(57)【要約】【課題】  刃表面に複雑な乱れ模様を形成できるだけでなく、ハサミ等の厚い刃物であっても傾斜角度の大きい切刃の刃先部分まで乱れ模様を形成することができる刃物の製造方法を提供すること。【解決手段】  刃表面に複雑な模様を有する刃物の製造方法において、異種金属が積層一体化されて成る平板状の多層金属板の表面に対し、切削による凹凸加工を行って内面に中間層が露出した複数の凹部を形成するステップと；この凹凸加工が施された多層金属板を、熱間若しくは温間の型鍛造によって傾斜面を有する刀身形状に成形すると共に、前記凹部が形成された表面を平面化するステップと；この刀身形状に成形された多層金属板の傾斜面を研削加工して切刃を形成するステップとを含む工程を採用した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃表面に複雑な模様を有する刃物の製造方法であって、
異種金属が積層一体化されて成る平板状の多層金属板の表面に対し、切削による凹凸加工を行って内面に中間層が露出した複数の凹部を形成するステップと；この凹凸加工が施された多層金属板を、熱間若しくは温間の型鍛造によって傾斜面を有する刀身形状に成形すると共に、前記凹部が形成された表面を平面化するステップと；この刀身形状に成形された多層金属板の傾斜面を研削加工して切刃を形成するステップとを含むことを特徴とする刃物の製造方法。
【請求項２】
凹凸加工時に多層金属板の表面に対し、少なくとも一部の縦断面形状が円弧型またはＶ型の凹部を形成することを特徴とする請求項１記載の刃物の製造方法。
【請求項３】
凹凸加工時に多層金属板の表面に対し半球型または円錐型の凹部を形成することを特徴とする請求項２記載の刃物の製造方法。
【請求項４】
凹凸加工時に多層金属板を３層以上切削して凹部を形成する一方、凹部の切削深さを多層金属板の全体厚みの20％以下に抑えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の刃物の製造方法。
【請求項５】
凹部の切削深さを1mm以下とし、かつ、多層金属板の表面層及び凹部内に露出する各中間層の厚みを0.01〜0.2mmとすることを特徴とする請求項４記載の刃物の製造方法。
【請求項６】
多層金属板に切刃を形成した後、この切刃全体または少なくとも切刃の一部を腐食液に浸漬して、或いは切刃全体または少なくとも切刃の一部に腐食液を塗布してエッチング処理を行うことを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の刃物の製造方法。
【請求項７】
刃表面に複雑な模様を有する刃物の製造方法であって、
異種金属が積層一体化されて成る平板状の多層金属板の表面に対し、圧縮による凹凸加工を行って複数の凹部を形成するステップと；この凹凸加工が施された多層金属板の表面を研削して表面を平面化するステップと；この研削により表面が平面化された多層金属板を、熱間若しくは温間の型鍛造によって傾斜面を有する刀身形状に成形するステップと；この刀身形状に成形された多層金属板の傾斜面を研削加工して切刃を形成するステップとを含むことを特徴とする刃物の製造方法。
【請求項８】
多層金属板に切刃を形成した後、この切刃全体または少なくとも切刃の一部を腐食液に浸漬して、或いは切刃全体または少なくとも切刃の一部に腐食液を塗布してエッチング処理を行うことを特徴とする請求項７記載の刃物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、刃物の製造方法の改良、詳しくは、刃表面に複雑な乱れ模様(ダマスカス模様)を形成できるだけでなく、ハサミ等の厚い刃物であっても切刃表面に刃先まで乱れ模様を形成することができる刃物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、刃表面に複雑な乱れ模様を有する刃物が、装飾性および切れ味に優れた高級刃物として知られており、国内外において多くの需要がある。またこの種の刃物の製造方法としては、マスキングした多層金属板の表面に腐食液を塗布して表面側の金属層を一部除去することで模様を形成する方法(例えば、特許文献１参照)が知られている。
【０００３】
しかしながら、上記エッチング処理によって刃表面に乱れ模様を形成する方法は、刃表面に形成された凹部がそのまま残ってしまうため、切刃表面に大きな凹凸が生じて切れ味が損なわれ易いだけでなく、薄い刃先部分に大きな凹部を形成できないため、模様を形成できる部位が刃先以外の腹部分に限定されてしまう欠点がある。
【０００４】
そこで、本件出願人は、以前に上記刃表面に乱れ模様を形成する方法として、多層金属板の表面に対し、まずプレス加工や鍛造加工による凹凸加工を行った後、この凹凸加工を施した多層金属板の表面に対し研削加工を行って表面層を削り取ることにより模様を形成する方法(特許文献２〜４参照)を開発し、特許出願も行っている。
【０００５】
しかしながら、上記従来の方法に関しては、比較的薄い刃物の場合には、切刃の傾斜角度が小さいため、研削加工後に切刃に複雑な模様を形成することができるものの、ハサミ等の比較的厚い刃物の場合には、切刃の傾斜角度が大きくなるため、切刃の刃先側まで模様を形成することができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４９９６１号公報
【特許文献２】特開平１０−１１８５３号公報
【特許文献３】特開２０１１−１６１０６４号公報
【特許文献４】特開２０１２−１９２１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の如き問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、刃表面に複雑な乱れ模様を形成できるだけでなく、ハサミ等の厚い刃物であっても傾斜角度の大きい切刃の刃先部分まで乱れ模様を形成することができる刃物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者が上記課題を解決するために採用した手段を添付図面を参照して説明すれば次のとおりである。
【０００９】
即ち、本発明は、刃表面に複雑な模様を有する刃物の製造方法において、異種金属が積層一体化されて成る平板状の多層金属板の表面に対し、切削による凹凸加工を行って内面に中間層が露出した複数の凹部を形成するステップと；この凹凸加工が施された多層金属板を、熱間若しくは温間の型鍛造によって傾斜面を有する刀身形状に成形すると共に、前記凹部が形成された表面を平面化するステップと；この刀身形状に成形された多層金属板の傾斜面を研削加工して切刃を形成するステップとを含む工程を採用した特徴がある。
【００１０】
また本発明では、上記鍛造加工時におけるかぶり疵の問題を抑制するために、凹凸加工時に、多層金属板の表面に対し少なくとも一部の縦断面形状が円弧型またはＶ型の凹部を形成するのが好ましい。
【００１１】
また上記のように凹凸加工時に多層金属板の表面に対し、縦断面形状が円弧型またはＶ型の凹部を形成する際には、凹部の断面形状を半球型または円錐型とするのがかぶり疵を抑制する上でより好ましい。
【００１２】
また本発明においては、上記凹凸加工時に多層金属板を３層以上切削して凹部を形成する一方、凹部の切削深さを多層金属板の全体厚みの20％以下に抑えることで、鍛造加工に耐え得る強度を確保しつつ複雑な乱れ模様を形成することができる。
【００１３】
なお上記凹部の切削深さに関しては、1mm以下とし、更に上記多層金属板の表面層及び凹部内に露出する中間層の厚みについては0.01〜0.2mmとするのが好ましい。
【００１４】
また本発明においては、上記多層金属板に切刃を形成した後、この切刃全体または少なくとも切刃の一部を腐食液に浸漬して、或いは切刃全体または少なくとも切刃の一部に腐食液を塗布してエッチング処理を行い、複数の金属層が模様として現出している切刃表面に微細な凹凸を形成することによって、刃物の切れ味を向上させることができる。
【００１５】
一方、本発明においては、上記刃物の製造方法に替えて、異種金属が積層一体化されて成る平板状の多層金属板の表面に対し、圧縮による凹凸加工を行って複数の凹部を形成するステップと；この凹凸加工が施された多層金属板の表面を研削して表面を平面化するステップと；この研削により表面が平面化された多層金属板を、熱間若しくは温間の型鍛造によって傾斜面を有する刀身形状に成形するステップと；この刀身形状に成形された多層金属板の傾斜面を研削加工して切刃を形成するステップとを含む工程を採用することもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、異種金属層が積層一体化された平板状の多層金属板の表面に対し、切削による凹凸加工を行った後、熱間または温間の型鍛造を行って傾斜面を有する刀身形状に成形し、更に成形後の傾斜面を研削加工して切刃を形成することによって、ハサミ等の厚い刃物でも切刃に複雑な乱れ模様を形成することが可能となる。
【００１７】
また本発明においては、平板状の多層金属板の表面に対し、圧縮による凹凸加工を行った後、この凹凸表面を研削加工により平面化し、更にこの多層金属板を熱間または温間の型鍛造により傾斜面を有する刀身形状に成形して、この成形後の傾斜面を研削加工して切刃を形成することによっても上記と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
したがって、本発明により、ハサミやナイフ、産業機械用カッター等の比較的厚い刃物であっても切刃に乱れ模様を形成して、刃物の装飾性や切れ味を向上させることができることから、本発明の実用的利用価値は頗る高い。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１における製造工程を表わす工程説明図である。
【図２】本発明のエッチング処理によって形成された切刃表面の凹凸構造を表わす断面拡大図及び顕微鏡写真である。
【図３】本発明の実施例２における製造工程を表わす工程説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
『実施例１』
本発明の実施例１について、図１に基いて以下に説明する。なお同図において、符号Ｐで指示するものは、多層金属板であり、符号Ｈで指示するものは、凹部である。また符号Ｍで指示するものは、金型であり、符号Ｂで指示するものは、バリ部である。また符号Ｅで指示するものは、切刃である。
【００２１】
「刃物の製造方法」
[１]基本工程について
まず本実施例で採用した基本工程について説明する。本実施例では、刃物を製造する第一のステップとして、図１(a)に示すように、刃物の材料となる平板状の多層金属板Ｐの表面に対し、切削による凹凸加工(本実施例では、ドリル加工)を行って複数の凹部Ｈ・Ｈ…を形成する。この際、少なくとも凹部Ｈの内面に多層金属板Ｐの中間層が露出するように凹部Ｈの深さを調整する。
【００２２】
次に第二のステップとして、図１(b)に示すように、上記凹凸加工が施された多層金属板Ｐに対し、金型Ｍ・Ｍによる温間の型鍛造を行って、多層金属板Ｐを傾斜面を有する刀身形状(本実施例では、ハサミの刀身形状)に成形する。同時に凹部Ｈ・Ｈ…が形成された多層金属板Ｐの表面を型鍛造によって平面化する。その後、型鍛造によって生じた多層金属板Ｐのバリ部Ｂを除去する。
【００２３】
そして、多層金属板Ｐからバリ部Ｂを除去した後は、第三のステップとして、図１(c)に示すように、上記刀身形状に成形された多層金属板Ｐの傾斜面に対し研削加工を行って切刃Ｅを形成する。これらの基本工程を踏むことにより、厚いハサミ等の刃であっても、切刃Ｅの表面に複雑な乱れ模様を形成することができる。
【００２４】
また上記第三のステップで多層金属板Ｐに切刃を形成した後は、第四のステップとして、切刃Ｅを腐食液に浸漬してエッチング処理を行うことができ、これによって複数の金属層が模様として現出している切刃Ｅ表面に図２に示す微細な凹凸を形成して、刃物の切れ味を向上させることができる。なおこの微細な凹凸に関しては、腐食の早い金属層と遅い金属層の境界部分に隙間が生じることによって形成される。
【００２５】
[２]多層金属板について
次に上記基本工程の各要素について説明する。まず上記多層金属板Ｐの材料に関しては、本実施例では、炭素及びクロムの含有比率が異なる２種のマルテンサイト系のステンレス鋼を交互に積層し、これを熱間圧延により一体化したクラッドメタルを使用しているが、異種金属が積層一体化されたものであれば、材質はこれに限定されない。具体的には、ステンレス鋼以外の金属材料として、ニッケルやチタン、鉄、アルミニウム、銅、銀、金、白金などを使用できる。
【００２６】
また上記多層金属板Ｐに使用する金属材料の数に関しても、本実施例のように２種である必要はなく、３種以上の金属材料を使用することもできる。また本実施例では、刃先側にも乱れ模様を形成するために、中心部にコア層(厚い金属層)を持たないクラッドメタルを使用しているが、コア層を備えたものを使用することもできる。また多層金属板Ｐを構成する金属層の層数に関しては、複雑な乱れ模様を形成するため、及びエッチング処理により微細な凹凸を形成するために20層以上とすることが好ましい。
【００２７】
一方、上記多層金属板Ｐの金属層の厚みに関しては、本実施例では金属層が全て同じ厚みのクラッドメタルを使用しているが、金属層の材質によって、また金属層の位置によって厚みが異なるクラッドメタルを使用することもできる。なお上記多層金属板Ｐの表面層及び凹部内に露出する中間層の厚みについては、複雑な乱れ模様を形成するため、及びエッチング処理により微細な凹凸を形成するために0.01〜0.2mmの厚さとするのが好ましい。
【００２８】
[３]第一のステップの凹凸加工について
また上記第一のステップの切削(金属材料の除去)による凹凸加工に関しては、本実施例では、ドリル加工を採用しているが、エンドミル等の切削工具を用いた機械加工以外の方法を採用することもでき、具体的には、レーザ加工により金属を蒸発させて凹部を形成する方法(非接触の切削)や、エッチング加工により金属層を腐食させて凹部を形成する方法(化学切削)を採用することもできる。
【００２９】
また上記多層金属板Ｐに形成する凹部Ｈの形状に関しても、本実施例のような丸穴型の形状だけでなく溝型の形状とすることもできる。なおこの凹部Ｈの形状については、第二のステップの鍛造加工時に、凹部Ｈの内壁が内側に押し潰されてかぶり疵(模様の欠陥)とならないように、少なくとも凹部Ｈの一部の縦断面形状が円弧型またはＶ型となるようにするのが好ましい(より好ましくは、凹部Ｈの縦断面形状を半球型または円錐型とする)。
【００３０】
また上記凹凸加工の際には、複雑な乱れ模様を形成できるように、多層金属板Ｐの金属層を表面側から３層以上切削するのが好ましく、また鍛造加工に耐え得る強度を確保するため凹部Ｈの切削深さを多層金属板Ｐの全体厚みの20％以下に抑えるのが好ましい(より好ましくは、凹部Ｈの切削深さを1mm以下とする)。
【００３１】
また本実施例では、ハサミの刃を刃物の用途としているため、図１(a)に示すように、多層金属板Ｐの表面だけでなく裏面にも切削による凹凸加工を行っているが(効果については後述する)、ナイフ等のハサミの刃以外の用途の場合には、切刃を形成する面にのみ凹凸を形成することもできる。
【００３２】
[４]第二のステップの鍛造加工について
また上記第二のステップの鍛造加工に関しては、本実施例では、多層金属板Ｐをハサミの刃の刀身形状となるように加工を行っているが、刀身形状はこれに限定されず、ハサミ以外のナイフや産業機械用カッターなどの刀身形状に成形することもできる。また刀身の断面形状に関しても、刃物の形状に応じて適宜変更することができる。
【００３３】
また上記鍛造加工時の温度条件に関しては、本実施例では400℃〜500℃の範囲で行っているが、ステンレス鋼の温間鍛造の温度範囲(200℃〜850℃)であれば、温度条件を適宜変更できる。また上記鍛造加工については、材料の再結晶温度以上の温度条件で行う熱間鍛造を採用することもでき、その場合には900℃以上の温度条件で鍛造加工を行うこともできる。なお温間鍛造や熱間鍛造の温度条件は金属材料によって異なるため、多層金属板Ｐに使用する材料に合わせて適宜変更できる。
【００３４】
[５]第三のステップの研削加工について
また上記第三のステップの研削加工に関しては、本実施例では、ハサミの刃として使用できるように片面のみに切刃Ｅを備えた片刃型の形態で切刃Ｅを形成しているが、両面に切刃Ｅを備えた両刃型の形態で切刃Ｅを形成することもできる。またナイフ等の刃として使用する場合には、両側の側縁部に切刃Ｅを形成する諸刃型の形態で切刃Ｅを形成することもできる。
【００３５】
また上記切刃Ｅの形状に関しては、本実施例のようなフラットな形状だけでなく、ハマグリ刃等のような曲面型の形状を採用することもできる。また上記切刃Ｅの形状を段刃型の形態とすることもでき、その場合には研削加工によって切刃Ｅを形成した後、更に切刃Ｅの刃先側に傾斜角度が異なる小刃を形成することができる。
【００３６】
[６]第四のステップのエッチング処理について
また上記第四のステップのエッチング処理に関しては、本実施例では、切刃Ｅ全体を腐食液に浸漬しているが、少なくとも切刃Ｅの一部(例えば、刃先部分のみ)を浸漬して行うこともでき、また切刃Ｅ全体または少なくとも切刃Ｅの一部に腐食液を塗布して行うこともできる。また腐食液に関しても、本実施例では塩酸を使用しているが、多層金属板Ｐに使用する材料に合わせて腐食液の種類を適宜変更することができる。
【００３７】
また本実施例では、上記第四のステップのエッチング処理を、切刃Ｅが形成された多層金属板Ｐの表面だけでなく、凹凸加工と鍛造加工によって乱れ模様が形成された反対側の裏面に対しても行っている。これにより裏面側にも微細な凹凸を形成することができるため、ハサミの切れ味を一層向上させることができる。
【００３８】
なお上記エッチング処理により刃物の切れ味が増す効果に関しては、従来技術として挙げた特許文献３(特開2012-192163)に係る技術と同様の原理であり、当該特許文献３の明細書中(段落番号[0032])にも記載されているように必要に応じてエッチング処理の後に研磨工程を入れることもできる。
【００３９】
『実施例２』
「刃物の製造方法」
[１]基本工程について
本発明の実施例２について、図３に基いて以下に説明する。まず本実施例で採用した基本工程について説明する。本実施例では、刃物を製造する第一のステップとして、図３(a)に示すように、刃物の材料となる平板状の多層金属板Ｐの表面に対し、圧縮による凹凸加工(本実施例では、凸部付き金型Ｍによるプレス加工)を行って複数の凹部Ｈ・Ｈ…を形成する。
【００４０】
次に第二のステップとして、図３(b)に示すように、上記凹凸加工が施された多層金属板Ｐの表面に対し、研削加工を行って表面を平面化する。その後、第三のステップとして、図３(c)に示すように金型Ｍ・Ｍを用いた温間の型鍛造を行って、多層金属板Ｐを傾斜面を有する刀身形状(本実施例では、ハサミの刀身形状)に成形する。その後、型鍛造によって生じた多層金属板Ｐのバリ部Ｂを除去する。
【００４１】
そして、多層金属板Ｐからバリ部Ｂを除去した後は、第四のステップとして、図３(d)に示すように刀身形状に成形された上記多層金属板Ｐの傾斜面に対し研削加工を行って切刃Ｅを形成する。これらの基本工程を踏むことにより、厚いハサミ等の刃であっても、切刃Ｅの刃表面に複雑な乱れ模様を形成することができる。
【００４２】
また上記第四のステップで多層金属板Ｐに切刃を形成した後は、第五のステップとして、切刃Ｅを腐食液に浸漬してエッチング処理を行うことができ、これによって複数の金属層が模様として現出している切刃Ｅ表面に図２に示す微細な凹凸を形成して、刃物の切れ味を向上させることができる。
【００４３】
[２]多層金属板について
次に上記基本工程の各要素について説明する。まず上記多層金属板Ｐの材料に関しては、本実施例では、炭素及びクロムの含有比率が異なる２種のマルテンサイト系のステンレス鋼を交互に積層し、これを熱間圧延により一体化したクラッドメタルを使用しているが、異種金属が積層一体化されて成るものであれば、材質はこれに限定されない。なお多層金属板Ｐの材料の条件については、実施例１と同様である。
【００４４】
[３]第一のステップの圧縮による凹凸加工について
また上記第一のステップの圧縮による凹凸加工に関しては、本実施例では、平板型の金型を押し当ててプレス加工を行っているが、凸部を備えたエンボスロールを多層金属板Ｐの表面に押し当てて凹部Ｈを形成するエンボス加工を採用することもできる。またプレス加工以外にも多層金属板Ｐの表面を金型で反復打撃する鍛造加工によって凹部Ｈを形成することもできる。なお本実施例においても、実施例１と同様、多層金属板Ｐの両面に対して圧縮による凹凸加工を行っている。また凹部Ｈの形状や深さの条件についても、実施例１と同様である。
【００４５】
[４]第二のステップの研削加工について
また上記第二のステップの研削加工に関しては、本実施例では、多層金属板Ｐの表面を同じ厚さで削り取って表面を平面化しているが、加工後の表面が傾斜面(または曲面)となるように研削加工を行うこともできる。
【００４６】
[５]第三のステップの鍛造加工について
また上記第三のステップの鍛造加工に関しては、本実施例では、多層金属板Ｐをハサミの刀身形状となるように加工を行っているが、刀身形状はこれに限定されず、ハサミ以外のナイフや産業機械用カッターなどの刀身形状に成形することもできる。なお刀身の断面形状や鍛造加工の条件については、実施例１と同様である。
【００４７】
[６]第四のステップの研削加工について
また上記第四のステップの研削加工に関しては、本実施例では、ハサミの刃として使用できるように片面のみに切刃Ｅを備えた片刃型の形態で切刃Ｅを形成しているが、両面に切刃Ｅを備えた両刃型の形態で切刃Ｅを形成することもできる。なお切刃Ｅの形状の条件については、実施例１と同様である。
【００４８】
[７]第五のステップのエッチング処理について
また上記第五のステップのエッチング処理に関しては、本実施例では、切刃Ｅ全体を腐食液に浸漬しているが、少なくとも切刃Ｅの一部を浸漬して行うこともでき、また切刃Ｅ全体または少なくとも切刃Ｅの一部に腐食液を塗布して行うこともできる。なお本実施例においても、実施例１と同様、多層金属板Ｐの切刃Ｅのない裏面側に対してエッチング処理を行っており、これによりハサミの切れ味を向上させることができる。また腐食液の条件についても、実施例１と同様である。
【００４９】
本発明は、概ね上記のように構成されるが、本発明は図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、刃物の種類に関しては、厚い刃物(ハサミやナイフ、産業機械用カッター等)の方が本発明の効果を得やすいが、比較的薄い刃物(包丁等)に本発明の製造方法を採用することもでき、何れのものも本発明の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【００５０】
Ｐ  多層金属板
Ｈ  凹部
Ｍ  金型
Ｂ  バリ部
Ｅ  切刃
【図１】
2019042169.tif 000003
【図２】
2019042169.tif 000004
【図３】
2019042169.tif 000005