流体喷射装置的制造方法_3

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(未图示)的接通信号通过操作者的操作被输入驱动控制部600时,驱动控制部600及泵控制部710开始脱气处理。
[0110]脱气处理是用于将连接管25和脉动发生部100中残存的气泡从脉动发生部100的喷嘴211排出的处理。
[0111]脱气处理中,在打开夹管阀750的状态下,以从流体容器760中流出的流体每单位时间的送出量达到一定的规定速度,泵控制部710使滑块720向推入方向移动,并将流体供给脉动发生部100。而且,驱动控制部600与基于泵700的流体的吐出联动,驱动脉动发生部100的压电元件401,从脉动发生部100喷射出流体。由此,残存于连接管25及脉动发生部100中的气泡被从脉动发生部100的喷嘴211排出。脱气处理的进行直到经过规定时间为止(或滑块720移动规定距离为止),或直到操作者操作脱气开关并输入断开信号为止。
[0112]另外,脱气处理时,使滑块720移动的上述规定速度、规定时间或规定距离,事前存储在驱动控制部600及泵控制部710中。
[0113]脱气处理结束后,泵控制部710关闭夹管阀750,并检测容纳在流体容器760的流体容纳部765的流体的压力。然后,进行调整滑块720的位置的控制,使得该压力成为上述目标压力值。
[0114]然后,当流体容纳部765中的流体的压力相对于目标压力值进入上述规定的范围内(粗略窗口内)时,成为可以以脉冲状从脉动发生部100喷射流体的状态。
[0115]在这种状态下,当手术实施者通过脚操作脉动发生部启动开关(未图示),脉动发生部启动开关(未图示)的接通信号被输入驱动控制部600后,泵控制部710根据驱动控制部600发送的信号,打开夹管阀750,在夹管阀750打开的同时或几乎同时的定时(例如大约几毫秒至几十毫秒的时间差),使滑块720以规定速度向推入方向移动,开始对脉动发生部100提供流体。另一方面,驱动控制部600开始压电元件401的驱动,改变流体室501的容积并产生脉动流。由此,以脉冲状从脉动发生部100的前部的喷嘴211高速喷射出流体。
[0116]然后,当手术实施者通过脚操作脉动发生部启动开关(未图示出),脉动发生部启动开关(未图示)的断开信号被输入驱动控制部600后,驱动控制部600停止压电元件401的驱动。然后,泵控制部710根据驱动控制部600发送的信号,使滑块720的移动停止并关闭夹管阀750。通过这种方式,流体从脉动发生部100的喷射停止。
[0117]另外,涉及本实施方式的泵700是滑块720推压流体容器760的构成流体容器760构成为具有注射器761和柱塞762的注射筒,泵700也可以是图4所示的构成。
[0118]图4是其它方式的泵700的说明图。图4所示的泵700具有以下构成:通过将作为容纳流体的输液袋而构成的流体容器760安装在加压室800中,经由调节器811使压缩机810所提供的空气平稳化后压力输送至加压室800中,从而推压流体容器760。
[0119]当在对加压室800中的空气加压而推压流体容器760后的状态下打开夹管阀750时,容纳在流体容器760的流体容纳部765中的流体从开口部764流出,并经由连接管25供给脉动发生部100。
[0120]另外,通过打开排气阀812而将加压室800中的空气排放到大气中。而且,当加压室800中的空气的压力超过规定压力时,即使没有打开排气阀812,也可以通过安全阀813的开启而使得加压室800中的空气排放到大气中。
[0121]另外,图4虽未图示出,但上述的压缩机810、调节器811、排气阀812、夹管阀750均由泵控制部710控制。
[0122]而且,由检测流体容器760中的流体的压力的压力传感器722、以及检测流体容器760中的流体的剩余量的剩余量传感器742输出的检测信号也被输入泵控制部710。
[0123]通过使用这种方式的泵700,可以增加每单位时间可供给脉动发生部100的流体的量。另外,能够以更高的压力将流体供给脉动发生部100,不去能够将容纳流体的输液袋直接作为流体容器760使用,因此,可以防止流体的污染。而且,对脉动发生部100也可以不产生脉动流,而进行连续送液。
[0124]此外,本实施方式中,驱动控制部600设置在与泵700和脉动发生部100分离的位置,但也可以采用与泵700构成为一体的方式。
[0125]而且,在使用该流体喷射装置I进行手术时,手术实施者把持的部位是脉动发生部100。因此,优选连接到脉动发生部100的连接管25尽可能地柔软。为此,连接管25是既柔软又薄的管,而且,优选从泵700流出的流体的吐出压力在可对脉动发生部100送液的范围内设定为低压。因此,泵700的吐出压力大致设定为0.3大气压(0.03MPa)以下。
[0126]而且,尤其是在做脑部手术那样,设备出故障很可能造成严重事故的情况下,必须避免在连接管25切断等时高压的流体喷出,为此,也需要事先将泵700的吐出压力设定为低压。
[0127]==脉动发生部==
[0128]接下来,对本实施方式的脉动发生部100的构造进行说明。
[0129]图5是示出涉及本实施方式的脉动发生部100的构造的截面图。在图5中,脉动发生部100与流体喷射管200连接,该流体喷射管200包括产生流体的脉动的脉动发生装置,还具有作为吐出流体的流路的连接流路201。
[0130]脉动发生部100中,上壳体500和下壳体301在各自相对的表面上接合,由4根固定螺钉350(省略图示)螺合。下壳体301是具有凸缘部的筒状部件,一个端部被底板311密封。在该下壳体301的内部空间中设置有压电元件401。
[0131]压电元件401构成致动器,是层叠型压电元件。压电元件401的一个端部通过上板411固定在隔板400上,另一个端部固定在底板311的上表面312。
[0132]而且,隔板400由圆盘状的金属薄板形成,在下壳体301的凹部303内,边缘部分被紧密地粘合在凹部303的底面。通过对作为容积改变单元的压电元件401输入驱动信号,伴随着压电元件401的伸长、收缩而通过隔板400改变流体室501的容积。
[0133]在隔板400的上表面层叠设置有由中心部具有开口部的圆盘状的金属薄板构成的加固板410。
[0134]上壳体500中,在与下壳体301相对的表面的中心部形成有凹部,由该凹部与隔板400构成且填充有流体的状态的旋转体形状为流体室501。也就是说,流体室501是由上壳体500的凹部的密封面505和内周侧壁501a和隔板400包围而成的空间。在流体室501的大致中央部贯穿设置有出口流路511。
[0135]出口流路511从流体室501贯通至由上壳体500的一个端面突出设置的出口流路管510的端部。出口流路511与流体室501的密封面505的连接部被平滑地圆化,以减小流体阻力。
[0136]另外,在本实施方式(参照图5)中,以上说明的流体室501的形状是两端密封的大致圆筒形,但不仅限于圆筒形,也可以是在侧视观察中为圆锥形、梯形,或半球形等。例如,如果将出口流路511与密封面505的连接部形成为漏斗这样的形状,则可以容易地排出后述的流体室501中的气泡。
[0137]出口流路管510与流体喷射管200连接。流体喷射管200贯穿设置有连接流路201,连接流路201的直径比出口流路511的直径大。而且,流体喷射管200的管部的厚度被形成为在具有不吸收流体的压力脉动的刚度的范围内。
[0138]流体喷射管200的前端部插入有喷嘴211。该喷嘴211贯通设置有流体喷射开口部212。流体喷射开口部212的直径比连接流路201的直径小。
[0139]在上壳体500的侧面突出设置有插入从泵700提供流体的连接管25的入口流路管502,入口流路管502中贯通有入口流路侧的连接流路504。连接流路504与入口流路503连通。入口流路503在流体室501的密封面505的边缘部形成为槽状,并与流体室501连通。
[0140]在上壳体500与下壳体301的接合面上,在离开隔板400的外周方向的位置上,下壳体301侧形成有密封盒(八、V今y求、y夕只)304、上壳体500侧形成有密封盒506,由密封盒304、506所形成的空间里装有环形密封圈450。
[0141]在这里,组装上壳体500和下壳体301时,通过上壳体500的密封面505的边缘部与下壳体301的凹部303的底面将隔板400的边缘部与加固板410的边缘部紧密连接。这时,密封圈450被上壳体500与下壳体301推压,从而防止流体从流体室501泄漏。
[0142]流体室501中,流体吐出时达到30大气压(3MPa)以上的高压状态,虽然认为在隔板400、加固板410、上壳体500、下壳体301的各个接合部会有少许流体泄漏,但是通过密封圈450阻止泄漏。
[0143]如图5所示设置有密封圈450后,则密封圈450会被以高压从流体室501泄漏的流体的压力压缩,同时密封圈450被进一步强力地推压到密封盒304、505的内壁上,因此,能够更可靠地防止流体的泄漏。通过这种方式,可以在驱动时保持流体室501中较高的压力上升。
[0144]接下来,参照附图,对形成在上壳体500的入口流路503进行更详细的说明。
[0145]图6是示出入口流路503的方式的俯视图。图6表示从下壳体301的接合面侧观察到的上壳体500的状态。
[0146]图6中,入口流路503在上壳体500的密封面505的边缘部形成为槽状。
[0147]入口流路503的一个端部连通到流体室501,另一个端部连通到连接流路504。在入口流路503与连接流路504的连接部形成有流体贮存部507。然后,通过使流体贮存部507与入口流路503的连接部平滑地圆化来减小流体阻力。
[0148]而且,入口流路503朝向大致切线方向连通到流体室501的内周侧壁501a。以规定压力由泵700(参照图1)提供的流体沿着内周侧壁501a(图6中,箭头所指示的方向)流动并在流体室501产生回旋流。回旋流被回旋所产生的离心力推向内周侧壁501a侧,同时,流体室501中含有的气泡集中在回旋流的中心部。
[0149]然后,集中在中心部的气泡被从出口流路511排出。因此,优选将出口流路511设置在回旋流的中心附近,即旋转体形状的轴中心部。
[0150]而且,如图6所示,入口流路503是弯曲的。入口流路503也可以设置为不弯曲而沿着直线连通到流体室501,但通过使其弯曲,可以将流路变长,从而可以在狭窄空间中得到所需的惯性(Y于一夕 > 只)(对于惯性,将在后面说明)。
[0151]另外,如图6所示,在隔板400与形成有入口流路503的密封面505的边缘部之间,设置有加固板410。设置加固板410意在提高隔板400的耐久性。由于在入口流路503与流体室501的连接部形成有切口状的连接开口部509,因此,可以认为当隔板400被以高频率驱动时,在连接开口部509附近发生应力集中,从而发生疲劳破坏。因此,通过设置具有无切口部而连续的开口部的加固板410,可以使得隔板400不发生应力集中。
[0152]而且,在上壳体500的外周角落部开设4个位置的螺丝孔500a,上壳体500与下壳体301在该螺丝孔位置上被螺丝螺合接合。
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