(57)【要約】複合型実用ナイフブレード(１０)、およびそのようなブレードの製造方法は、合金鋼裏当ストリップ(３４)のフロントエッジに工具鋼線(４４)を突合せ接合させることを含む。線材(４４)は、合金鋼裏当(３４)に電子ビーム溶接され、合金鋼裏当(３４)によって形成された第１メタル部(２０)と、工具鋼ワイヤー(４４)によって成形された第２メタル部(２２）と、第１および第２メタル部(２０、２２)を結合する接合領域（２８)を定義する複合ストリップ(４６)を形成する。その後、複合ストリップ(４６)は、焼きなましされ、焼きなましされたストリップはどんなキャンバをも除去するために矯正される。さらに、焼きなましされた複合ストリップ(４６)は、第１メタル部(２０)では、表面硬度を約３８ＲＣから約５２ＲＣ範囲内に定義され、第２メタル部(２０)では、表面硬度が、約６０ＲＣから約７５ＲＣ範囲内に定義されるよう焼入れされる。
2004535892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合型実用ナイフブレードであって、
第１エッジと、第２エッジと、前記第２エッジに対してブレードの反対側に配置された第３エッジと、前記第１エッジに対して前記ブレードの反対側に配置された少なくとも１つの切刄を定義する第４エッジと、第１及び第２メタル部とを備え、
前記第１メタル部は、前記第１エッジと前記第２メタル部との間に延出するとともに、第２前記エッジと第３前記エッジとの間に延出し、硬度が約３８ＲＣから約５２ＲＣの範囲内に熱処理された鋼から形成され、
前記第２メタル部は、前記切刄を定義するとともに、前記第２エッジと前記第３エッジとの間に延出し、硬度が約６０ＲＣから約７５ＲＣの範囲内に熱処理された鋼から形成されており、
更に、前記第１メタル部と前記第２のメタル部とを結合し、前記ブレードの前記第２エッジと前記第３エッジとの間に延出する溶接領域とを備える複合型実用ナイフブレード。
【請求項２】
前記第２メタル部が、高速度鋼から実質的に構成される請求項１記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項３】
前記第１エッジと、前記第２エッジと、前記第３エッジと、前記第４エッジとが、ほぼ台形型、ほぼ長方形、ほぼ平行四辺形のいずれか一つを定義する請求項１記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項４】
少なくとも１つの前記切刄が直線のエッジを定義する請求項１記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項５】
前記バックエッジ に少なくとも一つのノッチが形成される請求項１記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項６】
前記切刄が、ほぼ前記第２エッジからほぼ前記第３エッジまで延出するほぼ直線のエッジと、互いに前記ブレードの反対側に形成される少なくとも２つの面とを定義する請求項４記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項７】
前記第１メタル部と前記第２メタル部との接合部が、前記溶接領域内でほぼ直線状の接合部を形成する突合せ結合部を有する請求項１記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項８】
前記切刄の各端部の角部が、丸み状の面、前記切刄に対してほぼ垂直な面、及び前記切刄に傾斜した面のいずれかによって形成される請求項１記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項９】
硬度が約６０ＲＣから約７５ＲＣの範囲内に熱処理された工具鋼から形成され、前記第１メタル部における前記第２メタル部と反対側に配置されたもう一つの第２メタル部を更に備え、前記第４エッジが第１切刄を定義し、前記第１エッジが、前記第１切刃に対して前記ブレードの反対側に配置される第２切刄を更に備える請求項１記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項１０】
互いに軸方向に間隔を隔てられた複数の刻み目と、複数のノッチとをさらに備え、該複数のノッチがそれぞれ、各刻み目と前記第２メタル部との接合部に形成され、各切断部分を折り曲げ、前記ブレードから分離するのを容易にする請求項１記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項１１】
前記複合型実用ナイフブレードが、
耐磨耗性の鋼から形成される長方形の鋼線と、第１側部と、第２側部と、前記第１および第２側部との間に延出して対向する側エッジとを備えた鋼から形成される長方形の裏当ストリップとを用意するステップと、
前記鋼線を、前記裏当ストリップの側エッジに接触させて配置するステップと、
前記裏当部と前記鋼線との接合部に熱エネルギーを付与して前記裏当ストリップに前記鋼線を溶接して、前記裏当ストリップによって形成される第１メタル部と、耐磨耗性の鋼線によって形成される第２メタル部と、前記第１及び第２メタル部を結合する溶接領域とを定義する複合ストリップを形成するステップと、
前記複合ストリップを熱処理するステップと、
前記第２メタル部内に少なくとも１つの面を形成して、前記複合ストリップの側面に沿ったほぼ直線状の耐磨耗性の切刄を形成するステップと、
複数の軸方向に隔てられた位置で前記複合ストリップを分割して、前記複合ストリップから複数の複合型実用ナイフブレードを形成するステップとを含む方法に従って形成される請求項１記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項１２】
前記複合型実用ナイフブレードを製造する方法が、互いに軸方向に間隔を隔てた位置で前記複合ストリップに刻み目を入れて、それらの刻み目の間に複数のブレード部を定義する複数の刻み目を形成するステップと、
前記複数の刻み目で、前記複合ストリップを分割して、前記複合ストリップから複数の複合型実用ナイフブレードを形成するステップとを更に備える請求項１１記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項１３】
前記複合型実用ナイフブレードの製造方法における前記熱処理ステップが、前記ストリップを焼入れするステップと、焼入れされた前記ストリップを焼戻しするステップと、焼入れされた前記ストリップを冷却するステップとを含む請求項１１記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項１４】
前記複合型実用ナイフブレードの製造方法が、前記複合ストリップの前記第２メタル部内で互いに軸方向に間隔を隔てた複数のノッチを形成するステップを更に備え、前記複数のノッチは、各刻み目と前記第２メタル部との間の接合部にそれぞれ形成されて、少なくとも 前記複合ストリップからブレードの分割を容易にするか、前記ブレードの切刄の角部の形状を定義する請求項１２記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項１５】
刻み目を有さない切刃の各部を前記ストリップから除去するのに十分な深さの前記複数のノッチがそれぞれ切刃の前記第２メタル部内で横方向に延出する請求項１４記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項１６】
複数の複合型実用ナイフブレードを形成するために前記複合ストリップを分割するステップが、
(i)複数の前記刻み目で前記複合ストリップを曲げ折りして、前記複合ストリップから前記ブレードを分割するステップ、及び
(ii)前記複数の刻み目で前記複合ストリップを金型切断して、前記ストリップから前記ブレードを分割するステップの少なくとも一つを含む請求項１２記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項１７】
前記複合ストリップを分割して、複数の複合型実用ナイフブレードを形成するためのステップが、前記複合ストリップの第２メタル部内で互いに軸方向に間隔を隔てられた複数のノッチを形成するステップを更に備え、複数の前記ノッチは、各刻み目と前記第２メタル部との接合部にそれぞれ形成される請求項１６記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項１８】
複数の複合型実用ナイフブレードを形成するために前記ストリップを分割する前記ステップが、
（i）複数の軸方向に隔てられた位置で前記ストリップを金型切断して前記複合ストリップから前記複合型実用ナイフブレードを分割するステップ、及び
(ii)前記ストリップを複数の分割されたブレード部に打ち抜き加工（blanking)し、熱処理をして、前記分割されたブレード部内に切刄を形成するステップの少なくとも一つを備える請求項１１記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項１９】
（i)前記複合ストリップの前記第２メタル部で互いに軸方向に隔てられた複数のノッチを形成するステップと、(ii)打ち抜き加工をする前に前記複合ストリップを焼きなましするステップとを更に備える請求項１８記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項２０】
第１エッジと、第２エッジと、前記第２エッジに対してブレードの反対側に配置された第３エッジと、前記第１エッジに対して前記ブレードの反対側に配置された少なくとも１つの切刄を定義する第４エッジと、
硬度が約６０ＲＣから約７５ＲＣの範囲内に定義されるとともに、前記第２エッジと前記第３エッジとの間に延出する耐磨耗性を有する切刄を形成するための第１手段と、
硬度が約３８ＲＣから約５２ＲＣの範囲内に定義され、前記第１エッジと前記第１手段との間に延出するとともに、ほぼ前記第２エッジからほぼ前記第３エッジまで延出し、前記第１手段に弾力のある裏当を形成するための第２手段と、
前記第１手段と前記第２手段とを結合し、前記ブレードのほぼ前記第２エッジからほぼ前記第３エッジまで延出する溶接領域とを備える複合型実用ナイフブレード。
【請求項２１】
前記第１手段と前記第２手段との接合部が、前記溶接領域内でほぼ直線状の接合部を形成する突合せ接合部を有する請求項２０記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項２２】
前記第１手段が、前記ブレードのほぼ前記第２エッジからほぼ前記第３エッジまで延出するほぼ直線状の切刄を定義する請求項２０記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項２３】
前記切刄が互いにブレードの反対側に配置される少なくとも２つの面を有する請求項２２記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項２４】
前記第１手段が、前記第２手段に溶接され、硬度が約６０ＲＣから約７５ＲＣの範囲に熱処理される工具鋼線材から形成された請求項２０記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項２５】
前記第２手段が、前記第１手段に溶接され、硬度が約３８ＲＣから約５２ＲＣの範囲に熱処理された合金鋼ストリップから形成される請求項２０記載の複合型実用ナイフブレード。
【請求項２６】
複合型実用ナイフブレードの製造方法であって、各ブレードが、第１エッジと、前記第１エッジに対してブレードの反対側に配置された少なくとも一つの切刄と、第２エッジと、前記第２エッジに対してブレードの反対側に配置された第３エッジと、第１および第２メタル部とを備え、
前期第１メタル部は、前記第１エッジと前記第１メタルの間に延出するとともに、前記第２エッジと前記第３エッジとの間に延出する弾力のある裏当を形成し、前記第２メタル部は、前記切刄を有し、前記第２エッジと前記第３エッジとの間に延出し、
更に、第１メタル部と第２メタル部とを結合し、前記ブレードのほぼ前記第２エッジからほぼ前記第３エッジまで延出する溶接領域とを備え、
前記の製造方法は、耐磨耗性を有する鋼から形成される長方形の線材と、第１側部と第２側部と、前記第１側面と前記第２側面との間に延出する対向するエッジを備え、鋼から形成された長方形の裏当ストリップとを用意するステップと、
前記鋼線を前記裏当ストリップのエッジに接触させて配置するステップと、
前記鋼線と前記裏当ストリップとの間の接合部に熱エネルギーを付与して、前記鋼線を前記裏当ストリップに溶接して、鋼裏当ストリップによって形成された第１メタル部と、耐磨耗性を有する鋼線によって形成された第２メタル部と、前記第１および第２メタル部とを結合する溶接領域とを定義する複合ストリップを形成するステップと、
前記複合ストリップを熱処理するステップと、
前記第２メタル部内に少なくとも一つの面を形成して、前記複合ストリップの一側に沿ったほぼ直線状の耐磨耗性を有する切刄を形成するステップと、
互いに軸方向に間隔を隔てた位置で前記複合ストリップに切り込みを入れ、複数の刻み目を形成し、複数の該刻み目が、複数のブレード部と、各ブレード部間に位置するスクラップ部とを定義するステップと、
各刻み目の一側の前記ストリップの一面に対して少なくとも一つのスクラップ部を外側に曲げるステップと、
前記各刻み目の反対側で前記複合ストリップを押圧し、前記各刻み目に沿って曲げられたスクラップ部を前記ブレード部から分離するステップとを備える複合型実用ナイフブレードの製造方法。
【請求項２７】
前記熱処理するステップが、前記複合ストリップを焼きなましするステップと、前記焼なましされたストリップを焼入れするステップと、前記焼入れされたストリップを焼戻しするステップと、前記焼入れされたストリップを冷却するステップとを備える請求項２６記載の複合型実用ナイフブレードの製造方法。
【請求項２８】
前記焼きなましされた複合ストリップを矯正するステップを更に備える請求項２８記載の複合型実用ナイフブレードの製造方法。
【請求項２９】
刻み目の一側で前記複合ストリップを曲げるステップと、前記刻み目の反対側で前記複合ストリップを押圧して、前記刻み目に沿って前記複合ストリップを分割するステップとが、複数の刻み目で繰り返されて、前記ストリップから複数のブレードを形成する請求項２６記載の複合型実用ナイフブレードの製造方法。
【請求項３０】
前記ブレード部が、ほほ台形状で、各スクラップ部がほぼ三角形状である請求項２６記載の複合型実用ナイフブレードの製造方法。
【請求項３１】
前記複合ストリップに刻み目を入れるステップが、前記複合ストリップの厚さの約４０％〜約５０％の深さまで前記複合ストリップに刻み目を入れることを含む請求項２６記載の複合型実用ナイフブレードの製造方法。
【請求項３２】
前記複合ストリップに刻み目を入れるステップが、前記複合ストリップの厚さの約４５％から約４８％の深さまで刻み目を入れることを含む請求項３１記載の複合型実用ナイフブレードの製造方法。
【請求項３３】
前記焼入れされた複合ストリップを焼戻しおよび冷却するステップを少なくとも一度は繰り返すステップを更に備える請求項２７記載の複合型実用ナイフブレードの製造方法。
【請求項３４】
前記鋼線と前記裏当ストリップとの接合部に熱エネルギーを付与するステップが、前記裏当ストリップに前記鋼線を電子ビーム溶接することを含む請求項２６に記載の複合型実用ナイフブレードの製造方法。
【請求項３５】
前記第１メタル部を通って延出し、互いに軸方向に間隔を隔てられた複数の位置決め孔を形成するステップと、
曲げ折り装置に対して前記複合ストリップを配置するために少なくとも一つの前記位置決め孔に位置決め装置を挿入することにより、前記位置決め孔に関して、前記第１及び前記第２メタル部の少なくとも一方を曲げ折りするステップとを更に備える請求項２６記載の複合型実用ナイフブレードの製造方法。
【請求項３６】
前記第１メタル部が焼入れされてその表面硬度が約３８ＲＣから約５２ＲＣの範囲とされる請求項２６記載の複合型実用ナイフブレードの製造方法。
【請求項３７】
前記第２メタル部が焼入れされ、その表面硬度が約６０ＲＣから約７５ＲＣの範囲とされる請求項２６記載の複合型実用ナイフブレードの製造方法。
【請求項３８】
前記裏当ストリップの一方のエッジに第２の耐磨耗性を有する鋼線を突合わせ結合するステップと、
前記第２の鋼線と前記裏当ストリップとを溶接するために前記第２の鋼線と前記裏当部との接合部に熱エネルギーを付与するステップと、
前記第２の耐磨耗性を有する鋼線によって形成される耐磨耗性を有する鋼エッジに少なくとも一つの面を形成して、他方の切刄の反対側の複合ストリップの一側に沿ったほぼ直線状の第２の耐磨耗性を有する切刄を形成するステップとをさらに備える請求項２６記載の複合型実用ナイフブレードの製造方法。
【請求項３９】
前記複合ストリップに刻み目を入れるステップが、約５０°〜６０°の範囲の刃先角を定義する刻み目を形成するステップをさらに備える請求項２６記載の複合型実用ナイフブレードの製造方法。
【請求項４０】
前記複合ストリップの前記第２メタル部内で、互いに軸方向に間隔を隔てられた複数のノッチを形成するステップを更に備え、前記複数のノッチが前記第２メタル部と各刻み目との接合部にそれぞれ形成される請求項２６記載の複合型実用ナイフブレードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実用ナイフブレード(utility knife)に関し、特に、ブレードの外側切刄（カッティングエッジ）が耐磨耗性に優れた合金で形成され、ブレードの裏当部(a backing portion)がばね鋼等の、強靱さを確保するために選定された合金で形成される、複合型（composite）実用ナイフブレードに関する。本発明は更に、そのような複合型実用ナイフブレードの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の実用ナイフブレードは炭素鋼から製造され、バックエッジと、そのバックエッジに対してブレードの反対側に位置する切刄と、互いにブレードの反対側に位置し、ブレードのバックエッジと切刄との間に延出する２つの側エッジとを有する。ブレードホルダー内のロケータを係合させるために、通常、一対のノッチ（切欠部）がブレードのバックエッジに形成される。一般に、ブレードのバックエッジと、切刄と、側エッジとで、ほぼ台形の輪郭を定義（区画）する。
【０００３】
従来の実用ナイフブレードは、炭素鋼のストリップ（鋼帯、片）を用意し、そのストリップをポンチプレス（押し抜き機）に通して、ストリップ上の軸方向に隔てられた位置に複数のノッチをパンチし、ブランドネーム、ロゴ又は他の識別表示をその（ストリップ）上に刻印することで製造される。その後、ストリップに切込みが入れられ、軸方向に間隔を隔てられた複数の刻み目が形成される。各刻み目は、各ブレードの側エッジに対応するものであり、刻み目が入れられたストリップを複数のブレードに折り分けるための好適な破断線となる。パンチされ刻み目が入れられたストリップはその後、再びコイル状に巻かれ、そのコイルは焼き入れ及び焼戻しされる。焼入れ及び焼戻し作業は、「ピットタイプ」の真空加熱炉内で行なわれるだろう。コイルは、真空加熱炉内で繰り返し加熱及び冷却される。あるいは、焼入れ及び焼戻し作業は、「インライン」で行われることもある。この場合、ストリップはコイルから解かれて、一連の加熱炉及び冷却（quenching）ステーション内を連続的に通され、焼入れ及び焼戻しされる。炭素鋼のストリップは通常、表面硬度がロックウエル硬さ(ＲＣ)で約５８ＲＣとなるまで熱処理され、これにより比較的硬く脆い組織（構造）となる。
【０００４】
この熱処理されたストリップはその後、従来の方法で、研削（ground）され、研がれ（honed）、とぎ革で研がれ（stropped）て、ストリップの一側に沿った直線状の切刄を定義する面が形成される。その後、ストリップは各刻み目で折られ、刻み目に沿って順に分割される。このようにして、複数の台形状実用ナイフブレードがストリップから形成される。ストリップ全体が、比較的硬くかつ脆い(約５８ＲＣ）ので、ストリップは各刻み目に沿って容易に分割され、各ブレードの側部にきれいなエッジが形成される。
【０００５】
このような従来の実用ナイフブレードの欠点の１つは、各ブレードが、比較的硬くかつ脆い状態（通常は約５８ＲＣ）まで熱処理された単一の材料（通常は炭素鋼）から構成されることである。従って、このようなブレードは、比較的硬く耐磨耗性を有する切刄を備えるものの、ブレード全体として比較的脆いので、使用中のクラックや早期破損が生じやすい。また、このような従来のブレードの切刄は、しばしば、所望される耐磨耗性を備えていないことがある。しかしながら、ブレード全体が単一材料から製造されているので、切刄の硬度及び耐磨耗性を向上させると、ブレードが実用上過度に脆くなってしまう。結果として、このような従来の実用ナイフブレードでは、切刄に所望される耐磨耗性と、使用中のクラック又は早期破損を防止するために必要とされる全体的なじん性との両方を達成することができない。このような従来の実用ナイフブレードの他の欠点は、ブレードの製造に一般的に用いられる炭素鋼が腐食しやすいため、ブレードの早期廃棄及び／又は早期腐食を防止するための高コストなコーティングを必要とすることである。
【０００６】
一部の従来技術特許では、サンドイッチ型、ラミネート型、又はコーティング構造の複合型実用ナイフブレードを教唆している。例えば、ウォーカー（Walker)の米国特許第４,８９６,４２４号は、チタンからなるボディ部１６と、高炭素ステンレス鋼からなり、あり継ぎ（dovetail joint）２５によりボディ部と結合された切刄部１８とで形成された複合切断ブレードを有する実用ナイフを開示している。
【０００７】
米国特許第３,２７９,２８３号、第２,０９３,８７４号、第３,６８１,８４６号及び第６,１０５,２６１号は概略的に、高炭素鋼又は他の比較的硬度の高い材料で形成された中心層と、比較的柔軟な材料から形成された一つ又は複数の外部層とを有する、ラミネート（積層）構造のナイフ又は剃刀ブレードに関するものである。同様に、米国特許第３,９１１,５７９号、第５,１４２,７８５号及び第５,９４０,９７５号は、比較的高硬度の炭素コーティング(又はダイアモンドコーティング（DLC）)をスチール基板に施すことにより形成されたナイフまたは剃刀ブレードに関する。更に、米国特許第５,３１７,９３８号及び第５,８４２,３８７号は、シリコン基板をエッチングすることにより形成されたナイフまたは剃刀ブレードに関する。
【０００８】
これらラミネート型、サンドイッチ型及び／又はコーティング構造の欠点の１つは、それらの製造コストが比較的高いことである。従って、実用ナイフブレード業界における広範囲な商業的利用や支持（受入）が達成されていない。
【０００９】
実用ナイフブレードの業界とは対照的に、鋸業界では、バイメタル式帯鋸ブレードが長年使用されている。例えば、米国再発行特許第２６,６７６号には、バイメタル式帯鋸ブレードの製造方法が開示されており、この方法では、鋼の裏当ストリップと高速度鋼の線材（ワイヤー）とが、研削(grinding)及び脱脂(degreasing)により予め処理された後、鋼線が裏当ストリップに対して電子ビーム溶接により溶接される。その後、この複合ストリップストック(composite band stock)には、歪み取り（矯正）及び焼なましが施される。焼きなましされたストックの側部はその後、端部合わせ（目直し、dress)され、複合ストックの高速度鋼側端部（エッジ）に帯鋸ブレード歯がフライス加工(miling)により形成される。その後、歯はアサリ付け（set）され、その結果生じる鋸ブレードが熱処理される。そのような帯鋸ブレードを熱処理するための多数の方法が、従来技術において周知である。例えば、国際特許出願第ＷＯ９８/３８３４６号には、複合帯鋸をインライン方式で焼入れ及び焼戻しするための装置及び方法が開示されており、この方法では、ブレードはローラーの周りを通され、同一の焼戻し炉及び焼き入れゾーンに繰り返し送り込まれる。その後、熱処理された複合帯鋸ブレードは、洗浄及び充てん（packaged）される。
【００１０】
このようなバイメタル式帯鋸ブレードは、帯鋸ブレード業界において過去３０年にわたって広範囲に商業的に利用され、支持されているにも関らず、バイメタル式帯鋸ブレードと同様のバイメタル式又は他の複合構造を特徴とする実用ナイフブレードの製造に関しては、従来技術において教唆及び使用されていない。また、このような帯鋸ブレード技術を実用ナイフブレードの製造に適用するには、それを妨げる多くの障害がある。例えば、上述したように、従来の実用ナイフブレードは、炭素鋼ストリップ上に刻み目を形成し、この刻み目に沿ってストリップを折って複数の台形状ブレードに分割することで製造される。しかし、バイメタル式帯鋸ブレードの製造に用いられる比較的強靱な、例えば、弾力のある裏当は、従来の方法で刻み目を入れたり、折ることができない。つまり、このように比較的強靱な材料は、熱処理された複合ストリップから実用ナイフブレードを形成するために異なる処理（製法）を必要とする。また、従来の実用ナイフブレードに施される熱処理は、バイメタル式又は他の複合型実用ナイフブレードの熱処理には用いることができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、従来の実用ナイフブレード及びそのブレードの製造方法における上述した一つ又は複数の欠点及び障害を克服し、比較的硬くかつ耐磨耗性の高い切刄と、比較的強靱で弾力のある（spring like）裏当部を有する、バイメタル式又は他の複合型実用ナイフブレード、及びそのような実用ナイフブレード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】
【００１２】
本発明は、バックエッジと、バックエッジに対してエッジの反対側に位置する切刄と、互いにブレードの反対側に位置し、ブレードのバックエッジと切刄との間に延出する２つの側エッジとを備える複合型実用ナイフブレードに関する。本発明の好的実施形態では、ブレードのバックエッジ、切刄および側エッジが、ほぼ台形の形状を定義する。本発明の複合型実用ナイフブレードは、さらに第１および第２メタル部を有する。この第１メタル部は、バックエッジと第２メタル部との間に延出し、さらに、ブレードの一方の側エッジから他方の側エッジまで延出する。第１のメタル部は、約３８ＲＣから約５２ＲＣの範囲内の硬度に熱処理された合金鋼から形成される。第２メタル部は、切刄を定義し、一方の側エッジから他方の側のエッジまでほぼ延出し、約６０ＲＣから約７５ＲＣの範囲内の硬さに熱処理された高速度鋼または工具鋼から形成される。ブレードの溶接領域は、第１メタル部と第２メタル部とを連結し、一方の側エッジから他方のエッジまでほぼ延出する。
【００１３】
本発明は、さらに、このような複合型実用ナイフブレードを製造する方法に関する。この方法は、高速度鋼または工具鋼から形成された長方形の鋼線材（ワイヤー、すき鋼）と、ほぼ平面の上部とほぼ平面の下部とその上部と下部との間に延出する向かい合うバック及びフロントエッジとを備えた合金鋼から形成される長方形の裏当部を用意するステップとを備える。この鋼線が、裏当ストリップのフロントエッジに突合せ結合(butt joined)される。その後、裏当ストリップと鋼線との間の接合部に熱エネルギーが付与され、裏当ストリップに鋼線が溶接され、鋼裏当部により形成される第１メタル部と、高速度鋼線により形成される第２メタル部と、第１及び第２メタル部を結合する溶接領域とを定義する複合ストリップが形成される。その後、この複合ストリップは焼なましされ、焼なましされた複合ストリップは、いかなる反り（キャンバ）又は望まない曲がりを除去するために矯正される。その後、第１メタル部のバックエッジで互いに軸方向に間隔を隔てた位置、及び／又は焼戻しされた複合ストリップの他の所望の位置に、打ち抜き等により複数のノッチが形成される。その後、焼なまし及び押し抜きされた複合ストリップは、第１メタル部では表面硬度が約３８ＲＣから約５２ＲＣの範囲内となるように、第２メタル部では表面硬度が約６０ＲＣから約７５ＲＣの範囲となるように焼入れ（硬化）される。その後、焼入れされた複合ストリップが、少なくとも１回、好ましくは２回、焼戻しおよび焼入れサイクルにさらされる。その後、研削され、研磨され、とぎ革で研がれ、第２メタル部のエッジに面が形成され、次に、第１メタル部のバックエッジの反対側の複合ストリップ側面に沿ったほぼ直線の高速度鋼又は工具鋼切刄が形成される。この複合ストリップは、その後ダイカット（金型切断）、曲げ折り又は他の方法により、互いに軸方向に間隔を隔てたせん断線または刻み目に沿って分割されて、複数の実用ナイフブレードを形成する。本発明の好適実施形態では、各実用ナイフブレードがほぼ台形状の構造と、ブレードのバックエッジに形成される少なくとも１つのノッチとを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の実施形態に従い、焼入れ前に、複合ストリップの高速度鋼エッジまたは工具鋼エッジは、各せん断線又は刻み目と第２メタル部との接合部で、ポンチング（押し抜き）等によってノッチを形成するために切り込まれる。近接する複合型実用ブレードの高速度鋼切刄を複合ストリップから分割し、複合ストリップからブレードを折り曲げ、及び／又はブレードの切刄における角部の形成を容易にするためにノッチが形成される。
【００１５】
本発明の他の実施形態では、複合ストリップの互いに軸方向に間隔を隔てた位置で切込みが入れられ、複数の刻み目を形成する。各刻み目は、第１メタル部のバックエッジに対して鋭角に方向付けられ、これら複数の刻み目は、複数のブレード部及びブレード部の間に位置するスクラップ部を定義する。台形状のブレードにおいて、スクラップ部はほぼ三角形で、ブレード部はほぼ台形である。上述されるように、ノッチは、好ましくは、各刻み目と第２メタル部との接合部に形成され、複合ストリップからブレードの分割を容易にし、またブレードの切刄の角部を形成する。複合ストリップからブレードを分割するために、スクラップ部はそれぞれ、各刻み目の一側の複合ストリップの一面に対して外側に曲げ折りされる。各スクラップ部を折り曲げるとき、複合ストリップは各刻み目の反対側で押圧され、各刻み目に沿って、折り曲げられたスクラップ部がブレードから分割される。この工程は、各刻み目にて繰り返し行われるか、又は、各実用ナイフブレードを規定する刻み目で一組づつ、またはグループごとに同時に行われる。これにより複合ストリップから複数のブレードが形成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の実用ナイフブレードの１つの利点は、特に上述されるような従来の実用ナイフブレードと比較して、非常に硬質で、耐磨耗性の高い切刄と非常に頑丈な弾力のある裏当部とを提供できることである。このように、本発明の実用ナイフブレードによれば、従来の実用ナイフブレードと比較して、著しく改良されたブレードの寿命およびその寿命にわたる優れた切断性能を提供する。さらに、この実用ナイフブレード及びこのブレードを製造する方法は、上述のような複合型実用ナイフブレードが定義するサンドイッチ型、ラミネート加工、およびコーティング構造と特に比較すると、比較的コスト効率がよい。
【００１７】
その結果、本発明の実用ナイフブレードは、従来は商業的に不可能と考えられていた高い耐磨耗性、頑丈さ、優れた切断性能、およびコスト効率のよさを併せ持った実用ナイフブレードを提供できる。本発明の他の目的および利点は、以下の好適実施形態の詳細な説明および添付図面から、容易に明白になるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１に示される本発明を具現化する複合型実用ナイフブレードは、参照番号１０により概略的に示される。実用ナイフブレード１０は、バックエッジ１２と、バックエッジ１２に対してブレードの反対側に位置する切刄１４と、互いにブレードの反対側に位置し、ブレードのバックエッジ１２と切刄１４との間を延出する二つの側エッジ１６、１８とを有する。図１に特徴的に示されるように、本発明のこの好適実施形態では、ブレードのバックエッジ１２、切刄１４、および側エッジ１６,１８は、ほぼ台形状の輪郭を定義する。しかしながら、図１〜図１１を参照して以下で述べられるように、本発明の実用ナイフブレードは、例えば、正方形又は平行四辺形の形状、及び／又は直角、丸め、又は傾斜状等の所望の角部を有する形状など、現在知られている、あるいは今後知られる様々な異なる形状又は構造のいずれをとってもよい。
【００１９】
ブレード１０は更に、第１メタル部２０と第２メタル部２２とを有する。図１に特徴的に示されるように、第１メタル部２０は、バックエッジ１２と第２メタル部２２との間に延出し、更に、ほぼ一方の側エッジ１６から他方の側エッジ１８まで延出する。本発明では、第１メタル部２０は、一般的に「合金鋼」と称される鋼から形成され、この合金鋼は、表面硬度がロックウエル硬さ（以下ＲＣと言う）で約３８ＲＣ〜約５２ＲＣの範囲となるように熱処理される。第２メタル部２２は切刄１４を定義し、ほぼ一方の側エッジ１６から他方の側エッジ１８まで延出する。本発明では、第２メタル部２２は、一般的に「高速度鋼」又は「工具鋼」と称される鋼から形成される、この鋼は、表面硬度が約６０ＲＣから約７５ＲＣの範囲となるように熱処理される。
【００２０】
第１メタル部２０は、比較的柔軟で強靱であり、金属疲労及びクラック（ひび割れ）形成に対する耐力の高い弾力のある裏当（spring like backing）を定義する。
【００２１】
一方、第２メタル部２２は、比較的硬く耐磨耗性が高い、理想的な長期耐久性を有する切断ブレードを定義する。その結果、本発明の複合型実用ナイフブレードは、高い耐磨耗性、長期耐久性を有する切刄と、実質的に壊れることのない、または高い耐破損性を有する裏当との両方を定義する。従って、従来技術における一般的な実用ナイフブレードと対照的に、本発明の複合型実用ナイフブレードは、以前では入手不可能であった、耐磨耗性及びじん性の双方に優れ（改善され）、かつコスト効率も良いブレードを提供する。
【００２２】
ブレード１０の第１メタル部２０は、表面硬度を約３８ＲＣから約５２ＲＣの好適範囲に熱処理可能な様々な異なるグレードの鋼のいずれかから製造されることが好ましい。例えば、様々な合金鋼又は標準ＡＩＳＩグレード（American Iron and Steel Institute;米国鉄鋼研究所)の鋼であり、例えば限定はされないが、ＡＩＳＩグレードの６１３５、６１５０及びＤ６Ａを含む。一方、第２メタル部２２は、表面硬度を約６０ＲＣから約７５ＲＣの好適範囲に熱処理可能な耐磨耗性の高い様々なタイプの鋼のいずれかから製造されることが好ましい。これは、様々な工具鋼又は高速度鋼を含んでおり、例えば、限定はされないが、標準ＡＩＳＩグレードのＭシリーズグレード（Ｍ１,Ｍ２,Ｍ３,Ｍ４２等）、Ａシリーズグレード（Ａ２,Ａ６,Ａ７, Ａ９等）、Ｈシリーズグレード（Ｈ１０,Ｈ１１,Ｈ１２,Ｈ１３等）、Ｔシリーズグレード（Ｔ１,Ｔ４,Ｔ８等）、及びＷ、Ｓ、Ｏ、Ｄ、Ｐシリーズグレード等を含む多種多様の標準ＡＩＳＩグレードを含む。
【００２３】
本明細書の開示に基づいて当業者に認識されるように、第１メタル部２０及び第２メタル部２２を形成するために選択される好適材料は例に過ぎず、第１メタル部２０及び第２メタル部２２の機能（作用）を果たすために、現在周知である又は今後周知となる他の材料を、本願の複合型実用ナイフブレードを形成するために同じように使用しても良い。
【００２４】
図１でさらに示されるように、各複合型実用ナイフブレード１０は、バックエッジ１２において互いに横方向に間隔を隔てて形成された１対の切欠又はノッチ２４を有する。図１に特徴的に示されるように、各ノッチ２４は、ほぼ半円形状のくぼみを定義する。このノッチは、ブレードホルダー(図示せず)内に設けられた対応するロケータと係合して、ブレードをブレードホルダー内に保持するために提供される。本明細書の開示に基づいて当業者に認識されるように、ノッチ２４は様々な形状及び／又は様々な配置を取ることができる。またブレードは、ブレードホルダー、ブレード作動機構あるいはホルダー等のロケータと係合する機能を果たすために、当業者間で現在周知である又は今後周知となるノッチ又は他の凹部を幾つ有していてもよい。
【００２５】
更に図１に示されるように、ブレード１０は、ブレードのほぼ中央部で第１メタル部を通って延出する位置合わせ孔２６をさらに有する。後述するように、位置合わせ孔２６は、ブレードを、ブレード曲げ折り装置の金型内、あるいは本発明のブレードの製造工程で使用される他のブレード製造装置内に、ブレードを位置決めするブレード位置決め装置を収容するために設けられる。ここでの開示に基づいて当業者に認識されるように、位置合わせ孔２６は、様々な形状又は構成とすることができる。また、ブレードは、ブレードを金型又は他の製造装置内に適切に配置する機能を果たすために、孔又は他の構造的特徴を幾つ含んでもよい。また、位置合わせ孔２６は、実用ナイフブレードにおける様々な位置に配置することができる。あるいは、位置合わせ孔２６を、ブレードを形成する部分のバイメタルストリップと、それと隣接するスクラップ部とに形成してもよい。
【００２６】
図１で更に示されるように、ブレード１０は、第１メタル部２０と第２メタル部２２との間に形成され、一方の側エッジ１６から他方の側エッジ１８に延出するほぼ直線状の接合部を定義する溶接領域２８を有する。以下に詳細に記載されるように、第２メタル部２２は、電子ビーム溶接等によって接合部に熱エネルギーを供給することで第１メタル部２０と接合される。それにより、第１メタル部２０が第２メタル部２２に溶接され、二つの異なるメタル部２０，２２間に接合ラインを定義する溶接領域２８が形成される。
【００２７】
また図１に示されるように、切刄１４は、一方の側エッジ１６から他方の側エッジ１８まで延出するほぼ直線状の切刄を定義する。図２に示すように、切刄１４は、互いにブレードの反対側に位置する第１面（ファセット）３０と、この第１面３０に対して側面方向内側に位置し、第一面３０と隣接する第２面３２とを有することが好ましい。図２に特徴的に示されるように、第１面３０は、第１刃先角「Ａ」を定義し、第２面３２は第２刃先角「Ｂ」を定義する。第２刃先角Ｂは第１刃先角Ａ未満であることが好ましい。本発明のこの好適実施形態では、第１刃先角Ａは約２６°であり、第２刃先角Ｂは約１８°である。しかしながら、本明細書の開示に基づいて当業者に認識されるように、これら刃先角は一例に過ぎず、ブレードの物理的特性及び／又はブレードの適用に応じて所望されるように設定することができる。更に当業者に認識されるように、本発明の実用ナイフブレードは、面(facet、切子面)をいくつ備えてもよい。
【００２８】
図３Ａ及び図３Ｂを参照して、本発明の複合型実用ナイフブレードの製造方法を以下詳述する。ステップ１００、１０２に示されるように、第１メタル部２０を形成する裏当鋼と、第２メタル部２２を形成する高速度鋼又は工具鋼線は、洗浄(clean)される。あるいは当業者に周知の方法により溶接の準備がなされる。図４に示すように、裏当鋼は、一つ又は複数のコイルに巻かれた一つ又は複数の連続する細長いストリップ３４の形で供給されることが好ましい。各裏当ストリップ３４は、ほぼ平面状の上部３６と、ほぼ平面状の下部３８と、互いに対向するバックエッジ４０及びフロントエッジ４２とをそれぞれ有する。同様に、高速度鋼線は、一つ又は複数のコイルに巻かれた一つ又は複数の連続する長鋼線材４４の形で供給されることが好ましい。
【００２９】
図３Ａのステップ１０４では、高速度鋼線又は工具鋼線４４は、裏当ストリップ３４のフロントエッジ４２に突合せて結合され、裏当ストリップ３４と鋼線４４との接合部に熱エネルギーが付与されて鋼線４４が裏当ストリップ３４に溶接される。そして、裏当鋼ストリップ３４により形成される第１メタル部２０と、高速度鋼線４４により形成される第２メタル部２２と、第１及び第２メタル部を結合する溶接領域２８とを有するバイメタル式又は複合ストリップ４６が形成される。図４に示すように、一般的な溶接装置４８は、高速度鋼線４４を裏当ストリップ３４のフロントエッジ４２に突き合わせるべく互いに横方向に間隔を隔てて配置された対向ローラー５０を備えており、これらローラー５０はその回転により複合又はバイメタルストリップ４６を溶接装置に通す。熱エネルギー供給源５２は溶接装置４８内に設けられ、高速度鋼線４４と裏当ストリップ３４のフロントエッジ４２との接合部に熱エネルギーを供給し、鋼線４４を裏当ストリップ３４に溶接する。本発明のこの好適実施形態では、熱エネルギー供給源５２は、電子ビーム５４を高速度鋼線４４と裏当ストリップ３４の接合部上に照射し、鋼線４４を裏当部３４に電子ビーム溶接する。しかしながら、本明細書の開示に基づいて当業者に認識されるように、現在周知である又は今後周知となる他のあらゆるエネルギー源及び／又は接合方法が、電子ビーム溶接装置の機能を果たすために本発明の方法として同様に用いることができる。例えば、裏当ストリップ３４に高速度鋼線４４を溶接するためのエネルギー供給源５２は、レーザー又はその他のエネルギー源であってもよく、また電子ビーム溶接以外の溶接方法を同様に用いてもよい。
【００３０】
図３Ａのステップ１０６に示すように、鋼線４４を裏当ストリップ３４に溶接した後でバイメタルストリップ４６は、焼きなましのため、及び／又は焼きなましステーションにストリップを移送するためにコイル状に巻かれても良い。ステップ１０８に示すように、バイメタルストリップ４６は、当業者に周知の方法で焼きなましされる。通常、バイメタルストリップ４６は、当業者に周知の真空加熱路内で焼きなましされる。真空加熱路内では、複数のコイルが熱伝導性ラック上で互いに垂直に設けられる。ラックは、真空排気された（evacuated）炉内に設けられ、コイルを所定時間、所定の焼きなまし温度で均熱（soak）する。本発明のこの好適実施形態では、バイメタルストリップ４６は、約１４００°F〜約１６００°F（約７６０〜約８７１℃）の範囲の温度で、最大約５時間、焼きなましされる。
【００３１】
その後、加熱されたコイルは、所望の物理的特性を得るために、所定の速度(rate)で冷却される。例えば、コイルはまず、真空炉内で１時間あたり約５０°F（約１０℃）の速度で約１０００°F（約５３８℃）に達するまで冷却され、その後、より速い速度で冷却されてもよい。しかし、本明細書の開示に基づいて当業者に認識されるように、これら温度及び時間は一例に過ぎず、特定の材料（材料の特性）、構造及び／又はバイメタルストリップ４６の寸法、鋼線を裏当に溶接するための溶接方法のタイプ、及び／又は形成するブレードに対して所望される物理的特性等、様々な要因を考慮して変更することができる。
【００３２】
焼きなましの後、必要であれば、ステップ１１０に示すように、バイメタルストリップ４６がコイルから解かれ、そして、ステップ１１２に示すように歪み取り（矯正）される。溶接及び焼きなましの後、バイメタルストリップ４６には、大幅な反り（キャンパ）又は他の望ましくない曲がりが生じることがある。従って、次の工程前に、このような曲がりを除去しなければならない。本発明のこの好適実施形態では、バイメタルストリップ４６は、例えば商標ブルーダーファーム（BRUDEREFRM）の装置等のような、当業者に周知の矯正装置内の一連の加圧ロールを通されて、機械的に矯正される。しかし、本明細書の開示に基づいて当業者に認識されるように、バイメタルストリップ４６のような金属部品を矯正する機能を果たすために、現在周知又は後に周知となる他の様々な矯正装置を同様に用いてもよい。例えば、機械的矯正装置の代わりに、当業者に周知の方法により、熱及び張力を付与してバイメタルストリップ４６を矯正しても良い。
【００３３】
ステップ１１４に示すように、もし必要であれば、矯正されたバイメタルストリップ４６を、移送及び次工程のために再びコイル状に巻いてもよい。図３Ｂのステップ１１６に示すように、もし必要であれば、焼きなまし及び矯正されたバイメタルストリップ４６はその後、コイルから解かれる。ステップ１１８において、バイメタルストリップ４６はパンチ（押し抜き）され、そのバックエッジ４０に沿って互いに軸方向に間隔を隔てられた複数のノッチ又は他の切り抜き２４が形成される。また、バイメタルストリップ４６に切り込みが入れられ、各ブレードの側エッジ１６，１８を規定する複数の刻み目が形成される。図５において、バイメタルストリップ４６にパンチ及び切り込み作業を行う代表的な装置が、参照番号５６で示される。この装置５６は、バイメタルストリップ４６をその上に支持するワーク支持面６２上のサポート部６０に設けられた切込工具又は手段５８を備える。図５に矢印で示すように、切込工具５８は、バイメタルストリップ４６に対して垂直方向に移動自在であり、バイメタルストリップ４６と係合・非係合することができる。また、切込工具５８はバイメタルストリップ４６に対して横方向に移動自在である。
【００３４】
従って、図５で特徴的に示すように、切込工具５８はバイメタルストリップ４６の上面３６と係合し、ストリップ内に移動するように、及び／又はストリップを横断するように制御される。これにより、ストリップの上面３６に切り込みが入れられ、ストリップ４６上に互いに軸方向に隔てられ、各実用ナイフブレード１０（図１）の側エッジ１６又は１８を定義する刻み目６４が形成される。本明細書の開示に基づいて当業者に認識されるように、ここで示される複合ストリップに切り込みを入れる機能を果たすために、切込工具５８は、現在周知又は後に周知となる様々な構造であってもよい。例えば、各ブレードに位置決め孔２６をパンチするために、順送型（a progressive die)を用いてもよい。その後、同様の順送型が、各ブレードのバックエッジ及び／又は切刄に対するノッチ２４，９８と、刻み目６４とを同時又は連続的に形成してもよい。本明細書では、用語「刻み目」は、複合ストリップ４６の表面の凹部又は窪みによって定義された線を意味する。このような刻み目は、現在周知である又は後に周知となる様々な手段又は工具を用いて形成することができる。本発明のこの好適実施形態では、刻み目の深さは、ブレードの厚さの約４０％〜約５０％の範囲内が好ましく、ブレードの厚さの約４５％〜約４８％の範囲内が最も好ましい。図示した実施形態では、ブレードの厚さは約０.６ｍｍであり、刻み目の深さは約０.２７ｍｍ〜約０.２９ｍｍの範囲が好ましい。このブレード設計（形状）及び材料構成では、刻み目の深さがブレードの厚さの約５０％を超えると、バイメタルストリップが、加熱炉を通る通路上において刻み目で分離してしまう可能性がある。また、本発明のこの好適実施形態では、各刻み目はほぼＶ字型であり、各Ｖ字形刻み目の角度は約５０°〜約６０°の範囲内であることが好ましい。本発明の図示の実施形態では、各刻み目の角度は約５５°である。刻み目の角度が大きくなると、切り込みを入れる際にブレードの裏側（バックサイド）に働く圧力が大きくなる。従って、切込工具がブレードの裏側に脈動効果（ripple effect）を生じさせる可能性が大きくなる。一方、刻み目角度が小さくなると、使用中の切込工具の摩耗が発生しやすくなる。
【００３５】
装置５６は更に、複数の切断面６８を有するパンチ６６を備える。各パンチ６６はそれぞれ、ノッチ２４及び位置決め孔２６の形状及び位置と対応している。図５に示すように、パンチ６６は油圧シリンダー等の駆動源７０に駆動可能に連結され、バイメタルストリップにノッチ２４及び位置決め孔２６を加工（切断）すべく、ワーク支持面６２上のバイメタルストリップに対して係合・非係合（作用・非作用）できるように移動自在となっている。本明細書の開示に基づいて当業者に認識されるように、切込工具５８及びパンチ６６は、それらがバイメタルストリップに対して自動的に係合・非係合するようにコンピューター制御されてもよい。また、切込工具及びパンチに対してストリップを自動的に割り出す（index）ための駆動機構(図示せず)を用いてもよい。同様に、切込工具及びパンチは、各々別々の装置又はワークステーションに設けてもよく、及び／又は、バイメタルストリップに刻み目を入れたり、バイメタルストリップにノッチ及び／又は位置決め孔を切断するために、現在周知又は後に周知となる様々な他の工具をそれぞれ用いてもよい。
【００３６】
例えば、上述したように、位置決め孔及びノッチをパンチすると共に、刻み目を形成するために順送型を用いてもよい。また、後述するように、図３Ｂのステップ１１８で、ブレードの高速度鋼又は工具鋼の切刄における各刻み目と切刄との結合部にノッチを形成し、複合ストリップからブレードを分離することを容易にすると共に、ブレードの切刄の角部を形成するようにしてもよい。
【００３７】
図３Ｂのステップ１２０に示すように、必要に応じて、一時保存、又は焼入れ及び焼戻しステーションへの移送のために、パンチされ刻み目の入れられたバイメタルストリップ４６を、再びコイル状に巻いてもよい。ステップ１２２において、バイメタルストリップはその後、必要に応じてコイルから解かれ、ステップ１２４でコイルから解かれたストリップが、焼入れ及び焼戻しされる。本明細書の開示に基づいて当業者に認識されるように、焼入れ及び焼戻し作業は、バイメタルストリップ４６のような部品を焼入れ及び焼戻しするために、現在周知又は今後周知となる他の様々な焼入れ及び焼戻し処理（方法）及び装置に従って行ってもよい。本発明のこの好適実施形態では、バイメタルストリップ４６は、約２０００°F〜約２２００°F（約１０９３℃〜約１２０４℃）の範囲の温度で、約３分〜約５分の範囲の焼入時間で焼入れされる。焼入れ後、バイメタルストリップは、第１焼戻しサイクルにおいて、約３分〜約５分の範囲の焼戻し期間の間、約１０００°F〜約１２００°F（約５３８℃〜約６４９℃）の範囲の温度で焼戻しされる。第１焼戻しサイクルの後、バイメタルストリップは空気冷却により室温までに冷却される（quenched）。本発明のこの好適実施形態では、焼入れ及び焼戻しサイクルは、バイメタルストリップが、第１の細長い焼入れ加熱炉を通り、次に第１の焼戻し炉を通り、その後冷却ステーションを通り、その後、少なくとも焼戻し炉及び冷却ステーションの一方を連続的に通過するような「インライン」型で行われる。しかし、本明細書の開示に基づいて当業者に認識されるように、このバイメタルストリップは、同様の焼戻し炉及び冷却ステーションを繰り返し通過したり、及び／又はコイル状に巻かれて、「ピットタイプ」又は他の炉内で焼入れ、焼戻し及び冷却されてもよい。更に、冷却は、本明細書に記載されるように空気冷却でもよいが、ここで開示される焼戻された物品を冷却するために、油冷却、あるいは現在周知又は今後周知となる他のタイプの冷却方法を用いてもよい。同様に、複合ストリップは、製造されるブレードに所望される物理的特長を得るために、焼戻し及び冷却サイクルを何回行ってもよい。
【００３８】
ステップ１２６において、必要に応じて、焼戻し及び冷却されたバイメタルストリップ４６は、次の焼戻しステーションへ移送のため再びコイル状に巻かれ、ステップ１２８で、このバイメタルストリップは第２の焼戻しサイクルのためにコイルより解かれる。上述したように、これら及び他のコイル巻き及びコイル解きステップは、バイメタルストリップを処理するための一つ又は複数のインライン・ステーションを提供することにより省略できる。ステップ１３０において、バイメタルストリップは、第２の焼戻しサイクルにおいて、約３分〜約５分の範囲で約１０００°F〜約１２００°Fの範囲の温度で、再度焼戻しされる。第２の焼戻しサイクルの後、バイメタルストリップは室温まで冷却される。この好適実施形態では、この冷却は空気冷却であるが、上述したように、この冷却は、ここに開示されたタイプの物品のために、現在周知あるいは今後周知となる他の様々なタイプの冷却方法のいずれを採用してもよい。その後、ステップ１３２において、焼戻し及び冷却されたバイメタルストリップは、一時保存するため、及び／又は研削（grinding）、型抜き、あるいは折り曲げ及び分割ステーションに移送するために、再びコイル状に巻かれる。
【００３９】
ステップ１３４において、必要に応じて、焼きなまし、焼入れ、及び焼戻しされたバイメタルストリップ４６は、再びコイルから解かれる。ステップ１３６において、このバイメタルストリップは、研削（ground）され、研がれ（honed）、とぎ革で研がれ（stropped）、更に型抜き又は曲げ折りステップ（工程）をへる。より詳しくは、バイメタルストリップ４６は、図２の面３０，３２を形成するために、当業者に周知の方法で研削され、研がれ、とぎ革で研がれ、これにより、複合ストリップにおける第１メタル部のバックエッジと反対側の一側に沿う、まっすぐな高速度鋼又は工具鋼の切刄が形成される。その後、研削され、研がれ、砥革で研がれたバイメタルストリップ４６は、型抜き（die cut）、曲げ折り（bent and snapped）、あるいは他の方法により、図５の刻み目６４に沿って分割され、複合ストリップから複数の実用ナイフブレードが形成される。上述したように、本発明のこの好適実施形態では、図１に特徴的に示す、又は以下述べられるように、各実用ナイフブレードは、ブレードに形成されたノッチ２４及び中央位置決め孔２６を備えたほぼ台形状の輪郭を規定する。
【００４０】
図６において、バイメタルストリップを型抜きするための代表的な装置が、参照番号７２で示される。この装置７２は、雄型７４及び雌型７６をそれぞれ備える。雌型７６は軸７８に結合される。軸７８は油圧シリンダー又は他の同様の駆動源８０に駆動可能に連結されており、雄型７４上に重ねられたバイメタルストリップ４６に対して雌型７６を係合・非係合位置に移動させることができる。雄型７４は、そこから上方に突出したロケータピン８２を備える。ロケータピン８２は、バイメタルストリップの位置決め孔２６内に収容される。それによって、バイメタルストリップが雄型及び雌型間に適切に配置（位置決め）される。図６に仮想線で示すように、雌型７６はブレード状エッジ８４を備え、雄型７４は対向するブレード状エッジ８６を備える。ブレード状エッジは、金型間に収容されたバイメタルストリップの一部分の刻み目に上方及び下方にそれぞれ重なる（位置する）。
【００４１】
その後、ストリップを型抜きすべく、駆動源８０が雌型７６を下方に駆動し、バイメタルストリップと係合させる。すると、雌型及び雄型のブレード状エッジ８４，８６が協働して、バイメタルストリップを刻み目に沿って剪断し、図１に示すような本発明を具現化する実用ナイフブレードが形成される。バイメタルストリップの第１メタル部２０及び第２メタル部２２がそれぞれ比較的硬いので、この型抜き作業の間、ストリップは、第１メタル部２０内では刻み目６４に沿ったブレード状エッジにより剪断され、比較的硬くかつ脆性を有する第２メタル部２２内では刻み目の一部に沿ったブレード状エッジによって折られる。このように、刻み目は比較的硬く脆性を有する第２メタル部に、所望の破断線(所望の「分割通路」)を提供する。従って、刻み目はブレードのこれら部位におけるきれいで鋭利なエッジを提供するために重要である。
【００４２】
図７に示すように、本発明の代替実施形態では、バイメタルストリップ４６はステップ１２４で焼入れされる前にパンチされる。これにより、ステップ１３６で比較的硬く脆性を有する高速度鋼エッジを後に切断する必要性を回避する。こうすることで、切刄１４及び切刄１４に形成される面３０，３２が、型抜き中に破損する可能性を回避できる。図７において、本実施形態の高速度鋼エッジをパンチするための装置が、参照番号８８で概略的に示される。この装置８８は、バイメタルストリップ４６をその上に支持するためのワーク支持面９４上の工具サポート９２に取り付けられたパンチ又はそれと同様の工具９０を備える。工具サポート９２は、油圧シリンダー又は他の同様の駆動源９６に駆動可能に連結されており、パンチ９０をバイメタルストリップ４６の高速度鋼エッジ１４に対して係合・非係合状態に駆動できる。図７に特徴的に示すように、パンチ９０は、各刻み目６４と高速度鋼エッジ又は第２メタル部２２との接合部(interface)にノッチ９８を形成する形状及び構造を有する。従って、図７に示すように、各ノッチ９８は、第２メタル部２２の刻み目に沿って延出し、刻み目６４にてバイメタルストリップの残材から各ブレードの高速度鋼を切り離す。あるいは、後述するように、各刻み目は、第２メタル部の幅方向の一部分だけに沿って延出し、複合ストリップからブレードをきれいに分離することを容易にし、及び／又は切刄の角部を形成するようにしてもよい。その後、バイメタルストリップ４６が図６に示すように型抜き、又は以下述べるように曲げ折りされるとき、この装置は、刻み目に沿ってストリップの第１メタル部２０のみを切断又は曲げ折りするのみで良く、切り込み作業により高速度鋼エッジ部を切断又は折り曲げる必要はない。上述したように、第１メタル部２０は比較的柔軟で、第２メタル部２２よりも硬度が著しく低いので、第１メタル部２０は刻み目６４に沿って容易かつきれいに型抜き、曲げ折り、及び他の方法により分割できる。焼入れの後では、第２メタル部２２は硬質かつ脆性を有するので、型抜きするのは比較的困難である。しかしながら、焼入れ前であれば、高速度鋼エッジは、その表面硬度が約２５ＲＣ程度であるので、この工程のこの段階であれば比較的容易かつきれいに切断できる。従って、図７の代替工程及び方法では、型抜きの際に焼入れされた高速度鋼エッジに生じるいかなる損傷をも回避することを容易にする。
【００４３】
図７では、ノッチ９８はV字形のノッチとして示さる。しかし、本明細書の開示に基づいて当業者に認識されるように、これらのノッチ又は切り抜きは、刻み目で複合ストリップの残部から各ブレードの高速度鋼エッジを分離するのに必要とされるその他様々な形状であってもよい。同様に、後述するように、このノッチは、直角、斜め、又は他の所望形状の切刄角部を形づけるために形成されてもよい。本明細書の開示に基づいて当業者にさらに認識されるように、本発明の代替実施形態では、刻み目を削除してもよい。なぜなら、バイメタルストリップの第１メタル部２０を型抜きするために、特定の状況下では、刻み目を必要としない場合もありうるからである。
【００４４】
図３Ｂに戻り、ステップ１３８では、ブレードは積み重ねられ（stacked）、ステップ１４０において、積み重ねられたブレードが、当業者に周知の方法で充てんされる。
【００４５】
図８及び図９を参照すると、実用ナイフブレード１０を形成すべく、複合ストリップ４６を曲げ折り（bending and snapping）するための装置が参照番号１４２で示される。装置１４２は、ブレードサポート１４４と、ブレードサポートの一側に取り付けられた駆動アセンブリ１４６と、ブレードサポートにおける駆動アセンブリ１４６と反対側に取り付けられたブレードマガジン（ケース）１４８とを備える。駆動アセンブリ１４６は、リニア軸受(図示せず)に取り付けられ、油圧又は空気圧シリンダー等の適切な駆動源に駆動可能に連結された駆動プレート１４７を備えており、図８に矢印で示すように、駆動プレートをブレードサポート１４４側、及びブレードサポート１４４から離れる方向に移動させる。駆動アセンブリ１４６は更に、ブレードサポート１４４を通って延出する第１ピン孔１５２内に摺動自在に収容された第１折り曲げピン１５０と、ブレードサポート１４４を通って延出する第２ピン孔１５６内に摺動自在に収容された第２折り曲げピン１５４と、ブレードサポート１４４を通って延出する第１パンチ孔１６２内に摺動自在に収容されたサポート軸１６０を備える第１分割（破断）パンチ１５８と、第２パンチ孔１６８内に摺動自在に収容されたサポート軸１６６を備える第２分割（破断）パンチ１６４とを備える。第１分割パンチ１５８は第１ブレード開放ピン１７０を有し、第２分割パンチ１６４は第２ブレード開放ピン１７２を有する。さらに後述するように、各ブレード開放ピン１７０，１７２は、図９のページ外側方向にスプリングにより付勢される。従って、複合ストリップ４６から各ブレード１０を曲げ折りする際、スプリング付勢されたピン１７０，１７２がブレードマガジン１４８内に各ブレードを押し込む。装置１４２は更に、複合ストリップ４６をブレードサポート１４４に押圧するための、スプリング付勢された押さえプレート１７４を備える。押さえプレート１７４は、サポートブロック１８０に形成された孔１７８内に摺動自在に収容された軸１７６に取り付けられており、図８に矢印で示すように、ブレードサポート１４４側及びブレードサポート１４４から離れる方向に移動できるようになっている。コイルスプリング１８２又はそれと同様の他の付勢部材が、押さえプレート１７４及びサポート軸１７６に連結され、押さえプレートを常時ブレードサポート１４４側に付勢する。図８に示すように、ブレードマガジン１４８はブレードサポート１４４から間隔を隔てて設けられる。これにより、それらの間にブレードギャップ１８４が形成される。複合ストリップ４６はこのブレードギャップを通して、図８、図９の右側から左側に向かって供給される（送られる）。ブレードサポート１４４と対向するブレードマガジン１４８の表面１８６は、押圧されたストリップに対して曲げ折り作業を実行するためのルール(rule)又は型(die)を定義する。
図１０において、装置１４２内で曲げ折りされた複合ストリップ４６は、ストリップのスクラップ部（つまり、隣接するブレード１０の刻み目６４間の部分である）に形成された位置決め孔２６を備える。また、複合ストリップ４６は、各刻み目６４と第２メタル部２２との結合部において第２メタル部２２に形成された複数のノッチ９８を備える。
【００４６】
図１０から分かるように、各ノッチ９８は、第２メタル部の幅の約半分ほど第２メタル部２２の横方向（幅方向に）延出する。更に、各ノッチの複合ストリップの軸方向の端面はそれぞれ、切刄に対してほぼ直角である。つまり、各ノッチはほぼ長方形である。この方法では、後述するように、複合ストリップが曲げ折りされ、ブレードがストリップから分割される際、各切刄１４の角部は直角となる。複合ストリップ上の各ノッチ９８の深さ（即ち、ストリップの幅方向寸法）は、刻み目６４を規定しない切刄１４の各部をストリップから取り除くのに十分であり、面３０，３２の傾斜構造のために薄すぎてストリップから効果的に曲げ折りできない各刻み目の部分を含む。これにより、きれいな角部（即ち、真っ直ぐなエッジ、又は各刻み目に沿って綺麗に切断されたエッジ）を形成できる。従って、ノッチ９８の重要な利点は、それらが、切刄の角部をきれいに切断することを容易にすることである。更に、切刄の角部を、直角エッジ、丸みエッジ、傾斜状エッジ又は他の所望のエッジとなるように形づけることにより、ブレードの角部が、先の尖った角部と比較して著しく強靱になり、欠け及び/又は破損が生じにくくなる。本明細書の開示に基づいて当業者に認識されるように、ノッチ９８は、製造の円滑化（容易化）及び/又はブレードの性能向上、又は他の望みに合わせて、様々な形状、配置及び／又はサイズをとることができる。上述したように、ノッチ９８は、順送型又は他の適切な工具により、図３Ｂのステップ１１８で形成されることが好ましい。
【００４７】
曲げ折り装置１４２の作動中は、複合ストリップ４６は、装置のブレードギャップ１８４を通して図１０の矢印Ｃ方向（つまり、図８〜図１０の右側から左側に向かって）に供給される。まず、ストリップ４６は、各位置決め孔２６内に収容される位置決めピン（図示せず）により所定位置に固定される。その後、駆動アセンブリ１４２がブレードサポート１４４側に移動され、第１及び第２折り曲げピン１５０，１５４、ならびに第１及び第２破断パンチ１５８，１６４がそれぞれ、後述のように複合ストリップを各刻み目にて連続的に折り曲げて分割するために、配置・設定される。最初に、第１折り曲げピン１５０は、駆動アセンブリ１４２によりストリップに対して駆動（移動）され、図１０の第１三角形１８８を各刻み目６４で曲げ折る（図１０のページ外側の方向）。ここから分かるように、各刻み目６４を定義する複合ストリップ４６の１部分が、型１８６に対して駆動（移動）される。これにより、各三角形が型及び刻み目に沿って折り曲げられ、ブレードサポート１４４から切り離される。第１折り曲げピン１５０が第１三角形１８８を外側に折り曲げる間、第１破断パンチ１５８がブレードに対して押し付けられ、各刻み目６４を挟んで第１折り曲げピンと対向する側（反対側）でストリップ４６に圧力が付与される。次に、第２折り曲げピン１５４が図１０の第２三角形１９０の位置で複合ストリップ４６に対して駆動され、第２三角形を各刻み目に沿って外側に折り曲げる（図１０のページ外側の方向）。第２折り曲げピン１５４が第２三角形を外側に折り曲げる間、第２破断パンチ１６４が複合ストリップに対して押し付けられ、各刻み目６４を挟んで第２折り曲げピン１５４と対抗する側（反対側）で複合ストリップ４６に圧力が付与される。その後、第１破断パンチ１５８は、各刻み目６４で複合ストリップ６４を折り、第１三角形１８８はブレードから下方へ落とされる。その後、第２破断パンチ１６４は、各刻み目６４で複合ストリップをスナップし、スプリング付勢されたピン１７０，１７２が、製造されたブレード１０をブレードマガジン１４８内で外側に導く。駆動アセンブリ１４２はその後、後方に移動され（つまり、ブレードサポート１４４から離され）、スプリング付勢された押さえプレート１７４が複合ストリップの第２三角形１９０をブレードサポート１４４に対して内側に押圧して折り曲げる。これにより、ストリップの各部が矯正され、ブレードギャップ１８４を連続的に通過することが許容される。また複合ストリップ４６は、ブレードギャップを通して前方に牽引され（indexed）、上述した方法で曲げ折られる複合ストリップ４６の次のブレード部が現れる。この工程は、全てのブレード１０が複合ストリップ４６から折り曲げられて、分離されるまで、各ブレード部に対して繰り返し実行される。本明細書の開示に基づいて当業者に認識されるように、折り曲げピン及び破断パンチは、ここに記載されるようなこれら構成部の機能を果たすために、現在周知又は今後周知となる様々な形状及び/又は配置をとってもよい。例えば、図８に仮想線で示すように、折り曲げピンの端部は、曲げ折り作業を容易にするために傾斜面によって定義されてもよい。同様に、破断パン���は、ブレードを損傷せずに、それらをプレス及びスナップすることを容易にするために傾斜面又は他の面を定義してもよい。
【００４８】
図８に示すように、ブレードマガジン１４８はマガジン内に摺動自在に設けられた可変（調節可能な）ブレードサポート１９２を備える。この可変ブレードサポート１９２は、マガジン内におけるブレードサポートの位置を固定するための調節用ノブ１９４を備える。ブレード１０が折り曲げられ複合ストリップ４６からスナップされる際、それらはスプリング付勢されたピン１７０，１７２によりブレードサポート１９２に対して積み重ねられる。駆動アセンブリ１４２は、ブレードの上方への移動を防ぎそれらをマガジン内に保持すべく、装置１４２の曲げ折り領域上に設けられた、ブレードガード１９６を更に備える。
【００４９】
本明細書の開示に基づいて当業者に認識されるように、本発明の上述した形態及び他の実施形態の複合型実用ナイフブレード、及びそのようなブレードの製造方法は、添付の特許請求の範囲に定義されるように発明の思想を逸脱しない範囲で、様々な変形及び修正（調節）を加えてもよい。例えば、図１１Ａ〜図１１Ｄに示すように、ブレード１０は、様々な他の形状及び/構成をとることができる。図１１Ａに示すように、台形状のブレード１０の切刄１４は、図１０を参照して上述したようなノッチ９８によって形成される直角の角部を定義してもよい。図１１Ｂでは、ブレードの切刄１４は丸みをおびた角部を有しており、これは複合ストリップ４６に、丸み形状のノッチ９８を形成することにより形成される。あるいは、図１１Ｂに点線で示すように、ブレード１０は長方形でも良く、または、一転鎖線で示すように平行四辺形でも良い。図１１Cでは、ブレード１０は、刻み目６４及び各ノッチ９８によって分割された複数の平行四辺形状の部分（セグメント）を有する。ノッチ９８は、図１０を参照して上述したノッチ９８と同様に、各第２メタル部を横方向に延出する。図１１Ｃのブレード１０は、当業者に周知のタイプの「スナップ-オフ」ブレードホルダーを使用するために設計されており、各切刄部１４が破損した場合、各平行四辺形（または所望されれば他の形状）のセグメントがスナップされ、新しい切刄部が出現する。同様に、上述した複合型実用ナイフブレード１０はバイメタル構造であるが、本発明のブレードは、同様に、トライメタル（tri-metal）又は他の複合構造であっても良い。例えば、図１１Ｄに示すように、本発明の実用ナイフブレードは、互いにブレードの反対側に形成され、高速度鋼又は工具鋼からなる切刄１４、１４’(第２の切刄１４'は破断線で示される）とを備え、それら高速度鋼エッジの間に比較的硬く弾力を有する部分が設けられても良い。同様に、トライメタルストリップは、その中央又は軸方向に延出するラインに沿って切断され、２つのバイメタルストリップを形成し、本発明のブレードを形成すべく、各バイメタルストリップを切断しても良い。さらに図１１Ｄに示すように、切刄１４、１４'の角部は切刄に対して傾斜された側面によって形成されてもよい。
【００５０】
さらに、図３Ａ，３Ｂに示されるほとんどのコイル巻き及びコイル解きステップは、インライン処理装置を用いることにより省略できる。
【００５１】
また、ブレードはまず、型抜き又は曲げ折り等により複合ストリップより切り離され、その後、分離されたブレードに熱処理、研削及び他の仕上げステップが施されて、最終的な実用ナイフブレードとしても良い。従って、好適実施形態の詳細な説明は、一具体例として示されており、本発明を限定する意図はない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、本発明を具現化する複合型実用ナイフブレードの平面図である。
【図２】図２は、図１の複合型実用ナイフブレードの端部部分正面図であり、ブレードにおける多数の切面を有する(multi-faceted)切刄を示している。
【図３】図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の複合型実用ナイフブレードの製造方法を含み処理（手順）ステップを概念的に示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明のバイメタル式実用ナイフブレードを形成するために、高速度鋼線を弾力のある鋼裏当に溶接するための装置の概略を簡単に示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明のバイメタル式実用ナイフブレードを製造するために、バイメタルストリップに刻みを入れ、パンチ（押し抜き）するための装置の概略を簡単に示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明のバイメタル式ストリップを金型切断するための装置の概略を簡単に示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明に従ってストリップを焼入れする前に、バイメタルストリップの高速度鋼エッジ又は工具鋼エッジにノッチをパンチし、ノッチの入ったストリップを形成するための装置の概略を簡単に示す斜視図である。
【図８】図８は、本発明の代替方法において複合型実用ナイフブレードを製造するために、複合ストリップを曲げ折りするための装置の概略を簡単に示す平面図である。
【図９】図９は、図８のライン９-９に沿った、曲げ折り装置の部分断面図である。
【図１０】図１０は、複合バイメタル式ストリップの側面図であり、本発明の複合型実用ナイフブレードを形成するために、複合ストリップに作用する図８及び図９の曲げ折り装置の曲げピン及び分割パンチを破断線で示している。
【図１１】図１１Ａから図１１Ｄは、実用ナイフブレードがとりうる形状および構造の例を示す、本発明の複合型実用ナイフブレードの平面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  ブレード
１４  切刃
１６  側エッジ
１８  側エッジ
２０  第1メタル部
２２  第２メタル部
２４  ノッチ
２６  位置合わせ孔
３０，３２  面（ファセット）
３４  裏当ストリップ
４０  バックエッジ
４４  鋼線
４６  バイメタルストリップ
５８  切込工具
６２  作動支持面
６４  刻み目
７０  駆動供給源
７４  雄型
７６  雌型
８２  位置決めピン
９８  ノッチ
１４４  ブレードサポート
１４６  駆動アッセンブリ
１４７  ドライブプレート
１４８  ブレードマガジン
１５０  第１折り曲げピン
１５２  第１ピン孔
１５８  第１分割パンチ
１６０  サポートシャフト
１８０  サポートブロック
１８２  コイルスプリング
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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