(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも高低圧二種類のポンプポートを備えたロータリーサーボバルブにおいて、バルブ本体のスプール案内孔に回転自在かつ直線的往復移動自在のスプールを設け、該スプールを回転駆動するサーボモータと往復移動させるリニア形アクチュエータとを設け、前記スプールの往復移動によって前記ポンプポートを選択切換えし、前記スプールの回転角度をサーボモータにより制御してシリンダポートの選択切換えを行うと共に流量制御を行うことを特徴とするロータリーサーボバルブ。
【請求項２】
前記スプールの回転角度検出手段として光学式ロータリーエンコーダを設けたことを特徴とする請求項１に記載のロータリーサーボバルブ。
【請求項３】
少なくとも高低圧二種類の圧力源を使用したパンチプレスの液圧シリンダ駆動回路において、前記圧力源をスプールの往復移動によって選択供給する圧力源切換え機能と、前記スプールの回転角度をサーボモータにより制御してシリンダポートの選択切換えを行うと共に流量制御を行う機能とを備えたロータリーサーボバルブを制御バルブとして設け、前記液圧シリンダの速度と加圧力を制御する構成であることを特徴とするパンチプレスの液圧サーボ装置。
【請求項４】
前記スプールの回転角度検出手段として光学式ロータリーエンコーダを用いることを特徴とする請求項３に記載のパンチプレスの液圧サーボ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロータリーサーボバルブおよび同バルブを用いたパンチプレスの液圧サーボ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の油圧制御係工作機械および産業機械技術分野においての液圧サーボ装置には直動形サーボバルブ或いは電磁比例サーボバルブ等の制御弁が多用されている。
【０００３】
例えば、油圧駆動のパンチプレスにおいては、低騒音、低振動を実現するために、油圧シリンダのラムの昇降行程を、クイックアプローチ行程、低速の打抜き行程、抜きかす払い落とし時の高速下降行程、およびクイックリターン行程の４パターンに制御している。
【０００４】
上述の４パターンの行程をコントロールするために、図１０に示す油圧回路のように、高圧小流量のポンプ２０１と低圧大流量のポンプ２０３とからなる油圧源２０５を設け、この油圧源２０５と油圧シリンダ２０７との間に、高圧ラインと低圧ラインとを切換えるサーボバルブ２０９を設け、このサーボバルブ２０９の吐出側ポートと油圧シリンダ２０７との間に油圧シリンダ２０７の作動方向を切換えるサーボバルブ２１１が設けてある。
【０００５】
上述の油圧回路において、クイックアプローチ、クイックリターンおよび抜きかす払い落とし行程においては、低圧大流量の作動油が油圧シリンダ２０７に供給され、打抜き行程においては高圧小流量の作動油が供給されるようにコントロールされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のような従来のコントロールシステムでは、油圧シリンダ２０７に供給する油圧の圧力を切換えるためのサーボバルブ２０９に加え、さらに油圧シリンダ２０７の作動方向を切り換えるためのサーボバルブ２１１が必要である。
【０００７】
また、上述の２個のサーボバルブ（２０９、２１１）を取り付ける油圧マニホールドは、高圧／低圧の２系統の油圧回路と、上昇／下降の２方向の回路とが必要となり油圧マニホールド回路が非常に複雑化し形状も大きなものとなり、装置のコンパクト化を妨げている。
【０００８】
また、直動形サーボバルブ或いは電磁比例サーボバルブにおいては、内蔵するスプールの変位を差動トランスで検出し、スプール変位指令信号にフィードバックをかける方法を用いている。しかし、差動トランスはコイルを用いた検出原理を採用しているため、周囲の温度変化により検出変位がシフト（温度ドリフト）し、検出誤差を生じるので高精度なスプール位置制御が難しい。
【０００９】
また、バルブの製造過程において、サーボバルブのバルブ本体とスプールの加工寸法に個体差があるので、作動油供給ポートの開口開始位置、並びにスプールの変位量と供給流量との関係に差が生じ、２個のサーボバルブを組合わせた従来の油圧サーボ装置ではサーボ装置毎に流量特性が異なるという問題がある。また、２個のサーボバルブを組合わせた場合は、２個のサーボバルブを接続する油路が長くなり制御指令に対するバルブの応答速度が遅くなる。
【００１０】
本発明は上述の如き問題を解決するために成されたものであり、本発明の課題は、供給流体切換え機能と流量制御機能とを有するコンパクトで高精度のロータリーサーボバルブと、同バルブを用いたパンチプレスの液圧サーボ装置とを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として請求項１に記載の発明は、少なくとも高低圧二種類のポンプポートを備えたロータリーサーボバルブにおいて、バルブ本体のスプール案内孔に回転自在かつ直線的往復移動自在のスプールを設け、該スプールを回転駆動するサーボモータと往復移動させるリニア形アクチュエータとを設け、前記スプールの往復移動によって前記ポンプポートを選択切換えし、前記スプールの回転角度をサーボモータにより制御してシリンダポートの選択切換えを行うと共に流量制御を行うことを要旨とするものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記スプールの回転角度検出手段として光学式ロータリーエンコーダを設けたことを要旨とするものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、少なくとも高低圧二種類の圧力源を使用したパンチプレスの液圧シリンダ駆動回路において、前記圧力源をスプールの往復移動により選択供給する圧力源切換え機能と、前記スプールの回転角度をサーボモータにより制御してシリンダポートの選択切換えを行うと共に流量制御を行う機能とを備えたロータリーサーボバルブを制御バルブとして設け、前記液圧シリンダの速度と加圧力を制御する構成であることを要旨とするものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記スプールの回転角度検出手段として光学式ロータリーエンコーダを用いることを要旨とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係るロータリーサーボバルブにより、油圧シリンダ３のピストン５を高圧または低圧で上下動させる場合を例にした説明図である。図１を参照するに、ロータリーサーボバルブ１にはスプール案内孔７を有するバルブ本体９にこのスプール案内孔７において回転および摺動自在のスプール１１が設けてある。
【００１７】
また、前記スプール１１をスプール案内孔７に沿って移動させる往復移動機構として電磁ソレノイド、リニアモータなどのリニア形アクチュエータ１３と、スプール１１を回転させる回転機構として、ＡＣサーボモータ、ＤＣサーボモータまたはパルスモータなどのサーボモータ１５と、スプール１１の回転角度を検出する光学式ロータリーエンコーダ１６とが設けてある。
【００１８】
なお、ロータリーエンコーダ１６はサーボモータ１５自体のベクトル制御と回転角度のフィードバックにも使用している。また、回転角度検出器には磁気回転検出器またはレゾルバなどを使用してもよい。
【００１９】
前記リニア形アクチュエータ１３は、バルブ本体９の右端面に（図１において）取り付けられており、スプール１１の回転を許容して左右に押したり引いたりするため、回転のみ許容する軸受け１７により接続してある。
【００２０】
一方、前記サーボモータ１５は、バルブ本体９の左端面にブロック２７を介して取り付けてある。そして、サーボモータ１５の回転軸１９に取り付けたスプライン軸２１が、前記スプール１１から左端面に突出して設けた突出部２３に設けたスプライン穴２５に挿入してある。
【００２１】
従って、サーボモータ１５は、前記スプール１１の左右往復動を許容して回転を伝達することができる。
【００２２】
バルブ本体９の側面（図１において下側面）には、低圧の圧力流体を供給する低圧ポンプ２９に管路３１により接続した取入口としての低圧ポンプポート３３、高圧の圧力流体を供給する高圧ポンプ３５に管路３７により接続した取入口としての高圧ポンプポート３９、油圧シリンダ３の上室４１に圧力流体を供給すべく管路４３により接続した供給口としてのＡポート穴４５、油圧シリンダ３の下室４７に圧力流体を供給すべく管路４９により接続した供給口としてのＢポート穴５１、油圧シリンダ３の下室４７から圧力流体を排出すべく管路５３により接続したシリンダポートとしてのＴＢポート穴５５、油圧シリンダ３の上室４１から圧力流体を排出すべく管路５７により接続したＴＡポート穴５９、および油圧シリンダ３から排出された圧力流体を油タンク６１に戻すべく管路６３により油タンク６１に接続したＴポート穴６５が設けてある。
【００２３】
前記油タンク６１には、モータ６７により駆動される高圧ポンプ３５と低圧ポンプ２９が設けられている。高圧ポンプ３５は高圧回路（詳細回路図は図示省略）によりロータリーサーボバルブ１の高圧ポンプポート３９に接続してあり、低圧ポンプ２９は低圧回路（詳細回路図は図示省略）によりロータリーサーボバルブ１の低圧ポンプポート３３に接続してある。
【００２４】
前記スプール１１には、ほぼ中央に設けた隔壁６６を挟んで右側のリニア形アクチュエータ１３側に高圧または低圧の圧油が入る第一油室６８が、左側のサーボモータ１５側には、ほぼ大気圧の排出油が入る第二油室７０が設けてある。
【００２５】
第一油室６８には、互いに対向する上下一対の矩形状の圧油供給穴７３（図１では下側の穴のみを示す）と、上下一対の細長い矩形状切欠き７７Ｕ、７７Ｌとが設けてある。なお、切欠き７７Ｕ、７７Ｌはバルブ内の圧力バランスによりスプールの往復動および回転をスムーズにする役割をも果たしている。
【００２６】
また、第二油室７０には、上下一対の細長い矩形状の切欠き８１Ｕ、８１Ｌと、この切欠き８１Ｕ、８１Ｌの左側に幅広の細長い矩形状の切欠き８３が設けてある（図３、図４参照）。
【００２７】
なお、前記切欠き７７Ｕ、７７Ｌ、８１Ｕ、８１Ｌ、８３の長さは、スプール１１が前記リニア形アクチュエータ１３により左右に移動しても後述するポート穴との連通が可能な長さに設けてある。また、スプール１１の左側端部外周には、多数の溝８５が設けてあり、また、低圧ポート穴３３または高圧ポンプポート３９等からバイパスポート１２３により圧油を溝８５に供給し、スプール案内孔７とスプール１１との間に油膜を形成しスプール案内孔７とスプール１１との固着を防止してる。
【００２８】
再び図１を参照するに、バルブ本体９の内部には種々の油路が設けてある。スプール１１がリニア形アクチュエータ１３により右側へ移動した時、前記下側の圧油供給穴７３の位置に対応するスプール案内孔７の下側には低圧開口８７が設けてあり、この低圧開口８７と前記低圧ポンプポート３３とを連通する油路８９が設けてある。
【００２９】
なお、スプール１１の圧油供給穴７３は、スプール１１が所定角度回転した場合でも低圧開口８７よりずれない大きさに設けてある。また、スプール１１がリニア形アクチュエータ１３により左側へ移動した時、（図１の状態）前記下側の位置に対応する前記スプール案内孔７の下側には高圧開口９１が設けてあり、この高圧開口９１と前記高圧ポンプポート３９とを連通する油路９３が設けてある。
【００３０】
また、スプール１１の圧油供給穴７３は、低圧開口８７と同様に、スプール１１が所定角度回転した場合でも高圧開口９１よりはずれない大きさに設けてある。
【００３１】
スプール１１が右側へ移動した場合、低圧の圧油は低圧ポンプ２９、管路３１、低圧ポンプポート３３、油路８９、低圧開口８７および圧油供給穴７３を経由してスプール１１の第一油室６８に流入する。また、スプール１１が左側位置へ移動した場合、高圧の圧油は、高圧ポンプ３５、管路３７、高圧ポンプポート３９、油路９３、高圧開口９１および圧油供給穴７３を経由して、やはりスプール１１の第一油室６８に流入する。
【００３２】
図２に示すように、バブル本体９には、シリンダポートとしてのＡポート出口９７および１０３、Ｂポート出口１０１および１０５が対向して設けてある。Ａポート出口９７および１０３は、バブル本体９内部にて１つとなり、油路１０７を介してＡポート穴４５に連通している。Ｂポート出口１０１および１０５も同様に、バブル本体９内部で１つとなり、油路１０９を介してＢポート穴５１に連通している。
【００３３】
より多くの流量を確保したければ、図１に示さすように、Ａポート出口１０３のとなりにもう一つのＡポート出口１０３′とＢポート出口１０１′を設けることにより、Ａ，Ｂポート出口の面積を２倍にすることができる。
【００３４】
図３を併せて参照するに、前記第二油室７０には、油路１１１によりＴＢポート穴５５に連通した上下１対のＴＢ開口１１３と、油路１１５によりＴＡポート穴５９と連通した上下一対のＴＡ開口１１７が設けてある。ＴＡポートおよびＴＢポートについても、より多くの流量を確保したければ、図１に示すように、前記Ａポート穴４５、Ｂポート穴５１と同様に、ＴＡ開口１１７およびＴＢ開口１１３のとなりにＴＡ開口１１７’とＴＢ開口１１３’を設けることにより面積を２倍にすることができる。
【００３５】
図４を併せて参照するに前記第二油室７０の左側端部付近の上下にはＴポート出口１１９が設けてある。このＴポート出口１１９は、スプール１１が所定角度回転した場合にもスプール１１の切欠き８３から外れることがないような大きさで設けてある。このＴポート出口１１９と前記Ｔポート穴６５を連通する油路１２１が設けてある。
【００３６】
なお、高圧または低圧にかかわらずスプール１１の移動を円滑にするために、低圧ポンプポート３３または高圧ポンプポート３９からバイパスポート１２３が設けられ溝８５へ圧力流体を供給している。
【００３７】
次に、上述のロータリーサーボバルブ１の動作を説明する。
【００３８】
まず、高圧でピストン５を上昇させる場合について説明する。図１を参照するに、リニア形アクチュエータ１３によりスプール１１を左側へ移動させて高圧供給に設定する（図１に示されている状態）と共に、サーボモータ１５によりスプール１１を反時計方向（図２において）へ回転させる。
【００３９】
この状態では、高圧開口９１の真上にスプール１１の圧油供給穴７３が位置すると共に、低圧開口８７はスプール１１の外周面により閉じられる。このとき、第一油室６８においては、スプール１１の切欠き７７Ｌ，７７ＵがＢポート出口１０１、１０６の上にあるため、Ａポート出口９７，１０３はスプール１１の外周面により閉じられている。また、第二油室７０においては、切欠き８１Ｌ、８１ＵがＴＡ開口１１７上に位置し、ＴＢ開口１１３はスプール１１の外周面により閉じられている。
【００４０】
従って、高圧ポンプ３５から管路３７、高圧ポンプポート３９および油路９３を経て供給された高圧の圧力流体は、高圧開口９１から第一油室６８に入り、切欠き７７Ｌおよび７７ＵからりＢポート出口１０５および１０１を通り、油路１０９、Ｂポート穴５１、管路４９を介して油圧シリンダ３の下室４７に供給され、ピストン５が上昇する。
【００４１】
ピストン５の上昇により油圧シリンダ３の上室４１に充填されている圧力流体は、管路５７、ＴＡポート穴５９、油路１１５、ＴＡ開口１１７、切欠き８１Ｌ、８１Ｕを介して、第二油室７０に排出され、さらに切欠き８３、Ｔポート出口１１９、油路１２１、Ｔポート穴６５、管路６３を介して油タンク６１に排出される。
【００４２】
高圧でピストン５を下降させる場合には、サーボモータ１５によりスプール１１を時計方向（図２において）へ回転させる。
【００４３】
この状態でも、高圧開口９１の真上にスプール１１の圧油供給穴７３が位置すると共に、低圧開口８７はスプール１１の外周面により閉じられているため、高圧の圧力流体が第一油室６８に供給されるのは前述のピストン５を上昇させる場合とまったく同様である。また、このとき、第一油室６８においては、Ｂポート出口１０１，１０５はスプール１１の外周面により閉じた状態となる。
【００４４】
従って、第一油室６８に供給された圧力流体は、今度は切欠き７７Ｌ，７７Ｕを通ってＡポート出口９７，１０３から出て、油路１０７、Ａポート穴４５、管路４３を介して油圧シリンダ３の上室４１に供給されピストン５を下降させる。
【００４５】
ピストン５の下降により油圧シリンダ３の下室４７に充填されている圧力流体は、管路５３、ＴＢポート穴５５、油路１１１、ＴＢ開口１１３、切欠き８１Ｌ，８１Ｕを介してスプール１１の第二油室７０に排出され、さらに切欠き８３、Ｔポート出口１１９、油路１２１、Ｔポート穴６５、管路６３を介して油タンク６１に排出される。
【００４６】
一方、低圧でピストン５を上昇または下降させる場合には、リニア形アクチュエータ１３によりスプール１１をスプール案内孔７に沿って右方向へ移動させる。この状態では、低圧開口８７の真上にスプール１１の圧油供給穴７３が位置すると共に、高圧開口９１はスプール１１の外周面により閉じられる。
【００４７】
このため、低圧ポンプ２９から管路３１、低圧ポンプポート３３および油路８９を経て供給された低圧の圧力流体は、低圧開口８７から圧油供給穴７３を介して第一油室６８に供給される。その後の圧力流体の動きは、前述した高圧の場合とまったく同様である。
【００４８】
上述の機能から理解されるように、前述の従来例では二個必要であった制御用バルブを一個のロータリーサーボバルブ１に置き換えることができる。これにより、装置の省スペース化およびコンパクト化が可能になると共に、油圧用の配管および電気配線が少なくなるため、装置を簡潔化することができる。また、バルブの数を減少させることにより油リークを減少させることができ、省エネ化を図ることができる。
【００４９】
また、上述のロータリーサーボバルブ１によれば、圧油の方向切換弁の機能のほかにスプール１１の回転角度を光学式ロータリーエンコーダ１６で検出し、サーボモータ１５を適宜に制御することにより無段階の流量制御を行うことができる。
【００５０】
なお、この発明は前述の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。上述の実施の形態においては、バルブ本体９に設けられている開口や出入り口を丸穴とし、スプール１１に設けられている切欠きを矩形状の切欠きとしたが、丸穴や切欠きの形状の組み合わせは適宜変更できるものである。
【００５１】
また、例えば、図５に示すように、方向切換弁として使用するＡ，Ｂポートのほかに、Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆポートを追加することも可能である。また、図６に示すように、Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3およびＴ4ポート穴などを追加することも可能である。
【００５２】
図７に示すように、前記サーボモータ１５を用いてスプール１１の回転角度を制御することによって、バルブ本体９に設けたポート穴、例えば、高圧ポート穴３９とスプール１１の圧油供給穴７３、およびスプール１１の切欠き７７とシリンダポート穴Ｂ（またはＡポート）とが作り出す圧油通過開口部の面積を調整できる。
【００５３】
圧油の通過流量は、前述の開口断面積に比例するため、図７（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、断面積の変化は通過流量の変化となる。
【００５４】
すなわち、スプール１１の回転角度の制御は圧油の通過流量の制御となる。バルブ本体９を通過した圧油が油路４９を経て油圧シリンダ３の下室４７に流入すると、ピストン５が上昇するが、このときの上昇速度は流入した圧油の流量に比例する。従って、スプール１１の回転角度の制御することにより、ピストン５の移動速度（上昇速度または下降速度）を制御できる。
【００５５】
なお、実施例の説明には作動液体に油を用いているが、水とグリコールとの混合液、純水、または水に防錆剤を添加した液体などを用いることもできる。
【００５６】
次にロータリーサーボバルブ１のパンチプレスの油圧サーボ装置への応用例を図８および図９を参照しながら説明する。なお、図８はパンチプレスの油圧サーボ装置１３５の一例を示したものであり、前記図１のロータリーサーボバルブ１の部品の符号は同一にしてある。図９は制御対象である油圧シリンダ３のピストン５の行程図の一例である。
【００５７】
図８に示すように、油圧サーボ装置１３５は、ＮＣ装置１３７、サーボドライバ１３９、ロータリーサーボバルブ１、パンチプレスの油圧シリンダ３およびピストン５、ピストン５の変位を検出する位置センサー１４１などから構成してある。
【００５８】
油圧サーボ装置１３５においては、加工プロセスに対応して、ＮＣ装置１３７からサーボドライバ１３９にピストン変位指令ａを出力すると共に、油圧を高圧または低圧に切り換えるための圧力切換え指令ｂをロータリーサーボバルブ１のリニア形アクチュエータ１３に出力する。
【００５９】
高圧に設定する場合には、リニア形アクチュエータ１３を作動させて、スプール１１を左側（図１において）へ移動する。サーボドライバ１３９は、ピストン変位指令ａを電圧に変換して、ロータリーサーボバルブ１のサーボモータ１５に回転指令ｃとして出力する。
【００６０】
サーボモータ１５を適宜な角度回転すると、ロータリーサーボバルブ１のスプール１１が回転し、圧油（作動油）が管路４３または管路４９を経由して、油圧シリンダ３の上室４１または下室４７に流入する。
【００６１】
この時の流入量はロータリーサーボバルブ１のスプール１１の回転角度によって変わり、回転角度の変化がピストン５の移動速度の変化となる。
【００６２】
ピストン５先端の下方には、パンチ金型１４３が設けてあり、ピストン５でこの金型を打撃してパンチング加工を実施する。
【００６３】
上述のサーボモータ１５の回転角度は、サーボモータ１５の尾端に設けた光学式ロータリーエンコーダ１６で検出する。この検出値ｄはサーボドライバ１３９にフィードバックして前記回転指令ｃとこの検出値ｄとを比較照合する。
【００６４】
ピストン変位量ｅは位置センサー１４１で検出する。この位置センサー１４１で検出したピストン変位量ｅは、前記ＮＣ装置１３７にフィードバックして、前記ピストン変位指令ａの照合に使用すると共に、速度フィードバック信号ｅとしてサーボドライバ１３９に通知する。
【００６５】
次に、上述の油圧サーボ装置１３５を油圧駆動のパンチプレスの油圧シリンダの駆動制御への適用例を図８、図９を参照しながら説明する。
【００６６】
制御対象である油圧シリンダ３のピストン５の行程曲線において、Ａ，Ｅ点はピストン５の上死点に位置し、この位置において、油圧源からの圧油（作動油）はロータリーサーボバルブ１のスプール１１でロックされており油圧シリンダ３の油室（４１，４７）に流入していない。
【００６７】
Ａ−Ｂ間はクイックアプローチ行程であり、大きな加圧力は必要としないがピストン５の下降速度が最も高速となる区間である。この区間においては、ＮＣ装置１３７から、圧油を低圧に切り換えるための圧力切換え指令ｂをリニア形アクチュエータ１３に出力すると共に、ピストン変位指令ａ（高速下降指令）をサーボドライバ１３９を介して回転指令ｃとしてサーボモータ１５に出力する。
【００６８】
その結果、スプール１１の圧油供給穴７３が低圧開口８７側に移動して、低圧の圧油がロータリーサーボバルブ１に供給される。また、サーボモータ１５によって、スプール１１が反時計方向に回動してＡポートとＴＢポートが開くと同時にＢポートとＴＡポートが閉じて、低圧Ｐ2 の圧油が管路４３から油圧シリンダ３の上室４１に流入して、ピストン５が高速度で下降する。また、油圧シリンダ３の下室の油は管路５３およびＴＢポートを経由して油タンク６１へ排出される。なお、ピストン５の速度はスプールのポート開口度が全開になったときに最高速度となる。
【００６９】
Ｂ−Ｃ間は打ち抜き加工行程であり、低速度の下降速度で大きな加圧力が必要となる区間である。なお、Ｂ点はピストン５の下方に準備されたパンチ金型の先端が被加工材表面よりも僅かに上方に位置決めされた時の、ピストン先端の位置を示している。
【００７０】
この区間においては、ＮＣ装置１３７から、圧油を高圧に切り換えるための圧力切換え指令ｂをリニア形アクチュエータ１３に出力すると共に、ピストン変位指令ａ（低速下降指令）をサーボドライバ１３９を介して回転指令ｃとしてサーボモータ１５に出力する。
【００７１】
その結果、スプール１１の圧油供給穴７３が高圧開口９１側に移動して、高圧の圧油がロータリーサーボバルブ１に供給される。また、サーボモータ１５によって、スプール１１を回動させ、油圧シリンダ３へ供給する圧油の通過流量を所望する下降速度になるように絞り込む。これにより低騒音での打ち抜きが可能となる。
【００７２】
Ｃ−Ｄ間は抜きかすを下方に払い落とす行程であり、大きな加圧力は必要としないが大きな下降速度を必要とする区間である。
【００７３】
この区間においては、先の区間Ａ−Ｂと同様に、圧油を低圧Ｐ2 に切換えるための圧力切換え指令ｂをＮＣ装置１３７からリニア形アクチュエータ１３に出力すると共に、ピストン変位指令ａ（高速下降指令）をサーボドライバ１３９を介して回転指令ｃとしてサーボモータ１５に出力する。
【００７４】
その結果、低圧の圧油がロータリーサーボバルブ１に供給される。また、サーボモータ１５によって、圧油の通過流量調節部の開口度が大きくなる方向にスプール１１を回動し、油圧シリンダ３が所望する下降速度になるように調節する。これにより、大流量の圧油が油圧シリンダ３へ供給されてピストン５が高速度で下降する。
【００７５】
Ｄ−Ｅ間はピストンを高速で初期の状態に戻すクイックリターン行程である。
【００７６】
この区間においては、ＮＣ装置１３７から、圧油を低圧に切り換えるための圧力切換え指令ｂをリニア形アクチュエータ１３に出力すると共に、ピストン変位指令ａ（高速上昇指令）をサーボドライバ１３９を介して回転指令ｃとしてサーボモータ１５に出力する。
【００７７】
その結果、スプール１１の圧油供給穴７３が低圧開口８７側に移動して、低圧の圧油がロータリーサーボバルブ１に供給される。また、サーボモータ１５によって、スプール１１が時計方向に回動されて、ＢポートとＴＡポートが開くと同時にＡポートとＴＢポートが閉じて、低圧Ｐ2 の圧油が管路４９から油圧シリンダ３の下室４７に流入して、ピストン５が高速度上昇する。また、圧油の通過流量調節部の開口度が最大になるようにスプール１１が回動されるのでピストン５が高速度で上死点まで上昇する。なお、戻り油は管路５７およびＴＡポートを経て油タンク６１に戻る。
【００７８】
上述のＡ−Ｂ，Ｂ−Ｃ，Ｃ−ＤおよびＤ−Ｅの４行程が高圧／低圧を使い分ける打ち抜き加工のプロセスであり、打ち抜き荷重が大きい場合、すなわち、加工穴サイズが大きい場合や、板厚が厚い場合或いは被加工材の抗張力が高い場合の打ち抜き加工に使用するシステムである。
【００７９】
一方、打ち抜き荷重が小さい場合には、高圧を使用する必要がなく、低圧の状態で連続してピストンの昇降を繰り返して加工を行うシステムもある。この場合には、リニア形アクチュエータ１３を作動させることなく、スプール１１の回転動作のみでピストン５の昇降動作を制御すればよい。
【００８０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、圧力源を選択供給する供給圧力源切換え機能と、シリンダポート切換へ機能および連続的な流量制御機能とを１個のバルブに備えているので、従来２個のバルブでそれぞれの機能を処理していたものを１個のバルブで処理できる。また、供給圧力源切換え機能と、サーボモータを用いたスプール回転角度制御によるシリンダポート切換え機能および連続的流量制御機能とを１個のバルブに複合したので、従来２個のバルブ間に在った管路が不要となり管路長が短縮できる。その結果、圧力伝播時間が従来に比し大幅に短縮しバルブの応答速度が向上し高速な液圧制御が可能となる。
【００８１】
請求項２の発明によれば、スプールの回転角度検出手段として光学式ロータリーエンコーダを使用しているので、温度変化の影響が殆どなく高精度な制御が可能となる。
【００８２】
請求項３の発明によれば、少なくとも高低圧二種類の圧力源を使用したパンチプレスの液圧シリンダ駆動回路において、圧力源を選択供給する供給圧力源切換え機能と、シリンダポート切換へ機能および連続的な流量制御機能とを備えた応答速度の早いサーボバルブを制御バルブとして使用したので、液圧シリンダの速度と加圧力を高速かつ高精度に制御することが可能となる。
【００８３】
請求項４の発明によれば、スプールの回転角度検出手段として光学式ロータリーエンコーダを使用しているので、温度変化の影響が殆どなく高精度な制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロータリーサーボバルブの説明用の断面図。
【図２】図１のII−II位置における断面図。
【図３】図１のIII−III位置における断面図。
【図４】図１のIV−IV位置における断面図。
【図５】別の実施の形態を示す概略図。
【図６】さらに別の実施の形態を示す概略図。
【図７】スプール回転時の圧油供給穴とポート穴との関係の説明図。
【図８】パンチプレスの油圧サーボ装置の説明図。
【図９】図８の油圧サーボ装置における油圧シリンダのピストン行程図。
【図１０】油圧駆動パンチプレスにおける従来の油圧サーボ装置の例。
【符号の説明】
１  ロータリーサーボバルブ
３  油圧シリンダ
５  ピストン
７  スプール案内孔
９  バルブ本体
１１  スプール
１３  リニア形アクチュエータ
１５  サーボモータ
１６  光学式ロータリーエンコーダ
１７  軸受
１９  回転軸
２１  スプライン軸
２３  突出部
２５  スプライン穴
２７  ブロック
２９  低圧ポンプ
３１  管路
３３  低圧ポンプポート
３５  高圧ポンプ
３７  管路
３９  高圧ポンプポート
４１  上室
４３，４９，５３，５７，６３  管路
４５  Ａポート穴
４７  下室
５１  Ｂポート穴
５５  ＴＢポート穴
５９  ＴＡポート穴
６１  油タンク
６５  Ｔポート穴
６６  隔壁
６７  モータ
６８  第一油室
７０  第二油室
７３  圧油供給穴
７７（Ｕ，Ｌ）  切欠き
８１（Ｕ，Ｌ）  切欠き
８３  切欠き
８５  溝
８７  低圧開口
８９，９３，１０７，１０９，１１１，１１５，１２１  油路
９１  高圧開口
９７，１０３，１０３′  Ａポート出口
１０１，１０１′，１０５  Ｂポート出口
１１３，１１３′  ＴＢ開口
１１７  ＴＡ開口
１１９  Ｔポート出口
１２３  バイパスポート
１３５  油圧サーボ装置
１３７  ＮＣ装置
１３９  サーボドライバ
１４１  位置センサー
１４３  パンチ金型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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