(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
安全カミソリ刃ユニット用の一体型刃機構を製造する方法において、
結晶構造の所定の平面にある表面を有する単結晶材料のウェハを提供する工程と、
エッチング処理を採用して表面の結晶材料物質を選択的に除去し、前記表面に対して鋭角で傾斜し、略表面で鋭利な刃を有する平坦な切断部を形成する工程と、
エッチング処理によって、単結晶材料のウェハから保護部を形成する工程とを備え、
前記保護部は、前記切断部と略平行に配置され、前記切断部から前方に間隙をおいて配置され、相互連結部によって前記切断部に一体で連結されていることを特徴とする安全カミソリ刃ユニット用の一体型刃機構の製造方法。
【請求項２】
前記切断部を形成する工程における前記エッチング処理または前記保護部を形成する工程における前記エッチング処理は、異方性湿式化学エッチングを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記切断部を形成する工程における前記エッチング処理または前記保護部を形成する工程における前記エッチング処理は、ドライエッチングを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記切断部を形成する工程における前記エッチング処理の間で、複数の平坦な切断部を形成し、該複数の平坦な切断部は、前記表面に対して鋭角で傾斜し、略表面で鋭利な刃を有するよう形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
複数の平坦な切断部は、三つの平坦な切断部を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記単結晶材料は、シリコンからなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記エッチング処理は、等方性エッチングを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
安全カミソリ刃ユニット用の一体型刃機構において、
鋭利な切断刃を有する切断部と、
切断刃の前方に配置され、切断刃に平行に延在した保護部と、
切断部の両端部に配置されるとともに、保護部と切断部とを相互に連結して一体型刃機構内に切断部を固定して位置決めする支持部とを備え、
前記切断部、前記支持部および前記保護部は、単結晶材料から形成され、一体的に構成されており、
前記切断部および前記保護部は、前記単結晶材料に対して請求項１に記載された方法を用いることによって形成されることを特徴とする安全カミソリ刃ユニット用の一体型刃機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、安全カミソリとその製造方法に関し、特に、安全カミソリの刃ユニット内で用いられる、切断部すなわちブレードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
安全カミソリは、一般に、切断刃を備えた少なくとも１つのブレードを有する刃ユニットを有し、切断刃は刃ユニットが取り付けられているハンドルによって剃られている皮膚の表面を移動する。刃ユニットを着脱自在にハンドルに取り付けて、ブレードの鋭さが満足のいかない水準まで落ちた場合、刃ユニットを新しい刃ユニットに交換できるようにしてもよいし、あるいは、１つのあるいは複数のブレードが鈍くなった場合、カミソリ全体を処分することを意図して、刃ユニットをハンドルに永久的に取り付けてもよい。
【０００３】
着脱可能及び交換可能な刃ユニットは、一般にひげそりカートリッジと呼ばれている。カミソリ刃ユニットのひげそり性能は、ブレードの鋭さだけでなく、ひげそり作用中に通常皮膚に接触する刃ユニットの他の部分に対するブレードの配置によっても、左右される。
【０００４】
現代のカミソリ刃ユニットは、一般に、帯状スチールから形成されるブレードを有する。これらのブレードの製造には数種の工程が含まれる傾向があり、その多くが完成したブレードの切断性能に影響を与え得る。このような製造工程には、刃の研磨工程、刃の艶出し工程、刃のコーティング及び付形工程、及びブレード支持部への取り付け工程が含まれるであろう。ブレードは他の刃ユニット構成部品と組み立てられ、典型的には、矩形状のフレームすなわち収納部に取り付けられ、フレームすなわち収納部はブレードの前後で皮膚に接触する保護部及びキャップ部材も保持する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
所望の「ひげそり構造」、すなわちブレードのすぐ前後で皮膚に接触する部分に対するブレードの刃の的確な配置、及びひげそり作用中のブレードの皮膚表面に対する傾斜を定めるブレードの角度配向を確立するために、ブレードは、組み立ての際、正確に所定位置に配置されなくてはならない。現代の製造技術により、ブレードの製造及び刃ユニットの組み立て作業は自動化されているが、刃ユニット全体の製造は、ほとんど誤差なしに実施及び達成すべき多くの作業を必要とする複雑な方法であることが理解されるであろう。
【０００６】
切断部を単結晶材料物質、すなわちサファイアから製造することにより、ステンレススチールブレードを改良する試みがなされているが、遭遇する技術的な困難性のために、スチールブレードに代わる商業的に受け入れ可能な成果は得られていない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、カミソリ刃切断部を製造するために用いられるひげそりと関連のない技術において採用される方法の実現に基づいており、切断部の製造、及びブレードの配置と配向に依存する最終的なひげそり構造の確立という両方の点で、安全カミソリ刃ユニットの製造を実質的に単純化するものである。
【０００８】
ひとつの特徴によれば、本発明は広くは安全カミソリ刃ユニット用の切断部に関し、切断部は鋭利な切断刃を有し、支持部と一体的に単結晶材料物質から形成されていることを特徴とする。
【０００９】
更に具体的には、本発明は、鋭利な切断刃を有する切断部と、刃ユニットに切断部を固定して位置決めする支持部と、切断刃の前方に配置され切断刃のひげそりパラメータを定める部分とを有し、前記切断部、支持部及びもうひとつの部分が一体的に構成され、単結晶材料物質から形成されていることを特徴とする安全カミソリ刃ユニット用の一体型刃機構を提供する。
【００１０】
本発明の一体型刃機構は、複数の切断部、例えば２か３の切断部を有していてもよく、それらの切断部は、ある切断部の後方に別の切断部が配置されて、切断刃は離間しており、前方の切断部は次の切断部のひげそりパラメータの決定に寄与する。
【００１１】
切断部は、細長い形状で刃ユニットの長さの大部分に亘って本質的に連続的に延長していてもよく、また切断部の端部に配置された一体支持部により相互に連結されていてもよい。
【００１２】
あるいは、更に、一体部がその端部同士の中間の１以上の個所で切断部を相互に連結するように形成することもできる。
【００１３】
また、一体型刃機構が比較的大量の切断部を有し、それらの切断部を刃ユニットの長さ方向及び前後方向に割り当てることも可能である。
【００１４】
この時、長さ方向に隣接する切断部は、これらの切断部と一体となされた支持部を介して相互に連結される。
【００１５】
好適な構成においては、本発明の刃機構は保護部を有し、保護部は切断部に対して平行に延出し、切断部の切断刃の前方から離間している。
【００１６】
一体保護部は、組み立てられた刃ユニット内で、いわゆる「バックストップ」を形成する。従って、皮膚が次のブレードの切断刃に遭遇する前に、皮膚に接触する刃ユニットの最終部を構成する。保護部は、ひげそり構造の特定のパラメータ、特に次のブレードのスパンと露出の確立に寄与することに少なくとも役立つ。このようにすれば、刃機構の製造時から、組み立ての誤差が従来の刃ユニット製造方法におけるよりも重大でなくなる。
【００１７】
刃機構に関する別の可能性は、組み立てられた刃ユニット内に少なくともキャップ機構部を形成するために、刃機構が切断部の後方に配置された一体部を含むことである。
【００１８】
単結晶セラミック材料物質は、従来シリコンである。
シリコン結晶のウェハを形成し、かかるウェハを付形する技術は、電子技術産業で発達し、集積回路の製造に採用されている。
【００１９】
シリコンウェハを付形して切断刃を形成する可能性は認識されていたが、このような方法で満足のいくカミソリ刃が形成され得るだけでなく、カミソリ刃ユニットの製造全体を単純化するという点で、この方法から得られる大きな利点があることは、以前には認められていなかった。
【００２０】
単結晶シリコン（ＳＣＳ）は、カミソリ刃の製造に用いられるスチールに代わる魅力的な代替方法となる多くの有益な性質を有している。
【００２１】
ＳＣＳの強度は結晶構造内の濃度不足によって決まるが、スチールと同様の弾性率を有する。
【００２２】
集積回路グレードＳＣＳにおける結晶粒界の欠如及び介在物は、もっとも重大な潜在的欠陥源は表面流動であることを意味する。このために、ＳＣＳウェハの作業時には、このような流動発生の危険を最小化するために注意が必要である。
【００２３】
ＳＣＳは、エッチング工程により寸法誤差１ミクロメーター未満で作ることができる。これを「マイクロマシニング」と呼んでもよい。この工程後の欠陥は、大部分エッチング孔のようなものであるが、これにより、付形されたＳＣＳカミソリ刃製品において実現されたＳＣＳの強度をスチールと同様にすることができる。
【００２４】
公知のエッチング技術には、水酸化カリウム等の化学薬品を用いるウェットエッチング、及び、例えばプラズマエッチングやリアクティブイオンエッチング等のドライエッチングが含まれ、これらの技術により、ＳＣＳから広範囲の付形が形成できることがわかっている。
エッチングの実施には、等方性あるいは異方性エッチングを用いることができる。
【００２５】
いずれの場合にも、エッチング工程が製造しようとする付形あるいはパタンを固定するためにマスクが用いられるが、マスク自体はＳＣＳの表面に公知の写真平板技術を用いて付けられる。
【００２６】
等方性エッチングでは、材料物質の除去は全ての方向において同じ割合で起こるが、エッチング処理にさらされている表面に略直交した面を製造するように制御することができる。一方、異方性エッチングでは結晶材料物質の有利な特性を利用して、材料物質を結晶構造によって定められる方向に除去することができる。
【００２７】
ＳＣＳにおいては、｛１１１｝結晶平面がエッチングされるのがもっとも遅い。したがって、＜００１＞方向にある単結晶がエッチングされる場合、｛１１１｝平面は表面に対して５４．７度の角度を保持しなければならない。
このことは、本発明のカミソリ刃切断部及び切断刃の形成に有利に利用できる。
【００２８】
ウェット化学エッチングには、相対的に安くて早いという利点があるが、本発明の範囲は、イオン衝突により結晶材料物質を除去するドライエッチング方法から形成される単結晶セラミック材料物質の刃機構を含む。
【００２９】
ドライエッチングの方が設計が自由にできるが、ドライエッチング工程は制御が難しく、より複雑で、従ってより高価な設備の使用を必要とする。
【００３０】
もちろん、刃機構を、ウェット及びドライエッチング工程の組み合わせを利用して製造することもできる。また、等方性及び/または異方性エッチングを伴ってもよい。
【００３１】
上記事項を考慮して、本発明の第２の特徴は、安全カミソリ刃ユニットの切断部を製造する方法を提供することであり、前記方法は、結晶構造の所定の平面にある表面を有する単結晶材料物質のウェハを提供する工程と、エッチング工程を採用して表面の結晶材料物質を選択的に除去し、表面に鋭角で傾斜し、実質的に表面に鋭利な刃を有する平坦切断部を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００３２】
上記のように、エッチング工程は、ウェットエッチング及び/またはドライエッチングでもよいし、等方性及び/または異方性エッチングでもよい。
【００３３】
エッチング工程は、切断部を支持し位置決めする切断部支持部と安全カミソリ刃ユニットとを一体成形するためにも用いることができる。
【００３４】
エッチング工程により切断刃を形成して、現在市販されている刃ユニットにみられる従来のスチール刃の歯先の丸みに非常に近い歯先の丸みを得られることを示したが、本発明によって製造される切断部には、他の歯先の丸みの方が適するかもしれない場合もある。
【００３５】
鋭利で適度に硬質な刃は、エッチング工程からなることが期待されるけれども、所望の場合には、窒化ほう素、非晶質ダイアモンド、あるいはダイアモンドに似た炭素（diamond-like carbon）など、それ自体が公知の硬質材料の被覆物を、単結晶材料物質から形成された切断刃に適用することもできる。
【００３６】
さらに、切断刃に硬質コーティングが施されたかどうかにかかわらず、切断刃に、やはりそれ自体公知の方法で、ポリテトラフルオロエチレン（PTF）コーティングをすることもできる。
【００３７】
いくつかの本発明の一体型刃機構を、単結晶材料物質からなる単独ウェハから同時に形成し、その後仕上がった個々の刃機構を組み立てのために分離して各刃ユニットにすることが好ましい。
【００３８】
上記のように、単結晶シリコンは、特に便利で目下好ましい本発明の実施に用いられるべき単結晶セラミック材料物質であるけれども、本発明の安全刃機構を製造するために用いることができる他の等極結合単結晶も存在する。
【００３９】
最終の安全刃ユニットにおけるひげそり構造の一定の寸法パラメータを、ブレード及びその切断刃の製造時に正確に定めることができるということは、カミソリ刃ユニット製造産業における潜在的な大躍進であるが、今まで実現可能とは考えられていなかった。
【００４０】
本発明は、集積回路製造技術を用いて、刃ユニット内の調節手段を制御するために利用できるセンサ及び/またはアクチュエータのような電子機器を、ブレードと共にその本来の場所で形成するなど、今まで全く得られなかった他の発展可能性の道も拓く。
【００４１】
本発明の明確な理解のために、例示となる実施の形態が添付の図面を参照して下記に更に詳細に説明される。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００４３】
図１に示すように、安全カミソリ刃ユニットフレームすなわち収納組合体１は、略矩形状のプラスチックフレーム２を備え、プラスチックフレーム２はフレーム端部５によって相互に連結され互いに離間して配置された平行の保護部材３及びキャップ部材４を有している。帯状弾性部材６は、保護部材３上に保持され、滑り部材７のようなひげそり用の補助材がキャップ部材４に保持されている。図示のように帯状弾性部材６は上方へ向いた平行フィンを有するが、公知例のように形成してもよい。フレーム組合体１は開口を形成し、この開口の中に１以上のブレードが、ひげそり作用中に保護部材とキャップ部材の間において皮膚と接触するよう設けられている。ここまでに記述した刃ユニット収納組合体は、公知の構造を有するものである。本発明によれば、単結晶セラミック材料物質、特に単結晶シリコンから形成された図２及び図３の一体型刃機構１０は、刃ユニットフレーム内に取り付けられる。刃機構１０は３つの平行な切断部、すなわちブレード１１、１２、１３を有し、ブレード１１、１２、１３は、その端部で、支持部１４により相互に連結されている。支持部１４は、フレーム端部５と係合可能とされ、刃ユニットフレーム内にブレード１１、１２、１３を固定し位置決めする。一体型刃機構は、更に、保護部、すなわちバックストップ１５を含む。バックストップ１５は、組み立てられた刃ユニットにおいて、ブレードに平行であり、第１ブレード１１とフレームの保護部材３との間にあって、第１ブレード１１のスパンと露出を定める。図示の実施の形態において、刃機構１０は、ブレードと保護部を相互に連結する横断中間部１６を更に有し、ブレードの補足的な支持と、及び／または、所望の場合にブレード刃のすぐ前方にある皮膚の調整と、が提供される。これらの横断部１６は、ブレードに沿って一様に離間しているので、刃機構は全体として略矩形の形状を有する。但し、横断部１６は、刃機構が形成されるＳＣＳウェハにおける結晶平面の配向のために、ブレード刃に対して垂直に延出するものではない。ブレードは、前方及び上方に傾斜しており、その最上方前部端に、鋭利な切断刃１８、１９、２０を有する。切断刃の配置は、一体型刃機構の製造工程において正確に定められる。図３の実施の形態に示されるように、刃機構１０の奥行は、約０．４ｍｍであり、同じ厚さを有するＳＣＳからなる単独ウェハから製造される。保護部１５の最小幅ｗは０．３ｍｍであり、第１ブレード１１のスパンＳ１は０．８ｍｍ、第２及び第３ブレードのそれぞれのスパンＳ２、Ｓ３は１．５ｍｍである。各ブレードは、０．０７５ｍｍの厚さｔを有し、刃機構１０の上面に３６度の角度で傾斜している。他の寸法も当然可能であり、望ましいとされることもあり得る。刃機構は、ＳＣＳからなるウェハのマスキング及びエッチングにより製造され、ブレードは少なくとも異方性エッチング工程により製造される。ウェハは結晶構造平面の＜１１０＞方向に伸ばされ、ブレードを提供する平面は、マイクロマシニングによりウェハ表面に３６度の角度で製造され、鋭利な上部前方刃を備えるよう形成される。しかし、１６度ずらして配向された＜１１０＞ウェハを用いれば、図４に示す２０度の傾斜を有するブレードを形成することが可能となる。また、更なるドライエッチングにより切断刃に切子面２２を備えることができる。従って、一体型刃機構１０の製造に用いられるマイクロマシニング工程の直接の結果として、非常に高い精度で、ブレード１１、１２、１３の所望のひげそり角度、及び、ひげそり構造に寄与する他の所望の寸法パラメータを実現することができる。更に、最終ブレードユニットのひげそり構造は、フレーム１内の刃機構１０の組み立ての精度から、少なくとも従来の刃ユニット構造に比較して、相対的に影響を受けない。
【００４４】
上記のように、切断部１１、１２、１３は、細長い形状で、一体型刃機構の略全長に亘って本質的に連続して延出するものと考えられてきた。しかしながら、横断部１６が切断刃の連続を遮断している場合、中間部１６により構成されるクロス部と端部支持部１４との間に配置された各ブレード片１１Ａ、１１Ｂ…１２Ａ、１２Ｂ…１３Ａ、１３Ｂ等を別個の切断部とみなして、一体型刃機構が、刃ユニットの長さに比較して短い長さの切断刃を有する数多くの切断部を包含し、それらの切断部が一体型刃機構の長さ方向及び前後方向に割り当てられているとすることも、同様に適切である。図２及び図３の上記実施の形態では、ひとつの切断部の後方に次の切断部が配置された切断部１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ；１１Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂ等は、前後方向に略一直線に並んでいる。ただし、横断部１６がブレード刃に対し垂直に配向されていないため、切断部は多少ずれている。図５及び図６の変形実施の形態によれば、対応する切断部１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ；１１Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂ等は、刃機構の長さ方向に少しずつずらして配置されており、これはクロス部１６が一線上に並んでいないという点で有利である。すなわち、各切断部から前方に延出する相互連結部１６は、各切断部に沿って、各切断部から後方に延出する相互連結部から変位しているため、結果として、例えば切断部１１Ａと切断部１１Ｂの間に位置する相互連結部１６上を滑る皮膚部分から突出している体毛が、次の切断部１２Ｂの切断刃に接触して切断される確実性が高まることになる。従って、体毛が切断されずに一体型刃機構を通過する機会が減じられる。図７の一体型刃機構は、同様に互い違いに配置された切断部と相互連結部１６を有するが、この実施の形態においては、切断部は小さい角度で、すなわち、刃機構の長さ方向に１０度以下、更に詳細には、約４度で傾斜している。これは、カミソリ刃ユニットがひげそり作用中に横方向に移動した場合に、皮膚が傷つく危険を少なくするために有効である。図５乃至７の一体型刃構造はそれぞれ３３の切断部１１Ａ、１１Ｂ…１２Ａ、１２Ｂ…１３Ａ、１３Ｂを有するが、切断部の数は所望により多くも少なくもできる。図８は、図１を参照して説明された形態の刃ユニット収納体１内で組み立てられた図５及び図６に示す一体型刃機構１０を備えた組み立てひげそりカートリッジを表す。刃ユニット構造体はクリップ８により収納体内に保持され、クリップ８は端部５に隣接する収納フレーム２の周りに巻き付いて、刃機構の端部支持部１４に係合している。
【００４５】
もちろん、本発明の原則を超えることなく多くの変形が可能である。具体的に上述された実施の形態に含まれてはいないけれども、例えば、一体型刃機構は、キャップ部を含むことも可能で、キャップ部は保護部と同様に第３ブレード１３の後部に配置され、支持部１４及び可能であれば中間部１６と相互に連結される。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、切断部の製造、及びブレードの配置と配向に依存する最終的なひげそり構造の確立という両方の点で、安全カミソリ刃ユニットの製造を実質的に単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  刃ユニット収納組合体の半体切断部の斜視図であり、図示されていないもう一方の半体は本質的に図示のものと鏡像をなしている。
【図２】  図1の収納組合体に取り付けるための本発明による一体型刃機構の半体切断部の斜視図であり、図示されていないもう一方の半体は本質的に図示のものと鏡像をなしている。
【図３】  図２の刃機構の断面図である。
【図４】  異なる切断刃外形を有する他の一体型刃機構の断面図である。
【図５】  図１の刃ユニット収納組合体に好適に使用される、変形一体型刃機構を図示する刃機構の図３と同様の部分斜視図である。
【図６】  図５の一体型刃機構の部分平面図である。
【図７】  図１の刃ユニット収納組合体に好適に使用される、別の一体型刃機構を図示する刃機構の図３と同様の部分斜視図である。
【図８】  図５及び図６の一体型刃機構を包含している組み立てられたカートリッジを示す等測図である。
【符号の説明】
１  収納組合体
２  プラスチックフレーム
３  保護部材
４  キャップ部材
５  フレーム端部
６  帯状弾性部材
７  滑り部材
１０  一体型刃機構
１１、１２、１３  ブレード
１４  支持部
１５  バックストップ
１６  横断中間部
１８、１９、２０  切断刃
【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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