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JP2016174892A - Liquid supply device, liquid ejection device - Google Patents

Liquid supply device, liquid ejection device Download PDF

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JP2016174892A
JP2016174892A JP2015235278A JP2015235278A JP2016174892A JP 2016174892 A JP2016174892 A JP 2016174892A JP 2015235278 A JP2015235278 A JP 2015235278A JP 2015235278 A JP2015235278 A JP 2015235278A JP 2016174892 A JP2016174892 A JP 2016174892A
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Japan
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tube
liquid
pump
case
inner diameter
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Application number
JP2015235278A
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Japanese (ja)
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悟 宮本
Satoru Miyamoto
悟 宮本
壮輔 山▲崎▼
Sosuke Yamazaki
壮輔 山▲崎▼
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Abstract

【課題】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において、メンテナンスを簡単にし、脈動を低減すること。
【解決手段】液体を間欠的に噴射するためのハンドピースに、前記液体を供給するためのポンプチューブと、前記液体を供給するために、前記ポンプチューブを扱くチューブポンプとを備え、前記ポンプチューブの内径は、φ1.0mm以下である液体供給装置。
【選択図】図1
In an apparatus for supplying liquid to a handpiece for intermittently ejecting liquid, maintenance is simplified and pulsation is reduced.
The pump includes a pump tube for supplying the liquid to a handpiece for intermittently injecting the liquid, and a tube pump for handling the pump tube for supplying the liquid. A liquid supply device in which the inner diameter of the tube is φ1.0 mm or less.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、液体の供給に関する。   The present invention relates to liquid supply.

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、2つのプランジャーポンプを備える。2つのプランジャーポンプが交互に液体を供給することによって、供給される液体の脈動が低減されている。   An apparatus for supplying liquid to a handpiece for intermittently ejecting liquid is known (Patent Document 1). The liquid supply device disclosed in Patent Document 1 includes two plunger pumps. The pulsation of the supplied liquid is reduced by the two plunger pumps supplying the liquid alternately.

特開2014−95353号公報JP 2014-95353 A

上記先行技術の場合、プランジャーポンプのメンテナンスに手間が掛かる。特に医療用に用いる場合、交換や滅菌が必要となる場合があるので、特に問題になる。本願発明は、上記先行技術を踏まえ、メンテナンスが簡単な機構で、供給される液体の圧力変動を抑制することを解決課題とする。   In the case of the above prior art, it takes time to maintain the plunger pump. In particular, when used for medical purposes, replacement and sterilization may be required, which is a particular problem. In view of the above-described prior art, the present invention has an object to solve the problem of suppressing the pressure fluctuation of the supplied liquid with a mechanism that is easy to maintain.

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、以下の形態として実現できる。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve the above-described problems, and the invention can be implemented as the following forms.

本発明の一形態によれば、液体供給装置が提供される。この液体供給装置は;液体を間欠的に噴射するためのハンドピースに、前記液体を供給するためのポンプチューブと;前記液体を供給するために、前記ポンプチューブを扱くチューブポンプとを備え;前記ポンプチューブの内径は、φ1.0mm以下である。この形態によれば、ハンドピースに供給される液体の脈動を抑制できる。ポンプチューブの内径が細い(φ1.0mm以下)ことによって、ポンプチューブの内径が太い場合と同じ流量で供給する場合でも、チューブポンプの回転数を上げることができる。このため、ポンプチューブの下流における圧力変動が抑制される。さらに、ポンプチューブ及びチューブポンプは、メンテナンスが簡単である。   According to one aspect of the present invention, a liquid supply apparatus is provided. The liquid supply apparatus includes: a pump tube for supplying the liquid to a hand piece for intermittently ejecting liquid; and a tube pump for handling the pump tube for supplying the liquid; The inner diameter of the pump tube is φ1.0 mm or less. According to this form, the pulsation of the liquid supplied to the handpiece can be suppressed. When the pump tube has a small inner diameter (φ1.0 mm or less), the number of rotations of the tube pump can be increased even when the pump tube is supplied at the same flow rate as when the pump tube has a large inner diameter. For this reason, the pressure fluctuation downstream of the pump tube is suppressed. Furthermore, the pump tube and the tube pump are easy to maintain.

上記形態において、前記ポンプチューブの内径は、φ0.8mm以下でもよい。この形態によれば、上記の圧力変動を更に抑制できる。   In the above embodiment, the inner diameter of the pump tube may be φ0.8 mm or less. According to this embodiment, the pressure fluctuation can be further suppressed.

上記形態において、前記ポンプチューブの内径は、φ0.5mm以下でもよい。この形態によれば、上記の圧力変動を更に抑制できる。   In the above embodiment, the inner diameter of the pump tube may be 0.5 mm or less. According to this embodiment, the pressure fluctuation can be further suppressed.

上記形態において、前記ポンプチューブの内径は、φ0.5mm以上でもよい。この形態によれば、所定の流量を確保するためのポンプチューブの回転数が大きくなり過ぎないので、チューブポンプの耐久性が向上する。   In the above embodiment, the inner diameter of the pump tube may be 0.5 mm or more. According to this aspect, the rotation speed of the pump tube for securing a predetermined flow rate does not become too large, so that the durability of the tube pump is improved.

上記形態において、前記チューブポンプのローラー周波数は、3.84Hz以上でもよい。この形態によれば、ポンプチューブの内径が細くても流量を確保できる。   In the above aspect, the roller frequency of the tube pump may be 3.84 Hz or more. According to this embodiment, the flow rate can be secured even if the inner diameter of the pump tube is thin.

上記形態において、前記ローラー周波数は、6.56Hz以上でもよい。この形態によれば、ポンプチューブの内径が細くても流量を確保できる。   In the above embodiment, the roller frequency may be 6.56 Hz or more. According to this embodiment, the flow rate can be secured even if the inner diameter of the pump tube is thin.

上記形態において、前記ローラー周波数は、12.8Hz以上でもよい。この形態によれば、ポンプチューブの内径が更に細くても流量を確保できる。   In the above embodiment, the roller frequency may be 12.8 Hz or more. According to this embodiment, the flow rate can be secured even if the inner diameter of the pump tube is further narrowed.

上記形態において、前記ポンプチューブの壁厚は、1.6mm以上でもよい。この形態によれば、ポンプチューブに接触するローラーが切り替わる際に、ポンプチューブの変形が抑制されるので、ポンプチューブの下流の圧力が急激に低下することが抑制される。   The said form WHEREIN: The wall thickness of the said pump tube may be 1.6 mm or more. According to this aspect, since the deformation of the pump tube is suppressed when the roller in contact with the pump tube is switched, it is possible to suppress the pressure downstream of the pump tube from rapidly decreasing.

上記形態において、前記ハンドピースは、手術用の切除器具であり;前記チューブポンプによる供給流量は、3ml/min以上10ml/min以下でもよい。この形態によれば、液体の間欠噴射による切除に適した流量を供給できる。   In the above form, the handpiece is a surgical excision instrument; the supply flow rate by the tube pump may be not less than 3 ml / min and not more than 10 ml / min. According to this embodiment, a flow rate suitable for excision by intermittent liquid injection can be supplied.

本発明は、上記以外の種々の形態で実現できる。例えば、上記のハンドピースと液体供給装置とを含む液体噴射装置として実現できる。   The present invention can be realized in various forms other than the above. For example, it can be realized as a liquid ejecting apparatus including the hand piece and the liquid supply apparatus.

液体噴射装置の概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a liquid ejecting apparatus. ハンドピースの斜視図(装着状態)。The perspective view of a handpiece (mounted state). ハンドピースの斜視図(分離状態)。The perspective view of a handpiece (separated state). ノズルユニットを示す斜視図。The perspective view which shows a nozzle unit. ハンドピースを示す断面図。Sectional drawing which shows a handpiece. ジョイント部及びアクチュエーターユニットの拡大断面図(装着状態)。The expanded sectional view of a joint part and an actuator unit (mounting state). ジョイント部及びアクチュエーターユニットの拡大断面図(分離状態)。The expanded sectional view of a joint part and an actuator unit (separated state). 液体室付近の拡大断面図(装着状態)。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view around the liquid chamber (mounted state). 液体室付近の拡大断面図(分離状態)。The expanded sectional view of the liquid chamber vicinity (separated state). 液体室側ダイヤフラム及び駆動側ダイヤフラムの溶接についての図。The figure about the welding of a liquid chamber side diaphragm and a drive side diaphragm. 流量とモーター回転数との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between flow volume and motor rotation speed. 噴射圧力及びチューブ内圧力の実験結果を示すグラフ(φ1.6mm)。A graph (φ1.6 mm) showing the experimental results of the injection pressure and the pressure in the tube. 噴射圧力及びチューブ内圧力の実験結果を示すグラフ(φ0.8mm)。A graph (φ0.8mm) which shows an experimental result of injection pressure and pressure in a tube. 噴射圧力及びチューブ内圧力の実験結果を示すグラフ(φ0.5mm)。A graph (.phi.0.5 mm) showing experimental results of injection pressure and tube pressure. 噴射圧力及びチューブ内圧力の実験結果を示すグラフ(φ1.6mm)。A graph (φ1.6 mm) showing the experimental results of the injection pressure and the pressure in the tube. 噴射圧力及びチューブ内圧力の実験結果を示すグラフ(φ0.8mm)。A graph (φ0.8mm) which shows an experimental result of injection pressure and pressure in a tube. 噴射圧力及びチューブ内圧力の実験結果を示すグラフ(φ0.5mm)。A graph (.phi.0.5 mm) showing experimental results of injection pressure and tube pressure. ジェット荷重及びチューブ内圧力の実験結果を示すグラフ(φ1.1mm)。Graph (φ1.1 mm) showing the experimental results of jet load and tube pressure. ジェット荷重及びチューブ内圧力の実験結果を示すグラフ(φ1.0mm)。Graph (φ1.0 mm) showing the experimental results of jet load and tube pressure. ジェット荷重及びチューブ内圧力の実験結果を示すグラフ(φ0.8mm)。A graph (φ0.8mm) which shows an experimental result of jet load and pressure in a tube.

初めに、図1〜図10を用いて、液体噴射装置20の概略を説明することで、液体の噴射機構および吸引機構について説明する。   First, an outline of the liquid ejecting apparatus 20 will be described with reference to FIGS. 1 to 10 to describe a liquid ejecting mechanism and a suction mechanism.

図1は、液体噴射装置20の構成を概略的に示す。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。   FIG. 1 schematically shows the configuration of the liquid ejecting apparatus 20. The liquid ejecting apparatus 20 is a medical device used in a medical institution, and has a function of excising an affected part by ejecting liquid onto the affected part.

液体噴射装置20は、制御部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、液体供給装置50と、ハンドピース100(操作部)とを備える。   The liquid ejecting apparatus 20 includes a control unit 30, an actuator cable 31, a pump cable 32, a foot switch 35, a suction device 40, a suction tube 41, a liquid supply device 50, and a handpiece 100 (operation unit). With.

液体供給装置50は、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。   The liquid supply device 50 includes a water supply bag 51, a spike needle 52, first to fifth connectors 53a to 53e, first to fourth water supply tubes 54a to 54d, a pump tube 55, a blockage detection mechanism 56, And a filter 57. The handpiece 100 includes a nozzle unit 200 and an actuator unit 300. The nozzle unit 200 includes an ejection tube 205 and a suction tube 400.

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。   The water supply bag 51 is made of a transparent synthetic resin, and is filled with a liquid (specifically, physiological saline). In addition, in this application, even if it fills with liquids other than water, it calls the water supply bag 51. FIG. The spike needle 52 is connected to the first water supply tube 54a via the first connector 53a. When the spike needle 52 is stabbed into the water supply bag 51, the liquid filled in the water supply bag 51 can be supplied to the first water supply tube 54a.

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、ステーターとローター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側に送り出される。   The first water supply tube 54a is connected to the pump tube 55 via the second connector 53b. The pump tube 55 is connected to the second water supply tube 54b via the third connector 53c. The tube pump 60 sandwiches the pump tube 55 between the stator and the rotor. The tube pump 60 handles the pump tube 55 by rotating a plurality of rollers by rotation of a built-in motor. By being handled in this way, the liquid in the pump tube 55 is sent out from the first water supply tube 54a side to the second water supply tube 54b side.

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内の閉塞を検出する。   The blockage detection mechanism 56 detects the blockages in the first to fourth water supply tubes 54a to 54d by measuring the pressure in the second water supply tube 54b.

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。   The second water supply tube 54b is connected to the third water supply tube 54c via the fourth connector 53d. A filter 57 is connected to the third water supply tube 54c. The filter 57 collects foreign matters contained in the liquid.

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。   The third water supply tube 54c is connected to the fourth water supply tube 54d through the fifth connector 53e. The fourth water supply tube 54d is connected to the handpiece 100. The liquid supplied to the handpiece 100 through the fourth water supply tube 54d is intermittently ejected from the nozzle 207 provided at the tip of the ejection tube 205 by driving the actuator unit 300. In this way, the liquid is intermittently ejected, so that the resecting capability can be secured with a small flow rate.

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。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。   The injection tube 205 and the suction tube 400 constitute a double tube having the injection tube 205 as an inner tube and the suction tube 400 as an outer tube. The suction tube 41 is connected to the nozzle unit 200. The suction device 40 sucks the inside of the suction tube 400 through the suction tube 41. By this suction, liquid near the tip of the suction tube 400, a cut piece, and the like are sucked.

制御部30は、チューブポンプ60と、アクチュエーターユニット300とを制御する。具体的には、制御部30は、フットスイッチ35が踏まれている間、アクチュエーター用ケーブル31と、ポンプ用ケーブル32とを介して駆動信号を送信する。アクチュエーター用ケーブル31を介して送信された駆動信号は、アクチュエーターユニット300を駆動させる。ポンプ用ケーブル32を介して送信された駆動信号は、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。   The control unit 30 controls the tube pump 60 and the actuator unit 300. Specifically, the control unit 30 transmits a drive signal via the actuator cable 31 and the pump cable 32 while the foot switch 35 is depressed. The drive signal transmitted via the actuator cable 31 drives the actuator unit 300. The drive signal transmitted via the pump cable 32 drives the tube pump 60. Therefore, the liquid is intermittently ejected while the user steps on the foot switch 35, and the liquid ejection stops while the user does not step on the foot switch 35.

図2及び図3は、ハンドピース100の斜視図である。図2は、アクチュエーターユニット300がノズルユニット200に装着された状態(以下「装着状態」という)を示す。図3は、アクチュエーターユニット300とノズルユニット200とが分離された状態(以下「分離状態」という)を示す。   2 and 3 are perspective views of the handpiece 100. FIG. FIG. 2 shows a state where the actuator unit 300 is attached to the nozzle unit 200 (hereinafter referred to as “attached state”). FIG. 3 shows a state where the actuator unit 300 and the nozzle unit 200 are separated (hereinafter referred to as “separated state”).

アクチュエーターユニット300は、ノズルユニット200に対して着脱できるように構成されている。アクチュエーターユニット300がノズルユニット200に対して装着されて、アクチュエーターユニット300とノズルユニット200とが一体となることで、ハンドピース100として機能する。   The actuator unit 300 is configured to be detachable from the nozzle unit 200. The actuator unit 300 is attached to the nozzle unit 200, and the actuator unit 300 and the nozzle unit 200 are integrated to function as the handpiece 100.

ノズルユニット200は、内部に液体が流れるので、手術毎に交換される。さらに、液体供給装置50に含まれる構成要素のうち、内部に液体が流れるもの(給水バッグ51、第1〜第4給水チューブ54a〜54d、ポンプチューブ55等)は、手術毎に交換される。アクチュエーターユニット300は、液体に触れないので、滅菌処理や洗浄処理を施すことにより複数回の手術で使用できる。   Since the liquid flows through the nozzle unit 200, the nozzle unit 200 is replaced every operation. Further, among the components included in the liquid supply device 50, the ones in which the liquid flows (water supply bag 51, first to fourth water supply tubes 54a to 54d, pump tube 55, etc.) are replaced for each operation. Since the actuator unit 300 does not touch the liquid, it can be used in a plurality of operations by performing a sterilization process or a cleaning process.

ノズルユニット200は、先述した噴射管205と吸引管400とに加え、ハンドピースケース210と、ジョイント部250と、吸引力調整機構500とを備える。ハンドピースケース210は、ユーザーに把持されるグリップとしての機能と、流路を内部に保持する機能とを有する。この流路とは、先述したように、噴射される液体および吸引される液体が流れる流路のことである。   The nozzle unit 200 includes a handpiece case 210, a joint portion 250, and a suction force adjusting mechanism 500 in addition to the above-described injection tube 205 and suction tube 400. The handpiece case 210 has a function as a grip held by the user and a function of holding the flow path inside. This flow path is a flow path through which the liquid to be ejected and the liquid to be sucked flow as described above.

吸引力調整機構500は、ハンドピース100に設けられており、孔522を備える。孔522の開口面積が変化すると、吸引管400による吸引力が変化する(図5と共に詳述)。ジョイント部250は、ノズルユニット200に対してアクチュエーターユニット300を着脱するための部位である。   The suction force adjustment mechanism 500 is provided in the handpiece 100 and includes a hole 522. When the opening area of the hole 522 changes, the suction force by the suction pipe 400 changes (detailed with FIG. 5). The joint part 250 is a part for attaching / detaching the actuator unit 300 to / from the nozzle unit 200.

アクチュエーターユニット300は、連結部310と駆動部350とを備える。連結部310は、アクチュエーター用ケーブル31と駆動部350とを、機械的および電気的に連結している。駆動部350は、液体を間欠的に噴射するための駆動力を発生する。   The actuator unit 300 includes a connecting part 310 and a driving part 350. The connecting portion 310 mechanically and electrically connects the actuator cable 31 and the drive portion 350. The driving unit 350 generates a driving force for intermittently ejecting the liquid.

図4は、ノズルユニット200を示す斜視図である。図4は、吸引管400がハンドピースケース210から取り外された状態を示す。ハンドピース100は、吸引管400が取り外された状態で使用されてもよい。吸引管400が取り外された状態では、吸引管400を用いた吸引はできないものの、噴射管205からの液体の噴射はできる。   FIG. 4 is a perspective view showing the nozzle unit 200. FIG. 4 shows a state in which the suction tube 400 is removed from the handpiece case 210. The handpiece 100 may be used with the suction tube 400 removed. In a state where the suction tube 400 is removed, suction using the suction tube 400 is not possible, but liquid can be ejected from the ejection tube 205.

吸引管400は、凸部410を備える。凸部410は、吸引管400をハンドピースケース210に装着するための部位である。   The suction tube 400 includes a convex portion 410. The convex part 410 is a part for attaching the suction tube 400 to the handpiece case 210.

ハンドピースケース210には、図1と共に説明したように、第4給水チューブ54dが接続されている。なお、図2及び図3は、視線の関係で、第4給水チューブ54dを示していない。   As described with FIG. 1, the fourth water supply tube 54 d is connected to the handpiece case 210. 2 and 3 do not show the fourth water supply tube 54d because of the line of sight.

図5は、ハンドピース100を示す断面図である。第4給水チューブ54dは、ハンドピースケース210内部でU字状に屈曲し、入口流路241に接続されている。入口流路241は、液体室240(図8、図9参照)を介して、噴射管205に通じている。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing the handpiece 100. The fourth water supply tube 54d is bent in a U shape inside the handpiece case 210 and connected to the inlet channel 241. The inlet channel 241 communicates with the ejection pipe 205 via the liquid chamber 240 (see FIGS. 8 and 9).

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。   The channel diameter of the inlet channel 241 is smaller than the channel diameter of the injection pipe 205. For this reason, even if the pressure in the liquid chamber 240 fluctuates (described later), the liquid in the liquid chamber 240 is prevented from flowing back into the inlet channel 241.

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に通じている。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。   The handpiece case 210 includes a recess 211 at the tip. The attachment of the suction pipe 400 is realized by fitting the convex portion 410 into the concave portion 211. The attached suction tube 400 communicates with the suction flow path section 230. The suction flow path unit 230 is connected to the suction tube 41 via the suction force adjustment mechanism 500.

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流体(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。   The user can adjust the suction force by the suction pipe 400 using the hole 522. Specifically, if the area where the hole 522 is opened is reduced, the flow rate of air flowing in from the hole 522 is also reduced, so that the flow rate of fluid (air, liquid, etc.) sucked through the suction pipe 400 is reduced. growing. That is, the suction force by the suction pipe 400 is increased. On the contrary, if the area where the hole 522 is opened is increased, the flow rate of the air flowing from the hole 522 is also increased, so that the suction force by the suction pipe 400 is reduced. Usually, the user adjusts the open area of the hole 522 by adjusting the area where the hole 522 is closed by the thumb. In a state where the hole 522 is not covered at all, the shape of the hole 522 is designed so that the suction force by the suction pipe 400 becomes minute or no suction force acts. In this embodiment, although the flow area of the suction pipe 400 is larger than the opening area of the hole 522, the flow resistance of the suction pipe 400 is reduced by making the length of the suction pipe 400 longer than the length of the hole 522. It is larger than the flow path resistance. In this way, when the hole 522 is not covered at all, the suction force by the suction tube 400 can be made minute.

図5に示すように、ハンドピースケース210に対して長手方向が定義される。長手方向とは、図5に示した断面内に含まれる方向であって、所定の姿勢の際の水平方向である。所定の姿勢とは、ユーザーが手の平を上に向けてから、その手でハンドピース100を握った際の姿勢である。本実施形態における長手方向は、吸引流路部230の流路方向と一致する。吸引流路部230の流路方向とは、吸引流路部230が吸引力調整機構500と接触している部位における吸引流路部230内の流れの方向である。   As shown in FIG. 5, the longitudinal direction is defined with respect to the handpiece case 210. The longitudinal direction is a direction included in the cross section shown in FIG. 5 and is a horizontal direction in a predetermined posture. The predetermined posture is a posture when the user holds the handpiece 100 with the hand after the palm is turned up. The longitudinal direction in the present embodiment matches the flow path direction of the suction flow path section 230. The flow path direction of the suction flow path section 230 is a flow direction in the suction flow path section 230 at a portion where the suction flow path section 230 is in contact with the suction force adjustment mechanism 500.

図6及び図7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6は、装着状態を示す。図7は、分離状態を示す。   6 and 7 are enlarged sectional views showing the vicinity of the joint portion 250 and the actuator unit 300. FIG. FIG. 6 shows a mounted state. FIG. 7 shows a separated state.

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。   The drive unit 350 includes a housing 351, a fixed member 353, a piezoelectric element 360, and a movable plate 361. The housing 351 is a cylindrical member. The movable plate 361 includes a piston 362 and a drive side diaphragm 364.

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。本実施形態における圧電素子360は、ほぼ正四角柱形状であり、3.5mm四方で、高さが18mmである。   The piezoelectric element 360 is a stacked piezoelectric element. The piezoelectric element 360 is disposed in the housing 351 so that the extending and contracting direction is along the longitudinal direction of the housing 351. The piezoelectric element 360 in the present embodiment has a substantially regular quadrangular prism shape, is 3.5 mm square, and has a height of 18 mm.

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。   The fixing member 353 is fixed to one end of the housing 351. The piezoelectric element 360 is fixed to the fixing member 353 with an adhesive.

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(後述)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、装着状態において、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。   The material of the drive side diaphragm 364 is a metal, specifically stainless steel, and more specifically SUS304 or SUS316L. The drive side diaphragm 364 is formed thicker (for example, 300 μm) in order to preload the piezoelectric element 360 (described later). Further, since the piezoelectric element 360 is made of metal and is formed thick, it is smoothly curved when pushed by the piston 362. For this reason, the liquid chamber side diaphragm 260 can also be smoothly deformed in the mounted state.

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。   The drive side diaphragm 364 is disposed so as to cover the other end of the housing 351 and is fixed to the housing 351 by welding.

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。   The piston 362 is fixed to one end of the piezoelectric element 360 with an adhesive, and is disposed so as to contact the drive side diaphragm 364. The piston 362 has a shape in which cylinders having different diameters are stacked as concentric circles. The smaller diameter is in contact with the drive side diaphragm 364. For this reason, the drive side diaphragm 364 is not pushed toward the end, and a large force does not act on the welded portion. The piston 362 and the drive side diaphragm 364 are not fixed by an adhesive or the like but are only in contact with each other.

ハウジング351の外周には、雄ネジ部351aが設けられている。分離状態から装着状態への移行は、雄ネジ部351aを、ジョイント部250に設けられた雌ネジ部253に締め付けることで実現される。   A male screw portion 351 a is provided on the outer periphery of the housing 351. The transition from the separated state to the mounted state is realized by tightening the male screw portion 351a to the female screw portion 253 provided in the joint portion 250.

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。   The connecting portion 310 includes a first case 311, a second case 312, a third case 313, a holding member 314, a metal plate 315, a first screw 316, a second screw 317, and a third screw 318. Is provided. Note that the metal plate 315 can also be referred to as the relay substrate 315.

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。   The first case 311 is fixed to the fixing member 353 by the first screw 316. The second case 312 is fixed to the first case 311 by a second screw 317 and a third screw 318. The two metal plates 315 are inserted (accommodated) in the first case 311.

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。   The holding member 314 is fixed by being crimped near the end of the actuator cable 31. The third case 313 is a member for connecting the second case 312 and the holding member 314. The third case 313 is fixed to the second case 312 in a state where the portion where the outer diameter of the holding member 314 is expanded is hooked.

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。   The actuator cable 31 is connected to the two metal plates 315 in a state of being fixed as described above. The metal plate 315 is connected to the positive electrode and the negative electrode of the piezoelectric element 360 by wiring (not shown).

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。   The piezoelectric element 360 expands and contracts according to a drive signal input via the actuator cable 31, the metal plate 315, and the above wiring. When the piezoelectric element 360 expands and contracts, the piston 362 vibrates in the longitudinal direction of the piezoelectric element 360. When the piston 362 vibrates, the drive side diaphragm 364 is deformed following the vibration.

圧電素子360は、伸縮を適切に実施するために、プリロードされた状態で組み付けられている。プリロードされた状態とは、圧電素子360が駆動側ダイヤフラム364に向けて押しつけられ、圧電素子360が伸縮方向に圧縮された状態のことである。プリロードの荷重は、圧電素子360の最大発生力の10〜50%であり、具体的には40〜200Nである。このため、圧電素子360に駆動信号が入力されていない状態においても、駆動側ダイヤフラム364は、ピストン362を介して、圧電素子360から力を受ける。駆動側ダイヤフラム364が金属製で、液体室側ダイヤフラム260よりも厚く形成されているのは、プリロードを保持するためである。   The piezoelectric element 360 is assembled in a preloaded state in order to appropriately perform expansion and contraction. The preloaded state is a state in which the piezoelectric element 360 is pressed toward the driving diaphragm 364 and the piezoelectric element 360 is compressed in the expansion / contraction direction. The preload load is 10 to 50% of the maximum generated force of the piezoelectric element 360, specifically 40 to 200N. For this reason, even when a drive signal is not input to the piezoelectric element 360, the drive side diaphragm 364 receives force from the piezoelectric element 360 via the piston 362. The reason that the drive side diaphragm 364 is made of metal and is thicker than the liquid chamber side diaphragm 260 is to hold the preload.

上記のように駆動側ダイヤフラム364が変形しているため、駆動側ダイヤフラム364は、ピストン362と接着されていなくても、圧電素子360の収縮に追従して変形できる。   Since the driving side diaphragm 364 is deformed as described above, the driving side diaphragm 364 can be deformed following the contraction of the piezoelectric element 360 without being bonded to the piston 362.

図8及び図9は、液体室240付近を拡大して示す断面図である。図8は、装着状態を示す。図9は、分離状態を示す。   8 and 9 are cross-sectional views showing the vicinity of the liquid chamber 240 in an enlarged manner. FIG. 8 shows a mounted state. FIG. 9 shows the separated state.

ジョイント部250の内部には、液体室240が設けられている。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。溶接位置は、図9に示される溶接Y1として示されている。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。   A liquid chamber 240 is provided inside the joint portion 250. The liquid chamber 240 is formed by covering the recess 244 with the liquid chamber side diaphragm 260. The recess 244 is a portion that is thin and circularly recessed in the joint portion 250. The liquid chamber side diaphragm 260 is formed thinner than the drive side diaphragm 364 (for example, 50 to 100 μm) so as to be easily deformed according to the expansion and contraction of the piezoelectric element 360. The liquid chamber side diaphragm 260 has a diameter of 13 to 15 mm, and is fixed to the joint portion 250 by welding. The welding position is shown as welding Y1 shown in FIG. The material of the liquid chamber side diaphragm 260 is a metal, specifically stainless steel, and more specifically SUS304 or SUS316L.

図8に示すように、液体室側ダイヤフラム260及び駆動側ダイヤフラム364は、装着状態において接触する。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。   As shown in FIG. 8, the liquid chamber side diaphragm 260 and the drive side diaphragm 364 are in contact with each other in the mounted state. For this reason, as described above, when the driving side diaphragm 364 is deformed, the liquid chamber side diaphragm 260 is similarly deformed.

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。   When the drive side diaphragm 364 is deformed, the volume of the liquid chamber 240 changes. Due to this variation, the pressure of the liquid filled in the liquid chamber 240 varies. When the pressure in the liquid chamber 240 decreases, the liquid flows into the liquid chamber 240 from the inlet channel 241. When the pressure in the liquid chamber 240 increases, the liquid flows out from the liquid chamber 240 to the ejection pipe 205. The liquid that has flowed out to the ejection tube 205 is ejected from the tip of the ejection tube 205. Since the pressure in the liquid chamber 240 rises intermittently, the liquid is ejected from the ejection pipe 205 intermittently.

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8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、装着状態において、1つのダイヤフラムと捉えることができる。   As described above, the liquid chamber side diaphragm 260 and the drive side diaphragm 364 are integrally deformed. That is, the liquid chamber side diaphragm 260 and the movable plate 361 are integrally deformed. Reference numeral 460 shown in FIG. 8 indicates a composite diaphragm 460 in which the liquid chamber side diaphragm 260 and the movable plate 361 that are integrally deformed in this manner are combined. The composite diaphragm 460 can be regarded as one diaphragm in the mounted state.

図10は、液体室側ダイヤフラム260及び駆動側ダイヤフラム364の溶接について説明するための図である。ハウジング351には、図10に示すように面取り351bが設けられている。面取り351bは、液体室側ダイヤフラム260を固定する溶接Y1とハウジング351とが干渉しないように設けられている。   FIG. 10 is a diagram for explaining the welding of the liquid chamber side diaphragm 260 and the driving side diaphragm 364. The housing 351 is provided with a chamfer 351b as shown in FIG. The chamfer 351b is provided so that the weld Y1 that fixes the liquid chamber side diaphragm 260 and the housing 351 do not interfere with each other.

図10に示すように、ハウジング351の先端は、駆動側ダイヤフラム364の先端よりも寸法Cだけ引っ込んでいる。この結果、装着状態において、液体室側ダイヤフラム260とハウジング351との間にクリアランスが発生する。駆動側ダイヤフラム364を固定する溶接Y2の溶接痕が、このクリアランスに位置するように、溶接を実施することで、溶接Y2と液体室側ダイヤフラム260との干渉が回避されている。   As shown in FIG. 10, the front end of the housing 351 is retracted by a dimension C from the front end of the drive side diaphragm 364. As a result, a clearance is generated between the liquid chamber side diaphragm 260 and the housing 351 in the mounted state. By performing welding so that the weld mark of the weld Y2 that fixes the drive side diaphragm 364 is located in this clearance, interference between the weld Y2 and the liquid chamber side diaphragm 260 is avoided.

図10に示された符号255は、他の形態において設けられる逃がし部255を示す。本実施形態では、図8,図9等に示すように、逃がし部255は設けられていない。逃がし部255は、ジョイント部250の内周において、壁が内部に向かってえぐれた部位である。逃がし部255を設けることによって、雌ネジ部253の加工が容易になる。   The code | symbol 255 shown by FIG. 10 shows the escape part 255 provided in another form. In this embodiment, as shown in FIG. 8, FIG. 9, etc., the escape part 255 is not provided. The relief portion 255 is a portion of the inner periphery of the joint portion 250 where the wall is sunk toward the inside. By providing the relief portion 255, the internal thread portion 253 can be easily processed.

以下、ポンプチューブ55の内径の影響に関して説明する。   Hereinafter, the influence of the inner diameter of the pump tube 55 will be described.

図11は、液体の流量(ml/min)と、チューブポンプ60のモーター回転数(rpm)との関係を示すグラフである。図11は、ポンプチューブ55の内径が、φ1.6mmの場合と、φ0.8mmの場合と、φ0.5mmの場合とについて示す。   FIG. 11 is a graph showing the relationship between the liquid flow rate (ml / min) and the motor rotation speed (rpm) of the tube pump 60. FIG. 11 shows the case where the inner diameter of the pump tube 55 is φ1.6 mm, φ0.8 mm, and φ0.5 mm.

本実施形態におけるポンプチューブ55の壁厚は、内径が上記の何れの場合でも、1.6mmである。ポンプチューブ55は、壁厚が厚い(1.6mm)ことによって、ポンプチューブ55内の急激な圧力変動による変形が抑制されている。ポンプチューブ55内における急激な圧力変動は、例えば、ポンプチューブ55に接触するローラーが切り替わる際に発生する。   The wall thickness of the pump tube 55 in the present embodiment is 1.6 mm regardless of the above-mentioned inner diameter. Since the pump tube 55 has a thick wall thickness (1.6 mm), deformation due to rapid pressure fluctuation in the pump tube 55 is suppressed. The sudden pressure fluctuation in the pump tube 55 occurs, for example, when the roller that contacts the pump tube 55 is switched.

本実施形態におけるチューブポンプ60は、ローラーを4つ備えるので、ローラー周波数は、モーター回転の周波数の4倍になる。ローラー周波数とは、液体の吸入および排出が実行される周波数であり、モーター回転の周波数とローラー数との積によって算出される。このように、ローラー周波数はモーター回転数と一対一に対応するので、図11には、第2の横軸としてローラー周波数に換算した値が併記されている。   Since the tube pump 60 in the present embodiment includes four rollers, the roller frequency is four times the motor rotation frequency. The roller frequency is a frequency at which the liquid is sucked and discharged, and is calculated by the product of the motor rotation frequency and the number of rollers. Thus, since the roller frequency has a one-to-one correspondence with the motor rotation number, the value converted into the roller frequency is also shown in FIG. 11 as the second horizontal axis.

図11に示すように、同じ回転数で比較すると、ポンプチューブ55の内径が小さい方が、流量も小さい。よって、ポンプチューブ55の内径を小さくしつつ、流量を確保するためには、モーター回転数を大きくすればよい。   As shown in FIG. 11, when compared at the same rotation speed, the smaller the inner diameter of the pump tube 55, the smaller the flow rate. Therefore, in order to secure the flow rate while reducing the inner diameter of the pump tube 55, the motor rotational speed may be increased.

本実施形態では、流量を4ml/minに設定する。本実施形態の場合、液体が間欠的に噴射されるので、このような少ない流量で充分な切除能力が確保できる。この流量を確保するためには、φ1.6mmの場合は30rpm、φ0.8mmの場合は98.4rpm、φ0.5mmの場合は192rpmに設定すればよい。   In this embodiment, the flow rate is set to 4 ml / min. In the case of the present embodiment, since the liquid is intermittently ejected, sufficient excision ability can be secured with such a small flow rate. In order to secure this flow rate, it may be set to 30 rpm for φ1.6 mm, 98.4 rpm for φ0.8 mm, and 192 rpm for φ0.5 mm.

図12〜図17は、噴射圧力(MPa)及びチューブ内圧力(MPa)、並びに時間(秒)の関係についての実験結果を示すグラフである。図15〜図17は、噴射圧力のピーク付近を拡大して示す。   12-17 is a graph which shows the experimental result about the relationship between injection pressure (MPa), the pressure in a tube (MPa), and time (second). 15 to 17 show an enlarged vicinity of the peak of the injection pressure.

噴射圧力とは、噴射管205の先端から噴射される液体の圧力のことである。チューブ内圧力とは、ポンプチューブ55の下流、且つ、液体室240の上流における圧力のことである。本実施形態では、第4給水チューブ54d内の圧力を測定した。   The ejection pressure is the pressure of the liquid ejected from the tip of the ejection pipe 205. The tube internal pressure is a pressure downstream of the pump tube 55 and upstream of the liquid chamber 240. In the present embodiment, the pressure in the fourth water supply tube 54d was measured.

図12,図15はポンプチューブ55の内径がφ1.6mmの場合を、図13,図16はポンプチューブ55の内径がφ0.8mmの場合を、図14,図17はポンプチューブ55の内径がφ0.5mmの場合を示す。   12 and 15 show the case where the inner diameter of the pump tube 55 is φ1.6 mm, FIGS. 13 and 16 show the case where the inner diameter of the pump tube 55 is φ0.8 mm, and FIGS. 14 and 17 show the inner diameter of the pump tube 55. The case of φ0.5mm is shown.

この実験では、圧電素子360に印加する駆動信号の周波数を400Hz、最大電圧を35Vに設定した。この実験では、先述したように流量を4ml/minに設定するために、φ1.6mmの場合は30rpm、φ0.8mmの場合は98.4rpm、φ0.5mmの場合は192rpmに設定した。なお、30rpmは、1秒当たり0.5回転なので、ローラー周波数は2.0Hzである。98.4rpmは、1秒当たり1.64回転なので、ローラー周波数は6.56Hzである。192rpmは、1秒当たり3.2回転なので、ローラー周波数は12.8Hzである。   In this experiment, the frequency of the drive signal applied to the piezoelectric element 360 was set to 400 Hz, and the maximum voltage was set to 35V. In this experiment, in order to set the flow rate to 4 ml / min as described above, 30 rpm was set for φ1.6 mm, 98.4 rpm was set for φ0.8 mm, and 192 rpm was set for φ0.5 mm. Since 30 rpm is 0.5 revolutions per second, the roller frequency is 2.0 Hz. Since 98.4 rpm is 1.64 revolutions per second, the roller frequency is 6.56 Hz. Since 192 rpm is 3.2 revolutions per second, the roller frequency is 12.8 Hz.

図12,図15に示すように、ポンプチューブ55の内径がφ1.6mmの場合、チューブ内圧力は、変動の周期が長く、且つ変動幅が約±16%と大きい。これは、ポンプチューブ55の内径が太い(φ1.6mm)ことに起因していると考えられる。つまり、ポンプチューブ55が太いと、各ローラーによる1回の給水量が多くなる。このため、供給流量の要請を満たすためには、ローラー周波数を低く(2.0Hz)することになる。この結果、チューブ内圧力が、長い周期で大きく変動する。   As shown in FIGS. 12 and 15, when the inner diameter of the pump tube 55 is φ1.6 mm, the pressure in the tube has a long fluctuation cycle and a large fluctuation width of about ± 16%. This is considered due to the fact that the inner diameter of the pump tube 55 is large (φ1.6 mm). That is, if the pump tube 55 is thick, the amount of water supplied at one time by each roller increases. For this reason, in order to satisfy the demand for the supply flow rate, the roller frequency is lowered (2.0 Hz). As a result, the pressure in the tube greatly fluctuates in a long cycle.

これに加え、ポンプチューブ55の内径がφ1.6mmの場合、噴射圧力の最大値が安定しない。これは、チューブ内圧力の変動幅が大きいことの影響を受けていると考えられる。   In addition, when the inner diameter of the pump tube 55 is φ1.6 mm, the maximum value of the injection pressure is not stable. This is considered to be influenced by the large fluctuation range of the pressure in the tube.

これに対し、図13,図16に示すように、ポンプチューブ55の内径がφ0.8mmの場合、φ1.6mmの場合に比べて細いので、ローラー周波数が大きくなる(6.56Hz)。この結果、チューブ内圧力の変動の周期が短くなり、且つ変動幅が小さくなる(約±6%)。これに伴い、ポンプチューブ55の内径がφ0.8mmの場合は、ポンプチューブ55の内径がφ1.6mmの場合に比べて、噴射圧力の最大値が安定する。   On the other hand, as shown in FIGS. 13 and 16, when the inner diameter of the pump tube 55 is φ0.8 mm, it is thinner than the case of φ1.6 mm, so the roller frequency is increased (6.56 Hz). As a result, the fluctuation cycle of the pressure in the tube becomes shorter and the fluctuation width becomes smaller (about ± 6%). Along with this, when the inner diameter of the pump tube 55 is φ0.8 mm, the maximum value of the injection pressure is more stable than when the inner diameter of the pump tube 55 is φ1.6 mm.

さらに、図14,図17に示すように、ポンプチューブ55の内径がφ0.5mmの場合、φ0.8mmの場合に比べて、チューブ内圧力の変動の周期が短くなり、且つ変動幅が小さくなる(約±4%)。これに加え、ポンプチューブ55の内径がφ0.5mmの場合は、ポンプチューブ55の内径がφ0.8mmの場合に比べて、噴射圧力の最大値が安定する。   Further, as shown in FIGS. 14 and 17, when the inner diameter of the pump tube 55 is φ0.5 mm, the fluctuation cycle of the pressure in the tube is shorter and the fluctuation width is smaller than the case where the inner diameter is φ0.8 mm. (About ± 4%). In addition, the maximum value of the injection pressure is more stable when the inner diameter of the pump tube 55 is φ0.5 mm than when the inner diameter of the pump tube 55 is φ0.8 mm.

このように、ポンプチューブ55及びチューブポンプ60による液体供給機構であっても、チューブ内圧力の変動を小さくし、噴射圧力の最大値を安定させることができる。さらに、この液体供給機構であれば、メンテナンスが簡単である。ポンプチューブ55は、交換作業が簡単であり、且つ安価である。チューブポンプ60は、液体に触れないので使い回すことができる。   As described above, even in the liquid supply mechanism using the pump tube 55 and the tube pump 60, the fluctuation of the pressure in the tube can be reduced and the maximum value of the injection pressure can be stabilized. Further, with this liquid supply mechanism, maintenance is easy. The pump tube 55 is easy to replace and inexpensive. The tube pump 60 can be reused because it does not touch the liquid.

ポンプチューブ55の内径がφ0.5mm以上の場合、例えば、上記のφ0.5mmの場合やφ0.8mmの場合、φ0.5mm未満の場合に比べ、同じ供給流量を確保するためのローラー周波数が小さくて済み、ひいてはチューブポンプ60のモーター回転数が小さくて済む。このため、ポンプチューブ55の内径がφ0.5mm以上の場合は、φ0.5mm未満の場合に比べ、チューブポンプ60の耐久性にとって好ましい。なお、ポンプチューブ55は、使い捨てであるので、本実施形態では耐久性が問題になることは殆どない。   When the inner diameter of the pump tube 55 is φ0.5 mm or more, for example, in the case of φ0.5 mm or φ0.8 mm, the roller frequency for securing the same supply flow rate is smaller than in the case of less than φ0.5 mm. As a result, the motor speed of the tube pump 60 can be reduced. For this reason, when the inner diameter of the pump tube 55 is φ0.5 mm or more, it is preferable for the durability of the tube pump 60 as compared with the case where the inner diameter is less than φ0.5 mm. In addition, since the pump tube 55 is disposable, in this embodiment, durability hardly poses a problem.

図18,図19,図20は、ジェット荷重(mN)及びチューブ内圧力(MPa)、並びに時間(秒)の関係についての実験結果を示すグラフである。   18, 19 and 20 are graphs showing experimental results on the relationship between jet load (mN), tube pressure (MPa), and time (seconds).

ジェット荷重(mN)とは、間欠的に噴射される液体による衝撃力のことである。本実施形態においては、ノズル207の先端から所定距離に配置されたフォースセンサーによって測定した値を、ジェット荷重と定義する。   The jet load (mN) is an impact force caused by liquid ejected intermittently. In the present embodiment, a value measured by a force sensor arranged at a predetermined distance from the tip of the nozzle 207 is defined as a jet load.

図18はポンプチューブ55の内径がφ1.1mm(以下、内径の数値を示す際に「ポンプチューブ55の内径が」を省略する)の場合、図19はφ1.0mmの場合、図20はφ0.8mmの場合を示す。   18 shows a case where the inner diameter of the pump tube 55 is φ1.1 mm (hereinafter, “the inner diameter of the pump tube 55 is omitted when the numerical value of the inner diameter is shown), FIG. 19 shows a case where the inner diameter is 1.0 mm, and FIG. The case of .8 mm is shown.

チューブポンプ60の回転数については、φ1.1mmの場合は55.2rpm、φ1.0mmの場合は57.6rpm、φ0.8mmの場合は86.4rpmに設定した。ローラー周波数に換算すると、φ1.1mmの場合は3.68Hz、φ1.0mmの場合は3.84Hz、φ0.8mmの場合は5.76Hzである。   The number of rotations of the tube pump 60 was set to 55.2 rpm for φ1.1 mm, 57.6 rpm for φ1.0 mm, and 86.4 rpm for φ0.8 mm. In terms of the roller frequency, it is 3.68 Hz for φ1.1 mm, 3.84 Hz for φ1.0 mm, and 5.76 Hz for φ0.8 mm.

実験によって得られたチューブ内圧力のデータについて統計処理した結果は次の通りである。なお、以降の統計処理には、グラフに示した0秒〜0.5秒のデータに加え、0.5秒〜1.0秒のデータも含めた。   The results of statistical processing on the pressure data in the tube obtained by the experiment are as follows. In addition, in subsequent statistical processing, in addition to the data of 0 second-0.5 second shown on the graph, the data of 0.5 second-1.0 second were also included.

φ1.1mmの場合は、平均値が51.0×10-3MPa、標準偏差が1.4×10-3MPa、最大値が53.4×10-3MPa、最小値が47.1×10-3MPaだった。 In the case of φ1.1 mm, the average value was 51.0 × 10 −3 MPa, the standard deviation was 1.4 × 10 −3 MPa, the maximum value was 53.4 × 10 −3 MPa, and the minimum value was 47.1 × 10 −3 MPa.

φ1.0mmの場合は、平均値が49.7×10-3MPa、標準偏差が1.5×10-3MPa、最大値が52.9×10-3MPa、最小値が46.2×10-3MPaだった。 In the case of φ1.0 mm, the average value was 49.7 × 10 −3 MPa, the standard deviation was 1.5 × 10 −3 MPa, the maximum value was 52.9 × 10 −3 MPa, and the minimum value was 46.2 × 10 −3 MPa.

φ0.8mmの場合は、平均値が48.1×10-3MPa、標準偏差が1.1×10-3MPa、最大値が50.2×10-3MPa、最小値が45.1×10-3MPaだった。 In the case of φ0.8 mm, the average value was 48.1 × 10 −3 MPa, the standard deviation was 1.1 × 10 −3 MPa, the maximum value was 50.2 × 10 −3 MPa, and the minimum value was 45.1 × 10 −3 MPa.

上記のように、φ0.8mmの場合は、φ1.0mmの場合およびφ1.1mmの場合に比べて、チューブ内圧力の標準偏差が小さくなる。よって、φ0.8mmは、φ1.0mm及びφ1.1mmに比べて好ましい。ひいては、φ0.8mmの場合におけるローラー周波数である5.76Hzは、φ1.1mmの場合における3.68Hz、及びφ1.0mmの場合における3.84Hzよりも好ましい。   As described above, the standard deviation of the pressure in the tube is smaller in the case of φ0.8 mm than in the case of φ1.0 mm and φ1.1 mm. Therefore, φ0.8 mm is preferable compared to φ1.0 mm and φ1.1 mm. As a result, the roller frequency of 5.76 Hz in the case of φ0.8 mm is more preferable than 3.68 Hz in the case of φ1.1 mm and 3.84 Hz in the case of φ1.0 mm.

実験によって得られたジェット荷重のデータについて統計処理した結果は次の通りである。   The results of statistical processing on the jet load data obtained by the experiment are as follows.

φ1.1mmの場合は、平均値が0.72mN、標準偏差が0.019mN、最大値が0.76mN、最小値が0.67mNだった。   In the case of φ1.1 mm, the average value was 0.72 mN, the standard deviation was 0.019 mN, the maximum value was 0.76 mN, and the minimum value was 0.67 mN.

φ1.0mmの場合は、平均値が0.71mN、標準偏差が0.017mN、最大値が0.75mN、最小値が0.66mNだった。   In the case of φ1.0 mm, the average value was 0.71 mN, the standard deviation was 0.017 mN, the maximum value was 0.75 mN, and the minimum value was 0.66 mN.

φ0.8mmの場合は、平均値が0.70mN、標準偏差が0.012mN、最大値が0.72mN、最小値が0.67mNだった。   In the case of φ0.8 mm, the average value was 0.70 mN, the standard deviation was 0.012 mN, the maximum value was 0.72 mN, and the minimum value was 0.67 mN.

上記のように、φ1.0mmの場合は、φ1.1mmの場合に比べて、ジェット荷重の標準偏差が小さくなる。つまり、ジェット荷重が安定する。よって、φ1.0mmは、φ1.1mmに比べて好ましい。ひいては、φ1.0mmの場合におけるローラー周波数である3.84Hzは、φ1.1mmの場合における3.68Hzよりも好ましい。   As described above, the standard deviation of the jet load is smaller in the case of φ1.0 mm than in the case of φ1.1 mm. That is, the jet load is stabilized. Therefore, φ1.0 mm is preferable compared to φ1.1 mm. As a result, the roller frequency of 3.84 Hz in the case of φ1.0 mm is more preferable than 3.68 Hz in the case of φ1.1 mm.

上記のように、φ0.8mmの場合は、φ1.0mmの場合に比べて、ジェット荷重の標準偏差が小さくなる。よって、φ0.8mmは、φ1.0mmに比べて好ましい。ひいては、φ0.8mmの場合におけるローラー周波数である5.76Hzは、φ1.0mmの場合における3.84Hzよりも好ましい。   As described above, the standard deviation of the jet load is smaller in the case of φ0.8 mm than in the case of φ1.0 mm. Therefore, φ0.8 mm is preferable compared to φ1.0 mm. As a result, the roller frequency of 5.76 Hz in the case of φ0.8 mm is more preferable than 3.84 Hz in the case of φ1.0 mm.

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。   The present invention is not limited to the embodiments, examples, and modifications of the present specification, and can be implemented with various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in the embodiments described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the effects described above, replacement or combination can be performed as appropriate. If the technical feature is not described as essential in this specification, it can be deleted as appropriate. For example, the following are exemplified.

ポンプチューブの内径は、φ0.5mmより細くてもよい。
チューブポンプのローラー周波数は、12.8Hzより大きくてもよいし、6.56Hzより小さくてもよいし、3.84Hzよりも小さくてもよい。
チューブポンプによる供給流量は、例えば、3ml/min以上10ml/min以下でもよい。或いは、それ以外の値でもよい。
ポンプチューブの壁厚は、1.6mmより厚くてもよいし、1.6mmより薄くてもよい。
The inner diameter of the pump tube may be smaller than φ0.5 mm.
The roller frequency of the tube pump may be larger than 12.8 Hz, smaller than 6.56 Hz, or smaller than 3.84 Hz.
The supply flow rate by the tube pump may be, for example, 3 ml / min or more and 10 ml / min or less. Alternatively, other values may be used.
The wall thickness of the pump tube may be thicker than 1.6 mm or thinner than 1.6 mm.

チューブポンプが備えるローラーの数は、4つ以外、例えば3つでもよい。ローラーの数を変更した場合、ローラー周波数を維持するために、モーターの回転数を調整してもよい。   The number of rollers provided in the tube pump may be other than four, for example, three. When the number of rollers is changed, the number of rotations of the motor may be adjusted in order to maintain the roller frequency.

ノズルユニットとアクチュエーターユニットとが一体に構成されていてもよい。
ノズルユニットは、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。
The nozzle unit and the actuator unit may be integrally formed.
The nozzle unit may be used multiple times by sterilization.
The liquid to be ejected may be pure water or a chemical solution.
The liquid ejecting apparatus may be used other than medical equipment.
For example, the liquid ejecting apparatus may be used in a cleaning apparatus that removes dirt with the ejected liquid, or may be used in a drawing apparatus that draws a line or the like with the ejected liquid.

実施形態においてはアクチュエーターとして圧電素子を用いる構成を採用したが、光メーザーを用いて液体を噴射する構成や、ポンプ等により液体を加圧し、液体を噴射する構成を採用してもよい。光メーザーを用いて液体を噴射する構成とは、光メーザーを液体に照射して液体中に気泡を発生させ、この気泡の発生によって引き起こされる液体の圧力上昇を利用する構成である。   In the embodiment, a configuration using a piezoelectric element as an actuator is employed. However, a configuration in which liquid is ejected using an optical maser, or a configuration in which liquid is pressurized by a pump or the like and liquid is ejected may be employed. The structure in which the liquid is ejected using the optical maser is a structure in which bubbles are generated in the liquid by irradiating the liquid with the optical maser, and the liquid pressure rise caused by the generation of the bubbles is utilized.

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。
In the embodiment, the configuration in which the liquid is intermittently ejected is employed, but a configuration having a function of ejecting the liquid continuously may be employed. For example, the structure which can selectively use intermittent injection and continuous injection may be sufficient. In order to perform continuous injection using the hardware configuration of the embodiment, only the tube pump may be driven with the driving of the actuator stopped or reduced. In this configuration, intermittent spraying may be performed for excision and continuous spraying may be performed for cleaning.
Or the structure which can implement only continuous injection may be sufficient. In the case of this configuration, the ablation may be performed by continuous injection.

20…液体噴射装置、30…制御部、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、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、244…窪み、250…ジョイント部、253…雌ネジ部、255…逃がし部、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、316…第1ネジ、317…第2ネジ、318…第3ネジ、350…駆動部、350a…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、370…硬質材入り接着剤、371…接着剤、372…硬質材、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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Liquid injection apparatus, 30 ... Control part, 31 ... Actuator cable, 32 ... Pump cable, 35 ... Foot switch, 40 ... Suction apparatus, 41 ... Suction tube, 50 ... Liquid supply apparatus, 51 ... Water supply bag, 52 ... spike needle, 53a ... first connector, 53b ... second connector, 53c ... third connector, 53d ... fourth connector, 53e ... fifth connector, 54a ... first water supply tube, 54b ... second water supply tube, 54c ... 3rd water supply tube, 54d ... 4th water supply tube, 55 ... Pump tube, 56 ... Blockage detection mechanism, 57 ... Filter, 60 ... Tube pump, 100 ... Handpiece, 200 ... Nozzle unit, 205 ... Injection pipe, 207 ... Nozzle , 210 ... hand piece case, 211 ... recess, 230 ... suction channel part, 240 ... liquid chamber 241 ... Inlet flow path, 244 ... depression, 250 ... joint part, 253 ... female screw part, 255 ... relief part, 260 ... liquid chamber side diaphragm, 300 ... actuator unit, 310 ... coupling part, 311 ... first case, 312 2nd case, 313 ... 3rd case, 314 ... Holding member, 315 ... Metal plate, 316 ... 1st screw, 317 ... 2nd screw, 318 ... 3rd screw, 350 ... Drive part, 350a ... Drive part, 351 ... housing, 351a ... male screw part, 353 ... fixing member, 360 ... piezoelectric element, 361 ... movable plate, 362 ... piston, 364 ... drive side diaphragm, 370 ... adhesive containing hard material, 371 ... adhesive, 372 ... hard 400, suction pipe, 410, convex portion, 460, synthetic diaphragm, 500, suction force adjusting mechanism, 522, hole

Claims (10)

液体を間欠的に噴射するためのハンドピースに、前記液体を供給するためのポンプチューブと、
前記液体を供給するために、前記ポンプチューブを扱くチューブポンプとを備え、
前記ポンプチューブの内径は、φ1.0mm以下である
液体供給装置。
A pump tube for supplying the liquid to a handpiece for intermittently ejecting the liquid;
A tube pump for handling the pump tube to supply the liquid;
An inner diameter of the pump tube is φ1.0 mm or less.
前記ポンプチューブの内径は、φ0.8mm以下である
請求項1に記載の液体供給装置。
The liquid supply apparatus according to claim 1, wherein an inner diameter of the pump tube is φ0.8 mm or less.
前記ポンプチューブの内径は、φ0.5mm以下である
請求項1又は請求項2に記載の液体供給装置。
The liquid supply apparatus according to claim 1, wherein an inner diameter of the pump tube is 0.5 mm or less.
前記ポンプチューブの内径は、φ0.5mm以上である
請求項1又は請求項2に記載の液体供給装置。
The liquid supply device according to claim 1, wherein an inner diameter of the pump tube is φ0.5 mm or more.
前記チューブポンプのローラー周波数は、3.84Hz以上である
請求項1から請求項4までの何れか一項に記載の液体供給装置。
The liquid supply apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a roller frequency of the tube pump is 3.84 Hz or more.
前記ローラー周波数は、6.56Hz以上である
請求項5に記載の液体供給装置。
The liquid supply apparatus according to claim 5, wherein the roller frequency is 6.56 Hz or more.
前記ローラー周波数は、12.8Hz以上である
請求項6に記載の液体供給装置。
The liquid supply apparatus according to claim 6, wherein the roller frequency is 12.8 Hz or more.
前記ポンプチューブの壁厚は、1.6mm以上である
請求項1から請求項7までの何れか一項に記載の液体供給装置。
The liquid supply apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein a wall thickness of the pump tube is 1.6 mm or more.
前記ハンドピースは、手術用の切除器具であり、
前記チューブポンプによる供給流量は、3ml/min以上10ml/min以下である
請求項1から請求項8までの何れか一項に記載の液体供給装置。
The handpiece is a surgical resection instrument;
The liquid supply apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein a supply flow rate by the tube pump is 3 ml / min or more and 10 ml / min or less.
請求項1から請求項9までの何れか一項に記載の前記ハンドピースと前記液体供給装置とを備える液体噴射装置。   A liquid ejecting apparatus comprising the handpiece according to claim 1 and the liquid supply apparatus.
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