(57)【要約】      （修正有）【課題】不定形で脆く、患者によって状態の異なる骨片を折損することなくねじ切り加工することのできる旋盤装置を提供することを目的とする。【解決手段】  基台２に、軸方向に摺動可能な主軸４１を縦向きに設けると共に主軸に沿って摺動するバイト５１を設け、この主軸の下端にワークを把持するチャック装置４２を取り付け、主軸の下方に液体を満たした浴槽６を設けて、上記ワークを浴槽内に浸漬可能に構成した。浴槽には、生理食塩水、ヒアルロン酸水溶液、エタノール、酢酸、水酸化ナトリウム、ＥＤＴＡ又はホルムアルデヒドなどの液体を満たす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台に、軸方向に摺動可能な主軸を縦向きに設けると共に主軸に沿って摺動するバイトを設け、この主軸の下端にワークを把持するチャック装置を取り付け、主軸の下方に浴槽を設けて液体を満たし、上記ワークを浴槽内に浸漬可能に構成したことを特徴とする立旋盤。
【請求項２】
前記液体は生理食塩水であって、その温度を３５℃〜４０℃としたことを特徴とする請求項１記載の立旋盤
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被削材を回転主軸に取り付けて切削加工する旋盤装置に関し、詳細には被削材の回転軸が縦向きの立旋盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
剥離骨折などを治療するための骨接合術においては、チタンなどの金属製の骨接合ねじを骨折部に埋込んで骨を固定する術式が一般的に行なわれている。一方、生体内に金属製の骨接合ねじを埋め込んだままでは、その金属製ねじが腐食するおそれや感染巣を提供する危険があるため、骨が癒合した後には埋込んだ金属製ねじを体内から取り出すための再手術が必要であった。しかし、再手術をするには、患者に麻酔の危険性や精神的、身体的負担を強いることになる。
【０００３】
生体内で周囲の骨と一体化して最終的には正常な骨に置換されるような材料、例えば患者本人の骨を切り出し、この骨片で骨接合ねじを作製すれば、骨が癒合した後に再手術をして骨折部に埋め込んだ骨接合ねじを除去する必要がなくなるため、患者の負担を大幅に軽減することができる。
【０００４】
ところで、本出願人によって、構造が簡単で小型化された主軸台について、すでに出願がなされている（特許文献１）。この主軸台を用いて構成した小型の旋盤装置は構造が簡単であるため骨片が触れるチャック爪などを消毒しやすく、病院の手術室内や近接する部屋等にこの旋盤装置を置いて骨片の加工に利用することができる。
【０００５】
しかし、骨は内部に粗密構造があって硬い部分や柔らかい部分が混在しているため、従来の旋盤装置を用いて加工すると摩擦熱等で乾燥して部分的に脆くなるなどして、ねじ切り加工中に骨片が折損してしまうおそれがあった。
【特許文献１】特開２００２−３３７０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、従来の旋盤装置で加工すると、ねじ切り加工中に骨片が折損してしまうおそれがあった点であり、本発明は、脆い骨片を折損することなくねじ切り加工することのできる旋盤装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１記載のごとく、基台に、軸方向に摺動可能な主軸を縦向きに設けると共に主軸に沿って摺動するバイトを設け、この主軸の下端にワークを把持するチャック装置を取り付け、主軸の下方に液体を満たした浴槽を設けて、上記ワークを浴槽内に浸漬可能に構成した。
【０００８】
請求項２記載のごとく、前記液体は生理食塩水であって、その温度を３５℃〜４０℃とした。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載のごとく、骨片を浴槽に満たした液体に浸漬可能に構成したことにより、骨片の性状に応じて浴槽に様々な液体を満たして、そこに浸漬することで骨片を多様な雰囲気下で骨片を乾燥させることなく切削することができるため、骨片を折損することなく確実に加工することができる。
【００１０】
請求項２記載のごとく、浴槽に生理食塩水を満たしその温度を３５℃〜４０℃にしたことにより、骨片を人体内と同じ程度の温度雰囲気下に保ち、骨片が本来持つ強度を発揮させることができ、骨片を折損することなく確実に加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る立旋盤の構成について、図１乃至図２を参照して説明する。図１は本発明に係る立旋盤の全体正面図で、図２は立旋盤の全体側面図である。
【００１２】
立旋盤１は、基台２と、基台２の側部から上方に向かって立設された支持部３と、支持部３に上下方向に位置調節可能に取り付けられた主軸台４と、この主軸台４に併設され主軸に沿って摺動自在に取り付けられた刃物台５と、基台２上に設けられて主軸台４及び刃物台５の下方に配置される浴槽６と、浴槽６内に設けられた心押し台７及びヒータ８とにより構成される。
【００１３】
支持部３は、基台２と一体的に形成するか、又は基台２の側部にボルトなどで締結固定して一体的に構成して、上方に向かって立設させる。支持部３の基台２側には摺動機構を設ける。本実施形態における摺動機構は、互いに平行な一対のＶ溝リニアガイド部３０を設けて、これらの間に中空部３１を形成し、この中空部３１の上下端に軸受部３２を設けて、この軸受部３２によって回転可能に送りねじ棒３３を取り付け、この送りねじ棒３３を支持部３の上端に設けたサーボモータ３４に連結し、このサーボモータ３４によって送りねじ棒３３を回転駆動して形成される。
【００１４】
支持部３には２組の摺動部が設けられ、本実施例においては、正面視右側に主軸台４を取り付け、左側に刃物台５を取り付けている。主軸台４及び刃物台５は、それぞれ送りねじ棒３３に取り付けられると共に、中空部３１を跨いで両側を２本のＶ溝リニアガイド部３０によって支持されて、送りねじ棒３３の回転に従って摺動する。
【００１５】
主軸台４は、小型のモータ４０を備えており、主軸４１は、このモータ４０の出力軸に接続して、縦向きに取り付ける。主軸４１の下端に、骨片を把持するためのチャック４２を取り付ける。
【００１６】
刃物台５は、Ｘ軸方向（正面視左右方向）に摺動可能なＸ軸ガイド５２を備えている。このＸ軸ガイド５２に４本のアーム５０を取り付けて下方へ延設し、バイト５１を、その刃側及び後端側の２箇所をそれぞれ側面視左右から挟持して固定する。
【００１７】
主軸台４及び刃物台５の下方に浴槽６を設ける。浴槽６は基台２に着脱可能に取り付ける。浴槽６内には心押し台７とヒータ８とが設けられ、心押し台７には主軸４１と対向して同軸上に心押し棒７０が突設される。この心押し棒７０は、その高さを調節可能に構成されている。この浴槽６には潤滑、保温又は冷却などのための液体が満たされ、ヒータ８はこれらの液体を温めたり保温するのに用いられる。
【００１８】
浴槽６に満たされる液体は例えば、生理食塩水、ヒアルロン酸水溶液、５０乃至１００ｖ／ｖ％（容量百分率）エタノール、１乃至２０ｖ／ｖ％酢酸、０．１乃至１０規定塩酸、０．１乃至２規定水酸化ナトリウム、０．１乃至０．５Ｍ（モル濃度）ＥＤＴＡ（エチレンジアミンテトラ酢酸）、１乃至１０ｗ／ｖ（重量対容量百分率）％ホルムアルデヒドなどである。
【００１９】
本実施形態において、立旋盤１の主軸４１は略鉛直方向に配置されているが、鉛直方向から傾けて斜め向きとなるように配置してもよい。主軸４１を斜め向きに配置した場合、刃物台５の摺動方向も主軸４１に沿った向きに傾け、Ｘ軸ガイド５２の摺動方向は主軸４１に直行する向きに変え、また、心押し棒７０も主軸４１と同軸に配置される。
【００２０】
次に、上記のごとく構成した立旋盤１の使用例として、骨片から骨接合ねじを作成するねじ切り加工について説明する。
【００２１】
切り出される骨片は、長さが１０〜４０ｍｍ、３〜８ｍｍ角程度の不定形棒状である。この骨片を、主軸４１の下端に設けたチャック４２に取り付けて把持し、サーボモータ３４を駆動して主軸台４を下方に摺動し、骨片を浴槽６に満たした液体に浸漬して骨片の先端を心押し棒７０に当接する。次に、刃物台５を下方に摺動し、Ｘ軸ガイド５２によってアーム５０を摺動して、バイト５１を骨片に当接する。そして、まず骨片を直径３〜８ｍｍ程度の円柱状に加工し、その後、骨片をねじ切り加工する。
【００２２】
浴槽６に生理食塩水又はヒアルロン酸水溶液を満たした場合、骨片を円柱状に成形する加工及びねじ切り加工は、骨片を浴槽６に浸漬した状態で行なわれる。このとき、これらの液体は、人体の体内温度の範囲を含む３５℃〜４０℃であることが好ましい。
【００２３】
浴槽６に生理食塩水又はヒアルロン酸水溶液を満たした場合、これらの液体は骨片が乾燥しないための保潤剤や潤滑剤としての役割を果たし、切削による摩擦熱等や骨片を大気中に晒していることによる乾燥を防ぎ、骨片が十分に水分を含み弾力性に富んだ状態で加工して、切削中の骨片の折損を防ぐことができる。
【００２４】
さらに、生理食塩水又はヒアルロン酸水溶液をヒータ８により温めて３５℃〜４０℃に保ち、骨片を人体内と同程度の温度雰囲気下におくことにより、骨片が本来有する強度を最大限に発揮させた状態で加工して、切削中に骨片が折損するのを防ぐことができる。
【００２５】
浴槽６にヒアルロン酸水溶液を満たした場合、浴槽６の周囲に冷却槽を設けてここに氷や液体窒素等を充填し、ヒアルロン酸水溶液を低温に冷却してもよい。この場合、骨片の骨内血管部等にヒアルロン酸を浸透させた後、骨片を液体中から引上げ、液体窒素などにより冷却して凍らせる。骨片の血管部等の粗な部分にヒアルロン酸を充填して凍結することで骨片の粗密な構造を均して、切削中に骨片が折損するのを防ぐことができる。
【００２６】
また、浴槽６にエタノール、酢酸、水酸化ナトリウム、ＥＤＴＡ又はホルムアルデヒドを満たした場合、骨片を円柱状に成形する加工及びねじ切り加工は、所定の時間だけ骨片を浴槽６に浸漬した後、サーボモータ３４を駆動して主軸台４を上方に摺動すると共に心押し棒７０を上方に延出して、骨片を液体中から引上げた状態で行なう。
【００２７】
これらの液体は、エタノール、酢酸、水酸化ナトリウム及びホルムアルデヒドは蛋白変成作用を有し、ＥＤＴＡは脱灰作用を有し、塩酸は蛋白変成作用及び脱灰作用を有している。したがって、これらに骨片を浸すことで骨片の表面部のみを蛋白変性又は脱灰することで、骨片表面部を易削化して加工を行ない易くし、切削中に骨片にかかる負担を少なくして骨片が折損するのを防ぐことができる。
【００２８】
骨片を加工する際にはこれらの液体を組合せて用いることもできる。例えば、骨片を円柱状に成形する加工を行なうときには、浴槽６にエタノール、酢酸、水酸化ナトリウム、ＥＤＴＡ又はホルムアルデヒドなどを満たして骨片の表面を易削化してすばやく加工を行ない、その後、浴槽６を取り替えるか又は取り外して洗浄し、生理食塩水又はヒアルロン酸水溶液を満たして骨片のねじ切り加工を行なう。
【００２９】
骨片は、その形状も不定形で性質も個体差があって多様であるため、上記のように浴槽６に様々な種類の液体を満たして骨片を多様な雰囲気下で加工可能に構成することで、骨の状態に合わせて適切な液体を選択して、骨片を折損することなく確実に加工することができる。
【００３０】
また、立旋盤１は、主軸台４、刃物台５及びサーボモータ３４に、主軸４１や送りねじ棒３３の回転角度を検出するエンコーダ（図示せず）や入出力部（図示せず）を設けてパソコン等の入出力端末に接続し、これらの主軸４１や送りねじ棒３３の回転角度やバイト５１のＸ軸方向の位置を制御することでＮＣ旋盤として用いるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る立旋盤の全体正面図である。
【図２】本発明に係る立旋盤の全体側面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    立旋盤
２    基台
３    支持部
３０  リニアガイド部
３１  中空部
３２  軸受部
３３  送りねじ棒
３４  サーボモータ
４    主軸台
４０  モータ
４１  主軸
４２  チャック
５    刃物台
５０  アーム
５１  バイト
５２  Ｘ軸ガイド
６    浴槽
７    心押し台
７０  心押し棒
８    ヒータ
【図１】
2006239825.tif 000003
【図２】
2006239825.tif 000004