経腸栄養注入ポンプは、脳卒中や認知症などの病気、喉や口の状態、意識の喪失といった理由で食 物を口から安全に摂取できない患者に栄養分を与える目的で使用されます。このようなポンプに は栄養分を胃に直接届けるためのチューブが内蔵されているため、静脈内(IV)栄養補給の手法に 適しています。

経腸栄養注入ポンプは軽量な携帯型ですが、そのモータシステムは栄養分の継続的な流れを維持するのに 十分なトルクを供給する必要があります。また、栄養分の配合と患者のニーズに応じて、高い精度と正確性で 流量を調整できなくてはなりません。注入システムのメーカーが最近開発した経腸栄養注入ポンプには、複 数の要件を満たすコンパクトなモーションシステムが必要となります。そのシステムには、以下の内容が求め られます。

低粘度と高粘度いずれの栄養分も供給できること
ピークのないスムーズで連続的な流れを確保できること
幅広い流量に対応した速度を生み出すことができること
長寿命を実現できること

医療機器メーカーがポルテスキャップの製品に目を向けたのは、当社が精密な医療用ポンプの課題を解決し てきた歴史を持ち、求められる仕様に応じてモーション設計をカスタマイズするための技術的ノウハウと能力 を有しているからです。

コアレス設計で高出力密度を実現

ポルテスキャップのエンジニアは、Athlonix™ 22N ブラシ付きDCモータに加えてF16磁気式エンコーダ とK24ギアヘッドを使用し、必要な機械的カスタマ イズを行うことを推奨しました。直径22mmのモー タは、重量わずか53gでネオジムマグネットを備え、 15.7mNmの連続トルクと卓越した高出力密度をもた らします。この小型モータにはラミネートコアが不要 です。その代わり、モータの巻線が小さな面積の自 己保持型システムを形成します。鉄ラミネーションの ないコアレス設計は、以下のような多くの利点でポ ンプ精度を向上させます。

ピークのない流量を実現
極めて低いトルクリップルにより、低速でも スムーズな流れを確保
慣性と質量を低減

ポルテスキャップの F16磁気エンコーダを追加する と、内蔵のホールセンサが信頼性と位置/速度検出 の優れたバランスを小型パッケージでもたらすた め、ポンプ制御の精度がさらに向上します。

Athlonixモータのコアレス設計には、低ノイズと低振 動という2つの利点もあります。どちらの要素も、携 行式の栄養供給ポンプにとって不可欠です。

小型モータ設計による高効率、長寿命、高い安全性

経腸栄養注入ポンプは携帯型のため、長いバッテ リー寿命を維持するにはエネルギー効率が重要と なります。Athlonixモータは、貴金属整流と低い摩擦 発生率により、最大90パーセントのモータ動作効率 を実現します。K24平歯車ギヤヘッドは、必要な出力 トルク発生時の電流消費量が低いため、効率性を 補完できます。

モーションシステムは動作寿命が長く、モータの貴 金属整流は連続運転に対する低電流要件を満たし ます。また、さまざまな周囲条件下での動作が可能 です。ブラシは長寿命をもたらすように設計され、 モータのREE巻線は電食を低減してシステムの安全 性と信頼性を向上させます。さらに、F16エンコーダ に内蔵されたマグネットは、温度の変化や異物の侵 入といった過酷な状況の影響も受けません。

ポルテスキャップのエンジニアは経腸栄養注入シス テムのメーカーと緊密に連携し、内蔵モータ、エン コーダ、ギアヘッドの組み合わせと必要なカスタマ イズを実現しました。Athlonixモータは、コイルの変 更、カスタムシャフト、スリーブまたはボールベアリ ングの選択によって調整できます。F16エンコーダに はケーブルと端末出力のオプションがあり、K24ギ アヘッドはカスタムシャフトの変更および、用途や 状況に応じた潤滑油の変更が可能です。ポルテス キャップのエンジニアは、製品カスタマイズの支援 に加え、機械的な最適化のサポートも行います。

コスト効率と信頼性の高いシステム

現在は、ポルテスキャップの一体型モーションシステムによって精密な液体制御と高い信頼性が実現された ため、経腸栄養注入ポンプを使用して患者の栄養状態を促進できるようになりました。ポルテスキャップの 22mm DCコアレスモータと同径のスパーギヤボックスにより、必要な流量範囲がカバーされます。磁気式エン コーダから光学式エンコーダまで対応するフィードバックオプションによって必要な分解能をもたらし、正確 な栄養供給を実現します。また、コスト効率の高いモーションパッケージのため、メーカーはポンプを量産し て家庭や病院で使用する顧客のニーズを満たすことが可能になります。

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小型のモーションコントロールシステムで駆動する経腸栄養注入ポンプ
図1 - ポルテスキャップのエンジニアは、Athlonix 22Nブラシ付きDCモータに加えてF16磁気式エンコー ダとK24ミニモータギアヘッドを使用し、必要なカ スタマイズを行うことを推奨しました。