专利名称：成形用冲模、具备该成形用冲模的成形装置以及成形方法
技术领域：
本发明涉及用于通过粉末挤压成形来制造在筒状结构的内周侧或外周侧具有在 轴向突出的突出部的筒状部件的成形用冲模、具备该冲模的成形装置以及成形方法。
背景技术：
在内周侧或外周侧具有突出部的粉末挤压成形体在使用了粉末挤压磁心材料的 马达芯等中使用。例如，在马达芯中，在环结构的内周部使用在周向离散地具有突起结构的 三维成形体。该成形体的密度越大，越有利于马达输出的提高、马达转矩的提高。在专利文 献1中公开了通过压缩磁性粉来形成定子铁心的旋转电机。
专利文献1 日本特开2007-1M884号公报
图2 (a)是专利文献1所示的通过粉末挤压成形而成形的筒状的粉末挤压成形体 200的立体图，图2(b)是放大表示图2(a)的A部的内周面侧的放大立体图。筒状的粉末挤 压成形体200具有圈状或圆筒状的本体部210，在本体部210的内周侧具有在轴向突出的突 出部220、或半径方向的突起部210的外表面、内表面之间的台阶差部或凹陷部。
以下说明用于制造上述筒状的粉末挤压成形体200的模具结构、成形装置及成形 方法的现有例。
图4表示用于制造图2的粉末挤压成形体200的成形用冲模的上冲头400的形状， 图4(a)是从侧面上方看上冲头400的立体图，图4(b)是从侧面下方看上冲头400的立体 图。上冲头400由环部410和在环部410的内周侧在半径方向突出的突出部420构成。由 环部410的底面411对成形体的环部上表面211加压，由突出部420的下表面421对成形 体的突出部上表面221加压。
图12是表示用图4(a)的B-B剖面表示的具备上冲头的粉末挤压成形装置1200 的构成及成形方法的主要部分剖面图。粉末挤压成形装置1200由内周部的芯模1210、外 周部的模具1220及从上方推压粉体1201施加压力的上冲头1230、从下方推压粉体施加压 力的下冲头1240构成。通过使上冲头1230和下冲头1240相对移动，形成粉末挤压成形体 1202。
在上述构成中，在上冲头400的角部430发生应力集中而生成裂纹这一情况成为 了问题。在粉末挤压成形时，在上冲头400的突出部下表面421作用有由压力机施加的压 力，在上冲头400的环部内周面412作用有因粉体顺沿破碎而产生的侧压。由此，在角部 430产生了强拉伸应力。为此，以往，在角部430设置曲面以缓和应力集中。另一方面，如 图2所示，在成形体200的该处也形成同样的曲面。这样，对于现有方法，在成形体设置了 不必要的曲面，制限了成形体的设计自由度。例如，在把成形体用于专利文献1所示的马达 芯时，由于突起部的铁量减少，有马达输出或马达转矩下降等得不到充分特性的情况。发明内容
因此，本发明的课题在于提供一种不改变成形体的形状就可以抑制模具的应力集中的冲模结构、成形装置及成形方法。
为了达成上述课题，本发明是一种成形用冲模，该成形用冲模用于粉末挤压成形 筒状部件，该筒状部件具有大致筒形状，并且在内周侧或外周侧具有在轴向突出的突出部 或半径方向的台阶差部或凹陷部，其特征在于，所述成形用冲模具有大致筒形状，并且在内 周面或外周面的至少一部分具有在中心方向突出的突出部，在与该突出部的下表面的同一 面上被上下分割成两部分，分割的面彼此以机械方式紧固在一起或者由粘接剂粘接在一 起。
进而，本发明在成形用冲模中，其特征在于，所述被上下分割的冲模彼此在所述分 割面通过螺栓紧固、螺纹紧固、或者在一个冲头形成凹部而在另一个冲头形成凸部地进行 嵌入而紧固在一起。
进而，本发明在成形用冲模中，其特征在于，在与粉末挤压成形的筒状部件的形状 对应地上下分割成两部分的冲头中，下部的冲头是能够进行更换的。
进而，本发明在上述的成形用冲模中，其特征在于，作为所述突出部的下表面与 所述下部的冲头的内周面的连结部的角部，是非曲面结构的有棱角的结构、或者在将所 述角部的曲率半径设为R并将所述突出部的半径方向的宽度设为S的情况下满足R/S < 0. 2mm的结构、或者在将所述角部的曲率半径设为R时R < 0. 2mm的结构中的至少任何 一种。
另外，本发明是一种筒状部件的成形装置，其特征在于，将上述的成形用冲模作为 上冲模，在轴向与所述上冲模相向地配置下冲模，在所述上冲模和所述下冲模的外侧配置 模具，在所述上冲模和所述下冲模的内侧配置芯模，通过使所述上冲头和所述下冲头相对 移动，对填充在所述上冲模和所述下冲模之间的粉体进行成形。
进而，本发明的特征在于，使用所述成形用冲模，所述下冲模以与所述筒状部件的 突出部的外径大致对应的直径分割成内周冲头和外周冲头，通过使所述上冲头和所述内周 冲头以及所述外周冲头相对移动来成形粉体。
另外，为了达成上述课题，本发明是一种筒状部件的成形方法，其特征在于，在轴 向与上冲头相向地配置下冲模，该上冲头在内周面的至少一部分具有在中心方向突出的突 出部，并且在与该突出部的下表面的同一面上被上下分割成两部分，分割的面彼此以机械 方式紧固在一起或者由粘接剂粘接在一起，在所述上冲模和所述下冲模的外侧配置模具， 在所述上冲模和所述下冲模的内侧配置芯模，通过使所述上冲头和所述下冲头相对移动， 对填充在所述上冲模和所述下冲模之间的粉体进行粉末挤压成形，制造大致筒形状且在内 周侧具有台阶差或凹陷的粉末挤压成形的筒状部件。
进而，本发明在筒状部件的成形方法中，其特征在于，所述上下分割的冲模彼此在 所述分割面通过螺栓紧固、螺纹紧固、或在一个冲头上形成凹部而在另一个冲头形成凸部 地进行嵌入而紧固在一起。
进而，本发明在筒状部件的成形方法中，其特征在于，在与粉末挤压成形的筒状部 件的形状对应地上下分割成两部分的冲头中，下部的冲头是能够进行更换的。
进而，本发明在筒状部件的成形方法中，其特征在于，作为所述突出部的下表面 与所述下部的冲头的内周面的连结部的角部，是非曲面结构的有棱角的结构、或者在将所 述角部的曲率半径设为R并将所述突出部的半径方向的宽度设为δ的情况下满足R/δ< 0. 2mm的结构、或者在将所述角部的曲率半径设为R时R < 0. 2mm的结构中的至少任何一种。
进而，本发明是一种筒状部件的成形装置，其特征在于，将用于上述的筒状部件的 成形方法的冲模作为上冲模，在轴向与所述上冲模相向地配置下冲模，在所述上冲模和所 述下冲模的外侧配置模具，在所述上冲模和所述下冲模的内侧配置芯模，通过使所述上冲 头和所述下冲头相对移动，对填充在所述上冲模和所述下冲模之间的粉体进行成形。
进而，本发明在筒状部件的成形装置中，其特征在于，所述下冲模以与所述筒状部 件的突出部的外径大致对应的直径分割成内周冲头和外周冲头，通过使所述上冲头和所述 内周冲头以及所述外周冲头相对移动来成形粉体。
本发明的冲模因为将突出部分割成两部分，所以根据以下理由，难以在角部发生 破损。
1)由于冲模的突出部的下表面和圆筒部的内周面在材料上没有一体化，所以在角 部没有该下表面和内周面的应力相加。
2)虽然强负荷垂直施加在冲模的突出部，但通过按与冲模的突出部的下表面的同 一平面状进行分割并连结的构成，突出部的拉伸应力减弱。
3)由于在突出部将冲模分离，所以不会出现裂纹的发展。
因此，可以减少作为冲模的突出部下表面和与其连结的圆筒部内周面的连结部的 角部的应力集中。
图1 (a)是表示用第一实施方式的粉末挤压成形装置制造的粉末挤压成形体的立 体图，(b)是放大表示(a)图的F部的外周面侧的放大立体图。
图2 (a)是表示用现有的粉末挤压成形装置制造的粉末挤压成形体的立体图，(b) 是放大表示(a)图的A部的外周面侧的放大立体图。
图3是表示实施例1的方式的冲模的构成的图，(a)是上冲头和下部冲头紧固在 一起的冲模的立体图，(b)是上冲头和下部冲头分离的状态的冲模的立体图。
图4是表示现有的冲模的形状的图，(a)是从侧面上方看冲模的立体图，(b)是从 侧面下方看冲模的立体图。
图5是实施例2的以图3的C-C剖面表示的具备上部冲模的粉末挤压成形装置的 主要部分剖面构成图。
图6表示现有例。
图7是实施例4的粉末挤压成形装置的主要部分剖面构成图。
图8 (a)是表示用第三实施方式的粉末挤压成形装置制造的粉末挤压成形体的立 体图，(b)是放大表示(a)图的I部的外周面侧的放大立体图。
图9表示实施例3的冲模的构成，(a)是上冲头和下部冲头紧固在一起的冲模的 立体图，(b)是上冲头和下部冲头分离的状态的冲模的立体图。
图10是表示用实施例4的粉末挤压成形装置制造的粉末挤压成形体的立体图。
图11是实施例1的以图3的C-C剖面表示的具备上部冲模的粉末挤压成形装置 的主要部分剖面构成图。
图12是现有冲模的以图4的B-B剖面表示的具备上部冲模的粉末挤压成形装置 的主要部分剖面构成图。
图13是实施例5的粉末挤压成形装置的主要部分剖面构成图。
图14是表示把由实施例4的粉末挤压成形装置成形的粉末挤压成形体适用于马 达的定子的例子的立体图。
附图标记说明
100、200、502、702、800、1000、1410、1102、1202、1302...粉末挤压成形体(成形 体)，110、210、810、1010. · ·本体部，120、220、820、1020、1303. · ·突起部，121、221、821、 1022...突起部上端面，122、222、822、1021...突起部外周面，123、223、823、1023...由 突起部上端面和突起部外周面构成的角部，300、400、900、1330. · ·冲模，310、732、910、 1332...上部冲头，320、733、920、1333...下部冲头，321、412...环部的内周面，330、 420...突出部，331、421、931...突出部的下表面，340、430、731、1331...角部，411...环 部下表面，500、700、1100、1200、1300...粉末挤压成形装置(成形装置)，501、701、1101、 1201...粉体，510、710、1110、1210...芯模，520、720、1120、1220...模具，530、730、1130、 1230···上冲头，540、740、1；340...下外周侧冲头，541...下外周侧冲头上端面，550、750、 1350...下内周侧冲头，551...下内周侧冲头上端面，拟4...突起上端面的锥部，825...突 起外周面的锥部，1140、1240...下冲头，1420...环形线圈，R...曲率半径(角部的曲率半 径)，δ...突起部的前端面的宽度尺寸。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[实施例1]
图3表示实施例1的冲模300的构成，图3 (a)是上部冲头310和下部冲头320连 结的冲模300的立体图，图3 (b)是上部冲头310和下部冲头320分离的状态的冲模300的立体图。
如图3(a)所示，第一实施方式的冲模是成形出成形体的本体部、突出部的形状的 模具，呈大致圆筒状，在上侧的内周面向中心方向在周向形成三个突出部320。
冲模300如图3(b)所示，在与突出部320的下表面的同一面上中分割成上下两部 分，分离成上部冲头310和下部冲头320地构成，冲模的分割面与突出部下表面呈同一面。
在该分割面，用可分割的连接方法紧固上下冲头，例如通过在下部冲头上安装螺 栓(未图示)，在与其对应的上部冲头上安装螺母(未图示)，可以用螺栓紧固而强力连接 上下冲头彼此。
该上下芯的紧固方法并不限于螺栓紧固，也可以在上下冲头的分割面的一方形成 凹部，在另一方形成凸部，通过嵌合并压入该凹凸部等使上部冲头和下部冲头结合。
另外，上下冲头的连结也可以用粘接剂等结合，另外也可以采用螺纹紧固。
如上所述，冲模在由上部冲头的下表面及下部冲头的上表面构成的平坦面的分割 面，将上部冲头与下部冲头接合。
为此，由形成冲模台阶差的突出部的下表面331和内周面321形成的角部(未图 示)能够形成非曲面结构，例如由垂直面等的有棱角的形状形成。
图11是具备以图3的C-C’剖面表示的冲模作为上冲头1130的粉末挤压成形装 置1100的主要部分剖面构成图，图11 (a)表示使上冲头上升了的粉末挤压成形前的装置构 成，图11 (b)表示使上冲头1130下降且使下冲头1140下降地推压粉体1101而成形出粉末 挤压成形体1102的刚进行粉末挤压成形之后、且取出粉末挤压成形体1102之前的装置构 成。
在图ll(a)、(b)中，中心线D的左侧是有突出部的冲模部分的装置构成图，中心线 D的右侧是没有突出部的冲模部分的装置构成图。
如图11(a)所示，粉末挤压成形装置1100，在芯模1110的外周面外侧部分配置从 下方施加推压力的下冲头1140，进而在该下冲头1140的外周面外侧部分配置模具1120，在 由该模具1120、芯模1110及下冲头1140形成的空间E的上方，配置从上方施加推压力的上 冲头1130。
如图11(a)所示，在该构成的粉末挤压成形装置1100中，在由模具1120、芯模 1110及下冲头1140形成的空间E中填充粉体1101，如图11(b)的白箭头所示，使上冲头 1130下降地从上方对粉体1101施加负荷，而且，使下冲头1140下降以便从下方也对粉体 1101施加负荷。如上所述，由模具1120、芯模1110、下冲头1140及上冲头1130对粉体1101 进行推压来成形，制造粉末挤压成形体1102。
另外，作为粉体使用粉末挤压磁心材料，由压力机的粉末挤压成形装置施加负荷， 以便使粉末挤压成形体的整体密度成为构成粉体的粉末挤压磁性材料的真密度的92%以 上，制造出图1所示的结构的粉末挤压成形体。
另外，图1 (a)是表示用粉末挤压成形装置1100制造的粉末挤压成形体100的立 体图，图1 (b)是放大表示图1 (a)所示的粉末挤压成形体100的F部的外周侧面侧的放大立体图。
如图1及图11所示，通过使用粉末挤压成形装置1100，在圈状结构的本体部110 的上表面，成形在周向具有三个突起部120的粉末挤压成形体100。
粉末挤压成形体100具有大致筒形状，而且在内周侧具有在轴向突出的突起部 120，或是半径方向的台阶差部或凹陷部、即形成突起部120的半径方向的台阶差部或凹陷 部。
另外，在上述的图4所示的冲模400中，在成形时，在角部430出现应力集中而产 生裂纹，冲模在短时间内破损。
由于粉末挤压成形体的粉体的真密度越高，施加在冲模上的负荷就越大，所以冲 模的寿命变短。
与此相对，在实施例1中，如图3所示，冲模300是在与突出部的下表面的同一面 上下二分成上部冲头310和下部冲头320而紧固的构成，因而，冲模300的由突出部的下表 面331和内周面321形成的角(未图示)，因为由分开的上部冲头310和下部冲头320形 成，所以不会引起应力集中，防止对冲模300施加过大的应力，不会发生破损。
另外，在本实施方式中，图1所示的粉末挤压成形体100可以将突起部120的前端 面121和外周面122的连结部的曲率半径123设成大致零。
另一方面，在上述的图2的情况下，因为图2(b)所示的粉末挤压成形体200的角 部223是曲面结构，所以前端面221的平坦区域的面积变小。
这样，在提高了粉末挤压成形体的突起部的前端面的平坦性时，可以收到以下的 效果。
1)在使粉成形体的突起部的前端面重叠的情况下，突起部的前端面平坦的话，则 进一步提高紧贴力。
2)由粉末挤压成形体的前端面构成的整个端面平坦的话，则对于幅面薄、宽度尺 寸小的设备，在能够形成为薄型这一点上是理想的。
3)在适用于使用了粉末挤压磁心材料的马达芯等的成形的情况下，因为避免了不 必要的曲面形状，按同一体积使得铁量增加，所以马达输出或马达转矩变大。
另外，如图1所示，在上述的实施例1中，表示了粉末挤压成形体的突起部的数量 为三个的情况，但三个以外的情况也有同样的效果。
[实施例2]
利用图5说明第二实施方式。图5是表示第二实施方式的粉末挤压成形装置500 的构成的主要部分剖面图。图5(a)表示使上冲头530上升的粉末挤压成形前的装置构成， 图5(b)表示使上冲头530下降且使下外周侧冲头540及下内周侧冲头550下降地推压粉 体501而刚成形出粉末挤压成形体502之后、且粉末挤压成形体502取出之前的装置构成。
如图5(a)所示，在本方式中，推压成形体下表面的下冲头分割成内周侧下冲头 550和外周侧下冲头540这两个部分。在成形之前，通过使外周侧冲头540上升，可以使图 1所示的成形体的本体部分110的粉体高度比成形体突起部分120的粉体高度低。
从图5 (a)的状态起，使上冲头530下降来推压粉体501。同时，下外周侧冲头540 朝上方向施加负荷，并且下外周侧冲头讨0的上表面541下降到与下内周侧冲头550的上 表面551大致一致的位置。
根据上述内容，在成形体的本体部110和突起部120可以使粉体的压缩量大致相 同。即，能使成形体的本体部Iio和突起部120的密度均勻地进行成形。
这样，在粉末挤压成形体的本体部和突起部的密度均勻的情况下，可以收到以下 的效果。
1)可以使成形体的强度在本体部、突起部均勻化。
2)在适用于使用了粉末挤压磁心的马达芯等的成形的情况下，在马达芯内使饱和 磁通密度或铁损等的磁特性大致均勻。
[实施例3]
利用图8、图9说明实施例3。图9表示第三实施方式的冲模900的构成，图9 (a) 是连结上部冲头910和下部冲头920的冲模900的立体图，图9 (b)是上部冲头910和下部 冲头920分离的状态的冲模900的立体图。
如图9(a)所示，第三实施方式的冲模900是对成形体的本体部、突出部形状进行 成形的模具，呈大致圆筒状，在上侧的内周面上沿周向朝中心方向形成三个突出部930。突 出部930的下表面931从内周侧到外周侧成为轴向朝下的两个台阶的锥状。
如图9(b)所示，冲模900在突出部930的锥状下表面931的倾斜不同的位置分割 成上下两部分，分离成上部冲头910和下部冲头920地构成，冲模900的分割面与突出部下 表面呈同一面。
在该分割面，上下的冲头用可分割的连接方法紧固，例如通过在下部冲头安装螺栓(未图示)，在与此对应的上部冲头安装螺母(未图示)，能够以螺栓紧固来强力连接上 下的冲头彼此。
该上下芯的紧固方法并不限于螺栓紧固，也可以在上下冲头的分割面的一方形成 凹部，在另一方形成凸部，通过嵌合并压入该凹凸部等使上部冲头910和下部冲头920结I=I O
另外，上下冲头的连结也可以用粘接剂等结合，另外也可以采用螺纹紧固。
如上所述，冲模900在由上部冲头的下表面及下部冲头的上表面构成的平坦的分 割面，将上部冲头910和下部冲头920接合。
另外，图8(a)是表示由把图9的冲模900作为上冲头使用的粉末挤压成形装置 500制造的粉末挤压成形体800的立体图，图8(b)是放大表示图8(a)所示的粉末挤压成形 体800的I部的外周侧面侧的放大立体图。
如图8所示，通过使用粉末挤压成形装置500，在圈状结构的本体部810的上表面， 成形沿周向具有三个突起部820的粉末挤压成形体800。
粉末挤压成形体800具有大致筒形状，而且在内周侧具有在轴向突出的突起部 820，或是半径方向的台阶差部或凹陷部、即具有形成突起部820的半径方向的台阶差部或 凹陷部。在成形体800的突起部820的上表面的周向具有从内周侧向外周侧下降的锥部 823，在突起部820的上表面的径向具有从内侧向外侧下降的锥部824，在突起部820的外周 面822上具有从上端到下端向外周侧扩大的锥部825。
这样，在冲模上设置锥部时，可以收到以下的效果。
1)因为粉末挤压成形体的突起部分朝轴向上方变细，所以，在粉末挤压成形之后 容易从成形体拆下上冲头。
[实施例4]
利用图7、图10、图14说明粉末挤压成形实施例4的3D (三维)马达的定子芯的情况。
图7是表示粉末挤压成形3D马达芯的粉末挤压成形装置700的构成的主要部分 剖面图，图7(a)表示使上冲头730上升的粉末挤压成形前的装置构成，图7(b)表示在使上 冲头730下降且使下冲头下降地推压粉体来成形粉末挤压成形体702的刚进行粉末挤压成 形之后、且粉末挤压成形体702取出之前的装置构成。
在图7(a)、(b)中，中心线J的左侧是有突出部的冲模部分的装置构成图，中心线 J的右侧是没有突出部的冲模部分的装置构成图。
如图7(a)所示，粉末挤压成形装置700在芯模710的外周面外侧部分，配置从下 方施加推压力的下内周侧冲头750及下外周侧冲头740，进而在该下外周侧冲头740的外 周面外侧部分配置模具720，在由该模具720、芯模710、及下内周侧冲头750、下外周侧冲头 740形成的空间K的上方，配置从上方施加推压力的上冲头730。
如图7(a)所示，在该构成的粉末挤压成形装置700中，在由模具720、芯模710、及 下内周侧冲头750、下外周侧冲头740形成的空间K中填充粉体701，如图7(b)的白箭头所 示，使上冲头730下降从上方对粉体701施加负荷，而且，使下外周侧冲头740下降以便也 从下方对粉体701加负荷。如上所述，由模具720、芯模710、下内周侧冲头750、下外周侧冲 头740及上冲头730对粉体701进行推压并成形，制造粉末挤压成形体701。
另外，作为粉体使用粉末挤压磁心材料，由压力机的粉末挤压成形装置施加负荷， 以使粉末挤压成形体的整体密度成为构成粉体的粉末挤压磁性材料的真密度的92%以上， 制造图10、图14所示结构的粉末挤压成形体。
图10是表示用粉末挤压成形装置700制造的粉末挤压成形体1000的立体图，图 14是表示把由粉末挤压成形装置700成形的粉末挤压成形体1410适用于马达定子的例子 的立体图。
图14(a)、图14(c)是用粉末挤压成形装置700成形的粉末挤压成形体1410的马 达定子的立体图，图14(b)是由这些粉末挤压成形体1410的马达定子挟持的用于电流流通 的线圈1420的立体图。
在上述构成中，利用铁的粉末挤压磁心材料，由上冲头及下冲头对粉体加负荷，以 使粉末挤压成形体的突起部结构的密度和粉末挤压成形体的整体密度成为92%以上。
以往，对于这样的高密度，如上述的图4所示，有时在上冲模400的角部430发生 应力集中，冲头400在短时间内破损。成形体的材料密度越高，则施加在上冲头上的负荷就 变得越大，所以寿命变短。
但是，在本实施例4中，冲模730的角部731通过将上部冲头732和下部冲头733 分割并连结而构成，所以可抑制冲模730的破损。
通过上述的成形，如图10、图14 (a)、图14(c)所示，在环状结构体1010的上表面， 成形沿周向存在十二个突起部1020的粉末挤压成形体(1000、1410)。
粉末挤压成形体具有大致筒形状，而且在内周侧具有在轴向突出的突起部1020， 或是半径方向的台阶差部或凹陷部、即形成突起部1020的半径方向的台阶差部或凹陷部。
在该粉末挤压成形体1000中，如图7所示，成形粉末挤压成形体1000的粉末挤压 成形装置700的冲模730是分割成上部冲头732和下部冲头733这两个部分的构成，如图 10所示的粉末挤压成形体的突起部1020的外周面侧和前端面1022的连结部1023如图10 所示，由上部冲头的突出部的下表面和下部冲头的内周面成形，可以把粉末挤压成形体的 连结部1023形成为非曲面结构的垂直面、非垂直面等的有棱角的形状，可以将前端面1022 成形为平坦面。
在本实施方式中，只在与成形体的内周突起部对应的位置731分割冲头，但也可 以在成形体的外周侧的台阶差部734分割冲头。进而，也可以并用这两种方式。
这样，通过提高粉末挤压成形体的突起部的前端面的平坦性，可以收到以下的效果。
1)在粉末挤压成形体的突起部的前端面重叠时，平坦面的话则可提高紧贴力。在 连接前端面和平面状的材料时，可以在平坦的区域大的前端面使连接面最大化，能提高接 触力，而且可以消除无用的空间。
2)前端面平坦的话，则对于宽度狭小的设备，在能够形成为薄型这一点上是理想 的。
在本实施例4中，虽然以曲率半径R为零的情况为例进行了说明，但即使曲率半径 有限，若1 < δ/0.2或R < 0.1mm的话，则也可以充分得到上述效果。另外，如图10所示， δ是粉末挤压成形体的突起部的前端面的宽度尺寸。
进而，随着变成R/δ <0.1, R/δ <0.05小的值，上述效果得到提高，另外，随着变成R < 0. 1mm、R < 0. 05mm小的值，上述效果得到提高。
通过使粉末挤压成形体的整体密度高密度化为构成粉体的物质的真密度的92% 以上，具有以下的效果。
1)粉末挤压成形体由于高密度化而变得更坚硬，提高了粉末挤压成形体的强度。
2)像搭机部件的情况那样在受限的空间中搭载粉末挤压成形体情况下，是有效 的。
3)可以通过净形锻造进行粉末挤压成形体的成形，提高生产率。
进而，在使用了粉末挤压磁心材料的马达芯等的成形中有效利用粉末挤压成形体 的情况下，具有以下的效果。
4)由于可以将粉末挤压成形体成形为更希望的形状，所以可抑制磁通歪斜来提高 磁通密度，依存于磁通密度的马达输出或马达转矩变大。
进而，由于降低了最大应力，因而具有以下效果。
1)施加在粉末挤压成形体上的应力平均化，可以使成形体密度均勻化。
2)可以降低集中在粉末挤压成形体的一部分上的残留应力，可以降低磁滞损。
3)在利用绝缘覆盖在粉体上的粉末挤压磁心材料时，施加在粉末挤压成形体上的 应力平均化而不会集中，所以可防止该绝缘覆盖的破坏，减少涡电流损。
4)由于可以防止冲模上的应力集中，所以不会施加过大的应力，模具寿命变长。
5)据上述内容，在使用于马达的部件、促动器的部件或电器部件时有效果。
(实施例5)
利用图13说明实施例5。图13是表示实施例5的构成的主要部分剖面图，图13(a) 表示使上冲头1330上升的粉末挤压成形前的装置构成1300，图13(b)表示使上冲头1330 下降且使下内周侧冲头1350下降地推压粉体1301而成形出粉末挤压成形体1302的刚进 行粉末挤压成形之后、且粉末挤压成形体1302取出之前的装置构成。
由本实施方式成形的成形体在外周侧具有突起部1303，但与实施例4同样通过在 成形体的突起上端部1331分割冲模，可以收到同样的效果。另外，也可以在成形体内周部 的台阶差部1334分割冲头。进而，即使并用这两种方式也能获得同样的效果。
权利要求
1.一种筒状部件的成形用冲模，该筒状部件的成形用冲模用于粉末挤压成形筒状部 件，该筒状部件具有大致筒形状，并且在内周侧或外周侧具有在轴向突出的突出部或半径 方向的台阶差部或凹陷部，其特征在于，所述筒状部件的成形用冲模具有大致筒形状，并且在内周面或外周面的至少一部分具 有在中心方向突出的突出部，在与该突出部的下表面的同一面上被上下分割成两部分，分 割的面彼此以机械方式紧固在一起或者由粘接剂粘接在一起。
2.如权利要求1所述的筒状部件的成形用冲模，其特征在于，所述被上下分割的冲模 彼此在所述分割面通过螺栓紧固、螺纹紧固、或者在一个冲头形成凹部而在另一个冲头形 成凸部地进行嵌入而紧固在一起。
3.如权利要求1所述的筒状部件的成形用冲模，其特征在于，在与粉末挤压成形的筒 状部件的形状对应地上下分割成两部分的冲头中，下部的冲头是能够进行更换的。
4.如权利要求1到3中任一项所述的筒状部件的成形用冲模，其特征在于，作为所述 突出部的下表面与所述下部的冲头的内周面的连结部的角部，是非曲面结构的有棱角的结 构、或者在将所述角部的曲率半径设为R并将所述突出部的半径方向的宽度设为S的情况 下满足R/ S <0. 2mm的结构、或者在将所述角部的曲率半径设为R时R < 0. 2mm的结构中 的至少任何一种。
5.一种筒状部件的成形装置，其特征在于，将如权利要求1到4中的任一项所述的筒状 部件的成形用冲模作为上冲模，在轴向与所述上冲模相向地配置下冲模，在所述上冲模和 所述下冲模的外侧配置模具，在所述上冲模和所述下冲模的内侧配置芯模，通过使所述上 冲头和所述下冲头相对移动，对填充在所述上冲模和所述下冲模之间的粉体进行成形。
6.如权利要求5所述的筒状部件的成形装置，其特征在于，所述下冲模以与所述筒状 部件的突出部的外径大致对应的直径分割成内周冲头和外周冲头，通过使所述上冲头和所 述内周冲头以及所述外周冲头相对移动来成形粉体。
7.一种筒状部件的成形方法，其特征在于，在轴向与上冲头相向地配置下冲模，该上冲 头在内周面的至少一部分具有在中心方向突出的突出部，并且在与该突出部的下表面的同 一面上被上下分割成两部分，分割的面彼此以机械方式紧固在一起或者由粘接剂粘接在一 起，在所述上冲模和所述下冲模的外侧配置模具，在所述上冲模和所述下冲模的内侧配置 芯模，通过使所述上冲头和所述下冲头相对移动，对填充在所述上冲模和所述下冲模之间 的粉体进行粉末挤压成形，制造大致筒形状且在内周侧具有台阶差或凹陷的粉末挤压成形 的筒状部件。
8.如权利要求7所述的筒状部件的成形方法，其特征在于，所述上下分割的冲模彼此 在所述分割面通过螺栓紧固、螺纹紧固、或在一个冲头形成凹部而在另一个冲头形成凸部 地进行嵌入而紧固在一起。
9.如权利要求7所述的筒状部件的成形方法，其特征在于，在与粉末挤压成形的筒状 部件的形状对应地上下分割成两部分的冲头中，下部的冲头是能够进行更换的。
10.如权利要求7到9中任一项所述的筒状部件的成形方法，其特征在于，作为所述 突出部的下表面与所述下部的冲头的内周面的连结部的角部，是非曲面结构的有棱角的结 构、或者在将所述角部的曲率半径设为R并将所述突出部的半径方向的宽度设为S的情况 下满足R/ S <0. 2mm的结构、或者在将所述角部的曲率半径设为R时R < 0. 2mm的结构中的至少任何一种。
11.一种筒状部件的成形装置，其特征在于，将用于如权利要求7到10中任一项所述的 筒状部件的成形方法的冲模作为上冲模，在轴向与所述上冲模相向地配置下冲模，在所述 上冲模和所述下冲模的外侧配置模具，在所述上冲模和所述下冲模的内侧配置芯模，通过 使所述上冲头和所述下冲头相对移动，对填充在所述上冲模和所述下冲模之间的粉体进行 成形。
12.如权利要求11所述的筒状部件的成形装置，其特征在于，所述下冲模以与所述筒 状部件的突出部的外径大致对应的直径分割成内周冲头和外周冲头，通过使所述上冲头和 所述内周冲头以及所述外周冲头相对移动来成形粉体。
全文摘要
本发明提供不改变成形体的形状就可抑制模具的应力集中的冲模结构、成形装置及成形方法。本发明的筒状部件的成形用冲模、成形装置及成形方法利用冲模(300)粉末挤压成形筒状部件，该筒状部件具有大致筒形状，而且在内周侧具有在轴向突出的突出部、或者半径方向的台阶差部或凹陷部，其中，该冲模(300)具有大致筒形状，而且在内周面或外周面的至少一部分具有在中心方向突出的突出部(330)，在与该突出部的下表面的同一面分割成上下两部分，分割的面相互被机械紧固或者由粘接剂粘接。
文档编号B22F3/20GK102029392SQ201010254400
公开日2011年4月27日 申请日期2010年8月12日 优先权日2009年9月30日
发明者小林金也, 床井博洋 申请人:株式会社日立制作所