JP5772175B2 - 流体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体噴射装置、および当該流体噴射装置を備える医療機器に関する。

流体（例えば生理食塩水やリンゲル液）を高速噴射して生体組織の切除・切開・破砕するウォータージェットメスは、熱損傷がなく、血管等の細管組織が温存できるなど、手術具として優れた特性を有している。また、噴射する高速流体をパルス状の噴射とすることにより、切除・切開・破砕などの能力を更に高める技術が知られている。この方法は、流体量が少なくて済み、術部に流体が滞留することが少ないため、視認性が向上する効果も合わせ持っている。例えば、特許文献１に記載されているように、流体室の容積を容積変更手段により急激に変化させ、流体を脈流に変換して噴射開口部からパルス状に高速噴射させる流体噴射装置が知られている。

特開２００８−８２２０２号公報

しかしながら、特許文献１による技術では、流体室で生成されたパルス状の脈動が、ノズルまで減衰せずに伝達され、パルス状に高速噴射されるようにする必要があった。このために、流体室からノズルまでの流路を、充分剛性のある流体噴射管で構成しなければならなかった。つまり、流体噴射管に柔軟性を持たせることができない、また柔軟性を有する素材の活用ができないという課題があった。特に、近年、患者への負担が少なく、術後の回復が早いことから、軟性ビデオスコープ（内視鏡）を使用した胸腔鏡手術が普及しているが、従来の流体噴射装置では、上記の理由から、軟性ビデオスコープに、流体噴射管を沿わせて体腔に挿入して使用するなどの対応ができない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］本適用例にかかる流体噴射装置は、容積変更手段により流体室の容積を変化させて流体を脈流として噴射する流体噴射装置であって、流体噴射開口部を備え移動することが可能な可動壁と、可動壁の少なくとも一部を覆う圧力隔壁と、により構成される流体室と、流体室に連通する接続流路と、接続流路を通じ、流体室に流体を供給する流体供給手段と、可動壁に連結された連結部材と、連結部材を移動させる連結部材駆動手段と、連結部材駆動手段の駆動を制御する駆動制御部と、により構成される容積変更手段と、を含むことを特徴とする。

本適用例によれば、流体供給手段により供給された流体は、接続流路から流体室を通り、流体噴射開口部から噴出する。流体室を形成する一部の可動壁は、連結部材駆動手段によって移動する連結部材に連結されており、連結部材が移動することによって可動壁が移動して流体室の容積が変化する。可動壁を周期的に往復移動させると、流体室の容積は連動して周期的に変化し、流体噴射開口部から噴出する流体は脈流となって噴出する。

本適用例の構成によれば、可動壁と連結部材駆動手段とを連結部材で結び、連結部材を延設することで、脈流発生部（流体室）と連結部材駆動手段とを分離し、それぞれが離れた位置に設置することができる。つまり、流体室を流体噴射開口部の直前に設置し、流体室から離れた位置に設置する連結部材駆動手段によって流体室の容積を変動させることができるようになる。流体室を流体噴射開口部の直前に設置することで、発生した流体の脈動を減衰させることなく噴射させることができるようになる。

具体的には、従来、脈流発生部から流体噴射開口部を有するノズルまでの流路を剛性の高い流体噴射管で構成していたのに対し、この流体噴射管を省いて、例えば、流体噴射開口部を直接流体室の圧力隔壁に形成することなどが可能となる。また、脈流発生部（流体室）までの接続流路は、フレキシブルに曲げることのできる軟性部材で構成される。その結果、流体噴射装置を、軟性ビデオスコープなどと併用して体腔に挿入して利用することなど（例えば、接続流路を構成するパイプをビデオスコープのチューブ内に収納して使用するなど）が容易となる。

［適用例２］上記適用例にかかる流体噴射装置において、接続流路は、軟性材料を含み形成され、連結部材は、接続流路内に延設されていることを特徴とする。

本適用例によれば、接続流路は、軟性材料を含み形成され、連結部材を接続流路内に収めて配置することにより、接続流路を構成する管状部材が、連結部材を外装する部材を兼ねることが可能となる。また、流体噴射開口部までの構成を、よりコンパクトにすることができる。その結果、接続流路を構成する管状部材を、軟性ビデオスコープなどと併用して体腔に挿入して利用することなどがより容易となる。

［適用例３］上記適用例にかかる流体噴射装置において、連結部材駆動手段は、ソレノイドコイルを含み構成されていることを特徴とする。

本適用例によれば、連結部材駆動手段が、ソレノイドコイルを使用したアクチュエーターによって構成されるため、連結部材の移動速度、移動量、移動方向の制御を電気的に容易に行うことができる。その結果、流体室の容積変化による脈流のコントロールをより容易に行うことができる。

［適用例４］上記適用例にかかる流体噴射装置において、駆動制御部は、流体室の内部圧力を検出した結果に基づき、連結部材駆動手段の駆動を制御することを特徴とする。

本適用例によれば、流体室の内部圧力を検出した結果に基づき、連結部材駆動手段の駆動制御が行われるため、所望の脈流を噴射するためのコントロールを、より的確に行うことができる。具体的には、流体室の容積変化による内部圧力の変化に応じて連結部材駆動手段の動作を制御することで、所望の圧力変化のコントロールをより精度高く行うことができる。つまり、流体室の圧力制御がより精度高く行えることで、所望の脈流噴射のコントロールを行うことができる。

［適用例５］上記適用例にかかる流体噴射装置において、駆動制御部は、可動壁の位置を検出した結果に基づき、連結部材駆動手段の駆動を制御することを特徴とする。

本適用例によれば、可動壁の位置を検出した結果に基づき、連結部材駆動手段の駆動制御が行われるため、所望の脈流を噴射するためのコントロールを、より的確に行うことができる。具体的には、可動壁の移動位置に応じて連結部材駆動手段の動作を制御することで、所望の流体室容積変化のコントロールをより精度高く行うことができる。つまり、流体室の容積変化制御がより精度高く行えることで、所望の脈流噴射のコントロールを行うことができる。

［適用例６］本適用例にかかる医療機器は、上記に記載の流体噴射装置を用いたことを特徴とする。

医療機器として上記の流体噴射装置を用いることにより、手術具としての優れた特性をより効果的なものとして提供することができる。特に、近年、患者への負担が少なく、術後の回復が早い、軟性ビデオスコープを使用した胸腔鏡手術などにおいて、上記の流体噴射装置を併用することができる。

実施形態１に係る流体噴射装置を示す概略図である。 （ａ）、（ｂ）；流体噴射装置の脈流発生部を示す側断面図である。 （ａ）、（ｂ）；流体噴射装置の連結部材駆動手段を説明する側断面図である。 実施形態２に係る流体噴射装置を示す概略図である。 （ａ）、（ｂ）；実施形態２に係る流体噴射装置の脈流発生部を示す側断面図である。 流体噴射装置を用いるビデオスコープの概略を示す斜視図である。 連結部材駆動手段の変形例を示す側断面図である。 （ａ）、（ｂ）；連結部材の変形例を示す側断面図である。 連結部材の変形例を示す側断面図である。 脈流発生部の変形例を示す側断面図である。 センサーの変形例を示す側断面図である。

以下、本発明を具体化した実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、説明を分かりやすくするため、実際とは異なる尺度で記載している場合がある。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る医療機器（手術具）としての流体噴射装置１００を示す概略図である。流体噴射装置１００は、脈流発生部１０、接続流路２０、流体供給手段３０、容積変更手段４０などから構成されている。なお、本実施形態では、手術具に好適な流体噴射装置として説明するが、切除・切開・剥離・破砕などの機能においては、医療分野での活用に限定するものではない。

脈流発生部１０は、流体室１１、圧力隔壁の一部としてのノズル１２および圧力隔壁１４などにより形成されている。ノズル１２は、可動壁として移動させることができ、流体噴射開口部１３を有している。脈流発生部１０の詳細については、後述する。

接続流路２０は、外径が約５ｍｍの管状体からなる接続流路管２１によって形成されている。接続流路管２１は、流体供給手段３０により供給される流体１を脈流発生部１０へ導いている。つまり、接続流路２０は、流体室１１に連通し、流体１を流体室１１に導いている。接続流路管２１は、一方の端部を圧力隔壁１４に、他方の端部を後述する連結部材駆動手段の流路に接続されており、軟性ビデオスコープのチューブ内に収納して体腔に挿入するなどの使用を可能とするために必要充分な長さを有している。

接続流路管２１には、好適例としてポリテトラフルオロエチレンを用いている。なお、接続流路管２１に用いる材料は、これに限定するものではなく、可撓性のある、例えばフッ素樹脂材料のような合成樹脂材から選択することができる。また、流体１としては、好適例として生理食塩水を用いている。

流体供給手段３０は、流体ポンプ３１、流体容器３２、接続チューブ３３などから構成されている。流体容器３２は、流体１を収容している。接続チューブ３３は、流体容器３２、流体ポンプ３１および後述する連結部材駆動手段の流路を接続している。
流体ポンプ３１は、流体１を、接続チューブ３３を介して流体容器３２から吸引し、接続流路管２１に供給する。

容積変更手段４０は、連結部材としての連結ワイヤー４１、連結部材駆動手段としてのソレノイドアクチュエーター４２、駆動制御部４３などから構成される。
連結ワイヤー４１は、接続流路２０に沿って接続流路管２１の内部に収容され、一方の端部は、ソレノイドアクチュエーター４２の駆動部に止着され、他方の端部は、圧力隔壁１４を貫通して、可動壁としてのノズル１２に止着されている。
駆動制御部４３は、ソレノイドアクチュエーター４２の駆動を制御する。

連結ワイヤー４１には、好適例として直径が約１ｍｍのＳＵＳ（Stainless Used Steel）ワイヤーを用いている。なおこれに限ることなく、耐食性に優れ、許容応力の高いワイヤーであれば良く、例えばピアノ線などの炭素鋼を用いても良い。なお、ワイヤーの材質や太さなどの仕様は、噴射する脈流の仕様（脈流周期、噴射量など）や接続流路管２１の内径や長さなどにより、適宜設定することが好ましい。
容積変更手段４０およびソレノイドアクチュエーター４２の詳細については後述する。

次に、このように構成された流体噴射装置１００における流体１の流動を簡単に説明する。
流体容器３２に収容された流体１は、流体ポンプ３１によって吸引され、一定の圧力で接続チューブ３３を介して接続流路２０に供給される。流体１は、接続流路２０から流体室１１を通り、流体噴射開口部１３から噴出する。流体室１１を形成する一部の可動壁（ノズル１２）は、ソレノイドアクチュエーター４２によって移動する連結ワイヤー４１に連結されており、連結ワイヤー４１が移動することによってノズル１２が移動して流体室１１の容積が変化する。ノズル１２が周期的に往復移動し、流体室１１の容積を周期的に変化させることで、流体噴射開口部１３から噴出する流体１は脈流となって噴出する。

なお、脈流発生部１０が駆動を停止している場合、つまり、容積変更手段４０が停止し流体室１１の容積を変更させないときには、流体ポンプ３１から一定の圧力で供給された流体１は流体室１１を通って、流体噴射開口部１３から連続流として噴射される。

ここで脈流とは、流体の流れる方向が一定で、流体の流量または流速が周期的または不定期な変動を伴った流体の流動を意味する。脈流には、流体の流動と停止とを繰り返す間欠流も含むが、流体の流量または流速が周期的または不定期な変動をしていればよいため、必ずしも間欠流である必要はない。

次に、脈流発生部１０の詳細について説明する。
図２（ａ）、（ｂ）は、脈流発生部１０を示す側断面図である。脈流発生部１０は、容積変更手段４０により流体室１１の容積を変化させて脈流を生成する部分である。

図２（ａ）において、流体室１１は、ノズル１２、および圧力隔壁１４により囲まれて形成されている。圧力隔壁１４は、管状側面１４ａおよび円形底面１４ｂから成り、円形底面１４ｂの中央部分には、接続流路２０と流体室１１とを連通させ、また連結ワイヤー４１が挿通する連通孔２２が形成されている。円形底面１４ｂの流体室１１に接していない側の面の外周部分には、接続流路管２１を脈流発生部１０に継合させるためのジョイント部１４ｊを備えている。連通孔２２は、流体室１１から見た連通孔２２のイナータンスが、流体噴射開口部１３に対するイナータンスと比較して高くなるように形成している。

ノズル１２は、管状側面１４ａの内側側面に摺接する円柱体から成り、略中心軸部を貫く流体噴射開口部１３が形成されている。ノズル１２の流体室１１に接している面の中央部分には、連結ワイヤー４１が止着されている。

次に、図２（ａ）、（ｂ）を参照し、流体室１１の容積が変化することにより流体１が脈流となる動作を説明する。なお、本図以降に付記するように、ノズル１２の連結ワイヤー４１止着部分から、ソレノイドアクチュエーター４２に向かう連結ワイヤー４１の延在する方向をＸ（＋）方向とする。

初期状態としては、流体供給手段３０により一定の圧力で供給された流体１は接続流路２０および連通する流体室１１を満たし、流体噴射開口部１３から連続流として噴射を行う（図２（ａ））。次にソレノイドアクチュエーター４２により連結ワイヤー４１がＸ（＋）方向に引っ張られると、ノズル１２は、連動してＸ（＋）方向に移動する（図２（ｂ））。その結果、流体室１１の容積は減少し内部の圧力が瞬間的に高まる。流体室１１の内部圧力が高まると、流体噴射開口部１３から噴射する流体１の流速が増加する。次に、連結ワイヤー４１をＸ（＋）方向に引く力を弱めてノズル１２の移動が停止すると、流体室１１の内部圧力は徐々に低下して初期状態と同じ圧力となる。次に、連結ワイヤー４１をＸ（−）方向に戻すと流体室１１の内部圧力によって、ノズル１２は、Ｘ（−）方向に移動する。その結果、流体室１１の容積は増加する方向となり、内部の圧力が低下して、流体噴射開口部１３から噴射する流体１の流速は低下する。この動作を繰り返すことで、流体は脈流となって噴射する。

次に、容積変更手段４０の詳細について説明する。
図３（ａ）、（ｂ）は、容積変更手段４０の駆動部を構成するソレノイドアクチュエーター４２を示す側断面図である。容積変更手段４０は、ソレノイドアクチュエーター４２の駆動部に連結された連結ワイヤー４１を介して流体室１１を構成する圧力隔壁の一部の可動壁を移動させる機能を有している。

図３（ａ）において、ソレノイドアクチュエーター４２は、引張りコイル４２ａ、戻しコイル４２ｂ、駆動部としてのコア４４などから構成される。
引張りコイル４２ａおよび戻しコイル４２ｂは、プラスチックやセラミック、真ちゅうなどの絶縁材料でできたボビン４５に励磁用コイルを巻きつけた構造をしている。円筒形を成すボビン４５の両側には、接続流路管２１および接続チューブ３３を継合させるためのジョイント部４５ｊを備えている。つまり、ボビン４５は、接続流路管２１の端部に接続され、接続チューブ３３と接続流路管２１とを連通させて、流体ポンプ３１から供給される流体１を接続流路管２１に導く流路を形成しており、ジョイント部４５ｊの部分が、流体供給口となっている。なお、接続流路管２１を直接接続チューブ３３と接続し、接続流路管２１をボビンとして励磁用コイルを巻きつけた構造としても良い。

引張りコイル４２ａは、接続チューブ３３が接続される側に近い位置に、戻しコイル４２ｂは、接続流路管２１が接続される側に近い位置に並んで配置される。その間隔は、コア４４を移動させる長さ（流体室１１の容積を変化させる量）に応じて予め調整できるようにしている。また、引張りコイル４２ａおよび戻しコイル４２ｂは強磁界を得るために強磁性体からなるフレームに収めるのが好ましい。
コア４４には、好適例として電磁ステンレス鋼を用いている。なお、使用材料はこれに限定するものではないが、耐蝕性に優れ、残留磁気や保磁力が少ない強磁性体材料を用いるのが好ましい。

図３（ａ）に示すように、引張りコイル４２ａに電流を流し（ＯＮ）、戻しコイル４２ｂに電流を流さない（ＯＦＦ）状態とすると、コア４４は、引張りコイル４２ａの内部に引き込まれる。また、図３（ｂ）に示すように、引張りコイル４２ａに電流を流さず（ＯＦＦ）、戻しコイル４２ｂに電流を流す（ＯＮ）状態とすると、コア４４は、戻しコイル４２ｂの内部に引き込まれる。駆動制御部４３の制御により、この動作を繰り返すことで、コア４４に連結された連結ワイヤー４１は、引張り方向（Ｘ（＋）方向）、戻し方向（Ｘ（−）方向）に移動を繰り返す。その結果、上述したように、連結された流体室１１の可動壁（ノズル１２）が移動して流体室１１の容積が変化し脈流が生成される。

以上述べたように、本実施形態による流体噴射装置１００よれば、流体供給手段３０により供給された流体１は、接続流路２０から流体室１１を通り、流体噴射開口部１３から噴出する。流体室１１を形成する一部の可動壁であるノズル１２は、ソレノイドアクチュエーター４２によって移動する連結ワイヤー４１に連結されており、連結ワイヤー４１が移動することによってノズル１２が移動して流体室１１の容積が変化する。ノズル１２を周期的に往復移動させると、流体室１１の容積は周期的に変化して、流体噴射開口部１３から噴出する流体は脈流となって噴出する。

上述した構成によれば、ノズル１２とソレノイドアクチュエーター４２とを連結ワイヤー４１で結び、連結ワイヤー４１を延設することで、脈流発生部１０（流体室１１）とソレノイドアクチュエーター４２とを分離し、それぞれを離れた位置に設置することができる。つまり、流体室１１をノズル１２の直前に設置し、流体室１１から離れた位置に設置するソレノイドアクチュエーター４２によって流体室１１の容積を変動させることができるようになる。流体室１１をノズル１２の直前に設置することで、発生した流体１の脈動を減衰させることなく噴射させることができるようになる。
具体的には、従来、脈流発生部はノズルから離れた部位に位置し、その間の経路を剛性の高い流体噴射管で構成していたのに対し、ノズルの直前に脈流発生部を配置することで、剛性の高い流体噴射管を経路として用いる必要がなくなる。

また、接続流路２０が、軟性材料で構成され、連結部材が、可撓性があるワイヤーから構成されることで、流体噴射開口部１３までの接続流路２０をフレキシブルに曲げることが可能となる。その結果、流体噴射装置を、軟性ビデオスコープなどと併用して体腔に挿入して利用することなど（例えば、接続流路を構成するパイプをビデオスコープのチューブ内に収納して使用するなど）が容易となり、軟性ビデオスコープを使用した胸腔鏡手術などに流体噴射装置の利用が可能となる。

また、連結ワイヤー４１を接続流路２０の内部に収めて配置することにより、接続流路２０を構成する管状部材（接続流路管２１）が、連結ワイヤー４１を外装する部材を兼ねることが可能となる。また、流体噴射開口部１３までの構成をよりコンパクトにすることができる。その結果、接続流路を構成する管状部材を、軟性ビデオスコープなどと併用して体腔に挿入して利用することなどがより容易となる。

また、流体噴射開口部１３を有するノズル１２を可動壁として構成することにより、流体室１１を含む流体噴射管先端部の構成をよりシンプルに構成することができる。

また、連結部材駆動手段が、ソレノイドコイルを使用したアクチュエーターによって構成されるため、連結ワイヤー４１の移動速度、移動量、移動方向の制御を電気的に容易に行うことができる。その結果、流体室１１の容積変化による脈流のコントロールをより容易に行うことができる。

（実施形態２）
次に、実施形態２に係る流体噴射装置ついて説明する。なお、説明にあたり、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。
実施形態２は、実施形態１の流体噴射装置１００に対して、流体室１１の特定の状態を検出するセンサーを設け、この検出結果に基づき、駆動制御部４３が連結部材駆動手段（ソレノイドアクチュエーター４２）の駆動を制御することを特徴としている。

図４は、実施形態２に係る流体噴射装置２００を示す概略図である。
図４において、脈流発生部１０ｖには、流体室１１の特定の状態を検出するセンサーを設置している。センサーの検出結果は、接続流路管２１に沿って配置される配線６０により、駆動制御部４３に伝達される。
検出する状態および駆動制御の内容について、いくつかの実施例に基づき説明する。

（実施例１）
図５（ａ）は、実施例１に係る流体噴射装置２００の脈流発生部１０ｖを示す側断面図である。図５（ａ）において、流体室１１の内部には、圧力センサー５１を設置している。圧力センサー５１は、ノズル１２の移動に影響を与えない位置に設置することが好ましい。
圧力センサー５１は、ノズル１２の移動に伴い変化する流体室１１の内部圧力を検出し、駆動制御部４３に伝達する。駆動制御部４３は、流体室１１の圧力検出結果に基づきソレノイドアクチュエーター４２の駆動を制御する。

駆動制御部４３は、伝達された情報から得られる流体室１１の圧力、圧力変化量、圧力変化速度、圧力変化周期などの情報から、流体噴射開口部１３から噴出する脈流の速度、脈流量、脈流周期などを間接的にモニターすることができる。駆動制御部４３は、このモニター結果に基づき、所望の脈流を得るために、ソレノイドアクチュエーター４２に対して、駆動電流の変更やスイッチング、スイッチング周期などの変更を行い、脈流の制御を行う。

本実施例によれば、流体室１１の内部圧力を検出した結果に基づき、ソレノイドアクチュエーター４２の駆動制御が行われるため、所望の脈流を噴射するためのコントロールを、より的確に、また、より精度高く行うことができる。

（実施例２）
図５（ｂ）は、実施例２に係る流体噴射装置２００の脈流発生部１０ｖを示す側断面図である。図５（ｂ）において、管状側面１４ａとノズル１２との摺動部にリニアエンコーダー５２を設置している。リニアエンコーダー５２は、ノズル１２の管状側面１４ａとの摺動部に形成した格子目盛と、管状側面１４ａの、格子目盛に対向する位置に設けられたフォトセンサーとによって構成される。
リニアエンコーダー５２は、連結ワイヤー４１の移動に伴い変化するノズル１２の位置を検出し、駆動制御部４３に伝達する。駆動制御部４３は、ノズル１２の位置検出結果に基づきソレノイドアクチュエーター４２の駆動を制御する。

駆動制御部４３は、伝達された情報から得られるノズル１２の位置、移動量、移動速度、移動周期などの情報から、流体噴射開口部１３から噴出する脈流の速度、脈流量、脈流周期などを間接的にモニターすることができる。駆動制御部４３は、このモニター結果に基づき、所望の脈流を得るために、ソレノイドアクチュエーター４２に対して、駆動電流の変更やスイッチング、スイッチング周期などの変更を行い、脈流の制御を行う。

本実施例によれば、ノズル１２の位置を検出した結果に基づき、ソレノイドアクチュエーター４２の駆動制御が行われるため、所望の脈流を噴射するためのコントロールを、より的確に、また、より精度高く行うことができる。

上記に説明した実施形態２に係る流体噴射装置２００によると、ソレノイドアクチュエーター４２や駆動制御部４３から離れた部位に位置し、また、ビデオスコープなどを用いて遠隔視する脈流発生部１０ｖの状況を、設置したセンサーによってより的確に、また、より精度高く行うことができる。そのため、軟性ビデオスコープを使用した胸腔鏡手術などにおいて、流体噴射装置をより確実なものとして提供することができる。

（医療機器）
次に、本実施形態の流体噴射装置を活用した手術具としての医療機器について説明する。
図６は、本実施形態の流体噴射装置を用いるビデオスコープの概略を示す斜視図である。
本実施形態による流体噴射装置１００あるいは流体噴射装置２００は、接続流路管２１が、軟性材料で構成されるため、接続流路管２１を体腔に挿入するなど軟性ビデオスコープなどに沿わせて活用することができる。具体的には、図６において、流体噴射管挿入口から脈流発生部１０を先にして接続流路管２１を挿入し、軟性ビデオスコープの先端部に流体噴射開口部１３が位置するようにセットして活用することが可能である。
近年、患者への負担が少なく回復が早い、軟性ビデオスコープを使用した胸腔鏡手術などにおいて、流体噴射装置の持つ手術具としての優れた特性を、より効果的なものとして提供することができる。

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。なお、上述した実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

（変形例１）
図７は、変形例１に係る連結部材駆動手段の変形例を示す側断面図である。上述した実施形態では、図３（ａ）に示すように、ソレノイドアクチュエーター４２は、接続チューブ３３と接続流路管２１とを連結させる位置に配置するとして説明したが、接続チューブ３３を接続流路管２１の側面に接続し、ソレノイドアクチュエーター４２は、接続流路管２１の端部に配置するようにしても良い。

図７に示すように、ケース７１に収容したソレノイドアクチュエーター４２ｖは、ケース蓋を兼ねた接続部材７０により接続流路管２１の端部に接続されている。接続チューブ３３は、接続部材７０付近の接続流路管２１の側面に接続され、流体供給口となっている。ソレノイドアクチュエーター４２ｖは、引張りコイル４２ａｖ、戻しコイル４２ｂｖ、コア４４ｖなどからなる。ボビン４５ｖは、引張りコイル４２ａｖ用および戻しコイル４２ｂｖ用のそれぞれに独立して配置している。また、コア４４ｖは、略中央部にボビン４５ｖの内径より大きな外径のウイング部４４ｗを有している。ウイング部４４ｗにより、コア４４ｖの可動範囲を、引張りコイル４２ａｖと戻しコイル４２ｂｖとの間に規制されるようにしている。

本変形例によると、上述した実施形態の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
ソレノイドアクチュエーター４２ｖは、流路を兼ねないため、取り外しが容易となり、連結ワイヤー４１の長さや可動範囲の調整などのメンテナンスがやり易くなる。また、ウイング部４４ｗは、ソレノイドによる駆動力をより強いものとすることができる。

（変形例２）
図８（ａ）、（ｂ）は、変形例２に係る連結部材の変形例を示す側断面図である。上述した実施形態では、連結ワイヤー４１は、被覆やスリーブに覆われず、接続流路管２１内において、流体１に露出する構成としたが、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、スリーブ４６を備えていても良い。

図８（ｂ）において、ソレノイドアクチュエーター４２ｗは、ケース７１に収容され、ケース蓋を兼ねた接続部材７０により接続流路管２１の端部に配置されている。接続チューブ３３は、変形例１の場合と同様に、接続部材７０付近の接続流路管２１の側面に接続されている。スリーブ４６は、接続流路２０に亘って連結ワイヤー４１を収納するチューブからなり、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、一方の端部は圧力隔壁１４に止着され、他方の端部は接続部材７０に止着されている。スリーブ４６の内径は、連結ワイヤー４１の外径と略等しい。スリーブ４６には、接続流路管２１に使われる材料と同じ材料を使用しているが、これに限定するものではなく、可撓性のある、例えばフッ素樹脂材料のような合成樹脂材から選択することができる。なお、スリーブ４６の内径と連結ワイヤー４１の外径との差異は極力小さくすることが好ましが、スリーブ４６の内壁と、連結ワイヤー４１との摩擦により、連結ワイヤー４１の移動が妨げられることの無いような材質、および内径寸法とする必要がある。ボビン４５ｗは、ジョイント部４５ｊを有していない点を除きボビン４５と同じである。

図８（ａ）において、連通孔２２は、スリーブ４６によって接続流路２０と流体室１１とを連通させる流路としての機能を失うため、連通孔２３を設けている。連通孔２３は、圧力隔壁１４を構成する円形底面１４ｂに開けられている。なお、連通孔２３は、流体室１１から見た連通孔２３のイナータンスが、流体噴射開口部１３に対するイナータンスに比較して高くなるように形成している。

本変形例によると、上述した実施形態の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
接続流路管２１を屈曲させて使用する場合に、接続流路管２１の長さとスリーブ４６の経路長との間に差異が生じ難いため、使用に際し、連結ワイヤー４１の長さを都度調整する必要性や、調整する量を少なくすることができる。

詳しくは、実施形態１、あるいは実施形態２の場合、接続流路管２１の内径と連結ワイヤー４１の外径との差異がある場合に、接続流路管２１を屈曲させると、接続流路管２１の長さに比較して、連結ワイヤー４１の連結に必要な経路長が短くなる傾向がある。そのため、連結ワイヤー４１の長さを調整せずに使用した場合に、連結ワイヤー４１は接続流路２０の内部で撓むために、コア４４の動きが、連結ワイヤー４１の先端部（ノズル１２）まで伝達され難くなる。従って、接続流路管２１を使用状態に屈曲させてセットした後に、接続流路管２１内での撓みを無くすため、必ず連結ワイヤー４１の長さを調整する必要がある。これに対して、本変形例のようにスリーブ４６を使用した場合には、接続流路管２１の長さとスリーブ４６の経路長との間に差異が生じ難いため、使用に先立ち、頻繁な長さ調整を行う必要が無くなる。

（変形例３）
図９は、変形例３に係る連結部材の変形例を示す側断面図である。変形例２では、接続流路管２１の長さと連結ワイヤー４１の連結に必要な経路長との間の差異を少なくするために、連結ワイヤー４１を収納するスリーブ４６を用いるとしたが、接続流路管２１の内径と連結ワイヤー４１の外径との差異を少なくする方法をとっても良い。

図９に示すように、連結部材は、連結ワイヤー４１ａと連結ワイヤー４１ｂとから構成される。連結ワイヤー４１ａは、連結ワイヤー４１と同じ部材からなり、連通孔２２を通り、ノズル１２と連結ワイヤー４１ｂとを連結する。連結ワイヤー４１ｂは、接続流路２０に沿って延在し、ソレノイドアクチュエーター４２のコア４４に接続される。
なお、接続流路管２１の内径と連結ワイヤー４１ｂの外径との差異は極力小さくすることが好ましいが、流体１の移動を妨げたり、接続流路管２１の内壁と、連結ワイヤー４１ｂとの摩擦により、連結ワイヤー４１ｂの移動が妨げられたりすることの無いような寸法とする必要がある。

本変形例によると、変形例２で用いたスリーブ４６を用いることなく、接続流路管２１の長さと連結部材（連結ワイヤー４１ｂ）の経路長との差異を減少させることができ、その結果、使用に先立ち、頻繁な長さ調整を行う必要が無くなる。

（変形例４）
図１０は、脈流発生部の変形例を示す側断面図である。上述した実施形態では、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ノズル１２は、連結ワイヤー４１に引っ張られＸ（＋）方向に移動し、連結ワイヤー４１が戻り、流体室１１の圧力により押されてＸ（−）方向に移動する構成としたが、Ｘ（−）方向への移動にバネなどの補助力を活用しても良い。

図１０に示すように、本変形例は、流体室１１の内部にバネ１５を設置し、バネ１５の復元力によりノズル１２を元の位置に戻す構成としている。バネ１５は、Ｘ方向に伸び縮みし、一方の面は、圧力隔壁１４を構成する円形底面１４ｂに接し、他方の面は、ノズル１２に接している。ノズル１２が、連結ワイヤー４１に引っ張られＸ（＋）方向に移動すると、バネ１５は縮み、ノズル１２に対してＸ（−）方向への圧力を加える。連結ワイヤー４１が戻されると、ノズル１２は、流体室１１の圧力に加え、バネ１５の圧力でＸ（−）方向に移動する。なお、バネ材には、好適例としてＳＵＳ材を用いているが、これに限定するものではない。

本変形例によると、ノズル１２と圧力隔壁１４との摺動抵抗などにより、ノズル１２のＸ（−）方向への移動が充分な速さになりにくい場合に有効であり、脈流の生成周期を高めるために有効である。

（変形例５）
図１１は、センサーの変形例を示す側断面図である。実施形態２の実施例２では、図５（ｂ）に示すように、管状側面１４ａとノズル１２との摺動部にリニアエンコーダー５２を設置しているが、より簡単な位置センサーであっても良い。

図１１において、管状側面１４ａとノズル１２との摺動部に下限センサー５３、上限センサー５４を設置している。下限センサー５３、上限センサー５４は、ノズル１２の特定の部位がそれぞれのセンサー位置に近接したことが検出できるセンサーであれば良い。下限センサー５３は、ノズル１２が流体室１１の容積が所望の最大となる位置となったことを検出し、上限センサー５４は、ノズル１２が流体室１１の容積が所望の最小となる位置となったことを検出する。また、それぞれの検出結果を、配線６０を通じて駆動制御部４３に伝達する。駆動制御部４３は、ノズル１２の位置検出結果に基づきソレノイドアクチュエーター４２の駆動を制御する。

駆動制御部４３は、伝達された情報から得られるノズル１２の位置、移動のタイミング、移動速度、移動周期などの情報から、流体噴射開口部１３から噴出する脈流の速度、脈流量、脈流周期などを間接的にモニターすることができる。駆動制御部４３は、このモニター結果に基づき、所望の脈流を得るために、ソレノイドアクチュエーター４２に対して、駆動電流の変更やスイッチング、スイッチング周期などの変更を行い、脈流の制御を行う。
本変形例によると、リニアエンコーダー５２と比較し、より簡便にノズル１２の位置を検出する手段を構成できる。

１…流体、１０…脈流発生部、１１…流体室、１２…ノズル、１３…流体噴射開口部、１４…圧力隔壁、１５…バネ、２０…接続流路、２１…接続流路管、２２，２３…連通孔、３０…流体供給手段、３１…流体ポンプ、３２…流体容器、３３…接続チューブ、４０…容積変更手段、４１…連結ワイヤー、４２…ソレノイドアクチュエーター、４２ａ…引張りコイル、４２ｂ…戻しコイル、４３…駆動制御部、４４…コア、４５…ボビン、４６…スリーブ、５１…圧力センサー、５２…リニアエンコーダー、５３…下限センサー、５４…上限センサー、６０…配線、７０…接続部材、７１…ケース、１００，２００…流体噴射装置。

Claims (6)

1. 移動可能な可動壁を有する流体室と、
   前記流体室に連通する接続流路を有し、軟性材料を含む接続流路管と、
   前記可動壁に連結された連結部材と、
   前記連結部材を移動させる連結部材駆動手段と、を備え、
   前記可動壁には流体を噴射するための流体噴射開口部が形成されており、
   前記連結部材は、前記接続流路内に配置されている、流体噴射装置。
2. 請求項１に記載の流体噴射装置において、
   前記連結部材駆動手段の駆動を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記連結部材を介して前記可動壁を移動させることで前記流体室の容積を変化させ、前記流体噴射開口部から流体を脈流として噴射させる、流体噴射装置。
3. 請求項２に記載の流体噴射装置において、
   前記流体室の内部圧力を検出するための圧力検出部を備え、
   前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて前記連結部材駆動手段の駆動を制御する、流体噴射装置。
4. 請求項２に記載の流体噴射装置において、
   前記可動壁の位置を検出するための位置検出部を備え、
   前記制御部は、前記位置検出部の検出結果に基づいて前記連結部材駆動手段の駆動を制御する、流体噴射装置。
5. 請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の流体噴射装置において、
   前記連結部材駆動手段は、ソレノイドコイルを含む、流体噴射装置。
6. 請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の流体噴射装置において、
   前記連結部材を収容するスリーブ、を備え、
   前記スリーブは、前記接続流路内に配置されている、流体噴射装置。

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