JP2001509407A - 血液ポンプ用改良ロータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 人間の血液等の破壊性流体及び攻撃性流体を移送するポンプは、対向する関係に配列された1つ以上の流体入口ポート１６、１７と、流体入口ポートの横方向中央に配列された少なくとも１つの出口ポート１８とを有する室を備えている。ロータ組立体２０はポンピング室内に配列されていて、第1回転表面の形態をなすコア２１を有し、対向する両極端領域に向けて収斂する複式円錐形状のものになっている。ロータ組立体の回転軸線は両極端領域の間を延びている。少なくとも１つのシュラウド２３がコアの表面から外方へ離隔して設けられている。ロータの、複式円錐形状を形成する複式円錐体の外面に、複数の半径方向ベーン１２７を設けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （関連出願の相互参照） 本願出願は、1995年6月1日に出願された出願人と共願である出願番号第08/456 ,503号の継続出願であり、1997年11月11日に発明の名称「軸受及びシール‐フリ
ー血液ポンプ」として現在、米国特許第5,685,700号が発行されており、本発明 の同一譲り受け人に譲渡された。

【０００２】 （発明の背景） 本発明は、概して壊れやすい又は活動的な流体(fragile and aggressive flui ds)を移送するポンプとして用いられるラジアル羽根を有する改良ロータ構造に 関し、ある実施例においては、羽根が磁気駆動要素を囲む及び/又は閉じ込める 。壊れやすい流体の例として人間又は動物の血液を含み、不測の衝撃/又は向き を変える力に対しどちらにも概してさらすことができない。活動的な流体は腐食
性又は有毒な流体、同様にシール/又は軸受を破損してポンプ構造の寿命や長持 ちを低減したり、汚染に耐えられない流体を含む。例えば、有毒な流体は、もし
漏れでもすると、非常に危険である。更に、本発明は、軸受及びシール‐フリで
あるポンプのロータに関し、ロータが、コアの外表面に設けられた1つ又はそれ 以上の囲い板を備えたコア本体を有し、コアの外表面との関係で平行に配置され
ている。更にロータは流体力学的及び浮力によって力学的にバランスされている
。この形状において、ロータの設計は流体接触域の流れ向上を介して複数の平行
な流れチャンネルを与える。他の形状において、羽根はコアと囲い板との間、又
は流れ向上のための囲い板間に設けられる。複囲い板を利用する形状において、
一次流れチャンネルは、囲い板とコアとの間で形成され、二次流れチャンネルは
囲い板の外側に配置されている。一次チャンネルは、メリデイオナルチャンネル
を与え、二次流れチャンネルは入口と出口との間で流れを連通する。本発明のポ
ンップは特に人間の血液移送に適し、ポンプされる材料の質に逆の影響を与える
/又は損なうことなしにそのような液体の流れを生じさせることができる。複流 れチャンネルを含む本発明のポンプに採用されるロータは、好ましくはロータの
表面のラジイアル羽根内に囲まれた１つ又はそれ以上の永久磁石の列に関連して
作動している電磁駆動システムによって電磁的に回転され、駆動要素はブラシレ
スモータ形状に配列される。あるいは、永久磁石‐永久磁石カプリングが採用さ
れる。本発明の装置は相対回転を達成でき同じに軸受及びシールフリである対照
な装置を提供する。過去において、ポンプ及びポンプシステムは、軸受及びシー
ルフリであることを特徴とする設計がなされてきた。このようなシステムは、効
果において軸受の実際形状である磁気空中浮遊装置を典型的に採用し、スリーブ
軸受、ボール軸受又は他の摩擦を含む軸受とより同様である。作用的及び機能的
である磁気軸受を用いるこのような装置は、複雑であり、従って磁気装置、位置
センサー及び反応の早い磁気駆動装置を含む非常に多い追加的要素を要する。オ
ルセンその他の特許第4,688,998号及び5,195,877号等を含む多くのこのような特
許が過去に特許されている。本発明の装置は、これらと軸受及びシールフリが全
く対照的であり、流体流れ入口のための中央内孔を有し、同様に水力学的及び浮
力の組合せを介して達成される力学的バランスでポンプ構造を通して流れを与え
る外に位置された環状チャンネルを有する。本発明のポンプのロータは、力学的
バランスを向上し維持するために好ましくは磁気駆動の要素を囲むラジアル羽根
の対称な装置を提供する。

【０００３】 ボール軸受、摩擦軸受、スリーブ軸受等の使用から生じるような、局部的な熱
発生を含む摩擦低減軸受を利用するポンプ固有の欠点がある。遅い流れや高圧は
、このような構造の使用により、局部的に生じる。更に、このような軸受採用ポ
ンプでは、常に高いばねが用いられ、ロータ（又はインペラー）の小さい変位が
軸受を破損又は効果的に破壊することができる非常に高い力を導く。更に、異な
った力は、軸線方向の位置における変化が生じればいつでも構造に導かれる。 この構造において、ポンプが、入口流体のための内孔を有するロータを含む本
発明の一実施例の構造で、軸受されシールフリであり、複環状流れチャンネルを
有する一連の外囲い板を更に備え、予め決められた位置でロータを保持するため
に要求され、大きな力を生じることなく、比較的大きい変位を許す設計ができる
。ロータ内に形成される内孔はロータと同軸に配置されて流体流れがその中に容
易に達成される。更に、ロータは作用的回転中に平衡位置を見出し、ポンプの回
転軸が変えられるときに生じるある状態でハウジング軸からオフセット（回転又
は横軸のいずれかで）される。ポンプハウジングの回転運動はロータの回転又は
垂直軸の変位で明らかになる。本装置は設計、製作や作動において高い精度の軸
の要求を低減するために見出された。正しい取付け回転軸をなくすことは、ロー
タの軸が通常の中心配置位置から外れるて生じる大きな力の導入を低減する。

【０００４】 ロータコアの外表面に加えて、流れのために1つ又はそれ以上の環状チャンネ ルを与える形状で1つ又はそれ以上の囲い板がロータコアの外表面と同軸的に配 置される。これに加えて、羽根の導入はコアと囲い板との間でパドルとして働き
、又は複囲い板の場合は囲い板間で本装置がロータを通して流れ用チャンネルを
提供する。 本発明の一実施例において、ポンプは、中心軸、及び軸受及びシールフリ回転
用チャンバ内に配置されているロータ本体を備えたポンプチャンバを含む。ロー
タは対向ポーラ域へ収斂する二次元円錐形状、そしてこれらポーラ域間に延びて
いる回転軸を備えたコアを有する。 ロータコアに加えて、1つ又はそれ以上の同中心の囲い板がポンプされる流体 とロータの表面との間で接触する域を増加するために、そして流体流れを通す環
状チャンネルを提供するために設けられている。 ロータ回転軸に関連して半径方向外方向に延びているラジアル羽根を更に設け
ている。これら羽根は流れを向上するために利用され、同様に磁気駆動要素を囲
む域を提供するためである。磁気駆動要素はロータの横軸に軸方向に離隔した関
係で対称に配置されている。

【０００５】 流体入口は、好適には、その内径部をロータの回転軸と同軸で汲み揚げ室に配
置され、ロータの両端に入口流れを与えている。この構成により、ハウジングの
入口流れは、二本の略等しい流れ部分に分けられる。その第1の流れ部分は、ロ ータにハウジング入口あるいは外部入口に隣接する一端から流入し、第2の流れ 部分は、内径部を通して外部入口と対向するハウジング端部へと引き込まれ、こ
こで第2流れ部分はその方向がスムースに反転されロータに反対側から流入する 。従って、流体流れの一部は、ハウジング入口と対向極性にあるロータの部分、
すなわち外部入口へと搬送される。 ロータが変位する際の場合を除いて、ロータは、汲み揚げ室と流体入口との双
方に同軸関係に通常配置されている。一つあるいは複数の出口は、室のほぼ中央
すなわち入口の間の中間に配置され、典型的には、汲み揚げ室の中間部分の接線
方向に配置されている。ロータの回転軸が垂直に配置されている場合は、複円錐
形態は、ロータの内径部を通り、ロータコアの外面に沿う環状チャネル内の流れ
が、複円錐の上部に沿って下降し、かつ複円錐の下部に沿って上昇し続ける。

【０００６】 少なくとも一実施例におけるロータは、対向して配置された流体入口両域間で
の流体搬送を提供し、ロータ内径部は、流体輸送路を形成し、これにより流体は
、ハウジングの両端でロータに導かれる。内径部は、ロータの両端で連通を提供
し、構造内の流体の搬送を可能とし、これにより全ての流体は、ハウジングの一
極性領域にまず導かれる。その後、流体は、対向配置された極性領域に内部を通
して直接搬送される。 “対向配置された入口”なる意味は、ロータの両端での流体導入の利用を反映
することを意図するものであり、汲み揚げられる全ての流体がハウジングの一つ
の極性領域に導入される構成を含むことも意図するものであり、にもかかわらず
流体は、ハウジングの内部あるいは外部を通り直接対向配置された極性領域に搬
送される。

【０００７】 図示のポンプは、動作モードにあり、ロータは、その回転軸の周りをスピンし
て、ロータに作用する全ての力がバランスされている。流体がハウジング中にあ
る静的非動作モードでは、浮力のみがロータに作用し、ロータがランダムな位置
に浮上している。ハウジング中に流体が無い静的非動作モードでは、ロータは、
重力下でハウジングの内側に安定している。 前述のごとく、流体力学的力と浮力の組合せでロータが浮上する。簡単に言え
ば、ロータ密度を注意深く選定することにより浮力成分が得られる。好ましくは
、相対密度が汲み揚げられる流体の相対密度の約0.1から0.9の間にある。“相対
密度”とは、以下で理解できるように、汲み揚げられる流体の密度に相対的に測
ったロータの密度を意味するものである。動的動作モーとでは、流体力学的力が
重要で効果的となり、浮力はあまり重要でない二次的な成分となる。 流体力学的力の成分は、汲み揚げ室を通って流体が移動した際に流体運動の結
果として得られる。流体の速度が増加すると、流体力学的力は、実質的に増加し
、ロータの密度を適性に選んでおけば、通常動作時に生ずる流体力学的力は、精
度ある定常的かつ制御可能に再現性のあるロータの汲み揚げ室以内でのセンタリ
ングを可能とする。

【０００８】 本発明の意図は、ハウジングの両入口領域からハウジングの中間平面に流体を
運び、この中間平面で両対向流を組合せて、次いで乱流、流れ剥離、鋭角旋回、
淀みならびにその他の望ましからざる状態を回避することにより、流体を最小の
損傷かつ損失で出口に導く。これは、主流をロータチャネルに通し、二次的流れ
をハウジングの内周とロータシラウドの外周との間に通し、ハウジングとロータ
の中間面を一致させ、かつハウジングとロータの中間面から電磁駆動手段の面を
離すことにより改良した結合と流れを得て達成可能である。

【０００９】 本発明のポンプ構造は、脆性および／もしくは侵食的な流体、特に人血を搬送
する際により適している。特に、血液のある成分は、極端に脆性で外力に曝され
ると損傷されやすいので、従来のポンプは、この種の使用に全く適していない。
さらに、従来のシールおよび/もしくは従来のポンプ構造にある軸受は、実質的 かつ重要な処置を阻害して細胞の損傷を招く。血液搬送に非常に適したポンプを
提供するべく本発明のポンプのさらなる特徴は、基本的には摩擦なしの作動を与
えることである。ロータとステータとの相対運動による摩擦力は、熱エネルギに
よる危険性を与え、熱が蓄積すね原因となる。血液は、温度変化、特に通常の身
体温度以上の温度上昇に非常に敏感であるので、摩擦の低減および／もしくは見
かけ上の排除は、かなりの実質的有利性をもたらす。

【００１０】 本発明の構造は軸受を必要としないので、磁気軸受における電気的損失のほか
に、接触軸受におけるエネルギ損失を含む、さもなければ軸受に生じるエネルギ
損失の排除によりエネルギ消費が減少する。羽根車用の駆動力は全体として羽根
車の重心または質量中心の面、または該質量中心に隣接しかつ回転軸線に垂直に
位置していてもよい。この特徴は、自由物体ジャイロスコープのジャイロスコー
プ効果の生成をもたらし、そして本発明の形態は、ハウジングの軸線がロータの
回転軸線に対して回転する時に羽根車を安定にするようなものである。言い換え
ると、ロータの回転軸線はハウジングの位置変化故に変えてもよく、かくして回
転軸線は必ずしも垂直軸線のあたりとは限らず、水平な軸線のあたりでもよい。

【００１１】 少なくとも本発明の一実施例において、磁気駆動要素はロータの横軸線から外
れており、この形態において、ロータの重心または質量中心は駆動部の取付け個
所へ向かう方向へ幾何学的中心から大体において変位していることが分かってい
る。

【００１２】 血液ポンプの用途に加えて、本発明の装置は他の流体に関連した用途もある。
上記に論じた活性流体を含む、非繊細な流体が本発明のポンプ装置を用いて適切
に処理および（または）移動してもよいことは確かである。シャフト、軸受およ
びシールを除去することは、本ポンプの製造コストを相当に低減する。また、本
ポンプは正常な状態下では実際上無限の機械的寿命を有する。本発明の装置は、
経済性、寿命および中断のない作動が要因である場合、任意の流体用に用途があ
る。

【００１３】 本発明の一実施例の特徴は、ハウジングの対向入口領域からハウジングの中心
面まで流体を送り、該中心面において２つの対向流れを結合し、乱流、流れ分離
、鋭角の曲がり、淀み、および望ましくない状態を回避することによって、吐出
される流体に対する最小の損害および損失で流体を出口ポートまで送ることであ
る。このことは、出口領域において単一ユニットの上方および下方の対のそれぞ
れのベーンを結合すること、該ベーンの外方先端において永久磁石を該ベーンに
囲い込むこと、およびハウジングおよびロータの中心面から電磁駆動手段を動か
すことによって達成される。

【００１４】 また、本発明によると、ハウジングへの唯一の入口が設けられ、対応してポン
プに連結された唯一の配管のみが必要である。ハウジングの出口/中心面から駆 動手段の面が外れていることは、ポンプの構造、作動および保守を更に好都合に
し、特に永久磁石対永久磁石の形態において通常の駆動手段の使用を許容する。

【００１５】 (発明の要約) したがって、本発明の主な目的は、人の血液のような微妙な流体を移送する 改良されたポンプであって、該ポンプに軸受やシールがなく、ロータが該ロータ
の外面に対して離隔関係にあって１つ以上の環状流路を形成する少なくとも１つ
のシュラウドを有し、該ロータが半径方向の外端に隣接して磁気駆動要素を囲い
込む半径方向のベーンを有し、該ロータが流体力学的力および浮力の組み合わせ
によって回転の際に動的にバランスしており、また好ましくは流入流体を該ロー
タの１つの極端から他方の極端へ移送させる内部孔を内部に形成しているような
ポンプを提供することである。

【００１６】 本発明の別な目的は、吐出される材料の質に損傷を与え、さもなければ悪影響
を与えることなく、流体の一様で変化しない流れを作りうる、人の血液用の改良
されたポンプを提供することである。

【００１７】 本発明の更に別な目的は、シュラウド付きのロータを収容するポンピング室を
利用するポンプ構造であって、ブラシ無しの形態で該ロータに取り付けられ、か
つ配設された半径方向のベーンに離れて配置された一列の永久磁石と関連して作
動する電磁駆動装置によって該ロータの回転を達成するようなポンプ構造を提供
することである。

【００１８】 本発明の他のそして別な目的は、以下の明細書、請求の範囲および図面を考察
すると当該分野の専門家にとって明らかとなる。 本発明の構造は軸受を必要としないので、磁気軸受における電気的損失のほか
に、接触軸受におけるエネルギ損失を含む、さもなければ軸受に生じるエネルギ
損失の排除によりエネルギ消費が減少する。羽根車用の駆動力は全体として羽根
車の重心または質量中心の面、または該質量中心に隣接しかつ回転軸線に垂直に
位置していてもよい。この特徴は、自由物体ジャイロスコープのジャイロスコー
プ効果の生成をもたらし、そして本発明の形態は、ハウジングの軸線がロータの
回転軸線に対して回転する時に羽根車を安定にするようなものである。言い換え
ると、ロータの回転軸線はハウジングの位置変化故に変えてもよく、かくして回
転軸線は必ずしも垂直軸線のあたりとは限らず、水平な軸線のあたりでもよい。

【００１９】 少なくとも本発明の一実施例において、磁気駆動要素はロータの横軸線から外
れており、この形態において、ロータの重心または質量中心は駆動部の取付け個
所へ向かう方向へ幾何学的中心から大体において変位していることが分かってい
る。

【００２０】 血液ポンプの用途に加えて、本発明の装置は他の流体に関連した用途もある。
上記に論じた活性流体を含む、非繊細な流体が本発明のポンプ装置を用いて適切
に処理および（または）移動してもよいことは確かである。シャフト、軸受およ
びシールを除去することは、本ポンプの製造コストを相当に低減する。また、本
ポンプは正常な状態下では実際上無限の機械的寿命を有する。本発明の装置は、
経済性、寿命および中断のない作動が要因である場合、任意の流体用に用途があ
る。

【００２１】 本発明の一実施例の特徴は、ハウジングの対向入口領域からハウジングの中心
面まで流体を送り、該中心面において２つの対向流れを結合し、乱流、流れ分離
、鋭角の曲がり、淀み、および望ましくない状態を回避することによって、吐出
される流体に対する最小の損害および損失で流体を出口ポートまで送ることであ
る。このことは、出口領域において単一ユニットの上方および下方の対のそれぞ
れのベーンを結合すること、該ベーンの外方先端において永久磁石を該ベーンに
囲い込むこと、およびハウジングおよびロータの中心面から電磁駆動手段を動か
すことによって達成される。

【００２２】 また、本発明によると、ハウジングへの唯一の入口が設けられ、対応してポン
プに連結された唯一の配管のみが必要である。ハウジングの出口/中心面から駆 動手段の面が外れていることは、ポンプの構造、作動および保守を更に好都合に
し、特に永久磁石対永久磁石の形態において通常の駆動手段の使用を許容する。

【００２３】 (発明の要約) したがって、本発明の主な目的は、人の血液のような微妙な流体を移送する改
良されたポンプであって、該ポンプに軸受やシールがなく、ロータが該ロータの
外面に対して離隔関係にあって１つ以上の環状流路を形成する少なくとも１つの
シュラウドを有し、該ロータが半径方向の外端に隣接して磁気駆動要素を囲い込
む半径方向のベーンを有し、該ロータが流体力学的力および浮力の組み合わせに
よって回転の際に動的にバランスしており、また好ましくは流入流体を該ロータ
の１つの極端から他方の極端へ移送させる内部孔を内部に形成しているようなポ
ンプを提供することである。

【００２４】 本発明の別の目的は、吐出される材料の質に損傷を与え、さもなければ悪影響
を与えることなく、流体の一様で変化しない流れを作りうる、人の血液用の改良
されたポンプを提供することである。

【００２５】 本発明の更に別の目的は、シュラウド付きのロータを収容するポンピング室を
利用するポンプ構造であって、ブラシ無しの形態で該ロータに取り付けられ、か
つ配設された半径方向のベーンに離れて配置された一列の永久磁石と関連して作
動する電磁駆動装置によって該ロータの回転を達成するようなポンプ構造を提供
することである。

【００２６】 本発明の他のそして別の目的は、以下の明細書、請求の範囲および図面を考察
すると当該分野の専門家にとって明らかとなる。

【００２７】 （発明の実施の形態） 本発明の好適実施例によると、そして図面の図１、図２および図３に特に注意
を向けると、全体を１０で示したポンプは、ハウジング１１を含み、その内部が
全体を１２で示されたポンプ作用室を画成している。言い換えれば、ハウジング
１１の内周縁１３は、ポンプ作用室１２の外周縁である。図２および図３の図か
ら明らかなように、ハウジング１１およびポンプ作用室１２は、図２に描かれて
いるように軸線１４に沿って延びる中心軸線を共有している。ハウジング１１、
および、それによりポンプ作用室１２は、１８におけるような流出孔に加えて、
１６および１７におけるように一対の流入孔を具備している。流入孔１６、１７
は、集合的に、ポンプ作用室への入口を画成し、一方流出孔１８が出口を画成す
る。流入孔１６および１７は、ポンプ作用室と同軸線上に、即ち、軸線１４に沿
って配置され、流入孔は軸線１４に対して横切ってかつポンプ作用室１２に対し
て対向した配置関係で配置されている。流出孔１８は、流入孔の中心軸に配置さ
れ、かつ、図示されるように、軸線１４に対し全体的に横切って配置されている
。

【００２８】 続いて図面の図２および図３に注意を向けると、全体的に２０で示されるロー
タは、ポンプ作用室１２の内部に配置されかつ対照的な二重円錐形状を有してい
る。この形状は、１９Ａおよび１９Ｂのような対向した極端区域に向って集合す
る二重円錐を具備したコア部材１９を提供し、そして、ロータは、極端区域間に
延びる回転軸線を具備して提供される。コア１９の二重円錐形状を形成する２つ
の円錐体の各々の基礎部は、一緒に連結されかつ共通の中央面を形成する。コア
１９とシュラウド２３との間には、複数個の弁が位置決めされ、弁の対向した端
部が図２に断面で示されている。これらの弁は、また、図４に断面で示されてい
る。コア１９にはシュラウド２３が連結され、このシュラウド２３は、連結ロッ
ドまたはポスト２４−２４によってコア１９に連結され、それにより全体的に２
５で示される環状流路に加えて、流れを促すための付加的な流体接触区域を生じ
させる。外方向流路は、また、２６におけるようにロータ組立体２０に環状にし
てかつ外面上に画成されている。

【００２９】 複数個の永久磁石が２７−２７におけるように設けられ、これらの磁石がロー
タ２０の中間平面の下方または上方の半径方向に離隔された位置にかつロータの
回転軸線に沿って配置され、これらの永久磁石は、均等に半径方向にかつ円弧状
に離隔された位置に設けられている。電磁駆動手段は、２８−２８におけるよう
に設けられ、この電磁駆動手段は、順次、電気エネルギー源に連結されかつ永久
磁石２７−２７を通してロータへ回転駆動エネルギーへ供給すべく配置されてい
る。駆動装置は、勿論、ブラシレスモーター構成として普通に参照されるもので
あり、そして、ブラシレスモーター駆動は、勿論、技術的に良く知られている。
ロータ２０の回転速度は、電磁部材２８−２８に適用される磁場周波数によって
都合よく制御され、その回転速度は、適用された電磁場の周波数によって、ある
いは電磁手段２８−２８の選択的な付勢によって制御される。このような駆動は
、勿論、普通に使用されかつ技術的に良く知られている。

【００３０】 ロータ２０は、さらに、シュラウド２３に加えて壁２１および２２によって画
成され、構成部材がハウジング１１に採用されているものと類似しているかまた
は同一であるかのいずれである。ポリカーボネイト、アクリル樹脂、あるいはポ
リスチレンの共重合体のような適当な生物学的適合材料が採用されてもよく、あ
るいは、それに代えて、コーティングが、その構成の生物学的適合性を高めるた
めに適当な基板に塗布されてもよい。移植のための装置が採用されていない場合
には、その際、勿論、血液接触表面が形成されおよび／または非トロンボゲン材
料で被覆されるならば、他の材料が採用されてもよい。

【００３１】 ロータ２０は、中空コアまたは表面３２の内部的な空隙区域を具備していて、
この区域は、ロータ本体の相対的な密度を制御する手段を提供している。好適に
は、相対的な密度は、汲み上げられる流体の密度に対するロータの相対的な密度
の比によって選択され、殆どの適用において、汲み上げられる流体に対するロー
タの相対的な密度が約０．３と０．６との間にあり、約０．１と０．９との間に
の相対的な密度が有益であると見出され得ることが理解されている。ロータ材料
が汲み上げられる流体の密度より低い密度を有する場合、コアおよびシュラウド
における空隙は、勿論、除去され得る。

【００３２】 ロータ２０とそのシュラウド２３の双円錐形状は、入口ポート１６，１７間の
ポンピング室の軸線方向長さにほぼ等しい回転軸線に沿った軸線方向長さを備え
る完成構造を形成する。ロータの横方向直径は中央線３３のような中央平面に沿
って定義され、図７により詳細に示されるように合体する双円錐の形状はシュラ
ウドの表面とポンピング室の内面との間に隙間を形成する。全体的に、隙間は、
Ａ―ＡとＢ−Ｂとに示されるように、入口ポート領域から出口ポート領域までほ
ぼ一定であり、しかしまた、出口に向かって僅かに発散或いは収束している。隙
間寸法は極先端領域の間の中央平面までの層流を確保するのに好適な流量を提供
するのに充分である。シュラウドの形状はそのような層流の保持に役立つように
されている。これらを念頭に置いて、ポンピング室の内面とロータシュラウドの
周囲との間の隙間は好適には約１ミリメートルから約７ミリメートルまでの範囲
であり、約１ミリメートルから約３ミリメートルまでのより狭い範囲が一般的に
好適である。シュラウド２３の外面とハウジング１１の内面１３との間の隙間は
、約１．５ミリメートルであることが好適である。

【００３３】 入口ポートと出口ポートの面積に関して、入口ポートの組み合わされた面積は
出口ポートの面積に少なくてもほぼ等しいことが好適であり、それにより、流れ
と圧力の整合が向上し、室１２内でのロータ２０の流体力学的バランスが適正化
される。複数の出口ポートが採用される場合、出口ポートの組み合わされた面積
は入口ポートの組み合わされた面積にほぼ等しいことが好適である。

【００３４】 図示されるように、電磁駆動要素２８−２８の駆動手段は好適には、好適には
導体コイルの形態であり、適切な流体力学的バランスを達成するために、コイル
は、ベアリングの形態の必要を省きつつ回転ロータの流体力学的バランスを維持
するように選択的に製造され且つ注意深く制御される。

【００３５】 示されたように、インペラーの慣性モーメントは、インペラーの質量を重心（
又は質量中心）により近く配置することにより効果的に最小化される。これは、
構造的完全性のために必要とされるインペラーの質量を重心により近く移動させ
ることにより達成され、回転軸線にできるだけ近く移動される。慣性モーメント
は、回転軸線に沿って構造強度を増加させつつロータシュラウドの必要とされる
最大半径にできるだけ近い円形或いは環状領域内に永久磁石を配置し且つ装着す
ることにより、本発明の構造に関連して制御可能に調節されても良い。この特徴
は、永久磁石２７−２７が下シュラウドセグメント３０の外周に隣接して配置さ
れている図２に示されている。

【００３６】 従って、図２に示される形状において、下シュラウドセグメント３０は、ロー
タコア２４に対して同心に配置されつつ、永久磁石を包囲し或いは収容し、同時
に、３１で示されるように環状流通路を配置する。

【００３７】 圧送される流体に関して、人間の血液は、２５℃において約４センチポアズの
粘性を有することが留意されるべきであり、この粘性は、相対的に滑らかな回転
面と血液との間の充分な摩擦を形成して流体力学的バランスのための充分な回転
運動成分を得るのに充分である。ここに示されるシュラウドで覆われたロータ形
状において、シュラウドは付加的な接触領域を形成し、相対的に滑らかな回転面
と血液流体の利用を受け入れることが注目される。

【００３８】 圧送される流体の回転速度が増加すると、その流体力学的バランス効果は、無
論、相応して比例増加する。約１０００ｒｐｍの回転速度では、流体力学的バラ
ンス効果は、室内のロータの相対比重によりもたらされる浮揚効果をほぼ打ち消
す。

【００３９】 始動目的のために、塩類が機能性材料として通常は好適であり、塩類は望まし
い回転速度が得られるまでの時間使用され、その後、圧送され及び／又は移送さ
れる作動溶液として血液が導入されてもよい。

【００４０】 示されるロータ構造が相対的に滑らかであると記載される一方で、羽根がロー
タ内で弧状に形成され間隔をおかれた複数の通路を形成して構造上に使用されて
も良い。言い換えるなら、羽根は、独立して弧状に間隔をおかれた櫂として形成
され、間隔を離された流体通路及び／又は溝を形成しても良い。複数の羽根が、
コア１９の外面とシュラウド２３の内面との間に図２と図４に示されるように配
置される。加えて、望まれるなら、支持の形態は、組立体のこれらの要素が羽根
と同様に機能しても良い。したがって、示される羽根は丸くなった端縁を備える
他、楕円形のような他の羽根形状が採用されても良い。

【００４１】 入口と出口の直径は好適には７ミリメートルであり、相対比重は好適には０．
１から０．９の間であり、０．５の相対比重が好適である。

【００４２】 大部分の操作目的のために、約５ミリメートルHg(水銀)から約４０ミリメート
ルHg(水銀)までの範囲の入口圧力が通常であり、且つ人間の血液を扱う流体力学
上適当である。約４０ミリメートルHg(水銀)から約１５０又は２００ミリメート
ルHg(水銀)までの出口圧力が使用されても良い。本発明の装置が植え込み可能な
ユニットとして作用する場合、出口圧力は無論、患者の活動や循環系の要求に応
じる。

【００４３】 図５を参照すると、改変された駆動形状とシュラウド形状が示されている。図
５において、例えば、シュラウド４０はロータコア１９の回りで対称に配置され
る。これに関連して、しかし、シュラウド４０の上下両方の部分が対称であり、
第二環状流路４１，４２を形成する。加えて、主又は先行環状流路４３，４４が
、図示されるように形成される。

【００４４】 この配置において、しかし、対称に配置される双駆動機構は、永久磁石組立体
２７Ａ，２７Ｂと、駆動磁石２８Ａ，２８Ｂ，２９Ａ，２９Ｂをそれぞれ備える
。シュラウド形状を除けば、図５のその他の形状は図１と図２に関連して示され
記述される形状と同じである。

【００４５】 図６を参照すれば、改変されたシュラウド形状が示され、ロータコア１９は一
対の同心に配置されるシュラウド４５，４６をそれぞれ備えている。図６の配置
において、内シュラウド４５はロータコア１９の周りで全体として対称であり、
外シュラウド４６は、図２に示されるシュラウド部分３０と形状が類似する下セ
グメント或いは部分４７を備えている。図６の形状において、複数の環状流路が
、ロータコアと内シュラウドとの間に４８で示されるように、内外シュラウドの
間に４９で示されるように、外方環状領域において外シュラウド４６とハウジン
グ１１の内面５０との間に、形成され、この外方環状流路は５１で示される。図
６に示される複数シュラウドを備えるロータ形状は、図５に示される構造の態様
で双駆動機構を備えて改変されても良い。

【００４６】 ここで図面中の図７に注意を向けると、部分断面図であるこの図７は、ロータ
シュラウドの外側面とハウジング間の間隙の形状を示している。この図７におい
て、ハウジングの内側面は５３で示され、ロータシュラウドの外側面は５４で示
されている。

【００４７】 ここで図面中の図８に注意を向けると、ポンプ１０は消化器官または心臓−支
援装置として機能するシステム内に連結されている。ポンプ１０は電源６０によ
って駆動され、ピックアップ比率センサ６１および比率制御装置６２を含む、複
数のセンサが使用されている。患者の圧力レベル監視装置６３は、６４における
患者の圧力レベル入力および圧力レベル信号６５を含む情報を受信するレベル監
視装置を備えた比率制御装置６２に対する入力となる。こられの装置は当業界で
は周知のものであり、本発明の装置と接続して効率的に使用し得る。

【００４８】 従来から二重シュラウドが検討されてきたが、ロータシュラウドのコアには外
側コア面から軸線方向外向きに配置された複数の回転面、およびロータシュラウ
ドの回転軸と同軸な関係に配置された複数の回転面が設けられている、多重シュ
ラウドを使用し得ることができる。

【００４９】 ”二重円錐体形状”という用語がロータシュラウドのコアに対してあまねく使
用されてきたが、放物線のような曲線、あるいは直線によって生成されもって円
錐体を構成する、他の回転面を使用し得ることも理解されよう。このように、”
円錐体”という用語は、本明細書では広く定義されていることが理解される。さ
らに、図５に示されているロータシュラウドに接続して示されているような改変
された回転面も使用し得る。

【００５０】 （第２あるいは代替的好適実施例の説明） 本発明の第２の好適実施例によれば、および特に図面中の図９、図１０および
図１１に注意を向けると、全体的に１１０で示されているポンプは、その内側が
ポンピング室１１２を画成するハウジング１１１を有する。換言すれば、ハウジ
ング１１１の内側周辺１１３はポンピング室１１２の外側周辺でもある。図１０
および図１１から明らかなように、ハウジング１１１およびポンピング室１１２
は図１０に示された軸線１１４に沿って延在する中央軸線を共有する。ハウジン
グ１１１、および従ってポンピング室１１２には、１１６及び１１７で示すよう
な一対の入力ポートが設けられている。入力ポート１１６及び１１７は、ポンピ
ング室１１２への入力をひとまとめにして規定する一方、出力ポート１１８は出
力を規定する。入力ポート１１６及び１１７は、ポンピング室１１２、即ち軸線
１１４に沿って同軸な関係に配置されており、入力ポートはポンピング室１１２
に対して反対両側配置関係で配置されている。出力ポート１１８は、入力ポート
、および図示するように軸線１１４を全体的に横切って中間に配置されている。
多重出力ポートを使用することができ、および結局、各ポートは典型的には出力
ポート１１８に対して図示された配置と一致するべく、複数の入力ポートの中間
に配置されていることに注意すべきである。

【００５１】 図面中の図１０及び図１１にさらに注意を向けると、全体的に１２０で示され
ているロータは室１１２内に配置されていると共に、改変された対称二重円錐体
形状を有している。この形状は、１２３及び１２４のような反対両側の極領域に
収斂する、二重円錐体１２１及び１２２を形成し、およびロータには、極領域１
２３及び１２４間に延在し、通常は軸線１１４と一致し且つ該軸線１１４と同軸
な関係にある、回転軸線が設けられている。二重円錐体形状を構成する２つの各
円錐体の基部は相互に連結されて共通の中央板１２５を形成する。二重円錐体１
２１及び１２２の外側面には１２７−１２７で示すような、複数の半径方向羽根
が設けられている。羽根１２７−１２７は、図１０に示されているように、円錐
部材１２１及び１２２の外側面から軸線方向と半径方向に延在する面部分を備え
て配置されている。さらに、羽根１２７−１２７は、磁石１２８−１２８のよう
な複数の永久磁石に対する装置基部として用いられる。これらの磁石は、半径方
向に隔置された位置に配置されており、該位置は中央板１２５から全体的に軸線
方向に等しく隔置され且つロータ１２０の回転軸線から半径方向外向きにある。
永久磁石１２８−１２８は半径方向に等しく且つ円弧状に隔置された位置に設け
られている。電磁石駆動装置は１２９−１２９および１３０−１３０に示すよう
に設けられ、電磁石駆動装置は、順番に電気エネルギー源に連結され且つ永久磁
石１２８−１２８を通じて回転駆動エネルギーをロータシュラウドに供給すべく
配置されている。勿論、駆動装置はブラシレスモータ形態とされるのが慣用であ
り、ブラシレスモータ駆動装置は、勿論、当業界では周知である。回転数が印加
された電場の周波数によって、あるいは電磁装置１２９−１２９および１３０−
１３０を選択的に励磁することによって制御される状態では、ロータ１２０の回
転数は都合よくは電磁石１２９−１２９および１３０−１３０に印加された周波
数によって制御される。このような駆動装置は、もちろん、当業界では慣用され
且つ周知である。

【００５２】 ロータ１２０の構成材料は、ハウジング１１１で使用されたものに類似してい
るか等価なものである。構造体の生物学的適合性を向上させるために、ポリカー
ボネイト、アクリル樹脂、ポリスチレン共重合体のような適切な生物学的に適合
する材料を使用し得るか、あるいは代替的に適切な基体に対して被覆を施すこと
もできる。装置が移植のために使用されないこれらの例においては、血液が接触
する複数の面が形成され（および／または）非トロンボーゲン材料で被覆される
ものと仮定すると、勿論、他の材料を使用することもできる。

【００５３】 ロータ１２０は、中空コア若しくは中空室領域１３２を有し、その容積若しく
は領域は、ロータ本体の相対密度を制御する手段になっている。好ましくは、そ
の相対密度は、ロータの密度とポンプ作用をうける流体の密度との比率によって
選定する。多くの用途において、ポンプ作用をうける流体に対するロータの相対
密度は約０．３と０．６の間にあり、約０．１と０．９との間が有用な範囲であ
る。また、ロータ１２０の複式円錐形状は、回転軸線に沿う軸線方向長さが入口 ポート１１６と １１７との間のポンピング室の軸線方向長さとほぼ等しい最終 構造体を提供する。ロータ１２０の横方向の径は、中央線１２５のような中央平
面に沿って定められ、複式の収斂する円錐体の形状と半径方向ベーンは、図１２
に詳細に示されるように、ロータのベーンの表面とポンピング室の内面との間に
間隙を与えるようなものになっている。一般にＡ−Ａ及びＢ−Ｂで示した間隙は
入口ポート領域から出口ポート領域まで一定に維持されるようなものであるが、
その間隙は、出口に向かってわずかに収斂し又はわずかに末広がりになっていて
も良い。１３２で示されるようなベーンの周囲と複式円錐体１２１、 １２２の 外面との間の間隔は、好ましくはほぼ一定であり、また、ハウジング１１１の内
面１１３にほぼ平行である。ポンプ作用をうける流体の移送のための容積が得ら
れ、ポンプ作用をうけた流体の子午線速度は、その流体が並進及び回転運動経路
、及び/又はベクトル、に沿って移動してポンプを通る間にほぼ一定に維持され る。これらの点を考慮し、ポンピング室の内面と半径方向ベーン１２７−１２７
若しくはロータ１２０の外縁との間の間隙は、好ましくは、約1ミリメートルと ７ミリメートルの間の範囲とされる。一般的に好ましい範囲は、約１ミリメート
ルと3ミリメートルの間のより狭い範囲である。一般に、約１．５ミリメートル の間隙が好ましく、その間隔は図１２の対向する矢印Ａ−Ａ及びＢ−Ｂの間の区
域として寸法的に図示されている。

【００５４】 入口ポートと出口ポートの面積に関しては、一般に入口ポートを結合した面積
（若しくは入口ポートの総合面積）が出口ポートを結合した面積（若しくは出口
ポートの総合面積）とほぼ等しく、それによって流れと圧力の一貫性を与え、室
１１２内のロータ１２０の適切な流体力学的バランスを得るようにするのが好ま
しい。 永久磁石１２８−１２８は半径方向ベーン１２７−１２７内に収納されている
。図１０に示されているように、収納された永久磁石１２８−１２８の物理的位
置は、ベーン１２７−１２７の半径方向端縁の外面に近接している。その半径方
向端縁の外面は１３３で示されている。

【００５５】 電磁的駆動要素１２９−１２９及び１３０−１３０のための駆動手段は、好ま
しくは導体巻線の形態をなし、適切な流体力学的バランスを得る目的で、巻線は
、回転するロータの流体力学的バランスを維持ししかも如何なる形態のベセアリ
ングをも必要としないようにするように、慎重に制御されかつ選択的に製造され
る。 ロータ若しくはインペラの慣性モーメントは、インペラの質量を重心若しくは
質量中心に接近して位置させることにより、効果的に減じられる。このことは、
構造の完全性のために必要なインペラの質量を中心により近づけ、一般に回転軸
線にできるだけ近づけることにより達成することができる。本発明の構造に関し
て慣性モーメントは、ロータ内部インペラの最大半径のところにある円形又は環
状領域内に永久磁石を配列装架し、同時に回転軸線に沿う構造体の強度を増加さ
せるようにして、制御可能に調節されると良い。

【００５６】 ポンプ作用をうける流体に関しては、人間の血液は２５℃において約４センチ
ポアズ（ｃｅｎｔｉｐｏｉｓｅｓ）の粘度を有し、その粘度は、ベーンとロータ
表面との間に血液に対する適切な摩擦を与えて流体力学的バランスを得るための
運動の十分な回転成分を得るために十分なものである点に留意すべきである。も ちろん、ポンプ作用をうける流体の回転速度が増加すると、それに相当しかつ比
例して、流体力学的バランス効果は増大する。約１０００ｒｐｍの回転速度では 、流体力学的バランス効果は、室内のロータの相対密度によって与えられる浮力
効果より実質的に大きくなる。

【００５７】 最初の目的のために、含塩物は通常、機能物質として好適である。所望の回転
速度が得られるまで含塩物が用いられると、その後、血液はポンプでくみ上げら
れ、及び／又は運ばれる作動溶液として導入される。 内径及び外径は、望ましくは７ミリメートルであり、相対濃度は望ましくは０
．１から０．９の間であり、０．５の相対濃度が好適である。 最も作用的な目的のために、約５ミリメートル水銀から約４０ミリメートル水
銀の範囲の内圧が、人間の血液を扱う流体力学のために一般的で望ましいものと
考えられる。約４０ミリメートル水銀から約１５０あるいは２００ミリメートル
水銀の外圧が、採用される。本発明の装置が、移植可能なユニットとして機能す
る時には、外圧はもちろん、患者の機能や示される循環要求に依存している。

【００５８】 本発明のポンプ装置は、大動脈に結合された出口を有する装置として使われる
ポンプを備えた患者補助ユニットとして使われ得る。別の構造においては、出口
は、肺動脈に結合され得る。上述したように、本発明の装置は、搬送ポンプとし
ても適用されるので、一時的に心臓の機能をとめてしまう外科手術においても利
用され得る。 図１３について説明すると、ポンプ１１０は、心室あるいは心臓補助装置とし
て機能する装置に連結される。ポンプ１１０は、動力装置１５０によって駆動さ
れ、ピックアップ比センサー１５１を有するセンサー及び比コントローラ１５２
が用いられる。患者の圧力レベルモニター１５３が、比コントローラー１５２に
入力を与え、レベルモニターは患者の圧力レベル入力１５４と圧力レベル信号１
５５を有する情報を受信する。これらの装置は、公知であり、本発明の装置と関
連付けて効果的に利用され得る。

【００５９】 再び、先に記載した好適実施例と関連付けて述べると、「２重円錐形状」なる
用語が、全体を通して用いられたが、その他の回転表面が利用できることは理解
されるであろう。放物線のような曲線や直線によって作られる回転表面が利用さ
れ、これにより円錐形が形成される。従って、「円錐」という用語は、ここでは
広義に用いられる。

【００６０】 （第３のあるいは追加の好適実施例の説明） 本発明の第３のあるいは追加の好適実施例によれば、また、特に図１４ 、１５、１６に関連して、一般に２１０で示されるポンプは、ハウジング２１１
を有しており、このハウジングの内部は、一般に２１２で示されるポンピング室
を画定している。言いかえれば、ハウジング２１１の内周面２１３は、室２１２
の外周面である。図１５、１６、１７から明瞭であるように、ハウジング２１１
と室２１２は、図１５に示される軸２１４に沿って延びる中央軸を共有している
。ハウジング２１１及び室２１２は、出口２１８、２１９に沿った主入口２１６
を備えている。入口２１６は、室への入口を画定しており、出口２１８、２１９
は全体として出口を画定している。外側の入口２１６は、室と同軸に配置されて
いる、即ち、軸２１４に沿って配置されており、又、外側の入口は、デフレクタ
ーチップの頂点２４３に隣接する第２のあるいは内側の入口２１７に対向するよ
うに配置されている。外側ポート２１８、２１９は、第１の及び第２の入口の中
間に配置されており、上述したように、一般に軸２１４を横切って配置されてい
る。

【００６１】 引き続き図１５、図１６を参照して、ロータ２２０はチャンバー２１２内に配
置され、対称な複式円錐形状のコア構成要素２２１を有している。この形状は２
２１や２２２のような相対する極端領域に向かって収斂するする円弧形状の複式
円錐形を備えており、このロータは、極端領域２２１、２２２の間を延び、軸線
２１４にほぼ沿ってかつ該軸線と一致する回転軸線を備えている。複式円錐形状
を形成する二つの円錐形のそれぞれの底部は互いに結合され、２２３として共通
の中央面を形成する。ロータコア２２１はまた２２４、２２５、２２６、２２７
としての一対の円錐形状のシュラウドを備えている。シュラウド２２４、２２５
、２２６はそれぞれほぼ円錐形状であり、この円錐形は円弧状セグメントの回転
表面として形成されており、この回転セグメントは実質的に複式円錐形の半径と
合致する半径を有している。さらにシュラウド２２７は、２２７Ｂとしての外部
セグメントに沿った２２７Ａとしての内部円弧セグメントを有している。セグメ
ント２２７Ａと２２７Ｂは互いにその端部で結合され、円弧セグメント２２７Ａ
と２２７Ｂによって全体的に規定されている取り囲まれた回転表面を形成し、そ
の結果、修正されたトロイド形状を有する部材が生じる。

【００６２】 個々のシュラウドはポストまたは輻をつけられた円板(ｓｐｏｋｅｄ ｄｉｓｃ
ｓ)２２８−２２８によってコア構成要素２１に結合される。円板２２８−２２ ８はコア構成要素２２１の外部表面２２９の間にリンクを備え、そうして組立体
全体に対して機械的な安定性と剛性とを備える。シュラウド２２４、２２５、２
２６、２２７とコア構成体２２１の形状は、２３１、２３２、２３３としての環
状流路を組立体の下部に隣接する同様な環状の形状の通路２３４、２３５、２３
６にそって組立体の上部に構成する。修正されたトロイド状部材２２７の領域内
では磁石２３７−２３７のように一連の永久磁石がある。これらの磁石はロータ
２２０の回転軸線に沿ってほぼ中間で半径方向に間隔を取った位置に配置され、
永久磁石は半径方向に等間隔でかつ円弧状に間隔を取った位置に設けられる。電
磁石駆動装置（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｄｒｉｖｅ ｍｅａｎｓ）は２
３８−２３８として設けられ、この電磁石駆動装置は、続いて電気エネルギ源に
接続され、永久磁石２３７−２３７を介してロータに回転駆動エネルギを伝える
よう配置される。駆動装置（ｄｒｉｖｅ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）は勿論ブラ スレスモータの形状として一般的にいわれていて、ブラスレスモータ駆動は勿論
当分野において公知である。ロータ２２０の回転速度は従来電磁石部材２３８−
２３８に適用される場の周波数（ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉ
ｅｌｄ）によって制御され、回転速度は適用される電磁石の場の周波数（ｔｈｅ
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅ ｔｉｃ field)によって、または電磁石装置２３８−２３８の選択的エネルギ化 （ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｅｎｅｒｇｉｚａｔｉｏｎ）によって制御される。その ような駆動は勿論当分野において、通常使用されかつ周知のものである。

【００６３】 ロータ２２０は外部表面又は壁２２０によって規定され、構造材料はハウジン
グ２１１に使用されたものと類似か同一のものである。ポリカーボナイトやアク
リル、ポリスチレンの共重合体などのような適当な生体適合性のある材料（ｂｉ
ｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｍａｔｅｒｉａｌ）でも使用可能であり、または代替 的にコーティングが、構造の生体適合性を高めるために適当な基質（ｓｕｂｓｔ
ｒａｔｅ）に使われてもよい。その装置が移植（ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）に
使用しないこれらの例では、血液と接触する表面（ｂｌｏｏｄ−ｃｏｎｔａｃｔ
ｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅｓ）が非トロンボゲン材料（ｎｏｎ−ｔｒｏｍｂｏｇｅ ｎｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）で形成され及び／またはコーティングされているな らば、勿論他の材料が使用可能である。ロータ材料が圧送される流体より低比重
（ｌｏｗｅｒ ｄｅｎｓｉｔｙ）であるならば、コアおよびシュラウドに形成さ れた空所及び／または空洞は除去される。 ロータ２２０は全体として２４１で示される軸方向の穴（ａｘｉａｌ ｂｏｒｅ
）を規定する管状コア２４０を備える。穴２４１は入口２１６から液体を受け入
れ、第２入口帯またはチャンバー２４２に直接流体を送り、最終的に環状通路２
３４、２３５、２３６を介して伝達され流れる。示されたように、これらの通路
のそれぞれは出口２１８に導き、それによって流れの連続性を与える。２４３と
して設けられる頂点は、スムーズな流れ、好ましくは層流を、ポンプ組立体を介
して与える。

【００６４】 さらに、中空のコアまたは空所領域がロータコア２２１内に設けられ、このチ
ャンバーは全体として２４５として示される。このチャンバー領域は回転体の相
対的比重（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｄｅｎｓｉｔｙ）を制御する手段を規定する大き さの体積を与える。更なる浮力が部材２２７の修正されたトロイド形状によって
与えられ、それによって、全ロータ組立体に対する相対的な比重が与えられる。
好ましくは、この相対的な比重は圧送される流体の相対的比重に対するロータも
しくはロータ組立体の相対的比重の割合によって選択され、ほとんどの適用にお
いて、圧送される流体に対するロータの相対的比重は大体０．３と０．６の間で
あり、大体０．１と０．９の間の相対的比重が使用可能となることが理解される
。また、シュラウドと共にロータ２２０のコア構成要素２２１の複式円錐形状は
仕上げられた構造を備え、回転軸線に沿った軸線長さは第１入口ポート２１６と
第２入口ポート領域２４２の間の圧送チャンバーの軸線長さと略等しい。ロータ
２２０とそのシュラウドの横断直径は、中央線２２３に沿うのと同様に中央平面
に沿って、規定され、図１８に拡大されかつ詳細に示されるように、複式収斂円
錐形の形状はロータの表面と圧送チャンバーの内面の間の隙間を設ける。概して
言うならば、Ａ−ＡやＢ−Ｂで示される隙間は第１及び第２入口ポートから出口
ポートまで一定である隙間である。個々の流路の組み合わされた領域では、圧送
された流体に対する運動の割合が移行及び回転運動及び／またはベクトルにそっ
て移動するとき実質的に一定である。これらの考慮によって、圧送チャンバーの
内面とロータの外周の間の隙間は好ましくは、大体１ｍｍから大体７ｍｍまでの
間までに入り、大体１ｍｍから３ｍｍの間の狭い領域が血液にとって好ましい。
一般的に、大体１．５ｍｍの隙間が好ましい。

【００６５】 入口ポートと出口ポートの間の領域について、一般的に好ましいのは、第１入
口ポート２１６の組み合わされた領域がほぼ出口ポート２１８と２１９の組み合
わされた領域に等しいことであり、それによって、流れや圧力のより一貫性（ｍ
ｏｒｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）が与えられ、また、チャンバー２１２内のロ ータ２２０の適切な流体力学的な平衡が与えられる。 示されるように、電磁石駆動要素２３８−２３８への駆動装置は伝導体の巻き
取り（ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｗｉｎｄｉｎｇｓ）の形状が好ましく、適切な流体 力学上の平衡を得るために、その巻き取りは注意深く制御されかつ選択的になさ
れて、受けのどのような形状に対する必要性も除く一方で、回転ロータの流体力
学上の平衡を保つようにする。

【００６６】 示されるように、羽根車（ｉｍｐｅｌｌｅｒ）の慣性モーメントは重心または
重量の中心により近い羽根車の質量の位置により効果的に最小にされる。これは
中心により近い、そしてほぼ回転軸線に対しできるだけ近い構造上の完全性（ｓ
ｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）に必要とされる羽根車の質量を移動 することによって得られる。慣性モーメントは本発明の構造に関連して、その回
転軸線に沿って構造強度を増加させながら、必要ならば、ロータ内部羽根車の最
大径である円形又は環状ゾーン内に永久磁石を配置かつ取付ることによって、制
御可能に調節することができる。図１５に示されるように、例えば永久磁石２３
７−２３７は修正されたトロイド状部材２２７の範囲内に位置され、それによっ
て、永久磁石を効果的に圧送された血液との接触から離しておくことができる。
ポンプ送りされる流体について、人間の血液が温度２５℃で約４センチポイズ
の粘度を有すること、そして、水圧バランスのための十分な回転運動成分を達成
するために、この粘度は、ロータおよびシュラウドの比較的円滑な表面と血液と
の間に十分な摩擦を与える上で十分であることに留意すべきである。ポンプ送り
される流体の回転速度が増すと、勿論、その水圧バランス効果が、それに応じ比
例して増す。概ね１０００ｒｐｍの回転速度では、水圧バランス効果が、室内の
ロータの相対密度によってもたらされる浮遊効果に実質的に打ち勝つ。

【００６７】 運転開始用として、通常、塩類（塩類は、所望の回転速度に達するまでの間使
われる）が作動材料として好ましく、その後、ポンプ送りされ、および／または
、搬送される作動溶液として、血液が導入されるだろう。 図示のロータ構造は比較的円滑である旨説明されているが、その構造に対して
複数のベーン（翼）を使用可能であり、それらのベーンは、ロータ内で正確に間
隔を置いて形成される。換言すれば、仮にベーンを採用する場合には、間隔を置
いた流体通路および／または流体チャネルを作るために、それぞれアーチ状に間
隔を置いた複数のパドル（水かき）として翼が形成されるだろう。 入口径および出口径は好適には７ｍｍであり、相対密度は好適には０．１〜０
．９である（０．５が好ましい）。

【００６８】 大部分の運転目的にとって、入口圧力約５ｍｍＨｇ（水銀）〜約４０ｍｍＨｇ
（水銀）が普通であり、人間の血液を取り扱う流体動力学にとって適切であると
考えられる。出口圧力としては、約４０ｍｍＨｇ（水銀）〜約１５０または２０
０ｍｍＨｇ（水銀）を採用できる。本発明装置は、植設可能な装置として働く時
、出口圧力は、もちろん患者の活動および循環条件に依存するだろう。 図１９を見ると、患者支援ユニットとして本発明のポンプ装置を使用するため
のシステムについて説明されている。図１９では、大動脈に接続される出口を有
する装置としてポンプ２５０が採用されるだろう。代替構造では、出口が肺動脈
に接続されるだろう。指摘したとおり、本発明装置は、搬送ポンプとしての用途
も有し、したがって、心臓機能を一時的に移し、および／または、心臓機能を一
時的になくす外科処置で使用できる。

【００６９】 ポンプ２５０は、心室装置または心臓支援装置として働くシステムに接続され
る。ポンプ２５０は、動力供給装置２５１によって動かされ、ピックアップ比セ
ンサー２５２を含むセンサーと比率制御２５３が採用される。２５４における患
者圧力水準入力および圧力水準信号２５６を含む情報を受ける患者圧力水準モニ
ター２５５が、比率制御２５３に入力を与える。これらのシステムは、当業界で
公知であり、本発明装置と連結して効果的に使用可能である。 ２重円錐形について議論したが、多重円錐形を翼の代わりに使用できる。その
場合、ロータの軸線方向外側であってロータの回転軸線と同軸に配置された回転
表面がロータに与えられる。 用語「２重円錐形」が明細書全体に亘って採用されているが、円錐形を作るた
めに、放物線、双曲線のような曲線または直線によって作られる他の回転表面を
使用できることを理解できるだろう。したがって、本明細書中の用語「円錐形」
は広義の意味で用いられる。

【００７０】 前記好適実施例において各種の変形が可能であり、その変形は、本発明の精神
と範囲を逸脱することなくなし得ることも理解できるだろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明により用意されたポンプ組立体の斜視図である。

【図２】 図１に示すような構造体の軸線を通る垂直断面図であって、ロータコアおよび
シュラウドを含むロータの形態を示し、更に実際の作動の際に該ポンプにより形
成される流れパターンを示す図である。

【図３】 図２の矢印３−３の線に沿いかつその方向に取った水平断面図である。

【図４】 図２の矢印４−４の線に沿いかつその方向に取った水平断面図である。

【図５】 図２に類似した図であって、駆動要素用の変更形態を示す図である。

【図６】 図６は、図２と同様な図であってかつロータ用の変更されたシュラウド形状を
図示したものである。

【図７】 図７は、僅かに拡大された寸法にされた破断断面図であってかつロータとハウ
ジングとの間の間隙の形状を図示したものである。

【図８】 図８は、本発明の装置が機能し得る典型的ななシステムを図示した概略線図で
ある。

【図９】 図９は、本発明にしたがって作成されたポンプ組立体の別の好適実施例の斜視
図である。

【図１０】 図１０は、図９に描かれた構成のロータ部分の回転軸線を通ってとられた組立
体の縦断面図であって、図１１の矢印１０−１０の方向においてその線に沿って
とられ、さらにポンプの駆動構成要素の配置を図示したものである。

【図１１】 図１１は、図１０の矢印１１−１１の方向においてその線に沿ってとられたポ
ンプの横断面図である。

【図１２】 図１２は、僅かに拡大された寸法にされた破断断面図であってかつロータとハ
ウジングとの間の間隙を図示したものであり、そして流体の一部がその組立体を
通って流れる状態を図示したものである。

【図１３】 図１３は、本発明の装置が機能し得る典型的なシステムを図示する概略線図で
ある。

【図１４】 図１４は、本発明にしたがって作成されたポンプ組立体のさらに別の好適実施
例の斜視図である。

【図１５】 図１５は、ロータの軸線を通ってとられた縦断面図であってかつ実際の作用中
であるときポンプによって生じられるフローパターンを図示するものである。

【図１６】 図１６、図１５に図示されたポンプ構成の横断面図であって、かつ図１５の線
１６−１６に沿ってとられた横断面図である。

【図１７】 図１７は、図１５に図示されたポンプ構成の横断面図であって、かつ図１５の
線１７−１７に沿ってとられた横断面図である。

【図１８】 図１８は、拡大寸法にされかつロータの外部とハウジングの内部との間の間隙
の大きさを図示した破断断面図である。

【図１９】 図１９は、本発明の装置が機能し得る典型的なシステムを図示した概略線図で
ある。

【符号の説明】

１１ ハウジング １２ ポンプ作用室 １３ 内周縁 １４ 軸線 １６ 流入孔 １７ 流入孔 １８ 流出孔 １９ コア ２０ ロータ ２１ 壁 ２２ 壁 ２３ シュラウド ２４ 連結ロッド ２５ 環状流路 ２６ 外部流路 ２７ 永久磁石 ２８ 電磁駆動手段 ３２ 表面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０８／８８６，３８５ (32)優先日 平成９年７月１日(1997．7．1) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，Ｊ Ｐ

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体、特に、人間の血液のような破壊性及び攻撃性流体を搬送す
   るポンプであって、該ポンプが、内面と外面と中心軸線とを備えたポンピング室
   と、前記室上に対向して配置され及び前記室と同軸的に配置された一対の流体入
   口ポートと、前記一対の流体入口ポートと交差する方向に前記一対の流体入口ポ
   ートのほぼ中間に配置された出口ポート手段と、前記ポンピング室内に配置され
   、対向する極領域へ向かって収斂している複式円錐形状を備えたコア部分を有し
   たロータ組立体にして、前記極領域の間を延在し前記ポンピング室の軸線と同軸
   的に配置された回転軸線を有したロータ組立体と、前記ロータ組立体上に、ほぼ
   前記回転軸線の周りに放射状に離隔した位置に配置された磁気被駆動手段と、エ
   ネルギ源に結合され回転駆動エネルギを前記磁気被駆動手段を介して前記ロータ
   組立体に送達する電磁気駆動手段とを有しており、前記ロータ組立体が、 （ａ） 対向する極領域へ向かって収斂している複式円錐形状外郭を備えたロー
   タコアにして、外周面と該外周面を通って延在している中心軸線とを有する第１
   回転表面を形成するロータコアと、 （ｂ） 前記ロータコアの外面に結合された少なくとも１つのシュラウドにして
   、前記ロータコアの中心軸線と同軸的に配置された第２回転表面を形成するシュ
   ラウドにして、前記ロータコアの外面から離隔された内面を有し、前記第２回転
   表面の環状内方及び外方に配置された流れチャンネルを形成するシュラウドとを
   有し、 （ｃ） 前記ロータ組立体がポンプ輸送されている流体に対して約０．１と約０
   ．９の間の密度を有しており、 （ｄ） 前記第２回転表面が、前記回転軸線に沿って延在している軸方向長さを
   有し、前記入口ポート間のポンピング室の軸方向長さを形成している形状を有し
   ており、 （ｅ） 前記回転軸線を横切る方向の前記ロータ組立体の直径が中間面を画定し
   ていて、前記ロータコアの外面と前記ポンピング室の内面との間の空隙を提供す
   るように選択されていて、前記ロータコアの外面と前記ポンピング室の内面との
   間の空隙の大きさが僅かな発散から僅かな収斂に変動しているポンプ。
2. 【請求項２】 請求項１のポンプが複数の出口ポートを有し、各出口ポートがほ
   ぼ等しい断面積を有しているポンプ。
3. 【請求項３】 請求項２のポンプにおいて、前記複数の出口ポートは円弧状に互
   いにほぼ等しく離隔しているポンプ。
4. 【請求項４】 請求項１のポンプにおいて、前記ロータ組立体は少なくとも二つ
   のシュラウド部材を有しており、各シュラウド部材は前記ロータコアと共に回転
   自在に装架されていて、シュラウド＋１の数と等しい数の三つの離隔した流れチ
   ャンネルを形成しているポンプ。
5. 【請求項５】 請求項１のポンプにおいて、前記ロータの回転速度は制御自在に
   可変であるポンプ。
6. 【請求項６】 請求項１のポンプにおいて、前記ロータ組立体の回転速度を検出
   する手段が設けられていることを特徴とするポンプ。
7. 【請求項７】 請求項１のポンプにおいて、前記ロータ組立体の駆動力はロータ
   組立体の質量中心の近くに配置された磁気結合手段と結合されていることを特徴
   とするポンプ。
8. 【請求項８】 請求項１のポンプにおいて、流体が円錐の極先端近くの入口ポー
   トから中間面近くの出口ポートへ流れることを特徴とするポンプ。
9. 【請求項９】 請求項１のポンプにおいて、駆動手段はロータ組立体の外周近く
   の半径方向の点に沿ってロータ内に配置された永久磁石を有しているポンプ。
10. 【請求項１０】 請求項１のポンプにおいて、駆動手段は円形配列に配置された
    永久磁石を有しており、前記配列を形成する前記磁石の外周がロータ組立体の外
    周に隣接していて前記出口ポートの面から離隔した面内にあり、ロータの構成質
    量は前記回転軸線の近くに配置され、それにより前記ロータ組立体の慣性モーメ
    ントを減少させているポンプ。
11. 【請求項１１】 流体、特に、人間の血液のような破壊性及び攻撃性流体を搬送
    するポンプであって、該ポンプが、内面と外面と中心軸線とを備えたポンピング
    室と、前記室に対して極の関係に配置され及び前記室と同軸的に配置された入口
    ポート手段と、前記一対の流体入口ポートと交差する方向に前記一対の流体入口
    ポートのほぼ中間に配置された出口ポート手段と、前記ポンピング室内に配置さ
    れ、対向する極領域へ向かって収斂している複式円錐形状を備えたコア部分を有
    したロータ組立体にして、前記極領域の間を延在し前記ポンピング室の軸線と同
    軸的に配置された回転軸線を有したロータ組立体と、前記ロータ組立体上に放射
    状に離隔した位置に配置された磁気被駆動手段と、エネルギ源に結合され回転駆
    動エネルギを前記磁気被駆動手段を介して前記ロータ組立体に送達する電磁気駆
    動手段とを有しており、前記ロータ組立体が、 （ａ） 対向する極領域へ向かって収斂している複式円錐形状外郭を備えたロー
    タコアにして、外周面と該外周面を通って延在している中心軸線とを有する第１
    回転表面を形成するロータコアと、 （ｂ） 前記ロータコアの外面に結合された少なくとも１つのシュラウドにして
    、前記ロータコアの中心軸線と同軸的に配置された第２回転表面を形成するシュ
    ラウドにして、前記ロータコアの外面から離隔された内面を有し、前記第２回転
    表面の環状で内方に及び外方に配置された流れチャンネルを形成するシュラウド
    とを有し、 （ｃ） 前記ロータ組立体がポンプ輸送されている流体に対して約０．１と約０
    ．９の間の密度を有しており、 （ｄ） 前記第２回転表面が、前記回転軸線に沿って延在している軸方向長さを
    有し、前記入口ポート間のポンピング室の軸方向長さを形成している形状を有し
    ており、 （ｅ） 前記回転軸線を横切る方向の前記ロータ組立体の直径が中間面を画定し
    ていて、前記ロータコアの外面と前記ポンピング室の内面との間の空隙を提供す
    るように選択されていて、前記ロータコアの外面と前記ポンピング室の内面との
    間の空隙の大きさが僅かな発散から僅かな収斂に変動しており、 （ｆ） ポンプ輸送されている流体中に創造される流体力学的力が前記ロータに
    対する唯一の支持であるように構成がなされており、ポンプのケース構造体がロ
    ータ支持部材及び軸受から自由であるポンプ。
12. 【請求項１２】 流体特に人の血液のような微妙で活動的な流体を輸送するポン
    プであって、該ポンプは、 内周部と外周部と中央軸線とを備えたポンピング室と、 該室と向かい合った関係で位置し且つ該ポンピング室と同軸線に配置された一
    対の流体入口ポートと、 該対の入口ポートを横切って且つ該入口ポートのほぼ中間に配置された出口ポ
    ート装置と、 該ポンピング室内に配置されたロータであって、向かい合った極領域に向かっ
    て収斂した複式円錐形状と、該極領域の間に延在した回転軸線とを備え、且つ該
    ロータの作動回転中に該ポンピング室の軸線と同軸線に配置された該ロータと、
    該回転軸線に沿ってほぼ対称に且つ半径方向に隔置された位置で該ロータに配
    置された磁気駆動装置と、 エネルギー源に連結され且つ該磁気駆動装置を介して該ロータに回転駆動エネ
    ルギーを分配するように配置された電磁気駆動装置とを有し、 該ロータは、 （a）ポンプ送りされる該流体に関した密度であって該ポンプ送りされる流体 の密度よりも実質的に小さく且つ０．１〜０．９の間の範囲内にある密度を有す
    る体部と、 （ｂ）該入り口ポートの間に配置されたポンピング室の軸線方向長さを画定す
    る回転軸線に沿った軸線方向長さと、中間面および該軸線方向長さを画定する該
    回転軸線を横切る該ロータ体部の直径と備えた複式円錐形状とを有し、 該直径は、該ロータの外表面と該ポンピング室の内表面との間に間隙を設ける
    ように選択され、 該ロータは更に、該ロータの外周表面に装着され且つ該ロータの中心を通る平
    面から軸線方向でその回転の軸線を横切って延在する複数の半径方向の羽根を有
    し、該羽根の外周縁は、ほぼ一定の寸法に沿ってハウジングの内周表面から隔置
    され、該入口ポートの横断面領域は出口ポートのそれと実質的に同じであり、こ
    のことにより該ロータの流体力学的釣り合いを設けている、該ポンプ。
13. 【請求項１３】 請求項１２のポンプであって、ポンピング室の内表面とロータ
    の外表面との間の間隙は、血液の流れ通路を設けるのに充分であり且つポンプ送
    りされる流体の速度がハウジングの表面に対して入口ポートと出口ポートとの間
    で実質的に一定のままであるような間隙である該ポンプ。
14. 【請求項１４】 請求項１２によるポンプであって、ロータの回転速度は制御可
    能で変動可能である該ポンプ。
15. 【請求項１５】 請求項１２によるポンプであって、ロータの回転速度を感知す
    る手段が設けられていることを特に特徴とする該ポンプ。
16. 【請求項１６】 請求項１２によるポンプであって、ロータの駆動力は、該ロー
    タの質量の中心の周りで対称に配置された磁気連結装置に連結されていることを
    特に特徴とする該ポンプ。
17. 【請求項１７】 請求項１２のポンプであって、流体は、円錐の極端に隣接する
    入り口から中間平面に隣接する出口へ流れることを特に特徴とする該ポンプ。
18. 【請求項１８】 請求項１６のポンプであって、駆動装置は、ロータの外周に隣
    接した半径方向の点に沿ってロータ内に配置されている永久磁石を含む該ポンプ
    。
19. 【請求項１９】 請求項１２のポンプであって、駆動装置は円形の配列に配置さ
    れている永久磁石を含み、該配列を形成している該磁石の外周部はその中間点に
    隣接したロータの外周に隣接しており、該ロータの構造の質量は該回転軸線に隣
    接して配置され、これによって該ロータの慣性モーメントを減少させている該ポ
    ンプ。
20. 【請求項２０】 流体特に人の血液のような微妙で活動的な流体を輸送するポン
    プであって、該ポンプは、 内周部と外周部と中央軸線とを備えたポンピング室と、 該ポンピング室と極関係に配置され且つロータの作動回転中に該ポンピング室
    と同軸線に配置された入口ポート部材と、 該対の入口ポートを横切って且つ該入口ポートのほぼ中間に配置された出口ポ
    ート装置と、 該ポンピング室内に配置されたロータであって、向かい合った極領域に向かっ
    て収斂した複式円錐形状と、該極領域の間に延在した回転軸線とを備え、且つ該
    ポンピング室の軸線と同軸線に配置された該ロータと、 該回転軸線にほぼ対称に且つ半径方向に隔置された位置で該ロータに配置され
    た磁気駆動装置と、 エネルギー源に連結され且つ該磁気駆動装置を介して該ロータに回転駆動エネ
    ルギーを送るように配置された電磁気駆動装置とを有し、 該ロータは、 （a）ポンプ送りされる該流体の密度の１０％〜９０％の間の相対密度を有す る体部と、 （ｂ）端部に沿って半径方向の羽根を備えた複式円錐形状を有する体部であっ
    て、該入り口ポートの間でポンピング室の軸線方向長さの実質的な部分を画定す
    る回転軸線に沿った軸線方向長さを備えかつ該体部に装着された羽根の外端形状
    と、中間面を画定する該回転軸線を横切り且つ該ロータの外表面と該ポンピング
    室の内表面との間に間隙を設けるように選択された該ロータ体部の形状と直径と
    を備えた該部材とを有し、 該ロータの外表面と該ポンピング室の内表面との間の間隙の大きさは該入口ポ
    ートから該出口ポート部材までほぼ一定であり、 （ｃ）該配列は、該ロータについての唯一の支持がポンプ送りされる流体に作
    り出される流体力学的な力であるような配列であり、該ポンプのケーシング構造
    体はロータを支持する部材および軸受を有しない該ポンプ。
21. 【請求項２１】 流体、特に人間の血液のような壊れやすく攻撃的な流体を
    送るためのポンプであって、内周面、外周面および中心軸を有するポンピング室
    と、前記室に対向して配列された関係にかつ前記ポンピング室と同軸状に配置さ
    れた第１および第２流体入口ポートと、前記第１および第２入口ポートの横かつ
    略中央に配置された出口ポート手段と、ロータであって前記ポンピング室内に配
    置されかつ相対する極領域に向って収斂する複式円錐形状のコアを有しかつ前記
    極領域の間に延在する回転軸を有しかつ当該ロータの作動上の回転中に前記ポン
    ピング室の前記軸と同軸に配置されたロータと、前記回転軸から略放射状に離間
    した位置で前記ロータに配置された磁気的被駆動手段と、エネルギ源に結合され
    かつ前記磁気的被駆動手段を介して前記ロータへ回転駆動エネルギを伝えるよう
    配置された電磁気的駆動手段と、を備え、 前記ロータが、 （ａ） 少なくとも１つのシュラウドをもつコアであって、該シュラウドには
    前記コアの外面が結合され、該コアはある軸長をもつ半円錐形状を有し、該軸長
    は前記第１入口ポートと第２入口ポートとの間に配列された前記ポンピング室の
    軸長を形成する前記回転軸に沿っており、しかも、中央平面を形成しかつ前記ロ
    ータの外面と前記ポンピング室の内面との間に隙間を提供するよう選択された前
    記回転軸を横切る前記ロータ本体の直径を有し、前記第１および第２入口ポート
    から前記前記出口ポートまでの前記ポンピング室の内面と前記ロータの外周面と
    の間の前記隙間の大きさが略一定にされているコア を備えるポンプ。
22. 【請求項２２】 請求項２１のポンプであって、前記ポンピング室の内面と
    前記ロータの外周面との間の前記隙間が、約１ミリメートルと７ミリメートルと
    の間にあるポンプ。
23. 【請求項２３】 請求項２１のポンプであって、複数の出口ポートを有し、
    該出口ポートの断面積の総合計が、前記外部の入口ポートの断面積と実質的に等
    しいポンプ。
24. 【請求項２４】 請求項２３のポンプであって、前記複数の出口ポートが、
    互いに略等しく弧状に離間しているポンプ。
25. 【請求項２５】 請求項２２のポンプであって、前記ポンピング室の内面と
    前記ロータの外面との間の隙間が、血液のための流路を提供するのに十分であり
    、かつ前記第１および第２入口ポートと前記出口ポートとの間で前記ハウジング
    の表面に対してポンピングされる流体の速度が実質的に一定に維持されるポンプ
    。
26. 【請求項２６】 請求項２１のポンプであって、前記ロータの回転率が制御
    可能に可変的であるポンプ。
27. 【請求項２７】 請求項２１のポンプであって、前記ロータの回転速度を検
    出する手段を備えることを特に特徴とするポンプ。
28. 【請求項２８】 請求項２１のポンプであって、前記ロータのための駆動力
    が、前記ロータの質量の中心付近に配置された磁気的結合手段へ結合されること
    を特に特徴とするポンプ。
29. 【請求項２９】 請求項２１のポンプであって、前記流体が、前記円錐体の
    極先端に隣接する入口ポートから前記中間平面に隣接する出口ポートへ流れるこ
    とを特に特徴とするポンプ。
30. 【請求項３０】 請求項２１のポンプであって、前記駆動手段が、前記ロー
    タの外周に隣接した放射状の点に沿ってロータ内に配置された永久磁石を含むポ
    ンプ。
31. 【請求項３１】 請求項２１のポンプであって、前記駆動手段が環状アレイ
    に配列された永久磁石を含み、かつ該アレイを形成する磁石の外周がその中間点
    から離隔した前記ロータの外周に隣接し、かつ前記ロータの構造上の質量が前記
    回転軸に隣接して配置されそれによって前記ロータの慣性モーメントが低減され
    るポンプ。
32. 【請求項３２】 流体、特に人間の血液のような壊れやすく攻撃的な流体を
    送るためのポンプであって、内周面、外周面および中心軸を有するポンピング室
    と、ロータの作動上の回転中に前記ポンピング室と同軸にかつ前記ポンピング室
    に対し極関係に配置された入口ポート手段と、前記一対の入口ポートの横かつ略
    中央に配置された出口ポート手段と、前記ポンピング室内に配置されかつ相対す
    る極領域に向って収斂する複式円錐形状のコアを有しかつ前記極領域の間に延在
    する回転軸を有しかつ前記ポンピング室の前記軸と同軸に配置されたロータと、
    前記回転軸に沿って略中央に放射状に離間した位置で前記ロータに配置された磁
    気的被駆動手段と、エネルギ源に結合されかつ前記磁気的被駆動手段を介して前
    記ロータへ回転駆動エネルギを伝えるよう配置された電磁気的駆動手段と、を備
    え、 前記ロータが、 （ａ） 少なくとも１つのシュラウドをもつコアであって、該シュラウドには
    前記コアの外面が結合され、該コアはある軸長をもつ半円錐形状を有し、該軸長
    は前記第１入口ポートと第２入口ポートとの間に配列された前記ポンピング室の
    軸長を形成する前記回転軸に沿っており、しかも、中央平面を形成しかつ前記ロ
    ータの外面と前記ポンピング室の内面との間に隙間を提供するよう選択された前
    記回転軸を横切る前記ロータ本体の直径を有し、前記第１および第２入口ポート
    から前記前記出口ポートまでの前記ポンピング室の内面と前記ロータの外周面と
    の間の前記隙間の大きさが略一定にされているコアと、 （ｂ） 前記ロータの底面支持が、ポンピングされる流体で生じる流体力学的
    な力であり、当該ポンプのハウジング構造がロータ支持部材およびベアリングか
    ら自由である配置と、 を備えるポンプ。