JPH07148361A - 電気かみそりの内刃とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内刃の高硬度被膜の耐久性を向上して長い間
良く切れるようにする。内刃素片の表面に均一に被膜を
形成する。 【構成】 内刃は高硬度材料の原子を放射して内刃素片
７の表面に高硬度被膜８を形成している。高硬度被膜８
は刃面膜厚（ｔ₁）を側面膜厚（ｔ₂）よりも厚く形成し
ている。内刃は、回転台３に内刃をセットして内刃素片
７の表面に高硬度材料を形成する第１被膜形成工程と、
第１被膜形成工程と逆向きに内刃を回転台３にセットし
て高硬度材料を形成する第２被膜形成工程とで製作され
る。 【効果】 刃面膜厚が厚いので耐久性に優れ、側面膜厚
が薄いので刃先を尖鋭にして優れた切れ味にできる。未
処理内刃２を逆向きにして高硬度被膜８を形成するので
均一な高硬度被膜８となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面に高硬度材料の被
膜を形成している電気かみそりの内刃と、この内刃を製
造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気かみそりに使用される従来の内刃は
下記のようにして製造している。 ステンレス鋼等の刃物金属の表面に、低摩耗性及び
低摩擦抵抗の被膜を形成する。 刃物金属を打抜加工して内刃素片とする。 多数の内刃素片をプラスチック製の内刃ホルダにイ
ンサート成形して固定する。 内刃素片の先端縁である刃面を研削して高さを均一
にする。

【０００３】この方法で製造される内刃は、外刃と摺動
する内刃素片の刃面に被膜が形成されない。刃物金属を
打抜加工した後刃面を研磨するからである。刃面に被膜
が形成されない内刃は、外刃との摩擦で摩耗しやすい。
また、この構造の内刃を使用した電気かみそりは、外刃
に対する内刃の摺動抵抗が大きくなって、無駄に電力を
消費する欠点がある。

【０００４】この欠点を防止するために、特開昭６０−
１６３６８０号公報に、内刃素片を内刃ホルダにインサ
ート成形した後に、耐摩耗性の被膜を成形する方法が提
案されている。この方法で製造された内刃は、刃面にも
被膜があるので、耐摩耗性を向上できる。また、刃面の
摩擦抵抗が少なくなって電気かみそりの消費電力も少な
くできる。

【０００５】この方法は、真空チャンバに、内刃素片を
内刃ホルダにインサートしたもの（以下この明細書にお
いて未処理内刃と記載する）を収納して真空排気して被
膜を形成するものである。しかしながら、この方法で製
造された内刃は刃面の必要な部分に均一に被膜を形成で
きない欠点がある。

【０００６】本発明者はこの欠点を解消するために、図
１ないし図３に示す方法で内刃の表面に高硬度材料の被
膜を形成する方法を開発した。この方法は下記のように
して内刃の表面に高硬度材料の被膜を形成する。 真空チャンバ１内の回転台３に未処理内刃２をセッ
トし、回転台３を回転させて未処理内刃２をアシストイ
オンガン５の前方で移動させる。回転台３は、多数の未
処理内刃２をセットするために、筒状の母材ホルダ４を
設けている。母材ホルダ４は周側面に、図３に示すよう
にして未処理内刃２をセットする。 アシストイオンガン５は常温で気体となる窒素等の
原子のイオンを未処理内刃２に向かって照射する。 蒸発源６が高硬度材料の原子を放射し、高硬度材料
を含む高硬度被膜８を内刃素片７の表面に形成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この方法は、回転台３
で未処理内刃２を移動させて高硬度被膜８を形成するの
で、図４の断面図に示すように、内刃素片７の全体に被
膜を形成することができる特徴がある。しかしながら、
この方法で製造した内刃をミクロに観察すると、全ての
内刃素片７の刃面に均一に被膜が形成されておらず、例
えば図の鎖線で示すように刃面の両側で被膜の厚さが不
均一となってしまうことがある。さらに、図４に示すよ
うに、内刃素片７の表面全体に均一に被膜を形成した内
刃素片７は、刃面の被膜が外刃と摺動するので、この部
分の被膜の摩耗が速く、高硬度被膜８が一点鎖線で示す
位置まで摩耗すると内刃素片７のステンレスが刃面に表
出してしまう欠点がある。この弊害を防止するには、内
刃素片７に形成する高硬度被膜８を厚くすればよいが、
被膜を厚くすると、高硬度被膜を形成するためのコスト
が高くなるばかりでなく、鎖線で示すようにさらに厚さ
が不均一となりやすい欠点もある。さらに、高硬度被膜
を厚くすると、図５に示すように尖鋭な刃先が次第に丸
くなって切れ味が低下する欠点もある。

【０００８】本発明は、さらにこの欠点を解決すること
を目的に開発されたものである。本発明の重要な目的
は、被膜の耐久性が向上して長期間良く切れる内刃と、
内刃素片の表面に均一に被膜を形成できる内刃の製造方
法とを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の内刃とその製造
方法は、前述の目的を達成するために下記の構成を備え
る。電気かみそりの内刃は、アシストイオンガン５でも
って原子のイオンを照射し、かつ、高硬度材料の原子を
放射して内刃素片７の表面に高硬度材料を含む高硬度被
膜８を形成している。内刃は、外刃との摺動面に形成さ
れた高硬度被膜８の刃面膜厚（ｔ₁）が、内刃素片７の
両側面に形成された側面膜厚（ｔ₂）よりも厚く形成さ
れている。

【００１０】さらに、本発明の請求項２に記載される内
刃の製造方法は、真空チャンバ１内で回転する回転台３
に内刃をセットして回転台３で未処理内刃２を移動し、
回転台３で移動される未処理内刃２にアシストイオンガ
ン５でもって原子のイオンを照射し、さらに蒸発源６に
より高硬度材料の原子を放射して高硬度材料を含む高硬
度被膜８を内刃素片７の表面に形成する方法を改良した
ものである。

【００１１】高硬度被膜８を均一にするために、回転台
３に未処理内刃２をセットして内刃素片７の表面に高硬
度被膜８を形成する第１被膜形成工程と、第１被膜形成
工程と逆向きに未処理内刃８を回転台３にセットして高
硬度被膜８を形成する第２被膜形成工程とで未処理内刃
２に高硬度被膜８を形成する。

【００１２】

【作用】本発明の電気かみそりの内刃は、図６に示すよ
うに刃面膜厚（ｔ₁）を側面膜厚（ｔ₂）よりも厚く形成
している。この構造の内刃は、厚い刃面膜厚（ｔ₁）
が、内刃の耐摩耗性を著しく延長する。ただ、被膜を形
成する高硬度材料の使用量はそれほど多くならない。そ
れは、内刃素片７が薄い金属板であるために刃面の幅が
狭く、側面の被膜に比較して刃面の被膜の面積が極めて
狭いからである。また、側面膜厚（ｔ₂）が薄いので刃
先を尖鋭にして切れ味を良くできる特長もある。

【００１３】本発明の内刃の製造方法は、未処理内刃２
に高硬度被膜８を形成する工程を、第１被膜形成工程と
第２被膜形成工程とで未処理内刃２を逆向きに回転台３
にセットするので、内刃素片７の表面に形成される被膜
を均一にできる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための内刃とその製造方法を例示するもの
であって、本発明は内刃とその製造方法を下記のものに
特定しない。

【００１５】この明細書は、特許請求の範囲を理解し易
いように、実施例に示される部材に対応する番号を、
「特許請求の範囲の欄」、「作用の欄」、および「課題
を解決するための手段の欄」に示される部材に付記して
いる。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例
の部材に特定するものでは決してない。

【００１６】図１に示す装置を使用して下記のようにし
て未処理内刃に高硬度被膜を形成する。この図に示す装
置は、真空チャンバ１と、回転台３と、母材ホルダ４
と、蒸発源６と、アシストイオンガン５とを備える。

【００１７】真空チャンバ１は真空ポンプ（図示せず）
に連結されて、１０^-5〜１０^-7トールの真空度に排気さ
れる。回転台３は、水平の回転軸９を中心として、真空
チャンバ１の内部に回転できるように配設されている。
母材ホルダ４は多数の未処理内刃２を一緒に回転台３に
セットするもので、回転台３の表面に同心円上に配設さ
れた自転回転軸１０の回りに回転できるように設けられ
た筒状のホルダである。母材ホルダ４の周側面は円筒状
に形成され、その周側面に図８ないし図１０に示すよう
に基台１１と治具１２とを介して未処理内刃２をセット
する。基台１１と治具にはクリップ１３を介して連結さ
れる。

【００１８】治具１２は、図８に示すように、多数の未
処理内刃２を３列に並べて収納する方形状に形成されて
いる。治具１２は未処理内刃２を所定の配列に並べると
共に、高硬度被膜８で被覆しない部分をマスキングす
る。治具１２の高さは、図１０に示すように、高硬度被
膜８を形成する部分を突出させるように設計される。内
刃素片７の治具１２の内部に位置する部分は、治具１２
にマスキングされて高硬度被膜８が形成されない。この
ように治具１２を使用して、図１１と図１２の斜線で示
すように内刃素片７の必要な部分にのみ高硬度被膜８を
形成すると、高硬度被膜８を形成するときのエネルギー
密度を高くして、高効率に、しかも強靱な高硬度被膜８
を形成できる特長がある。

【００１９】蒸発源６は、高硬度材料であるジルコニウ
ム（Ｚｒ）を電子ビームで蒸発させ、蒸発したジルコニ
ウム原子を母材ホルダ４に向けて放射する。アシストイ
オンガン５は、母材ホルダ４の方向に、常温で気体とな
る窒素原子のイオン（Ｎ⁺）を放射し、または窒素ガス
（Ｎ₂）を供給するものである。

【００２０】図に示す装置は、回転台３を公転させ、母
材ホルダ４を自転させる。その機構は次の通りである。
母材ホルダ４の自転回転軸１０は、回転台３の回転軸９
に歯車（図示せず）で連結されており、回転台３の回転
軸９が回転されると、母材ホルダ４の自転回転軸１０も
回転されるようになっている。回転台３の回転軸９と母
材ホルダ４の自転回転軸１０とを連結する歯車は、連結
し、または切り離しできる構造となっている。

【００２１】さらに、各構成部品の寸法は下記の通りで
ある。真空チャンバ１の高さは１０３５ｍｍ、幅８７５
ｍｍ、回転台３の直径は７７０ｍｍである。回転台３の
回転軸９は真空チャンバ１の左上から水平方向、垂直方
向にそれぞれ３９５ｍｍずつ離れたところに位置する。
母材ホルダ４の直径は２８０ｍｍ、母材ホルダ４の自転
回転軸１０は、回転台３の回転軸９を中心とする直径４
５０ｍｍの円周上に等間隔で位置する。蒸発源６は真空
チャンバ１の底面から１７８．２３ｍｍの高さで側面か
ら１２２．６７ｍｍ離れたところに位置する。

【００２２】母材ホルダ４は回転台３の回転により、図
１の４ｄの位置に到達し、ここで蒸発源６とアシストイ
オンガン５による高硬度被膜８の形成処理が行われる。
４ｄの位置は回転台３の水平の中心線から５８．２５ｍ
ｍ上方にあり、かつ母材ホルダ４の中心線は回転台３の
中心線に対して１５度の傾きを持った位置にある。そし
てアシストイオンガン５の先端面は母材ホルダ４から３
００ｍｍ離れた位置にあり、ここから広がるビーム幅は
方向の端面でほぼ直径１５０ｍｍとなる。

【００２３】図１に示す装置は下記のようにして内刃に
高硬度被膜を形成する。 ［第１被膜形成工程］ (1) 母材ホルダ４の周側面に多数の未処理内刃２をセ
ットする。セットされた未処理内刃２の内刃素片７は、
図１０に示すように、治具１２で高硬度被膜８を形成し
ない下部をマスキングして、高硬度被膜８を形成する部
分を治具１２から突出させる。 (2) 真空チャンバ１内を空気を排気して１０^-5〜１０
^-7トール、好ましくは４×１０^-6トールの真空度とす
る。 (3) 母材ホルダ４を１〜１５ｒｐｍで回転させなが
ら、同時に回転台３を１〜５ｒｐｍで回転させる。この
状態で、母材ホルダ４は自転しながら公転する。 (4) アシストイオンガン５にＮ₂ガスを供給してアシス
トイオンガン５を立ち上げ、Ｎ⁺イオンを取り出して、
これを回転中の母材ホルダ４にセットした未処理内刃２
の表面に照射する。この時Ｎ⁺イオンの加速電圧は７０
０ｅＶ、イオン電流密度は０．３８Ａ／ｃｍ²に設定す
る。 (5) Ｎ⁺イオンを照射するのと同時に、蒸発源６を駆動
し、電子銃でジルコニウム原子を蒸発させる。プレスパ
ッタにクリーニングした後、ジルコニウムを母材ホルダ
４にセットした未処理内刃２の表面に放射する。このと
き、ジルコニウムの蒸発速度は内刃素片の刃面表面にお
ける成膜速度に換算して１０００オングストローム／分
に設定して成膜する。

【００２４】(3)〜(5)の成膜工程を５分行うと、内刃素
片７の表面に、膜厚が０．０５μｍのＺｒＮの高硬度被
膜８が形成される。この成膜工程は２〜１０分とするこ
ともできる。

【００２５】(6) Ｎ⁺イオンの照射を止めて、アシスト
イオンガン５からＮ₂ガスを真空チャンバ１に供給する
と共に、Ｎ₂雰囲気で蒸発源６からジルコニウム原子を
未処理内刃２の表面に向かって放射する。この間も母材
ホルダ４及び回転台３は回転を続けている。そして、こ
の時のジルコニウムの蒸発速度は内刃素片７の刃面表面
における成膜速度に換算して１０００オングストローム
／分に設定して成膜する。この成膜工程を２０分行う
と、(3)〜(5)の工程で成膜した高硬度被膜８の上に、さ
らに０．２０μｍのＺｒＮの被膜が形成される。この成
膜工程は１０〜２５分とすることもできる。成膜を終了
した後、冷却して真空チャンバを開いてリークさせる。

【００２６】［第２被膜形成工程］母材ホルダ４にセッ
トしている未処理内刃２を外し、方向を逆向きにして母
材ホルダ４に再セットする。その後、第１被膜形成工程
の(1)〜(6)の工程を繰り返して、未処理内刃２の表面に
高硬度被膜８を形成する。

【００２７】以上のようにして未処理内刃に高硬度被膜
を形成する工程をフローチャートにすると図１３のよう
になる。図１３に示す工程で内刃の刃面表面に０．５μ
ｍの高硬度被膜８が形成される。この方法で製造された
内刃は、図６に示すように、刃面膜厚（ｔ₁）が側面膜
厚（ｔ₂）よりも厚くなる。ちなみに刃面膜厚（ｔ₁）は
０．５μｍ、側面膜厚（ｔ₂）は０．２５μｍとなる。

【００２８】以上の方法は、第１被膜形成工程と第２被
膜形成工程とで、未処理内刃の表面に所定の膜厚の高硬
度被膜を形成するが、第１被膜形成工程と第２被膜形成
工程とを複数回繰り返して、未処理内刃に高硬度被膜を
形成することもできる。この場合、第１被膜形成工程と
第２被膜形成工程の処理時間を短くして、未処理内刃の
表面に所定の膜厚の高硬度被膜を形成する。第１被膜形
成工程と第２被膜形成工程とを複数回繰り返す方法は、
より均一な高硬度被膜を形成できる。

【００２９】図１に示す装置は、回転台３に自転する母
材ホルダ４を設け、母材ホルダ４を自転させ、回転台３
を公転して未処理内刃２の内刃素片７に高硬度被膜８を
形成する。このようにして内刃に高硬度被膜８を形成す
ると、被膜を均一にできる特長がある。

【００３０】さらに図１４に示す装置を使用して内刃に
高硬度被膜を形成することもできる。この図に示す装置
は、真空チャンバ１に筒状の回転台３を設けている。回
転台３は図１に示す装置の母材ホルダと同じ構造で、そ
の周側面に未処理内刃２をセットできるようになってい
る。この装置は、図１に示す装置と同様にして回転台３
の未処理内刃２に高硬度被膜８を形成することができ
る。この構造の装置は、回転台３に母材ホルダを設けな
いので構造を簡単にできる特長がある。

【００３１】以上のようにして製造された内刃は、図１
５に示す電気かみそりの外刃１４の内部に組み込まれて
使用される。図１５に示す電気かみそりはツイン刃で、
２連の外刃１４の内部に２連の内刃（図示せず）を平行
に収納している。ツイン刃は内刃を駆動するためにモー
ターに強いトルクが要求される。しかしながら、摩擦抵
抗が小さい高硬度被膜でコーティングした内刃は、外刃
との摩擦抵抗が小さく、モーターのトルクを小さくでき
る特長がある。

【００３２】

【発明の効果】本発明の電気かみそりの内刃は、切れ味
がよく、しかも優れた切れ味を長い期間に渡って保持で
きる優れた特長がある。それは、本発明の内刃が、刃面
膜厚を側面膜厚よりも厚く形成しているからである。こ
の構造の内刃は、外刃の内面を摺動して摩耗する刃面膜
厚を厚くし、摩耗しない側面膜厚を薄く形成しているの
で、厚い刃面膜厚は内刃の耐摩耗性を著しく延長し、薄
い側面膜厚は刃先を尖鋭にして内刃の切れ味を向上す
る。

【００３３】さらに本発明の内刃は、被膜を形成する高
硬度材料の使用量がほとんど増加することなく、耐摩耗
性を著しく改善できる特長がある。それは、極めて面積
の小さい刃面膜厚を厚くし、面積の大きい側面膜厚の膜
厚を薄くするからである。内刃素片は薄い金属板で製作
される。薄い板状の内刃素片は、刃面の幅が狭く、側面
の被膜に比較して刃面の被膜の面積は極めて狭くなる。

【００３４】さらにまた、本発明の内刃の製造方法は、
厚くて耐久性に優れた高硬度被膜を均一に形成できる特
長がある。それは、未処理内刃の表面に高硬度被膜を形
成する工程を第１被膜形成工程と第２被膜形成工程と
し、それぞれの工程で未処理内刃を逆向きに回転台にセ
ットして高硬度被膜を形成するからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明者がさきに開発した内刃に高硬度被膜を
形成する装置の概略断面図

【図２】図１に示す内刃に高硬度被膜を形成する装置の
概略斜視図

【図３】図１に示す装置の母材ホルダに未処理内刃をセ
ットする状態を示す正面図

【図４】内刃素片の刃先部分を示す拡大断面図

【図５】高硬度被膜を厚く形成した内刃素片の刃先部分
の拡大断面図

【図６】本発明の実施例にかかる内刃の刃先部分の拡大
断面図

【図７】本発明の製造方法に使用する装置の回転台の一
例を示す正面図

【図８】図７に示す回転台に未処理内刃をセットする基
台と治具とを示す平面図

【図９】図７に示す回転台に未処理内刃をセットする基
台と治具とを示す側面図

【図１０】図７に示す回転台に未処理内刃をセットする
基台と治具とを示す断面図

【図１１】本発明の製造方法で製造された内刃の具体例
を示す斜視図

【図１２】本発明の製造方法で製造された内刃の具体例
を示す側面図

【図１３】本発明の方法で内刃を製造する方法のフロー
チャート図

【図１４】本発明の製造方法に使用する装置の具体例を
示す概略断面図

【図１５】内刃を内蔵する電気かみそりの正面図と背面
図

【符号の説明】

１…真空チャンバ ２…未処理内刃 ３…回転台 ４…母材ホルダ ５…アシストイオンガン ６…蒸発源 ７…内刃素片 ８…高硬度被膜 ９…回転軸 １０…自転回転軸 １１…基台 １２…治具 １３…クリップ １４…外刃

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アシストイオンガン(5)でもって原子の
   イオンを照射すると共に、高硬度材料の原子を放射して
   内刃素片の表面に高硬度材料を含む高硬度被膜(8)が形
   成されている内刃において、 外刃との摺動面に形成された高硬度材料の刃面膜厚（ｔ
   ₁）が、内刃素片(7)の両側面に形成された側面膜厚（ｔ
   ₂）よりも厚く形成されてなることを特徴とする電気か
   みそりの内刃。
2. 【請求項２】 真空チャンバ(1)内で回転する回転台(3)
   に未処理内刃(2)をセットして回転台(3)で未処理内刃
   (2)を移動し、回転台(3)で移動される未処理内刃(2)に
   アシストイオンガンで(5)もって原子のイオンを照射
   し、さらに蒸発源(6)により高硬度材料の原子を放射し
   て高硬度材料を含む高硬度被膜(8)を内刃素片(7)の表面
   に形成する電気かみそりの内刃の製造方法において、 回転台(3)に未処理内刃(2)をセットして内刃素片(7)の
   表面に高硬度被膜(8)を形成する第１被膜形成工程と、
   第１被膜形成工程の後に第１被膜形成工程と逆向きに内
   刃を回転台(3)にセットして高硬度被膜(8)を形成する第
   ２被膜形成工程とからなることを特徴とする電気かみそ
   りの内刃の製造方法。