特開 2024-123225 マイクロソーのバランス調整システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024123225

(43)【公開日】2024-09-10

(54)【発明の名称】マイクロソーのバランス調整システム

(51)【国際特許分類】

   A61C 3/12 20060101AFI20240903BHJP

   A61B 17/14 20060101ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

A61C3/12

A61B17/14

【審査請求】有

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024102934

(22)【出願日】2024-06-26

(62)【分割の表示】P 2023514839の分割

【原出願日】2021-09-02

(31)【優先権主張番号】20194548.2

(32)【優先日】2020-09-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】517313109

【氏名又は名称】ビエン － エア ホールディング ソシエテ アノニム

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】モシマン、サミュエル

(57)【要約】      （修正有）

【課題】バランス調整が簡単かつ効率的な方法で実行され、ハンドピースからモータ部分を切り離すこともできる、外科用または歯科用の切断装置を提供する。
【解決手段】本発明の切断装置（１）は、切断工具（３）用の伝達モジュール（２）を備えたハンドピース（４）と、ハンドピース（４）に取り外し可能に接続されたモータ（１０）とを備える、伝達モジュール（２）は、モータ（１０）によって回転が設定されるように構成されたモータ連結部と、モータ（１０）の回転運動を、偏心体を備えた回転伝達シャフトを介しブレードホルダー（２７）の第１の直線往復運動（Ｍ１）に変換する運動チェーンとを備え、伝達モジュール（２）は、ブレードホルダー（２７）の第１の直線往復運動（Ｍ１）と同期し、第１の直線往復運動（Ｍ１）とは反対方向の第２の直線往復運動（Ｍ２）に従って動くように配置されたカウンターマス（５）をさらに備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

切断工具（３）用の伝達モジュール（２）を備えたハンドピース（４）と、該ハンドピース（４）に取り外し可能に接続されたモータ（１０）とを備える、外科用または歯科用の切断装置（１）であって、前記伝達モジュール（２）は、
前記モータ（１０）によって回転が設定されるように構成されたモータ連結部と、
前記モータ（１０）の回転運動を、偏心体（２３）を備えた回転伝達シャフト（２２）を介してブレードホルダー（２７）の第１の直線往復運動（Ｍ１）に変換する運動チェーンと
を備える、前記切断装置（１）において、
前記伝達モジュール（２）は、前記ブレードホルダー（２７）の前記第１の直線往復運動（Ｍ１）と同期し、前記第１の直線往復運動（Ｍ１）とは反対方向の第２の直線往復運動（Ｍ２）に従って動くように配置されたカウンターマス（５）をさらに備えることを特徴とする、外科用または歯科用の切断装置（１）。

【請求項2】

前記カウンターマス（５）の幾何学的形状は、前記切断工具（３）および前記ブレードホルダー（２７）の幾何学的形状に適合されている、請求項１に記載の外科用または歯科用の切断装置（１）。

【請求項3】

前記カウンターマス（５）は、前記カウンターマス（５）に形成された少なくとも１つのガイド穴（５２）に挿入された少なくとも１つの軸方向ガイド要素（２６）によって、前記ブレードホルダー（２７）および前記切断工具（３）の長手方向変位の方向にベクトル的に対応する第１の伝達軸（Ａ－Ａ）に沿って軸方向に案内される、請求項１または請求項２に記載の外科用または歯科用の切断装置（１）。

【請求項4】

前記軸方向ガイド要素（２６）は、前記モータ（１）に接続されたフレーム（２０）の第１の部分（２０１）を、前記伝達モジュール（２）の前記ブレードホルダー（２７）を支持し、軸方向に案内する、前記フレーム（２０）の第２の部分（２０２）に平行に接続する、第１の軸方向ガイドレール（２６１）および第２の軸方向ガイドレール（２６２）によって形成され、前記第１の軸方向ガイドレール（２６１）および前記第２の軸方向ガイドレール（２６２）は、前記カウンターマス（５）のそれぞれのガイド穴（５２）に挿入されている、請求項３に記載の外科用または歯科用の切断装置（１）。

【請求項5】

前記伝達モジュール（２）は、前記カウンターマス（５）用の冷却装置（７）をさらに備えることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の外科用または歯科用の切断装置（１）。

【請求項6】

前記第１の軸方向ガイドレール（２６１）は、第１の一体型冷却ダクト（２６１０）を備える、および／または前記第２の軸方向ガイドレール（２６２）は、第２の一体型冷却ダクト（２６２０）を備えることを特徴とする、請求項４に従属する場合の請求項５に記載の外科用または歯科用の切断装置（１）。

【請求項7】

前記伝達モジュール（２）は、前記モータ（１０）に取り外し可能に接続され、前記カウンターマス（５）の重量は、前記伝達モジュール（２）の前記モータ（１０）への接続解除力（Ｆｄ）、前記切断工具（３）の移動長（Ｄ）、および前記切断工具（３）の往復運動の揺動の周波数（ｆ）の関数として、前記ブレードホルダー（２７）および前記切断工具（３）によって形成されるアセンブリの合計重量に関連して定義される最小値よりも大きくなるように決定されることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の外科用または歯科用の切断装置（１）。

【請求項8】

前記カウンターマス（５）の重量は、熱収支によって決定される所定の値よりも小さくなるように決定されることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の外科用または歯科用の切断装置（１）。

【請求項9】

前記カウンターマス（５）の重量は、前記ブレードホルダー（２７）と前記切断工具（３）によって形成されるアセンブリの合計重量の２５％～５０％の範囲であることを特徴とする、請求項７に従属する場合の請求項６～８のいずれか一項に記載の外科用または歯科用の切断装置（１）。

【請求項10】

前記カウンターマス（５）の密度は、７０００ｋｇ／ｍ３よりも大きいことを特徴とする、請求項５～９のいずれか一項に記載の外科用または歯科用の切断装置（１）。

【請求項11】

前記伝達モジュール（２）の前記モータ連結部は、Ｏリング（１１１）が挿入される一連の溝（１１０）を備える、前記モータ（１０）の標準的な連結ノーズ（１１）と協働する溝付き連結穴（２１）からなることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか一項に記載の外科用または歯科用の切断装置（１）。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか一項に記載の外科用または歯科用切断装置（１）用の伝達モジュール（２）を備えるハンドピース（４）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、歯科用または外科用のマイクロソー、すなわち切断工具を備えたハンドピースの分野に関するものである。より具体的には、本発明は、そのようなマイクロソー用のバランス調整モジュールに関するものである。

【背景技術】

【0002】

ソーの直線往復運動を生成する一体型モータを備えた電動ハンドピースが知られており、Ｓｔｒｙｋｅｒの製品「Ｃｏｒｅ Ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ Ｓａｗ」は、約３ｍｍの移動長とモータ速度に応じて毎分１０，０００～３０，０００往復の周波数で往復運動を行う往復切断工具を備えたそのようなマイクロソーの一例である。この製品は、現在失効した特許文献１の対象であった。

【0003】

この技術では、モータの回転運動は、伝達軸に対して軸外に向けられたボール軸受に取り付けられたフィンガーを介して、ブレードホルダーの往復直線運動に変換される。

【0004】

この技術の欠点は、ハンドピースの質量中心が周期的に大きく動くため、施術者の手に直接伝達する高レベルの振動が発生することである。また、振動は切断効率を制限し、速度とモータに加えられる電力が増加するとピークに達し、実際、振動が増加するため、電力が増加すると効率が低下する。したがって、切断の精度と速度は、駆動シャフトクランプブレードシステムの質量中心の移動によって制限される。

【0005】

外科分野では、骨を切断するためのソーも知られており、例えば、特許文献２から、これはチェーンソーのように動作し、すなわち砥粒歯を備えた１つまたは複数の可撓性ベルトに基づいており、（例えば、ペアで、固定された高剛性ガイド部品の周りで反対方向に）回転駆動される。しかしながら、この技術は、小さな寸法を含む高精度の操作には適しておらず、切断工具の構成も工具の操作性を大幅に低下させる。

【0006】

依然として外科分野では、例えば、特許文献３に記載されている技術のように、反対の動きで駆動されるいくつかのブレードを使用して振動を補償する技術も知られている。しかしながら、この技術は、実施が比較的複雑であり、工具の作業領域に関しては非常に扱いにくいものである。

【0007】

特許文献４はさらに、低周波の往復運動と非常に高周波の超音波振動の両方が与えられる切断工具を記載している。駆動ピンが配置される斜めの溝を備えた変換要素は、往復運動をそれぞれブレード駆動シリンダおよび共同でカウンターウエイトシリンダに付与することを可能にする。しかしながら、このタイプの工具の欠点は、統合されたバランス調整装置により、モータ部分とブレード駆動装置の部分との間の分離ができないことである。

【0008】

はるかにより古い特許文献５に開示された技術は、モータシャフトと一体のロータに接続された接続ロッドシステムを備え、ロータにカウンターウェイトが設けられた、手術器具に関するものである。このような技術の欠点は、カウンターウェイトがモータ部分に直接組み込まれており、これは、その性能に影響を与え、さらにバランス調整装置のモジュール構成を妨げる。したがって、これらの既知の制約のない技術が必要である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】米国特許第４，０３６，２３６号明細書

【特許文献2】米国特許第５，７２５，５３０号明細書

【特許文献3】国際公開第９７／１０７６５号

【特許文献4】米国特許出願公開第２０１５／０６６０３２号明細書

【特許文献5】米国特許第３，６４２，００２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の目的は、バランス調整が簡単かつ効率的な方法で実行され、ハンドピースからモータ部分を切り離すこともできる、歯科用または外科用の新しいマイクロソーを提供することである。

【0011】

本発明の別の目的は、既存の技術と比較して最小限の空間要件で、適合に必要なものが最小限である、歯科用または外科用の新しいマイクロソーを提案することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明によれば、これらの目的は、切断工具用の伝達モジュールを備えたハンドピースに接続されたモータを備える、外科用または歯科用の切断装置であって、伝達モジュールは、
モータによって回転駆動するように構成されたモータ連結部と、
モータの回転運動を、偏心体を備えた回転伝達シャフトを介してブレードホルダーの第１の直線往復運動に変換する運動チェーンとを備える、切断装置によって達成される。

【0013】

伝達モジュールは、ブレードホルダーの第１の直線往復運動と同期し、第１の直線往復運動とは反対方向の第２の直線往復運動で動くように配置されたカウンターマスをさらに備えることを特徴とする。

【0014】

提案された解決手段の１つの利点は、複雑なソリューションを同時に実装する必要がなく、ハンドピースと切断工具の作業領域の両方に大幅な追加スペースを作ることなく、振動のレベルを低減することである。

【0015】

提案された解決手段の別の利点は、操作レベルでハンドピースとモータとの間の十分な接続強度と、モータ部分を他の外科用工具と組み合わせて使用するための簡単な分解との両方を保証する伝達変換システムのモジュール構造を提供することである。

【0016】

好ましい一実施形態によれば、伝達モジュールの第１の運動チェーンは、偏心体の第１の部分に取り付けられたブレードホルダー用の第１の駆動フィンガー、ならびに偏心体の第２の部分に取り付けられたカウンターマス用の第２の駆動フィンガーを備える。

【0017】

この解決手段の利点は、フィンガーを２倍にするだけで、かつ効果的に振動を低減せず、むしろ振動を増加させる、寄生振動の原因となり得るカウンターマス用の並列伝達機構を作り出す必要なしに、既存の技術に簡単に統合できることである。

【0018】

さらにより好ましい一実施形態によれば、偏心体は、「Ｖ」字形に対称的に配置され、ブレードホルダーの第１の駆動フィンガーは、偏心体の第１の部分の周りの第１の一連の軸受に取り付けられ、ブレードホルダーの第２の駆動フィンガーは、偏心体の第２の部分の周りの第２の一連の軸受に取り付けられている。

【0019】

この解決手段の利点は、伝達運動チェーンで通常の形の偏心体を使用し、一連の軸受に対称的に取り付けられた第２のフィンガーを単に追加して、カウンターマスの逆同期運動を生成できることである。したがって、カウンターマス作動システムの統合は、同じ運動チェーン上で最小限の空間要件で特に簡単に行われる。

【0020】

別の好ましい一実施形態によれば、カウンターマスの幾何学的形状は、切断工具およびブレードホルダーの幾何学的形状に適合され、バランス調整システムの設計に最大の柔軟性を与える。したがって、好ましくは、カウンターマスは、同様に円筒形であるシャフトの形態のブレードホルダーに対応するように円筒形である。

【0021】

別の好ましい設計によれば、カウンターマスは、カウンターマスに作製された少なくとも１つのガイド穴に挿入された少なくとも１つの軸方向ガイド要素によって、ブレードホルダーおよび切断工具の長手方向変位の方向にベクトル的に対応する伝達軸に沿って軸方向に案内される。

【0022】

この解決手段の技術的な利点は、通常はこの方向にも案内されるブレードホルダーによって駆動される切断工具の前後の動きによって発生する振動を可能な限り補償できることである。したがって、振動は同一方向に限定され、干渉する動きを制御する必要がなく、自動平衡動作がより簡単になる。

【0023】

この実施形態に対応するさらにより好ましい一変形例によれば、軸方向ガイド要素は、モータに接続された第１のフレーム部分を、伝達モジュールのブレードホルダーを支持し、軸方向に案内する、第２のフレーム部分に平行に接続する、第１の軸方向ガイドレールおよび第２の軸方向ガイドレールによって形成され、第１の軸方向ガイドレールおよび第２の軸方向ガイドレールは、カウンターマスのそれぞれのガイド穴に挿入される。

【0024】

この変形例の追加の技術的利点は、一方でカウンターマスの案内特性を最大化できることと、他方でブレードホルダー用の連結シューを収容するために中央に空間を空けることができることである。また、レールが同時にカウンターマス用のガイドピンとして、また伝達モジュールのフレーム用の接続要素として機能するという事実により、その実現に必要な部品の数を減らし、したがって製造コストを削減することができる。

【0025】

さらに別の好ましい一実施形態では、本発明に係る外科用または歯科用の切断装置は、伝達モジュールがカウンターマス用の冷却装置も備えることを特徴とする。

【0026】

この解決手段の利点は、システム全体の運動エネルギーが増加したときに摩擦から生じる望ましくない加熱の影響を最小限に抑えることによって、カウンターマスを介して得られる装置のバランス調整を最適化できることである。

【0027】

このような冷却装置を実現するさらにより好ましい一実施形態によれば、第１の軸方向ガイドレールは、第１の一体型冷却ダクトを備える、および／または第２の軸方向ガイドレールは、第２の一体型冷却ダクトを備える。

【0028】

この解決手段の利点は、冷却機構をガイド要素に直接組み合わせることができることであり、これにより、システム全体のサイズが最小化され、したがって直接統合された要素によって実行されるこの追加の技術的冷却機能を実行するための専用部品が不要になり、したがって、他の機能を同時に実行することができる。

【0029】

さらに別の好ましい一実施形態では、伝達モジュールは、モータに取り外し可能に接続され、カウンターマスの重量は、伝達モジュールのモータとの接続解除力、切断工具の移動長、および切断工具の往復運動の揺動の周波数の関数として、ブレードホルダーおよび切断工具の合計重量に関連して定義される最小値よりも大きくなるように決定される。

【0030】

別の好ましい一実施形態では、カウンターマスの重量は、熱収支によって決定される所定の値よりも低くなるように決定される。

【0031】

これら２つの解決手段のそれぞれの１つの利点は、重量が必ずしも切断工具とブレードホルダーによって形成されるアセンブリと同じではないが、好ましくはそれよりも小さいカウンターマスを画定できることである。したがって、このカウンターマスの寸法を縮小し、そのような自動平衡システムの全体寸法を最小化することが可能であると同時に、例えば、実行される操作の機能として使用時の加熱のレベルに対するモータ連結部の信頼性を優先するかどうかに応じて、ニーズに応じたシステムの設計レベルを最大化することができる。

【0032】

したがって、別の特に好ましい一実施形態によれば、カウンターマスの重量は、ブレードホルダーと切断工具によって形成されるアセンブリの合計重量の単純に２５％～５０％であり、連結の信頼性および使用中の加熱に関して最適である。

【0033】

さらに別の好ましい一実施形態によれば、カウンターマスの密度は、７０００ｋｇ／ｍ３より大きく、これによりカウンターマスの体積がさらに減少し、したがって所与の重量に対するその嵩が減少し、その結果、摩擦のレベルおよび使用中に発生する加熱が最小限に抑えられる。

【0034】

さらに別の好ましい一実施形態では、伝達モジュールのモータ連結部は、Ｏリングが挿入される一連の溝を備える、前記モータの標準的な連結ノーズと協働する溝付き穴からなる。

【0035】

伝達モジュールのそのような構成は、任意の標準的な歯科用または外科用マイクロモータの適合を必要とせずに、それとの連結を可能にする。したがって、提案された解決手段は、発生する可能性のある非互換性の問題を解決する。

【0036】

さらに、伝達モジュールは、任意のタイプの通常のマイクロモータと互換性があり、したがって、そのような伝達モジュールを備えるハンドピースは、それらを容易に連結および分離できる「モータ」部品とは別に販売することができるので、本発明は、モータから独立したそのような伝達モジュールを備えたそのようなハンドピースにも関するものでもある。

【0037】

非限定的な例として与えられ、添付の図面によって表される本発明の特定の実施形態の以下の説明から、他の有利な構成が、より明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】本発明に係る外科用または歯科用切断工具の機能部品、すなわちマイクロモータおよびハンドピース／マイクロソーの側面図を示す。

【図2A】歯科または外科用途向けの一般的なマイクロモータの三次元プロファイル図を示す。

【図2B】歯科または外科用途向けの一般的なマイクロモータの連結ノーズの矢状断面図を示す。

【図3】短いカウンターマスによってバランス調整された伝達モジュールが設けられている、本発明の好ましい一実施形態に係る、外科用または歯科用の切断工具の斜視図である。

【図4】カウンターマスが長い、本発明の別の好ましい一実施形態に係る、外科用または歯科用の切断工具用の伝達モジュールの斜視図である。

【図5】図３の好ましい実施形態に係る、外科用または歯科用切断工具用の伝達モジュールの分解斜視図である。

【図6】図３および図４に示される伝達モジュールの矢状断面図である。

【図7A】前述の図を参照して説明された好ましい実施形態に係る、伝達シャフトと、ブレードホルダーおよびカウンターマスをそれぞれ作動させるための偏心体およびフィンガーの平面図である。

【図7B】前述の図を参照して説明された好ましい実施形態に係る、伝達シャフトと、ブレードホルダーおよびカウンターマスをそれぞれ作動させるための偏心体およびフィンガーの矢状断面図である。

【図8】長いカウンターマスを備え、一体型冷却機構をさらに備えた、好ましい一実施形態に係る、外科用または歯科用の切断工具用の伝達モジュールの三次元プロファイルである。

【発明を実施するための形態】

【0039】

図１は、本発明に係る外科用または歯科用切断工具の機能部品の側面図を示し、従来の歯科用ハンドピースと同様に、モータを含む第１の部分と、ハンドピース自体を構成する別の部分、すなわち、歯科医師によって操作される部分とを備える。

【0040】

したがって、図１の右側では、マイクロモータ１０と、その連結ノーズ１１とを区別することができ、連結ノーズ１１は、慣例的に、一連の溝を含み、その中には、この同図の矢印Ｒによって示される回転運動を伝達するためのＯリングが配置される。図２Ａは、そのようなマイクロモータ１０を斜視図で示しており、これは、連結ノーズの詳細の矢状断面を示す図２Ｂに見られる一連の溝１１０に収容されたＯリング１１１が配置された短い連結ノーズ１１を有するハンドピース用の通常のマイクロモータ１０とあらゆる点で似ている。

【0041】

図１の左側には、ハンドピースハウジング４（すなわち、その外側ケーシング）が見られ、以下に説明する伝達モジュール２を取り囲んでいる。この伝達モジュール２は、ハンドピース４の入口で加えられる回転運動を、この図には示されていない切断工具の往復運動Ｍ１に変換することを可能にし、これは、ブレードホルダー２７（すなわち、切断工具３を支持する要素）の移動に対応するものとして、以下で「第１の」往復運動Ｍ１と呼ばれる。これらの２つの要素は、本発明の好ましい一実施形態に係る伝達および自動平衡機構の概要を示す図３にさらに示されている。

【0042】

ハンドピース４の左端には、加熱を最小限に抑えるように、外科的に治療された領域６１に生理学的流体を供給するための統合された灌注チャネル６１に対応するフィンが設けられた切断工具３用のクランプ装置６が示されている。このエリアの。例えば出願人の欧州特許第２３１６３５６号明細書に記載されているように、切断工具を伝達機構に連結する解決手段は、例えば、本発明の範囲内で切断工具３を取り付けるのに非常に適している可能性があり、このため、切断工具３をハンドピース４の伝達モジュール２に取り付けるこれらの態様に関して、以下ではさらなる詳細は提供されない。

【0043】

このように提案されたモジュール構造は、マイクロモータ１０に対して取り外し可能なマイクロソーを形成するための切断工具３を支持するハンドピース４を備えており、したがって、一方では、同じ外科用マイクロモータ１０をハンドピース４と組み合わせて使用するだけでなく、病院または医療行為で利用可能な他の機械式ハンドピース（例えば、インプラント用コントラアングル）と組み合わせて使用する可能性を提供し、他方では、ハンドピース４のすべての要素（特に、灌注液と接触し、したがって患者と間接的に接触する構成要素）のより効率的な洗浄、除染、および滅菌プロセスを保証することが可能になる。実際、ハンドピース４をモータから接続解除する可能性により、ハンドピース４のより良い手動洗浄、または洗浄機または熱消毒器で洗浄する際の専用器具の使用が可能になる。

【0044】

図３は、本発明の好ましい一実施形態に係る伝達機構をより詳細に示しており、使用されるカウンターマス５は、短いカウンターマス５Ｂであり、したがって、その目的は、自動平衡を達成するために摩擦および過剰な熱の発生を最小限に抑えることである。それは、ハンドピース４に組み付けられたマイクロモータ１０から構成される完全なアセンブリの三次元斜視図からなり、ハンドピース４のケーシングは、内部（特に、点線で囲まれた伝達モジュール２）を見るために取り外されており、所定の移動長Ｄによる第１の往復運動Ｍ１に従って、モータの運動を切断工具３に伝達することを意図している。

【0045】

並進の往復運動による切断工具３は、ブレードホルダー２７によって駆動され、外科治療領域に生理学的流体を供給する一体型灌注チャネル６１を備えたクランプ装置６を介してブレードホルダーに取り付けられる。モータの回転運動のブレードホルダー２７の並進運動への変換は、第１のフィンガー２４１を介して実行され、その構造は、図７ａおよび図７ｂを用いて詳細に説明され、この目的のために設けられた連結シュー２７１の第１の挿入穴２７２に挿入される。連結シュー２７１とクランプ装置との間のブレードホルダー２７の接続部分は、次に円筒体２７０によって構成される。

【0046】

図３に見ることができるように、伝達モジュールは、マイクロモータ１０と接続するための第１の部分２０１と、Ｕ字形でブレードホルダー２７の支持を構成する第２の部分２０２とによって形成されるフレーム２０を備える。第１の部分２０１および第２の部分２０２は、２つの円筒形ロッドによってそれぞれ互いに接続され、第１の軸方向ガイドレール２６１および第２の軸方向ガイドレール２６２を平行に形成し、カウンターマス５（ここでは短いカウンターマス５Ｂ）用の軸方向ガイド要素２６を構成する。このようにして、フレーム２０は、専用部品の追加を必要とせずにカウンターマス５のための案内機能を実行することができる。短いカウンターマス５Ｂは、カウンターマス５の第２の穴５１に挿入される第２のフィンガー２４２を介して、切断工具の第１の往復運動Ｍ１とは逆の第２の往復運動Ｍ２で駆動される。

【0047】

したがって、従来技術の技術と比較して、フレームの構造、駆動機構、および特に図６および図７ａ／７ｂに示される、特に偏心体２３を実質的に修正する必要なしに、フィンガーを２倍にするだけで自動平衡が達成された。伝達シャフト２２の軸と同じ軸の周りを回転するこの偏心体は、フィンガーの端部の往復並進運動を生成する一方で、偏心体全体に沿った回転軸に対して一定でない距離のために、フィンガーの下端に向かう方向および下端から離れる方向の動きをそれぞれ引き起こす。

【0048】

図４は、本発明の別の好ましい一実施形態に係る伝達モジュール２の拡大図を示しており、今回は、前の図３に示されている短いカウンターマス５Ｂの代わりに長いカウンターマス５Ａを使用している。この図に示されている他の部分は、図３のものとすべての点で同一であり、詳細には再説明しない。マイクロモータ１０を介して入力として供給される回転運動Ｒからブレードホルダー２７の第１の往復運動Ｍ１を生成し、長いカウンターマス５Ａの第２の往復運動Ｍ２を並行して生成することを可能にすることによって、伝達およびバランス調整機構は、前の実施形態のものと同一のままとなる。カウンターマスの第２の往復運動Ｍ２は、第１の往復運動Ｍ１に対して逆位相で同期され、これらの２つの運動Ｍ１およびＭ２は、それぞれ第１のフィンガー２４１および第２のフィンガー２４２を介して常に生成され、その端部のみが見え、残りは長いカウンターマス５Ａの下に隠されている。第１のフィンガーＳ１の運動方向は、常に第２のフィンガーＳ２の運動方向と反対である。

【0049】

図５は、前の図４の好ましい実施形態に係る、すなわち、長いカウンターマス５Ｂを有する、外科用または歯科用の切断工具用の伝達モジュール２の分解斜視図である。円筒体２７０および連結シュー２７１を見ることができるブレードホルダー２７の変位軸に平行に向けられた軸方向ガイドレールの各々のそれぞれの挿入を可能にする２つの長手方向ガイド穴５２も有する、駆動フィンガー（すなわち、ブレードホルダー２７の第１の駆動フィンガー２４１と、カウンターマス５Ａの第２の駆動フィンガー２４２）の各々の本体をここで見ることができる。この図では、第１の軸方向ガイドレール２６１のみが見える。この図は、伝達モジュール２の溝付き連結穴２１をさらに強調しており、これは、以下の図に示す、伝達シャフトに回転運動を付与するためにモータの連結ノーズ11と協働することを意図しており、したがって、伝達モジュール2のモータ連結部分の実装のための好ましい構造的変形例を構成している。

【0050】

図３および図４に示される伝達モジュールの好ましい実施形態で使用することができる伝達モジュールの矢状断面図である図６は、ブレードホルダー２７を介した切断工具３の運動の第１の長手軸Ａ－Ａを示す。マイクロモータ１０の回転運動Ｒは、第１の長手軸Ａ－Ａに平行な第２の長手軸Ｂ－Ｂに沿って延在する回転駆動シャフト２２に伝達される。この第２の長手軸は、読みやすさのためにこの図には示されていないが、特に以下に説明する図７ａおよび図７ｂで見ることができる。伝達シャフト２２は、伝達モジュール２のフレーム２０の第１部分２０１および第２部分２０２とそれぞれ一体の入力軸受２８と出力軸受２９との間に回転可能に取り付けられる。また、この回転伝達軸２２には、左右対称にＶ字状に構成された偏心体２３が取り付けられている。偏心体２３は、第１フィンガー２４１が取り付けられる第１の部分２３１であって、その往復運動がブレードホルダー２７、およびその結果として切断工具３を駆動する、第１の部分２３１と、第２のフィンガー２４２が取り付けられる第２の部分２３２であって、システムの自動平衡を達成するために、カウンターマス５を駆動するために設けられる、第２の部分２３２とを備える。この図では、第２のフィンガー２４２のためにカウンターマス５に配置された第２の挿入穴５１がはっきりと見える。偏心体２３の回転運動をフィンガーの往復運動に変換できるようにするために、これらのフィンガーの各々の本体には、一連の軸受（すなわち、第１のフィンガー２４１用の第１の一連の軸受２５１、および対応して、第２のフィンガー用の第２の一連の軸受２５２）も設けられる。

【0051】

伝達機構、またはより正確には、入力に加えられた回転運動を並進運動の往復運動に変換することを、図７ａおよび図７ｂを用いて詳細に説明し、図７ａおよび図７ｂは、偏心体とそれに取り付けられたフィンガーを備えた伝達シャフト２２の矢状面図および上面図をそれぞれ示す。

【0052】

図７ａに見ることができるように、伝達シャフト２２は、その軸（すなわち、第２の長手軸Ｂ－Ｂ）を中心に回転する。それは、フレーム２０１の第１の部分に対して入力軸受２８を介して、伝達モジュール２のフレーム２０の第２の部分２０２に対して出力軸受２９を介して、フレーム２０に対して回転可能に取り付けられる。その回転中、それは偏心体２３を駆動し、第１のフィンガー２４１が第１の一連の軸受２５１を介して取り付けられる第１の部分２３１は、第１の方向Ｓ１に第１の往復運動Ｍ１を生成するのに対し、第２のフィンガー２４２が第２の一連の軸受２５２を介して取り付けられる第２の部分は、同一の振幅を有するが方向は単に反対である（すなわち、第２の方向Ｓ２に沿った）第２の往復運動Ｍ２を生成する。図７ｂは、上から見たフィンガーを示しており、内部に見えなくなった軸受を除いて、図示のすべての要素は図７ａのものと同じである。この図は、第２の長手軸Ｂ－Ｂに沿ったこれらのフィンガーの各々の並進運動を視覚化することを容易にし、第１のフィンガー２４１によってブレードホルダー２７を介して切断工具３を連結し、第２のフィンガー２４２を介してカウンターマス５によってバランス調整を実施することがより興味深い理由を説明することが可能になる。実際、切断工具３は、切断工具の端部に配置されるので、連結シューをこの同じ端部、すなわちこれらの図で可能な限り右に配置するのがより自然である。

【0053】

図８は、本発明を実施するための伝達モジュール２の特に好ましい一実施形態を示しており、そのフレーム２０には、カウンターマス５用の一体型冷却機構７が設けられている。長いカウンターマス５Ｂを使用するこの図示された実施形態によれば、これは、提案された切断装置の動作中の可能な限り最も効果的なバランス調整を達成し、この図には示されていないが、回転運動Ｒが図８の右側に示されている、マイクロモータの連結穴２１を介したハンドピース４に対する連結を最良に保証することを目的としている。図示の好ましい変形例によれば、一体型冷却装置７は、一体型冷却ダクトを組み込むことによって、第１のフレーム部分２０１と第２のフレーム部分２０２との間の長手方向接続要素（すなわち、軸方向ガイド要素２６を平行に形成する円筒ビーム）を有利に使用する。したがって、図８の点線で見ることができるように、第１の軸方向ガイドレール２６１には第１の一体型冷却ダクト２６１０が設けられ、同様に、第２の軸方向ガイドレール２６２には第２の一体型冷却ダクト２６２０が設けられる。したがって、流体供給ダクト７１は、マイクロモータに近いフレームの端部に直接配置することができ、生理学的流体の供給のために直接使用することができ、例えば、特に図３に見られる灌注チャネル６１に取って代わる。この図の好ましい実施形態によれば、２つのチャネルが冷却ダクトに使用されるが、そのような構成は十分であるにすぎず、本発明の実装に必須ではないこと、および単一のガイドレールのみを含む軸方向ガイド要素２６に一体化された単一の冷却ダクトのみを使用することも考えられることが理解されるであろう。

【0054】

カウンターマス５のガイドレール内部に１つまたは複数の供給チャネルを実現すると、これは灌注管になり、操作レベルで２つの特に興味深い利点を有する。
・灌注液は、カウンターマス５の摩擦ゾーンを局所的に冷却することを可能にし、したがって、図８に示される長いカウンターマスなどのより重いカウンターマスの使用を可能にし、したがって、より長くて重い外科用ブレードの使用を可能にする。
・通常、灌注ラインの接続は、外科医の指に近く、作業領域にも近くなり、誤ってラインを接続解除するリスクも伴うが、内部機構を介した切断工具の灌注は、灌注ラインをブレードホルダーに接続する必要がない。

【0055】

したがって、この解決手段は、外科医の人間工学と患者の安全性を大幅に改善すると同時に、必要に応じて工具を調整する際の柔軟性を高める。

【0056】

さらに、本発明を実施するための好ましい一実施形態によれば、カウンターマス５の重量は、モータとワークピースと手との接続解除力、切断工具３の最大往復周波数、図３に示されるような、切断工具の移動長Ｄ、および切断工具３－ブレードホルダー２７の質量に依存する最小値と、マイクロソー／ハンドピース４の冷却能力および切断工具の把持直径に依存する最大値との間にある。したがって、カウンターマスの重量は、切断工具と一体で往復運動に駆動されるアセンブリの重量と必ずしも等しくない。

【0057】

これらの制約は、点の力学に関する物理法則に従って具現化された系に準拠したモデル化に従って力学の基礎方程式を取り上げる次式（１）で定式化される。特に、カウンターマス５の質量Ｍｃは、次の式（１）によって定義される限界値よりも大きくなければならない。

【数1】

【数2】

【数3】

【数4】

ここで、Ｍｓは切断工具３の質量であり、Ｍｐはブレードホルダー２７（すなわち、円筒体２７０と連結シュー２７１）の質量であり、Ｆｄは接続解除力、δは切断工具３の移動長Ｄ、ｆは往復運動の最大周波数である。

【0058】

上記の式（１）は、切断工具３がモータモジュール（すなわち、マイクロモータ１０に対応するワークピース）から、様々な作業状況中に誤って接続解除されないことを保証する。このために、システムの最大加速度が、システムに加えられる力の合計が質量に加速度を掛けた値に等しいことを示す式から計算され、推定される。

【0059】

一方ではブレードホルダー２７および切断工具３をモデル化し、他方ではカウンターマス５を質点としてモデル化することは、固体の構成要素が非常に小さな振幅で高い周波数の振動を受けるという仮定によって正当化され、したがって、低周波の動的挙動は、本質的に重心の移動によって与えられる。唯一のアクティブな自由度は、（好ましくは、２つの軸方向ガイドレール２６１、２６２によって形成される）軸方向ガイド部材２６に沿った長手方向の動きからなるため、考えられる枢動中心に対する重心の位置を考慮する必要がある回転駆動効果はない。

【0060】

したがって、カウンターマス５の質量は、マイクロソーの熱バランスによって画定される限度よりも低い必要があるが、等式（２）が厳密に順守される自動平衡システムを構成する必要はない。

【数5】

【0061】

ガイド要素２６（例えば、第１のガイドレール２６１および伝達軸（すなわち、第２の長手軸Ｂ－Ｂ）に平行な第２のガイドレール２６２）上でのカウンターマス５の往復運動によって生成される熱出力は、特に以下の要因に関連する。
（ｉ）マイクロソーキャップの外面および材料（ハンドピース４の周囲の対流に本質的に依存する冷却）。
（ｉｉ）カウンターマス５の最大直径、したがって、カウンターマス５の重心と往復運動の第１の伝達フィンガー２４１との間のレバーアームの最大直径を決定する、マイクロソーのハンドルの直径。
（ｉｉｉ）往復運動の周波数ｆと移動長Ｄ。
（ｉｖ）カウンターマス５のガイドレール２６１、２６２の軸と、伝達シャフト２２の第２の長手軸Ｂ－Ｂなどの往復運動の伝達軸との間の距離。

【0062】

したがって、例えば長いカウンターマス５Ａなどのより重いカウンターウェイトは、伝達モジュール２を備えるハンドピース４によるマイクロモータモジュール１０の保持をより確実にすることを可能にする。しかしながら、これにより、レバーアームの重心と第２の伝達フィンガー２４２との間のレバーアームが大きくなり、したがって、ハンドピース４の長さを最小限に抑えるために、カウンターマス５が、ハンドル内部の自由空間（すなわち、歯科医が握るその外側ケーシング）のすべてを占有することが好ましい。これは、図３の短いカウンターマス５Ｂの特定の形状と、図４の長いカウンターマス５Ａの特定の形状を説明し、その断面は、ガイド穴を無視すれば、切頭円筒リングに実質的に対応する。したがって、カウンターマス５が長くなればなるほど、その重心はハンドルの中心軸に近づき、他方、カウンターマス５を駆動する第２の伝達フィンガー２４２の端部は、カウンターマス５に加えられる往復運動の移動長を最大化するために、ハンドピース４の中心から可能な限り離れていることが好ましい。

【0063】

国際規格では、マイクロソーが到達できる最大温度（現在、通常の使用では５５℃）が設定されており、したがって、これはカウンターマス５の存在によって生成できる最大熱出力を推定することを可能にし、カウンターマス５は、青銅、銅、鋼、または貴金属および重金属などの金属材料でできており、７，０００ｋｇ／ｍ３を超える密度を有するようにすることが好ましく、したがって、伝達モジュールの残りの部分（特に、切断工具３自体を駆動するための運動チェーン）に対して大きすぎて扱いにくい体積を必要とせずに、十分な質量を得ることが可能になる。

【0064】

先の図を用いて説明した好ましい実施形態によれば、少なくとも２つのガイドレールによって案内されるカウンターマスを有するという事実により、摩擦および加熱を低減することが可能になる。

【0065】

特に有利な一実施形態によれば、本発明に係るカウンターマス５の質量は、切断工具３／ブレードホルダー２７アセンブリの総質量の２５％～５０％であり、さらに自動平衡による追加の加熱を最小限に抑える。さらにより好ましくは、本発明に係るカウンターマス５の質量は、２．５ｇ～６ｇであり、切断工具の質量は、１～３グラムである。

【0066】

したがって、本発明によれば、切断工具の質量中心の変位をカウンターマスで相殺する有効な手段が提案され、これは、
動作速度とは無関係であり、
バランス調整されるマイクロソー構成要素の質量および形状への依存を最小限に抑え、
ハンドピースの平均効率（回転運動から往復運動への変換）への影響を最小限に抑え、
軸受の摩耗率への影響を最小限に抑え、
ハンドピースの過熱を発生させず、
図１に示されるように、機械式ハンドピース４（電源を必要としないマイクロソーを形成するモジュール）と、同じく図１に示されるマイクロモータ１０などの出力モータとの間のモジュール式の物理的分離を可能にし、３０Ｎ（３ｋｇ）程度の切断力のおかげで、手術用切断工具とモータの接続および接続解除が簡単かつ迅速であることを保証する。

【0067】

説明した好ましい実施形態によれば、カウンターマスと、カウンターマスおよびブレードへの回転運動の「対称」伝達システムの存在により、振動を低減することが可能になる。カウンターマスはブレードと完全な同位相で移動するため、振動の低減は、モータの回転速度とは無関係に保証される。また、カウンターマスを案内することで、伝達チェーンに重い構成要素を追加することによって発生する可能性のある熱および摩耗を回避する。各々の伝達フィンガー用の玉軸受を２倍にすることで、摩耗を減らすことができる。また、モータ投入電力に対する効率の逆依存性（バランス調整されていないシステムでは電力増加に伴い効率が低下する）を小さくすることができ、したがって切断効率を高めることができる。

【0068】

以上、例としていくつかの実施形態のみを説明したが、これらはすべての可能な実施形態の網羅的な説明を意図するものではないことが理解されるであろう。当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、記載された手段を均等の手段に置き換えることが考えられることを理解するであろう。

【0069】

さらに、本発明の範囲を逸脱することなく、使用される切断工具およびブレードホルダーの幾何学的形状に応じて、電子装置または電磁気装置を介してカウンターマスの形状を修正することも可能である。このような解決手段を実施するための好ましい一実施形態は、例えば、カウンターマスの２つの部分のうちの１つに配置された（電磁石タイプの）電磁気装置およびカウンターマスの第２の部分に配置された磁石を介して、カウンターマスの２つの部分を接続することである。したがって、電磁石の極性の変化により、カウンターマスの２つの部分を引き合わせる（磁気引力）か、または分離する（磁気反発力）ことが可能になる。より重い切断工具を使用する場合、使用者は、強制的に２つの部品を１つにすることができ（「重い」カウンターマス）、一方、軽い切断工具を使用する場合、使用者は、カウンターマスの２つの部品間に反発力を強いることができ、したがって、より軽いカウンターマスを使用することができる。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】