视频内窥镜的插头连接件、视频内窥镜和制造插头连接件的方法

文档序号:97391 发布日期:2021-10-12 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 视频内窥镜的插头连接件、视频内窥镜和制造插头连接件的方法 (Plug connector for video endoscope, video endoscope and method for manufacturing plug connector ) 是由 A·图曼 S·容鲍尔 于 2021-03-18 设计创作,主要内容包括:本发明涉及视频内窥镜的插头连接件、视频内窥镜和制造插头连接件的方法。插头连接件用于在远侧视频单元和近侧线缆单元之间产生信号连接,其包括插头和互补连接器,互补连接器可被插入插头中以便产生和中断信号连接。插头具有多个电馈通部,在远侧以导电方式连接至远侧视频单元中的柔性板,并且在其近侧具有用于连接器的连接器插座。连接器被封闭在连接器壳体中,该连接器壳体在其外侧形成为以便通过形状配合和/或力配合而被接收在插头的连接器插座中。连接器具有根据插头的电馈通部的结构来布置的多个电馈通部,连接器的电馈通部在近侧连接至具有平面焊盘结构的柔性板,平面焊盘结构具有供钎焊信号和连接线缆用的焊盘。(The invention relates to a plug connector for a video endoscope, a video endoscope and a method for manufacturing the plug connector. The plug connector for producing a signal connection between the distal video unit and the proximal cable unit comprises a plug and a complementary connector which can be inserted into the plug in order to produce and interrupt the signal connection. The plug has a plurality of electrical feedthroughs, is connected in an electrically conductive manner to a flexible board in the distal video unit on the distal side, and has a connector socket for a connector on its proximal side. The connector is enclosed in a connector housing which is formed on its outside so as to be received in a connector receptacle of the plug by form-fit and/or force-fit. The connector has a plurality of electrical feedthroughs arranged according to a structure of electrical feedthroughs of the plug, the electrical feedthroughs of the connector being connected proximally to a flexible board having a planar pad structure with pads for soldering signals and connecting cables.)

视频内窥镜的插头连接件、视频内窥镜和制造插头连接件的 方法

技术领域

本发明涉及一种供视频内窥镜用的用于在该视频内窥镜的远侧视频单元与近侧线缆单元之间产生信号连接的插头连接件、相应的视频内窥镜以及用于制造相应的插头连接件的方法。

背景技术

在视频内窥镜中,在远侧视频单元(也被称为R单元,其通常包括例如内窥镜轴和图像传感器及其读取电子器件)与近侧线缆单元(也被称为线缆单元,其通常包括手柄)之间存在插头连接件。所述插头连接件将视频单元的视频线连接至线缆的视频线。在视频单元那一侧存在30针插头,该插头具有玻璃铸件、O形环以及螺旋弹簧环,用于密封和固定。所述弹簧和O形环不总是起作用并且相对快速地被损坏。

线缆单元那一侧的连接器由多个部分组装而成。线缆在多步工艺中被手动剥离,并且外部屏蔽件被钎焊至套圈即具有用于线缆的通道的插头中。此后,将各个线股钎焊至连接器的焊料桶中;为此,部分地,对于较厚的线股,仍然另外需要焊料适配器。许多单线是同轴线缆。其屏蔽件被扭转、组合成组并且还在焊料桶中被钎焊。连接器随后被按压到壳体中。其后,内部空间被用厚层漆浇铸直至浇铸到螺纹且随后浇铸到具有安装件的插头。最后,将套圈钎焊至盖子上。然后,用螺钉和弹簧环固定插头连接件。

这种手动组装插头的过程是复杂的并且易于出错。插头本身不容易连接,这是因为插头只能以光学方式而不是触觉方式相对于彼此预先对准。这样,不能保证这些馈通部(引脚)直接接合在对应物的底座中。此外,用弹簧垫圈支撑的两个螺钉将被拧紧,这花费很长时间并且易于出错。将线缆钎焊至焊料桶是困难的,这是因为线缆具有不同的线直径。同轴线缆的屏蔽件必须被部分扭转以形成组。所述组可以具有不同的厚度并且还必须被钎焊至焊料桶。由于安装空间非常小,这种钎焊过程是困难的并且易于出错,从而导致频繁的触碰工作。外部线缆屏蔽件还被钎焊至套圈。由于套圈是圆形的,它在组装过程中也可能旋转。这可能导致内部已经钎焊的线缆扭转并且因此缩短。因此,这些焊料受到应力并且可能预损坏,这可能导致在使用过程中的早期失效。

插头的不牢固的固定、不确定的水密性和大的构造形式是使得处理困难的另外的问题。弹簧和O形环不总是起作用或快速损坏。铸件仅延伸直至螺纹,其结果是连接器的后部部分中的线缆不受保护。插头的紧固孔眼或眼突出很多并且不允许更窄的手柄设计。

电信号传输也不是理想的。为了能够将内部同轴线附接至插头的焊料桶,必须创建屏蔽件组。此外,必须以长弧线引导内部导体。这种构造代表了插头的传输阻抗中的大跳跃,并且不利于快速数字信号。

发明内容

相比之下,形成本发明的基础的目的是提供一种能够克服所指出的缺点的插头连接件、视频内窥镜以及用于制造这种插头连接件的方法。

该目的通过一种用于视频内窥镜的插头连接件来实现,所述插头连接件用于在视频内窥镜的远侧视频单元和近侧线缆单元之间产生信号连接,并包括插头和互补连接器,该互补连接器可以被插入所述插头中以便产生和中断所述信号连接,其中,所述插头被形成为玻璃铸造部分并且被布置在所述远侧视频单元的近端,并且所述连接器被布置在所述近侧线缆单元的远端,其中,所述插头在其外侧连接至所述远侧视频单元的壳体,所述插头具有多个电馈通部,所述插头在远侧以导电的方式连接至所述远侧视频单元中的柔性板,并且所述插头在其近侧具有被配置为用于所述连接器的凹部的连接器插座,其中,所述连接器被包封在连接器壳体中,所述连接器壳体在其外侧被形成为配合所述插头的所述连接器插座,以便通过形状配合和/或通过力配合变成处在所述插头的所述连接器插座中或者被接收在所述插头的所述连接器插座中,其中,所述连接器具有多个电馈通部,所述多个电馈通部根据所述插头的所述电馈通部的结构来布置,其中,所述连接器的所述电馈通部在近侧连接至具有平面焊盘结构的柔性板,所述平面焊盘结构具有焊盘,信号和连接线缆被钎焊至所述焊盘。

根据本发明,通过在连接器那一侧使用柔性板而简化了插头连接件的制造,该柔性板具有用于接触通向视频内窥镜的线缆的平面式焊盘结构。迄今为止已经部署了柔性板,用于在视频单元中进行接触。然而,线缆单元那一侧的接触在机械上是高负载的,这是迄今为止还没有考虑柔性板部署的原因。

如前所述,根据本发明的插头连接件可以被部署用于视频内窥镜的视频线路,而且还可以例如用于致动器线路和/或加热器线路。线缆的股线和屏蔽件在柔性板的焊盘上的接触比迄今为止明显更容易,并且同样有利于线缆的制造。此外,这种构造导致传输阻抗比迄今为止显著更小的跳变。

在一些实施方式中,插头和连接器壳体在其外侧具有特别是外螺纹和终止表面的结构,这导致插头连接件通过旋拧而被按压并固定在管接螺母上。这种措施导致插头触点的紧凑而牢固的连接,这还仍为内窥镜的其它部分(例如光纤或通道)留下空间。

在一些实施方式中,连接器壳体在柔性板的区域中的横截面面积比连接器壳体在连接器的区域中的横截面面积小。这已经通过使用具有平面焊盘结构的柔性板而成为可能。由于连接器壳体向近侧逐渐变细,因此器械可具有总体更细且更方便的结构。同时,在手柄中存在用于另外的部分(例如操作元件或电子器件)的更多空间。

如果连接器插座和连接器壳体具有相互互补的结构以便将连接器和插头相对于彼此正确地对准,则有利地简化了制造连接件的过程并且使得其牢固。

在一些实施方式中,连接器壳体终止于套圈,该套圈装配到连接器壳体的近侧插座中,所述套圈具有用于信号和供应线缆的穿引部,并且信号和供应线缆被钎焊至套圈中。套圈被理解为是具有用于线缆的通孔的插头。套圈就其本身而言可被钎焊至连接器壳体中。这些措施确保了线缆到连接器壳体中的气密且机械稳定的穿引。

在一些实施方式中,连接器壳体的套圈和近侧插座具有彼此匹配的形状,这防止了套圈在连接器壳体的近侧插座中旋转。这样的形状优选是旋转对称的。在横截面中,它们例如是扁平的、有角度的或平坦的。该措施确保了提供仅一个取向或相对于彼此旋转180度的两个取向,这简化了安装过程。另外,信号和供应线缆不会因连接器壳体的插座中的套圈的不期望的扭转而扭转和缩短。

在一些实施方式中,连接器壳体完全填充有铸件。完整的铸件机械地确保了线缆与柔性板上的焊盘之间的完整连接,并且最佳地减少了焊料接合点和线缆的有害机械应力。

在一些实施方式中,为了简化组装,连接器壳体被构造成两个部分以便简化组装,其中,连接器被配合到远侧连接器壳体部分中,并且套圈被配合到近侧连接器壳体部分中。近侧连接器壳体部分和远侧连接器壳体部分例如通过按压而被连接或将被连接以形成连接器壳体,特别是在连接器壳体通过填充开口用铸件填充之前。壳体为两个部分的事实意味着可以将连接器和套圈彼此分开地引入相应的连接器壳体部分中,使得处理被显著简化。

形成本发明的基础的目的还通过一种视频内窥镜来实现,该视频内窥镜具有远侧视频单元和近侧线缆单元以及根据本发明并且如上所述的用于在远侧视频单元和近侧线缆单元之间产生信号连接的插头连接件。因此,包括根据本发明和以上描述的插头连接件的实施方式的视频内窥镜实现了以上描述的所有优点、特性和特征。

形成本发明的基础的目的还通过一种制造用于在根据本发明并且如上所述的视频内窥镜的远侧视频单元和近侧线缆单元之间产生信号连接的根据本发明并且如上所述的插头连接件的方法来实现,该方法具有以下步骤:

将柔性板在连接器的近侧钎焊至连接器的电馈通部,

将柔性板的侧表面向上弯折并且将连接器按压到连接器壳体中,

将信号和连接线缆钎焊至柔性板的平面焊盘结构的焊盘,

将信号和连接线缆在钎焊至平面焊盘结构之前或之后钎焊至套圈中,

使连接器壳体闭合,以及

将套圈钎焊至连接器壳体。

根据本发明并且如上所述的插头触点是用这种方法生产的。因此,它实现了与本发明的其它主题相同的优点、特征和特性。

在方法的一些实施方式中,连接器壳体完全填充有铸件。

有利地,被配置为玻璃铸造部分的插头的电馈通部在远侧视频单元的近端连接至柔性板的接触表面,该柔性板连接至远侧视频单元中的信号和供应线缆,并且插头被插入到远侧视频单元的壳体中,并且连接至远侧视频单元的壳体,使得插头的一部分向近侧伸出壳体。因此,插头的外轮廓可以用于例如通过管接螺母的外螺纹来固定。

为了闭合连接器壳体,在一些实施方式中,近侧连接器壳体部分被推到远侧连接器壳体部分上或推到远侧连接器壳体部分中并且与远侧连接器壳体部分一起被按压。连接器壳体的所述两部分构造允许连接器和柔性板之间以及柔性板和线缆之间的电接触的简单安装。

插头连接件优选地用管接螺母紧固,这样使得实现了一种固定且紧凑的紧固。

本发明的进一步特征将从根据本发明的实施方式的描述连同权利要求书和附图变得明显。根据本发明的实施方式可以实现单独的特征或多个特征的组合。

在本发明的背景下,用“特别是”或“优选地”标记的特征应理解为是任选的特征。

附图说明

下面将参照附图通过示范性实施方式来描述本发明而不限制本发明的一般概念,其中,明确地参考关于根据本发明的所有细节的附图,这些细节在文中没有更详细地解释,其中:

图1a至图1c示出了用于视频内窥镜的已知插头连接件,并且

图2a至图2c示出了根据本发明的插头连接件。

附图标记说明

10 视频内窥镜

12 远侧视频单元

14 壳体

16 近侧线缆单元

18 信号和供应线缆

20 插头连接件

22 具有玻璃铸件的插头

23 连接器插座

24 O形环

25 线圈弹簧环

26 具有内螺纹孔的眼

28 具有弹簧垫圈的螺杆

30 电馈通部(引脚)

32 柔性板

34 连接元件

40 连接器

42 连接器壳体

43 插座

44 电馈通部(引脚)

45 盖盘

46 焊料适配器

48 铸件

50 盖子

52 套圈

54 螺纹连接件

60 插头连接件

62 具有玻璃铸件的插头

64 连接器插座

70 电馈通部(引脚)

72 柔性板

80 连接器

82 远侧连接器壳体部分

83 插座

84 电馈通部(引脚)

86 柔性板

87 焊盘结构

87’ 信号线焊盘

87” 护套焊盘(复合物)

88 铸件

90 近侧连接器壳体部分

92 套圈

94 管接螺母

具体实施方式

在附图中,相同或相似的元件和/或部分在各自情况下配属于有相同的附图标记,这样使得它们在各自情况下不再被介绍。

图1a至图1c示意性地示出了视频内窥镜10的已知插头连接件20。插头连接件20在图1a中被装护套,而在图1b和图1c中是以两个竖直截面示出的。图1b中的截面在两个线缆之间竖直地延伸,而图1c中的截面平面在穿过两个螺钉28的平面中竖直地延伸,即,在大致圆柱形的插头连接件20的中心轴线上方。

在图1a中示出了,插头连接件20朝向一侧邻接远侧视频单元12,并且朝向相对侧邻接近侧线缆单元16。远侧视频单元12通常布置在视频内窥镜10的内窥镜轴中,而近侧部分被布置在视频内窥镜10的手柄中。在远侧,插头连接件20被包封在壳体14中,在近侧,被包封在连接器壳体42中,连接器壳体42向近侧终止于盖子50。线缆18穿过具有用于线缆18的开口的套圈52而被引入到插头连接件20的连接器壳体42中。为了密封的目的,将套圈52钎焊至盖子50中,并将线缆18钎焊至套圈52中。在远侧视频单元12那一侧,插头22被压入壳体14的延伸部分中,并向近侧伸出壳体14。在所述区域中,插头22在内部是中空的并且具有连接器插座23,连接器40利用其连接器壳体42而被引入到连接器插座中。插头连接件通过螺纹连接固定到具有内螺纹孔的两个眼26和具有弹簧垫圈的两个螺钉28,其中连接器壳体42还具有对应的眼(无附图标记),这些眼与可以例如是30针插头的插头22的眼26对准。

线缆18可以是用于视频信号的信号线缆,也可以是用于给视频单元12供电的供应线缆,或者是来自其它仪器的供应线缆。

在图1b中,示出了插头连接件20的横截面,其在两根线缆18之间竖直地延伸。可以被构造成玻璃铸件的实心插头22被居中地展现在远侧。在此处所示的横截面中,实心插头具有U形,其基部指向远侧,并且散布有气密地插入玻璃铸件中的电馈通部30(引脚)。电馈通部30从插头22向远侧突出并且连接至柔性板32的圆形基部,该柔性板具有导电轨迹以及焊盘(未示出),在该焊盘处馈通部30电连接至柔性板32的焊盘或对应的导电轨迹。柔性板32的两个臂相对于彼此弯折,且通过非导电连接元件34在形状上保持在一起。柔性板32的远端(未示出)例如可被插入相应的插孔(未示出)中。

插头22具有指向近侧的基本上圆柱形的边缘,在示出的截面中,该边缘表示U形的臂,并且该边缘的内侧形成用于插头连接件20的连接器40的插座23,该连接器形成在近侧与线缆18连接的连接件。所述连接器40同样具有大量类似的电馈通部(引脚)44,所述电馈通部在远侧被构造为用于馈通部30的插座43中的中空引脚,并且因此,如果连接器40被插入到插头22中,就与插头22的电馈通部30建立牢固的电接触。

制造连接器40是一个复杂的过程。首先,线缆18的各个信号导体与连接器40接触。这通过将来自线缆18的信号线的线股和屏蔽织物钎焊至电馈通部44的近侧突出端(如果适用的话,由焊料适配器46(也称为焊料桶)支撑)来实现。为此,线缆18在多步工艺中被手动地剥离,并且外部屏蔽件被钎焊至套圈52中。此后,将各个线股钎焊至连接器40的焊料桶中,对于较厚的线股还部分地需要焊料适配器。许多单线是同轴线缆。其屏蔽件被扭曲并组合成组,并且还被钎焊在焊料桶中。

连接器40随后被按压到进而基本上圆柱形的连接器壳体42中,并且该内部空间被浇铸由厚膜漆制成的铸件,直到浇铸到螺纹连接件54的螺纹,以便机械地和化学地保护这些接触部。螺纹连接件54的内螺纹保持被从铸件48中排除。连接器40的近侧进一步由盖盘45保护,电馈通部44同样突出穿过该盖盘。盖盘45被带到位,并由具有与盖盘45和连接器40互补的形状的结构保持。在铸件48硬化之后,盖子50从近侧旋拧到连接器壳体42的螺纹连接件54中,并且套圈52(线缆18被引导而穿过该套圈)被拉到盖子50的出口开口中并且在那里被钎焊。

将如此完成的连接器40插入插头22中并且然后使用具有弹簧垫圈的两个螺钉28来紧固该插头连接件,这些弹簧垫圈被引导而穿过连接器壳体42的眼(无附图标)并且被旋拧到具有内螺纹孔的插头22的眼26中。

连接器壳体42的外轮廓与插头22的边缘的内轮廓重合,并且优选地是互补的形状,优选地包含互补的结构,这些互补的结构在插入过程中确保连接器40相对于插头22和对应的电馈通部30、44正确对准。紧固的座部以及气密的密封由圆周O形环24和螺旋弹簧环25来保证,O形环24和螺旋弹簧环25被布置在插头22的边缘中的圆周凹部中并且挤压连接器壳体42。弹簧25和O形环24形成弱点,这是因为它们不总是起作用并且可能会相对快速地被损坏。

如图1c所示,通过将连接器40插入到插头22中而制造的插头连接件20通过螺钉28固定,螺钉28被旋拧而分别穿过连接器壳体42的眼并穿过插头22的眼26,其中,插头的眼26具有用于螺钉28的合适的内螺纹。具有螺钉28的螺钉连接是通过多个弹簧垫圈来稳定的,这些弹簧垫圈将预拉伸力引入到该螺钉连接中。

图2a至图2c中示意性地示出了根据本发明的插头连接件60。如在图2a中可以清楚地看到的,其突出的程度比图1a至图1c的已知插头连接件20小。进而,在左侧可以看到,该部分属于远侧视频单元12,而近侧线缆单元16设置在右侧。同样,存在近侧连接器壳体90和具有插头部分的远侧壳体14,然而,其具有比图1a至图1c中的已知插头连接件20的连接器壳体42窄得多的构造。代替螺钉连接,插头连接件60是通过管接螺母94来固定的,该管接螺母经由连接器壳体90的突出部分而倾斜并且被旋拧到被构造成玻璃铸件的插头62的外螺纹上。另一个区别在于套圈92不一定是圆柱形的,而是可以同样根据壳体90的近端的扁平形状而扁平化,使得线缆18不能相对于连接器壳体90和布置在其中的部件扭转。

图2b和图2c中示出了穿过插头连接件60的彼此垂直的截面,其中图2b中的截面竖直地延伸穿过插头连接件60的中心轴线并且图2c中的截面水平地延伸穿过插头连接件60的中心轴线。

在远侧,具有到柔性板72的连接的插头62以与图1a至图1c的已知例子中的功能相似的方式设计。然而,插头62在径向方向上不像图1a至图1c的插头22那样突出那么多。连接器80在其中心部分中以类似于图1a至图1c的连接器40的方式被类似地设计。然而,它未被盖盘45覆盖。相反,在根据本发明的连接器的情况下,以类似于插头62的方式实现到柔性板86的连接,该柔性板同样具有圆形基部和两个臂,该圆形基部具有用于电馈通部84的相应通道和焊盘,该两个臂可向上弯折并与其背部结合,如图2b所示。这些馈通部84进而被向远侧布置在用于插头62的馈通部70的插座83中。

插头62同样具有连接器插座64和电馈通部70并且在其外侧的边缘的近端处具有螺纹结构,该螺纹结构与管接螺母94的内螺纹结构相互作用。连接器壳体82具有对应的圆周隆起,该圆周隆起被管接螺母94夹带并且被按压到插头62的近端上,从而导致插头连接件60的一种机械上牢固且稳定的且气密的连接。

通过将柔性板86钎焊至连接器80的电馈通部84来制造根据本发明的连接器。因此,柔性板86可以被设计成使得它可以用于多个器具。随后,将柔性板86的侧表面向上弯折,并且将连接器80按压到远侧连接器壳体82中。电馈通部84的圆形图案由柔性板86转换成平面焊盘结构87,平面焊盘结构87具有用于信号线的焊盘87’和用于线缆的护套或相应的屏蔽件的焊盘87”。同轴线缆的屏蔽件不再彼此扭绞,而是与内部导体一样被剥离并缩短到标准长度。然后,将线缆18钎焊在套圈92内。线缆随后以相同的方式彼此相邻地钎焊至柔性板86的平面焊盘结构87上。与根据图1a至图1c的现有技术已知的解决方案相比,此构造在传递阻抗中产生的跳跃要小得多。

随后,盖子或相应的近侧连接器壳体部分90(其可以由一个或两个部分构造而成)从套圈92那一侧被推动并且与远侧连接器壳体82一起被按压。将柔性板86的表面居中地定位在连接器中的两个凹槽被整合到不具有圆形设计的这个近侧连接器壳体90中。以此方式,不需要额外的夹具来将钎焊表面保持在中心,并且柔性板86的表面可完全用于导电轨迹的布线。随后,套圈92被钎焊至盖子或相应的近侧连接器壳体90。由于这些轮廓不再是圆形的而是有角度的,这些线缆长度在组装过程中不再因旋转而被缩短。这得到了不必再将套圈92形成为圆筒状这样的事实的支持。总之,穿过孔对该连接器进行浇铸,直到在通风孔中可以看到铸件88的铸件化合物。这样的优点是连接器被完全铸造,并且因此所有的机械负载都被铸件复合物吸收,并且焊料触点保持没有机械负载。然后,用管接螺母94紧固插头连接件60。这种固定方式的增长比已知插头的情况少得多,这使得该连接件可以被配合到较小的手柄中并且仍然存在例如用于光纤插头的空间。

所有指示的特征,包括仅从附图中推断出的那些特征以及与其它特征组合披露的单独特征,被视为对本发明而言单独和组合都是必不可少的。根据本发明的实施方式可以通过单独的特征或多个特征的组合来执行。

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