JP2011073028A - 成形用パンチ金型,該成形用パンチ金型を備えた成形装置、および成形方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】略筒形状を有するとともに内周側に軸方向に突出した突出部、又は半径方向の段差部または窪み部を有する筒状部材を圧粉成形するために使用するパンチ金型300であって、略筒形状を有するとともに内周面または外周面の少なくとも一部に中心方向に突出した突出部330を有し、該突出部の下面と同一面で上下2分割され、分割された面同士が機械的に締結され又は接着材により接着されていることを特徴とする筒状部材の成形用パンチ金型,成形装置、および成形方法にある。
【選択図】 図3
Description
1)パンチ金型の突出部の下面と円筒部の内周面が材料的に一体化されていないので、コーナー部分に該下面と内周面の応力の加算がない。
2)強い荷重がパンチ金型の突出部に垂直に加わるが、パンチ金型の突出部の下面と同一平面状での分割され連結された構成により、突出部での引張応力が弱まる。
3)突出部でパンチ金型が分離されているので、亀裂の進行がない。
1)粉成形体の突起部の先端面を重ね合わせた場合、突起部の先端面がフラットである方が、より密着力が向上する。
2)圧粉成形体の先端面で構成される全端面がフラットな方が、幅の薄い,幅寸法が小さい機器向けに、薄型にできる点で好ましい。
3)圧粉磁心材を使ったモータコアなどの成形に適用した場合、必要がない曲面形状を避け同一体格で鉄量が増加するため、モータ出力やモータトルクが大きくなる。
1)成形体の強度を本体部、突起部で均一化することができる。
2)圧粉磁心を使ったモータコアなどの成形に適用した場合、モータコア内で飽和磁束密度や鉄損などの磁気特性が略均一となる。
1)圧粉成形体の突起部分が軸方向上に向け細くなっていくため、圧粉成形後に上パンチを成形体から外しやすくなる。
1)圧粉成形体の突起部の先端面で重ね合わせていくとき、平らな面の方が、密着力が向上する。先端面と平面状の材料の接続時に、平らな領域が大きい先端面で接続面を最大化することができ、接触力を向上できるとともに、無駄なスペースをなくすことができる。
2)先端面が平らな方が幅の狭い機器向けに、薄型にできる点で好ましい。
1)圧粉成形体が高密度化することにより堅くなり、圧粉成形体の強度が向上する。
2)搭機部品である場合のように限られたスペースに圧粉成形体を搭載する場合、有効である。
3)ネットシェイプ鍛造で圧粉成形体の成形が可能であり、生産性が向上する。
4)圧粉成形体をより所望の形状に成形できるので、磁束の歪みが抑制され磁束密度が向上し、磁束密度に依存するモータ出力や、モータトルクが大きくなる。
1)圧粉成形体に加わる応力が平均化し、成形体密度を均一化できる。
2)圧粉成形体の一部に集中する残留応力を低減でき、ヒステリシス損が低減できる。
3)粉体に絶縁被覆した圧粉磁心材を利用している場合、圧粉成形体に加わる応力が平均化して集中しないため、その絶縁被覆の破壊が防止され、渦電流損が低減する。
4)パンチ金型における応力集中が防止されるので、過大な応力がかかることがなく金型寿命が長くなる。
5)上述のことから、モータの部品,アクチュエータの部品、または電装部品に使用した場合に効果がある。
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 突起部上端面と突起部外周面とからなるコーナー部
300,400,900,1330 パンチ金型
310,732,910,1332 上部パンチ
320,733,920,1333 下部パンチ
321,412 リング部の内周面
330,420 突出部
331,421,931 突出部の下面
340,430,731,1331 コーナー部
411 リング部下面
500,700,1100,1200,1300 圧粉成形装置(成形装置)
501,701,1101,1201 粉体
510,710,1110,1210 コア金型
520,720,1120,1220 ダイ
530,730,1130,1230 上パンチ
540,740,1340 下外周側パンチ
541 下外周側パンチ上端面
550,750,1350 下内周側パンチ
551 下内周側パンチ上端面
824 突起上端面のテーパ
825 突起外周面のテーパ
1140,1240 下パンチ
1420 リングコイル
R 曲率半径(コーナー部の曲率半径)
δ 突起部の先端面の幅寸法
Claims (12)
- 略筒形状を有するとともに内周側または外周側に軸方向に突出した突出部または半径方向の段差部または窪み部を有する筒状部材を圧粉成形するために使用する成形用パンチ金型であって、
略筒形状を有するとともに内周面または外周面の少なくとも一部に中心方向に突出した突出部を有し、該突出部の下面と同一面で上下2分割され、分割された面同士が機械的に締結され又は接着材により接着されていることを特徴とする筒状部材の成形用パンチ金型。 - 請求項1において、
前記上下に分割されたパンチ金型同士が、前記分割面でボルト締結,ネジ締結、或いは一方のパンチに凹部を形成し他方のパンチに凸部を形成して嵌め込みによって締結されている
ことを特徴とする筒状部材の成形用パンチ金型。 - 請求項1において、
圧粉成形される筒状部材の形状に対応させて上下に2分割されたパンチのうち下部のパンチが交換可能である
ことを特徴とする筒状部材の成形用パンチ金型。 - 請求項1から請求項3のうちのいずれかの請求項の筒状部材の成形用パンチ金型において、
前記突出部の下面と前記下部のパンチの内周面との連結部であるコーナー部が、非曲面構造の角張った構造であるか、または、前記コーナー部の曲率半径をR、前記突出部の半径方向の幅をδとした場合にR/δ<0.2mmを満足するか、または、前記コーナー部の曲率半径をRとした場合にR<0.2mmであるか、のうちの少なくとも何れか1つである
ことを特徴とする筒状部材の成形用パンチ金型。 - 請求項1から請求項4のうちのいずれかの請求項の筒状部材の成形用パンチ金型を上パンチ金型とし、前記上パンチ金型と軸方向に対向して下パンチ金型を配置し、前記上パンチ金型と前記下パンチ金型の外側にダイを配置し、前記上パンチ金型と前記下パンチ金型の内側にコア金型を配置し、前記上パンチ金型と前記下パンチ金型の間に充填された粉体を、前記上パンチと前記下パンチを相対的に移動させることによって成形することを特徴とする筒状部材の成形装置。
- 請求項5において、
前記下パンチ金型が前記筒状部材の突出部の外径におおよそ対応した径で、内周パンチと外周パンチに分割されており、粉体を前記上パンチと前記内周パンチ、および前記外周パンチを相対的に移動させることによって成形する
ことを特徴とする筒状部材の成形装置。 - 内周面の少なくとも一部に中心方向に突出した突出部を有し、該突出部の下面と同一面で上下2分割され、分割された面同士が機械的に締結され又は接着材により接着されている上パンチに軸方向に対向して下パンチ金型を配置し、前記上パンチ金型と前記下パンチ金型の外側にダイを配置し、前記上パンチ金型と前記下パンチ金型の内側にコア金型を配置し、前記上パンチ金型と前記下パンチ金型の間に充填された粉体を、前記上パンチと前記下パンチを相対的に移動させることにより圧粉成形し、略筒形状で内周側に段差または窪みを有する圧粉成形の筒状部材を製造することを特徴とする筒状部材の成形方法。
- 請求項7において、
前記上下に分割されたパンチ金型同士が、前記分割面でボルト締結、ネジ締結、或いは一方のパンチに凹部を形成し他方のパンチに凸部を形成して嵌め込みによって締結されている
ことを特徴とする筒状部材の成形方法。 - 請求項7において、
圧粉成形される筒状部材の形状に対応させて上下に2分割されたパンチのうち下部のパンチが交換可能である
ことを特徴とする筒状部材の成形方法。 - 請求項7から請求項9のうちのいずれかの請求項の筒状部材の成形方法において、
前記突出部の下面と前記下部のパンチの内周面との連結部であるコーナー部が、非曲面構造の角張った構造であるか、または、前記コーナー部の曲率半径をR、前記突出部の半径方向の幅をδとした場合にR/δ<0.2mmを満足するか、または、前記コーナー部の曲率半径をRとした場合にR<0.2mmであるか、のうちの少なくとも何れか1つである
ことを特徴とする筒状部材の成形方法。 - 請求項7から請求項10のうちのいずれかの請求項の筒状部材の成形方法に用いられるパンチ金型を上パンチ金型とし、前記上パンチ金型と軸方向に対向して下パンチ金型を配置し、前記上パンチ金型と前記下パンチ金型の外側にダイを配置し、前記上パンチ金型と前記下パンチ金型の内側にコア金型を配置し、前記上パンチ金型と前記下パンチ金型の間に充填された粉体を、前記上パンチと前記下パンチを相対的に移動させることによって成形することを特徴とする筒状部材の成形装置。
- 請求項11において、
前記下パンチ金型が前記筒状部材の突出部の外径におおよそ対応した径で、内周パンチと外周パンチに分割されており、粉体を前記上パンチと前記内周パンチ、および前記外周パンチを相対的に移動させることによって成形する
ことを特徴とする筒状部材の成形装置。
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