JP2003201992A - 遠心式液体ポンプ装置 - Google Patents
遠心式液体ポンプ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気軸受の制御系にトラブルが生じた場合
に、動圧溝を利用してインペラを回転させることができ
る遠心式液体ポンプ装置を提供する。 【解決手段】 遠心式液体ポンプ装置１は、ハウジング
２０内で回転するインペラ２１を有するポンプ部２とイ
ンペラ吸引用磁石３３を備えるロータ３１とロータを回
転させるモータ３４とインペラを吸引するための電磁石
４１とインペラ位置検出用センサ４２とハウジング２０
の内面に設けられた動圧溝３８を備える本体部５と制御
機構６を備える。制御機構６は、位置センサ出力モニタ
リング機能５６と、電磁石電流モニタリング機能５７
と、モータ電流モニタリング機能を備え、位置センサ出
力モニタリング機能および電磁石電流モニタリング機能
を用いてセンサ不調および電磁石不調を判断し、不調検
知時に作動し、動圧溝を利用してインペラを回転させる
非常用インペラ回転機能を備える。
に、動圧溝を利用してインペラを回転させることができ
る遠心式液体ポンプ装置を提供する。 【解決手段】 遠心式液体ポンプ装置１は、ハウジング
２０内で回転するインペラ２１を有するポンプ部２とイ
ンペラ吸引用磁石３３を備えるロータ３１とロータを回
転させるモータ３４とインペラを吸引するための電磁石
４１とインペラ位置検出用センサ４２とハウジング２０
の内面に設けられた動圧溝３８を備える本体部５と制御
機構６を備える。制御機構６は、位置センサ出力モニタ
リング機能５６と、電磁石電流モニタリング機能５７
と、モータ電流モニタリング機能を備え、位置センサ出
力モニタリング機能および電磁石電流モニタリング機能
を用いてセンサ不調および電磁石不調を判断し、不調検
知時に作動し、動圧溝を利用してインペラを回転させる
非常用インペラ回転機能を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、血液などの医療用
液体を送液するための遠心式液体ポンプ装置に関する。
液体を送液するための遠心式液体ポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近では、人工心肺装置における体外血
液循環に遠心式血液ポンプを使用する例が増加してい
る。遠心ポンプとしては、外部とポンプ内の血液室との
物理的な連通を完全に排除し、細菌等の侵入を防止でき
ることにより、外部モータからの駆動トルクを磁気結合
を用いて伝達する方式のものが用いられている。そし
て、このような遠心式血液ポンプは、血液流入ポートと
血液流出ポートを有するハウジングと、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
ラを有している。また、インペラは、内部に永久磁石を
備え、インペラの磁石を吸引するための磁石を備えるロ
ータおよびこのロータを回転させるモータを備えた回転
トルク発生機構により回転する。また、インペラは、ロ
ータと反対側にも磁力により吸引されており、ハウジン
グに対して非接触状態にて回転する。この状態を磁気浮
上状態と呼んでいる。
液循環に遠心式血液ポンプを使用する例が増加してい
る。遠心ポンプとしては、外部とポンプ内の血液室との
物理的な連通を完全に排除し、細菌等の侵入を防止でき
ることにより、外部モータからの駆動トルクを磁気結合
を用いて伝達する方式のものが用いられている。そし
て、このような遠心式血液ポンプは、血液流入ポートと
血液流出ポートを有するハウジングと、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
ラを有している。また、インペラは、内部に永久磁石を
備え、インペラの磁石を吸引するための磁石を備えるロ
ータおよびこのロータを回転させるモータを備えた回転
トルク発生機構により回転する。また、インペラは、ロ
ータと反対側にも磁力により吸引されており、ハウジン
グに対して非接触状態にて回転する。この状態を磁気浮
上状態と呼んでいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の磁気軸受による
遠心ポンプでは、磁気軸受の制御系にトラブルが発生し
た場合、インペラを回転してポンプ機能を維持すること
はできなかった。通常、この磁気浮上型遠心ポンプで
は、３つのインペラ位置センサと、３つのインペラ吸引
用電磁石を備えている。そして、遠心ポンプにおける磁
気軸受の制御は、インペラの位置センサ情報によって電
磁石電流を制御することにより、インペラ位置を制御し
ている。したがって、この制御系を構成するデバイスの
破損、例えば、位置センサ用のケーブル、電磁石用のケ
ーブルが断線した場合、制御系にトラブルが生じ、正し
い制御ができなくなり、磁気軸受でのインペラの回転が
困難となる。そこで本発明の目的は、磁気軸受の制御系
にトラブルが生じた場合に、モータの回転制御が可能で
あれば、動圧溝が発生する圧力を利用してインペラを実
質的にハウジング内面に対して接触させることなく回転
させ液体の送液を維持することができる遠心式液体ポン
プ装置を提供するものである。
遠心ポンプでは、磁気軸受の制御系にトラブルが発生し
た場合、インペラを回転してポンプ機能を維持すること
はできなかった。通常、この磁気浮上型遠心ポンプで
は、３つのインペラ位置センサと、３つのインペラ吸引
用電磁石を備えている。そして、遠心ポンプにおける磁
気軸受の制御は、インペラの位置センサ情報によって電
磁石電流を制御することにより、インペラ位置を制御し
ている。したがって、この制御系を構成するデバイスの
破損、例えば、位置センサ用のケーブル、電磁石用のケ
ーブルが断線した場合、制御系にトラブルが生じ、正し
い制御ができなくなり、磁気軸受でのインペラの回転が
困難となる。そこで本発明の目的は、磁気軸受の制御系
にトラブルが生じた場合に、モータの回転制御が可能で
あれば、動圧溝が発生する圧力を利用してインペラを実
質的にハウジング内面に対して接触させることなく回転
させ液体の送液を維持することができる遠心式液体ポン
プ装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するもの
は、以下のものである。 （１） 液体流入ポートと液体流出ポートとを有するハ
ウジングと、内部に第１の磁性体および第２の磁性体を
備え、前記ハウジング内で回転し、回転時の遠心力によ
って液体を送液するインペラを有する遠心ポンプ部と、
前記遠心ポンプ部の前記インペラの第１の磁性体を吸引
するための磁石を備えるロータと、該ロータを回転させ
るモータを備えるインペラ回転トルク発生部と、前記イ
ンペラの第２の磁性体を吸引するための電磁石を備える
インペラ位置制御部と、前記インペラの位置を検出する
ための位置センサと、前記ロータ側のハウジング内面も
しくは前記インペラの前記ロータ側の面に設けられた動
圧溝を備え、前記ハウジングに対して磁気軸受によりイ
ンペラが非接触状態にて回転する遠心ポンプ装置本体部
と、該遠心ポンプ装置本体部のための制御機構とを備え
る遠心式液体ポンプ装置であって、該遠心式液体ポンプ
装置は、位置センサ出力モニタリング機能と、モータ電
流モニタリング機能を備え、前記位置センサ出力モニタ
リング機能を用いてセンサ不調を判断する不調検出機能
とを備え、該不調検出機能によりセンサ不調検知時に作
動し、前記ハウジングに対して前記動圧溝を利用して前
記インペラを実質的に非接触状態にて回転させる非常用
インペラ回転機能を備えるとともに、該非常用インペラ
回転機能は、前記不調検出機能による不調を検知する
と、前記電磁石によるインペラの吸引を停止し、モータ
の回転数を徐々に低下させることによりインペラとロー
タとの磁気的結合を試行させるインペラ再カップリング
試行機能と、インペラ再カップリングを前記モータ電流
モニタリング機能によるモータ電流を用いて検知する再
カップリング検知機能と、該再カップリング検知機能に
よる再カップリングの検知後に、モータ回転数を所定値
まで上昇させるモータ回転数制御機能とを備える遠心式
液体ポンプ装置。
は、以下のものである。 （１） 液体流入ポートと液体流出ポートとを有するハ
ウジングと、内部に第１の磁性体および第２の磁性体を
備え、前記ハウジング内で回転し、回転時の遠心力によ
って液体を送液するインペラを有する遠心ポンプ部と、
前記遠心ポンプ部の前記インペラの第１の磁性体を吸引
するための磁石を備えるロータと、該ロータを回転させ
るモータを備えるインペラ回転トルク発生部と、前記イ
ンペラの第２の磁性体を吸引するための電磁石を備える
インペラ位置制御部と、前記インペラの位置を検出する
ための位置センサと、前記ロータ側のハウジング内面も
しくは前記インペラの前記ロータ側の面に設けられた動
圧溝を備え、前記ハウジングに対して磁気軸受によりイ
ンペラが非接触状態にて回転する遠心ポンプ装置本体部
と、該遠心ポンプ装置本体部のための制御機構とを備え
る遠心式液体ポンプ装置であって、該遠心式液体ポンプ
装置は、位置センサ出力モニタリング機能と、モータ電
流モニタリング機能を備え、前記位置センサ出力モニタ
リング機能を用いてセンサ不調を判断する不調検出機能
とを備え、該不調検出機能によりセンサ不調検知時に作
動し、前記ハウジングに対して前記動圧溝を利用して前
記インペラを実質的に非接触状態にて回転させる非常用
インペラ回転機能を備えるとともに、該非常用インペラ
回転機能は、前記不調検出機能による不調を検知する
と、前記電磁石によるインペラの吸引を停止し、モータ
の回転数を徐々に低下させることによりインペラとロー
タとの磁気的結合を試行させるインペラ再カップリング
試行機能と、インペラ再カップリングを前記モータ電流
モニタリング機能によるモータ電流を用いて検知する再
カップリング検知機能と、該再カップリング検知機能に
よる再カップリングの検知後に、モータ回転数を所定値
まで上昇させるモータ回転数制御機能とを備える遠心式
液体ポンプ装置。
【０００５】（２） 液体流入ポートと液体流出ポート
とを有するハウジングと、内部に第１の磁性体および第
２の磁性体を備え、前記ハウジング内で回転し、回転時
の遠心力によって液体を送液するインペラを有する遠心
ポンプ部と、前記遠心ポンプ部の前記インペラの第１の
磁性体を吸引するための磁石を備えるロータと、該ロー
タを回転させるモータを備えるインペラ回転トルク発生
部と、前記インペラの第２の磁性体を吸引するための電
磁石を備えるインペラ位置制御部と、前記インペラの位
置を検出するための位置センサと、前記ロータ側のハウ
ジング内面もしくは前記インペラの前記ロータ側の面に
設けられた動圧溝を備え、前記ハウジングに対して磁気
軸受によりインペラが非接触状態にて回転する遠心ポン
プ装置本体部と、該遠心ポンプ装置本体部のための制御
機構とを備える遠心式液体ポンプ装置であって、該遠心
式液体ポンプ装置は、電磁石電流モニタリング機能と、
モータ電流モニタリング機能を備え、前記電磁石電流モ
ニタリング機能を用いて電磁石不調を判断する不調検出
機能とを備え、該不調検出機能により電磁石の不調検知
時に作動し、前記ハウジングに対して前記動圧溝を利用
して前記インペラを実質的に非接触状態にて回転させる
非常用インペラ回転機能を備えるとともに、該非常用イ
ンペラ回転機能は、前記不調検出機能による不調を検知
すると、前記電磁石によるインペラの吸引を停止し、モ
ータの回転数を徐々に低下させることによりインペラと
ロータとの磁気的結合を試行させるインペラ再カップリ
ング試行機能と、インペラ再カップリングを前記モータ
電流モニタリング機能によるモータ電流を用いて検知す
る再カップリング検知機能と、該再カップリング検知機
能による再カップリングの検知後に、モータ回転数を所
定値まで上昇させるモータ回転数制御機能とを備える遠
心式液体ポンプ装置。
とを有するハウジングと、内部に第１の磁性体および第
２の磁性体を備え、前記ハウジング内で回転し、回転時
の遠心力によって液体を送液するインペラを有する遠心
ポンプ部と、前記遠心ポンプ部の前記インペラの第１の
磁性体を吸引するための磁石を備えるロータと、該ロー
タを回転させるモータを備えるインペラ回転トルク発生
部と、前記インペラの第２の磁性体を吸引するための電
磁石を備えるインペラ位置制御部と、前記インペラの位
置を検出するための位置センサと、前記ロータ側のハウ
ジング内面もしくは前記インペラの前記ロータ側の面に
設けられた動圧溝を備え、前記ハウジングに対して磁気
軸受によりインペラが非接触状態にて回転する遠心ポン
プ装置本体部と、該遠心ポンプ装置本体部のための制御
機構とを備える遠心式液体ポンプ装置であって、該遠心
式液体ポンプ装置は、電磁石電流モニタリング機能と、
モータ電流モニタリング機能を備え、前記電磁石電流モ
ニタリング機能を用いて電磁石不調を判断する不調検出
機能とを備え、該不調検出機能により電磁石の不調検知
時に作動し、前記ハウジングに対して前記動圧溝を利用
して前記インペラを実質的に非接触状態にて回転させる
非常用インペラ回転機能を備えるとともに、該非常用イ
ンペラ回転機能は、前記不調検出機能による不調を検知
すると、前記電磁石によるインペラの吸引を停止し、モ
ータの回転数を徐々に低下させることによりインペラと
ロータとの磁気的結合を試行させるインペラ再カップリ
ング試行機能と、インペラ再カップリングを前記モータ
電流モニタリング機能によるモータ電流を用いて検知す
る再カップリング検知機能と、該再カップリング検知機
能による再カップリングの検知後に、モータ回転数を所
定値まで上昇させるモータ回転数制御機能とを備える遠
心式液体ポンプ装置。
【０００６】（３） 液体流入ポートと液体流出ポート
とを有するハウジングと、内部に第１の磁性体および第
２の磁性体を備え、前記ハウジング内で回転し、回転時
の遠心力によって液体を送液するインペラを有する遠心
ポンプ部と、前記遠心ポンプ部の前記インペラの第１の
磁性体を吸引するための磁石を備えるロータと、該ロー
タを回転させるモータを備えるインペラ回転トルク発生
部と、前記インペラの第２の磁性体を吸引するための電
磁石を備えるインペラ位置制御部と、前記インペラの位
置を検出するための位置センサと、前記ロータ側のハウ
ジング内面もしくは前記インペラの前記ロータ側の面に
設けられた動圧溝を備え、前記ハウジングに対して磁気
軸受によりインペラが非接触状態にて回転する遠心ポン
プ装置本体部と、該遠心ポンプ装置本体部のための制御
機構とを備える遠心式液体ポンプ装置であって、該遠心
式液体ポンプ装置は、位置センサ出力モニタリング機能
と、電磁石電流モニタリング機能と、モータ電流モニタ
リング機能を備え、前記位置センサ出力モニタリング機
能および前記電磁石電流モニタリング機能を用いてセン
サ不調および電磁石不調を判断する不調検出機能とを備
え、該不調検出機能によりセンサもしくは電磁石の不調
検知時に作動し、前記ハウジングに対して前記動圧溝を
利用して前記インペラを実質的に非接触状態にて回転さ
せる非常用インペラ回転機能を備えるとともに、該非常
用インペラ回転機能は、前記不調検出機能による不調を
検知すると、前記電磁石によるインペラの吸引を停止
し、モータの回転数を徐々に低下させることによりイン
ペラとロータとの磁気的結合を試行させるインペラ再カ
ップリング試行機能と、インペラ再カップリングを前記
モータ電流モニタリング機能によるモータ電流を用いて
検知する再カップリング検知機能と、該再カップリング
検知機能による再カップリングの検知後に、モータ回転
数を所定値まで上昇させるモータ回転数制御機能とを備
える遠心式液体ポンプ装置。
とを有するハウジングと、内部に第１の磁性体および第
２の磁性体を備え、前記ハウジング内で回転し、回転時
の遠心力によって液体を送液するインペラを有する遠心
ポンプ部と、前記遠心ポンプ部の前記インペラの第１の
磁性体を吸引するための磁石を備えるロータと、該ロー
タを回転させるモータを備えるインペラ回転トルク発生
部と、前記インペラの第２の磁性体を吸引するための電
磁石を備えるインペラ位置制御部と、前記インペラの位
置を検出するための位置センサと、前記ロータ側のハウ
ジング内面もしくは前記インペラの前記ロータ側の面に
設けられた動圧溝を備え、前記ハウジングに対して磁気
軸受によりインペラが非接触状態にて回転する遠心ポン
プ装置本体部と、該遠心ポンプ装置本体部のための制御
機構とを備える遠心式液体ポンプ装置であって、該遠心
式液体ポンプ装置は、位置センサ出力モニタリング機能
と、電磁石電流モニタリング機能と、モータ電流モニタ
リング機能を備え、前記位置センサ出力モニタリング機
能および前記電磁石電流モニタリング機能を用いてセン
サ不調および電磁石不調を判断する不調検出機能とを備
え、該不調検出機能によりセンサもしくは電磁石の不調
検知時に作動し、前記ハウジングに対して前記動圧溝を
利用して前記インペラを実質的に非接触状態にて回転さ
せる非常用インペラ回転機能を備えるとともに、該非常
用インペラ回転機能は、前記不調検出機能による不調を
検知すると、前記電磁石によるインペラの吸引を停止
し、モータの回転数を徐々に低下させることによりイン
ペラとロータとの磁気的結合を試行させるインペラ再カ
ップリング試行機能と、インペラ再カップリングを前記
モータ電流モニタリング機能によるモータ電流を用いて
検知する再カップリング検知機能と、該再カップリング
検知機能による再カップリングの検知後に、モータ回転
数を所定値まで上昇させるモータ回転数制御機能とを備
える遠心式液体ポンプ装置。
【０００７】（４） 前記遠心式液体ポンプ装置は、前
記センサのためのセンサ回路を備え、かつ、該センサ回
路は、断線発生時に通常レベルを超えた所定値の出力を
生じる機能を備え、前記不調検出機能は、前記センサ出
力モニタリング機能による前記センサの出力値よりセン
サ不調を判断するものである上記（１）または（３）に
記載の遠心式液体ポンプ装置。 （５） 前記遠心式液体ポンプ装置は、前記電磁石のた
めの電磁石用回路を備え、かつ、該電磁石用回路は、電
磁石の断線発生時に通電停止となるものであり、前記不
調検出機能は、前記電磁石電流モニタリング機能による
電磁石電流の不通状態より電磁石不調を判断するもので
ある上記（２）または（３）に記載の遠心式液体ポンプ
装置。 （６） 前記非常用インペラ回転機能は、前記不調検出
機能による不調を検知すると、前記電磁石による吸引を
停止する前に、電磁石による吸引を強めインペラをロー
タ側と反対のハウジング面に接触させた状態にてロータ
を回転させる機能を備えている上記（１）ないし（５）
のいずれかに記載の遠心式液体ポンプ装置。 （７） 前記遠心式液体ポンプ装置は、インペラ再カッ
プリング後に、前記モータ回転数制御機能によるモータ
回転数中において機能するカップリング離脱判断機能を
備えている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の
遠心式液体ポンプ装置。 （８） 前記遠心式液体ポンプ装置は、前記カップリン
グ離脱判断機能によりカップリング離脱が検知するとモ
ータの回転を停止させるものである上記（７）に記載の
遠心式液体ポンプ装置。
記センサのためのセンサ回路を備え、かつ、該センサ回
路は、断線発生時に通常レベルを超えた所定値の出力を
生じる機能を備え、前記不調検出機能は、前記センサ出
力モニタリング機能による前記センサの出力値よりセン
サ不調を判断するものである上記（１）または（３）に
記載の遠心式液体ポンプ装置。 （５） 前記遠心式液体ポンプ装置は、前記電磁石のた
めの電磁石用回路を備え、かつ、該電磁石用回路は、電
磁石の断線発生時に通電停止となるものであり、前記不
調検出機能は、前記電磁石電流モニタリング機能による
電磁石電流の不通状態より電磁石不調を判断するもので
ある上記（２）または（３）に記載の遠心式液体ポンプ
装置。 （６） 前記非常用インペラ回転機能は、前記不調検出
機能による不調を検知すると、前記電磁石による吸引を
停止する前に、電磁石による吸引を強めインペラをロー
タ側と反対のハウジング面に接触させた状態にてロータ
を回転させる機能を備えている上記（１）ないし（５）
のいずれかに記載の遠心式液体ポンプ装置。 （７） 前記遠心式液体ポンプ装置は、インペラ再カッ
プリング後に、前記モータ回転数制御機能によるモータ
回転数中において機能するカップリング離脱判断機能を
備えている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の
遠心式液体ポンプ装置。 （８） 前記遠心式液体ポンプ装置は、前記カップリン
グ離脱判断機能によりカップリング離脱が検知するとモ
ータの回転を停止させるものである上記（７）に記載の
遠心式液体ポンプ装置。
【０００８】（９） 前記遠心式液体ポンプ装置は、前
記インペラ再カップリング機能によりインペラが再カッ
プリングしない場合もしくは前記カップリング離脱機能
によりカップリング離脱が検知された場合に機能する第
２の非常用インペラ回転機能を備え、該第２の非常用イ
ンペラ回転機能は、電磁石による吸引を強めインペラを
ロータ側と反対のハウジング面に接触させた状態にてロ
ータを回転させた後、前記電磁石によるインペラの吸引
を停止し、モータの回転数を徐々に低下させることによ
りインペラのロータへの磁気的結合を試行する第２のイ
ンペラ再カップリング試行機能と、前記再カップリング
検知機能による再カップリングの検知後に、前記モータ
回転数制御機能によりモータ回転数を所定値まで上昇さ
せるものである上記（１）ないし（８）のいずれかに記
載の遠心式液体ポンプ装置。 （１０） 前記遠心式液体ポンプ装置は、前記不調検出
機能による不調検出時もしくはその付近でのモータ回転
数を記憶するモータ回転数記憶機能を備え、前記モータ
回転数制御機能によるモータ回転数の上昇は、前記モー
タ回転数記憶機能が記憶する回転数まで上昇させるもの
である上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の遠心
式液体ポンプ装置。 （１１） 前記再カップリング検知機能は、モータ所定
回転数におけるモータ電流が所定値以上である場合に再
カップリングしたものと判断するものである上記（１）
ないし（１０）のいずれかに記載の遠心式液体ポンプ装
置。 （１２） 前記インペラ再カップリング試行機能は、第
１の低下度でのモータの回転数を連続的に所定回転数ま
で低下させる第１の回転数低下ステップと、該第１の回
転数低下ステップにおいてインペラ再カップリングが検
知されない場合には、前記第１の低下度より低下度の少
ない第２の低下度によりモータの回転数を連続的に低下
させる第２の回転数低下ステップとを行うものである上
記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の遠心式液体
ポンプ装置。 （１３） 前記第２の回転数低下ステップにおける前記
再カップリング検知機能は、モータ電流が所定範囲とな
った場合に再カップリングしたものと判断するものであ
る上記（１２）に記載の遠心式液体ポンプ装置。
記インペラ再カップリング機能によりインペラが再カッ
プリングしない場合もしくは前記カップリング離脱機能
によりカップリング離脱が検知された場合に機能する第
２の非常用インペラ回転機能を備え、該第２の非常用イ
ンペラ回転機能は、電磁石による吸引を強めインペラを
ロータ側と反対のハウジング面に接触させた状態にてロ
ータを回転させた後、前記電磁石によるインペラの吸引
を停止し、モータの回転数を徐々に低下させることによ
りインペラのロータへの磁気的結合を試行する第２のイ
ンペラ再カップリング試行機能と、前記再カップリング
検知機能による再カップリングの検知後に、前記モータ
回転数制御機能によりモータ回転数を所定値まで上昇さ
せるものである上記（１）ないし（８）のいずれかに記
載の遠心式液体ポンプ装置。 （１０） 前記遠心式液体ポンプ装置は、前記不調検出
機能による不調検出時もしくはその付近でのモータ回転
数を記憶するモータ回転数記憶機能を備え、前記モータ
回転数制御機能によるモータ回転数の上昇は、前記モー
タ回転数記憶機能が記憶する回転数まで上昇させるもの
である上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の遠心
式液体ポンプ装置。 （１１） 前記再カップリング検知機能は、モータ所定
回転数におけるモータ電流が所定値以上である場合に再
カップリングしたものと判断するものである上記（１）
ないし（１０）のいずれかに記載の遠心式液体ポンプ装
置。 （１２） 前記インペラ再カップリング試行機能は、第
１の低下度でのモータの回転数を連続的に所定回転数ま
で低下させる第１の回転数低下ステップと、該第１の回
転数低下ステップにおいてインペラ再カップリングが検
知されない場合には、前記第１の低下度より低下度の少
ない第２の低下度によりモータの回転数を連続的に低下
させる第２の回転数低下ステップとを行うものである上
記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の遠心式液体
ポンプ装置。 （１３） 前記第２の回転数低下ステップにおける前記
再カップリング検知機能は、モータ電流が所定範囲とな
った場合に再カップリングしたものと判断するものであ
る上記（１２）に記載の遠心式液体ポンプ装置。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の遠心式液体ポン
プ装置の実施例のブロック図である。図２は、本発明の
遠心式液体ポンプ装置に使用される遠心式液体ポンプ装
置本体部の一例の正面図である。図３は、図２に示した
遠心式液体ポンプ装置本体部の平面図である。図４は、
図２に示した実施例の遠心式液体ポンプ装置本体部の縦
断面図である。図５は、図２の遠心式液体ポンプ装置本
体部のＡ−Ａ線断面図である。図６は、図２の遠心式液
体ポンプ装置本体部のＡ−Ａ線断面図よりインペラを取
り外した状態を示す断面図である。本発明の遠心式液体
ポンプ装置１は、液体流入ポート２２と液体流出ポート
２３を有するハウジング２０と、内部に第１の磁性体２
５と第２の磁性体２８を備え、ハウジング２０内で回転
し、回転時の遠心力によって液体を送液するインペラ２
１を有する遠心式液体ポンプ部２と、遠心式液体ポンプ
部２のインペラ２１の第１の磁性体２５を吸引するため
の磁石３３を備えるロータ３１と、ロータ３１を回転さ
せるモータ３４を備えるインペラ回転トルク発生部３
と、インペラ２１を吸引するための電磁石４１（具体的
には、インペラ２１に設けられた第２の磁性体２８を吸
引するための電磁石４１）を備えるインペラ位置制御部
４と、インペラの位置を検出するための位置センサ４２
（具体的には、インペラ２１に設けられた第２の磁性体
２８の位置を検出するための位置センサ）を備え、ロー
タ３１側のハウジング２０の内面もしくはインペラ２１
のロータ３１側の面に設けられた動圧溝３８を備え、ハ
ウジングに対してインペラ２１が非接触状態にて回転す
る遠心式液体ポンプ装置本体部５と、遠心式液体ポンプ
装置本体部５のための制御機構６とを備える遠心式液体
ポンプ装置である。
プ装置の実施例のブロック図である。図２は、本発明の
遠心式液体ポンプ装置に使用される遠心式液体ポンプ装
置本体部の一例の正面図である。図３は、図２に示した
遠心式液体ポンプ装置本体部の平面図である。図４は、
図２に示した実施例の遠心式液体ポンプ装置本体部の縦
断面図である。図５は、図２の遠心式液体ポンプ装置本
体部のＡ−Ａ線断面図である。図６は、図２の遠心式液
体ポンプ装置本体部のＡ−Ａ線断面図よりインペラを取
り外した状態を示す断面図である。本発明の遠心式液体
ポンプ装置１は、液体流入ポート２２と液体流出ポート
２３を有するハウジング２０と、内部に第１の磁性体２
５と第２の磁性体２８を備え、ハウジング２０内で回転
し、回転時の遠心力によって液体を送液するインペラ２
１を有する遠心式液体ポンプ部２と、遠心式液体ポンプ
部２のインペラ２１の第１の磁性体２５を吸引するため
の磁石３３を備えるロータ３１と、ロータ３１を回転さ
せるモータ３４を備えるインペラ回転トルク発生部３
と、インペラ２１を吸引するための電磁石４１（具体的
には、インペラ２１に設けられた第２の磁性体２８を吸
引するための電磁石４１）を備えるインペラ位置制御部
４と、インペラの位置を検出するための位置センサ４２
（具体的には、インペラ２１に設けられた第２の磁性体
２８の位置を検出するための位置センサ）を備え、ロー
タ３１側のハウジング２０の内面もしくはインペラ２１
のロータ３１側の面に設けられた動圧溝３８を備え、ハ
ウジングに対してインペラ２１が非接触状態にて回転す
る遠心式液体ポンプ装置本体部５と、遠心式液体ポンプ
装置本体部５のための制御機構６とを備える遠心式液体
ポンプ装置である。
【００１０】そして、制御機構６は、位置センサ出力モ
ニタリング部（位置センサ出力モニタリング機能）５６
と、モータ電流モニタリング機能を備え、位置センサ出
力モニタリング機能５６を用いてセンサ不調を判断する
不調検出機能とを備える。また、制御機構６は、電磁石
電流モニタリング部（電磁石電流モニタリング機能）５
７と、モータ電流モニタリング機能を備え、電磁石電流
モニタリング部５７を用いて電磁石不調を判断する不調
検出機能とを備える。特に、制御機構６は、図１に示す
ように、位置センサ出力モニタリング機能５６と、電磁
石電流モニタリング機能５７と、モータ電流モニタリン
グ機能を備え、位置センサ出力モニタリング機能５６お
よび電磁石電流モニタリング機能５７を用いてセンサ不
調および電磁石不調を判断する不調検出機能とを備える
ものであることが好ましい。
ニタリング部（位置センサ出力モニタリング機能）５６
と、モータ電流モニタリング機能を備え、位置センサ出
力モニタリング機能５６を用いてセンサ不調を判断する
不調検出機能とを備える。また、制御機構６は、電磁石
電流モニタリング部（電磁石電流モニタリング機能）５
７と、モータ電流モニタリング機能を備え、電磁石電流
モニタリング部５７を用いて電磁石不調を判断する不調
検出機能とを備える。特に、制御機構６は、図１に示す
ように、位置センサ出力モニタリング機能５６と、電磁
石電流モニタリング機能５７と、モータ電流モニタリン
グ機能を備え、位置センサ出力モニタリング機能５６お
よび電磁石電流モニタリング機能５７を用いてセンサ不
調および電磁石不調を判断する不調検出機能とを備える
ものであることが好ましい。
【００１１】そして、遠心式液体ポンプ装置１は、不調
検出機能によりセンサ不調検知時もしくは電磁石不調検
出時に作動し、動圧溝３８を利用してインペラ２１をハ
ウジング２０に対して実質的に非接触状態にて回転させ
る非常用インペラ回転機能を備えている。そして、非常
用インペラ回転機能は、上記の不調検出機能により不調
を検知すると、電磁石４１によるインペラの吸引を停止
し、モータ３４の回転数を徐々に（例えば、連続的もし
くは段階的に）低下させることによりインペラ２１とロ
ータ３１との磁気的結合を試行させるインペラ再カップ
リング試行機能と、インペラ再カップリングをモータ電
流モニタリング機能によるモータ電流を用いて検知する
再カップリング検知機能と、再カップリング検知機能に
よる再カップリングの検知後に、モータ回転数を所定値
まで（例えば、徐々に、具体的には、連続的にもしくは
段階的に）上昇させるモータ回転数制御機能を備えてい
る。つまり、本発明の遠心式液体ポンプ装置１では、磁
気軸受不調時に磁気軸受によるインペラの非接触回転か
ら動圧溝が発生する圧力を利用した動圧溝によるインペ
ラの非接触回転に移行する機能を備えている。なお、動
圧溝による回転ではインペラとロータ間に働く吸引力
と、動圧溝で発生する逆方向の圧力が釣り合うことが必
要であり、そのためにはインペラとロータ間のカップリ
ングが必須である。したがって磁気軸受の制御系にトラ
ブルが生じカップリングがはずれた場合、機械的に動圧
溝の加工がしてあるだけでは動圧溝による回転へ移行す
ることはできない。
検出機能によりセンサ不調検知時もしくは電磁石不調検
出時に作動し、動圧溝３８を利用してインペラ２１をハ
ウジング２０に対して実質的に非接触状態にて回転させ
る非常用インペラ回転機能を備えている。そして、非常
用インペラ回転機能は、上記の不調検出機能により不調
を検知すると、電磁石４１によるインペラの吸引を停止
し、モータ３４の回転数を徐々に（例えば、連続的もし
くは段階的に）低下させることによりインペラ２１とロ
ータ３１との磁気的結合を試行させるインペラ再カップ
リング試行機能と、インペラ再カップリングをモータ電
流モニタリング機能によるモータ電流を用いて検知する
再カップリング検知機能と、再カップリング検知機能に
よる再カップリングの検知後に、モータ回転数を所定値
まで（例えば、徐々に、具体的には、連続的にもしくは
段階的に）上昇させるモータ回転数制御機能を備えてい
る。つまり、本発明の遠心式液体ポンプ装置１では、磁
気軸受不調時に磁気軸受によるインペラの非接触回転か
ら動圧溝が発生する圧力を利用した動圧溝によるインペ
ラの非接触回転に移行する機能を備えている。なお、動
圧溝による回転ではインペラとロータ間に働く吸引力
と、動圧溝で発生する逆方向の圧力が釣り合うことが必
要であり、そのためにはインペラとロータ間のカップリ
ングが必須である。したがって磁気軸受の制御系にトラ
ブルが生じカップリングがはずれた場合、機械的に動圧
溝の加工がしてあるだけでは動圧溝による回転へ移行す
ることはできない。
【００１２】そこで、図１に示す位置センサ出力モニタ
リング機能５６と、電磁石電流モニタリング機能５７と
の両者を備え、センサ不調および電磁石不調の不調判断
が可能なタイプの遠心式液体ポンプ装置の実施例を用い
て説明する。図２ないし図６に示すように、この実施例
の遠心式液体ポンプ装置本体部５は、血液流入ポート２
２と血液流出ポート２３を有するハウジング２０と、ハ
ウジング２０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２１を有する遠心式液体ポンプ部２
と、インペラ２１のためのインペラ回転トルク発生部
（非制御式磁気軸受構成部）３と、インペラ２１のため
のインペラ位置制御部（制御式磁気軸受構成部）４とを
備える。
リング機能５６と、電磁石電流モニタリング機能５７と
の両者を備え、センサ不調および電磁石不調の不調判断
が可能なタイプの遠心式液体ポンプ装置の実施例を用い
て説明する。図２ないし図６に示すように、この実施例
の遠心式液体ポンプ装置本体部５は、血液流入ポート２
２と血液流出ポート２３を有するハウジング２０と、ハ
ウジング２０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２１を有する遠心式液体ポンプ部２
と、インペラ２１のためのインペラ回転トルク発生部
（非制御式磁気軸受構成部）３と、インペラ２１のため
のインペラ位置制御部（制御式磁気軸受構成部）４とを
備える。
【００１３】インペラ２１は、図４に示すように、非制
御式磁気軸受構成部３および制御式磁気軸受構成部４の
作用により、ハウジング２０内の所定位置に保持され、
ハウジング内面に接触することなく通常は回転する。ハ
ウジング２０は、血液流入ポート２２と血液流出ポート
２３とを備え、非磁性材料により形成されている。ハウ
ジング２０内には、血液流入ポート２２および血液流出
ポート２３と連通する血液室２４が形成されている。こ
のハウジング２０内には、インペラ２１が収納されてい
る。血液流入ポート２２は、ハウジング２０の上面の中
央付近よりほぼ垂直に突出するように設けられている。
血液流出ポート２３は、図３および図５に示すように、
ほぼ円筒状に形成されたハウジング２０の側面より接線
方向に突出するように設けられている。
御式磁気軸受構成部３および制御式磁気軸受構成部４の
作用により、ハウジング２０内の所定位置に保持され、
ハウジング内面に接触することなく通常は回転する。ハ
ウジング２０は、血液流入ポート２２と血液流出ポート
２３とを備え、非磁性材料により形成されている。ハウ
ジング２０内には、血液流入ポート２２および血液流出
ポート２３と連通する血液室２４が形成されている。こ
のハウジング２０内には、インペラ２１が収納されてい
る。血液流入ポート２２は、ハウジング２０の上面の中
央付近よりほぼ垂直に突出するように設けられている。
血液流出ポート２３は、図３および図５に示すように、
ほぼ円筒状に形成されたハウジング２０の側面より接線
方向に突出するように設けられている。
【００１４】図５に示すように、ハウジング２０内に形
成された血液室２４内には、中央に貫通口を有する円板
状のインペラ２１が収納されている。インペラ２１は、
図４に示すように、下面を形成するドーナツ板状部材
（下部シュラウド）２７と、上面を形成する中央が開口
したドーナツ板状部材（上部シュラウド）２８と、両者
間に形成された複数（例えば、７つ）のベーン１８を有
する。そして、下部シュラウドと上部シュラウドの間に
は、隣り合うベーン１８で仕切られた複数（７つ）の血
液通路２６が形成されている。血液通路２６は、図５に
示すように、インペラ２１の中央開口と連通し、インペ
ラ２１の中央開口を始端とし、外周縁まで徐々に幅が広
がるように延びている。言い換えれば、隣り合う血液通
路２６間にベーン１８が形成されている。なお、この実
施例では、それぞれの血液通路２６およびそれぞれのベ
ーン１８は、等角度間隔にかつほぼ同じ形状に設けられ
ている。そして、図４に示すように、インペラ２１に
は、複数（例えば、２４個）の第１の磁性体２５（永久
磁石、従動マグネット）が埋設されている。この実施例
では、第１の磁性体２５は、下部シュラウド２７内に埋
設されている。埋設された磁性体２５（永久磁石）は、
後述するインペラ回転トルク発生部３のロータ３１に設
けられた永久磁石３３によりインペラ２１を血液流入ポ
ート２２と反対側に吸引され、回転トルクをインペラ回
転トルク発生部より伝達にするために設けられている。
成された血液室２４内には、中央に貫通口を有する円板
状のインペラ２１が収納されている。インペラ２１は、
図４に示すように、下面を形成するドーナツ板状部材
（下部シュラウド）２７と、上面を形成する中央が開口
したドーナツ板状部材（上部シュラウド）２８と、両者
間に形成された複数（例えば、７つ）のベーン１８を有
する。そして、下部シュラウドと上部シュラウドの間に
は、隣り合うベーン１８で仕切られた複数（７つ）の血
液通路２６が形成されている。血液通路２６は、図５に
示すように、インペラ２１の中央開口と連通し、インペ
ラ２１の中央開口を始端とし、外周縁まで徐々に幅が広
がるように延びている。言い換えれば、隣り合う血液通
路２６間にベーン１８が形成されている。なお、この実
施例では、それぞれの血液通路２６およびそれぞれのベ
ーン１８は、等角度間隔にかつほぼ同じ形状に設けられ
ている。そして、図４に示すように、インペラ２１に
は、複数（例えば、２４個）の第１の磁性体２５（永久
磁石、従動マグネット）が埋設されている。この実施例
では、第１の磁性体２５は、下部シュラウド２７内に埋
設されている。埋設された磁性体２５（永久磁石）は、
後述するインペラ回転トルク発生部３のロータ３１に設
けられた永久磁石３３によりインペラ２１を血液流入ポ
ート２２と反対側に吸引され、回転トルクをインペラ回
転トルク発生部より伝達にするために設けられている。
【００１５】また、この実施例のようにある程度の個数
の磁性体２５を埋設することにより、後述するロータ３
１との磁気的結合も十分に確保できる。磁性体２５（永
久磁石）の形状としては、円形であることが好ましい。
あるいは、リング状のマグネットを多極（例えば、２４
極）に分極したもの、言い換えれば、複数の小さな磁石
を磁極が交互となるように、かつ、リング状に並べたも
のでもよい。また、インペラ２１は、上部シュラウドそ
のものもしくは上部シュラウド内に設けられた第２の磁
性体２８を備える。この実施例では、上部シュラウドの
全体が、磁性体２８により形成されている。磁性体２８
は、後述するインペラ位置制御部の電磁石４１によりイ
ンペラ２１を血液流入ポート２２側に吸引するために設
けられている。磁性体２８としては、磁性ステンレス等
が使用される。インペラ位置制御部４およびインペラ回
転トルク発生部３により、非接触式磁気軸受が構成さ
れ、インペラ２１は、相反する方向より引っ張られるこ
とにより、ハウジング２０内において、ハウジング２０
の内面と接触しない適宜位置にて安定し、非接触状態に
てハウジング２０内を回転する。
の磁性体２５を埋設することにより、後述するロータ３
１との磁気的結合も十分に確保できる。磁性体２５（永
久磁石）の形状としては、円形であることが好ましい。
あるいは、リング状のマグネットを多極（例えば、２４
極）に分極したもの、言い換えれば、複数の小さな磁石
を磁極が交互となるように、かつ、リング状に並べたも
のでもよい。また、インペラ２１は、上部シュラウドそ
のものもしくは上部シュラウド内に設けられた第２の磁
性体２８を備える。この実施例では、上部シュラウドの
全体が、磁性体２８により形成されている。磁性体２８
は、後述するインペラ位置制御部の電磁石４１によりイ
ンペラ２１を血液流入ポート２２側に吸引するために設
けられている。磁性体２８としては、磁性ステンレス等
が使用される。インペラ位置制御部４およびインペラ回
転トルク発生部３により、非接触式磁気軸受が構成さ
れ、インペラ２１は、相反する方向より引っ張られるこ
とにより、ハウジング２０内において、ハウジング２０
の内面と接触しない適宜位置にて安定し、非接触状態に
てハウジング２０内を回転する。
【００１６】インペラ回転トルク発生部３は、図４に示
すように、ハウジング２０内に収納されたロータ３１と
ロータ３１を回転させるためのモータ３４を備える。ロ
ータ３１は、液体ポンプ部２側の面に設けられた複数の
永久磁石３３を備える。ロータ３１の中心は、モータ３
４の回転軸に固定されている。永久磁石３３は、インペ
ラ２１の永久磁石２５の配置形態（数および配置位置）
に対応するように、複数かつ等角度ごとに設けられてい
る。インペラ回転トルク発生部３としては、上述のロー
タおよびモータを備えるものに限られず、例えば、イン
ペラ２１の永久磁石２５を吸引し、かつ回転駆動させる
ための複数のステーターコイルからなるものでもよい。
すように、ハウジング２０内に収納されたロータ３１と
ロータ３１を回転させるためのモータ３４を備える。ロ
ータ３１は、液体ポンプ部２側の面に設けられた複数の
永久磁石３３を備える。ロータ３１の中心は、モータ３
４の回転軸に固定されている。永久磁石３３は、インペ
ラ２１の永久磁石２５の配置形態（数および配置位置）
に対応するように、複数かつ等角度ごとに設けられてい
る。インペラ回転トルク発生部３としては、上述のロー
タおよびモータを備えるものに限られず、例えば、イン
ペラ２１の永久磁石２５を吸引し、かつ回転駆動させる
ための複数のステーターコイルからなるものでもよい。
【００１７】インペラ位置制御部４は、図３および図４
に示すように、インペラの磁性体２８を吸引するための
固定された複数の電磁石４１と、インペラの磁性体２８
の位置を検出するための位置センサ４２を備えている。
具体的には、インペラ位置制御部４は、ハウジング２０
内に収納された複数の電磁石４１と、複数の位置センサ
４２を有する。インペラ位置制御部の複数（３つ）の電
磁石４１および複数（３つ）の位置センサ４２は、それ
ぞれ等角度間隔にて設けられており、電磁石４１と位置
センサ４２も等角度間隔にて設けられている。電磁石４
１は、鉄心とコイルからなる。電磁石４１は、この実施
例では、３個設けられている。電磁石４１は、３個以
上、例えば、４つでもよい。３個以上設け、これらの電
磁力を位置センサ４２の検知結果を用いて調整すること
により、インペラ２１の回転軸（ｚ軸）方向の力を釣り
合わせ、かつ回転軸（ｚ軸）に直交するｘ軸およびｙ軸
まわりのモーメントを制御することができる。位置セン
サ４２は、電磁石４１と磁性体２８との隙間の間隔を検
知し、この検知出力は、電磁石４１のコイルに与えられ
る電流もしくは電圧を制御する制御機構６の制御部５１
に送られる。また、インペラ２１に重力等による半径方
向の力が作用しても、インペラ２１の永久磁石２５とロ
ータ３１の永久磁石３３との間の磁束の剪断力および電
磁石４１と磁性体２８との間の磁束の剪断力が作用する
ため、インペラ２１はハウジング２０の中心に保持され
る。
に示すように、インペラの磁性体２８を吸引するための
固定された複数の電磁石４１と、インペラの磁性体２８
の位置を検出するための位置センサ４２を備えている。
具体的には、インペラ位置制御部４は、ハウジング２０
内に収納された複数の電磁石４１と、複数の位置センサ
４２を有する。インペラ位置制御部の複数（３つ）の電
磁石４１および複数（３つ）の位置センサ４２は、それ
ぞれ等角度間隔にて設けられており、電磁石４１と位置
センサ４２も等角度間隔にて設けられている。電磁石４
１は、鉄心とコイルからなる。電磁石４１は、この実施
例では、３個設けられている。電磁石４１は、３個以
上、例えば、４つでもよい。３個以上設け、これらの電
磁力を位置センサ４２の検知結果を用いて調整すること
により、インペラ２１の回転軸（ｚ軸）方向の力を釣り
合わせ、かつ回転軸（ｚ軸）に直交するｘ軸およびｙ軸
まわりのモーメントを制御することができる。位置セン
サ４２は、電磁石４１と磁性体２８との隙間の間隔を検
知し、この検知出力は、電磁石４１のコイルに与えられ
る電流もしくは電圧を制御する制御機構６の制御部５１
に送られる。また、インペラ２１に重力等による半径方
向の力が作用しても、インペラ２１の永久磁石２５とロ
ータ３１の永久磁石３３との間の磁束の剪断力および電
磁石４１と磁性体２８との間の磁束の剪断力が作用する
ため、インペラ２１はハウジング２０の中心に保持され
る。
【００１８】そして、この実施例の遠心式液体ポンプ装
置１では、ハウジング２０は、図６に示すように、イン
ペラ２１を収納するとともに血液室２４を形成するハウ
ジング内面を備え、ロータ２１側のハウジング内面２０
ａに設けられた動圧溝３８を備えている。そして、イン
ペラ２１は、磁気軸受停止時（言い換えれば、電磁石作
動停止時）において、所定以上の回転数により回転する
ことにより発生する動圧溝３８とインペラ２１間に形成
される動圧軸受効果により、非接触状態にて回転する。
動圧溝３８は、図６に示すように、インペラ２１の底面
（ロータ側面）に対応する大きさに形成されている。こ
の実施例のポンプ装置１４では、ハウジング内面２０ａ
の中心より若干離間した円形部分の周縁（円周）上に一
端を有し、渦状に（言い換えれば、湾曲して）ハウジン
グ内面２０ａの外縁付近まで、幅が徐々に広がるように
延びている。また、動圧溝３８は複数設けられており、
それぞれの動圧溝３８はほぼ同じ形状であり、かつほぼ
同じ間隔に配置されている。動圧溝３８は、凹部であ
り、深さとしては、０．０１〜０．２ｍｍ程度が好適で
ある。動圧溝としては、６〜３６個程度設けることが好
ましい。この実施例では、１２個の動圧溝がインペラの
中心軸に対して等角度に配置されている。なお、動圧溝
は、ハウジング側ではなくインペラ２１のロータ側面に
設けてもよい。この場合も上述した動圧溝と同様の構成
とすることが好ましい。このような動圧溝を有するた
め、インペラ位置制御部の非作動時において、インペラ
回転トルク発生部側に吸引されるが、動圧溝３８とイン
ペラ２１の底面間（もしくは動圧溝とハウジング内面
間）に形成される動圧軸受効果により、若干であるが、
ハウジング内面より離れ、非接触状態にて回転し、イン
ペラの下面とハウジング内面間に血液流路を確保するた
め、両者間での血液滞留およびそれに起因する血栓の発
生を防止する。さらに、通常状態において、動圧溝が、
インペラの下面とハウジング内面間において撹拌作用を
発揮するので、両者間における部分的な血液滞留の発生
を防止する。
置１では、ハウジング２０は、図６に示すように、イン
ペラ２１を収納するとともに血液室２４を形成するハウ
ジング内面を備え、ロータ２１側のハウジング内面２０
ａに設けられた動圧溝３８を備えている。そして、イン
ペラ２１は、磁気軸受停止時（言い換えれば、電磁石作
動停止時）において、所定以上の回転数により回転する
ことにより発生する動圧溝３８とインペラ２１間に形成
される動圧軸受効果により、非接触状態にて回転する。
動圧溝３８は、図６に示すように、インペラ２１の底面
（ロータ側面）に対応する大きさに形成されている。こ
の実施例のポンプ装置１４では、ハウジング内面２０ａ
の中心より若干離間した円形部分の周縁（円周）上に一
端を有し、渦状に（言い換えれば、湾曲して）ハウジン
グ内面２０ａの外縁付近まで、幅が徐々に広がるように
延びている。また、動圧溝３８は複数設けられており、
それぞれの動圧溝３８はほぼ同じ形状であり、かつほぼ
同じ間隔に配置されている。動圧溝３８は、凹部であ
り、深さとしては、０．０１〜０．２ｍｍ程度が好適で
ある。動圧溝としては、６〜３６個程度設けることが好
ましい。この実施例では、１２個の動圧溝がインペラの
中心軸に対して等角度に配置されている。なお、動圧溝
は、ハウジング側ではなくインペラ２１のロータ側面に
設けてもよい。この場合も上述した動圧溝と同様の構成
とすることが好ましい。このような動圧溝を有するた
め、インペラ位置制御部の非作動時において、インペラ
回転トルク発生部側に吸引されるが、動圧溝３８とイン
ペラ２１の底面間（もしくは動圧溝とハウジング内面
間）に形成される動圧軸受効果により、若干であるが、
ハウジング内面より離れ、非接触状態にて回転し、イン
ペラの下面とハウジング内面間に血液流路を確保するた
め、両者間での血液滞留およびそれに起因する血栓の発
生を防止する。さらに、通常状態において、動圧溝が、
インペラの下面とハウジング内面間において撹拌作用を
発揮するので、両者間における部分的な血液滞留の発生
を防止する。
【００１９】制御機構６について、図１を用いて説明す
る。制御機構６は、磁気カップリング用のモータ３４の
ためのパワーアンプ５２およびモータ制御回路５３、電
磁石４１のためのパワーアンプ５４、電磁石電流をモニ
タリングするための電磁石電流モニタリング部５７、セ
ンサ４２のためのセンサ回路５５、センサ出力をモニタ
リングするためのセンサ出力モニタリング部５６および
制御部５１を備える。制御部５１は、モータ電流モニタ
リング機能を備える。なお、この実施例では、電磁石電
流モニタリング部とセンサ出力モニタリング部の両者を
備えるが一方のみであってもよい。そして、遠心式液体
ポンプ装置１は、不調検出機能によりセンサ不調検知時
もしくは電磁石不調検出時に作動し、ハウジング２０に
対して動圧溝３８を利用してインペラ２１を実質的に非
接触状態にて回転させる非常用インペラ回転機能を備え
ている。このため、制御部５１は、電磁石電流モニタリ
ング部もしくはセンサ出力モニタリング部からの出力を
用いてセンサ不調を判断する不調検出機能と、不調検出
機能により不調を検知すると、電磁石４１によるインペ
ラの吸引を停止し、モータ３４の回転数を徐々に（例え
ば、連続的もしくは段階的に）低下させることによりイ
ンペラ２１とロータ３１との磁気的結合を試行させるイ
ンペラ再カップリング試行機能と、インペラ再カップリ
ングをモータ電流モニタリング機能によるモータ電流を
用いて検知する再カップリング検知機能と、再カップリ
ング検知機能による再カップリングの検知後に、モータ
回転数を所定値まで（例えば、徐々に、具体的には、連
続的にもしくは段階的に）上昇させるモータ回転数制御
機能を備えている。
る。制御機構６は、磁気カップリング用のモータ３４の
ためのパワーアンプ５２およびモータ制御回路５３、電
磁石４１のためのパワーアンプ５４、電磁石電流をモニ
タリングするための電磁石電流モニタリング部５７、セ
ンサ４２のためのセンサ回路５５、センサ出力をモニタ
リングするためのセンサ出力モニタリング部５６および
制御部５１を備える。制御部５１は、モータ電流モニタ
リング機能を備える。なお、この実施例では、電磁石電
流モニタリング部とセンサ出力モニタリング部の両者を
備えるが一方のみであってもよい。そして、遠心式液体
ポンプ装置１は、不調検出機能によりセンサ不調検知時
もしくは電磁石不調検出時に作動し、ハウジング２０に
対して動圧溝３８を利用してインペラ２１を実質的に非
接触状態にて回転させる非常用インペラ回転機能を備え
ている。このため、制御部５１は、電磁石電流モニタリ
ング部もしくはセンサ出力モニタリング部からの出力を
用いてセンサ不調を判断する不調検出機能と、不調検出
機能により不調を検知すると、電磁石４１によるインペ
ラの吸引を停止し、モータ３４の回転数を徐々に（例え
ば、連続的もしくは段階的に）低下させることによりイ
ンペラ２１とロータ３１との磁気的結合を試行させるイ
ンペラ再カップリング試行機能と、インペラ再カップリ
ングをモータ電流モニタリング機能によるモータ電流を
用いて検知する再カップリング検知機能と、再カップリ
ング検知機能による再カップリングの検知後に、モータ
回転数を所定値まで（例えば、徐々に、具体的には、連
続的にもしくは段階的に）上昇させるモータ回転数制御
機能を備えている。
【００２０】この実施例の遠心ポンプの制御機構６は、
位置センサ出力モニタリング機能と、電磁石電流モニタ
リング機能を備え、位置センサ出力と電磁石電流（各々
複数系統あり）のいずれかが正常範囲を逸脱し、カップ
リング（磁気結合）がはずれて磁気軸受制御ができなく
なったことを検知したときに、電磁石による吸引を停止
し、回転数を変化させて再カップリングを行い、その検
知後に、もとの回転数に復帰させて、磁気軸受によるイ
ンペラの非接触回転から動圧溝３８によるインペラの非
接触回転に、移行する機能を備えている。磁気軸受にお
いて、デバイス破損やケーブル断線によってセンサ系統
に故障が起きた場合、センサ出力が通常取りうる範囲を
逸脱する。例えば、リラクタンスセンサを用いて断線が
起きた場合、センサ出力は、通常取りうる範囲を逸脱す
る。このためこの実施例の遠心式液体ポンプ装置では、
センサのためのセンサ回路として、断線発生時に通常レ
ベルを超えた所定値の出力を生じる機能を備えるものと
している。具体的には、センサ回路は、センサ出力とし
て通常取りうる範囲が−１〜＋１［Ｖ］の場合に、断線
時に＋２．５［Ｖ］（所定値）となるという設定の回路
となっている。このため、不調検出機能は、センサ出力
モニタリング機能によるセンサの出力値が断線時の出力
値の場合に、センサ不調（断線）を容易かつ確実に判断
することができる。同様に、電磁石電流系統についても
デバイス破損やケーブル断線による故障が起きた場合、
通常取りうる範囲を逸脱する。このためこの実施例の遠
心式液体ポンプ装置では、電磁石のための電磁石用回路
を備え、かつ、電磁石用回路は、電磁石の断線発生時に
通電停止となるものが用いられている。具体的には、電
磁石回路では、通常取りうる範囲：１〜２［Ａ］である
のが、断線が起きた場合、電磁石電流は、０［Ａ］とな
るという設定の回路となっている。このため、不調検出
機能は、電磁石電流モニタリング機能による電磁石電流
の不通状態より電磁石不調（断線）を容易かつ確実に判
断することができる。
位置センサ出力モニタリング機能と、電磁石電流モニタ
リング機能を備え、位置センサ出力と電磁石電流（各々
複数系統あり）のいずれかが正常範囲を逸脱し、カップ
リング（磁気結合）がはずれて磁気軸受制御ができなく
なったことを検知したときに、電磁石による吸引を停止
し、回転数を変化させて再カップリングを行い、その検
知後に、もとの回転数に復帰させて、磁気軸受によるイ
ンペラの非接触回転から動圧溝３８によるインペラの非
接触回転に、移行する機能を備えている。磁気軸受にお
いて、デバイス破損やケーブル断線によってセンサ系統
に故障が起きた場合、センサ出力が通常取りうる範囲を
逸脱する。例えば、リラクタンスセンサを用いて断線が
起きた場合、センサ出力は、通常取りうる範囲を逸脱す
る。このためこの実施例の遠心式液体ポンプ装置では、
センサのためのセンサ回路として、断線発生時に通常レ
ベルを超えた所定値の出力を生じる機能を備えるものと
している。具体的には、センサ回路は、センサ出力とし
て通常取りうる範囲が−１〜＋１［Ｖ］の場合に、断線
時に＋２．５［Ｖ］（所定値）となるという設定の回路
となっている。このため、不調検出機能は、センサ出力
モニタリング機能によるセンサの出力値が断線時の出力
値の場合に、センサ不調（断線）を容易かつ確実に判断
することができる。同様に、電磁石電流系統についても
デバイス破損やケーブル断線による故障が起きた場合、
通常取りうる範囲を逸脱する。このためこの実施例の遠
心式液体ポンプ装置では、電磁石のための電磁石用回路
を備え、かつ、電磁石用回路は、電磁石の断線発生時に
通電停止となるものが用いられている。具体的には、電
磁石回路では、通常取りうる範囲：１〜２［Ａ］である
のが、断線が起きた場合、電磁石電流は、０［Ａ］とな
るという設定の回路となっている。このため、不調検出
機能は、電磁石電流モニタリング機能による電磁石電流
の不通状態より電磁石不調（断線）を容易かつ確実に判
断することができる。
【００２１】なお、この実施例の遠心式液体ポンプ装置
では、複数の電磁石を備えており、電磁石モニタリング
機能は個々の電磁石の電流をモニタリングしている。そ
して、いずれか１つの電磁石の不調が生じた場合に、不
調であると判断するように構成されている。同様に、こ
の実施例の遠心式液体ポンプ装置では、複数の位置セン
サを備えており、センサ出力モニタリング機能は個々の
センサの出力をモニタリングしている。そして、いずれ
か１つのセンサの不調が生じた場合に、不調であると判
断するように構成されている。動圧溝で構成される動圧
軸受は、その溝で発生する圧力によって非接触を維持す
る方式である。しかし、圧力を発生するには一定回転数
以上でインペラが回転する必要があり、そのためには、
インペラとロータ間のカップリングが正常でなければな
らない。磁気軸受の制御系に故障が起きた場合、インペ
ラとロータのカップリングが正常ではなくなるので、再
カップリングをする必要がある。本発明の遠心式液体ポ
ンプ装置では、インペラ回転数（ロータ回転数）１００
０〜３０００ｒｐｍにおいて、動圧溝による安定なイン
ペラ非接触回転が可能な構造となっている。
では、複数の電磁石を備えており、電磁石モニタリング
機能は個々の電磁石の電流をモニタリングしている。そ
して、いずれか１つの電磁石の不調が生じた場合に、不
調であると判断するように構成されている。同様に、こ
の実施例の遠心式液体ポンプ装置では、複数の位置セン
サを備えており、センサ出力モニタリング機能は個々の
センサの出力をモニタリングしている。そして、いずれ
か１つのセンサの不調が生じた場合に、不調であると判
断するように構成されている。動圧溝で構成される動圧
軸受は、その溝で発生する圧力によって非接触を維持す
る方式である。しかし、圧力を発生するには一定回転数
以上でインペラが回転する必要があり、そのためには、
インペラとロータ間のカップリングが正常でなければな
らない。磁気軸受の制御系に故障が起きた場合、インペ
ラとロータのカップリングが正常ではなくなるので、再
カップリングをする必要がある。本発明の遠心式液体ポ
ンプ装置では、インペラ回転数（ロータ回転数）１００
０〜３０００ｒｐｍにおいて、動圧溝による安定なイン
ペラ非接触回転が可能な構造となっている。
【００２２】不調検出後に作動するインペラ再カップリ
ング試行機能について説明する。本発明の遠心式液体ポ
ンプ装置では、不調検出機能により不調を検知すると、
電磁石４１によるインペラの吸引を停止する。このた
め、インペラ２１はロータ３１側に吸引され、ハウジン
グ内面に接触しようとする。そして、モータ３４の回転
数を徐々に（例えば、連続的もしくは段階的に）低下さ
せることにより、ロータ３１に設けられた磁石とインペ
ラ２１の磁性体との磁気カップリングが達成しやすい状
態とし、インペラ２１とロータ３１との磁気的結合を試
行させる。さらに、インペラ再カップリング試行機能
は、第１の低下度でのモータの回転数を連続的に所定回
転数まで低下させる第１の回転数低下ステップと、この
第１の回転数低下ステップにおいてインペラ再カップリ
ングが検知されない場合には、第１の低下度より低下度
の少ない第２の低下度によりモータの回転数を連続的に
低下させる第２の回転数低下ステップとを行うものであ
ることが好ましい。そして、再カップリング検知機能
は、インペラ再カップリングをモータ電流モニタリング
機能によるモータ電流を用いて検知する。具体的には、
インペラ２１とロータ３１との再カップリングが達成さ
れると、モータの負荷が増加しこのためモータ電流が上
昇する。このモータ電流の増加により検知することがで
きる。より具体的には、再カップリング検知機能は、モ
ータ所定回転数におけるモータ電流が所定値以上である
場合に再カップリングと判断するものである。この場
合、制御部５１は、モータ所定回転数におけるモータ電
流値を記憶しそれ以上の場合に再カップリングと判断す
る。なお、制御部５１は、複数のモータ所定回転数にお
けるモータ電流値を記憶し、各回転数における電流値以
上の場合に再カップリングと判断するものであってもよ
い。さらに、制御部５１は、モータ回転数とモータ電流
値の関係式を記憶し、その関係式を満たす場合に再カッ
プリングと判断するものであってもよい。
ング試行機能について説明する。本発明の遠心式液体ポ
ンプ装置では、不調検出機能により不調を検知すると、
電磁石４１によるインペラの吸引を停止する。このた
め、インペラ２１はロータ３１側に吸引され、ハウジン
グ内面に接触しようとする。そして、モータ３４の回転
数を徐々に（例えば、連続的もしくは段階的に）低下さ
せることにより、ロータ３１に設けられた磁石とインペ
ラ２１の磁性体との磁気カップリングが達成しやすい状
態とし、インペラ２１とロータ３１との磁気的結合を試
行させる。さらに、インペラ再カップリング試行機能
は、第１の低下度でのモータの回転数を連続的に所定回
転数まで低下させる第１の回転数低下ステップと、この
第１の回転数低下ステップにおいてインペラ再カップリ
ングが検知されない場合には、第１の低下度より低下度
の少ない第２の低下度によりモータの回転数を連続的に
低下させる第２の回転数低下ステップとを行うものであ
ることが好ましい。そして、再カップリング検知機能
は、インペラ再カップリングをモータ電流モニタリング
機能によるモータ電流を用いて検知する。具体的には、
インペラ２１とロータ３１との再カップリングが達成さ
れると、モータの負荷が増加しこのためモータ電流が上
昇する。このモータ電流の増加により検知することがで
きる。より具体的には、再カップリング検知機能は、モ
ータ所定回転数におけるモータ電流が所定値以上である
場合に再カップリングと判断するものである。この場
合、制御部５１は、モータ所定回転数におけるモータ電
流値を記憶しそれ以上の場合に再カップリングと判断す
る。なお、制御部５１は、複数のモータ所定回転数にお
けるモータ電流値を記憶し、各回転数における電流値以
上の場合に再カップリングと判断するものであってもよ
い。さらに、制御部５１は、モータ回転数とモータ電流
値の関係式を記憶し、その関係式を満たす場合に再カッ
プリングと判断するものであってもよい。
【００２３】そして、本発明の遠心式液体ポンプ装置
は、上記の再カップリング検知後に作動するモータ回転
数制御機能を備えている。この再カップリング検知後用
のモータ回転数制御機能では、モータ回転数を所定値
（少なくとも、動圧溝による実質的に非接触回転を可能
とするまで回転数）まで上昇させる。特に、好ましく
は、遠心式液体ポンプ装置は、不調検出機能による不調
検出時もしくはその付近でのモータ回転数を記憶するモ
ータ回転数記憶機能を備え、上記のモータ回転数制御機
能によるモータ回転数の上昇は、このモータ回転数記憶
機能が記憶する回転数まで上昇させるものであることが
好ましい。さらに、遠心式液体ポンプ装置の非常用イン
ペラ回転機能としては、不調検出機能によりセンサ４２
もしくは電磁石４１の不調を検知すると、任意のタイミ
ングで、電磁石４１による吸引を強めインペラ２１をロ
ータ側と反対のハウジング面に接触させた状態にてロー
タを回転させる機能を備えていることが好ましい。この
機能を備えることにより、インペラがロータ側に張り付
いた状態となっていた場合に、その状態を解除すること
が可能となり、動圧溝を利用したインペラの回転への移
行を良好なものとすることができる。
は、上記の再カップリング検知後に作動するモータ回転
数制御機能を備えている。この再カップリング検知後用
のモータ回転数制御機能では、モータ回転数を所定値
（少なくとも、動圧溝による実質的に非接触回転を可能
とするまで回転数）まで上昇させる。特に、好ましく
は、遠心式液体ポンプ装置は、不調検出機能による不調
検出時もしくはその付近でのモータ回転数を記憶するモ
ータ回転数記憶機能を備え、上記のモータ回転数制御機
能によるモータ回転数の上昇は、このモータ回転数記憶
機能が記憶する回転数まで上昇させるものであることが
好ましい。さらに、遠心式液体ポンプ装置の非常用イン
ペラ回転機能としては、不調検出機能によりセンサ４２
もしくは電磁石４１の不調を検知すると、任意のタイミ
ングで、電磁石４１による吸引を強めインペラ２１をロ
ータ側と反対のハウジング面に接触させた状態にてロー
タを回転させる機能を備えていることが好ましい。この
機能を備えることにより、インペラがロータ側に張り付
いた状態となっていた場合に、その状態を解除すること
が可能となり、動圧溝を利用したインペラの回転への移
行を良好なものとすることができる。
【００２４】さらに、遠心式液体ポンプ装置としては、
インペラ再カップリング後の動圧軸受による浮上時に、
モータ回転数制御機能によるモータ回転中において機能
するカップリング離脱判断機能を備えることが好まし
い。カップリング離脱判断機能は、例えば、所定時間中
にモータ回転数が所定値より大きくかつモータ電流が所
定値より小さいことにより判断することができる。具体
的には、所定のモータ回転数（例えば、１０００ｒｐ
ｍ）におけるモータ電流値（例えば、０．１２Ａ）を記
憶しており、実際のモータ回転状態が、上記の回転数よ
り大きいにも関わらずモータ電流が上記のモータ電流値
より小さい場合に、インペラとロータのカップリング離
脱と判断する。
インペラ再カップリング後の動圧軸受による浮上時に、
モータ回転数制御機能によるモータ回転中において機能
するカップリング離脱判断機能を備えることが好まし
い。カップリング離脱判断機能は、例えば、所定時間中
にモータ回転数が所定値より大きくかつモータ電流が所
定値より小さいことにより判断することができる。具体
的には、所定のモータ回転数（例えば、１０００ｒｐ
ｍ）におけるモータ電流値（例えば、０．１２Ａ）を記
憶しており、実際のモータ回転状態が、上記の回転数よ
り大きいにも関わらずモータ電流が上記のモータ電流値
より小さい場合に、インペラとロータのカップリング離
脱と判断する。
【００２５】そして、遠心式液体ポンプ装置は、このカ
ップリング離脱判断機能によりカップリング離脱が検知
するとモータの回転を停止させるものであることが好ま
しい。さらに、遠心式液体ポンプ装置としては、上記の
インペラ再カップリング機能によりインペラが再カップ
リングしない場合もしくは一度インペラ再カップリング
後にカップリング離脱をした場合に機能する第２の非常
用インペラ回転機能を備えることが好ましい。第２の非
常用インペラ回転機能としては、電磁石４１による吸引
を強めインペラ２１をロータ側と反対のハウジング面に
接触させた状態にてロータを回転させた後、電磁石４１
によるインペラ２１の吸引を停止し、モータの回転数を
徐々に（連続的もしくは段階的に）低下させることによ
りインペラのロータへの磁気的結合を試行する第２のイ
ンペラ再カップリング試行機能と、再カップリング検知
機能による再カップリングの検知後に、モータ回転数制
御機能によりモータ回転数を所定値まで（好ましくは、
徐々に）上昇させるものである。第２のインペラ再カッ
プリング試行機能は、上述したインペラ再カップリング
試行機能と同じものが好適である。モータ回転数制御機
能も上述したものと同じものが好適である。
ップリング離脱判断機能によりカップリング離脱が検知
するとモータの回転を停止させるものであることが好ま
しい。さらに、遠心式液体ポンプ装置としては、上記の
インペラ再カップリング機能によりインペラが再カップ
リングしない場合もしくは一度インペラ再カップリング
後にカップリング離脱をした場合に機能する第２の非常
用インペラ回転機能を備えることが好ましい。第２の非
常用インペラ回転機能としては、電磁石４１による吸引
を強めインペラ２１をロータ側と反対のハウジング面に
接触させた状態にてロータを回転させた後、電磁石４１
によるインペラ２１の吸引を停止し、モータの回転数を
徐々に（連続的もしくは段階的に）低下させることによ
りインペラのロータへの磁気的結合を試行する第２のイ
ンペラ再カップリング試行機能と、再カップリング検知
機能による再カップリングの検知後に、モータ回転数制
御機能によりモータ回転数を所定値まで（好ましくは、
徐々に）上昇させるものである。第２のインペラ再カッ
プリング試行機能は、上述したインペラ再カップリング
試行機能と同じものが好適である。モータ回転数制御機
能も上述したものと同じものが好適である。
【００２６】次に、本発明の遠心式液体ポンプ装置の作
用を図７に示すタイミングチャートおよび図８、図９に
示すフローチャートを用いて説明する。磁気軸受ポンプ
は、例えば、１２００ｒｐｍ以上、具体的には、１４５
０ｒｐｍで正常回転している。磁気軸受の制御系のトラ
ブル発生（磁気軸受不調）、具体的には、図８のフロー
チャートに示すように、センサ断線もしくは電磁石断線
であると判断されると、非常用回転制御モードがスター
トする。そして、センサ断線もしくは電磁石断線である
との判断時のモータ回転数が記憶される。そして、電磁
石の作動を停止し、磁気軸受を中止する。そして、モー
タの回転数を所定の低下度（第１の低下度、例えば、５
０〜４００ｒｐｍ／ｓ、具体的には、２１７ｒｐｍ／
ｓ）にて低下させる。この状態が、インペラ再カップリ
ング試行ステップである。
用を図７に示すタイミングチャートおよび図８、図９に
示すフローチャートを用いて説明する。磁気軸受ポンプ
は、例えば、１２００ｒｐｍ以上、具体的には、１４５
０ｒｐｍで正常回転している。磁気軸受の制御系のトラ
ブル発生（磁気軸受不調）、具体的には、図８のフロー
チャートに示すように、センサ断線もしくは電磁石断線
であると判断されると、非常用回転制御モードがスター
トする。そして、センサ断線もしくは電磁石断線である
との判断時のモータ回転数が記憶される。そして、電磁
石の作動を停止し、磁気軸受を中止する。そして、モー
タの回転数を所定の低下度（第１の低下度、例えば、５
０〜４００ｒｐｍ／ｓ、具体的には、２１７ｒｐｍ／
ｓ）にて低下させる。この状態が、インペラ再カップリ
ング試行ステップである。
【００２７】そして、所定モータ回転数に到達した時点
においてモータ電流が所定値以上の場合、具体的には、
１０００ｒｐｍにおいてモータ電流が０．１２Ａ以上の
場合には、インペラ再カップリングと判断する。再カッ
プリングと判断されると、図８に示すように、モータ回
転数を所定の上昇度（第１の上昇度）、例えば、５０〜
４００ｒｐｍ／ｓ、具体的には、２１７ｒｐｍ／ｓにて
上昇させる。そして、モータ回転数上昇ステップ中に、
モータ回転数が所定値（第１の所定値）以上であってか
つモータ電流が所定値以下の状態が所定時間継続したか
どうか、具体的には、回転数が１３００ｒｐｍ以上でモ
ータ電流が０．２Ａ以下の状態が数秒間（例えば、４秒
間以上の場合）継続したかどうかの判断、つまり、再カ
ップリング離脱判断ステップを行い、そのような状態を
検知することなく、モータ回転数が、記憶する不調検出
時のモータ回転数に到達した場合には、モータ回転数の
上昇を終了し、そのモータ回転数を維持する。これによ
り、動圧軸受による非接触回転への移行を完了する。上
記のケースにおけるタイミングチャートが、図７に示す
破線の１０００ｒｐｍにて再カップリング発生した場合
である。
においてモータ電流が所定値以上の場合、具体的には、
１０００ｒｐｍにおいてモータ電流が０．１２Ａ以上の
場合には、インペラ再カップリングと判断する。再カッ
プリングと判断されると、図８に示すように、モータ回
転数を所定の上昇度（第１の上昇度）、例えば、５０〜
４００ｒｐｍ／ｓ、具体的には、２１７ｒｐｍ／ｓにて
上昇させる。そして、モータ回転数上昇ステップ中に、
モータ回転数が所定値（第１の所定値）以上であってか
つモータ電流が所定値以下の状態が所定時間継続したか
どうか、具体的には、回転数が１３００ｒｐｍ以上でモ
ータ電流が０．２Ａ以下の状態が数秒間（例えば、４秒
間以上の場合）継続したかどうかの判断、つまり、再カ
ップリング離脱判断ステップを行い、そのような状態を
検知することなく、モータ回転数が、記憶する不調検出
時のモータ回転数に到達した場合には、モータ回転数の
上昇を終了し、そのモータ回転数を維持する。これによ
り、動圧軸受による非接触回転への移行を完了する。上
記のケースにおけるタイミングチャートが、図７に示す
破線の１０００ｒｐｍにて再カップリング発生した場合
である。
【００２８】なお、再カップリング離脱判断ステップ時
に再カップリング離脱と判断されると、図８に示すよう
にモータ回転を停止する。そして、遠心式液体ポンプ装
置が、非常用回転制御モード２を備える場合には、モー
ド２に移行する。また、この実施例の遠心式液体ポンプ
装置では、インペラ再カップリング試行ステップは、上
記の第１の低下度による回転数低下中に上記の再カップ
リング条件を満たさなかった場合には、図９のに移行
し、さらに、モータ回転数の第１の低下度での低下を、
モータ回転数が所定値（第２の所定値）、例えば５００
〜１０００ｒｐｍ、具体的には、６４０ｒｐｍ以下とな
るまで継続する。そして、回転数が第２の所定値以下で
あることが検知されると、モータの回転数の低下度を第
１の低下度より小さい第２の低下度、例えば、５〜１０
０ｒｐｍ／ｓ、具体的には、１３．６ｒｐｍ／ｓに変更
し、回転数低下を継続する。この状態もインペラ再カッ
プリング試行ステップである。
に再カップリング離脱と判断されると、図８に示すよう
にモータ回転を停止する。そして、遠心式液体ポンプ装
置が、非常用回転制御モード２を備える場合には、モー
ド２に移行する。また、この実施例の遠心式液体ポンプ
装置では、インペラ再カップリング試行ステップは、上
記の第１の低下度による回転数低下中に上記の再カップ
リング条件を満たさなかった場合には、図９のに移行
し、さらに、モータ回転数の第１の低下度での低下を、
モータ回転数が所定値（第２の所定値）、例えば５００
〜１０００ｒｐｍ、具体的には、６４０ｒｐｍ以下とな
るまで継続する。そして、回転数が第２の所定値以下で
あることが検知されると、モータの回転数の低下度を第
１の低下度より小さい第２の低下度、例えば、５〜１０
０ｒｐｍ／ｓ、具体的には、１３．６ｒｐｍ／ｓに変更
し、回転数低下を継続する。この状態もインペラ再カッ
プリング試行ステップである。
【００２９】そして、この第２の低下度におけるインペ
ラ再カップリング試行ステップ中に、モータ電流が所定
の範囲内であることが検知された場合には、インペラ再
カップリングと判断する。例えば、モータ電流が０．１
２〜２．７２Ａの範囲内であることが検知された場合に
は、インペラ再カップリングと判断する。再カップリン
グと判断されると、図９に示すように、モータ回転数を
所定の上昇度（上記の上昇度より小さい第２の上昇
度）、例えば、５〜１００ｒｐｍ／ｓ、具体的には、２
７．２ｒｐｍ／ｓにて上昇させる。そして、モータ回転
数上昇ステップ中に、モータ回転数が所定値（第１の所
定値）以上であってかつモータ電流が所定値以下の状態
が所定時間継続したかどうか、具体的には、回転数が１
３００ｒｐｍ以上でモータ電流が０．２Ａ以下の状態が
数秒間（例えば、４秒間以上の場合）継続したかどうか
の判断、つまり、再カップリング離脱判断ステップを
し、そのような状態を検知することなく、モータ回転数
が、記憶する不調検出時のモータ回転数に到達した場合
には、モータ回転数の上昇を終了し、そのモータ回転数
を維持する。このケースが、図７に実線で示すタイミン
グチャートのケースに該当する。
ラ再カップリング試行ステップ中に、モータ電流が所定
の範囲内であることが検知された場合には、インペラ再
カップリングと判断する。例えば、モータ電流が０．１
２〜２．７２Ａの範囲内であることが検知された場合に
は、インペラ再カップリングと判断する。再カップリン
グと判断されると、図９に示すように、モータ回転数を
所定の上昇度（上記の上昇度より小さい第２の上昇
度）、例えば、５〜１００ｒｐｍ／ｓ、具体的には、２
７．２ｒｐｍ／ｓにて上昇させる。そして、モータ回転
数上昇ステップ中に、モータ回転数が所定値（第１の所
定値）以上であってかつモータ電流が所定値以下の状態
が所定時間継続したかどうか、具体的には、回転数が１
３００ｒｐｍ以上でモータ電流が０．２Ａ以下の状態が
数秒間（例えば、４秒間以上の場合）継続したかどうか
の判断、つまり、再カップリング離脱判断ステップを
し、そのような状態を検知することなく、モータ回転数
が、記憶する不調検出時のモータ回転数に到達した場合
には、モータ回転数の上昇を終了し、そのモータ回転数
を維持する。このケースが、図７に実線で示すタイミン
グチャートのケースに該当する。
【００３０】また、上記の第２の低下度におけるインペ
ラ再カップリング試行ステップは、そのステップ中に、
モータ回転数が所定値（第２の所定値）未満であってか
つモータ電流が所定値（第２の所定値）以上の状態が所
定時間継続したかどうか、具体的には、回転数が６４０
ｒｐｍ未満でモータ電流が２．７２Ａより大きい状態が
数秒間（例えば、４秒間以上の場合）継続したかどうか
の判断、つまり、インペラ張り付き判断を行い、そのよ
うな状態を検知するまで、モータ回転数の低下を継続さ
せるとともに、インペラ張り付きが判断された場合およ
び上記の再カップリング離脱が判断された場合には、図
９に示すようにモータ回転を停止する。そして、遠心式
液体ポンプ装置が、非常用回転制御モード２を備える場
合には、モード２に移行する。
ラ再カップリング試行ステップは、そのステップ中に、
モータ回転数が所定値（第２の所定値）未満であってか
つモータ電流が所定値（第２の所定値）以上の状態が所
定時間継続したかどうか、具体的には、回転数が６４０
ｒｐｍ未満でモータ電流が２．７２Ａより大きい状態が
数秒間（例えば、４秒間以上の場合）継続したかどうか
の判断、つまり、インペラ張り付き判断を行い、そのよ
うな状態を検知するまで、モータ回転数の低下を継続さ
せるとともに、インペラ張り付きが判断された場合およ
び上記の再カップリング離脱が判断された場合には、図
９に示すようにモータ回転を停止する。そして、遠心式
液体ポンプ装置が、非常用回転制御モード２を備える場
合には、モード２に移行する。
【００３１】次に、図１０に示す、非常用回転制御モー
ド２について説明する。非常用回転制御モード２に移行
すると、図１０に示すように、電磁石電流を上昇させ
て、インペラを電磁石側ハウジングの内面に接触（張り
付け）させる。言い換えれば、インペラ電磁石側強制張
付ステップを行う。電磁石のいずれか１つが故障した場
合であっても、残りの電磁石を用いてこのような状態を
形成することができる。そして、その状態にてモータを
所定回転数、例えば、４００〜８００ｒｐｍ、具体的に
は、６４０ｒｐｍにて回転させる。言い換えれば、イン
ペラ電磁石側強制張付状態回転ステップを行う。そし
て、電磁石の作動を停止し、モータの回転数を所定の低
下度（第１の低下度より小さい第３の低下度、例えば、
５〜１００ｒｐｍ／ｓ、具体的には、１３．６ｒｐｍ／
ｓ）にて低下させる。この状態が、モード２におけるイ
ンペラ再カップリング試行ステップである。
ド２について説明する。非常用回転制御モード２に移行
すると、図１０に示すように、電磁石電流を上昇させ
て、インペラを電磁石側ハウジングの内面に接触（張り
付け）させる。言い換えれば、インペラ電磁石側強制張
付ステップを行う。電磁石のいずれか１つが故障した場
合であっても、残りの電磁石を用いてこのような状態を
形成することができる。そして、その状態にてモータを
所定回転数、例えば、４００〜８００ｒｐｍ、具体的に
は、６４０ｒｐｍにて回転させる。言い換えれば、イン
ペラ電磁石側強制張付状態回転ステップを行う。そし
て、電磁石の作動を停止し、モータの回転数を所定の低
下度（第１の低下度より小さい第３の低下度、例えば、
５〜１００ｒｐｍ／ｓ、具体的には、１３．６ｒｐｍ／
ｓ）にて低下させる。この状態が、モード２におけるイ
ンペラ再カップリング試行ステップである。
【００３２】そして、この第３の低下度におけるインペ
ラ再カップリング試行ステップ中に、モータ電流が所定
の範囲内であることが検知された場合には、インペラ再
カップリングと判断する。例えば、モータ電流が０．１
２〜２．７２Ａの範囲内であることが検知された場合に
は、インペラ再カップリングと判断する。再カップリン
グと判断されると、図１０に示すように、モータ回転数
を所定の上昇度（上記の上昇度より小さい第２の上昇
度）、例えば、５〜１００ｒｐｍ／ｓ、具体的には、２
７．２ｒｐｍ／ｓにて上昇させる。そして、モータ回転
数上昇ステップ中に、モータ回転数が所定値（第１の所
定値）以上であってかつモータ電流が所定値以下の状態
が所定時間継続したかどうか、具体的には、回転数が１
３００ｒｐｍ以上でモータ電流が０．２Ａ以下の状態が
数秒間（例えば、４秒間以上の場合）継続したかどうか
の判断、つまり、再カップリング離脱判断ステップを
し、そのような状態を検知することなく、モータ回転数
が、記憶する不調検出時のモータ回転数に到達した場合
には、モータ回転数の上昇を終了し、そのモータ回転数
を維持する。
ラ再カップリング試行ステップ中に、モータ電流が所定
の範囲内であることが検知された場合には、インペラ再
カップリングと判断する。例えば、モータ電流が０．１
２〜２．７２Ａの範囲内であることが検知された場合に
は、インペラ再カップリングと判断する。再カップリン
グと判断されると、図１０に示すように、モータ回転数
を所定の上昇度（上記の上昇度より小さい第２の上昇
度）、例えば、５〜１００ｒｐｍ／ｓ、具体的には、２
７．２ｒｐｍ／ｓにて上昇させる。そして、モータ回転
数上昇ステップ中に、モータ回転数が所定値（第１の所
定値）以上であってかつモータ電流が所定値以下の状態
が所定時間継続したかどうか、具体的には、回転数が１
３００ｒｐｍ以上でモータ電流が０．２Ａ以下の状態が
数秒間（例えば、４秒間以上の場合）継続したかどうか
の判断、つまり、再カップリング離脱判断ステップを
し、そのような状態を検知することなく、モータ回転数
が、記憶する不調検出時のモータ回転数に到達した場合
には、モータ回転数の上昇を終了し、そのモータ回転数
を維持する。
【００３３】また、上記の第３の低下度におけるインペ
ラ再カップリング試行ステップは、そのステップ中に、
モータ回転数が所定値（第２の所定値）未満であってか
つモータ電流が所定値（第２の所定値）以上の状態が所
定時間継続したかどうか、具体的には、回転数が６４０
ｒｐｍ未満でモータ電流が２．７２Ａより大きい状態が
数秒間（例えば、４秒間以上の場合）継続したかどうか
の判断、つまり、インペラ張り付き判断を行い、そのよ
うな状態を検知するまで、モータ回転数の低下継続させ
るとともに、インペラ張り付きが判断された場合および
上記の再カップリング離脱が判断された場合には、図１
０に示すようにモータ回転を停止し、再度、モード２を
最初から行う。つまり、動圧軸受支持によるインペラ回
転が形成されるまで、上記の作業が繰り返して行われる
ように制御される。また、遠心式液体ポンプ装置におけ
る非常用インペラ回転機能としては、図１１に示すよう
なものでもよい。
ラ再カップリング試行ステップは、そのステップ中に、
モータ回転数が所定値（第２の所定値）未満であってか
つモータ電流が所定値（第２の所定値）以上の状態が所
定時間継続したかどうか、具体的には、回転数が６４０
ｒｐｍ未満でモータ電流が２．７２Ａより大きい状態が
数秒間（例えば、４秒間以上の場合）継続したかどうか
の判断、つまり、インペラ張り付き判断を行い、そのよ
うな状態を検知するまで、モータ回転数の低下継続させ
るとともに、インペラ張り付きが判断された場合および
上記の再カップリング離脱が判断された場合には、図１
０に示すようにモータ回転を停止し、再度、モード２を
最初から行う。つまり、動圧軸受支持によるインペラ回
転が形成されるまで、上記の作業が繰り返して行われる
ように制御される。また、遠心式液体ポンプ装置におけ
る非常用インペラ回転機能としては、図１１に示すよう
なものでもよい。
【００３４】磁気軸受ポンプは、例えば、１２００ｒｐ
ｍ以上、具体的には、１４５０ｒｐｍで正常回転してい
る。磁気軸受の制御系のトラブル発生（磁気軸受不
調）、具体的には、図１１のフローチャートに示すよう
に、センサ断線もしくは電磁石断線であると判断される
と、非常用回転制御モードがスタートする。そして、セ
ンサ断線もしくは電磁石断線であるとの判断時のモータ
回転数が記憶される。そして、図１１に示すように、電
磁石電流を増加させて、インペラを電磁石側ハウジング
の内面に接触（張り付け）させる。言い換えれば、イン
ペラ電磁石側強制張付ステップを行う。電磁石のいずれ
か１つが故障した場合であっても、残りの電磁石を用い
てこのような状態を形成することができる。そして、そ
の状態にてモータを所定回転数、例えば、４００〜８０
０ｒｐｍ、具体的には、６４０ｒｐｍにて回転させる。
言い換えれば、インペラ電磁石側強制張付状態回転ステ
ップを行う。
ｍ以上、具体的には、１４５０ｒｐｍで正常回転してい
る。磁気軸受の制御系のトラブル発生（磁気軸受不
調）、具体的には、図１１のフローチャートに示すよう
に、センサ断線もしくは電磁石断線であると判断される
と、非常用回転制御モードがスタートする。そして、セ
ンサ断線もしくは電磁石断線であるとの判断時のモータ
回転数が記憶される。そして、図１１に示すように、電
磁石電流を増加させて、インペラを電磁石側ハウジング
の内面に接触（張り付け）させる。言い換えれば、イン
ペラ電磁石側強制張付ステップを行う。電磁石のいずれ
か１つが故障した場合であっても、残りの電磁石を用い
てこのような状態を形成することができる。そして、そ
の状態にてモータを所定回転数、例えば、４００〜８０
０ｒｐｍ、具体的には、６４０ｒｐｍにて回転させる。
言い換えれば、インペラ電磁石側強制張付状態回転ステ
ップを行う。
【００３５】そして、電磁石の作動を停止し、モータの
回転数を所定の低下度（例えば、５〜１００ｒｐｍ／
ｓ、具体的には、１３．６ｒｐｍ／ｓ）にて低下させ
る。この状態がインペラ再カップリング試行ステップで
ある。そして、このインペラ再カップリング試行ステッ
プ中に、モータ電流が所定の範囲内であることが検知さ
れた場合には、インペラ再カップリングと判断する。例
えば、モータ電流が０．１２〜２．７２Ａの範囲内であ
ることが検知された場合には、インペラ再カップリング
と判断する。再カップリングと判断されると、図１１に
示すように、モータ回転数を所定の上昇度、例えば、５
〜１００ｒｐｍ／ｓ、具体的には、２７．２ｒｐｍ／ｓ
にて上昇させる。そして、モータ回転数上昇ステップ中
に、モータ回転数が所定値（第１の所定値）以上であっ
てかつモータ電流が所定値以下の状態が所定時間継続し
たかどうか、具体的には、回転数が１３００ｒｐｍ以上
でモータ電流が０．２Ａ以下の状態が数秒間（例えば、
４秒間以上の場合）継続したかどうかの判断、つまり、
再カップリング離脱判断ステップをし、そのような状態
を検知することなく、モータ回転数が、記憶する不調検
出時のモータ回転数に到達した場合には、モータ回転数
の上昇を終了し、そのモータ回転数を維持する。
回転数を所定の低下度（例えば、５〜１００ｒｐｍ／
ｓ、具体的には、１３．６ｒｐｍ／ｓ）にて低下させ
る。この状態がインペラ再カップリング試行ステップで
ある。そして、このインペラ再カップリング試行ステッ
プ中に、モータ電流が所定の範囲内であることが検知さ
れた場合には、インペラ再カップリングと判断する。例
えば、モータ電流が０．１２〜２．７２Ａの範囲内であ
ることが検知された場合には、インペラ再カップリング
と判断する。再カップリングと判断されると、図１１に
示すように、モータ回転数を所定の上昇度、例えば、５
〜１００ｒｐｍ／ｓ、具体的には、２７．２ｒｐｍ／ｓ
にて上昇させる。そして、モータ回転数上昇ステップ中
に、モータ回転数が所定値（第１の所定値）以上であっ
てかつモータ電流が所定値以下の状態が所定時間継続し
たかどうか、具体的には、回転数が１３００ｒｐｍ以上
でモータ電流が０．２Ａ以下の状態が数秒間（例えば、
４秒間以上の場合）継続したかどうかの判断、つまり、
再カップリング離脱判断ステップをし、そのような状態
を検知することなく、モータ回転数が、記憶する不調検
出時のモータ回転数に到達した場合には、モータ回転数
の上昇を終了し、そのモータ回転数を維持する。
【００３６】また、上記のインペラ再カップリング試行
ステップは、そのステップ中に、モータ回転数が所定値
（第２の所定値）未満であってかつモータ電流が所定値
（第２の所定値）以上の状態が所定時間継続したかどう
か、具体的には、回転数が６４０ｒｐｍ未満でモータ電
流が２．７２Ａより大きい状態が数秒間（例えば、４秒
間以上の場合）継続したかどうかの判断、つまり、イン
ペラ張り付き判断を行い、そのような状態を検知するま
で、モータ回転数の低下継続させるとともに、インペラ
張り付きが判断された場合および上記の再カップリング
離脱が判断された場合には、図１１に示すようにモータ
回転を停止する。そして、再度、電磁石電流の増加によ
るインペラ張り付けステップに移行し、動圧溝によるイ
ンペラ回転が実現されるまで、上記の作業が繰り返して
行われるように制御される。
ステップは、そのステップ中に、モータ回転数が所定値
（第２の所定値）未満であってかつモータ電流が所定値
（第２の所定値）以上の状態が所定時間継続したかどう
か、具体的には、回転数が６４０ｒｐｍ未満でモータ電
流が２．７２Ａより大きい状態が数秒間（例えば、４秒
間以上の場合）継続したかどうかの判断、つまり、イン
ペラ張り付き判断を行い、そのような状態を検知するま
で、モータ回転数の低下継続させるとともに、インペラ
張り付きが判断された場合および上記の再カップリング
離脱が判断された場合には、図１１に示すようにモータ
回転を停止する。そして、再度、電磁石電流の増加によ
るインペラ張り付けステップに移行し、動圧溝によるイ
ンペラ回転が実現されるまで、上記の作業が繰り返して
行われるように制御される。
【００３７】
【発明の効果】本発明の遠心式液体ポンプ装置は、液体
流入ポートと液体流出ポートとを有するハウジングと、
内部に第１の磁性体および第２の磁性体を備え、前記ハ
ウジング内で回転し、回転時の遠心力によって液体を送
液するインペラを有する遠心ポンプ部と、前記遠心ポン
プ部の前記インペラの第１の磁性体を吸引するための磁
石を備えるロータと、該ロータを回転させるモータを備
えるインペラ回転トルク発生部と、前記インペラの第２
の磁性体を吸引するための電磁石を備えるインペラ位置
制御部と、前記インペラの位置を検出するための位置セ
ンサと、前記ロータ側のハウジング内面もしくは前記イ
ンペラの前記ロータ側の面に設けられた動圧溝を備え、
前記ハウジングに対して磁気軸受によりインペラが非接
触状態にて回転する遠心ポンプ装置本体部と、該遠心ポ
ンプ装置本体部のための制御機構とを備える遠心式液体
ポンプ装置である。
流入ポートと液体流出ポートとを有するハウジングと、
内部に第１の磁性体および第２の磁性体を備え、前記ハ
ウジング内で回転し、回転時の遠心力によって液体を送
液するインペラを有する遠心ポンプ部と、前記遠心ポン
プ部の前記インペラの第１の磁性体を吸引するための磁
石を備えるロータと、該ロータを回転させるモータを備
えるインペラ回転トルク発生部と、前記インペラの第２
の磁性体を吸引するための電磁石を備えるインペラ位置
制御部と、前記インペラの位置を検出するための位置セ
ンサと、前記ロータ側のハウジング内面もしくは前記イ
ンペラの前記ロータ側の面に設けられた動圧溝を備え、
前記ハウジングに対して磁気軸受によりインペラが非接
触状態にて回転する遠心ポンプ装置本体部と、該遠心ポ
ンプ装置本体部のための制御機構とを備える遠心式液体
ポンプ装置である。
【００３８】そして、遠心式液体ポンプ装置が、位置セ
ンサ出力モニタリング機能と、モータ電流モニタリング
機能を備え、前記位置センサ出力モニタリング機能を用
いてセンサ不調を判断する不調検出機能とを備え、該不
調検出機能によりセンサ不調検知時に作動し、前記ハウ
ジングに対して前記動圧溝を利用して前記インペラを実
質的に非接触状態にて回転させる非常用インペラ回転機
能を備えるとともに、該非常用インペラ回転機能は、前
記不調検出機能による不調を検知すると、前記電磁石に
よるインペラの吸引を停止し、モータの回転数を徐々に
低下させることによりインペラとロータとの磁気的結合
を試行させるインペラ再カップリング試行機能と、イン
ペラ再カップリングを前記モータ電流モニタリング機能
によるモータ電流を用いて検知する再カップリング検知
機能と、該再カップリング検知機能による再カップリン
グの検知後に、モータ回転数を所定値まで上昇させるモ
ータ回転数制御機能を備えることにより、磁気軸受の制
御系の１つである位置センサにトラブルが生じた場合
に、磁気軸受によるインペラの回転形態を動圧溝が発生
する圧力を利用したインペラの回転に移行させることが
可能であり、液体の送液を維持することを可能とする。
ンサ出力モニタリング機能と、モータ電流モニタリング
機能を備え、前記位置センサ出力モニタリング機能を用
いてセンサ不調を判断する不調検出機能とを備え、該不
調検出機能によりセンサ不調検知時に作動し、前記ハウ
ジングに対して前記動圧溝を利用して前記インペラを実
質的に非接触状態にて回転させる非常用インペラ回転機
能を備えるとともに、該非常用インペラ回転機能は、前
記不調検出機能による不調を検知すると、前記電磁石に
よるインペラの吸引を停止し、モータの回転数を徐々に
低下させることによりインペラとロータとの磁気的結合
を試行させるインペラ再カップリング試行機能と、イン
ペラ再カップリングを前記モータ電流モニタリング機能
によるモータ電流を用いて検知する再カップリング検知
機能と、該再カップリング検知機能による再カップリン
グの検知後に、モータ回転数を所定値まで上昇させるモ
ータ回転数制御機能を備えることにより、磁気軸受の制
御系の１つである位置センサにトラブルが生じた場合
に、磁気軸受によるインペラの回転形態を動圧溝が発生
する圧力を利用したインペラの回転に移行させることが
可能であり、液体の送液を維持することを可能とする。
【００３９】また、遠心式液体ポンプ装置が、電磁石電
流モニタリング機能と、モータ電流モニタリング機能を
備え、前記電磁石電流モニタリング機能を用いて電磁石
不調を判断する不調検出機能とを備え、該不調検出機能
により電磁石の不調検知時に作動し、前記ハウジングに
対して前記動圧溝を利用して前記インペラを実質的に非
接触状態にて回転させる非常用インペラ回転機能を備え
るとともに、該非常用インペラ回転機能は、前記不調検
出機能による不調を検知すると、前記電磁石によるイン
ペラの吸引を停止し、モータの回転数を徐々に低下させ
ることによりインペラとロータとの磁気的結合を試行さ
せるインペラ再カップリング試行機能と、インペラ再カ
ップリングを前記モータ電流モニタリング機能によるモ
ータ電流を用いて検知する再カップリング検知機能と、
該再カップリング検知機能による再カップリングの検知
後に、モータ回転数を所定値まで上昇させるモータ回転
数制御機能を備えることにより、磁気軸受の制御系の１
つである電磁石にトラブルが生じた場合に、磁気軸受に
よるインペラの回転形態を動圧溝が発生する圧力を利用
したインペラの回転に移行させることが可能であり、液
体の送液を維持することを可能とする。
流モニタリング機能と、モータ電流モニタリング機能を
備え、前記電磁石電流モニタリング機能を用いて電磁石
不調を判断する不調検出機能とを備え、該不調検出機能
により電磁石の不調検知時に作動し、前記ハウジングに
対して前記動圧溝を利用して前記インペラを実質的に非
接触状態にて回転させる非常用インペラ回転機能を備え
るとともに、該非常用インペラ回転機能は、前記不調検
出機能による不調を検知すると、前記電磁石によるイン
ペラの吸引を停止し、モータの回転数を徐々に低下させ
ることによりインペラとロータとの磁気的結合を試行さ
せるインペラ再カップリング試行機能と、インペラ再カ
ップリングを前記モータ電流モニタリング機能によるモ
ータ電流を用いて検知する再カップリング検知機能と、
該再カップリング検知機能による再カップリングの検知
後に、モータ回転数を所定値まで上昇させるモータ回転
数制御機能を備えることにより、磁気軸受の制御系の１
つである電磁石にトラブルが生じた場合に、磁気軸受に
よるインペラの回転形態を動圧溝が発生する圧力を利用
したインペラの回転に移行させることが可能であり、液
体の送液を維持することを可能とする。
【００４０】また、遠心式液体ポンプ装置が、位置セン
サ出力モニタリング機能と、電磁石電流モニタリング機
能と、モータ電流モニタリング機能を備え、前記位置セ
ンサ出力モニタリング機能および前記電磁石電流モニタ
リング機能を用いてセンサ不調および電磁石不調を判断
する不調検出機能とを備え、該不調検出機能によりセン
サもしくは電磁石の不調検知時に作動し、前記ハウジン
グに対して前記動圧溝を利用して前記インペラを実質的
に非接触状態にて回転させる非常用インペラ回転機能を
備えるとともに、該非常用インペラ回転機能は、前記不
調検出機能による不調を検知すると、前記電磁石による
インペラの吸引を停止し、モータの回転数を徐々に低下
させることによりインペラとロータとの磁気的結合を試
行させるインペラ再カップリング試行機能と、インペラ
再カップリングを前記モータ電流モニタリング機能によ
るモータ電流を用いて検知する再カップリング検知機能
と、該再カップリング検知機能による再カップリングの
検知後に、モータ回転数を所定値まで上昇させるモータ
回転数制御機能を備えることにより、磁気軸受の制御系
の位置センサおよび電磁石にいずれかもしくは両者にト
ラブルが生じた場合に、磁気軸受によるインペラの回転
形態を動圧溝が発生する圧力を利用したインペラの回転
に移行させることが可能であり、液体の送液を維持する
ことを可能とする。
サ出力モニタリング機能と、電磁石電流モニタリング機
能と、モータ電流モニタリング機能を備え、前記位置セ
ンサ出力モニタリング機能および前記電磁石電流モニタ
リング機能を用いてセンサ不調および電磁石不調を判断
する不調検出機能とを備え、該不調検出機能によりセン
サもしくは電磁石の不調検知時に作動し、前記ハウジン
グに対して前記動圧溝を利用して前記インペラを実質的
に非接触状態にて回転させる非常用インペラ回転機能を
備えるとともに、該非常用インペラ回転機能は、前記不
調検出機能による不調を検知すると、前記電磁石による
インペラの吸引を停止し、モータの回転数を徐々に低下
させることによりインペラとロータとの磁気的結合を試
行させるインペラ再カップリング試行機能と、インペラ
再カップリングを前記モータ電流モニタリング機能によ
るモータ電流を用いて検知する再カップリング検知機能
と、該再カップリング検知機能による再カップリングの
検知後に、モータ回転数を所定値まで上昇させるモータ
回転数制御機能を備えることにより、磁気軸受の制御系
の位置センサおよび電磁石にいずれかもしくは両者にト
ラブルが生じた場合に、磁気軸受によるインペラの回転
形態を動圧溝が発生する圧力を利用したインペラの回転
に移行させることが可能であり、液体の送液を維持する
ことを可能とする。
【図１】図１は、本発明の遠心式液体ポンプ装置の実施
例のブロック図である。
例のブロック図である。
【図２】図２は、本発明の遠心式液体ポンプ装置に使用
される遠心式液体ポンプ装置本体部の一例の正面図であ
る。
される遠心式液体ポンプ装置本体部の一例の正面図であ
る。
【図３】図３は、図２に示した遠心式液体ポンプ装置本
体部の平面図である。
体部の平面図である。
【図４】図４は、図２に示した実施例の遠心式液体ポン
プ装置本体部の縦断面図である。
プ装置本体部の縦断面図である。
【図５】図５は、図２の遠心式液体ポンプ装置本体部の
Ａ−Ａ線断面図である。
Ａ−Ａ線断面図である。
【図６】図６は、図２の遠心式液体ポンプ装置本体部の
Ａ−Ａ線断面図よりインペラを取り外した状態を示す断
面図である。
Ａ−Ａ線断面図よりインペラを取り外した状態を示す断
面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施例の遠心式液体ポンプ
装置の作用を説明するためのタイミングチャートであ
る。
装置の作用を説明するためのタイミングチャートであ
る。
【図８】図８は、本発明の一実施例の遠心式液体ポンプ
装置の作用を説明するためのフローチャートである。
装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の一実施例の遠心式液体ポンプ
装置の作用を説明するためのフローチャートである。
装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の他の実施例の遠心式液体
ポンプ装置の作用を説明するためのフローチャートであ
る。
ポンプ装置の作用を説明するためのフローチャートであ
る。
【図１１】図１１は、本発明の他の実施例の遠心式液体
ポンプ装置の作用を説明するためのフローチャートであ
る。
ポンプ装置の作用を説明するためのフローチャートであ
る。
１ 遠心式液体ポンプ装置
２ 遠心式液体ポンプ部
３ インペラ回転トルク発生部
４ インペラ位置制御部
５ 遠心式液体ポンプ装置本体部
６ 制御機構
２１ インペラ
２５ 磁性体
３１ ロータ
３４ モータ
４１ 電磁石
─────────────────────────────────────────────────────
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 13/02 Ｆ０４Ｄ 13/02 Ｃ
15/00 １０１ 15/00 １０１Ｆ
15/02 15/02
29/00 29/00 Ｂ
29/42 29/42 Ｅ
(72)発明者 淺田 岳彦
神奈川県足柄上郡中井町井ノ口1500番地
テルモ株式会社内
Ｆターム(参考） 3H020 AA01 AA07 BA01 BA11 BA18
BA21 CA08 DA00 DA02 DA04
EA01 EA07
3H022 AA01 BA03 BA06 BA07 CA06
CA09 CA14 CA16 CA19 CA50
CA56 DA08 DA09 DA12 DA15
DA20
3H034 AA01 AA11 BB01 BB06 BB11
BB16 CC05 CC06 CC07 DD26
DD28 DD30 EE09 EE10 EE12
EE14 EE15
4C077 AA04 DD08 JJ08 JJ19 JJ27
KK30
Claims (13)
- 【請求項１】 液体流入ポートと液体流出ポートとを有
するハウジングと、内部に第１の磁性体および第２の磁
性体を備え、前記ハウジング内で回転し、回転時の遠心
力によって液体を送液するインペラを有する遠心ポンプ
部と、前記遠心ポンプ部の前記インペラの第１の磁性体
を吸引するための磁石を備えるロータと、該ロータを回
転させるモータを備えるインペラ回転トルク発生部と、
前記インペラの第２の磁性体を吸引するための電磁石を
備えるインペラ位置制御部と、前記インペラの位置を検
出するための位置センサと、前記ロータ側のハウジング
内面もしくは前記インペラの前記ロータ側の面に設けら
れた動圧溝を備え、前記ハウジングに対して磁気軸受に
よりインペラが非接触状態にて回転する遠心ポンプ装置
本体部と、該遠心ポンプ装置本体部のための制御機構と
を備える遠心式液体ポンプ装置であって、該遠心式液体
ポンプ装置は、位置センサ出力モニタリング機能と、モ
ータ電流モニタリング機能を備え、前記位置センサ出力
モニタリング機能を用いてセンサ不調を判断する不調検
出機能とを備え、該不調検出機能によりセンサ不調検知
時に作動し、前記ハウジングに対して前記動圧溝を利用
して前記インペラを実質的に非接触状態にて回転させる
非常用インペラ回転機能を備えるとともに、該非常用イ
ンペラ回転機能は、前記不調検出機能による不調を検知
すると、前記電磁石によるインペラの吸引を停止し、モ
ータの回転数を徐々に低下させることによりインペラと
ロータとの磁気的結合を試行させるインペラ再カップリ
ング試行機能と、インペラ再カップリングを前記モータ
電流モニタリング機能によるモータ電流を用いて検知す
る再カップリング検知機能と、該再カップリング検知機
能による再カップリングの検知後に、モータ回転数を所
定値まで上昇させるモータ回転数制御機能とを備えるこ
とを特徴とする遠心式液体ポンプ装置。 - 【請求項２】 液体流入ポートと液体流出ポートとを有
するハウジングと、内部に第１の磁性体および第２の磁
性体を備え、前記ハウジング内で回転し、回転時の遠心
力によって液体を送液するインペラを有する遠心ポンプ
部と、前記遠心ポンプ部の前記インペラの第１の磁性体
を吸引するための磁石を備えるロータと、該ロータを回
転させるモータを備えるインペラ回転トルク発生部と、
前記インペラの第２の磁性体を吸引するための電磁石を
備えるインペラ位置制御部と、前記インペラの位置を検
出するための位置センサと、前記ロータ側のハウジング
内面もしくは前記インペラの前記ロータ側の面に設けら
れた動圧溝を備え、前記ハウジングに対して磁気軸受に
よりインペラが非接触状態にて回転する遠心ポンプ装置
本体部と、該遠心ポンプ装置本体部のための制御機構と
を備える遠心式液体ポンプ装置であって、該遠心式液体
ポンプ装置は、電磁石電流モニタリング機能と、モータ
電流モニタリング機能を備え、前記電磁石電流モニタリ
ング機能を用いて電磁石不調を判断する不調検出機能と
を備え、該不調検出機能により電磁石の不調検知時に作
動し、前記ハウジングに対して前記動圧溝を利用して前
記インペラを実質的に非接触状態にて回転させる非常用
インペラ回転機能を備えるとともに、該非常用インペラ
回転機能は、前記不調検出機能による不調を検知する
と、前記電磁石によるインペラの吸引を停止し、モータ
の回転数を徐々に低下させることによりインペラとロー
タとの磁気的結合を試行させるインペラ再カップリング
試行機能と、インペラ再カップリングを前記モータ電流
モニタリング機能によるモータ電流を用いて検知する再
カップリング検知機能と、該再カップリング検知機能に
よる再カップリングの検知後に、モータ回転数を所定値
まで上昇させるモータ回転数制御機能とを備えることを
特徴とする遠心式液体ポンプ装置。 - 【請求項３】 液体流入ポートと液体流出ポートとを有
するハウジングと、内部に第１の磁性体および第２の磁
性体を備え、前記ハウジング内で回転し、回転時の遠心
力によって液体を送液するインペラを有する遠心ポンプ
部と、前記遠心ポンプ部の前記インペラの第１の磁性体
を吸引するための磁石を備えるロータと、該ロータを回
転させるモータを備えるインペラ回転トルク発生部と、
前記インペラの第２の磁性体を吸引するための電磁石を
備えるインペラ位置制御部と、前記インペラの位置を検
出するための位置センサと、前記ロータ側のハウジング
内面もしくは前記インペラの前記ロータ側の面に設けら
れた動圧溝を備え、前記ハウジングに対して磁気軸受に
よりインペラが非接触状態にて回転する遠心ポンプ装置
本体部と、該遠心ポンプ装置本体部のための制御機構と
を備える遠心式液体ポンプ装置であって、該遠心式液体
ポンプ装置は、位置センサ出力モニタリング機能と、電
磁石電流モニタリング機能と、モータ電流モニタリング
機能を備え、前記位置センサ出力モニタリング機能およ
び前記電磁石電流モニタリング機能を用いてセンサ不調
および電磁石不調を判断する不調検出機能とを備え、該
不調検出機能によりセンサもしくは電磁石の不調検知時
に作動し、前記ハウジングに対して前記動圧溝を利用し
て前記インペラを実質的に非接触状態にて回転させる非
常用インペラ回転機能を備えるとともに、該非常用イン
ペラ回転機能は、前記不調検出機能による不調を検知す
ると、前記電磁石によるインペラの吸引を停止し、モー
タの回転数を徐々に低下させることによりインペラとロ
ータとの磁気的結合を試行させるインペラ再カップリン
グ試行機能と、インペラ再カップリングを前記モータ電
流モニタリング機能によるモータ電流を用いて検知する
再カップリング検知機能と、該再カップリング検知機能
による再カップリングの検知後に、モータ回転数を所定
値まで上昇させるモータ回転数制御機能とを備えること
を特徴とする遠心式液体ポンプ装置。 - 【請求項４】 前記遠心式液体ポンプ装置は、前記セン
サのためのセンサ回路を備え、かつ、該センサ回路は、
断線発生時に通常レベルを超えた所定値の出力を生じる
機能を備え、前記不調検出機能は、前記センサ出力モニ
タリング機能による前記センサの出力値よりセンサ不調
を判断するものである請求項１または３に記載の遠心式
液体ポンプ装置。 - 【請求項５】 前記遠心式液体ポンプ装置は、前記電磁
石のための電磁石用回路を備え、かつ、該電磁石用回路
は、電磁石の断線発生時に通電停止となるものであり、
前記不調検出機能は、前記電磁石電流モニタリング機能
による電磁石電流の不通状態より電磁石不調を判断する
ものである請求項２または３に記載の遠心式液体ポンプ
装置。 - 【請求項６】 前記非常用インペラ回転機能は、前記不
調検出機能による不調を検知すると、前記電磁石による
吸引を停止する前に、電磁石による吸引を強めインペラ
をロータ側と反対のハウジング面に接触させた状態にて
ロータを回転させる機能を備えている請求項１ないし５
のいずれかに記載の遠心式液体ポンプ装置。 - 【請求項７】 前記遠心式液体ポンプ装置は、インペラ
再カップリング後に、前記モータ回転数制御機能による
モータ回転数中において機能するカップリング離脱判断
機能を備えている請求項１ないし６のいずれかに記載の
遠心式液体ポンプ装置。 - 【請求項８】 前記遠心式液体ポンプ装置は、前記カッ
プリング離脱判断機能によりカップリング離脱が検知す
るとモータの回転を停止させるものである請求項７に記
載の遠心式液体ポンプ装置。 - 【請求項９】 前記遠心式液体ポンプ装置は、前記イン
ペラ再カップリング機能によりインペラが再カップリン
グしない場合もしくは前記カップリング離脱機能により
カップリング離脱が検知された場合に機能する第２の非
常用インペラ回転機能を備え、該第２の非常用インペラ
回転機能は、電磁石による吸引を強めインペラをロータ
側と反対のハウジング面に接触させた状態にてロータを
回転させた後、前記電磁石によるインペラの吸引を停止
し、モータの回転数を徐々に低下させることによりイン
ペラのロータへの磁気的結合を試行する第２のインペラ
再カップリング試行機能と、前記再カップリング検知機
能による再カップリングの検知後に、前記モータ回転数
制御機能によりモータ回転数を所定値まで上昇させるも
のである請求項１ないし８のいずれかに記載の遠心式液
体ポンプ装置。 - 【請求項１０】 前記遠心式液体ポンプ装置は、前記不
調検出機能による不調検出時もしくはその付近でのモー
タ回転数を記憶するモータ回転数記憶機能を備え、前記
モータ回転数制御機能によるモータ回転数の上昇は、前
記モータ回転数記憶機能が記憶する回転数まで上昇させ
るものである請求項１ないし９のいずれかに記載の遠心
式液体ポンプ装置。 - 【請求項１１】 前記再カップリング検知機能は、モー
タ所定回転数におけるモータ電流が所定値以上である場
合に再カップリングしたものと判断するものである請求
項１ないし１０のいずれかに記載の遠心式液体ポンプ装
置。 - 【請求項１２】 前記インペラ再カップリング試行機能
は、第１の低下度でのモータの回転数を連続的に所定回
転数まで低下させる第１の回転数低下ステップと、該第
１の回転数低下ステップにおいてインペラ再カップリン
グが検知されない場合には、前記第１の低下度より低下
度の少ない第２の低下度によりモータの回転数を連続的
に低下させる第２の回転数低下ステップとを行うもので
ある請求項１ないし１１のいずれかに記載の遠心式液体
ポンプ装置。 - 【請求項１３】 前記第２の回転数低下ステップにおけ
る前記再カップリング検知機能は、モータ電流が所定範
囲となった場合に再カップリングしたものと判断するも
のである請求項１２に記載の遠心式液体ポンプ装置。
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|---|---|---|---|
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| DE60310778T DE60310778T2 (de) | 2002-01-09 | 2003-01-07 | Zentrifugalpumpe mit Störungskorrektur |
| US10/338,712 US6840735B2 (en) | 2002-01-09 | 2003-01-09 | Centrifugal fluid pump apparatus |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002002584A JP3996775B2 (ja) | 2002-01-09 | 2002-01-09 | 遠心式液体ポンプ装置 |
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|---|---|
| JP2003201992A true JP2003201992A (ja) | 2003-07-18 |
| JP3996775B2 JP3996775B2 (ja) | 2007-10-24 |
Family
ID=19190762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002002584A Expired - Fee Related JP3996775B2 (ja) | 2002-01-09 | 2002-01-09 | 遠心式液体ポンプ装置 |
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| Country | Link |
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| EP (1) | EP1327455B1 (ja) |
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| AT (1) | ATE350080T1 (ja) |
| DE (1) | DE60310778T2 (ja) |
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