JP2016533827A - ラベット型モータ付き装置 - Google Patents
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Abstract
Description
I=0.5・m・r2、又は(mで割って):I/m=0.5・r2
によって与えられ、ここで、rはその半径であり、mはその質量である。モータのトルクを与えるロータの磁気モーメントは、ロータの体積に比例しており、それ故に、その質量にも比例している。方程式は、ロータ・サイズが増加されると(これはその半径を増加させることを意味する)、慣性モーメントがモータのトルクを与えるロータの磁気モーメントよりも急速に増大することを明らかに示す。ロータ・サイズを増加させることは、したがって必然的により遅いモータに至り、トルクのゲインの効果を打ち消す。
− 電流パルスが誤った極性(ロータの休止位置に関して)であれば、パルスが止まるときに、ロータは小さい振動運動を示してその休止位置に後退するであろう。
− 電流パルスが正しい極性であるが、短すぎるか又は小さすぎれば、モータに供給されるエネルギーは、モータ・ステップをするには不十分である。そのような状況では、ロータは正しい方向に運動するが、その元の休止位置に後退するであろう。
− 電流パルスが正しい極性及び持続時間であれば、ロータは、正しくそのステップをして、180°の休止位置に至るであろう。
− パルスが正しい極性であり、長すぎれば、ロータは正しく旋回してそのステップをするであろうが、パルスが持続する間は180°の休止位置を僅かに超える位置に保持され、パルスが止まるときにその正しい休止位置に後退するであろう。この場合、モータはその正しいステップをするが、しかしながらこのステップには電流パルスが持続するのと同じ時間を必要とする。
したがって、誤った電気駆動パルスでさえ、ラベット・モータは専ら正しいステップをして停止できる。逆行は、このモータ設計では可能でない。
Claims (32)
- 流体リザーバ及び流体移動手段を持つ機械駆動ポンプ・システムを有する、注入流体の送達のためのポンプを含む、患者による歩行可能式装着のための装置であって、前記流体移動手段のための駆動モータは、典型的なクロックモータよりも大きくなく、小さいボタン電池のみを必要とするが、典型的な携帯時計モータよりも少なくとも20倍高く且つ典型的なクロックモータよりも少なくとも5倍高い機械動力を有し、そしてインスリン又は抗体のような治療用タンパク質のための注入ポンプの送達要件を満たすことが可能である、小サイズのラベット型ステッパ・モータであることを特徴とする、装置。
- 前記ラベット型モータの構造上及びエレクトロニクス特徴が、一方向のみのロータ運動、制限される最大トルク及び最大速度、高い保持トルク、連続ロータ・ステップのためのパルス極性の変化の要件、並びに電気モータ信号からの成功ロータ・ステップ及びステップのための必要トルクの検出に基づいて、別々のセンサ及び安全要素無しで、安全な機能を保証する重要な特徴を直接包含するように設計されて使用されることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記ラベット型ステッパ・モータが、希土類元素を含有する磁性合金などの、ロータ磁石用の高エネルギー密度磁気材料を有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の装置。
- 前記ロータ磁石がサマリウム−コバルト(SmCo)合金から又は鉄−ネオジム−ホウ素(FeNdB)合金からできていることを特徴とする、請求項3に記載の装置。
- 前記ポンプ・システムが、シリンジであり、前記シリンジは、リザーバとして、前記バレルの一端の付近に流体の通過のために接続開口を備える管状バレルを有しており、また、流体移動手段として、前記バレルの内部にきつく嵌合して軸に沿って移動可能であるピストンを有しており、前記ピストンは、前記ピストンを移動させるためのピストン移動ロッドを備えていることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか一項に記載の装置。
- 前記バレルが、トロイダル形状を有し、前記ピストン移動ロッドが、前記バレルの軸に沿って円形に曲げられることを特徴とする、請求項5に記載の装置。
- 前記ポンプ・システムが、可撓バッグリザーバを含み、前記流体移動手段が、前記バッグを締め付けるプランジャであることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか一項に記載の装置。
- 前記ポンプ・システムが、リザーバを持つ蠕動ポンプであることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか一項に記載の装置。
- 送達の脈動が、モータ・ステップ周波数を調整することによって最小化されることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
- 蠕動管を圧縮するローラ、及び、前記蠕動管が前記ローラによって押圧されるポンプ・ケーシングの形状が、ローラ・ローリングオンによる前記管の閉塞及びローラ・ローリングオフの通過後の前記管のその自然の状態への開口がそれぞれ同期して起こり、したがって、主として前記ローラ・ローリングオンによる前記管の圧縮のために必要とされるモータ・トルクを除去するように配置されることを特徴とする、請求項8又は9に記載の装置。
- 駆動エレクトロニクス構成部品、動作制御構成部品、及びポンプ機能をプログラムするための制御ユニットを備えるモータ制御システムを有する、請求項1から10までのいずれか一項に記載の装置。
- 前記動作制御構成部品が、前記モータが前記ポンプに送達しているトルクを決定するためにモータ・パルス持続時間及び/又はパルス電圧を調節するための要素を有することを特徴とする、請求項1から11までのいずれか一項に記載の装置。
- 前記動作制御構成部品が、モータ・ステップを制御するためにモータ電流及び/又は電圧を分析する要素を有することを特徴とする、請求項1から12までのいずれか一項に記載の装置。
- 前記動作制御要素が、モータ・ステップを制御するために磁界センサを有することを特徴とする、請求項1から13までのいずれか一項に記載の装置。
- 前記動作制御要素が、過剰送達又は送達不足並びに他の安全関連特徴及び警報を制御していることを特徴とする、請求項1から14までのいずれか一項に記載の装置。
- ポンプ機能をプログラムするための前記制御ユニットが、無線リンク、例えば無線周波数又は光リンクによって接続される遠隔要素を有することを特徴とする、請求項1から15までのいずれか一項に記載の装置。
- 内蔵又は遠隔診断プローブを含み、前記制御ユニットのための信号を生成することを特徴とする、請求項1から16までのいずれか一項に記載の装置。
- 前記装置が、インスリン・ポンプであることを特徴とする、請求項1から17までのいずれか一項に記載の装置。
- 前記診断プローブが、インスリン送達を制御するための信号を生成するグルコース・センサであることを特徴とする、請求項17又は18に記載の装置。
- 前記ポンプが、分析物決定のための体液試料を収集していることを特徴とする、請求項1から19までのいずれか一項に記載の装置。
- 患者の皮膚に接触し、前記装置を前記患者の皮膚に取り付けるための粘着性接触面を特徴とする、請求項1から20までのいずれか一項に記載の装置。
- 前記装置が、主に前記モータ、駆動手段及び制御要素を備える再使用可能部分並びに他の要素を備える使い捨て部分から構成されることを特徴とする、請求項1から21までのいずれか一項に記載の装置。
- 前記再使用可能部分の前記駆動手段が、自動調節歯車−歯車接続によって前記使い捨て部分の前記流体移動手段に結合することを特徴とする、請求項22に記載の装置。
- 前記リザーバが、前記再使用可能及び使い捨て部分の組立て前で前記歯車−歯車接続の結合前に充填され、また前記駆動装置による巻戻しを必要としないことを特徴とする、請求項22に記載の装置。
- カニューレの及び診断プローブの一部を前記皮膚に挿入するための手段を含むことを特徴とする、請求項1から23までのいずれか一項に記載の装置。
- 前記カニューレ及び前記診断プローブが、前記装置の本体に対して固定されて位置決めされ、前記皮膚への前記挿入手段が、前記粘着面によって取り付けられる前記皮膚をばね型機構によって前記カニューレの及び前記診断プローブの先端に対して引っ張る構成部品であり、孔を有して前記カニューレ及び前記診断プローブの通過を許容し、さらに使用準備位置で前記構成部品が前記ばね型機構の後退に反して前記装置本体の底から押しのけられ、それによって前記カニューレの及び前記診断プローブの前記先端を隠し、それらが前記皮膚に接触することを防ぎ、また前記ばね型機構の解除に応じて、前記構成部品が前記固定されて位置決めされるカニューレ及び診断プローブの前記先端に反して前記装置本体の底に対して衝突し、前記カニューレの及び前記診断プローブの皮下挿入をもたらすように構成されることを特徴とする、請求項25に記載の装置。
- 前記取り付けられる皮膚を引っ張る前記構成部品が、前記構成部品を前記ばね型機構の後退に反して前記使用準備位置に固定する機構を備え、前記予圧されるばね型機構の解除をハンドル又はノブを押圧することによって起動される摺動ボルト機構によって作用させる解除要素を含むことを特徴とする、請求項26に記載の装置。
- 前記粘着面によって取り付けられる前記皮膚をばね型機構によって前記カニューレの及び前記診断プローブの前記先端に対して引っ張る前記構成部品が、その周辺で前記装置本体の底に取り付けられるばね型可撓面であり、前記使用準備位置の前記解除要素によって変形されて前記固定されて位置決めされるカニューレ又は診断プローブを隠す円錐又は切妻を形成し、また前記予圧されるばね型可撓面の解除に応じて、それが前記装置本体の底に対して平坦な緩和位置で衝突し、したがって、前記カニューレ及び前記診断プローブの前記先端及び前記移植可能部分を露出させることを特徴とする、請求項26又は27に記載の装置。
- 前記粘着面によって取り付けられる前記皮膚をばね型機構によって前記カニューレの及び前記診断プローブの前記先端に対して引っ張る前記構成部品が、前記装置本体と前記皮膚との間に配置され、前記装置本体が前記皮膚に接触することを防止する皮膚取り付け板であり、皮膚への取り付けのための粘着面を有し、前記装置本体が線形摺動機構によって移動可能に接続されて前記皮膚取り付け板を前記装置本体から離間させて保つことを許容し、また前記後退機構の作用に応じて、前記粘着面によって取り付けられる前記皮膚を前記固定されて位置決めされる針及び診断プローブの前記先端に対して前記針支持体に向かって引っ張ることによって前記針の皮下挿入をもたらすことを特徴とする、請求項26又は27に記載の装置。
- 前記皮膚への付着を確保するための前記手段が、前記本体への一時的な装着のための粘着層であり、前記粘着層が、前記皮膚に対する前記粘着面と比較して減少される表面で前記装置の前記可撓面に固定されることを特徴とする、請求項1から29までのいずれか一項に記載の装置。
- 前記解除要素が、ノブを押圧することによって作用される摺動ボルト機構を備えることを特徴とする、請求項27に記載の装置。
- 前記装置が、前記粘着層を前記皮膚に向かって押圧し、前記装置の前記解除及び作用要素を意図されない起動から防ぐ縁を持つ機能パッケージを用いて前記皮膚に適用されることを特徴とする、請求項1から31までのいずれか一項に記載の装置。
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