JP2018126300A - 液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】モーター駆動部のカバー開閉を検知する開閉センサーの誤作動によりモーター制御回路が異常状態に陥っても正常に液体を噴射できる液体噴射装置を提供する。【解決手段】本発明の液体噴射装置20は液体を貯留する給水バッグ51とチューブポンプ60とチューブポンプ60を制御するモーター制御機構70を有する液体供給装置50と、送液された液体を噴射するハンドピース100と、ハンドピース100及び液体供給装置50を制御する制御装置30と、を備え、制御装置30は、モーター制御機構70の状態を検知し、所定の状態にない場合にモーター制御機構70をリセットすることで所定の状態に復帰させ、正常に噴射することが可能である。【選択図】図5A
Description
本発明は、特に生体組織を切開または切除することに好適な液体噴射における液体噴射装置に関する。
従来、液体を間欠的に噴射するためのハンドピースに液体を供給するための装置が知られている(特許文献1)。特許文献1に開示された液体供給装置はチューブポンプを備える。チューブポンプはモーターの回転により、複数のローラーを回転させ、ローラーとステーターの間にチューブを通し、ステーターでチューブを押さえ、ローラーを回転させることでチューブをしごき、チューブ内の液体を送液し供給している。ステーターは開閉機構を備え、ステーターを開いてチューブをセットしやすくする役割を担っている。
特許文献1に記載の液体供給装置のように、モーターで駆動されるポンプを備える装置では、ポンプのカバー(ステーター)を開くと、モーター制御回路ならびにモーターへの電源供給をオフしモーターの回転を止め、カバー(ステーター)を閉じるとモーター制御回路ならびにモーターへの電源供給をオンする安全機構が備わっていることが多い。
しかしながら、このような安全機構では、カバー(ステーター)の開閉操作を感知するセンサーの誤作動やノイズにより、モーター制御回路への電源供給が不安定となって、モーター制御回路が異常状態に陥る場合があるという課題があった。
しかしながら、このような安全機構では、カバー(ステーター)の開閉操作を感知するセンサーの誤作動やノイズにより、モーター制御回路への電源供給が不安定となって、モーター制御回路が異常状態に陥る場合があるという課題があった。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係る液体噴射装置は、液体を貯留する液体貯留部と、前記液体を送液する送液駆動部と、前記送液駆動部を制御する送液駆動制御部を有する液体送液部と、送液された前記液体を噴射する液体噴射部と、前記液体噴射部及び前記液体送液部を制御する液体噴射制御部と、を備え、前記液体噴射制御部は、前記送液駆動制御部の状態を検知し、所定の状態にない場合に前記送液駆動制御部をリセットすることを特徴とする。
本適用例によれば、前記送液駆動制御部が所定の状態に無い場合でも、前記送液駆動制御部をリセットすることで所定の状態に戻すことができ、これによって前記液体噴射制御部は、前記液体送液部を制御し前記液体を噴射することができる。
従って、前記送液駆動制御部が、カバー(ステーター)の開閉操作を感知するセンサーの誤作動やノイズにより、送液駆動制御部への電源供給が不安定となって、送液駆動制御部が異常状態に陥っても所定の状態にリセットし、噴射制御を正常に行うことができる液体噴射装置を提供することができる。
従って、前記送液駆動制御部が、カバー(ステーター)の開閉操作を感知するセンサーの誤作動やノイズにより、送液駆動制御部への電源供給が不安定となって、送液駆動制御部が異常状態に陥っても所定の状態にリセットし、噴射制御を正常に行うことができる液体噴射装置を提供することができる。
[適用例2]上記適用例に記載の液体噴射装置は、前記液体噴射制御部が前記液体噴射部ならびに前記液体送液部を制御し、前記液体噴射部から前記液体を噴射するときに前記送液駆動制御部の状態を検知することが好ましい。
本適用例によれば、噴射に先立ち前記送液駆動制御部の状態を検知し、所定の状態にない場合に前記送液駆動制御部をリセットすることができる。
従って、少なくとも、噴射に先立って状態の検知を行い、所定の状態にない場合にはリセットすることができ、噴射制御を正常に行うことができるようになる。
従って、少なくとも、噴射に先立って状態の検知を行い、所定の状態にない場合にはリセットすることができ、噴射制御を正常に行うことができるようになる。
[適用例3]上記適用例に記載の液体噴射装置は、前記液体噴射制御部が定期的に前記送液駆動制御部の状態を検知することが好ましい。
本適用例によれば、定期的に前記送液駆動制御部の状態を検知し、所定の状態にない場合に前記送液駆動制御部をリセットすることができる。
従って、噴射していない待機状態であっても前記送液駆動制御部が所定の状態にない場合には、定期的な検知の都度リセットが行われ、噴射するときには所定の状態にすることができるため、速やかに噴射制御を行うことができるようになる。
従って、噴射していない待機状態であっても前記送液駆動制御部が所定の状態にない場合には、定期的な検知の都度リセットが行われ、噴射するときには所定の状態にすることができるため、速やかに噴射制御を行うことができるようになる。
[適用例4]上記適用例に記載の液体噴射装置は、前記液体噴射制御部が前記送液駆動制御部のリセットを、前記送液駆動制御部への電源供給を所定期間オフした後オンすることにより行うことを特徴とする。
本適用例によれば、前記送液駆動制御部が所定の状態にない場合でも、電源供給をオンしたときに、初期状態から開始し所定の状態にリセットすることができる。
従って、前記送液駆動制御部にリセット信号線や回路を追加せずともリセットができる効果を得ることができる。
従って、前記送液駆動制御部にリセット信号線や回路を追加せずともリセットができる効果を得ることができる。
[適用例5]上記適用例に記載の液体噴射装置は、前記液体噴射制御部が前記送液駆動制御部の状態の検知を前記送液駆動制御部へコマンド通信を用いて行うことが好ましい。
本適用例によれば、コマンド通信を用いることで、前記送液駆動制御部の詳細な状態を取得することができ、所定の状態か否かを確実に検知することができる。
従って、前記送液駆動制御部をリセットする必要があるのか否かを確実に判定でき、誤検知による無駄なリセットを排除できる効果を得ることができる。
従って、前記送液駆動制御部をリセットする必要があるのか否かを確実に判定でき、誤検知による無駄なリセットを排除できる効果を得ることができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
(実施形態1)
まず、実施形態1に係る液体噴射装置20について、図1〜図4を参照して説明する。
図1は、実施形態1に係る液体噴射装置20の構成を概略的に示す構成図である。液体噴射装置20は、医療機関において利用される医療機器であり、患部に対して液体を噴射することによって、患部を切除する機能を有する。
まず、実施形態1に係る液体噴射装置20について、図1〜図4を参照して説明する。
図1は、実施形態1に係る液体噴射装置20の構成を概略的に示す構成図である。液体噴射装置20は、医療機関において利用される医療機器であり、患部に対して液体を噴射することによって、患部を切除する機能を有する。
液体噴射装置20は、「液体噴射制御部」としての制御装置30と、アクチュエーター用ケーブル31と、ポンプ用ケーブル32、フットスイッチ35と、吸引装置40と、吸引チューブ41と、「液体送液部」としての液体供給装置50と、「送液駆動部」としてのチューブポンプ60、「送液駆動制御部」としてのモーター制御機構70と、「液体噴射部」としてのハンドピース100とを備える。
液体供給装置50は、「液体貯留部」としての給水バッグ51と、スパイク針52と、第1〜第5コネクター53a〜53eと、第1〜第4給水チューブ54a〜54dと、ポンプチューブ55と、閉塞検出機構56と、フィルター57とを備える。ハンドピース100は、ノズルユニット200と、アクチュエーターユニット300とを備える。ノズルユニット200は、噴射管205と、吸引管400とを備える。
噴射管205及び吸引管400は、噴射管205を内管、吸引管400を外管とする二重管を構成する。
噴射管205及び吸引管400は、噴射管205を内管、吸引管400を外管とする二重管を構成する。
給水バッグ51は、透明な合成樹脂製であり、内部に液体(具体的には生理食塩水)が充填(貯留)されている。なお、本願では、水以外の液体が充填されていても、給水バッグ51と呼ぶ。スパイク針52は、第1コネクター53aを介して、第1給水チューブ54aに接続されている。給水バッグ51にスパイク針52が刺されると、給水バッグ51に充填された液体が第1給水チューブ54aに供給可能な状態になる。
第1給水チューブ54aは、第2コネクター53bを介して、ポンプチューブ55に接続されている。ポンプチューブ55は、第3コネクター53cを介して、第2給水チューブ54bに接続されている。チューブポンプ60は、ポンプチューブ55を、ステーター600とローター601とで挟み込んでいる。チューブポンプ60は、内蔵するモーター602の回転によって、複数のローラーを回転させることで、ポンプチューブ55を扱(しご)く。このように扱かれることによって、ポンプチューブ55内の液体は、第1給水チューブ54a側から、第2給水チューブ54b側に「送液」される。
閉塞検出機構56は、第2給水チューブ54b内の圧力を測定することで、第1〜第4給水チューブ54a〜54d及びハンドピース100内の閉塞を検出する。閉塞検出機構56は、閉塞を検出すると、制御装置30に検出結果を入力する。
第2給水チューブ54bは、第4コネクター53dを介して、第3給水チューブ54cに接続されている。第3給水チューブ54cにはフィルター57が接続されている。フィルター57は、液体に含まれる異物を捕集する。
第3給水チューブ54cは、第5コネクター53eを介して、第4給水チューブ54dに接続されている。第4給水チューブ54dは、ハンドピース100に接続されている。第4給水チューブ54dを通じてハンドピース100に供給された液体は、アクチュエーターユニット300の駆動によって、噴射管205の先端に設けられたノズル207から間欠的に噴射される。このように液体が間欠的に噴射されることによって、少ない流量で切除能力が確保できる。
吸引チューブ41は、ノズルユニット200に接続されている。吸引装置40は、吸引チューブ41を通じて、吸引管400内を吸引する。この吸引によって、吸引管400の先端付近の液体や切除片などが吸引される。
制御装置30は、CPUと記憶媒体とを備える。記憶媒体には、チューブポンプ60及び圧電素子360(図3参照)を制御するためのプログラムが記憶されている。制御装置30は、CPUがこのプログラムを実行することによって、フットスイッチ35が踏まれている(押下している)間、アクチュエーター用ケーブル31を介して第1駆動信号を送信し、ポンプ用ケーブル32を介して第2駆動信号を送信する。第1駆動信号は、本実施形態においては400Hzの周期性を有し、アクチュエーターユニット300内の圧電素子360(図3参照)を駆動させる。第2駆動信号は、モーター制御機構70(詳細は図5A参照)を介してチューブポンプ60を駆動させる。よって、ユーザーがフットスイッチ35を踏んでいる間は液体が間欠的に噴射され、ユーザーがフットスイッチ35を踏んでいない間は液体の噴射が停止する。以下、単に駆動信号といえば、第1駆動信号のことを意味する。
図2Aは、ハンドピース100の断面を示す。第4給水チューブ54dは、ハンドピースケース210内部で入口流路241に接続されている。入口流路241は、液体室240(図4参照)を介して、噴射管205に通じている。
入口流路241の流路径は、噴射管205の流路径よりも小さい。このため、液体室240内の圧力が変動しても(後述)、液体室240内の液体が入口流路241に逆流することが抑制される。
図2Bは図2Aの一部(2B)を拡大した図である。
ハンドピースケース210は、先端に凹部211を備える。吸引管400の装着は、凸部410が凹部211に嵌合することで実現される。装着された吸引管400は、吸引流路部230(図2A参照)に通じている。
ハンドピースケース210は、先端に凹部211を備える。吸引管400の装着は、凸部410が凹部211に嵌合することで実現される。装着された吸引管400は、吸引流路部230(図2A参照)に通じている。
また、図2Aに示すように、吸引流路部230は、吸引力調整機構500を介して、吸引チューブ41に接続されている。
ユーザーは、孔522を利用して、吸引管400による吸引力の調整ができる。具体的には、孔522が開放されている面積を小さくすれば、孔522から流入する空気の流量も小さくなるので、吸引管400を介して吸引される液体(空気や液体等)の流量が大きくなる。つまり、吸引管400による吸引力が大きくなる。逆に、孔522が開放されている面積を大きくすれば、孔522から流入する空気の流量も大きくなるので、吸引管400による吸引力が小さくなる。通常、ユーザーは、孔522の開放面積の調整を、親指によって孔522を塞ぐ面積を調整することによって実現する。孔522が全く覆われていない状態では、吸引管400による吸引力が微小になるように、又は吸引力が全く作用しないように、孔522の形状が設計されている。本実施形態においては、吸引管400の流路面積が孔522の開口面積より大きいものの、吸引管400の長さを孔522の長さよりも長くすることで吸引管400の流路抵抗を孔522の流路抵抗よりも大きくしている。こうすることで孔522が全く覆われていない場合に、吸引管400による吸引力を微小とすることができる。
ユーザーは、孔522を利用して、吸引管400による吸引力の調整ができる。具体的には、孔522が開放されている面積を小さくすれば、孔522から流入する空気の流量も小さくなるので、吸引管400を介して吸引される液体(空気や液体等)の流量が大きくなる。つまり、吸引管400による吸引力が大きくなる。逆に、孔522が開放されている面積を大きくすれば、孔522から流入する空気の流量も大きくなるので、吸引管400による吸引力が小さくなる。通常、ユーザーは、孔522の開放面積の調整を、親指によって孔522を塞ぐ面積を調整することによって実現する。孔522が全く覆われていない状態では、吸引管400による吸引力が微小になるように、又は吸引力が全く作用しないように、孔522の形状が設計されている。本実施形態においては、吸引管400の流路面積が孔522の開口面積より大きいものの、吸引管400の長さを孔522の長さよりも長くすることで吸引管400の流路抵抗を孔522の流路抵抗よりも大きくしている。こうすることで孔522が全く覆われていない場合に、吸引管400による吸引力を微小とすることができる。
アクチュエーターユニット300は、図2Aに示すように、ノズルユニット200のジョイント部250に取り付けられている。アクチュエーターユニット300は、ジョイント部250に対して脱着できるように構成されている。
図3は、ジョイント部250及びアクチュエーターユニット300付近を拡大して示す断面図である。図4は、ジョイント部250の内部に設けられた液体室240付近を拡大した断面を示す。
駆動部350は、ハウジング351と、固定部材353と、圧電素子360と、可動板361とを備える。ハウジング351は、円筒状の部材である。可動板361は、ピストン362と、駆動側ダイヤフラム364とを含む。
圧電素子360は、積層型圧電素子である。圧電素子360は、伸縮する方向がハウジング351の長手方向に沿うように、ハウジング351内に配置されている。
固定部材353は、ハウジング351の一端に固定されている。圧電素子360は、固定部材353に接着剤によって固定されている。
駆動側ダイヤフラム364の素材は、金属であり、具体的にはステンレス鋼であり、さらに具体的にはSUS304又はSUS316Lである。駆動側ダイヤフラム364は、圧電素子360のプリロードを実施するために厚めに形成される(例えば300μm)。また、圧電素子360が金属製で、且つ厚めに形成されているので、ピストン362に押された際に、滑らかに湾曲する。このため、液体室側ダイヤフラム260も滑らかに変形させることができる。
駆動側ダイヤフラム364は、ハウジング351の他端を覆うように配置され、ハウジング351に溶接によって固定されている。
ピストン362は、圧電素子360の一端に接着剤によって固定されていると共に、駆動側ダイヤフラム364に接触するように配置されている。ピストン362は、異なる径の円柱が、同心円として積層したような形状をしている。小さい径の方が、駆動側ダイヤフラム364と接触している。このため、駆動側ダイヤフラム364は、端の方が押されず、溶接箇所には大きな力が作用しないようになっている。ピストン362及び駆動側ダイヤフラム364は、接着剤等によって固定されてはおらず、接触しているのみである。
ハウジング351の外周には、雄ネジ部351aが設けられている。雄ネジ部351aを、ジョイント部250に設けられた雌ネジに締め付けることで、ハウジング351がジョイント部250に固定されている。雌ネジを緩めることによって、ハウジング351をジョイント部250から取り外すことができる。
連結部310は、第1ケース311と、第2ケース312と、第3ケース313と、保持部材314と、金属板315と、第1ネジ316と、第2ネジ317と、第3ネジ318とを備える。なお金属板315は中継基板315と言い換えることもできる。
第1ケース311は、第1ネジ316によって、固定部材353に固定されている。第2ケース312は、第2ネジ317と第3ネジ318とによって、第1ケース311に固定されている。2枚の金属板315は、第1ケース311内に挿入(収容)されている。
保持部材314は、アクチュエーター用ケーブル31の端部付近に加締められることによって固定されている。第3ケース313は、第2ケース312と保持部材314とを連結するための部材である。第3ケース313は、保持部材314の外径が膨らんだ部位を引っ掛けた状態で、第2ケース312に固定されている。
アクチュエーター用ケーブル31は、上記のように固定された状態で、2枚の金属板315と導通するように接続される。金属板315は、圧電素子360の正極、負極それぞれに、配線(図示しない)によって接続される。
圧電素子360は、アクチュエーター用ケーブル31、金属板315及び上記の配線を介して入力される駆動信号に応じて伸縮する。圧電素子360が伸縮すると、ピストン362が圧電素子360の長手方向に振動する。ピストン362が振動すると、駆動側ダイヤフラム364は、この振動に追従して変形する。
図4に示すように、液体室240は、窪み244に、液体室側ダイヤフラム260が覆い被さることで形成される。窪み244は、ジョイント部250において、薄く円形状に窪んだ部位である。液体室側ダイヤフラム260は、圧電素子360の伸縮に応じて変形しやすいように、駆動側ダイヤフラム364よりも薄く形成される(例えば50〜100μm)。液体室側ダイヤフラム260は、直径が13〜15mmであり、ジョイント部250に溶接によって固定されている。液体室側ダイヤフラム260の素材は、金属であり、具体的にはステンレス鋼であり、さらに具体的にはSUS304又はSUS316Lである。
図4に示すように、液体室側ダイヤフラム260は、駆動側ダイヤフラム364に接触している。このため、先述したように駆動側ダイヤフラム364が変形すると、液体室側ダイヤフラム260も同様に変形する。
駆動側ダイヤフラム364が変形すると、液体室240の容積が変動する。この変動によって、液体室240内に満たされた液体の圧力が変動する。液体室240内の圧力が低下した際には、入口流路241から液体が液体室240に流入する。液体室240内の圧力が上昇した際には、液体が液体室240から噴射管205に流出する。噴射管205に流出した液体は、噴射管205の先端から噴射される。液体室240内の圧力が上昇するのは間欠的なので、噴射管205からの液体の噴射は間欠的に実施される。
上記のように、液体室側ダイヤフラム260及び駆動側ダイヤフラム364は、一体となって変形する。つまり、液体室側ダイヤフラム260及び可動板361は、一体となって変形する。図4に示された符号460は、このように一体となって変形する液体室側ダイヤフラム260と可動板361とを合わせた合成ダイヤフラム460を示す。合成ダイヤフラム460は、1つのダイヤフラムと捉えることができる。
図5Aはモーター制御機構70の構成図である。
本実施形態を特徴付けるモーター制御機構70の構成について説明する。
モーター制御機構70は、モーターコントローラー610、開閉センサー620、駆動電源接点640、ステーター開閉センサー連動機構660などから構成されている。
本実施形態を特徴付けるモーター制御機構70の構成について説明する。
モーター制御機構70は、モーターコントローラー610、開閉センサー620、駆動電源接点640、ステーター開閉センサー連動機構660などから構成されている。
モーターコントローラー610は、制御装置30と通信信号線611を介してモーターの駆動指示または停止指示を受け、駆動信号線612を介してモーター602を駆動または停止する。
モーターコントローラー610は、制御装置30と通信信号線611を通じてモーターコントローラー610が所定の状態にあるかの問い合わせ(「コマンド通信」)に応答する。
「所定の状態」とは、モーターコントローラー610の動作状態が、正常に動作している状態を示している(詳細は図6を用いて後述する)。
モーターコントローラー610は、通信信号線611を通じて駆動指示または停止指示、所定の状態にあるかの問い合わせに応答する電子回路と、駆動信号線612を用いてモーター602を回転または停止の制御を行う電子回路と、を持つ電子回路である。
モーターコントローラー610は、制御装置30と通信信号線611を通じてモーターコントローラー610が所定の状態にあるかの問い合わせ(「コマンド通信」)に応答する。
「所定の状態」とは、モーターコントローラー610の動作状態が、正常に動作している状態を示している(詳細は図6を用いて後述する)。
モーターコントローラー610は、通信信号線611を通じて駆動指示または停止指示、所定の状態にあるかの問い合わせに応答する電子回路と、駆動信号線612を用いてモーター602を回転または停止の制御を行う電子回路と、を持つ電子回路である。
開閉センサー620は、第1接点620aと第2接点620bを持つ。
第1接点620aは信号電源630を遮断または通電し、開閉状態信号線613を介して制御装置30に開閉状態信号を入力する。
第2接点620bは駆動電源631を遮断または通電し、駆動電源線614を介してモーターコントローラー610に給電する。
制御装置30は駆動電源制御信号線615を介して駆動電源接点640をオンまたはオフし、第2接点620bがオンの時に駆動電源631をオンまたはオフする(詳細は図8を用いて後述する)。
通信信号線611と開閉状態信号線613と駆動電源制御信号線615はポンプ用ケーブル32を構成している。
ステーター開閉センサー連動機構660によって、開閉センサー620はステーター600の開または閉に連動する。
第1接点620aは信号電源630を遮断または通電し、開閉状態信号線613を介して制御装置30に開閉状態信号を入力する。
第2接点620bは駆動電源631を遮断または通電し、駆動電源線614を介してモーターコントローラー610に給電する。
制御装置30は駆動電源制御信号線615を介して駆動電源接点640をオンまたはオフし、第2接点620bがオンの時に駆動電源631をオンまたはオフする(詳細は図8を用いて後述する)。
通信信号線611と開閉状態信号線613と駆動電源制御信号線615はポンプ用ケーブル32を構成している。
ステーター開閉センサー連動機構660によって、開閉センサー620はステーター600の開または閉に連動する。
ステーター開閉センサー連動機構660について、図5B、図5C、図5Dを用いて説明する。
図5Bはチューブポンプ60付近を拡大した図であり、ステーター開閉センサー連動機構660は、ステーター600と、ステーター回転軸650と、接点押しカム651と、開閉センサー620から構成される。
ステーター600はステーター回転軸650を持ち、ステーター回転軸650を回転軸として開閉をする。
ステーター回転軸650はステーター600の逆端に、接点押しカム651を持つ。
図5Bはチューブポンプ60付近を拡大した図であり、ステーター開閉センサー連動機構660は、ステーター600と、ステーター回転軸650と、接点押しカム651と、開閉センサー620から構成される。
ステーター600はステーター回転軸650を持ち、ステーター回転軸650を回転軸として開閉をする。
ステーター回転軸650はステーター600の逆端に、接点押しカム651を持つ。
次に、図5C及び図5Dを用いて開閉センサー620と接点押しカム651の関係について説明する。
図5Cはステーター回転軸650の軸線方向から見た、開閉センサー620と接点押しカム651を図示している。また、ステーター600が閉じた状態を示しているが、便宜上ステーター600は省略している。
接点押しカム651は、ステーター回転軸650の同心円形状をした部分(A部)と、これより大きな径をもつステーター回転軸650の同心円を内角90度の扇型で切り取った部分(B部)を、ステーター回転軸650を中心として重ね合わせたカム形状をしている。また、接点押しカム扇型部651bの円弧端の角は、接点押し部652とスムーズに接触するよう面取り処理がされている。
接点押しカム651は、ステーター回転軸650の同心円形状をした部分(A部)と、これより大きな径をもつステーター回転軸650の同心円を内角90度の扇型で切り取った部分(B部)を、ステーター回転軸650を中心として重ね合わせたカム形状をしている。また、接点押しカム扇型部651bの円弧端の角は、接点押し部652とスムーズに接触するよう面取り処理がされている。
ステーター600が閉じた状態では、接点押しカム651は同心円形状をした部分(A部)で開閉センサー620の接点押し部652と接触している。接点押し部652は接点押しカム651に常に接触するように、開閉センサー620内部のばね機構(図示省略)でステーター回転軸650の方向に押し下げられている。
接点押し部652には、接点押しカム651と接触している反対側の端面に、第1接点620aの一端および第2接点620bの一端をもっており、第1接点620aおよび第2接点620bのもう一端の接点と接触していればオンの状態、接触していなければオフの状態となる。
ステーター600が閉じた状態では、接点押しカム651は同心円形状の部分(A部)で接点押し部652と接触しているため、第1接点620aおよび第2接点620bの各接点は接触しておらず、オフの状態となっている。
接点押し部652には、接点押しカム651と接触している反対側の端面に、第1接点620aの一端および第2接点620bの一端をもっており、第1接点620aおよび第2接点620bのもう一端の接点と接触していればオンの状態、接触していなければオフの状態となる。
ステーター600が閉じた状態では、接点押しカム651は同心円形状の部分(A部)で接点押し部652と接触しているため、第1接点620aおよび第2接点620bの各接点は接触しておらず、オフの状態となっている。
図5Dはステーター回転軸650の軸線方向から見た、ステーター600が開いた状態の開閉センサー620と接点押しカム651を示した図である。
ステーター600が開くと、ステーター回転軸650が右回転(ステーター600の開動方向に回転)し、接点押しカム651も右回転する。
接点押しカム651が右回転すると、接点押し部652と接点押しカム651の接触部分が、同心円状の部分(A部)から扇型部分(B部)に変化し、接点押しカム扇型部651bが接点押し部652をばねの力に逆らって押し上げていく。
接点押し部652と接点押しカム651の接触部分が、接点押しカム扇型部651bへ完全に変化すると、接点押しカム651と接触している反対側の端面の、第1接点620aの一端および第2接点620bの一端同士が接触しオンの状態となる。
ステーター600が開くと、ステーター回転軸650が右回転(ステーター600の開動方向に回転)し、接点押しカム651も右回転する。
接点押しカム651が右回転すると、接点押し部652と接点押しカム651の接触部分が、同心円状の部分(A部)から扇型部分(B部)に変化し、接点押しカム扇型部651bが接点押し部652をばねの力に逆らって押し上げていく。
接点押し部652と接点押しカム651の接触部分が、接点押しカム扇型部651bへ完全に変化すると、接点押しカム651と接触している反対側の端面の、第1接点620aの一端および第2接点620bの一端同士が接触しオンの状態となる。
図5B、図5C、図5Dを用いて説明したとおり、ステーター開閉センサー連動機構660によって、第1接点620aと第2接点620bはステーター600の開閉に連動している。しかし接点押しカム651と接点押し部652の部品公差によるガタつきや第1接点620aや第2接点620bの接点の高さや接点押し部652への取り付け位置といった部品公差等により、各接点が接触する瞬間や離れる瞬間では、第1接点620aはオンであり、かつ、第2接点620bはオフであるという状態が発生する場合がある。
また、各接点における電気的ノイズの影響によっても、第1接点620aはオンであり、かつ、第2接点620bはオフであるという状態が発生する場合がある。
また、各接点における電気的ノイズの影響によっても、第1接点620aはオンであり、かつ、第2接点620bはオフであるという状態が発生する場合がある。
次に図6を用いて、従来技術の課題である、開閉センサー620とモーターコントローラー610の動作状態の関係について説明する。
第1接点620aと第2接点620bはステーター600の開閉に連動しているが、各接点が接触する瞬間や、誤作動、ノイズの影響を受けた場合等には、第1接点620aはオンであり、かつ、第2接点620bはオフであるという状態が発生する場合がある。
さらに、第1接点620aはオンのまま、第2接点620bだけがオフしたのちオンを繰り返すということも発生する場合がある。
この状態では、駆動電源631(図5A参照)が断続的にオフしたのちオンされることになり、モーターコントローラー610に供給される駆動電源631が不安定になることがある。
このような状態では、モーターコントローラー610の動作状態が不安定になり、正常に動作できなくなり、異常状態となる。
モーターコントローラー610が異常状態のままの場合、フットスイッチ35が踏まれ、制御装置30からの指示によりモーターを駆動しようとしても正常に駆動できなくなる。
この課題に対し、本実施形態では以下のようにしている。
第1接点620aと第2接点620bはステーター600の開閉に連動しているが、各接点が接触する瞬間や、誤作動、ノイズの影響を受けた場合等には、第1接点620aはオンであり、かつ、第2接点620bはオフであるという状態が発生する場合がある。
さらに、第1接点620aはオンのまま、第2接点620bだけがオフしたのちオンを繰り返すということも発生する場合がある。
この状態では、駆動電源631(図5A参照)が断続的にオフしたのちオンされることになり、モーターコントローラー610に供給される駆動電源631が不安定になることがある。
このような状態では、モーターコントローラー610の動作状態が不安定になり、正常に動作できなくなり、異常状態となる。
モーターコントローラー610が異常状態のままの場合、フットスイッチ35が踏まれ、制御装置30からの指示によりモーターを駆動しようとしても正常に駆動できなくなる。
この課題に対し、本実施形態では以下のようにしている。
次に図7を用いてフットスイッチ35とモーターコントローラー610の動作状態の関係について説明する。
フットスイッチ35を踏まれる(押下する)と、制御装置30はポンプ用ケーブル32を介して第2駆動信号を送信し、第2駆動信号は、チューブポンプ60を駆動させる。
これに先立って、制御装置30は通信信号線611(図5A参照)を通じて、モーターコントローラー610の状態が異常であるか否かについて確認を行う。
制御装置30は確認によって異常であることを検知すると、モーターコントローラー610のリセットを行う。
フットスイッチ35を踏まれる(押下する)と、制御装置30はポンプ用ケーブル32を介して第2駆動信号を送信し、第2駆動信号は、チューブポンプ60を駆動させる。
これに先立って、制御装置30は通信信号線611(図5A参照)を通じて、モーターコントローラー610の状態が異常であるか否かについて確認を行う。
制御装置30は確認によって異常であることを検知すると、モーターコントローラー610のリセットを行う。
次に図8を用いて制御装置30によるモーターコントローラー610のリセットについて説明する。
制御装置30は、リセットが必要であると判断した場合は、駆動電源制御信号線615を通じて、駆動電源接点640(図5A参照)をオフにする。
駆動電源接点640がオフになると、モーターコントローラー610に駆動電源631が供給されなくなる。
制御装置30は、「所定期間」(例えば300ミリ秒)待機したのち、駆動電源制御信号線615を通じて、駆動電源接点640をオンにする。
駆動電源接点640がオンになると、モーターコントローラー610に駆動電源631が供給され、モーターコントローラー610は正常状態に復帰することができる。
制御装置30は、リセットが必要であると判断した場合は、駆動電源制御信号線615を通じて、駆動電源接点640(図5A参照)をオフにする。
駆動電源接点640がオフになると、モーターコントローラー610に駆動電源631が供給されなくなる。
制御装置30は、「所定期間」(例えば300ミリ秒)待機したのち、駆動電源制御信号線615を通じて、駆動電源接点640をオンにする。
駆動電源接点640がオンになると、モーターコントローラー610に駆動電源631が供給され、モーターコントローラー610は正常状態に復帰することができる。
制御装置30は通信信号線611を通じて、モーターコントローラー610の状態が異常であるか否かについて、再度確認を行う。
モーターコントローラー610は駆動電源631のオフならびにオンによって、正常状態に復帰しているため、制御装置30は、モーターコントローラー610を正常に駆動させることが可能となる。
モーターコントローラー610は駆動電源631のオフならびにオンによって、正常状態に復帰しているため、制御装置30は、モーターコントローラー610を正常に駆動させることが可能となる。
以上述べたように、本実施形態に係るモーター制御機構70によれば、以下の効果を得ることができる。
モーターコントローラー610が、ステーター600の開閉操作を感知する開閉センサー620の誤作動やノイズにより、モーターコントローラー610への電源供給が不安定となって、モーターコントローラー610が異常状態に陥っても所定の状態にリセットし、噴射制御を正常に行うことができる液体噴射装置を提供することができる。
少なくとも、噴射に先立ってモーターコントローラー610の状態の検知を行い、所定の状態にない場合にはリセットすることができ、噴射制御を正常に行うことができるようになる。
モーターコントローラー610にリセット信号線や回路を追加せずともリセットができる効果を得ることができる。
モーターコントローラー610をリセットする必要があるのか否かを確実に判定でき、誤検知による無駄なリセットを排除できる効果を得ることができる。
モーターコントローラー610が、ステーター600の開閉操作を感知する開閉センサー620の誤作動やノイズにより、モーターコントローラー610への電源供給が不安定となって、モーターコントローラー610が異常状態に陥っても所定の状態にリセットし、噴射制御を正常に行うことができる液体噴射装置を提供することができる。
少なくとも、噴射に先立ってモーターコントローラー610の状態の検知を行い、所定の状態にない場合にはリセットすることができ、噴射制御を正常に行うことができるようになる。
モーターコントローラー610にリセット信号線や回路を追加せずともリセットができる効果を得ることができる。
モーターコントローラー610をリセットする必要があるのか否かを確実に判定でき、誤検知による無駄なリセットを排除できる効果を得ることができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
(変形例1)
上記実施形態1では、図7のように、フットスイッチ35を押下したとき(踏まれたとき)に制御装置30がモーターコントローラー610の動作状態を確認するとして説明したが、この形態に限定するものではない。
以下、変形例1に係る制御装置30について説明する。なお、実施形態1と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
上記実施形態1では、図7のように、フットスイッチ35を押下したとき(踏まれたとき)に制御装置30がモーターコントローラー610の動作状態を確認するとして説明したが、この形態に限定するものではない。
以下、変形例1に係る制御装置30について説明する。なお、実施形態1と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
図9は、フットスイッチ35とモーターコントローラー610の動作状態の関係を示した図である。
図9を用いてフットスイッチ35とモーターコントローラー610の動作状態の関係について説明する。
フットスイッチ35が離されているとき、制御装置30は所定期間(例えば100ミリ秒毎)にモーターコントローラー610の状態が異常であるか否かについて確認を行う。確認の結果、異常であることを検知すると、その都度モーターコントローラー610のリセットを行い、正常状態に復帰させる。
図9を用いてフットスイッチ35とモーターコントローラー610の動作状態の関係について説明する。
フットスイッチ35が離されているとき、制御装置30は所定期間(例えば100ミリ秒毎)にモーターコントローラー610の状態が異常であるか否かについて確認を行う。確認の結果、異常であることを検知すると、その都度モーターコントローラー610のリセットを行い、正常状態に復帰させる。
以上述べたように、本変形例1に係る液体噴射装置によれば、以下の効果を得ることができる。
噴射していない待機状態であってもモーターコントローラー610が所定の状態にない場合には、定期的な検知の都度リセットが行われ、噴射するときには所定の状態にすることができるため、フットスイッチ35が踏まれた場合には、検知やリセット作業が不要になり、速やかに噴射制御を行うことができるようになる。
噴射していない待機状態であってもモーターコントローラー610が所定の状態にない場合には、定期的な検知の都度リセットが行われ、噴射するときには所定の状態にすることができるため、フットスイッチ35が踏まれた場合には、検知やリセット作業が不要になり、速やかに噴射制御を行うことができるようになる。
本発明は、本明細書の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、先述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、先述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことができる。その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除できる。例えば、以下のものが例示される。
上記実施形態において、ソフトウエアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ハードウエアによって実現されてもよい。また、ハードウエアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ソフトウエアによって実現されてもよい。ハードウエアとしては、例えば、集積回路、ディスクリート回路、または、それらの回路を組み合わせた回路モジュールなど、各種回路を用いることができる。
ノズルユニット200とアクチュエーターユニット300とが一体に構成されていてもよい。このように一体となって構成されたものを、アクチュエーターユニット300と捉えてもよいし、ハンドピース100と捉えてもよい。
ノズルユニット200は、滅菌処理することで、複数回使用してもよい。
噴射する液体は、純水でもよいし薬液でもよい。
液体噴射装置20は、医療機器以外に利用されてもよい。
例えば、液体噴射装置20は、噴射した液体によって汚れを除去する洗浄装置に利用されてもよいし、噴射した液体によって線などを描く描画装置に利用されてもよい。
噴射する液体は、純水でもよいし薬液でもよい。
液体噴射装置20は、医療機器以外に利用されてもよい。
例えば、液体噴射装置20は、噴射した液体によって汚れを除去する洗浄装置に利用されてもよいし、噴射した液体によって線などを描く描画装置に利用されてもよい。
実施形態においては間欠的に液体を噴射する構成を採用したが、連続的に液体を噴射する機能を備えた構成を採用してもよい。例えば、間欠的な噴射と連続的な噴射とを使い分けることができる構成でもよい。実施形態のハードウエア構成を利用して連続的な噴射を実施するために、アクチュエーターの駆動を停止または低下させた状態でチューブポンプ60のみを駆動させてもよい。この構成の場合、間欠的な噴射を切除のために実施し、連続的な噴射を洗浄のために実施してもよい。
或いは、連続的な噴射のみが実施できる構成でもよい。この構成の場合、連続的な噴射によって切除を実施してもよい。
或いは、連続的な噴射のみが実施できる構成でもよい。この構成の場合、連続的な噴射によって切除を実施してもよい。
実施形態1と変形例1を組み合わせても良い。例えば、フットスイッチ35を踏んでいないときに所定期間(例えば100ミリ秒毎)にモーターコントローラー610の状態が異常であるか否かについて確認を行い、異常であることを検知すると、その都度モーターコントローラー610のリセットを行うことで、正常状態に復帰させ、フットスイッチ35を押下したとき(踏まれたとき)に制御装置30がモーターコントローラー610の動作状態を確認し、異常であることを検知した場合に、リセットを行うように構成しても良い。
20…液体噴射装置、30…制御装置、31…アクチュエーター用ケーブル、32…ポンプ用ケーブル、35…フットスイッチ、40…吸引装置、41…吸引チューブ、50…液体供給装置、51…給水バッグ、52…スパイク針、53a…第1コネクター、53b…第2コネクター、53c…第3コネクター、53d…第4コネクター、53e…第5コネクター、54a…第1給水チューブ、54b…第2給水チューブ、54c…第3給水チューブ、54d…第4給水チューブ、55…ポンプチューブ、56…閉塞検出機構、57…フィルター、60…チューブポンプ、70…モーター制御機構、100…ハンドピース、200…ノズルユニット、205…噴射管、207…ノズル、210…ハンドピースケース、211…凹部、230…吸引流路部、240…液体室、241…入口流路、250…ジョイント部、260…液体室側ダイヤフラム、300…アクチュエーターユニット、310…連結部、311…第1ケース、312…第2ケース、313…第3ケース、314…保持部材、315…金属板(中継基板)、316…第1ネジ、317…第2ネジ、318…第3ネジ、350…駆動部、351…ハウジング、351a…雄ネジ部、353…固定部材、360…圧電素子、361…可動板、362…ピストン、364…駆動側ダイヤフラム、400…吸引管、410…凸部、460…合成ダイヤフラム、500…吸引力調整機構、522…孔、600…ステーター、601…ローター、602…モーター、610…モーターコントローラー、611…通信信号線、612…駆動信号線、613…開閉状態信号線、614…駆動電源線、615…駆動電源制御信号線、620…開閉センサー、620a…第1接点、620b…第2接点、630…信号電源、631…駆動電源、640…駆動電源接点、650…ステーター回転軸、651…接点押しカム、651b…接点押しカム扇型部、652…接点押し部、660…ステーター開閉センサー連動機構。
Claims (5)
- 液体を貯留する液体貯留部と、
前記液体を送液する送液駆動部と前記送液駆動部を制御する送液駆動制御部を有する液体送液部と、
送液された前記液体を噴射する液体噴射部と、
前記液体噴射部及び前記液体送液部を制御する液体噴射制御部と、を備え、
前記液体噴射制御部は、前記送液駆動制御部の状態を検知し、所定の状態にない場合に前記送液駆動制御部をリセットすることを特徴とする液体噴射装置。 - 請求項1に記載の液体噴射装置において、
前記液体噴射制御部が前記液体噴射部ならびに前記液体送液部を制御し、前記液体噴射部から前記液体を噴射するときに前記送液駆動制御部の状態を検知することを特徴とする液体噴射装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の液体噴射装置において、
前記液体噴射制御部が定期的に前記送液駆動制御部の状態を検知することを特徴とする液体噴射装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の液体噴射装置において、
前記液体噴射制御部が前記送液駆動制御部のリセットを、前記送液駆動制御部への電源供給を所定期間オフした後オンすることにより行うことを特徴とする液体噴射装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の液体噴射装置において、
前記液体噴射制御部が前記送液駆動制御部の状態の検知を前記送液駆動制御部へコマンド通信を用いて行うことを特徴とする液体噴射装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017020995A JP2018126300A (ja) | 2017-02-08 | 2017-02-08 | 液体噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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JP2017020995A Pending JP2018126300A (ja) | 2017-02-08 | 2017-02-08 | 液体噴射装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2018126300A (ja) |
-
2017
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