(57)【要約】本発明はトルク伝達連結組立体及びその方法、そしてこの組立体を有する軟性外科用リーマに関する。リーマは、超弾性合金からなる細長く管状に形成された主軸部（５）を収める、例えば先割れ保持具（２５）や超弾性鍔部などの半径方向に変曲可能な中空部品を備えた取付部を用いる。ある具体案においては、圧縮スリーブ部（１０）は保持具に適応され、一方ある具体案においては鍔部は取付部における端ぐり内に配置される。主軸部、取付部及び保持具（または鍔部）における相対運動は、主軸部において超弾性作用を誘発することで望ましい連結を行う。
2005507301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）通孔が形成された雌型連結部と、
ｂ）上記通孔内に収められるような中空に形成され開口部を有する半径方向に変曲可能な中空部品と、
ｃ）上記開口部内に収められるよう形成された超弾性合金からなる細長い主軸部とからなり、
上記構成部品のうち少なくとも２つの部品間における相対運動によって半径方向に変曲可能な中空部品が主軸部に接触し、主軸部において超弾性作用が誘発されることで主軸部と半径方向に変曲可能な中空部品とを表面対表面で接触させ、各構成部品を固定された相対的な位置に保持することを特徴とするトルク伝達連結組立体。
【請求項２】
上記の半径方向に変曲可能な中空部品は、相対運動が行われると摩擦によって貫通孔に嵌め込まれる外側表面を有することを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
上記主軸部は貫通孔が形成された管状に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項４】
上記雌型連結部における通孔には、誘導ワイヤーが通過する共通の通路を形成するために、主軸部における貫通孔と並列に配置される貫通孔が形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項５】
上記組立体に曲げ応力を伝達するための中間ポリマー・スリーブ部が更に備わってなることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項６】
上記主軸部と中空部品の接触は、加えられたトルクを摩擦によって伝える１つまたは複数の面において行われることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項７】
上記主軸部と中空部品の接触面には、主軸部が破損強度に達する前に所定のトルクで連結が外れるように校正が行われることを特徴とする請求項６に記載の組立体。
【請求項８】
上記雌型連結部は端ぐりを有し、上記の半径方向に変曲可能な中空部品は該端ぐり内に嵌合するよう適応された外側表面を有することを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項９】
上記の半径方向に変曲可能な中空部品は端ぐり内で圧縮されることを特徴とする請求項８に記載の組立体。
【請求項１０】
上記雌型連結部は、切削工具ビットまたは動力機器に接続する取付部であることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項１１】
上記雌型連結部は、切削工具ビットを有する取付部が備わってなることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項１２】
上記動力機器に接続されることを特徴とする請求項１１に記載の組立体。
【請求項１３】
上記の半径方向に変曲可能な中空部品は先割れ保持具であることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項１４】
上記の半径方向に変曲可能な中空部品は超弾性合金からなり鍔状に形成され、その鍔部における超弾性作用は相対運動によって誘発されることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項１５】
上記鍔部は座金から構成されることを特徴とする請求項１４に記載の組立体。
【請求項１６】
上記鍔部は一連の座金から構成されることを特徴とする請求項１５に記載の組立体。
【請求項１７】
上記超弾性合金はニッケル・チタン合金であることを特徴とする請求項１４に記載の組立体。
【請求項１８】
ａ）外側表面及び開口部を有する先割れ保持具と、
ｂ）上記開口部に収められるよう形成された超弾性合金からなる細長い主軸部と、
ｃ）上記保持具の外側表面を収める通孔を有するスリーブ部とからなり、
上記構成部品のうち少なくとも２つの部品間における相対運動によって開口部が主軸部に接触し、主軸部に超弾性作用が誘発されることで主軸部と保持具とを表面対表面で接触させ、各構成部品を固定された相対的な位置に保持することを特徴とするトルク伝達連結組立体。
【請求項１９】
上記外側表面と通孔との干渉嵌合によって開口部を主軸部に対して圧縮し、主軸部において超弾性作用が誘発されることを特徴とする請求項１８に記載の組立体。
【請求項２０】
上記主軸部は貫通孔が施された管状に形成されてなることを特徴とする請求項１８に記載の組立体。
【請求項２１】
上記スリーブ部または保持具のいずれかに、誘導ワイヤーが通過する共通の通路を形成するために主軸部における貫通孔と並列に配置された貫通孔が形成されてなることを特徴とする請求項２０に記載の組立体。
【請求項２２】
上記構成部品に曲げ応力を伝達するために、中間ポリマー・スリーブ部が備わってなることを特徴とする請求項１８に記載の組立体。
【請求項２３】
上記表面対表面の接触は、加えられたトルクを摩擦によって伝える１つまたは複数の面に沿って生じることを特徴とする請求項１８に記載の組立体。
【請求項２４】
上記接触面には、主軸部が破損強度に達する前に所定のトルクで連結が外れるように調整が行われることを特徴とする請求項２３に記載の組立体。
【請求項２５】
上記保持具は、切削工具ビットまたは動力機器に接続されることを特徴とする請求項１８に記載の組立体。
【請求項２６】
上記保持具は、切削工具ビットから構成されることを特徴とする請求項１８に記載の組立体。
【請求項２７】
上記動力機器に接続されることを特徴とする請求項２６に記載の組立体。
【請求項２８】
ａ）端ぐりが形成された取付部と、
ｂ）超弾性合金からなり外側表面と開口部を有し、上記端ぐり内に配置される鍔部と、
ｃ）上記開口部内に収められるよう形成された超弾性合金からなる細長い主軸部とからなり、
上記取付部と鍔部における相対運動によって鍔部が主軸部に接触し、主軸部において超弾性作用が誘発されることで主軸部と鍔部とを表面対表面で接触させ、各部品を固定された相対的な位置に保持することを特徴としたトルク伝達連結組立体。
【請求項２９】
上記の外側表面と端ぐりを嵌合することにより開口部を主軸部に対して圧縮することを特徴とする請求項２８に記載の組立体。
【請求項３０】
上記端ぐり内に配置される鍔部は座金から構成されることを特徴とする請求項２９に記載の組立体。
【請求項３１】
上記鍔部は一連の座金から構成されることを特徴とする請求項３０に記載の組立体。
【請求項３２】
上記超弾性合金はニッケル・チタン合金であることを特徴とする請求項２８に記載の組立体。
【請求項３３】
上記主軸部は貫通孔が施された管状に形成されてなることを特徴とする請求項２８に記載の組立体。
【請求項３４】
上記取付部には、誘導ワイヤーを通過させる共通の通路を形成するために主軸部における貫通孔と並列に配置された貫通孔が形成されてなることを特徴とする請求項３３に記載の組立体。
【請求項３５】
上記構成部品に曲げ応力を伝達するための中間ポリマー・スリーブ部がさらに備わることを特徴とする請求項２８に記載の組立体。
【請求項３６】
上記摩擦的な接触は、摩擦によってトルクを伝える１つまたは複数の接触面に沿って生じることを特徴とする請求項２９に記載の組立体。
【請求項３７】
上記接触面は、主軸部が破損強度に達する前に所定のトルクで連結が外れるように校正が行われることを特徴とする請求項３６に記載の組立体。
【請求項３８】
上記取付部は切削工具ビットまたは動力機器に接続されることを特徴とする請求項２８に記載の組立体。
【請求項３９】
上記取付部は更に切削工具ビットを備えることを特徴とする請求項２８に記載の組立体。
【請求項４０】
上記動力機器に接続されることを特徴とする請求項３９に記載の組立体。
【請求項４１】
ａ）通孔が形成された雌型連結部を備え、
ｂ）外側表面と開口部を有する半径方向に変曲可能な中空部品を備え、半径方向に変曲可能な中空部品を上記通孔内に収め、
ｃ）上記開口部内に収められ、超弾性合金からなる細長く形成された主軸部を備え、
ｄ）上記構成部品のうち少なくとも２つの部品を相対的に移動させ、半径方向に変曲可能な中空部品を主軸部に接触させ、主軸において超弾性作用が誘発されることで主軸部と半径方向に変曲可能な中空部品とを表面対表面で接触させ、各構成部品を固定された相対的な位置に保持するという工程から構成されるトルク伝達連結組立体を形成する方法。
【請求項４２】
上記工程ｄ）には、摩擦によって加えられたトルクを伝達する接触面に沿って各部品を嵌合し、主軸部が破損強度に達する前に所定のトルクで接触面を外すよう調整を行う工程が更に含まれることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
端ぐりが形成された雌型連結部と、超弾性合金からなる鍔状に形成された半径方向に変曲可能な中空部品とを備え、この鍔部において超弾性作用を誘発する工程が更に含まれることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
上記工程ａ）には、先割れ保持具の形態をした半径方向に変曲可能な中空部品を備える工程が更に含まれることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
ａ）端ぐりが形成されてなり、切削工具ビットを含む取付部と、
ｂ）超弾性合金からなり、上記端ぐり内に配置される鍔部と、
ｃ）上記鍔部内に収められ、超弾性合金からなる細長く形成された主軸部とからなり、
上記構成部品間における相対運動によって開口部が主軸部に接触し、主軸部において超弾性作用が誘発されることで主軸部と鍔部とを表面対表面で接触させ、各構成部品を固定された相対的な位置に保持することを特徴とするトルク伝達連結組立体を有する軟性外科用リーマ。
【請求項４６】
上記鍔部は環状の部品であることを特徴とする請求項４５に記載のリーマ。
【請求項４７】
上記鍔部は座金から構成されることを特徴とする請求項４６に記載のリーマ。
【請求項４８】
上記鍔部は一連の座金から構成されることを特徴とする請求項４７に記載のリーマ。
【請求項４９】
上記鍔部は取付部に予め取付けられることを特徴とする請求項４８に記載のリーマ。
【請求項５０】
上記構成部品に曲げ応力を伝達するための中間ポリマー・スリーブ部が備わることを特徴とする請求項４５に記載のリーマ。
【請求項５１】
上記摩擦的な接触は、トルクを摩擦によって伝える面に沿って生じることを特徴とする請求項４５に記載のリーマ。
【請求項５２】
上記接触面は、主軸部が破損強度に達する前に所定のトルクで連結が外れるように調整が行われることを特徴とする請求項５１に記載のリーマ。
【請求項５３】
上記主軸部は貫通孔が施された管状に形成されてなることを特徴とする請求項４５に記載のリーマ。
【請求項５４】
上記取付部には、誘導ワイヤーを通過させる共通の通路を形成するために主軸部における貫通孔と並列に配置された貫通孔が形成されてなることを特徴とする請求項５３に記載のリーマ。
【請求項５５】
ａ）外側表面と開口部が形成された先割れ保持具を有し、切削工具ビットを含む半径方向に変曲可能な中空部品と、
ｂ）上記開口部内に収められ、超弾性合金からなる細長く形成された主軸部と、
ｃ）上記外側表面を収める通孔を有するスリーブ部とからなり、
上記構成部品間における相対運動によって開口部が主軸部に接触し、主軸部において超弾性作用が誘発されることで主軸部と保持具とを表面対表面で接触させ、各構成部品を固定された相対的な位置に保持することを特徴とするトルク伝達連結組立体を有する軟性外科用リーマ。
【請求項５６】
上記外側表面が通孔によって圧縮され、それに伴い開口部を主軸部に対して収縮させることで超弾性作用を誘発することを特徴とする請求項５５に記載のリーマ。
【請求項５７】
上記主軸部は環状に形成され、誘導ワイヤーが通過する通路を形成するための貫通孔を有することを特徴とする請求項５５に記載のリーマ。
【請求項５８】
上記開口部は主軸部を干渉嵌合し、上記外側表面を通孔に対して圧縮するために拡張されることを特徴とする請求項５６に記載のリーマ。
【請求項５９】
上記構成部品に曲げ応力を伝達するための中間ポリマー・スリーブ部がさらに備わることを特徴とする請求項５５に記載のリーマ。
【請求項６０】
上記接触は、摩擦によってトルクを伝える面に沿って生じることを特徴とする請求項５５に記載のリーマ。
【請求項６１】
上記接触面には、主軸部が破損強度に達する前に所定のトルクで連結が外れるように調整が行われることを特徴とする請求項６０に記載のリーマ。
【請求項６２】
上記主軸部は動力機器に接続されることを特徴とする請求項６１に記載のリーマ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟性主軸が必要とされる医療及び産業分野における装置において有益となる、超弾性合金から形成される軟性駆動軸に連結された取付部を有するトルク伝達連結組立体に関し、特に整形外科において湾曲した骨部の中心から物質を取り除く軟性リーマまたは軟性ドリルにトルクを伝達するための動力外科機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械式駆動軸として、ニチノール（ニッケル・チタン）管、ワイヤーまたはロッドを用いることが一般的に知られている。ニチノールは湾曲または屈曲した形状の物においてトルクを伝達するために特に役立つ。これらの類の駆動軸は、湾曲した骨を切削またはドリルで穴を掘削することが必要とされる整形外科における用途において有益であることが実証されている。この１つの用途は、ニチノール製の駆動軸が備わったドリルまたはリーマを、人工器官や大腿骨の留具を移植する前に大腿骨の中心部を清掃するために用いることである。このような骨は通常半径が９０インチの弓形をしてなり、施行するには軟性リーマを必要とする。ニチノール管には通孔が形成され、リーマ切削工程を開始する前に大腿骨に置かれる誘導ワイヤーを通すことが可能であるので、この用途に用いることができる。この管は切れ目が形成されておらず、血液が入り込む隙間がないため、手術後の掃除が容易に行える。バネ式駆動軸を用いた従来の設計では、バネ部の巻きの間に血液が入り込む場合があったので、掃除を行うことが非常に困難であった。従来のバネ式の設計は、一方の方向で使用される際は強い力を発揮する傾向があるが、その逆の方向に使用されると逆に巻き戻る傾向がある。この巻き戻る問題を回避するために、多くの製造社が主要なバネ部の中に逆方向に巻かれたもう１つバネを加えた。しかしバネの中にもう１つバネが配置されるため,清掃するのが更に困難となり、別の主軸部の設計が必要となった。
【０００３】
このような新規のニチノール製の駆動軸への需要が市場において高まるにつれて、主軸部に取付けるための安全な連結方法を創出する様々な設計が試みられた。技術者が直面した１つの問題は、ニチノール管がそのねじれまたは疲労応力の限界を超過した際に見られ、部品が無数の鋭利な破片に砕ける悲惨な失敗につながることが知られている。患者の体内での使用の際は危険であり、この類の製品が信頼性をもって使用されていいのか懸念される。使用中の破損に対して今日まで残存する問題を解消するような、駆動軸において生じる応力を制限するための解決法はこれまで１つとして提供されていない。
【０００４】
もう１つの問題は、ニチノール製の駆動軸における取付部の接続に際して見られる。この接続は信頼性があり、管において不要な応力を生じさせないものでなければいけない。そうでなければ、主軸部の早期の破損につながる。一般的に、上記で説明された整形外科用リーマの例において、ニチノール管の一方の端部には動力機器に接続するステンレス製の取付部が備わり、もう一方の端部にはステンレス製のリーマ頭部またはリーマ頭部に接続する中間モジュール式取付部が備わる。信頼性のある取付部を創出するために、多くの試行が行われた。
【０００５】
上記のような接続上の問題に対する１つの解決案は、ニチノール軸部に取付部を接着するためにエポキシ樹脂を使用するというものだった。しかし、殺菌工程における温度と表面処理における臨界度のために、この試みに信頼性は生まれなかった。
【０００６】
別の案としては、レーザー溶接で主軸部に取付部を接続する方法だが、溶接工程によって管が砕けやすくなり、必要なトルクが伝達できないことが実験から明らかとなった。取付部には通孔及びピンが施されたが、管に形成されたそれに対応する通孔は管に多大な応力集中部を生じさせ、トルクの非常に低い数値において故障を引き起こすため、この付加した要素ですら役には立たなかった。記載した例では、２から４ナノメートルの間の数値で故障が生じることが判った。
【０００７】
また別の解決案として、ニチノール製主軸部を取付部に略０.００２インチの締めしろを有して圧入する方法がとられた。初めの試行は成功したが、綿密な疲労検査を行った結果、管が取付部に過度のフープ応力を加えてしまい、主軸部ではなく取付部の破損につながった。このような問題を改良するための解決案として、管の周りに緩く取付けられた取付部に長い部分を加えることが提案された。この案は成功したが、用いるリーマ頭部と比較して取付部が非常に長く形成されなければならなかった。しかしこの要素は、骨の湾曲に沿って作動しなければならないというリーマの操作上望ましくなく、また使用中における駆動軸の安全を保証するための主軸部におけるトルク制限に関する問題を解消しない。しかしこの要素は、骨の湾曲に沿って作動しなければならないというリーマの操作上望ましくなく、また使用中における駆動軸の安全を保証するための、主軸部におけるトルク制限に関する問題を解消しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、軟性リーマが必要とされる整形外科及び産業用途に使用するための、安全且つ効果的な連結システムを提供する必要がいまだ残在する。
【０００９】
また、清掃工程を容易にし、順方向及び逆方向において均一なトルク耐久性を保証するための、整形外科用器具及びその他の産業用器具におけるバネ式主軸部に取って代わるニチノール製の主軸部を用いる必要がある。
【００１０】
更に、管が破損する前に連結部がトルクを抑制することを保証するために、ニチノール製主軸部の取付部におけるトルクを制限する連結システムを提供する必要がある。
【００１１】
また更に、早期の破損につながる不必要な応力をニチノール製主軸部に及ぼさないような連結部が必要とされる。
【００１２】
また、取付部の強度を確保するよう円滑に応力を伝えると共に、リーマが骨の内部の自然な曲線に沿うように取付部の寸法を短くする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によるトルク伝達連結組立体、該組立体を形成する方法、そして該組立体を含む外科用リーマの説明をする。組立体は通孔が形成された雌型連結部を有する。雌型連結部は、動力器具に接続する取付部であるか切削部を形成してもよく、またはその両方であってもよい。半径方向に変曲可能な中空部品は上記通孔に収められ、開口部を有する中空の形に形成される。また組立体は超弾性合金からなり、開口部に収められるよう細長く形成された主軸部を有する。上記の部品間における相対運動によって半径方向に変曲可能な中空部品が主軸部に接触し、超弾性作用を主軸部において誘発することで主軸部と半径方向に変曲可能な中空部品とを表面対表面で接触させ、各部品を固定された相対的な位置に保持する。好ましい具体案において、半径方向に変曲可能な中空部品は上記相対運動によって摩擦的に通孔に嵌合するような外側表面を有することとする。接触は、好ましくは加えられたトルクを摩擦的に伝達する１つまたは複数の面に沿って生じ、主軸部における破損強度に達する前に所定のトルクにて連結が外れるように、接触面に調整（校正）が行われてもよい。別の好適な具体案において、主軸部は貫通孔が施された管状に形成され、誘導ワイヤーの通路を共に形成するために雌型連結部における貫通孔と並列に配置されてもよい。更なる具体案において、曲げ応力を伝達するための中間ポリマー・スリーブ部が組立体に備わってなる。また別の具体案において、雌型連結部には端ぐり（counter bore）が形成され、それに伴って半径方向に変曲可能な中空部品には端ぐり内に嵌め込まれるよう適応された外側表面が形成され、端ぐり内で圧縮されるか、内部で組み立てられた状態であることとする。代案とする好ましい具体案において、半径方向に変曲可能な中空部品は先割れ保持具を有し、上記部品のうち２つの部品間における相対運動によって開口部が主軸部に接触し、超弾性作用を主軸部において誘発することで主軸部と保持具とを表面体表面で接触させ、各部品を固定された相対的な位置に保持する。また別の代案とする好ましい具体案において、半径方向に変曲可能な中空部品は超弾性合金からなる鍔部であり、取付部と鍔部における相対運動によって鍔部は主軸部と接触し、超弾性作用を主軸部において誘発することで主軸部と鍔部とを表面対表面で接触させ、各部品を固定された相対的な位置に保持する。鍔部は、座金または一連の座金であってもよい。
【００１４】
トルク伝達連結組立体を形成する方法は以下の工程からなる。通孔を形成してなる雌型連結部と、外側表面及び開口部を形成してなる半径方向に変曲可能な中空部品とが備えられ、半径方向に変曲可能な中空部品は上記通孔内に収められる。超弾性合金からなる細長い主軸部が備えられ、上記開口部内に収められる。上記部品のうち少なくとも２つを相対的に動かすことにより半径方向に変曲可能な中空部品が主軸部に接触し、超弾性作用を主軸部において誘発することで主軸部と半径方向に変曲可能な中空部品とを表面体表面で接触させ、各部品を固定された相対的な位置に保持する。代案として半径方向に変曲可能な中空部品は、外側圧縮スリーブ部と連接可能な先割れ保持具、または雌型連結部における端ぐり内において連接可能な超弾性の鍔部から構成されてもよい。
【００１５】
トルク伝達連結組立体を有する軟性外科用リーマを開示する。組立体は雌型連結部を含み、この雌型連結部は切削工具ビットを形成する頭部を備え端ぐりが形成された取付部、または外側圧縮スリーブ部として形成されてもよい。超弾性合金からなり開口部を有する、好ましくは端ぐりに配置された座金または一連の座金として形成された鍔部として形成された半径方向に変曲可能な中空部品が備えられる。上記部品のうち少なくとも２つの部品間における相対運動によって開口部は主軸部と接触し、超弾性作用を主軸部において誘発することで主軸部と鍔部とを表面対表面で接触させ、各部品を固定された相対的な位置に保持する。代案として、半径方向に変曲可能な中空部品にはスリーブ部に収められる外側表面を有する先割れ保持具及び開口部を備えられてもよい。組立体は超弾性合金からなり、開口部内に収められる細長い主軸部を具備する。上記部品間における相対運動によって開口部が主軸部に接触し、超弾性作用を主軸部において誘発することで主軸部と保持具とを表面対表面で接触させ、各部品を固定された相対的な位置に保持する。この接触は、加えられたトルクを摩擦によって伝える面に沿って行われ、主軸部における破損強度に達する前に所定のトルクにて連結が外れるように接触面は調整されることが望ましい。組立体に曲げ応力を伝達するために、中間ポリマー・スリーブ部が付加的に備えられてもよい。主軸部は貫通孔が施された管状に形成され、雌型連結部にはリーマを通る誘導ワイヤーの通路を形成するよう主軸部の貫通孔と並列な貫通孔が形成されてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の利点は、表面対表面の摩擦的な接触によってトルクを制限することも可能なトルク伝達連結組立体であり、従って主軸部の最大破損強度よりも少ないトルクが生じた際に連結部に分離が生じる。
【００１７】
本発明のもう１つの利点は、干渉嵌合された接触面を拡張及び縮小することによってトルクを調整し、組立体における部品の表面処理を調節できる点である。
【００１８】
更なる利点は、連結部と主軸部の間に介在するポリマー・スリーブ部などの、力を円滑に伝える抑制材としての作用を持つ好ましい柔軟な材料を用いることでフープ応力による疲労を改善することである。
【００１９】
本発明におけるその他の目的及び利点は、以下に記載した詳細な説明及び添付された図を参照することで明らかとなるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１から３のうち特に図１を参照にして、本発明は超弾性合金、好ましくはニッケル・チタン（通称ニチノール）からなる駆動軸５を有する。この種の合金からなる主軸部は、図３に見られるように貫通孔７を形成してなり、使用中に曲げ応力が加わってもトルクを伝達するという顕著な特徴を表す。本発明の模範的用途は整形外科におけるドリル及びリーマ装置における使用であるが、本発明による超弾性合金の使用法は、医療分野だけでなくその他の産業上の利用を含む更に幅広い範囲に応用できる。
【００２１】
本発明による装置は、図２から３において１３として概ね開示される。器具取付部２０は好ましくは、装置１３が本件による方法でもって組み立てられた際に、主軸部５に形成された貫通孔７と並列に配置される貫通孔２２を有する。並列に配置された貫通孔７、２０は、装置１３を誘導ワイヤー（図示なし）の上に設置することを可能にする。器具取付部は、また別の具体案（図４−６）に関連して以下に記載するように、取付部が半径方向に変曲可能な中空部品から分離することもできるが、好ましくは一体化された構造を持つ半径方向に移動可能、すなわち変曲可能な保持具２５を更に有する。
【００２２】
本発明の方法によると、主軸部５は保持具２５に挿入される。好ましくは、主軸部５における外径Ｄ１と保持具２５における内径Ｄ２の間には締まりばめが生じる。この締めしろによって、主軸部５と取付部２０が嵌め合わさると同時に保持具２５が花の形状になるように外側に向かって変曲する。
【００２３】
主軸部５が保持具２５に嵌め込まれると、圧縮スリーブ部（図１−３）が花の形状になった保持具の上に被さり、接続部１２が溶接される。これらの部品５、１０、２５が組み立てられると、保持具２５が主軸部に半径方向に被さり、主軸部５を形成する合金に超弾性作用を誘発することで確固とした連結を行う。
【００２４】
この超弾性作用によって、図３で示されるように保持具２５のスリット部が寸法Ｌ１に沿って管に接触する。この表面対表面の接触（図３における符号３０にて開示）によって装置１３がトルクを伝達することが可能となる。本質的には、各部品は摩擦によってトルクを伝達する。従って、器具取付部２０に過度に適応されるトルクにより摩擦力が圧倒されると、取付部２０及び主軸部５が相互から回転的に外れるよう分離する。この分離によって主軸部に適用されるトルクを制限する。寸法Ｌ１を変更し、それに伴って主軸部５において最大降伏強さに達する前に分離が起こることを保証する最大適用トルクの制限を調整することで、接触面３０を調整することができる。
【００２５】
圧縮スリーブ部１０は、ポリマー・スリーブ部１５が選択的に内部に設置されて形成されてもよい。このポリマー・スリーブ部１５は、変曲した状態で用いる際に器具取付部２０を介して主軸部５に均一に応力を移行することを意図して設置される。このようにより円滑に移行が行われることによって、取付部２０における早期の故障が防がれる。器具取付部２０の壁の厚さが例えば０.２５から１.００ミリの間の数値まで薄くなると、ポリマー・スリーブ部１５を用いる必要性が生じてくる。それ以外の場合においては、器具取付部２０によって応力を処理することができるので、ポリマー・スリーブ部１５の必要性はなくなる。
【００２６】
本発明の別の具体案は図４から６、とりわけニチノールなどの超弾性合金からなる主軸部１０５が開示された図４にて描写されている。図１から３に関連して説明したように、主軸部も図６で示されるように貫通孔１０７を有することが好ましい。主軸部１０５は、使用中に高い曲げ力が加わってもトルクを伝達するという顕著な特徴を持つ。本発明の模範的用途は整形外科におけるドリル及びリーマ装置における使用であるが、本発明による超弾性合金の使用法は、医療分野だけでなくその他の産業上の利用を含む更に幅広い範囲に応用できる。
【００２７】
組み立てられた装置は図５から６における１３にて概ね開示され、単一部品よりむしろモジュール式の器具取付部１２０を用いる（図１から３の保持具２５を参照）。器具取付部１２０には、主軸部における貫通孔１０７と並列に配置し、誘導ワイヤー（図示なし）の上に配置できるようにする通行１２２が形成されてもよい。器具取付部１２０は内径がＤ１０４に形成され、一体になると鍔部の形状となる一連のニチノール製座金１２５から構成されるモジュール式の半径方向に変曲可能な中空部品を有する。座金１２５は、それぞれ外径Ｄ１０３と内径Ｄ１０２を有する。
【００２８】
本発明のまた別の好適な方法による組立において、直径Ｄ１０１を有する主軸部１０５は器具取付部１２０に嵌め合わされる。この組立において、外径Ｄ１０１と内径Ｄ１０２の間で締まりばめが生じ、また外径Ｄ１０３とＤ１０４の間でも締まりばめが生じることが好ましい。この締めしろによって変形可能な座金１２５に半径方向の圧縮を加え、１３０にて示されるような寸法Ｌ１０１に沿った表面対表面の接触を誘発する。結果的に、この半径方向に変曲可能な座金１２５は主軸部１０５と取付部１２０の間に介在する形となる。これは様々な組立方法を用いて達成することができる。
【００２９】
一例としては、変曲可能な座金１２５を器具取付部１２０に予め接続し、その次に主軸部１０５を組立体に接続してもよい。しかし好ましくは、主軸部１０５は取付部１２０に緩く取付けられ、それから座金１２５が器具取付部に挿入されてもよい。各部品が嵌め合わされると、座金１２５の外径Ｄ１０３と器具取付部１２０の内径Ｄ１０４の間で生じる締めしろによって圧縮される。この締めしろによって座金１２５において超弾性作用が誘発され、座金１２５の内径Ｄ１０２が主軸部１０５の外径Ｄ１０１に圧縮することで１３０にて示されるように寸法Ｌ１０１に沿った表面対表面の接触を行う。図６における１３０で示されたこの表面対表面の接触によって、組立体がトルクを伝達することが可能となるのである。
【００３０】
本質的に、各部品はトルクを利用した摩擦を伝達しているのだ。器具取付部１２０に過度に適応されるトルクにより摩擦力が圧倒されると、取付部１２０及び主軸部１０５が相互から回転的に外れるように分離する。この回転式な分離によって主軸部に適用されるトルクを制限する。設計の際に寸法Ｌ１０１を変更することにより接触面１３０を調整すると、主軸部１０５において最大降伏強さに達する前に分離が必ず起こるように最大適用トルクの制限が調整される。
【００３１】
選択的にポリマー・スリーブ部１１５が内部に予め設置された付加的なスリーブ部１１０を、結合部１１２に溶接してもよい。このポリマー・スリーブ部1１５は、変曲した状態で用いる際に器具取付部１２０を介して主軸部１０５に均一に応力を移行することを意図して設置される。このようなより円滑な移行によって、取付部１２０における早期の故障が防がれる。器具取付部２０の壁の厚さが、例えば０.２５から１.００ミリの間の薄さになる場合のみ、ポリマー・スリーブ部１１５を用いる必要がある。それ以外の場合においては、器具取付部１２０によって応力を処理することができるので、付加的なポリマー・スリーブ部１１５及びスリーブ部１１０の必要性はなくなる。
【００３２】
本願において、２００１年５月１８日出願の米国出願番号０９／８６０、９１６「応力誘発型接続装置」（“Ｓｔｒｅｓｓ−Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ”）、２０００年３月１１日出願の米国特許第６、２５７、９５３「応力誘発型介在コネクタ」（“Ｓｔｒｅｓｓ−Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｉｎｔｅｒｐｏｓｅｄ  Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ”）、１９９９年５月１４日出願の米国出願番号０９／３１１、９３８「応力誘発型密閉部品」（“Ｓｔｒｅｓｓ−Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｓｅａｌ”）及び２００１年１月１９日出願の米国出願番号６０／２６２、３６２「駆動軸継手」（“Ｄｒｉｖｅ  Ｓｈａｆｔ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ”）を引用して援用する。
【００３３】
本発明は好適な具体案を参照に説明されているが、添付された請求項によって定義された本発明の精神と範囲を逸することなく、様々な改良や変更が可能であることは当業者には明白だろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】先割れ保持具、圧縮スリーブ部、及びその間に選択的に介在されたポリマー・スリーブ部を有する取付部を開示した、本発明の好ましい具体案によるトルク伝達連結組立体の分解図である。
【図２】組立体を連結するためにスリーブ部によって圧縮された保持具を開示した、図１の立面組立図である。
【図３】図２における線３−３に概ね沿った断面図である。
【図４】それぞれが超弾性合金からなる一連の座金、圧縮スリーブ部及び選択的なポリマー・スリーブ部を好ましくは有する鍔部を備えた取付部を示した、本発明のトルク伝達連結組立体の別の具体案の分解図である。
【図５】組立体を連結するためにスリーブ部によって圧縮された保持具を示した図４の立面組立図である。
【図６】図５における線６−６に概ね沿った断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
５        主軸部
７        貫通孔
１０      スリーブ部
１２      結合部
１３      装置
１５      スリーブ部
２０      取付部
２２      貫通孔
２５      保持具
３０      接触面
Ｄ１      主軸部の外径
Ｄ２      保持具の内径
Ｌ１      寸法
１０５    主軸部
１０７    貫通孔
１１０    スリーブ部
１１２    結合部
１１３    装置
１１５    スリーブ部
１２０    取付部
１２２    貫通孔
１２５    座金
１３０    接触面
Ｄ１０１  主軸部の外径
Ｄ１０２  座金の内径
Ｄ１０３  座金の外径
Ｄ１０４  取付部の内径
Ｌ１０１  寸法
【国際公開パンフレット】
2005507301.tif 000003
2005507301.tif 000004
2005507301.tif 000005
2005507301.tif 000006
2005507301.tif 000007
2005507301.tif 000008
2005507301.tif 000009
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2005507301.tif 000011
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2005507301.tif 000014
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2005507301.tif 000033
【国際調査報告】
2005507301.tif 000034
2005507301.tif 000035