JP5078530B2 - 流体圧アクチュエータ装置、および内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体圧アクチュエータ装置および内視鏡に関し、特に、第１の電磁弁および第２の電磁弁を制御する制御部を有する流体圧アクチュエータ装置および流体圧アクチュエータを有する内視鏡装置に関する。

に関する。

流体圧アクチュエータ装置は、流体圧力を駆動源として用いるアクチュエータ装置である。流体圧アクチュエータ装置は、アクチュエータ本体の構造が簡単なこと、小型化が容易なこと、かつ振動も少ないこと等から、内視鏡装置の内視鏡の湾曲部に用いられている。

内視鏡装置は、医療および工業等の各種分野において、体腔内等の直接目視することができない部位を観察する目的で広く用いられており、一般に、被検部位へ挿入する細長の挿入部を備えて構成されている。また、細長の挿入部の先端部の基端側には湾曲部が配設され、この湾曲部を湾曲操作することにより、先端部、すなわち、内視鏡の観察方向を任意の方向に向けることができるようになっている。

内視鏡挿入部の先端部に配設される湾曲部として例えば、特開平２００５−３１９３２５号公報には、流体圧アクチュエータを備えた構成の湾曲部が示されている。この流体圧アクチュエータは、柔軟なシリコーンゴムで形成された外径断面形状の中央に設けられた１の中央ルーメンと、中央ルーメンの周囲に設けられた複数の周辺ルーメンとを有するマルチルーメンチューブによって形成された湾曲部を有し、軸方向貫通孔である中央ルーメンの内部にケーブル等の内蔵物が挿通されている。

周囲ルーメンの両端部を封止して圧力室が形成され、さらに圧力室が径方向に膨らまないように、内径規制部材と外径規制部材とが設けられている。圧力室内に流体を供給し、また排気し、圧力室が長手方向に伸びることで、所望の湾曲を得ている。

そして、流体圧アクチュエータの圧力は、流体ボンベと流体圧アクチュエータとの間の流路に設けられた直列接続の２個の電磁弁を同時に駆動し、流体を徐々に流体圧アクチュエータに送り込むことで制御されている。
特開平２００５−３１９３２５号公報

特開平２００５−３１９３２５号公報に記載の流体圧アクチュエータ装置では、２個の電磁弁を同時にパルス駆動する制御をしているが、後述するように、２個の電磁弁を同時にＯＮからＯＦＦに切り替えると、２個の電磁弁間に残っていた流体が放出されてしまう。

図１３は電磁弁の応答時間を説明するための図である。図１３の上段は電磁弁制御信号５０Ｓの時間（横軸）に対する変化を示し、図１３の下段は、電磁弁制御信号５０Ｓに対応した流体圧力の変化を示している、図１３に示す電磁弁の応答時間ｔｄ１またはｔｄ２、すなわち、電磁弁のコイルに電流が流れてから実際に弁が動作し流路が切り替わるのに要する時間、は一定ではなく、誤差がある。代表的な電磁弁の応答時間ｔｄ１またはｔｄ２の誤差は±１ミリ秒程度である。このため、後述するように、応答時間の誤差によって不可避に発生する２個の電磁弁の開閉状態によっては、圧力室内の流体が放出されてしまうことがある。

このため、特開平２００５−３１９３２５号公報に記載の流体圧アクチュエータ装置では、駆動時の流体消費量が多くなっていた。

特に、流体圧アクチュエータを有する内視鏡装置においては、術者は観察部位をより的確に捉えるために細かく何回も流体圧アクチュエータを駆動するため、流体の消費量が多くなっていた。さらには、流体圧アクチュエータを有する内視鏡装置においては、使用中すなわち処置中に、流体圧力源であるボンベが空になってしまうことは好ましくない。このため、特に、より流体消費量の少ない流体圧アクチュエータが求められていた。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、駆動時の流体消費量の少ない流体圧アクチュエータ装置および内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の流体圧アクチュエータ装置は、圧力室と、前記圧力室内に駆動用流体を供給する流体供給チューブと、前記流体供給チューブに接続された第１の電磁弁および第２の電磁弁と、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁を制御する制御部とを有し、前記第１の電磁弁が有排気機能電磁弁であり、かつ前記第２の電磁弁が無排気機能電磁弁であり、前記制御部は、前記圧力室を加圧する際に、前記第１の電磁弁を無排気状態とする制御をした後、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁の応答時間の誤差以上の時間経過後に、前記第２の電磁弁の動作の制御を開始し、前記第２の電磁弁の前記動作の制御の終了後、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁の応答時間の誤差以上の時間経過後に、前記第１の電磁弁を排気状態とする制御を行う。
本発明の他の態様の流体圧アクチュエータ装置は、圧力室と、前記圧力室内に駆動用流体を供給する流体供給チューブと、前記流体供給チューブに接続された第１の電磁弁および第２の電磁弁と、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁を制御する制御部とを有し、前記第１の電磁弁が有排気機能電磁弁であり、かつ前記第２の電磁弁が無排気機能電磁弁であり、前記制御部は、前記圧力室を加圧する際に、前記第１の電磁弁を無排気状態とする制御をした後、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁の応答時間の誤差以上の時間経過後に、前記第２の電磁弁の動作の制御を開始し、前記第２の電磁弁の動作切り替えを繰り返し、前記第２の電磁弁の前記動作の制御の終了後、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁の応答時間の誤差以上の時間経過後に、前記第１の電磁弁を排気状態とする制御を行う。

また、本発明の一態様の内視鏡装置は、管腔内に挿入される挿入部と、少なくとも１つの圧力室を有する流体圧アクチュエータにより湾曲する湾曲部と、前記流体アクチュエータに流体を供給する流体供給源と、前記流体供給源から上記流体圧アクチュエータへの流体の供給を制御する制御部と、前記流体アクチュエータへの供給圧を検知する手段と、前記湾曲部の湾曲操作を指示する入力手段とを有し、前記制御部は、 排気機能を有する電磁弁と排気機能を持たない電磁弁とで構成されており、加圧しながら湾曲動作を行う加圧開始時に、排気機能を有する電磁弁が排気機能を持たない電磁弁よりも早く流体を通す状態となり、加圧終了時、排気機能を有する電磁弁が排気機能を持たない電磁弁よりも遅く流体を通さない状態になるように制御する。
本発明の他の態様の内視鏡装置は、管腔内に挿入される挿入部と、少なくとも１つの圧力室を有する流体圧アクチュエータにより湾曲する湾曲部と、前記流体アクチュエータに流体を供給する流体供給源と、前記流体供給源から上記流体圧アクチュエータへの流体の供給を制御する制御部と、前記流体アクチュエータへの供給圧を検知する手段と、前記湾曲部の湾曲操作を指示する入力手段とを有し、前記制御部が、排気機能を有する電磁弁と排気機能を持たない電磁弁とで構成されており、加圧しながら湾曲動作を行う際に、排気機能を有する電磁弁が継続的に流体を通す状態となり、排気機能を持たない電磁弁のパルス駆動により流体の供給を制御し、かつ、加圧しながら湾曲動作を行う際に、排気機能を有する電磁弁が継続的に流体を通す状態となり、排気機能を持たない電磁弁のパルス駆動により流体の供給を制御する。

本発明の流体圧アクチュエータ装置および内視鏡装置は、駆動時の流体消費量が少ない。

＜第１の実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１は本実施の形態にかかる流体圧アクチュエータ１０を備えた内視鏡装置１の全体構成を表す構成図である。まず、本実施の形態にかかる流体圧アクチュエータ１０を備えた内視鏡装置１の全体構成について図１を用いて以下に説明する。

図１に示すように、本実施の形態にかかる内視鏡装置１は、管腔内に挿入される内視鏡２と、ＣＣＵ（カメラ・コントロール・ユニット）３と、光源装置４と、湾曲制御ユニット５と、流体圧力源であるボンベ６と、ジョイステックを有する入力手段７と、モニタ８とで構成されている。

また、内視鏡２は、挿入先端側から順に設けられた先端部２１と、湾曲部２２と、挿入部２３と、操作部２４と、ユニバーサルコード２５とによって構成されている。内視鏡２の先端部２１には、対物レンズ等の対物光学系により被写体物を光電変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）などの撮像素子が配設されている。ＣＣＤ２０で撮像された映像信号は、湾曲部２２および挿入部２３内を通る信号ケーブル等を介して、ＣＣＵ３に送られ、ＣＣＵ３内部にある画像処理部で信号処理され、モニタ８に内視鏡画像が出力される。

また、先端部２１には照明光学系が設けられている。すなわち、光源装置４で発生した光は、湾曲部２２および挿入部内を通るＬＧ（ライトガイド）ケーブルを介して、先端部２１まで導光され、ＣＣＤ２０による観察の際の照明光として使用される。前記の光源装置４およびＬＧの代わりに、先端部２０に設けたＬＥＤなどによりＣＣＤ２０による観察の際の照明光として使用してもよい。

内視鏡２は、内視鏡を把持し、送気や送水などの操作を行う操作部を挿入部２３の終端に有する。この操作部２４の操作ボタン２６により、各種内視鏡機能の操作、例えば、体腔内への送気、送水または吸引の操作することができる。なお、操作ボタン２６が、電気的制御のためのスイッチである場合には、操作部２４に配置しないで、入力手段７に配置することもできる。

映像信号ケーブル、ＬＧおよび後述する流体供給チューブ３６（図２参照）等は、ユニバーサルコード２５内を通り、それぞれ、ＣＣＵコネクタ２７、光源装置コネクタ２８、湾曲制御ユニット用コネクタ２９を介して、ＣＣＵ３、光源装置４、湾曲制御ユニット５に接続されている。湾曲制御ユニット５には、ボンベ６および湾曲指示を行う入力手段が接続されている。

ＣＣＵ３、光源装置４および湾曲制御ユニット５は、独立して駆動することもできるし、ケーブル等で通信を行うことで、互いにデータを共有しながら駆動することもできる。

次に、図２および図３を用いて、本実施の形態の流体圧アクチュエータ１０の構成について説明する。内視鏡２の湾曲部２２は体によって駆動され湾曲自在な、流体圧アクチュエータ１０を備えた流体駆動型湾曲部である。

図２は、流体圧アクチュエータ１０を構成するマルチルーメンチューブ３０の基本構造を示すための説明図であり、図３は流体圧アクチュエータ１０の構造を説明するための構成図である。

本実施の形態の流体圧アクチュエータ１０は、図２に示すように、材質が柔軟な、例えば、シリコーンゴムである断面形状が円形状のマルチルーメンチューブ３０と、マルチルーメンチューブ３０の４つの円弧状断面の周辺ルーメン３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅに接続されている流体供給チューブ３６とを有する。以下、周辺ルーメン３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅのそれぞれを指すときは、周辺ルーメン３０という。さらに詳しくは、流体圧アクチュエータ１０は、図３に示すように、マルチルーメンチューブ３０と、内径規制部材である内径規制チューブ２１と外径規制部材である外径規制ブレード４１を主要構成部材として形成されている。このマルチルーメンチューブ３０は円形断面の中央位置に中央ルーメン３０ａが軸方向に沿って延設されている。そして、この中央ルーメン３０ａの内部には前述したケーブルおよびＬＧ等の内蔵物が挿通されるようになっている。

中央ルーメン３０ａの周囲の管壁には、４つの円弧状断面の周辺ルーメン３０が周方向に略等間隔に配設されている。また、４つの円弧状断面の周辺ルーメン３０の前後の両端は、それぞれ図３（Ｅ）、図３（Ｆ）に示すように、例えば、シリコーンゴムの充填剤３８ａ、３８ｂにより封止されている。すなわち、４つの周辺ルーメン３０を用いて４つの密閉された圧力室１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが形成されている。以下、圧力室１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄのそれぞれを指すときは、圧力室１１という。

４つの円弧状周辺ルーメン３０の内視鏡の基端側の充填剤３８ｂ内には、各圧力室１１内に流体を供給し、また各圧力室１１内から流体を排気するための流体供給チューブ３６の先端部がそれぞれ挿入配置されている。流体供給チューブ３６の材料としては径方向には膨らみにくく、柔軟性を有する材料が好ましく、例えば、テフロン（登録商標）樹脂、好ましくは柔軟テフロン（登録商標）樹脂を用いることができる。

マルチルーメンチューブ３０の４つの周辺ルーメン３０の各圧力室１１に選択的に流体を送ることにより、湾曲部２２を湾曲動作させることができる。なお、本実施の形態では４つの周辺ルーメン３０の各圧力室１１が４つの湾曲方向、すなわち左右方向および上下方向のいずれかにそれぞれ対応するように設定されている。

また、マルチルーメンチューブ３０の先端部の端部には、前口金３０Ａが、さらに基端側の端部には、後ろ口金３０Ｂが、それぞれ接着等により接続されている。そして、マルチルーメンチューブ３０の中央ルーメン３０ａには、内径規制部材として内径規制チューブ３９が挿入配置されている。

マルチルーメンチューブの外側には、外径規制部材として、例えばステンレスワイヤ等で筒状に編みこんだ外径規制ブレード４１が被されている。この外径規制ブレード４１の両端部は、それぞれマルチルーメンチューブ３０の前口金３０Ａと後ろ口金３０Ｂの位置で、はんだによって固定されている。

また、外径規制ブレード４１の外周面は、図示しない外皮チューブが被覆されている。外皮チューブは、例えば、ふっ素ゴム、ウレタンゴム、ラテックスゴムなどの材料からできている。そして、この外皮チューブの両端部分はそれぞれマルチルーメンチューブの前口金３０Ａと後ろ口金３０Ｂの位置で糸縛りされ、さらに、この糸の外側は接着剤により固定されている。

流体圧アクチュエータ１０は、流体供給チューブ３６を通じて周辺ルーメン３０のいずれかの圧力室１１に流体、例えばエアーを送り込むと、流体が送り込まれた圧力室１１は外側および内側に膨らもうとする。しかし、外径規制部材としての外径規制ブレード４１は圧力室１１が外側に膨らもうとするのを規制する。また、内側規制チューブ３９は圧力室１１が内側に膨らむのを規制する。このため、圧力室１１は、外側、内側のいずれにも膨らむことができないため、軸方向に伸びることになる。このため、流体圧アクチュエータ１０は、流体が送り込まれた圧力室１１と反対側に湾曲する。

流体圧アクチュエータ１０の湾曲角を増加する際には、圧力室１１をより高圧力にするため流体を送り込む加圧処理を行う。反対に、流体圧アクチュエータ１０の湾曲角を減少する際には、圧力室１１をより低圧力にするため流体を放出、すなわち大気解放する減圧処理を行う。また、流体圧アクチュエータ１０の湾曲角を維持する際には、圧力室１１の圧力を保持する圧力保持処理を行う。

内視鏡装置１においては、内視鏡画像を見ながら述者が流体圧アクチュエータ１０の操作を行う。このため、内視鏡画像が表示された表示画面が大きく変化するような、流体圧アクチュエータ１０の急激な湾曲操作は行われることは少ない。従って、内視鏡装置１の流体圧アクチュエータ１０の湾曲角を増加する際には、流体制御を行う電磁弁をパルス駆動し、加圧処理と圧力保持処理を交互に行うことで、徐々に湾曲角を増加する制御方法が好ましい。逆に、内視鏡装置１の流体圧アクチュエータ１０の湾曲角を減少する際には、同様に減圧処理と圧力保持処理を交互に行うことで、徐々に湾曲角を減少する制御方法が好ましい。

図４は、本実施形態にかかる流体圧アクチュエータ装置の湾曲制御ユニット５の制御系の構成図である。
湾曲制御系ユニット５は、ボンベ６と接続されたレギュレータ５１と、ボンベ用圧力センサ５２と、４個の第１の電磁弁５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄと、４個の第２の電磁弁５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄと、４個の圧力室用圧力センサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄと、電磁弁ドライバ５６と、制御部５７と、警告手段５８とを備えている。湾曲制御ユニット５には、入力手段コネクタ７ａを介して入力手段７が接続され、入力手段７からの電気信号が制御部５７に入力される。

以下、第１の電磁弁５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄのそれぞれを指すときは、第１の電磁弁５３と、第２の電磁弁５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄのそれぞれを指すときは、第２の電磁弁５４と、圧力室用圧力センサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄのそれぞれを指すときは、圧力室用圧力センサ５５という。

第１の電磁弁５３のそれぞれは、対応する第２の電磁弁と直列に接続され、２個の電磁弁が１ユニットとなっている。４個の電磁弁ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、それぞれ湾曲部２２の流体圧アクチュエータ内の４個の圧力室１１の圧力調整に用いられる。以下、電磁弁ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄのそれぞれを指すときは、電磁弁ユニット５０という。

ボンベ６はレギュレータ５１と接続され、流体を流体圧アクチュエータ１０の各圧力室１１に供給する流体供給源である。なお、ボンベ内に充填されている流体としては、例えば二酸化炭素、窒素、空気等の可燃性のない流体が使われている。特に、内視鏡の流体アクチュエータの駆動流体としては、二酸化炭素が生体に吸収され易いために、好ましい。また、流体アクチュエータ装置を使用する部屋の壁面まで配管により供給されている流体を用いてもよい。なお、このような場合には、流体供給源とは、内視鏡装置または流体圧アクチュエータの壁面配管との接続部とする。

図５は入力手段の動作を説明するための図である。図５に示すように、入力手段７は、ベース部材７ｂと、操作レバー７ｃとを有するジョイステック型である。操作レバー７ｃはベース部材７ｂの上の回転支軸７ｄを中心に０点（ニュートラル）位置から任意の方向に傾動操作が可能である。さらに入力手段７は図示しない２軸のポテンショメータを有し、操作レバー７ｃの傾き角度θ１および傾き方向に応じて２軸のポテンショメータの抵抗値が変化する。このためポテンショメータに一定の電圧を印加しておくと、操作レバー７ｃの傾き角度θ１および傾き方向に応じて２軸の電圧出力が変化する。述者は、操作レバー７ｃの傾き角度θ１および傾き方向を変えることで、どのように湾曲部２２の方向および角度を制御したいのかを表す電気信号、すなわち入力手段信号を湾曲制御系ユニット５に送る。
なお、入力手段７は、上記のジョイステック型に限らず、ボタンを使った入力装置や、その他のデバイスを用いてもよい。

圧力室用圧力センサ５５は、圧力室１１の流体圧力に応じた出力信号を発生する。この圧力室用圧力センサ５５の出力信号は制御部５７に入力され、現在の圧力室の流体耐圧力（以下、現在圧という）を計測することができる。
ボンベ用圧力センサ５２が計測した、レギュレータ５１を介したボンベ６の圧力信号も制御部５７に入力され、ボンベ６の中の流体の有無の判断およびレギュレータ５１の調整に使用される。

また、制御部５７は、流体の漏れ等の異常を検知した場合に、ブザー等の警告手段に信号を出力し、述者に警告する。

次に図６を用い、圧力室１１の圧力制御方法を説明する。図６は、制御部５７が行う、圧力室１１の圧力制御の処理の流れを示すフローチャートである。
Ｓ１：制御部５７は、圧力室１１の圧力制御をスタートする。

Ｓ２：制御部５７は、入力手段信号を取得する。
Ｓ３：制御部５７は、直前に取得した入力手段信号と、新たに取得した入力手段信号（Ｓ２）とを比較し、入力手段信号の変化の有無を判断する。
Ｓ４：制御部５７は、入力手段信号に変化ががある場合（Ｓ３、Ｙｅｓ）、新たに取得した入力手段信号から、圧力室１１の目標圧、すなわち入力手段信号に応じた湾曲部２２の湾曲を得るために必要な圧力室１１の流体圧力を計算する。

Ｓ５：制御部５７は、圧力室１１の現在の流体圧力を圧力室用圧力センサ５５から取得する。
Ｓ６：制御部５７は、圧力差、すなわち、圧力室の目標圧（Ｓ４）と、現在圧（Ｓ５）の差を計算する。
Ｓ７：制御部５７は、圧力差が正の値かどうか、すなわち、圧力室１１の流体圧力が目標圧力に達しているかを判断する。
Ｓ８：制御部５７は、圧力差が正の場合（Ｓ７、Ｙｅｓ）、加圧処理を行う。

Ｓ９：制御部５７は、圧力差が正以外の場合（Ｓ７、Ｎｏ）、減圧処理を行う。
Ｓ１０：制御部５７は、Ｓ８またはＳ９の何れかの処理が終了すると、再びＳＴＡＲＴ（Ｓ１）に戻る。
Ｓ１１：制御部５７は、入力信号手段に変化がない場合（Ｓ３、Ｎｏ）、湾曲部２２の湾曲は現在の状態から変えないので、圧力保持処理ｂを行い、再びＳＴＡＲＴ（Ｓ１）に戻る。

なお、本実施の形態の流体圧アクチュエータ１０には４個の圧力室１１があるため、それぞれの圧力室１１に対して図６のフローチャートによる制御が行われる。

次に、図７を用いて、流体圧アクチュエータ装置９の流体の流れを説明する。図７は、流体圧アクチュエータ装置９の管路系の構成図である。

ボンベ６は、レギュレータ５１を介して一定の圧力の流体を流体圧アクチュエータ装置９に供給している流体供給源である。ボンベ６から供給された流体は、圧力室１１の数に応じ管路が分岐しているため、各圧力室１１に流体圧を印加できる。なお、図中の電磁弁内部の矢印は、電磁弁がＯＮの場合の流路を実線で、電磁弁がＯＦＦの場合の流路を破線で示している。

圧力室１１の圧力は、レギュレータ５１と圧力室１１との間の管路に設けられた、電磁弁ユニット５０の動作により変化する。各電磁弁ユニット５０は、管路に直列に接続された、第１の電磁弁５３と第２の電磁弁５４とから構成されている。

第１の電磁弁５３および５４は、いずれも、３つのポート（空気口）、Ａ、ＥおよびＰ、を有する３ポート弁（三方弁）である。３つのポートのうち、ポートＡおよびポートＰが流体を連通するための流体連通ポートであり、ポートＥは流体を大気開放するための大気開放ポートである。第１の電磁弁５３および第２の電磁弁５４は、電磁弁のコイル等に電圧（電流）が印加された場合、すなわち、ＯＮの場合に、ポートＰとポートＡとが連通（開放）される。そして、第１の電磁弁５３および第２の電磁弁５４は、電磁弁のコイル等に電圧（電流）が印加されていない場合、すなわち、ＯＦＦの場合には、ポートＡと大気開放ポートＥとが連通（開放）される。なお、本実施の形態の流体圧アクチュエータ１０の電磁弁ユニット５０においては、第２の電磁弁５４の大気開放ポートＥは、第１の電磁弁５３の大気開放ポートＥと異なり、封止されているため、大気開放ポートＥを通じて流体が大気開放されることはない。

第１の電磁弁５３はポートＰがレギュレータ５１とチューブで接続されている。第１の電磁弁５３がＯＦＦの場合には、第１の電磁弁５３のポートＡと大気開放ポートＥとが連通するため、大気開放ポートＥを通じて、管路内の流体が大気に開放される。第１の電磁弁５３のように管路内の流体を大気開放することができる電磁弁を、排気機能を有する電磁弁または有排気機能電磁弁という。また、第１の電磁弁５３のポートＡは、第２の電磁弁５４のポートＡと接続されている。このため、第１の電磁弁５３がＯＮの場合には、第１の電磁弁５３のポートＰとポートＡとが連通するため、レギュレータ５１からの流体は、第２の電磁弁のポートＡまで到達する。

第２の電磁弁５４は、ポートＡが第１の電磁弁５３のポートＡと接続され、ポートＰは流体供給チューブ３６と接続され、ポートＥは封止されている。このため、第２の電磁弁５４がＯＦＦの場合には、第２の電磁弁５４のポートＡと大気開放ポートＥとが連通するが、流体は大気開放ポートＥから大気開放されない。第２の電磁弁５４のように管路内の流体を大気開放することができない電磁弁を、排気機能を持たない電磁弁または、無排気機能電磁弁という。無排気機能電磁弁として、大気開放ポートＥを有しない２ポート電磁弁を第２の電磁弁５４として使用してもよい。第２の電磁弁５４がＯＮの場合には、第２の電磁弁５４のポートＡとポートＰとが連通する。

なお、大気開放ポートであっても、他の電磁弁やチューブと接続され、直接大気開放されていないポートとして使用される場合もある。このような直接大気開放されていない大気開放ポートは排気機能を有しないため、他の２つのポートも大気開放されていない三方電磁弁は無排気機能電磁弁である。逆に、大気開放ポートＥが封止されていても、ポートＡまたはポートＰが直接大気開放されている場合には、ポートＡまたはポートＰが、実質的に大気開放ポートとなり、このようなポートを有する三方電磁弁は有排気機能電磁弁である。

本実施の形態の流体アクチュエータ装置９は、流体供給源であるボンベ６と、圧力室１１と、４つの電磁弁ユニットとを有し、それぞれの電磁弁ユニットは、第１の電磁弁５３および第２の電磁弁５４を有する。第１の電磁弁５３および第２の電磁弁５４は、第１のポートＡと第２のポートＰと第３のポートＥとを有する三方弁である。第３のポートＥが大気開放ポートである。第１の電磁弁５３および第２の電磁弁５４は、ＯＮの場合に第１のポートＡと第２のポートＰが挿通し、ＯＦＦの場合に第１のポートＡと第３のポートＥが挿通する。第１の電磁弁が有排気機能電磁弁であり、第２の電磁弁は、第３のポートＥが封止された無排気機能電磁弁である。第１の電磁弁の第１のポートＡと第２の電磁弁の第１のポートＡとは互いに接続され、第１の電磁弁の第２のポートＰはレギュレータ５１を介して流体供給源と接続され、第２の電磁弁の第２のポートＰは流体供給チューブ３６を介して圧力室１１と接続されている。

１つの湾曲方向、例えばＵＰ方向の流体供給チューブ３６ａの端部には、第２の電磁弁５４ａの流体連通ポートＰが接続され、さらに、この第２の電磁弁５４ａの流体連通ポートＡには、第１の電磁弁５３ａの流体連通ポートＡが接続されている。また、第１の電磁弁５３ａの流体連通ポートＰはレギュレータ５１と接続されている。そして、第１の電磁弁５３ａの大気開放ポートＥは大気開放されているのに対して、第２の電磁弁５４ａの大気開放ポートＥは封止されている
また、他の３つの湾曲方向、すなわちＤＯＷＮ、ＲＩＧＨＴ、ＬＥＦＴの各方向の流体供給チューブ３６ｂ、３６ｃ、３６ｄと接続された各電磁弁ユニット５０でも、第１の電磁弁５３と第２の電磁弁５４とが、それぞれ同様に接続されている
なお、上記４つの湾曲方向のうち、ＵＰとＤＯＷＮの２方向を同時に駆動することが無い場合には、ＵＰ方向駆動用電磁弁５３ａとＤＯＷＮ方向駆動用電磁弁５３ｂを共通化して使用することも可能である。同様にＲＩＧＨＴとＬＥＦＴの２方向も同時に駆動することが無い場合には、やはりＲＩＧＨＴ方向駆動用電磁弁５３ｄとＬＥＦＴ方向駆動用電磁弁５３ｃを共通化して使用することも可能である
なお、ノーマリーオープン型電磁弁、すなわち、ＯＦＦの場合にポートＰとポートＡが連通しており、ＯＮの場合にポートＡとポートＥ（大気開放ポート）が連通する電磁弁、を使用してもよい。ノーマリーオープン型電磁弁を使用する場合には、本実施の形態の説明において、電磁弁信号のＯＮとＯＦＦとを入れ替えて制御を行う。

図８は、電磁弁ユニット５０の動作を説明するための図である。電磁弁ユニット５０は、第１の電磁弁５３と第２の電磁弁５４の、それぞれのＯＮ動作およびＯＦＦ動作の組み合わせにより、圧力室１１の加圧処理、減圧処理、または圧力保持処理を行う。

図８（Ａ）：第１の電磁弁５３と第２の電磁弁５４とが共にＯＮの場合
第１の電磁弁５３のポートＰとポートＡとが連通し、第２の電磁弁５４のポートＡとポートＰとが連通する。このため、レギュレータ５１を介してボンベ６から流体が圧力室１１に供給され、圧力室１１の圧力が上昇する（加圧処理）。

図８（Ｂ）：第１の電磁弁５３がＯＦＦ、第２の電磁弁５４がＯＮの場合
第１の電磁弁５３のポートＥとポートＡとが連通し、第２の電磁弁５４のポートＡとポートＰとが連通する。このため、圧力室１１内部の流体が第２の電磁弁５４を通り、第１の電磁弁５３のポートＥから排出される。このため、圧力室１１の圧力は減少する（減圧処理）。この場合、第１の電磁弁５３のポートＰは閉じているので、ボンベ６の流体を排出してしまうことはない。

図８（Ｃ）：第１の電磁弁５３がＯＮ、第２の電磁弁５４がＯＦＦの場合
第１の電磁弁５３のポートＰとポートＡとが連通し、第２の電磁弁５４のポートＡとポートＥとが連通する。第２の電磁弁５４のポートＥは封止されているので、流路内の流体が大気開放されることはない。また、第２の電磁弁５４のポートＰは閉じているので、圧力室１１の圧力は保持される（圧力保持処理ａ）。

図８（Ｄ）：第１の電磁弁５３と第２の電磁弁５４とが共にＯＦＦの場合
第１の電磁弁５３のポートＥとポートＡとが連通し、第２の電磁弁５４のポートＡとポートＥとが連通する。第１の電磁弁５３と第２の電磁弁とを接続する管路、第１の電磁弁５３内部、および第２の電磁弁内部の流体は、第１の電磁弁５３のポートＥから排出される。第１の電磁弁５３のポートＰは閉じているので、ボンベ６の流体を排出してしまうことはない。そして、第２の電磁弁５４のポートＰは閉じているので、圧力室１１の圧力は保持される（圧力保持処理ｂ）。

次に、図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃを用いて、本発明の第１の実施の形態の制御部５７が行う電磁弁ユニットによる流体制御について説明する。

図９Ａは、従来の電磁弁ユニットによる制御を説明するための図である。図９Ｂは、第１の実施の形態の電磁弁ユニットによる制御を説明するための図である。図９Ｃは、第１の実施の形態の制御部による電磁弁ユニットの制御の流れを説明するためのフローチャートである。

図９Ａに示すように、電磁弁ユニット５０の従来の圧力制御の場合には、第１の電磁弁５３と第２の電磁弁５４とを同時にＯＮとする加圧処理と、第１の電磁弁５３と第２の電磁弁５４とを同時にＯＦＦとする圧力保持処理ｂとを、パルス的に繰り返していた。この従来の圧力制御の場合には、圧力保持処理ｂの初期段階（ｔａ１、ｔａ２、ｔａ３）で、図８（Ｄ）に示すように、第１の電磁弁５３と第２の電磁弁とを接続する管路、第１の電磁弁５３内部および第２の電磁弁内部の流体が、第１の電磁弁５３のポートＥから排出され、消費されていた。そして、この従来の圧力制御の場合の流体の消費量は、ＯＮ−ＯＦＦのスイッチング回数、電磁弁間流路容積および電磁弁内部の容積に比例する。

これに対して、図９Ｂに示す、本実施の形態の電磁弁ユニット５０による制御の場合には、無排気機能電磁弁、すなわち第２の電磁弁５４のみをパルス駆動し、有排気機能電磁弁、すなわち第１の電磁弁５３はパルス駆動しない。

なお、パルス駆動とは、ＯＮ−ＯＦＦ動作が、パルス的動作であることをいう。流体圧アクチュエータ１０への流体供給をパルス駆動により行うことで、少しずつ流体圧アクチュエータ１０の湾曲を変化することが可能となり、観察目的の部位を探しやすくなる。１回のＯＮ−ＯＦＦ動作の周期は、１０秒以下が好ましく、より好ましくは０．３秒以下であり、更に好ましくは０．１５秒以下である。前記範囲は、流体供給チューブが長い場合には圧力室内の圧力が上昇するまでに時間を要することから、長くすることが好ましい。前記範囲未満であれば、観察目的の部位を探しやすくなる。１回のＯＮ−ＯＦＦ動作の周期の下限は、電磁弁のＯＮ時の応答時間および電磁弁の誤差時間と、電磁弁のＯＦＦ時の応答時間および電磁弁の誤差時間との総和以上であればよい。

また、パルス駆動のｄｕｔｙ比、すなわち（ＯＮ時間）／（ＯＮ−ＯＦＦ動作の周期）の比は、２〜５０％であり、好ましくは４〜２０％である。前記範囲未満では駆動速度が遅くなり、前記範囲を超えると細かい駆動が困難となる。

以下、図９Ｃを用いて、制御部５７が行う電磁弁ユニット５０による流体制御を説明する。

Ｓ１０１：制御部５７は、電磁弁５３および電磁弁５４をＯＦＦの初期状態から加圧処理を開始する。
Ｓ１０２：制御部５７は、電磁弁５３および電磁弁５４をＯＮとし、流体を圧力室１１に送り込み加圧する。
Ｓ１０３：制御部５７は、予め設定された時間（１パルスのＯＮ時間）をカウントし、その所定の時間の間、加圧する。

Ｓ１０４：制御部５７は、電磁弁５３はＯＮのまま、電磁弁５４をＯＦＦとし、圧力保持処理ａをする。
Ｓ １０５：制御部５７は、予め設定された時間（１パルスのＯＦＦ時間）をカウントし、その所定の時間の間、圧力保持処理ａをする。
Ｓ１０６：制御部５７は、入力手段信号に変化があるか判断する。
Ｓ１０７：制御部５７は、入力手段信号に変化がない場合（Ｓ１０６、Ｎｏ）、現在圧を取得し、直前に計算した目標圧を読み出す。

Ｓ１０８：制御部５７は、現在圧と目標圧の差の絶対値を計算し、この値が予め設定された許容誤差圧値よりも小さいか判断する。
Ｓ１０９：制御部５７は、現在圧と目標圧の差の絶対値が予め設定された許容誤差圧値よりも小さい場合（Ｓ１０８、Ｙｅｓ）には、制御部５７は圧力室１１の圧力が目標圧力に到達したと認識し、電磁弁５３をＯＦＦとし、電磁弁５３および電磁弁５４は、共にＯＦＦの圧力保持処理ｂとなり、加圧処理を終了する（Ｓ１１０）。

制御部５７は、Ｓ１０８で現在圧と目標圧の差の絶対値が予め設定された許容誤差圧値以上の場合（Ｎｏ）には、Ｓ１０２に戻り、再び、加圧処理を行う。
Ｓ１１１：制御部５７は、Ｓ１０６で入力手段信号に変化がある場合（Ｙｅｓ）には、現在の加圧処理は終了し、新規な処理を開始するため、図６で示す制御フローチャートのＳ４へ遷移する。

本実施の形態の流体圧アクチュエータ装置の制御部５７は、第１の電磁弁がＯＮ状態、すなわち、無排気状態の場合にのみ、第２の電磁弁の動作、すなわち、ＯＮ−ＯＦＦ動作を行う。

また、本実施の形態の内視鏡装置１の制御部５７は、加圧しながら湾曲動作を行う際に、排気機能を有する電磁弁が継続的に流体を通す状態となり、排気機能を持たない電磁弁のパルス駆動により流体の供給を制御する。

また、本実施の形態の流体圧アクチュエータ装置の制御方法は、圧力室と、前記圧力室内に駆動用流体を供給する流体供給チューブと、前記流体供給チューブに直列に接続された第１の電磁弁および第２の電磁弁を有し、前記第１の電磁弁が有排気機能電磁弁であり、かつ前記第２の電磁弁が無排気機能電磁弁である流体圧アクチュエータ装置を、前記第１の電磁弁がＯＮ状態、すなわち、無排気状態の場合にのみ、前記第２の電磁弁の動作、すなわち、ＯＮ−ＯＦＦ動作を行うことを特徴とする流体圧アクチュエータ装置の制御方法である。

このため、本実施の形態においては、電磁弁のＯＮ−ＯＦＦ動作を繰り返すパルス駆動を用いて、圧力室１１を加圧しても、無排気機能電磁弁と有排気機能電磁弁とが、共にＯＦＦとなるのは、１回だけである。このため、流体を大気放出する量が少ない。

なお、圧力室１１の減圧処理は以下のように行う。
電磁弁のパルス駆動により減圧処理を行うには、第１の電磁弁５３をＯＦＦにした状態で、第２の電磁弁５４をパルス駆動する。これは、第１の電磁弁５３をＯＮにする図８（Ｃ）に示す圧力保持処理ａを行うと、ボンベ６から供給された流体は電磁弁５４まで到達し、その後の、図８（Ｄ）に示す減圧処理時に、電磁弁５４まで到達した流体は排気されてしまう。この流体消費を発生しないために、減圧処理が、第１の電磁弁５３をＯＦＦにした状態で行われる。

＜第２の実施の形態＞
次に、図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃを用いて、本発明の第２の実施の形態の制御部５７が行う電磁弁ユニットによる流体制御について説明する。
本実施の形態の流体圧アクチュエータ装置等の構成は、第１の実施の形態の構成と同じである。図１０Ａは、従来の電磁弁ユニットによる制御を説明するための図である。図１０Ｂは、第２の実施の形態の電磁弁ユニットによる制御を説明するための図である。図１０Ｃは、第２の実施の形態の制御部による電磁弁ユニットの制御の流れを説明するためのフローチャートである。

以下、第１の実施の形態と異なる点についてのみ説明する。
すなわち、本実施の形態においては、図１０Ｂに示すように、電磁弁５３および電磁弁５４が共にＯＦＦの圧力保持処理ｂから加圧処理を行う場合に、初め（ｔｂ１）に、電磁弁５３の制御信号をＯＮとし、電磁弁応答時間の誤差以上の間隔をおいてから（ｔｂ２）、電磁弁５４の制御信号をＯＮとする。

また、電磁弁５３および電磁弁５４が共にＯＮの加圧処理から、電磁弁５３および電磁弁５４が共にＯＦＦの圧力保持処理ｂを行う場合には、初め（ｔｂ３）に、電磁弁５４の制御信号をＯＦＦとし、電磁弁応答時間の誤差以上の間隔をおいてから（ｔｂ４）、電磁弁５３の制御信号をＯＦＦとする。

なお、本実施の形態の電磁弁の応答時間の誤差は、±１ミリ秒程度、すなわち２ミリ秒程度であるが、電磁弁の応答時間の誤差は電磁弁の種類等により変化する。このため、電磁弁応答時間の誤差以上の間隔は、使用する電磁弁の中で最も応答時間の誤差の大きい電磁弁の応答時間の誤差の、１．０倍〜２．０倍の時間が好ましい。前記範囲未満では、流体が放出されてしまうことがある。前記範囲を超えると制御に要する時間が長くなり、流体アクチュエータ１０の応答性が悪くなる。

次に図１０Ｃを用いて、本実施の形態の制御部５７が行う、圧力室１１の加圧のための電磁弁ユニット５０の制御の流れを説明する。
Ｓ２０１：制御部５７は、電磁弁５３および電磁弁５４が共にＯＦＦの初期状態から開始する。

Ｓ２０２：制御部５７は、電磁弁５４はＯＦＦのままで、電磁弁５３をＯＮとする。
Ｓ２０３：制御部５７は、予め設定された電磁弁の応答時間誤差時間以上の時間（ｔｂａ）をカウントする。
Ｓ２０４：制御部５７は、電磁弁５３はＯＮのままで、電磁弁５４をＯＮとする。

Ｓ２０５：制御部５７は、所定の時間、時間カウントをし、加圧処理を行う。この時、カウントする値は、予め設定された定数ではなく、目標圧と現在圧の差と定数の積等、計算により算出してもよい。
Ｓ２０６：制御部５７は、電磁弁５３はＯＮのままで、電磁弁５４をＯＦＦとする。

Ｓ２０７：制御部５７は、予め設定された電磁弁の応答時間誤差時間以上の時間（ｔｂｂ）をカウントする。なお、電磁弁の応答時間は、ＯＮ動作の時とＯＦＦ動作の場合で異なる場合もある。このため、ｔｂａとｔｂｂは異なっていてもよい。
Ｓ２０８：制御部５７は、電磁弁５３をＯＦＦにし、電磁弁５３および電磁弁５４が共にＯＦＦの圧力保持ｂ処理とし、圧力室１１の加圧を終了する（Ｓ２０９）。

本実施の形態の流体圧アクチュエータ１０の制御部５７は、第１の電磁弁をＯＮとする制御をした後、第１の電磁弁および第２の電磁弁の応答時間以上の時間経過後に、第２の電磁弁のＯＮ動作の制御を開始し、第２の電磁弁のＯＦＦ動作の制御の終了後、第１の電磁弁および第２の電磁弁の応答時間以上の時間経過後に、第１の電磁弁をＯＦＦとする。

また、本実施の形態の内視鏡装置１の制御部５７は、加圧しながら湾曲動作を行う加圧開始時に、排気機能を有する電磁弁が排気機能を持たない電磁弁よりも早く流体を通す状態となり、加圧終了時、排気機能を有する電磁弁が排気機能を持たない電磁弁よりも遅く流体を通さない状態になるようにする。

なお、本実施の形態の流体圧アクチュエータ装置の制御方法は、圧力室と、前記圧力室内に駆動用流体を供給する流体供給チューブと、前記流体供給チューブに直列に接続された第１の電磁弁および第２の電磁弁と、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁を制御する制御部とを有し、前記第１の電磁弁が有排気機能電磁弁であり、かつ前記第２の電磁弁が無排気機能電磁弁である流体圧アクチュエータ装置を、前記第１の電磁弁をＯＮとする制御、すなわち、無排気状態とする制御をした後、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁の応答時間の誤差以上の時間経過後に、前記第２の電磁弁の前記ＯＮ動作の制御を開始し、前記第２の電磁弁の前記ＯＦＦ動作の制御の終了後、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁の応答時間の誤差以上の時間経過後に、前記第１の電磁弁をＯＦＦとする、すなわち、排気状態とする流体圧アクチュエータ装置の制御方法である。

このため、各電磁弁の応答時間の誤差があっても、加圧処理または圧力保持処理に移行する際に、電磁弁内の流体を放出する圧力保持処理ａの状態にはならない。このため、各電磁弁の応答時間の誤差による、意図しない流体の放出がなく、流体の消費量を少なくすることができる。さらには、電磁弁内の流体は一定の圧力に保たれているため、流体圧アクチュエータのレスポンスが遅くなり、内視鏡装置の操作性が悪くなることがない。

＜第３の実施の形態＞
次に、図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１１Ｃを用いて、本発明の第３の実施の形態の制御部５７が行う電磁弁ユニットによる流体制御について説明する。
本実施の形態の流体圧アクチュエータ１０等の構成は、第１の実施の形態の構成と同じである。図１１Ａは、第３の実施の形態の電磁弁ユニットによる制御を説明するための図である。図１１Ｂおよび図１１Ｃは、第２の実施の形態の制御部による電磁弁ユニットの制御の流れを説明するためのフローチャートである。

本実施の形態の流体圧アクチュエータ装置等の構成は、第１の実施の形態および第２の実施の形態の構成と同じである。
以下、第１の実施の形態および第２の実施の形態と異なる点についてのみ説明する。

本実施の形態の電磁弁ユニットの制御は、第１の実施の形態の制御と第２の実施の形態の制御を組み合わせたようなものである。すなわち、加圧時の、第２の電磁弁５４のＯＮ−ＯＦＦの切り替えは、第１の電磁弁５３がＯＮの時にのみ行われる。また加圧時のパルス駆動制御は、加圧処理と圧力保持処理ａとを繰り返し行う制御である。

次に図１１Ｃを用いて、本実施の形態の制御部５７が行う、圧力室１１の加圧のための電磁弁ユニット５０の制御の流れを説明する。
Ｓ３０１：制御部５７は、電磁弁５３および電磁弁５４が共にＯＦＦの初期状態から制御を開始する。
Ｓ３０２：制御部５７は、電磁弁５４はＯＦＦのままで、電磁弁５３をＯＮとする。
Ｓ３０３：制御部５７は、予め設定された電磁弁の応答時間の誤差以上の時間（ｔｃａ）をカウントする。
Ｓ３０４：制御部５７は、電磁弁５３はＯＮのままで、電磁弁５４をＯＮとする。

Ｓ３０５：制御部５７は、所定の時間、時間カウントをし、加圧処理を行う。この時、カウントする値は、予め設定された定数ではなく、目標圧と現在圧の差と定数の積等、計算により算出してもよい。
Ｓ３０６：制御部５７は、電磁弁５３はＯＮのままで、電磁弁５４をＯＦＦとする。
Ｓ３０７：制御部５７は、所定時間カウントをし、圧力保持処理ａとする。
Ｓ３０８：制御部５７は、入力手段信号に変化があるか判断する。

Ｓ３０９：制御部５７は、入力手段信号に変化がある場合（Ｙｅｓ）には、現在の加圧処理は終了し、新規な処理を開始するため、図６で示す制御フローチャートのＳ４へ遷移する。
Ｓ３１０：制御部５７は、入力手段信号に変化がある場合（Ｓ３０９、Ｙｅｓ）には、現在圧を取得し、直前に計算した目標圧を読み出す。

Ｓ３１１：制御部５７は、現在圧と目標圧の差の絶対値を計算し、この値が予め設定された許容誤差圧値よりも小さいか判断する。
Ｓ３１２：制御部５７は、現在圧と目標圧の差の絶対値が予め設定された許容誤差圧値よりも小さい場合（Ｓ３１１、Ｙｅｓ）には、制御部５７は圧力室１１の圧力が目標圧力に到達したと認識し、電磁弁５３はＯＮのまま、電磁弁５４をＯＦＦとする。

Ｓ３１３：制御部５７は、予め設定された電磁弁の応答時間の誤差以上の時間（ｔｃｂ）をカウントする（圧力保持処理ａ） 。

Ｓ３１４：制御部５７は、電磁弁５３をＯＦＦにし、電磁弁５３および電磁弁５４が共にＯＦＦの圧力保持ｂ処理とし、圧力室１１の加圧を終了する（Ｓ３１５）。

Ｓ３１６：制御部５７は、現在圧と目標圧の差の絶対値が予め設定された許容誤差圧値以上の場合（Ｓ３１１、Ｎｏ）には、Ｓ３０４に戻り再び加圧動作を行う。

本実施の形態の流体圧アクチュエータ装置の制御部５７は、第１の電磁弁がＯＮ状態、すなわち、無排気状態の場合にのみ、第２の電磁弁のＯＮ−ＯＦＦ動作を行い、かつ、第１の電磁弁をＯＮとする制御、すなわち、無排気状態とする制御をした後、第１の電磁弁および第２の電磁弁の応答時間の誤差以上の時間経過後に、第２の電磁弁のＯＮ−ＯＦＦ動作の制御を開始し、第２の電磁弁のＯＮ−ＯＦＦ動作の制御の終了後、第１の電磁弁および第２の電磁弁の応答時間の誤差以上の時間経過後に、第１の電磁弁をＯＦＦ、すなわち、排気状態とする。

また、本実施の形態の内視鏡装置１の制御部５７は、加圧しながら湾曲動作を行う際に、排気機能を有する電磁弁が継続的に流体を通す状態となり、排気機能を持たない電磁弁のパルス駆動により流体の供給を制御し、かつ、加圧しながら湾曲動作を行う加圧開始時に、排気機能を有する電磁弁が排気機能を持たない電磁弁よりも早く流体を通す状態となり、加圧終了時、排気機能を有する電磁弁が排気機能を持たない電磁弁よりも遅く流体を通さない状態になるようにする。

また、本実施の形態の流体圧アクチュエータ装置の制御方法は、圧力室と、前記圧力室内に駆動用流体を供給する流体供給チューブと、前記流体供給チューブに直列に接続された第１の電磁弁および第２の電磁弁を有し、前記第１の電磁弁が有排気機能電磁弁であり、かつ前記第２の電磁弁が無排気機能電磁弁である流体圧アクチュエータ装置を、前記第１の電磁弁がＯＮ状態、すなわち、無排気状態の場合にのみ、前記第２の電磁弁のＯＮ−ＯＦＦ動作を行い、かつ、前記第１の電磁弁をＯＮとする制御をした後、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁の応答時間の誤差以上の時間経過後に、前記第２の電磁弁の前記ＯＮ−ＯＦＦ動作の制御を開始し、前記第２の電磁弁の前記ＯＮ−ＯＦＦ動作の制御の終了後、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁の応答時間の誤差以上の時間経過後に、前記第１の電磁弁をＯＦＦとする制御、すなわち、排気状態とする制御を行うことを特徴とする流体圧アクチュエータ装置の制御方法である。

本実施の形態においては、ＯＮ−ＯＦＦ動作を繰り返すパルス駆動にて、圧力室１１を加圧しても、無排気機能電磁弁と有排気機能電磁弁とが、共にＯＦＦとなるのは、１回だけである。このため、流体を大気放出する量が少ない。

さらに、各電磁弁の応答時間の誤差があっても、加圧処理または圧力保持処理に移行する際に、電磁弁内の流体を放出する圧力保持処理ａの状態にはならない。このため、各電磁弁の応答時間の誤差による、意図しない流体の放出がなく、流体の消費量を少なくすることができる。さらには、電磁弁内の流体は一定の圧力に保たれているため、流体圧アクチュエータのレスポンスが遅くなり、内視鏡装置の操作性が悪くなることがない。

＜第４の実施の形態＞
次に、今まで説明してきた実施の形態と異なる電磁弁ユニット６０を用いた第４の実施の形態について説明する。

本実施の形態の流体アクチュエータ装置９の、電磁弁ユニット６０以外の構成は今まで説明してきた実施の形態と同様であるため、以下、電磁弁ユニット６０についてのみ説明する。

電磁弁ユニット６０を構成する第１の電磁弁６３および第２の電磁弁６４は、いずれも第１のポートＡと第２のポートＰと第３のポートＥとを有する三方弁である。第１の電磁弁５３および第２の電磁弁５４は、ＯＮの場合に第１のポートＡと第２のポートＰが挿通し、ＯＦＦの場合に第１のポートＡと第３のポートＥが挿通する。第１の電磁弁６３の第１のポートＡが排気ポートであり、第１の電磁弁６３は第３のポートＥが封止されてはいるが、有排気機能電磁弁である。これに対して、第２の電磁弁６４は、全てのポートが直接は大気開放することがない、すなわち無排気機能電磁弁である。

第２の電磁弁６３の第１のポートＡは流体供給チューブ３６を介して圧力室１１と接続され、第２の電磁弁の第２のポートＰはレギュレータ５１を介して流体供給源と接続され、第２の電磁弁の第３のポートＥは第１の電磁弁の第２のポートＰと接続されている。すなわち、本実施の形態の電磁弁ユニット６０は、無排気機能電磁弁である第２の電磁弁６４の３つのポートが、それぞれ、流体供給チューブと、流体供給源と、有排気機能電磁弁である第１の電磁弁６３とに接続されている。

図１２は、電磁弁ユニット６０の動作を説明するための図である。電磁弁ユニット６０は、第１の電磁弁６３と第２の電磁弁６４の、それぞれのＯＮ動作およびＯＦＦ動作の組み合わせにより、圧力室１１の加圧処理、減圧処理、または圧力保持処理を行う。

図１２（Ａ）：第１の電磁弁６３と第２の電磁弁６４とが共にＯＮの場合
第２の電磁弁６４のポートＰとポートＡとが連通し、第１の電磁弁６４のポートＥが閉じる。このため、レギュレータ５１を介してボンベ６から流体が圧力室１１に供給され、圧力室１１の圧力が上昇する（加圧処理）。

図１２（Ｂ）：第１の電磁弁６３がＯＮ、第２の電磁弁６４がＯＦＦの場合
第１の電磁弁６３のポートＰとポートＡとが連通し、第２の電磁弁６４のポートＡとポートＥとが連通する。このため、圧力室１１内部の流体が第２の電磁弁６４を通り、第１の電磁弁６３のポートＡから排出される。このため、圧力室１１の圧力は減少する（減圧処理）。

図１２（Ｃ）：第１の電磁弁６３がＯＦＦ、第２の電磁弁６４がＯＮの場合
第２の電磁弁６４のポートＰとポートＡとが連通し、第１の電磁弁６４のポートＰが閉じる。このため、レギュレータ５１を介してボンベ６から流体が圧力室１１に供給され、圧力室１１の圧力が上昇する（加圧処理）。

図１２（Ｄ）：第１の電磁弁６３と第２の電磁弁６４とが共にＯＦＦの場合
第１の電磁弁６３のポートＰが閉じ、第２の電磁弁６４のポートＡとポートＥとが連通する。第２の電磁弁６４のポートＰは閉じているので、圧力室１１の圧力は保持される（圧力保持処理ｂ）。

本実施の形態の電磁弁ユニット６０を有する流体圧アクチュエータ装置および内視鏡装置においても、前記第１から第３の実施の形態と同様の制御を行うことで、同様の作用効果、すなわち駆動時の流体消費量が少ない流体圧アクチュエータ装置および内視鏡装置を得ることができる。

すなわち、電磁弁ユニット６０の第１の電磁弁６３が無排気状態の場合にのみ、第２の電磁弁６４のＯＮ−ＯＦＦ動作を行うことで、本実施の形態の流体圧アクチュエータ装置および内視鏡装置は、駆動時の流体消費量が少ない。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

流体圧アクチュエータを備えた内視鏡装置の全体構成を表す構成図である。 流体圧アクチュエータを構成するマルチルーメンチューブの基本構造を示すための説明図である。 流体圧アクチュエータの構造を説明するための構成図である。 内視鏡装置の流体制御系の構成図である。 入力手段の動作を説明するための図である。 圧力室の圧力制御の処理の流れを示すフローチャートである。 流体圧アクチュエータ装置の流体制御ユニットの管路系の構成図である。 電磁弁ユニットの動作を説明するための図である。 従来の電磁弁ユニットによる制御を説明するための図である。 第１の実施の形態の電磁弁ユニットによる制御を説明するための図である。 第１の実施の形態の制御部による電磁弁ユニットの制御の流れを説明するためのフローチャートである。 従来の電磁弁ユニットによる制御を説明するための図である。 第２の実施の形態の電磁弁ユニットによる制御を説明するための図である。 第２の実施の形態の制御部による電磁弁ユニットの制御の流れを説明するためのフローチャートである。 第３の実施の形態の電磁弁ユニットによる制御を説明するための図である。 第３の実施の形態の制御部による電磁弁ユニットの制御の流れを説明するためのフローチャートである。 第３の実施の形態の制御部による電磁弁ユニットの制御の流れを説明するためのフローチャートである。 第４の実施の形態の電磁弁ユニットの動作を説明するための図である。 電磁弁の応答時間を説明するための図である。

符号の説明

１…内視鏡装置、２…内視鏡、９…流体圧アクチュエータ装置、４…光源装置、５…アクチュエータ制御ユニット、６…ボンベ、７…入力手段、１０…流体圧アクチュエータ、１１…圧力室、２２…湾曲部、２３…挿入部、２４…操作部、３０…マルチルーメンチューブ、３６…流体供給チューブ、５０…電磁弁ユニット、５３、６３…第１の電磁弁、５４、６４…第２の電磁弁、５５…圧力室用圧力センサ、５７…制御部

Claims (9)

1. 圧力室と、
   前記圧力室内に駆動用流体を供給する流体供給チューブと、
   前記流体供給チューブに接続された第１の電磁弁および第２の電磁弁と、
   前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁を制御する制御部とを有し、
   前記第１の電磁弁が有排気機能電磁弁であり、かつ前記第２の電磁弁が無排気機能電磁弁であり、
   前記制御部は、前記圧力室を加圧する際に、前記第１の電磁弁を無排気状態とする制御をした後、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁の応答時間の誤差以上の時間経過後に、前記第２の電磁弁の動作の制御を開始し、前記第２の電磁弁の前記動作の制御の終了後、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁の応答時間の誤差以上の時間経過後に、前記第１の電磁弁を排気状態とする制御を行うことを特徴とする流体圧アクチュエータ装置。
2. 圧力室と、
   前記圧力室内に駆動用流体を供給する流体供給チューブと、
   前記流体供給チューブに接続された第１の電磁弁および第２の電磁弁と、
   前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁を制御する制御部とを有し、
   前記第１の電磁弁が有排気機能電磁弁であり、かつ前記第２の電磁弁が無排気機能電磁弁であり、
   前記制御部は、前記圧力室を加圧する際に、前記第１の電磁弁を無排気状態とする制御をした後、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁の応答時間の誤差以上の時間経過後に、前記第２の電磁弁の動作の制御を開始し、前記第２の電磁弁の動作切り替えを繰り返し、前記第２の電磁弁の前記動作の制御の終了後、前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁の応答時間の誤差以上の時間経過後に、前記第１の電磁弁を排気状態とする制御を行うことを特徴とする流体圧アクチュエータ装置。
3. 前記第２の電磁弁の前記動作が、パルス的動作であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体圧アクチュエータ装置。
4. 前記流体圧アクチュエータは内視鏡装置の湾曲部を湾曲動作することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の流体圧アクチュエータ装置。
5. 前記第１の電磁弁および前記第２の電磁弁が直列に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の流体圧アクチュエータ装置。
6. 前記第２の電磁弁が前記流体供給チューブと流体供給源と前記第１の電磁弁とに接続さ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１項に記載の流体圧アクチュエータ装置。
7. 管腔内に挿入される挿入部と、
   少なくとも１つの圧力室を有する流体圧アクチュエータにより湾曲する湾曲部と、
   前記流体アクチュエータに流体を供給する流体供給源と、
   前記流体供給源から上記流体圧アクチュエータへの流体の供給を制御する制御部と、
   前記流体アクチュエータへの供給圧を検知する手段と、
   前記湾曲部の湾曲操作を指示する入力手段とを有し、
   前記制御部は、
   排気機能を有する電磁弁と排気機能を持たない電磁弁とで構成されており、
   加圧しながら湾曲動作を行う加圧開始時に、排気機能を有する電磁弁が排気機能を持たない電磁弁よりも早く流体を通す状態となり、加圧終了時、排気機能を有する電磁弁が排気機能を持たない電磁弁よりも遅く流体を通さない状態になるように制御することを特徴とする内視鏡装置。
8. 管腔内に挿入される挿入部と、
   少なくとも１つの圧力室を有する流体圧アクチュエータにより湾曲する湾曲部と、
   前記流体アクチュエータに流体を供給する流体供給源と、
   前記流体供給源から上記流体圧アクチュエータへの流体の供給を制御する制御部と、
   前記流体アクチュエータへの供給圧を検知する手段と、
   前記湾曲部の湾曲操作を指示する入力手段とを有し、
   前記制御部が、
   排気機能を有する電磁弁と排気機能を持たない電磁弁とで構成されており、
   加圧しながら湾曲動作を行う際に、排気機能を有する電磁弁が継続的に流体を通す状態となり、排気機能を持たない電磁弁のパルス駆動により流体の供給を制御し、かつ、
   加圧しながら湾曲動作を行う際に、排気機能を有する電磁弁が継続的に流体を通す状態となり、排気機能を持たない電磁弁のパルス駆動により流体の供給を制御することを特徴とする内視鏡装置。
9. 前記排気機能を有する電磁弁および前記排気機能を持たない電磁弁が直列に接続されていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の内視鏡装置。

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