JP2010178790A

JP2010178790A - コネクタボックス

Info

Publication number: JP2010178790A
Application number: JP2009022643A
Authority: JP
Inventors: Shinya Inoue; 真也井上
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2009-02-03
Filing date: 2009-02-03
Publication date: 2010-08-19

Abstract

【課題】プローブ（超音波探触子）に設けられるコネクタボックスにおいて、その内部に大きな構造物配置用のスペースを確保できるようにする。
【解決手段】コネクタボックス１０はプローブ側コネクタ１２とケース１４とで構成される。ロック用のシャフト２０の上端部はケース１４の内部における底部すなわち下部までしか達していない。また下部には一対のロッドが配設されており、レバー１６の運動力が２つのロッドによりシャフト２０の回転力として伝達される。ケース１４の内部には複数の基板が設けられる。
【選択図】図２

Description

本発明はコネクタボックスに関し、特に超音波診断で用いられるプローブに設けられたコネクタボックスの構造に関する。

超音波診断装置は、超音波画像形成用の電子回路を有する装置本体と、それに接続されるプローブ（超音波探触子）と、によって構成される。後者のプローブは、超音波振動子を収容したプローブヘッドと、そこから引き出されたプローブケーブルと、プローブケーブルが連結されたコネクタボックスと、によって構成される。コネクタボックスは、一般に、装置本体側に設けられた本体側コネクタに対して着脱自在なプローブ側コネクタと、その背面側（配線側）を覆う中空ケースと、によって構成される。従来の典型的なコネクタボックスは、装着状態をロックするためのシャフトを有する。シャフトは、中空ケース及びプローブ側コネクタを貫通しており、コネクタボックスの上面には操作部材としての摘みが設けられている。その摘みを一方方向に回転させると、シャフトが回転し、その先端に設けられたピンが本体側の機構に噛み合うロック状態となる。同時に、その状態では、プローブ側の端子群が本体側の端子群に圧着された状態となる。摘みを他方方向に回転されると、シャフトが逆回転し、アンロック状態となる。その際には、プローブ側の端子群は本体側の端子群から離脱した状態となる。

特開平７−２６５３０６号公報

従来のコネクタボックスにおいてはその中央部を貫通するようにロック用のシャフトが配置されていたため、コネクタボックス内に他の構造物を収容配置しようとすると、シャフトが邪魔になってしまうという問題があった。すなわち、従来の構成ではデッドスペースが生じやすいという問題があった。コネクタボックス内に１又は複数の電子基板を配置し、そこで受信信号処理や送信信号処理を行う場合においては、コネクタボックス内に十分な基板設置スペースを確保することが望まれるが、従来構造ではそのような要請に応えられないという問題があった。

特許文献１には、本体側コネクタとプローブとの間に設けられるアダプタが開示されている。アダプタは、本体側コネクタへの装着状態をロックするための第１のシャフトと、第１のシャフトに対して直交配置された操作用の第２のシャフトと、第１のシャフトと第２のシャフトとの間に設けられた傘歯車機構と、を有している。このアダプタは、そもそもプローブとは別体に構成されるものである。また、その内部には中央部に２つのシャフトが存在しているので、その内部に仮に基板を配置するならば２つのシャフトが邪魔になるという問題を指摘できる。

本発明の目的は、コネクタボックス内の空間を有効利用できるようにすることにある。特に、コネクタボックス内に構造物配置用の十分なスペースを確保することにある。

本発明に係るコネクタボックスは、プローブケーブルが電気的に接続される部材であって、超音波画像形成用の電子回路を有する超音波診断装置本体に設けられた本体コネクタに着脱自在に装着されるプローブコネクタと、前記プローブコネクタにおける接続側を露出させつつ前記プローブコネクタにおける配線側を覆う中空ケースと、を含み、前記プローブコネクタは、水平方向に広がった形態を有するフレームと、前記フレームを上下に貫通して設けられた電気信号伝送用の複数のピンと、当該プローブコネクタの前記本体コネクタへの装着状態をロックするために前記フレームを上下に貫通しつつ回転可能に設けられた棒状部材であって、前記本体コネクタ側の下端部と、前記配線側の上端部と、を有するシャフトと、前記シャフトを回転させてそれをロック状態及びアンロック状態にするための操作機構と、を有し、前記操作機構は、前記シャフトの上端部に係合しつつそこから水平方向に伸びる伝達部材を有する伝達機構と、前記伝達機構を介して前記シャフトに回転力を与える操作部材と、を有し、前記シャフトの上端部は、前記中空ケース内における構造物収容空間よりも下側の底部分に位置する、ことを特徴とする。望ましくは、前記構造物収容空間には１又は複数の基板が設けられる。

上記構成によれば、ロック用のシャフトが中空ケースにおける底部分（つまり下部）以下に設けられ、その上端部から水平方向に伸びる伝達部材を使ってシャフトを回転させることができるので、中空ケース内に水平方向及び垂直方向に広がる大きな構造物収容空間を構築することができる。つまり、シャフトや他の機構を構造物収容空間から排斥できるので、水平に広がる大きな基板等を配置することが可能となる。その基板にシャフトを通すための開口や溝を形成しておく必要はなくなり、また、基板を左右に２分割しておく必要もなくなる。以上のように、本発明では短尺シャフトが用いられ、その上端部から水平方向に伸びる伝達部材が中空ケース内の底部に限って配設されるので、中空ケース内の中央部あるいは中間部をそれらの機構が横切ることによる問題を回避できる。中空ケースは望ましくは箱形に形成され、４つの側面の内で、短手辺を有する２つの側面ではなく、長手辺を有する２つの側面のいずれかに操作部材を設けるのが望ましい。かかる構成によれば伝達部材の長さを短くできる。いずれにしても、中空ケース内の底部を使ってシャフト回転機構を収容するようにするのが望ましい。ここで、底部は、中空ケース内における半分から下であり、望ましくは、中空ケース内部の下面レベルを基準としてその全体高さを１とした場合における凡そ１／３以下の高さ範囲であり、特に望ましくは、プローブ側端子群における配線側の端よりも低い範囲つまり下部である。通常、多数の端子は、水平方向に並んで配置された絶縁性を有する一対の植設台座に設けられ、それらの間には一定の隙間が生じるので、その隙間を使って伝達部材を配設するのが望ましい。

望ましくは、前記伝達部材は、前記シャフトの上端部に設けられた水平突起に係合する先端を有し、進退可能に設けられた少なくとも１つのロッドを有し、前記伝達機構は、更に、前記中空ケースの側面上を運動する前記操作部材の回転運動を前記ロッドの進退運動に変換する変換部を有する。この構成によればロッドの進退運動がロッド先端とシャフトの水平突起との係合によりシャフトの回転運動として伝達される。

望ましくは、前記伝達機構は、前記シャフトの上端部に設けられた対称関係にある第１及び第２の水平突起に係合する第１及び第２の先端を有し、互いに逆方向に進退運動する第１及び第２のロッドを有し、前記変換部は、前記操作部材が一方方向へ運動した場合に前記第１のロッドを前進運動させ且つ前記第２のロッドを後退運動させ、前記操作部材が他方方向へ運動した場合に前記第１ロッドを後退運動させ且つ前記第２のロッドを前進運動させる。このように対称構造を利用すれば力の伝達を円滑かつ確実に行える。

本発明によれば、コネクタボックス内の空間を有効利用できる。コネクタボックス内に構造物配置用の十分なスペースを確保できる。

本発明に係るコネクタボックスの斜視図である。コネクタボックスの側面及び上面を示す図である。コネクタボックスの内部機構を説明するための図である。コネクタボックスにおける操作機構を示す図である。伝達機構を示す斜視図である。２つのロッドの進退運動を示す図である。アンロック状態を示す図である。ロック状態を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１には、本発明に係る超音波診断装置における一部の構成が示されている。超音波診断装置は超音波画像を形成するための電子回路を有する装置本体と、その装置本体に対して着脱自在に装着されるプローブと、からなる。プローブは、超音波振動子を収容したプローブヘッド、プローブヘッドから引き出されたプローブケーブル１１、及び、プローブケーブルが連結されたコネクタボックス１０を有する。図１には、コネクタボックス１０が有するプローブ側コネクタが装着される本体側コネクタ１３が示されている。本体側コネクタ１３は装置本体の下部側面等に設けられるものである。本体側コネクタ１３における中央部にはロック孔１８が設けられている。そのロック孔１８には、コネクタボックス１０の装着時においてロック用のシャフトが差し込まれ、そのシャフトに設けられたロック用のピンがロック孔１８の内部において係合状態となる。なお、図１においては本体側コネクタ１３が概略的に表されている。

図２の（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は上面図である。Ｚ方向は高さ方向すなわち垂直方向を示しており、Ｘ方向及びＹ方向は水平方向を表している。コネクタボックス１０において、Ｘ方向が長手方向であり、Ｙ方向が短手方向である。なお、各方向は各部材の配置関係を説明するための便宜上の相対的な定義によるものである。

（Ａ）に示されるように、コネクタボックス１０は、その底面側部材をなすプローブ側コネクタ１２と、プローブ側コネクタ１２の上面側すなわち配線側を覆うケース１４と、により構成される。ケース１４は箱型を有しており、それは下面、上面及び４つの側面からなる。４つの側面は、長手辺を含む２つの側面と短手辺を含む２つの側面とにより構成される。プローブ側コネクタ１２はその中央部にシャフト２０を有している。このシャフト２０はロック機構の一部をなすものであり、シャフト２０によってプローブ側コネクタ１２の装着状態がロックされる。本実施形態においては、後に詳述するように、シャフト２０の上端部がケース１４における底部すなわち下部に位置しており、すなわちシャフト２０がケース１４の内部を貫通する構成は採用されていない。

すなわち、ケース１４の内部においてはその底部を除いて水平方向及び垂直方向に広い収容空間１５が構成されており、例えば、その収容空間１５に複数の大型基板を並べて配置することが可能である（図２の（Ａ）参照）。

符号１６はシャフト２０を回転させるための操作部材をなすレバーを示している。（Ｂ）に示すようにシャフト２０はＸＹ平面における中央に位置している。レバー１６は４つの側面の内で長手辺を含む特定の側面１４Ａ上を運動している。その運動力は後に説明する伝達機構を介してシャフト２０の回転運動として伝達される。ちなみにプローブ側コネクタ１２の上面側が配線側であり、その下面側が接続側である。

図３には、コネクタボックスが有する内部機構が模式的な拡大図として示されている。プローブ側コネクタ１２は水平方向に広がるフレームを有し、符号１２Ａはフレーム本体を表しており、符号１２Ｂはフレームの下部を表しており、符号１２Ｃはフレームの上部を表している。上部１２Ｃから下部１２Ｂにかけて複数の端子が植設されている。それらはフレームを実質的に上下に貫通するように設けられている。各端子の上端には送受信用信号線が接続される。もちろん、上端においてコネクタ接続構造が採用されてもよい。

プローブ側コネクタ１２におけるＸ方向及びＹ方向の中央部にはシャフト２０がＺ方向に沿って設けられている。その下端２０Ａは装置本体側に突き出ている。その上端２０Ｂは上記の上部１２Ｃ内に納まっており、すなわちケースの底部を越えて上方にシャフト２０が突き出ない構成が採用されている。ここで、ケースにおける基準となるレベルをｈ０とした場合、上部１２Ｃの高さがｈ１で表され、各端子の上端レベルがｈ２で表されている。本実施形態においては、シャフト２０の上端レベルが実質的にｈ１と同じとされており、それは端子の上端レベルｈ２よりも低い。ケース内部における下から１／３以下にシャフトを設けるのが望ましく、特に端子以下に設けるのが望ましい。複数の端子はＸ方向に並んだ第１群及び第２群からなり、それらの間にシャフト２０が設けられており、また後に説明するロッド部材がそれらの隙間を使って水平方向に引き出されている。符号２８は伝達機構を表しており、これについては後に説明する。符号２６はロックピンを表している。このロックピン２６は水平のピンである。符号２４は押し出しピンを表している。実際には一対の押し出しピン２４が設けられている。

図４には、上方から見た伝達機構２８が示されている。この伝達機構２８とレバー１６とによって操作機構１００が構成されている。伝達機構２８は伝達部材としての一対のロッド３２,３４を有する。一対のロッド３２,３４は水平方向に並んで配置され、それぞれ進退可能に設けられている。シャフト２０の上端部には水平方向に互いに逆向きで突出した一対のピン１０２,１０４が設けられ、一対のロッド３２,３４の先端部がそれらのピン１０２,１０４に当たっている。

図５には、伝達機構２８（特に変換部）の斜視図が示されている。レバーの基端をなすシャフト３６にはギア３８が設けられ、ギア３８の回転力がギア４０に伝達されている。ギア４０はロッド３２に設けられたものである。ギア４０の回転力はギア４２に伝達されている。ギア４２はロッド３４に設けられたものである。後に説明するように、ギア４０が一方方向に回転するとそれはロッド３２の前進運動となり、その前進した状態が符号４０′で示されている。その際、ロッド３４は逆方向に運動し、その運動後の状態が符号４２′で示されている。

これについて図６を用いて更に説明する。ケース１４には２つのネジ受け４４,４６が設けられている。ネジ受け４４にはロッド３２に形成されたネジ部３２Ａが噛み合っており、ネジ受け４６にはロッド３４に設けられたネジ部３４Ａが噛み合っている。ギア４０が一方方向に回転すると、ギア４２は反対方向に回転する。したがって、ロッド３２は前進運動し、ロッド３４は後退運動をする。逆に、ギア４０が他方方向に回転するならば、上記とは逆に、ロッド３２が後退運動し、一方、ロッド３４が前進運動する。ロッド３２の前進運動によりピン１０２が押し出され、シャフト２０は時計回り方向に回転する。一方、ロッド３４が前進運動するとその先端によってピン１０４が押し出され、これによりシャフト２０は反時計回り方向に回転する。

したがって、レバーを一方方向に回転させればシャフトを一方方向に回転させてロック状態を形成でき、一方、レバーを逆方向に回転させればシャフトを反対方向に回転させてアンロック状態とすることが可能である。２つのロッドは図３等に示されているように、ケースにおける底部つまり下部を使って配置されており、シャフト２０における上端部から横方向に引き出されているので、ケースにおける内部の収容空間を大きくとれるという利点がある。

図７には、アンロック状態が示されている。プローブ側コネクタ１２は、フレームにより保持されたスライド部材としての一対の植設台座５０,５２を有している。植設台５０,５２にはそれぞれ端子郡５４,５６が配置されている。符号５８,６０は本体側のコネクタに設けられた端子群を表している。植設台座５４,５６はバネ６２,６６によって互いに近づく方向に付勢力が与えられており、そのような状態では端子群５４,５６は端子群５８,６０から離れた状態にある。一方、図８に示すように、シャフト２０を回転させると、シャフトの中間位置に設けられたピン２４−１,２４−２が植設台座５０,５２を水平方向に外側に押し出し、すなわちそれらが離れる方向にスライド運動することになるため、端子群５０,５２と端子群５８,６０が互いに圧着状態となる。その際において、シャフト２０に形成されたピン２６が９０度回転したことにより、装置本体側に設けられた係合機構と係合状態となる。ロック状態においてはバネ６２,６６は押し潰された状態となる。図７及び図８に示した構成それ自体は公知である。

本実施形態によれば、ケース内における下部より上方を開放空間とすることができるので、そこに基板等を配置することが可能である。すなわち、シャフトの上端部はケース内の底部までしか到達しておらず、またその底部に一対のロッド等を配置したため、ケース内の空間を有効活用できるという利点がある。特に、本実施形態においては左右方向に設けられる端子郡の間の隙間を使ってロッドを水平方向に引き出すことができるので、今まで使われていなかった空間を有効活用できる。また本実施形態においては互いに逆方向に運動する一対のロッドを使ってシャフトを回転させるようにしたのでシャフトを両方向に確実に回転させることができるという利点が得られる。

１０コネクタボックス、１２プローブ側コネクタ、１３本体側コネクタ、１４ケース、２０シャフト、１６レバー、２８伝達機構。

Claims

プローブケーブルが電気的に接続される部材であって、超音波画像形成用の電子回路を有する超音波診断装置本体に設けられた本体コネクタに着脱自在に装着されるプローブコネクタと、
前記プローブコネクタにおける接続側を露出させつつ前記プローブコネクタにおける配線側を覆う中空ケースと、
を含み、
前記プローブコネクタは、
水平方向に広がった形態を有するフレームと、
前記フレームを上下に貫通して設けられた電気信号伝送用の複数のピンと、
当該プローブコネクタの前記本体コネクタへの装着状態をロックするために前記フレームを上下に貫通しつつ回転可能に設けられた棒状部材であって、前記本体コネクタ側の下端部と、前記配線側の上端部と、を有するシャフトと、
前記シャフトを回転させてそれをロック状態及びアンロック状態にするための操作機構と、
を有し、
前記操作機構は、
前記シャフトの上端部に係合しつつそこから水平方向に伸びる伝達部材を有する伝達機構と、
前記伝達機構を介して前記シャフトに回転力を与える操作部材と、
を有し、
前記シャフトの上端部は、前記中空ケース内における構造物収容空間よりも下側の底部分に位置する、ことを特徴とするコネクタボックス。
請求項１記載のコネクタボックスにおいて、
前記構造物収容空間には１又は複数の基板が設けられる、ことを特徴とするコネクタボックス。
請求項１又は２記載のコネクタボックスにおいて、
前記伝達部材は、前記シャフトの上端部に設けられた水平突起に係合する先端を有し、進退可能に設けられた少なくとも１つのロッドを有し、
前記伝達機構は、更に、前記中空ケースの側面上を運動する前記操作部材の回転運動を前記ロッドの進退運動に変換する変換部を有する、ことを特徴とするコネクタボックス。
請求項３記載のコネクタボックスにおいて、
前記伝達機構は、前記シャフトの上端部に設けられた対称関係にある第１及び第２の水平突起に係合する第１及び第２の先端を有し、互いに逆方向に進退運動する第１及び第２のロッドを有し、
前記変換部は、前記操作部材が一方方向へ運動した場合に前記第１のロッドを前進運動させ且つ前記第２のロッドを後退運動させ、前記操作部材が他方方向へ運動した場合に前記第１ロッドを後退運動させ且つ前記第２のロッドを前進運動させる、ことを特徴とするコネクタボックス。