JP2002191689A - 遠心型血液ポンプ装置 - Google Patents
遠心型血液ポンプ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の磁気浮上方式の遠心型血液ポンプ装置
では、磁気浮上するインペラの位置の制御は、モータ磁
石とインペラ磁石間の吸引力とインペラの強磁性体円盤
と複数個からなる磁気軸受との吸引力の微妙な釣り合い
によってなされ、複雑な磁気軸受、センサ、センサアン
プ、制御回路、出力アンプからなる制御システムが必要
になり、いきおい装置が大型化し高価なものとなってい
た。 【解決手段】 インペラ３を内部に有するハウジング２
の内壁の内面形状は滑らかな回転対称形であって、その
上部の直径の小さい部分とその下部の直径の大きい部分
を有していて、その直径の大きい部分はその直径が徐々
に大きくなった後徐々に小さくなる滑らかな凹部１７と
し、インペラ３はその外周部に前記凹部１７に対応して
滑らかな曲面を有する複数の凸部１９を有し、前記凸部
１９が前記凹部１７に構造的に回転自在に規制されてい
る。
では、磁気浮上するインペラの位置の制御は、モータ磁
石とインペラ磁石間の吸引力とインペラの強磁性体円盤
と複数個からなる磁気軸受との吸引力の微妙な釣り合い
によってなされ、複雑な磁気軸受、センサ、センサアン
プ、制御回路、出力アンプからなる制御システムが必要
になり、いきおい装置が大型化し高価なものとなってい
た。 【解決手段】 インペラ３を内部に有するハウジング２
の内壁の内面形状は滑らかな回転対称形であって、その
上部の直径の小さい部分とその下部の直径の大きい部分
を有していて、その直径の大きい部分はその直径が徐々
に大きくなった後徐々に小さくなる滑らかな凹部１７と
し、インペラ３はその外周部に前記凹部１７に対応して
滑らかな曲面を有する複数の凸部１９を有し、前記凸部
１９が前記凹部１７に構造的に回転自在に規制されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、遠心型ポンプ装置
に関し、特に人工心肺、人工心臓等医療機器に用いられ
る血液ポンプ、さらには特に小型な遠心型血液ポンプ装
置に関するものである。
に関し、特に人工心肺、人工心臓等医療機器に用いられ
る血液ポンプ、さらには特に小型な遠心型血液ポンプ装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】人工心臓において用いられる血液ポンプ
は、血栓が発生しないこと、溶血しないこと、外部から
の感染がないことなどが要求されている。近年、小型化
の面から無拍動型、すなわち羽根車を有するインペラを
回転させ回転時の遠心力により血液を送液する遠心型血
液ポンプ装置が注目されている。ここで遠心型血液ポン
プ装置は回転機械であるため、回転支持構造が血液と接
触することによる血栓、溶血、外部からの感染等の問題
をどのように解決するかが課題である。インペラを磁気
浮上させる遠心型血液ポンプ装置の従来例として、特開
平１０−１７９７３０号に提案されたものを図４に示
す。図４に示す血液ポンプは大きく分けて磁気軸受１と
ケーシングと呼ばれるハウジング２とインペラ３とモー
タ４との４つの部分で構成されており、血液はインペラ
３の回転に伴って磁気軸受１の中央の吸込口又は流入口
から流入し、ケーシングと呼ばれるハウジング２内でポ
ンピングされ、吐出口または流出口から排出される。イ
ンペラ３は羽根車を挟んで円周状で等間隔に配置された
永久磁石とその反対側に設けられた強磁性体の円盤とか
ら構成されている。インペラ３は内部の永久磁石とこれ
に対向して配置された永久磁石からの吸引力、またはそ
れと反対のインペラ３の強磁性体からなる円盤と複数個
からなる磁気軸受１との吸引力の釣合いによって能動制
御される。また半径方向制御および回転駆動は永久磁石
で構成される磁気カップリングによって行われる。磁気
軸受１は電磁石１１とセンサ１２によって構成されてお
り、センサ１２の出力を演算し、各電磁石１１の電流が
制御される。
は、血栓が発生しないこと、溶血しないこと、外部から
の感染がないことなどが要求されている。近年、小型化
の面から無拍動型、すなわち羽根車を有するインペラを
回転させ回転時の遠心力により血液を送液する遠心型血
液ポンプ装置が注目されている。ここで遠心型血液ポン
プ装置は回転機械であるため、回転支持構造が血液と接
触することによる血栓、溶血、外部からの感染等の問題
をどのように解決するかが課題である。インペラを磁気
浮上させる遠心型血液ポンプ装置の従来例として、特開
平１０−１７９７３０号に提案されたものを図４に示
す。図４に示す血液ポンプは大きく分けて磁気軸受１と
ケーシングと呼ばれるハウジング２とインペラ３とモー
タ４との４つの部分で構成されており、血液はインペラ
３の回転に伴って磁気軸受１の中央の吸込口又は流入口
から流入し、ケーシングと呼ばれるハウジング２内でポ
ンピングされ、吐出口または流出口から排出される。イ
ンペラ３は羽根車を挟んで円周状で等間隔に配置された
永久磁石とその反対側に設けられた強磁性体の円盤とか
ら構成されている。インペラ３は内部の永久磁石とこれ
に対向して配置された永久磁石からの吸引力、またはそ
れと反対のインペラ３の強磁性体からなる円盤と複数個
からなる磁気軸受１との吸引力の釣合いによって能動制
御される。また半径方向制御および回転駆動は永久磁石
で構成される磁気カップリングによって行われる。磁気
軸受１は電磁石１１とセンサ１２によって構成されてお
り、センサ１２の出力を演算し、各電磁石１１の電流が
制御される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この前述の従来例で
は、インペラはハウジング内で磁気浮上するので、ハウ
ジング内にピボット等回転中心軸の支持部材を有してい
るものに比べ、流速の遅い回転中心付近のピボット周り
の血流のよどみから来る血栓の発生を防ぎ、またハウジ
ングにシール手段を介して軸を貫通させてハウジング外
のピボットで回転軸を支持するようにしたものに比べ
て、シール手段のところで起こる血液成分の選択的な浸
透漏れによる血液成分の破壊からくる溶血、一旦漏れた
血液のシール手段を通しての逆流による外部からの感染
を防ぐことができる。
は、インペラはハウジング内で磁気浮上するので、ハウ
ジング内にピボット等回転中心軸の支持部材を有してい
るものに比べ、流速の遅い回転中心付近のピボット周り
の血流のよどみから来る血栓の発生を防ぎ、またハウジ
ングにシール手段を介して軸を貫通させてハウジング外
のピボットで回転軸を支持するようにしたものに比べ
て、シール手段のところで起こる血液成分の選択的な浸
透漏れによる血液成分の破壊からくる溶血、一旦漏れた
血液のシール手段を通しての逆流による外部からの感染
を防ぐことができる。
【０００４】しかしながら、従来例の磁気浮上方式の遠
心型血液ポンプ装置では、磁気浮上するインペラの位置
の制御は、半径方向制御および回転制御はインペラの永
久磁石と外部駆動モータの磁石の磁気カップリングによ
るものの、軸方向の制御はこれら磁石間の吸引力とイン
ペラの強磁性体円盤と複数個からなる磁気軸受との吸引
力の微妙な釣り合いによってなされている。後者の制御
は磁気軸受に電磁石への電流を位置センサの出力を演算
して入力することでなされる。したがって上記公開公報
によって開示されたような複雑な磁気軸受、センサ、セ
ンサアンプ、制御回路、出力アンプからなる制御システ
ムが必要になり、またインペラの交換時には軸方向の中
立点設定を再度やり直さなくてはならない等複雑な手順
が必要であり、いきおい装置が大型化し高価なものとな
っていた。
心型血液ポンプ装置では、磁気浮上するインペラの位置
の制御は、半径方向制御および回転制御はインペラの永
久磁石と外部駆動モータの磁石の磁気カップリングによ
るものの、軸方向の制御はこれら磁石間の吸引力とイン
ペラの強磁性体円盤と複数個からなる磁気軸受との吸引
力の微妙な釣り合いによってなされている。後者の制御
は磁気軸受に電磁石への電流を位置センサの出力を演算
して入力することでなされる。したがって上記公開公報
によって開示されたような複雑な磁気軸受、センサ、セ
ンサアンプ、制御回路、出力アンプからなる制御システ
ムが必要になり、またインペラの交換時には軸方向の中
立点設定を再度やり直さなくてはならない等複雑な手順
が必要であり、いきおい装置が大型化し高価なものとな
っていた。
【０００５】本発明の目的は、かかる従来の問題点を解
決し、小型でかつ安価な遠心型血液ポンプ装置を提供す
ることにある。
決し、小型でかつ安価な遠心型血液ポンプ装置を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にかかる遠心型血液ポンプ装置は、開口部と
して流入口、流出口のみを備える密閉容器であるハウジ
ングと、そのハウジング内で回転し回転時の遠心力によ
って血液を送液するインペラを有する遠心型血液ポンプ
装置において、ハウジングの内壁の内面形状は滑らかな
回転対称形であって、その上部の直径の小さい部分とそ
の下部の直径の大きい部分を有していて、前記直径の大
きい部分はその直径が徐々に大きくなった後徐々に小さ
くなる滑らかな凹部となっていて、インペラはその外周
部に前記凹部に対応する滑らかな曲面を有する複数の凸
部を有し、前記凸部が前記凹部に回転自在に支持されて
いることを特徴とする。
に、本発明にかかる遠心型血液ポンプ装置は、開口部と
して流入口、流出口のみを備える密閉容器であるハウジ
ングと、そのハウジング内で回転し回転時の遠心力によ
って血液を送液するインペラを有する遠心型血液ポンプ
装置において、ハウジングの内壁の内面形状は滑らかな
回転対称形であって、その上部の直径の小さい部分とそ
の下部の直径の大きい部分を有していて、前記直径の大
きい部分はその直径が徐々に大きくなった後徐々に小さ
くなる滑らかな凹部となっていて、インペラはその外周
部に前記凹部に対応する滑らかな曲面を有する複数の凸
部を有し、前記凸部が前記凹部に回転自在に支持されて
いることを特徴とする。
【０００７】さらに本発明にかかる遠心型血液ポンプ装
置は、前記インペラは、その中心に貫通した穴を有し、
前記複数の凸部の下部に前記ハウジングの内面の底面に
対向して球状の部分を有し、前記ハウジングの内壁と前
記インペラの上部に配設される羽根車との間のクリアラ
ンスは、前記凸部と前記凹部との間のクリアランスより
大きいことを特徴とする。
置は、前記インペラは、その中心に貫通した穴を有し、
前記複数の凸部の下部に前記ハウジングの内面の底面に
対向して球状の部分を有し、前記ハウジングの内壁と前
記インペラの上部に配設される羽根車との間のクリアラ
ンスは、前記凸部と前記凹部との間のクリアランスより
大きいことを特徴とする。
【０００８】さらに本発明にかかる遠心型血液ポンプ装
置は、前記ハウジングの材質はポリエチレンまたはポリ
カーボネイトまたは純チタンからなること、前記羽根車
の材質はポリエチレンまたはポリカーボネイトまたは純
チタンからなること、前記凸部の材質はセラミックから
なること、前記球状の部分の材質はセラミックからなる
ことを特徴とする。
置は、前記ハウジングの材質はポリエチレンまたはポリ
カーボネイトまたは純チタンからなること、前記羽根車
の材質はポリエチレンまたはポリカーボネイトまたは純
チタンからなること、前記凸部の材質はセラミックから
なること、前記球状の部分の材質はセラミックからなる
ことを特徴とする。
【０００９】本発明においてハウジングは血液の流入口
と流出口のみを備えた密閉容器とし、その内部のインペ
ラの位置は、ハウジングの直径の大きい部分でその直径
が徐々に大きくなった後徐々に小さくなる滑らかな凹部
と、それに対応してインペラの外周に配置された滑らか
な曲面を有する複数の凸部によって、構造的に回転自在
に規制されている。したがってインペラの位置の制御に
センサ、アンプ、制御回路といった複雑な電子回路シス
テムが不要であり、構造が簡明であって小型となり、安
価となる。
と流出口のみを備えた密閉容器とし、その内部のインペ
ラの位置は、ハウジングの直径の大きい部分でその直径
が徐々に大きくなった後徐々に小さくなる滑らかな凹部
と、それに対応してインペラの外周に配置された滑らか
な曲面を有する複数の凸部によって、構造的に回転自在
に規制されている。したがってインペラの位置の制御に
センサ、アンプ、制御回路といった複雑な電子回路シス
テムが不要であり、構造が簡明であって小型となり、安
価となる。
【００１０】また本発明においては、インペラの始動時
にはインペラはその凸部の下部における球状部のところ
でハウジングの内部底面と点接触しているのみであるの
で、インペラの中央を貫通する穴などにより血液流はイ
ンペラの下部にも十分行き渡り、インペラの回転により
血液流の上流側が負圧、下流側が正圧となり、その圧力
差によりインペラは浮き上がり、また前記ハウジングの
内壁と羽根車との間のクリアランスは、前記凸部と前記
凹部との間のクリアランスより大きいので、安定した性
能が確保できる。
にはインペラはその凸部の下部における球状部のところ
でハウジングの内部底面と点接触しているのみであるの
で、インペラの中央を貫通する穴などにより血液流はイ
ンペラの下部にも十分行き渡り、インペラの回転により
血液流の上流側が負圧、下流側が正圧となり、その圧力
差によりインペラは浮き上がり、また前記ハウジングの
内壁と羽根車との間のクリアランスは、前記凸部と前記
凹部との間のクリアランスより大きいので、安定した性
能が確保できる。
【００１１】さらに、ハウジング、羽根車の材質をポリ
エチレン、ポリカーボネイト（ＰＣ）などのプラスチッ
ク、純チタンなど、インペラ下部の凸部、球状の部分の
材質をセラミックなどとしたので、生体の順応性、潤滑
性などがよい。
エチレン、ポリカーボネイト（ＰＣ）などのプラスチッ
ク、純チタンなど、インペラ下部の凸部、球状の部分の
材質をセラミックなどとしたので、生体の順応性、潤滑
性などがよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を実施す
るための形態について詳細に説明する。以下の図面にお
いて図４と共通の構成要素については、できるだけ図４
に用いたものと同一の符号を用いてある。図１は本発明
にかかる遠心型血液ポンプ装置の実施の形態についての
平面図と、平面図でＡ−Ｏ−Ａと示した切断面における
断面図を示す。図１においてハウジング２は開口部とし
ては血液の流入口５と流出口６のみを備える密閉容器で
ある。ハウジング２はトップハウジング１３とボトムハ
ウジング１４からなり、それらはたとえば４ケ所のねじ
１５等によって結合されて合わせ面１６で密接して組み
立てられ密閉容器となる。ハウジングの内壁の内面形状
は滑らかな回転対称形であって、その上部の直径の小さ
い部分とその下部の直径の大きい部分を有していて、そ
の直径の大きい部分はその直径が徐々に大きくなった後
徐々に小さくなる滑らかな凹部１７となっている。ハウ
ジング２の内部にはインペラ３を有している。インペラ
３の上部は羽根車７であって、その下部にはドーナツ状
の磁石１８が埋め込まれており、その磁石はドーナツ状
磁石の中心軸に平行な方向に、すなわち磁石の厚み方向
に着磁されている。またその下部の外周部には前記凹部
１７に対応する滑らかな曲面を有する複数の凸部１９を
有し、前記凸部１９が前記凹部１７に回転自在に支持さ
れている。密閉したハウジング２内部ではインペラ３は
前記凸部１９が前記凹部１７とのクリアランスの範囲で
移動し得るが、図１における上下左右方向に最大限移動
しても羽根車７はハウジング２の内壁と接触する事はな
いようにハウジング内壁と羽根車７とのクリアランスを
大きく取ってある。インペラ３の中心には貫通穴２０が
貫通している。ハウジング２、羽根車７の材質はポリエ
チレン、ポリカーボネイト（ＰＣ）などのプラスチッ
ク、純チタンなど、インペラ３下部の凸部の材質はセラ
ミックなど生体の順応性、潤滑性などを考慮して選択さ
れ製作される。ハウジング２の底面部の外部には、ドラ
イバユニット２１が配置され、円周状に配置された複数
のコイルと必要な電子回路がおさめられている。
るための形態について詳細に説明する。以下の図面にお
いて図４と共通の構成要素については、できるだけ図４
に用いたものと同一の符号を用いてある。図１は本発明
にかかる遠心型血液ポンプ装置の実施の形態についての
平面図と、平面図でＡ−Ｏ−Ａと示した切断面における
断面図を示す。図１においてハウジング２は開口部とし
ては血液の流入口５と流出口６のみを備える密閉容器で
ある。ハウジング２はトップハウジング１３とボトムハ
ウジング１４からなり、それらはたとえば４ケ所のねじ
１５等によって結合されて合わせ面１６で密接して組み
立てられ密閉容器となる。ハウジングの内壁の内面形状
は滑らかな回転対称形であって、その上部の直径の小さ
い部分とその下部の直径の大きい部分を有していて、そ
の直径の大きい部分はその直径が徐々に大きくなった後
徐々に小さくなる滑らかな凹部１７となっている。ハウ
ジング２の内部にはインペラ３を有している。インペラ
３の上部は羽根車７であって、その下部にはドーナツ状
の磁石１８が埋め込まれており、その磁石はドーナツ状
磁石の中心軸に平行な方向に、すなわち磁石の厚み方向
に着磁されている。またその下部の外周部には前記凹部
１７に対応する滑らかな曲面を有する複数の凸部１９を
有し、前記凸部１９が前記凹部１７に回転自在に支持さ
れている。密閉したハウジング２内部ではインペラ３は
前記凸部１９が前記凹部１７とのクリアランスの範囲で
移動し得るが、図１における上下左右方向に最大限移動
しても羽根車７はハウジング２の内壁と接触する事はな
いようにハウジング内壁と羽根車７とのクリアランスを
大きく取ってある。インペラ３の中心には貫通穴２０が
貫通している。ハウジング２、羽根車７の材質はポリエ
チレン、ポリカーボネイト（ＰＣ）などのプラスチッ
ク、純チタンなど、インペラ３下部の凸部の材質はセラ
ミックなど生体の順応性、潤滑性などを考慮して選択さ
れ製作される。ハウジング２の底面部の外部には、ドラ
イバユニット２１が配置され、円周状に配置された複数
のコイルと必要な電子回路がおさめられている。
【００１３】図２はトップハウジング１３を取り外した
ときの平面図のうちハウジング内部を示す図である。こ
こではインペラ３の上部にある６枚羽根の羽根車７、イ
ンペラ３の下部の滑らかな曲面を有する複数の、ここで
は４ケの凸部１９も示されている。
ときの平面図のうちハウジング内部を示す図である。こ
こではインペラ３の上部にある６枚羽根の羽根車７、イ
ンペラ３の下部の滑らかな曲面を有する複数の、ここで
は４ケの凸部１９も示されている。
【００１４】図３は、図１の断面図について下部の拡大
図である。トップハウジング１３とボトムハウジング１
４の合わせ面１６は一つの平面ではなくて段違い構造２
２となっていて、さらにそのハウジング内壁における合
わせ面は、ハウジング２の直径の大きい部分のその直径
が徐々に大きくなった後徐々に小さくなる滑らかな凹部
１７のもっとも直径の大きな個所、すなわち凹部の谷底
とは異なるところに設定されている。インペラ３の下部
の滑らかな曲面を有する複数の凸部１９の下部には、ボ
トムハウジング１４の内面の底面２３に対向して球状部
２４を有している。球状部２４の材質も前記凸部１９と
同様な材質の選択の配慮が為される。
図である。トップハウジング１３とボトムハウジング１
４の合わせ面１６は一つの平面ではなくて段違い構造２
２となっていて、さらにそのハウジング内壁における合
わせ面は、ハウジング２の直径の大きい部分のその直径
が徐々に大きくなった後徐々に小さくなる滑らかな凹部
１７のもっとも直径の大きな個所、すなわち凹部の谷底
とは異なるところに設定されている。インペラ３の下部
の滑らかな曲面を有する複数の凸部１９の下部には、ボ
トムハウジング１４の内面の底面２３に対向して球状部
２４を有している。球状部２４の材質も前記凸部１９と
同様な材質の選択の配慮が為される。
【００１５】かかる本発明の実施の形態についてその作
用を説明する。インペラ３の下部にドーナツ状の磁石１
８が埋め込まれており、その磁石はドーナツ状磁石の中
心軸に平行な方向に、すなわち磁石の厚み方向に着磁さ
れている。ドライバユニット２１が配置され、円周状に
配置された複数のコイルと必要な電子回路がおさめられ
ている。この円周状に配置された複数のコイルに電子回
路により回転する磁界を発生すれば、その磁界とインペ
ラ３の下部に埋め込まれたドーナツ状の磁石とのカップ
リングにより、その回転磁界によってインペラ３には回
転駆動力が与えられる。血液が流入口５より流入して、
インペラ３が回転すれば、回転時の遠心力により血液が
送液されて流出口６より排出される。羽根車７の直径５
０ｍｍ、高さ９ｍｍ、羽根が回転円の接線となす角度８
３度の寸法で製作するときは、インペラ３を２０００ｒ
ｐｍで駆動したとき、流入口と流出口の差圧１５０ｍＨ
ｇ、血液流量５リットル／ｍｉｎを標準的に得る事がで
きる。始動時にはインペラ３は磁石１８とドライバユニ
ット２１の発生する回転磁界とカップリングするが、球
状部２４のところでハウジング３の内部底面２３と点接
触しているのみであるので、インペラ３の中央を貫通す
る貫通穴２０などにより血液流はインペラ３の下部にも
十分行き渡り、インペラ３の回転により血液流の上流側
が負圧、下流側が正圧となり、その圧力差によりインペ
ラ３は浮き上がる。しかしハウジング２内壁の下部にお
ける直径の大きい部分はその直径が徐々に大きくなった
後徐々に小さくなる滑らかな凹部１７となっていて、さ
らにインペラ３の下部の外周部には前記凹部１７に対応
して滑らかな曲面を有する複数の凸部１９を有するの
で、前記凸部１９は前記凹部１７に回転自在に支持され
る。この場合、いかなる場合も羽根車７はハウジング２
の内壁に接触する事はない。インペラ３の中央の貫通穴
２０を通して流入した血液はインペラ３の下部、ハウジ
ング２の底面に達する事ができる。この部分はもしこの
穴が無ければもっとも血液流速の遅い部分であって、よ
どみが生じ易いが、この貫通穴２０により十分な流速を
確保される。さらに前記凹部と凸部とが対向するところ
は血液流速が最大の個所であり、そのクリアランスに血
液のよどむ事が無い。
用を説明する。インペラ３の下部にドーナツ状の磁石１
８が埋め込まれており、その磁石はドーナツ状磁石の中
心軸に平行な方向に、すなわち磁石の厚み方向に着磁さ
れている。ドライバユニット２１が配置され、円周状に
配置された複数のコイルと必要な電子回路がおさめられ
ている。この円周状に配置された複数のコイルに電子回
路により回転する磁界を発生すれば、その磁界とインペ
ラ３の下部に埋め込まれたドーナツ状の磁石とのカップ
リングにより、その回転磁界によってインペラ３には回
転駆動力が与えられる。血液が流入口５より流入して、
インペラ３が回転すれば、回転時の遠心力により血液が
送液されて流出口６より排出される。羽根車７の直径５
０ｍｍ、高さ９ｍｍ、羽根が回転円の接線となす角度８
３度の寸法で製作するときは、インペラ３を２０００ｒ
ｐｍで駆動したとき、流入口と流出口の差圧１５０ｍＨ
ｇ、血液流量５リットル／ｍｉｎを標準的に得る事がで
きる。始動時にはインペラ３は磁石１８とドライバユニ
ット２１の発生する回転磁界とカップリングするが、球
状部２４のところでハウジング３の内部底面２３と点接
触しているのみであるので、インペラ３の中央を貫通す
る貫通穴２０などにより血液流はインペラ３の下部にも
十分行き渡り、インペラ３の回転により血液流の上流側
が負圧、下流側が正圧となり、その圧力差によりインペ
ラ３は浮き上がる。しかしハウジング２内壁の下部にお
ける直径の大きい部分はその直径が徐々に大きくなった
後徐々に小さくなる滑らかな凹部１７となっていて、さ
らにインペラ３の下部の外周部には前記凹部１７に対応
して滑らかな曲面を有する複数の凸部１９を有するの
で、前記凸部１９は前記凹部１７に回転自在に支持され
る。この場合、いかなる場合も羽根車７はハウジング２
の内壁に接触する事はない。インペラ３の中央の貫通穴
２０を通して流入した血液はインペラ３の下部、ハウジ
ング２の底面に達する事ができる。この部分はもしこの
穴が無ければもっとも血液流速の遅い部分であって、よ
どみが生じ易いが、この貫通穴２０により十分な流速を
確保される。さらに前記凹部と凸部とが対向するところ
は血液流速が最大の個所であり、そのクリアランスに血
液のよどむ事が無い。
【００１６】この実施の形態では、対象を人体の血液に
ついて説明したが、血液以外の液体についても実施可能
である。インペラの駆動法は磁石とコイルの回転磁場と
のカップリング以外にも、外部モータで磁石を回転さ
せ、磁石と磁石のカップリングなど他の直接駆動（Ｄ
Ｄ）型モータでも実施できる。材質の選択も実施の形態
に示したもののみに限られず当業者が選択可能な範囲で
実施できる。羽根車等の羽根の数、前記凸部の数、また
各部寸法についても対象にあわせ変更して実施できる。
ついて説明したが、血液以外の液体についても実施可能
である。インペラの駆動法は磁石とコイルの回転磁場と
のカップリング以外にも、外部モータで磁石を回転さ
せ、磁石と磁石のカップリングなど他の直接駆動（Ｄ
Ｄ）型モータでも実施できる。材質の選択も実施の形態
に示したもののみに限られず当業者が選択可能な範囲で
実施できる。羽根車等の羽根の数、前記凸部の数、また
各部寸法についても対象にあわせ変更して実施できる。
【００１７】
【発明の効果】本発明ではハウジングを開口部として流
入口、流出口のみを備える密閉容器として、そのハウジ
ング内で回転し回転時の遠心力によって血液を送液する
インペラを有するようにし、インペラの中心部に貫通穴
を設け、またクリアランスの小さい凹部と凸部の対向す
るところを流速最大の個所に設定したので、血栓の発
生、溶血、外部からの感染を防止できる。また、そのハ
ウジングの内壁の内面形状は滑らかな回転対称形であっ
て、その上部の直径の小さい部分とその下部の直径の大
きい部分を有していて、その直径の大きい部分はその直
径が徐々に大きくなった後徐々に小さくなる滑らかな凹
部とし、インペラはその外周部に前記凹部に対応する滑
らかな曲面を有する複数の凸部を有するようにしたの
で、前記凸部が前記凹部に構造的に回転自在に規制され
ている。したがってインペラの位置の制御にセンサ、ア
ンプ、制御回路といった複雑な電子回路システムが不要
であり、構造が簡明であって小型となり、安価となる。
入口、流出口のみを備える密閉容器として、そのハウジ
ング内で回転し回転時の遠心力によって血液を送液する
インペラを有するようにし、インペラの中心部に貫通穴
を設け、またクリアランスの小さい凹部と凸部の対向す
るところを流速最大の個所に設定したので、血栓の発
生、溶血、外部からの感染を防止できる。また、そのハ
ウジングの内壁の内面形状は滑らかな回転対称形であっ
て、その上部の直径の小さい部分とその下部の直径の大
きい部分を有していて、その直径の大きい部分はその直
径が徐々に大きくなった後徐々に小さくなる滑らかな凹
部とし、インペラはその外周部に前記凹部に対応する滑
らかな曲面を有する複数の凸部を有するようにしたの
で、前記凸部が前記凹部に構造的に回転自在に規制され
ている。したがってインペラの位置の制御にセンサ、ア
ンプ、制御回路といった複雑な電子回路システムが不要
であり、構造が簡明であって小型となり、安価となる。
【００１８】また本発明では、インペラの始動時にはイ
ンペラはその凸部の下部における球状部のところでハウ
ジングの内部底面と点接触しているのみであるので、イ
ンペラの中央を貫通する穴などにより血液流はインペラ
の下部にも十分行き渡り、インペラの回転により血液流
の上流側が負圧、下流側が正圧となり、その圧力差によ
りインペラは浮き上がり、また前記ハウジングの内壁と
羽根車との間のクリアランスは、前記凸部と前記凹部と
の間のクリアランスより大きいので安定した性能が確保
できる。
ンペラはその凸部の下部における球状部のところでハウ
ジングの内部底面と点接触しているのみであるので、イ
ンペラの中央を貫通する穴などにより血液流はインペラ
の下部にも十分行き渡り、インペラの回転により血液流
の上流側が負圧、下流側が正圧となり、その圧力差によ
りインペラは浮き上がり、また前記ハウジングの内壁と
羽根車との間のクリアランスは、前記凸部と前記凹部と
の間のクリアランスより大きいので安定した性能が確保
できる。
【００１９】さらに本発明では、ハウジング、羽根車の
材質をポリエチレン、ポリカーボネイト（ＰＣ）などの
プラスチック、純チタンなど、インペラ下部の凸部、球
状の部分の材質をセラミックなどとしたので、生体の順
応性、潤滑性などがよい。
材質をポリエチレン、ポリカーボネイト（ＰＣ）などの
プラスチック、純チタンなど、インペラ下部の凸部、球
状の部分の材質をセラミックなどとしたので、生体の順
応性、潤滑性などがよい。
【図１】 本発明の実施の形態の平面図、平面図に示す
Ａ−Ｏ−Ａにおける断面図である。
Ａ−Ｏ−Ａにおける断面図である。
【図２】 図１において、トップハウジングを取り外し
たときのハウジング内部の図面である。
たときのハウジング内部の図面である。
【図３】 図１において、断面図の下部の拡大図であ
る。
る。
【図４】 従来の実施例の断面図を用いたブロック図で
ある。
ある。
【符号の説明】 １ 磁気軸受、２ ハウジング、３ インペラ、４ モ
ータ、５ 流入口、６流出口、７ 羽根車、８，１０
永久磁石、９ 円盤、１１ 電磁石、１２センサ、１３
トップハウジング、１４ ボトムハウジング、１５
ねじ、１６合わせ面、１７ 凹部、１８ 磁石、１９
凸部、２０ 貫通穴、２１ ドライバユニット、２２
段違い構造、２３ 底面、２４ 球状部。
ータ、５ 流入口、６流出口、７ 羽根車、８，１０
永久磁石、９ 円盤、１１ 電磁石、１２センサ、１３
トップハウジング、１４ ボトムハウジング、１５
ねじ、１６合わせ面、１７ 凹部、１８ 磁石、１９
凸部、２０ 貫通穴、２１ ドライバユニット、２２
段違い構造、２３ 底面、２４ 球状部。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｄ 29/24 Ｆ０４Ｄ 29/24 Ｄ 29/42 29/42 Ａ Ｆ Ｆターム(参考） 3H022 AA01 BA01 BA04 CA09 CA16 CA53 CA54 DA20 3H033 AA01 AA11 BB01 BB06 CC01 CC03 CC04 DD03 DD26 EE09 3H034 AA01 AA11 BB01 BB06 CC01 CC03 CC04 DD01 DD24 EE09 EE12 4C077 AA02 AA04 DD08 KK04 KK07 KK09 KK23 PP08 PP18 PP24
Claims (6)
- 【請求項１】 開口部として流入口、流出口のみを備え
る密閉容器であるハウジングと、そのハウジング内で回
転し回転時の遠心力によって血液を送液するインペラを
有する遠心型血液ポンプ装置において、ハウジングの内
壁の内面形状は滑らかな回転対称形であって、その上部
の直径の小さい部分とその下部の直径の大きい部分を有
しており、前記直径の大きい部分はその直径が徐々に大
きくなった後徐々に小さくなる滑らかな凹部となってい
て、インペラはその外周部に前記凹部に対応する滑らか
な曲面を有する複数の凸部を有し、前記凸部が前記凹部
に回転自在に支持されていることを特徴とする遠心型血
液ポンプ装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の遠心型血液ポンプ装置
において、前記インペラは、その中心に貫通した穴を有
し、前記複数の凸部の下部に前記ハウジングの内面の底
面に対向して球状の部分を有し、前記ハウジングの内壁
と前記インペラの上部に配設される羽根車との間のクリ
アランスは、前記凸部と前記凹部との間のクリアランス
より大きいことを特徴とする遠心型血液ポンプ装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２のいずれかに記
載の遠心型血液ポンプ装置において、前記ハウジングの
材質はポリエチレンまたはポリカーボネイトまたは純チ
タンからなることを特徴とする遠心型血液ポンプ装置。 - 【請求項４】 請求項１、請求項２または請求項３のい
ずれかに記載の遠心型血液ポンプ装置において、前記羽
根車の材質はポリエチレンまたはポリカーボネイトまた
は純チタンからなることを特徴とする遠心型血液ポンプ
装置。 - 【請求項５】 請求項１、請求項２、請求項３または請
求項４のいずれかに記載の遠心型血液ポンプ装置におい
て、前記凸部の材質はセラミックからなることを特徴と
する遠心型血液ポンプ装置。 - 【請求項６】 請求項２、請求項３、請求項４または請
求項５のいずれかに記載の遠心型血液ポンプ装置におい
て、前記球状の部分の材質はセラミックからなることを
特徴とする遠心型血液ポンプ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000397914A JP3712051B2 (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 遠心型血液ポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000397914A JP3712051B2 (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 遠心型血液ポンプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002191689A true JP2002191689A (ja) | 2002-07-09 |
| JP3712051B2 JP3712051B2 (ja) | 2005-11-02 |
Family
ID=18862978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000397914A Expired - Fee Related JP3712051B2 (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 遠心型血液ポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3712051B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006207545A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Taisei Kogyo Kk | 小型遠心ポンプ及び小型遠心ポンプの運転方法 |
-
2000
- 2000-12-27 JP JP2000397914A patent/JP3712051B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006207545A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Taisei Kogyo Kk | 小型遠心ポンプ及び小型遠心ポンプの運転方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3712051B2 (ja) | 2005-11-02 |
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