클램프 기구를 자동화해 “종래비 2/3의 소형화”를 달성시킨, “볼 나사 일체형 스테핑 모터”란?

종래의 기구에서는 수동 조작에 의한 수고가 걸려, 급속히 개선이 필요

심장 외과·인공 투석 분야의 의료 기기 제조를 다루는 M사에서는, 어느 체외 순환 장치의 사양에 대해서, 몇개의 과제를 안고 있었습니다.

종래의 장치에서는, 클램프 기구에 솔레노이드 또는 스테핑 모터의 2개의 방식을 이용하고 있었습니다. M사 설계 개발부의 H 부장은 이렇게 말합니다.
“클램프 기구란, 기포가 발생했을 때에 그리퍼를 닫고, 튜브의 기포 송출을 차단하는 안전 기능입니다. 입니다.

차별화가 필수! 조작성 향상과 소형화를 실현하려면 ...

또한 그리퍼의 개폐를 자동화한 스테핑 모터 구동 방식에서는 커플링이나 볼나사 등의 부품 점수가 많기 때문에 장치의 소형화를 어렵게 하는 요인이 되었습니다. 국내 의료기관에는 의료 처치실의 넓이에 여유가 없는 케이스가 많아, 소형화는 좁은 공간을 유효 활용하기 위해서 빠뜨릴 수 없는 개선 요소의 하나이며, M사에도 자주 유저로부터 요망 가 전해졌다고 합니다.

“안전성 확보에 중점을 두고 개발해 왔습니다만, 장치의 차별화를 도모하기 위해서는 의료 현장의 요구를 세밀하게 받아들여 갈 필요가 있습니다. 그리퍼 개폐의 자동화에 의한 조작성 향상과 소형화 의 양립을 실현하기 위해 조속히 개선이 필요했습니다.」(H씨)

볼 나사 일체형 스테핑 모터로 기존 대비 2/3의 소형화에 성공

체외 순환 장치의 개선을 위해 정보 수집을 계속하고 있던 H씨는, 어느 전시회에서 각종 모터 시스템을 출전하고 있던 산요전기의 부스를 방문해, 이러한 과제를 상담했습니다.
산요전기 담당자는 H씨로부터 요건을 상세히 청각한 데다 볼 나사와 모터가 일체형의 「5상 리니어 구동 스테핑 모터」를 이용한 오토클램프 개폐 기구를 제안합니다. 이 제안은 H씨를 강하게 끌었다.
「스테핑 모터 구동 방식이므로 그리퍼의 자동 개폐를 실현할 수 있는 것과 동시에, 볼 나사가 스테핑 모터 내부에 들어가 있기 때문에, 종래의 구성에 비해 기구가 간소화되어 2/3 정도의 소형화가 전망되었습니다. 그래서 안전성 확보와 조작성 향상을 양립할 수 있다고 확신했습니다.

유연한 커스터마이즈 대응, 자료의 조기 제출 등으로 M사의 개발을 전면 서포트

자동화와 소형화라는 최대의 과제를 클리어할 수 있을 것이라고 확신한 H씨는, 즉시 샘플을 들여 평가를 행했습니다. 얼마 지나지 않아 산요전기 제 「5상 리니어 구동 스테핑 모터」의 채용을 결정해, 프로토타입기의 개발에 나선다.
산요전기는 M사의 요망에 따라 커스터마이즈 대응을 행하고, 장치 개발을 전면적으로 서포트했습니다.

“모터 임베디드 시에는 커스터마이즈 대응을 해 주셔, 모터를 직접 장치에 설치하는 설계로 함으로써 전체 길이를 더욱 짧게 할 수 있어 대폭적인 소형화가 가능해졌습니다.
또한 부품의 상정된 고장 리스크를 사전에 제출해 주면 안전장치의 검토를 초기 단계부터 시작할 수 있었습니다. 안전성이 최우선이 되기 때문에, 고장에 의한 사고 방지에 충분한 대책을 강구된 것은, 무엇보다 중요한 이점이었습니다. 정확한 지원으로 개발에 기여했습니다. "(H씨)

나중에 만나게 출시된 체외 순환 장치의 새로운 모델은 사용자보다 높은 평가를 얻는 데 성공했습니다. H씨는 이렇게 말하고 있습니다.
“풍부한 라인업에 신속한 납품, 더욱 세밀한 기술 협력 덕분에, 개발 기간도 대폭 단축되었습니다. 산요전기은 성능면에서 충분히 차별화를 도모할 수 있었습니다. 에는 앞으로도 여러가지 상담을 받고 싶습니다.

스테핑 모터에 대한 자세한 내용은「스테핑 모터란?​

게시일: 2019-02-19 00:00