体内無給電型人工心臓駆動用磁気式アクチュエータの性能向上

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650280
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 早乙女 英夫 千葉大学, 工学部, 助教授 (50261938)
• Keywords: 人工心臓 / アクチュエータ / ポンプ / 金属磁石

Research Abstract

本研究は,平成11年度から3カ年に亘って遂行したものであり,平成13年度は,以下の研究業績を得た。
1.アクチュエータ出力向上を目的とした磁石ヨークの検討
本アクチュエータの機構上,金属磁石に隣接させるヨークの磁化特性がアクチュエータの磁気力を左右させ,その結果としてこれがアクチュエータ出力を決定する要因の一つとなっており,珪素鋼鈑を含む複数のヨークに対して,最もアクチュエータ出力が得られるヨークを決定した。ヨーク厚としては,1.6mmから6mmまでを検討した。また,ヨークの体積軽減を図り,アクチュエータの軽量化実現のため,金属磁石ヨークを空洞化して,その内径について検討した。シミュレーションにより金属磁石間に働く磁力を計算し,シリンダ行程を最大限取れるヨーク厚およびヨーク内径を求めた。
2.アクチュエータ出力向上を目的とした構造設計法の確立
アクチュエータによって駆動されるポンプのシリンダ行程およびシリンダへの電磁力仕様から,金属磁石の内径寸法を決定するアルゴリズムを構築した。本アクチュエータを人工心臓駆動用ポンプへ適用する場合を想定し,ヒトの循環器系の最高血圧からポンプの最大圧力出力を仕様として定め,一方,シリンダ行程の最大状態からポンプ動作が可能な磁石間距離を求めてこれもポンプ設計上の仕様と定めた。これらの仕様および金属磁石の磁化特性からポンプ出力を最大とするシリンダ行程および磁石間距離を定めるアルゴリズムを構築した。

Research Products

• [Publications] H.Kawanabe, T.Katane, H.Saotome, O.Saito, K.Kobayashi: "Power information transmission to implanted medical device using ultrasonic"Jpn.J.Appl.Phys.. 40・5B. 3865-3866 (2001)