CN102421553A - 大致圆柱状的粉末成形体及粉末成形模具装置 - Google Patents

Abstract

将除了两端部以外的主体部分的截面外形大致分为沿着基础圆（P）的下部圆弧面（12）、和上顶部与基础圆（P）一致的上部圆弧面（12），在上部圆弧面（12）的两侧的侧面（14）上，形成从基础圆（P）向内侧延伸的侧面边缘部（15）。在长度方向的两端部上，形成从侧面边缘部（15）朝向端面（10）一边以凹状翘曲一边上升而连接到端面（10）的弯曲边缘部（15a）、和从端面（10）到侧面（14）一边逐渐地宽度变窄一边以倒角状弯曲形成的端部倒角部（16）。

Description

大致圆柱状的粉末成形体及粉末成形模具装置

技术领域

本发明涉及一种利用粉末冶金法（所谓的压模法）而制造的烧结机械零件，特别涉及截面是大致圆形的大致圆柱状成形体、和能够将这样的成形体高密度地成形的模具装置。所述粉末冶金法是将主要由金属粉末构成的原料粉末填充到模具的模孔中、用上下的冲头进行压缩成形而造形成形体的方法。

背景技术

通过上述粉末冶金法进行的烧结机械零件的制造方法具有下述等的优点：（1）能够造形为近精确成形、（2）适于大量生产、（3）能够制造通过熔炼材料不能得到的特殊的材料，所以在汽车用机械零件及各种工业用的机械零件中越来越多地采用。

在利用上述优点中的特别是（3）的优点的零件之一中，有用于点火线圈等的铁芯的压粉磁芯（专利文献1至3等）。压粉磁芯一般如下地制造：在铁粉末等的软磁性粉末的表面上设置绝缘覆膜，对其添加少量的树脂粉末而混合得到混合粉，将该混合粉压缩成形并加热处理而制造。在这样的压粉磁芯中，由于固有电阻值较高，所以在使用时产生的涡电流被覆盖软磁性粉末的表面的绝缘覆膜及树脂封入在软磁性粉末的内部中，所以具有涡电流损失较小的特性。

以往，在铁芯等中使用层叠硅钢板。令含有使电阻提高的硅的硅钢板形成为使结晶的易磁化方向统一为轧制方向的方向性硅钢板，使其经由绝缘膜层叠多层而得到层叠硅钢板，其具有固有电阻值较高、涡电流损失较小的特性，因此被作为铁芯广泛地使用。但是，硅钢板较硬而缺乏造形性，所以将其冲切为小片而层叠来造形为目的形状，在生产性的方面存在效率较低的问题。在这一点上，压粉磁芯由于具有上述（1）及（2）的优点，所以代替层叠硅钢板而扩展了应用。

点火线圈用的铁芯插入在一次线圈和二次线圈中，已知在这些线圈与铁芯之间没有间隙的状态下能够最大限度地发挥磁特性。因而，铁芯优选是具有与线圈的内径对应的外径的截面圆形的纯圆柱状的结构。

在将原料粉末成形为纯圆柱状时，一般如图19（a）所示，采用下述方法：向腔体中（模孔21的比下冲头4靠上方部分）填充适量的原料粉末，所述腔体由形成在冲模2上的纵向延伸的模孔21、和从下侧滑动自如地插入在该模孔21中的下冲头4形成，将滑动自如地向模孔21中插入的上冲头3从上侧插入，通过上下的冲头3、4对原料粉末进行压缩。通过该方法，如图19（b）所示，得到由上下的冲头3、4形成端面10、由冲模2的模孔21的内周面形成沿轴向延伸的侧面的成形体1。即，该成形方法是在得到圆柱状的成形体时对粉末在成形体的轴向上进行加压的方法。

但是，在该方法中，产生成形体1的上下的端部（轴方向的两端部）a的密度比中央部b的密度高、中央部b的密度变低的现象，即在压缩方向的中央部产生所谓的中间区域。该中间区域是因为以下的理由产生的：被上下的冲头3、4压缩的粉末借助压力而在粉末界面滑移而再排列并且塑性变形而致密化，但从上下的冲头3、4施加的压力从端部a朝向中央部b由于再排列及塑性变形而被消耗并传播，所以随着距成形体1的端面10的距离变大，施加在原料粉末上的压力衰减。

中间区域的产生在压缩方向的长度相对于加压面较长的成形体的情况下是不能避免的，即便使上下的冲头的压力增大也难以使其消失。在上述铁芯用的压粉磁芯中，特别是磁束密度与软磁性粉末的体积占用率成比例，所以如果产生密度较低的中间区域，则相应地磁特性下降，所以是不良状况。

所以，提出了下述方法：在对沿轴向较长的大致圆柱状的成形体进行压缩成形时，沿相对于成形体的轴向正交的径向对粉末进行压缩的方法（专利文献4，5等）。根据该方法，由于压缩方向的距离较短、此外通过上下的冲头推压整个侧面，所以不产生中间区域，密度沿长度方向较均匀，并且能够得到较高的成形体。

专利文献1：日本特开平03－238805号公报

专利文献2：日本特开2006－278499号公报（权利要求8）

专利文献3：日本特开2008－153611号公报

专利文献4：日本特公平03－013281号公报

专利文献5：日本特开2005－240060号公报

上述专利文献4、5中记载的成形方法如图20（a）所示，在形成于呈上下对称且滑动自如地插入在冲模2的模孔21中的上下的冲头3、4的截面半圆弧状的各冲头面31、42间填充粉末并进行压缩，从而如图20（b）及（c）所示，得到形成有上部圆弧面11和下部圆弧面12的圆柱状的成形体1。但是，在该方法中使用的上下的冲头3、4在压缩成形时为相互对合状态的宽度方向两端的壁厚较薄，所以有容易损坏的不良状况。

为了避免该不良状况，作为将薄壁的宽度方向两端部去掉的状态而形成有具有一定以上的宽度的平坦部33、43。此外，为了防止这些平坦部33、43彼此抵接而损坏，在将粉末压缩直到最后的状态下，平坦部33、43之间也某种程度地离开。因此，变成在成形体1的侧面上突出有在平坦部33、43间粉末被压缩成形而成的沿轴向延伸的凸缘部13（图20（c）的斜线部）。由于该凸缘部13是不需要的，所以通过机械加工除去，将成形体1加工为截面圆形状。

即，在上述专利文献4、5中记载的成形方法中，需要由机械加工进行的凸缘部13的除去，这导致制造成本的增加，并且产生除去的部分的原料被浪费的问题。所以，也可以考虑保留着凸缘部13而用于点火线圈的铁芯，但在此情况下，因为有从侧面突出的凸缘部13，所以与线圈之间的空隙必然变大，相应地磁特性下降。

发明内容

由此，本发明的目的是提供一种不需要机械加工、在成形体的状态下接近于截面圆形的形状的大致圆柱状成形体。具体而言，目的是提供一种相对于作为目标的截面形状为圆（基础圆）的圆柱、体积比为0.95以上的形状的成形体。此外，目的是提供一种成形这样的形状的成形体的模具装置。

本发明为大致圆柱状的粉末成形体，呈大致圆柱状，具有大致圆形状且内接于以该圆形的轴心为中心的基础圆的截面外形，其特征在于，上述截面外形至少包括：一对侧面边缘部，在周向上分别形成在相互离开大致180°的两侧的侧面，从上述基础圆向内侧延伸；上部圆弧面，将这些侧面边缘部的内侧端部间连接，至少上顶部内接于上述基础圆；下部圆弧面，将上述各侧面边缘部的外侧端部间连接，至少下顶部内接于上述基础圆；进而，在该成形体的长度方向的两端部上形成有：弯曲的弯曲边缘部，从上述各侧面边缘部朝向端面一边凹状地翘曲一边上升而与该端面连接；端部倒角部，从各端面到侧面逐渐宽度变窄并以倒角状弯曲形成。这里，在本发明中，将截面外形的各顶部相对于基础圆位于0至－0.5mm的范围的情况看作内接。

在本发明的粉末成形体中包含以下的方式：在上述侧面上形成有相对于上述侧面边缘部垂直地连续的侧面平坦部。

此外，在本发明的粉末成形体中包含以下的方式：上述截面外形的上述下部圆弧面包括与上述基础圆一致的中央下部圆弧面、和经由形成在与该中央下部圆弧面之间的阶差而形成在该中央下部圆弧面的两侧的侧部下部圆弧面。

此外，在本发明的粉末成形体中作为一具体例，上述侧面边缘部的宽度是0.1至0.5mm；上述弯曲边缘部呈至少一个圆弧面、椭圆弧面、平面、或者这些面连续而成的复合面，该弯曲边缘部的长度是1至5mm，并且从上述侧面边缘部的上升幅度是1至5mm；上述端部倒角部的长度是上述弯曲边缘部的长度以上、比该弯曲边缘部的长度长2mm以下，并且设定为使得弯曲边缘部的向端面的投影像不从上述基础圆向外侧伸出。

进而，在本发明的粉末成形体中，作为一具体例，上述侧面平坦部的高度是超过0且2mm以下，此外，上述中央下部圆弧面的宽度是上述基础圆的直径的40%至80%、上述阶差的高度是超过0且1mm以下。

接着，本发明的粉末成形模具装置为，能够适当地制造上述本发明的粉末成形体，对呈大致圆柱状的粉末成形体在正交于轴向的方向上进行压缩而成形，其特征在于，具备：冲模，形成有模孔，所述模孔在上下方向上贯通，俯视是大致长方形状，在上下方向中间部上形成有近似于以上述成形体的轴心为中心的基础圆的截面凹圆弧状的台阶部，在该台阶部的上侧形成有宽度方向尺寸比较大的宽度较大部，在上述台阶部的下侧形成有宽度方向尺寸比上述宽度较大部小的宽度较小部，在长度方向两端部形成有随着朝向端部而宽度变小的曲面部；下冲头，滑动自如地插入在上述模孔的上述宽度较小部中，在上端面上形成有宽度方向截面近似于上述基础圆的凹圆弧状的下冲头面；上冲头，滑动自如地插入在上述模孔的上述宽度较大部中，在下端面上形成有宽度方向截面与上述基础圆一致或近似的凹圆弧状的上冲头面；上述上冲头在下端面的宽度方向两端部上形成有正交于上下方向而沿长度方向延伸的平坦部，在长度方向两端部上，从上述平坦部到端面形成有从下端面侧起逐渐地高度一边弯曲一边减小的弯曲面，还形成有与上述冲模的上述曲面部对应的曲面部。

在上述本发明的模具装置中包含以下的方式：上述平坦部的宽度是0.1至0.5mm；上述弯曲面呈至少一个圆弧面、椭圆弧面、平面、或者这些面连续而成的复合面，该弯曲面的长度是1至5mm，并且从上述平坦部的上升幅度是1至5mm；上述曲面部的长度是上述弯曲面的长度以上、且比该弯曲面的长度长2mm以下，并且设定为使得弯曲面的向端面的投影像不从上述基础圆向外侧伸出。

根据本发明的大致圆柱状的粉末成形体，能够在成形体的状态下形成相对于作为目标的圆（基础圆）的圆柱体积比为0.95以上的形状的成形体，所以不需要机械加工，能够抑制制造成本的增加，并且没有材料的浪费，例如如果用作用于点火线圈用铁芯的压粉磁芯，则圆形的线圈与铁芯的空隙变得很小，起到能够最大限度地发挥铁芯的磁特性的效果。

附图说明

图1（a）是本发明的第1实施方式的粉末成形体的端面图、图1（b）是本发明的第1实施方式的粉末成形体的图1（a）的A部放大图。

图2是第1实施方式的粉末成形体的立体图。

图3（a）是第1实施方式的粉末成形体的侧视图、图3（b）是第1实施方式的粉末成形体的图3（a）的B部放大图。

图4（a）是第1实施方式的粉末成形体的俯视图、图4（b）是第1实施方式的粉末成形体的图4（a）的C部放大图。

图5是表示第1实施方式的模具装置的上冲头的端面图。

图6是第1实施方式的上冲头的立体图。

图7（a）是第1实施方式的上冲头的侧视图、图7（b）是第1实施方式的上冲头的图7（a）的D部放大图。

图8（a）是第1实施方式的上冲头的俯视图、图8（b）是第1实施方式的上冲头的图8（a）的E部放大图。

图9（a）是第1实施方式的模具装置的冲模的俯视图、图9（b）是第1实施方式的模具装置的冲模的图9（a）的F部放大图。

图10是表示第1实施方式的模具装置的粉末成形状态的剖视图。

图11是表示本发明的第2实施方式的模具装置的粉末成形状态的剖视图。

图12是第2实施方式的粉末成形体的端面图。

图13（a）是本发明的第3实施方式的粉末成形体的端部立体图、图13（b）是本发明的第3实施方式的粉末成形体的模具装置的上冲头的端部侧视图。

图14是表示在本发明的研究过程中使用的模具装置的粉末成形状态的剖视图。

图15（a）是本发明的研究过程中的粉末成形体的端面图、图15（b）是本发明的研究过程中的粉末成形体的立体图。

图16是本发明的研究过程中的模具装置的上冲头的立体图。

图17（a）是对于第1实施方式的比较例的模具装置的上冲头的侧视图、图17（b）是对于第1实施方式的比较例的模具装置的上冲头的立体图。

图18（a）是对于第1实施方式的比较例的粉末成形体的端面图、图18（b）是对于第1实施方式的比较例的粉末成形体的立体图。

图19（a）是将圆柱状的粉末成形体压缩成型的以往的一般的成形模具装置的剖视图，图19（b）是通过（a）的模具装置得到的粉末成形体的立体图。

图20（a）是将圆柱状的粉末成形体压缩成型的以往的成形模具装置的剖视图，图20（b）是通过（a）的模具装置得到的粉末成形体的立体图，图20（c）是通过（a）的模具装置得到的粉末成形体的端面图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

［A］本发明的研究过程

首先，说明达成本发明的研究过程。

首先，在图14中表示最先研究的粉末成形模具装置，此外，在图15中表示通过该模具装置得到的粉末成形体（以下简称作成形体）1A。图14的模具装置具备带有台阶的冲模2、和上下的冲头3、4。冲模2具有沿上下方向贯通的模孔21。模孔21的俯视图是对应于成形体的长度方向的长方形状（在图14中，在图面表背面方向上较长地延伸），在上下方向的中间部，形成有呈左右对称的台阶部22。台阶部22形成为与基础圆P（作为目标的圆）一致的截面凹圆弧状。模孔21的台阶部22的上方及下方分别为一定宽度的宽度较大部24a、宽度较小部24b。并且，上冲头3从上方滑动自如地插入在宽度较大部24a中，下冲头4从下方滑动自如地插入在宽度较小部24b中。

在下冲头4的上端面上，形成有与基础圆P一致的纯截面凹圆弧状的下冲头面42。在压缩成形时，下冲头4被插入到模孔21的宽度较小部24b中，直到下冲头面42与台阶部22同心状一致的压缩成形位置。

在上冲头3的下端面上，形成有与基础圆P近似的圆弧状的上冲头面31。在该上冲头面31的宽度方向两端部，形成有与上下方向正交而在长度方向上延伸的平坦部35。即，上冲头面31由主要的上冲头圆弧面31a、和向上冲头圆弧面31a的两侧延伸的平坦部35构成。平坦部35从基础圆P向内侧延伸，因而，上冲头圆弧面31a是比基础圆P稍小的直径。在压缩成形时，上冲头3在两侧的平坦部38与台阶部22的上端之间空出平坦面24（宽度较大部的下端部）而插入到模孔21的宽度较大部24a中，直到上顶部重叠在基础圆P的上顶部上的压缩成形位置。

为了通过由上述结构构成的模具装置得到成形体，首先，使插入在冲模2的模孔21的宽度较小部24b中的下冲头4停止在比上述压缩成形位置稍靠下侧的位置，在上方开口的模孔21的腔体中填充适量的原料粉末。接着，使下冲头4上升到上述压缩成形位置，并且使上冲头3下降到上述压缩成形位置，将原料粉末用上下的冲头3、4压缩。在压缩后，将上冲头3向上方拔出并退让，使下冲头4上升，将成形体脱模。

这样得到的成形体1A如图15所示，下部圆弧面12由冲模2的两侧的台阶部22与下冲头4的下冲头面42的连续面形成，所以与基础圆P一致。此外，在成形体1的侧面上，通过上述平坦面24形成沿长度方向延伸的侧面平坦部14。该侧面平坦部14将侧面边缘部15的外侧端部15c作为上端，下端与下部圆弧面12连接。此外，成形体1的上部为具有两侧的上述侧面边缘部15、和上部圆弧面11的结构，所述侧面边缘部15在周向上相互离开大致180°而由上冲头3的平坦部35形成，所述上部圆弧面11由将这些侧面边缘部15的内侧端部15b间连接的上冲头3的上冲头圆弧面31形成。

该成形体1A有以下的优点。首先，由于侧面边缘部15在基础圆P的内侧延伸，所以虽然相对于以基础圆P为截面的圆柱的体积比稍稍减小，但接近于基础圆P，即具有较高的体积比。此外，在下冲头4中，由于宽度与成形体1A的直径相比小很多，所以不需要如图20（a）中表示的下冲头4那样形成两侧的平坦部43。另一方面，对于上冲头3需要平坦部35，但通过将其设在基础圆P的内侧，不形成图20所示的突出到基础圆P的外部的凸缘部13那样的结构，不需要将凸缘部13除去的机械加工。

铁芯用的压粉磁芯中，磁特性与软磁性粉末的体积占用率呈比例地提高，所以通过提高成形压力得到高密度的成形体。在这样的状况下，在使用上述模具装置实际进行成形后，在上冲头3的平坦部35的角部39（图16所示）产生了缺陷。该缺陷是由于平坦部35在长度方向上笔直地延伸、没有受到来自宽度方向侧的支承，所以是在高载荷下由于应力集中在角部39上而产生的。

［B］本发明的第1实施方式

本发明是按照上述研究做出的，以下对第1实施方式的成形体及模具装置进行说明。

图1至图4是表示第1实施方式的成形体1B的图，图1是端面图，图2是立体图，图3是侧视图，图4是俯视图。此外，图5至图8是表示第1实施方式的模具装置的上冲头3的形状的图，图5是端面图，图6是立体图，图7是侧视图，图8是俯视图。此外，图9是模具装置的冲模的俯视图，图10是模具装置的剖视图。

第1实施方式的成形体1B为，根据上述研究过程的成形体1A的技术思想，将以往例的凸缘部13消除并且追加新的改良，从而解决了在研究过程中判明的上冲头3的角部39的缺陷产生的问题。即，关于下述结构与上述研究过程的成形体1A是共通的：

（1）成形体的截面外形内接于以轴心为中心的基础圆P、

（2）在成形体的两侧面上形成从基础圆P在内侧延伸的侧面边缘部15、

（3）上部圆弧面11在侧面边缘部15的内侧端部15b间的范围内形成、至少在上顶部与基础圆P相接、

（4）下部圆弧面12在侧面边缘部15的外侧端部15c间的范围内形成、至少在下顶部与基础圆P相接。

这里，在本发明中，将截面外形的各顶部相对于基础圆位于0至－0.5mm的范围的情况看作内接。即，这是因为在工业生产上难免会产生尺寸误差，如果截面从基础圆伸出（即为+），则不能收纳到作为目标的线圈的中空部中，另一方面如果与基础圆相比过小，则与线圈之间的空隙变大而损失增加，并且磁心的体积减小而磁特性下降。

在第1实施方式中，还追加了以下的要件：

（5）在成形体的长度方向两端部上，形成从各侧面边缘部15朝向端面10以凹状翘曲并上升而与端面10相连的以凹状弯曲的弯曲边缘部15a；

（6）在成形体的长度方向两端部上，形成从各端面10到侧面逐渐宽度变窄并以倒角状弯曲形成的端部倒角部16。

上述（5）的要件是用来解决上冲头3的角部39的缺陷的问题的要件，成形体1B的弯曲边缘部15a由形成在上冲头3的平坦部35的长度方向两端部的弯曲面35a（图5至图8所示）形成。该弯曲面15a形成为从侧面边缘部15到端面10而从下端面侧起逐渐地高度一边弯曲一边减小的凸面状。这样地将应力集中而容易产生缺陷的角部39（参照图16）做成应力难以集中的弯曲面35a，从而能够有效地防止因应力的集中造成的缺陷。

接着，上述（6）的要件是为了在追加上述（5）的要件后使成形体1B的端面10的形状与上述（1）的要件一致而需要的要件，成形体1B的端部倒角部16如图9所示，通过在冲模2的模孔21的长度方向两端部上形成曲面部26而形成，所述曲面部26宽度逐渐缩小且从沿长度方向延伸的侧面23连接到长度方向两端部的端面20。此外，上冲头3对应于冲模2的模孔21的曲面部26，如图5及图6所示，在上冲头3的长度方向两端部，形成宽度逐渐缩小且与端面30相连的凹面状的曲面部36。由此，上冲头3与冲模2的模孔21滑动自如地嵌合，能够将成形体1B成形。

在仅采用上述要件（5）而没有采用上述要件（6）的情况下，如图17所示，上冲头3中，图16所示的角部39形成于弯曲面35a，所以上冲头3的缺陷的问题被消除。在使用图17所示的上冲头3成形的情况下，如图18所示，在成形体的两端部上，形成从侧面边缘部15朝向端面10翘曲并上升而与端面10相连的以凹状弯曲的弯曲边缘部15a。但是，通过形成该弯曲边缘部15a，端面10的形状产生比基础圆P向外侧伸出的部分（图18（a）的斜线部分）。该伸出部分需要通过机械加工等除去，所以本发明的问题依然存在。所以，在第1实施方式中，通过形成上述要件（6）的端部倒角部16，将上述伸出部分除去。

形成在上述要件（5）的成形体1B上的侧面边缘部15原本是通过上冲头3的平坦部35形成的，是作为用来防止上冲头3的损坏的结果而形成的。从该观点看，侧面边缘部15的宽度t1（图1所示）、即上冲头3的平坦部35的宽度t1（图5所示）优选至少为0.1mm以上。但是，如果边缘部15的宽度t1变大，则相应地成形体1B的截面积相对于基础圆P减小。因此，边缘部15的宽度t1设为0.5mm以下是优选的，设为0.3mm以下是更优选的。

接着，上述要件（5）的成形体1B的弯曲边缘部15a是为了防止上冲头3的角部39的缺陷而通过上冲头3的弯曲面35a形成的。该上冲头3的弯曲面35a为了避免应力的集中，优选的是做成与上冲头3的平坦部35相连的凹面状的圆弧面或椭圆弧面，也可以使多个圆弧、椭圆弧平滑地连续而形成。如图7所示，由半径r1的圆弧形成的上冲头3的弯曲面35a如果过短则不能缓和应力的集中，所以优选的是将距上冲头3的长度方向两端部的端面30的距离d2、以及距上冲头3的平坦部35的高度d3都设为1mm以上。

此外，如图3所示，上述要件（6）的成形体1B的端部倒角部16的距端面10的距离d4对应于成形体1B的弯曲边缘部15a而形成，所以如果过大则成形体1B的体积的减小率增加。所以，形成成形体1B的弯曲边缘部15a的上冲头3的弯曲面35a优选的是将距上冲头3的长度方向两端部的端面30的距离d4（图8所示）、以及距上冲头3的平坦部35的高度d3（图7所示）都抑制为5mm左右。即，作为成形体1B的弯曲边缘部15a，优选的是使距成形体1B的端面10的距离d2、以及距成形体1B的侧面边缘部15的高度d3为1至5mm，作为上冲头3的弯曲面35a，优选的是使距上冲头3的端面30的距离d2、以及距上冲头3的平坦部35的高度d3为1至5mm。

此外，如果使上冲头3的弯曲面35a和上冲头3的端面30以圆弧或椭圆弧连续，则在端面附近30处原料粉末难以压缩，所以如图7（b）所示，优选的是经由与平坦部35平行的比较短的平面部35b而连续。该平面部35b的距上冲头3的端面30的距离t2如果过大，则在与弯曲面35a的连接部处应力容易集中。因此，上冲头3的平面部35b距端面30的距离t2为超过0且0.5mm以下、优选的是0.1至0.3mm左右。借助该上冲头3的平面部35b，在成形体1B上，如图3（b）所示，在端面10与弯曲边缘部15a之间形成长度t2的平面部15b。

接着，上述要件（6）的端部倒角部16如上所述，通过在成形体1B上形成弯曲边缘部15a并为了避免端面10的形状从基础圆P向外侧伸出而设置。因此，端部倒角部16距端面10的距离d4（图4（b）所示）必须至少为弯曲边缘部15a的距离d2（图2所示）以上，如果过大则对应于它而成形体1B的体积减小。因而，距离d4优选的是比距离d2长2mm以下，最优选的是与d2一致。

此外，成形体1B的弯曲边缘部15a从侧面边缘部15起逐渐地高度增加而与端面10相连，该处的弯曲边缘部15a的从基础圆P的伸出量对应于弯曲边缘部15a的高度而决定。因而，端部倒角部16的各部的宽度的减小量d5（图4（b）所示）根据弯曲边缘部15a的高度的变化量而决定，以弯曲边缘部15a的向端面10的投影像不从基础圆P向外侧伸出的方式设定。

这样形成的成形体1B的端部倒角部16由冲模2的模孔21的曲面部26及上冲头3的曲面部36形成，所以冲模2侧的曲面部26及上冲头3侧的曲面部36的距离d4、这些曲面部26、36的宽度的减小量d5（图8（b）、图9（b）所示）根据距成形体1的端面10的上述距离d4、以及端部倒角部16的上述宽度的减小量d5而决定。

在本实施方式的成形体1B中，使侧面边缘部15与通过轴心的水平面一致、且在该水平面上上部圆弧面11与下部圆弧面13等分地划分是理想的，但如果上冲头3的平坦部35与冲模2的台阶部22抵接，则容易在上冲头3的平坦部35上产生缺陷，所以优选的是使上冲头3的平坦部35与冲模2的台阶部22某种程度离开而成形。如果这样成形，则在成形体1B上形成上述侧面平坦部14，但这是不得已的。

该侧面平坦部14如图1（b）那样，需要作为基础圆P的弦而配置在基础圆P的内侧。因此，冲模2的宽度较大部24a的宽度设定为比基础圆P的直径稍小一些的尺寸。该侧面平坦部14的高度d1、即上冲头3的平坦部35与冲模2的宽度较大部24a的距离d1（图10所示）如果增大，则与此对应，成形体1B的截面积相对于基础圆P减小。因此，侧面平坦部14的高度d1优选的是超过0且为2mm以下，更优选的是超过0且为1mm以下。

滑动自如地插入在冲模2的宽度较小部24b中的下冲头4的宽度L（图10所示）如果增大则下冲头面42与在长度方向上延伸的侧面44所成的角度变小，壁厚变薄，所以下冲头4损坏的可能性变大。另一方面，如果减小下冲头4的宽度L，则为了填充成形所需要的量的原料粉末而必须使由冲模2的宽度较小部24b和下冲头面42形成的腔体的深度变深，需要使下冲头4的长度变长。此外，将原料粉末用上冲头3及下冲头4加压，但如果下冲头4的下冲头面42的面积较小，则不能使来自下冲头4加压力充分传递给原料粉末整体，难以将原料粉末整体良好地压缩成形。进而，不得不使下冲头4的加压力变大，加长的下冲头4有可能折损。因此，下冲头4的宽度L优选的是基础圆P的40%至80%左右。

在上述本实施方式的成形体1B中，例如直径为10mm、全长为80mm、侧面平坦部14的高度为1mm、侧面边缘部15的宽度为0.2mm、并且弯曲边缘部15a用半径3mm的圆弧形成且弯曲边缘部15a的距离d2为3mm、弯曲边缘部15a的高度d2为2mm的成形体1B的体积是6192mm³。相对于此，直径为10mm、全长为80mm的基础圆P为截面的作为目标的圆柱的体积是6283mm³。因而，本实施方式的成形体1B呈现相对于目标圆柱的体积比为0.986的较高的体积比。

［C］本发明的第2实施方式

接着，说明基于上述第1实施方式的本发明的第2实施方式。

上述第1实施方式的成形体1B的下部圆弧面12由冲模2的台阶部22和下冲头4的下冲头面42形成，但在模具装置的组装中，有时难以使冲模2的台阶部22与下冲头面42完全一致。所以，如图11所示，也可以使冲模2的台阶部22的形状在向模孔21的宽度较小部24b转移的部位处为比基础圆P靠内侧的圆弧面、设置高度t3的阶差而组装模具装置。

如果这样组装模具装置，则能够将冲模2与下冲头4的组装时的误差用阶差t3吸收，组装变得容易。但是，如果设置阶差t3，则与此对应，成形体的体积减小，所以阶差t3优选的是超过0且为1mm以下、更优选的是超过0且为0.5mm以下。

此外，下冲头4由于下冲头面42与侧面44所成的角部不是尖锐的，所以不易损坏，但如果使加压力变大则有可能产生缺陷。因此，如图11所示，优选的是在其角部上设置平面47a，将下冲头面42由与基础圆P一致的圆弧面47（原来的下冲头面42的大部分）、与基础圆P相接而向基础圆P的内侧较短地延伸的平面47a、和将圆弧面47与平面47a连接的较短的圆弧面47b构成。但是，如果设置平面47a，则与此对应，成形体的体积减小，所以平面47a的宽度t4为超过0且0.5mm以下、优选的是0.1至0.3mm以下。

图12表示如上述那样借助在冲模2与下冲头4之间设有阶差t3、在下冲头4上设有宽度t4的平面47a的模具装置而成形的成形体1C，通过阶差t3形成阶差17a。该成形体1C的下部圆弧面12由阶差17a间的中央下部圆弧面12a、和经由阶差17a形成在中央下部圆弧面12a的两侧的侧部下部圆弧面12b构成。这里，对通过上述体积计算的第2实施方式的成形体1C的形状附加了使阶差17a的高度t3为0.2mm、使平面47a的宽度t4为0.2mm的条件的情况下的成形体1的体积是6146mm³，相对于作为目标的圆柱的体积（6283mm³），体积比为0.978，呈现较高的体积比。

［D］本发明的第3实施方式

接着，说明基于上述第1实施方式的本发明的第3实施方式。

在第1实施方式的成形体1中，如图13（a）所示，如果使端面10与上部圆弧面11经由平滑的凸面状的曲面11a连续，则该部分的密度容易提高，所以是优选的。曲面11a如图13（b）那样，由从上冲头3的上冲头圆弧面31到上冲头3的端面30形成的曲面31a形成。

在该第3实施方式的成形体1D中形成了半径1mm的平滑的曲面11a的结构的体积是6188mm³，相对于作为目标的圆柱的体积（6283mm³），体积比为0.985，呈现较高的体积比。此外，在上述第2实施方式的成形体1C上形成了半径1mm的平滑的曲面11a的结构的体积是6142mm³，相对于作为目标的圆柱的体积（6283mm³），体积比为0.977，呈现较高的体积比。

工业实用性

根据本发明，由于能够提供没有中间区域、不需要机械加工、在成形体的状态下接近于截面圆形的形状的大致圆柱状的粉末成形体，所以能够以低成本制造这样的粉末成形体。因而，本发明的粉末成形体适合于各种圆筒形状零件、特别是铁芯用的压粉磁芯。

标号说明

1B、1C、1D 粉末成形体

10 成形体的端面

11 上部圆弧面

12 下部圆弧面

12a 中央下部圆弧面

12b 侧部下部圆弧面

14 侧面平坦部

15 侧面边缘部

15a 弯曲边缘部

15b 侧面边缘部的内侧端部

15c 侧面边缘部的外侧端部

16 端部倒角部

2 冲模

21 模孔

22 台阶部

24a 模孔的宽度较大部

24b 模孔的宽度较小部

26 冲模的曲面部

3 上冲头

30 上冲头的端面

31 上冲头面

35 平坦部

35a 上冲头的弯曲面

36 上冲头的曲面部

4 下冲头

42 下冲头面

P 基础圆。

Claims (8)

1.一种大致圆柱状的粉末成形体，呈大致圆柱状，具有大致圆形状且内接于以该圆形的轴心为中心的基础圆的截面外形，其特征在于，

上述截面外形至少包括：

一对侧面边缘部，在周向上分别形成在相互离开大致180°的两侧的侧面，在从上述基础圆靠内侧延伸；

上部圆弧面，将这些侧面边缘部的内侧端部间连接，至少上顶部内接于上述基础圆；

下部圆弧面，将上述各侧面边缘部的外侧端部间连接，至少下顶部内接于上述基础圆；

进而，在该成形体的长度方向的两端部上形成有：

弯曲的弯曲边缘部，从上述各侧面边缘部朝向端面一边凹状地翘曲一边上升而与该端面相接；

端部倒角部，从各端面到侧面逐渐地宽度变窄并以倒角状弯曲形成。

2.如权利要求1所述的大致圆柱状的粉末成形体，其特征在于，在上述侧面上，形成有相对于上述侧面边缘部垂直地连续的侧面平坦部。

3.如权利要求1所述的大致圆柱状的粉末成形体，其特征在于，上述截面外形的上述下部圆弧面由中央下部圆弧面和侧部下部圆弧面构成，所述中央下部圆弧面与上述基础圆一致，所述侧部下部圆弧面经由形成在与该中央下部圆弧面之间的阶差而形成在该中央下部圆弧面的两侧。

4.如权利要求1所述的大致圆柱状的粉末成形体，其特征在于，

上述侧面边缘部的宽度是0.1至0.5mm；

上述弯曲边缘部呈至少一个圆弧面、椭圆弧面、平面、或者这些面连续而成的复合面，该弯曲边缘部的长度是1至5mm，并且从上述侧面边缘部的上升幅度是1至5mm；

上述端部倒角部的长度是上述弯曲边缘部的长度以上，比该弯曲边缘部的长度长2mm以下，并且以弯曲边缘部的向端面的投影像不从上述基础圆向外侧伸出的方式设定。

5.如权利要求2所述的大致圆柱状的粉末成形体，其特征在于，上述侧面平坦部的高度是超过0且2mm以下。

6.如权利要求3所述的大致圆柱状的粉末成形体，其特征在于，

上述中央下部圆弧面的宽度是上述基础圆的直径的40%至80%；

上述阶差的高度是超过0且1mm以下。

7.一种粉末成形模具装置，对呈大致圆柱状的粉末成形体在正交于轴向的方向上进行压缩而成形，其特征在于，

具备：

冲模，具有模孔，所述模孔

在上下方向上贯通，俯视是大致长方形状，在上下方向中间部形成有近似于以上述成形体的轴心为中心的基础圆的截面凹圆弧状的台阶部，在该台阶部的上侧形成有宽度方向尺寸比较大的宽度较大部，

在上述台阶部的下侧形成有宽度方向尺寸比上述宽度较大部小的宽度较小部，

在长度方向两端部形成有随着朝向端部而宽度变小的曲面部；

下冲头，滑动自如地向上述模孔的上述宽度较小部中插入，在上端面上形成有宽度方向截面近似于上述基础圆的凹圆弧状的下冲头面；

上冲头，滑动自如地向上述模孔的上述宽度较大部中插入，在下端面上形成有宽度方向截面与上述基础圆一致或近似的凹圆弧状的上冲头面；

上述上冲头在下端面的宽度方向两端部上形成有正交于上下方向而沿长度方向延伸的平坦部，在长度方向两端部，在从上述平坦部到端面的范围内形成有从下端面侧起逐渐地高度一边弯曲一边减小的弯曲面，还形成有与上述的冲模的上述曲面部对应的曲面部。

8.如权利要求7所述的粉末成形模具装置，其特征在于，

上述平坦部的宽度是0.1至0.5mm；

上述弯曲面呈至少一个圆弧面、椭圆弧面、平面、或者这些面连续而成的复合面，该弯曲面的长度是1至5mm，并且从上述平坦部的上升幅度是1至5mm；

上述曲面部的长度是上述弯曲面的长度以上、比该弯曲面的长度长2mm以下，并且以弯曲面的向端面的投影像不从上述基础圆向外侧伸出的方式设定。

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