CN102442064A - 流体喷射装置及医疗设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够实现高效率的流体喷射的流体喷射装置及医疗设备。流体喷射装置(10)具有：压力室(60)；致动器(70)，其具有使压力室的容积变化的移位平面(71)；送出流路管(51)，其与压力室连通；第1压力波反射面(M1)，其由旋转抛物面的一部分构成，使通过致动器的移位而在压力室的内部传播的平面压力波反射；以及第2压力波反射面(M2)，其由与第1压力波反射面对置配置的旋转抛物面的一部分构成，第1压力波反射面和第2压力波反射面具有共同的第1焦点(F1)，从第2压力波反射面反射的压力波在送出流路管的内部传播以喷射流体。由此，能够使压力波高效地传递到送出流路管内，将致动器产生的压力波具有的能量高效地用于流体喷射。

Description

流体喷射装置及医疗设备

技术领域

本发明涉及流体喷射装置及使用流体喷射装置的医疗设备。

背景技术

过去提出了一种流体喷射装置，该流体喷射装置使用由膜片和压电元件构成的容积变更单元来变更压力室的容积，并将流体变换为高压的脉动流，使从压力室向送出流路管内传播压力波，从而从喷嘴高速喷射成脉冲状(例如，参照专利文献1)。

另外，还提出了无喷嘴喷射方式的流体喷射装置，该流体喷射装置在填充有油墨的油墨室的底部形成呈抛物面形状的反射声音能量的反射板，对设于油墨表面的压电元件进行激振，并利用反射板反射声音能量使其集中于抛物面的焦点，从而对油墨表面进行激励以喷射油墨(例如，参照专利文献2)。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2008-82202号公报

【专利文献2】日本特开平2-95857号公报

在如专利文献1所述构成的流体喷射装置中，借助压电元件的驱动而产生于压力室内的平面压力波，在压力室以及与压力室连通的、流路直径比压力室小的送出流路管内传播。此时，平面压力波的大部分在与压电元件对置的送出流路管周围的内壁上反射。因此，存在不能向送出流路管内高效地传递平面压力波的能量的课题。

另一方面，在如专利文献2所述的结构中，在压电致动器产生的声音能量(另外，声音能量被置换为压力波的能量)由反射板反射，并会聚在位于油墨液面附近的抛物面的焦点上，因而认为能够使压力波的能量高效地集中在油墨面上。但是，由于抛物面的焦点设于油墨的喷出口处，因而已会聚在焦点处的声音能量在通过焦点后又呈放射状扩展，因而喷出墨滴有时分裂，结果，存在不能将声音能量高效地用于油墨喷出的课题。

发明内容

本发明就是为了解决上述课题的至少一部分课题而提出的，能够实现以下的方式或者应用例。

[应用例1]本应用例的流体喷射装置的特征在于，该流体喷射装置具有：压力室；致动器，其具有使所述压力室的容积变化的移位平面；送出流路管，其与所述压力室连通；第1压力波反射面，其由旋转抛物面的一部分构成，使通过所述致动器的移位而在所述压力室的内部传播的平面压力波反射；第2压力波反射面，其由与所述第1压力波反射面对置配置的旋转抛物面或者旋转椭圆面的一部分构成，所述第1压力波反射面和所述第2压力波反射面具有共同的第1焦点，从所述第2压力波反射面反射的压力波在所述送出流路管的内部传播以喷射流体。

其中，旋转抛物面是指使抛物线围绕其对称轴旋转360度而形成的面，旋转中心轴相当于上述对称轴。

其中，旋转椭圆面是指使椭圆围绕其长轴旋转360度而形成的面，旋转中心轴相当于上述长轴。

根据本应用例，通过驱动致动器，致动器的移位平面产生平面压力波，利用第1压力波反射面使该平面压力波会聚在第1焦点。已会聚的压力波在压力室内呈放射状扩展并传播，再由第2压力波反射面反射并传播到送出流路管内。这样，能够使压力波高效地传递到送出流路管内，能够将致动器产生的压力波具有的能量高效地用于流体喷射。

另外，本应用例中的“所述第1压力波反射面和所述第2压力波反射面具有共同的第1焦点”，该共同的第1焦点是指不存在各自焦点位置的偏移或者存在允许范围内的偏移，该允许范围在预计显现本发明的目的效果的包括第2压力波反射面在内的旋转抛物面或者旋转椭圆面和其旋转中心轴的交点、与第2压力波反射面的第1焦点的长度的10％以内，优选在5％以内，更理想的是0％，即没有偏移。

[应用例2]所述应用例的流体喷射装置优选所述第1压力波反射面的旋转中心轴与所述第2压力波反射面的旋转中心轴相互大致平行。

在这种结构中，大致平行地配置各个旋转中心轴。因此，这些构成要素的对称性良好，能够将致动器产生的平面压力波通过第1压力波反射面和第2压力波反射面高效地传播到送出流路管内。

另外，根据这种结构，能够将致动器、压力室、第1压力波反射面和第2压力波反射面、送出流路管配置成直线状，也具有构造简单、容易制造的效果。

另外，所说旋转中心轴大致平行是指各个旋转中心轴相互平行或者在允许交叉角度范围内的交叉，该允许交叉角度范围在预计显现本发明的目的效果的±5°以内，优选在±2.5°以内，更理想的是0°即平行(以后相同)。

[应用例3]所述应用例的流体喷射装置优选所述第1压力波反射面的旋转中心轴与所述第2压力波反射面的旋转中心轴相互一致。

在这种结构中，使旋转中心轴一致。因此，这些构成要素的对称性更加良好，能够将致动器产生的平面压力波通过第1压力波反射面和第2压力波反射面更高效地传播到送出流路管内。

另外，所说旋转中心轴一致是指各个旋转中心轴相互大致平行，各自的旋转中心轴的位置不具有与旋转中心轴垂直的方向的差异。或者，所说一致是指具有允许范围内的差异，该允许范围在预计显现本发明的目的效果的包括第2压力波反射面在内的旋转抛物面或者旋转椭圆面和其旋转中心轴的交点、与第2压力波反射面的第1焦点的长度的10％以内，优选在5％以内，更理想的是0％，即没有差异(以后相同)。

[应用例4]所述应用例的流体喷射装置优选所述第1压力波反射面的旋转中心轴与所述第2压力波反射面的旋转中心轴相互不平行。

根据这种结构，由第2压力波反射面反射的压力波能够沿相对于致动器产生的平面压力波的传播方向倾斜的方向传播。因此，通过使送出流路管的中心轴与该压力波的传播方向大致平行，能够实现在偏离致动器的移位平面的中心轴的方向上具有送出流路管的流体喷射装置的形式，同时能够将在致动器产生的平面压力波高效地传播到压力室及送出流路管中。

[应用例5]所述应用例的流体喷射装置优选所述致动器的移位平面的中心轴与所述第1压力波反射面的旋转中心轴相互大致平行，所述送出流路管的中心轴与所述第2压力波反射面的旋转中心轴相互大致平行。

在这种结构中，使旋转中心轴和移位平面的中心轴、旋转中心轴和送出流路管的中心轴大致平行。因此，这些构成要素的对称性良好，能够将致动器产生的平面压力波通过第1压力波反射面和第2压力波反射面高效地传播到送出流路管内。

另外，根据这种结构，能够将致动器和第1压力波反射面、第2压力波反射面和送出流路管配置成直线状，也具有构造简单、容易制造的效果。

[应用例6]所述应用例的流体喷射装置优选所述致动器的移位平面的中心轴与所述第1压力波反射面的旋转中心轴相互一致，所述送出流路管的中心轴与所述第2压力波反射面的旋转中心轴相互一致。

在这种结构中，使旋转中心轴和移位平面的中心轴、旋转中心轴和送出流路管的中心轴一致。因此，这些构成要素的对称性更加良好，能够将致动器产生的平面压力波通过第1压力波反射面和第2压力波反射面更高效地传播到送出流路管内。

[应用例7]所述应用例的流体喷射装置优选所述致动器的移位平面的中心轴与所述第1压力波反射面的旋转中心轴相互分离，所述送出流路管的中心轴与所述第2压力波反射面的旋转中心轴相互分离。

根据这种结构，构成要素的各个轴处于大致平行且分离配置的状态。因此，第2压力波反射面能够在与致动器产生的平面压力波大致平行且分离的位置反射压力波，并传播到处于与致动器的移位平面的中心轴大致平行且分离的位置的送出流路管内。由此，能够增大流体喷射装置的形式的自由度，同时能够将压力波高效地传递到送出流路管内。

[应用例8]所述应用例的流体喷射装置优选所述第2压力波反射面的旋转椭圆面的第2焦点配置在所述送出流路管的内部。

根据这种结构，由第2压力波反射面反射的压力波会聚在第2焦点，再在送出流路管内扩展。由于第2焦点位于送出流路管内，所以从第2焦点扩展的压力波一边在送出流路管的内壁反射一边传播。这样，也能够将致动器产生的平面压力波高效地传播到压力室及送出流路管内。

[应用例9]本应用例的医疗设备的特征在于，该医疗设备使用了上述各个应用例中任意一个应用例所述的流体喷射装置。

本应用例的医疗设备能够使液体作为微小液滴变换为脉冲状来进行高速喷射，在进行活体组织的切除、切开、粉碎的情况下，作为能够保存血管等毛细管组织、且不会出现热损伤等的手术器具具有良好的特性。并且，在使用上述的流体喷射装置进行手术等的情况下，与过去采用高压流的情况相比，喷射的液体量少，还具有手术部位的目视确认性良好的优点。

附图说明

图1是表示实施方式1的流体喷射装置的结构的剖视图。

图2是驱动实施方式1的致动器的电压波形图。

图3是表示实施方式1的压力波的传播的说明图。

图4是表示实施方式2的压力波的传播的说明图。

图5是表示实施方式3的流体喷射装置的结构的剖视图。

图6是表示实施方式3的压力波的传播的说明图。

图7是表示实施方式4的流体喷射装置的结构及压力波的传播的剖视图。

图8是表示实施方式5的流体喷射装置的结构的剖视图。

图9是表示实施方式5的压力波的传播的说明图。

图10是表示实施方式6的流体喷射装置的结构及压力波的传播的剖视图。

标号说明

10流体喷射装置；20泵；30压力产生部；40第1机框；43流体供给管；44流体供给路；50第2机框；51送出流路管；52送出流路；53流路喷射开口部；60压力室；70致动器；71移位平面(另一个端面)；80膜片；F1第1焦点；M1第1压力波反射面；M2第2压力波反射面。

具体实施方式

下面，根据附图说明本发明的实施方式。

另外，为了便于图示，在下面的说明中所参照的附图是部件或部分的形状和纵横的比例尺与实际不同的示意图，并且为了便于理解说明而进行简化图示。

(实施方式1)

图1是表示本实施方式的流体喷射装置的结构的剖视图。在图1中，流体喷射装置10构成为具有：压力产生部30，其具有压力室60和作为使压力室60的容积变化的容积变更单元的致动器70；流体供给管43，其具有与压力室60连通的流体供给路44；以及送出流路管51，其具有与压力室60连通的送出流路52。

致动器70是环状的压电元件，其一个端面被固定在第1机框40的内底面上，另一个端面经由加强部件(省略图示)被紧密固定在膜片80上。通过施加电压，另一个端面71(以后表示为移位平面71)能够沿箭头A方向(厚度方向)进行伸缩。该致动器70在快速伸缩时通过膜片80产生平面压力波。膜片80的周缘部被固定在第1机框40或者第2机框50上。

另外，致动器70只要是能够变更压力室60的容积、并且能够产生平面压力波的部件即可，不限定于压电元件。

在第1机框40的底面中央形成有贯通致动器70的突起部，在该突起部的前端形成有旋转抛物面。将该旋转抛物面表示为第2压力波反射面M2。另外，使第2压力波反射面M2比致动器70的移位平面71突出。

在图1中，流体供给管43突出设置并形成在第2机框50上，但也可以使第2机框50和流体供给管43形成为分体构造，并将流体供给管43压入固定于第2机框50。流体供给管43与未图示的作为流体供给部的泵20连接，以固定的压力或者固定的流量向压力室60供给流体。

另外，第1机框40和第2机框50、流体供给管43、送出流路管51、流体喷射开口部53利用足够硬的材料构成，具有不会因在流体内传播的压力波而变形的充足刚性。

并且，在图1中，在第2机框50突出设置送出流路管51，但也可以使第2机框50和送出流路管51形成为分体构造，并将送出流路管51压入固定于第2机框50。在送出流路管51的前端部形成有流体喷射开口部53(有时表示为喷嘴)，该流体喷射开口部53具有流路直径相比送出流路52的截面积而缩小的截面积。

第1机框40和第2机框50被紧密固定在彼此的对置面上，由第2机框50的内壁、致动器70的移位平面71、第2压力波反射面M2包围的空间成为压力室60。并且，与移位平面71及第2压力波反射面M2对置的面是由旋转抛物面构成的第1压力波反射面M1。

下面，参照图1说明流体喷射装置10的流体喷射作用。另外，假设流体为液体进行说明。首先，对为了驱动致动器70而施加的驱动波形进行说明。

图2的(A)示出驱动致动器70的基本驱动电压波形图。如图2的(A)所示，基本电压波形是急剧上升、缓慢下降的电压波形。在驱动电压急剧增加的上升区域中，致动器70快速伸长，在驱动电压缓慢减小的下降区域中，致动器70恢复为原来的长度。该驱动波形是驱动致动器70的基本电压波形。

实际上，在驱动流体喷射装置10时，可以如图2的(B)所示的那样，以某种周期反复施加该基本电压波形，还可以如图2的(C)所示的那样，只反复施加某种周期即有限的次数。或者，还可以如图2的(D)所示的那样，单脉冲地施加基本电压波形。

通过泵20始终以固定压力(或者固定的流量)向流体供给路44供给液体。结果，在致动器70不进行伸缩动作的状态下即通常状态下，固定流量的液体从泵20流向流体喷射开口部53，该固定流量是根据泵20的供给压力、和从流体供给路44经由压力室60及送出流路52到达流体喷射开口部53的流路系统整体的流路阻力而确定的。

在此，假设对致动器70施加驱动电压，从而致动器70急剧伸长。结果，压力室60的容积快速缩小，压力根据压力室60内的流体自身具有的压缩性而快速上升。在压力室60内急剧升高的压力作为伴随有非常大的流体移位量的压力波，在送出流路52内开始朝向流体喷射开口部53传播。该压力波以在流体内传播的声速在送出流路52内朝向流体喷射开口部53方向传播，在到达流体喷射开口部53时作为高速喷流而喷出。因此，为了从流体喷射开口部53喷出具有较高的运动能量的高速喷流，将通过致动器70的急剧伸长而产生的压力波的能量尽可能无损失地、且高效地传递到流体喷射开口部53是非常重要的。

因此，参照图3对压力波的传播进行说明。

图3是示出本实施方式的压力波的传播的说明图。首先，说明各个构成要素的关系。在图3中，第1压力波反射面M1的旋转抛物面的焦点和第2压力波反射面M2的旋转抛物面的焦点是共同的第1焦点F1。第1压力波反射面M1及第2压力波反射面M2的旋转抛物面的旋转中心轴、致动器70的移位平面71的中心轴以及送出流路管51的中心轴一致(在图中表示为P轴)，第1焦点F1位于该P轴上。另外，P轴与坐标系的z轴是共同的轴。

下面，参照图3，利用三维坐标表示来说明第1压力波反射面M1和第2压力波反射面M2的形状及压力波的传播。利用x轴、y轴表示与移位平面71平行的平面坐标，将与x y平面垂直的轴设为z轴，利用(x，y，z)表示坐标。坐标原点P0(0，0，0)为第1压力波反射面M1与P轴的交点，在将第1焦点F1的位置设为(0，0，f)时，坐标原点P0(0，0，0)为第1压力波反射面M1即旋转抛物面的顶点，在将第1焦点F1的位置设为(0，0，f)时，第1压力波反射面M1的旋转抛物面能够用下式表示。

[式1]

$Z=\frac{1}{4f}(x^2+y^2)\·\·\·\left(1\right)$

[式2]

r²≤x²+y²≤R²        …(2)

并且，第2压力波反射面M2的旋转抛物面能够用下式表示。

[式3]

$Z=-\frac{R}{4\mathrm{fr}}(x^2+y^2)+f(1+\frac{r}{R})\·\·\·\left(3\right)$

[式4]

x²+y²≤r²            …(4)

这里，r表示送出流路52的半径，R表示致动器70的外周半径。其中，设R＞＞r，f＞R/2。

在压力室60内被填充了液体时，在致动器70急剧伸长(箭头A1方向)时，通过移位平面71产生平面压力波a1。所产生的平面压力波a1沿P轴方向朝向第1压力波反射面M1(箭头a1方向)传播，并由第1压力波反射面M1反射。所反射的压力波a2向箭头a2方向传播，并在第1焦点F1会聚，然后朝向第2压力波反射面M2扩展，并由第2压力波反射面M2反射。第1焦点F1是第1压力波反射面M1和第2压力波反射面M2各自的旋转抛物面的共同焦点，因而由第2压力波反射面M2反射的压力波a3沿P轴方向(箭头a3方向)在送出流路52内传播。

另外，设定第1压力波反射面M1的旋转抛物面和第2压力波反射面M2的旋转抛物面的形状及配置，以使将第1压力波反射面M1的旋转抛物面的边缘部分(最外周缘部)和第1焦点F1连接起来的线段不与第2压力波反射面M2交叉。即，设定压力波的传递路径，以使通过第1压力波反射面M1反射的压力波不被第2压力波反射面M2自身遮挡。

因此，根据本实施方式，通过驱动致动器70，移位平面71产生平面压力波a1，利用第1压力波反射面M1使该平面压力波a1会聚于第1焦点F1。已会聚的压力波在压力室60内呈放射状扩展地传播，再入射到第2压力波反射面M2上，由第2压力波反射面M2的旋转抛物面反射并传播到送出流路管51内(送出流路52)。这样，能够使压力波高效地传播到送出流路管51内，能够将致动器70产生的压力波具有的能量高效地用于流体喷射。

并且，在本实施方式中，使第1压力波反射面M1及第2压力波反射面M2的旋转中心轴、移位平面71的中心轴、以及送出流路管51的中心轴一致。因此，各个构成要素的对称性良好，能够将致动器70产生的平面压力波通过第1压力波反射面M1和第2压力波反射面M2高效地传播到送出流路管51内。

另外，根据这种结构，能够将致动器70、压力室60、第1压力波反射面M1和第2压力波反射面M2、送出流路管51配置成直线状，也具有构造简单、容易制造的效果。

另外，本实施方式中的第1压力波反射面M1和第2压力波反射面M2具有共同的第1焦点，该共同的第1焦点F1是指不存在各自焦点位置的偏移或者存在允许范围内的偏移，该允许范围在预计显现本实施方式的目的效果的第2压力波反射面M2和P轴的交点与第1焦点F1的长度的10％以内，优选在5％以内，更理想的是0％，即没有偏移。

这是通过在实验中进行评价而确认到的，通过使该允许范围在第2压力波反射面M2和P轴的交点与第1焦点F1的长度的10％以内，当由第2压力波反射面M2反射的压力波在送出流路管51内通过时，能够保持压力波对送出流路管51的壁面的撞击在入射角6度以内，与超过入射角6度的10％以上时相比，能够将压力波高效地传递到送出流路管51内。并且，如果处于第2压力波反射面M2和P轴的交点与第1焦点F1的长度的2％以内，能够确认到的效率效果明显提高(以后相同)。

并且，所说旋转中心轴大致平行是指各个旋转中心轴相互平行或者在允许交叉角度范围内的交叉，该允许交叉角度范围在预计显现本实施方式的目的效果的±5°以内，优选在±2.5°以内，更理想的是0°即平行(以后相同)。

另外，所说旋转中心轴一致是指各个旋转中心轴相互大致平行，各自的旋转中心轴的位置不具有与旋转中心轴垂直的方向的差异。或者，所说一致是指具有允许范围内的差异，该允许范围在预计显现本实施方式的目的效果的第2压力波反射面M2和P轴的交点与第1焦点F1的长度的10％以内，优选在5％以内，更理想的是0％，即没有差异(以后相同)。这与上述共同的第1焦点F1的实验的评价相同。

(实施方式2)

接着，参照附图说明实施方式2的流体喷射装置。相对于前述的实施方式1(参照图3)，实施方式2的特征在于，第2压力波反射面M2由旋转椭圆面构成，位于旋转椭圆面的长轴上的第2焦点存在于送出流路管51的内部。因此，以与实施方式1的不同之处为中心进行说明，对共同部分标注相同的标号。

图4是示出本实施方式的压力波的传播的说明图。在图4中，第1压力波反射面M1由旋转抛物面构成，第2压力波反射面M2由旋转椭圆面构成。在本实施方式中，致动器70的移位平面71的中心轴、第1压力波反射面M1及第2压力波反射面M2的旋转中心轴、以及送出流路管51的中心轴配置在共同的轴(P轴)上。

第1压力波反射面M1的旋转抛物面的焦点和第2压力波反射面M2的旋转椭圆面的一个焦点是共同焦点，利用第1焦点F1表示。并且，第2压力波反射面M2的旋转椭圆面在其长轴上，在与第1焦点F1相比远离第2压力波反射面M2的旋转椭圆面的位置具有第2焦点F2，第2焦点F2配置在送出流路52的内侧。

在这样构成的情况下，在致动器70急剧伸长(箭头A1方向)时，通过移位平面71产生平面压力波a1，所产生的平面压力波a1与P轴平行地传播到第1压力波反射面M1上，由第1压力波反射面M1反射。所反射的压力波a2在第1焦点F1会聚，然后朝向第2压力波反射面M2扩展，入射到第2压力波反射面M2上并在此反射。由第2压力波反射面M2反射的压力波a3先在第2焦点F2会聚然后扩展，到达送出流路管51的内壁并由内壁反射(图示为压力波a4)，同时在送出流路52中传播。

第2焦点F2被配置在送出流路管51内(送出流路52内)，因而压力波a3传播到送出流路管51内。因此，从第2压力波反射面M2反射的压力波a3先在送出流路管51内会聚。

另外，设定第1压力波反射面M1的旋转抛物面和第2压力波反射面M2的旋转椭圆面的形状及配置，以使将第1压力波反射面M1的旋转抛物面的边缘部分(最外周缘部)和第1焦点F1连接的线段，不与第2压力波反射面M2交叉。即，设定使通过第1压力波反射面M1反射的压力波不被第2压力波反射面M2自身遮挡的压力波的传递路径。

并且，设定第1压力波反射面M1的旋转抛物面和第2压力波反射面M2的旋转椭圆面的形状及配置，以使将第2压力波反射面M2的旋转椭圆面的边缘部分(最外周缘部)和第2焦点F2连接的线段，不与送出流路管51的内壁面交叉。即，设定使从第2压力波反射面M2反射的压力波的大部分入射到送出流路管51中的压力波的传递路径。

因此，根据本实施方式，在第2压力波反射面M2反射的压力波先会聚在第2焦点F2，再在送出流路管51内扩展。由于第2焦点F2位于送出流路管51内，所以从第2焦点F2扩展的压力波一边在送出流路管51的内壁反射一边传播。这样，也能够使在致动器70产生的平面压力波通过第1压力波反射面M1和第2压力波反射面M2高效地传播到送出流路管51中。

(实施方式3)

接着，参照附图说明实施方式3的流体喷射装置。相对于前述的实施方式1(参照图3)，实施方式3的特征在于，第1压力波反射面M1和第2压力波反射面M2各自的旋转抛物面的旋转中心轴一致，送出流路管51的中心轴、致动器70的移位平面71的中心轴、以及第1压力波反射面M1和第2压力波反射面M2各自的旋转抛物面的旋转中心轴相互大致平行且分离。因此，以与实施方式1的不同之处为中心进行说明，对相同的功能部分标注相同的标号。

图5是示出本实施方式的流体喷射装置的结构的剖视图。在图5中，第1压力波反射面M1的旋转抛物面的旋转中心轴与第2压力波反射面M2的旋转抛物面的旋转中心轴一致。并且，送出流路管51的中心轴、致动器70的移位平面71的中心轴、以及第1压力波反射面M1和第2压力波反射面M2各自的旋转抛物面的旋转中心轴相互大致平行且分离。因此，如图5所示，致动器70形成为具有移位平面71的柱状的形状，并且相对于第1压力波反射面M1和第2压力波反射面M2的旋转中心轴大致平行配置。

下面，参照图6说明这样构成的流体喷射装置10的压力波的传播。

图6是示出本实施方式的压力波的传播的说明图。在压力室60内被填充了液体时，在致动器70急剧伸长(箭头A1方向)时，通过移位平面71产生平面压力波，所产生的平面压力波沿与移位平面71的中心轴平行的方向朝向第1压力波反射面M1(箭头a1方向)传播，并由第1压力波反射面M1反射。所反射的压力波先在第1焦点F1会聚，然后朝向第2压力波反射面M2方向(箭头a2方向)扩展，并由第2压力波反射面M2反射。第1焦点F1是第1压力波反射面M1和第2压力波反射面M2各自的旋转抛物面的共同焦点，因而由第2压力波反射面M2反射的压力波沿送出流路管51的中心轴方向(箭头a3方向)在送出流路52内传播。

因此，根据本实施方式，送出流路管51的中心轴、致动器70的移位平面71的中心轴、以及第1压力波反射面M1和第2压力波反射面M2各自的旋转抛物面的旋转中心轴处于偏置状态。因此，由第1压力波反射面M1反射的压力波a2沿在平面方向上与移位平面71分离的方向传播，并入射到第2压力波反射面M2。第2压力波反射面M2能够与致动器产生的平面压力波a1大致平行地反射压力波，并将其传播到处于与移位平面71的中心轴大致平行且分离的位置的送出流路管51内。由此，能够增大流体喷射装置10的形式的自由度，同时能够将压力波高效地传播到送出流路管51内。

(实施方式4)

接着，参照附图说明实施方式4的流体喷射装置。相对于前述的实施方式3(参照图5)，实施方式4的特征在于，第2压力波反射面M2由旋转椭圆面构成，位于旋转椭圆面的长轴上的第2焦点F2存在于送出流路管51的内部。因此，以与实施方式3的不同之处为中心进行说明，对共同部分标注相同的标号。

图7是表示本实施方式的流体喷射装置的结构及压力波的传播的剖视图。在图7中，第1压力波反射面M1由旋转抛物面构成，第2压力波反射面M2由旋转椭圆面构成。第1压力波反射面M1的旋转抛物面的旋转中心轴与第2压力波反射面M2的旋转椭圆面的旋转中心轴一致。并且，送出流路管51的中心轴、致动器70的移位平面71的中心轴、第1压力波反射面M1的旋转抛物面的旋转中心轴、以及第2压力波反射面M2的旋转椭圆面的旋转中心轴相互大致平行且分离。

第1压力波反射面M1的旋转抛物面的焦点和第2压力波反射面M2的旋转椭圆面的一个焦点是共同焦点，利用第1焦点F1表示。并且，第2压力波反射面M2的旋转椭圆面在其长轴上，在与第1焦点F1相比远离第2压力波反射面M2的旋转椭圆面的位置具有第2焦点F2，第2焦点F2被配置在送出流路管51的内侧。

在这样构成的情况下，在致动器70急剧伸长(箭头A1方向)时，通过移位平面71产生平面压力波，所产生的平面压力波沿第1压力波反射面M1方向(箭头a1方向)传播，并由第1压力波反射面M1反射。所反射的压力波先在第1焦点F1会聚，然后朝向第2压力波反射面M2(箭头a2方向)扩展，入射到第2压力波反射面M2上并在此反射。由第2压力波反射面M2反射的压力波先在第2焦点F2会聚然后扩展，到达送出流路管51的内壁并由内壁反射(用箭头a4表示该压力波)，同时在送出流路52中传播。

第2焦点F2被配置在送出流路管51内(送出流路52内)，因而压力波a3传播到送出流路管51内。因此，从第2压力波反射面M2反射的压力波a3先在送出流路管51内会聚。

根据本实施方式，由旋转椭圆面构成的第2压力波反射面M2在送出流路管51内具有第2焦点F2。因此，已在第2焦点F2会聚的压力波一边在送出流路管51的内壁反射一边传播。这样，也能够使在致动器70产生的平面压力波高效地传播到送出流路管51内。

(实施方式5)

接着，参照附图说明实施方式5的流体喷射装置。相对于前述的实施方式1(参照图1)，实施方式5的特征在于，第1压力波反射面M1和第2压力波反射面M2各自的旋转抛物面的旋转中心轴不平行(但是存在这些中心轴相互的共有点/交点，该点仅是焦点)。并且，致动器70的移位平面71的中心轴与第1压力波反射面M1的旋转中心轴相互大致平行，第2压力波反射面M2的旋转中心轴与送出流路管51的中心轴相互大致平行。因此，以与实施方式1的不同之处为中心进行说明，对相同的功能部分标注相同的标号。

图8是示出本实施方式的流体喷射装置的结构的剖视图。在图8中，第1压力波反射面M1的旋转抛物面的旋转中心轴与第2压力波反射面M2的旋转抛物面的旋转中心轴不平行。并且，与第2压力波反射面M2的旋转中心轴大致平行的送出流路管51的中心轴、和与第1压力波反射面M1的旋转中心轴大致平行的致动器70的移位平面71的中心轴相互偏离。致动器70形成为具有移位平面71的柱状的形状，并且相对于第1压力波反射面M1的旋转中心轴大致平行配置。

并且，送出流路管51的中心轴由于与第1压力波反射面M1的旋转抛物面的旋转中心轴相互偏离，因而送出流路管51被延伸设置在相对于致动器70的移位方向(箭头A方向)倾斜的方向上。

下面，参照图9说明这样构成的流体喷射装置10的压力波的传播。

图9是示出本实施方式的压力波的传播的说明图。在压力室60内被填充了液体时，在致动器70急剧伸长(箭头A1方向)时，通过移位平面71产生平面压力波，所产生的平面压力波沿与移位平面71垂直的方向朝向第1压力波反射面M1(箭头a1方向)传播，并由第1压力波反射面M1反射。所反射的压力波先在第1焦点F1会聚，然后朝向第2压力波反射面M2(箭头a2方向)扩展，并由第2压力波反射面M2反射。第1焦点F1是第1压力波反射面M1和第2压力波反射面M2各自的旋转抛物面的共同焦点，第2压力波反射面M2由旋转椭圆面构成，因而压力波沿相对于平面压力波的传播方向(箭头a1方向)倾斜的方向(箭头a3方向)前进。送出流路管51被延伸设置在与压力波行进方向相同的方向上，因而压力波在送出流路管51内传播。

由第2压力波反射面M2反射的压力波a3沿相对于致动器70产生的平面压力波a1的传播方向倾斜的方向传播。因此，通过使送出流路管51的中心轴与该压力波a3的传播方向一致，能够实现具有处于偏离致动器70的移位平面71的中心轴的位置且倾斜的期望方向的送出流路管51的流体喷射装置10的形式，同时能够使在致动器70产生的压力波高效地传播到送出流路管51。

(实施方式6)

接着，参照附图说明实施方式6的流体喷射装置。相对于前述的实施方式5(参照图8)，实施方式6的特征在于，第2压力波反射面M2由旋转椭圆面构成，位于旋转椭圆面的长轴上的第2焦点F2存在于送出流路管51的内部(送出流路52)。因此，以与实施方式5的不同之处为中心进行说明，对共同部分标注相同的标号。

图10是示出本实施方式的流体喷射装置的结构及压力波的传播的剖视图。在图10中，第1压力波反射面M1由旋转抛物面构成，第2压力波反射面M2由旋转椭圆面构成。第1压力波反射面M1的旋转抛物面的旋转中心轴与第2压力波反射面M2的旋转椭圆面的旋转中心轴不平行(但是存在这些中心轴相互的共有点/交点，该点仅是焦点)。并且，致动器70的移位平面71的中心轴与第1压力波反射面M1的旋转中心轴相互大致平行，第2压力波反射面M2的旋转中心轴与送出流路管51的中心轴相互大致平行。

第1压力波反射面M1的旋转抛物面的焦点和第2压力波反射面M2的旋转椭圆面的一个焦点是共同焦点，利用第1焦点F1表示。并且，第2压力波反射面M2的旋转椭圆面在其长轴上具有第2焦点F2，第2焦点F2被配置在送出流路管51的内侧。

在这样构成的情况下，在致动器70急剧伸长(箭头A1方向)时，通过移位平面71产生平面压力波a1，所产生的平面压力波a1传播到第1压力波反射面M1，并由第1压力波反射面M1反射。所反射的压力波a2在第1焦点F1会聚，然后朝向第2压力波反射面M2扩展，入射到第2压力波反射面M2上并在此反射。由第2压力波反射面M2反射的压力波a3先在第2焦点F2会聚然后扩展，到达送出流路管51的内壁并由内壁反射(压力波a4)，同时在送出流路52中传播。

第2焦点F2被配置在送出流路管51内(送出流路52内)，因而压力波a3传播到送出流路管51内。因此，从第2压力波反射面M2反射的压力波a3先在送出流路管51内会聚。

第2压力波反射面M2在送出流路管51内具有第2焦点F2。因此，已在第2焦点F2会聚的压力波一边在送出流路管51的内壁反射一边传播。因此，能够将在致动器70产生的压力波高效地传播到送出流路管51中。

另外，以上说明的流体喷射装置10能够作为输送并喷出油墨或药液等微小量的液体的单元，应用于以医疗设备、活体为代表的设备的毛细管和微小间隙的清洗等。作为代表性示例，对冷却装置和医疗设备进行说明。

(冷却装置)

冷却装置使用前述的实施方式1～实施方式6记载的流体喷射装置。这些流体喷射装置10通过断续地驱动致动器70，从而从流体喷射开口部(喷嘴)53高速喷出一连串的脉冲状的微小液滴。关于通过脉冲状的微小液滴的喷出而实现的冷却，具体地讲，包括：冷却介质，用于冷却固体发光光源等发热源；以及冷却介质冷却单元，用于冷却通过吸收发热源发出的热量而成为高温的冷却介质。并且，在这种冷却装置中，从冷却的低噪声和节省电力的角度考虑，具有以与发热体的发热量相符的时间驱动冷却介质冷却单元的优点。

(医疗设备)

医疗设备使用前述的实施方式1～实施方式6记载的流体喷射装置。这些流体喷射装置10通过断续地驱动致动器70，从而从流体喷射开口部(喷嘴)53高速喷出一连串的脉冲状的微小液滴。关于通过脉冲状的微小液滴的喷射而实现的手术，在进行活体组织的切除、切开、粉碎时，作为能够有选择地切除并保存活体组织、且不会出现热损伤等的手术器具具有良好的特性。并且，在使用上述的流体喷射装置10进行手术等的情况下，喷射的液体量与过去采用高压稳定流的情况相比，也具有手术部位的目视确认性良好的优点。

Claims (9)

1.一种流体喷射装置，其特征在于，该流体喷射装置具有：

压力室；

致动器，其具有使所述压力室的容积变化的移位平面；

送出流路管，其与所述压力室连通；

第1压力波反射面，其由旋转抛物面的一部分构成，使通过所述致动器的移位而在所述压力室的内部传播的平面压力波反射；以及

第2压力波反射面，其由与所述第1压力波反射面对置配置的旋转抛物面或者旋转椭圆面的一部分构成，

所述第1压力波反射面和所述第2压力波反射面具有共同的第1焦点，

从所述第2压力波反射面反射的压力波在所述送出流路管的内部传播以喷射流体。

2.根据权利要求1所述的流体喷射装置，其特征在于，所述第1压力波反射面的旋转中心轴与所述第2压力波反射面的旋转中心轴相互大致平行。

3.根据权利要求2所述的流体喷射装置，其特征在于，所述第1压力波反射面的旋转中心轴与所述第2压力波反射面的旋转中心轴相互一致。

4.根据权利要求1所述的流体喷射装置，其特征在于，所述第1压力波反射面的旋转中心轴与所述第2压力波反射面的旋转中心轴相互不平行。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的流体喷射装置，其特征在于，所述致动器的移位平面的中心轴与所述第1压力波反射面的旋转中心轴相互大致平行，所述送出流路管的中心轴与所述第2压力波反射面的旋转中心轴相互大致平行。

6.根据权利要求5所述的流体喷射装置，其特征在于，所述致动器的移位平面的中心轴与所述第1压力波反射面的旋转中心轴相互一致，所述送出流路管的中心轴与所述第2压力波反射面的旋转中心轴相互一致。

7.根据权利要求5所述的流体喷射装置，其特征在于，所述致动器的移位平面的中心轴与所述第1压力波反射面的旋转中心轴相互分离，所述送出流路管的中心轴与所述第2压力波反射面的旋转中心轴相互分离。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的流体喷射装置，其特征在于，所述第2压力波反射面的旋转椭圆面的第2焦点配置在所述送出流路管的内部。

9.一种医疗设备，其特征在于，该医疗设备使用权利要求1～8中任意一项所述的流体喷射装置。

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