(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液流入ポートを備える金属製の第１のハウジング形成部材と、血液流出ポートを有する金属製の第２のハウジング形成部材とを組み合わせることにより形成されるハウジングと、該ハウジング内部にて回転し、回転時の遠心力によって血液を送液するインペラを備える遠心式血液ポンプであって、
前記ハウジングは、前記第１のハウジング形成部材に前記第２のハウジング形成部材を組み合わせることにより形成される環状の突合線と該環状の突合線の内面が露出するとともに前記血液流入ポートおよび前記血液流出ポートと連通する血液室と、前記突合線部分の外面の全周を被覆するように設けられた前記ハウジング材料よりもやわらかい金属製環状シール部材を備え、さらに、
前記ハウジングは、前記突合線部分より外側に前記金属製環状シール部材を軸方向に押しつぶすための環状押圧部を備え、
前記金属製環状シール部材は、該シール部材の内面上部側より内方に延びる第１のハウジング形成部材用リブと該シール部材の内面下部側より内方に延びる第２のハウジング形成部材用リブとを備え、前記第１のハウジング形成部材は、前記シール部材の第１のハウジング形成部材用リブを収容するための第１のハウジング形成部材側凹部を備え、前記第２のハウジング形成部材は、前記シール部材の第２のハウジング形成部材用リブを収容するための第２のハウジング形成部材側凹部を備えており、前記金属製環状シール部材は、前記第１のハウジング形成部材と前記第２のハウジング形成部材との組み合わせ時において、前記押圧部により押しつぶされることによる該押圧部より内側部分の変形により、前記シール部材の前記第１のハウジング形成部材用リブの下面と前記第２のハウジング形成部材用リブの上面間の前記シール部材の表面が前記突合線部分の外面に液密かつ気密に密着するとともに、前記シール部材の前記第１のハウジング形成部材用リブは前記第１のハウジング形成部材側凹部に収納され、前記シール部材の第２のハウジング形成部材用リブは前記第２のハウジング形成部材側凹部に収納されていることを特徴とする遠心式血液ポンプ。
【請求項２】
前記第１のハウジング形成部材は、前記環状シール部材の上方部分を収納可能な第１のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝を備え、前記第２のハウジング形成部材は、前記環状シール部材の下方部分を収納可能な第２のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝を備えるとともに、前記第１のハウジング形成部材と前記第２のハウジング形成部材を組み合わせることにより第１のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝と前記第２のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝により環状シール部材収納部を形成しているものである請求項１に記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項３】
前記インペラは、内部に磁性体を備え、前記遠心式血液ポンプは、前記インペラ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を備えるインペラ回転トルク発生部と、前記インペラを吸引するための電磁石を備えるインペラ位置制御部を備えている請求項１または２に記載の遠心式血液ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心式血液ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
人工心臓に用いられる遠心ポンプやペースメーカーなど長期間体内に埋め込む医療器具においては、機器内部の機械部品、電子回路、それらと接続されるケーブル等を湿気や水分から保護し、また、機器内部の気体もしくは液体が外部へ漏出することを防止する必要がある。そこで、機器の接合面等を吸水性あるいはガス透過性の低いプラスチック材料を用いてシールして密封することが行われている。また、機器を密封するため、埋込型医療器具を、ハウジングごとシリコーン樹脂等でモールドするなどの方法が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、プラスチック材料は、生体内のような多湿環境下において、わずかながらガス透過性、吸湿性を有しているため、長期間機器内部の部品等を湿気から守り、また、ハウジング内の気体等の生体への漏出を防止することは困難である。さらに、プラスチック材料は、長期間体内に埋め込んでおくと劣化して、上記漏出等を生ずるおそれがある。
このため、長期的使用を目的とする医療器具のハウジングは金属に形成されたものが多い。しかし、ハウジングを金属により形成すると、密封性の良いハウジングを組み立てるときに溶接を行うことが必要となる。この溶接時の加熱によりハウジングに歪みが生じることがある。また、接着剤による組み立ても可能であるが、接着剤の溶出ならびに劣化、さらにはガス透過性、吸湿性の問題がある。
そこで、本発明は、上記問題点を解決して、２つの金属製のハウジング組立部材を組み立てることによりハウジングを形成する医療器具において、溶接ならびに接着剤を利用することなく組み立て部を確実に液密かつ気密にシールした遠心式血液ポンプを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するものは、以下のものである。
【０００８】
（１）  血液流入ポートを備える金属製の第１のハウジング形成部材と、血液流出ポートを有する金属製の第２のハウジング形成部材とを組み合わせることにより形成されるハウジングと、該ハウジング内部にて回転し、回転時の遠心力によって血液を送液するインペラを備える遠心式血液ポンプであって、前記ハウジングは、前記第１のハウジング形成部材に前記第２のハウジング形成部材を組み合わせることにより形成される環状の突合線と該環状の突合線の内面が露出するとともに前記血液流入ポートおよび前記血液流出ポートと連通する血液室と、前記突合線部分の外面の全周を被覆するように設けられた前記ハウジング材料よりもやわらかい金属製環状シール部材を備え、さらに、前記ハウジングは、前記突合線部分より外側に前記金属製環状シール部材を軸方向に押しつぶすための環状押圧部を備え、前記金属製環状シール部材は、該シール部材の内面上部側より内方に延びる第１のハウジング形成部材用リブと該シール部材の内面下部側より内方に延びる第２のハウジング形成部材用リブとを備え、前記第１のハウジング形成部材は、前記シール部材の第１のハウジング形成部材用リブを収容するための第１のハウジング形成部材側凹部を備え、前記第２のハウジング形成部材は、前記シール部材の第２のハウジング形成部材用リブを収容するための第２のハウジング形成部材側凹部を備えており、前記金属製環状シール部材は、前記第１のハウジング形成部材と前記第２のハウジング形成部材との組み合わせ時において、前記押圧部により押しつぶされることによる該押圧部より内側部分の変形により、前記シール部材の前記第１のハウジング形成部材用リブの下面と前記第２のハウジング形成部材用リブの上面間の前記シール部材の表面が前記突合線部分の外面に液密かつ気密に密着するとともに、前記シール部材の前記第１のハウジング形成部材用リブは前記第１のハウジング形成部材側凹部に収納され、前記シール部材の第２のハウジング形成部材用リブは前記第２のハウジング形成部材側凹部に収納されている遠心式血液ポンプ。
【０００９】
（２）  前記第１のハウジング形成部材は、前記環状シール部材の上方部分を収納可能な第１のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝を備え、前記第２のハウジング形成部材は、前記環状シール部材の下方部分を収納可能な第２のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝を備えるとともに、前記第１のハウジング形成部材と前記第２のハウジング形成部材を組み合わせることにより第１のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝と前記第２のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝により環状シール部材収納部を形成しているものである上記（１）に記載の遠心式血液ポンプ。
（３）  前記インペラは、内部に磁性体を備え、前記遠心式血液ポンプは、前記インペラ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を備えるインペラ回転トルク発生部と、前記インペラを吸引するための電磁石を備えるインペラ位置制御部を備えている上記（１）または（２）に記載の遠心式血液ポンプ。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。特に、本発明の医療器具を遠心式液体ポンプに応用した実施例を用いて説明する。
図１は、本発明の医療器具を遠心式液体ポンプ、特に遠心式血液ポンプに応用した実施例の正面図である。図２は、図１に示す遠心式液体ポンプの平面図である。図３は、図１の遠心式液体ポンプに使用される第１のハウジング形成部材の底面図である。図４は、遠心式液体ポンプから第１のハウジング形成部材を取り外したときの遠心式液体ポンプの平面図である。図５は、図１に示す遠心式液体ポンプのＡ−Ａ線断面図である。図６は、図１の遠心式液体ポンプの縦断面図である。なお、図６におけるインペラのみ図５のＢ−Ｂ線断面で示してある。
【００１１】
本発明の金属製の第１のハウジング形成部材２０ａと第１のハウジング形成部材２０ａと組み合わされる金属製の第２のハウジング形成部材２０ｂとからなるハウジング２０を有する医療器具１であって、ハウジング２０は、第１のハウジング形成部材２０ａに第２のハウジング形成部材２０ｂを組み合わせることにより形成される環状の突合線５１と、突合線５１の全周を被覆するように設けられたハウジング材料よりもやわらかい金属製環状シール部材５２を備え、さらに、ハウジング２０は、突合線５１部分より外側に金属製環状シール部材５２の全周を軸方向に押しつぶすための環状押圧部６０ａ，６０ｂを備え、金属製環状シール部材５２は、第１のハウジング形成部材２０ａと第２のハウジング形成部材２０ｂとの組み合わせ時において、環状押圧部６０ａ，６０ｂにより押しつぶされることによる環状押圧部６０ａ，６０ｂより内側部分５６の変形により突合線５１部分の外面に液密かつ気密に密着している。
【００１２】
また、本発明の遠心式液体ポンプ（具体的には遠心式血液ポンプ）１は、血液流入ポート２２を備える金属製の第１のハウジング形成部材２０ａと、血液流出ポート２３を有する金属製の第２のハウジング形成部材２０ｂとを組み合わせることにより形成されるハウジング２０と、ハウジング２０内部にて回転し、回転時の遠心力によって血液を送液するインペラ２１を備える遠心式液体ポンプ１であって、ハウジング２０は、第１のハウジング形成部材２０ａに第２のハウジング形成部材２０ｂを組み合わせることにより形成される環状の突合線５１と、突合線５１の全周を被覆するように設けられたハウジング材料よりもやわらかい金属製環状シール部材５２を備え、さらに、ハウジング２０は、突合線５１部分より外側に金属製環状シール部材５２の全周を軸方向に押しつぶすための環状押圧部６０ａ，６０ｂを備え、金属製環状シール部材５２は、第１のハウジング形成部材２０ａと第２のハウジング形成部材２０ｂとの組み合わせ時において、環状押圧部６０ａ，６０ｂにより押しつぶされることによる環状押圧部６０ａ，６０ｂより内側部分５６の変形により突合線５１部分の外面に液密かつ気密に密着している。
【００１３】
この実施例の遠心式液体ポンプ１は、遠心式液体ポンプ装置に使用されるものであり、図１、図２および図６に示すように、液体流入ポート２２と液体流出ポート２３を有するハウジング２０、内部に磁性体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液体を送液するインペラ２１を有する遠心式液体ポンプ部２と、遠心式液体ポンプ部２のインペラ２１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を備えるインペラ回転トルク発生部３と、インペラ２１を吸引するための電磁石４１を備えるインペラ位置制御部４を備えている。なお、モータ３４の回転数、インペラ２１の位置等は、図示しない制御装置により制御される。
【００１４】
ハウジング２０は、図１、図６に示すように、内部に空間を有する円盤状に形成されており、第１のハウジング形成部材２０aと第２のハウジング形成部材２０ｂとからなる。第１のハウジング形成部材２０ａの上部には、液体流入ポート２２がほぼ中央より垂直方向上方に突出するように設けられている。第２のハウジング形成部材２０ｂの側面には、図２、図４に示すように、血液流出ポート２３が側面の接線方向に突出するように設けられている。また、第１のハウジング形成部材２０ａと第２のハウジング形成部材２０ｂを組み合わせることにより形成されたハウジング２０内には、血液流入ポート２２と血液流出ポート２３とを連通する血液室２４が形成されている。そして、血液室２４内には、インペラ２１が収容されている。
【００１５】
第１のハウジング形成部材２０ａは、図３、図６に示すように、第２のハウジング形成部材２０ｂと組み合わされる部分に、突合線形成部材である突合部８１ａと、突合部８１ａの外側に設けられた環状押圧部６０ａと、環状押圧部６０ａを取り囲むように形成された固定部材取付部８２ａを備えている。また、突合部８１ａと固定部材取付部８２ａの間には、シール部材５２の上方部分を収納するシール部材収容溝８３ａが形成されている。
同様に、第２のハウジング形成部材２０ｂは、図４、図６に示すように、第１のハウジング形成部材２０ａと組み合わされる部分に、突合部８１ｂと、突合部８１ｂの外側に設けられた環状押圧部６０ｂと、環状押圧部６０ｂを取り囲むように形成された固定部材取付部材８２ｂを備えている。また、突合部８１ｂと固定部材取付部８２ｂの間には、シール部材５２の下方部分を収納するシール部材収容溝８３ｂが形成されている。
【００１６】
そして、両者を組み合わせた状態においては、図６に示すように、突合部８１ａと突合部８１ｂ、固定部材取付部８２ａと固定部材取付部８２ｂが互いに接触してシール部材収容溝８３ａとシール部材収容溝８３ｂによりシール部材収納部８３が形成され、また、突合部８１ａと突合部８１ｂの接触部分には、突合線５１が形成される。また、金属製環状シール部材５２は、環状押圧部８０ａと環状押圧部８０ｂにより上下から押し潰された状態でシール部材収納部８３に収納され、環状シール部材５２の内側面５７は、突合線５１部分の外面に液密かつ気密に密着している。
【００１７】
第１のハウジング形成部材２０ａの突合部８１ａは、図３、図６に示すように、第１のハウジング形成部材２０ａの開口部に沿って下方に環状（言い換えれば、短い筒状）に突出するように形成されている。突合部８１ａの突合部８１ｂとの接触面９１ａは、平坦面となっている。
第２のハウジング形成部材２０ｂの突合部８１ｂも、図４、図６に示すように、第２のハウジング形成部材２０ｂの開口部に沿って上方に環状（言い換えれば、短い円筒状）に突出するように形成されている。突合部８１ｂと突合部８１ａとは、少なくとも外径が等しくなるように形成されており、内径も等しいことが好ましい。また、突合部８１ｂの突合部８１ａとの接触面９１ｂは、平坦に形成されている。
【００１８】
そして、第１のハウジング形成部材２０ａと第２のハウジング形成部材２０ｂを突合部８１ａと突合部８１ｂとが密着するように突合させることにより、ハウジング２０内部には血液室２４を形成される。なお、突合部の接触面の形状としては上述したような平坦面に限られず第１のハウジング形成部材側の接触面と第２のハウジング形成部材の接触面とが互いに面接触可能な形状に形成されていればよい。
突合部８１ａおよび突合部８１ｂの外径は、液体ポンプの大きさにより相違し一律なものではないが、３０〜７０ｍｍ程度が一般的である。
【００１９】
環状押圧部６０は、第１のハウジング形成部材２０ａの突合線部分５１より外側に形成されるとともに第２のハウジング形成部材２０ｂ側に突出する第１の環状押圧部６０ａと、第２のハウジング形成部材２０ｂの突合線部分５１より外側に形成されかつ第１の環状押圧部６０ａに対応する位置に形成されるとともに第１のハウジング形成部材２０ａ側に突出する第２の環状押圧部６０ｂからなる。
【００２０】
第１の環状押圧部６０ａは、図３、図６に示すように、第１のハウジング形成部材２０ａの突合部８１ａの外側に隣接して形成され、内側部分が外側に向かって第２のハウジング形成部材２０ｂ側に傾斜し、外側部分が軸方向にほぼ垂直に形成されている環状突条部（環状爪状部）となっている。第１の環状押圧部６０ａの先端の高さは、突合部８１ａの接触面９１ａと固定部材取付部８２ａの接触面９２ａより低くなっている。また、第２の環状押圧部６０ｂも、図４、図６に示すように、第２のハウジング形成部材２０ｂの突合部８１ｂの外側に隣接して形成され、内側部分が外側に向かって第２のハウジング形成部材２０ａ側に傾斜し、外側部分が軸方向にほぼ垂直に形成された環状突条部（環状爪状部）となっている。第２の環状押圧部６０ｂの先端の高さは、突合部８１ｂの接触面９１ｂと固定部材取付部８２ｂの接触面９２ｂより低くなっている。具体的に、環状押圧部の内側部分の傾斜は、ハウジングの軸に対して１０〜８０°であることが好ましい。このように内側部分が外側に向かって対向するハウジング形成部材側に傾斜するように作製することにより、金属製環状シール部材５２の環状押圧部６０より内側に位置する部分が傾斜部分により確実に中心方向に押し出され、金属製環状シール部材５２の内側面５７が突合線５１部分の外面に気密かつ液密に密着するものとなる。
【００２１】
なお、環状押圧部は、金属製環状シール部材の環状押圧部より内側部分を確実に中心方向に押し出すものであればいかなる形状であってもよく、例えば、金属製環状シール部材の内側部分及び外側部分の両方が傾斜するように形成されていてもよい。また、環状押圧部は、対向するハウジング形成部材側に突出する先端面が平坦な短筒状であってもよい。また、本発明においては、第１のハウジング形成部材と第２のハウジング形成部材の両方に環状押圧部が形成されているが、第１のハウジング形成部材もしくは第２のハウジング形成部材のどちらか一方にのみ環状押圧部が形成されているものであってもよい。また、環状押圧部の先端は、ハウジング組立時に、金属製環状シール部材のハウジング形成部材の突合部の外周に配置したとき、先端が、金属製環状シール部材の半径方向の中間付近に配置されていることが好ましい。
【００２２】
第１のハウジング形成部材２０ａの固定部材取付部８２ａは、図３、図６および図９に示すように、環状（言い換えれば短い筒状）に形成された環状押圧部６０ａを取り囲むように環状（言い換えれば、短い円筒状）に形成されている。固定部材取付部８２ａの固定部材取付部８２ｂとの接触面９２ａは、平坦面となっている。また、第１のハウジング形成部材２０ａの固定部材取付部８２ａには、第１のハウジング形成部材２０ｂに対して第１のハウジング形成部材２０ａの軸方向の固定を確実にするための貫通孔５４が形成されている。貫通孔はハウジングの中心軸を基準に等角度に複数設けられることが好ましい。
【００２３】
第２のハウジング２０ｂの固定部材取付部８２ｂは、図４、図６および図９に示すように、環状（言い換えれば短い円筒状）に形成された突合部８１ｂを取り囲むように同様に環状（言い換えれば、短い円筒状）に形成されている。また、固定部材取付部８２ｂの固定部材取付部８２ａとの接触面９２ｂは、接触面９２ａと同様に平坦面に形成されている。また、第２のハウジング形成部材２０ｂの固定部材取付部９２ａには、上記第１のハウジング形成部材２０ａの固定部材取付部８１ｂに対応する位置に形成された固定部材取付孔５５を備えている。取付部材取付孔５５の内面には、取付部材５３の外面に形成されたねじ山と螺合するためのねじ溝が形成されている。固定部材取付孔５５は、複数設けられることが好ましい。特に、固定部材取付孔５５は、ハウジングの中心軸を基準に等角度に複数設けられることが好ましい。
【００２４】
なお、この実施例では、第１のハウジング形成部材側に固定部材のための貫通孔５４を設け、第２のハウジング形成部材側に固定部材との固定のための取付孔５５を設けたが、これに限定されるものではない。第２のハウジング形成部材側に固定部材のための貫通孔を設け、第１のハウジング形成部材側に固定部材との固定のための取付孔を設け、第２のハウジング形成部材側より固定部材を挿入し固定するものであってもよい。
また、固定部材取付部８２ａと固定部材取付部８２ｂは、第１のハウジング形成部材２０ａと第２のハウジング形成部材２０ｂを組み合わせたとき、互いに隙間無く接触することが好ましい。なお、固定部材取付部の接触面の形状としては上述したような平坦面に限られず第１のハウジング側の接触面と第２のハウジング形成部材の接触面とが互いに実質的に面接触可能な形状に形成されていてもよい。
【００２５】
第１のハウジング２０ａのシール部材収容溝８３ａは、図３、図６および図９に示すように、環状の突合部８１ａと環状の固定部材取付部８２ａとの間に形成された環状凹部である。同様に、第２のハウジング２０ｂのシール部材収容溝８３ｂは、図４、図６および図９に示すように、環状の突合部８１ｂと環状の固定部材取付部８２ｂとの間に形成された環状凹部である。そして、シール部材収容溝８３ａ内には、上述したように、環状押圧部６０ａが設けられ、シール部材収容溝８３ｂ内には、環状押圧部６０ｂが設けられている。
そして、シール部材収容溝８３ａとシール部材収容溝８３ｂは、第１のハウジング形成部材２０ａと第２のハウジング形成部材２０ｂが組み合わされたとき、内部にシール部材５２を収容する空間（シール部材収納部）８３を形成する。そして、第１のハウジング形成部材２０ａ及び第２のハウジング形成部材２０ｂを組み合わせた状態では、シール部材収納部８３内には、金属製環状シール部材５２が環状押圧部６０ａ、環状押圧部６０ｂにより上下から押し潰された状態で収納されている。
【００２６】
シール部材収容溝８３ａ，８３ｂの個々の深さは、シール部材５２の軸方向の厚さより浅くなるように形成されている。このように作製することにより、密封工程および体内埋込時において、シール部材５２の内周面５７が突合部８１ａと突合部８１ｂが突合することにより形成される突合線５１を含む外側面に確実に接触する。
第１のハウジング形成部材２０ａ、第２のハウジング形成部材２０ｂは、それぞれ一体に作製されていることが好ましい。
第１のハウジング形成部材２０ａおよび第２のハウジング形成部材２０ｂの構成材料としては、特に、環状押圧部６０ａ，６０ｂが金属製環状シール部材５２を押し潰すことができるように金属製環状シール部材５２より硬い金属が用いられる。また、生体適合性を有する金属が好適である。これらの金属製としては、チタン、チタン合金、ステンレス等が好ましい。
【００２７】
ハウジング組立前の金属製環状シール部材５２は、図７，図８に示すように、金属製リング部材であり、断面形状が矩形に作製されている。なお、環状シール部材の断面形状としては、少なくとも内周面が環状平坦面であれば、いかなる形状であってもよい。また、図７、図８に示すシール部材は、中実に作製されているが、中空の金属製リングであってもよい。
金属製環状シール部材は、ハウジング材料（環状押圧部）よりやわらかい金属により作製されていることが好ましい。特に、生体適合性を有する金属により作製されていることが好ましい。また、シール状態での密封性を高めるために、熱膨張係数等の材料の特性が似ていることが好ましい。具体的には、チタン、チタン合金、ステンレス鋼、金、金合金等が好ましい。特に、第１のハウジング形成部材及び第２のハウジング形成部材が、チタン合金で、金属製環状シール部材がチタンであることが好ましい。
【００２８】
また、シール部材５２の表面には、展性の高い金属をコーティングしてもよい。このように金属をコーティングすることにより、ハウジングとの気密性を高めることができる。金属としては、展性および延性に富む貴金属が好適である。具体的には、シール部材５２がチタン合金製である場合、パラジウムの無電解メッキ、あるいは白金などによりメッキされたものが好ましく、また、シール部材５２がステンレス鋼の場合は、金、白金などによりメッキされたものが好ましい。これにより、環状シール部材５２とハウジングの接触部分との密着性が高まり液密性が向上する。
【００２９】
金属製環状シール部材５２の内径は、シール部材５２の内周面５７が突合部８１ａと突合部８１ｂの突合により形成される突合線５１を含む外側面を確実に密封するように、突合部８１ａ，８１ｂの外径より若干大きく作製されている。具体的には、シール部材５２がチタンで作製されている場合、シール部材５２の内径は、突合部（言い換えれば、突合部８１ａと突合部８１ｂ）の外径より０．０２〜０．０３ｍｍ大きく作製されていることが好ましい。具体的に、金属製環状シール部材の内径は、４０〜６０ｍｍであることが好ましい。シール部材５２の内径と突合部（突合部８１ａと突合部８１ｂ）の外径との差が上記のような範囲であれば、シール部材５２と突合部との間に十分な接触応力が生じシール部材５２が突合部の外周に確実に固定され、組立も容易である。
【００３０】
また、シール部材５２の軸方向の長さは、シール部材収容溝の深さと上述したような関係となるように作製することが好ましい。シール部材５２の軸方向の長さは、第１のハウジング形成部材および第２のハウジング形成部材を組み合わせたときに形成されるシール部材収納部８３の深さ（軸方向の長さ）より、０．５〜４ｍｍ小さいことが好ましく、具体的にシール部材５２の軸方向の長さは、１〜６ｍｍであることが好ましい。
シール部材５２の半径方向の長さ（言い換えれば外径と内径の差の半分）は、図６に示すように環状押圧部６０ａ、６０ｂにより変形した金属製環状シール部材の半径方向の長さがシール部材収容溝の半径方向の長さより短くなるように作製されており、シール部材収容溝の半径方向の長さより０．２〜２ｍｍ程度短く作製されていることが好ましく、具体的に、金属製環状シール部材の半径方向の長さは、軸方向の長さにも依存するが１〜６ｍｍであることが好ましい。
【００３１】
また、第１のハウジング形成部材と第２のハウジング形成部材との接合部の形態は、上述したものに限定されるものではない。例えば、図１０および図１１に示すような形態のものであってもよい。
この実施例の遠心式液体ポンプ（具体的には遠心式血液ポンプ）１０では、第１のハウジング形成部材２０ａの突合部８１ａはさらに下方に突出する環状リブ８１ｃを備えている。そして、第２のハウジング形成部材２０ｂの突合部８１ｂには、上記環状リブ８１ｃを収納するための凹部８１ｄが形成されている。この実施例の遠心式液体ポンプ１０では、第１のハウジング形成部材２０ａと第２のハウジング形成部材２０ｂを組み合わせることにより、突合部８１ａと突合部８１ｂとが面接触するとともに、第１のハウジング形成部材２０ａの環状リブ８１ｃは第２のハウジング形成部材２０ｂの凹部８１ｄに収納され、両者の組み合わせを容易に行うことができる。
【００３２】
なお、この実施例においても突合部８１ａと突合部８１ｂとを面接触させることが好ましく、このため、図１１に示すように、環状リブ８１ｃの下面は凹部８１ｄに接触しないように形成されている。また、環状リブを第２のハウジング形成部材に設け、凹部を第１のハウジング形成部材に設けてもよい。なお、この実施例の遠心式液体ポンプ１０と上述した遠心式液体ポンプ１との相違は、突合部８１ａと突合部８１ｂの形状のみでありその他の部分については、上述した遠心式液体ポンプ１０と同じである。
【００３３】
また、第１のハウジング形成部材と第２のハウジング形成部材との接合部の形態は、図１２および図１３に示すような形態のものであってもよい。
この実施例の遠心式液体ポンプ（具体的には遠心式血液ポンプ）３０では、金属製環状シール部材５２は、シール部材５２の内面上部側より内方に延びる第１のハウジング形成部材用リブ５２ａとシール部材５２の内面下部側より内方に延びる第２のハウジング形成部材用リブ５２ｂとを備える。リブ５２ａ，５２ｂは、環状リブでも、点在するリブでもよい。
【００３４】
そして、第１のハウジング形成部材２０ａは、シール部材５２の第１のハウジング形成部材用リブ５２ａを収容するために第１ハウジング形成部材側凹部８５ａを備え、第２のハウジング形成部材２０ｂは、シール部材５２の第２のハウジング形成部材用リブ５２ｂを収容するために第２のハウジング形成部材側凹部８５ｂを備えており、金属製環状シール部材５２は、第１のハウジング形成部材２０ａと第２のハウジング形成部材２０ｂの組み合わせ時において、環状押圧部６０ａ，６０ｂにより押しつぶされることによる環状押圧部６０ａ，６０ｂより内側部分５６の変形により、シール部材５２の第１のハウジング形成部材用リブ５２ａの下面（内面）と第２のハウジング形成部材用リブ５２ｂの上面（内面）間の金属製環状シール部材５２の表面は、突合線５１部分の外面を液密かつ気密に密着するとともに、シール部材５２の第１のハウジング形成部材用リブ５２ａは、第１のハウジング形成部材側凹部８５ａに収納され、シール部材５２の第２のハウジング形成部材用リブ８５ｂは、第２のハウジング形成部材側凹部８５ｂに収納されている。
【００３５】
また、この実施例においても突合部８１ａと突合部８１ｂとを面接触させることが好ましく、このため、図１３に示すように、リブ５２ａ，５２ｂの内面は凹部８５ａ，８５ｂに接触しないように形成されており、さらに、シール部材５２のリブ５２ａの下面（内面）とリブ５２ｂの上面（内面）間の距離は、ハウジング２０の凹部８５ａの下面と凹部８５ｂの上面間の距離より大きいものとなっている。
以上のように説明してきた液体ポンプ１，１０，３０のハウジング２０内に形成された血液室２４内には、中央に貫通口を有する円板状のインペラ２１が収納されている。インペラ２１は、下面を形成するドーナツ板状部材（下部シュラウド）２７と、上面を形成する中央が開口したドーナツ板状部材（上部シュラウド）２８と、両者間に形成された複数（例えば、７つ）のベーン１８を有する。そして、下部シュラウドと上部シュラウドの間には、隣り合うベーン１８で仕切られた複数（例えば、７つ）の血液通路２６が形成されている。
【００３６】
そして、インペラ２１には、複数の磁性体２５（永久磁石、従動マグネット）が埋設されている。埋設された磁性体２５（永久磁石）は、後述する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と反対側に吸引し、かつ回転トルクをインペラ回転トルク発生部より伝達可能にするために設けられている。また、インペラ２１は、上部シュラウドそのものもしくは上部シュラウド内に設けられた磁性部材２８を備える。この実施例では、上部シュラウドの全体が、磁性部材２８により形成されている。磁性部材２８は、後述するインペラ位置制御部の電磁石４１によりインペラ２１を血液流入ポート２２側に吸引するために設けられている。
インペラ回転トルク発生部３は、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（内部構造を省略する）からなる。ロータ３１は、回転板３２と回転板３２の第１の面（液体ポンプ側の面）に設けられた複数の永久磁石３３からなる。
【００３７】
インペラ位置制御部４は、インペラの磁性部材２８を吸引するための固定された複数の電磁石４１と、インペラの磁性部材２８の位置を検出するための位置センサ４２を備えている。位置センサ４２は、電磁石４１と磁性部材２８との隙間の間隔を検知し、この検知出力は、電磁石４１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部にフィードバックされる。
以上のように構成することにより、インペラ位置制御部４およびインペラ回転トルク発生部３により、非接触式磁気軸受が構成され、インペラ２１は、相反する方向より引っ張られることにより、ハウジング２０内において、ハウジング２０の内面と接触しない適宜位置にて安定し、非接触状態にてハウジング２０内を回転する。
【００３８】
次に、本発明の医療器具の製造方法を上述した遠心式液体ポンプを用いて説明する。図９は、本発明の遠心式液体ポンプの製造方法を説明するための説明図である。ここでは、医療器具１の製造方法を例に説明するが、医療器具１０，３０の場合も医療器具１の製造方法と同様であるため説明を省略する。
本発明の医療器具１の製造方法は、金属製の第１のハウジング形成部材２０ａと第１のハウジング形成部材２０ａと組み合わされる金属製の第２のハウジング形成部材２０ｂとからなるハウジングを有する医療器具１であって、第１のハウジング形成部材２０ａは第１の環状突合部８１ａと、第１の環状突合部８１ａの外側に設けられた第１の環状押圧部６０ａを備え、第２のハウジング形成部材２０ｂは第２の環状突合部８１ｂと、第２の環状突合部８１ｂの外側に設けられた第２の環状押圧部６０ｂを備える医療器具１の製造方法である。そして、金属製環状シール部材５２を第１の環状突合部８１ａの外周かつ第１の環状押圧部６０ａの軸方向と成る位置もしくは第２の環状突条部８１ｂの外周かつ第２の環状押圧部６０ｂの軸方向と成る位置に配置するシール部材配置工程と、シール部材配置工程によりシール部材５２が配置された第１のハウジング形成部材２０ａもしくは第２のハウジング形成部材２０ｂに他方のハウジング形成部材を組み合わせて上下から加圧するとともに、第１の環状押圧部６０ａ及び第２の環状押圧部６０ｂが金属製環状シール部材５２を押し潰し第１の環状押圧部６０ａ及び第２の環状押圧部６０ｂより内側部分５６の環状シール部材５２を変形させることにより、環状シール部材５２は、第１の環状突合部８１ａと第２の環状突合部８１ｂとが接触することにより形成される突合線５１部分の外面に液密かつ気密に密着するハウジング組み合わせ密封工程を備えている。
【００３９】
また、本発明の医療器具１の製造方法は、金属製の第１のハウジング形成部材２０ａと第１のハウジング形成部材２０ａと組み合わされる金属製の第２のハウジング形成部材２０ｂとからなるハウジングを有する医療器具１であって、第１のハウジング形成部材２０ａは、金属製環状シール部材５２の上方を収納可能な第１のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝８３ａと、第１のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝内８３ａに設けられた第１の環状押圧部６０ａを備え、第２のハウジング形成部材２０ｂは、金属製環状シール部材５２の下方部分を収納可能な第２のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝８３ｂと、第２のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝８３ｂ内に設けられた第２の環状押圧部６０ｂを備えるとともに、第１のハウジング形成部材２０ａと第２のハウジング形成部材２０ｂを組み合わせることにより第１のハウジング形成部材収納溝８３ａと第２のハウジング形成部材収納溝８３ｂにより環状シール部材収納部８３が形成されるものである医療器具１の製造方法である。そして、医療器具１の製造方法は、金属製環状シール部材５２を、第１のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝内８３ａもしくは第２のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝８３ｂに配置するシール部材配置工程と、シール部材配置工程によりシール部材５２が配置された第１のハウジング形成部材２０ａもしくは第２のハウジング形成部材２０ｂに他方のハウジング形成部材を組み合わせて上下から加圧するとともに、第１の環状押圧部６０ａ及び第２の環状押圧部６０ｂが金属製環状シール部材５２を押し潰し第１の環状押圧部６０ａ及び第２の環状押圧部６０ｂより内側部分５６の環状シール部材５２を変形させることにより、環状シール部材５２は、第１の環状突合部８１ａと第２の環状突合部８１ｂとが接触することにより形成される突合線５１部分の外面に液密かつ気密に密着するハウジング組み合わせ密封工程を備えている。
【００４０】
最初に、シール部材配置工程について説明する。
まず、図９に示すように第２のハウジング形成部材２０ｂを開口部を上にした状態にて固定し、第２のハウジング形成部材２０ｂ内に、インペラ２１をその中央開口が第２のハウジングの底面から突出して形成されている突出部上となるように収容する。なお、本発明の実施例では、インペラ回転トルク発生部３は、配置工程前に第２のハウジング形成部材２０ｂの下側に取り付けられているが、これにかぎられず、密封工程後に取り付けられてもよい。
次に、シール部材５２を第２のハウジング形成部材２０ｂの第２のハウジング形成部材側シール部材収容溝８３ｂ（円筒状の突合部８１ｂの外周）に配置する。このとき、シール部材５２は、第２の環状押圧部６０ｂの上側に位置しており、第２の環状押圧部６０ｂの先端は、シール部材５２の下面の中間付近に接触している。また、シール部材５２の上方部分は、突合部８１ｂ及び固定部材取付部８２ｂの上端面より上側に突出している。なお、第１のハウジング形成部材及び第２のハウジング形成部材が上述したような構成の場合は、特別な位置決めをする必要がない。
【００４１】
次に、ハウジング組み合わせ密封工程について説明する。
まず、第１の突合部８１ａがシール部材５２の上方部分の内周に配置されるように第２のハウジング形成部材の上方から第１のハウジング形成部材２０ａを被せる。この状態において、第１の環状押圧部６０ａの先端は、シール部材５２の上面の中間付近に接触している。そして、突合部８１ａの接触面９１ａと突合部８１ｂの接触面９１ｂ、固定部材取付部８２ａの接触面９２ａと固定部材取付部８２ｂの接触面９２ｂが接触するまで、第１のハウジング形成部材２０ａと第２のハウジング形成部材２０ｂを上下から加圧する。突合部８１ａの接触面９１ａと突合部８１ｂの接触面９１ｂ、固定部材取付部８２ａの接触面９２ａと固定部材取付部８２ｂの接触面９２ｂとが接触することにより、突合部８１ａ，８１ｂと固定部材取付部８２ａ，８２ｂの間には、シール部材収納部８３が形成される。また、第１のハウジング形成部材２０ａと第２のハウジング形成部材２０ｂを上下から加圧することにより、シール部材５２は、第１の環状押圧部６０ａと第２の環状押圧部６０ｂにより上下から押し潰され、シール部材５２のうち環状押圧部６０より内側部分５６が第１の環状押圧部６０ａ、第２の環状押圧部６０ｂの斜面により中心方向に押されシール部材５２の内径が収縮して、シール部材５２の内周面５７が突合線５１部分の外面に液密かつ気密に密着する。
【００４２】
また、金属製環状シール部材５２は、図６に示すように、第１の環状押圧部６０ａ、第２の環状押圧部６０ｂにより押し潰された状態で、シール部材収納部８３に収納されている。これにより、ハウジング２０（血液室２４）は液密かつ気密に密封されているため、長期間遠心式液体ポンプを体内に埋め込んでも、ハウジング２０内を循環する血液が生体内に漏出することがなく、また、生体内の血液等がハウジング内に侵入することもない。
なお、密封工程は、上述したものに限られない。例えば、インペラ２１を第１のハウジング形成部材２０ａに収容した後、第１のハウジング形成部材２０ａの突合部８１ａの外周にシール部材５２を配置した後、第２のハウジング形成部材２０ｂを第１のハウジング形成部材２０ａに被せることによって配置してもよい。
【００４３】
密封工程後、第１のハウジング形成部材２０ａと第２のハウジング形成部材２０ｂとの固定工程を行う。上記のハウジング組み合わせ密封工程では、第１のハウジングの固定部材取付部の貫通孔５４と第２のハウジング形成部材の固定部材取付孔５５とが合致するように組み合わせられる。そして、固定部材５３を第１のハウジングの固定部材取付部の貫通孔５４に挿入し、貫通させて第２のハウジング形成部材の固定部材取付孔５５に到達させたのち、固定部材５３を取付孔５５に螺合させることにより第１のハウジング形成部材２０ａと第２のハウジング形成部材２０ｂは完全に固定される。
以上、本発明の医療器具のシール方法を説明したが、医療器具は遠心式液体ポンプに限られるものではなく、また、シール方法も上記方法に限られるものではない。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の医療器具は、金属製の第１のハウジング形成部材と該第１のハウジング形成部材と組み合わされる金属製の第２のハウジング形成部材とからなるハウジングを有する医療器具であって、前記ハウジングは、前記第１のハウジング形成部材に前記第２のハウジング形成部材を組み合わせることにより形成される環状の突合線と、前記突合線の全周を被覆するように設けられた前記ハウジング材料よりもやわらかい金属製環状シール部材を備え、さらに、前記ハウジングは、前記突合線部分より外側に前記金属製環状シール部材を軸方向に押しつぶすための環状押圧部を備え、前記金属製環状シール部材は、前記第１のハウジング形成部材と前記第２のハウジング形成部材との組み合わせ時において、前記押圧部により押しつぶされることによる該押圧部より内側部分の変形により前記突合線部分の外面に液密かつ気密に密着している。
このため、第１のハウジング形成部材と第２のハウジング形成部材を溶接することなく液密かつ気密にしているため溶接に起因するハウジング形成部材の歪みもなく、また、接着剤を用いることなく液密かつ気密にしているため接着剤の溶出もなく安全に使用できる。
【００４５】
また、本発明の医療器具の製造方法は、金属製の第１のハウジング形成部材と該第１のハウジング形成部材と組み合わされる金属製の第２のハウジング形成部材とからなるハウジングを有する医療器具であって、前記第１のハウジング形成部材は第１の環状突合部と、該第１の環状突合部の外側に設けられた第１の環状押圧部を備え、前記第２のハウジング形成部材は、第２の環状突合部と、前記第２の環状突合部の外側に設けられた第２の環状押圧部を備える医療器具の製造方法であって、該製造方法は、金属製環状シール部材を前記第１の環状突合部の外周かつ前記第１の環状押圧部の軸方向と成る位置もしくは前記第２の環状突合部の外周かつ前記第２の環状押圧部の軸方向と成る位置に配置するシール部材配置工程と、該シール部材配置工程によりシール部材が配置された第１のハウジング形成部材もしくは第２のハウジング形成部材に他方のハウジング形成部材を組み合わせて上下から加圧するとともに、前記第１の環状押圧部及び前記第２の環状押圧部が前記金属製環状シール部材を押し潰し前記第１の環状押圧部及び前記第２の環状押圧部より内側部分の前記環状シール部材を変形させることにより、前記環状シール部材は、前記第１の環状突合部と前記第２の突合部とが接触することにより形成される突合線部分の外面に液密かつ気密に密着するハウジング組み合わせ密封工程を備えている。
このため、医療器具を溶接および接着剤を用いることなく、容易かつ確実に第１のハウジング形成部材と第２のハウジング形成部材間を液密かつ気密に組み合わせることができる。
【００４６】
また、本発明の医療器具の製造方法は、金属製の第１のハウジング形成部材と該第１のハウジング形成部材と組み合わされる金属製の第２のハウジング形成部材とからなるハウジングを有する医療器具であって、前記第１のハウジング形成部材は、金属製環状シール部材の上方を収納可能な第１のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝と、該第１のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝内に設けられた前記金属製環状シール部材を押し潰すための第１の環状押圧部を備え、前記第２のハウジング形成部材は、前記金属製環状シール部材の下方部分を収納可能な第２のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝と、該第２のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝内に設けられた前記金属製環状シール部材を押し潰すための第２の環状押圧部を備えるとともに、前記第１のハウジング形成部材と前記第２のハウジング形成部材を組み合わせることにより前記第１のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝と前記第２のハウジング形成部材側シール部材収納溝により環状シール部材収納部が形成されるものである医療器具の製造方法は、前記金属製環状シール部材を、前記第１のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝内もしくは前記第２のハウジング形成部材側環状シール部材収納溝に配置するシール部材配置工程と、該シール部材配置工程によりシール部材が配置された第１のハウジング形成部材もしくは第２のハウジング形成部材に他方のハウジング形成部材を組み合わせて上下から加圧するとともに、前記第１の環状押圧部及び前記第２の環状押圧部が前記金属製環状シール部材を押し潰し前記第１の環状押圧部及び前記第２の環状押圧部より内側部分の前記環状シール部材を変形させることにより、前記環状シール部材は、前記第１の環状突合部と前記第２の環状突合部とが接触することにより形成される突合線部分の外面に液密かつ気密に密着するハウジング組み合わせ密封工程を備えている。
このため、医療器具を溶接および接着剤を用いることなく、容易かつ確実に第１のハウジング形成部材と第２のハウジング形成部材間を液密かつ気密に組み合わせることができる。
【００４７】
また、本発明の遠心式液体ポンプは、血液流入ポートを備える金属製の第１のハウジング形成部材と、血液流出ポートを有する金属製の第２のハウジング形成部材とを組み合わせることにより形成されるハウジングと、該ハウジング内部にて回転し、回転時の遠心力によって血液を送液するインペラを備える遠心式液体ポンプであって、前記ハウジングは、前記第１のハウジング形成部材に前記第２のハウジング形成部材を組み合わせることにより形成される環状の突合線と、前記突合線の全周を被覆するように設けられた前記ハウジング材料よりもやわらかい金属製環状シール部材を備え、さらに、前記ハウジングは、前記突合線部分より外側に前記金属製環状シール部材を軸方向に押しつぶすための環状押圧部を備え、前記金属製環状シール部材は、前記第１のハウジング形成部材と前記第２のハウジング形成部材との組み合わせ時において、前記押圧部により押しつぶされることによる該押圧部より内側部分の変形により前記突合線部分の外面に液密かつ気密に密着している。
このため、第１のハウジング形成部材と第２のハウジング形成部材を溶接することなく液密かつ気密にしているため溶接に起因するハウジング形成部材の歪みもなく、また、接着剤を用いることなく液密かつ気密にしているため接着剤の溶出もなく安全に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の医療器具を遠心式液体ポンプに応用した実施例の正面図である。
【図２】図２は、図１に示す遠心式液体ポンプの平面図である。
【図３】図３は、図１の遠心式液体ポンプに使用される第１のハウジング形成部材の底面図である。
【図４】図４は、遠心式液体ポンプから第１のハウジング形成部材を取り外したときの遠心式液体ポンプの平面図である。
【図５】図５は、図１に示す遠心式液体ポンプのＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図６は、図１の遠心式液体ポンプの縦断面図である。
【図７】図７は、図１の遠心式液体ポンプに使用される金属製環状シール部材の正面図である。
【図８】図８は、図７に示した金属製環状シール部材の平面図である。
【図９】図９は、本発明の遠心式液体ポンプを説明するための説明図である。
【図１０】図１０は、本発明の医療器具を遠心式液体ポンプに応用した他の実施例の縦断面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示した遠心式液体ポンプのシール機構部分を説明するための説明図である。
【図１２】図１２は、本発明の医療器具を遠心式液体ポンプに応用した他の実施例の縦断面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示した遠心式液体ポンプのシール機構部分を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１  遠心式液体ポンプ
２  遠心式液体ポンプ部
４  インペラ位置制御部
３  インペラ回転トルク発生部
２０  ハウジング
２０ａ  第１のハウジング形成部材
２０ｂ  第２のハウジング形成部材
５１  突合線
５２  金属製環状シール部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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