(57)【要約】  プラグ部とソケット部を有するインプラント可能電気機械プラグコネクタであって：前記プラグ部は、少なくとも１つの結合部を備え、前記結合部は、前記ソケット部内の一方向に開口した挿入穴に対して完全に挿入することができ、前記プラグ部は少なくとも１つの絶縁面を有し、前記絶縁面は少なくとも１つの電極本体（６）を有し、前記電極本体は自由アクセス可能な電極面を有し；前記ソケット部は、前記挿入穴内部において絶縁壁部を有し、前記絶縁壁部は少なくとも部分的に前記挿入穴を横方向に区切り、前記絶縁壁部の表面は少なくとも１つの対極本体を有し、前記対極本体は自由アクセス可能な対極面を有し、前記絶縁壁部は、前記ソケット部の前記結合部の前記絶縁面に対して、前記プラグ部の前記結合部が前記挿入穴に対して完全に挿入された状態において前記対極面が前記電極面と接触するように方向づけられており；前記少なくとも１つの電極本体（６）は、前記結合部の前記絶縁面に対して突出しており、および／または、前記少なくとも１つの対極本体は、前記絶縁壁部の前記面に対して突出しており；少なくとも１つの絶縁ポリマ層が、前記結合部の前記絶縁面と前記絶縁壁部の前記面との間において少なくとも部分的に配置されており、前記絶縁ポリマ層は、相互接触する前記対極面と前記電極面を完全に取り囲む。【選択図】図５ａ
2019522521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラグ部（１）とソケット部（２）を有するインプラント可能電気機械プラグコネクタであって、
前記プラグ部（１）は、少なくとも１つの結合部（３）を備え、前記結合部（３）は、前記ソケット部（２）内の一方向に開口した挿入穴（４）に対して完全に挿入することができ、前記プラグ部（１）は少なくとも１つの絶縁面（５）を有し、前記絶縁面（５）は少なくとも１つの電極本体（６）を有し、前記電極本体（６）は自由アクセス可能な電極面（６’）を有し、
前記ソケット部（２）は、前記挿入穴（４）内部において絶縁壁部（７）を有し、前記絶縁壁部（７）は少なくとも部分的に前記挿入穴（４）を横方向に区切り、前記絶縁壁部（７）の表面は少なくとも１つの対極本体（８）を有し、前記対極本体（８）は自由アクセス可能な対極面（８’）を有し、前記絶縁壁部（７）は、前記プラグ部の前記結合部（３）が前記挿入穴（４）に対して完全に挿入された状態において、前記ソケット部（１）の前記結合部（３）の前記絶縁面（５）に対して、前記対極面（８’）が前記電極面（６’）と接触するように方向づけられており、
前記少なくとも１つの電極本体（６）は、前記結合部（３）の前記絶縁面（５）に対して突出しており、および／または、前記少なくとも１つの対極本体（８）は、前記絶縁壁部（７）の前記面（８’）に対して突出しており、
少なくとも１つの絶縁ポリマ層（９）が、前記結合部（３）の前記絶縁面（５）と前記絶縁壁部（７）の前記面との間において少なくとも部分的に配置されており、前記絶縁ポリマ層（９）は、相互接触する前記対極面（８’）と前記電極面（６’）を完全に取り囲む
ことを特徴とするプラグコネクタ。
【請求項２】
前記少なくとも１つの絶縁ポリマ層（９）は、前記ソケット部（２）の前記挿入穴（４）内の前記絶縁壁部（７）に対して緊密結合し、および／または、前記プラグ部（１）の前記結合部（３）の前記絶縁面（５）に対して緊密結合している
ことを特徴とする請求項１記載のプラグコネクタ。
【請求項３】
前記少なくとも１つの絶縁ポリマ層（９）は、前記絶縁壁部（７）の前記面に対する前記少なくとも１つの対極本体（８）の直交高さに少なくとも対応する層厚さを有し、または、前記結合部（３）の前記絶縁面（５）に対する前記少なくとも１つの電極本体（６）の直交高さに少なくとも対応する層厚さを有する
ことを特徴とする請求項１または２記載のプラグコネクタ。
【請求項４】
前記結合部（３）のサイズと形状、前記挿入穴（４）のサイズと形状、および前記絶縁ポリマ層（９）のサイズと形状は互いに合致しており、これにより、前記挿入穴（４）に対して前記プラグ部の前記結合部（３）が完全に挿入された状態において、前記少なくとも１つの絶縁ポリマ層（９）は、前記絶縁壁部（７）と前記結合部（３）の前記絶縁面（５）との間で作用する圧縮力を受ける
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のプラグコネクタ。
【請求項５】
前記結合部（３）のサイズと形状、前記挿入穴（４）のサイズと形状、および前記絶縁ポリマ層（９）のサイズと形状は互いに合致しており、これにより、前記挿入穴（４）に対して前記プラグ部の前記結合部（３）が完全に挿入された状態において、前記少なくとも１つの電極本体（６）の前記自由アクセス可能な電極面（６’）は、圧縮力の効果により前記少なくとも１つの対極本体（８）の表面と接触する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のプラグコネクタ。
【請求項６】
前記プラグ部（１）の前記結合部（３）は、長手方向（３ｌ）と横方向（３Ｑ）を有し、
前記結合部の前記長手方向（３）は、前記挿入穴（４）の挿入幅（４ｌ）と少なくとも対応しており、
前記挿入穴（４）の前記側壁は挿入ガイドを有し、前記結合部（３）は前記挿入穴（４）に対して挿入する際に前記挿入ガイドに沿って強制的にガイドされ、
前記挿入ガイドは、前記結合部（３）を前記結合部（３）の長手方向（３ｌ）に沿って挿入することができる第１部分（１１ａ）と、前記結合部（３）を前記結合部（３）の長手方向（３ｌ）と横方向（３Ｑ）に沿って挿入することができる第２部分（１１ｂ）とを有する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のプラグコネクタ。
【請求項７】
前記プラグ部側の前記少なくとも１つの電極本体（６）と、前記ソケット部側の前記少なくとも１つの対極本体（８）は、前記結合部（３）が前記第１部分（１１ａ）に沿ってスライドしている間は前記電極面（６’）と前記対極面（８’）が前記結合部（３）の前記横方向（３Ｑ）において互いに距離（１２）を有するように配置されている
ことを特徴とする請求項６記載のプラグコネクタ。
【請求項８】
前記電極面（６’）と前記対極面（８’）との間の前記結合部（３）の前記横方向（３Ｑ）における前記距離（１２）は、前記挿入穴（４）内において前記第２部分（１１）に沿って前記横方向（３Ｑ）に沿ってスライドした後に前記結合部（３）が屈折することができるサイズに対応している
ことを特徴とする請求項７記載のプラグコネクタ。
【請求項９】
前記プラグ部（１）は、複数の相互絶縁した電極本体（６）を備え、前記電極本体（６）はそれぞれ自由アクセス可能な電極面（６’）を有し、前記電極本体（６）は前記ソケット部側に配置された複数の対極本体（８）に対応している
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載のプラグコネクタ。
【請求項１０】
少なくとも前記プラグ部（１）は多層プロセスの一部として生成されており、
前記プラグ部（１）は、複数の絶縁層（１４）を有し、各前記絶縁層（１４）はスタック層（１３）内において互いに絶縁されており、
互いに絶縁された各前記絶縁層（１４）は、前記少なくとも１つの絶縁面（５）へ延伸して接触領域を形成しており、前記接触領域は前記絶縁面（５）上に突出した電極本体（６）と接触している
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載のプラグコネクタ。
【請求項１１】
前記多層プロセスは、低温同時焼成セラミクス（ＬＴＣＣ）または高温同時焼成多層セラミクス（ＨＴＣＣ）を用い、前記絶縁面（５）上に突出した前記電極本体（５）のうち少なくとも１つは厚膜技術によって生成することができる
ことを特徴とする請求項１０記載のプラグコネクタ。
【請求項１２】
前記プラグ部（１）は、前記結合部（３）に隣接するプラグ部（１０）を有し、前記プラグ部（１０）上に少なくとも１つの電気コンタクト（１６）が配置され、前記電気コンタクト（１６）は前記結合部（３）の少なくとも１つの電極面（６’）と電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載のプラグコネクタ。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの絶縁ポリマ層（９）は、吸湿性を有する層領域を少なくとも備える
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載のプラグコネクタ。
【請求項１４】
前記吸湿性を有する層領域は、前記少なくとも１つの電極面（６’）に対しておよび／または前記対極面（８’）に対して少なくとも部分的に配置されており、これにより、前記挿入穴（４）に対して前記プラグ部側の前記結合部（３）が完全に挿入された状態において、水分により前記吸湿層が膨張し、その結果として、前記絶縁壁部（７）の表面と前記結合部（３）の前記絶縁面（５）との間の圧縮力が増加する
ことを特徴とする請求項１３記載のプラグコネクタ。
【請求項１５】
前記ソケット部（２）は、前記挿入穴（４）が組み込まれた形状安定材料で作成されたハウジングを備える
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項記載のプラグコネクタ。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの電極本体（６）と前記対極本体（８）は、金、プラチナ、イリジウム、合金または導電ポリマ、望ましくはＰＥＤＯＴ、を含むグループから選択された生体適合導電材料で作成されている
ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項記載のプラグコネクタ。
【請求項１７】
前記プラグ部（１）は、２つの対向する互いから離れる向きに配置された絶縁面（５，５’）を有し、各前記絶縁面は少なくとも１つの電極本体（６）と自由アクセス可能な電極面（６’）を有し、
前記ソケット部（２）は、前記挿入穴（４）内部において、横方向に対向し互いに対して向けられている２つの絶縁壁部（７，７’）を有し、
前記絶縁壁部（７，７’）は、前記挿入穴（４）に対して前記プラグ部の前記結合部（３）が完全に挿入された状態において、前記ソケット部（１）の前記結合部（３）の前記絶縁面（５，５’）の１つに対して、前記対極面（８’）が前記電極面（６’）と接触するように向けられている
ことを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項記載のプラグコネクタ。
【請求項１８】
前記絶縁面（５，５’）と前記絶縁壁部（７，７’）は面法線を有し、前記法線は直交または斜めに向いており、前記プラグ部（１）の前記結合部（３）を前記ソケット部（２）の前記挿入穴（４）に対してガイドすることができる
ことを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項記載のプラグコネクタ。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの電極本体（６）の前記自由アクセス可能な対極面（６’）は、前記少なくとも１つの絶縁面（５，５’）に対して平行または斜めに向けられており、
前記少なくとも１つの対極本体（８）の前記自由アクセス可能な対極面（８’）は、前記絶縁壁部（７，７’）に対して平行または斜めに向けられている
ことを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項記載のプラグコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラグ部とソケット部を有するインプラント可能電気機械プラグコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電気機械プラグコネクタは、機械的に取り外しにくい態様で互いに挿入することができる２つの部品を有する。これは電気エネルギーおよび／または信号を送信するためのものである。これら部品は設計と用途により、動作安全関連の固有要件が求められる。インプラント可能プラグコネクタの場合、これらは常時湿潤している環境にさらされるアクティブでインプラント可能な医療デバイスに関する要件を満たさなければならない。これらデバイスは、湿気または水がインプラントの内部へ侵入する観点からできる限りダメージがないようにしなければならない。
【０００３】
既存のインプラント可能プラグコネクタにおける特に重要な問題は、プラグコネクタの部品が互いに結合する結合部である。結合部はポジティブ結合または非ポジティブ結合である。このようなプラグコネクタを設計するときの課題は、水または湿気がプラグ部ソケット部との間の境界面からプラグコネクタ内部へできる限り長く入ってこないようにすることであり、これにより水または湿気がプラグコネクタ内部に収容されている電気構造と接触しないようにすることである。主に金属材料でできている導電リードや電極構造と水が接触すると、不可逆的な劣化が生じ、関連する電気的および信号送信特性が障害を受ける。また水や湿気が存在すると、プラグコネクタ内に収容されている金属構造と、周辺の通常はポリマ材料でできているプラグコネクタ部品の表面との間が脱離する可能性がある。これによりプラグコネクタの寿命が短くなる。
【０００４】
アクティブインプラント可能医療デバイスを収容するための用いる電気ブッシングは、ＤＥ１０２０１１００９８５７Ｂ４に記載されている。ハウジング壁を通過する電気接続構造は、ベースボディによって気密に囲まれており、ベースボディはハウジング壁と液密に接触している。電気接続構造は、ソケットとして設計されたヘッド部内で電気接続コンタクトへ向けて開いており、ハウジング壁と液密に取り付けられている。少なくとも１つの電気接続構造を有するソケットは、既存の標準プラグ接続の一部として設計されている。
【０００５】
ＥＰ０９１０４３５Ｂ１は、インプラント可能心臓ペースメーカのための電気接続ソケットを記載している。同ソケットは、緩和状態において曲線形状を有する弾性変形挿入スリーブを備える。直線円筒接触ピンをスリーブ内に挿入すると、後者は強制的に変形し、直線コンタクトピンの外側と接触し、大部分が液密接続を形成する。
【０００６】
ＤＥ１０２０１２０２０２６０Ｂ１は、インプラント可能皮下電気ソケットとこれに関連する経皮プラグを記載している。同文献は、ソケット内のファンネル型凹部と接触する１以上の電気接続構造を記載している。インプラント可能皮下電気ソケットは、ソケットハウジングを備える。給電および外部リードがソケットハウジングを通過して、エネルギーと信号を少なくとも１つのインプラント医療デバイスへ供給する。
【０００７】
ＤＥ２０２００７０１９６０６Ｕ１は、電極リードをインプラント医療デバイスと接続するためのコンタクトソケットを記載している。コンタクトソケットはソケットハウジングを有し、ソケットハウジングは長手保持空間を有するコネクタホルダを備える。コネクタホルダは、永続弾性材で作成されたキャスト部品を備える。導電材料の接触素子はキャスト部品に挿入される。
【０００８】
ＥＰ０８１１３９７Ｂ１は、ハウジング内に気密収容されている電気デバイスと接続する少なくとも１つの接続部材を有するインプラント可能ユニットを記載している。ハウジングから少なくとも１つの接続ケーブルが導出され、ハウジングは非弾性材料で作成された成型体によって囲まれ、自由にアクセスできる電極面を有する。接続ケーブルに対する相手方接触子が押し付け力を介して接触し、これは弾性材料によって囲まれ、接触領域の周辺を囲む成型体のリブ状の突起が貫通してポジティブ接続を形成する。
【０００９】
ＪＰ２０１３−０９４４５６は、プラグ部とソケット部を有するインプラント可能プラグコネクタを記載している。プラグ部側における電気コンタクトピンの部分は、プラグユニットの断面領域に沿って設けられる。コンタクトピンと、ソケット側のコンタクトスリーブとの結合は、軸フィッティングを介して生じる。したがって電気コンタクトの個数は、プラグコネクタの直径をできる限り小さくすることに起因して非常に制限される。
【００１０】
ＵＳ２００５／０１１８８８７Ａ１は、複数の電極コンタクトを有するインプラント可能プラグコネクタを記載している。上部側において、引き出し型プラグユニットは電極コンタクトを備え、電極コンタクトはソケット部に挿入された状態において、上部側でソケット部に配置された対極表面に対して直交して動作するクランプデバイスによって押し付けられる。プラグコネクタを体内で用いる場合、別の作業と機器が必要になるとともに、アクセスが必要になり、さらに例えば六角穴ねじの形態で設計されたクランプデバイスの動作空間が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、プラグ部とソケット部を有するインプラント可能電気機械プラグコネクタをさらに発展させるタスクに基づいている。これにより、ソケット部とプラグ部が互いに結合してインプラントされた状態において、プラグコネクタは高度な不透過性を有し、プラグコネクタ内の導電構造の湿気により生じる材料劣化を防ぐ。さらに、インプラント可能プラグコネクタは、別の結合部品を用いることなくマニュアル操作で容易に開閉できるべきである。さらに、不正確動作および操作に関連するプラグコネクタ内部の電極構造に対するダメージを排除すべきである。最後に、プラグコネクタは小型で小さな３次元形状を有していながら、複数の電気送信リードと接触できるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の基礎を形成する解決手段は、請求項１に記載されている。本発明をさらに有利に発展させる特徴は、従属項の構成要件を形成し、図示する実施形態を参照して理解することができる。
【００１３】
本発明に係るインプラント可能電気機械プラグコネクタは、プラグ部とソケット部を備える。プラグ部は、少なくとも１つの結合部を備える。結合部は、ソケット部内の一方向開口挿入穴へ完全に挿入され、少なくとも１つの絶縁面を有する。絶縁面は少なくとも１つの電極本体を有し、電極本体は自由アクセス可能な電極面を有する。ソケット部は、一方向開口挿入穴の内部に、少なくとも１つの絶縁壁部を有する。絶縁壁部は、挿入穴を少なくとも部分的に横方向へ区切り、その表面は自由アクセス可能対極表面を有する少なくとも１つの対極本体を提供する。プラグ部の絶縁横壁部は、結合状態におけるソケット部の絶縁面に対して向けられており、これにより対極表面と電極表面が互いに接触して電気表面接触を形成する。またプラグ側における少なくとも１つの電極本体は、結合部の絶縁面に対して突出し、および／または、プラグ部側における少なくとも１つの対極本体は絶縁壁部の表面に対して突出している。さらに、少なくとも１つの絶縁ポリマ層が、プラグ部側の結合部の絶縁面とソケット側の絶縁壁部の表面との間において、少なくとも部分的に配置されており、互いに接触する対極表面と電極表面を横方向から完全に囲んでいる。
【００１４】
少なくとも１つの絶縁ポリマ層は、弾性材料で作成することが望ましい。例えば絶縁エラストマーである。また絶縁ポリマ層は、絶縁壁部または結合部の絶縁面と緊密に結合している。
【００１５】
少なくとも１つの絶縁ポリマ層は、少なくとも１つの対極本体が絶縁壁部に対してまたは結合部の少なくとも１つの絶縁面に対して直交して突出している高さに対応する厚さを少なくとも有する。このように、一方ではプラグコネクタが結合した状態において、接触する電極と対極本体は、ポリマ層によって接触した状態で完全に囲まれ、他方ではポリマ層が絶縁壁部の表面または結合部の絶縁面に対して平坦に液密接触し、これはポリマ層がプラグ部またはソケット部側のいずれに適用されるかに依拠する。
【００１６】
プラグコネクタ内に水分が侵入することを防ぐ効果を改善または増加させるため、結合部のサイズと形状、ソケット部の挿入穴のサイズと形状、および絶縁ポリマ層のサイズと形状は互いに合致し、これにより、ソケット部の挿入穴に対してプラグ部の結合部が完全に挿入された状態において、少なくとも１つの絶縁ポリマ層は圧縮力を受け、これは絶縁壁部の表面と結合部の絶縁面との間で作用する。圧縮力によって、ポリマ層は壁部の表面と結合部の表面それぞれに対して平坦に押し付けられ、その結果として、ポリマ層と各表面との間で液密ポジティブ接続または非ポジティブ接続が形成される。
【００１７】
プラグコネクタのさらに望ましい実施形態は、結合部、挿入穴、少なくとも１つの絶縁ポリマ層のサイズと形状をマッチングさせる。具体的には、各電極および／または対極本体を互いに合致させる。これにより、接触する電極表面と対極表面は、押し付け力を介して相互接触する。別実施形態として、具体例を参照して、電極本体または対極本体を各表面に対して適当な形状で突出させることによって、押し付け力の範囲をあらかじめ規定できることが望ましい。
【００１８】
別実施形態において、ポリマ層は吸湿性材料を有し、これは湿気または水と接触すると体積が増加し、これによりポリマ層の圧縮効果が増え、同時に封止効果が向上する。
【００１９】
少なくとも１つのポリマ層の材料として適しているのは、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）またはＬＰＣ（液晶ポリマ）またはパリレンである。これに代えて、生体適合ポリマまたはエラストマー材料（例えばポリイミド）ももちろん適している。上述の膨張効果は、ポリマ層に対して吸湿性部品または化合物を組み込むことによって得られる。例えば塩結晶をＰＤＭＳ層内に散布するかまたは結晶質吸湿性中間層をポリマ層に供給する。吸湿部品として適しているその他のものは、シリカゲル、活性白土、化学水結合材、ジオライト、セルロース、である。
【００２０】
本発明にしたがって設計されたプラグコネクタの全部品は、生体適合材料で作成され、これにより医療認可条件に適合できるようにする。電極本体と対極本体を製造するのに適した材料は金属であり、例えば金、白金、イリジウム、または合金である。金属電極に代えて、ＰＥＤＯＴなどの導電ポリマ材料を用いることもできる。
【００２１】
望ましい実施形態において、プラグ部は平坦または板形状であり、上側と下側を有する。プラグ部の結合部は、長手方向と横方向を有し、長手方向における結合部の長さはソケット部側における挿入穴の挿入深さに対応する。これにより、結合部が結合した状態において、結合部は挿入穴のなかへ完全に入る。プラグ部から突出する部分は、電気コンタクトが提供される部位において結合部と接触し、これは結合部において提供される電極面と電気的に接続する。電気コンタクトは、リード線に対する電気接続電極として動作し、これは例えばはんだ接続により電気コンタクトと接続する。
【００２２】
ソケット部側における挿入穴内部に沿って、少なくとも１つの挿入ガイドが壁上に提供され、これに沿ってソケット部側の結合部は挿入時において強制的にガイドされてスライドする。望ましい実施形態において、挿入ガイドは第１部分を有し、これに沿って結合部は長手方向にのみ挿入される。第１部分に接触して、挿入ガイドに沿って第２後方部分が提供され、これに沿って結合部は長手方向と横方向へさらに挿入される。第２部分によりソケット部はプラグ部に対して長手挿入方向の斜めに屈折し、終端部に到達したとき初期長手挿入方向に対して横方向のオフセットを有する。
【００２３】
プラグ部をソケット部に対して挿入する間において、プラグ部は挿入ガイドの第１部分に沿って強制的にガイドされ、少なくとも１つの電極本体と対極本体は、互いに対して横方向の距離を有し、相互接触していない。特に複数の電極本体が結合部において提供されるとともに対応する個数の対極本体がプラグ部側の絶縁壁部の少なくとも１面において提供されている場合において、プラグ部側で提供される電極本体の電極面は、ソケット部側の対極の対極面を接触なしで通過してスライドする。プラグ部を挿入穴内に結合する手順を完了させる斜め方向または横方向の移動によってのみ、電極面は対応する対極面と接触する。このように、結合工程における電極面と対極面との間の摩耗に関連する不要な過剰スライドと摩擦は、最小限に抑えられる。
【００２４】
また、横方向の移動を介してプラグ部は少なくとも部分的に終端位置に配置され、この位置はいわゆる「アンダーカット領域」であって、プラグ部とソケット部を適切に設計することにより水分または水が浸入することが不可能または少なくとも著しく困難になるという事実がある。具体的には終端部において、プラグ部とソケット部の側壁領域は内部接触し、これを介して挿入穴の入口開口部は、プラグ部とソケット部との間で液密に完全封止される。
【００２５】
ソケット部は、プラグ部のためのある種の挿入ハウジングを形成する。このハウジングは、剛性かつ形状安定した材料で作成することが望ましい。これは生体適合材料を含み、チタンまたはセラミックスが望ましい。ハウジングは、一方向に開口した挿入穴を完全に囲み、これによりハウジングに対して作用する力は閉力路に沿って分散する。
【００２６】
少なくとも１つのポリマ層は、自由アクセス可能な対極面を有するソケット部の挿入穴内の絶縁壁部に対して緊密結合することが望ましく、少なくとも１つの対極面において凹部を有することにより、少なくとも１つの対極面が完全にかつシームレスにポリマ層によって囲まれることが望ましい。
【００２７】
これに対してプラグ部は、結合部の絶縁面の上方へ向かって突出する電極本体を有する。これにより、ソケット部の挿入穴へ挿入している間に、終端部へ到着する前に弾性ポリマ層を圧縮し、終端部へ到着したときはじめて、対極面の位置においてポリマ層の凹部と正確にフィットする。この状態においてポリマ層は、電極本体の輪郭とシームレスに接触する。
【００２８】
プラグ部において２つの絶縁壁部が対向配置され、それぞれポリマ層を適用した別実施形態を想定することももちろん可能である。プラグ部の結合部においてポリマ層を少なくとも１つの絶縁面に対して緊密に押し付けることも可能である。
【００２９】
本発明のプラグコネクタは、コンパクトで小型の３次元形状によって特徴付けられ、これはプラグコネクタ内に提供される電極と対極の個数に依拠する。プラグコネクタは数ｍｍから数ｃｍの長さと幅を有する。
【００３０】
少なくともプラグ部は、多層プロセスの一部として生成することができる。プラグ部の結合部において提供される電極本体の個数と、これに対応するプラグ部の電気コンタクトの個数に依拠して、製造プロセスの一部として電気接続構造をプラグ部内に形成しなければならない。この電気接続構造は、スタック層内の個別の電気層として、および／または中間層面上に個別に設けられるストリップコンダクタの形態で、設計することができる。電気コンタクトと電極本体への電気接続を生成しなければならない。
【００３１】
プラグ部を製造するために多層セラミック技術を用い、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）または高温同時焼成多層セラミクス（ＨＴＣＣ）を生成することが望ましい。結合部の絶縁面の上方へ突出した少なくとも１つの電極本体を生成するため、厚膜技術を用い、膜厚μｍレンジ以上の膜積層を生成することができる。これに代えて、結合部の絶縁面の全領域にわたって導電フィルムまたはペーストを塗布することにより、突出した電極本体構造を生成することができる。これは後続プロセスにおいて望ましくはレーザ照射により構造化される。ガルバニック積層技術も電極本体構造を生成するのに適している。
【００３２】
本発明に係るプラグコネクタは特に、プラグ部とソケット部において提供される複数の電極本体と対極本体を接触させるのに適しており、これによりできる限り多くの送電チャネルをプラグコネクタによって接触させることができる。プラグ側の電極本体は、それぞれ少なくとも１つの絶縁面上で分散して配置され、これはプラグ部をソケット部へ挿入したとき挿入方向に対して平行に向けられる。このように、この面の形状とサイズを適切に選択することにより、インプラント可能プラグコネクタのサイズ（できる限り小さく維持しなければならない）を増やすことなく、多数の電極本体を収容するためのスペースを生成することができる。適当な態様により、対極本体も、挿入穴を区切る少なくとも１つの絶縁壁部に対して適用することができる。
【００３３】
プラグ部とソケット部における電極本体と対極本体をさらに増やすため、プラグ部は２つの絶縁面を持ち、この絶縁面は対向して互いから離れる向きに配置され、それぞれ電極本体を有し、電極本体は自由アクセス可能な電極面を有する。同様に一方向に開口した挿入穴部において、ソケット部は２つの絶縁面を有し、この絶縁面は対向して互いから離れる向きに配置され、その表面は同数の対極本体を有し、対極本体はそれぞれ自由アクセス可能な対極面を有する。ソケット部側の絶縁壁部はそれぞれ、結合状態において結合部におけるプラグ部の絶縁面の１つに対して向けられており、これにより対極面は電極面と直接的にまたは間接的に接する。このように、小型化したプラグコネクタを製造し、２５６個（望ましくは５０個まで）の個別の送電チャネルを接続することができる。
【００３４】
側壁領域において別の電極本体を用いることができる。これにより上記絶縁面を互いに離れる向きに向けることができる。
【００３５】
本発明に係るプラグコネクタの詳細設計については、以下の実施形態の説明に記載している。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】プラグ部の概略斜視図を示す。
【図２ａ】ソケット部の長手方向部分を示す。
【図２ｂ】ソケット部の斜視図を示す。
【図３ａ】代替プラグ部の長手方向部分を示す。
【図３ｂ】代替プラグ部の長手方向部分を示す。
【図３ｃ】代替プラグ部の長手方向部分を示す。
【図４】ソケット部に対して挿入されたプラグ部の長手方向部分を示す。
【図５ａ】挿入手順を示すためのプラグ部とソケット部の上面図を示す。
【図５ｂ】挿入手順を示すためのプラグ部とソケット部の上面図を示す。
【図５ｃ】挿入手順を示すためのプラグ部とソケット部の上面図を示す。
【図５ｄ】挿入手順を示すためのプラグ部とソケット部の上面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、プラグ部１の概略斜視図を示す。プラグ部１は板型であり、長手方向３Ｌと横方向３Ｑを有する。プラグ部１は結合部３を備え、結合部３は長手方向３ｌを有し、結合部３は図２に詳細を示すソケット部に対して挿入することができる。プラグ部１は結合部３と一体に接続されたプラグ部１０を有し、プラグ部１０は、図２に示すようなソケット部内に結合した状態において、ソケット部２から外に突出する。プラグ部の全長がソケット部内に収容される変形構造ももちろん可能である。
【００３８】
図１に示すプラグ部１は絶縁面５を有し、絶縁面５はプラグ部１０と結合部３の両方において均一に延伸している。
【００３９】
本実施形態において、プラグ部１の結合部３には９個の電極本体６が配置されており、各電極本体６はそれぞれ上部電極面６’を有する。これに対応して、プラグ部１０には９個の電気コンタクト１６が配置されている。電気コンタクト１６上には、はんだ接続または同様の電気結合技術によって、電気供給／出力リード１７が固定されている。プラグ部側の電気コンタクト１６は、適当な態様により、プラグ部１内において結合部３に配置されている電極本体６と電気的に接続される。表面５上に、４０、５０、あるいはそれ以上の電極本体６を提供するプラグ接続も可能である。
【００４０】
図１に示すプラグ部１は、側部または横方向オフセット１２を有する。オフセット１２により、結合部３はプラグ部１０に対して横方向に配置される。２つのプラグ部について側壁１ｗは長手方向３Ｌに対して斜め方向に延伸し、結合部３とプラグ部１０との間に配置されている。プラグ部１は、結合部３の終端面上に、同様のサイズを有する側壁１を備える。
【００４１】
図２ａは、ソケット部２の長手方向部分を示す。図２ｂは、ソケット部２の斜視図を示す。ソケット部２は挿入穴４を有し、プラグ部１の結合部３は前面側において挿入穴４内へ完全に挿入することができる。ソケット部１は、形状安定ハウジング２Ｇを備え、図示する実施形態において２つの反対側に配置された絶縁壁部７と７’を有する。絶縁壁部７と７’の表面上には対極本体８が配置され、対極本体８はそれぞれ自由アクセス可能な対極面８’を有する。対極本体８は、ハウジング２Ｇ内に統合された電気接続リード８’’と電気インターフェース２Ｓによって、ハウジング２Ｇから外に出る電気リード８’’’と接続される。
【００４２】
ソケット部２は、絶縁壁部７と緊密に接続された絶縁ポリマ層７を備える。絶縁ポリマ層７は、ポリマ層厚さ９ｄを有する。ソケット部２は凹部９’を備え、凹部９’はそれぞれ対極面８’と合致し、これによりポリマ層９は対極面８’を望ましくは液密な態様で取り囲む。
【００４３】
オプションとして、各対極本体８の下において（すなわち形状安定剛体ハウジング２Ｇと各対極８との間において）ポリマ層９’’を備える。このように、対極本体８はハウジング２Ｇに対して弾性的であり、これは電極本体６と力によって接触する場合において有用である。
【００４４】
ソケット部２とプラグ部１の構成は互いに合致しており、これはソケット部２における対極本体８の個数と配置がプラグ部１における電極本体６の個数と配置に対応していることを意味する。ソケット部２内における挿入穴４の形状とサイズは、プラグ部１の結合部３の形状とサイズに合致している。図２に示すソケット部２の場合において、適切に設計したプラグ部１は、結合部３の上側と下側において４つの電極本体を有する。
【００４５】
図３ａは、結合部３の上側と下側に４つの電極本体６を適用したプラグ部１の長手部分を示す。プラグ部３は、スタック層１３を備える。スタック層１３は、導電層領域１４と絶縁層領域１５を順に有する。スタック層１３を生成するのに適しているのは多層プロセスであり、これによりいわゆる低温同時焼成セラミクス（ＬＴＴＣ）または高温多層同時焼成セラミクス（ＨＴＴＣ）を製造することができる。導電層領域１４は、金、プラチナ、またはイリジウムで作成することが望ましく、絶縁層領域１５はセラミクス材料で作成することが望ましい。
【００４６】
図３ａに示すプラグコネクタ１は、上側と下側に電極本体６と電気コンタクト１６を備える。電気コンタクト１６は、電気接続ケーブル１７を接続する望ましいはんだ付けポイントを形成する。電気コンタクト１６と電極本体６は、厚膜技術によって製造することが望ましい。例えばスクリーンプリンティングである。面５と５’に対してフィルムまたはコート層を形成することもできる。このコート層またはフィルムは、例えばレーザ照射によって処理して構造化することができる。
【００４７】
図３ａに示すプラグコネクタ１は、追加電極を備えることもできる。この追加電極は、スタック層１３の側端部に沿って配置され、これにより電極本体の個数をさらに増やす。
【００４８】
プラグ部１は、ソケット部２のサイズにしたがってサイズ形成されている。結合領域３における面５と５’から突出した電極本体６を含むプラグ部１の総厚さｈは、ソケット部２内の挿入穴４の最大開口幅ｈ’よりもわずかに小さい。このようにポリマ層９は、図２ａと２ｂに示すソケット部２に対してプラグ部１を挿入するとき圧縮され、ソケット部２内においてプラグ部１が終端位置に到達すると、電極本体６はポリマ層９の凹部９’に入り、電極面６とこれに対向配置された対極面８’は緊密に電気接続される。終端位置において、ポリマ層９は電極本体６を完全に取り囲む。圧縮力の効果により、ポリマ層９はプラグ部１の結合部３内において面５に対して緊密に接触する。したがって、電極本体６の領域に対する水分侵入は、プラグ部１とポリマ層９の上側と下側の境界面に沿って、除去される。
【００４９】
プラグ部とソケット部２の側壁に沿った水または水分の侵入に対するブロック効果を増やすため、オプションとして挿入穴４内の側壁領域に対して（望ましくはソケット部側）追加ポリマ層９＊を設けることができる。図２ｂの破線が示すポリマ層９＊参照。
【００５０】
ブロック効果をさらに増やすため、ポリマ層９と９＊は少なくとも部分的に吸湿材料部品１９と組み合わせることができる。吸湿材料部品１９は、水分が存在するときこれと結合し、これによりポリマ層９と９＊は膨張する。図２ａと２ｂ参照。ポリマ層９が膨張によって体積増加すると、ポリマ層９に対して作用する圧縮力は直接的に増加し、これにより水分または水の侵入に対するブロック効果または封止機能が生じる。吸湿材料部品１９は、挿入穴４の開口領域近傍において、ポリマ層９と９＊の領域に提供されることが望ましい。ブロック効果をできる限り均一にするため、ポリマ層９全体を吸湿材料部品と混合しまたは吸湿材料部品を増やすことができる。
【００５１】
図３ｂは、プラグ部１を構成する別実施形態を示す。図３ａに示すプラグコネクタとは異なり、スタック層１３の上側においてのみ電気コンタクト１６と電極本体６を有する。プラグ部１０の表面上に電気コンタクト点１６を生成することに代えて、図３ｃに示す実施形態における電気コンタクト１６は、導電層領域１４に対して横方向に延伸するプラグコンタクトソケットとして設計されている。
【００５２】
図４は、図３ｂに示すプラグコネクタ１とこれに対応して設けたソケット部２の長手方向部分を示す。プラグコネクタ１の電極本体６は、ポリマ層９の凹部９’内に配置されている。ポリマ層９は、上側絶縁壁部７に対して緊密に取り付けられている。オプションとして、絶縁壁部７の下側にポリマ層９を設けることもできる。プラグ部１の絶縁面５とポリマ層９との間の中間ギャップに対する水分侵入を除去することができる。これは特に、適切な厚さ選択によってポリマ層がプラグ部１の面５に対して押し付けられ、圧縮力とこれに対応する押し付け力が封止効果を向上させるからである。図示する結合状態において、電極面と対極面は緊密に面接触し、これによりプラグコネクタはケーブル１７と８’’’との間の電気接続を生成する。
【００５３】
電極本体６と対極本体８、および電極面６’と対極面８’は、任意の３次元形状を有することができる。したがって、ｎ角形、楕円、曲面エッジは、電極面６’と対極面８’を構成するのに適している。
【００５４】
電極本体６の自由アクセス可能な電極面６’は、少なくとも１つの絶縁面（５，５’）に対して平行または斜めに向いており、同様に対極本体８の自由アクセス可能な対極面８’は絶縁壁部（７，７’）に対して平行または斜めに向いていることが望ましい。
【００５５】
これに加えてまたはこれに代えて、絶縁面（５，５’）の法線と絶縁面（７，７’）の法線はそれぞれ、プラグ部がソケット部の挿入穴４に対してガイドされる結合部に沿った挿入方向に対して直交または斜めに向いていてもよい。
【００５６】
数学的に厳密な意味における平行または直交から離れる場合、上記の「斜め方向」は、最大角度公差α＝±３０°であると解釈すべきである。
【００５７】
挿入方向は、プラグ部とソケット部の形状と設計によって規定され、図５ａ〜図５ｄに示すように、空間軸に沿って初期方向を有する。プラグ部は空間の第１方向に対して長手方向と横方向に移動する。
【００５８】
図５ａにおいて、プラグ部１とソケット部２の上面図を示す。ソケット部２において対極本体８を示している。図示する実施形態は、結合部３においてプラグ部１が２０個のチェスボードパターン状に形成された個別の電極本体６を面５上に有する。ソケット部３は同数の対極本体８を同じ形状で有する。プラグ部１は、挿入ガイド１８に沿ってソケット部２の挿入穴４に対して挿入される。挿入ガイド１８は、挿入方向において、第１部分１１とその後の第２部分１２を有する。
【００５９】
図５ｂは、プラグ部１とソケット部２との間の結合状態を示す。プラグ部１は第１部分１１に沿ってソケット部２へ挿入される。結合部３の側壁３１と３２（図５ａ参照）は、側端壁２１と２２に沿って強制的にガイドされて、ソケット部２の挿入穴４内にスライドする。挿入過程において、ソケット部２に対するプラグ部１の位置は、これにより正確に規定される。この挿入構成において、チェスボード状に配置されたプラグ部１の電極本体６は、同様にチェスボード状に配置されたソケット部２の対極本体８に対して横方向にオフセットしている。これにより、図５ｂに示す配置関係になるまでの挿入過程において電極６と対極８が相互接触することを回避する。
【００６０】
図１に示すプラグ部側の斜めに向いた側壁領域１ｗが、挿入方向に対して斜めに向いたソケット部２の側壁領域２ｗに対して接触するとすぐに、電極面６’と対極面８’はペアになってさらに重なる（図５ｃ参照）。
【００６１】
ソケット部２内においてプラグ部１が終端位置に到達すると（図５ｄ参照）、電極面６’と対極面８’が完全に重なる。
【００６２】
プラグ部がソケット部から制御されずにスライドして出ていくことを防ぐため、挿入方向に沿ったプラグ部の終端側壁上に、ｗｅｂ状の突出部を設けることができる。この突出部は、ソケット部の対応する凹部と嵌合し、これによりプラグ部がソケット部から外れるのは、プラグ部を挿入方向に沿ってまたは横方向に押した場合のみ、および／または突出部に対して垂直に作用する力によってのみ、生じることになる。
【００６３】
設計により規定した結合部３とプラグ部１０との間の横方向オフセット１２により、プラグ部１０に最も近い側壁部１ｗは、ソケット部の対応する側壁部２ｗと接触し、これらはそれぞれ液密封止面２０を形成する。これらの設計により、図２ｂに示す実施形態で説明したようなソケット部および／またはプラグ部の側壁に設ける追加ポリマ層を省略することができる。
【００６４】
プラグ部１とソケット部２の形状は、実施形態で図示したような３次元形状に限られるものではない。
【００６５】
このように、プラグ部１とソケット２との間の全体にわたる液密封止を確実に実現することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１：プラグ部
１ｗ：斜めに延伸する側壁
２：ソケット部
２１：ソケット部横方向内壁
２２：ソケット部横方向内壁
２ｗ：ソケット部斜め壁部
３：結合部
３１、３１：結合部の側壁
３Ｌ：プラグ部の長手方向
３ｌ：結合部の長手方向
３Ｑ：結合部の横方向
４：挿入穴
４ｌ：挿入穴の長手方向
５、５’：プラグ部の絶縁面
６：電極本体
６’：電極面
７：絶縁壁部
８：対極本体
８’：対極面
８’’：電気接続構造
８’’’：電気供給／出力リード
９：ポリマ層
９’：凹部
９’’：ポリマ層
９＊：側壁上のポリマ層
１０：プラグ部
１１ａ：第１部分
１１ｂ：第２部分
１２：横方向オフセット
１３：スタック層
１４：導電層領域
１５：絶縁層領域
１６：電気コンタクト
１６’：プラグコンタクトソケット
１７：電気供給／出力リード
１８：挿入ガイド
２０：液密封止面
ｈ：プラグ部の厚さ
ｈ’：開口幅
２Ｇ：ハウジング
２Ｓ：電気インターフェース
【図１】
2019522521.tif 000003
【図２ａ】
2019522521.tif 000004
【図２ｂ】
2019522521.tif 000005
【図３ａ】
2019522521.tif 000006
【図３ｂ】
2019522521.tif 000007
【図３ｃ】
2019522521.tif 000008
【図４】
2019522521.tif 000009
【図５ａ】
2019522521.tif 000010
【図５ｂ】
2019522521.tif 000011
【図５ｃ】
2019522521.tif 000012
【図５ｄ】
2019522521.tif 000013
【国際調査報告】
2019522521.tif 000014
2019522521.tif 000015
2019522521.tif 000016
2019522521.tif 000017
2019522521.tif 000018
2019522521.tif 000019