技術の実用例 ~製品紹介~ 医療・民生機器の進化を支えるマイクロブロア製品

使用されている主な技術: マイクロメカトロニクス設計技術, アプリケーション/ソリューション設計技術, 無機材料技術, 有機材料技術, シミュレーション技術, 材料分析技術, 精密加工技術, 設備要素技術, IE技術, 信頼性技術

イメージ:マイクロブロア

要約

  • ムラタのマイクロブロアは、独自の技術で薄型かつ静音性を備え、医療や民生機器などで幅広く使用されています。
  • ムラタのマイクロブロアは、独自の材料技術と生産管理技術により、薄型のブロアを実現しています。
  • 薄型で小型ながら、優れた静音性を備えていることが特長です。
  • 薄型化・静音性・高圧力が求められる医療・ヘルスケア機器や一般民生機器など、多様なアプリケーションでの使用が期待されています。

ムラタのマイクロブロアとは

製品解説

ムラタのマイクロブロアは、圧電素子の超音波振動を利用して空気を送り出す超薄型の送風機です。モータや回転部を持たない圧電駆動方式を採用しているため、薄型・軽量で静音性に優れています。

  • 製品性能:薄型で小型ながら十分な流量と圧力を発生させることができ、高精度な空気制御が可能です。圧電素子の駆動条件(電圧・周波数)を調整することで、性能を最適化できます。
  • 製品構造:圧電アクチュエータと空気室(チャンバー)、吸気・排気ポートから成り、振動によって、室内の空気を効率的に送り出します。非接触構造のため、部品が摩耗することなく、安定した性能を維持できます。
  • 製造方法:圧電材料の開発から、素子加工、精密な筐体・チャンバー加工、組立、制御回路設計までをムラタが一貫して自社で実施しています。微細寸法の精度管理や品質保証を徹底することで、高性能で信頼性の高い製品を供給しています。
ムラタのマイクロブロアの内部構成
マイクロブロアは、駆動源に圧電素子の超音波振動を利用したデバイス

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製品の強み

ムラタのマイクロブロアの強みは、薄型で小型ながら高流量・高圧力を高次元でバランスさせつつ、静音性と信頼性を兼ね備えていることです。

従来のモータ式ダイヤフラムポンプは、高い吐出性能を得るために大型の気室を必要とし、本体の大型化や設置スペースの制約、さらにはモータ駆動による振動や騒音が課題でした。

この課題を解決するため、圧電素子の高周波振動を活用した独自の駆動方式を採用しました。ピストン構造を不要とし、流体の流れを最適化することで、気室の大幅な小型化に成功しました。この圧電技術により、コンパクトな構造でありながら、高流量・高圧力を実現し、同時に静音性にも優れたポンプを生み出しました。

量産段階では、高度な製造機器設計と厳密な公差管理に加え、部材設計や加工方法の工夫を積み重ね、特性のばらつきを防ぎながら、薄型・小型でありつつ高性能なマイクロブロアを生産しています。

こうした高難度の技術力と徹底した品質管理が、ムラタのマイクロブロアに高い信頼性と安定した性能をもたらし、ユーザーの高度な要求に応える製品として、幅広い分野での活用に貢献しています。

ムラタのマイクロブロア
モータ式ダイヤフラムポンプ

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製品の進化

ムラタのマイクロブロアは、10年以上にわたる研究開発活動を経て、圧電技術をベースにした薄型・小型・高性能な送風機として誕生して以来、用途や市場ニーズの拡大に合わせて絶えず進化を続けています。

ラインアップの拡充は、単なる製品追加ではなく、圧電材料の改良、精密加工技術の進化、徹底した品質管理の積み重ねによって実現されたものです。

  • 薄型化:医療現場や在宅医療における血圧計の小型化ニーズに応えるため、超音波振動を利用した静音かつ高効率の気流制御技術を採用し、厚みを7.9mmから2.3mmに大幅削減した高圧力薄型マイクロブロアを実現しました。
  • 高圧・高流量化:ライフスタイルの多様化に伴い、ウェアラブル型搾乳機では、静音性・軽量性・小型化が求められています。気流制御技術と筐体設計を駆使し、これらの要件を満たす高圧力・高流量マイクロブロアを実現しました。

これらの取り組みにより、医療機器の小型化と高性能化に貢献しています。

ムラタのマイクロブロアの進化(MZB3004T04とMZB3005T06)

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挿入画像の参照元: マイクロブロア MZB3004T04別ウィンドウで開く

製品の用途

  • ウェアラブル型血圧計:ムラタのマイクロブロアは、小型・薄型・軽量のため、コンパクトな設計が可能です。スマートウォッチでは、オシロメトリック法による血圧測定の実現に貢献しています。ウェラブルデバイスなどの小型デバイスにおいても、装着感・操作性・デザイン性を損ないません。

    ウェアラブル型血圧計
  • ウェアラブル型搾乳機:マイクロブロアは、吸引側から空気を取り込み、排出側へ送り出す圧電ポンプです。吸引機構を利用し、搾乳機のような製品にも応用可能です。圧電素子を人間の可聴域を超えた「超音波帯」で振動させて空気を吸引するため、動作音が気になる環境でも使用することができます。

    ウェアラブル型搾乳機
  • アロマディフューザー:空気の力でアロマオイルを拡散させる「プッシュ型」のアロマディフューザーにも採用されています。小型のため、携帯式のアロマディフューザーにも搭載可能。また、空気の流量調整ができるため、アロマの拡散範囲を調整することもできます。

    アロマディフューザー
  • 注入ポンプ:マイクロブロアの空気圧を利用して、間接的に液体を搬送することが可能です。吐出される空気の脈動が非常に小さく、安定した流量を実現しています。この特長により、薬液に直接触れることなく、脈動の少ない送液が可能で、注入ポンプなど精密な液体供給機器に適しています。

    注入ポンプ

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製品仕様などは、製品情報サイトをご確認ください。

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