JPH0623157A - ナイフ刀身 - Google Patents

ナイフ刀身

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JPH0623157A
JPH0623157A JP5099800A JP9980093A JPH0623157A JP H0623157 A JPH0623157 A JP H0623157A JP 5099800 A JP5099800 A JP 5099800A JP 9980093 A JP9980093 A JP 9980093A JP H0623157 A JPH0623157 A JP H0623157A
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JP
Japan
Prior art keywords
cutting edge
coating
blade
knife
blade body
Prior art date
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Application number
JP5099800A
Other languages
English (en)
Inventor
David M Williams
デイビッド・マーク・ウイリアムズ
Jess Cawley
ジェス・コウレイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MATSUKUFUASONZU Ltd
McPhersons Ltd
Original Assignee
MATSUKUFUASONZU Ltd
McPhersons Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26BHAND-HELD CUTTING TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B26B9/00Blades for hand knives

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Knives (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)
  • Cleaning In Electrography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ナイフ刀身およびその製造方法を提供すること
を目的とする。 【構成】金属材料の表面硬度および耐磨耗性は、金属材
料の表面を硬質にすることにより高められることが従来
知られているが、これをナイフ刀身に効果的に適用する
ことは困難であった。本発明はカッテングエッジが刀身
本体より固い材料で構成するものであり、刀身本体にV
型のカッテングエッジが形成され、その刃先が刀身本体
の厚みの中央部に形成されたナイフ刀身であって、V型
のカッテングエッジの一方の側面に、刀身本体の材質よ
り固い材料のコーティングが設けられ、カッテングエッ
ジの刃先が全体的にこの固い材料から形成され、このコ
ーティングが刀身本体の表面から該コーティングの表面
に向けて延びるカラム状結晶構造をなしていることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ナイフ刀身およびその
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】金属材料の表面硬度および耐磨耗性は、
金属材料の表面を硬質にすることにより高められること
が従来知られている。すなわち、適当な熱処理により炭
化物および/または窒化物に変換させたり、浸炭、窒
化、あるいは化学的または物理的蒸着、電解メッキ、プ
ラズマアークスプレー、その他の手段により固い表面コ
ーティングを施すことが知られている。
【0003】ナイフ刀身の場合、特にカッテングエッジ
を硬質表面とすることは、通常、ナイフ刀身の刀身本体
の断面が非常に薄いこと、および切断先端が鋭利な角度
をなしていることなどから、上述のような従来の方法で
は実用的に困難である。上述のように富化または変性に
より硬質表面にすると、必然的に刀身から炭素が失わ
れ、強度の不十分な刀身となってしまう虞れがある。比
較的小さい角度で形成されたカッテングエッジを有する
ナイフ刀身に表面コーティングを施した場合、実際のカ
ッテング先端にコーティング物質が必然的に蓄積され、
刃の鋭利性に悪影響を及ぼす。
【0004】ナイフ刀身に硬質表面を適用する試みとし
て、炭化物または窒化物の拡散熱処理、蒸着などが従来
行われている。また、1つの試みとしてテーパー状の刀
身本体を熱処理し、ついで単一のウエッティングまたは
研削を行いノミ状のカッテングエッジを形成するととも
に一方の切断面を刀身本体の一方の面と同一平面とする
方法も知られている。これをテストすると、このような
処理がなされていない刀身と較べてカッテング特性が可
なり改善されることが実証されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであって、刀身本体より固い材料か
らなるカッテングエッジを持ったナイフ刀身を提供する
ことを目的とする。さらに本発明は、そのような固いカ
ッテングエッジを持ったナイフ刀身の製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、刀
身本体にV型のカッテングエッジが形成され、その刃先
が刀身本体の厚みの中央部に形成されたナイフ刀身であ
って、V型のカッテングエッジの一方の側面に、刀身本
体の材質より固い材料のコーティングが設けられ、カッ
テングエッジの刃先が全体的にこの固い材料から形成さ
れ、このコーティングが刀身本体の表面から該コーティ
ングの表面に向けて延びるカラム状結晶構造をなしてい
ることを特徴とするナイフ刀身を提供するものである。
【0007】さらに、本発明は、刀身本体にV型のカッ
テングエッジが形成され、その刃先が刀身本体の厚みの
中央部に形成されたナイフ刀身であって、V型のカッテ
ングエッジの一方の側面に、浸炭窒化物のコーティング
が設けられ、カッテングエッジの刃先が全体的にこの浸
炭窒化物から形成され、この浸炭窒化物が刀身本体の表
面から該コーティングの表面に向けて延びるカラム状結
晶構造をなしていることを特徴とするナイフ刀身を提供
するものである。
【0008】必要なカラム状結晶構造を形成するため、
コーティングを適用する場合に、コーティング工程を刀
身本体の温度が焼戻し温度を超えないように制御するこ
とが好ましく、これにより刀身本体の性質を阻害するの
を回避することができる。すなわち、刀身本体の温度を
480℃以下、好ましくは400℃以下に保持しておこ
なう。
【0009】好ましい浸炭窒化物としては、炭窒化チタ
ン、炭窒化クロムである。コーティングは、電子ビーム
による物理的蒸着、ランダムまたは方向性アークによる
物理的蒸着などの熱的物理的蒸着により適用することが
できる。その他、マグネトロンスパッタリング、アーク
ボンドスパッタリングなどのスパッタリングによる物理
的蒸着を適用することもできる。
【0010】これらの物理的蒸着法の全ては反応性ガス
制御を利用するもので、刀身を配置させた真空チャンバ
ー内でプラズマを発生させ、これを窒素および炭素担持
ガスと結合させ、刀身基板に金属窒化物および/または
金属炭窒化物コーティングを蒸着させる。
【0011】化学的蒸着により金属セラミックコーティ
ングを蒸着させることも可能である。カッテングエッジ
の刃先が全体的にこのコーティングから形成されるよう
にするため、刀身本体のV型カッテングエッジの第1の
面を研削し、この刀身本体にコーティング物質を適用
し、ついで刀身本体のV型カッテングエッジの第2の面
を研削することが好ましい。好ましくは部分的に研削し
た刀身本体の側面をマスクして第1の研削面へのコーテ
ィングの適用を制限する。
【0012】刀身本体のV型カッテングエッジの1側面
にカラム状結晶構造のコーティングが形成される結果、
一方において全てコーティング物質からなるカッテング
先端の直ぐ後に刀身本体部材が在り、そのためややもす
ると多少脆弱なコーティング物質を著しく補強すること
ができ、他方においてV型カッテングエッジのコーティ
ングされていない第2の面が形成される。
【0013】したがって、ナイフ刀身の通常の使用にお
いて、カッテング先端が全て硬質物質から形成されるこ
とによりもたらされる初期の著しい鋭利性が得られ、ま
た非コーティング面に肉眼では容易に感知されないがカ
ッテング先端の直ぐ後の刀身本体を弱めるに十分な磨耗
が生じる。
【0014】コーティング物質がカラム状結晶構造をな
しているという事実は、隣接するカラム状結晶相互間の
界面にコーティングの厚みに向かう一連の欠陥ラインが
もたらされることになる。これは、使用時にカッテング
エッジのコーティングされていない第2の面の僅かな磨
耗とともに、この欠陥ラインの露出を生じさせてコーテ
ィングから一番外側のカラム状結晶を破壊除去させる。
その結果、ナイフ使用時にカッテングエッジの効果的な
再生がなされ、初期の著しい鋭利性のみならず、のちの
カッテングエッジの持続がなされ、これは従来のナイフ
では見られない特性である。
【0015】好ましい刀身本体材料としては炭素量が
0.16%ないし0.36%、より好ましくはクロム量
が12%ないし14%のマルテンサイトステンレス鋼で
ある。刀身本体の表面仕上げは特に臨界的なものではな
いが、光沢仕上げでもなく、著しく粗面でもないことが
好ましい。したがって、刀身本体は表面仕上げが0.1
RAないし2.0RAの範囲で、硬度が46〜54ER
Cの範囲であることが好ましい。
【0016】最良の性能を得るには、適用された硬質表
面コーティングの厚みは2.0μm〜20μm、好まし
くは8μm〜15μmとすべきである。刀身本体に形成
されるカッテングエッジは明確なV型のカッテングエッ
ジであって、その刃先が刀身本体の厚みのほぼ中央部に
形成されていることが必要である。この刀身本体は両面
が平行な同一厚みのもの、あるいは一方または双方にテ
ーパー面が形成されているものであってもよい。
【0017】カッテングエッジそれ自体は、コーティン
グが行われる前に第1の面を平面研削またはプランジ研
削し、コーティングののちに第2の面を平面研削または
プランジ研削することにより形成される。しかし、その
他の型のエッジを形成し性能を高めることもできる。す
なわち、2つの研削工程は窪みのある研削エッジを形成
するものであってもよい。同様にエッジの形状は、V型
のカッテングエッジの第1の面が鋸歯状、スカラップ、
またはこれらの組合わせからなるものに研削したもの、
第2の面が平面研削またはプランジ研削したものからな
るものであってもよい。
【0018】特に、平面研削またはプランジ研削したエ
ッジ形状のものでは、V型のカッテングエッジが14な
いし30度、より好ましくは16ないし22度、さらに
好ましくは18ないし20度の角度で傾斜したものとす
る。
【0019】V型のカッテングエッジの第1の面が鋸歯
状に研削された形状のものでは、歯が1インチ当たり2
5〜50、好ましくは歯が1インチ当たり40のものと
する。鋸歯の傾斜角度は80〜100度、好ましくは9
0度とする。V型のカッテングエッジの第1の面がスカ
ラップに研削された形状のものでは、スカラップは半径
が0.1インチ、好ましくは0.16〜0.75インチ
で、ピッチが1.0〜10T.P.I.、好ましくは1
〜5T.P.I.のものとする。
【0020】
【作用】本発明の基本的利点は、従来のナイフ刀身と比
較して性能が著しく向上することのほか、最終の研磨の
除いて、第2の研削ののちに特に追加工程を必要としな
いことである。
【0021】
【実施例】以下、図示の実施例を参照して本発明をより
具体的に説明する。3種類のナイフを同一の公認のエッ
ジテストに供した。このエッジテストにおいて1枚が
0.3mmの厚みのカードからなる150枚のブロック
をホルダーに配置し、ナイフ刀身をそのエッジが最下部
のカードに載せ、カードホルダーに30Nの静圧を加
え、ナイフを50mmのストローク長で50mm/秒の
一定速度で往復動させた。このカードのブロックを完全
に切断するのに要したストローク数を記録し、完全に切
断したとき新たなカードのブロックを置き換えた。この
テストはこのカードのブロックを完全に切断するのに要
したストローク数が30を超えたとき終了した。
【0022】3種類のナイフのうち、図1のナイフ刀身
Aは英国特許No.2108887に基づく実用ナイフ
であり、ナイフ刀身Bはヨーロッパ特許No.0220
362に基づく実用ナイフであり、ナイフ刀身Cは本発
明に基づく実用ナイフである。ナイフ刀身A、B、Cは
同一厚みの刀身本体で、V型のカッテングエッジが刀身
本体の厚みの中央部に形成されたもので、一方の面を平
面研削し、他方の面に鋸歯およびスカラップを形成させ
たものである。本発明のナイフ刀身Cはナイフ刀身2の
V型のカッテングエッジの一方の側面1をまず研削し、
ついで本発明のコーティング3を適用し、さらにカッテ
ングエッジの他方の側面4を研削しカッテング先端5に
コーティング材料で全体的に形成されたカッテングエッ
ジを形成したものである。
【0023】このコーティングは公知のマグネトロンス
パッタリング法により形成したもので、刀身エッジにコ
ーティングされた材料にカラム状結晶構造が確かに生成
するように、チャンバーの温度を刀身本体の材料の焼戻
し温度より低く、すなわち従来、他の目的に用いられて
いるスパッタリング温度より低い約350℃の温度に維
持した。反応性ガスは炭素担持アセチレンおよび窒素で
あり、チャンバー内のターゲットはチタンであり、これ
により炭窒化チタンコーティングが刀身エッジに形成さ
れた。
【0024】英国特許No.2108887およびヨー
ロッパ特許No.0220362にそれぞれ基づくナイ
フ刀身A、Bを選んだ理由は、公知のもののうち、エッ
ジ保持特性が特に優れたエッジ構造を有していたからで
ある。
【0025】図3に示すように、ナイフ刀身Aはこのテ
スト終了まで19,500枚のカードを切断し、ナイフ
刀身Bは同じく31,800枚のカードを、本発明のナ
イフ刀身Cは同じく324,450枚のカードを切断
し、本発明のナイフ刀身がエッジ保持性において従来の
刀身に較べて著しく優れていることを証明している。
【0026】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
従来のナイフ刀身と比較してカッテングがより優れたナ
イフ刀身を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のナイフ刀身の側面図。
【図2】図1の2−2線に沿う断面図。
【図3】ナイフ刀身の切断性能を説明するため棒グラフ
図。
【符号の説明】
1…カッテングエッジの一方の側面、 2…ナイフ刀身、 3…コーティング、 4…カッテングエッジの他方の側面、 5…カッテング先端。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 刀身本体にV型のカッテングエッジが形
    成され、その刃先が刀身本体の厚みの中央部に形成され
    たナイフ刀身であって、V型のカッテングエッジの一方
    の側面に、刀身本体の材質より固い材料のコーティング
    が設けられ、カッテングエッジの刃先が全体的にこの固
    い材料から形成され、このコーティングが刀身本体の表
    面から該コーティングの表面に向けて延びるカラム状結
    晶構造をなしていることを特徴とするナイフ刀身。
  2. 【請求項2】 刀身本体にV型のカッテングエッジが形
    成され、その刃先が刀身本体の厚みの中央部に形成され
    たナイフ刀身であって、V型のカッテングエッジの一方
    の側面に、浸炭窒化物のコーティングが設けられ、カッ
    テングエッジの刃先が全体的にこの浸炭窒化物から形成
    され、この浸炭窒化物が刀身本体の表面から該コーティ
    ングの表面に向けて延びるカラム状結晶構造をなしてい
    ることを特徴とするナイフ刀身。
JP5099800A 1992-04-24 1993-04-26 ナイフ刀身 Pending JPH0623157A (ja)

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GB929208952A GB9208952D0 (en) 1992-04-24 1992-04-24 Knife blades
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BR (1) BR9301636A (ja)
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DE (1) DE69319489T2 (ja)
DK (1) DK0567300T3 (ja)
ES (1) ES2121053T3 (ja)
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