JP2009183684A - 流体噴射装置、手術器具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流体噴射装置100は、流体室60の容積をダイアフラム40により縮小し
て流体噴射開口部30から液体をパルス状に噴射する流体噴射部10と、流体噴射部10
に連通される流体供給チューブ20と、を備える流体噴射装置であって、流体室60に液
体を供給する入口流路72と、ダイアフラム40の一部に形成され、且つ入口流路72と
流体室60との間に配設されるチェック弁90と、が備えられ、流体室60の容積が縮小
される場合にチェック弁90が入口流路72を閉塞し、流体室60の容積が初期状態に復
帰する場合にチェック弁90が屈曲して入口流路72を開放する。
【選択図】図2
Description
この流体噴射装置を有する手術器具に関する。
切開することが可能である。さらに、切開部以外の生体組織に与える付随的損傷が軽微で
あることから患者の負担が小さい。また、出血が少ないため、出血が術野の視界を妨げな
いことから迅速な手術が可能であり、特に微小血管からの出血に難渋する肝切除等に多く
臨床応用されている。
イアフラムにより縮小して流体噴射開口部から流体をパルス状に噴射する流体噴射装置が
ある。このような流体噴射装置では、流体室と流体室に流体を供給する入口流路との間に
チェック弁(逆止弁)を備え、流体を供給する際にはチェック弁を開放し、流体室の容積
を縮小する際にはチェック弁を閉塞する流体噴射装置というものが知られている(例えば
、特許文献1参照)。
ク弁を設けている。入口接続管と流体室の連通部は流体室の容積縮小率を高めるために極
めて小さく設定されることから、チェック弁自体も極めて小さくなり、チェック弁の製造
や取り扱いが困難であった。
形態または適用例として実現することが可能である。
して流体噴射開口部から流体をパルス状に噴射する流体噴射部と、前記流体室に流体を供
給する入口流路と、前記ダイアフラムに形成され、且つ前記入口流路と前記流体室との間
に配設されるチェック弁と、を有し、前記流体室の容積が縮小される場合に前記チェック
弁が前記入口流路を閉塞し、前記流体室の容積が縮小された状態から拡大する場合に前記
チェック弁が屈曲して前記入口流路を開放することを特徴とする。
とができるため、微細なチェック弁を単体で作る必要がなく製造しやすくなる。また、ダ
イアフラムを流体室に取り付けることによりチェック弁も取り付けることができるので、
取り扱いが容易で組み立て性が向上するという効果がある。
相対的な位置精度を高めることができ、そのことによって開閉する入口流路とチェック弁
との位置精度を高めることができるという効果もある。
体が入口流路に逆流することを防止し、流体室の内部圧力を必要とされる大きさに高め、
流体噴射効率を高めることができる。
設けることにより形成されていることが好ましい。
設けることで形成することができる。ダイアフラムは薄板で形成されることから、プレス
加工やエッチング加工等によりダイアフラムとチェック弁とを同じ加工工程で形成するこ
とができる。
ク弁の屈曲部の厚さ方向に薄肉部を有していることが好ましい。
ラムとして適した厚さを備えながら、チェック弁は流体室と入口流路の圧力差に対して敏
感に屈曲し、流体室の容積を縮小する際には入口流路を閉塞し、流体室の容積が初期状態
に復帰する際には入口流路を開放することができる。
の形成範囲から離れた位置で固定されていることが好ましい。
る変位が伝達されない。従って、チェック弁が屈曲する際に固定部と被固定部との間に無
限小の隙間が発生しないため、屈曲の繰り返しによる無限小の隙間に微小な塵が詰まって
チェック弁の閉塞性が悪くなったり、この塵があることにより支点に応力が集中してチェ
ック弁が破壊されるというようなことがなくなり、耐久品質を高めることができる。
端部に、前記チェック弁が作動することを妨げない範囲の大きさを有する連通部が設けら
れていることが望ましい。
に大きな影響を与えずに狭い範囲でチェック弁の作動範囲を確保することができ小型化に
有利である。
ラムを挟んで前記流体室に対して反対方向に離間して配設され、前記流体室と前記入口流
路とを連通する連通路に前記チェック弁が配設されていることが好ましい。
で、形状が単純化し、開閉する連通路との相対的な位置精度が向上し、入口流路の閉塞を
確実に行うことができる。
縁部から離間した位置に設けられ、接続孔を介して前記流体室と連通されていることが好
ましい。
ラムの固定面を設けることができ、ダイアフラムの全周が固定できるため、ダイアフラム
の変位量が安定し、流体室の容積縮小量も安定する。
フラムの端部から前記連通部を覆う位置まで突設されていることが好ましい。
きる。
の幅が前記屈曲部以外の部分より小さいことが望ましい。
、流体室と入口流路との圧力差による入口流路の開閉追従性を向上することができる。
アフラムの端部から前記連通路方向に突設される2本の支持腕と、前記2本の支持腕の間
に前記2本の支持腕の先端から前記ダイアフラムの端部方向に突設される閉塞部と、を有
し、前記支持腕の幅の和は前記閉塞部の幅より小さく、前記支持腕が屈曲することにより
前記閉塞部が前記連通路を開閉することが望ましい。
を小さくし、連通路の開閉の追従性を向上することができる。
く、連通路に対して捩れ等による傾きを抑制し、連通路を確実に閉塞することができる。
の底面に略平行に設けられ、且つ前記流体室に直接連通され、前記チェック弁が前記ダイ
アフラムの固定面に対して略垂直方向に曲げて延設され、且つ前記入口流路の開閉を行う
ことが好ましい。
と流体室との連通部における流体抵抗を減じて流体を流体室に流入し易くすると共に、厚
さ方向の寸法を縮小することができる。
通する開口部を有する枠形状のスペーサと、前記スペーサの両面に配設され前記開口部を
封止する二つの前記ダイアフラムと、により形成され、前記二つのダイアフラムの少なく
とも一方に前記チェック弁が形成されていることが好ましい。
設けられていることから、流体室の容積縮小率を高めることができ、またチェック弁を設
けていることから流体の逆流を防止し流体室内の圧力を高めることができる。
路を二つ有し、前記二つのダイアフラムに設けられる前記チェック弁それぞれが、二つの
前記入口流路のそれぞれを開閉することが望ましい。
流体室への流体供給量を増加させることができる。このことにより、外部からの流体供給
圧力を減らすことができるので、流体の供給源としての液体バッグを流体噴射装置よりも
高い位置に吊るす等の簡便な方法で流体供給を行うことができる。
射部の外周に倣って設けられる溝と、前記溝を覆うように嵌着される流体供給チューブの
内郭と、によって構成されていることが好ましい。
ているため、入口流路を切削加工等で形成でき、細管にて形成するよりも容易に形成する
ことができる。
また、入口流路の断面積の大きさの自由度が高められ、液体の供給量の増減の調整が容
易になるという効果もある。
イアフラムを変位させる圧電素子の周囲に前記ダイアフラムの厚さ方向に凹凸を有する波
型構造が設けられていることが望ましい。
縮小を効率的に行うことを可能にする。
とを特徴とする。
ることで、小型で流体噴射効率が高い手術器具を実現できる。
図1〜図5は実施形態1に係る流体噴射装置を示し、図6〜図10は実施形態2、図1
1〜図14は実施形態3、図15,16は実施形態4、図17は実施形態5、図18,1
9は実施形態6に係る流体噴射装置を示している。
なお、以下の説明で参照する図は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際
のものとは異なる模式図である。
洗浄、物体の切断や切除、手術用メス等様々に採用可能であるが、以下に説明する実施の
形態では、血管内に挿入し血栓等を除去する目的で用いるカテーテルの先端に設置するこ
とに適した流体噴射装置、あるいは生体組織を切開または切除することに好適な流体噴射
装置を例示して説明する。従って、実施形態にて用いる流体は、水、生理食塩水、薬液等
であり、以降、これら流体を総称して液体と表す。
(実施形態1)
おいて、流体噴射装置100は、基本構成として液体を収容しその液体の供給源としての
輸液バッグ120と、駆動制御部110と、液体を脈動に変化させる流体噴射部10と、
輸液バッグ120と流体噴射部10とを連通する流体供給チューブ20と、を備えている
。流体噴射部10は、液体を脈動に変化させて流体噴射開口部30から液滴200として
パルス状に高速噴射させる。なお、流体供給チューブ20はカテーテルとすることができ
る。
、術部の硬度等の条件に対応して駆動波形を調整する調整装置が備えられている。また、
駆動制御部110と、流体噴射部10の内部に備えられる圧電素子51(図2、参照)と
が、接続ケーブル130によって接続されている。
なお、輸液バッグ120は、駆動制御部110の内部に格納する構成としてもよい。こ
の場合には、駆動制御部110の内部に一定圧力で輸液する小型ポンプを備えることが好
ましい。
図2は、実施形態1に係る流体噴射部の側面断面図である。図2において、流体噴射部
10は、上枠70と下枠80とが互いに固定されて構成される円筒状の筐体15の内部に
、流体室60と、流体室60に液体を供給する入口流路72と、流体室60から流体噴射
開口部30に液体を流動する出口流路31と、を備えている。
2が形成されている。そして、流体供給チューブ20が嵌着部12に嵌着されることによ
り、入口流路72は流体供給チューブ20に連通する。ここで、筐体15の外径は、流体
供給チューブ20の外径と略一致させることがより好ましい。
の周縁にダイアフラム40の周縁部が密着固定されている。凹部81とダイアフラム40
によって形成される空間が流体室60である。
て配設され、流体室60(凹部81)の底面と略平行な入口流路72が形成されている。
また、流体室60と入口流路72とは、上枠側連通路66と下枠側連通路77とから構成
される連通路65によって連通されている。
1が設けられている。上枠70には圧電素子51の駆動範囲を避けるような形状に凹部7
5が形成される。また、ダイアフラム40の入口流路72側端部には、チェック弁90が
形成されている。チェック弁90は、入口流路72に連通する上枠側連通路66を開閉す
るよう設けられる。
図3は、本実施形態によるチェック弁の平面形状を示し、(a)は上枠を透視した状態
の流体噴射部の平面形状を示す平面図、(b)はチェック弁の平面形状を拡大して示す部
分平面図、図4は、チェック弁の作用を示す部分断面図である。図3,4において、チェ
ック弁90は、ダイアフラム40に略U字形のスリット91を設けることにより形成され
、入口流路72側から流体室60に向かって半島状に延設されている。そして、チェック
弁90は上枠側連通路66の直径よりも大きい平面積を有している。
ック弁90の作動を妨げない範囲の大きさを有する下枠側連通路77が設けられている。
具体的には、下枠側連通路77の大きさは、チェック弁90が上枠側連通路66を開放し
たときに凹部81、及び下枠側連通路77の側壁に接触しない範囲の大きさとする。
閉する際の屈曲部にダイアフラム40の厚さよりも残り厚さが薄い薄肉部92が設けられ
ている。薄肉部92は、ダイアフラム40をハーフエッチング等の加工手段でチェック弁
90の根元部を横断するように形成される。
が下枠80のダイアフラム固定面82に接着等の手段で固定される(図3(a)、参照)
。また、図4に示すように、下枠側連通路77の側壁77aは、薄肉部92の形成範囲よ
り離れた位置に設定される。つまり、ダイアフラム40(チェック弁90)とダイアフラ
ム固定面82との固定は、薄肉部92の形成範囲より離れた位置で行われる。
定範囲は図示Aで示す薄肉部92の形成範囲より離れた範囲である。
る。
照して説明する。輸液バッグ120は、流体噴射部10に対して高い位置に配設され、輸
液バッグ120と流体噴射部10との位置水頭の差によって生じる圧力差を利用して、液
体を一定の圧力で流体供給チューブ20を介して流体室60に供給する。さらに供給され
た液体は流体噴射部10で脈動流に変換され、出口流路31を通って流体噴射開口部30
からパルス状に噴射される。
10は、駆動制御部110に含まれる駆動波形生成回路部によって形成された駆動波形を
駆動制御回路部から圧電素子51に印加する。入口流路72から液体を供給する際には、
チェック弁90が図4に示す位置90cまで屈曲し上枠側連通路66を開放して、入口流
路72と流体室60を連通させ流体室60内に液体を供給する。
、ダイアフラム40は流体室60の容積を縮小する方向に急激に凸状に変位する。その結
果、流体室60内の圧力が入口流路72からの供給圧力よりも上昇し、チェック弁90は
上枠側連通路66を閉塞する。つまり、チェック弁90は入口流路72を閉塞する。この
ようにして、チェック弁90が入口流路72を閉塞することによって流体室60内の圧力
がさらに急速に上昇して数気圧に達する。その結果、出口流路31を通じて、流体噴射開
口部30からパルス状の流体吐出、つまり、高速の液滴200がパルス状に噴射される。
素子51が放電され初期状態に復帰すると、ダイアフラム40は流体室60の容積を初期
状態に急激に変位する。すると、流体室60の内部圧力が急激に低下もしくは真空状態と
なる。この際、入口流路72には輸液バッグ120から一定圧力で液体が供給されている
ので、流体室60と入口流路72との圧力差でチェック弁90が開放され、液体が流体室
60に供給される。このようなダイアフラム40とチェック弁90の動作を繰り返すこと
で、パルス状の液滴噴射が継続される。
ラム40によって流体室60を縮小する際に液体が入口流路72に逆流することを防止し
、流体室60の内部圧力を要求される大きさに高め、流体噴射効率を高めることができる
。
m、厚さが20μmであって、チェック弁90はダイアフラム40の平面内に形成される
ため更に微細形状となる。
に形成することができるため、微細なチェック弁90を単体で作る必要がなく製造しやす
い。また、ダイアフラム40を流体室60に取り付けることによりチェック弁90も取り
付けることができるので、取り扱いが容易で組み立て性が向上するという効果がある。
チェック弁90との相対的な位置精度を高めることができ、そのことによって上枠側連通
路66とチェック弁90との位置精度を高めることができるという効果もある。
90とを含めてプレス加工やエッチング加工等により容易に同一工程で形成することがで
きる。
適した厚さを備えながら、チェック弁90は流体室60内と入口流路72内の圧力差に敏
感に屈曲し、流体室60の容積を縮小する際には入口流路72を閉塞し、流体室60の容
積が初期状態に復帰する際には入口流路72を開放することができる。
イアフラム固定面82の固定部の範囲)まで屈曲による変位が伝達されない。従って、チ
ェック弁90が屈曲する際に、上枠70の固定部とチェック弁90との間に無限小の隙間
B(図4、参照)が発生しない。
ク弁90の閉塞性が悪くなったり、この塵を支点に応力がかかってチェック弁90が破壊
されるというようなことがなくなり、チェック弁90の耐久品質を高めることができる。
範囲の大きさの下枠側連通路77を設けることにより、流体室60の容積に大きな影響を
与えずに狭い範囲でチェック弁90の作動範囲を確保することができ小型化に有利である
。
れ、流体室60と入口流路72とを連通する連通路65にチェック弁90が配設されてい
る。従って、チェック弁90はダイアフラム40と同一平面内に形成すればよいので、形
状が単純化し、開閉される上枠側連通路66との相対的な位置精度が向上し、入口流路7
2(上枠側連通路66)の閉塞を確実に行うことができる。
(実施形態1の他の実施例)
従性を向上させるために、図5で示すような形状とすることが好ましい。
図5は、本実施形態の他の実施例に係るチェック弁を示す部分平面図である。チェック
弁90には、薄肉部92の両側面に括れ部94a,94bが設けられ、部分的に幅が狭め
られている。
さくすることにより、流体室60と入口流路72との圧力差による入口流路の開閉の追従
性を向上することができる。
すれば、チェック弁90の屈曲による応力集中を排除して耐久性を高めることができる。
屈曲部の幅方向中央に貫通孔を設ける構造としてもよい。
(実施形態2)
は、前述した実施形態1に対して入口流路と流体室との連通部の形態が異なることに特徴
を有している。従って、実施形態1との相違個所を中心に説明する。同じ機能個所には同
じ符号を付している。
、(b)は流体噴射部の一部を示す側面断面図である。図6(a),(b)において、下
枠80には、流体室60を構成する凹部81と、凹部81の底面に沿って開設される接続
孔68と、入口流路72と接続孔68とを連通する下枠側連通路77と、が開設されてい
る。なお、接続孔68と下枠側連通路77とは、ダイアフラム固定部85を残して連通さ
れている。
たって同一平面内に形成されている。なお、接続孔68の断面形状は四角形に限らず円形
としてもよい。
り、周縁部をダイアフラム固定面82に固着すると共に、ダイアフラム固定部85の表面
(ダイアフラム固定面82)に固定される。つまり、ダイアフラム40は、流体室60の
周縁部全周に固定される共に、チェック弁90の根元部が固着されることになる。
して、流体室60の容積が小さくなるときには上枠側連通路66をチェック弁90により
閉塞し、流体室60の容積が初期状態に復帰したときには上枠側連通路66を開放する。
、ダイアフラム40を流体室60の周縁の全周にわたって固定できるため、ダイアフラム
40の安定した変位作用を継続することができる。
示して説明したが、この形状に限らず適合することができる。
(実施形態2の他の実施例1)
示す部分平面図、(b)は流体噴射部の一部を示す断面図である。図7(a),(b)に
おいて、チェック弁90は、略U字形のスリット91により形成され、流体室60側に薄
肉部92を有して上枠側連通路66側に突設されている。なお、下枠80は、図6(a)
に示すものと同様な形状を有している。
定される。この際、下枠側連通路77のダイアフラム固定部85側の側壁77aは、薄肉
部92の形成範囲より離れた位置に設定される。つまり、チェック弁90のダイアフラム
固定面82との固定範囲は、薄肉部92の形成範囲より離れた位置である。
範囲は図示Aで示す範囲であって、薄肉部92の形成範囲より離れた位置である。
切欠き部が存在せず全周が連続する。これにより、ダイアフラム40を流体室60の周縁
部全周にわたって固定でき、ダイアフラム40は安定した変位作用を継続することができ
る。
例示したが、チェック弁の形状は、この形状に限定されない。
(実施形態2の他の実施例2)
90は、ダイアフラム40の端部から上枠側連通路66方向に半島状に突設されている。
チェック弁90の外形は、下枠側連通路77(図7(a)、参照)の範囲に納まり、上枠
側連通路66を封鎖する大きさを有する。
同位置に薄肉部92が設けられている。ダイアフラム40の固定方法は、実施例1(図7
(a),(b)、参照)と同様な考え方で行われる。
効果が得られ、チェック弁の形状を単純化でき製造しやすい構造にすることができる。
(実施形態2の他の実施例3)
90は、ダイアフラム40から上枠側連通路66方向に半島状に突設されている。チェッ
ク弁90の外形は、下枠側連通路77(図7(a)、参照)の範囲に納まり、上枠側連通
路66を封鎖する大きさを有する。
に幅が狭められている。
さくすることができる。これにより、流体室60と入口流路72との圧力差による入口流
路72(上枠側連通路66)の開閉の追従性を向上することができる。
90の屈曲による応力集中を排除して耐久性を高めることができる。
屈曲部の幅方向中央に貫通孔を設ける構造としてもよい。
(実施形態2の他の実施例4)
弁90は、ダイアフラム40の端部から上枠側連通路66の方向に突設される2本の支持
腕96,97と、支持腕96,97の間に、支持腕96,97の先端からダイアフラム4
0の端部方向に突設される閉塞部98と、を有している。
部98が初期状態でダイアフラム40と同一平面にある範囲で幅を小さく設定する。そし
て、支持腕96,97は、流体室60と入口流路72との圧力差によって屈曲可能な剛性
となる幅を有している。また、支持腕96,97は、閉塞部98の幅方向両側に均等に配
設されている。
まり、上枠側連通路66を封鎖する大きさを有する。
(b)に示す構造と同じ関係で行うことができる。なお、支持腕96,97それぞれには
、根元部近傍に薄肉部92が設けられている。薄肉部92の位置は、支持腕96,97の
屈曲部に相当する。
,97の薄肉部92において屈曲し、閉塞部98は変形せずに変位して上枠側連通路66
(入口流路72)を開閉する。
入口流路72との圧力差による上枠側連通路66の開閉の追従性を向上することができる
。
バランス(応力バランス)がよく、上枠側連通路66に対して捩れ等による傾きを抑制し
、上枠側連通路66を確実に閉塞することができる。
(実施形態3)
は、前述した実施形態1及び実施形態2の構成に対して入口流路の配置、及びチェック弁
の形態が異なることに特徴を有している。従って、実施形態1との相違個所を中心に説明
する。同じ機能個所には同じ符号を付している。
図11は、実施形態3に係る流体噴射部の一部を示す側面断面図である。流体噴射部1
0は、入口流路72が流体室60の底面に平行に設けられ、且つ流体室60に直接連通さ
れている。また、チェック弁90は、ダイアフラム固定面82に対して略垂直方向に曲げ
て延設され、入口流路72の開閉を直接行うよう構成されている。
屈曲部の下枠80側表面に薄肉部92が設けられている。チェック弁90の上枠70及び
下枠80との固定部は、薄肉部92から離れた位置に設定される。また、薄肉部92より
も先端には、入口流路72の断面積よりも十分大きく、入口流路72を閉塞可能な面積を
有する平面部93が設けられている。
室60との間に接続孔68を有するダイアフラム固定部86を形成し、このダイアフラム
固定部86の上面のダイアフラム固定面82にダイアフラム40を固着することで、ダイ
アフラム40を流体室60の周縁部全周にわたって固着する構成とすることもできる。
流路72を閉塞し、流体室60の容積が初期状態に復帰する場合には、チェック弁90が
位置90cまで屈曲して入口流路72を開放する。
Aで示す)から、薄肉部92をハーフエッチング等の加工手段で形成した後、直角に曲げ
ることにより形成することができる。
2と流体室60とを断面方向に離間して連通路により双方を連通する構造に比べ、流体抵
抗を減じ液体が流体室60に流入しやすくなると共に、断面方向の寸法を縮小することが
できる。
リット91により形成される形状を例示して説明したが、この形状に限らず適合すること
ができる。
(実施形態3の他の実施例1)
体噴射装置の一部を示す部分断面図である。図12,13において、チェック弁90は、
ダイアフラム40の端部から入口流路72方向に半島状に突設され、ダイアフラム固定面
82に対して略垂直方向に曲げて延設され、入口流路72の開閉を直接行うよう構成され
ている。
ク弁90の上枠70及び下枠80との固定部は、薄肉部92から離れた位置に設定される
。また、薄肉部92よりも先端には、入口流路72の断面積よりも十分大きく、入口流路
72を閉塞可能な面積を有する平面部93が設けられている。
86が形成されている。ダイアフラム40は、このダイアフラム固定部86の上面のダイ
アフラム固定面82に流体室60周縁部が固着されている。
入口流路72を閉塞し、流体室60の容積が初期状態に復帰する場合には、チェック弁9
0が位置90cまで屈曲して入口流路72を開放する。
、薄肉部92をハーフエッチング等の加工手段で形成した後、直角に曲げることにより形
成することができる。
を含むダイアフラム40の形状が簡単となり、より製造しやすくなる。
(実施形態3の他の実施例2)
ェック弁90の展開形状について説明する。チェック弁90は、ダイアフラム40から突
設延在された入口流路の閉塞部98と、閉塞部98とダイアフラム40の端部とを接続す
る接続部99とから構成されている。
た、閉塞部98は、接続部99から入口流路72を閉塞する範囲まで延在される。
フラム40は、チェック弁90が折り曲げられた状態で、図13に示すように上枠70及
び下枠80によって固定される。接続部99の表面には薄肉部92が形成されている。薄
肉部92の位置は、チェック弁90の屈曲部に相当する位置に形成される。
な効果が得られる。
(実施形態4)
は、前述した実施形態1〜実施形態3が、ダイアフラムを一つ用いた構成に対し、ダイア
フラムを二つと入口流路を二つ有する構成に特徴を有している。
斜視図、図16(b)はスペーサの他の実施例を示す部分斜視図である。図15、図16
(a)において、流体噴射部10は、薄板状のスペーサ140の表面143にダイアフラ
ム40が、裏面144にダイアフラム41がそれぞれ密着固定されている。スペーサ14
0は、図16(a)に示すように開口部141を有する枠形状をしている。開口部141
は、ダイアフラム40,41によって表裏が封止され、ダイアフラム40が上蓋、ダイア
フラム41が下蓋、そしてスペーサ140が側壁となる流体室60が構成される。
れている。また、出口流路31に対向する側面には、流体室60に連続する連通部142
が設けられている。また、ダイアフラム40,41のそれぞれには、互いに流体室60を
挟んで対向する位置に圧電素子51,52が固定されている。
路72とを略垂直方向に連通する上枠側連通路66とが形成されている。一方、下枠80
には、流体室60と断面方向に離間する入口流路88と、流体室60と入口流路88とを
略垂直方向に連通する下枠側連通路89とが形成されている。入口流路72,88は、流
体噴射部10の後端部に嵌着される流体供給チューブ20に連通している。
チェック弁90,95が設けられている。チェック弁90はダイアフラム40と一体で形
成され、チェック弁95はダイアフラム41と一体で形成されている。本実施形態では、
前述した実施形態1(図3、参照)と同じ構成のチェック弁を採用することができ、ダイ
アフラム41は、ダイアフラム40の表裏を入れ替えた形状と考えることができる。
ラム40,41が互いに流体室60の容積を縮小するように変位する。圧電素子51,5
2への駆動信号の印加を停止すると、ダイアフラム40,41は共に初期状態に復帰する
。そして、流体室60の容積が小さくなる場合には、流体室60内部の圧力が上昇して、
チェック弁90が入口流路72を閉塞し、チェック弁95が入口流路88を閉塞する。ま
た、流体室60の容積が初期状態に復帰する場合には、入口流路72,88の圧力の方が
流体室60の内部圧力よりも大きくなるため、チェック弁90が入口流路72を開放し、
チェック弁95が入口流路88を開放して、流体室60に液体が供給される。
ム40,41が設けられ、同位相で駆動することにより流体室60の容積縮小率を高める
ことができる。また、流体室60に連通する入口流路を二つ備えていることから、十分な
量の液体供給を可能にする。
さらに、各入口流路にチェック弁90,95を設けていることから液体の入口流路72
,88への逆流を防止し流体室60内の圧力を高めることができ、より強力な液滴噴射を
行うことができるという効果がある。
を例示して説明したが、流体室60に連通する入口流路72または入口流路88に一つを
設ける構造としてもよい。この際、入口流路及びチェック弁を2対用意して、どちらか一
方のチェック弁を閉塞した状態に固定しておき、必要性に応じて、閉塞したチェック弁の
固定を解除して2対構成とする構成としてもよい。
ができる。例えば、図16(b)に示すように、スペーサ140の開口部141と平面方
向に離間した位置に表面143から裏面144に貫通する連通孔146を開設し、開口部
141から連通孔146に連通する接続孔145を設ける。連通孔146は、図15に示
す上枠側連通路66と下枠側連通路89に連通する。
フラム固定面143a、裏面側にダイアフラム固定面143bが形成され、ダイアフラム
40,41それぞれを開口部141の周縁全周にわたって固定することができ、ダイアフ
ラム40,41が安定した変位作用を継続することができる。
たは裏面側のどちらか一方のみを開設すれば、入口流路が一つの構成の流体噴射部を容易
に実現することができる。
(実施形態5)
は、前述した実施形態1〜実施形態4に記載の構成に対して入口流路の構成が異なること
に特徴を有する。なお、本実施形態は、前述した実施形態1〜実施形態4それぞれに記載
の流体噴射部の構成に適合できるが、実施形態1(図2、参照)による構成を例示して説
明する。
図17は、実施形態5に係る流体噴射部を示し、(a)は側面断面図、(b)は(a)
のC−C切断面を示す断面図である。図17において、入口流路72は、上枠70の外周
部に長さ方向に沿って形成する溝78と流体供給チューブ20の内郭21によって構成さ
れる。
チューブ20を嵌着することで溝78の開口部を封止し、入口流路72が構成される。
なお、前述した実施形態4(図15、参照)のような入口流路を二つ備える構成であっ
ても、溝を二つ形成し流体供給チューブ20を嵌着することにより二つの入口流路を構成
することができる。
れる溝78によって形成しているため、溝78を切削加工等で形成することができ、細管
状に形成するよりも容易に形成することができる。
また、入口流路72の断面積の大きさの自由度が高められ、液体の供給量の増減の調整
が容易になるという効果もある。
(実施形態6)
3では、チェック弁の構成を中心に説明したが、本実施形態では、ダイアフラム40の構
成について説明する。
9は、図18のA−A切断面を示す断面図である。なお、チェック弁90は、実施形態1
の形状(図4、参照)を例示し説明を省略する。
形成されている。波型構造42は、ダイアフラム40の表面を型押加工等により形成する
ことができる。
位置に形成される。また、波型構造42は図18,19では1条構成を例示しているが、
複数条で構成してもよい。
素子51による初期変形の際には剛性は低くても、面外変形が大きくなるにつれてダイア
フラム40に引張りの面内応力が発生する。
けることで面内応力を抑制し、ダイアフラム40の平面積が小さくても圧電素子51の伸
縮による変位を流体室60の容積縮小に効率的に変換することを可能にする。
なお、このような波型構造42は、実施形態4、実施形態5に示すダイアフラムも適合
することができる。
洗浄、物体の切断や切除、手術用メス等様々に採用可能であるが、血管内に挿入し血栓等
を除去する目的で用いるカテーテルの先端に設置して用いる手術器具、あるいは生体組織
を切開または切除する手術器具として好適である。
ム、60…流体室、70…上枠、72…入口流路、80…下枠、90…チェック弁、10
0…流体噴射装置。
Claims (16)
- 流体室の容積をダイアフラムにより縮小して流体噴射開口部から流体をパルス状に噴射
する流体噴射部と、前記流体室に流体を供給する入口流路と、
前記ダイアフラムに形成され、且つ前記入口流路と前記流体室との間に配設されるチェ
ック弁と、を有し、
前記流体室の容積が縮小される場合に前記チェック弁が前記入口流路を閉塞し、
前記流体室の容積が縮小された状態から拡大する場合に前記チェック弁が屈曲して前記
入口流路を開放することを特徴とする流体噴射装置。 - 請求項1に記載の流体噴射装置において、
前記チェック弁は、スリットを設けることにより形成されていることを特徴とする流体
噴射装置。 - 請求項1または請求項2に記載の流体噴射装置において、
前記チェック弁は、前記チェック弁の屈曲部に厚さ方向の薄肉部を有していることを特
徴とする流体噴射装置。 - 請求項3に記載の流体噴射装置において、
前記チェック弁は、前記薄肉部の形成範囲から離れた位置で固定されていることを特徴
とする流体噴射装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の流体噴射装置において、
前記流体室の前記入口流路側の端部に、前記チェック弁が作動することを妨げない範囲
の大きさを有する連通部が設けられていることを特徴とする流体噴射装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の流体噴射装置において、
前記入口流路が、前記ダイアフラムを挟んで前記流体室に対して反対方向に離間して配
設され、前記流体室と前記入口流路とを連通する連通路に前記チェック弁が配設されてい
ることを特徴とする流体噴射装置。 - 請求項6に記載の流体噴射装置において、
前記連通路が、前記流体室の周縁部から離間した位置に設けられ、接続孔を介して前記
流体室と連通されていることを特徴とする流体噴射装置。 - 請求項6に記載の流体噴射装置において、
前記チェック弁が、前記ダイアフラムの端部から前記連通部を覆う位置まで突設されて
いることを特徴とする流体噴射装置。 - 請求項3ないし請求項8のいずれか一項に記載の流体噴射装置において、
前記チェック弁は、前記屈曲部の幅が前記屈曲部以外の部分よりも小さいことを特徴と
する流体噴射装置。 - 請求項6に記載の流体噴射装置において、
前記チェック弁が、前記ダイアフラムの端部から前記連通路方向に突設される2本の支
持腕と、前記2本の支持腕の間に前記2本の支持腕の先端から前記ダイアフラムの端部方
向に突設される閉塞部と、を有し、
前記支持腕の幅の和は前記閉塞部の幅より小さく、前記支持腕が屈曲することにより前
記閉塞部が前記連通路を開閉することを特徴とする流体噴射装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の流体噴射装置において、
前記入口流路は、前記流体室の底面に略平行に設けられ、且つ前記流体室に直接連通さ
れており、
前記チェック弁が前記ダイアフラムの固定面に対して略垂直方向に曲げて延設され、且
つ前記入口流路の開閉を行うことを特徴とする流体噴射装置。 - 請求項1に記載の流体噴射装置において、
前記流体室は、厚さ方向に貫通する開口部を有する枠形状のスペーサと、前記スペーサ
の両面に配設され前記開口部を封止する二つの前記ダイアフラムと、により形成され、
前記二つのダイアフラムの少なくとも一方に前記チェック弁が形成されていることを特
徴とする流体噴射装置。 - 請求項12に記載の流体噴射装置において、
前記流体室に連通する入口流路を二つ有し、
前記二つのダイアフラムに設けられる前記チェック弁それぞれが、二つの前記入口流路
のそれぞれを開閉することを特徴とする流体噴射装置。 - 請求項1ないし請求項10のいずれか一項に記載の流体噴射装置において、
前記入口流路が、前記流体噴射部の外周に倣って設けられる溝と、前記溝を覆うように
嵌着される流体供給チューブの内郭と、によって構成されていることを特徴とする流体噴
射装置。 - 請求項1ないし請求項14のいずれか一項に記載の流体噴射装置において、
前記ダイアフラムは、前記ダイアフラムを変位させる圧電素子の周囲に前記ダイアフラ
ムの厚さ方向に凹凸を有する波型構造が設けられていることを特徴とする流体噴射装置。 - 請求項1〜請求項15のいずれかに一項に記載の流体噴射装置を有することを特徴とす
る手術器具。
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