JP2587901B2

JP2587901B2 - 磁気斥力機構をダイナミックにダンピングする方法及び加工装置

Info

Publication number: JP2587901B2
Application number: JP28936693A
Authority: JP
Inventors: ウィリアム・カーバゥ・ジュニア; マーク・ラプランツ; ディビッド・ロング; クリストファ・セッツァー; カール・ストロムズ
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1992-12-18
Filing date: 1993-11-18
Publication date: 1997-03-05
Anticipated expiration: 2012-03-05
Also published as: DE69316860T2; US5410233A; DE69316860D1; JPH07246598A; EP0603098A1; EP0603098B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パンチによりシート材
料に開口を形成する方法及び装置に関する。更に具体的
にいうならば、本発明は、特に電子回路コンポーネント
の製造において使用される、高速度で動作するパンチ・
ツールをモニタしそして制御する方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】多くの製品の製造に当たってはこれらに
開口が形成される。開口が設けられた絶縁ボード若しく
は他の基板上にこれの開口内にリードを通すことによっ
てコンポーネントをマウントすることは、電気的及び電
子的装置の製造において一般的に行われてきた。この様
な場合、周知の印刷回路板等の製造に於けるように、相
互接続は、ボード上の導電性金属パターンによりそして
ボードを通して配線することにより形成されてきた。

【０００３】近年、非常に複雑性の高い電子回路及び装
置が多層技術を使用して製造されてきた。このような装
置の一つは、多数の導電性パターンを分離するために多
数の絶縁層を使用するマルチ・レイヤー・モジュール
（ＭＬＭ）である。各導電性パターンは、絶縁層に形成
された開口（一般的にバイアと呼ばれる）において選択
的に接続される。

【０００４】ＭＬＭの特定な型はＭＬＣであり、そして
このＭＬＣでは、最初に絶縁層がグリーン・セラミック
と呼ばれる未硬化のセラミックで作られる。このグリー
ン・シートの表面上にステンシル若しくはマスクで導電
性ペーストをスクリーンすることにより導電性パターン
が形成される。ほぼ同じようにして、バイアが充填され
る。導電性パターンが各グリーン・シート上に形成され
た後に、これらのグリーン・シートは正確にそろえてか
さね合わされたスタックに組み立てられ、そして圧力の
もとでシンターされ、この様にして内部に相互接続配列
が完成される。

【０００５】この様な構造においては、一つの装置に２
０乃至１００若しくはこれ以上のグリーン・シートがあ
り、そして各グリーン・シートに非常に小さなバイアが
非常にたくさん形成されている。このことは特に分配層
において良く行われ、そしてこの分配層は、いわゆる接
続層に於ける公称の導体のスペース即ちピッチを、この
構造の上に装着される集積回路に匹敵するサイズ及びピ
ッチに変更する働きをする。従って、バイアを形成する
開口は正確に位置決めされねばならず、しかも非常に正
確な形状に形成されねばならない。この正確性を達成す
るために、バイアを形成するのにパンチを使用する。開
口を切断したり腐食する他の方法に比べて、パンチされ
た開口から出る材料は比較的大きな粒子サイズであると
いう理由からも、パンチの使用が望ましい。この様な材
料は、この後の処理においてグリーン・シートに対する
汚染源となり、そして粒子サイズが大きいと制御するの
が容易になる。

【０００６】材料即ちグリーン・シートに開口を正しく
パンチするのに必要な力を生じるためにパンチ装置は開
口に比べて非常に大きい。単一ストロークの間に多数の
開口を形成するようにパンチを構成するのは、単一開口
型パンチに比べて高価である。

【０００７】更に、多数の開口を形成するパンチで得ら
れる形状の正確性及び位置づけの正確性は、単一開口パ
ンチに比べて通常低い。しかしながら、単一開口パンチ
を使用して各グリーン・シートに多数の開口を形成する
場合には、製造プロセスの妥当なスループットを得るた
めにこの単一開口パンチは非常な高速で動作されねばな
らない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この様なパンチは電気
的システムにより制御されるとはいえ機械的な装置であ
るので、高い加速力及び減速力とパンチ機構の形状とか
ら生じる機械的な制限が生じる高速動作では正確性が犠
牲になる。特に、パンチの速度が増大されると、パンチ
の往復運動部分がパンチ・ストロークの終了時にパンチ
の他の部分に当たり、ここからの弾性的な跳ね返りが生
じる。このような跳ね返りはパンチ機構のうち制御でき
ない部分であり、そしてこれが激しくなると、パンチと
ワークピースとが非意図的な接触をする。ＭＬＣ構造に
於けるように高度の正確性が要求される場合には、この
様な接触によりグリーン・シート表面にディンプルが生
じてグリーン・シートにダメージを与えそしてこの装置
の製造歩留まりに影響を与える。

【０００９】高いパンチ・レート（rate）及び正確性を
得るためには、パンチ・ストロークの長さが制限されね
ばならないので、跳ね返りに基づく制御不能な動きはパ
ンチレートを相当制限する要因である。この様な効果の
補償及び排除は重要である。機械的な緩衝が跳ね返りを
減少するのにいくらか効果があるが、実際においては、
これはいくらか速度を上げるだけであり、そしてこの速
度に達すると再び跳ね返りが発生し始める。この様な機
械的緩衝は、パンチ・レートを改善せずそしてこれが使
用される範囲が制限される。その理由は、機械的緩衝
が、戻りのストロークの間のパンチの速度を著しく減少
し、かくして単一パンチ動作の全体的時間を増大するか
らである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】従って、本発明の目的
は、高速パンチに於ける制御不能なパンチ動作を生じる
原因をなくするダイナミック・ダンピング（緩衝）機能
を提供することである。

【００１１】本発明の他の目的は、従来達成されなかっ
た速度で動作することが出来る磁気ー斥力（magneto-re
pulsion）パンチ駆動装置を提供することである。

【００１２】本発明の他の目的は、正確な形状のバイア
の開口を生じそしてワーク・ピースにダメージ若しくは
欠陥を生じることのないパンチ・レートで且つ高速で動
作しうるパンチ装置を提供することである。

【００１３】本発明の他の目的は、パンチ・レートを最
適化するためにパンチ装置の動作の間にパンチの動きを
モニタし、そしてパンチ装置の機械的な診断を行う技法
を提供することである。

【００１４】上記の目的を達成するために、一次ステー
ター・コイルと、これに結合された二次コイルを含む機
械的にダンプされる可動部材とを有し、予定の振幅及び
パルス幅の駆動パルスが上記可動部材の初期移動をさせ
る磁気斥力機構をダイナミックにダンプする方法が提供
される。この方法は、上記可動部材を目標物に向けて移
動させて該目標物から跳ね返らせ、該跳ね返りの間に上
記可動部材から運動エネルギーを除去するためのダンピ
ング・パルスを上記可動部材の跳ね返りの間に上記一次
ステーター・コイルに印加することを含む。

【００１５】本発明に従うい加工装置は、被加工物の上
方に配置された一次ステーター・コイルと、該一次ステ
ーター・コイルとの間に所定の高さの空間を生じるよう
に該一次ステーター・コイル及び上記被加工物の間に配
置され上記被加工物の表面に垂直な貫通孔を有するガイ
ド部材と、上端及び下端を有し上記貫通孔を通って上下
方向に移動可能な棒部材であって、上記上端は上記空間
に突出しており、上記下端は上記被加工物に対峙してい
る上記棒部材と、該棒部材の上端に装着され上記空間の
高さよりも低い高さを有するボタン状部材と、該ボタン
状部材に装着され上記一次ステーター・コイルに結合さ
れる二次コイルとして働く導電性の環状ディスクと、上
記ボタン状部材、上記棒部材及び上記環状ディスクを上
記一次ステーター・コイルに近接した位置に保持するバ
イアス力を与えるように上記ガイド部材及び上記ボタン
状部材の間に取り付けられたスプリングと、上記一次ス
テーター・コイルに接続された駆動回路とを有し、該駆
動回路は、上記一次ステーター・コイルに磁界を発生さ
せて該一次ステーター・コイルに電磁的に結合される上
記環状ディスクを上記バイアス力に打ち勝って上記被加
工物に向かって移動させる磁気斥力を発生させる駆動パ
ルスを上記一次ステーター・コイルに印加し、そして上
記環状ディスク及び上記棒部材と共に上記被加工物に向
かって移動する上記ボタン状部材と上記ガイド部材の上
部との衝突及び上記スプリングのバイアス力により上記
環状ディスク、上記ボタン状部材及び上記棒部材が上記
一次ステーター・コイルに向けて跳ね返る間に、上記環
状ディスク、上記ボタン状部材及び上記棒部材の運動エ
ネルギーを除去するためのダンピング・パルスを上記一
次ステーター・コイルに印加することを特徴とする。

【００１６】そして、上記駆動回路は、上記跳ね返りの
中間点で上記ダンピング・パルスを上記一次ステーター
・コイルに印加することを特徴とする。そして、上記駆
動回路は上記跳ね返りの最後の１０％の時以降に上記ダ
ンピング・パルスを上記一次ステーター・コイルに印加
することを特徴とする。そして、上記跳ね返りの間の上
記一次ステーター・コイルと上記環状ディスクとの間の
間隔をモニタする手段を具備し、該モニタ手段は、上記
一次ステーター・コイルと直列に接続されたコンデンサ
及び抵抗を含む共振回路と、上記一次ステーター・コイ
ルと上記環状ディスクとの間の間隔が最大の時の上記共
振回路の共振周波数に等しい周波数の高周波信号を上記
抵抗を介して上記共振回路に印加する高周波発生装置
と、上記一次ステーター・コイルと上記環状ディスクと
の間隔の変化に応じて変動する上記高周波信号のピーク
・ピーク値を受け取り上記一次ステーター・コイルと上
記環状ディスクとの間の間隔を表す信号に変換する手段
とを有し、上記駆動回路は、上記間隔を表す信号に応答
して上記ダンピング・パルスを上記一次ステーター・コ
イルに印加することを特徴とする。

【００１７】

【実施例】図１には、本発明が適用されるパンチ機構１
０の断面図が示されている。このパンチ機構は、パンチ
・チップ１４の直径に一致する開口１５を有しワーク・
ピースを支持するダイス型１１を有することが望まし
い。パンチ・チップ１４はシリコン・カーバイトから作
られ若しくはシリコン・カーバイトで被覆されるのが望
ましい。このダイス台１１及び開口１５は、パンチ・チ
ップ１４が通過する切断エッジを与え、そして更にパン
チされた開口から材料の小片４７を制御的に除去する働
きをする。この材料４７は、ダイス台１１内に噴出孔１
９から噴出される空気ジェットによりパンチ・チップか
らはずされる。又パンチ機構は、パンチ・ボディ１４’
の振動若しくは撓みに基づく、若しくはこのパンチ・ボ
ディ１４’が往復運動するガイド１６のゆるみに基づく
パンチ１４の位置決めエラーをなくするストリッパー部
材１７を含むことが望ましい。パンチの休止位置を設定
し、相対的な動きに対する空隙（例えば、下降ストロー
ク及び狭い空隙２６）を与え、そしてパンチ・ボディ及
び環状ディスク１８の重量を支えるためのスプリング２
４が設けられることが望ましい。スプリング２４は又、
パンチされた材料からパンチ・チップ１４を引き抜く助
けをする。しかしながら、高いパンチ・レートでは、パ
ンチはパンチ・ボディ１４’がストリッパー部材１７か
ら跳ね返る速度で駆動され、わずかな運動エネルギだけ
が降下ストロークから減少される。この動作態様では、
スプリング２４により加えられる力は無視されうる。図
１に示すように、ガイド１６は、一次ステーター・コイ
ル２２との間に所定の高さの空間を生じるように一次ス
テーター・コイル２２及び被加工物即ちワーク・ピース
１２の間に配置され、そしてワーク・ピース１２の表面
に垂直な貫通孔を有する。パンチ・ボディ即ち棒部材１
４’は、上端及び下端を有し、そして貫通孔を通って上
下方向に移動可能であり、上端は一次ステーター・コイ
ル２２と環状ディスク１８との間の空間に突出してお
り、下端はワーク・ピース１２に対峙している。ボタン
状部材２３は、棒部材１４’の上端に装着されそして空
間の高さよりも低い高さを有する。一次ステーター・コ
イル２２に結合される二次コイルとして働く導電性の環
状ディスク１８が、ボタン状部材２３に固定されてい
る。スプリング２４は、ボタン状部材２３、棒部材１
４’及び環状ディスク１８を一次ステーター・コイル２
２に近接した位置に保持するバイアス力を与えるように
ガイド部材１６及びボタン状部材２３の間に取り付けら
れている。

【００１８】パンチ・ボディ１４’及びパンチ・チップ
１４に対する駆動は、パンチ・ボディ１４’の上部の導
電性環状ディスク即ち部材１８により行われる。この部
材１８は銅であるのが望ましい。この環状ディスク１８
は、駆動回路２０及びステーター・コイル２２により発
生される変化磁界によりリンクされる時に高導電率のシ
ングル・ターンの巻線として機能する。このステーター
・コイル２２は、環状ディスク１８及びパンチ機構１０
の残りの部分に対して同軸なマルチ・ターンの巻線とし
て形成されている。早く変化する電流がステーター・コ
イル２２に印加されるときに磁気ー斥力作用（magneto-
repulsion action）が発生される。空隙２６が狭いため
に、付勢パルスに応答してステーター・コイル２２によ
り発生される磁界が環状ディスク１８の導電性環体に密
に結合されて、変圧器に似た作用によりこの中に電流を
誘起する。この電流は、ステーター・コイル２２から生
じる磁界と反対極性の磁界を環状ディスク１８から発生
させる。これら２つの互いに極性が反対の磁界が強い斥
力を発生し、これにより環状ディスク１８及びこれに取
り付けられたパンチ・ボディ１４’をコイル２２から、
重力加速度の数千倍の早さで遠のくように加速する。

【００１９】この電磁気ー斥力のメカニズムは、コイル
の付勢時に形成される磁気回路のリラクタンスを減少し
ようとする方向に強磁性体の可動部材に力が加えられる
ソレノイド装置と基本的に相違していることを認識する
ことが重要である。ソレノイドは、可動部材が出来るだ
けコイルに近づけられてそしてインダクタンスが最小に
される時に相当な力を発生することが出来るけれども、
これは、狭い付勢パルスから大きな加速を生じる上述の
磁気ー斥力装置ほど効果的でない。これは各機械的シス
テムの形状に大きく起因する。その理由は、ソレノイド
により発生される引きつけ力は可動部材及びコイルの分
離と共に急激に減少するからである。例えば最大の力
は、磁気リラクタンスが最小となりそして特定な方向に
於ける動きが機械的に不可能となった時にのみ生じるか
らである。又、ソレノイドにより発生される力は、磁気
飽和により制限される。これと対照的に、上述の磁気ー
斥力配列は、磁気回路中の強磁性素子に依存せず、高い
導電率のシングル・ターンの巻線に誘起される電流に依
存する。磁気ー斥力効果は、一次巻線及び二次巻線の電
流に基づく２つの磁界相互間の斥力であり、二次巻線に
相当な電流を誘起する能力に対応して一次巻線及び二次
巻線の適度の分離に効果的である。かくして、本発明に
従って駆動及びダンピング・パルスが印加されるパンチ
・ボディ１４’の移動に亘って、相当な反発力が発生さ
れることが出来る。従って、高い加速力がストローク特
にこれの上側半分において発生されることが出来る。

【００２０】ステーター２２及び環状ディスク１８のイ
ンダクタンスにより決定される時定数より相当小さい短
いパルスに対しては、磁気ー斥力効果により加えられる
運動エネルギは、パルス幅及び印加電圧により決定され
る。従って実際には約５０マイクロ秒の駆動パルスが通
常使用され、そして駆動電圧はパンチ・レート（rate）
及びワークピースの特性（例えば、厚さ、抵抗、引っ張
り強さ及びせん断強さ等）に伴って変えられうる。

【００２１】又、ステーター・コイル２２及び環状ディ
スク１８の間の狭い空隙２６は、相当な程度の空気ダン
ピングを与える。しかしながら、この様な機能（例え
ば、ステーター・コイル２２及び環状ディスク１８が下
方へのパンチ・ストロークの下側半分の間で大きく離さ
れる時にはわずかなダンピングしか生ぜられない）のた
めに必要とされる狭い空隙は、パンチ・ボディ１４’が
その休止位置の戻るときの許容オーバーシュートの量を
制限する。パンチ位置のオーバーシュートに課せられる
この制限によって、上述のようなパンチの跳ね返り及び
制御不能な動きが生じる。

【００２２】図１の円２１で囲まれた部分が図２に示さ
れ、パンチ・チップ１４の動きを示す。パンチ・ボディ
１４’の点３０を参照点とし、そして矢印４０の方向に
パンチ機構１０及びワーク・ピース（グリーン・シート
１２）を相対移動させて複数回のパンチを行って参照点
３０に注目すると、参照点３０は、それぞれの時点で点
３２、３４、３６及び３８となりそしてこれらを集合し
たパス４２に沿って移動する。下方へのパンチ・ストロ
ーク３２は、パンチ・チップ１４を実線３１で示されて
いる位置（例えば休止位置）から点線３３で示されてい
る開口４６をパンチする位置まで移動させて、そして参
照点３０を位置３４にまで移動させる。スチールのボタ
ン状部材２３がガイド・ブッシュ１６の上面に当たるこ
とによりそして又スプリング２４の影響により、パンチ
は、休止位置３１に向かって上方に跳ね返りそして参照
点を点３６に移動させる。この移動のうち後者の部分
は、環状ディスク１８がステーター・コイル２２に近づ
くにつれて周囲雰囲気が移動することによって機械的に
緩衝（ダンプ）され、そしてオーバーシュートは少なく
なる。

【００２３】これにも係わらず、パンチ速度が高い場合
には、周囲雰囲気の圧縮と環状ディスク１８及びステー
ター・コイル２２の間の或る程度の接触とにより、位置
３８に於ける参照点３０の位置により示されるようにパ
ンチの跳ね返りが生じる。説明の便宜上、この跳ね返り
は、パンチ・レートが高い場合にしばしば観察されるよ
うに、パンチ・チップ１４をワーク・ピース１２に再び
接触させるほど十分であると仮定する。上方へのストロ
ーク及び跳ね返りの間の矢印４０の方向での相対移動に
基づき、パンチ・チップ１４はもはやパンチされた開口
に整列しなくなり、そしてパンチ・チップ１４とワーク
・ピース１２とが再び接触して、図３の拡大図に示され
ているように、浅いくぼみ即ちディンプル４４が生じて
しまう。

【００２４】図３において、パス４２を通る上記の移動
を起こさせる付勢パルス４１が重ねられて示されてい
る。上述のように、ステーター・コイル２２に印加され
るこの付勢パルス４１により大きな下方へのストローク
が生じて開口４６をパンチしそしてワークピース１２か
ら材料の小片４７を除去する。しかしながら、点３６か
ら点３８への跳ね返りストロークにより、パンチ・チッ
プ１４が再びワーク・ピース即ちグリーン・シート１２
に接触してディンプル４４を生じる。

【００２５】グリーン・シート１２に形成された実際の
顕微鏡写真に対応する図３から明らかなように、ディン
プル４４に導電性材料が充填されると、バイアの上端の
大きさはこれの下端の大きさよりも広くなる。このこと
は、ＭＬＣ装置が組み立てられている時に２つのグリー
ン・シートの整列がずれたことと等しくなり、そしても
しも導体即ちバイアが互いに密接して配列されている場
合には、同一層内で若しくは隣接する層間で短絡を生じ
させる原因となる。グリーン・シート層が積層される場
合には、グリーン・シート間の整列ミス若しくは許容可
能な整列ミスにより、そして乾燥、硬化及びシンタリン
グ・プロセスの間の排除できない縮みの相違により、短
絡が生じる可能性が増大されることに注目されたい。従
って、ディンプル４４は製造の許容誤差を減少し、又は
装置の製造の歩留まりを減少する。

【００２６】バイアの形成及び製造の歩留まりの関して
重要なのは、ディンプル４４が形成される時のグリーン
・シート１２の変形４８である。ディンプルの体積に対
応する材料がグリーン・シートから切断除去されるので
はないので、グリーン・シートの材料は、既にパンチさ
れた開口に向かって変形し、かくして開口４６の断面積
を減少する。この様に開口がせばまると、バイアの抵抗
が比較的小さな部分で増大し、装置の動作中のに有害な
熱効果を増大するばかりでなく、導電性材料のバイア内
への押し込みを妨げて欠陥のあるバイアを形成する。

【００２７】次に図４を参照すると、本発明に従うダイ
ナミック・ダンピング技法が示されている。上述のよう
に、戻りストロークの間のパンチ・ボディ１４’の速度
により問題が生じる。簡略的に述べると、本発明の発明
者等は、駆動パルスに続いて戻りストロークに対応する
部分の間に第２のパルスを印加すると、このシステムが
充分にダンプされそして跳ね返りがディンプルの発生を
なくするように十分に排除若しくは減少される度合いま
で、パンチ・ボディから運動エネルギを除去できること
を見いだした。駆動パルス４１と同じ振幅（回路を簡単
にするため）でそして駆動パルス４１の幅の２５％の幅
のダンピング・パルス５６を、点線で示されているよう
に戻りストロークの最後の５０％の時点で、そして望ま
しくは参照数字５６’で示されているように戻りストロ
ークの最後の１０％の時点で印加すると、ディンプル効
果を排除できることを実験的に調べた。このことは容易
に理解できる。その理由は、もしもダイナミック・ダン
ピング・パルス５６がパンチングの後の早い時期に（例
えばｔ₁及びｔ₂の間に）印加されるならば、磁気結合が
減少されるからである。又、戻りストロークの残部に亘
りパンチ速度が減少されることにより戻りストロークの
期間が増大されるので、システムの速度が非常に減少さ
れる。もしもダイナミック・ダンピング・パルス５６が
もっと後に（例えば、戻りストロークの中間点５０に対
応する時刻ｔ₂及び戻りストロークの最後の１０％に対
応する時刻ｔ₃の間に）印加されるならば、減速は更に
大きくならねばならないが、約時刻ｔ₂に効果を発揮し
始める機械的なダンピングが効果的に利用されることが
出来る。

【００２８】しかしながら、必要なダイナミック・ダン
ピング・パルス・エネルギのこの増大は、ステーター・
コイル２２及び環状ディスク１８の接近度が増すことに
基づく磁気結合効果の増大により部分的に相殺される。
従って、ダンピング・パルスの印加のタイミングは、そ
れほどクリチカルではないけれども、もしもダイナミッ
ク・ダンピング・パルスが戻りストロークの中間点の後
に印加されるならば、最良の結果が得られる。これに関
して、ダンピング・パルスが戻りストロークの後の部分
で印加されると、パンチ１４の速度は、時刻Ｔ₃（戻り
ストロークの最後の１０％の開始時刻）に印加されるダ
ンピング・パルスに対しては、参照数字５１で示される
ように長い期間に亘って高いレベルに留まる。従って全
体的なパンチング・サイクル時間が減少され、そして高
いパンチ・レートが達成される。従って、跳ね返り即ち
戻りストロークの最後の１０％にダイナミック・ダンピ
ング・パルスを印加することが望ましい。

【００２９】同様に、本発明の実施においては、ダイナ
ミック・ダンピング・パルスのエネルギの正確さは特に
クリチカルでない。パンチ・チップ１４の休止位置及び
ワーク・ピース１２の間にはかなり大きな空隙が与えら
れているので、環状ディスク１８及びステーター・コイ
ル２２（若しくはパンチ機構の他の部分）の間の接触を
完全になくすることは必要でないが、跳ね返りの動き
は、この空隙（図１でｄとして示されている）よりも小
さいことが必要である。従って、点５０’で加えられる
実際のエネルギーの大きさには相当な公差がある。この
エネルギーは、パンチ参照点パス５２により示されてい
るアンダー・ダンピング及び参照点パス５４により示さ
れているオーバー・ダンピングを生じる。しかしなが
ら、アンダー・ダンピングがオーバー・ダンピングより
も好ましいことに注目されたい。その理由は、オーバー
・ダンピングが、ダイナミック・ダンピング・パルスの
早期印加に関して上述したように、戻りストロークの期
間を増大するからである。更に、パンチング動作それ自
体により吸収されるエネルギーの量が、開口毎に変動
し、そして正確な補償が期待できない。信頼度のある正
確なパンチ動作が、１秒間当たり１０００個よりも多い
開口を開けるレートでなされるように、相当な動作公差
を本発明は実現する。（一個当たりの時間ｔ₀＋１マイ
クロ秒が図４に示されている。）ダイナミック・ダンピ
ング・パルスの幅は、ワークピースの材料、ワークピー
スの厚さ、ガイドとパンチ・ボディとの摩擦及び機械的
なダンピング等により変動する。

【００３０】従って、本発明は、駆動パルスと同じ振幅
を有し、そしてワーク・ピースのパンチングに使用する
パンチ運動エネルギーの量を調整するために、駆動パル
スのパルス幅より小さい公称パルス幅を有する公称ダン
ピング・パルスを用いることにより実施化されうる。実
際においては、ガイド即ちブッシュ１６の摩擦は一定で
あると考えられ、そして高いパンチング・レート及びパ
ンチ速度並びに加速においては、スプリング２４の動作
を無視することが出来る。もしもこの様なパンチ・エネ
ルギーの調整を行うとすると、パンチ・ボディの動きを
耳で聞き分けるか若しくは変換手段（例えば、パンチ・
ボディに光源を取り付けて、光学的移動検出器及びオシ
ロスコープによりパンチ・ボディの動きを時間を引き延
ばしたイメージとして観察する手段）により観察し、そ
して環状ディスク１８及びステーター・コイル２２の接
触が生じ始める動作点にシステムを調整することによ
り、容易に調整がなされる。この動作点は、パンチング
・システムの最大平均動作速度を実現し、そして動作点
の両側で最大の動作公差を与える。

【００３１】次に、図５を参照すると、図１のパンチ機
構に種々な回路を接続した本発明の装置が概略的に示さ
れている。ストローク制御装置６２及びパンチ・レート
制御装置６４が示されている。パンチ駆動システムは、
図５に示したもの以外の種々な装置を含むが、これらは
本発明の理解のために必要でないので、図５には示され
ていない。

【００３２】ストローク制御装置６２は、ワークピース
にきれいにパンチされた開口を形成するに充分な運動エ
ネルギーをパンチ・ボディ１４’に与えるように、駆動
パルス４１の幅を調整するために設けられている。パン
チ・レート制御装置６４は、駆動パルス相互間の間隔を
決定する。パンチ・レート制御装置６４は又、動作速度
を増大するために下方へのパンチ・ストロークからのあ
る程度の跳ね返りを生じるように、駆動パルスの振幅を
対応的に調整するのに使用される。（上述のように、ス
プリング２４は、パンチ・エネルギーが低いとき以外に
は、ワークピースからのパンチの引き上げに対して余り
寄与しない）。勿論、両方の制御が駆動パルス４１の振
幅及び幅の両方に影響を与えるように、これらの制御を
混ぜ合わせることが出来る。実際に駆動パルス４１を発
生する駆動回路２０は、２つのシングル・ショット若し
くはトリガ回路及び増幅器により形成される。２つのシ
ングル・ショット回路のうちの一方は駆動パルス４１相
互間の間隔を設定し、他方は、駆動パルスが開始された
後の予定時間にこのパルスを終了させる駆動パルス持続
期間を決定する。増幅器の利得は駆動パルスの振幅を決
定する。非直線的なトランスファー機能（例えば、パン
チング・レート及び駆動パルスの振幅の間の予定の比直
線的関係）を与えるこの様な回路の電圧制御は、この分
野で周知である。

【００３３】本発明を実施するために、駆動回路２０内
に含まれることが出来るダンピング駆動回路２０’に同
じ制御信号が印加されうる。その理由は、同じ増幅器が
同じパルス振幅を生じるために使用されうるからであ
る。ダンピング駆動回路２０’は、２つのシングル・シ
ョット回路を含み、そしてこれらは、一方が駆動回路２
０により発生されるパルス幅の約２５％の公称のパルス
幅を発生するようにされていることを除いて、駆動回路
２０の回路とほぼ同じに働く。他方のシングル・ショッ
ト回路は、駆動パルスの後のある制御されうる時刻に於
ける若しくはパンチ・ボディが戻りストロークの予定の
位置（例えば最後の１０％）に達した後のある制御され
うる期間にダンピング・パルスの開始を制御するように
構成される。

【００３４】このために、光学的位置感知装置６６及び
光学系６７が、ダンピング・パルスの時刻を設定する信
号を与えるために示されている。ダンピング・パルス位
置制御装置６８は、光学的位置感知装置６６からの信号
の後に、パルスの遅延を制御するために設けられてい
る。この様な制御をすることは、特に光学系が使用され
る場合に、変換器システムの部分の物理的な位置決めを
容易にする。ダンピング・パルス幅調整装置７０は、ダ
ンピング・パルス幅の細かな調整をするために使用され
る。しかしながら、この制御は、本発明にとって、余り
クリチカルでなく必ずしも必要でない。参照点からの光
の伝達は、参照数字３０’で示されているように、環状
ディスク１８及びパンチ・ボディ１４’を含む可動部材
の任意の点に例えば電球若しくは発光ダイオードのよう
な小さな光源を取り付けることにより行われることが出
来る。しかしながら、高い加速を必要とする場合には、
例えば同様に配置された開口を通過する光の伝達若しく
は鏡若しくは逆反射体による反射光の伝達を利用する他
の光学的配列が望ましい。図４に示されている軌跡は、
ステーター・コイル２２及び環状ディスク１８の間に光
りビーム（これは可変開口として働く）を投射し、そし
て任意の時刻にギャップを通る光の量によりパンチの位
置を示すこと若しくはモニターすることにより得られ
る。同様に働く可変開口は、環状ディスク１８の下側上
の又は、パンチ・ボディ１４’の移動のレンジに亘り光
りビーム内に若しくは光ビーム外に移動する可動パンチ
部材の任意の部分上の反射板により効果的に形成され
る。

【００３５】無線周波数即ちラジオ周波数を反映するイ
ンダクタンス（reflected inductance）で良好に動作す
る他の変換器の配列を図６乃至１０を参照して説明す
る。パンチ・ドライブ及びラジオ周波数を反映するイン
ダクタンス変換回路の全体的な概略的回路ダイアグラム
が図６に示されている。図５の駆動回路２０及びダンピ
ング駆動回路２０’は、点線１１０により集合的に囲ま
れている。説明を簡略にするために、パンチ駆動信号及
びダンピング駆動信号が、適切に発生されてそして端子
１１１において、集合的なパルス駆動回路１１２に印加
されるとする。パルス駆動回路１１２は、高電圧でそし
て高電流トランジスタ１２０を制御するための種々な増
幅ステージを含む。このトランジスタは、コイル２２及
び寄生容量１１６を通る約１０００アンペアの電流が流
れるときに１００乃至２００ボルトの電圧を制御するこ
とが出来る。（実際においては、トランジスタ１２０の
コレクタ・キャパシタンス電圧の変動をマスクするため
に、数百ピコファラドの小さな付加的キャパシタンスが
１１６に加えられる。）駆動若しくはダンピング・パル
スの短時間の間にこの様な高い電流を発生することは、
大きな貯蔵コンデンサを使用することにより容易にされ
る。

【００３６】パンチ位置をモニターするに当たっては、
小さなコンデンサ１２２及び抵抗１２４を線１１８によ
りコイル２２（及び高周波数では無視できる効果を有す
る貯蔵コンデンサ１１４）と直列に接続することによ
り、直列共振回路が形成されてそして無線周波数（Ｒ
Ｆ）発生器１２８により共振周波数で若しくは共振周波
数の近くで駆動される。これによりパンチ１４若しくは
これの関連する駆動回路１１０は影響されない。コイル
２２が環状ディスク１８と共に変圧器として機能するこ
とを思い起こすと、コイル２２のインダクタンスは、環
状ディスク１８に結合されそしてこれに誘起される電流
（これは両者の分離と共に変化する）と共にわずかに変
動する。かくして、もしもＲＦ発生器１２８の周波数
が、コンデンサ１１６、トランジスタ１２０のキャパシ
タンス及び環状ディスク１８から或る参照距離（望まし
くは最大パンチ移動距離）だけ離れている時のコイル２
２からなる並列共振回路の周波数にセットされるなら
ば、この回路の特性値即ちＱ値は、環状ディスクが移動
されてそしてこの特定な参照的分離距離が変化された時
に（例えば環状ディスク１８がコイル２２に近づけられ
た時に）、変化される。他の手法では、比較的短いパン
チ１４の移動は、このパンチの位置を高解像度で正確に
モニターするには不十分であるが、本発明では節点１１
８に於けるＲＦ信号のピーク・ピーク電圧の変動は、２
０％以上変動しこれにより位置を正確に測定することが
出来る。

【００３７】このピーク・ピーク電圧Ｖ_PPの変動は、図
７において、コイル２２及び環状ディスク１８の分離
（例えばパンチ位置）の関数としてプロットされてい
る。点線１３０の右側では（パンチの休止位置にほぼ対
応する）、変動は比較的直線的である。かくして、パン
チが動作されると、図８の理想的な波形で示すように、
節点１１８の電圧は、時間に沿うパンチの位置の変動に
より決定されるエンベロープを有する無線周波数のサイ
ン波形である（この図８の無線周波数波形は、実際には
図示のよりもはるかに高い周波数であり、従ってエンベ
ロープを更に細かく規定することに注目されたい）。実
際においては、図７の比直線性により、エンベロープは
更に明確なピークを有するようになり、そしてこれが、
所望のタイミングを観察することを助ける。従って、こ
の非直線性を矯正することは通常望ましくない。エンベ
ロープ検出回路１５０は、パンチが動作される時の時間
と共に変わるパンチの位置を正確に示す電圧波形を発生
する。この波形は、上述のダイナミック・ダンピング・
パルスの正しいタイミングを可能とするばかりでなく、
パンチ装置の診断を行うために有効に使用されることが
出来る。

【００３８】本発明の良好な実施例では、節点１１８及
びエンベロープ検出回路１５０の間に保護回路が設けら
れている。この保護回路は、トランジスタ１２０がター
ン・オフされた時に節点１１８に生じる高いＤＣ電圧を
ブロックしそしてＡＣ結合をさせるコンデンサ等を含む
幾つかの部品を有する。更に、トランジスタ１２０のタ
ーン・オフ時に生じる電圧スパイクを減衰するために、
コンデンサ１３２の出力側（例えば節点１３２’）は、
一対の互いに反対極性に結合されているダイオード１３
６によりクランプされる。節点１３２’は、抵抗１３４
により大地電位に接続されている。更に保護を行うため
に、アナログ・スイッチ１３８が設けられており、パン
チ駆動パルス４１及びもしも所望されるならばダンピン
グ・パルス５６、５６’（図４）の間に回路をオープン
しする。エンベロープ検出回路１５０は、パンチ駆動パ
ルスの後のある時間の間、例えば図８の線１４０により
示されている時刻に続く期間に入力を受け取るように接
続される。

【００３９】エンベロープ検出回路１５０の第１ステー
ジは、電流利得を与える電圧フォロワ増幅ステージ１４
４として形成されるのが望ましい。このステージは、便
宜上反転入力への直接帰還を有する演算増幅器として示
されている。このステージにどのような回路を使用する
かは本発明の実施に余りクリチカルでないので、他の任
意の回路を使用することが出来る。しかしながら、図示
のように演算増幅器を使用すると、これの反転入力の入
力トランジスタにベース電流を供給するために抵抗１４
２が必要である。

【００４０】エンベロープ検出回路１５０の第２ステー
ジは、電圧利得ステージであるのが望ましく、これは、
この分野で周知なように抵抗１５２及び１５４により決
定される電圧利得を有する演算増幅器１５６であるのが
望ましい。実際のエンベロープの検出は、抵抗１６６及
びコンデンサ１６８により形成される時定数の短いＲＣ
回路並びにダイオード１６２により形成されるピーク検
出回路を含む後続のステージにより行われる。このピー
ク検出器はＲＦ信号を整流することにより、節点１１８
に現れる波形の半分を取り除く（例えば、図８で点線の
ＲＦ信号により示されている上側半分）。更に、帰還回
路にダイオード１６２及び１６４を有する演算増幅器１
６０が設けられており、これらのダイオードは、ダイオ
ード１６２の固有的な順方向降下を補償するいわゆる理
想的なダイオード結合にされている。抵抗１６７及び１
７１はこのステージの利得を決定する。

【００４１】パンチング・サイクルの非常に長い期間の
間にパンチの移動をモニタすることを可能にすることに
より、本発明の良好な実施例に従うこのエンベロープ検
出器は、パンチ動作に必要なエネルギーに影響する多様
なワークピースの材料、厚さ、開口の直径若しくは他の
任意のパラメータを最適化するために、パンチ駆動回路
の自動的調整若しくは手動的調整を可能にする。更に、
時間の関数としてパンチの位置をモニタすることは、図
９及び図１０を参照して次に述べるように、パンチ動作
に関する診断情報を与える。

【００４２】図９及び図１０の両方において、公称パン
チ動作が波形Ａにより示されているが、これらの波形
は、波形Ｂにより示されるように、ディンプルを生じる
ことなく高速動作が可能であることを示している。波形
Ｂにおいては、跳ね返りが生じるけれども、これは図４
について説明したように、開口を開けた後にパンチを再
びワークピースに接触させるには不十分である。パンチ
装置の幾つかの故障状態がエンベロープの形に基づいて
調べられることが出来る。例えば、波形Ｃは、パンチ・
ボディ１４’に運動エネルギーを与えた後そしてパンチ
・ボディ１４’が跳ね返るまでに、銅の環状ディスク１
８がパンチ・ボディ１４’から破断して脱落してコイル
２２に更に接近して浮いている状態を示す。この波形と
同様な形を有しただし更に変動する波形は、パンチ・ボ
ディ１４’がガイド１６内で滑らなくなってこれに固着
した状態を示す。この変動は、ゴミ等が両者の隙間に入
り込んでこの様な固着を生じたことにより発生される。
セグメントＧの長さ及び位置は、ワークピース内へのパ
ンチの突き刺さりを示す。低い駆動力は波形Ｄにより示
されている。コイル２２の一つ以上の巻線が短絡して巻
線の数が減少して不十分なパンチ力が生じた場合には、
波形Ｄと同様な波形（例えば、ピークが時間軸に沿って
シフトした波形）が現れる。この波形は、共振回路のＱ
値が減少することの基づき全体的に下方にシフトするこ
とがある。コイル２２が切断すると、共振回路を中断
し、そしてこの状態はパンチが下方の位置で動かなくな
るようなほぼ平坦なレスポンス（わずかに異なるほぼ一
定なエンベロープ電圧）により示される。

【００４３】パンチ位置モニタ配列は、このパンチ装置
に対する他の機械的な損傷をも示す。

【００４４】例えば、パンチ・ヘッドが曲げられたり若
しくは歪められると、図１０の波形Ｅの特性パターンが
生ぜられる。更にワークピースに関するデータは、図
１０のＦにより示されるように、ワークーピースを貫通
するフル・ストロークを達成するのに必要なエネルギー
・レベル即ちパンチ駆動・パワー・レベルをモニタする
ことにより得ることが出来る（ここで、丸められたピー
クは、エンベロープのフル振幅が得られたけれども跳ね
返りが生じないことを示す）。

【００４５】上述の良好なＲＦを反映するインダクタン
ス位置変換器は、他の変換装置よりもいくらか感度が良
く、そしてこれは環状・ディスク１８の位置を直接的に
モニタするので、他の変換装置よりも多くの診断情報を
発生することが出来る。例えば、パンチ・ボディの位置
を光学的に変換する方法は、環状・リング即ちディスク
１８がパンチ・ボディからはずれたことを示すことが出
来ない。更に、例えば光学的変換器若しくは容量的変換
器のような他の変換器と比較した場合のこのＲＦを反映
するインダクタンス変換器配列の非直線性に基づき、例
えば図９の波形Ｃ及び図１０の波形Ｅのような波形に現
れる診断情報が容易に分析されそして解釈されることが
出来る。同時に、ＲＦを反映するインダクタンス変換器
のレスポンスは、操作者により容易に理解されるほど充
分に直線性であり、そして実際のパンチの動きに関連さ
れる。

【００４６】ＲＦを反映するインダクタンス感知により
パンチ位置を検出するのに類似して容量を使用すること
は、理論的には可能であるが、実際には幾つかの重大な
点で異なり、従って望ましくない。最も明らかなこと
は、パンチ構造並びに駆動及び感知回路の全ての電気的
コンポーネントは大地電圧に対する寄生容量を有し、そ
してこれらは、コイル２２及び環状ディスク１８の間の
キャパシタンスに比較して非常に大きい。更に、コイル
２２のインダクタンスは、ピーク・ピーク電圧の意味深
い変動が検出されるような周波数に於ける共振を防ぐた
めに充分に大きく、そしてこれは大地電位から絶縁され
た比較的大きなコンデンサを形成することに等しい（こ
れ自身、信頼性のある接続を形成することそしてパンチ
・ボディ１４’及びガイド１６の間の空気誘電体による
信頼性のある絶縁を形成することの困難性に基づいて、
困難である）。かくして、追加のコイルを含む別個のタ
ンク回路が必要となりそして追加のコンデンサ構造をパ
ンチに取り付けることが必要となり、その質量を増大す
る。これに応じて、コイル２２は感知回路から取り出さ
れそしてコイル２２の誤動作が感知されなくなる。これ
と対照的に、本発明に従うＲＦを反映するインダクタン
ス感知方式は、パンチ駆動回路に対して機械的及び電気
的な変更を必要とせず、そしてパンチの動作にどのよう
な影響をも与えない。

【００４７】上述のように、ダンピング・パルス位置制
御装置６８及びダンピング・パルス幅調整装置７０は、
本発明を成功裏に実施するためにはどちらも必ずしも必
要ではない。しかしながら、これらの２つの制御装置の
うちダンピング・パルス幅調整装置７０は、パンチ動作
の間に吸収されるエネルギーのレンジを補償するために
本発明の動作の間に有用である。しかしながら、実用的
な事柄として、パンチ・ボディ１４’の運動エネルギー
が、必要とされるパンチ・エネルギーに係わらずストロ
ークの上方へ向かう部分の間のとほぼ同じになるよう
に、パンチ・レート及びストローク制御はワークピース
材料の特性の関してセットされる。即ち、ワークピース
内で消費されるエネルギーは、駆動パルスによりパンチ
に加えられるエネルギー及びパンチの弾性的な跳ね返り
によりストロークの上方に向かう部分に与えられるエネ
ルギーに比べて小さい。もしも上方に向かうストローク
がパンチ機構１０の形状に基づいてモニタ即ち観察され
ないならば、そして光学的位置感知装置６６により検出
される位置に亘って細かな制御を与えるためには、ダン
ピング・パルス位置制御装置６８が有用である。これら
のダンピング・パルス位置制御装置６８及びダンピング
・パルス幅調整装置７０の両方が使用されるならば、調
整は、上述の変換器配列に従って感知されたパンチの位
置を表示するオシロスコープ（デュアル・トレース型の
オシロスコープであるのが望ましい）でパンチ・ボディ
１４’の動きを観察することにより行われるのが望まし
い。これは、図４、９及び１０の波形と同様な波形を表
示し、そして跳ね返りの動き５８の振幅を、システムの
調整の間直接的に観察することが出来る。

【００４８】ダイナミック・ダンピングは更に正確に決
定されそして更に厳密に制御される。

【００４９】パンチ動作の間に吸収されるエネルギーが
少なく、ガイド即ちブッシュ１６内の摩擦が少なくそし
てパンチ・ボディ１４’の跳ね返りに含まれる他の全て
の相互作用がほぼ弾性的であるので環状ディスク１８及
びステーター・コイル２２により与えられる空気ダンピ
ングの断熱的及び非断熱的な空気損失が小さいので、上
方に向かうストロークの間のパンチ・ボディ１４’の運
動エネルギーは、降下方向の運動エネルギーにより決定
される。摩擦及び空気損失の両方が、フル・ストローク
に亘って総和され、そしてこの総和された値はある所定
のパンチ・レートに対してほぼ一定である。従って、も
しもワークピースの剪断及び引っ張り強さが比較的調和
しているならば、ダンピング・パルス幅は、或る所定の
パンチ・レートではワークピースの厚さと反比例して変
化する。そして、パンチ・ボディ１４’の速度及び加速
はパンチ・レートと共に変動し、従って上方に向かうス
トロークの間のパンチ・ボディの速度は、パンチ・ボデ
ィの弾性的な跳ね返りに基づいてパンチ・レートと共に
変動する。従って、公称ダンピング・パルスの幅を、こ
れら２つのパラメータに基づいて、比較的一定なブッシ
ュの摩擦及び空気損失に対応する公称値から変えること
が可能である。それにも係わらず、システムのパフォー
マンスに基づいて図５の配列を調整することが好まし
い。このことは、パンチング・レートを、従来の開口の
質を良好に保ちながら達成されたレートをはるかに超え
る最大レートまで高められることが出来るので特に好ま
しい。ダイナミック・ダンピング・パルスの幅及び振幅
が、パンチ動作の跳ね返りの間にパンチ・ボディ１４’
から過剰の運動エネルギーを除去するように、パンチン
グ・レートを高めながら、増大されうることが明らかで
ある。従って、パンチング・レートに課せられる残りの
主要な制限は、ダイナミック・ダンピング・パルスが印
可された後のこのダンプされたパンチ・ボディの動きの
期間である。ダイナミック・ダンピング・パルスが機械
的なダンピングのいくらかの減少を補償しそしていくら
かのアンダー・ダンピングが許容されうるので、本発明
の顕著な作用効果に基づいてパンチング・レートが２乃
至５倍増大する。

【００５０】

【発明の効果】上述の説明から、パンチ動作が達成され
るレートを相当増大しつつ、パンチ動作の間にワークピ
ースにディンプルが生じるのを防ぐ簡単な装置が実現さ
れることが明らかである。非常に正確で且つ一様な開口
の位置及び形状を得ることができ、そして実用に供され
る最大パンチング・レートが達成される。

【００５１】本発明を特定な実施例について説明した
が、本発明の範囲内で種々な変更が可能である。例え
ば、１つ以上のダイナミック・ダンピング・パルスを印
加することが出来る。この様な場合、ダンピング・パル
スの幅及び振幅を、休止位置で若しくは休止位置に非常
に近接したところでパンチ・ボディ１４’の動きを停止
させるように変えることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するパンチ装置の断面図である。

【図２】図１の一部分を示す拡大図である。

【図３】本発明を使用しない場合に高速パンチ動作に基
づいてディンプルが生じたグリーン・シートの断面、電
気的駆動パルス及びパンチ運動の軌跡を示す図である。

【図４】本発明に従うダイナミック・ダンピングを示す
波形図である。

【図５】本発明に従うダイナミック・ダンピングを行う
電気的駆動回路の概略的ブロック図である。

【図６】パンチの運動をモニタする良好な回路配列の概
略的ブロック図である。

【図７】図６の回路配列の動作を説明する図である。

【図８】図６の回路配列の動作を説明する図である。

【図９】図６の回路配列を使用して図８と同様に得ら
れ、そしてパンチ動作の種々なモード及び故障状態を示
す図である。

【図１０】図６の回路配列を使用して図８と同様に得ら
れ、そしてパンチ動作の種々なモード及び故障状態を示
す図である。

【符号の説明】

１０・・・パンチ機構１１・・・ダイス型１２・・・ワークピース１４・・・パンチ・チップ１４’・・パンチ・ボディ１６・・・ガイド１８・・・環状ディスク２０・・・駆動回路２２・・・ステータ・コイル２４・・・スプリング２６・・・空隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者マーク・ラプランツアメリカ合衆国ニューヨーク州、ウォルデン、ウォルナット・ストリート 60番地 (72)発明者ディビッド・ロングアメリカ合衆国ニューヨーク州、ワーピンガーズ・フォールズ、マロニィ・ドライブ、アール・ディー３ (72)発明者クリストファ・セッツァーアメリカ合衆国ニューヨーク州、ワーピンガーズ・フォールズ、カンタベリィ・レーン 17エフ (72)発明者カール・ストロムズアメリカ合衆国ネバダ州、ラスベガス、フォックス・ラン・コート 5814番地

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一次ステーター・コイルと、該一次ステー
ター・コイルに結合される二次コイルを含む機械的にダ
ンプされる可動部材とを有し、予定の振幅及びパルス幅
の駆動パルスが上記可動部材の初期移動を生じる磁気斥
力機構をダイナミックにダンプする方法において、上記可動部材を目標物に向けて移動させて該目標物から
跳ね返らせ、該跳ね返りの間に上記可動部材から運動エネルギーを除
去するためのダンピング・パルスを上記可動部材の跳ね
返りの間に上記一次ステーター・コイルに印加すること
を含む上記磁気斥力機構をダイナミックにダンピングす
る方法。
【請求項２】上記可動部材の位置をモニタし、上記跳ね返りの中間点で上記ダンピング・パルスを印加
することを特徴とする請求項１の磁気斥力機構をダイナ
ミックにダンピングする方法。
【請求項３】上記ダンピング・パルスは上記跳ね返りの
最後の１０％の時以降に印加されることを特徴とする請
求項２の磁気斥力機構をダイナミックにダンピングする
方法。
【請求項４】被加工物の上方に配置された一次ステータ
ー・コイルと、該一次ステーター・コイルとの間に所定の高さの空間を
生じるように該一次ステーター・コイル及び上記被加工
物の間に配置され上記被加工物の表面に垂直な貫通孔を
有するガイド部材と、上端及び下端を有し上記貫通孔を通って上下方向に移動
可能な棒部材であって、上記上端は上記空間に突出して
おり、上記下端は上記被加工物に対峙している上記棒部
材と、該棒部材の上端に装着され上記空間の高さよりも低い高
さを有するボタン状部材と、該ボタン状部材に装着され上記一次ステーター・コイル
に結合される二次コイルとして働く導電性の環状ディス
クと、上記ボタン状部材、上記棒部材及び上記環状ディスクを
上記一次ステーター・コイルに近接した位置に保持する
バイアス力を与えるように上記ガイド部材及び上記ボタ
ン状部材の間に取り付けられたスプリングと、上記一次ステーター・コイルに接続された駆動回路とを
有し、該駆動回路は、上記一次ステーター・コイルに磁界を発
生させて該一次ステーター・コイルに電磁的に結合され
る上記環状ディスクを上記バイアス力に打ち勝って上記
被加工物に向かって移動させる磁気斥力を発生させる駆
動パルスを上記一次ステーター・コイルに印加し、そし
て上記環状ディスク及び上記棒部材と共に上記被加工物
に向かって移動する上記ボタン状部材と上記ガイド部材
の上部との衝突及び上記スプリングのバイアス力により
上記環状ディスク、上記ボタン状部材及び上記棒部材が
上記一次ステーター・コイルに向けて跳ね返る間に、上
記環状ディスク、上記ボタン状部材及び上記棒部材の運
動エネルギーを除去するためのダンピング・パルスを上
記一次ステーター・コイルに印加することを特徴とする
上記被加工物を加工する装置。
【請求項５】上記駆動回路は、上記跳ね返りの中間点で
上記ダンピング・パルスを上記一次ステーター・コイル
に印加することを特徴とする請求項４の加工装置。
【請求項６】上記駆動回路は上記跳ね返りの最後の１０
％の時以降に上記ダンピング・パルスを上記一次ステー
ター・コイルに印加することを特徴とする請求項４の加
工装置。
【請求項７】上記跳ね返りの間の上記一次ステーター・
コイルと上記環状ディスクとの間の間隔をモニタする手
段を具備し、該モニタ手段は、上記一次ステーター・コイルと直列に
接続されたコンデンサ及び抵抗を含む共振回路と、上記
一次ステーター・コイルと上記環状ディスクとの間の間
隔が最大の時の上記共振回路の共振周波数に等しい周波
数の高周波信号を上記抵抗を介して上記共振回路に印加
する高周波発生装置と、上記一次ステーター・コイルと
上記環状ディスクとの間隔の変化に応じて変動する上記
高周波信号のピーク・ピーク値を受け取り上記一次ステ
ーター・コイルと上記環状ディスクとの間の間隔を表す
信号に変換する手段とを有し、上記駆動回路は、上記間隔を表す信号に応答して上記ダ
ンピング・パルスを上記一次ステーター・コイルに印加
することを特徴とする請求項４、請求項５又は請求項６
の加工装置。