エムエスツデー 2015年1月号
Products Review
計装の足回りを支えるロングセラー商品
エム･システム技研の電空変換器
エム･システム技研の電空変換器では、圧力フィードバックのため半導体圧力センサを用いた電子回路方式を採用しています。
圧力センサによって得られた出力空気圧に相当する電気信号と入力電気信号とを比較して、ノズル・フラッパを駆動するコイルの電流を調整する仕組みです。
この方式では、圧力センサが取付姿勢や空気回路の内部状態の影響を受けないため、従来方式（メカニカルフィードバック方式）の欠点が解消されます。
また、とくに高精度で温度特性に優れた圧力センサを採用しているため、ドリフトが小さく高精度な電空変換特性を備えています。
パイロットバルブの動作
このパイロットバルブは空気消費量が少ないノンブリードタイプです。
入力信号（電気信号）が変化したときに、パイロットバルブを中心とした主要なパーツがどのような動きをして空気圧信号に変換されるかを以下に図解します。
各部の名称（平衡状態のとき）
- パイロットバルブ内は、ダイヤフラムによって3室に仕切られ、上部の室には絞り機構を経て空気が流入しています。流入した空気は「ノズル」と「フラッパ」の間隙から噴出します。この時、上部ダイヤフラムが受ける空気圧を「背圧」と呼びます。
- ノズルとフラッパの間隙は、フォースモータにより制御され、その操作量と背圧は高いゲインを持つ比例関係にあります。
- フォースモータの操作量は、出力空気圧と入力信号の偏差に比例しています。したがって、平衡状態においては入力信号と出力空気圧が一致しています。
入力信号が増加したときの動作
- 入力信号が増加すると、フォースモータの鉄心がノズルとフラッパの間隙を閉じる方向に押します。
- すると、背圧が上昇しダイヤフラムを押し下げます。
- ダイヤフラムと共に弁体も押し下げられ、弁体下部から供給空気が出力側に流れ込み、出力空気圧が上昇します。
- 出力空気圧の変化は半導体圧力センサによって検出され、サーボアンプを経てフォースモータへフィードバックされます。入力信号と出力空気圧が一致すると平衡状態になります。
入力信号が減少したときの動作
- 入力信号が減少すると、フォースモータの鉄心がノズルとフラッパの間隙を開く方向に動きます。
- すると背圧が下降し、ダイヤフラムが出力空気圧に押し上げられます。
- ダイヤフラムが押し上げられると弁体上部に隙間があき、そこから出力空気圧が排出されます。
- 出力空気圧の変化は半導体圧力センサによって検出され、サーボアンプを経てフォースモータへフィードバックされます。入力信号と出力空気圧が一致すると平衡状態になります。
パワフルで立ち上がりの早い空気圧出力
電空変換器の出力応答時間
下図のグラフは、電空変換器の出力（空気圧信号）に配管（内径6φ）を経由して5,000mlの容量負荷を接続し、入力（電流信号）にステップ状の変動を与えたときの応答時間特性です。
横（X）軸は配管長［m］、縦（Y）軸は応答時間［s］（90% 応答）に相当します。
エム･システム技研製品は、実用上十分に早い優れた応答時間特性を示しています。
電空変換器の出力空気圧特性
下図のグラフは、電空変換器の出力（空気圧信号）を絞り機構を経由して大気解放し、絞りを加減して出力空気量（流量）を変えたときの出力空気圧の変動特性です（入力は50% 一定としてあります）。
横（X）軸は出力空気量［NI/min］、縦（Y）軸は出力空気圧［kPa］に相当します。
エム･システム技研製品は、余裕のあるパワフルな出力空気圧特性を示しています。
電空変換器 製品一覧
プラグイン形 電空変換器
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長寿命・高信頼度設計
M·UNITシリーズ
●電空変換器 形式：VP 基本価格：120,000円 -
25mm幅 省スペース形（DC電源）変換器
H·UNITシリーズ
●電空変換器 形式：HVP 基本価格：110,000円 ●電源なし電空変換器 形式：HVPN 基本価格：78,000円 ※HVPNはCEマーキング適合品です
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マウントブロック
●電空変換器 形式：MB 基本価格：60,000円（16台用）
40,000円（8台用）
6,000円（1台用） -
空気と電気の2出力 電空変換器
センサ信号用電空変換器
P·UNITシリーズ
●電圧空気圧変換器 形式：PVS 基本価格：120,000円 ●カップル空気圧変換器 形式：PTS 基本価格：150,000円 ●パルス空気圧変換器 形式：PSP 基本価格：140,000円 ●測温抵抗体空気圧変換器 形式：PRS 基本価格：150,000円 ●ポテンショメータ空気圧変換器 形式：PPMS 基本価格：130,000円 ●ディストリビュータ空気圧変換器（開平付） 形式：PDN 基本価格：130,000円 ●ディストリビュータ空気圧変換器 形式：PDS 基本価格：120,000円
ラック収納形電空変換器
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ラック収納形変換器
10·RACKシリーズ
●電空変換器 形式：10VP 基本価格：78,000円 ●電源なし電空変換器 形式：10VPN 基本価格：78,000円 -
ラック収納形 DCS用変換器
18·RACKシリーズ
●電空変換器 形式：18VP 基本価格：78,000円
