JP2018023408A - 内視鏡装置用のコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でコネクタを水密及び気密に保つことが可能な内視鏡装置用のコネクタを提供する。【解決手段】電子スコープを制御装置に接続する内視鏡装置用のコネクタを、電子スコープに設けられ、開口部が形成された中空の外装部を有するコネクタ本体部と、開口部に取り付けられ、制御装置との間で電気信号を授受するための電気接点を有するマウント部と、コネクタ本体部とマウント部の隙間をシールするためのシール部材と、を備から構成する。この構成において、マウント部は、開口部に嵌め込まれる嵌入部を有し、シール部材は、嵌入部と外装部との間に配置され、コネクタ本体部は、嵌入部を挟んで保持する少なくとも一対の押さえ部を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、内視鏡装置用のコネクタに関する。

人の管腔内を観察するための内視鏡装置として、超音波内視鏡装置が知られている。超音波内視鏡装置では、超音波プローブを管腔内の被写体に近接させ、超音波プローブで発生し、被写体で反射された超音波を検出することにより、被写体の観察画像が生成される。超音波プローブを有するスコープ部は、超音波プローブの駆動信号を発生させるコントローラに、コネクタを介して着脱可能に接続される。スコープ部は、診察に使用される毎に洗浄液を用いて洗浄される。

ここでスコープ部に傷や破損が存在すると、洗浄時に洗浄液が浸入してしまう。そこで、通常、洗浄に先だってスコープ内部と外部（外界）間に圧力差を発生させて、エアの漏れを検出するいわゆるリークテストが行われる。リークテストは、空気中で行われる乾式と、水中で行われる湿式とが存在する。

スコープ部を洗浄したり、リークテストに供する際、液体や気体がスコープ部内外に流入又は流出しないように、スコープ部のコネクタにキャップが被せられる。この種のコネクタとして、特許文献１に、キャップによりスコープを水密、気密に保つコネクタが開示されている。特許文献１に記載のコネクタは、コネクタ本体部と、接点部を備えたマウント部を有している。接点部は、コントローラの接点部と接触し、超音波信号を伝送するために使用される。コネクタを水密等に保つためのキャップは、マウント部に取り付けられる。特許文献１では、コネクタ本体部の壁面とマウント部の間にはＯリングが設けられており、コネクタ本体部とマウント部との間から液体が浸入することを防止している。また、マウント部は、コネクタ本体部の開口縁を外側から覆うように、押さえ爪を有している。これにより、コネクタ本体部の内部の圧力が、外部の圧力よりも大きくなったときに、押さえ爪によってコネクタ本体部の開口縁が膨らむことが抑えられ、コネクタ本体部内を水密等に保つことができる。

また、特許文献２には、キャップが、コネクタを水密等に保つためのＯリングと押さえ板を有する構成が開示されている。特許文献２では、押さえ板が、コネクタ本体部を外側から挟み込むことにより、コネクタ本体部の内部の圧力が、外側の圧力よりも大きくなった場合に、コネクタ本体部が膨張して水密等が保たれなくなってしまうことを防止している。

特開２００７−３２５７０５号公報 特開２００７−１９５８４４号公報

特許文献１に記載のコネクタでは、コネクタ本体部の開口縁の変形は押さえ爪によって抑えられる。しかし、繰り返し使用することで経時的に発生するコネクタ本体部の壁面の変形までは考慮されていない。そのため、コネクタ本体部の壁面が変形することを事前にチェックし適切にメンテナンスを施す必要があった。

特許文献２に記載のコネクタでは、コネクタ本体部の壁面の変形が押さえ板によって抑えられるものの、キャップの構造が複雑化し、製造コストが増大するという問題があった。また、特許文献２に記載のコネクタでは、キャップをコネクタに取り付ける際に、押さえ板がコネクタの壁面上を摺動する。そのため、キャップの取り付けを繰り返すことにより、コネクタが摩耗し、内部回路的には問題なくても外装交換等の適切なメンテナンスが要求されていた。

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、簡易な構成でコネクタを水密等に保つことが可能な内視鏡装置用のコネクタを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る電子スコープを制御装置に接続する内視鏡装置用のコネクタは、電子スコープに設けられ、開口部が形成された中空の外装部を有するコネクタ本体部と、開口部に取り付けられ、制御装置との間で電気信号を授受するための電気接点を有するマウント部と、コネクタ本体部とマウント部の隙間をシールするためのシール部材と、を備える。また、マウント部は、開口部に嵌め込まれる嵌入部を有し、シール部材は、嵌入部と外装部との間に配置され、コネクタ本体部は、嵌入部を挟んで保持する少なくとも一対の押さえ部を有する。

このような構成によれば、コネクタ本体部の内部の圧力が外側の圧力よりも大きくなり、コネクタ本体部が外側に広がるように膨張した場合に、押さえ部によってコネクタ本体部の嵌入部近傍の変形が抑制される。そのため、コネクタ本体部と嵌入部との隙間が広がることが防止され、コネクタ本体部とマウント部と間の水密等を維持することができる。また、コネクタ本体部の変形を抑えるための部材が不要であるため、コネクタの構成を簡素にすることができる。

また、本発明の一実施形態において、例えば、嵌入部には、シール部材が配置される溝部が形成され、溝部の少なくとも一部は、押さえ部によって挟まれた領域に配置されている。

また、本発明の一実施形態において、押さえ部は、例えば、外装部の内側の面と平行な保持面を有する基部と、保持面と対向する位置に配置された爪部と、を有し、基部と爪部によって嵌入部を挟んで保持する。

また、本発明の一実施形態において、押さえ部は、例えば、外装部と一体に形成されている。

また、本発明の一実施形態において、シール部材は、例えば、弾性を有するＯリングである。

また、本発明の一実施形態において、コネクタは、例えば、マウント部に着脱可能に装着され、電気接点を封止するキャップを備える。

本発明の実施形態によれば、簡易な構成でコネクタを水密及び気密に保つことが可能な内視鏡装置用のコネクタが提供される。

本発明の実施形態にかかる超音波内視鏡装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態にかかる電子スコープをコントローラに接続するコネクタの斜視図である。 本発明の実施形態にかかる電子スコープをコントローラに接続するコネクタの断面図である。 本発明の実施形態にかかる電子スコープをコントローラに接続するコネクタの断面図である。 本発明の実施形態にかかるコネクタ本体部とマウント部との接続箇所近傍の拡大断面図である。 本発明の実施形態の変形例にかかる電子スコープをコントローラに接続するコネクタの断面図である。 本発明の実施形態の別の変形例にかかる電子スコープをコントローラに接続するコネクタの断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、本発明の一実施形態として超音波内視鏡装置を例に取り説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る超音波内視鏡装置１の構成を示すブロック図である。超音波内視鏡装置１は、医療用に特化された装置であり、電子スコープ１００、プロセッサ２００、コントローラ３００及びモニタ４００を備えている。電子スコープ１００は、プロセッサ２００及びコントローラ３００に着脱可能に装着される。また、モニタ４００は、プロセッサ２００及びコントローラ３００に着脱可能に接続される。

電子スコープ１００は、コネクタ１１０、コネクタ１２０、挿入部１３０及び操作部１４０を有する。操作部１４０とコネクタ１１０は、ケーブル１５０によって繋がれている。操作部１４０とコネクタ１２０は、ケーブル１５１によって繋がれている。コネクタ１１０はプロセッサ２００に着脱可能に接続される。コネクタ１２０はコントローラ３００に着脱可能に接続される。挿入部１３０は、可撓性を有し、人の管腔内に挿入される。挿入部１３０の先端部には、光学撮影部１３１や超音波プローブ１３２が備えられている。操作部１４０は、挿入部１３０を湾曲させるために使用される。

挿入部１３０の先端に設けられた光学撮影部１３１は、対物レンズと固体撮像素子を含む対物光学系と、被写体を照明するための照明光学系を含む。照明光学系によって照明された被写体からの光束は、対物レンズで取り込まれる。固体撮像素子は、対物レンズにより結像された被写体像を撮像し、画像信号を出力する。画像信号は、電子スコープ１００内の画像信号配線によって伝送され、プロセッサ２００に入力される。プロセッサ２００は、画像信号に対して所定の信号処理を施してビデオ信号を生成し、モニタ４００に出力する。モニタ４００には、映像信号に基づいた撮影画像（映像）が表示される。これにより、術者は、被写体の光学撮影画像を観察することができる。

挿入部１３０の先端に設けられた超音波プローブ１３２は、被写体を超音波を用いて観察するために使用される。超音波プローブ１３２は、超音波を被写体に向けて発信すると共に、被写体で反射された超音波を受信する。超音波プローブ１３２で受信された信号（超音波信号）は、電子スコープ１００内の超音波信号配線によって伝送され、コントローラ３００に入力される。コントローラ３００は、超音波信号に対して所定の信号処理を施してビデオ信号を生成し、モニタ４００に出力する。モニタ４００には、映像信号に基づいた撮影画像（映像）が表示される。これにより、術者は、被写体の超音波による撮影画像を観察することができる。

プロセッサ２００は、固体撮像素子の制御や画像信号を処理するための各種回路や照明光の光源等を有している。コネクタ１１０がプロセッサ２００に装着されると、プロセッサ２００と光学撮影部１３１が接続される。また、コネクタ１１０がプロセッサ２００に装着されると、光源から射出された照明光が、電子スコープ１００内のＬＣＢ（Light Carrying Bundle）を介して光学撮影部１３１まで導光され、照明光学系から射出される。

コントローラ３００は、超音波プローブ１３２を駆動するための駆動信号の発生回路や、超音波プローブ１３２から出力された超音波信号の処理回路を有している。コネクタ１２０がプロセッサ２００に接続されると、コントローラ３００と超音波プローブ１３２が接続される。

また、超音波内視鏡装置１は、電子スコープ１００の挿入部１３０やケーブル１５０、１５１等に穴や破れが空いていないかを検査（リークテスト）するためのリークテスタ５００を備えている。リークテスタ５００は、電子スコープ１００のコネクタ１１０に設けられた口金１１１と加圧チューブ５０１を介して着脱可能に接続される。リークテスタ５００は、ポンプを有しており、電子スコープ１００内の圧力を制御することができる。

次に、超音波内視鏡装置１のうち、電子スコープ１００をコントローラ３００に接続するコネクタ１２０の構造について説明する。図２は、コネクタ１２０の斜視図である。また、図３及び図４は、コネクタ１２０の断面図である。コネクタ１２０は、コネクタ本体部１０、マウント部２０及びケーブル１５１を有している。

コネクタ本体部１０は、プローブ駆動回路１１、フレーム１４及び外装部１２を有している。プローブ駆動回路１１はフレーム１４内に保持されている。外装部１２は、樹脂で形成されており、フレーム１４を覆うように配置されている。また、フレーム１４は中空であり、内部にプローブ駆動回路１１に接続された配線（不図示）が配置されている。プローブ駆動回路１１は、コントローラ３００から出力された駆動信号に対して所定の信号処理を施して、超音波プローブ１３２に出力する。これにより、超音波プローブ１３２の先端部に設けられた振動子が駆動される。外装部１２は、中空であり、マウント部２０が取り付けられる開口部１２ａを有している。また、図４に示すように、外装部１２の開口部１２ａと平行な面における断面は短辺１２ｂと長辺１２ｃを有する長方形状を有している。以下では、外装部１２の断面の短辺１２ｂと平行な方向をＸ方向と定義し、長辺１２ｃと平行な方向をＹ方向と定義する。また、ＸＹ平面と直交する方向をＺ方向と定義する。

マウント部２０は、外装部１２の開口部１２ａに取り付けられている。マウント部２０は、中空のプラグ部２１と、プラグ部２１内に配置された複数の電気接点２２を有している。プラグ部２１が、コントローラ３００のレセプタクル３０１（図１参照）に接続されると、電気接点２２がコントローラ３００の電気接点に接触する。これにより、超音波プローブ１３２は、プローブ駆動回路１１及び電気接点２２を介してコントローラ３００と接続される。

図５は、コネクタ本体部１０とマウント部２０との接続箇所近傍の拡大断面図である。図３及び図５に示すように、マウント部２０は、コネクタ本体部１０の開口部１２ａに嵌入される嵌入部２３を有している。嵌入部２３の外側の面には、開口部１２ａの縁と平行な方向に溝部２３ａが形成されている。溝部２３ａには、シール部材３０が嵌め込まれている。シール部材３０は、例えば、合成ゴムなどの弾性を有する材料で形成されたＯリングが使用される。嵌入部２３が開口部１２ａに嵌入されると、Ｏリングが外装部１２と嵌入部２３によって挟まれることにより、コネクタ本体部１０とマウント部２０の隙間がシールされる。

また、図３〜図５に示すように、外装部１２の内側の面には、開口部１２ａを挟むように少なくとも一対の押さえ部１３が形成されている。本実施形態では、外装側の内側の面のうち、長辺１２ｃ側の面に二対の押さえ部１３が設けられている。各押さえ部１３は、外装部１２と一体に形成されている。また、各押さえ部１３は、基部１３ａと爪部１３ｂを有している。基部１３ａは、外装部１２の内側の面と平行な保持面１３ａａを有する。爪部１３ｂは、外装部１２の内側の面から突出するように形成されている。爪部１３ｂは鉤状を有しており、一部が基部１３ａの保持面１３ａａと対向している。これにより、基部１３ａ及び爪部１３ｂによって、コの字型（Ｕ字型）の領域が形成される。マウント部２０の嵌入部２３は、このコの字型の領域に挿入されることにより、基部１３ａと爪部１３ｂによって挟まれて保持される。

また、図５に示すように、嵌入部２３に形成されている溝部２３ａの位置及び爪部１３ｂの形状は、Ｚ方向において、少なくとも溝部２３ａの一部と爪部１３ｂの一部が同じ位置に配置されるように設定されている。これにより、基部１３ａと爪部１３ｂによって挟まれた領域に、溝部２３ａの一部が配置される。

電子スコープ１００は、管腔内の観察に使用される毎に、リークテストされた後、洗浄される。電子スコープ１００のリークテストや洗浄を行う際は、電子スコープ１００内を水密及び気密に保つため、図３に示すように、マウント部２０のプラグ部２１にキャップ４０が取り付けられる。これにより、プラグ部２１が封止され、電子スコープ１００内全体が、水密及び気密に保たれる。電子スコープ１００のリークテストでは、乾式のリークテストと湿式のリークテストの何れか一方又は両方が行われる。リークテストにより電子スコープ１００に穴や破れが発生していないと判定された場合、電子スコープ１００の洗浄が行われる。

乾式のリークテストでは、リークテスタ５００によって加圧された電子スコープ１００の内圧が維持されるか否かが検査される。詳しくは、乾式のリークテストでは、雰囲気中に配置された電子スコープ１００のプラグ部２１にキャップ４０を取り付けられる。この状態で、リークテスタ５００により、電子スコープ１００の内圧が大気圧よりも大きい所定の圧力になるように加圧される。リークテスタ５００は、圧力センサを有しており、電子スコープ１００の内圧を測定することができる。電子スコープ１００の挿入部１３０やケーブル１５０、１５１等に穴や破れが空いている場合、その穴や破れを通して電子スコープ１００内の空気が漏れ出し、電子スコープ１００の内圧が低下する。そのため、電子スコープ１００の内圧を測定することにより、電子スコープ１００に穴や破れが発生しているか否かを検査することができる。

湿式のリークテストでは、電子スコープ１００に穴や破れが発生しているか否か、及び、穴や破れが発生している場合、その位置が検査される。湿式のリークテストでは、プラグ部２１にキャップ４０を取り付けられた上で、電子スコープ１００は検査液（例えば、水）に浸漬される。この状態で電子スコープ１００内が加圧されると、電子スコープ１００に穴や破れが発生している場合に、その穴や破れから気泡が発生する。これにより、電子スコープ１００に穴や破れが発生している場合に、その位置を特定することができる。

リークテストが行われた電子スコープ１００は、洗浄液（洗剤、水、アルコール等）を用いて洗浄される。

このように、電子スコープ１００は、リークテストや洗浄のために、内部が加圧されたり、検査液や洗浄液に浸漬される。しかし、例えば、湿式のリークテスト時に、内圧を大きくすると、コネクタ１２０の外装部１２が内圧によって変形し、コネクタ本体部１０とマウント部２０との間のシールが解除されてしまう（水密及び気密が保てなくなる）虞があった。もし、コネクタ本体部１０とマウント部２０との間のシールが解除されると、正確なリークテストが行えない、或いは、電子スコープ１００内に検査液や洗浄液等が浸入し、電子スコープ１００内の回路等が破損してしまう虞がある。そのため、従前の電子スコープの使用者は、リークテストや洗浄を行う際に、コネクタに変形が起きているか否かを確認する必要があった。これに対し、本実施形態のコネクタ１２０は、電子スコープ１００内が加圧された場合においても、水密及び気密が保たれるように構成されており、リークテストや洗浄を行う際の使用者の負担を軽減することができる。

本実施形態における、電子スコープ１００の水密及び気密を保つ構造について、図５を用いて説明する。リークテスト時に電子スコープ１００の内圧が上げられると、コネクタ１２０の外装部１２は、Ｘ方向と平行な矢印Ａの方向へ膨張するように変形する。しかし、外装部１２と一体に形成された押さえ部１３（基部１３ａ、爪部１３ｂ）がマウント部２０の嵌入部２３を挟んで保持している。そのため、外装部１２が変形したとしても、押さえ部１３と嵌入部２３の、Ｘ方向における相対位置は変化しない。例えば、嵌入部２３が電子スコープ１００の内圧によって変形する場合、外装部１２の押さえ部１３が形成されている箇所は嵌入部２３と同じ量だけ変形する。また、電子スコープ１００の内圧の変化による嵌入部２３の変形量が小さい場合、外装部１２の押さえ部１３が形成されている箇所の変形量も小さく抑えられる。このように、押さえ部１３によって外装部１２と嵌入部２３の相対位置の変化が抑えられることにより、電子スコープ１００の内圧が上げられた場合に、シール部材３０によるコネクタ本体部１０とマウント部２０との間のシールが解除される（水密及び気密が保てなくなる）ことが防止される。

また、本実施形態では、爪部１３ｂは、Ｚ方向において、シール部材３０が設けられている溝部２３ａと同じ位置まで突出している。これにより、シール部材３０が設けられている位置において、外装部１２と嵌入部２３のＸ方向の相対位置の変化が抑えられるため、シールの解除をより確実に防止することができる。

また、本実施形態では、図４に示すように、押さえ部１３は、外装部１２の内側の面のうち長辺１２ｃ側の面にのみ設けられており、短辺１２ｂ側の面には設けられていない。これは、外装部１２の短辺１２ｂ側の面は、長辺１２ｃ側の面に比べて面積が小さく、比較的変形し難いためである。図４に示すように、外装部１２の変形しやすい箇所にのみ押さえ部１３を設けることにより、シールの解除を防止しつつ、外装部１２の構成を簡素にすることができる。

なお、押さえ部１３は、外装部１２の長辺１２ｃ側の面だけではなく、短辺１２ｂ側の面にも設けられてもよい。図６は、本実施形態の変形例における電子スコープ１００の断面図である。図６に示される構成では、外装部１２の各長辺１２ｃ側の面に２つ、各短辺１２ｂ側の面に１つの押さえ部１３が設けられている。このように、外装部１２の各面に押さえ部１３を設けることにより、全ての面において、シールが解除されることを防止することができる。

また、図４に示す構成では、押さえ部１３は、外装部１２の各長辺１２ｃ側の面に２つずつ形成されているが、本実施形態はこれに限定されない。図７は、本実施形態の別の変形例における電子スコープ１００の断面図である。図７に示される構成では、押さえ部１３は、各長辺１２ｃ側の面に１つずつ設けられている。また、押さえ部１３は、開口部１２ａの縁に沿って長尺な形状を有している。これにより、外装部１２の変形がより確実に抑えられ、シールが解除されることを防止することができる。

更に、本実施形態では、仮に外装部１２が変形したとしても、コネクタ本体部１０とマウント部２０の間のシールが解除されることを防止可能である。そのため、本実施形態では、従来技術（特許文献２）のような、コネクタの変形を防止するための押さえ板は不要となり、キャップ４０の構成を簡素にすることができる。また、キャップ４０に押さえ板を設ける必要がないため、押さえ板が外装部１２と摺動することによる外装部１２の摩耗が発生しない。これにより、外装部１２の交換等のメンテナンスが不要になると共に、外装部１２の長寿命化できる。

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本発明の実施形態に含まれる。

１ 超音波内視鏡装置
１０ コネクタ本体部
１１ プローブ駆動回路
１２ 外装部
１２ａ 開口部
１２ｂ 短辺
１２ｃ 長辺
１３ 押さえ部
１３ａ 基部
１３ｂ 爪部
１４ フレーム
２０ マウント部
２１ プラグ部
２２ 電気接点
２３ 嵌入部
２３ａ 溝部
３０ シール部材
４０ キャップ
１００ 電子スコープ
１１０ コネクタ
１１１ 口金
１２０ コネクタ
１３０ 挿入部
１３１ 光学撮影部
１３２ 超音波プローブ
１４０ 操作部
１５０ ケーブル
１５１ ケーブル
２００ プロセッサ
３００ コントローラ
４００ モニタ
５００ リークテスタ
５０１ 加圧チューブ

Claims (6)

1. 電子スコープを制御装置に接続する内視鏡装置用のコネクタであって、
   前記電子スコープに設けられ、開口部が形成された中空の外装部を有するコネクタ本体部と、
   前記開口部に取り付けられ、前記制御装置との間で電気信号を授受するための電気接点を有するマウント部と、
   前記コネクタ本体部と前記マウント部の隙間をシールするためのシール部材と、
   を備え、
   前記マウント部は、前記開口部に嵌め込まれる嵌入部を有し、
   前記シール部材は、前記嵌入部と前記外装部との間に配置され、
   前記コネクタ本体部は、前記嵌入部を挟んで保持する少なくとも一対の押さえ部を有する、
   コネクタ。
2. 前記嵌入部には、前記シール部材が配置される溝部が形成され、
   前記溝部の少なくとも一部は、前記押さえ部によって挟まれた領域に配置されている、
   請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記押さえ部は、
   前記外装部の内側の面と平行な保持面を有する基部と、
   前記保持面と対向する位置に配置された爪部と、
   を有し、
   前記基部と前記爪部によって前記嵌入部を挟んで保持する、
   請求項１又は請求項２に記載のコネクタ。
4. 前記押さえ部は、前記外装部と一体に形成されている、
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載のコネクタ。
5. 前記シール部材は、弾性を有するＯリングである、
   請求項１から請求項４の何れか一項に記載のコネクタ。
6. 前記マウント部に着脱可能に装着され、前記電気接点を封止するキャップを備える、
   請求項１から請求項５の何れか一項に記載のコネクタ。

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