JP5635132B2

JP5635132B2 - 一体型単一弁から構成された二重弁

Info

Publication number: JP5635132B2
Application number: JP2012557024A
Authority: JP
Inventors: ホセカルロスベント、; エリックオーデンカミングス、
Original assignee: Ross Operating Valve Co
Current assignee: Ross Operating Valve Co
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2030-07-23
Also published as: CN103003579A; BR112012023003A2; JP2013522550A; WO2011112209A1; US8794123B2; EP2545286A1; EP2545286B1; CN103003579B; US20110220822A1; US20140224365A1; US9651068B2

Description

本発明は、広くは制御弁に関し、より詳しくは、２つの一体型弁組立体から構成された二重弁に関する。

空気圧により駆動される工作機械は、空気圧により制御されるクラッチおよび／またはブレーキ組立体と相互作用する弁システムを介して作動する。安全上の理由から、工作機械を作動させる制御弁は、作動サイクルを開始させるときにオペレータが２つの別々のスイッチを同時に作動して、オペレータの手が工作機械の可動コンポーネンツから確実に離れるようにする必要がある。２つの制御スイッチに応答する電子回路は、弁システムを通って工作機械に供給される流体を制御すべく、ソレノイドパイロット弁に入力されるパイロット制御信号を発生する。

一般的な３／２常閉弁では、２つの可動弁組立体が、単一の弁本体内のそれぞれのボア内に取付けられている。これは、例えば、３／２常開弁とは異なっている。常閉機能ではなく常開機能を達成するには、入力圧力と出力圧力とを簡単に交換することはできない。それどころか、現行技術では、３／２常開機能を達成するのに、特別な構成をなす２つの別々の弁組立体を使用している。従来の１つの二重弁では、オペレータが制御するそれぞれのスイッチからの電気制御信号に応答してソレノイドパイロット弁が作動位置に移動され、流体が二重弁の単一出口通路を通って流れることができるようにしている。弁組立体が適正に作動または作動停止されない場合、またはソレノイドパイロット弁が同時に作動または作動停止されない場合には、二重弁が機能不全になる虞れがある。二重弁は単一の出口通路を有しているので、流体は単一位置に導かれるに過ぎない。

本発明の二重弁は、第１一体型弁組立体および第２一体型弁組立体を有している。各一体型弁組立体は、第１出口ポートと、第２出口ポートと、スプールとを有している。第１一体型弁組立体および第２一体型弁組立体には、それぞれ、第１パイロット組立体および第２パイロット組立体が連結されている。両一体型弁組立体にはプレートが連結されており、該プレートは、両一体型弁組立体のそれぞれの第１出口ポートに連結された第１共通出口通路と、両一体型弁組立体のそれぞれの第２出口ポートに連結された第２共通出口通路とを形成する通路を有している。スプールが第１位置にあるとき、流体は第１共通出口通路を通って流れ、スプールが第２位置にあるとき、流体は第２共通出口通路を通って流れる。

空気圧により駆動される工作機械は、上記二重弁を有している。両一体型弁組立体が第１位置にあるとき、流体はシリンダの第１端部に流れる。両一体型弁組立体が第２位置にあるとき、流体はシリンダの第２端部に流れる。

本発明の上記および他の特徴は、明細書の以下の記載および添付図面から最も良く理解されよう。

本発明の種々の特徴および長所は、好ましい実施形態についての以下の詳細な説明から当業者には明白になるであろう。添付図面について、以下に簡単に説明する。

二重弁を示す斜視図である。図１の二重弁を示す分解斜視図である。初期作動停止位置にある３／２二重弁を示す側断面図である。作動停止位置にある３／２二重弁を示す空気圧回路図である。作動位置にある３／２二重弁を示す側断面図である。作動位置にある３／２二重弁を示す空気圧回路図である。エラー／フェイル−セーフ位置にある３／２二重弁を示す側断面図である。エラー／フェイル−セーフ位置にある３／２二重弁を示す空気圧回路図である。他のエラー／フェイル−セーフ位置にある３／２二重弁を示す側断面図である。他のエラー／フェイル−セーフ位置にある３／２二重弁を示す空気圧回路図である。初期作動停止位置にある５／２一体型弁組立体を備えた二重弁を示す側断面図である。作動停止位置にある５／２一体型弁組立体を備えた二重弁を示す空気圧回路図である。作動位置にある５／２一体型弁組立体を備えた二重弁を示す側断面図である。作動位置にある５／２一体型弁組立体を備えた二重弁を示す空気圧回路図である。エラー／フェイル−セーフ位置にある５／２一体型弁組立体を備えた二重弁を示す側断面図である。エラー／フェイル−セーフ位置にある５／２一体型弁組立体を備えた二重弁を示す空気圧回路図である。他のエラー／フェイル−セーフ位置にある５／２一体型弁組立体を備えた二重弁を示す側断面図である。他のエラー／フェイル−セーフ位置にある５／２一体型弁組立体を備えた二重弁を示す空気圧回路図である。初期作動停止位置にある５／３一体型弁組立体を備えた二重弁を示す側断面図である。作動停止位置にある５／３一体型弁組立体を備えた二重弁を示す空気圧回路図である。第１作動位置にある５／３一体型弁組立体を備えた二重弁を示す側断面図である。第２作動位置にある５／３一体型弁組立体を備えた二重弁を示す側断面図である。種々のエラー／フェイル−セーフ位置にある５／３一体型弁組立体を備えた二重弁を示す側断面図である。種々のエラー／フェイル−セーフ位置にある５／３一体型弁組立体を備えた二重弁を示す側断面図である。種々のエラー／フェイル−セーフ位置にある５／３一体型弁組立体を備えた二重弁を示す側断面図である。種々のエラー／フェイル−セーフ位置にある５／３一体型弁組立体を備えた二重弁を示す側断面図である。種々のエラー／フェイル−セーフ位置にある５／３一体型弁組立体を備えた二重弁を示す側断面図である。種々のエラー／フェイル−セーフ位置にある５／３一体型弁組立体を備えた二重弁を示す側断面図である。初期位置にある５／２一体型弁組立体を備えた二重弁を示す側断面図である。初期位置にある５／２一体型弁組立体を備えた二重弁を示す空気圧回路図である。作動位置にある５／２一体型弁組立体を備えた二重弁を示す側断面図である。作動位置にある５／２一体型弁組立体を備えた二重弁を示す空気圧回路図である。エラー／フェイル−セーフ位置にある５／２一体型弁組立体を備えた二重弁を示す側断面図である。エラー／フェイル−セーフ位置にある５／２一体型弁組立体を備えた二重弁を示す空気圧回路図である。他のエラー／フェイル−セーフ位置にある５／２一体型弁組立体を備えた二重弁を示す側断面図である。他のエラー／フェイル−セーフ位置にある５／２一体型弁組立体を備えた二重弁を示す空気圧回路図である。

図１および図２には、第１一体型弁組立体１１および第２一体型弁組立体１２を有する二重弁１０が示されている。二重弁１０は、空気圧により制御されるクラッチおよび／またはブレーキ組立体と相互作用する弁システムを介して作動する空気圧作動型工作機械に使用できる。一例では、第１および第２一体型弁組立体１１、１２は、標準単一弁である。一体型弁組立体１１、１２のそれぞれには、それぞれアダプタブロック１５、１６を介して、一対のソレノイドパイロット弁１３、１４が連結される。第１および第２一体型弁組立体１１、１２の一方の側面には第１プレート１７が連結され、他方の側面には第２プレート１８が連結される。両プレート１７、１８は別体のプレートとして示されているが、両プレート１７、１８は単一プレートに結合することもできる。第２プレート１８の排出ポートには、ノイズを消すための一対の排出サイレンサ２０、２１が連結される。第１一体型弁組立体１１は、入口ポート２２と、出口ポート２３と、第１クロスミラーポート２４と、第２クロスミラーポート２５と、排出ポート２６とを有している。第２一体型弁組立体１２は、入口ポート２７と、出口ポート２８と、第１クロスミラーポート３０と、第２クロスミラーポート３１と、排出ポート３２とを有している。第１および第２一体型弁組立体１１、１２は５／２方弁である。二重弁１０に組込まれた後は、３／２方弁が形成される。

第１プレート１７に収容された入口回路は、入口ポート３３、３４と、入口通路３５と、第１プレート１７の両端部の外部入口ポート３６、３７とを有している。入口ポート２２、２７は、それぞれ、入口ポート３３、３４に連結されている。第１プレート１７に収容された出口回路は、出口ポート３８、３９と、出口通路４０と、第１プレート１７の両端部の外部出口ポート４１、５９とを有している。出口ポート２３、２８は、それぞれ、出口ポート３８、３９に連結されている。第１プレート１７は２つの入口ポート３３、３４および２つの出口ポート３８、３９を有しているので、一方のポートを作動ポートとして使用し、第２のポートを検出ポートとして使用できる。例えば、検出ポートとして機能させるべく、圧力スイッチまたは圧力変換器を使用して出口ポートの出口圧力モニタすることができる。

第２プレート１８は、第１および第２一体型弁組立体１１、１２に連結される種々の内部通路を有している。第２プレート１８は、第１一体型弁組立体１１の第１クロスミラーポート２４と第２一体型弁組立体１２の第２クロスミラーポート３１とをクロス連結するクロス連結通路５５により相互連結されるポート４５、４８を備えた第１クロス連結部を有している。第２プレート１８は、第１一体型弁組立体１１の第２クロスミラーポート２５と第２一体型弁組立体１２の第１クロスミラーポート３０とをクロス連結するクロス連結通路５６により相互連結されるポート４６、４７を備えた第２クロス連結部を有している。

第２プレート１８はまた、第１および第２一体型弁組立体１１、１２のそれぞれの排出ポート２６、３２を相互連結する排出回路を有している。第２プレート１８は排出ポート５０、５１を有し、かつ排出通路５４は、排出ポート５０、５１と排出ポート５２、５３とをそれぞれ相互連結している。排出ポート５０、５１は、第１および第２一体型弁組立体１１、１２の排出ポート２６、３２にそれぞれ連結される。第２プレート１８の外側面の排出ポート５２、５３は、それぞれ、排出サイレンサ２０、２１（図１参照）に連結される。

第２プレート１８は、他方の内部通路（図示せず）によりそれぞれクロス連結通路５５、５６に連結されたパイロットポート５７、５８を有している。パイロット連結部は、パイロット圧力をそれぞれソレノイドパイロット弁１３、１４に供給するための一対のチューブ６０、６１を有している。一対のエルボ連結部６２、６３は、チューブ６０、６１を、それぞれパイロットポート５７、５８に連結する。アダプタブロック１５、１６の連結部６６、６７には、それぞれ、フィッティング６４、６５が連結される。連結部６６、６７は、それぞれ、パイロット圧力源をそれぞれソレノイドパイロット弁１３、１４の標準入口に供給するための通路７０、７１に連結される。通路７０、７１はまた、それぞれ、第１および第２一体型弁組立体１１、１２のパイロット供給ポート７２、７３に対応する。

アダプタブロック１５、１６の一対の通路７４、７５は、それぞれ、対応するソレノイドパイロット弁１３、１４がそれぞれ１つ以上の電気スイッチ（図示せず）により作動されて加圧流体源の供給または排出を行うとき、ソレノイドパイロット弁１３、１４の出力をそれぞれ第１および第２一体型弁組立体１１、１２のパイロット通路７６、７７に連結して、それぞれ第１および第２一体型弁組立体１１、１２を作動させる。一例では、流体は加圧空気または油圧である。他の例では、外部チューブを用いる代わりに、ソレノイドパイロット弁１３、１４にパイロット圧力を供給するパイロット連結部は、それぞれ第１および第２一体型弁組立体１１、１２の本体内および／または第２プレート１８内の内部通路で構成することができる。

第２プレート１８はまた検出ポート７８、７９を有し、該検出ポート７８、７９は、検出ポートを形成する他の内部通路（図示せず）により、それぞれクロス連結通路５５、５６に相互連結されている。

図３Ａ〜図６Ｂは、第１例の二重弁１０を示すものである。第１および第２一体型弁組立体１１、１２は、それぞれ弁本体８４、８５の長手方向ボア８２、８３内に受入れられたスプール８０、８１を有している。第１および第２一体型弁組立体１１、１２は５ポート２位置弁（５／２方弁）であり、それぞれ、入口ポート８６、８７、出口ポート８８、８９、排出ポート９０、９１、第１クロスミラーポート９２、９３、および第２クロスミラーポート９４、９５を有している。第１および第２一体型弁組立体１１、１２は、入口通路３５、出口通路４０、排出通路５４、第１クロス連結通路５５（第１クロスミラーポート９２および第２クロスミラーポート９５により形成される）および第２クロスミラー通路５６（第１クロスミラーポート９３および第２クロスミラーポート９４により形成される）により相互連結されている。通路３５、４０、５４、５５、５６を形成するための第１プレート１７および第２プレート１８は明示されてはいない。入口通路３５、出口通路４０および排出通路５４は外部ポートを有し、２つの５／２方一体型弁組立体１１、１２を相互連結することにより３／２方弁の等価が達成されるようになっている。

作動時に、二重弁１０は、初期作動停止位置にある。すなわち、正常な作動時には、流体は二重弁１０を通って流れる。両電気スイッチが、対応するソレノイドパイロット弁１３、１４を作動すると、二重弁１０が作動され、二重弁１０を通って流体が流れることが阻止される。

図３Ａは二重弁１０が作動停止位置にあるところを示し、図３Ｂは二重弁１０の空気圧回路を概略的に示すものである。

加圧流体は、入口通路３５を通って二重弁１０に入りかつ入口ポート８６、８７から通路９６、９７を介して、それぞれソレノイドパイロット弁１３、１４に供給される。弾性戻し部材６８、６９が、スプール８０、８１を上方に押圧している（図３Ａ参照）。一例では、弾性部材６８、６９はスプリングである。それぞれスプール８０、８１の下のボア８２、８３内の領域は、それぞれ、通路４２、４３を介して第１クロスミラーポート９２、９３に連結されている。排出ポート９０、９１は、それぞれ第２クロスミラーポート９４、９５に連結されている。ソレノイドパイロット弁１３、１４が作動されないと、流体がボア８２、８３内に流入することはなく、したがって、ボア８２、８３は加圧されない。流体は、入口通路３５内に流入し、入口ポート８６、８７を通って出口ポート８８、８９に流れ、かつ出口通路４０を通って二重弁１０を出る。

図４Ａは二重弁１０が作動位置にあるところを示し、図４Ｂは二重弁１０の空気圧回路を概略的に示すものである。ソレノイドパイロット弁１３、１４が１つ以上の電気スイッチ（図示せず）により作動されると、加圧流体源が供給されて、二重弁１０を作動させる。二重弁１０が作動されると通路９６、９７が加圧される。すなわち、ソレノイドパイロット弁１３、１４が作動されると、それぞれボア８２、８３が加圧されてスプール８０、８１に圧力が加えられ、それぞれ弾性部材６８、６９の押圧力に抗してスプール８０、８１を図４Ａに示す作動位置に移動させる。この作動位置では、スプール８０、８１がそれぞれ入口ポート８６、８７を閉塞して、流体が二重弁１０を通って流れることを阻止する。二重弁１０内の流体は、排出通路５４を通って排出される。例えば、出口通路４０からの加圧流体は出口ポート８８、８９を通ってそれぞれ第２クロスミラーポート９４、９５へと流れ、更に、それぞれ、クロス連結通路５５、５６、第１クロスミラーポート９２、９３および排出ポート９０、９１を通り、出口通路５４から二重弁１０を出る。

図５Ａおよび図６Ａは、二重弁１０がエラー／フェイル−セーフ（errored and fail to safe）位置すなわち「故障（faulted）」位置にあるところを示し、図５Ｂおよび図６Ｂは、エラー／フェイル−セーフにある二重弁１０の空気圧回路を概略的に示すものである。図５Ａおよび図５Ｂでは、第１一体型弁組立体１１が非作動位置にあり、第２一体型弁組立体１２が作動位置にある。図６Ａおよび図６Ｂでは、第１一体型弁組立体１１が作動位置にあり、第２一体型弁組立体１２が非作動位置にある。

図５Ａおよび図５Ｂの例では、スプール８０に圧力が作用していないので、第１一体型弁組立体１１が作動していない。したがって、ボア８２は加圧されておらず、ボア８３のみが加圧されている。ボア８３内の圧力により、スプール８１は、弾性部材６９の押圧力に抗して下降されている。入口通路３５に流入する流体は、入口ポート８６および出口ポート８８を通って流れ、かつ出口通路４０を通って二重弁１０から出る。作動位置にある第２一体型弁組立体１２は、出口通路４０をクロス連結通路５５に連結し、これにより、作動されていない第１一体型弁組立体１１の第１クロスミラーポート９２が減圧され、流体は通路４２を通ってスプール８０の下の領域に流入する。通路４２は流量リストリクタ９８を有し、かつスプール８０を非作動状態に維持すべくスプール８０の下に圧力源を形成するモニタリングチャネルとして機能する。作動されない第１一体型弁組立体１１のソレノイドパイロット弁１３には圧力が全く付与されず、第１一体型弁組立体１１が作動することを阻止する。しかしながら、二重弁１０は依然として通常通り作動する。なぜならば、入口通路３５に流入する流体が、入口ポート８６および出口ポート８８を通って流れ、出口通路４０を通って二重弁１０から出るからである。したがって、この二重弁１０により作動される空気圧プレスまたは他の機械装置は、二重弁１０の機能不全が修復されるまで作動を続けることができる。（例えば圧力スイッチの使用により）ひとたび機能不全が発見された場合には、機能不全を修復し、二重弁１０を正常に作動させることができる。

図６Ａおよび図６Ｂの例では、スプール８１に圧力が作用していないため、第２一体型弁組立体１２が作動されていない。したがって、ボア８３は加圧されておらず、ボア８２のみが加圧されている。ボア８２内の圧力により、スプール８０は、弾性部材６８の押圧力に抗して下降されている。入口通路３５に流入する流体は、入口ポート８７および出口ポート８９を通って流れ、かつ出口通路４０を通って二重弁１０から出る。作動位置にある第１一体型弁組立体１１は、出口通路４０をクロス連結通路５６に連結し、これにより、作動されていない第２一体型弁組立体１２の第１クロスミラーポート９３が減圧され、流体は通路４３を通ってスプール８１の下の領域に流入する。通路４３は流量リストリクタ９９を有し、かつスプール８１を非作動状態に維持すべくスプール８１の下に圧力源を形成するモニタリングチャネルとして機能する。作動されない第２一体型弁組立体１２のソレノイドパイロット弁１４には圧力が全く付与されず、第２一体型弁組立体１２が作動することを阻止する。しかしながら、二重弁１０は依然として通常通り作動する。なぜならば、入口通路３５に流入する流体が、入口ポート８７および出口ポート８９を通って流れ、出口通路４０を通って二重弁１０から出るからである。したがって、この二重弁１０により作動される空気圧プレスまたは他の機械装置は、二重弁１０の機能不全が修復されるまで作動を続けることができる。（例えば圧力スイッチの使用により）ひとたび機能不全が発見された場合には、機能不全を修復し、二重弁１０を正常に作動させることができる。

機能不全の種類の如何にかかわらず、二重弁１０は、機能不全期間中、通常通り作動し続け、流体源を、二重弁１０を通して流し続けることができる。

図７Ａ〜図１０Ｂには、第１および第２一体型弁組立体１１１、１１２を備えた他の二重弁１１０が示されている。二重弁１１０は、弁本体１８４、１８５のそれぞれの長手方向ボア１８２、１８３内に受入れられたスプール１８０、１８１を有している。両スプール１８０、１８１は、互いに反転されて配置されている。第１および第２一体型弁組立体１１１、１１２は、各々、５ポート２位置弁（５／２方弁）である。第１および第２一体型弁組立体１１１、１１２は、それぞれ、入口ポート１８６、１８７、出口ポート１８９ａ、１８９ｂ、ポート１８８ａ、１８８ｂ、排出ポート１９０、１９１およびポート１９４、１９５を有している。入口ポート１８６、１８７は入口通路１３５により相互連結され、ポート１８８ａ、出口ポート１８９ｂは第１出口通路１４０ａにより相互連結され、ポート１８８ｂ、出口ポート１８９ａは第２出口通路１４０ｂにより相互連結され、ポート１９４、１９５は連結通路１５５により相互連結されている。

図面を簡明にするため、通路１３５、１４０ａ、１５５が形成された第１プレート１７および第２プレート１８は明示されていない。第１一体型弁組立体１１１のパイロットサプライは入口ポート１８６から引出され、第２一体型弁組立体１１２のパイロットサプライは入口ポート１８７から引出される。二重弁１１０は２つの出口通路１４０ａ、１４０ｂを有しているので、流体は２つの異なる方向に向けることができる。例えば、流体は、両端部に圧力を必要とするシリンダ１５４の両端部に向けることができる。

図７Ａは初期非作動位置にある二重弁１１０を示し、図７Ｂは初期非作動位置にある二重弁１１０の空気圧回路を示す概略図である。両ソレノイドパイロット弁１１３、１１４は付勢されていない。流体は入口通路１３５に流入し、入口ポート１８６からポート１９４へと流れ、連結通路１５５およびポート１９５を通って流れ、出口ポート１８９ｂを通って流れ、第１出口通路１４０ａを通って二重弁１１０を出る。初期位置では、出口通路１４０ａが加圧されており、流体が出口通路１４０ｂを通って流れることはない。両ソレノイドパイロット弁１１３、１１４が作動されないと、流体がボア１８２、１８３に流入せず、したがってこれらの両ボア１８２、１８３は加圧されない。

非作動位置では、スプール１８１が入口ポート１８７を閉塞し、流体が入口ポート１８７を通って流れることを阻止する。加圧流体は入口通路１３５を通って二重弁１１０に流入し、入口ポート１８６、１８７は、流体を、それぞれ通路１９６、１９７を介してソレノイドパイロット弁１１３、１１４の入口に供給する。しかしながら、ソレノイドパイロット弁１１３、１１４が作動されないと、流体はそれぞれボア１８２、１８３に流入しない。弾性戻し部材１６８、１６９は、それぞれ、スプール１８０、１８１を非作動位置に押圧している。一例では、弾性部材１６８、１６９はスプリングである。排出ポート１９０、１９１は、それぞれ、出口ポート１８９ａ、ポート１８８ｂに連結されている。

図８Ａは作動位置にある二重弁１１０を示し、図８Ｂは作動位置にある二重弁１１０の空気圧回路を示す概略図である。両ソレノイドパイロット弁１１３、１１４は付勢されている。流体は入口通路１３５に流入し、入口ポート１８７からポート１９５へと流れ、連結通路１５５を通ってポート１９４へと流れ、出口ポート１８９ａへと流れ、第２出口通路１４０ｂを通って二重弁１１０を出る。作動位置では、出口通路１４０ｂが加圧されており、流体が出口通路１４０ａを通って流れることはない。両ソレノイドパイロット弁１１３、１１４が作動されると、流体がボア１８２、１８３に流入し、したがってこれらの両ボア１８２、１８３は加圧される。

ソレノイドパイロット弁１１３、１１４が作動されると、１つ以上の電気スイッチ（図示せず）が加圧流体源を供給する。すなわち、二重弁１１０が作動されかつ両ソレノイドパイロット弁１１３、１１４が付勢されると、通路１９６、１９７が加圧され、流体がボア１８２、１８３内に流入でき、かつそれぞれスプール１８０、１８１が弾性部材１６８、１６９の押圧力に抗して作動位置に移動される。

図９Ａおよび図１０Ａはエラー／フェイル−セーフ位置にある二重弁１０を示し、図９Ｂおよび図１０Ｂは、エラー／フェイル−セーフ位置にある場合、例えばスプール１８０、１８１の一方が適正に変位されていない場合の二重弁１１０の空気圧回路を示す概略図である。機能不全が生じた場合には、二重弁１１０から圧力が解放される。

図９Ａおよび図９Ｂでは、第１一体型弁組立体１１１が作動位置にあり、第２一体型弁組立体１１２が非作動位置にある。一例では、両ソレノイドパイロット弁１１３、１１４は作動されているが、スプール１８０が固着して不動になっている。これにより、ボア１８２が加圧され、スプール１８０が作動しているが、ソレノイドパイロット弁１１４は作動されていないので、スプール１８１には圧力が作用せず、スプール１８１は作動位置に移動していない。スプール１８０、１８１は、それぞれ入口ポート１８６、１８７を閉塞している。したがって、両出口１４０ａ、１４０ｂは減圧されている。二重弁１１０の連結通路１５５内の加圧流体は、１）ポート１９４および出口ポート１８９ａ、ポート１８８ｂを通って流れ、排出ポート１９１を通って二重弁１１０を出るか、２）ポート１９５および出口ポート１８９ｂ、ポート１８８ａを通って流れ、排出ポート１９０を通って二重弁１１０を出る。この結果、この二重弁１１０により作動される空気圧プレスまたは他の装置は、二重弁１１０の機能不全が修復されるまで作動できない。

図１０Ａおよび図１０Ｂでは、第１一体型弁組立体１１１が非作動位置にあり、第２一体型弁組立体１１２が作動位置にある。一例では、両ソレノイドパイロット弁１１３、１１４は作動されているが、スプール１８１が固着して不動になっている。これにより、ボア１８３が加圧され、スプール１８１が作動しているが、ソレノイドパイロット弁１１３は作動されていないので、スプール１８０には圧力が作用せず、スプール１８０は作動位置に移動していない。したがって、両出口１４０ａ、１４０ｂは減圧されている。二重弁１１０内の加圧流体は、１）ポート１８８ｂ、出口ポート１８９ｂを通って流れ、排出ポート１９１を通って二重弁１１０を出るか、２）ポート１８８ａ、出口ポート１８９ｂを通って流れ、排出ポート１９０を通って二重弁１１０を出る。流体はまた、出口通路１４０ａ、１４０ｂを通って排出される。この結果、この二重弁１１０により作動される空気圧プレスまたは他の装置は、二重弁１１０の機能不全が修復されるまで作動できない。

図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１２〜図１７には、二重弁２１０が示されている。第１および第２一体型弁組立体２１１、２１２は、それぞれの弁本体２８４、２８５の長手方向ボア２８２、２８３内に受入れられたそれぞれのスプール２８０、２８１を有している。図１１Ａを参照すると、それぞれのボア２８２、２８３の上方部分２８２ａ、２８３ａがスプール２８０、２８１の上方に配置され、かつそれぞれのボア２８２、２８３の下方部分２８２ｂ、２８３ｂがスプール２８０、２８１の下方に配置されている。各部分２８２ａ、２８２ｂ、２８３ａ、２８３ｂにはそれぞれ弾性部材２６８ａ、２６８ｂ、２６９ａ、２６９ｂが配置され、それぞれのスプール２８０、２８１を押圧している。一例では、弾性部材２６８ａ、２６８ｂ、２６９ａ、２６９ｂはスプリングである。第１および第２一体型弁組立体２１１、２１２は、５ポート３位置弁（５／３方弁）である。

二重弁２１０は入口ポート２８６および排出ポート２８７を有する。第２一体型弁組立体２１２は第１出口ポート２９９と第２出口ポート２９１を有し、第１一体型弁組立体２１１はポート２８８および２９０を有し、第１および第２一体型弁組立体２１１および２１２は第１ポート２９２、２９３と、第２ポート２９４、２９５とを有している。第１出口ポート２９９およびポート２８８は第１出口通路２４０に連通し、第２出口ポート２９１およびポート２９０は第２出口通路２４１に連通している。第１ポート２９２、２９３は第１通路２５５に連通し、第２ポート２９４、２９５は第２通路２５６に連通している。図面を簡明化するため、通路２４０、２４１、２５５、２５６が形成された第１プレート１７および第２プレート１８は明示されていない。

第１一体型弁組立体２１１は２つのパイロットソレノイド弁２１３ａ、２１３ｂを有し、第２一体型弁組立体２１２は２つのパイロットソレノイド弁２１４ａ、２１４ｂを有する。スプール２８０、２８１は、３つの位置すなわち中央位置と、下降位置と、上昇位置との間で移動できる。中央位置は、下降位置と上昇位置との間にある。弾性部材２６８ａ、２６８ｂ、２６９ａ、２６９ｂは、スプール２８０、２８１を中央位置に押圧している。二重弁２１０は２つの出口通路２４０、２４１を有しているので、流体は２つの異なる流体源に導かれる。例えば、流体は、両端部に圧力を必要とするシリンダ２５４の両端部に導かれる。インジケータ２５７はシリンダ２５４の両端部を分離している。正常な状態では、出口通路２４０、２４１は閉じられている。

図１１Ａは初期位置にある二重弁２１０を示し、図１１Ｂは初期位置にある二重弁２１０の空気圧回路を示す概略図である。初期位置では、流体は二重弁２１０を通って流れない。両スプール２８０、２８１は第１中央位置にある。パイロットソレノイド弁２１３ａ、２１３ｂ、２１４ａ、２１４ｂは付勢されていない。両スプール２８０、２８１は中央位置になく、圧力は出口通路２４０、２４１内に捕捉されている。機能不全が生じると、圧力は二重弁２１０から解放される。

図１２は、第１作動位置にある二重弁２１０を示すものである。パイロットソレノイド弁２１３ａ、２１４ｂは付勢され、圧力をボア２８２ａ、２８３ｂに供給している。加圧流体は入口ポート２８６を通って二重弁２１０に流入し、通路２９６、２９７を介してソレノイドパイロット弁２１３ａ、２１４ｂのそれぞれの入口に供給される。スプール２８０は、弾性部材２６８ｂを圧縮して、中央位置から下降位置に押圧され、スプール２８１は、弾性部材２６９ａを圧縮して、中央位置から上昇位置に押圧される。流体は、入口ポート２８６から第１ポート２９２へと流れ、更に第１通路２５５を通って第１ポート２９３および第１出口ポート２９９へと流れ、出口通路２４０（加圧されている）を通って二重弁２１０から出る。第２通路２５６内の空気は、出口通路２４１（加圧されていない）を通って排出される。

図１３は、第２作動位置にある二重弁２１０を示すものである。パイロットソレノイド弁２１３ｂ、２１４ａは付勢され、圧力を部分２８２ｂ、２８３ａに供給している。加圧流体は入口ポート２８６を通って二重弁２１０に流入し、通路２９６、２９７を介してパイロットソレノイド弁２１３ｂ、２１４ａのそれぞれの入口に供給される。スプール２８０は、弾性部材２６８ａを圧縮して、中央位置から上昇位置に押圧され、スプール２８１は、弾性部材２６９ｂを圧縮して、中央位置から下降位置に押圧される。流体は、入口ポート２８６からポート２９４へと流れ、第２通路２５６、ポート２９５、第２出口ポート２９１を通って流れ、更に出口通路２４１（加圧されている）を通って二重弁２１０から出る。第１通路２５５内の空気は、出口通路２４０（加圧されていない）を通って排出される。

ソレノイドパイロット弁２１３ａ、２１３ｂ、２１４ａ、２１４ｂからの信号が遮断されると、スプール２８０、２８１は、中央位置に戻り、出口２４０、２４１で圧力を捕捉しなければならない。例えばスプール２８０、２８１の一方の正しくない変位により機能不全が生じると、二重弁２１０は閉中央位置で作動して、出口通路２４０、２４１の両方で圧力を捕捉し、アクチュエータには移動を生じさせない。したがって、流体が二重弁２１０を通ることはない。

図１４は、エラー／フェイル−セーフ状態にある二重弁２１０を示すものである。スプール２８０は下降位置にあり、スプール２８１は中央位置にある。流体は入口ポート２８６に流入してポート２９２へと流れ、第１通路２５５を通ってポート２９３へと流れ、更に流れることは阻止される。パイロットソレノイド弁２１３ａが付勢され、スプール２８０を下降位置に維持する圧力をボア２８２ａに付与する。圧力は、両出口通路２４０、２４１内に捕捉される。

図１５は、他のエラー／フェイル−セーフ状態にある二重弁２１０を示すものである。スプール２８０は上昇位置にあり、スプール２８１は中央位置にある。流体は入口ポート２８６に流入してポート２９４へと流れ、第２通路２５６を通ってポート２９５へと流れ、更に流れることは阻止される。パイロットソレノイド弁２１３ｂが付勢され、スプール２８０を上昇位置に維持する圧力をボア２８２ｂに付与する。圧力は、両出口通路２４０、２４１内に捕捉される。

図１６は、他のエラー／フェイル−セーフ状態にある二重弁２１０を示すものである。スプール２８０は中央位置にあり、スプール２８１は下降位置にある。流体は入口ポート２８６に流入し、更に流れることはスプール２８０により阻止される。パイロットソレノイド弁２１４ａが付勢され、スプール２８１を下降位置に維持する圧力を部分２８３ａに付与する。圧力は、両出口通路２４０、２４１内に捕捉される。

図１７は、他のエラー／フェイル−セーフ状態にある二重弁２１０を示すものである。スプール２８０は中央位置にあり、スプール２８１は上昇位置にある。流体は入口ポート２８６に流入し、更に流れることはスプール２８０により阻止される。パイロットソレノイド弁２１４ｂが付勢され、スプール２８１を上昇位置に維持する圧力をチャンバ２８３ｂに付与する。圧力は、両出口通路２４０、２４１内に捕捉される。

図１８は、他のエラー／フェイル−セーフ状態にある二重弁２１０を示すものである。両スプール２８０、２８１は下降位置にある。流体は入口ポート２８６に流入してポート２９２へと流れ、第１通路２５５を通り、更に流れることは阻止される。機能不全が生じたときは、通路内に残された全ての流体が排出ポート２８７を通って排出される。パイロットソレノイド弁２１３ａ、２１４ａが付勢され、両スプール２８０、２８１を下降位置に維持する圧力をそれぞれのチャンバ２８２ａ、２８３ａに付与する。圧力は、両出口通路２４０、２４１内に捕捉される。

図１９は、他のエラー／フェイル−セーフ状態にある二重弁２１０を示すものである。両スプール２８０、２８１は上昇位置にある。流体は入口ポート２８６に流入してポート２９４へと流れ、通路２５６を通り、更に流れることは阻止される。機能不全が生じたときは、通路内に残された全ての流体が排出ポート２８７を通って排出される。スプール２８１は、流体が更に流れることを阻止する。パイロットソレノイド弁２１３ｂ、２１４ｂが付勢され、両スプール２８０、２８１を上昇位置に維持する圧力をそれぞれのチャンバ２８２ｂ、２８３ｂに付与する。圧力は、両出口通路２４０、２４１内に捕捉される。

図２０Ａ〜図２３Ｂには他の二重弁３１０が示されている。第１一体型弁組立体３１１、３１２の各々は、それぞれ、弁本体３８４、３８５の長手方向ボア３８２、３８３内に受入れられたスプール３８０、３８１を有している。図２０Ａを参照すると、ボア３８２はスプール３８０の上方に位置し、ボア３８３はスプール３８１の下に位置している。弾性部材３６８、３６９は、それぞれのスプール３８０、３８１を初期状態に押圧する力を加えている。一例では、弾性部材３６８、３６９はスプリングである。第１および第２一体型弁組立体３１１、３１２は、５ポート２位置弁（５／２方弁）である。

二重弁３１０は、入口ポート３８６および排出ポート３８７を有し、第２一体型弁組立体３１２は第１出口ポート３８９と第２出口ポート３９１とを有し、第１一体型弁組立体３１１はポート３９０および３８８を有し、第１および第２一体型弁組立体３１１および３１２はそれぞれ第１ポート３９２、３９３と、第２ポート３９４、３９５とを有している。第１出口ポート３８９およびポート３８８は第１出口通路３４０を形成し、第２出口ポート３９１およびポート３９０は第２出口通路３４１を形成している。第１ポート３９２、３９３は第１通路３５５に連通し、第２ポート３９４、３９５は第２通路３５６に連通している。図面を簡明化するため、通路３４０、３４１、３５５、３５６が形成された第１プレート１７および第２プレート１８は明示されていない。

一体型弁組立体３１１、３１２は、それぞれパイロットソレノイド弁３１３、３１４を有している。スプール３８０、３８１は、初期位置と作動位置との間で移動できる。弾性部材３６８、３６９は、スプール３８０、３８１を初期位置に押圧している。インジケータ３５７を有するシリンダ３５４は圧力の分布を示す。二重弁３１０は２つの出口通路３４０、３４１を有しているので、流体は２つの異なる流体源に導かれる。例えば、流体は、両端部に圧力を必要とするシリンダ３５４の両端部に導かれる。インジケータ３５７はシリンダ３５４の両端部を分離している。正常な状態では、出口通路３４０、３４１は閉じられている。

図２０Ａは初期位置にある二重弁３１０を示し、図２０Ｂは初期位置にある二重弁３１０の空気圧回路を示す概略図である。初期位置では、パイロットソレノイド弁３１３、３１４は付勢されない。弾性部材３６８、３６９は、両スプール３８０、３８１を初期位置に押圧している。加圧流体は、入口ポート３８６を通って二重弁３１０に流入し、かつそれぞれ通路３９６、３９７を介してソレノイドパイロット弁３１３、３１４のそれぞれの入口に供給される。加圧流体は入口ポート３８６を通って二重弁３１０に流入し、第２ポート３９４へと流れ、第２通路３５６を通って第２ポート３９５および第２出口ポート３９１へと流れ、かつ出口通路３４０（加圧されている）を通って二重弁３１０から出る。加圧されていない流体が出口通路３４０を通って排出される。これは、シリンダ３５４およびインジケータ３５７内で反映される。

図２１Ａは作動位置にある二重弁３１０を示し、図２１Ｂは作動位置にある二重弁３１０の空気圧回路を示す概略図である。作動位置では、パイロットソレノイド弁３１３、３１４が付勢され、ボア３８２、３８３に圧力を供給する。加圧流体は、入口ポート３８６を通って二重弁３１０に流入し、かつそれぞれ通路３９６、３９７を介してソレノイドパイロット弁３１３、３１４のそれぞれの入口に供給される。入口ポート３８６は両通路３９６、３９７に連通しており、それぞれ、ボア３８２、３８３を加圧して、弾性部材３６８、３６９の押圧力に抗してスプール３８０、３８１を作動位置に押圧する。加圧流体は入口ポート３８６を通って二重弁３１０に流入し、第１ポート３９２へと流れ、第１通路３５５を通って第１ポート３９３および第１出口ポート３８９へと流れ、かつ出口通路３４１（加圧されている）を通って二重弁３１０から出る。加圧されていない流体が出口通路３４１を通って排出される。

図２２Ａはエラー／フェイル−セーフ位置にある二重弁３１０を示し、図２２Ｂはエラー／フェイル−セーフ位置にある二重弁３１０の空気圧回路を示す概略図である。パイロットソレノイド弁３１３が付勢され、ボア３８２に圧力が供給されてスプール３８０を作動位置に維持する。スプール３８１は初期位置にある。この位置では、流体は入口ポート３８６に流入し、第１ポート３９２へと流れ、第１通路３５５を通って第１ポート３９３および排出ポート３８７へと流れ、該排出ポート３８７から排出される。圧力は、両出口通路３４０、３４１内に捕捉される。

図２３Ａは他のエラー／フェイル−セーフ位置にある二重弁３１０を示し、図２３Ｂはこの位置にある二重弁３１０の空気圧回路を示す概略図である。パイロットソレノイド弁３１４が付勢され、ボア３８３に圧力が供給されてスプール３８１を作動位置に維持する。スプール３８０は初期位置にある。この位置では、流体は入口ポート３８６に流入して第２ポート３９４に流れ、第２通路３５６を通って第２ポート３９５に流れ、かつ排出ポート３８７へと流れて排出される。圧力は、両出口通路３４０、３４１内に捕捉される。

２つの出口通路を備えた二重弁１１０、２１０、３１０を用いることにより、流体を２つの源に導くことができる。

上記説明は、本発明の原理の例示に過ぎない。上記教示を考慮に入れて、本発明の多くの変更および改変を行うことができる。本発明の好ましい実施形態を開示したが、当業者ならば、或る変更が本発明の範囲内に包含されるものであることを認識できるであろう。したがって、本発明は、特許請求の範囲内で、特別に説明したもの以外の形態を実施できることは理解されよう。このような理由から、本発明の真の範囲および内容を決定するのに特許請求の範囲の記載を考慮に入れるべきである。

１０二重弁
１１第１一体型弁組立体
１２第２一体型弁組立体
１３、１４ソレノイドパイロット弁
１７第１プレート
１８第２プレート
３５入口通路
５４出口通路
６８、６９弾性戻し部材
８０、８１スプール

Claims

第１出口ポート、第１ポートおよび第１スプールを備えた第１一体型弁組立体と、
第２出口ポート、第２ポートおよび第２スプールを備えた第２一体型弁組立体と、
前記第１出口ポートおよび前記第２ポート間に形成された第１共通出口通路と、
前記第２出口ポートおよび前記第１ポート間に形成された第２共通出口通路と、
前記第１一体型弁組立体に連結された第１パイロット組立体と、
前記第２一体型弁組立体に連結された第２パイロット組立体と、
前記第１一体型弁組立体および前記第２一体型弁組立体のうち少なくとも１つの一部であって、排出通路の部分を形成する、少なくとも１つの排出ポートを備え、
前記第１スプールおよび第２スプールが第１位置にあるときは、流体が前記第１共通出口通路を通って流れ、前記第１スプールおよび第２スプールが第２位置にあるときは、流体が前記第２共通出口通路を通って流れ、
前記第１一体型弁組立体の配置は、第２一体型弁組立体の配置に対して反転されていることを特徴とする二重弁。
入口通路を有し、第１位置は初期位置であり、第２位置は作動位置であり、流体は入口通路を通って二重弁に流入し、
第１スプールおよび第２スプールが初期位置にあるとき、流体は第１共通出口通路を通って二重弁から出て、第１スプールおよび第２スプールが作動位置にあるとき、流体は第２共通出口通路を通って二重弁から出ることを特徴とする請求項１記載の二重弁。
前記第１一体型弁組立体に関連する第１ソレノイドパイロット弁および第２一体型弁組立体に関連する第２ソレノイドパイロット弁を有し、第１ソレノイドパイロット弁および第２ソレノイドパイロット弁を付勢すると、それぞれ第１スプールおよび第２スプールが作動位置に移動されることを特徴とする請求項２記載の二重弁。
第１弾性部材および第２弾性部材が、それぞれ第１スプールおよび第２スプールを初期位置に押圧することを特徴とする請求項２記載の二重弁。
前記第１スプールおよび第２スプールの一方が初期位置にありかつ他方が作動位置にあるとき、二重弁は機能不全を引き起こし、流体は第１共通出口通路または第２共通出口通路のいずれを通っても流れないことを特徴とする請求項２記載の二重弁。
入口通路を有し、第１位置は第１作動位置であり、第２位置は第２作動位置であり、流体は入口通路を通って二重弁に流入し、第１スプールおよび第２スプールは更に、第１位置と第２位置との間に位置する第３位置を有し、該第３位置は初期位置であり、
第１スプールおよび第２スプールが第１作動位置にあるとき、流体は第１共通出口通路を通って二重弁から出て、第１スプールおよび第２スプールが第２作動位置にあるとき、流体は第２共通出口通路を通って二重弁から出るが、第１スプールおよび第２スプールが初期位置にあるとき、流体は第１共通出口通路または第２共通出口通路のいずれを通っても二重弁から出ないことを特徴とする請求項１記載の二重弁。
第１ソレノイドパイロット弁および第１一体型弁組立体に関連する他の第１ソレノイドパイロット弁、および第２ソレノイドパイロット弁および第２一体型弁組立体に関連する他の第２ソレノイドパイロット弁を有し、
第１ソレノイドパイロット弁および他の第２ソレノイドパイロット弁を付勢すると、第１スプールおよび第２スプールが第１作動位置に移動され、他の第１ソレノイドパイロット弁および第２ソレノイドパイロット弁を付勢すると、第１スプールおよび第２スプールが第２作動位置に移動されることを特徴とする請求項６記載の二重弁。
第１弾性部材および第２弾性部材は、それぞれ第１スプールおよび第２スプールを初期位置に押圧することを特徴とする請求項６記載の二重弁。
前記第１スプールおよび第２スプールの一方が初期位置にありかつ他方が第１作動位置および第２作動位置の一方にあるとき、二重弁は機能不全を引き起こし、流体は第１共通出口通路または第２共通出口通路のいずれを通っても二重弁から出ないことを特徴とする請求項６記載の二重弁。
前記第１スプールおよび第２スプールの一方が第１作動位置および第２作動位置の一方にありかつ第１スプールおよび第２スプールの他方が第１作動位置および第２作動位置の他方にあるとき、二重弁は機能不全を引き起こし、流体は第１共通出口通路または第２共通出口通路のいずれを通っても二重弁から出ないことを特徴とする請求項６記載の二重弁。
第１端部および第２端部を備えたシリンダと、
二重弁とを有し、該二重弁が、第１出口ポート、第１ポートおよび第１スプールを備えた第１一体型弁組立体と、第２出口ポート、第２ポートおよび第２スプールを備えた第２一体型弁組立体と、第１一体型弁組立体に連結された第１パイロット組立体と、第２一体型弁組立体に連結された第２パイロット組立体と、
前記第１出口ポートおよび前記第２ポート間に形成された第１共通出口通路と、
前記第２出口ポートおよび前記第１ポート間に形成された第２共通出口通路と、
前記第１一体型弁組立体および前記第２一体型弁組立体のうち少なくとも１つの一部であって、排出通路の部分を形成する、少なくとも１つの排出ポートを備え、
前記第１スプールおよび第２スプールが第１位置にあるときは、流体が前記第１共通出口通路を通って前記シリンダの第１端部に流れ、前記第１スプールおよび第２スプールが第２位置にあるときは、流体が前記第２共通出口通路を通って前記シリンダの第２端部に流れ、
前記第１一体型弁組立体の配置は、第２一体型弁組立体の配置に対して反転されていることを特徴とする空気圧駆動型工作機械。
入口通路を有し、第１位置は初期位置であり、第２位置は作動位置であり、流体は入口通路を通って二重弁に流入し、
第１スプールおよび第２スプールが初期位置にあるとき、流体は第１共通出口通路を通って二重弁から出て、第１スプールおよび第２スプールが作動位置にあるとき、流体は第２共通出口通路を通って二重弁から出ることを特徴とする請求項１１記載の空気圧駆動型工作機械。
前記第１一体型弁組立体に関連する第１ソレノイドパイロット弁および第２一体型弁組立体に関連する第２ソレノイドパイロット弁を有し、第１ソレノイドパイロット弁および第２ソレノイドパイロット弁を付勢すると、それぞれ第１スプールおよび第２スプールが作動位置に移動されることを特徴とする請求項１２記載の空気圧駆動型工作機械。
前記第１スプールおよび第２スプールの一方が初期位置にありかつ他方が作動位置にあるとき、二重弁は機能不全を引き起こし、流体は第１共通出口通路または第２共通出口通路のいずれを通っても流れないことを特徴とする請求項１２記載の空気圧駆動型工作機械。
入口通路を有し、第１位置は第１作動位置であり、第２位置は第２作動位置であり、流体は入口通路を通って二重弁に流入し、第１スプールおよび第２スプールは更に、第１位置と第２位置との間に位置する第３位置を有し、該第３位置は初期位置であり、
第１スプールおよび第２スプールが第１作動位置にあるとき、流体は第１共通出口通路を通って二重弁から出て、第１スプールおよび第２スプールが第２作動位置にあるとき、流体は第２共通出口通路を通って二重弁から出るが、第１スプールおよび第２スプールが初期位置にあるとき、流体は第１共通出口通路または第２共通出口通路のいずれを通っても二重弁から出ないことを特徴とする請求項１１記載の空気圧駆動型工作機械。
第１ソレノイドパイロット弁および第１一体型弁組立体に関連する他の第１ソレノイドパイロット弁、および第２ソレノイドパイロット弁および第２一体型弁組立体に関連する他の第２ソレノイドパイロット弁を有し、
第１ソレノイドパイロット弁および他の第２ソレノイドパイロット弁を付勢すると、第１スプールおよび第２スプールが第１作動位置に移動され、他の第１ソレノイドパイロット弁および第２ソレノイドパイロット弁を付勢すると、第１スプールおよび第２スプールが第２作動位置に移動されることを特徴とする請求項１５記載の空気圧駆動型工作機械。
前記第１スプールおよび第２スプールの一方が初期位置にありかつ他方が第１作動位置および第２作動位置の一方にあるとき、二重弁は機能不全を引き起こし、流体は第１共通出口通路または第２共通出口通路のいずれを通っても二重弁から出ないことを特徴とする請求項１５記載の空気圧駆動型工作機械。
前記第１スプールおよび第２スプールの一方が第１作動位置および第２作動位置の一方にありかつ第１スプールおよび第２スプールの他方が第１作動位置および第２作動位置の他方にあるとき、二重弁は機能不全を引き起こし、流体は第１共通出口通路または第２共通出口通路のいずれを通っても二重弁から出ないことを特徴とする請求項１５記載の空気圧駆動型工作機械。
前記第１一体型弁組立体および前記第２一体型弁組立体の両方が前記排出ポートを備えることを特徴とする請求項１記載の二重弁。
前記第１一体型弁組立体および前記第２一体型組立体の両方が前記排出ポートを備えることを特徴とする請求項１１記載の空気圧駆動型工作機械。