三菱 HC-SF702B (HCSF702B) — 7kW ACサーボモーター（電磁ブレーキ付）、MELSERVO J2シリーズ

製品識別

部品番号: HC-SF702B

検索名: HCSF702B, HC-SF-702B

シリーズ: 三菱 MELSERVO HC-SF (J2世代)

 モータータイプ: ACブラシレスサーボモーター — ストレート軸、電磁ブレーキ付

状態: 新品未開封、工場出荷時密封

このモーターについて

7キロワット。ストレート軸。電磁ブレーキ付。工場出荷時密封。

「三菱 HC-SF702B」は、標準的な2,000 rpm HC-SFファミリーの最高容量モデルです。三菱のMELSERVO J2プラットフォームに属するミディアム慣性ACブラシレスサーボモーターで、重負荷の工作機械軸、大型移送システム、高容量産業用モーションコントロールアプリケーションに広く採用されていました。定格連続トルク33.4 Nm、ピークトルク100 Nmで、単なる位置決め精度だけでなく、真の負荷容量が求められる軸向けに設計されています。

「B」サフィックスは、このバリアントがスプリング作動式電磁ブレーキを備えていることを意味します。これは、電源オフ時に軸をそのままにしておけない場合に必要となるフェイルセーフ保持装置です。ブレーキコイルへの24V DC供給を遮断すると、スプリングが即座に作動します。リレータイミング、ソフトウェアインターロック、アンプ出力への依存はありません。制御チェーンの上流で何が起こっても、軸は機械的に保持されます。

これは生産終了品で、工場出荷時密封の新品在庫として入手可能です。MELSERVO J2プラットフォームで構築され、現在も生産サービス中の機械にとって、これは真の同等品オリジナル交換品を提供する唯一の状態です。エンコーダータイプ、コネクタ方式、アンプ互換性など、すべて三菱工場出荷時と同じです。

技術仕様

HC-SFシリーズ 7kW — 最も過酷な軸向けに設計

HC-SFファミリーの2,000 rpm範囲内では、702Bが生産ラインナップの頂点に位置します。5kWのHC-SF502Bから7kWに到達するには、より多くの銅、より大きな磁気回路、そして物理的に重いモーターボディが必要になります。これは片手で持ち上げられるモーターではありません。10 kVAの電源容量要件は、パネルサイズ、ケーブル断面積、ブレーカー定格、回生容量などがミドルレンジモデルと比較してスケールアップする、それに応じた機械電気設計が必要であることを反映しています。

その容量がもたらすのは、トルクの余裕です。3:1のピーク対定格比（瞬間100 Nm対連続33.4 Nm）は、重い負荷を移動する際に軸に真の加速能力を与えます。機械加工では、これは大きなスピンドルアセンブリを搭載したZコラムでの高速ラピッド、重負荷旋盤でのクイックタレットインデックスサイクル、または治具とワークピースが大きな慣性を加えるパレット軸での早送り移動に相当します。モーターは必要に応じて負荷を激しく加速させ、その後実際の作業サイクルに必要な持続トルクに落ち着きます。

176 × 176 mmのフランジは、HC-SFの上位レンジで共通です。このフレームサイズの3.5kWまたは5kW HC-SFモーターを中心に設計された機械は、取り付け変更なしで702Bを受け入れることができます。これは、軸が慢性的に容量不足で、機械の再設計なしにアップグレードする必要がある場合に重要な事実です。

ストレート軸、電磁ブレーキ — 詳細

なぜストレート軸なのか？ HC-SF702Bは、摩擦クランプカップリングに適したプレーンなストレート軸を使用しています。スプリットクランプハブ、圧縮カラーなどの設計は、軸の外径へのクランプ力のみでトルクを伝達します。7kWでは、カップリングハブが適切にサイズ設定され、クランプ力が正しく指定されているボールねじ駆動システムに適しています。キーが必要なアプリケーション（ラックアンドピニオン駆動、チェーンスプロケット、または高予圧下のタイミングプーリー）の場合、HC-SF702BK（キー溝付き軸バリアント）が適切な代替品です。これら2つのモデルは、それ以外は同一です。

ブレーキの機能と機能しないこと。 HC-SF702Bのスプリング作動式ブレーキは、位置保持装置であり、停止ブレーキではありません。三菱はドキュメントでこれを明確にしています。ブレーキは静止軸を保持するように設計されており、移動中の軸を停止させるものではありません。通常の操作では、24V DCがブレーキコイルに流れ、ディスクが摩擦面から離れた状態を保持します。軸はアンプ制御下で自由に回転します。減速はサーボシステムによって完全に処理されます。モーターが停止してから（アンプによって、クローズドループ制御下で）ブレーキを作動させるべきです。

大きなトルクがかかっているモーターにブレーキをかけると、ブレーキの寿命が劇的に短くなり、ドライブトレインに機械的な衝撃が発生します。7kWでは、その衝撃は軽微ではありません。MR-J2SアンプのMBR（電磁ブレーキインターロック）出力は、適切なタイミング信号を提供します。これを使用してブレーキリレーを制御し、減速シーケンスが完了した後にのみブレーキが作動するようにします。

サージ保護はオプションではありません。ブレーキコイルは誘導性負荷です。ブレーキの作動または解放の瞬間、磁場の崩壊により電圧スパイクが発生し、リレー接点や隣接するアンプI/O回路を時間の経過とともに損傷する可能性があります。ブレーキコイル端子に直接配線されたサージアブソーバーは、そのスパイクを吸収します。これは標準的な配線方法であり、設置時に省略すべきではありません。

絶対値エンコーダー — 14ビットデバイスが提供するもの

HC-SF702Bは、1回転あたり16,384ポジションを提供する14ビット絶対値エンコーダーを搭載しています。「絶対値」という指定は、制御電源投入時に位置が把握されていることを意味します。エンコーダーのバッテリーバックアップが維持されている限り、軸はリファレンス復帰またはホームポジション設定サイクルを実行する必要がありません。

そのバッテリーはモーターではなく、サーボアンプにあります。MR-J2およびMR-J2Sアンプでは、エンコーダーバックアップバッテリーはA6BATリチウムセルです。そのバッテリーを消耗させると（アンプを長期間電源オフにし、古いまたは欠落したセルを使用した場合）、絶対位置メモリが失われます。そのイベント後の最初の電源投入では、機械が通常の操作を再開する前に手動のリファレンス復帰が必要になります。定期的なメンテナンス間隔でのバッテリーチェックは、そのような事態を防ぎます。

14ビット分解能（16,384 ppr）は、後世代のHC-SFSに見られる17ビットエンコーダー（131,072 ppr）よりも低いですが、このモーターが使用されるデューティサイクルにとっては意味のある制限ではありません。7kWでは、軸は通常ボールねじまたはラックアンドピニオン駆動で、ギア比が負荷でのエンコーダー分解能を増幅します。汎用工作機械のフィードおよび位置決め精度要求に対して十分です。

互換性のあるアンプとJ2プラットフォームのコンテキスト

HC-SF702Bは、MELSERVO J2プラットフォームとそのアンプファミリー向けに設計されました。700クラスのMR-J2シリーズアンプがオリジナルのペアリングです。後世代のMR-J2S-700AおよびMR-J2S-700Bアンプ（J2-Super世代）は、HC-SFシリーズモーターとの後方互換性を維持していました。これは、J2Sアンプにアップグレードされた機械が、モーター交換なしでHC-SF702Bモーターを使い続けることができることを意味します。これにより、J2Sアップグレードは商業的に実用的になりました。新しいアンプ、既存のモーター、機械への機械的な干渉なしです。

J2SアンプがHC-SF702Bにもたらすのは、アンプレベルでのパフォーマンス向上です。CPUの高速化、速度ループ帯域幅の向上、適応チューニングの改善などですが、モーター自体は変更されません。14ビットエンコーダーは依然として16,384 pprをフィードバックします。J2Sアンプは、オリジナルのJ2ユニットよりも高速かつタイトなアルゴリズムでそのフィードバックを処理します。その改善が特定のアプリケーションで体感できるかどうかは、軸の要件によって異なりますが、互換性自体は確立されています。

HC-SF702Bは、MR-J3またはMR-J4アンプとは互換性がありません、専用の変換ハードウェアなしでは。J3およびJ4シリーズは異なるエンコーダープロトコルと物理的なコネクタ方式を使用しています。J2/J2SからJ4への機械プラットフォームの変更は、アンプの交換だけでなく、モーターの交換も伴います。

このモーターが一般的に設置される場所

大型VMCのZ軸。 大型立形マシニングセンタのZコラムは、スピンドルヘッド全体の重量を支えます。大型機械では、これは300〜600 kgの鋼鉄とモーターになります。HC-SF702Bは、その質量レベルでの早送りおよび制御された送り速度のためのトルクを提供し、サーボが電源オフになるとブレーキがコラムを静止させます。

横形マシニングセンタのパレット駆動およびW軸。 HMCパレット移送システムは、重い治具を長距離にわたって移送します。フェーシングヘッドの奥行き位置決め用のW軸とパレットシャトル駆動は、各移送ステーションで信頼性の高いブレーキ保持を備えた高容量サーボから恩恵を受けます。

大型CNC旋盤タレット。 大径タレットを備えた高容量旋盤は、負荷下での決定的なインデックスサイクルを必要とします。100 Nmのピークトルクは、タレットに複数の重い工具が搭載されていても、迅速で正確なインデックスを駆動します。

プレスバックゲージおよびビーム位置決め。 大型プレスブレーキのバックゲージシステムは、サーボドライブを使用して重いストップビームを正確な深さに位置決めします。プレスサイクルの間、ビーム位置は正確に保持されなければなりません。電磁ブレーキは、プレスサイクル中のサーボ障害や電源中断に対するフェイルセーフとしてその保持を提供します。

ロータリートランスファーマシンおよびパレットインデクサ。 大量生産機械加工セルで使用されるヘビーデューティロータリーインデックステーブルおよびリニアトランスファーシステムは、大きなペイロードを迅速に移動し、ステーション間で位置を確実に保持できるサーボドライブを必要とします。

HC-SF 2000 rpmファミリー — 容量参照

この表のすべてのモデルは、J2世代の14ビット絶対値エンコーダー、200V ACクラス入力、2,000 rpm定格速度、IP65保護、オイルシール付き軸を共有しています。352、502、702モデルは、176 × 176 mmの大型フランジを使用しています。

新品未開封、工場出荷時密封

工場出荷時密封とは、まさにその意味です。オリジナルの三菱カートンと内装パッケージがそのまま、軸端キャップが取り付けられ、コネクタポートがカバーされ、内部フォームクレードルが未開封の状態です。モーターは一度も通電されておらず、カップリングが取り付けられたこともなく、以前の設置による熱的または機械的な履歴はありません。

交換待ちでダウンしている機械の場合、新品未開封は、修理または再生品に伴う変数（仕様不明の交換済みベアリング、再ポッティングされたエンコーダーアセンブリ、巻き直しされたステータ）を排除します。出荷されるのは三菱が製造したものです。

長期保管の場合：涼しく、乾燥し、振動のない条件で、モーターの完全な仕様を数年間維持します。5年以上の保管の場合、三菱自身の保管ガイダンスに従い、設置前にベアリンググリースを再分配するために、定期的な手動軸回転を行います。

よくある質問

Q1: HC-SF702Bと互換性のあるサーボアンプはどれですか？

HC-SF702Bは、700クラスのMR-J2シリーズアンプおよび後世代のMR-J2S-700A（汎用アナログ/パルスインターフェース）およびMR-J2S-700B（SSCNET光ファイバーバス）と連携します。J2SアンプはJ2世代HC-SFモーターエンコーダーとの後方互換性を維持していたため、MR-J2からMR-J2Sドライブにアップグレードされた機械は、モーターを変更せずにHC-SF702Bモーターを使い続けることができます。HC-SF702BはMR-J3またはMR-J4アンプとは互換性がありません。

Q2: HC-SF702BとHC-SFS702Bの違いは何ですか？

どちらも7kW、2,000 rpm、33.4 Nmのモーターで、電磁ブレーキとストレート軸を備えています。また、同じ176 × 176 mmのフランジを共有しているため、取り付けポイントで機械的に互換性があります。主な違いはエンコーダー世代です。HC-SF702Bは14ビット絶対値エンコーダー（16,384 ppr）を使用し、J2世代モーターですが、HC-SFS702BはJ2S世代の17ビットエンコーダー（131,072 ppr）を使用します。HC-SF702BはMR-J2またはMR-J2Sアンプとペアリングできます。HC-SFS702BはMR-J2Sアンプが必要です。お使いの機械がオリジナルのMR-J2アンプで動作している場合、HC-SF702Bが正しいモーターです。

Q3: 電磁ブレーキはどのように作動し、どのように配線すべきですか？

ブレーキはスプリング作動式でフェイルセーフです。24V DCで開いた状態を保持し、電圧を解除するとスプリングがブレーキディスクを作動させて軸をロックします。これは保持ブレーキであり、移動中のモーターを停止させるようには設計されていません。常にサーボアンプのMBR（ブレーキインターロック）出力を使用してブレーキリレーを制御し、軸が停止まで減速した後にのみブレーキが作動するようにします。スイッチオフ時の誘導電圧スパイクを抑制するために、ブレーキコイル端子に直接サージアブソーバーを取り付けてください。サージアブソーバーを省略すると、リレー接点やアンプI/Oが時間の経過とともに徐々に損傷するリスクがあります。

Q4: 14ビット絶対値エンコーダーはバッテリーを必要としますか？

はい。14ビットシリアル絶対値エンコーダーは、電源オフ時の位置メモリを保持するためにバッテリーバックアップが必要です。バッテリー（A6BATリチウムセル）は、モーター本体ではなく、MR-J2またはMR-J2Sサーボアンプに搭載されています。バッテリーが良好な場合、軸は電源中断時でも絶対位置を保持し、再起動時にホームポジション設定サイクルを必要としません。定期的なメンテナンス間隔でバッテリーの状態を確認してください。セルが完全に消耗する前にアンプが低バッテリーアラームを表示し、緊急対応を強制するのではなく、計画的な交換期間を提供します。

Q5: HC-SF702Bは垂直軸に使用できますか？また、どのような負荷制限が適用されますか？

はい。ブレーキにより、垂直軸に適しています。三菱のガイダンスでは、静的な不均衡トルクがモーター定格トルクの70%を超えないように軸をサイジングすることを推奨しています（このモデルではモーター軸で約23.4 Nm）。大きな不均衡負荷がその閾値に近づくか、それを超える垂直軸の場合、モータートルクとブレーキだけに頼るのではなく、サーボドライブと併せて追加の機械的カウンターバランス（油圧または空圧シリンダーカウンターバランス）を使用する必要があります。