JPH11114985A

JPH11114985A - レジノイド砥石の製造方法および成形装置

Info

Publication number: JPH11114985A
Application number: JP28866297A
Authority: JP
Inventors: Tsugio Kusakabe; 亜夫日下部; Koji Iwai; 孝司岩井
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 1999-04-27
Anticipated expiration: 2017-10-21
Also published as: JP3359553B2

Abstract

(57)【要約】【課題】成形型の嵌合部のクリアランスが比較的大き
いホットプレス成形でレジノイド砥石を製造する際に、
そのクリアランスに起因してバリが発生することを防止
する。【解決手段】上型１８と外型１２との間には、上型１
８の嵌合、脱型のために比較的大きなクリアランスが存
在するため、砥粒の粒度が♯５００〜♯１００００で、
熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂ノボラック粉末を用
いた砥石材料２０をそのままホットプレス成形すると、
その砥石材料２０が嵌合部のクリアランスから漏れ出し
てバリになる。このバリは非常に緻密で固いため、バリ
取りが極めて面倒であり、これを防止するために上型１
８と外型１２との嵌合部に断面が直角三角形のコーナー
部材３０を配置し、クリアランスに拘らず砥石材料２０
が漏れ出さないようにしてホットプレス成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレジノイド砥石の製
造方法および成形装置に係り、特に、ボールベアリング
の鋼球の最終仕上げ研磨に好適に用いられる緻密で固い
高強度のレジノイド砥石をホットプレス成形する技術に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】家庭用ＶＴＲや自動車などにボールベア
リングが多用されており、高い真球度を有する剛球が多
種、多量に使用されている。剛球は、線材をプレス等で
せん断、塑性変形した後、砥粒の粒度が♯１００〜♯３
００程度の砥石で一次研削（粗研削）が為され、次いで
所定の硬さを得るために熱処理が施される。粗研削工程
では、単位時間内に大量に剛球を処理する必要があるた
め、長期に亘って優れた切れ味が得られる寿命の長いビ
トリファイド砥石が多く使用されている。

【０００３】剛球の仕上げ工程では、従来から高い仕上
げ面粗度が比較的容易に得られる遊離砥粒を用いるラッ
ピングが利用されてきたが、近年、粒度が♯５００程度
（平均粒径：３０μｍ程度）以下の細かい砥粒（研磨
材）を含む砥石を用いて仕上げ研削することが考えられ
ており、例えば砥石の軸心と直角な端面（側面）に同心
円状の溝を形成し、その溝内で剛球を回転させることに
より所定の寸法と表面粗度が得られる。そして、このよ
うな砥石の一種に、結合剤として樹脂、特に強度等に優
れた熱硬化性樹脂を利用したものがある。

【０００４】熱硬化性樹脂を結合剤とするレジノイド砥
石は、例えばアルミナ、炭化珪素、ダイヤモンド、ＣＢ
Ｎなどの砥粒に熱硬化性樹脂粉末および必要に応じて有
機、無機の充填材を加えて均一に乾式で混合した砥石材
料を、互いに嵌合される複数の成形型によって形成され
る製品キャビティ内に充填し、加圧しながら加熱するこ
とにより所定の形状にホットプレス成形（熱間加圧成
形）される。砥石材料が略硬化すると成形型から取り出
され、加圧することなく所定温度で所定時間熟成（焼
成）されることにより、目的とするレジノイド砥石が得
られる。

【０００５】図７は、上記ホットプレス成形の際に使用
される成形装置の一例で、円環形状の下型１０、その下
型１０の外周側に嵌合される外型１２、下型１０の内周
側に嵌合される軸型１４、およびそれ等の外型１２と軸
型１４との間に嵌合されて円環形状の製品キャビティ１
６を形成する上型１８を、互いに同心に嵌合される複数
の成形型として備えている。そして、上型１８を嵌合す
る前に、下型１０、外型１２、および軸型１４によって
形成される上方に開口した製品テャビティ１６内に砥石
材料２０を所定量だけ充填し、その上に上型１８を嵌合
した後、これを図示しないプレス機械にセットして、熱
盤等の加熱手段により所定温度に加熱しながら上型１８
を上方から加圧する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ホット
プレス成形で用いられる成形型は、一般に金型にて構成
されており、 (a) 高い温度に加熱されるため、膨張により室温時の寸
法より大きくなる。 (b) 大きな負荷（プレス圧）が加えられる。 (c) 高温という作業環境なので素早く組立、脱型しなけ
ればならない。 (d) 成形型を構成する上型、下型、軸型、外型の熱膨張
係数が互いに異なる場合がある。などの理由により、常温で使用される成形型に比べて部
材間のクリアランスが大きくされている。

【０００７】一方、粒度が♯５００程度以下の細かい砥
粒とフェノール樹脂ノボラック粉末等の熱硬化性樹脂と
をベースとする粉末状の砥石材料が成形型内に充填さ
れ、加圧しながら加熱されると、所定温度以上で圧密粉
状の砥石材料は樹脂が融解することによって全体が略均
一な液状となり、流動性を有するようになる。硬化反応
は、そのまま少しずつ進行するが、液状化した砥石材料
の一部が成形型の嵌合部のクリアランス（隙間）から漏
れ出し、冷却、脱型後もバリとなって残る場合がある。

【０００８】このバリは全く不用で除去する必要がある
が、砥石の成分と同じ砥粒および熱硬化性樹脂を主体と
して構成されているため、非常に固くて緻密であり、熱
硬化性樹脂単独、或いは炭酸カルシウムやタルク、粘
土、黒鉛などの充填材が多く入った硬化物に比べて強度
などの機械的特性も十分にあり、更に熱硬化性であるた
め熱変形や軟化もなく、化学物質への耐食性も高いとい
う特徴を有する。このため、バリの除去作業が極めて面
倒で手数がかかり、一般の樹脂成形品のバリ取り作業で
用いられるナイフなどの鋭利な刃物による切断やニッパ
ー、ペンチなども使用できず、多くはダイヤモンドを用
いた砥石による切断除去がなされているが、能率は著し
く劣り、更に研磨（研削）粉の発生による作業環境の悪
化などが生じる。

【０００９】バリ除去作業では、通常、大きなバリをハ
ンマーなどによる衝撃等で大きく破砕し、残った小さな
箇所をグラインダー等で取り去るような手順がなされて
いるが、本件のように砥粒が細かい緻密で高強度の砥石
では、バリが必ずしも希望する位置で破断せず、必要部
分である砥石本体側まで進んで破壊（破断）したり、外
観的には正常であるように見えるが、機械的、電気的検
査手段によれば上記の衝撃により大きなクラックが発生
し、その先端が砥石本体の内部まで達していたりする場
合がある。このようなクラックは、後の熟成工程でも解
消できず、製品完成後の検査で不合格となって廃棄され
る。

【００１０】また、バリの部分は不必要で除去され、廃
棄されるとともに、バリ発生付近での仕上げ代が必要に
なるため、この部分は無駄となり、投入される砥石材料
の量も、これらの廃棄量を見込んで充填する必要があ
る。

【００１１】図８の(a) は、ホットプレス成形された成
形砥石２２に存在するバリの一例を示す図で、この場合
は前記上型１８と外型１２との間のクリアランスが大き
く、上面の外周縁部に大きなバリ２４が全周に亘って存
在する。図８の(b) はバリ２４をハンマなどで除去した
際に砥石の本体部分まで欠け２６が入り込んだ場合で、
(c) は砥石本体部分までクラック２８が進行した場合で
ある。また、(d) は、上記欠け２６やクラック２８が生
じた外周部分（点線部分）を除去した場合である。な
お、上面の内周縁部や下面の内、外周縁部のバリは比較
的小さく、グラインダーなどで良好に除去できる。

【００１２】成形型についても、摩耗によって嵌合部の
クリアランスが大きくなると、バリが大きくなって上記
問題が一層顕著となるめた、比較的頻繁に肉盛り等によ
り型修正を行う必要があった。

【００１３】なお、粒度が♯５００より大きい（粒度の
番号は小さい）比較的大きな砥粒を用いた場合は、その
流動性が悪く、バリが比較的小さいとともに、バリの成
分も熱硬化性樹脂を主体とするもので砥粒が少ないた
め、バリ取り作業が比較的容易である。また、バリ取り
時に発生するクラックも、大きな砥粒によってその進行
が妨げられるため、砥石の本体部分までクラックが達す
る可能性は小さい。

【００１４】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、成形型の嵌合部のク
リアランスが比較的大きいホットプレス成形で砥石を製
造する場合に、そのクリアランスに起因して発生するバ
リをできるだけ少なくして、バリ取りに伴う上記種々の
不具合などを解決することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、第１発明は、互いに嵌合される複数の成形型によ
って形成される製品キャビティ内に、結合剤として熱硬
化性樹脂が配合された砥石材料を充填し、加圧しながら
加熱してホットプレス成形するレジノイド砥石の製造方
法において、前記製品キャビティ内であって前記複数の
成形型の嵌合部に、その嵌合部の隙間から前記砥石材料
が漏出することを防止する環状のコーナー部材を配設し
て、前記ホットプレス成形を行うことを特徴とする。

【００１６】第２発明は、第１発明の製造方法におい
て、前記熱硬化性樹脂は、主としてフェノール樹脂ノボ
ラック粉末を含むものであることを特徴とする。

【００１７】第３発明は、第１発明または第２発明の製
造方法において、前記砥石材料の砥粒の粒度は♯５００
〜♯１００００（平均粒径：３０μｍ〜１μｍ程度）で
あることを特徴とする。

【００１８】第４発明は、第１発明〜第３発明の何れか
の製造方法において、前記砥石材料の流動性は、ＪＩＳ
Ｋ６９１１の５．３．１で規定する「流れ」で、圧力
が２９．４ＭＰａにおける流出量が１０ｇ以上であるこ
とを特徴とする。

【００１９】第５発明は、第１発明〜第４発明の何れか
の製造方法において、前記ホットプレス成形後の硬度
が、ＪＩＳＲ６２４０の３．２．２で定める規定で、
Ｒ_H１００〜１２０であることを特徴とする。

【００２０】第６発明は、第１発明〜第５発明の何れか
の製造方法において、前記製品キャビティのうち前記複
数の成形型に跨がる前記嵌合部付近の角部の形状は略直
角で、前記コーナー部材は、断面が略直角三角形で、そ
の直角の角部が前記嵌合部付近の角部と略一致する姿勢
で配設されるものであることを特徴とする。

【００２１】第７発明は、互いに嵌合される複数の成形
型によって形成される製品キャビティ内に、結合剤とし
て熱硬化性樹脂が配合された砥石材料を充填し、加圧し
ながら加熱してホットプレス成形するレジノイド砥石の
成形装置であって、前記製品キャビティ内であって前記
複数の砥石の嵌合部に配設され、その嵌合部の隙間から
前記砥石材料が漏出することを防止する環状のコーナー
部材を有することを特徴とする。

【００２２】

【発明の効果】第１発明のレジノイド砥石の製造方法に
おいては、複数の成形型の嵌合部にコーナー部材を配設
してホットプレス成形が行われるため、そのコーナー部
材によって砥石材料の漏出が防止され、嵌合部の比較的
大きなクリアランスに拘らずバリの発生が抑制される。
これにより、バリそのものの廃棄量が少なくなることは
勿論、バリ取り時の欠けやクラックなどに起因する仕上
げ代を小さくできるため、砥石材料の廃棄量が大幅に減
少するとともに、砥石の本体部分への欠けやクラックの
侵入が少なくなって不良品の発生率が低減する。また、
バリ取り作業が容易になるとともに、バリの研磨（研
削）粉が少なくなるため、作業環境が向上する。更に、
成形型の嵌合部におけるクリアランスが多少大きくなっ
ても、砥石材料の漏出が防止されるため、成形型の組付
作業などが容易になるとともに、クリアランスの増加に
よる成形型の修正頻度が少なくなる。第７発明の成形装
置についても同様である。

【００２３】第２発明では、主としてフェノール樹脂ノ
ボラック粉末を含む熱硬化性樹脂が用いられており、第
３発明では砥石材料の砥粒の粒度が♯５００〜♯１００
００と極めて細かいため、何れもホットプレス成形時に
砥石材料が液状化して流動性が高くなり、成形型のクリ
アランスから漏出し易くなるため、コーナー部材を使用
する意義が大きい。ホットプレス成形時における砥石材
料の流動性が高い第４発明についても同様である。

【００２４】第５発明では、ホットプレス成形後の硬度
が、ＪＩＳＲ６２４０の３．２．２で定める規定でＲ
_H１００〜１２０と高いため、バリが生じた場合にはそ
の除去作業が困難で、コーナー部材を使用してバリの発
生を抑制する意義が大きい。

【００２５】第６発明では、複数の成形型に跨がる嵌合
部付近の角部の形状が略直角な場合に、断面が略直角三
角形のコーナー部材が用いられ、その直角の角部が嵌合
部付近の角部と略一致する姿勢で配設されるため、ホッ
トプレス成形時に砥石材料が加圧されると、その圧力で
コーナー部材は嵌合部付近の角部に押し付けられ、嵌合
部のクリアランスからの砥石材料の漏出が一層効果的に
防止される。

【００２６】

【発明の実施の形態】ここで、本発明が好適に適用され
るレジノイド砥石としては、高密度、高強度などの特性
が要求される鋼ビレット加工用の砥石やスナッギングま
たはカットオフ砥石、或いはボールベアリングの剛球研
磨用砥石などであるが、ホットプレス成形によって成形
される他の種々の砥石にも適用され得る。

【００２７】結合剤として用いられる熱硬化性樹脂とし
ては、フェノール樹脂ノボラック粉末が好適に用いら
れ、架橋剤としてヘキサメチレンテトラミンが好適に用
いられる。ヘキサメチレンテトラミンの添加量は、特に
限定がないが、フェノール樹脂ノボラック粉末に対して
５〜３０重量％、好ましくは８〜１８重量％であり、添
加量が多くなる程硬化後の樹脂強度が高くなる。フェノ
ール樹脂ノボラック粉末は、フェノール−ホルムアルデ
ヒド縮合物として知られ、多くの変性種があり、例えば
変性フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、フェノール−
フルフラール樹脂などがある。他の熱硬化性樹脂として
は、アニリン−ホルムアルデヒド、尿素−ホルムアルデ
ヒド、エポキシ、クレゾール−アルデヒド、尿素−アル
デヒド、メラミン−アルデヒドなどがあり、これら又は
これ等の混合物を含む熱硬化性樹脂を使用することが可
能である。フェノール樹脂の特性を定める値に「フロー
値」と言われるものがあり、「フロー値」は１０〜４０
ｍｍが好ましい。「フロー値」は、１ｇの樹脂を用いて
φ１０ｍｍの円柱形状の樹脂ボタンを作り、ガラス板に
載せて水平方向から３０°傾け、１２５℃で１５分間保
持した時に、ボタンの下端から溶けて流れ落ちた樹脂の
先端までの距離（ｍｍ）である。

【００２８】砥石材料の砥粒（研磨材）としては、溶融
アルミナ、溶融アルミナ−ジルコニア、焼結微結晶アル
ミナ（所謂ゾルゲルアルミナ）、炭化珪素、炭化硼素、
超砥粒のダイヤモンド、ＣＢＮ、またはエメリーや金、
鋼砂などが適宜用いられ、被研磨物が鋼の場合は、製造
コストや研削能力、供給能力などの点から溶融アルミナ
が好適に使用される。研磨作業で最も重要な選択基準の
一つは、使用する砥粒の粒度であり、最終研磨に近づく
程細かい粒度が要求されるが、一方で研削（研磨）能力
は細かくなる程低下する。本件発明では、♯５００以下
（粒度の番号は大きい）、好ましくは♯１０００（平均
粒径：１５μｍ程度）より細かく約♯８０００（平均粒
径：１．２μｍ程度）〜♯１００００までが実用的であ
る。平均粒径の測定方法は多数あり、測定方法間で対象
物の粒径が数μｍ程度のバラツキや差があり、また、粒
子の形状も一定でなく、真の値は必ずしも明確でない。
現在は、レーザの回折光、散乱光を使用した方法と、粒
子が小孔を通過するのを測る電気的検知帯法が主流であ
る。

【００２９】砥石材料には、研削効率（研削比）を改善
する目的で各種の無機系または有機系の充填材が必要に
応じて添加される。無機系の充填材としては、例えば氷
晶石、蛍石、炭酸カルシウム、硫化鉄、苦土、滑石など
があり、有機系の充填材としては、例えばポリ塩化ビニ
リデン、塩化ビニルなどがある。充填材の添加量は砥石
に占める容量比で表され、一般には樹脂結合剤と充填材
とを合わせてボンドと称し、砥石中で正味の充填材量
は、剛球研磨用では１０容量％以下、好ましくは５容量
％以下であり、ボンド量は４０〜６０容量％、好ましく
は４３〜５３容量％である。充填材の粒度は、砥粒の粒
度と同程度かそれ以下（細かい）が好ましい。また、気
孔は実質的に０％であるが、製造工程上混入する場合が
あり、５％以下が望ましい。

【００３０】砥石材料は、例えば次のように調製され
る。先ず、微粉状の砥粒とフェノール樹脂ノボラック粉
末、ヘキサメチレンテトラミン、および必要により充填
材を所定量秤量し、乾式にて十分に各粉末が均一となる
ように混合する。別の方法として、砥粒を溶剤等で希釈
した少量のフルフラール等で予め表面を湿潤させ、これ
に予め十分に混合したフェノール樹脂ノボラック粉末、
ヘキサメチレンテトラミン、および必要に応じて添加す
る各種の無機、有機充填材の混合粉を加えても良い。こ
れ等の粉末を十分に混合し、例えば♯３５〜♯２００程
度の適宜のフルイ目を有するフルイを通過させ、団粒ま
たは塊状物を取り除いて砥石材料とする。

【００３１】成形型としては一般に金型が用いられ、通
常８０℃前後に全体が予熱された状態で上記砥石材料が
投入され、所定の温度に保持されたプレス機械に移され
て圧力が加えられる。結合剤としてフェノール樹脂が用
いられる場合、その成形圧は１００〜１０００ｋｇｆ／
ｃｍ²、好ましくは３００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ²程度
とされ、加熱温度は１５０〜２２０℃、好ましくは１７
０〜２００℃程度とされる。成形圧が１００ｋｇｆ／ｃ
ｍ²以下では、成形砥石の内部に気孔などが残って緻密
な組織となり得ず、１０００ｋｇｆ／ｃｍ²以上では、
より大型のプレス機械や丈夫な成形型が必要で、製造コ
ストが高くなる。なお、１ｋｇｆ／ｃｍ ²≒９．８×１
０⁴Ｐａである。また、加熱温度が１５０℃以下では、
成形砥石の内部に未硬化の樹脂が多く残り、熟成に長時
間を要したり、熟成時にガス発生等による変形の恐れが
生じ、２２０℃以上になるとフェノール樹脂自身が熱分
解して劣化する。なお、このような加熱条件は、熱硬化
性樹脂の温度特性に応じて適宜設定される。

【００３２】ホットプレス成形の加熱、加圧時間は、成
形砥石をそのままの形で容易に取り出すことができる必
要最小限の時間で、通常は０．５〜２時間程度であり、
砥石が小さくて薄い程短時間で良い。この成形時間が短
いと、成形砥石中に未硬化物が多く残留し、逆に長くす
ると高価なプレス機械を長時間占有することになり好ま
しくない。砥石材料は、このホットプレス成形中に、始
めの粉状からフェノール樹脂ノボラック粉末の融解によ
り全体的に均一な液状となり、ゆっくりとヘキサメチレ
ンテトラミンと硬化反応が進行し、固化、硬化する。そ
の後の熟成工程では、熟成炉（焼成炉）内で例えば１８
０〜２００℃で１０〜数１０時間保持される。

【００３３】ホットプレス成形後の成形砥石の硬度は、
ＪＩＳＲ６２４０の結合度試験の３．２．１の大越式
試験の結合度表示で「Ｘ」以上、好ましくは「Ｚ」であ
り、３．２．２のロックウェル式試験でＲ_H１００以
上、好ましくは１０５以上である。硬度が低ければ、バ
リ取りが比較的容易であるため、問題にならないからで
ある。

【００３４】コーナー部材の幅寸法（成形型の嵌合方向
と直角な方向の寸法）は、少なくとも成形型のクリアラ
ンスよりも大きい寸法で、例えば１ｍｍ〜５０ｍｍ程度
の範囲で定められる。１ｍｍより小さいと、取扱や強度
に不安が生じ、５０ｍｍより大きいと実質的に不用部分
が多くなり、好ましくは３〜１５ｍｍ程度の範囲で定め
られる。コーナー部材の厚み（成形型の嵌合方向の寸
法）は、薄すぎるとホットプレス成形時の加圧力により
永久的な変形や曲がり、反り等が生じる一方、厚くなる
と砥石平面にコーナー部材の厚みの段差ができ、この部
分まで除去するケースが生じるため、ホットプレス成形
時の加圧力やコーナー部材の材質にもよるが、例えば１
〜５ｍｍ程度が実用的である。本発明のコーナー部材を
用いる場合、複数の成形型の嵌合部のクリアランスは比
較的大きくすることが可能で、例えば２〜４ｍｍ程度の
クリアランスを設けるようにしても差し支えない。

【００３５】コーナー部材の全体形状は、成形型の嵌合
部の形状と略一致し、製造すべき砥石が円環形状であれ
ば、嵌合部も円環形状となるため、コーナー部材も円環
形状になり、砥石が角形状であれば、嵌合部も角形状
で、コーナー部材も角形状になる。コーナー部材の断面
形状は、例えば嵌合部付近の形状に応じて直角三角形や
直角に曲がったＬ字形状などに設定されるが、嵌合部付
近の形状とは無関係に平板形状や円形状、角形状、円弧
形状などにすることもできる。また、嵌合部が２箇所以
上ある場合には、その総ての嵌合部にコーナー部材を配
設することもできるが、クリアランスが大きくてバリが
問題となる１箇所或いは複数箇所の嵌合部のみにコーナ
ー部材を配設するだけでも良い。

【００３６】コーナー部材の材質としては、鉄や鋼（Ｓ
ＵＪ、ＳＫ、ＳＰ、ＳＫＤ、ＳＣＭなど）、真鍮（黄
銅）、アルミニウムなどの金属が好適に用いられるが、
合成樹脂材料や不織布、紙、複合材料など種々の材料を
用いることが可能である。コーナー部材を砥石材料と同
じ材料で構成すれば、ホットプレス成形時に一体化され
るため、成形砥石の角部にコーナー部材の跡が残らな
い。成形型の成形面に、コーナー部材に対応する溝や切
欠などの凹所を形成することもできる。

【００３７】コーナー部材は、完全に連続した環状のも
のでも良いが、ピストンリングのように一部が切れてい
るものでも良く、その場合は自身の弾性で成形型の寸法
誤差などに拘らず常にその嵌合部分に密着するように配
設することができる。例えば、円環形状の砥石の成形型
で、外周側の嵌合部に配設されるコーナー部材は、砥石
の外径寸法よりも多少大きめに製作する一方、内周側の
嵌合部に配設されるコーナー部材は、砥石の内径寸法よ
りも多少小さめに製作するのである。

【００３８】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳
細に説明する。図１は、前記図７と略同じ成形装置でホ
ットプレス成形を行う際に、本発明の一実施例であるコ
ーナー部材３０を用いる場合である。外型１２の内径寸
法はφ８０５ｍｍ、下型１０の外径寸法はφ８０４ｍ
ｍ、下型１０の内径寸法はφ４２０．５ｍｍ、軸型１４
の外径寸法はφ４２０ｍｍ、上型１８の外径寸法はφ８
０１ｍｍ、上型１８の内径寸法はφ４２０．５ｍｍで、
何れも金型にて構成されている。砥石の内径は、研削盤
等の主軸に取り付ける時の基準穴になるため、軸型１４
と下型１０、上型１８との間のクリアランスはできるだ
け小さく、０．５ｍｍ以下が望ましく、本実施例では片
側０．２５ｍｍとされている。また、下型１０と外型１
２との間のクリアランスは、片側０．５ｍｍとされてお
り、ホットプレス成形を行う毎に嵌合、脱型される上型
１８と外型１２との間のクリアランス（図２のＣ）は比
較的大きく、片側２ｍｍとされている。

【００３９】コーナー部材３０は、比較的クリアランス
が大きい上型１８と外型１２との嵌合部から砥石材料が
漏出することを防止するもので、鋼（ＳＳ４１）製で、
外径寸法はφ８０４．５ｍｍ、内径寸法はφ７９７ｍｍ
の完全な円環形状を成している。また、その断面形状
は、図２に示されているように、上型１８と外型１２と
に跨がる嵌合部付近の角部に密着するように直角三角形
とされ、外周縁における上下方向の高さ寸法Ｔは３ｍｍ
である。なお、コーナー部材３０の幅寸法Ｗは７．５／
２＝３．７５ｍｍで、上型１８と外型１２との間のクリ
アランスＣ≒２ｍｍよりも十分に大きく、全周に亘って
上型１８と係合可能とされている。

【００４０】本実施例の砥石は、ボールベアリングの剛
球研磨用砥石で、砥粒（研磨材）として粒度♯１０００
（平均粒径：１５μｍ程度）のＷＡ（白色アルミナ研削
材）を７５重量％、ヘキサメチレンテトラミンを１６重
量％含むフェノール樹脂ノボラック粉末（昭和高分子株
式会社製、タイプＢＲＤ−５９８０、融点８０〜９０
℃、フロー値１０〜２０ｍｍ）を２５重量％秤量し、ア
イリッヒ型混合機を使用して３０分間乾式混合した後、
♯１００のフルイを通過させ、砥石材料２０とした。こ
の砥石材料２０の流動性は、ＪＩＳＫ６９１１の５．
３．１で規定する「流れ」で、圧力が２９．４ＭＰａに
おける流出量が２５ｇ程度である。

【００４１】そして、下型１０、外型１２、および軸型
１４が予め組み付けられた成形装置の円環形状の製品キ
ャビティ１６内に、目的とする厚さ（実施例では６０ｍ
ｍ）となるように定められた量の砥石材料２０を投入
し、軽く高さを揃えるようにレベリングした後、コーナ
ー部材３０を砥石材料２０の外周縁の上部に載置すると
ともに、上型１８を嵌合して組み付ける。コーナー部材
３０の外径寸法は外型１２の内径寸法よりも僅かに小さ
く、且つ容易に変形できるため、外型１２内に簡単に配
設できるとともに、上型１８と外型１２との間のクリア
ランスＣは比較的大きいため、大型で重い上型１８であ
っても比較的容易に嵌合できる。そして、上型１８に軽
く荷重をかけたまま約８０℃の均一になるまで約３０分
間放置した後、そのまま１８０℃に保持した熱盤を有す
るプレス機械に移し、４００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で１
時間保持し、加熱、硬化させた。このように砥石材料２
０が加圧されると、その圧力でコーナー部材３０は図２
に示されているように外型１２の内周面に密着させら
れ、クリアランスＣからの砥石材料２０の漏出が良好に
防止される。

【００４２】上記ホットプレス成形後の成形砥石は、外
型１２や軸型１４から容易に分離でき、外観も微小なバ
リが一部に存在する程度で、グラインダー等により容易
に除去できた。特に、コーナー部材３０を配設した部
分、すなわち上面外周縁部には殆どバリが認められず、
バリ取りを行っても製品キャビティ１６の大きさと略一
致する外径φ８０５ｍｍ、内径φ４２０ｍｍ、厚さ６０
ｍｍの成形砥石が得られた。必要に応じてバリ取りされ
た成形砥石は、更に熟成炉で例えば１８０〜２００℃で
１０〜数１０時間保持され、これにより目的とする砥石
が得られる。得られた砥石は、超音波探傷によっても何
等の異常も認められなかった。また、ホットプレス直後
の硬度は、ＪＩＳＲ６２４０の３．２．１の規定の大
越値で「Ｚ」、３．２．２の規定のＲ_Hで１０８であ
り、熟成後では大きく変化せず、大越値でＺ、Ｒ_Hで１
０９であった。

【００４３】このようにクリアランスが大きい部分にコ
ーナー部材３０を配設してホットプレス成形する本実施
例の製造方法によれば、そのコーナー部材３０によって
砥石材料２０の漏出が防止されるため、嵌合部のクリア
ランスに拘らずバリの発生が抑制される。特に、本実施
例では断面が直角三角形のコーナー部材３０が用いら
れ、外型１２と上型１８とに跨がる略直角な角部に略一
致する姿勢で配設されるため、ホットプレス成形時に砥
石材料２０が加圧されると、その圧力でコーナー部材３
０は嵌合部付近の角部に押し付けられ、嵌合部のクリア
ランスからの砥石材料２０の漏出が一層効果的に防止さ
れる。

【００４４】これにより、バリそのものの廃棄量が少な
くなることは勿論、バリ取り時の欠けやクラックなどに
起因する仕上げ代を小さくできるため、砥石材料２０の
廃棄量が大幅に減少するとともに、砥石の本体部分への
欠けやクラックの侵入が少なくなって不良品の発生率が
低減する。また、バリ取り作業が容易になるとともに、
バリの研磨（研削）粉が少なくなるため、作業環境が向
上する。更に、外型１２と上型１８との嵌合部のクリア
ランスが多少大きくなっても、コーナー部材３０によっ
て砥石材料２０の漏出が防止されるため、上型１８の嵌
合、脱型作業などが容易になるとともに、クリアランス
の増加による外型１２や上型１８の修正頻度が少なくな
り、生産性が向上する。

【００４５】また、本実施例では、主としてフェノール
樹脂ノボラック粉末を含む熱硬化性樹脂が用いられてい
るとともに、砥粒の粒度が♯１０００と極めて細かく、
砥石材料２０の流動性が、ＪＩＳＫ６９１１の５．
３．１で規定する「流れ」で、流出量が２５ｇ（圧力：
２９．４ＭＰａ）程度であるため、砥石材料２０が嵌合
部のクリアランスから漏出し易く、コーナー部材３０を
使用して砥石材料２０の漏出を防止する意義が大きい。
一般的には、「流れ」が１０ｇ、好ましくは１５ｇ以上
であれば、コーナー部材を用いる意義がある。

【００４６】更に、本実施例の砥石は、ボールベアリン
グの剛球研磨用砥石で、ホットプレス成形後の硬度が、
ＪＩＳＲ６２４０の３．２．１の規定の大越値で
「Ｚ」、３．２．２の規定のＲ_Hで１０８と極めて固い
ため、バリが生じた場合にはその除去作業が困難で、コ
ーナー部材３０を使用して未然にバリの発生を抑制する
意義が大きい。

【００４７】これに対し、コーナー部材３０を使用せ
ず、上型１８の外径がφ８０２ｍｍ（外型１２とのクリ
アランスが片側１．５ｍｍ）である点を除いて、上記実
施例と同じ条件で砥石材料２０をホットプレス成形した
ところ、得られた成形砥石の上面外周縁部には、厚さ２
〜３ｍｍ、高さ５０ｍｍ以上のバリが全周に亘って発生
し、これを除去するのに１時間程要した。

【００４８】この場合に、上型１８の厚さが例えば２０
〜３０ｍｍ程度の場合、或いはこれ以上の厚みでもバリ
が上型１８の周面全体を取り囲んで外型１２と分離され
ると、成形砥石と上型１８との分離、脱型が困難で、ハ
ンマー等による衝撃で一部を破砕して分離することが為
されるが、その時、衝撃を受けた反対側で成形砥石の本
体側まで欠けや亀裂が発生する場合がある。したがっ
て、外周がφ８０５ｍｍの成形砥石でも、上記のように
外周部に欠け等が生じるので、例えばφ８００ｍｍ程度
まで研削除去され、多くの材料が無駄になる。

【００４９】次に、本発明の他の実施例を説明する。粒
度が♯６０００（平均粒径：１μｍ）のＷＡ（白色アル
ミナ研削材）を６５重量％、ヘキサメチレンテトラミン
を１２重量％含むフェノール樹脂ノボラック粉末（住友
デュレズ株式会社製、品番ＰＲ−８０００、融点９５
℃、フロー値２０ｍｍ）を３０重量％、充填材として微
粉タルク（平均粒径：２μｍ）を５重量％含む砥石材料
２０を調合し、前記第１実施例と同じ成形装置（コーナ
ー部材３０を含む）を用いて同じ成形条件でホットプレ
ス成形した。成形された砥石は、成形型から容易に脱
型、分離でき、発生したバリの厚さは０．２〜０．５ｍ
ｍ、高さは１０〜２０ｍｍ程度で、外周および内周の各
一部で見られたが、容易に除去できた。

【００５０】上記砥石材料２０の流動性は、ＪＩＳＫ
６９１１の５．３．１で規定する「流れ」で、流出量が
２０ｇ（圧力：２９．４ＭＰａ）程度であった。また、
ホットプレス直後の硬度は、ＪＩＳＲ６２４０の３．
２．２の規定のＲ_Hで１０４であり、熟成後では１０５
であった。

【００５１】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、本発明は他の態様で実施することもで
きる。

【００５２】例えば、前記実施例では外型１２と上型１
８との嵌合部にコーナー部材３０が配設されていたが、
図３の(a) に示すように他の嵌合部にも同様なコーナー
部材３２、３４、３６を配設することができる。

【００５３】図３の(b) に示すように、上型１８の嵌合
部の角部に凹所を形成し、その凹所内にコーナー部材３
８を収容するようにしても良い。その場合は、コーナー
部材３８の跡が成形砥石に残らない。

【００５４】また、前記コーナー部材３０は断面が直角
三角形であったが、図４の(a) 〜(e) に示すように、種
々の断面形状のコーナー部材を採用できる。図４は例示
であり、これ以外の断面形状のコーナー部材を用いるこ
とも勿論可能である。なお、図４は、前記図２に示す嵌
合部位における断面形状である。

【００５５】また、前記コーナー部材３０は完全に繋が
った円環形状であったが、ピストンリングのように一部
が切れているものを用いて、自身の弾性で例えば外型１
２の内周面に密着するようにしても良い。その場合に
は、例えば図５の(a) 、(b) に示すように、縮径、拡径
に拘らず端部が互いに重なり合うようにすることが望ま
しい。

【００５６】図６は、一部が切れていて自身の弾性で外
型１２の内周面に密着するコーナー部材４０を用いた場
合で、上型１８の下降に伴って押し下げられるようにな
っており、砥石材料２０の加圧時に砥石材料２０がコー
ナー部材４０を回り込んで嵌合部のクリアランスへ漏れ
出すことが良好に防止される。

【００５７】また、前記実施例では何れも円環形状の砥
石を製造する場合について説明したが、角形の砥石など
他の種々の形状の砥石の製造に本発明は適用され得る。

【００５８】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法に従ってレジノイド砥石をホットプ
レス成形する成形装置の一例を説明する断面図である。

【図２】図１の成形装置のコーナー部材付近を拡大して
示す断面図である。

【図３】本発明の別の実施例を説明する図である。

【図４】コーナー部材の断面形状の別の例を示す図であ
る。

【図５】一部が切れているコーナー部材の端部形状の一
例を示す図である。

【図６】一部が切れているコーナー部材を用いてホット
プレス成形する際の作動の一例を説明する断面図であ
る。

【図７】従来の成形装置の一例を説明する断面図であ
る。

【図８】図７の成形装置によって成形された砥石のバリ
や、そのバリ取りによって生じる欠陥などを説明する断
面図である。

【符号の説明】

１０：下型（成形型）１２：外型（成形型）１４：軸型（成形型）１６：製品キャビティ１８：上型（成形型）２０：砥石材料３０，３２，３４，３６，３８，４０：コーナー部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２９Ｋ 103:04 Ｂ２９Ｌ 31:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに嵌合される複数の成形型によって
形成される製品キャビティ内に、結合剤として熱硬化性
樹脂が配合された砥石材料を充填し、加圧しながら加熱
してホットプレス成形するレジノイド砥石の製造方法に
おいて、前記製品キャビティ内であって前記複数の成形型の嵌合
部に、該嵌合部の隙間から前記砥石材料が漏出すること
を防止する環状のコーナー部材を配設して、前記ホット
プレス成形を行うことを特徴とするレジノイド砥石の製
造方法。
【請求項２】前記熱硬化性樹脂は、主としてフェノー
ル樹脂ノボラック粉末を含むものであることを特徴とす
る請求項１に記載のレジノイド砥石の製造方法。
【請求項３】前記砥石材料の砥粒の粒度は♯５００〜
♯１００００であることを特徴とする請求項１または２
に記載のレジノイド砥石の製造方法。
【請求項４】前記砥石材料の流動性は、ＪＩＳＫ６
９１１の５．３．１で規定する「流れ」で、圧力が２
９．４ＭＰａにおける流出量が１０ｇ以上であることを
特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のレジノイ
ド砥石の製造方法。
【請求項５】前記ホットプレス成形後の硬度が、ＪＩ
ＳＲ６２４０の３．２．２で定める規定で、Ｒ_H１０
０〜１２０であることを特徴とする請求項１〜４の何れ
か１項に記載のレジノイド砥石の製造方法。
【請求項６】前記製品キャビティのうち前記複数の成
形型に跨がる前記嵌合部付近の角部の形状は略直角で、
前記コーナー部材は、断面が略直角三角形で、該直角の
角部が前記嵌合部付近の角部と略一致する姿勢で配設さ
れるものであることを特徴とする請求項１〜５の何れか
１項に記載のレジノイド砥石の製造方法。
【請求項７】互いに嵌合される複数の成形型によって
形成される製品キャビティ内に、結合剤として熱硬化性
樹脂が配合された砥石材料を充填し、加圧しながら加熱
してホットプレス成形するレジノイド砥石の成形装置で
あって、前記製品キャビティ内であって前記複数の成形型の嵌合
部に配設され、該嵌合部の隙間から前記砥石材料が漏出
することを防止する環状のコーナー部材を有することを
特徴とするレジノイド砥石の成形装置。