも一部が、炭素を含有するコーティングを備える、ひげを剃るための装置であって、
   前記切断部材が、請求項１乃至７の何れか一項に記載された切断部材であることを特徴とする装置。
   

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