JP2014114784A - Turbo blood pump and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インぺラの回転によって血液に遠心力を与えて駆出し流動させるターボ式血液ポンプに関し、特に、インぺラの構造の改良に関する。 The present invention relates to a turbo-type blood pump that causes a centrifugal force to be applied to the blood by the rotation of the impeller to cause it to flow, and more particularly to an improvement in the structure of the impeller.
血液ポンプは、人工心肺装置を用いた体外血液循環回路に不可欠である。血液ポンプの一種として、ターボ式血液ポンプが知られている。ターボ式血液ポンプは、ポンプ室内でインペラ(羽根車)を回転させて遠心力により、血液を送液するための差圧を発生させるように構成されている。 A blood pump is indispensable for an extracorporeal blood circulation circuit using a heart-lung machine. A turbo blood pump is known as a kind of blood pump. The turbo blood pump is configured to generate a differential pressure for feeding blood by centrifugal force by rotating an impeller (impeller) in a pump chamber.
ターボ式血液ポンプは、その動作原理の故に、血液ポンプの小型化、軽量化、低コスト化が可能である。また、ローラポンプ型の血液ポンプのようにチューブの損傷などがなく、血液ポンプの耐久性に優れているので、長時間の連続運転に好適に使用することができる。したがって、ターボ式血液ポンプは、人工心肺装置や開心術後の心補助装置の体外循環回路用の血液ポンプとして極めて有用である。 The turbo type blood pump can reduce the size, weight and cost of the blood pump because of its operating principle. Further, unlike the roller pump type blood pump, the tube is not damaged, and the blood pump is excellent in durability. Therefore, it can be suitably used for long-time continuous operation. Therefore, the turbo blood pump is extremely useful as a blood pump for an extracorporeal circulation circuit of a heart-lung machine or a heart assist device after open heart surgery.
例えば特許文献1に記載されているターボ式血液ポンプは、図10に示すような断面構造を有する。ハウジング1は、上半体1aと下半体1bとからなり、その内部に、血液を通過させ流動させるためのポンプ室2を形成している。ハウジング1には、ポンプ室2の上部に連通する入口ポート3と、ポンプ室2の側部に連通する出口ポート4が設けられ、ポンプ室2内にはインペラ5が配置されている。
For example, a turbo blood pump described in Patent Document 1 has a cross-sectional structure as shown in FIG. The housing 1 includes an
インペラ5は、6枚のベーン6と、ベーン6の少なくとも一部の内周端が結合した回転軸7と、各ベーン6の外周端が結合した環状連結部8と、環状連結部8の下部に装着されたインペラ下部材9を有する。ベーン6は回転軸7に対して傾斜しており、斜流ポンプが構成されている。インペラ下部材9は上方に開口した環状の凹部を有するので、環状連結部8とインペラ下部材9の間には、環状連結部8の周方向に沿って延びる環状空間が形成されている。その環状空間内に、6個の円柱状の従動磁石10が周方向に分散して保持されている。
The
ハウジング1の下半体1bの中央部には、底部壁を上方に突出させて形成された円筒形外周面を有する台座11が形成され、環状連結部8及びインペラ下部材9の内周面が包囲する円筒状の空間領域内に配置されている。台座11の上部中央に下部軸受け12が設けられ、入口ポート3の下端部に配置された上部軸受け13とともに、回転軸7を回転自在に支持している。
A pedestal 11 having a cylindrical outer peripheral surface formed by projecting the bottom wall upward is formed at the center of the
図11に、インペラ5を上方から見た斜視図を示す。6枚のベーン6(図10)は、主ベーン6aと、それより短い副ベーン6bを含み、それらが交互に配置されている。なお、主ベーン6aと副ベーン6bを一括して、ベーン6と記述する。主ベーン6aは、中心側端部が回転軸7に結合し、周縁側端部が環状連結部8に結合している。副ベーン6bは、中心側端部が自由端であり、周縁側端部のみが環状連結部8に結合している。インペラ5は更に、ベーン6の下部に設けられた封鎖部材14を有する。封鎖部材14は、ベーン6の下部の領域を、回転軸7の周囲の一部の開口部15(図10参照)を残して封鎖しており、それにより、下部軸受け12の近傍における血栓の形成を抑制することができる。
FIG. 11 shows a perspective view of the
図10に示すように、ハウジング1の下部には、ロータ16が配置されている。ロータ16は、駆動軸17に略円柱状の磁気結合部18が設けられた構造を有する。駆動軸17は、図示しない機構により回転自在に支持され、モータ等によって回転駆動される。ロータ16とハウジング1とは、図示しない要素により、相互の位置関係が一定に保持されている。磁気結合部18の上面部には、円柱状の駆動磁石19が周方向に6個配置され、従動磁石10との間の磁気結合を介して、ロータ16の回転がインペラ5に伝達される。
As shown in FIG. 10, a
インペラ5の断面構造について、図12〜図15を参照してより詳細に説明する。図12に示すように、インペラ5は、ベーン6と回転軸7と環状連結部8が一体になったインペラ上部材20と、環状連結部8の下部構造を形成するインペラ下部材9により構成される。上述のとおり、環状連結部8とインペラ下部材9の間に形成された環状空間21内に、従動磁石10が装着されている。なお、図12では、図11に示した主ベーン6aに沿った形状のみが示されている。
The cross-sectional structure of the
インペラ下部材9は、図14に明瞭に示されるように、外周壁9a、内周壁9b、及びその間の底面壁9cを有し、それにより、環状凹部を形成している。この外周壁9a及び内周壁9bの上端部と、環状連結部8の外周縁部及び内周縁部が互いに当接し嵌合することにより、環状空間21が形成される。また、当該嵌合箇所を含む領域に充填された接着剤22により、環状連結部8とインペラ下部材9が接合されている。
As clearly shown in FIG. 14, the impeller
インペラ5を組み立てる際には、従動磁石10を装着してインペラ上部材20とインペラ下部材9を嵌合させ、ウレタン樹脂等の接着剤により接合する。接合は、環状連結部8の内周縁部と外周縁部の双方で行う必要があるが、接合部の形状の複雑さのため超音波溶着が困難であり、接着剤による接合を採用せざるを得ない。接着剤による接合を容易にするため、インペラ上部材20及びインペラ下部材9は、図13〜図14を参照して以下に説明するような構造を有する。
When assembling the
図13はインペラ上部材20を下方から見た斜視図である。図14はインペラ下部材9を上方から見た斜視図である。但し、記載を簡略化して見易くするため、封鎖部材14が除去された状態で示されている。
FIG. 13 is a perspective view of the impeller
図13に示すように、環状連結部8の裏面には、その内周縁から所定の間隔dを隔てて、内側位置決め突起23が設けられている。内側位置決め突起23は、従動磁石10を装着するときに、その周面に対し環状連結部8の径方向における内側から当接して、位置決めするために用いられる。環状連結部8の外周縁には外周縁凸部24が設けられ、内周縁には内周縁凸部25が設けられている。また、環状連結部8の外周縁に沿って、所定幅の外周溝26が形成されている。
As shown in FIG. 13, an
図14に示すインペラ下部材9の底面壁9c上の環状凹部内には、外側位置決め突起27が設けられ、環状連結部8の内側位置決め突起23と協働して従動磁石10を位置決めする構造になっている。すなわち、外側位置決め突起27は従動磁石10の外周面に外側から当接し、環状連結部8の内側位置決め突起23との間に従動磁石10を挟んで位置決めする。
An
図15に、環状連結部8の要部の構造を、断面で詳細に示す。図15に示されるように、インペラ下部材9の外周壁9aの上縁部には外周縁凸部28が設けられ、内周壁9bの上縁部には内周縁凸部29が設けられている。環状連結部8の外周縁凸部24とインペラ下部材9の外周縁凸部28、及び環状連結部8の内周縁凸部25とインペラ下部材9の内周縁凸部29がそれぞれ係合することにより、環状連結部8とインペラ下部材9が互いに嵌合し、環状空間21を形成する。
In FIG. 15, the structure of the principal part of the cyclic |
上記構成のインペラ上部材20とインペラ下部材9を、従動磁石10を装着して接合する工程は、以下のように行われる。まず、図16に示すように、インペラ下部材9に対して、従動磁石10を外側位置決め突起27で位置決めして載置し、環状凹部内に、例えばウレタン樹脂等の接着剤22を充填する。次に、インペラ下部材9上にインペラ上部材20を嵌合させた後、インペラ上部材20とインペラ下部材9を上下倒置させて静置する。その状態で、接着剤22を固化させる。
The step of attaching the impeller
インペラ上部材20とインペラ下部材9を上下倒置させることにより、接着剤22が自重によりインペラ上部材20の側に移動する。このため、インペラ下部材9の外周壁9a及び内周壁9bと環状連結部8の嵌合箇所を含む領域が接着剤22中に埋没して、気密状態が確保される。
By causing the impeller
また、環状連結部8では、内側位置決め突起23が環状連結部8の内周縁から所定間隔dを隔てて設けられ、また、外周溝26が形成されていること、更に、インペラ下部材9に環状凹部が形成されていることにより、環状連結部8とインペラ下部材9の接合のための接着剤22の塗布代が十分に確保される。
In the annular connecting
しかし、特許文献1に記載されたターボ式血液ポンプは、その製造工程において、インペラ下部材9の全面に接着剤を塗布する工程が必要であり、塗布する作業に時間を要し、また、正確さが要求される。また、接着剤が必要な部分以外の箇所にはみ出した場合には接着剤を除去する作業が必要であるが、部材が小さく、あるいは形状が複雑であることにより、その除去作業も困難で熟練を要する。
However, the turbo blood pump described in Patent Document 1 requires a step of applying an adhesive to the entire surface of the
従って、特許文献1に開示された製造方法は、一度に多数個のインペラを組立てる工程に適用することを考慮した場合、接着工程が作業者の熟練度に左右されることに起因して、接着工程の機械化が困難である。 Therefore, when the manufacturing method disclosed in Patent Document 1 is applied to the process of assembling a large number of impellers at a time, the bonding process depends on the skill level of the operator. It is difficult to mechanize the process.
以上の問題を考慮して本発明は、インペラ上下部材の接合のための接着剤を、塗布工程に依らずに付与することが可能なインペラ構造を有し、煩雑さを回避して作業者の熟練度を要することなく作製可能なターボ式血液ポンプを提供することを目的とする。 In consideration of the above problems, the present invention has an impeller structure capable of applying an adhesive for joining the impeller upper and lower members without depending on the coating process, and avoids complications. An object of the present invention is to provide a turbo blood pump that can be manufactured without requiring skill.
本発明はまた、そのようなインペラ構造を適用して、煩雑さを回避した機械化が容易な工程により、良好な接合状態のインペラを作製することが可能なターボ式血液ポンプの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention also provides a method for manufacturing a turbo-type blood pump that can apply such an impeller structure to produce an impeller in a good bonded state by a process that is easy to mechanize while avoiding complexity. For the purpose.
本発明のターボ式血液ポンプは、ポンプ室を形成し、上部に入口ポート、側部に出口ポートが設けられたハウジングと、複数のベーン、前記各ベーンの外周端が結合した環状連結部、及び前記複数のベーンの少なくとも一部の内周端が結合した回転軸を有し、前記環状連結部の周方向に分散して複数個の従動磁石が配置されたインペラと、前記ハウジングの底部壁を上方に突出させて形成された円筒状外周面を有し、前記環状連結部の内周面が包囲する円筒状の空間領域内に配置された台座と、前記ハウジングの上部内面及び前記台座の上面部に各々設けられ、前記インペラの前記回転軸の上下端を支持する軸受けと、前記ハウジングの外側下部に配置され、周方向に分散配置させて複数個の駆動磁石が装着され、前記従動磁石と前記駆動磁石の間の磁気結合を介して前記インペラを回転駆動するロータとを備える。前記インペラは、前記ベーン、前記環状連結部、及び前記回転軸が一体になったインペラ上部材と、前記環状連結部の内周縁部及び外周縁部に下方から嵌合して環状空間を形成するインペラ下部材により構成され、前記環状連結部と前記インペラ下部材は、前記内周縁部及び前記外周縁部の嵌合箇所を含む領域に充填された接着剤により接合され、前記環状空間に前記従動磁石が装着されている。 The turbo blood pump of the present invention has a pump chamber, a housing provided with an inlet port at an upper portion and an outlet port at a side portion, a plurality of vanes, an annular connecting portion in which outer peripheral ends of the vanes are coupled, and An impeller having a rotation shaft coupled to inner peripheral ends of at least some of the plurality of vanes, a plurality of driven magnets being distributed in a circumferential direction of the annular coupling portion, and a bottom wall of the housing A pedestal having a cylindrical outer peripheral surface formed to protrude upward, and disposed in a cylindrical space region surrounded by an inner peripheral surface of the annular coupling portion; an upper inner surface of the housing; and an upper surface of the pedestal A plurality of driving magnets mounted on the outer periphery of the housing, distributed in the circumferential direction, and mounted on the driven magnet; The driving magnet And a rotor for rotating said impeller via a magnetic coupling between the. The impeller is fitted into the impeller upper member in which the vane, the annular connecting portion, and the rotating shaft are integrated, and the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the annular connecting portion from below to form an annular space. It is constituted by an impeller lower member, and the annular connecting portion and the impeller lower member are joined by an adhesive filled in a region including a fitting portion of the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion, and the driven space is moved to the annular space. A magnet is installed.
上記課題を解決するために、本発明のターボ式血液ポンプは、前記環状空間が、前記インペラの全周に亘って貫通した周方向流路を形成し、少なくとも前記インペラ下部材に複数の連通路開孔が設けられて、前記環状空間と外部空間とを連通させていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, in the turbo blood pump of the present invention, the annular space forms a circumferential flow path penetrating the entire circumference of the impeller, and at least a plurality of communication passages in the impeller lower member An opening is provided, and the annular space communicates with the external space.
本発明のターボ式血液ポンプの製造方法は、上記構成のターボ式血液ポンプを製造する方法であって、前記環状空間内に前記従動磁石を装着して、前記インペラ上部材と前記インペラ下部材を接合するインペラ接合工程を有し、前記インペラ接合工程では、前記従動磁石を前記インペラ上部材または前記インペラ下部材に位置決めして配置した後、前記環状連結部の前記内周縁部及び前記外周縁部に対して前記インペラ下部材の上端部を嵌合させた状態とし、一部の前記連通路開孔を開放し、他の前記連通路開孔から前記接着剤を前記環状空間内に充填して硬化させることを特徴とする。 A method for manufacturing a turbo blood pump according to the present invention is a method for manufacturing a turbo blood pump having the above-described configuration, wherein the driven magnet is mounted in the annular space, and the impeller upper member and the impeller lower member are connected to each other. An impeller joining step for joining, and in the impeller joining step, the driven magnet is positioned and arranged on the impeller upper member or the impeller lower member, and then the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion of the annular coupling portion The upper end portion of the impeller lower member is fitted to the opening, a part of the communication passage openings are opened, and the adhesive is filled into the annular space from the other communication passage openings. It is characterized by being cured.
上記構成のターボ式血液ポンプによれば、環状空間がインペラの全周に亘って貫通した周方向流路を形成し、環状空間と外部空間とを連通させる複数の連通路開孔が設けられているので、連通路開孔を通して環状空間の全域に亘って、接着剤を容易に充填することができる。従って、接着剤を塗布する工程に依ることなく、インペラ上下部材を嵌合させた状態で接着剤を注入する工程を採用することが可能である。これにより、容易に接着作業を行うことができ、作業者の熟練度に左右されず、一度に多数個のインペラを接着するための工程の機械化が容易となる。 According to the turbo blood pump of the above configuration, the annular space forms a circumferential flow path penetrating the entire circumference of the impeller, and a plurality of communication passage openings are provided to communicate the annular space with the external space. Therefore, the adhesive can be easily filled over the entire annular space through the communication passage opening. Therefore, it is possible to employ a process of injecting the adhesive with the impeller upper and lower members fitted together without depending on the process of applying the adhesive. As a result, the bonding operation can be easily performed, and the mechanization of a process for bonding a large number of impellers at a time is facilitated regardless of the skill level of the operator.
また、上記構成のターボ式血液ポンプの製造方法によれば、インペラ下部材と環状連結部を互いに嵌合させた状態として、一部の連通路開孔を開放し、他の連通路開孔から接着剤を環状空間内に充填することにより、開放されている連通路開孔から空気が排出される。これにより、接着剤の充填を、十分に均一な状態で極めて効率的に行うことができ、一度に多数個のインペラを接着するための工程の機械化が容易となる。また、接着剤の充填過程において、開放された側の連通路開孔からの接着剤の漏出を観察することにより、環状空間内への接着剤の充填が完了したことを、容易に視認することができる。これにより、接着状態を確認するための煩雑さが解消される。 Further, according to the turbo blood pump manufacturing method having the above-described configuration, with the impeller lower member and the annular coupling portion fitted to each other, some communication passage openings are opened, and other communication passage openings are opened. By filling the annular space with the adhesive, air is discharged from the open communication passage opening. Thereby, the filling of the adhesive can be performed extremely efficiently in a sufficiently uniform state, and the mechanization of a process for bonding a large number of impellers at a time becomes easy. In addition, in the filling process of the adhesive, it is easy to visually confirm that the filling of the adhesive into the annular space has been completed by observing the leakage of the adhesive from the open communication passage opening on the opened side. Can do. Thereby, the trouble for confirming an adhesion state is eliminated.
本発明のターボ式血液ポンプは、上記構成において、前記連通路開孔は一対設けられ、前記インペラの中心に対して径方向における互いに対称となる位置に配置されている構成とすることができる。それにより、最も簡潔な構造でありながら、環状連結部とインペラ下部材の嵌合箇所への接着剤の充填を、最も効率的かつ均一に行うことが可能である。 The turbo blood pump of the present invention may be configured such that, in the above-described configuration, a pair of the communication passage openings are provided and are arranged at positions that are symmetrical with each other in the radial direction with respect to the center of the impeller. Thereby, it is possible to perform the most efficient and uniform filling of the adhesive into the fitting portion between the annular connecting portion and the impeller lower member, while having the simplest structure.
本発明のターボ式血液ポンプの製造方法は、上記構成において、一対の前記連通路開孔を、前記インペラの中心に対して径方向における互いに対称となる位置に設け、前記インペラ接合工程では、前記一対の連通路開孔のうちの一方を開放し、他方の前記連通路開孔から前記接着剤を充填する構成とすることができる。これにより、環状連結部とインペラ下部材の嵌合箇所への接着剤の充填を、最も効率的かつ均一に行うことが可能である。 The turbo blood pump manufacturing method of the present invention is the above-described configuration, wherein the pair of communication passage openings are provided at positions that are symmetrical to each other in the radial direction with respect to the center of the impeller, and in the impeller joining step, One of the pair of communication passage openings can be opened, and the adhesive can be filled from the other communication passage opening. Thereby, it is possible to perform the most efficient and uniform filling of the adhesive into the fitting portion between the annular connecting portion and the lower impeller member.
また、前記環状連結部と前記インペラ下部材の少なくとも一方に保持され、前記連通路開孔と連通した内腔を有する注入管部を備え、前記インペラ接合工程では、前記注入管部を介して前記接着剤を充填し、前記接着剤の硬化後に前記注入管部を除去することができる。注入管部を設けておくことにより、接着剤を充填するための専用の治具が不要で、連通路開孔に対する接着剤の充填用のノズルとの位置合わせが容易となり、効率的な生産が容易で、大量生産に好適となる。 In addition, an injection tube portion that is held by at least one of the annular connecting portion and the impeller lower member and has a lumen that communicates with the communication passage opening, and in the impeller joining step, the injection tube portion via the injection tube portion, It is possible to fill the adhesive and remove the injection tube portion after the adhesive is cured. By providing an injection tube, a dedicated jig for filling the adhesive is not required, and positioning with the nozzle for filling the adhesive with respect to the opening of the communication passage is easy, and efficient production is achieved. It is easy and suitable for mass production.
また、前記注入管部の外端を前記インペラの外周縁よりも外方に延出させて設けることができる。これにより、接着剤を充填したときに、環状空間内で気泡が発生し難くなり、接着の確実性を高めることができる。 Further, the outer end of the injection tube portion can be provided to extend outward from the outer peripheral edge of the impeller. Thereby, when it fills with an adhesive agent, it becomes difficult to generate | occur | produce a bubble in cyclic | annular space, and it can improve the reliability of adhesion | attachment.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施の形態1>
本発明の実施の形態1におけるターボ式血液ポンプについて、図1〜図3を参照して説明する。但し、ターボ式血液ポンプの全体の構造は、基本的には、図10〜図15に示した従来例のものと同様である。また、本実施の形態は、インペラの構造及びその製造工程に特徴を有し、他の要素は上述の従来例と同様である。従って、以下の説明では、インペラについてのみ記述し、図1はインペラ5Aの平面図、図2は同インペラ5Aの正面図、図3は、図1におけるA−A線に沿った断面図である。また、図10〜図15に示した要素と同様の要素については、同一の参照符号を付して、説明の繰り返しを省略する。
<Embodiment 1>
A turbo blood pump according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. However, the overall structure of the turbo blood pump is basically the same as that of the conventional example shown in FIGS. The present embodiment is characterized by the structure of the impeller and the manufacturing process thereof, and other elements are the same as those of the above-described conventional example. Accordingly, in the following description, only the impeller will be described, FIG. 1 is a plan view of the
図1〜図3に示すように、インペラ5Aは、ベーン6、環状連結部30、及び回転軸7が一体になったインペラ上部材20と、環状連結部30の内外周縁部に下方から嵌合して環状空間21を形成するインペラ下部材31により構成される。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
インペラ下部材31は、図3に示すように、外周壁31a、内周壁31b、及びその間の底面壁31cを有し、それにより、環状凹部を形成している。外周壁31a及び内周壁31bの上端部と、環状連結部30の外周縁部及び内周縁部が互いに当接し嵌合することにより、環状空間21が形成される。環状空間21は、環状連結部30の全周に亘って貫通した周方向流路、すなわち、接着剤の全周に亘る流動を可能とする流路を形成している。そして、環状連結部30とインペラ下部材31は、相互の嵌合箇所を含む領域に充填された接着剤22により接合されている。
As shown in FIG. 3, the
環状連結部30の外周縁とインペラ下部材31の外周壁31aに跨る開口を形成して、一対の連通路開孔32、33が設けられ、環状空間21を外部空間と連通させている。図1に示すように、一対の連通路開孔32、33は、インペラ5Aの中心に対して径方向における互いに対称となる位置に配置されている。図2、図3では、連通路開孔32、33は、環状連結部30とインペラ下部材31の双方に跨って形成されているが、少なくともインペラ下部材31に形成されていればよい。また、連通路開孔は一対に限らず、より多数個設けてもよい。
An opening spanning the outer peripheral edge of the annular connecting
連通路開孔32、33を用いて環状空間21内に接着剤22が充填されている(図3参照)。なお、接着剤22は、実際には連通路開孔32、33の部分にも充填されるが、連通路開孔32、33の図示を明瞭にするために、図3では当該箇所の接着剤22は図示が省略されている。図15に示した状態と同様、環状連結部30とインペラ下部材31は、嵌合箇所に充填された接着剤22により接合されている。嵌合箇所とは、図15において、外周縁凸部24と外周縁凸部28、及び内周縁凸部25と内周縁凸部29が互いに嵌合している箇所を意味する。
The adhesive 22 is filled in the
上記構成のインペラ5Aを組立てるためのインペラ接合工程について、図4を参照して説明する。当該工程により、環状空間21内に従動磁石10を装着して(図4には図示されない)、インペラ上部材20とインペラ下部材31を接合する。
An impeller joining process for assembling the
まず、図16に示した従来例と同様、従動磁石10をインペラ下部材31に対して位置決めする。次に、従来例とは異なり、接着剤22を充填することなく、インペラ下部材31上にインペラ上部材20を嵌合させる。そして、図4に示すように、インペラ上部材20とインペラ下部材31を上下倒置させて保持する。あるいは、従動磁石10をインペラ下部材31ではなく、インペラ上部材20に対して位置決めする構成とすることもできる。その場合は、インペラ上部材20を、図4に示すように上下倒置させて保持し、従動磁石10を位置決めして載置する。位置決めは、図13に示した内側位置決め突起23に当接させることによって行うことができる。次に、インペラ上部材20上にインペラ下部材31を嵌合させる。
First, the driven
図4に示す状態で、連通路開孔32、33にノズル34の先端を装着し、連通路開孔32、33の一方に挿入したノズル34からウレタン樹脂等の接着剤22を注入する。その際、他方のノズル34は開放しておく。注入された接着剤22は、環状空間21を二方に分かれて連通路開孔32、33の他方に向かって流動する。接着剤22の注入に伴い、開放されている他方のノズル34から空気が排出されて、環状空間21内への接着剤22の充填が容易に行われる。
In the state shown in FIG. 4, the tip of the
この過程において、空気が排出される側のノズル34からの接着剤22の漏出を観察することにより、環状空間21内への接着剤22の充填が完了したことを、容易に視認することができる。従って、接着状態を確認するための煩雑さが解消される。
In this process, by observing the leakage of the adhesive 22 from the
なお、空気が排出される側のノズル34は必ずしも必要ではない。但し、連通路開孔32または33から漏れ出る接着剤22が、インペラ5Aの外面に付着することを回避するために、ノズル34を配置しておくことは有効である。すなわち、余分な接着剤22はノズル34内に放出されて、連通路開孔32または33からのノズル34の離脱とともに除去される。従って、インペラ5Aの外面に付着した余分な接着剤22を除去する工程は不要である。
Note that the
以上のように接着剤22を充填した後、インペラ上部材20とインペラ下部材31を上下倒置させた状態で、接着剤22を硬化させる。これにより、環状連結部30とインペラ下部材31の内外周縁部の嵌合箇所を含む領域の、接着剤22による接合を、確実に行うことができる。
After filling the adhesive 22 as described above, the adhesive 22 is cured in a state where the impeller
但し、インペラ上部材20とインペラ下部材31を上下倒置させた状態にすることは、必須ではない。何故ならば、インペラ上部材20とインペラ下部材31を正立させた状態でも、環状連結部30とインペラ下部材31の内外周縁部の嵌合箇所を含む領域が、充填された接着剤22によって覆われる構造であれば、接合は確実に行われるからである。あるいは、接着剤22の充填量を十分に多くすることにより、正立させた状態でも接合を確実に行うことが可能である。
However, it is not essential that the impeller
図1に示したように、一対の連通路開孔32、33は、インペラ5Aの中心に対して径方向における互いに対称となる位置に配置されている。この配置により、連通路開孔32、33の一方から注入され、環状空間21を二手に分かれて流動する接着剤22は、最も効率的に環状空間21を流動して、連通路開孔32、33の他方に達することができる。この結果、環状連結部30とインペラ下部材31の内外周縁部の嵌合箇所を含む領域への接着剤22の充填を、十分に均一な状態とすることができる。
As shown in FIG. 1, the pair of
<実施の形態2>
本発明の実施の形態2におけるターボ式血液ポンプを構成するインペラ5Bの構造及びその製造方法について、図5〜図7を参照して説明する。本実施の形態は、実施の形態1における連通路開孔32、33の配置を変更したことを特徴とする。図5はインペラ5Bの断面図である。
<
The structure of
インペラ5Bは、ベーン6、環状連結部8、及び回転軸7が一体になったインペラ上部材20と、環状連結部8の内外周縁部に下方から嵌合して環状空間21を形成するインペラ下部材35により構成される。インペラ下部材35は、環状凹部を形成する外周壁35a、内周壁35b、及びその間の底面壁35cを有する。外周壁35a及び内周壁35bの上端部と、環状連結部8の外周縁部及び内周縁部が互いに当接し嵌合することにより、環状空間21が形成される。
The
本実施の形態では、インペラ下部材35の底面壁35cに一対の連通路開孔36、37が設けられ、環状空間21を外部空間と連通させている。実施の形態1と同様、一対の連通路開孔36、37は、インペラ5Bの中心に対して径方向における互いに対称となる位置に配置されている。図6に、インペラ下部材35の底面壁35cに連通路開孔36、37が設けられた状態を、斜視図で示す。
In the present embodiment, a pair of
上記構成のインペラ5Bを組立てるためのインペラ接合工程について、図7を参照して説明する。まず、インペラ上部材20を、図7に示すように上下倒置させて保持し、従動磁石10を位置決めして載置する。次に、インペラ上部材20上にインペラ下部材35を嵌合させる。この状態で、連通路開孔36、37に上方からノズル38の先端を装着し、一方のノズル38からウレタン樹脂等の接着剤22を注入する。その際、他方のノズル38は開放しておく。注入された接着剤22は、環状空間21を二手に分かれて、連通路開孔36、37の他方に向かって流動する。接着剤22の注入に伴い、開放されている他方のノズル38から空気が排出されて、環状空間21内への接着剤22の充填が容易に行われる。
An impeller joining process for assembling the
なお、本実施の形態の場合は、インペラ上部材20とインペラ下部材31を上下倒置させた状態にすることが、極めて望ましい。何故ならば、連通路開孔36、37がインペラ下部材35の底面壁35cに位置する構造であるため、接着剤充填の容易さ、あるいは環状空間21内の空気を排出するために有利だからである。
In the case of the present embodiment, it is extremely desirable that the impeller
空気が排出される側のノズル38からの接着剤22の漏出を観察することにより、環状空間21内への接着剤22の充填が完了したことを、容易に確認することができる。また、空気が排出される側のノズル38については、実施の形態1と同様である。
By observing the leakage of the adhesive 22 from the
<実施の形態3>
本発明の実施の形態3におけるターボ式血液ポンプの製造方法について、図8〜図9を参照して説明する。本実施の形態は、実施の形態1、2のインペラ5A、5Bと同様の構成を有するインペラを作製するための工程に特徴を有する。
<Embodiment 3>
A method for manufacturing a turbo blood pump according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is characterized by a process for manufacturing an impeller having the same configuration as the
図8は、本実施の形態の製造方法を実施するための、第1例のインペラ形成体5Cを示す断面図である。インペラ形成体5Cは、実施の形態1のインペラ5Aと同様、インペラ下部材39に連通路開孔32、33を有し、当該部分にそれぞれ、注入管部40が設けられた構造を有する。他の構造は、インペラ5Aと同様である。図では、注入管部40は、インペラ下部材39の外周壁39aに対して一体的に形成され、保持されており、連通路開孔32、33と連通した内腔を有する。なお、注入管部40を、環状連結部30の外周部に対して一体的に形成された構造とすることもできる。
FIG. 8 is a sectional view showing an
注入管部40は、図4に示したノズル34と同様の用途に用いられる。すなわち、インペラ接合工程では、図示を省略するが、まず、インペラ上部材20を上下倒置させて保持し、従動磁石10を位置決めして載置する。次に、インペラ上部材20上にインペラ下部材39を嵌合させる。
The
この状態で、一方の注入管部40からウレタン樹脂等の接着剤22を注入する。その際、他方の注入管部40は開放しておく。注入された接着剤22は、環状空間21を二手に分かれて、連通路開孔32、33の他方に向かって流動する。空気が排出される側の注入管部40からの接着剤22の漏出を観察することにより、環状空間21内への接着剤22の充填が完了して、接着剤22の充填を完了する。そして、接着剤22を硬化させた後、注入管部40を折り取り、あるいは切り取る等して除去する。
In this state, the adhesive 22 such as urethane resin is injected from one
また、注入管部40の外端部は、インペラ下部材39の外周面から外方に延出することになる。これにより、接着剤22を充填したときに、環状空間21内で気泡が発生し難くなり、接着の確実性を高めることができる。また、注入管部40を設けておくことにより、接着剤22を充填するための専用の治具が不要で、連通路開孔32、33に対する接着剤22の充填用のノズルとの位置合わせが容易となり、効率的な生産が容易で、大量生産に好適となる。
Further, the outer end portion of the
図9は、本実施の形態の製造方法を実施するための、第2例のインペラ形成体5Dを示す断面図である。インペラ形成体5Dは、実施の形態2のインペラ5Bと同様、インペラ下部材41に連通路開孔37、38を有し、当該部分にそれぞれ、注入管部42が設けられた構造を有する。他の構造は、インペラ5Bと同様である。図では、注入管部42は、インペラ下部材41の底面壁41cに対して一体的に形成され、保持されており、連通路開孔37、38と連通した内腔を有する。なお、注入管部42を、環状連結部8の外周部に対して一体的に形成された構造とすることもできる。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing an
注入管部42は、図7に示したノズル38と同様の用途に用いられる。すなわち、インペラ接合工程では、図示を省略するが、まず、インペラ上部材20を上下倒置させて保持し、従動磁石10を位置決めして載置する。次に、インペラ上部材20上にインペラ下部材41を嵌合させる。
The
この状態で、一方の注入管部42からウレタン樹脂等の接着剤22を注入する。その際、他方の注入管部42は開放しておく。注入された接着剤22は、環状空間21を二手に分かれて、連通路開孔37、38の他方に向かって流動する。空気が排出される側の注入管部42からの接着剤22の漏出を観察することにより、環状空間21内への接着剤22の充填が完了して、接着剤22の充填を完了する。そして、接着剤22を硬化させた後、注入管部42を折り取り、あるいは切り取る等して除去する。注入管部42を設けることにより、第1例のインペラ形成体5Cの場合と同様の効果を得ることができる。
In this state, the adhesive 22 such as urethane resin is injected from one
本発明のターボ式血液ポンプは、作業者の熟練度に左右されない簡潔な製造工程によりインペラを作製可能であり、人工心肺装置等における体外血液循環に用いる血液ポンプの製造コストの低減に有用である。 The turbo blood pump of the present invention can produce an impeller by a simple manufacturing process that does not depend on the skill level of an operator, and is useful for reducing the manufacturing cost of a blood pump used for extracorporeal blood circulation in an oxygenator or the like. .
1 ハウジング
2 ポンプ室
3 入口ポート
4 出口ポート
5、5A〜5D インペラ
6 ベーン
6a 主ベーン
6b 副ベーン
7 回転軸
8、30 環状連結部
9、31、35、39、41 インペラ下部材
9a、31a、35a、39a、41a 外周壁
9b、31b、35b、39b、41b 内周壁
9c、31c、35c、39c、41c 底面壁
10 従動磁石
11 台座
12 下部軸受け
13 上部軸受け
14 閉鎖部材
15 開口部
16 ロータ
17 駆動軸
18 磁気結合部
19 駆動磁石
20 インペラ上部材
21 環状空間
22 接着剤
23 内側位置決め突起
24、28 外周縁凸部
25、29 内周縁凸部
26 環状凹部
27 外側位置決め突起
32、33、36、37 連通路開孔
34、38 ノズル
40、42 注入管部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
複数のベーン、前記各ベーンの外周端が結合した環状連結部、及び前記複数のベーンの少なくとも一部の内周端が結合した回転軸を有し、前記環状連結部の周方向に分散して複数個の従動磁石が配置されたインペラと、
前記ハウジングの底部壁を上方に突出させて形成された円筒状外周面を有し、前記環状連結部の内周面が包囲する円筒状の空間領域内に配置された台座と、
前記ハウジングの上部内面及び前記台座の上面部に各々設けられ、前記インペラの前記回転軸の上下端を支持する軸受けと、
前記ハウジングの外側下部に配置され、周方向に分散配置させて複数個の駆動磁石が装着され、前記従動磁石と前記駆動磁石の間の磁気結合を介して前記インペラを回転駆動するロータとを備え、
前記インペラは、前記ベーン、前記環状連結部、及び前記回転軸が一体になったインペラ上部材と、前記環状連結部の内周縁部及び外周縁部に下方から嵌合して環状空間を形成するインペラ下部材により構成され、
前記環状連結部と前記インペラ下部材は、前記内周縁部及び前記外周縁部の嵌合箇所を含む領域に充填された接着剤により接合され、前記環状空間に前記従動磁石が装着されているターボ式血液ポンプにおいて、
前記環状空間が、前記インペラの全周に亘って貫通した周方向流路を形成し、
少なくとも前記インペラ下部材に複数の連通路開孔が設けられて、前記環状空間と外部空間とを連通させていることを特徴とするターボ式血液ポンプ。 A housing that forms a pump chamber and is provided with an inlet port at the top and an outlet port at the side;
A plurality of vanes, an annular connecting portion to which the outer peripheral ends of the vanes are coupled, and a rotating shaft to which at least some of the inner peripheral ends of the plurality of vanes are coupled, distributed in a circumferential direction of the annular connecting portions; An impeller on which a plurality of driven magnets are arranged;
A pedestal having a cylindrical outer peripheral surface formed by projecting the bottom wall of the housing upward, and disposed in a cylindrical space region surrounded by an inner peripheral surface of the annular coupling portion;
A bearing that is provided on each of the upper inner surface of the housing and the upper surface of the pedestal and supports upper and lower ends of the rotating shaft of the impeller;
A rotor disposed on the outer lower portion of the housing, having a plurality of drive magnets distributed in the circumferential direction, and rotating the impeller through magnetic coupling between the driven magnets and the drive magnets; ,
The impeller is fitted into the impeller upper member in which the vane, the annular connecting portion, and the rotating shaft are integrated, and the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the annular connecting portion from below to form an annular space. It is composed of an impeller lower member,
The annular connecting portion and the impeller lower member are joined by an adhesive filled in a region including a fitting portion of the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion, and the driven magnet is mounted in the annular space. In the blood pump
The annular space forms a circumferential flow path penetrating the entire circumference of the impeller,
A turbo blood pump, wherein a plurality of communication passage openings are provided in at least the impeller lower member, and the annular space and the external space are communicated with each other.
前記環状空間内に前記従動磁石を装着して、前記インペラ上部材と前記インペラ下部材を接合するインペラ接合工程を有し、前記インペラ接合工程では、
前記従動磁石を前記インペラ上部材または前記インペラ下部材に位置決めして配置した後、
前記環状連結部の前記内周縁部及び前記外周縁部に対して前記インペラ下部材の上端部を嵌合させた状態とし、
一部の前記連通路開孔を開放し、他の前記連通路開孔から前記接着剤を前記環状空間内に充填して硬化させることを特徴とするターボ式血液ポンプの製造方法。 A method for producing the turbo blood pump according to claim 1,
The impeller joining step of attaching the driven magnet in the annular space and joining the impeller upper member and the impeller lower member includes the impeller joining step,
After positioning and arranging the driven magnet on the impeller upper member or the impeller lower member,
The upper end of the impeller lower member is fitted to the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the annular coupling part,
A method for manufacturing a turbo blood pump, wherein some of the communication passage openings are opened, and the adhesive is filled into the annular space from the other communication passage openings and cured.
前記インペラ接合工程では、前記一対の連通路開孔のうちの一方を開放し、他方の前記連通路開孔から前記接着剤を充填する請求項3に記載のターボ式血液ポンプの製造方法。 A pair of communication passage openings are provided at positions symmetrical to each other in the radial direction with respect to the center of the impeller,
The method for manufacturing a turbo blood pump according to claim 3, wherein in the impeller joining step, one of the pair of communication passage openings is opened, and the adhesive is filled from the other communication passage opening.
前記インペラ接合工程では、前記注入管部を介して前記接着剤を充填し、
前記接着剤の硬化後に前記注入管部を除去する請求項3または4に記載のターボ式血液ポンプの製造方法。 An injection tube portion that is held by at least one of the annular connecting portion and the lower impeller member and has a lumen communicating with the communication passage opening;
In the impeller joining step, the adhesive is filled through the injection tube portion,
The method for manufacturing a turbo blood pump according to claim 3 or 4, wherein the injection tube portion is removed after the adhesive is cured.
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