特許 6357717 動圧軸受ポンプシステム、動圧軸受ポンプユニットの駆動制御装置、及び動圧軸受ポンプユニットの駆動制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6357717

(24)【登録日】2018年6月29日

(45)【発行日】2018年7月18日

(54)【発明の名称】動圧軸受ポンプシステム、動圧軸受ポンプユニットの駆動制御装置、及び動圧軸受ポンプユニットの駆動制御方法

(51)【国際特許分類】

   F04D 15/00 20060101AFI20180709BHJP

【ＦＩ】

   F04D15/00 101F

   F04D15/00 J

【請求項の数】16

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2014-23671(P2014-23671)

(22)【出願日】2014年2月10日

(65)【公開番号】特開2015-151866(P2015-151866A)

(43)【公開日】2015年8月24日

【審査請求日】2017年1月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 修平

(72)【発明者】

【氏名】杉本 志郎

(72)【発明者】

【氏名】星 英男

【審査官】 冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】 特許第５２００１５７（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１３−２０４５３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

羽根車、及び前記羽根車を回転軸線回りに回転可能に支持する動圧軸受部が形成されている固定体、血液を吸い込む吸込口、及び血液を吐出する吐出口を有する動圧軸受ポンプと、
供給される電力に応じて前記動圧軸受ポンプの羽根車を回転させるポンプ駆動装置と、
前記ポンプ駆動装置を制御することによって、前記動圧軸受ポンプを作動させる駆動制御装置と、を備え、
前記駆動制御装置は、
前記羽根車の回転数を変えるための回転数操作端と、
前記回転数操作端の操作量が操作量０から増加する過程で、前記操作量０から予め定められた特定操作量までの初期操作区間では、前記初期操作区間の操作量変化に関わらず、前記回転数操作端の操作量が前記特定操作量になったことを条件として、前記羽根車が前記動圧軸受部から浮上して非接触状態で支持される浮上最小回転数まで予め定められた回転数変化率で前記羽根車の回転数が増加するよう、前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御し、前記回転数操作端の操作量が前記特定操作量以上では、前記回転数操作端の操作量に前記羽根車の回転数が対応するよう前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御する電力制御部と、
前記ポンプ駆動装置の駆動状態を示すパラメータを検知する検知部と、
前記電力制御部が、前記浮上最小回転数まで前記予め定められた回転数変化率で前記羽根車の回転数が増加するよう、前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御している過程で、前記検知部が検知した前記ポンプ駆動装置の駆動状態を示すパラメータが予め定められた正常範囲内であるか否かを判断し、前記正常範囲内ではないと判断すると、前記電力制御部に対して前記ポンプ駆動装置への電力供給の停止を指示する判断部と、
を備えている動圧軸受ポンプシステム。

【請求項2】

請求項１に記載の動圧軸受ポンプシステムにおいて、
前記駆動制御装置は、前記ポンプ駆動装置の停止後、前記回転数操作端の操作量が０に戻ったと認識された場合に、前記ポンプ駆動装置を再起動可能とする動圧軸受ポンプシステム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の動圧軸受ポンプシステムにおいて、
前記駆動制御装置は、前記ポンプ駆動装置の再起動が、予め定めた規定回数に到達したら、前記ポンプ駆動装置の再起動を制限する動圧軸受ポンプシステム。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の動圧軸受ポンプシステムにおいて、
前記駆動制御装置は、前記ポンプ駆動装置の駆動状態を示すパラメータが前記正常範囲内ではないと判断された場合、前記ポンプ駆動装置に生じた異常の原因が解消されたことを示す入力がなされたら、前記ポンプ駆動装置を再起動可能とする動圧軸受ポンプシステム。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載の動圧軸受ポンプシステムにおいて、
前記電力制御部は、前記回転数操作端の操作量が一旦前記特定操作量以上になると、前記操作量が前記特定操作量未満になっても、前記操作量が操作量０にならない限り、前記羽根車の回転数が前記浮上最小回転数を維持するよう前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御する動圧軸受ポンプシステム。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載の動圧軸受ポンプシステムにおいて、
前記電力制御部は、前記回転数操作端の操作量が一旦前記特定操作量以上になった後に前記操作量が操作量０になると、前記羽根車の回転数が前記浮上最小回転数から０になるまで予め定められた回転数変化率で前記回転数が減少するよう前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御する動圧軸受ポンプシステム。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の動圧軸受ポンプシステムにおいて、
前記回転数操作端は、前記ポンプ駆動装置への電力の供給及び切断を操作するスイッチ機能を有し、前記操作量０の前記回転数操作端の位置はオフ位置であり、前記特定操作量の回転数操作端の位置はオン位置である動圧軸受ポンプシステム。

【請求項8】

請求項７に記載の動圧軸受ポンプシステムにおいて、
前記電力制御部は、前記回転数操作端が前記オン位置から前記オフ位置側になると、前記羽根車の回転数が０になるまで予め定められた回転数変化率で前記回転数が減少するよう前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御する動圧軸受ポンプシステム。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載の動圧軸受ポンプシステムにおいて、
前記動圧軸受ポンプの状態を示す表示部を有し、
前記表示部は、前記浮上最小回転数又は前記浮上最小回転数に対応する前記動圧軸受ポンプの吐出量を表示する動圧軸受ポンプシステム。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載の動圧軸受ポンプシステムにおいて、
前記電力制御部が収納されていると共に前記回転数操作端が外部に取り付けられている筐体を有し、
前記筐体には、前記回転数操作端の前記特定操作量の位置を示す印が付されている動圧軸受ポンプシステム。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれか一項に記載の動圧軸受ポンプシステムにおいて、
前記羽根車の回転数を予め定められた周期で増減させるための周期変化操作端を有し、
前記電力制御部は、前記回転数操作端の操作量が前記特定操作量以上の場合に、前記周期変化操作端が操作されると、前記羽根車の回転数が予め定められた周期で増減するよう、前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御する動圧軸受ポンプシステム。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれか一項に記載の動圧軸受ポンプシステムにおいて、
前記動圧軸受ポンプの前記羽根車には、永久磁石で形成された従動磁石が設けられ、
前記ポンプ駆動装置は、前記従動磁石と磁気結合しつつ前記回転軸線回りで回転する回転磁界を発生させる回転磁界発生手段を有し、
前記駆動制御装置は、前記回転磁界の回転数を制御することで前記羽根車の回転数を制御する動圧軸受ポンプシステム。

【請求項13】

請求項１２に記載の動圧軸受ポンプシステムにおいて、
前記回転磁界発生手段は、永久磁石で形成された駆動磁石と、前記駆動磁石を前記従動磁石と磁気結合している状態で前記回転軸線回りに回転させるモータと、を有する動圧軸受ポンプシステム。

【請求項14】

請求項１２又は１３に記載の動圧軸受ポンプシステムにおいて、
前記電力制御部は、前記回転数操作端の操作量が前記特定操作量以上の場合で、前記回転数操作端の操作量の単位時間あたりの操作量である操作量変化率が予め定められた値を超える場合には、前記回転磁界の回転数の単位時間あたりの回転数変化量である回転数変化率が予め定めた値になるよう、前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御する動圧軸受ポンプシステム。

【請求項15】

羽根車、及び該羽根車を回転軸線回りに回転可能に支持する動圧軸受部が形成されている固定体、血液を吸い込む吸込口、及び血液を吐出する吐出口を有する動圧軸受ポンプと、供給される電力に応じて該動圧軸受ポンプの羽根車を回転させるポンプ駆動装置と、を備えている動圧軸受ポンプユニットの駆動制御装置において、
前記羽根車の回転数を変えるための回転数操作端と、
前記回転数操作端の操作量が操作量０から増加する過程で、前記操作量０から予め定められた特定操作量までの初期操作区間では、前記初期操作区間の操作量変化に関わらず、前記回転数操作端の操作量が前記特定操作量になったことを条件として、前記羽根車が前記動圧軸受部から浮上して非接触状態で支持される浮上最小回転数まで予め定められた回転数変化率で前記羽根車の回転数が増加するよう、前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御し、前記回転数操作端の操作量が前記特定操作量以上では、前記回転数操作端の操作量に前記羽根車の回転数が対応するよう前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御する電力制御部と、
前記ポンプ駆動装置の駆動状態を示すパラメータを検知する検知部と、
前記電力制御部が、前記浮上最小回転数まで前記予め定められた回転数変化率で前記羽根車の回転数が増加するよう、前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御している過程で、前記検知部が検知した前記ポンプ駆動装置の駆動状態を示すパラメータが予め定められた正常範囲内であるか否かを判断し、前記正常範囲内ではないと判断すると、前記電力制御部に対して前記ポンプ駆動装置への電力供給の停止を指示する判断部と、
を備えている動圧軸受ポンプユニットの駆動制御装置。

【請求項16】

羽根車、及び前記羽根車を覆うと共に前記羽根車を回転軸線回りに支持する動圧軸受部、血液を吸い込む吸込口及び血液を吐出する吐出口が形成されているケーシングを有する動圧軸受ポンプと、供給される電力に応じて前記動圧軸受ポンプの羽根車を回転させるポンプ駆動装置と、を備え、回転数操作端の操作量に応じて前記羽根車を回転させる動圧軸受ポンプユニットの駆動制御方法において、
前記回転数操作端の操作量が操作量０から増加する過程で、前記操作量０から予め定められた特定操作量までの初期操作区間では、前記初期操作区間の操作量変化に関わらず、前記回転数操作端の操作量が前記特定操作量になったことを条件として、前記羽根車が前記動圧軸受部から浮上して非接触状態で支持される浮上最小回転数まで予め定められた回転数変化率で前記羽根車の回転数が増加するよう前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御し、前記回転数操作端の操作量が前記特定操作量以上では、前記回転数操作端の操作量に前記羽根車の回転数が対応するよう前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御するとともに、
前記浮上最小回転数まで前記予め定められた回転数変化率で前記羽根車の回転数が増加するよう、前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御している過程で、前記検知部が検知した前記ポンプ駆動装置の駆動状態を示すパラメータが予め定められた正常範囲内であるか否かを判断し、前記正常範囲内ではないと判断すると、前記電力制御部に対して前記ポンプ駆動装置への電力供給の停止を指示する動圧軸受ポンプユニットの駆動制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転する羽根車が動圧軸受により非接触で支持される動圧軸受ポンプを備えている動圧軸受ポンプシステム、動圧軸受ポンプユニットの駆動制御装置、動圧軸受ポンプユニットの駆動制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

動圧軸受ポンプは、羽根車と、この羽根車を回転軸線回りに回転可能に非接触で支持する動圧軸受部が形成されている固定体と、を有している。羽根車には、永久磁石で形成された従動磁石が設けられている。また、この動圧軸受ポンプの羽根車を回転させるポンプ駆動装置は、動圧軸受ポンプの従動磁石と磁気結合しつつ回転軸線回りで回転する回転磁界を発生させる回転磁界発生手段を有している。

【0003】

動圧軸受ポンプの羽根車を所望の回転数で回転させる場合、回転磁界発生手段で回転磁界を発生するため、ポンプ駆動装置に供給する電力を制御する駆動制御装置が必要である。この駆動制御装置は、例えば、羽根車の回転数を指定するための操作端の操作量に羽根車の回転数が対応するようポンプ駆動装置に供給する電力を制御する。

【0004】

動圧軸受ポンプの起動時等において、羽根車が停止している回転数０の状態から所望の回転数にする場合、オペレータ等は操作端を操作し、操作量０から所望の回転数に対応した操作量に変更する。

【0005】

ところで、動圧軸受部は、作動流体の動圧を利用して、回転軸線が延びている軸線方向、または回転軸線に対して垂直な径方向に羽根車を浮上させる。
このような動圧軸受部において、羽根車は、停止している回転数０の状態では、動圧軸受部との間に作動流体の動圧が作用しないため、動圧軸受部の一部と接触している。羽根車は、その回転数が高まり、動圧軸受部との間の作動流体の動圧が高まると、動圧軸受部から浮上して非接触で動圧軸受部に支持されるようになる。このため、オペレータによる操作端の操作によっては、羽根車と動圧軸受部との接触時間が長くなることがある。羽根車と動圧軸受部との接触時間が長くなると、羽根車及び動圧軸受部の磨耗が進み、動圧軸受ポンプの耐久性が低下してしまう。また、動圧軸受ポンプが、例えば、人工心臓ポンプである場合のように、血液を搬送するポンプである場合には、羽根車と動圧軸受部との接触時間が長くなると、接触部分での溶血や血栓発生の可能性が高まってしまう。

【0006】

そこで、特許文献１には、ポンプ起動時において、回転数操作端の操作量変化に関わらず、回転数操作端の操作量が特定操作量になったことを条件として、羽根車が動圧軸受部から浮上して非接触状態で支持される浮上最小回転数まで予め定められた回転数変化率で羽根車の回転数が増加する構成が開示されている。このため、駆動制御装置では、ポンプ起動時において、回転している羽根車と動圧軸受部とが接触している時間を短くすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第５２００１５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１に記載の構成を適用しても、ポンプ起動時に、例えばポンプ駆動装置の不具合等、何らかの原因で動圧軸受ポンプの羽根車の回転数が浮上最小回転数まで増加しない可能性がある。そのような場合、そのままポンプ起動を続けていると、回転している羽根車と動圧軸受部とが接触している時間が長くなってしまい、動圧軸受ポンプの耐久性が低下してしまう。
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、動圧軸受ポンプの耐久性を向上させることができる動圧軸受ポンプシステム、動圧軸受ポンプユニットの駆動制御装置、動圧軸受ポンプユニットの駆動制御方法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】

【0009】

上記目的を達成するための発明に係る一態様としての動圧軸受ポンプシステムは、
羽根車、及び前記羽根車を回転軸線回りに回転可能に支持する動圧軸受部が形成されている固定体、血液を吸い込む吸込口、及び血液を吐出する吐出口を有する動圧軸受ポンプと、供給される電力に応じて前記動圧軸受ポンプの羽根車を回転させるポンプ駆動装置と、前記ポンプ駆動装置を制御することによって、前記動圧軸受ポンプを作動させる駆動制御装置と、を備え、前記駆動制御装置は、前記羽根車の回転数を変えるための回転数操作端と、前記回転数操作端の操作量が操作量０から増加する過程で、前記操作量０から予め定められた特定操作量までの初期操作区間では、前記初期操作区間の操作量変化に関わらず、前記回転数操作端の操作量が前記特定操作量になったことを条件として、前記羽根車が前記動圧軸受部から浮上して非接触状態で支持される浮上最小回転数まで予め定められた回転数変化率で前記羽根車の回転数が増加するよう、前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御し、前記回転数操作端の操作量が前記特定操作量以上では、前記回転数操作端の操作量に前記羽根車の回転数が対応するよう前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御する電力制御部と、前記ポンプ駆動装置の駆動状態を示すパラメータを検知する検知部と、前記電力制御部が、前記浮上最小回転数まで前記予め定められた回転数変化率で前記羽根車の回転数が増加するよう、前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御している過程で、前記検知部が検知した前記ポンプ駆動装置の駆動状態を示すパラメータが予め定められた正常範囲内であるか否かを判断し、前記正常範囲内ではないと判断すると、前記電力制御部に対して前記ポンプ駆動装置への電力供給の停止を指示する判断部と、を備えている。

【0010】

この動圧軸受ポンプシステムでは、ポンプ起動時に、羽根車の回転数を浮上最小回転数まで増加させる過程で、ポンプ駆動装置の駆動状態を示すパラメータが予め定められた正常範囲内でない場合に、ポンプ駆動装置への電力供給を停止させる。よって、この動圧軸受ポンプシステムでは、回転している羽根車と動圧軸受部とが接触している時間が長くなるのを防ぐ。

【0011】

ここで、前記動圧軸受ポンプシステムにおいて、前記駆動制御装置は、前記ポンプ駆動装置の停止後、前記回転数操作端の操作量が０に戻ったと認識された場合に、前記ポンプ駆動装置を再起動可能とするようにしてもよい。これにより、ポンプ再起動を、オペレータが確認して行うことができる。

【0012】

また、前記動圧軸受ポンプシステムにおいて、前記駆動制御装置は、前記ポンプ駆動装置の再起動が、予め定めた規定回数に到達したら、前記ポンプ駆動装置の再起動を制限するようにしてもよい。
これにより、再起動を過度に繰り返すと何らかの不利益が生じる場合に、これを防ぐことができる。

【0013】

また、前記動圧軸受ポンプシステムにおいて、前記駆動制御装置は、前記ポンプ駆動装置の駆動状態を示すパラメータが前記正常範囲内ではないと判断された場合、前記ポンプ駆動装置に生じた異常の原因が解消されたことを示す入力がなされたら、前記ポンプ駆動装置を再起動可能とするようにしてもよい。
このようにして、ポンプ駆動装置の停止後、ポンプ駆動装置の駆動状態に生じた異常が解消されない限り、ポンプを再起動できないようにした。これにより、ポンプを再起動した場合に、再び駆動状態に異常が生じるのを防ぐことができる。

【0014】

また、前記動圧軸受ポンプにおいて、前記ポンプ駆動装置の駆動状態を示すパラメータが前記正常範囲内であると前記判断部が判断し、前記羽根車の回転数が前記浮上最小回転数に到達した後、前記電力制御部は、前記回転数操作端の操作量が一旦前記特定操作量以上になると、前記操作量が前記特定操作量未満になっても、前記操作量が操作量０にならない限り、前記羽根車の回転数が前記浮上最小回転数を維持するよう前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御してもよい。
また、前記動圧軸受ポンプシステムにおいて、前記電力制御部は、前記回転数操作端の操作量が一旦前記特定操作量以上になった後に該操作量が操作量０になると、前記羽根車の回転数が前記浮上最小回転数から０になるまで予め定められた回転数変化率で該回転数が減少するよう前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御してもよい。

【0015】

この動圧軸受ポンプシステムでは、ポンプ停止時において、回転数操作端の操作量が操作量０になると、羽根車の回転数が浮上最小回転数から０になるまで予め定められた回転数変化率で回転数が減少する。このため、動圧軸受ポンプシステムでは、ポンプ停止時において、回転している羽根車と動圧軸受部とが接触している時間を短くすることができる。

【0016】

また、前記動圧軸受ポンプシステムにおいて、前記回転数操作端は、前記ポンプ駆動装置への電力の供給及び切断を操作するスイッチ機能を有し、前記操作量０の前記回転数操作端の位置はオフ位置であり、前記特定操作量の回転数操作端の位置はオン位置であってもよい。

【0017】

この動圧軸受ポンプシステムでは、回転数操作端がポンプ駆動装置のスイッチ機能も兼ねているため、動圧軸受ポンプが一旦駆動すると、回転数操作端の操作量が中途半端な操作量のときに、動圧軸受ポンプを停止させることができず、起動時に、回転数操作端の操作量が中途半端な操作量になっていることはない。

【0018】

また、上記の場合、前記電力制御部は、前記回転数操作端が前記オン位置から前記オフ位置側になると、前記羽根車の回転数が０になるまで予め定められた回転数変化率で該回転数が減少するよう前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御してもよい。

【0019】

この動圧軸受ポンプシステムでは、ポンプ停止時において、回転数操作端がオン位置からオフ位置側になると、羽根車の回転数が浮上最小回転数から０になるまで予め定められた回転数変化率で回転数が減少する。このため、この動圧軸受ポンプシステムでは、ポンプ停止時において、回転している羽根車と動圧軸受部とが接触している時間を短くすることができる。

【0020】

また、前記動圧軸受ポンプシステムにおいて、前記動圧軸受ポンプの状態を示す表示部を有し、前記表示部は、前記浮上最小回転数又は該浮上最小回転数に対応する前記動圧軸受ポンプの吐出量を表示してもよい。

【0021】

この動圧軸受ポンプシステムでは、オペレータは、当該動圧軸受ポンプの浮上最小回転数、又は浮上最小回転数に対応する動圧軸受ポンプの吐出量を認識することができる。

【0022】

また、前記動圧軸受ポンプシステムにおいて、前記電力制御部が収納されていると共に前記回転数操作端が外部に取り付けられている筐体を有し、前記筐体には、前記回転数操作端の前記特定操作量の位置を示す印が付されていてもよい。

【0023】

この動圧軸受ポンプシステムでは、オペレータは、回転数操作端の特定操作量の位置、つまり、ポンプ回転数を浮上最低回転数にするための操作量の位置を認識することができる。

【0024】

また、前記動圧軸受ポンプシステムにおいて、前記羽根車の回転数を予め定められた周期で増減させるための周期変化操作端を有し、前記電力制御部は、前記回転数操作端の操作量が前記特定操作量以上の場合に、前記周期変化操作端が操作されると、前記羽根車の回転数が予め定められた周期で増減するよう、前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御してもよい。

【0025】

この動圧軸受ポンプシステムでは、羽根車の回転数を予め定められた周期で増減変化させることがきる。このため、例えば、ポンプケーシング内に気泡等が溜まっている場合に、羽根車の回転数を増減変化させることで、気泡をポンプケーシング外へ効率的に排出することができる。

【0026】

また、前記動圧軸受ポンプシステムにおいて、前記羽根車の回転数を予め定められた周期で増減させるための周期変化操作端を有し、前記電力制御部は、前記回転数操作端の操作量が前記特定操作量以上の場合に、前記周期変化操作端が操作されると、前記羽根車の回転数が予め定められた周期で増減するよう、前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御するようにしてもよい。

【0027】

また、前記動圧軸受ポンプシステムにおいて、前記動圧軸受ポンプの前記羽根車には、永久磁石で形成された従動磁石が設けられ、前記ポンプ駆動装置は、前記従動磁石と磁気結合しつつ前記回転軸線回りで回転する回転磁界を発生させる回転磁界発生手段を有し、前記駆動制御装置は、前記回転磁界の回転数を制御することで前記羽根車の回転数を制御するようにしてもよい。

【0028】

この場合、前記回転磁界発生手段は、永久磁石で形成された駆動磁石と、前記駆動磁石を前記従動磁石と磁気結合している状態で前記回転軸線回りに回転させるモータと、を有するようにしてもよい。

【0029】

この動圧軸受ポンプシステムでは、ポンプケーシング内で羽根車を回転させるために、ケーシングを貫通する回転軸が不用になる。このため、当該動圧軸受ポンプシステムでは、動圧軸受ポンプが血液を搬送する人工心臓ポンプである場合、ケーシング内からの血液の漏れを無くすことができる上に、回転軸がケーシングを貫通する部分での血液の溶血や血栓の発生を無くすことができる。

【0030】

また、前記動圧軸受ポンプシステムにおいて、前記電力制御部は、前記回転数操作端の操作量が前記特定操作量以上の場合で、前記回転数操作端の操作量の単位時間あたりの操作量である操作量変化率が予め定められた値を超える場合には、前記回転磁界の回転数の単位時間あたりの回転数変化量である回転数変化率が予め定めた値になるよう、前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御するようにしてもよい。

【0031】

この動圧軸受ポンプシステムでは、回転磁界の回転に対する従動磁石の脱調を防ぐことができる。

【0032】

上記目的を達成するための発明に係る一態様としての動圧軸受ポンプユニットの駆動制御装置は、
羽根車、及び該羽根車を回転軸線回りに回転可能に支持する動圧軸受部が形成されている固定体、血液を吸い込む吸込口、及び血液を吐出する吐出口を有する動圧軸受ポンプと、供給される電力に応じて該動圧軸受ポンプの羽根車を回転させるポンプ駆動装置と、を備えている動圧軸受ポンプユニットの駆動制御装置において、前記羽根車の回転数を変えるための回転数操作端と、前記回転数操作端の操作量が操作量０から増加する過程で、前記操作量０から予め定められた特定操作量までの初期操作区間では、前記初期操作区間の操作量変化に関わらず、前記回転数操作端の操作量が前記特定操作量になったことを条件として、前記羽根車が前記動圧軸受部から浮上して非接触状態で支持される浮上最小回転数まで予め定められた回転数変化率で前記羽根車の回転数が増加するよう、前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御し、前記回転数操作端の操作量が前記特定操作量以上では、前記回転数操作端の操作量に前記羽根車の回転数が対応するよう前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御する電力制御部と、前記ポンプ駆動装置の駆動状態を示すパラメータを検知する検知部と、前記電力制御部が、前記浮上最小回転数まで前記予め定められた回転数変化率で前記羽根車の回転数が増加するよう、前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御している過程で、前記検知部が検知した前記ポンプ駆動装置の駆動状態を示すパラメータが予め定められた正常範囲内であるか否かを判断し、前記正常範囲内ではないと判断すると、前記電力制御部に対して前記ポンプ駆動装置への電力供給の停止を指示する判断部と、を備えている。

【0033】

また、上記目的を達成するための発明に係る一態様としての動圧軸受ポンプユニットの駆動制御方法は、
羽根車、及び前記羽根車を覆うと共に前記羽根車を回転軸線回りに支持する動圧軸受部、血液を吸い込む吸込口及び血液を吐出する吐出口が形成されているケーシングを有する動圧軸受ポンプと、供給される電力に応じて前記動圧軸受ポンプの羽根車を回転させるポンプ駆動装置と、を備え、回転数操作端の操作量に応じて前記羽根車を回転させる動圧軸受ポンプユニットの駆動制御方法において、前記回転数操作端の操作量が操作量０から増加する過程で、前記操作量０から予め定められた特定操作量までの初期操作区間では、前記初期操作区間の操作量変化に関わらず、前記回転数操作端の操作量が前記特定操作量になったことを条件として、前記羽根車が前記動圧軸受部から浮上して非接触状態で支持される浮上最小回転数まで予め定められた回転数変化率で前記羽根車の回転数が増加するよう前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御し、前記回転数操作端の操作量が前記特定操作量以上では、前記回転数操作端の操作量に前記羽根車の回転数が対応するよう前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御するとともに、前記浮上最小回転数まで前記予め定められた回転数変化率で前記羽根車の回転数が増加するよう、前記ポンプ駆動装置へ供給する電力を制御している過程で、前記検知部が検知した前記ポンプ駆動装置の駆動状態を示すパラメータが予め定められた正常範囲内であるか否かを判断し、前記正常範囲内ではないと判断すると、前記電力制御部に対して前記ポンプ駆動装置への電力供給の停止を指示する。

【発明の効果】

【0034】

この発明では、ポンプ起動時に、羽根車の回転数を浮上最小回転数まで増加させる過程で、ポンプ駆動装置の駆動状態を示すパラメータが予め定められた正常範囲内でない場合に、ポンプ駆動装置への電力供給を停止させる。このため、本発明によれば、回転している羽根車と動圧軸受部とが接触している時間が長くなるのを防ぎ、動圧軸受ポンプの耐久性を向上させることできる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明に係る第一実施形態における動圧軸受ポンプシステムの構成図である。

【図2】本発明に係る第一実施形態における動圧軸受ポンプユニットの平面図である。

【図3】図２におけるIII矢視図である。

【図4】図２におけるIＶ−IＶ線断面図である。

【図5】本発明に係る第一実施形態における動圧軸受ポンプの断面図である。

【図6】本発明に係る第一実施形態における動圧軸受ポンプユニットの断面を模式的に描いた模式図である。

【図7】本発明に係る第一実施形態における駆動制御装置の正面図である。

【図8】本発明に係る第一実施形態における回転数操作ボリュームの操作量と動圧軸受ポンプの羽根車又はモータの回転数との関係を示すグラフである。

【図9】本発明に係る第一実施形態における回転数０と浮上最低回転数との間における時間経過に対する回転数の変化を示すグラフである。

【図10】本発明に係る第一実施形態における操作量変化率と回転数変化率との関係を示すグラフである。

【図11】本発明に係る第一実施形態における周期変化スイッチが操作されたときの時間経過に伴う回転数変化を示すグラフである。

【図12】本発明に係る第一実施形態における駆動制御装置による制御の流れを示す図である。

【図13】本発明に係る第二実施形態における駆動制御装置による制御の流れを示す図である。

【図14】本発明に係る第三実施形態における駆動制御装置による制御の流れを示す図である。

【図15】本発明に係る各実施形態の変形例における動圧軸受ポンプシステムの構成図である。

【図16】本発明に係る各実施形態の変形例における回転数操作ボリュームの構成を示す構成図である。

【図17】本発明に係る各実施形態の変形例における回転数操作ボリュームの操作量と動圧軸受ポンプの羽根車又はモータの回転数との関係を示すグラフである。

【図18】本発明に係る各実施形態の変形例における動圧軸受ポンプの構成を示す断面図である。

【図19】回転数操作端の他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、本発明に係る動圧軸受ポンプシステムの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0037】

「第一実施形態」
まず、動圧軸受ポンプシステムの第一実施形態について、図１〜図１２を用いて説明する。

【0038】

本実施形態の動圧軸受ポンプシステムは、図１に示すように、動圧軸受ポンプ１００と、この動圧軸受ポンプ１００を駆動させるポンプ駆動装置２００と、ポンプ駆動装置２００による動圧軸受ポンプ１００の駆動を制御する駆動制御装置３００と、を備えている。なお、本実施形態では、動圧軸受ポンプ１００とポンプ駆動装置２００とで、動圧軸受ポンプユニット１を構成している。

【0039】

動圧軸受ポンプ１００は、血液を搬送する人工心臓ポンプである。この動圧軸受ポンプ１００は、図５に示すように、密閉型の羽根車１０と、この羽根車１０を回転軸線Ａ回りに回転可能に覆うポンプケーシング６０と、を備えている。

【0040】

ポンプケーシング６０には、血液を吐出するための吐出口（図２及び図３参照）７が形成されていると共に、回転軸線Ａの延長線上に血液を吸い込むための吸込口６が形成されている。なお、以下では、回転軸線Ａが延びている軸線方向Ｄａで、ポンプケーシング６０の吸込口６側を前側、その反対側を後側とする。また、回転軸線Ａに垂直な方向な径方向Ｄｒで、回転軸線Ａに近づく向き側を内側、回転軸線Ａから遠ざかる向き側を外側とする。

【0041】

羽根車１０は、回転軸線Ａを中心として設けられた複数の羽根１１と、複数の羽根１１の前側を覆う前シュラウド２０と、複数の羽根１１の後側を覆う後シュラウド４０と、を有している。この羽根車１０は、以上のように、複数の羽根１１の前後が前シュラウド２０及び後シュラウド４０により覆われることにより、密閉型の羽根車を成している。羽根車１０の複数の羽根１１、前シュラウド２０、後シュラウド４０は、それぞれ、樹脂による一体成形品で、これらは、互いに接着剤により接合されている。

【0042】

前シュラウド２０は、回転軸線Ａを中心として円筒状を成し、軸線方向Ｄａの前側の開口がポンプケーシング６０の吸込口６と対向する羽根車入口１２を成す入口筒部２１と、入口筒部２１の後端に設けられ、複数の羽根１１の前側を覆う前側板部３１と、を有している。また、後シュラウド４０は、複数の羽根１１の後側を覆う後側板部４１と、後側板部４１に後端に設けられ、回転軸線Ａを中心として円柱状の軸部５１と、を有している。

【0043】

前シュラウド２０の前側板部３１及び後シュラウド４０の後側板部４１は、軸線方向Ｄａから見た形状がいずれも回転軸線Ａを中心とした円形である。前側板部３１と後側板部４１とは、軸線方向Ｄａに離れている。これら前側板部３１と後側板部４１との間に複数の羽根１１が固定されている。前側板部３１と後側板部４１との間であって径方向Ｄｒの外縁は、羽根車出口１３を成している。入口筒部２１内、及び前側板部３１と後側板部４１との間であって複数の羽根１１の相互間は、羽根車内流路Ｐｒを形成している。

【0044】

後シュラウド４０の軸部５１には、軸線方向Ｄａに回転軸線Ａ上を貫通し、軸部５１の後端面５３とポンプケーシング６０との間と羽根車内流路Ｐｒとを連通させる貫通孔５６が形成されている。この軸部５１には、その外周面５２と貫通孔５６の内周面との間の位置に、永久磁石で形成された複数の従動磁石１９が埋め込まれている。

【0045】

ポンプケーシング６０は、羽根車１０の前シュラウド２０を覆うポンプ前ケーシング６１と、羽根車１０の後シュラウド４０を覆うポンプ後ケーシング８１とを有している。

【0046】

ポンプ前ケーシング６１は、吸込ホースが接続される略円筒状の吸込ホース接続管部６２と、吸込ホース接続管部６２の後端から後側に向って次第に内径が拡径されている拡径管部６５と、拡径管部６５の後端に設けられ前シュラウド２０の入口筒部２１の外周面２２と間隔を開けて対向する内周面（前動圧軸受面、動圧軸受部）６８が形成されている前軸受形成部６７と、前軸受形成部６７の後端に設けられ前シュラウド２０の前側板部３１を覆う前ケーシング本体部７１と、を有している。

【0047】

吸込ホース接続管部６２の前端は開口しており、この開口がポンプケーシング６０の吸込口６を成している。

【0048】

前ケーシング本体部７１は、前軸受形成部６７の後端から外側に広がり、前シュラウド２０の前側板部３１の前面３２と軸線方向Ｄａに間隔をあけて対向する平板リング状の前面対向部７２と、回転軸線Ａを中心として略円筒状を成し、前面対向部７２の外周縁から後側に延びる前本体筒部７５と、を有している。前本体筒部７５の内周面７６の回転軸線Ａに対して垂直な断面での形状は、ボリュート形状を成している。この前本体筒部７５の内周面７６は、前シュラウド２０の前側板部３１の外周縁と間隔をあけて対向している。

【0049】

ポンプ後ケーシング８１は、前ケーシング本体部７１の後端に設けられ後シュラウド４０の後側板部４１を覆う後ケーシング本体部９１と、後ケーシング本体部９１に設けられ後シュラウド４０の軸部５１の外周面５２と間隔をあけて対向する内周面８３が形成されている後軸受形成部８２と、後軸受形成部８２の後端に設けられ後シュラウド４０の軸部５１と軸線方向Ｄａに間隔をあけて対向する平板円形の後壁板部８５と、を有している。

【0050】

後ケーシング本体部９１は、回転軸線Ａを中心として略円筒状を成し、前ケーシング本体部７１の後端から後側に延びる後本体筒部９２と、後本体筒部９２の後端から内側に広がり、後シュラウド４０の後側板部４１の後面４２と軸線方向Ｄａに間隔をあけて対向する平板リング状の後面対向部９５と、を有している。後本体筒部９２の内周面９３は、前本体筒部７５の内周面７６に連続するよう形成されている。この後面対向部９５の内縁に、ここから後方に延在するよう後軸受形成部８２が設けられている。

【0051】

図２及び図３に示すように、ポンプケーシング６０は、吐出ホースが接続される略円筒状の吐出ホース接続管部９を有している。略円筒状の吐出ホース接続管部９の軸Ａｄは、回転軸線Ａに対して垂直な面に平行である。また、この吐出ホース接続管部９は、その軸Ａｄを通る平面で前後方向に二分割されている。二分割された吐出ホース接続管部９の一方は、接続管前割部７８として、ポンプ前ケーシング６１の前本体筒部７５に設けられている。二分割された吐出ホース接続管部９の他方は、接続管後割部９８として、ポンプ後ケーシング８１の後本体筒部９２に設けられている。この吐出ホース接続管部９の外側端は開口しており、この開口がポンプケーシング６０の吐出口７を成している。

【0052】

ポンプ前ケーシング６１及びポンプ後ケーシング８１は、それぞれ、樹脂による一体成形品である。ポンプ前ケーシング６１とポンプ後ケーシング８１とは、接着剤により接合されている。

【0053】

図４及び図６に示すように、ポンプ駆動装置２００は、回転する出力軸２１１を有するモータ２１０と、有底円筒状を成すカップ２２０と、カップ２２０の内周側に固定されている複数の駆動磁石２１９と、モータ２１０及びカップ２２０を覆う駆動装置ケーシング２３０と、駆動装置ケーシング２３０に装着された動圧軸受ポンプ１００の装着を維持するためのロック部材２５０と、を備えている。

【0054】

カップ２２０は、例えば、強磁性材であるＳＳ４００等の炭素鋼で形成され、複数の駆動磁石２１９のヨークとしての役目を担っている。このカップ２２０は、円筒状のカップ円筒部２２１と、このカップ円筒部２２１の一方の開口を塞ぐ平板円形のモータ接続部２２５とを有している。モータ接続部２２５上であって、カップ円筒部２２１の軸の延長線上には、モータ２１０の出力軸２１１が固定されている。カップ円筒部２２１の内周側には、前述したように複数の駆動磁石２１９が固定されている。この駆動磁石２１９は、永久磁石であり、例えば、Ｎｄ（ネオジウム）磁石である。

【0055】

カップ円筒部２２１の内径は、ポンプ後ケーシング８１の後軸受形成部８２の外径よりも大きい。また、カップ円筒部２２１の軸から各駆動磁石２１９の内面までの半径方向の距離の２倍の長さ（以下、磁石配列径とする）は、ポンプ後ケーシング８１の後軸受形成部８２の外径よりも大きい。

【0056】

駆動装置ケーシング２３０は、有底円筒状のケーシング本体２３１と、ケーシング本体２３１の開口を塞ぐキャップ２４１と、を有している。

【0057】

ケーシング本体２３１は、例えば、常磁性材であるＡｌ（アルミニウム）合金で形成されている。ケーシング本体２３１は、内径がカップ２２０の外径及びモータ２１０の外径よりも大きい円筒状のケーシング円筒部２３２と、ケーシング円筒部２３２の一方の開口を塞ぐ平板円形のケーシング底部２３５と、を有している。

【0058】

モータ２１０は、このケーシング本体２３１内に入れられ、ケーシング底部２３５にネジ２３６で固定されている。ケーシング円筒部２３２の外周の一部は、径方向Ｄｒに凹凸形状を成し、凸部が放熱フィン２３３を形成している。また、ケーシング円筒部２３２の他の一部には、モータ２１０の電源ケーブルを通すための電源ケーブル板２３４を構成している。

【0059】

キャップ２４１は、例えば、ＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）樹脂等の樹脂で形成されている。このキャップ２４１は、有底円筒状を成しポンプ後ケーシング８１の後軸受形成部８２及び後壁板部８５が内側に嵌まり込むポンプ嵌合部２４２と、有底円筒状のポンプ嵌合部２４２の開口縁から外側に広がり平板リング状を成すポンプ受け部２４４と、ポンプ受け部２４４の外周縁に形成されケーシング本体２３１の開口縁部と係合する係合部２４６と、を有している。

【0060】

有底円筒状のポンプ嵌合部２４２の内径は、ポンプケーシング６０の後軸受形成部８２の外径と実質的に同じである。よって、キャップ２４１のポンプ嵌合部２４２内に、ポンプケーシング６０の後軸受形成部８２を嵌めることができる。また、このポンプ嵌合部２４２は、その外径がカップ円筒部２２１の内径及び前述の磁石配列径よりも小さく、有底円筒状のカップ２２０内に、このカップ２２０に固定されている駆動磁石２１９と非接触状態で入り込んでいる。

【0061】

ポンプケーシング６０の後軸受形成部８２を駆動装置ケーシング２３０のキャップ２４１のポンプ嵌合部２４２内に嵌め込んで、動圧軸受ポンプ１００をポンプ駆動装置２００に取り付ける。すると、動圧軸受ポンプ１００の軸部５１内に埋め込まれている従動磁石１９と、ポンプ駆動装置２００のカップ２２０に固定されている駆動磁石２１９とが、径方向Ｄｒにおいて非接触で対向し、両磁石が磁気結合した状態になる。この状態でモータ２１０が駆動して、その出力軸２１１と共に駆動磁石２１９が回転すると、この駆動磁石２１９と磁気結合している動圧軸受ポンプ１００の従動磁石１９も、駆動磁石２１９の回転に伴って、回転軸線Ａ回りに回転する。このため、ポンプ駆動装置２００の駆動磁石２１９が回転すると、従動磁石１９と共にこの従動磁石１９が内部に埋め込まれている羽根車１０も、駆動磁石２１９の回転に同期して回転軸線Ａ回りに回転する。

【0062】

駆動制御装置３００は、図１に示すように各種演算処理等を実行するコンピュータ（電力制御部、判断部）３１０と、各種情報を表示するディスプレイ３２０と、各部へ電力を供給する電源回路３３０と、電源回路３３０からの電力をコンピュータ３１０からの指示に応じた電力に変換して、ポンプ駆動装置２００のモータ２１０に供給する電力変換回路（電力制御部）３３５と、これらを収納する筐体３４０と、駆動制御装置３００を起動させるための電源スイッチ３５５と、羽根車１０の回転数を変えるための回転数ボリューム（回転数操作端）３５０と、羽根車１０の回転数を予め定められた周期で増減させるための周期変化スイッチ（周期変化操作端）３５６と、を有している。

【0063】

回転数ボリューム３５０は、可変抵抗器であり、ボリューム摘み３５１と、このボリューム摘み３５１に取り付けられている導体３５２と、この導体３５２に接触している抵抗体３５３と、を有している。導体３５２と抵抗体３５３との間の電圧は、ボリューム摘み３５１の操作に応じて変化する。コンピュータ３１０には、このボリューム摘み３５１の操作に応じて移動する導体３５２と抵抗体３５３との間の電圧が入力される。なお、本実施形態では、ボリューム摘み３５１の操作は、図７に示すように、このボリューム摘み３５１を回転させることである。従って、この回転数ボリューム３５０の操作量とは、ボリューム摘み３５１の回転量のことである。このボリューム摘み３５１が設けられている筐体３４０には、回転数ボリューム３５０の操作量が操作量０を示す０操作量マーク３４１と、回転数ボリューム３５０の操作量が予め定めた特定操作量Ｓであることを示すＳ操作量マーク３４２とが付されている。

【0064】

電源スイッチ３５５及び周期変化スイッチ３５６は、いずれも、コンピュータ３１０に電気的に接続されている。このため、これらのスイッチ３５５，３５６が操作されると、その旨がコンピュータ３１０に入力される。

【0065】

また、駆動制御装置３００において、後に詳述するように、ポンプ駆動装置２００による動圧軸受ポンプ１００の駆動を制御するため、コンピュータ３１０は、電力変換回路３３５からモータ２１０に供給する電力、モータ２１０の駆動状態を監視する。このため、電力変換回路３３５には、モータ２１０に供給する電流及び電圧を検出する検出回路（図示無し）が備えられている。また、モータ２１０には、モータ２１０の回転数を検出するため、モータ２１０の回転に伴って発生する磁気パルスを検出するセンサ（検知部）３３９が設けられている。

【0066】

前述したように、動圧軸受ポンプ１００の羽根車１０の回転は、駆動磁石２１９の回転、すなわちモータ２１０の出力軸２１１の回転に同期する。このため、羽根車１０の回転数を制御する場合、モータ２１０の出力軸２１１の回転数を制御すればよい。このため、駆動制御装置３００は、電力変換回路３３５からモータ２１０に供給される電力を制御することで、モータ回転数を制御する。

【0067】

モータ回転数制御の方法としては、直流モータでは、例えば、直流電力の電圧を制御する方法、交流モータでは、例えば、交流電力の電圧を制御する方法、交流電力の周波数を制御する方法等、モータの種類に応じて各種方法がある。

【0068】

例えば、モータ２１０が交流モータで、このモータ２１０に供給する交流電圧の周波数を制御することでモータ回転数を制御する場合、コンピュータ３１０は、基本的に回転数ボリューム３５０の操作量に応じた周波数の値を示す制御信号を電力変換回路３３５に送る。電力変換回路３３５は、電源回路３３０からの交流電力を、この制御信号が示す値の周波数の交流電力に変換して、モータ２１０に供給する。この結果、モータ２１０の出力軸２１１は、基本的に回転数ボリューム３５０の操作量に応じた回転数で回転する。

【0069】

なお、本実施形態では、コンピュータ３１０と電力変換回路３３５とで電力制御部を構成している。また、以下で説明するコンピュータ３１０による処理は、コンピュータ３１０のメモリ中に予めインストールされているプログラムに従って、コンピュータ３１０のＣＰＵが実行する。

【0070】

次に、以上で説明した動圧軸受ポンプシステムの動作について説明する。

【0071】

まず、動圧軸受ポンプシステムの概略操作、及びこの操作に基づく当該システムの概略動作について説明する。

【0072】

動圧軸受ポンプ１００を駆動させる際には、オペレータは、まず、動圧軸受ポンプ１００の吸込ホース接続管部６２に吸込ホースを接続すると共に、吐出ホース接続管部９に吐出ホースを接続する。

【0073】

次に、ポンプケーシング６０の後軸受形成部８２を駆動装置ケーシング２３０のキャップ２４１のポンプ嵌合部２４２内に嵌め込んで、動圧軸受ポンプ１００をポンプ駆動装置２００に取り付ける。この際、ポンプケーシング６０の後面対向部９５とキャップ２４１のポンプ受け部２４４とが接する。次に、ロック部材２５０により、ポンプケーシング６０を駆動装置ケーシング２３０に固定する。

【0074】

動圧軸受ポンプユニット１は、この状態で、動圧軸受ポンプ１００の軸部５１内に埋め込まれている従動磁石１９と、ポンプ駆動装置２００のカップ２２０に固定されている駆動磁石２１９とが、径方向Ｄｒにおいて非接触状態で対向し、磁気的に結合している。また、モータ２１０の出力軸２１１は、動圧軸受ポンプ１００の回転軸線Ａの延長線上に位置している。

【0075】

なお、以上では、吸込ホースや吐出ホースの接続後に、動圧軸受ポンプ１００をポンプ駆動装置２００に取り付けているが、動圧軸受ポンプ１００の取付後に、吸込ホースや吐出ホースの接続を行ってもよい。

【0076】

次に、駆動制御装置３００の電源スイッチ３５５を操作して、この駆動制御装置３００を起動させる。この際、駆動制御装置３００のコンピュータ３１０及びディスプレイ３２０に電源回路３３０からの電力が供給され、これらが起動する。そして、コンピュータ３１０は、ディスプレイ３２０に対して画像信号を送り、この画像信号に応じた内容をディスプレイ３２０に表示させる。ディスプレイ３２０には、例えば、図７に示すように、現在のポンプ吐出流量３２１、現在のポンプ回転数（羽根車１０の回転数）３２２、ポンプ運転状態３２３、ポンプ最大回転数３２４、ポンプ最大回転数時の吐出流量であるポンプ最大流量３２５、ポンプ最小回転数３２６、ポンプ最小回転数時の吐出流量であるポンプ最小流量３２７等が表示される。なお、この時点で、動圧軸受ポンプ１００は駆動していないため、ディスプレイ３２０には、現在のポンプ吐出流量として０(Ｌ/min)、ポンプ回転数として０(ＲＰＭ)、ポンプ運転状態として、例えば「停止」が表示される。

【0077】

次に、オペレータは、駆動制御装置３００の回転数ボリューム３５０を操作する。この回転数ボリューム３５０は、ポンプ駆動装置２００への電力の供給に関するスイッチ機能、つまり動圧軸受ポンプ１００の駆動スイッチ機能を兼ねており、この回転数ボリューム３５０を操作することで、ポンプ駆動装置２００のモータ２１０に電力が供給され、このモータ２１０が駆動する。

【0078】

ポンプ駆動装置２００のモータ２１０が駆動し、このモータ２１０の出力軸２１１が回転すると、この出力軸２１１に固定されているカップ２２０及びカップ２２０に固定されている複数の駆動磁石２１９が動圧軸受ポンプ１００の回転軸線Ａ回りに回転する。ポンプ駆動装置２００の駆動磁石２１９が回転すると、前述したように、この駆動磁石２１９と磁気結合している動圧軸受ポンプ１００の従動磁石１９も、駆動磁石２１９の回転に伴って、回転軸線Ａ回りに回転する。動圧軸受ポンプ１００の従動磁石１９は、羽根車１０の軸部５１内に埋め込まれている。このため、ポンプ駆動装置２００の駆動磁石２１９が回転すると、この従動磁石１９と共に羽根車１０は、ポンプケーシング６０内で回転軸線Ａ回りに回転する。

【0079】

ポンプケーシング６０内で羽根車１０が回転し始めると、図６に示すように、ポンプケーシング６０の吸込口６からポンプケーシング６０内に血液が吸い込まれる。ポンプケーシング６０内に吸い込まれた血液は、羽根車入口１２から羽根車１０内の羽根車内流路Ｐｒに入る。

【0080】

羽根車内流路Ｐｒ内に入った血液は、回転する複数の羽根１１から遠心力を受けて、羽根車出口１３から流出した後、ポンプケーシング６０の吐出口７から吐出する。

【0081】

羽根車出口１３から流出した血液の一部は、ポンプ前ケーシング６１の前面対向部７２の内面７３と前シュラウド２０の前側板部３１の前面３２との間から、ポンプ前ケーシング６１の前軸受形成部６７の内周面６８と前シュラウド２０の入口筒部２１の外周面２２との間を経て、ポンプ前ケーシング６１の拡径管部６５内に戻る。そして、再び、羽根車入口１２から羽根車内流路Ｐｒに入る。

【0082】

また、羽根車出口１３から流出した血液の他の一部は、ポンプ後ケーシング８１の後面対向部９５の内面９６と後シュラウド４０の後側板部４１の後面４２との間から、ポンプ後ケーシング８１の後軸受形成部８２の内周面（後動圧軸受面、動圧軸受部）８３と後シュラウド４０の軸部５１の外周面５２との間、ポンプ後ケーシング８１の後壁板部８５の内面８６と後シュラウド４０の軸部５１の後端面５３との間、さらに、後シュラウド４０の貫通孔５６を経て、羽根車内流路Ｐｒに戻る。

【0083】

ポンプ前ケーシング６１の前軸受形成部６７の内周面６８の母線と前シュラウド２０の入口筒部２１の外周面２２の母線とは、互いに平行である。言い換えると、前軸受形成部６７の内周面６８と入口筒部２１の外周面２２との間隔は、軸線方向Ｄａにおいて一定である。また、ポンプ前ケーシング６１の前軸受形成部６７の内周面６８、及び前シュラウド２０の入口筒部２１の外周面２２の回転軸線Ａに対して垂直な断面形状は、いずれも円である。このため、前軸受形成部６７の内周面６８と入口筒部２１の外周面２２とは、それぞれ、動圧ラジアル軸受面を成し、両面６８，２２間を流れる血液が潤滑流体として機能する。よって、羽根車１０は、羽根車１０の入口筒部２１の部分がポンプケーシング６０により、径方向Ｄｒに非接触で回転可能に支持される。なお、羽根車１０の回転開始時等、羽根車１０の回転数が低いときには、前軸受形成部６７の内周面６８（以下、この内周面６８を前動圧軸受面６８とする）の一部と入口筒部２１の外周面２２の一部とは、互いに接触しており、羽根車１０の回転数が所定回転数以上になると、両面６８，２２間に働く流体の動圧により、前動圧軸受面６８に対して入口筒部２１が浮上して、前述したように、羽根車１０の入口筒部２１が前動圧軸受面６８により非接触で回転可能に支持される。

【0084】

また、ポンプ後ケーシング８１の後軸受形成部８２の内周面８３の母線と後シュラウド４０の軸部５１の外周面５２の母線とは、互いに平行である。言い換えると、後軸受形成部８２の内周面８３と軸部５１の外周面５２との間隔は、軸線方向Ｄａにおいて一定である。また、ポンプ後ケーシング８１の後軸受形成部８２の内周面８３、及び後シュラウド４０の軸部５１の外周面５２の回転軸線Ａに垂直な断面形状は、いずれも円である。このため、後軸受形成部８２の内周面８３と軸部５１の外周面５２とは、それぞれ、動圧ラジアル軸受面を成し、両面８３，５２間を流れる血液が潤滑流体として機能する。よって、羽根車１０は、羽根車１０の軸部５１の部分がポンプケーシング６０により、径方向Ｄｒに非接触で回転可能に支持される。なお、羽根車１０の軸部５１も、入口筒部２１と同様、羽根車１０の回転数が低いときには、後軸受形成部８２の内周面８３（以下、この内周面８３を後動圧軸受面８３とする）の一部と軸部５１の外周面５２の一部とは、互いに接触しており、羽根車１０の回転数が所定回転数以上になると、両面８３，５２間に働く流体の動圧により、後動圧軸受面８３に対して軸部５１が浮上して、羽根車１０の軸部５１が後動圧軸受面８３により非接触で回転可能に支持される。

【0085】

このように、羽根車１０の入口筒部２１及び軸部５１の二箇所が、動圧軸受面６８，８３により、径方向Ｄｒに非接触で回転可能に支持される、言い換えると、羽根車１０が径方向Ｄｒに非接触で回転可能に両持ち支持される。しかも、羽根車１０は、その重心位置を基準にして前側と後側の二箇所で支持される。よって、回転軸線Ａに垂直な軸回りのモーメントが発生しても、羽根車１０を安定支持することができる。

【0086】

また、前述したように、羽根車１０の軸部５１の外径を小さくすることができるため、この軸部５１の周速度を抑えることができる。よって、軸部５１の外周面５２とポンプ後ケーシング８１の後軸受形成部８２の内周面８３との間を流れる血液に作用するせん断ひずみを小さくすることができ、溶血を抑えることができる。

【0087】

また、ポンプケーシング６０に対する羽根車１０の軸線方向Ｄａの位置は、羽根車１０内の従動磁石１９とポンプ駆動装置２００の駆動磁石２１９との間の磁気結合力により、保持されている。磁気結合力により保持されている羽根車１０の軸線方向Ｄａの位置は、軸線方向Ｄａで互いに対向する羽根車１０の面とポンプケーシング６０の面とが互いに接触しない位置である。すなわち、羽根車１０は、軸線方向Ｄａに関しても、非接触で回転可能に支持されている。

【0088】

次に、動圧軸受ポンプシステムの詳細な操作、及びこの操作に基づく当該システムの動作について説明する。

【0089】

前述したように、羽根車１０は、回転していても、その回転数が所定回転数以上でなければ、動圧軸受面６８，８３から浮上しない。このように、羽根車１０が回転していても、動圧軸受面６８，８３から浮上しておらず、羽根車１０と動圧軸受面６８，８３との接触状態が維持されると、動圧軸受面６８，８３、及びこの動圧軸受面６８，８３に接触している羽根車１０の部分の磨耗が進み、動圧軸受面６８，８３の機能が損なわれる。さらに、本実施形態のように、動圧軸受ポンプ１００が血液を搬送する人工心臓ポンプである場合には、羽根車１０と動圧軸受面６８，８３との接触により、溶血や血栓の発生の可能性が高まる。

【0090】

ここで、仮に、回転数ボリューム３５０の操作量に対してポンプ回転数が正比例するとする。このようなシステムで、回転数ボリューム３５０の操作量が操作量０に近い操作量で停滞している場合や、動圧軸受ポンプ１００の起動時において、回転数ボリューム３５０の操作量を操作量０からゆっくりと増加させる場合には、回転する羽根車１０と動圧軸受面６８，８３との接触時間が長くなり、羽根車１０と動圧軸受面６８，８３との磨耗等が進んでしまう。

【0091】

そこで、羽根車１０の回転数が回転数０から浮上最小回転数までの間は、回転数ボリューム３５０の操作量に関わり無く、羽根車１０の回転数、つまりモータ２１０の回転数を制御する。なお、浮上最小回転数とは、羽根車１０がいずれの動圧軸受面６８，８３からも浮上して、これら動圧軸受面６８，８３により非接触で支持される回転数のことである。また、図７中のディスプレイ３２０中に表示される最小回転数は、この浮上最小回転数のことである。

【0092】

以下に、駆動制御装置３００における具体的な制御内容を示す。
図１２は、動圧軸受ポンプシステムの動作を実現するため、駆動制御装置３００でコンピュータプログラムに基づいて実行する制御の流れを示すものである。
図１２に示すように、駆動制御装置３００は、動圧軸受ポンプシステムが起動されると、回転数ボリューム３５０の操作量が０であるか否かを監視する（ステップＳ１０１）。

【0093】

次に、回転数ボリューム３５０の操作量が特定操作量Ｓ以上であるか否かを監視する（ステップＳ１０２）。回転数ボリューム３５０の操作量が特定操作量Ｓ以上となったら、ポンプ回転数が０から浮上最小回転数に到達するまでの間、図９に示すように、ポンプ回転数を所定の予め定められた回転数増加率で増加させる、回転数増加制御を実行する（ステップＳ１０３）。
このようにして、図８に示すように、回転数ボリューム３５０の操作量が特定操作量Ｓになるまでの間である初期操作区間では、この操作量に関わらず、操作量が特定操作量Ｓになった時点で、直ちに、ポンプ回転数を０から浮上最小回転数（例えば、３０００ＲＰＭ）までポンプ回転数を上昇させる。

【0094】

この予め定められた回転数変化率は、ポンプ回転数が０から浮上最小回転数までの間、一定である必要はなく、ポンプ回転数が０の時点からの時間に応じて定められたものである。図９に示す例では、ポンプ回転数が０の時点から極めて短時間の間は、回転数変化率が低く、時間経過に伴い徐々に回転数変化率が高まるようになっている。その後、ポンプ回転数変化率は、ポンプ回転数が浮上最小回転数になるまで、時間経過に対して一定で、ポンプ回転数は時間経過に対して直線的に上昇するようになっている。

【0095】

ポンプ回転数が浮上最小回転数まで上昇する時間は、羽根車１０と動圧軸受面６８，８３との接触時間を短くする観点から、できる限り短い方が好ましい。つまり、ポンプ回転数が０から浮上最小回転数に至るまでの回転数変化率は高い方が好ましい。
しかしながら、モータ２１０の回転数変化率が極めて高いと、駆動磁石２１９の回転に対して、従動磁石１９が追従しきれず、駆動磁石２１９に対して従動磁石１９が脱調してしまう。
そこで、従動磁石１９が脱調しない範囲でモータ２１０の回転数変化率が最も高い変化率を限度変化率とし、ポンプ回転数が０の時点から極めて短時間の間を除いて、ポンプ回転数が浮上最小回転数になるまでは、回転数変化率を限度変化率としている。

【0096】

駆動制御装置３００のコンピュータ３１０には、回転数ボリューム３５０の操作量に比例した電圧で示される操作信号が入力される。コンピュータ３１０は、駆動制御装置３００からモータ２１０に電力を供給していない時点、つまりポンプ回転数が０の時点から、回転数ボリューム３５０が操作されてこの操作量が特定操作量Ｓに相当する操作信号が入力されるまでは、電力変換回路３３５に対してモータ２１０に供給する電力を示す制御信号を送らない、若しくはモータ２１０に電力を供給しない旨を示す制御信号を送る。

【0097】

コンピュータ３１０は、駆動制御装置３００からモータ２１０に電力を供給していない時点から回転数ボリューム３５０が操作されて特定操作量Ｓに相当する操作信号が入力されると、予め定められた回転数変化率でポンプ回転数が浮上最小回転数まで上昇する供給電力を示す制御信号を、電力変換回路３３５に送る。電力変換回路３３５は、この制御信号を受けると、電源回路３３０からの電力を、この制御信号が示す電力に変換してからモータ２１０に供給する。この結果、コンピュータ３１０に特定操作量Ｓに相当する操作信号が入力されると、ポンプ回転数は、０から予め定めた回転数変化率で浮上最小回転数まで直ちに上昇する。

【0098】

例えば、前述したように、モータ２１０が交流モータで、このモータ２１０に供給する交流電圧の周波数を制御することでモータ回転数を制御する場合、コンピュータ３１０は、特定操作量Ｓに相当する操作信号が入力されると、図９に示す各時間変化に対する回転数に対応した周波数を示す制御信号を電力変換回路３３５に送る。電力変換回路３３５は、この制御信号を受けると、電源回路３３０からの電力をこの制御信号が示す周波数の交流電力に変換してモータ２１０に供給する。

【0099】

このようにして、駆動制御装置３００は、ポンプ起動時において、駆動磁石２１９に対する従動磁石１９の脱調を避けつつも、極めて短時間のうちにポンプ回転数を浮上最小回転数まで上昇させているので、羽根車１０と動圧軸受面６８，８３との接触時間を短くすることができる。

【0100】

上記のように、ポンプ回転数が０から浮上最小回転数に到達するまでの間、回転数増加制御の実行中、コンピュータ３１０は、モータ２１０の回転状態を監視する。具体的に、コンピュータ３１０は、電力変換回路３３５の検出回路（図示無し）、センサ３３９から出力されるモータ２１０の駆動電流・電圧、モータ２１０の回転数が、予め定めた規定範囲内にあるか否かを監視する（ステップＳ１０４，Ｓ１０５）。

【0101】

モータ２１０の駆動電流・電圧、モータ２１０の回転数が、予め定めた規定範囲外であった場合、コンピュータ３１０は、ディスプレイ３２０に、「モータ電流・電圧異常」または、「モータ回転数異常」が発生していることを示すメッセージ等を表示する（ステップＳ１２１、Ｓ１２２）。

【0102】

さらに、コンピュータ３１０は、電力変換回路３３５からの電力供給を停止させ、モータ２１０の回転を停止させる（ステップＳ１２３）。
そして、コンピュータ３１０は、モータ２１０の回転数が０になったか否かを監視し、モータ２１０の回転数が０になった時点で、ディスプレイ３２０における、異常が発生していることを示すメッセージ等の表示を終了させる（ステップＳ１２４、Ｓ１２５）。

【0103】

このようにして、コンピュータ３１０は、ポンプ回転数が０から浮上最小回転数に到達するまでの間、モータ２１０の駆動状態を監視し、異常が検出された場合には、異常が発生したことを示す情報を表示するとともに、モータ２１０を停止させる。

【0104】

一方、コンピュータ３１０は、ポンプ回転数が０から浮上最小回転数に到達するまでの間、モータ２１０の駆動状態に異常が検出されなければ、モータ２１０の回転数が浮上最小回転数に到達した時点で、ポンプ回転数を、回転数ボリューム３５０の操作量に応じた回転数に制御する（ステップＳ１０６、Ｓ１０７）。

【0105】

具体的に、コンピュータ３１０は、回転数ボリューム３５０の操作による操作信号が入力されると、その操作信号が示す、回転数ボリューム３５０の操作量に対応した供給電力を示す制御信号を、電力変換回路３３５に送る。電力変換回路３３５は、この制御信号を受けると、電源回路３３０からの電力を、この制御信号が示す電力に変換からモータ２１０に供給する。この結果、ポンプ回転数は、回転数ボリューム３５０の操作量に対応した回転数になる。

【0106】

但し、モータ回転数が動圧軸受ポンプ１００の浮上最小回転数に対応した回転数以上である場合でも、モータ２１０の回転数変化率が前述の限度変化率よりも高くなると、駆動磁石２１９に対して従動磁石１９が脱調してしまう。
このため、駆動制御装置３００は、図１０に示すように、操作量変化率が限度変化率LIMに対応する操作量変化率よりも高い場合には、この操作量変化率に関わらず、モータ２１０の回転数変化率を限度変化率LIMに設定する。
具体的に、コンピュータ３１０は、モータ２１０の回転数が浮上最小回転数に到達した以降、逐次入力される操作信号から逐次操作量変化率を求め、この操作量変化率が限度変化率LIMに対応する操作量変化率よりも高い場合には、モータ２１０の回転数変化率が限度変化率LIMになる供給電力を示す制御信号を電力変換回路３３５に送る。

【0107】

なお、以上では、ソフトウェア上の処理で、モータ２１０の回転数変化率を限度変化率LIM以下に抑えているが、ハードウェアにより、モータ２１０の回転数変化率を限度変化率LIM以下に抑えるようにしてもよい。
具体的に、例えば、電力変換回路３３５に、モータに供給する電力の変化率（例えば、交流電力の周波数変化率）に対応するモータ２１０の回転数変化率が限度変化率LIM以下になるよう、モータ２１０に供給する電力の変化率を鈍す回路を設ける。この場合、電力変換回路３３５の制御信号が入力される側に、制御信号が示す値の電力の変化率を鈍す回路を設けてもよいし、モータ２１０に電力を出力する側に電力の変化率を鈍す回路を設けてもよい。また、この場合、コンピュータ３１０は、動圧軸受ポンプ１００の起動時に、特定操作量Ｓに相当する操作信号が入力されると、直ちに、電力変換回路３３５に対して、ポンプ回転数が浮上最小回転数になる供給電力を示す制御信号を送る。また、コンピュータ３１０は、回転数ボリューム３５０の操作量が特定操作量Ｓになった以降でも、先に受けた操作信号が示す操作量に対して今回受けた操作信号が示す操作量の操作量変化率が、限度変化率LIMに対応する操作量変化率より高い場合でも、今回受けた操作量に比例したポンプ回転数になる供給電力を示す制御信号を送る。電力変換回路３３５は、これらの制御信号を受けた場合でも、モータに供給する電力の変化率に対応するモータ２１０の回転数変化率が限度変化率LIM以下になるよう、モータに供給する電力の変化率を鈍して、モータに電力を供給する。

【0108】

この後、駆動制御装置３００は、図８に示すように、回転数ボリューム３５０の操作量が特定操作量Ｓ未満になったか否かを監視する（ステップＳ１０８）。
そして、回転数ボリューム３５０の操作量が特定操作量Ｓ未満になった場合には、操作量０にならない限り、ポンプ回転数を浮上最小回転数に維持する（ステップＳ１０９、Ｓ１１０）。

【0109】

このため、コンピュータ３１０は、特定操作量Ｓ未満の操作量に相当する操作信号が入力された場合、操作量０に相当する操作信号が入力されない限り、ポンプ回転数が浮上最小回転数になる供給電力を示す制御信号を電力変換回路３３５に送る。電力変換回路３３５は、この制御信号を受けると、電源回路３３０からの電力を、この制御信号が示す電力に変換してからモータ２１０に供給する。この結果、コンピュータ３１０に特定操作量Ｓ未満の操作量に相当する操作信号が入力されても、操作量０に相当する操作信号が入力されない限り、ポンプ回転数は浮上最小回転数に維持される。

【0110】

駆動制御装置３００は、回転数ボリューム３５０の操作量が操作量０になると、直ちに、ポンプ回転数が０になるよう、モータ２１０の回転数を減少させる（ステップＳ１１１、Ｓ１１２）。この際、図９に示すように、ポンプ回転数が浮上最小回転数から０になるまでの間、回転数変化率が予め定められた回転数変化率でポンプ回転数を下降させる。

【0111】

このため、コンピュータ３１０は、操作量０に相当する操作信号が入力されると、図９を用いて前述した予め定められた回転数変化率でポンプ回転数が浮上最小回転数から０になるまで下降する供給電力を示す制御信号を、電力変換回路３３５に送る。電力変換回路３３５は、この制御信号を受けると、電源回路３３０からの電力を、この制御信号が示す電力に変換してからモータ２１０に供給する。この結果、コンピュータ３１０に操作量０に相当する操作信号が入力されると、ポンプ回転数は、浮上最小回転数から予め定めた回転数変化率で回転数０まで直ちに下降する。

【0112】

そして、駆動制御装置３００は、モータ２１０の回転数が０になったことを確認した時点で、制御を終了する（ステップＳ１１２）。

【0113】

以上のように、駆動制御装置３００は、回転数ボリューム３５０の操作量が操作量０から予め定められた特定操作量Ｓまでの初期操作区間では、初期操作区間の操作量変化に関わらず、回転数ボリューム３５０の操作量が特定操作量Ｓになったことを条件として、羽根車１０が非接触状態で支持される浮上最小回転数まで予め定められた回転数変化率で羽根車１０の回転数を増加させる。そして、浮上最少回転数まで予め定められた回転数変化率で羽根車１０の回転数が増加するよう、ポンプ駆動装置２００へ供給する電力を制御している過程で、ポンプ駆動装置２００の駆動状態を示すパラメータが予め定められた正常範囲内ではないと判断すると、ポンプ駆動装置２００への電力供給を停止させる。
したがって、ポンプ起動時に、例えばポンプ駆動装置２００の不具合等、何らかの原因で動圧軸受ポンプの羽根車１０の回転数が浮上最小回転数まで増加しない可能性がある。このような場合に、ポンプ駆動装置２００への電力供給を停止させることで、回転している羽根車１０と動圧軸受面６８，８３とが接触している時間が長くなるのを防ぎ、動圧軸受ポンプの耐久性を、より確実に向上させることができる。

【0114】

また、一旦、動圧軸受ポンプ１００が駆動すると、回転数ボリューム３５０の操作量が０にならない限り、ポンプ回転数は浮上最小回転数以上に維持される。このため、一旦、動圧軸受ポンプ１００が駆動すると、回転数ボリューム３５０の操作量に関わらず、この操作量が０にならない限り、羽根車１０と動圧軸受面６８，８３との接触を回避することができる。さらに、動圧軸受ポンプ１００が駆動した後、回転数ボリューム３５０の操作量が０になると、極めて短時間のうちにポンプ回転数を０まで下降させているので、ポンプ停止時における回転する羽根車１０と動圧軸受面６８，８３との接触時間を短くすることができる。

【0115】

動圧軸受ポンプ１００が駆動した後、駆動制御装置３００の周期変化スイッチ３５６が操作されると、図１１に示すように、ポンプ回転数が予め定められた周期で増減する。このように、ポンプ回転数を周期的に増減させるのは、ポンプケーシング６０内に入っている気泡を効率的にポンプケーシング６０外に排出するためである。このため、ポンプ回転数を周期的に増減させる際のポンプ回転数の変化周期及びポンプ回転数の変動幅は、ポンプケーシング６０や羽根車１０の形状等に応じて、気泡を効率的に排出するに適した値に定められている。

【0116】

コンピュータ３１０は、動圧軸受ポンプ１００の駆動中に、周期変化スイッチ３５６の操作信号が入力されると、ポンプ回転数が予め定められた周期で且つ予め定められた変動幅で増減する供給電力を示す制御信号を、電力変換回路３３５に送る。電力変換回路３３５は、この制御信号を受けると、電源回路３３０からの電力を、この制御信号が示す電力に変換してからモータ２１０に供給する。この結果、ポンプ回転数は、予め定められた周期で且つ予め定められた変動幅で増減変化する。

【0117】

ところで、気泡を効率的に排出するため、ポンプ回転数を周期的に増減させる場合の最小回転数を浮上最小回転数未満にすることが考えられる。このように、最小回転数を浮上回転数未満にする場合でも、羽根車１０と動圧軸受面６８，８３との接触時間を短くすることが好ましい。そこで、このような場合、図１１に示すように、一周期Ｔ中で、ポンプ回転数が限度変化率で変化する時間Ｔ_ＬＩＭの合計が、限度変化率未満で変化する時間Ｔ_ＬＩＭ＜の合計よりも多くなるように、一周期の期間及び一周期中のポンプ回転数変化傾向を定めることが好ましい。

【0118】

このような動圧軸受ポンプシステムでは、回転する羽根車１０と動圧軸受面６８，８３との接触時間を短くすることができる。このため、羽根車１０及び動圧軸受面６８，８３の磨耗を抑え、動圧軸受ポンプ１００の耐久性を向上させることができる。さらに、回転する羽根車１０と動圧軸受面６８，８３との接触部分での溶血や血栓発生を抑えることができる。

【0119】

「第二実施形態」
次に、動圧軸受ポンプシステムの第二実施形態について、図１３を用いて説明する。
本実施形態の動圧軸受ポンプシステムは、上記第一実施形態に対し、ポンプ起動中に、モータ２１０の状態に異常が検出された場合の対応が異なり、それ以外の構成、制御内容は同様である。したがって、以下においては、上記第一実施形態と異なる構成を中心に説明を行い、上記第一実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。

【0120】

図１３に示すように、この実施形態において、回転数ボリューム３５０の操作量が、特定操作量Ｓ以上となり、ポンプ回転数が０から浮上最小回転数に到達するまでの間、コンピュータ３１０により、モータ２１０の回転状態を監視する。そして、モータ２１０の駆動電流・電圧、モータ２１０の回転数が、予め定めた規定範囲外であった場合、コンピュータ３１０は、ディスプレイ３２０に、「モータ電流・電圧異常」または、「モータ回転数異常」が発生していることを示すメッセージ等を表示する（ステップＳ１２１、Ｓ１２２）。

【0121】

次いで、コンピュータ３１０は、電力変換回路３３５からの電力供給を停止させ、モータ２１０の回転を停止させる（ステップＳ１２３）。

【0122】

そして、コンピュータ３１０は、モータ２１０の回転数が０になったか否かを監視する（ステップＳ１２４）。
モータ２１０の回転数が０になった後、さらに、回転数ボリューム３５０の操作量が０に戻ったか否かを監視する（ステップＳ１３１）。
回転数ボリューム３５０の操作量が０に戻った時点で、ディスプレイ３２０における、異常が発生していることを示すメッセージ等の表示を終了させる（ステップＳ１３２）。

【0123】

次に、ステップＳ１２３の停止制御処理を連続して実行した回数をカウントし、実行回数が、予め定めた規定回数：Ｎ回以下であるか否かを確認する（ステップＳ１３３）。そして、実行回数がＮ回未満であれば、ステップＳ１０１に戻り、再度起動処理を実行する。
一方、実行回数がＮ回以上の場合、そのまま、動圧軸受ポンプシステムの運転を停止する。

【0124】

このようにして、コンピュータ３１０は、ポンプ回転数が０から浮上最小回転数に到達するまでの間、モータ２１０の駆動状態を監視し、異常が検出された場合には、異常が発生したことを示す情報を表示するとともに、モータ２１０を停止させる。
そして、コンピュータ３１０は、モータ２１０の停止後、回転数ボリューム３５０の操作量が０に戻らない限り、ポンプを再起動させない。コンピュータ３１０は、ポンプの再起動が、規定回数であるＮ回に到達した後は、回転数ボリューム３５０がいかように操作されても、ポンプを再起動させない。

【0125】

以上のように、本実施形態では、モータ２１０の停止後、回転数ボリューム３５０の操作量が０に戻らない限り、ポンプを再起動しないようにした。

【0126】

また、また、本実施形態では、ポンプの再起動が、規定回数であるＮ回に到達した後は、ポンプの再起動を繰り返すことができないようにした。これにより、再起動を繰り返すと、例えば動圧軸受の損傷や溶血等の不利益が生じる場合に、これを防ぐことができる。

【0127】

なお、上記第二実施形態では、モータ２１０の停止後、回転数ボリューム３５０の操作量が０に戻らない限り、ポンプを再起動しないようにしたが、これに限らない。ステップＳ１３１を廃止し、モータ２１０の停止後、ポンプの再起動回数が規定回数であるＮ回に到達するまでは、自動的に再起動するようにしてもよい。
さらに、ステップＳ１３３を廃止し、ポンプの再起動回数を制限しないようにして、モータ２１０の停止後、自動的に再起動するようにしてもよい。このような構成は、ポンプが停止しているよりも、稼働している方が良い場合に適している。

【0128】

「第三実施形態」
次に、動圧軸受ポンプシステムの第三実施形態について、図１４を用いて説明する。
本実施形態の動圧軸受ポンプシステムは、上記第一、第二実施形態に対し、ポンプ起動中に、モータ２１０の状態に異常が検出された場合の対応が異なり、それ以外の構成、制御内容は同様である。したがって、以下においては、上記第一、第二実施形態と異なる構成を中心に説明を行い、上記第一実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。

【0129】

図１４に示すように、この実施形態において、回転数ボリューム３５０の操作量が、特定操作量Ｓ以上となり、ポンプ回転数が０から浮上最小回転数に到達するまでの間、コンピュータ３１０により、モータ２１０の回転状態を監視する。そして、モータ２１０の駆動電流・電圧、モータ２１０の回転数が、予め定めた規定範囲外であった場合、コンピュータ３１０は、ディスプレイ３２０に、「モータ電流・電圧異常」または、「モータ回転数異常」が発生していることを示すメッセージ等を表示する（ステップＳ１２１、Ｓ１２２）。

【0130】

次いで、コンピュータ３１０は、電力変換回路３３５からの電力供給を停止させ、モータ２１０の回転を停止させる（ステップＳ１２３）。

【0131】

そして、コンピュータ３１０は、モータ２１０の回転数が０になったか否かを監視する（ステップＳ１２４）。
コンピュータ３１０は、モータ２１０の回転数が０になった後、さらに、回転数ボリューム３５０の操作量が０に戻ったか否かを監視する（ステップＳ１４１）。

【0132】

回転数ボリューム３５０の操作量が０に戻った時点で、オペレータ等により、モータ２１０の回転状態に生じた異常の原因が解消されたか否かを確認する。これには、モータ２１０の回転状態に生じた異常の原因が解消されたことが確認された場合、オペレータが、不具合がリセットされたことを示す所定の操作を駆動制御装置３００に対して実行する。所定の操作が入力された場合（ステップＳ１４２）、コンピュータ３１０は、リセット操作を受け付け、ディスプレイ３２０における、異常が発生していることを示すメッセージ等の表示を終了させる（ステップＳ１４３）。

【0133】

このようにして、コンピュータ３１０は、ポンプ回転数が０から浮上最小回転数に到達するまでの間、モータ２１０の駆動状態を監視し、異常が検出された場合には、異常が発生したことを示す情報を表示するとともに、モータ２１０を停止させる。
そして、モータ２１０の停止後、モータ２１０の駆動状態に生じた異常が解消されない限り、ポンプを再起動できないようにした。
これにより、ポンプを再起動した場合に、再び駆動状態に異常が生じるのを防ぐことができる。

【0134】

（その他の変形例）
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。

【0135】

「第一変形例」
例えば、動圧軸受ポンプの駆動制御装置３００は、図１に示した構成に限らない。例えば、図１５に示すように、駆動制御装置３００ａは、回転数ボリューム３５０ａの構成を第一実施形態と異ならせてもよい。
回転数ボリューム３５０ａは、図１６に示すように、第一実施形態の回転数ボリューム３５０と同様、可変抵抗器であり、ボリューム摘み３５１と、このボリューム摘み３５１に取り付けられている導体３５２と、この導体３５２に接触している抵抗体３５３と、を有している。

【0136】

さらに、回転数ボリューム３５０ａは、ボリューム摘み３５１の操作量が操作量０から特定操作量Ｓａになるまでの間に、このボリューム摘み３５１に取り付けられた導体３５２と抵抗体３５３とを接触させない接触回避部材３５４を有している。この接触回避部材３５４と導体３５２とのうち、少なくとも一方には、オペレータがボリューム摘み３５１を操作量０から特定操作量Ｓａになるまで操作する過程で、ボリューム摘み３５１からオペレータに対してクリック感を与えるクリック感発生部３５４ａが設けられている。なお、クリック感とは、ボリューム摘み３５１の操作過程で、ボリューム摘み３５１から受ける力が急激に変化する感覚である。クリック感発生部３５４ａは、例えば、接触回避部材３５４と導体３５２とのうち、一方に形成され、他方側へ突出した凸部で構成することができる。また、クリック感発生部３５４ａは、接触回避部材３５４と導体３５２とのうち、一方に形成され、他方側に突出した凸部と、他方に形成され、凸部が一時的に入り込む凹部とで構成することができる。また、クリック感発生部３５４ａは、一方に設けられ、他方側に突出した板バネ等の弾性体で構成することもできる。

【0137】

このボリューム摘み３５１が設けられている筐体３４０には、回転数ボリューム３５０ａの操作量が操作量０でポンプ駆動オフを示すオフマーク３４６と、回転数ボリューム３５０ａの操作量が特定操作量Ｓａでポンプ駆動オンを示すオンマーク３４７とが示されている。

【0138】

このような駆動制御装置３００ａを備えた動圧軸受ポンプシステムの操作においては、ポンプ起動時に、オペレータが回転数ボリューム３５０ａを操作し、回転数ボリューム３５０ａの操作量が操作量０（ポンプ駆動オフ）から特定操作量Ｓａ（ポンプ駆動オン）になると、図１７に示すように、動圧軸受ポンプ１００が起動し、ポンプ回転数が０から直ちに浮上最小回転数（例えば、３０００ＲＰＭ）になる。この際、図９を用いて前述したように、ポンプ回転数が０から浮上最小回転数までの間、予め定められた回転数変化率でポンプ回転数が上昇する。このとき、オペレータは、回転数ボリューム３５０ａの操作過程で受けるクリック感で、ポンプ駆動オン操作をしたことを明確に認識することができる。

【0139】

また、回転数ボリューム３５０ａの操作量が一旦特定操作量Ｓａ（ポンプ駆動オン）になると、操作量が特定操作量Ｓａを下回らない限り、ポンプ回転数は回転数ボリューム３５０ａの操作量に比例する。

【0140】

回転数ボリューム３５０ａの操作量が一旦特定操作量Ｓａ（ポンプ駆動オン）になった後、操作量が特定操作量Ｓａを下回ると、動圧軸受ポンプ１００が停止し、直ちに、ポンプ回転数が０になる。この際、図９を用いて前述したように、ポンプ回転数が０になるまでの間、予め定められた回転数変化率でポンプ回転数が下降する。

【0141】

なお、回転数ボリューム３５０ａは、クリック感発生部３５４ａを有しているため、基本的に、操作量０と特定操作量Ｓａとの間の途中の位置で、回転数ボリューム３５０ａを維持しておくことができない。このため、回転数ボリューム３５０ａの操作量を操作量０から上げると、この操作量は基本的に特定操作量Ｓａ以上になり、回転数ボリューム３５０ａの操作量を特定操作量Ｓａから下げると、この操作量は基本的に操作量０になる。

【0142】

具体的に、ポンプ起動時において、回転数ボリューム３５０ａの操作量が特定操作量Ｓａになるまでは、ボリューム摘み３５１に設けられている導体３５２と抵抗体３５３とは非接触である。このため、駆動制御装置３００ａのコンピュータ３１０には、回転数ボリューム３５０ａの操作量が特定操作量Ｓａにならない限り、操作信号は入力されない。回転数ボリューム３５０ａの操作量が特定操作量Ｓａになると、ボリューム摘み３５１に設けられている導体３５２と抵抗体３５３とが接触し、コンピュータ３１０には、この特定操作量Ｓａに相当する操作信号が入力される。コンピュータ３１０は、この操作信号が入力されると、予め定められた回転数変化率でポンプ回転数が浮上最小回転数まで上昇する供給電力を示す制御信号を、電力変換回路３３５に送る。電力変換回路３３５は、この制御信号を受けると、電源回路３３０からの電力を、この制御信号が示す電力に変換してからモータ２１０に供給する。この結果、ポンプ回転数は、０から予め定めた回転数変化率で浮上最小回転数まで直ちに上昇する。

【0143】

コンピュータ３１０は、一旦、特定操作量Ｓａに相当する操作信号が入力されると、操作信号が入力されなくなるまでの間、入力される操作信号が示す操作量に比例したポンプ回転数となる供給電力を示す制御信号を電力変換回路３３５に送る。電力変換回路３３５は、この制御信号を受けると、電源回路３３０からの電力を、この制御信号が示す電力に変換してからモータ２１０に供給する。この結果、ポンプ回転数は、回転数ボリューム３５０ａの操作量に比例した回転数になる。

【0144】

但し、図１０を用いて前述したように、操作量変化率が限度変化率LIMに対応する操作量変化率よりも高い場合、この操作量変化率に関わらず、モータ２１０の回転数変化率は限度変化率LIMになる。

【0145】

コンピュータ３１０は、操作信号が入力されなくなると、つまり回転数ボリューム３５０ａの操作量が特定操作量Ｓａを下回ると、図９を用いて前述したように、予め定めた回転数変化率で回転数０まで直ちに下降する。

【0146】

以上のように、この変形例の動圧軸受ポンプシステムによれば、上記各実施形態と同様、回転する羽根車１０と動圧軸受面６８，８３との接触時間を短くすることができ、動圧軸受ポンプ１００の耐久性を向上させることができると共に、回転する羽根車１０と動圧軸受面６８，８３との接触部分での溶血や血栓発生を抑えることができる。

【0147】

また、以上の変形例では、回転数ボリューム３５０ａがポンプ駆動スイッチ機能を兼ねており、別途、ポンプ駆動スイッチは設けられておらず、一旦、動圧軸受ポンプ１００が駆動すると、回転数ボリューム３５０ａの操作量が０にならない限り、動圧軸受ポンプ１００は停止しない。言い換えると、以上の各実施形態では、例えば、回転数ボリューム３５０ａの操作量が中途半端な操作量のときに、動圧軸受ポンプ１００を停止させることができず、起動時に、回転数ボリューム３５０ａの操作量が中途半端な操作量になっていることはない。

【0148】

なお、以上の各実施形態の動圧軸受ポンプ１００は、いずれも、動圧軸受面６８，８３が羽根車１０を径方向で非接触支持するラジアル動圧軸受であるが、背景技術の欄で説明したように、動圧軸受が羽根車を軸線方向で非接触支持するスラスト動圧軸受であっても、本発明を提供することができる。また、動圧軸受ポンプは、ラジアル動圧軸受及びスラスト動圧軸受の両方を有していても、本発明を適用することができる。この場合、浮上最小回転数は、羽根車がラジアル動圧軸受及びスラスト動圧軸受の両方に対して浮上する最小回転数となる。

【0149】

「第二変形例」
本発明は、モータを内蔵したビルトインタイプのポンプにも、本発明を適用できる。
図１８に示すように、このようなビルトインタイプの軸流ポンプは、円柱状の羽根車装着部５０１を有する固定体５０２と、羽根車装着部５０１の外周に回転可能に装着されている羽根車５０３と、固定体５０２及び羽根車５０３の外周側を覆う円筒状のケーシング５０４と、を備える。

【0150】

ここで、円柱状の羽根車装着部５０１の中心軸線を固定体軸線Ａｆとし、この固定体軸線Ａｆが延びている方向を固定体軸方向Ｄｆとする。また、円筒状のケーシング５０４の中心軸線をケーシング軸線Ａｃとし、このケーシング軸線Ａｃが延びている方向をケーシング軸方向Ｄｃとする。軸流ポンプが完成した状態では、固定体軸線Ａｆとケーシング軸線Ａｃとは一致している。また、固定体軸方向Ｄｆ及びケーシング軸方向Ｄｃの一方側を吸込側とし、他方側を吐出側とする。

【0151】

固定体５０２は、固定軸部５０５と、固定軸部５０５の外周に固定されている複数の案内羽根５０６と、固定軸部５０５の吸込側にネジ固定されている吸込側コーン５０７と、を備える。固定軸部５０５は、前述の羽根車装着部５０１と、羽根車装着部５０１の吐出側に固定されている吐出側コーン５０８と、を有している。円柱状の羽根車装着部５０１の吸込側には、吐出側に向かって凹み且つ固定体軸線Ａｆを中心とする雌ネジ孔５０９が形成されている。

【0152】

固定軸部５０５の吐出側コーン５０８は、吐出側先端部５１０と、吐出側先端部５１０の吸込側に形成されている吐出側コーン胴部５１１と、吐出側コーン胴部５１１の吸込側に形成されている吐出側直胴部５１２と、を有している。吐出側先端部５１０の表面は、固定体軸線Ａｆ上であって吐出側先端部５１０よりも吸込側の点を中心して所定の曲率半径の面で形成されている。吐出側コーン胴部５１１は、吐出側先端部５１０の吸込側縁から連続的に形成され、固定体軸線Ａｆを中心として吸込側に向かうに連れて次第に拡径されている。吐出側直胴部５１２は、吐出側コーン胴部５１１の吸込側縁から連続的に形成され、固定体軸線Ａｆを中心として円柱状を成している。

【0153】

吸込側コーン５０７は、吸込側先端部５２０と、吸込側先端部５２０の吐出側に形成されている吸込側コーン胴部５２１と、吸込側コーン胴部５２１の吐出側に形成されている吸込側直胴部５２２と、固定軸部５０５の雌ネジ孔５０９に螺合可能な雄ネジ５２３が形成されているコーン軸部５２４と、を有している。吸込側先端部５２０の表面は、コーン軸部５２４の中心軸線上であって吸込側先端部５２０よりも吐出側の点を中心して所定の曲率半径の曲面で形成されている。吸込側コーン胴部５２１は、吸込側先端部５２０の吐出側縁から連続的に形成され、コーン軸部５２４の中心軸線を中心として吐出側に向かうに連れて次第に拡径されている。吸込側直胴部５２２は、吸込側コーン胴部５２１の吐出側縁から連続的に形成され、コーン軸部５２４の中心軸線を中心として円柱状を成している。

【0154】

吸込側直胴部５２２内には、磁化方向がコーン軸部５２４の軸方向を向いている第一永久磁石（図示無し）が設けられている。

【0155】

吸込側コーン５０７は、そのコーン軸部５２４の雄ネジ５２３が固定軸部５０５の雌ネジ孔５０９に捩じ込まれることで、固定軸部５０５にネジ固定される。この際、コーン軸部５２４の中心軸線と固定軸部５０５の固定体軸線Ａｆとが一致する。

【0156】

羽根車５０３は、固定体５０２の羽根車装着部５０１の外周側に回転可能に装着される円筒状のスリーブ５３１と、スリーブ５３１の外周に固定されている複数の羽根５３５と、スリーブ５３１内に設けられている駆動用永久磁石５３２及び第二永久磁石５３３と、を有している。

【0157】

駆動用永久磁石５３２は、磁化方向が固定体軸線Ａｆに対する径方向を向くように配置されている。また、第二永久磁石５３３は、駆動用永久磁石５３２よりも吸込側に配置されている。さらに、この第二永久磁石５３３は、磁化方向が固定体軸方向Ｄｆを向き、且つ第一永久磁石（図示無し）の磁極のうちの一方の磁極に対して、この一方の磁極と同じ極性の磁極が対向するよう配置されている。

【0158】

スリーブ５３１の外周には、複数の羽根５３５が周方向に等間隔で固定されている。羽根５３５は、固定体軸線Ａｆを中心として螺旋状にスリーブ５３１の外周に延設されている。具体的に、羽根５３５は、吸込側から見て、最も吸込側の前端から反時計回り方向に延びつつ吐出側に延びている。また、案内羽根５０６も、同様に、固定体軸線Ａｆを中心として螺旋状に延設されている。但し、案内羽根５０６は、最も吸込側の前端から時計回り方向に延びつつ吐出側に延びている。
また、ケーシング５０４は、全体として筒状で、その一端には、吸込口５４１が形成され、他端には、吐出口５４２が形成されている。またケーシング５０４内には、回転磁界を発生するコイル５５０が設けられている。

【0159】

このような構成において、ケーシング５０４に設けられているコイル５５０により、ケーシング５０４の内側に回転磁界が発生すると、羽根車５０３内の駆動用永久磁石５３２がこの回転磁界に追従する。この結果、羽根車５０３がケーシング軸線Ａｃ（＝固定体軸線Ａｆ）を中心軸線として回転する。この羽根車５０３の回転により、羽根５３５からケーシング５０４内の流体に対して、吐出側に向かわせつつ旋回させる力が加えられ、ケーシング軸線Ａｃを中心とした旋回方向の流速が増す。案内羽根５０６は、旋回方向の流速が増した流体に対して、この旋回方向の流速を低下させて静圧を高める。静圧が高まった流体は、ケーシング５０４の吐出側の吐出口５４２を経て、吐出される。

【0160】

以上のように、羽根車５０３を回転させるコイル５５０を含むポンプ駆動装置がケーシング５０４に組み込まれている場合でも、このポンプ駆動装置を制御する駆動制御装置は、先の実施形態と同様の構成を採用することができる。

【0161】

「さらに他の変形例」

【0162】

さらに、上記各実施形態では、回転数操作端として、回転数ボリューム３５０，３５０ａを例示したが、これに限らない。例えば、図１９に示すような、操作ボタン４１０を備えたボタン式、タッチパネル式のコントローラ４００を別途備えるようにしてもよい。その場合、コントローラ４００からコンピュータ３１０に向けて出力する信号は、アナログ信号、デジタル信号の何れであってもよい。

【0163】

なお、以上の各実施形態の動圧軸受ポンプ１００は、いずれも、動圧軸受面６８，８３が羽根車１０を径方向で非接触支持するラジアル動圧軸受であるが、背景技術の欄で説明した特許文献１に記載の動圧軸受ポンプのように、動圧軸受が羽根車を軸線方向で非接触支持するスラスト動圧軸受であっても、本発明を適用することができる。また、動圧軸受ポンプは、ラジアル動圧軸受及びスラスト動圧軸受の両方を有していても、本発明を適用することができる。この場合、浮上最小回転数は、羽根車がラジアル動圧軸受及びスラスト動圧軸受の両方に対して浮上する最小回転数となる。

【0164】

また、以上の各実施形態は、動圧軸受ポンプの一例として、人工心臓ポンプを例示したが、本発明は人工心臓ポンプに限定されるものではなく、動圧軸受により羽根車を非接触で回転可能に支持するポンプであれば、如何なるポンプに本発明を適用してもよい。

【符号の説明】

【0165】

１：動圧軸受ポンプユニット，６：吸込口，７：吐出口，９：吐出ホース接続管部，１０：羽根車，１１：羽根，１２：羽根車入口，１３：羽根車出口，１９：従動磁石，２０：前シュラウド，２１：入口筒部，２２：外周面，３１：前側板部，３２：前面，４０：後シュラウド，４１：後側板部，４２：後面，５１：軸部，５２：外周面，５３：後端面，５６：貫通孔，６０：ポンプケーシング，６１：ポンプ前ケーシング，６２：吸込ホース接続管部，６５：拡径管部，６７：前軸受形成部，６８：内周面（前動圧軸受面、動圧軸受部），７１：前ケーシング本体部，７２：前面対向部，７３：内面，７５：前本体筒部，７６：内周面，７８：接続管前割部，８１：ポンプ後ケーシング，８２：後軸受形成部，８３：内周面（後動圧軸受面、動圧軸受部），８５：後壁板部，８６：内面，９１：後ケーシング本体部，９２：後本体筒部，９３：内周面，９５：後面対向部，９６：内面，９８：接続管後割部，１００：動圧軸受ポンプ，２００：ポンプ駆動装置，２１０：モータ，２１１：出力軸，２１９：駆動磁石，２２０：カップ，２２１：カップ円筒部，２２５：モータ接続部，２３０：駆動装置ケーシング，２３１：ケーシング本体，２３２：ケーシング円筒部，２３３：放熱フィン，２３４：電源ケーブル板，２３５：ケーシング底部，２３６：ネジ，２４１：キャップ，２４２：ポンプ嵌合部，２４４：ポンプ受け部部，２４６：係合部，２５０：ロック部材，３００，３００ａ：駆動制御装置，３１０：コンピュータ（電力制御部、判断部），３２０：ディスプレイ，３２１：ポンプ吐出流量，３２３：ポンプ運転状態，３２４：ポンプ最大回転数，３２５：ポンプ最大流量，３２６：ポンプ最小回転数，３２７：ポンプ最小流量，３３０：電源回路，３３５：電力変換回路（電力制御部），３３９：センサ（検知部），３４０：筐体，３４１：操作量マーク，３４２：操作量マーク，３４６：オフマーク，３４７：オンマーク，３５０，３５０ａ：回転数ボリューム（回転数操作端），３５２：導体，３５３：抵抗体，３５４：接触回避部材，３５４ａ：クリック感発生部，３５５：電源スイッチ，３５６：周期変化スイッチ（周波数操作端），５０１：羽根車装着部，５０２：固定体，５０３：羽根車，５０４：ケーシング，５０５：固定軸部，５０６：案内羽根，５０７：吸込側コーン，５０８：吐出側コーン，５０９：雌ネジ孔，５１０：吐出側先端部，５１１：吐出側コーン胴部，５１２：吐出側直胴部，５２０：吸込側先端部，５２１：吸込側コーン胴部，５２２：吸込側直胴部，５２３：雄ネジ，５２４：コーン軸部，５３１：スリーブ，５３２：駆動用永久磁石，５３３：第二永久磁石，５３５：羽根，５４１：吸込口，５４２：吐出口，５５０：コイル，LIM：限度変化率，Ｐｒ：羽根車内流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】