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JP4557532B2 - Swing plate pump - Google Patents
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JP4557532B2 - Swing plate pump - Google Patents

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Description

本発明は、入力軸と出力軸とが1点においてある角度で折れ曲がっている場合に使用する回転軸継手を使用する揺動板ポンプに関する。 The present invention relates to a wobble plate pump that uses a rotating shaft joint hands to use when the input shaft and the output shaft is bent at an angle at one point.

入力軸と出力軸とが1点においてある角度で折れ曲がっている場合に回転力を伝達する軸継手、いわゆる自在継手としてはフックの継手が知られているが、構成部品点数が多いなどの問題点がある。傘歯車も同じ目的に使用できるが、歯車であるから複雑な機械加工を必要とし、高価であるばかりでなく潤滑が必要であり、振動、騒音を発するという問題点がある。   Hook joints are known as shaft joints that transmit rotational force when the input shaft and output shaft are bent at an angle at one point, so-called universal joints, but there are problems such as a large number of components There is. A bevel gear can also be used for the same purpose, but since it is a gear, it requires complicated machining, is expensive and requires lubrication, and has problems of generating vibration and noise.

特許文献1には、傘歯車を使用して所定角度で傾斜している回転軸に回転を伝達し、揺動板を歳差運動させるようにした血液ポンプが記載されている。図面によりこれを簡単に説明する。   Patent Document 1 describes a blood pump in which rotation is transmitted to a rotating shaft inclined at a predetermined angle using a bevel gear, and a swing plate is precessed. This will be briefly described with reference to the drawings.

図7はこの血液ポンプ5aを示す断面図、図8は蓋を外した状態における平面図で、51はモータ、52はケーシング、521はケーシングの蓋、53はポンプ室、54、55は流入口および流出口、522は流入口54および流出口55を区分するためケーシング52の側面から駆動軸に向けて設けられた隔壁、56aは駆動軸、56bは駆動軸56aの中間に形成された傾斜軸部、57は追って説明するかみ合い機構、58は軸受けを介して前記傾斜軸部56bに取り付けられた揺動板、59は揺動板58を覆ってポンプ室53の内周面をふさいだシール膜である。   FIG. 7 is a sectional view showing the blood pump 5a. FIG. 8 is a plan view of the blood pump 5a with the lid removed. 51 is a motor, 52 is a casing, 521 is a casing lid, 53 is a pump chamber, and 54 and 55 are inlets. And an outlet, 522 is a partition wall provided from the side surface of the casing 52 toward the drive shaft to separate the inlet 54 and the outlet 55, 56a is a drive shaft, 56b is an inclined shaft formed in the middle of the drive shaft 56a , 57 is a meshing mechanism to be described later, 58 is a rocking plate attached to the inclined shaft portion 56b via a bearing, 59 is a sealing film covering the rocking plate 58 and covering the inner peripheral surface of the pump chamber 53 It is.

この血液ポンプ5aは、駆動軸56aの中間に傾斜軸部56bが形成されており、ここに軸受けを介して揺動板58が取り付けられている。揺動板58は円板状であるが図8に見られるとおり1か所に切欠き581があり、これがケーシング52の隔壁522に嵌合している。さらに揺動板58のボス部分の下面には傘歯車575が、またこれを受けるケーシング52の底面には冠歯車(ピッチコーン角度90度の傘歯車)574が取り付けられてかみ合い機構57を構成しており、図9の斜視図に示すように傘歯車575と冠歯車574とが常に1か所でかみ合っているため駆動軸56aが回転しても揺動板58は回転せず、傾斜軸部56bの傾斜角αにしたがって歳差運動のみを行うのである。   In this blood pump 5a, an inclined shaft portion 56b is formed in the middle of the drive shaft 56a, and a swing plate 58 is attached thereto via a bearing. The swing plate 58 is disc-shaped, but as shown in FIG. 8, there is a notch 581 at one place, and this is fitted to the partition wall 522 of the casing 52. Further, a bevel gear 575 is attached to the lower surface of the boss portion of the swing plate 58, and a crown gear (bevel gear having a pitch cone angle of 90 degrees) 574 is attached to the bottom surface of the casing 52 for receiving this, thereby constituting an engagement mechanism 57. As shown in the perspective view of FIG. 9, the bevel gear 575 and the crown gear 574 are always meshed at one place. Therefore, even if the drive shaft 56a rotates, the swing plate 58 does not rotate, and the inclined shaft portion. Only precession is performed according to the inclination angle α of 56b.

ケーシング52ならびに蓋521の内面で形成されるポンプ室53は、揺動板58の歳差運動範囲を囲む形状になっている。傾斜軸部56bの向きによって、揺動板58とポンプ室53の上下面とは直径方向に線状の微小間隙(以下、線状近接部CPという)を残して接近し、その両側は次第に間隙が広がっている。駆動軸56aの回転に従い傾斜軸部56bも回転し、CPも回転するので、ポンプ作用が発生する。   The pump chamber 53 formed by the casing 52 and the inner surface of the lid 521 has a shape surrounding the precession motion range of the swing plate 58. Depending on the direction of the inclined shaft portion 56b, the swing plate 58 and the upper and lower surfaces of the pump chamber 53 approach each other leaving a linear minute gap (hereinafter referred to as a linear proximity portion CP) in the diametrical direction. Is spreading. As the drive shaft 56a rotates, the inclined shaft portion 56b also rotates and the CP also rotates, so that a pump action occurs.

以下このポンプを血液ポンプとして使用する場合の例で、ポンプ作用を模式図により説明する。図10では揺動板58は図7で示した状態にあるものとする。すなわち揺動板58の端部が流入口54の下方にあり、線状近接部CPは隔壁522の位置にある。血液Bはポンプ室内の揺動板58の上面に流入する。駆動軸が反時計方向に90度回転すると、図11に示すように線状近接部CPも90度移動し、血液Bもそれに従いポンプ室の内部へ進入する。以下同様に駆動軸が1回転すると図12、13の状態を経て図14の状態となり、揺動板58の上面にはほぼ全周にわたって血液Bが充填される。さらに駆動軸が回転すると図15のように流出口55から血液Bが送り出され、さらに図16、17に示すように1回転分の血液Bがすべて排出される。実際には図10と図14とはポンプとしては同じ状態であるから、線状近接部CPの背面にはここでは図示しない後続の血液Bが送り込まれ、連続的に排出が行われる。また、以上は揺動板58の上面における血液Bの場合であるが、例えば図12の状態では揺動板58下面における線状近接部CPが隔壁522の位置にあり、半サイクルずれて下面でも全く同じポンプ作用が行われる。   Hereinafter, an example of using this pump as a blood pump will be described with reference to schematic drawings. In FIG. 10, the swing plate 58 is assumed to be in the state shown in FIG. That is, the end portion of the swing plate 58 is below the inflow port 54, and the linear proximity portion CP is at the position of the partition wall 522. The blood B flows into the upper surface of the swing plate 58 in the pump chamber. When the drive shaft rotates 90 degrees counterclockwise, the linear proximity portion CP also moves 90 degrees as shown in FIG. 11, and the blood B enters the pump chamber accordingly. Similarly, when the drive shaft makes one revolution, the state shown in FIGS. When the drive shaft further rotates, blood B is sent out from the outlet 55 as shown in FIG. 15, and all blood B for one rotation is discharged as shown in FIGS. Actually, FIG. 10 and FIG. 14 are in the same state as the pump, so that the subsequent blood B (not shown here) is fed into the back surface of the linear proximity portion CP, and is continuously discharged. The above is the case of blood B on the upper surface of the swing plate 58. For example, in the state of FIG. 12, the linear proximity portion CP on the lower surface of the swing plate 58 is at the position of the partition wall 522, Exactly the same pumping action is performed.

図18はこの血液ポンプ5aを人工心肺システムの血液ポンプとして使用した場合の構成図で、コントローラの制御に応じてモータ51により血液ポンプ5aの駆動軸が回転駆動され、生体の大動脈から人工肺を経由して流入口54からポンプ室内に血液が流入し、流出口55から生体の大動脈に送り返されるのである。
特許第3305397号公報
FIG. 18 is a configuration diagram when this blood pump 5a is used as a blood pump of an artificial heart-lung system. The drive shaft of the blood pump 5a is driven to rotate by a motor 51 in accordance with the control of the controller, and the artificial lung is moved from the living aorta Via, the blood flows into the pump chamber from the inlet 54 and is sent back to the aorta of the living body from the outlet 55.
Japanese Patent No. 3305397

本発明は、構成が簡単で振動や騒音の発生がなく、メンテナンスの手間の少ない新規な回転軸継手を使用して小型で効率のよい揺動板ポンプを実現することを目的とする。 The present invention is configured without the occurrence of simple vibration and noise, and to realize a good wobble plate pump a compact efficient by using fewer novel rotary shaft coupling of the maintenance effort.

本発明の回転軸継手は、入力軸と出力軸とが1点において角度αで折れ曲がっている回転軸継手であって、前記入力軸と出力軸とのそれぞれに、傘歯車に代わる部材として、前記傘歯車のと同じピッチコーンのすそ部の仰角がα/2で、外周部を円周方向に展開したプロフィルが周期的な波形曲線で形成されるとともに、その内側表面がこの曲線上の点と前記ピッチコーンの頂点とを結ぶ直線の軌跡で形成され、前記ピッチコーンの頂点部分に、この頂点を中心とする球面状の凹部を形成してなるヨークが取り付けられ、それぞれのヨークが、折れ曲がりの内側位置すなわち前記傘歯車のかみ合い部に相当する位置において内側表面同士が接触するとともに、前記凹部に嵌合する1個の球体を介して軸方向に接続されていることを特徴とし、望ましくは前記の球体が前記ヨークの一方と凹部に嵌合した形で一体に形成されており、また前記の周期的な波形曲線が全周を2〜6のサイクル数で構成されている前記の回転軸継手である。 The rotary shaft joint for the present invention is a rotary shaft joint in which the input shaft and the output shaft are bent at an angle α at one point, and each of the input shaft and the output shaft is replaced with a bevel gear. The angle of elevation of the base of the same pitch cone as that of the bevel gear is α / 2, and a profile in which the outer peripheral portion is developed in the circumferential direction is formed by a periodic waveform curve, and the inner surface thereof is a point on this curve. the formed by the locus of a straight line connecting the vertex of the pitch cones, the vertex portion of said pitch cone yoke obtained by forming a spherical recess centered on the vertices are attached, each of the yoke, bent and The inner surfaces are in contact with each other at the position corresponding to the meshing portion of the bevel gear, and are connected in the axial direction via one sphere that fits into the recess, Preferably, the sphere is integrally formed so as to fit into one of the yokes and the recess, and the periodic waveform curve is composed of 2 to 6 cycles on the entire circumference. It is a rotary shaft coupling.

発明の揺動板ポンプは、回転体の歳差運動がないとしたときの回転軸に対して一定の傾斜角を以て取り付けられ、前記回転軸を中心として歳差運動を行う揺動軸と、この揺動軸に半径方向に取り付けられた円板状の揺動板と、かみ合い機構を介してこの揺動板ならびに揺動軸を揺動自在に、かつ回転させずに支持し、前記揺動板の揺動軸回りの歳差運動範囲を囲むポンプ室を構成するとともに流入口および流出口を開口するケーシングと、このケーシングの内側面から前記揺動軸に向けて前記流入口および流出口とを区画する隔壁を備え、前記かみ合い機構が前記の回転軸継手を使用していることを特徴とする。 Wobble plate pump of the present invention, the pivot shaft to perform fitted with a constant inclination angle with respect to the rotation axis when the no precession of the rotary body, a precession around the axis of rotation, A disk-shaped rocking plate attached to the rocking shaft in a radial direction, and the rocking plate and the rocking shaft are supported through a meshing mechanism so as to be rockable and non-rotating. A casing that forms a pump chamber surrounding the precession motion range around the swing axis of the plate and opens the inlet and the outlet, and the inlet and outlet from the inner surface of the casing toward the swing axis The partition mechanism is provided, and the meshing mechanism uses the rotary shaft joint.

本発明によれば、構成が簡単で振動や騒音の発生がなく、メンテナンスの手間の少ない新規な回転軸継手が実現されるとともに、これを使用して小型で効率のよい揺動板ポンプや関連機器が製造可能となるという、すぐれた効果を奏する。   According to the present invention, a new rotary shaft coupling that has a simple configuration, does not generate vibration and noise, and requires less maintenance is realized. There is an excellent effect that the device can be manufactured.

図1は本発明の回転軸継手を示す斜視図、図2は片側のヨークを示す斜視図、図3は図2のXX矢視による断面図で、1は入力軸、2は出力軸、3a、3bは入力軸1と出力軸2とのそれぞれに傘歯車に代わる部材として取り付けられ前記傘歯車のと同じピッチコーンを仮想的に有したヨーク、4は1対のヨーク3a、3bの間に挿入された球体である。ヨーク3は、外周部31を円周方向に展開したプロフィルを周期的な波形曲線で形成し、内側表面32をこの波形曲線上の点と前記ピッチコーンの頂点とを結ぶ直線の軌跡で形成し、前記ピッチコーンの頂点部分に、この頂点を中心とする球面状の凹部33を形成して構成されている。 1 is a perspective view showing a rotary shaft joint for the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a yoke on one side, FIG. 3 is a sectional view taken along arrow XX in FIG. 2, 1 is an input shaft, 2 is an output shaft, 3a and 3b are attached to the input shaft 1 and the output shaft 2 as members instead of bevel gears, respectively, and yokes virtually having the same pitch cone as the bevel gears, and 4 is a pair of yokes 3a and 3b. A sphere inserted in between. Yoke 3, the outer peripheral portion 31 a profile which is expanded in the circumferential direction to form a periodic waveform curve, the inner surface 32 formed by the locus of a straight line point between connecting the vertices of the pitch cones on the waveform curve , the apex portion of the pitch cone is constructed by forming a spherical recess 33 centered on the apex.

図4は本発明の回転軸継手におけるヨークを傘歯車のと同じピッチコーンで代表して示した説明図で、入力軸1と出力軸2との折れ曲がり角度をα、前記ピッチコーンのすそ部の仰角をα/2とし、頂点部分に頂点を中心とする球面状の凹部を形成されたヨーク3a、3bと、入力軸1と出力軸2との折れ曲がり点を中心とする球体4とで構成され、入力軸1と出力軸2との折れ曲がりの内側位置すなわち前記傘歯車のかみ合い部に相当する位置において前記ピッチコーン同士が内側表面で接触している。 Figure 4 is a diagram showing a representative at the same pitch cone yoke of the bevel gear in the rotation axis joint for the present invention, the bending angle of the input shaft 1 and output shaft 2 alpha, skirt of the pitch cone Is composed of yokes 3a and 3b in which a spherical recess centered at the apex is formed at the apex portion and a sphere 4 centered at the bending point between the input shaft 1 and the output shaft 2 is, the pitch cone are in contact with each other at the inner surface at the position corresponding to the inner position or engagement portion of the bevel gear bending of the input shaft 1 and output shaft 2.

ヨークが理想的な摩擦体であれば図4の構成のままで摩擦接触によりトルクを伝達することができるが、現実の材料では滑りや摩耗が避けられず、高速で大トルクを伝達することはできない。前記ピッチコーンに凹凸を設けて傘歯車とすれば確実にトルクを伝達することができるが、騒音や振動が発生し、また潤滑、摩耗などのメンテナンス上の問題もある。 If the yoke is an ideal friction body, torque can be transmitted by frictional contact with the configuration shown in FIG. 4, but slipping and wear cannot be avoided with actual materials, and large torque can be transmitted at high speed. Can not. The can be reliably transmitted torque if the bevel gears irregularities provided on a pitch cone, generated noise and vibration, also some lubrication, also maintenance problems such wear.

本発明では傘歯車に代えて、展開したプロフィルを波形曲線とするヨークとし、この波形曲線を全周で2ないし4サイクルの少ない波数で構成した。さらに転動に際して滑りを生じないように、波形曲線の山の部分と谷の部分とをそれぞれサイクロイド曲線で構成した。   In the present invention, instead of the bevel gear, the developed profile is a yoke having a waveform curve, and the waveform curve is configured with a small wave number of 2 to 4 cycles on the entire circumference. Furthermore, the peak portion and the valley portion of the waveform curve were each composed of a cycloid curve so that no slip occurred during rolling.

図5にヨーク外周部31の展開プロフィルの一例を示す。全周は山数2つの2サイクルで構成され、山の部分と谷の部分とはそれぞれサイクロイド曲線で、継目部分を滑らかな曲線で接続している。   FIG. 5 shows an example of a development profile of the yoke outer peripheral portion 31. The entire circumference is composed of two cycles with two peaks. The peak portion and the valley portion are each connected by a cycloid curve, and the joint portion is connected by a smooth curve.

サイクロイド曲線は、円が直線に沿って滑らずに転がるとき、円周上の定点が描く軌跡である。歯車のプロフィルとして一般的なインボリュート曲線は歯面の表裏で不連続であるが、サイクロイドの場合は頂部を含めて両側が連続した波形となり、少ない山数で連続的に接触したい本発明回転軸継手には好適である。波形曲線としてはこの他に、変形台形曲線、変形正弦曲線、トロコイド曲線など、一般にカム曲線と呼ばれているものが使用できる。 The cycloid curve is a locus drawn by a fixed point on the circumference when the circle rolls without sliding along the straight line. A general involute curve as a gear profile is discontinuous on the front and back of the tooth surface, but in the case of a cycloid, both sides including the top have a continuous waveform, and the rotation for the present invention where continuous contact is desired with a small number of peaks. Suitable for shaft couplings. In addition to this, what is generally called a cam curve, such as a modified trapezoidal curve, a modified sine curve, or a trochoid curve, can be used as the waveform curve.

波形曲線の全周の中のサイクル数、すなわち山数を多くするとヨークは実質的に傘歯車に近いものとなるが、本発明ではあえて山数を少なくし、製作を容易にするとともに強度を向上させている。図1ないし3に示した例では山数は2で、図5もこれに対応している。山数が1では互いにかみ合う形にならないので、現実的でない。山数が多くなると山の幅が小さくなって強度が低下するから、多くしても6山程度が限度であり、例示した2山がもっとも望ましい。   Increasing the number of cycles, that is, the number of ridges in the entire circumference of the waveform curve, makes the yoke substantially similar to a bevel gear, but in the present invention, the number of ridges is intentionally reduced, facilitating manufacturing and improving strength. I am letting. In the example shown in FIGS. 1 to 3, the number of peaks is 2, and FIG. 5 corresponds to this. If the number of mountains is 1, it will not be in mesh with each other, so it is not realistic. As the number of mountains increases, the width of the mountains decreases and the strength decreases, so the maximum is about 6 mountains, and the two mountains illustrated are the most desirable.

本発明回転軸継手は、1対のヨークの中間に球体4を介在させることにより、軸方向の力の伝達ならびにコーンの位置合わせを確実なものとしている。トルクの伝達はヨークの内側表面のころがり接触により行われる。サイクロイド曲線等の波形曲線を採用することによりほぼ完全なころがり接触となるので摩耗の問題はほとんどないが、潤滑を行わないでも長時間安全に運転するため、ヨークそのものを自己潤滑作用のある低摩擦材製とすることが望ましい。一方、球体は軸受用鋼球やセラミックボール等の硬いものが適当である。 In the rotary shaft joint for the present invention , the spherical body 4 is interposed between the pair of yokes to ensure the transmission of the axial force and the alignment of the cone. Torque is transmitted by rolling contact on the inner surface of the yoke. By adopting a waveform curve such as a cycloid curve, there is almost no problem of wear because it becomes almost perfect rolling contact, but since it operates safely for a long time without lubrication, the yoke itself has low friction with self-lubricating action It is desirable to use a material. On the other hand, hard balls such as steel balls for bearings and ceramic balls are suitable.

また、ヨーク3を射出成形で製造する場合などには、一方のヨーク3を、凹部33に球体4を嵌合した形にして一体に形成し、部品点数を削減することもできる。   Further, when the yoke 3 is manufactured by injection molding, one yoke 3 can be integrally formed by fitting the spherical body 4 into the concave portion 33, and the number of parts can be reduced.

図6は以上説明した本発明の回転軸継手をかみ合い機構57に使用した本発明の実施例を示す揺動板ポンプ5の断面図で、共通するものについての各符号はさきに説明した図7の従来例の血液ポンプ5aと全く同様であるが、回転軸回りとかみ合い機構の部分に相違がある。51はモータで、511はコイルのあるステータ、内側の512が永久磁石を備えるロータで、ロータ512の内側に軸受けを介して揺動軸56が傾斜角を以て取り付けられているから、モータ51が回転すると揺動軸56は歳差運動を行う。揺動軸56の下端にはかみ合い機構57を構成する上側のヨーク571と、円板状の揺動板58とが一体に取り付けられており、一方、ケーシング52の底部には下側のヨーク572が一体に形成され、上下のヨーク571、572の間には球体573が挿入されている。モータ51とケーシング52とはクランプ523で固定され、また揺動軸56はばね561で下方に押し付けられている。揺動板58はかみ合い機構57のために回転できないので、ロータ512が回転すると、揺動軸56の揺動に従い歳差運動のみを行い、ポンプ室53内でポンプ作用を行うことはさきに説明した従来の血液ポンプと全く同様であるが、本発明ではかみ合い機構に傘歯車ではなく樹脂製のヨークを使用することで振動、騒音の発生がなくなり、潤滑、摩耗による交換などのメインテナンスがほとんど不要となった。 FIG. 6 is a cross-sectional view of an oscillating plate pump 5 showing an embodiment of the present invention in which the rotary shaft joint for the present invention described above is used for the meshing mechanism 57. The common reference numerals are those described above. 7 is exactly the same as the blood pump 5a of the conventional example, but there is a difference in the portion around the rotation axis and the meshing mechanism. 51 is a motor, 511 is a stator with a coil, and an inner 512 is a rotor having a permanent magnet. Since the swing shaft 56 is attached to the inner side of the rotor 512 with a bearing through an inclination angle, the motor 51 rotates. Then, the swing shaft 56 performs precession. An upper yoke 571 constituting a meshing mechanism 57 and a disc-shaped swing plate 58 are integrally attached to the lower end of the swing shaft 56, while the lower yoke 572 is attached to the bottom of the casing 52. Are integrally formed, and a spherical body 573 is inserted between the upper and lower yokes 571 and 572. The motor 51 and the casing 52 are fixed by a clamp 523, and the swing shaft 56 is pressed downward by a spring 561. Since the oscillating plate 58 cannot rotate because of the meshing mechanism 57, when the rotor 512 rotates, only the precession is performed according to the oscillation of the oscillating shaft 56, and the pump action is performed in the pump chamber 53. This is exactly the same as the conventional blood pump, but in the present invention, the use of a resin yoke instead of a bevel gear for the meshing mechanism eliminates vibration and noise, and almost no maintenance such as replacement due to lubrication or wear is required. It became.

この揺動板ポンプは、多くの用途が考えられるが、定常流、拍動流のいずれにも対応でき小型でエネルギー効率がよく、滞留域がないので抗血栓性が高く、かつ振動、騒音等の不快感がないので例えば図18で説明したような人工心肺システムや人工心臓等の医療用の血液ポンプに使用するときわめて効果的である。 This oscillating plate pump can be used for many purposes, but it can handle both steady flow and pulsating flow, is small and energy efficient, has no retention zone, and has high antithrombogenicity, vibration, noise, etc. Therefore, it is extremely effective when used for a blood pump for medical use such as an artificial heart-lung system or an artificial heart as described in FIG.

本発明の回転軸継手を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the rotating shaft coupling for this invention. 本発明の回転軸継手の片側のヨークを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the yoke of the one side of the rotating shaft coupling for this invention. 図2のXX矢視による断面図である。It is sectional drawing by XX arrow of FIG. 本発明の回転軸継手におけるヨークを傘歯車のと同じピッチコーンで代表して示した説明図である。It is explanatory drawing which represented the yoke in the rotating shaft coupling for this invention typically with the same pitch cone as a bevel gear . 本発明の回転軸継手におけるヨーク外周部のプロフィルを示す展開図である。It is an expanded view which shows the profile of the yoke outer periphery part in the rotating shaft coupling for this invention. 本発明の回転軸継手を使用した本発明の揺動板ポンプの断面図である。It is sectional drawing of the rocking | fluctuation plate pump of this invention which uses the rotating shaft coupling for this invention. 従来の技術における血液ポンプを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the blood pump in a prior art. 図7の血液ポンプの蓋を外した状態における平面図である。FIG. 8 is a plan view of the blood pump in FIG. 7 with a lid removed. 従来の技術における血液ポンプのかみ合い機構を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the meshing mechanism of the blood pump in a prior art. 従来の技術における血液ポンプのポンプ作用を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the pump action of the blood pump in a prior art. 同じく従来の技術における血液ポンプのポンプ作用を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the pump action of the blood pump in a related art similarly. 同じく従来の技術における血液ポンプのポンプ作用を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the pump action of the blood pump in a related art similarly. 同じく従来の技術における血液ポンプのポンプ作用を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the pump action of the blood pump in a related art similarly. 同じく従来の技術における血液ポンプのポンプ作用を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the pump action of the blood pump in a related art similarly. 同じく従来の技術における血液ポンプのポンプ作用を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the pump action of the blood pump in a related art similarly. 同じく従来の技術における血液ポンプのポンプ作用を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the pump action of the blood pump in a related art similarly. 同じく従来の技術における血液ポンプのポンプ作用を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the pump action of the blood pump in a related art similarly. 従来の技術における血液ポンプを使用した人工心肺システムの構成図である。It is a block diagram of the heart-lung machine system using the blood pump in a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 入力軸
2 出力軸
3、3a、3b、571、572 ヨーク
4、573 球体
5 揺動板ポンプ
5a 血液ポンプ
31 外周部
32 内側表面
33 凹部
51 モータ
52 ケーシング
53 ポンプ室
54 流入口
55 流出口
56 揺動軸
56a 駆動軸
56b 傾斜軸部
57 かみ合い機構
58 揺動板
59 シール膜
511 ステータ
512 ロータ
521 蓋
522 隔壁
523 クランプ
561 ばね
574 冠歯車
575 傘歯車
581 切欠き
1 Input shaft 2 Output shaft 3, 3a, 3b, 571, 572 Yoke 4, 573 Ball 5 Oscillating plate pump
5a blood pump
31 Outer part
32 inner surface
33 recess
51 motor
52 Casing
53 Pump room
54 Inlet
55 Outlet
56 Oscillating shaft
56a Drive shaft
56b Inclined shaft
57 Intermeshing mechanism
58 Swing plate
59 Sealing membrane
511 stator
512 rotor
521 lid
522 Bulkhead
523 Clamp
561 Spring
574 Crown gear
575 Bevel gear
581 cutout

Claims (3)

回転体の歳差運動がないとしたときの回転軸に対して一定の傾斜角を以て取り付けられ、前記回転軸を中心として歳差運動を行う揺動軸(56)と、この揺動軸(56)に半径方向に取り付けられた円板状の揺動板(58)と、かみ合い機構(57)を介してこの揺動板(58)ならびに揺動軸(56)を揺動自在に、かつ回転させずに支持し、前記揺動板(58)の揺動軸(56)回りの歳差運動範囲を囲むポンプ室(53)を構成するとともに流入口(54)および流出口(55)を開口するケーシング(52)と、このケーシング(52)の内側面から前記揺動軸(56)に向けて前記流入口(54)および流出口(55)とを区画する隔壁(522)を備え、前記かみ合い機構(57)が下記 [1]の回転軸継手を使用していることを特徴とする揺動板ポンプ。

[1] 入力軸(1)と出力軸(2)とが1点において角度αで折れ曲がっている回転軸継手であって、前記入力軸(1)と出力軸(2)とのそれぞれに、傘歯車に代わる部材として、前記傘歯車のと同じピッチコーンのすそ部の仰角がα/2で、外周部(31)を円周方向に展開したプロフィルが周期的な波形曲線で形成されるとともに、その内側表面がこの曲線上の点と前記ピッチコーンの頂点とを結ぶ直線の軌跡で形成され、前記ピッチコーンの頂点部分に、この頂点を中心とする球面状の凹部(33)を形成してなるヨーク(3a、3b)が取り付けられ、それぞれのヨーク(3a、3b)が、折れ曲がりの内側位置すなわち前記傘歯車のかみ合い部に相当する位置において内側表面(32)同士が接触するとともに、前記凹部(33)に嵌合する1個の球体(4)を介して軸方向に接続されていることを特徴とする回転軸継手。
Mounted with a certain inclination angle with respect to the rotation axis when the no precession of the rotary body, wherein a swing axis precess about an axis of rotation (56), the pivot shaft (56 ) And a rocking plate (58) mounted in the radial direction to the rocking plate (58) and the rocking shaft (56) via a meshing mechanism (57). The pump chamber (53) that surrounds the range of precession around the rocking shaft (56) of the rocking plate (58) is formed and the inlet (54) and the outlet (55) are opened. And a partition wall (522) that partitions the inlet (54) and the outlet (55) from the inner surface of the casing (52) toward the swing shaft (56), An oscillating plate pump characterized in that the meshing mechanism (57) uses the rotary shaft coupling of [1] below .
Record
[1] A rotary shaft joint in which an input shaft (1) and an output shaft (2) are bent at an angle α at one point, and an umbrella is provided on each of the input shaft (1) and the output shaft (2). As a member that replaces the gear, the angle of elevation of the base of the same pitch cone as that of the bevel gear is α / 2, and a profile in which the outer peripheral portion (31) is developed in the circumferential direction is formed with a periodic waveform curve, The inner surface is formed by a linear locus connecting a point on the curve and the apex of the pitch cone, and a spherical concave portion (33) centering on the apex is formed at the apex portion of the pitch cone. The yokes (3a, 3b) are attached, and the inner surfaces (32) are in contact with each other at the inner position of the bend, that is, at the position corresponding to the meshing portion of the bevel gear, and the recesses One sphere that fits into (33) Rotary shaft coupling, characterized in that connected to the axial direction) through the.
前記の球体(4)が前記ヨーク(3a、3b)の一方と凹部(33)に嵌合した形で一体に形成されている請求項1に記載の揺動板ポンプ。  The rocking plate pump according to claim 1, wherein the spherical body (4) is integrally formed so as to be fitted to one of the yokes (3a, 3b) and the recess (33). 前記の周期的な波形曲線が全周を2〜6のサイクル数で構成されている請求項1または2に記載の揺動板ポンプ。  The oscillating plate pump according to claim 1 or 2, wherein the periodic waveform curve is constituted by 2 to 6 cycles on the entire circumference.
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