(57)【要約】【課題】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可能な研磨工具の製造方法等を提供する。【解決手段】両端に開口１７、１８が形成された筒状をなす縮径可能な横パンチ１３と、開口１７、１８をそれぞれ封止する下ダイ１１及び上ダイ１２とからなる成形型１０に、研磨材を含む粉体１を投入する粉体投入工程と、横パンチ１３に径方向の力を加え、横パンチ１３を縮径させることにより粉体１を圧縮する粉体圧縮工程とを含む。【選択図】図１Ａ
2014221499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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研磨工具の製造方法。
【請求項２】
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請求項１に記載の研磨工具の製造方法。
【請求項３】
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請求項２に記載の研磨工具の製造方法。
【請求項４】
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請求項１に記載の研磨工具の製造方法。
【請求項５】
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研磨工具。
【請求項６】
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研磨工具製造用の型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−１０３７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【発明の効果】
【００１４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】図１Ａ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縦断面図である。
【図１Ｂ】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。
【図２Ａ】図２Ａは、図１Ａに示す研磨工具製造用の型を縮径させた状態を示す縦断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１Ｂに示す研磨工具製造用の型を縮径させた状態を示す横断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態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。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る研磨工具の密度分布を示すグラフである。
【図５Ａ】図５Ａは、一般的な研磨工具の製造方法を説明する縦断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、一般的な研磨工具の製造方法を説明する縦断面図である。
【図６】図６は、従来の研磨工具における密度分布を示すグラフである。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の実施の形態２に係る研磨工具の製造方法において用いられる横パンチを示す横断面図である。
【図７Ｂ】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。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の実施の形態３に係る研磨工具の製造方法において用いられる横パンチを示す横断面図である。
【図８Ｂ】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。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の実施の形態４に係る研磨工具の製造方法において用いられる横パンチを示す横断面図である。
【図９Ｂ】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。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の実施の形態５に係る研磨工具の製造方法において用いられる横パンチを示す横断面図である。
【図１０Ｂ】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。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の実施の形態６に係る研磨工具の製造方法において用いられる横パンチを示す横断面図である。
【図１１Ｂ】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。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
（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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
（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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
（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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
（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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
（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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
（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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【符号の説明】
【００７３】
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
【図１Ａ】
2014221499.tif 000003
【図１Ｂ】
2014221499.tif 000004
【図２Ａ】
2014221499.tif 000005
【図２Ｂ】
2014221499.tif 000006
【図３】
2014221499.tif 000007
【図４】
2014221499.tif 000008
【図５Ａ】
2014221499.tif 000009
【図５Ｂ】
2014221499.tif 000010
【図６】
2014221499.tif 000011
【図７Ａ】
2014221499.tif 000012
【図７Ｂ】
2014221499.tif 000013
【図８Ａ】
2014221499.tif 000014
【図８Ｂ】
2014221499.tif 000015
【図９Ａ】
2014221499.tif 000016
【図９Ｂ】
2014221499.tif 000017
【図１０Ａ】
2014221499.tif 000018
【図１０Ｂ】
2014221499.tif 000019
【図１１Ａ】
2014221499.tif 000020
【図１１Ｂ】
2014221499.tif 000021