特集2020年の技術成果

1979
Shioda Works51

May 2021

COLUMN
表紙：

塩田工場
1979年

1970年代はオフィスコンピュータやワードプロセッサをはじめとするコンピュータ機器の普及にともない，オフィス・
オートメーションの市場が拡大していました。これらの機器には冷却のためにファンが使用されていました。
当社は，市場の要求にこたえるために小型回転機の生産体制を強化することが必要と判断し，1979年4月，長野県上田市に上田事業所塩田分工場（現：塩田工場）を新設しました。
新設当時は冷却ファン「San Ace」の専門工場としての役割を担い，生産は順調に増加していきました。それにともな
い，1982年には工場の増設もおこないました。
さらなる生産力の増強を見据え，「San Ace」の生産拠点は1990年に新設した富士山工場へ移転されます。
その後，塩田工場はサーボアンプやパワーコンディショナの生産工場として稼動し，現在はステッピングモータの生産をおこなっています。

51
May 2021

SANYO DENKI TECHNICAL REPORT
C

O

N

T

E

N

T

S

殻を破る新たな発想と開発力増強で開発スピード 20% アップ

執行役員

内堀 康一

1

特集：2020 年の技術成果

3■ クーリングシステム事業部

2020 年の技術成果 村田 雅人 ............................................................................................................. 3□

40 × 56mm 厚二重反転ファン「San Ace 40」9CRJ タイプ 児玉 晶生 ほか .......................... 6□

80 × 38mm 厚高静圧ファン「San Ace 80」9HVB タイプ 掛山 将人 ほか ............................. 10■ パワーシステム事業部

2020 年の技術成果 志水 悟 ............................................................................................................... 14
欧州規格に適合した瞬時電圧低下補償装置「SANUPS C23A」の開発
ハイブリッド方式 UPS「SANUPS E11B」シリーズの開発

塚田 昭洋

三好 宏明
ほか

ほか

............. 17................................ 21■ サーボシステム事業部

2020 年の技術成果 成沢 康敬 ............................................................................................................ 25
SANMOTION R AC400V 入力
多軸サーボシステム（37kW，300A/600A）の開発 水沢 正明 ほか .............................................. 27
社内表彰 発明優秀賞（2020 年 5 月表彰）

32

社内表彰 モノつくり優秀賞（2020 年 5 月表彰）

32

主な特許

33

社外発表 一般技術誌（2020 年 1 月〜 12 月）

34

社外発表 技術論文（2020 年 1 月〜 12 月）

34

殻を破る新たな発想と開発力増強で開発スピード 20%アップ
執行役員

内堀 康一 Koichi Uchibori

2020 年は，新型コロナウイルス感染症が全世界で猛威を振るい，世界中の誰もがこの感染症とは無関係ではいられない年となりました。
当社グループ会社の SANYO DENKI PHILIPPINES, INC.（以下，

SDP という）においても感染拡大防止のためフィリピン政府からの一斉休業命令を受け，約 2 ヶ月間にわたり工場の操業が停止となりました。
当時フィリピンに赴任していた私は，生産が復帰するまで現地に留まり，政府機関から発出された感染症拡大防止のための規制や操業条件をクリアするための各種対策を試行錯誤しながら進めました。
また，SDP で生産している冷却ファンやステッピングモータは，新型
コロナウイルス感染者の治療用の人工呼吸器や肺機能検査装置，感染判
定の血液検査装置やワクチン開発装置などにも採用いただいていました。一刻も早く製品を供給することが，人命を救うことに繋がる状況であり，操業再開後は生産開始を最優先にしました。
当社が目指す，高品質，高性能，高信頼の製品が医療機器分野でも多く採用されていることを実感しました。今後も世の中から必要とされる製品群を増やし社会に貢献することが当社の使命であります。
さて，2016 年 4 月からスタートし，2021 年 3 月で終了した第 8 次中期経営計画では，「品質，性能，信頼性において，世界一の製品を絶え間なく開発し続ける」を目指し，クーリングシステム事業部，パワーシス
テム事業部およびサーボシステム事業部の各事業部は，この 5 年間で計70 件の新製品を発表しました。
クーリングシステム事業部では，計 31 件の新製品を発表しました。
サーバ・ストレージ，通信機器など，装置の高性能化，高集積化による冷却性能の要求により，業界 No.1 ※の冷却性能を満たす高風量・高静圧ファンの製品開発をおこないました。
また，冷却を目的とした製品開発だけではなく，お客さまの声をもとに開発した，ファンの回転速度を外部から制御できる PWM コントロー
ラや，冷却ファン選定のために使用する，通風抵抗と動作風量を簡単に

1

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

実測できる業界初※のエアフローテスターなど，今後は空気の流れに関連した製品も増やします。
パワーシステム事業部では，計 22 件の新製品を発表しました。
無停電電源装置では，広い使用温度範囲，メンテナンスフリー，長時間バックアップ，省スペース化に優れたリチウムイオン電池を搭載した
無停電電源装置や，太陽光発電につづく，再生可能エネルギーとして普及している風力発電や小中水力発電のための発電システム用パワーコン
ディショナを開発しました。
サーボシステム事業部では，計 17 件の新製品を発表しました。
アンプやモータの稼動状況から，装置の故障を予測できるモニタリン
グ機能を搭載したサーボアンプや，ロボットや搬送装置などのコント
ローラの状態をスマートフォンやタブレットからワイヤレスでモニタリングできる製品など，IoT に関連した製品も増やしています。
今後もお客さまの生産性向上に貢献する製品開発を進めます。

2021 年 4 月からスタートした第 9 次中期経営計画は，「殻を破る」を目的としています。重要方針として「新たな夢を実現する製品を開発する」
があります。
これまでに構築した技術と新たな技術を組み合わせ，従来の殻を破る
新しい製品，新たな価値を創出する製品開発をおこなうとともに，開発スピード 20% アップを目指します。
この目標を実現するために 2021 年 5 月にテクノロジーセンター新棟を開設しました。
実験室は約 2 倍に拡大し，設計・開発環境は大幅に向上しました。

2019 年 3 月に開設した SDP テクノロジーセンターとともに，殻を破る
新たな発想と開発力増強により，グローバルな製品開発を加速し，より一層お客さまから評価される企業を目指します。
※ 2021 年 5 月 15 日現在。当社調べ。

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 20212

特集：2020 年の技術成果

クーリングシステム事業部
村田 雅人
Masato Murata

新型コロナウイルスの感染拡大を防止

ルータなどの情報通信機器の能力は，高機器の高性能化・高機能化にともない，よするため，さまざまな企業においてリモー

速化，大容量化，高性能化が常に図られ，り高い冷却性能で防水性能を有するファトワークの導入が進んでいる。そのため，機器の高密度実装化による発熱の増加にンが求められている。

インターネットをはじめとする情報通信

より，さらなる高風量・高静圧のファンシステムは，新しい生活様式，企業活動，が求められている。

社会活動にとって非常に重要な役割を担っている。
それらを構成するサーバ，ストレージ，性を有するファンを開発・製品化した。

陽光発電システムのパワーコンディショ

以下に 2020 年に開発した製品の概要

ナ，デジタルサイネージなどにおいても，

40 × 28mm 厚ファンは，1U サーバなおり，低消費電力なファンが求められていどの通信機器市場で使用されている。機る。このような要求に応えるため，業界ト

器の高性能化にともない，より高い冷却ップ（注 1）の高静圧を有する「San Ace 40」

性能のファンが必要とされている。加え9HVA タイプを開発・製品化した。

て，機器の省エネルギー化にも注目して
注 1 2020 年 5 月 28 日現在。軸流 DC ファンとして。同サイズの場合。当社調べ。

• □ 80 × 38mm 厚「San Ace 80」9HVB タイプ

80 × 38mm 厚ファンは，実装密度の

このような市場の要求に応えるため，業

高 い 2U サ イ ズ の サ ー バ，ス ト レ ー ジ，

界トップ（注 2）の高静圧・高風量を有するルータなどに使用されている。機器の高「San Ace 80」9HVB タイプを開発・製品性能化にともない，より高い冷却性能が求化した。

められている。
注 2 2020 年 9 月 29 日現在。軸流 DC ファンとして。同サイズの場合。当社調べ。

3を紹介する。

DC ファン• □ 40 × 28mm 厚「San Ace 40」9HVA タイプ□

えるべく，業界トップの高性能と高信頼

また，屋外設置される通信基地局や太■ 高静圧ファン□

当社はこのような市場からの要求に応

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021• □ 92 × 25mm 厚「San Ace 92」9HV タイプ

92 × 25mm 厚ファンは通信機器や産のファンが求められている。このような業機器などに幅広く使用されている。機器市場の要求に応えるため，業界トップ（注 3）の高性能化と小型化にともない，内部の発の高静圧・高風量を有する「San Ace 92」

熱が増加しているため，より高い冷却性能

9HV タイプを開発・製品化した。

□

注 3 2020 年 3 月 10 日現在。軸流 DC ファンとして。同サイズの場合。当社調べ。

■ 二重反転ファン

DC ファン• □ 40 × 56mm 厚「San Ace 40」9CRJ タイプ

40 × 56mm 厚ファンは，1U サーバやのような市場の要求に応えるため，業界

スイッチング電源などの市場で使用されトップ（注 4）の高静圧を有し，低消費電力をている。機器の高性能化にともない，より実現した「San Ace 40」9CRJ タイプを開高い冷却性能が必要とされ，さらに運転時発・製品化した。

□の消費電力の低減が求められている。こ
注 4 2020 年 8 月 18 日現在。軸流 DC ファンとして。同サイズの場合。当社調べ。

■ 防水ファン

DC ファン• □ 60 × 25mm 厚「San Ace 60W」9WPA タイプ• □ 80 × 25mm 厚「San Ace 80W」9WPA タイプ• □ 92 × 25mm 厚「San Ace 92W」9WPA タイプ
防水ファンが使用されている屋外設置の通信基地局や太陽光発電システム用パ機器の発熱量が増加していることから，従護等級 IP68（注 6）を有する高性能防水ファ

来以上の冷却性能が求められている。

「San Ace 80W」
「San
ン「San Ace 60W」

ワーコンディショナ，デジタルサイネージ

このような要求に応えるため，業界トッなどは高性能化および小型化にともない，プ（注 5）の冷却性能（高風量，高静圧）と保Ace 92W」9WPA タイプの 3 機種を開発・製品化した。

注 5 2020 年 4 月 14 日現在。軸流 DC 防水ファンとして。同サイズの場合。当社調べ。
注 6 保護等級 IP68
保護等級（IP コード）は，IEC（国際電気標準会議）60529「DEGREES OF PROTECTION PROVIDED BY ENCLOSURES（IP Code）」で規定されている。
（IEC 60529:2001）

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 20214

特集：2020 年の技術成果■ 遠心 ACDC ファン・防水遠心 ACDC ファン• ø190 × 88mm 厚遠心 ACDC「San Ace 190AD」9ADTU タイプ• ø190 × 88mm 厚防水遠心 ACDC「San Ace 190AD」9ADW1TU タイプ
空調システム，大型インバータ，屋外

防水性能の向上が求められている。このに設置される通信装置などでは，ø175 〜

ような市場の要求に応えるため，業界トø250mm サイズの AC 入力遠心ファンがッ プ（ 注 7）の 高 静 圧 を 実 現 し た「San Ace

多く使用されている。

190AD」9ADTU タイプ，9ADW1TU タ

これらの装置に使用されるファンに対して，冷却性能の向上，消費電力の低減，

イプの遠心 ACDC ファンおよび防水遠心

ACDC ファンを開発・製品化した。

注 7 2020 年 12 月 8 日現在。産業用遠心ファン，産業用防水遠心ファンとして。同サイズの場合。当社調べ。

執筆者

村田 雅人
クーリングシステム事業部 設計部
冷却ファンの設計・開発に従事。

5

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

AC ファン

新製品紹介40 × 56mm 厚二重反転ファン「San Ace 40」9CRJ タイプ
□

児玉 晶生

小林 俊樹

西沢 敏弥

Masaki Kodama

Toshiki Kobayashi

Toshiya Nishizawa

清水 亮

栗林 宏光

Ryo Shimizu

Hiromitsu Kuribayashi

1. まえがき
1U サーバや通信機器，電源市場において，機器内部の高密度化や部品の発熱量が増加しており，小型かつ冷却性能の高いファンが求められている。当社では従来から多くの□ 40 × 56 mm 厚の二重反転ファンを開発，販売してきたが，より高密度化が進んだ機器を冷却できる高性能ファンが必要となってきた。それに加えて近年では，地球環境保全のため消費電力にも目を向ける
お客さまが多く，省エネルギー化も重要な課題となっている。
これらの要求に応えるため，羽根・フレームを新規に設計した
高性能，低消費電力である二重反転ファン「San Ace 40」9CRJ

図1

タイプ（以下，開発品という）を開発・製品化した。

□

40 × 56mm 厚「San Ace 40」9CRJ タイプ

本稿では，その特長と性能を紹介する。

3. 開発品の概要

2. 開発品の特長

3.1 寸法諸元

図 1 に開発品の外観を示す。

図 2 に開発品の寸法諸元を示す。外形サイズ，取付寸法など，開発品の特長を以下に示す。

従来品と互換性を保っている。

（1）高静圧

3.2 特性3.2.1 一般特性

（2）高風量（3）低消費電力

表 1 に開発品の一般特性を示す。
定格回転速度は吸込側 36,200min-1，吐出側 32,000min-1 であ

従来品のサイズを維持し，高性能化を達成した。

る。

吸込側

吐出側

+30
320 0
4-ø3.5±0.3
取付用穴

56±0.5（10）（5）

40±0.332±0.3（5 ）（10）32±0.340±0.3

+30
320 0
リード線

AWG 26
UL 10368

回転方向

4-ø3.5±0.3
取付用穴

風吹出方向

回転方向

図 2 開発品の寸法諸元 （単位：mm）

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 20216

表 1 開発品の一般特性

PWM

音圧 使用温度定格 定格 定格回転速度
定格 使用電圧
最大風量
最大静圧
デューティ
レベル
電流 入力
電圧
範囲
範囲
サイクル※
［dB(A)］ ［˚C］
［A］ ［W］［V］ ［V］-1
3［min ］ ［m /min］［CFM］ ［Pa］［inchH2O］［%］

型番

9CRJ0412P5J001

10.8

100

3.1

37.2 36,200/32,000

1.06

37.4

2,400

9.64

72

12.6

20

1.2

1.2

0.11

3.9

40

0.16

28

〜

12

4,500/4,000

期待寿命
［h］

− 20
30,000/60˚C〜＋ 70 （53,000/40˚C）※入力 PWM 周波数：25kHz, PWM デューティサイクル 0% 時の回転速度は 0min-1。
周囲温度 40˚C の場合の期待寿命は参考値です。

3.2.2 風量−静圧特性4.1 羽根・フレーム設計

ける PWM デューティサイクル 100% および 20% 時の例を示

羽根・フレーム形状，翼の取付角度，回転速度の組み合わせによしている。

り風量−静圧特性が大きく変化する。目標性能を達成するため

図 3 に開発品の風量−静圧特性例を示す。定格電圧 12V にお

二重反転ファンは，吸込側ファンと吐出側ファンそれぞれのに開発品は，羽根・フレーム形状や翼の取付角度を 3D プリンタ

3.2.3 PWM コントロール機能

造形および，シミュレーションを活用して最適化した。

開発品は，ファンの回転速度を外部から制御できる PWM コ

図 4 に開発品と従来品の羽根形状の比較を示す。
翼表面積を従来品よりも吸込側を 10%，吐出側を 3% 大きく

ントロール機能を備えている。

することで，高風量・高静圧を得ることができた。通常は翼表面

3.3 期待寿命

積を大きくすると消費電力は増加するが，羽根形状を最適化す

開発品の周囲温度 60˚C における期待寿命（残存率 90%，定格

ることで消費電力の低減も実現した。

電圧，連続運転，フリーエアー状態，常湿）は，30,000 時間である。
（inch H2O） （Pa）

10

DC12 V

2500

PWMデューティ
100%
2000

6

1500

4

1000

2

500

静圧

8

0

吸込側

PWMデューティ
20%

0

0.2
0

0.4
10

0.6
20

0.8

1.0

30

1.2（m3/min）
40（CFM）

風量

図 3 開発品の風量−静圧特性例

4. 開発のポイント
開発品は，風量と静圧の大幅な向上を実現した。高性能を達成するために，羽根・フレームを新規に設計した。
以 下 に 開 発 の ポ イ ン ト と，当 社 従 来 製 品 の「San Ace 40」

9CRH タイプ（以下，従来品という）との違いについて説明する。

7

吸込側

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

図版の文字

123

英語版用

Condens

英語版用
吐出側
Times Ten

吐出側

開発品

従来品

図 4 開発品と従来品の羽根形状の比較

□5. 開発品と従来品の比較

40 × 56mm 厚二重反転ファン「San Ace 40」9CRJ タイプ

想定動作領域2800

40

電圧：12V352600

図 5 に開発品と従来品の風量−静圧特性比較を示す。従来品

2400と比較して，最大風量は 1.14 倍，最大静圧は 1.4 倍に向上している。図中の想定システムインピーダンス（通風抵抗）において，

30

最大20%低減25

2200

開発品の動作風量は従来品と比べ 10% 向上している。

開発品 9CRJ0412P5J001（同等最大風量時）

2000

20

従来品 9CRH0412P5J001

5.2 従来品と同等性能時の消費電力比較

1800

15

比較を示す。開発品の回転速度を PWM 制御で下げ，従来品と

1600

10

1400

5

1200

0

同等冷却性能にした場合，従来品に対して想定動作領域において消費電力を最大 20％低減している。
2800
電圧：12V

2600

開発品 9CRJ0412P5J001

PWMDuty：100%

従来品 9CRH0412P5J001

動作風量が10%向上

2400

1000
800
600

2200
2000

静圧
［Pa］

図 6 に開発品と従来品の同等最大風量時における消費電力の

400

1.4倍

200

1800

0
0.00

0.20

1200

静圧［Pa］

0.40

0.60

0.80

1.00

風量［m3/min］

1600
1400

消費電力
［W］

5.1 風量−静圧特性の比較

図 6 従来品との消費電力比較

図版の文字

123

想定システムインピーダンス

6. むすび1000

英語版用Condens
英語版用

Times Ten

本稿では，開発した高性能，低消費電力である□ 40 × 56mm 厚
800

二重反転ファン「San Ace40」9CRJ タイプの特長と性能を紹介

600

した。

400

従来品と同等最大風量とした場合に，消費電力の大幅な低減を

本開発品は，当社従来品に対して高性能化を実現した。また，
実現した。

200
0
0.00

これにより，今後ますます進むと考えられる高発熱・高密度な
0.20

0.40

0.60
風量
［m3/min］

0.80

1.00

1.14倍

1.20

機器の冷却に大きく貢献できる。
今後も市場要求に応える製品開発をおこなうことで，お客さ
まの新しい価値に貢献できる製品を提供していく所存である。

図 5 風量−静圧特性例（従来品との比較）

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

8

□

執筆者

児玉 晶生
クーリングシステム事業部 設計部
冷却ファンの開発，設計に従事。

小林 俊樹
クーリングシステム事業部 設計部
冷却ファンの開発，設計に従事。

西沢 敏弥
クーリングシステム事業部 設計部
冷却ファンの開発，設計に従事。

清水 亮
クーリングシステム事業部 設計部
冷却ファンの開発，設計に従事。

栗林 宏光
クーリングシステム事業部 設計部
冷却ファンの開発，設計に従事。

9

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

40 × 56mm 厚二重反転ファン「San Ace 40」9CRJ タイプ

新製品紹介80 × 38mm 厚高静圧ファン「San Ace 80」9HVB タイプ
□

掛山 将人

村松 陽

稲田 直哉

Masato Kakeyama

Yo Muramatsu

Naoya Inada

堀内 雄斗

大澤 穂波

Yuto Horiuchi

Honami Osawa

1. まえがき
近年，サーバやストレージ , ルータなどの情報処理機器の高性能化・高機能化にともなう機器内部の高密度化により発熱が増加している。このような用途には，より高い冷却性能が求められている。当社では従来から□ 80 × 38mm 厚の高静圧ファン「San Ace 80」9HVA タイプ（以下，従来品という）を製品化しているが，より高密度・高発熱環境下で冷却できる高静圧ファンが必要となってきた。
こうした要求に応えるため，羽根・フレーム・回路を新規に設計した高静圧ファン「San Ace 80」9HVB タイプ（以下，開発品という）を開発・製品化した。

図1

本稿では，その特長と性能を紹介する。

2. 開発品の特長□

80 × 38mm 厚「San Ace 80」9HVB タイプ

3. 開発品の概要
3.1 寸法諸元

図 1 に開発品の外観を示す。

図 2 に開発品の寸法諸元を示す。外形サイズ，取付寸法など，開発品の特長を以下に示す。

従来品と互換性を保っている。
（1）高静圧（2）高風量（3）2U サイズユニットに最適
従来品のサイズを維持し，高性能化を達成した。

38±0.5

取付用穴

（4）

（4）

71.5±0.3

+50
300 0
（10）

回転方向

80±0.571.5±0.3

80±0.54-ø4.5±0.3

風吹出方向

図 2 開発品の寸法諸元（単位：mm）

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

10

3.2 特性3.2.1 一般特性

表 1 に開発品の一般特性を示す。定格電圧は DC12V で，定格回転速度は 18,300min-1（G スピード）を実現した。
表 1 開発品の一般特性

PWM

音圧
定格
定格 使用電圧
定格
定格
使用温度
最大風量
最大静圧
デューティ
レベル
電流
電圧
範囲
入力 回転速度範囲※
サイクル［ （ ）］ ［˚C］
［A］ ［W］ ［min-1］［V］ ［V］［m3/min］［CFM］ ［Pa］［inchH2O］ dB A［%］

型番

9HVB0812P1G001

10.8

100

4.8

58

18,300

4.0

141.3

1,600

6.42

75

12.6

20

0.17

2.0

4,300

0.94

33.2

105

0.42

40

〜

12

− 20
〜
＋ 70

期待寿命
［h］

40000/60˚C（70000/40˚C）※入力 PWM 周波数：25kHz，PWM デューティサイクル 0% 時の回転速度は 0min-1。
周囲温度 40˚C の場合の期待寿命は参考値です。

3.2.2 風量−静圧特性

次に開発のポイントと，当社従来品との違いについて記す。

図 3 に開発品の風量−静圧特性例を示す。定格電圧 12V，PWM

デューティサイクル 100% および 20% 時の例を示している。

4.1 羽根・フレーム設計

開発品は，従来品よりも高い静圧と風量性能を実現するため，

3.2.3 PWM コントロール機能

高回転に耐えることができる構造設計をした。

ントロール機能を備えている。

を示す。

3.3 期待寿命

通気孔 ø17mm（穴径の拡大）開発品は，ファンの回転速度を外部から制御できる PWM コ

開発品の周囲温度 60˚C における期待寿命（残存率 90%，定

図 4 に羽根形状，図 5 にフレーム形状の開発品と従来品の比較

通気孔（外周部に追加）

通気孔 ø14mm格電圧，連続運転，フリーエアー状態，常湿）は，40,000 時間である。
［inchH2O］ ［Pa］

8

DC12 V

2000

PWMデューティ
100%

1600
6

開発品

従来品

静圧

1200

図 4 開発品と従来品の羽根形状の比較

4
800
2

0

0

1
0

2

3

50

静翼 7 本静翼 9 本

PWMデューティ
20%

400

100

5［m3/min］

4
150

図版の文字

［CFM］

123

英語版用

風量

Condens

図 3 開発品の風量−静圧特性例

英語版用

Times Ten

4. 開発のポイント
開発品は，羽根・フレーム・回路を新規に設計することで静圧と風量性能の向上を実現した。

11

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

開発品

従来品

図 5 開発品と従来品のフレーム形状の比較

□

高回転化を実現するには，発生する応力に耐える強度の羽根・

80 × 38mm 厚高静圧ファン「San Ace 80」9HVB タイプ

1800
電圧：12VPWM Duty：100%

フレーム設計が必要となる。そのため当社の応力シミュレー
ション技術を活用し，十分な強度を保てるよう最適な羽根・フ

開発品 9HVB0812P1G001
従来品 9HVA0812P1G001

1600

レーム形状と強度のある樹脂材の選定をおこなった。

1.19倍

また，高回転化により消費電力が増加することで，モータの温1400

度上昇が高くなるという課題もあった。これは羽根の通気孔の大きさ，数や位置，具体的には羽根外周部に通気孔を設けて冷却性能を向上させることで，モータの温度上昇を低減することが1200

4.2 回路設計

開発品の最大負荷時の消費電力は当社 80mm 角サイズでは最も大きく，従来品と比較すると 1.6 倍に増加した。消費電力が増

静圧 [Pa]

できた。
1000

800

えることによる電子部品の発熱が課題であり，従来は部品の複数使用や，電流容量の大きい大型部品に変更する対策が有効で600あったが，それだけでは発熱を抑えることができなかった。
そこで高効率な電子部品の選定に加えて，放熱を考慮したパ400

ターン設計をおこない，4.1 項で述べた羽根の冷却性能向上か
ら，通気孔による自己冷却の効果を最大限に受けられる部品配
置にすることで高回転用の回路設計を実現した。

200

1.07倍

5. 開発品と従来品の比較

0

0

1

2

3

4

5

風量［m /min］

5.1 風量−静圧特性の比較

3

図 6 風量−静圧特性例（従来品との比較）

図 6 に開発品と従来品の風量−静圧特性比較を示す。従来品と比較して，最大風量は 1.07 倍，最大静圧は 1.19 倍に向上して
いる。
2500

120
電圧：12V

5.2 従来品と同等性能時の消費電力比較

開発品 9HVB0812P1G001（同等冷却性能時）

図 7 に開発品と従来品の同等冷却性能時における消費電力の従来品 9HVA0812P1G001

比較を示す。開発品の回転速度を PWM 制御で下げ，従来品と2000同等冷却性能にした場合，従来品に対して消費電力を 5% 低減

90

している。

60

1000

30

静圧 [Pa]1500

消費電力 [W]

5% 低減

動作点

500

0

0

0

1

2

3

4

風量［m3/min］

図 7 従来品との消費電力比較

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

12

□

6. むすび
本稿では，開発した□ 80 × 38mm 厚高静圧ファン「San Ace

80」9HVB タイプの特長と性能を紹介した。
開発品は，当社従来品に対して高静圧・高風量化を実現した。

80 × 38mm 厚高静圧ファン「San Ace 80｣ 9HVB タイプ

執筆者

掛山 将人
クーリングシステム事業部 設計部
冷却ファンの開発，設計に従事。

これにより，高密度・高発熱化により冷却不足となる機器において，開発品の高風量・高静圧という特長は大きく貢献できる。
今後もお客さまの要求にいち早く適応できるように，未来を見据えた技術を取り入れ，性能，信頼性，品質において世界一の村松 陽
クーリングシステム事業部 設計部
冷却ファンの開発，設計に従事。

ファンを開発していく所存である。
稲田 直哉
クーリングシステム事業部 設計部
冷却ファンの開発，設計に従事。

堀内 雄斗
クーリングシステム事業部 設計部
冷却ファンの開発，設計に従事。

大澤 穂波
クーリングシステム事業部 設計部
冷却ファンの開発，設計に従事。

13

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

特集：2020 年の技術成果

パワーシステム事業部
志水 悟
Satoru Shimizu

2020 年 は，第 5 世 代 移 動 通 信 シ ス テ

みが本格化する。この取り組みにより，再まず，小容量 UPS では，ハイブリッド

ム（以下，5G）のサービスが始まり，5G

生可能エネルギー，特に，水力発電や地熱

方 式 UPS「SANUPS E11B」に 3kVA のの 3 大特長「高速・大容量」
「低遅延」
「多

発電，バイオマス発電のような環境や立ラインアップを追加した。また，リチウ

数端末との接続」によって，今後は IoT や地条件などの制約はあるが，自然条件にムイオン電池を搭載したハイブリッド方

AI の技術発展が期待される。5G の特長をよらず安定な稼働が期待できる発電シス

式 UPS「SANUPS E11B-Li」と 並 列 冗

最大限に活用したエッジコンピューティ

テムは，今後の導入の増加が期待される。

長構成の常時インバータ給電方式 UPS

ングは，産業や通信，医療など，幅広い分

グローバルの市場では，電源の状況が野で導入が増加すると予測されている。

不安定な場所への設備導入が増加してい再生可能エネルギー関連の製品では，

エッジコンピューティングでは，利用端ることから，瞬時の停電で起こる設備の10kW 以 下 の 風 力 発 電・ 水 力 発 電 シ ス

末に近いエリアへサーバを分散配置する

故障や，設備から発生する高調波によるテムなどの発電機が出力する交流電力

ため，耐環境性やメンテナンス性に優れ商用電源への影響を防ぐために，瞬低対を直流電力に変換する整流器ユニット

た無停電電源装置（以下，UPS）の導入が策用電源装置や高調波対策用装置が必要「SANUPS W75A」を開発した。

見込まれる。

となる。これらの装置に，欧州の安全規格

環境面では，国内外で激甚化（げきじん「SANUPS A11M-Li」を開発した。

瞬 時 電 圧 低 下 補 償 装 置「SANUPS

C23A」に，欧州の安全規格に適合した製が必要となる場合が増えている。

か）している自然災害の主な要因である温このような背景のなか，2020 年パワー

室効果ガスの排出を 2050 年までにゼロシステム事業部が市場投入した新製品は，にする，「脱炭素社会」へ向けての取り組

次のとおりである。

品のラインアップを追加した。
本稿では，これらの概要を紹介する。

■ ハイブリッド方式 UPS「SANUPS E11B」のラインアップを拡充
ハ イ ブ リ ッ ド 方 式 UPS「SANUPS

入力仕様において，入力電圧範囲：100V

E11B」は，入力電源の状態を常に監視し系；55 〜 150V，200V 系；110 〜 300V，て，UPS が自動で最適な給電モードを選

入力周波数範囲：40 〜 120Hz としたこと

択し，高品質な電力を安定的に供給する。

で，電源の状況が不安定な環境でも，設置給電品質と省エネルギーを両立した UPSできる。これにより，バッテリ運転の切換である。

頻度を抑制し，バッテリの消耗と劣化を防

こ れ ま で，1kVA，1.5kVA，2kVA（ 注 1）

をラインアップしていたが，今回，3kVA

げる。

図 1 「SANUPS E11B」

また，環境温度範囲を− 10 〜＋ 55˚C とのラインアップを追加した。

することで，温度変化が大きな環境の場所「SANUPS E11B」の 外 観 を 図 1 に 示にも設置できる。

す。

「SANUPS E11B」は，本号の新製品紹「SANUPS E11B」は，従来機種からワ介ページで性能，機能の詳細や特長を紹介

イドレンジ化を図った。

する。

注 1 1.5kVA は，100V 系のみをラインアップ。

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

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特集：2020 年の技術成果■ ハイブリッド方式 UPS「SANUPS E11B-Li」
常時インバータ給電方式 UPS「SANUPS A11M-Li」を開発
および「SANUPS「SANUPS E11B-Li」

A11M-Li」は，リチウムイオン電池を搭載

200V 系のラインアップ（注 1）がある。
リ チ ウ ム イ オ ン 電 池 の 期 待 寿 命 が 10したモデルである。

年であるため，鉛蓄電池を搭載している「SANUPS A11M-Li」の外観を図 2 に「SANUPS E11B」 お よ び「SANUPS示す。

A11M」の使用部品を見直し，期待寿命 10「 SANUPS E11B-Li 」 は，1kVA ，年を達成した。これにより，10 年間は，メ1.5kVA（ 注 1），2kVA を ラ イ ン ア ッ プ，

ンテナンスフリーとなり，メンテナンスのは，1kVA のユニッ
「SANUPS A11M-Li」

手間と費用が削減できる。

トの組み合わせで，最大 8kVA まで出力を入力仕様や環境温度範囲は，「SANUPS

拡張できる。また，1 台を予備ユニットとE11B」および「SANUPS A11M」と同じすることで，並列冗長が構成でき，高信頼であり，電源の状況が不安定な環境や，温の電力を供給できる。

度変化が大きな環境でも設置できる。
図 2 「SANUPS A11M-Li」

入力電圧の仕様は，単相 2 線 100V 系と
注 1 1.5kVA は，100V 系のみをラインアップ。

■ 風力発電・水力発電システム用整流器ユニット「SANUPS W75A」を開発「SANUPS W75A」は，風力発電・水力との組み合わせとして開発した。

発電システム用の整流器ユニットである。

主な特長として，パワーコンディショナ「SANUPS W75A」の外観を図 3 に示へ仕様範囲以上の電圧が印加されないよす。

うにするための，直流電圧上昇抑制機能「SANUPS W75A」は，定 格 出 力 容 量（ブレーキ機能）を搭載している。また，密11kW の整流器ユニットである。

閉構造の採用および，自然空冷（ファンレ主回路は，全波整流方式を採用し，発電機が発電した交流電力をパワーコンディス）により，防塵・防水の保護等級 IP65 として耐環境性能に優れた製品である。

ショナに入力できる直流電力へ変換する。

交流入力電圧範囲，直流出力電圧範囲が変換効率は業界トップレベル（注 2）である。

広いため，風力発電や水力発電だけでな「SANUPS W75A」は，当社製品の三相

く，バイオマスや地熱発電など，発電機を9.9kW 風力発電・水力発電システム用パ使用する再生可能エネルギー発電システ

ワーコンディショナ「SANUPS W73A」

ムの整流器としても幅広く使用できる。

注 2 2020 年 1 月 29 日現在。三相の風力・水力発電システム用整流器として。当社調べ。
文献
吉澤 竜ほか 3 名：風力発電・水力発電システム用整流器ユニット「SANUPS W75A」の開発

SANYO DENKI Technical Report, No.50, pp.21-24（2020.11）

15

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

図 3 「SANUPS W75A」

■ 瞬時電圧低下補償装置「SANUPS C23A」のラインアップを拡充
瞬時電圧低下補償装置「SANUPS C23の 50kVA，
今回，この「SANUPS C23A」

A」は，10kVA，20kVA，30kVA，50kVA，100kVA，200kVA の 容 量 に お い て，欧100kVA，200kVA のラインアップがある。

州の安全規格の低電圧指令，EMC 指令，（200kVA）の外観を「SANUPS C23A」

RoHS 指令へ適合した製品のラインアッ

図 4 に示す。

プを追加した。

「SANUPS C23A」は，瞬時電圧低下やこれにより，これまで国内で使用する設

瞬時停電が発生しても無瞬断で設備に安備用の電源装置であったが，海外で使用す定した電力を供給する。また，アクティブ

る設備用の電源としても，使用できる。

フィルタ機能により，高調波による商用電「SANUPS C23A」は，本号の新製品紹源への影響を防げる。これらの特長を兼介ページで性能，機能の詳細や特長を紹介

ね備えるパラレルプロセッシング給電方する。

式（常時インバータ並列方式）を採用した，
高効率・高品質の電力を供給できる電源装置である。

（200kVA）
図 4 「SANUPS C23A」

執筆者

志水 悟
パワーシステム事業部 設計部
無停電電源装置の開発，設計に従事。

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

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新製品紹介欧州規格に適合した瞬時電圧低下補償装置「SANUPS C23A」の開発
三好 宏明

和田 有司

柳沢 実

久保田 祐三Hiroaki Miyoshi

Yuji Wada

Minoru Yanagisawa

Yuzo Kubota

中村 直哉

太田 拓弥

降幡 賢

大橋 昇平

Naoya Nakamura

Takuya Ota

Satoshi Furihata

Syohei Ohashi

1. まえがき
近年，国内の産業設備メーカにおいて，中国・アジア地域へ半導体製造装置などの設備導入が増加している。このような設備には，現地の電源環境を考慮し，瞬低対策用電源装置と高調波対策用装置を一緒に導入する場合が多い。
当 社 の 従 来 機 種 で あ る 瞬 時 電 圧 低 下 補 償 装 置「SANUPS

C23A」は，アクティブフィルタ機能を有しているため，設備の瞬低対策とともに高調波対策を 1 台でおこなえ，導入費用や設（1）
置作業の低減にメリットがある。

また，中国・アジア地域の工場へ導入する設備においては，欧州の安全規格に適合した CE マーキングを求められることが増えてきている。
このようなニーズに応えるため，今回新たにＣＥマーキングを宣言した瞬時電圧低下補償装置「SANUPS C23A」を開発し，当社のラインアップに追加した。本稿では本装置の概要と特長を紹介する。

2. 製品概要
図 1 「SANUPS C23A」（200kVA）

今 回 新 た に 開 発 し た「SANUPS C23A」は 出 力 容 量 が，50kVA，100kVA，200kVA の 3 機種である。
図 1 に出力容量 200kVA の外観を，また，図 2 に「SANUPS

C23A」の基本回路構成を示す。

メンテナンスバイパス回路「SANUPS C23A」はパラレルプロセッシング給電方式（常時インバータ並列方式）を採用しており，蓄電素子には電気二重層
キャパシタ（EDLC）を使用している。このパラレルプロセッシ
ング方式では，おもな電力は AC スイッチを通じて負荷設備へ給電される。このとき，双方向インバータを商用電源と並列冗

交流入力

ACスイッチ
EDLC

双方向
インバータ

長運転させ，アクティブフィルタ機能により高調波電流の抑制，
入力力率の改善をするとともに，EDLC への充電も同時におこなっている。つまり，負荷設備への電力は商用電源から供給し，双方向インバータは高調波電流の抑制，入力力率の改善に必要な電力のみを供給しているため，電力損失が飛躍的に少なく，高効率・高品質な電力供給がおこなえる。
また，商用電源が異常の場合は，直ちに商用電源を切り離し双方向インバータから給電し続けることで，負荷設備へ無瞬断で（1）
電力を供給できる。

17

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

図 2 基本回路構成

交流出力欧州規格に適合した瞬時電圧低下補償装置「SANUPS C23A」の開発

3. 新製品の特長
メンテナンスバイパス回路

3.1 グローバル規格への適合

本 装 置 は 従 来 装 置 の 特 性 を ほ ぼ 維 持 し た ま ま，欧 州 の 安

全 規 格 に う た わ れ る 低 電 圧 指 令（2014/35/EU），EMC 指 令

交流入力

ACスイッチ，RoHS 指令（2011/65/EU，（EU）2015/863）へ（2014/30/EU）

EDLC適合させた。これにより CE マーキングを必要とする国や企業

双方向
インバータ

EDLC放電用

スイッチング

遮断器で使用できるようになった。
特に，今まで国内で半導体製造装置などの電源として従来の

交流出力

ON

双方向インバータをスイッチングさせることで
EDLCを放電「SANUPS C23A」をご使用いただいていたお客さまには，今後は海外においても同様のシステムを使用できるため，新たに電（1）1 段階目

源システムの設計や機器の選定をおこなう必要がなくなる。

3.2 期待寿命の向上

メンテナンスバイパス回路

従来の ｢SANUPS C23A｣ は期待寿命 10 年としていたが，本装置は一部電解コンデンサなどの見直しをおこない，期待寿命
を 15 年とした。EDLC やファン，ヒューズ，電磁接触器など，

交流入力

ACスイッチ

15 年以内の寿命部品については定期交換部品に設定し，本装置を 15 年使用するお客さまの設備保守にかかる費用を明確化し
た。

EDLC

双方向
インバータ

EDLC放電用

スイッチング

遮断器

3.3 保守性の向上

OFF

放電抵抗で

EDLC放電用

本装置の期待寿命は 15 年であるが，15 年稼働させるためには

交流出力

EDLCを放電

抵抗

2 節でも述べたように，一部の部品を定期的に交換する必要がある。そのため交換部品については，配置の見直し，取付構造の（2）2 段階目

変更により部品交換の作業性を向上させた。また，双方向イン

図 3 EDLC の放電機能

バータユニットの電解コンデンサを見直し，期待寿命を 15 年とすることでユニットの保守が不要となり，装置の定期部品交換時における作業時間，費用を削減した。
定期部品交換時の作業において，EDLC は約 10 年で交換対象となる部品であるが，鉛蓄電池などと同様に装置を停止させ3.4 装置寸法

本装置と従来装置の外形寸法比較を表 1 に示す。本装置ではても一定の電圧を保った充電状態になっており，このままで交

欧州の安全規格の EMC 指令に適合するために EMC 対策用回

換作業をおこなうと感電やショートといった危険がともなう。

路の追加や，低電圧指令に適合するために部品間の安全な絶縁

そこで本装置では EDLC を放電できる機能を新たに追加し，安距離の確保をおこなった。200kVA においては従来装置から装全に EDLC の交換をおこなえるようにした。この EDLC を放

置幅が 100mm 大きくなったが，50kVA，100kVA においては電する仕組みは 2 段階ある。まず 1 段階目では図 3（1）に示すよ

部品配置の見直しなどにより，従来装置と同等の外形寸法を実

うに，装置内の双方向インバータのスイッチング動作にて発生現した。このため，従来装置との置き換えについてもスムーズする双方向インバータの無負荷損失により，EDLC に充電されに対応できる。

た電力を消費させ，EDLC 電圧を危険電圧（直流 60V）以下まで
表 1 装置寸法

低下させる。2 段階目として図 3（2）に示すように，装置を停止させた後，EDLC 放電用遮断器に抵抗を接続し，遮断器を投入することにより EDLC をほぼ無電圧まで放電させる。これらの操作をおこなうことで，EDLC の交換や，装置の保守点検作業がより安全に短時間でおこなえるようになる。

出力容量

50kVA
100kVA
200kVA

装置型番

サイズ（幅×奥行き×高さ）
単位：mm

C23A503C（本装置）

750 × 700 × 1775

C23A503（従来装置）

750 × 700 × 1775

C23A104C（本装置）1050 × 800 × 1950

C23A104（従来装置）

1050 × 800 × 1950

C23A204C（本装置）

1650 × 800 × 2075

C23A204（従来装置）

1550 × 800 × 2075

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

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4. 仕様
本装置の電気的仕様を表 2 に示す。
表 2 電気的仕様
項目
定格出力
容量

型番

C23A503C

C23A104C

50kVA

100kVA

200kVA

有効電力

40kW

80kW

160kW

盤構造

鋼板製自立閉鎖盤式（保護等級 IP2X）

運転方式

パラレルプロセッシング給電方式（常時インバータ並列方式）

冷却方式

強制空冷
相数・線数

三相 3 線

定格電圧200V，210V，220V

定格周波数50Hz ／ 60Hz

交流入力
歪み電流補償補償容量

定格容量以内高調波電流

補償率 85% 以上

補償次数

2 〜 20 次高調波

入力力率0.98 以上

相数・線数

三相 3 線

定格電圧
電圧精度

周波数精度
負荷力率
電圧波形ひずみ率（キャパシタ運転時）

定格運転時

200V，210V，220V
定格電圧− 8% 〜＋ 10%

設定で変更可能キャパシタ運転時

定格電圧± 2% 以内※150Hz ／ 60Hz
商用運転時

定格周波数

± 4% 以内

キャパシタ運転時

定格周波数± 0.1Hz 以内

定格

0.8（遅れ）

変動範囲

0.7 〜 1.0（遅れ）

線形負荷時

2% 以内

整流器負荷時

5% 以内

電圧不平衡
（キャパシタ運転時）
過渡電圧変動（キャパシタ運転時）

100% 整流器負荷時

商用運転時

周波数

※1

※2

全容量の 1/3 負荷を1 線間に挿入2% 以内
変動率± 5% 以内

整定時間

50ms 以内

過負荷耐量（直送回路）
過電流保護

200%（30 秒），800%（0.5 秒）
定格出力の 110% でインバータ停止し，商用直送給電します。

定格電流以下となればインバータが自動起動し平常運転します。

キャパシタ給電への切り替え時間

0 秒（無瞬断）瞬低補償時間1 秒以上（定格負荷時）

初期充電時間60 秒以内再充電時間※3

キャパシタ電圧

10 秒以内0 → 100%
瞬低 1 秒を定格補償後

騒音65dB 以下

A 特性：装置正面 1m

発生熱量

2.6kW

使用環境

周囲温度：0 〜 40˚C
相対湿度：30 〜 90%（結露なきこと）

規格：EN62040-1，-2，RoHS 指令
CE（LVD，EMC 指令）

5.1kW※ 1 定格入力電圧，定格周波数からキャパシタ運転に移行した場合で，インバータの性能を示します。
※ 2 連続運転状態※ 3 定格負荷：負荷力率 0.8（遅れ），周囲温度 25˚C の場合です。
※ 4 算出条件は，負荷力率 0.8 です。

19

備考

電気二重層キャパシタ（EDLC）

蓄電素子

交流出力

C23A204C

皮相電力

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

10.2kW

充電完了後，
定格出力時※ 4欧州規格に適合した瞬時電圧低下補償装置「SANUPS C23A」の開発

5. むすび
本稿では，新たに開発した，CE マーキングを宣言した瞬時電圧低下補償装置「SANUPS C23A」について，概要と特長を紹介
した。

執筆者

三好 宏明
パワーシステム事業部 設計部
無停電電源装置の開発，設計に従事。

本装置は，従来機種と比較して以下の特長がある。
①

欧 州 の 安 全 規 格 に う た わ れ る 低 電 圧 指 令，EMC 指 令，

和田 有司

RoHS 指令への適合

パワーシステム事業部 設計部
無停電電源装置の開発，設計に従事。

② 期待寿命，保守性の向上
これらの特長により本装置は，アジアや欧州地域などで CE
マーキングを宣言した装置を求めるお客さまのニーズに応えら柳沢 実

れる。また，より一層，設備保守に関わるお客さまの費用低減に

パワーシステム事業部 設計部
無停電電源装置の開発，設計に従事。

貢献できる。
今後も，お客さまのニーズに応えられる製品の開発を迅速におこない，お客さまに満足いただける製品をより多く提供して久保田 祐三いく所存である。

パワーシステム事業部 設計部
無停電電源装置の機構設計に従事。

参考文献（1）太田 章一ほか 7 名：高機能瞬時電圧低下補償装置「SANUPS C23A」の開発

SANYO DENKI Technical Report，No.27，pp.15-20（2009.5）

中村 直哉
パワーシステム事業部 設計部
無停電電源装置の開発，設計に従事。

太田 拓弥
パワーシステム事業部 設計部
無停電電源装置の開発，設計に従事。

降幡 賢
パワーシステム事業部 設計部
無停電電源装置の開発，設計に従事。

大橋 昇平
パワーシステム事業部 設計部
無停電電源装置の開発，設計に従事。

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

20

新製品紹介ハイブリッド方式 UPS「SANUPS E11B」シリーズの開発
塚田 昭洋

花岡 裕之

坂場 浩

西澤 和也

Akihiro Tsukada

Hiroyuki Hanaoka

Hiroshi Sakaba

Kazuya Nishizawa

庄山 祐平

小澤 拓也

滝沢 秀徳

髙山 裕樹

Yuhei Shoyama

Takuya Ozawa

Hidenori Takizawa

Yuki Takayama

1. まえがき
近年，世界的に無停電電源装置（以下，UPS）の需要が高まっている。背景としては，モバイル情報端末や IoT 機器の普及により，それらを支えるシステムを強化する必要があることがあげられる。国内外で使用することを考えると，電源事情の良く
図 1 「SANUPS E11B」1kVA

ない環境での使用が想定されるが，そのような環境での使用にも耐えられる UPS の要望がある。
また，世界的に地球温暖化が懸念されるなか，サステナブルな社会を目指すべく，カーボンフットプリント（注）の低減も大きな課題となっており，製品のライフサイクルに渡り CO2 を削減
し，消費電力を抑えた製品が望まれている。

3.1 給電方式「SANUPS E11B」シリーズは給電方式に給電品質優先モード，効率優先モードの 2 つのモードを備えている。モードは設

今回，これらの課題をクリアするため「SANUPS E11A」シ

定により，使い分けられる。設定が給電品質優先固定の場合は，リーズの後継機種としてグローバル展開を見据えた「SANUPS

給電品質優先モードに固定されるため，常にインバータから良E11B」シリーズを開発した。本稿では，その概要について紹介

質な給電がされる。設定が自動の場合は，入力電源の状況に応する。

じて給電品質優先モードと効率優先モードが自動的に切り換わ

注 製品の原材料調達から生産，使用，廃棄，リサイクルされるまでに排出される温出効果ガスを CO2 に換算した値で商品を選択する際の指標になる。

2. 開発の背景

り，優れた給電品質と省エネルギーを両立できる。各モード説
明を以下に示す。
（1）給電品質優先モード
図 2 に給電品質優先モードの電力供給経路を示す。商用電源

当社の従来機種である「SANUPS E11A」シリーズは，高品質を整流し直流電圧に変換した後，インバータにより正弦波の電な電力を供給する常時インバータ給電方式に加え，効率を優先圧に変換して出力する。そのため，商用電源に変動が発生した

させる常時商用給電方式を備えており，出力容量のラインアッ

場合でも，整流器，インバータが変動分を吸収し，質の高い給電プとして 1kVA，1.5kVA，2kVA，3kVA を展開している。しかが継続される。バッテリは充電器により常時浮動充電され，停し，近年これらの容量帯の UPS は国内外の市場で非常に厳しい

電，電圧降下など商用電源の異常に備える。商用周波数が周波

コスト競争にさらされている。
また，地球規模での環境問題への取り組みが喫緊の課題となっており，環境に配慮した製品の需要が高まっている。
そこで，「SANUPS E11A」シリーズの特長を受け継ぎ，徹底

数同期範囲内（設定が給電品質優先固定のときは± 1%, 自動のときは同期範囲の設定による）の場合は，交流入力周波数に同期した周波数の電圧を出力し，範囲外の場合は入力電圧とは同期
せずに，50Hz または 60Hz の一定の周波数を出力する。

的にコストダウンを図り，グローバルに受け入れられ，環境にも優しい製品の開発が急務となった。

3. 特長
図 1 に「SANUPS E11B」1kVA の外観を示す。出力容量のラインアップは 1 〜 3kVA である。デザインと機能は従来機種のE11A を踏襲した。

21

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

電源
（商用）

出力
インバータ

整流器
コンバータ
充電器

バッテリ

図 2 給電品質優先モードの電力供給経路

ハイブリッド方式 UPS「SANUPS E11B」シリーズの開発（2）効率優先モード
図 3 に効率優先モードの電力供給経路を示す。商用電源の状
態が良い場合は，インバータは停止し商用電源をそのまま出力3.3 動作温度範囲の拡大

冷却効率を高めるため，配線の削減，部品配置の見直しをおこない，風道を確保した。また，低温でも使用できる部品を選定しするため，インバータのロスがなくなり効率が向上する。バッた。これらの施策により，使用温度範囲を従来機種の 0 〜 40˚C

テリは充電器により常時浮動充電され，停電，電圧降下など商から− 10 〜 55˚C へ拡大した。

用電源の異常に備える。また，電源の状態が悪化した場合には，（1）の給電品質優先モードに自動的に切り換わるが，入力周波数

使用温度範囲を拡大することで，従来機種では導入できなかった過酷な設置環境での使用を実現した。

が同期範囲内であれば無瞬断で，範囲外の場合は 8ms 以下の瞬断を挟み切り換わる。
効率優先モードでは，商用電源の異常を瞬時に検出する必要

3.4 入出力部をモジュール化

グローバル展開の過程で，新たな入力プラグ，コンセントへ性があることから，入力電圧波形を監視することで，異常の検出の変更が必要になる場面が想定される。その場合に備え入出力をおこなっている。

部をモジュール化し，UPS 本体から分離できる構造にした。これにより，入出力部の独立設計がおこなえるため，UPS 全体

電源
（商用）

出力
整流器

インバータ

が で き る。図 5 に「SANUPS E11B」1kVA の 背 面 を，図 6 に「SANUPS E11B」1kVA の内部構造を示す。枠線部で囲まれ部

コンバータ
充電器

にわたる設計変更と比較して設計が容易になり，短期間で変更

分がモジュール化した入出力部である。

バッテリ

図 3 効率優先モードの電力供給経路（3）商用電源異常時
図 4 に商用電源異常時の電力供給経路を示す。商用電源に瞬断または停電が発生した場合には整流器，充電器は停止し，コン

図 5 「SANUPS E11B」1kVA の背面

バータが動作しバッテリから電力が供給される。給電品質優先
モードの場合は無瞬断で，効率優先モードの場合は 8ms 以下の瞬断をともない負荷に電力が供給される。

図版の文字

123
電源
（商用）

英語版用

出力
整流器

インバータ

Condens
入出力部

充電器

英語版用

Times Ten

コンバータ
バッテリ

図 4 商用電源異常時の電力供給経路

3.2 入力電圧，周波数のワイドレンジ化

コンバータの回路方式や制御方法を見直すことにより運転できる入力電圧範囲，周波数範囲を拡大した。
「SANUPS E11B」シ リ ー ズ は，100V 系 と 200V 系 が あ り，100V 系は従来機種の 80V 〜 115V
（1.5kVA は 100V 系のみ）

図 6 「SANUPS E11B」1kVA の内部構造

か ら 55V 〜 150V に，200V 系 は 160V 〜 230V か ら 110V 〜

300V に入力電圧範囲を拡大した。また，入力周波数の範囲は，
従 来 機 種 で は 50Hz 時 は 46Hz 〜 54Hz，60Hz 時 は 55.2Hz 〜

3.5 内部配線の削減

図版の文字

123

英語版用
図 6 に示すようにプリント基板同士をコネクタで直接接続さCondens

64.8Hz であったが，50/60Hz ともに 40Hz 〜 120Hz に拡大した。

せ，配線をできるかぎりプリント基板のパターンにすることで，これにより，電源変動が大きく，電源事情の悪い地域でもバッ

配線の数を削減させた。配線の削減により，組立工数や材料費
Times Ten

テリ運転に切り換わる回数が減り，バッテリの消耗と劣化が防を低減するだけでなく装置内部のスペースが広くなり，冷却のげる。

ための風道の確保にも有効である。

英語版用

また，製品寿命時の廃棄の際にも，分解，リサイクルが容易になり環境へのインパクトも最小限に抑えられる。

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

22

3.6 環境への取り組み

客さまは，ごみを発生させることなく必要な場合には，常に最新

従来機種では電源管理ソフトウェアは，CD-ROM を UPS

版をダウンロードして利用できるようになった。

に添付していた。しかし CD-ROM はインストールを実施する

また，梱包に関しては緩衝材を発泡スチロールから段ボールと不要となってしまうため，UPS 本体には添付をせず，当社のの加工品に変更し，環境に悪影響を及ぼすプラスチックの排出Web サイトより最新版をダウンロードするシステムに変更し量を削減した。

た。これにより，プラスチックごみが削減できる。取扱説明書
は，従来冊子を添付していたが，必要最低限の説明をおこなう簡易説明書に変更した。取扱説明書は，当社の Web サイトより電子版をダウンロードし利用できるようにした。これにより，お4. 仕様「SANUPS E11B」1kVA の標準仕様を表 1 に示す。

表 1 「SANUPS E11B」1kVA 標準仕様
項目

規格または特性型式

E11B102 100V 系

出力容量1kVA/0.8kW

冷却方式

強制空冷

交流入力

インレット

IEC60320-C14

相数

単相 2 線

55 〜 150V

110 〜 300V

給電品質優先モード運転時
負荷軽減の制約あり

200V，220V，230V，
240V，208V ± 8%

効率優先モード運転時

周波数100V，110V，115V，120V± 8%
40 〜 120Hz

所要容量

1.1kVA 以下

バッテリ回復充電時の最大容量

入力力率0.95 以上

定格出力時

電圧アウトレットNEMA5-15R × 6 個

相数

単相 2 線

電圧整定精度
周波数50Hz または 60Hz

入力周波数と同じ（自動選択）

定格周波数± 1% 以内

運転モード「給電品質優先固定」
設定時

定格周波数± 1，3，5% 以内

運転モード「自動」設定時

周波数精度

正弦波

電圧ひずみ率

線形負荷時：3% 以下
100% 整流器負荷時：8% 以下

給電品質優先モード運転時

定格電圧± 5% 以内

入力電圧急変

定格出力時

定格出力時
± 10% 変化

5 サイクル以下

負荷力率0.8（遅れ）変動範囲 0.7（遅れ）〜 1.0

過電流保護動作105% 以上でバイパス回路へ自動切換

オートリターン機能付

インバータ

105%

200ms

バイパス

15A（カレントプロテクタ） 8A（カレントプロテクタ）

200% 30 秒，800% 2 サイクル（参考値）

方式

小形制御弁式鉛蓄電池

個数

2個

12V/1 個，直列

定格容量

68W
3 分（800W）
5 分（700W）
25W

15 分率，34W/ 個
周囲温度 25˚C，初期値

130W

給電品質優先モード運転時，バッテリ充電後バックアップ時間
発生熱量

効率優先モード運転時

入力漏洩電流3mA 以下周囲条件

周囲温度：− 10 〜＋ 55˚C
相対湿度：20 〜 90%

周囲温度が 40˚C を超えたときは，バッテリの充電を停止する

40dB 以下

効率優先モード運転時

48dB 以下

給電品質優先モード運転時

騒音

UPS バッテリ
運転時 :± 0.5% 以内

0 ⇔ 100% 変化，定格入力時

負荷急変時
停電・復電時

ユーザ設定可

応答時間

過負荷
保護

23

200V，220V，230V，
240V，208V

電圧波形

過渡電圧
変動

バッテリ

IEC60320-C13 × 6 個

100V，110V，
115V，120V
定格電圧 ± 2% 以内

電圧

交流出力

備考

E11B102 200V 系

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

UPS 正面 1m，A 特性

ハイブリッド方式 UPS「SANUPS E11B」シリーズの開発

5. むすび
本稿では，ハイブリッド方式 UPS「SANUPS E11A」シリー
ズの後継機である「SANUPS E11B」シリーズを紹介した。
従来機種から製品仕様を拡張することで，電源事情の悪い地

執筆者

塚田 昭洋
パワーシステム事業部 設計部
電源機器の開発，設計に従事。

域や過酷な設置環境でも安心して使用できる UPS として，世界中のお客さまに提案できる製品ができた。
また，よりリサイクルが容易になるように配線の数を削減し，添付品の扱い，梱包材を変えることにより環境にも優しい製品

花岡 裕之
パワーシステム事業部 設計部
電源機器の開発，設計に従事。

となった。
今後も，ニーズを早期に的確に理解・把握し，お客さまのビジネスに貢献できる製品を開発していく所存である。

坂場 浩
パワーシステム事業部 設計部
電源機器の開発，設計に従事。

文献（1）花岡 裕之ほか 6 名：小容量 UPS「SANUPS A11M」シリーズの開発

SANYODENKI Technical Report，No.48，pp.22-25（2019.11）（2）坂場 浩ほか 5 名：ハイブリッド UPS「SANUPS E11A」シリーズの開発

西澤 和也
パワーシステム事業部 設計部
電源機器の開発，設計に従事。

SANYODENKI Technical Report，No.21，pp.14-18（2006.5）

庄山 祐平
パワーシステム事業部 設計部
電源機器の開発，設計に従事。

小澤 拓也
パワーシステム事業部 設計部
電源機器の開発，設計に従事。

滝沢 秀徳
パワーシステム事業部 設計部
電源機器の機構設計に従事。

髙山 裕樹
パワーシステム事業部 設計部
電源機器の開発，設計に従事。

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 202124

特集：2020 年の技術成果

サーボシステム事業部
成沢 康敬
Yasutaka Narusawa

私たち山洋電気は，お客さまの機械装置

通信がおこなえる。また，多くの国の電波の性能と品質を高め，新たな価値を創造す

法規制に適合しているため，さまざまなる新製品を開発し，社会に貢献している。

国の生産現場で使用できる。

量化を実現した。
また ，「SANMOTION R 3E Model 」
サーボアンプをベースとした EtherCAT

ここでは，2020 年に開発したサーボシス

近年，生産性向上や設備の予兆保全な

インタフェースタイプの制御ユニットもテム製品の特長や工夫した点を紹介し，おどを目的に，生産現場の IoT 化が進んでい開発し，機械装置の性能と加工品質の向客さまと社会への貢献について述べる。

る。本製品を活用することで，無線通信を上に寄与できる。

モーションコントローラ用無線通信製

介し，機械装置やサーボ制御機器からさす で に 製 品 化 さ れ て い る 15kW シ ス

まざまなデータを簡単に収集できるため，（ 以 降，S100「SANMOTION C S100」

次 に，AC サ ー ボ ア ン プ 製 品 に お い てテムと合わせ，モータ定格出力 550W 〜
37kW の AC400V 多軸サーボアンプがラインアップした。これにより，AC200Vと略記）に無線機能を付加できる「ワイは，「SANMOTION R」AC400V 入 力 多多軸サーボアンプと同じラインアップがヤ レ ス ア ダ プ タ 3A」を 開 発 し た。本 製

軸サーボアンプに，出力 20kW 〜 37kW完成したため，機械装置の出荷先に応じ品をモーションコントローラ S100 本体のサーボアンプをラインアップした。本て，最適な製品の選択肢が一層広がった。

の USB コネクタに装着し，最小限のパラ

製品は，部品レイアウトの高密度化，放熱メータを設定するだけで，工場内の無線設計の最適化などにより，従来品に対しLAN やスマートフォンなどと簡単に無線て容積比 61%，質量比 60% の小型・軽紹介する。

近年，多様な消費者のニーズに合わせ，るアクセスポイントモードもサポートし際，配線作業の時間が掛かってしまう。本

柔軟に生産ラインを変更できるように，工ているため，無線環境がない場所でも，無製品を使用することで，ケーブルによる配場内ネットワークの無線 LAN への切り線機器同士を接続できる。

線は不要となるため，柔軟に生産ラインを品と，サーボアンプ製品を取り上げる。
ま ず， モ ー シ ョ ン コ ン ト ロ ー ラ

生産現場の IoT 化に貢献できる。

以下に，各新製品の概要とその特長を■「ワイヤレスアダプタ 3A」

替えが進んでいる。また，生産現場の情報を収集・分析し，生産性の向上や設備の予変更できる。

2．各国の法規制に適合

兆保全など工場の IoT 化も加速している。

本製品は，電波をより速く，遠くまで伝このようななか，モーションコントロー

達できる IEEE802.11b/g/n の無線規格に

ラ S100 に無線通信機能を付加でき，さま準拠している。さまざまな国の生産現場でざまな国で使用できる「ワイヤレスアダプ

使用できるように，日本，米国，欧州，中国

タ 3A」を開発した。

など多くの国の電波法規制に適合してい本製品の特長を以下に示す。

る。このため，無線機器を，仕向地によって，交換する必要がなく，共通化できる。

1．簡単接続
本製品を，モーションコントローラ S100

25

3．柔軟な生産ラインの変更

本体の USB コネクタに装着し，最小限の生産ラインでは，さまざまな装置や機パラメータを設定するだけで，工場内の無器を有線で接続して情報伝達をおこなっ

線 LAN に接続できる。親機として機能すている。そのため，生産ラインを変更する

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

4．メンテナンス性の向上
機械装置の設置場所によっては，作業者が機械に近づきにくい場合がある。そ柔軟な生産ラインの構築と，メンテナンス

め，メンテナンス性が向上する。

のような環境においても，作業者は機械装以上のように，本製品は，機械装置を工置の故障診断，サーボシステムの調整など

場内の無線 LAN へ簡単に接続できる無を，離れた場所から遠隔でおこなえるた線機器である。本製品を活用することで，性の向上に貢献できる。

■「SANMOTION R」AC400V 入力多軸サーボアンプ（37kW，300A/600A）
近年，産業のグローバル化にともない，ス と し た EtherCAT イ ン タ フ ェ ー ス タ

状態モニタ，DB（ダイナミックブレーキ）

欧 州 や ア ジ ア 地 域 を 中 心 に AC400V 入

イプをリリースした。この制御ユニット

リレーや保持ブレーキの残寿命を推定す

力仕様のサーボシステム製品の需要が拡

は AC200V シ ス テ ム で も ご 使 用 い た だ

る機能も搭載している。これらの性能・機大している。このようななか，当社では，

け る。こ の た め，上 位 コ ン ト ロ ー ラ は，能は，機械装置の生産性と加工品質の向上

2018 年に定格出力 15kW までを駆動でき

AC200V と AC400V シ ス テ ム で 共 通 化に寄与するとともに，各種診断や予防保全

る「SANMOTION R」AC400V 入 力 多できる。

にも活用できる。

軸サーボアンプを製品化し，多くのお客さ
まにご使用いただいている。

2．小型・軽量化

なお，本新製品は本テクニカルレポート

今回，定格出力 37kW まで駆動できる

新世代パワーモジュールの採用，熱設計

AC400V 入力多軸サーボサンプと，新たの最適化，部品レイアウトの高密度化によな EtherCAT 通信タイプ制御ユニットをり，小型化を実現した。また，部品点数も開発し，ラインアップを拡充した。

削減し，軽量化も実現した。これにより，本製品の特長を以下に示す。

600A アンプユニットにおいては，当社従の「新製品紹介」で詳述する。

来製品に対して容積比：61%，質量比：1．ラインアップ拡充
37kW 出力の電源ユニットと，定格出
力 20kW 〜 37kW の サ ー ボ モ ー タ を 駆
動する 300A，600A サーボアンプユニッ

60% と大幅に小型・軽量化を達成した。さらに，小型化を図りながらも，放熱フィンの構造を工夫することで，部品の温度変化を抑え，製品の信頼性も高めた。

トを開発した。すでに製品化されている

550W 〜 37kW の幅広い AC400V 入力多3．制御ユニットの性能・機能向上
新たに開発した EtherCAT 制御ユニッ

軸サーボアンプがラインアップした。

トは，従来よりもサーボの応答性，機械の16kW システムと合わせ，モータ定格出力

ま た，制 御 ユ ニ ッ ト に お い て は ，共振や振動に対する抑制効果を高めるこ「SANMOTION R 3E Model」を ベ ーとができる。また，消費電力や通信品質の

執筆者

成沢 康敬
サーボシステム事業部
サーボアンプの設計・開発業務に従事。

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

26

新製品紹介SANMOTION R AC400V 入力
多軸サーボシステム（37kW，300A/600A）

の開発
水沢 正明

高杉 満

野口 大翔

Masaaki Mizusawa

Mitsuru Takasugi

Hiroto Noguchi

平光 聡志

春日 規明

中沢 周平

Satoshi Hiramitsu

Noriaki Kasuga

Shuhei Nakazawa

1. まえがき2013 年に開発した「SANMOTION R」の AC200V 入力多軸サーボシステムは定格出力 550W 〜 37kW のサーボモータを駆2. 製品の概要
2.1 外観・外形開発した「SANMOTION R」AC400V 入力多軸サーボシス

動できる幅広い製品をラインアップして，さまざまなお客さま

テムは，柔軟なシステムが構成できるように，制御ユニット，電の機械装置にご使用いただいている。

源ユニット，アンプユニットに分かれている。

近年，産業のグローバル化にともない，欧州やアジア地域を各ユニットの外観を図 1 と図 2 に，外形図を図 3 〜図 5 に示す。

中心に AC400V 入力仕様の製品需要が拡大していることから，

制御ユニットは，新たに「SANMOTION R 3E Model」サー2018 年には定格出力 15kW までのサーボモータを駆動できる

ボアンプをベースとした 1 軸 EtherCAT インタフェース仕様を

AC400V 入力の多軸サーボシステムを製品化した。

ラインアップした。そして，37kW 出力の電源ユニットと，定格

今回，定格出力 20kW 〜 37kW のサーボモータを駆動できる
大容量の AC400V 入力多軸サーボシステムを開発し，AC200V

出力 20kW 〜 37kW のサーボモータを駆動する 300A，600A ア
ンプユニットをリリースした。

入力の製品と同様に定格出力 550W 〜 37kW までのラインアッ

制御ユニットを複数軸使用する場合は，図 3 に示すとおりユプを拡充した。さらに，機械装置の加工品質や生産性を向上す

ニット間をコネクタで接続できるため，省スペース化と省配線

るため，「SANMOTION 3E Model」の性能・機能を備えた化が可能である。また，制御盤への配置がし易いように，電源ユ

EtherCAT インタフェースの制御ユニットを開発した。

ニット，アンプユニットの高さは，定格出力 15kW システムと同

本稿では新たにラインアップした 1 軸 EtherCAT 制御ユニッ

一の 380mm とした。

ト，37kW の電源ユニット，300A･600A のアンプユニットの概要，特長，および開発のポイントについて紹介する。

37kW

図 1 外観（1 軸 EtherCAT 制御ユニット）

27

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

300/600A

図 2 外観（電源ユニット，アンプユニット）

SANMOTION R AC400V 入力多軸サーボシステム（37kW，300A/600A）の開発

3

90
80

5

3

90

2.2 基本仕様
2.2.1 ユニットの基本仕様

90

表 1 に AC400V 多軸サーボシステムの共通仕様，表 2 〜 4 に

取付穴：6-ø4.0

5

各ユニットの基本仕様を示す。

使用／保存温度

35

・
・
・

環境

180
135

90

表 1 AC400V 多軸サーボシステムの共通仕様

適合法規制

5

使用／保存湿度 90%RH 以下（結露しないこと）
標高

1,000m 以下

振動／衝撃

4.9m/s2 ／ 19.6m/s2

UL／cULUL61800-5-1 ／ C22.2 No274-13

低電圧指令

EN61800-5-1

EMC 指令EN61800-3，EN61326-3-1
ISO13849-1/PL=eEN61508/SIL3，EN62061/SILCL3
KN61000-6-2，KN61000-6-4

図版の文字

123

図 3 外形図（1 軸 EtherCAT 制御ユニット）

0 〜＋ 55˚C ／− 20 〜＋ 65˚C

機能安全※

英語版用
KC マーク

Condens※安全トルク遮断機能搭載モデル
180 ±1200 ±1

表 2 制御ユニットの基本仕様

95 ±1

4-ø9

27.5

10

140

インタフェース

EtherCAT インタフェース

サイズ

W90 × H180 × D21mm

質量0.12kgSANMOTION R シリーズロータリモータ

325

360 ±0.5

組み合わせ

380 ±1

適用モータ

適用
エン
コーダ

標準

オプ
ション

95 ±1

27.5

10

200 ±1
4-ø9• FoE パラメータアップロード・ダウンロード

入力 7 点，出力 2 点• FF 制振制御（2 段）

機械振動
共振抑制

• 軌跡制御用制振制御• 適応ノッチフィルタ• オートチューニング応答性 40 段階

サーボ調整• サーボ調整支援機能• ドライブレコーダ• エンコーダ ･ アンプ温度モニタ

立上げ，
監視，診断

325

380 ±1• 仮想モータ運転

360 ±0.5• ホーミング• FoE ファームウェア書き換え

通信

機能

210

省配線インクリメンタルエンコーダ• タッチプローブ

EtherCAT
汎用入出力

250 ±1

インクリメンタルシステム用
アブソリュートエンコーダ
バッテリバックアップ方式
アブソリュートエンコーダ

STO（安全トルク遮断）

安全機能

図 4 外形図（電源ユニット 37kW）

バッテリレスアブソリュートエンコーダ• 消費電力モニタ• エンコーダ通信品質モニタ• 寿命診断（リレー，保持ブレーキ）

表 3 電源ユニットの基本仕様
出力容量

図 5 外形図（アンプユニット 300A，600A）

入力
電圧

37kW

主回路電源
制御電源

サイズ

AC380 〜 480V ＋ 10%，− 15%
DC24V ± 15% 4.6A
（アンプユニット 5 軸接続時）
W180 x H380 x D295mm

質量

16kg

取り付け

壁掛け

冷却方式

強制空冷（ダクト冷却）

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 202128

表 4 アンプユニットの基本仕様
アンプ容量
入力 主回路電源
電圧 制御電源

300A

600A
DC457 〜 747V

DC24V±15% 2.2A DC24V±15% 2.6A

出力 定格出力
電流 最大66Arms

89Arms

157Arms

250Arms

組み合わせモータ〜 30kW〜 37kW

サイズ

W250 × H380 × D295mm

質量

20kg

21kg

取り付け

壁掛け

冷却方式

強制空冷（ダクト冷却）

2.2.2 組み合わせ仕様

本開発品は電源ユニット 1 台に複数のアンプユニットと制御ユニットを接続して，構築するシステムである。
表 5 にシリーズのラインアップ，図 6 にシステムの組み合わせ相関図を示す。
表 5 システムのラインアップ

1軸
アナログ

制御ユニット

4 軸一体
EtherCAT

1軸
EtherCAT＋
電源ユニット

16kW

37kW

＋
アンプユニット
組み合わせサーボモータ

25A

50A

75A

150A

300A

600A

〜 2kW

〜 3.5kW〜 5.5kW〜 15kW〜 30kW〜 37kW

ユニットラインアップ

NEW
LINEUP

電源
ユニット

サーボモータ

16kW

37kW

アンプ
ユニット
25A

50A

75A

150A

300A

600A
アナログ：最大6軸

EtherCAT：最大5軸制御
ユニット
EtherCAT（最大4軸）
アナログ
（1軸）

EtherCAT（1軸）

図 6 システム製品組み合わせ相関図

29

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

SANMOTION R AC400V 入力多軸サーボシステム（37kW，300A/600A）の開発

3. 製品の特長

クブレーキ（DB）リレーや保持ブレーキの残寿命を推定する機

3.1 ラインアップ拡充

や予防保全に寄与する。

能を搭載している。これらの豊富な機能は，機械装置の環境診断

37kW システムをラインアップに追加し，AC400V 入力多軸システムとして 550W 〜 37kW までのラインアップ拡充を図っ※ 2021 年 2 月現在，当社調べ。

た。また，開発した 37kW 電源ユニットは，図 7 に示すように，すでに製品化しているオープンフレームタイプの 25A 〜 150A ア
ンプユニットとも組み合わせができる。これらにより，AC200V
仕様と同様のシステム構成を AC400V 仕様で実現できる。

4. 開発のポイント
前述のとおり，本開発品は当社従来製品と比較して，製品サイ

ま た，制 御 ユ ニ ッ ト は，AC200V と AC400V シ ス テ ム 共ズを大幅に小型化した。小型化にあたっては熱設計が課題とな

通でご使用いただけるため，上位コントローラを変更せずに，る。また，大きな容量のサーボアンプは，電解コンデンサなどのAC200V システムからの置換えが可能である。

部品サイズも大きくなり，耐振動性を保つために，部品をシリ
コーンゴムなどで固定する必要がある。従来，この作業の自動Power Unit
37kW

Amp. Unit
600A or 300A

Amp. Unit
150A

Amp. Unit
25〜75A化は難しく，手作業でおこなっていた。このような課題を解決するために，本開発で取り組んだ開発のポイントや，自動化のために工夫した点を紹介する。
図版の文字

4.1 最適な放熱構造

123

主な用途の一つである射出成形機において，開発品は射出軸
英語版用で使用されることが多い。

Condens

英語版用
射出軸の動作には金型内で溶融した樹脂材料を冷却・固化さ

Times Ten

せる際に，サーボモータの定格を超えるトルクで十数秒間圧力を掛ける保圧動作がある。
この保圧動作の繰り返しは，アンプユニットに搭載している
パワーモジュール（IGBT）の温度を大きく変化させ，部品の寿EtherCAT Single axis Control Unit

図 7 システムイメージ

命（サーマルサイクル寿命）を低下させる要因である。
本開発品では，この温度変化を抑えるため，放熱構造を最適化した。サーマルサイクル寿命には，パワーモジュールの銅ベースと放熱フィンの熱容量が大きく影響する。そのため，図 8 に示す熱解析シミュレーションにより，放熱フィンのベース厚を変

3.2 小型化・軽量化

えながらパワーモジュールの温度変化を解析し，最適なベース採用し損失を低減するとともに，高性能フィンを使用して放熱品寿命を確保し，製品の信頼性を高めた。

電源ユニット，アンプユニットは，新世代パワーモジュールを厚を設定した。これにより，大幅に小型化しながらも，十分な部構造を最適化した。さらに，部品レイアウトの高密度化を図り，製品の小型化を実現した。
放熱フィン（ベース部）

また，ユニット内部配線用の銅バーを一体構造とするなど部
品点数を削減し，軽量化も実現した。
その結果，600A アンプユニットは当社従来製品に対して容積比 61%，質量比 60%，小型・軽量化した。これにより，定格出

パワーモジュール

力 37kW のモータと組み合わせるサーボシステムとしては，業界最小サイズ※を達成した。
製品の小型・軽量化により，お客さま装置内の占有率を低減でき，柔軟なレイアウトと装置の小型化に貢献できる。

3.3 制御ユニットの性能・機能向上｢SANMOTION R 3E Model｣サーボアンプをベースにした制御ユニットをラインアップした。従来よりもサーボの応答性，機械の共振や振動に対する抑制効果を高めることができ，機械装置の生産性と加工品質の向上に貢献できる。また，消費電力やエンコーダ通信の品質状態を確認するモニタ機能，ダイナミッ

図 8 放熱フィンベース厚変化の熱解析

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

30

SANMOTION R AC400V 入力多軸サーボシステム（37kW，300A/600A）の開発

4.2 ファンカバーの改善

製品の高密度化を実現するため，600A アンプユニットと今後も，さらにお客さま装置の価値向上に貢献する新製品を開発し，提案し続けていく所存である。

37kW 電源ユニットは，ユニット内冷却用にファンモータを内蔵している。

※ 2021 年 2 月，当社調べ。

ユニット内部への異物混入対策として，新たに板金製のファンカバーを設計した。従来使用のフィルターキットと比較して，
風量−静圧特性を改善し､ 低騒音化も図った。また，フィルター

執筆者

交換が不要なため，長期にわたって安心してご使用いただける。
水沢 正明

4.3 生産性と品質の向上

当社では，生産性と品質を向上するために，自動化技術とロサーボシステム事業部 設計第二部
サーボアンプの開発，設計に従事。

ボットを活用した生産に取り組んでいる。
本開発品では，基板自立型の大型アルミ電解コンデンサの振動対策として，シリコーンゴムによる固定をおこなっている。
従来，この作業は人がおこなっていたため，シリコーンゴムの塗高杉 満
サーボシステム事業部 設計第二部
サーボアンプの開発，設計に従事。

布範囲・塗布量には，ばらつきが生じた。開発品は，塗布方法を工夫することで，ロボットによる塗布作業を可能とした。塗布

野口 大翔

作業の自動化により，ばらつきも抑えられ，生産性の向上と品質サーボシステム事業部 設計第二部
サーボアンプの開発，設計に従事。

の安定化を図った。

5. むすび本 稿 で は，
「SANMOTION R Model」AC400V 入 力 多 軸

平光 聡志
サーボシステム事業部 設計第二部
サーボアンプの開発，設計に従事。

サーボシステムに，新たにラインアップした開発品の概要，特長，および開発のポイントを紹介した。

春日 規明① 37kW 電源ユニット，300A と 600A のアンプユニットがサーボシステム事業部 設計第二部
サーボアンプの開発，設計に従事。

新たに加わった。これにより，定格出力 550W 〜 37kW のサーボモータを駆動できる AC400V 入力多軸サーボシス
テムのラインアップが拡充した。
②

放熱構造の最適化，部品レイアウトの高密度化，部品点数の削減などにより，大幅に小型・軽量化した。これにより，定格出力 37kW を駆動するサーボシステムとしては，業界最小サイズ※を達成した。

③ 「SANMOTION 3E Model」をベースとした制御ユニットをリリースし，サーボの応答性，機械の共振や振動の抑制効
果を高めることができる。
④ 消費電力やエンコーダ通信品質のモニタ機能，部品の残寿
命推定機能により，機械装置の環境診断や予防保全に寄与できる。
本開発品は，機械装置の省スペース化，省配線化に寄与するとともに，生産性と加工品質の向上に貢献できるものと考える。
また，AC200V システムと同じ，モータ定格出力 550W 〜

37kW の AC400V 入力多軸サーボシステムをラインアップしたことにより，機械装置の出荷先に応じて，最適なシステムの選択肢が一層広がった。

31

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

中沢 周平
サーボシステム事業部 設計第二部
サーボアンプの開発，設計に従事。

社内表彰 発明優秀賞

2020 年 5 月表彰

件名

部門

氏名

モータ制御装置の取付構造

サーボシステム事業部

設計第二部

井出 勇治，
押森 卓男，
小池 宏明

系統連系インバータの偏磁解消制御

パワーシステム事業部

設計部

石田 誠，
栁澤 実

社内表彰 モノつくり優秀賞

2020 年 5 月表彰

件名部門

羽根金型の離型性を改善する金型機構

クーリングシステム事業部

インクリメンタルエンコーダ投光モジュールの高精度組立技術氏名
生産部生産技術課第二係

山田 洋一，
大久保 真介サーボシステム事業部

生産技術部製造技術第一課第二係

竹下 伊久男

サーボシステム事業部

生産技術部生産技術開発課

鮎澤 秀幸

山洋電気テクノサービス株式会社

小林 大輝，
小島 義寛

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

32

主な特許
■ 2020 年登録の特許権

33

登録番号

名称

発明者

欧州特許 02458223

二重反転式軸流送風機

大澤 穂波 , 石原 勝充 , 中村 俊之 , 皆瀬 尊 , 相沢 吉彦 ,西村 誠二

欧州特許 02173022

ブラシレスモータ用ステータ

小野沢 泉 , 宮沢 昌嗣

欧州特許 02355309

電動ファン

工藤 愛彦 , 池田 智昭 , 丸山 晴久

欧州特許 02685625

モータ制御装置

戸田 貴久

欧州特許 02814167

ファンモータの制御装置

村松 陽 , 戸田 貴久 , 西牧 健太

欧州特許 02811627

ファンモータ、直列型ファンモータ
およびその組立方法

石原 勝充 , 野村 正志 , 林 智子

中国特許 ZL201410443400.X

三相電磁モータ

宮下 利仁 , 堀内 学

韓国特許 102073801

ステータ、ステータの製造方法、およびモータ

宮下 利仁 , 鈴木 正司 , 堀内 学 , 武捨 雅樹

米国特許 10666108

ステータ、ステータの製造方法、およびモータ

宮下 利仁 , 鈴木 正司 , 堀内 学 , 武捨 雅樹

台湾特許 I687028

モータ構造

宮下 利仁 , 堀内 学

欧州特許 02996230

ステッピングモータ

依田 泰志 , 中武 耕二 , 大橋 正明

香港特許 HK1216945

ステッピングモータ

依田 泰志 , 中武 耕二 , 大橋 正明

台湾特許 I682610

ステッピングモータ

依田 泰志 , 中武 耕二 , 大橋 正明

中国特許 ZL201510772342.X

モータ制御装置

井出 勇治 , 小山 雅久 , 小市 伸太郎

台湾特許 I691159

モータ制御装置

井出 勇治 , 小山 雅久 , 小市 伸太郎

中国特許 ZL201511023274.3

ファンケーシング及びファン装置

稲田 直哉 , 大澤 穂波

台湾特許 I712357

ファンケーシング及びファン装置

稲田 直哉 , 大澤 穂波

台湾特許 I688325

モータ制御装置

井出 勇治 , 押森 卓男 , 小池 宏明

中国特許 ZL201610079626.5

モータ制御装置

井出 勇治 , 北原 通生 , 平出 敏雄

台湾特許 I703809

モータ制御装置

井出 勇治 , 北原 通生 , 平出 敏雄

台湾特許 I696808

測定装置

石原 勝充 , 戸田 貴久 , 村松 陽

台湾特許 I683196

モータ制御装置

井出 勇治 , 北原 通生 , 平出 敏雄

中国特許 ZL201610087797.2

モータ制御装置

井出 勇治 , 倉石 大悟 , 高橋 昭彦 , 平出 敏雄

台湾特許 I705657

モータ制御装置

井出 勇治 , 倉石 大悟 , 高橋 昭彦 , 平出 敏雄

台湾特許 I703270

インペラ及びファン装置

渡辺 二朗 , 宮沢 昌嗣 , 中山 章

米国特許 10781819

インペラ及びファン装置

渡辺 二朗 , 宮沢 昌嗣 , 中山 章

中国特許 ZL201610232262.X

双方向軸流ファン装置

藤巻 哲 , 西沢 敏弥 , 川島 高志

台湾特許 I699484

双方向軸流ファン装置

藤巻 哲 , 西沢 敏弥 , 川島 高志

中国特許 ZL201610329511.7

モータ用センサ

関 貴祥

中国特許 ZL201610649891.2

リニアモータ三澤 康司 , 佐藤 寛之 , 高橋 昭彦 , 杉田 聡

韓国特許 102178178

リニアモータ三澤 康司 , 佐藤 寛之 , 高橋 昭彦 , 杉田 聡

中国特許 ZL201610649582.5

軸流送風機及び直列型軸流送風機

中村 俊之 , 宮沢 秀治

欧州特許 03133292

軸流送風機及び直列型軸流送風機

中村 俊之 , 宮沢 秀治

台湾特許 I702340

軸流送風機及び直列型軸流送風機

中村 俊之 , 宮沢 秀治

日本特許 06745661

モータ制御装置

井出 勇治 , 北原 通生 , 平出 敏雄

日本特許 06653542

モータ制御装置

井出 勇治 , 北原 通生 , 平出 敏雄

中国特許 ZL201610676324.6

測定装置

小池 正啓 , 池田 智昭 , 戸田 貴久 , 村松 陽 , 石原 勝充 ,漆本 光瑠

中国特許 ZL201611177833.0

モータ

堀内 学 , 宮下 利仁

韓国特許 102192221

モータ

堀内 学 , 宮下 利仁

米国特許 10848019

モータ

堀内 学 , 清水 麻衣 , 北島 純

日本特許 06764670

電力変換装置西澤 和也 , 小澤 拓也

日本特許 06680648

モータ制御装置

井出 勇治 , 平出 敏雄 , 菊地 敬吾

日本特許 06734752

エンコーダ自動判定装置

柳澤 竜一 , 水口 政雄

中国特許 ZL201710785510.8

リバーシブルフローファン

山崎 嘉久

欧州特許 03301305

リバーシブルフローファン

山崎 嘉久

米国特許 10662973

リバーシブルフローファン

山崎 嘉久

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

登録番号

名称

発明者

欧州特許 03301306

送風ファン

山崎 嘉久 , 藤巻 哲 , 川島 高志 , 荒起 聡直

日本特許 06802022

送風ファン

山崎 嘉久 , 藤巻 哲 , 川島 高志 , 荒起 聡直

米国特許 10837345

送風ファン

山崎 嘉久 , 藤巻 哲 , 川島 高志 , 荒起 聡直

日本特許 06766024

冷却ファンの自動制御システム
及びファンの自動制御装置
受注管理システム、受注管理装置
及び受注管理プログラム

日本特許 06676133

電機子モールド構造

堀内 学 , 相良 弘樹 , 北島 純 , 清水 麻衣 , 松下 孝

日本特許 06694500

電機子のボビン構造

堀内 学 , 相良 弘樹 , 北島 純 , 清水 麻衣 , 松下 孝

日本特許 06764921

3 相モータの電機子構造

堀内 学 , 相良 弘樹 , 北島 純 , 清水 麻衣

日本特許 06643519

モータ制御装置及びその絶縁抵抗検出方法

井出 勇治 , 菊地 敬吾 , 平出 敏雄 , 酒井 将和

米国特許 10712041

村上 直樹 , 村上 昌志
宮田 繁二郎 , 菊地 敬吾

社外発表 一般技術誌

2020 年 1 月〜 12 月

題目

執筆者

誌名

発行月

発行所

特集：2020 年 会員企業各社の製品・技術開発とその成果

山洋電気株式会社

電機

2020.2

一般社団法人日本電機工業会

サーボシステム製品を効率的に生産する
こだわり技術孫竹 周作，牧内 一浩

月刊 JETI

2020.3

株式会社日本出版制作センター「SANUPS W73A」連系自立タイプの開発

石田 誠，西澤 博文，
藤巻 哲也，棚橋 克俊

月刊 JETI

2020.4

株式会社日本出版制作センター「SANMOTION R 3E Model」
位置決め機能内蔵サーボアンプの開発

伊藤 直弘，小菅 泰幸，
藤沢 健一，石﨑 圭介，
久保 直希，西沢 英朗

月刊 JETI

2020.12

株式会社日本出版制作センター

社外発表 技術論文

2020 年 1 月〜 12 月

論文題目

執筆者

誌名

発行月

発行所

Robust Estimation Method
for Stator Temperature Basedon Voltage Disturbance Observer
Autotuning Resistance for SPMSM

井出 勇治，倉石 大悟，高橋 昭彦（共同執筆：長岡技術科学大学）

IEEJ Journalof Industry
Applications

2020.7

電気学会

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

34

Memo

35

SANYO DENKI Technical Report No.51 May 2021

4
51

May 2020
May
2021

発行

山洋電気株式会社〒170-8451 東京都豊島区南大塚 3-33-1
電話（03）5927 1020

発行者

児玉 展全

編集委員会

馬場 俊彦
（委員長）
小野寺 悟（副委員長）
小林 孝至（委員兼事務局）
塚田 志保（委員兼事務局）
由井 里紗（委員兼事務局）
丸山 晴久
大野 耕嗣
西澤 博文
石田 誠
倉石 大悟
押森 卓男
吉池 仁志
成瀬 理恵子発行日2021 年 5 月 17 日（年 2 回発行）

©2021 SANYO DENKI CO., LTD. Printed in Japan

https://www.sanyodenki.co.jp/

無断転載を禁ず本テクニカルレポートに記載された会社名と商品名は, それぞれ各社の商号, 商標または登録商標です。