专利名称：螺纹的再使用的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括电线的构件。本发明另外还涉及包括两个构件的模块化系统，其中这些构件中的至少一个包括电线。
背景技术：
电力接口和数据接口广泛地用于许多装置和构件中以从外部源转移数据和电力。 这样的电力接口和数据接口可为无线的或有线的。电线的线圈可有线地或无线地用于转移信息，例如接收RF信号和/或能量，例如电压转换器。文献US 6 631 296公开了一种用于小型可植入电气装置内的电压转换器，其中电压转换器包括线圈以提供电压转换。线圈可用于时间复用方案以提供RF信号接收和电压转换功能。尽管US 6 631 296描述了线圈作为RF天线和电压转换器的有利用途，为了腾出可植入装置内的空间，最小化线圈占据的空间将是有利的。因此，包括电线的改进构件将是有利的，特别地，更紧凑的构件将是有利的。
发明内容
因此，可认为本发明的目的是提供一种包括电线的紧凑构件。此目的和若干其它目的在本发明的第一方面通过提供具有用于紧固的螺纹的构件而实现，其中电线至少部分地布置于所述螺纹的纹路内且其中所述电线遵循所述螺纹的匝的至少部分。本发明特别地但非排他性地有利于获得具有形成线圈的电线的构件，其中将构件的螺纹再使用于线圈的匝。由此可实现紧凑构件，因为电线并不占据构件主体内的有用空间。术语“遵循匝的部分”意思是包括仅遵循单匝部分的实例和遵循螺纹某些匝或全部匝的实例。线圈绕组可嵌入或集成于螺纹的纹路材料内。可替换地，电线可构成其纹路或部分。构成构件的纹路或纹路的部分的这种电线通常是绝缘的；但是如果所有其它材料是非导电的且如果仅需单匝线圈，那么也可使用非绝缘线。构件的螺纹可为外(阳)螺纹或内(阴)螺纹。线圈可应用于任何适当用途，诸如充电、功率转换、通信等。该构件特别有利地用于构件大小非常重要的用途中，诸如在医疗可植入装置中。构件螺纹的再使用导致最大可能的线圈表面，因为线圈靠近构件外表面。因此，实现到外部感应RF场的最佳效率和耦合系数，而无额外空间损失，如同单独线圈包括于构件本身中。在本发明的一实施例中，螺纹匝的至少部分包括电线的多于一个线圈绕组。这在螺纹匝数少于集成于螺纹中的线圈所需匝数的情形中是有利的。根据构件的一方面，电线包括返回部分。
电线可在同一螺纹内缠绕多于一次，且在螺纹端部可将线引到螺纹的起点以用于额外匝。基本上垂直于线圈匝的线的相对较小的返回部分可集成于外壳中。返回部分的磁场正交于来自螺纹内电线匝的磁场，因此，理想地，它们并不相互影响。嵌入于或集成于螺纹内的绕组数受到所应用的线的厚度和螺纹的机械规格限制。根据另一实施例，线圈被布置成执行多于一种电磁功能，其中频率滤波器将该多于一种电磁功能分开。该多于一种电磁功能可包括下列功能中的一种或多种像RF天线那样接收和发射，接收能量(例如用于对电池充电)，电压转换。各种电磁功能可例如由频率滤波器拆分。因此，同一线圈可用于一系列不同功能。线圈可分成可同时使用的不同功能的各个部分，或者线圈的不同功能可为时间复用的。在将线圈分成各种部分时，例如，可以调出一部分线圈，其带有被调谐至具体频率的并联电路且将处于此频率的线圈用作连接到无线电模块的RF通信天线。线圈的其余部分可用于经由充电控制电路对电池或功率电容器充电。根据又一实施例，螺纹包括多于一个线圈，其中该多于一个线圈中的每一个由至少部分地布置于所述螺纹的纹路内的电线形成，其中多于一个线圈中任一个的电线遵循螺纹匝的至少部分。因此，作为在单个线圈上形成更多绕组的替代，只要螺纹的机械约束允许，并联或串联的多个线圈就可集成于同一螺纹内。该一个或多个线圈可个别地接入，其中线圈中的每一个可由具有连接点的单独电线制成。在多个线圈串联的情况下，可不存在返回路径。这种组合可实现下列优点中的一个或多个 -趋肤效应阻抗损失改进；
-更高的感应电压；
-分开的线圈切割相等的场以生成隔离的电压和功能； -具有两个或两个以上绕组的变压器，用于电压转换和阻抗匹配/转变。在构件的再一实施例中，在螺纹表面上的一个或多个电接触件与纹路内的电线电连通。这种电连通的实例可为电接触、电连接和电流连接。因此，嵌入于螺纹内的电线可同时用作连接到匹配构件中的匹配电部件的简单电连接器，该匹配构件被布置成经由螺纹附连到该构件。举例而言，如果构件螺纹是被布置成匹配第二构件的内纹路的外纹路，则外纹路可包括多个电接触件，每个电接触件经由在外纹路中集成的线连接到形成线圈的电线。第二构件的内纹路可具有相同数量的电接触件，当附连到(也就是拧入)第二构件的内纹路内时，这些电接触件的位置精确地与构件外纹路上的接触件匹配。当接触件被制成足够长且纹路形成牢靠的机械构造时，获得可靠的电连接。该构件可有利地为诸如起搏器、脑刺激装置、传感器等的可植入医疗装置的部分。 线圈在构件螺纹内的空间节省布置在可植入医疗装置，特别是在深脑刺激装置中特别重要，其中对于可植入装置的最大大小存在严格限制。构件可有利地为自攻螺钉。这意味着构件能在转动时前移，同时在其所拧入的材料中形成其自己的纹路。根据第二方面，本发明涉及一种模块化系统，包括
-第一构件，其具有外螺纹，其中第一电线至少部分地布置于所述外螺纹的纹路内且其中所述第一电线遵循外螺纹匝的至少部分；第二构件，其具有内螺纹；其中所述第一构件的所述外螺纹被布置成与所述第二构件的所述内螺纹匹配以便能将所述第一构件与第二构件安装在一起。有利地，第二电线布置于该模块化系统的第二构件中，至少部分地在所述内螺纹的纹路内，且其中所述第二电线遵循所述内螺纹匝的至少部分。根据模块化系统的另一实施例，在阳螺纹表面上的一个或多个第一电接触件与纹路内的第一构件的电线电连通；以及，其中第二构件的内螺纹包括一个或多个第二电接触件，该第二电接触件被布置成当第一构件与第二构件安装在一起时与第一构件的一个或多个第一电接触件接触。本发明的不同方面各可与其它方面中的任何方面组合。参考下文描述的实施例， 本发明的这些和其它方面将会清楚明白并被阐明。
现将参考附图仅以举例说明的方式解释本发明，在附图中 图1是具有外螺纹的构件的截面图2a、图2b和图2c是根据本发明的构件的截面图； 图3是包括根据本发明的构件的脑刺激装置的结构图4和图5示出在根据本发明的实施例的构件中被布置成拆分线圈功能的电路；以及图6示出根据本发明的模块。在所有附图中，相同的附图标记标注相似元件。
具体实施例方式图1是具有外螺纹的构件1的截面图。虚线3和4界定构件1的纹路2。术语“螺纹”旨在表示遵循构件1表面的部分且被布置成用于紧固到另一构件的结构。通常，螺纹构成螺旋结构。螺纹可为锥形结构；但也可设想到螺纹具有圆柱形轮廓。术语“纹路”旨在表示位于虚线3与4之间的构件1的圆周的部分。因此，在构件的螺纹已被成形或切割的情况下，术语“纹路”表示在构件主体外部的构件部分，其中构件材料的一部分已经例如通过切害I]、挤出、轧制、挤压、成形或研磨而移除。术语构件的“主体”旨在表示位于中心纵轴线 (未图示)与线4之间的部分，其中线4根据纹路界定主体。构件1包括端部5，端部5具有接合部分6，用于与适于保持和/或旋转构件1的工具接合。接合部分6的形状可(例如)为六边形(也参看图6)。图加是根据本发明的构件IOa的截面图。构件IOa具有外螺纹，也被表示为阳螺纹。可替换地，根据本发明的构件可具有内螺纹，也被称作阴螺纹。线3和4界定构件IOa 的纹路12。嵌入于构件IOa的纹路12内的是电线15。电线15的匝遵循螺纹的螺旋结构， 使得电线15形成线圈。电线15的匝嵌入于或集成于纹路12内，其中电线15位于在界定纹路12的线3、4之间的构件的部分内。构件IOa包括端部5，端部5具有接合部分6，用于与适合于保持和/或旋转构件1的工具接合。接合部分6的形状可(例如)为六边形(也参看图6)。电线包括从构件IOa的端部5延伸的两个连接部分16、17。可替换地，根据图加中的该构件IOa的方位，电线可具有在此构件IOa上端的连接件，或者构件IOa可具有内部电子器件，且在沿着绕组的某处，也就是沿着线4的某些电线匝处，可制作到内部电子器件的连接。图2b是根据本发明的另一构件IOb的截面图。构件IOb具有外螺纹。可替换地， 根据本发明的构件可具有内螺纹。线3和4界定构件IOb的纹路12。嵌入于构件IOb的纹路12内的是电线15。电线15遵循螺纹的螺旋结构，由此电线15形成螺旋线圈。从图2b可以看出某些螺纹匝包括两根电线15、15a，它们构成两个不同线圈的匝或者同一线圈的两个绕组。电线可包括返回部分，例如线返回路径(未图示)，其使线沿着构件IOb的纵向引导以便使电线遵循螺纹匝中的某些匝多于一次；在此情况下，两根电线 15、lfe构成同一线圈的两个绕组。返回部分的磁场正交于来自螺纹内电线15、lfe的线圈的磁场，且因此理想地，它们并不相互影响。同一螺纹可被缠绕的次数受到所应用的线的厚度和螺纹的机械规格限制。两个电线15、lfe可替代地构成电线的两个不同或平行线圈。电线15的匝完全嵌入于或集成于纹路12内，因为电线15的匝位于在界定纹路12 的线3、4之间的构件部分内。电线15a的匝仅部分地嵌入于构件IOb的纹路12内，因为它们延伸到构件IOb的主体内。可替换地，确定电线和/或构件螺纹的尺寸使得电线的两个或两个以上的匝装配于构件IOa的纹路的匝内。线包括从构件IOb的端部5延伸的两个连接部分16、17。在构件包括两个平行线圈的情况下，两个另外的连接部分(未图示)将从构件的端部5延伸。同样，电线可具有在构件IOb上端上的连接件，如在图2b中看出，或者构件IOb可具有内部电子器件，且可在沿着绕组，也就是沿着线4的某处制作到内部电子器件的连接。图2c是根据本发明的又一构件IOc的截面图。图2c中的构件IOc具有外螺纹。 可替换地，根据本发明的构件可具有内螺纹。线3和4界定构件IOb的纹路12。部分地包括于构件IOc的纹路12内的是电线15b的匝。电线1 遵循螺纹的螺旋结构，由此电线形成螺旋线圈。从图2c可看出，电线的匝1 仅部分地嵌入于或集成于构件IOc的纹路12的匝内，因为它们延伸到构件IOc的主体内。尽管电线的匝15b占据构件IOc的某些主体，图2c 的布置比电线的线圈匝完全在构件主体内的布置节省空间。线包括从构件IOc的端部5延伸的两个连接部分18、19。同样，电线可具有在构件 IOc上端上的连接件，如在图2c中看出，或者构件IOc可具有内部电子器件，且可在沿着绕组，也就是沿着线4的某处制作到内部电子器件的连接。图3是包括根据本发明的构件IOa的脑刺激装置25的结构图。脑刺激装置还包括从构件IOa延伸并连接到构件IOa的探针20。构件IOa包括外纹路12，外纹路12包含电线15。构件IOa可包含电子器件，例如脉冲发生器，其用于经由探针远端处的电极进行脑刺激。构件IOa的螺纹12可用于将脑刺激装置25固定到包括匹配纹路12的内纹路的第二构件内，第二构件被布置成植入于人颅骨中。通常，第二构件首先植入于颅骨中，之后插入探针20且随后利用纹路将构件IOa连接到第二构件。应当指出的是，脑刺激装置25的构件IOa可直接插入到患者颅骨内，S卩，上文所述的第二构件可不存在。在此情况下，构件 IOa可有利地为自攻螺钉使得其可直接拧入到患者颅骨内。在图3中，探针是偏心的；但是构件还可布置成探针在中心安装。
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图4示出在根据本发明的实施例的具有螺纹的构件中被布置成拆分线圈功能的电路30。具有电路30的线圈可用于经由充电控制电路对电池或功率电容器充电。可施加外部时变电磁场以将能量转移到线圈；用于充电的外部电磁场的RF频率通常在0与15 MHz 之间的范围，且典型值为4 MHz和13. 56 MHz0同一线圈可用作RF天线，其中所施加的频率范围可在400 MHz与1 GHz之间，通常为403 MHz。电路30包括两个充电线圈连接件38，也就是，形成在该构件内的线圈的电线端部。线圈被分成三个不同电路32。中部LC电路例如被调谐为403 MHz以用作RF天线，具有无线电模块连接件35。线圈的其它部件可被调谐至403 MHz且用于隔离天线部件。线圈的完整串联可用作充电线圈，例如在13. 56 MHz的频率。图5示出在根据本发明的构件中被布置成拆分线圈功能的替代电路40。具有电路40的线圈可用于经由充电控制电路对电池或功率电容器充电。同样，可施加外部时变电磁场以转移能量。此能量可由线圈获取且经由充电控制电路输送到可再充电的电池；用于充电的外部电磁场的RF频率通常在0与15 MHz之间的范围，且典型值为4 MHz和13. 56 MHz0同一线圈可用作RF天线，其中所施加的频率范围可在400 MHz与1 GHz之间，通常为 403 MHz。电路40包括两个充电线圈连接件48，S卩，形成在该构件内的线圈的电线端部。线圈被拆分成两个不同电路42，例如，调谐至403 MHz0电路42之一可用作RF天线，具有无线电模块连接件45。线圈的完整串联连接可用作充电线圈，例如在13. 56 MHz的频率。可设想到能在单个线圈中实现高频RF和低频RF组合的其它电路。举例而言，该原理可用于调出在MRI RF场的线圈，即在当今的大多数MRI扫描仪中的64MHz，以至少部分地保护线圈所连接的敏感电子器件。图6示出根据本发明的模块化系统100。该模块化系统100包括具有外螺纹12的第一构件10。第一电线至少部分地布置于所述外螺纹的纹路内且遵循外螺纹的匝的至少部分且形成第一线圈。因此，第一构件10可为关于图加至图2c中任一个描述的构件。在第一构件10的纹路内的电线包括从构件10的端部5延伸的两个连接部分16、17。模块化系统100还包括具有内螺纹52的第二构件50，其中第一构件10的外螺纹 12被布置成与第二构件50的内螺纹52匹配以便能将所述第一构件和第二构件安装在一起。在模块化系统100的一个实施例中，第二电线(未图示)至少部分地布置于第二构件50的内螺纹52的纹路内，其中第二电线遵循内螺纹的匝的至少部分。因此，第二电线可形成第二线圈的至少部分。当第一构件10和第二构件50安装在一起时，第一线圈将至少部分地被布置成包围螺纹52中的第二线圈。由此，模块化系统100的第一构件10和第二构件50可彼此连通而无需直接电接触。这种连通包括能量的无线传输，因为这样的两个线圈形成变压器。在另一实施例中，在外螺纹表面上的一个或多个第一电接触件1 和12b与纹路 12内的第一构件的电线电连通；以及，构件50的内螺纹52包括相对应的一个或多个第二电接触件5 和52b，第二电接触件5 和52b被布置成当第一构件10与第二构件50安装在一起时与第一构件10的一个或多个第一电接触件接触。同样，电连通的实例可为电接触、电连接和电流连接。
第一构件和/或第三构件的电接触件可由单根线连接到电路；可替换地，接触件可由单独线连接使得每个接触件可个别地使用。模块化系统100的两个上述实施例可组合使得构件50包括在纹路52内的线圈和在纹路52表面上连接到位于纹路52内的线圈或者连接到位于构件50内的其它电线的的接触件。总之，具有用于将构件机械固定到相对应构件的螺纹的构件可配备遵循螺纹匝的至少部分且由此形成线圈的至少部分的电线。相对应的构件可具有匹配的螺纹，或者本发明的构件可为自攻螺纹的构件，在此情况下，在相对应构件中的匹配螺纹将是多余的。线圈可用作充电和/或功率转换线圈和/或通信天线。将螺纹的再使用于线圈使线圈面积最大化而不会占用构件的额外空间。这特别适用于医疗电植入装置，诸如起搏器或深脑刺激中的神经起搏器，因为这种起搏器的最大大小是很有限的。此外，这种构件的螺纹可附加地包括连接器，用于提供到匹配构件中其它电气部件的电连接。尽管已经关于特定实施例描述了本发明，但是并不预期将本发明限于本文所陈述的具体形式。而是，本发明的范围仅受所附权利要求书的限制。在权利要求书中，术语“包括”并不排除其它元件或步骤的存在。此外，尽管个别特征可包括于不同权利要求中，但其可有利地组合，且包括于不同权利要求中并不意味着特征的组合是不可行的和/或不利的。此外，提到单数并不排除复数。因此，提到“一”、“第一”、“第二”等并不排除复数。此外，在权利要求书中的附图标记不应被理解为限制范围。
权利要求
1.一种构件(10，10a, 10b, IOc, 50)，其具有用于紧固的螺纹，其中电线至少部分地布置于所述螺纹的纹路(12，52)内且其中所述电线遵循所述螺纹的匝的至少部分。
2.根据权利要求1所述的构件，其中所述螺纹的匝的至少部分包括电线的多于一个线圈绕组。
3.根据权利要求2所述的构件，其中所述电线包括返回部分。
4.根据权利要求1所述的构件，其中所述电线构成线圈，该线圈被布置成执行多于一种电磁功能，其中频率滤波器将该多于一种电磁功能分开。
5.根据权利要求1所述的构件，其中所述螺纹包括多于一个线圈，其中所述多于一个线圈中的每一个由至少部分地布置于所述螺纹的纹路内的电线形成，其中所述多于一个线圈中的任一个的电线遵循所述螺纹的匝的至少部分。
6.根据权利要求1所述的构件，其中在所述螺纹表面上的一个或多个电接触件(12 12b)与所述纹路内的电线电连通。
7.根据权利要求1所述的构件，其中所述构件是可植入医疗装置05)的部分。
8.根据权利要求1所述的构件，其中所述构件是自攻螺钉。
9.一种模块化系统(100)，包括-第一构件(10 )，其具有外螺纹(12)，其中第一电线至少部分地布置于所述外螺纹的纹路内且其中所述第一电线遵循所述外螺纹的匝的至少部分，-第二构件(50)，其具有内螺纹(52)；其中所述第一构件(10)的所述外螺纹(1 被布置成与所述第二构件(50)的所述内螺纹(52)匹配以便能将所述第一构件与所述第二构件安装在一起。
10.根据权利要求9所述的模块化系统(100)，其中第二电线布置于所述第二构件中， 至少部分地在所述内螺纹的纹路内，且其中所述第二电线遵循所述内螺纹的匝的至少部分。
11.根据权利要求9所述的模块化系统(100)，其中在所述阳螺纹(1 表面上的一个或多个第一电接触件(12 12b)与所述纹路内所述第一构件的电线电连通，以及其中所述第二构件的内螺纹(5 包括一个或多个第二电接触件(5 ，52b)，该第二电接触件(5 ，52b)被布置成当所述第一构件与所述第二构件安装在一起时与所述第一构件的一个或多个第一电接触件接触。
全文摘要
具有用于将构件机械固定到相对应构件的螺纹的构件可配备遵循螺纹匝的至少部分且由此形成线圈的至少一部分的电线。相对应构件可具有匹配的螺纹，或者本发明的构件可为自攻螺纹类型的构件，在此情况下在相对应构件中的匹配螺纹将是多余的。线圈可用作充电和/或功率转换线圈和/或通信天线。用于线圈的螺纹再使用使线圈面积最大化而不会占用构件的额外空间。这特别在诸如起搏器或深脑刺激中的神经起搏器之类的医疗电植入装置中有用，因为这种起搏器的最大大小是很有限的。此外，这种构件的螺纹可附加地包括用于提供到匹配构件中其它电气部件的电连接的连接器。
文档编号H01F38/14GK102197448SQ200980143029
公开日2011年9月21日 申请日期2009年10月21日 优先权日2008年10月28日
发明者J·J·A·托尔, J·J·莱森 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司