刃物
【課題】切れ味がよく、耐久性があり、刃のとぎ直しが出来、かつ軽量な刃物の提供を課題とする。
【解決手段】刃に硬い金属を使用することで、良好な切れ味と耐久性を実現すると共に、少なくとも刃の厚み方向の両側を、剛性および強度が高くかつ軽量な炭素繊維強化樹脂で挟み込むことにより、重量の軽減を図りながらも刀身の強度を実現できる。また、刃の金属及び炭素繊維強化樹脂は、どちらも砥石で切削可能なので、切れ味が落ちた場合も容易にとぎ直しが可能である。
【解決手段】刃に硬い金属を使用することで、良好な切れ味と耐久性を実現すると共に、少なくとも刃の厚み方向の両側を、剛性および強度が高くかつ軽量な炭素繊維強化樹脂で挟み込むことにより、重量の軽減を図りながらも刀身の強度を実現できる。また、刃の金属及び炭素繊維強化樹脂は、どちらも砥石で切削可能なので、切れ味が落ちた場合も容易にとぎ直しが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アウトドアのナイフ、ペーパーナイフ、調理用の包丁、はさみなどの刃物に関する。
【背景技術】
【０００２】
刃物には一般的に、切れ味がよい、耐久性がある、刃のとぎ直しができるという特性が求められている。さらにアウトドアなどで使用される刃物には、携帯性を考慮し、軽量であることが求められている。
【０００３】
従来の刃物では、よい切れ味を長期に保つため、刃となる部分には硬い材質を使用してきたが、これらの材質は一般的に脆く、そのままでは刀身が折れやすくなってしまうため、刃となる硬いが脆い金属の、厚み方向の両側を靭性のある金属で挟み込んで出来た、いわゆる割込と呼ばれる技術が昔から使われてきた。
【０００４】
この刃物は切れ味と耐久性はあるが、重く、携帯性に劣るという欠点がある。
【０００５】
近年、ハイス鋼やセラミックなどの単一素材で作成される刃物が出てきているが、単一材で切れ味と耐久性を持たせようとすると、刃物が折れやすくなるという傾向に変わりは無く、またすべてが金属で構成される刃物は、重量が重いという欠点は解決されていない。
一方、セラミック刃物は耐久性がありかつ軽量であるが、一度刃こぼれを起こすと、とぎ直しが極めて困難であるという課題を持っている。
【０００６】
その他の形態として、炭素繊維強化樹脂のみで構成された刃物も存在するが、切断時に炭素が付着する、刃の耐久性に劣るなど課題がある。（例えば、特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平０１−１１５４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者は、前記の課題は、刃に硬い金属を使用すると共に、刃の厚み方向の両側を、剛性および強度が高く、かつ軽量な素材で挟み込むことにより解決できることを知見し、この知見に基づき本発明を創出するに至ったものである。
【０００９】
すなわち、本発明では、切れ味がよく、耐久性があり、刃のとぎ直しが出来、かつ軽量な刃物を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、刃となる金属の芯材と、該芯材の少なくとも厚み方向の両側を、炭素繊維強化樹脂ではさむことによってなる外周材とをもって、形成される刃物とした。
【００１１】
本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の外周材が、炭素繊維を一方向に引きそろえられたもの、もしくは直角方向に織ったものを、複数積層してなる構成とした。
【００１２】
本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の炭素繊維の方向が、２５％以上が刃の長さ方向を向いている構成とした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明を用いることにより、切れ味がよく、耐久性があり、刃のとぎ直しが出来、かつ軽量な刃物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】刃物を正面から見たときの断面図
【図２】刃物を側面から見たときの一部破断概略側面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態について図を参照して説明する。
図１は刃物の第１の実施形態を示す刃部の断面図であり、心材１の厚み方向の両側を炭素繊維強化樹脂２からなる外周材で挟み込んでいる。
この実施形態によれば、外周材として使用される炭素繊維は強度、剛性（縦弾性係数）共に金属のそれより同等以上のため、応力がかかっても刀身が変形しにくく、心材に硬い材質を使用しても折れにくい刃物となる。
また、炭素繊維強化樹脂の比重は約１．８と、鉄の７．８に比べて約1/4程度のため、刃物を非常に軽量に構成できる。
【００１６】
本発明において、使用される炭素繊維は、PAN系、ピッチ系等の高性能炭素繊維で、弾性率が高く、動摩擦係数が小さく、比摩耗量の少ないCFRPを与える材料が好ましい。
また、繊維の含有率は、剛性、自己潤滑度等の面から３０〜７０wt％とすることが望ましい。
【００１７】
炭素繊維を固める樹脂、いわゆるマトリックスとしては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等の熱硬化性樹脂や、ナイロン樹脂、ABS樹脂、PBT樹脂、ポリカーボネイト樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリエチレン樹脂などの熱可塑性樹脂を用途に応じて、選択、使用することが出来る。
特に強度を持たせたい時はエポキシ樹脂を、料理など人体に害を及ぼしてはならない用途には、ビニルエステル樹脂、ナイロン樹脂、ポリエチレン樹脂が適しているが、これに限定はされない。
【００１８】
第２の実施形態は、前記炭素繊維２を一方向に引きそろえられたもの、もしくは直角方向に織ったものを複数積層したものである。このようにすると、刀身部分のCFRPの割合を増やすことが出来、必要な強度と剛性を確保できる。また、長手方向に繊維を配置すると、曲げに強くなり、刃の長手方向に対し斜め方向に繊維を配置すると、ねじりに対して強くなるなど、積層する繊維方向を調整することにより、特性を変えることが出来る。
積層枚数と繊維方向は特に限定されることは無く、それぞれの用途に応じて決定すればよい。
ただし、積層数、繊維方向は、芯材を中心に対象であることが望ましい。これは、刀身に応力がかかった際、異方性からくる意図しない変形や、製造時のひずみを低減させるためである。
【００１９】
第３の実施形態は、前記炭素繊維の繊維方向の２５％以上が、刃の長手方向を向いているようにしたものである。炭素繊維は繊維方向の伸びに対し、強度と剛性を発揮するため、このように構成することで、長手方向の刀身の強度、剛性を確保している。
【実施例】
【００２０】
本発明に係る刃物の実施例を、図に基づいて説明する。
【００２１】
図１はナイフの刀身９を正面から見たものであり、図２は刀身９と柄１０からなる、ナイフを側面から見たものである。刀身９は心材１を中心に、炭素繊維３、４、５および炭素繊維６、７、８それぞれ３層づつが、心材９の厚み方向に積層されている。その繊維の方向は、炭素繊維３、５、６、８は一方向に引きそろえられたもので、刃の長手方向を向いて配置されているのに対し、炭素繊維４、７は直角方向に織ったもので、±４５°の角度になるよう配置されている。しかして、刀身９の厚み方向中心に配置されている心材１から見ると、炭素繊維の配置が厚み方向に対して対称となっている。
【００２２】
このように、炭素繊維を層にすることにより外周材２を厚くし、強度と剛性を分担させることにより、刀身１を丈夫なものにすることが出来る。
また、炭素繊維３、５、６、８の様に刃の長手方向を向いた炭素繊維の量を多くしているため、曲げに対しては非常に強く、かつ、炭素繊維４、７のように±４５°の角度にも炭素繊維を配置しているので、ねじりに対しても、強度を持っている。
また、炭素繊維強化樹脂は砥石で容易に研げるため、切れ味がなまってきた際も、容易にとぎ直しが出来る。
【符号の説明】
【００２３】
１ 芯材
２ 外周材
３ 炭素繊維
４ 炭素繊維
５ 炭素繊維
６ 炭素繊維
７ 炭素繊維
８ 炭素繊維
９ 刀身
１０ 柄
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アウトドアのナイフ、ペーパーナイフ、調理用の包丁、はさみなどの刃物に関する。
【背景技術】
【０００２】
刃物には一般的に、切れ味がよい、耐久性がある、刃のとぎ直しができるという特性が求められている。さらにアウトドアなどで使用される刃物には、携帯性を考慮し、軽量であることが求められている。
【０００３】
従来の刃物では、よい切れ味を長期に保つため、刃となる部分には硬い材質を使用してきたが、これらの材質は一般的に脆く、そのままでは刀身が折れやすくなってしまうため、刃となる硬いが脆い金属の、厚み方向の両側を靭性のある金属で挟み込んで出来た、いわゆる割込と呼ばれる技術が昔から使われてきた。
【０００４】
この刃物は切れ味と耐久性はあるが、重く、携帯性に劣るという欠点がある。
【０００５】
近年、ハイス鋼やセラミックなどの単一素材で作成される刃物が出てきているが、単一材で切れ味と耐久性を持たせようとすると、刃物が折れやすくなるという傾向に変わりは無く、またすべてが金属で構成される刃物は、重量が重いという欠点は解決されていない。
一方、セラミック刃物は耐久性がありかつ軽量であるが、一度刃こぼれを起こすと、とぎ直しが極めて困難であるという課題を持っている。
【０００６】
その他の形態として、炭素繊維強化樹脂のみで構成された刃物も存在するが、切断時に炭素が付着する、刃の耐久性に劣るなど課題がある。（例えば、特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平０１−１１５４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者は、前記の課題は、刃に硬い金属を使用すると共に、刃の厚み方向の両側を、剛性および強度が高く、かつ軽量な素材で挟み込むことにより解決できることを知見し、この知見に基づき本発明を創出するに至ったものである。
【０００９】
すなわち、本発明では、切れ味がよく、耐久性があり、刃のとぎ直しが出来、かつ軽量な刃物を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、刃となる金属の芯材と、該芯材の少なくとも厚み方向の両側を、炭素繊維強化樹脂ではさむことによってなる外周材とをもって、形成される刃物とした。
【００１１】
本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の外周材が、炭素繊維を一方向に引きそろえられたもの、もしくは直角方向に織ったものを、複数積層してなる構成とした。
【００１２】
本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の炭素繊維の方向が、２５％以上が刃の長さ方向を向いている構成とした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明を用いることにより、切れ味がよく、耐久性があり、刃のとぎ直しが出来、かつ軽量な刃物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】刃物を正面から見たときの断面図
【図２】刃物を側面から見たときの一部破断概略側面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態について図を参照して説明する。
図１は刃物の第１の実施形態を示す刃部の断面図であり、心材１の厚み方向の両側を炭素繊維強化樹脂２からなる外周材で挟み込んでいる。
この実施形態によれば、外周材として使用される炭素繊維は強度、剛性（縦弾性係数）共に金属のそれより同等以上のため、応力がかかっても刀身が変形しにくく、心材に硬い材質を使用しても折れにくい刃物となる。
また、炭素繊維強化樹脂の比重は約１．８と、鉄の７．８に比べて約1/4程度のため、刃物を非常に軽量に構成できる。
【００１６】
本発明において、使用される炭素繊維は、PAN系、ピッチ系等の高性能炭素繊維で、弾性率が高く、動摩擦係数が小さく、比摩耗量の少ないCFRPを与える材料が好ましい。
また、繊維の含有率は、剛性、自己潤滑度等の面から３０〜７０wt％とすることが望ましい。
【００１７】
炭素繊維を固める樹脂、いわゆるマトリックスとしては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等の熱硬化性樹脂や、ナイロン樹脂、ABS樹脂、PBT樹脂、ポリカーボネイト樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリエチレン樹脂などの熱可塑性樹脂を用途に応じて、選択、使用することが出来る。
特に強度を持たせたい時はエポキシ樹脂を、料理など人体に害を及ぼしてはならない用途には、ビニルエステル樹脂、ナイロン樹脂、ポリエチレン樹脂が適しているが、これに限定はされない。
【００１８】
第２の実施形態は、前記炭素繊維２を一方向に引きそろえられたもの、もしくは直角方向に織ったものを複数積層したものである。このようにすると、刀身部分のCFRPの割合を増やすことが出来、必要な強度と剛性を確保できる。また、長手方向に繊維を配置すると、曲げに強くなり、刃の長手方向に対し斜め方向に繊維を配置すると、ねじりに対して強くなるなど、積層する繊維方向を調整することにより、特性を変えることが出来る。
積層枚数と繊維方向は特に限定されることは無く、それぞれの用途に応じて決定すればよい。
ただし、積層数、繊維方向は、芯材を中心に対象であることが望ましい。これは、刀身に応力がかかった際、異方性からくる意図しない変形や、製造時のひずみを低減させるためである。
【００１９】
第３の実施形態は、前記炭素繊維の繊維方向の２５％以上が、刃の長手方向を向いているようにしたものである。炭素繊維は繊維方向の伸びに対し、強度と剛性を発揮するため、このように構成することで、長手方向の刀身の強度、剛性を確保している。
【実施例】
【００２０】
本発明に係る刃物の実施例を、図に基づいて説明する。
【００２１】
図１はナイフの刀身９を正面から見たものであり、図２は刀身９と柄１０からなる、ナイフを側面から見たものである。刀身９は心材１を中心に、炭素繊維３、４、５および炭素繊維６、７、８それぞれ３層づつが、心材９の厚み方向に積層されている。その繊維の方向は、炭素繊維３、５、６、８は一方向に引きそろえられたもので、刃の長手方向を向いて配置されているのに対し、炭素繊維４、７は直角方向に織ったもので、±４５°の角度になるよう配置されている。しかして、刀身９の厚み方向中心に配置されている心材１から見ると、炭素繊維の配置が厚み方向に対して対称となっている。
【００２２】
このように、炭素繊維を層にすることにより外周材２を厚くし、強度と剛性を分担させることにより、刀身１を丈夫なものにすることが出来る。
また、炭素繊維３、５、６、８の様に刃の長手方向を向いた炭素繊維の量を多くしているため、曲げに対しては非常に強く、かつ、炭素繊維４、７のように±４５°の角度にも炭素繊維を配置しているので、ねじりに対しても、強度を持っている。
また、炭素繊維強化樹脂は砥石で容易に研げるため、切れ味がなまってきた際も、容易にとぎ直しが出来る。
【符号の説明】
【００２３】
１ 芯材
２ 外周材
３ 炭素繊維
４ 炭素繊維
５ 炭素繊維
６ 炭素繊維
７ 炭素繊維
８ 炭素繊維
９ 刀身
１０ 柄
【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃となる金属の芯材と、該芯材の少なくとも厚み方向の両側を炭素繊維強化樹脂ではさむことによってなる外周材とからなり、少なくとも該芯材に刃を形成してなる刃物。
【請求項２】
炭素繊維は一方向に引きそろえられたもの、もしくは直角方向に織ったものを複数積層してなることを特徴とする請求項１に記載の刃物。
【請求項３】
炭素繊維の繊維方向の２５％以上が刃の長さ方向を向いていることを特徴とする請求項１または２に記載の刃物。
【請求項１】
刃となる金属の芯材と、該芯材の少なくとも厚み方向の両側を炭素繊維強化樹脂ではさむことによってなる外周材とからなり、少なくとも該芯材に刃を形成してなる刃物。
【請求項２】
炭素繊維は一方向に引きそろえられたもの、もしくは直角方向に織ったものを複数積層してなることを特徴とする請求項１に記載の刃物。
【請求項３】
炭素繊維の繊維方向の２５％以上が刃の長さ方向を向いていることを特徴とする請求項１または２に記載の刃物。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−４２９３３（Ｐ２０１３−４２９３３Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８２７７０（Ｐ２０１１−１８２７７０）
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【出願人】（３０１０５０６９２）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【出願人】（３０１０５０６９２）
【Ｆターム（参考）】
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