JPH0741527B2 - 刃物研摩方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は刃物又その刃を研摩する方法及び装置に関す
る。

ナイフその他の刃物は製造時又は使用中に研がなければ
ならない。この刃物という語には、職業用刃物、家庭用
刃物、替刃、剣、外科手術用具、かみそり、はさみ、の
み、かんな、その他の切断用の刃を形成する部分又はそ
の面を含める。

〔従来技術及び問題点〕

通常、家庭用の刃物等は、製造中に砥石車で刃付けされ
るし、水や切削油をかけながら砥石車を高速回転させて
研摩する場合も少なくない。通常の場合、刃物を砥石車
（第１図）の周縁面（厚さ方向）に平行に保持し、この
砥石車を回転させてその周縁面の研摩材料、即ち切刃を
刃物の刃の長手方向にほぼ直角に動かす。このような砥
石車の砥粒の粒度、即ち粒子は、刃物の面に幅及び深さ
が0.0064〜0.0254mm（1/4〜２ミル）程度の溝を刃に直
角に切り込む（第14図）。この大きさの溝によって、刃
物の刃は鋸歯状になり、引裂作用を受けると割れる。

極く普通の市販のサイフを顕微鏡で見ると、刃は鋸状の
パン切ナイフの刃に似ている。このようなナイフの微小
な歯こぼれは、使っているうちに曲がり、通常の場合、
鋼製棒状の「研ぎやすり」で研いでこの曲がりを直す。
何回か「研ぎやすり」をかけると歯が弱くなって折れ、
その刃物を切断用具として使うためには研ぎ直さなけれ
ばならなくなる。この研ぎ直しをする方法は、通常、そ
の刃物の歯を砥石車の周縁面にもう一度当て直す。

家庭用刃物の研ぎ器は各社から市販されているが、その
１例として円筒形の高速回転型砥石がある（第３図）。
この砥石は回転数が毎分約3000回転、周縁面の速度が最
大毎分609.6m（2000フィート）である。この砥石につい
ては米国特許第2,775,075号に説明されている。刃物の
刃は回転する砥石の斜の縁に接触し、砥石の表面は刃に
対して相対的に固定されるか又は限られた方向に動く。
この砥石の研摩面は目が粗く、研ぎ上げた刃に粗さが残
る。この砥石を高速で回転させ、この砥石に沿って刃物
を不均一に、即ち突然に動かすと、刃に好ましくない縞
状の傷が出来るか、又は局部過熱して焼鈍するか、又は
のみで掘ったような溝ができる。この型の研ぎ器は家庭
用の缶切を研ぐのに使用される程度である。

棒状の砥石の平らな砥石は手で研ぐ場合に使用される。
手で研ぐ方法では研ぐ角度を一定に維持できないので、
研ぎ上った形が悪く、不均一になる。刃物を手で研ぐ方
法の１例としては、刃物を静置した砥石、例えばアーカ
ンサスストーン（第２図）、カーボランダム、又は市販
のアルミナの表面に差し渡して往復される研ぎ方があ
る。このような砥石は、通常、研いでいる間、油又は水
を差なければならない。これは、研いでいるうちに生ず
る砥くその刃の研面から浮きあがらせると共に、砥くそ
中に混り込んでいる砥粒や刃物の削屑が砥石の目に詰ま
るために研ぐ速さが落ち、仕上り精度が低下するのを防
ぐためである。手で研ぐ方法の致命的な欠点は、刃物を
往復させる度に、研摩速度が変るし、刃の保持角度を一
定に保持できないから再現性のよい研摩作動が望めない
ことである。人の手で研ぐ方法では、刃物を往復させて
いる間、終始、その刃物の研面と砥石の研摩面との角度
を一定に保ち、刃の研面を均一に押圧することは不可能
であり、刃の研面を砥石の研摩面に貯った“砥くそ”で
損なわずに鋭く研ぎ上げるのは余程の熟達者でない限り
不可能である。

従来の刃物研摩法の主な欠点は刃に大きい“まくれ”が
残ることである。この“まくれ”とは刃物の刃の一部分
が、最後に研いだ研面の反対側、つまり研がれない側の
研面に湾曲して曲がり込むことである。大きい“まく
れ”は刃物の刃を変形させ、切味を落し、弱くするので
好ましくない。前記した機械式及び手動式の従来の研摩
装置では、研面に刃に沿った擦り傷が残り、この擦り傷
は、その刃物が物を切る時に物を引裂いて切口の形を崩
す。

他の型の研摩装置は、ミクロトームナイフ用のものが米
国特許第3,041,790号及び第3,844,067号に開示されてい
る。この装置は、極めて複雑な構造で刃の研面を直線上
でゆっくりと往復させる。この装置は、研摩剤をほぐし
てガラスの平板の表面に懸濁させ、これに刃の研面を当
てる構造である。このガラス板は水平方向に円形の軌道
を描くように移動する。このようにする目的は、ガラス
板面の研摩剤の分散度をある程度均一に維持し、研摩材
料がガラス板の狭い範囲に蓄積するのを防ぐためであ
る。この研摩装置では、刃物をガラス板に押しつけて先
づ刃の一方の側を研磨し、次に他方の側を研摩する。こ
の研摩を行なうには、ガラス板か刃物をほぼ直線的に長
い距離を遅い速度で反覆移動させる。この研摩は刃物と
ガラス板上の研摩剤との相対的直線運動によって行なわ
れるが、研ぎ上がった刃物の刃は細かい鋸歯状となる。

ミクロトーム研摩装置、例えばトーマス ダルトン ミ
クロトーム ナイフ シャープナ、の製造業者アーサー
H,トーマス社（Arthur H Thomas Company）が、米国の
特許第3,874,120号及びオフィシャル・ガゼット第164号
に記載されている。この研摩装置の利点として挙げてい
ることは、研いだ刃の両面に作られた顕微鏡的な擦り傷
が、刃となす角度が異り、刃の両面の擦傷は相互に均一
なクロスハッチ状、即ち「Ｘ」になる点である。この研
摩によって作られる刃の微小な刃形には既に説明した如
き欠点がある。

他の公知の刃物研摩装置には水冷式砂岩砥石車及び研摩
剤被覆無端ベルト型研摩装置がある。これらの研摩装置
は研摩材料を刃にほぼ直角に移動させるので、研面に溝
や刃形ができる。その原因は研摩面が平坦でなく、研面
の位置及び保持角度の制御が殆んどできないためであ
る。研ぎ上げた刃には、通常、傷が残っている。これら
の研摩装置は高価であり、普通の過程で使うには複雑す
ぎる。業務用に使用する場合には、研摩装置で研いだ物
を織布のバフ車にかけて“まくれ”を取る必要がある。

米国特許第2,645,063号及びこれに関連する第2,751,721
号に磁石を使用する研摩装置が記載されている。その磁
石の磁場は刃物案内装置の一部を構成しておらず、刃物
の重さを支持する機能もない。また、その形及び磁場の
方向は砥石の研磨面から“砥くそ”を除き難しくてい
る。

従来技術の共通点は、モーター駆動型研摩装置の研摩材
料表面の速度を大きくしていることである。米国特許第
2,775,075号に述べられているように「通常の鋼製刃物
は、切込速度が毎分約152.4m（約500フィート）未満の
場合、研ぎ得ないことが実験的に証明されている。」 殆んどの従来技術によれば、物を切る刃物の刃を良く研
ぐのに好ましいとしている研摩装置は、研摩材料を刃の
長手方向に直角に移動させるか、又は研摩材料を刃の長
手方向に相対的に固定された或る角度で動かす構造であ
る。従来の刃物研摩法で研いだ刃は、完全に鋸歯状であ
り、擦り傷や刃のまくれを伴い、焼鈍されていることも
稀ではない。以上説明した公知の研摩装置は、何れも、
刃物の研摩を充分に行ない得るものではないことが証明
されている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は前記した従来の刃物研摩装置の欠点を除
去した刃物研摩装置を提供することにある。

〔発明の概要及び効果〕

本発明によれば、砥石が均一な循環軌道上を反覆移動
し、この砥石に刃物の研摩面が当てられ、砥石の各砥粒
の軌跡は、この各砥粒の共有面、即ち主研摩面に対して
離合し又は平行である。このようにして砥石は共通面内
で刃物の研面を研摩する。砥粒の軌跡、即ち軌道の幅は
各砥粒ともほぼ同一である。研摩中、刃物の刃の研面は
機械的に、好ましくは磁力によって砥粒の共通面、即ち
主研摩面に対して位置決めされ、研摩中に刃物の研面か
削られて生ずる強磁性の砥くそは磁石によって磁化さ
れ、それにより砥粒及び研摩部から除去される。

この研摩作用は新規である。その理由は研摩に消費され
る力、即ち研摩力は砥粒が刃の研面に対して描く軌道上
の均一な循環運動によって刃の研面に与えられる。その
ために刃の研面は確実に均一に研摩される。この点が他
の研摩装置と著しく異る。他の研摩装置では研摩力は殆
んど砥粒が刃の研面を横断する方向に直線的に移動する
運動によって与えられるからである。

このような研摩を行なうための装置は可動部材を含み、
この可動部材は砥石つまり研摩面を有し、この研摩面の
砥粒は均一な離間固定された軌道（理想的には円形）上
を主面、即ち研摩面の中又はこれに平行に移動し、研摩
力つまり仕事は殆んど砥粒の軌道上での運動によって与
えられる。この砥粒の移動経路の幅は概ね同一である。
この主面は、ここでは、殆んどの砥粒を含む研摩表面の
面であると定義される。各砥粒は主面内又はこの主面に
平行な経路上で、この各砥粒から独立に分離している点
の周囲を移動する。この研摩装置は未熟練者のためのも
のであり、優れた品質の刃を作り出す装置である。

本発明の可動部材は平坦、かつ両面研摩形とするのが好
ましく、特殊用途の場合には、刃物をより速く研摩でき
るように１面ないし数面の凸面とすることもできる。ま
た、この可動部材は、例えば堅い研摩材料又は支持構造
体とし、砥粒を物理的に結合させることができる。

この研摩方法は、砥粒の速度が毎分243.8m（800フィー
ト）未満の場合、前記移動する砥石の面が横断方向に±
0.127mm（0.005インチ）未満の場合、及び各砥粒の軌道
の長さが25.4mm（１インチ）未満の場合に最適となる。
砥石の面は駆動板によって安定化され、この駆動板は３
個以上の軸承支持点に摺動接触することにより軌道を描
くようにされる。

分散された研摩材粒子では満足すべき結果が得られな
い。その理由は、その粒子が不均一に動き、蓄積又は塊
状し、そのために砥石の平坦度又は均一度を損なうから
である。このような不均一な砥石は刃物の刃を傷める。
前記装置は、軌道が固定された砥粒で研摩する場合に比
べて、研上りが良く、研摩率即ち刃の削り取る量が大き
いことが判った。さらに、分散させる方式の研摩剤の粒
子を使用すれば、“砥くそ”がこの研摩剤粒子によって
かき混ぜられるだけでなく固り易い。

研摩すべき刃物を正しい位置にクランプする場合、人が
刃物を手に持って固定することもできるが、刃物を適当
な機構で部分的にでも案内し支持する方がより便利であ
る。そのためには磁石式案内装置が好ましい。この磁石
式案内装置は、この装置自体の表面に刃物の面を引きつ
け、続いて、その刃物の刃の研面を前記移動する砥石の
研摩面に平行に接触するように案内する間、この刃物を
安定に保持する。また、前記磁石案内装置の磁場は、研
摩中“砥くそ”を砥石の研摩面から取り除き、砥石の面
と刃物案内装置との間に“砥くそ”が蓄積されないよう
にする上で重要な作用をする。

前記刃物の停止装置を本刃物研摩装置に組み合わせて使
用することができる。その場合、この停止装置は砥石の
主研摩面が刃物案内装置の面と交差する位置の直上近傍
で刃物の研面の適当な部分に接触するように位置決めさ
れる。この案内装置は刃の研面を砥石の研摩面と線接触
により密着するように方向付け、その刃物の面を適当な
角度で研摩面に保持して、その刃物の面に対する刃の角
度を決める。この停止装置は刃物を砥石の移動面に対し
安定させて、この刃物の刃が前記案内装置と砥石の研摩
面との狭い間隙に滑り込まないようにし、この刃物の刃
から未だ固まっていない“砥くそ”をとり除き、刃物の
刃の微細な“まくれ”とこの刃に付着した“砥くそ”を
前記移動する砥石研摩面で取り除き易いようにする作用
をする。

磁石式案内装置は砥石の研摩面に隣接する位置に配設さ
れ、本発明に基いて刃物を正確に位置決めし、この刃物
の刃の近傍で磁束密度を上るようにして“砥くそ”を除
去し、刃物が前記案内装置と移動する砥石との間に楔の
ように入り込まないようにする作用をする。

本発明による、熟練を要することなく、従来の何れの刃
物研摩装置にも劣らず切味よく、擦り傷の欠陥を生じさ
せることなく研ぎ得る新規かつ安価な刃物研摩装置を提
供することができる。また本発明に基く磁石式案内装置
は刃物の研摩角度を制御し、研摩中の刃物の砥石の研摩
面に対する動揺するのを防ぎ、“砥くそ”を除き、刃物
の砥石研摩面に対する位置を制御でき、さらに如何なる
研摩態様にも応用できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

（刃物研摩方法） 本発明は砥石を均一な円形の経路に沿って移動させるこ
とによりナイフその他の刃物の刃を機械的に多方向に研
いで鋭利にするものである。ここは「刃物の刃」とは、
本発明によって研ぐことのできる全ての刃物の切断用の
刃をいう。また刃物は、ナイフ、はさみ、のみ、たが
ね、その他を含む。

本発明においては、刃物を研ぐ力に均一な円軌道を描い
て回転する装置から発生させる。砥石の研摩作用をする
粒子を、刃物の研ぎ面を横断する共通面上で均一な円軌
道を描くように移動させることにより、刃物の刃を多方
向に繰り返えし研いで、その刃のまくれや微少な傷を除
き、極めて優れた刃を形成する。このように研がれた刃
は、刃物を入手又は機械で直線的に研ぐ従来の方法を用
いて研いだ刃よりも遥かに優れている。

本発明に基く方法においては、研ぐ作用をする粒子、即
ち砥粒が研面を含む面に離合する軌跡又はこの面に平行
な軌跡を描く。この各砥粒の回転時の軌跡はπｄで表わ
される。ここにｄは砥粒の軌跡の直径である。多方向
に、かつ、均一に研ぐためには砥粒の軌跡を円形にする
のが理想的であるが、駆動装置の特性のために軌跡は緩
やかな楕円になる。この軌跡上の距離は楕円に沿った距
離で表わされる。軌跡が円であると楕円であるとを問わ
ず、研摩装置が同一であれば、各砥粒の軌跡上の距離は
同一であり、この各粒子の運動は極めて均一であり、か
つ、多方向的である。

各砥粒の速度は、刃物を迅速に研ぎ得る程度に速く、し
かも刃が如何に薄くてもその刃を加熱しない程度でなけ
ればならない。この刃は、厚さが0.025mm（１万分の１
インチ）以下のオーダーであり、加熱されると焼戻され
る。砥石の周縁速度は、刃の加熱を防ぐために243.84mm
毎分（800フィート毎分）未満に維持するのが好まし
く、研がれる刃が極めて滑かで薄い場合には砥石の線速
度は遅くする必要がある。

高級な刃物は、砥石の周縁を当てて2.5cm（１インチ）
足らず回転させるだけで何等かの“まくれ”を生ずる。
その原因は砥石のその回転経路中の刃に直角になる範囲
にある部分が刃をすぐにかつ必ず削り、同じ回転経路中
の次の範囲にある部分が刃の平行に移動するからであ
る。砥石の刃を横断する方向、即ち刃に直角な方向に移
動する距離が長くなる程、刃の“まくれ”がひどくな
り、この“まくれ”は、砥石が次に刃を横断する方向に
移動する時に取り切れない。本発明によれば、刃物の刃
は、“まくれ”が育つことも数を増やすことも全くな
く、外観が均一であり新品の解剖刃と同等の切味にな
る。

研ぐ刃物は、人手で、案内部材に沿って、ふらつかせ
ず、所定の研摩角度を維持しつつ移動させる。この案内
部材は、本発明に基いて磁場を利用するものであり、こ
の磁力によって刃物を案内部材に確実に密着させること
ができ、さらに以下に述べる他の長所も具備することが
できる。刃物をその刃物の長手方向に、人手又は機械的
装置により、案内部材を貫くように固定するか又は案内
部材に沿ってゆっくりと移動させると、その刃物の一方
の研面が移動する砥石に接触するように保持される。前
記一方の研面を研ぎ了えた後に、この刃物を保持し直
し、この刃物の他方の研面を移動する砥石に接触させ、
この刃物を刃の直角方向にゆっくりと移動させて前記他
方の研面を適当に研ぐ。この作業を、この刃物の刃渡り
に沿って、研面が仕上がるまで繰り返えす。１台の研摩
装置に複数の研摩機構を設け、これに１個以上の回転砥
石、即ち回転研摩面を設けることも、また砥石などの材
料及び研削材粒度を自由に選択することも可能であるこ
とは勿論である。

前記研摩方法の重要な点は、刃物の研面と砥石の研摩面
との相対的な角度を、研いでいる間、ふらつかせること
なく一定に維持し、刃物の研面を、強制的に、正確かつ
均一に、制御された安定な方法で、回転する砥石の面に
合わせることである。そのためには、研摩中、研摩装置
の砥石の主面が横断方向に移動しないように、より具体
的には砥石の主面が案内部材に設定した刃物及びその研
面を横断する方向に±0.127mm（±0.005インチ）以上又
は0.1゜以上移動しないようにする必要がある。

この精度は、砥石又はその延長部分が、適当な装置によ
って砥石駆動板に保持され、この砥石駆動板が、隣接す
る支持部材にしっかりと保持された３個以上の機械的
「点」接触子の上で、所定の軌跡を描くように規制され
る装置によって得ることができる。

刃物の位置及び研面の角度を制御するための案内装置
も、前記隣接する支持部材に保持して、砥石及び案内装
置を同じように規制するのが好ましい。

（刃物研摩装置） 第４図〜第６図に、刃物を研ぐ方法を実施するための研
摩装置20の機械的構造を示す。この研摩装置20は砥石を
所定の軌跡を描くように動かすものである。研摩装置20
は、第５図に示す如く、上部構造体28、中部構造体30、
及び下部構造体32の３個の構造体より成り、この各構造
体28,30,32は夫々外部が保護部材によって被覆され、モ
ーター22がモーター取付板24にねじ26で装着されてい
る。４本の垂直なボルト34は底板35に強固に固定され、
ナット36と共働してモーター取付板24を水平に支持し、
かつ、この垂直なボルト34の上端部のねじ部を中部構造
体30の下側の板状部材38の中に螺合させることによりこ
の下側の板状部材38を水平に支持する。この下側の板状
部材38は３個の離間用ボルト42によって中部構造体30の
上側の板状部材40を水平に支持する。第６図に示すギア
プーリー46はモーターの軸44に取り付けられてタイミン
グベルト48を水平面内で駆動し、このタイミングベルト
48は垂直な駆動軸54,56に夫々挿着されたギアプーリー5
0,52を回転駆動する。垂直な駆動軸54,54の端部は夫
々、中部構造体30の下側の板状部材38及び上側の板状部
材40の中に圧入されている駆動軸の軸承58,60の中で回
転する。この駆動用クランク62,64に夫々クランク用軸
承66,68が係合する。このクランク軸承66,68は、水平な
砥石駆動板70の中に埋め込まれ、この砥石駆動板70は駆
動用クランク62,64によって水平に所定の軌跡を描き、
この駆動用クランク62,64はギアプーリー50,52によって
同期駆動され、このギアプーリー50,52は共通のタイミ
ングベルト48から離れている。砥石駆動板70は支持点と
して作用する３個の支持軸承72の上にあり、この支持軸
承72は中部構造体の固定された上側板状部材40に取り付
けられる。

研摩面を形成する砥石74は適当な方法で水平な砥石支持
板76に固定され、この砥石支持板76は２個のつまみナッ
ト78によって砥石駆動板70に取り付けられ、このつまみ
ナット78は砥石駆動板70に埋め込まれているスタッドに
人手で螺合される。

砥石式案内装置90は接着剤により、又はその他の方法で
中部構造体の上側の板状部材40に強固に固定される。こ
の磁石式案内部材90は２個の磁石92を含み、この磁石92
の磁極は磁性材料、例えば軟鉄で作られた刃物案内板94
と対面してこれを磁化する。この刃物案内板94の頂部は
三角形であり、刃物100の側面をこの三角形の部分に載
せて案内する。この刃物100の面は第４図及び第５図に
示す如く三角形部分の一方の傾斜面に取り付けられて磁
力で固定される。この刃物案内板94の頂部の三角形の面
の傾斜角度は、刃物100の面と砥石74の表面との角度を
所定の角度になるように選定される。この傾斜角度の調
節は砥石74を砥石支持板76に取り付け、この砥石支持板
76を砥石駆動板70に取り付け、この砥石駆動板70をつま
みナット78で調節するという方法で行なう。このつまみ
ナットは砥石を交換するのに便利である。

前記駆動用クランクの偏心運動によって砥石駆動板70が
所定軌跡に沿う運動をし、この砥石駆動板の運動はばね
96によって予め定められた面内で行なわれる。この面は
３個の支持軸承72によって形成され、この支持軸承72は
分子量が極めて大きいポリオレフィン又はガラス繊維を
入れたフッ素樹脂で作られ、上部板状部材40に保持され
る。従来の、例えば平行四辺形構造部を含むサンダー
の、所定軌跡を描かせる駆動部材を機械的に支持する装
置は、３個以上の撓み得る柱状部材や弾力性を有する支
持部材を含んでいる。この従来のサンダーのパッドの動
く面は、このパッドの表面に対して傾斜すると共にこの
パッドの面に直角であるために、刃物の刃を正確に設定
することができない。

クランクの軸承66,68は適当な材料、例えばガラス繊維
を入れたフッ素樹脂テフロン（Teflon）（登録商標）で
作られる。この材料は、駆動軸54,56の端部の偏心駆動
用クランク62,64の表面を整列させると共に摩耗しても
差し支えないようにする作用をする。砥石駆動板70には
前記偏心駆動用クランクが直接接触する場合には、この
砥石駆動板70が摩耗する。駆動軸の軸承58,60もガラス
繊維入りテフロンのような材料で作られ、鋼製の駆動軸
54,56を支持し、この駆動軸54,56は中部構造体の固定さ
れた下部支持板38及び上部支持板40を貫通する。この上
部支持板40、下部支持板38、及び砥石駆動板70は、ポリ
エステル又はダイキャストした亜鉛アルミニウム合金で
作っても良く、この２種類の材料は共に上部支持板、下
部支持板及び砥石駆動板を作るのに使用することがで
き、そのようにすれば軸承としての作用をするので軸承
を省き得る。

場合によっては、クランクの軸承66,68及び砥石駆動板7
0の間に弾力を有するスリーブ又はそれと同等のもの
（図示せず）を挿入すれば、駆動用クランク62,64の同
期が悪いため、又はその他の部分が機械的に一致しない
ために生ずる振動が砥石74に横断方向の振動として伝達
されるのを軽減できるという長所が得られる。このよう
な振動は、ひどくなれば刃物の刃の質を低下させる。

砥石駆動板70及びこれに取り付けられた砥石74の振動
は、小さい振動を生じさせる加振装置を用いれば減少さ
せ得る。第５図及び第６図に示す装置は、ギアプーリー
46,50,52に係合する歯を備えたタイミングベルト48を使
用しており、このタイミングベルト48は従来の駆動装
置、即ち堅い歯車より成り前記と同様の同期作用はする
が振動や騒音の大きい従来の駆動装置よりも優れてい
る。タイミングベルト48を用いれば、振動のレベルを下
げることができる。ただし、モーター22で発生し、中間
の軸承等を介して砥石74に伝わる振動は減少させ得な
い。これと同様の効果が得られるものとしては、弾力性
を有する材料で作られた歯車列があるが、この場合、硬
度の選択を慎重にする必要がある。

砥石駆動板70及びこれに取り付けられた砥石74の横断方
向（即ち第５図に垂直な方向）の振動を最小にするには
駆動用クランク62,64及びばね96を、第６図に示す如く
３個の支持軸承72が形成する三角形の空間の中に配設す
る。ばね96は、支持軸承72の間のほぼ中央に取り付けら
れ、下部支持板38と砥石駆動板70との間に張力を受ける
ように固定され、この砥石駆動板70の垂直方向の振動を
充分押さえ得る強さでなければならない。しかし、この
砥石駆動板70と支持軸承72との間に過大な摩擦が生ずる
程強くしてはならない。このばねの代りに砥石と金属板
を使用し、その一方を砥石駆動板に取り付け、他方を上
部支持板40に取り付けてもよい。

砥石の移動経路は、通常、駆動用クランク62,64が完全
に同期する場合には基本的に円形である。しかし、この
クランク62,64が同期しない場合、又はこのクランクと
堅い磁石駆動板70との間に弾力を有するものが介在し又
は大きい間隙があってこのクランクと磁石駆動板との均
衡が大きく崩れている場合には、磁石の描く軌跡は大な
り小なり楕円になる。

本発明では、砥石74は固定できる研摩材ならばどんなも
のでも良く、粒度もかなり広い範囲、即ち「粗粒」と同
等で差し支えない。鋼板にダイヤモンド粗粒を固着させ
た板、アーカンサス石、塊状カーボランダム、塊状アル
ミナ、或いは各種粒度のアルミナでコーティングした紙
やすり等を使用し得る。頂部が三角形の刃物案内板94は
２個の磁石の間の穴の中で指できっちり嵌合させること
ができ、研摩角度を変える時に傾斜角度の異る刃物案内
板と手動交換できる構造である。刃物に第２切刃を研摩
する場合には、刃物の面を刃物案内板94の他の面に保持
するだけでよい。この刃物案内板94の磁力による吸引力
は、刃物100の一方の端部をずれないように保持し得れ
ば充分であり、研ぐ時にその刃物を前後に動かし得ない
程強くしてはならない。また、磁力の他の重要な作用
は、刃物が所定の研摩以外のランダムを動きをしないよ
うにすることにある。その理由は、刃物がランダムに動
けば、研摩中に刃が砥石によって傷められるからであ
る。

以上説明しは本発明の基本的な技法は、形状の異る刃物
研摩装置にも応用できるものであり、例えば第４図〜第
６図に示す第１の刃物研摩装置20、及び第７図〜第９図
に示す第２の刃物研摩装置110がある。この第２の刃物
研摩装置110では、研摩駆動板70aは第５図及び第６図に
示したのと同じような機構で駆動される。

本発明の第２の実施例である前記刃物研摩装置110は、
第７図〜第９図に示す如くであり、この刃物研摩装置11
0では、研面は垂直面内で動く。この実施例では、モー
ター22aは、第８図の如く、底板112に取り付けられて、
モーター軸44aに装着されたギアプーリー46aを駆動す
る。このギアプーリー46dはタイミングベルト48aを駆動
し、このギアプーリー46dはタイミングベルト48aを駆動
し、このタイミングベルト48aは水平駆動軸54a,56aに取
り付けられたギアプーリー50a,52aを駆動し、この水平
駆動軸の端部は機械加工されて駆動用クランク62a,64a
を形成する。このクランク62a,74aは前記タイミングベ
ルトとギアプーリーによって同期駆動され、クランク軸
承66a,68aの中に係合し、このクランク軸承66a,68aは砥
石駆動板70aに取り付けられる。従って、砥石駆動板70a
は研摩する軌跡に沿って駆動される。第８図において、
底板112に取り付けられた垂直支持板114,116はモーター
軸44aと駆動軸54a,56aとを支持整列させると共に上部支
持板118及び案内支持板120を支持し、かつ、刃物支持装
置122を支持する。垂直支持板116に取り付けられた軸承
58a,60aは駆動軸54a,56aの一方の端部を支持する。同様
に垂直支持板114に取り付けられた軸承58a,60aは駆動軸
54a,56aの他方の端部を支持する。モーターの軸の軸承1
24はモーター軸44aの一方の端部を支持する。この軸承1
24は垂直支持板116に取り付けられる。砥石駆動板70aは
金属又はプラスチック材料で作られたヨーク126を支持
し、このヨークの上部アーム128,130に砥石132が取り付
けられ、この砥石132は固定された刃物案内装置122の中
で所定の軌跡に沿って動く。

刃物案内装置122は適当なプラツチック材料、例えばポ
リカーボネート樹脂で作られた支持部材134を含み、こ
の支持部材134は磁石136を保持する。その細部を第10図
に示す。第８図において刃物100の面を刃物案内装置122
の面138又は140に当てると、ことの刃物は磁石136によ
って刃物案内面138又は140に引きつけられる。刃物案内
装置122は案内支持板120に、強力な接着剤、例えばエポ
キシ系接着剤で接着されるか又は一体構造になるように
して固定される。案内支持板120は刃物案内装置122と共
に、ねじ142によって上部支持板118に保持される。この
案内支持板120をそっくり、刃物案内装置122と共に他の
案内支持板と置換することにより、案内面138,140と砥
石132との角度を変えることができる。

砥石136は、その面が、通常、案内面138,140と同一平面
上であり、前記刃物を引きつけ、案内し、砥石に対して
所定の角度を保つように保持し、かつ、この刃物が研摩
中に動かないようにする。刃物案内装置122は分割形の
磁石片でも良く、或いは3M社の市販のプラスチック材料
の表面の全部又は一部を磁性材料で被覆したものでもよ
く、或いは刃物に通常使用される鋼や鋼合金のような材
料を磁力で引きつけ得る帯磁性材料を含むもので作って
もよい。磁石片は２つの磁極を有し、この磁極は刃物の
面に平行であり、この磁極は強磁性の板状部材より成
り、稠密な磁束を発生させ、後述するような長所を発揮
する。

砥石駆動板70aは、３対以上の支持軸承72aによって所定
の位置に保持され、この支持軸承72aは砥石駆動板70aの
何れかの側で保持されてこの砥石駆動板70aに摺動接触
すると共に上部支持板118及び下部のブラケット114によ
って保持され、この上部支持板118及び下部のブラケッ
ト114は垂直な支持板116に接着又は適当なねじ（図示せ
ず）により固定される。この構造によって砥石駆動板70
aは常に３点支持される。前記の代わり得る構造として
は、図示はしないが、支持軸承72aを砥石駆動板72aに固
定し、上部支持板118及び下部のブラケット144に摺動接
触させる。２枚の外板145,145で本刃物研摩装置の外側
を囲む。

砥石132を個々に取り外しもしくは交換し、又は全ての
砥石132を同時に支持ヨーク126と共にねじ146の所から
取り換え得る。装置を、接着その他の方法で取り付け
る。刃物研摩中は常に、支持軸承72aと砥石駆動板70aと
の間に、0.025mm（0.001インチ）程度の間隙があるが、
砥石駆動板70aと３個の支持軸承72aは、刃物を砥石132
に押しつける力によって密着する。砥石駆動板は常に強
制的に循環運動させられ、この循環運動は、支持軸承
と、この支持軸承が砥石駆動板に摺動接触する間隙とに
よって形成される極く限られた何個かの面の中の１つの
面内で行なわれる。この方法によって、砥石駆動板70a
とこれに取りつけられた砥石132は、常に安定して一定
の軌跡を描くように支持される。この新規な接触支持装
置によって、支持軸承72aの面の摩擦力及び砥石駆動板
駆動力の増大を招く固定用ばねを省くことができる。

研ぐ時に砥石駆動板70aに捻り力が加わる箇所（第８
図）には、支持軸承72aを６個以上設けてもよいが、通
常の研ぎ方をする限り、４個以上の支持軸承が使用され
ることはない。クランク軸承（66a,68a）、モーター軸
の軸承124及び駆動軸の軸承58a,60aは、ガラス繊維入り
のフッ素樹脂テフロンで作られ、モーターの軸44a、偏
心カム62a,64a及び駆動軸54a,56aの各端部を支持する。
前記軸承は、垂直な支持板114,116及び砥石駆動板70aが
高温に耐えるガラス繊維入りポリエステル樹脂等で作ら
れていて、しっかりした構造材及び軸承材としての機能
を果たす場合には、省くことができる。本刃物研摩装置
に用いる刃物案内装置122は、案内支持板120によって上
部支持板118（第８図及び第９図）又は他の強固な取付
部材、例えば垂直支持板116に支持され、支持軸承72を
直接又は間接に支持し、この支持軸承72が砥石駆動板70
aの位置を決める。この方法によって、支持板116,114,1
18を含む支持構造体の大きい振動は、刃物案内装置122
と、砥石駆動板70a、ヨーク126,128,130を含む駆動装置
と、砥石132とに同じように影響を与える。この装置に
よって、刃物案内装置122と砥石132との相対的な運動
は、強固な接着又はねじにより結合された前記主要各部
が振動し又は運動する時に、極めて小さくなる。

ねじ142によって、刃物案内装置122を容易に交換できる
ので、研ぎ出し角度θ（通常、約20゜）を変えることが
できる。ぶち切り用重い刃物は研摩角度θを大きくし、
標準的なナイフ等の軽い刃物では研摩角度θを通常小さ
くする。

砥石132は、例えばヨークの一方のアーム130の両側に取
り付けるものは粒度を粗くし、ヨークの他方のアーム12
8の両側に付けるものは粒度を細かくする。この場合、
例えば、刃物の刃の両面を先づ粗い砥石で研ぎ、次にそ
の刃の両面を粒度の細かい砥石で研ぐ。必要に応じ、粒
度の細かい砥石の研摩角度を、粗い砥石の研摩角度より
小さくする。

また、例えば第８図及び第９図に示すヨークの上部アー
ム130,128に粒度の異る４個の砥石132を取り付けること
ができる。この場合、刃物の刃の両面を研摩し仕上げ研
ぎを夫々の砥石で行なうためには、先づ、本研摩装置の
概ね上方から、刃物を刃先から挿入する。第10図に第８
図の刃物案内装置の右側の部分を刃物と共に拡大して示
す。この第10図において、支持部材134及び磁石片136は
砥石132の表面から極く僅かの距離ｔだけ離間するよう
に取り付けられる。通常の家庭用刃物を研ぐ場合には、
前記離間距離ｔを0.127〜1.527mm（0.005〜0.060イン
チ）の範囲内にするのが好ましい。離間距離ｔによっ
て、砥石が動く時、又は刃物100の刃を前記間隙に差し
込んだ時に、この研ぎ装置の駆動機構の作動が妨げられ
るのを防ぎ得る。後述の改良型案内装置によって、駆動
機構の作動妨害を更によく防止できる。

磁石片136（第10図）は、支持部材134の砥石面に最も近
い位置に設けるのが好ましい。その理由として多くのこ
とが挙げられるが、中でも重要なことは刃物100の、砥
石に対して傾斜している上部の面102ではなく、第11図
に示す如く刃物100の刃の下部の面104を案内し固定する
ためである。砥石を利用する案内装置はどのような形状
にしてもよいが、最も重要な点は磁石自体又はその極く
近傍の部分が形成する案内面が刃物の面を充分支持し得
る堅さを有することがある。この案内面は、研いでいる
時に、刃物がこの案内面上にあり、この刃物の刃先が砥
石面に線接触する状態で、この接触線に平行に砥石面に
交差するように設定される。

砥石132の運動によって、第10図に示す如く、刃の研面1
06に外力が加わり、この外力が刃物の下部の傾斜面104
を磁石に自然に安定保持されるように押す。各研面106
は、磁石によって、対抗する下部傾斜面104に対して正
確に角度θになるように成形される。この研面106は相
互に鋭角に交差して刃物の力を形成する。角度αは第10
図及び第11図に示す如く、刃物の下部傾斜面104と刃物
の中心線とがなす角度である。刃先を研ごうとすれば、
第11図に示す如く、刃物の上部傾斜面102が不安定にな
り、そのために研摩角度を一定に維持し難くなるので、
刃の精度が低下する。その故に、磁石136は、刃物の下
部傾斜面104に整合し得る位置に取り付ける必要があ
る。

磁石を刃物に接触させるという用法には、もう１の極め
て重要な作用がある。それは研摩中に生ずる“砥くそ”
を砥石面から除いて刃物の側に集めるという作用であ
る。磁場の磁力強度は、理想的状態において前記刃物の
研面と砥石面との接触線に沿うものであり、刃物が強磁
性材料で作られているから、研びでいる時に生ずる“砥
くそ”は１つの極で磁化され、刃物の面が逆の極性に磁
化されているので、“砥くそ”が刃物の面に強く引きつ
けられ、しかも刃物が砥石と接触する線から或距離を保
つ。この方法によって、大部分の“砥くそ”は刃物の面
に付着し、砥石の面には全く付かない。本研摩装置では
砥石の速度が比較的小さいので、“砥くそ”に加わる遠
心力が小さく、従って研びでいる時に生ずる“砥くそ”
が「投げ出される」のを磁力の作用で防ぐことができ
る。磁場の“砥くそ”を取り除きつつ補足する力によっ
て、砥石面に“砥くそ”が著しく付着するという来の研
磨・研削装置において解決困難とされて来た問題を解決
することができる。確認の結果、刃物を安定に保持し、
かつ、砥石面に“砥くそ”を付着させないためには、磁
場は磁石が刃物の面を約113.4g（約４オンス）以上の力
で引きつけ得る強さである必要があり、この力は強い程
好ましく、通常の家事用刃物に対しては454〜908g（１
〜２ポンド）程度である。

（本発明の長所） 本発明は砥石を多方向に均一に研ぎ得る運動をさせるも
のであり、この砥石に夫々極めて均一な所定の軌跡を描
く運動をさせることにより、刃物を研ぐ方法の幾つかの
大きい長所を具現することができる。その第１の長所
は、本発明に基く方法及び装置によって、従来のモータ
ー駆動又は手動で刃物を研ぐ方法を生ずるような、刃物
の刃に沿う大きい“まくれ”を除くことができる点であ
る。好ましい振幅で即ち横揺れしないように反覆回転す
ることにより、研ぐ作用を多方向に均一にできるので、
刃の“まくれ”を、出来るとすぐに削り取ることができ
る。砥石の軌跡の周縁長が約25.4mm（約１インチ）以下
の場合は、刃の“まくれ”は大きくならず、また小さく
機械的に容易に除去し得るように、絶えず削り取ること
ができる。砥石が大きければ刃の“まくれ”も大きく、
かつ強くなり易く、この“まくれ”は刃を横断する方向
に研びでも簡単には取れずに鋸歯状に残る。また、砥石
が大形になる程、砥石及び砥石回転機構を軽くするか、
砥石の回転速度を落すか、或いは研装置をボルト等でし
っかりした台に固定しない限り、砥石の回転が不安定に
なる。

市販の刃物には、通常、第14図に示すような鋸歯状の研
ぎ跡が認められるが、本発明に基く新規な研ぎ方によれ
ば、このような研ぎ跡は全く残らず、形状が不規則な部
分も殆んどなく、切味の極めて良い刃物に仕上げること
ができる。解剖刃やかみそりの匹敵する刃は砥石を上述
のように円形又は楕円の軌道を描かせることによって実
現できる。砥石の研ぐ部分を小さく正確な軌道に沿って
移動させ、その移動速度を限定することにより、また砥
石の研ぐ部分を前記軌道を含む面に直角に大きく動かな
いようにすることにより、鋼製刃物の研面を第15図に示
す如く50倍の顕微鏡で検査しても欠陥のない「鏡面」仕
上げにすることができる。このクラスの鏡面仕上げは粒
度が数ミクロン以下の研摩材を用いれば容易であり、仕
上り品は光をあてると鏡のように反射する。このように
完全な仕上げは、扇形の可撓性のタイミングベルトを有
するギアプーリーと前記１組ないし数組の３点支持軸承
装置の使用により可能となる。

この完全性を具現する上で極めて重要なことは、高精度
の刃物案内装置を使用し、この刃物案内装置によって刃
物の面と砥石の研摩面との角度を高精度で維持すること
と、刃物の刃の研がれる部分に強い磁場を形成させるこ
とにより、“砥くそ”が出来次第直ちに、即ち“砥く
そ”が刃物の研面を傷めず、砥石の研摩効率を低下させ
ないうちに、その“砥くそ”を砥石の研摩面から実用上
完全に取り除くことである。この砥石の研摩面から取り
除かれた“砥くそ”は全て刃物の側面に集められるの
で、拭取その他の方法で容易に除去できる。0.0025mm
（0.0001インチ）未満の傷は、砥石の粒度を600即ち研
摩材粒径約0.025mm（1/1000インチ）にしてもできる。
砥石の目を更に細かくすれば、刃の仕上げを良くし、刃
の傷を殆んどなくすことができる。鋼材、全刃角、及び
厚さを適当に選定して、本発明に基いて研いだ刃物、例
えばナイフは、全刃角45゜にしても、全刃角がこれより
小さい従来のかみそりと同じ切味である。

第４図〜第９図に示した研装置20,110は、その一方の砥
石を粒度等の異る他の砥石と交換することができる。こ
の交換した砥石は、その研摩面がもとの砥石の研摩面と
全く同一に、即ちその研摩面の研摩軌道面に対する平行
度が確実に0.1度以内になるように取り付けなければな
らない。そうしなければ、刃物の刃は研摩中に、砥石の
横揺れによって著しく振動するので、刃の研上りが著し
く悪くなる。

本発明に基く刃物案内装置は、研ぐ角度を研ぐ刃物の用
途に最適になるように変えることができる。刃物は、用
途によって、第19図に示す如く、刃の角度βが刃物の右
側の面と左側の面とで異るように作られるし、形も異
る。例えば大ていのかみそり、解剖刃、なた、及びナイ
フ等はその左右の面の刃の角の和である全刃角が通常30
゜以下であり、庖丁や肉切庖丁を含む多くの家庭用刃物
の全刃角は30乃至45゜である。さらに大きい力で切る家
畜解体用刃物の全刃角は、さらに大きく、60゜,90゜或
いはそれ以上である。

著しくなまくらになり、欠損し、又は変形に刃物の刃を
研いで鋭利にしたい場合は、仕上研ぎの前に刃の肉を落
す必要がある。砥石に目の粗いもの、例えば表面を粒子
の粗いダイヤモンドで覆ったものを使用すれば、そのダ
イヤモンドの高さで刃物を必要なだけ削ることができ
る。このように削った後、粒度の細かい砥石で研いで所
期の鋭さにする。本発明に基いて研ぐ場合の刃の鋭さの
限界は研摩材の粒度と刃物に使用されている金属の物理
的性状によってほぼ決まる。

以上説明した刃物研摩方法と装置では、砥石の周縁の研
摩面の直径及び回転角速度を充分大きくし、この両者の
組合せによって、刃物を所定時間内に充分研ぎ得るよう
にしなければならないが、さりとて、砥石の研摩面の回
転速度を刃物ひ局部焼鈍や刃の損傷を生じさせる程速く
してはならない。刃物の刃は次第に薄くなるので、過熱
し易くなるし焼入れの効果が減殺され易くなる。砥石の
研摩面の直径の限界については既に説明したので、ここ
では、これに対応する要素即ち研摩作業を最適化し、刃
の研上りを良くし、刃物の焼入効果を減殺させない砥石
研摩面の回転速度範囲について説明する。

本発明に基く砥石研摩面の回転速度は次式 Ｖ＝πｄ×RPM で表わされる。ここにＶは研摩面の回転速度、πは円周
率3,1416、ｄは研摩面の回転直径、RPMは研摩面の毎分
当りの回転数である。

砥石の研摩面各部の刃を研摩する速さ、従って研摩率は
研摩面の回転速度と関係があるので、この研摩速度及び
研摩率は前記RPMと関係がある。研ぐ時には砥石の回転
を極力上げようとするのが普通であるが、砥石の回転数
は、実用上、約243.8m毎分（約800フィート毎分）が上
限である。さらに、実用条件を加味すれば、回転数を上
げると、研摩ぎ装置を台にしっかり固定していない限
り、回転の遠心力によって好ましくない振動が生じたり
不安定になる。この遠心力が大きければ研ぎ装置が振動
するし、この遠心力が大きくなり過ぎると研ぎ装置が支
持台から「歩し出す」ことにもなる。この遠心力は、砥
石の回転数（RPM）の減少、砥石、砥石支持部材等の軽
量化、又は砥石面直径の縮小等により、又はこの遠心力
に動的に釣合う遠心力を生ずる機械的な装置により、減
少させることができる。このような対抗する遠心力の発
生装置は公知であるから本発明には含めない。刃物研ぎ
装置の全重量が約2.268kg（約５ポンド）の場合、砥石
の研摩面の保持及び駆動に関連する部分の重量が次式 ３×10⁶/d×（RPM）^２ で求められる値よりも少なければ、遠心力を相殺でき
る。ここにｄは砥石の研摩面の直径（単位はインチ）、
RPMは研摩面の毎分回転数である。勿論、刃物研ぎ装置
を重い台に固定して重くすれば、この刃物研ぎ装置の遠
心力との釣合いが良くなるし、砥石の研摩面の直径を大
きくしてもこの刃物研摩装置が「歩かない」ようになる
が、このようにすれば、刃物研摩装置は効率が低下し、
使い難くなる。

このタイプの刃物研摩装置の典型的な作動条件を例示す
れば、砥石の研摩面の直径が約7.62mm（約0.3イン
チ）、その回転数が1500回転毎分（１回転の所要時間が
約1/25秒）の場合、この研摩面の回転線速度が約12.19m
（約40フィート）毎分になる。砥石及びその支持部分の
重量は約198.44g（約７オンス）とした。砥石の研摩面
の回転経路の直径が25.4mm（１インチ）程度であれば、
その刃物研摩装置を支持台にボルト止めする必要はな
く、回転速度を減らし、砥石支持部分を軽くしても差し
支えない。砥石駆動部材の軽量化、刃物研摩装置重量の
増加、刃物研摩装置の支持台への固定、又はその他の変
更を加えることにより、砥石研摩面の回転速度を上げ得
るが、それも上述の理由から、毎分約243.84m（約800フ
ィート）を越すことはできない。

研ぎ上げた刃の品質は、砥石の研摩面の回転面の安定度
に極めて強く支配されることが判った。刃の傷を0.0025
4mm（1/10,000インチ）以下にするためには、砥石の研
摩面の回転面の横断方向の移動量即ち横揺れ幅を0.127m
m（5/1000インチ）未満にすることが重要である。本発
明に基く刃物研摩装置は既に説明した構造、即ち３点支
持軸承装置によって砥石研摩面の回転面を形成すると共
に、刃物研摩装置各部の間隙を極めて少なくし、装着し
た砥石の研摩面の回転面を偏心カムで駆動する刃物保持
面に平行にする構造によって、前記精度を具現すること
ができる。

（刃物案内装置の形状の細部） 刃物を研いでいる間、その刃の研面を高精度で、しかも
再現性よく保持するためには刃物案内装置が極めて重要
である。第７図〜第10図に符号122で示すような刃物案
内装置は、如何なる形状にでもすることができる。この
刃物案内装置122は、本発明に基く如く砥石とよく共働
し、後述の如く優れた案内性能を有し、研削車、研摩
板、又は直線運動をする研摩材等より成る砥石の研摩運
動に対して、刃物を極めてよく案内する。前記開放型の
磁石式案内装置は、刃物固定装置を使用せず、刃物を案
内又は保持するために囲む構造部分を設けることなく、
刃物の刃先から柄の部分までを砥石の研摩面に接触させ
ることができる。

本発明に基く刃物案内装置を第12図及び第13図に示す。
この刃物案内装置はプラスチック製の支持部材134と適
当な構造の砥石136bより成り、この磁石136bは刃物100b
を、第10図に示したと同様の方法で113.4g（４オンス）
以上の力で引きつけ得る構造にするのが好ましい。磁石
136bは強磁性材料で作られた板状の上部磁石片及び下部
磁石片154より成り、この上部及び下部の磁石片154は、
例えば、鉄又は鋼で作られ、両側に磁性を有する磁性材
料152を有する。この磁性材料152としては市販の金属製
磁石又は磁性酸化物を埋め込んだプラスチック製の磁石
例えばエレクトロダイン社（Electrodyne Company）か
らプラスタロイ1A（Plastalloy1A）の商品名で市販して
いる磁石を使用することができる。磁石片154の縁と、
これに対向する磁石132bと、磁石152の面に直角な共通
面は、前記刃物面の案内面156を形成すると共に、この
刃物の砥石研摩面に対する研角度θを形成する。前記磁
石式案内装置の案内面に部分的に、刃物100bがこの案内
面を横断するように動いてもこの刃物100bに傷がつかな
いように、プラスチックの薄いフィルム又は塗装を施し
てもよい。その代りに、磁石に0.0254mm（1/1000イン
チ）程度の凹部を設けてこの磁石の面を後退させても、
充分、刃物に傷をつけることはない。磁石式の刃物案内
面156の上方への延長部分157は、この刃物案内面156と
同一の面上にあるか、又はこの刃物案内面が砥石の研摩
面に対してなす角度より大きくなるようにしてもよい。
しかし、この刃物案内面156と砥石の研摩面の角度より
小さくしてはならず、このようにしても、刃物を刃物研
装置に正常に取り付けた時に、その刃物の側面の砥石の
研摩面132bに対する角度を高い精度で設定できるように
する。第１刃物案内面156の下方への延長部分148は第２
刃物案内面を形成し、この第２刃物案内面148は第１刃
物案内面156と同一平面をなすか又は垂直面に対して少
なくとも５〜30゜傾斜させるのが好ましく、このように
して、刃物100bを前記案内面に取り付ける時に余り気を
使わなくとも、その刃物100bを所定の傾斜角度で設定で
きるようにする。刃物を取り付ける時に、刃106bを水平
にしようとしてもも、その刃の付根部分が第１刃物案内
面156上を滑り降り、砥石の各端部から下方に延びる第
２刃物案内面148を含む面に達する。そのために刃物が
第２刃物案内面148上の点を中心として回転し、この刃
物の刃は前記砥石132bと案内装置122bとの間隙及びこの
砥石132bの縁から離れるように回転して垂直に近い状態
になる。この装置によって、刃物の刃は砥石及びその上
部支持アーム128bによって傷つけられることがなく、刃
物は案内装置に取り付けられた後は振動することも不安
定になることもない。通常の作動条件の下では、刃物10
0bを案内装置を貫くように手で引く時には、第12図及び
第13図に示す如く、この刃物100bを水平側の位置に保つ
ので、この刃物の側面も刃の研面も、第２案内面148に
接触しない。このタイプの刃物案内装置は２つの傾斜面
即ち第１案内面とその下側の中空の傾斜面即ち第２案内
面とを有し、刃物を広い範囲にわたって高い精度で再現
性良く保持し得ることを確認した。

磁石136bは、第12図及び第13図に示す如く、磁場を有
し、その一方の磁極が上記上部磁石片154に隣接し、他
方の磁極が下部磁石片154に隣接し、この上部及び下部
の磁石片は約6.35mm（約1/4インチ）離間している。そ
のため、刃物100bは前記磁場の作用で自動的に磁石132b
の方向を向き、従って、この刃物の刃は前記下側の磁石
片より下になる。磁石式案内面に摩擦の少ない塗装又は
膜が施されていれば、自動位置作用によって、刃が最適
位置にセットされる。刃物は100bの垂直側の研面は、こ
の刃物100bに対する磁場の極く自然な作用によって、磁
石式案内面156沿いに引き降ろされて砥石面132bに対面
する。このような構造によって磁場の引き降ろし作用に
よって、刃物に実際に加えられる力は、砥石面と下部磁
石片154との離間距離を変えることにより制御でき、ま
た、この刃物の幾何学的形状を或る程度制御できる。必
要に応じて、磁界の刃物を引き降ろす力を強くすれば、
人手を借りなくとも、刃物を案内装置に保持することが
できる。砥石面と下部磁石片との離間距離を狭くすれば
刃を研ぐ力が強くなる。刃物を磁石の作用で極く自然に
取り付け、離間距離を充分大きくすれば、刃の垂直な側
の研面106bは、その刃物を人の手で砥石面に接触するま
で押し込まない限り、研面に接触しない。この効果によ
って、この新規な磁石式案内装置は刃物の取付の位置決
めを行なうと同時に、砥石の研摩面を押す力によって刃
物の研摩角度即ち刃の面が砥石の研摩面に対してなす角
度θを制御されるので刃物のあらゆる振動を押さえ、さ
らに、砥石の研摩面から“砥くそ”を取り除き、簡単な
構造で刃の研面が砥石の研摩面を押す力を確実に一定に
できるので研摩速度を多方向にわたり均一にする機能を
備えている。前記磁石式案内面が形成する第１案内面
と、その下方への延長部分148が形成する第２案内面と
が交差する位置は、刃の垂直な側の研面106bが砥石の研
摩面と面接触し、水平な側の研面が刃物案内装置の中に
ある時には、刃の下側、即ち水平な側の研面106bの付根
の直下でかつこの付根に平行な線上になければならな
い。もし前記第１案内面と第２案内面との交差する位置
が前記研面の付根より高い場合には、刃物の研ぐ角度θ
を制御できない。それ故、第２案内面148は、通常の取
付位置にある刃物を案内するためのものではない。

前記案内装置が第10図に示す如く砥石の研摩面との間に
離間距離ｔの間隙を有し、この間隙が刃物を自由に通し
得る場合には、刃物は当然この間隙の中に入り、損傷を
受けるか砥石の回転を妨げる。それ故、このような間隙
ｔには刃物停止装置が必要であり、この刃物停止装置
は、形状をどのようにしても良いが、外側が前記間隙と
刃の研面に隣接するようにするのが好ましい。

停止装置を設けた刃物案内装置122cを第16図及び第17図
に示す。この案内装置は、第12図及び第13図の磁石と同
様の磁石152cを使用し、この磁石152cの正極及び負極に
は鋼材又は鉄材で作られた強磁性金属板154cをかぶせて
ある。この強磁性金属板154cの砥石132cに対向する端縁
は、磁石152cの面と同一面上にあり、刃物の面を案内す
る案内面156c及び刃物の側面と砥石の研摩面との角度θ
を形成する。停止装置160は、砥石の研摩面に対して呼
び角度が直角な面内に、図の如く、案内支持板120cに、
かつ、砥石の研摩面と第１案内面との間隙に外側から隣
接するように、好ましくは傾斜面162が砥石の研摩面に
向けて傾斜するように、接着又はねじ（図示せず）によ
り固定されて、種々の作用をする。その第１の作用は、
刃物の刃を砥石の研摩面132cにしっかりと保持できるよ
うに案内すると共にその刃物の研面の端部から“砥く
そ”を拭い取ることである。この停止装置160は通常、
点158の近傍又は直上の第17図に対して垂直な線上で刃
物の刃を停止させるようには配設される。前記点158は
傾斜している案内面156cが砥石の研摩面132cと交差する
線を横から見みたものである。従って、刃物の停止作用
は、基本的には、刃物の刃が正常な研ぎ位置にある時に
行なわれる。この刃自体は刃物の第１案内面156cを砥石
の研摩面との交差線より僅かに上の位置に取り付けられ
る。停止装置160は適当なプラスチック材料で作っても
良いが、その傾斜面162は硬質の、又は研摩力を有する
材料、例えば酸化チタンやアルミナを適当な接着させ、
刃物の刃を案内すると共に、その刃物が前記案内面を越
えた時にその刃物の刃の全てのまくれを削り取り、その
刃物の刃をさらに研ぎ込むように作る。この停止装置は
構造上の必要に応じて全体を研摩材で作ることもでき
る。

第17図の、刃物停止装置160の傾斜面162の端縁部が砥石
研摩面に対してなす角度δは、この刃物停止装置の使用
目的に応じて選択できる。この傾斜角Σは、第19図に示
す刃の全角度βと関係がある。例えば刃の全角度を40゜
とし、停止装置の傾斜面162を刃物の案内に使用するだ
けでなく、第11図の刃物の研面106のまくれと“砥く
そ”を取るのに使用する場合には、この傾斜面162が研
面106をこするようにする必要がある。そのためには前
記傾斜角Σをβより若干大きく、この例で言えば40乃至
45゜にする。傾斜角Σは如何なる場合でもβより無暗に
大きくすべきではない。その理由は刃物が傾斜面162を
横断する時に、その刃物の刃に力がかからなくなるから
である。停止装置160を、主として刃物100cを砥石に案
内するために使用する場合には、傾斜角度Σをβより小
さくして、刃研面106と刃の傾斜面104が交差する部分
（第11図）（刃の側面ではない）が停止装置160の傾斜
面162の端縁部をこするようにする。

ここで特に注意すべきことは、全刃角βは、刃物が両刃
であり、第11図の如く刃の斜面102,104の角度が異る場
合には常に、第10図、第11図及び第17図に示す如く、角
度θの２倍（即ち２θ）の値と若干異ることである。角
度βは２θより小さく２∝に等しい。ここに∝は、第10
図及び第11図に示す如く、通常２〜３゜であるが、この
値は増減できる。

停止装置160の傾斜面162の角度をβより若干大きく設定
することにより、刃面上で傾斜面162の方向にある“ま
くれ”及び“砥くそ”を砥石の研摩面の方向に変えるこ
とができる。このように刃に砥石を接触させて“まく
れ”の向きを変えれば、残りの“まくれ”と“砥くそ”
が容易かつきれいに除かれて、刃は“まくれ”も“砥く
そ”もない状態になる。

前記停止装置の傾斜面162は、刃物の刃の案内のみに使
用する場合は、硬質で研摩力のない材料、例えばマルテ
ンサイト組織の鋼又はガラスで作ることができ、そのよ
うにすれば刃物の刃に傷がつくのを防ぐことができる。
刃物の刃を傾斜面162上で移動させる時に、おだやかな
研摩ができるようにしたい時は、この傾斜面を刃物より
硬質で粒子の小さい研摩材、例えばチタニアの微粉末で
作るのが好ましい。仕上研ぎの段階では、砥石で良く研
いである刃を傷めないように強く研いではならない。こ
の理由から、粗い研摩材よりチタニアのようなおだやか
な研摩材を使用するのが好ましい。通常、砥石で研いだ
刃は品質が極めて良いので、続いて反対側を研ぐ時にも
砥石を使用する。

刃物の刃即ち研面106の、停止装置160の傾斜面162に接
触させるための垂直方向の最適位置は、第16図及び第17
図の如く、研ぐ刃物100の形状寸法、砥石132cと案内基
板134cとの間隙ｔの幅、及び第17図に示す研摩角度θに
よって決まる。砥石132cの研摩面と案内面156cについて
見れば、傾斜面162の停止点は前記研摩面と案内面との
交差線（図上では点）158の近傍、好ましくは第17図に
示す如く研ぐ刃物の厚さだけ高い位置にしなければなら
ない。通常、刃物100cの一方の研面106c又は刃の側面
は、反対側の研面106cが砥石の研摩面132cに密着し、刃
物100cの傾斜面が刃物案内装置122cの案内面156cの研角
度調節面に密着している時には、停止装置の傾斜面162
上にある。種々の家庭用刃物を研ぐためには、刃物停止
装置160は、研面106cが傾斜面162に接触している時に、
刃自体が交差点158より0.7938〜1,5875mm（1/32〜1/16
インチ）高い通常の研位置に来るような位置にしなけれ
ならない。このような刃物停止装置を用い、前記間隙ｔ
を1,5875mm（1/16インチ）のオーダーとすることによ
り、案内装置に相応する刃物を取り付けることができ、
この案内装置の作動が妨げられることがない。このよう
に設定された停止装置の傾斜面162は、第16図に示す如
く、下部金属板154cに直接隣接し、この金属板154cは砥
石132cの側部に沿い、この砥石132cもその支持板128cも
共に停止装置160に接触しないように短くしてある。ま
た、外側の停止装置の有無な拘らず間隙ｔの中に小型の
停止装置を設けることもできる。

停止装置の傾斜面162は、第17図に示す如く砥石132cの
方に傾斜している場合には、種々の作用をする。例え
ば、刃物100cを、その刃の研面106が適当な角度で砥石1
32cに対して安定に保持されるように案内して、この刃
物100cが前記間隙ｔの中に入るのを防ぐ。また、傾斜面
162は、前記刃物の刃の“まくれ”を除き、“砥くそ”
を砥石の研摩面を方に移動させ、この刃即ち研面106cが
行き過ぎて砥石132cに接触する前に前記案内用の傾斜面
162に接触する場合に、研摩作用によって“砥くそ”又
は刃の“まくれ”を容易に除去して研面106cを綺麗にす
る作用もある。このような停止装置は、砥石だけでな
く、例えば研削車や直線運動をする研摩材等にも有用で
ある。

第12図、第13図、第16図及び第17図の磁石装置について
は、磁石片152,152cは２つの磁極を有する永久磁石でよ
く、例えばその磁北極を強磁性の上部金属板154に接触
させる上部位置に設け、磁南極を強磁性の下部金属板15
4に接触させる位置に設ける。この磁石装置に表面塗装
又は薄膜接着を施して摩擦係数を減少させることによ
り、刃物が案内面を横断する時にその刃物に擦傷をつけ
ることなく、磁場利用による刃物の位置決めを最適に行
なうことができる。研いでいる時に刃物の面を案内装置
に密着させ、この案内装置の下部磁石を刃物の研面に隣
接させる。刃物の一方の研面を砥石の研摩面に接触さ
せ、この研面を磁極の力でさらに研摩面に導ければ、こ
の刃物の研面が前記磁石式案内に密着するので、この案
内装置の両磁極が刃物の面に平行に作用し、この刃物の
面に接触し、この刃物の面に密着し得る位置まで若干移
動する。研いでいるうちに生ずる“砥くそ”は、刃物の
研面の近傍の第１の磁極、即ち下側の磁石で誘導的に磁
化され、直ちに刃の面の近傍にある磁極即ち上側の磁石
に引きつけられる。このようなメカニズムで“砥くそ”
を刃物の側面に集め、この“砥くそ”は刃物を研摩位置
から取り出した時又は引き続いて研ぐ時に簡単に拭い取
ることができる。この磁石の作用は刃物を砥石の面に強
く押しつける動作と相俟って“砥くそ”を殆んど完全に
取り除くので、“砥くそ”が研摩面で掻きまわされるこ
とも、研摩面の目につまることも、刃物研装置の各部の
駆動装置に流れ込んでその作動を妨げることもない。磁
石の形状によっては、“砥くそ”の一部が前記収集経路
から外れることがあるが、その場合でも、その“砥く
そ”の移動速度が充分大きいので、刃物の刃の磁界から
出て前記上側の磁石に付着する。従来の刃物研装置で
は、人手又は機械的な装置で“砥くそ”を集めるが、そ
の“砥くそ”は研摩中にかきまわされ、砥石の目に詰ま
り、刃を傷つける。第16図及び第17図に示す如く、２個
の磁石を併置させた案内装置を用い、磁力線が同方向に
並ぶように磁場を形成すれば、例えば、この２個の磁石
の磁北極を前記上側の位置に設ければ、刃物100cの研摩
中の砥くそを最も強く集めることができる。刃物を取り
外せば、磁石は砥石の研摩面に直接隣接し、その“砥く
そ”が残留している研摩面を「研びで」、その“砥く
そ”を取り除く。

第18図に、第７図〜第９図の砥石支持装置の改良型を示
す。この改良型砥石支持装置は、刃物の上部側面が偶発
的に砥石に接触するのを防ぐものである。第18図におい
て、刃物100dは案内装置122dによって支持され、この刃
物の研面106dは砥石132d上にある。ヨークの上部アーム
128dの上部に設けられた刃物面保護部164は砥石の研摩
面132dを含む面から前記案内装置の方に距離Ｘだけ突出
する。この刃物面保護部は高さが約12.7mm（約1/2イン
チ）、距離Ｘが約0.387〜1.794mm（約1/64〜1/32イン
チ）であれば、通常の場合、充分に保護機能を果す。し
かしながら、この刃物面保護部の形状及び最適寸法は、
砥石の厚さ、刃物の幅、及び刃物と砥石との角度によっ
て変り、この刃物面保護部164の距離Ｘが大きすぎれば
幅の広い刃物をこの刃物面保護部164と刃物案内装置122
dの間に入れ難い。この刃物面保護部164は適当なプラス
チック材料又は刃物100dが接触してもこれを傷つけたり
削ったりしない材料で作るのが好ましい。このタイプの
刃物面保護部は、動き方の異る問、例えば往復運動、垂
直加振運動、又は水平加振運動をする砥石と共に用いる
ことができる。

以上説明した如く、本発明は切刃の軌道が多少楕円にな
る場合にも応用できる。第20図及び第21図に示す装置
は、本発明に基いて、刃物の刃を著しく損うことなく、
切刃の軌道を円形乃至楕円形にできる刃物研摩装置であ
る。

砥石の切刃の軌道の何れかの部分で研摩効率が悪けれ
ば、刃の均一性及び完全性が損われる。刃物の刃を各方
向に効率よく研摩するためには、砥石が殆んど又は常
に、刃の横断方向又は刃に沿う方向に一方向直線運動す
ることのないようにしなければならない。砥石が刃を横
断方向に直線的又は一方向に研摩すれば刃が歯の形にな
り、砥石が刃に平行に直線的又は一方向の研摩をすれ
ば、刃に引裂が生じ、そのために力を鋭く研ぐことがで
きず、又は刃に傷が残って弱い力になる。第20図及び第
21図に示す刃物研装置は砥石の切刃の軌道が楕円であ
り、その長軸は短軸より50％長く、満足し得る多方向均
一運動を行ない、前記一方向のみの研摩に起因す刃の欠
陥をほぼ完全に除去することができる。

第20図及び第21図の刃物研摩装置は、上述の如くおだや
かな楕円軌道を描き、その切刃がほぼ完全に同一の軌道
を均一な速度で移動するものであり、このような運動は
単一のクランク型駆動機構によって行なわれる。砥石は
砥石駆動板70dに固定され、この砥石駆動板70dは、クラ
ンクを有し、このクランクから成る離間距離をおいた
点、例えば固定されたピン168に沿って直線摺動運動す
ると共に、前記クランクによって円運動するように駆動
される。この砥石駆動板は前記ピン（第20図）に対応す
る位置にスロットを有し、このスロットによって直線摺
動運動する。前記クランクの位置では砥石駆動板は真円
運動をする。このクランクの近傍及び前記ピンの反対側
では、このクランクとピンを結ぶ線にほぼ直角な線と長
軸とする楕円運動になる。例えばピン168が前記クラン
クの運動中心から50.8mm（２インチ）の位置にある場合
には、前記楕円運動の軌跡はクランクを12.7mm（1/2イ
ンチ）越え（即ちピンの位置から遠去かり）、その長軸
はクランクとピンとを結ぶ線上にある楕円の軸に対して
直角であり、50％長い。砥石の位置はピンの位置より
も、クランクから遠いので、その運動の軌跡はより長細
い楕円になる。砥石はクランクに近づく程、その軌跡は
円に近付く。

第20図に示す如く、砥石駆動板70dは駆動用クランクの
ピン167により、円形軌道Ｂに沿って駆動される。砥石
駆動板70dはスロット171を有し、このスロット171にピ
ン168が入ることにより、砥石駆動板70dがほぼ垂直な直
線運動をする。研いでいる時の刃の位置を表わす線Ｆは
磁石の装着位置をも表わすものであるが、この線Ｆに沿
って、磁石駆動板が磁石の切刃に楕円運動をさせる。研
摩部分がクランクピン167からピン168までの距離より短
い場合には、砥石の全て切刃の軌跡は前記研摩部分の範
囲内でほぼ同一になる。

第21図に示す装置も第20図で説明したと同様の楕円運動
する刃物研摩装置である。モーター22dのシャフト44dに
切られた歯車164は、これに咬合する第２の歯車165を駆
動し、この第２の歯車165はクランク軸166及びクランク
ピン167を駆動し、このクランクピン167は砥石駆動板70
dに係合する。この砥石駆動板70dの下端部には、ピン16
8に係合するスロットがある。

砥石132dは、クランクピン137が円軌道を描き、砥石駆
動板70dがピン168をはさんで直線運動をする時に、楕円
軌道を描くように回転する。砥石駆動板70dは、支持点1
69,170が形成する接近している１つ以上の面内で動くよ
うに強制される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の砥石車の周縁面を使って刃物を研ぐ刃物
研摩方法の概略図、第２図は従来の平らな砥石を使用す
る刃物研摩方法の概略図、第３図は従来の傘形回転砥石
を使用する家庭用刃物研摩方法、第４図は本発明に基く
刃物研摩装置の平面図、第５図は第４図の刃物研摩装置
の線５−５に沿う断面図、第６図は第５図の刃物研摩装
置の線６−６に沿う断面図、第７図は本発明に基く刃物
研摩装置の他の実施例の平面図、第８図は第７図の刃物
研摩装置の砥石駆動装置の第７図の線８−８に沿う断面
立面図、第９図は第８図の砥石の駆動装置の線９−９に
沿う部分破断立面図、第10図は本発明に基いて研摩角度
を制御するために磁石を使用する刃物案内装置の細部を
示す略断面立面図、第11図は従来の典型的な刃物の拡大
断面図、第12図は本発明に基く磁石使用の刃物案内装置
の平面図、第13図は第12図の刃物案内装置の立面図、第
14図は市販の刃物の面及び従来の刃物研摩方法で研いだ
研面の10倍拡大略図、第15図は本発明に基いて研いだ刃
物の刃の研面の10倍拡大略図、第16図は本発明に基く他
の実施例の研摩部分に刃物停止装置を用いた刃物案内装
置の平面図、第17図は第16図の刃物案内装置の立面図、
第18図は本発明に基く他の実施例の突出した保護部を有
する刃物案内装置の立面図、第19図は典形的な刃物の断
面図、第20図は本発明に基く刃物研摩装置の他の実施例
の平面図、第21図は第20図の刃物研摩装置の線21−21に
沿う断面立面図である。 20……刃物研摩装置、22……モーター、24……取付板、
44……モーターの軸、46,50,52……ギアプーリー、48…
…タイミングベルト、54,56……駆動軸、62,64……駆動
用クランク、70……砥石駆動板、74……砥石、76……砥
石支持板、90……磁石式案内装置、29……磁石、94……
刃物案内板、100……刃物。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】刃面を有する刃物を研摩する刃物研摩方法
   において、露出面上に平坦な外面と研摩粒子を有する軌
   道内運動させる研摩部材に刃物を案内して当接させるこ
   とにより前記刃物を研摩装置内に位置させる工程と、前
   記研摩部材を軌道内運動させて前記研摩部材に並進軌道
   内運動を与え、よって、前記研摩粒子のすべてが実質的
   に同じ軌道内運動をし、前記移動内運動における各研摩
   粒子の１回転当りの軌道長が約2.54cm（１インチ）以下
   であり、かつ、各研摩粒子の軌道速度は244m（80フィー
   ト）／分を越えない工程とを備えた刃物研摩方法。
2. 【請求項２】前記研摩部材は該研摩部材の対向側面に接
   して前記刃物の刃面を配向させる一対の案内面を鏡像角
   の関係に有する第１研摩部材であり、第１研摩工程にお
   いて、前記刃物を前記刃面を前記軌道内運動される研摩
   部材に当接させて前記案内面の一方に当接させておき前
   記刃物を前記案内面の一方から外し、第２研摩工程にお
   いて、前記刃物を前記刃面を前記軌道内運動される研摩
   部材に当接させて前記案内面の一方に当接させておき、
   さらに、前記第１研摩工程と前記第２研摩工程の両研摩
   工程において前記研摩部材を軌道内運動させて前記研摩
   粒子のそれぞれに軌道内運動を与え、前記軌道内運動に
   おける各研摩粒子の１回転当りの軌道長さ約2.54cm（１
   インチ）以下であり、かつ、各研摩粒子の軌道速度は24
   4（800フィート）／分を越えない特許請求の範囲第１項
   に記載の刃物研摩方法。
3. 【請求項３】刃面を有する刃物を研摩する刃物研摩装置
   において、平坦な外面を有する研摩部材（76,128,130,1
   28b,128c,128d,130d）と、前記外面上におかれた研摩粒
   子（74,132,132b,132c,132d）と、前記研摩部材を軌道
   内運動させる駆動装置（70,70a,70d）とを備え、前記駆
   動装置は前記研摩部材に並進軌道内運動を与え、よっ
   て、前記研摩粒子のすべてが実質的に同じ軌道内運動を
   し、前記軌道内運動における各研摩粒子の１回転当りの
   軌道長が約2.54（１インチ）以下であり、かつ、各研摩
   粒子の軌道速度は244m（800フィート）／分を越えない
   刃物研摩装置。
4. 【請求項４】前記研摩粒子は全体的に平坦な面をしたダ
   イヤモンド粒子である特許請求の範囲第３項に記載の刃
   物研摩装置。
5. 【請求項５】前記研摩部材の外面に隣接し、かつ前記研
   摩部材の外面を越えて外方へ延び、前記研摩部材の外面
   の実質的な弦に対する予定角度に刃面を位置させる案内
   装置（90,136）を備えた特許請求の範囲第３項あるいは
   第４項に記載の刃物研摩装置。