(57)【要約】【課題】  量産が容易なナイフ・ブレードを提供し、かつ、そのようなナイフ・ブレードの製造に適した方法を提供すること。【解決手段】  複合ナイフ・ブレードは、第１の合金製の切刃ピースと、第１の合金と異なる第２の合金製のバック・ピースとを含み、切刃ピースおよびバック・ピースは、波状結合部にて共にろう付けされる。切刃ピースは、バック・ピースの硬度と比較すると、高いロックウェル硬度値を有する。ナイフ・ブレードを製造する方法は、第１の合金製の薄板からバック・ピースを精密打抜きするステップと、第２の合金製の薄板から切刃ピースをレーザ切断するステップと、第１のピースを第２のピースにろう付けして複合ブレードを形成するステップとを含む。複合ブレードは、その後、ろう付け温度から切刃ピースのオーステナイト化温度まで冷却して、急冷して切刃ピースを硬化させる。【選択図】      図１
2011189191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研がれた切刃と、前記切刃とは異なる波状結合縁部とを含み、第１の材料製の切刃ピースと、
背縁部と、前記切刃ピースの波状結合縁部と相互に連結される波状結合縁部とを含み、前記第１の材料とは異なる第２の材料製のバック・ピースと、
前記切刃ピース及び前記バック・ピースの波状結合縁部の間のろう付け結合部とを含む、ナイフ・ブレード。
【請求項２】
前記ろう付け結合部が、銅、青銅、金、銀、およびニッケルの中から選択されたろう付け材を含む請求項１に記載のナイフ・ブレード。
【請求項３】
前記第１の材料が第１のロックウェル硬度値を有する第１の合金であり、前記第２の材料が前記第１のロックウェル硬度値を下回る第２の硬度値を有する第２の合金である、請求項１に記載のナイフ・ブレード。
【請求項４】
前記切刃ピースおよび前記バック・ピースの少なくとも１つにろう付けされたさらなるピースを含む、請求項１に記載のナイフ・ブレード。
【請求項５】
前記さらなるピースが前記ブレードのタング内で前記バック・ピースによって完全に取り囲まれ、かつ、前記ブレードの片側からその第２の側に延びるピボット・開口を含む、請求項４に記載のナイフ・ブレード。
【請求項６】
第１の材料の薄板からナイフ・ブレードの第１のピースを形成するステップと、
前記第１の材料とは異なる第２の材料の薄板から前記ナイフ・ブレードの第２のピースを形成するステップと、
最終的なナイフ・ブレードに対応する形態で、前記第１のピースの波状結合縁部を第２のピースの波状結合縁部に相互に連結するステップと、
前記第１のピースを前記第２のピースにろう付けして複合ブレードを形成するステップと、
切刃を前記第２のピースに形成するステップとを含む、ナイフ・ブレードの製造方法。
【請求項７】
前記第１のピースを形成する前記ステップが、前記第１の材料の前記薄板から前記第１のピースを精密打抜きするステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２のピースを形成するステップが、前記第２の材料の前記薄板から前記第２のピースをレーザ切断するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の材料のシートが前記第２の材料にシートの厚みより大きい厚みを有する、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のピースを前記第２のピースにろう付けする前記ステップが、前記第１および第２のピースの結合部領域にろう付け材を塗布して、前記ろう付け材の液相線温度を超えるろう付け温度まで、前記第１および第２のピースを加熱するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記ろう付け温度から前記第２の材料のオーステナイト化温度まで前記複合ブレードを冷却するステップと、
前記複合ブレードを急冷するステップと
を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記切刃から波状結合縁部までの切刃ピースの幅は、切刃ピースの長さに沿って繰り返し変化するように、切刃ピースの波状結合縁部が形成されている請求項１に記載のナイフ・ブレード。
【請求項１３】
前記ナイフ・ブレードの第２のピースを形成するステップは、第２のピースの長さに沿って繰り返し変化する形状を第２のピースの波状結合縁部に形成するステップを含む請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ナイフ・ブレード及びその製造方法に関するものであり、特に、２つ以上の異種材料で構成されたナイフ・ブレードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ナイフは、工具として無数の業界および用途において使用されており、ありとあらゆる形状、サイズ、および構成がある。しかしながら、大半のナイフは、共通のいくつかの特性を共有している。一般に、ナイフは、研がれた刃を有する通常は金属のブレードを備え、かつ、ユーザーがナイフを把持することができる柄を含む。より高品質なナイフ・ブレードは、一般に、長期の使用期間にわたって切れ味を保持することができる点を特徴としている。すぐに切れなくなって頻繁に研がなければならないナイフは、使用頻度が最も少ないユーザーを除き、使用が制限される。したがって、新しくかつより優れた材料及び処理を開発するため、ナイフ・ブレードの品質を向上させるため、及び、より微細な刃に研がれて切れ味を保持するために、種々の努力が絶えず行われている。
【０００３】
刃の保持は、一般に、刃の幾何学的形状および材料硬度の問題である。一部の鋼以外のナイフ・ブレードおよび金属以外のナイフ・ブレードさえも市販されているが、大半のブレードは鋼製であり、ステンレス鋼製が増えている。高度の硬度を達成するため、ナイフ・製造業者は、一般に、ブレードが製造される鋼を、通常、熱処理によって硬化している。しかしながら、特定の合金の硬化と脆性とは多少なりとも直接的な関係があり、極めて高い硬度を有するナイフ・ブレードは、一般に、他のナイフよりも折れやすくもある。近年、冶金の進歩によって、より一般的に使用されている合金より高い固有の硬度があり、かつ、他のより一般的に使用されているブレード鋼よりもはるかに高度にさらに硬化することができる鋼合金が製造されているが、これらの新しい、かつ、特化された合金は、より高価なものである可能性があり、独自の特性を活かすように完全に硬化された当該の鋼で製造されたナイフは、偶発的な折れが発生しやすいことが多い。したがって、ナイフ・製造業者は、硬度と靭性との間で妥協点を見つけなければならない。ナイフの所期の用途または所期の市場によっては、より硬度が高いより長持ちする刃を有するナイフが、より安価でより耐久性があるナイフよりも重要である場合がある。
【０００４】
これは、特に、特定のより高品質な折り畳み式ナイフ、および、絶えず使用されていることが多い、食品を調理するプロのシェフ等向けに製造されるナイフに当てはまる。
非常に高品質の手造りナイフの場合、鍛冶工は、ブレードを焼入れした後、刃の硬度を維持したまま、ブレードの背部または背から硬度を引き出すように設計された熱処理をブレードに行う場合がある。これによって、ブレードに、相対的に可撓性が増した背部および硬い切刃（カッティングエッジ）ができる。ブレードの靭性が増した背部部分は、脆性が増した切刃を支持及び保護し、かつ、ブレードが偶発的にまたは破壊的に折れる可能性を低減する。残念ながら、このような差別的な熱処理法は、大きな労働力を要するものであるために、大量市場向けにナイフを製造する際に採用すれば法外に経費が掛かるものになる。
【０００５】
ナイフ・ブレードは、製造プロセスにおいて使用される材料および完成品の所望の品質を含め、様々な要素によって、いくつかの異なるプロセスによって製造される。精密打抜きは、製造業者に多くの利点を与える広く用いられているプロセスである。精密打抜きでは、プレスを用いて、平坦な薄板材からナイフ・ブレードを形成する。３つのステップから成る打抜き法において、材料をまず所定の位置に挟持し、その後、ナイフ・ブレード打抜き部を形成して親薄板から分離する精密打抜きダイの上部と下部との間でプレス加工し、その後、完成打抜き部を打抜きダイから排出する。精密打抜き法では、追加機械加工または他の仕上げステップをほとんど必要としないナイフ打抜き部が製造される。ピボット孔および他の特徴部を精密打抜き中に非常に綿密な公差に合わせてブレード内に形成することができ、刃研削が、ブレードを仕上げるために残っている唯一のステップであることが多いが、場合によっては、非常に容易に除去される若干のバリがブレードの片側にある場合もある。残念ながら、精密打抜きは、極めて硬質の材料には適しておらず、ナイフ・ブレードに特に適している合金類は、硬度が高い鋼ほどブレード形成に使用される打抜きダイが短期間で劣化または破壊されるために、精密打抜きすることはできない。精密打抜きには硬すぎる鋼類の場合、コンピュータ駆動式レーザ切断が、より硬い鋼類からブレードを形成する１つの一般的な方法であり、その方法では、レーザが、ブレードの外側形状を辿って、打抜き部を親薄板から切断する。ナイフ・ブレードを切り出した後、さらなる機械加工を行なってブレードの刃、ピボット孔、および他の特徴部が仕上げられる。このプロセスは、精密打抜き法より大幅に時間および経費が掛かり、これによって、最も高価なナイフを除いたナイフに対して、非常に硬質の合金類の適用が限定される。
【０００６】
ウォーカー（Ｗａｌｋｅｒ）に付与された米国特許第４，８９６，４２４号（特許文献１）は、２つの部分を有するブレードを備えた折り畳み式ナイフについてのものであり、ブレードの１つの部分がチタン製であり、ブレード刃を含むブレードの第２の部分は、高炭素ステンレス鋼製である。これらの部分は、連続あり継ぎによって結合される。これらの部分は、ワイヤＥＤＭ（放電加工）によって切断されて、摩擦嵌合を得るために切断されたあり継ぎを備え、それにより、アーバ・プレスの場合と同様に、これらの部分が共に押圧されることによってのみ結合することができる。これらの部分が共に押圧されると、ピーニング加工され、即ち、結合部が叩かれてこれらの部分の金属を変形させて永久結合部にされる。
【０００７】
しかしながら、ウォーカーの方法で生じる欠点がいくつかある。第１に、ワイヤＥＤＭは、大量生産には、特に、折り畳み式ナイフのタングなど、孔を含む部品には経費が掛かるプロセスである。第２に、ブレード部分のあり継ぎ刃は、結合する際にきつすぎず、十分に接近して良好な圧嵌めが得られるように非常に綿密な公差に合わせて切断しなければならず、これは、経費のかかるものである。第３に、圧嵌め作業およびピーニング加工作業は、大きな労働力を要するものであり、かつ、量産品には経費がかかるものである。
【０００８】
コーブら（Ｋｏｒｂ，  ｅｔ  ａｌ．）に付与された米国特許第６，７０１，６２７号（特許文献２）は、合金鋼裏当てに溶接された工具鋼製ワイヤによる切刃を有する複合万能ナイフ・ブレードについてのものである。裏当て鋼製の連続リボンをスプールから巻き取って、リボン及びワイヤが電子ビームの下を通過するときにＥＢＷ（電子ビーム溶接）によって工具鋼製ワイヤに溶接されて、その後、再度巻き取られる。得られる複合リボンは、最後に別個のブレードに分離される前に、焼鈍、打抜きおよび罫書き、歪み取り、熱処理および焼戻し、研削、ホーニングを含むいくつかのさらなる工程にかける必要がある。
【０００９】
残念ながら、これらのプロセスは、先に論じた種類のナイフ・ブレードの製造には適していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第４，８９６，４２４号明細書
【特許文献２】米国特許第６，７０１，６２７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、量産が容易なナイフ・ブレードを提供し、かつ、そのようなナイフ・ブレードの製造に適した方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
１つの実施態様に従って、第１の合金製の切刃ピースと、第１の合金と異なる第２の合金製のバック・ピースと、切刃ピースとバック・ピースとの間のろう付け結合部とを含む複合ナイフ・ブレードが提供される。切刃ピースとバック・ピースは、波状結合縁部にて連結され、さらなる機械的強度が結合部に与えられる。ろう付け結合部は、例えば、銅、青銅、金、銀、またはニッケルなどのろう付け材を含む。切刃ピースは、バック・ピースの硬度と比較すると、高いロックウェル硬度値を有する。
【００１３】
別の実施態様に従って、第１の材料の薄板からナイフ・ブレードの第１のピースを精密打抜きするステップと、第１の材料より硬い第２の材料の薄板からナイフ・ブレードの第２のピースをレーザ切断するステップと、最終的なナイフ・ブレードに対応する形態で、前記第１のピースの波状結合縁部を第２のピースの波状結合縁部に連結するステップと、第１のピースを第２のピースにろう付けして複合ブレードを形成するステップとを含む、ナイフ・ブレードを製造する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態による折り畳み式ナイフの側面図である。
【図２】様々な製造段階での、図１のナイフのブレードの構成品を示す図である。
【図３】様々な製造段階での、図１のナイフのブレードの構成品を示す図である。
【図４】様々な製造段階での、図１のナイフのブレードの構成品を示す図である。
【図５】様々な製造段階での、図１のナイフのブレードの構成品を示す図である。
【図６】様々な製造段階での、図１のナイフのブレードの構成品を示す図である。
【図７】様々な製造段階での、図１のナイフのブレードの構成品を示す図である。
【図８】本発明のそれぞれの実施形態による折り畳み式ナイフのブレードを示す図である。
【図９】本発明のそれぞれの実施形態による折り畳み式ナイフのブレードを示す図である。
【図１０】本発明のそれぞれの実施形態による折り畳み式ナイフのブレードを示す図である。
【図１１】本発明のそれぞれの実施形態による折り畳み式ナイフのブレードを示す図である。
【図１２】（ａ）は図１１の線１２−１２に沿って切取られたブレードの断面図であり、（ｂ）は図１１の線１２−１２に沿って切取られたブレードの研削前の断面図である。
【図１３】本発明のそれぞれの実施形態による折り畳み式ナイフのブレードを示す図である。
【図１４】本発明の実施形態による、固定ブレード・ナイフのブレードの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、柄１０２と、複合ブレード１１０とを含む、本発明の実施形態による折り畳み式ナイフ１００を示す。ブレード１１０は、留め具１０４によって柄に結合されており、かつ、開位置と閉位置との間で留め具１０４の周りに枢動するように構成される。ブレード１１０は、ブレード１１０の背１１１を含むバック・ピース１１２と、ブレードの研がれた切刃１１３を含む切刃ピース１１４とを含む。バック・ピース１１２および切刃ピース１１４は、異種の金属合金から形成され、かつ、波状結合部１３２にて結合されている。バック・ピース１１２および切刃ピース１１４の材料は、いくつかの基準に従って選択される。バック・ピース１１２は、例えば、屈曲および激しい衝撃から生じる応力などの種々の応力に耐えることができるように、高度の靭性を有する合金製であることが好ましい。バック・ピース１１２は、例えば、所望の特性を有する一般的かつ相対的に安価である合金の中から選択することができる。切刃ピース１１４は、より硬い合金の中から選択されるか、または、切刃保持が向上するように高度に硬化することができる合金の中から選択される。例えば、バック・ピースは、実施形態によれば、４４０Ａステンレス鋼で形成され、一方、切刃ピースは、例えば、ＡＳＴ−３４、ＣＰＭ−Ｓ３０Ｖ、ＶＧ−１０、ＺＤＰ−１８９、Ｄ−２、工具鋼などのより硬い鋼から形成される。
【００１６】
ここで図２から図６を参照して、図１の複合ブレード１１０を製造するプロセスを１つの実施形態に従って詳細に説明する。図２は、切刃ピース１１４が形成されることになる切刃打抜き部１１６を示す。切刃打抜き部１１６は、高出力ＣＮＣ（コンピュータ数値制御）レーザを使用して親素材から切断されている。切刃打抜き部１１６は、例えば、ＥＤＭ（放電加工）、ウォータ・ジェット切断、プラズマ切断などを含む他の妥当な方法を用いて製造することもできる。切刃打抜き部１１６には、渦巻き形、または波状結合縁部１１８が設けられる。
【００１７】
図３は、バック・ピース１１２が形成される背打抜き部１２０を示す。背打抜き部１２０には、精密打抜き法によって形成され、かつ、切刃打抜き部１１６の縁部１１８と連結するように構成された波状結合縁部１２２が設けられることが好ましい。背打抜き部１２０は、レーザ、ＥＤＭ、ウォータ・ジェット、プラズマなどを含む、他の妥当な方法を用いて形成することもできる。背打抜き部１２０には、ピボット・開口１２４など、柄にブレードを取り付けるのに必要な特徴部、ならびに、連結要素、ストップ・ピンなどと係合するのに必要な任意の特徴部を設ける。ピボット・開口１２４のみを詳細に示されており、特徴部はナイフの特定のデザインによって異なることが理解されるであろう。例えば、固定ブレード・ナイフのブレードは、図１４を参照しながら後述するように、開口がリベット用に設けられた延長タングを含むことができる。図１から図６に示す実施形態においては、切刃打抜き部１１６および背打抜き部１２０の結合縁部１１８、１２２の連結波状形状は、アセンブリの簡素化に対応するものであり、結合プロセス中にピース類を共に保持すると共に、最終製品の強度を高める。さらに、連結パターンの特定のデザインは、美観上の魅力が得られるように選択することもできる。連結パターンは不規則に形成してもよい。その場合、連結作業を確実に行える。それにも拘わらず、刃類が機械的に連結することは不可欠なことではない。例えば、背打抜き部および切刃打抜き部の結合縁部は、本質的に直線または単純な湾曲線に沿ってなど、連結することなく共に全体的に一致し、かつ、結合のために共に当接させるように形成することができる。また、波状結合縁部１１８は切刃１１３に対して一定の間隔を保ちながらその切刃１１３に沿って延在している。
【００１８】
図４に示すように、切刃打抜き部１１６および背打抜き部１２０の波状結合縁部の形状は、ろう付け材の適切な流れが得られるように十分な接触を有すると同時に、手で容易に組み付けることができるように、滑り嵌めで形成する。組み付け前に、切刃打抜き部１１６および背打抜き部１２０の結合縁部１１８，１２２の間に隙間を形成してもよい。その隙間の大きさは、例えば、０．１から１．０ｍｍに設定してもよい。また、切刃打抜き部１１６および背打抜き部１２０の先端及び基端を、組み付け前の仮止めのため、溶接しておいてもよい。
【００１９】
ろう付けペーストは、組み付け前に縁部１１８、１２２の一方に塗布するか、または、組み付け後に背打抜き部１２０、切刃打抜き部１１６の上面に少量のろう付けペーストを付けることによって結合縁部１１８、１２２に塗布する。組み付けられた打抜き部は、炉に入れて、好ましくは、ろう付け材の液相線温度を華氏で約５０度（摂氏で約２８度）上回る温度まで加熱する。例えば、銅の液相線温度は、華氏約１，９８０度（摂氏約１０８２度）であり、従って、銅ろう付けペーストの場合、打抜き部を華氏約２，０３０度（摂氏約１１１０度）の温度まで加熱する。銅は、液化して、毛細管作用によって結合部１３２に流れ込んで、ろう付け結合部を形成して、図５に示すように、ブレード打抜き部１３０が生成される。分圧下での真空炉内または不活性雰囲気内でのろう付けによって、一般的に、ペースト中のフラックスの必要性が除去される。
【００２０】
本発明の実施形態によれば、ブレード打抜き部１３０は、切刃打抜き部１１６が形成される合金のオーステナイト化温度まで自然冷却させ、短時間にわたって安定化させるために保持し、その後、急冷して、切刃打抜き部１１６の鋼を硬化させる。急冷後、ブレード打抜き部１３０を妥当な焼戻し温度まで再加熱して、保持し、その後、徐冷してブレード打抜き部１１０を焼戻しする。１つの実施形態によれば、背打抜き部は、４４０Ａステンレス鋼から切断し、一方、切刃打抜き部は、Ｄ−２ステンレス鋼から切断して、銅ろう付け材を使用して華氏約２，０３０度（摂氏約１１１０度）にてろう付けする。得られるブレード打抜き部をＤ−２鋼のオーステナイト化温度、華氏約１８５０度（摂氏約１０１０度）まで冷却して、その温度にて約３０分保持した後、急冷させる。この時点で、Ｄ−２鋼は、約６３ロックウェル硬度を有するが、非常に脆い。その後、打抜き部をＤ−２鋼の一次焼戻し温度、華氏約約３５０度（摂氏約１７７度）まで再加熱して、その温度で約２時間保持した後に徐冷する。再加熱ステップは、ブレードを完全に焼き戻しするために数回繰り返す。焼き戻しが完了後、Ｄ−２鋼は、５８から６２の範囲のロックウェル硬度を有することになり、一方、４４０Ａ鋼は、約５０のロックウェル硬度を有することになる。
【００２１】
オーステナイト化温度、急冷および焼き戻しの方法は、ブレード切刃に対して選ばれる材料および完成ブレードの所望の硬度および靭性に従って変わる。熱処理によって硬化できない合金もあれば、硬化に急激な急冷を必要とせず鋼が徐冷されるにつれて「空気硬化」されることになる合金もある。背打抜き部１２０および切刃打抜き部１１６に使用される合金は、背打抜き部１２０が、切刃打抜き部１１６を硬化するプロセス中に硬化されないように選択することができるか、または、焼き戻し工程によって、上述した実施例と同様に、硬化工程中に背打抜き部１２０に与えられる硬度の度合いが大幅に低減されるように選択することができる。その結果、バック・ピース１１２によって与えた優れた靭性、ならびに、硬度が高い切刃ピース１１４によって実現された極めて高い刃保持を有する硬度が異なるブレードが得られる。図６は、最終的な切刃研削および研磨後のブレード１１０を示す。
【００２２】
場合によっては、硬化ステップの前に焼鈍工程を実行することは、有利であろうし、その場合、ブレードは、急冷または制御されていない冷却ではなく、オーステナイト化温度から徐冷される。その後、必要であれば、焼鈍ステップ後の硬化に向けて再加熱することができる。
【００２３】
図１から図６に示す実施形態においては、背打抜き部１２０は、最終ブレード１１０においてほとんど変更されていないままであり、切刃ピース１１４に隣接する部分のみが研削および研磨工程によって除去されることがわかる。背打抜き部１２０を形成するために使用される精密打抜き法では、一般的に、レーザ切断ブレードの場合であれば必要である種々の仕上げステップが排除され、それで、製造業者は、切刃ピース１１４のより硬い鋼の切刃品質を有するブレードを製造すると同時に、精密打抜き法の経済的特性から恩恵を受ける。さらに、切刃ピースは、ブレード１１０を生成するために使用される全体的材料の少量しか当たらない。これは、最も望ましい切刃特性を有する合金の多くは、バック・ピース１１２に適切なより多くの従来の合金よりも大幅に高価であるために有利である。図１から図６に示す実施形態においては、切刃ピース１１４は、ブレードの幅方向にある程度の延長距離があるが、実際の切刃はブレードの見えないほど小さい部分であるために、上述したプロセスを容易に採用して、はるかに狭い切刃ピースをバック・ピースに結合することができる。
【００２４】
説明した方法の別の利点は、滑り嵌め組み付けに向けて切刃打抜き部１１６および背打抜き部１２０の結合縁部１１８、１２２を形成することによってブレード１１０の大量生産が簡素化されるという点である。ろう付け工程によって、容易に、結果的に生じる狭いギャップが埋められる。
【００２５】
図７に図示するように、ナイフ・ブレード用などの部品を切断するのに使用されるタイプのレーザ５０は、一般に、親素材５６が配設されるプラテン５４より上方に位置決めされる。レーザ５０、プラテン５４、または両方の組み合わせは、コンピュータ制御のもとで互いに移動し、レーザは切断される形状の輪郭を辿る。レーザの熱によってレーザが移動するときに金属が溶けるかまたは蒸発して、相対運動の速度、材料５６からのレーザ５０の距離、材料を貫通する切断の角度、切り口から排出される蒸気または材料による切断ビームの減衰または閉塞、およびその他の要素によっては、幅が異なる切り口５８ができる。その結果、その部品の縁部は、完全に一貫したものまたは滑らかなものではなく、一般に、完成品中での使用に向けて容認可能な公差に合わせて仕上げるためには、フライス削り、研削、などの少なくともある程度の機械加工が必要である。
【００２６】
その結果、少なくとも、ナイフ・ブレードの経済的な製造時の切断に向けて用いられる高速作業に関しては、レーザ切断されたブレードは、粗野な製品と考えられ、かつ、一般的に、さらなる機械加工または円滑化が行われてしまうまでナイフ内の構成品として組み付けることはできない。
【００２７】
本発明の１つの実施形態においては、バック・ピース、切刃ピースのいずれも、レーザ切断する。その後、一切のさらなる機械加工、フライス削り、または研削なしに、２つの部品を共に接着してナイフ・ブレードを作製し、その後、ナイフ・ブレードを単品物として切断したかのように仕上げる。別の実施形態においては、切刃をレーザ切断して、バック・ピースを精密打抜きするかまたは打抜く。その後、両方の部品の結合縁部のさらなる機械加工、フライス削り、研磨なしに、本発明の原理に従い２つの部品を共に結合する。これは、２つの部品は非常に異なるプロセスによって作製されたものであり、かつ、合わせ刃について異なる公差および異なる仕上げを有するために予想外のことである。また、これによって、本発明では、ナイフの構成品として結合される前に、レーザ切断部品は以前に必要とされた機械加工またはフライス削りステップを経る必要がないために、かなりのコスト節減および時間節約が得られる。コスト節減および時間節約は、これによって、レーザ後の機械加工ステップまたはフライス削りステップを検討する必要性にかかわらず、レーザ部品の合わせ縁部を所望の形状または長さにすることができるためになおさら大きい。したがって、レーザ切断部品の結合縁部は、機械加工工具がその後に同じ通過跡を辿ることができるか否かにかかわらず、各アンダーカット、逆切断、渦巻き、または、コンピュータ制御レーザが表面にわたって辿ることができる任意の形状で波状にすることができる。機械加工できない形状、または機械加工するには経費および時間が掛かるような一部の形状をここに至って最終製品内で使用することができ、これは、以前には実際的ではなく、場合によっては不可能であったことである。
【００２８】
したがって、合わせ結合部のデザインおよび形状は、部品を内部的に機械加工したり、または、レーザ切断後に機械加工することさえもできるか否かに関係なく、設計強度、美観、および他の特徴部に基づいて選択することができる。
【００２９】
したがって、１つの実施形態においては、バック・ピース、切刃ピースのいずれも、上述したように、産業用ＣＮＣレーザを使用して切断したものである。他の実施形態においては、一方の部品は、精密打抜きまたは打抜きによって形成し、他方の部品は、レーザ、ＥＤＭ、イオンフライス削り、プラズマ切断などの異なる技術によって形成される。
【００３０】
発明者が行った各種テストにおいては、実質的に上述したような複合ブレードも、強度および靭性の優れた特性を示し、結合部は、ブレードの鋼よりも強いことが判明し、それで、部品を分離させるようとすると、決まって、結果的に、結合部で分離するのではなく、部品の一方または両方に曲げが発生するかまたは折れてしまう。これは、少なくともある程度、結合部の大きな接触表面積、および、波状形状のために、結合部の小さな部分以上が応力集中を受ける可能性がある単一の線がないことによると推測される。
【００３１】
ろう付けペーストは、上述したように、銅を基本とすることができるか、または、例えば、青銅、ニッケル、銀、金などの広範囲な利用可能な材料で作製することができる。ブレードを研磨した後、結合部１３２は、仮にあったとしてもブレード上の細いヘアラインとして現れる。ろう付け金属は、結合部１３２の可視性を最小限に抑えるように、または、その可視性を高めるように選ぶことができる。例えば、銅ろうは、細い赤味にある線として現れ、一方、ニッケルを基本とするろうは、大半のステンレス鋼に密接に適合する色を有する。実施形態によれば、ブレードは、サンドブラスト、ビーズブラスト、およびエッチングに供され、もしくはサンドブラスト、ビーズブラスト、またはエッチングに供される。当該の処理は、バック・ピース１１２および切刃ピース１１４の異なる合金に対する影響の与え方が変わり、それぞれの外観が異なるものとなる。例えば、サンドブラスまたはビーズブラストは、切刃ピース１１４のより硬い表面に影響を与えることなく、相対的に延性が高いバック・ピースの表面に質感を与えるのに十分な力にて適用することができるか、または、より大きな力で適用して両方のピースに質感を与えることができる。ブレードは、化学エッチングを行なって、ブレードおよび使用する薬剤から成る特定の合金によっては、ピースの一方または両方、または、ろう付け金属の表面生地または色を変えることもできる。
【００３２】
ろう付け化合物を選択して、ブレードについて選択された材料の特定の要件に対応することもできる。例えば、一部の鋼合金は、華氏約２，１００度（摂氏約１１４９度）のオーステナイト化温度を有する。このような合金を上述した銅ろうを使用してろう付けし、その後、加熱硬化した場合、銅ろうは、より高いオーステナイト化温度であれば結合部から流れ出すことになる。このような問題を回避するために、切刃打抜き部は、ろう付けステップの前に硬化することができるが、より経済的なプロセスは、ニッケルろう付けペーストを使用することであり、ニッケルろう付けペーストの場合、液相線温度は、華氏約２，２００度（摂氏約１２０４度）であり、ろう付けおよび硬化を同じ加熱ステップにおいて行なうことができる。
【００３３】
２つの異種合金を有するブレードについて本発明の種々の原理について上述した。他の実施形態によれば、別個の特性を有する３つのまたはそれ以上のピースを結合して複合ブレードを形成することができる。図８は、バック・ピース３１２と、切刃ピース１１４と、ブレード３１０のタング内に位置決めされたピボット・ピース３４０とを有するブレード３１０を示す。バック・ピース３１２および切刃ピース１１４は、実質的に図１から図６について説明した通りであり、ピボット・ピース３４０は、低摩擦青銅材料で形成され、かつ、ピボット・開口１２４を含む。ピボット・ピース３４０の青銅材料は、ピボット留め具の挟持圧力を受けて、摩擦が大幅に低減された状態でブレードの回転を可能にし、ピボット機構内の別個のブッシングの必要性が除外されて、完成ナイフの組み付けがより単純なものになる。青銅ピボット・ピース３４０は、精密打抜きするか、または、任意の他の適切な方法で形成して、結合部３３４に沿ってバック・ピースと係合することができる。
【００３４】
図９は、ナイフ・ブレード４１０が、第１の合金製のバック・ピース４１２と、第２の合金製の切刃ピース４１４と、第３の合金製の鋸歯状プラグ４４２を含む実施形態を示す。
【００３５】
ブレードは、ナイフ・ブレード４１０の開位置と閉位置との間の移動の範囲を制限するために、組み付けナイフ内のストップ・ピンと係合することになるピボット・チャンネル４２６も含む。鋸歯状または部分的に鋸歯状のナイフは、多くの用途に向けて人気がある。一般に、鋸歯状ブレードは、鋸歯状以外のブレードよりも研ぎにくく、鋸歯の最外切刃に沿ってすぐに切れ味が鈍くなる傾向がある。図９の実施形態においては、バック・ピース４１２および切刃ピース４１４は、実質的に上述したように形成される。さらに、鋸歯状プラグ４４２は、脆性のために、先述した切刃ピースにさえも適さないほど高い硬度を有する合金で形成されるが、高い硬度および切刃の保持のために小さなプラグに有利である。
【００３６】
図１０は、複雑かつ奇抜なデザインを有するナイフ・ブレード５１０を示す。ナイフ・ブレード５１０は、バック・ピース５１２と、それぞれ結合部５３２、５３４にて結合された第１および第２の切刃ピース５１４、５１５とを含む。複雑な形状および細かい詳細部を有するブレード５１０は、バック・ピース５１２の精密打抜きによって経済的に製造し、同時に、尚も、より硬い合金切刃ピース５１４、５１５の所望の切刃特性を実現することができる。さらに、第１および第２の切刃ピース５１４、５１５は、それら自体、異なる硬度または外観を有する切刃を実現するように異種合金で製作することができる。
【００３７】
図１１は、本発明の実施形態による完成ナイフ・ブレード６１０を示す。ブレード６１０は、波状形状を有する結合部６３２にて合わせられた、背１１１を含むバック・ピース６１２と、研がれた刃１１３を含む切刃ピース６１４とを含む。図１２（ａ）は図１１の線１２−１２に沿ったブレード６１０の断面図であり、結合部６３２が図１１の結合部Ｊにて断面１２−１２の面と交差する。バック・ピース６１２は、最も広い位置Ｔ１にて、約０．３１８センチメートル（０．１２５インチ）の厚みを有し、一方、切刃ピース６１４は、最も広い位置Ｔ２にて、約０．１０７センチメートル（０．０４２インチ）の厚みを有する。
【００３８】
図１２（ｂ）は、図１１のブレード６１０に線１２−１２によって画定された面と同一の打抜き部６３０における面に沿った、ブレード６１０が形成されるブレード打抜き部６３０の断面図を示す。ブレード打抜き部６３０は、図１２（ｂ）において、結合部６３２にて結合された、背打抜き部６２０と、切刃ピース６１６とを含む。図１２（ｂ）の点線は、ブレード６１０が、図１２（ａ）に示すように、研削ステップおよび研磨ステップの後に取る形状を示す。図１２（ａ）および図１２（ｂ）を参照すると、切刃ピース６１６に、背打抜き部６２０の厚みに等しい厚みを持たせることは不必要であることがわかる。したがって、背打抜き部６２０は、実質的に０．３１８センチメートル（０．１２５インチ）の仕上げ後の厚みに合わせて精密打抜きされ、一方、切刃ピース６１６は、例えば、約０．１１４センチメートル（０．０４５インチ）の厚みＴ３を有する薄い方の親素材から切断される。薄い方の親素材を使用すると、研削ステップにおいて除去する材料量が少なくなるので、製造業者にとって材料コストおよび処理コストが低減される。さらに、図１２（ａ）に示す最終形状に合わせて背打抜き部６２０を精密打抜きすることが可能であり、その結果、かなりの研削が必要であるのは切刃ピース６１６のみである。
【００３９】
図１３は、バック・ピース７１２と、切刃ピース７１４とを有する本発明の実施形態によるブレード７１０を示す。バック・ピース７１２の縁部７２２は、結合部７３２が不連続となるように、間隔を置いて、切刃ピースのみの縁部７１８と一致し、かつ、係合する形状を有し、その結果、複数の開口７２８が、仕上げ後のブレード７１０内に得られる。このような開口は、重量およびデザインを検討する上で設けることができ、それぞれ、バック・ピース７１２および切刃ピース７１４の縁部７２２、７１８の相対形状の結果として作成される。
【００４０】
別の実施形態によれば、仕上げ後のブレードが開口を有する一方、ブレードの結合部が連続的なものであるように全体的にバック・ピース内にある、ブレードを貫通する開口が形成される。
【００４１】
図１４は、図示する実施形態において、食品を調理する際に使用されるように構成される固定ブレード・ナイフのブレード８１０を示す。ブレード８１０は、実質的に図１から図６の実施形態を参照しながら説明したように、ろう付け結合部８３２において結合されるバック・ピース８１２および切刃ピース８１４を含む。完全なタング８１６には、タングの反対側に柄の目盛りを取り付けることになる留め具を受ける開口８０６が設けられる。２ピースブレード８１０によって得られる種々の利点は、特に、厨房用ナイフにおいて有益である。専門家のシェフは、絶えず使用する非常に鋭利なナイフを必要とする。厨房用ナイフを専門的に研いてもらいたいと思う人たちが多いが、これは、日常的にいくつかの異なるナイフを使用するシェフ達にはかなりの出費になる恐れがある。このようなナイフのユーザーは、多額の金銭を費やして非常に硬い、長持ちのする切刃を有するナイフを得る場合があり、その理由は、研ぎ経費のためではなく、研ぎ直すまで切れ味の悪い切刃のナイフを使用することが必要であると思ったときに経験する不便さおよび欲求不満のためである。さらに、当該のナイフが厨房で受ける酷使、ならびに、多くの当該のナイフは、実に長くかつ細いということによって、特に、折れやすくなる。したがって、全体的により硬い切刃および靭性が増したブレードを実現する開示した実施形態に従って作製された厨房用ナイフは、そのナイフを使用する人達に非常に重要な問題の両方を軽減する一助となるであろう。
【００４２】
別個の部品がろう付け法を用いて結合される様々な実施形態を説明した。これは、好適な方法であるが、ＥＢＷおよびＨＩＰ（熱間静水圧圧縮成形）被覆材料を含む、他の結合法を採用することもできる。ろう付け法によって、上記および他の結合法に優るいくつかの利点が得られる。打抜き部は、ピース類をろう付けするために使用されるのと同じ加熱法で熱処理または焼鈍することができる。多数のブレード打抜き部を同時に炉内でろう付けすることができ、一方、ＥＢＷであれば、各ブレードを個別に溶接するにはＣＮＣ駆動システムが必要となり、これは、はるかに時間と経費が掛かるものになり、一方、ＨＩＰ被覆法では、内部の作業スペースの大きさと比較すると非常に大きな特化した圧力室が必要であると共に、そのプロセスに向けて打抜き部を用意するためには、打抜き部の特殊処理および取り扱いが必要である。
【００４３】
ナイフ・ブレードの特性およびナイフ・ブレードが作製される鋼を説明する際に使用されるいくつかの用語がある。これらには、硬度、つまり、塑性変形に抗する材料の相対的能力、引張り強度、つまり、材料が破断することなく引張応力に抗する度合い、靭性、つまり、一般的に、材料が破砕することなく応力（引張り応力、圧縮応力、または剪断応力）に耐える度合い、延性、破砕することなく塑性変形する材料の能力、降伏強度、つまり、材料が塑性変形することなく引張応力に耐える度合い、脆性、つまり、材料が、始めに変形することなく応力に応答して破砕する度合いがある。
【００４４】
本開示内容の要約は、検索の一助として、１つの実施形態による本発明の諸原理の一部の手短な概要として提示している。要約は、任意の実施形態の完全なまたは決定的な説明として意図されるものではなく、また、本明細書または特許請求の範囲において使用される用語を定義するために依存するべきではない。要約は、特許請求の範囲を限定するものではない。
【００４５】
上記および他の変更を先に詳説した説明に照らして種々の実施形態に行なうことができる。一般に、以下の特許請求の範囲においては、使用する用語は、本明細書および特許請求の範囲で開示した特定の実施形態に特許請求の範囲を限定する解釈をするべきではなく、出願の請求項に権利が与えられる各種均等物の完全な範囲と共にすべての考えられる実施形態を含むと解釈すべきである。したがって、特許請求の範囲、本開示内容によって限定されるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年7月21日(2011.7.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切刃と、前記切刃とは異なる波状結合縁部とを含み、第１の材料製の切刃ピースと、
背縁部と、前記切刃ピースの波状結合縁部と相互に連結される波状結合縁部とを含み、前記第１の材料とは異なる第２の材料製であって、精密打ち抜きによって形成されるバック・ピースと、
前記切刃ピース及び前記バック・ピースの波状結合縁部の間に配置されるろう付け材を備えたろう付け結合部であって、そのろう付け材は銅、青銅、金、銀、およびニッケルの中から選択されるろう付け結合部とを含み、
前記バック・ピースの波状結合縁部と前記切刃ピースの波状結合縁部との間に隙間を備え、その隙間により、バック・ピースと切刃ピースとの滑り嵌め組み付けが可能にされて、切刃ピースに対するバック・ピースのろう付けが保証されるナイフ・ブレード。
【請求項２】
前記ろう付け結合部は側面から見て波形の形状を有する請求項１に記載のナイフ・ブレード。
【請求項３】
前記第１の材料が第１のロックウェル硬度値を有する第１の合金であり、前記第２の材料が前記第１のロックウェル硬度値を下回る第２の硬度値を有する第２の合金である、請求項１に記載のナイフ・ブレード。
【請求項４】
前記切刃ピースおよび前記バック・ピースの少なくとも１つにろう付けされたさらなるピースを含む、請求項１に記載のナイフ・ブレード。
【請求項５】
前記さらなるピースが前記ブレードのタング内で前記バック・ピースによって完全に取り囲まれ、かつ、前記ブレードの片側からその第２の側に延びるピボット・開口を含む、請求項４に記載のナイフ・ブレード。
【請求項６】
前記切刃ピースの波状結合縁部はレーザ切断によって形成される請求項１に記載のナイフ・ブレード。
【請求項７】
第１の材料の薄板からナイフ・ブレードの第１のピースを形成するステップであって、そのステップは波状結合縁部を形成することを含むことと、
前記第１の材料とは異なる第２の材料の薄板から前記ナイフ・ブレードの第２のピースを精密打ち抜きによって形成するステップであって、そのステップは背縁部と側面から見て波形の形状の波状結合縁部とを形成することを含み、第２のピースの波状結合縁部は第１のピースの波状結合縁部と相互に連結するように構成され、かつ、第１及び第２のピースの波状結合縁部の間に、第１及び第２のピースの滑り嵌め組み付けを可能にして、第１のピースに対する第２のピースのろう付けを保証する隙間を設けるように構成されることと、
最終的なナイフ・ブレードに対応する滑り嵌めの形態で、前記第１のピースの波状結合縁部を第２のピースの波状結合縁部に相互に連結し、第１のピースと第２のピースとの間に前記隙間を設けるステップと、
前記第１のピースを前記第２のピースにろう付けして複合ブレードを形成するステップであって、そのステップは第１及び第２のピースの波状結合縁部の間の前記隙間を、銅、青銅、金、銀、およびニッケルの中から選択されたろう付け材によって満たすことを含むことと、
切刃を前記第１のピースに形成するステップとを含む、ナイフ・ブレードの製造方法。
【請求項８】
前記ナイフ・ブレードの第２のピースを形成するステップは、側面から見て波形の形状の波状結合縁部を第２のピースに形成することを含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第２のピースを形成するステップが、前記第２の材料の前記薄板から前記第２のピースを、放電加工、ウォータジェット切断、あるいはプラズマ切断を使用して形成するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２のピースを形成するステップが、前記第２の材料の前記薄板から前記第２のピースをレーザ切断するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の材料のシートが前記第２の材料にシートの厚みより薄い厚みを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のピースを前記第２のピースにろう付けする前記ステップが、前記第１および第２のピースの結合部領域にろう付け材を塗布して、前記ろう付け材の液相線温度を超えるろう付け温度まで、前記第１および第２のピースを加熱するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
前記ろう付け温度から前記第２の材料のオーステナイト化温度まで前記複合ブレードを冷却するステップと、
前記複合ブレードを急冷するステップと
を含む、請求項１２に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
１つの実施態様に従って、第１の材料製の切刃ピースと、第１の材料と異なる第２の材料製のバック・ピースと、切刃ピースとバック・ピースとの間のろう付け結合部とを含む複合ナイフ・ブレードが提供される。
具体的には、切刃と、前記切刃とは異なる波状結合縁部とを含み、第１の材料製の切刃ピースと、背縁部と、前記切刃ピースの波状結合縁部と相互に連結される波状結合縁部とを含み、前記第１の材料とは異なる第２の材料製であって、精密打ち抜きによって形成されるバック・ピースと、前記切刃ピース及び前記バック・ピースの波状結合縁部の間に配置されるろう付け材を備えたろう付け結合部であって、そのろう付け材は銅、青銅、金、銀、およびニッケルの中から選択されるろう付け結合部とを含み、前記バック・ピースの波状結合縁部と前記切刃ピースの波状結合縁部との間に隙間を備え、その隙間により、バック・ピースと切刃ピースとの滑り嵌め組み付けが可能にされて、切刃ピースに対するバック・ピースのろう付けが保証されるナイフ・ブレードが提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
別の実施態様に従って、ナイフ・ブレードを製造する方法が提供される。その方法は、第１の材料の薄板からナイフ・ブレードの第１のピースを形成するステップであって、そのステップは波状結合縁部を形成することを含むことと、前記第１の材料とは異なる第２の材料の薄板から前記ナイフ・ブレードの第２のピースを精密打ち抜きによって形成するステップであって、そのステップは背縁部と側面から見て波形の形状の波状結合縁部とを形成することを含み、第２のピースの波状結合縁部は第１のピースの波状結合縁部と相互に連結するように構成され、かつ、第１及び第２のピースの波状結合縁部の間に、第１及び第２のピースの滑り嵌め組み付けを可能にして、第１のピースに対する第２のピースのろう付けを保証する隙間を設けるように構成されることと、最終的なナイフ・ブレードに対応する滑り嵌めの形態で、前記第１のピースの波状結合縁部を第２のピースの波状結合縁部に相互に連結し、第１のピースと第２のピースとの間に前記隙間を設けるステップと、前記第１のピースを前記第２のピースにろう付けして複合ブレードを形成するステップであって、そのステップは第１及び第２のピースの波状結合縁部の間の前記隙間を、銅、青銅、金、銀、およびニッケルの中から選択されたろう付け材によって満たすことを含むことと、切刃を前記第１のピースに形成するステップとを含む。