JP3402849B2 - 刃及び刃の製造方法 - Google Patents
刃及び刃の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ナイフ、包丁、バリカ
ン、はさみ等の刃物に用いられる刃及び刃の製造方法に
関するものである。
ン、はさみ等の刃物に用いられる刃及び刃の製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＰＶＤ、ＣＶＤ、イオンプレーティング
等によって母材表面に母材よりも耐摩耗性や硬度の高い
ものをコーティングしたり、プラズマ窒化、ガス窒化、
浸炭等によって母材表面近傍をセラミック等に変質させ
ることによって、ドリルの耐摩耗性や包丁の寿命向上が
試みられている。この具体例としてはＴｉＮをコーティ
ングしたステンレス包丁や炭素鋼が上げられる。また酸
化により表面に酸化物層を形成し、片面を研磨して刃物
に応用した例としはＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ａｌ合金（特開
平３−１５３８２５号公報）が報告されている。
等によって母材表面に母材よりも耐摩耗性や硬度の高い
ものをコーティングしたり、プラズマ窒化、ガス窒化、
浸炭等によって母材表面近傍をセラミック等に変質させ
ることによって、ドリルの耐摩耗性や包丁の寿命向上が
試みられている。この具体例としてはＴｉＮをコーティ
ングしたステンレス包丁や炭素鋼が上げられる。また酸
化により表面に酸化物層を形成し、片面を研磨して刃物
に応用した例としはＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ａｌ合金（特開
平３−１５３８２５号公報）が報告されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで金属や金属間
化合物の表面にセラミック層を形成したものを刃物に応
用する場合、そのままでは刃先幅が大きくて刃先が鋭利
でないため、刃先幅が小さい鋭利は刃先を確保するた
め、研磨により刃先幅が小さい鋭利な刃先を形成する必
要がある。
化合物の表面にセラミック層を形成したものを刃物に応
用する場合、そのままでは刃先幅が大きくて刃先が鋭利
でないため、刃先幅が小さい鋭利は刃先を確保するた
め、研磨により刃先幅が小さい鋭利な刃先を形成する必
要がある。
【０００４】しかしながら、一般にセラミックを研磨す
る場合、硬度が高いが脆いというセラミックの性質のた
めチッピングが生じ易く、鋭利な刃先を形成することは
非常に困難である上、金属や金属間化合物の表面にセラ
ミック層を形成したものではセラミック層の剛性が低い
ため全体がセラミックであるときよりさらにチッピング
を起こしやすく、鋭利な刃先を形成することはより困難
である。
る場合、硬度が高いが脆いというセラミックの性質のた
めチッピングが生じ易く、鋭利な刃先を形成することは
非常に困難である上、金属や金属間化合物の表面にセラ
ミック層を形成したものではセラミック層の剛性が低い
ため全体がセラミックであるときよりさらにチッピング
を起こしやすく、鋭利な刃先を形成することはより困難
である。
【０００５】大気中で酸化することによりもっと簡単な
プロセスで表面にセラミック（アルミナを主成分とす
る）を形成するもので、すでに刃物への応用が報告され
ているものとしてＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ａｌ系合金（特開
平３−１５３８２５号公報）があるが、これは刃先形成
のためにチッピングを起こす場合があり、これは刃の切
削抵抗を増加させ、刃の切れ味を悪くする原因となる。
プロセスで表面にセラミック（アルミナを主成分とす
る）を形成するもので、すでに刃物への応用が報告され
ているものとしてＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ａｌ系合金（特開
平３−１５３８２５号公報）があるが、これは刃先形成
のためにチッピングを起こす場合があり、これは刃の切
削抵抗を増加させ、刃の切れ味を悪くする原因となる。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、本発明の目的とするところは、表面にセラミ
ック層を形成し研磨により刃先を形成している刃物の切
断能力を向上せしめ、刃の寿命を向上させると同時に、
それらを最も簡単な方法で得ることができる刃及び刃の
製造方法を提供するにある。
であって、本発明の目的とするところは、表面にセラミ
ック層を形成し研磨により刃先を形成している刃物の切
断能力を向上せしめ、刃の寿命を向上させると同時に、
それらを最も簡単な方法で得ることができる刃及び刃の
製造方法を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は下記の特徴の手段を採用した。
本発明は下記の特徴の手段を採用した。
【０００８】本発明の第１の特徴の刃は、図５や図６や
図１１や図１２に示すように、金属あるいは金属間化合
物３を基体とし、基体の表面にセラミック層１を形成す
ると共にセラミック層１の表面に金属コーティング層２
を被覆し、平面研削されたセラミック層１の平面が露出
していることを特徴とする。
図１１や図１２に示すように、金属あるいは金属間化合
物３を基体とし、基体の表面にセラミック層１を形成す
ると共にセラミック層１の表面に金属コーティング層２
を被覆し、平面研削されたセラミック層１の平面が露出
していることを特徴とする。
【０００９】本発明の第２の特徴の刃は、上記第１の特
徴の刃において、セラミック層１は酸化物、窒化物ある
いは炭化物であることを特徴とする。
徴の刃において、セラミック層１は酸化物、窒化物ある
いは炭化物であることを特徴とする。
【００１０】本発明の第３の特徴の刃の製造方法は、金
属あるいは金属間化合物３の表面にセラミック層１を形
成した図１や図２のような刃形状体に図３や図４に示す
ように金属コーティング層２を施し、図５や図６に示す
ように刃形状体の片面６を研磨することにより刃先４を
形成することを特徴とする。
属あるいは金属間化合物３の表面にセラミック層１を形
成した図１や図２のような刃形状体に図３や図４に示す
ように金属コーティング層２を施し、図５や図６に示す
ように刃形状体の片面６を研磨することにより刃先４を
形成することを特徴とする。
【００１１】本発明の第４の特徴の刃の製造方法は、金
属あるいは金属間化合物３の表面にセラミック層１を形
成した図１や図２のような刃形状体の一方の片面６を図
７や図８のように研磨した後、図９や図１０に示すよう
に金属コーティング層２を施し、一方の片面６を図５や
図６に示すように再び研磨するか、あるいは他方の片面
５を図１１や図１２に示すように研磨することにより刃
先４を形成することを特徴とする。
属あるいは金属間化合物３の表面にセラミック層１を形
成した図１や図２のような刃形状体の一方の片面６を図
７や図８のように研磨した後、図９や図１０に示すよう
に金属コーティング層２を施し、一方の片面６を図５や
図６に示すように再び研磨するか、あるいは他方の片面
５を図１１や図１２に示すように研磨することにより刃
先４を形成することを特徴とする。
【００１２】本発明の第５の特徴の刃の製造方法は、上
記第３や第４の特徴の刃の製造に用いる刃形状体はＡｌ
とＣｒのうち少なくとも一つを構成元素として含む金属
あるいは金属間化合物３を酸化、窒化、または炭化する
ことによって表面にセラミック層１を形成したものであ
ることを特徴とする。
記第３や第４の特徴の刃の製造に用いる刃形状体はＡｌ
とＣｒのうち少なくとも一つを構成元素として含む金属
あるいは金属間化合物３を酸化、窒化、または炭化する
ことによって表面にセラミック層１を形成したものであ
ることを特徴とする。
【００１３】本発明の第６の特徴の刃の製造方法は、第
３の特徴において、金属コーティング層２を施す前の刃
形状体の刃先幅が図１や図２に示すようにｄ1 のとき、
図５や図６に示すように片面６のセラミック層１がｄ1
の厚さ以上除去されるまでこの片面６を研磨することを
特徴とする。
３の特徴において、金属コーティング層２を施す前の刃
形状体の刃先幅が図１や図２に示すようにｄ1 のとき、
図５や図６に示すように片面６のセラミック層１がｄ1
の厚さ以上除去されるまでこの片面６を研磨することを
特徴とする。
【００１４】本発明の第７の特徴の刃の製造方法は、第
４の特徴において、金属コーティング層２を施す前の刃
形状体の刃先幅が図１や図２に示すようにｄ1 のとき、
図７や図８に示すように片面６のセラミック層１がｄ1
の厚さ以上除去されるまでこの片面６を研磨し、図９や
図１０に示すように金属コーティング層２を施した後、
図５や図６に示すように刃先４を形成する面のうち一方
の片面６の金属コーティング層２全部及びセラミック層
１が所定厚さ以上除去（金属コーティングした後の刃先
幅をｄ2 としたときセラミック層１がｄ2 の厚さ以上除
去）されるまで一方の片面６を研磨するか、あるいは他
方の片面５の金属コーティング層２の全部及びセラミッ
ク層１が所定厚さ以上除去（金属コーティングした後の
刃先幅をｄ3 としたときセラミック層１がｄ3 の厚さ以
上除去）されるまで他方の片面５を研磨することを特徴
とする。
４の特徴において、金属コーティング層２を施す前の刃
形状体の刃先幅が図１や図２に示すようにｄ1 のとき、
図７や図８に示すように片面６のセラミック層１がｄ1
の厚さ以上除去されるまでこの片面６を研磨し、図９や
図１０に示すように金属コーティング層２を施した後、
図５や図６に示すように刃先４を形成する面のうち一方
の片面６の金属コーティング層２全部及びセラミック層
１が所定厚さ以上除去（金属コーティングした後の刃先
幅をｄ2 としたときセラミック層１がｄ2 の厚さ以上除
去）されるまで一方の片面６を研磨するか、あるいは他
方の片面５の金属コーティング層２の全部及びセラミッ
ク層１が所定厚さ以上除去（金属コーティングした後の
刃先幅をｄ3 としたときセラミック層１がｄ3 の厚さ以
上除去）されるまで他方の片面５を研磨することを特徴
とする。
【００１５】本発明の第８の特徴の刃の製造方法は、第
３の特徴や第４の特徴において、刃形状体のセラミック
層１の上に施される金属コーティング層２は２μｍ以上
の無電解メッキ（Ｎｉメッキ，Ｃｒメッキ，Ｃｕメッ
キ）あるいは、ＰＶＤ、スパッタリング、真空蒸着であ
ることを特徴とする。
３の特徴や第４の特徴において、刃形状体のセラミック
層１の上に施される金属コーティング層２は２μｍ以上
の無電解メッキ（Ｎｉメッキ，Ｃｒメッキ，Ｃｕメッ
キ）あるいは、ＰＶＤ、スパッタリング、真空蒸着であ
ることを特徴とする。
【００１６】本発明の第９の特徴の刃の製造方法は、第
３の特徴や第４の特徴により形成された刃の金属コーテ
ィング層２を腐食、焼成の手段で図１３、図１４、図１
５、図１６に示すように除去することを特徴とする。つ
まり、研磨するとき金属コーティング層２がある状態で
研磨し、研磨後不要な金属コーティング層２を除去す
る。
３の特徴や第４の特徴により形成された刃の金属コーテ
ィング層２を腐食、焼成の手段で図１３、図１４、図１
５、図１６に示すように除去することを特徴とする。つ
まり、研磨するとき金属コーティング層２がある状態で
研磨し、研磨後不要な金属コーティング層２を除去す
る。
【００１７】上記のような第１乃至第２の特徴の刃や第
３の特徴の刃の製造方法は一般的な加工技術に基づいて
おり、それらの加工技術（金属コーティングや機械研
磨）はセラミックの種類、母材の種類、厚さ、形成方法
によらず、適用できて本発明を成立することができる。
このために刃形状体の形状やセラミックの種類、母材の
種類、厚さ、形成方法等は限定されるものでない。しか
しながら、金属コーティングの硬度と母材硬度の差はＨ
ｖ３００以上とならないことが好ましい。また、刃の切
れ味等の硬化の程度は研磨条件によって最も左右され
る。研磨砥石、研磨紙を用いて研削する場合、ＢＮある
いはＧＣが好ましい。ダイヤモンドは金属を研削する場
合、目ずまりを起こすために好ましくない。また第３や
第４の特徴の研磨方法は具体的に限定されるものではな
いが、研磨紙を用いる場合、押し付け圧は５Ｎ／ｃｍ2
以下が好ましい。また最後に用いる研磨紙は＃２０００
より目が細かいことが好ましい。また第５の特徴にて第
３や第４の特徴のセラミック層１の形成方法を限定して
いるが、セラミック層１がＰＶＤ、ＣＶＤ、スパッタリ
ング、あるいは真空蒸着等やその方法によって形成され
たものであって、第３や第４の特徴による効果は損なわ
れない。
３の特徴の刃の製造方法は一般的な加工技術に基づいて
おり、それらの加工技術（金属コーティングや機械研
磨）はセラミックの種類、母材の種類、厚さ、形成方法
によらず、適用できて本発明を成立することができる。
このために刃形状体の形状やセラミックの種類、母材の
種類、厚さ、形成方法等は限定されるものでない。しか
しながら、金属コーティングの硬度と母材硬度の差はＨ
ｖ３００以上とならないことが好ましい。また、刃の切
れ味等の硬化の程度は研磨条件によって最も左右され
る。研磨砥石、研磨紙を用いて研削する場合、ＢＮある
いはＧＣが好ましい。ダイヤモンドは金属を研削する場
合、目ずまりを起こすために好ましくない。また第３や
第４の特徴の研磨方法は具体的に限定されるものではな
いが、研磨紙を用いる場合、押し付け圧は５Ｎ／ｃｍ2
以下が好ましい。また最後に用いる研磨紙は＃２０００
より目が細かいことが好ましい。また第５の特徴にて第
３や第４の特徴のセラミック層１の形成方法を限定して
いるが、セラミック層１がＰＶＤ、ＣＶＤ、スパッタリ
ング、あるいは真空蒸着等やその方法によって形成され
たものであって、第３や第４の特徴による効果は損なわ
れない。
【００１８】また刃形状体の母材となる金属は特に限定
されるものでないが、本発明の実施例ではアルミナを表
面に形成するＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ａｌ系合金（以下ＭＫ
合金と呼ぶ）を用いている。これは大気中で酸化して、
セラミック層１としてアルミナを主成分とする酸化物層
を形成するものある。図１７は上記ＭＫ合金の摩耗試験
（大越式耐摩耗試験機）の結果を示すが、この試験結果
よりＭＫ合金は高速度鋼（ＳＫＨ５７）より十分に耐摩
耗性を有しているのが分かる。この試験に用いたＭＫ合
金はＭＫ合金を大気中で１２５０℃の温度で８ｈｒの時
間熱処理することにより約１０μｍの酸化物層を表面に
形成したものである。また金属コーティング層２として
コーティングする金属も限定されるものでないが、本発
明の実施例では無電解Ｎｉメッキで形成している。
されるものでないが、本発明の実施例ではアルミナを表
面に形成するＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ａｌ系合金（以下ＭＫ
合金と呼ぶ）を用いている。これは大気中で酸化して、
セラミック層１としてアルミナを主成分とする酸化物層
を形成するものある。図１７は上記ＭＫ合金の摩耗試験
（大越式耐摩耗試験機）の結果を示すが、この試験結果
よりＭＫ合金は高速度鋼（ＳＫＨ５７）より十分に耐摩
耗性を有しているのが分かる。この試験に用いたＭＫ合
金はＭＫ合金を大気中で１２５０℃の温度で８ｈｒの時
間熱処理することにより約１０μｍの酸化物層を表面に
形成したものである。また金属コーティング層２として
コーティングする金属も限定されるものでないが、本発
明の実施例では無電解Ｎｉメッキで形成している。
【００１９】
【作用】上記構成によれば、セラミック層１に金属コー
ティング層２を形成した状態で研磨することにより刃先
を形成でき、刃先の研磨のときチッピングを起こさず、
切断能力の高い刃を得ることができ、セラミック層１に
より耐摩耗性があって刃の寿命を向上できる。
ティング層２を形成した状態で研磨することにより刃先
を形成でき、刃先の研磨のときチッピングを起こさず、
切断能力の高い刃を得ることができ、セラミック層１に
より耐摩耗性があって刃の寿命を向上できる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。
る。
【００２１】＜実施例１＞
第１の特徴（請求項１）、第２の特徴（請求項２）、第
３の特徴（請求項３）、第５の特徴（請求項５）、第６
の特徴（請求項６）及び第８の特徴（請求項８）に対応
する実施例である。
３の特徴（請求項３）、第５の特徴（請求項５）、第６
の特徴（請求項６）及び第８の特徴（請求項８）に対応
する実施例である。
【００２２】長さ×幅×厚さが３０ｍｍ×３０ｍｍ×
０．６ｍｍのＭＫ合金の圧延平板をＢＮ＃１７０の回転
砥石で平面研削することより刃先角７５°の楔形の刃形
状体を形成し（図１８）、さらにＧＣ研磨紙を用いた回
転研磨盤で刃先を構成する両面を、＃５００、＃１２０
０、＃２４００の研磨紙を粗い方から順番に用いて研磨
した後、大気中で温度１１５０℃，時間２０ｈｒで熱処
理することにより厚さ３．５μｍの酸化物層を全面に形
成して、酸化物層で全表面が覆われた刃形状体（図１）
を得る。次いで、この刃形状体の片面（図１の符号６）
を第６の特徴のように研磨するため、走査電子顕微鏡に
より刃先幅ｄ1 を測定し、ｄ1 ＝４μｍの値を得る。そ
れから、無電解メッキ処理を全面に施し、表面に厚さ５
μｍの金属Ｎｉメッキ層を形成し（図３）、刃先を形成
するどちらかの片面（図３の符号６）を９μｍ研磨し、
該片面の厚さ５μｍの金属Ｎｉ層と厚さ３．５μｍのア
ルミナ層と母材０．５μｍが除去されるまで研磨し、刃
先幅２μｍ以下の鋭利な刃先を形成した（図５）。
０．６ｍｍのＭＫ合金の圧延平板をＢＮ＃１７０の回転
砥石で平面研削することより刃先角７５°の楔形の刃形
状体を形成し（図１８）、さらにＧＣ研磨紙を用いた回
転研磨盤で刃先を構成する両面を、＃５００、＃１２０
０、＃２４００の研磨紙を粗い方から順番に用いて研磨
した後、大気中で温度１１５０℃，時間２０ｈｒで熱処
理することにより厚さ３．５μｍの酸化物層を全面に形
成して、酸化物層で全表面が覆われた刃形状体（図１）
を得る。次いで、この刃形状体の片面（図１の符号６）
を第６の特徴のように研磨するため、走査電子顕微鏡に
より刃先幅ｄ1 を測定し、ｄ1 ＝４μｍの値を得る。そ
れから、無電解メッキ処理を全面に施し、表面に厚さ５
μｍの金属Ｎｉメッキ層を形成し（図３）、刃先を形成
するどちらかの片面（図３の符号６）を９μｍ研磨し、
該片面の厚さ５μｍの金属Ｎｉ層と厚さ３．５μｍのア
ルミナ層と母材０．５μｍが除去されるまで研磨し、刃
先幅２μｍ以下の鋭利な刃先を形成した（図５）。
【００２３】＜実施例２＞
第１の特徴（請求項１）、第２の特徴（請求項２）、第
３の特徴（請求項３）、第５の特徴（請求項５）、第６
の特徴（請求項６）及び第８の特徴（請求項８）に対応
する実施例である。
３の特徴（請求項３）、第５の特徴（請求項５）、第６
の特徴（請求項６）及び第８の特徴（請求項８）に対応
する実施例である。
【００２４】長さ×幅×厚さが３０ｍｍ×３０ｍｍ×
０．６ｍｍのＭＫ合金の圧延平板をＢＮ＃１７０の回転
砥石で平面研削することより刃先角７５°の楔形の刃形
状体を形成し（図１８）、さらにＧＣ研磨紙を用いた回
転研磨盤で刃先を構成する両面を、＃５００、＃１２０
０、＃２４００の研磨紙を粗い方から順番に用いて研磨
した後、大気中で温度１１５０℃，時間２００ｈｒで熱
処理することにより厚さ１０μｍの酸化物層を全面に形
成して、酸化物層で全表面が覆われた刃形状体（図２）
を得る。次いで、この刃形状体の片面（図２の符号６）
を第６の特徴のように研磨するため、走査電子顕微鏡に
より刃先幅ｄ1 を測定し、ｄ1 ＝６μｍの値を得る。そ
れから、無電解メッキ処理を全面に施し、表面に厚さ５
μｍの金属Ｎｉメッキ層を形成し（図４）、刃先を形成
するどちらかの片面（図４の符号６）を１１μｍ研磨
し、該片面の厚さ５μｍの金属Ｎｉ層と厚さ６μｍのア
ルミナ層とが除去されるまで研磨し刃先幅２μｍ以下の
鋭利な刃先を形成した（図６）。
０．６ｍｍのＭＫ合金の圧延平板をＢＮ＃１７０の回転
砥石で平面研削することより刃先角７５°の楔形の刃形
状体を形成し（図１８）、さらにＧＣ研磨紙を用いた回
転研磨盤で刃先を構成する両面を、＃５００、＃１２０
０、＃２４００の研磨紙を粗い方から順番に用いて研磨
した後、大気中で温度１１５０℃，時間２００ｈｒで熱
処理することにより厚さ１０μｍの酸化物層を全面に形
成して、酸化物層で全表面が覆われた刃形状体（図２）
を得る。次いで、この刃形状体の片面（図２の符号６）
を第６の特徴のように研磨するため、走査電子顕微鏡に
より刃先幅ｄ1 を測定し、ｄ1 ＝６μｍの値を得る。そ
れから、無電解メッキ処理を全面に施し、表面に厚さ５
μｍの金属Ｎｉメッキ層を形成し（図４）、刃先を形成
するどちらかの片面（図４の符号６）を１１μｍ研磨
し、該片面の厚さ５μｍの金属Ｎｉ層と厚さ６μｍのア
ルミナ層とが除去されるまで研磨し刃先幅２μｍ以下の
鋭利な刃先を形成した（図６）。
【００２５】＜実施例３＞
第１の特徴（請求項１）、第２の特徴（請求項２）、第
４の特徴（請求項４）、第５の特徴（請求項５）、第７
の特徴（請求項７）及び第８の特徴（請求項８）に対応
する実施例である。
４の特徴（請求項４）、第５の特徴（請求項５）、第７
の特徴（請求項７）及び第８の特徴（請求項８）に対応
する実施例である。
【００２６】長さ×幅×厚さが３０ｍｍ×３０ｍｍ×
０．６ｍｍのＭＫ合金の圧延平板をＢＮ＃１７０の回転
砥石で平面研削することより刃先角７５°の楔形の刃形
状体を形成し（図１８）、さらにＧＣ研磨紙を用いた回
転研磨盤で刃先を構成する両面を、＃５００、＃１２０
０、＃２４００の研磨紙を粗い方から順番に用いて研磨
した後、大気中で温度１１５０℃，時間２０ｈｒで熱処
理することにより厚さ３．５μｍの酸化物層を全面に形
成して、酸化物層で全表面が覆われた刃形状体（図１）
を得る。次いで、この刃形状体の片面（図１の符号６）
を第７の特徴のように研磨するため、走査電子顕微鏡に
より刃先幅ｄ1 を測定し、ｄ1 ＝４μｍの値を得る。そ
れから、片面（図１の符号６）を厚さ３．５μｍのアル
ミナ層と母材０．５μｍが除去されるまで研磨し（図
７）、第７の特徴に従って研磨するために刃先幅ｄ2 を
測定し、ｄ2 ＝３μｍを得る。次いで無電解メッキ処理
を全面に施し、表面に厚さ５μｍの金属Ｎｉメッキ層を
形成し（図９）、刃先を形成するどちらかの片面（図９
の符号６）を８μｍ研磨し、該片面の厚さ５μｍの金属
Ｎｉ層と刃先近傍のアルミナ層と母材を３μｍ除去され
るまで研磨し、刃先幅２μｍ以下の鋭利な刃先を形成し
た（図５）。
０．６ｍｍのＭＫ合金の圧延平板をＢＮ＃１７０の回転
砥石で平面研削することより刃先角７５°の楔形の刃形
状体を形成し（図１８）、さらにＧＣ研磨紙を用いた回
転研磨盤で刃先を構成する両面を、＃５００、＃１２０
０、＃２４００の研磨紙を粗い方から順番に用いて研磨
した後、大気中で温度１１５０℃，時間２０ｈｒで熱処
理することにより厚さ３．５μｍの酸化物層を全面に形
成して、酸化物層で全表面が覆われた刃形状体（図１）
を得る。次いで、この刃形状体の片面（図１の符号６）
を第７の特徴のように研磨するため、走査電子顕微鏡に
より刃先幅ｄ1 を測定し、ｄ1 ＝４μｍの値を得る。そ
れから、片面（図１の符号６）を厚さ３．５μｍのアル
ミナ層と母材０．５μｍが除去されるまで研磨し（図
７）、第７の特徴に従って研磨するために刃先幅ｄ2 を
測定し、ｄ2 ＝３μｍを得る。次いで無電解メッキ処理
を全面に施し、表面に厚さ５μｍの金属Ｎｉメッキ層を
形成し（図９）、刃先を形成するどちらかの片面（図９
の符号６）を８μｍ研磨し、該片面の厚さ５μｍの金属
Ｎｉ層と刃先近傍のアルミナ層と母材を３μｍ除去され
るまで研磨し、刃先幅２μｍ以下の鋭利な刃先を形成し
た（図５）。
【００２７】＜実施例４＞
第１の特徴（請求項１）、第２の特徴（請求項２）、第
４の特徴（請求項４）、第５の特徴（請求項５）、第７
の特徴（請求項７）及び第８の特徴（請求項８）に対応
する実施例である。
４の特徴（請求項４）、第５の特徴（請求項５）、第７
の特徴（請求項７）及び第８の特徴（請求項８）に対応
する実施例である。
【００２８】長さ×幅×厚さが３０ｍｍ×３０ｍｍ×
０．６ｍｍのＭＫ合金の圧延平板をＢＮ＃１７０の回転
砥石で平面研削することより刃先角７５°の楔形の刃形
状体を形成し（図１８）、さらにＧＣ研磨紙を用いた回
転研磨盤で刃先を構成する両面を、＃５００、＃１２０
０、＃２４００の研磨紙を粗い方から順番に用いて研磨
した後、大気中で温度１１５０℃，時間２００ｈｒで熱
処理することにより厚さ１０μｍの酸化物層を全面に形
成して、酸化物層で全表面が覆われた刃形状体（図２）
を得る。次いで、この刃形状体の片面（図２の符号６）
を第７の特徴のように研磨するため、走査電子顕微鏡に
より刃先幅ｄ1 を測定し、ｄ1 ＝４μｍの値を得る。そ
れから、片面（図２の符号６）を厚さ４μｍのアルミナ
層が除去されるまで研磨し（図６）、第７の特徴に従っ
て再び研磨するために刃先幅ｄ2 を測定し、ｄ2 ＝３μ
ｍを得る。次いで無電解メッキ処理を全面に施し、表面
に厚さ５μｍの金属Ｎｉメッキ層を形成し（図１０）、
刃先を形成するどちらかの片面（図１０の符号６）を８
μｍ研磨し、該片面の厚さ５μｍの金属Ｎｉ層と刃先近
傍のアルミナ層と母材を３μｍ除去されるまで研磨し、
刃先幅２μｍ以下の鋭利な刃先を形成した（図６）。
０．６ｍｍのＭＫ合金の圧延平板をＢＮ＃１７０の回転
砥石で平面研削することより刃先角７５°の楔形の刃形
状体を形成し（図１８）、さらにＧＣ研磨紙を用いた回
転研磨盤で刃先を構成する両面を、＃５００、＃１２０
０、＃２４００の研磨紙を粗い方から順番に用いて研磨
した後、大気中で温度１１５０℃，時間２００ｈｒで熱
処理することにより厚さ１０μｍの酸化物層を全面に形
成して、酸化物層で全表面が覆われた刃形状体（図２）
を得る。次いで、この刃形状体の片面（図２の符号６）
を第７の特徴のように研磨するため、走査電子顕微鏡に
より刃先幅ｄ1 を測定し、ｄ1 ＝４μｍの値を得る。そ
れから、片面（図２の符号６）を厚さ４μｍのアルミナ
層が除去されるまで研磨し（図６）、第７の特徴に従っ
て再び研磨するために刃先幅ｄ2 を測定し、ｄ2 ＝３μ
ｍを得る。次いで無電解メッキ処理を全面に施し、表面
に厚さ５μｍの金属Ｎｉメッキ層を形成し（図１０）、
刃先を形成するどちらかの片面（図１０の符号６）を８
μｍ研磨し、該片面の厚さ５μｍの金属Ｎｉ層と刃先近
傍のアルミナ層と母材を３μｍ除去されるまで研磨し、
刃先幅２μｍ以下の鋭利な刃先を形成した（図６）。
【００２９】＜実施例５＞第４
の特徴（請求項４）、第５の特徴（請求項５）、第
６の特徴（請求項６）、第７の特徴（請求項７）、第８
の特徴（請求項８）及び第９の特徴（請求項９）に対応
する実施例である。
６の特徴（請求項６）、第７の特徴（請求項７）、第８
の特徴（請求項８）及び第９の特徴（請求項９）に対応
する実施例である。
【００３０】本実施例では実施例４で得られた刃の金属
Ｎｉメッキ層を３０ｗｔ％の塩酸により溶解除去した。
Ｎｉメッキ層を３０ｗｔ％の塩酸により溶解除去した。
【００３１】＜比較例１＞
長さ×幅×厚さが３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．６ｍｍのＭ
Ｋ合金の圧延平板をＢＮ＃１７０の回転砥石で平面研削
することより刃先角７５°の楔形の刃形状体を形成し
（図１８）、さらにＧＣ研磨紙を用いた回転研磨盤で刃
先を構成する両面を、＃５００、＃１２００、＃２４０
０の研磨紙を粗い方から順番に用いて研磨した後、大気
中で温度１１５０℃，時間２０ｈｒで熱処理することに
より厚さ３．５μｍの酸化物層を全面に形成して、酸化
物層で全表面が覆われた刃形状体（図１）を得る。次い
でこの刃形状体の片面（図１の符号６）を１０μｍ研磨
し、図７と同様の形状の刃形状体を得た。
Ｋ合金の圧延平板をＢＮ＃１７０の回転砥石で平面研削
することより刃先角７５°の楔形の刃形状体を形成し
（図１８）、さらにＧＣ研磨紙を用いた回転研磨盤で刃
先を構成する両面を、＃５００、＃１２００、＃２４０
０の研磨紙を粗い方から順番に用いて研磨した後、大気
中で温度１１５０℃，時間２０ｈｒで熱処理することに
より厚さ３．５μｍの酸化物層を全面に形成して、酸化
物層で全表面が覆われた刃形状体（図１）を得る。次い
でこの刃形状体の片面（図１の符号６）を１０μｍ研磨
し、図７と同様の形状の刃形状体を得た。
【００３２】＜比較例２＞
長さ×幅×厚さが３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．６ｍｍのＳ
ＵＳ３０４ステンレス鋼の圧延平板をＢＮ＃１７０の回
転砥石で平面研削することより刃先角７５°の楔形の刃
形状体を形成し（図１８）、さらにＧＣ研磨紙を用いた
回転研磨盤で刃先を構成する両面を、＃５００、＃１２
００、＃２４００の研磨紙を粗い方から順番に用いて研
磨した。
ＵＳ３０４ステンレス鋼の圧延平板をＢＮ＃１７０の回
転砥石で平面研削することより刃先角７５°の楔形の刃
形状体を形成し（図１８）、さらにＧＣ研磨紙を用いた
回転研磨盤で刃先を構成する両面を、＃５００、＃１２
００、＃２４００の研磨紙を粗い方から順番に用いて研
磨した。
【００３３】上記の実施例１乃至実施例５で得られた刃
形状体と比較例１や比較例２の刃形状体の性能の測定し
た。つまり、刃の切れ味の指標として上記各実施例及び
各比較例の切削抵抗を測定した。この結果を図１９に示
す。図１９は切断本数と切断抵抗値の変化を示し、Ａは
実施例１、Ｂは実施例２、Ｃは実施例３、Ｄは実施例
４、Ｅは実施例５、Ｆは比較例１、Ｇは比較例２のもの
を示す。この結果から、本発明の実施例のものは、切断
本数が増えても切断抵抗値が増加せず、長期に亘って切
れ味を維持できることが分かる。
形状体と比較例１や比較例２の刃形状体の性能の測定し
た。つまり、刃の切れ味の指標として上記各実施例及び
各比較例の切削抵抗を測定した。この結果を図１９に示
す。図１９は切断本数と切断抵抗値の変化を示し、Ａは
実施例１、Ｂは実施例２、Ｃは実施例３、Ｄは実施例
４、Ｅは実施例５、Ｆは比較例１、Ｇは比較例２のもの
を示す。この結果から、本発明の実施例のものは、切断
本数が増えても切断抵抗値が増加せず、長期に亘って切
れ味を維持できることが分かる。
【００３４】なお、切断抵抗試験は上記各実施例と各比
較例により得た楔形の刃形状体（図１８）が適度な拘束
を治具によって受けることで刃が０．３ｍｍφのサラン
糸の垂直断面と平行に可動するようにし、０．３ｍｍφ
のサラン糸を切断したときの荷重変化をロードセルによ
って測定し、なにも切断していないときの荷重変化（治
具と楔形の刃形状体の摩擦等によって生ずる）をバック
グランドとして差し引いた荷重変化のピーク値を切断抵
抗値とするものである。
較例により得た楔形の刃形状体（図１８）が適度な拘束
を治具によって受けることで刃が０．３ｍｍφのサラン
糸の垂直断面と平行に可動するようにし、０．３ｍｍφ
のサラン糸を切断したときの荷重変化をロードセルによ
って測定し、なにも切断していないときの荷重変化（治
具と楔形の刃形状体の摩擦等によって生ずる）をバック
グランドとして差し引いた荷重変化のピーク値を切断抵
抗値とするものである。
【００３５】
【発明の効果】本発明の効果は次の通りである。
【００３６】一般に研磨により刃先を形成する場合、セ
ラミックは高硬度であるが延性に乏しいので刃先のチッ
ピングを起こすため、延性の高い金属の方が刃先幅が小
さくて鋭利な刃先を形成することができる。
ラミックは高硬度であるが延性に乏しいので刃先のチッ
ピングを起こすため、延性の高い金属の方が刃先幅が小
さくて鋭利な刃先を形成することができる。
【００３７】そこで、請求項３や請求項４にしたがって
請求項１の形状の刃を形成した場合、刃先はセラミック
と違って金属であるため、研磨により刃先を形成する
際、チッピングが起こらないので、より鋭利な刃先が形
成されるため初期の切断抵抗を金属刃並に下げることが
できる。
請求項１の形状の刃を形成した場合、刃先はセラミック
と違って金属であるため、研磨により刃先を形成する
際、チッピングが起こらないので、より鋭利な刃先が形
成されるため初期の切断抵抗を金属刃並に下げることが
できる。
【００３８】また、金属コーティングは研磨により刃先
を形成するとき、セラミック層を保護し、セラミック層
のチッピングを防ぐため、セラミック層の刃先に最も近
い部分は鋭利に研磨される。よって請求項３や請求項４
に従って製造した請求項１の刃の金属コーティングを完
全に取り除いた場合（図１３、図１４、図１５、図１
６）、あるいは刃物使用中の摩耗により金属コーティン
グ層が除去されたセラミック部分が露出した場合でも、
金属コーティングを施すことなく、刃先をセラミックで
形成した刃よりもセラミック層のチッピングが少ないた
め、より刃先幅が小さく鋭利な刃先が形成されるので、
従来から提案されている研磨時に金属コーティングを施
さないものより切削抵抗を低くできる。
を形成するとき、セラミック層を保護し、セラミック層
のチッピングを防ぐため、セラミック層の刃先に最も近
い部分は鋭利に研磨される。よって請求項３や請求項４
に従って製造した請求項１の刃の金属コーティングを完
全に取り除いた場合（図１３、図１４、図１５、図１
６）、あるいは刃物使用中の摩耗により金属コーティン
グ層が除去されたセラミック部分が露出した場合でも、
金属コーティングを施すことなく、刃先をセラミックで
形成した刃よりもセラミック層のチッピングが少ないた
め、より刃先幅が小さく鋭利な刃先が形成されるので、
従来から提案されている研磨時に金属コーティングを施
さないものより切削抵抗を低くできる。
【００３９】また、請求項４による場合、予め片面のセ
ラミック層を除去してから金属コーティングを施し、再
研磨で金属コーティング層と前に研磨して母材が露出し
た部分を研磨するため、被研削物が殆ど金属あるいは金
属間化合物となって研削しやすく、請求項３に比較して
目の細かい砥石あるは研磨紙を用いることができる。従
ってセラミック部分の損傷がより少なく、刃先強度がよ
り優れたものが得られる。
ラミック層を除去してから金属コーティングを施し、再
研磨で金属コーティング層と前に研磨して母材が露出し
た部分を研磨するため、被研削物が殆ど金属あるいは金
属間化合物となって研削しやすく、請求項３に比較して
目の細かい砥石あるは研磨紙を用いることができる。従
ってセラミック部分の損傷がより少なく、刃先強度がよ
り優れたものが得られる。
【００４０】また請求項１の刃（図５、図６、図１１、
図１２）は平面研磨されたセラミック面を持つため、バ
リカン刃のような摺動部を持つような用途を想定した。
この部分を摺動部とすれば、図１７のＭＫ合金の例で分
かるように、耐摩耗性が優れるため、刃物として寿命が
向上できる。図１７において、比摩耗量が少ない程耐摩
耗性に優れるが、摩耗速度によって変化するのが普通で
ある。図１７は一般的に耐摩耗性を十分評価できる速度
範囲の比摩耗量を示している。摩耗試験を行った後もＭ
Ｋ合金の酸化物層は摩耗しきっておらず、酸化物層を表
面に有すＭＫ合金は、鋸の材料として用いられる耐摩耗
性に優れたＳＫＨ５７以上の耐摩耗性を示す。また、一
般的にセラミック層は金属や金属間化合物よりも硬度が
高く、耐摩耗性に優れることから、この効果は酸化物が
他のセラミック層に置き換わっても、ＭＫ合金が他の金
属あるいは金属間化合物に置き換わっても程度に差こそ
あれ、奏し得る。
図１２）は平面研磨されたセラミック面を持つため、バ
リカン刃のような摺動部を持つような用途を想定した。
この部分を摺動部とすれば、図１７のＭＫ合金の例で分
かるように、耐摩耗性が優れるため、刃物として寿命が
向上できる。図１７において、比摩耗量が少ない程耐摩
耗性に優れるが、摩耗速度によって変化するのが普通で
ある。図１７は一般的に耐摩耗性を十分評価できる速度
範囲の比摩耗量を示している。摩耗試験を行った後もＭ
Ｋ合金の酸化物層は摩耗しきっておらず、酸化物層を表
面に有すＭＫ合金は、鋸の材料として用いられる耐摩耗
性に優れたＳＫＨ５７以上の耐摩耗性を示す。また、一
般的にセラミック層は金属や金属間化合物よりも硬度が
高く、耐摩耗性に優れることから、この効果は酸化物が
他のセラミック層に置き換わっても、ＭＫ合金が他の金
属あるいは金属間化合物に置き換わっても程度に差こそ
あれ、奏し得る。
【図１】刃の状態を説明する説明図である。
【図２】刃の状態を説明する説明図である。
【図３】刃の状態を説明する説明図である。
【図４】刃の状態を説明する説明図である。
【図５】刃の状態を説明する説明図である。
【図６】刃の状態を説明する説明図である。
【図７】刃の状態を説明する説明図である。
【図８】刃の状態を説明する説明図である。
【図９】刃の状態を説明する説明図である。
【図１０】刃の状態を説明する説明図である。
【図１１】刃の状態を説明する説明図である。
【図１２】刃の状態を説明する説明図である。
【図１３】刃の状態を説明する説明図である。
【図１４】刃の状態を説明する説明図である。
【図１５】刃の状態を説明する説明図である。
【図１６】刃の状態を説明する説明図である。
【図１７】ＭＫ合金とＳＫＨ５７との摩耗試験の結果を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図１８】刃形状体を示す斜視図である。
【図１９】切断抵抗試験の結果を示すグラフである。
１ セラミック層
２ 金属コーティング層
３ 金属あるいは金属間化合物
４ 刃先
５ 片面
６ 片面
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 竹川 禎信
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工
株式会社内
(56)参考文献 特開 平４−250995（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−137852（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B26B 1/00 - 19/48
B26B 23/00 - 29/04
Claims (9)
- 【請求項１】 金属あるいは金属間化合物を基体とし、
基体の表面にセラミック層を形成すると共にセラミック
層の表面に金属コーティング層を被覆し、 平面研削されたセラミック層の平面が露出している こと
を特徴とする刃。 - 【請求項２】 セラミック層は酸化物、窒化物あるいは
炭化物であることを特徴とする請求項１記載の刃。 - 【請求項３】 金属あるいは金属間化合物の表面にセラ
ミック層を形成した刃形状体に金属コーティング層を施
し、刃形状体の片面を研磨することにより刃先を形成す
ることを特徴とする刃の製造方法。 - 【請求項４】 金属あるいは金属間化合物の表面にセラ
ミック層を形成した刃形状体の一方の片面を研磨した
後、金属コーティング層を施し、一方の片面を再び研磨
するか、あるいは他方の片面を研磨することにより刃先
を形成することを特徴とする刃の製造方法。 - 【請求項５】 刃形状体はＡｌとＣｒのうち少なくとも
一つを構成元素として含む金属あるいは金属間化合物を
酸化、窒化、または炭化することによって表面にセラミ
ック層を形成したものであることを特徴とする請求項３
または請求項４記載の刃の製造方法。 - 【請求項６】 金属コーティング層を施す前の刃形状体
の刃先幅がｄ 1 のとき、片面のセラミック層がｄ 1 の厚
さ以上除去されるまでこの片面を研磨することを特徴と
する請求項３記載の刃の製造方法。 - 【請求項７】 金属コーティング層を施す前の刃形状体
の刃先幅がｄ 1 のとき、片面のセラミック層がｄ 1 の厚
さ以上除去されるまでこの片面を研磨し、金属コーティ
ング層を施した後、刃先を形成する面のうち一方の片面
の金属コーティング層全部及びセラミック層が所定厚さ
以上除去（金属コーティングした後の刃先幅をｄ 2 とし
たときセラミック層がｄ 2 の厚さ以上除去）されるまで
一方の片面を研磨するか、あるいは他方の片面の金属コ
ーティング層の全部及びセラミック層が所定厚さ以上除
去（金属コーティングした後の刃先幅をｄ 3 としたとき
セラミック層がｄ 3 の厚さ以上除去）されるまで他方の
片面を研磨することを特徴とする請求項４記載の刃の製
造方法。 - 【請求項８】 刃形状体のセラミック層の上に施される
金属コーティング層は２μｍ以上の無電解メッキ（Ｎｉ
メッキ，Ｃｒメッキ，Ｃｕメッキ）あるいは、ＰＶＤ、
スパッタリング、真空蒸着であることを特徴とする請求
項３または請求項４記載の刃の製造方法。 - 【請求項９】 請求項３または請求項４により形成され
た刃の金属コーティング層を腐食、焼成の手段で除去す
ることを特徴とする刃の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12852395A JP3402849B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 刃及び刃の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12852395A JP3402849B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 刃及び刃の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08323507A JPH08323507A (ja) | 1996-12-10 |
| JP3402849B2 true JP3402849B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=14986858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12852395A Expired - Fee Related JP3402849B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 刃及び刃の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3402849B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002307226A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-23 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 切り屑排出機構付きカッタ |
| CN103783786B (zh) * | 2012-10-29 | 2017-05-31 | 比亚迪股份有限公司 | 一种陶瓷指甲钳及其制备方法 |
| CN105764638B (zh) * | 2013-11-25 | 2017-12-26 | 株式会社泰珂洛 | 被覆工具 |
| BR112022020864A2 (pt) * | 2020-04-16 | 2022-11-29 | Gillette Co Llc | Revestimentos para uma lâmina de barbear ou depilar |
| CN115413253A (zh) | 2020-04-16 | 2022-11-29 | 吉列有限责任公司 | 剃刀刀片 |
-
1995
- 1995-05-26 JP JP12852395A patent/JP3402849B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08323507A (ja) | 1996-12-10 |
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