JPH08141071A - 遠心ポンプの駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 故障等により遠心ポンプの駆動装置が駆動し
なくなった場合に、安定した流体供給をすることのでき
る遠心ポンプの駆動力伝達装置の提供。 【構成】 遠心ポンプ２に装着するためのギヤボックス
４を備える駆動力出力部１３と、ローラーポンプ３の駆
動力出力部３２に装着するための駆動力入力部１１と、
駆動力伝達部１２とからなり、駆動力をローラーポンプ
３から遠心ポンプ２に伝達することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、心臓手術時などに用い
る体外循環回路において、血液などの流体を回転体を回
転させることによって搬送するための遠心ポンプの駆動
装置に関する。詳しく述べると、遠心ポンプにローラー
ポンプの駆動力を伝達する駆動力伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、人工心肺等における体外循環
回路において血液などの流体を搬送するための医療用ポ
ンプとしては、チューブを外側からしごくことによりチ
ューブ内の流体を送り出すローラーポンプが知られてお
り、広く用いられている。一方、近年では、ローラーポ
ンプに比べ流体の損傷が少なく、安全性に優れるという
理由から、ハウジング内に流入させた流体をハウジング
内に配設された回転体により押し流す遠心ポンプがロー
ラーポンプに代わり用いられるようになった。

【０００３】遠心ポンプにおいては、ポンプの駆動源で
ある電動モータがポンプに直接取り付けられおり、この
電動モータやモータへの電力供給部に故障等が発生した
場合には、一時的に手動による駆動装置が用いられてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常遠
心ポンプは、人工心肺回路中の最も低い位置に配置され
ていることや複雑な回路中も設置されていることが多い
ので、上述のような駆動装置を遠心ポンプに直接取り付
けて手動により駆動させ、長時間安定した回転数を維持
することは困難であった。また、遠心ポンプの電動モー
タは高価であるため、予備の電動モータを常備すること
も困難である。

【０００５】本発明は、上記従来の技術に鑑みてなされ
たもので、電動モータやモータへの電力供給部に故障等
が発生し電動モータが駆動しなくなった非常時におい
て、不安定な流体供給を行うことのない遠心ポンプの駆
動力伝達装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の遠心ポンプの駆動力伝達装置は、遠心ポンプ
に駆動力を出力するための駆動力出力部と、ローラーポ
ンプの駆動力を入力するための駆動力入力部と、一端に
該駆動力出力部、他端に該駆動力入力部を有する駆動力
伝達部とからなるをことを特徴とする。

【０００７】そして、前記駆動力出力部は、回転数変更
器を備えていることが好ましい。

【０００８】また、前記駆動力入力部は、手動による駆
動装置の駆動力を入力することができるものであること
が好ましい。

【０００９】さらに、前記駆動力出力部は、遠心ポンプ
の駆動装置に設けられた入力部に駆動力を出力し、遠心
ポンプを駆動させることが好ましい。

【００１０】

【作用】以上の構成において、本発明の遠心ポンプの駆
動力伝達装置は、電気系の故障等が発生し遠心ポンプの
駆動装置が駆動できなくなった場合、ローラーポンプの
駆動装置に切り換えることができるので、送血の続行が
容易に行え、安定した流体供給が可能な、信頼性の高い
遠心ポンプシステムを提供することが可能となる。

【００１１】

【実施例】最初に、図１を用いて、本発明の遠心ポンプ
の駆動力伝達装置を装着する遠心ポンプ２について説明
する。図１は、本発明の実施例に係る遠心ポンプの駆動
力伝達装置を装着する遠心ポンプを示す断面図である。
図１において、遠心ポンプ２は、ハウジング内に血液を
流入するための血液流入ポート２１と、ハウジング内か
ら血液を流出するための血液流出ポート２２と、従動用
マグネット２４を具備した回転体２３とから構成されて
おり、血液流入ポート２１からハウジング２０内に血液
を流入し、回転体２３の回転駆動によりハウジング２０
内に流入した血液に圧力を与え、血液流出ポート２２に
移送するものである。そして、遠心ポンプ２は、爪具５
１ａ，５１ｂ等の装着具によりポンプ駆動装置５に固定
されている。

【００１２】一方、ポンプ駆動装置５は、従動用マグネ
ット２４と向かい合うように備えられたポンプ駆動用マ
グネット５２と、モータ軸５４、ローターマグネット５
５、ステータコイル５６からなるモータ５３などから構
成されており、電源入力部５７から電力を供給すること
により、ステータコイル５６によって回転磁界を発生さ
せ、モータ軸５４の周囲に設けられたローターマグネッ
ト５５を従動回転させる。これにより、モータ軸５４に
連結されたポンプ駆動用マグネット５２を回転駆動させ
るものである。

【００１３】そして、ポンプ駆動装置５から遠心ポンプ
２への駆動力の伝達は、モータ５３によりマグネット５
２を回転駆動させ、その駆動力が磁力によるマグネット
カップリングにより遠心ポンプ２のマグネット２４を駆
動させることにより行われる。これにより、遠心ポンプ
２は、通常の体外補助循環のときで１０００〜３０００
ｒｐｍの回転数で血液を移送する。

【００１４】遠心ポンプの駆動力伝達装置を装着する際
は、血液流入ポートポンプ２１をクランプして、一時的
に遠心ポンプ２内に血液が流入しないようにした状態で
駆動装置５を遠心ポンプ２から取り外し、遠心ポンプの
駆動力伝達装置の装着を行う。

【００１５】（実施例）以下、添付図面の図２から図４
を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。

【００１６】図２は、本発明の実施例に係るの遠心ポン
プの駆動力伝達装置を遠心ポンプ及びローラーポンプ３
装着した状態を示す図である。図２において、遠心ポン
プ２は、駆動力伝達装置１に接続され、さらに駆動力伝
達装置１はローラーポンプ３に接続されている。これに
より、ローラーポンプ３の駆動装置３１から遠心ポンプ
２への駆動力の伝達は、フレキシブルシャフト１（駆動
力伝達装置）により行われる。

【００１７】次いで、図３及び図２を用いて、本発明の
遠心ポンプの駆動力伝達装置１について説明する。図３
は、本発明の実施例に係る遠心ポンプの駆動力伝達装置
の駆動力入力部を示す図である。図３において、駆動力
伝達装置１（フレキシブルシャフト）は、ローラーポン
プから駆動力を入力する駆動力入力部１１と、ローラー
ポンプから遠心ポンプに駆動力を伝達する駆動力伝達部
１２と、遠心ポンプに駆動力を出力する駆動力出力部１
３とから構成されいている。そして、駆動力入力部１１
は、多角柱状のの凸状部を有するオスコネクタ１１１
と、オスコネクタ１１１を固定するためのリング１１２
からなり、駆動力伝達部１２は回転駆動することにより
駆動力をローラーポンプ３から遠心ポンプ１に伝達する
駆動力伝達材１２１（ワイヤ）と、駆動力伝達材１２１
が回転駆動をするスペースを確保するためのコイルチュ
ーブ１２２と、コイルチューブ１２２の外壁を被覆する
合成樹脂からなるチューブ１２３とからなり、さらに駆
動力出力部１３は図２に示すように回転数を変えるため
の複数のギヤ４１、ポンプ駆動用のマグネット４２、遠
心ポンプ２に駆動力を出力する凹状部４２とからなるギ
ヤボックス４と、駆動力伝達部１２を接続するための接
続部１３１とからなる。そして、遠心ポンプ２に装着す
る際には、フレキシブルシャフト１の駆動力出力部１３
に備えられている爪具４３ａ，４３ｂ等の装着具によ
り、遠心ポンプ２の駆動装置５の装着部にマグネット２
４，４２が向かい合うように装着する。

【００１８】ローラーポンプ３からの駆動力の入力は、
フレキシブルシャフト１のオスコネクタ１１１により行
われ、次いで駆動力はオスコネクタ１１１に接続されて
いるワイヤ１２１に伝達され、そしてワイヤ１２１に伝
達された駆動力はギヤ４１に伝達され、さらにギヤ４１
からマグネット４２に伝達される。そして、このように
伝達された駆動力により、マグネット４２を回転駆動
し、その駆動力が磁力によるマグネットカップリングに
より遠心ポンプ２の従動用マグネット２４が駆動するよ
うに構成されている。また、フレキシブルシャフト１の
駆動力出力部１３を遠心ポンプ２の駆動装置（図示せ
ず）に入力部を設けて、前記入力部に駆動力を出力し、
遠心ポンプを駆動させてもよい。

【００１９】フレキシブルシャフト１の全長は、３０ｃ
ｍ〜５００ｃｍ程度であり、好ましくは５０ｃｍ〜３０
０ｃｍ程度、特に１００ｃｍ〜２００ｃｍ程度であるこ
とがより好ましい。フレキシブルシャフト１の全長が３
０ｃｍ以下であると遠心ポンプ２に接続するときに長さ
に余裕がないので、遠心ポンプ２の血液流入ポート２１
や血液流出ポート２２に接続されているチューブに負担
がかかりチューブがはずれてしまう可能性があり、５０
０ｃｍ以上であるとフレキシブルシャフト１の重量が大
きくなり、遠心ポンプ２への接続をスムーズに行うこと
が困難である。

【００２０】ワイヤ１２１は、トルク伝達性に優れた材
質から構成されていることが好ましく、例えば、ステン
レス鋼、アルミニウム合金、高張力鋼などが挙げられ
る。また、ワイヤの直径は、２．０ｍｍ〜５０ｍｍ程
度、好ましくは４．０ｍｍ〜３０ｍｍ程度、特に好まし
くは６．０ｍｍ程度で構成されている。ワイヤの直径が
２．０ｍｍ以下であると、駆動装置からの回転駆動力に
耐えられず、ワイヤにねじれが起きることがあるのでト
ルク伝達性に問題があり、５０ｍｍ以上であると、ワイ
ヤの重量が重くなるため、駆動装置に負担がかかった
り、遠心ポンプ２に取り付けるのがたいへんになる。

【００２１】コイルチューブ１２２は、例えば、ステン
レス鋼、アルミニウム合金等から構成される多数本の細
径のワイヤが編まれて構成されているので、ワイヤ１２
１が回転駆動するときにワイヤ１２１が接触しても回転
駆動の妨げとならない、抵抗の少ない内表面を有してい
る。また、コイルチューブ１２２内にワイヤ１２１を挿
入した状態では、コイルチューブ１２２とワイヤ１２１
との間に０．５ｍｍ〜５．０ｍｍ程度、好ましくは２．
０ｍｍ程度のゆとりが必要である。また、チューブ１２
３は、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹
脂、ポリオレフィン樹脂のような合成樹脂からなること
が好ましく、コイルチューブ１２２の外表面に被覆され
コイルチューブ１２２を保護している。

【００２２】オスコネクタ１１１の多角柱状のの凸状部
は、ローラーポンプ３の回転駆動力を入力できる形状で
あれば四角柱に限られることなく、三角柱、五角柱、六
角柱など多角柱状であればよい。凸状部の長さはローラ
ーポンプ３の駆動力出力部３２に設けられたメスコネク
タの凹状部の深さにもよるが、３．０ｍｍ〜５０ｍｍ程
度、好ましくは５．０ｍｍ〜４０ｍｍ程度、より好まし
くは３０ｍｍ程度である。凸状部の長さが３．０ｍｍ以
下であるとローラーポンプ３のメスコネクタからはずれ
てしまう可能性があり、５０ｍｍ以上であるとメスコネ
クタへの挿入や抜去がスムーズに行うことが困難であ
る。

【００２３】次いで、図４及び図２を用いて、本発明の
遠心ポンプの駆動力伝達装置１を装着するローラーポン
プ３について説明する。図４は、本発明の実施例に係る
遠心ポンプの駆動力伝達装置を装着するローラーポンプ
の駆動力出力部を示す図である。図において、ローラー
ポンプ３の駆動力出力部３２は、従来から用いられてい
るローラーポンプと同様、主に、駆動装置３１により回
転駆動するローター３３と、流体移送用チューブ３９を
設置するための円筒面３４とから構成され、ローター３
３は、ローター３３の回転駆動により流体移送用チュー
ブ３９を円筒面３４に圧閉する複数のローラー３５と、
前記チューブ３９が円筒面３４からはずれないようにす
るための複数のチューブガイド３６と、凹状部を有する
メスコネクタ３７とからなる。なお、メスコネクタ３７
は、駆動装置３１の故障や停電時などの非常時に備えて
用意されているものである。

【００２４】そして、通常のローラーポンプとして用い
る際は、円筒面３４に沿ってチューブ３９を配置した後
に、駆動装置３１によりローター３３を回転駆動させ、
ガイド３６でチューブ３９を押さえつつローター３３の
回転駆動に同調して駆動するローラー３５によりチュー
ブ３９を円筒面３４に圧閉し、しごくことにより、チュ
ーブ内の流体を移送するものである。また、通常の体外
補助循環のメインポンプとして用いる際のローラーポン
プの回転数は、５０ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍであり、最
大でも２００ｒｐｍである。送液量の調整は、内径の異
なる複数本の流体移送用チューブを準備し、用いるチュ
ーブの内径により行う。そして、駆動装置３１に故障が
起きたとき等の非常時には、メスコネクタ３７に手動用
ハンドルを装着し手動によりポンプの駆動を行う。

【００２５】遠心ポンプの駆動力伝達装置１を装着する
際は、メスコネクタ３７の凹状部に駆動力伝達装置１の
オスコネクタ１１１を嵌合することにより行われる。ま
た、遠心ポンプ２への駆動力の伝達は、フレキシブルシ
ャフト（駆動力伝達装置）１により行われるが、遠心ポ
ンプ２の回転数がローラーポンプ３の回転数と異なるた
め、フレキシブルシャフト１の駆動力出力部１３（ギヤ
ボックス４）により回転数を変更する。さらに、停電な
どにより電源を入力することができないときには、フレ
キシブルシャフト１の駆動力入力部１１（オスコネクタ
１１１）にコネクタを取り付けて、手動用ハンドルを装
着することもできる。また、手動用ハンドルは、回転数
を変更することができる複数のギヤを備えるものが好ま
しい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る遠心
ポンプの駆動力伝達装置は、遠心ポンプに駆動力を出力
するための駆動力出力部と、ローラーポンプの駆動力を
入力するための駆動力入力部と、一端に該駆動力出力
部、他端に該駆動力入力部を有する駆動力伝達部とから
なるをことにより、遠心ポンプの駆動装置が機能しなく
なったときにローラーポンプの駆動装置に接続すること
ができるので、送血の続行が容易に行え、安定した流体
供給を行うことのできるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る遠心ポンプの駆動力伝達
装置を装着する遠心ポンプを示す断面図である。

【図２】本発明の実施例に係るの遠心ポンプの駆動力伝
達装置を遠心ポンプ及びローラーポンプ３装着した状態
を示す図である。

【図３】本発明の実施例に係る遠心ポンプの駆動力伝達
装置の駆動力入力部を示す図である。

【図４】本発明の実施例に係る遠心ポンプの駆動力伝達
装置を装着するローラーポンプの駆動力出力部を示す図
である。

【符号の説明】

１ 駆動力伝達装置 １１ 駆動力入力部 １１１ オスコネクタ １１２ リング １２ 駆動力伝達部 １２１ 伝達材 １２２ コイルチューブ １２３ チューブ １３ 駆動力出力部 ２ 遠心ポンプ ２１ 血液流入ポート ２２ 血液流出ポート ２３ 回転体 ２４ マグネット ３ ローラーポンプ ３１ 駆動装置 ３２ 駆動力入力部 ３３ ローター ３４ 円筒面 ３５ ローラー ３６ ガイド ３７ メスコネクタ ４ 回転数変更器 ４１ ギヤ ４２ マグネット ４３ 爪具 ５ 駆動装置 ５１ 爪具 ５２ マグネット ５３ モータ ５４ モータ軸 ５５ ローターマグネット ５６ ステータコイル ５７ 電源入力部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】遠心ポンプに駆動力を出力するための駆動
   力出力部と、 ローラーポンプの駆動力を入力するための駆動力入力部
   と、 一端に該駆動力出力部、他端に該駆動力入力部を有する
   駆動力伝達部とからなるをことを特徴とする遠心ポンプ
   の駆動力伝達装置。