JPH0197592A - 刃物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、布、紙、繊維等の切断に広く一般的に用いら
れる刃物に関し、さらに詳しくはセラミックスからなる
刃先を有する刃物に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、布、紙、繊維等の切断に用いられる刃物のほとん
どは、鋼製の刃物であった。ところが、年々、被切断材
の寸法精度、切り口のきれいさ等要求が大きくなり、被
切断材自体が難切断材化すゝるに伴い、切味、耐久性共
に、より優れた刃物の要求が各分野で出てきている。

現在では、刃物の材質としては、鋼に加えて超硬合金、
セラミックス等の硬さ、耐摩耗性に優れた材料が用いら
れるようになってきた。特にジルコニア等のセラミック
スは、刃物材料として数多くの利点があることは、今ま
で報告されている（特開昭５８−７１０９５号、特開昭
５９−１１８３９５号等）。

特開昭５８−７１０９５号は、正方晶ジルコニアを５０
モル％以上含んだジルコニアを用いることにより、セラ
ミックスを刃物に応用可能とした技術であるが、セラミ
ックス製の刃物の場合には刃先の欠け（チッピング）が
生じやすく、単に刃物部材をジルコニアにしただけでは
、刃先の耐チッピング性、切味の両者と十分に満足でき
ない、また、特開昭５９−１１８３９５号に示されるよ
うに、ジルコニアセラ、ミックス刃物において、刃先角
度θを２０−８０＠に規定してもかかる問題を完全にな
くすことはできない。

ジルコニア系セラミックス以外、すなわち、より強度、
靭性の劣るセラミックスを刃物に応用した例として特開
昭５９−１０８５８５号、特開昭６１−７９５９４号が
あるが、これらは刃先に１０〜ａＯμｍの厚みをもたせ
、耐チッピング性、耐久性等を向上させようとするもの
であるが、刃先が厚くなるために切味を犠牲にせざるを
得ない欠点がある。

刃先強度と切味の両者を向上させる技術としては、特開
昭５９−５０２１３５号に示されるように、刃先近傍の
刃厚を厚くし、刃先より離れるに従って刃厚を薄くする
技術があるが、刃先形状の検討だけではセラミックスの
脆さを十分カバーし、かつ切味の十分な刃物を提供する
には不十分である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のセラミックス製刃物は、脆いため、切味を向上さ
せると耐久性が低下するという問題点があった。すなわ
ち、切味を向上させるために、刃先を鋭利にすると、チ
ッピング等が生じやすく、また刃先強度を向上させるた
めに、刃先角度を大きくすると切味が低下するという問
題点があり、セラミックスの持つ特性を十分活かすこと
ができなかった。

本発明の目的は、刃先の性状に検討を加えることにより
、切味、耐久性ともに優れたセラミックス製の刃物を提
供することである。

〔問題点を解決するための手段〕゛ 第３図は、刃物の刃先部を模式的に表わした図である。

ここで、切刃を構成する主な要因としては、刃先角度θ
、刃面の面粗さＲ１刃先先端の幅Ｔ、刃先チッピングＡ
が挙げられる。

本発明者らは、上記４つの要因が切味および耐久性に及
ぼす影響を調べるために、様々な検討を行なった結果、
第４図に示すように、刃先角度θは切断抵抗、すなわち
切味に大きく影響し、θ＝２０°付近で最も切断抵抗が
小さいことを見出した。

これは、ジルコニアセラミックスの刃物でナイロン糸を
切断した時の値である。θ＝　１０”の場合、刃先は最
も鋭利であるが、チッピングＡが大きく。

θ＝２０°の場合、５μ麿程度であるのに比べ、θ＝ｌ
Ｏ°の場合、１０μ踵程度のチッピングが生じ、また刃
先先端の幅Ｔも大きくなっているためである。

チッピングＡに注目すると、刃先角θが大きいほど、チ
ッピングサイズは小さくなるが、被切断材と刃面との摩
擦力が増加するため、切味が低下するのである１次に刃
面の粗さと切味、耐久性を検討した結果、第５図に示す
ように、面粗さが大きいほど切断抵抗が小さくなること
が判明した。

しかしながら、面粗さＲが大きすぎると切味がばらつき
、また耐久性は低下する結果となった。これは、面粗さ
Ｒを大きくするとチッピングＡのサイズ、発生頻度が高
くなり、また切刃先端の欠損単位が大きくなり、刃先先
端の幅Ｔが大きくなるためである。

以上の結果をまとめたものが第１表である。

第　　１　　表 第１表かられかるように、第３図に示す形状の刃物では
切味、耐久性を共に向上させるための各要因を設定する
ことが非常に困難である。以上の問題点を解、決すべく
検討を行なった結果、第１図に示すように、切刃先端近
傍と後方のそれぞれの刃面状態を独立に設定すれば良好
な切味、耐久性が得られることを見出した。すなわち、
本発明はセラミックスからなる刃物であって、該刃物の
刃先先端部分の刃先角を０１、最大表面粗さをＲ工、該
刃先先端部分に連なる刃先後方部の刃面構成角を０２、
最大表面粗さをＲ１とした場合、θ□≧θ２、Ｒ１≦Ｒ
２．Ｒ１≦Ｒ３ の関係を満足することを特徴とする刃物である。

すなわち、切刃先端近傍の刃面は、θ１を大きくとり、
かつ面粗度Ｒ１を小さくすることにより。

耐久性、耐チッピング性を向上させ、かつ後方の刃面の
０２を小さくし、かつ面粗度Ｒ２を大きくすることによ
り切味の低下を防げるものである。

なお、０い　θ２、Ｒ１およびＲ８は、第１図にそれぞ
れ記載されているθ１．θ２、Ｒ□およびＲ２の該当箇
所をいうものであり、それぞれの絶対的な値はセラミッ
クスの材質、被切断物の材質等により適宜選択される。

また、本発明の刃物は、ハサミ等の２枚の刃物の作用に
よる剪断力で切断する刃物についても、ナイフ等の１枚
の刃物により切断する刃物についても同様の効果がある
。

〔実施例〕

次に実施例について説明する。

第２図は、ジルコニア系セラミックスからなる刃物であ
り、プラスチック、合成繊維、布１紙等の切断に用いら
れる。

本発明の刃物を用いて、切断テストを行なった結果を第
２表に示す。

第２図ａの丸刃で紙切断を行なった場合、本発明の刃物
は、切味も良好で、寿命も従来の標準的形状の刃物を比
較例とすると２倍以上となっている。しかも比較例の刃
物のように、使用中に被切断材の紙の切断面がケバ立っ
たり、切断部近傍がしねになることがなくなった。

第２図すの直刃で背広用の布地の切断を行なった場合も
同様に、比較例として挙げた従来形状の刃物の３倍以上
の寿命であった。第２図Ｃの直刃でナイロンの釣糸を切
断した場合も同様で、切味が良好で初期チッピングのな
い状態で比較例の６倍程度の寿命となった。

先に述べたように、θい　θ２、Ｒ，、Ｒ，の最適条件
は、セラミックスの材質、被切断物の材質により異なる
が、 １５″≦０１≦９０°、５°≦θ２≦６０゜０．０５μ
■≦Ｒ１≦１μ凱、０．８μ臘≦Ｒ２≦３．５μ■の範
囲が本発明の効果を顕著に示す。

すなわち、θ１が１５６未満では耐チッピング性。

耐久性に効果がなく、９０″　を越えると切味低下が無
視できなくなり、θ、は６０°を越えると被切断材と刃
面との摩擦力増加のため切味が低下する一方、５°未満
では第４図に示すように切断抵抗が大きくなり切味が低
下するａ　Ｒ１は０．０５μ園未満では切断抵抗が大き
く切味が低下する一方、１μ厘を越えると耐チッピング
性、耐久性の点で問題となる。また、Ｒ２は良好な切味
を確保するために０．８μ票以上が必要であるが、３．
５μ園を越えると切味がばらつき耐久性を低下させる傾
向になるからである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来、相反する特性であった切味と耐
久性の両方を大幅に向上させた刃物の設計が可能となり
、様々な切断において、長寿命で被切断材の切断状態が
良好な刃物を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明刃物の刃先部を示す斜視図、第２図は
実施例に用いた刃物の形状を示す図、第３図は従来の刃
物の刃先部を示す斜視図、第４図は刃先角と切断抵抗の
関係を示すグラフ、および第５図は刃面粗さと切断抵抗
の関係を示すグラフ第１図 第　２　図 ｂ 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　セラミックスからなる刃物であって、該刃物の刃先
   先端部分の刃先角をθ＿１、最大表面粗さをＲ＿１、該
   刃先先端部分に連なる刃先後方部の刃面構成角をθ＿２
   、最大表面粗さをＲ＿２とした場合、θ＿１≧θ＿２、
   Ｒ＿１≦Ｒ＿２ の関係を満足することを特徴とする刃物。 ２　特許請求の範囲第１項記載のθ＿１、θ＿２、Ｒ＿
   １およびＲ＿２の値が、 １５°≦θ＿１≦９０°、５°≦θ＿２≦６０°０．０
   ５μｍ≦Ｒ＿１≦１μｍ、０．８μｍ≦Ｒ＿２≦３．５
   μｍを満足する特許請求の範囲第１項記載の刃物。 ３　刃先先端の幅が０．５μｍ〜３．０μｍである特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の刃物。 ４　刃物が、互いに摺動する２枚の刃物の作用による剪
   断力で物体を切断する特許請求の範囲第１項ないし第３
   項のいずれかに記載の刃物。 ５　刃物が、１枚の刃物の作用により物体を切断する特
   許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の刃
   物。