JP2007089973A - Centrifugal blood pump apparatus - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a centrifugal blood pump apparatus which is a type that an impeller is magnetically drawn from both top and bottom directions, can make the impeller light, is excellent in an antidisturbance capacity, prevents a breakaway of a magnetic body stored at the inside and the exfoliation of an impeller component or the like, and is equipped with the impeller having a sufficient durability. <P>SOLUTION: The centrifugal blood pump apparatus 1 is equipped with a housing 20 and a first and a second magnetic bodies 29 and 25, and is further equipped with the impeller 21 to send the liquid by the centrifugal force during rotation, an impeller rotation torque generating section 3 for drawing and rotating the magnetic body 25 and a non-contact shaft bearing mechanism to magnetically draw the magnetic body 29 of the impeller 21 to the opposite side of the impeller rotation torque generating section 3. The impeller 21 is equipped with an impeller main body member 18 formed by a thermoplastic polymer material and an impeller surface forming member 28 and the magnetic body 29 is nonmovably disposed between the above two. The impeller main body member 18 and the impeller surface forming member 28 touch each other and are welded together at annular outer edge sections and annular inner edge sections. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

Translated fromJapanese

本発明は、血液を送液するための遠心式血液ポンプ装置に関する。  The present invention relates to a centrifugal blood pump device for feeding blood.

最近では、人工心肺装置における体外血液循環に遠心式血液ポンプを使用する例が増加している。遠心ポンプとしては、外部とポンプ内の血液室との物理的な連通を完全に排除し、細菌等の侵入を防止できることにより、外部モータからの駆動トルクを磁気結合を用いて伝達する方式のものが用いられている。そして、このような遠心式血液ポンプは血液流入ポートと血液流出ポートを有するケーシングと、ケーシング内で回転し、回転時の遠心力によって血液を送液するインペラを有している。また、インペラは、内部に永久磁石を備え、インペラの磁石を吸引するための磁石を備えるロータおよびこのロータを回転させるモータを備えた回転トルク発生機構により回転する。また、インペラはロータと反対側にも吸引されており、ケーシングに対して非接触状態にて回転する。  Recently, an example of using a centrifugal blood pump for extracorporeal blood circulation in an oxygenator is increasing. Centrifugal pumps use a system that transmits driving torque from an external motor using magnetic coupling by completely eliminating physical communication between the outside and the blood chamber in the pump and preventing invasion of bacteria. Is used. Such a centrifugal blood pump has a casing having a blood inflow port and a blood outflow port, and an impeller that rotates in the casing and feeds blood by centrifugal force during rotation. Further, the impeller is rotated by a rotational torque generating mechanism that includes a permanent magnet inside and a rotor that includes a magnet for attracting the magnet of the impeller and a motor that rotates the rotor. Further, the impeller is also sucked on the side opposite to the rotor, and rotates in a non-contact state with respect to the casing.

特開２００２−１３０１７７号公報JP 2002-130177 A特開２００２−３０３２８８号公報JP 2002-303288 A特開平４−９１３９６号公報JP-A-4-91396

上記特許文献１および２に示されている磁気カップリングを使用した遠心式血液ポンプでは、インペラのラジアル方向支持が磁気カップリングの吸引力を利用した非制御型磁気軸受で構成されている。耐外乱性を考慮した場合、軸受のラジアル方向の剛性を向上させることが望ましい。
また、特許文献３のように、遠心ポンプとしては、動圧軸受とロータの反対方向にインペラを吸引する永久磁石を備えるものもある。このタイプのものにおいても、耐外乱性を考慮した場合、軸受のラジアル方向の剛性を向上させることが望ましい。
そして、本発明者等が検討したところ、インペラが上下の両方向より磁気的に吸引されるタイプの遠心式血液ポンプにおいて、インペラを軽量化することにより、軸受剛性を変更せずに耐外乱性を向上させることができることを知見した。
そこで、本発明の目的は、インペラが上下の両方向より磁気的に吸引されるタイプの遠心式血液ポンプにおいて、インペラを軽量化でき耐外乱性に優れ、かつ、内部に収納される磁性体の離脱、また、インペラ構成物の剥離等がなく、軽量化しても十分な耐久性を有するインペラを備える遠心式血液ポンプ装置を提供する。In the centrifugal blood pump using the magnetic coupling described inPatent Documents 1 and 2, the radial support of the impeller is configured by a non-control type magnetic bearing that uses the attractive force of the magnetic coupling. In consideration of disturbance resistance, it is desirable to improve the rigidity of the bearing in the radial direction.
Further, as disclosed inPatent Document 3, some centrifugal pumps include a permanent magnet that attracts an impeller in a direction opposite to the dynamic pressure bearing and the rotor. Even in this type, in consideration of disturbance resistance, it is desirable to improve the rigidity of the bearing in the radial direction.
And, as a result of investigation by the present inventors, in a centrifugal blood pump of a type in which the impeller is magnetically attracted from both the upper and lower directions, by reducing the weight of the impeller, disturbance resistance can be achieved without changing the bearing rigidity. It has been found that it can be improved.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a centrifugal blood pump of a type in which the impeller is magnetically attracted from both the upper and lower directions. The impeller can be reduced in weight, has excellent disturbance resistance, and is separated from the magnetic material housed therein Moreover, there is provided a centrifugal blood pump device provided with an impeller that does not peel off impeller components and has sufficient durability even if it is reduced in weight.

上記目的を達成するものは、以下のものである。
（１） 血液流入ポートと血液流出ポートとを有するハウジングと、内部に第１の磁性体および第２の磁性体を備え、前記ハウジング内で回転し、回転時の遠心力によって血液を送液するインペラを有する遠心ポンプ部と、
前記遠心ポンプ部の前記インペラの第２の磁性体吸引するとともに該インペラを回転させるためのインペラ回転トルク発生部と、前記インペラの第１の磁性体を前記インペラ回転トルク発生部と反対側に磁気的吸引し、前記インペラを前記ハウジング内にて浮上させた状態にて支持する非接触軸受機構を備える遠心式血液ポンプ装置であって、
前記インペラは、熱可塑性高分子材料により形成されたリング状のインペラ本体部材と、熱可塑性高分子材料により形成され、かつ、前記インペラ本体部材の一方の面に固定されるリング状インペラ表面形成部材とを備え、前記第１の磁性体は、前記インペラ本体部材と前記インペラ表面形成部材間に移動不能に配置されており、さらに、前記インペラ本体部材および前記インペラ表面形成部材は、環状外縁部および環状内縁部にて接触しかつ該環状外縁部および環状内縁部において融着されている遠心式血液ポンプ装置。What achieves the above object is as follows.
(1) A housing having a blood inflow port and a blood outflow port, and a first magnetic body and a second magnetic body are provided therein, rotate inside the housing, and send blood by centrifugal force during rotation. A centrifugal pump section having an impeller;
The impeller rotational torque generating unit for attracting the second magnetic body of the impeller of the centrifugal pump unit and rotating the impeller, and the first magnetic body of the impeller being magnetized on the side opposite to the impeller rotational torque generating unit A centrifugal blood pump device comprising a non-contact bearing mechanism that supports the impeller in a state where the impeller is floated in the housing,
The impeller includes a ring-shaped impeller body member formed of a thermoplastic polymer material, and a ring-shaped impeller surface forming member formed of a thermoplastic polymer material and fixed to one surface of the impeller body member. The first magnetic body is disposed so as to be immovable between the impeller body member and the impeller surface forming member, and the impeller body member and the impeller surface forming member include an annular outer edge portion and A centrifugal blood pump device in contact at an annular inner edge and fused at the annular outer edge and the annular inner edge.

（２） 前記インペラは、前記インペラ本体部材の他方の面に固定されるリング状の第２のインペラ表面形成部材を備え、前記第２の磁性体は、前記インペラ本体部材と前記第２のインペラ表面形成部材間に移動不能に配置されており、前記インペラ本体部材および前記第２のインペラ表面形成部材は、環状外縁部および環状内縁部にて接触しかつ該環状外縁部および環状内縁部において融着されている（１）に記載の遠心式血液ポンプ装置。
（３） 前記環状外縁部および前記環状内縁部は、レーザー溶着により融着されている（１）または（２）に記載の遠心式血液ポンプ装置。
（４） 前記環状外縁部および前記環状内縁部には、特定波長のレーザー光を吸収し発熱する融着補助物質が設けられており、かつ、前記インペラ表面形成部材を形成する前記熱可塑性高分子材料は、前記特定波長のレーザー光を透過するものである（３）に記載の遠心式血液ポンプ装置。
（５） 前記融着補助物質は、ダイヤモンドライクカーボンである（４）に記載の遠心式血液ポンプ装置。
（６） 前記融着補助物質は、厚さが０．０１〜５μｍとなるように配置されている（４）または（５）に記載の遠心式血液ポンプ装置。
（７） 前記熱可塑性高分子材料が、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）である（１）ないし（６）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ装置。(2) The impeller includes a ring-shaped second impeller surface forming member fixed to the other surface of the impeller body member, and the second magnetic body includes the impeller body member and the second impeller. The impeller main body member and the second impeller surface forming member are in contact with each other at the annular outer edge and the annular inner edge and are melted at the annular outer edge and the annular inner edge. The centrifugal blood pump device according to (1), which is worn.
(3) The centrifugal blood pump device according to (1) or (2), wherein the annular outer edge portion and the annular inner edge portion are fused by laser welding.
(4) The thermoplastic polymer forming the impeller surface forming member, wherein the annular outer edge portion and the annular inner edge portion are provided with a fusion auxiliary material that absorbs laser light having a specific wavelength and generates heat. The centrifugal blood pump device according to (3), wherein the material transmits the laser light having the specific wavelength.
(5) The centrifugal blood pump device according to (4), wherein the fusion auxiliary substance is diamond-like carbon.
(6) The centrifugal blood pump device according to (4) or (5), wherein the fusion auxiliary substance is arranged to have a thickness of 0.01 to 5 μm.
(7) The centrifugal blood pump device according to any one of (1) to (6), wherein the thermoplastic polymer material is polyetheretherketone (PEEK).

（８） 前記非接触軸受機構は、前記インペラに設けられた前記第２の磁性体と、前記インペラの前記第１の磁性体を前記インペラ回転トルク発生部の吸引方向と反対側に吸引する電磁石により構成されている（１）ないし（７）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ装置。
（９） 前記非接触軸受機構は、前記インペラに設けられた前記第２の磁性体および第３の磁性体と、前記第１の磁性体を前記インペラ回転トルク発生部の吸引方向と反対側に吸引する磁性体もしくは電磁石と、前記第３の磁性体を前記インペラ回転トルク発生部の吸引方向に吸引する電磁石により構成されている（１）ないし（７）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ装置。
（１０） 前記インペラは、前記インペラ本体部材の他方の面に固定されるリング状の第２のインペラ表面形成部材を備え、前記第２の磁性体および前記第３の磁性体は、前記インペラ本体部材と前記第２のインペラ表面形成部材間に移動不能に配置されており、前記インペラ本体部材および前記第２のインペラ表面形成部材は、環状外縁部および環状内縁部にて接触しかつ環状外縁部および環状内縁部において融着されている（９）に記載の遠心式血液ポンプ装置。(8) The non-contact bearing mechanism includes an electromagnet that attracts the second magnetic body provided on the impeller and the first magnetic body of the impeller to a side opposite to a suction direction of the impeller rotational torque generating unit. The centrifugal blood pump device according to any one of (1) to (7), comprising:
(9) The non-contact bearing mechanism includes the second magnetic body and the third magnetic body provided on the impeller, and the first magnetic body on a side opposite to the suction direction of the impeller rotational torque generating unit. The centrifugal blood pump according to any one of (1) to (7), which includes a magnetic body or an electromagnet to be attracted and an electromagnet that attracts the third magnetic body in the attracting direction of the impeller rotational torque generating unit. apparatus.
(10) The impeller includes a ring-shaped second impeller surface forming member fixed to the other surface of the impeller body member, and the second magnetic body and the third magnetic body include the impeller body. The impeller body member and the second impeller surface forming member are in contact with each other at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion, and are disposed between the annular impeller edge portion and the second impeller surface forming member. And the centrifugal blood pump device according to (9), wherein the centrifugal blood pump device is fused at the inner circumferential edge.

（１１） 前記非接触軸受機構は、前記インペラに設けられた前記第２の磁性体と、前記第１の磁性体を前記インペラ回転トルク発生部の吸引方向と反対側に吸引する磁性体もしくは電磁石と、前記インペラ回転トルク発生部側のハウジング内面もしくは前記インペラの前記インペラ回転トルク発生部側の表面に設けられた動圧溝により構成されている（１）ないし（７）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ装置。
（１２） 前記非接触軸受機構は、前記インペラ回転トルク発生部の吸引方向と反対側のハウジング内面もしくは前記インペラの前記第１の磁性体側の表面に設けられた第２の動圧溝を備えるものである（１）ないし（１１）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ装置。
（１３） 前記遠心式血液ポンプ装置は、前記インペラの位置を検出するための位置センサを備えている（１）ないし（１２）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ装置。
（１４） 前記インペラ回転トルク発生部は、前記インペラの第２の磁性体を吸引するための磁石を備えるロータと、該ロータを回転させるモータとを備えるものである（１）ないし（１３）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ装置。
（１５） 前記インペラ回転トルク発生部は、前記インペラの第２の磁性体を吸引するとともに該インペラを回転させるために円周上に配置された複数のステーターコイルを備えるものである（１）ないし（１３）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ装置。(11) The non-contact bearing mechanism includes: the second magnetic body provided on the impeller; and a magnetic body or an electromagnet that attracts the first magnetic body to a side opposite to a suction direction of the impeller rotational torque generating unit. And a hydrodynamic groove provided on a surface of the housing on the impeller rotational torque generating portion side or on a surface of the impeller on the impeller rotational torque generating portion side, according to any one of (1) to (7). Centrifugal blood pump device.
(12) The non-contact bearing mechanism includes a second dynamic pressure groove provided on the inner surface of the housing opposite to the suction direction of the impeller rotational torque generating portion or on the surface of the impeller on the first magnetic body side. The centrifugal blood pump device according to any one of (1) to (11).
(13) The centrifugal blood pump device according to any one of (1) to (12), wherein the centrifugal blood pump device includes a position sensor for detecting a position of the impeller.
(14) The impeller rotational torque generator includes a rotor including a magnet for attracting the second magnetic body of the impeller, and a motor that rotates the rotor. (1) to (13) The centrifugal blood pump device according to any one of the above.
(15) The impeller rotational torque generating section includes a plurality of stator coils arranged on the circumference for attracting the second magnetic body of the impeller and rotating the impeller. (13) The centrifugal blood pump device according to any one of (13).

本発明の遠心式血液ポンプ装置によれば、インペラは、熱可塑性高分子材料により形成されたリング状のインペラ本体部材と、熱可塑性高分子材料により形成され、かつ、前記インペラ本体部材の一方の面に固定されるリング状のインペラ表面形成部材とを備え、前記第１の磁性体は、前記インペラ本体部材と前記インペラ表面形成部材間に移動不能に配置されており、さらに、前記インペラ本体部材および前記インペラ表面形成部材は、環状外縁部および環状内縁部にて接触しかつ該環状外縁部および環状内縁部において融着されている。
このため、インペラは、全体を金属材料により形成した場合に比べて、十分に軽量化されるため、耐外乱性に優れたものとなる。さらに、インペラは、第１の磁性体をインペラ本体部材とインペラ表面形成部材間に移動不能に収納するとともに、インペラ本体部材およびインペラ表面形成部材は、環状外縁部および環状内縁部にて接触しかつこの環状外縁部および環状内縁部において融着されているため、インペラ構成物の剥離等がなく、軽量化しても十分な耐久性を有するものとなっている。According to the centrifugal blood pump device of the present invention, the impeller is formed of a ring-shaped impeller body member formed of a thermoplastic polymer material, a thermoplastic polymer material, and one of the impeller body members. A ring-shaped impeller surface forming member fixed to the surface, wherein the first magnetic body is disposed immovably between the impeller body member and the impeller surface forming member, and further, the impeller body member The impeller surface forming member is in contact with the annular outer edge portion and the annular inner edge portion, and is fused at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion.
For this reason, since the impeller is sufficiently reduced in weight as compared with the case where the entire impeller is formed of a metal material, the impeller has excellent disturbance resistance. Further, the impeller accommodates the first magnetic body in an immovable manner between the impeller body member and the impeller surface forming member, and the impeller body member and the impeller surface forming member are in contact at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion, and Since the annular outer edge portion and the annular inner edge portion are fused, there is no separation of the impeller components, and the durability is sufficient even if the weight is reduced.

本発明の遠心式血液ポンプ装置を図面に示す実施例を用いて説明する。
図１は、本発明の遠心式血液ポンプ装置の実施例の正面図である。図２は、図１に示した遠心式血液ポンプ装置の平面図である。図３は、図２の遠心式血液ポンプ装置のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図３の遠心式血液ポンプ装置のＢ−Ｂ線断面図（インペラは外観にて表す）である。図５は、図３の遠心式血液ポンプ装置のＢ−Ｂ線断面図よりインペラを取り外した状態を示す断面図である。図６は、図３の遠心式血液ポンプ装置のＣ−Ｃ線断面図よりインペラを取り外した状態を示す断面図である。図７は、図３の遠心式血液ポンプ装置におけるインペラの拡大断面図である。図８は、図７のＤ−Ｄ線断面図である。A centrifugal blood pump device of the present invention will be described with reference to an embodiment shown in the drawings.
FIG. 1 is a front view of an embodiment of a centrifugal blood pump apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a plan view of the centrifugal blood pump apparatus shown in FIG. 3 is a cross-sectional view of the centrifugal blood pump device of FIG. 2 taken along line AA. FIG. 4 is a cross-sectional view of the centrifugal blood pump device of FIG. 3 taken along the line BB (the impeller is expressed in appearance). 5 is a cross-sectional view showing a state where the impeller is removed from the cross-sectional view taken along the line BB of the centrifugal blood pump device of FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the impeller is removed from the cross-sectional view taken along the line CC of the centrifugal blood pump device of FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of an impeller in the centrifugal blood pump device of FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.

本発明の遠心式血液ポンプ装置１は、血液流入ポート２２と血液流出ポート２３とを有するハウジング２０と、内部に第１の磁性体２９と第２の磁性体（この実施例では永久磁石）２５を備え、ハウジング２０内で回転し、回転時の遠心力によって血液を送液するインペラ２１を有する遠心ポンプ部２と、遠心ポンプ部２のインペラ２１の第２の磁性体２５を吸引するとともにインペラ２１を回転させるためのインペラ回転トルク発生部３と、インペラ２１の第１の磁性体２９をインペラ回転トルク発生部３と反対側に磁気的吸引し、インペラ２１をハウジング内にて浮上させた状態にて支持する非接触軸受機構（非接触軸受部）を備える遠心式血液ポンプ装置である。  The centrifugal blood pump apparatus 1 according to the present invention includes ahousing 20 having ablood inflow port 22 and ablood outflow port 23, and a firstmagnetic body 29 and a second magnetic body (permanent magnet in this embodiment) 25 therein. Thecentrifugal pump unit 2 having animpeller 21 that rotates in thehousing 20 and feeds blood by centrifugal force at the time of rotation, and the secondmagnetic body 25 of theimpeller 21 of thecentrifugal pump unit 2 are sucked and the impeller The impeller rotationaltorque generating part 3 for rotating 21 and the firstmagnetic body 29 of theimpeller 21 are magnetically attracted to the side opposite to the impeller rotationaltorque generating part 3, and theimpeller 21 is floated in the housing It is a centrifugal blood pump apparatus provided with the non-contact bearing mechanism (non-contact bearing part) supported by.

そして、インペラ２１は、熱可塑性高分子材料により形成されたリング状のインペラ本体部材１８と、熱可塑性高分子材料により形成され、かつ、インペラ本体部材１８の一方の面に固定されるリング状のインペラ表面形成部材２８とを備え、第１の磁性体２９は、インペラ本体部材１８とインペラ表面形成部材２８間に移動不能に配置されており、さらに、インペラ本体部材１８およびインペラ表面形成部材２８は、環状外縁部および環状内縁部にて接触し、かつ環状外縁部および環状内縁部において融着されている。  Theimpeller 21 includes a ring-shapedimpeller body member 18 formed of a thermoplastic polymer material, a ring-shapedimpeller body member 18 formed of a thermoplastic polymer material, and fixed to one surface of theimpeller body member 18. The impellersurface forming member 28 is provided, and the firstmagnetic body 29 is disposed so as not to move between theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 28. Further, theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 28 are The annular outer edge and the annular inner edge are in contact with each other, and are fused at the annular outer edge and the annular inner edge.

図１ないし図８に示す実施例の遠心式血液ポンプ装置１は、非接触軸受機構が、インペラ２１に設けられた第１の磁性体２９と、第１の磁性体２９をインペラ回転トルク発生部の吸引方向と反対側に吸引する磁性体もしくは電磁石（この実施例では、永久磁石４１）と、インペラ回転トルク発生部側のハウジング内面もしくはインペラのインペラ回転トルク発生部側の表面に設けられた動圧溝３８により構成されているタイプのものである。
具体的には、遠心式血液ポンプ装置１は、インペラ回転トルク発生部３は、インペラ２１の第２の磁性体２５を吸引するための磁石３３を備えるロータ３１と、ロータ３１を回転させるモータ３４を備えている。また、遠心ポンプ部内において、インペラ２１に対するインペラ回転トルク発生部３の磁力発生源による吸引力と永久磁石４１による吸引力の合力が、ハウジング２０内のインペラ２１の可動範囲の中央付近にて釣り合うものとなっている。また、インペラ回転トルク発生部側のハウジング内面もしくはインペラ２１のインペラ回転トルク発生部側に設けられた第１の動圧溝３８を備えている。さらに、この実施例のポンプ１のように、永久磁石４１側のハウジング内面もしくはインペラ２１の第１の磁性体２９側の表面に設けられた第２の動圧溝７１を備えることが好ましい。In the centrifugal blood pump device 1 of the embodiment shown in FIGS. 1 to 8, the non-contact bearing mechanism includes a firstmagnetic body 29 provided on theimpeller 21 and the firstmagnetic body 29 as an impeller rotational torque generator. A magnetic body or an electromagnet (in this embodiment, a permanent magnet 41) that is attracted in the direction opposite to the attraction direction, and a movement provided on the inner surface of the housing on the impeller rotational torque generating portion side or on the surface of the impeller on the impeller rotational torque generating portion side. This is the type constituted by thepressure groove 38.
Specifically, in the centrifugal blood pump device 1, the impeller rotationaltorque generating unit 3 includes arotor 31 including amagnet 33 for attracting the secondmagnetic body 25 of theimpeller 21, and amotor 34 that rotates therotor 31. It has. Further, in the centrifugal pump unit, the resultant force of the attractive force generated by the magnetic force generation source of the impeller rotationaltorque generating unit 3 with respect to theimpeller 21 and the attractive force generated by thepermanent magnet 41 is balanced near the center of the movable range of theimpeller 21 in thehousing 20. It has become. In addition, a firstdynamic pressure groove 38 provided on the inner surface of the housing on the impeller rotational torque generating portion side or on the impeller rotational torque generating portion side of theimpeller 21 is provided. Further, like the pump 1 of this embodiment, it is preferable to include a seconddynamic pressure groove 71 provided on the inner surface of the housing on thepermanent magnet 41 side or on the surface of theimpeller 21 on the firstmagnetic body 29 side.

図１ないし図５に示すように、この実施例の遠心式血液ポンプ装置１は、血液流入ポート２２と血液流出ポート２３を有するハウジング２０と、ハウジング２０内で回転し、回転時の遠心力によって血液を送液するインペラ２１を有する遠心式血液ポンプ部２と、インペラ２１のためのインペラ回転トルク発生部３と、インペラ２１をインペラ回転トルク発生部３と反対方向に吸引するインペラ補助吸引部４を備える。
インペラ２１は、図３に示すように、回転時に動圧溝３８により発生する圧力により、ハウジング内面に接触することなく回転する。特に、このポンプ装置１では、永久磁石４１によりインペラ２１をロータと反対方向に吸引するため、通常の動圧溝により得られるインペラとハウジング間距離よりもさらに離間した状態にて回転する。As shown in FIGS. 1 to 5, the centrifugal blood pump apparatus 1 of this embodiment includes ahousing 20 having ablood inflow port 22 and ablood outflow port 23, a rotation within thehousing 20, and a centrifugal force during rotation. Centrifugalblood pump unit 2 having animpeller 21 for feeding blood, an impeller rotationaltorque generating unit 3 for theimpeller 21, and an impellerauxiliary suction unit 4 for sucking theimpeller 21 in the opposite direction to the impeller rotationaltorque generating unit 3 Is provided.
As shown in FIG. 3, theimpeller 21 rotates without contacting the inner surface of the housing due to the pressure generated by thedynamic pressure groove 38 during rotation. In particular, in this pump device 1, since theimpeller 21 is attracted in the direction opposite to the rotor by thepermanent magnet 41, the pump device 1 rotates in a state further separated from the distance between the impeller and the housing obtained by a normal dynamic pressure groove.

ハウジング２０は、血液流入ポート２２と血液流出ポート２３とを備え、非磁性材料により形成されている。ハウジング２０内には、血液流入ポート２２および血液流出ポート２３と連通する血液室２４が形成されている。このハウジング２０内には、インペラ２１が収納されている。血液流入ポート２２は、ハウジング２０の上面の中央付近よりほぼ垂直に突出するように設けられている。なお、血液流入ポート２２は、このようなストレート管に限定されるものでなく、湾曲管もしくは屈曲管でもよい。血液流出ポート２３は、図２および図４に示すように、ほぼ円筒状に形成されたハウジング２０の側面より接線方向に突出するように設けられている。図４に示すように、ハウジング２０内に形成された血液室２４内には、中央に貫通口２１ａを有する円板状のインペラ２１が収納されている。なお、この実施例におけるハウジングでは、流出路は２つに区分されたダブルボリュート構造となっているが、シングルボリュート構造のもの、またボリュートがない構造のものでもよい。  Thehousing 20 includes ablood inflow port 22 and ablood outflow port 23, and is formed of a nonmagnetic material. Ablood chamber 24 communicating with theblood inflow port 22 and theblood outflow port 23 is formed in thehousing 20. Animpeller 21 is accommodated in thehousing 20. Theblood inflow port 22 is provided so as to protrude substantially vertically from the vicinity of the center of the upper surface of thehousing 20. Theblood inflow port 22 is not limited to such a straight tube, and may be a curved tube or a bent tube. As shown in FIGS. 2 and 4, theblood outflow port 23 is provided so as to protrude in a tangential direction from the side surface of thehousing 20 formed in a substantially cylindrical shape. As shown in FIG. 4, a disc-shapedimpeller 21 having a through-hole 21 a at the center is accommodated in ablood chamber 24 formed in thehousing 20. In the housing in this embodiment, the outflow passage has a double volute structure divided into two, but it may have a single volute structure or a structure without a volute.

インペラ２１は、図７に示すように、熱可塑性高分子材料により形成された平板リング状のインペラ本体部材１８と、熱可塑性高分子材料により形成され、かつ、インペラ本体部材１８の一方の面に固定されるリング状のインペラ表面形成部材２８とを備える。特に、この実施例におけるインペラ２１は、インペラ本体部材１８の他方の面に固定される平板リング状の第２のインペラ表面形成部材２７を備える。
そして、第１の磁性体２９は、インペラ本体部材１８とインペラ表面形成部材２８間に移動不能に配置されている。また、インペラ本体部材１８およびインペラ表面形成部材２８は、環状外縁部および環状内縁部にて接触し、かつ環状外縁部および環状内縁部において融着されている。具体的には、図７および図８に示すように、インペラ本体部材１８は、等角度に配置された複数（この実施例では７つ）のベーン形成部１９ａと、複数のベーン形成部１９ａの上部を連結する上部リング部１９ｂと、複数のベーン形成部１９ａの下部を連結する下部リング部１９ｃとを備えている。さらに、インペラ本体部材１８は、上部側の環状外縁部１８ａ、上部側の環状内縁部１８ｂ、下部側の環状外縁部１８ｃ、下部側の環状内縁部１８ｄを備えている。この実施例では、各外縁部、各内縁部は、環状に突出する環状突出部となっている。As shown in FIG. 7, theimpeller 21 is formed of a flat ring-shapedimpeller body member 18 made of a thermoplastic polymer material, and is formed of a thermoplastic polymer material, and on one surface of theimpeller body member 18. And a ring-shaped impellersurface forming member 28 to be fixed. In particular, theimpeller 21 in this embodiment includes a flat ring-shaped second impellersurface forming member 27 fixed to the other surface of theimpeller body member 18.
The firstmagnetic body 29 is disposed so as not to move between theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 28. Theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 28 are in contact with each other at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion, and are fused at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion. Specifically, as shown in FIGS. 7 and 8, theimpeller body member 18 includes a plurality of (seven in this embodiment)vane forming portions 19 a arranged at an equal angle, and a plurality ofvane forming portions 19 a. Theupper ring part 19b which connects an upper part and thelower ring part 19c which connects the lower part of the severalvane formation part 19a are provided. Furthermore, theimpeller body member 18 includes an upper annularouter edge 18a, an upper annularinner edge 18b, a lower annularouter edge 18c, and a lower annularinner edge 18d. In this embodiment, each outer edge portion and each inner edge portion are annular protrusions protruding in an annular shape.

インペラ表面形成部材２８は、平板リング状部材となっており、インペラ本体部材１８の上部側の環状外縁部１８ａと接触する環状外縁部２８ａと、インペラ本体部材１８の上部側の環状内縁部１８ｂと接触する環状内縁部２８ｂを備えている。この実施例では、インペラ表面形成部材２８の各外縁部および各内縁部は、インペラ本体部材１８の各外縁部および各内縁部を収納可能な環状切欠部となっている。また、インペラ表面形成部材２８は、第１の磁性体２９の収納部を備えており、第１の磁性体２９は、インペラ本体部材１８とインペラ表面形成部材２８間に移動不能に配置されている。なお、第１の磁性体収納部は、インペラ本体部材１８に設けてもよく、また、インペラ表面形成部材２８とインペラ本体部材１８の両者に、配分して設けてもよい。  The impellersurface forming member 28 is a flat ring-shaped member, and includes an annularouter edge portion 28a that contacts the annularouter edge portion 18a on the upper side of theimpeller body member 18, and an annularinner edge portion 18b on the upper side of theimpeller body member 18. An annularinner edge portion 28b is provided. In this embodiment, each outer edge portion and each inner edge portion of the impellersurface forming member 28 is an annular notch that can accommodate each outer edge portion and each inner edge portion of theimpeller body member 18. The impellersurface forming member 28 includes a housing portion for the firstmagnetic body 29, and the firstmagnetic body 29 is disposed between theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 28 so as not to move. . The first magnetic body storage portion may be provided in theimpeller body member 18 or may be distributed and provided in both the impellersurface forming member 28 and theimpeller body member 18.

第２のインペラ表面形成部材２７は、平板リング状部材となっており、インペラ本体部材１８の下部側の環状外縁部１８ｃと接触する環状外縁部２７ａと、インペラ本体部材１８の下部側の環状内縁部１８ｄと接触する環状内縁部２７ｂを備えている。この実施例では、インペラ表面形成部材２７の各外縁部および各内縁部は、インペラ本体部材１８の各外縁部および各内縁部を収納可能な環状切欠部となっている。また、インペラ表面形成部材２７は、第２の磁性体２５の収納部を備えており、第２の磁性体２５は、インペラ本体部材１８と第２のインペラ表面形成部材２７間に移動不能に配置されている。なお、第２の磁性体収納部は、インペラ本体部材１８に設けてもよく、また、第２のインペラ表面形成部材２７とインペラ本体部材１８の両者に、配分して設けてもよい。  The second impellersurface forming member 27 is a flat ring-shaped member, and includes an annularouter edge portion 27 a that contacts the annularouter edge portion 18 c on the lower side of theimpeller body member 18, and an annular inner edge on the lower side of theimpeller body member 18. An annularinner edge portion 27b that contacts theportion 18d is provided. In this embodiment, each outer edge portion and each inner edge portion of the impellersurface forming member 27 is an annular notch that can accommodate each outer edge portion and each inner edge portion of theimpeller body member 18. The impellersurface forming member 27 includes a housing portion for the secondmagnetic body 25, and the secondmagnetic body 25 is disposed so as not to move between theimpeller body member 18 and the second impellersurface forming member 27. Has been. The second magnetic body storage portion may be provided on theimpeller body member 18 or may be distributed and provided on both the second impellersurface forming member 27 and theimpeller body member 18.

そして、インペラ本体部材１８、インペラ表面形成部材２８、第２のインペラ表面形成部材２７は、熱可塑性高分子材料により形成されている。熱可塑性高分子材料としては、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエステル、フルオロ重合体、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）などが使用される。特に、強度等の点より、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が好ましい。また、インペラに使用される熱可塑性高分子材料は、比重が２．０以下であることが好ましい。
そして、インペラ本体部材１８およびインペラ表面形成部材２８は、環状外縁部および環状内縁部にて接触し、かつ環状外縁部および環状内縁部において融着されている。融着は、高周波融着、超音波融着、レーザー融着などの接着剤を用いない方法により行われていることが好ましい。特に、環状外縁部および環状内縁部は、レーザー溶着により融着されていることが好ましい。Theimpeller body member 18, the impellersurface forming member 28, and the second impellersurface forming member 27 are made of a thermoplastic polymer material. As thermoplastic polymer materials, polypropylene, polyamide, polyimide, polyetherimide (PEI), polyester, fluoropolymer, polyphenylene sulfide (PPS), polyetherimide (PEI), polyetheretherketone (PEEK), polyether Ketone ketone (PEKK) or the like is used. In particular, polyether ether ketone (PEEK) is preferable from the viewpoint of strength and the like. The thermoplastic polymer material used for the impeller preferably has a specific gravity of 2.0 or less.
Theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 28 are in contact at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion, and are fused at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion. The fusion is preferably performed by a method that does not use an adhesive such as high-frequency fusion, ultrasonic fusion, or laser fusion. In particular, the annular outer edge portion and the annular inner edge portion are preferably fused by laser welding.

さらに、環状外縁部および環状内縁部には、特定波長のレーザー光を吸収し発熱する融着補助物質４２，４３が設けられ、かつ、少なくとも、インペラ表面形成部材２８を形成する熱可塑性高分子材料は、上記の特定波長のレーザー光を透過するものであることが好ましい。なお、インペラ本体部材１８を形成する熱可塑性高分子材料も、上記の特定波長のレーザー光を透過するものであってもよい。なお、融着補助物質４２，４３は、環状外縁部および環状内縁部における接触面の全体（例えば、インペラ本体部材１８の上部側の環状外縁部１８ａとインペラ表面形成部材２８の環状外縁部２８ａとの接触面全体、他の接触部も同様）に設けられていることが好ましい。  Furthermore, the annular outer edge portion and the annular inner edge portion are provided with fusionauxiliary substances 42 and 43 that absorb laser light of a specific wavelength and generate heat, and at least the thermoplastic polymer material that forms the impellersurface forming member 28 Is preferably one that transmits the laser light having the specific wavelength. The thermoplastic polymer material forming theimpeller body member 18 may also transmit the laser beam having the specific wavelength. It should be noted that the fusionauxiliary substances 42 and 43 are formed on the annular outer edge and the entire contact surface at the annular inner edge (for example, the annularouter edge 18 a on the upper side of theimpeller body member 18 and the annularouter edge 28 a of the impellersurface forming member 28. It is preferable that the entire contact surface and other contact portions are also provided.

また、この実施例のインペラ２１では、インペラ本体部材１８および第２のインペラ表面形成部材２７は、環状外縁部および環状内縁部にて接触し、かつ環状外縁部および環状内縁部において融着されている。融着は、高周波融着、超音波融着、レーザー融着などの接着剤を用いない方法により行われていることが好ましい。特に、環状外縁部および環状内縁部は、レーザー溶着により融着されていることが好ましい。この実施例のインペラ２１では、環状外縁部および環状内縁部には、特定波長のレーザー光を吸収し発熱する融着補助物質４４，４５が設けられ、かつ、少なくとも、第２のインペラ表面形成部材２７を形成する熱可塑性高分子材料は、上記の特定波長のレーザー光を透過するものであることが好ましい。  Further, in theimpeller 21 of this embodiment, theimpeller body member 18 and the second impellersurface forming member 27 are in contact at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion, and are fused at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion. Yes. The fusion is preferably performed by a method that does not use an adhesive such as high-frequency fusion, ultrasonic fusion, or laser fusion. In particular, the annular outer edge portion and the annular inner edge portion are preferably fused by laser welding. In theimpeller 21 of this embodiment, the annular outer edge portion and the annular inner edge portion are provided with fusionauxiliary substances 44 and 45 that generate heat by absorbing laser light of a specific wavelength, and at least the second impeller surface forming member. It is preferable that the thermoplastic polymer material forming 27 is a material that transmits the laser beam having the specific wavelength.

そして、融着補助物質は、カーボンブラック、ダイヤモンドライクカーボンなどの炭素素材、金属粉末などのレーザー吸収物質が用いられる。特に、金属粉末ではなく、炭素素材を用いることにより、イオン化した金属の血液中への流出がなく好ましい。また、融着補助物質は、厚さが０．０１〜５μｍとなるように配置されていることが好ましい。ダイヤモンドライクカーボンを基材に配置する場合には、密着性を向上させるため、基材とダイヤモンドライクカーボン間に中間層を設けることが行われる。中間層としては、基板上に形成された金属材料による第１層と金属／炭素の混合傾斜層から構成され、このような中間層を形成することで、ダイヤモンドライクカーボンの内部応力が緩和され、基材との密着性は向上する。しかし、この場合、中間層に含まれた金属材料の一部が血液中に金属イオンとして溶出する可能性があるので、本発明で用いられる融着補助物質としては、中間層を持たない単層のダイヤモンドライクカーボンが最も望ましい。  As the fusion auxiliary substance, a carbon material such as carbon black or diamond-like carbon, or a laser absorbing substance such as metal powder is used. In particular, it is preferable to use a carbon material instead of a metal powder because the ionized metal does not flow out into the blood. Moreover, it is preferable that the fusion auxiliary substance is disposed so as to have a thickness of 0.01 to 5 μm. When diamond-like carbon is disposed on a substrate, an intermediate layer is provided between the substrate and diamond-like carbon in order to improve adhesion. The intermediate layer is composed of a first layer made of a metal material formed on the substrate and a mixed gradient layer of metal / carbon. By forming such an intermediate layer, the internal stress of diamond-like carbon is relaxed, Adhesion with the substrate is improved. However, in this case, since a part of the metal material contained in the intermediate layer may be eluted into the blood as metal ions, the fusion auxiliary substance used in the present invention is a single layer having no intermediate layer. The diamond-like carbon is most desirable.

第１の磁性体２９としては、磁性ステンレス、永久磁石等が使用される。この実施例では、図４に示すように、第１の磁性体２９は、永久磁石４１の形状に対応するように、平板リング状のものとなっている。なお、第１の磁性体２９は、複数の磁性体を等角度に配置することにより構成してもよい。
第２の磁性体２５としては、永久磁石、磁性ステンレスなどが使用され、特に、永久磁石が好ましい。この実施例では、インペラ２１には、複数（例えば、１４〜２４個）の第２の磁性体２５（永久磁石、従動マグネット）が埋設されている。第２の磁性体２５（永久磁石）は、インペラ回転トルク発生部３のロータ３１に設けられた永久磁石３３によりインペラ２１を血液流入ポート２２と反対側に吸引され、ロータとのカップリングおよび回転トルクをインペラ回転トルク発生部より伝達するために設けられている。また、この実施例のようにある程度の個数の磁性体２５を埋設することにより、後述するロータ３１との磁気的結合も十分に確保できる。As the firstmagnetic body 29, magnetic stainless steel, a permanent magnet or the like is used. In this embodiment, as shown in FIG. 4, the firstmagnetic body 29 has a flat ring shape so as to correspond to the shape of thepermanent magnet 41. The firstmagnetic body 29 may be configured by arranging a plurality of magnetic bodies at an equal angle.
As the secondmagnetic body 25, a permanent magnet, magnetic stainless steel or the like is used, and a permanent magnet is particularly preferable. In this embodiment, a plurality (for example, 14 to 24) of second magnetic bodies 25 (permanent magnets, driven magnets) are embedded in theimpeller 21. The second magnetic body 25 (permanent magnet) attracts theimpeller 21 to the side opposite to theblood inflow port 22 by thepermanent magnet 33 provided on therotor 31 of the impeller rotationaltorque generating unit 3, and couples and rotates with the rotor. It is provided to transmit the torque from the impeller rotational torque generator. Further, by embedding a certain number ofmagnetic bodies 25 as in this embodiment, sufficient magnetic coupling with therotor 31 described later can be ensured.

そして、インペラ２１は、図８に示すように、隣り合うベーン形成部１９ａにより仕切られた複数（７つ）の血液通路が形成されている。血液通路は、図８に示すように、インペラ２１の中央開口と連通し、インペラ２１の中央開口を始端とし、外周縁まで徐々に幅が広がるように延びている。言い換えれば、隣り合う血液通路間にベーン形成部１９ａが形成されている。なお、この実施例では、それぞれの血液通路およびそれぞれのベーン形成部１９ａは、等角度間隔にかつほぼ同じ形状に設けられている。  As shown in FIG. 8, theimpeller 21 has a plurality of (seven) blood passages partitioned by adjacentvane forming portions 19a. As shown in FIG. 8, the blood passage communicates with the central opening of theimpeller 21, starts from the central opening of theimpeller 21, and extends so that the width gradually increases to the outer peripheral edge. In other words, thevane forming portion 19a is formed between the adjacent blood passages. In this embodiment, each blood passage and eachvane forming portion 19a are provided at equal angular intervals and in substantially the same shape.

次に、インペラ２１の製造方法の一例を図２４および図２５を用いて説明する。図２４は、本発明の遠心式血液ポンプ装置に用いられるインペラの製造方法を説明するための説明図である。図２５は、本発明の遠心式血液ポンプ装置に用いられるインペラの製造方法を説明するための説明図である。
インペラを形成する部材の接合には、インペラ接合用収納体が用いられる。インペラ接合用収納体１０１は、インペラ本体部材１８を収納可能な環状凹部およびインペラ本体部材１８の中央開口を貫通可能な円柱突出部を備える筒状体である。また、融着対象のインペラ本体部材１８およびインペラ表面形成部材２８のいずれかの環状外縁部には、融着補助物質４２が塗布される。特に、インペラ本体部材１８の環状外縁部１８ａに融着補助物質４２を塗布することが好ましい。同様に、融着対象のインペラ本体部材１８およびインペラ表面形成部材２８のいずれかの環状内縁部には、融着補助物質４３が塗布される。特に、インペラ本体部材１８の環状内縁部１８ｂに融着補助物質４３を塗布することが好ましい。融着補助物質４２，４３としては、特定波長のレーザー光を吸収し発熱する上述のものが好適に使用される。Next, an example of a method for manufacturing theimpeller 21 will be described with reference to FIGS. FIG. 24 is an explanatory diagram for explaining a method of manufacturing an impeller used in the centrifugal blood pump device of the present invention. FIG. 25 is an explanatory diagram for explaining a method of manufacturing an impeller used in the centrifugal blood pump device of the present invention.
An impeller joint housing is used for joining the members forming the impeller. The impellerjoint storage body 101 is a cylindrical body including an annular recess that can store theimpeller body member 18 and a cylindrical protrusion that can pass through the central opening of theimpeller body member 18. Further, afusion auxiliary material 42 is applied to the annular outer edge portion of either theimpeller body member 18 or the impellersurface forming member 28 to be fused. In particular, it is preferable to apply thefusion auxiliary material 42 to the annularouter edge portion 18 a of theimpeller body member 18. Similarly, afusion auxiliary material 43 is applied to the annular inner edge of either theimpeller body member 18 or the impellersurface forming member 28 to be fused. In particular, it is preferable to apply thefusion aid material 43 to the annularinner edge portion 18 b of theimpeller body member 18. As the fusionauxiliary substances 42 and 43, the above-mentioned substances that absorb laser light of a specific wavelength and generate heat are preferably used.

そして、例えば、環状外縁部１８ａに融着補助物質４２が塗布され、環状内縁部１８ｂに融着補助物質４３が塗布されたインペラ本体部材１８をインペラ接合用収納体１０１の環状凹部の内に、融着補助物質塗布面が上方となるように収納する。そして、インペラ表面形成部材２８を上記のインペラ本体部材１８の上面に載置されるように、インペラ接合用収納体１０１に収納する。そして、インペラ表面形成部材２８の上面に平板リング状の押圧板１０２を載置し、図２４に、矢印で示す方向に押圧する。そして、この状態において、押圧板１０２とインペラ接合用収納体１０１間には、外縁側環状間隙１１３，内縁側環状間隙１１４が形成される。そして、外縁側環状間隙１１３に上述の融着補助物質が吸収する波長のレーザー光を照射可能なレーザープローブ１０３を挿入し、インペラ表面形成部材２８の表面よりレーザーを照射する。インペラ表面形成部材２８は、このレーザーを透過する材料にて形成されているため、レーザー光は、融着補助物質４２に到達する。そして、融着補助物質４２は、レーザー光を吸収することにより発熱し、インペラ本体部材１８およびインペラ表面形成部材２８の環状外縁部１８ａ，２８ａを溶融する。そして、レーザープローブ１０３を外縁側環状間隙１１３内を摺動させることにより、インペラ本体部材１８およびインペラ表面形成部材２８の環状外縁部は、融着される。同様に、レーザープローブ１０４を用いて、インペラ本体部材１８およびインペラ表面形成部材２８の環状内縁部を融着する。また、インペラ本体部材１８と第２のインペラ表面形成部材２７の環状外縁部および環状内縁部も同様に融着される。これにより、インペラ２１が形成される。  Then, for example, theimpeller body member 18 in which thefusion auxiliary material 42 is applied to the annularouter edge portion 18 a and thefusion auxiliary material 43 is applied to the annularinner edge portion 18 b is placed in the annular recess of the impellerjoint housing 101. It accommodates so that a fusion auxiliary substance application surface may turn up. Then, the impellersurface forming member 28 is housed in the impellerjoint housing 101 so as to be placed on the upper surface of theimpeller body member 18. Then, a flat plate-shapedpressing plate 102 is placed on the upper surface of the impellersurface forming member 28 and pressed in the direction indicated by the arrow in FIG. In this state, an outer edge sideannular gap 113 and an inner edge sideannular gap 114 are formed between thepressing plate 102 and theimpeller joining housing 101. Then, thelaser probe 103 capable of irradiating laser light having a wavelength that is absorbed by the above-mentioned fusion auxiliary substance is inserted into the outer edge sideannular gap 113, and laser is irradiated from the surface of the impellersurface forming member 28. Since the impellersurface forming member 28 is formed of a material that transmits this laser, the laser light reaches the fusionauxiliary substance 42. Thefusion auxiliary material 42 generates heat by absorbing the laser beam, and melts the annularouter edge portions 18a and 28a of theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 28. Then, by sliding thelaser probe 103 in the outer edge sideannular gap 113, the annular outer edge portions of theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 28 are fused. Similarly, the annular inner edges of theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 28 are fused using thelaser probe 104. The annular outer edge portion and the annular inner edge portion of theimpeller body member 18 and the second impellersurface forming member 27 are also fused in the same manner. Thereby, theimpeller 21 is formed.

なお、上述したインペラ接合用収納体では、押圧板間にレーザープローブ挿入用の環状間隙が形成されるものとなっているが、押圧板として、融着補助物質が吸収する所定波長のレーザー光を透過する材料を用いる場合には、そのような間隙が形成されないものであってもよい。この場合、照射されるレーザー光は、押圧板およびインペラ表面形成部材の両者を透過した後、融着補助物質に到達するものとなる。
インペラ回転トルク発生部３は、図３に示すように、ハウジング２０内に収納されたロータ３１とロータ３１を回転させるためのモータ３４を備える。ロータ３１は、血液ポンプ部２側の面に設けられた複数の永久磁石３３を備える。ロータ３１の中心は、モータ３４の回転軸に固定されている。永久磁石３３は、インペラ２１の第２の磁性体（永久磁石）２５の配置形態（数および配置位置）に対応するように、複数かつ等角度ごとに設けられている。また、ロータ３１を回転駆動させるモータとしては、ＤＣブラシレスモータを含む同期モータ、インダクションモータを含む非同期モータなどが使用されるが、モータの種類はどのようなものであってもよい。In the impeller bonding housing described above, an annular gap for inserting a laser probe is formed between the pressing plates. As the pressing plate, laser light having a predetermined wavelength absorbed by the fusion auxiliary substance is used. In the case of using a transparent material, such a gap may not be formed. In this case, the irradiated laser light passes through both the pressing plate and the impeller surface forming member, and then reaches the fusion auxiliary substance.
As shown in FIG. 3, the impeller rotationaltorque generating unit 3 includes arotor 31 housed in thehousing 20 and amotor 34 for rotating therotor 31. Therotor 31 includes a plurality ofpermanent magnets 33 provided on the surface on theblood pump unit 2 side. The center of therotor 31 is fixed to the rotating shaft of themotor 34. Thepermanent magnets 33 are provided in plural and at equal angles so as to correspond to the arrangement form (number and arrangement position) of the second magnetic body (permanent magnet) 25 of theimpeller 21. In addition, as the motor for rotating therotor 31, a synchronous motor including a DC brushless motor, an asynchronous motor including an induction motor, and the like are used, but any type of motor may be used.

インペラ補助吸引部４は、図２および図３に示すように、インペラの磁性体２８を吸引するための固定された少なくとも１つの永久磁石４１を備えている。具体的には、永久磁石４１は、リング状のものが用いられている。また、リング状の永久磁石を同心的に複数配置してもよい。さらには、永久磁石４１としては、複数の永久磁石を等角度間隔に配置したものでもよい。この場合、永久磁石の数としては、２〜８個が好ましく、特に、３〜６個が好ましい。この実施例では、永久磁石４１を用いているが、第１の磁性体２９をインペラ回転トルク発生部の吸引方向と反対側に吸引する磁性体もしくは電磁石としては、電磁石でもよく、さらには、第1の磁性体が、永久磁石であれば、強磁性体でもよい。  As shown in FIGS. 2 and 3, the impellerauxiliary suction unit 4 includes at least onepermanent magnet 41 fixed to attract themagnetic body 28 of the impeller. Specifically, a ring-shapedpermanent magnet 41 is used. A plurality of ring-shaped permanent magnets may be arranged concentrically. Furthermore, as thepermanent magnet 41, a plurality of permanent magnets arranged at equal angular intervals may be used. In this case, the number of permanent magnets is preferably 2-8, and more preferably 3-6. In this embodiment, thepermanent magnet 41 is used. However, the magnetic body or electromagnet that attracts the firstmagnetic body 29 to the side opposite to the attraction direction of the impeller rotational torque generating portion may be an electromagnet. If the magnetic body 1 is a permanent magnet, it may be a ferromagnetic body.

さらに、この実施例の遠心式血液ポンプ装置１では、ハウジング２０は、図３および図５に示すように、インペラ２１を収納するとともに血液室２４を形成するハウジング内面を備え、ロータ３１側のハウジング内面２０ａに設けられた動圧溝３８を備えている。そして、インペラ２１は、所定以上の回転数にて回転することにより発生する動圧溝３８とインペラ２１間に形成される動圧軸受効果により、非接触状態にて回転する。
動圧溝３８は、図５に示すように、インペラ２１の底面（ロータ側面）に対応する大きさに形成されている。この実施例のポンプ装置１では、ハウジング内面２０ａの中心より若干離間した円形部分の周縁（円周）上に一端を有し、渦状に（言い換えれば、湾曲して）ハウジング内面２０ａの外縁付近まで、幅が徐々に広がるように延びている。また、動圧溝３８は複数個設けられており、それぞれの動圧溝３８はほぼ同じ形状であり、かつほぼ同じ間隔に配置されている。動圧溝３８は、凹部であり、深さとしては、０．００５〜０．４ｍｍ程度が好適である。動圧溝としては、６〜３６個程度設けることが好ましい。この実施例では、１２個の動圧溝がインペラの中心軸に対して等角度に配置されている。この実施例のポンプ装置における動圧溝３８は、いわゆる内向スパイラル溝形状となっており、インペラが反時計方向に回転することにより、この動圧溝の作用による流体のポンピングは、溝部の外径から内径に向け圧力が高められるために、インペラ２１とこの動圧溝を形成しているハウジング２０間に反発力が得られ、これが動圧力となる。Further, in the centrifugal blood pump device 1 of this embodiment, thehousing 20 includes an inner surface of the housing that houses theimpeller 21 and forms theblood chamber 24 as shown in FIGS. Adynamic pressure groove 38 is provided on theinner surface 20a. Theimpeller 21 rotates in a non-contact state due to a dynamic pressure bearing effect formed between thedynamic pressure groove 38 and theimpeller 21 generated by rotating at a predetermined number of rotations or more.
As shown in FIG. 5, thedynamic pressure groove 38 is formed in a size corresponding to the bottom surface (rotor side surface) of theimpeller 21. In the pump device 1 of this embodiment, one end is provided on the peripheral edge (circumference) of the circular portion slightly separated from the center of the housinginner surface 20a, and in a spiral shape (in other words, curved) to the vicinity of the outer edge of the housinginner surface 20a. , Extending so that the width gradually widens. Further, a plurality ofdynamic pressure grooves 38 are provided, and each of thedynamic pressure grooves 38 has substantially the same shape and is arranged at substantially the same interval. Thedynamic pressure groove 38 is a recess, and the depth is preferably about 0.005 to 0.4 mm. About 6 to 36 dynamic pressure grooves are preferably provided. In this embodiment, twelve dynamic pressure grooves are arranged at an equal angle with respect to the central axis of the impeller. Thedynamic pressure groove 38 in the pump device of this embodiment has a so-called inward spiral groove shape, and when the impeller rotates counterclockwise, the pumping of the fluid by the action of the dynamic pressure groove causes the outer diameter of the groove portion to be Since the pressure is increased toward the inner diameter, a repulsive force is obtained between theimpeller 21 and thehousing 20 forming the dynamic pressure groove, which becomes the dynamic pressure.

なお、動圧溝は、ハウジング側ではなくインペラ２１のロータ側の面に設けてもよい。この場合も上述した動圧溝と同様の構成とすることが好ましい。
このような動圧溝を有するため、インペラ回転トルク発生部３側に吸引されるが、ハウジングの動圧溝３８とインペラ２１の底面間（もしくはインペラの動圧溝とハウジング内面間）に形成される動圧軸受効果により、若干であるが、ハウジング内面より離れ、非接触状態にて回転し、インペラの下面とハウジング内面間に血液流路を確保するため、両者間での血液滞留およびそれに起因する血栓の発生を防止する。さらに、通常状態において、動圧溝が、インペラの下面とハウジング内面間において撹拌作用を発揮するので、両者間における部分的な血液滞留の発生を防止する。
さらに、動圧溝３８は、その角となる部分が少なくとも０．０５ｍｍ以上のＲを持つように丸められていることが好ましい。このようにすることにより、溶血の発生をより少ないものとすることができる。The dynamic pressure groove may be provided not on the housing side but on the rotor side surface of theimpeller 21. Also in this case, it is preferable to have the same configuration as the above-described dynamic pressure groove.
Since it has such a dynamic pressure groove, it is attracted to the impeller rotationaltorque generating portion 3 side, but is formed between thedynamic pressure groove 38 of the housing and the bottom surface of the impeller 21 (or between the dynamic pressure groove of the impeller and the inner surface of the housing). Due to the effect of the hydrodynamic bearing, it is slightly separated from the inner surface of the housing and rotates in a non-contact state to secure a blood flow path between the lower surface of the impeller and the inner surface of the housing. Prevent the occurrence of thrombus. Furthermore, in the normal state, the dynamic pressure groove exhibits a stirring action between the lower surface of the impeller and the inner surface of the housing, thereby preventing partial blood retention between the two.
Furthermore, thedynamic pressure groove 38 is preferably rounded so that the corner portion has an R of at least 0.05 mm. By doing so, the generation of hemolysis can be reduced.

そして、遠心式血液ポンプ装置１は、永久磁石４１側のハウジング内面もしくはインペラ２１の永久磁石４１側の表面に設けられた第２の動圧溝７１を備えていることが好ましい。
具体的には、図３ないし図６に図示するように、ハウジング２０は、インペラ２１を収納するとともに血液室２４を形成するハウジング内面を備え、ロータ３１側のハウジング内面２０ａに設けられた第１の動圧溝３８を備えるとともに、永久磁石４１側のハウジング内面２０ｂに設けられた第２の動圧溝７１を備えている。
このため、インペラ２１は、所定以上の回転数により回転することにより発生する第１の動圧溝３８とインペラ２１間に形成される動圧軸受効果により、非接触状態にて回転するとともに、外的衝撃を受けた時また第１の動圧溝３８による動圧力が過剰となった時に、インペラのハウジング内面２０ｂ側への密着を防止する。そして、第１の動圧溝により発生する動圧力と第２の動圧溝により発生する動圧力は異なるものとなっていてもよい。The centrifugal blood pump device 1 preferably includes a seconddynamic pressure groove 71 provided on the inner surface of the housing on thepermanent magnet 41 side or on the surface of theimpeller 21 on thepermanent magnet 41 side.
Specifically, as shown in FIGS. 3 to 6, thehousing 20 includes a housing inner surface that houses theimpeller 21 and forms ablood chamber 24, and is provided on a housinginner surface 20 a on therotor 31 side. And a seconddynamic pressure groove 71 provided on the housinginner surface 20b on thepermanent magnet 41 side.
For this reason, theimpeller 21 rotates in a non-contact state due to a dynamic pressure bearing effect formed between the firstdynamic pressure groove 38 and theimpeller 21 that is generated by rotating at a rotation speed greater than or equal to a predetermined number. When a dynamic impact is received and when the dynamic pressure by the firstdynamic pressure groove 38 becomes excessive, the impeller is prevented from sticking to the housinginner surface 20b side. The dynamic pressure generated by the first dynamic pressure groove and the dynamic pressure generated by the second dynamic pressure groove may be different.

インペラ２１のインペラ表面形成部材２８とハウジング内面２０ｂとの隙間と、インペラ２１の第２のインペラ表面形成部材２７とハウジング内面２０ａとの隙間とをほぼ同じ状態でインペラ２１は回転するのが望ましい。インペラ２１に作用する流体力等の外乱が大きく、一方の隙間が狭くなる場合には、その狭くなる側に配した一方の動圧溝による動圧力を他方の動圧溝による動圧力より大きくし、両隙間をほぼ同じようにするため、各々溝形状を異なるようにすることが望ましい。インペラ２１に作用する流体力等の外乱が小さい場合には、両動圧溝形状は同一であることが望ましい。  It is desirable for theimpeller 21 to rotate while the gap between the impellersurface forming member 28 of theimpeller 21 and the housinginner surface 20b and the gap between the second impellersurface forming member 27 of theimpeller 21 and the housinginner surface 20a are substantially the same. When disturbance such as fluid force acting on theimpeller 21 is large and one gap becomes narrow, the dynamic pressure by one dynamic pressure groove arranged on the narrowing side is made larger than the dynamic pressure by the other dynamic pressure groove. In order to make both gaps substantially the same, it is desirable to make the groove shapes different from each other. When the disturbance such as the fluid force acting on theimpeller 21 is small, it is desirable that both dynamic pressure groove shapes are the same.

動圧溝７１は、上述した動圧溝３８と同様に、インペラ２１の上面（永久磁石側面）に対応する大きさに形成されている。図３および図６に図示するポンプ装置１では、ハウジング内面２０ｂの中心より若干離間した円形部分の周縁（円周）上に一端を有し、渦状に（言い換えれば、湾曲して）ハウジング内面２０ｂの外縁付近まで、幅が徐々に広がるように延びている。特に、この実施例では、動圧溝は、途中で屈曲したいわゆるヘリングボーン形状となっている。また、動圧溝７１は複数個設けられており、それぞれの動圧溝７１はほぼ同じ形状であり、かつほぼ同じ間隔に配置されている。動圧溝７１は、凹部であり、深さとしては、０．００５〜０．４ｍｍ程度が好適である。動圧溝７１としては、６〜３６個程度設けることが好ましい。この実施例では、１２個の動圧溝がインペラの中心軸に対して等角度に配置されている。
なお、第２の動圧溝は、ハウジング側ではなくインペラ２１の永久磁石側の面に設けてもよい。この場合も上述した第２の動圧溝と同様の構成とすることが好ましい。さらに、動圧溝７１は、その角となる部分が少なくとも０．０５ｍｍ以上のＲを持つように丸められていることが好ましい。このようにすることにより、溶血の発生をより少ないものとすることができる。Thedynamic pressure groove 71 is formed in a size corresponding to the upper surface (side surface of the permanent magnet) of theimpeller 21, similarly to thedynamic pressure groove 38 described above. In the pump device 1 shown in FIGS. 3 and 6, the housinginner surface 20b has one end on the periphery (circumference) of a circular portion slightly spaced from the center of the housinginner surface 20b, and spirally (in other words, curved). The width gradually extends to the vicinity of the outer edge of the. In particular, in this embodiment, the dynamic pressure groove has a so-called herringbone shape bent halfway. In addition, a plurality ofdynamic pressure grooves 71 are provided, and each of thedynamic pressure grooves 71 has substantially the same shape and is arranged at substantially the same interval. Thedynamic pressure groove 71 is a recess, and the depth is preferably about 0.005 to 0.4 mm. About 6 to 36dynamic pressure grooves 71 are preferably provided. In this embodiment, twelve dynamic pressure grooves are arranged at an equal angle with respect to the central axis of the impeller.
The second dynamic pressure groove may be provided not on the housing side but on the surface of theimpeller 21 on the permanent magnet side. Also in this case, it is preferable to have the same configuration as the second dynamic pressure groove described above. Furthermore, thedynamic pressure groove 71 is preferably rounded so that the corner portion has an R of at least 0.05 mm. By doing so, the generation of hemolysis can be reduced.

そして、本発明の遠心式血液ポンプ装置１では、第２の磁性体２５と磁石３３（インペラ回転トルク発生部３）間の吸引力（図３では下方への作用力）と、第１の磁性体２９と永久磁石４１間の吸引力（図３では上方への作用力）との合力は、インペラ２１の可動範囲であるハウジング２０のほぼ中央位置でゼロとなるように設定されていることが好ましい。このようにすることにより、インペラ２１のいかなる可動範囲においてもインペラ２１への吸引力による作用力は非常に小さい。その結果、インペラ２１の回転起動時に発生するインペラ２１とハウジング２０との相対すべり時の摩擦抵抗を小さくできるために、相対すべり時における両部材表面の損傷（表面の凹凸）はほとんどなく、さらに低速回転時の動圧力が小さい場合にもインペラ２１はハウジング２０から非接触で浮上しやすくなる。そして、インペラ２１とハウジング２０との相対すべりによって溶血・血栓が発生する可能性もあり、またその相対すべり時に発生したわずかな表面損傷（凹凸）による血栓が発生する可能性もあるため、図１のようにインペラの両側から吸引力を作用させ、さらにそれらの吸引力を釣り合わせ、その合力を極限まで小さくすることでインペラ２１とハウジング２０間の接触圧力を低減させる方法は有効である。  In the centrifugal blood pump device 1 of the present invention, the attractive force (the downward acting force in FIG. 3) between the secondmagnetic body 25 and the magnet 33 (impeller rotational torque generating unit 3), and the first magnetic The resultant force with the attractive force (upward acting force in FIG. 3) between thebody 29 and thepermanent magnet 41 is set to be zero at a substantially central position of thehousing 20 that is the movable range of theimpeller 21. preferable. By doing so, the acting force due to the suction force to theimpeller 21 is very small in any movable range of theimpeller 21. As a result, the frictional resistance at the time of relative sliding between theimpeller 21 and thehousing 20 generated when theimpeller 21 starts to rotate can be reduced. Even when the dynamic pressure at the time of rotation is small, theimpeller 21 easily floats from thehousing 20 without contact. Further, hemolysis / thrombus may occur due to relative sliding between theimpeller 21 and thehousing 20, and thrombus due to slight surface damage (unevenness) generated during the relative sliding may occur. Thus, a method of reducing the contact pressure between theimpeller 21 and thehousing 20 by applying suction forces from both sides of the impeller, balancing the suction forces, and reducing the resultant force to the limit is effective.

また、インペラ補助吸引部４は、インペラに設けられた磁性体２９とハウジングに設けられた永久磁石４１とにより構成されているが、これに限られるものではなく、インペラに永久磁石を設け、ハウジング側にその永久磁石との間において吸引力を発揮する磁性体を設けたものであってもよい。
また、インペラ補助吸引部４における磁性体２９と永久磁石４１の吸引力に起因するインペラの剛性低下を防ぐため、対向する磁性体と永久磁石とはその対向面のサイズが異なることが好ましい。永久磁石４１は、磁性体２８より小さいものとなっており、両者対向面のサイズが異なっている。これによって、両者間の距離によって変化する吸引力の変化量、すなわち負の剛性を小さく抑えることで、インペラ支持剛性の低下を防いでいる。Moreover, although the impeller auxiliary | assistant attraction |suction part 4 is comprised by themagnetic body 29 provided in the impeller, and thepermanent magnet 41 provided in the housing, it is not restricted to this, A permanent magnet is provided in an impeller, and a housing You may provide the magnetic body which exhibits an attractive force between the permanent magnets on the side.
Further, in order to prevent impeller rigidity from being lowered due to the attractive force of themagnetic body 29 and thepermanent magnet 41 in the impellerauxiliary suction portion 4, it is preferable that the opposing magnetic body and the permanent magnet have different sizes of the facing surfaces. Thepermanent magnet 41 is smaller than themagnetic body 28, and the sizes of the opposing surfaces are different. Accordingly, the amount of change in the suction force that changes depending on the distance between the two, that is, the negative rigidity is suppressed to a small value, thereby preventing the impeller support rigidity from being lowered.

図５および図６の例では、２つの動圧溝は同じ形状としたが、各動圧溝の形状を変え、各動圧性能を変更してもよい。例えば、ポンピングの際に流体力などインペラ２１に対して常に一方方向に外乱が作用する場合には、その外乱の方向にある動圧溝３８の性能を他方の動圧溝７１の性能より高めておくことで、インペラ２１をハウジング２０の中央位置で浮上回転できる結果、インペラ２１とハウジング２０との接触する確率を低く抑えることができ、安定したインペラの浮上性能を得ることができる。
図５には、内向スパイラル溝形状の動圧溝を示したが、この動圧溝形状はいかなるものであっても利用できる。
図６に示すように、この実施例における第２の動圧溝７１は、いわゆるヘリングボーン形状となっている。インペラ２１はこの動圧溝に対向して配置し、インペラ２１はこの溝に対して、時計回りに回転することで、この動圧溝の作用による流体のポンピングはインペラ２１の外径側および内径側からその中央部に向けポンピング流体の流れを作るように作用する。その結果、インペラ２１とこの動圧溝を形成しているハウジング２０間に反発力が得られこれが動圧力となる。動圧溝形状には種々あるが、血液ポンプとして利用するためには、ポンピング流体の流れがスムーズな内向スパイラル溝形状が好ましい。5 and 6, the two dynamic pressure grooves have the same shape, but the shape of each dynamic pressure groove may be changed to change each dynamic pressure performance. For example, when a disturbance is always applied in one direction to theimpeller 21 such as a fluid force during pumping, the performance of thedynamic pressure groove 38 in the direction of the disturbance is improved from the performance of the otherdynamic pressure groove 71. As a result, theimpeller 21 can be floated and rotated at the center position of thehousing 20. As a result, the probability of contact between theimpeller 21 and thehousing 20 can be kept low, and stable impeller flying performance can be obtained.
Although FIG. 5 shows a dynamic pressure groove having an inward spiral groove shape, this dynamic pressure groove shape may be any shape.
As shown in FIG. 6, the seconddynamic pressure groove 71 in this embodiment has a so-called herringbone shape. Theimpeller 21 is disposed so as to face the dynamic pressure groove, and theimpeller 21 rotates clockwise with respect to the groove, so that the pumping of the fluid by the action of the dynamic pressure groove causes the outer diameter side and inner diameter of theimpeller 21 to be It acts to create a flow of pumping fluid from the side towards its center. As a result, a repulsive force is obtained between theimpeller 21 and thehousing 20 forming the dynamic pressure groove, which becomes a dynamic pressure. There are various dynamic pressure groove shapes, but in order to use as a blood pump, an inward spiral groove shape in which the flow of the pumping fluid is smooth is preferable.

次に、図９ないし図１３に示す実施例の遠心式血液ポンプ装置１００について、説明する。
図９は、本発明の遠心式血液ポンプ装置の他の実施例の平面図である。図１０は、図９の遠心式血液ポンプ装置のＥ−Ｅ線断面図である。図１１は、図１０の遠心式血液ポンプ装置のＦ−Ｆ線断面図（インペラは外観にて表す）である。図１２は、図１０の遠心式血液ポンプ装置におけるインペラの拡大断面図である。図１３は、図１２のＧ−Ｇ線断面図である。
この実施例の遠心式血液ポンプ装置１００と上述した実施例の遠心式血液ポンプ装置１との相違は、非接触軸受機構のみであり、その他は同じであり、上述した説明を参照するものとする。Next, the centrifugalblood pump device 100 of the embodiment shown in FIGS. 9 to 13 will be described.
FIG. 9 is a plan view of another embodiment of the centrifugal blood pump device of the present invention. 10 is a cross-sectional view of the centrifugal blood pump device of FIG. 9 taken along the line EE. FIG. 11 is a cross-sectional view of the centrifugal blood pump apparatus of FIG. 10 taken along the line F-F (the impeller is expressed in appearance). 12 is an enlarged cross-sectional view of an impeller in the centrifugal blood pump device of FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line GG in FIG.
The difference between the centrifugalblood pump apparatus 100 of this embodiment and the centrifugal blood pump apparatus 1 of the above-described embodiment is only the non-contact bearing mechanism, and the other is the same, and the above description is referred to. .

この実施例の遠心式血液ポンプ装置１００では、非接触軸受機構が、インペラ２１に設けられた第１の磁性体２９および第３の磁性体４６と、第１の磁性体２９をインペラ回転トルク発生部３の吸引方向と反対側に吸引する永久磁石４１と、第３の磁性体４６をインペラ回転トルク発生部の吸引方向に吸引する電磁石４７により構成されている。また、この遠心式血液ポンプ装置１００においても、インペラ回転トルク発生部側のハウジング内面もしくはインペラのインペラ回転トルク発生部側の表面に設けられた動圧溝３８が設けられている。
そして、この遠心式血液ポンプ装置１００に用いられるインペラ２１は、図１２に示すように、インペラ本体部材１８の他方の面に固定されるリング状の第２のインペラ表面形成部材２７を備え、第２の磁性体２５および第３の磁性体４６は、インペラ本体部材１８と第２のインペラ表面形成部材２７間に移動不能に配置されている。そして、上述したインペラ２１と同様に、このインペラもインペラ本体部材１８および第２のインペラ表面形成部材２７は、環状外縁部および環状内縁部にて接触しかつ環状外縁部および環状内縁部において融着されている。In the centrifugalblood pump device 100 of this embodiment, the non-contact bearing mechanism generates the impeller rotational torque by using the firstmagnetic body 29 and the thirdmagnetic body 46 provided in theimpeller 21 and the firstmagnetic body 29. Thepermanent magnet 41 is attracted in the direction opposite to the attracting direction of thepart 3 and theelectromagnet 47 is attracted in the attracting direction of the impeller rotational torque generating part. The centrifugalblood pump device 100 is also provided with adynamic pressure groove 38 provided on the inner surface of the housing on the impeller rotational torque generating portion side or on the surface of the impeller on the impeller rotational torque generating portion side.
Theimpeller 21 used in the centrifugalblood pump device 100 includes a ring-shaped second impellersurface forming member 27 fixed to the other surface of theimpeller body member 18, as shown in FIG. The secondmagnetic body 25 and the thirdmagnetic body 46 are disposed between theimpeller body member 18 and the second impellersurface forming member 27 so as not to move. Similarly to theimpeller 21 described above, theimpeller body member 18 and the second impellersurface forming member 27 are in contact with each other at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion, and are fused at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion. Has been.

インペラ２１は、図１２および図１３に示すように、熱可塑性高分子材料により形成された平板リング状のインペラ本体部材１８と、熱可塑性高分子材料により形成され、かつ、インペラ本体部材１８の一方の面に固定されるリング状のインペラ表面形成部材２８とを備える。特に、この実施例におけるインペラ２１は、インペラ本体部材１８の他方の面に固定される平板リング状の第２のインペラ表面形成部材２７を備える。
そして、第１の磁性体２９は、インペラ本体部材１８とインペラ表面形成部材２８間に移動不能に配置されている。また、インペラ本体部材１８およびインペラ表面形成部材２８は、環状外縁部および環状内縁部にて接触し、かつ環状外縁部および環状内縁部において融着されている。具体的には、図１２および図１３に示すように、インペラ本体部材１８は、等角度に配置された複数（この実施例では７つ）のベーン形成部１９ａと、複数のベーン形成部１９ａの上部を連結する上部リング部１９ｂと、複数のベーン形成部１９ａの下部を連結する下部リング部１９ｃとを備えている。さらに、インペラ本体部材１８は、上部側の環状外縁部１８ａ、上部側の環状内縁部１８ｂ、下部側の環状外縁部１８ｃ、下部側の環状内縁部１８ｄを備えている。この実施例では、各外縁部、各内縁部は、環状に突出する環状突出部となっている。As shown in FIGS. 12 and 13, theimpeller 21 is formed of a flat ring-shapedimpeller body member 18 made of a thermoplastic polymer material and one of theimpeller body members 18 formed of a thermoplastic polymer material. A ring-shaped impellersurface forming member 28 fixed to the surface. In particular, theimpeller 21 in this embodiment includes a flat ring-shaped second impellersurface forming member 27 fixed to the other surface of theimpeller body member 18.
The firstmagnetic body 29 is disposed so as not to move between theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 28. Theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 28 are in contact with each other at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion, and are fused at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion. Specifically, as shown in FIGS. 12 and 13, theimpeller body member 18 includes a plurality of (seven in this embodiment)vane forming portions 19 a arranged at an equal angle, and a plurality ofvane forming portions 19 a. Theupper ring part 19b which connects an upper part and thelower ring part 19c which connects the lower part of the severalvane formation part 19a are provided. Furthermore, theimpeller body member 18 includes an upper annularouter edge 18a, an upper annularinner edge 18b, a lower annularouter edge 18c, and a lower annularinner edge 18d. In this embodiment, each outer edge portion and each inner edge portion are annular protrusions protruding in an annular shape.

インペラ表面形成部材２８は、平板リング状部材となっており、インペラ本体部材１８の上部側の環状外縁部１８ａと接触する環状外縁部２８ａと、インペラ本体部材１８の上部側の環状内縁部１８ｂと接触する環状内縁部２８ｂを備えている。この実施例では、インペラ表面形成部材２８の各外縁部および各内縁部は、インペラ本体部材１８の各外縁部および各内縁部を収納可能な環状切欠部となっている。また、インペラ表面形成部材２８は、第１の磁性体２９の収納部を備えており、第１の磁性体２９は、インペラ本体部材１８とインペラ表面形成部材２８間に移動不能に配置されている。なお、第１の磁性体収納部は、インペラ本体部材１８に設けてもよく、また、インペラ表面形成部材２８とインペラ本体部材１８の両者に、配分して設けてもよい。  The impellersurface forming member 28 is a flat ring-shaped member, and includes an annularouter edge portion 28a that contacts the annularouter edge portion 18a on the upper side of theimpeller body member 18, and an annularinner edge portion 18b on the upper side of theimpeller body member 18. An annularinner edge portion 28b is provided. In this embodiment, each outer edge portion and each inner edge portion of the impellersurface forming member 28 is an annular notch that can accommodate each outer edge portion and each inner edge portion of theimpeller body member 18. The impellersurface forming member 28 includes a housing portion for the firstmagnetic body 29, and the firstmagnetic body 29 is disposed between theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 28 so as not to move. . The first magnetic body storage portion may be provided in theimpeller body member 18 or may be distributed and provided in both the impellersurface forming member 28 and theimpeller body member 18.

第２のインペラ表面形成部材２７は、平板リング状部材となっており、インペラ本体部材１８の下部側の環状外縁部１８ｃと接触する環状外縁部２７ａと、インペラ本体部材１８の下部側の環状内縁部１８ｄと接触する環状内縁部２７ｂを備えている。この実施例では、インペラ表面形成部材２７の各外縁部および各内縁部は、インペラ本体部材１８の各外縁部および各内縁部を収納可能な環状切欠部となっている。また、インペラ表面形成部材２７は、第２の磁性体２５の収納部および第３の磁性体４６の収納部を備えており、第２の磁性体２５，第３の磁性体４６は、インペラ本体部材１８と第２のインペラ表面形成部材２７間に移動不能に配置されている。なお、第２の磁性体収納部および第３の磁性体４６の収納部は、インペラ本体部材１８に設けてもよく、また、第２のインペラ表面形成部材２７とインペラ本体部材１８の両者に、配分して設けてもよい。  The second impellersurface forming member 27 is a flat ring-shaped member, and includes an annularouter edge portion 27 a that contacts the annularouter edge portion 18 c on the lower side of theimpeller body member 18, and an annular inner edge on the lower side of theimpeller body member 18. An annularinner edge portion 27b that contacts theportion 18d is provided. In this embodiment, each outer edge portion and each inner edge portion of the impellersurface forming member 27 is an annular notch that can accommodate each outer edge portion and each inner edge portion of theimpeller body member 18. The impellersurface forming member 27 includes a storage portion for the secondmagnetic body 25 and a storage portion for the thirdmagnetic body 46, and the secondmagnetic body 25 and the thirdmagnetic body 46 are the impeller body. Themember 18 and the second impellersurface forming member 27 are disposed so as not to move. The second magnetic body storage portion and the thirdmagnetic body 46 storage portion may be provided in the impellermain body member 18, and both the second impellersurface forming member 27 and the impellermain body member 18 You may distribute and provide.

そして、インペラ本体部材１８、インペラ表面形成部材２８、第２のインペラ表面形成部材２７は、熱可塑性高分子材料により形成されている。熱可塑性高分子材料としては、上述した通りである。そして、インペラ本体部材１８およびインペラ表面形成部材２８は、環状外縁部および環状内縁部にて接触し、かつ環状外縁部および環状内縁部において融着されている。同様に、インペラ本体部材１８およびインペラ表面形成部材２７は、環状外縁部および環状内縁部にて接触し、かつ環状外縁部および環状内縁部において融着されている。融着方法等についても上述した方法が用いられる。
この実施例の遠心式血液ポンプ装置１００では、第３の磁性体４６を吸引する電磁石４７を備えるものの、インペラ回転トルク発生部と同じ側に配置することにより、ポンプ軸長を小さくし、ポンプ装置を小型化することができる。そして、この遠心式血液ポンプ装置１００では、第２の磁性体２５と永久磁石３３間の吸引力と、第３の磁性体４６と電磁石４７間の吸引力と、第１の磁性体２９と永久磁石４１間の吸引力とが釣り合うように、電磁石４７に流れる電流を制御して、インペラ２１を血液室２４の中心に保持することにより、インペラを非接触軸受するものである。Theimpeller body member 18, the impellersurface forming member 28, and the second impellersurface forming member 27 are made of a thermoplastic polymer material. The thermoplastic polymer material is as described above. Theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 28 are in contact at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion, and are fused at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion. Similarly, theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 27 are in contact at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion, and are fused at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion. The method described above is also used for the fusing method and the like.
Although the centrifugalblood pump device 100 of this embodiment includes anelectromagnet 47 that attracts the thirdmagnetic body 46, the pump shaft length is reduced by disposing theelectromagnet 47 on the same side as the impeller rotational torque generator. Can be miniaturized. In this centrifugalblood pump device 100, the attractive force between the secondmagnetic body 25 and thepermanent magnet 33, the attractive force between the thirdmagnetic body 46 and theelectromagnet 47, and the firstmagnetic body 29 and thepermanent magnet 33 are made permanent. By controlling the current flowing in theelectromagnet 47 so that the attractive force between themagnets 41 is balanced, theimpeller 21 is held at the center of theblood chamber 24, thereby bearing the impeller in a non-contact manner.

そして、電磁石４７は、ロータの中心軸に対して、等角度間隔となるように複数（具体的には３つ）設けられている。さらに、また、この実施例の遠心式血液ポンプ装置１００では、複数の位置センサ４８も、ロータの中心軸に対して、等角度間隔となるように複数設けられている。位置センサ４８は磁気式センサが使用され、３個以上が好ましい。この遠心式血液ポンプ装置１００では、位置センサ４８の検出結果を用いて、電磁石４７を制御することにより、インペラ２１の回転軸方向（Ｚ方向）の力を釣りあわせ、かつ回転軸（Ｚ軸）に直交するＸ軸とＹ軸周りのモーメントを制御している。  A plurality (specifically, three) ofelectromagnets 47 are provided at equal angular intervals with respect to the central axis of the rotor. Furthermore, in the centrifugalblood pump device 100 of this embodiment, a plurality ofposition sensors 48 are also provided at equal angular intervals with respect to the central axis of the rotor. As theposition sensor 48, a magnetic sensor is used, and three or more are preferable. In this centrifugalblood pump device 100, theelectromagnet 47 is controlled using the detection result of theposition sensor 48 to balance the force in the rotation axis direction (Z direction) of theimpeller 21 and the rotation axis (Z axis). The moment about the X axis and the Y axis orthogonal to is controlled.

次に、図１４ないし図２０に示す実施例の遠心式血液ポンプ装置２００について、説明する。
図１４は、本発明の遠心式血液ポンプ装置の他の実施例の正面図である。図１５は、図１４に示した遠心式血液ポンプ装置の平面図である。図１６は、図１５の遠心式血液ポンプ装置のＨ−Ｈ線断面図である。図１７は、図１６の遠心式血液ポンプ装置のＩ−Ｉ線断面図（インペラは外観にて表す）である。図１８は、図１６の遠心式血液ポンプ装置におけるインペラの拡大断面図である。図１９は、図１８のインペラよりインペラ表面形成部材を取り外した状態の外観図である。図２０は、図１８のインペラよりインペラ表面形成部材を取り外した状態のインペラの外観図である。図２０は、図１８のＪ−Ｊ線断面図である。
この実施例の遠心式血液ポンプ装置２００と上述した実施例の遠心式血液ポンプ装置１との相違は、非接触軸受機構のみであり、その他は同じであり、上述した説明を参照するものとする。Next, the centrifugalblood pump apparatus 200 of the embodiment shown in FIGS. 14 to 20 will be described.
FIG. 14 is a front view of another embodiment of the centrifugal blood pump device of the present invention. 15 is a plan view of the centrifugal blood pump device shown in FIG. 16 is a cross-sectional view of the centrifugal blood pump device of FIG. 15 taken along the line HH. FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line II of the centrifugal blood pump device of FIG. 16 (the impeller is expressed in appearance). 18 is an enlarged cross-sectional view of an impeller in the centrifugal blood pump apparatus of FIG. FIG. 19 is an external view of a state in which the impeller surface forming member is removed from the impeller of FIG. 20 is an external view of the impeller with the impeller surface forming member removed from the impeller of FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line JJ in FIG.
The difference between the centrifugalblood pump apparatus 200 of this embodiment and the centrifugal blood pump apparatus 1 of the above-described embodiment is only the non-contact bearing mechanism, and the other is the same, and the above description is referred to. .

この実施例の遠心式血液ポンプ装置２００では、非接触軸受機構が、インペラ２１に設けられた第１の磁性体２９と、インペラ２１の第１の磁性体２９をインペラ回転トルク発生部の吸引方向と反対側に吸引する電磁石４９により構成されている。
非接触軸受機構として、図１５および図１６に示すように、インペラの第１の磁性体２９を吸引するための固定された複数の電磁石４９と、インペラの第１の磁性体２９の位置を検出するための位置センサ４８を備えている。具体的には、インペラ位置制御部４は、ハウジング２０内に収納された複数の電磁石４９と、複数の位置センサ４８を有する。インペラ位置制御部の複数（３つ）の電磁石４９および複数（３つ）の位置センサ４８は、それぞれ等角度間隔にて設けられており、電磁石４９と位置センサ４８も等角度間隔にて設けられている。電磁石４９は、鉄心とコイルからなる。電磁石４９は、この実施例では、３個設けられている。電磁石４９は、３個以上、例えば、４つでもよい。３個以上設け、これらの電磁力を位置センサ４８の検知結果を用いて調整することにより、インペラ２１の回転軸（Ｚ軸）方向の力を釣り合わせ、かつ回転軸（Ｚ軸）に直交するＸ軸およびＹ軸まわりのモーメントを制御することができる。In the centrifugalblood pump apparatus 200 according to this embodiment, the non-contact bearing mechanism includes a firstmagnetic body 29 provided on theimpeller 21 and a firstmagnetic body 29 of theimpeller 21 in the suction direction of the impeller rotational torque generating unit. It is comprised by theelectromagnet 49 attracted | sucked to the opposite side.
As a non-contact bearing mechanism, as shown in FIG. 15 and FIG. 16, a plurality of fixedelectromagnets 49 for attracting the firstmagnetic body 29 of the impeller and the position of the firstmagnetic body 29 of the impeller are detected. Aposition sensor 48 is provided. Specifically, the impellerposition control unit 4 includes a plurality ofelectromagnets 49 housed in thehousing 20 and a plurality ofposition sensors 48. The plural (three)electromagnets 49 and the plural (three)position sensors 48 of the impeller position control unit are provided at equal angular intervals, and theelectromagnet 49 and theposition sensor 48 are also provided at equal angular intervals. ing. Theelectromagnet 49 includes an iron core and a coil. In this embodiment, threeelectromagnets 49 are provided. The number ofelectromagnets 49 may be three or more, for example, four. Three or more are provided, and these electromagnetic forces are adjusted using the detection results of theposition sensor 48 to balance the forces in the direction of the rotation axis (Z axis) of theimpeller 21 and are orthogonal to the rotation axis (Z axis). The moment about the X axis and the Y axis can be controlled.

位置センサ４８は、電磁石４９と磁性体２９との隙間の間隔を検知し、この検知出力は、電磁石４９のコイルに与えられる電流もしくは電圧を制御する制御機構（図示せず）に送られる。また、インペラ２１に重力等による半径方向の力が作用しても、インペラ２１の第２の磁性体２５とロータ３１の永久磁石３３との間の磁束の剪断力および電磁石４９と磁性体２９との間の磁束の剪断力が作用するため、インペラ２１はハウジング２０の中心に保持される。
そして、この遠心式血液ポンプ装置２００に用いられるインペラ２１は、図１８ないし図２０に示すように、熱可塑性高分子材料により形成された平板リング状のインペラ本体部材１８と、熱可塑性高分子材料により形成され、かつ、インペラ本体部材１８の一方の面に固定されるリング状のインペラ表面形成部材２８とを備える。さらに、この実施例におけるインペラ２１は、インペラ本体部材１８の他方の面に固定される平板リング状の第２のインペラ表面形成部材２７を備える。そして、第１の磁性体２９は、図１９に示すように、幅の広い平板リング状のものが用いられている。Theposition sensor 48 detects the gap between theelectromagnet 49 and themagnetic body 29, and this detection output is sent to a control mechanism (not shown) that controls the current or voltage applied to the coil of theelectromagnet 49. Even if a radial force due to gravity or the like acts on theimpeller 21, the magnetic flux shearing force between the secondmagnetic body 25 of theimpeller 21 and thepermanent magnet 33 of therotor 31, and theelectromagnet 49 and themagnetic body 29 Therefore, theimpeller 21 is held at the center of thehousing 20.
As shown in FIGS. 18 to 20, theimpeller 21 used in the centrifugalblood pump device 200 includes a plate ring-shapedimpeller body member 18 formed of a thermoplastic polymer material, and a thermoplastic polymer material. And a ring-shaped impellersurface forming member 28 fixed to one surface of theimpeller body member 18. Further, theimpeller 21 in this embodiment includes a flat ring-shaped second impellersurface forming member 27 fixed to the other surface of theimpeller body member 18. As the firstmagnetic body 29, as shown in FIG. 19, a wide flat ring-shaped member is used.

そして、第１の磁性体２９は、インペラ本体部材１８とインペラ表面形成部材２８間に移動不能に配置されている。このインペラ２１では、インペラ本体部材１８の上面に設けられた環状凹部と、インペラ表面形成部材２８の下面に設けられた環状凹部により、第１の磁性体２９の収納部が形成されている。また、インペラ本体部材１８およびインペラ表面形成部材２８は、環状外縁部および環状内縁部にて接触し、かつ環状外縁部および環状内縁部において融着されている。具体的には、図１８および図２０に示すように、インペラ本体部材１８は、等角度に配置された複数（この実施例では７つ）のベーン形成部１９ａと、複数のベーン形成部１９ａの上部を連結する上部リング部１９ｂと、複数のベーン形成部１９ａの下部を連結する下部リング部１９ｃとを備えている。さらに、インペラ本体部材１８は、上部側の環状外縁部１８ａ、上部側の環状内縁部１８ｂ、下部側の環状外縁部１８ｃ、下部側の環状内縁部１８ｄを備えている。この実施例では、各外縁部、各内縁部は、環状に突出する環状突出部となっている。  The firstmagnetic body 29 is disposed so as not to move between theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 28. In theimpeller 21, a housing portion for the firstmagnetic body 29 is formed by an annular recess provided on the upper surface of theimpeller body member 18 and an annular recess provided on the lower surface of the impellersurface forming member 28. Theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 28 are in contact with each other at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion, and are fused at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion. Specifically, as shown in FIGS. 18 and 20, theimpeller body member 18 includes a plurality of (seven in this embodiment)vane forming portions 19a arranged at an equal angle, and a plurality ofvane forming portions 19a. Theupper ring part 19b which connects an upper part and thelower ring part 19c which connects the lower part of the severalvane formation part 19a are provided. Further, theimpeller body member 18 includes an upper annularouter edge 18a, an upper annularinner edge 18b, a lower annularouter edge 18c, and a lower annularinner edge 18d. In this embodiment, each outer edge portion and each inner edge portion are annular protrusions protruding in an annular shape.

インペラ表面形成部材２８は、平板リング状部材となっており、インペラ本体部材１８の上部側の環状外縁部１８ａと接触する環状外縁部２８ａと、インペラ本体部材１８の上部側の環状内縁部１８ｂと接触する環状内縁部２８ｂを備えている。この実施例では、インペラ表面形成部材２８の各外縁部および各内縁部は、インペラ本体部材１８の各外縁部および各内縁部と当接可能な環状突出部となっている。
第２のインペラ表面形成部材２７は、平板リング状部材となっており、インペラ本体部材１８の下部側の環状外縁部１８ｃと接触する環状外縁部２７ａと、インペラ本体部材１８の下部側の環状内縁部１８ｄと接触する環状内縁部２７ｂを備えている。この実施例では、インペラ表面形成部材２７の各外縁部および各内縁部は、インペラ本体部材１８の各外縁部および各内縁部を収納可能な環状切欠部となっている。また、インペラ表面形成部材２７は、第２の磁性体２５の収納部を備えており、第１の磁性体２９は、インペラ本体部材１８と第２のインペラ表面形成部材２７間に移動不能に配置されている。なお、第２の磁性体収納部は、インペラ本体部材１８に設けてもよく、また、第２のインペラ表面形成部材２７とインペラ本体部材１８の両者に、配分して設けてもよい。The impellersurface forming member 28 is a flat ring-shaped member, and includes an annularouter edge portion 28a that contacts the annularouter edge portion 18a on the upper side of theimpeller body member 18, and an annularinner edge portion 18b on the upper side of theimpeller body member 18. An annularinner edge portion 28b is provided. In this embodiment, each outer edge portion and each inner edge portion of the impellersurface forming member 28 is an annular projecting portion that can come into contact with each outer edge portion and each inner edge portion of theimpeller body member 18.
The second impellersurface forming member 27 is a flat ring-shaped member, and includes an annularouter edge portion 27 a that contacts the annularouter edge portion 18 c on the lower side of theimpeller body member 18, and an annular inner edge on the lower side of theimpeller body member 18. An annularinner edge portion 27b that contacts theportion 18d is provided. In this embodiment, each outer edge portion and each inner edge portion of the impellersurface forming member 27 is an annular notch that can accommodate each outer edge portion and each inner edge portion of theimpeller body member 18. The impellersurface forming member 27 includes a housing portion for the secondmagnetic body 25, and the firstmagnetic body 29 is disposed so as to be immovable between theimpeller body member 18 and the second impellersurface forming member 27. Has been. The second magnetic body storage portion may be provided on theimpeller body member 18 or may be distributed and provided on both the second impellersurface forming member 27 and theimpeller body member 18.

そして、インペラ本体部材１８、インペラ表面形成部材２８、第２のインペラ表面形成部材２７は、熱可塑性高分子材料により形成されている。熱可塑性高分子材料としては、上述した通りである。そして、インペラ本体部材１８およびインペラ表面形成部材２８は、環状外縁部および環状内縁部にて接触し、かつ環状外縁部および環状内縁部において融着されている。同様に、インペラ本体部材１８およびインペラ表面形成部材２７は、環状外縁部および環状内縁部にて接触し、かつ環状外縁部および環状内縁部において融着されている。融着方法等についても上述した方法が用いられる。  Theimpeller body member 18, the impellersurface forming member 28, and the second impellersurface forming member 27 are made of a thermoplastic polymer material. The thermoplastic polymer material is as described above. Theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 28 are in contact at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion, and are fused at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion. Similarly, theimpeller body member 18 and the impellersurface forming member 27 are in contact at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion, and are fused at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion. The method described above is also used for the fusing method and the like.

また、上述の実施例のポンプ装置では、インペラ回転トルク発生部は、ロータとモータとを備えるものであるが、上述したすべての実施例において、例えば、図２１ないし図２３に示すように、ステーターコイルを用いるものであってもよい。
言い換えれば、上述したポンプ装置では、インペラ回転トルク発生部は、前記インペラの第２の磁性体を吸引するための磁石を備えるロータと、ロータを回転させるモータとを備えるものとなっている。これに対して、図２１ないし図２３に示すポンプ装置３００では、インペラ回転トルク発生部は、インペラの第２の磁性体を吸引するとともにインペラを回転させるために円周上に配置された複数のステーターコイルを備えるものとなっている。In the pump device of the above-described embodiment, the impeller rotational torque generating unit includes a rotor and a motor. In all of the above-described embodiments, for example, as shown in FIGS. A coil may be used.
In other words, in the pump device described above, the impeller rotational torque generating unit includes a rotor including a magnet for attracting the second magnetic body of the impeller and a motor for rotating the rotor. On the other hand, in thepump device 300 shown in FIGS. 21 to 23, the impeller rotational torque generating unit attracts the second magnetic body of the impeller and rotates a plurality of impellers on the circumference to rotate the impeller. A stator coil is provided.

図２１は、本発明の遠心式血液ポンプ装置の他の実施例の断面図である。図２２は、図２１の遠心式血液ポンプ装置のＫ−Ｋ線断面図（インペラは外観にて表す）である。図２３は、図２１の遠心式血液ポンプ装置の底面図である。なお、図２１に示した実施例の遠心式血液ポンプ装置の平面図は、図１５と同じであるのでそれらを参照する。
この実施例のポンプ装置３００と上述したポンプ装置２００との相違は、インペラ回転トルク発生部３の機構のみである。このポンプ装置３００では、遠心ポンプ部２のインペラ２１の第２の磁性体２５を吸引するとともにインペラ２１を回転させるために円周上に配置された複数のステーターコイル９１を備えるインペラ回転トルク発生部３を有している。FIG. 21 is a cross-sectional view of another embodiment of the centrifugal blood pump device of the present invention. 22 is a cross-sectional view of the centrifugal blood pump device of FIG. 21 taken along the line KK (the impeller is represented by the appearance). 23 is a bottom view of the centrifugal blood pump device of FIG. In addition, since the top view of the centrifugal blood pump apparatus of the Example shown in FIG. 21 is the same as FIG. 15, they are referred.
The difference between thepump device 300 of this embodiment and thepump device 200 described above is only the mechanism of the impeller rotationaltorque generating unit 3. In thispump device 300, an impeller rotational torque generating unit including a plurality of stator coils 91 arranged on the circumference for attracting the secondmagnetic body 25 of theimpeller 21 of thecentrifugal pump unit 2 and rotating theimpeller 21. 3.

この実施例のポンプ装置３００と上述した実施例のポンプ装置１との実質的な相違は、インペラ回転トルク発生部３の機構のみである。この実施例のポンプ装置３００におけるインペラ回転トルク発生部３では、いわゆるロータを備えず、直接インペラを駆動するタイプとなっている。
また、この実施例のように、インペラ内には、ある程度の個数の第２の磁性体２５を埋設することにより、ステーターコイル９１との磁気的結合も十分に確保できる。磁性体２５（永久磁石）の形状としては、略台形状であることが好ましい。磁性体２５は、リング状、板状のいずれでもよい。また、磁性体２５の数および配置形態は、ステーターコイルの数および配置形態に対応していることが好ましい。複数の磁性体２５は、磁極が交互に異なるように、かつ、インペラの中心軸に対してほぼ等角度となるように円周上に配置されている。The substantial difference between thepump device 300 of this embodiment and the pump device 1 of the above-described embodiment is only the mechanism of the impeller rotationaltorque generating unit 3. The impeller rotationaltorque generating unit 3 in thepump device 300 of this embodiment is a type that directly drives the impeller without providing a so-called rotor.
Further, as in this embodiment, by embedding a certain number of secondmagnetic bodies 25 in the impeller, sufficient magnetic coupling with thestator coil 91 can be ensured. The shape of the magnetic body 25 (permanent magnet) is preferably substantially trapezoidal. Themagnetic body 25 may be either a ring shape or a plate shape. Moreover, it is preferable that the number and arrangement | positioning form of themagnetic body 25 respond | correspond to the number and arrangement | positioning form of a stator coil. The plurality ofmagnetic bodies 25 are arranged on the circumference so that the magnetic poles are alternately different and at substantially the same angle with respect to the central axis of the impeller.

インペラ回転トルク発生部３は、図２２および図２３に示すように、ハウジング２０内に収納された複数のステーターコイル９１を備える。ステーターコイル９１は、円周上にほぼその円周の中心軸に対して等角度となるように複数配置されている。具体的には、６個のステーターコイルが用いられている。また、ステーターコイルとしては、多層巻きのステーターコイルが用いられる。各ステーターコイル９１に流れる電流の方向を切り換えることにより、回転磁界が発生し、この回転磁界により、インペラは吸引されるとともに回転する。
そして、このようなステーターコイルを用いるタイプのポンプ装置においても、上述した実施例のポンプ装置１、１００、２００とインペラの回転駆動システム以外は同じであってもよい。As shown in FIGS. 22 and 23, the impeller rotationaltorque generating unit 3 includes a plurality of stator coils 91 housed in thehousing 20. A plurality of stator coils 91 are arranged on the circumference so as to be substantially equiangular with respect to the central axis of the circumference. Specifically, six stator coils are used. As the stator coil, a multi-layer stator coil is used. By switching the direction of the current flowing through eachstator coil 91, a rotating magnetic field is generated, and the impeller is attracted and rotated by this rotating magnetic field.
Even in a pump device using such a stator coil, thepump devices 1, 100 and 200 of the above-described embodiments may be the same as the pump device other than the impeller rotational drive system.

図１は、本発明の遠心式血液ポンプ装置の実施例の正面図である。FIG. 1 is a front view of an embodiment of a centrifugal blood pump apparatus according to the present invention.図２は、図１に示した遠心式血液ポンプ装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the centrifugal blood pump apparatus shown in FIG.図３は、図２の遠心式血液ポンプ装置のＡ−Ａ線断面図である。3 is a cross-sectional view of the centrifugal blood pump device of FIG. 2 taken along line AA.図４は、図３の遠心式血液ポンプ装置のＢ−Ｂ線断面図（インペラは外観にて表す）である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the centrifugal blood pump device of FIG. 3 taken along the line BB (the impeller is expressed in appearance).図５は、図３の遠心式血液ポンプ装置のＢ−Ｂ線断面図よりインペラを取り外した状態を示す断面図である。5 is a cross-sectional view showing a state where the impeller is removed from the cross-sectional view taken along the line BB of the centrifugal blood pump device of FIG.図６は、図３の遠心式血液ポンプ装置のＣ−Ｃ線断面図よりインペラを取り外した状態を示す断面図である。6 is a cross-sectional view showing a state in which the impeller is removed from the cross-sectional view taken along the line CC of the centrifugal blood pump device of FIG.図７は、図３の遠心式血液ポンプ装置におけるインペラの拡大断面図である。7 is an enlarged cross-sectional view of an impeller in the centrifugal blood pump device of FIG.図８は、図７のＤ−Ｄ線断面図である。8 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.図９は、本発明の遠心式血液ポンプ装置の他の実施例の平面図である。FIG. 9 is a plan view of another embodiment of the centrifugal blood pump device of the present invention.図１０は、図９の遠心式血液ポンプ装置のＥ−Ｅ線断面図である。10 is a cross-sectional view of the centrifugal blood pump device of FIG. 9 taken along the line EE.図１１は、図１０の遠心式血液ポンプ装置のＦ−Ｆ線断面図（インペラは外観にて表す）である。FIG. 11 is a cross-sectional view of the centrifugal blood pump apparatus of FIG. 10 taken along the line F-F (the impeller is expressed in appearance).図１２は、図１０の遠心式血液ポンプ装置におけるインペラの拡大断面図である。12 is an enlarged cross-sectional view of an impeller in the centrifugal blood pump device of FIG.図１３は、図１２のＧ−Ｇ線断面図である。13 is a cross-sectional view taken along the line GG in FIG.図１４は、本発明の遠心式血液ポンプ装置の他の実施例の正面図である。FIG. 14 is a front view of another embodiment of the centrifugal blood pump device of the present invention.図１５は、図１４に示した遠心式血液ポンプ装置の平面図である。15 is a plan view of the centrifugal blood pump device shown in FIG.図１６は、図１５の遠心式血液ポンプ装置のＨ−Ｈ線断面図である。16 is a cross-sectional view of the centrifugal blood pump device of FIG. 15 taken along the line HH.図１７は、図１６の遠心式血液ポンプ装置のＩ−Ｉ線断面図（インペラは外観にて表す）である。FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line II of the centrifugal blood pump device of FIG. 16 (the impeller is expressed in appearance).図１８は、図１６の遠心式血液ポンプ装置におけるインペラの拡大断面図である。18 is an enlarged cross-sectional view of an impeller in the centrifugal blood pump apparatus of FIG.図１９は、図１８のインペラよりインペラ表面形成部材を取り外した状態のインペラの外観図である。FIG. 19 is an external view of the impeller with the impeller surface forming member removed from the impeller of FIG.図２０は、図１８のＪ−Ｊ線断面図である。20 is a cross-sectional view taken along line JJ in FIG.図２１は、本発明の遠心式血液ポンプ装置の他の実施例の断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view of another embodiment of the centrifugal blood pump device of the present invention.図２２は、図２１の遠心式血液ポンプ装置のＫ−Ｋ線断面図（インペラは外観にて表す）である。22 is a cross-sectional view of the centrifugal blood pump device of FIG. 21 taken along the line KK (the impeller is represented by the appearance).図２３は、図２１の遠心式血液ポンプ装置の底面図である。23 is a bottom view of the centrifugal blood pump device of FIG.図２４は、本発明の遠心式血液ポンプ装置に用いられるインペラの製造方法を説明するための説明図である。FIG. 24 is an explanatory diagram for explaining a method of manufacturing an impeller used in the centrifugal blood pump device of the present invention.図２５は、本発明の遠心式血液ポンプ装置に用いられるインペラの製造方法を説明するための説明図である。FIG. 25 is an explanatory diagram for explaining a method of manufacturing an impeller used in the centrifugal blood pump device of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 遠心式血液ポンプ装置
２ 液体ポンプ部
３ インペラ回転トルク発生部
１８ インペラ本体部材
２１ インペラ
２５ 第２の磁性体
２７ 第２のインペラ表面形成部材
２８ インペラ表面形成部材
２９ 第１の磁性体
３１ ロータ
３４ モータ
４１ 永久磁石
２０ ハウジングDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Centrifugalblood pump apparatus 2 Liquid pumppart 3 Impeller rotationaltorque generation part 18 Impellermain body member 21Impeller 25 Secondmagnetic body 27 Second impellersurface forming member 28 Impellersurface forming member 29 Firstmagnetic body 31Rotor 34Motor 41Permanent magnet 20 Housing

Claims (15)

Translated fromJapanese

血液流入ポートと血液流出ポートとを有するハウジングと、内部に第１の磁性体および第２の磁性体を備え、前記ハウジング内で回転し、回転時の遠心力によって血液を送液するインペラを有する遠心ポンプ部と、
前記遠心ポンプ部の前記インペラの第２の磁性体を吸引するとともに該インペラを回転させるためのインペラ回転トルク発生部と、前記インペラの第１の磁性体を前記インペラ回転トルク発生部と反対側に磁気的吸引し、前記インペラを前記ハウジング内にて浮上させた状態にて支持する非接触軸受機構を備える遠心式血液ポンプ装置であって、
前記インペラは、熱可塑性高分子材料により形成されたリング状のインペラ本体部材と、熱可塑性高分子材料により形成され、かつ、前記インペラ本体部材の一方の面に固定されるリング状インペラ表面形成部材とを備え、前記第１の磁性体は、前記インペラ本体部材と前記インペラ表面形成部材間に移動不能に配置されており、さらに、前記インペラ本体部材および前記インペラ表面形成部材は、環状外縁部および環状内縁部にて接触しかつ該環状外縁部および環状内縁部において融着されていることを特徴とする遠心式血液ポンプ装置。A housing having a blood inflow port and a blood outflow port, and a first magnetic body and a second magnetic body inside, and an impeller that rotates within the housing and that feeds blood by centrifugal force during rotation A centrifugal pump unit;
An impeller rotational torque generating unit for attracting the second magnetic body of the impeller of the centrifugal pump unit and rotating the impeller, and a first magnetic body of the impeller on the side opposite to the impeller rotational torque generating unit A centrifugal blood pump device comprising a non-contact bearing mechanism for magnetically attracting and supporting the impeller in a floating state in the housing,
The impeller includes a ring-shaped impeller body member formed of a thermoplastic polymer material, and a ring-shaped impeller surface forming member formed of a thermoplastic polymer material and fixed to one surface of the impeller body member. The first magnetic body is disposed so as to be immovable between the impeller body member and the impeller surface forming member, and the impeller body member and the impeller surface forming member include an annular outer edge portion and A centrifugal blood pump device, wherein the centrifugal blood pump device contacts at an annular inner edge and is fused at the annular outer edge and the annular inner edge.前記インペラは、前記インペラ本体部材の他方の面に固定されるリング状の第２のインペラ表面形成部材を備え、前記第２の磁性体は、前記インペラ本体部材と前記第２のインペラ表面形成部材間に移動不能に配置されており、前記インペラ本体部材および前記第２のインペラ表面形成部材は、環状外縁部および環状内縁部にて接触しかつ該環状外縁部および環状内縁部において融着されている請求項１に記載の遠心式血液ポンプ装置。The impeller includes a ring-shaped second impeller surface forming member fixed to the other surface of the impeller body member, and the second magnetic body includes the impeller body member and the second impeller surface forming member. The impeller body member and the second impeller surface forming member are in contact with each other at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion, and are fused at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion. The centrifugal blood pump device according to claim 1.前記環状外縁部および前記環状内縁部は、レーザー溶着により融着されている請求項１または２に記載の遠心式血液ポンプ装置。The centrifugal blood pump device according to claim 1 or 2, wherein the annular outer edge portion and the annular inner edge portion are fused by laser welding.前記環状外縁部および前記環状内縁部には、特定波長のレーザー光を吸収し発熱する融着補助物質が設けられており、かつ、前記インペラ表面形成部材を形成する前記熱可塑性高分子材料は、前記特定波長のレーザー光を透過するものである請求項３に記載の遠心式血液ポンプ装置。The annular outer edge portion and the annular inner edge portion are provided with a fusion auxiliary material that absorbs laser light of a specific wavelength and generates heat, and the thermoplastic polymer material that forms the impeller surface forming member is: The centrifugal blood pump apparatus according to claim 3, wherein the centrifugal blood pump apparatus transmits the laser light having the specific wavelength.前記融着補助物質は、ダイヤモンドライクカーボンである請求項４に記載の遠心式血液ポンプ装置。The centrifugal blood pump device according to claim 4, wherein the fusion auxiliary substance is diamond-like carbon.前記融着補助物質は、厚さが０．０１〜５μｍとなるように配置されている請求項４または５に記載の遠心式血液ポンプ装置。The centrifugal blood pump device according to claim 4 or 5, wherein the fusion auxiliary substance is arranged to have a thickness of 0.01 to 5 µm.前記熱可塑性高分子材料が、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）である請求項１ないし６のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ装置。The centrifugal blood pump device according to any one of claims 1 to 6, wherein the thermoplastic polymer material is polyetheretherketone (PEEK).前記非接触軸受機構は、前記インペラに設けられた前記第２の磁性体と、前記インペラの前記第１の磁性体を前記インペラ回転トルク発生部の吸引方向と反対側に吸引する電磁石により構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ装置。The non-contact bearing mechanism includes a second magnetic body provided on the impeller, and an electromagnet that attracts the first magnetic body of the impeller to a side opposite to a suction direction of the impeller rotational torque generating unit. The centrifugal blood pump device according to any one of claims 1 to 7.前記非接触軸受機構は、前記インペラに設けられた前記第２の磁性体および第３の磁性体と、前記第１の磁性体を前記インペラ回転トルク発生部の吸引方向と反対側に吸引する磁性体もしくは電磁石と、前記第３の磁性体を前記インペラ回転トルク発生部の吸引方向に吸引する電磁石により構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ装置。The non-contact bearing mechanism includes a second magnetic body and a third magnetic body provided on the impeller, and a magnet that attracts the first magnetic body to a side opposite to a suction direction of the impeller rotational torque generating unit. The centrifugal blood pump device according to any one of claims 1 to 7, comprising a body or an electromagnet and an electromagnet that attracts the third magnetic body in the suction direction of the impeller rotational torque generating unit.前記インペラは、前記インペラ本体部材の他方の面に固定されるリング状の第２のインペラ表面形成部材を備え、前記第２の磁性体および前記第３の磁性体は、前記インペラ本体部材と前記第２のインペラ表面形成部材間に移動不能に配置されており、前記インペラ本体部材および前記第２のインペラ表面形成部材は、環状外縁部および環状内縁部にて接触しかつ環状外縁部および環状内縁部において融着されている請求項９に記載の遠心式血液ポンプ装置。The impeller includes a ring-shaped second impeller surface forming member fixed to the other surface of the impeller body member, and the second magnetic body and the third magnetic body include the impeller body member and the impeller body member. The impeller body member and the second impeller surface forming member are arranged so as to be immovable between the second impeller surface forming members, and are in contact with each other at the annular outer edge portion and the annular inner edge portion, and the annular outer edge portion and the annular inner edge. The centrifugal blood pump device according to claim 9, wherein the centrifugal blood pump device is fused at the portion.前記非接触軸受機構は、前記インペラに設けられた前記第２の磁性体と、前記第１の磁性体を前記インペラ回転トルク発生部の吸引方向と反対側に吸引する磁性体もしくは電磁石と、前記インペラ回転トルク発生部側のハウジング内面もしくは前記インペラの前記インペラ回転トルク発生部側の表面に設けられた動圧溝により構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ装置。The non-contact bearing mechanism includes the second magnetic body provided on the impeller, a magnetic body or an electromagnet that attracts the first magnetic body to a side opposite to a suction direction of the impeller rotational torque generating unit, The centrifugal blood pump device according to any one of claims 1 to 7, wherein the centrifugal blood pump device is constituted by a dynamic pressure groove provided on an inner surface of the housing on the impeller rotational torque generating unit side or on a surface of the impeller on the impeller rotational torque generating unit side. .前記非接触軸受機構は、前記インペラ回転トルク発生部の吸引方向と反対側のハウジング内面もしくは前記インペラの前記第１の磁性体側の表面に設けられた第２の動圧溝を備えるものである請求項１ないし１１のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ装置。The non-contact bearing mechanism includes a second dynamic pressure groove provided on the inner surface of the housing opposite to the suction direction of the impeller rotational torque generating portion or on the surface of the impeller on the first magnetic body side. Item 12. The centrifugal blood pump device according to any one of Items 1 to 11.前記遠心式血液ポンプ装置は、前記インペラの位置を検出するための位置センサを備えている請求項１ないし１２のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ装置。The centrifugal blood pump device according to any one of claims 1 to 12, wherein the centrifugal blood pump device includes a position sensor for detecting a position of the impeller.前記インペラ回転トルク発生部は、前記インペラの第２の磁性体を吸引するための磁石を備えるロータと、該ロータを回転させるモータとを備えるものである請求項１ないし１３のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ装置。The said impeller rotational torque generation part is provided with the rotor provided with the magnet for attracting | sucking the 2nd magnetic body of the said impeller, and the motor which rotates this rotor. Centrifugal blood pump device.前記インペラ回転トルク発生部は、前記インペラの第２の磁性体を吸引するとともに該インペラを回転させるために円周上に配置された複数のステーターコイルを備えるものである請求項１ないし１３のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ装置。
The said impeller rotational torque generation part is provided with the several stator coil arrange | positioned on the circumference in order to attract | suck the 2nd magnetic body of the said impeller and to rotate this impeller. A centrifugal blood pump device according to claim 1.

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