(57)【要約】【課題】小型で、信頼性及び耐久性がある血液ポンプ用回転軸変換装置及び血液ポンプユニットを提供する。【解決手段】血液ポンプ用回転軸変換装置１０Ａは、駆動ユニット１４が発生する回転駆動力を、回転軸の向きを変えて血液ポンプ１６に伝達する。血液ポンプ用回転軸変換装置１０Ａは、駆動ユニット１４に固定されるように構成された固定部４４と、血液ポンプ１６を保持可能に構成された保持部４６とを備える。固定部４４が駆動ユニット１４に固定され且つ保持部４６が血液ポンプ１６を保持した状態で、ポンプ従動磁石３５の回転軸ａ２が、ユニット駆動磁石３８の回転軸ａ１に対して略直交する。【選択図】図１
2019023438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液ポンプを駆動する駆動ユニットが発生する回転駆動力を、回転軸の向きを変えて前記血液ポンプに伝達する血液ポンプ用回転軸変換装置であって、
前記駆動ユニットに固定されるように構成された固定部と、
前記血液ポンプを保持するように構成された保持部と、を備え、
前記固定部が前記駆動ユニットに固定され且つ前記保持部が前記血液ポンプを保持した状態で、前記血液ポンプの内部又は外部に設けられた従動磁石の回転軸が、前記駆動ユニットに配置されたユニット駆動磁石の回転軸に対して略直交するように構成されている、
ことを特徴とする血液ポンプ用回転軸変換装置。
【請求項２】
請求項１記載の血液ポンプ用回転軸変換装置において、
前記血液ポンプ用回転軸変換装置は、前記血液ポンプ及び前記駆動ユニットの一方又は両方に対して着脱可能である、
ことを特徴とする血液ポンプ用回転軸変換装置。
【請求項３】
請求項１記載の血液ポンプ用回転軸変換装置において、
前記従動磁石は、前記血液ポンプ内に配置されたポンプ従動磁石であり、
前記保持部は、前記ポンプ従動磁石の回転軸が前記ユニット駆動磁石の回転軸に対して略直交するように前記血液ポンプのハウジングを保持する保持構造体である、
ことを特徴とする血液ポンプ用回転軸変換装置。
【請求項４】
請求項３記載の血液ポンプ用回転軸変換装置において、
前記保持構造体は、前記ポンプ従動磁石を囲むように構成されており、
前記保持構造体の一部又は全部が、軟磁性体で構成されている、
ことを特徴とする血液ポンプ用回転軸変換装置。
【請求項５】
請求項４記載の血液ポンプ用回転軸変換装置において、
前記保持構造体は、前記ユニット駆動磁石の複数の磁極と磁気的に結合するポールピース部材である、
ことを特徴とする血液ポンプ用回転軸変換装置。
【請求項６】
請求項５記載の血液ポンプ用回転軸変換装置において、
前記ポールピース部材は、圧粉鉄心もしくはアモルファス鉄心からなる、
ことを特徴とする血液ポンプ用回転軸変換装置。
【請求項７】
請求項１記載の血液ポンプ用回転軸変換装置において、
前記ユニット駆動磁石の回転軸と直交する軸を中心に回転可能な回転体と、
前記従動磁石であって、前記回転体に保持された磁気ギア用従動磁石と、
前記回転体に保持され、前記血液ポンプ内に配置されたポンプ従動磁石と磁気結合可能なポンプ駆動磁石と、を備え、
前記血液ポンプ用回転軸変換装置は、前記血液ポンプに対して着脱可能である、
ことを特徴とする血液ポンプ用回転軸変換装置。
【請求項８】
請求項１記載の血液ポンプ用回転軸変換装置において、
フレキシブルシャフトと、
前記フレキシブルシャフトの第１の端部に設けられた第１回転体と、
前記フレキシブルシャフトの第２の端部に設けられた第２回転体と、
前記従動磁石であって、前記第１回転体に保持された磁気ギア用従動磁石と、
前記第２回転体に保持され、前記血液ポンプ内に配置されたポンプ従動磁石と磁気結合可能なポンプ駆動磁石と、を備え、
前記血液ポンプ用回転軸変換装置は、前記血液ポンプに対して着脱可能である、
ことを特徴とする血液ポンプ用回転軸変換装置。
【請求項９】
請求項１記載の血液ポンプ用回転軸変換装置において、
前記駆動ユニットと、前記従動磁石との間に配置される磁極数変換ユニットを備え、
前記磁極数変換ユニットは、
前記ユニット駆動磁石と同じ磁極数を有し、前記ユニット駆動磁石と磁気的に結合する第１の従動磁石と、
前記第１の従動磁石と同一回転軸に回転可能に保持され、前記ユニット駆動磁石と異なる磁極数を有する第２の従動磁石とを有する、
ことを特徴とする血液ポンプ用回転軸変換装置。
【請求項１０】
請求項９記載の血液ポンプ用回転軸変換装置において、
前記磁極数変換ユニットは、
前記磁気ギア用従動磁石が前記第２の従動磁石の前記駆動ユニット側に配置される構成である
ことを特徴とする血液ポンプ用回転軸変換装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の血液ポンプ用回転軸変換装置において、
前記従動磁石の磁極数は、前記ユニット駆動磁石の磁極数より少なく、
前記従動磁石は、前記ユニット駆動磁石よりも高速で回転する、
ことを特徴とする血液ポンプ用回転軸変換装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の血液ポンプ用回転軸変換装置において、
前記従動磁石の磁極数は、前記ユニット駆動磁石の磁極数より多く、
前記従動磁石は、前記ユニット駆動磁石よりも低速で回転する、
ことを特徴とする血液ポンプ用回転軸変換装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の血液ポンプ用回転軸変換装置において、
前記従動磁石の着磁方向が径方向又は軸方向である、
ことを特徴とする血液ポンプ用回転軸変換装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の血液ポンプ用回転軸変換装置において、
前記ポンプ駆動磁石の着磁方向が径方向又は軸方向である、
ことを特徴とする血液ポンプ用回転軸変換装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の血液ポンプ用回転軸変換装置において、
前記血液ポンプの内部又は外部に設けられた前記従動磁石の軸方向の長さは、前記ユニット駆動磁石の径方向の幅よりも小さい、
ことを特徴とする血液ポンプ用回転軸変換装置。
【請求項１６】
駆動ユニットが発生する回転駆動力によって、駆動する血液ポンプと、
前記駆動ユニットに固定されるように構成された固定部と、
前記血液ポンプを保持するように構成された保持部と、を備え、
前記固定部が前記駆動ユニットに固定され且つ前記保持部が前記血液ポンプを保持した状態で、前記血液ポンプの内部又は外部に設けられた従動磁石の回転軸が、前記駆動ユニットに配置されたユニット駆動磁石の回転軸に対して略直交するように構成されている、
ことを特徴とする血液ポンプユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液ポンプ用回転軸変換装置及び血液ポンプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人工心肺装置の血液循環装置として、外部モータの駆動トルクを磁気結合を用いて血液室内のインペラに伝達する遠心式血液ポンプ装置（磁気結合型遠心式血液ポンプ装置）を使用する例が増加している。磁気結合型遠心式血液ポンプ装置によれば、外部と血液室との物理的な連通を完全に排除することができるため、細菌等の血液への侵入を防止することができ、高価な外部モータを再利用可能としながら、血液に接触するポンプヘッドのみを使い捨て構造とすることが可能となる。
【０００３】
現在、様々な回転方向、回転数レンジの磁気結合型遠心式血液ポンプ装置が使用されているが、磁気結合方式に互換性がない場合が大半である。それぞれの使い捨てポンプヘッドには専用の外部モータを必要とし、回転数を高くしてポンプヘッドを小型化したいといった場合においても、既存の外部モータを使用することができなくなる。このため、外部モータ及び駆動装置も新たに開発する必要がある。
【０００４】
下記特許文献１には、異なる回転方向、回転数のポンプヘッドを既存の外部モータで駆動するための変速装置が開示されている。具体的に、特許文献１の図１２では、円板状多極着磁マグネットを同心状ではなく、偏心結合させて、回転方向を逆転させる構成（以下、「従来技術１」という）が開示されている。特許文献１の図１３では、機械的な歯車を用いて変速する構成（以下、「従来技術２」という）が開示されている（逆転させてもよい旨の記載もある）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５０２１０４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来技術１の場合、横方向に大きなスペースを要するという問題がある。従来技術２の場合、機械的な騒音、歯車の摩耗による耐久性、信頼性の問題がある。また、従来技術１、２のいずれも、特に軸方向に長い構造となる。このため、近年大きな関心を集めている可搬型の心肺補助装置に既存の外部モータを組み込むことが困難となっている。さらに、従来技術１、２のいずれも、回転方向が順方向、逆方向のいずれか一方に設定された１種類のポンプヘッドにのみ対向可能であり、回転方向の異なる複数種類のポンプヘッドに１つのアダプタで対応することは困難である。
【０００７】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、小型で、信頼性及び耐久性がある血液ポンプ用回転軸変換装置及び血液ポンプユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明は、血液ポンプを駆動する駆動ユニットが発生する回転駆動力を、回転軸の向きを変えて前記血液ポンプに伝達する血液ポンプ用回転軸変換装置であって、前記駆動ユニットに固定されるように構成された固定部と、前記血液ポンプを保持するよう構成された保持部と、を備え、前記固定部が前記駆動ユニットに固定され且つ前記保持部が前記血液ポンプを保持した状態で、前記血液ポンプの内部又は外部に設けられた従動磁石の回転軸が、前記駆動ユニットに配置されたユニット駆動磁石の回転軸に対して略直交するように構成されている。
【０００９】
上記の構成を備えた本発明の血液ポンプ用回転軸変換装置によれば、従動磁石の回転軸が、ユニット駆動磁石の回転軸に対して略直交するため、特に駆動ユニットの軸方向において、小型な装置とすることができる。従って、横方向のスペースの有効利用が図られ、配置自由度を向上させることができる。また、機械的な歯車を用いて動力伝達する方式と比較して、機械的な騒音が小さいとともに、耐久性、信頼性にも優れる。また、従動磁石の回転軸の両側端のいずれにも血液ポンプを接続することが可能となるため、ユニット駆動磁石の回転方向と同方向、逆方向いずれの血液ポンプにも使用することができる。
【００１０】
前記血液ポンプ用回転軸変換装置は、前記血液ポンプ及び前記駆動ユニットの一方又は両方に対して着脱であってもよい。
【００１１】
この構成により、血液ポンプの駆動ユニットへの取付け、取り外しが容易であり、便利である。
【００１２】
前記従動磁石は、前記血液ポンプ内に配置されたポンプ従動磁石であり、前記保持部は、前記ポンプ従動磁石の回転軸が前記ユニット駆動磁石の回転軸に対して略直交するように前記血液ポンプのハウジングを保持する保持構造体であってもよい。
【００１３】
この構成により、簡易且つ経済的な構成で、回転軸の方向を変換することができる。
【００１４】
前記保持構造体は、前記ポンプ従動磁石を囲むように構成されており、前記保持構造体の一部又は全部が、積層ケイ素鋼板等の軟磁性体で構成され、ユニット駆動磁石の磁束をより広い面積でポンプ従動磁石に伝達できるポールピース部材として作用する構成でもよい。
【００１５】
この構成により、ユニット駆動磁石からポンプ従動磁石へのトルク伝達効率を高めることができ、ポンプ従動磁石の磁束の漏れが抑制される。
【００１６】
前記保持構造体は、前記ユニット駆動磁石の複数の磁極と磁気的に結合するポールピース部材であってもよい。
【００１７】
この構成により、前記ユニット駆動磁石と磁気的に結合するポールピースとして作用する保持構造体がより広い面積で前記ユニット駆動磁石と磁気的に結合するため、さらにユニット駆動磁石からポンプ従動磁石へのトルク伝達効率を高めることができる。
【００１８】
前記ポールピース部材は、圧粉鉄心もしくはアモルファス鉄心からなってもよい。
【００１９】
この構成により、渦電流の発生を抑制し、エネルギ損失を低減することができる。
【００２０】
前記ユニット駆動磁石の回転軸と直交する軸を中心に回転可能な回転体と、前記従動磁石であって、前記回転体に保持された磁気ギア用従動磁石と、前記回転体に保持され、前記血液ポンプ内に配置されたポンプ従動磁石と磁気結合可能なポンプ駆動磁石と、を備え、前記血液ポンプ用回転軸変換装置は、前記血液ポンプに対して着脱可能である。
【００２１】
この構成により、血液ポンプがユニット駆動磁石により直接駆動されるのではなく、磁気ギア用従動磁石及びポンプ駆動磁石を介して血液ポンプが駆動される。このため、血液ポンプに合わせた設計がしやすく、汎用性が高い。
【００２２】
フレキシブルシャフトと、前記フレキシブルシャフトの第１の端部に設けられた第１回転体と、前記フレキシブルシャフトの第２の端部に設けられた第２回転体と、前記従動磁石であって、前記第１回転体に保持された磁気ギア用従動磁石と、前記第２回転体に保持され、前記血液ポンプ内に配置されたポンプ従動磁石と磁気結合可能なポンプ駆動磁石と、を備え、前記血液ポンプ用回転軸変換装置は、前記血液ポンプに対し着脱可能であってもよい。
【００２３】
この構成によれば、駆動ユニットの回転駆動力がフレキシブルシャフトを介して血液ポンプに伝達される。このため、血液ポンプの配置の自由度が高まる。
【００２４】
前記駆動ユニットと、前記従動磁石との間に配置される磁極数変換ユニットを備え、前記磁極数変換ユニットは、前記ユニット駆動磁石と同じ磁極数を有し、前記ユニット駆動磁石と磁気的に結合する第１の従動磁石と、前記第１の従動磁石と同一回転軸に回転可能に保持され、前記ユニット駆動磁石と異なる磁極数を有する第２の従動磁石とを有してもよい。
【００２５】
この構成によれば、さらに幅広い増速率、減速率を得ることができる。
【００２６】
前記磁極数変換ユニットは、前記磁気ギア用従動磁石が前記第２の従動磁石の前記駆動ユニット側に配置される構成でもよい。
【００２７】
この構成によれば、前記ユニット駆動磁石及び前記磁極数変換ユニット内の従動磁石の内、前記磁気ギア用従動磁石と磁気的に結合しない磁極、及び前記磁気ギア用従動磁石が、外部の磁性体を吸引したり、磁気的に結合し、渦電流により発熱を引き起こしたりすることを防止することができる。
【００２８】
前記磁極数変換ユニットの第１の従動磁石は半径方向に着磁されていてもよい。
【００２９】
この構成によれば、前記血液ポンプ用回転軸変換装置は半径方向に着磁されたユニット駆動磁石を有する駆動ユニットにも適応することができる。
【００３０】
前記従動磁石の磁極数は、前記ユニット駆動磁石の磁極数より少なく、前記従動磁石は、前記ユニット駆動磁石よりも高速で回転してもよい。
【００３１】
この構成により、駆動ユニットの駆動力を増速して血液ポンプへと伝達することができる。
【００３２】
前記従動磁石の磁極数は、前記ユニット駆動磁石の磁極数より多く、前記従動磁石は、前記ユニット駆動磁石よりも低速で回転してもよい。
【００３３】
この構成により、駆動ユニットの駆動力を減速して血液ポンプへと伝達することができる。
【００３４】
前記従動磁石の着磁方向が径方向又は軸方向であってもよい。
【００３５】
前記ポンプ駆動磁石の着磁方向が径方向又は軸方向であってもよい。
【００３６】
前記血液ポンプの内部又は外部に設けられた前記従動磁石の軸方向の長さは、前記ユニット駆動磁石の径方向の幅よりも小さくてもよい。
【００３７】
この構成により、血液ポンプの小型化が図られる。
【００３８】
また、本発明の血液ポンプユニットは、駆動ユニットが発生する回転駆動力によって、駆動する血液ポンプと、前記駆動ユニットに固定されるように構成された固定部と、前記血液ポンプを保持するように構成された保持部と、を備え、前記固定部が前記駆動ユニットに固定され且つ前記保持部が前記血液ポンプを保持した状態で、前記血液ポンプの内部又は外部に設けられた従動磁石の回転軸が、前記駆動ユニットに配置されたユニット駆動磁石の回転軸に対して略直交するように構成されている。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、小型で、信頼性及び耐久性がある血液ポンプ用回転軸変換装置及び血液ポンプユニットが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る血液ポンプ用回転軸変換装置の軸方向に沿った概略断面図である。
【図２】ユニット駆動磁石の平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る血液ポンプ用回転軸変換装置の軸方向に垂直な概略断面図（図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図）である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る血液ポンプ用回転軸変換装置の軸方向に垂直な概略断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る血液ポンプ用回転軸変換装置の軸方向に沿った概略断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る血液ポンプ用回転軸変換装置の軸方向に沿った概略断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係る血液ポンプ用回転軸変換装置の軸方向に沿った概略断面図である。
【図８】本発明の第６実施形態に係る血液ポンプ用回転軸変換装置の軸方向に沿った概略断面図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る血液ポンプ用回転軸変換装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明に係る血液ポンプ用回転軸変換装置及び血液ポンプユニットについて好適な複数の実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。なお、第２及び第３実施形態において、第１実施形態と同一又は同様な要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４２】
図１に示す血液ポンプ用回転軸変換装置１０Ａ（以下、「変換装置１０Ａ」と略称する）は、駆動ユニット１４が発生する回転駆動力を変速して血液ポンプ１６に伝達するために使用されるアダプタである。血液ポンプ１６と変換装置１０Ａとにより、血液ポンプユニット１１が構成されている。変換装置１０Ａは、駆動ユニット１４及び血液ポンプ１６とともに、人工心肺装置１８の一部を構成する。人工心肺装置１８は、例えば、心臓手術等において使用され、患者から脱血された血液の酸素化、異物の除去等を行い、血液を患者に戻すものである。
【００４３】
詳細は図示しないが、人工心肺装置１８は、血液ポンプ１６、駆動ユニット１４及び変換装置１０Ａの他に、患者から脱血された血液（静脈血）を一時的に貯留するリザーバと、血液に酸素を添加するとともに二酸化炭素を除去するガス交換を行う人工肺とを備える。
【００４４】
血液ポンプ１６は、リザーバからの血液を人工肺に送血する。血液ポンプ１６は、少なくとも、ポンプハウジング２０と、ポンプハウジング２０内に回転可能に配置されたインペラ２２とを備える。ポンプハウジング２０は、図示しない第１接続ラインを介してリザーバの流出ポートと接続される流入ポート２４と、図示しない第２接続ラインを介して人工肺と接続される流出ポート２６とを有する。流入ポート２４からインペラ２２の中心部に流入した血液は、インペラ２２の回転に伴って加速されながらインペラ２２の外周側へと流れ、流出ポート２６から吐出される。
【００４５】
ポンプハウジング２０は、インペラ支持軸３２が設けられた一端側を構成するベース２０ａと、他端側を構成するカバー２０ｂと、ベース２０ａとカバー２０ｂとの間で環状の周囲壁を構成する側壁部２０ｃとを有する。カバー２０ｂの中央部に流入ポート２４が設けられ、側壁部２０ｃに流出ポート２６が設けられている。ベース２０ａには、軸方向に突出した断面円形状の装着用凸部２８が設けられている。ベース２０ａにおいて、装着用凸部２８と反対側には、インペラ配置用凹部３０が設けられている。
【００４６】
ベース２０ａ（具体的には、インペラ配置用凹部３０）の底部中央には、カバー２０ｂ側に向かって突出したインペラ支持軸３２が設けられている。インペラ支持軸３２に、軸受３３を介してインペラ２２が回転可能に支持されている。保持部材３９により保持されるシール部材３９ａにより、血液の軸受３３への侵入が防止されている。
【００４７】
インペラ２２内には、インペラ２２の略中央から外周側に向かって放射状に延在する複数の血液誘導路２２ｂが設けられている。インペラ２２には従動磁石３４（本実施形態では、ポンプ従動磁石３５）が配置されている。従動磁石３４の軸方向の長さは、ユニット駆動磁石３８の径方向の幅よりも小さい。インペラ２２の磁石収容溝２２ａには、バックヨーク２３が固定されている。ポンプ従動磁石３５は、当該バックヨーク２３の外周に、配置される。
【００４８】
ポンプ従動磁石３５は、インペラ２２の軸と同心状に環状に構成されており、インペラ２２と一体的に回転する。ポンプ従動磁石３５は、複数の磁極を有する。本実施形態では、ポンプ従動磁石３５の磁極数は２である。ポンプ従動磁石３５の着磁方向は径方向である。ポンプ従動磁石３５の大きさ（外径、軸方向長さ）及び磁束密度は、ユニット駆動磁石３８からポンプ従動磁石３５への回転駆動力の伝達に際し、所望のトルク伝達能力が得られるように設定される。
【００４９】
駆動ユニット１４は、モータ３６と、モータ３６の出力軸部３６ａに固定された回転部材３７（例えば、回転板）と、回転部材３７に取り付けられたユニット駆動磁石３８と、これらを収容するユニットケース４０とを有する。モータ３６は、Ｃモータ、ＤＣモータのいずれでもよいが、可変速モータが好適である。モータ３６は図示しない制御部によって、回転速度が制御される。
【００５０】
図２に示すように、ユニット駆動磁石３８は、モータ３６の出力軸部３６ａを中心として周方向に間隔をおいて配置された複数個の磁石３８ａからなる磁石列である。本実施形態において、ユニット駆動磁石３８の磁極数は、６個である。すなわち、ユニット駆動磁石３８は、変換装置１０Ａに対向する側でＳ極の磁石及びＮ極の磁石からなる磁極対が、周方向に３個配置されている。なお、ユニット駆動磁石３８の磁極数は、４個以下の偶数、あるいは、８個以上の偶数であってもよい。ユニット駆動磁石３８の着磁方向は軸方向である。ユニット駆動磁石３８はリング状の磁石を軸方向に多極着磁したものでもよい。
【００５１】
図１に示すように、ユニットケース４０は、ユニット駆動磁石３８と対向する上部プレート４２を有する。上部プレート４２は、ユニット駆動磁石３８に近接して、ユニット駆動磁石３８に非接触に対向している。上部プレート４２上に、変換装置１０Ａが配置されるように構成されている。
【００５２】
変換装置１０Ａは、駆動ユニット１４が発生する回転駆動力を、回転軸の向きを変えて血液ポンプ１６に伝達するように構成されている。変換装置１０Ａは、血液ポンプ１６及び駆動ユニット１４の一方又は両方に対して着脱可能に構成されている。
【００５３】
図１及び図３に示すように、変換装置１０Ａは、駆動ユニット１４に固定されるように構成された固定部４４と、血液ポンプ１６を保持可能に構成された保持部４６とを備えた支持部材４８である。支持部材４８は、ポンプ従動磁石３５の回転軸ａ２が、ユニット駆動磁石３８の回転軸ａ１に対して略直交する向きで配置されるように構成されている。
【００５４】
第１実施形態では、固定部４４は、ユニットケース４０の上部プレート４２に固定されている。固定部４４は、ユニットケース４０に対して着脱可能に構成されていてもよい。保持部４６は、固定部４４と一体成形されている。なお、固定部４４と保持部４６とは別部品として製作され互いに結合された部材であってもよい。
【００５５】
保持部４６は、ポンプ従動磁石３５の回転軸ａ２がユニット駆動磁石３８の回転軸ａ１に対して略直交するようにポンプハウジング２０を保持する保持構造体４７である。具体的に、保持部４６は、ポンプ装着用孔部４６ａを有する。ポンプ装着用孔部４６ａには、ポンプハウジング２０に設けられた装着用凸部２８が挿入して嵌合可能である。血液ポンプ１６の装着用凸部２８が保持部４６に嵌合することにより、血液ポンプ１６が支持部材４８に保持される。
【００５６】
支持部材４８が駆動ユニット１４に固定され、且つ血液ポンプ１６が支持部材４８に装着された状態では、血液ポンプ１６の回転軸が駆動ユニット１４の回転軸と略直交し、ポンプ従動磁石３５の外周面が、ユニットケース４０及びポンプハウジング２０を介して、ユニット駆動磁石３８（図１参照）の軸方向の端面と対向する。
【００５７】
第１実施形態では、従動磁石３４の磁極数は、ユニット駆動磁石３８の磁極数よりも少ない。従って、従動磁石３４は、ユニット駆動磁石３８よりも高速で回転する。すなわち、第１実施形態に係る変換装置１０Ａは、駆動ユニット１４の回転駆動力を増速して血液ポンプ１６へと伝達する増速ギア機構として構成されている。ユニット駆動磁石３８の磁極数をＮａ、従動磁石３４の磁極数をＮｂとした場合、従動磁石３４は、ユニット駆動磁石３８のＮａ／Ｎｂ倍の速度で回転する。本実施形態の場合、Ｎａ／Ｎｂ＝３であるため、従動磁石３４は、ユニット駆動磁石３８の３倍の速度で回転する。
【００５８】
なお、従動磁石３４の磁極数は、ユニット駆動磁石３８の磁極数よりも多くてもよい。この場合、従動磁石３４は、ユニット駆動磁石３８よりも低速で回転する。すなわち、この場合、変換装置１０Ａは、駆動ユニット１４の回転駆動力を減速して血液ポンプ１６へと伝達する減速ギア機構として構成される。
【００５９】
次に、上記のように構成された変換装置１０Ａの作用を説明する。
【００６０】
図１に示すように、駆動ユニット１４により血液ポンプ１６を駆動するために、駆動ユニット１４に変換装置１０Ａが装着されるとともに、変換装置１０Ａに血液ポンプ１６が装着される。このように、駆動ユニット１４に変換装置１０Ａが装着され、且つ変換装置１０Ａに血液ポンプ１６が装着された状態では、血液ポンプ１６の回転軸（従動磁石３４の回転軸ａ２）は、駆動ユニット１４の回転軸（ユニット駆動磁石３８の回転軸ａ１）に対して、略直交する。
【００６１】
モータ３６の回転に伴って、ユニット駆動磁石３８が回転する。ユニット駆動磁石３８とポンプ従動磁石３５とは、磁気ギアとして互いに磁気的に結合している。このため、ユニット駆動磁石３８の回転に伴い、ポンプ従動磁石３５及びインペラ２２は、ユニット駆動磁石３８の回転軸ａ１に対して略直交する回転軸ａ２を中心に回転する。本実施形態では、ポンプ従動磁石３５及びインペラ２２は、ユニット駆動磁石３８よりも高速で回転する。
【００６２】
インペラ２２の回転により、血液が、図示しないリザーバから流入ポート２４を介して血液ポンプ１６内に導入され、流出ポート２６を介して図示しない人工肺へと送り出される。
【００６３】
この場合、本実施形態に係る変換装置１０Ａは、以下の効果を奏する。
【００６４】
変換装置１０Ａによれば、従動磁石３４の回転軸ａ２が、ユニット駆動磁石３８の回転軸ａ１に対して略直交するため、特に駆動ユニット１４の軸方向において、小型な装置とすることができる。従って、横方向のスペースの有効利用が図られ、配置自由度を向上させることができる。また、機械的な歯車を用いて動力伝達する方式と比較して、機械的な騒音が小さいとともに、耐久性、信頼性にも優れる。
【００６５】
変換装置１０Ａは、血液ポンプ１６及び駆動ユニット１４の一方又は両方に対して着脱可能に構成されている。この構成により、血液ポンプ１６の駆動ユニット１４への取付け、取外しが容易であり、便利である。
【００６６】
従動磁石３４は、血液ポンプ１６内に配置されたポンプ従動磁石３５である。保持部４６は、ポンプ従動磁石３５の回転軸ａ２がユニット駆動磁石３８の回転軸ａ１に対して略直交するようにポンプハウジング２０を保持する保持構造体４７である。これにより、簡易且つ経済的な構成で、回転軸の方向を変換することができる。
【００６７】
従動磁石３４の磁極数は、ユニット駆動磁石３８の磁極数より少なく、従動磁石３４は、ユニット駆動磁石３８よりも高速で回転する。この構成により、駆動ユニット１４の駆動力を増速して血液ポンプ１６へと伝達することができる。なお、従動磁石３４の磁極数が、ユニット駆動磁石３８の磁極数よりも多い場合には、駆動ユニット１４の駆動力を減速して血液ポンプ１６へと伝達することができる。
【００６８】
ユニット駆動磁石３８及び従動磁石３４の少なくとも１つは、ハルバッハ配列を形成するように配置されるとよい。ハルバッハ配列は、磁気の方向を最適化することにより特定の方向への磁場強度を最大化する磁気回路である。このようなハルバッハ配列が適用されることにより、トルク伝達能力を良好に増大させることが可能となる。
【００６９】
なお、ポンプ従動磁石３５は、着磁方向が軸方向となるように構成されてもよい。この場合、ユニット駆動磁石３８は着磁方向が径方向となるように構成され、ユニット駆動磁石３８の外周面と、ポンプ従動磁石３５の軸方向の一端面とが互いに対向するように、変換装置１０Ａが構成される。
【００７０】
従動磁石３４の軸方向の長さは、ユニット駆動磁石３８の径方向の幅よりも小さい。この構成により、血液ポンプ１６の小型化が図られる。
【００７１】
図４に示す本発明の第２実施形態に係る血液ポンプ用回転軸変換装置１０Ｂ（以下、「変換装置１０Ｂ」と略称する）は、駆動ユニット１４が発生する回転駆動力を変速して血液ポンプ１６に伝達するために使用されるアダプタである。変換装置１０Ｂは、血液ポンプ１６を支持し、駆動ユニット１４に対して血液ポンプ１６を所定の向きで取り付けるための支持部材５２を有する。支持部材５２は、ポンプ従動磁石３５を囲むように構成された保持構造体５３である。保持構造体５３の一部又は全部が、積層ケイ素鋼板等の軟磁性体で構成されている。
【００７２】
保持構造体５３は、ユニット駆動磁石３８（図１参照）の複数の磁極と磁気的に結合する複数のポールピース部材５４を有する。第２実施形態では、２個のポールピース部材５４が設けられている。ポールピース部材５４は、積層ケイ素鋼板等の軟磁性体、より好ましくは圧粉鉄心もしくはアモルファス鉄心からなるのがよい。２個のポールピース部材５４は、互いに対向し、それらの間にポンプハウジング２０が保持される。各ポールピース部材５４には、ポンプハウジング２０（装着用凸部２８）の外周形状に沿った円弧状凹部５４ａが設けられている。円弧状凹部５４ａにより血液ポンプ１６が保持される。
【００７３】
第２実施形態に係る変換装置１０Ｂによれば、保持構造体５３は、ポンプ従動磁石３５を囲むように構成されており、保持構造体５３の一部又は全部が、積層ケイ素鋼板等の軟磁性体で構成されている。この構成により、保持構造体５３は、ユニット駆動磁石３８の磁束をより広い面積でポンプ従動磁石３５に伝達できるポールピース部材５４として作用するため、ユニット駆動磁石３８からポンプ従動磁石３５へのトルク伝達効率を高めることができ、ポンプ従動磁石３５の磁束の漏れも抑制される。
【００７４】
保持構造体５３は、ユニット駆動磁石３８の複数の磁極と磁気的に結合するポールピース部材５４である。この構成により、ユニット駆動磁石３８と磁気的に結合するポールピースとして作用する保持構造体５３がより広い面積でユニット駆動磁石３８と磁気的に結合するため、さらにユニット駆動磁石３８からポンプ従動磁石３５へのトルク伝達効率を高めることができる。また、ポールピース部材５４を、圧粉鉄心、もしくはアモルファス鉄心からなる構成とすると、渦電流の発生をより抑制し、エネルギ損失を低減することができる。
【００７５】
なお、第２実施形態のうち、第１実施形態と共通する部分については、第１実施形態と同一又は同様の作用及び効果が得られる。
【００７６】
図５に示す本発明の第３実施形態に係る血液ポンプ用回転軸変換装置１０Ｃ（以下、「変換装置１０Ｃ」と略称する）は、駆動ユニット１４が発生する回転駆動力を変速して血液ポンプ１６ａに伝達するために使用されるアダプタである。血液ポンプ１６ａは、少なくとも、流入ポート２４及び流出ポート２６を有するポンプハウジング５６と、ポンプハウジング５６内に回転可能に配置されたインペラ５８とを備える。
【００７７】
ポンプハウジング５６は、インペラ支持軸５９が設けられた一端側を構成するベース５６ａと、他端側を構成するカバー５６ｂと、ベース５６ａとカバー５６ｂとの間で環状の周囲壁を構成する側壁部５６ｃとを有する。ベース５６ａには、軸方向に突出した断面円形状の装着用凸部６０が設けられている。
【００７８】
インペラ５８には、ポンプ従動磁石６２が配置されている。ポンプ従動磁石６２は、インペラ５８の軸（回転軸）を中心に周方向に間隔を置いて配置された複数の磁石６２ａを有する。インペラ５８に設けられた磁石収容溝５８ａには、バックヨーク６３が固定されている。当該バックヨーク６３の外周にポンプ従動磁石６２を構成する複数の磁石６２ａが配置されている。ポンプ従動磁石６２の着磁方向は径方向である。ポンプ従動磁石６２は、後述するポンプ駆動磁石７０と所望の結合力で磁気結合できるように、個数、大きさ等が設定されている。
【００７９】
変換装置１０Ｃは、ユニット駆動磁石３８の回転軸ａ１と直交する軸を中心に回転可能な回転体６６と、回転体６６に保持された磁気ギア用従動磁石６８と、回転体６６に保持され、ポンプ従動磁石６２と磁気結合可能なポンプ駆動磁石７０とを備え、血液ポンプ１６ａが着脱可能に構成されている。
【００８０】
変換装置１０Ｃは、さらに、回転体６６、磁気ギア用従動磁石６８及びポンプ駆動磁石７０を収容するハウジング７２を備える。ハウジング７２は、駆動ユニット１４に固定されるように構成された固定部７４と、血液ポンプ１６ａを保持可能に構成された保持部７５とを備える。
【００８１】
変換装置１０Ｃが駆動ユニット１４に固定され、且つ血液ポンプ１６ａが変換装置１０Ｃに装着された状態では、血液ポンプ１６ａの回転軸が駆動ユニット１４の回転軸と略直交し、磁気ギア用従動磁石６８の外周面が、ユニット駆動磁石３８の軸方向の端面と対向する。
【００８２】
ハウジング７２の一端側には、ハウジング７２の他端側に向かって突出した軸部材７８が設けられている。回転体６６は、軸受８０を介して、軸部材７８に回転可能に支持されている。変換装置１０Ｃが駆動ユニット１４に取り付けられ、且つ血液ポンプ１６ａが変換装置１０Ｃに装着された状態では、回転体６６の回転軸は、駆動ユニット１４の回転軸（ユニット駆動磁石３８の回転軸ａ１）と略直交する。
【００８３】
回転体６６は、小径部６６ａと大径部６６ｂとを有する。小径部６６ａは回転体６６の軸方向一端側を構成し、大径部６６ｂは回転体６６の軸方向他端側を構成している。小径部６６ａの内周部に軸受８０が配置されている。小径部６６ａの外周部に磁気ギア用従動磁石６８が配置されている。具体的に、小径部６６ａにはバックヨーク８２が固定されており、当該バックヨーク８２の外周に磁気ギア用従動磁石６８が保持されている。
【００８４】
磁気ギア用従動磁石６８の着磁方向は径方向である。磁気ギア用従動磁石６８は、回転体６６と同心の円環状に構成されている。磁気ギア用従動磁石６８の外周面は、回転体６６の回転軸と平行である。磁気ギア用従動磁石６８は、周方向に配置された複数の磁極を有する。本実施形態では、磁気ギア用従動磁石６８の磁極数は、２つである。磁気ギア用従動磁石６８の磁極数は、ユニット駆動磁石３８の磁極数と異なる偶数である限り、任意に設定され得る。
【００８５】
磁気ギア用従動磁石６８の大きさ（外径、軸方向長さ）及び磁束密度は、ユニット駆動磁石３８から磁気ギア用従動磁石６８への回転駆動力の伝達に際し、所望のトルク伝達能力が得られるように設定される。
【００８６】
回転体６６の大径部６６ｂは、小径部６６ａと同心状に構成されるとともに、小径部６６ａよりも大きい外径を有する。大径部６６ｂには、ポンプ駆動磁石７０が配置されている。具体的に、大径部６６ｂにはバックヨーク８４が設けられている。当該バックヨーク８４に、回転体６６の回転軸を中心に、複数のポンプ駆動磁石７０が周方向に間隔を置いて保持されている。ポンプ駆動磁石７０の着磁方向は径方向である。
【００８７】
ハウジング７２の他端側には、ハウジング７２内（磁気ギア用従動磁石６８側）に向かって突出する突出部８６が設けられている。突出部８６は、回転体６６の大径部６６ｂの内側に挿入されている。突出部８６の反対側形状として、装着用凹部７６が設けられている。装着用凹部７６に、血液ポンプ１６ａの装着用凸部６０が挿入可能である。
【００８８】
血液ポンプ１６ａが変換装置１０Ｃに装着された状態では、変換装置１０Ｃに設けられたポンプ駆動磁石７０と、血液ポンプ１６ａに設けられたポンプ従動磁石６２とが、ハウジング７２及びポンプハウジング５６を介して、互いに対向する。これにより、ポンプ駆動磁石７０と、ポンプ従動磁石６２とが磁気結合する。従って、回転体６６の回転時には、ポンプ駆動磁石７０からポンプ従動磁石６２へと回転駆動力が伝達される。
【００８９】
第３実施形態では、磁気ギア用従動磁石６８の磁極数は、ユニット駆動磁石３８の磁極数よりも少ない。従って、磁気ギア用従動磁石６８は、ユニット駆動磁石３８よりも高速で回転する。すなわち、変換装置１０Ｃは、駆動ユニット１４の回転駆動力を増速して血液ポンプ１６ａへと伝達する増速ギア機構として構成されている。
【００９０】
なお、磁気ギア用従動磁石６８の磁極数は、ユニット駆動磁石３８の磁極数よりも多くてもよい。この場合、磁気ギア用従動磁石６８は、ユニット駆動磁石３８よりも低速で回転する。
【００９１】
次に、上記のように構成された変換装置１０Ｃの作用を説明する。
【００９２】
駆動ユニット１４により血液ポンプ１６ａを駆動するために、駆動ユニット１４に変換装置１０Ｃが装着されるとともに、変換装置１０Ｃに血液ポンプ１６ａが装着される。このように、駆動ユニット１４に変換装置１０Ｃが装着され、且つ変換装置１０Ｃに血液ポンプ１６ａが装着された状態では、血液ポンプ１６ａの回転軸（ポンプ従動磁石６２の回転軸ａ２）及び変換装置１０Ｃの回転軸（磁気ギア用従動磁石６８の回転軸ａ２）は、駆動ユニット１４の回転軸（ユニット駆動磁石３８の回転軸ａ１）に対して、略直交する。
【００９３】
モータ３６の回転に伴って、ユニット駆動磁石３８が回転する。ユニット駆動磁石３８と磁気ギア用従動磁石６８とは、互いに磁気的に結合している。このため、ユニット駆動磁石３８の回転に伴い、磁気ギア用従動磁石６８、回転体６６及びポンプ駆動磁石７０は、ユニット駆動磁石３８の回転軸ａ１に対して略直交する回転軸を中心に一体的に回転する。第３実施形態では、磁気ギア用従動磁石６８、回転体６６及びポンプ駆動磁石７０は、ユニット駆動磁石３８よりも高速で回転する。
【００９４】
ポンプ駆動磁石７０の回転に伴い、ポンプ駆動磁石７０と磁気結合しているポンプ従動磁石６２が回転し、ポンプ従動磁石６２を保持しているインペラ５８も一体的に回転する。インペラ５８の回転により、血液が、図示しないリザーバから流入ポート２４を介して血液ポンプ１６ａ内に導入され、流出ポート２６を介して図示しない人工肺へと送り出される。
【００９５】
このような第３実施形態に係る変換装置１０Ｃによれば、第１実施形態に係る変換装置１０Ａと同様に、小型で、機械的な騒音が小さいとともに、耐久性、信頼性にも優れる等の効果が得られる。特に、第３実施形態に係る変換装置１０Ｃによれば、血液ポンプ１６ａがユニット駆動磁石３８により直接駆動されるのではなく、磁気ギア用従動磁石６８及びポンプ駆動磁石７０を介して血液ポンプ１６ａが駆動される。このため、血液ポンプ１６ａに合わせた設計がしやすく、汎用性が高い。
【００９６】
ユニット駆動磁石３８、磁気ギア用従動磁石６８、ポンプ駆動磁石７０及びポンプ従動磁石６２の少なくとも１つは、ハルバッハ配列を形成するように配置されるとよい。このようなハルバッハ配列が適用されることにより、トルク伝達能力を良好に増大させることが可能となる。
【００９７】
なお、磁気ギア用従動磁石６８は、着磁方向が軸方向となるように構成されてもよい。この場合、ユニット駆動磁石３８は着磁方向が径方向となるように構成され、ユニット駆動磁石３８の外周面と、磁気ギア用従動磁石６８の軸方向の一端面とが互いに対向するように、変換装置１０Ｃが構成される。ポンプ駆動磁石７０の着磁方向及びポンプ従動磁石６２の着磁方向は、軸方向であってもよい。
【００９８】
なお、第３実施形態のうち、第１実施形態と共通する部分については、第１実施形態と同一又は同様の作用及び効果が得られる。
【００９９】
図６に示す本発明の第４実施形態に係る血液ポンプ用回転軸変換装置１０Ｄ（以下、「変換装置１０Ｄ」と略称する）は、駆動ユニット１４が発生する回転駆動力を変速して血液ポンプ１６ａに伝達するために使用されるアダプタである。
【０１００】
変換装置１０Ｄは、フレキシブルシャフト９０と、フレキシブルシャフト９０の第１の端部に設けられた第１回転体９２と、フレキシブルシャフト９０の第２の端部に設けられた第２回転体９４と、第１回転体９２に保持された磁気ギア用従動磁石６８と、第２回転体９４に保持され、血液ポンプ１６ａ内に配置されたポンプ従動磁石６２と磁気結合可能なポンプ駆動磁石７０とを備える。変換装置１０Ｄは、血液ポンプ１６ａが着脱可能に構成されている。変換装置１０Ｄは、さらに、フレキシブルシャフト９０を覆うフレキシブル連結チューブ９６と、第１回転体９２を収容する第１ハウジング９８と、第２回転体９４を収容する第２ハウジング１００とを備える。
【０１０１】
フレキシブルシャフト９０は、可撓性を有する細長い回転動力伝達部材であり、フレキシブル連結チューブ９６内に挿通されている。フレキシブルシャフト９０の第１の端部に連結された第１回転体９２は、第１ハウジング９８内に配置されるとともに、第１ハウジング９８に設けられた支持軸部９９に、軸受１０２を介して回転可能に支持されている。軸受１０２は、支持軸部９９の外周と第１回転体９２の内周との間に配置されている。
【０１０２】
第１ハウジング９８は、駆動ユニット１４に固定されるように構成された固定部１０３である。第１ハウジング９８は、フレキシブル連結チューブ９６の第１の端部に固定されている。第１回転体９２の外周部に、磁気ギア用従動磁石６８が第１回転体９２と同心状に配置されている。第１ハウジング９８が駆動ユニット１４に固定された状態では、磁気ギア用従動磁石６８の回転軸ａ２は、駆動ユニット１４の回転軸（ユニット駆動磁石３８の回転軸ａ１）と略直交する。
【０１０３】
フレキシブルシャフト９０の第２の端部に連結された第２回転体９４は、第２ハウジング１００内に配置されるとともに、第２ハウジング１００内に設けられた支持筒部１０４に、軸受１０６を介して回転可能に支持されている。軸受１０６は、支持筒部１０４の内周と第２回転体９４の軸部９４ａの外周との間に配置されている。
【０１０４】
第２ハウジング１００は、血液ポンプ１６ａを保持可能に構成された保持部１０８である。第２ハウジング１００は、フレキシブル連結チューブ９６の第２の端部に固定されている。第２回転体９４の内周部に、ポンプ駆動磁石７０が第２回転体９４と同心状に配置されている。第２ハウジング１００には、血液ポンプ１６ａの装着用凸部６０が挿入可能な装着用凹部が設けられている。第２ハウジング１００に血液ポンプ１６ａが装着された状態では、第２回転体９４、ポンプ駆動磁石７０、ポンプ従動磁石６２及びインペラ５８は、同軸上に配置される。
【０１０５】
また、変換装置１０Ｄに血液ポンプ１６ａが装着された状態では、ポンプ駆動磁石７０とポンプ従動磁石６２とが、第２ハウジング１００及びポンプハウジング５６を介して、互いに対向する。これにより、ポンプ駆動磁石７０と、ポンプ従動磁石６２とが磁気結合する。従って、第２回転体９４の回転時には、ポンプ駆動磁石７０からポンプ従動磁石６２へと回転駆動力が伝達される。
【０１０６】
次に、上記のように構成された変換装置１０Ｄの作用を説明する。
【０１０７】
駆動ユニット１４により血液ポンプ１６ａを駆動するために、駆動ユニット１４に変換装置１０Ｄ（第１ハウジング９８）が装着されるとともに、変換装置１０Ｄ（第２ハウジング１００）に血液ポンプ１６ａが装着される。このように、駆動ユニット１４に変換装置１０Ｄが装着され、且つ変換装置１０Ｄに血液ポンプ１６ａが装着された状態では、磁気ギア用従動磁石６８の回転軸ａ２は、駆動ユニット１４の回転軸（ユニット駆動磁石３８の回転軸ａ１）に対して、略直交する。
【０１０８】
モータ３６の回転に伴って、ユニット駆動磁石３８が回転する。ユニット駆動磁石３８と磁気ギア用従動磁石６８とは、互いに磁気的に結合している。このため、ユニット駆動磁石３８の回転に伴い、磁気ギア用従動磁石６８及び第１回転体９２は、第１ハウジング９８内で、ユニット駆動磁石３８の回転軸ａ１に対して略直交する回転軸ａ２を中心に一体的に回転する。第４実施形態では、磁気ギア用従動磁石６８及び第１回転体９２は、ユニット駆動磁石３８よりも高速で回転する。
【０１０９】
第１回転体９２の回転は、フレキシブルシャフト９０を介して、第２回転体９４へと伝達される。このため、第２回転体９４及びポンプ駆動磁石７０は、第２ハウジング１００内で回転する。ポンプ駆動磁石７０の回転に伴い、ポンプ駆動磁石７０と磁気結合しているポンプ従動磁石６２が回転し、ポンプ従動磁石６２を保持しているインペラ５８も一体的に回転する。インペラ５８の回転により、血液が、図示しないリザーバから流入ポート２４を介して血液ポンプ１６ａ内に導入され、流出ポート２６を介して図示しない人工肺へと送り出される。
【０１１０】
このような第４実施形態に係る変換装置１０Ｄによれば、第１実施形態に係る変換装置１０Ａと同様に、小型で、機械的な騒音が小さいとともに、耐久性、信頼性にも優れる等の効果が得られる。特に、第４実施形態によれば、駆動ユニット１４の回転駆動力がフレキシブルシャフト９０を介して血液ポンプ１６ａに伝達される。このため、血液ポンプ１６ａの配置の自由度が高まる。
【０１１１】
なお、図６の実施形態においては、ユニット駆動磁石３８がユニット駆動磁石３８側から見て時計回転方向に回転すると、磁気ギア用従動磁石６８も時計回転方向に回転するため、時計回転方向に回転する血液ポンプ１６ａに適応可能であるが、フレキシブルシャフト９０がユニット駆動磁石３８の外周側ではなく、反対側のユニット駆動磁石３８の内周側に接続されると、フレキシブルシャフト９０は反時計回転方向に回転するため、反時計方向に回転する血液ポンプ１６ａに適応可能となる。
【０１１２】
その他、第４実施形態のうち、第１実施形態と共通する部分については、第１実施形態と同一又は同様の作用及び効果が得られる。
【０１１３】
図７に示す本発明の第５実施形態に係る血液ポンプ用回転軸変換装置１０Ｅ（以下、「変換装置１０Ｅ」と略称する）は、駆動ユニット１４内のユニット駆動磁石３８の磁極数を増減し、増減速の自由度を高めるための磁極数変換ユニット１１０と、磁極数変換ユニット１１０と磁気結合する変換装置本体１１１とを有し、磁極数変換ユニット１１０を駆動ユニット１４側に付加して使用するアダプタである。磁極数変換ユニット１１０は、駆動ユニット１４に対し着脱可能に構成されている。
【０１１４】
磁極数変換ユニット１１０は、６極のユニット駆動磁石３８と磁気的に結合する６極の軸方向に着磁された第１の従動磁石１１２と、第１の従動磁石１１２と同軸的に回転可能に接続された、１６極の軸方向に着磁された第２の従動磁石１１４と、第１の従動磁石１１２及び第２の従動磁石１１４を保持する回転体１１６とを有する。磁極数変換ユニット１１０の第１ハウジング１１８内に、軸受１２０を介して回転体１１６がユニット駆動磁石３８と同軸状に回転可能に支持されている。第１の従動磁石１１２の、ユニット駆動磁石３８と対向する磁極面１１２ａとは反対側に円環状のバックヨーク１１３が配置されている。第２の従動磁石１１４の磁気ギア用従動磁石１１７と対向する磁極面１１４ａとは反対側に円環状のバックヨーク１１５が配置されている。
【０１１５】
変換装置本体１１１は、磁極数変換ユニット１１０の第１ハウジング１１８に設けられた保持部１１８ａによって保持されている。変換装置本体１１１は、磁極数変換ユニット１１０の第１ハウジング１１８に対して着脱可能に構成されてもよい。磁極数変換ユニット１１０は、第２の従動磁石１１４の磁極面１１４ａが、半径方向に着磁された２極の磁気ギア用従動磁石１１７の外周の磁極面１１７ａに対向するように配置されている。磁気ギア用従動磁石１１７の回転軸ａ２は、ユニット駆動磁石３８の回転軸ａ１に対して略直交する。磁気ギア用従動磁石１１７は、第２ハウジング１２２内に軸受１２４を介して回転可能に支持された回転体１２６に保持されている。
【０１１６】
このような構成とすることにより、磁極数変換ユニット１１０がない場合、３倍であった増速比を、１６／２＝８倍に高めることができる。このような第５実施形態により、近年需要が増加している、米国特許第７０２２１００号明細書、米国特許第４６２５７１２号明細書、米国特許出願公開第２０１７／００７２１２０号明細書等に示されるような、フレキシブルケーブルで最高２００００ｒｐｍから３００００ｒｐｍの高速回転で駆動される心血管内ポンプを、既存の体外循環用の最高３０００ｒｐｍから５０００ｒｐｍ程度の低速回転で回転する駆動装置で駆動することが可能となる。第５実施形態では、血液ポンプの一形態である心血管内ポンプ１２８は、機械的な継手１３０によって、磁気ギア用従動磁石１１７に接続される。
【０１１７】
継手１３０は、回転体１２６の一端部に設けられた第１継手部１３０ａと、フレキシブル動力伝達ユニット１３２の一端部に設けられた第２継手部１３０ｂとにより構成される。第１継手部１３０ａと第２継手部１３０ｂとは、回転駆動力を伝達可能に互いに係合可能である。コネクタ１３４の内側に軸受１３６を介して回転可能に支持された回転体１３８の一端部に第２継手部１３０ｂが設けられている。第２継手部１３０ｂが設けられた回転体１３８は、フレキシブルシャフト１４０を介して心血管内ポンプ１２８に接続されている。
【０１１８】
図８に示す第６実施形態に係る血液ポンプ用回転軸変換装置１０Ｆ（以下、「変換装置１０Ｆ」と略称する）は、図７に示される第５実施形態において、磁気ギア用従動磁石１１７を第２の従動磁石１１４の駆動ユニット１４側に配置するように改変した磁極数変換ユニット１５０を備えた実施形態である。磁気ギア用従動磁石１１７は磁極数変換ユニット１５０内の第２の従動磁石１１４の下部（第１の従動磁石１１２と第２の従動磁石１１４との間）に設けられた磁気ギア用従動磁石挿入部１５２に着脱可能に配置される。磁極数変換ユニット１５０のハウジング１１８ｂに回転可能に配置された回転体１１６ａは、第１の従動磁石１１２を保持する第１保持部１５１ａと、第２の従動磁石１１４を保持する第２保持部１５１ｂとを、軸方向に間隔を置いて有する。
【０１１９】
図９に示すように、磁気ギア用従動磁石挿入部１５２には、図４に示した複数のポールピース部材５４を有する保持構造体５３（支持部材５２）と同様に構成された支持部材１５４が配置されている。支持部材１５４は、第２の従動磁石１１４の磁束を磁気ギア用従動磁石１１７に伝達可能である。
【０１２０】
このように構成された変換装置１０Ｆによれば、ユニット駆動磁石３８及び磁極数変換ユニット１５０内の第１及び第２の従動磁石１１２、１１４の内、磁気ギア用従動磁石１１７と磁気的に結合しない磁極、及び磁気ギア用従動磁石１１７が、外部の磁性体を吸引したり、磁気的に結合し、渦電流により発熱を引き起こしたりすることを防止することができる。
【０１２１】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０Ａ〜１０Ｆ…血液ポンプ用回転軸変換装置    １４…駆動ユニット
１６、１６ａ…血液ポンプ                      ３５、６２…ポンプ従動磁石
３８…ユニット駆動磁石                        ４４、７４、１０３…固定部
４６、７５、１０８…保持部                    ６８…磁気ギア用従動磁石
７０…ポンプ駆動磁石
【図１】
2019023438.tif 000003
【図２】
2019023438.tif 000004
【図３】
2019023438.tif 000005
【図４】
2019023438.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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