JP3295811B2 - スパイラル刃物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉛筆削り器や毛玉取り
器等に用いられる刃物、特に刃先ラインがスパイラル状
を成した刃物に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のスパイラル刃物として、例え
ば、図１１に示すようにホブ盤を使って管状または棒状
の刃物素材からスパイラル刃を削り出し、これを電気か
みそりの内刃１６として用いたものがある（実開平２−
６７９６９号公報）。また、スパイラル刃物ではない
が、図１２に示すように電気かみそりの内刃１６とし
て、刃保持用の基台１の周面にストレートの帯状刃２を
ねじり弾性変形させないまま軸方向に平行にインサート
成形したものがある（特開昭６３−１９４６９２号公
報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前者の従来
技術のごとくホブ切りによるものでは切れ味が良好であ
る反面、生産性が低く、コスト高になる。

【０００４】その点、後者の従来技術のものでは帯状刃
２を基台１にインサート成形するので、量産化を図るこ
とができる。しかし、薄手の帯状刃２は毛から受ける切
断抵抗で撓み過ぎる傾向が大であるため、それだけ切れ
味が低下する。帯状刃２の基台１の周面からの突出高さ
ｈを小さくすることにより撓みを小さく抑えられるが、
こうした場合は固定外刃１８と基台１の周面との間に形
成される空間が狭くなって長い毛が導入され難くなった
り、切断後の毛屑が固定外刃１８の毛導入孔１９から吹
出やすくなるといった問題が生じるため、その突出高さ
ｈはあまり小さくすることができない。また、帯状刃２
の板厚を大きくすれば撓みにくくなるが、これでは固定
外刃１８の内面との接触面積の増大により摺動抵抗が大
きくなってモータに過負荷を加える不具合が生じ、また
その所望形状の塑性、プレス加工が容易でなくなる。

【０００５】これらの点を解消するものとして、例え
ば、特開昭５８−１７３５７７号公報に示されるように
ドラムの外周の保持溝に螺旋刃を巻きつけ、その両端を
かしめ付けるものがあるが、螺旋刃はこの両端でのみ固
定され、その余の中間部分は保持溝内に保持されている
だけであるので、切断抵抗によりぐらつき状に傾き易
く、しかも一条の刃をドラム全長に巻きつけているの
で、ねじれ角が大きくなり過ぎて５０°を越え、切れ味
の悪いものとなる。

【０００６】また、実開昭５９−４４９７０号公報に示
されるものは、刃を複数枚にしているが、その固定は両
端だけであり、前述したものと同様に、その中間領域は
摺動、切断抵抗により傾き、変動し易く、切れ味の不安
定なものとなる。

【０００７】本発明は、切れ味の良好な構造のスパイラ
ル刃物を提供し、その生産性の向上を図ることを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のスパイラル刃物
は、プラスチック製の基台１と、弾性材からなる帯状刃
２とからなる。帯状刃２は、ねじり弾性変形させた状態
のまま、その刃元側端２ａを全長にわたって基台１の周
面に所定深さでインサート成形して埋設してあり、帯状
刃２には、基台１の周面に埋設される刃元側端２ａ寄り
に、透孔ないし切欠からなる抜け止め手段が、全長にわ
たって埋設状態で設けられている。

【０００９】基台１に回転軸３を一体に成形することが
できる。ここで、一体に成形するとは、基台１と回転軸
３とを同じ材料で一体成形すること、および基台１の成
形時にこれとは別体の回転軸３を基台１にインサート成
形することの双方を含む。

【００１０】

【作用】弾性材からなる帯状刃２はねじり弾性変形させ
た状態のままで基台１に埋設してあるので、その刃先側
端２ｂが毛等から受ける切断抵抗で撓む方向に逆らう方
向のねじれ応力が作用するため、切削時の撓みを小さく
抑えることができて切れ具合が良好となる。帯状刃２を
基台１にインサート成形するので、成形サイクルを短縮
化できてスパイラル刃物の生産性を高める。

【００１１】帯状刃２のねじり角βは４５°より小さく
することにより、毛等の被切断物もすべることなく切断
できる。

【００１２】基台１に回転軸３を一体に成形するので、
基台１に対する回転軸３の組み付けを省略できる。

【００１３】帯状刃２の刃元側端２ａの長さは刃先側端
２ｂの長さよりも大きくしてあるので、帯状刃２をねじ
り変形させて基台１に埋設するときもその埋め込み深さ
を帯状刃全長にわたって均等にし、全ての帯状刃２の刃
先側端２ｂの高さを同じに揃えることができ、この点で
も切れ味の向上に寄与する。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
切れ味の良いスパイラル刃物を安価に大量生産できる。

【００１５】

【実施例】図１ないし図３は本発明に係るスパイラル刃
物を例示している。このスパイラル刃物は、ナイロン、
アセタール、ポリエステル、ポリフェニレンオキシド、
ポリカーボネート、ポリスチレン、ＰＢＴ樹脂のような
エンジニアリングプラスチック、特にこれらの結晶性樹
脂単独、またはガラス繊維もしくは金属ウイスカー入り
のエンジニアリングプラスチックからなる円柱または多
角柱形状の基台１の周面に、複数本の薄い、例えばＳＵ
Ｓ４０３Ｊ２のようなステンレス鋼板からなる帯状刃２
を軸心に対して所定の傾き角（ねじれ角β）をつけて埋
設してなる。前記のような基台１の樹脂材料は、帯状刃
２が作用時に受ける温度と表面硬度（衝撃性）を考慮し
て選定される。例えば、耐熱性が常時１００℃以上で、
衝撃強さが６kg・cm／cm以上のものが好ましい。

【００１６】帯状刃２の埋設に際しては、帯状刃２を板
厚方向にねじれ変形させて内部応力が残留したままその
刃元側端２ａが基台１の周面に所定深さに埋設される。
この場合、刃元側端２ａ寄りに透孔や切欠等からなる抜
け止め手段をその全長にわたって、または部分的に設け
ているが、その埋設状態でねじれ変形を部分的に緩和し
ない程度の大きさおよび配置にすることが好ましい。こ
のためには透孔等が全て埋設されてしまえば最も安定す
る。

【００１７】基台１の両端面の中心からは鉄やステンレ
ス等からなる金属製の回転軸３を突出させている。

【００１８】このようなスパイラル刃物は次のようにし
て製造することができる。上記基台１は射出成形し、こ
の成形時に帯状刃２および回転軸３をインサートする。
図５および図６はその基台成形金型構造の断面図を示
す。この基台成形金型６はその中央に成形品たる基台１
に該当するキャビティ７を有するとともに、キャビティ
７の内周に帯状刃２をねじり変形させて内部応力が残留
した状態に挿入保持する複数本（図示例では１２本）の
スパイラル溝８を形成してなる。

【００１９】こうした基台成形金型６は、成形用の金型
架台に装着する際に、向き規制をする必要があり、この
ために図６および図７に示すように一側壁に軸方向に沿
って切欠６ａを設ける。また、この切欠６ａは後述する
縦分割ブロック１０を保守、修理するために再連結する
際の方向の間違いを防止するにも有効である。この基台
成形金型６は、図７に示すように多数の縦分割ブロック
１０を軸方向に隙間なく積み重ねることにより組み立て
られる。各縦分割ブロック１０は基台成形金型６を軸方
向に均等に又は不均等に分割した多角形あるいは円形状
であり、その中央に前記キャビティ７を形成する円形の
孔１１を有し、かつ該孔１１の内周に前記スパイラル溝
８を形成するスリット１２を放射状に設けている。この
縦分割ブロック１０の全てを積み重ねることにより、各
ブロック１０の孔１１が連通してキャビティ７が形成さ
れる。また各ブロック１０のスリット１２はスパイラル
溝８に沿うべく少しずつ位相をずらしていて、全部の縦
分割ブロック１０の積み重ねによって、そのキャビティ
７の内周にスパイラル溝８が形成される。

【００２０】具体的には、例えば、スパイラル刃物の基
台軸長が４０mmの場合、板厚１mmの縦分割ブロック１０
を４０枚、積み重ねてある。

【００２１】この基台成形金型６としては、図８に示す
ようにその周方向に等分割し、かつその分割線がスパイ
ラル溝８に沿った形の複数の横分割ブロック９からなる
ものを用いることもできる。この場合、横分割ブロック
９の内面に円周状のライン９ａを刻んでおけば、成形後
の基台１の表面に帯状刃２の埋設方向と交差する微細な
凹凸を形成でき、使用時、切屑が基台１の表面を帯状刃
２に沿って移動し、その一端寄りに切屑が集中的に堆積
するのを軽減できる。

【００２２】このような基台成形金型６を用いて成形す
るに際しては、まず、帯状刃２をキャビティ７の上方か
ら入れてその刃先側端２ｂをスパイラル溝８に挿入す
る。帯状刃２はスパイラル溝８に挿入されることにより
ねじれ荷重が加えられて内部にねじれ応力が発生したま
ま保持された状態でスパイラル溝８内で所定のねじれ角
β（例えば１８°）がつけられ、刃元側端２ａがキャビ
ティ７内に突出する。

【００２３】また、基台成形金型６のキャビティ７の中
心には、その周面に基台回止め用の凹凸を形成した回転
軸３を配し、この上下端を基台成形金型６のスプールブ
ッシュ１３および下型１４で支持することにより垂直に
保持固定する。このとき、回転軸３の基台回止め用の凹
凸が軸方向中間付近に設けられていると、その装填間違
いを防止できる。

【００２４】次いで、溶融樹脂をゲート１５からキャビ
ティ７に射出して充填することにより、基台１が成形さ
れると同時に、帯状刃２の刃元側端２ａが該基台１の周
面に所定深さに埋設され、同時に回転軸３が基台１の中
心に埋込み成形される。

【００２５】図４に示すように、帯状刃２の凹円弧状の
刃元側端２ａの長さｌ₁ は凸円弧状の刃先側端２ｂの長
さｌ₂ よりも短く設定することにより、その刃元側端２
ａを基台１の周面にその軸方向全長にわたって均等な深
さに埋設できる。

【００２６】図６に示すように、上記ゲート１５は基台
１の端面上に複数箇所、例えば帯状刃２の刃元側端２ａ
と回転軸３との間に、より好ましくは回転軸３にできる
限り近づくような位置に設定することにより、樹脂射出
成形圧で帯状刃２がスパイラル溝８からキャビティ７内
に抜け出たり、こじれ状に傾くのを抑えることができ
る。また、基台１の端面上に該基台１の周縁に沿うフィ
ルム状ゲートとすることもよい。

【００２７】さらに、ゲート１５の位置は基台１の端面
上における相隣る帯状刃２の刃元側端２ａの延長線どう
し間の箇所に対応するように複数箇所に設定すると、溶
融樹脂が帯状刃２のスパイラル形状に沿って流れて充填
され、成形後の基台１内の残留応力を軽減させることが
できる。例えば、図６に示すようにゲート１５を３箇所
に不等分配置すれば、等分配置された帯状刃２の或る一
つの端部とゲート１５とが合致しても、他のゲート１５
は合致しないので、帯状刃２を不必要に変形させること
なく射出成形することができる。

【００２８】溶融樹脂の固化後、基台成形金型６からス
プールブッシュ１３を取り外して、成形品（スパイラル
刃物）を基台成形金型６から上方へスパイラル溝８に沿
って回しながら取り出す。

【００２９】最後に、帯状刃２の刃先側端２ｂは研磨し
て刃付けするが、この研磨は円筒研削とし、研削方向は
図２に示す回転方向Ｘと反対方向としてすくい面方向に
バリが発生しないようにする。かかる研磨作業を容易に
するために、回転軸３の両端面を図３に示すごとくすり
鉢状に凹設させておけばよい。

【００３０】被切断物の切断を容易にするために帯状刃
２にすくい角α、例えばすくい角α＝５°をつけること
が好ましい。帯状刃２にすくい角αをつけるためには、
基台成形金型６のスパイラル溝８に、図９に示すよう
に、そのすくい角αに見合う角γをつけておく必要があ
る。

【００３１】しかし、この場合、その角γをスパイラル
溝８の全長にわたって等しくつけると、次のような不具
合が生じる。帯状刃２を基台成形金型６のスパイラル溝
８に挿入すると、帯状刃２にねじり荷重が加えられて内
部応力が生じる。このため、成形後、基台成形金型６か
ら成形品を取り出すと、帯状刃２が内部応力で変形し、
すくい角αが帯状刃２の全長にわたって均等につけるこ
とができない。すなわち、その帯状刃２の内部応力によ
る変形は、図９に示すように、帯状刃２の長手方向の中
間部ではほとんどみられないが、中間部からねじり始端
Ａ（ゲート１５側）に向かうに従って負の方向（ねじり
方向と反対方向）に変形（図９中、破線ａで示す変形状
態）し、ねじり終端Ｂに向かうに従って正の方向（ねじ
り方向）に漸次大きく変形（図９中、破線ｂで示す変形
状態）して行くといった、不具合が生じる。

【００３２】そこで、このような帯状刃２の内部応力に
よる変形を見込んでスパイラル溝８につける角γを次の
ように設定する。すなわち、図９に示すように、スパイ
ラル溝８の中間部の角γは、帯状刃２につけようとする
すくい角αと同じに設定し、中間部からねじり始端Ａに
向かって漸次減少させ、ねじり終端Ｂに向かって漸次増
加させる。こうすることによって、帯状刃２の全長にわ
たってすくい角αを均一につけることができる。

【００３３】図１０は上記スパイラル刃物を電気かみそ
りの内刃１６に適用した場合を示している。この電気か
みそりは本体ケース１７の上部に網目状の固定外刃１８
を装着し、この固定外刃１８の内面に対し摺接回転する
上記スパイラル刃物からなる内刃１６が回転軸３まわり
に回転自在に支持されている。

【００３４】内刃１６は基台１の周面に帯状刃２をねじ
り弾性変形させたまま埋設してあるので、この埋設状態
で帯状刃２の内部に原形の直線状に復帰しようとする方
向にねじれ応力が作用している。このため、帯状刃２は
ねじり変形し易いように板厚0.１mm程度の薄いものとし
ても、また基台１の周面からの突出高さｈを毛屑吹出し
の無いよう高く設定しても、毛切断時の帯状刃２は撓み
にくくなり、毛の切断作用を高めることができる。

【００３５】上記実施例では、帯状刃２の埋込み状態の
ねじれ角βを１８°に設定してねじれ応力を作用させて
いるが、ねじれ角βが大きくなる程ねじれ応力が過多と
なり、帯状刃２に加わる衝撃力でこの帯状刃２の折損事
故が発生するおそれがある。このような場合、例えば、
ねじれ角を３０〜４５°近くにまで大きくする場合は、
帯状刃２を予め１０°〜２０°位までプレス処理し、塑
性変形させた後埋設することにより、ねじれ応力をねじ
れ角１０°〜２０°の場合に相当するまで減少補正する
ことができる。

【００３６】

【別実施例】また、回転軸３は基台１の成形材料と同じ
材料で一体に成形することも可能であり、この場合は、
特に基台１と回転軸３との偏心ばらつきが抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スパイラル刃物の正面図および左側面図

【図２】スパイラル刃物の右側面図

【図３】スパイラル刃物の縦断正面図

【図４】帯状刃の正面図

【図５】成形金型の縦断面図

【図６】成形金型の平面図

【図７】成形金型の一部斜視図

【図８】成形金型の一部斜視図

【図９】帯状刃のねじり始端、中間部、および終端を保
持するスパイラル溝の角の変化状態を示す説明図

【図１０】スパイラル刃物の適用例である電気かみそり
の縦断側面図

【図１１】従来例のスパイラル刃物を示す縦断側面図

【図１２】従来例のスパイラル刃物を示す縦断側面図

【符号の説明】

１ 基台 ２ 帯状刃 ３ 回転軸 ６ 基台成形金型 ７ キャビティ ８ スパイラル溝 ９ 縦分割ブロック １０ 横分割ブロック １５ ゲート

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック製の基台１と、弾性材から
   なる帯状刃２とからなり、 帯状刃２は、ねじり弾性変形させた状態のまま、その刃
   元側端２ａを全長にわたって基台１の周面に所定深さで
   インサート成形して埋設してあり、 帯状刃２には、基台１の周面に埋設される刃元側端２ａ
   寄りに、透孔ないし切欠からなる抜け止め手段が、全長
   にわたって埋設状態で設けられていることを特徴とする
   スパイラル刃物。
2. 【請求項２】 帯状刃２のねじれ角βが、４５°より小
   さく設定されている請求項１記載のスパイラル刃物。
3. 【請求項３】 基台１に回転軸３が一体に成形されてい
   る請求項１記載のスパイラル刃物。
4. 【請求項４】 帯状刃２の凸円弧状の刃先側端２ｂの長
   さが、凹円弧状の刃元側端２ａの長さよりも大きく設定
   されている請求項１記載のスパイラル刃物。