JP3316491B2 - 油の流速による微少誤差を相殺させた計測用油圧制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は油の流速による微少
誤差を相殺させた計測用油圧制御弁にかかる。

【０００２】

【従来の技術】図３に示すようなスピンドル式油圧制御
弁が多用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来型は、シリン
ダー５１にスピンドル５２を摺嵌し、油通路５３、５４
及び５５の油の流れを制御するものである。油圧注入孔
点５６より排出孔点５７に至るバルブ内管路５８（長さ
ｌ’で、管路面積Ｈ’）を流れる油の速度・粘性および
管路の形状等により、油圧注入孔点５６と排出孔点５７
にδｐ’＝ｐＡ’−ｐＢ’の差圧が生じて管路面積
（Ｈ’）に働き、δＦ’＝δｐ’×Ｈ’の力を生じてス
ピンドル５２を下方に押し下げる。

【０００４】このδＦ’は、力基準機の基準分銅と計測
ラムによって規定された基準圧力に有害な誤差力として
働き、力基準機の載荷荷重を狂わす。そのため、各規格
（ＪＩＳ、ＩＳＯ、ＪＣＳＳ等）に規定されている精度
（ＪＩＳ１級では０．０５％、ＪＩＳ０．５級では０．
０２％）を保持することは困難で、特に基準分銅の軽い
軽荷重域では、精度保持が不可能な場合が多かった。

【０００５】また、δＦ₁の発生は油の粘度、油の流速
［送油弁１１３（図１参照）の開度］、油温、バルブの
形状等により大幅に変動し、これを補償する装置は非常
に困難かつ高価で、実用に供さなかった。本発明は、こ
れらの課題を解決する目的で開発されたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は油圧式力計校正
用力基準機の基準油圧発生装置の基準分銅に直結した油
圧制御弁を前提とする。そのスピンドルの軸線上に、油
圧注入孔点から流出孔点に至る油圧制御部と、該油圧制
御部と形状及び長さが同一でかつ油の流れ方向が逆の誤
差微圧相殺部を設ける。

【０００７】通常のように、油圧制御弁により順次載荷
式基準分銅の重量と計測ラムに働く力を完全に平衡さ
せ、安定した油圧を荷重載荷本体の油圧ラムに働かせて
基準荷重を生ぜしめる。この基準荷重により被校正力計
を校正する。

【０００８】校正力（荷重）はＪＩＳ規格（Ｂ−７７２
８）により不確かさ（総合誤差）は±０．０２％及び
０．０５％（０．５級及び１級）と規定されている。こ
のため、載荷シリンダー及び計測ラムには摩擦誤差を僅
少とする必要があり、パッキング又はシール等を使用す
ることはできない。

【０００９】また、基準分銅は計測時、完全に停止状態
となる必要がある。このため、各シリンダーよりの油の
漏れを補償することが必要で、基準分銅の昇降に直結し
た油圧制御弁を設け、計測荷重に応じて基準分銅が常に
定位置を保つように、必要な送油量を制御しなければな
らない。

【００１０】バルブ内管路と油の流速により、スピンド
ルに有害な誤差微力δＦ₁を生じると、測定精度を悪化
せしめる。誤差微圧相殺部はδＦ₁と反対方向のδＦ₂を
発生して、δＦ₁−δＦ₂＝０となるように誤差微圧を互
いに相殺するので、正確な校正力を被校正力計に載荷す
ることができる。

【００１１】

【発明実施の形態】図１は本発明に係る油圧制御弁１を
採用した力基準機の概略断面図、図２はこの油圧制御弁
１の詳細断面図である。この油圧制御弁１は油圧式力計
校正用力基準機の基準油圧発生装置１１０の順次載荷式
の基準分銅１１１に直結されている。２はスピンドルで
シリンダー３に摺嵌し、油圧制御弁１の軸線Ｘ上を往復
動自在である。このスピンドル２の移動通路上に、圧力
ｐＡの油圧注入孔点４と、この点からこの軸線Ｘ上に長
さｌだけ離れた点に圧力ｐＢの流出孔点５を有する、油
圧制御部６を有する。

【００１２】この油圧制御弁１にはまたこの油圧制御部
６と長さ及び形状が同一の誤差微圧相殺部７を、この軸
線Ｘ上に離れて設ける。そして、この誤差微圧相殺部７
には油圧制御部６と逆方向へ油を流すようにする。

【００１３】油圧ポンプ１１２より圧送された圧力油
は、送油弁１１３により必要な油量（一定油量）が油圧
制御弁１に送入され、基準分銅１１１の載荷された計測
ラム１１４の計測シリンダー１１５と、荷重載荷本体１
０１の油圧ラム１０２の載荷シリンダー１０４に流れ込
む。そして、計測シリンダー１１５及び載荷シリンダー
１０４を完全に平衡静止せしめ、基準荷重を生ぜしめ
る。この基準荷重により被校正力計１０３を校正する。

【００１４】校正力（荷重）はＪＩＳ規格（Ｂ−７７２
８）により不確かさ（総合誤差）は±０．０２％及び
０．０５％（０．５級及び１級）と規定されている。こ
のため、載荷シリンダー１０４及び計測ラム１１４には
摩擦誤差を僅少とする必要があり、パッキング又はシー
ル等を使用することはできない。

【００１５】また、基準分銅１１１は計測時、完全に停
止状態となる必要がある。このため、各シリンダーより
の油の漏れを補償することが必要で、基準分銅１１１の
昇降に直結した油圧制御弁１を設け、計測荷重に応じて
基準分銅１１１が常に定位置を保つように、必要な送油
量を制御しなければならない。

【００１６】しかるに、前項に記したように、油圧制御
部６と油の流速により、スピンドル４に有害な誤差微圧
δＦ₁を生じ、測定精度を悪化せしめる。そこで、この
δＦ₁の影響を除く必要がある。

【００１７】図２に詳細を示すように、スピンドル２の
軸線Ｘ上に油圧制御部６のほか、誤差微圧相殺部７を設
けて、両部６と７の形状及び長さを等しくし、かつ油の
流れる方向を逆にする。そして、δＦ₁と反対方向のδ
Ｆ₂を発生させ、δＦ₁−δＦ₂＝０となるように誤差微
圧を互いに相殺せしめれば、正確な校正力を被校正力計
１０３に載荷することができる。即ち、 δｐ₁＝δｐ₂ とすることができ、 δＦ₁−δＦ₂＝０ となり、誤差荷重は相殺されて零となる。

【００１８】また、油の流速は油圧制御部６と誤差微圧
相殺部７において同一であり、油温及び油の粘度も等し
いと考えられるので、環況及び運転の状況の変化によっ
ても常にδＦ₁−δＦ₂＝０の関係は保たれる。従って、
両部６と７内の油の流速により、スピンドル２に加わる
有害な誤差力を相殺して零とすることができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、油圧制御部と長さ及び
形状が同一の誤差微圧相殺部をスピンドルの軸線上に離
れて設け、この誤差微圧相殺部にはバルブ内管路と逆方
向へ油を流すようにしたので、油圧制御部においてスピ
ンドルに不可避的に加わる力に対する相殺的な力を、誤
差微圧相殺部内においてスピンドルに加えることがで
き、総合的にスピンドルに誤差となる力が加わることを
排除できる。

【００２０】請求項２によれば、該油圧制御部の該流出
孔点側は該誤差微圧相殺部の流入点側と油路によって連
通しているので、単一のポンプでスピンドルに対する誤
差の排除ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る油の流速による微少誤差を相殺さ
せた計測用油圧制御弁の具体例を備えた力基準機の概略
側面図である。

【図２】油圧制御弁部分の詳細切断側面図である。

【図３】従来型の油圧制御弁部分の切断側面図である。

【符号の説明】

１ 油圧制御弁 ２ スピンドル ３ シリンダー ４ 油圧注入孔点 ５ 流出孔点 ６ 油圧制御部 Ｘ 軸線 ７ 誤差微圧相殺部 ８ 流入点 ９ 油路 １０１ 荷重載荷本体 １０２ 油圧ラム １０３ 被校正力計 １０４ 載荷シリンダー １１０ 基準油圧発生装置 １１１ 基準分銅 １１２ 油圧ポンプ １１３ 送油弁 １１４ 計測ラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01L 25/00 F16K 17/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧式力計校正用力基準機の基準油圧発
   生装置の基準分銅群に直結した油圧制御弁において、そ
   のスピンドル(2)の軸線(X)上に、油圧注入孔点(4)から
   流出孔点(5)に至る油圧制御部(6)と、該油圧制御部(6)
   と形状及び長さが同一でかつ油の流れ方向が逆の誤差微
   圧相殺部(7)を隔設したことを特長とする油の流速によ
   る微少誤差を相殺させた計測用油圧制御弁。
2. 【請求項２】 該油圧制御部( 6)の該流出孔点(5)側は
   該誤差微圧相殺部(7)の流入点(8)側と油路(9)によって
   連通している請求項１に記載の油の流速による微少誤差
   を相殺させた計測用油圧制御弁。