CN102341600B - 离心式泵装置 - Google Patents

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Abstract

一种离心式血液泵装置，叶轮(10)的一个面上设有第一永磁体(15a、15b)，在血液室(7)的内壁设有第二永磁体(16a、16b)，在叶轮(10)的另一个面上设有第三永磁体(50)，并设有隔着分隔壁(6)驱动叶轮(10)使其旋转的第四永磁体(51)及转子(52)。使叶轮(10)偏心时的第一永磁体(15a、15b)与第二永磁体(16a、16b)之间的吸引力(F1)的变化量(ΔF1)和第三永磁体(50)与第四永磁体(51)之间的吸引力(F2)的变化量(ΔF2)大致一致。因此，能始终将叶轮(10)的悬浮位置维持在外壳(2)内的大致中央位置。

Description

离心式泵装置
技术领域
本发明涉及一种离心式泵装置，尤其涉及包括利用旋转时的离心力输送液体的叶轮的离心式泵装置。 
背景技术
近年来，以利用磁耦合将外部电动机的驱动转矩传递至血液室内的叶轮的离心式血液泵装置作为人造心肺装置的血液循环装置的案例正在增加。利用这种离心式血液泵装置，能排除外部与血液室的物理连通，从而能防止细菌等进入血液。 
专利文献1(日本专利特开2004-209240号公报)的离心式血液泵包括：具有由第一分隔壁和第二分隔壁分隔而成的第一室～第三室的外壳；在第二室(血液室)内设置成能旋转的叶轮；设于叶轮的一个面的磁性体；与叶轮的一个面相对向地设于第一室内的电磁铁；设于叶轮的另一个面的永磁体；设于第三室内的转子及电动机；以及与叶轮的另一个面相对向地设于转子的永磁体。在第二分隔壁的与叶轮的另一个面相对向的表面形成有动压槽。在由电磁铁作用于叶轮的一个面的吸引力、由转子的永磁体作用于叶轮的另一个面的吸引力以及动压槽的动压轴承效应的作用下，叶轮离开第二室的内壁，并以非接触的状态旋转。 
此外，专利文献2(日本专利特开2006-167173号公报)的离心式血液泵包括：具有由第一分隔壁和第二分隔壁分隔而成的第一室～第三室的外壳；在第二室(血液室)内设置成能旋转的叶轮；设于叶轮的一个面的磁性体；与叶轮的一个面相对向地设于第一室内的第一永磁体；设于叶轮的另一个面的第二永磁体；设于第三室内的转子及电动机；以及与叶轮的另一个面相对向地设于转子的第三永磁体。在第一分隔壁的与叶轮的一个面相对向的表面形成有第一动压 槽，在第二分隔壁的与叶轮的另一个面相对向的表面形成有第二动压槽。在由第一永磁体作用于叶轮的一个面的吸引力、由转子的第三永磁体作用于叶轮的另一个面的吸引力以及第一动压槽和第二动压槽的动压轴承效应的作用下，叶轮离开第二室的内壁，并以非接触的状态旋转。 
此外，专利文献3(日本专利特开平4-91396号公报)的图8和图9的涡轮型泵包括：外壳；在外壳内设置成能旋转的叶轮；设于叶轮的一个面的第一永磁体；设于外壳的外部的转子；与叶轮的一个面相对向地设于转子的第二永磁体；设于叶轮的另一个面的第三永磁体；以及与叶轮的另一个面相对向地设于外壳的磁性体。此外，在叶轮的一个面形成有第一动压槽，在叶轮的另一个面形成有第二动压槽。在由转子的第二永磁体作用于叶轮的一个面的吸引力、由外壳的磁性体作用于叶轮的另一个面的吸引力以及第一动压槽和第二动压槽的动压轴承效应的作用下，叶轮离开外壳的内壁，并以非接触状态旋转。 
此外，专利文献4(日本专利实开平6-53790号公报)的清洁泵(clean pump)包括：外壳；在外壳内设置成能旋转的叶轮；设于叶轮的一个面的第一永磁体；设于外壳的外部的转子；与叶轮的一个面相对向地设于转子的第二永磁体；设于叶轮的另一个面的磁性体；以及与叶轮的另一个面相对向地设于外壳外的电磁铁。此外，在叶轮的一个面形成有动压槽。 
当叶轮的转速比规定转速低时，使电磁铁工作，当叶轮的转速超过规定转速时，停止对电磁铁的通电。在由转子的第二永磁体作用于叶轮的一个面的吸引力和动压槽的动压轴承效应的作用下，叶轮离开外壳的内壁，并以非接触状态旋转。 
专利文献1：日本专利特开2004-209240号公报 
专利文献2：日本专利特开2006-167173号公报 
专利文献3：日本专利特开平4-91396号公报 
专利文献4：日本专利实开平6-53790号公报 
发明概要
发明所要解决的技术问题 
在上述专利文献1～4的泵中，在以下这点上是相同的：通过形成于叶轮与外壳的对向部的动压槽来进行叶轮的轴向方向(叶轮的转轴方向)的支承，并利用设于叶轮的永磁体和设于外壳外的永磁体的吸引力来进行叶轮的径向方向(叶轮的半径方向)的支承。 
在这种离心式泵装置中，若叶轮的支承刚性(用于使叶轮移动单位长度所需的力)较小，则随着使用者的动作而引起的振动(加速度振动)会使叶轮与血液室的内壁接触。所以，对于轴向方向和径向方向都需要具有足够大的支承刚性。 
为了增加叶轮的支承刚性，只需使叶轮的永磁体与外壳侧的永磁体的磁耦合力变大即可。然而，增大该磁耦合力并不容易。即，在动压轴承式的离心式泵装置中，首先，按规格设定流量、扬程(压力)、血液室与叶轮的间隔的最小值。然后，根据叶轮的直径确定转速和动压槽的尺寸。 
只要动压槽的尺寸、叶轮直径、转速、血液室与叶轮的间隔确定，则负载容量确定，因此，用于与之平衡的磁耦合力确定。磁耦合力确定，则叶轮的支承刚性也确定。因此，虽然为了增加叶轮的支承刚性需要增加负载容量，但由于负载容量取决于血液的粘度、叶轮的转速、动压槽的尺寸、血液室与叶轮的间隔，因此，增加负载容量是有限度的。 
此外，由于动压力所作用的叶轮端面与外壳内表面之间的间隙形成于叶轮旋转转矩发生部侧和叶轮辅助吸引部侧，两间隙大致相等，因此，叶轮端面与外壳内表面之间的距离变得最大，即便在叶轮上作用有扰动，叶轮端面也不易与外壳内表面接触。然而，在单涡旋、或没有涡旋而使血液流出口与圆筒形的外壳连接的泵的结构中，在进行所期望的泵动作时，会产生泵室内的压力均衡的不平衡，叶轮以被吸向血液流出口侧的方式在径向上移动，因此，叶轮两端面的轴向方向的吸引力降低。 
因此，当叶轮旋转转矩发生部的针对径向方向变位的轴向方向的吸引力变化量与形成于叶轮辅助吸引部的磁力结合部的针对径向方向变位的轴向方向的吸引力变化量不同时，在进行所期望的泵动作时，轴向方向的吸引力的平衡位置会偏离外壳内的大致中央位置移动。其结果是，叶轮端面与外壳内表面的 两个间隙中，一个间隙变小，另一方间隙变大，在间隙变小的一侧，即便对叶轮作用较小的扰动，也会使叶轮端面与外壳内表面容易接触。 
因此，本发明的主要目的在于提供一种离心式泵装置，即便当叶轮在外壳内沿径向方向移动了时，也不会使叶轮与外壳的悬浮间隙变化，针对作用于叶轮的扰动具有抗扰动性。 
解决技术问题所采用的技术方案 
本发明的离心式泵装置，包括：外壳，该外壳具有由分隔壁分隔而成的第一室及第二室；叶轮，该叶轮在第一室内被设置成能沿着分隔壁旋转，并利用旋转时的离心力输送液体；以及驱动元件，该驱动元件设于第二室内，并隔着分隔壁来驱动叶轮旋转，该离心式泵装置还包括：设于叶轮的一个面上的第一磁性体；设于第一室的与叶轮的一个面相对向的内壁，对第一磁性体进行吸引的第二磁性体；以及设于叶轮的另一个面上的第三磁性体。在叶轮的旋转期间，第一磁性体与第二磁性体之间的第一吸引力和第三磁性体与驱动元件之间的第二吸引力在第一室内的叶轮的可动范围的大致中央处平衡。第一吸引力的相对于叶轮在径向方向上的偏心量的变化量与第二吸引力的相对于叶轮在径向方向上的偏心量的变化量大致相等。在叶轮的一个面或第一室的与该一个面相对向的内壁上形成有第一动压槽，在叶轮的另一个面或与该另一个面相对向的分隔壁上形成有第二动压槽。 
较为理想的是，驱动元件包括：设置成能在第二室内沿所述分隔壁旋转的转子；设于转子，能吸引第三磁性体的第四磁性体；以及使转子旋转的电动机。 
此外，较为理想的是，由第一磁性体及第二磁性体构成的磁力结合部在径向方向上的正的支承刚性值的绝对值比由第三磁性体及第四磁性体构成的磁力结合部在径向方向上的正的支承刚性值的绝对值大。 
此外，较为理想的是，第三磁性体包括以使相邻的磁极彼此不同的方式沿着同一个圆配置的多个磁铁，驱动元件包括与多个磁铁对向设置，用于产生旋转磁场的多个线圈。 
此外，较为理想的是，第三磁性体包括以使相邻的磁极彼此不同的方式沿着同一个圆配置的多个磁铁。驱动元件包括：与多个磁铁对向配置的多个第四 磁性体；以及分别与多个第四磁性体对应设置而分别卷绕于对应的第四磁性体上，用于产生旋转磁场的多个线圈。 
此外，较为理想的是，使在多个线圈中流动的电流的相位发生变化，以调整第二吸引力。 
此外，较为理想的是，还包括与多个磁铁对向地设于第二室内的磁传感器，根据磁传感器的输出信号，使在多个线圈中流动的电流的相位发生变化。 
此外，较为理想的是，包括：设于叶轮的一个面上，在叶轮的径向上排列的多个第一磁性体；以及设于第一室的与叶轮的一方面相对向的内壁上，分别对多个第一磁性体进行吸引的多个第二磁性体。在叶轮旋转期间，多个第一磁性体与多个第二磁性体之间的第一吸引力和第三磁性体与驱动部之间的第二吸引力在第一室内的叶轮的可动范围的大致中央处平衡。 
此外，较为理想的是，多个第一磁性体和多个第二磁性体中的至少一个磁性体绕叶轮的旋转中心线形成圆环状。 
此外，较为理想的是，多个第一磁性体和多个第二磁性体中的至少一个磁性体绕叶轮的旋转中心线以圆环状排列多个。 
此外，较为理想的是，多个第一磁性体和多个第二磁性体都是永磁体，在叶轮的径向上相邻的两个第一磁性体的N极朝向相同方向。 
此外，较为理想的是，多个第一磁性体和多个第二磁性体都是永磁体，在叶轮的径向上相邻的两个第一磁性体的N极朝向相互不同的方向。 
此外，较为理想的是，在叶轮的径向上相邻的两个第一磁性体的间隔比第一室内的叶轮的径向上的可动距离的二分之一大。此时，即便叶轮在径向上最大限度地移动，也能防止相邻的两对第一磁性体与第二磁性体之间的磁干涉。 
此外，较为理想的是，设有多个第三磁性体，多个第三磁性体以使相邻的磁极彼此不同的方式沿着同一个圆配置。驱动元件包括与多个第三磁性体对向设置，用于产生旋转磁场的多个线圈。 
此外，较为理想的是，设有多个第三磁性体，多个第三磁性体以使相邻的磁极彼此不同的方式沿着同一个圆配置。驱动元件包括：与多个第三磁性体对向配置的多个第四磁性体；以及分别与多个第四磁性体对应设置而分别卷绕于 对应的第四磁性体上，用于产生旋转磁场的多个线圈。 
此外，较为理想的是，驱动元件包括：设置成能在第二室内沿分隔壁旋转的转子；与第三磁性体对向地设于转子，吸引第三磁性体的第四磁性体；以及使转子旋转的电动机。 
此外，较为理想的是，液体是血液，离心式泵装置能用于使血液循环。此时，由于叶轮顺畅地启动并旋转，而确保了叶轮与外壳之间的距离，因此，能防止溶血的发生。 
发明效果 
在本发明的离心式泵装置中，作用于叶轮的第一吸引力和第二吸引力在叶轮的可动范围的大致中央处平衡，针对叶轮在径向方向上的偏心量，第一吸引力的变化量与第二吸引力的变化量大致相等，并形成有第一动压槽和第二动压槽。因此，即便当叶轮在外壳内沿径向方向移动了时，也不会使叶轮与外壳的悬浮间隙变化，针对作用于叶轮的扰动具有抗扰动性。 
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的离心式血液泵装置的泵部的外观的主视图。 
图2是图1所示的泵部的侧视图。 
图3是图2的III-III线剖视图。 
图4是图3的IV-IV线剖视图。 
图5是表示图3所示的永磁体的图。 
图6是表示从图3的IV-IV线剖视图中去除叶轮后的状态的剖视图。 
图7是表示从图3的VII-VII线剖视图中去除叶轮后的状态的剖视图。 
图8是图3的VIII-VIII线剖视图。 
图9是表示图8所示的磁传感器的动作的时序图。 
图10是例示对图8所示的多个线圈通入电压的时序图。 
图11是表示叶轮的悬浮位置与对叶轮的作用力的关系的图。 
图12是表示叶轮的悬浮位置与对叶轮的作用力的关系的又一图。 
图13是表示叶轮的径向方向的偏心量与对叶轮的作用力的关系的图。 
图14是表示对图1～图8所示的泵部进行控制的控制器的结构的框图。 
图15是表示该实施方式1的变形例的剖视图。 
图16是表示该实施方式1的另一变形例的剖视图。 
图17是表示实施方式1的又一变形例的剖视图。 
图18是表示实施方式1的又一变形例的剖视图。 
图19是表示实施方式1的又一变形例的剖视图。 
图20是表示实施方式1的又一变形例的剖视图。 
图21是表示实施方式1的又一变形例的剖视图。 
图22是表示实施方式1的又一变形例的剖视图。 
图23是表示实施方式1的又一变形例的剖视图。 
图24是表示实施方式1的又一变形例的剖视图。 
图25是表示实施方式1的又一变形例的图。 
图26是表示本发明实施方式2的离心式血液泵装置的泵部的结构的剖视图。 
图27是用于说明图26所示的永磁体50、51的直径与叶轮的偏心之间的关系的图。 
图28是用于说明图27所示的永磁体50、51的吸引力F2与叶轮的偏心量之间的关系的图。 
图29是表示实施方式2的变形例的图。 
图30是表示图29所示的永磁体15a、15b及永磁体16a、16b之间的吸引力F1与叶轮的偏心量之间的关系的图。 
具体实施方式
(实施方式1) 
在图1及图2中，实施方式1的离心式血液泵装置的泵部1包括由非磁性材料形成的外壳2。外壳2包括：圆柱状的主体部3；竖立设置在主体部3的一个端面的中央的圆筒状的血液流入口4；以及设于主体部3的外周面的圆筒 状的血液流出口5。血液流出口5朝主体部3外周面的切线方向延伸。 
如图3所示，在外壳2内设有由分隔壁6分隔而成的血液室7和电动机室8。如图3和图4所示，在血液室7内，中央具有通孔10a的圆板状叶轮10被设置成能旋转。叶轮10包括：两个圈形板状的护罩11、12；以及形成在两个护罩11、12之间的多个(例如6个)叶片13。护罩11配置于血液流入口4侧，护罩12配置于分隔壁6侧。护罩11、12和叶片13由非磁性材料形成。 
在两个护罩11、12之间形成有由多个叶片13分隔而成的多个(此时为6个)血液通路14。如图4所示，血液通路14与叶轮10中央的通孔10a连通，并以叶轮10的通孔10a为开始端，宽度慢慢变宽地延伸至外周缘。换言之，在相邻的两个血液通路14之间形成有叶片13。另外，在本实施方式1中，多个叶片13以等角度间隔设置，且形成为相同形状。因此，多个血液通路14以等角度间隔设置，且形成为相同形状。 
当叶轮10被驱动而旋转时，从血液流入口4流入的血液在离心力的作用下从通孔10a经由血液通路14被送至叶轮10的外周部，从血液流出口5流出。 
此外，在护罩11中埋设有永磁体15a、15b，在血液室7的与护罩11相对向的内壁中埋设有分别对永磁体15a、15b进行吸引的永磁体16a、16b。永磁体15a、15b、16a、16b是为了将叶轮10朝与电动机室8相反一侧、即血液流入口4侧吸引(即施力)而设的。 
图5(a)、图5(b)是表示永磁体15a、15b、16a、16b的结构的图，图5(a)是图5(b)的VA-VA线剖视图。如图5(a)、图5(b)所示，永磁体15a、15b分别形成圆环状，永磁体15a的外径比永磁体15b的内径小。永磁体15a、15b同轴状设置，永磁体15a、15b的中心点均配置在叶轮10的旋转中心线上。图中永磁体15a、15b的相同方向的端面形成同极，但也可形成不同极。 
另一方面，永磁体16a、16b分别形成圆弧状，在叶轮10的旋转方向上排列两个。配置成圆环状的两个永磁体16a的外径及内径与永磁体15a的外径及内径相同。配置成圆环状的两个永磁体16b的外径及内径与永磁体15b的外径及内径相同。图中永磁体16a、16b的相同方向的端面形成同极，但也可形成不同极。永磁体15a与永磁体16a、永磁体15b与永磁体16b采用分别互相吸 引的极配置而相对向。 
此外，如图3所示，永磁体15a、15b的间隔(即永磁体16a、16b的间隔)D1设定成比叶轮10的径向方向的可动距离(即血液室7的内径与叶轮10的外径之差的距离)的二分之一的距离D2大(D1＞D2)。这是因为，在设定成D1＜D2的情况下，当叶轮10在径向方向上移动到最大限度时，永磁体15a与永磁体16b、永磁体15b与永磁体16a分别干涉，使叶轮10回到泵中心位置的回复力会变得不稳定。 
如上所述，由于在叶轮10的径向上设置两对永磁体15a、永磁体16a及永磁体15b、永磁体16b，因此，与在叶轮10的径向上仅设置一对永磁体的情形相比，能增加叶轮10的径向方向的支承刚性。 
另外，也可以在护罩11及血液室7的内壁中的一方设置永磁体，在另一方设置磁性体，来代替在护罩11及血液室7的内壁上分别设置永磁体15a、15b及永磁体16a、16b。此外，作为磁性体，可以使用软质磁性体或硬质磁性体。 
此外，在图3中，表示了永磁体15a与永磁体16a的对向面的尺寸相同且永磁体15b与永磁体16b的对向面的尺寸相同的情形，但为了防止因永磁体15a、15b与永磁体16a、16b的吸引力而造成的叶轮10的刚性降低，较为理想的是，使永磁体15a与永磁体16a的对向面的尺寸不同，且使永磁体15b与永磁体16b的对向面的尺寸不同。通过使永磁体15a、15b与永磁体16a、16b的对向面的尺寸不同，能将根据两者之间的距离而变化的吸引力的变化量、即负值的刚性抑制得较小，从而能防止叶轮10的支承刚性降低。 
此外，在图5(a)、图5(b)中，永磁体15a、15b分别形成圆环状，永磁体16a、16b分别形成圆弧状，并在叶轮10的旋转方向上以等角度间隔排列两个，但相反地，也可将永磁体16a、16b分别形成圆环状，将永磁体15a、15b分别形成圆弧状，并在叶轮10的旋转方向上以等角度间隔排列两个。此外，也可将各永磁体15a、15b或各永磁体16a、16b形成更短的圆弧状，并在叶轮10的旋转方向上以等角度间隔排列多个。 
此外，如图3及图4所示，在护罩12中埋设有多个(例如8个)永磁体17。多个永磁体17沿着同一个圆以等角度间隔配置，以使相邻的磁极彼此不同。 换言之，N极朝向电动机室8侧的永磁体17和S极朝向电动机室8侧的永磁体17沿着同一个圆以等角度间隔交替配置。 
此外，如图3及图8所示，在电动机室8内设有多个(例如9个)磁性体18。多个磁性体18与叶轮10的多个永磁体17相对向地沿着同一个圆以等角度间隔配置。多个磁性体18的基端与一个圆板状的磁轭19接合。各磁性体18卷绕有线圈20。 
此外，在九个磁性体18中相邻的四个磁性体18之间的三个间隔中设有三个磁传感器SE。三个磁传感器SE与叶轮10的多个永磁体17的经过路径相对向地配置。当叶轮10旋转而使多个永磁体17的S极和N极交替经过磁传感器SE附近时，磁传感器SE的输出信号电平会如图9所示呈正弦波状变化。因此，通过对磁传感器SE的输出信号的时间变化进行检测，就能检测出多个永磁体17与多个磁性体18的位置关系，从而能求出电流流过多个线圈20的时刻和叶轮10的转速。 
此外，在叶轮10与分隔壁6之间的间隙较宽时，磁传感器SE附近的磁场变弱，而使磁传感器SE的输出信号的振幅A1变小。在叶轮10与分隔壁6之间的间隙较窄时，磁传感器SE附近的磁场变强，而使磁传感器SE的输出信号的振幅A2变大。因此，通过对磁传感器SE的输出信号的振幅进行检测，就能检测出在叶轮10的可动范围内的叶轮10的位置。 
例如以120度通电方式对9个线圈20通入电压。即，9个线圈20被每三个分成一组。对各组的第一线圈～第三线圈20通入如图10所示的电压VU、VV、VW。在0～120度期间对第一线圈20通入正电压，在120～180度期间对第一线圈20通入OV，在180～300度期间对第一线圈20通入负电压，在300～360度期间对第一线圈20通入OV。因此，卷绕有第一线圈20的磁性体18的前端面(叶轮10侧的端面)在0～120度期间为N极，在180～300度期间为S极。电压VV的相位比电压VU的相位慢120度，电压VW的相位比电压VV的相位慢120度。因此，通过分别对第一线圈～第三线圈20通入电压VU、VV、VW，能形成旋转磁场，从而能利用多个磁性体18与叶轮10的多个永磁体17的吸引力和斥力使叶轮10旋转。 
在此，当叶轮10以额定转速旋转时，永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力和多个磁性体17与多个磁性体18之间的吸引力在血液室7内的叶轮10的可动范围的大致中央附近平衡。因此，在叶轮10的任何可动范围内，由对叶轮10的吸引力而引发的作用力都非常小。其结果是，能减小叶轮10启动旋转时所产生的叶轮10与外壳2的相对滑动时的摩擦阻力。此外，没有相对滑动时的叶轮10和外壳2的内壁的表面损伤(表面凹凸)，此外在低速旋转时的动压力较小的情况下，叶轮10也能容易地从外壳2悬浮，而成为非接触的状态。因此，也不会因叶轮10与外壳2的相对滑动而引起溶血、或是因相对滑动时所产生的微小的表面损伤(凹凸)而产生血栓。 
此外，在分隔壁6的与叶轮10的护罩12相对向的表面形成有多个动压槽21，在血液室7的与护罩11相对向的内壁形成有多个动压槽22。当叶轮10的转速超过规定转速时，会在各动压槽21、22与叶轮10之间产生动压轴承效应。藉此，由各动压槽21、22对叶轮10产生阻力，从而使叶轮10在血液室7内以非接触状态旋转。 
详细来说，如图6所示，多个动压槽21形成与叶轮10的护罩12相对应的大小。各动压槽21的一端在稍许离开分隔壁6中心的圆形部分的周缘(圆周)上，且各动压槽21以宽度慢慢变宽的方式呈涡旋状(即弯曲地)延伸到分隔壁6的外缘附近。此外，多个动压槽21为大致相同形状，且配置成大致相同间隔。较为理想的是，动压槽21为凹部，且动压槽21的深度为0.005～0.4mm左右。较为理想的是，动压槽21的个数为6～36个左右。 
图6中，相对于叶轮10的中心轴等角度地配置有10个动压槽21。由于动压槽21呈所谓的向内螺旋槽形状，因此，当叶轮10朝顺时针方向旋转时，液体的压力从动压槽21的外径部朝向内径部升高。因此，在叶轮10与分隔壁6之间产生斥力，该斥力便是动压力。 
这样，通过形成于叶轮10与多个动压槽21之间的动压轴承效应，叶轮10离开分隔壁6，并以非接触状态旋转。因此，在叶轮10与分隔壁6之间确保有血液流路，从而能防止在两者之间的血液滞留及因该血液滞留而引发的血栓。另外，在通常状态下，由于动压槽21在叶轮10与分隔壁6之间起到搅拌 作用，因此，能防止两者之间产生局部的血液滞留。 
另外，也可将动压槽21设于叶轮10的护罩12的表面，来代替将动压槽21设于分隔壁6。 
此外，较为理想的是，将动压槽21的角的部分倒圆成具有至少0.05mm以上的圆角。藉此，能进一步减少溶血的产生。 
此外，如图7所示，多个动压槽22与多个动压槽21一样，形成与叶轮10的护罩11相对应的大小。各动压槽22的一端在稍许离开血液室7内壁的中心的圆形部分的周缘(圆周)上，且各动压槽22以宽度慢慢变宽的方式呈涡旋状(即弯曲地)延伸到血液室7内壁的外缘附近。此外，多个动压槽22为大致相同的形状，且以大致相同的间隔配置。较为理想的是，动压槽22为凹部，且动压槽22的深度为0.005～0.4mm左右。较为理想的是，动压槽22的个数为6～36个左右。图7中，相对于叶轮10的中心轴等角度地配置有10个动压槽22。 
这样，通过形成于叶轮10与多个动压槽22之间的动压轴承效应，叶轮10离开血液室7的内壁，并以非接触状态旋转。此外，在泵部1受到外部冲击或由动压槽21产生的动压力过剩时，能防止叶轮10与血液室7的内壁紧贴。也可以使由动压槽21产生的动压力和由动压槽22产生的动压力不同。 
另外，动压槽22也可以设于叶轮10的护罩11的表面，而不是血液室7的内壁侧。此外，较为理想的是，将动压槽22的作为角的部分倒圆成具有至少0.05mm以上的圆角。藉此，能进一步减少溶血的产生。 
此外，较为理想的是，在叶轮10的护罩12与分隔壁6的间隙和叶轮10的护罩11与血液室7的内壁的间隙为大致相等的状态下使叶轮10旋转。当作用于叶轮10的流体力等扰动较大而使一个间隙变窄时，会使由该变窄一侧的动压槽产生的动压力比由另一个动压槽产生的动压力大，为了使两个间隙大致相同，较为理想的是，使动压槽21与动压槽22的形状不同。 
另外，在图6和图7中，动压槽21、22均为向内螺旋槽形状，但也可以使用其它形状的动压槽21、22。但是，在使血液循环的情况下，较为理想的是，采用能使血液顺畅流动的向内螺旋槽形状的动压槽21、22。 
图11是表示在将永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间(在图11中简述为永磁体15、16之间)的吸引力F1和永磁体17与磁性体18之间的吸引力F2的合力大小调整成在叶轮10的血液室7内的可动范围的中央位置以外的位置P1处为零时作用于叶轮10的力的图。其中，叶轮10的转速被保持为额定值。 
即，永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力F1被设定成比永磁体17与磁性体18之间的吸引力F2小，并使它们的合力为零时的叶轮10的悬浮位置比叶轮可动范围的中间靠分隔壁6侧。动压槽21、22的形状相同。 
图11的横轴表示叶轮10的位置(图中的左侧为分隔壁6侧)，纵轴表示对叶轮10的作用力。当对叶轮10的作用力朝分隔壁6侧作用时，该作用力为负值。作为对叶轮10的作用力，示出有永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力F1、永磁体17与磁性体18之间的吸引力F2、动压槽21的动压力F3、动压槽22的动压力F4及它们的合力即“作用于叶轮的有效力F5”。 
从图11可知，在作用于叶轮10的有效力F5为零的位置上，叶轮10的悬浮位置大幅偏离叶轮10的可动范围的中央位置。其结果是，旋转期间的叶轮10与分隔壁6之间的距离变窄，即使对叶轮10作用有较小的扰动力，也会使叶轮10与分隔壁6接触。 
与此相对，图12是表示在将永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力F1和永磁体17与磁性体18之间的吸引力F2的合力大小调整成在叶轮10的血液室7内的可动范围的中央位置P0处为零时作用于叶轮10的力的图。此时，叶轮10的转速也被保持为额定值。 
即，永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力F1和永磁体17与磁性体18之间的吸引力F2被设定为大致相同。此外，使动压槽21、22的形状相同。此时，由于作用于叶轮10的有效力F5在可动范围的中央为零，因此，在对叶轮10没有作用扰动力的情况下，叶轮10在中央位置处悬浮。 
这样，叶轮10的悬浮位置由永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力F1、永磁体17与磁性体18之间的吸引力F2及叶轮10旋转时在动压槽21、22中产生的动压力F3、F4的平衡来决定。由于使F1与F2大致相同且使 动压槽21、22的形状相同，因此在叶轮10旋转时能使叶轮10在血液室7的大致中央部处悬浮。如图3和图4所示，由于叶轮10具有在两个盘片之间形成有叶片的形状，因此，能将与外壳2的内壁相对向的两个面形成为相同形状和相同尺寸。因此，能将具有大致相同的动压性能的动压槽21、22设于叶轮10的两侧。 
此时，由于叶轮10在血液室7的中央位置悬浮，因此，叶轮10被保持在距外壳2的内壁最远的位置。其结果是，即使在叶轮10悬浮时对叶轮10施加扰动力，而使叶轮10的悬浮位置变化，叶轮10与外壳2的内壁接触的可能性也会变小，因它们的接触而引发血栓或溶血的可能性也会变低。 
另外，在图11和图12的例子中，两个动压槽21、22的形状相同，但也可以使动压槽21、22的形状不同，并使动压槽21、22的动压性能不同。例如，当开泵时因流体力等而对叶轮10始终作用有一个方向的扰动时，通过预先使位于该扰动方向的动压槽的性能比另一个动压槽的性能高，能使叶轮10在外壳2的中央位置处悬浮并旋转。其结果是，能将叶轮10与外壳2的接触概率控制得较低，从而能得到叶轮10的稳定的悬浮性能。 
此外，较为理想的是，在将由永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力F1和永磁体17与磁性体18之间的吸引力F2构成的朝叶轮10的轴向方向的负值的支承刚性值的绝对值设为Ka，将径向方向的正值的刚性值的绝对值设为Kr，并将在叶轮10旋转的常用转速范围内通过两个动压槽21、22得到的正值的刚性值的绝对值设为Kg时，满足Kg＞Ka+Kr的关系。 
具体来说，当将轴向方向的负值的刚性值的绝对值Ka设为20000N/m，并将径向方向的正值的刚性值的绝对值Kr设为10000N/m时，将在叶轮10通常旋转的转速范围内通过两个动压槽21、22得到的正值的刚性值的绝对值Kg设定为超过30000N/m的值。 
由于叶轮10的轴向支承刚性是从由动压槽21、22产生的动压力而引起的刚性减去由磁性体之间的吸引力等而引起的负值的刚性后的值，因此，通过满足Kg＞Ka+Kr的关系，能将叶轮10的轴向方向的支承刚性提高到比叶轮10的径向方向的支承刚性高。通过如上所述设定，在对叶轮10作用有扰动力时， 相比于叶轮10朝径向方向的运动，更能抑制朝轴向方向的运动，因而能避免叶轮10与外壳2在动压槽21的形成部处的机械接触。 
特别地，由于动压槽21、22如图3、图6及图7所示地凹设于平面，因此，当在叶轮10旋转期间在该部分出现外壳2与叶轮10的机械接触时，叶轮10和/或外壳2内壁的表面会出现损伤(表面的凹凸)，当血液经过该部位时，可能会引发血栓和溶血。为了防止该在动压槽21、22处的机械接触以抑制血栓和溶血，将轴向方向的刚性提高到比径向方向的刚性高的效果是很好的。 
此外，若叶轮10存在不平衡，则在旋转时叶轮10会出现振摆回转，上述振摆回转在由叶轮10的质量和叶轮10的支承刚性值确定的固有频率与叶轮10的转速一致时最大。 
在上述泵部1中，由于将叶轮10径向方向的支承刚性设定成比叶轮10轴向方向的支承刚性小，因此，较为理想的是，将叶轮10的最高转速设定为径向方向的固有频率以下。因此，为了防止叶轮10与外壳2的机械接触，较为理想的是，在将由永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力F1和永磁体17与磁性体18之间的吸引力F2构成的叶轮10的径向刚性值设为Kr(N/m)，将叶轮10的质量设为m(kg)，并将叶轮的转速设为ω(rad/s)时，满足ω＜(Kr/m)0.5的关系。 
具体来说，在叶轮10的质量为0.03kg，径向刚性值为2000N/m时，将叶轮10的最高转速设定为258rad/s(2565rpm)以下。相反地，当将叶轮10的最高转速设定为366rad/s(3500rpm)时，将径向刚性设定为5018N/m以上。 
而且，较为理想的是，将叶轮10的最高转速设定为上述ω的80％以下。具体来说，在叶轮10的质量为0.03kg，径向刚性值为2000N/m时，将叶轮的最高转速设定为206.4rad/s(1971rpm)以下。相反地，当想要将叶轮10的最高转速设定为366rad/s(3500rpm)时，将径向刚性值设定为6279N/m以上。通过如上所述设定叶轮10的最高转速，就能抑制叶轮10旋转期间叶轮10与外壳2的接触。 
此外，如图13所示，永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间(在图13中简述为永磁体15、16之间)的吸引力F1随着叶轮10朝径向方向的移动而变 小。同样地，永磁体17与磁性体18之间的吸引力F2随着叶轮10朝径向方向的移动而变小。当进行所期望的泵动作时，在由于叶轮10在径向方向上偏心，而使吸引力F1相对于叶轮10的偏心量的变化量ΔF1与吸引力F2相对于叶轮10的偏心量的变化量ΔF2不同时，该偏心位置处的叶轮10的悬浮位置会偏离血液室7的中央位置移动。因此，叶轮10与血液室7的内壁的间隙和叶轮10与分隔壁6的间隙中的一个间隙变小，当对叶轮10稍许作用扰动时，叶轮10会与血液室7的内壁或分隔壁6接触。 
另一方面，在吸引力F1的变化量ΔF1与吸引力F2的变化量ΔF2相等的情况下，即便叶轮10在径向方向上偏心，也能将叶轮10的悬浮位置维持在血液室7的中央位置。因此，即便对叶轮10作用扰乱，也能降低叶轮10与血液室7的内壁或分隔壁6接触的可能性。因此，在本实施方式1中，通过调整在线圈20中流动的电流的相位，能使ΔF1≈ΔF2，从而即便在叶轮10在径向方向上偏心的情况下，也能将叶轮10的轴向方向的悬浮位置维持在血液室7的中央位置。 
图14是表示对泵部1进行控制的控制器25的结构的框图。在图14中，控制器25包括振幅运算器26、比较器27、存储部28、电动机控制电路29和功率放大器30。振幅运算器26求出磁传感器SE的输出信号的振幅，根据该振幅求出叶轮10的悬浮位置，并将表示叶轮10的悬浮位置的信号传送到电动机控制电路29。比较器27对三个磁传感器SE的输出信号与参照电压的高低进行比较，根据比较结果来检测永磁体17的旋转状况，并将表示永磁体17的旋转状况的旋转驱动信号传送到电动机控制电路29。存储部28存储当叶轮10以规定转速在可动范围的中央位置旋转时的振幅运算器26及比较器27的输出信号的波形。 
电动机控制电路29输出例如120度通电方式的三相控制信号，以使振幅运算器26及比较器27的输出信号的波形与存储在存储部28中的波形一致。功率放大器30对来自电动机控制电路29的三相控制信号进行增幅，以生成图10所示的三相电压VU、VV、VW。三相电压VU、VV、VW被分别通入图8～图10中说明的第一线圈～第三线圈20。藉此，在第一线圈～第三线圈20中流动有 三相交流电流，叶轮10在可动范围的中央位置以规定转速旋转。 
当叶轮10在径向方向上偏心时，吸引力F1、F2减小，但用于进行规定的泵动作的负载电流增大，吸引力F2增加。吸引力F2的调整是通过调整在线圈20中流动的电流的相位而进行的。 
即，当三相电压VU、VV、VW与三个磁传感器SE的输出信号的相位差为规定值时，效率最大。若使三相电压VU、VV、VW的相位比三个磁传感器SE的输出信号的相位早，则永磁体17与磁性体18之间的吸引力F2减小。相反地，若使三相电压VU、VV、VW的相位比三个磁传感器SE的输出信号的相位迟，则永磁体17与磁性体18之间的吸引力F2增大。 
因此，在叶轮10在径向方向上偏心而使叶轮10的轴向方向的悬浮位置偏离血液室7的中央位置的情况下，根据叶轮10的悬浮位置来调整三相电压VU、VV、VW的相位即在线圈20中流动的三相交流电流的相位，从而能使叶轮10的悬浮位置回到血液室7的中央位置。 
另外，随着三相电压VU、VV、VW的相位调整而引起的吸引力F2的变化量根据装置的尺寸、输出而不同，但在本实施方式1中为±1N左右。另一方面，随着叶轮10的位置变动而引起的永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力F1的变化量为1N以下。因此，通过调整三相电压VU、VV、VW的相位，能使F1≈F2。 
在本实施方式1中，由于使永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力和多个永磁体17与多个磁性体18之间的吸引力平衡，并设有动压槽21、22，因此，能增加叶轮10的轴向方向的支承刚性。此外，由于在叶轮10的径向上设置有两对永磁体15a、永磁体16a及永磁体15b、永磁体16b，因此，与在叶轮10的径向上仅设置一对永磁体的情形相比，能增加叶轮10的径向方向的支承刚性。此外，由于使叶轮10偏心时的永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力F1的变化量ΔF1和永磁体17与磁性体18之间的吸引力F2的变化量ΔF2大致一致，因此，能增大叶轮10的轴向方向的支承刚性。因此，能减少叶轮10与外壳2的机械接触，从而能防止溶血、血栓的产生。 
此外，也可以在血液室7的内壁的表面及分隔壁6的表面和/或叶轮10 的表面形成类金刚石碳(DLC)膜。藉此，能减少叶轮10与血液室7的内壁及分隔壁6的摩擦力，从而能使叶轮10顺畅地启动并旋转。另外，也可以形成氟类树脂膜、对二甲苯类树脂膜等，来代替类金刚石碳膜。 
此外，图15是表示本实施方式1的变形例的剖视图，是与图8进行对比的图。在本变形例中，9个线圈20被每3个一组分成三组，对各组的第一线圈～第三线圈20分别通入图10的电压VU、VV、VW。第一磁传感器SE配置在第一组的第一线圈20与第二线圈20之间。第二磁传感器SE配置在第一组的第三线圈20与第二组的第一线圈20之间。第三磁传感器SE配置在第二组的第二线圈20与第三线圈20之间。因此，第一磁传感器SE～第三磁传感器SE之间的电角度被分别维持在120度。根据第一磁传感器SE～第三磁传感器SE的输出信号，就能进行三相控制信号的生成和叶轮10的轴向方向的位置检测。此外，由于第一磁传感器SE～第三磁传感器SE之间的机械角分别为80度，因此，也能够检测出旋转期间叶轮10的悬浮姿势。 
此外，图16是表示本实施方式1的又一变形例的剖视图，是与图8进行对比的图。在本变形例中，9个线圈被每3个一组分成三组，三个磁传感器SE分别配置在三个组的三个间隔中。因此，由于三个磁传感器SE之间的机械角分别为120度，所以能容易地运算出旋转期间叶轮10的悬浮姿势。使电流流过9个线圈20的时刻是根据三个磁传感器SE中的任意一个磁传感器SE的输出信号运算得出的。 
此外，当由动压槽21、22的动压力产生的刚性比由永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力F1和永磁体17与磁性体18之间的吸引力F2构成的叶轮10的轴向方向上的负值的刚性值大时，叶轮10与外壳2处于非接触的状态。因此，较为理想的是，尽量减小该负值的刚性值。因此，为了将该负值的刚性值抑制得较小，较为理想的是，使永磁体15a与永磁体16a的对向面的尺寸不同，且使永磁体15b与永磁体16b的对向面的尺寸不同。例如，如图17所示，通过将永磁体15a、15b的尺寸分别设定成比永磁体16a、16b的尺寸小，能将根据两者之间的距离而变化的吸引力的变化比例、即负值的刚性控制得较小，从而能防止叶轮支承刚性的降低。 
此外，图18是表示本实施方式1的又一变形例的剖视图，是与图3进行对比的图。图18中，在本变形例中，在各磁性体18的与永磁体17相对向的前端面上设有磁性体35。该磁性体35的与永磁体17相对向的表面的面积比磁性体18的前端面的面积大。在本变形例中，能增大磁性体18、35对永磁体17的吸引力，从而能提高在叶轮10旋转驱动时的能源效率。 
此外，图19是表示本实施方式1的又一变形例的剖视图，是与图3进行对比的图。图19中，在本变形例中，磁轭19被替换成磁轭36，磁性体18被替换成磁性体37。磁轭36和磁性体37均包括在叶轮10的转轴的长度方向上层叠的多个钢板。在本变形例中，能减少磁轭36和磁性体37中产生的涡流损耗，从而能提高在叶轮10旋转驱动时的能源效率。 
此外，也可以如图20所示，将磁性体18替换成包括在叶轮10的旋转方向上层叠的多个钢板的磁性体38。此外，也可以如图21所示，将磁性体32替换成包括在叶轮10的径向上层叠的多个钢板的磁性体39。在这些情况下，也能得到与图19的变形例相同的效果。 
此外，也可以用纯铁、软铁或硅铁的粉末形成图3的磁轭19和磁性体18。此时，能减少磁轭19和磁性体18的铁损，从而能提高在叶轮10旋转驱动时的能源效率。 
此外，图22是表示本实施方式1的又一变形例的剖视图，是与图3进行对比的图。图22中，在本变形例中，去除了磁性体18。在本变形例中，进行调整，以使永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力F1和永磁体17与磁轭19之间的吸引力F2的合力的大小在叶轮10的血液室7内的可动范围的中央位置P0处为零。通过该变形例，也能得到与实施方式1相同的效果。 
此外，当永磁体17与磁轭19之间的吸引力F2比永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力F1小时，也可如图23所示，在与线圈20不同的位置配置磁性体40，施加磁性体40与永磁体17的吸引力F3，以使吸引力F1与吸引力F2+F3在叶轮10的可动范围的大致中央处平衡。此外，磁性体40也可以是永磁体。 
此外，也可如图24所示，在叶轮10的与磁性体40相对向的位置配置永 磁体41，施加永磁体40与永磁体41之间的吸引力F4，以使吸引力F1与吸引力F2+F3+F4在叶轮10的可动范围的大致中央处平衡。此外，磁性体41也可以是永磁体。此外，在磁性体40为永磁体的情况下，永磁体41也可以是磁性体。 
此外，图25(a)、图25(b)是表示本实施方式1的又一变形例的剖视图，是与图5(a)、图5(b)进行对比的图。图25(a)是图25(b)的XXVA-XXVA线剖视图。在本变形例中，永磁体15a的N极与永磁体15b的N极反向配置，永磁体16a的N极与永磁体16b的N极反向配置。永磁体15a的S极与永磁体16a的N极相对向，永磁体15b的N极与永磁体16b的S极相对向。通过该变形例，也能得到与实施方式1相同的效果。 
此外，在本实施方式1中，对将本申请发明应用于使用磁传感器SE的离心式血液泵装置的情形进行了说明，但本申请发明也能应用于不使用磁传感器SE的无传感器驱动方式的离心式血液泵装置。在无传感器驱动方式中，根据随着永磁体17的旋转而在线圈20中产生的反电动热波形、电流波形、线圈20的电感变化求出相位信息，并根据该相位信息进行在线圈20中流动的电流的相位调整。此外，在使用矢量控制的情况下，保持q轴电流Iq(转矩电流)而使d轴电流Id(励磁电流)的大小变化，也能得到与相位调整相同的效果。 
(实施方式2) 
图26是表示本发明实施方式2的离心式血液泵装置的泵部的结构的剖视图，是与图3进行对比的图。图26中，在泵部中，在叶轮10的护罩12中埋设有多个(例如八个)永磁体50来代替多个永磁体17。多个永磁体50沿同一个圆以等角度间隔配置。在电动机室8内设有多个(例如八个)用于吸引多个永磁体50的永磁体51。多个永磁体51与叶轮10的多个永磁体50相对向地沿着同一个圆以等角度间隔配置。 
多个永磁体51设于碗状的转子52的表面。在转子52的缘部内侧以等角度间隔设有多个(例如八个)永磁体53。多个永磁体53沿着同一个圆以等角度间隔配置，以使相邻的磁极彼此不同。换言之，N极朝向转子52内侧的永磁体53和S极朝向转子52内侧的永磁体53沿着同一个圆以等角度间隔交替配置。 
转子52的中央部通过轴承54被中心轴55支承成能旋转，转子52设置成能沿分隔壁6旋转。中心轴55立设于圆板状的磁轭56的中央。在磁轭56的表面上中心轴55的周围以等角度间隔设有多个(例如九个)永磁体57。多个磁性体57的前端与叶轮52的多个永磁体53相对向地沿着同一个圆配置。各磁性体57卷绕有线圈58。多个永磁体53、多个永磁体57及多个线圈58构成用于使转子52旋转的电动机。 
例如以120度通电方式对9个线圈58通入电压。即，9个线圈58被每三个分成一组。对各组的第一线圈～第三线圈58通入图10所示的电压VU、VV、VW。因此，通过分别对第一线圈～第三线圈58通入电压VU、VV、VW，能形成旋转磁场，从而能利用多个磁性体57与转子52的多个永磁体53的吸引力和斥力使转子52旋转。当转子52旋转时，在转子52的多个永磁体51与叶轮10的多个永磁体50的吸引力的作用下，叶轮10旋转。 
在此，在叶轮10以额定转速旋转时，永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力和多个永磁体50与多个永磁体51之间的吸引力在血液室7内的叶轮10的可动范围的大致中央附近平衡。因此，在叶轮10的任何可动范围内，由对叶轮10的吸引力而引发的作用力都非常小。其结果是，能减小使叶轮10旋转启动时所产生的叶轮10与外壳2的相对滑动时的摩擦阻力。此外，没有相对滑动时的叶轮10和外壳2的内壁的表面损伤(表面凹凸)，此外在低速旋转时动压力较小的情况下，也能使叶轮10容易地从外壳2悬浮，而成为非接触的状态。 
此外，与实施方式1同样地，在分隔壁6的与叶轮10的护罩12相对向的表面形成有动压槽21，在血液室7的与护罩11相对向的内壁形成有动压槽22。当叶轮10的转速超过规定转速时，会在各动压槽21、22与叶轮10之间产生动压轴承效应。藉此，由各动压槽21、22对叶轮10产生阻力，从而使叶轮10在血液室7内以非接触状态旋转。 
此外，在本实施方式2中，如图13所示，永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力F1随着叶轮10朝径向方向的移动而变小。同样地，永磁体50、51之间的吸引力F2随着叶轮10朝径向方向的移动而变小。 
当进行所期望的泵动作时，在由于叶轮10在径向方向上偏心，而使吸引力F1相对于叶轮10的偏心量的变化量ΔF1与吸引力F2相对于叶轮10的偏心量的变化量ΔF2不同时，该偏心位置处的叶轮10的悬浮位置会偏离血液室7的中央位置移动。因此，叶轮10与血液室7的内壁的间隙和叶轮10与分隔壁6的间隙中的一个间隙变小，当对叶轮10稍许作用扰动时，叶轮10会与血液室7的内壁或分隔壁6接触。 
另一方面，在吸引力F1的变化量ΔF1与吸引力F2的变化量ΔF2相等的情况下，即便叶轮10在径向方向上偏心，也能将叶轮10的悬浮位置维持在血液室7的中央位置。因此，即便对叶轮10作用扰乱，也能降低叶轮10与血液室7的内壁或分隔壁6接触的可能性。因此，在本实施方式2中，通过调整永磁体50、51的直径，能使ΔF1≈ΔF2，从而即便在叶轮10在径向方向上偏心的情况下，也能将叶轮10的轴向方向的悬浮位置维持在血液室7的中央位置。 
图27(a)、图27(b)是表示当叶轮10偏心时永磁体50、51的重叠状态的图，图27(a)表示永磁体50、51的直径较大的情形，图27(b)表示永磁体50、51的直径较小的情形。此外，图28是表示叶轮10的偏心量与吸引力F2的关系的图。 
在图27(a)、图27(b)中，多个永磁体50的旋转中心为01，多个永磁体51的旋转中心为02。当叶轮10没有偏心时，从垂直于叶轮10的方向观察，旋转中心01、02一致。在此，叶轮10偏心的结果是，旋转中心01、02偏移一定距离d。 
在图26所示的离心式血液泵的情况下，当转子52旋转时，在永磁体50、51之间发生角度偏移，藉此，在叶轮10上产生旋转转矩。当叶轮10没有偏心时，多组永磁体50、51的对向面积(重叠面积)相同。当叶轮10偏心时，如图27(a)、27(b)所示，永磁体50、51的对向面积因组不同而有所增减，但与叶轮10没有偏心的情形相比，多组永磁体50、51的对向面积总和减少。当叶轮10偏心时，永磁体50、51的直径越小，则多组永磁体50、51的对向面积总和的变化量越大。 
此外，多组永磁体50、51之间的吸引力F2根据多组永磁体50、51的对 向面积总和而变化。因此，如图28所示，吸引力F2因叶轮10的径向方向的变位而减少。此外，永磁体50、51的直径较大时的吸引力F2的变位量ΔF2A比永磁体50、51的直径较小时的吸引力F2的变位量ΔF2B小。另一方面，只要永磁体15a、15b和永磁体16a、16b的尺寸确定，则永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力F1的变化量ΔF1是一定的。因此，通过调整永磁体50、51的直径，能使吸引力F1的变化量ΔF1与吸引力F2的变化量ΔF2大致一致。 
此外，永磁体50的中心点与永磁体51的中心点的偏移量是叶轮10的偏心量与所期望的旋转转矩产生的周向的角度偏移量相加而得到的，永磁体50的旋转中心01与永磁体51的旋转中心02的偏移量和叶轮10的偏心量相同。另一方面，永磁体15a、15b的旋转中心与永磁体16a、16b的旋转中心的偏心量变为与叶轮10的偏心量相等。 
因此，为使吸引力F1的变化量ΔF1与吸引力F2的变化量ΔF2相等，较为理想的是，使由永磁体15a、15b和永磁体16a、16b构成的磁力结合部在径向方向上的正值的支承刚性值的绝对值K1与由多组永磁体50、51构成的磁力结合部在径向方向上的正值的支承刚性值的绝对值K2满足K1-K2＞0的关系。 
在本实施方式2中，由于使永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力和多个永磁体50与多个永磁体51之间的吸引力平衡，并设有动压槽21、22，因此，能始终将叶轮10的悬浮位置维持在外壳2内的大致中央位置。此外，由于在叶轮10的径向上设置有两对永磁体15a、永磁体16a及永磁体15b、永磁体16b，因此，与在叶轮10的径向上仅设置一对永磁体的情形相比，能增加叶轮10的径向方向的支承刚性。此外，由于使叶轮10偏心时的永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力F1的变化量ΔF1和多组永磁体50、51之间的吸引力F2的变化量ΔF2大致一致，因此，能始终将叶轮10的悬浮位置维持在外壳2内的大致中央位置。因此，能减少叶轮10与外壳2的机械接触，从而能防止溶血、血栓的产生。 
另外，在本实施方式2中，通过调整永磁体50、51的直径来调整吸引力F2的变化量ΔF2，从而使ΔF1≈ΔF2，但也可通过调整永磁体15a、15b及永 磁体16a、16b的尺寸(例如径向方向的宽度、间隔)来调整吸引力F1的变化量ΔF1，从而使ΔF1≈ΔF2。 
此外，图29(a)～图29(d)是表示实施方式2的变形例的图，是表示当叶轮10偏心时永磁体15a、15b与永磁体16a、16b的重叠状态的图。图29(a)、图29(b)表示永磁体15a、15b(永磁体16a、16b)的磁极朝向相同方向的情形，图29(c)、图29(d)表示永磁体15a、15b(永磁体16a、16b)的磁极朝向相反方向的情形。此外，图30是表示叶轮10的偏心量与吸引力F1的关系的图。 
在图29(a)、图29(c)中，永磁体15a、15b的旋转中心为01，永磁体16a、16b的旋转中心为02。当叶轮10没有偏心时，从垂直于叶轮10的方向观察，旋转中心01、02一致。在此，叶轮10偏心的结果是，旋转中心01、02偏移一定距离d。 
当叶轮10偏心时，如图29(a)～图29(d)所示，与叶轮10没有偏心的情形相比，永磁体15a与永磁体16a、永磁体15b与永磁体16b的对向面积变小。此外，永磁体15a、15b与永磁体16a、16b之间的吸引力F1根据永磁体15a与永磁体16a、永磁体15b与永磁体16b的对向面积而变化。此外，当叶轮10偏心时，在图29(a)、图29(b)的情形下，在永磁体15a与永磁体16b、永磁体15b与永磁体16a之间产生吸引力，而在图29(c)、图29(d)的情形下，在永磁体15a与永磁体16b、永磁体15b与永磁体16a之间产生斥力。因此，如图30所示，吸引力F1根据叶轮10的径向方向的变位而减小，图29(c)、图29(d)时的变位量ΔF1B变得比图29(a)、图29(b)时的变位量ΔF1A大。 
在该变形例中，通过如图29(a)、图29(b)或图29(c)、图29(d)所示地配置永磁体15a、15b和永磁体16a、16b的磁极，能调整吸引力F1的变化量ΔF1，并能利用实施方式2所示的方法调整吸引力F2的变化量ΔF2。通过该变形例，也能得到与实施方式2相同的效果。 
应当理解，上面公开的实施方式在所有方面均只是例示，并不构成限定。本发明的范围是由权利要求书表示的而不是由上述说明表示的，包括与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。 
(符号说明) 
1 泵部 
2 外壳 
3 主体部 
4 血液流入口 
5 血液流出口 
6 分隔壁 
7 血液室 
8 电动机室 
10 叶轮 
10a 通孔 
11、12 护罩 
13 叶片 
14 血液通路 
15a、15b、16a、16b、17、41、50、51、53 永磁体 
18、35、37～40、57 磁性体 
19、31、56 磁轭 
20、58 线圈 
21、22 动压槽 
25 控制器 
26 振幅运算器 
27 比较器 
28 存储部 
29 电动机控制电路 
30 功率放大器 
52 转子 
54 轴承 
55 中心轴 
SE 磁传感器 

Claims (19)

1.一种离心式泵装置，包括：外壳，该外壳具有由分隔壁分隔而成的第一室及第二室；叶轮，该叶轮在所述第一室内被设置成能沿着所述分隔壁旋转，并利用旋转时的离心力输送液体；以及驱动部，该驱动部设于所述第二室内，并隔着所述分隔壁驱动所述叶轮旋转，其特征在于，
所述离心式泵装置包括：
设于所述叶轮的一个面上的第一磁性体；
设于所述第一室的与所述叶轮的一个面相对向的内壁，对所述第一磁性体进行吸引的第二磁性体；以及
设于所述叶轮的另一个面上的第三磁性体，
在所述叶轮旋转期间，所述第一磁性体与所述第二磁性体之间的第一吸引力和所述第三磁性体与所述驱动部之间的第二吸引力在所述第一室内的所述叶轮的可动范围的大致中央处于平衡，
通过调整施加到所述驱动部的电压的相位，来调节第二吸引力，以使所述第一吸引力的相对于所述叶轮在径向方向上的偏心量的变化量与所述第二吸引力的相对于所述叶轮在径向方向上的偏心量的变化量大致相等，
在所述叶轮的一个面或所述第一室的与该一个面相对向的内壁上形成有第一动压槽，在所述叶轮的另一个面或与该另一个面相对向的所述分隔壁上形成有第二动压槽。
2.如权利要求1所述的离心式泵装置，其特征在于，
所述驱动部包括：
设置成能在所述第二室内沿所述分隔壁旋转的转子；
设于所述转子，能吸引所述第三磁性体的第四磁性体；以及
使所述转子旋转的电动机。
3.如权利要求2所述的离心式泵装置，其特征在于，
由所述第一磁性体及所述第二磁性体构成的磁力结合部在径向方向上的正的支承刚性值的绝对值比由所述第三磁性体及所述第四磁性体构成的磁力结合部在径向方向上的正的支承刚性值的绝对值大。
4.如权利要求1所述的离心式泵装置，其特征在于，
所述第三磁性体包括以使相邻的磁极彼此不同的方式沿着同一个圆配置的多个磁铁，
所述驱动部包括与所述多个磁铁对向设置，用于产生旋转磁场的多个线圈。
5.如权利要求4所述的离心式泵装置，其特征在于，
使在所述多个线圈中流动的电流的相位发生变化，以调整所述第二吸引力。
6.如权利要求5所述的离心式泵装置，其特征在于，
还包括与所述多个磁铁对向地设于所述第二室内的磁传感器，
根据所述磁传感器的输出信号，使在所述多个线圈中流动的电流的相位发生变化。
7.如权利要求1所述的离心式泵装置，其特征在于，
所述第三磁性体包括以使相邻的磁极彼此不同的方式沿着同一个圆配置的多个磁铁，
所述驱动部包括：
与所述多个磁铁对向设置的多个第四磁性体；以及
分别与所述多个第四磁性体对应设置而分别卷绕于对应的第四磁性体上，用于产生旋转磁场的多个线圈。
8.如权利要求7所述的离心式泵装置，其特征在于，
使在所述多个线圈中流动的电流的相位发生变化，以调整所述第二吸引力。
9.如权利要求8所述的离心式泵装置，其特征在于，
还包括与所述多个磁铁对向地设于所述第二室内的磁传感器，
根据所述磁传感器的输出信号，使在所述多个线圈中流动的电流的相位发生变化。
10.如权利要求1所述的离心式泵装置，其特征在于，包括：
设于所述叶轮的一个面上，并沿所述叶轮的径向排列的多个所述第一磁性体；以及
设于所述第一室的与所述叶轮的一个面相对向的内壁上，分别对所述多个第一磁性体进行吸引的多个所述第二磁性体，
在所述叶轮旋转期间，所述多个第一磁性体与所述多个第二磁性体之间的第一吸引力和所述第三磁性体与所述驱动部之间的第二吸引力在所述第一室内的所述叶轮的可动范围的大致中央处于平衡。
11.如权利要求10所述的离心式泵装置，其特征在于，
所述多个第一磁性体和所述多个第二磁性体中的至少一个磁性体绕所述叶轮的旋转中心线形成圆环状。
12.如权利要求10所述的离心式泵装置，其特征在于，
所述多个第一磁性体和所述多个第二磁性体中的至少一个磁性体绕所述叶轮的旋转中心线以圆环状排列多个。
13.如权利要求10所述的离心式泵装置，其特征在于，
所述多个第一磁性体和所述多个第二磁性体都是永磁体，
在所述叶轮的径向上相邻的两个第一磁性体的N极朝向相同方向。
14.如权利要求10所述的离心式泵装置，其特征在于，
所述多个第一磁性体和所述多个第二磁性体都是永磁体，
在所述叶轮的径向上相邻的两个第一磁性体的N极朝向相互不同的方向。
15.如权利要求10所述的离心式泵装置，其特征在于，
在所述叶轮的径向上相邻的两个第一磁性体的间隔比所述第一室内的所述叶轮的径向上的可动距离的二分之一大。
16.如权利要求10所述的离心式泵装置，其特征在于，
设有多个所述第三磁性体，多个所述第三磁性体以使相邻的磁极彼此不同的方式沿着同一个圆配置，
所述驱动部包括与所述多个第三磁性体对向设置，用于产生旋转磁场的多个线圈。
17.如权利要求10所述的离心式泵装置，其特征在于，
设有多个所述第三磁性体，多个所述第三磁性体以使相邻的磁极彼此不同的方式沿着同一个圆配置，
所述驱动部包括：
与所述多个第三磁性体对向配置的多个第四磁性体；以及
分别与所述多个第四磁性体对应设置而分别卷绕于对应的第四磁性体上，用于产生旋转磁场的多个线圈。
18.如权利要求10所述的离心式泵装置，其特征在于，
所述驱动部包括：
设置成能在所述第二室内沿所述分隔壁旋转的转子；
与所述第三磁性体对向地设于所述转子，吸引所述第三磁性体的第四磁性体；以及
使所述转子旋转的电动机。
19.如权利要求1所述的离心式泵装置，其特征在于，
所述液体为血液，
所述离心式泵装置用于使所述血液循环。
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