(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口、出口、および排出口を画定し、前記入口が加圧流体を受けるように適合されているハウジングと、
第１の排出ポペットおよび第１の入口ポペットを備えた第１の可動弁ユニットであって、前記第１の排出ポペットが、前記出口を前記排出口に結合するための開放位置と前記出口を前記排出口から隔離するための閉鎖位置の間で可動であり、前記第１の入口ポペットが、前記出口を前記入口に結合するための開放位置と前記出口を前記入口から隔離するための閉鎖位置の間で可動であり、前記第１の可動弁ユニットが、作動位置、非作動位置および中間位置に可動であり、前記作動位置は、前記第１の入口ポペットがその開放位置にあり、前記第１の排出ポペットがその閉鎖位置にあることを含み、前記非作動位置は、前記第１の入口ポペットがその閉鎖位置にあり、前記第１の排出ポペットがその開放位置にあることを含み、前記中間位置は、前記第１の入口ポペットと前記第１の排出ポペットの両方が少なくとも部分的に開放されていることを含む、第１の可動弁ユニットと、
第２の排出ポペットおよび第２の入口ポペットを備えた第２の可動弁ユニットであって、前記第２の排出ポペットが、前記出口を前記排出口に結合するための開放位置と前記出口を前記排出口から隔離するための閉鎖位置の間で可動であり、前記第２の入口ポペットが、前記出口を前記入口に結合するための開放位置と前記出口を前記入口から隔離するための閉鎖位置の間で可動であり、前記第２の可動弁ユニットが、作動位置、非作動位置、および中間位置に可動であり、前記作動位置は、前記第２の入口ポペットがその開放位置にあり、前記第２の排出ポペットがその閉鎖位置にあることを含み、前記非作動位置は、前記第２の入口ポペットがその閉鎖位置にあり、前記第２の排出ポペットがその開放位置にあることを含み、前記中間位置は、前記第２の入口ポペットと前記第２の排出ポペットの両方が少なくとも部分的に開放されていることを含む、第２の可動弁ユニットと、
それぞれ前記第２および第１の入口ポペットと連通する第１および第２の交差室と、
それぞれ前記入口を前記第１および第２の交差室に結合する第１および第２の流れ絞り部と、
それぞれ前記第１および第２の可動弁ユニットの一端に配置されて、前記第１および第２の可動弁ユニットを前記それぞれの作動位置に選択的に移動させる第１および第２のパイロット弁とを含み、
前記第１および第２のユニットのうちの１つが前記非作動位置にあり、前記加圧流体が前記入口から除去された場合、前記１つのユニットには正味の力が作用せず、前記１つのユニットは前記非作動位置のままであり、前記加圧流体が前記入口に対して復帰された場合、前記１つのユニットが、それぞれの流れ絞り部を介した対応する交差室内への流体の流れから生じる圧力に呼応して前記非作動位置内にあり、一方の可動弁ユニットが故障しても、一方の交差室内が十分加圧されている、制御弁システム。
【請求項２】
前記第１および第２の可動弁ユニットは、前記第１および第２の可動弁ユニットの軸方向に構成要素を備えずに、前記入口の前記加圧流体が前記第１および第２の弁ユニットに作用する力を生じるように形状付けられている、請求項１に記載の制御弁システム。
【請求項３】
前記入口内の前記加圧流体に露出された前記第１および第２の弁ユニットの一部が、径が一定の円筒形である、請求項２に記載の制御弁システム。
【請求項４】
前記第１および第２の流れ絞り部が、それぞれ前記第１および第２の可動弁ユニット上の第１および第２の肩部を備え、各肩部がそれぞれ前記入口に露出された表面積を持つそれぞれの入口側面を有し、前記第１および第２の可動弁ユニットが、それぞれ前記第１および第２の肩部に対向し前記入口に露出された第１および第２のピストンの表面を含み、前記第１および第２のピストンの表面が、前記それぞれの肩部の前記入口側面の前記表面積と等しい表面積を持つ、請求項２に記載の制御弁システム。
【請求項５】
前記第１および第２のユニットのうちの１つが前記作動位置または前記中間位置にあり、前記加圧流体が前記入口から除去された場合、前記１つのユニットが前記非作動位置に移動するのが阻止される、請求項１に記載の制御弁システム。
【請求項６】
前記第１および第２のユニットのうちの１つが、前記作動位置または前記中間位置にあり、前記加圧流体が前記入口から除去された場合、前記１つのユニットが前記非作動位置に移動するのが阻止され、前記加圧流体が前記入口に復帰された場合、前記１つのユニットが、それぞれの交差室内で増加する圧力に呼応して、前記非作動位置から移動される、請求項１に記載の制御弁システム。
【請求項７】
前記加圧流体が除去された場合、前記１つのユニットが、少なくとも部分的に摩擦によって、また少なくとも部分的に重力によって前記非作動位置に移動するのが阻止される、請求項６に記載の制御弁システム。
【請求項８】
前記第１および第２の可動弁ユニットを前記作動位置から前記中間位置に移動させるための第１および第２の戻しばねをさらに含む、請求項１に記載の制御弁システム。
【請求項９】
前記第１および第２のユニットのうちの１つが、前記作動位置または前記中間位置にあり、前記加圧流体が前記入口から除去された場合、前記１つのユニットがそれぞれの戻しばねによって前記中間位置内に移動され、前記加圧流体が前記入口に復帰された場合、前記１つのユニットが、それぞれの交差室内の圧力の増加に呼応し、前記それぞれの戻しばねに逆らって、前記中間位置に保持される、請求項８に記載の制御弁システム。
【請求項１０】
それぞれ前記第１および第２の可動弁ユニットの他方の端部に配置された第１および第２の戻り室をさらに含み、前記第１および第２の戻り室がそれぞれ前記第２および第１の交差室に結合されている、請求項１に記載の制御弁システム。
【請求項１１】
制御弁システムの正常な弁の状態および故障した弁の状態の記憶装置を提供する方法であって、前記制御弁システムが、入口、出口、および排出口を画定するハウジングであって、前記入口が加圧流体を受けるように適合されているハウジングを含み、前記制御弁システムが、第１の排出ポペットおよび第１の入口ポペットを備えた第１の可動弁ユニットを含み、前記第１の可動弁ユニットが、作動位置、非作動位置、および中間位置に可動であり、前記制御弁システムが、第２の排出ポペットおよび第２の入口ポペットを備えた第２の可動弁ユニットを含み、前記第２の可動弁ユニットが、作動位置、非作動位置、および中間位置に可動であり、前記制御弁システムが、それぞれ前記第２および第１の入口ポペットと連通する第１および第２の交差室を含み、前記制御弁システムが、それぞれ前記入口を前記第１および第２の交差室に結合する第１および第２の流れ絞り部を含み、前記制御弁システムが、それぞれ前記第１および第２の可動弁ユニットの一端に配置され、作動されて前記第１および第２の可動弁ユニットを前記それぞれの作動位置に選択的に移動させる第１および第２のパイロット弁を含み、正常な弁の状態は、それぞれのパイロット弁が作動されない場合に、可動弁ユニットが前記非作動位置にあることを含み、前記故障した弁の状態は、それぞれのパイロット弁が作動されない場合に、可動弁ユニットが前記作動位置または前記中間位置にあることを含み、
可動弁ユニットが前記正常な弁の状態である場合は、前記入口圧力が周期的にオフおよびオンになるときに、前記非作動位置で前記可動弁ユニットの平衡をとるようにするステップと、
可動弁ユニットが前記故障した弁の状態である場合は、前記入口圧力が周期的にオフおよびオンになるときに、一方の交差室内が十分加圧された状態で、前記可動弁ユニットを前記中間位置にラッチするステップとを含む方法。
【請求項１２】
前記可動弁ユニットは、前記入口内の加圧流体が前記可動弁ユニットに対してその軸方向に正味の力を生じないように形状付けられている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ラッチするステップが、故障した弁状態の１つの可動弁ユニットのそれぞれの交差室内を加圧し、前記それぞれの交差室が、正常な弁状態であるもう一方の可動弁ユニットによって密封されるステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００３】
本発明は一般に制御弁に関し、より詳細には、１対の制御スイッチの同時の作動に呼応して加圧流体の単一の流れを制御するための二重弁（ｄｏｕｂｌｅ  ｖａｌｖｅ）に関する。
【背景技術】
【０００４】
様々なタイプの工作機械が弁システムで動作し、空圧制御クラッチおよび／またはブレーキ・アセンブリと相互作用する。こうした工作機械を操作するために使用される制御弁では、安全面から、操作者が２つの別々の制御スイッチを同時に作動させて、動作サイクルが開始されたときに操作者の手が工作機械の動作する構成部品から離れていることが保証される必要がある。通常、２つの制御スイッチに応答する電子回路は、パイロット弁に与えられるパイロット制御信号を生成し、弁の主な流体回路を切り替えて、圧縮された空気（または他の流体）の工作機械への送出を制御し、その動作サイクルを実行する。
【０００５】
１つの弁本体で並行して動作する二重弁は、（たとえば、弁が作動位置で動かなくなるなど）単一弁ユニットの機能不全による、工作機械の動作サイクルの反復、またはオーバランが生じないことを保証するために開発されてきた。したがって、１つの弁ユニットを適切な時に非作動化することができない場合に、二重弁は、工作機械からの圧縮空気源の方向を変える構成をとる。二重弁は、たとえば、参照により本明細書に組み込む、本願と同じ譲受人に譲渡された、Ｂｅｎｔｏ他の米国特許第６，４７８，０４９号に記載されている。
【０００６】
工作機械が反復またはオーバランしないように保護する他に、故障した弁に対して二重弁を監視し、工作機械の新しい動作サイクルが開始されるのを阻止することが望ましい。したがって、従来技術のシステムでは、単一弁ユニットが故障状態の場合に、二重弁がロックアウト構成をとるようにさせ、故障状態を取り除くために意図的にリセットされるまで、二重弁が再び作動されないようにしていた。
【０００７】
より詳細には、二重弁アセンブリは、２つの電磁的に制御されたパイロット弁を備える。通常、このパイロット弁は正常に閉鎖される。二重弁アセンブリは、それぞれ二重弁の出口ポートと排出ポートの間の排出ポペット、およびそれぞれ二重弁の出口ポートと入口ポートの間の入口ポペットを有する、２つの可動弁ユニットを備える。パイロット弁が正常に閉鎖された場合、排出ポペットが正常に開放され、入口ポペットが正常に閉鎖される。各パイロット弁は、それぞれ操作者が制御するスイッチからの電気的制御信号に応答して作動位置に移動され、それによって通常、排出ポペットが閉鎖され、入口ポペットが開放される。１）弁ユニットが適切に非作動化されない場合、２）弁ユニットが適切に作動化されない場合、または、３）パイロット弁の作動化または非作動化が同時に行われない場合は常に、少なくとも１つの弁ユニットが故障した位置でロックされ、その排出ポペットを閉鎖することができないように（それによって出口が加圧されるのが阻止されるように）なる。
【０００８】
正常な稼動状態の間、二重弁への入口は、連続して加圧流体源を受ける。しかしこの源は、（たとえば保守中、または作業時間の終わりに）定期的にターンオフされる。加圧流体が周期的にオフおよびオンになると、様々な弁の構成要素に作用する二重弁の様々な部分内の圧力が低下し、その後に回復し、それによって正常な稼動状態中には通常経験することがない力が弁ユニットに加えられる。従来技術の二重弁では、通常、圧力を循環させる可動弁ユニットへの作用は一貫性がなく予測不可能である。多くの場合、故障状態の弁ユニットは、圧力サイクルによってリセットされるようになる。これは、圧力を循環させる直前に起こった弁の故障が、圧力をターンオフする前に通知されない可能性があるために望ましくない。故障した弁が圧力サイクルによってリセットされた場合、誤動作が表示されず、ロックアウトすべき弁を正常に動作させることが図られる可能性がある。一方、実際に故障が起きていないのに、誤動作していない弁ユニットが不慮に故障の位置にあるとみなされる可能性もあり、そのため圧力の循環をオフにした後に弁をリセットすることが必要になり、製造作業が非効率的になる。したがって、入口圧力の循環中の弁の状態の動的記憶装置（ｄｙｎａｍｉｃ  ｍｅｍｏｒｙ）を提供して、圧力が除去された場合に、各弁ユニットが以前と同じ状態を再開することが望ましい。
【特許文献１】米国特許第６，４７８，０４９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、弁がその正常な非作動状態にあり、（たとえばオンからオフに、またはオフからオンに切り替えられて）吸気（ｉｎｌｅｔ  ａｉｒ  ｓｕｐｐｌｙ）が循環されている場合に、弁が非作動（すなわち稼動の準備ができた）状態のままであるようにする記憶装置を備えた二重弁を提供する。弁が故障状態（たとえば、中間位置）にあり、吸気が循環されている場合、弁は故障状態のままである。この記憶は、正常な非作動位置にある場合は可動弁要素の平衡がとれた状態によって、また、中間または故障した位置にある場合は、平衡でない、またはラッチされた状態によってなされる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様では、制御弁システムは、入口、出口、および排出口を画定するハウジングを備えており、この入口は、加圧流体を受けるように適合されている。第１の可動弁ユニットは、第１の排出ポペットおよび第１の入口ポペットを備え、第１の排出ポペットは、出口を排出口に結合するための開放位置と出口を排出口から隔離するための閉鎖位置の間で可動であり、第１の入口ポペットは、出口を入口に結合するための開放位置と出口を入口から隔離するための閉鎖位置の間で可動である。第１の可動弁ユニットは、作動位置、非作動位置および中間位置に可動であり、作動位置は、第１の入口ポペットがその開放位置にあり、第１の排出ポペットがその閉鎖位置にあることを含み、非作動位置は、第１の入口ポペットがその閉鎖位置にあり、第１の排出ポペットがその開放位置にあることを含み、中間位置は、第１の入口ポペットと第１の排出ポペットの両方が少なくとも部分的に開放されていることを含む。
【００１１】
第２の可動弁ユニットは、第２の排出ポペットおよび第２の入口ポペットを備え、第２の排出ポペットは、出口を排出口に結合するための開放位置と出口を排出口から隔離するための閉鎖位置の間で可動であり、第２の入口ポペットは、出口を入口に結合するための開放位置と出口を入口から隔離するための閉鎖位置の間で可動である。第２の可動弁ユニットは、作動位置、非作動位置、および中間位置に可動であり、作動位置は、第２の入口ポペットがその開放位置にあり、第２の排出ポペットがその閉鎖位置にあることを含み、非作動位置は、第２の入口ポペットがその閉鎖位置にあり、第２の排出ポペットがその開放位置にあることを含み、中間位置は、第２の入口ポペットと第２の排出ポペットの両方が少なくとも部分的に開放されていることを含む。
【００１２】
第１および第２の交差室（ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ  ｃｈａｍｂｅｒ）は、それぞれ前記第２および第１の入口ポペットと連通する。第１および第２の流れ絞り部（ｆｌｏｗ  ｒｅｓｔｒｉｃｔｏｒ）は、入口をそれぞれ第１および第２の交差室に結合する。第１および第２のパイロット弁は、それぞれ第１および第２の可動弁ユニットの一端に配置され、第１および第２の可動弁ユニットをそれぞれの作動位置に選択的に移動させる。
【００１３】
第１および第２のユニットのうちの１つが非作動位置にあり、加圧流体が入口から除去された場合、その１つのユニットには正味の力が作用せず、そのユニットは非作動位置のままである。加圧流体が入口に復帰された場合、１つのユニットはそれぞれの流れ絞り部を介した対応する交差室内への流体の流れから生じる圧力に呼応して、非作動位置内にある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に図１を参照すると、二重弁１０の形態の制御弁システムは、入口室１３に通じる入口ポート１２、出口室１５に通じる出口ポート１４、および排出室１７に通じる排出ポート１６を有するハウジング１１を備える。ハウジング１１は、互いにクランプまたはボルトで固定することができる別々のブロック１１ａ〜１１ｄを備えることができる。
【００１５】
室１３、１５、および１７は、様々な通路によって接合されて細長い穴を形成し、第１の可動弁ユニット１８および第２の可動弁ユニット２０を受ける。第１の可動弁ユニット１８は、ピストン２３を介して心棒２２の一端で摺動可能に受けられる排出ピストン／ポペット２１を備える。第１の可動弁ユニット１８は、入口ポペット２４および流れ絞り部２５も備える。円板形の肩部２６は、心棒２２に固定されたスペーサ３４から延びている。肩部２６は、流れ絞り部（ｆｌｏｗ  ｒｅｓｔｒｉｃｔｏｒ）２５を形成する通路２７内で摺動可能に受けられて、肩部２６が通路２７内に存在する場合は、入口室１３からの加圧流体が低減されたレートで第１の交差室（ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ  ｃｈａｍｂｅｒ）２８内に流れ込むようになされている。
【００１６】
心棒２２の下端は、ピストン３０および３１を受け、このピストン３０、３１は、心棒２２の一端にねじ込まれた保持ナット３３によって保持される。ピストン３０および３１は、ハウジング１１内で剛体的に保持されたブッシング３２内で摺動可能に受けられる。
【００１７】
ばね停止部３６は、スペーサ３４上で摺動可能に受けられ、戻しばね３５によって上方に向けて移動される。戻り室（ｒｅｔｕｒｎ  ｃｈａｍｂｅｒ）３７は、第１の可動弁ユニット１８の下に形成され、リセット・ピストン３８の一部およびピストン戻しばね４０を受ける。
【００１８】
図１では、第１の可動弁ユニット１８が非作動位置にあるところが示してあり、出口ポート１４は、排出ポート１６に対して開放され、入口ポート１２に対して閉鎖されている。したがって、排出ピストン／ポペット２１は上方の非作動位置にあり、排出シール部４２は、排出座部４１から離れたところに位置している。同時に、入口ポペット２４の入口シール部４４は、入口座部４３に接触して配置されている。
【００１９】
第２の可動弁ユニット２０は、ピストン４８を介して心棒４７の一端で摺動可能に受けられる排出ピストン／ポペット４６を備える。第２の可動弁ユニット２０は、入口ポペット５０および流れ絞り部５１も備える。円板形肩部５２は、心棒４７に固定されたスペーサ６０から延びている。肩部５２は、流れ絞り部５１を形成する通路５３内で摺動可能に受けられて、肩部５２が通路５３内に存在する場合は、入口室１３からの加圧流体は、低減されたレートで第２の交差室５４内に流れる。
【００２０】
心棒４７の下端は、ピストン５５および５６を受け、このピストン５５および５６は、心棒４７の一端にねじ込まれた保持ナット５８によって保持される。ピストン５５および５６は、ハウジング１１内に剛体的に保持されたブッシング５７内で摺動可能に受けられる。
【００２１】
ばね停止部６２は、スペーサ６０上で摺動可能に受けられ、戻しばね６１によって上方に向けて移動される。戻り室６３は可動弁ユニット２０の下に形成され、リセット・ピストン６４の一部およびピストン戻しばね６５を受ける。
【００２２】
図１では、第２の可動弁ユニット２０が、その非作動位置にあるところが示してあり、出口ポート１４は、排出ポート１６に対して開放され、入口ポート１２に対して閉鎖されている。したがって、排出ピストン／ポペット４６は上方の非作動位置にあり、排出シール部６７は排出座部６６から離れたところに位置する。同時に、入口ポペット５０の入口シール部７０は、入口座部６８に接触して配置されている。
【００２３】
流体通路７２は、第１の交差室２８と第２の可動弁ユニット２０の戻り室６３の間の流体連通を提供する。流体通路７３は、第１の交差室２８からタイミング室（ｔｉｍｉｎｇ  ｃｈａｍｂｅｒ）７４および７５までの流体連通を提供して、加圧流体を第１のパイロット弁７６の投入部に供給する。通路７７は、第１のパイロット弁７６の排出部と排出ピストン／ポペット２１の上面の間に結合される。
【００２４】
流体通路７８は、第２の交差室５４と第１の可動弁ユニット１８の戻り室３７の間の流体連通を提供する。流体通路８０は、第２の交差室５４からタイミング室８１および８２までの流体連通を提供し、加圧流体を第２のパイロット弁８３の投入部に供給する。通路８４は、第２のパイロット弁８３の排出部と排出ピストン／ポペット４６の上面の間に結合される。
【００２５】
リセット・ポート８５はリセット通路８６と連通して、リセット圧力をリセット・ピストン３８および６４に加え、リセット・ピストン３８および６４は、上方に延長されて第１および第２の可動弁ユニット１８および２０をその正常な非作動位置に位置付ける。ユニット１８および２０がその非作動位置にあり、圧力が二重弁のどの位置にも加えられていない場合、弁ユニット１８および２０は、（たとえばピストン３０、３１とブッシング３２の間の）摩擦によって上方の非作動位置に保持される。生じる摩擦の大きさは、弁本体がどの方向に位置付けられているかに関係なく、重力に逆らって可動弁ユニットを現在の位置に維持するのに十分であることが好ましい。
【００２６】
入口圧力が先ず入口ポート１２に加えられた場合、以下のように、可動弁ユニットはその非作動位置のままである。入口室１３内の圧力は、入口ポート１２の圧力の増加を直接反映する。入口室１３に対して開放されている第１の可動弁ユニット１８の表面は、肩部２６の第１の側面８７およびピストン３０の上面８９を含む。これらの表面には同じ面積が与えられて、表面に対する入口圧力が表面８７に対する上向きの力を生じ、その力が表面８９に対する下向きの力と正確に釣合うようになされている。同様に、肩部５２の表面８８は、ピストン５５の表面９０と等しい面積を持つ。したがって、入口室１３内の圧力の増加に応答して、ゼロの正味の力が各可動弁ユニットに作用する。
【００２７】
流れ絞り部２５および５１の密封は不完全であるため、交差室２８および５４内の圧力は増加する。交差室内の圧力が増加すると、その増加した圧力は、入口ポペット２４および５０に作用して、それらをそれぞれ座部４３および６８に対して押し付ける。圧力の増加は戻り室３７および６３にも連通し、入口ポペットを着座させる上向きの力も生じさせる。交差室からの圧力は、パイロット弁７６および８３のタイミング室にも連通する。少し遅れて、交差室、戻り室、およびタイミング室内の圧力は、入口室１３内の圧力と等しくなる。
【００２８】
図２は、正常な作動状態にある二重弁１０を示す。パイロット弁７６および８３がターンオンされた場合、タイミング室７５および８２は十分に加圧されるため、排出ピストン／ポペット２１および４６に対してパイロット弁から加えられた圧力は、排出シール部４２および６７がそれぞれ排出座部４１および６６上に着座するまで、排出ピストン／ポペット２１および４６を下方に押し下げる。排出ピストン／ポペット２１および４６は弁の心棒２２および４７を下方に押し下げ、それによって入口ポペット２４および５０を座部から外す。それぞれスペーサ３４および６０の肩部２６および５２も下方に移動し、ばね停止部３６および６２を変位させ、流れ絞り部の開口を拡大することによって、弁を通る流量係数を増加させる。
【００２９】
パイロット弁が非作動化された場合、排出ピストン／ポペット２１および４６の頂部を押し付ける加圧流体はパイロット弁を通って排出される。出口室１５、および戻り室３７と６３内の加圧流体は、第１および第２の可動弁ユニット１８および２０に対して上向きの力を加えるが、これに対して、入口室１３内の表面８９および９０に作用する比較的小さい力が対向するだけである。その結果、図１で示したように、第１および第２の可動弁ユニット１８および２０は、その正常な非作動位置まで上方に移動されて、パイロット弁７６および８３の次の作動を待ち、タイミング室７４、７５、８１、および８２が迅速に十分に加圧される。
【００３０】
１つの可動弁ユニットが故障した後の弁１０の操作を図３および４で示す。図３で示したように、故障状態は、たとえばパイロット弁７６のターンオフの後に、第１の可動弁ユニット１８がその非作動位置に戻ることができなかった場合に起こる。図では、第１の可動弁ユニット１８がその中間位置にあり、排出ピストン／ポペット２１と入口ポペット２４の両方が着座していない状態が示してある。可動弁ユニット１８が最初に故障したときに作動（すなわち十分に下がった）位置にある場合、戻しばね３５は第１の可動弁ユニット１８を中間位置に移動させようとする。ばね停止部３６は、入口ポペット２４がその閉鎖位置に移動するのを阻止する。入口ポペット２４が開放された状態で、第２の交差室５４は１つまたは両方の排出弁を介して排出口１６に結合される。第２の交差室５４から流体が排出された状態で、戻り室３７から流体が排出され、第１の可動弁ユニット１８に対して戻す力が生じないようになされている。タイミング室８１および８２からも流体が排出されて、二重弁１０はロックアウトされた状態になり、第２の可動弁ユニット２０は、第２のパイロット弁８３によって作動することができない。入口ポペット５０は閉鎖されているため、もう一方の可動弁ユニット１８が故障しても第１の交差室２８内の圧力は高くなる。交差室２８は、戻り室６３、およびタイミング室７４と７５に圧力を加える。したがって、パイロット弁７６および８３を作動した場合、故障した弁ユニット１８は、排出ピストン／ポペット２１の頂部で十分な圧力を受け、完全な作動位置に移動することができる。しかし、入口ポペットが開放されている間、排出ピストン／ポペット４６は開放されているため、かなりの圧力を交差室５４内に生成することはできない。したがって、パイロット弁８３は、十分な圧力を加えて第２の可動弁ユニット２０をその非作動位置から移動させることができない。よって二重弁１０は、少なくとも両方の可動弁ユニットがリセット・ピストン３８および６４によってリセットされるまで、ロックアウトされた位置のままである。
【００３１】
入口圧力がターンオフされ、可動弁ユニットが完全に作動位置にある場合、弁ユニットは、対応する戻しばねによって中間位置に移動される。戻しばねは、対応するばね停止部のため、対応する可動弁ユニットを、中間位置を越えて移動させることはできない。可動弁ユニットは、二重弁の方向付けに依存する摩擦および／または重力によって非作動位置まで完全に移動するのが阻止される。入口圧力が回復されると、故障していない可動弁ユニットに対応する流れ絞り部からの圧力が、故障した入口ポペットを通して排出されるように開放されている交差室内、および少なくとも故障していないユニットの排出ピストン／ポペットに加えられる。もう一方の交差室（すなわち、故障した弁ユニットの流れ絞り部によって供給される交差室）内が十分に加圧されるため、交差室内からの流れ絞り部に対する下方に向けた圧力によって、故障した可動弁ユニットが戻しばねに逆らって中間位置にラッチされる。
【００３２】
図５は、図１〜４で示した実施形態と本質的に同様に機能する二重弁１０’の代替実施形態を示す。図５の対応する部分は、プライム符号を付けた同じ参照番号を使用して示してある。ハウジング１１’は、第１の可動弁ユニット１８’および第２の可動弁ユニット２０’を備える。このユニットは同一であるため、可動弁ユニット１８’のみを詳細に説明する。
【００３３】
弁の心棒２２’は、保持ナット９１によって一端にしっかりと取り付けられた排出ピストン／ポペット２１’を有する。スペーサ９２は、軸方向の両端に円板部分９３および９４を有する。排出ピストン／ポペット２１’は、円板部分９３およびＯリング９６を受ける皿形の空洞９５を含む。Ｏリング９６は、排出座部４１’と共に端面シールを形成する。同様に、入口ポペット２４’は空洞９７を有して、円板形部分９４およびＯリング９８を受ける。
【００３４】
スペーサ１００およびピストン１０１も心棒２２’に取り付けられている。心棒２２’の下端にあるボス１０３は、ポペット、スペーサ、およびピストンを心棒２２’上に固定してクランプする。ピストン１０１は、入口室１３’と交差室２８’の間に流れ絞り部２５’が設けられるように形付けられる。ピストン１０１は、入口室１３’にわたって径が一定であって、可動弁ユニット１８’に軸方向に力を加える表面を持たないようになされている。しかし、上面１０２は交差室２８’に対して露出されて、前に述べたように、故障状態の場合に下方に向けた係止力を生成するようになされている。
【００３５】
本発明の二重弁の動作状態の間の遍移を図６でより詳細に示す。正常な非作動状態１１０で開始し、入口圧力が周期的にオンからオフになり圧力が低下した場合は、状態１１１に移行し、可動弁ユニットは非作動位置で平衡をとる。平衡がとれた状態のため、可動弁ユニットは、入口室内に残る圧力に関係なく、移動されない。換言すれば、弁ユニットに正味の力が作用せず、可動弁ユニットは弁ユニットとハウジングの間の摩擦によって非作動位置のままである。圧力が回復されても、入口室内で増加する入口圧力によって、弁ユニットに対する正味の力が生じない。流体は流れ絞り部を通過し、交差室内の圧力を増加させ、その結果、弁ユニットをその作動位置に確実に保持し、正常な非作動状態１１０に戻る。
【００３６】
両方のパイロット弁が同時に作動された場合、状態１１０から正常な作動状態１１２に移行する。パイロットが非作動化された（たとえば、機械の動作サイクルの終わり近くに押しボタン・スイッチ信号が終了された）場合、弁ユニットは非作動位置に戻り、弁は正常な非作動状態１１０に戻る。しかし、故障が生じた場合は、故障状態１１３に移行し、故障した弁ユニットが非作動化されるのが阻止される。
【００３７】
入口の圧力が除去された場合は状態１１４に移行し、故障したユニットは、戻しばねの作用およびばね停止部によって中間位置にラッチされる。圧力が回復されると、状態１１３に戻ることによって、故障した弁ユニットが非作動位置に戻るのが阻止される。
【００３８】
正常な作動状態１１２中に入口圧力が周期的にオンからオフになった場合、圧力が低下するため、両方の弁ユニットが中間位置にラッチされ、弁は状態１１４になる。圧力が回復されると、圧力がターンオフされたときに正常な状態であっても、弁は状態１１３で故障状態に引き続きロックアウトされる。したがって、本発明は、吸気がターンオフされたときに、工作機械がその時点で動作サイクルにある場合、工作機械の動作サイクルが、吸気が回復されても再開されない追加の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】正常な非作動位置にある、本発明の第１の実施形態による二重弁を示す断面図である。
【図２】正常な作動位置にある、図１の二重弁を示す断面図である。
【図３】故障した状態の、図１の二重弁を示す断面図である。
【図４】パイロット弁がターンオンされ、二重弁を作動させようとしている故障した状態の図１の二重弁を示す断面図である。
【図５】正常な非作動位置にある、本発明の第２の実施形態による二重弁を示す断面図である。
【図６】入口圧力が周期的にオンおよびオフになる場合の、本発明による二重弁の動作を示す状態の図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０、１０’  二重弁
１１、１１’  ハウジング
１２  入口ポート
１１ａ〜１１ｄ  ブロック
１３、１３’  入口室
１４  出口ポート
１５  出口室
１６  排出ポート
１７  排出室
１８、１８’  第１の可動弁ユニット
２０、２０’  第２の可動弁ユニット
２１、２１’、４６  排出ピストン／ポペット
２２、２２’、４７  心棒
２３、３０、３１、３８、４８、５５、５６、６４、１０１  ピストン
２４、２４’、５０  入口ポペット
２５、２５’、５１  流れ絞り部
２６、５２、５３、７７、８４、  肩部
２７、５３、７７、８４、  通路
２８、２８’  第１の交差室
３２、５７  ブッシング
３３、５８、９１  保持ナット
３４、６０、９２、１００  スペーサ
３５、６１  戻しばね
３６、６２  ばね停止部
３７、６３  戻り室
４０、６５  ピストン戻しばね
４１、４１’、６６  排出座部
４２、６７  排出シール部
４３、６８  入口座部４３
４４、７０  入口シール部
５４  第２の交差室
７２、７３、７８、８０  流体通路
７４、７５、８１、８２  タイミング室
７６、８３  パイロット弁
８５  リセット・ポート
８６  リセット通路
８７、８８、９０  表面
８９、１０２  上面
９３、９４  円板部分
９５、９７  空洞
９６、９８  Ｏリング
１０３  ボス
【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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