JP5681403B2 - 遠心式ポンプ装置 - Google Patents
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Description
また好ましくは、第1の磁性体の端面の内周側の角に面取り加工が施されている。
図1および図2に示すように、本発明の実施の形態1の前提となる参考例による遠心式血液ポンプ装置のポンプ部1は、非磁性材料で形成されたハウジング2を備える。ハウジング2は、円柱状の本体部3と、本体部3の一方の端面の中央に立設された円筒状の血液流入ポート4と、本体部3の外周面に設けられた円筒状の血液流出ポート5とを含む。血液流出ポート5は、本体部3の外周面の接線方向に延在している。
図6は、本発明の実施の形態1を説明するための、血液室7の側壁の中心線L1と開口部7aとの位置関係を示す図である。図6において、ハウジング2は、血液室7の側壁の中心線L1と直交し、かつ血液流出ポート5の孔の中心線を含む平面で切断されている。血液室7の側壁は、その平面上の円Cに沿って形成されている。円Cの中心点は、その平面と血液室7の側壁の中心線L1との交点である。血液流出ポート5の孔は、円Cの接線方向に延在している。図6では、インペラ10は時計の針の回転方向に回転し、血液もその方向に回転する。血液流出ポート5の孔と円Cの接点Pは、血液室7の側壁の開口部7aの上流側(図6中の左側)の端に位置している。
図33は、この発明の実施の形態2による遠心式血液ポンプ装置のポンプ部の構成を示す断面図であって、図3と対比される図である。図33において、永久磁石15a,15b,16a,16bの形状は、実施の形態1と同じである。このポンプ部では、インペラ10のシュラウド12に複数の永久磁石17の代わりに複数(たとえば8個)の永久磁石40が埋設されている。複数の永久磁石40は、等角度間隔で同一の円に沿って配置される。モータ室8内には、複数の永久磁石40を吸引するための複数(たとえば8個)の永久磁石41が設けられている。複数の永久磁石41は、インペラ10の複数の永久磁石40に対向して、等角度間隔で同一の円に沿って配置される。
図34は、この発明の実施の形態3による遠心式血液ポンプ装置のポンプ部の構成を示す断面図であって、図3と対比される図である。図35は、図34のXXXV−XXXV線断面図であって、図4と対比される図である。図36(a)(b)は、永久磁石15a,15b,16a,16bの構成を示す図であって、図7(a)(b)と対比される図である。
Claims (19)
- 隔壁で仕切られた第1および第2の室を含むハウジングと、前記第1の室内において前記隔壁に沿って回転可能に設けられ、回転時の遠心力によって液体を送るインペラと、前記第2の室内に設けられ、前記隔壁を介して前記インペラを回転駆動させる駆動部とを備えた遠心式ポンプ装置において、
前記インペラの一方面に設けられた第1の磁性体と、
前記インペラの一方面に対向する前記第1の室の内壁に設けられ、前記第1の磁性体を吸引する第2の磁性体と、
前記インペラの他方面に設けられ、前記駆動部によって吸引される第3の磁性体と、
前記第1の室の側壁に設けられた開口部から前記ハウジングの外に前記液体を流出させるための液体流出ポートと備え、
前記インペラの回転時において、前記第1および第2の磁性体間に作用する第1の吸引力と前記第3の磁性体および前記駆動部間に作用する第2の吸引力とは、前記第1の室内における前記インペラの可動範囲の略中央で釣り合い、
前記インペラの一方面またはそれに対向する前記第1の室の内壁に第1の動圧溝が形成され、前記インペラの他方面またはそれに対向する前記隔壁に第2の動圧溝が形成され、
前記第1および第2の磁性体のうちの少なくとも一方の磁性体は前記インペラの回転中心線の周りに円環状に形成され、
前記インペラの回転時に前記インペラが前記隔壁に対して平行になるように、前記開口部側における前記第1および第2の磁性体間の吸引力は、前記開口部の反対側における前記第1および第2の磁性体間の吸引力よりも小さな値に設定されている、遠心式ポンプ装置。 - 前記第2の磁性体は、前記インペラの回転中心線の周りに円環状に形成された永久磁石であり、
前記開口部側における前記第2の磁性体の厚さは、前記開口部の反対側における前記第2の磁性体の厚さよりも小さい、請求項1に記載の遠心式ポンプ装置。 - 前記第2の磁性体は、前記インペラの回転中心線の周りに円環状に形成された永久磁石であり、
前記開口部側における前記第1および第2の磁性体の対向面積は、前記開口部の反対側における前記前記第1および第2の磁性体の対向面積よりも小さい、請求項1に記載の遠心式ポンプ装置。 - 前記第2の磁性体は、前記インペラの回転中心線の周りに円環状に形成された永久磁石であり、
前記開口部側において前記第2の磁性体に切り欠き部が設けられている、請求項1に記載の遠心式ポンプ装置。 - 前記第1の磁性体は、互いに径が異なり、各々が円環状に形成された複数の第1の永久磁石を含み、
前記第2の磁性体は、互いに径が異なり、各々が円環状に形成された複数の第2の永久磁石を含む、請求項1に記載の遠心式ポンプ装置。 - 前記複数の第2の永久磁石の第1の磁極は全て前記インペラの方向に向けられ、前記複
数の第2の永久磁石の第2の磁極は全て前記インペラと反対の方向に向けられ、前記複数の第1の永久磁石の第2の磁極はそれぞれ前記複数の第2の永久磁石の第1の磁極に対向して設けられ、
さらに、前記複数の第2の永久磁石の第2の磁極のうちの前記開口部側の予め定められた領域に吸引される第4の磁性体を備える、請求項5に記載の遠心式ポンプ装置。 - 各隣接する2つの第2の永久磁石のうちの一方の第2の永久磁石の第1の磁極は前記インペラの方向に向けられ、他方の第2の永久磁石の第2の磁極は前記インペラの方向に向けられ、前記複数の第1の永久磁石の磁極はそれぞれ前記複数の第2の永久磁石の磁極と吸引するように配置され、
さらに、前記複数の第2の永久磁石の前記インペラと反対側の磁極のうちの前記開口部と反対側の予め定められた領域に吸引される第4の磁性体を備える、請求項5に記載の遠心式ポンプ装置。 - 前記インペラの側面に対向する前記第1の室の側壁は円筒状に形成されており、前記第1の室の側壁の中心線から見て前記開口部の上流側の端部の方向を0度とし、その反対側を180度とすると、前記開口部側は前記第1の室の側壁の中心線から見て前記0度の方向側であり、前記開口部の反対側は前記第1の室の側壁の中心線から見て前記180度の方向側であり、
前記第1の室の側壁の中心線から見て0度±A度(ただし、A度は0度よりも大きく180度よりも小さな角度である)の範囲内における前記第1および第2の磁性体間の吸引力は、その範囲外における前記第1および第2の磁性体間の吸引力よりも小さい、請求項1から7のいずれかに記載の遠心式ポンプ装置。 - 前記駆動部は、前記インペラの前記第3の磁性体に対向して環状に配置され、回転磁界を生成して前記インペラを回転させるための複数のステータコイルを含み、
前記複数のステータコイルによって生成される回転磁界の中心線は、前記第1の室の側壁の中心線と一致している、請求項1から8のいずれかに記載の遠心式ポンプ装置。 - 前記駆動部は、
前記インペラの前記第3の磁性体に対向して環状に配置された複数の第5の磁性体と、
それぞれ前記複数の第5の磁性体に巻回され、回転磁界を生成して前記インペラを回転させるための複数のステータコイルを含み、
前記複数のステータコイルによって生成される回転磁界の中心線は、前記第1の室の側壁の中心線と一致している、請求項1から8のいずれかに記載の遠心式ポンプ装置。 - 前記駆動部は、
前記第2の室内において前記隔壁に沿って回転可能に設けられたロータと、
前記第3の磁性体に対向して前記ロータに設けられ、前記第3の磁性体を吸引する第5の磁性体と、
前記ロータを回転させるモータとを含み、
前記ロータの回転中心線は前記第1の室の側壁の中心線と一致している、請求項1から8のいずれかに記載の遠心式ポンプ装置。 - 隔壁で仕切られた第1および第2の室を含むハウジングと、前記第1の室内において前記隔壁に沿って回転可能に設けられ、回転時の遠心力によって液体を送るインペラと、前記第2の室内に設けられ、前記隔壁を介して前記インペラを回転駆動させる駆動部とを備えた遠心式ポンプ装置において、
前記インペラの一方面に設けられた第1の磁性体と、
前記インペラの一方面に対向する前記第1の室の内壁に設けられ、前記第1の磁性体を吸引する第2の磁性体と、
前記インペラの他方面に設けられ、前記駆動部によって吸引される第3の磁性体と、
前記第1の室の側壁に設けられた開口部から前記ハウジングの外に前記液体を流出させるための液体流出ポートと備え、
前記インペラの回転時において、前記第1および第2の磁性体間に作用する第1の吸引力と前記第3の磁性体および前記駆動部間に作用する第2の吸引力とは、前記第1の室内における前記インペラの可動範囲の略中央で釣り合い、
前記インペラの一方面またはそれに対向する前記第1の室の内壁に第1の動圧溝が形成され、前記インペラの他方面またはそれに対向する前記隔壁に第2の動圧溝が形成され、
第1および第2の磁性体の各々は、前記インペラの回転中心線の周りに円環状に形成され、
前記インペラが流体力によって前記開口部側に偏心した場合に、前記開口部側における前記第1および第2の磁性体間の吸引力が前記開口部の反対側における前記第1および第2の磁性体間の吸引力よりも小さくなるように前記第1または第2の磁性体の端面の角に面取り加工が施されている、遠心式ポンプ装置。 - 前記第2の磁性体の端面の外周側の角に面取り加工が施されている、請求項12に記載の遠心式ポンプ装置。
- 前記第1の磁性体の端面の内周側の角に面取り加工が施されている、請求項12に記載の遠心式ポンプ装置。
- 前記駆動部は、前記インペラの前記第3の磁性体に対向して環状に配置され、回転磁界を生成して前記インペラを回転させるための複数のステータコイルを含み、
前記複数のステータコイルによって生成される回転磁界の中心線は、前記第1の室の側壁の中心線と一致している、請求項12から14のいずれかに記載の遠心式ポンプ装置。 - 前記駆動部は、
前記インペラの前記第3の磁性体に対向して環状に配置された複数の第4の磁性体と、
それぞれ前記複数の第4の磁性体に巻回され、回転磁界を生成して前記インペラを回転させるための複数のステータコイルを含み、
前記複数のステータコイルによって生成される回転磁界の中心線は、前記第1の室の側壁の中心線と一致している、請求項12から14のいずれかに記載の遠心式ポンプ装置。 - 前記駆動部は、
前記第2の室内において前記隔壁に沿って回転可能に設けられたロータと、
前記第3の磁性体に対向して前記ロータに設けられ、前記第3の磁性体を吸引する第4の磁性体と、
前記ロータを回転させるモータとを含み、
前記ロータの回転中心線は前記第1の室の側壁の中心線と一致している、請求項12から14のいずれかに記載の遠心式ポンプ装置。 - 前記インペラの回転時において前記インペラの回転中心線と前記第1の室の側壁の中心線とが一致するように、前記第2の磁性体の中心線が前記第1の室の側壁の中心線と異なる位置に配置されている、請求項1から17のいずれかに記載の遠心式ポンプ装置。
- 前記液体は血液であり、前記遠心式ポンプ装置は前記血液を循環させるために使用される、請求項1から18のいずれかに記載の遠心式ポンプ装置。
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