特許 7536799 トルク増幅装置

(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】

(24)【登録日】2024-08-09

(45)【発行日】2024-08-20

(54)【発明の名称】トルク増幅装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 11/06 20060101AFI20240813BHJP

   A61B 1/00 20060101ALI20240813BHJP

   A61B 50/20 20160101ALI20240813BHJP

   F16C 11/10 20060101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

F16C11/06 E

A61B1/00 T

A61B50/20

F16C11/10 F

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021572655

(86)(22)【出願日】2020-06-12

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-08-15

(86)【国際出願番号】 US2020037430

(87)【国際公開番号】W WO2020252258

(87)【国際公開日】2020-12-17

【審査請求日】2023-05-15

(31)【優先権主張番号】62/860,563

(32)【優先日】2019-06-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】506243057

【氏名又は名称】エルエスアイ ソルーションズ インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110003340

【氏名又は名称】弁理士法人湧泉特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】サウアー， ジュード， エス．，エムディー

【審査官】鈴木 貴晴

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１１３０７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０９－０４２２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００３／００７９５７５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｃ １１／０４－１１／１０

Ｂ２５Ｂ １３／４６，１７／００，

２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ソケットと、
前記第１ソケットに結合された第２ソケットと、
前記第1ソケットと前記第２ソケットの間に回転可能に保持され、取付アームに連結されたボールと、
を備え、
前記ボールは、前記第１ソケットと前記第２ソケットが互いに対して緩められたときに移動可能であり、前記第１ソケットと前記第２ソケットが互いに対して締め付けられたときに固定位置に保持され、
前記第２ソケットは、４つの突出可能なモーメントアームを有し、前記４つの突出可能なモーメントアームの各々が、格納位置と突出位置との間で移動可能であり、前記４つの突出可能なモーメントアームの各々が、前記第１ソケットと前記第２ソケットを互いに対して動かすための機械的利点を提供するように構成され、前記４つの突出可能なモーメントアームのうちの第１の組の２つが、前記第１ソケットと前記第２ソケットを互いに対して締め付けるためだけの機械的利点を提供するように構成され、前記４つの突出可能なモーメントアームのうちの第２の組の２つが、前記第１ソケットと前記第２ソケットを互いに対して緩めるためだけの機械的利点を提供するように構成される、トルク増幅装置。

【請求項2】

前記４つの突出可能なモーメントアームの各々が前記第２ソケットに旋回可能に取り付けられている、請求項１に記載のトルク増幅装置。

【請求項3】

前記４つの突出可能なモーメントアームの各々が前記第２ソケットにスライド可能に取り付けられている、請求項１に記載のトルク増幅装置。

【請求項4】

前記第１ソケットに結合されたマウントをさらに備えた、請求項１に記載のトルク増幅装置。

【請求項5】

前記４つの突出可能なモーメントアームのうちの２つが非対称である、請求項１に記載のトルク増幅装置。

【請求項6】

前記４つの突出可能なモーメントアームのうちの２つが対称である、請求項１に記載のトルク増幅装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、取付装置、より具体的には機器用の取付装置に関する。

【背景技術】

【0002】

さまざまなレジャー活動や専門的な手順では、特に複数のデバイスが使用されている場合、個人が機器を同時に操作および構築するのが面倒な場合がある。外科手術の例では、腹腔鏡、内視鏡、および他のタイプの低侵襲外科手術は、外科手術が行われる患者の内部領域への外科器具の経皮導入に依存することが多い。外科医は、外傷を最小限に抑え、患者の回復時間を短縮するために、より小さなアクセス切開を利用することが望ましいと考えている。

【0003】

外科医は、手術を支援するために、観察スコープまたは他の外科器具を通過させることができる追加の小さな切開を行う。スコープを見る場合、助手が外科医のためにスコープを操作し及び／又は固定位置に保持し、これにより、外科医が低侵襲手術を実行するために、スコープによって取得された画像をモニター画面上で見ることができる。助手の代わりに器具ホルダーを用いることにより、観察スコープ（これに限定されない）等の外科器具を位置決めし保持することができる。

【0004】

他の業界でも、1つまたは複数の機器または機器ホルダーを正確にかつ調整可能に取り付けることができるようにしたいという要求を抱えている。機器ホルダーは当業者に知られているが、機械的機能が強化された容易に調整可能なマウントはそれほど普及していない。したがって、様々な機器を調整可能に取り付けるために、増幅されたトルクを提供する取付装置を装備することが望ましいであろう。

【発明の概要】

【0005】

トルク増幅装置が開示されている。このトルク増幅装置は、第１ソケットと、前記第１ソケットに結合され突出可能なモーメントアームを有する第２ソケットと、を備えている。
トルク増幅装置はさらに、前記ソケットと前記第２ソケットの間に回転可能に保持されたボールを備えている。

【0006】

トルク増幅装置はまた、２つまたは４つの突出可能なモーメントアームを含んでいてもよい。これら突出可能なモーメントアームは、前記第１ソケットと前記第２ソケットを互いに対して動かすための機械的利点を提供するように構成されている。

【0007】

別のトルク増幅装置が開示されている。このトルク増幅装置は、第１ソケットと、前記第１ソケットに結合され４つの突出可能なモーメントアームを有する第２ソケットと、を備えている。このトルク増幅装置はさらに、前記第１ソケットと前記第２ソケットとの間に回転可能に保持されたボールを備えている。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】トルク増幅装置を上方から見た斜視図である。

【0009】

【図1B】２つのモーメントアームが突出した状態の図１Ａのトルク増幅装置を、上方から見た斜視図である。

【0010】

【図2A】図１Ａのトルク増幅装置の組み立て工程を示す分解図である。

【0011】

【図2B】図１Ａのトルク増幅装置を組み立てられた状態で示す側面図である。

【0012】

【図3A】図１Ａのトルク増幅装置の上面図であり、４つのモーメントアームがすべて格納された状態を示す。

【図3B】図１Ａのトルク増幅装置の上面図であり、一対のモーメントアームが突出した状態を示す。

【図3C】図１Ａのトルク増幅装置の上面図であり、別の一対のモーメントアームが突出した状態を示す。

【0013】

明確にするためにそして適切であると思われる場合に、参照番号が対応するフィーチャを示すために図で繰り返されていること、およびフィーチャをより良く示すために図面の種々の構成要素が必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではないこと、を理解されたい。

【発明の詳細な説明】

【0014】

図１Ａは、トルク増幅装置を上方から見た斜視図である。トルク増幅装置１０を表すこの図は、円盤状の第２ソケット１２を示している。円盤状の第２ソケットは、この図には示されていない第１ソケットとねじを介して接合されている。第１ソケットおよび第１ソケットと第２ソケット１２との間の接合の詳細については、後で説明する。円盤状の第２ソケット１２の縁部は、丸みを帯びたスカラップ形状の数個の窪み１４を有しており、これら窪み１４は、人間工学的フィーチャとして機能し、改良された人間工学的グリップを構成している。同様の装置の他の実施形態では、他の形状、向き、サイズの窪みを有していてもよい。格納位置（retracted position;後退位置）で示されている４つの突出可能な（extendable；展開可能な）モーメントアーム１６、１８、２０、２２は、それらのピボット３２、３４、３６、３８を介して第２ソケット１２に回動可能に結合され、実質的に第２ソケット１２の外周の内側の位置に格納可能である。各突出可能なモーメントアーム１６、１８、２０、２２は、リテーナ４０、４２、４４、４６を画成する。各リテーナは、保持フィーチャ又はバイアス制限体とも呼ばれる。なぜならリテーナは、第２ソケット１２のフランジ４８の対応するフィーチャ（ここ図には見えないが、後で示す）に対してバイアスをかけるように構成され、それによって、このバイアスされた保持力が打ち負かされてモーメントアーム１６、１８、２０、２２が意図的に突出されるまで、各突出可能なモーメントアーム１６、１８、２０、２２を格納位置に保持するからである。第２ソケット１２により画成された中央のソケット凹部２４内にはボール２６が保持されている。このボール２６は、取付アーム２８に結合されている。取付アーム２８は、１３５度の角度で曲げられており、スタブないしはコネクタ３０が、取付アーム２８においてボール２６の反対側の端部に配置されている。コネクタ３０は、代替の実施形態または構造における別のボール、固定された器具、または他の装置のための潜在的な取付ポイントとなる。取付アーム２８のいずれかの端部は、ねじ、溶接結合、または当業者に知られている他の取付手段を有することができる。取付アーム２８の代替の実施形態では、真っ直ぐでもよいし、器具または装置の特定の用途に有利なように他の角度で曲げられていてもよいし、特定の使用または用途に適した様々な長さを有していてもよい。ボールは、第２ソケット１２と第１ソケット（この図には示されていないが、後で説明する）との間に拘束されて保持される。ボール２６、ひいては取付アーム２８および取付アームに固定された任意の器具またはアタッチメントは、第１ソケットと第２ソケット１２が互いに対して緩められたときに移動可能である。ボール２６、ひいては取付アーム２８および取付アームに固定された任意の器具またはアタッチメントは、取付アーム２８が所望の位置に配置され、第１ソケットと第２ソケット１２が互いに対して締め付けられたときに、固定位置に保持される。図１Ａの格納位置に示されているように、トルク増幅装置は、すべての使用者にとって締め付けが難しい場合がある。またはより重い器具が取付アーム２８に取り付けられていて、より高い締め付け力を必要とする場合がある。さらに、取付アーム２８に取り付けられ、トルク増幅装置１０によって締め付けられた器具が、手順または操作の間に可能な限り動かないで維持されることが、これら手順または操作にとって非常に重要なこともある。トルク増幅装置の他の実施形態は、１つの突出可能なモーメントアームのみ、または様々な形状または向きを有する４つを超える突出可能なモーメントアームを有してもよい。２つの対向する対は、突出可能なモーメントアーム１６、２０の第１の対と、突出可能なモーメントアーム１８、２２の第２の対を含む。図示のように、突出可能なモーメントアームの両対は、実質的に対称であるか、または突出か格納に拘わらず対称的な形状を形成する。代替の実施形態では、突出可能なモーメントアームが非対称の配置であってもよい。

【0015】

図１Ｂは、図１Ａのトルク増幅装置の斜視図であり、２つのモーメントアームが突出した状態を示す。２つの突出可能なモーメントアーム１８、２２が、第２ソケット１２内の格納位置（図１Ａに示された位置）から外側に旋回した突出位置にある。トルク増幅装置１０の第２ソケット１２のフランジ４８に配置された４つの凹部５０のうちの２つも示されている。これらの凹部５０は、突出可能なモーメントアーム１６、１８、２０、２２のリテーナ４０、４２、４４、４６にそれぞれ対応し、これらリテーナと係合することにより、突出可能なモーメントアーム１６、１８、２０、２２を、ユーザーがトルク増幅装置を締めたり緩めたりするのを支援する必要が生じるまで、その位置で保持するようになっている。一対の突出可能なモーメントアーム１８、２２を回転させるための最小の力を加えることによって、リテーナ４２、４６に打ち勝ち、アーム１８、２２が突出位置へと回わる。この突出された構成では、２つの突出可能なモーメントアーム１８、２２は、モーメントアーム１８、２２が円盤状の第２ソケット１２の中心点に対して格納された第２ソケットの半径と比較して、操作者によって付与される力の接触点での、より大きな半径を提供する。したがって、突出可能なモーメントアーム１８、２２が突出されたときには、第２ソケット１２を時計回り方向により小さな入力で回すことにより、同等の出力を得ることができる。この増加した接触点の半径、それ故に減じられた力により、ユーザーは、トルク増幅装置１０を締めたり緩めたりするために、増幅したトルクを付与することができる。

【0016】

図２Ａは、図１Ａのトルク増幅装置の組立工程を示す分解図である。第２ソケット１２は、第２ソケットの下側部分５２、フランジ４８、およびフランジ４８に回動可能に結合された４つの突出可能なモーメントアーム１８、２０を画成する。円盤状の第２ソケット１２は、この第２ソケットを貫通する中央のソケット凹部２４を画成する。中央のソケット凹部２４は、この図には示されていないが内ネジを画成する。取付アーム２８の接続端部またはコネクタ３０は、第２ソケット２４の中央のソケット凹部２４に挿通される。第２ソケット１２の中央ソケット凹部２４は、アーム２８が中央ソケット凹部２４を通過すると、取付アーム２８のボール２６エンドを受け取って回動可能に拘束するように構成されている。ボール２６の直径は、中央のソケット凹部２４の直径よりも大きいため、第２ソケット１２を完全に通過することはできない。中央のソケット凹部２４はまた、この図には示されていないが、ねじを有する内壁と、外壁を画成する。第１ソケット５４は、トルク増幅装置１０をベース、クランプ、または他の静止物体に取り付けるために構成されたソケットマウント５８を画成する。刻み６０が第１ソケット５４によって画成されている。この刻み６０は、第１ソケット５４をベースまたはクランプに締め付ける（取り付ける）ための人間工学的グリップを提供する。他の実施形態では、固定具、溶接、接着剤、または当業者に知られている他の適切な方法によって、ベースまたはクランプに取り付けてもよい。第１ソケット５４は結合凹部５６を有する。この結合凹部５６は、第２ソケット１２の中央ソケット凹部２４のねじと噛み合うねじ（この図にも示されていない）を内壁に有している。ボール２６の直径が中央のソケット凹部２４の形状の直径よりも大きいので、第２ソケット１２と第１ソケット５４が螺合されて締められると、ボール２６を第２ソケット１２と第１ソケット５４との間で拘束することができる。第１ソケット５４は、取付アーム２８のボール２６に被さるようにして配置され、第２ソケット１２にねじ込まれる。第１ソケット５４と第２ソケット１２の螺合を締めると、ボール２６が閉じ込められ、ボール２６の動きが禁止され、取付アーム２８およびそれより先のアタッチメントの旋回運動が制限される。さらに締めると、ボール２６はさらに閉じ込められ、取付アーム２８は動かなくなる。第１ソケット５４の結合凹部５６は、取付アーム２８のボール２６を拘束して保持するように構成されている。図２Ｂは、図１Ａのトルク増幅装置の側面図であり、 図２Ａの組立工程の結果を示す。

【0017】

図３Ａ～３Ｃは、図１Ａのトルク増幅装置の上面図であり、４つのモーメントアームのすべてが格納された状態、一対のモーメントアームが突出した状態、別の一対のモーメントアームが突出した状態を、それぞれ示す。図３Ａに示されるトルク増幅装置１０の実施形態は、第２ソケット１２を上から見下ろすようにして示されている。図３Ａ～３Ｃでは、第２ソケットの機能をより明確に示すために、ボールと取付アームの図示を省略している。トルク増幅装置１０の４つの突出可能なモーメントアーム１６、１８、２０、２２は全て格納位置にある。突出可能なモーメントアームのうちの２つのモーメントアームは、締め付け用の突出可能なモーメントアーム１６、２０であり、突出可能なモーメントアームのうちの２つは、緩め用の突出可能なモーメントアーム１８、２２である。４つの突出可能なモーメントアーム１６、１８、２０、２２の各々は、ピボットピン３２、３４、３６、３８で第２ソケットに保持されている。これらピボットピンは、突出可能なモーメントアームの外側への旋回を許容する。４つの突出可能なモーメントアーム１６、１８、２０、２２の各々はまた、バイアス拘束手段ないしはリテーナ４０、４２、４４、４６を有している。この実施形態では、リテーナはバネの力で第２ソケット１２のフランジ４８に向かって付勢されるピンであり、各突出可能なモーメントアーム１６、１８、２０、２２を格納位置に拘束するように構成されている。各モーメントアーム１６、１８、２０、２２を外側に突出するためには、各バイアス拘束手段ないしはリテーナ４０、４２、４４、４６に打ち勝つのに十分な力を加える必要がある。この実施形態では、一対の緩め用の突出可能なモーメントアーム１６、２０と一対の締め付け用の突出可能なモーメントアーム１８、２２が第２ソケット１２の外周の内側に格納された状態で示されており、第１ソケット５４と第２ソケット１２を互いに締め付けるための機械的利点を提供する。代替の実施形態は、突出可能なモーメントアームの他の配置および向きを有することができ、重なり合ったり重ならなかったりすることができ、格納位置と突出位置との間で前後にスライドすることができ、第２ソケットにスライド可能に取り付けることができ、取り外し可能にすることができ、またはそれらの組み合わせとすることもできる。図３Ｂは、図３Ａのトルク増幅装置を示し、２つの締め付け用の突出可能なモーメントアーム１６、２０が突出され、２つの緩め用の突出可能なモーメントアーム１８、２２が格納された状態を示す。ここで、トルク増幅装置１０は、取付アーム２８のボール２６を第１ソケット５４と第２ソケット１２との間で締め付けるために、時計方向６４に回わされる。付与される力は、突出可能なモーメントアーム１６，２０が格納された状態で第１ソケット５４と第２ソケット１２が締め付けられる場合と比較して、減じられる。図３Ｃは、図３Ａのトルク増幅装置を示し、２つの緩め用の突出可能なモーメントアーム１８、２２が突出し、２つの締め付け用の突出可能なモーメントアーム１６、２０が格納された状態を示す。この状態は、第１ソケット５４と第２ソケット１２を互いに対して緩めるための機械的利点を提供する。トルク増幅装置１０は、第１ソケット５４と第２ソケット１２との間の取付アーム２８のボール２６を緩めるために、反時計回り方向６６に回わされる。付与される力は、緩め用の突出可能なモーメントアーム１８、２２が格納された場合と比較して、減じられる。トルク増幅装置の代替の実施形態では、時計回りの回転が第１、第２ソケットを互いに対して緩め、反時計回りの回転が第１、第２ソケットを互いに対して締め付けるようにしてもよい。

【0018】

上述したように、外科用機器ホルダーの様々な利点を論じた。本明細書で論じられる実施形態は、本明細書の例として記述されている。前述の詳細な開示は、例としてのみ提示されることを意図しており、限定するものではないことは、当業者には明らかであろう。本明細書に明示的に記載されていないが、様々な変更、改善、および修正を当業者は意図するであろう。一例として、論じてきたエンドエフェクタはしばしばスコープの使用に焦点を合わせていたが、このシステムは他のタイプの手術器具を位置決めするために用いることができる。本明細書で明示的に述べられていないが、様々な変更、改善、および修正が当業者に意図されるであろう。これらの変更、改善、および修正は、ここに示唆されることを意図しており、クレームされた発明の精神および範囲内にある。図面は必ずしも縮尺通りではない。さらに、要素の処理またはシーケンスの記載された順序、または数字、文字、または他の指定は、したがって、特許請求の範囲で指定されている場合を除き、請求項を任意の順序に限定することを意図しない。したがって、本発明は、以下の特許請求の範囲およびその均等物よってのみ限定される。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】