医療機器に使われているモーターとは？

医療機器の小型化や高性能化が進む中、モーター技術も大きく進化しています。現在では、小型で高効率なモーターが数多くの医療機器に採用され、診断・治療・患者ケアなど幅広い用途で活躍しています。特に、静音性や高精度な制御、耐久性など、医療分野ならではの厳しい要求を満たすモーターが求められています。本記事では、医療機器においてモーターが果たす役割や求められる性能、代表的な用途例について解説します。

医療機器用モーターに求められる特有の要件

患者や医療従事者への負担を軽減する「静音性・低振動」

医療機器に使用されるモーターには、一般的な産業機器とは異なる性能が求められます。その一つが静音性と低振動です。診察室や病室、手術室などでは、動作音や振動が患者の不安やストレスにつながることがあるため、できる限り静かで滑らかな動作が求められます。

また、医療従事者にとっても静かな機器は作業環境の改善につながるため、静音性・低振動は重要な設計要件となっています。

耐久性と長寿命

医療機器には長期間にわたり安定して動作し続ける高い信頼性が求められます。特に、滅菌処理が必要となる外科手術用器具や歯科用ハンドピースなどでは、高温・高圧のオートクレーブ滅菌に耐えられるモーターが採用される場合があります。

一方、すべての医療機器がオートクレーブ対応を必要とするわけではなく、用途や使用環境に応じた耐久性・耐環境性が求められます。

多くの医療機器で採用されるブラシレスDCモーターの特徴

小型・高出力密度と高い信頼性

ブラシレスDCモーター（BLDCモーター）は、小型医療機器を中心に幅広く採用されています。ブラシを使用しない構造のためブラシ摩耗がなく、ブラシ付きDCモーターと比べて保守負担を軽減しやすいことが特徴です。

また、小型でありながら高い出力密度を実現できるため、医療機器の小型化や軽量化にも貢献しています。

さらに、エンコーダやドライバなどの制御システムと組み合わせることで、高精度な回転制御や高い応答性を実現できることから、精密な制御が求められる医療機器でも多く採用されています。

モーターが活用される代表的な医療機器

外科手術用機器・歯科治療機器

手術用パワーツールやパルス洗浄機、電動ステープラー、歯科用ハンドピースなどでは、モーターが回転部や駆動部の中核を担っています。これらの機器では、高精度な回転制御や高い応答性が求められ、術者が意図した動きを正確に再現できることが重要です。

また、一部の機器ではオートクレーブ滅菌への対応も求められます。

呼吸・循環関連機器（人工呼吸器・CPAPなど）

人工呼吸器やCPAPなどでは、空気や酸素を適切な比率で患者へ供給するためのブロワを駆動するモーターが使用されています。

必要な流量や圧力を安定して供給するためには、高い応答性と安定した回転制御性能が重要です。静音性にも優れていることで、患者の快適性向上にも貢献しています。

輸液・透析機器や患者移送・介助機器

輸液ポンプやシリンジポンプ、透析装置などでは、薬液や血液を正確に送液するためにモーターが使用されています。

また、患者移乗リフトや電動ストレッチャーなどの介助機器では、安全に患者を移動させるため、高トルクと優れた制御性能を備えたモーターが採用されています。患者の近くで使用されるため、静音性や信頼性も重要な要件となります。

まとめ

医療機器には、静音性・低振動、高精度な制御、耐久性、信頼性など、一般産業機器とは異なる厳しい性能が求められます。中でもブラシレスDCモーターは、小型・高出力密度・高い信頼性といった特長から、多くの医療機器で採用されています。

ただし、医療機器の用途によって求められる性能は異なるため、適切なモーターを選定するには、使用環境や必要な制御性能、耐環境性などを総合的に検討することが重要です。医療機器の性能や安全性を最大限に引き出すためにも、用途に適したモーターを提供できるメーカーを選ぶことが、製品開発成功の重要なポイントとなります。