JPH0647599A - 工作物を加工する方法 - Google Patents
工作物を加工する方法Info
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- JPH0647599A JPH0647599A JP3149244A JP14924491A JPH0647599A JP H0647599 A JPH0647599 A JP H0647599A JP 3149244 A JP3149244 A JP 3149244A JP 14924491 A JP14924491 A JP 14924491A JP H0647599 A JPH0647599 A JP H0647599A
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- B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 油圧で動くピストンで加工するものにおい
て、作業サイクルを短縮でき、ピストンを振動させずに
送り、作業状態を監視できる方法を提供する。 【構成】 ピストンを移動させるために油圧を加えるチ
ャンバを３箇所設け、１箇所へ油圧を加えてピストンを
いどうさせて工具を被加工物へ近づけ、工具が被加工物
に接触したあとはもう１箇所のチャンバにも油圧を加
え、双方の圧力で加工し、加工終了後は第３のチャンバ
に圧力を加えて戻すようにした。そのピストンの移動時
にピストンに作用する力が予定値より大きいときにそれ
を知らせるようにした。
て、作業サイクルを短縮でき、ピストンを振動させずに
送り、作業状態を監視できる方法を提供する。 【構成】 ピストンを移動させるために油圧を加えるチ
ャンバを３箇所設け、１箇所へ油圧を加えてピストンを
いどうさせて工具を被加工物へ近づけ、工具が被加工物
に接触したあとはもう１箇所のチャンバにも油圧を加
え、双方の圧力で加工し、加工終了後は第３のチャンバ
に圧力を加えて戻すようにした。そのピストンの移動時
にピストンに作用する力が予定値より大きいときにそれ
を知らせるようにした。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工作物を加工するため
の方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】この種の液圧式駆動装置によって工作物
を加工することは周知であり、例えば、スタンピング機
で行われる。この場合、駆動機構の液圧シリンダのピス
トンに固定したスタンピング工具を、高速で且つ比較的
小さい送り力で、工作物のできる限り近傍に送り、次い
で、送り力を増加して工作物に圧入させて工作物を切断
し、次いで、更に送り運動を行って、加工した材料片を
押抜き開口から排出させ、次いで、高速で出発位置にも
どす方法をとっている。この場合、下記の問題がある。 【０００３】１．高速送り運転から負荷送り運転への適
正な切り換え、即ち、低い送り力から高い送り力への切
り換え。 ２．工具の運動方向の反転。 この場合、高速送り運転から負荷送り運転への切り換え
を、例えば、液圧シリンダのピストンの所定の瞬間位置
に応答して電磁弁として構成した制御弁をトリガする出
力信号を発生する接近スイッチによって、ストロークに
依存して行う場合は、高速送り運転から負荷送り運転へ
の切り換えが、各作業サイクルの実際の要求に関係なく
行われ、従って作業サイクルの時間間隔が比較的長くな
ると云う欠点が生ずる。従って、スタンピング機の作動
速度が、しばしば、不必要な制約を受ける。 【０００４】更に、電気的にトリガ可能な電磁弁の切換
時間は、約２０〜２５ｍＳのオーダであり、サイクル時
間に大きな影響を与える。高速送り運転から負荷送り運
転への切り換えを圧力に依存して行う場合も、高速送り
運転において圧力を受ける液圧シリンダの高圧チャンバ
の圧力に応答し、液圧シリンダの高圧チャンバに適切に
圧力を加える電磁弁をトリガする電気的出力信号を発生
する電磁式感圧スイッチによって上記切り換えを行え
ば、上記の欠点が生ずる。 【０００５】更に、ピストンに作用する力の方向の反転
が、強制的に急激に行われるので、摩耗を助長し、大き
な運転騒音の原因となる振動が生ずると云う重大な欠点
がある。 【０００６】液圧機械式減衰要素およびまたは弾性減衰
素を駆動液圧シリンダに設けて、上記シリンダの送り運
動およびもどり運動の死点において現れる振動を減衰す
ることは可能であるが、この場合、装置のコストが高く
なり、更には、サイクル時間が長くなり、所用駆動出力
が大きくなる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、作業サイクル時間を短縮でき、従動機械要素を最終
位置または運動死点に振動なく送ることができ、作業状
態を監視できる方法を提供することである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】工具を備えた液圧シリン
ダを、工作物の方向へ送る送り運動、同じ方向へ工作物
を加工しながら送る作業運動、及び作業終了後元の位置
へもどすもどり運動と３つの運動を順次連続的に行わせ
て工作物を加工する方法において、高液圧が加えられる
と前記液圧シリンダを同一方向へ移動させる第１と第３
高圧チャンバと、高液圧が加えられると前記液圧シリン
ダを前記方向とは逆方向へと移動させる第２高圧チャン
バとの３つの高圧チャンバを液圧シリンダ自体に設け、
まず、第１高圧チャンバを高圧源へ接続し、第２、第３
高圧チャンバをタンクへ接続して前記液圧シリンダに送
り運動を行わせ、その間、第１高圧チャンバ内の圧力を
監視して、その圧力が増加して閾値を越えたときを検出
して第３高圧チャンバをタンクから高圧源へ切り換え
て、この第１高圧チャンバと第３高圧チャンバとで液圧
シリンダを同一の方向へ移動させて作業運動を行わせ、
上記作業運動中第１及び第３高圧チャンバの圧力が第１
の所定値ＰS1より低い第２の所定値ＰS2（ＰS2＜ＰS1・
Ａ1／ＡL （Ａ1は第１高圧チャンバの有効断面積、ＡL
は 第１及び第３高圧チャンバの有効断面積の和））以
下となったときに第３高圧チャンバを高圧源からタンク
へ切り換え、さらに第１高圧チャンバを高圧源からタン
クへ切り換えると共に、第２高圧チャンバをタンクから
高圧源へと切り換えて液圧シリンダに戻り運動を行わ
せ、前記第１高圧チャンバの圧力およびまたは第３高圧
チャンバの圧力および第２高圧チャンバの圧力に応答
し、液圧シリンダのピストンの送り方向または戻り方向
へ作用する力があらかじめ予定した値より大きい場合
に、監視装置がこのことを表す出力信号を発生すること
を特徴とする方法。 【０００９】 【実施例】図１に示した本発明に係る駆動装置１０は、
以下の説明では、コイニング機またはスタンピング機の
駆動ヘッドと仮定する。この駆動装置は、単位時間に多
数の作業サイクルを反復実施できるよう設計してある。
作業サイクルの基準値として、上記加工機は、１分間に
６００回の同一作業サイクルを実施できると仮定する。
例えば、上記加工機は、作業サイクルのリズムでマシン
テーブル１２上に定置される工作物１１に６００個の円
形孔を打ち抜くことができる。各作業サイクルは、少な
くとも、工具１３を大きな送り速度で工作物１１の方向
へ移動して工作物に当接せしめる高速送り運動と、工具
１３を工作物１１に圧入せしめ、場合によっては工作物
を貫通せしめる同一方向の加工運動と、工作物１３を次
の作業サイクルに適した出発位置に迅速にもどす高速も
どり運動とを含む。 【００１０】工具１３が、当該の使用目的に対応する加
工を行い得るよう、加工運動の実施に必要な送り力は、
負荷に依存して増加できるようにする。 【００１１】本発明に係る駆動装置１０の枠内におい
て、運動制御に使用する接続管路およびカナルとともに
第１図の断面図に全体として１４で示した液圧シリンダ
が、駆動要素として設けてある。 【００１２】液圧シリンダ１４のハウジング１７は、図
示の構成では、本質的に、下方へ開放したカップ形であ
り、円筒形外壁１９とともに長い環状チャンバ２１を形
成する中実の円筒形コア１８を有する。この環状チャン
バの上部は、ハウジング１７の中実の底板またはカバー
プレート２２によって閉鎖されており、下部は、外壁１
９から内方へ向くフランジ２３によって幾分絞られてい
る。従って、ハウジングのコア１８とフランジ２３の間
に残存し、液圧シリンダ１７の本質的にカップ状のピス
トン２６が下方へ通過する環状間隙２４の内法巾ｗは、
コア１８とハウジング１７の外壁１９の内面との間で測
定した環状チャンバ２１の内法巾Ｗよりも小さい。 【００１３】液圧シリンダ１７のピストン２６は、第１
図から明らかな如く、１つの側では、その内面２７にお
いて円筒形コア１８に沿って圧密に摺動自在なよう案内
してあり、別の側では、その外面２８においてフランジ
２３の円筒形対向面に沿って圧密に摺動自在なよう案内
してある。ピストン２６の底部３１およびこの底部に対
向するコア１８の端面は、軸線方向へ、第１高圧チャン
バ３３を形成する。第１高圧チャンバ３３は、コア１８
を縦方向へ貫通する制御カナル３４を介して、ピストン
２６の送り運動およびもどり運動を制御する制御弁ユニ
ット４０のＡ作動接続３６に接続している。更に、ピス
トン２６の外壁３８の上縁には、半径方向外方に向くピ
ストンフランジ３９が設けてあり、縦軸線１６と同軸の
円筒形のフランジ外面４１は、シリンダハウジング１７
の内面４２に沿って圧密に摺動自在なよう案内してあ
る。上記フランジ３９の細い下部環状面４３、ハウジン
グフランジ２３の半径方向下部環状面４４、ハウジング
１７およびピストン２６によって、軸線方向へ、第２高
圧チャンバ４６が形成されている。第２高圧チャンバ４
６は、制御カナル４７を介して、制御弁ユニット４０の
Ｂ作動接続４８に接続してある。制御カナル３４，４７
を制御弁ユニット４０に接続する制御圧管路を４９，５
１で示した。第２高圧チャンバ４６の半径方向内法巾
は、環状チャンバ２１の内法巾と環状間隙２４の内法巾
との差Ｗ−ｗに対応する。更に、ピストン２６，即ち、
その半径方向フランジの上部端面５２、この端面に対向
するハウジングカバープレート２２の広い環状面５３、
ハウジング１７およびピストン２６によって、軸線方向
へ、半径方向巾Ｗを有する第３高圧チャンバ５４が形成
されている。この第３高圧チャンバ５４は、制御カナル
５６を介して、圧力を制御する切換弁５８に接続してあ
り、上記切換弁の各切換位置に応じて、タンクまたは制
御弁ユニット４０のＡ接続３６に接続される。 【００１４】図示の如く、切換弁５８が、第３高圧チャ
ンバ５４をタンクに接続する切換位置にあり、４／３ウ
ェイ弁として示した制御弁ユニット４０が、第１流通位
置Ｉにあり、その結果、第１高圧チャンバ３３が、矢印
５９で示した流路を介して、高圧源（図示してない）の
高圧出力６１に接続され、同時に、第２高圧チャンバ４
６が、矢印６２で示した流路を介して、タンクに接続さ
れた場合は、液圧シリンダ１４のピストン２８は、高速
送り運動を行う。 【００１５】４／３ウェイ弁３７が流通位置Ｉにある
が、切換弁５８が、４／３ウェイ弁３７のＡ作動接続３
６に接続されたその加圧接続（Ｐ接続）が矢印６４で示
した流路を介して第３高圧チャンバ５４に接続される別
の切換位置にあり、従って、上記高圧チャンバに高圧源
の高い出力圧が加えられる場合は、ピストン２６は、送
り力の大きい負荷加工ストロークを行う。 【００１６】一方、４／３ウェイ弁３７が流通位置IIに
あり、同時に、切換弁５８が図示の位置にシフトされた
場合は、第１高圧チャンバ３３および第３高圧チャンバ
５４は、タンクに接続され、第２高圧チャンバ４６のみ
が、高圧出力６１に接続され、ピストン２６は、高速も
どり運動を行う。 【００１７】作業サイクルに対してできる限り迅速な追
従を達成すべき場合は、高速送り運転において作用す
る、積Ａ1．Ｐ（ここで、Ａ1は、コア１８の端面３２の
面積、即ち、ピストン２６の内側底面６６の面積を表
し、Ｐは、制御ユニット４０のＡ作動接続の出力圧を表
す）に等しい送り力ＦY がピストン２６、即ち、工具１
３の加工運動にも十分であるよう、液圧シリンダ１４を
設計すれば合目的的である。切換弁５８を切り換えて第
３高圧チャンバ５４を補足的に加圧して送り力を増加す
ることが必要となるのは、特殊な事例（例えば、工具が
摩耗して工作物１１に圧入困難になった場合）のみであ
る。このような場合、高速送り運転から負荷送り運転へ
の切り換えを、工具１３を直ちに交換すべきであると云
う指示として評価できる。比較的厚い材料を加工する場
合は、各作業サイクル毎に、高速運転から負荷運転への
切り換えを行って、装置１０を運転することもできる。 【００１８】高速送り運転および負荷送り運転に対応す
る切換位置に切換弁５８をシフトする高圧出力信号およ
び低圧出力信号を発生する前置制御弁ユニット７０は、
切換弁を適切にトリガする。この前置制御ユニット７０
は、下記の機能を果たす。即ち、高速送り運転におい
て、制御弁ユニット４０のＡ作動接続または第１高圧チ
ャンバ３３の出力圧が、所定の閾値ＰS1よりも低いと前
置制御弁ユニットの出力７１に現れ、切換弁５８の制御
圧チャンバ７２に加えられる出力圧が、切換弁５８を高
速送り運転に関連する切換位置に駆動、保持するような
レベル（高レベルまたは低レベル）となる。第１高圧チ
ャンバ３３の圧力が上記閾値ＰS1よりも高い場合は、
（例えば、高速送り運動のために第１高圧チャンバ３３
の加圧のみによって得た送り力が、工具１３を工作物１
１に圧入するのに不十分である場合）、前置制御制御弁
ユニット７０が応答して、圧力制御せる前置制御弁７３
が切り換えられ、従って、前置制御弁ユニットの出力に
現れる制御圧が、切換弁５８を負荷送りに切り変え、第
１高圧チャンバ３３に加えて第３高圧チャンバ５４にも
制御弁ユニット４０からの高い出力圧が加えられる切換
位置に切り換えるように変化される。 【００１９】双方の高圧チャンバ３３，５４に加えられ
る圧力Ｐが、下式（式中、Ａ3 は、負荷送り運転におい
て作動面として圧力を受けるピストン２６の端面５２の
面積を表し、ＡL＝ Ａ1＋Ａ3は、負荷送り運転において
圧力を受ける全面積を表し、ｑは、合目的的には関係0.
8 ＜ｑ＜0.95にもとづき選択せる係数を表す） Ｐ≧ＰS1・ｑ・Ａ1／（Ａ1+Ａ3）＝ＰS1・ｑ・Ａ1／ＡL を満足する限り、前置制御弁ユニット７０の出力圧は、
切換弁５８の負荷運転位置に関連するレベルに保持され
る。 【００２０】双方の高圧チャンバ３３，５４の圧力Ｐ
が、数値ＰS1・ｑ・Ａ1／（Ａ1+Ａ3）よりも低くなる
と、前置制御弁ユニット７０が応答して、前置制御弁７
３が逆方向へ切り換えられ、その結果、切換弁５８は、
高速送り運転に関連する切換位置にもどされる。 【００２１】前置制御弁ユニット７０は、上記機能を果
たし且つ迅速に応答できるよう、図１〜３に示した構造
を有する。この場合、図１および図２に、切換弁５８お
よび前置制御弁ユニット７０の高速送り運転に関連する
切換位置を示し、図３に、負荷送り運転に関連する切換
位置を示した。この場合、切換弁５８は、前置制御弁ユ
ニット７０の高レベル出力圧によって、高速送り運転お
よび高速もどり運転に関連する切換位置にシフトされ、
前置制御弁ユニット７０の低レベル出力圧によって、負
荷送り運転に関連する切換位置にシフトされると仮定す
る。 【００２２】前置制御弁ユニット７０の出力段として使
用する前置制御弁７３は、３／２ウェイすべり弁として
構成してあり、そのピストン７４は、軸線方向で見て、
２つの制御圧チャンバ７６，７７の間に設けてあり、上
記チャンバを加圧すれば、対向方向へ作用する制御力を
ピストン７４に加えることができる。双方の制御圧チャ
ンバ７６，７７の圧力が同一である場合は、ピストン７
４は、もどしバネ７８の応力によって、前置制御弁７３
のＡ作動接続７１が高圧源の高圧出力６１に接続される
基本位置（図２）に駆動される。この場合、切換弁５８
の制御圧チャンバ７２にも上記圧力が加えられ、切換弁
５８は、圧縮バネ７９のもどし力に抗して高速送り運転
に関連する切換位置に保持される。前置制御弁７３のピ
ストン７４の基本位置では、上記弁の左側の制御圧チャ
ンバ７６（図２）を弁孔８１に対して区画するピストン
フランジ８２が、弁孔８１のストッパ突起８３に当接す
る。左側の制御圧チャンバ７６（図２，図３）の圧力
が、もどしバネ７８のもどし力に抗してピストン７４を
右側へ摺動せしめ得るほど、右側の対向する制御圧チャ
ンバ７７の圧力よりも大きくなると、ピストン７４は、
基本位置に代わる第２機能位置（図３）に達する。この
第２機能位置では、離隔ピン８４が、右側の制御圧チャ
ンバ７７の端壁８６に当接する。 【００２３】ピストン７４、即ち、前置制御弁７３のこ
の第２機能位置では、上記弁のＡ作動接続７１は、高圧
源タンク（Ｔ）の接続９０を介してタンク（Ｔ）に接続
される。従って、切換弁５８の制御圧チャンバ７２も低
いタンクレベルとなるので、切換弁５８は、圧縮バネ７
９のもどし力によって、負荷送り運転に関連する第２流
通位置に達し、従って、液圧シリンダ１４の第３高圧チ
ャンバ５４は、流路６４（図１）を介して、制御弁ユニ
ット３７のＡ作動接続３６に接続される。 【００２４】前置制御弁７３の左側の制御圧チャンバ７
６のＸ制御接続は、高圧管路８８から知られる如く、直
接、制御弁ユニット３７のＡ作動接続３６に接続してあ
る。前置制御弁７３の右側の制御圧チャンバ７７のＹ制
御接続８９は、絞りとして構成した流動抵抗９１を介し
て、前記制御弁７３のＸ制御接続８７および制御弁ユニ
ット３７のＡ作動接続に接続されている。 【００２５】前置制御弁ユニット７０には、更に、一種
の圧縮比弁として構成したサージ機構９２が設けてあ
る。この機構は、高速送り運転において前置制御弁７３
が応答する切換圧閾値を数値ＰS1に保持し、前置制御弁
７３または切換弁５８が高速送り運転から負荷送り運転
へ切り換えられると、前置制御弁７３を高速送り運転に
関連する切換位置へもどす上限値となる圧力閾値を数値
ＰS1・ｑ・Ａ1 ／（Ａ1+Ａ3） に低下する。 【００２６】サージ機構９２は、応力状態を調節できる
圧縮バネ９６によって円すい形弁座９７に押圧される弁
体９４を有するボールシート弁９３を含む。ボール９４
がその弁座９７に密封当接するボールシート弁９３の基
本位置では、タンクＴに直接接続された環状チャンバ９
８は、右側の第２制御圧チャンバ７７（図２）の制御接
続８９に連通接続された出力圧チャンバ１０６に対して
遮断される。この出力圧チャンバは、サージ機構９２の
ハウジング１０３の縦軸線１０２の方向へ往復運動でき
る自由ピストン１０７によって、制御圧管路１１２を介
して制御弁ユニット４０のＡ作動接続３６に接続された
制御圧チャンバ１１１に対して区切られている。自由ピ
ストン１０７には、ボール９４へ向く離隔ピン１１３が
設けてある。図３に示した如く、自由ピストン１０７
が、制御圧チャンバ１１１から片側に十分な圧力を受
け、従って、上部最終位置（図３）に駆動されて、ハウ
ジング１０３の細いボア１０１と広いボア１０４との間
の境界をなす段状面１１４に当接した場合、上記離隔ピ
ンは、ボール９４を弁座９７から離れた位置に保持す
る。 【００２７】上述の本発明に係る駆動装置１０は、複数
の、例えば、一定のリズムで周期的に反復される作業サ
イクルの１つにおいて下記の如く作動する。 【００２８】高速送り段階では、制御弁ユニット４０
は、機能位置Ｉにあり、従って、液圧シリンダ１４の第
１高圧チャンバ３３は、高圧源の高圧出力６１に接続さ
れており、第２高圧チャンバ４６はタンクに接続されて
いる。 【００２９】一つの高圧チャンバ７６が高圧管路８８を
介して制御弁ユニット４０のＡ作動接続に直接接続さ
れ、別の高圧チャンバが流動抵抗９１を介して上記作動
接続に接続された前置制御弁７３は、まずもどしバネ７
８の作用によって基本位置に保持され、高速送り運動が
定常状態になると、上記バネ作用に加えて、双方の制御
圧チャンバ７６，７７の均一な加圧によって基本位置に
保持される。従って、切換弁５８は、その制御圧チャン
バ７２に高レベル圧力が加えられることによって、液圧
シリンダ１４の第３高圧チャンバ５４がタンクに接続さ
れる流通位置にシフトされる。この場合、高速送り段階
におけるピストン２６の送り速度Ｖは下式（式中、Ｑ
は、高圧ポンプの単位時間当たりの送給容積を表す）で
与えられる。 Ｖ＝Ｑ／Ａ1 液圧シリンダの第１高圧チャンバ３３の圧力Ｐは、上記
運動段階では、比較的低い。何故ならば、高圧ポンプ
は、高圧媒体を高圧チャンバ３３へ送り、第２，第３高
圧チャンバ４６，５４から排出する弁カナルおよび高圧
管路の流動抵抗に抗して作動するだけでよいからであ
る。 【００３０】この高速送り運動段階では、自由ピストン
１０７の面積ａの双方の面１０８，１０９には、制御弁
ユニット４０の出力圧が対向方向へ加えられる。従っ
て、ピストン１０７は、力の平衡状態にある。阻止状態
の出力圧チャンバ１０６の圧力Ｐによって、ボール９４
には矢印１１６の方向へ力ＦK＝Ｐ・ａ1（式中、ａ
1は、弁座９７によって囲まれた円形面の面積を表す）
が作用する。 【００３１】一方、ネジ１２１によって所定の如く予圧
できる圧縮バネ９６の、矢印１１９で示した如く、逆方
向へ作用するもどり力ＦS が、ボール９４の加圧によっ
て生ずる対向力ＦK よりも大きい限りは、ボール９４
は、上記もどし力ＦS によって、弁座９７と密接当接し
た状態に保持される。従って、圧縮バネ９６の応力状態
を調節することによって、高速送り運転から負荷送り運
転への液圧シリンダ１４の切り換えが行われる圧力閾値
ＰS1を調節できる。 【００３２】さて、高速送り段階において、工具１３が
工作物１１に当接すると、高圧ポンプによって液圧シリ
ンダ１４の第１高圧チャンバ３３へ送られる高圧媒体に
対する抵抗が増加し、上記高圧チャンバ３３または制御
ユニット３７の出力３６の圧力Ｐも対応して増大する。
この場合、上記圧力が、圧力閾値ＰS1（閾値の典型的数
値は高圧ポンプの最大送給圧（約２００bar） の約７０
〜８０％である）を越え、従って、ボール９４に作用す
る力ＦK が圧縮バネ９６のもどし力ＦS よりも大きくな
ると、ボール９４は、弁座９７から引き離され、上記弁
座に続く出力圧チャンバ１０６が、タンクＴに接続され
る。かくして出力圧チャンバ１０６に現れる急激な圧力
降下は、流動抵抗９１の絞り作用にもとづき、前置制御
弁の右側の制御圧チャンバ７７（図１〜３）にのみ伝達
され、かくして、上記前置制御弁は、負荷送り運転に関
連する流通位置（図３）に切り換えられ、前置制御弁７
３のＡ出力７１および切換弁５８の制御圧チャンバ７２
は、タンクＴに接続され、次いで、上記切換弁は、圧縮
バネ７９の作用によって、第２流通位置に達し、かくし
て、第３高圧チャンバ５４にも制御弁ユニット４０の高
い出力圧が加えられ、従って、液圧シリンダ１４は負荷
送り運転状態となる。 【００３３】サージ機構９２の出力圧チャンバ１０６が
タンクＴに接続されており、自由ピストン１０７が片側
にのみ、制御圧チャンバ１１１を介して制御弁ユニット
４０の高い出力圧Ｐを受け、ボール９４に矢印１１６の
方向へ作用する、式 ＦK′＝Ｐ・ａ2 で与えられる力
が、圧縮バネ９６のもどし力ＦS よりも大きい限りは、
自由ピストン１０７は、段状面１１４と当接した状態に
保持され、ボール９４は、自由ピストンの離隔ピン１１
３によって弁座９７から引き離される。 【００３４】弁座９７によって囲まれた面積ａ1 と自由
ピストン１０７の面１０８，１０９の面積ａ2 との比
は、下式にもとづき、 ａ1／ａ2＝ｑ・Ａ1（Ａ1+Ａ3） ピストン面の面積比Ａ1／（Ａ1+Ａ3）にほぼ等しく選択
してある。 【００３５】次いで、例えば、スタンピング工程におい
て、工具１３が材料１１を突き抜けて、液圧シリンダ１
４の双方の高圧チャンバ３３，５４の圧力Ｐが再び低下
した場合、上記圧力が、圧力閾値Ｐs1＝Ｆs／ａ2よりも
小さくなり、即ち、高速送り運動から負荷送り運動への
切り換えが行われる圧力閾値ｐs1よりもほぼ上記面積比
分だけ小さくなると直ちに、ボールシート弁９３は、図
２に示した阻止位置にもどる。この場合、残りの送り運
動は、高速送り運転状態において行われる。 【００３６】上述の切り換えプロセスの基準となる面積
比ａ1／ａ2は、サージ機構を適切に設計することによっ
て設定できるが、高速送り運転から負荷送り運転への切
り換えに伴って制御弁ユニット４０の出力に現れる圧力
降下によって、即座に、高速送り運転への復帰が誘起さ
れることのないよう、選択するのが合目的的である。 【００３７】制御弁ユニット３７を機能位置IIへ切り換
えることによって送りストローク運転に続いて開始され
る液圧シリンダ１４のもどりストローク運転では、第２
高圧チャンバ４６は、高圧源の高い出力圧Ｐを受け、一
方、第１高圧チャンバ３３は、制御弁ユニット４０の作
動接続３６を介してタンクに接続される。従って、切換
弁５８の制御圧チャンバ７２も上記の高い出力圧を受
け、切換弁５８は、液圧シリンダ１４の第３高圧チャン
バ５４もタンクに接続される第１流通位置へシフトされ
るので、ピストン２６のもどり運動が、高速運動として
行われる。 【００３８】以下では、説明のため、第１高圧チャンバ
３３の有効作動面３２（Ａ1） と第２高圧チャンバ４６
の有効作動面４３（Ａ2） との面積比Ａ1／Ａ2が４／１
であり、第３高圧チャンバ５４の有効作動面５２
（Ａ3） と第１高圧チャンバ３３の有効作動面３２（Ａ
1） との面積比Ａ3／Ａ1が同じく４／１であると仮定す
る。即ち、装置１０の高速送り運動の場合、タンクＴか
ら第３高圧チャンバ５４に流入する作動媒体（高圧油）
の量は、作動圧Ｐにより制御弁ユニット４０を介して第
１高圧チャンバ３３に導入される高圧油の量の４倍であ
り、タンクから制御弁ユニット４０を介して第２高圧チ
ャンバ４６に流入する高圧油の量の１６倍であり、装置
１０の高速もどり運転の場合、第３高圧チャンバ５４か
ら切換弁５８を介してタンクにもどる高圧油の量は、同
じく第１高圧チャンバ３３から制御弁ユニット４０を介
してタンクにもどる高圧油の量の４倍である。 【００３９】切換弁５８を通る高圧油の量を決定する流
動抵抗をできるかぎり低く保持し、液圧シリンダ１４の
作動面積比にもとづくピストン速度をできる限り十分に
利用できるよう、切換弁５８は、図２および図３から明
らかな如く、液圧シリンダ１４に組み込んである。 【００４０】切換弁５８は、円すい形弁座１２２と、円
環状密封エッジ１２４を備えた弁体１２３とを有するシ
ート弁として構成してある。液体シリンダ１４を直立に
配置する場合は、弁ハウジング１２６は、シリンダハウ
ジング１７のカバープレート２２の真上に配置し、いわ
ば、シリンダハウジングの軸線方向延長部として構成す
る。 【００４１】制御弁ユニット３７のＡ作動接続３６に接
続してあって切換弁５８のＰ接続６３を形成するカナル
の配置、制御弁ユニット７０の出力に接続してあって切
換弁の制御圧チャンバ７２に開口する制御カナル１２７
の配置、ならびに、縦軸線１６から見て外側の大容積の
環状チャンバ１３２をサージ機構９２の環状チャンバ９
８、制御弁ユニット４０のタンク（Ｔ）接続１３３およ
びタンクＴ自体に接続する接続カナル１２８，１２９，
１３１は除いて、弁ハウジング１２６は、縦軸線１６に
関して対称に構成してある。上部を切換弁ハウジング１
２６のカバープレート１３４で閉鎖し、下部をシリンダ
ハウジング１７のカバープレート２２で閉鎖し、軸線方
向へ上下へ摺動自在なよう弁体１２３を、案内した中央
チャンバ１３６は、一種の段付きボアとして構成してあ
り、上部の広いボア１３７と、細い半径方向環状面１３
８によって絞られた下方へ続く狭いボア１３９とを有す
る。上記ボア１３９には、更に、下方へ狭搾する円すい
形弁座が続いている。 【００４２】弁体１２３は、図２および図３に示した如
く上下に開放した円筒形管片として構成してあり、弁対
外面は、狭いボア１３９に圧密状態で摺動できるよう案
内してあり、弁体上部に設けた半径方向外方へ向くフラ
ンジ１４１の円筒面は、広いボア１３７に圧密状態で摺
動できるよう案内してある。切換弁５８の制御圧チャン
バ７２は、この半径方向フランジ１４１、ボア１３７，
１３９の半径方向環状面１３８、弁ハウジング１３６お
よび弁体１２３から形成される。 【００４３】弁体１２３の下縁から出て半径方向内方へ
向く細い環状フランジ１４２と弁ハウジング１２６のカ
バープレート１３４との間には、弁体１２３を弁座１２
２に押圧する圧縮バネ７９が設けてある。制御圧チャン
バ７２に十分に高い圧力が加えられた場合は、弁体１２
３は、上記圧縮バネのもどし力に抗して弁座１２２から
引き離される。切換弁５８のハウジングの中央チャンバ
１３６は、弁体１２３の位置に関係なく、全体として切
換弁５８の制御カナル５６の機能を果たす軸線対称に配
置した複数の短いオーバーフローカナルによって液圧シ
リンダ１４の第３高圧チャンバ５４に接続される。外側
環状チャンバ１３２から中央チャンバ１３６に至り弁座
１２２の真上で中央チャンバ１３６に開口するオーバー
フローカナル１４３は、切換弁５８の高速送り運転状態
に関連する第１流通位置（図２）では開くので、高圧油
は、液圧シリンダ１４の第３高圧チャンバ３３から、最
短な経路で且つ流動抵抗が適切に小さい状態で、環状チ
ャンバ１３２に溢流できる。切換弁５８の第２流通位置
では、上記オーバーフローカナル１４３は阻止され、そ
の代わり、中央チャンバ１３６およびこの中央チャンバ
に連通する第３高圧チャンバ５４が、制御弁ユニット４
０のＡ作動接続３６に接続される。切換弁５８の上記の
配置および構成によって、切換弁５８の構造寸法が小さ
いにも拘らず、双方の流通位置について、流動断面積が
大きく適切に短いオーバーフロー路が得られ、同時に、
切換弁５８によって切り換えられる流動路の流動抵抗が
有利に減少されるので、実際上理論値に等しいピストン
速度を達成でき、極めて高い作動サイクル周波数を達成
できる。 【００４４】本発明に使用する駆動装置１０の好ましい
実施例では、液圧シリンダ１４のピストン２６の送り運
動およびもどり運動を適切に制御するために設けた制御
弁ユニット４０は、それ自体は公知の４／３ウェイサー
ボ弁３７を含む。特殊な事例では、５ＫＨｚ矩形波信号
でオン・オフできるステップモータ１４４によって、送
りストロークおよびもどりストロークの方向および目標
値を設定できる。ピストン２６の瞬間位置に関する実際
値を帰還するため、機械的帰還機構１４６が設けてあ
る。４／３サーボ弁３７は、図４に示した如く共通のハ
ウジング１５２に配置した合計４つのシート弁１４７，
１４９，１５１を含む。 【００４５】シート弁は、それぞれ、円すい台形弁体１
５３と、ハウジングに固定した円環状弁座１５４とを有
する。シート弁は、ハウジング１５２の横方向中心面１
５７に関して対称に配置してあり、それぞれ弁ハウジン
グ１５２の縦軸線１５６に平行な軸線１５８，１５９に
沿って摺動自在なよう案内してある。 【００４６】サーボ弁３７の図示の阻止位置（ゼロの位
置）では、すべてのシート弁１４７，１４８，１４９，
１５１は閉じており、その弁体１５３は、ピン１６１を
介して、縦軸線１５６の方向へ摺動自在なようハウジン
グ１５２に設けた半径方向フランジ状の作動部材１６２
に支持されている。作動部材１６２は、縦軸線１５６の
方向へ摺動自在なようサーボ弁３７のハウジングブロッ
ク１５２の中央ボア１６４に案内した管状スリーブ１６
３に固定してある。このスリーブ１６３には、ボール１
６８を介してスピンドル１７１のネジ１６９に係合する
ネジ溝１６７を有するスピンドルナット１６６が回転自
在に軸支してある。上記スピンドルは、図示の実施例で
は、帰還機構１４６に設けてあるラック１７２と噛み合
う歯車１７３の、ハウジング１５２に軸支したシャフト
に空転しないよう結合してある。スリーブ１６３は、ス
ピンドルナット１６６に外レース１７９，１８１を固定
したスラストころがり軸受１７７，１７８の内レース１
７４，１７６の間に延びている。従って、スリーブ１６
３および作動部材１６２は、スピンドルナット１６６ま
たはスピンドル１７１の回転に帰因するスピンドルナッ
ト１６６の軸線方向変位に追従できるが、スピンドルナ
ット１６６と共転することはない。スピンドルナット１
６６は、直接にまたは歯付きベルトあるいは平歯車伝動
機構を介して（図２〜４）、ステップモータ１４４の従
軸１８２に結合してあり、従って、上記モータを電気的
に適切にトリガして、所定角度量だけ回転させることが
できる。 【００４７】ステップモータ１４４をトリガして、スピ
ンドル１６６を４／３サーボ弁３７の図示の阻止位置か
ら矢印１８３の方向（逆時計方向）へ所定角度φV だけ
回転すれば、作動部材１６２が、矢印１８４で示した軸
線方向へ摺動され、従って、Ｖハウジング１５２の右側
に設けたシート弁１４７，１４８（図４）が開き、一
方、弁ハウジング１５２の左側に設けたシート弁１４
９，１５１は閉鎖状態にとどまる。かくして、サーボ弁
３７は、高速送り運転および負荷送り運転に関連する機
能位置Ｉに達する。 【００４８】一方、ステップモータ１４４を対応して駆
動して、スピンドルナット１６６を矢印１８６の方向へ
所定角度φR だけ回転して、作動部材１６２を矢印１８
７の方向へ（図４の左方へ）摺動させれば、サーボ弁３
７は機能位置IIに達し、従って、弁ハウジング１５２の
横方向中心面１５７に関して左側に設けたシート弁１４
９，１５１（図４）が、弁座１５４から引き離される。
この機能位置IIでは、もどりストローク運転が行われ
る。 【００４９】図２および図３から明らかな如くピストン
２６に運動結合したラック１７２を有する帰還機構１４
６は、スピンドル１７１を回転する。この場合、上記ス
ピンドルの回転角度が、送り方向またはもどり方向のピ
ストン２６のストロークの極めて正確な尺度となる。ス
ピンドル１７１の上記回転によって、作動部材１６２は
当該の設定目標値にもとづく作動部材１６２の摺動運動
とは逆方向へ摺動され、従って、ピストン２６が、所定
目標値に対応する送り運動またはもどり運動の最終位置
に達すると、作動部材１６２は、制御弁３７の阻止位置
に関連する中立位置を取る。 【００５０】液圧シリンダ１４を上述の如く制御した場
合、そのピストンは、送り運動およびもどり運動の最終
段階において、急速に減速されて最終位置に達する。こ
の場合、ピストンに逆方向へ作用する力は完全に補償さ
れる。従って、本発明に係る駆動装置１０を装備した加
工機は、静かに、従って、摩耗することなく、作動し、
従って、特に、高い作業サイクル周波数に関して、大き
な利点が得られる。 【００５１】さて、図５を参照して、液圧シリンダ１４
の機能監視に好適な装置について説明する。図示の実施
例では、この装置は、液圧シリンダ１４の第１，第２高
圧チャンバ３３，４６の圧力あるいは送り段階およびも
どり段階において第１，第２作動面６６，４３を介して
液圧シリンダ１４のピストン２６に作用する力に応答す
る。 【００５２】装置２５０は、シリンダハウジング２５１
内を軸線方向へ摺動出きる段付ピストン２５２を含む。
この場合、大きい方のピストン段状部２５３は、液圧シ
リンダ１４の第１高圧チャンバ３３に連通する第１副高
圧チャンバを形成し、小さい方のピストン段状部２５６
は、液圧シリンダ１４の第２高圧チャンバ４６に連通す
る第２副高圧チャンバを形成する。液圧シリンダ１４の
双方の高圧チャンバ３３，４６の圧力と装置２５０の双
方の副高圧チャンバ２５４，２５６の圧力とが等しい場
合は、段付ピストン２５２は、第１，第２圧縮バネ２５
８，２５９（この場合、双方のバネのバネ常数は等しい
と仮定する）によって、実戦で示した平衡位置に保持さ
れる。装置２５０は、大小のピストン段状部２５３，２
５６の有効ピストン面２６１，２６２の面積比ａ1／ａ2
が、液圧シリンダ１４の第１，第２高圧チャンバ３３，
４６をそれぞれ形成するピストン面６６，４３とハウジ
ング面３２，４４との面積比Ａ1／Ａ2 に対応するよ
う、設計してあると仮定する。 【００５３】上記の構成の監視装置２５０では、平衡位
置に対する矢印２６３または矢印２６４の方向の段付ピ
ストン２５２のフレが、液圧シリンダ１４のピストン２
６に送り方向またはもどり方向へ作用する力の尺度をな
し、この限りにおいて、監視装置２５０は、液圧シリン
ダ１４の送り運動およびもどり運動を力に依存して制御
するのに利用できる。 【００５４】図示の実施例では、監視装置２５０は、第
１高圧チャンバ３３の圧力から把握した送り方向の力が
最小値に達するか最小値を下回った場合には第１出力信
号を発生し、ピストン２６のもどり運動時にピストンに
作用する力が所定閾値に達するか所定閾値を越えた場合
には第２出力信号を発生するよう、設計してある。監視
装置２５０のこの機能は、ハウジング２５１の縦軸線２
６８の方向で見て、上記縦軸線に対して側方へ平行にず
らしてガイド２６９に摺動自在に案内し、軸線方向へ所
定の相互間隔を置いて固定できる第１，第２最終位置検
知器２６６，２６７によって達成される。ハウジング２
５１から片側へ圧密状態で突出させたピストンロッド２
７１には、段付ピストン２５２が平衡位置にある場合に
双方の最終位置検知器２６６、２６７の間の中心位置を
取る切換フインガ２７２が、上記ピストンロッドに沿っ
て摺動自在に且つ上記ピストンロッドに固定できるよう
設けてある。液圧シリンダ１４の第１高圧チャンバ３３
の圧力に対応する監視装置２５０の第１副高圧チャンバ
２５４の圧力が上記所定閾値に達するか越えた場合に段
付ピストン２５２が取る下部最終位置（図５）では、切
換フインガ２７２は、第１最終位置検知器２６６に対向
し、この場合、上記検知器は、例えば、高レベル電圧信
号を発生する。液圧シリンダ１４の第２高圧チャンバの
圧力が所定閾値を越えると直ちに段付ピストン２５２が
取る上部最終位置では、第２最終位置検知器２６７に対
向する。この第２検知器は、上記対向位置では、同じ
く、高レベル電圧信号を発生し、他の場合には低レベル
電圧信号を発生する。 【００５５】 【発明の効果】液圧シリンダ１４の第１，第２高圧チャ
ンバ３３，４６を各運動方向２６４，２６３へ加圧する
サーボ弁３７は、常に、適切な圧力調節を行い、例え
ば、スタンピング加工の場合、ピストン２６の運転抵抗
が大きくなると所要作動圧を増加するので、最終位置検
知器２６６，２６７の高レベル電圧信号は、このような
運転状態の確実な指標である。例えば、スタンピング加
工において、高レベル出力信号の発生が、正常のスタン
ピング加工に特徴的な時間間隔よりも長時間続くという
ことは、例えば、工具１３が切れなくなり、交換の必要
があると云う証左である。一方、第１最終位置検知器２
６６の出力信号の消失は、確実に、工具１３の加工スト
ロークの終了を表す。第１最終位置検知器２６６，の出
力信号の消失とともに、ピストン２６のもどり運動の目
標値を設定でき、従って、サイクル時間の短縮に関して
有利である。第２最終位置検知器２６７の出力信号の発
生は、対応してピストン２６のもどり運動が終了してな
いことを表す。この信号は、経験値にたい王する時間間
隔よりも長く発生した場合、例えば警報の発生または駆
動装置１０の保全停止に利用できる。 【００５６】もちろん、ピストン２６に作用する力の最
大値を限定する代わりに、例えば、１つの方向２６４ま
たは別の方向２６３の段付ピストン２５０のフレに比例
する出力信号を発生する検知器をピストンロッド２７１
を介して結合することによって、装置２５０で上記力を
連続的に把握することもできる。また第１副高圧チャン
バ２５４には第３高圧チャンバの圧力又は第１，第３両
高圧チャンバの圧力を加えるようにしてもよい。
の方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】この種の液圧式駆動装置によって工作物
を加工することは周知であり、例えば、スタンピング機
で行われる。この場合、駆動機構の液圧シリンダのピス
トンに固定したスタンピング工具を、高速で且つ比較的
小さい送り力で、工作物のできる限り近傍に送り、次い
で、送り力を増加して工作物に圧入させて工作物を切断
し、次いで、更に送り運動を行って、加工した材料片を
押抜き開口から排出させ、次いで、高速で出発位置にも
どす方法をとっている。この場合、下記の問題がある。 【０００３】１．高速送り運転から負荷送り運転への適
正な切り換え、即ち、低い送り力から高い送り力への切
り換え。 ２．工具の運動方向の反転。 この場合、高速送り運転から負荷送り運転への切り換え
を、例えば、液圧シリンダのピストンの所定の瞬間位置
に応答して電磁弁として構成した制御弁をトリガする出
力信号を発生する接近スイッチによって、ストロークに
依存して行う場合は、高速送り運転から負荷送り運転へ
の切り換えが、各作業サイクルの実際の要求に関係なく
行われ、従って作業サイクルの時間間隔が比較的長くな
ると云う欠点が生ずる。従って、スタンピング機の作動
速度が、しばしば、不必要な制約を受ける。 【０００４】更に、電気的にトリガ可能な電磁弁の切換
時間は、約２０〜２５ｍＳのオーダであり、サイクル時
間に大きな影響を与える。高速送り運転から負荷送り運
転への切り換えを圧力に依存して行う場合も、高速送り
運転において圧力を受ける液圧シリンダの高圧チャンバ
の圧力に応答し、液圧シリンダの高圧チャンバに適切に
圧力を加える電磁弁をトリガする電気的出力信号を発生
する電磁式感圧スイッチによって上記切り換えを行え
ば、上記の欠点が生ずる。 【０００５】更に、ピストンに作用する力の方向の反転
が、強制的に急激に行われるので、摩耗を助長し、大き
な運転騒音の原因となる振動が生ずると云う重大な欠点
がある。 【０００６】液圧機械式減衰要素およびまたは弾性減衰
素を駆動液圧シリンダに設けて、上記シリンダの送り運
動およびもどり運動の死点において現れる振動を減衰す
ることは可能であるが、この場合、装置のコストが高く
なり、更には、サイクル時間が長くなり、所用駆動出力
が大きくなる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、作業サイクル時間を短縮でき、従動機械要素を最終
位置または運動死点に振動なく送ることができ、作業状
態を監視できる方法を提供することである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】工具を備えた液圧シリン
ダを、工作物の方向へ送る送り運動、同じ方向へ工作物
を加工しながら送る作業運動、及び作業終了後元の位置
へもどすもどり運動と３つの運動を順次連続的に行わせ
て工作物を加工する方法において、高液圧が加えられる
と前記液圧シリンダを同一方向へ移動させる第１と第３
高圧チャンバと、高液圧が加えられると前記液圧シリン
ダを前記方向とは逆方向へと移動させる第２高圧チャン
バとの３つの高圧チャンバを液圧シリンダ自体に設け、
まず、第１高圧チャンバを高圧源へ接続し、第２、第３
高圧チャンバをタンクへ接続して前記液圧シリンダに送
り運動を行わせ、その間、第１高圧チャンバ内の圧力を
監視して、その圧力が増加して閾値を越えたときを検出
して第３高圧チャンバをタンクから高圧源へ切り換え
て、この第１高圧チャンバと第３高圧チャンバとで液圧
シリンダを同一の方向へ移動させて作業運動を行わせ、
上記作業運動中第１及び第３高圧チャンバの圧力が第１
の所定値ＰS1より低い第２の所定値ＰS2（ＰS2＜ＰS1・
Ａ1／ＡL （Ａ1は第１高圧チャンバの有効断面積、ＡL
は 第１及び第３高圧チャンバの有効断面積の和））以
下となったときに第３高圧チャンバを高圧源からタンク
へ切り換え、さらに第１高圧チャンバを高圧源からタン
クへ切り換えると共に、第２高圧チャンバをタンクから
高圧源へと切り換えて液圧シリンダに戻り運動を行わ
せ、前記第１高圧チャンバの圧力およびまたは第３高圧
チャンバの圧力および第２高圧チャンバの圧力に応答
し、液圧シリンダのピストンの送り方向または戻り方向
へ作用する力があらかじめ予定した値より大きい場合
に、監視装置がこのことを表す出力信号を発生すること
を特徴とする方法。 【０００９】 【実施例】図１に示した本発明に係る駆動装置１０は、
以下の説明では、コイニング機またはスタンピング機の
駆動ヘッドと仮定する。この駆動装置は、単位時間に多
数の作業サイクルを反復実施できるよう設計してある。
作業サイクルの基準値として、上記加工機は、１分間に
６００回の同一作業サイクルを実施できると仮定する。
例えば、上記加工機は、作業サイクルのリズムでマシン
テーブル１２上に定置される工作物１１に６００個の円
形孔を打ち抜くことができる。各作業サイクルは、少な
くとも、工具１３を大きな送り速度で工作物１１の方向
へ移動して工作物に当接せしめる高速送り運動と、工具
１３を工作物１１に圧入せしめ、場合によっては工作物
を貫通せしめる同一方向の加工運動と、工作物１３を次
の作業サイクルに適した出発位置に迅速にもどす高速も
どり運動とを含む。 【００１０】工具１３が、当該の使用目的に対応する加
工を行い得るよう、加工運動の実施に必要な送り力は、
負荷に依存して増加できるようにする。 【００１１】本発明に係る駆動装置１０の枠内におい
て、運動制御に使用する接続管路およびカナルとともに
第１図の断面図に全体として１４で示した液圧シリンダ
が、駆動要素として設けてある。 【００１２】液圧シリンダ１４のハウジング１７は、図
示の構成では、本質的に、下方へ開放したカップ形であ
り、円筒形外壁１９とともに長い環状チャンバ２１を形
成する中実の円筒形コア１８を有する。この環状チャン
バの上部は、ハウジング１７の中実の底板またはカバー
プレート２２によって閉鎖されており、下部は、外壁１
９から内方へ向くフランジ２３によって幾分絞られてい
る。従って、ハウジングのコア１８とフランジ２３の間
に残存し、液圧シリンダ１７の本質的にカップ状のピス
トン２６が下方へ通過する環状間隙２４の内法巾ｗは、
コア１８とハウジング１７の外壁１９の内面との間で測
定した環状チャンバ２１の内法巾Ｗよりも小さい。 【００１３】液圧シリンダ１７のピストン２６は、第１
図から明らかな如く、１つの側では、その内面２７にお
いて円筒形コア１８に沿って圧密に摺動自在なよう案内
してあり、別の側では、その外面２８においてフランジ
２３の円筒形対向面に沿って圧密に摺動自在なよう案内
してある。ピストン２６の底部３１およびこの底部に対
向するコア１８の端面は、軸線方向へ、第１高圧チャン
バ３３を形成する。第１高圧チャンバ３３は、コア１８
を縦方向へ貫通する制御カナル３４を介して、ピストン
２６の送り運動およびもどり運動を制御する制御弁ユニ
ット４０のＡ作動接続３６に接続している。更に、ピス
トン２６の外壁３８の上縁には、半径方向外方に向くピ
ストンフランジ３９が設けてあり、縦軸線１６と同軸の
円筒形のフランジ外面４１は、シリンダハウジング１７
の内面４２に沿って圧密に摺動自在なよう案内してあ
る。上記フランジ３９の細い下部環状面４３、ハウジン
グフランジ２３の半径方向下部環状面４４、ハウジング
１７およびピストン２６によって、軸線方向へ、第２高
圧チャンバ４６が形成されている。第２高圧チャンバ４
６は、制御カナル４７を介して、制御弁ユニット４０の
Ｂ作動接続４８に接続してある。制御カナル３４，４７
を制御弁ユニット４０に接続する制御圧管路を４９，５
１で示した。第２高圧チャンバ４６の半径方向内法巾
は、環状チャンバ２１の内法巾と環状間隙２４の内法巾
との差Ｗ−ｗに対応する。更に、ピストン２６，即ち、
その半径方向フランジの上部端面５２、この端面に対向
するハウジングカバープレート２２の広い環状面５３、
ハウジング１７およびピストン２６によって、軸線方向
へ、半径方向巾Ｗを有する第３高圧チャンバ５４が形成
されている。この第３高圧チャンバ５４は、制御カナル
５６を介して、圧力を制御する切換弁５８に接続してあ
り、上記切換弁の各切換位置に応じて、タンクまたは制
御弁ユニット４０のＡ接続３６に接続される。 【００１４】図示の如く、切換弁５８が、第３高圧チャ
ンバ５４をタンクに接続する切換位置にあり、４／３ウ
ェイ弁として示した制御弁ユニット４０が、第１流通位
置Ｉにあり、その結果、第１高圧チャンバ３３が、矢印
５９で示した流路を介して、高圧源（図示してない）の
高圧出力６１に接続され、同時に、第２高圧チャンバ４
６が、矢印６２で示した流路を介して、タンクに接続さ
れた場合は、液圧シリンダ１４のピストン２８は、高速
送り運動を行う。 【００１５】４／３ウェイ弁３７が流通位置Ｉにある
が、切換弁５８が、４／３ウェイ弁３７のＡ作動接続３
６に接続されたその加圧接続（Ｐ接続）が矢印６４で示
した流路を介して第３高圧チャンバ５４に接続される別
の切換位置にあり、従って、上記高圧チャンバに高圧源
の高い出力圧が加えられる場合は、ピストン２６は、送
り力の大きい負荷加工ストロークを行う。 【００１６】一方、４／３ウェイ弁３７が流通位置IIに
あり、同時に、切換弁５８が図示の位置にシフトされた
場合は、第１高圧チャンバ３３および第３高圧チャンバ
５４は、タンクに接続され、第２高圧チャンバ４６のみ
が、高圧出力６１に接続され、ピストン２６は、高速も
どり運動を行う。 【００１７】作業サイクルに対してできる限り迅速な追
従を達成すべき場合は、高速送り運転において作用す
る、積Ａ1．Ｐ（ここで、Ａ1は、コア１８の端面３２の
面積、即ち、ピストン２６の内側底面６６の面積を表
し、Ｐは、制御ユニット４０のＡ作動接続の出力圧を表
す）に等しい送り力ＦY がピストン２６、即ち、工具１
３の加工運動にも十分であるよう、液圧シリンダ１４を
設計すれば合目的的である。切換弁５８を切り換えて第
３高圧チャンバ５４を補足的に加圧して送り力を増加す
ることが必要となるのは、特殊な事例（例えば、工具が
摩耗して工作物１１に圧入困難になった場合）のみであ
る。このような場合、高速送り運転から負荷送り運転へ
の切り換えを、工具１３を直ちに交換すべきであると云
う指示として評価できる。比較的厚い材料を加工する場
合は、各作業サイクル毎に、高速運転から負荷運転への
切り換えを行って、装置１０を運転することもできる。 【００１８】高速送り運転および負荷送り運転に対応す
る切換位置に切換弁５８をシフトする高圧出力信号およ
び低圧出力信号を発生する前置制御弁ユニット７０は、
切換弁を適切にトリガする。この前置制御ユニット７０
は、下記の機能を果たす。即ち、高速送り運転におい
て、制御弁ユニット４０のＡ作動接続または第１高圧チ
ャンバ３３の出力圧が、所定の閾値ＰS1よりも低いと前
置制御弁ユニットの出力７１に現れ、切換弁５８の制御
圧チャンバ７２に加えられる出力圧が、切換弁５８を高
速送り運転に関連する切換位置に駆動、保持するような
レベル（高レベルまたは低レベル）となる。第１高圧チ
ャンバ３３の圧力が上記閾値ＰS1よりも高い場合は、
（例えば、高速送り運動のために第１高圧チャンバ３３
の加圧のみによって得た送り力が、工具１３を工作物１
１に圧入するのに不十分である場合）、前置制御制御弁
ユニット７０が応答して、圧力制御せる前置制御弁７３
が切り換えられ、従って、前置制御弁ユニットの出力に
現れる制御圧が、切換弁５８を負荷送りに切り変え、第
１高圧チャンバ３３に加えて第３高圧チャンバ５４にも
制御弁ユニット４０からの高い出力圧が加えられる切換
位置に切り換えるように変化される。 【００１９】双方の高圧チャンバ３３，５４に加えられ
る圧力Ｐが、下式（式中、Ａ3 は、負荷送り運転におい
て作動面として圧力を受けるピストン２６の端面５２の
面積を表し、ＡL＝ Ａ1＋Ａ3は、負荷送り運転において
圧力を受ける全面積を表し、ｑは、合目的的には関係0.
8 ＜ｑ＜0.95にもとづき選択せる係数を表す） Ｐ≧ＰS1・ｑ・Ａ1／（Ａ1+Ａ3）＝ＰS1・ｑ・Ａ1／ＡL を満足する限り、前置制御弁ユニット７０の出力圧は、
切換弁５８の負荷運転位置に関連するレベルに保持され
る。 【００２０】双方の高圧チャンバ３３，５４の圧力Ｐ
が、数値ＰS1・ｑ・Ａ1／（Ａ1+Ａ3）よりも低くなる
と、前置制御弁ユニット７０が応答して、前置制御弁７
３が逆方向へ切り換えられ、その結果、切換弁５８は、
高速送り運転に関連する切換位置にもどされる。 【００２１】前置制御弁ユニット７０は、上記機能を果
たし且つ迅速に応答できるよう、図１〜３に示した構造
を有する。この場合、図１および図２に、切換弁５８お
よび前置制御弁ユニット７０の高速送り運転に関連する
切換位置を示し、図３に、負荷送り運転に関連する切換
位置を示した。この場合、切換弁５８は、前置制御弁ユ
ニット７０の高レベル出力圧によって、高速送り運転お
よび高速もどり運転に関連する切換位置にシフトされ、
前置制御弁ユニット７０の低レベル出力圧によって、負
荷送り運転に関連する切換位置にシフトされると仮定す
る。 【００２２】前置制御弁ユニット７０の出力段として使
用する前置制御弁７３は、３／２ウェイすべり弁として
構成してあり、そのピストン７４は、軸線方向で見て、
２つの制御圧チャンバ７６，７７の間に設けてあり、上
記チャンバを加圧すれば、対向方向へ作用する制御力を
ピストン７４に加えることができる。双方の制御圧チャ
ンバ７６，７７の圧力が同一である場合は、ピストン７
４は、もどしバネ７８の応力によって、前置制御弁７３
のＡ作動接続７１が高圧源の高圧出力６１に接続される
基本位置（図２）に駆動される。この場合、切換弁５８
の制御圧チャンバ７２にも上記圧力が加えられ、切換弁
５８は、圧縮バネ７９のもどし力に抗して高速送り運転
に関連する切換位置に保持される。前置制御弁７３のピ
ストン７４の基本位置では、上記弁の左側の制御圧チャ
ンバ７６（図２）を弁孔８１に対して区画するピストン
フランジ８２が、弁孔８１のストッパ突起８３に当接す
る。左側の制御圧チャンバ７６（図２，図３）の圧力
が、もどしバネ７８のもどし力に抗してピストン７４を
右側へ摺動せしめ得るほど、右側の対向する制御圧チャ
ンバ７７の圧力よりも大きくなると、ピストン７４は、
基本位置に代わる第２機能位置（図３）に達する。この
第２機能位置では、離隔ピン８４が、右側の制御圧チャ
ンバ７７の端壁８６に当接する。 【００２３】ピストン７４、即ち、前置制御弁７３のこ
の第２機能位置では、上記弁のＡ作動接続７１は、高圧
源タンク（Ｔ）の接続９０を介してタンク（Ｔ）に接続
される。従って、切換弁５８の制御圧チャンバ７２も低
いタンクレベルとなるので、切換弁５８は、圧縮バネ７
９のもどし力によって、負荷送り運転に関連する第２流
通位置に達し、従って、液圧シリンダ１４の第３高圧チ
ャンバ５４は、流路６４（図１）を介して、制御弁ユニ
ット３７のＡ作動接続３６に接続される。 【００２４】前置制御弁７３の左側の制御圧チャンバ７
６のＸ制御接続は、高圧管路８８から知られる如く、直
接、制御弁ユニット３７のＡ作動接続３６に接続してあ
る。前置制御弁７３の右側の制御圧チャンバ７７のＹ制
御接続８９は、絞りとして構成した流動抵抗９１を介し
て、前記制御弁７３のＸ制御接続８７および制御弁ユニ
ット３７のＡ作動接続に接続されている。 【００２５】前置制御弁ユニット７０には、更に、一種
の圧縮比弁として構成したサージ機構９２が設けてあ
る。この機構は、高速送り運転において前置制御弁７３
が応答する切換圧閾値を数値ＰS1に保持し、前置制御弁
７３または切換弁５８が高速送り運転から負荷送り運転
へ切り換えられると、前置制御弁７３を高速送り運転に
関連する切換位置へもどす上限値となる圧力閾値を数値
ＰS1・ｑ・Ａ1 ／（Ａ1+Ａ3） に低下する。 【００２６】サージ機構９２は、応力状態を調節できる
圧縮バネ９６によって円すい形弁座９７に押圧される弁
体９４を有するボールシート弁９３を含む。ボール９４
がその弁座９７に密封当接するボールシート弁９３の基
本位置では、タンクＴに直接接続された環状チャンバ９
８は、右側の第２制御圧チャンバ７７（図２）の制御接
続８９に連通接続された出力圧チャンバ１０６に対して
遮断される。この出力圧チャンバは、サージ機構９２の
ハウジング１０３の縦軸線１０２の方向へ往復運動でき
る自由ピストン１０７によって、制御圧管路１１２を介
して制御弁ユニット４０のＡ作動接続３６に接続された
制御圧チャンバ１１１に対して区切られている。自由ピ
ストン１０７には、ボール９４へ向く離隔ピン１１３が
設けてある。図３に示した如く、自由ピストン１０７
が、制御圧チャンバ１１１から片側に十分な圧力を受
け、従って、上部最終位置（図３）に駆動されて、ハウ
ジング１０３の細いボア１０１と広いボア１０４との間
の境界をなす段状面１１４に当接した場合、上記離隔ピ
ンは、ボール９４を弁座９７から離れた位置に保持す
る。 【００２７】上述の本発明に係る駆動装置１０は、複数
の、例えば、一定のリズムで周期的に反復される作業サ
イクルの１つにおいて下記の如く作動する。 【００２８】高速送り段階では、制御弁ユニット４０
は、機能位置Ｉにあり、従って、液圧シリンダ１４の第
１高圧チャンバ３３は、高圧源の高圧出力６１に接続さ
れており、第２高圧チャンバ４６はタンクに接続されて
いる。 【００２９】一つの高圧チャンバ７６が高圧管路８８を
介して制御弁ユニット４０のＡ作動接続に直接接続さ
れ、別の高圧チャンバが流動抵抗９１を介して上記作動
接続に接続された前置制御弁７３は、まずもどしバネ７
８の作用によって基本位置に保持され、高速送り運動が
定常状態になると、上記バネ作用に加えて、双方の制御
圧チャンバ７６，７７の均一な加圧によって基本位置に
保持される。従って、切換弁５８は、その制御圧チャン
バ７２に高レベル圧力が加えられることによって、液圧
シリンダ１４の第３高圧チャンバ５４がタンクに接続さ
れる流通位置にシフトされる。この場合、高速送り段階
におけるピストン２６の送り速度Ｖは下式（式中、Ｑ
は、高圧ポンプの単位時間当たりの送給容積を表す）で
与えられる。 Ｖ＝Ｑ／Ａ1 液圧シリンダの第１高圧チャンバ３３の圧力Ｐは、上記
運動段階では、比較的低い。何故ならば、高圧ポンプ
は、高圧媒体を高圧チャンバ３３へ送り、第２，第３高
圧チャンバ４６，５４から排出する弁カナルおよび高圧
管路の流動抵抗に抗して作動するだけでよいからであ
る。 【００３０】この高速送り運動段階では、自由ピストン
１０７の面積ａの双方の面１０８，１０９には、制御弁
ユニット４０の出力圧が対向方向へ加えられる。従っ
て、ピストン１０７は、力の平衡状態にある。阻止状態
の出力圧チャンバ１０６の圧力Ｐによって、ボール９４
には矢印１１６の方向へ力ＦK＝Ｐ・ａ1（式中、ａ
1は、弁座９７によって囲まれた円形面の面積を表す）
が作用する。 【００３１】一方、ネジ１２１によって所定の如く予圧
できる圧縮バネ９６の、矢印１１９で示した如く、逆方
向へ作用するもどり力ＦS が、ボール９４の加圧によっ
て生ずる対向力ＦK よりも大きい限りは、ボール９４
は、上記もどし力ＦS によって、弁座９７と密接当接し
た状態に保持される。従って、圧縮バネ９６の応力状態
を調節することによって、高速送り運転から負荷送り運
転への液圧シリンダ１４の切り換えが行われる圧力閾値
ＰS1を調節できる。 【００３２】さて、高速送り段階において、工具１３が
工作物１１に当接すると、高圧ポンプによって液圧シリ
ンダ１４の第１高圧チャンバ３３へ送られる高圧媒体に
対する抵抗が増加し、上記高圧チャンバ３３または制御
ユニット３７の出力３６の圧力Ｐも対応して増大する。
この場合、上記圧力が、圧力閾値ＰS1（閾値の典型的数
値は高圧ポンプの最大送給圧（約２００bar） の約７０
〜８０％である）を越え、従って、ボール９４に作用す
る力ＦK が圧縮バネ９６のもどし力ＦS よりも大きくな
ると、ボール９４は、弁座９７から引き離され、上記弁
座に続く出力圧チャンバ１０６が、タンクＴに接続され
る。かくして出力圧チャンバ１０６に現れる急激な圧力
降下は、流動抵抗９１の絞り作用にもとづき、前置制御
弁の右側の制御圧チャンバ７７（図１〜３）にのみ伝達
され、かくして、上記前置制御弁は、負荷送り運転に関
連する流通位置（図３）に切り換えられ、前置制御弁７
３のＡ出力７１および切換弁５８の制御圧チャンバ７２
は、タンクＴに接続され、次いで、上記切換弁は、圧縮
バネ７９の作用によって、第２流通位置に達し、かくし
て、第３高圧チャンバ５４にも制御弁ユニット４０の高
い出力圧が加えられ、従って、液圧シリンダ１４は負荷
送り運転状態となる。 【００３３】サージ機構９２の出力圧チャンバ１０６が
タンクＴに接続されており、自由ピストン１０７が片側
にのみ、制御圧チャンバ１１１を介して制御弁ユニット
４０の高い出力圧Ｐを受け、ボール９４に矢印１１６の
方向へ作用する、式 ＦK′＝Ｐ・ａ2 で与えられる力
が、圧縮バネ９６のもどし力ＦS よりも大きい限りは、
自由ピストン１０７は、段状面１１４と当接した状態に
保持され、ボール９４は、自由ピストンの離隔ピン１１
３によって弁座９７から引き離される。 【００３４】弁座９７によって囲まれた面積ａ1 と自由
ピストン１０７の面１０８，１０９の面積ａ2 との比
は、下式にもとづき、 ａ1／ａ2＝ｑ・Ａ1（Ａ1+Ａ3） ピストン面の面積比Ａ1／（Ａ1+Ａ3）にほぼ等しく選択
してある。 【００３５】次いで、例えば、スタンピング工程におい
て、工具１３が材料１１を突き抜けて、液圧シリンダ１
４の双方の高圧チャンバ３３，５４の圧力Ｐが再び低下
した場合、上記圧力が、圧力閾値Ｐs1＝Ｆs／ａ2よりも
小さくなり、即ち、高速送り運動から負荷送り運動への
切り換えが行われる圧力閾値ｐs1よりもほぼ上記面積比
分だけ小さくなると直ちに、ボールシート弁９３は、図
２に示した阻止位置にもどる。この場合、残りの送り運
動は、高速送り運転状態において行われる。 【００３６】上述の切り換えプロセスの基準となる面積
比ａ1／ａ2は、サージ機構を適切に設計することによっ
て設定できるが、高速送り運転から負荷送り運転への切
り換えに伴って制御弁ユニット４０の出力に現れる圧力
降下によって、即座に、高速送り運転への復帰が誘起さ
れることのないよう、選択するのが合目的的である。 【００３７】制御弁ユニット３７を機能位置IIへ切り換
えることによって送りストローク運転に続いて開始され
る液圧シリンダ１４のもどりストローク運転では、第２
高圧チャンバ４６は、高圧源の高い出力圧Ｐを受け、一
方、第１高圧チャンバ３３は、制御弁ユニット４０の作
動接続３６を介してタンクに接続される。従って、切換
弁５８の制御圧チャンバ７２も上記の高い出力圧を受
け、切換弁５８は、液圧シリンダ１４の第３高圧チャン
バ５４もタンクに接続される第１流通位置へシフトされ
るので、ピストン２６のもどり運動が、高速運動として
行われる。 【００３８】以下では、説明のため、第１高圧チャンバ
３３の有効作動面３２（Ａ1） と第２高圧チャンバ４６
の有効作動面４３（Ａ2） との面積比Ａ1／Ａ2が４／１
であり、第３高圧チャンバ５４の有効作動面５２
（Ａ3） と第１高圧チャンバ３３の有効作動面３２（Ａ
1） との面積比Ａ3／Ａ1が同じく４／１であると仮定す
る。即ち、装置１０の高速送り運動の場合、タンクＴか
ら第３高圧チャンバ５４に流入する作動媒体（高圧油）
の量は、作動圧Ｐにより制御弁ユニット４０を介して第
１高圧チャンバ３３に導入される高圧油の量の４倍であ
り、タンクから制御弁ユニット４０を介して第２高圧チ
ャンバ４６に流入する高圧油の量の１６倍であり、装置
１０の高速もどり運転の場合、第３高圧チャンバ５４か
ら切換弁５８を介してタンクにもどる高圧油の量は、同
じく第１高圧チャンバ３３から制御弁ユニット４０を介
してタンクにもどる高圧油の量の４倍である。 【００３９】切換弁５８を通る高圧油の量を決定する流
動抵抗をできるかぎり低く保持し、液圧シリンダ１４の
作動面積比にもとづくピストン速度をできる限り十分に
利用できるよう、切換弁５８は、図２および図３から明
らかな如く、液圧シリンダ１４に組み込んである。 【００４０】切換弁５８は、円すい形弁座１２２と、円
環状密封エッジ１２４を備えた弁体１２３とを有するシ
ート弁として構成してある。液体シリンダ１４を直立に
配置する場合は、弁ハウジング１２６は、シリンダハウ
ジング１７のカバープレート２２の真上に配置し、いわ
ば、シリンダハウジングの軸線方向延長部として構成す
る。 【００４１】制御弁ユニット３７のＡ作動接続３６に接
続してあって切換弁５８のＰ接続６３を形成するカナル
の配置、制御弁ユニット７０の出力に接続してあって切
換弁の制御圧チャンバ７２に開口する制御カナル１２７
の配置、ならびに、縦軸線１６から見て外側の大容積の
環状チャンバ１３２をサージ機構９２の環状チャンバ９
８、制御弁ユニット４０のタンク（Ｔ）接続１３３およ
びタンクＴ自体に接続する接続カナル１２８，１２９，
１３１は除いて、弁ハウジング１２６は、縦軸線１６に
関して対称に構成してある。上部を切換弁ハウジング１
２６のカバープレート１３４で閉鎖し、下部をシリンダ
ハウジング１７のカバープレート２２で閉鎖し、軸線方
向へ上下へ摺動自在なよう弁体１２３を、案内した中央
チャンバ１３６は、一種の段付きボアとして構成してあ
り、上部の広いボア１３７と、細い半径方向環状面１３
８によって絞られた下方へ続く狭いボア１３９とを有す
る。上記ボア１３９には、更に、下方へ狭搾する円すい
形弁座が続いている。 【００４２】弁体１２３は、図２および図３に示した如
く上下に開放した円筒形管片として構成してあり、弁対
外面は、狭いボア１３９に圧密状態で摺動できるよう案
内してあり、弁体上部に設けた半径方向外方へ向くフラ
ンジ１４１の円筒面は、広いボア１３７に圧密状態で摺
動できるよう案内してある。切換弁５８の制御圧チャン
バ７２は、この半径方向フランジ１４１、ボア１３７，
１３９の半径方向環状面１３８、弁ハウジング１３６お
よび弁体１２３から形成される。 【００４３】弁体１２３の下縁から出て半径方向内方へ
向く細い環状フランジ１４２と弁ハウジング１２６のカ
バープレート１３４との間には、弁体１２３を弁座１２
２に押圧する圧縮バネ７９が設けてある。制御圧チャン
バ７２に十分に高い圧力が加えられた場合は、弁体１２
３は、上記圧縮バネのもどし力に抗して弁座１２２から
引き離される。切換弁５８のハウジングの中央チャンバ
１３６は、弁体１２３の位置に関係なく、全体として切
換弁５８の制御カナル５６の機能を果たす軸線対称に配
置した複数の短いオーバーフローカナルによって液圧シ
リンダ１４の第３高圧チャンバ５４に接続される。外側
環状チャンバ１３２から中央チャンバ１３６に至り弁座
１２２の真上で中央チャンバ１３６に開口するオーバー
フローカナル１４３は、切換弁５８の高速送り運転状態
に関連する第１流通位置（図２）では開くので、高圧油
は、液圧シリンダ１４の第３高圧チャンバ３３から、最
短な経路で且つ流動抵抗が適切に小さい状態で、環状チ
ャンバ１３２に溢流できる。切換弁５８の第２流通位置
では、上記オーバーフローカナル１４３は阻止され、そ
の代わり、中央チャンバ１３６およびこの中央チャンバ
に連通する第３高圧チャンバ５４が、制御弁ユニット４
０のＡ作動接続３６に接続される。切換弁５８の上記の
配置および構成によって、切換弁５８の構造寸法が小さ
いにも拘らず、双方の流通位置について、流動断面積が
大きく適切に短いオーバーフロー路が得られ、同時に、
切換弁５８によって切り換えられる流動路の流動抵抗が
有利に減少されるので、実際上理論値に等しいピストン
速度を達成でき、極めて高い作動サイクル周波数を達成
できる。 【００４４】本発明に使用する駆動装置１０の好ましい
実施例では、液圧シリンダ１４のピストン２６の送り運
動およびもどり運動を適切に制御するために設けた制御
弁ユニット４０は、それ自体は公知の４／３ウェイサー
ボ弁３７を含む。特殊な事例では、５ＫＨｚ矩形波信号
でオン・オフできるステップモータ１４４によって、送
りストロークおよびもどりストロークの方向および目標
値を設定できる。ピストン２６の瞬間位置に関する実際
値を帰還するため、機械的帰還機構１４６が設けてあ
る。４／３サーボ弁３７は、図４に示した如く共通のハ
ウジング１５２に配置した合計４つのシート弁１４７，
１４９，１５１を含む。 【００４５】シート弁は、それぞれ、円すい台形弁体１
５３と、ハウジングに固定した円環状弁座１５４とを有
する。シート弁は、ハウジング１５２の横方向中心面１
５７に関して対称に配置してあり、それぞれ弁ハウジン
グ１５２の縦軸線１５６に平行な軸線１５８，１５９に
沿って摺動自在なよう案内してある。 【００４６】サーボ弁３７の図示の阻止位置（ゼロの位
置）では、すべてのシート弁１４７，１４８，１４９，
１５１は閉じており、その弁体１５３は、ピン１６１を
介して、縦軸線１５６の方向へ摺動自在なようハウジン
グ１５２に設けた半径方向フランジ状の作動部材１６２
に支持されている。作動部材１６２は、縦軸線１５６の
方向へ摺動自在なようサーボ弁３７のハウジングブロッ
ク１５２の中央ボア１６４に案内した管状スリーブ１６
３に固定してある。このスリーブ１６３には、ボール１
６８を介してスピンドル１７１のネジ１６９に係合する
ネジ溝１６７を有するスピンドルナット１６６が回転自
在に軸支してある。上記スピンドルは、図示の実施例で
は、帰還機構１４６に設けてあるラック１７２と噛み合
う歯車１７３の、ハウジング１５２に軸支したシャフト
に空転しないよう結合してある。スリーブ１６３は、ス
ピンドルナット１６６に外レース１７９，１８１を固定
したスラストころがり軸受１７７，１７８の内レース１
７４，１７６の間に延びている。従って、スリーブ１６
３および作動部材１６２は、スピンドルナット１６６ま
たはスピンドル１７１の回転に帰因するスピンドルナッ
ト１６６の軸線方向変位に追従できるが、スピンドルナ
ット１６６と共転することはない。スピンドルナット１
６６は、直接にまたは歯付きベルトあるいは平歯車伝動
機構を介して（図２〜４）、ステップモータ１４４の従
軸１８２に結合してあり、従って、上記モータを電気的
に適切にトリガして、所定角度量だけ回転させることが
できる。 【００４７】ステップモータ１４４をトリガして、スピ
ンドル１６６を４／３サーボ弁３７の図示の阻止位置か
ら矢印１８３の方向（逆時計方向）へ所定角度φV だけ
回転すれば、作動部材１６２が、矢印１８４で示した軸
線方向へ摺動され、従って、Ｖハウジング１５２の右側
に設けたシート弁１４７，１４８（図４）が開き、一
方、弁ハウジング１５２の左側に設けたシート弁１４
９，１５１は閉鎖状態にとどまる。かくして、サーボ弁
３７は、高速送り運転および負荷送り運転に関連する機
能位置Ｉに達する。 【００４８】一方、ステップモータ１４４を対応して駆
動して、スピンドルナット１６６を矢印１８６の方向へ
所定角度φR だけ回転して、作動部材１６２を矢印１８
７の方向へ（図４の左方へ）摺動させれば、サーボ弁３
７は機能位置IIに達し、従って、弁ハウジング１５２の
横方向中心面１５７に関して左側に設けたシート弁１４
９，１５１（図４）が、弁座１５４から引き離される。
この機能位置IIでは、もどりストローク運転が行われ
る。 【００４９】図２および図３から明らかな如くピストン
２６に運動結合したラック１７２を有する帰還機構１４
６は、スピンドル１７１を回転する。この場合、上記ス
ピンドルの回転角度が、送り方向またはもどり方向のピ
ストン２６のストロークの極めて正確な尺度となる。ス
ピンドル１７１の上記回転によって、作動部材１６２は
当該の設定目標値にもとづく作動部材１６２の摺動運動
とは逆方向へ摺動され、従って、ピストン２６が、所定
目標値に対応する送り運動またはもどり運動の最終位置
に達すると、作動部材１６２は、制御弁３７の阻止位置
に関連する中立位置を取る。 【００５０】液圧シリンダ１４を上述の如く制御した場
合、そのピストンは、送り運動およびもどり運動の最終
段階において、急速に減速されて最終位置に達する。こ
の場合、ピストンに逆方向へ作用する力は完全に補償さ
れる。従って、本発明に係る駆動装置１０を装備した加
工機は、静かに、従って、摩耗することなく、作動し、
従って、特に、高い作業サイクル周波数に関して、大き
な利点が得られる。 【００５１】さて、図５を参照して、液圧シリンダ１４
の機能監視に好適な装置について説明する。図示の実施
例では、この装置は、液圧シリンダ１４の第１，第２高
圧チャンバ３３，４６の圧力あるいは送り段階およびも
どり段階において第１，第２作動面６６，４３を介して
液圧シリンダ１４のピストン２６に作用する力に応答す
る。 【００５２】装置２５０は、シリンダハウジング２５１
内を軸線方向へ摺動出きる段付ピストン２５２を含む。
この場合、大きい方のピストン段状部２５３は、液圧シ
リンダ１４の第１高圧チャンバ３３に連通する第１副高
圧チャンバを形成し、小さい方のピストン段状部２５６
は、液圧シリンダ１４の第２高圧チャンバ４６に連通す
る第２副高圧チャンバを形成する。液圧シリンダ１４の
双方の高圧チャンバ３３，４６の圧力と装置２５０の双
方の副高圧チャンバ２５４，２５６の圧力とが等しい場
合は、段付ピストン２５２は、第１，第２圧縮バネ２５
８，２５９（この場合、双方のバネのバネ常数は等しい
と仮定する）によって、実戦で示した平衡位置に保持さ
れる。装置２５０は、大小のピストン段状部２５３，２
５６の有効ピストン面２６１，２６２の面積比ａ1／ａ2
が、液圧シリンダ１４の第１，第２高圧チャンバ３３，
４６をそれぞれ形成するピストン面６６，４３とハウジ
ング面３２，４４との面積比Ａ1／Ａ2 に対応するよ
う、設計してあると仮定する。 【００５３】上記の構成の監視装置２５０では、平衡位
置に対する矢印２６３または矢印２６４の方向の段付ピ
ストン２５２のフレが、液圧シリンダ１４のピストン２
６に送り方向またはもどり方向へ作用する力の尺度をな
し、この限りにおいて、監視装置２５０は、液圧シリン
ダ１４の送り運動およびもどり運動を力に依存して制御
するのに利用できる。 【００５４】図示の実施例では、監視装置２５０は、第
１高圧チャンバ３３の圧力から把握した送り方向の力が
最小値に達するか最小値を下回った場合には第１出力信
号を発生し、ピストン２６のもどり運動時にピストンに
作用する力が所定閾値に達するか所定閾値を越えた場合
には第２出力信号を発生するよう、設計してある。監視
装置２５０のこの機能は、ハウジング２５１の縦軸線２
６８の方向で見て、上記縦軸線に対して側方へ平行にず
らしてガイド２６９に摺動自在に案内し、軸線方向へ所
定の相互間隔を置いて固定できる第１，第２最終位置検
知器２６６，２６７によって達成される。ハウジング２
５１から片側へ圧密状態で突出させたピストンロッド２
７１には、段付ピストン２５２が平衡位置にある場合に
双方の最終位置検知器２６６、２６７の間の中心位置を
取る切換フインガ２７２が、上記ピストンロッドに沿っ
て摺動自在に且つ上記ピストンロッドに固定できるよう
設けてある。液圧シリンダ１４の第１高圧チャンバ３３
の圧力に対応する監視装置２５０の第１副高圧チャンバ
２５４の圧力が上記所定閾値に達するか越えた場合に段
付ピストン２５２が取る下部最終位置（図５）では、切
換フインガ２７２は、第１最終位置検知器２６６に対向
し、この場合、上記検知器は、例えば、高レベル電圧信
号を発生する。液圧シリンダ１４の第２高圧チャンバの
圧力が所定閾値を越えると直ちに段付ピストン２５２が
取る上部最終位置では、第２最終位置検知器２６７に対
向する。この第２検知器は、上記対向位置では、同じ
く、高レベル電圧信号を発生し、他の場合には低レベル
電圧信号を発生する。 【００５５】 【発明の効果】液圧シリンダ１４の第１，第２高圧チャ
ンバ３３，４６を各運動方向２６４，２６３へ加圧する
サーボ弁３７は、常に、適切な圧力調節を行い、例え
ば、スタンピング加工の場合、ピストン２６の運転抵抗
が大きくなると所要作動圧を増加するので、最終位置検
知器２６６，２６７の高レベル電圧信号は、このような
運転状態の確実な指標である。例えば、スタンピング加
工において、高レベル出力信号の発生が、正常のスタン
ピング加工に特徴的な時間間隔よりも長時間続くという
ことは、例えば、工具１３が切れなくなり、交換の必要
があると云う証左である。一方、第１最終位置検知器２
６６の出力信号の消失は、確実に、工具１３の加工スト
ロークの終了を表す。第１最終位置検知器２６６，の出
力信号の消失とともに、ピストン２６のもどり運動の目
標値を設定でき、従って、サイクル時間の短縮に関して
有利である。第２最終位置検知器２６７の出力信号の発
生は、対応してピストン２６のもどり運動が終了してな
いことを表す。この信号は、経験値にたい王する時間間
隔よりも長く発生した場合、例えば警報の発生または駆
動装置１０の保全停止に利用できる。 【００５６】もちろん、ピストン２６に作用する力の最
大値を限定する代わりに、例えば、１つの方向２６４ま
たは別の方向２６３の段付ピストン２５０のフレに比例
する出力信号を発生する検知器をピストンロッド２７１
を介して結合することによって、装置２５０で上記力を
連続的に把握することもできる。また第１副高圧チャン
バ２５４には第３高圧チャンバの圧力又は第１，第３両
高圧チャンバの圧力を加えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】駆動液圧シリンダの高速運転状態および負荷運
転状態を制御するための液圧制御せる切換弁を備えた本
発明に使用する装置の略図。 【図２】高速送り運転に対応する機能位置にある本発明
に使用する駆動装置の実施例の略図。 【図３】負荷送り運転に対応する機能位置にある第２図
の駆動装置の略図。 【図４】駆動液圧シリンダのピストンの運動を制御する
調節回路に設けたステップモータで制御して目標値設定
を行い、実際値の帰還を機械的に行うサーボ弁の詳細
図。 【図５】本発明に使用する監視装置の詳細図。 【符号の説明】 １０ 駆動装置 １１ 工作物 １３ 工具 １４ 液圧シリンダ ２６ ピストン ４０ 制御弁ユニット ５８ 切換弁 ７０ 前置制御弁
転状態を制御するための液圧制御せる切換弁を備えた本
発明に使用する装置の略図。 【図２】高速送り運転に対応する機能位置にある本発明
に使用する駆動装置の実施例の略図。 【図３】負荷送り運転に対応する機能位置にある第２図
の駆動装置の略図。 【図４】駆動液圧シリンダのピストンの運動を制御する
調節回路に設けたステップモータで制御して目標値設定
を行い、実際値の帰還を機械的に行うサーボ弁の詳細
図。 【図５】本発明に使用する監視装置の詳細図。 【符号の説明】 １０ 駆動装置 １１ 工作物 １３ 工具 １４ 液圧シリンダ ２６ ピストン ４０ 制御弁ユニット ５８ 切換弁 ７０ 前置制御弁
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フロントページの続き
(72)発明者 エツクハルト・シュルツ
ドイツ連邦共和国・デイ・7251・ヴアイス
ザッハ・２ シュタールビュール シュト
ラーセ・36
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 工具を備えた液圧シリンダを、工作物の方向へ送る送り
運動、同じ方向へ工作物を加工しながら送る作業運動、
及び作業終了後元の位置へもどすもどり運動と３つの運
動を順次連続的に行わせて工作物を加工する方法におい
て、 高液圧が加えられると前記液圧シリンダを同一方向へ移
動させる第１と第３高圧チャンバと、高液圧が加えられ
ると前記液圧シリンダを前記方向とは逆方向へと移動さ
せる第２高圧チャンバとの３つの高圧チャンバを液圧シ
リンダ自体に設け、まず、第１高圧チャンバを高圧源へ
接続し、第２、第３高圧チャンバをタンクへ接続して前
記液圧シリンダに送り運動を行わせ、 その間、第１高圧チャンバ内の圧力を監視して、その圧
力が増加して閾値を越えたときを検出して第３高圧チャ
ンバをタンクから高圧源へ切り換えて、この第１高圧チ
ャンバと第３高圧チャンバとで液圧シリンダを同一の方
向へ移動させて作業運動を行わせ、 上記作業運動中第１及び第３高圧チャンバの圧力が第１
の所定値ＰS1より低い第２の所定値ＰS2（ＰS2＜ＰS1・
Ａ1／ＡL （Ａ1は第１高圧チャンバの有効断面積、ＡL
は第１及び第３高圧チャンバの有効断面積の和））以下
となったときに第３高圧チャンバを高圧源からタンクへ
切り換え、 さらに第１高圧チャンバを高圧源からタンクへ切り換え
ると共に、第２高圧チャンバをタンクから高圧源へと切
り換えて液圧シリンダに戻り運動を行わせ、 前記第１高圧チャンバの圧力およびまたは第３高圧チャ
ンバの圧力および第２高圧チャンバの圧力に応答し、液
圧シリンダのピストンの送り方向または戻り方向へ作用
する力があらかじめ予定した値より大きい場合に、監視
装置がこのことを表す出力信号を発生することを特徴と
する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823221758 DE3221758A1 (de) | 1982-06-09 | 1982-06-09 | Hydraulische antriebsvorrichtung |
| DE3221758.7 | 1982-06-09 |
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|---|---|
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| JPH0688159B2 JPH0688159B2 (ja) | 1994-11-09 |
Family
ID=6165711
Family Applications (2)
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| JP3149244A Expired - Lifetime JPH0688159B2 (ja) | 1982-06-09 | 1991-05-27 | 工作物を加工する方法 |
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| GB (1) | GB2124800B (ja) |
| IT (1) | IT1166935B (ja) |
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