(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントロールチューブ内に複数のバイパス付帯域圧力駆動弁を接続するとともにさらに前記バイパス付帯域圧力駆動弁の他方にアクチュエーターを接続し、そのアクチュエーターに前記バイパス付帯域圧力駆動弁を介してコントロールチューブ内の流体圧を注入し、その流体圧を加圧、減圧することにより前記コントロールチューブを適宜屈曲自在とした流体圧アクチュエーターであって、前記バイパス付帯域圧力駆動弁は、第一室、第一通路、第二室、第二通路、第三室、第三通路と順次接続して構成するとともに前記第一室と第二室はバイパス管で接続され、前記第一通路と第二室間には第一弁を、前記第二通路と第三通路間には第二弁を、前記バイパス管と第一室間には第三弁を配置し、前記第一弁と第二弁はコントロールチューブ内の流体圧が昇圧状態になると流体圧を第三室に供給すべく構成し、また、第三弁はコントロールチューブ内の流体圧が減圧状態になると第二室内の流体圧をコントロールチューブ内に還流すべく構成したことを特徴とする流体圧アクチュエータ。
【請求項２】
第一弁と第二弁と第三弁はシリコンゴム製とした請求項1に記載の流体圧アクチュエーター。
【請求項３】
第一室は圧力源に、第三通路はアクチュエーターに接続した請求項１または２に記載の流体圧アクチュエーター。
【請求項４】
第三通路は個々のアクチュエーターに接続し、第一室は同一の圧力源に接続した請求項１〜３のいづれかに記載の流体圧アクチュエーター。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の流体圧アクチュエータをカテーテルに設け、前記流体圧アクチュエータの作動によりカテーテルを屈曲自在としたカテーテル駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、関節の可逆屈曲を可能にする流体圧アクチュエ−タ−に関するもので、特にカテ−テルに適用したものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パイプ状のものを遠隔操作でもって屈曲させ作業を行なう場合がある。例えばカテ−テルの場合である。カテ−テルとは、血管系疾患の診察、治療のため上肢、下肢の抹消血管から挿入する細い管で、主に循環器系の内圧測定や血液試料の採集、血管造影のため造影剤注入などに用いられる医療器具である。高齢社会を迎えた今無浸襲、低浸襲の検査や医療が増大している。その低浸襲医療の代表にカテ−テル治療があり、低浸襲で診断が可能であるため、外科学の臨床では盛んに用いられている。
【０００３】
第３図は、従来の可撓性のカテ−テル（特開２００１−７０４５３）で、このカテ−テルの内部にコントロ−ルチュ−ブ２２が配置され、このコントロ−ルチュ−ブ２２にはカテ−テル２１を貫通する状態で複数の帯域圧力駆動弁２４、２５、２６が取り付けられている。  また、カテ−テル２１の外周には略等しいピッチで多数の区画（本例では３分割）に分割する位置に作動部材３１、３２、３３が固定されており、この作動部材３１、３２、３３には、前記帯域圧力駆動弁２４、２５、２６に接続された伸縮自在なベロ−ズ２７、２８、２９の端部が、それぞれ取り付けられている。このためベロ−ズ２７、２８、２９が伸びることにより、前記作動部材３１、３２、３３を押し、これにより作動部材３１、３２、３３が倒れながらカテ−テル２１に変形を与える構成となっている。
【０００４】
帯域圧力駆動弁は、図４に示すように、一対の第一弁Ｖ１と第二弁Ｖ２とからなり、第一弁Ｖ１は所定の流体圧のみを通過させることができる弁（ハイパスバルブ）として構成され、また、第二弁Ｖ２は前記第一弁（ハイパスバルブ）Ｖ１に隣接した下流側に配置され、所定の液圧となると閉じる弁（ロ−パスバルブ）として構成されている。このように、帯域圧力駆動弁は、第一弁Ｖ１、第二弁Ｖ２の作動流体圧の設定の仕方により、各帯域圧力駆動弁毎に異なる帯域圧力を設定することが可能となる。そして、このような帯域圧力駆動弁を複数配置し、図示せぬ液圧発生装置から所定の液圧を流すと、その液圧に対応した帯域圧力駆動弁（例えば符号２４の弁）が開き、ベロ−ズ２７が伸張して作動部材３１を押し、作動部材３１を倒す。この結果、この部分のカテ−テル２１が屈曲することになる。こうして、コントロ−ルチュ−ブ内の液圧を、適宜制御することで、必要とする箇所の帯域圧力駆動弁を開き、ベロ−ズを伸張させて、カテ−テルを変形させることができる。しかしながら、上記の従来のカテ−テルに使用されている帯域圧力駆動弁では、完全な一方向弁であるために屈曲はするが、屈曲後元に戻らないという問題があった。  本発明は、従来の問題点を解決したもので、関節の可逆屈曲を可能にしたカテ−テルを提供する目的である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明が採用した技術手段は、
コントロールチューブ内に複数のバイパス付帯域圧力駆動弁を接続するとともにさらに前記バイパス付帯域圧力駆動弁の他方にアクチュエーターを接続し、そのアクチュエーターに前記バイパス付帯域圧力駆動弁を介してコントロールチューブ内の流体圧を注入し、その流体圧を加圧、減圧することにより前記コントロールチューブを適宜屈曲自在とした流体圧アクチュエーターであって、前記バイパス付帯域圧力駆動弁は、第一室、第一通路、第二室、第二通路、第三室、第三通路と順次接続して構成するとともに前記第一室と第二室はバイパス管で接続され、前記第一通路と第二室間には第一弁を、前記第二通路と第三通路間には第二弁を、前記バイパス管と第一室間には第三弁を配置し、前記第一弁と第二弁はコントロールチューブ内の流体圧が昇圧状態になると流体圧を第三室に供給すべく構成し、また、第三弁はコントロールチューブ内の流体圧が減圧状態になると第二室内の流体圧をコントロールチューブ内に還流すべく構成したことを特徴とする流体圧アクチュエータである。
また、第一弁と第二弁と第三弁はシリコンゴム製とした流体圧アクチュエーターである。
また、第一室は圧力源に、第三通路はアクチュエーターに接続した流体圧アクチュエーターである。
また、第三通路は個々のアクチュエーターに接続し、第一室は同一の圧力源に接続した流体圧アクチュエーターである。
また、前記のいずれかに記載の流体圧アクチュエータをカテーテルに設け、前記流体圧アクチュエータの作動によりカテーテルを屈曲自在としたカテーテル駆動装置である。
【０００６】
【実施例】
図１は、本発明のバイパス付き帯域圧力駆動弁の断面図である。図２は、本発明のバイパス付き帯域圧力駆動弁の複数個組み込んだカテ−テル駆動装置の構成図である。図１において、バイパス付き帯域圧力駆動弁は、第一〜三室１〜３、第一〜三通路４〜６、バイパス管７、第一〜三弁Ｖ１〜Ｖ３の部材で構成する。そして、第一室１、第一通路４、第二室２、第二通路５、第三室３、第三通路６と順次接続され、更に、第一室１と第二室２間にはバイパス管７が接続されている。また、第一通路１と第二室２間には第一弁Ｖ１、第二通路５と第三通路６間には第二弁Ｖ２、バイパス管７と第一室１間には第三弁Ｖ３がそれぞれ配置され、第一Ｖ１と第三Ｖ３は一方向弁とする。更に、第一弁Ｖ１は所定の流体圧のみを通過させることができる弁（ハイパスバルブ）として構成され、また、第二弁Ｖ２は前記第一弁（ハイパスバルブ）Ｖ１に隣接した下流側に配置され、所定の流体圧となると閉じる弁（ロ−パスバルブ）として構成されている。前記の第一弁Ｖ１、第二弁Ｖ２、第三弁Ｖ３はシリコンゴムのような弾性体で形成されている。また、第二弁Ｖ２は常時開いており、ある帯域圧力でもって閉じられるものである。
【０００７】
このように構成されたバイパス付き帯域圧力駆動弁の第三通路３をアクチュエ−タ−（図示せず）に、第一室１をコントロ−ルチュ−ブ８に接続する。次に、前記のように構成されたバイパス付き帯域圧力駆動弁の作動について説明する。  コントロ−ルチュ−ブ８内の流体圧がＰ１（第一しきい値）以上になると第一弁Ｖ１が開き、第一弁Ｖ１を通過した流体は、常時開いている第二弁Ｖ２を通過してアクチュエ−タ−に至りアクチュエ−タ−を作動する。流体圧がＰ２（第２しきい値）以上になると第二弁Ｖ２を閉じアクチュエ−タ−への流体の供給は停止する。
前記のように加圧時には第三弁Ｖ３は閉じるためバイパス管７を流体が通ることはなく、第一弁Ｖ１、第二弁Ｖ２は指定圧力帯域で開状態となり、減圧時には第一弁Ｖ１が完全に閉じてしまうので、流体はバイパス７を通り、第三弁Ｖ３は開きコントロールチューブ８へと戻ることになる。前記のような作動のするバイパス付き帯域圧力駆動弁をカテ−テル内に複数個配置したのが図４である。
【０００８】
複数のバイパス付き帯域圧力駆動弁は、その液圧に対応したバイパス付き帯域圧力駆動弁が作動するので、図４における一個のバイパス付き帯域圧力駆動弁についてのみ説明する。カテ−テル内のコントロ−ルチュ−ブ８は、図示せぬ液圧発生装置に接続されており、この液圧発生装置から所定の液圧を流すと、その液圧に対応したバイパス付き帯域圧力駆動弁が開き、ベロ−ズ９が伸張して可撓性のカテ−テルに一方を固定した作動部材１０の他方を押圧し、作動部材１０を倒す。この結果、この部分のカテ−テルは屈曲することになる。屈曲したカテ−テルを元に戻すには、減圧するとベロ−ズ９内の流体は、第一弁Ｖ１は閉じているので、バイパス管７を通りコントロ−ルチュ−ブ８内に流れることになる。これによって屈曲したベロ−ズ９が元の真っ直ぐな状態に戻ることになる。
【０００９】
以上本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は必ずしもカテ−テルに限定することなく、人間の手が届かないような所で、可逆屈曲が必要なところで、人間の身体以外の例えば、水道管のようなものでも使えるものである。
また、流体とは空気、液体を含む広い概念のものである。
さらに、本発明は上記実施形態に限定することなく、本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第一室と第二室の間にバイパス管を設け、更に、第一室とバイパス管の間に第三の弁を設けたことにより、ベロ−ズ内の流体をコントロ−ルチュ−ブに戻すことができ、パイプを屈曲したり、元に戻したり自由自在にできる。特に、カテ−テルに適用した場合、各関節が独立に、可逆的に駆動することができ、血管の分岐点で進路選択の自由度が大きくなり、操作が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバイパス付き帯域圧力駆動弁の断面図である。
【図２】本発明のバイパス付き帯域圧力駆動弁を複数個組み込んだカテ−テル駆動装置の構成図である。
【図３】従来のカテ−テル駆動装置の構成図である。
【図４】図３中の要部拡大図である。
【符号の説明】
１    第一室
２    第二室
３    第三室
４    第一通路
５    第二通路
６    第三通路
７    バイパス管
Ｖ１  第一弁
Ｖ２  第二弁
Ｖ３  第三弁
８    コントロ−ルチュ−ブ
９    ベロ−ズ
１０  作動部材
２１  カテ−テル
２２  コントロ−ルチュ−ブ
２３  カバーチューブ
２４  帯体圧力駆動弁
２５  帯体圧力駆動弁
２６  帯体圧力駆動弁
２７  ベロ−ズ
２８  ベロ−ズ
２９  ベロ−ズ
３１  作動部材
３２  作動部材
３３  作動部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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