JP5977981B2 - 超音波探触子、超音波探触子用ケーブル - Google Patents

Description

本発明は、超音波探触子又は超音波探触子用ケーブルに係り、特に、超音波探触子を超音波診断装置の本体へ接続させるためのケーブルの固定構造に関する。

超音波診断装置は、被検体の表面に超音波探触子を当てて被検体に超音波を送信するとともに、被検体内部からの反射波を受信し、その受信信号である反射エコー信号に基づいて被検体内の各部の生体情報を断層像などの画像により表示して診断に供する装置である（特許文献１参照）。

超音波探触子は、超音波の発生源であるとともに、被検体内部からの反射波を受信する複数の振動子が超音波送受信面に整列配置された構成となっており、通常、超音波診断装置の本体（以下、装置本体という。）にケーブルを介して着脱可能に接続される。かかるケーブルは、装置本体との接続インターフェースであるコネクタ部のコネクタケースにブッシュで固定され、装置本体の被コネクタ部と接続される。そして、装置本体と接続されたケーブルは、超音波探触子の複数の振動子とこれらを制御する装置本体の間で各種信号を伝送させる。

したがって、安定した信号の伝送を行うためには、ユーザによる超音波探触子の操作中に負荷を受けた場合であっても、ケーブルはブッシュを介してコネクタケースに確実に固定され、装置本体と接続されている必要がある。例えば、ＩＥＣ６０６０１−１の５６項（第２版）には、ケーブルが基準の引張応力（１００[Ｎ]）に耐え得る強度を有することが規定されている。

特開２０１１−１０６６４号公報

超音波診断装置は、装置本体の小型軽量化が進み、ハンドキャリータイプのものも用いられるようになっている。ハンドキャリータイプの超音波診断装置においては、装置本体の小型軽量化とともに、コネクタ部も小型軽量化を図る必要がある。

したがって、コネクタ部の小型軽量化を図るためには、コネクタケースにおけるケーブル固定用スペースを必要最低限に止めつつ、ＩＥＣ規格に適合するケーブルの引張強度を保つ必要がある。

本発明はこれを踏まえてなされたものであり、その解決しようとする課題は、超音波探触子のケーブルの固定用スペースの省スペース化とケーブルの引張強度の向上を同時に図ることにある。

上記の課題を解決するため、本発明の超音波探触子は、被検体内に超音波を送受信する複数の振動子を有する本体部と、複数の振動子に接続される複数の信号線と該複数の信号線を被覆するシースを有するケーブルと、ケーブルを超音波診断装置に接続させるためのコネクタ部と、ケーブルを通す貫通孔を有し、貫通孔に通されたケーブルを折り返されたシースとともに固定するブッシュを備え、ブッシュは、コネクタ部に対して位置決め固定する固定部を有している。

また、本発明の超音波探触子用ケーブルは、複数の振動子に接続される複数の信号線と、複数の信号線を被覆するシースと、複数の信号線を通す貫通孔を有し、貫通孔に通された複数の信号線を折り返されたシースとともに固定するブッシュとを備える。

本発明の超音波探触子又は超音波探触子用ケーブルによれば、ケーブルの固定用スペースの省スペース化とケーブルの引張強度の向上を同時に図ることができる。

本発明の超音波探触子の全体構成を示す図である。 ケーブルの内部構成を示す断面図である。 コネクタ部の構成を示す図であって、(ａ)は、断面図、(ｂ)は、平面図、(ｃ)は、コネクタケースを組み付けた状態を同図(ａ)及び(ｂ)の矢印３ａ方向から示す図である。 ブッシュの構成を示す斜視図である。 ブッシュの構成を図４の矢印４ａに沿った断面で示す図である。 第１の孔部に充填させた固着剤でケーブルの拡径部分の全体をブッシュと一体化させた状態を説明するための図である。 ケーブルに対してブッシュ、第２のリング部材及び第１のリング部材を挿通させた状態を示す図である。 第１のリング部材をかしめてケーブルに装着させた状態を示す図である。 シースに対して切れ込みを入れた状態を示す図である。 シースを切れ込みに沿って折り返して折り返し部を形成し、該折り返し部で第１のリング部材を覆わせた状態を示す図である。 第２のリング部材を装着位置である折り返し部の折り返し端部の上へ位置付けてかしめた状態を示す図である。 折り返し端部と第２のリング部材、及び第１のリング部材と折り返し部を第１の孔部に収め、ブッシュとケーブルを固定させた状態を示す図である。 折り返し端部と第２のリング部材、及び第１のリング部材と折り返し部を第１の孔部に収め、第１の孔部に充填させた固着剤でケーブルの拡径部分の全体をブッシュと一体化させた状態を示す図である。 線材を巻き付けた第２のリング部材を装着させた状態を示す図である。 本発明の超音波探触子を備えた超音波診断装置のブロック構成図である。

以下、本発明の超音波探触子について、添付図面を参照して説明する。図１５には、本発明の超音波探触子３を備えた超音波診断装置の一構成例をブロック図で示す。超音波探触子３は、超音波診断装置の本体（以下、装置本体という。）１に着脱可能な構成となっており、装置本体１に取り付けられた状態で被検体２内に超音波を送信し、被検体２内の診断部位から反射するエコー信号を受信するとともに、受信したエコー信号を送信先である装置本体１へ送信する。装置本体１は、超音波探触子３に対して超音波を送受信させる超音波送受信部４と、超音波送受信部４から出力される反射エコー信号に基づいて超音波画像を形成する超音波画像形成部５と、超音波画像を表示する表示部６と、これらを制御する制御部７と、制御部７に指示を与えるコントロールパネル８とを備えている。

超音波送受信部４は、例えば、超音波探触子３の振動子を駆動するための送波パルスを振動子に供給するとともに、振動子が受信した反射エコー信号を受信して処理するようになっている。超音波送受信部４は、超音波探触子３の振動子を駆動制御する送波パルスを供給する送信部、被検体２内からの反射エコー信号を受信する受信部、受信した反射エコー信号を直交検波して複素信号に変換する複素信号変換部、これらの各部を制御する超音波送受信制御部などを備えて構成される。

超音波画像形成部５は、例えば、超音波送受信部４の複素信号変換部で変換された複素信号を用いて超音波画像を生成するようになっている。つまり、超音波画像形成部５は、複素信号を用いて診断部位の超音波画像情報を生成する超音波画像情報生成部、生成された超音波画像情報をテレビ表示画像パターンに走査変換して超音波画像データを生成するデジタルスキャンコンバータ部（Digital Scan Converter：以下、ＤＳＣ部という。）、このＤＳＣ部で走査変換して得られた画像データに基づく画像に付帯するためのスケールやマーク及び文字等のグラフィックデータを生成するグラフィックデータ生成部、ＤＳＣ部で生成した超音波画像データとグラフィックデータ生成部で生成したグラフィックデータとを合成して記憶する合成記憶部、超音波画像情報生成部、ＤＳＣ部、グラフィックデータ生成部及び合成記憶部の各種処理に必要な初期値や制御パラメータなどを制御部７から読み出して設定するためのインターフェースなどを備えて構成される。

表示部６は、超音波画像形成部５で形成された超音波画像を表示するものであり、例えば、ＣＲＴモニタや液晶モニタなどで構成される。制御部７は、コントロールパネル８から入力された指示に基づいて超音波送受信部４、超音波画像形成部５及び表示部６の動作を制御するものであり、例えば、制御用回路基板などで構成される。

これにより、超音波診断装置１は、被検体２の診断部位の２次元超音波画像、３次元超音波画像、あるいは各種ドプラ画像などの超音波画像を形成して表示するようになっている。

図１には、本発明の第１実施形態に係る超音波探触子３の構成が示されており、かかる超音波探触子３は、本体部３１、ケーブル３２、コネクタ部３３、及びブッシュ３４を備えて構成されている。具体的には、超音波探触子３は、被検体２内に超音波を送受信する複数の振動子を有する本体部３１と、複数の振動子に接続される複数の信号線と該複数の信号線２１を被覆するシース２２を有するケーブル３２と、ケーブル３２を超音波診断装置（装置本体１）に接続させるためのコネクタ部３３と、ケーブル３２を通す貫通孔４１を有し、貫通孔４１に通されたケーブル３２を折り返されたシース２２とともに固定するブッシュ３４を備え、ブッシュ３４は、コネクタ部３３に対して位置決め固定する固定部を有している。ケーブル３２は、シース２２の該折り返し部を固定するリング部材５１、５２を備え、ブッシュ３４は貫通孔４１でリング部材５１、５２を固定する。詳細は後述する。

本体部３１は、被検体２内に超音波を送信し、被検体２内の診断部位から反射するエコー信号を受信するとともに、反射エコー信号を送信先である装置本体１の超音波送受信部４へ送信する複数の振動子を有している。複数の振動子は、一例として、信号電極と接地電極の間に複数の圧電素子を挟んで形成されている。信号電極には、信号線がはんだ付け等で電気的に接続され、接地電極には、接地線がはんだ付け等で電気的に接続されている。信号線と接地線は、はんだ付け又はコネクタ基板によってケーブル３２に接続されている。また、振動子は、例えば、超音波探触子３の長軸方向に１〜ｍチャンネル（ｍは任意の整数）分配列され、長軸方向へ送受信超音波のフォーカスがかけられるようになっている。さらに、短軸方向にもｋ個に切断されて１〜ｋチャンネル（ｋは任意の整数）分配列されている場合、振動子は、短軸方向の各振動子（１〜ｋチャンネル）に与える遅延時間を変えることにより、短軸方向にも送受信超音波のフォーカスをかけることができる。この場合、短軸方向の各振動子に与える超音波送信信号の振幅を変えることにより送波重み付けがかけられ、短軸方向の各振動子からの超音波受信信号の増幅度又は減衰度を変えることにより受波重み付けがかけられるようになっている。また、短軸方向のそれぞれの振動子をオン、オフすることにより、口径制御ができるようになっている。

図２には、ケーブル３２の構成を示す。ケーブル３２は、上述したような複数の振動子と反射エコー信号の送信先である装置本体１の超音波送受信部４とを接続する。図２に示すように、ケーブル３２は、反射エコー信号を超音波送受信部４へ送信するための複数の信号線２１と、該複数の信号線２１を被覆するシース２２を有しており、より合わされた複数の信号線２１がシース２２によって被覆されている。なお、信号線２１は、本体部３１の振動子と繋げられており、該振動子の数に対応する本数が備えられている。また、ケーブル３２は、テンションメンバとして複数の信号線２１間の空隙にこれらの信号線２１に沿って介在された複数の線材２３と、信号ノイズを遮断するために複数の信号線２１とシース２２の間の空隙にこれらに沿って介在された編組シールド２４を有している。

なお、シース２２の素材には、例えば、塩化ビニルやシリコンなどの樹脂を用いることができるが、後述するように折り返しが可能な材質であれば特に限定されない。線材２３としては、繊維材などを用いることができ、図２には、かかる線材２３をケーブル３２の中心部に介在させた一例を示している。また、編組シールド２４としては、銅線などの金属線や綿糸などの細線材を網状に編んだものを用いればよい。そして、ケーブル３２は、中心部に線材２３、その周りに信号線２１、編組シールド２４、シース２２が同心状に配されることで、いわゆる同軸多芯ケーブルを構成している。

図３(ａ)から(ｃ)にはコネクタ部３３の構成を示す。コネクタ部３３は、ケーブル３２を超音波送受信部４に接続させるためのインターフェース部材であり、コネクタ本体３５とコネクタケース３６を備えている。コネクタ本体３５は、例えば、ケーブル３２の複数の信号線２１を超音波送受信部４へ接続させるためのプリント配線板、該プリント配線板に繋げられる信号線２１の接続部、ノイズを遮蔽するための金属製の板金、ＥＭＣ（Electro Magnetic Compatibility）の対策として必要不可欠なフェライトコアなどを備えて構成されている。そして、コネクタ本体３５は、プリント配線板の端子を超音波送受信部４の被接合部に接合させることで、ケーブル３２を超音波送受信部４と電気的に接続させる。なお、コネクタ本体３５を構成するこれらの部材の配置は任意になし得るため、ここでは特に限定しない。

コネクタケース３６は、ブッシュ３４（図１）及びコネクタ本体３５を収める筺体であって、２つ割れのケース構成体３７,３８を１つに組み付けてブッシュ３４及びコネクタ本体３５が収められる構造となっている。この場合、ケース構成体３７,３８には、ブッシュ３４を収めるためのブッシュ収容部６１とコネクタ本体３５を収めるためのコネクタ本体収容部６２が設けられている。ブッシュ収容部６１には、後述するブッシュ３４の固定部４２を嵌合させて固定するための溝部６３、溝部６３とコネクタ外部を連通させる孔部６４、溝部６３とコネクタ本体収容部６２を連通させる孔部６５がそれぞれ形成されている。溝部６３は、ケース構成体３７とケース構成体３８を１つに組み付けた際、固定部４２の周縁を全周に亘って嵌合させる凹部が円周状に連続するように、各ケース構成体３７,３８に凹部が半円周状に連続する溝として形成されている。これにより、溝部６３は、溝を形成する壁部６６,６７と底部６８で固定部４２の周縁を把持した状態で該固定部４２を嵌合し、ブッシュ３４を位置決め固定する。また、２つの孔部６４,６５は、ケース構成体３７とケース構成体３８を１つに組み付けた際、円形の貫通孔となるようにケース構成体３７とケース構成体３８に半円状の切り欠きとして形成されている。そして、ブッシュ３４がブッシュ収容部６１に収められ、コネクタ本体３５がコネクタ本体収容部６２に収められた状態で、２つのケース構成体３７,３８は１つに組み付けられる。この状態においては、ブッシュ３４の固定部４２の周縁が溝部６３に嵌合されるとともに、後述するブッシュ３４の胴体部４４の一部が孔部６４の開口から外部へ露出されている。また、ケーブル３２の信号線２１の接続部が孔部６５からコネクタ本体収容部６２へ引き出され、コネクタ本体収容部６２に収められたコネクタ本体３５のプリント配線板に繋げられている。なお、２つのケース構成体３７,３８が１つに組み付けられた状態での孔部６４の孔径は、ブッシュ３４の胴体部４４の最大径寸法よりも小寸で、最小径寸法よりも大寸となるように設定すればよい。これにより、２つのケース構成体３７,３８が１つに組み付けられた際、ブッシュ３４の胴体部４４は、孔部６４をなす半円状の切り欠きで挟み込まれた状態となる。また、２つのケース構成体３７,３８が１つに組み付けられた状態での孔部６５の孔径は、ケーブル３２の信号線２１をコネクタ本体収容部６２内へ引き出すことが可能となるように、信号線２１の束よりも大寸、例えば編組シールド２４の径寸法よりもわずかに大寸に設定すればよい。なお、２つのケース構成体３７,３８の固定方法は特に限定されず、例えば、接着やねじ止めなど任意の方法を用いることができる。

図４及び図５には、ブッシュ３４の構成を示す。ブッシュ３４は、ケーブル３２を通すために穿孔された貫通孔４１を有し、貫通孔４１に通されたケーブル３２をコネクタ部３３に固定する。ブッシュ３４は、コネクタ部３３、具体的にはブッシュ収容部６１に対して位置決め固定するための固定部４２と胴体部４４を有している。図４及び図５には、貫通孔４１の穿孔方向（別の捉え方をすれば、ケーブル３２の挿通方向）の一方側（図５においては、右側）に板状の固定部４２が突出して設けられ、該固定部４２から他方側へ向かうに従ってなだらかに先細りとなるような釣鐘状の胴体部４４を有するブッシュ３４の構成を一例として示している。この場合、固定部４２は、ブッシュ収容部６１の溝部６３と嵌合可能となるように、最大寸法Ｄが溝部６３の溝径と略同寸で、肉厚寸法Ｗが溝部６３の幅寸法（別の捉え方をすれば、壁部６６,６７の対向間隔）と略同寸に設定されている。なお、図４及び図５は、ブッシュ３４（固定部４２及び胴体部４４）の外形状の一例を示すに過ぎず、ブッシュ３４の外形状は、コネクタ部３３に対して位置決め固定することが可能な形状であれば、コネクタ本体収容部６２の形状などに応じて任意に設定することができる。例えば、本実施形態において、固定部４２の端面４９の形状は八角形としているが、その他の多角形や円形などとすることも可能である。また、胴体部４４は、略円錐状などとすることも可能である。なお、ブッシュ３４の材質は特に限定されないが、ケーブル３２のシース２２と同質材で構成することが好ましい。したがって、ブッシュ３４の素材には、シース２２と同様に、例えば塩化ビニルやシリコンなどの樹脂を用いればよい。

ブッシュ３４の貫通孔４１は、第１の孔部４５と該第１の孔部４５よりも孔径が縮径された第２の孔部４６を有している。第１の孔部４５は、固定部４２及び胴体部４４の一部に対してこれらと同心をなすように穿孔されており、第２の孔部４６は、第１の孔部４５の穿孔方向の一端部（図５においては、左端部）に連通して胴体部４４の残りの部分に対して胴体部４４と同心をなすように穿孔されている。これにより、ブッシュ３４は、固定部４２、胴体部４４、貫通孔４１（第１の孔部４５及び第２の孔部４６）が同心状に配されるとともに、固定部４２及び胴体部４４が貫通孔４１（第１の孔部４５及び第２の孔部４６）によって穿孔方向に対して貫通され、該穿孔方向の両側に開口４８,５０を有する構造をなす。

第１の孔部４５は、その孔径Ｄ１が後述するケーブル３２の第１の拡径部２５よりも大径（具体的には開口４８の開口径）の一定寸法に設定されるとともに、その長さ（穿孔方向に対する寸法）が第１の拡径部２５から第２の拡径部２６までの長さ（ケーブル３２の長さ方向に対する寸法）よりも大寸となるように設定されている。つまり、第１の孔部４５は、開口４８の開口径のまま孔径Ｄ１が変化しない円柱状の孔（いわゆるストレート孔）となっている。ただし、後述するようにケーブル３２の第１の拡径部２５及び第２の拡径部２６を第１の孔部４５に収めることが可能であれば（図６参照）、第１の孔部４５の孔径は一定寸法には限定されず、例えば、開口４８の開口径から徐々に縮径もしくは拡径させても構わない。一方、第２の孔部４６は、その孔径Ｄ２がケーブル３２の径寸法と略同一の一定寸法（具体的には開口５０の開口径）となるように設定されている。つまり、第２の孔部４６は、開口５０の開口径のまま孔径Ｄ２が変化しない円柱状の孔（いわゆるストレート孔）となっている。なお、ケーブル３２を通すことが可能であれば、第２の孔部４６の孔径は一定寸法には限定されず、例えば、開口５０の開口径から徐々に縮径もしくは拡径させることも可能である。ただし、後述するように第２の孔部４６の孔周面とケーブル３２の外表面を接着固定させることを考慮すれば、第２の孔部４６の孔径は一定寸法であることが好ましい。このように、貫通孔４１を第１の孔部４５と第２の孔部４６を有する構成とすることで、第１の孔部４５と第２の孔部４６の境界部４７には段差が形成され、後述するケーブル３２の第２の拡径部２６である折り返し端部５４と第２のリング部材５２（図６参照）を境界部４７に接触させて干渉させることができる。

以下、本実施形態の特徴に係るケーブル３２の構成について、図６を参照して説明する。なお、以下の説明では、ケーブル３２が長さ方向に対して本体部３１の振動子と接続される側を振動子側（図６においては左側）、装置本体１の超音波送受信部４と接続される側を装置本体側（図６においては右側）という。

図６には、第１の孔部４５に充填させた固着剤８０でケーブル３２の拡径部分の全体をブッシュ３４と一体化させた状態を示す。図６に示すように、ケーブル３２は、拡径部分として、第１の拡径部２５及び第２の拡径部２６を有している。この場合、第２の拡径部２６は、ブッシュ３４の第２の孔部４６の孔径よりも拡径されている。これに対し、第１の拡径部２５は、第２の拡径部２６よりも装置本体側に位置付けられるとともに、第２の拡径部２６よりも拡径されている。そして、第１の拡径部２５及び第２の拡径部２６は、ブッシュ３４の第１の孔部４５に収められている。すなわち、図６に示すように、第１の拡径部２５の最大径寸法Ｄ３及び第２の拡径部２６の最大径寸法Ｄ４は、第１の孔部４５の孔径Ｄ１よりも小寸に設定されている。また、第１の拡径部２５から第２の拡径部２６までの長さ（ケーブル３２の長さ方向に対する寸法Ｌ１）は、第１の孔部４５の長さ（開口４８から第２の孔部４６との境界部４７までの寸法Ｌ２）よりも小寸となるように設定されている。なお、以下の説明では、ケーブル３２の第１の拡径部２５から第２の拡径部２６までの長さをケーブル拡径長Ｌ１といい、第１の孔部４５の長さを収容長Ｌ２という。

この場合、ケーブル３２は、第１のリング部材５１と該第１のリング部材５１よりも振動子側に位置付けられた第２のリング部材５２を有している。かかるケーブル３２のシース２２は、第１のリング部材５１が装着された部位から装置本体側の端部までが振動子側へ折り返され、折り返し部５３が第１のリング部材５１を覆っている。第２のリング部材５２は、シース２２の折り返し部５３の振動子側の折り返し端部５４に装着されている。このように、ケーブル３２に対して第１のリング部材５１及び第２のリング部材５２を装着することで、第１の拡径部２５は、第１のリング部材５１と該第１のリング部材５１を覆うシース２２の折り返し部５３を有して構成され、第２の拡径部２６は、シース２２の折り返し端部５４と第２のリング部材５２を有して構成される。

なお、第１のリング部材５１及び第２のリング部材５２の厚みは、これらをケーブル３２に装着した際、第１の拡径部２５及び第２の拡径部２６が第２の孔部４６の孔径Ｄ２よりも大径で、第１の孔部４５の孔径Ｄ１よりも小径となる範囲で任意に設定することが可能である。また、第１のリング部材５１及び第２のリング部材５２の幅は、これらをケーブル３２に装着した際、第１の拡径部２５及び第２の拡径部２６が第１の孔部４５の開口４８から突出することなく、該第１の孔部４５に収まる範囲（収容長Ｌ２以内の寸法）で任意に設定することが可能である。そして、第１のリング部材５１及び第２のリング部材５２としては、例えば、ケーブル３２の径寸法よりも大径の内径を有し、径方向にかしめることで縮径可能な金属リング、あるいは所定の径寸法に締め付け可能な金属バンドや樹脂製の結束バンドなどを適用することができる。

次に、ケーブル３２の第１の拡径部２５及び第２の拡径部２６のより詳細な構成について、図７から図１３に示す第１の拡径部２５及び第２の拡径部２６の形成方法の一例に従って説明する。その際、第１のリング部材５１及び第２のリング部材５２には、ケーブル３２の径寸法よりも大径の内径を有し、径方向にかしめることで縮径可能な金属リングを一例として用いる。なお、図７から図１３においては、上側が振動子側、下側が装置本体側に相当する。

第１の拡径部２５及び第２の拡径部２６を形成する際は、まず、ケーブル３２に対してブッシュ３４、第２のリング部材５２、第１のリング部材５１を挿通させる。図７には、ケーブル３２に対してブッシュ３４、第２のリング部材５２及び第１のリング部材５１を挿通させた状態を示す。その際には、ケーブル３２の装置本体側から振動子側へ向けてブッシュ３４、第２のリング部材５２、第１のリング部材５１の順で配されるように、これらの部材をケーブル３２の装置本体側の端部７１から挿通させていき、シース２２の装置本体側の端部７２よりも振動子側へ位置付けておく。なお、ブッシュ３４は、開口５０から貫通孔４１へケーブル３２を挿通し、固定部４２が装置本体側、胴体部４４が振動子側に位置付けられるようにする。この場合、ケーブル３２の装置本体側の端部７１は、シース２２及び編組シールド２４が取り除かれ、信号線２１が剥き出された状態となっている。かかる剥き出しの信号線２１は、ケーブル３２がブッシュ３４を介してコネクタ部３３に固定された際、コネクタケース３６の孔部６５から引き出され、コネクタ本体収容部６２に収められたコネクタ本体３５のプリント配線板に繋げられる接続部となる（図１参照）。なお、特に図示しないが図７において、ケーブル３２の振動子側の端部には、超音波探触子３の本体部３１が接続されている（図８から図１３においても同様）。

図８には、ケーブル３２に対してブッシュ３４、第２のリング部材５２、第１のリング部材５１を挿通させた後、ケーブル３２に対して第１のリング部材５１を装着させた状態を示す。ケーブル３２に対して第１のリング部材５１を装着させる際には、第１のリング部材５１をシース２２の装置本体側の端部７２よりも所定の長さＬだけ振動子側へ位置付ける。かかる長さＬは、シース２２の折り返し部５３（図６）の長さに相当しており、ブッシュ３４の第１の孔部４５の長さ（収容長Ｌ２(図６)）よりも小寸となるように設定する。このように第１のリング部材５１を位置付けた状態で、該第１のリング部材５１を所定の締め付け具を用いて径方向にかしめることで縮径させる。そして、第１のリング部材５１の内径がケーブル３２の径寸法と略同寸となるまで該第１のリング部材５１をかしめ、かしめ後の第１のリング部材５１をケーブル３２に対してかしめ位置で固定させる。なお、特に図示しないが図８において、ケーブル３２には、挿通させた第２のリング部材５２及びブッシュ３４が第１のリング部材５１よりも振動子側に配されている（図９から図１１においても同様）。

図９には、第１のリング部材５１をケーブル３２に装着させた後、シース２２に対し、該シース２２の装置本体側の端部７２から第１のリング部材５１の装着部位まで、ケーブル３２の長さ方向（同図においては、上下方向）に沿って切れ込み７３を入れた状態を示す。この場合、シース２２の端部７２から第１のリング部材５１の装着部位まで先細りとなる三角形状にシース２２を切り欠き、長さＬに亘って切れ込み７３を入れた状態を一例として示している。なお、シース２２には、周方向に対して切れ込み７３の反対側にも（つまり、切れ込み７３から１８０°の位相差で）同様の三角形状の切れ込みが入れられている。したがって、シース２２には２つの切れ込み７３が入れられており、これらの切れ込み７３に沿ってシース２２を振動子側へ折り返した際、２つの折り返し部５３（図６）が形成されることとなる。なお、切れ込みの形状は、図９に示すような三角形状には限定されず、例えば、直線状に切れ込み（切れ目）を入れてもよいし、四角形状に切れ込みを入れても構わない。また、切れ込みの数も特に限定されない。すなわち、切れ込みに沿ってシース２２を振動子側へ折り返して折り返し部５３とする際の折り返し作業がし易いように、シース２２に形成する切れ込みの形状と数を設定すればよい。また、このように切れ込み７３を入れることで、シース２２が切り欠けられた部分は、編組シールド２４が露出された状態となる。ここで、シース２２の切れ込みは、ケーブル３２への第１のリング部材５１の装着前に予め入れておくことも想定可能であるが、第１のリング部材５１の装着後に入れることが好ましい。

図１０には、シース２２を切れ込み７３に沿って折り返して折り返し部５３を形成し、該折り返し部５３で第１のリング部材５１を覆わせた状態を示す。図１０に示すように、折り返し部５３の装置本体側の端部５５は、第１のリング部材５１の装置本体側の周縁部とケーブル３２の長さ方向（同図においては、上下方向）に対して略同一位置に位置付ける。そして、折り返し部５３の振動子側の端部（折り返し端部）５４は、シース２２の外表面に沿って密着させる。これにより、折り返し部５３は、装置本体側の端部５５の径寸法が最も大きく、振動子側の端部（折り返し端部）５４の径寸法が最も小さい状態となり、端部５５から折り返し端部５４にかけて径寸法が縮小された状態でケーブル３２に対して位置付けられる。この場合、２つの切れ込み７３を入れているため、シース２２には２つの折り返し部５３が形成されている。２つの折り返し部５３は、互いの折り返し端部５４を接触させることなく、切れ込み７３に応じた隙間７４を空けた状態でシース２２の外表面に沿って密着させている。なお、２つの折り返し部５３は、周方向に対して隙間７４の反対側でも同様の隙間を空けた状態で互いの折り返し端部５４をシース２２の外表面に沿って密着させている。また、このようにシース２２を折り返すことで、折り返された部分（つまり、折り返し部５３が折り返し前にケーブル３２を被覆していた部分）は、編組シールド２４が剥き出された状態となる。

図１１には、折り返し部５３を形成し、該折り返し部５３で第１のリング部材５１を覆わせた後、ケーブル３２に対して第２のリング部材５２を装着させた状態を示す。第２のリング部材５２を装着させる際には、第２のリング部材５２をケーブル３２に沿って装置本体側へ移動させ、折り返し部５３の折り返し端部５４の上へ位置付ける。このように第２のリング部材５２を位置付けた状態で、該第２のリング部材５２を所定の締め付け具を用いて径方向にかしめることで縮径させる。そして、第２のリング部材５２の内径が折り返し端部５４の径寸法と略同寸となるまで該第２のリング部材５２をかしめ、かしめ後の第２のリング部材５２を、折り返し端部５４を挟み込んだ状態でケーブル３２に対してかしめ位置で固定させる。これにより、第２のリング部材５２は、第１のリング部材５１よりも振動子側へ位置付けて装着され、第１のリング部材５１の装着部位から第２のリング部材５２の装着部位までのケーブル３２の長さ方向（図１１においては、上下方向）に対する寸法は、ほぼ折り返し部５３の長さ、つまり第１のリング部材５１の装着時に設定したシース２２の端部７２からの長さＬ（図８）に相当する寸法に設定される。

このようにケーブル３２に対して第１のリング部材５１及び第２のリング部材５２を装着することで、第１のリング部材５１と該第１のリング部材５１を覆うシース２２の折り返し部５３は、ケーブル３２の第１の拡径部２５を構成し、シース２２の折り返し端部５４と第２のリング部材５２は、第２の拡径部２６を構成する。この場合、第１の拡径部２５の最大径寸法Ｄ３は、第１のリング部材５１を覆う折り返し部５３の径寸法に相当し、第２の拡径部２６の最大径寸法Ｄ４は、折り返し端部５４の上でかしめられた第２のリング部材５２の径寸法に相当する（図６参照）。なお、特に図示しないが図１１において、ケーブル３２には、挿通させたブッシュ３４が第２のリング部材５２よりも振動子側に配されている。

図１２には、第２のリング部材５２をケーブル３２（折り返し端部５４）に装着させた後、折り返し端部５４と第２のリング部材５２、及び第１のリング部材５１と折り返し部５３をブッシュ３４の第１の孔部４５に収め、ブッシュ３４とケーブル３２を固定させた状態を示す。ブッシュ３４とケーブル３２を固定させるにあたっては、第２のリング部材５２の装着部位よりも振動子側のケーブル３２の外表面に対し、ブッシュ３４の第２の孔部４６の長さ（開口５０から境界部４７までの寸法Ｌ３(図６)）に相当する範囲に亘って接着剤を予め塗布しておく。この状態で折り返し端部５４と第２のリング部材５２が境界部４７に接触し、折り返し端部５４と第２のリング部材５２、及び第１のリング部材５１と折り返し部５３が第１の孔部４５に収められるまで、ブッシュ３４をケーブル３２に沿って装置本体側へ移動させる。そして、第２の孔部４６の孔周面とケーブル３２の外表面を接着固定させればよい。なお、ブッシュ３４を移動させる際、折り返端部５４と第２のリング部材５２が境界部４７に接触して干渉し、ブッシュ３４を装置本体側へそれ以上移動させることができない状態であることを確認することにより、第１のリング部材５１と折り返し部５３、及び折り返し端部５４と第２のリング部材５２を有して構成されるケーブル３２の拡径部分の全体が第１の孔部４５に完全に収められた状態であることを同時に確認することができる。

図１３には、ブッシュ３４をケーブル３２に固定させた後、第１の孔部４５に充填させた固着剤８０で折り返し端部５４と第２のリング部材５２、及び第１のリング部材５１と折り返し部５３をブッシュ３４と一体化させた状態を示す。この場合、折り返し端部５４と第２のリング部材５２、及び第１のリング部材５１と折り返し部５３を第１の孔部４５に収めた状態で、第１の孔部４５に開口４８から固着剤８０を注入する。そして、かかる第１の孔部４５を注入した固着剤８０で充填させ、第１のリング部材５１と折り返し部５３、及び折り返し端部５４と第２のリング部材５２を固着剤８０によって第１の孔部４５と固着させ、ブッシュ３４と一体化させる。なお、第１の孔部４５に充填させる固着剤８０の材質は特に限定されないが、ケーブル３２のシース２２及びブッシュ３４と同質材で構成することが好ましい。したがって、固着剤８０としては、シース２２及びブッシュ３４と同様に、例えば塩化ビニルやシリコンなどの樹脂を用いればよい。このようにシース２２及びブッシュ３４と同質の樹脂を固着剤８０として用いることで、ブッシュ３４の第１の孔部４５やシース２２の折り返し部５３と同化させることができ、ケーブル３２の拡径部分の全体とブッシュ３４との固着強度を増大させることができる。この結果、ケーブル３２に対して振動子側へ発生する引張応力をブッシュ３４及びブッシュ３４を固定しているコネクタ部３３で確実に負荷することができる。

以上のように第１の拡径部２５及び第２の拡径部２６を形成することで、ケーブル３２は拡径部分を有して構成されるとともに、該拡径部分の全体がブッシュ３４と一体化され、図６に示す状態となる。図６に示すように、シース２２の折り返し端部５４と第２のリング部材５２を有して構成される第２の拡径部２６は、ブッシュ３４の第２の孔部４６の孔径Ｄ２よりも拡径されているため（Ｄ２＜Ｄ４）、ケーブル３２に対して振動子側へ引張応力が発生した場合であっても、第２の拡径部２６である折り返し端部５４と第２のリング部材５２を、第１の孔部４５と第２の孔部４６との境界部４７と干渉させることができる。したがって、かかる引張応力を折り返し端部５４と第２のリング部材５２及び境界部４７で分散負荷することができる。

また、第１のリング部材５１と該第１のリング部材５１を覆うシース２２の折り返し部５３を有して構成される第１の拡径部２５は、第２の孔部４６の孔径よりも拡径された第２の拡径部２６よりもさらに拡径されている（Ｄ２＜Ｄ４＜Ｄ３）。このため、万が一、ケーブル３２に対する振動子側への引張応力を折り返し端部５４と第２のリング部材５２及び境界部４７で負荷することができない事態が生じた場合であっても、第１のリング部材５１と折り返し部５３を境界部４７と干渉させることで、かかる引張応力を確実に負荷することができる。加えて、第１の拡径部２５の折り返し部５３は、装置本体側の端部５５から振動子側の端部（折り返し端部５４）にかけて径寸法が縮小された状態で第２の孔部４６に対して位置付けられているため、第２の孔部４６に対していわゆるくさびのような状態となっている。これにより、第１の拡径部２５は、引張応力を確実に負荷するのみならず、ケーブル３２のブッシュ３４からの脱落防止も併せて図ることができる。

さらに、第１のリング部材５１と折り返し部５３、及び折り返し端部５４と第２のリング部材５２を有して構成されるケーブル３２の拡径部分の全体がブッシュ３４と固着剤８０によって一体化され、該ブッシュ３４がコネクタ部３３に対して強固に固定されているため、ケーブル３２に対して生じた振動子側への引張応力をブッシュ３４及びコネクタ部３３によっても負荷することができる。

加えて、図６に示すように、第１の拡径部２５及び第２の拡径部２６は、最大径寸法Ｄ３,Ｄ４が第１の孔部４５の孔径Ｄ１よりも小寸に設定されているとともに、第１の拡径部２５から第２の拡径部２６までの長さ（ケーブル拡径長Ｌ１）が第１の拡孔部４５の長さ（収容長Ｌ２）よりも小寸となるように設定されているため、第１のリング部材５１と折り返し部５３、及び折り返し端部５４と第２のリング部材５２を有して構成されるケーブル３２の拡径部分の全体を第１の孔部４５に完全に収めることができる。したがって、第１のリング部材５１及び折り返し部５３の装置本体側の端部５５は、第１の孔部４５の開口４８から突出することがない。つまり、ケーブル３２の拡径部分の全体を第１の孔部４５に完全に収めた状態であっても、第１の孔部４５に充填させた固着剤８０を固定部４２の端面４９と略面一として固着させることができる。このため、ケーブル３２の拡径部分の全体をブッシュ３４と一体化させた場合であっても、ブッシュ３４の大きさや形状を何ら変化させることがない。

このように、本実施形態に係る超音波探触子３によれば、ケーブル３２の固定用スペースの省スペース化とケーブル３２の引張強度の向上を同時に図ることができる。この結果、図１に示すように、ケーブル３２の固定用スペースであるブッシュ収容部６１をコネクタ本体収容部６２に対して小さくすることができ、コネクタ本体収容部６２のスペース確保を図ることが可能となる。結果として、コネクタ部３３の小型軽量化を図ることも可能となる。

なお、図２に示すように、ケーブル３２には、テンションメンバとして複数の信号線２１間の空隙にこれらの信号線２１に沿って介在された複数の線材２３が備えられている。したがって、ケーブル３２の引張強度の向上を図るために線材２３を利用することも可能である。このように線材２３をケーブル３２の引張強度を向上させるために利用した超音波探触子３の実施形態を、本発明の第２実施形態として以下に説明する。なお、第２実施形態においては、線材２３をケーブル３２の引張強度を向上させるために利用することを除き、超音波探触子３の基本的な構成は上述した第１実施形態と同様としており、以下では第２実施形態に特有の構成についての説明に止める。その際、第１実施形態と同様の構成部材については、図面上で同一符号を付して説明を省略する。

図１４に示すように、本実施形態においては、第２のリング部材５２に対して線材２３を巻き付けた状態で、該第２のリング部材５２をケーブル３２に対して装着させている。この場合、折り返し部５３を形成し、該折り返し部５３で第１のリング部材５１を覆わせた後、ケーブル３２の装置本体側（図１４においては、下側）の端部７１で剥き出された状態となっている信号線２１の空隙から線材２３が外部へ引き出されている。なお、外部へ引き出す線材２３は、ケーブル３２の中心部に介在させた複数の線材２３の一部のみであってもよいし、すべてであっても構わない。また、引き出した線材２３をより合わせて使用することも可能である。

引き出された線材２３は、折り返し部５３が形成されて剥き出された状態の編組シールド２４の上を這わせ、切れ込み７３に沿うように振動子側（図１４においては、上側）へ折り曲げられている。この状態においては、第２のリング部材５２は、ケーブル３２に沿って装置本体側へ移動され、折り返し部５３の折り返し端部５４の上へ位置付けられている。

そして、このように第２のリング部材５２を位置付けた状態で、該第２のリング部材５２に対して線材２３の折り曲げ部２７を巻き付ける。線材２３を巻き付ける際には、線材２３の巻き付け部２８が２つの折り返し部５３の間に空いた隙間７４に収まるように、折り曲げ部２７の長さを調整し、巻き付け位置及び巻き付け数を調整する。なお、２つの折り返し部５３は、周方向に対して隙間７４の反対側でも同様の隙間を空けた状態となっているため、かかる隙間位置にも第２のリング部材５２に対して線材２３を巻き付け、同様の巻き付け部を配する。その際には、引き出した線材２３を２つに分けて折り曲げ、第２のリング部材５２に巻き付ければよい。

このように第２のリング部材５２に線材２３を巻き付けた状態で、該第２のリング部材５２を所定の締め付け具を用いて径方向にかしめることで縮径させる。そして、第２のリング部材５２の内径が折り返し端部５４の径寸法と略同寸となるまで該第２のリング部材５２をかしめ、かしめ後の第２のリング部材５２を、折り返し端部５４を挟み込むとともに線材２３の巻き付け部２８をシース２２と密着させた状態でケーブル３２に対してかしめ位置で固定させればよい。

これにより、線材２３の巻き付け部２８は、シース２２の折り返し端部５４及び第２のリング部材５２とともに、第２の拡径部２６を構成する。したがって、本実施形態において、第２の拡径部２６は、線材２３の巻き付け部２８が第２のリング部材５２よりも拡径方向へ突出するため、かかる巻き付け部２８の径寸法に相当する分だけさらに拡径された状態となる。ただし、折り返し端部５４、第２のリング部材５２及び線材２３の巻き付け部２８を有して構成される第２の拡径部２６の最大径寸法は、第１の拡径部２５の最大径寸法よりも大寸とならないように設定する。

このように、本実施形態によれば、シース２２の折り返し端部５４と第２のリング部材５２、さらには線材２３の巻き付け部２８を有して構成される第２の拡径部２６は、ブッシュ３４の第２の孔部４６の孔径Ｄ２（図６）よりもさらに拡径された状態となるため、ケーブル３２に対して振動子側へ引張応力が発生した場合であっても、第２の拡径部２６である折り返し端部５４、第２のリング部材５２及び線材２３の巻き付け部２８を、第１の孔部４５と第２の孔部４６との境界部４７と干渉させることができる。したがって、かかる引張応力を折り返し端部５４、第２のリング部材５２、境界部４７に加えて線材２３の巻き付け部２８でも分散負荷することができる。この結果、ケーブル３２の引張強度のより一層の向上を図ることが可能となる。

なお、線材２３は、テンションメンバとしてケーブル３２に介在させているものであり、本実施形態においてはかかる線材２３を第２の拡径部２６の構成要素の１つとして利用しているに過ぎない。したがって、ケーブル３２の構成変更を要するものではなく、特段のコストアップは生じない。ただし、第２のリング部材５２に巻き付けるための金属線などを線材２３とは別に用意し、かかる金属線を第２のリング部材５２に巻き付けることも想定可能である。

上述した第１実施形態及び第２実施形態においては、複数の振動子が凸円弧状に配列されたコンベックス形の超音波探触子３を一例として想定するが、本発明に係る超音波探触子は、振動子を直線状又は平面状に配列してなるリニア形であってもよいし、体腔内用探触子、経食道用探触子などでも構わない。また、本発明は、光学内視鏡と超音波探触子を備え持つ超音波内視鏡へも適用可能である。さらに、第１実施形態及び第２実施形態においては、一例として、ハンドキャリータイプの超音波診断装置に適用する場合を想定するが、カートタイプの超音波診断装置においても、コネクタ部の小型軽量化を図れば超音波探触子の取り回し自由度の向上が可能となるなどのメリットがあり、適用する超音波診断装置のタイプは特に問わない。

なお、超音波探触子用ケーブルは、複数の振動子に接続される複数の信号線２１と該複数の信号線２１を被覆するシース２２を有するケーブル３２と、コネクタ部３３に対して位置決め固定する固定部を有しているブッシュ３４とから構成されるものとして定義することもできる。

よって、第１実施形態及び第２実施形態によれば、超音波探触子用ケーブルは、複数の振動子に接続される複数の信号線２１と、複数の信号線２１を被覆するシース２２と、複数の信号線２１を通す貫通孔４１を有し、貫通孔４１に通された複数の信号線２１を折り返されたシース２２とともに固定するブッシュ３４とを備える。超音波探触子用ケーブルは、シース２２の該折り返し部を固定するリング部材５２を備え、ブッシュ３４は貫通孔４１でリング部材５２を固定する。なお、超音波探触子用ケーブルの他の特徴は、第１実施形態及び第２実施形態と同様である。

３ 超音波探触子
２１ 信号線
２２ シース
２５ 第１の拡径部
２６ 第２の拡径部
３１ 本体部
３２ ケーブル
３３ コネクタ部
３４ ブッシュ
４１ 貫通孔
４２ 固定部
４５ 第１の孔部
４６ 第２の孔部
Ｄ２ 第２の孔部の孔径

Claims (12)

1. 被検体内に超音波を送受信する複数の振動子を有する本体部と、
   前記複数の振動子に接続される複数の信号線と該複数の信号線を被覆するシースを有するケーブルと、
   前記ケーブルを超音波診断装置に接続させるためのコネクタ部と、
   前記ケーブルを通す貫通孔を有し、前記貫通孔に通された前記ケーブルを折り返された前記シースとともに固定するブッシュとを備え、
   前記ブッシュは、前記コネクタ部に対して位置決め固定する固定部を有し、
   前記ケーブルは、前記シースの該折り返し部を固定するリング部材を備え、
   前記ブッシュは、前記貫通孔で前記リング部材を固定することを特徴とする超音波探触子。
2. 被検体内に超音波を送受信する複数の振動子を有する本体部と、
   前記複数の振動子に接続される複数の信号線と該複数の信号線を被覆するシースを有するケーブルと、
   前記ケーブルを超音波診断装置に接続させるためのコネクタ部と、
   前記ケーブルを通す貫通孔を有し、前記貫通孔に通された前記ケーブルを折り返された前記シースとともに固定するブッシュとを備え、
   前記ブッシュは、前記コネクタ部に対して位置決め固定する固定部を有し、
   前記貫通孔は、第１の孔部と該第１の孔部よりも孔径が縮径された第２の孔部を有し、
   前記ケーブルは、第１の拡径部及び第２の拡径部を有しており、
   前記第２の拡径部は、前記第２の孔部の孔径よりも拡径され、
   前記第１の拡径部は、前記第２の拡径部よりも前記超音波診断装置との接続側に位置付けられるとともに、前記第２の拡径部よりも拡径され、
   前記第１の拡径部及び前記第２の拡径部は、前記第１の孔部に収められていることを特徴とする超音波探触子。
3. 前記貫通孔は、第１の孔部と該第１の孔部よりも孔径が縮径された第２の孔部を有し、
   前記ケーブルは、第１の拡径部及び第２の拡径部を有しており、
   前記第２の拡径部は、前記第２の孔部の孔径よりも拡径され、
   前記第１の拡径部は、前記第２の拡径部よりも前記超音波診断装置との接続側に位置付けられるとともに、前記第２の拡径部よりも拡径され、
   前記第１の拡径部及び前記第２の拡径部は、前記第１の孔部に収められていることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
4. 前記ケーブルは、第１のリング部材と該第１のリング部材よりも前記振動子との接続側に位置付けられた第２のリング部材を有し、
   前記シースは、前記第１のリング部材が装着された部位から前記超音波診断装置との接続側の端部までが前記振動子との接続側へ折り返され、折り返し部が前記第１のリング部材を覆い、
   前記第２のリング部材は、前記シースの折り返し部の前記振動子との接続側の折り返し端部に装着されており、
   前記第１の拡径部は、前記第１のリング部材と該第１のリング部材を覆う前記シースの折り返し部を有し、
   前記第２の拡径部は、前記シースの折り返し端部と前記第２のリング部材を有していることを特徴とする請求項２または３に記載の超音波探触子。
5. 前記ケーブルは、テンションメンバとして前記複数の信号線間の空隙に前記複数の信号線に沿って介在された複数の線材を有しており、
   前記線材は、前記第１のリング部材の装着部位から前記超音波診断装置との接続側の端部までが前記振動子との接続側へ折り曲げられ、折り曲げ部が前記第２のリング部材に巻き付けられていることを特徴とする請求項４に記載の超音波探触子。
6. 前記第１のリング部材及び前記第２のリング部材は、かしめることで内径が縮径可能な金属リングであり、
   前記金属リングは、内径をかしめにより縮径させることで前記ケーブルに装着されていることを特徴とする請求項４に記載の超音波探触子。
7. 前記第２の拡径部は、前記第１の孔部と前記第２の孔部との境界部に接触していることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の超音波探触子。
8. 前記ケーブルと前記ブッシュは、前記第２の孔部に塗布された接着剤によって固定されていることを特徴とする請求項２乃至４、７のいずれか１項に記載の超音波探触子。
9. 前記第１の孔部は、前記第１の拡径部及び前記第２の拡径部が収められた状態で固着剤によって充填されていることを特徴とする請求項２乃至４、７、８のいずれか１項に記載の超音波探触子。
10. 前記ブッシュ及び前記シースは、同質材で構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超音波探触子。
11. 前記固着剤は、前記ブッシュ及び前記シースと同質材で構成されていることを特徴とする請求項９に記載の超音波探触子。
12. 複数の振動子に接続される複数の信号線と、前記複数の信号線を被覆するシースと、前記複数の信号線を通す貫通孔を有し、前記貫通孔に通された前記複数の信号線を折り返された前記シースとともに固定するブッシュと、前記シースの該折り返し部を固定するリング部材を備え、前記ブッシュは前記貫通孔で前記リング部材を固定することを特徴とする超音波探触子用ケーブル。

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