JP4106484B2

JP4106484B2 - 動圧軸受け付き磁気浮上ポンプ

Info

Publication number: JP4106484B2
Application number: JP2002014882A
Authority: JP
Inventors: 隆志山根; 養二岡田; 徹増澤; 義昭小西
Original assignee: Nikkiso Co Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: Nikkiso Co Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2022-01-23
Also published as: JP2003214374A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は動圧軸受け付き磁気浮上ポンプに関し、さらに詳しくは、固定子と回転子とが軸方向に沿って配置され、回転子が磁気浮上状態で回転可能に、しかも小型に形成され、血液ポンプ例えば人工心臓ポンプとしても有用な動圧軸受け付き磁気浮上ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、血液ポンプとして使用されている軸流ポンプには、(1)軸方向から動力を伝達する装置構成、例えばモータの回転軸に結合されたワイヤーをポンプにおける回転体に結合する構成を有するポンプと、(2)ポンプにおける回転体の接線方向からこの回転体に動力を付与する装置構成、例えば軸流ポンプの外周にステータを配置する構成を有するポンプとがある。
【０００３】
前記(1)の装置構成を有するポンプは軸流ポンプとモータとがワイヤーで結合されているので、この軸流ポンプを体内埋め込み型の人工心臓ポンプ用として使用することができないし、また装置構成が大型に成ると言う問題がある。
【０００４】
前記(2)の装置構成を有するポンプは軸流ポンプ自体が直径方向に大きく成る、つまり装置が大型化すると言う問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、装置構成が簡単で、しかも小型であり、人工心臓用ポンプとして使用した場合に機器の接触回転部分により発生する溶血等のない、動圧軸受け付き磁気浮上ポンプを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として、請求項１は、
周側面に軸流羽根及び動圧軸受けを備え、両端それぞれに永久磁石を有してなる回転軸体と、前記回転軸体の両端それぞれに臨むように配置された磁気結合手段とを備え、二つの前記磁気結合手段の少なくともいずれかの磁気結合手段は、中央部を曲成してなるコアを有する電磁石から構成され、二つの前記磁気結合手段の少なくともいずれかの磁気結合手段により前記回転軸体を回転させるとともに、二つの磁気結合手段の協同により前記回転軸体を浮上状態に維持して、回転する回転軸体により回転軸方向の一方から他方へと流体を流通させることを特徴とする動圧軸受け付き磁気浮上ポンプであり、
請求項２は、
前記二つの磁気結合手段は、前記回転軸体の一方の端部に臨んで配置されたところの、回転磁界を発生させる前記電磁石と、前記回転軸体の他方の端部に臨んで配置されたところの、前記回転軸体をその軸線方向において非接触状態に維持する電磁石又は永久磁石とである前記請求項１に記載の動圧軸受け付き磁気浮上ポンプであり、
請求項３は、
前記二つの磁気結合手段は、前記回転軸体の一方の端部に臨んで回転可能に配置され、マグネットカップリングにより前記回転軸体に回転力を与える回転駆動永久磁石と、前記回転軸体の他方の端部に臨んで配置されたところの、前記回転軸体をその軸線方向において非接触状態に維持する前記電磁石とである前記請求項１に記載の動圧軸受け付き磁気浮上ポンプであり、
請求項４は、
前記動圧軸受けが、前記回転軸体の半径方向の外側に設けられた円筒体の外表面に、流通する流体によって、その円筒形の外周面と回転軸体を収容するケースの内壁面との間に動圧を発生させる溝を形成してなる前記請求項１〜３のいずれか１項に記載の動圧軸受け付き磁気浮上ポンプであり、
請求項５は、
前記動圧軸受け付き磁気浮上ポンプが人工心臓ポンプ用である前記請求項１〜４のいずれか１項に記載の動圧軸受け付き磁気浮上ポンプである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１に示されるように、この発明の一例である動圧軸受け付き磁気浮上ポンプ１は、回転軸体２と、二つの磁気結合手段３ａ，３ｂとを備える。
【０００８】
回転軸体２は、ケーシング４内に収容される。この回転軸体２は、円筒形状をなす軸体本体と、その軸体本体の外周面に設けられた軸流羽根５と、前記軸体本体の両端部において支持体６を介して支持された動圧軸受け７と、軸体本体の両端面に埋め込まれた状態で装着された複数の永久磁石８ａ，８ｂとを備える。
【０００９】
前記軸流羽根５は、この軸体本体がその軸線を中心として回転すると、軸体本体の軸線に沿って流体が一方から他方へと流通するように、軸体本体の外周面に複数枚設けられている。図１においては、向かって左側から右側へと流体が流通する。
【００１０】
前記動圧軸受け７は、図１にも示されるように、軸体本体の両端部にそれぞれ配設された円筒体７ａと、その円筒体７ａの外周面に形成された複数の溝７ｂ（図２を参照）とを有する。この円筒体７ａは、軸体本体の端部外周に立脚する支持体６に支持され、前記軸体本体の端部を内装するようにして、前記軸体本体の半径方向の外側に設けられている。なお、前記支持体６は、例えば棒体に形成されている。したがって、前記円筒体７ａの内部を流体が通過可能に成っている。
【００１１】
この動圧軸受け７は、軸体本体がその軸線を中心にして回転すると前記軸流羽根５により流通する流体がケーシング４の内壁面と円筒体７ａとの間隙を流通し、その間隙を流通する流体が前記溝７ｂに流通することにより動圧を圧制させ、その結果として前記円筒体７ａの外周面とケーシング４の内壁面とが非接触状態となる。もっとも、この発明においては、一対の磁気結合手段３ａ，３ｂと軸体本体内の両端に装備された永久磁石８ａ，８ｂとの協同作用によって回転軸体２がそのスラスト方向で非接触状態ないし浮上状態となるのであるが、前記動圧軸受け７によって回転軸体２がケーシング４の内壁面との非接触状態、つまりラジアル方向での浮上状態を確保することができるように成る。
【００１２】
前記溝７ｂの形状は、図２においては「く」の字状に形成されているが、ケーシング４の内周面とこの円筒体７ａとの間に動圧が発生するような形状である限り、前記「く」の字状に限定されない。
【００１３】
軸体本体の一方の端面、例えば流体流通方向の下流側に位置する端面には、永久磁石８ａが少なくとも２個配設される。２個の永久磁石８ａは軸体本体内部に設置された鉄片９に磁気的に吸着していて、軸体本体の端面においてＮ極とＳ極とが露出するように、着磁されている。
【００１４】
これらの永久磁石８ａに臨むように、換言すると、回転軸体２の一方の端面に臨むように配置された磁気結合手段３ａは、例えば３個の電磁石１０から構成される。図３に示されるように、３個の電磁石１０それぞれは、一端部を永久磁石８ａのＮ極に臨ませ、他端部を永久磁石８ａのＳ極に臨ませるように中央部を曲成してなるところの、複数の鋼板例えばケイ素鋼板を重ね合わせて形成されたコア１１と、このコア１１の中央部に巻き付けられたコイル１２とを有し、このコイル１２に通電することによりコア１１の一端がＳ極及び他端がＮ極となるように形成される。３個の電磁石１０は、図３に示されるように、３個のコア１１の６個の両端面が環状に成るように配列される。３個のコイルには三相交流が通電され、それぞれのコイル１２に生じる磁界の和が１つの回転磁界となる。この磁気結合手段３ａにより発生する回転磁界に永久磁石８ａが磁気的に結合することによって、回転軸体２が、その軸線を中心にして回転することになる。
【００１５】
回転軸体２の他方の端面、換言すると流体の上流側の端面にも、永久磁石８ｂが鉄片９に吸着固定されている。
【００１６】
軸体本体の他方の端面、例えば流体流通方向の上流側に位置する端面には、永久磁石８ｂが少なくとも２個配設される。２個の永久磁石８ｂは軸体本体内部に設置された鉄片９に磁気的に吸着していて、軸体本体の端面においてＮ極とＳ極とが露出するように、着磁されている。
【００１７】
これらの永久磁石８ｂに臨むように、換言すると、回転軸体２の一方の端面に臨むように配置された磁気結合手段３ｂは、例えば３個の電磁石１０から構成される。この３個の電磁石からなる磁気結合手段３ｂは前記磁気結合手段３ａと同じ構成を有する。ただし、３個の電磁石１０における３個のコア１１の環状に配置された６個の両端面に囲まれるようにしてギャップセンサー１３が配置されている。このギャップセンサー１３は、回転軸体２の端面に配置された永久磁石８ｂとコア１１の端面とのギャップを検出し、ギャップの大きさを示す検出信号を出力する。この検出信号は、ギャップコントローラ（図示せず。）に出力され、ギャップコントローラより出力される操作信号により磁気結合手段３ｂの磁界が調整され、回転軸体２の端面と磁気結合手段３ｂの端面との間隔が調整される。
【００１８】
磁気結合手段３ａにおけるコイル１２には三相アンプ（図示せず。）が結合される。三相アンプから磁気結合手段３ａにおける三個のコイルそれぞれに三相交流における各相が通電され、三相交流の周期の増減により回転磁界における回転数が決定される。
【００１９】
一方、他方の磁気結合手段３ｂにおけるコイル１２には三相アンプ（図示せず。）が結合されると共に、ギャップセンサー１３から出力されるところの、回転軸体の端面とコアの端面との間隙についての検出信号を入力するギャップコントローラから出力される操作信号により三相アンプから出力される三相交流が制御される。つまり、この三相交流によりこの磁気結合手段３ｂにより回転磁界が発生すると共に、コア１１と回転軸体２とのギャップが制御される。したがって、磁気結合手段３ａ及び磁気結合手段３ｂにより回転磁界を発生させ、この回転磁界と永久磁石８ａ，８ｂとの磁気結合により回転軸体２を回転させる。そして、磁気結合手段３ａによるコア１１により永久磁石８ａを吸引させる一方、磁気結合手段３ｂによるコア１１により永久磁石８ｂを吸引する。その結果、回転軸体２は、その軸線方向の両側から磁気結合手段３ａ，３ｂにより吸引されるので、回転軸体２は磁気結合手段３ａ及び磁気結合手段３ｂに対する非接触状態を維持して回転可能になる。また、磁気結合手段３ｂと回転軸体２の相対向面とのギャップが増減すると、ギャップセンサー１３により前記ギャップが検出されギャップが一定に成るように操作信号が三相コイルに出力される。
【００２０】
回転角度については、コアの端面近傍に回転軸体における永久磁石の磁力を検出するためのホール素子を設け、又は、コアに発生する逆起電力を検出するセンサーを設けるかすることにより、位相検知を行うことができる。
【００２１】
なお、図１において、１５で示すのは、ケーシング４内に流体を導入する導入管であり、１６で示すのは、ケーシング４内を流通する流体を導出する導出管であり、１７で示すのは、前記導入管１５を通じてケーシング４内に流入する流体の流れを案内する案内羽根であり、１８で示すのは、ディフューザである。
【００２２】
次に上記構成の動圧軸受け付き磁気浮上ポンプは、次のように作用する。
【００２３】
図示しない三相アンプから二基の磁気結合手段３ａ，３ｂのコイル１２に三相交流を通電する。三相交流の通電により二基の磁気結合手段３ａ，３ｂに回転磁界が発生する。磁気結合手段３ａ，３ｂと回転軸体２における永久磁石８ａ，８ｂとが磁気的に結合しているので、発生する回転磁界により回転軸体２が回転する。このとき、一方の磁気結合手段３ａにより回転軸体２の一方の端面が磁気的に吸引され、また他方の磁気結合手段３ｂにより回転軸体２の他方の端面が磁気的に吸引される。その結果、回転軸体２は、二基の磁気結合手段３ａ，３ｂにおけるコア１１に対して非接触状態を維持しつつ回転する。
【００２４】
回転軸体２の回転により軸流羽根５が回転し、これによって、導入管１５からケーシング４内に導入され案内羽根１７で案内された流体が導出管１６へと流通する。ケーシング４内を流通する流体の一部は、ケーシング４の内壁と動圧軸受け７の外周面との間隙を通過する。その際、図２に示されるように、溝７ｂに侵入する流体により動圧が発生し、円筒体７ａの外周面とケーシング４の内壁面とが所定の間隙に保持される。
【００２５】
前記二基の磁気結合手段３ａ，３ｂと回転軸体２における永久磁石８ａ，８ｂとの磁気的結合により回転軸体２は二基の磁気結合手段３ａ，３ｂとは非接触状態を維持し、また回転軸体２の回転に際してケーシング４の内周面に対しても非接触状態が維持されるのであるが、前記動圧軸受け７の作用により回転軸体２の回転中心が回転軸体２の軸線に一致するように回転軸体２が回転することとなり、回転のブレがなくなり、円滑な回転が実現される。
【００２６】
上記構成の動圧軸受け付き磁気浮上ポンプによると、一対の磁気結合手段と回転軸体における永久磁石との磁気結合により、回転軸体が非接触状態つまり磁気浮上状態を維持しつつ高速回転可能であり、動圧軸受けが装備されていることにより回転軸体の回転が回転軸体の中心軸を中心にして回転することとなり、ブレのない円滑な回転が実現される。この動圧軸受け付き磁気浮上ポンプを人工心臓用ポンプとして使用すると、回転軸体が非接触状態で回転することにより、溶血や血液の凝集を防止した円滑な血流を実現することができる。しかも、この動圧軸受け付き磁気浮上ポンプは、回転軸体を回転子としてその外側にコイルを倦回してなる固定子を配置すると言った構成を採用することがなく、また、回転軸体を回転させる駆動源としてモータ及びその回転軸の動力を伝達するワイヤー等からなる装備を必要としないので、それだけ小型のポンプに形成することができる。したがって、この動圧軸受け付き磁気浮上ポンプを埋め込み型の人工心臓用ポンプとして好適に採用することもできる。
【００２７】
以上、この発明に係る動圧軸受け付き磁気浮上ポンプの一実施例について説明したが、この発明は前記実施例に限定されるものではないことは、言うまでもなく、この発明の要旨の範囲内で様々の設計変更を行うことができる。
【００２８】
例えば、図２に示される動圧軸受けの代わりに図４に示す動圧軸受けを有する回転軸体を採用してなる動圧軸受け付き磁気浮上ポンプを例示することができる。
【００２９】
図４に示される回転軸体２は、軸体本体の両端面近傍に動圧軸受け７を設ける代わりに、軸体本体の外周面中央部を覆蓋する円筒体７ｃとこの円筒体７ｃを軸体本体の外周面に対して支持する支持部（図示せず。）と前記円筒体７ｃの外周面に形成された溝７ｂとを有する動圧軸受け７を有する外は、前記図２に示される回転軸体２と同じ構成を有する。
【００３０】
図２に示される回転軸体２は、軸体本体の両端部近傍それぞれに動圧軸受け７を設けているので、回転軸体２における軸の傾きを抑制することができ、この制御を容易に行うことができると言った利点があり、図４に示される回転軸体２は、軸体本体の外周面中央部に外周面を囲繞するように動圧軸受け７を備えているので、回転軸体自体の軸長を短くすることができ、しかも軸流羽根部分で流体が流入及び流出するに際して動圧軸受けが外乱の原因になることがないと言った利点がある。
【００３１】
図５に、この発明に係る動圧軸受け付き磁気浮上ポンプの他の例を示す。
【００３２】
図５に示す動圧軸受け付き磁気浮上ポンプ１ａにおける回転軸体２は、その一方の端面に少なくとも２個の永久磁石８ａを備え、回転軸体２の他方の端面に少なくとも１個の永久磁石８ｂを備える。
【００３３】
回転軸体２における永久磁石８ａを有する端面に臨んで磁気結合手段３Ａが配置される。この磁気結合手段３Ａは、図１に示される磁気結合手段３ａと同様に、コア１１及びコイル１２を備えた３組の電磁石１０を備え、コア１１の６個の端面が軸線方向から見て環状に配置される。コア１１の６個の端面は、回転軸体２の端面に配置された少なくとも２個の永久磁石８ａに臨むように配置される。コイル１２には、図示しない三相アンプが接続され、この三相アンプから３組のコイルに三相交流を通電することにより、回転磁界が発生するように成っている。
【００３４】
また、前記コア１１における環状に配置された６個の端面に囲まれてギャップセンサー（図示せず。）が、回転軸体２の端面に臨んで配置されている。このギャップセンサーは、前記コア１１における環状配置の端面と回転軸体の端面とのギャップの大きさを測定し、ギャップの大きさに対応する検出信号を、ギャップコントローラ（図示せず。）に出力する。ギャップコントローラは、前記三相アンプに操作信号を出力して、ギャップが常に一定に保持されるようにする。
【００３５】
回転軸体２の他方の面に臨んで配置される磁気結合手段３Ｂは、永久磁石３Ｃを含んで形成される。
【００３６】
二つの磁気結合手段３Ａ，３Ｂにより回転軸体２は相互に吸引され、磁気結合手段３Ａにより回転磁界を与えられるので、回転軸体２は二つの磁気結合手段３Ａ，３Ｂに対して非接触状態で回転する。回転軸体２の回転により、図１に示す動圧軸受け付き磁気浮上ポンプ１と同様に、導入管１５からケーシング４内に導入された流体が導出管１６へと流通することができるようになる。回転軸体２が軸線方向に移動して回転軸体２の端面と磁気結合手段３Ａにおけるコア１１の端面とのギャップが増減すると、ギャップセンサーがそのギャップの増減を検知し、ギャップコントローラにより三相アンプから出力される三相交流電流量が増減し、前記ギャップが適正に維持される。
【００３７】
なお、この図５に示される動圧軸受け付き磁気浮上ポンプ１ａにおける動圧軸受け７は、図１に示される動圧軸受けと同様の作用を発揮する。
【００３８】
図６にこの発明の他の例である動圧軸受け付き磁気浮上ポンプを示す。
【００３９】
図６に示す動圧軸受け付き磁気浮上ポンプ１ｂが図５に示す動圧軸受け付き磁気浮上ポンプ１ａと相違するところは、磁気結合手段３Ｄである。すなわち、この磁気結合手段３Ｄは、内部に電磁石３Ｅが装備され、電磁石３Ｅにおける鉄心３Ｆの端面が、回転軸体２における永久磁石８ｂの磁極と磁気的に結合する。つまり、永久磁石８ｂがＮ極であると電磁石３Ｅにおける鉄心３Ｆの端面がＳ極となる。これによって、電磁石３Ｅにおけるコイル３Ｇに通電すると鉄心３Ｆの端面のＳ極と永久磁石８ＢにおけるＮ極とが吸引しあう。このとき、磁気結合手段３Ａにより回転軸体２が磁気結合により磁気結合手段３Ａ側に吸引される。したがって、この例においても、回転軸体２が、磁気結合手段３Ａ及び磁気結合手段３Ｄにより非接触状態に維持され、磁気結合手段３Ａによる回転磁界により回転する。なお、図６において、３Ｈは、電磁石３Ｅにおけるコイル３Ｇに通電する電線を示す。
【００４０】
この発明の動圧軸受け付き磁気浮上ポンプのさらに他の例として、図５又は図６に示される動圧軸受け付き磁気浮上ポンプにおいて磁気結合手段３Ａの代わりに、駆動源例えばモータの駆動力により回転する永久磁石を備えた磁気結合手段を有する動圧軸受け付き磁気浮上ポンプを挙げることができる。この永久磁石を備えた磁気結合手段においては、前記永久磁石が回転軸体における一方の端面に配置された永久磁石と磁気結合するように、回転軸体の端面に相対向して配置される。この動圧軸受け付き磁気浮上ポンプにおいては、磁気結合手段における駆動源を小型化すると動圧軸受け付き磁気浮上ポンプ自体を小型に形成することができる。
【００４１】
図７にこの発明の他の例である動圧軸受け付き磁気浮上ポンプを示す。図８は、図７に示される動圧軸受け付き磁気浮上ポンプに装填されている回転軸体を示す外観説明図である。
【００４２】
図７に示されるように、この動圧軸受け付き磁気浮上ポンプは、回転軸体２と、二つの磁気結合手段３ａ，３ｂとを備える。
【００４３】
回転軸体２は、略円筒形の中央部と、その両側に円錐台形状に形成された端部とを有する軸体本体と、その軸体本体の中央部に設けられた軸流羽根５と、その軸流羽根の外側に形成された動圧軸受け７とを有する。回転軸体２の両端部がそれぞれ円錐台形状をなすのは、この動圧軸受け付き磁気浮上ポンプの軸長が短く設計されることにより導入管１５と導出管１６との間隔が短く成ったことによる。
【００４４】
軸流羽根５は、図１に示される軸流羽根と同様である。軸流羽根５の外側には、図示しない支持体により、円筒体をなす動圧軸受け７が配置される。この動圧軸受け７においては、その円筒体の外周面に、図８に示されるように、「く」の字状の溝７ｂが刻設されている。
【００４５】
回転軸体２の両端部には、図１に示される回転軸体と同様に、永久磁石８ａ，８ｂが取り付けられる。この永久磁石８ａ，８ｂは、図１に示される回転軸体と同様に、回転軸体の内部に設けられた鉄片９に磁気的に吸着されている。
【００４６】
前記回転軸体２は、ケーシング４内に装填される。図１に示される動圧軸受け付き磁気浮上ポンプとは異なり、このケーシング４の前記回転軸体２を装填する内部に面する内周面には、案内羽根（ディフューザ）１７が設けられる。
【００４７】
その他の構造は、図１に示される動圧軸受け付き磁気浮上ポンプにおける構造と同様であるから、その詳細な説明を省略する。
【００４８】
この図７及び図８に示される動圧軸受け付き磁気浮上ポンプにおいては、案内羽根１７が回転軸体２の半径方向外側に設けられているので、動圧軸受け付き磁気浮上ポンプ全体の軸長を短くすることができ、動圧軸受け付き磁気浮上ポンプの小型化を更に達成することができている。
【００４９】
【発明の効果】
この発明によると、回転軸体を非接触状態で回転させることができ、コンパクトな形状にまとめることのできる小型の動圧軸受け付き磁気浮上ポンプを提供することができる。また、この動圧軸受け付き磁気浮上ポンプは、軸方向における制御及び動圧軸受けにより回転子である回転軸体を磁気浮上させることができる。回転軸体に動圧軸受けを装着しているので、回転軸体を内装するケーシングの内壁に対してより一層確実に非接触状態を実現した回転軸体の回転を実現することができる。この発明によると、溶血、血液の凝集等の発生のおそれの小さな血液ポンプに好適な動圧軸受け付き磁気浮上ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明に係る動圧軸受け付き磁気浮上ポンプの一例を示す断面図である。
【図２】図２は図１に示す動圧軸受け付き磁気浮上ポンプにおける回転軸体を示す平面図である。
【図３】図３は図１に示す動圧軸受け付き磁気浮上ポンプにおける磁気結合手段を示す説明図であり、軸線方向から見た図と軸線方向に直交する方向から見た図とを並列してある。
【図４】図４は回転軸体の変形例を示す平面図である。
【図５】図５はこの発明に係る他の例としての動圧軸受け付き磁気浮上ポンプを示す断面図である。
【図６】図６はこの発明に係るさらに他の例としての動圧軸受け付き磁気浮上ポンプを示す断面図である。
【図７】図７はこの発明に係るさらにその他の例としての動圧軸受け付き磁気浮上ポンプを示す断面図である。
【図８】図８は図７に示される動圧軸受け付き磁気浮上ポンプに装填されている回転軸体を示す外観説明図である。
【符号の説明】
１・・・動圧軸受け付き磁気浮上ポンプ、
１ａ・・・動圧軸受け付き磁気浮上ポンプ、
１ｂ・・・動圧軸受け付き磁気浮上ポンプ、
２・・・回転軸体、
３ａ，３ｂ・・・磁気結合手段、
３Ａ・・・磁気結合手段、
３Ｂ・・・磁気結合手段、
３Ｃ・・・永久磁石、
３Ｄ・・・磁気結合手段、
３Ｅ・・・電磁石、
３Ｆ・・・鉄心、
３Ｇ・・・コイル、
３Ｈ・・・電線
４・・・ケーシング、
５・・・軸流羽根、
６・・・支持体、
７・・・動圧軸受け、
７ａ・・・円筒体、
７ｂ・・・溝、
７ｃ・・・円筒体、
７ｄ・・・溝、
８ａ，８ｂ・・・永久磁石、
９・・・鉄片、
１０・・・電磁石、
１１・・・コア、
１２・・・コイル、
１３・・・ギャップセンサー、
１５・・・導入管、
１６・・・導出管、
１７・・・案内羽根、
１８・・・ディフューザ

Claims

周側面に軸流羽根及び動圧軸受けを備え、両端それぞれに永久磁石を有してなる回転軸体と、前記回転軸体の両端それぞれに臨むように配置された磁気結合手段とを備え、
二つの前記磁気結合手段の少なくともいずれかの磁気結合手段は、中央部を曲成してなるコアを有する電磁石から構成され、
二つの前記磁気結合手段の少なくともいずれかの磁気結合手段により前記回転軸体を回転させるとともに、二つの磁気結合手段の協同により前記回転軸体を浮上状態に維持して、回転する回転軸体により回転軸方向の一方から他方へと流体を流通させること
を特徴とする動圧軸受け付き磁気浮上ポンプ。
前記二つの磁気結合手段は、前記回転軸体の一方の端部に臨んで配置されたところの、回転磁界を発生させる前記電磁石と、前記回転軸体の他方の端部に臨んで配置されたところの、前記回転軸体をその軸線方向において非接触状態に維持する電磁石又は永久磁石とである前記請求項１に記載の動圧軸受け付き磁気浮上ポンプ。
前記二つの磁気結合手段は、前記回転軸体の一方の端部に臨んで回転可能に配置され、マグネットカップリングにより前記回転軸体に回転力を与える回転駆動永久磁石と、前記回転軸体の他方の端部に臨んで配置されたところの、前記回転軸体をその軸線方向において非接触状態に維持する前記電磁石とである前記請求項１に記載の動圧軸受け付き磁気浮上ポンプ。
前記動圧軸受けが、前記回転軸体の半径方向の外側に設けられた円筒体の外表面に、流通する流体によって、その円筒形の外周面と回転軸体を収容するケースの内壁面との間に動圧を発生させる溝を形成してなる前記請求項１〜３のいずれか１項に記載の動圧軸受け付き磁気浮上ポンプ。
前記動圧軸受け付き磁気浮上ポンプが人工心臓ポンプ用である前記請求項１〜４のいずれか１項に記載の動圧軸受け付き磁気浮上ポンプ。