JPWO2016047331A1

JPWO2016047331A1 - 遠心ポンプの製造方法

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Publication number: JPWO2016047331A1
Application number: JP2016550041A
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Inventors: 新平古川
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2017-04-27
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Abstract

本発明の遠心ポンプの製造方法は、蓋部材（２２）および底部材（２１）を有するハウジング（２）と、ハウジング（２）内に回転可能に収納された回転体（３）と、回転体（３）を支持する支持機構（４）と、を備える遠心ポンプ（１）を製造する方法であり、底部材（２１）と蓋部材（２２）とを組立てて組立状態とする組立工程と、組立状態で、底部材（２１）と蓋部材（２２）とが互いに接近する方向に加圧を行いつつ、蓋部材（２２）と底部材（２１）との接合を行う接合工程と、を有している。

Description

本発明は、遠心ポンプの製造方法に関する。

従来、血液を搬送する血液ポンプとしては、遠心力によって血液を送り出すターボ型のポンプがあり、中空のハウジングと、ハウジング内に回転可能に収納されたインペラと、インペラの回転中心となる回転軸（軸部材）と、回転軸の上端部を回転可能に支持する上部軸受けと、回転軸の下端部を回転可能に支持する下部軸受けとを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の血液ポンプでは、上部軸受けは、筒状をなし、その内径よりも若干小さい外径を有する回転軸の上端部が挿入されている。これにより、上部軸受けの内周部と回転軸の上端部の外周部とは、面接触した状態となっている。また、下部軸受けも、筒状をなし、その内径よりも若干小さい外径を有する回転軸の下端部が挿入されている。

しかしながら、特許文献１に記載の血液ポンプでは、インペラが回転した際には、ハウジングの内圧が高まって回転軸方向に拡張する。この場合、ハウジングが拡張した分だけ各軸受けの離間距離が増大する。このため、軸部材は、上下方向にズレて、その結果、水平方向にも揺動して（ブレて）しまっていた。そして、この揺動により、血液ポンプ全体が不本意に過剰に振動する等の問題が生じる。また、前記揺動に伴い、溶血が生じてしまう。

特許第４５４８４５０号公報

本発明の目的は、遠心力付与部材が回転した際に、当該遠心力付与部材とともに回転する軸部材が揺動するのを確実に防止することができるとともに、軸部材と第１の軸受けおよび第２の軸受けとの各間での溶血を確実に防止または抑制することができる遠心ポンプの製造方法を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（７）の本発明により達成される。
（１）中空体で構成され、その中空部に連通し、血液が流入する血液流入口と、前記中空部に連通し、前記血液流入口から流入した血液が流出する血液流出口とを有するハウジングと、
前記中空部内に回転可能に収納され、その回転により血液に遠心力を付与する遠心力付与部材と、
前記遠心力付与部材を前記ハウジングに対し回転可能に支持する支持機構とを備え、
前記支持機構は、前記遠心力付与部材の回転中心に設置され、前記遠心力付与部材の回転軸として機能する軸部材と、
前記軸部材の一端部を回転可能に支持する第１の軸受けと、
前記軸部材の他端部を回転可能に支持する第２の軸受けとを有する遠心ポンプを製造する製造方法であって、
前記ハウジングは、前記第１の軸受けが設置される蓋部材と、前記第２の軸受けが設置される底部材とを前記回転軸方向に組立てた組立状態で接合されてなるものであり、
前記組立状態とする組立工程と、
前記組立状態で、前記蓋部材と前記底部材とが互いに接近する方向に加圧を行いつつ、前記蓋部材と前記底部材との接合を行う接合工程とを有することを特徴とする遠心ポンプの製造方法。

（２）前記組立工程後の前記第１の軸受と前記第２の軸受との離間距離を離間距離Ｄ _０としたとき、
前記接合工程後の前記第１の軸受と前記第２の軸受との離間距離Ｄ_１は、離間距離Ｄ_０よりも小さい上記（１）に記載の遠心ポンプの製造方法。

（３）前記離間距離Ｄ_１は、前記離間距離Ｄ_０の９９％以下である上記（２）に記載の遠心ポンプの製造方法。

（４）前記蓋部材と前記底部材との境界部には、前記加圧により前記蓋部材および前記底部材がそれぞれ変形する易変形部が設けられており、
前記接合工程では、前記易変形部を変形させることにより、前記離間距離Ｄ_１を調節する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の遠心ポンプの製造方法。

（５）前記接合工程では、前記組立状態で、前記蓋部材と前記底部材との境界部付近にレーザ光を照射することにより、前記蓋部材と前記底部材との融着を行う上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の遠心ポンプの製造方法。

（６）前記蓋部材および前記底部材は、それぞれ光透過性を有するものであり、
前記接合工程では、前記境界部に光吸収材を介在させた状態で前記光吸収材に前記レーザ光を照射することにより前記融着を行う上記（５）に記載の遠心ポンプの製造方法。

（７）前記レーザ光は、半導体レーザによるものである上記（５）または（６）に記載の遠心ポンプの製造方法。

本発明によれば、組立状態で、蓋部材と底部材とが互いに接近する方向に加圧を行いつつ、蓋部材と底部材との接合を行う。すなわち、軸部材を締め付けた状態で蓋部材と底部材との接合を行う。これにより、遠心ポンプの使用中にハウジング内の内圧が上昇して、ハウジングが回転軸方向に拡張したとしても、予め締め付けている分、ハウジングの拡張により生じる軸部材の揺動を防止または抑制することができる。よって、軸部材と第１の軸受けおよび第２の軸受けとの各間での溶血を確実に防止または抑制することができる。

図１は、本発明の製造方法により製造される遠心ポンプの実施形態を示す断面側面図である。図２は、図１に示す遠心ポンプの断面平面図である。図３は、本発明の遠心ポンプの製造方法を示す縦断面図であって、用意工程を示す図である。図４は、本発明の遠心ポンプの製造方法を示す縦断面図であって、接合工程を示す図である。図５は、本発明の遠心ポンプの製造方法を示す縦断面図であって、図３に示すハウジングの部分拡大図である。

以下、本発明の遠心ポンプの製造方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の製造方法により製造される遠心ポンプの実施形態を示す断面側面図である。図２は、図１に示す遠心ポンプの断面平面図である。図３は、本発明の遠心ポンプの製造方法を示す縦断面図であって、用意工程を示す図である。図４は、本発明の遠心ポンプの製造方法を示す縦断面図であって、接合工程を示す図である。図５は、本発明の遠心ポンプの製造方法を示す縦断面図であって、図３に示すハウジングの部分拡大図である。

なお、以下では、説明の都合上、図１、図３〜５の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。

図１に示す遠心ポンプ１は、中空体で構成されたハウジング２と、ハウジング２内に回転可能に収納された回転体（インペラ）３と、回転体３をハウジング２に対し回転可能に支持する支持機構４とを備えている。以下、各部の構成について説明する。

ハウジング２は、ハウジング本体２０と、血液Ｑが流入する血液流入ポート２５と、血液Ｑが流出する血液流出ポート２６とを有している。

ハウジング本体２０は、偏平な円筒状の部材で構成され、底部材２１と、血液流入ポート２５および血液流出ポート２６が形成された蓋部材２２とを有し、これらを組立てた組立状態で接合されてなるものである。

底部材２１は、円板状をなし、その上面の縁部から突出形成され、周方向に延在する側壁（第１の壁部）２１１を有している。また、側壁２１１は、その上端部に厚さが薄くなっている薄肉部２１２と、厚さが一定の厚さ一定部２１３とを有している。薄肉部２１２は、ハウジング本体２０の周方向の全域にわたって設けられている。また、薄肉部２１２は、上側に向って厚さが薄くなっており、その内周面２１２ａは傾斜している（図５参照）。

蓋部材２２は、天板２２１と、天板２２１の下面の縁部から突出形成され、周方向に延在する側壁（第２の壁部）２２２とを有している。また、側壁２２２は、厚さ一定部２２４の下端部に設けられ、厚さが薄くなっている薄肉部２２３と、厚さが一定の厚さ一定部２２４とを有している。薄肉部２２３は、ハウジング本体２０の周方向の全域にわたって設けられている。また、薄肉部２２３は、下側に向って厚さが薄くなっており、その外周面２２３ａは傾斜している（図５参照）。

また、組立状態では、薄肉部２１２は、薄肉部２２３の外側に位置している。薄肉部２１２と薄肉部２２３との境界部は、当該境界部付近にレーザ光を照射することにより、融着された融着部１００となっている。この融着部１００は、ハウジング本体２０の全周にわたって形成されている。このことについては、後に詳述する。

そして、底部材２１と蓋部材２２とで囲まれた偏平な空間（中空部）がポンプ室２４となる。

また、血液流入ポート２５と血液流出ポート２６とは、それぞれ、ポンプ室２４に連通している。そして、血液流入ポート２５から流入した血液Ｑは、ポンプ室２４を介して、血液流出ポート２６から流出することができる。

図１に示すように、血液流入ポート２５は、天板２２１（一端部）の中心部に管状（円筒状）に突出形成されている。血液流入ポート２５は、その長手方向の途中が屈曲しており、当該屈曲部２５１を境界部として天板２２１側の根元部２５２と、それと反対側の接続部２５３とに分けることができる。接続部２５３は、回転体３の回転軸に対して傾斜して設けられている。この接続部２５３には、例えば血液回路を構成するチューブを接続することができる。

図２に示すように、血液流出ポート２６は、側壁２２２の外周面（外周部）に管状に突出形成されている。この血液流出ポート２６は、側壁２２２の外周面の接線方向に向かって突出している。

ハウジング本体２０のポンプ室２４内には、円盤状をなす回転体３が同心的に配置されている。この回転体３は、回転することにより、血液Ｑに遠心力を付与する遠心力付与部材である。

図２に示すように、回転体３は、血液Ｑが通過する複数本（図示の構成では６本）の血液流路３１を有している。これらの血液流路３１は、回転体３の中心から放射状に形成されている。また、各血液流路３１の回転体３の中心側の部分同士は、互いに合流（交差）しており、回転体３の上面３２に開口している。一方、血液流路３１の回転体３の中心側と反対側の部分は、それぞれ、回転体３の外周面３３に開口している。また、回転体３の外周面３３とハウジング２の側壁２２２の内周面との間には、間隙２４１が形成されている。

そして、このような回転体３が、ハウジング２を上から見たような図２のように軸部材５を中心に時計回りに回転すると、血液流入ポート２５から流入した血液Ｑは、各血液流路３１にその回転体３の中心側の部分から入り込み、遠心力を受けて、血液流路３１を流下する。この流下した血液Ｑは、間隙２４１内に流出する。その後、血液Ｑは、間隙２４１内で図２中の時計回りの回転力を受けて、血液流出ポート２６に至ると、当該血液流出ポート２６から確実に排出されることとなる。

図１に示すように、回転体３には、血液流路３１の下側の部分に、磁石が設置されている。なお、図１に示す構成では、複数（例えば６つ）の永久磁石３４を用いている。遠心ポンプ１を駆動するに際しては、後述する軸部材５が鉛直方向と平行となるようにハウジング２の底部材２１を下側にして、当該遠心ポンプ１を外部駆動手段（図示せず）に装着する。この装着状態で遠心ポンプ１が使用される。外部駆動手段は、例えば、モータと、モータに連結された永久磁石とを有し、この永久磁石が遠心ポンプ１に内蔵された永久磁石３４と磁力により引き付け合う。そして、この状態でモータが回転すると、その回転力が前記引き付け合う磁石同士を介して伝達されて、回転体３も回転することができる。

なお、回転体３の直径は、特に限定されないが、例えば、２０〜２００ｍｍであるのが好ましく、３０〜１００ｍｍであるのがより好ましい。回転体３の厚さは、特に限定されないが、例えば、３〜４０ｍｍであるのが好ましく、５〜３０ｍｍであるのがより好ましい。回転体３の最大回転数は、特に限定されないが、例えば、２０００〜６０００ｒｐｍであるのが好ましく、２５００〜５０００ｒｐｍであるのがより好ましい。

また、回転体３およびハウジング２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、硬質ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）のようなポリエステル、ポリサルフォン、ポリアリレート等の各種硬質樹脂が挙げられる。また、これらの構成材料のうちでも、特に、血液Ｑとの適合性に優れ、また、透明性、成形加工性に優れるという点で、ポリカーボネート、アクリル樹脂が好ましい。なお、ハウジング２の構成材料は、上記の樹脂材料のうち、光透過性を有するものとされる。

特に、ハウジング２（底部材２１および蓋部材２２）の構成材料の融点は、特に限定されないが、２００〜４００℃程度のものが好ましく、２５０〜３５０℃程度のものがより好ましい。このような材料を用いることにより、融着後の固定が早くなり、融着部１００の融着性、融着の均一性がより向上する。

図１に示すように、回転体３は、支持機構４を介してハウジング２に対し回転可能に支持されている。支持機構４は、軸部材５と、軸部材５の上端部（一端部）を回転可能に支持する第１の軸受け６と、軸部材５の下端部（他端部）を回転可能に支持する第２の軸受け７とを有している。

軸部材５は、回転体３の回転中心に設置されている。軸部材５は、両端部が丸みを帯びた棒状の部材で構成されている。軸部材５の構成材料としてセラミックを用いる場合、軸部材５の両端部は、研磨を施すことで軸部材５が回転する際の両端部の摺動性が向上する。また、軸部材５の構成材料として金属材料を用いる場合、軸部材５の両端部には、研磨を施した上で、例えば、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）やチタン等のコーティングが施されていてもよい。これにより、軸部材５が回転する際の両端部の摺動性や耐久性が向上する。

第１の軸受け６は、血液流入ポート２５の接続部２５３の内周部に凹没して形成された第１の軸受け設置部２５４に設置、固定されている。この第１の軸受け６は、ブロック状をなし、下面６１には、軸部材５の上端面５１の湾曲形状に沿って窪んだ湾曲凹面６２が形成されている。

第２の軸受け７は、ハウジング２の底部材２１の中心部に凹没して形成された第２の軸受け設置部２２５に設置、固定されている。第２の軸受け７は、ブロック状をなし、上面７１には、軸部材５の下端面５２の湾曲形状に沿って窪んだ湾曲凹面７２が形成されている。

なお、第１の軸受け６、第２の軸受け７のハウジング２に対する固定方法としては、特に限定されないが、例えば、嵌合による方法、接着（接着剤や溶媒による接着）による方法、融着（熱融着、高周波融着、超音波融着等）による方法、インサート成形による方法等が挙げられる。

次に、遠心ポンプ１の製造方法について説明する。
遠心ポンプ１の製造方法は、［１］用意工程と、［２］光吸収材供給工程と、［３］組立工程と、［４］接合工程とを備えている。

［１］用意工程
図３および図４に示すように、まず、底部材２１、蓋部材２２、回転体３、支持機構４および治具８を用意する。

治具８は、底部材２１を保持する保持具８１と、底部材２１および蓋部材２２に加圧を行う加圧具８２とを有している。

保持具８１は、円板状（ブロック状）をなし、その上面には、底部材２１の下端部を挿入し固定する凹部８１１が形成されている。また、保持具８１は、図示しないターンテーブルに固定されており、回転体３の回転中心回りに回転可能になっている。

加圧具８２は、横断面形状が円形の有底筒状をなし、その内側に血液流入ポート２５を挿入可能な内部空間８２１を有している。この内部空間８２１は、ハウジング本体２０を加圧する際、血液流入ポート２５の逃げ部として機能する。また、加圧具８２の下端面８２２は、蓋部材２２の天板２２１の形状に沿って傾斜している。

［２］光吸収材供給工程
次に、図３に示すように、レーザ光を吸収する光吸収材２００を蓋部材２２の薄肉部２２３の表面に塗布（供給）する。光吸収材２００としては、例えば、カーボンブラック等の粉末、該粉末や後述する染料を含む液状（ペースト状）のもの、または該粉末や該染料を含むシート状（層状）のものが挙げられる。

本実施形態では、液状（ペースト状）の光吸収材２００を用い、この光吸収材２００を薄肉部２２３の端面２２３ｂと、薄肉部２２３の外周面２２３ａと、厚さ一定部２２４の端面２２４ａとに塗布する。これら端面２２３ｂ、外周面２２３ａおよび端面２２４ａは、連続しており、かつ、それらの境界は丸みを帯びている。これにより、光吸収材２００を塗布する際、光吸収材気泡が混在したりするのを防止または抑制することができる。

また、液状（ペースト状）の光吸収材２００を用いることにより、光吸収材２００が、その形状が自由に変えられるため、本実施形態のように塗布する面が、湾曲または屈曲した異形の場合に適している。

液状（ペースト状）の光吸収材２００の塗布方法としては、特に限定されず、スプレーコート（スプレー塗装）、刷毛塗り、ディッピング、滴下等、いずれの塗布方法を用いてもよい。

なお、例えば、シート状の光吸収材２００を用いる場合、薄肉部２２３の形状と同形状（円環状）に打ち抜かれた（切り取られた）シート状の光吸収材２００を用意し、これを後述の［２］組立工程の際に、薄肉部２１２と薄肉部２２３との間に介在させる。シート状の光吸収材２００を用いることにより、予め円環状のものを用意（製造）しておき、それを目的部位に装着すればよいので、ペースト状の光吸収材２００を用いる場合に比べ、介在させる操作が簡単であるという利点がある。

また、光吸収材２００を構成する光吸収物質（レーザ光吸収物質）として、次に挙げるような、融着部１００の透明度をできるだけ低下させないものを用いることができる。このような光吸収物質としては、可視光領域（０．４μｍ以上０．７μｍ未満）の吸収が少なく、０．７〜２．５μｍのレーザ光波長領域において狭い吸収帯で高いモル吸光度係数を示すものが好ましく、例えば、シアニン染料、スクウォリリウム染料、クロコニウム染料等の染料が挙げられる。

具体例を挙げて説明すると、例えば、シアニン染料としては、下記化学式１で示される化合物、スクウォリリウム染料としては、下記化学式２で示される化合物、クロコニウム染料としては、下記化学式３で示される化合物を用いることができる。

光吸収材２００として上記のようなレーザ光吸収物質を用いることにより、融着部１００の透明度の低下を極力抑えることができるので、透明な材料で構成される底部材２１および蓋部材２２に対し、融着部１００が着色されて目立ってしまい、外観上の統一感を損なうということも防止される。

また、別途用意された光吸収材２００を用いることにより、レーザ光を吸収させるために底部材２１や蓋部材２２そのものを着色する必要がなく、底部材２１や蓋部材２２を実質的に透明なものとすることができるので、内部の視認性を十分に確保することができる。

また、光吸収材２００をハウジング２と同種の素材、例えばポリカーボネートに練り込まれたものを使用し、薄肉部２２３へ２色成形などの成形方法を用いて供給しても良い。

［３］組立工程
図４に示すように、回転体３および支持機構４を内側に収納するように、底部材２１および蓋部材２２を組立てる。このとき、蓋部材２２の外周面２２３ａは、底部材２１の内周面２１２ａによって案内されるため、底部材２１に対して容易に位置決めされる。これにより、容易に組立状態とすることができる。

そして、組立状態の遠心ポンプ１（以下、この組立状態の遠心ポンプ１を「遠心ポンプ１’」とも言う）を保持具８１の凹部８１１内に固定し、加圧具８２の下端面８２２を天板２２１の上面に配置する。

［４］接合工程
次に、図４に示すように、レーザ光ＬＬを光吸収材２００に向って照射する。レーザ光ＬＬは、底部材２１の薄肉部２１２を透過して、光吸収材２００に照射される。光吸収材２００に照射されたレーザ光ＬＬは、効率良く光吸収材２００に吸収され、熱に変わるので、低出力で効率的に融着を行うことができる。

また、レーザ光ＬＬの光源を固定し、保持具８１を遠心ポンプ１’ごと回転させて光吸収材２００の全周にわたってレーザ光ＬＬを照射する。これにより、底部材２１および蓋部材２２を全周にわたって融着することができる、すなわち、ハウジング２の全周にわたって融着部１００を形成することができる。よって、融着強度（接合強度）の向上を図ることができる。

また、図４に示すように、底部材２１の薄肉部２１２と、蓋部材２２の薄肉部２２３とがハウジング２の径方向に重なっている重なり部３００の図４中上下方向の全長にわたってレーザ光ＬＬを照射する。これにより、レーザ光ＬＬを照射しつつ遠心ポンプ１’を１回転させるという簡単な方法で融着部１００を形成することができる。

また、薄肉部２１２と薄肉部２２３とを接合することにより、できるだけ接合面積（融着面積）をできるだけ大きくすることができる。よって、底部材２１と蓋部材２２とをより高い接合強度で接合することができる。さらに、薄肉部２１２は、厚さが薄くなっているので、レーザ光ＬＬが透過する際、減衰を抑制することができる。

特に、図４に示すように、薄肉部２１２の内周面２１２ａと、薄肉部２２３の外周面２２３ａとは、それぞれ回転体３の回転中心に対して傾斜して設けられている。これにより、遠心ポンプ１の使用中にハウジング２の内圧が上昇した場合、薄肉部２２３の外周面２２３ａが、薄肉部２１２の内周面２１２ａに押しつけられる方向に力が作用する。よって、底部材２１および蓋部材２２が互いに離脱する方向に力が加わったり、それに起因するクラックの発生や融着部１００の破損を確実に防止することができる。

照射するレーザ光ＬＬの種類としては、特に限定されず、例えば、半導体レーザ、ＣＯ _２レーザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等が挙げられるが、その中でも特に、半導体レーザがエネルギー効率が良く、寿命が長いという理由で好ましい。

照射するレーザ光ＬＬの波長は、概ね、前記レーザ光ＬＬの種類に依存するが、半導体レーザの場合、波長は、８００〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましい。

レーザ光ＬＬのビーム径は、特に限定されないが、重なり部３００の図４中の上下方向の長さと同じかまたは若干大きいのが好ましい。これにより、重なり部３００にレーザ光ＬＬを照射しつつ、底部材２１および蓋部材２２を回転させるという簡単な方法により、光吸収材２００の図４中上下方向の全長にわたってレーザ光ＬＬを確実に照射することができる。よって、容易に融着を行うことができる。
以上の工程を経て遠心ポンプ１を得ることができる。

ところで、遠心ポンプ１の使用中には、ハウジング２内の内圧が高まり、ハウジング２は、回転軸Ｏ方向に拡張する傾向を示す。このため、第１の軸受け６の下面６１と第２の軸受け７の上面７１との離間距離Ｄが大きくなり、軸部材５が上下方向にズレて、さらには、水平方向にも揺動する。その結果、軸部材５の上端面５１と第１の軸受け６の湾曲凹面６２との間、および、軸部材５の下端面５２と第２の軸受け７の湾曲凹面７２との間で、それぞれ溶血が生じるおそれがあるが、本発明では、このような不具合を未然に防止することができる。以下、このことについて説明する。

図４に示すように、本発明では、接合工程において、加圧具８２を用いて底部材２１と蓋部材２２とが互いに接近する方向に加圧力（抑え力）Ｐで加圧を行いつつ、上記のような融着を行う。

図５（ａ）に示すように、加圧を行う以前の組立状態では、底部材２１上に蓋部材２２を配置した状態となっている。この状態では、薄肉部２１２の内周面２１２ａと薄肉部２２３の外周面２２３ａとにより、底部材２１と蓋部材２２との位置関係が一旦規制されている。また、このとき、厚さ一定部２２４の端面２２４ａと、厚さ一定部２１３の端面２１２ｂとの距離Ｌは、距離Ｌ_０となっている。

そして、図５（ｂ）に示すように、加圧を行うと、蓋部材２２は、底部材２１に向って押しつけられる、すなわち、締め付けられる。この締め付けにより、薄肉部２１２の内周面２１２ａと、薄肉部２２３の外周面２２３ａとは、摺動する。このとき、図５（ｂ）に示すように、薄肉部２２３は、内側に撓んで変形し、薄肉部２１２は、外側に撓んで変形する。その結果、接合工程後の距離Ｌは、距離Ｌ_０よりも小さい距離Ｌ_１となる。また、距離Ｌ_０が距離Ｌ_１となることにより、第１の軸受け６の下面６１と第２の軸受け７の上面７１との離間距離Ｄは、組立状態での離間距離Ｄ_０よりも小さい離間距離Ｄ_１になる。

このように、遠心ポンプ１では、薄肉部２１２と薄肉部２２３とは、周辺よりも優先的に変形する易変形部になっているため、加圧により離間距離Ｄを調節することができる。

また、離間距離Ｄ_１のまま底部材２１と蓋部材２２との接合を行うことにより、ハウジング２には、圧縮方向の予圧がかかった状態で接合することができる。このような方法によって得られた遠心ポンプ１は、使用中に内圧が高まり、ハウジング２が回転軸Ｏ方向に拡張して離間距離Ｄが増大しても、予め離間距離Ｄ_０から離間距離Ｄ_１に圧縮して接合している分、離間距離Ｄの増大により生じる軸部材５の回転軸Ｏ方向の移動を防止または抑制することができる。よって、軸部材５の移動に伴う溶血を防止または抑制することができる。さらに、加圧を行いつつ融着を行うことにより、融着強度をより高めることができる。

また、離間距離Ｄ_１は、離間距離Ｄ_０の９７％以上９９％以下であるのが好ましく、９７．５％以上９８．５％以下であるのがより好ましい。これにより、確実に溶血を防止することができる。離間距離Ｄ_１が、上記下限値を下回ると、第１の軸受け６、第２の軸受け７および軸部材５の構成材料にもよるが、第１の軸受け６および第２の軸受け７が破損する可能性がある。一方、離間距離Ｄ_１が上記上限値を上回った場合、本発明の効果が顕著に表れない可能性がある。

また、ハウジング２の構成材料にもよるが、加圧力Ｐの大きさによっては、薄肉部２１２と薄肉部２２３とが折損することが考えられる。遠心ポンプ１では、図５（ｃ）に示すように、厚さ一定部２２４の端面２２４ａと薄肉部２１２の端面２１２ｂとが当接し、厚さ一定部２１３の端面２１３ａと薄肉部２２３の端面２２３ｂとが当接することにより、締め付け限界が規制される。これにより、薄肉部２１２と薄肉部２２３とが過剰に変形して、折損するのを確実に防止することができる。

さらに、薄肉部２１２と薄肉部２２３とは、根元部分が端部よりも厚くなっている。すなわち、薄肉部２１２と薄肉部２２３とは、根元部分での剛性が高くなっている。これにより、上記折損をより確実に防止することができる。

また、本実施形態では、融着を行う際、加圧具８２により底部材２１および蓋部材２２をそれらが接近する方向に加圧力Ｐで加圧する。これにより、融着強度をより高めることができる。また、このとき、加圧具８２は、下端面８２２で蓋部材２２の天板２２１の縁部、すなわち、側壁２２２の付け根付近を押圧する。これにより、加圧具８２の加圧力（抑え力）は、側壁２２２に効率よく伝達される。よって、押圧による底部材２１と蓋部材２２との周方向の位置ズレを防止することができるとともに、底部材２１および蓋部材２２の境界部をハウジング２の全周にわたってできるだけ均一に押圧することができる。

このように、本発明によれば、組立状態で、底部材２１と蓋部材２２とが互いに接近する方向に加圧を行いつつ、底部材２１と蓋部材２２との接合を行う。すなわち、軸部材５を締め付けて予圧がかかった状態で底部材２１と蓋部材２２との接合を行う。これにより、遠心ポンプ１の使用中にハウジング２内の内圧が上昇して、ハウジング２が回転軸方向に拡張したとしても、予め締め付けている分、前記内圧の上昇を相殺することができる。よって、ハウジング２の拡張により生じる軸部材５の揺動を防止または抑制することができる。よって、軸部材５と第１の軸受け６および軸部材５と第２の軸受け７との各間での溶血を確実に防止または抑制することができる。

なお、上記工程を経て得られた遠心ポンプ１は、加圧しつつ接合を行うため、常温（２５℃程度）において、例えば１〜２００ＭＰａ程度の残留応力を保持している。この残留応力は、例えばＸ線回析法等、公知の方法によって検出することができる。

そして、特に、遠心ポンプ１では、上記のように残留応力を保持しているため、底部材２１と蓋部材２２との境界部、すなわち、接合部分においてクラック等の欠陥が生じやすくなる傾向を示すが、前述したように、本実施形態では、レーザ光ＬＬの照射により融着を行う。これにより、融着強度（接合強度）を高めることができ、クラック等の欠陥が生じるのを防止または抑制することができる。また、接合ムラ（融着ムラ）が少なく、ピンホール、部分剥離、気泡の混入等の融着欠陥も生じ難い。また、超音波融着のように、融着の際にかすが生じることがないので、遠心ポンプ１の製造に際し、カスを取り除くために遠心ポンプ１を洗浄する工程（洗浄や洗浄後の乾燥等を含む）を行わずに済み、簡単かつ少ない工程で製造することができる。さらに、接着剤による接着や、溶剤による融着に比べ比較的短時間で、かつ、良好に接合を行うことができる。

以上、本発明の遠心ポンプの製造方法を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、遠心ポンプを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物（工程）が付加されていてもよい。

なお、前記実施形態では、レーザ光を照射することにより、蓋部材と底部材とを融着しているが、本発明ではこれに限定されず、例えば、蓋部材と底部材との接合方法は、熱融着、高周波融着、溶剤による融着や、接着剤による接着等であってもよい。

また、前記実施形態では、光吸収材供給工程を行った後に組立工程を行っているが、本発明ではこれに限定されず、組立工程を行った後に光吸収材供給工程を行ってもよい。この場合、底部材と蓋部材との境界部に毛管現象を利用して光吸収材を介在させることができる。

また、前記実施形態では、光吸収工程において、蓋部材の薄肉部に光吸収材を供給しているが、本発明ではこれに限定されず、底部材の薄肉部に光吸収材を供給してもよく、底部材の薄肉部および蓋部材の薄肉部の双方に光吸収材を供給してもよい。

また、前記実施形態では、底部材の薄肉部は、蓋部材の薄肉部の外側に位置しているが、本発明ではこれに限定されず、底部材の薄肉部は、蓋部材の薄肉部の内側に位置していてもよい。

以下、本発明により製造される遠心ポンプの具体的な実施例について説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではない。

１．遠心ポンプの作製
（実施例１）
図１〜図５に示すような遠心ポンプを作製した。この遠心ポンプでは、ハウジング（底部材および蓋部材）および遠心力付与部材は、ポリカーボネートで構成されている。底部材のバネ定数は、１６１Ｎ／ｍｍであり、蓋部材のバネ定数は、３０８Ｎ／ｍｍであった。

第１の軸受けおよび第２の軸受けは超高分子ポリエチレンで構成されており、バネ定数は、２７３Ｎ／ｍｍであった。また、第１の軸受けおよび第２の軸受けは、回転軸方向の高さが３．０ｍｍであり、軸部材が挿入される凹部はの深さは１．５ｍｍであり、曲率が２．０であった。

軸部材は、アルミナで構成され、外径は３ｍｍであり、両端部の曲率は１．５であった。

また、接合工程において離間距離Ｄ_０と離間距離Ｄ_１との比Ｄ_１／Ｄ_０が表１に示す割合になるように加圧を行った。

（実施例２）
接合工程において比Ｄ_１／Ｄ_０が表１に示す割合になるように加圧を行ったこと以外は、前記実施例１と同様にして、実施例２の遠心ポンプを得た。

（実施例３）
接合工程において比Ｄ_１／Ｄ_０が表１に示す割合になるように加圧を行ったこと以外は、前記実施例１と同様にして、実施例３の遠心ポンプを得た。

（実施例４）
接合工程において比Ｄ_１／Ｄ_０が表１に示す割合になるように加圧を行ったこと以外は、前記実施例１と同様にして、実施例４の遠心ポンプを得た。

（比較例１）
接合工程において比Ｄ_１／Ｄ_０が表１に示す割合になるようにした、すなわち加圧を行わなかった以外は、前記実施例１と同様にして、比較例の遠心ポンプを得た。

（比較例２）
接合工程において比Ｄ_１／Ｄ_０が表１に示す割合になるように加圧を行ったこと以外は、前記実施例１と同様にして、比較例２の遠心ポンプを得た。

２．評価
模擬的使用状態で、実施例１〜４および比較例１、２の遠心ポンプについて、軸部材の回転数２６００ｒｐｍ、血液流量８Ｌ／ｍｉｎで溶血が生じたか否かを測定した。

さらに、実施例１〜４および比較例１、２の遠心ポンプについて、以下に示す評価基準１に従って、各遠心ポンプが実際の使用に適しているか否かを総合的に評価した。

・評価基準１
◎ ：現存する遠心ポンプよりも非常に優れている。
○ ：現存する遠心ポンプよりも優れている。
× ：現存する遠心ポンプと同等か、または、それよりも劣る。
これらの評価結果１を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜４の中で実施例２、３の遠心ポンプが実際の使用に非常に適しており、次いで実施例１、４の遠心ポンプが実際の使用に適しているという結果となった。

なお、本発明では、接合工程において加圧を行いさえすれば、現存する遠心ポンプよりも優れたのもが得られるということは確認されている。

また、上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

本発明の遠心ポンプの製造方法は、中空体で構成され、その中空部に連通し、血液が流入する血液流入口と、前記中空部に連通し、前記血液流入口から流入した血液が流出する血液流出口とを有するハウジングと、前記中空部内に回転可能に収納され、その回転により血液に遠心力を付与する遠心力付与部材と、前記遠心力付与部材を前記ハウジングに対し回転可能に支持する支持機構とを備え、前記支持機構は、前記遠心力付与部材の回転中心に設置され、前記遠心力付与部材の回転軸として機能する軸部材と、前記軸部材の一端部を回転可能に支持する第１の軸受けと、前記軸部材の他端部を回転可能に支持する第２の軸受けとを有する遠心ポンプを製造する製造方法であって、前記ハウジングは、前記第１の軸受けが設置される蓋部材と、前記第２の軸受けが設置される底部材とを前記回転軸方向に組立てた組立状態で接合されてなるものであり、前記組立状態とする組立工程と、前記組立状態で、前記蓋部材と前記底部材とが互いに接近する方向に加圧を行いつつ、前記蓋部材と前記底部材との接合を行う接合工程とを有することを特徴とする。そのため、遠心力付与部材が回転した際に、当該遠心力付与部材とともに回転する軸部材が揺動するのを確実に防止することができるとともに、軸部材と第１の軸受けおよび第２の軸受けとの各間での溶血を確実に防止または抑制することができる。

１、１’ 遠心ポンプ
２ハウジング
３回転体
４支持機構
５軸部材
６第１の軸受け
７第２の軸受け
８治具
２０ハウジング本体
２１底部材
２２蓋部材
２４ポンプ室
２５血液流入ポート
２６血液流出ポート
３１血液流路
３２上面
３３外周面
３４永久磁石
５１上端面
５２下端面
６１下面
６２湾曲凹面
７１上面
７２湾曲凹面
８１保持具
８２加圧具
１００融着部
２００光吸収材
２１１側壁
２１２薄肉部
２１２ａ内周面
２１２ｂ端面
２１３厚さ一定部
２１３ａ端面
２２１天板
２２２側壁
２２３薄肉部
２２３ａ外周面
２２３ｂ端面
２２４厚さ一定部
２２４ａ端面
２２５第２の軸受け設置部
２４１間隙
２５１屈曲部
２５２根元部
２５３接続部
２５４第１の軸受け設置部
３００重なり部
８１１凹部
８２１内部空間
８２２下端面
Ｄ離間距離
ＬＬレーザ光
Ｌ距離
Ｌ_０距離
Ｌ_１距離
Ｏ回転軸
Ｐ加圧力
Ｑ血液

Claims

中空体で構成され、その中空部に連通し、血液が流入する血液流入口と、前記中空部に連通し、前記血液流入口から流入した血液が流出する血液流出口とを有するハウジングと、
前記中空部内に回転可能に収納され、その回転により血液に遠心力を付与する遠心力付与部材と、
前記遠心力付与部材を前記ハウジングに対し回転可能に支持する支持機構とを備え、
前記支持機構は、前記遠心力付与部材の回転中心に設置され、前記遠心力付与部材の回転軸として機能する軸部材と、
前記軸部材の一端部を回転可能に支持する第１の軸受けと、
前記軸部材の他端部を回転可能に支持する第２の軸受けとを有する遠心ポンプを製造する製造方法であって、
前記ハウジングは、前記第１の軸受けが設置される蓋部材と、前記第２の軸受けが設置される底部材とを前記回転軸方向に組立てた組立状態で接合されてなるものであり、
前記組立状態とする組立工程と、
前記組立状態で、前記蓋部材と前記底部材とが互いに接近する方向に加圧を行いつつ、前記蓋部材と前記底部材との接合を行う接合工程とを有することを特徴とする遠心ポンプの製造方法。
前記組立工程後の前記第１の軸受と前記第２の軸受との離間距離を離間距離Ｄ_０としたとき、
前記接合工程後の前記第１の軸受と前記第２の軸受との離間距離Ｄ_１は、離間距離Ｄ_０よりも小さい請求項１に記載の遠心ポンプの製造方法。
前記離間距離Ｄ_１は、前記離間距離Ｄ_０の９９％以下である請求項２に記載の遠心ポンプの製造方法。
前記蓋部材と前記底部材との境界部には、前記加圧により前記蓋部材および前記底部材がそれぞれ変形する易変形部が設けられており、
前記接合工程では、前記易変形部を変形させることにより、前記離間距離Ｄ_１を調節する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の遠心ポンプの製造方法。
前記接合工程では、前記組立状態で、前記蓋部材と前記底部材との境界部付近にレーザ光を照射することにより、前記蓋部材と前記底部材との融着を行う請求項１ないし４のいずれか１項に記載の遠心ポンプの製造方法。
前記蓋部材および前記底部材は、それぞれ光透過性を有するものであり、
前記接合工程では、前記境界部に光吸収材を介在させた状態で前記光吸収材に前記レーザ光を照射することにより前記融着を行う請求項５に記載の遠心ポンプの製造方法。
前記レーザ光は、半導体レーザによるものである請求項５または６に記載の遠心ポンプの製造方法。