JPH04203364A - ポンプ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ポンプを手動により駆動するためのポンプ駆
動装置に関するものである。

［従来の技術］ これまで、医療用の遠心式血液ポンプでは、電動モータ
が用いられており、この電動モータやこれへの電力供給
部に故障等が発生した場合、あるいは停電の場合には、
手動によるポンプ駆動装置が一時的に用いられていた。

この手動によるポンプ駆動装置及びポンプ部の従来例の
概略構造を示したものが、第６図である。

第６図において、左側がポンプ部４１であり、右側がこ
のポンプ部４１を駆動するためのポンプ駆動装置１であ
る。左側のポンプ部４１は、内部をポンプ室とするポン
プハウジング４２の内部に回転体４３を備えている。こ
の回転体４３に複数起立した羽根４３ａが回転体４３と
ともに回転することにより、ポンプハウジング４２に設
けられた流入口４２ａから、血液を吸い込んで、流出口
４２ｂから送り出すようになされている。

一方、ポンプ駆動装置１には、手動で回転させる回転ハ
ンドル３が、ポンプ部４１が設けられた側とは反対側の
端部に取りつけられている。この回転ハンドル３を回転
させることにより、その回転力が歯車列等からなる増速
機構５１によって増速される。増速機構５１の回転ハン
ドル３が設けられた側の反対側の端部には、出力軸１９
が突出している。この出力軸１９には回転体であるヨー
ク５２と、ヨーク５２に支持されたマグネット５３が取
りつけられており、これらは増速機構５１により増速さ
れて回転される。ヨーク５２およびマグネット５３は、
ポンプ部４１側の回転体４３に取りつけられたマグネッ
ト４４とともに、マグネットカップリングを構成してお
り、マグネット５３とマグネット４４との吸引力により
、ポンプ駆動装置１の回転体５２の回転がポンプ部４１
の回転体４３に伝達される。

従って、ポンプ駆動袋！’ｌの回転ハンドル３を回転さ
せることにより、ポンプ部４１の回転体４３に起立した
羽根４３ａが、回転ハンドル３の数十倍の速さで回転し
、血液を送り出す様に働く。

以上のように構成された従来のポンプ駆動装置において
は、回転ハンドル３、増速機構５１、及びポンプ部４１
とのカップリング部を構成するヨーク５２が単純に結合
されているのみであった。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の従来例のポンプ駆動装置において
は、上述したように、回転ハンドルからポンプ部とのカ
ップリング部までの一連の動力伝達機構が単純に結合さ
れていたため、例えば、回転ハンドルの回転方向を誤っ
て操作した場合、血液を逆方向に送出してしまったり、
また、同方向に送出する場合でも、ポンプ性能を著しく
低下させるという問題点があった。

また、回転ハンドルの回転ムラが、そのままポンプ部内
の回転体（羽根）に伝達さ・れてしまうため、ポンプ吐
き出し流体の脈動を発生させたり、回転ハンドルの回転
を急に停止させると、羽根の回転も停止し、逆流が発生
してしまうという問題点があった。特に医療用の血液ポ
ンプにおいてこのような事が起こるのは大きな問題であ
る。しかも、電動ポンプが停止してしまった場合に、代
替え措置としてこの手動ポンプが用いられる場合が多い
のであるから、手動ポンプの操作は緊急を要することと
なり、更に誤操作を起こしやすいものである。

従って、本発明のポンプ駆動装置は、上述の課題に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、回転
ハンドルの回転方向を間違えたり、回転ハンドルの回転
操作にムラがあるような場合でも、安定に流体の送出が
行われるようにしたポンプ駆動装置を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明の
ポンプ駆動装置は、ポンプを手動操作により駆動して送
液を行わせるポンプ駆動装置において、手動により回転
駆動されるハンドルと、このハンドルの一方向のみの回
転を伝達する一方向動力伝達手段と、前記ハンドルの回
転を増速して伝達する増速手段と、この増速手段により
増速された回転エネルギーを保存する慣性エネルギー保
存手段と、この保存手段で保存されたエネルギーで回転
駆動される出力軸とを具備することを特徴としている。

また、この発明に係わるポンプ駆動装置において、前記
一方向動力伝達手段は、摩擦力を利用した一方向動力伝
達手段であることを特徴としている。

また、この発明に係わるポンプ駆動装置において、前記
一方向動力伝達手段は、ラチェット機構を利用した一方
向動力伝達手段であることを特徴としている。

また、この発明に係わるポンプ駆動装置において、前記
増速手段に前記一方向動力伝達手段が接続され、前記増
速手段に前記慣性エネルギー保存手段が接続されている
ことを特徴としている。

また、この発明に係わるポンプ駆動装置において、前記
一方向動力伝達手段は、前記増速手段の動力入力側に接
続されていることを特徴としている。

また、この発明に係わるポンプ駆動装置において、前記
一方向動力伝達手段は、前記増速手段の出力側に接続さ
れていることを特徴としている。

また、この発明に係わるポンプ駆動装置において、前記
慣性エネルギー保存手段は、前記増速手段の途中に接続
されていることを特徴としている。

また、この発明に係わるポンプ駆動装置において、前記
慣性エネルギー保存手段は、前記増速手段の出力側に接
続されていることを特徴としている。

また、この発明に係わるポンプ駆動装置において、この
ポンプ駆動装置により駆動されるポンプ部と連結可能な
連結手段を更に具備することを特徴としている。

また、この発明に係わるポンプ駆動装置において、前記
連結手段は、磁気力を利用した連結手段であることを特
徴としている。

また、この発明に係わるポンプ駆動装置において、前記
連結手段は、歯車の歯合による連結手段であることを特
徴としている。

また、この発明に係わるポンプ駆動装置において、前記
連結手段は、前記慣性エネルギー保存手段を構成するフ
ライホイールを備えることを特徴としている。

また、この発明に係わるポンプ駆動装置において、前記
連結手段は、磁気力を利用した連結手段であり、該連結
手段を構成するマグネットとヨークがフライホイールを
兼ねることを特徴としている。

また、この発明に係わるポンプ駆動装置において、前記
連結手段は、歯車の歯合による連結手段であり、該連結
手段を構成する歯車がフライホイールを備えることを特
徴としている。

また、この発明に係わるポンプ駆動装置において、医療
用の遠心式血液ポンプに使用することを特徴としている
。

［作用］ 以上の様に、この発明に係わるポンプ駆動装置は構成さ
れているので、動力入力のための回転ハンドルを誤って
逆回転させた場合でも一方向動力伝達手段の働きにより
、ポンプ部に動力が伝達されないので、ポンプ部が誤動
作してしまうことがなくなる。また、回転ハンドルの回
転にムラがあっても、慣性エネルギー保存手段が、ポン
プ部内の羽根を常に同じ速度で回転させ続けようとする
ので、ポンプ部自体は安定した動作を続けることができ
る。

［実施例］ 以下、本発明に係わるポンプ駆動装置の好適な一実施例
について、添付図面の第１図乃至第３図を参照して詳細
に説明する。

第１図は、一実施例のポンプ駆動装置１とこのポンプ駆
動装置により駆動されるポンプ部４１との構造を示した
断面図である。ポンプ駆動装置１は図示しない取付台上
に載置され、このポンプ駆動装置の図中右側に、ポンプ
部４１が取りつけられている。ポンプ駆動装置１とポン
プ部４１とは後述するマグネットカップリング３０を介
して、着脱自在な連結構造として互いに結合されている
。

ここで、ポンプ駆動装置１のポンプ部４１に接続される
側と反対側には、入力軸５が外方に突出しており、この
入力軸５には回転ハンドル３が取りはずし自在に取りつ
けられている。そして、この回転ハンドル３の回転が、
増速機構９等の動力伝達機構により回転体３１に伝達さ
れるのは、従来例のポンプ駆動装置と同様である。また
、ポンプ部４１において、ポンプ部４１内の回転体４３
に起立した羽根４３ａが回転して送液を行うメカニズム
も従来例と同様である。

この一実施例が、従来例と異なる主な点は、動力伝達機
構の途中に、一方向動力伝達機構８及び、慣性エネルギ
ー保存機構１４が設けられている点である。

以下、このポンプ駆動装置１の構成について説明する。

ポンプ駆動装置１は、内部に動力伝達機構を内蔵するハ
ウジング２を外殻として備えてい１す る。ハウジング２の内部には円筒状の空間が形成されて
おり、その内周面には、増速機構９の第一の遊星歯車列
を構成する第１の内歯歯車２ａと第２の遊星歯車列を構
成する第２の内歯歯車２ｂが互いに同軸に、軸方向に沿
って離間した状態で、一体に形成されている。

ハウジング２の中心には、増速機構９の中心軸が支持さ
れている。この中心軸は、互いに同軸の入力軸５と出力
軸１９との２つの部分に分割されている。入力軸５及び
出力軸１９のそれぞれ一端は、ハウジング２に対して軸
受け６及び軸受け２９により回転自在に軸支されており
、また、入力軸５と出力軸１９の連結部は、軸受け１６
を介して互いに回転自在に連結されている。従って、入
力軸５と出力軸１９とは、ハウジング２に対してそれぞ
れ独立に、回転できるようになされている。

入力軸５には、摩擦力あるいはラチェット機構を利用し
たワンウェイクラッチ７等からなる、−方向動力伝達機
構８を介して、第１の遊星歯車ｌ３の支持板１０が取り
つけられている。この支持板１０には、スペーサ１２を
介して軸方向に離間した状態で、反対側の支持板１５が
ボルト等で固定されている。これらの２枚の支持板１０
及び１５の間には、軸受け１１を介して、はぼ等角度的
に配置された３つの第１の遊星歯車１３が、各々回転自
在に保持されている。

また、容筒１の遊星歯車１３は、外周側において、ハウ
ジング２の内周面に形成された第１の内歯歯車２ａと歯
合し、内周側において第１の太陽歯車２０と歯合してい
る。この第１の太陽歯車２０は、出力軸１９に軸受け１
７を介して回転自在に軸支されており、出力軸１９とは
独立に回転可能になされている。従って、回転ハンドル
３を回転させると、第１の遊星歯車１３が第１の太陽歯
車２０の回りに旋回（公転）し、第１の太陽歯車２０は
、第１の遊星歯車列の増速比で増速された回転数で、出
力軸１９とは独立に回・転（自転）する。

ここで、第１図のＡ−Ａ断面図を示したものが第２図で
あり、第２図に、回転ハンドル３を矢印Ｃ方向に回転さ
せた時の、第１の遊星歯車列の各歯車の回転方向を矢印
で示している。

次に、第１の太陽歯車２０のボス部２Ｏａｉこは第２の
遊星歯車２４を保持するための支持板２１が圧入等の方
法により一体的に取りつけられている。はぼ等角度的に
配置された３つの第２の遊星歯車２４が、第１の遊星歯
車１３と同様に、この支持板２１と、これに軸方向に沿
って離間した反対側の支持板２６との間で、軸受け２３
を介して回転自在に保持されている。支持板２１と反対
側の支持板２６とは、スペーサ２５を介して、軸方向に
沿って一定間隔を保った状態で、ボルトにより互いに連
結されている。

第２の遊星歯車２４はその外周側において、ハウジング
２の内周面に形成された第２の内歯歯車２ｂと歯合して
おり、内周側において第２の太陽歯車２７と歯合してい
る。ここで、第２の太陽歯車２７は出力軸１９に同軸に
固定されている。従って、第１の太陽歯車２０が回転す
ると、第２の遊星歯車２４が第２の太陽歯車２７の回り
を旋回（公転）し、第２の太陽歯車２７が第２の遊星歯
車列の増速比で増速された回転数で回転（自転）し、こ
の回転が出力として出力軸１９から取り出されることに
なる。

ここで、第１図のＢ−Ｂ断面図を示したものが第３図で
あり、第３図に、第１の太陽歯車２０が矢印り方向に回
転した時の、第２の遊星歯車列の各歯車の回転方向を矢
印で示している。

また、第１の遊星歯車１３の支持板１０とハウジング２
との間及び、第１の遊星歯車１３の支持板１５と第２の
遊星歯車２４の支持板２１との間には、スラストころ軸
受け２８が配置されており、これらのスラストころ軸受
け２８は、入力軸５と出力軸１９の連結部で、両方の軸
が傾かないように保持する役目を果たしている。

出力軸１９には、ヨーク３１が固定され、このヨーク３
１の外周にはマグネット３３が取りつけられている。こ
のマグネット３３は、ポンプ部４１の回転体４３に取り
つけられたマグネット４４とともに、マグネットカップ
リング３０を構成している。このマグネットカップリン
グ３０によりポンプ部４１とポンプ駆動装置１は着脱自
在に結合されており、ポンプ動作時に両者を接続して用
いることにより、ポンプ駆動装置１の回転出力がポンプ
部４１の回転体４３に非接触の状態で伝達される。

また、ヨーク３１とマグネット３３とは、フライホイー
ルを兼ねており、慣性エネルギー保存機構１４を構成し
ている。即ち、一般にマグネットのヨークは強磁性体で
なくてはならず、比重の重い金属であり、さらに、この
マグネットカップリング部は装置内で最も高回転部分で
あるため、この部分にフライホイールを構成することが
好ましい。

次に、上記の構成からなるポンプ駆動装置１の動作につ
いて説明する。

まず、回転ハンドル３を矢印Ｃ方向（第２図示）で示す
順方向に回転させるとワンウェイクラッチ７を介して支
持板１０が入力軸５を中心に同方向に回転する。この時
、回転ハンドル３を逆方向に回転させると、ワンウェイ
クラッチ７が空回りして回転ハンドル３の回転力は増速
機構９には伝達されない。

支持板１０が回転すると、それに保持された第１の遊星
歯車１３がハウジング２の第１の内歯歯車２ａと第１の
太陽歯車２０に同時に歯合しながら旋回する。これによ
り、第１の太陽歯車２０は、出力軸１９に軸受け１７を
介して支持されているので、出力軸１９とは独立に、回
転ハンドル３の回転数に対して第１の遊星歯車列の増速
比（約５倍）で増速された回転数で回転する。

一方、第１の太陽歯車２０が回転すると、第２の遊星歯
車２４が、ハウジング２の第２の内歯歯車２ｂと第２の
太陽歯車２７とに同時に歯合しながら旋回し、第２の太
陽歯車２７は、第１の太陽歯車２０の回転数に対して第
２の遊星歯車列の増速比（約６倍）で増速された回転数
で回転する。

第２の太陽歯車２７は、出力軸１９に固定されているの
で、結果として、出力軸１９は、回転ハンドル３の回転
数に対して２段階に増速されな回転数で回転する。この
増速比は約３０倍である。

出力軸１９が回転すると、出力軸１９に取りつけられた
ヨーク３１とマグネット３３とが回転し、その回転がマ
グネットカップリング３０により、ポンプ部４１の回転
体４３に伝達され、周知のようにして流体の送出動作が
行われる。

このとき、ポンプ部４１内の回転体４３が回転している
スピードに相当する回転数より低い回転数で回転ハンド
ル３を回転させたり、回転ハンドル３の回転を停止した
りした場合は、ワンウェイクラッチ７が空回りし、フラ
イホイールを構成するヨーク３１とマグネット３３の慣
性力により、一定回転でポンプを回転させ続けようとす
る作用が働く。

従って、回転ハンドル３の回転方向を間違えたり、回転
ハンドル３の回転操作にムラがあるような場合でも、安
定した流体の送出が行われ続けることになる。

次に、他の実施例の概略構造を第４図に示す。

第１図に示した一実施例との違いは、ポンプ部４１から
軸４５がポンプ駆動装置１に向けて出ており、この軸端
に従動側カップリングとしての外歯車４６が設けられて
いて、ポンプ駆動装置ｌ側の出力軸１９に形成された駆
動側カップリングとしての内歯車３１と機械的に結合さ
れていることである。第１図に示したマグネットカップ
リングでは、マグネットの吸引力以上のトルクが作用し
た場合、ポンプ部内の従動マグネットが脱調してトルク
伝達ができな（なってしまう。これに対し、第４図に示
した構造では、このようなことが発生せず、回転ハンド
ル３の回転トルクは実質的に全てポンプ部４１に伝達さ
れることになり、この点で好ましい。尚、この他の実施
例では、駆動側カップリング３１の外周部３１ａは半径
方向外方に広がり、フライホイールを形成している。

以上、一実施例と他の実施例について説明したが、基本
的に回転ハンドル、一方向伝達機構、増速機構、慣性エ
ネルギー保存機構を備えたポンプ駆動装置の構成は様々
なものが考えられる。

ここで、第５図に、ポンプ駆動装置の種々の構成例を模
式的に示す。まず、第５図（ａ）は、上記の他の実施例
のポンプ駆動装置に類似の構成であり、他の実施例にお
いてカップリングを用いずに、ポンプ駆動装置の出力軸
とポンプ部の回転軸を直結させたものである。回転ハン
ドル３を回転させることにより、動力は一方向動力伝達
機構８を介し増速機構９に伝達され、ポンプ駆動に必要
な回転数に増速され、更に、慣性エネルギー保存機構１
４にエネルギーを蓄えなからポンプ部４１内の回転体（
羽根）４３を回転させ、送液を行うことができる。

また、第５図（ｂ）は、一実施例のポンプ駆動装置の構
成であり、慣性エネルギー保存機構１４がマグネットカ
ップリング３０と兼用されており、駆動マグネット３３
とヨーク３１がフライホイールを構成している。この場
合ポンプ部４１とポンプ駆動装置１とが着脱自在に構成
されている。

また、第５図（Ｃ）に示すように、回転ハンドル３の回
転力が、ます増速機構９に伝達され、次に一方向動力伝
達機構８を介し、慣性エネルギー保存機構１４さらにポ
ンプ部へ伝達されてゆく構成を用いると、慣性エネルギ
ー保存機構１４の慣性力のみにより回転体４３を回転さ
せる場合、増速機構９が関与しないため、この部分の摩
擦力により慣性力が減衰することを防止できる。

さらに構成によっては、第５図（ｄ）に示すように、増
速機構９（ａ）及び９（ｂ）間に慣性エネルギー保存機
構１４を設けてもよく、また、第５図（ｅ）に示すよう
に、増速機構９より慣性エネルギー保存機構１４のみを
独立して設けてもよい。

以上説明したように、ポンプ駆動装置において、ワンウ
ェイクラッチとフライホイールを組み合わせて用いるこ
とにより、回転ハンドルを誤って逆回転させた場合でも
ポンプ本体が誤動作してしまう心配がな（なる。また、
回転ハンドルの回転にムラがあっても、ポンプ自体は安
定した動作を続けることができるとともに、ハンドルを
急に停止してしまっても、羽根が急激に停止することが
ないので、直ちに流体の逆流などが発生することがない
。

なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲で、上記実施
例を修正もしくは変形したものに適用可能である。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明のポンプ駆動装置においては
、動力入力のための回転ハンドルを誤って逆回転させた
場合でも一方向動力伝達手段の働きにより、ポンプ部に
動力が伝達されないので、ポンプ部が誤動作してしまう
ことがなくなるという効果がある。また、回転ハンドル
の回転にムラがあっても、慣性エネルギー保存手段が、
ポンプ部内の羽根を同じ速度で回転させ続けようとする
ので、ポンプ部自体は安定した動作を続けることができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例のポンプ駆動装置とポンプ部との構造
を示した断面図、 第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、 第３図は第１図のＢ−Ｂ断面図、 第４図は他の実施例の概略構造を示した図、第５図はポ
ンプ駆動装置の種々の構成例を模式％式％ 第６図は従来のポンプ駆動装置の概略構造を示した図で
ある。 図中、１・・・ポンプ駆動装置、２・・・ハウジング、
３・・・回転ハンドル、５・・・入力軸、６・・・軸受
け、７・・・ワンウェイクラッチ、８・・・一方向動力
伝達機構、９・・・増速機構、１０・・・支持板、１１
・・・軸受け、１２・・・スペーサ、１３・・・第１の
遊星歯車、１４・・・慣性エネルギー保存機構、１５・
・・支持板、１６・・・軸受け、１７・・・軸受け、１
９・・・ａ力軸、２０・・・第１の太陽歯車、２１・・
・支持板、２３・・・軸受け、２４・・・第２の遊星歯
車、２５・・・スペーサ、２６・・・支持板、２７・・
・第２の太陽歯車、２９・・・軸受け、３０・・・マグ
ネットカップリング、３１・・・ヨーク、３３・・・マ
グネット、４１・・・ポンプ部、４２・・・ポンプハウ
ジング、４３・・・回転体、４４・・・マグネット、５
１・・・増速機構、５２・・・ヨーク、５３・・・マグ
ネットである。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポンプを手動操作により駆動して送液を行わせる
   ポンプ駆動装置において、 手動により回転駆動されるハンドルと、 このハンドルの一方向のみの回転を伝達する一方向動力
   伝達手段と、 前記ハンドルの回転を増速して伝達する増速手段と、 この増速手段により増速された回転エネルギーを保存す
   る慣性エネルギー保存手段と、 この保存手段で保存されたエネルギーで回転駆動される
   出力軸とを具備することを特徴とするポンプ駆動装置。
2. （２）前記一方向動力伝達手段は、摩擦力を利用した一
   方向動力伝達手段であることを特徴とする請求項第１項
   に記載のポンプ駆動装置。
3. （３）前記一方向動力伝達手段は、ラチエツト機構を利
   用した一方向動力伝達手段であることを特徴とする請求
   項第１項に記載のポンプ駆動装置。
4. （４）このポンプ駆動装置により駆動されるポンプ部と
   連結可能な連結手段を更に具備することを特徴とする請
   求項第１項に記載のポンプ駆動装置。
5. （５）前記連結手段は、磁気力を利用した連結手段であ
   り、該連結手段を構成するマグネットとヨークがフライ
   ホイールを兼ねることを特徴とする請求項第４項に記載
   のポンプ駆動装置。
6. （６）医療用の遠心式血液ポンプに使用することを特徴
   とする請求項第１項から第５項のいずれか一項に記載の
   ポンプ駆動装置。