(57)【要約】      （修正有）【課題】フレキシブル基板が筐体の外部に露出した構成であっても筐体を貫通する部分の防水性を簡単な構成で確保することができる医療用電子機器を提供する。【解決手段】内部に電子部品を収容する筐体と、筐体に形成された貫通孔を挿通して、前記筐体内部の前記電子部品と、前記筐体の外部の外部電子部品とを電気的に接続するフレキシブル基板７０と、前記フレキシブル基板７０が挿通された状態で、前記貫通孔に内嵌し、弾性変形することにより前記貫通孔の内周面と前記フレキシブル基板７０とを隙間を閉塞するブッシュ部材と、を有する医療用電子機器。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に電子部品を収容する筐体と、
筐体に形成された貫通孔を挿通して、前記筐体内部の前記電子部品と、前記筐体の外部の外部電子部品とを電気的に接続するフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板が挿通された状態で前記貫通孔内に配置され、弾性変形することにより、前記貫通孔の内周面に圧接され、且つ、前記貫通孔の内周面と前記フレキシブル基板との隙間を閉塞するブッシュ部材と、
を有する、
医療用電子機器。
【請求項２】
前記ブッシュ部材は、前記貫通孔の内周面に圧接されて前記隙間を閉塞することで前記貫通孔に内嵌した際に、前記貫通孔内に配置されて嵌合する嵌合本体と、
前記嵌合本体の先端に形成され、且つ、前記貫通孔から前記筐体内部側に突出して配置され、前記筐体内部側の前記貫通孔の開口縁部に掛止する先端掛止部と、
を有する、
請求項１記載の医療用電子機器。
【請求項３】
前記先端掛止部の先端側の外面は曲面である、
請求項２記載の医療用電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用電子機器に関し、特に、外部にフレキシブル基板が露出する構成を有する医療用電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光によって非観血的に動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）を測定できる医療用電子機器として、パルスオキシメータが知られている。動脈血酸素飽和度とは、動脈血における総ヘモグロビンに対する酸化ヘモグロビンの割合を表す生体パラメータである。
【０００３】
パルスオキシメータは、指、足趾又は耳朶等の所定部位から光を用いて生体信号を取得するプローブ部と、取得された生体信号を処理して動脈血酸素飽和度の測定および記録を行う本体部とを有する。近年では、特許文献１に示すように、プローブ部と本体部を一体化して、指先に装着可能な小型軽量のクリップ型のパルスオキシメータが知られている。
【０００４】
クリップ型のパルスオキシメータは、プローブ部として、指を挟む一対の上下クリップ片を有する。このパルスオキシメータでは、上下クリップの一方のクリップから上下クリップで挟む指に向けて、例えば、発光ダイオード等を用いて、赤色光又は赤外光を発光し、他方のクリップで、例えば、フォトダイオード等の受光素子を用いて、指を透過した光を検出する。パルスオキシメータは、本体部の信号処理回路で、透過光の検出信号を用いて動脈血酸素飽和度の計測処理を行い、動脈血の脈拍に同期する光検出レベルの変動を赤色光の場合と赤外光の場合とで対比し、その比から動脈血酸素飽和度を算出する。
【０００５】
パルスオキシメータとしては、上述したプローブ部としての機能上、上下クリップ片のそれぞれに発光素子及び受光素子を、上下クリップ片間に介設され、かつ、上下クリップ片の外に配線されるフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ：Flexible printed circuits）を介して接続するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１６７１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来のクリップ型のパルスオキシメータは、測定時において保持する指の形状に関わらず、指の測定部位から測定時における光が漏れたり、外部から光が侵入したりしない構造であることが望ましく、このため構造が複雑化しており、特に、防水性については検討されることはなかった。
【０００８】
クリップ型のパルスオキシメータは、近年、在宅酸素療法でも積極的に使用されるようになったことから、日常生活の行動に伴い、トイレ、洗面所等の水回り設備で使用する際に、シンクやボウルに落下したり水しぶきがかかったり、或いは、飲食の際や、降雨等によっても水がかかる恐れが生じている。よって、完全防水化する必要ないにせよ、生活防水程度の日常生活で必要な防滴性は確保したいという要望があった。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、フレキシブル基板が筐体の外部に露出した構成であっても筐体を貫通する部分の防水性を簡単な構成で確保できる医療用電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の医療用電子機器の一つの態様は、内部に電子部品を収容する筐体と、筐体に形成された貫通孔を挿通して、前記筐体内部の前記電子部品と、前記筐体の外部の外部電子部品とを電気的に接続するフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板が挿通された状態で前記貫通孔内に配置され、弾性変形することにより、前記貫通孔の内周面に圧接され、且つ、前記貫通孔の内周面と前記フレキシブル基板との隙間を閉塞するブッシュ部材と、を有する、構成を採る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フレキシブル基板が筐体の外部に露出した構成であっても筐体を貫通する部分の防水性を簡単な構成で確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る一実施の形態の医療用電子機器の斜視図
【図２】本発明に係る一実施の形態の医療用電子機器の要部構成を示す概略断面図
【図３】上部筐体の貫通孔にブッシュを介して取り付けたフレキシブル基板の一端部を示す斜視図
【図４】上部筐体の貫通孔にブッシュを介して取り付けたフレキシブル基板を模式的に示す断面図
【図５】貫通孔に圧入される前のブッシュを模式的に示す断面図
【図６】図５に示すフレキシブル基板の説明に供する図
【図７】貫通孔形状とブッシュ形状との関係を示す図
【図８】ブッシュの変形例を模式的に示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る一実施の形態の医療用電子機器の斜視図である。
【００１５】
図１に示す在宅医療用電子機器１０は、本発明に係る一実施の形態の医療用電子機器であり、ここでは、光によって非観血的に動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）を計測するための在宅医療用電子機器としてのパルスオキシメータ１０である。
【００１６】
パルスオキシメータ１０は、指先などの所定部位から光を用いて生体信号を取得するプローブ部と、取得された生体信号を処理して動脈血酸素飽和度の測定および記録を行う本体部と、バッテリとを有し、指先に装着可能に構成されている。
【００１７】
パルスオキシメータ１０は、クリップ状の形状を有しており、上部筐体２０、下部筐体３０を有し、これらは、図示しないヒンジ部により開閉可能に連結されている。
【００１８】
上部筐体２０と下部筐体３０とは、通常状態では、ヒンジ部を介して閉じる方向に付勢されている。これにより、パルスオキシメータ１０は、上部筐体２０と下部筐体３０との間の指挿入口１２に矢印Ｄ２の方向で挿入された被検者の指Ｍを、適度な力で挟み込むことができる。
【００１９】
上部筐体２０及び下部筐体３０によりプローブ部が構成される。プローブ部としては、図示しないが、例えば、装着部位に向けて波長の異なる２種類の光（ここでは赤色光又は赤外光）を発光する発光素子（例えば発光ダイオード）と、装着部位を透過した光を検出する受光素子（例えばフォトダイオード）とを有する。
【００２０】
また、パルスオキシメータ１０は、透過光の検出信号を用いて動脈血酸素飽和度の計測処理を行う信号処理回路を内部に有し、この回路において、動脈血の脈拍に同期する光検出レベルの変動を赤色光の場合と赤外光の場合とで対比し、その比から動脈血酸素飽和度を算出する。
【００２１】
図２は、本発明に係る一実施の形態の医療用電子機器の要部構成を示す概略断面図である。
【００２２】
図２に示すように、上部筐体２０及び下部筐体３０は、中空であり、中空の内部に、それぞれプローブ部及び本体部を構成する各構成要素６１、６２を収容する。
【００２３】
上部筐体２０及び下部筐体３０は、それぞれ箱状の上下ケース２２、２４、３２、３４間にガスケット５０、５０Ａを介して組み付けてネジ穴２７に螺合するネジ６０で互いを止着することで構成される。これにより、上部筐体２０及び下部筐体３０は、内部の気密性を高めて、防滴性を備えるように構成されている。
【００２４】
上部筐体２０及び下部筐体３０において開閉する面には、それぞれ動脈血酸素飽和度の測定対象となる指先が装着された際に、受光素子等への外光の侵入により発生する外乱ノイズを防止する指密着部８９等の外乱防止部材が取り付けられている。指密着部８９等の外乱防止部材は、例えば、弾性体で構成され、クリップ式のパルスオキシメータ１００において開閉する面に延在して配置されることが望ましい。特に指密着部８９は、指先と接触する部分で装着された指がずれないように指先に対応した形状を有し、指に密着させるために弾性体で構成することが好ましい。上部筐体２０、下部筐体３０の開閉する面には指の挿入方向に沿って延在し、外乱光を防止する外乱防止部材が設けられている。これにより、指先挿入口１２（図１参照）に挿入された指に対して、上部筐体２０及び下部筐体３０によって密着した状態でクリップし、装着させた状態にすることができる。
【００２５】
これら上部筐体２０及び下部筐体３０内に配置される構成要素６１、６２は、上部筐体２０及び下部筐体３０の基端部側で、一部が外部に露出するフレキシブル基板７０を介して接続されている。
【００２６】
構成要素６１、６２は、それぞれ回路基板６１ａ、６２ａを有する。それぞれの回路基板６１ａ、６２ａには、コネクタ６５、６６が実装されている。これらコネクタ６５、６６には、上部筐体２０及び下部筐体３０内に配置されるフレキシブル基板７０の両端部７１、７２が、それぞれ接続（ここでは、圧入により接続）されている。
【００２７】
フレキシブル基板７０は、ブッシュ８０、８０Ａを介して、上部筐体２０及び下部筐体３０の基端部側に形成された貫通孔２８、３８から外部に導出され、フレキシブル基板７０の中央部は、上部筐体２０及び下部筐体３０の双方の外部に露出する。
【００２８】
フレキシブル基板７０と、貫通孔２８、３８との間には、貫通孔２８、３８の内周部とフレキシブル基板７０との間を気密的に閉塞するブッシュ８０、８０Ａが設けられている。
【００２９】
言い換えれば、フレキシブル基板７０は、上部筐体２０及び下部筐体３０の貫通孔２８、３８からそれぞれブッシュ８０、８０Ａを介して防滴された状態で外部に導出されている。
【００３０】
なお、ブッシュ８０Ａを介してフレキシブル基板７０の他端部７２側を下部筐体３０の貫通孔３８に取り付ける構造は、ブッシュ８０を介してフレキシブル基板７０の一端部７１側を上部筐体２０の貫通孔２８に取り付ける構造と同様である。よって、上部筐体２０の貫通孔２８へのブッシュ８０を介したフレキシブル基板７０の取り付け構造のみ説明し、下部筐体３０における構造の説明は省略する。
【００３１】
図３は、上部筐体２０の貫通孔２８にブッシュ８０を介して取り付けたフレキシブル基板７０の一端部７１を示す斜視図であり、図４は、上部筐体２０の貫通孔２８にブッシュ８０を介して取り付けたフレキシブル基板７０を模式的に示す断面図であり、図３に示す状態のブッシュ８０を圧入される方向から見た図である。
【００３２】
図２〜図４に示すように、ブッシュ８０は、フレキシブル基板７０の周囲を囲み、且つ、貫通孔２８に気密的に内嵌するように構成されている。
【００３３】
ブッシュ８０は、ゴム等の弾性体で形成され、弾性変形する。ブッシュ８０は、フレキシブル基板７０の周囲に配置され、貫通孔２８に押し込む（圧入する）ことで、当該貫通孔２８の内周面に圧接して、貫通孔２８の内周面とフレキシブル基板７０とを隙間を気密的に閉塞するよう構成されている。ブッシュ８０は、貫通孔２８への圧入方向で開口するスリット８１（図２、図５参照）が形成されている。このスリット８１には、フレキシブル基板７０が挿通される。なお、スリット８１の形状は、フレキシブル基板７０を挿通することにより、フレキシブル基板７０の周囲にブッシュ８０自体を配置させる構成であればよく、スリット８１は圧入方向に沿って一部切れた形状であってもよい。なお、ブッシュ８０は、クリップ式におけるックリップ片（ここでは上部筐体２０、下部筐体３０）の内側、つまり、開閉面に配置されることが好ましい。
【００３４】
ブッシュ８０は、図４に示すように、貫通孔２８の外側に配置される基部８２と、貫通孔２８内に配置される嵌合本体８３と、貫通孔２８の内側に配置される先端掛止部８４と、を有する。これら基部８２、嵌合本体８３及び先端掛止部８４は、フレキシブル基板７０の長手方向に沿って、つまり、圧入方向に沿って連続して形成されている。スリット８１は、基部８２、嵌合本体８３及び先端掛止部８４を貫通して形成されている。ここではブッシュ８０は、上部筐体２０の内側面に取り付けられることにより指挿入口１２内に配置される指形状に対応した形状の指密着部８９の一部として一体的に形成されている。
【００３５】
基部８２は、貫通孔２８の外径よりも大きく、ブッシュ８０が貫通孔２８に嵌合した際に、貫通孔２８の外側の開口縁部に掛止するフランジ状に形成される。基部８２は、指密着部８９と連続して形成されており、指密着部８９とともに上部筐体２０の下面に配置されている。指密着部８９とともに取り付けられて、貫通孔２８もフレキシブル基板７０が挿通した状態で気密にできる。指密着部は、光の外乱ノイズの侵入を防ぐ、つまり、受光素子等のセンサに外乱光が入らないようにする。また、ブッシュ８０は、指密着部８９とともに、上部筐体２０の下面に渡って取り付けられるので、気密性をさらに向上させることができる。このようにブッシュ８０は、指密着部８９と一体であるので、貫通孔２８を閉塞するとともに、外乱光の侵入を防ぐ外乱防止部材として機能する。また、指密着部８９を組み付ける場合等、ブッシュ８０を貫通孔２８に圧入することで、フレキシブル基板７０を気密的に上部筐体２０に取り付けることができると同時に、指密着部８９を上部筐体２０に取り付けることができる。
【００３６】
嵌合本体８３は、貫通孔２８内に圧入されて貫通孔２８と嵌合する。先端掛止部８４は、嵌合本体８３の先端に形成され、嵌合本体８３よりも外形が大きい。また、先端掛止部８４は、ブッシュ８０を貫通孔２８に圧入して嵌合状態となる場合、貫通孔２８から筐体内部に突出し、且つ、貫通孔２８を囲む筐体内部側の開口縁部に掛止する。ブッシュ８０の圧入方向側の端部、つまり、先端掛止部８４の圧入方向側の端部の外面８４ａは、先端に向かって突出する凸状に形成されており、貫通孔２８の内径よりも小さい。これにより、ブッシュ８０は、貫通孔２８に圧入し易くなっている。これにより、ブッシュ８０を貫通孔２８に圧入する際に、ブッシュ８０の先端を構成する先端掛止部８４の湾曲面に沿って、貫通孔２８内に容易に圧入できる。
【００３７】
ブッシュ８０は、フレキシブル基板７０をスリット８１内に挿通した状態で、貫通孔２８に外側から圧入することによって貫通孔２８に気密的に嵌合する。
【００３８】
すなわち、ブッシュ８０は、フレキシブル基板７０の形状或いは貫通孔２８の形状に対応して形成される。ここでは、貫通孔２８は長穴であり、スリット８１も長穴状に設けられていることが望ましい。
【００３９】
図５は、貫通孔２８に圧入される前のブッシュ８０を模式的に示す断面図であり、図６は、図５に示すフレキシブル基板の説明に供する図である。
【００４０】
図５及び図６に示すように、常態時（貫通孔２８と嵌合していない状態）のブッシュ８０では、スリット８１の径（圧入方向で見た開口断面）は、フレキシブル基板７０の外形（圧入方向で見た断面）よりも大きくなるように形成されている。なおスリット８１はブッシュ８０において基部８２、嵌合本体８３及び先端掛止部８４に渡って形成されている。これにより、常態時でのブッシュ８０では、スリット８１内に、フレキシブル基板７０を容易に通すことができ、フレキシブル基板７０を締め付けることがない。
【００４１】
図７は、貫通孔形状とブッシュ形状との関係を示す図であり、貫通孔２８を圧入方向で見た図である。図７では、実線でブッシュ８０の嵌合本体８３の嵌合状態を示し、破線で嵌合前のブッシュ８０の嵌合本体８３を示す。
【００４２】
常態時のブッシュ８０の嵌合本体８３の外径は、貫通孔２８よりも大きい。
【００４３】
すなわち、貫通孔２８の大きさは、嵌合本体８３の外形よりも小さく、嵌合本体８３をフレキシブル基板７０の幅広面側から押圧した際に、嵌合本体８３の内周面がフレキシブル基板７０の幅広面と密着した際の嵌合本体８３の外形に対応するように規定される。
【００４４】
このブッシュ８０にフレキシブル基板７０を挿通させた状態で、上部筐体２０の外部から、貫通孔２８に、ブッシュ８０を圧入する。
【００４５】
すると、ブッシュ８０は、貫通孔２８の内周により規制されて弾性変形し、先端掛止部８４、嵌合本体８３、基部８２が順に変形して、先端掛止部８４、嵌合本体８３が貫通孔２８内に挿入されていく。そして、先端掛止部８４が、貫通孔２８から筐体内部に突出すると、変形状態が開放されて復元し、先端掛止部８４は、貫通孔２８の筐体内部側の開口縁に掛止する。
【００４６】
また、貫通孔２８内の嵌合本体８３は、貫通孔２８によって、外周側から押圧、具体的には、幅広面側から押圧される。
【００４７】
これにより、嵌合本体８３は、フレキシブル基板７０の厚み方向に潰されて、フレキシブル基板７０を幅広面側から押圧することで締め付けて、フレキシブル基板７０を気密な状態で挟持する。
【００４８】
フレキシブル基板７０が挿通されたブッシュ８０の嵌合本体８３を、フレキシブル基板７０の厚み方向で押圧して潰し変形させる場合、嵌合本体８３を、比較的容易に均等に潰すことができる。
【００４９】
このとき、基部８２は、貫通孔２８の筐体外部側の開口縁に掛止した状態となっており、基部８２、嵌合本体８３及び先端掛止部８４により、貫通孔２８内に、フレキシブル基板７０を気密状態で挿通させることができる。
【００５０】
また、嵌合本体８３が貫通孔２８の開口縁により潰される際に余剰となる部分は、先端掛止部８４側に移動し、先端掛止部８４を膨らませる。これにより、先端掛止部８４は、筐体内部側で、貫通孔２８の開口縁部に対して掛止する領域が増加し、貫通孔２８からブッシュ８０が抜けにくくなる。
【００５１】
本実施の形態では、薄肉で可撓性を有し軟性体であるフレキシブル基板７０を、ブッシュ８０のスリット８１に簡単に挿通させた後、ブッシュ８０を貫通孔２８に圧入する。これにより、ブッシュ８０を介して、フレキシブル基板７０を厚み方向、つまり、フレキシブル基板７０を幅広面側から押圧して、フレキシブル基板７０に密着させることができる。ブッシュ８０は、貫通孔２８に内嵌すると同時に、フレキシブル基板７０を、屈曲方向可能な幅広面側から押圧するので、フレキシブル基板７０を損傷することなく、フレキシブル基板７０を貫通孔２８に強固に気密な状態で容易に取り付けることができる。
【００５２】
例えば、貫通孔に予め筒状のブッシュを取り付けておく場合、フレキシブル基板７０のような軟性でかつゴムに対して滑りにくい部品では、ブッシュ８０に貫通させることは困難であり、これらを組立てることができない。またブッシュ８０を成形する場合、フレキシブル基板程の同程度の厚さの孔を金型で成形することは困難である。
【００５３】
これに対し、本実施の形態の構成では、スリット８１は、挿通されるフレキシブル基板７０の外形よりも大きく作っておいてもいいことからブッシュ８０の成形も容易となり、フレキシブル基板７０において貫通孔２８内に配置される部位を容易に気密にできる。すなわち、フレキシブル基板７０が筐体（上部筐体２０、下部筐体３０）の外部に露出した構成であっても筐体を貫通する部分（貫通孔２８、３８）の防水性を簡単な構成で確保できる。
【００５４】
なお、貫通孔２８とスリット８１の形状は、貫通孔２８により押し潰される嵌合本体８３が、嵌合本体８３内のフレキシブル基板７０の幅広面に対して、密着するように潰されて気密な状態で挟持する構成であれば、どのような形状でも良い。例えば、図８に示すブッシュ８０Ｂの嵌合本体８３Ｂで示すように、フレキシブル基板７０の幅広面の幅方向に長い長穴８１Ｂの両端部８１１、８１２の高さ（フレキシブル基板７０の厚み方向の長さ）Ｈ１を、長穴（スリットに相当）８１Ｂの中央部８１３の高さＨ２よりも小さくする。これにより、フレキシブル基板７０の厚み方向で幅広面を押し潰した際に、フレキシブル基板７０に全面的に好適に密着させることができる。
【００５５】
また、本実施の形態の医療用電子機器では、指先などの所定部位から光を用いて取得した生体信号を処理して動脈血酸素飽和度の測定および記録を行うパルスオキシメータ１０としたが、これに限らず、挿入される指をクリップし、クリップした指先から生体情報（光電脈波やＳｐＯ２等）を取得して外部の想定装置に出力するセンサとして用いてもよい。
【００５６】
このように生体情報を取得するクリップ式の生体情報取得センサとして用いた場合、本実施の形態の医療用電子機器は、クリップ式の生体情報取得センサを含む睡眠評価装置としても用いることができる。
また、クリップ式の生体情報取得センサとした場合、生体情報を計測するセンサとして機能し、計測した情報を、有線無線により本体装置に通信可能に設けることもできる。
【００５７】
以上、本発明の実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成や各部分の形状についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る医療用電子機器は、筐体からフレキシブル基板が導出される構成において、フレキシブル基板の筐体への貫通する部位の防水を行うことができ、パルスオキシメータ等に適用できる。
【符号の説明】
【００５９】
１０  パルスオキシメータ（医療用電子機器）
１２  指挿入口
２０  上部筐体
２８、３８  貫通孔
３０  下部筐体
５０、５０Ａ  ガスケット
６０  ネジ
６１ａ、６２ａ  回路基板
７０  フレキシブル基板
７１  一端部
７２  他端部
８０、８０Ａ、８０Ｂ  ブッシュ（ブッシュ部材）
８１  スリット
８１Ｂ  長穴
８２  基部
８３、８３Ｂ  嵌合本体
８４  先端掛止部
８４ａ  外面
８９  指密着部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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