JP2008218412A - 一体化した液圧／空圧ポートを含む電気プラグ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】できる限り省スペースかつ経済的な手法で電気接続とともに液圧／空圧接続を実現することができる複合ソケットを提供する。
【解決手段】電気接続とともに液圧／空圧接続を同時に実現するための複合ソケットにおいて、電気端子５および液圧／空圧ポート６が一体化され、好ましくはスロット形状からなる収容要素と、プラグと積極的に当接するロック機構とを備え、ロック機構は、液圧／空圧により、電気的に、または電磁的に作動することを特徴とする複合ソケットである。
【選択図】図１

Description

本発明は、一体化した液圧／空圧ポートを有するとともに、好ましくは一体化した制御電子機器を有する電気プラグ連結器に関する。

従来より、電気装置または液圧／空圧装置を接続するためのコネクタ装置が知られている。電気コネクタ装置は、通常、電気絶縁樹脂のケーシングとともに、好ましくは端面に向けて開放された収容チャンバ内に保護状態で収容された複数の電気接点から構成されている。コネクタケーシング内において、電気接続ケーブルは電気接点に対して螺着または半田接合される。またコネクタケーシングは、機械的負荷がケーブル上に作用した際ケーブルと係合し、これによりケーブルのうち電気接点と螺着または半田接合された部分ができるだけ機械的負荷がない状態を維持するようにする。

さらに、１つまたは複数の加圧ホースを圧力消費体に接続することができる液圧／空圧コネクタ装置が知られている。このタイプのコネクタ装置は、通常停止フランジを有し、この停止フランジには、追加のシーリングリングとともに、好ましくはスリーブナット形状からなる螺合手段が設けられている。この螺合手段は、圧力消費体または圧力源の側部に設けられた対応するねじと動作可能に係合し、プラグと圧力消費体／圧力源との間の気密な接続を実現する。

通常知られたこのタイプの差し込み接続方式は、例えば複数の液圧／空圧接続とともに電気接続が装置に設けられ、かつ接続スペースが非常に小さい場合、経済的でないかまたは不適当である。

このような問題点に鑑み、本発明は、できる限り省スペースかつ経済的な手法で電気接続とともに液圧／空圧接続を実現することができるプラグ装置を提供することを目的とする。

この目的は、請求項１記載の特徴を有するコネクタ装置によって達成される。本発明の有利な更なる発展は、サブクレームの対象である。

添付図面を参照することにより、好ましい実施の形態により本発明を以下に詳細に説明する。

本発明の好ましい実施の形態による、本発明によるコネクタ装置は、ソケット１とともに、ソケット１に特に嵌合するプラグ２を備えている。本発明によれば、内視鏡、カテーテル、トロカール、または同じような医療用作業器具のＹピース３は、本発明の好ましい実施の形態による、ソケット１またはプラグ２を備えている。

図１および図２によると、本発明のソケット１は、電気接続とともに液圧／空圧接続を同時に実現するためのいわゆる複合ソケットである。この目的のため、ソケット１は、内部にいくつかの電気端子５および液圧および／または空圧ポート６が収容された当接スロット（シャフト）４を有している。当接スロット４は、実質的に矩形の開口が切り取られた前面板７からなるソケットのケーシング部として形成されている。前面が開放されたスリーブ部材８は前記開口に挿入され、一方、反対側の後面には、内部に嵌め込まれた当接端子を有する閉鎖板９が配置されている。スリーブ８の開放された前面の周囲には、停止板１０がそれと一体に形成され、この停止板は、（終端となる）前面板７にフランジのような態様で取付けられ、したがってスリーブ８を固定する。

図１によれば、背面板９の後側において、ねじ穴として形成されたいくつかの貫通孔が、閉鎖板または背面板９内に形成されている。液圧接続ピン１１は、圧力ライン（図示せず）に流体密封状態で（例えばクランプリングにより）接続可能であり、前記ねじ穴に螺入される。あるいはこれに代えて、接続ピン１１は背面板９と一体に形成されてもよく、あるいは背面板９に対して溶接／半田結合されていてもよい。貫通孔は、背面板９の前側で、内部にシーリングリングが接着された環状溝によって取り囲まれていることが好ましい（図示せず）。

とりわけ図２に示すように、前面板７に挿入されたスリーブ８は、好ましくは矩形形状を有する側部の開口またはスリット１２を含む。

スリーブ８の両側において、中央部で回動可能に支持されたレバー１３がソケット１のケーシングに配置され、各レバー１３は、それぞれその一のレバー端部に回動可能に支持されたクランピングローラ１４を有している。さらに、スリーブ８の側部でスリーブ８の差し込み方向に平行に延びる各レバー１３は、ばね要素１５によって付勢され、これにより２つの対向するクランピングローラ１４は弾性的にスリーブ８の側部の開口またはスリット１２内に付勢／押圧される。２つのレバー１３の対向する他の端部は、レバー作動機構１６に連結されている。

本発明の好ましい実施の形態において、前記レバー作動機構１６は液圧／空圧シリンダ１７から構成され、液圧／空圧シリンダ１７内部には、軸方向に移動規制されたピストンが滑動可能に支持されている。シリンダ１７は、一のクランピングレバーの端部に回動可能にヒンジ連結され、一方でピストン１８は、それと反対側のクランピングレバー１３の端部に回動可能にヒンジ連結されている。シリンダ１７は、その作動用の液圧／空圧ポート１９を更に含む。

これに関連して、例として上に述べたシリンダ／ピストン構造に代えて、異なるタイプの作動機構が設けられても良いことを言及しておく。例えば、そこに連結された伝動体（歯付ラック、スピンドル等）、圧電要素、直接作動可動コイルまたは他のコイルシステム、および軸方向に動作可能な電機子を含む電気作動ユニットもまた利用可能である。

好ましくは本発明によるソケット１には、そこに固定されたプリント配線基板形態の電子手段２０が設けられていても良く、これは、例えば作動手段１６を起動／停止するための制御信号を送信するものである。

図７乃至図１０によれば、本発明によるプラグは、好ましくは互いに連結された２つのプラスチック製シェル状部材からなるプラグケーシング２１によって構成される。プラグケーシング２１は少なくとも部分的に差し込み（プラグイン）要素２２を取り囲み、差し込み要素２２は、一体化された当接ピン２３と、液圧ポート２４とを有している。この場合、差し込み要素２２は、複数のスライド接点または接点ピンを含み、その形状は、電気的に積極的に当接するために、ソケット側接点に適合するものである。液圧／空圧ポート２４の位置と大きさもまた、ソケット側ポートに適合する。

したがって、本発明によるプラグ２の差し込み要素２２は、差し込み要素２２の前側において、環状溝に囲まれるとともに長手方向に延びる複数の貫通孔を有している。差し込み要素２２の後側において、これら貫通孔に、好ましくは液圧／空圧のホース／チューブを密接に連結する前記連結ピン２５形状からなる連結手段が設けられる。本実施の形態において、液圧ホース用の前記連結ピン２５の部分は、プラグケーシング２１の上側および／または下側で、プラグケーシング２１から突出する。

さらに、差し込み要素２２は、その前部の少なくとも側部領域に、側方へ突出するとともに差し込み方向の両側にアンダーカットが形成されたビーズ状(bead-shaped)突起２６を有している。最後に、好ましい実施の形態において、差し込み要素２２は２つの拡張ストラップ／タブ２７を有するように構成されている（しかしながら絶対に必要というわけではない）。拡張ストラップ／タブ２７は、差し込み要素２２の前面から差し込み方向に延びる。したがって拡張ストラップ／タブ２７は、差し込み要素２２の軸方向の側部に突出するビーズ状突起２６のＬ字形状の延長をなす。

本発明による装置による実現可能な利点とともに、作用モードに関して以下に述べる。

液圧／空圧接続と電気接続とを同時に実現するために、上述した本発明によるプラグ２が、本発明による上述したソケット１の受容スロット（スロット）４内に挿入される。所定の差し込み距離を上回った際、プラグの当接ピンまたはすべり接点が、ソケット１の接点ターミナルまたはすべり接点と電気的に接触する。

さらに、プラグ側の差し込み要素２２をソケット１の差し込みスロット４内に挿入すると、プラグ２の２つの拡張ストラップ／タブ２７（または、これが設けられていない場合には側部突起２６）がソケット側のクランピングローラ１４と係合して、そのばね付勢に対抗して、クランピングローラ１４を、差し込みスロット４を形成するスリーブ８の開口１２外方へ押出す。このようにして、実質的に大きな抵抗を受けることなく、プラグ側の差し込み要素２２をソケット側のスリーブ８内に挿入することができる。

プラグ側の差し込み要素２２の端面にある液圧／空圧接続ポートがソケット１側部のシーリングリングに当接するとすぐに、２つのクランピングローラ１４は、側部のビーズ状突起２６の直ぐ後方であって差し込み要素２２の両側に同時に配置される。この結果、プラグ２は、クランピングローラ１４に作用する２つの付勢ばね１５の付勢力により、ソケット１の差し込みスロット４内に機械的に保持される。

本発明の好ましい実施の形態において、プラグ−ソケット接続の液圧／空圧ポートは、レバー１３用の液圧／空圧作動機構１６と流体接続される。前記液圧／空圧接続が、流体圧力源（図示せず）による圧力媒体により加圧されると、圧力媒体はプラグ−ソケット接続を介して液圧／空圧作動機構１６へ流れ、これによりクランピングレバー１３の２つの端部は、押圧されて互いに離間する。同時に２つのクランピングローラ１４は、クランピングレバー機構を介してプラグ２のケーシング２１を押圧するとともに、側部に突出した２つのビーズ状突起２６をプラグ２の差し込み方向に沿ってある程度押圧し、これにより液圧ポートは密着した状態で互いに押圧される。

本発明を実行するための方法
しかしながら、このような構成に代えて、対向するクランピングローラ１４のばね弾性スナップインによって、プラグ側接点とソケット側接点との間の電気接続が完了した際、電気信号がプリント配線基板２０によって作動機構１６へ送信され、すぐに、作動機構１６、例えば上述したピストン／シリンダ装置、または電動もしくは圧電式駆動手段の形態のものが、クランピングローラ１４をプラグケーシングおよび側部に突出した突起２６に対して閉鎖させることも可能である。

より具体的に述べると、例えば、電気的に閉じたワイヤーブリッジ形式のセンサ、光学的光バリア、機械作動可能なマイクロスイッチ、磁気作動可能なリードリレーまたはホールセンサまたは誘導もしくは容量発振回路が、ソケットスリーブ８内におけるプラグの存在を検出可能とするために設けられており、センサからの各信号は、作動機構１６のための作動信号として処理される。

さらに別の態様としては（加えて適切なのは）、本発明によるソケット内にプラグ２を差し込む操作とは別に、適当な電気または液圧／空圧信号を適用／送信することにより、作動機構１６を手動で作動させることも可能である。

本発明によるコネクタ装置により、プラグ２を対応するソケット１に挿入すると、液圧／空圧とともに電気接続が同時に実現される。液圧／空圧ポートとともに電気端子が、共通するプラグ側の差し込み要素２２に一体化されている。このような構成により、取扱うために適当な最小スペースが必要となる電気および液圧／空圧ポートを分離して配置する必要は、最早ない。

さらに、本発明によれば、好ましくはプラグ２をソケットに挿入すると、自動的に作動する電動または液圧／空圧ロック手段１６を含むようにソケット１を構成することが可能である。一方、これにより液圧／空圧ポートを流体密封状態で固定し、また一方、プラグ２が意図せず緩んだり、またはソケット１から外れることを防止することが可能である。

従来から知られているように、特に機械的な、手動動作可能なロック手段を有する場合、プラグ−ソケット接続は、とりわけ液圧／空圧ラインが加圧されたままの状態にあるとき、意図しない緩みを防ぐことは不可能であるか、または極めて困難であることが分かっている。これに対して本発明による実施の形態によれば、ロック手段は、プラグ側の差し込み要素２２をソケット１の差し込みスロット４に挿入すると、または少なくとも１つの液圧／空圧ラインに圧力を供与すると、自動的に作動する（圧力リリーフバルブの原理による）。

後者の実施の形態は、各圧力ラインの圧力が解放されると、ロック手段１６が自動的に解放される、という利点を有する。これに対して、プラグ２をソケット１に挿入する操作により、または手動の起動用電気もしくは液圧／空圧信号により作動されるクランピングまたは作動手段１６は、適当な電気もしくは液圧／空圧の逆信号により、手動でのみ再度解放することができる。

図１１は、本発明によるコネクタ装置を用いた好ましい一実施例を示す。

従来より、とりわけ医療工学の分野で、いわゆるＹピース３が、内視鏡、トロカール、カテーテル、またはこれらと同様の低侵襲作業器具の近位端にドッキングされ、一方では、これにより内視鏡／トロカールの遠位端の医療器具を作動でき、かつ他方では、内視鏡／トロカールの遠位端へ医療上の有効成分、流体、または更なる医療作業器具を案内できることが知られている。

現在この種の器具は、電気的におよび／または液圧／空圧により作動する必要がある可動遠位端片を有している。この目的のため、これら一般の器具は、例えば制御卓形式の作動手段を備えたいわゆる供給ステーションに、電気的にまたは液圧的／空圧的に接続される。

衛生上の要求が絶えず増すと同時に、複雑な清掃方法を行なうことはますます高価になっているため、いわゆる使い捨て器具が絶えず増加している。したがって、差し込み式供給ラインを介して制御部および供給ステーションと接続可能な使い捨て製品のような上述した作業器具の構成を提供する。

本発明によれば、従来から一般に知られた、内視鏡／トロカール／カテーテルまたはこれらと同様の医療作業器具のＹピース３は、図１乃至図６に示す本発明のソケット１を有しており、ソケット１は、Ｙピース３のケーシング内に一体化されている。

結果として、本発明によるＹピース３は、好ましくはプラスチック材料から作製されたケーシング３１から構成される。またＹピース３は、内視鏡シャフト、トロカールまたはカテーテルシャフトを連結可能な前方接続部３２を有している。前記接続部は、Ｙピース３の第１後方チャンネル開口３４へ向けて延びる内部貫通孔３３を有している。本発明によるソケット１は、Ｙピース３内に形成された貫通路３３下方に設けられており、いくつかの液圧／空圧ラインおよび電気接続部が、ソケットからＹピース側の貫通路３３内へと導かれている。

作業器具を作動させるために必要な全ての実質的なラインは、Ｙピース３内のシャフト内部を通過して延びるとともに、本発明によるソケット１の電気端子および液圧／空圧ポートで終結している。本医療用作業器具が使い捨て製品である場合、作業器具は、作業を行なうために本発明によるコネクタ装置を介して制御部および供給ステーション（図示せず）と電気接続および流体接続可能である。また使用後には、本発明によるプラグ２をＹピース内に収容された本発明によるソケット１から取り除くことにより、作業器具によって制御部および供給ステーションを汚すことなく、制御部および供給ステーションから分離可能である。詳細を図示していない制御部および供給ステーション側にも本発明によるソケット１が同様にして存在するならば、作業および供給に必要であり結果的に両端に本発明によるプラグを有するパイプ／ホース一式も、洗浄および消毒作業を行なうために制御部および供給ステーションから分離されうる。

それぞれ本発明によるソケットおよびプラグの組合体は、例えば、医療工学の分野および好ましくは内視鏡装置において用いることができる。

図１は、本発明の好ましい実施の形態による、本発明のコネクタ装置のソケットを示す前面図。 図２は、図１によるソケットの部分切断上面図。 図３は、図１によるソケットの側面図。 図４は、内視鏡、トロカール、またはカテーテルのＹピースに取付けられた、図１によるソケットの部分切断上面図。 図５は、本発明の好ましい実施の形態による、コネクタ装置のプラグを背面図を示す。 図６は、図５によるプラグの斜視図を示す。 図７は、図５によるプラグの側面図を示す。 図８は、取付けられた図１によるソケットを含むＹピースの上面図を示す。 図９は、Ｙピースの背面図を示す。 図１０は、Ｙピースの斜視図を示す。 図１１は、Ｙピースの基本的な斜視図を示す。

Claims (10)

1. 電気接続とともに液圧／空圧接続を同時に実現するための複合ソケットにおいて、
   電気接点および液圧／空圧ポートが一体化され、好ましくはスロット形状からなる収容要素と、プラグと積極的に当接するロック機構とを備え、
   前記ロック機構は、液圧／空圧により、電気的に、または電磁的に作動することを特徴とする複合ソケット。
2. 電気接続とともに液圧／空圧接続を同時に実現するための複合ソケットにおいて、
   ソケット要素によりソケットケーシングの前面部材として形成され、かつ液圧／空圧ポートとともに電気接点が収容された当接スロットと、
   プラグと積極的に当接するため、液圧／空圧により、電気的に、または電磁的に作動するロック機構とを備え、
   前記ロック機構は、前記ソケットケーシング内に回動可能または直線移動可能に支持される少なくとも１つのレバーを有し、前記レバーの一端に、前記レバーを回動または移動させるための作動手段がヒンジ連結され、前記レバーの他端に、前記当接スロット内に挿入されたプラグと当接するように、前記ソケット要素の側部に形成された開口を介して前記当接スロット内に突出する押圧部材が設けられている、複合ソケット。
3. 前記ロック機構は、前記複合ソケットと前記プラグとの間を差し込み連結によりロックするための圧力を加えることが可能な作動手段としてのピストンシリンダユニットを有することを特徴とする請求項１または２記載の複合ソケット。
4. 前記ロック機構は、ソケットケーシングに回動可能または直線移動可能に支持される少なくとも１つのレバーを有し、前記レバーの一端に、前記レバーを回動または移動させるための作動手段がヒンジ連結され、前記レバーの他端に、挿入された前記プラグと当接するように押圧部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の複合ソケット。
5. 前記作動手段は、前記プラグを前記ソケット内に挿入する操作によって、ロックするために作動することを特徴とする請求項１または２記載の複合ソケット。
6. 前記作動手段による作動は、前記ソケット内に含まれる少なくとも１つの電気的接点が前記挿入されたプラグの対応する接点に積極的に当接することにより、あるいは前記プラグ内に収容された永久磁石による磁気センサーの作動により引き起こされることを特徴とする請求項５記載の複合ソケット。
7. 前記作動手段による作動は、前記ソケットの少なくとも１つの圧力ラインに前記プラグを介して供給される圧力が加えられることにより引き起こされることを特徴とする請求項５記載の複合ソケット。
8. 電気接続とともに液圧／空圧接続を同時に実現するための複合プラグにおいて、
   いくつかの電気および液圧端子が一体化された差し込み要素を備え、
   好ましくは前記差し込み要素に、アンダーカットを形成する凸部または凹部が設けられ、前記凸部または凹部は、プラグの挿入方向に動作するソケット側のロック機構がロックする力を吸収するよう、挿入方向に動作することを特徴とする複合プラグ。
9. 電気接続とともに液圧／空圧接続を同時に実現するための複合プラグにおいて、
   プラグケーシングと、
   少なくともその一部が前記プラグケーシングによって取り囲まれ、複合ソケットの当接スロット内に挿入されるようになっている差し込み要素であって、いくつかの電気および液圧端子が内部に一体化された差し込み要素と、
   挿入方向に動作するとともに、プラグの挿入方向に動作するソケット側のロック機構がロックする力を吸収するよう、前記差し込み要素の側部に形成され、アンダーカットを形成する少なくとも１つの凸部または凹部とを備えた、複合プラグ。
10. 医療用作業器具、好ましくは内視鏡、トロカール、またはカテーテルのＹピースにおいて、請求項２記載の複合ソケットまたは請求項９記載の複合プラグがその内部に一体化されていることを特徴とするＹピース。