JP3125196B2 - 耐圧防水シ−ル機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、線接触的な動圧効果を
利用したセラミックス動圧軸受を用いた耐圧防水シ−ル
機構に関する。

【０００２】

【従来技術】従来から、ボ−ルベアリング等の種々の軸
受が存在するものの、それら軸受は耐圧防水シ−ル機構
として機能するものはないばかりか、また耐圧防水シ−
ル機構として用いられたものは存在しなかった。

【０００３】しかしながら、ポンプ等の種々の装置で
は、耐圧防水シ−ル機構が必要になるケ−スが多々あ
る。

【０００４】モ−タを用いたポンプ、例えば、軸流形ス
クリュウモ−タポンプを体内に埋設した体内埋設形補助
人工心臓では、耐圧防水シ−ル機構が必要になる。

【０００５】まず、先に本発明者の一人が発明した特願
平２−５４９１０号に示す有用な体内埋設形補助人工心
臓は、学会で発表することで、注目に値するものとして
評価を受けたものがあるので、これについて説明する。

【０００６】まずこの体内埋設形補助人工心臓では、ラ
ジアルギャップタイプポンプ用モ−タと、これを用いた
軸流形スクリュウポンプを用いているが、以下にこれを
説明する。

【０００７】図２０乃至図２１は、体内埋設形補助人工
心臓１の一例を示すもので、図２０には人体の心臓Ａの
左心室Ｂに人工心臓１が埋設された状態を示す。尚、Ｃ
は心尖部、Ｄは左心房、Ｅは僧帽弁、Ｆは大動脈弁、Ｇ
は大動脈を示す。

【０００８】この人工心臓１は、心尖部リング２と、軸
流形スクリュウモ−タポンプ３とで構成する。

【０００９】上記心尖部リング２は、鍔部を有する短い
円筒形をなし、心臓Ａの心尖部Ｃを切開し、この心尖部
Ｃを貫通して人体に埋設する。

【００１０】軸流形スクリュウモ−タポンプ３は、軸流
形スクリュウポンプ４と、このポンプ４を駆動するラジ
アルギャップタイプポンプ用モ−タ５とで構成する。

【００１１】軸流形スクリュウポンプ４の先端部は、径
が小さい先端部ノズル７に形成し、該先端部ノズル７を
大動脈弁Ｆの中心部を貫通して大動脈Ｇ内に挿入する。

【００１２】軸流形スクリュウポンプ４は、心尖部リン
グ２を貫通して左心室Ｂ内に挿入し、ポンプ用モ−タ５
は、心臓Ａの外部に位置して体内に埋設する。

【００１３】軸流形スクリュウポンプ４とポンプ用モ−
タ５の間に、オイルシ−ル等のシ−ル手段を設けて、血
液の流出を防ぐ。

【００１４】８は、先端部ノズル７の位置決めリング
で、大動脈Ｇの大動脈弁Ｆの中心部に設ける。

【００１５】軸流形スクリュウポンプ４は、図２１に示
すようにポンプ用モ−タ５の図示せず回転軸にジョイン
ト等を用いて連結されるか、またはポンプ用モ−タ５の
回転軸と一体して形成されたポンプ軸９が中空ポンプ本
体１０の中心軸線上位置に軸受１１によって回動自在に
支持されている。

【００１６】ポンプ軸９には、例えば一重螺旋形のスク
リュウベ−ン１２を設ける。

【００１７】このように形成された人工心臓１は、ポン
プ用モ−タ５によって軸流形スクリュウポンプ４が駆動
されると、該ポンプ４のスクリュウベ−ン１２が回転
し、中空ポンプ本体１０の基端部に形成された吸入口６
から左心室Ｂ内の血液を吸い込み、先端部ノズル７から
大動脈Ｇ内に血液を圧送する。

【００１８】軸流形スクリュウポンプ４の体積は左心室
Ｂの収縮末期の心室内体積よりも十分に小さく形成され
ているため、左心室Ｂ内に挿入しても当該左心室Ｂの機
能に影響を与えない。

【００１９】また先端部ノズル７は、径が小さく、しか
も大動脈弁Ｆの中心部を貫通しているので、この先端部
ノズル７によっても大動脈弁Ｆの機能に影響を与えな
い。

【００２０】従って、この人工心臓１は、人体の心臓Ａ
の機能には影響を与えず、心臓Ａによる血液の送り出し
に加えて人工心臓１からの血液の送り出しによって、人
体の心臓Ａの機能を補い、十分な血液の送り出し量を確
保できる有用なものである。

【００２１】

【従来技術の問題点】耐圧防水シ−ル機構が必要な装置
の一例として上記人工心臓１を例に出したが、この例の
ままでの人工心臓１は、有用なものであるにも係わら
ず、この例に示したままでのポンプ用モ−タ５である
と、十分な耐圧防水処理を施す必要があり、最適な耐圧
防水処理手段を求められていた。

【００２２】まず軸流形スクリュウポンプ４は、血液の
圧送を行うために大きな力を必要とするため、ポンプ用
モ−タ５を、例えば１０，０００回転［ｒｐｍ］などの
ように高速回転させて、スクリュウベ−ン１２を高速回
転させねばならないため、オイルレスメタル等のスリ−
ブ軸受を用いたのでは、著しく寿命が短くなり、ポンプ
用モ−タ５の性能を維持できない。

【００２３】長い寿命の期待できるボ−ルベアリング軸
受を用いても、ポンプ用モ−タ５を上記のように高速回
転させるとなると、ボ−ルベアリング軸受でも寿命が短
くなる。特に、人工心臓１は人体に装着して使用するも
のであり、多々振動がポンプ用モ−タ５に与えらえ、こ
の結果、点的接触のボ−ルベアリング軸受を破損するの
みならず、当該ボ−ルベアリング軸受を破損するとポン
プ用モ−タ５が回転中に大きな軸受騒音を発生する。

【００２４】人工心臓１の被装着者が寝ているときで
も、人工心臓１は作動しているため、上記大きな軸受騒
音が発生すると、被装着者の安眠妨害になり、精神的な
面でも好ましくない。従って、ポンプ用モ−タ５の軸受
としてボ−ルベアリング軸受を用いることは好ましいこ
とではない。

【００２５】従って、従来の寿命の短いスリ−ブ軸受や
点的接触のボ−ルベアリング軸受を用いたモンプ用モ−
タ５は、著しく寿命が短く、モ−タ５のメンテナンスサ
イクルが非常に短く、人工心臓１用として用いるには大
きな課題となっていた。

【００２６】その上更に、軸流形スクリュウポンプ４は
吸入口６から左心室Ｂ内の血液を吸い込む為、モ−タ５
のスリ−ブ軸受やボ−ルベアリング軸受等の軸受と血液
が接触することによる問題点が生ずる。

【００２７】軸受が血液と接触するため、軸受と接触す
るポンプ軸９（あるいはモ−タ５の回転軸）間の空隙に
血液が流れ込み、血液の破損、及び血栓を形成するとい
う問題が生ずる。

【００２８】また軸受と接触するポンプ軸９（あるいは
モ−タ５の回転軸）間の空隙に血液が流れ込みモ−タ５
の内部にも血液が入り込む結果、モ−タ５の回転体によ
り血液が摩擦接触されるため、より一層、血栓を招く欠
点があった。

【００２９】かかる欠点を解消するために、軸受と接触
するポンプ軸９（あるいはモ−タ５の回転軸）間の空隙
に血液が流れ込まないように耐圧性の高いＯリングやオ
イルシ−ル等のシ−ル手段を設けると、該シ−ル手段と
ポンプ軸９（あるいはモ−タ５の回転軸）が大きな摩擦
で接触しながら相対的に回転するので、シ−ル手段の破
損が生ずるばかりでなく、モ−タ５の負荷が大きくな
り、所望のモ−タ特性を得ることができない。

【００３０】また人工心臓１に用いるモ−タ５は、人体
に装着されるものであることから、小形で軽量のもので
あることが望ましく、上記のように余分に大きな負荷が
加わると、モ−タ５を大きく重量のあるものに形成しな
ければならない欠点も生ずる。

【００３１】以上においては、耐圧防水シ−ル機構を必
要とする装置として軸流形スクリュウモ−タポンプ３を
用いた人工心臓１を例に説明したが、人工心臓１用に限
らず、圧力流体側に回転軸が延びて構成された当該回転
軸を高速回転で回動自在に支持する軸受部分から圧力流
体が流入しないように当該軸受部分を耐圧防水シ−ル構
成にしなけらばならない装置は多数あるが、特に頻繁に
動かされる装置に用いる場合には、その軸受部分が耐圧
防水シ−ル機構を兼ね、しかも長寿命、騒音の点で満足
なものが無く、従来は非常にモ−タ特性に大きな負荷を
かけたり、耐圧シ−ル部分に大きな摩耗接触力を与える
耐圧防水シ−ル機構を用いなければならず、上述の人工
心臓１等では、その改良が求められていた。

【００３２】

【発明の課題】本発明の課題は、回転軸を高速回転して
も寿命が長く、しかも低騒音振動の期待できる軸受構造
とし、また頻繁に動かされることによって発生する振動
によっても軸受の破損が極めて少なく長寿命が期待で
き、軸受の摩擦接触による発生熱が小さく、しかもその
軸受そのものが耐圧防水シ−ル機構を兼ねるようにする
ことで、メンテナンスサイクルの非常に長い耐圧防水シ
−ル機構を得て、従来の問題点を解消することにある。

【００３３】

【発明の課題を達成するための手段】かかる本発明の課
題は、圧力流体側に回転軸が臨む当該回転軸を回動自在
に支持する部分から圧力流体が流入しないように構成し
た耐圧防水シ−ル機構において、圧力流体側に回転軸が
臨む当該回転軸の外周側及び該回転軸の外周部と対向す
る固定側にセラミックス材からなり、当該回転側若しく
は固定側セラミックス材の互いに対向する少なくとも一
方の面に軸方向に形成した動圧発生溝を設けた円筒形ラ
ジアルギャップタイプのセラミックス摺動部材を備え、
上記圧力流体側に回転軸を延び突出させた当該回転軸側
に設けられた回転側スラスト部及び該回転側スラスト部
と対向する固定側スラスト部にセラミックス材からな
り、当該回転側若しくは固定側スラストセラミックス材
の互いに対向する少なくとも一方の面に周方向に形成し
た動圧発生溝を設けて形成した円板形アキシャルギャッ
プタイプのセラミックス摺動部材を上記円筒形ラジアル
ギャップタイプセラミックス摺動部材に連通して設けた
耐圧防水シ−ル装置を提供することで達成できる。

【００３４】その他の課題達成手段は、上記耐圧防水シ
−ル機構において、上記圧力流体側に回転軸が臨む耐圧
防水シ−ル機構部分に設けた上記円板形アキシャルギャ
ップタイプのセラミックス摺動部材の回転側セラミック
ス摺動部材と固定側セラミックス摺動部材とを互いに強
制的に押圧させる手段を設けることで達成できる。

【００３５】

【作用】本発明の耐圧防水シ−ル機構は、圧力流体を用
いる装置において、回転軸を高速回転しても回転軸と軸
受とが線接触的になるので寿命が長く、しかも低騒音振
動の期待できる軸受構造となり、また頻繁に動かされる
ことによって発生する振動によっても軸受の破損が極め
て少なく長寿命が期待でき、軸受をセラミックスで構成
しているので摩擦接触による発生熱が小さく、しかもそ
の軸受そのものが耐圧防水シ−ル機構を兼ね、メンテナ
ンスサイクルの非常に長い耐圧防水シ−ル機構となるの
で、人工心臓を初めとして種々の圧力流体を用いる装置
に最適な耐圧防水シ−ル装置となる。

【００３６】

【発明の実施例】

【発明の第１実施例】図１は、本発明の第１実施例を示
す耐圧防水シ−ル機構１３を人工心臓１−１（図１の人
工心臓１をも参照）に用いた軸流形スクリュウモ−タポ
ンプ３−１に適用した場合の説明図で、図２は図１の軸
流形スクリュウモ−タポンプ３−１のａ−ａ線断面図
で、図３はポンプ用防水モ−タ５−１を構成するための
４極の界磁マグネット２１と３個の電機子コイル１９−
１，・・・，１９−３群からなる３相コアレスステ−タ
電機子２０の形状を説明するための３相コアレスＤＣブ
ラシレスモ−タの主要部の分解斜視図で、図４は同ポン
プ用防水モ−タ５−１である３相コアレスＤＣブラシレ
スモ−タの界磁マグネット２１と３相コアレスステ−タ
電機子２０との展開図で、図５は円板形セラミックス摺
動部材に形成する動圧発生溝の説明図で、図６は円筒形
セラミックス摺動部材に形成する動圧発生溝の説明図
で、図７はセラミックス動圧軸受の説明図で、以下、図
１乃至図７を参照して本発明の第１実施例の耐圧防水シ
−ル機構１３について説明する。

【００３７】図１を参照して、人工心臓１−１を形成す
るための軸流形スクリュウモ−タポンプ３−１は、ポン
プ用防水モ−タ５−１と、このポンプ用防水モ−タ５−
１の圧力流体側（心臓Ａの動脈側に連通するため血液に
よる高い圧力がかかっている）の一端部に突出した当該
モ−タ５−１の回転軸１４に、たとえば図２１に示した
のスクリュ−ベ−ン１２を有する軸流形スクリュウポン
プ４と同様な軸流形スクリュウポンプ４−１を装着して
構成する。

【００３８】軸流形スクリュウモ−タポンプ３−１は、
高速回転させて軸流形スクリュウポンプ４−１によって
上記したように血液を高い圧力で圧送する必要があるた
め、高速回転が可能で且つ効率の良い３相のコアレスＤ
Ｃブラシレスモ−タ構成のポンプ用防水モ−タ５−１を
用いる。

【００３９】このポンプ用防水モ−タ５−１について以
下に説明すると、少なくとも内部を磁性体に防錆手段を
施した円筒形モ−タハウジング１５の両端開口部それぞ
れを、適宜な材質で形成した中央部に透孔を持つ蓋体１
６，１７で閉じてポンプ用防水モ−タ本体１８を形成す
る。

【００４０】上記円筒形モ−タハウジング１５の内面に
は、図示しない絶縁処理を施すか、あるいはフレキシブ
ルプリント配線基盤を介して図２及び図３で示すように
周方向に湾曲化された３個の空心形電機子コイル１９−
１，・・・，１９−３を３相配置して３相通電構造の３
相のコアレスステ−タ電機子２０を設ける。

【００４１】３相のコアレスステ−タ電機子２０を構成
する３個の空心形電機子コイル１９−１，・・・，１９
−３は、図２乃至図４に示すように、軸方向に延びた発
生トルクに寄与する導体部１９ａと１９ａとの開角が後
記する４極の界磁マグネット２１のＮ極、Ｓ極の一磁極
幅と等しい幅に形成され、機械角で１２０度の等間隔と
する。

【００４２】尚、電機子コイル１９−１，・・・，１９
−３の周方向に延びた導体部１９ｂは、発生トルクにほ
とんど寄与しない部分となっている。

【００４３】ステ−タ電機子２０側には、それぞれの電
機子コイル１９−１，・・・，１９−３の通電切り換え
のためのホ−ルセンサ２２−１，・・・，２２−３を図
４に示すような位置関係で設け、該ホ−ルセンサ２２−
１，・・・，２２−３が界磁マグネット２１のＮ極、Ｓ
極の検出磁極を検出すると、この当該ホ−ルセンサ２２
−１，・・・，２２−３からの出力信号に基づいて制御
回路２３（図４参照）が作動するので、ポンプ用防水モ
−タ５−１が所定方向に回転するように電機子コイル１
９−１，・・・，１９−３に適宜方向の通電を行い、ポ
ンプ用防水モ−タ５−１を所定方向に回転させる。

【００４４】尚、符号２４−１は、正側電源端子を示
し、符号２４−２は、負側電源端子を示す。

【００４５】ポンプ用防水モ−タ本体１８の中心部に
は、上記蓋体１６に後記にて詳細に説明する耐圧防水シ
−ル機構１３を構成するセラミックス動圧軸受２５を設
けると共に、上記蓋体１７にもセラミックス動圧軸受２
５同様のセラミックス動圧軸受２６を設け、該セラミッ
クス動圧軸受２５，２６によって回転軸１４を回動自在
に支持する。

【００４６】この回転軸１４は、当該防水モ−タ５−１
の両端に突出させ、該上記圧力流体側に突出した回転軸
１４にジョイント２７を介して軸流形スクリュウポンプ
４−１のポンプ軸９と連結し、回転軸１４とポンプ軸９
が一体して回転するように構成する。

【００４７】ポンプ軸９には、この軸９を回動自在に支
持すると共に、この支持部分においても耐圧防水シ−ル
機構１３を構成する目的で、上記図２１に示した軸受１
１に代えてセラミックス動圧軸受２５を用いている。

【００４８】上記耐圧防水シ−ル機構１３を用いること
で、圧力流体側からの圧力流体、例えば血液が当該防水
モ−タ５−１側に流れ込むのを防ぐことができるが、ポ
ンプ軸９に施したセラミックス動圧軸受２５の圧力流体
側に更に負荷の小さなオイルシ−ル手段３３を用いて完
全に圧力流体の防水モ−タ５−１側への流れ込みを防止
している。

【００４９】ポンプ軸９及び回転軸１４に施したセラミ
ックス動圧軸受２５で構成する耐圧防水シ−ル機構１３
によれば、上記のように圧力流体の防水モ−タ５−１側
への流れ込みを防止できるので、これを完全なものとす
るために更にオイルシ−ル手段３３を用いたとしても、
かかるオイルシ−ル手段３３は従来用いていた負荷特性
の大きなものと異なり非常に小さな負荷特性のもので済
むので、モ−タ特性に大きな影響を与える事無く、また
オイルシ−ル手段３３とポンプ軸９との接触摩耗圧も非
常に小さいので、当該ポンプ軸９及びオイルシ−ル手段
３３の寿命は大幅に向上する。

【００５０】上記ポンプ用防水モ−タ本体１８内の回転
軸１４の外周部に円筒ヨ−ク２８を固定し、その外周に
図２及び図３に示すように周方向における隣接する磁極
が異極となるように交互にＮ極，Ｓ極の磁極を９０度の
幅で着磁した４極円筒形の界磁マグネット２１を固定
し、上記ステ−タ電機子２０と相対的回転するように構
成している。

【００５１】上記耐圧防水シ−ル機構１３を構成するセ
ラミックス動圧軸受２５及び耐圧防水シ−ル機構として
用いていないセラミックス動圧軸受２６は、いずれも図
５乃至図８に示すように円板形セラミックス動圧軸受部
２５Ａ，２６Ａと円筒形セラミックス動圧軸受部２５
Ｂ，２６Ｂとで構成され、この実施例では、円板形セラ
ミックス動圧軸受部２５Ａ，２６Ａと円筒形セラミック
ス動圧軸受部２５Ｂ，２６Ｂとを連通して位置するよう
に一体形成した図７及び図８に示すように一端部に鍔を
有する中空円筒形状をなして構成している。

【００５２】当該セラミックス動圧軸受２５，２６の円
板形セラミックス動圧軸受部２５Ａ，２６Ａは、図５
（ａ），（ｂ）に示すように固定側円板形セラミックス
摺動部材２５Ａａ，２６Ａａと、該部材２５Ａａ，２６
Ａａと相対的に回転摺動する回転側円板形セラミックス
摺動部材２５Ａｂ，２６Ａｂとで構成する。

【００５３】尚、符号３４は、固定側円板形セラミック
ス摺動部材２５Ａａの中心部に形成した透孔を示し、後
記する固定側円板形セラミックス摺動部材２５Ａａの外
径と略々等しい大きさの径に形成され、また符号３５
は、回転側円板形セラミックス摺動部材２６Ａａの中心
部に形成した透孔を示し、回転軸１４の外径の大きさに
略々一致した大きさの径に形成されている。

【００５４】硬質のセラミックス材料、例えばＳｉＣ燒
結体、ＢｅＯを含むα−ＳｉＣ燒結体、またはＳｉ3 Ｎ
4 燒結体などで構成した円板形セラミックス摺動部材２
５Ａａ，２６Ａａまたは／及び２５Ａｂ，２６Ａｂの互
いに対向する摺動面のいずれか一方の面または両面に、
図５（ａ）では回転側円板形セラミックス摺動部材２５
Ａｂ，２６Ａｂ面に動圧（効果）発生溝２９、例えばラ
ジアル方向に延びるスパイラル溝をランド部３０を残し
て形成したものを描いている。

【００５５】同様に、円筒形セラミックス動圧軸受部２
５Ｂ，２６Ｂは、図６に示すように固定側円筒形セラミ
ックス摺動部材２５Ｂａ，２６Ｂａと、該部材２５Ｂ
ａ，２６Ｂａと相対的に回転摺動する回転側円板形セラ
ミックス摺動部材２５Ｂｂ，２６Ｂｂとで構成する。

【００５６】上記円板形セラミックス摺動部材２５Ａ
ａ，２６Ａａ，２５Ａｂ，２６Ａｂと同様の材質で形成
した円筒形セラミックス摺動部材２５Ｂａ，２６Ｂａま
たは／及び２５Ｂｂ，２６Ｂｂの互いに対向する摺動面
のいずれか一方の面または両面に、この実施例では図６
に示すように回転側円筒形セラミックス摺動部材２５Ｂ
ｂ，２６Ｂｂ面に動圧（効果）発生溝３１、例えばアキ
シャル方向に延びた２つのヘリングボ−ン状の溝を中間
部にランド部３２を残して形成する。尚、ヘリングボ−
ン溝に代えてスパイラル溝を形成しても良い。

【００５７】上記ラジアル方向に延びるスパイラル溝に
形成した動圧発生溝２９は、スラスト荷重を支えるもの
であり、アキシャル方向に延びるヘリングボ−ン状に形
成した動圧発生溝３１は、ラジアル荷重を支えるための
ものとなっており、各々の動圧発生溝２９，３１は、そ
の溝の深さを３〜１０μｍ程度に形成するのが望まし
く、望ましくは圧力流体の粒子が互いに対向するセラミ
ックス摺動部材間に入り憎い程度の溝に構成することが
望ましい。但し、溝の深さを３〜１０μｍ程度に形成す
る場合は、圧力流体として血液でなく、他の流体の場合
に都合良く、圧力流体として血液を選択する場合には、
それに適した溝の深さを適宜設計する必要がある。

【００５８】また動圧発生溝２９，３１を構成するため
のセラミックス摺動部材２５Ａａ，２６Ａａ，２５Ｂ
ａ，２６Ｂａまたは／及び２５Ａｂ，２６Ａｂ、２５Ｂ
ｂ，２６Ｂｂは，あまり厚みの薄いものを用いると動圧
発生溝２９，３１を溝加工した後に変形する惧れもある
ので，変形しない程度の厚みに選定する必要があり，そ
れらの互いに対向する面は、うねりが０．３μｍ以下
で、最大面粗度が０．１μｍの平滑な平面であるランド
部３０，３２面とした上で、ショットブラストによって
３〜１０μｍの深さの動圧発生溝に形成したものであ
る。

【００５９】いずれにしても、セラミックス動圧軸受２
５，２６は、硬質のセラミックス材料で高い精度で前記
動圧発生溝２９，３１を形成することができ、且つ、そ
の動圧発生に適した摺動部の形状が動圧が発生した状態
においても維持され、しかも、起動及び連続動作摺動時
の際において生ずる固体摩擦に対しても、ある程度の負
荷であれば、耐久性を持って有効に機能する。

【００６０】特にボ−ルベアリング軸受を用いて高速に
ポンプ軸９や回転軸１４を回した場合には、ボ−ルベア
リングとそれを受ける側との接触が点接触的であるのに
対して、セラミックス動圧軸受２５，２６は、線接触的
であるので、振動に対してもその衝撃力を全体で受ける
ことができるので、また硬質であることから摺動摩擦や
外的衝撃によっても破損することが無く、また人工心臓
１−１において問題になる軸受による接触摩耗により発
生する熱がほとんど生じない利点があり、しかも軸受の
機能をなして尚且つ耐圧防水シ−ル機能を有するので、
軸受の信頼性の向上と、高価で寿命が短いなど種々の問
題となる従来の耐圧防水のためのシ−ル機構が不要にな
るので、大型になるシ−ル機構を省くことができるの
で、信頼性が高く、而も小型に耐圧防水シ−ル機構を構
成できる利点がある。

【００６１】尚、以上の耐圧防水シ−ル機構１３を構成
するセラミックス動圧軸受２５では、耐圧防水シ−ル機
構として有効に機能させる為には、円板形セラミックス
動圧軸受部２５Ａ，２６Ａと円筒形セラミックス動圧軸
受部２５Ｂ，２６Ｂとで構成され、この実施例では、円
板形セラミックス動圧軸受部２５Ａ，２６Ａと円筒形セ
ラミックス動圧軸受部２５Ｂ，２６Ｂとを連通して位置
するように一体形成した図７及び図８に示すように一端
部に鍔を有する中空円筒形状をなして構成している。

【００６２】当該セラミックス動圧軸受２５，２６の円
板形セラミックス動圧軸受部２５Ａ，２６Ａの固定側円
板形セラミックス摺動部材２５Ａａ，２６Ａａ及び円筒
形セラミックス動圧軸受部２５Ｂ，２６Ｂの固定側円筒
形セラミックス摺動部材２５Ｂａ，２６Ｂａは、それぞ
れ蓋体１６，１７の内周部または軸流形スクリュウポン
プ４−１の図示せず固定側に適宜な手段によって固定さ
れ、回転側円板形セラミックス摺動部材２５Ｂｂ，２６
Ｂｂの回転側円板形セラミックス摺動部材２５Ａｂ，２
６Ａｂ及び回転側円筒形セラミックス摺動部材２５Ａ
ｂ，２６Ａｂは防水モ−タ５−１の回転軸１４またはポ
ンプ軸９の外周に固定する。

【００６３】この際、耐圧防水シ−ル機構１３を構成す
るセラミックス動圧軸受２５は、耐圧防水シ−ル機構の
作用をなすためには、固定側円板形セラミックス摺動部
材２５Ａａと回転側円板形セラミックス摺動部材２５Ａ
ｂとが強制的に互いに適度に押圧接触し合う力を与え、
動圧効果による耐圧防水シ−ル機能と動圧を発生させる
軸受機能を十分に発揮できるようにしておくことが望ま
しい。

【００６４】そのために、この実施例では、回転側円板
形セラミックス摺動部材２５Ａｂを圧力流体側に配置し
て、当該圧力流体からの圧力を受け、回転側円板形セラ
ミックス摺動部材２５Ａｂが固定側円板形セラミックス
摺動部材２５Ａａに押圧されるように構成している。

【００６５】いま、この実施例では、オイルシ−ル手段
３３を用いているので、耐圧防水シ−ル機構１３として
のセラミックス動圧軸受２５は、耐圧防水シ−ル機能を
果たしていないが、この実施例に用いたオイルシ−ル手
段３３は、上記したように従来のようにモ−タ特性に大
きな負荷を与えるようなものでないため、経時的使用に
よりオイルシ−ル手段３３がその機能を十分に維持し得
なくなったり、破損する場合がある。

【００６６】このような場合、当該オイルシ−ル手段３
３から当該圧力流体がセラミックス動圧軸受２５側に流
れ込んでくると、この圧力流体による圧力が回転側円板
形セラミックス摺動部材２５Ａｂを固定側円板形セラミ
ックス摺動部材２５Ａａ側に押圧するので、セラミック
ス動圧軸受２５は、耐圧防水シ−ル機能を十分に果たす
耐圧防水シ−ル機構１３として十分に発揮する。

【００６７】従って、オイルシ−ル手段３３が破損した
場合でも、耐圧防水シ−ル機構１３が人工心臓１−１の
寿命を更に生かす機能を持つ。

【００６８】回転軸１４の下端部には、セラミックス動
圧軸受２６の抜け止め防止子３６が装着され、蓋体１７
の外部から出た回転軸１４、セラミックス動圧軸受２
６、抜け止め防止子３６を保護するカバ−３７が上記モ
−タ５−１の適宜箇所に図示せず手段をもって固定され
ている。

【００６９】尚、上記した耐圧防水シ−ル機構１３は、
人工心臓１に用いたため、圧力流体としては血液となる
が、血液の特殊性を考慮して上記したようにオイルシ−
ル手段３３等を用いて当該血液が破損しないように十分
な対策を施す必要があるが、血液のような特殊な圧力流
体を除く圧力を賭けられた状態の水などの場合には、上
記したオイルシ−ル手段３３を用いなくても、セラミッ
クス動圧軸受２５のみで十分に耐圧防水機能を発揮でき
る。

【００７０】なお、オイルシ−ル手段３３とセラミック
ス動圧軸受２５を用いた場合、上記モ−タ５−１の回転
数を１０，０００ｒ．ｐ．ｍに固定し、圧力流体として
の血液の圧力をそれぞれ１００ｍｍＨｇ、２００ｍｍＨ
ｇ、３００ｍｍＨｇで、各々数時間運転し、オイルシ−
ル手段３３からの血液の漏れを観測した結果について以
下に示す。

【００７１】血液圧力が１００ｍｍＨｇの時を１０時
間、２００ｍｍＨｇの時を５時間、３００ｍｍＨｇの時
を５時間、合計２０時間に渡って上記モ−タ５−１を１
０，０００ｒ．ｐ．ｍで運転した場合でも、オイルシ−
ル手段３３からの血液の漏れは生じなかった。

【００７２】従って、オイルシ−ル手段３３とセラミッ
クス動圧軸受２５からなる耐圧防水シ−ル機構１３を併
用することで、極めて高い圧力流体の耐圧防水シ−ル機
能を発揮させることができる。

【００７３】

【発明の第２実施例】図９は、オイルシ−ル手段３３を
用いないことを考慮したポンプ用防水モ−タ５−２の縦
断面図を示すもので、図１に示したポンプ用防水モ−タ
５−１の３個の電機子コイル１９−１，・・・，１９−
３群をプラスチック６０で完全にモ−ルドして、プラス
チックモ−ルド形３相コアレスステ−タ電機子２０−１
とすることで、ポンプ用防水モ−タ５−２の振動騒音の
防止を図ると共に、オイルシ−ル手段３３を省いたこと
により、もしも圧力流体側の圧力が極度に変化したり、
あるいはセラミックス動圧軸受２５が耐圧防水シ−ル機
能を十分に果たすことができずに当該ポンプ用防水モ−
タ５−２内に圧力流体が流れ込んだ場合でも、漏電など
がないようにしたり、当該モ−タ５−２の破損の防止を
確実に行えるようにしている。尚、図９における他の箇
所に説明は図１のモ−タ５−１を参照されたい。

【００７４】

【発明の第３実施例】図１０は、オイルシ−ル手段３３
を用いないことを考慮したポンプ用防水モ−タ５−３の
縦断面図を示すもので、図１に示したポンプ用防水モ−
タ５−１と共通する箇所の説明は上記第１実施例の箇所
を参照し異なる箇所のみを説明すると、円筒ヨ−ク２８
−１は円筒ヨ−ク２８よりも若干径方向に厚みの厚いも
のにて形成する。

【００７５】セラミックス動圧軸受２５は、防水モ−タ
５−１と異なり、固定側円板形セラミックス摺動部材２
５Ａａ及び回転側円板形セラミックス摺動部材２５Ａｂ
が反圧力流体側に位置するように当該モ−タ５−３の内
部側に設けて、モ−タ５−３の内部に耐圧防水シ−ル機
構１３−１を内蔵する。

【００７６】上記円筒ヨ−ク２８−１の上端と回転側円
板形セラミックス摺動部材２５Ａｂ間に、当該固定側円
板形セラミックス摺動部材２５Ａａと回転側円板形セラ
ミックス摺動部材２５Ａｂとが強制的に互いに適度に押
圧接触し合う力を与えるように圧縮バネ３８を介在さ
せ、耐圧防水させるに十分な動圧効果をセラミックス動
圧軸受２５によって発生させ、該セラミックス動圧軸受
２５による耐圧防水シ−ル機能と動圧を発生させる軸受
機能を十分に発揮できるようしている。

【００７７】セラミックス動圧軸受２５と圧縮バネ３８
とによって構成する耐圧防水シ−ル機構１３−１は、図
１１のように表せる。

【００７８】尚、この図１１では、図面の都合上、ポン
プ軸９と回転軸１４を一体形成した新たな回転軸３９を
用いて、ジョイント２７及びスクリュウポンプ４−１内
のセラミックス動圧軸受２５を省略し、モ−タ５−３内
の１個のセラミックス動圧軸受２５のみを耐圧防水シ−
ル機構として利用するようにしているが、単なる図面の
都合上のみでなく、この実施例においても、上記実施例
及び後記する実施例においても、このように構成しても
良く、量産に当たっては、このようにするのが望まし
い。

【００７９】またこの図１１では、スクリュウポンプ４
内の図 に示したスクリュウベ−ン１２と異なる更に改
良した２枚羽根方式のスクリュウベ−ン１２−１を描い
ているが、これは本発明の根本的な趣旨ではないので、
この説明は省略する。

【００８０】いま、この実施例では、オイルシ−ル手段
３３を設けないため、図１２を参照して（尚、この図１
２では図面の都合上、セラミックス動圧軸受２５の固定
側円板形セラミックス摺動部材２５Ａａ及び固定側円筒
形セラミックス摺動部材２５Ｂａを描かず）、図１の防
水モ−タ５−１の場合、人工心臓１−１に用いた場合に
は、図１２において矢印Ｈ方向から左室内血液の高い流
体圧力が加わるが、円板形セラミックス動圧軸受部２５
Ａでは矢印Ｉ方向に圧力流体を運ぶ動圧効果が発生して
いる。

【００８１】円筒形セラミックス動圧軸受部２５Ｂで
は、互いに打ち消し合う矢印Ｊ方向と矢印Ｋ方向の動圧
効果が発生する。

【００８２】従って、全体として考えると、発生動圧
は、円板形セラミックス動圧軸受部２５Ａの側面から
（矢印Ｉ方向から）セラミックス動圧軸受２５内に圧力
流体を吸い込んで当該圧力流体をセラミックス動圧軸受
２５の下端の矢印Ｌ方向に導くことになり、圧力流体は
当該モ−タ５−１内に流れ込む惧れが考えられる。

【００８３】かかる惧れは、矢印Ｈ方向の圧力流体によ
る圧力が十分に許容できる圧力値のものである場合に
は、円筒形セラミックス動圧軸受部２５Ｂの矢印Ｊ方向
と矢印Ｋ方向の互いに打ち消し合う中間部において動圧
効果が高まるため、かかる高くなった発生動圧によって
当該圧力流体がセラミックス動圧軸受２５の下端の矢印
Ｌ方向に導くのを防ぎ、当該圧力流体が当該モ−タ５−
１内に流れ込むのを防げるので、セラミックス動圧軸受
２５は十分に耐圧防水シ−ル機能を有する耐圧防水シ−
ル装置１３として機能する。

【００８４】更にまた、円板形セラミックス動圧軸受部
２５Ａのランド部３０によって発生する動圧効果によっ
ても当該圧力流体が当該モ−タ５−１内に流れ込むのを
防げるので、セラミックス動圧軸受２５は十分に耐圧防
水シ−ル機能を有する耐圧防水シ−ル装置１３として機
能する。

【００８５】しかしながら、人工心臓１−１などのよう
に矢印Ｈ方向の流体圧力が非常に高い場合には、セラミ
ックス動圧軸受２５を大きなものにして高い動圧効果を
得る必要がある。

【００８６】ここでは、この実施例の場合、人工心臓１
−１に用いるセラミックス動圧軸受２５は、小さなもの
であることが望ましいため、当該圧力流体が当該モ−タ
５−３内に流れ込むのを防ぐために、セラミックス動圧
軸受２５の配置を上記モ−タ５−１と逆配置にし、圧縮
バネ３８を用い、矢印Ｈ方向の圧力流体の圧力を打ち消
すように、図１３に示すように矢印Ｍ方向の圧縮バネ３
８のバネ圧により回転側円板形セラミックス摺動部材２
５Ａｂを固定側円板形セラミックス摺動部材２５Ａａに
強制的に押圧し、耐圧防水させるに十分な動圧効果をセ
ラミックス動圧軸受２５によって発生させ、該セラミッ
クス動圧軸受２５による耐圧防水シ−ル機能と動圧を発
生させる軸受機能を十分に発揮できるようにすること
で、当該圧力流体が当該モ−タ５−３内に流れ込むのを
防げるので、セラミックス動圧軸受２５が十分に耐圧防
水シ−ル機能を有する耐圧防水シ−ル機構１３−１とし
て機能する。

【００８７】ここで、小さなセラミックス動圧軸受２５
のみからなる耐圧防水シ−ル機構１３の場合、圧力流体
として生理食塩水を用いた場合、上記図１のモ−タ５−
１を数分間約１０，０００ｒ．ｐ．ｍで回したとき、１
００ｍｍＨｇ程度の耐圧力性能が得られた。

【００８８】しかしながら、本実施例の耐圧防水シ−ル
機構１３−１の場合には、圧力流体として生理食塩水を
用いて当該モ−タ５−３を１０分間、約８，０００〜１
０，０００ｒ．ｐ．ｍで回したとき、３００〜４００ｍ
ｍＨｇ程度の耐圧力性能が得られ十分に耐圧性の生理食
塩水の当該モ−タ５−３側への流れ込みを防止すること
が確認されている。

【００８９】

【発明の第４実施例】図１４は本発明第４実施例の耐圧
防水シ−ル機構１３−２を説明するもので、第３実施例
の場合は、圧縮バネ３８をモ−タ５−３内に内蔵した例
を示したが、バネ３８をモ−タ５−３内に内蔵すると、
当該モ−タ５−３が大きくなりコスト高になることか
ら、この実施例では、上記第１実施例のモ−タ５−１の
上端に突出した回転軸１４に鍔状止子３９を固定し、該
鍔状止子３９と回転側円板形セラミックス摺動部材２５
Ａｂ間に、当該固定側円板形セラミックス摺動部材２５
Ａａと回転側円板形セラミックス摺動部材２５Ａｂとが
強制的に互いに適度に押圧接触し合う力を与えるように
圧縮バネ３８を介在させ、耐圧防水させるに十分な動圧
効果をセラミックス動圧軸受２５によって発生させ、該
セラミックス動圧軸受２５による耐圧防水シ−ル機能と
動圧を発生させる軸受機能を十分に発揮できるようし、
第３実施例の耐圧防水シ−ル機構１３−１の場合と同じ
効果を発生できるようにしている。

【００９０】

【発明の第５実施例】図１５は本発明の第５実施例の耐
圧防水シ−ル機構１３−３をポンプ用防水モ−タ５−３
を用いて説明すると、このモ−タ５−３では第３実施例
のモ−タ５−２の強制的押圧手段としてのバネ３８に代
えて磁気的手段を用いるもので、円筒ヨ−ク２８−１の
上端に磁気シ−ルド円環状円板４０を設け、この上端に
Ｎ極またはＳ極の円板状円環反発磁石４１を固定し、該
磁石４１と対向する面に同極，即ちＮ極またはＳ極の磁
極を臨ました円板状円環反発磁石４２を回転側円板形セ
ラミックス摺動部材２５Ａｂの下面に固定し、円板状円
環反発磁石４１の磁力で円板状円環反発磁石４２を上方
に反発させることで、固定側円板形セラミックス摺動部
材２５Ａａと回転側円板形セラミックス摺動部材２５Ａ
ｂとが強制的に互いに適度に押圧接触し合う力を与え
て、耐圧防水させるに十分な動圧効果をセラミックス動
圧軸受２５によって発生させ、該セラミックス動圧軸受
２５による耐圧防水シ−ル機能と動圧を発生させる軸受
機能を十分に発揮できるように構成する。

【００９１】

【発明の第６実施例】図１６は本発明第６実施例の耐圧
防水シ−ル機構１３−４を説明するもので、第５実施例
の場合は、反発磁石４１，４２をモ−タ５−３内に内蔵
した例を示したが、このようにすると当該モ−タ５−３
が大きくなりコスト高になることから、この実施例で
は、上記第１実施例のモ−タ５−１の上端に突出した回
転軸１４に円板状円環磁性体板４３を固定し、該円板状
円環磁性体板４３の下端面に下端方向にＮ極またはＳ極
の磁極を臨ました円板状円環反発磁石４４を固定し、該
磁石４４と対向する面に同極，即ちＮ極またはＳ極の磁
極を臨ました円板状円環反発磁石４５を回転側円板形セ
ラミックス摺動部材２５Ａｂの上面に固定し、円板状反
発磁石４４の磁力で円板状円環反発磁石４５を下方に反
発させることで、固定側円板形セラミックス摺動部材２
５Ａａと回転側円板形セラミックス摺動部材２５Ａｂと
が強制的に互いに適度に押圧接触し合う力を与えて、耐
圧防水させるに十分な動圧効果をセラミックス動圧軸受
２５によって発生させ、該セラミックス動圧軸受２５に
よる耐圧防水シ−ル機能と動圧を発生させる軸受機能を
十分に発揮できるように構成する。

【００９２】

【発明の第７実施例】図１７は本発明第７実施例の耐圧
防水シ−ル機構１３−５を説明するもので、第５実施例
の場合は、反発磁石４１，４２をモ−タ５−３内に内蔵
した例を示したが、このようにすると当該モ−タ５−３
が大きくなりコスト高になることから、この実施例で
は、上記第１実施例のモ−タ５−１の下端部に磁気的反
発力手段を設けるためのスペ−スがカバ−３７内に得ら
れている事から、このスペ−ス内に当該磁気的反発力手
段を設けるようにしたものである。

【００９３】すなわち、セラミックス動圧軸受２６の回
転側円板形セラミックス摺動部材２６Ｂｂの下面に下端
方向にＮ極またはＳ極の磁極を臨ました円板状円環吸引
磁石４６を固定し、該磁石４６と対向するカバ−３７面
に異極、即ちＳ極またはＮ極の磁極を臨ました円板状円
環吸引磁石４７を固定し、円板状円環吸引磁石４７の磁
力で円板状円環吸引磁石４６を下方に吸引させること
で、セラミックス動圧軸受２５の固定側円板形セラミッ
クス摺動部材２５Ａａと回転側円板形セラミックス摺動
部材２５Ａｂとが強制的に互いに適度に吸引接触し合う
力を与えて、耐圧防水させるに十分な動圧効果を当該セ
ラミックス動圧軸受２５によって発生させ、該セラミッ
クス動圧軸受２５による耐圧防水シ−ル機能と動圧を発
生させる軸受機能を十分に発揮できるように構成する。

【００９４】

【発明の第８実施例】図１８は本発明第８実施例の耐圧
防水シ−ル機構１３−５を説明するもので、第５実施例
の場合は、反発磁石４１，４２をモ−タ５−３内に内蔵
した例を示したが、このようにすると当該モ−タ５−３
が大きくなりコスト高になることから、この実施例で
は、上記第１実施例のモ−タ５−１の蓋体１６の上面部
且つ固定側円板形セラミックス摺動部材２５Ａａの下面
位置に凹部５０を形成し、該凹部５０に上面方向にＮ極
またはＳ極の磁極を臨ました円板状円環吸引磁石４８を
固定し、該磁石４８と対向する回転側円板形セラミック
ス摺動部材２５Ａｂの上面に下面方向に臨む磁極が異
極、即ちＳ極またはＮ極の磁極を臨ました円板状円環吸
引磁石４９を固定し、円板状円環吸引磁石４８の磁力で
円板状円環吸引磁石４９を下方に吸引させることで、セ
ラミックス動圧軸受２５の固定側円板形セラミックス摺
動部材２５Ａａと回転側円板形セラミックス摺動部材２
５Ａｂとが強制的に互いに適度に押圧接触し合う力を与
えて、耐圧防水させるに十分な動圧効果を当該セラミッ
クス動圧軸受２５によって発生させ、該セラミックス動
圧軸受２５による耐圧防水シ−ル機能と動圧を発生させ
る軸受機能を十分に発揮できるように構成する。

【００９５】

【発明の第９実施例】図１９は本発明の耐圧防水シ−ル
機構１３−７を第９実施例の遠心ポンプ用遠心ファン５
１に適用した例を示す。

【００９６】図１９を参照して、この遠心ポンプ用遠心
ファン５１の下面には、当該遠心ポンプ用遠心ファン５
１に設けた界磁マグネット５２と共同して構成するポン
プ用防水モ−タのための図示せずステ−タ電機子を設
け、このステ−タ電機子に通電することで、遠心ポンプ
用遠心ファン５１の回転側遠心ファン５５を所定方向に
回転させる。

【００９７】遠心ポンプ用遠心ファン５１は上端部に圧
力流体流入口５３を有し、上面部は中心部上方に臨んで
高くなるように傾斜した傾斜部を有し、下面部は平坦な
面を持つ固定側中空遠心ポンプ用遠心ファン本体５４
と、この内部に固定されて回転自在に設けられた回転側
遠心ファン５５からなる。

【００９８】回転側遠心ファン５５は、固定側中空遠心
ポンプ用遠心ファン本体５４と略平行な圧力流体流通路
６１−１，６１−２を形成するための平行ギャップを介
して形成された二重構造の遠心ファン６２−１，６２−
２を形成したものを用いている。

【００９９】下段の遠心ファン６２−２は、縦断面中空
山形状の下段側回転中空遠心ポンプ用遠心ファン本体５
８を形成し、この上面傾斜部が当該下段の遠心ファン６
２−２を形成し、遠心ファン本体５８の底面５９の内部
には、図示せず公知のステ−タ電機子と対向する公知の
界磁マグネット５２が設置されている。

【０１００】回転側遠心ファン５５の中心部の下面に
は、一体して回転する回転軸５７が設けられ、固定側中
空遠心ポンプ用回転遠心ファン本体５４に回動自在に支
持されている。

【０１０１】圧力流体流通路６３は、上記圧力流体流通
路６１−１，６１−２と連通する遠心ファン本体５８の
底面５９の下部に形成している。

【０１０２】遠心ファン本体５８の中心部の下部方向に
臨んで設けられた回転軸５７には、上端部が閉じられ、
下端に小さな開口が設けられた一端閉鎖形耐圧防水シ−
ル機構内蔵用筒体６４を一体して設け、この防水シ−ル
機構内蔵用筒体６４の上部の回転軸５７を通す部分から
圧力流体が防水シ−ル機構内蔵用筒体６４内に漏洩しな
いように当該防水シ−ル機構内蔵用筒体６４の内部にＯ
リング５６を装着している。

【０１０３】上記回転側遠心ファン５５の上段の遠心フ
ァン６２−１の中心部には、圧力流体流通路６１−２内
に圧力流体を取り入れるための圧力流体流入口６５が開
口され、また上記圧力流体流通路６１−２内を通ってき
た圧力流体を回転側遠心ファン５５の半径外周方向に吐
き出すための圧力流体排出口６６を上段の遠心ファン６
２−１と下段の遠心ファン６２−２との間の半径外側位
置に形成しており、該圧力流体排出口６６と対向する遠
心ファン本体５４の側面部６７に当該遠心ポンプ用遠心
ファン５１の外部矢印方向に導き出すための圧力流体排
出口６８を形成している。

【０１０４】上記防水シ−ル機構内蔵用筒体６４の下端
部には、中心部方向に延びた中心部開口を有する鍔６９
が一体形成され、該鍔６９の中心部から当該防水シ−ル
機構内蔵用筒体６４の下端部方向に突出する回転軸５７
の周辺から当該防水シ−ル機構内蔵用筒体６４内の耐圧
防水シ−ル機構内蔵用スペ−ス７０内に圧力流体が入り
込まないようにするためのオイルシ−ル手段７１を上記
鍔６９の内周部に設けて当該回転軸５７の外周に作用さ
せている。

【０１０５】上記防水シ−ル機構内蔵用筒体６４内の回
転軸５７に、上記セラミックス動圧軸受２５を装着して
いる。

【０１０６】上記セラミックス動圧軸受２５は、適宜な
手段で適宜な固定位置に固定された固定側円板形セラミ
ックス摺動部材２５Ａａ及び回転側円板形セラミックス
摺動部材２５Ａｂが反圧力流体側に位置するように当該
防水シ−ル機構内蔵用筒体６４内の鍔６９の内部側に設
けて、当該防水シ−ル機構内蔵用筒体６４の内部に耐圧
防水シ−ル機構１３−７を構成する。

【０１０７】上記防水シ−ル機構内蔵用筒体６４の上端
と固定側円板形セラミックス摺動部材２５Ａａ間に、当
該固定側円板形セラミックス摺動部材２５Ａａと回転側
円板形セラミックス摺動部材２５Ａｂとが強制的に互い
に適度に押圧接触し合う力を与えるように圧縮バネ３８
を介在させ、耐圧防水させるに十分な動圧効果をセラミ
ックス動圧軸受２５によって発生させ、該セラミックス
動圧軸受２５による耐圧防水シ−ル機能と動圧を発生さ
せる軸受機能を十分に発揮できるようしている。

【０１０８】尚、圧力流体の種類及びその圧力値によっ
ては、上記圧縮バネ３８及びオイルシ−ル手段７１が不
要になることは上記した通りである。

【０１０９】以上によれば、上記圧縮バネ３８及びオイ
ルシ−ル手段７１のあると無しに係わらず、上記耐圧防
水シ−ル機構１３−７を内蔵する防水シ−ル機構内蔵用
筒体６４内へ圧力流体の流れ込みを防ぐことが出来、特
に人工心臓用に用いた場合には、最適なものとなる。

【０１１０】

【発明の効果】本発明の耐圧防水シ−ル機構は、圧力流
体を用いる装置において、回転軸を高速回転しても回転
軸と軸受とが線接触的になるので寿命が長く、しかも低
騒音振動の期待できる軸受構造となり、また頻繁に動か
されることによって発生する振動によっても軸受の破損
が極めて少なく長寿命が期待でき、軸受をセラミックス
で構成しているので摩擦接触による発生熱が小さく、し
かもその軸受そのものが耐圧防水シ−ル機構を兼ね、メ
ンテナンスサイクルの非常に長い耐圧防水シ−ル機構と
なるので、人工心臓を初めとして種々の圧力流体を用い
る装置に最適な耐圧防水シ−ル装置を安価に得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例を説明するための圧力流
体を使用する装置に用いた耐圧防水シ−ル機構の縦断面
図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ’線縦断面図である。

【図３】 図１に用いたポンプ用防水モ−タの主要部の
分解斜視図である。

【図４］ 同ポンプ用防水モ−タの
界磁マグネットとステ−タ電機子との展開図である。 【図５乃至図８】 同耐圧防水シ−ル機構を構成するセ
ラミックス動圧軸受の説明図である。

【図９】 本発明の第２実施例としての耐圧防水シ−ル
機構を説明するためのポンプ用防水モ−タの縦断面図で
ある。

【図１０】 本発明の第３実施例としての耐圧防水シ−
ル機構を説明するためのポンプ用防水モ−タの縦断面図
である。

【図１１乃至図１３】 同耐圧防水シ−ル機構の原理説
明図である。

【図１４】 本発明の第４実施例としての耐圧防水シ−
ル機構を用いたポンプ用防水モ−タの縦断面図である。

【図１５】 本発明の第５実施例としての耐圧防水シ−
ル機構を説明するためのポンプ用防水モ−タの縦断面図
である。

【図１６】 本発明の第６実施例としての耐圧防水シ−
ル機構を用いたポンプ用防水モ−タの縦断面図である。

【図１７】 本発明の第７実施例としての耐圧防水シ−
ル機構を用いたポンプ用防水モ−タの縦断面図である。

【図１８】 本発明の第８実施例としての耐圧防水シ−
ル機構を用いたポンプ用防水モ−タの縦断面図である。

【図１９】 本発明の第９実施例としての耐圧防水シ−
ル機構を用いたポンプ用遠心ファンの縦断面図である。

【図２０及び図２１】 従来例を示す耐圧防水シ−ル機
構を必要とする体内埋設形補助人工心臓の説明図であ
る。

【記号及び符号の説明】

Ａ 心臓 Ｂ 左心室 Ｃ 心尖部 Ｄ 左心房 Ｅ 僧帽弁 Ｆ 大動脈弁 Ｇ 大動脈 １ 体内埋設形補助人工心臓 ２ 心尖部リング ３ 軸流形スクリュウモ−タポンプ ４，４−１ 軸流形スクリュウポンプ ５，５−１，５−２，５−３ ポンプ用防水モ−タ ６ 吸入口 ７ 先端部ノズル ８ 位置決めリング ９ ポンプ軸 １０ 中空ポンプ本体 １１、１１−１ 軸受 １２ スクリュウベ−ン １３ 耐圧防水シ−ル機構 １４ 回転軸 １５ 円筒形モ−タハウジング １６ 、１７ 蓋体 １８ コアレスブラシレス防水モ−タ本体 １９−１，・・・，１９−３ 電機子コイル １９ａ 発生トルクに寄与する導体部 １９ｂ 発生トルクに寄与しない導体部 ２０ ３相コアレスステ−タ電機子 ２１ 界磁マグネット ２２−１，・・・、２２−３ ホ−ルセンサ ２３ 制御回路 ２４−１ 正側電源端子 ２４−２ 負側電源端子 ２５ セラミックス動圧軸受 ２５Ａ 円板形セラミックス動圧軸受部 ２５Ａａ 固定側円板形セラミックス摺動部材 ２５Ａｂ 回転側円板形セラミックス摺動部材 ２５Ｂ 円筒形セラミックス動圧軸受部 ２５Ｂａ 固定側円筒形セラミックス摺動部材 ２５Ｂｂ 回転側円筒形セラミックス摺動部材 ２６Ａ 円板形セラミックス動圧軸受部 ２６Ａａ 固定側円板形セラミックス摺動部材 ２６Ａｂ 回転側円板形セラミックス摺動部材 ２６Ｂ 円筒形セラミックス動圧軸受部 ２６Ｂａ 固定側円筒形セラミックス摺動部材 ２６Ｂｂ 回転側円筒形セラミックス摺動部材 ２７ ジョイント ２８，２８−１ 円筒ヨ−ク ２９ 動圧発生溝 ３０ ランド部 ３１ 動圧発生溝 ３２ ランド部 ３３ オイルシ−ル手段 ３４，３５ 透孔 ３６ 抜け止め防止子 ３７ カバ− ３８ 圧縮バネ ３９ 鍔状止子 ４０ 磁気シ−ルド円環状円板 ４１，４２ 円板状円環反発磁石 ４３ 円板状円環磁性体板 ４４，４５ 円板状円環反発磁石 ４６，４７，４８，４９ 円板状円環吸引磁石 ５０ 凹部 ５１ 遠心ポンプ用遠心ファン ５２ 界磁マグネット ５３ 圧力流体流入口 ５４ 固定側中空遠心ポンプ用遠心ファン本体 ５５ 回転側遠心ファン ５６ Ｏリング ５７ 回転軸 ５８ 下段側回転中空遠心ポンプ用遠心ファン本体 ５９ 底面 ６１−１，６１−２ 圧力流体流通路 ６２−１，６２−２ 遠心ファン ６３ 圧力流体流通路 ６４ 一端閉鎖形耐圧防水シ−ル機構内蔵用筒体 ６５ 圧力流体流入口 ６６ 圧力流体排出口 ６７ 側面部 ６８ 圧力流体排出口 ６９ 鍔 ７０ 耐圧防水シ−ル機構内蔵用スペ−ス ７１ オイルシ−ル手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 真哲 神奈川県大和市中央林間４丁目９番４号 株式会社シ コ−技研内 審査官 神崎 孝之 (56)参考文献 特開 昭62−159794（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−37574（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−145816（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−69815（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−303313（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−89945（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16J 15/48 A61M 1/12 F04D 29/02 F04D 29/04 F04C 2/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力流体側に回転軸が臨んだ当該回転軸
   を回動自在に支持する部分から圧力流体が流入しないよ
   うに構成した下記構成要素、、を備えたことを特
   徴とする耐圧防水シール機構。 圧力流体側に回転軸
   を臨ませた当該回転軸の外周側及び該回転軸の外周部と
   対向する固定側にセラミックス材からなり、当該回転側
   若しくは固定側セラミックス材の互いに対向する少なく
   とも一方の面に軸方向に形成した動圧発生溝を設けた円
   筒形ラジアルギャップタイプのセラミックス摺動部材を
   備えていること。 上記圧力流体側に回転軸を臨ませ
   た当該回転軸側に設けられた回転側スラスト部及び該回
   転側スラスト部と対向する固定側スラスト部にセラミッ
   クス材からなり、当該回転側若しくは固定側スラストセ
   ラミックス材の互いに対向する少なくとも一方の面に周
   方向に形成した動圧発生溝を設けて形成した円板形アキ
   シャルギャップタイプのセラミックス摺動部材を上記円
   筒形ラジアルギャップタイプセラミックス摺動部材に連
   通して設けていること。 上記圧力流体側に回転軸を
   臨ませた耐圧防水シール機構部分に設けた上記円板形ア
   キシャルギャップタイプのセラミックス摺動部材の回転
   側セラミックス摺動部材と固定側セラミックス摺動部材
   とを互いに圧縮バネにより強制的に押圧させる手段を設
   けていること。