(57)【要約】      （修正有）【課題】包丁本来の機能、使い勝手を損ねず、セラミック製包丁の特に先端の欠け、折れの発生を抑制すること。【解決手段】側面視において、円弧状先端稜辺７を有する刃部３の背面稜辺５に直線部分５ａを備えており、円弧状先端稜辺は、その接線が前記背面稜辺の直線部分の延長線と４５°の角度で交叉する基準点を有するとともに、該基準点を中心として前記接線に沿って３ｍｍの範囲の前記円弧状先端稜辺の曲率半径が２〜６ｍｍであり、且つ、前記基準点を中心として前記接線に沿って３ｍｍの範囲の前記円弧状先端稜辺のうち、すくなくとも基準点までに前記切刃稜辺に連続して刃付けが施されていることを特徴とするセラミック製包丁。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柄部と該柄部に取り付けられたセラミック製の刃部とからなり、該刃部に、切刃稜辺、該切刃稜辺と互いに背面の関係にある幅細の背面稜辺、並びに、これら切刃稜辺と背面稜辺とに連続する側面とを備えたセラミック製包丁であって、前記刃部は、円弧状先端稜辺を備えるとともに、側面視において、前記背面稜辺に直線部分を備えており、前記円弧状先端稜辺は、その接線が前記背面稜辺の直線部分の延長線と４５°の角度で交叉する基準点を有するとともに、該基準点を中心として前記接線に沿って３ｍｍの範囲の前記円弧状先端稜辺の曲率半径が２〜６ｍｍであり、且つ、前記基準点を中心として前記接線に沿って３ｍｍの範囲の前記円弧状先端稜辺のうち、少なくとも前記基準点までに前記切刃稜辺に連続して刃付けが施されていることを特徴とするセラミック製包丁。
【請求項２】
前記曲率半径が３〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のセラミック製包丁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、セラミック製包丁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に広く使用されている包丁は、鋼やステンレス等の金属製の物が多い。
【０００３】
鋼製の包丁は一般的に製作し易く、安価であるという特徴を持っているものの、使用に伴う刃先の磨耗によって当初の良好な切れ味が低下し、また錆が発生しやすいことから一層切れ味が悪化することが多い。そのために、頻繁な刃研ぎが必要になる。また使用後には水分を拭い去り、錆止めを施しておく必要がある。更に包丁の鉄成分が食物に乗り移り易い事から、金気臭が付着して料理の味を損なうという欠点がある。かかる鋼製包丁の不都合を回避すべく、発錆し難いステンレス鋼で作られた物も安価で多く使用されているが、鋼と比べて硬度が低い為に刃先が鈍り易く、切れ味がすぐに劣化する傾向にある。また、さらに発錆し難く高硬度のモリブデン、タングステンなどを含んだ特殊ステンレス合金鋼で構成した包丁も市販されているが、値段の割には切れ味の持続性が良くない。
【０００４】
このように、従来の金属包丁は硬度が低い為に、切れ味の劣化が早く、頻繁な研ぎが必要である。また、錆び易く、食物に金気が付くそして酸、アルカリに弱く腐食がしやすいという問題点がある。
【０００５】
金属製包丁のこれらの問題点を改善する為に、ジルコニアセラミックに代表されるセラミック製の包丁が実用化されている。（特許文献１、２参照）
これまで実用化された包丁は、先端が尖っている形状で、かつ、先端には刃付けがされていなかった。因みに、金属包丁でも、先端を円弧状にしている物は存在するが、安全を目的としているので円弧状の先端部には切刃が形成されていない。
【特許文献１】
特開昭５８−７１０９５号公報
【特許文献２】
特開昭６２−２７５０５７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
セラミック製の包丁は一般的に硬度が高い為に、切れ味の劣化が進みにくく、かつ酸、アルカリにも強いので、腐食しにくく、食材への味移りもしないとう優れた特性を持っている。しかしながらセラミックは金属と比べて靭性が低い為に特に細くなっている、先端の欠け、折れの発生頻度が高い。
【０００７】
セラミック自体は、昨今体内にて人工骨として使用する等毒性はなく、体内に取り込んでも無害ではあるが、鋭利になった破片で手を切ったりまたそれが食材に入り込み、誤って口内に入り、怪我をしてしまう可能性がある。
【０００８】
本発明は、前記課題に鑑み案出されたもので、その目的は包丁本来の機能、使い勝手を損ねず、セラミック製包丁の特に先端の欠け、折れの発生を抑制することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明者等は先端部分の欠け、折れの内、特に人身事故につながる可能性の高い、鋭利な欠けが発生するメカニズムを有限要素法によるシミュレーションにて検討した。
【００１０】
その結果、包丁傾き４５°の際に、最も衝撃が大きく、かつ鋭利な欠けが発生するメカニズムがシミュレーション結果より得られた。実際に、実物の包丁を用いて４５°の傾きで、衝突するような装置（図４参照）を用いてテストを行った結果、２回繰返して図５に示す様な鋭利な欠けが発生することが確認された。
【００１１】
そこで、鋭利な欠けが発生するメカニズムを鋭意研究した結果、衝突の際に、衝突点で圧縮の応力が発生するが、そこから柄側に僅かにずれた位置に引張の応力が発生していた。セラミックは金属に比較して共有結合やイオン結合をしているために硬度は高いが、強度においては圧縮応力には強いが引っ張り応力においてはそれに比較して１／１０程度の力で簡単に破壊に至る特性がある。よって、この応力のずれにより、引張応力の発生位置よりクラックが発生し、上部方向に伸びて鋭利な欠けが発生するとの認識を得た（図６参照）。
【００１２】
上記のシミュレーション結果より、衝突の際の圧縮応力と引張応力が同軸上に発生することで、応力の打ち消しによりクラックの発生が抑制できると推測し、形状の検討を行った結果、追突点を中心として、追突点の左右接線方向３ｍｍの範囲で曲率半径２ｍｍ以上の円弧形状を有する時に、圧縮応力と引張応力が同軸上に発生するとのシミュレーション結果が得られた。本発明者等は、これら知見に基づき本発明を成した。
【００１３】
前記課題を解決するため、本発明のセラミック製包丁は、柄部と該柄部に取り付けられたセラミック製の刃部とからなり、該刃部に、切刃稜辺、該切刃稜辺と互いに背面の関係にある幅細の背面稜辺、並びに、これら切刃稜辺と背面稜辺とに連続する側面とを備えたセラミック製包丁であって、前記刃部は、円弧状先端稜辺を備えるとともに、側面視において、前記背面稜辺に直線部分を備えており、前記円弧状先端稜辺は、その接線が前記背面稜辺の直線部分の延長線と４５°の角度で交叉する基準点を有するとともに、該基準点を中心として前記接線に沿って３ｍｍの範囲の前記円弧状先端稜辺の曲率半径が２〜６ｍｍであり、且つ、前記基準点を中心として前記接線に沿って３ｍｍの範囲の前記円弧状先端稜辺のうち、少なくとも前記基準点までに前記切刃稜辺に連続して刃付けが施されていることを特徴とする。
【００１４】
かかる構成によれば、前記基準点（前記追突点にあたる）を中心として前記接線に沿って３ｍｍの範囲の前記円弧状先端稜辺の曲率半径を２ｍｍ以上としたことにより、最も衝撃を受け易い基準点において、衝突の際の圧縮応力と引張応力が同軸上に発生することで、大変弱い応力で破壊が始まる引っ張り応力を圧縮応力で打ち消すことが出来る。そのため刃に掛かる応力成分は圧縮応力成分のみとなる。セラミックの圧縮応力は大きいので、大きな破壊に至るようなクラックの発生が抑制できる。
【００１５】
また、もう一種類ある欠けモード（図８参照）は、先端部分が食材等に噛み込んだ状態で横方向に力を加えて欠けるものであるが、先端の円弧の曲率を大きくする事で、噛み込み部分の面積が大きくなり、絶対強度が向上するので、本発明の構成は、この点にも有効である。したがって、強度が非常に大きい。
【００１６】
また、前記基準点を中心として前記接線に沿って３ｍｍの範囲の前記円弧状先端稜辺のうち、少なくとも前記基準点までに前記切刃稜辺に連続して刃付けが施されていることから、包丁の最先端も切刃として使用できるので使い勝手が良い。
【００１７】
さらに、前記曲率半径を６ｍｍ以下と過大とならないようにしたことにより、包丁の先端で食材を切っているときに、食材のどこが実際に切れているか実感し易く、その点で使い勝手が良い。
【００１８】
なお、包丁の刃部強度の点で、前記曲率半径が３ｍｍ以上、また、使い勝手の点で５ｍｍ未満であることがより好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を用いて説明する。
【００２０】
図１乃至３に本実施形態のセラミック製包丁１を示す。同図に示すように、このセラミック製包丁１は、柄部２と該柄部２に取り付けられたセラミック製の刃部３とからなる。該刃部３は、切刃稜辺４、該切刃稜辺４と互いに背面の関係にある幅細の背面稜辺５、並びに、これら切刃稜辺４と背面稜辺５とに連続する側面６とを備える。
【００２１】
また前記刃部３は、円弧状先端稜辺７を備えるとともに、前記背面稜辺５に直線部分５ａを備えており、前記円弧状先端稜辺７は、側面視において、その接線Ｌ１が前記背面稜辺５の直線部分５ａの延長線Ｌ２と４５°の角度で交叉する基準点８を有する。そして、図２に示すように、前記基準点８を中心として前記接線Ｌ１に沿って３ｍｍの範囲の前記円弧状先端稜辺７となっていて、その曲率半径は２〜６ｍｍである。さらに、前記基準点８を中心として前記接線Ｌ１に沿って３ｍｍの範囲Ａの前記円弧状先端稜辺７のうち、少なくとも前記基準点までに前記切刃稜辺４に連続して刃付けが施されている。
【００２２】
かかるセラミック製刃物は、いろいろな方法によって製造することが出来る。以下に、ジルコニアを用いた一例を示す。
【００２３】
１〜４モル％のイットリア粉末を含むジルコニア粉末に対しアクリル系、ワックス系もしくはＰＥＧ系バインダーを２〜１０ｍａｓｓ％添加し、平均粒径が２０〜１００ミクロンの顆粒を作成する。次にこの顆粒を金型で成形圧力１０００〜１５００Ｋｇ／ｃｍ２にて図３に示すような所定形状に成形し、その後、１３００〜１５００℃で焼成し、ジルコニア焼結体を得る。その後、公知の方法で、刃付けを行い包丁とする。
【００２４】
成形体の成形方法としては上記以外にも、鋳込む方法や可塑成型法（たとえばインジェクション成形法）、ラバープレス法、ホットプレス法等の周知の成形方法を用いても良い。また得られたジルコニア焼結体を１３００〜１５００℃で焼結後、圧力１５００〜２５００Ｋｇ／ｃｍ２で２〜５ｈ保持するいわゆるＨＩＰ法を使用する事も出来る。
【００２５】
以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
【００２６】
【実施例】
先端円弧曲率半径（前記基準点から前記接線に沿って両側３ｍｍの範囲の前記円弧状先端稜辺における曲率半径）１〜６ｍｍのジルコニアセラミック製包丁を、前記製造方法例によって、表１に示すように各サイズ７本づつ作成した。（全体のサイズも記載する）
これら包丁における先端部分の耐衝撃性試験を、図４に示す衝撃試験機を用いて評価した。
【００２７】
図４に示す試験機ば、長さ１．３ｍの棒の一方を回転の中心とし、高さ１ｍの位置にずれはしないが、スムースな動きが出来る様にセットする。もう一方の先端に包丁を固定する。この際、回転の中心から包丁の先端までの距離が１．４１ｍに成るようにする。これにより刃先端が衝突時に衝突面に対して４５°の傾きで衝突する様になる。衝突部には磁器製の皿を置く。包丁を５０ｃｍの高さまで持ち上げ、静かに手を離して、自然落下にて衝突させる。
これを繰り返し、刃先の欠け、折れの状態を比較した。
【００２８】
先端の欠け、折れ状態より、「○：変化無し」「△：チッピング有り」「×：欠け、
折れ有り」で評価した。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
本結果より、先端曲率半径が２ｍｍ以上になることで、欠けの発生が減り始め３ｍｍ以上では鋭利な欠けが発生しなくなっている事が確認出来る。
【００３１】
次に、先端円弧曲率半径２〜８ｍｍのジルコニアセラミック製包丁を、前記製造方法例によって、表２に示すように、各サイズ７本づつ作成した。（全体のサイズも記載する）
【００３２】
【表２】
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【００３３】
これら包丁における先端部分の機能、使い勝手をモニターによる評価を実施した。モニターとして一名の料理評論家と六名の主婦に評価をお願いした。
【００３４】
評価結果を示す。「○：従来形状と差が無い」「△：若干使い難い」「×：使い勝手が悪い」とした。
【００３５】
表２に示すように、先端曲率半径が７ｍｍ以上になることで、使い勝手が悪いと感じる人が多くなっており、従来形状包丁と遜色の無い使い勝手の大きさは６ｍｍ迄、好ましくは５ｍｍ以下であった。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明のセラミック製包丁によれば、柄部と該柄部に取り付けられたセラミック製の刃部とからなり、該刃部に、切刃稜辺、該切刃稜辺と互いに背面の関係にある幅細の背面稜辺、並びに、これら切刃稜辺と背面稜辺とに連続する側面とを備えたセラミック製包丁であって、前記刃部は、円弧状先端稜辺を備えるとともに、側面視において、前記背面稜辺に直線部分を備えており、前記円弧状先端稜辺は、その接線が前記背面稜辺の直線部分の延長線と４５°の角度で交叉する基準点を有するとともに、該基準点を中心として前記接線に沿って３ｍｍの範囲の前記円弧状先端稜辺の曲率半径が２〜６ｍｍであり、且つ、前記基準点を中心として前記接線に沿って３ｍｍの範囲の前記円弧状先端稜辺のうち、少なくとも基準点までに前記切刃稜辺に連続して刃付けが施されており、前記基準点を中心として前記接線に沿って３ｍｍの範囲の前記円弧状先端稜辺の曲率半径が２ｍｍ以上としたことにより、最も衝撃を受け易い基準点において、衝突の際の圧縮応力と引張応力が同軸上に発生することで、応力の打ち消しによりクラックの発生が抑制できる。したがって、強度が非常に大きい。また、前記基準点から前記接線に沿って両側３ｍｍの範囲の前記円弧状先端稜辺のうち、少なくとも前記基準点までに前記切刃稜辺に連続して刃付けが施されていることから、包丁の最先端も切刃として使用できるので使い勝手が良い。さらに、前記曲率半径を６ｍｍ以下と過大とならないようにしたことにより、包丁の先端で食材を切っているときに、食材のどこが実際に切れているか実感し易く、その点で使い勝手が良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態のセラミック製包丁の側面図である。
【図２】図１の包丁の先端拡大図である。
【図３】図１の包丁の側面図である。
【図４】先端衝突試験の概略説明図である。
【図５】先端の鋭利な欠け１例を示す説明図である。
【図６】シミュレーション結果の１例を示す説明図である。
【図７】シミュレーション結果の他例を示す説明図である。
【図８】先端の噛み込みによる欠けの１例を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・（セラミック製）包丁、２・・柄部、３・・刃部、４・・切刃稜辺、５・・背面稜辺、５ａ・・直線部分、６・・側面、７・・円弧状先端稜辺、８・・基準点、Ｌ１・・接線、Ｌ２・・延長線、Ａ・・範囲
【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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