JP6714725B2 - 電子スイッチ機構 - Google Patents

Description

本開示は、電子スイッチ機構に関する。より具体的には、本開示は、電気外科用器具のための電子スイッチ機構に関する。

このセクションにおける記述は、単に、本開示に関する背景情報を提供し、先行技術を構成しない場合もある。

電気外科用器具のための典型的なスイッチは、他の非医療デバイスと同様に、器具を起動する１つ以上の触知押しボタンを含む。例えば、特定の器具は、左利きのオペレータのための１つのボタン、及び右利きのオペレータのための第２のボタンを用いる。本技術に関連し得る文献の中に、例えば、以下の特許文献及び公開特許出願、すなわち特許文献１〜７が含まれ、それらの内容全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。

したがって、器具が、器具の両手操作に適応するスイッチ機構を含むことが望ましい。

米国特許第４，６１８，７５４号 米国特許第５，３７６，７６５号 米国特許第６，３０３，８８７号 米国特許第６，８８０，９８９号 米国特許第６，９１１，６０８号 米国特許第６，９９８，５５４号 米国特許出願公開第２０１３／０１４０１６４号

本開示は、電子スイッチ機構を提供する。様々な配置において、スイッチ機構は電気外科用器具に関連付けられる。スイッチ機構は、医師が器具を作動させることを可能にする２つ以上のボタン又はタブを有する。より具体的には、２つ以上のボタン又はタブは、医師が両手で器具を操作できるように構成される。すなわち、医師は、自身の両手の指又は親指を使用して、器具の両手操作を提供することができる。

したがって、本発明の一態様によれば、スイッチ機構は、開窓部を有するハウジングと、ハウジング内に保持されたスイッチ素子と、開窓部内に保持されたメンブレンスイッチと、を含む。メンブレンスイッチは、可撓性メンブレンと、剛性リブと、を含む。リブは、メンブレンとの接触がメンブレンを変形させ、かつリブを平行移動させてスイッチ素子を作動させるように、ハウジング内のガイドによる直線移動に制約される。

本発明のこの態様は、ハウジングがハンドピースであること、スイッチ機構が、ハンドピースの中心平面上にあること、メンブレンが、スイッチ機構の中心から離れた起動を支持すること、メンブレンが、約３０°だけ中心から離れた起動を支持すること、メンブレンがインサート成形されること、及びスイッチ機構がスイッチ機構の両手操作を提供するように配置されること、などの、本明細書に記載の特徴の１つ又は任意の組み合わせによって、更に特徴付けられ得る。

したがって、本発明の別の態様によれば、スイッチ機構は、開窓部を有するハウジングと、ハウジング内に保持されたスイッチ素子と、開窓部内に保持されたメンブレンスイッチと、を含む。メンブレンは、可撓性メンブレンと、剛性リブと、を含む。リブは、メンブレンとの接触がメンブレンを変形させ、かつリブを移動させてスイッチ素子を作動させるように制約される。

本発明の前述の態様は、リブが、メンブレンとの接触がメンブレンを変形させ、かつリブを平行移動させてスイッチ素子を作動させるように、ハウジング内のガイドによる直線移動に制約されること、リブが、メンブレンとの接触がメンブレンを変形させ、かつ支点のうちの１つを中心にリブを回転させてスイッチ素子を作動させるように、ハウジング内の支点による旋回移動に制約されること、ハウジングがハンドピースであり、スイッチ機構がハンドピースの中心平面上にあり、メンブレンが、スイッチ機構の中心から離れた起動を支持すること、メンブレンがインサート成形されていること、及びスイッチ機構がスイッチ機構の両手操作を提供するように配置されること、などの、本明細書に記載の特徴の１つ又は任意の組み合わせによって、更に特徴付けられ得る。

したがって、本発明の更に別の態様によれば、スイッチ機構は、開窓部を有するハウジングと、ハウジング内に保持されたスイッチ素子と、開窓部内に保持されたメンブレンスイッチと、を含む。メンブレンスイッチは、可撓性メンブレンと、剛性リブと、を含む。リブは、メンブレンとの接触がメンブレンを変形させ、かつ支点のうちの１つを中心にリブを回転させてスイッチ素子を作動させるように、ハウジング内の支点による旋回移動に制約される。
本発明の前述の態様は、ハウジングがハンドピースであること、スイッチ機構が、ハンドピースの中心平面上にあること、メンブレンが、スイッチ機構の中心から離れた起動を支持すること、メンブレンが、約３０°だけ中心から離れた起動を支持すること、メンブレンがインサート成形されていること、及びスイッチ機構がスイッチ機構の両手操作を提供するように配置されること、などの、本明細書に記載の特徴の１つ又は任意の組み合わせによって、更に特徴付けられ得る。

更なる特徴、利点、及び適用分野は、本明細書に提供される説明から明らかになるであろう。説明及び具体的な例は、単に例示目的のために意図され、本開示の範囲を限定することは意図されないことを理解されたい。
図面

本明細書に説明される図面は、単に例示目的のためであり、決して本開示の範囲を制限することは意図されない。図面における構成要素は、必ずしも一定の縮尺ではなく、本発明の原理を例示することに重点を置かれる。

本発明の原理による、ハンドルの一部を有するスイッチ機構の斜視図である。 図１に示されるスイッチ機構の分離図である。 図１に示されるスイッチ機構の側断面図である。 図１に示されるスイッチ機構の正面断面図である。 図１に示されるスイッチ機構の内部上面図である。 本発明の原理による、代替のスイッチ機構の斜視図である。 図６に示されるスイッチ機構の側断面図である。 図６に示されるスイッチ機構の正面断面図である。 図６に示されるスイッチ機構の内部上面図である。

以下の説明は、本質的に単に例示的なものであり、本開示、適用、又は使用を限定することは意図されない。

図１を参照すると、本発明の原理を具現化する電気外科用器具のためのハンドピースがその中に例示されており、１０で示されている。ハンドピース１０は、ハンドル１４に取り付けられた電子スイッチ機構１２を含む。スイッチ機構及びハンドル１４は、互いに取り付けられた個別のユニットであっても単一の一体ユニットであってもよい。

更に図２及び図３を参照すると、電子スイッチ機構１２は、下部ハウジング１６及び上部ハウジング１８を含む。上部ハウジング１８は、メンブレン２０及び剛性リブ２６を有するメンブレンスイッチを保持する開口部又は開窓部２１を含む。剛性リブ２６は、図４及び図５に示されるように、剛性リブ２６に更なる剛性を提供するリブ延長部２８を含む。

上部ハウジング１８は、スイッチ２２を支持する内部プラットフォーム又は部材２３を含む。スイッチ２２は、領域２７で剛性リブ２６と係合する上部延長部又はボタン２４を含む。メンブレン２０は、タブ部分２９を有する延長部３２を含み、上部タブ部分２５を更に含む。このように、タブ部分２９のうちの一方は、剛性リブ２６及び上部ハウジング１８のリップ３６の下側でラッチし、他方のタブ部分２９は、上部タブ部分２５が上部ハウジング１８のリップ３４に係合する間に、剛性リブ２６の下側でラッチする。したがって、ハウジング１８のリップ３４及び３６のメンブレン２０との係合は、メンブレン２０を開窓部２１内に固定する。

ここで特に図４及び図５を参照すると、剛性リブ２６の側方の最も外側の範囲は、上部ハウジング１８の内壁３７に沿って上下に摺動する。剛性リブ２６の両側に位置付けられた一組の支柱３８は、剛性リブ２６に壁３７に追従するガイダンスを提供するような様式で剛性リブ２６と係合する。したがって、壁３７及び支柱３８は、剛性リブ２６がスイッチ２２の垂直作動を提供することを可能にする。具体的には、矢印６０の下方部分によって示されるように、医療従事者がメンブレン２０を押圧すると、メンブレン２０と剛性リブ２６との間の接触が、剛性リブ２６をボタン２４に対して押圧させ、次いで、スイッチ２２を作動させる。メンブレン２０から圧力が除去された後、メンブレンは、矢印６０の上部部分で示されるように、剛性リブ２６と共に跳ね返り、その元の形状を維持し、その結果、スイッチ機構１２は、その元の非作動位置に戻る。

特定の配置のスイッチ２２は、エネルギー源の起動を制御する。例えば、スイッチ機構１２が電極を有する電気外科用器具と関連付けられている場合、スイッチ機構は、器具に電気的に接続された無線周波数（ＲＦ）エネルギー源の動作を制御し得る。したがって、医療従事者がスイッチ機構１２を押圧し、それを作動させると、例えば、患者の組織を治療するために、電気エネルギーが電極に供給される。関連付けられた器具は、組織を凝固又は切断する鉗子であり得る。器具は、同様に患者の身体に接続された中性電極と相互作用する１つの電極のみを必要とする単極器具であり得る。あるいは、器具は、２つの電極（遠位電極及び近位電極）を有する双極電気外科用器具であり得る。異なる電位を有するＲＦ電圧がかかる双極器具に加えられ、その結果、電流が組織を通って一方の電極から他方の電極に通過し、それにより、組織を加熱して組織を凝固又は切断する。

いくつかの配置において、メンブレン２０は、可撓性の低デュロメータ材料からインサート成形される。図４に示される配置において、メンブレン２０は、約７０°の円弧スパン、例えば、中心平面ＣＰの各側から約３５°の円弧スパンを有する。したがって、この７０°の円弧スパンのいずれかの地点においてメンブレン２０に力が加えられると、結果として生じるメンブレン２０の変位は、剛性リブ２６の垂直運動に変換されてボタン２４を押し、それにより、次いで、スイッチ機構１２に関連付けられた器具を作動させる。他の配置において、メンブレン２０の円弧スパンは、７０°より大きくても小さくてもよい。

ここで図６を参照すると、代替のスイッチ機構１１２が示される。スイッチ機構１１２は、スイッチ機構１２のための前述の下部ハウジングと同様の下部ハウジングと、上部ハウジング１１８と、を含む。上部ハウジング１１８は、メンブレン１２０を有するメンブレンスイッチを保持する開口部又は開窓部１２１を含む。

更に図７及び図８を参照すると、メンブレンスイッチは、図９に剛性リブ１２６Ａ及び１２６Ｂとして示されている、一対の剛性リブ１２６を更に含み、剛性リブ１２６は、剛性リブ１２６に追加の剛性を提供するリブ延長部１２８を含む。上部ハウジング１１８は、プラットフォーム２３上にスイッチ２２を保持する。スイッチ２２は、領域１２７で剛性リブ１２６と係合する上部延長部又はボタン２４を含む。より具体的には、図９に示されるように、剛性リブ１２６Ａは領域１２７Ａで２つのボタン２４と係合し、剛性リブ１２６Ｂは領域１２７Ｂでボタン２４と係合する。メンブレン２０は、タブ部分１２９を有する延長部１３２を含み、上部タブ部分１２５を更に含む。このように、タブ部分１２９のうちの１つは、剛性リブ１２６及び上部ハウジング１１８のリップ１３６の下側でラッチする。他のタブ部分１２９は、剛性リブ１２６の下側でラッチするが、上部タブ部分１２５は、上部ハウジング１１８のリップ１３４と係合する。したがって、リップ１３４及び１３６とメンブレン１２０との係合は、メンブレン１２０を開窓部１２１内に固定する。

剛性リブ１２６は、突起又は隆起１２９Ａ、１２９Ｂ、及び１２９Ｃの組を含む。より具体的には、隆起１２９Ａは剛性リブ１２６Ｂに関連付けられ、隆起１２９Ｃは剛性リブ１２６Ａに関連付けられ、隆起１２９Ｂは剛性リブ１２６Ａと１２６Ｂとの両方に関連付けられる。メンブレン１２０は、隆起１２９Ａ、１２９Ｂ、及び１２９Ｃとそれぞれ接触する、一組の突起又は隆起１３７Ａ、１３７Ｂ及び１３７Ｃを含む。隆起１２９Ａ、１２９Ｂ、及び１２９Ｃの位置は、医療従事者の指及び／又は親指がメンブレン１２０に対してどこに位置するかに関する触知情報を医療従事者に提供する。

図９も参照すると、剛性リブ１２６Ａ及び１２６Ｂの側方の最大範囲１４０Ａ及び１４０Ｂはそれぞれ、上部ハウジング１１８に関連付けられた支点１４２Ａ及び１４２Ｂとそれぞれ係合する。したがって、矢印１６０Ａ及び１６０Ｃで示されるように、医療従事者がメンブレン１２０の側方部分を押圧すると、メンブレン１２０と剛性リブ１２６Ａ又は１２６Ｂとの間の接触が、それぞれの支点１４２Ａ又は１４２Ｂを中心に剛性リブ１２６Ａ又は１２６Ｂを旋回させる。すなわち、剛性リブ１２６Ａ及び１２６Ｂは、支点１４２Ａ及び１４２Ｂを中心に互いに独立して旋回する。したがって、隆起１３７Ａへの圧力が隆起１３７Ａを剛性リブ１２６Ｂの隆起１２９Ａに押圧し、その結果、剛性リブ１２６Ｂが支点１４２Ｂを中心に旋回して領域１２７Ｂのボタン２４を押圧し、それにより、次いで、スイッチ２２を作動させる。そして、隆起１３７Ｃへの圧力が、隆起１３７Ｃを剛性リブ１２６Ａの隆起１２９Ｃに押圧し、その結果、剛性リブ１２６Ａが支点１４２Ａを中心に旋回して領域１２７Ａでボタン２４を押圧し、それにより、次いで、スイッチ２２を作動させる。矢印１６０Ｂによって示されるように、メンブレン１２０の中間領域における下方への圧力は、剛性リブ１２６Ａ及び１２６Ｂの側方部分１４０Ａ及び１４０Ｂを支点１４２Ａ及び１４２Ｂから離れるように垂直に下方に平行移動させることに留意されたい。この下方への運動は、剛性リブ１２６Ａ及び１２６Ｂを領域１２７Ａ及び１２７Ｂのボタン２４に対して押圧させ、それにより、スイッチ機構１１２のスイッチ２２を作動させる。メンブレン１２０から圧力が除去された後、メンブレン１２０は、剛性リブ１２６Ａ及び１２６Ｂと共に跳ね返り、その元の形状を維持し、その結果、スイッチ機構１１２は、その元の非作動位置に戻る。

特定の配置のスイッチ２２は、エネルギー源の起動を制御する。例えば、スイッチ機構１１２が双極電極を有する電気外科用器具と関連付けられている場合、スイッチ機構は、器具に電気的に接続された無線周波数（ＲＦ）エネルギー源の動作を制御し得る。したがって、医療従事者がスイッチ機構１１２を押圧作動させると、例えば、組織を治療するために、電気エネルギーが電極に供給される。関連付けられた器具は、組織を凝固又は切断する鉗子であり得る。器具は、同様に患者の身体に接続された中性電極と相互作用する１つの電極のみを必要とする単極器具であり得る。あるいは、器具は、２つの電極（遠位電極及び近位電極）を有する双極電気外科器具であり得る。異なる電位を有するＲＦ電圧がかかる双極器具に加えられ、その結果、電流が組織を通って一方の電極から他方の電極に通過し、それにより、組織を加熱して組織を凝固又は切断する。

いくつかの配置において、メンブレン１２０は、可撓性の低デュロメータ材料からインサート成形される。図６〜図９に示される配置において、メンブレン１２０の隆起１６０Ａと１６０Ｃとの間の円弧スパンは、約６０°であり、すなわち、中心平面ＣＰの各側から約３０°の円弧スパンである。したがって、この６０°の円弧スパンのいずれかの地点においてメンブレン１２０に力が加えられると、結果として生じるメンブレン１２０の変位は、領域１２７Ａ又は１２７Ｂにおける剛性リブ１２６Ａ又は１２６Ｂの運動に変換されてボタン２４を押し、それにより、次いで、スイッチ機構１１２に関連付けられた器具を作動させる。他の配置において、隆起１６０Ａと１６０Ｃとの間の円弧スパンは６０°より大きくても小さくてもよい。

本発明の説明は、本質的に単に例示的なものであり、本発明の主旨から逸脱しない変形が、本発明の範囲内にあることが意図される。かかる変形は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱するものとしてみなされない。

１０ ハンドピース
１２ 電子スイッチ機構
１４ ハンドル
１６ 下部ハウジング
１８ 上部ハウジング
２０ メンブレン
２１ 開窓部
２２ スイッチ
２３ プラットフォーム（部材）
２４ ボタン
２５ 上部タブ部分
２６ 剛性リブ
２７ 領域
２８ リブ延長部
２９ タブ部分
３２ 延長部
３４ リップ
３６ リップ
３７ 内壁
３８ 支柱
６０ 矢印
１１２ スイッチ機構
１１８ 上部ハウジング
１２０ メンブレン
１２１ 開窓部
１２５ 上部タブ部分
１２６ 剛性リブ
１２６Ａ 剛性リブ
１２６Ｂ 剛性リブ
１２７ 領域
１２７Ａ 領域
１２７Ｂ 領域
１２８ リブ延長部
１２９ タブ部分
１２９Ａ 隆起
１２９Ｂ 隆起
１２９Ｃ 隆起
１３２ 延長部
１３４ リップ
１３６ リップ
１３７Ａ 隆起
１３７Ｂ 隆起
１３７Ｃ 隆起
１４０Ａ 最大範囲（側方部分）
１４０Ｂ 最大範囲（側方部分）
１４２Ａ 支点
１４２Ｂ 支点
１６０Ａ 矢印（隆起）
１６０Ｂ 矢印
１６０Ｃ 矢印（隆起）

Claims (20)

1. スイッチ機構であって、
   ハウジングであって、開窓部を有するハウジングと、
   前記ハウジング内に保持されたスイッチ素子と、
   メンブレンスイッチであって、前記開窓部に保持され、可撓性メンブレン及び剛性リブを含み、前記可撓性メンブレンが前記剛性リブの外側でラッチされる延長部及び前記剛性リブの下側でラッチするタブ部分を含む、メンブレンスイッチと、を備え、
   前記ハウジングは、前記剛性リブと係合しているガイドを有し、前記リブは、前記メンブレンとの接触が前記メンブレンを変形させ、かつ前記リブを平行移動させて前記スイッチ素子を作動させるように、前記ハウジング内のガイドによる直線移動に制約される、スイッチ機構。
2. 前記ハウジングが、ハンドピースである、請求項１に記載のスイッチ機構。
3. 前記スイッチ機構が、前記ハンドピースの中心平面上にある、請求項２に記載のスイッチ機構。
4. 前記メンブレンが、前記スイッチ機構の中心から離れた起動を支持する、請求項３に記載のスイッチ機構。
5. 前記メンブレンが、約３０°だけ中心から離れた起動を支持する、請求項４に記載のスイッチ機構。
6. 前記メンブレンが、インサート成形されている、請求項１に記載のスイッチ機構。
7. 前記スイッチ機構が、前記スイッチ機構の両手操作を提供するように配置されている、請求項１に記載のスイッチ機構。
8. スイッチ機構であって、
   ハウジングであって、開窓部を有するハウジングと、
   前記ハウジング内に保持されたスイッチ素子と、
   メンブレンスイッチであって、前記開窓部に保持され、可撓性メンブレン及び剛性リブを含み、前記可撓性メンブレンが前記剛性リブの外側でラッチされる延長部及び前記剛性リブの下側でラッチするタブ部分を含む、メンブレンスイッチと、を備え、
   前記ハウジングは、前記剛性リブと係合しているガイドを有し、前記リブは、前記メンブレンとの接触が前記メンブレンを変形させ、かつ前記リブを移動させて前記スイッチ素子を作動させるように制約される、スイッチ機構。
9. 前記リブは、前記メンブレンとの接触が前記メンブレンを変形させ、かつ前記リブを平行移動させて前記スイッチ素子を作動させるように、前記ハウジング内のガイドによる直線移動に制約される、請求項８に記載のスイッチ機構。
10. 前記リブは、前記メンブレンとの接触が前記メンブレンを変形させ、かつ支点のうちの１つを中心に前記リブを回転させて前記スイッチ素子を作動させるように、前記ハウジング内の前記支点による旋回移動に制約される、請求項８に記載のスイッチ機構。
11. 前記ハウジングが、ハンドピースであり、前記スイッチ機構が、前記ハンドピースの中心平面上にあり、前記メンブレンが、前記スイッチ機構の中心から離れた起動を支持する、請求項８に記載のスイッチ機構。
12. 前記メンブレンが、インサート成形されている、請求項８に記載のスイッチ機構。
13. 前記スイッチ機構が、前記スイッチ機構の両手操作を提供するように配置されている、請求項８に記載のスイッチ機構。
14. スイッチ機構であって、
    ハウジングであって、開窓部を有するハウジングと、
    前記ハウジング内に保持されたスイッチ素子と、
    メンブレンスイッチであって、前記開窓部に保持され、可撓性メンブレン及び剛性リブを含み、前記可撓性メンブレンが前記剛性リブの外側でラッチされる延長部及び前記剛性リブの下側でラッチするタブ部分を含む、メンブレンスイッチと、を備え、
    前記ハウジングは、前記剛性リブと係合しているガイドを有し、前記リブは、前記メンブレンとの接触が前記メンブレンを変形させ、かつ支点のうちの１つを中心に前記リブを回転させて前記スイッチ素子を作動させるように、前記ハウジング内の前記支点による旋回移動に制約される、スイッチ機構。
15. 前記ハウジングが、ハンドピースである、請求項１４に記載のスイッチ機構。
16. 前記スイッチ機構が、前記ハンドピースの中心平面上にある、請求項１５に記載のスイッチ機構。
17. 前記メンブレンが、前記スイッチ機構の中心から離れた起動を支持する、請求項１６に記載のスイッチ機構。
18. 前記メンブレンが、約３０°だけ中心から離れた起動を支持する、請求項１７に記載のスイッチ機構。
19. 前記メンブレンが、インサート成形されている、請求項１４に記載のスイッチ機構。
20. 前記スイッチ機構が、前記スイッチ機構の両手操作を提供するように配置されている、請求項１４に記載のスイッチ機構。

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