JP5902482B2 - 押しボタン、その製造方法、および医療用操作部品 - Google Patents

Description

本発明は、押しボタン、特に、医療機器またはその把手のような医療用操作部品の一部としての押しボタンに関するものである。本発明はまた、この種の押しボタンの製造方法と医療用操作部品とにも関するものである。

一方ではＨＦ外科手術の使用が、他方では電気的に駆動されるかまたは作動される診断用および治療用の機器の使用が増大するのに伴って、取り扱いに切り換え機能の始動が含まれる手持ち型の医療機器または医療装置の使用が大幅に拡大してきた。この種の機器および装置またはこれらの関連操作部品は、電気式押しボタンとともに使用されている。

この点で、製品の使用によるだけでなく、製品の洗浄、消毒および殺菌にもよる液体の浸透は、湿気の浸透が押しボタン／接点を故障させ、それゆえ、製品の機能がもはや保証されないという事実のために、押しボタンを損傷させ得るという問題がある。

これらの種類の操作部品は、ボタン要素とそれらの機能とを保護するために、液体の浸透が回避されるように、ケーブル出口、接点挿入区域、押しボタン区域のような境界面で（シール用リング、フィルム、接合などによって）シールされている。加えて、押しボタンは、防滴設計を有するが、周囲条件によっては、湿式加熱による殺菌の場合には、この設計は単に条件付きの保護を付与するだけである。

記載したこの種の操作部品の使用が増えることで、ある一定の問題が認識されてきた。一方では、操作要素のすべての境界面をシールすることは、非常に複雑な構成作業であり、他方では、繰り返し使用の後に漏れの危険性が存在する。湿気が１か所に入ると、他のシール部は機能しなくなり、その結果、湿気は把手の内部に浸透することがある。

従って、本発明は、長い耐用年数と高い信頼性とを特に有するべきであるという上記の使用上の要件に関して改良された押しボタンを開示するという目的に基づくものである。加えて、対応して改良された操作部品が提供される。

この目的は、請求項１の特徴を備える押しボタンにより、または、請求項４の特徴を備える操作部品により達成される。本発明概念の好都合なさらなる展開は、それぞれの従属請求項の主題である。

本発明は、（固有の潜在的欠陥を有する）付加的なシール手段を備えることなく、それらの設計によって互いに対して気密状にシールされている最小数の部品を含む押しボタンを開示するという概念を含む。本発明はまた、そのハウジング部材の１つの一体部分としての押しボタンの切り換え用スプリングを設計するという概念も含み、その結果、このハウジング部材と切り換え用スプリングとの間のシールが初めから必要とされない。本発明はまた、この第１ハウジング部材に加えて、押しボタンの少なくとも１つの接点を含有するさらなる第２ハウジングを１つだけ設けてそのハウジングを形成するという概念も含む。最後に、本発明は、この接点またはこれらの接点を別個のシール手段によることなく第２ハウジング部材に密に埋め込むという概念を含む。

本発明による押しボタンは、医療用操作部品において特に有利に使用され得るだけでなく、他の装置においても、特に、高い熱応力または気候的ストレスにさらされる可能性があるものにも使用され得る。

本明細書において、「気密状にシールされた」とは、熱衝撃応力および交互応力を含めた、医療機器の殺菌（特に蒸気殺菌）の間およびそれらの使用の間における通常の要件を満たす防湿性および耐圧性の程度を意味する。本明細書では、極めて低い温度での気密性について存在するような高い真空密封度についての要件はほとんど存在しない。

本発明の１つの実施形態では、第２ハウジング部材が少なくともいくつかの部分においてガラスから作られていて、その当接用接点が上記部分中に溶融シールされている。ガラス中への金属部品の溶融シールは、簡単で費用がかからない様式で、長くて信頼性のあるサービスを有する気密シールを達成するために、照明技術において何１０年間にもわたって知られている技術である。

さらなる実施形態では、第１ハウジング部材が、弾性金属、特に高品位鋼またはチタニウムもしくはチタニウム合金を含み、特に、深絞り部として設けられている。このことによって、切り換え用スプリングと第１ハウジング部材との一体的実施形態を容易に実施することが、医療殺菌技法の厳しい条件下においても押しボタンの永久耐食性および気密性を有することと一緒に可能になる。

上記２つの実施形態の組み合わせによって、第２ハウジング部材が全体にガラスから作られているとともに、第１ハウジング部材の壁に接するその周縁が上記壁との間で物理化学的ガラス−金属結合を形成するという有利な設計がもたらされる。さらにまた、これによって、本発明の実施のためのガラスおよび照明技術から利用することのできる知識および技術の賢明な使用がなされる。

同じことが、第２ハウジング部材が金属製リングおよびガラス金属製リングから作られている改変型実施形態に適用され、ここで、ガラス金属製リングの周縁は、金属製リングの周壁内面とともに物理化学的ガラス−金属結合を形成する。上記金属製リングの外壁と第１ハウジング部材との間に達成される気密状にシールされた接合は、例えばレーザー溶接法によって作り出すことができる。この種類の溶接法は、医療技術において長い間確立されており、本発明の実施に使用することができる。

本発明の上記態様は、「高性能の実施形態」をある程度までもたらすが、本発明は、原則として、安価なプラスチック部品で実施することもできる。この場合に、第１ハウジング部材は、例えば、導電的に充填された、特に高温耐性があるプラスチックおよび／または導電性コーティングを有するプラスチックから作られ、特に、ブロー成形部品として具体化される。加えて、第２ハウジング部材は、プラスチックから作ることもでき、特に、射出成形部品として具体化される。このことによって、本発明の「低コスト実施形態」を、厳しい条件がほとんどないものについて、ある程度まで実施することができる。しかしながら、金属製および／またはガラス製のハウジング部材をプラスチック製のハウジング部材に組み合わせることも可能である。

第２ハウジング部材中に単一の当接用接点を備える押しボタンの１つの実施形態では、第１ハウジング部材が外部接続用接点への内部ボタン供給ラインとして同時に役立つが、押しボタンは、２つ（またはそれより多く）の当接用接点が設けられていてもよく、これらの接点が第２ハウジング部材に埋め込まれており、第１ハウジング部材に一体に組み込まれた切り換え用スプリングによって互いに電気的に接続されていてもよい。この実施形態では、金属製部分または完全に金属であるかもしくは金属でコートされた第１ハウジング部材が当接用接点間の距離を橋渡しするだけであるが、それだけでは外部接続用接点へ接続されない。このため、他の非導電性プラスチック部品の内部金属化は、押しボタン機能の実施のために充分でもある。

提案された押しボタンの実体的実施形態に応じて、個々の押しボタン構成要素の接点箇所の気密状にシールされた接続のための特徴的な熱処理工程は、特に９００℃を超える温度ではガラスから金属への溶融シール工程もしくは焼結工程かのいずれかの形態を、またはプラスチック高温機械加工工程としての形態を取る。後者の変形例は、特に、第１ハウジング部材を第２ハウジング部材上に圧縮することを含む工程か、または、実際に使用されるプラスチック（熱可塑性物質）の加工特性に適合した機械加工温度および時間を備えるプラスチック溶接工程である。

本発明による操作部品は、第１ハウジング部材へのまたは押しボタンのそれぞれの当接用接点への接続用接点を特に含み、これらは、常用の技術によって、該操作部品上に、はんだ付けされているか、または圧着されている。しかしながら、上記接続を確立するためには、導電性接着剤による接合、もしくは溶接方法、またはさらには簡単なプラグ−ソケット接続のような他の接続方法を用いることも可能である。特に、言及した接続用接点はＳＭＤ構造体の要素であってもよく、ここで、押しボタンの形状およびサイズは特定の構造体にひいては適合される。

好都合な実施形態では、アレンジメントの機能的構成要素が押しボタンの内部に配置されており、その接続部は、気密状にシールされて、第２ハウジング部材を介して操作部品における接続用接点へ案内されている。

本発明の利点および好都合な特徴は、図面を参照することで、例示的な実施形態の以下の記載から誘導することもできる。

本発明の第１実施形態による押しボタンの模式的縦断面図である。 本発明の第２実施形態による押しボタンの模式的縦断面図である。 本発明の第３実施形態による押しボタンの模式的縦断面図である。 本発明の第４実施形態による押しボタンの模式的縦断面図である。

図１は押しボタン１０を示しており、２つの外部接続用接点Ｃ１およびＣ２へ接続され、特に、医療用操作部品のプリント回路基板（図示せず）に配置することができる。押しボタン１０は、深鍋の形状の第１ハウジング部材１１と、ガラスから作られたリング形状の第２ハウジング部材１２と、ガラス製の第２ハウジング部材１２中で中心に配置された接点部材（当接用接点に相当する）１３とを含み、第１ハウジング部材１１は、球冠の形状に打ち延ばされた基床１１ａと円筒状の壁１１ｂ（円筒状の連続壁に相当する）とを備える。第２ハウジング部材１２の外径の寸法は、それが第１ハウジング部材１１の円筒状の壁１１ｂ中に事実上、遊びを生じることなく嵌まるように、かつ、接点部材１３のピン部分１３ａがその中心における円筒状ブラッシング中に事実上、遊びを生じることなく嵌まるように、選択されている。

熱による機械加工工程（下記を参照のこと）は、それぞれの場合において、言及した部品の接点表面に気密状のシーリングを作り出す。接点部材１３は、押しボタン１０中に、円形接点板１３ｂが第２ハウジング部材１２の内面と第１ハウジング部材１１の基床１１ａとの間の中空空間１４におけるその内側端部に位置することになるように、正確には、弾性凹部において、これが円形接点板１３ｂに接触するように、第１ハウジング部材１１の基床１１ａにおけるくぼみ１１ａの下方に間隔をあけて、配置されている。このことによって、接点部材１３が接続される外部接続用接点Ｃ１と導電性の第１ハウジング部材１１が接続される外部接続用接点Ｃ２との間に（一時的な）電気的接続が確立される。従って、くぼみ１１ａは、押しボタン１０の切り換え用スプリングとして役立つ。

図２に示された改変型押しボタン１０はまた、図１に示された押しボタン１０と同じ設計を実質的に有しており、その限りにおいて、その部品は、対応する参照符号で表されているので、ここでは再び説明されることはない。第１実施形態と異なっているのは、第２ハウジング部材が、ガラス製内側リング２２と周囲の金属製外側リング２５とを含み、上記ガラス製内側リング２２が接点部材１３を保持するとともに案内し、上記金属製外側リング２５が第１ハウジング部材１１の内壁まで延出している点である。適切な寸法および熱処理によって、この実施形態は、３つの（２．５バールまでの）気密状にシールされた区域ＴＳ１（第１ハウジング部材１１と金属製外側リング２５との間）、ＴＳ２（ガラス製内側リング２２と金属製外側リング２５との間）およびＴＳ３（ガラス製内側リング２２と接点部材１３との間）を有する。

図３は、図２に示された改変型押しボタンのさらなる改変型押しボタンとしてのさらなる押しボタン１０を示している。ここで、前と同じように、図２による実施形態に対応する部品は、同一の参照符号で表されているので、ここでは再び説明されることはない。実質的な相違点は、２つの外部接続用接点Ｃ１およびＣ２の異なったアレンジメントと、それぞれの場合に、押しボタン１０の中空空間１４における第１ハウジング部材１１の切り換え用スプリングとしてのくぼみ１１ａの下方に存在する円形接点板１３ｂおよび３６ｂでそれに合致された２つの接点部材（当接用接点に相当する）１３および３６である。切り換え用スプリングとしてのくぼみ１１ａを押し下げると、これは２つの円形接点板１３ｂ、３６ｂに同時に接触するようになり、これによって、接点部材１３および３６と、外部接続用接点Ｃ１およびＣ２との間に、電気的接続が確立される。

図４は、本発明のさらなる実施形態としての、付加的機能を備える押しボタン１０を示しており、この押しボタンは、他の場合には、図２の押しボタン１０に実質的に対応している。押しボタン１０の中空空間１４は、ここでは、第２実施形態に比較して、寸法がわずかに大きく決められており、正確には、一緒になって第２ハウジング部材を形成しているガラス製内側リング２２および金属製外側リング２５の厚さが第２実施形態に比較して減少している。これによって、中空空間１４の内部に保護する態様で収容された電子部品Ｅと、第２ハウジング部材を通して気密状にシールされた態様に案内される接続用ピンＰＥとのための空間を作り出す。この目的のために、金属製外側リング２５は、ガラス製ストッパー４７がその中に挿入される繰り穴を有し、ガラス製ストッパー４７と構成要素Ｅの接続用ピンＰＥとが溶融シールされている。

シールに必要な高温工程は、９００〜１０００℃の範囲内における温度で炉において実行され、それぞれの押しボタンのガラス製部品に使用されるガラスが、隣接するそれぞれの金属製部品（特に高品位鋼を含む）との物理化学的ガラス−金属結合中へ入る。この目的のために、押しボタンは黒鉛板上に配置されており、必要な温度にて所定時間維持される炉中へ導入される。それぞれのガラス製部品中への接点部材または（図４による実施形態の場合には）さらに構成要素の接点ピンの溶融シールは、別個の熱処理においてあらかじめ行うことができる。仕上げられた押しボタンは、常用のはんだ付け法または溶接法によって外部接続用接点へ接続することができるが、接続用部分が適切に構成されているときには（例えば、図３による実施形態の場合には）、圧着またはプラグイン接続のような確動ロッキング接続法を用いることもできる。

本発明の実施形態は、記載されたいくつかの例と本明細書で強調されたいくつかの態様とに制限されるものではないが、専門家の経験の範囲内で複数の変更を受けることも可能である。

Claims (7)

1. 深鍋状または箱状の第１ハウジング部材が導電性材料であり、円筒状の連続壁と切り換え用スプリングとして機能する球冠の形状に打ち延ばされた基床とを有している第１ハウジング部材と、ここで、前記切り換え用スプリングが、押しボタンが操作されない時に前記基床の前記球冠として形成されており、
   第２ハウジング部材において、その形状が前記第１ハウジング部材の前記円筒状の連続壁に当接し、かつ、前記第１ハウジング部材と該第２ハウジング部材との間において前記切り換え用スプリングの下方に中空空間が形成されるように気密状にシールされて前記第１ハウジング部材中に挿入されている第２ハウジング部材と、
   前記切り換え用スプリングのための少なくとも１つの当接用接点において、気密状にシールされているとともに前記第１ハウジング部材に対して電気的に絶縁されており、前記第２ハウジング部材を通して導かれて前記切り換え用スプリングの下方における前記中空空間中へ延出している当接用接点と、を含み、
   前記第１ハウジング部材が、鋼またはチタニウムもしくはチタニウム合金から作られ、
   前記第２ハウジング部材が、ガラスから完全に作られ、前記当接用接点が、ガラス製の第２ハウジング部材へ溶融シールされ、前記第１ハウジング部材の前記円筒状の連続壁に接するその周縁が前記円筒状の連続壁との間で気密状にシールされている構成、または、
   前記第２ハウジング部材が、金属製外側リングとガラス製内側リングから作られ、前記当接用接点が、前記ガラス製内側リングへ溶融シールされ、前記金属製外側リングに接する前記ガラス製内側リングの周縁が前記金属製外側リングとの間で気密状にシールされている構成である、押しボタン。
2. ２つの当接用接点を備え、前記中空空間中へ延出するその端部は、前記切り換え用スプリングが作動時にそれらの双方に触れるようにして位置付けられている、請求項１に記載の押しボタン。
3. 前記押しボタンが、医療用操作部品である、請求項１または２に記載の押しボタン。
4. 請求項１に記載の押しボタンを備え、前記押しボタンの第１ハウジング部材および当接用接点に接続されている外部接続用接点を備える、医療用操作部品。
5. 請求項２に記載の押しボタンを備え、前記押しボタンの第１ハウジング部材および２つの当接用接点に接続されている２つの外部接続用接点を備える、医療用操作部品。
6. 外部接続用接点と当接用接点とがそれぞれ２つあり、
   第１の外部接続用接点に接続される第１の当接用接点と、第２の外部接続用接点に接続される第２の当接用接点とが、前記第２ハウジング部材と気密的にシールされる、請求項５に記載の医療用操作部品。
7. 付加的なシール手段を備えていない、請求項４〜６のいずれか１項に記載の医療用操作部品。

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