特集

脱炭素社会に向けて

1990
Fujiyama Works

56

November
2023

COLUMN
表紙：

富士山工場
1990年

1980年代後半から1990年代にかけて，社会全体が好景気の「バブル経済期」と呼ばれていました。
富士山工場は，パワーシステム事業部の大型ジェネレータ
などの大型製品の受注増加を見越して新設されました。
緑ヶ丘工場や築地工場の大型設備を移設し，効率的なものづくりができる工場として操業を開始しました。
2013年にはさらに増設し，最新設備と効率の良い自動化
ラインを導入したことにより，現在はクーリングシステ
ム，パワーシステム，サーボシステム全事業部の製品を生産する拠点として稼動しています。
太陽光発電設備を設置し，再生エネルギーを活用している
環境に配慮した工場です。

56
November 2023

SANYO DENKI TECHNICAL REPORT
C

O

N

脱炭素社会に向けてT

専務執行役員

E

N

T

S

中山 千裕

1

特集：脱炭素社会に向けて

3■ クーリングシステム事業部
脱炭素社会に向けて

村上 直樹 ............................................................................................................ 3

40 × 28mm 厚 高静圧長寿命ファン「San Ace 40L」9LG タイプ 柳沢 篤史 ほか ..................................................................................... 7□

120 × 25mm 厚 ACDC ファン「San Ace 120AD」9AD タイプ 川島 高志 ほか ............................................................................. 11□■ パワーシステム事業部
脱炭素社会に向けた製品と技術

永井 正彦 ....................................................................................... 16

リチウムイオン電池パック「SANUPS LiB Pack」の開発

齊藤 真伊

ほか

.................................................................................. 20■ サーボシステム事業部
脱炭素社会に向けて〜省エネルギー・省資源の取り組み〜 山口 政裕

ほか.............................................................................. 23「SANMOTION C S200」
モーションコントローラの開発

岡崎 達也

ほか

................................................................................. 28

脱炭素社会に向けて
専務執行役員中山 千裕 Chihiro Nakayama

2023 年 3 月に，山洋電気株式会社はカーボンニュートラル実現に向けて，山洋電気グループ※の CO2 排出量を 2030 年度に 46% 削減（2017 年度比），2050 年度までに実質ゼロとする中長期目標を策定しました。
山洋電気グループは脱炭素社会の実現に向けて，大きく 3 つのことに取り組んでいます。

1 つ目は，エコプロダクツ製品の積極的な開発です。最新の省エネ技術を取り入れ，製品使用時の環境負荷の低減と CO2 の排出量の削減に取り組んでいます。

2 つ目は工場における省エネの取り組みです。1997 年に長野県上田市のテクノロジーセンターへ太陽光発電設備を導入しました。現在では上田事業所全体で最大 2,520kW の発電能力があります。また工場の照明を LED 照明に変更したことで大幅な消費電力の削減を実現しました。
さらに自動化設備の導入により生産効率を大きく向上させることで，無駄な電力の削減を実現しました。

3 つ目はカーボンニュートラル市場に向けた取り組みの強化です。当社のパワーシステム事業部では，太陽光，風力，水力発電用パワーコン
ディショナやグリッド管理装置など，自然エネルギーを活用できる製品を数多く開発しています。カーボンニュートラル市場で当社の製品が広く使われていくことで，脱炭素社会に向け大きく貢献できると考えています。
これら 3 つの取り組みにおいて，特に注力しているのが，エコプロダ
クツ製品の積極的な開発です。
山洋電気グループは，「すべての人々の幸せを目指す」という企業理念のもと，「地球環境を守るための技術」「新しいエネルギーの活用と省エ
ネルギーのための技術」「人の健康と安全を守るための技術」という 3 つの技術テーマをベースに，高効率かつ省エネルギーの製品を数多く開発
してまいりました。
※山洋電気株式会社，山洋電気テクノサービス株式会社，山洋電気 IT ソリューション株式会社が対象。

1

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

開発した製品は，市場や既存の製品と比較し，一定の評価基準を満たしているものを環境適合設計製品（エコプロダクツ）として認定しています。エコプロダクツに認定される製品が増えれば増えるほど，環境に貢献できます。2022 年度は 20 件がエコプロダクツとして認定され，累計 358 機種になりました。

2022 年度，クーリングシステム事業部では，羽根・フレームの最適化設計とモータ・駆動回路の最新設計により高効率化することで，従来品と比較して CO2 排出量を 40% 削減したクーリングファンを発売しました。
サーボシステム事業部では，巻線の占積率の改善などにより電力損失を低減することで，従来品と比較して CO2 排出量を 13% 削減したリニ
アサーボモータを発売しました。
これらのエコプロダクツの研究開発がおこなわれている，長野県上田市のテクノロジーセンターでは，カーボンニュートラルの実現に向けた取り組みを一層加速するため，2023 年 4 月からテクノロジーセンターにおいて使用される電力を，水力発電由来の「信州 Green でんき」に切り替えました。これによりテクノロジーセンターの電力は，太陽光発電と合わせて実質的に再生可能エネルギー 100% に切り替わり，電力使用による CO2 排出量はゼロとなりました。このように当社のエコプロダク
ツの研究開発に使用する電力も脱炭素となっています。
本号には特集として，「脱炭素社会に向けて」をテーマとし，それぞれの事業部の代表的な製品について，その役割や特長をふまえた技術を紹介しています。
今後も山洋電気グループは事業成長と環境保全を両立した企業活動
で，持続可能な循環型社会の実現に貢献してまいります。

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

2

特集：脱炭素社会に向けて

脱炭素社会に向けて
村上 直樹
Naoki Murakami

1. まえがき
近年，世界的な地球温暖化・気候変動が深刻な問題となっている。これらの原因となる温室効果ガス（二酸化炭素）の実質的な排出量ゼロを達成する“脱炭素社会”の実現に向けて，ガソリン
車から電気自動車への切り替え，クリーンエネルギーの拡大，省エネルギー性能の向上，廃棄物の削減など，世界各国で温室効果ガスを削減するための取り組みがおこなわれている。
脱炭素社会は地球温暖化・気候変動対策であるだけでなく，SDGs の複数の目標に関連する重要なテーマであり，全世界の企業，団体，個人がそれぞれの目標を掲げて実現に向けて取り組んでいる。
当社においても企業理念として掲げている「社会や環境に対

図 1 冷却ファンの低消費電力化・長寿命化が貢献する
SDGs 目標

しては，企業活動を通じて，地球環境の保全および人類の繁栄に寄与する経営をします」に基づき，脱炭素社会の実現に貢献する
製品開発を積極的におこなっている。

2.2 シミュレーションによる最適値の自動探査

冷却ファンの低消費電力化には羽根・フレームによる空力性

能とステータコア・巻線・マグネット・駆動回路によるモータ性
本稿では，脱炭素社会を実現するための冷却ファンの低消費能の高効率化が不可欠である。従来は，実評価によるカットア

電力化技術と，実現に貢献する「San Ace」製品について紹介すンドトライが高効率化検討の主な手段であったが，近年では，シる。

ミュレーションにより高効率化を探る自動探査を活用し開発をおこなっている。過去の開発により蓄積されたノウハウをパラ

2. 脱炭素社会を実現するための低消費電力・長寿命技術

2.1 脱炭素社会における冷却ファンの低消費電力化と長寿命化

冷却ファンは世界中のさまざまな分野の装置に搭載されている。そのため，冷却ファンの低消費電力化は化石燃料の消費を減らし，温室効果ガスの発生を抑制するための非常に有効な手段である。また，冷却ファンの長寿命化は製品を長く使うことにより，資源利用効率を向上し，かつ廃棄物を削減することができる技術である。これらは図 1 に示す SDGs の目標の達成にも貢献できる技術である。
当社は，冷却ファンにおける低消費電力と長寿命は重要な性能と捉え，これらの性能を特長とする多くの冷却ファンを開発してきた。
ここでは，冷却ファンの低消費電力化と長寿命化を実現するための技術の一部を紹介する。

3

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

メータとしてシミュレーションに取り込み，自動探査をおこなうことで，さらなる高効率化の検討ができるようになった。図2 にシミュレーションによる自動探査を活用し開発した□ 140 ×
38mm「San Ace 140」9RA タイプと従来品の羽根・フレーム形
状の比較，図 3 に従来品と同等冷却性能時における消費電力および騒音レベルの比較を示す。
空力性能とモータ性能の高効率化により，従来品と比較し大幅な低消費電力と低騒音を実現している。

脱炭素社会に向けて

2.3 空気の流れの可視化

前述の自動探査により導き出された羽根・フレーム形状の細部の設計のために，シミュレーションによる空気の流れの可視化をおこなっている。羽根・フレーム形状が適切でない場合，
羽根の翼やフレームのスポークの近傍に大きな乱流や渦が発生し，効率低下や騒音増加の原因となる。シミュレーションにより空気の流れを可視化することで，乱流や渦の程度を把握でき，
羽根・フレーム形状の変更による改善効果が把握しやすくなった。図 4 にフレームのスポーク形状による渦の改善例を示す。
渦の領域の減少

新製品

従来品

図 2 「San Ace 140」9RA タイプと従来品の羽根・フレーム

スポーク

スポーク

改善前

改善後

図 4 スポーク形状による渦の改善例
また，シミュレーションによる空気の流れの可視化は，長寿命

60タ，および軸受の温度を低く抑える自己冷却構造が有効である

騒音レベル

55

が，シミュレーションにより内部の空気の流れを可視化するこ

50

9.5dB（A）低減とで，自己冷却効果を向上させる構造の設計が可能となった。

45

図 5 に内部の空気の流れの可視化例を示す。構造 A と比較し構造 B は内部の空気流量が増加しているため，より高い自己冷却

40
消費電力

35

8

24%低減

7
6

［inchH2O］ ［Pa］

0.4

静圧

0.3

100

効果が得られている。

9

5
静圧

80
60

構造 A

想定動作点

0.2

0

構造 B

図 5 内部の空気の流れの可視化例

400.1

空気流量が増加

消費電力
［W］

騒音レベル
［dB
（A）］

化の検討にも活用している。長寿命化のためには，内部のモーDC48 V20
0

シミュレーションによる自動探査と空気の流れの可視化によ
0
0

1

2
50

3

4

5［m3/min］

り，インプット（パラメータや形状）に対するアウトプット（効率

150

［CFM］

や消費電力）が明確になり，冷却ファンのさらなる低消費電力，

100

風量

従来品 109P1448H101
開発品 9RA1448H1001

長寿命を実現する羽根，フレーム，モータ，および構造の設計ができるようになった。
今後も，シミュレーション技術，および精度を向上させ，さらなる高性能ファンの開発を目指す。

図 3 「San Ace 140」9RA タイプと従来品の特性比較

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

4

3. 脱炭素社会の実現に貢献する「San Ace」
当社の「San Ace」製品には，低消費電力ファン，長寿命ファン

3.3 ACDC ファン／防水 ACDC ファン
San Ace 9AD タイプ／ San Ace 9ADW タイプ

ACDC ファン San Ace 9AD タイプは，AC 入力でありながをはじめとして，脱炭素社会の実現に貢献できる多くのライン

ら低消費電力を実現する DC 駆動モータを搭載したファンであ

アップがある。これらの製品例，および特長を紹介する。

り，従来の当社同等サイズの AC ファンと比較し低消費電力化，

3.1 低消費電力，低騒音 San Ace 9RA タイプ

PWM コントロール機能を有しており，状況に応じて回転速度

長寿命化を実現している。また，AC ファンには搭載していない
低消費電力，低騒音を特徴とする San Ace 9RA タイプは，従を調節し，さらなる電力低減も可能である。さらに，防水・防塵

来の当社製品 San Ace 9P タイプ，San Ace 9R タイプおよび性能を備えた防水 ACDC ファン San Ace 9ADW タイプもラSan Ace 9G タイプからの置き換えを想定して開発している。

インアップしており，AC 電源が求められるさまざまな装置のサイズは 60mm から 140mm までラインアップしており，従省エネルギーソリューションとして有効である。

□□

来品と同等のサイズ，冷却性能を維持しながら低消費電力，低騒

図 6 に ø172 × 150 × 51mm「San Ace 172AD」9AD タイプ，

9ADW タイプの従来品と同等冷却性能時における消費電力音を実現している。

2.2 項で紹介した□ 140 × 38mm「San Ace140」9RA タイプはの比較を示す。開発品を従来品と同等冷却性能になるように消費電力を大きく低減したことで，製品のライフサイクルにおPWM 制御で回転速度を下げた場合，従来品（60Hz）に対して消（当社
ける CO2 排出量を従来品と比較して 41% 削減している。

「San Ace 172AD」の周囲
費電力が 48% 低減している。また，

LCA 計算ソフトウェアによる）。

温度 60˚C における期待寿命は 40,000 時間（残存率 90%，定格電
圧連続運転，フリーエアー状態，常湿）であり，従来品の期待寿3.2 高風量長寿命ファン／高風量長寿命防水ファン
San Ace 9LG タイプ／ San Ace 9WL タイプ

当社では，高風量と長寿命の両立を実現した San Ace 9LG タ

イプと，さらに防水・防塵性能を備えた San Ace 9WL タイプを

命 25,000 時間と比較して 1.6 倍に向上している。
また，2023 年 6 月に当社の ACDC ファンとしては最薄サイズとなる □ 120 × 25mm「San Ace 120AD」を発売した。詳細は，本テクニカルレポートの記事を参照いただきたい。

ラインアップしている。これらの冷却ファンは，長寿命，および防水・防塵性能が求められる再生可能エネルギー市場，電気自動車市場の装置冷却用として最適である。
□

電圧:100V AC
周波数:60Hz

400

140 × 51mm「San Ace 140L」9LG タイプ，「San Ace 140W」

360

9WL タイプと従来品との期待寿命および一般特性の比較を表
1，2 に示す。San Ace 9LG タイプ，San Ace 9WL タイプは従開発品

9AD5701P5H003
9ADW5701P5H003

従来品

109S301

40
36

320

32

280

28

周囲温度 60˚C における期待寿命は San Ace 9LG タイプで 3 倍，

San Ace 9WL タイプで 1.7 倍に向上している。
（残存率 90%，

表 1 「San Ace 140L」9LG タイプと従来品の比較
型番
開発品

9LG1412P5G001
従来品

9LB1412S501

期待寿命
［h］

最大風量

［m /min］

最大静圧
［Pa］

180,000

9.0

655

3

240
静圧
［Pa］

定格電圧連続運転，フリーエアー状態，常湿）

消費電力

8.1

240

48%低減

200

20

160

16

120

12

80

60,000

24

8

静圧

40

4
想定動作点

表 2 「San Ace 140W」9WL タイプと従来品の比較
型番
開発品

9WL1412P5G001
従来品

9WB1412S501

5

期待寿命
［h］

最大風量
［m3/min］

最大静圧
［Pa］

100,000

9.0

655

60,0008.1

240

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

0

0

2

4
風量［m /min］

6

0

3

図 6 「San Ace 172AD」9AD ／ 9ADW タイプと従来品の比較

消費電力［W］

来品と比べて最大風量で 1.1 倍，最大静圧で 2.7 倍向上し，かつ脱炭素社会に向けて

3.4 ファンコントローラ

参考文献

当社は，IoT 対応ファンコントローラとして「San Ace コントローラ」をラインアップしている。図 7 に「San Ace コントロー
ラ」のシステム構成例を示す。
「San Ace コントローラ」を使用す
れば，PWM コントロール機能付きファンの回転速度を最適な（1）小池 正啓ほか 4 名：高風量長寿命ファン／高風量長寿命防水ファン「San Ace 140L」，「San Ace 140W」

SANYO DENKI Technical Report No.46 pp.7-12（2018.11）（2）小澄 直也ほか 4 名：ø172 × 150 × 51mm 厚 ACDC ファン／

回転速度に調節できるため，過剰な電力消費を削減することが防水 ACDC ファン「San Ace 172AD」9AD タイプ／ 9ADW タイプ

できる。さらに，専用センサと組み合わせて冷却ファンの自動

SANYO DENKI Technical Report No.46 pp.9-13（2021.11）制御をおこなうこともできる。例えば温度センサで装置内の温（3）立山 智司ほか 5 名：□ 140 × 38mm 厚 低騒音ファン「San Ace 140」

度を監視し，温度に応じて冷却ファンの回転速度を自動制御す

9RA タイプ

ることで，常に最適な回転速度を維持でき，さらなる消費電力の

SANYO DENKI Technical Report No.55 pp.9-13（2023.5）

削減が期待できる。
また，「San Ace コントローラ」は遠隔監視機能を搭載しており，冷却ファンの回転速度や電流値を監視してアラームを出す

執筆者

ことができる。この機能により，実使用環境における冷却ファンの寿命を把握でき，適切なサイクルでメンテナンスすること

村上 直樹

ができる。

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。
装置

外部入出力

（クラウドサーバ）

コントローラ端末

ファン
インターネット
無線通信

LAN
設定・制御・監視データ・アラーム

DC電源

PC

センサ

図 7 「San Ace コントローラ」のシステム構成例

4. むすび
本稿では，脱炭素社会を実現するための冷却ファンの低消費電力化技術，および長寿命技術と，実現に貢献する「San Ace」製品について紹介した。
地球温暖化や気候変動を抑制し，SDGs の達成に欠かすこと図版のできない脱炭素社会の実現は，全世界の課題であり，企業，団体，個人がそれぞれの目標を掲げて実現に向けて取り組んでい英語Coる。当社も，環境負荷低減目標の達成を目指すとともに，グロー英語

バルに製品を販売する企業として，今後も脱炭素社会の実現にTim貢献できる製品を開発・提供することで，世界の脱炭素社会の実現に貢献していく所存である。

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

6

新製品紹介40 × 28mm 厚 高静圧長寿命ファン「San Ace 40L」9LG タイプ
□

柳沢 篤史

石原 勝充

漆本 光瑠

中村 俊之

Atsushi Yanagisawa

Katsumichi Ishihara

Hikaru Urushimoto

Toshiyuki Nakamura

1. まえがき
情報通信機器は人々の社会や経済を支える設備として，ますます重要性が高まっている。重要な設備や遠隔地に設置される機器には長期間にわたり安心して使用できる高い信頼性と長い製品寿命が求められており，長寿命ファンが多く採用されてきた。
機器の急速な高性能化にともない，機器内部の高密度化や発熱量の増加が一層進んでいるため，ファンには，長寿命でありな
がら高い冷却性能が必要になってきた。当社は従来から長寿命
ファン□ 40 × 28mm 厚 9L タイプ（以下，従来品とする）を販売してきたが，こうした要求に応えられないケースが増えてきた。
このような市場の要求に応えるため，高静圧長寿命ファン「San Ace 40L」9LG タイプ（以下，開発品とする）を開発・製品

図1□

40 × 28mm 厚「San Ace 40L」9LG タイプの外観化した。

3. 開発品の概要

本稿では，その特長と性能を紹介する。

2. 開発品の特長

3.1 寸法諸元

図 2 に開発品の寸法緒元を示す。外形サイズ，取付寸法など，

図 1 に開発品の外観を示す。

従来品と互換性を保っている。

開発品は従来品と同じ外形サイズでありながら，高風量，高静圧，長寿命を実現している。
定格電圧は従来品と同じ 12V と，新たに 24V を追加して，2 種類の電圧仕様をラインアップしている。

3.2 特性3.2.1 一般特性開発品の一般特性を表 1 に示す。

28±0.54±0.3

8-∅3.5±0.3

40±0.34±0.3

32±0.332±0.3（10）
SANYO DENKI

回転方向

風吹出方向

図 2 「San Ace 40L」9LG タイプの寸法諸元 （単位：mm）

7

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

40±0.3

+30
320 0

□

40 × 28mm 厚 高静圧長寿命ファン「San Ace 40L」9LG タイプ

表 1 「San Ace 40L」9LG タイプの一般特性

PWM

定格
定格
使用
デューティ
電流
電圧 電圧範囲
サイクル※［A］［V］ ［V］［%］

型番

9LG0412P3G001
9LG0412P3S001

22.8

33500

0.93

32.9

1780

7.15

68

0.09

1.08

7500

0.2

7.07

89

0.36

33

1.23

14.8

28000

0.77

27.2

1290

5.18

65

13.8

20

0.07

0.84

5700

0.15

5.3

53

0.21

28

100

0.69

8.28

22500

0.62

21.9

830

3.33

62

20

0.07

0.84

5700

0.15

5.3

53

0.21

28

100

0.95

22.8

33500

0.93

32.9

1780

7.15

68

20

0.07

1.68

6800

0.18

6.36

73

0.29

32

9LG0424P3G001
21.6

100

0.61

14.6

28000

0.77

27.2

1290

5.18

65

26.4

20

0.05

1.2

5000

0.13

4.59

41

0.16

27

100

0.34

8.16

22500

0.62

21.9

830

3.33

62

20

0.05

1.2

5000

0.13

4.59

41

0.16

27

〜

24

1.9

20
100

9LG0412P3H001

9LG0424P3S001

100
10.2
〜

12

定格
定格
騒音
使用
最大風量
最大静圧
入力
回転速度
レベル 温度範囲［W］ ［min-1］ ［m3/min］ ［CFM］ ［Pa］ ［inchH2O］［dB（A）］ ［˚C］

9LG0424P3H001

期待寿命
［ h］

80000/60˚C（115000/40˚C）

100000/60˚C（135000/40˚C）
− 20
〜
＋ 70

80000/60˚C（115000/40˚C）

100000/60˚C（135000/40˚C）※入力 PWM 周波数：25kHz。PWM デューティ 0% の記載がない型番に限り 0% 時の回転速度は 0min-1。

3.2.2 風量−静圧特性4. 開発のポイント［inchH2O］［Pa］

レーム形状，および冷却と放熱の工夫により 33,500min-1 の高回開発品の風量−静圧特性例を図 3 に示す。

開発品は，高効率な三相駆動モータと空力性能が高い羽根・フDC12 V / DC24 V

8 2,000

静圧

7 1,800
1,600
6
1,400
5 1,200

以下に開発のポイントを説明する。
Gスピード
Sスピード

2

4.1 モータ設計

Hスピード

4 1,0003

高風量，高静圧を実現するためには，従来品より高回転にする

800ことが必要である。長寿命を実現するには，軸受部の温度上昇600を抑える必要があり，モータの高効率化が必須である。そこで，

400

1

200

0

0

転による高風量，高静圧と長寿命性能を実現した。

従来品のバイポーラ駆動（単相全波）モータから，図版の文字
開発品は高回
0
0

0.2
5

0.4
10

15

0.6
20

0.8
25

30

1［m3/min］
35［CFM］

風量123
転と高効率を両立できる三相駆動モータを採用した。

英語版用
図 4 に「San Ace 40L」の開発品と従来品のモータ部の比較をCondens示す。

英語版用

図 3 「San Ace 40L」9LG タイプの風量−静圧特性例

Times Ten

3.2.3 PWM コントロール機能（a）従来品（b）
開発品

開発品は PWM コントロール機能を有し，速度コントロールができる。

3.3 期待寿命

開発品の周囲温度 60˚C における期待寿命（残存率 90%，定格

電圧連続運転，フリーエア状態，常湿）は，大幅に冷却性能を高めた最高回転速度仕様の G スピード品は 80,000 時間を実現し，

S スピードと H スピードは従来品よりも高風量，高静圧ながら

開発品

従来品

図 4 開発品と従来品のモータ部の比較

同等の 100,000 時間を実現している。

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

8

4.2 羽根・フレーム設計［inchH2O］［Pa］

め，シミュレーションを活用して強度が高く空力性能が優れる

最大8.7倍1,800

7羽根を設計した。また，羽根には通気孔を設けてモータの冷却DC12 V2,000

8

羽根は高回転化にともない耐久性の向上が必要であったた

開発品 9LG0412P3G001
期待寿命 80,000h

1,600

性を高めている。

6

フレームは従来品と同じ材質のアルミニウムを採用し，強度および放熱性を高めている。また，羽根形状に合わせた最適な

5
静圧

静翼形状を設計した。
図 5 に羽根・フレーム形状の開発品と従来品の比較を示す。

開発品 9LG0412P3S001
期待寿命 100,000h

1,400
1,200

開発品 9L0412J301
期待寿命 100,000h

1,000

4

800

3

6.3倍

600
2
400
1

200
0

0

1.5倍
0

0.2

0

0.4

最大1.8倍0.6

10

1［m3/min］

0.8

20

［CFM］

30

風量

図 6 開発品と従来品の風量−静圧特性例比較

DC12 V ［W］
4.0［inchH2O］［Pa］

800
3

従来品

2.5

図 5 開発品と従来品の外観比較
静圧

25. 開発品と従来品の比較

1.5

3.5

600

3.0

図 6 に開発品と従来品の風量−静圧特性例比較を示す。

2.0

300

最も性能が高い開発品（9LG0412P3G001）は，従来品と比較して最大風量が 1.8 倍，最大静圧が 8.7 倍向上している。風量と

0

0.5

0

時間である。

00.1

比較を示す。
図中の想定システムインピーダンス（装置通風抵抗）において，開発品は従来品に対して消費電力が 46% 低減しており，高効率である。

9

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

0.2
5

0.3

0.4

10

15

0.5

0.0
0.6［m3/min］
20

風量（9LG0412P3S001）
従来品と同じ期待寿命 100,000 時間の開発品

図 7 に開発品と従来品の同等動作風量時における消費電力の

1.0

想定動作点

静圧を大幅に向上させながら，期待寿命は従来品に近い 80,000

5.2 消費電力の比較

システムインピーダンス

1000は，最大風量が 1.5 倍，最大静圧が 6.3 倍向上している。

1.5

静圧

200
0.5

2.5

400

1

5.1 風量−静圧特性の比較

46%低減

消費電力

500

消費電力

開発品

700

開発品

9LG0412P3G001 同等動作風量時

従来品 9L0412J301

図 7 開発品と従来品の消費電力の比較

［CFM］

□

40 × 28mm 厚 高静圧長寿命ファン「San Ace 40L」9LG タイプ

5.3 環境負荷に対する比較

執筆者

出量の比較を示す。

柳沢 篤史

図 8 に開発品と従来品のライフサイクル全体における CO2 排
開発品は，消費電力を大きく低減したことで，製品のライフサイクルにおける CO2 排出量を従来品と比較して 50% 削減で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。

きる。
石原 勝充
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。

250

200

CO2排出量 [kg]

50%低減

漆本 光瑠
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。

150
224

100

112

50
0

従来品

9L0412H301

開発品

9LG0412P3H001

図 8 CO2 排出量の比較
当社 LCA 計算ソフトウェアによる（100,000 時間，同等動作風量時）

中村 俊之
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。

図版の文字

123

英語版用

Condens

英語版用

Times Ten（a）従来品（b）
開発品

6. むすび
本稿では，高静圧長寿命ファン「San Ace 40」9LG タイプの特長と性能を紹介した。
開発品は，長寿命でありながら当社従来品に対して大幅に高風量および高静圧を実現した。
さらに，電圧仕様を 12V と 24V の 2 種類をラインアップする
ことにより，幅広い用途で使用が可能となり，さまざまな機器を高性能にでき，長寿命や小型化に大きく貢献できると考える。
今後も，市場要求にいち早く応える製品を提供することで，お客さまの新しい価値の創造に貢献できるよう製品開発をしていく所存である。

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

10

新製品紹介120 × 25mm 厚 ACDC ファン「San Ace 120AD」9AD タイプ
□

川島 高志

村上 直樹

降幡 翔

佐藤 圭

Takashi Kawashima

Naoki Murakami

Sho Furihata

Kei Sato

宮沢 秀治

大島 健登

村田 雅人

Shuji Miyazawa

Kento Oshima

Masato Murata

1. まえがき
近年では地球温暖化対策として，脱炭素社会を目指す動きが以下に開発品の特長を示す。
（1）省エネルギー（2）長寿命

加速しており，冷却ファンにも低消費電力・長寿命の要求が大き（3）ワイドレンジ

くなっている。加えて，装置の稼働状況に応じてファン速度を（4）高静圧・高風量変更できる PWM 制御機能や，世界各国で使用できる入力電圧（5）PWM コントロール機能による回転速度制御のワイドレンジ仕様も求められている。
当社が従来から販売している AC ファンではこれらの要求に応えることができないため，ACDC 変換回路を搭載した DC
モータ駆動する ACDC ファンを製品化することで，ラインアップを増やしてきた。
また，制御盤や産業用機器においては，小型化・高機能化にと3. 開発品の概要
3.1 寸法諸元

図 2 に□ 120 × 25mm 厚「San Ace 120AD」9AD タイプの寸法緒元を示す。

もない，装置内部のスペースが小さくなってきており，ACDC
ファンにおいても薄型の冷却ファンの要求が高まっている。
こ れ ら の 要 求 に 応 え る た め，当 社 製 品 と し て は 最 薄 型 の25mm 厚 ACDC ファンを開発した。本稿では，開発品の性能と特長と，開発のポイントを紹介する。

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。

PWM 制御付きの高速品，および単一スピードの高速品，中速品，低速品の 4 機種を開発した。

2. 開発品の特長

使用電圧範囲が AC90V 〜 AC264V となっており AC100V
系と AC200V 系で使用できる。

図 1 に外観を示す。

3.2.2 風量−静圧特性

図 3 に PWM 制御付きの高速品 9AD1201P4H001 の風量−

静 圧 特 性 例 を 示 す。図 4 に 高 速 品 9AD1201H4002 と 中 速 品

9AD1201M4002，低速品 9AD1201L4002 の特性例を示す。開発品の風量−静圧特性は，入力電圧 100V から 240V において，
すべて変わらない。

3.2.3 PWM コントロール機能

9AD1201P4H001 は PWM コントロール機能を有し，回転速度を制御できる。

3.3 期待寿命

開発品の周囲温度 60˚C における期待寿命は 60,000 時間（いず図1□

120 × 25mm 厚「San Ace 120AD」9AD タイプ

れも残存率 90%，定格電圧連続運転，フリーエアー状態，常湿）
である。

11

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

□

4×ø4.5±0.3

120 × 25mm 厚 ACDC ファン「San Ace 120AD」9AD タイプ

入力用リード線

取付用穴

AWG22
UL11347

その他のリード線

120±0.8
104.8±0.3

AWG24
UL1430
+30
300 0

（10）
（5）

104.8±0.3
120±0.8
回転方向

図2

□

（5）

+1
25 0
風吹出方向

120 × 25mm 厚「San Ace 120AD」9AD タイプの寸法諸元 （単位：mm）

表1□

120 × 25mm 厚「San Ace 120AD」9AD タイプ一般特性
PWM

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

型番

100

9AD1201P4H001
100

90

240

264

〜

9AD1201H4002
9AD1201M4002

〜

50/60

9AD1201L4002

0.06

3.4

3000

2.35

83

62

0.249

期待寿命
［h］

40

30

0.02

0.7

900

0.7

24.7

6.6

0.03

14

−

0.06

3.4

3000

2.35

83

62

0.249

40

−

0.04

1.6

2250

1.76

62

35

0.140

34

−

0.03

1.1

1800

1.41

49

22

0.088

− 20
60000/60˚C〜（90000/40˚C）
＋ 70

26
-1。

※入力 PWM 周波数：25kHz。周囲温度 40˚C の場合の期待寿命は参考値です。PWM デューティ 0% 時の回転速度は 0min

0.25

静圧

0.20
0.15

[Pa]

[inchH2O]
0.30

AC100-240 V 50/60Hz70

PWM DUTY CYCLE
100%

60

0.25

50

0.20

40

静圧

[inchH2O]
0.30

0.15

30
0.10
0.05
0

[Pa]
AC100-240 V 50/60Hz70
60

9AD1201H4002

50

9AD1201M4002

40

9AD1201L4002

30
0.10

PWM DUTY CYCLE
30%

20

0.05

10
0

0.5
0

20

1

1.5
40

2.5 [m3/min]

2
60

80

[CFM]

風量

図 3 9AD1201P4H001 の風量−静圧特性例

0

20

図版の文

10

123

0

0.5
0

20

1

1.5
40

60

英語版用

2.5 [m3/min]280

Condens

[CFM]

英語版用

Times T

風量

図 4 9AD1201H4002，9AD1201M4002，
9AD1201L4002 の風量−静圧特性例（a）
従来品

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

12（

4. 開発のポイント

4.3 低消費電力化・長寿命化

開発品は，AC 入力を内部で DC に変換し，DC モータで駆動

開発品は，従来品の AC ファンと同等のサイズを維持しながら低消費電力・長寿命・高静圧・高風量を実現した。

することで，AC モータと比較しモータ効率を向上させ，損失を低減している。送風効率に優れる羽根・フレーム形状と電力損失低減によりモータ，および軸受の温度上昇を抑えて，従来の AC

以下に開発品のポイントを紹介する。

ファンに対して，風量・静圧特性の向上，消費電力の低減，長寿4.1 薄型（25mm 厚）を実現するための工夫

命化を実現した。

大容量コンデンサ・リアクトルなどの大型部品をファン内部に72% 低減した。

ACDC ファンでは AC 電圧を DC 低電圧に変換するために，搭載する必要がある。図 5 に従来の当社 ACDC ファンと，開発

消費電力は，従来品が 12W に対して開発品は 3.4W となり，期待寿命（周囲温度 60˚C，残存率 90%，定格電圧連続運転，フリーエアー状態，常湿）は，従来品が 25,000 時間に対して開発品

品の断面図を示す。

は 60,000 時間となり，2.4 倍に向上した。
従来の当社ACDCファン
モータ

羽根ボス部

ロータカバー

5. 開発品と従来品の比較
5.1 風量−静圧特性の比較

図 6 に開発品の 9AD1201P4H001 と従来品の風量−静圧特性例比較を示す。従来品と比較して，最大風量は 2%，最大静圧は 19% 向上した。また，実際の使用領域において動作風量が向上している。
図版の文字

123

銘板

[inchH2O]
0.30

大型部品を銘板側に配置している

[Pa]

0.25

開発品
モータ

英語版用

19%UP

60

Times Ten
9AD1201P4H001

50

0.20
静圧

羽根ボス部

ロータカバー

英語版用

AC100 V 60Hz Condens70

動作風量UP400.15（a）従来品

30
0.10

20

0.05
銘板
大型部品を羽根側に配置している

図 5 従来の当社 ACDC ファンと開発品の断面図
従来の当社 ACDC ファンでは，銘板側に空間を設けて，こ従来品（109S085）

10

0

（b）
開発品

2%UP

0

0.5
0

20

1

1.5
40

2.5 [m3/min]

2
60

80

[CFM]

風量

図 6 開発品と従来品の風量−静圧特性比較

れらの大型部品を搭載しているため，ファンの薄型化は困難であった。そこで，開発品では □ 120mm ファンとしては小型のモータを採用し，羽根ボス部内周とロータカバーの間にスペースを確保して大型部品を配置することで，当社 ACDC ファンとして最薄となる 25mm 厚を実現した。

5.2 従来品と同等性能時の消費電力比較

図 7，図 8 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比較を示す。
開発品を従来品と同等冷却性能になるように PWM 制御で回転速度を下げた場合，想定動作点における消費電力は，60Hz 時

4.2 羽根・フレーム設計

25mm 厚を実現するために，モータを小型にする必要がある。

モータを小型にすることで，消費電力と発熱を抑えながら風量−静圧特性を向上させることが難しくなった。そこで，シミュレーションと実機評価で，羽根の枚数・長さ・角度・形状，フレームの形状など，さまざまな組み合わせを検証し，送風効率の優れる最適な羽根・フレーム設計をすることで解決した。

13

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

は 76% 低減，50Hz 時は 81% 低減している。

□AC100 V 60Hz
従来品（109S085）
電力

200

16

180
160

70

9AD1201P4H001 電力

4

140
120

77%低減

100

183.8kg

80
60
40

0

60

CO2排出量 [kg]

8

電力[W]

12
76%低減

120 × 25mm 厚 ACDC ファン「San Ace 120AD」9AD タイプ

41.4kg20静圧[Pa]

50

0

109S085

9AD1201P4H001 風量40

9AD1201P4H001

英語版用

Condens

20

0

図版の文字
開発品 123

図 9 CO2 排出量の比較
英語版用
当社 LCA 計算ソフトウェアによる Times Ten（25,000 時間，フリーエアー連続運転時）

想定動作点

30

10

従来品

従来品
（109S085）
風量

0.5

1

1.5

2

6. むすび2.5

風量[m3/min]（a）従来品（b）
開発品

本稿では，□ 120 × 25mm 厚サイズの ACDC 変換回路を搭載

図 7 開発品と従来品の風量−消費電力特性比較（60Hz）

した ACDC ファン「San Ace 120AD」9AD タイプの特長と性能を紹介した。開発品は，ファン内部に ACDC 変換回路を搭載し，高効率な羽根・フレーム形状・モータ・回路の設計をおこな

AC100 V 60Hz
従来品
（109S085）電力

うことで，当社の従来品に対して高風量，高静圧，低消費電力，

16

長寿命，PWM コントロール機能，入力電圧ワイドレンジを実現した。

8
9AD1201P4H001 電力

電力[W]

12
81%低減

4

70

脱炭素社会を目指す動きが加速しており，低消費電力・長寿命の製品の要求が今後もますます高まっていく。
変化のある市場要求に応える製品を提供することで，お客さ
まの新しい価値の創造に貢献できるよう製品開発をしていく所

0

60

図版の文字

50
静圧[Pa]

存である。
123

英語版用

40

Condens

9AD1201P4H001 風量

英語版用

30

Times Ten

想定動作点

20
10

0

従来品（109S085）風量（a）従来品
0.5

1

1.5

2

（b）
開発品

2.5

風量[m3/min]

図 8 開発品と従来品の風量−消費電力特性比較（50Hz）

5.3 環境負荷に対する比較

図 9 に開発品と従来品のライフサイクル全体における CO2 排出量の比較を示す。
開発品は，消費電力を大きく低減したことで，製品のライフサイクルにおける CO2 排出量を従来品と比較して 77% 削減できる。

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

14

□

執筆者

川島 高志
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。

村上 直樹
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。

降幡 翔
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。

佐藤 圭
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。

宮沢 秀治
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。

大島 健登
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。

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

15

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

120 × 25mm 厚 ACDC ファン「San Ace 120AD」9AD タイプ

特集：脱炭素社会に向けて

脱炭素社会に向けた製品と技術
永井 正彦
Masahiko Nagai

1. まえがき
今，世界全体が，脱炭素社会の実現に向けて，化石燃料に頼る社会の仕組みを変えていく必要がある。
当社では，その実現に向けて，製品のエネルギー変換効率を高めるとともに，再生可能エネルギーの利用拡大に貢献する製品の開発に取り組んでいる。
本稿では，脱炭素社会に向けたパワーシステム製品とその技術を紹介する。まず，再生可能エネルギーを活用するためのパワーコンディショナとその導入事例について説明する。次に，お客さまの重要な機器を停電から守る無停電電源装置（以下，「UPS」という。）における省エネルギー化の取り組みと，ソリューション例について説明する。

2．再生可能エネルギーを活用する技術と製品

図 1 風力発電・水力発電用パワーコンディショナ「SANUPS W73A」
また，当社は，風力発電機・水力発電機が発電した交流電力を

地球温暖化の原因となる温室効果ガスの排出を抑えるため，

パワーコンディショナに入力可能な直流電力へ変換する製品と再生可能エネルギーが着目されている。当社では，再生可能エ

して，整流器ユニット「SANUPS W75A」をラインアップしてネルギーを活用するための製品をそろえている。

いる。この「W75A」は保護機能を備えているため，パワーコン
ディショナと組み合わせて導入いただくことで，お客さまは，よ2.1 風力発電・水力発電用パワーコンディショナ（1）「SANUPS W73A」は，風力および水力発電システム用のパ（2） 図 2 にそり簡単に信頼性の高い発電システムを構築できる。

の構成例を示す。

ワーコンディショナである。風力発電や水力発電システムのエ
整流器ユニット

ネルギーを有効に引き出して，電力系統に供給できる。お客さ
まの風力発電機や水力発電機の出力特性に合わせて電力特性を最適に設定できる機能を備えることで，さまざまな発電機のエ

風力発電機
水力発電機

など パワーコンディショナ

ネルギーを有効に引き出すことができるのが大きな特長であ商用電源る。図 1 に「SANUPS W73A」の外観を示す。主な電気的仕様は以下のとおりである。
• 出力容量：9.9kW• 直流入力電圧範囲：

DC150 〜 570V

• 交流出力電圧：

三相 3 線 AC202V（50/60Hz）• 自立運転出力：

三相 3 線 AC202V, 9.9kVA ※ 1

図 2 風力発電・水力発電用の整流器ユニット「SANUPS W75A」の構成例（※ 1 連系自立タイプのみ）

2.2 太陽光発電システム用パワーコンディショナ（3）「SANUPS P83E」は太陽光発電システム用のパワーコン

ディショナである。太陽光パネルで発電したエネルギーを有効に引き出すための 2 つの特長を以下に紹介する。
W75A
SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

16

2.2.1 高い変換効率「SANUPS P83E」は，高い変換効率を実現するために，ス

イッチング損失を低減し，トランスやスイッチング周波数の最適化をおこなうことで，高効率 95% を実現した。発電したエネ
ルギーをより有効に利用できる。

2.2.2 広い直流入力電圧範囲「SANUPS P83E」は近年の太陽光パネルの多様化に適応

す る た め，直 流 最 大 入 力 電 圧 を 当 社 製 従 来 品 よ り 拡 大 し て

図 4 当社テクノロジーセンターの屋根に設置した太陽光パネル

600V とした。太陽光パネルの選択肢が増えることで，より発電効率の高い太陽光発電システムを構築しやすくなる。図 3 に「SANUPS P83E」の外観を示す。

この太陽光発電システムには，先に紹介した当社製パワーコ
ンディショナ「SANUPS P83E」を 3 台導入し，合計 300kW のシステムを構成した。発電した電力を施設内に供給し，余剰分は売電するシステムである。本システムは，施設内で消費する電力の約 25% を発電している。
本システムの特長として，「SANUPS P83E」のパワーコン
ディショナの台数制御機能を活用している。台数制御とは，太陽光パネルの発電量に応じて，パワーコンディショナが最適な運転台数を自動で判断することによって，パワーコンディショ
ナによる損失を抑え，発電量をより多くするための制御である。
この台数制御機能により，発電量が少ない時でも高効率な運転ができ，太陽光パネルのエネルギーをより有効に引き出すことができる。
そのほかの特長として，3 台のパワーコンディショナのうちの 1 台を自立運転機能付きタイプにすることで，万一の停電時に太陽光パネルの電力を施設の非常用設備に供給できるシステ
ムとした。

図 3 太陽光発電システム用パワーコンディショナ「SANUPS P83E」

3. UPS の省エネルギー化の取り組み
当社は社会を支えるインフラや，お客さまの重要な機器を停電から守るための製品として，UPS を各種ラインアップしてい「SANUPS P83E」の主な電気的仕様を以下に示す。

る。UPS は，常時お客さまの機器に安定した電気を送り続ける• 出力容量：ことが役割である。一方で，脱炭素社会を実現するために，電力

100kW• 直流入力電圧範囲：

DC240 〜 600V

変換効率をより高くして省エネルギー化することで，CO2 排出• 交流出力電圧：

三相 3 線 AC202V（50/60Hz）

量低減に貢献し，お客さまのランニングコストも抑える製品を• 自立運転出力：

三相 3 線 AC202V, 100kVA

ご提供することも重要な使命である。

※2（※ 2 自立運転機能付きタイプの場合）

以下に，当社の UPS における高効率化の取り組みについて，
いくつか紹介する。

2.3 当社施設の再生可能エネルギー導入事例

当社は脱炭素化への取り組みとして，工場など複数の施設に太陽光発電を導入している。最新の事例として，2021 年 5 月（4）3.1 高効率で高信頼な UPS「SANUPS A11N」「SANUPS A11N」は，高効率であり，高信頼な並列冗長およに長野県上田市に増設したテクノロジーセンターに導入した

び増容量システムを構築できる常時インバータ給電方式の UPS

300kW の太陽光発電システムを紹介する。図 4 は太陽光パネルである。

を屋根に設置した施設の外観である。

は 5kVA の装置を基本ユニットとし，これ「SANUPS A11N」
を 4 台まで並列接続することで，最大で 20kVA まで拡張できる
ことが大きな特長である。図 5，図 6 に装置の外観を示す。
入出力電圧は単相 200V，208V，220V，230V，240V のなかから設定を変更でき，日本国内だけでなく，グローバルな市場でご使用いただける UPS である。

17

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

脱炭素社会に向けた製品と技術「SANUPS A11N」は電力変換効率の向上のため，インバータ

出 力 容 量 は 30kVA，50kVA，75kVA，100kVA を ラ イ ン

回路に 3 レベル方式を採用した。また，最新のスイッチング半導アップしている。入力電圧の変動範囲は，200V 出力の場合，通体に合わせたチューニングをおこなうことで，常時インバータ

常 200V ± 15% であるが，負荷率を 60% 以下に低減して使用すの最大 95.1%（定格時 94%）

れば変動範囲の下限を− 30% まで拡大して運転できる。そのたの高効率を実現した。これにより，ランニングコストの削減や，め，電源変動の大きな場所でも，UPS はバッテリ運転に切り替

CO2 排出量の削減に貢献できる。

えることなくインバータ運転を継続し，お客さまの機器に安定給電方式では業界トップクラス（注 1）

した電源を供給できる。
は，従来製品からさらなる変換効率の向上「SANUPS A23D」のため，整流器とインバータの制御方式に 2 相変調方式を導入した。この 2 相変調方式は，スイッチング素子のスイッチングを
入出力周波数の約 1/6 周期で各相順番に停止させるため，素子のスイッチング損失が低減し，効率アップにつながる。しかし，ス
イッチングを停止させる素子を移行する際に，図 8 に示す中性
図 5 UPS「SANUPS A11N」5kVA

点に大きな変動が発生する。また整流器とインバータの制御タ
イミングに違いがあると，中性点をとおして大きな循環電流が流れる。これらは，効率の低下やフィルタ回路の容量増加によるコストアップにつながる。
そこで，本装置では整流器とインバータの 2 相変調のタイミ
ングを合わせた。さらに，2 相変調期間と交流フィルタ回路の定数の最適化を図った。これにより，中性点の変動を低減させ，循
環電流を抑制し，コストアップすることなく高効率化を実現した。本装置の変換効率は業界トップクラス（注 2）の 94% 以上（最大

95.6%）であり，消費電力や発生熱量を低く抑え，お客さまのランニングコストと CO2 排出量の削減に貢献できる。
フィルタ回路図 6 UPS「SANUPS A11N」20kVA

整流器

インバータ

交流
出力

交流
入力

（5）
3.2 高効率で高機能な UPS「SANUPS A23D」

中性点「SANUPS A23D」は，高効率，高機能を備えた常時インバー

タ給電方式の UPS である。入出力電圧は三相 3 線 200V であり ,

直流入力
（蓄電池）

設定により 210V, 220V も選択できる。

図 8 「SANUPS A23D」の内部簡易回路図

図 7 に「SANUPS A23D」100kVA の外観を示す。

3.3 UPS による省エネルギーソリューションUPS の重要な役割は，お客さまの機器に電力を送り続け，大切な機器やデータを守ることである。一方で，近年の IoT 化が進むなか，UPS の役割が多様化している。例えば，最新のセキュリティ環境でのサーバの電源管理や，お客さまの機器周辺の電源状況や環境の温湿度の監視など，単なる無停電電源の域を超えて，多様なニーズにお応えできるように製品開発を進めている。
このような背景のなか，IoT を利用した脱炭素化への取り組
みとして，UPS による省エネルギーソリューションの提案例を以下に示す。
省エネルギーを図るうえで，まず重要なことは，機器の消費電力を把握することである。当社製 UPS と LAN インタフェース
図 7 UPS ｢SANUPS A23D｣ 100kVA

カードを組み合わせたシステムであれば，お客さまの機器の消SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

18

脱炭素社会に向けた製品と技術

費電力を容易に把握できる。図 9 はその構成の一例である。パソ

技術や，UPS を活用した省エネルギーソリューションの提案例

コンのほか，スマートフォンの Web ブラウザで機器の消費電力について説明した。

を監視し，推移をトレンドグラフとして把握できる。

今後も，再生可能エネルギーを活用する技術や，エネルギーを有効利用できる技術を開発して，脱炭素社会の実現に向けた取り組みを進めるとともに，お客さまに喜んでいただける製品をパソコンなどから機器の電力監視やスケジュール設定

提供し続ける所存である。
注 1 2022 年 6 月時点，常時インバータ給電方式 UPS で，同等の電圧，容量，
バックアップ時間の場合。当社調べ。
注 2 2022 年 3 月時点，常時インバータ給電方式 UPS で，同等の電圧，容量，
バックアップ時間の場合。当社調べ。

LAN

参考文献
LANインタフェースカード（1）石田 誠ほか 3 名：「SANUPS W73A」連系自立タイプの開発

無線LAN用USBドングル

無線LAN※3

SANYODENKI Technical Report No.48 pp.26-30（2019.11）

UPS（2）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

SANYODENKI Technical Report No.50 pp.21-24（2020.11）
スマートフォンから機器の電力監視

電力供給・計測

お客さまの機器

図 9 UPS による省エネルギーソリューションの提案例※ 3 無線 LAN を利用する場合は，当社推奨の無線 LAN 用 USB ドングルをご用意いただき，LAN インタフェースカードに接続する必要があります。
（USB は，USB Implementers Forum の登録商標または商標です）

また，UPS に接続されたお客さまの機器を遠隔から起動と停（3）犬飼 将弘ほか 8 名：「SANUPS P83E」100kW パワーコンディショナの開発

SANYODENKI Technical Report No.37 pp.17-21（2014.5）
開発

SANYODENKI Technical Report No.54 pp.27-32（2022.11）（5）三好 宏明ほか 8 名：常時インバータ給電方式 UPS ｢SANUPS A23D｣（a）従来品（b）
開発品の開発

SANYODENKI Technical Report No.54 pp.23-26（2022.11）

シャットダウンした後，安全に停止することもできる。
執筆者にお客さまの機器の起動と停止をおこなった運用もできる。例
えば，夜間や長期休暇などに機器を停止して，消費電力の削減を

永井 正彦

計画できる。

パワーシステム事業部 設計部
電源機器の開発，設計，品質管理に従事。

以上のように，UPS はお客さまの大切な機器を停電から守るだけではなく，IoT を利用した省エネルギー化のツールとして活用できる。

4. むすび
本稿では，脱炭素社会の実現に貢献する当社のパワーシステ
ム製品と技術を紹介した。
再生可能エネルギーを活用するための製品として，次の三つを紹介した。
① 風力発電・水力発電システム用のパワーコンディショナ「SANUPS W73A」② 整流器ユニット「SANUPS W75A」③ 太陽光発電用のパワーコンディショナ「SANUPS P83E」
さらに，脱炭素社会に寄与する当社の取り組みの一例として，
太陽光パネルと「SANUPS P83E」を当社施設に設置した太陽光発電システムを紹介した。
また，UPS の省エネルギー化の取り組みとして，高効率化の

19

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

Condens

英語版用

Times
（4）北澤 誠ほか 7 名：常時インバータ給電方式 UPS「SANUPS A11N」の Ten止ができる。コンピュータなどシャットダウンが必要な機器は，
そのほか，UPS 出力のスケジュール機能を利用して，計画的

英語版用

新製品紹介リチウムイオン電池パック「SANUPS LiB Pack」の開発
齊藤 真伊

山崎 哲也

滝沢 秀徳

中村 直哉

工藤 一哉

Mai Saito

Tetsuya Yamazaki

Hidenori Takizawa

Naoya Nakamura

Kazuya Kudo

1. まえがき

2. 製品の概要

一般に，リチウムイオン電池は，鉛蓄電池と比較して，重量的

図 1 に「SANUPS LiB Pack」の外観を示す。また，表 1 に電気的にも体積的にも大きなエネルギー密度を持っているので，小型仕様を示す。外形寸法は幅 151mm，奥行 64.5mm，高さ 93.1mm

軽量にできる。また，リチウムイオン電池は，鉛やカドミウム，

であり，質量は約 1kg である。

水銀などの物質を使用していないので，廃棄時の環境への負荷も軽減できる。このような特長から，リチウムイオン電池を搭載した無停電電源装置（以下，「UPS」という）への需要が増加しており，当社もそのラインアップを拡充している。
この度，当社では，リチウムイオン電池を搭載した UPS の需要増加にともない，高品質で安全性の高いリチウムイオン電池
パック「SANUPS LiB Pack」を自社開発した。
本稿では，まず開発品の電気的仕様と外観および基本回路構成を示す。次に開発品の特長である高い安全性，高い耐環境性，
長寿命・高性能について説明する。さらに，バッテリマネジメン
ト機能内蔵によるメリットについても説明する。
図 1 「SANUPS LiB Pack」

表 1 開発品「SANUPS LiB Pack」の電気的仕様
項目

仕様

製品型番

LFPB12050AU

セル構成
特性

放電特性

充電特性

周囲温度

備考

2 並列 4 直列
公称エネルギー

66Wh

公称容量

5.0Ah

出荷時の初期特性

公称電圧

13.2V

3.3V / セル
2.3V / セル

出荷時の初期特性

放電終止電圧9.2V

推奨放電電流5A

最大放電電流（連続）45A

最大放電電流（パルス）100A

充電電圧範囲13.8V 〜 14.4V

推奨充電電流2A

周囲温度 0˚C 以上

推奨充電電流0.5A

周囲温度 0˚C 未満

最大充電電流（連続）10A

周囲温度 15˚C 以上

動作時− 20 〜 60˚C

外形寸法

151 × 64.5 × 93.1mm

質量

約 1kg

適合規格

UL1973

パルス時間 100ms

幅×奥行×高さ，突起部を除く

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

20

表 2 保護機能

図 2 に電池パックの基本回路構成を示す。電池パックの公称
電圧は 13.2V，公称容量は 5Ah である。正極材にリン酸鉄リチ
ウムを使用したリチウムイオン電池セルを 2 並列 4 直列で接続
し，電池パック内の保護回路で電池セルの監視・保護をおこなう。電池パックは，4 直列まで外付けのバッテリマネジメントシ
ステムなしで接続できる。

保護回路

保護機能

機能の説明

過充電保護

各セル電圧の過充電状態を検出し，充電回路を遮断する機能

過放電保護

各セル電圧の過放電状態を検出し，放電回路を遮断する機能

充電過電流保護

充電過電流を検出し，充電回路を遮断する機能

放電過電流保護

放電過電流を検出し，放電回路を遮断する
機能

高温保護

電池の高温状態を検出して，充放電回路を遮断する機能低温保護

電池の低温状態を検出して，充放電回路を遮断する機能

FUSE

温度
センサ

バッテリ
監視IC

温度
センサ

遮断回路

リチウム
イオン
電池セル

バッテリ
監視IC

2並列
4直列
遮断回路

電流
センサ

3.2 高い耐環境性
図 2 電池パックの基本回路構成

当社製 UPS で従来使用している鉛蓄電池の動作温度範囲は，放電時− 20˚C 〜 50˚C，充電時 0˚C 〜 40˚C である。本製品の動作温度範囲は，− 20˚C 〜 60˚C であるため，本製品に置き換える

3. 製品の特長
3.1 高い安全性（1）リチウムイオン電池はエネルギー密度が高く，使用方法を誤ると重大な事故につながる危険があり，安全性の確保がもっとも重要である。
本製品では，高い安全性を確保するため，次の三つの工夫を適
用した。

図版の文字
鉛蓄電池
ことで，UPS の動作温度範囲を広げることができる。

123

搭載 UPS より過酷な環境下での用途にも採用できる。
英語版用

Condens

3.3 長寿命 英語版用
Times Ten
図 3 に本製品の予想サイクル寿命を示す。本製品は，周囲温度
30 ℃の場合，3800 回充放電を繰り返しても 80 ％以上の容量を維持できるため，仮に 1 日 1 回充放電することを想定した場合，（a）従来品（b）開発品 一方，当社で使用している鉛蓄電
約 10 年の使用が期待できる。
池の場合，同様の使用方法では約 0.5 年で交換が必要となる。鉛① リン酸鉄系の電池セルの採用

蓄電池と比較して長期間交換が不要となるため，メンテナンスフ② 回路遮断機構付き保護回路を搭載

リーを実現できるとともに，電池パック交換費用を削減できる。

③ 各保護回路の完全二重化• 使用環境や使用条件の影響によって，寿命は変動する。

本製品は，正極材にリン酸鉄リチウムを使用した電池セルを100採用した。この電池セルは，熱的安定性と電解液の安定性が良20˚Cいというメリットを持つ。そのため，過充電や過放電など電池い。
保護回路には回路遮断機構を設けている。電池パックの過電流，過充電，過放電などの異常を検出すると電池パック内部の遮容量［%BOL］

図3
パックに異常が発生した際の爆発や発火のリスクが極めて低

95

30˚C

40˚C
50˚C

90

85

断回路が動作して，充放電回路を遮断することで安全に保護できる。また，端子を誤って短絡させた場合も，同様に保護回路が動作して短絡電流を流さないため，安全を確保できる。
さらに，各保護機能は回路を完全二重化することで，仮に 1 つの回路が故障してももう一つの保護回路が動作し，確実に保護できる設計としている。
（UL1973 認証（注）取得）
本製品に搭載している保護機能を表 2 に示す。
注 UL1973 は，定置型および動力補助電源用途で使用する電池の安全性に関する UL 規格のこと。

21

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

80
0

1000

2000

3000

4000

サイクル数
［回］

図 3 予想サイクル寿命（計算値）

5000

リチウムイオン電池パック「SANUPS LiB Pack」の開発

3.4 高性能① 高い安全性

急速充放電を実現しており，最大 9C（45A）放電，2C（10A）充③ 長寿命

電ができる。そのため，大電流出力を必要とする用途にも採用④ 高性能できる。さらに，急速充電ができるため，無人搬送車（AGV）な⑤ バッテリマネジメント機能を内蔵

図 4 に本製品の放電特性，図 5 に充電特性を示す。本製品は，② 高い耐環境性

どの充放電を繰り返す機器で使用した場合，充電による稼働でこれらの特長をもつリチウムイオン電池パック「SANUPS

きない時間を短縮でき，運用効率を高めることができる。
• C レートとは，電池容量を 1 時間で充放電させるときの電流を「1C」と定義したレートのこと。

うになった。

15

また，本製品は，UPS に搭載するだけでなく，無人搬送車

14

0.2C

13
電圧
［V］

LiB Pack」を開発したことで，需要が高まるリチウムイオン電池
搭載の UPS 市場に，高品質で安全性の高い製品を提供できるよ，通信機器バックアップおよび電源機器など，従来鉛電
（AGV）

1C

池を使用していた用途に広くご使用いただける製品である。

3C

小型軽量で安全性が高く，高性能で環境にやさしいリチウム

12
9C

11

イオン電池パック「SANUPS LiB Pack」は，さまざまなお客さ
まに，安心してご使用いただける製品であると考える。

10
9

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

容量
［mAh］

参考文献
（1）鳶島 真一：「リチウムイオン電池の安全性と要素技術（設計技術シリーズ）」科学情報出版（2016.10）

図 4 放電特性
15

執筆者

電圧［V］

14
13

2C

1C

齊藤 真伊

0.2C

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。

12
11
10

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

容量
［mAh］

図 5 充電特性

3.5 バッテリマネジメント機能を内蔵

リチウムイオン電池は，電池を安全な動作範囲で使用するため，バッテリマネジメントシステムなど電池の状態を監視・保護するためのシステムと併せて使用する必要がある。本製品

山崎 哲也
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。

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。

は，リチウムイオン電池パック内に，セル電圧の監視や保護回路などのバッテリマネジメント機能を内蔵した。そのため，外付けのバッテリマネジメントシステムが不要であり，電池パッ中村 直哉

クのみで容易に使用できる。バッテリマネジメントシステムを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。

必要としない鉛蓄電池を使用している既存の機器でも，簡単に「SANUPS LiB Pack」に置き換えて使用できる。

4. むすび本 稿 で は，新 た に 開 発 し た，リ チ ウ ム イ オ ン 電 池 パ ッ ク

工藤 一哉
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。

「SANUPS LiB Pack」について，概要と特長を紹介した。本製品の特長は以下のとおりである。

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

22

特集：脱炭素社会に向けて

脱炭素社会に向けて〜省エネルギー・省資源の取り組み〜
山口 政裕

小林 剛

三澤 康司

Masahiro Yamaguchi

Tsuyoshi Kobayashi

Yasushi Misawa

塚田 明

米田 毅浩

Akira Tsukada

Takahiro Yoneta

1. まえがき

従来製品「SANMOTION R」
シリーズと比較してサーボ性能の向上だけではなく，地球環境にも配慮した製品である。

近年，気候変動による地球温暖化や災害の被害が深刻化する

図 1 に「SANMOTION G」サーボモータとサーボアンプの外

なか，地球環境や人々の生活を守るため「脱炭素社会」を実現す観を示す。以下に，本製品の特長と省資源化，省エネルギー化とる必要がある。

産業廃棄物削減の取り組みを述べる。

当社は，「地球環境を守るための技術」や「省エネルギーのための技術」に取り組み，さまざまなサーボシステム製品を開発し，多くのお客さまにご使用いただいている。また，生産現場においても，電力や原材料の使用量削減など継続的な改善活動に取り組んでいる。
本稿では，脱炭素社会の実現に向けて，省エネルギーや省資源に貢献しているサーボシステム製品や技術を紹介する。さらに，生産活動における省エネルギー技術と 3R（Reduce，Reuse，

Recycle）の取り組みを紹介する。

2. 脱炭素社会を実現するための製品および技術
本章では，製品開発を通じ，脱炭素社会の実現に向けて貢献している製品や技術を紹介する。
まず，サーボモータ製品で従来製品より小型・軽量で高効率（a）サーボモータ（GAM2A6040F0XRK0）（b）サーボアンプ（GADSA02AH24）

図 1 「SANMOTION G」シリーズサーボシステム

な「SANMOTION G」サーボモータの特長を紹介する。次に，
サーボアンプ製品で従来製品より大幅に CO2 排出量を低減した（1）小型・軽量化・高出力と省資源化「SANMOTION G」サーボアンプ，および電力の有効活用に寄「SANMOTION G」サーボモータは，モータ本体と保持ブ

与する電源回生装置を紹介する。

レーキの電磁界設計と巻線仕様を最適化した。また，コネク
タ配置とモータ構造を改善，さらにエンコーダを小型化して2.1 サーボモータの製品と技術

サーボモータは，電気エネルギーを機械エネルギーへ変換す「SANMOTION R」シリーズの高トルク・高出力特性を維持しる「エネルギー変換器」である。脱炭素社会に貢献するためには，つつ，モータ全長は最大 22% 短縮，モータ質量は最大 26% 軽量

電気エネルギーをより効率よく機械エネルギーへ変換すること化した。その結果，サーボモータの構成部品の体積を最大 28%が求められる。

削減して省資源化している。

脱炭素社会に貢献する技術として，従来製品より高いエネル「SANMOTION G」
シリー
ギー変換効率の AC サーボシステム
ズを 2022 年 5 月 に 販 売 開 始 し た。開 発 し た「SANMOTION

G」サーボモータを紹介する。

2.1.1 「SANMOTION G」サーボモータ

当社は，小型軽量，高効率を追求したサーボモータを開発している。最新のサーボシステム「SANMOTION G」シリーズは，

23

モータ全長を大幅に短縮した。図 2 にモータの全長比較を示す。

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

脱炭素社会に向けて 〜省エネルギー・省資源の取り組み〜

低慣性

2.2 サーボアンプの製品と技術−9%40-100W□□

サーボアンプは，「高効率な変換技術」，「エネルギーの有効活−9%60-400W−6%80-750W□−7%100-1.5kW□

ターネット）技術や AI（人工知能）と連携した制御技術」が求め−18%40-100W

□

中慣性

□

用」
，機械装置との情報共有や管理するための「IoT（モノのインられている。

−19%

60-400W−22%80-750W□

脱炭素社会に貢献する技術として，従来製品より CO2 排出量−15%86-1kW□を低減した「SANMOTION G」サーボアンプ，さらにサーボ−11%100-1kW□

モータから発生する回生エネルギーを有効活用する「電源回生−8%130-1.2kW

□

0

50

100

モータ全長
［mm］

SANMOTION R

150

200

SANMOTION G装置」を紹介する。
図版の文字

2.2.1 「SANMOTION G」サーボアンプ123

図 2 モータ全長比較

英語版用
当社は，軽量でより高いエネルギー変換効率であるサーボア

Condens

ンプを開発している。
（2）省エネルギー化

英語版用Times Ten
「SANMOTION G」サーボアンプは，出力密度を向上するた

モータ全長の短縮と高効率化は相反関係であるが，前述した

め，より低発熱パワーデバイスの採用と放熱設計の最適化によ電磁界設計の最適化に加え，巻線占積率の向上と低損失材料のり，最大出力電流を最大 5% 向上した。また，消費電流の低い部採用により電力損失を低減し，効率を最大 9% 改善した。また，品を選定することで，消費電力を最大 22% 低減している。さら保持ブレーキも電磁界設計と構造の最適化，および巻線占積率に，部品の小型化により，従来製品と同一のサイズで，質量を最を向上することにより，消費電力を最大 44% 低減した。さらに，

大 5.5% 軽量化した。

（a）従来品（b）
開発品

エンコーダの消費電流も従来製品と比較して 26% 低減していこれらにより，ライフサイクルアセスメント（LCA）は，CO2る。高効率で省エネルギーな製品特性であり，地球環境に配慮の排出量を最大 18.9% 削減（1）しており，従来製品より脱炭素社

した設計としている。

会の実現に貢献する製品である。

これらにより，ライフサイクルアセスメント（LCA）は，CO2の排出量を最大 48.3% と大幅に削減しており，従来製品より（1）

表 2 にサーボアンプの LCA 結果を示す（従来製品の「SAN

MOTION R 3E Model」と「SANMOTION G」のエネルギー。
消費量と CO2 排出量の比較）

脱炭素社会の実現に貢献する製品である。
表 1 に，サーボモータの LCA 結果を示す（従来製品の「SAN

表 2 サーボアンプの LCA 結果

MOTION R」と「SANMOTION G」のエネルギー消費量とCO2 排出量の比較）。
LCA 結果表 1 サーボモータの LCA 結果
Size

定格
出力

40 角
60 角
エネルギー
80 角
消費量
100 角
130 角
40 角
60 角
CO2
80 角
排出量
100 角
130 角

100W
400W
750W
1kW
1.2kW
100W
400W
750W
1kW
1.2kW

LCA 結果SANMOTION R（R2）SANMOTION G（GAM2）

低減率

1727Mcal
2728Mcal
4347Mcal
4382Mcal
10585Mcal
447kg
706kg
1127kg1141kg2739kg

1643Mcal
2575Mcal
3401Mcal
3374Mcal
5443Mcal
426kg
670kg
881kg
877kg
1416kg

4.8%
5.6%
21.8%
23.0%
48.6%
4.8%
5.1%
21.8%
23.1%
48.3%

（従来製品）（開発製品）

エネルギー
消費量

CO2

排出量

アンプ
容量

SANMOTION R 3E
Model

SANMOTION G

905Mcal2,412Mcal
3,797Mcal
6,257Mcal
233kg
638kg
1,000kg
1,630kg

736Mcal2,259Mcal
3,654Mcal
5,826Mcal
189kg
602kg
963kg
1,520kg（従来製品）

10A
20A
30A
50A
10A
20A
30A
50A

（開発製品）

低減率

18.7%
6.3%
3.8%
6.9%
18.9%
5.6%
3.7%
6.7%

また，サーボアンプは，センシングした情報を活用して，サーボシステムの消費電力を算出するモニタ機能を備えている。
サーボシステムを使用するお客さまに消費される電力の使用状況を表示することで，機械装置および工場全体を含めた電力の有効活用に貢献できる。

（3）エンコーダ高分解能化と産業廃棄物削減
搭載エンコーダは，最高分解能 27bit の高分解能バッテリレ
スアブソリュートエンコーダである。高分解能化により，安定2.2.2 電源回生装置

主に機械装置で使用されるシステムでは，モータが負荷を駆した繰り返し動作と高精度な位置決めを実現できる。このエン動して動作するときは，電力を消費する。しかし，動作中に減速

コーダは，電源遮断時に多回転データを保持するためのバッや停止するときは，モータにかかる負荷が駆動力と逆方向に作

テリバックアップが不要である。このため，定期交換が必要な用し，モータ自体が発電機として機能する。

バッテリをなくし，省資源化，産業廃棄物の削減，メンテナンス性の向上に貢献できる。

従来，発生した回生電力は，主に抵抗器で熱に変える抵抗回生方式を採用していた。しかし，この方式は，電力を有効利用でき

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

24

ていない。

している。電着塗装ライン水栓工程を図 4 に示す。洗浄をおこな

近年では，回生電力を有効活用する電源回生機能を搭載した

う際，水圧によるワーク落下や，水の飛散防止のため，吐出流量製品を開発し，お客さまにご使用いただいている。図 3 に電源回の調整をおこなう必要がある。装置改善前は，タンクからの汲生装置の例を示す。

み上げポンプ動作が常時全開のため，作業者が手動バルブで流量の調整をおこなっており，消費電力の無駄が生じていた。

電源回生装置

コンバータ

電力供給

ACリアクトル

インバータ

インバータ

平滑コンデンサ

電着塗装ライン回生電力

スプレー方式洗浄

位相検出
サーボ
モータ

電流検出
電圧検出

水洗工程

ゲート制御

図 3 電源回生装置

電源回生装置は，コンバータにフリーホイールダイオードを

図 4 電着塗装ライン水洗工程ともなう IGBT ブリッジで構成し，電力の正逆変換ができる回路である。サーボモータが発生する回生電力は，インバータを
とおり平滑コンデンサに充電され，コンバータの逆変換により，エネルギーを電源に戻す。
電源回生の制御方式は，電源電圧の位相を検出し，電源電圧の（2）である。
120 °区間のみ電源に電力を回生する「120 °通電方式」

装置改善後は，汲み上げポンプの駆動モータにインバータを設置することで，ポンプ動作の制御によって，吐出流量の調整をおこなうように変更し，消費電力を低減した。
この改善により，常時全開であったポンプ動作を制限し，駆動

この方式は，PWM 方式に比べて IGBT のスイッチング回数がモータを制御することによって，大幅な省エネルギーを実現し大幅に少ないため，損失が小さく，漏洩電流も小さい。このようた。改善前と比較して，水洗工程の消費電力量は約 1/2 まで低減に電源回生方式は，抵抗回生方式と比べて，回生エネルギーを無した。

駄な熱に変えることなく，他の機械装置のエネルギーとして有効利用できる。
これらの電源回生技術の製品は，エネルギーの有効活用ができる。さらに低損失で消費電力の少ない製品は，脱炭素社会の実現に貢献できる製品である。

図版の文字
3.1.2 マグネット接着工程改革での省エネルギー技術
123（加熱炉⇒高周波加熱）
英語版用

Condens
新製品「SANMOTION
G」サーボモータの開発と同期して，英語版用新たにマグネット接着装置の開発をおこなった。

Times Ten

この装置では，ロータ（回転子）へマグネットを接着する際の接着剤加熱硬化促進に，高周波誘導加熱技術を採用することで，3. 生産活動での脱炭素社会に向けた取り組み

消費電力の大幅な低減を達成した。
（a）
従来品
（b）
開発品
図 5 に高周波誘導加熱技術の原理を示す。

本章では，製品の生産活動において取り組んでいる省エネル
ギーと廃棄物削減の事例を紹介する。まず，製造工程での取り組みとして，電着塗装ラインや接着工程の省エネルギー技術を高周波電流紹介する。次に，製造現場での取り組みとして，3R（Reduce，

高周波磁束

Reuse，Recycle）推進活動の実施例を紹介する。

3.1 生産工程での省エネルギー技術

当社では，既存の製造装置を改善する際や，新たに装置を開発

誘導コイル

する際は，積極的に省エネルギーへの取り組みをおこなっている。ここでは，既存装置の改善として電着塗装ラインの取り組み事例を，新規開発装置への省エネルギー技術導入として，マグ
ネット接着装置の事例について述べる。

3.1.1 電着塗装ラインでの省エネルギーの取り組み

電着塗装ラインでは，水洗工程でスプレー方式の洗浄を採用

25

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

被加熱物
（ワーク）

図 5 高周波誘導加熱原理

脱炭素社会に向けて 〜省エネルギー・省資源の取り組み〜

従来製品のマグネット接着工程では，乾燥炉を使用して接着剤の加熱硬化をおこなっている。乾燥炉は加熱温度を維持するために，作業開始から終了までの時間，ワークの有無に関わらずヒータの電源を入れておく必要があり，常時電力を消費している。
新規開発装置で採用した高周波誘導加熱技術は，ワークを短時間で加熱することができるため，加熱時にのみ電力を消費する。そのため，乾燥炉に対し大幅な消費電力の低減を達成した。
ロータ 1 本あたりの消費電力は，乾燥炉方式と比較すると，約

図 7 部品梱包用プラスチック容器

1/3 に低減できた。

3.2 生産現場における 3R 推進活動

3.2.3 Recycle（リサイクル）の取り組み

資源の有効的な利用を促進するための行動原則 3R（Reduce，

だや，製造工程で酸化してしまったはんだ屑を，廃棄物リサイク

Reuse，Recycle）に則った活動を推進している。ここでは，具ル業者へ売却し，マテリアル・リサイクルの促進・再資源化の体的な取り組み事例を紹介する。

取り組みをおこなっている。図 8 に，廃棄はんだのリサイクルフ

サーボシステム製品の製造現場では，環境への負荷を軽減し，プリント回路板の製造過程で排出される使用期限切れのはん

ローを示す。はんだに含まれるスズや銀といった，貴重な鉱物

3.2.1 Reduce（削減）の取り組み

資源のリサイクルは，消費と生産の持続可能性を向上するとといる梱包材を，ダンボールから図 6 に示す再利用が可能な通い荷軽減が期待できる。

お客さまへサーボシステム製品をお届けするために使用してもに，鉱物資源の新たな採掘を抑制し，地球環境や生態系への負箱へ変更する取り組みを推進している。通い箱を利用すること
で，ダンボール生産に必要なエネルギーと森林資源の消費が削減できる。

図 8 廃棄はんだのリサイクルフロー
図 6 サーボアンプの通い箱

4. むすび3.2.2 Reuse（再利用）の取り組み

本稿では，脱炭素社会の実現のため，省資源，省エネルギーを

プラスチック廃棄物の排出抑制や再資源化といった資源循環

通じて CO2 排出量削減に貢献しているサーボシステム製品と技の取り組み促進を目的として，2022 年 4 月にプラスチック資源

術を紹介した。また，生産工程における省エネルギー技術の一

循環促進法が施行された。

例として，「電着塗装ライン」や「マグネット接着装置」を紹介しサーボシステム事業部では，図 7 に示す電子部品が梱包されているプラスチック容器を，メーカへ返却して再利用することた。さらに，生産現場における 3R 推進活動の取り組み事例を紹介した。

で，持続可能な資源利用を促進する活動をおこなっている。ま「SANMOTION G」サーボモータとサーボアンプは，小型軽た，プラスチック容器の再利用は，樹脂材高騰や材料不足によ量で高い変換効率により，省エネルギー・省資源に貢献している，部品メーカにおける調達リスクの回避にも寄与している。

る。また，電源回生装置は，モータの回生エネルギーを他の機械装置のエネルギーとして有効活用することで省電力を実現している。

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

26

脱炭素社会に向けて 〜省エネルギー・省資源の取り組み〜

電着塗装ラインでは，水洗工程のポンプ動作の制御による消費電力の低減を実現した。また，マグネット接着工程では，高周波誘導加熱技術の採用により，生産時間の短縮と消費電力の低減を実現した。
生産現場における 3R の取り組みでは，通い箱の使用によるダ
ンボールの削減，プラスチック容器の再利用，廃棄はんだのリサ
イクルをおこない，環境への負荷を軽減している。
今後 , 脱炭素社会に貢献するサーボシステム技術への期待はますます高まるものと考える。これらの期待に応え，地球環境と人々の生活を守り続けるサーボシステムであり続けたいと思う。
参考文献（1）三澤 康司ほか 15 名：SANMOTION G AC サーボシステムの開発

SANYO DENKI Technical Report No.54 pp.42-51（2022.11）（2）井出 勇治ほか 5 名：電力の有効利用に貢献するサーボアンプ関連技術

SANYO DENKI Technical Report No.34 pp.12-15（2012.11）

執筆者

山口 政裕
サーボシステム事業部 設計第一部
サーボモータの開発，設計に従事。

小林 剛
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。

三澤 康司
サーボシステム事業部 設計第一部
サーボモータの開発，設計に従事。

塚田 明
サーボシステム事業部 生産第二部
コントローラ，サーボアンプの生産に従事。

米田 毅浩
サーボシステム事業部 生産技術部
サーボモータ，ステッピングモータの生産技術に従事。

27

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

新製品紹介「SANMOTION C S200」
モーションコントローラの開発
岡崎 達也

田﨑 朋伸

遠藤 博人

水谷 将之

Tatsuya OkazakiTomonobu Tazaki

Hiroto Endo

Masayuki Mizutani

小林 允隆

クオン ヒョクジュン

佐藤 茂樹

Yoshitaka Kobayashi

Hyukjun Kwon

Shigeki Sato

1. まえがき
近年，さまざまな業界で，生産性と品質の向上のために IoT 技術の活用が進んでいる。効率的で安定した生産を維持するため

55に，モーションコントローラには，装置の稼働状態や周辺環境の

110
DIN Rail

変化を検知し，生産現場の状況を迅速に確認できる機能が必要で時のデータをリアルタイムに収集・記録する機能も必要である。

120ある。また，不具合発生時の復旧時間を最短にするために，異常
このような背景のもと，装置の稼働状態を正確に把握し，遠ローラを開発した。
本稿では，「SANMOTION C」モーションコントローラに新（以下，開発たにラインアップした，「SANMOTION C S200」

12隔地からメンテナンスできる機能を搭載したモーションコント

図 2 開発品の外形図 （単位：mm）品）の製品概要，主要機能および特長について紹介する。
注 1 ドイツ工業規格に基づいた金属製のレール。

2. 製品の概要
2.1 外観

2.2 製品仕様

開発品のラインアップと基本仕様を表 1 に，システムの構成

開発品の外観を図 1 に，外形寸法を図 2 に示す。
製品の取り付けは，制御盤への設置が容易な DIN レール（注 1）

取り付けを採用した。

例を図 3 に示す。
複雑な補間制御ができる Advanced Model と，PTP（Point-

to-Point）位置決め制御に特化した Basic Model の 2 種類をラインアップした。
装置周辺の環境情報を取得するセンサ機器と接続するため，Ethernet，RS-485，1-Wire（注 2）通信に，EtherCAT（マスター）に対応した。さらに，USB ポート（Type-A）は，メモリストレー
ジの接続用途だけでなく，画像情報を取得するための，Web カメラの接続機能を搭載した。microSD カードスロットを標準で装備し，装置の状態変化や異常時の状況を記録できる。
記録したデータを保存するためのクラウドシステムと簡単に接続するために，MQTT（注 3）通信と認証機能を搭載した。
開発品を遠隔からメンテナンスできる機能と，装置の異常時に，詳細情報を担当者へ通知するメール送信機能を開発した。
，EMC 指 令（ 欧 州 ），UKCA
海 外 規 格 は，UL/cUL（ 米 国 ）マーク（イギリス），KC マーク（韓国）の法規制に適合した。

図 1 「SANMOTION C S200」

注 2 接地線と一本の信号線（兼電力供給線）だけでデータ転送をおこなうバス規格。
注 3 Message Queuing Telemetry Transport の略で，TCP/IP による，短いメッセージを頻繁に送受信する用途に向いた軽量な通信プロトコル。

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

28

表 1 基本仕様項目

Advanced Model

Basic Model

EtherCAT（100Mbps）マスター機能，FoE 対応
Ethernet（10/100/1000Mbps）プロトコル（Modbus TCP，OPC UA，Ethernet/IP）
インタフェース

RS-485（9600bps 〜 115200bps），1-Wire（15400bps 半二重双方向通信）
USB2.0：Type-A（メモリストレージ，Web カメラ），Mini-B（PC 接続）
MicroSD カードスロット（最大 32GB）
デジタル入力 16 点 DC24V プラスコモン / マイナスコモン入力
デジタル出力 8 点 DC24V，0.5A / 点 シンク出力

デジタル入出力アナログ出力アナログ出力 2 点 出力レンジ 4mA 〜 20mA，分解能 4000

入力電源

DC19.2V 〜 DC30V，0.9A（主電源）
DC19.2V 〜 DC30V，140mA 以上（IO 電源）

消費電力

22W

冷却方式

自然空冷

外形寸法（W，H，D）

55mm × 120mm × 110mm

質量

300 ｇ

制御機能

シーケンス制御
モーション制御（電子カム・ギア，直線・円弧補間）
ロボット制御：CNC 機能使用時（直交，スカラ，パラレルリンク機構）

シーケンス制御
モーション制御（PTP 制御）

国際標準規格（IEC 61131-3）に準拠したプログラミング言語

制御言語

G コード（DIN 66025 に準拠）−

Web ビジュアリゼーション（注 4）
Edge Gateway
MQTT プロトコル

ネットワーク機能

メール送信（SMTP プロトコル）

Web アプリケーション
適合法規制

UL/cULUL 61010-1，3rd Ed.，UL 61010-2-201，Edition 2
CSA C22.2 No.61010-2-201:18，2nd Ed.，CSA C22.2 No.61010-1-12，3rd Ed.

EMC 指令EN61131-2:2007

UKCA マークEN61131-2:2007

KC マークKS C 9610-6-4:2017，KS C 9610-6-2:2019

注 4 開発品に実装されている，操作画面を作画し，Web ブラウザで表示する機能。

遠隔地

工場

インター
ネット

インター
ネット
クラウド

パソコン

ルータ

ルータ

プログラムの変更・モニタ

ゲートウェイ

工場LAN

Webブラウザを使った，コントローラのプログラムの異常確認
修正・更新

状態モニタ・設定変更

データ保存

統合開発ツール
ソフトウェアmicroSD

開発品

異常時の画像を確認
リアルタイムに異常を検知

Webアプリケーション

Web ビジュアリゼーションで確認

Webカメラ

異常をメールで通知
温度，
湿度

図 3 システム構成

29

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

センサ

サーボシステム「SANMOTION C S200」モーションコントローラの開発

3. 特長
本開発品は，業界最小クラス（注 5）である「SANMOTION C

S100」と寸法・質量の互換性を維持し，IoT 機能を搭載した製品である。モーション制御と同時に，装置周辺の画像データ
や環境データをリアルタイムに収集・記録することができる。

Automation Server（注 6）やクラウドシステムとの接続機能に【microSD】
データの記録【診断表示】【USBホスト機能】
Webカメラと接続【USBデバイス機能】

1-Wire通信】【RS485，
環境データを取得【デジタル入出力】【アナログ出力】【入力電源】

より，遠隔から装置の状態監視やメンテナンスができるようになった。さらに，Web ブラウザから開発品の状態確認やパラメータ設定ができる機能を搭載した。以下に各機能の詳細を示す。

3.1 データ収集，記録機能

図 4 にデータを収集・記録するインタフェースを示す。開発品【Ethernet】
周辺装置やクラウドと接続【EtherCAT通信】
サーボシステムと接続

図 4 データの収集・記録のインタフェース

は，接続されたサーボシステムやデジタル入出力，環境データを時系列に収集できる。サーボシステムの位置やステータス情報などは，プログラムで該当のモータ軸を指定するだけで，簡単に① モータ軸として，「AxisX」を設定した例

収集・記録できる（図 5）。収集したデータを，開発品の内蔵記録領域（32GB）や microSD カード（最大 32GB）へ記録することにより，長時間にわたる装置の稼働状況を確認できる。また，Web
カメラを開発品に接続することで，状態を確認し，画像として記録する機能を搭載した。例えば，異常発生をトリガにして，異常前後の画像を記録することで，迅速に異常の原因が特定できる。

3.2 遠隔状態監視とメンテナンス機能

図 6 に 示 す よ う に，Automation Server に よ り，遠 隔 地 の② 軸の情報を記録するプログラムコマンド「AXIS_DATA_RECORD」に「AxisX」を設定

パソコンと開発品との通信を確立することができる。Edge

Gateway は Automation Server を介して，パソコンと開発品を接続するための機能である。本機能を開発品と統合開発ツール（プログラム作成やサーボシステム設定をおこなうソフトウェア）に搭載した。

Automation Server のダッシュボード機能により，開発品のmicroSDカードに記録③「AxisX」の情報を取得し，プログラム変数の確認ができる。また，VPN（注 7）接続により，開記録データの一例

発品を遠隔から操作できるため，現地に出向くことなく，プログ

・AxisXの現在位置
・AxisXの指令位置
・AxisXのステータス

ラムのモニタや修正ができる。
注 5 8 軸制御を対象とした IoT 機能を備えるモーションコントローラとの比較（2023 年 8 月）
、当社調べ。
注 6 CODESYS 社が提供している，コントローラを遠隔操作するためのク
ラウドサービスの名称。
注 7 Virtual Private Network の略で，拠点間を仮想の専用線で接続し，安全に情報をやり取りする仕組み。

図 5 サーボシステムの軸の情報収集・記録

Edge Gateway機能

Edge Gateway機能

統合開発ツールに実装

開発品本体に実装

インター
ネット

インター
ネット

Automation
Server
開発品

パソコン

コントローラの遠隔操作

図 6 コントローラの遠隔操作

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

30

3.2.1 遠隔状態監視

遠隔地から装置の状態を監視するために，ダッシュボード機

能を利用し，図 7 に示すように収集した各軸の位置やエラー情

インター
ネット

報，デジタル信号の状態などを確認できる。また，開発品で動作中のプログラム変数を確認することにより，装置の状況を把握
できる。

SMTP
Server

異常発生

インター
ネット

SMTP通信

担当者

開発品

メール通知

装置

図 9 メール送信機能

3.4 クラウド接続機能

図 10 に示すように，クラウドシステムと接続するための通信として MQTT プロコルと認証機能を実装した。セキュリティを担保するための証明書や秘密鍵のファイルは，Web ブラウザ

図 7 ダッシュボード機能を使用して図 11 に示す画面から設定する。
本機能により，短時間で，クラウドシステムと接続できる。

3.2.2 遠隔メンテナンス

Automation Server の VPN 接続により，遠隔地から統合開発

公開鍵

ツールと開発品を接続し，図 8 に示すようにプログラムのモニタ

秘密鍵

証明書

認証機能

や修正ができる。この機能により，いつどこからでも開発品のメ
ンテナンスができるため，異常時の装置復旧時間を短縮できる。

MQTT通信プログラムモニタ

お客さまのクラウドシステム
インターネット

開発品
インター
ネット

図 10 クラウドシステムとの接続

インター
ネット

Automation
Serverパソコン

開発品

図 8 遠隔地からのプログラムのモニタ

図版の文字

123

英語版用

Condens

3.3 メール送信機能

英語版用

Times Ten

図 9 に装置の異常が発生したときの通知の流れを示す。

SMTP プロトコルを使用したメール通知機能を搭載した。装置の異常を検知し，情報を担当者へすぐに通知できる。異常だ
けでなく，例えば，“生産予定台数に到達”など生産情報を条件にしたメール送信もできるため，担当者が現地にいなくても生産状況を確認できる。
この機能により，担当者はリアルタイムに装置や生産状況を把握し，効率的で安定した生産を維持できる。

31

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023（a）従来品

図 11 証明書や秘密鍵ファイルの設定画面

（b）
開発品

「SANMOTION C S200」モーションコントローラの開発

3.5 ブラウザによる状態表示と設定

Web ブラウザを使用して，開発品の状態表示や設定変更でき

る Web アプリケーションを搭載することで，ユーザビリティの3.5.2 開発品のパラメータの設定

表 3 に開発品の設定可能なパラメータを示す。
専用ソフトウェアでしか設定できなかったネットワーク設

定を Web ブラウザからできるようにした。また，メール送信設向上を図った。

定画面から，送信元や送信先のアドレスを指定し，図 13 に示す

3.5.1 開発品の状態表示

ようなメールの送信状況を確認できる。さらに，図 14 に示した

態表示画面を示す。開発品のデバイス名やシリアル番号，バー

ながら Web カメラの調整ができる。

表 2 に開発品の状態を確認する項目を，図 12 に開発品の状

Web カメラの撮像用パラメータの設定画面では，映像を確認し

ジョン情報だけでなく，Ethernet ポートの設定も確認できる。
表 3 設定パラメータ

開発品の状態として，CPU の負荷率やメモリの使用率をリアル
タイムにグラフ表示する機能を搭載した。これにより，開発品のパフォーマンスの確認や異常な CPU 負荷率の変動があった
場合のトラブルシューティングに活用できる。
開発品の記録領域や microSD カードのメモリの容量や使用率が確認できるため，記録領域が不足したことによるデータの記録異常を防止する。

設定パラメータ

機能

ネットワーク設定

Ethernet や無線の IP アドレスなどを設定

メール送信設定

送信先の設定，テストメールの送信

Web カメラの設定

コントラストなどの設定が可能

サービスの起動設定

Edge Gateway などの自動起動を設定

表 2 状態確認の項目
モニタ情報

機能

本体情報

デバイス名やシリアル番号など

ステータス

CPU の負荷率，メモリの使用率など

ネットワーク設定

Ethernet や無線の IP アドレスなど

デジタル／アナログ信号

入力や出力信号の状態

1-Wire 接続機器

接続機器の情報

ログデータ

プログラムの動作情報など

Web カメラ

動画モニタや画像データの確認サービスの起動状態

Edge Gateway などの起動確認

図 12 開発品の状態表示画面

図 13 メールの送信状況（正しく送信されない場合）

図 14 Web カメラの設定画面

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

32

「SANMOTION C S200」モーションコントローラの開発

4. むすびモーションコントローラ「SANMOTION C S200」
について，製品概要と特長を紹介した。
本開発品において，実現したことは以下である。

執筆者

岡崎 達也
サーボシステム事業部 設計第二部
システム製品の設計，開発に従事。

・装置の情報をリアルタイムに収集し記録する機能を搭載した。記録したデータを異常時の不具合解析に活用すること

田﨑 朋伸

で，迅速に原因を究明できる。

サーボシステム事業部 設計第二部
システム製品の設計，開発に従事。

・Edge Gateway 機能の搭載により，Automation Sever
を 介 し て，遠 隔 地 の パ ソ コ ン と 開 発 品 を 接 続 で き る。

Automation Sever のダッシュボード機能を利用し，遠隔遠藤 博人

地から装置の状態監視を実現した。また，VPN 接続によるサーボシステム事業部 設計第二部
システム製品の設計，開発に従事。

遠隔メンテナンスにより，異常時の装置復旧時間を短縮できる。
・異常や生産情報をもとにメールを送信することで，装置の状
態や生産状況を即座に把握でき，効率的で安定した生産の維持に貢献する。

水谷 将之
サーボシステム事業部 設計第二部
システム製品の設計，開発に従事。

・Web ブラウザを用いた開発品の状態表示や設定変更ができるアプリケーションを搭載し，ユーザビリティの向上を

小林 允隆

図った。

サーボシステム事業部 設計第二部
システム製品の設計，開発に従事。

開発品は，装置の稼働状態と周辺の環境の変化を検知し，状況を迅速に通知できるモーションコントローラである。異常時のクオン ヒョクジュン

データをリアルタイムに収集・記録し，不具合発生後の復旧時間

サーボシステム事業部 設計第二部
システム製品の設計，開発に従事。

を最短にできる。さらに，遠隔地から装置の稼働状態を把握し，メンテナンスができるため，生産性向上に貢献できる。
今後も IoT 技術やデジタル技術を活用して，お客さまの新たな価値の創造につながる製品を開発していく所存である。
本文中に記載されている会社名，製品名，ネットワーク名称などは，各社の商標または登録商標です。
参考文献（1）児玉 秀明ほか 7 名：
「SANMOTION C モーションコントローラ

SMC100」の開発
SANYODENKI Technical Report No.47 pp.30-34（2019.5）

33

SANYO DENKI Technical Report No.56 November 2023

佐藤 茂樹
サーボシステム事業部 設計第二部
システム製品の設計，開発に従事。

56

November2023

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

小野寺 悟（委員長）
成沢 康敬（副委員長）
小林 孝至（委員兼事務局）
塚田 志保（委員兼事務局）
稲村 里紗（委員兼事務局）
松下 奨
羽田 格彦
石田 誠
坂場 浩
倉石 大悟
碓井 淳之
吉池 仁志
小峯 理恵子

発行日2023 年 11 月 15 日（年 2 回発行）

©2023 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。