JPH1199287A - 粉末冶金による刃物 - Google Patents

粉末冶金による刃物

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JPH1199287A
JPH1199287A JP30141597A JP30141597A JPH1199287A JP H1199287 A JPH1199287 A JP H1199287A JP 30141597 A JP30141597 A JP 30141597A JP 30141597 A JP30141597 A JP 30141597A JP H1199287 A JPH1199287 A JP H1199287A
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sintered
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bent
angle
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Ryota Hirai
良太 平井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】粉末冶金による既知の刃物よりも切刃角が小さ
くとも刃こぼれし難く、そのため、切れ味の寿命が持続
する包丁その他の刃物や、カミソリ刃のような鋭い刃物
を粉末冶金により生産する手段を提供する。 【解決手段】ジルコニアセラミック又はチタン合金の粉
末冶金加工による板状焼結体を素材とし、刃先部の裏面
は刃腹部の裏面に続く屈折焼結面を有し、刃先部の表面
は刃腹部の表面に続きかつ前記屈折焼結面と交わる研削
面を有し、かくして前記した屈折焼結面と研削面とによ
り両面刃の切刃を形成した刃物。 【効果】粉末冶金による包丁その他既知の両面刃の刃物
において、切刃角を20゜以下にすると刃こぼれが頻発
して実用性が失われたのであるが、本発明によれば切刃
を格段に鋭くできるので、粉末冶金によるカミソリ刃の
提供も可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は粉末冶金、特にジル
コニアセラミック又はチタン合金の粉末冶金の技術分野
に属するものである。但し、ここで「ジルコニアセラミ
ック」というのは酸化ジルコニウムを主剤とし、これに
安定化剤、改質剤、着色剤等を添加したセラミック組成
物を意味している。また本発明はまた、ナイフ、カッタ
ー刃、包丁、カミソリ刃その他各種の刃物の構成並びに
その生産に関する技術分野に属するものである。
【0002】
【発明が解決すべき課題】前記したような各種の刃物は
一般には鋼を素材としている場合が多いのであるが、特
に発錆が嫌われる家庭用の刃物についてはステンレス鋼
が採用されることが多くなっている。しかしながら、ス
テンレス鋼による刃物は切れ味が劣るので、切れ味の良
さが特に要求される場合はタングステン、モリブデン等
を含む高硬度の合金鋼が使用される。しかしながら、こ
のような合金鋼製の刃物は高価である割合には切れ味の
長期持続性がない。
【0003】一方、近年の粉末冶金技術の進歩に伴い、
高硬度であるチタン合金やジルコニアセラミックを素材
とする刃物も、研究試作されるようになった。しかしな
がら、これらの素材による刃物は鋼やステンレス鋼の刃
物と較べて硬度が高いが、素材の靭性が小さいので、研
削により刃先を鋭くすると刃こぼれが頻発する欠点があ
る。たとえば特公平6−49111号公報の明細書によ
れば、ジルコニアセラミックを素材とする包丁につい
て、刃先角が10度未満の場合は刃欠けの頻度が高いた
め、包丁としての実用性に欠けるとの知見が開陳されて
いる。
【0004】一層具体的には、片面刃の包丁(同公報の
第2図(イ)参照)については、同公報第1表記載の実
験成績からみて、刃先角bが15度未満では刃先強度が
不充分で欠けやすい。また、同じく他の片面刃の包丁
(同公報第2図(ハ)参照)については、同公報第3表
記載の実験成績からみて、刃先角bが12゜未満では同
様に刃先強度が不充分であることが分かる。一方、両面
刃の包丁(同公報第2図(ロ)参照)の場合は、同公報
第2表の実験成績からみて、切刃角(b+bをい
う)が30度未満では同様に強度不充分、他の両面刃の
包丁(同公報第2図(ニ)参照)の場合は、切刃角(b
+b)が20度未満では同様に強度不充分であると
評価されている。但し、ここで「切刃角」とは片面刃の
刃物については刃先角bと一致する角度であり、両面刃
の刃物については刃板の両側の刃先角b及びbの和
であると定義する。
【0005】刃物の鋭利性は、前記した切刃角の大小と
刃先の材質のカタサにより決まる。ジルコニアセラミッ
クや特定のチタン合金のカタサは鋼や、ステンレス鋼と
較べて著しく大きいのであるから、単に材質のカタサの
みに注目すればこれらを素材とすれば鋼製、ステンレス
鋼製の刃物より格段に鋭利な刃物が得られる筈である
が、素材が焼結物であることに原因する刃こぼれを防ぐ
ため、切刃角に前記のような厳しい制限を設け、結局は
鋭利性を犠牲にするよりほかはないのである。もちろ
ん、包丁の生産を目的とする前掲文献記載の手段によっ
ては、包丁よりも更に鋭利であることが要求されるカミ
ソリ刃のような鋭い刃物を提供することは至難である。
従って、前記した文献に開示されている刃物よりも切刃
角が一層小さくとも刃こぼれし難く、そのため、切れ味
の寿命が持続する包丁や、特にカミソリ刃のような著し
く鋭い刃物を粉末冶金により生産する手段を提供するこ
とが本発明が解決すべき課題である。
【0006】
【課題を解決するための手段】図1は、本発明に係る刃
物の一例として図2に平面形を描いた包丁の断面を示し
ているが、この図1は、図2に示す形態の包丁に限ら
ず、ナイフ、カッター刃、カミソリ刃等各種の形態の刃
物についても適用されることが理解できるであろう。こ
の刃物は、前記したジルコニアセラミック又はチタン合
金の粉末冶金加工による板状焼結体を素材としている。
そしてこの焼結体は一定の板厚tをもつ刃腹部1と、そ
の端縁に付刃した刃先部2とを有している。
【0007】刃先部2の裏面は、刃腹部1の裏面に続
き、かつ板厚が減少する方向に屈折して接続する屈折焼
結面d−cを有している。
【0008】刃先部2の表面は、刃腹部1の表面の焼結
面に続き、かつ屈折焼結面d−cと交わる研削面b−c
を有しており、かくして、屈折焼結面d−cと研削面b
−cとにより両面刃の切刃が形成されている。
【0009】なお、図中の一点鎖線L−Lは刃物の表面
及び裏面と平行な基準面を表しているので、αはこの刃
物の裏面側の刃先角を、βは同じく表面側の刃先角を表
し、従って、α+βは切刃の刃端の切刃角を表してい
る。また、図1中、焼結面e−d及び屈折焼結面d−c
は特に太い実線で描いてある。
【0010】本発明に係る刃物の生産にあたっては、例
えば特開平4−2657号公報又は特開平4−2658
号公報に記載されているジルコニアセラミック組成物、
Ti90%,Al6%,V4%、もしくはTi76%,
V15%,Al3%,Sn3%,Cr3%の組成をもつ
高硬度のチタン合金の粉末冶金加工により、図1におい
てa−f−g−d−eで示したような板状の焼結体をま
ず用意する。即ち、a−f,f−g,g−d,及びd−
eの各面はそれぞれ粉末冶金工程の圧縮成型及び焼結に
より形成された焼結面である。続いてこの焼結体を研削
してb−cの研削面を形成すればa−b−c−d−eで
示す刃物が得られる。
【0011】
【発明の作用効果】さて、粉末冶金加工による焼結体
は、熱による鉱物粒子間の固相反応又はそれに加え、一
部液相反応による粒子間結合により生成したものであ
り、従って、多かれ少なかれ、随所にピンホールが散在
することはよく知られている。そして、このようなピン
ホールのうちには互いに隣接し又は連続するものもあり
得るし、強い衝撃や震動が与えられた場合、これらのピ
ンホールが焼結体の微細なクラックの原因となることも
想像に難くない。
【0012】ところで、図3を参照し、本発明者は、粉
末冶金加工によって製作した板厚t=2mmの薄板状焼
結体をコンクリート床に取り落としたり、全体に強い衝
撃を加えたりして端部が破損したとき、板の端より僅か
に中央部寄りであるTの位置において割れ、焼結面であ
る端面直近の隅角部が小塊となって欠け落ちることを見
出した。衝撃、震動によるこのような破損の態様をよく
観察すれば、この場合の焼結体の破損は震動衝撃によ
り、前記したピンホールが連接して存在するような部分
に微細なクラックが発生し、このようなクラックが原因
となって破損するものと考察される。そして、焼結面に
よって裏打ちされている隅角部自体が案外に丈夫で一体
を保っているということは、圧縮成型及び焼結の際にお
いて、その部分が板の中央部よりも粒子密度が高く、し
かも粒子間結合の反応がよく進行しているためであろう
と推定される。
【0013】さて、図4の実線部分は例えば前掲特公平
6−49111号公報記載の第2図(ロ)のような両面
刃の刃物の一例を示しているが、従来このような刃物を
製作するには、先ずa−f−h−eのような板
状の焼結体を製造し、ついでa21−bなるテーパー
面を研削により形成し、さらに、熟練者により「小刃
付」とよばれる研削作業を行う。即ち、b−c及び
−dはいずれも研削面であり、これらの研削面は
板の隅角部を含まないし、また、焼結面によって裏付け
されていない。ところが、焼結体の板厚tが1〜数mm
のように薄い場合には研削加工により刃先部に与えられ
る震動は、たとえ振幅は小さくとも、その衝撃力は相当
に大きいので、前記した小刃付けの作業が終わるまで
に、粒子間の結合が破れて発生した微小なクラックが多
数存在しているのである。かくして、この刃物を繰り返
して使用すれば、前記した微小クラックを原因とする微
小な刃こぼれが頻発することになるのである。従って、
前記したように、粉末冶金による刃物においては、鋭利
性を犠牲にしてまで切刃角(α+β)を大きく保つ
必要があったのである。
【0014】一方、再び図1を参照し、本発明によれば
前記したように、両面刃の切刃は、屈折焼結面d−cと
研削面b−cとにより形成される。そして、屈折焼結面
d−cは刃先部2の隅角部の一部である。ところが、こ
のような隅角部は前記したように、焼結の際他の部分よ
りも粒子間の結合が強固になっており、焼結面により裏
打ちされ、そのような焼結面の直近部分からなるため、
微小クラックの原因となるピンホールが少ない。従っ
て、研削面b−cの研削加工の際に受ける震動によるク
ラックの発生がほとんどないので、屈折焼結面d−cの
側の刃先角α又は切削面b−cの側の刃先角βのいずれ
についても、刃物の繰り返し使用による切刃の刃こぼれ
を考慮する必要がなく、大幅に自由な角度に選定するこ
とができる。図4における刃物のテーパー面a21−b
は、研削面b−c及びc−dによりはさまれ
る切刃部分の刃長を小さく保つことにより、刃こぼれを
防ぐのがその目的であるが、本発明によれば、そのよう
な配慮は事実上不要であるから、テーパー面の研削も不
要であり、刃物製作の全工程を通じて研削作業は一回だ
けでよい。
【0015】かくして、本発明によれば前記したよう
に、刃先角α,βの角度を所望の程度に自由にかつ小さ
く選定できるので、切刃の鋭利性に係る切刃角(α+
β)を後掲の実施例から明らかなように著しく小さく設
定し、従って、使用の当初からきわめて鋭利であり、し
かもその鋭利性が持続する包丁、ナイフ、カッター刃、
カミソリ刃等、各種の刃物を提供することができる。ま
た、本発明によれば、前記したように、刃物の製作にお
ける研削工程は通常単に一回のみであるから、粉末冶金
による既知の刃物よりも生産コスト面でも著しく有利で
ある。
【0016】なお、カミソリ刃については、従来の鋼
製、ステンレス鋼製ともに刃腹に続く第1のテーパー
面、第一のテーパー面に続く第2のテーパー面を有し、
その先に研削加工による切刃面が設けられており、これ
を「三段刃」とよんでいるが、カミソリ刃におけるテー
パー面付与の目的は0.1〜0.3mm程度の薄い刃材
は非常に撓みやすく、カミソリを使用する際、切刃が髭
や毛髪から逃げやすいので、切刃の基部の肉厚を充分に
保つとともに、肌あたりを滑らかにするためである。本
発明による刃材はジルコニアセラミック又はチタン合金
からなり、鋼、ステンレス鋼と較べて非常に剛直なの
で、切刃基部の厚みの保持に配慮する必要性はないが、
肌あたりの滑達性を良好にするため、図4のa21−b
のように1個のテーパー面を設けるべきである。
【0017】
【実施例】
【0018】
【第1実施例】 刃物の種類:包丁 素材 :ジルコニアセラミック(特開平4−265
7号公報記載のもの) 形状 :断面(図2のX−X切断面)を図1に、平
面形を図2に示す。 刃腹部の板厚t:2mm 刃先角α :10゜ 刃先角β :8゜ 切刃角(α+β):18° 屈折焼結面の屈折角γ:10゜
【0019】
【第2実施例】刃物の種類、形状、刃腹部の板厚t、刃
先角α、刃先角β、切刃角(α+β)及び屈折角γは第
1実施例と同じ。 素材 :チタン合金(Ti90%,Al6%,V4
%)
【0020】
【第3実施例】 刃物の種類:片刃カミソリ刃 素材 :ジルコニアセラミック(特開平4−2658号公報記載のもの) 形状 :断面を図5に示す 刃腹部の板厚t:0.2mm 刃先角α : 9゜ 刃先角β : 9゜ 切刃角(α+β):18゜ 屈折焼結面d−c及び研削面b−cの屈折角γ: 7゜ テーパー面a−b及びe−dのテーパー角δ: 2゜
【0021】
【第4実施例】刃物の種類、形状、刃腹部の板厚t、刃
先角α、刃先角β、切刃角(α+β)、屈折角γ、テー
パー角δは第3実施例と同じ 素材 :チタン合金(Ti76%,V15%,Al
3%,Sn3%,Cr3%)
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例である包丁の部分省略拡大断面図
【図2】実施例である包丁の平面図
【図3】板状焼結体の隅角部の部分省略断面図
【図4】既知の両面刃包丁の部分省略断面図
【図5】実施例であるカミソリ刃の部分省略拡大断面図
【符号の説明】
1…………………刃腹部 2…………………刃先部 a−b……………表面の焼結面 e−d……………裏面の焼結面 d−c……………屈折焼結面 b−c……………研削面 t…………………刃腹部の板厚

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ジルコニアセラミック又はチタン合金の粉
    末冶金加工による板状焼結体を素材とし、 前記焼結体は一定の板厚をもつ刃腹部と、この刃腹部の
    端縁に付刃した刃先部とを有し、 前記刃先部の裏面は、前記刃腹部の裏面に続きかつ板厚
    が減少する方向に屈折する屈折焼結面を有し、 前記刃先部の表面は、前記刃腹部の表面の焼結面に続
    き、かつ前記屈折焼結面と交わる研削面を有し、前記屈
    折焼結面と前記研削面とにより両面刃の切刃を形成して
    なる刃物。
JP30141597A 1997-09-26 1997-09-26 粉末冶金による刃物 Pending JPH1199287A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006271959A (ja) * 2005-03-03 2006-10-12 Kyocera Corp セラミック製刃物
JP2012120856A (ja) * 2012-01-30 2012-06-28 Ihi Corp 刃物
JP2012148160A (ja) * 2005-03-03 2012-08-09 Kyocera Corp セラミック製刃物
US8776382B2 (en) 2008-10-02 2014-07-15 Ihi Corporation Cutting instrument

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