)時(shí),泵控制部710將變成允許從泵700向脈動發(fā)生部100進(jìn)行流體的送液的可送液狀態(tài)。
[0107]然后,當(dāng)泵控制部處于可送液狀態(tài)時(shí),由操作者將啟動加注開關(guān)(primingswitch) 783的接通信號輸入泵控制部后,泵控制部710即開始啟動加注處理。啟動加注處理是使從流體容器760到連接管25、脈動發(fā)生部100的流體噴射開口部212為止的流體的流路中充滿流體的處理。
[0108]啟動加注處理一旦開始,泵控制部710就打開夾管閥750,并在打開夾管閥750的同時(shí)或幾乎同時(shí)的定時(shí)(例如幾毫秒或幾十毫秒左右的時(shí)間差),開始使滑塊720向推入方向移動?;瑝K的移動以從流體容器760流出的流體每單位時(shí)間的送出量保持恒定的規(guī)定速度進(jìn)行。啟動加注處理的進(jìn)行直到啟動加注處理所需的規(guī)定時(shí)間經(jīng)過為止(或直到滑塊720移動規(guī)定距離為止),或者直到操作者操作啟動加注開關(guān)783 (沒有圖示出)并輸入斷開(OFF)信號為止。
[0109]由此,流體容納部765中的規(guī)定量的流體能以規(guī)定的流速(每單位時(shí)間的流體的吐出量)從泵700送出,并在充滿從夾管閥750到脈動發(fā)生部100的連接管25的同時(shí),也充滿脈動發(fā)生部100的流體室501及流體噴射管200等。另外,在開始啟動處理前存在于連接管25中及脈動發(fā)生部100中的空氣會隨著流體向連接管25及脈動發(fā)生部100中的流入,而從脈動發(fā)生部100的噴嘴211排放到大氣中。
[0110]另外,啟動加注處理時(shí)使滑塊720移動的上述規(guī)定速度、規(guī)定距離或規(guī)定時(shí)間,均事前存儲在泵控制部710中。
[0111]由此,啟動加注處理完畢。
[0112]接下來,當(dāng)沖排開關(guān)(flushing switch) 628的接通信號通過操作者的操作輸入驅(qū)動控制部600時(shí),驅(qū)動控制部600及泵控制部710即開始脫氣處理。
[0113]脫氣處理是用于將連接管25和脈動發(fā)生部100中殘存的氣泡從脈動發(fā)生部100的噴嘴211排出的處理。
[0114]在脫氣處理中,泵控制部710在打開夾管閥750的狀態(tài)下,以從流體容器760中流出的流體每單位時(shí)間的送出量達(dá)到恒定的規(guī)定速度,使滑塊720在推入方向移動,并將流體供給脈動發(fā)生部100。而且,驅(qū)動控制部600與利用泵700的流體的吐出聯(lián)動,驅(qū)動脈動發(fā)生部100的壓電元件401,從脈動發(fā)生部100噴射出流體。由此,殘存于連接管25及脈動發(fā)生部100中的氣泡會從脈動發(fā)生部100的噴嘴211排出。脫氣處理的進(jìn)行直到規(guī)定時(shí)間經(jīng)過為止(或滑塊720移動了規(guī)定距離為止),或直到操作者操作沖排開關(guān)628并輸入斷開信號為止。
[0115]另外,脫氣處理時(shí),使滑塊720移動的上述規(guī)定速度及規(guī)定時(shí)間或規(guī)定距離,事前存儲在驅(qū)動控制部600及泵控制部710中。
[0116]脫氣處理一結(jié)束,泵控制部710就關(guān)閉夾管閥750,同時(shí)檢測容納在流體容器760的流體容納部765的流體的壓力。然后,進(jìn)行調(diào)整滑塊720的位置的控制,使得該壓力成為根據(jù)噴射強(qiáng)度而確定的上述目標(biāo)壓力值。
[0117]然后,當(dāng)流體容納部765中的流體的壓力相對于目標(biāo)壓力值進(jìn)入上述規(guī)定的范圍內(nèi)(粗窗口(rough window)內(nèi))時(shí),即成為可以脈動狀從脈動發(fā)生部100噴射流體的狀態(tài)。
[0118]在這種狀態(tài)下,當(dāng)操作者通過腳操作脈動發(fā)生部啟動開關(guān)625,脈動發(fā)生部啟動開關(guān)625的接通信號被輸入驅(qū)動控制部600后,泵控制部710根據(jù)驅(qū)動控制部600發(fā)送的信號,打開夾管閥750,在夾管閥750打開的同時(shí)或幾乎同時(shí)的定時(shí)(例如大約幾毫秒或幾十毫秒的時(shí)間差),使滑塊720以規(guī)定速度在推入方向移動,開始對脈動發(fā)生部100提供流體。另一方面,驅(qū)動控制部600開始壓電元件401的驅(qū)動,改變流體室501的容積并產(chǎn)生脈動流。由此,能以脈動狀從脈動發(fā)生部100的前部的噴嘴211高速噴射出流體。
[0119]當(dāng)操作者通過腳操作脈動發(fā)生部啟動開關(guān)625,脈動發(fā)生部啟動開關(guān)625的斷開信號被輸入驅(qū)動控制部600后,驅(qū)動控制部600即停止壓電元件401的驅(qū)動。然后,泵控制部710根據(jù)驅(qū)動控制部600發(fā)送的信號,在使滑塊720的移動停止的同時(shí)關(guān)閉夾管閥750。通過這種方式,使得流體從脈動發(fā)生部100的噴射停止。
[0120]此外,本實(shí)施方式中,驅(qū)動控制部600被設(shè)置在從泵700和脈動發(fā)生部100離開的位置上,但也可以被構(gòu)成為與泵700成為一體。
[0121]而且,在使用該流體噴射裝置I進(jìn)行手術(shù)時(shí),施手術(shù)者把持的部分是脈動發(fā)生部100。因此,優(yōu)選連接到脈動發(fā)生部100的連接管25盡可能地柔軟。為此,連接管25是既柔軟又薄的管,而且,優(yōu)選從泵700流出的流體的噴吐壓力在可對脈動發(fā)生部100送液的范圍內(nèi)是低壓。因此,泵700的噴吐壓力大致被設(shè)定為0.3大氣壓(0.03MPa)以下。
[0122]而且,尤其是在做腦部手術(shù)時(shí),如果設(shè)備出故障很可能造成嚴(yán)重事故,這種情況下,應(yīng)當(dāng)避免在連接管25切斷等時(shí)候會有高壓的流體噴出,為此,需要使得泵700的噴吐壓力為低壓。
[0123]脈動發(fā)生部
[0124]接下來,對本實(shí)施方式的脈動發(fā)生部100的構(gòu)造進(jìn)行說明。
[0125]圖4是示出本實(shí)施方式涉及的脈動發(fā)生部100的構(gòu)造的截面圖。在圖4中,脈動發(fā)生部100包括產(chǎn)生流體的脈動流的脈動發(fā)生裝置,并與具有作為噴吐流體的流路的連接流路201的流體噴射管200連接。
[0126]脈動發(fā)生部100由上殼體500和下殼體301在各自相對的表面上接合,由4根固定螺栓350 (省略圖示)固定。下殼體301是具有凸緣部分的筒狀部件,一個端部通過底板311被密封。在該下殼體301的內(nèi)部空間中設(shè)置有壓電元件401。
[0127]壓電元件401構(gòu)成執(zhí)行器,是層疊型壓電元件。壓電元件401的一個端部通過上板411固定在隔膜400上,另一個端部固定在底板311的上表面312。
[0128]而且,隔膜400由圓盤狀的金屬薄板形成,在下殼體301的凹部303內(nèi),周緣部被緊密地貼緊在凹部303的底面。通過對作為容積改變裝置的壓電元件401輸入驅(qū)動信號,能隨著壓電元件401的伸長、收縮而通過隔膜400改變流體室501的容積。
[0129]在隔膜400的上表面層疊設(shè)置有由中心部具有開口部的圓盤狀的金屬薄板構(gòu)成的加固板410。
[0130]上殼體500中,在與下殼體301相對的表面的中心部形成有凹部,由該凹部與隔膜400構(gòu)成且填充有流體的狀態(tài)的回轉(zhuǎn)體形狀即為流體室501。也就是說,流體室501是由上殼體500的凹部的密封面505和內(nèi)周側(cè)壁501a和隔膜400包圍而成的空間。在流體室501的大致中央部貫穿設(shè)置有出口流路511。
[0131]出口流路511從流體室501貫通至由上殼體500的一個端面突出而設(shè)的出口流路管510的端部。出口流路511與流體室501的密封面505的連接部被平滑地圓化,以減小流體阻力。
[0132]另外,在本實(shí)施方式(參照圖4)中,以上說明的流體室501的形狀是兩端密封的大致圓筒形,但不僅限于圓筒形,也可以是從側(cè)視圖看為圓錐形、梯形或半球形等。例如,如果將出口流路511與密封面505的連接部形成為漏斗這樣的形狀,可以容易地排出后述的流體室501中的氣泡。
[0133]出口流路管510連接到流體噴射管200。流體噴射管200上貫穿設(shè)置有連接流路201,連接流路201的直徑比出口流路511的直徑更大。而且,流體噴射管200的管部的厚度被形成為在具有不吸收流體的壓力脈動的剛度的范圍內(nèi)。
[0134]流體噴射管200的前端部插有噴嘴211。該噴嘴211上貫通設(shè)置有流體噴射開口部212。流體噴射開口部212的直徑比連接流路201的直徑小。
[0135]在上殼體500的側(cè)面,突出設(shè)置有用于插入從泵700提供流體的連接管25的入口流路管(流體獲取口)502,入口流路管502中貫通有入口流路側(cè)的連接流路504。連接流路504連通到入口流路503。入口流路503在流體室501的密封面505的周緣部形成為溝狀,并連通到流體室501。
[0136]在上殼體500與下殼體301的接合面上,在離開隔膜400的外周方向的位置上,下殼體301側(cè)形成有填料盒304、上殼體500側(cè)形成有填料盒506,由填料盒304、506所形成的空間里裝有環(huán)形填料450。
[0137]在這里,組裝上殼體500和下殼體301時(shí),通過上殼體500的密封面505的周緣部與下殼體301的凹部303的底面將隔膜400的周緣部與加固板410的周緣部緊密接合。這時(shí),填料450被上殼體500與下殼體301按壓,從而可防止流體從流體室501泄漏。
[0138]流體室501中,流體吐出時(shí)達(dá)到30大氣壓(3MPa)以上的高壓狀態(tài),考慮在隔膜400、加固板410、上殼體500、下殼體301的各個接合部會有少許流體泄漏,因而通過填料450阻止泄漏。
[0139]如圖4所示,如果設(shè)置有填料450,則填料450會被以高壓從流體室501泄漏的流體的壓力壓縮,同時(shí)填料450被進(jìn)一步強(qiáng)力地按壓到填料盒304、505中,因此,能夠更可靠地防止流體的泄漏。通過這種方式,可以在驅(qū)動時(shí)保持流體室501中較高的壓力上升。
[0140]接下來,參照圖面,對形成在上殼體500的入口流路503進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
[0141]圖5是示出入口流路503的方式的俯視圖,表示從下殼體301的接合面?zhèn)扔^察到的上殼體500的狀態(tài)。
[0142]圖5中,入口流路503以溝狀形成在上殼體500的密封面505的周緣部。
[0143]入口流路503的一個端部連通到流體室501,另一個端部連通到連接流路504。在入口流路503與連接流路504的連接部上,形成有流體貯存部507。然后,通過使流體貯存部507與入口流路503的連接部平滑地圓化來減小流體阻力。
[0144]而且,入口流路503朝向大致切線方向連通到流體室501的內(nèi)周側(cè)壁501a。以規(guī)定壓力由泵700 (參照圖1)提供的流體沿著內(nèi)周側(cè)壁501a(圖5中,箭頭所指示的方向)流動并在流體室501產(chǎn)生回旋流。回旋流被旋回所產(chǎn)生的離心力推向內(nèi)周側(cè)壁501a側(cè),同時(shí),流體室501中含有的氣泡會集中在回旋流的中心部。
[0145]然后,集中在中心部的氣泡被從出口流路511排出。因此,優(yōu)選將出口流路511設(shè)置在回旋流的中心附近,即回轉(zhuǎn)體形狀的軸中心部。
[0146]而且,如圖5所示,入口流路503是彎曲的。入口流路503也可以設(shè)置為不彎曲而沿著直線連通到流體室501,但通過使其彎曲,可以將流路變長,從而可以在狹窄空間中得到所需的慣性(對于慣性,將在后面說明)。
[0147]另外,如圖5所示,在隔膜400與形成有入口流路503的密封面505的周緣部之間,設(shè)置有加固板410。設(shè)置加固板410,意在