JP2004057225A - 内視鏡用光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明光伝送ケーブルのプラグ部の熱を効率よく放熱部材に伝達して、前記プラグ部の温度を低くする。
【解決手段】内視鏡用光源装置２０のソケット部２２は、ライトガイドケーブル１０のプラグ部１２を挿入する開孔２３が形成されている。光源装置２０内部におけるソケット部２２の端部には、放熱部材２４が固定されている。放熱部材２４は開孔２３と同軸の内径をもつ開孔２６が形成されている。開孔２６の内周面の中間部にはリング状の凹部２７が形成されている。高分子部材２８は、リング状に形成され、放熱部材２４の開孔２６の凹部２７に隙間なく接着剤で固着されている。ソケット部２２の開孔２３にプラグ部１２を挿入すると、プラグ部１２の先端は、高分子部材２８の開孔２９の内径を押し広げて、開孔２９に挿通して、プラグ部１２と高分子部材２８の間は空気層が生じることなく密着する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡を接続して、内視鏡の照明光伝送ケーブルに照明光を供給する内視鏡用光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療分野においては、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、体腔内の臓器等を観察したり、処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療のできる内視鏡が広く使われている。また、産業分野においても、ボイラー、ガスタービン、化学プラント配管、エンジン等の内部の傷や腐食等の観察や検査に、工業用内視鏡が広く使われている。
【０００３】
内視鏡は照明光を導く光ファイバーを有し、この光ファイバーのプラグ部を光源装置のソケット部に接続するようになっている。そして、光源装置からの照明光はプラグ部の入射端から供給され、内視鏡挿入部の先端部まで導かれるようになっている。
【０００４】
光源装置は、ランプと、このランプから出射された光を集光して、プラグ部の入射端に入射させるレンズとを有している。このレンズにより集光された照明光は、プラグ部の入射端に入射されるが、光ファイバーに光として導かれた以外の光エネルギーはプラグ内部で熱エネルギーに変換する。この熱エネルギーにより、プラグ部は高温となる。これにより、光ファイバーの焼きつき等の問題を起こしていた。
【０００５】
そこで、特開平４−９７３１２号公報では、照明光伝送ケーブルの一端部に設けたプラグ部を着脱自在に挿入するソケット部を備えている内視鏡光源装置において、照明光伝送ケーブルのプラグ部が嵌合されるソケット部本体と、プラグ部の外周面にソケット部本体の内周面を密着させるよう付勢させる付勢手段と、ソケット部本体、付勢手段の少なくとも−方に設けた放熱手段とをソケット部に備えて、プラグ部の熱を効率よく放熱手段に伝達する技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平４−９７３１２号公報に記載の従来技術では、ソケット部内周面およびプラグ部内周面ともに金属あるいは樹脂製の固体であるために、どんなに両者の直径を等しくするように作製したとしても、なかなか同一寸法にはならない。ましてや、大量生産では、加工バラツキのために、両者の径を同一にすることはほとんど不可能である。その場合に、ソケット部内周面とプラグ部外周面は点接触になる。最良の場合でも、線接触である。このため、ソケット部内周面とプラグ部外周面の間には、熱伝導率の小さい空気の層が必ず生してしまう。これにより、プラグ部の熱がソケット部に伝わり難く、プラグ部が高温になり、光ファイバーの焼きつきを起こすという課題が十分に解決できていなかった。
【０００７】
本発明は、従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、照明光伝送ケーブルのプラグ部の熱を効率よく放熱部材に伝達して、前記プラグ部の温度を低くすることで、前記プラグ部の経時変化を小さくできる内視鏡用光源装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に記載の内視鏡用光源装置は、照明光伝送ケーブルの一端部に設けたプラグ部が脱着自在に挿入され、この挿入された前記プラグ部に照明光を導く内視鏡用光源装置において、前記照明光伝送ケーブルの前記プラグ部が嵌合されるソケット部と、このソケット部に固定され、放熱を行う放熱部材と、この放熱部材の前記プラグ部に対向する部分に配置され、押圧により弾性変形する高分子部材と、を具備したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の内視鏡用光源装置は、請求項１に記載の内視鏡用光源装置であって、前記高分子部材は、シリコンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴムなどのゴム材料に金属やセラミックの粉末、ウイスカ、ファイバーを混入して、熱伝導率を数［Ｗ／ｍ・Ｋ］〜十数［Ｗ／ｍ・Ｋ］としたものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の内視鏡用光源装置は、請求項１または２に記載の内視鏡用光源装置であって、前記プラグ部が挿入されると、前記高分子部材を前記プラグ部に押圧する押圧部材を前記放熱部材に設けていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１及び図２は本発明の第１の実施の形態に係り、図１はライトガイドケーブルのプラグ部をソケット部に挿入する以前の状態の内視鏡用光源装置を示す説明図、図２はプラグ部をソケット部に挿入してプラグ部の端部に照明光を入射する状態の内視鏡用光源装置を示す説明図である。
【００１２】
（構成）
図１に示すように、符号１０は照明光伝送ケーブルとしてのライトガイドケーブルである。このライトガイドケーブル１０は内視鏡の把持部の側方から延出している。
【００１３】
このライトガイドケーブル１０の末端に設けたライトガイドプラグ１１は、内視鏡用光源装置２０に着脱自在に接続できるようになっている。
【００１４】
ライトガイドプラグ１１は、ステンレスパイプにより形成されたプラグ部１２と、樹脂製の把持部１３、柔軟な被覆で図示しない光ファイバーを覆ったケーブル部１４の末端部とから成る。
【００１５】
プラグ部１２の内部には、図示しないレンズや光ファイバーを有しており、端部１５から入射した光を図示しない内視鏡の出射端まで伝送する。プラグ部１２の外径はφＤである。
【００１６】
内視鏡用光源装置２０の筐体の正面２１には、ソケット部２２が設けられている。
【００１７】
ソケット部２２は、プラグ部１２を挿入する開孔２３が形成されている。光源装置２０内部におけるソケット部２２の端部には、放熱部材２４が固定されている。放熱部材２４の外周には放熱効率を向上するための放熱フィン２５が形成されている。放熱部材２４には開孔２３と同軸の内径をもつ開孔２６が形成されている。開孔２６の内周面の中間部にはリング状の凹部２７が形成されている。高分子部材２８は、リング状に形成され、放熱部材２４の開孔２６の凹部２７に隙間なく接着剤で固着されている。
【００１８】
高分子部材２８の開孔２９の開孔２３側の縁部には、面取り３０が設けられている。開孔２９の内径φｄ１は、プラグ部１２の外径φＤより小さい。高分子部材２８の開孔２９は、弾性変形によりプラグ部１２が脱着自在に挿入するようになっている。
【００１９】
放熱部材２４の奥方には図示しないランプから出射した照明光を集光するレンズ３１が設けられている。
【００２０】
このような構造により、内視鏡用光源装置２０はライトガイドケーブル１０の一端部に設けたプラグ部１２が脱着自在に挿入され、この挿入された前記プラグ部１２に照明光を導くようになっている。
【００２１】
内視鏡用光源装置２０のソケット部２２は、ライトガイドケーブル１０のプラグ部１２が嵌合されるようになっている。
【００２２】
放熱部材２４は、ソケット部２２に固定され、放熱を行う。
高分子部材２８は、放熱部材２４の前記プラグ部１２に対向する部分に配置され、押圧により弾性変形する。
【００２３】
（作用）
第１の実施の形態の内視鏡用光源装置の作用を説明する。
ソケット部２２の開孔２３にプラグ部１２を挿入すると、プラグ部１２の先端は、面取り３０がガイドとなり、高分子部材２８の開孔２９の内径を押し広げて、開孔２９に挿通して図２に示す状態になる。これにより、プラグ部１２と高分子部材２８の間は空気層が生じることなく密着する。図示しないランプから出射し、レンズ３１で集光された照明光は、プラグ部１２の端部１５に開いた窓から内部に入射して、その一部は図示しないレンズから光ファイバーに導かれ、内視鏡の照明に使われる。入射した照明光の残りはプラグ部１２の内部に吸収されて、熱に変換される。この熱はプラグ部１２の表面に伝わり、面接触した高分子部材２８を経て、放熱部材２４で空気中に放熱される。
【００２４】
この場合の高分子部材２８の材料は、耐熱性の高いシリコンゴム（有機ポリシロキサン）やフッ素ゴム（６フッ化プロピレン・フッ化ビニリデン共重合体）、アクリルゴム（アクリル酸エステル共重合体）が適している。それぞれのゴムの最高使用温度は、
シリコンゴム：　２８０℃
フッ素ゴム　：　３００℃
アクリルゴム：　１８０℃
である。
【００２５】
ここで、これらのゴムの最高使用温度は、プラグ部１２の温度１００℃程度より十分に高い。また、これらのゴムは耐光性、耐オゾン性、耐老化性も優れており、種々特性の経時変化が小さい利点もある。これらのゴム素材に充填剤として銀や銅、アルミなどの金属あるいは窒化アルミニウム、炭化ケイ素のセラミックの粉末、ウイスカ（針状結晶）、ファイバー〔繊維）を加えることで、熱伝導率は数［Ｗ／ｍ・Ｋ］〜十数［Ｗ／ｍ・Ｋ］が得られる。空気の熱伝導率が０．０２６［Ｗ／ｍ・Ｋ］であるので、これらのゴムは空気に比べて１００倍〜５００倍も熱を伝えやすいことがわかる。
【００２６】
さらに、伝熱量は伝熱面積に比例することから、プラグ部１２と高分子部材２８が面接触することで、一層放熱効果が高まる。
【００２７】
（効果）
以上説明したように第１の実施の形態によれば、照明光伝送ケーブルのプラグ部の熱を効率よく放熱部材に伝達して、前記プラグ部の温度を低くすることで、前記プラグ部の経時変化を小さくでき、照明光伝送ケーブルの光ファイバーの焼きつきを防止して、照明光伝送ケーブルの寿命を延長できる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
図３及び図４は本発明の第２の実施の形態に係り、図３はライトガイドケーブルのプラグ部をソケット部に挿入する以前の状態の内視鏡用光源装置を示す説明図、図４はプラグ部をソケット部に挿入してプラグ部の端部に照明光を入射する状態の内視鏡用光源装置を示す説明図である。
【００２９】
図３及び図４による第２の実施の形態の説明において、図１及び図２に示した第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略している。
【００３０】
（構成）
図３及び図４に示すように、内視鏡用光源装置４０は、図１に示した放熱部材２４の代わりに放熱部材４４を設けている。
【００３１】
放熱部材４４には開孔２３と同軸の内径をもつ開孔４６が形成されている。開孔４６の内周面の中間部にはリング状の凹部４７が形成されている。放熱部材４４の凹部４７にはＵ字形の複数のバイメタル５０の一方の外側面が固定されている。
【００３２】
Ｕ字形の複数のバイメタル５０の内側には第１の高分子部材５１が介挿されている。この場合、第１の高分子部材５１の両面はバイメタル５０の内側面に接着固定されている。
【００３３】
複数のバイメタル５０のもうひとつの外側面には第２の高分子部材５２が接着固定されている。第２の高分子部材５２の開口５３の内径φｄ２はプラグ部１２の外径φＤより少しだけ大きくなっている。
【００３４】
このような構造により、第２の実施の形態では、温度が上昇することにより変形して前記第２の高分子部材５２を前記プラグ部１２に押圧する押圧部材のバイメタル５０を前記放熱部材４４に設けている。
【００３５】
（作用）
第２の実施の形態の内視鏡用光源装置の作用を説明する。
プラグ部１２をソケット部２２の開孔２３から第２の高分子部材５２の開口５３に挿入する場合において、開口５３の内径φｄ２はプラグ部１２の外径φＤより少しだけ大きいので、プラグ部１２は小さな力で挿入できる。レンズ３１からの照明光がプラグ部１２の端部１５に入射して、プラグ部１２の温度が上昇すると、周囲の空気を経て、バイメタル５０の温度も上昇する。そうすると、図４に示すように、バイメタル５０はＵ字形が開く方向に変形し、第２の高分子部材５２がプラグ部１２に押し付けられる。これにより高分子部材５２は潰れてプラグ部１２に面接触する。
【００３６】
ここで高分子部材５１，５２の材質は第１の実施の形態と同じで、放熱効果が優れる。
【００３７】
（効果）
以上説明したように第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、プラグ部の温度が高くなってから、高分子部材がプラグ部に押し付けられるので、ライトガイドプラグを挿入するときの力量が小さいという効果がある。
【００３８】
（第３の実施の形態）
図５及び図６は本発明の第３の実施の形態に係り、図５は内視鏡用光源装置のプラグ部をソケット部に挿入する前の状態の説明図、図６はプラグ部をソケット部に挿入して、光がプラグ部端部に入射したときの説明図である。
【００３９】
第３の実施の形態の説明において、図１及び図２に示した第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略している。
【００４０】
（構成）
図５及び図６に示すように、内視鏡用光源装置６０は、図１に示した放熱部材２４の代わりに放熱部材６４を設けている。
【００４１】
放熱部材６４には開孔２３と同軸の内径をもつ開孔６６が形成されている。開孔６６の内周面の中間部にはリング状の凹部６７が形成されている。放熱部材６４の凹部６７には第１の高分子部材７１が取り付けられている。
【００４２】
第１の高分子部材７１は、リング状に形成され、外周面が放熱部材６４の開孔６６の凹部６７に隙間なく接着剤で固着されている。
【００４３】
第１の高分子部材７１の内周面には、複数のＬ字形のレバー部材８１の一端側の外側に向く面が接着固定されている。複数のレバー部材８１の一端側の内側に向く面には第２の高分子部材７２が接着固定されている。複数のレバー部材８１の他端側は放熱部材６４に固定されたピン８２が挿通されており、ピン８２に対して回動自在になっている。レバー部材８１の他端側の端部は内側に向けて突出するのように配置している。第２の高分子部材７２の開口７３の内径φｄ３はプラグ部１２の外径φＤより少しだけ大きくなっている。
【００４４】
このような構造により、第３の実施の形態では、前記プラグ部１２が挿入されると、前記第２の高分子部材７２を前記プラグ部１２に押圧する押圧部材のレバー部材８１を前記放熱部材６４に設けている。
【００４５】
（作用）
第３の実施の形態の内視鏡用光源装置の作用を説明する。
プラグ部１２をソケット部２２の開孔２３から第２の高分子部材７２の開口７３に挿入する場合において、第２の高分子部材７２の内径φｄ３はプラグ部１２の外径φＤより少しだけ大きいので、プラグ部１２は小さな力で挿入できる。プラグ部１２が放熱部材６４の開孔６６に挿入されると、プラグ部１２の端面１５でレバー部材８１の他端側を押すことになり、レバー部材８１が回転して、第２の高分子部材７２をプラグ部１２に押し付ける。これにより、第２の高分子部材７２は変形して、プラグ部１２に面接触する。高分子部材７１，７２の材質は第１の実施の形態と同じで、放熱効果が優れる。
【００４６】
（効果）
以上説明したように第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、プラグ部１２の端部１５で、レバー部材８１を押すことにより、第２の高分子部材７２をプラグ部１２に押し付ける構成にしたので、ライトガイドプラグ１１のプラグ部１２の挿入力量が小さくできるという効果がある。
【００４７】
尚、図１乃至図６に示した第１乃至第３の実施の形態では、高分子部材をシリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴムとしたが、高分子部材は耐熱性が１５０℃程度と少し低いブチルゴムやハイパロンでも良い。また、ゴム以外の低弾性の材料、例えば、シリコンゲルでも良い。
【００４８】
［付記］
以上詳述したような本発明の前記実施の形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００４９】
（付記項１）　照明光伝送ケーブルの一端部に設けたプラグ部が脱着自在に挿入され、この挿入された前記プラグ部に照明光を導く内視鏡用光源装置において、
前記照明光伝送ケーブルの前記プラグ部が嵌合されるソケット部と、
このソケット部に固定され、放熱を行う放熱部材と、
この放熱部材の前記プラグ部に対向する部分に配置され、押圧により弾性変形する高分子部材と、
を具備したことを特徴とする内視鏡用光源装置。
【００５０】
（付記項２）　前記高分子部材は、シリコンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴムなどのゴム材料に金属やセラミックの粉末、ウイスカ、ファイバーを混入して、熱伝導率を数［Ｗ／ｍ・Ｋ］〜十数［Ｗ／ｍ・Ｋ］としたものであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡光源装置。
【００５１】
（付記項３）　前記プラグ部が挿入されると、前記高分子部材を前記プラグ部に押圧する押圧部材を前記放熱部材に設けていることを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏝光源装置。
【００５２】
（付記項４）　前記プラグ部が挿入されると、前記高分子部材を前記プラグ部に押圧する押圧部材を前記放熱部材に設けていることを特徴とする付記項１または２に記載の内視鏝光源装置。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、照明光伝送ケーブルのプラグ部の熱を効率よく放熱部材に伝達して、前記プラグ部の温度を低くすることで、前記プラグ部の経時変化を小さくできるので、照明光伝送ケーブルの光ファイバーの焼きつきを防止して、照明光伝送ケーブルの寿命を延長できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るライトガイドケーブルのプラグ部をソケット部に挿入する以前の状態の内視鏡用光源装置を示す説明図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るプラグ部をソケット部に挿入してプラグ部の端部に照明光を入射する状態の内視鏡用光源装置を示す説明図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るライトガイドケーブルのプラグ部をソケット部に挿入する以前の状態の内視鏡用光源装置を示す説明図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るプラグ部をソケット部に挿入してプラグ部の端部に照明光を入射する状態の内視鏡用光源装置を示す説明図。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るライトガイドケーブルのプラグ部をソケット部に挿入する以前の状態の内視鏡用光源装置を示す説明図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るプラグ部をソケット部に挿入してプラグ部の端部に照明光を入射する状態の内視鏡用光源装置を示す説明図。
【符号の説明】
１０　　…ライトガイドケーブル
１１　　…ライトガイドプラグ
１２　　…プラグ部
１３　　…把持部
１４　　…ケーブル部
２０　　…内視鏡用光源装置
２１　　…正面
２２　　…ソケット部
２３，２９　　…開孔
２４　　…放熱部材
２６　　…開孔
２７　　…凹部
２８　　…高分子部材

Claims (3)

1. 照明光伝送ケーブルの一端部に設けたプラグ部が脱着自在に挿入され、この挿入された前記プラグ部に照明光を導く内視鏡用光源装置において、
   前記照明光伝送ケーブルの前記プラグ部が嵌合されるソケット部と、
   このソケット部に固定され、放熱を行う放熱部材と、
   この放熱部材の前記プラグ部に対向する部分に配置され、押圧により弾性変形する高分子部材と、
   を具備したことを特徴とする内視鏡用光源装置。
2. 前記高分子部材は、シリコンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴムなどのゴム材料に金属やセラミックの粉末、ウイスカ、ファイバーを混入して、熱伝導率を数［Ｗ／ｍ・Ｋ］〜十数［Ｗ／ｍ・Ｋ］としたものであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡光源装置。
3. 前記プラグ部が挿入されると、前記高分子部材を前記プラグ部に押圧する押圧部材を前記放熱部材に設けていることを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏝光源装置。

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