特許第6469339号(P6469339)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6469339動力工具内のモータ保護を提供するシステム及び装置並びにその製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6469339
(24)【登録日】2019年1月25日
(45)【発行日】2019年2月13日
(54)【発明の名称】動力工具内のモータ保護を提供するシステム及び装置並びにその製造方法
(51)【国際特許分類】
   A61B 17/16 20060101AFI20190204BHJP
【FI】
   A61B17/16
【請求項の数】7
【外国語出願】
【全頁数】13
(21)【出願番号】特願2013-132341(P2013-132341)
(22)【出願日】2013年6月25日
(65)【公開番号】特開2014-4374(P2014-4374A)
(43)【公開日】2014年1月16日
【審査請求日】2016年6月24日
(31)【優先権主張番号】13/533,446
(32)【優先日】2012年6月26日
(33)【優先権主張国】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】513164565
【氏名又は名称】シンセス・ゲーエムベーハー
【氏名又は名称原語表記】Synthes GmbH
(74)【代理人】
【識別番号】100088605
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 公延
(74)【代理人】
【識別番号】100130384
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 孝文
(72)【発明者】
【氏名】ウルス・デュランベルジェ
(72)【発明者】
【氏名】マーティン・ムンク
(72)【発明者】
【氏名】ニルス・シュマクリ
【審査官】 大屋 静男
(56)【参考文献】
【文献】 米国特許第05207697(US,A)
【文献】 米国特許出願公開第2010/0262127(US,A1)
【文献】 特表2010−528775(JP,A)
【文献】 特表2006−507031(JP,A)
【文献】 特開平04−244148(JP,A)
【文献】 特開昭62−236686(JP,A)
【文献】 欧州特許出願公開第01122472(EP,A2)
【文献】 特開2010−046269(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A61B 17/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外科用装置であって、
カニューレを取り付けたモータ軸を備えるモータであって、前記カニューレを取り付けたモータ軸が近位端及び遠位端を有する、モータと、
ギヤボックス装置と、
前記ギヤボックス装置を介して前記カニューレを取り付けたモータ軸に連通接続される駆動軸であって、前記ギヤボックス装置から遠位に延在し、前記カニューレを取り付けたモータ軸が前記ギヤボックス装置へと遠位に延在し、前記カニューレを取り付けたモータ軸及び前記駆動軸が、共通の回転軸を有する、駆動軸と、
前記ギヤボックス装置から前記カニューレを取り付けたモータ軸を通り、前記カニューレを取り付けたモータ軸の前記近位端を越えて近位に延在する、前記駆動軸に連結される駆動軸管であって、前記駆動軸管が、前記駆動軸と同じ速度で回転するように前記駆動軸に連結される駆動軸管と、
前記カニューレを取り付けたモータ軸の前記近位端に隣接して配置される封止部材であって、前記駆動軸管と前記モータとの間に封止を提供する、封止部材と、を備え、
前記カニューレを取り付けたモータ軸の前記近位端に隣接して配置される玉軸受部材を更に備え、前記駆動軸管が、空隙が前記駆動軸管と前記カニューレを取り付けたモータ軸との間に提供されるように、前記玉軸受部材上に装着され、
前記封止部材がコンセントリックリング及びリップを備え、前記リップが前記コンセントリックリングから半径方向に延在し、前記コンセントリックリングが前記駆動軸管の外側表面の周囲に配設され、
前記リップは前記コンセントリックリングから前記駆動軸管に向けて先細であり、前記リップの前記先細部分が前記駆動軸管の前記外側表面に接触する、外科用装置。
【請求項2】
前記ギヤボックス装置が、前記カニューレを取り付けたモータ軸のより高い回転速度を前記駆動軸のより低い回転速度に変換するように構成される、請求項1に記載の外科用装置。
【請求項3】
前記駆動軸管が、前記駆動軸管が前記駆動軸の前記より低い回転速度で回転するように構成されるように、前記駆動軸に連結される、請求項2に記載の外科用装置。
【請求項4】
前記駆動軸管及び前記駆動軸が、前記駆動軸管が前記駆動軸の前記より低い回転速度で回転するように構成されるように、単一片の材料から形成される、請求項2に記載の外科用装置。
【請求項5】
前記封止部材の少なくとも一部分が、前記駆動軸管の外側表面に接触する、請求項1に記載の外科用装置。
【請求項6】
外科用装置とともに使用するための封止システムであって、前記外科用装置が、ギヤボックス装置を介して駆動軸に連通接続されるカニューレを取り付けたモータ軸を有するモータを含み、前記駆動軸が、前記ギヤボックス装置から遠位に延在し、前記カニューレを取り付けたモータ軸が、前記ギヤボックス装置へと遠位に延在し、前記封止システムが、
前記カニューレを取り付けたモータ軸を通って延在する、前記駆動軸に連結される細長い駆動軸管であって、前記細長い駆動軸管が、前記駆動軸と同じ速度で回転するように前記駆動軸に連結される細長い駆動軸管と、
前記細長い駆動軸管の少なくとも一部分と接触して配設され、前記細長い駆動軸管と前記モータとの間に封止を提供する封止部材であって、前記細長い駆動軸管が、前記駆動軸の回転速度で回転するように構成される、封止部材と、を備え、前記カニューレを取り付けたモータ軸の前記近位端に隣接して配置される玉軸受部材を更に備え、前記細長い駆動軸管が、空隙が前記細長い駆動軸管と前記カニューレを取り付けたモータ軸との間に提供されるように、前記玉軸受部材上に装着され、
前記封止部材がコンセントリックリング及びリップを備え、前記リップが前記コンセントリックリングから半径方向に延在し、前記コンセントリックリングが前記細長い駆動軸管の外側表面の周囲に配設され、
前記リップは前記コンセントリックリングから前記細長い駆動軸管に向けて先細であり、前記リップの前記先細部分が前記細長い駆動軸管の前記外側表面に接触する、封止システム。
【請求項7】
前記カニューレを取り付けたモータ軸が近位端及び遠位端を有し、前記細長い駆動軸管の少なくとも一部分が、前記カニューレを取り付けたモータ軸の前記近位端を越えて延在し、前記封止部材が、前記カニューレを取り付けたモータ軸の前記近位端を越えて延在する前記細長い駆動軸管の前記一部分と接触して配設される、請求項に記載の封止システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
医療環境で使用される動力工具(即ち、外科用動力工具)の信頼性のある封止は重要である。例えば、動力工具の滅菌を確実にするために、信頼性のある封止が必要である。具体的には、患者を汚染することを阻止するために、体液等の液体が動力工具の内部構成要素の中に漏出することは阻止されなければならない。加えて、動力工具の信頼性を確実にするために、信頼性のある封止が必要である。オートクレーブ内での滅菌中、動力工具は、高温及び高圧に曝露される。したがって、湿気が動力工具の内部構成要素内に漏出することを阻止し、特に電気構成部品への被害を防止するために、信頼性のある封止が必要とされる。
【0002】
医療環境で使用される動力工具用の様々な駆動構成がある。いくつかの構成において、動力工具は、インラインのモータ及び駆動軸を有する。換言すれば、モータ及び駆動軸は、共通の回転軸を共有する。これは、図4に示され、モータ402が、ギヤボックス装置404を介して駆動軸408に連通接続されるモータ軸406を駆動する。図4に示されるように、モータ軸406及び駆動軸408は、共通の回転軸401を共有する。加えて、動力工具は、しばしば、Kワイヤを収納することを要し、Kワイヤは、典型的には動力工具自体よりも長い。結果的に、モータ及び駆動軸は、カニューレを取り付けられるか、又はKワイヤを収納するための中空のチャネルを有する。
【0003】
流体が内部構成要素(モータ402等)の中に漏出することを阻止するために、動力工具に、モータ軸406と固定子との間にリップ封止412A及び412Bが提供される。リップ封止412A及び412Bは、モータ軸406の反対側端部に提供される。加えて、モータ軸406及び駆動軸408が異なる回転速度で回転するため、間隙がモータ軸406と駆動軸408との間に提供される。リップ封止412Bは、流体が間隙内に漏出することを阻止する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
モータ軸に対するリップ封止を提供するとき、動力工具内に信頼性のある封止を提供することは困難である。具体的には、モータ軸は、典型的に、所望の出力電力を提供するために、速い速度(例えば、>15,000RPM)で回転するように構成される。しかし、リップ封止の信頼性及び封止性は、モータ軸の周速に依存する。結果的に、リップ封止の信頼性は、より速い速度では低下する。加えて、動力損失がモータ軸の周速と不釣り合いに増大する。したがって、動力工具の信頼性のある封止が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
動力工具内のモータ保護を提供するためのシステム及び装置が本明細書に記載される。本システム及び装置は、外科用装置を確実に封止するように使用され得る。具体的には、駆動軸に連結される駆動軸管を含む外科用装置が開示される。駆動軸管が駆動軸に連結されるため、駆動軸管は、カニューレを取り付けたモータ軸の回転速度未満である、駆動軸と同じ回転速度で回転する。駆動軸管は、カニューレを取り付けたモータ軸を通って延在し得る。加えて、封止部材は、(より速く回転する)モータ軸とモータとの間ではなく、(より遅く回転する)駆動軸管とモータとの間で封止するように提供され得る。例えば、封止部材は、カニューレを取り付けたモータ軸を越えて延在する駆動軸管の一部分の外側表面とモータハウジングとの間に画定される間隙内に提供され得る。
【0006】
例えば、本発明の1つの実施形態による外科用装置は、カニューレを取り付けたモータ軸を有するモータと、ギヤボックス装置と、駆動軸と、駆動軸管と、封止部材とを含み得る。駆動軸は、ギヤボックス装置を介してカニューレを取り付けたモータ軸に連通接続され得る。駆動軸は、ギヤボックス装置から遠位に延在することができ、カニューレを取り付けたモータ軸は、ギヤボックス装置へと遠位に延在することができる。加えて、カニューレを取り付けたモータ軸及び駆動軸は、共通の回転軸を有してよい。加えて、駆動軸管は、駆動軸に連結され、ギヤボックス装置からカニューレを取り付けたモータ軸を通り、カニューレを取り付けたモータ軸の近位端を越えて近位に延在することができる。封止部材は、カニューレを取り付けたモータ軸の近位端に隣接して配置され、駆動軸管とモータとの間に封止を提供し得る。
【0007】
必要に応じて、外科用装置は、カニューレを取り付けたモータ軸の近位端に隣接して配置される支持部材を含み得る。駆動軸管は、空隙が駆動軸管とカニューレを取り付けたモータ軸との間に提供されるように、支持部材上に装着することができる。例えば、支持部材は、玉軸受であってよい。
【0008】
いくつかの実施形態において、ギヤボックス装置は、カニューレを取り付けたモータ軸のより高い回転速度を駆動軸のより低い回転速度に変換するように構成され得る。
【0009】
加えて、駆動軸管は、駆動軸管が駆動軸のより低い回転速度で回転するように構成されるように、駆動軸に連結され得る。あるいは、駆動軸管及び駆動軸は、駆動軸管が駆動軸のより低い回転速度で回転するように構成されるように、単一片の材料から形成され得る。
【0010】
加えて、封止部材の少なくとも一部分が、駆動軸管の外側表面に接触し得る。例えば、封止部材は、コンセントリックリング及びリップを備え得る。リップは、コンセントリックリングから半径方向に延在し得、コンセントリックリングは、駆動軸管の外側表面の周囲に配設され得、リップの少なくとも一部分は、駆動軸管の外側表面に接触し得る。
【0011】
いくつかの実施形態において、外科用装置は、モータを支持するモータハウジングを備え得る。間隙が、モータハウジングの近位部分の内側表面と駆動軸管の外側表面との間に提供され得、封止部材及び支持部材のうちの少なくとも1つが、間隙内に配設され得る。
【0012】
別の実施形態において、外科用装置とともに使用するための封止システムは、カニューレを取り付けたモータ軸を通って延在する、駆動軸に連結される細長い駆動軸管と、細長い駆動軸管の少なくとも一部分と接触して配設される封止部材とを含み得る。加えて、細長い駆動軸管は、駆動軸の回転速度で回転するように構成され得る。
【0013】
必要に応じて、カニューレを取り付けたモータ軸は、近位端及び遠位端を有し得、細長い駆動軸管の少なくとも一部分は、カニューレを取り付けたモータ軸の近位端を越えて延在し得、封止部材は、カニューレを取り付けたモータ軸の近位端を越えて延在する細長い駆動軸管の一部分と接触して配設され得る。
【0014】
いくつかの実施形態において、駆動軸の回転速度は、およそ3,000RPM以下であり得る。
【0015】
加えて、細長い駆動軸管は、駆動軸に一体的に連結され得る。
【0016】
別の方法としては、又は加えて、細長い駆動軸管及び駆動軸は、単一片の材料から形成され得る。
【0017】
例えば、封止部材は、コンセントリックリング及びリップを備え得る。リップは、コンセントリックリングから半径方向に延在し得、コンセントリックリングは、駆動軸管の外側表面の周囲に配設され得、リップの少なくとも一部分は、駆動軸管の外側表面に接触し得る。
【0018】
なお別の実施形態において、外科用装置の製造方法は、カニューレを取り付けたモータ軸を備えるモータを提供することと、ギヤボックス装置を提供することと、駆動軸を提供することと、封止部材を提供することとを含み得る。駆動軸は、ギヤボックス装置を介してカニューレを取り付けたモータ軸に連通接続され得る。駆動軸は、ギヤボックス装置から遠位に延在し得、カニューレを取り付けたモータ軸は、ギヤボックス装置へと遠位に延在し得る。加えて、カニューレを取り付けたモータ軸及び駆動軸は、共通の回転軸を有し得る。加えて、駆動軸管は、駆動軸に連結され、ギヤボックス装置からカニューレを取り付けたモータ軸を通って、カニューレを取り付けたモータ軸の近位端を越えて近位に延在し得る。封止部材は、カニューレを取り付けたモータ軸の近位端に隣接して配置され、駆動軸管とモータとの間に封止を提供し得る。
【0019】
本方法は、カニューレを取り付けたモータ軸の近位端に隣接する支持部材を提供することも含み得る。駆動軸管は、空隙が駆動軸管とカニューレを取り付けたモータ軸との間に提供されるように、支持部材上に装着され得る。
【0020】
いくつかの実施形態において、ギヤボックス装置は、カニューレを取り付けたモータ軸のより高い回転速度を駆動軸のより低い回転速度に変換するように構成され得る。
【0021】
加えて、封止部材の少なくとも一部分は、駆動軸管の外側表面に接触し得る。例えば、封止部材は、コンセントリックリング及びリップを備え得る。リップは、コンセントリックリングから半径方向に延在し、コンセントリックリングは、駆動軸管の外側表面の周囲に配設され得、リップの少なくとも一部分は、駆動軸管の外側表面に接触し得る。
【0022】
いくつかの実施形態において、本方法は、モータを支持するモータハウジングを提供することを含み得る。間隙が、モータハウジングの近位部分の内側表面と駆動軸管の外側表面との間に提供され得、封止部材及び支持部材のうちの少なくとも1つは、間隙内に配設され得る。
【0023】
他のシステム、方法、特徴、及び/又は利点は、以下の図面及び詳述を考察すれば、当業者には明らかになるであろう。そのような付加的システム、方法、特徴、及び/又は利点の全てが本説明に含まれ、添付される「特許請求の範囲」によって保護されるものである。
【図面の簡単な説明】
【0024】
図面中の構成要素は、必ずしも必ずしも縮尺通りではない。同じ参照番号は、複数の図を通して対応する部分を指す。
図1】外科用装置の断面図。
図2】外科用装置の別の断面図。
図3A図1及び2の外科用装置の近位部分の断面図。
図3B図3Aの線I−I’による外科用装置の近位部分の断面図。
図4】関連技術における外科用装置内のモータ軸の断面図。
【発明を実施するための形態】
【0025】
特に定義されない限り、本明細書で用いる技術的及び科学的な用語は全て、当業者によって共通に解釈されるものと同じ意味を有する。本開示を実施又は試験するうえで、本明細書に記載されるものと同様又は同等のいかなる方法及び材料も使用し得る。外科用動力工具内で信頼性のある封止を提供するための実施形態が記載される一方で、実施形態がそれに限定されず、他の型の動力工具にも適用可能であり得ることが、当業者には明白となるであろう。
【0026】
ここで図1及び2を参照すると、外科用装置100の断面図が示される。外科用装置100は、様々な外科的処置中に使用される動力工具である。外科用装置100は、近位端105と遠位端103とを有し、また外科用装置100は、内部構成要素を収容する装置ケーシング118を有する。外科用装置100は、モータ102を備える。モータ102は、モータ102を支持するモータハウジング116及び細長いモータ軸106を含む。モータハウジング116は、定置されており、モータ軸106は、回転することができる。図1及び2に示されるように、モータハウジング116の近位部分は、末端部品150を収納する。末端部品150は、装置ケーシング118を定位置に保持する。例えば、末端部品150は、モータハウジング116の中にねじ止めされ得る。本明細書で論じられる実施形態において、モータ102は、医療用器具を駆動するように動作可能である、いずれの型の電気モータであり得る。モータ102の特性が、外科用装置100の所望の動作特性に基づいて選択され得ることが理解されるべきである。例えば、外科用ドリル、鋸等の1つ又は2つ以上の外科用器具アタッチメントは、連結ヘッド130を介して外科用装置100に取り付けられ得る。いくつかの実施形態において、連結ヘッド130は、外科用器具を収納する付加的駆動アタッチメントを収納し得る。例えば、付加的駆動アタッチメントは、推進力を外科用器具に変換/伝達し得る。加えて、外科用装置100は、Kワイヤを駆動するように動作可能である。具体的には、Kワイヤを収納するKワイヤアタッチメントは、連結ヘッド130を介して外科用装置100に取り付けられ得る。図2に示されるように、操作者は、外科用装置100のハンドル120を握り、トリガー122を使用してモータ102を操作し得る。例えば、トリガー122のうちの1つは、モータ102を第1の方向(即ち、順方向)に回転させることができ、トリガー122のうちの別の1つは、モータ102を第2の方向(即ち、逆方向)に回転させることができる。
【0027】
モータ102は、細長いモータ軸106を含み、細長いモータ軸106は、ギヤボックス装置104を介して細長い駆動軸108に連通接続される。図1及び2に示されるように、モータ軸106は、モータ102を通ってギヤボックス装置104へと遠位に延在する。ギヤボックス装置104は、駆動軸108にモータ軸106の回転速度及び回転力を変換及び伝達するように構成される。典型的に、外科用動力工具内で使用するための好適なモータは、比較的小さく、かつ軽量であることを要する。より小さく、より軽く、かつより強力なモータは、より高い速度を要求することが理解されるべきである。ゆえに、モータ102は、所望の出力回転力を得るために、取り付け可能な外科用器具の所望の回転速度より高い回転速度で回転し、ギヤボックス装置104は、モータ軸106の回転速度及び回転力を駆動軸108に変換及び伝達するように使用され得る。例えば、いくつかの実施形態において、モータ軸106は、およそ15,000〜20,000RPMで回転することができる一方で、駆動軸108の所望の回転速度は、およそ3,000RPM(即ち、モータ軸106より5〜6倍遅い)である場合がある。別の方法としては、又は加えて、付加的駆動アタッチメントは、回転速度を外科用器具の所望の回転速度に更に減速し得、回転速度はおよそ1,000RPM以下である場合がある。更に、付加的駆動アタッチメントは、例えばバール等の高速切削器具を駆動するために、回転速度を外科用器具の所望の回転速度に加速し得(例えば15,000RPM)、回転速度は、駆動軸108の回転速度をほぼ超える場合もある。モータ102、モータ軸106、駆動軸108、外科用器具等について上述の回転速度は、外科用装置100の所望の動作特性に基づいて選択され得、ゆえに他の値を有し得ることが理解されるべきである。例えば、駆動軸108の所望の回転速度は、外科用装置100の所望の動作特性に応じて、3,000RPM以上又は未満であり得る。したがって、駆動軸108の所望の回転速度は、3,000RPMに限定されず、これは1つの例示的な所望の回転速度に過ぎない。
【0028】
ギヤボックス装置104は、1つ又は2つ以上の工程でモータ102の回転速度及び回転力を変換及び伝達することができる、いずれの型のギヤボックスであり得る。例えば、ギヤボックス装置104は、遊星歯車システムであり得る。例えば、モータ軸106は、太陽歯車104Aに接続され得、駆動軸108は、1つ又は2つ以上の遊星歯車104Bに接続され得る。いくつかの実施形態において、駆動軸108は、駆動軸108を通って、かつ遊星歯車104Bの中へと押されるピン(複数可)104Cを使用して、1つ又は2つ以上の遊星歯車104Bと接続され得る。あるいは、駆動軸108は、駆動軸108と一体であるピン104Cを使用して、1つ又は2つ以上の遊星歯車104Bと接続され得る。ゆえに、ギヤボックス装置104は、モータ軸106のより高い回転速度を駆動軸108のより低い回転速度に変換する。加えて、ギヤボックス装置104は、回転力をモータ軸106から駆動軸108に伝達する。いくつかの実施形態において、モータ軸106のより低い回転力は、より高い回転力に変換され、駆動軸108に伝達される。
【0029】
図1及び2に示されるように、モータ軸106及び駆動軸108は、インラインである。加えて、モータ軸106は、モータ102を通ってギヤボックス装置104へと遠位に延在し、駆動軸108は、ギヤボックス装置104から遠位に延在する。本明細書で論じられる実施形態において、モータ軸106及び駆動軸108は、同軸であり、又は例えば、共通の回転軸101を共有する。モータ軸106及び駆動軸108が同軸であるとき、外科用装置100は、モータ軸106及び駆動軸108が共通の回転軸101を共有しない場合と比較して、より小さくされ得る。加えて、モータ軸106及び駆動軸108は、カニューレを取り付けた軸であり得る。換言すれば、モータ軸106及び駆動軸108は、それぞれの軸の全長を通って延在する中空の中心チャネルを有し得る。上述のように、外科用装置100は、Kワイヤを駆動するように動作可能であり、Kワイヤは、典型的に、外科用装置100自体よりも長い。結果的に、Kワイヤは、外科用装置100を通って(即ち、遠位端103から近位端105へと)全体的に挿入され得、外科用装置100の装置ハウジング118を通って出る。
【0030】
駆動軸管110は、駆動軸108に連結され得る。駆動軸管110は、ギヤボックス装置104から近位に延在し得る。例えば、駆動軸管110は、ギヤボックス装置104からモータ軸106の中へと近位に延在し得る。モータ軸106がカニューレを取り付けられると、駆動軸管110は、モータ軸106の中空のチャネルを通って延在し得る。具体的には、駆動軸管110は、モータ軸106を通って、かつモータ軸106の近位端を越えて延在し得る。例えば、駆動軸管110の一部分は、モータ軸106の近位端を越えて近位に延在し得る。図1及び2に示されるように、駆動軸管110は、ギヤボックス装置104からモータ軸106の全長を通って近位に延在する。モータ軸106及び駆動軸108と同様に、駆動軸管110は、外科用装置100を通るKワイヤの挿入を収納するためにカニューレを取り付けられ得る。加えて、駆動軸管110は、共通の回転軸101をモータ軸106及び駆動軸108と共有し得る。
【0031】
駆動軸管110は、駆動軸管110が駆動軸108と同じ回転速度で回転することができるように、駆動軸108に連結され得る。いくつかの実施形態において、駆動軸管110及び駆動軸108は、例えば、ギヤボックス装置104に隣接する場所で、合わせて一体的に連結される別個の部品である。他の実施形態において、駆動軸管110及び駆動軸108は、単一の統合された(即ち、単一片の材料から形成される)部品である。上述の両方の場合において、駆動軸管110及び駆動軸108は、同じ回転速度で回転することができる。具体的には、駆動軸管110は、モータ軸106と比較してより低い回転速度で回転することができる。加えて、駆動軸管110及び駆動軸108は、流体が駆動軸管110及び/又は駆動軸108の中空のチャネルからモータ102へと漏出する間隙又は空隙がないように連結される。必要に応じて、駆動軸108の壁部の厚さは、回転力がモータ軸106から駆動軸108に伝達されるため、駆動軸管110の壁部の厚さを超え得るが、一方で駆動軸管110上には本質的に回転力がない。
【0032】
封止部材112は、流体がモータ102の中に漏出することを防止するようにモータ軸106の近位端に隣接して提供され得る。いくつかの実施形態において、封止部材112は、モータハウジング116と駆動軸管110との間に提供され得る。あるいは、他の実施形態において、封止部材112は、末端部品150と駆動軸管110との間に提供され得る。ここで図3Aを参照すると、間隙124は、定置のモータハウジング116の近位部分と、回転することができる駆動軸管110との間に提供される。間隙124は、モータ軸106の近位端を越えて延在する駆動軸管110の一部分を囲繞する、環状リングであり得る。あるいは、間隙124は、モータ軸106の近位端を越えて延在する駆動軸管110の一部分を囲繞する任意の形状を有する空隙であり得る。具体的には、間隙124は、モータハウジング116の近位部分の内側表面116Aと、駆動軸管110の外側表面110Aとの間に提供される。間隙124は、駆動軸管110が回転し得る隙間(又は空隙)を提供する。流体が間隙124を通って漏出することを阻止するため、封止部材112は、間隙124内に提供され得る。封止部材112の少なくとも一部分は、駆動軸管110の外側表面110Aに接触し得る。駆動軸管110の外側表面110Aに接触する封止部材112の一部分は、駆動軸管110の外側表面110A全体の周囲に円周方向に延在し得る。例えば、封止部材112は、リップ封止、Oリング、又は他の任意の型の封止であり得る。封止部材112は、例えばゴム(即ち、NBR、シリコーン等)のように、流体がモータ102の中に漏出することを阻止するために好適ないずれの型の材料からも作製され得る。
【0033】
封止部材112は、駆動軸管110の外側表面110Aの周囲に提供され得る。例えば、図3A及び3Bを参照すると、封止部材112は、コンセントリックリング112A及びリップ112Bを有し得る。リップ112Bは、コンセントリックリング112Aから半径方向に延在し得、リップ112Bは、コンセントリックリング112Aから先細であり得る。リップ112Bを先細にすることによって、駆動軸管110の外側表面110Aに接触するリップ112Bの一部分は、低減され得る。コンセントリックリング112Aは、リップ112Bの少なくとも一部分が駆動軸管110の外側表面110Aに接触するように、駆動軸管110の外側表面110Aの周囲に提供され得る。ゆえに、封止部材112は、流体がモータ102の中に漏出することを阻止する。
【0034】
封止部材112に加えて、支持部材114が、モータ軸106の近位端に隣接して提供され得る。いくつかの実施形態において、支持部材114は、モータハウジング116と駆動軸管110との間に提供され得る。あるいは、別の実施形態において、支持部材114は、末端部品150と駆動軸管110との間に提供され得る。例えば、支持部材114は、モータハウジング116の近位部分と駆動軸管110との間に提供される間隙124内に提供され得、そして封止部材112とモータ軸106の近位端との間に配設され得る。駆動軸管110は、支持部材114を介して装着され得る。支持部材114は、駆動軸管110がモータ軸106に接触しないように、駆動軸管110のための支持を提供する。上述のように、モータ軸106は、駆動軸管110よりも高い回転速度で回転し得る。したがって、駆動軸管110及びモータ軸106は、接触しないはずである。図3Aに示されるように、空隙126は、駆動軸管110とモータ軸106との間に提供される。具体的には、空隙126は、駆動軸管110の外側表面110Aとモータ軸106の内側表面との間に提供される。空隙126は、例えば、駆動軸管110の外側表面110Aの周囲に延在する環状リングであり得る。支持部材114は、駆動軸管110とモータ軸106との間に空隙126を維持するように構成され得る。加えて、支持部材114は、駆動軸管110が支持部材114内で回転することを可能にする。例えば、支持部材114は、玉軸受であり得る。
【0035】
上述の(外科用装置100の近位端付近に提供される)封止部材112及び支持部材114と同様に、遠位の封止部材132及び遠位の支持部材134は、外科用装置100の遠位端付近に提供され得る。例えば、図1及び2に示されるように、遠位の封止部材132及び遠位の支持部材134は、駆動軸108の遠位端に隣接して提供され得る。遠位の封止部材132及び遠位の支持部材134は、外科用装置100の定置の構成要素と、回転し得る駆動軸108との間の空隙内に提供され得る。遠位の支持部材134は、例えば、玉軸受であり得、駆動軸108のための支持を提供し得るが、一方で駆動軸108が遠位の支持部材134内で回転することを可能にする。加えて、遠位の封止部材132は、例えば、リップ封止であり得、流体が駆動軸108とモータ102との間に漏出することを阻止し得る。
【0036】
本明細書で論じられる実施形態によれば、外科用装置内により信頼性のある封止を提供することは可能である。例えば、封止部材が(より速く回転する)モータ軸とモータとの間ではなく、(より遅く回転する)駆動軸管とモータとの間で封止するため、より信頼性のある封止が提供される。加えて、付加的封止部材がモータ軸と駆動軸との間で封止するように要求されないため、外科用装置のモータを保護するために必要とされる封止部材の数を低減することは可能である。より速く回転する(より低い回転力の)モータ軸でよりも、より遅く回転する(より高い回転力の)駆動軸管での方が存在する摩擦が少ないため、モータでの抗力モーメントを低減することも可能である。更に、Kワイヤと駆動軸管との間の速度差を低減することによって、Kワイヤ及び回転軸の両方でのノイズ及び摩耗を低減することが可能である。
【0037】
主題は、構造的特徴及び/又は方法論的行為に特有な言語で記載されたが、添付される「特許請求の範囲」において定義される主題が上記の特定の特徴又は行為に必ずしも限定されるものではないことが理解されるべきである。むしろ、上記の特定の特徴及び行為は、「特許請求の範囲」を実施する例示的形態として開示される。
【0038】
〔実施の態様〕
(1) 外科用装置であって、
カニューレを取り付けたモータ軸(cannulated motor shaft)を備えるモータであって、前記カニューレを取り付けたモータ軸が近位端及び遠位端を有する、モータと、
ギヤボックス装置と、
前記ギヤボックス装置を介して前記カニューレを取り付けたモータ軸に連通接続される駆動軸であって、前記ギヤボックス装置から遠位に延在し、前記カニューレを取り付けたモータ軸が前記ギヤボックス装置へと遠位に延在し、前記カニューレを取り付けたモータ軸及び前記駆動軸が、共通の回転軸を有する、駆動軸と、
前記ギヤボックス装置から前記カニューレを取り付けたモータ軸を通り、前記カニューレを取り付けたモータ軸の前記近位端を越えて近位に延在する、前記駆動軸に連結される駆動軸管と、
前記カニューレを取り付けたモータ軸の前記近位端に隣接して配置される封止部材であって、前記駆動軸管と前記モータとの間に封止を提供する、封止部材と、を備える、外科用装置。
(2) 前記カニューレを取り付けたモータ軸の前記近位端に隣接して配置される支持部材を更に備え、前記駆動軸管が、空隙が前記駆動軸管と前記カニューレを取り付けたモータ軸との間に提供されるように、前記支持部材上に装着される、実施態様1に記載の外科用装置。
(3) 前記支持部材が玉軸受である、実施態様2に記載の外科用装置。
(4) 前記ギヤボックス装置が、前記カニューレを取り付けたモータ軸のより高い回転速度を前記駆動軸のより低い回転速度に変換するように構成される、実施態様1に記載の外科用装置。
(5) 前記駆動軸管が、前記駆動軸管が前記駆動軸の前記より低い回転速度で回転するように構成されるように、前記駆動軸に連結される、実施態様4に記載の外科用装置。
【0039】
(6) 前記駆動軸管及び前記駆動軸が、前記駆動軸管が前記駆動軸の前記より低い回転速度で回転するように構成されるように、単一片の材料から形成される、実施態様4に記載の外科用装置。
(7) 前記封止部材の少なくとも一部分が、前記駆動軸管の外側表面に接触する、実施態様1に記載の外科用装置。
(8) 前記封止部材がコンセントリックリング及びリップを備え、前記リップが前記コンセントリックリングから半径方向に延在し、前記コンセントリックリングが前記駆動軸管の外側表面の周囲に配設され、前記リップの少なくとも一部分が前記駆動軸管の前記外側表面に接触する、実施態様7に記載の外科用装置。
(9) 前記モータを支持するモータハウジングを更に備え、間隙が、前記モータハウジングの近位部分の内側表面と前記駆動軸管の前記外側表面との間に画定され、前記封止部材及び前記支持部材のうちの少なくとも1つが、前記間隙内に配設される、実施態様7に記載の外科用装置。
(10) 外科用装置とともに使用するための封止システムであって、前記外科用装置が、ギヤボックス装置を介して駆動軸に連通接続されるカニューレを取り付けたモータ軸を有するモータを含み、前記駆動軸が、前記ギヤボックス装置から遠位に延在し、前記カニューレを取り付けたモータ軸が、前記ギヤボックス装置へと遠位に延在し、前記封止システムが、
前記カニューレを取り付けたモータ軸を通って延在する、前記駆動軸に連結される細長い駆動軸管と、
前記細長い駆動軸管の少なくとも一部分と接触して配設される封止部材であって、前記細長い駆動軸管が、前記駆動軸の回転速度で回転するように構成される、封止部材と、を備える、封止システム。
【0040】
(11) 前記カニューレを取り付けたモータ軸が近位端及び遠位端を有し、前記細長い駆動軸管の少なくとも一部分が、前記カニューレを取り付けたモータ軸の前記近位端を越えて延在し、前記封止部材が、前記カニューレを取り付けたモータ軸の前記近位端を越えて延在する前記細長い駆動軸管の前記一部分と接触して配設される、実施態様10に記載の封止システム。
(12) 前記駆動軸の前記回転速度が、およそ3,000RPM以下である、実施態様10に記載の封止システム。
(13) 前記細長い駆動軸管が、前記駆動軸に一体的に連結される、実施態様10に記載の封止システム。
(14) 前記細長い駆動軸管及び前記駆動軸が、単一片の材料から形成される、実施態様13に記載の封止システム。
(15) 前記封止部材がコンセントリックリング及びリップを備え、前記リップが前記コンセントリックリングから半径方向に延在し、前記コンセントリックリングが前記細長い駆動軸管の外側表面の周囲に配設され、前記リップの少なくとも一部分が前記細長い駆動軸管の前記外側表面に接触する、実施態様10に記載の封止システム。
【0041】
(16) 外科用装置の製造方法であって、
カニューレを取り付けたモータ軸を備えるモータを提供することであって、前記カニューレを取り付けたモータ軸が近位端及び遠位端を画定する、提供することと、
ギヤボックス装置を提供することと、
前記ギヤボックス装置を介して前記カニューレを取り付けたモータ軸に連通接続される駆動軸を提供することであって、前記駆動軸が前記ギヤボックス装置から遠位に延在し、前記カニューレを取り付けたモータ軸が前記ギヤボックス装置へと遠位に延在し、前記カニューレを取り付けたモータ軸及び前記駆動軸が、共通の回転軸を有する、提供することと、
前記ギヤボックス装置から前記カニューレを取り付けたモータ軸を通り、前記カニューレを取り付けたモータ軸の前記近位端を越えて近位に延在する、前記駆動軸に連結される駆動軸管を提供することと、
前記カニューレを取り付けたモータ軸の前記近位端に隣接する封止部材を提供することであって、前記封止部材が、前記駆動軸管と前記モータとの間に封止を提供する、提供することと、を含む、方法。
(17) 前記カニューレを取り付けたモータ軸の前記近位端に隣接する支持部材を提供することを更に含み、前記駆動軸管が、空隙が前記駆動軸管と前記カニューレを取り付けたモータ軸との間に提供されるように、前記支持部材上に装着される、実施態様16に記載の方法。
(18) 前記ギヤボックス装置が、前記カニューレを取り付けたモータ軸のより高い回転速度を前記駆動軸のより低い回転速度に変換するように構成される、実施態様16に記載の方法。
(19) 前記封止部材がコンセントリックリング及びリップを備え、前記リップが前記コンセントリックリングから半径方向に延在し、前記コンセントリックリングが前記駆動軸管の外側表面の周囲に配設され、前記リップの少なくとも一部分が前記駆動軸管の前記外側表面に接触する、実施態様16に記載の方法。
(20) 前記モータを支持するモータハウジングを提供することを更に含み、間隙が、前記モータハウジングの近位部分の内側表面と前記駆動軸管の前記外側表面との間に画定され、前記封止部材及び前記支持部材のうちの少なくとも1つが、前記間隙内に配設される、実施態様16に記載の方法。
図1
図2
図3A
図3B
図4