JP5149463B2 - コネクタシステム - Google Patents

Description

本発明は、プラグ部及びレセプタクル部の双方に設けられた電気接点を接続するコネクタシステムに関する。

医療分野で用いられる内視鏡は、一般的に、照明光を出射する光源装置や、撮像装置を駆動し撮像した画像を表示するための画像処理装置等の外部機器に接続された状態で使用される。日本国特開２００２−３４９１２号公報には、内視鏡と光源装置及び画像処理装置との接続作業を容易なものとするために、内視鏡に挿通されるライトガイドファイバと光源装置とを接続するコネクタ、及び内視鏡に配設された撮像部と画像処理装置とを電気的に接続するコネクタの二つの種類のコネクタを一体にしたコネクタシステムを具備する内視鏡装置が開示されている。

従来のコネクタは、規定の位置まで挿入されていない状態でも内部の電気接点同士が接触していれば電気的な接続が行われてしまう。これに加えて、複数のコネクタを一体にするとコネクタが大型化し、挿入作業に力量が必要となる。特に、撮像部と画像処理装置とを電気的に接続するコネクタは、比較的接点数が多いため、より挿入に必要な力量が大きくなってしまう。

このため、従来のようなコネクタシステムでは、コネクタが規定の位置まで挿入されて確実に接続された状態であるか否かを即座に判断しにくくなってしまう。もちろん、ネジやバヨネット式のロック機構等の締結機構を用いれば確実な接続と判断が可能であるが、接続作業が繁雑なものとなってしまう。

本発明は、前述した点に鑑みてなされたものであって、簡易な作業で着脱可能でありながら、確実に電気的な接続を行うことができるコネクタシステムを提供することを目的とする。

本発明に係るコネクタシステムは、内視鏡のユニバーサルコード部に設けられたプラグ部と、前記プラグ部に設けられた導電性を有するランドと、前記内視鏡が接続される制御部に、前記ランドを介して前記内視鏡からの信号を受信するために設けられ、前記プラグ部を内部に挿入可能な凹部を有するレセプタクル部と、前記レセプタクル部に設けられ、接地電位に電気的に接続された、導電性を有する接地接点と、前記レセプタクル部に前記接地接点とは異なり設けられ、導電性を有する電気接点と、を備え、前記プラグ部を前記レセプタクル部に挿入又は抜去することによって前記ランドと前記接地接点及び前記電気接点とを当接又は離間させるコネクタシステムであって、前記プラグ部は、抜去方向に向かって拡径する第１斜面部、及び前記第１斜面部の抜去方向側において抜去方向に向かって縮径する第２斜面部、を具備し、前記第２斜面部の挿入方向に対する傾斜角が、前記第１斜面部の挿入方向に対する傾斜角よりも大きいフランジ部を具備し、前記レセプタクル部は、前記凹部の側面部から突没可能であって、前記プラグ部が挿入された場合に前記フランジ部の前記第１斜面部及び前記第２斜面部に当接可能に配設されたボール、及び前記ボールを、前記側面部から前記凹部内に突出する方向に付勢する付勢部材を具備し、前記プラグ部を前記レセプタクル部に挿入する際に、前記レセプタクル部の前記ボールが前記第１斜面部に当接する位置において、前記接地接点が前記ランドと当接し電気的に接続され、前記プラグ部を前記レセプタクル部にさらに挿入することにより、前記接地接点が前記ランドと当接し続けつつ、前記ボールと前記第２斜面部とが当接する位置において、前記電気接点が前記ランドと当接し電気的に接続される。

内視鏡装置の全体構成を示す図である。 制御部を背面側から見た斜視図である。 光源装置２０の概略的な内部構成を示す図である。 プラグ部の斜視図である。 プラグ部の側面図である。 フランジ部の第１斜面部及び第２斜面部の傾斜角を示す図である。 レセプタクル部の斜視図である。 レセプタクル部の概略的な構成を示す断面図である。 レセプタクル部にプラグ部を挿入した状態を示す図である。 図９のボールとフランジ部の部分を拡大した図である。 レセプタクル部にプラグ部を挿入する際の作用を説明する図である。 レセプタクル部にプラグ部を挿入する際の作用を説明する図である。 図１２のボールとフランジ部の部分を拡大した図である。 レセプタクル部にプラグ部を挿入する際の作用を説明する図である。 図１４のボールとフランジ部の部分を拡大した図である。 レセプタクル部にプラグ部を挿入する際の作用を説明する図である。 図１６のボールとフランジ部の部分を拡大した図である。 レセプタクル部の変形例を示す図である。

以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

以下では、本発明に係るコネクタシステムを、図１に示す内視鏡装置１に適用した例を説明する。内視鏡装置１は、図１に示すように、内視鏡２及び制御部３を具備して構成される。内視鏡装置１は、本発明に係るコネクタシステム３０を具備しており、内視鏡２及び制御部３は、該コネクタシステム３０を介して着脱自在に接続される。

本実施形態の内視鏡装置１は、一例として、人体等の被検体内の所定の観察部位を光学的に撮像し、図示しない表示装置に出力する構成を有する。なお、内視鏡装置１は、被検体の所定の観察部位の超音波断層像を撮像する、いわゆる超音波内視鏡と称される形態であってもよい。

内視鏡２は、被検体の体内に導入可能な挿入部４と、挿入部４の基端に位置する操作部５と、操作部５の側部から延出するユニバーサルコード６とを具備して主に構成されている。

挿入部４は、先端に配設される先端部７、先端部７の基端側に配設される湾曲自在な湾曲部８、及び湾曲部８の基端側に配設され操作部５の先端側に接続される可撓性を有する可撓管部９が連設されて構成されている。なお、内視鏡２は、挿入部４に可撓性を有する部位を具備しない、いわゆる硬性鏡と称される形態のものであってもよい。

挿入部４の先端部７には、光学像を撮像するための撮像部及び照明部や、開口部が設けられている。撮像部は、一般にＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサと称される撮像素子及び撮像素子を駆動する電気回路を備えた撮像装置と、撮像素子の受光面上に被写体像を結像するための撮像レンズとを具備して構成されている。撮像装置は、内視鏡２に挿通された電気ケーブルを介して後述する制御部３に設けられた画像処理装置１３に電気的に接続される。

具体的に本実施形態では、撮像装置は、制御部３から電気ケーブルを介して入力される電力及び駆動信号によって動作し、映像信号を電気ケーブルを介して制御部３へ出力する。また、撮像レンズはステッピングモータ等の電動アクチュエータによって撮影倍率を変更可能な、いわゆる電動ズーム機構を有する。この電動ズーム機構を駆動するための制御信号及び電力は、制御部から電気ケーブルを介して入力される。

また照明部は、内視鏡２に挿通された光ファイバケーブルを介して後述する制御部３に設けられた光源装置２０に接続されており、光源装置２０から発せられた光を、撮像部の被写体に向けて出射するためのものである。内視鏡２における撮像部及び照明部の構成は周知のものであるため、その詳細な説明は省略するものとする。

また、開口部は、先端部７に一つ又は複数設けられている。先端部７に設けられた開口部の少なくとも一つは、内視鏡２に挿通された管路を介して後述する制御部３に設けられた送気装置部２２に連通しており、空気及び液体の少なくとも一方の流体の送出を行うためのものである。なお、内視鏡２の挿入部４には、先端部７の位置や挿入部４の形状を検出する内視鏡形状検出装置に用いられるコイルが配設されていてもよい。

操作部５には、湾曲部８の湾曲を操作するためのアングルノブ１０、先端部７に設けられた開口部からの流体の送出動作の制御を行うための送気・送水ボタン１１や、撮像部のズーム動作や静止画撮影等の動作指示を入力するためのボタンスイッチ１２が設けられている。ボタンスイッチ１２は、ユニバーサルコード６に挿通された電気ケーブルを介して、後述する制御部３に電気的に接続されている。

ユニバーサルコード６の基端部には、コネクタシステム３０を構成するプラグ部３１が設けられている。詳しくは後述するが、プラグ部３１は、制御部３に設けられたコネクタシステム３０を構成する略凹形状のレセプタクル部３２内に挿入可能な構成を有する。本実施形態の内視鏡装置１では、このコネクタシステム３０によって、内視鏡２内に配設された電気回路、光ファイバケーブル、及び管路と制御部３との接続及び切り離しが行われる。

制御部３は、図１及び図２に示すように、画像処理装置１３及び光源装置２０を具備して構成されている。本実施形態では、画像処理装置１３及び光源装置２０は、それぞれ分離された略直方体形状の筐体に収容されている。以下の説明では、略直方体形状である画像処理装置１３及び光源装置２０の筐体を構成する面のうちの、上方及び下方に面した面を除いた４面の内の１つであり、内視鏡装置１の使用時に使用者に面する面を、前面と称する。また、この前面の反対側の面を背面と称するものとする。

本実施形態の内視鏡装置１の使用時には、図１に示すように、光源装置２０の上面に画像処理装置１３が載置される。そして、図２に示すように、光源装置２０及び画像処理装置１３は、電気ケーブルである接続ケーブル１５を介して電気的に接続される。

より具体的には、光源装置２０及び画像処理装置１３の背面には、それぞれ光源装置側レセプタクル２４及び画像処理装置側レセプタクル１４が設けられている。また、接続ケーブル１５は、一端に光源装置側レセプタクル２４に着脱可能な光源装置側プラグ１６を有し、他端に画像処理装置側レセプタクル１４に着脱可能な画像処理装置側プラグ１７を有して構成されている。

すなわち、光源装置側レセプタクル２４と光源装置側プラグ１６との組み合わせ、及び画像処理装置側レセプタクル１４と画像処理装置側プラグ１７との組み合わせは、いわゆるメス側コネクタとオス側コネクタとからなる一対の電気コネクタを構成している。本実施形態の内視鏡装置１においては、この一対の電気コネクタは、それぞれ異なる嵌合形状を有しており、異なる組み合わせでの接続が不可能なように構成されている。言い換えれば、本実施形態では、接続ケーブル１５の光源装置側プラグ１６を画像処理装置側レセプタクル１４に接続することは不可能であり、接続ケーブル１５の画像処理装置側プラグ１７を光源装置側レセプタクル２４に接続することは不可能である。

一対の電気コネクタを、それぞれ異なる嵌合形状とする構成としては、例えば、嵌合部にいわゆるキー及びキー溝となる形状の部位を設けて、組み合わせによってキー及びキー溝の位置や数を異ならせる構成が考えられる。また例えば、一方の電気コネクタの嵌合形状を略円形とし、他方のコネクタの嵌合形状を略矩形とする構成であってもよい。

このように、光源装置２０及び画像処理装置１３を接続する接続ケーブル１５を、異なる向きで接続できないようにすることによって、内視鏡装置１の使用準備作業における作業ミスを防止することができ、素早く確実な使用準備作業を可能とすることができる。また、電気コネクタの嵌合部にキー及びキー溝を設けた場合には、メスコネクタに対して、オスコネクタを誤った方向から挿入することが不可能となるため、いわゆる斜め差しと呼ばれるような、導通が不確実な状態における電気コネクタの接続を防止することができ、より好ましい。

また、本実施形態の接続ケーブル１５は、図２に示すように、光源装置２０及び画像処理装置１３を接続した状態において、光源装置２０及び画像処理装置１３の背面に沿うように延在する。すなわち、光源装置側レセプタクル２４及び画像処理装置側レセプタクル１４への、光源装置側プラグ１６及び画像処理装置側プラグ１７の挿入方向と、接続ケーブル１５の延在方向とは略直交している。そして、接続ケーブル１５は、光源装置２０及び画像処理装置１３を接続した状態において、略Ｕ字状の折返し部１８を設けることが可能な長さを有する。

このように、接続ケーブル１５を、光源装置２０及び画像処理装置１３の背面に沿って延在させ、かつ接続ケーブル１５に略Ｕ字状の折返し部１８を設けることによって、制御装置３を設置する際に、制御装置３の背面側に必要な空間を小さくすることができる。

また本実施形態によれば、接続ケーブル１５に物が接触した場合や、光源装置２０と画像処理装置１３との位置がずれてしまった場合における、光源装置側レセプタクル２４、光源装置側プラグ１６、画像処理装置側レセプタクル１４及び画像処理装置側プラグ１７に加えられる負荷を軽減することができる。

画像処理装置１３は、内視鏡２に配設された撮像装置及び撮像レンズの動作を制御する構成を有するとともに、撮像装置から出力された映像信号を図示しない表示装置に表示可能なように変換処理して出力する構成を有する。

より具体的には、画像処理装置１３は、撮像素子を具備する撮像装置を駆動するための電力及び駆動信号を出力し、かつ撮像装置から出力された映像信号を変換処理する第１制御部と、撮像レンズの電動ズーム機構を駆動するための電力及び駆動信号を出力する第２制御部と、を具備して構成されている。

光源装置２０は、図３に示すように、レセプタクル部３２、光源部２１、送気装置部２２、及び電源部２３を具備して構成されている。

レセプタクル部３２は、詳しくは後述するが、コネクタシステム３０を構成するものであり、内視鏡２に設けられたプラグ部３１を内部に挿入可能な凹形状を有する。本実施形態では、レセプタクル部３２は、光源装置２０の前面に設けられている。

光源部２１は、レセプタクル部３２の背面側に配設されている。光源部２１は、例えばハロゲンランプ、キセノンランプ、ＬＥＤ又は半導体レーザー等の、内視鏡２の撮像部が感度を有する波長の光を出射する光源を有する。光源部２１から出射された光は、レセプタクル部３２に入射される。

また、図示しないが、光源部２１は、内視鏡２に挿通された光ファイバケーブルに光源が出射する光を効率良く入射させるための光学系部材を有する。なお、光源部２１は、バンドパスフィルタや偏光フィルタを備える形態であってもよい。

送気装置部２２は、本実施形態では、内視鏡２の挿入部４の先端部７の開口部から送出するための空気を吐出する電動ポンプを具備して構成されている。送気装置部２２は、図示しない管路を介して、レセプタクル部３２に接続されている。なお、送気装置部２２は、電動ポンプ、コンプレッサー又はボンベ等の空気を所定の圧力で吐出する構成であればよく、内視鏡装置１の外部に設けられる構成であってもよい。

電源部２３は、光源部２１及び送気装置部２２を駆動するための電力を供給する装置である。

また前述したように、光源装置２０の背面には、光源装置側レセプタクル２４が設けられている。前面に設けられたレセプタクル部３２と、背面に設けられた光源装置側レセプタクル２４とは、光源装置２０の筐体内を配索された第１ハーネス２５及び第２ハーネス２６によって電気的に接続されている。

第１ハーネス２５は、内視鏡２の撮像装置を駆動するための電力と、撮像装置の動作を制御する制御信号と、撮像装置から出力された映像信号とを伝達する複数の電気ケーブルによって構成されている。光源装置２０内において第１ハーネス２５は、レセプタクル部３２から光源部２１に対して遠ざかる方向へと延出し、光源部２１から所定の距離以上離間するように配索されている。

内視鏡２に配設された撮像素子を具備する撮像装置は、第１ハーネス２５及び接続ケーブル１５を介して、画像処理装置１３の第１制御部に電気的に接続される。以下では、この撮像装置及び第１制御部と、両者を電気的に接続する複数の電気ケーブルからなる電気回路を、第１電気回路と称する。

第２ハーネス２６は、内視鏡２の撮像レンズの電動ズーム機構を駆動するための制御信号及び電力を伝達するための複数の電気ケーブルによって構成されている。また、例えば、内視鏡装置１が内視鏡形状検出装置を有する場合には、第２ハーネス２６には、挿入部４に配設されたコイルに電力を供給するための電気ケーブルが含まれる。第２ハーネス２６は、第１ハーネス２５と光源部２１との間において、第１ハーネス２５と離間した状態で配索されている。

内視鏡２に配設された撮像レンズの電動ズーム機構は、第２ハーネス２６及び接続ケーブル１５を介して、画像処理装置１３の第２制御部に電気的に接続される。以下では、この電動ズーム機構及び第２制御部と、両者を電気的に接続する複数の電気ケーブルからなる電気回路を、第２電気回路と称する。なお、内視鏡装置１が内視鏡形状検出装置を有する場合には、挿入部４に配設されたコイル及びコイルに電力を供給するための電気ケーブルも第２電気回路に含まれる。

本実施形態では、レセプタクル部３２から延出する電気ケーブルを複数のハーネスに振り分けることによって、個々のハーネスの柔軟性を向上させて取り回しの自由度を向上させている。

また、本実施形態では、光源装置２０内において、第１電気回路を構成する第１ハーネス２５と、第２電気回路を構成する第２ハーネス２６とを離間させている。このような構成によって、電動ズーム機構の動作時等において、第２電気回路が発する電磁ノイズが、撮像部の駆動を行う第１電気回路に及ぼす影響を抑制することができる。

また、本実施形態では、光源装置２０内において、第１電気回路を構成する第１ハーネス２５を、光源部２１から所定の距離以上離間するように配索しているため、電磁ノイズ源である光源部２１から発せられる電磁ノイズが、撮像部の駆動を行う第１電気回路に及ぼす影響を抑制することができる。

以下に、本実施形態のコネクタシステム３０の構成を説明する。コネクタシステム３０は、前述したように、内視鏡２のユニバーサルコード６の基端部に設けられたプラグ部３１と、制御部３に設けられたレセプタクル部３２とによって構成されている。本実施形態では、略凸形状のいわゆるオス側コネクタであるプラグ部３１を、略凹形状のいわゆるメス側コネクタであるレセプタクル部３２内に挿入することによって、内視鏡２内に配設された電気回路、光ファイバケーブル及び管路を、一括に制御部３に接続する構成を有する。

まず、プラグ部３１の構成について説明する。プラグ部３１は、図４及び図５に示すように、電気コネクタ部４０、ライトガイドプラグ３３、管路プラグ３４、及びフランジ部３５を具備して構成されている。なお、以下の説明では、プラグ部３１をレセプタクル部３２に挿入する方向を挿入方向と称し、該挿入方向の反対の方向、すなわちプラグ部３１をレセプタクル部３２から抜去する方向を抜去方向と称するものとする。

電気プラグ部４０、ライトガイドプラグ３３、及び管路プラグ３４は、それぞれ略円形状の外周形状を有する。電気プラグ部４０、ライトガイドプラグ３３、及び管路プラグ３４は、それぞれの中心軸が略平行であり、かつ中心軸が挿入方向に沿うように配設されている。

電気プラグ部４０は、本実施形態では、挿入方向に沿う軸を中心軸とした略円柱形状の第１ハウジング４１及び第２ハウジング４２が挿入方向に連接された外径を有する。第２ハウジング４２は、第１ハウジング４１の挿入方向側に設けられており、第２ハウジング４２の外径は、第１ハウジング４１よりも小さい。

本実施形態では、第１ハウジング４１及び第２ハウジング４２は、電気絶縁性の合成樹脂材料を一体成型することによって形成されている。なお、第１ハウジング４１と第２ハウジング４２の中心軸は略平行であればよい。本実施形態では、第２ハウジング４２の中心軸は、第１ハウジング４１の中心軸に対して径方向に所定の距離だけオフセットしている。

第１ハウジング４１の外周部には、導電性を有するランドである複数の第１電気回路ランド４３及び第２電気回路ランド４４が設けられている。また、第２ハウジング４２の外周部にも、複数の第１電気回路ランド４３及び第２電気回路ランド４４が設けられている。

第１電気回路ランド４３は、内視鏡２に挿通された電気ケーブルを介して、撮像装置に電気的に接続されている。すなわち、第１電気回路ランド４３は、第１電気回路の一部を構成している。第１電気回路とは、前述したように、撮像装置と、画像処理装置１３の第１制御部と、両者を電気的に接続する複数の電気ケーブルとからなる電気回路である。

また、第２電気回路ランド４４は、内視鏡２に挿通された電気ケーブルを介して、撮像部の電動ズーム機構に電気的に接続されている。すなわち、第２電気回路ランド４４は、第２電気回路の一部を構成している。第２電気回路とは、前述したように、電動ズーム機構と、画像処理装置１３の第２制御部と、両者を電気的に接続する複数の電気ケーブルからなる電気回路である。

第１ハウジング４１及び第２ハウジング４２のそれぞれの外周部において、第１電気回路ランド４３と、第２電気回路ランド４４とは、中心軸を挟んで周方向に離れた二つの領域に配設されている。このように、第１電気回路ランド４３と第２電気回路ランド４４とを周方向に離間させることによって、異なる電気回路間の沿面距離及び空間距離を大きく取ることができる。

また、第１ハウジング４１の外周部には、径方向外側へ突出する突起部４５が設けられている。突起部４５は、嵌合機構におけるいわゆるキーの役割を果たすものであり、後述するレセプタクル部３２に設けられたキー溝である溝部５７に対応した位置に設けられている。なお、突起部４５は、一つであってもよいし複数であってもよい。

以上のような電気プラグ部４０の挿入方向側の端面部には、ライトガイドプラグ３３及び管路プラグ３４が突設されている。具体的には、ライトガイドプラグ３３及び管路プラグ３４は、第２ハウジング部４２の挿入方向側の端面部から、挿入方向に延出するように設けられている。

ライトガイドプラグ３３は、内視鏡２内に挿通されたライトガイドファイバの終端部（基端部）を収容する略円筒形状の部材である。ライトガイドプラグ３３は、挿入方向に開口しており、該開口からライトガイドファイバの終端が挿入方向に露出している。また、管路プラグ３４は、内視鏡２内に挿通された管路に連通する略円筒形状の部材である。

電気プラグ部４０の挿入方向とは反対側、すなわち抜去方向側には、フランジ部３５が設けられている。フランジ部３５は、電気プラグ部４０よりも径方向外側に突出した形状を有する。

本実施形態では、フランジ部３５は、第１ハウジング４１よりも外径が大きい円形状の外周形状を有し、中心軸が第１ハウジング４１の中心軸と略一致するように設けられている。なお、フランジ部３５は、周方向について全周に設けられる形態であってもよいし、周方向の一部に設けられる形態であってもよい。

フランジ部３５は、例えばステンレス合金のような、金属等の導電性を有する材料からなり、内視鏡２に配設された電気回路の周囲を覆う導電性の部材である電磁シールド部材に電気的に接続されている。なお、フランジ部３５自体が、プラグ部３１の外周を覆う金属製の筒形状を有し、電磁シールド部材として働く構成であってもよい。

フランジ部３５は、図５及び図６に示すように、突き当て面部３６、第１斜面部３７及び第２斜面部３８の３つの面によって構成されている。突き当て面部３６は、挿入方向に面し、中心軸と直交する平面である。突き当て面部３６は、プラグ部３１をレセプタクル部３２に挿入した場合に、レセプタクル部３２に設けられた後述する凹部６３の底面部６４に突き当たることによって、レセプタクル部３２に対するプラグ部３１の挿入方向の位置決めを行うための部位である。

第１斜面部３７は、突き当て面部３６の抜去方向側において、抜去方向へ向かうにつれて径方向外側へ拡径する、いわゆるテーパー面である。ここで、フランジ部３５の中心軸（挿入方向）に対する、第１斜面部３７の傾斜の角度を傾斜角αとする。

第２斜面部３８は、第１斜面部３７の抜去方向側において、抜去方向へ向かうにつれて径方向内側へ縮径する、いわゆるテーパー面である。ここで、フランジ部３５の中心軸（挿入方向）に対する、第２斜面部３８の傾斜の角度を傾斜角βとする。そして、本実施形態では、フランジ部３５の第２斜面部３８の傾斜角βが、第１斜面部の傾斜角αよりも大きくなるように設定されている。

次に、レセプタクル部３２の構成について説明する。レセプタクル部３２は、図７及び図８に示すように、プラグ部３１を内部に挿入可能な略凹形状を有する。レセプタクル部３２は、電気レセプタクル部５０、ライトガイドレセプタクル部６０及び管路レセプタクル部６１を具備して構成されている。

電気レセプタクル部５０は、電気プラグ部４０を所定の隙間を有して収容する、略円形状の凹部である。具体的に電気レセプタクル部５０は、第１ハウジング４１を所定の隙間を有して収容する内径を有する第１凹部５１と、該第１凹部５１の底面部に設けられ第２ハウジング４２を所定の隙間を有して収容する内径を有する第２凹部５２とを具備して構成されている。

第１凹部５１及び第２凹部５２は、本実施形態では、電気絶縁性の合成樹脂材料によって形成されている。なお、第１凹部５１及び第２凹部５２は、第１ハウジング４１及び第２ハウジング４２の中心軸のオフセット量に応じて、中心軸がオフセットするように設けられている。このような構成にすることにより、プラグ部３１がレセプタクル部３２に誤った角度で挿入されることを防止することができる。

第１凹部５１及び第２凹部５２の内周面部には、径方向内側に突出するように、導電性を有する接点である複数の第１電気回路接点５３及び第２電気回路接点５４が設けられている。第１電気回路接点５３及び第２電気回路接点５４は、プラグ部３１がレセプタクル部３２に挿入された状態において、第１電気回路ランド４３及び第２電気回路ランド４４に当接するように構成されている。

第１電気回路接点５３及び第２電気回路接点５４は、それぞれ金属等の導電性を有する材料からなる。第１電気回路接点５３は、画像処理装置１３の第１制御部に電気的に接続されている。すなわち、第１電気回路接点５３は、第１電気回路の一部を構成している。レセプタクル部３２の第１電気回路接点５３が、プラグ部３１の第１電気回路ランド４３と当接することによって、第１電気回路が形成される。

第２電気回路接点５４は、画像処理装置１３の第２制御部に電気的に接続されている。すなわち、第２電気回路接点５４は、第２電気回路の一部を構成している。レセプタクル部３２の第２電気回路接点５４が、プラグ部３１の第２電気回路ランド４４と当接することによって、第２電気回路が形成される。

また、第１電気回路接点５３及び第２電気回路接点５４を構成する複数の接点のうち、接地電位に電気的に接続された接地接点５５及び電源装置に接続された電力供給接点５６は、信号を伝達するための他の接点よりも抜去方向に突出して設けられている。また、接地接点５５は、電力供給接点５６よりも抜去方向に突出している。

このような構成を有することにより、レセプタクル部３２にプラグ部３１を挿入する場合、内視鏡２内の電気回路は、まず接地電位に電気的に接続された後に電源が供給され、さらにその後に制御部３との間における信号を伝達するための電気的接続が行われる。このような順序で電気的な接続が行われることによって、内視鏡２内の電気回路の保護及び動作の安定を図ることができる。

なお、第１凹部５１の内周面部には、プラグ部３１の第１ハウジング４１に設けられた突起部４５が内部に嵌合する溝部５７が設けられている。前述したように、この突起部４５と溝部５７とは、いわゆるキー及びキー溝の役割を果たすものであって、レセプタクル部３２に対するプラグ部３１の中心軸周りの位置決めをするためのものである。なお、レセプタクル部３２に突起部を設け、プラグ部３１に溝部を設ける構成であってもよい。

以上のような構成を有する電気レセプタクル部５０の第２凹部５２の底面部には、ライトガイドレセプタクル部６０及び管路レセプタクル部６１が設けられている。ライトガイドレセプタクル部６０は、ライトガイドプラグ３３を収容可能な凹部であって、底面部側が、光源部２１に接続されている。ライトガイドレセプタクル部６０内にライトガイドプラグ３３が収容されることによって、光源部２１から出射された光が、ライトガイドファイバに入射するようになる。

また、管路レセプタクル部６１は、管路プラグ３４を収容可能な凹部であって、底面部側が図示しない管路を介して送気装置部２２に連通している。管路レセプタクル部６１内に管路プラグ３４が収容されることによって、送気装置部２２と内視鏡２の挿入部４の先端部７の開口部とが連通する。

電気レセプタクル部５０の外周には、金属等の導電性の材料からなる略円筒形状のシェル６２が配設されている。また、シェル６２の周囲には、合成樹脂等の電気絶縁性の材料からなるカバー６９が設けられている。

シェル６２は、接地電位に電気的に接続されている。シェル６２は、電気レセプタクル部５０の外周を覆うとともに、電気レセプタクル部５０よりも抜去方向（第１凹部５１の開口方向）に突出している。

シェル６２の、電気レセプタクル部５０よりも抜去方向に突出した部分は、プラグ部３１のフランジ部３５を内部に挿入可能な内径を有する凹部６３が設けられている。プラグ部３１をレセプタクル部３２に挿入した場合、凹部６３の底面部６４に、フランジ部３５の突き当て面部３６が突き当たる。

また、シェル６２の凹部６３の側面部６５には、側面部６５から凹部６３の径方向内側に突出するボール６７が配設されている。ボール６７は、金属等の導電性を有する材料によって構成されている。ボール６７は、径方向に移動可能であって、かつ側面部６５から径方向内側に所定量以上は突出しないように移動範囲が規制されている。言い換えれば、ボール６７は、シェル６２の側面部６５から凹部６３内側に突没可能に配設されている。ボール６７の側面部６５から径方向内側への最大の突出量は、レセプタクル部３１にプラグ部３２が挿入された場合に、ボール６７がフランジ部３５の第１斜面部３７及び第２斜面部３８に当接可能な範囲内とされている。

具体的には、シェル６２の凹部６３の周囲に、径方向外側からボール６７を挿入することが可能な貫通孔である保持孔部６６が形成されている。保持孔部６６は、シェル６２の径方向外側から内側に向かうにつれて内径が小さくなるテーパー孔である。このテーパー孔である保持孔部６６の形状をボール６７の直径に応じて設定することによって、保持孔部６６は、ボール６７を側面部６５から径方向内側に所定量だけ突出させた状態で保持し、かつボール６７を径方向に移動可能に保持することが可能となる。なお、保持孔部６６は、座ぐり孔であってもよい。

保持孔部６６の外側には、保持孔部６６内に挿入されたボール６７を、シェル６２の径方向内側に向かって付勢する付勢部材６８が設けられている。付勢部材６８は、金属等の導電性を有する材料によって構成されており、シェル６２に固定されている。本実施形態では、付勢部材６８は金属製の板バネであって、弾性力によってボール６７がシェル６２の側面部６５から凹部６３内側に突出する方向（径方向内側）に向かって付勢する構成を有する。

そして本実施形態では、図９及び図１０に示すように、プラグ部３１を、突き当て面部３６がシェル６２の凹部６３の底面部６４に突き当たるまでレセプタクル部３１内に挿入した場合に、ボール６７が、第２斜面部３８に当接する。そしてこの状態において、ボール６７は保持孔部６６の底面に当接しておらず、移動範囲の途中に位置している。

次に、以上に述べたコネクタシステム３０において、内視鏡装置１の使用者が、手指を用いてレセプタクル部３１にプラグ部３２を挿入する場合の作用について説明する。

まず、レセプタクル部３１内にプラグ部３２を挿入方向に向かって挿入していくと、図１１に示すように、接地接点５５と、第１電気回路ランド４３及び第２電気回路ランド４４の対応するランドとが当接する。これにより、内視鏡２に配設された電気回路は接地電位に電気的に接続される。

さらにプラグ部３２を挿入方向に向かって挿入していくと、図１２及び１３に示すように、ボール６７と、フランジ部３５の第１斜面部３７とが当接する。ここで、ボール６７は、付勢部材６８によって径方向内側に向かって付勢されており（矢印Ｆ１）、第１斜面部３７は、挿入方向に向かうほど縮径している。したがって、付勢部材６８による付勢力は、プラグ部３１に対してプラグ部３１を抜去方向へ押し返す方向に作用する（矢印Ｆ２）。

例えば、この状態でプラグ部３１から手を離してプラグ部３１を挿入方向へ押す力をなくすと、プラグ部３１は、反力によってレセプタクル部３２の外へ押し出される。

この付勢部材６８の付勢力による反力よりも強い力でさらにプラグ部３２を挿入方向に向かって挿入していくと、図１４に示すように、電力供給接点５６と、第１電気回路ランド４３及び第２電気回路ランド４４の対応するランドとが当接する。これにより、内視鏡２に配設された電気回路への電力供給が開始される。

また、ここで、図１５に示すように、第１斜面部３７によってボール６７は径方向外側に押し出され、ボール６７は、第１斜面部３７を乗り越えてフランジ部３５の最外周部３９に至る。これにより、付勢部材６８の付勢力によって生じるプラグ部３１を抜去方向へ押し返す反力が消失する。

この瞬間において、使用者は反力よりも大きな力でプラグ部３１を挿入方向へ押している。このため、図１６及び図１７に示すように、プラグ部３１はさらに挿入方向へと移動し、ボール６７はフランジ部３５の最外周部３９を乗り越えた後に第２斜面部３８に沿って保持孔部６６の底面方向に向かって落ち込む。

ここで、第２斜面部３８は、抜去方向に向かうほど縮径している。したがって、付勢部材６８による付勢力（矢印Ｆ１）は、プラグ部３１に対してプラグ部３１を挿入方向へ推し進める推進力として作用する（矢印Ｆ３）。この状態では、使用者がプラグ部３１から手を離したとしても、プラグ部３１は自動的にレセプタクル部３２内に引き込まれる。

またこのボール６７が、第１斜面部３７を乗り越えて第２斜面部３８に当接する位置において、まだ当接していなかった映像信号等の信号を伝達するための第１電気回路ランド４３及び第２電気回路ランド４４と、第１電気回路接点５３及び第２電気回路接点５４とが当接する。

一般に多ピンのコネクタにおいて接点とランドと当接させるためには、接点数に応じた力量でプラグ部を押し込む必要があるが、本実施形態では、付勢部材６８の付勢力によって生じる推進力（矢印Ｆ３）によって、自動的に接点とランドとが当接するようにプラグ部３１がレセプタクル部３２内に引き込まれる。

そして、図９及び図１０に示すように、プラグ部３１は、突き当て面部３６がシェル６２の凹部６３の底面部６４に突き当たるまで、レセプタクル部３２内に挿入される。この状態において、ボール６７は、保持孔部６６の底面に当接しておらず、移動範囲の途中に位置しているため、付勢部材６８の付勢力によって生じる、プラグ部３１を挿入方向へ押す推進力（矢印Ｆ３）は生じたままである。

この状態からプラグ部３１を抜去する場合には、第１斜面部３７の傾斜角αよりも、第２斜面部３８の傾斜角βの方が大きいため、プラグ部３１を挿入する際に必要な力量よりも大きな力量を抜去方向に加える必要がある。

このため、本実施形態では、レセプタクル部３２内にプラグ部３１が挿入されている状態において、レセプタクル部３２とプラグ部３１との間の遊びを解消して電気的な接続を確実に行うとともに、プラグ部３１がレセプタクル部３２から不意に抜け落ちてしまうことを防止することができる。

以上のような、本実施形態のコネクタシステム３０は、プラグ部３１に、抜去方向に向かって拡径する第１斜面部３７と、第１斜面部３７の抜去方向側において抜去方向に向かって縮径する第２斜面部３８とからなるフランジ部３５を具備し、レセプタクル部３２に、付勢部材６８によって径方向内側に付勢され、フランジ部３５に当接するボール６７を具備している。

このような構成を有するコネクタシステム３０においては、図１５に示すように、径方向内側に付勢されたボール６７が第１斜面部３７を乗り越えるところまでプラグ部３１を挿入しなければ、ボール６７と第１斜面部３７との作用によって生じる反力によって、プラグ部３１はレセプタクル部３２から抜け落ちる。

一方、図１７に示すように、径方向内側に付勢されたボール６７が第１斜面部３７及び最外周部３９を乗り越えるところまでプラグ部３１を挿入すれば、プラグ部３１から手を離したとしても、ボール６７と第２斜面部３８との作用によって生じる推力によって、プラグ部３１は、突き当て面部３６が突き当たるまでレセプタクル部３２内に確実に挿入される。そして、プラグ部３１がレセプタクル部３２内に挿入された後にも、プラグ部３１は推力によって挿入方向に押されているため、振動等によってプラグ部３１がレセプタクル部３２から不意に抜け落ちることはない。

以上のように、本実施形態のコネクタシステム３０は、使用者がプラグ部３１をレセプタクル部３２に挿入した場合の結果が、プラグ部３１が確実にレセプタクル部３２に挿入された状態、またはプラグ部３１がレセプタクル部３２から抜け落ちた状態、の二つの状態のいずれかとなる。

すなわち使用者は、コネクタシステム３０において、電気的な接続が確実に行われているか否かを明確に認識することができる。したがって本実施形態のコネクタシステム３０によれば、プラグ部３１をレセプタクル部３２に挿抜するという簡易な作業のみで着脱可能でありながら、確実に電気的な接続を行うことができる。

また、本実施形態のコネクタシステム３０では、内視鏡２に配設された電磁シールド部材は、導電性を有するフランジ部３５に電気的に接続されている。一方、レセプタクル部３２内にプラグ部３１が挿入された状態において、フランジ部３５に当接する導電性を有するボール６７は、同じく導電性を有する付勢部材６８及びシェル６２を介して、接地電位に接続されている。したがって、本実施形態では、電磁シールド部材を、確実に接地電位に電気的に接続することができ、内視鏡２からの放射される電磁ノイズを抑制することができる。

なお、図１８に示すように、シェル６２に、凹部６３の側面部６５から径方向に内側に延出する、金属等の導電性の材料からなる舌片部７０を複数設け、レセプタクル部３２内にプラグ部３１が挿入された状態において該舌片部７０が、フランジ部３５に当接する構成としてもよい。このような構成によれば、舌片部７０は、ボール６７よりも広い面積でフランジ部に接触するため、より確実にフランジ部３５を接地電位に電気的に接続することができる。

本発明は、前述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うコネクタシステムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本出願は、２０１０年３月１６日に日本国に出願された特願２０１０−０５９７４４号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (1)

1. 内視鏡のユニバーサルコード部に設けられたプラグ部と、
   前記プラグ部に設けられた導電性を有するランドと、
   前記内視鏡が接続される制御部に、前記ランドを介して前記内視鏡からの信号を受信するために設けられ、前記プラグ部を内部に挿入可能な凹部を有するレセプタクル部と、
   前記レセプタクル部に設けられ、接地電位に電気的に接続された、導電性を有する接地接点と、
   前記レセプタクル部に前記接地接点とは異なり設けられ、導電性を有する電気接点と、
   を備え、
   前記プラグ部を前記レセプタクル部に挿入又は抜去することによって前記ランドと前記接地接点及び前記電気接点とを当接又は離間させるコネクタシステムであって、
   前記プラグ部は、抜去方向に向かって拡径する第１斜面部、及び前記第１斜面部の抜去方向側において抜去方向に向かって縮径する第２斜面部、を具備し、前記第２斜面部の挿入方向に対する傾斜角が、前記第１斜面部の挿入方向に対する傾斜角よりも大きいフランジ部を具備し、
   前記レセプタクル部は、前記凹部の側面部から突没可能であって、前記プラグ部が挿入された場合に前記フランジ部の前記第１斜面部及び前記第２斜面部に当接可能に配設されたボール、及び前記ボールを、前記側面部から前記凹部内に突出する方向に付勢する付勢部材を具備し、
   前記プラグ部を前記レセプタクル部に挿入する際に、前記レセプタクル部の前記ボールが前記第１斜面部に当接する位置において、前記接地接点が前記ランドと当接し電気的に接続され、
   前記プラグ部を前記レセプタクル部にさらに挿入することにより、前記接地接点が前記ランドと当接し続けつつ、前記ボールと前記第２斜面部とが当接する位置において、前記電気接点が前記ランドと当接し電気的に接続される
   ことを特徴とするコネクタシステム。

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