JP6076191B2 - Polishing tool manufacturing method and polishing tool manufacturing mold - Google Patents
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Description
本発明は、レンズ等の光学素子の研削又は研磨に用いられる研磨工具の製造方法、研磨工具、及び研磨工具製造用の型に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a polishing tool used for grinding or polishing an optical element such as a lens, a polishing tool, and a mold for manufacturing a polishing tool.
レンズ等の回転対称形状を有する光学素子を研削又は研磨する場合、所望の曲率をなす球面状(凹球面状又は凸球面状)に形成された研磨工具(砥石)の加工面を光学素子の被加工面に当接させ、研磨工具を回転させると共に光学素子を揺動させることにより、被加工面を加工する。 When grinding or polishing an optical element having a rotationally symmetric shape such as a lens, a processing surface of a polishing tool (grinding stone) formed in a spherical shape (concave spherical shape or convex spherical shape) having a desired curvature is applied to the optical element. The surface to be processed is processed by abutting the processing surface, rotating the polishing tool and swinging the optical element.
このような回転する研磨工具においては、加工面の内周側よりも外周側の周速が速いため、単位時間当たりに被加工面と接触して擦られる距離は外周側の方が長くなる。その結果、内周側と比べて外周側における加工面の磨耗が早くなる。このように、研磨工具の磨耗し易さは加工面において均一でないため、研磨工具を使用する過程で、加工面の形状が当初の球面形状から変化してしまい、光学素子の加工精度に影響を与えてしまう。 In such a rotating polishing tool, since the peripheral speed on the outer peripheral side is faster than the inner peripheral side of the processing surface, the distance rubbed in contact with the processing surface per unit time is longer on the outer peripheral side. As a result, wear of the processed surface on the outer peripheral side is faster than that on the inner peripheral side. As described above, since the ease of wear of the polishing tool is not uniform on the processing surface, the shape of the processing surface changes from the original spherical shape in the process of using the polishing tool, which affects the processing accuracy of the optical element. I will give it.
加工面における磨耗量を均一にするため、特許文献1には、砥石の内周側と外周側とで気泡の含有率を変えることにより、砥石自体の磨耗し易さに分布を持たせる技術が提案されている。具体的には、砥石内の気孔の含有構成を内周側よりも外周側で小さくしている。それにより、外周側が内周側と比べて磨耗し難くなるので、加工面を光学素子に当接させて回転させた場合に、砥石の磨耗を均一にすることができる。
In order to make the amount of wear on the machined surface uniform,
しかしながら、上記特許文献1には、砥石内の気孔の含有率を径方向で変化させる具体的な方法は開示されていない。砥石に気孔を含有させる方法としては、例えば、成形前の原料の粉末(砥粒)に発泡剤を混入する方法が考えられるが、このような方法により気孔の含有率を径方向で変化させることは非常に困難であり、製造工程が複雑になってしまう。
However,
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、気泡の含有率を径方向において変化させることで内周側に対して外周側の研磨能力を高めた研磨工具を、複雑な工程を要することなく製造することができる研磨工具の製造方法、研磨工具、及び研磨工具製造用の型を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and requires a complicated process for a polishing tool in which the polishing rate on the outer peripheral side is increased with respect to the inner peripheral side by changing the bubble content in the radial direction. An object of the present invention is to provide a polishing tool manufacturing method, a polishing tool, and a mold for manufacturing a polishing tool that can be manufactured without any problems.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る研磨工具の製造方法は、両端に開口が形成された筒状をなす縮径可能な型と、前記両端の開口をそれぞれ封止する2つの型とからなる成形型に、研磨材を含む粉体を投入する粉体投入工程と、前記型に径方向の力を加えて前記型を縮径させることにより前記粉体を圧縮する粉体圧縮工程と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a manufacturing method of a polishing tool according to the present invention includes a cylindrical mold having openings at both ends and a mold capable of reducing diameter and the openings at both ends. A powder injection step of introducing a powder containing an abrasive into a mold comprising two molds to be stopped, and compressing the powder by reducing the diameter of the mold by applying a radial force to the mold And a powder compression step.
上記研磨工具の製造方法において、前記型は、各々が、前記粉体を押圧する押圧面を有し、該押圧面を内周側に向けて配置された複数の柱状部材と、前記複数の柱状部材のうち、隣り合う柱状部材の間に配置され、該隣り合う柱状部材の間隙を封止する複数の中間部材と、を備え、前記粉体圧縮工程は、前記複数の柱状部材を前記型の中心軸方向に移動させることにより、前記型を縮径させることを特徴とする。 In the method for manufacturing an abrasive tool, each of the molds has a pressing surface that presses the powder, and a plurality of columnar members arranged with the pressing surface facing an inner peripheral side, and the plurality of columnar members A plurality of intermediate members disposed between adjacent columnar members and sealing gaps between the adjacent columnar members, wherein the powder compaction step includes the plurality of columnar members of the mold. The diameter of the mold is reduced by moving in a central axis direction.
上記研磨工具の製造方法において、前記型は3つ以上の前記柱状部材を備えることを特徴とする。 In the polishing tool manufacturing method, the mold includes three or more columnar members.
上記研磨工具の製造方法において、前記型は、円筒状をなすと共に伸縮可能な弾性体により形成され、前記粉体圧縮工程は、前記型を径方向に加圧して前記型の内周及び外周を収縮させることを特徴とする。 In the method for manufacturing the polishing tool, the mold is formed of an elastic body that has a cylindrical shape and can be expanded and contracted, and the powder compression step pressurizes the mold in a radial direction so that an inner periphery and an outer periphery of the mold are formed. It is made to shrink.
本発明に係る研磨工具は、両端に開口が形成された筒状をなす縮径可能な型と、前記両端の開口をそれぞれ封止する2つの型とからなる成形型に、研磨材を含む粉体を投入し、前記型に径方向の力を加えて前記型を縮径させて前記粉体を圧縮することにより作製されたことを特徴とする。 The polishing tool according to the present invention comprises a powder containing an abrasive in a forming die comprising a cylindrical mold having openings at both ends and a mold capable of sealing the openings at both ends. It was produced by putting a body, compressing the powder by applying a radial force to the mold to reduce the diameter of the mold.
本発明に係る研磨工具製造用の型は、両端に開口が形成された筒状をなし、内部に研磨材を含む粉体が投入され、上端及び下端の開口をそれぞれ封止する上型及び下型に挟持された状態で縮径することで、前記粉体を圧縮する筒状部を備えることを特徴とする。 The mold for manufacturing an abrasive tool according to the present invention has a cylindrical shape with openings formed at both ends, and an upper mold and a lower mold that are filled with powder containing abrasives and seal the upper and lower openings, respectively. A cylindrical portion that compresses the powder by reducing the diameter while being sandwiched between the molds is provided.
本発明によれば、筒状をなす縮径可能な型に粉体を投入し、該型を縮径させることにより粉体を圧縮するので、粉体の圧縮密度、即ち、気泡の含有率を径方向において変化させることができる。従って、内周側に対して外周側の研磨能力を高めた研磨工具を複雑な工程を要することなく製造することが可能となる。 According to the present invention, the powder is put into a cylindrical mold that can be reduced in diameter, and the powder is compressed by reducing the diameter of the mold. Therefore, the compression density of the powder, that is, the bubble content rate is reduced. It can be varied in the radial direction. Therefore, it is possible to manufacture a polishing tool having a higher polishing ability on the outer peripheral side than on the inner peripheral side without requiring a complicated process.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、これら実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、各図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。図面は模式的なものであり、各部の寸法の関係や比率は、現実と異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited by these embodiments. Moreover, in description of each drawing, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the same part. It should be noted that the drawings are schematic, and the dimensional relationships and ratios of each part are different from the actual ones. Also between the drawings, there are included portions having different dimensional relationships and ratios.
(実施の形態1)
図1A〜図2Bは、本発明の実施の形態1に係る研磨工具の製造方法において用いられる研磨工具製造用の型を示す図である。このうち、図1Aは、該研磨工具製造用の型を示す縦断面図であり、図1Bは、図1Aに示す研磨工具製造用の型を、A−A線を含む紙面と直交する切断面で見たときの横断面図である。また、図2A及び図2Bは、図1A及び図1Bに示す研磨工具製造用の型を縮径させた状態をそれぞれ示す断面図である。
(Embodiment 1)
1A to 2B are diagrams showing a polishing tool manufacturing die used in the method for manufacturing a polishing tool according to
図1A及び図1Bに示す成形型10は、下ダイ11及び上ダイ12と、これらの間に挟持された横パンチ13とを備える。横パンチ13は、両端に開口17、18が形成された筒状をなし、縮径可能な構造となっている。下ダイ11及び上ダイ12は、金属又は合金等の硬質材料によって形成された平板状をなす型であり、横パンチ13の下端の開口17及び上端の開口18をそれぞれ封止する。
A
図2Bに示すように、横パンチ13は、4つの柱状部材13a〜13dと、隣り合う柱状部材(柱状部材13aと13b、柱状部材13bと13c、柱状部材13cと13d、柱状部材13dと13a)の間にそれぞれ配置された中間部材14a〜14dとを備える。
As shown in FIG. 2B, the
各柱状部材13a〜13dは、同一の円柱面を径方向に分割した形状をなす湾曲面15と、該湾曲面15の両側端にそれぞれ設けられた2つの側面16とを有し、湾曲面15を内周側に向け、所定の径を有する円周に沿って配置されている。図2Bにおいては、1つの筒状部材を4つに分割することにより柱状部材13a〜13dを形成している。なお、筒状部材を分割する数は特に限定されず、好ましくは3つ以上に分割すると良い。また、筒状部材の外周側の形状も特に限定されない。このような柱状部材13a〜13dは、金属又は合金等の硬質材料によって形成されている。
Each of the
各中間部材14a〜14dは、例えばポリウレタン、ポリスチレン、ブチルゴム、シリコーンゴム等の伸縮可能な弾性体により形成され、柱状部材13a〜13dと同じ高さの柱状をなしている。各中間部材14a〜14dは、隣接する柱状部材13a〜13dの側面16に接着剤等により固定され、隣り合う柱状部材13a〜13dの間隙を封止する。
Each of the
横パンチ13を縮径させる際には、図2A及び図2Bに示すように、各柱状部材13a〜13dに中心軸Cの方向の荷重を加える。これにより、各柱状部材13a〜13dが中心軸Cの方向に移動すると共に、中間部材14a〜14dが収縮し、柱状部材13a〜13dの湾曲面15同士が接近し、横パンチ13の内周面が円柱面状に近づく。
When the diameter of the
次に、本発明の実施の形態1に係る研磨工具の製造方法を説明する。図3は、実施の形態1に係る研磨工具の製造方法を示すフローチャートである。
工程S1において、研磨工具の原料となる研磨材(砥粒)を含む粉体を作製する。実施の形態1においては、研磨材が樹脂によって結着された複合粉体を原料として用いる。そのために、まず、粉末又はフレーク状の樹脂材料を溶媒に溶解させることにより、樹脂溶液を調整する。樹脂材料としては、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂等が用いられ、必要に応じて、シラン、チタンのカップリング剤、フッ化炭素、二硫化モリブデン、フッ化エチレン、強化樹脂等が添加される。また、溶媒としては、NMP系、モノグライム、ジグライム、ブチルラクトン、トルエン、アセトン、トリクレン等の有機溶剤が使用される。
Next, a method for manufacturing a polishing tool according to
In step S1, a powder containing an abrasive (abrasive grains) that is a raw material of the polishing tool is produced. In
続いて、粉体状の研磨材を上記樹脂溶液に混合して攪拌することにより、研磨材泥(スラリー)を作製する。研磨材としては、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化クロム、ダイヤモンド等が使用される。そして、この研磨材泥を薄く引き伸ばし、溶媒を揮発させて乾燥させることにより、シート状の複合材を作製する。さらに、このシート状の複合材を粉砕してフレーク状にし、ミキサー、ボールミル、乳鉢等を用いて粉体状になるまで粉砕する。これを原料の粉体とする。なお、粉体の粒径は特に限定されず、好ましくは1μm程度から500μm程度の範囲にすると良い。 Subsequently, an abrasive mud (slurry) is prepared by mixing and stirring the powdery abrasive in the resin solution. As the abrasive, cerium oxide, zirconium oxide, aluminum oxide, chromium oxide, diamond and the like are used. Then, the abrasive mud is stretched thinly, the solvent is volatilized and dried to produce a sheet-like composite material. Furthermore, this sheet-like composite material is pulverized into flakes, and pulverized using a mixer, a ball mill, a mortar or the like until it becomes powdery. This is the raw material powder. The particle size of the powder is not particularly limited and is preferably in the range of about 1 μm to about 500 μm.
続く工程S2において、下ダイ11の上に横パンチ13をセットする(図1A参照)。
続く工程S3において、下ダイ11及び横パンチ13からなる成形型の内部に、工程S1において作製した原料の粉体1を必要量だけ計量して投入する。なお、柱状部材13a〜13dの間隙は中間部材14a〜14dにより封止されているため、粉体1が横パンチ13の側面16から漏れ出すことはない。
In the subsequent step S2, the
In the subsequent step S3, a necessary amount of the
続く工程S4において、横パンチ13の上に上ダイ12をセットする。これにより、横パンチ13の上端の開口18が封止される。さらに、治具等を用いて下ダイ11及び上ダイ12を固定しても良い。
In the subsequent step S4, the
続く工程S5において、下ダイ11、横パンチ13、及び上ダイ12からなる成形型を圧縮成形機にセットし、横パンチ13に径方向の力を加えて縮径させることにより、内部の粉体1を圧縮する(図2A及び図2B参照)。詳細には、横パンチ13を構成する各柱状部材13a〜13dを中心軸Cの方向に押し込み、柱状部材13a〜13dを中心軸Cの方向に移動させると共に中間部材14a〜14dを収縮させて、横パンチ13を縮径させる。これにより、各湾曲面15が押圧面となって粉体1を圧縮し、略円柱状の圧粉体が形成される。なお、横パンチ13に加える荷重は、内部の粉体1に所定の成形圧力がかかるように決定する。
In the subsequent step S5, a molding die composed of the
続く工程S6において、下ダイ11、横パンチ13、及び上ダイ12からなる成形型を圧縮成形機から取り外し、横パンチ13から圧粉体を取り出して加熱する。それにより、粉体1に含まれる樹脂同士が溶着し、略円柱状の砥石部材が得られる。なお、加熱温度や加熱時間等の加工条件については、樹脂の種類等に応じて適宜設定される。
In the subsequent step S6, the molding die including the
続く工程S7において、略円柱状の砥石部材に対し、カーブジェネレータ加工等により球面を創成し、さらにラップ加工を行うことにより、所望の曲率の球面形状をなす加工面を形成する。それにより、実施の形態1に係る研磨工具が完成する。
In the subsequent step S7, a spherical surface is formed on the substantially cylindrical grindstone member by curve generator processing or the like, and further lapping is performed to form a processing surface having a spherical shape with a desired curvature. Thereby, the polishing tool according to
このようにして製造された研磨工具は、次のような特性を有する。図4は、工程S5において作製された圧粉体における圧縮密度の分布を示すグラフである。上述したように、実施の形態1においては横パンチ13を縮径させることにより粉体1を圧縮するので、横パンチ13内の外周側に位置する粉体1ほど、圧縮時の移動量が多くなる。このため、図4に示すように、圧粉体の中心軸Cよりも外周側の領域Rにおける圧縮密度が高くなる。従って、このような圧粉体を加熱して得られた砥石部材においては、気泡の含有率が中心軸C近傍で最も高く、中心軸Cから外周側の領域Rに向けて徐々に低くなる。即ち、内周側と比べて外周側が磨耗し難い砥石部材となる。
The polishing tool manufactured in this way has the following characteristics. FIG. 4 is a graph showing the distribution of compression density in the green compact produced in step S5. As described above, since the
以上説明したように、実施の形態1によれば、気泡の含有率を径方向において変化させ、内周側に対して外周側の研磨能力を高めた研磨工具を、簡素な工程で製造することが可能となる。 As described above, according to the first embodiment, a polishing tool in which the bubble content rate is changed in the radial direction and the polishing ability on the outer peripheral side is increased with respect to the inner peripheral side is manufactured in a simple process. Is possible.
また、実施の形態1によれば、次のような利点もある。一般に、円柱状の研磨工具の成形は、図5A及び図5Bに示すように、円筒状のダイ91の内周に下パンチ92をセットした型内に原料の粉体94を投入した後、ダイ91の内周に上パンチ93をセットし、該上パンチ93に荷重を加えて粉体94を圧縮することにより行われる。しかしながら、この方法によれば、上パンチ93に近い粉体94ほど圧縮時の移動距離が長くなるため、図6に示すように、上パンチ93近傍(例えば高さh2)の圧縮密度が高く、上パンチ93から離れるほど(例えば高さh1)圧縮密度が低くなる。即ち、圧粉体の高さ方向で圧縮密度が不均一になってしまう。
The first embodiment also has the following advantages. In general, as shown in FIGS. 5A and 5B, a cylindrical polishing tool is formed by putting
別の砥石の成形方法として、下パンチ92及び上パンチ93の双方に荷重を加えて粉体94を圧縮する方法も知られている。しかしながら、この場合には、下パンチ92及び上パンチ93近傍の圧縮密度が高く、中央部の圧縮密度が低くなり、やはり圧粉体の高さ方向で圧縮密度が不均一になってしまう。そして、このように圧粉体の高さ方向で圧縮密度が不均一になると、圧粉体を加熱して作製した研磨工具においても、高さ方向で空気の含有率が不均一になるので、研磨工具を使用する過程で研磨能力が変化し、安定的な研磨を行うことができなくなるので、好ましくない。
As another method for forming a grindstone, a method of compressing the
しかしながら、実施の形態1によれば、成形型に投入された粉体を径方向に圧縮するので、図4に示すように、圧粉体の高さ方向では圧縮密度を均一にすることができる。従って、このような圧粉体から作製された研磨工具においては、使用過程においても研磨能力が変化せず、安定的に研磨を行うことが可能となる。 However, according to the first embodiment, since the powder charged in the mold is compressed in the radial direction, the compression density can be made uniform in the height direction of the green compact as shown in FIG. . Therefore, in a polishing tool manufactured from such a green compact, the polishing ability does not change even during the use process, and stable polishing can be performed.
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
本発明の実施の形態2に係る研磨工具の製造方法は、全体として実施の形態1と同様であり、粉体1の圧縮に用いる研磨工具製造用の型(横パンチ)の構造が実施の形態1と異なる。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The manufacturing method of the polishing tool according to the second embodiment of the present invention is generally the same as that of the first embodiment, and the structure of the polishing tool manufacturing die (lateral punch) used for compressing the
図7Aは、実施の形態2において用いられる横パンチを示す横断面図であり、横パンチ内に粉体1を投入した状態を示している。また、図7Bは、図7Aに示す横パンチを縮径させた状態を示す横断面図である。なお、図7A及び図7Bにおいては、下ダイ11(図1A参照)の記載を省略している。
FIG. 7A is a cross-sectional view showing a horizontal punch used in Embodiment 2, and shows a state in which
図7Aに示すように、実施の形態2において用いられる横パンチ20は、複数の柱状部材21a〜21dと、隣り合う柱状部材(柱状部材21aと21b、柱状部材21bと21c、柱状部材21cと21d、柱状部材21dと21a)の間にそれぞれ配置された複数の中間部材22a〜22dを備える。
As shown in FIG. 7A, the
各柱状部材21a〜21dは、実施の形態1と同様、同一の円柱面を径方向に分割した形状をなす湾曲面23を有し、該湾曲面23を内周側に向け、所定の径を有する円周に沿って配置されている。なお、実施の形態2においては、円筒部材を4つに分割することにより柱状部材21a〜21dを形成しているため、柱状部材21a〜21dの外周面は、湾曲面23と同心の円柱面を径方向に分割した形状をなしている。
Each of the
各中間部材22a〜22dは、実施の形態1と同様、例えばポリウレタン、ポリスチレン、ブチルゴム、シリコーンゴム等の伸縮可能な弾性体により形成され、柱状部材21a〜21dと同じ高さの柱状をなしている。各中間部材22a〜22dは、隣接する柱状部材21a〜21dの側面24に接着され、隣り合う柱状部材21a〜21dの間隙を封止する。
Each of the
実施の形態2において、各中間部材22a〜22dは、隣接する柱状部材21a〜21dの湾曲面23よりも内周側に突出するように設けられている。ここで、図3Bに示すように、横パンチ13を縮径させた際、隣り合う柱状部材13a〜13dの間隙に粉体1が侵入すると、中間部材14a〜14dが粉体1を巻き込んで十分に収縮することができなくなる場合がある。この場合、柱状部材13a〜13dの内周側への変位が阻害されてしまい、粉体1に対して十分な圧力を加えることができず、所望の圧縮密度が得られなくなってしまう。
In the second embodiment, each of the
そこで、実施の形態2においては、中間部材22a〜22dを、柱状部材21a〜21dの湾曲面23よりも内周側に突出させることにより、柱状部材21a〜21dの間隙への粉体1の侵入を防いでいる。これより、図7Bに示すように、横パンチ20を縮径させた場合においても、柱状部材21a〜21dの間の中間部材22a〜22dを十分に収縮させ、粉体1に対する所望の圧縮密度を得ることができる。
Therefore, in the second embodiment, the
なお、中間部材22a〜22dの突出部分25の形状は、図7Aに示すようなベロ状であっても良いし、粉体1の侵入を防ぐことができれば、他の形状であっても良い。
In addition, the shape of the protruding
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3について説明する。
本発明の実施の形態3に係る研磨工具の製造方法は、全体として実施の形態1と同様であり、粉体1の圧縮に用いる研磨工具製造用の型(横パンチ)の構造が実施の形態1と異なる。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
The manufacturing method of the polishing tool according to the third embodiment of the present invention is generally the same as that of the first embodiment, and the structure of the polishing tool manufacturing die (lateral punch) used for compressing the
図8Aは、実施の形態3において用いられる横パンチを示す横断面図であり、横パンチ内に粉体1を投入した状態を示している。また、図8Bは、図8Aに示す横パンチを縮径させた状態を示す横断面図である。なお、図8A及び図8Bにおいては、下ダイ11(図1A参照)の記載を省略している。
FIG. 8A is a cross-sectional view showing a horizontal punch used in Embodiment 3, and shows a state in which
図8Aに示すように、実施の形態3において用いられる横パンチ30は、複数の柱状部材31a〜31dと、これらの柱状部材31a〜31dを支持する支持部材32a〜32dを備える。各柱状部材31a〜31dは、同一の円柱面を径方向に分割した形状をなす湾曲面33と、該湾曲面33の両側端にそれぞれ設けられた2つの側面34とを有し、湾曲面33を内周側に向け、所定の径を有する円周に沿って配置されている。このような柱状部材31a〜31dは、金属又は合金等の硬質材料によって形成されている。
As shown in FIG. 8A, the
支持部材32a〜32dは、柱状部材31a〜31dの側面34とそれぞれ接する複数の接触面35を有し、柱状部材31a〜31dと同じ高さの柱状をなしている。これらの支持部材32a〜32dは、各柱状部材31a〜31dを当該柱状部材31a〜31dと接する接触面35に沿ってスライド可能に支持する。例えば、柱状部材31aは、側面34を支持部材32a、32bの接触面35に接触させ、該接触面35に沿って図の左右方向に移動可能となっている。
The
また、支持部材32a〜32dの接触面35は、柱状部材31a〜31dの側面34を封止し、柱状部材31a〜31dの内周側に配置される粉体1の漏れを防ぐ。これらの支持部材32a〜32dは、図示しない連結部材を介して一体的に設けられていても良いし、個別に設けられていても良い。後者の場合には、支持部材32a〜32dを下ダイ11(図1A参照)上に直接固定しても良い。このような支持部材32a〜32dは、柱状部材31a〜31dと同様、金属又は合金等の硬質材料によって形成されている。
Further, the contact surfaces 35 of the
横パンチ30を縮径させる際には、図8Bに示すように、柱状部材31a〜31dを中心軸Cの方向に押圧し、接触面35に沿ってスライドさせる。それにより、横パンチ30内に投入された粉体1が圧縮され、圧粉体が作製される。
When the diameter of the
以上説明した実施の形態3によれば、隣り合う柱状部材31a〜31dの間に中間部材を介在させることなく、粉体1の漏れを防ぐことができる。従って、横パンチ30を縮径させた際に、柱状部材31a〜31dの隣り合う湾曲面33同士をつなげて、横パンチ30の内周面を完全な円柱面状にすることができる。
According to the third embodiment described above, leakage of the
(実施の形態4)
次に、本発明の実施の形態4について説明する。
本発明の実施の形態4に係る研磨工具の製造方法は、全体として実施の形態1と同様であり、粉体1の圧縮に用いる研磨工具製造用の型(横パンチ)の構造が実施の形態1と異なる。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
The manufacturing method of the polishing tool according to the fourth embodiment of the present invention is generally the same as that of the first embodiment, and the structure of the polishing tool manufacturing die (lateral punch) used for compressing the
図9Aは、実施の形態4において用いられる横パンチを示す横断面図であり、横パンチ内に粉体1を投入した状態を示している。また、図9Bは、図9Aに示す横パンチを縮径させた状態を示す横断面図である。なお、図9A及び図9Bにおいては、下ダイ11(図1A参照)の記載を省略している。
FIG. 9A is a cross-sectional view showing a horizontal punch used in Embodiment 4, and shows a state where
図9Aに示すように、実施の形態4において用いられる横パンチ40は、複数の柱状部材41a〜41dと、隣り合う柱状部材(柱状部材41aと41b、柱状部材41bと41c、柱状部材41cと41d、柱状部材41dと41a)の間にそれぞれ配置された複数の中間部材42a〜42dを備える。各柱状部材41a〜41dは、同一の円柱面を径方向に分割した形状をなす湾曲面43を有し、該湾曲面43を内周側に向け、所定の径を有する円周に沿って配置されている。また、各柱状部材41a〜41dには、隣接する中間部材42a〜42dの一部を嵌合させる孔44が設けられている。このような柱状部材41a〜41dは、金属又は合金等の硬質材料によって形成されている。
As shown in FIG. 9A, the
各中間部材42a〜42dは、柱状部材41a〜41dの内周側に向かって凸状となった封止面45と、該封止面45の両端部に設けられた挿入部46とを有し、柱状部材41a〜41dと同じ高さの柱状をなしている。封止面45の形状は、挿入部46を両隣の柱状部材41a〜41dの孔44に挿入した際に、両隣の湾曲面43の側端部が封止面45と密に接する形状となっている。このような中間部材42a〜42dは、柱状部材41a〜41dと同様、金属又は合金等の硬質材料によって形成されている。
Each of the
横パンチ40を縮径させる際には、図9Bに示すように、柱状部材41a〜41dを中心軸Cの方向に押圧して移動させる。これにより、中間部材42a〜42dの位置及び湾曲面43の側端部と封止面45とが接した状態を維持したまま、中間部材42a〜42dの挿入部46が、隣接する柱状部材41a〜41dの孔44にさらに深く差し込まれる。即ち、柱状部材41a〜41dと中間部材42a〜42dの相対位置関係のみが変化する。
When reducing the diameter of the
この際、隣り合う柱状部材41a〜41dの湾曲面43は、縮径して粉体1を押圧しつつ、封止面45との接触位置を変化させながら互いに近づき、最終的に湾曲面43の側端部同士がつながる。これにより、横パンチ40の内周面が円柱面状となる。
At this time, the
以上説明した実施の形態4によれば、中間部材42a〜42dにより粉体1の漏れを防ぎつつ、柱状部材41a〜41dの隣り合う湾曲面43同士を密に接触させ、横パンチ40の内周面を完全な円柱面状にすることができる。
According to the fourth embodiment described above, the adjacent
なお、実施の形態4においては、湾曲面43の外周側から中間部材42a〜42dを押し当てることにより柱状部材41a〜41dの間隙を封止しているが、湾曲面43の内周側に、隣り合う柱状部材41a〜41dの間隙を封止する中間部材を設けても良い。この場合、中間部材の側端面を両隣の湾曲面43に接触させることにより、粉体1の漏れを防ぐことができる。
In the fourth embodiment, the gaps between the
(実施の形態5)
次に、本発明の実施の形態5について説明する。
本発明の実施の形態5に係る研磨工具の製造方法は、全体として実施の形態1と同様であり、粉体1の圧縮に用いる研磨工具製造用の型(横パンチ)の構造が実施の形態1と異なる。
(Embodiment 5)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
The manufacturing method of the polishing tool according to the fifth embodiment of the present invention is generally the same as that of the first embodiment, and the structure of the polishing tool manufacturing die (lateral punch) used for compressing the
図10Aは、実施の形態5において用いられる横パンチを示す横断面図であり、横パンチ内に粉体1を投入した状態を示している。また、図10Bは、図10Aに示す横パンチを縮径させた状態を示す横断面図である。なお、図10A及び図10Bにおいては、下ダイ11(図1A参照)の記載を省略している。
FIG. 10A is a cross-sectional view showing a horizontal punch used in
図10Aに示すように、実施の形態5において用いられる横パンチ50は、複数の柱状部材51と、隣り合う柱状部材51の間にそれぞれ配置された複数の中間部材52とを備える。各柱状部材51は、実施の形態1と同様、内周面が円柱面状をなす筒状部材を円柱面の径方向に分割した形状をなし、湾曲面53を内周側に向け、所定の径を有する円周に沿って配置されている。なお、実施の形態5においては、筒状部材を8つに分割することにより柱状部材51を形成している。
As shown in FIG. 10A, the
各中間部材52は、実施の形態1と同様、伸縮可能な弾性体により形成され、柱状部材13a〜13dと同じ高さの柱状をなしている。各中間部材52は、隣接する柱状部材の側面に接着され、隣り合う柱状部材51の間隙を封止する。
Each
横パンチ50を縮径させる際には、図10Bに示すように、各柱状部材51を中心軸Cの方向に押圧し、柱状部材51を中心軸Cの方向に移動させると共に中間部材52を収縮させる。それにより、横パンチ50内に投入された粉体1が圧縮され、圧粉体が作製される。
When the diameter of the
ここで、横パンチ50を構成する柱状部材51の数は、好ましくは3つ以上であれば特に限定されないが、柱状部材51の数が多いほど、より好ましい。これは、柱状部材51の数が多いほど、柱状部材51により中心軸Cの方向に移動させられる粉体1が増えるので、径方向における粉体1の圧縮密度分布がより均一になるからである。
Here, the number of the
実際には、横パンチ50を構成する柱状部材51の数は、横パンチ50に荷重を加える圧縮成形機の構成に応じて、可能な範囲で増やすと良い。
また、実施の形態2〜4においても同様に、横パンチ20〜40を構成する柱状部材の数をできるだけ増やすことが好ましい。
Actually, the number of
Similarly, in Embodiments 2 to 4, it is preferable to increase the number of columnar members constituting the
なお、実施の形態5においては、各柱状部材51の内周側の面を湾曲面としたが、柱状部材51の数が多い場合(例えば6個以上)には、内周側の面を平面としても良い。この場合、多角柱状の砥石部材が得られることになる。多角柱状の砥石部材は、そのまま端面を加工するだけで研磨工具として使用しても良いし、多角柱の外周面を研削して円柱状に加工した上で、端面を加工して研磨工具として使用しても良い。円柱状に加工する場合であっても、多角柱が六角柱以上(柱状部材51が6個以上)であれば、外周面の研削により除去される部分は全体の10%以下であるため、無駄が少ない。
In the fifth embodiment, the inner peripheral surface of each
(実施の形態6)
次に、本発明の実施の形態6について説明する。
本発明の実施の形態6に係る研磨工具の製造方法は、全体として実施の形態1と同様であり、粉体1の圧縮に用いる研磨工具製造用の型(横パンチ)の構造が実施の形態1と異なる。
(Embodiment 6)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
The manufacturing method of the polishing tool according to the sixth embodiment of the present invention is generally the same as that of the first embodiment, and the structure of the polishing tool manufacturing die (lateral punch) used for compressing the
図11Aは、実施の形態6において用いられる横パンチを示す横断面図であり、横パンチ内に粉体1を投入した状態を示している。また、図11Bは、図11Aに示す横パンチを縮径させた状態を示す横断面図である。なお、図11A及び図11Bにおいては、下ダイ11(図1A参照)の記載を省略している。
FIG. 11A is a cross-sectional view showing a horizontal punch used in Embodiment 6, and shows a state where
図11Aに示すように、実施の形態6において用いられる横パンチ60は、両端に開口が形成された円筒状をなし、ポリウレタン、ポリスチレン、ブチルゴム、シリコーンゴム等の伸縮可能な弾性体により形成されている。この横パンチ60を縮径させる際には、図11Bに示すように、横パンチ60の周囲に均一な圧力をかける。加圧機構としては、水圧や油圧のいずれを用いても構わない。
As shown in FIG. 11A, the
次に、実施の形態6に係る研磨工具の製造方法を、図3を参照しながら説明する。なお、工程S1〜S3については、実施の形態1と同様である。
工程S3に続く工程S4において、粉体1が投入された横パンチ60内を排気し、真空状態とした上で、横パンチ60上に上ダイ12(図1A参照)をセットし、治具等を用いて下ダイ11及び上ダイ12を固定する。ここで、横パンチ60内を排気するのは、本実施の形態6においては水圧や油圧により横パンチ60を縮径させるので、空気の逃げ場がないため、内部に空気が存在していると縮径の妨げとなるからである。
Next, a method for manufacturing a polishing tool according to Embodiment 6 will be described with reference to FIG. Steps S1 to S3 are the same as those in the first embodiment.
In step S4 following step S3, the inside of the
続く工程S5において、横パンチ60内の真空状態を維持したまま、下ダイ11、横パンチ60、及び上ダイ12からなる成形型を圧力容器にセットし、該成形型を加圧する。これにより、横パンチ60の径方向に均等な圧力が加わって横パンチ60が縮径し、横パンチ60の内周面が押圧面となって粉体1を圧縮する。
続く工程S6以降については、実施の形態1と同様である。
In the subsequent step S5, with the vacuum state in the
The subsequent step S6 and subsequent steps are the same as in the first embodiment.
以上説明した実施の形態6によれば、横パンチ60の縮径により周縁部の粉体1は全て中心軸Cに向かって移動するので、径方向における粉体1の圧縮密度分布を均一にすることができる。
According to the sixth embodiment described above, all the
なお、上記実施の形態6においては、横パンチ60内に粉体1を投入した後で排気を行ったが、横パンチ60内への粉体1の投入から下ダイ11及び上ダイ12の固定までの工程を真空雰囲気中で行っても良い。
In the sixth embodiment, the
1、94 粉体
10 成形型
11 下ダイ
12 上ダイ
13、20、30、40、50、60 横パンチ
13a〜13d、21a〜21d、31a〜31d、41a〜41d、51 柱状部材
14a〜14d、22a〜22d、42a〜42d、52 中間部材
15、23、33、43、53 湾曲面
16、24、34 側面
17、18開口
25 突出部分
32a〜32d 支持部材
35 接触面
44 孔
45 封止面
46 挿入部
91 ダイ
92 下パンチ
93 上パンチ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記型に径方向の力を加えて前記型を縮径させることにより前記粉体を圧縮する粉体圧縮工程と、
を含み、
前記型は、
各々が、前記粉体を押圧する押圧面を有し、該押圧面を内周側に向けて配置された複数の柱状部材と、
前記複数の柱状部材のうち、隣り合う柱状部材の間に配置され、該隣り合う柱状部材の間隙を封止する複数の中間部材と、
を備え、
前記粉体圧縮工程は、前記複数の柱状部材を前記型の中心軸方向に移動させることにより、前記型を縮径させることを特徴とする研磨工具の製造方法。 Powder feeding step of feeding powder containing abrasives into a mold comprising a cylindrical mold having openings at both ends and capable of reducing diameter and two molds that seal the openings at both ends, respectively. When,
A powder compression step of compressing the powder by applying a radial force to the mold to reduce the diameter of the mold;
Only including,
The mold is
Each having a pressing surface for pressing the powder, and a plurality of columnar members arranged with the pressing surface facing the inner periphery;
Among the plurality of columnar members, a plurality of intermediate members that are arranged between adjacent columnar members and seal a gap between the adjacent columnar members;
With
In the powder compression step, the diameter of the mold is reduced by moving the plurality of columnar members in the direction of the central axis of the mold .
前記筒状部は、
各々が、前記粉体を押圧する押圧面を有し、該押圧面を内周側に向けて配置された複数の柱状部材と、
前記複数の柱状部材のうち、隣り合う柱状部材の間に配置され、該隣り合う柱状部材の間隙を封止する複数の中間部材と、
を備えることを特徴とする研磨工具製造用の型。 By forming a cylindrical shape with openings at both ends, powder containing abrasives is put inside, and reducing the diameter while sandwiched between the upper mold and the lower mold that seal the upper and lower openings, respectively. A cylindrical portion for compressing the powder ;
The cylindrical part is
Each having a pressing surface for pressing the powder, and a plurality of columnar members arranged with the pressing surface facing the inner periphery;
Among the plurality of columnar members, a plurality of intermediate members that are arranged between adjacent columnar members and seal a gap between the adjacent columnar members;
The provided type of polishing tool manufacture, characterized in Rukoto.
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