JP2014133011A - 内視鏡の送気・送水操作弁 - Google Patents

Abstract

【課題】送気・送水の応答を向上させる。
【解決手段】気体を供給する給気管が接続される給気口と、気体を内視鏡の先端部に送る送気管が接続される送気口と、液体を供給する給水管が接続される給水口と、液体を内視鏡の先端部に送る送水管が接続される送水口とが形成されたシリンダ体と、給気口と送気口とを連絡する気体流路と、給気口と外部とを連絡する通気孔と、給水口と送水口とを連絡する液体流路とを有し、シリンダ体の中空部内で、第１の位置と第２の位置との間で筒軸方向に進退可能に保持されたピストン体と、を備え、ピストン体が第１の位置に配置されたときに、水路溝が給水口と送水口とを連絡し、送水管に液体を送出するように構成された内視鏡の送気・送水操作弁であって、通気孔の途中または開口に設けられ、通気孔に予圧を与える圧力調整弁体と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、内視鏡先端部へのガス及び水の供給を調節するための内視鏡の送気・送水操作弁に関する。

内視鏡の挿入部の先端に設けられたノズルから加圧した空気や水を噴射する送気・送水装置を備えた内視鏡装置が知られている（特許文献１）。このような内視鏡装置には、内視鏡挿入部の先端への加圧空気や加圧水の供給を調節するための送気・送水操作弁が内視鏡の操作部に設けられている。

特許文献１に開示された送気・送水操作弁には、送気・送水操作弁に加圧空気を供給する給気管と、送気・送水操作弁に加圧水を供給する給水管と、送気・送水操作弁から送気ノズルへ加圧空気を送出する送気管と、送気・送水操作弁から送水ノズルへ加圧水を送出する送水管が接続されている。加圧空気と加圧水は、空気と水を蓄えた送水タンクからそれぞれ供給される。給気管と給水管は、送水タンクを介して互いに連通しており、送水タンクから略同じ圧力の加圧空気と加圧水がそれぞれ供給される。

送気・送水操作弁には、給気管と送気管とを連絡する気体流路と、給水管と送水管とを連絡する液体流路と、一端が気体流路に接続され、他端が外部に開口した通気孔が形成されている。通気孔は、十分に大きな断面積を有していて、流路抵抗が低い。そのため、通気孔の開口が開放されているときには、給気管から供給された加圧空気は通気孔から外部へ放出され、送気管へは送気されない（停止モード）。術者が通気孔の開口を塞ぐと、気体流路の内圧が上昇して、加圧空気が送気管に送出される（送気モード）。さらに送気・送水操作弁を押し込むと、気体流路は閉じられ、液体流路が開く。気体流路が閉じることで給気管の内圧が上昇し、送水タンク内の水面に圧力が加わり送水が行なわれる（送水モード）。

特開２００８−４８７９６号公報

特許文献１の送気・送水操作弁では、通気孔の流路抵抗が十分に低いため、停止モードでは気体流路、給気管、送水タンク及び給水管の内圧が大気圧と同程度まで低下する。そのため、送気モードにおいて術者が通気孔の開口を塞いでから、気体流路の内圧が上昇して十分な送気量が得られるまでに、例えば１秒程度のタイムラグが生じていた。送水の場合には水の粘性が空気に比べ大きいため、流路抵抗が大きくなり、十分な送水量を得るためにはより高い管路内圧力が必要となる。すなわち、送気・送水操作弁操作から十分な送水量を得られるまでのタイムラグはさらに増す。また、送気・送水操作弁を小刻みに操作すると、管路内圧が十分に上昇せず、十分な送水量が得られなかった。

本発明の一実施形態によれば、気体を供給する給気管が接続される給気口と、気体を内視鏡の先端部に送る送気管が接続される送気口と、液体を供給する給水管が接続される給水口と、液体を内視鏡の先端部に送る送水管が接続される送水口とが形成されたシリンダ体と、給気口と送気口とを連絡する気体流路と、給気口と外部とを連絡する通気孔と、給水口と送水口とを連絡する液体流路とを有し、シリンダ体の中空部内で、第１の位置と第２の位置との間で筒軸方向に進退可能に保持されたピストン体と、を備え、ピストン体が第１の位置に配置されたときに、水路溝が給水口と送水口とを連絡し、送水管に液体を送出するように構成された内視鏡の送気・送水操作弁であって、通気孔の途中または開口に設けられ、通気孔に予圧を与える圧力調整弁体と、を備えたことを特徴とする内視鏡の送気操作弁が提供される。

この構成によれば、通気孔に予圧が与えられるため、送気・送水操作弁を押し込む操作が行われてから十分な圧力で送水が行われるまでの所要時間が短縮され、送水の応答性が向上する。

また、上記の送気・送水操作弁において、圧力調整弁体は、通過する気体の流量に応じて孔径が変化する開口孔を有し、流量に応じた予圧を与えるように構成されていてもよい。

また、上記の送気・送水操作弁において、開口孔は、通気孔の軸心と略一致するように圧力調整弁体の略中心部に設けられ、圧力調整弁体には、開口孔から放射状に延びるスリットが形成されている構成としてもよい。

また、上記の送気・送水操作弁において、圧力調整弁体は通気孔の開口を塞ぐように設けられている構成としてもよい。

また、上記の送気・送水操作弁において、圧力調整弁体は、エラストマーにより成形されたシート状部材である構成としてもよい。

また、上記の送気・送水操作弁において、気体流路の途中に設けられ、気体の送出先を気体流路と通気孔との間で切り換える逆止弁を更に備え、逆止弁は、給気口側と送気口側との圧力差が逆止弁の動作圧未満のときは、気体を通気孔に送出し、通気孔の開口が塞がれて、給気口側の圧力が逆止弁の動作圧以上となったときは、気体を気体流路に送出するように構成され、圧力調整弁体は、予圧が逆止弁の動作圧未満となるように構成されていてもよい。

また、上記の送気・送水操作弁において、シリンダ体は、筒軸方向の一端が開口端をなし、他端が閉口端をなしていて、シリンダ体とピストン体との間の隙間が気体流路の少なくとも一部を構成し、逆止弁は、シリンダ体の内周面とピストン体の外周面との間の隙間を塞ぐように配置された環状部材であり、送気口及び給気口は、シリンダ体の内周面に設けられていて、給気口は、逆止弁よりも閉口端側に設けられ、送気口は、逆止弁よりも開口端側に設けられている構成としてもよい。

また、上記の送気・送水操作弁において、ピストン体は、シリンダ体の中空部内で、第１の位置と第２の位置との間で筒軸方向に進退可能に保持され、ピストン体の一端にはシリンダ体の開口端から突出する操作ボタンが設けられ、送気操作弁は、ピストン体を第１の位置側に付勢するスプリングと、給気口及び送気口と、給水口及び送水口とを遮断するＯリングと、を更に備え、ピストン体の外周面には、円周方向に延びる水路溝と、Ｏリングを収容する円周方向に延びる環状溝と、が設けられている構成としてもよい。

また、上記の送気操作弁において、操作ボタンには、ピストン体の一端が嵌め込まれる貫通穴が形成され、圧力調整弁体は、開口孔が通気孔の軸心と略一致するように操作ボタンに被せられた構成としてもよい。

本発明の実施形態の構成によれば、応答性の高い送気・送水操作弁が提供される。

本発明の実施形態に係る送気・送水装置を備えた電子内視鏡装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る送気・送水操作弁の概略構成を示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係る送気・送水操作弁の上面図である。 本発明の実施形態に係る送気・送水操作弁の動作を説明する図である。 本発明の送気・送水装置の動作を説明する圧力曲線である。 比較例１の送気・送水装置の動作を説明する圧力曲線である。 比較例２の送気・送水装置の動作を説明する圧力曲線である。 本発明の実施形態に係る送気・送水操作弁の変形例の概略構成を示す縦断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳しく説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る送気・送水装置を備えた電子内視鏡装置１の概略構成を示すブロック図である。電子内視鏡装置１は、電子内視鏡１００、プロセッサ２００及びモニタ３００を備えている。

プロセッサ２００は、コントローラ２１０、光源装置２２０、画像処理回路２３０、送気装置２４０及び送水タンク２５０を備えている。

コントローラ２１０は、プロセッサ２００の各部の動作を統合的に制御する。光源装置２２０は、電子内視鏡１００に照明光を供給する。画像処理回路２３０は、電子内視鏡１００から取得した画像信号に基づいてモニタ３００に内視鏡観察画像を表示させるためビデオ信号を生成する。送気装置２４０は、送水タンク２５０及び電子内視鏡１００に加圧空気を供給する。本実施形態の送気装置２４０は、供給する加圧空気の送出量の設定を２L／ｍｉｎ〜７Ｌ／ｍｉｎの範囲で段階的に設定できるように構成されている。送水タンク２５０は、送気装置２４０から供給される加圧空気の圧力を利用して送水タンク２５０内に貯えた水を電子内視鏡１００に供給する。

電子内視鏡１００は、プロセッサ２００に接続して使用される。電子内視鏡１００は、固体撮像素子１１４、送気・送水操作弁１３０、給気管１５２、送気管１５４、送気ノズル１５６、給水管１６２、送水管１６４、送水ノズル１６６及びライトガイド（不図示）を備えている。固体撮像素子１１４は、患者の体内に挿入される挿入部１１０の先端部１１２に配置されていて、内視鏡観察像を撮像して、生成した画像信号をプロセッサ２００に出力する。また、ライトガイドは、プロセッサ２００の光源装置２２０から供給される照明光を先端部１１２まで伝送して、電子内視鏡１００の先端から被写体Ｓへ照明光を照射する。ライトガイドを介して供給される照明光を使用して体内での撮像が行われる。

給気管１５２は、その一端がプロセッサ２００の送気装置２４０に接続され、他端が電子内視鏡１００の操作部１２０に配置された送気・送水操作弁１３０に接続されていて、送気装置２４０から供給される加圧空気を送気・送水操作弁１３０に供給する。また、送気管１５４は、一端が送気・送水操作弁１３０に接続され、他端が電子内視鏡１００の先端部１１２に配置された送気ノズル１５６に接続されていて、送気装置２４０から送気・送水操作弁１３０を介して供給される加圧空気を送気ノズル１５６に送る。送気ノズル１５６に供給された加圧空気は、送気ノズル１５６の先端に設けられた吐出口から体内に放出される。

給水管１６２は、その一端が送水タンク２５０に接続され、他端が送気・送水操作弁１３０に接続されていて、送水タンク２５０から供給される加圧された水を送気・送水操作弁１３０に供給する。また、送水管１６４は、一端が送気・送水操作弁１３０に接続され、他端が電子内視鏡１００の先端部１１２に配置された送水ノズル１６６に接続されていて、送水タンク２５０から送気・送水操作弁１３０を介して供給される加圧された水を送水ノズル１６６に送る。送水ノズル１６６に供給された水は、送水ノズル１６６の先端に設けられた吐出口から体内に放出される。

送気ノズル１５６及び送水ノズル１６６の先端は、固体撮像素子１１４の受光面と対向して配置された対物レンズ（不図示）に向けられていて、送気ノズル１５６及び送水ノズル１６６から加圧した空気や水を吐出することにより、対物レンズに付着した汚れが洗い落とされ、良好な観察像が得られる。また、術者による送気・送水操作弁１３０の開閉操作により、送気ノズル１５６及び送水ノズル１６６からの空気及び水の吐出の制御が行われる。

次に、本発明の実施形態に係る送気・送水操作弁１３０の構成について説明する。送気・送水操作弁１３０は、術者の操作により、送気モード、送水モード及び停止モードの３つの動作モードを切り替える弁である。送気モードは送気のみを行う動作モードであり、送水モードは送水のみを行う動作モードであり、停止モードは送気も送水も行わない動作モードである。

図２は、送気・送水操作弁１３０の概略構成を示す縦断面図である。送気・送水操作弁１３０は、操作部１２０に固定されたシリンダ体１３１と、シリンダ体１３１の中空部１３１ａ内に収容されて筒軸方向に進退可能なピストン体１３２を備えている。ピストン体１３２は、外周に複数の溝が形成された略円筒状の部材である。ピストン体１３２の一端には、シリンダ体１３１から突出する操作ボタン１３４が取り付けられている。操作ボタン１３４とシリンダ体１３１との間には、コイルスプリング１３５を介してサイドカバー１３４ｂが配置されている。サイドカバー１３４ｂは、操作部１２０及びシリンダ体１３１に固定されている。また、操作ボタン１３４は、コイルスプリング１３５により突出方向に弾性力が与えられて付勢されている。操作ボタン１３４が押し込まれていないときには、ピストン体１３２の外周面に設けられた突起１３２ｆがサイドカバー１３４ｂの内周端１３４ｃに引っ掛かり、ピストン体１３２がシリンダ体１３１から抜け出ないようになっている。また、操作ボタン１３４の上面には貫通穴が形成されていて、ピストン体１３２の先端部が操作ボタン１３４の貫通穴に嵌め込まれている。

シリンダ体１３１の筒壁には、中空部１３１ａと外部とを連絡する貫通穴である２つの入力ポート１３１ｃ、１３１ｅと２つの出力ポート１３１ｂ、１３１ｄが形成されている。入力ポート１３１ｃ及び１３１ｅには、給水管１６２及び給気管１５２がそれぞれ接続され、出力ポート１３１ｂ及び１３１ｄには、送水管１６４及び送気管１５４がそれぞれ接続されている。入力ポート１３１ｃ、１３１ｅ及び出力ポート１３１ｂ、１３１ｄのそれぞれが中空部１３１ａに連絡する開口（給気口、給水口、送気口、送水口）は、シリンダ体１３１の筒軸方向において互いに位置をずらして形成されている。具体的には、出力ポート１３１ｂ、入力ポート１３１ｃ、出力ポート１３１ｄ及び入力ポート１３１ｅの各開口が、中空部１３１ａの開放端側から筒軸方向においてこの順で間隔を空けて形成されている。また、給気管１５２が接続される入力ポート１３１ｅの開口は、中空部１３１ａの閉口端（図２における下端）付近に形成されている。

また、シリンダ体１３１の内周面には、環状の気体流路溝１３１ｆが形成されている。出力ポート１３１ｄの開口（送気口）は、気体流路溝１３１ｆ内に配置されている。

ピストン体１３２の外周には、Ｏリング１３６ａ〜ｄを収容する４つの環状溝１３２ｅと、水路溝１３２ｂ及び２つの気体流路溝１３２ｃ、１３２ｄが形成されている。Ｏリング１３６ａ〜ｄは、ピストン体１３２の外周面とシリンダ体１３１の内周面との間の隙間を塞ぎ、給気管１５２から供給された加圧空気や給水管１６２から供給された加圧された水がピストン体１３２の外周面とシリンダ体１３１の内周面との間を通って筒軸方向に移動するのを阻止する。

水路溝１３２ｂはＯリング１３６ａ、１３６ｂを収容する２つの環状溝１３２ｅの間に配置されていて、気体流路溝１３２ｃはＯリング１３６ｃ、１３６ｄを収容する２つの環状溝１３２ｅの間に配置されている。また、気体流路溝１３２ｄはＯリング１３６ｄを収容する環状溝１３２ｅの近傍からピストン体１３２の他端（操作ボタン１３４が取り付けられていない、中空部１３１ａの閉鎖端側の端）まで形成されている。

気体流路溝１３２ｄには、加圧空気が流れる方向を給気口から送気口へ向かう順方向のみに制限する逆止弁１３８が設けられている。逆止弁１３８は、弾力性のある例えばエラストマー（合成ゴムやシリコンゴム）等の材料により金型成形により形成された環状部材である。傘状の最大外径部がシリンダ体１３１の内径よりも少し大きな径に形成されていて、最大外径部が全周にわたってシリンダ体１３１の内周面に密接する状態に弾性変形して配置されている。

逆止弁１３８は、給気管１５２と送気管１５４との間の隙間を塞ぐように配置されている。その結果、逆止弁１３８の上流側の気圧（図２における逆止弁１３８の下側の空間及びピストン体１３２の通気孔１３２ａ内の気圧）が逆止弁１３８の下流側の気圧（図２における逆止弁１３８の上側の空間）よりも所定値（逆止弁動作圧）以上高いときには、その圧力差により逆止弁１３８が送気管１５４側に押し曲げられて、逆止弁１３８の最大外径部がシリンダ体１３１の内周面から離れ、給気管１５２から送気管１５４内に送気が行われる。逆に、逆止弁１３８の上流側の気圧が下流側よりも所定値以上高くないときには、逆止弁１３８の弾性力により最大外径部がシリンダ体１３１の内周面に押し付けられて、逆止弁１３８によって給気管１５２と送気管１５４とを連絡する流路が遮断された逆止状態になる。なお、本実施形態においては、逆止弁動作圧は約４ｋＰａに設定されている。

ピストン体１３２の先端には、通気孔１３２ａを塞ぐようにダイヤフラム（圧力調整弁体）１４０がねじリング１３４ａにより取り付けられている。ダイヤフラム１４０は、例えばエラストマー（合成ゴムやシリコンゴム）等の材料によりシート状に形成された部材である。図３に、送気・送水操作弁１３０の上面図を示す。図３に示すように、ダイヤフラム１４０の中央部には円形の開口孔１４２と、開口孔１４２を中心とする十字状のスリット１４４が形成されている。開口孔１４２及びスリット１４４の直径は通気孔１３２ａの内径よりも小さく形成されていて、ダイヤフラム１４０は通気孔１３２ａから外部に流出する空気の流れを阻害する。そのため、先端が術者の指で塞がれていないときの通気孔１３２ａの内圧は、ダイヤフラム１４０が取り付けられていない場合よりも高くなる。以下、このときの通気孔１３２ａの内圧を予圧と称する。予圧は、ダイヤフラム１４０の開口孔１４２及びスリット１４４の直径や弾性率、送気ポンプ２０による送気流量等によって変化する。また、予圧は、逆止弁動作圧よりも低く設定されている。

なお、本実施形態においては、スリット１４４の直径は、通気孔１３２ａの内径と略同じ大きさ（約３ｍｍ）に設定されている。また、開口孔１４２の直径は通気孔１３２ａの内径の約１／３（約１ｍｍ）に設定されている。

また、ダイヤフラム１４０は、通気孔１３２ａの内外の圧力差によって、スリット１４４が形成された中央部が負圧側（通常は外気側）に開き、圧力差に応じて開口面積が増大するようになっている。

次に、図４を参照しながら、送気・送水操作弁１３０の動作を説明する。図４（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ停止モード、送気モード及び送水モードにおける送気・送水操作弁１３０の縦断面を示す。

図４（ａ）の停止モードでは、操作ボタン１３４が術者の指によって押し下げられていないため、ピストン体１３２はシリンダ体１３１から最も外部に突出した状態にある。このとき、給水管１６２と送水管１６４とを連絡する隙間がＯリング１３６ｂによって封止されるため、送水は行われない。また、給水管１６２と送気管１５４とを連絡する隙間もＯリング１３６ｃによって封止されるため、送気管１５４に送水されることもない。また、このとき、逆止弁１３８の上流側の空間には、ダイヤフラム１４０によって予圧が加えられる。ダイヤフラム１４０は、予圧が逆止弁動作圧よりも低くなるように構成されているため、逆止弁１３８は逆止状態となり、給気管１５２から供給された加圧空気は送気管１５４には送出されず、ダイヤフラム１４０の開口孔１４２及びスリット１４４を介して外部に放出される。

術者の指によって操作ボタン１３４の開口が塞がれる（但し、操作ボタン１３４は押し込まれない）と、図４（ｂ）に示す送気モードとなる。このとき、ピストン体１３２の位置は停止モードのときと同じであるため、送水管１６４への送水は行われない。また、操作ボタン１３４の開口が塞がれるため、ピストン体１３２の通気孔１３２ａの内圧（すなわち、逆止弁１３８の上流側の空間の圧力）が上昇して逆止弁動作圧を超える。その結果、給気管１５２から供給された加圧空気は、逆止弁１３８を通過して、送気管１５４に送出される。なお、このとき、Ｏリング１３６ｄが気体流路溝１３１ｆと対向する位置に配置されるため、給気管１５２と送気管１５４とを連絡する隙間がＯリング１３６ｄによって封止されず、加圧空気はこの隙間を通って送気管１５４に流入する。

また、術者の指によって操作ボタン１３４の開口が塞がれ、更に操作ボタン１３４が下端まで押し下げられると、図４（ｃ）に示す送水モードとなる。このとき、給気管１５２と送気管１５４とを連絡する隙間がＯリング１３６ｄによって封止されるため、送気は行われない。また、送気・送水操作弁１３０によって給気管１５２が完全に塞がれるため、給気管１５２の内圧が上昇する。その結果、図１に示すように、給気管１５２が接続された給水タンク２５０の内圧も上昇して、給水タンク２５０から給水管１６２に加圧された水が給水される。また、このとき、給水管１６２と送水管１６４が水路溝１３２ｂを介して連結されるため、加圧された水が送水管１６４に送出される。

次に、図５〜７を参照して、ダイヤフラム１４０の効果を説明する。図５〜７は、それぞれ、送気・送水操作弁を操作して停止モードから送水モードに切り替えたときの通気孔１３２ａの内圧の時間変化を示したグラフである。なお、通気孔１３２ａは、給気管１５２及び給水タンク２５０を介して給水管１６２と連通しており、通気孔１３２ａの内圧は給気管１５２及び給水管１６２の内圧と略同圧となる。図５は、ダイヤフラム１４０を有する本実施形態の送気・送水操作弁１３０のグラフである。図６及び図７は、ダイヤフラム１４０を設けず、通気孔を狭くすることで予圧を高めた送気・送水操作弁（比較例１及び比較例２）のグラフである。また、図５〜７において、ダイヤフラム１４０を有しない従来の送気・送水操作弁（従来例）の圧力曲線を破線で示す。

まず、図５を参照して、破線で示す従来例の送気・送水操作弁の内圧変化について説明する。圧力Ｐ_０は従来例における予圧である。なお、厳密には、従来例においても送気装置２４０の送出量に応じて予圧が僅かに変化するが、結論に影響しないため、ここでは送気装置２４０の送出量に依らず予圧Ｐ_０になるものとして説明する。圧力Ｐ_ｍａｘは、送気装置２４０によって与えられる通気孔１３２ａの内圧の最大値（平衡圧）である。また、時刻Ｔ_０は、術者が送気・送水操作弁を操作して停止モードから送水モードに切り換えた（すなわち、術者の指で操作ボタン１３４を押し込んだ）時刻である。

送水モードにおいては、ピストン体１３２の通気孔１３２ａは、給気管１５２を介して、送気装置２４０及び送水タンク２５０に接続されていて、大きな体積の空間を形成している。通気孔１３２ａの内圧（すなわち、給水管１６２からの水の供給圧）を上げるには、通気孔１３２ａに接続された空間全体の圧力を上げる必要があるため、一定の時間を要する。

通気孔１３２ａの内圧が平衡圧Ｐ_ｍａｘ付近まで上昇すると、十分な送水量が確保され、良好なレンズ洗浄性が得られる。言い換えれば、通気孔１３２ａの内圧が平衡圧Ｐ_ｍａｘ付近に到達するまでは、送水量が不十分となり、良好なレンズ洗浄性が得られない。術者が操作を開始した時刻Ｔ_０から、通気孔１３２ａの内圧がＰ_ｍａｘ付近に到達するまでの時間が長いと、例えば術者が小刻みに操作ボタン１３４を操作した場合に、通気孔１３２ａの内圧が平衡圧Ｐ_ｍａｘ付近まで上昇せず、良好なレンズ洗浄性を得ることができない。通気孔１３２ａの内圧が平衡圧Ｐ_ｍａｘ付近に到達するまでの所要時間は、送気装置２４０による加圧空気の送出量に略反比例するため、送気装置２４０の送出量を高く設定したときの方が短時間で平衡圧Ｐ_ｍａｘ付近に到達する。また、通気孔１３２ａの内圧の初期圧（予圧Ｐ_０）と平衡圧Ｐ_ｍａｘとの圧力差が小さいほど短時間で平衡圧Ｐ_ｍａｘ付近に到達する。しかし、従来例の送気・送水操作弁は、ダイヤフラム１４０を有していないため、停止モードにおける送気・送水操作弁の流路抵抗が低い（すなわち予圧Ｐ_０が低い）。そのため、平衡圧Ｐ_ｍａｘ付近に到達するまで長時間を要していた。

次に、本実施形態の送気・送水操作弁１３０の内圧変化について説明する。図５（ａ）の実線は、本実施形態において送気装置２４０の送出量を最小レベルに設定したときの通気孔１３２ａの内圧の変化を示すグラフであり、圧力Ｐ_１は、この場合の予圧である。また、図５（ｂ）の実線は、本実施形態において送気装置２４０の送出量を最大レベルに設定したときの内圧変化を示すグラフであり、圧力Ｐ_２は、この場合の予圧である。また、圧力Ｐ_Ａは逆止弁動作圧である。

本実施形態では、ダイヤフラム１４０を設けることにより、通気孔１３２ａの外部への開口面積が減少して流路抵抗が増加するため、予圧Ｐ_１、Ｐ_２は従来例の予圧Ｐ_０よりも大きくなる。これにより、通気孔１３２ａの内圧が平衡圧Ｐ_ｍａｘ付近に到達するまでの所要時間がΔｔだけ短縮されるため、術者は良好なレンズ洗浄性を感じ、ストレス無く手技を行うことができる。

また、上述のように、ダイヤフラム１４０は、通気孔１３２ａの内外の圧力差（すなわち予圧Ｐ_１、Ｐ_２）に応じて開口面積が変化するため、予圧Ｐ_１、Ｐ_２の増大を緩和させる作用がある。したがって、送気装置２４０の送出量を変化させても、略一定レベルの予圧Ｐ_１、Ｐ_２となる。そのため、送気装置２４０の送出量をＨＩＧＨに設定したときでも、予圧Ｐ_１は逆止弁動作圧Ｐ_Ａ未満に保たれるので、術者が送気・送水操作弁１３０を操作していない間に送気されるという誤動作が生じることもない。

次に、図６、７を参照して、比較例１、２について説明する。上述のように、予圧を上げることにより、通気孔１３２ａの内圧が短時間で平衡圧Ｐ_ｍａｘ付近に到達するため、術者に良好なレンズ洗浄性を感じさせることができる。予圧を上げる方法には、本実施形態のダイヤフラム１４０を設ける方法の他に、通気孔１３２ａの内径を細くする方法がある。比較例１（実線）は、通気孔１３２ａの内径を従来例（破線）よりも大幅に細くしたものである。

図６（ａ）の実線は、送気装置２４０の送出量を最小レベルに設定したときの比較例１の内圧変化を示すグラフであり、圧力Ｐ_３は、この場合の予圧である。また、図６（ｂ）の実線は、送気装置２４０の送出量を最大レベルに設定したときの比較例１の内圧変化を示すグラフであり、圧力Ｐ_４は、この場合の予圧である。比較例１においても、送気装置２４０の送出量を最小レベルに設定したときは、予圧Ｐ_３が逆止弁動作圧Ｐ_Ａ未満に保たれる。しかし、送気装置２４０の送出量を最大レベルに設定したときは、予圧Ｐ_４が逆止弁動作圧Ｐ_Ａを超えてしまうため、術者が操作ボタン１３４の開口を指で塞いでいない状態でも、送気が行われる誤動作が生じてしまう。

そこで、通気孔１３２ａの内径を従来例（破線）よりも僅かに細くしたものが比較例２である。図７（ａ）の実線は、送気装置２４０の送出量を最小レベルに設定したときの比較例２の内圧変化を示すグラフである。また、図７（ｂ）の実線は、送気装置２４０の送出量を最大レベルに設定したときの比較例２の内圧変化を示すグラフであり、圧力Ｐ_５は、この場合の予圧である。図７（ｂ）に示すように、比較例２では、送気装置２４０の送出量を最大レベルに設定しても、予圧Ｐ_５は逆止弁動作圧Ｐ_Ａ未満に保たれ、送気・送水操作弁１３０は正常に動作する。しかし、送気装置２４０の送出量を最小レベルに設定したときの通気孔１３２ａの内圧は従来例と殆ど変わらない。また、送気装置２４０の送出量を最大レベルに設定したときも、平衡圧Ｐ_ｍａｘ付近に到達するまでの時間の短縮量Δｔはわずかであり、送気・送水性能の向上を術者は実感することができない。

上記のように、ダイヤフラム１４０を備えた本実施形態の構成によれば、停止モードにおいて送気・送水操作弁１３０内に逆止弁１３８が作動しない程度の大きさの予圧が与えられる。そのため、送気モードや送水モードに切り替えられてから（すなわち通気孔１３２ａの開口が術者の指で塞がれてから、あるいは操作ボタン１３４が押し込まれてから）送気・送水操作弁１３０の内圧が十分な送気量・送水量を与える大きさに到達するまでのタイムラグが短縮され、送気機能及び送水機能の応答性が向上する。また、その結果、術者が送気・送水操作弁１３０を小刻みに操作した場合でも、十分な送気量・送水量が確保される。

（変形例）
図８は、本発明の実施形態に係る送気・送水操作弁の変形例１３０’の概略構成を示す縦断面図である。上記の実施形態の送気・送水操作弁１３０では、通気孔１３２ａ及びその周囲のみを覆うような小さなダイヤフラム１４０を、ねじリング１３４ａにより取り付ける構成が採用されているが、図８に示す変形例では、サイドカバー１３４ｂを含む操作部１２０から突出した操作ボタン１３４全体を袋状の大きなダイヤフラム１４０’によって覆う構成が採用されている。ダイヤフラム１４０’は、ダイヤフラム１４０と同様に、例えばエラストマー（合成ゴムやシリコンゴム）等の材料により形成されている。この構成は、ダイヤフラム１４０’の取り付けにねじリング１３４ａ等の部品が不要であるため、ダイヤフラム１４０’の交換が容易である。また、操作ボタン１３４全体をダイヤフラム１４０’によって覆うため、操作ボタン１３４に汚れが付着しにくいという利点もある。

以上が本発明の実施形態の説明であるが、本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。

例えば、上記の実施形態では、送気及び送水を操作する送気・送水操作弁に本発明を適用した例であるが、送気・送水操作弁に限らず、送気を操作する送気操作弁（送気・送水操作弁を含む）全般に本発明を適用することができる。

また、上記の実施形態は、加圧した空気と水の送出制御に送気・送水操作弁を使用した例であるが、本発明の実施形態に係る送気・送水操作弁を用いて空気以外の気体や水以外の液体の送出制御を行うこともできる。

１ 電子内視鏡装置
１００ 電子内視鏡
１１０ 挿入部
１１２ 先端部
１１４ 固体撮像素子
１２０ 操作部
１３０ 送気・送水操作弁
１３１ シリンダ体
１３２ ピストン体
１３８ 逆止弁
１４０ ダイヤフラム（圧力調整弁体）
２００ プロセッサ
２４０ 送気装置
２５０ 送水タンク
３００ モニタ
Ｓ 被写体

Claims (9)

1. 気体を供給する給気管が接続される給気口と、前記気体を内視鏡の先端部に送る送気管が接続される送気口と、液体を供給する給水管が接続される給水口と、前記液体を前記内視鏡の先端部に送る送水管が接続される送水口とが形成されたシリンダ体と、
   前記給気口と前記送気口とを連絡する気体流路と、前記給気口と外部とを連絡する通気孔と、前記給水口と前記送水口とを連絡する液体流路とを有し、前記シリンダ体の中空部内で、第１の位置と第２の位置との間で筒軸方向に進退可能に保持されたピストン体と、
   を備え、
   前記ピストン体が前記第１の位置に配置されたときに、前記水路溝が前記給水口と前記送水口とを連絡し、前記送水管に前記液体を送出するように構成された内視鏡の送気・送水操作弁であって、
   前記通気孔の途中または開口に設けられ、該通気孔に予圧を与える圧力調整弁体を更に備えたことを特徴とする内視鏡の送気・送水操作弁。
2. 前記圧力調整弁体は、通過する気体の流量に応じて孔径が変化する開口孔を有し、該流量に応じた前記予圧を与えることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の送気・送水操作弁。
3. 前記開口孔は、前記通気孔の軸心と略一致するように前記圧力調整弁体の略中心部に設けられ、
   前記圧力調整弁体には、前記開口孔から放射状に延びるスリットが形成されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡の送気・送水操作弁。
4. 前記圧力調整弁体は前記通気孔の開口を塞ぐように設けられている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の内視鏡の送気・送水操作弁。
5. 前記圧力調整弁体は、エラストマーにより成形されたシート状部材である、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の内視鏡の送気・送水操作弁。
6. 前記気体流路の途中に設けられ、前記気体の送出先を前記気体流路と前記通気孔との間で切り換える逆止弁を更に備え、
   前記逆止弁は、前記給気口側と前記送気口側との圧力差が前記逆止弁の動作圧未満のときは、前記気体を前記通気孔に送出し、前記通気孔の開口が塞がれて、前記給気口側の圧力が前記逆止弁の動作圧以上となったときは、前記気体を前記気体流路に送出するように構成され、
   前記圧力調整弁体は、前記予圧が前記逆止弁の動作圧未満となるように構成されたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の送気・送水操作弁。
7. 前記シリンダ体は、筒軸方向の一端が開口端をなし、他端が閉口端をなしていて、
   前記シリンダ体と前記ピストン体との間の隙間が前記気体流路の少なくとも一部を構成し、
   前記逆止弁は、前記シリンダ体の内周面と前記ピストン体の外周面との間の隙間を塞ぐように配置された環状部材であり、
   前記送気口及び前記給気口は、前記シリンダ体の内周面に設けられていて、
   前記給気口は、前記逆止弁よりも前記閉口端側に設けられ、
   前記送気口は、前記逆止弁よりも前記開口端側に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の内視鏡の送気・送水操作弁。
8. 前記ピストン体は、前記シリンダ体の中空部内で、第１の位置と第２の位置との間で筒軸方向に進退可能に保持され、
   前記ピストン体の一端には前記シリンダ体の開口端から突出する操作ボタンが設けられ、
   前記送気・送水操作弁は、
   前記ピストン体を前記第１の位置側に付勢するスプリングと、
   前記給気口及び前記送気口と、前記給水口及び前記送水口とを遮断するＯリングと、を更に備え、
   前記ピストン体の外周面には、
   円周方向に延びる水路溝と、
   前記Ｏリングを収容する円周方向に延びる環状溝と、が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡の送気・送水操作弁。
9. 前記操作ボタンには、前記ピストン体の一端が嵌め込まれる貫通穴が形成され、
   前記圧力調整弁体は、前記開口孔が前記通気孔の軸心と略一致するように前記操作ボタンに被せられた、ことを特徴とする請求項８に記載の内視鏡の送気・送水操作弁。

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