(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ツールであって、
ａ）医療用滅菌処理に関連する温度および圧力に晒すことができる本体と、
ｂ）前記本体に作動可能に接続され、かつ、締結具と係合可能であるシャフトと、
ｃ）電子ユニットに作動可能に接続されるハウジングであって、前記シャフトに作動可能に接続されるとともに、前記締結具上において該シャフトによって印加されるトルクを測定するように作動可能であるトルク測定システムを備えており、かつ、前記本体から分離可能であるハウジングと、を備える駆動ツール。
【請求項２】
前記本体およびハウジングは、前記電子ユニットを損傷することなく、医療用滅菌処理に関連した温度および圧力に晒されることができる、請求項１に記載の駆動ツール。
【請求項３】
前記ハウジングは前記本体内に配置されている、請求項１または２に記載の駆動ツール。
【請求項４】
前記電子ユニットに作動可能に接続された電源をさらに備える、請求項１または２に記載の駆動ツール。
【請求項５】
前記電源は前記ハウジング内に配置されている、請求項４に記載の駆動ツール。
【請求項６】
前記電源は無線充電可能である、請求項５に記載の駆動ツール。
【請求項７】
前記電源はハウジングから分離可能である、請求項５に記載の駆動ツール。
【請求項８】
（ｉ）前記ハウジングはロック機構によって前記本体に接続され、または、
（ｉｉ）前記ハウジング内に配置され、かつ、前記本体と該ハウジングが正しく相互接続しなかった場合には前記電子ユニットが動作しないようにするロックアウトスイッチをさらに備える、請求項１または２に記載の駆動ツール。
【請求項９】
前記電子ユニットに作動可能に接続された制御ユニットをさらに備え、前記制御ユニットは前記電子ユニットに無線接続されている、請求項１または２に記載の駆動ツール。
【請求項１０】
前記電子ユニットに作動可能に接続された電子メモリユニットをさらに備え、前記電子メモリユニットは前記ハウジング内に配置されている、請求項１または２に記載の駆動ツール。
【請求項１１】
前記トルク測定システムによって判定されたトルク測定値を表示するために、前記電子ユニットに作動可能に接続された表示装置をさらに備える、請求項１または２に記載の駆動ツール。
【請求項１２】
前記表示装置は前記本体上または前記ハウジング上に位置する、請求項１１に記載の駆動ツール。
【請求項１３】
前記表示装置は前記本体およびハウジングから離間されている、請求項１１に記載の駆動ツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ツールに関し、より具体的には、ツールによって印加されている力の表示を提供するための電子測定表示装置を備えたツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの場合、組み付け性能が重要な構成要素（ａｓｓｅｍｂｌｅ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）を組み立てるために用いられる締結具（ｆａｓｔｅｎｅｒｓ）は、そのような締結具に「プレテンション」を導入するために、特定のトルクレベルに締め付けられる。締結具の頭部にトルクが印加されているときに、特定のレベルのトルクを超えると、締結具は伸張し始める。この伸張は締結具にプレテンションを生じ、次いでそのプレテンションが構成要素を１つに結合する。これらの締結具を締め付ける一般的な方法はトルクレンチを用いることである。正確で信頼性のあるトルクレンチは、締結具が適正なトルク仕様に締め付けられることを確実にするのに役立つ。
【０００３】
トルクレンチは簡単な機械式から精巧な電子式まで様々である。機械式トルクレンチは一般に電子式のものほど高価ではない。機械的トルクレンチには、ビーム式とクリック式（ｃｌｉｃｋｅｒ  ｔｙｐｅｓ）との２つの一般的な種類がある。ビーム式トルクレンチの場合、レンチによって印加されているトルクに応じて、ビームが非偏向ビームに対して湾曲する。非偏向ビームに対して湾曲したビームの撓み量が締結具に印加されたトルクの量を示している。クリック式トルクレンチは、ばねを有するスナップ機構に予め負荷をかけ、特定のトルクで解放することによりクリック音を生成することによって作動する。他の種類の機械的トルクレンチとしては、直読式（ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ）、ラチェット式（ｒａｔｃｈｅｔｉｎｇ）、トルク制限式、インライン式およびビーム式のトルクレンチが挙げられる。直読式レンチでは、トルク値はスケール上で測定され、表示される。トルク制限式レンチでは、レンチは事前設定トルク値に達するまで締結具を駆動し、それに達した時点でレンチは滑って、印加されるトルクを伝達するのを停止する。ラチェット機構レンチでは、締結具を木材または骨などの基材内に駆動するために、その軸線を中心とした多数回の回転によって締結具を回転させることが必要である。手持ち式ツールに関して、締結具を駆動するために、典型的にはユーザーは、ヒトの手の骨関節が動く範囲を制限するために、締結具を駆動し続けるにはその握り方を変えるか、または手を替えなければならず、これは人によって約１００〜１８０度で起こる。締結具駆動ツールにおけるラチェット機構は、ユーザーが、装置駆動ビットを締結具から持ち上げたり、または他の場合には外したりすることなく、また装置から手を持ち上げたり、手を変えたりすることなく、その器具を印加されているトルクに対して反対方向に回転させることを可能にする。前記ツールのラチェット機構によれば、ユーザーは、ユーザーの手が許容するのと同じ回転の度合いで、ツールを回転させて締結具を駆動することができ、次に、駆動ツールから手を持ち上げることなく、締結具を同じ度合いで駆動することができるように、駆動ツールを反対方向において歯止めする（ｒａｔｃｈｅｔ）。
【０００４】
電子式トルクレンチ（ＥＴＷ）は、機械式トルクレンチより高価であり、かつ、より正確でもある。電子式トルクレンチによって締結具にトルクを印加すると、トルク読み取り値は、数値または光表示によるような視認可能な方法で電子式トルクレンチの表示装置上に示される。また、読み取り値は、印加されるトルクによる締結具におけるプレテンションに比例する。しかしながら、読み取り値はまた、数ある要因のなかでも、締結具の頭部と構成要素の隣接面との間における頭部下摩擦（ｕｎｄｅｒ  ｈｅａｄ  ｆｒｉｃｔｉｏｎ）と、組み合っているねじ山間の摩擦（ｆｒｉｃｔｉｏｎ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｔｈｅ  ｍａｔｉｎｇ  ｔｈｒｅａｄｓ）とに依存する。静止摩擦は動摩擦より大きい。従って、トルク印加動作（ｔｏｒｑｕｉｎｇ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）が開始される場合、静止摩擦力に打ち勝って、締結具の回転を開始するために必要とされるトルクが増大する。従って、トルクが締結具に対して好ましくは遅く連続的な方法で適用されることになり、摩擦推力が安定することを可能にし、精度を保証するのに役立ち、かつ、過大なトルク印加（ｔｏｒｑｕｉｎｇ）を防止するのに役立つ。過大なトルク印加は、締結具または基材に損傷を与え、極端な場合には、締結具または基材の破壊を生じる。同様に、ユーザーが、現在トルク値（その瞬間に印加されているトルク）と、ピークトルク値（現在の瞬間までに印加された最大トルク）との双方を同時に知ることが望ましい場合が多い。しかしながら、既存のトルクレンチは、典型的には、現在トルク値または所与の時間におけるピークトルク値のみを表示する。
【０００５】
トルクレンチが「トラッキングモード」において操作される場合には、現在トルク値が表示され、従ってユーザーは、締結具が受けている可能性がある実際のピークトルク値に関する即時のフィードバックを必ずしも得ていない。いくつかの電子式トルクレンチでは、データをダウンロードすることによって、この情報を得ることは可能であるが、この動作は典型的には瞬時ではなく、従って操作者は即時のフィードバックを得ていない。他方では、「ピーク値保持モード」で作動する場合には、電子式トルクレンチの表示装置は、典型的には、その時間までに締結具に印加された最大トルクのみを示す。ピーク値保持モードでは、多くの場合、ユーザーには現在のトルクレベルが分からない。これは、締結具の過大なトルク印加または過小なトルク印加をもたらし得る。
【０００６】
電子式トルクレンチ上の読取り値の精度に影響を与え得る別の要因は動作温度である。印加されるトルクを測定するための電子式トルクレンチに用いられる歪みゲージは、多くの場合、温度によって影響を受ける。従って、正確なトルク測定値を得るためには、多くの場合、現在の温度を測定して、所与の歪みゲージ読取り値について表示されるトルク値を調整することが必要である。
【０００７】
いずれの種類のＥＴＷが用いられるかにかかわらず、トルクレンチが届かない場所にある締結具を締め付けるためにはトルクエクステンションが必要とされる。ＥＴＷにトルクエクステンションを取り付ける最も一般的な方法の１つは、本来のドライブヘッドを、それ自身のドライブヘッドを有するエクステンションと交換することである。エクステンションが挿入されたならば、ＥＴＷの読み取り値は、通常、エクステンションによるレバーアーム長の変化に対して補正されなければならない。エクステンションが適所にある場合、締結具が受ける実際のトルクは、エクステンションがＥＴＷの端部から外側に延びるか、または内側に延びるかにそれぞれ応じて、ＥＴＷ上に実際に表示されるものより高くなるか、または低くなる。
【０００８】
それぞれの異なる長さのエクステンションに対して、異なる補正係数が計算されなければならない。典型的には、エンドユーザは補正係数を計算し、締結具に印加されるべき所望の最終的な実際のトルク値をこの補正係数で除算するか、または乗算し、ＥＴＷに入力されるべき（ＥＴＷによって表示される）最終補正済み設定トルク値を求める。実際のトルク値が補正係数で除算されるか、または乗算されるかは、補正係数を求める方法に依存する。最終補正済み設定トルク値は、表示されたときに、ユーザーが締結具にトルクを印加するのを停止する値である。典型的には、ユーザーは、最終補正済設定トルク値のみを正確に知り、中間トルク値を正確に求めることはできない。換言すると、ユーザーはトルク設定のために最終補正済み設定トルク値を計算するだけであり、「補正済み」値のみがＥＴＷによって表示されるように、トルク印加動作中に実際のトルク値を連続的に監視することはできない。この状況は、過大または過小なトルク印加をもたらし、締結具の性能を失う可能性がある。
【０００９】
さらに、従来技術の電子式トルクレンチの場合、これらの種類のレンチの各々の用途は、通常は、自動車修理工場などのレンチの清潔さが問題とならない環境内におけるものである。よって、従来技術の電子式トルクレンチを無菌レベルにまで清潔にできることは電子式トルクレンチを構成するための要件ではなく、従って、これらの従来技術のレンチの設計および構成は、電子式トルクレンチが使用前に滅菌される必要がある環境においてそのレンチを使用できるようにするために、これらの種類のレンチの内部電子構成要素を保護することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
よって、装置の内部構成要素を保護するために、装置を滅菌するのに必要とされる温度および圧力に耐えることができる電子式トルクレンチを開発することが望ましい。これに代わって、滅菌することができ、かつ、レンチの操作のためにレンチに作動可能に連結可能であるが、それらの初期の使用後に滅菌を必要としない１つ以上の使い捨て構成要素を備えた、滅菌環境において操作することができる電子式トルクレンチを開発することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様によれば、滅菌環境においてワークピースに係合するための電子式トルクレンチが提供される。この電子式トルクレンチは、レンチヘッドを有するレンチ本体を備え、レンチヘッドはレンチ本体上に配置されており、レンチヘッドはワークピースに係合するように構成されている。レンチヘッドとは反対側のレンチ本体上には把持ハンドルが配置されており、ユーザーインタフェースはレンチ本体によって保持され、前記ユーザーインタフェースは、ハンドル内、または任意でハンドルから離間された位置に配置されたマイクロプロセッサに接続されている。一実施形態において、ユーザーインタフェースは、第１表示部（ｒｅａｄｏｕｔ）および第２表示部を有する表示装置と、事前設定トルク値を入力するための入力装置とを備え、それらのすべてはマイクロプロセッサに作動可能に接続されている。第１表示部は動作中にピークトルク値を連続的に表示し、第２表示部は動作中に印加されるトルク値を連続的に表示する。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、滅菌環境中におけるワークピースに対するトルク印加動作中に、電子式トルクレンチの表示装置上に、ピークトルク値および印加トルク値を事前設定トルク値のパーセンテージとして表示する方法が提供される。この方法は、電子式トルクレンチに事前設定トルク値を入力する工程であって、事前設定トルク値はワークピースに印加されることが望まれる最大トルクである、工程と、ワークピースに印加されている現在トルクを検知する工程と、現在トルクを表示装置上に表示された既存のピークトルク値に比較する工程と、現在トルクが表示されたピークトルク値を超える場合には、現在トルクをピークトルク値としてデジタル表示装置上に表示する工程と、現在トルクを事前設定トルク値と比較して、現在トルクが対応する事前設定トルク値のパーセンテージを求める工程と、パーセンテージおよびピークトルク値がトルク印加動作中にいつでも同時に表示されるように、パーセンテージをデジタル表示装置上に表示する工程とのうちの１つ以上を含む。
【００１３】
本発明のさらに別の態様によれば、滅菌環境においてワークピースを駆動するための電子式トルクレンチが提供され、このトルクレンチはハンドル端部とレンチヘッド受容端部とを有するレンチ本体を備える。レンチヘッドはワークピース受容端部と、レンチ本体のレンチヘッド受容端部によって取り外し可能に受容される取付け端部とを備える。レンチヘッド感知装置は、レンチの頭部受容端部によって保持され、かつ、レンチヘッド感知装置がレンチヘッド受容端部上におけるレンチヘッドの存在を示す電気信号をマイクロプロセッサに送信することができるように、レンチヘッド感知装置とマイクロプロセッサとの間の電気的接続を備える。
【００１４】
さらに本発明の別の態様によれば、電子式トルクレンチは、トルク調整能力、所望のトルク設定の表示、得られた実際のトルクの表示、トルク測定能力、および任意で所定トルクレベルにおける停止を含む。電子式トルクレンチは、滅菌動作環境内における操作者の能力に関係なく、反復可能で正確なトルクの印加を提供する。
【００１５】
いくつかの特徴の中でも、本発明の目的および利点は改善されたトルク印加レンチを提供することにあり、トルク印加レンチは、
・動作中にトルクを電子的に感知することによって印加トルクを正確に測定し、
・操作者が所定トルクレベルを便利に選択できるようにし、かつ、所定トルクレベルを表示し、
・外部の感知回路および制御回路を必要としないが、その代りに、レンチが滅菌環境中で用いられることを可能にする方法で、ツールに完全に一体化されており、
・電子的フィードバックによりトルク感知およびトルク制御を提供し、
・外部電力供給源を必要としないが、その代りに、バッテリー電力のみで長期使用が可能であり、
・トルクレンチの動作の通常の速度および便利さに干渉しない感知要素および制御要素の使用によって、既存のトルクレンチの典型的な構成に一体化され得、
・携帯用のデジタルトルク応答性で、かつ、任意でトルクを制御するレンチを可能にするほど大幅に経済的で比較的簡素なトルク感知技術を用い、
・滅菌環境における医療用途、並びに他の多くの工業領域における使用に適するほどの経済性および簡素さを備えた、そのようなトルク応答性で、かつ、任意でトルクを制御するレンチを提供する。
【００１６】
本開示は、滅菌医療環境における締結具の取り付け、および他のツール操作において用いるための電子式トルクレンチ装置、そのような装置に関連したシステム、並びに前記装置およびシステムを使用する方法に関する。締結構成要素（ｆａｓｔｅｎｉｎｇ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）を所望のトルク設定で固定することは、前記構成要素を過小に締め付けたり、過剰に締め付けたりすることなく、前記構成要素およびそれに関連する任意の構造物の安全な取り付けを可能にする。構成要素を過小に締め付けることにより、構成要素の離脱を生じ得る。構成要素を過剰に締め付けることにより、構成要素を離脱させることを困難にしたり、または構成要素に損傷を与えたりする。過小な締め付けまたは過剰な締め付けを防止するために、構成要素を締め付けながらトルクの測定を行って、目標トルク設定に合わせたり、または所望のトルク範囲内のトルクを印加したりすることができる。
【００１７】
本発明のさらなる実施形態によれば、医療処置用の締結具システムに関連する、力を締め付けかつ標準化するための電子式トルクレンチ装置、システム、並びにそのような装置およびシステムを用いる方法を提供する。一実施形態において、前記システムは、特に、処置が実施されることになっている特定の個人に関係するような、様々な医療処置のための締結具構成情報のデータベースへのアクセスを含む。情報はデータベースからレンチ装置へ提供される。前記レンチ装置は、情報の検証、および前記レンチの使用による情報の適用の検証を提供する。使用後、レンチアセンブリは、前記処置の履歴記録と、医師がレンチを用いて各締結具に印加したトルク値とを提供するために、システムに情報を返信する。
【００１８】
さらに本発明の別の態様によれば、前記電子式トルクレンチアセンブリは連結装置または連結器と、レンチとを備える。前記連結装置は前記システムから情報を受信し、それをレンチに転送する。一旦、締結具構成情報が受信されると、レンチは連結器から取り外され、締結具トルクプロセスで使用されるトルク設定を確立するために用いられる。締付けプロセスの検証は使用中にレンチにおいて記録され、連結器に送信される。次に、連結器はシステムに情報を転送する。
【００１９】
本発明のさらなる態様によれば、前記システムは、マイクロプロセッサと通信する駆動装置管理サーバを含む。連結器は、前記サーバから処置／対象者についての情報を収集するためにサーバに接続される。次に、前記装置管理サーバは、電子式トルクレンチへ転送するために、対応する締結具構成情報を連結器に送る。レンチは情報を締結具締付けプロセスにおいて用いて、処置中に締め付けられる特定の締結具に対する適正トルク値を医師に警告する。レンチが連結器内に配置されると、情報の検証がレンチにおいて、および／または、レンチによって記録され、連結器に返信される。連結器に送られた情報は、検証、トランザクション完了および格納のために処置管理サーバに送信される。
【００２０】
本発明の別の実施形態によれば、マイクロプロセッサに格納された締結具締付け処置またはプロセスの実施におけるトルクレンチの使用に関するデータは、レンチの使用法を記録するために、連結器および／またはサーバに転送される。このデータは、とりわけレンチの使用回数およびレンチの使用時間の全長のような各種パラメータに基づいて、レンチに対して必要な較正を決定するのに使用するためにサーバに格納される。
【００２１】
さらに本発明のさらなる実施形態によれば、レンチはクレードルを備えるように構成することができる。クレードルは、電源パック／センサーモジュールを挿入するためのスロット、開口または他の適当な開口部を備える。電源パック／センサーモジュールは、電子式トルク感知装置を備え、かつ、所望の駆動器具または用具と係合されるように適合さている。電源パックセンサーモジュールはクレードルと組み合って、電源パック／センサーモジュールを作動させる。電源パック／センサーモジュールは、予め較正され、かつ、レンチによって印加されているトルクのレベルに関して、ツールを使用している人にフィードバックを提供するように作動可能である。
【００２２】
さらに本発明の別の態様によれば、電源パックセンサーモジュールは、単回使用において締結具に印加されるトルクを正確に求めるために、予め較正されるように設計され、そのため、電源パック／センサーモジュールは単回の処置またはプロセスで使用した後に廃棄することができる。
【００２３】
本開示の別の態様によれば、電源パック／センサーモジュールおよびクレードルは、正しく相互接続しなかった場合には電源パック／センサーモジュールが動作しないようにするロックアウト機能を備える。電源パック／センサーモジュールは、さらに、単一の電源パック／センサーモジュールが複数のクレードルと係合および／または使用されることを可能にする、異なる手段（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓ）または構成を有する異なるクレードルと相互接続される構成で設計される。
【００２４】
さらに本発明の別の態様によれば、クレードルおよび電源パック／センサーモジュールを複数回の処置において再使用することができるように、クレードルおよび電源パック／センサーモジュールは滅菌可能となるように形成することができる。
【００２５】
本発明の他の態様、特徴および利点は、一部は本開示の実施形態が記載され示されている以下の記載および添付図面において述べられており、一部は添付図面とともに解釈される以下の詳細な説明の検討により明らかになるであろう。
【００２６】
図面は、本発明の実施の現在考えられる最良のモードを示している。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本開示に従って構成された電子式駆動ツールの第１実施形態の等角図。
【図２】図１の２−２線に沿った断面図。
【図３】本開示に従って構成された電子式駆動ツールの第２実施形態の分解等角図。
【図４】図３のツールの内部構成要素の等角図。
【図５】本開示に従って構成された電子式駆動ツールの第３実施形態の等角図。
【図６】図１のツールによって用いられる照明要素の等角図。
【図６Ａ】図１のツールによって用いられる照明要素の等角図。
【図７】図１のツールの電源セル構成要素の断面図。
【図８】温度補償ブラダーまたは図１のツールとの使用の断面図。
【図９】本開示に従って構成された電子式駆動ツールの第４実施形態の分解等角図。
【図１０】本開示に従って構成された電子式駆動ツールの第５実施形態の断面図。
【図１１Ａ】図１のツールのための表示装置の正面平面図。
【図１１Ｂ】図１のツールのための表示装置の正面平面図。
【図１２】図１のツールの電子システムの第１実施形態の概略図。
【図１３】図１のツールの電子システムの第２実施形態の概略図。
【図１４】図１のツールの動作機能の第１実施形態の概略図。
【図１５】図１のツールの動作機能の第２実施形態の概略図。
【図１６】図１のツールの動作を示す概略図。
【図１７】本開示に従って構成された電子式駆動ツールの第６実施形態を含む医療施設の概略図。
【図１８】図１７のツールの概略図。
【図１９Ａ】図１７のツールの動作を示す概略図。
【図１９Ｂ】図１７のツールの動作を示す概略図。
【図２０】本開示に従って構成された電子式駆動ツールの第７実施形態の断面図。
【図２１】本開示に従って構成された電子式駆動ツールの第８実施形態の断面図。
【図２２】電子式駆動ツールとともに用いられる較正トレイの等角図。
【図２３】図２２の較正トレイとともに用いられる本開示に従って構成された駆動ツールの等角図。
【図２４】図２２の較正トレイの部分切欠き等角図。
【図２５】本開示に従って構成された電子式駆動ツールの第９実施形態の正面等角図。
【図２６】図２５のツールの正面平面図。
【図２７】図２５のツールの後部等角図。
【図２８Ａ】本開示に従って構成された電子式駆動ツールの第１０実施形態の正面平面図。
【図２８Ｂ】本開示に従って構成された電子式駆動ツールの第１０実施形態の正面平面図。
【図２９Ａ】本開示に従って構成された電子式駆動ツールの第１１実施形態の正面平面図。
【図２９Ｂ】本開示に従って構成された電子式駆動ツールの第１１実施形態の正面平面図。
【図３０】本開示に従って構成された電子式駆動ツールの第１２実施形態の等角図。
【図３１】図３０のツールの断面図。
【図３２】図３０のツールの電源のためのロック部材（ｌｏｃｋｉｎｇ  ｍｅｍｂｅｒ）の等角図。
【図３３】図３２のロック部材の断面図。
【図３４】図３０のツールの部分切欠き断面図。
【図３５】図３０のクレードルの等角図。
【図３６】本発明に従って構成された電子式駆動ツールの第１３実施形態の断面図。
【図３７】本発明に従って構成された電子式駆動ツールの第１４実施形態の正面断面図。
【図３８】図３７のツールの側面断面図。
【図３９】本発明に従って構成された電子式駆動ツールの第１５実施形態の部分切欠き等角図。
【図４０】本発明に従って構成された電子式駆動ツールの第１６実施形態の等角図。
【図４１】図４０のツールの部分切欠き等角図。
【図４２】図４１の４２−４２線に沿った断面図。
【図４３】本発明に従って構成された電子式駆動ツールの第１７実施形態の等角図。
【図４４】図４３のツールの部分切欠き等角図。
【図４５】図４３の４５−４５線に沿った断面図。
【図４６Ａ】図２５の電子式駆動ツールの代替構成の図。
【図４６Ｂ】図２５の電子式駆動ツールの代替構成の図。
【図４６Ｃ】図２５の電子式駆動ツールの代替構成の図。
【図４６Ｄ】図２５の電子式駆動ツールの代替構成の図。
【図４６Ｅ】図２５の電子式駆動ツールの代替構成の図。
【図４６Ｆ】図２５の電子式駆動ツールの代替構成の図。
【図４７Ａ】異なる動作構成を有するクレードルと係合した単一の構成を備えた電源パック／センサーモジュールを示す様々なツールの正面の平面図。
【図４７Ｂ】異なる動作構成を有するクレードルと係合した単一の構成を備えた電源パック／センサーモジュールを示す様々なツールの正面の平面図。
【図４７Ｃ】異なる動作構成を有するクレードルと係合した単一の構成を備えた電源パック／センサーモジュールを示す様々なツールの正面の平面図。
【図４７Ｄ】異なる動作構成を有するクレードルと係合した単一の構成を備えた電源パック／センサーモジュールを示す様々なツールの正面の平面図。
【図４８】図４７Ａ−４７Ｄのツールのロッキングおよび固定カラー配置の等角図。
【図４９】本発明に従って構成された電子式駆動ツールの第１８実施形態の等角図。
【図５０】本発明に従って構成された電子式駆動ツールの第１９実施形態の断面図。
【図５１】本発明に従って構成された電子式駆動ツールの第２０実施形態の断面図。
【図５２】本発明に従って構成された駆動ツールのための充電ステーションの等角図。
【図５３】図５２の充電ステーションとともに使用するために構成された駆動ツールの第２１実施形態の等角図。
【図５４】図５２の充電ステーション上で充填している図５３の駆動ツールの等角図。
【図５５】本発明に従った構成された駆動ツールの第２２実施形態の等角図。
【図５６】図５５のツールの部分分解立体図。
【図５７】図５５のツールの完全分解立体図。
【図５８】本発明に従った構成された駆動ツールの第２３実施形態の概略図。
【図５９Ａ】図５８のツールの表示装置の概略図。
【図５９Ｂ】図５８のツールの表示装置の概略図。
【図５９Ｃ】図５８のツールの表示装置の概略図。
【図５９Ｄ】図５８のツールの表示装置の概略図。
【図５９Ｅ】図５８のツールの表示装置の概略図。
【図６０】非滅菌バッテリーパックと使用するための開放位置にある図５５の駆動ツールの実施形態の等角図。
【図６１】図６０のツールと使用するための滅菌シールドの等角図。
【図６２】図６０のツールと係合した図６１のシールドの等角図。
【図６３】図１のシールドを介した図６０のツールへの非滅菌バッテリーパックの挿入の等角図。
【図６４】内部に保持された非滅菌バッテリーパックを有する閉鎖位置にある図６０の駆動ツールの等角図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
ここで本発明の様々な実施形態について詳細に言及し、それらの実施形態の１つ以上の実施例を添付図面に示す。各実施例は、本発明を限定するのではなく、本発明の説明として提供される。実際、本発明の範囲および主旨から逸脱することなく、本発明において変更および変形をなすことができることは当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として例示または記載された特徴を別の実施形態で用いて、さらなる実施形態をもたらしてもよい。よって、本発明は添付された特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内に入るような変更および変形を包含することが意図される。
【００２９】
図１および図２を参照すると、本発明に従ったインラインの電子式トルクレンチ１０が示されている。電子式トルクレンチ１０は、レンチ本体１２、ラチェット／レンチシャフト１４、弾性把持ハンドル１６、ハウジング１８、バッテリーアセンブリ１９、およびユーザーインタフェースまたは表示装置２２を備えた電子ユニット２０を含む。好ましくは、レンチ本体１２は、全体として管状構造を有し、第１端部においてシャフト１４を受容し、第２端部においてはエンドキャップ１７によって内部に固定された電源またはバッテリーアセンブリ１９を受容する。ハウジング１８は第１端部と第２端部との間に取り付けられ、電子ユニット２０を保持している。
【００３０】
示したように、シャフト１４の前端部２６は、米国特許第７，４１３，０６５号に示されているもののような適当なラチェット機構（図示せず）に接続されたアダプター２８を備える。前記特許文献は参照により余すところなく本願に援用される。アダプター２８は、様々なサイズのソケット、エクステンションなどを受容するように構成されている。アダプター２８はまた、シャフト１４に対して、任意の適当な機構によって分離可能に接続される。
【００３１】
本体１２にシャフト１４を固定するための取り付け機構は、締結具（図示せず）上にシャフト１４を介してレンチ１０によって及ぼされるトルクまたは歪みを感知するように構成されたセンサー３０を備える。センサー３０は、とりわけ歪みゲージ、ホールセンサーおよび圧電センサーなどの多数の適当な形態のいずれかをとることができる。
【００３２】
センサー３０は、センサー３０によって生成された信号がユニット２０に送信されるように、電子ユニット２０に作動可能に接続されている。そのような信号がユニット２０内に入ると、ユニット２０は信号を様々な目的に用いることができ、例えば、信号からトルク値を計算して、レンチ１０によって印加されるトルクのリアルタイム表示を表示装置２２上で提供する。
【００３３】
電子ユニット２０およびセンサー３０の動作は、反対端において本体１２上に配置され、かつ、ユニット２０およびセンサー３０と電源１９との間に作動可能に接続されたスイッチ３２によって制御される。よって、スイッチ３２は、ユニット２０およびセンサー３０に対して電力を所望の通りに選択的に印加することができる。ハウジング１８、本体１２、ハンドル１６およびエンドキャップ１７の係合は、バッテリーアセンブリ１９、電子ユニット２０およびセンサー３０に対して、別々に形成することもできる囲いまたは障壁３３を提供し、その囲いまたは障壁３３により、バッテリーアセンブリ１９、電子ユニット２０またはセンサー３０、並びに表示装置２２を損傷することなく、レンチ１０を滅菌目的のために加圧滅菌する（ａｕｔｏｃｌａｖｅｄ）ことが可能となる。
【００３４】
図３および図４を参照すると、レンチ１０’の第２実施形態が示されている。この実施形態では、レンチ１０’は、本体１２’から垂直に延びるシャフト１４’を備えたＴ形状を有する。例示した実施形態では、電源１９’と電子ユニット２０’とが本体１２’の反対側において本体１２’内に配置されるように、シャフト１４’は本体１２’上において中心に配置されている。そのため、本体１２’は、電源１９’および電子ユニット２０’に対して、バッテリーアセンブリ１９’または電子ユニット２０’を損傷することなく、レンチ１０’を滅菌目的のために加圧滅菌できるようにする囲いを提供する。これに代わって、シャフト１４’を所望により本体１２’の一方の側または他方の側に向けることができる。
【００３５】
シャフト１４’は、本体１２’または本体１２’の内に配置されたラチェット機構（図示せず）に直接接続される。シャフト１４’の本体１２’への接続部には、レンチ１０’によってシャフト１４’を介して締結具または他の基材（図示せず）に印加されている歪みまたはトルクを判定して、本体１２’上の適当な表示装置（図示せず）上に表示するために、センサー３０’が配置されている。
【００３６】
ここで図５を参照すると、レンチ１１０の第３実施形態が示されている。レンチ１１０は図３および図４の実施形態に類似したＴ形状を有しているが、本体１１２内に位置する圧電センサー１３０を備える。センサー１３０は、シャフト１１４の平面１３３上に位置する第１要素１３２と、本体１１２の隣接した平面１３５上に配置された第２要素１３４とから形成されている。要素１３２，１３４の相対位置は本体１１２内に配置された電子ユニット１２０によって判定される。電子ユニット１２０は、導体１３６によって要素１３２，１３４に接続されて、要素１３２，１３４から信号を受信する。
【００３７】
図６および図６Ａを見ると、駆動ツールまたはレンチ２１０が示されており、レンチ２１０は光源２５０を備えている。光源２５０には略円形ハウジング２５２が形成されている。前記ハウジング２５０は、ハウジング２５２が本体２１２に直ぐ隣接して、または本体２１２内に配置されて、シャフト２１４のまわりに配置可能となるように、シャフト２１４より形状がわずかに大きい中央開口２５４を有する。いずれの構成においても、ハウジング２５２は、その上に配置された多数の照明要素２５６を備える。照明要素２５６は、電源２１９および任意で本体２１２内に配置された電子ユニット２２０に対して、直接、または介在部材、例えば導電性材料で形成されている場合にはハウジング２５２など、を介して、作動可能に接続されている。照明要素２５６は、本体２１２から下方にシャフト２１４に沿ってシャフトのまわりを直接照らして、シャフト２１４を直接取り囲む領域を照明し、それによりレンチ２１０を操作する人により良好な視域を提供する。
【００３８】
図７を参照すると、レンチ１０，１０’の電源３１９が示されており、電源３１９は、キャップ３６４と例えばネジ接続によって解放可能に係合されるカプセル３６２内に配置されたバッテリーまたは電源セル３６０を備える。キャップ３６４は、カプセル３６２とキャップ３６４との間に配置されたシール部材３６６によってカプセル３６２と密封係合されている。電源セル３６０は、電源３６０からのカプセル３６２を介した任意の不注意による放電を防止するために、絶縁材料３６８によってカプセル３６６内に保持されている。カプセル３６２がレンチ１０，１０’の本体１２’と係合されるときに、セル３６０からレンチ１０，１０’への電力の通過を容易にするために、カプセル３６２内には導体（図示せず）が配置されており、前記導体は、電源セル３６０をキャップ３６４とともに、またはキャップを介して、レンチ１０，１０’の本体１２，１２’内に配置された電子ユニット２０，２０’に接続する。
【００３９】
図８において、レンチ１０’は、本体１２’内に拡張可能ブラダー４６８を備えるものとして示されている。ブラダー４６８は、参照番号４６８ａ，４６８ｂ，４６８ｃによって示されるブラダーの大きさの変化によって示されるように、加圧滅菌される場合などにレンチ１０’が位置する環境の温度または圧力の変化に応じて、本体１２’内において拡張および収縮することができ、本体１２’または障壁３３によって与えられる保護を超えて、例えば電源１９’、電子ユニット２０’などのレンチ１０’の内部構成要素の適正な動作をさらに維持する。
【００４０】
図９を見ると、レンチ５１０の第４実施形態が示されている。レンチ５１０において、本体５１２は、ラチェット機構５１５および電源および電子ユニット（図示せず）などの他の構成要素に加えて、米国特許出願番号第１２／１９２，２９５号に開示されているようなポップアウトトルクレベル表示機構５７０を有する。前記特許文献は、参照により余すところなく本願に援用される。ポップアウト表示機構５７０は表示装置５２２と協働して、レンチ５１０が操作されている特定のトルクレベルを示す。
【００４１】
次に図１０を参照すると、レンチ６１０が撓みビーム式レンチ（ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  ｂｅａｍ  ｔｙｐｅ  ｗｒｅｎｃｈ）であるレンチ６１０の第５実施形態が示されている。レンチ６１０は、内部に電源６１９および電子ユニット６２０が配置された本体６１２を備える。電子ユニット６２０に作動可能に接続されたセンサー６３０はビーム６７２上に配置されており、ビーム６７２は本体６１２と係合し、かつ、本体６１２とは反対側に取り付けられたアダプター６２８を有する。アダプター６２８は、レンチ６１０が締結具を駆動できるようにするために、アダプター６２８に解放可能に固定されたアタッチメントを介して締結具と作動可能に係合可能である。レンチ６１０によって締結具に印加されたトルクは、ビーム６７２の撓みの結果としてセンサー６３０から受信される信号により、電子ユニット６２０によって測定される。
【００４２】
ここで、図１１Ａ〜図１３を見ると、レンチ１０のための表示装置２２の一実施形態が示されている。表示装置２２は任意の適当な形態をとることができ、レンチ１０を使用している人との対話のために、本体１２の外表面上に配置され得るか、または本体の透明部分の下のような容易に視認可能な位置において本体１２内に配置される。表示装置２２は、レンチ１０の動作に関して、各種ユニットに印加されている実際のトルク、予め設定された最大値および最小値に対して印加されているトルクの量、電源１９に残っている電力レベル、および例えば電子ユニット２０の動作不良などのレンチ１０の動作に関する任意のエラーメッセージのような、しかしこれらに限定されない、様々な表示をレンチ１０のユーザーに提供する。
【００４３】
表示装置２２はまた、本体１２に配置された１つ以上のユーザー入力装置８０も備える。装置８０は、電源ボタン８２、ユニット選択ボタン８４、増分ボタンおよび減分ボタン８６ａ，８６ｂ、および３つの発光ダイオード（ＬＥＤ）８８ａ，８８ｂ，８８ｃを備える。一実施形態において、発光ダイオード８８ａ，８８ｂ，８８ｃは、電子ユニット２０によって感知されたトルクレベルに応じて発光させたときに、それぞれ緑色、黄色、赤色である。また、可聴信号用のスピーカ９０も本体１２上に配置される。加えて、ＬＥＤ８８ａ〜８８ｅおよびスピーカ９０が示されているが、レンチ１０は、これに代わって、またはこれに加えて、振動、加熱または冷却のような触感覚を生じるための装置を備えてもよい。また、図１および図２には表示装置２２について１つの可能な配置が示されているが、本体１２の端部または下面のような他の位置も同様に適当である。
【００４４】
図１２〜図１３には、各種入力情報および出力を示す表示装置２２およびマイクロコントローラ９２を備えたレンチ１０の電子装置のブロック線図の表示が示されている。電子式トルクレンチ１０がトルクの印加および測定に用いられる場合、センサー３０、すなわちホールセンサー、圧電センサー、歪みテンソルの歪みゲージ、または他の適当な感知装置は、締結具に印加されたトルクを感知し、比例する電気信号７９４を信号調整ユニット７９５に送信する。信号調整ユニット７９５は前記信号を増幅し、信号の任意のオフセットを調整し、温度センサー８００および整形回路８０２を用いて、現在の温度について前記信号を補正する。信号のオフセットを調整することは、トルクが締結具に実際に印加される前に存在し得る任意の読み取りについて信号を補正することによってレンチの精度を増大する。増幅され整形された電気信号７９６は、次にマイクロコントローラ９２に送られ、マイクロコントローラ９２は電気信号７９６を所望の単位の等価トルク値に変換する。マイクロコントローラ９２は、現在のトルクレベル値およびピークトルク値を含む電気信号７９７を、ＬＣＤドライバ回路７９９を介して、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ユニット７９８を備え得る表示装置２２に送信する。一実施形態において、図１１Ａおよび図１１Ｂに見られるように、表示装置２２は棒グラフとして現在のトルクレベル値を表わし、同時にピークトルク値を数値として表示する。さらに、マイクロコントローラ９２は、現在のトルクレベル値が事前設定制限トルク値の予め選択された範囲内になったならば、１つ以上の可聴信号および／または適当な色の光表示の形態にある警告信号を生成し、前記警告信号はＬＥＤ８８ａ〜８８ｃおよびスピーカ９０を作動させるために用いられる。ＬＥＤ８８ａ〜８８ｃは、事前設定最大トルクレベルに対して印加されているトルクのレベルに一致する。ＬＥＤ８８ａ〜８８ｃのうちのいずれかが、点滅または連続して発光するとき、ユーザーは、締結具に過大にトルクを印加している（ｏｖｅｒ−ｔｏｒｑｕｉｎｇ）トルクレベルに接近しているか、またはそのようなトルクレベルにあることをユーザーに示すスピーカ９０および関連する振動発生機（図示せず）とともに、黄色ＬＥＤ８８ｂおよび赤色ＬＥＤ８８ｃにより、レンチ１０によって印加されているトルクのレベルに関して警告を受ける。
【００４５】
スイッチまたはボタン８６ａ〜８６ｂは本体１２上において表示装置２２に隣接して位置し、ユーザーがレンチ１０の最小および最大トルクレベルを設定する際に電子ユニット２０によって用いられるパラメータを調整することを可能にする。
【００４６】
加えて、電子ユニット２０は、レンチ１０の動作中にユニット９２によって受信された情報を記録するために、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラ９２に作動可能に接続されたメモリ構成要素８００を備える。一実施形態において、トルク値は、マイクロコントローラ９２によって制御された間隔にわたって継続的に受信される。前記間隔は、例えば、ボタン８６ａ〜８６ｂまたはマイクロプロセッサ９２に作動可能に接続される他の装置のようなユーザーインタフェースを介して、レンチ１０の操作者によって指定される。別の実施形態では、いかなる場合でも、１つ以上のトルク測定平均値が、後の検索および／または処理のために、メモリ８００に周期的または連続的に格納される。
【００４７】
図１１Ａ〜図１１Ｂは、本発明のレンチ１０の実施形態のいずれかにおいて用いられ得るデジタル表示装置２２の実施形態の詳細図を示している。ＬＣＤユニット７９８は、現在トルクレベルインジケータ、４桁の数値表示装置、選択された単位（フィート・ポンド、インチ・ポンドおよびニュートン・メートル）の表示、トルク方向インジケータ（既定では時計回り（ＣＷ）、選択した場合には反時計回り（ＣＣＷ））、バッテリーレベルインジケータ、ピーク保持（ＰＨ）インジケータおよびエラー（Ｅｒｒ）インジケータを備える。示したように、現在トルクレベルインジケータは棒グラフの形態にある。前記棒グラフは、横型および縦型の２つの実施形態で示されている。いずれの場合も、好ましくは、前記棒グラフは合計１０個のセグメントと、１０個のセグメントすべてを包囲するフレームとを含んでいる。ユーザーによって入力された事前設定トルク値に達している場合、前記フレームは１０個のセグメントによって満たされる。他の時には、前記フレームは、セグメントによって一部のみを満たされ、従って、おおよそどれくらいのトルクが現在印加されているか、および事前設定トルク値に達するにはさらにどれくらのトルクが締結具に印加される必要があるのかの図形表示を与える。
【００４８】
示したように、２つの小さな矢印が８番目のセグメントの対向する両側面に位置している。前記矢印は、現在トルクレベルが事前設定トルク値の約７５％であるという、ユーザーに対するグラフィカルインジケータである。フレーム内の各セグメントは、各棒グラフの左側または底部からそれぞれ開始して、事前設定トルク値の１０％を表わす。例えば、前記セグメントの最初の２つのみが表示されている場合には、現在トルクレベルは、事前設定トルク値の１５％超、かつ２４％未満であり、従って事前設定トルク値の約２０％である。同時に、デジタル表示装置は数値表示装置におけるその時間までに印加されたピークトルク値も表示する。従って、トルクが連続的に増大するように印加されていた場合には、表示されるピークトルク値は実際に現在トルク値と同一になる。小数点はユーザーがどの単位を選択したかによって表示される。
【００４９】
使用時、ユーザーは、事前設定トルクレベルに近づいたときのユーザーの使い心地（ｃｏｍｆｏｒｔ  ｌｅｖｅｌ）に応じて、印加されるトルクレベルが事前設定トルク値の約７５％〜８０％に達するまでは、４桁の数値表示装置に注目するのではなく、現在のトルクレベルインジケータの棒グラフを見る。この時点で、ユーザーは、事前設定トルク値に近づくにつれ、印加されている現在のトルクの正確な表示のための数値表示装置に関心を移す。検討したように、前記数値表示装置は、締結具が受けてきたピークトルク値を示す。よってユーザーがトルクの印加中に「後戻りした」場合には、数値表示装置上に示される値は現在のトルク値がそれを超えるまで変化しない。前記表示装置は、ユーザーが締結具にトルクを印加し、どれだけのトルクが現在印加されているか、および目標の事前設定トルク値に達するまでにさらにどれくらいのトルクが印加される必要があるかの双方を知ることを可能にする。
【００５０】
代わりに、棒グラフ表示を用いてピークトルク値を表示し、数値表示装置を用いて現在トルク値を表示することができる。代替実施形態としては、以前に検討した棒グラフ以外の図形表示、例えば、５つのセグメントの各々がユーザーによって最初に選択された事前設定トルク値の約２０％を表わす円グラフ表示、各セグメントがまた事前設定トルク値の約２０％を表わす円形ダイヤル型表示、事前設定トルク値の約８０％におけるインジケータマーク、または外観が標準的なダイヤル型アナログ表示に類似している図形表示であって、前記図形表示において、ポインターまたは針は、それらのポインターまたは針がその表示のまわりに配置された目盛を指す際に、印加されている事前設定トルク値のパーセンテージを示す図系表示を含む。なお、セグメントおよび目盛の数は事前設定トルク値の２０％を表わすものとして示されているが、前記数値は事前設定トルク値の異なる所望のパーセンテージを示すように必要に応じて変更されてもよい。
【００５１】
次に図１４〜図１５を参照すると、電子ユニット２０の全体的な機能性が図示されている。図１４では、その一般的な機能性において、電源１９は、センサー３０から信号を受信して最終的に表示装置２２に送信する回路ボードまたは電子ユニット２０に電力を提供する。図１５には、電子ユニット２０の各種機能、すなわち、初期化／セットアップ機能１０００、トルク較正機能１００２、角度較正機能１００４、トルク測定機能１００６、トルクおよび角度測定機能１００８、休眠機能１０１０、覚醒機能１０１２、およびエラー機能１０１４が示されている。
【００５２】
図１６には、本開示のレンチ１０，２０００，４０００，５０００，６０００，７０００の様々な実施形態の電子ユニット２０と用いることができるレンチによって印加されたトルクを電子的に判定するための任意の既知で適当な方法またはシステムを用いたアルゴリズムの一実施形態のフローチャート３５００が示されている。トルク印加動作を開始する前に、ユーザーは、締結具に印加されるべき最大所望トルクと等しい事前設定トルク値を電子式トルクレンチに入力する。この値は、ユーザーが締結具に実際にトルクを印加するまで表示装置２２に表示され、実際にトルクを印加すると、数値表示装置はピークトルク値の表示に切り替わる。トルクが印加されているとき、マイクロコントローラ９２は、信号整形回路７９５から、温度補償され、かつ、信号整形されたアナログ電圧信号７９６を受信して読み取り、前記アナログ信号を等価なデジタル数値に変換し、そのデジタル数値をユーザーが選択した単位に対応する等価な現在トルク値に変換し、その現在トルク値が新たなピークトルク値であるかを判定する。これは、現在トルク値を既存のピークトルク値と比較し、ピークトルク値を超えている場合（Ｔ）にはそのピークトルク値と置き換えるか、またはそうでない場合（Ｆ）には前記ピークトルク値を残存させるかのいずれかによって行われる。現在トルク値およびピークトルク値の双方が判定されたならば、マイクロコントローラ９２はＬＣＤドライバ回路７９９に電気信号コマンドを送信して、現在トルクレベルインジケータに示される読み出し情報（ｒｅａｄｏｕｔ）および表示装置２２に示されるピークトルク値を更新するために、表示装置２２に対して適当な信号を生成する。
【００５３】
加えて、マイクロコントローラ９２は、その時間までに締結具に印加されたピークトルク値に応じて、緑色ＬＥＤ８８ａ、黄色ＬＥＤ８８ｂおよび赤色ＬＥＤ８８ｃを点灯または消灯させる。好ましくは、緑色ＬＥＤ８８ａはピークトルク値が事前設定トルク値の７５％未満である間は点灯し、ピークトルクが事前設定トルク値の７５％に達したならば消灯される。黄色ＬＥＤ８８ｂは、事前設定トルク値の７５％を超えるが９９％未満であるピークトルク値に対して点灯する。赤色ＬＥＤ８８ｃは、ピークトルク値が事前設定トルク値の９９％に達し、その後もそのままであると点灯する。各色のパーセンテージ範囲の選択はプログラムされてもよく、ＬＥＤが点灯または消灯されるパーセンテージは特定の用途に適するように変更され得る。多色を表示することができる液晶表示装置を備えた実施形態が想起される。これは警告ＬＥＤをＬＣＤ上の適当に着色された記号と置き換えることを可能にする。同様に、棒グラフおよび図形表示のセグメントは、ユーザーへの警告能力を高めるために、様々な色を有するように形成することができる。
【００５４】
ピークトルクが事前設定トルク値に達するか、ユーザー選択範囲内に入ったならば、マイクロコントローラ９２は、スピーカ９０において警告音を生成するために電気信号を生成する。赤色バックライト（図示せず）が前記可聴警告信号と同期して、事前設定トルク値に達していることを示す。事前設定トルク値に近づいている場合にユーザーをさらに支援するために、より多くの色をバックライトとして追加することができる。機械的に安全なトルク値（歪みテンソルの弾性限界）を超えており、トルクレンチに適切な較正を失わせる可能性がある場合にも、ユーザーは警告を受ける。これは、ピークトルク値をトルクレンチの弾性限界トルクと比較することにより判定される。安全なトルク値を超える場合（Ｔ）には、「エラー（Ｅｒｒ）」のメッセージがエラーインジケータ上に表示されて、前記ユニットは停止し、このように電子式トルクレンチユニットは再び使用され得る前に較正を必要とすることを示す。
【００５５】
図１７〜１８図に示すように、レンチ１０は、制御ユニット１１００と組み合うように、医療施設（ｍｅｄｉｃａｌ  ｓｕｉｔｅ）１２０００において使用するために構成され得る。制御ユニット１１００は、レンチ１０がそれにドッキングされているか、または他の場合にはそれと係合されている場合に、レンチ１０と通信するように構成されている。制御ユニット１１００は、制御ユニット表示装置１１０２と、コマンドを入力するため、および表示装置１１０２上に示されるメニューと相互作用するために用いられる制御ユニットボタン１１０４と、ドッキング部１１０６とを備える。ドッキング中に、レンチ１０は、クレードル１１１０によって画定されるドッキングキャビティ１１０８に挿入される。前記ドッキングキャビティ１１０８は、本体１２の対応する長さ、幅および奥行きよりわずかに大きい幅寸法、長さ寸法および奥行き寸法を有して、ドッキングキャビティ１１０８内におけるレンチ１０の取り外し可能な確かな配置を可能にする。ドッキングキャビティ１１０８の内壁に沿って、制御ユニット１１００を本体１２内のマイクロコントローラ９２に電気的に接続するために連結器または接合部（図示せず）も備えられる。制御ユニット１１００とレンチ１０とが近接させられる場合、制御ユニット１１００とレンチ１０との間の接続はまた無線通信を介してもよい。
【００５６】
制御ユニットはまた、とりわけパーム（Ｐａｌｍ）から入手可能なもののような一般に入手可能な携帯端末機すなわちＰＤＡ、または様々なタブレットコンピュータおよびスマートフォンを含む他のモバイルコンピューティング装置であってもよい。レンチ１０と通信するように構成されたソフトウェアは、パームＯＳ、マイクロソフト  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＣＥ、または現在入手可能であるか、もしくは今後考案される他のモバイルコンピューティング装置オペレーティングシステムなどのオペレーティングシステムを用いることができるＰＤＡ上に搭載され得る。前記ツールによって用いられる通信および動作プロトコルはまた、ＨＴＭＬまたはＸＭＬプログラミング言語、または広範囲のソフトウェアおよびハードウェアプラットフォームと相互運用するための現在入手可能であるか、または今後考案される他の適当なシステムにおいて記述され得る。
【００５７】
制御ユニット１１００は、ほとんどの手持ち式装置に付属しているクレードルに類似したイーサネット（登録商標）クレードルの形態であることができる。しかしながら、そのようなイーサネット（登録商標）クレードルは、イーサネット（登録商標）カードおよびＲＪ−４５コネクターを備えるように設計され得る。このコネクターは、前記ユニットがハブまたはスイッチに取り付けられたＣＡＴ５ケーブルを介してローカルエリアネットワークに接続することを可能にする。これは、レンチ１０とツール管理システム１２００との間の迅速な通信（１０Ｍｂｐｓ、１００のＭＢｐｓ、またはギガビット）を可能にする。
【００５８】
図１９Ａ〜図１９Ｂはツール管理システム１２００の簡略化された概略図である。ツール管理システム１２００は、プロセッサー１２０２、システム１２００よってアクセス可能であるか、またはシステム１２００上に読み込まれる仕様データベースモジュール１２０４、システム１２００よってアクセス可能であるか、またはシステム１２００上に読み込まれるデータベースモジュール１２０６、通信ポート１２０８を含む汎用コンピューター上において構成される。モジュール１２０４，１２０６は、プロセッサーによってローカルにアクセスすることもできるし、またはローカルエリアネットワーク、広域ネットワークなどの通信ネットワークを介して、イントラネットを介して、あるいはインターネットまたは今後考案され、このシステムに使用可能である別の適当な通信を介して、遠隔的にアクセスすることもできる。ツール管理システム１２００はまた、ＲＡＭのようなダイナミックメモリーと、ハードドライブなどの記憶装置との双方を備える。この開示において参照される「モジュール」という用語は、これらの種類のコーディングに対して同様の機能性を共に実施するルーチン、関数、オブジェクト、ライブラリー、クラス、メンバー、パッケージ、手順、方法またはコード行を含むが、これらに限定されない様々な種類のソフトウェアコードに広く及ぶものであり、従って、１つのプログラムが前記機能性を提供するように動作することができるか、または前記機能性がローカルにまたは遠隔的にアクセス可能である多数のプログラムに分割され得る。システム１２００はまた、モニタまたはプリンターのような１つ以上の出力装置１３００と通信してもよい。現在の例に対しては、図面に示されているように、データベースモジュール１２０４，１２０６は、ツール管理システム１２００上に読み込まれる（ｌｏａｄｅｄ）。
【００５９】
ツール管理システム１２００は、レンチ１０と直接通信することができる。システム１２００およびレンチ１０はトルク管理システムを構成する。この接続は、以前に記載した通信プロトコルのうちのいずれかを用いた回路接続（ｈａｒｄｗｉｒｅｄ）または無線によるものである。代替実施形態において、制御ユニット１２００はまた、ツール管理システム１２００とレンチ１０との間における中間インターフェースとして用いられて、トルク管理システム１４００を形成する。制御ユニット１１００はまた２つ以上のレンチ１０を制御するために用いられる。レンチ１０は制御ユニット１１００と取り外し可能にドッキングしている。従って１台の制御ユニット１１００を用いて２つ以上のレンチ１０と通信することができるように、１つのレンチ１０を取り外して別のものを接続することができる。
【００６０】
ツール／トルク管理システム１２００／１４００が用いられる一般的な工程は、最初に、トルクツールの使用を必要とする任意のタスクまたはプロセスであるトルク印加の識別を含み、その場合、印加されるトルクの正確な公差、所望の範囲、または大きさの限度とを監視する必要がある。一般に、締結具の部材に対する締緩（ｆａｓｔｅｎｉｎｇ  ｏｒ  ｕｎｆａｓｔｅｎｉｎｇ）はトルク印加である。トルク印加の１つの特定の例は、外科的処置中に人体内のプレートにねじを挿入することに関連する。この例では、例えば、骨折を修復すべく、体内の所望の場所にプレートを固定するために、プレートを介していくつかのねじを骨の中に挿入する必要がある。医療装置／締結具の業界においては、各製造業者がねじを確実に固定するために印加されるべきトルクの推奨される最大安全量についての仕様を提示していることが、知られている。
【００６１】
選択されたならば、トルク印加についての情報がシステム１２００上のデータベース１２０４，１２０６からレンチ１０、および／または制御ユニット１１００に供給される。その際に、システム１２００は、識別したトルク印加について対応する製造業者の仕様を見つけるために、仕様データベースモジュール１２０６を参照する。これに代わって、締結具（図示せず）は、その締結具をシステム１２００によって識別するために用いられるコードを有することができる。システム１２００に対する識別は、レンチ１０、システム１２００、または制御ユニット１１０を介して、キーボードの使用、メニューまたは他の選択プロトコルを有するグラフィカルユーザインタフェースとの対話、バーコードのスキャンを含む、任意の入力方式または装置を用いて、または手順データベースとのインポート／エクスポートまたは他の通信から、行うことができる。
【００６２】
識別されると、識別されたトルク印加に対する製造業者の仕様がレンチ１０に読み出される。システム１２００が仕様データベース１２０６を参照した場合には、前記仕様は次にシステム１２００からレンチ１０に通信経路を介して送信される。これに代わって、システム１２００は制御ユニット１１００に仕様を送信し、制御ユニット１１００は、次にレンチ１０が該制御ユニットにドッキングすると、前記仕様をレンチ１０に送信する。例えば、現在のトルク印加前に同一のトルク印加が実施されたために、前記仕様が既にレンチ１０上に存在する場合には、前記仕様をレンチ１０のメモリ８００から呼び戻すことができる。同様に、前記仕様が制御ユニット１１００上に既に存在する場合には、前記仕様をレンチ１０に呼び戻して読み込むことができる。
【００６３】
前記仕様をレンチ１０に読み込んだ後、例えば医師のようなユーザーまたは操作者は、トルク印加の仕様が読み込まれたレンチ１０を用いて、トルク印加を実施する。レンチ１０またはレンチ１０と制御ユニット１１００との組み合わせは、トルク印加を通してユーザーを案内するように構成されている。この案内は、印加の特定部分を指定し、最大許容印加トルクを表示する形で行われる。表示されるトルクの大きさは、米国の慣用単位（ポンド・フィート）、またはＳＩ単位（Ｎ・ｍ）である。前記案内はまた、以前に述べたＬＥＤ８８ａ〜８８ｃ、スピーカ９０または他の装置のように、ユーザーが仕様に近づいているか、または仕様を超えたことをユーザーに通知するために、トルク印加中に警告を生成する形で行われる。
【００６４】
上述した案内プロセスおよびトルク印加の様々な工程とほぼ同時に、レンチ１０内のトルク感知装置は、その印加について印加された実際のトルクに対応するデータを測定または捕捉する。その情報またはデータは、レンチ１０内のメモリ８００に格納されるか、または制御ユニット１１００に、または直接ツール管理システム１２００に、直ちに送信される。前記データはどれだけのトルクがトルク印加の諸工程の間に印加されたか、また、どれくらいの時間にわたってレンチ１０が使用されていたかの記録を正確に形成するために用いられる。前記データがレンチ１０から直ちに送信されない実施形態では、前記データはドッキング中に読み出されて、制御ユニット１１００およびシステム１２００に送信される。
【００６５】
仕様データベースモジュール３２０４内の仕様および他のトルク関連の情報は、公布されている工業規格、または相手先商標製造会社によって公開された仕様書から収集することができる。例えば、締結具を締め付けるための適正トルクに関して、装置製造業者によって作成された工場トルク仕様がデータベース１２０４内に維持される。前記情報は必要により変更され、更新され、補正される。このシステム１２００が更新された仕様にアクセスできるネットワークに接続されると、この情報更新は一日のほぼ何時でも行われる。
【００６６】
システム１２００によって記録されたこの情報は、システム１２００がツールを交換しなければならないこと、または電源／センサーパック２００４（図２５）のようなツールの構成要素を廃棄および交換する必要があることをユーザーに通知できるように、特定のレンチまたはツールの使用の回数を判定するために用いられる。システム１２００は、パック２００４に少なくとも部分的に組み込まれると、前記ツールまたはその構成要素は、交換が必要になる前に、何分または何時間残っているのか、または何回の使用が残っているのかなどのツールの現状ステータスについての表示をユーザーに対して提供することができる。
【００６７】
加えて、外科用トルクレンチおよび同様の外科装置は、通常、製作年月日から６か月〜１年である一定期間後に較正のための工場に返送されるように推奨される。しかしながら、実際には、これらのレンチは、時としてそれらが較正されているか、または正しく維持されていることが確認されていない。図２６に示されるようなツール２０００は、ツールその使用法および年齢を把握する（ｋｅｅｐ  ｔｒａｃｋ  ｏｆ）センサーまたは他の電子構成要素をツール２０００の上または内部に有することで、装置をより高性能にし、かつ、ツール２０００を保守（ｓｅｒｖｉｃｅ）および較正に送る時期であることをユーザーに通知するのに役立つ。単独で、または互いと組み合わせて用いられるこれらの種類のセンサーのいくつかの例としては、以下が挙げられる。
【００６８】
１．熱センサーおよび計数型回路（ｃｏｕｎｔｅｒ  ｔｙｐｅ  ｃｉｒｃｕｉｔ）（図示せず）をツール２０００内において、例えば電子ユニット２０とともに用いて、加圧滅菌装置サイクルおよび警報の回数を計数する、または、他の場合には、ツール２０００を保守するか、またはその較正を確認する必要がある、予めプログラムされたサイクル数に達した場合に、例えば表示装置２２，６０００，６００２を介してユーザーに通知することができる。
【００６９】
２．電子ユニット２０とともに用いられるセンサー（図示せず）は、ツール２０００の作動回数を計数し、ツール２０００を修理するか、またはその較正を確認する必要がある予めプログラムされた作動回数に達した場合に、表示装置２２，６０００，６００２を介してユーザーに通知することができる。
【００７０】
３．リアルタイムクロックのような電子構成要素を電子ユニット２０とともに用いて、ツール２０００がその製造日から現場に存在する時間を記録することができる。前記クロックは、例えば表示装置２２，６０００，６００２を介して、ツール２０００が較正または修理されるべき時期であることをユーザーに通知するために信号またはメッセージを送信するようにプログラムされる。較正サービスが行われた後、前記クロックは次の較正周期のためにリセットされるか、または再プログラムされる。
【００７１】
これに代わって、ツール２０００は、電子ユニット２０と協働してツール２０００がどれくらいの時間使用されているかの表示を与えるために、ツール２０００内にカウンタおよび電子記憶媒体またはメモリ装置（図示せず）が提供される。ツール２０００によって感知および／または格納されるこの情報は、
１．ツール２０００が何回加圧滅菌されたか、または、
２．ツール２０００を作動させた回数、
３．特にツール２０００が過大にトルクを印加された場合に、印加されたトルク値、
４．製造日からのツール２０００の年数（ａｇｅ）を含み得る。
【００７２】
この情報は、ツール２０００内、またはツール２０００に作動可能に直接または無線で接続された別体の電子記憶位置（図示せず）内の電子メモリ媒体８００中に格納され、このデータは、スキャナーによってツール２０００をスキャンするだけで、いつでも読み出すことができる。画面６０００を備えたツール２０００の場合には、ツール２０００は、ツール２０００を較正または保守に送る時間、またはツール２０００にどれくらいの寿命が残っているかをユーザーに助言する時間になると、ユーザーに通知するために画面上にメッセージまたは警報を表示する。
【００７３】
システムの完全性および安全性を維持するために、上述した様々な工程および／または動作は、さらなる安全性およびユーザーアカウンタビリティーを目的として、パスワードシステムの実施またはユーザー認証を含み得る。例えば、トルク印加を実施する医師は作業者ＩＤを入力しなければならない。別の例として、仕様データベースモジュール１２０４への仕様更新は、管理者レベルのアクセスを必要とする。
【００７４】
ここで図２０を見ると、本発明の第７実施形態が示されており、この実施形態では、電子式トルクレンチ１０”は、レンチ本体１２”、ラチェット／レンチシャフト１４”、バッテリーアセンブリ１９”、および本体１２”によって、または本体１２”内に形成された適当な障壁３３”内に配置され、かつ、シャフト１４”上のセンサー３０”と係合したユーザーインタフェースまたは表示装置２２”を有する電子ユニット２０”を備える。米国特許第７，４３０，９４５号に開示されているもののようなトルク制限機構５０”は、レンチ本体１２の一方の端部５２”内においてその端部１２”に配置され、ラチェット機構５４”は、機構５０”とは反対側に位置し、機構５０”，５４”の双方はシャフト１４”に作動可能に接続されている。前記特許文献は参照により余すところなく、明らかに本願に援用される。
【００７５】
次に図２１を参照すると、本発明の第８実施形態が示されており、この実施形態では、レンチ１０’’’はＴ形状を有しており、その本体１２’’’から垂直に延びるシャフト１４’’’を備える。例示した実施形態では、シャフト１４’’’は。本体１２’’’の中央に配置されている。そのため、バッテリーアセンブリまたは電源１９’’’と、本体１２’’’によって、または本体１２’’’内に形成された適当な障壁内３３”に配置され、かつ、センサー３０’’’を介してシャフト１４’’’に作動可能に接続された電子ユニット２０’’’とは、本体１２’’’に接続され、かつ、本体１２’’’から垂直に延びるハウジング２１内においてシャフト１４’’’のまわりに配置される。ハウジング２１’’’は、本体１２’’’に接続され、シャフト１４’’’は、本体１２’’’または本体１２’’’内に配置された、米国特許第７，４３０，９４５号に開示されているもののような、トルク制限機構５０’’’に直接接続される。前記特許文献は参照により余すところなく明らかに本願に援用される。加えて、ハウジング２１’’’内には、図１および図２の実施形態に関して以前に記載したようなラチェット機構５４’’’が、シャフト１４’’’に関連して、少なくとも部分的に配置されている。さらに、レンチ１のこの実施形態または他の実施形態において、前記レンチは、電子式トルクレンチ１０の任意の開示した実施形態の他の構成要素に加えて、ラチェット機構５４、機械的トルク制限機構５０、または機械的トルクレベル測定および／または表示機構５７０のような機械的トルク測定機構、または任意のそれらの組み合わせを備えることができる。
【００７６】
ここで図２２〜図２４を参照すると、本発明の任意の実施形態のレンチ１０と使用するためのトレイ２２００が示されている。トレイ２２００は、その中にレンチ１０または他のツールがレンチ１０と使用するための他の適当なアタッチメントまたは装置（図示せず）と共に入れられる囲い２２０２を備える。囲い２２０２はまた内部に較正装置２２０４を収容する。装置２２０４は、レンチ１０のシャフト１４と係合するためのコネクターポート２２０６と、装置２２０４の操作を制御する多数の操作ボタン２２０８と、ユーザーに装置２２０４の出力の視覚的表示を提供するための表示装置２２１０とを備える。コネクター２２０６は、装置２２０４内に配置されたトルク測定装置２２１２に作動可能に接続されており、レンチ１０によってコネクターポート２２０６に印加されるトルクを判定することができ、かつ、表示装置２２１０を介して判定されたトルク値の出力を提供することができる。レンチ１０を装置２２０４と係合させて、レンチ１０および装置２２０４上においてレンチ１０によって印加されるトルクを測定することにより、レンチ１０によって測定されたトルクレベルを装置２２０４によって測定されたレベルと一致させるために、レンチ１０が調整を必要とするかを判定することが可能である。トレイ２２００を装置２２０４なしで形成し、単にツールレンチ１０を含む物品の各々を保持するための組み立て容易な容器として用いることもでき、この容器は所与の処置またはプロセスにあるべきキットを形成する。
【００７７】
他の代替実施形態において、本発明の任意の実施形態のレンチ１０のためのバッテリーアセンブリ／電源１９は、図７の実施形態と同様に、レンチ１０の本体１２からユニットとして取り外し可能となるように形成することができる。バッテリーアセンブリ／電源１９は、電力をそれに供給するためにレンチ１０の本体１２に、または本体１２内に固定され、任意で障壁３３一部を形成するか、または障壁３３とは別体である滅菌構成要素として最初は形成される。レンチ１０が中断される（ｄｒｏｐｐｅｄ）か、またはレンチ１０が有意な期間にわたって保管される状況では、電源１９をレンチ１０から取り外すことができ、レンチ１０を加圧滅菌することができる。次に、新たな滅菌された電源１９がレンチ１０と係合されてレンチ１０に電力を提供する。
【００７８】
ここで図２５を参照すると、電子式駆動装置２０００の第９実施形態が示されている。この実施形態において、装置またはツール２０００は、本体またはクレードル２００２と、電源パック／センサーモジュール２００４とを備える。クレードル２００２は、ツール２０００を使用する人に有効な把持面を提供するのに所望されるような形状に形成されており、その上部に任意の所望の構成または設計を有するように形成される。図２５〜図２７の実施形態において、本体またはクレードル２００２は、互いほぼ反対に配置された開口２００６，２００８を備えたスリーブ状の形状を有する。電源パック／センサーモジュール２００４は、クレードル２００２の形状に対して相補的に形成されたハウジング２０１０を備え、ハウジング２０１０内の電子ユニット／トルク感知機構２０１４に作動可能に接続されたハウジング２０１０から外側に延びるスリーブ２０１１を有する。スリーブ２０１１は、締結具（図示せず）と係合して締結具を駆動するためのアダプター２８，２０５２および／また器具シャフト２０３８を受容して係合するのに適合されている。ハウジング２０１０は、ハウジング２０１０を開口２００６介して挿入し、ハウジング２０１０を開口２００８の反対端に達するまでクレードル２００２内に押し込むことによって、ハウジング２１０がクレードル２００２内に挿入されるように、クレードル２００２に対して摺動可能であるか、または他の場合には可動に構成されている。この位置において、ハウジング２０１０内のトルク感知機構２０１４によって感知されたトルクに応じて、内部電源（図示せず）によって作動可能であるハウジング２０１０上の視覚的トルク表示器２０１２は、開口２００６および／または開口２００８を介して視認可能である。
【００７９】
下記はツール２０００の例示した実施形態の特定の特徴である。
・感知機構２０１４によるトルクの測定精度は±１％である。
・感知機構２０１４の一実施形態において、固体状態センサーは、機械的摩擦に頼らないことで精度を増す。
【００８０】
・一実施形態におけるインジケータ２０１２は、順次作動されるＬＥＤとして形成され、かつ／または、トルク限界に近づいているときに視覚信号を漸増的に提供し、よって過大トルクの可能性を低減する。
【００８１】
・ハウジング２０１０内に配置された振動モータ（図示せず）および緑色ＬＥＤ２０１２のような他のインジケータは、トルク設定値に達していることを外科医に通知する。
・可聴式ブザーおよび赤色ＬＥＤ２０１２のような他のインジケータは過大トルクを示すために作動する。
【００８２】
・ツール２０００のトルク感知機構２０１４は、５つのトルク設定点において較正され、またユーザーは、トルク設定値に達したことを、ライト２０１２を点灯すること、ブザーもしくは振動モータを作動させること、またはそれらの組み合わせによって通知される。
【００８３】
・上記フィードバック装置２０１２はまた様々な周波数で脈動的にオンおよびオフにされる。この脈動化（ｐｕｌｓｉｎｇ）はまたバッテリー電力を節約する。
・ハウジング２０１０は、ツールクレードル２００２または開口２００６，２００８を介して、ツール２０００が適用されている部位上を照らすライト（図示せず）を備える。
【００８４】
・選択された可塑性物質および金属のような適当な材料からなる軽量設計のクレードル２００２およびハウジング２０１０は、機械的トルクハンドルよりも軽量であり、それによりユーザーの疲労を低減する。
【００８５】
・センサーモジュール２００４は、植え込みの設計に適するように特別にプログラム可能な（ｃｕｓｔｏｍ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ）トルク設定値および公差バンドを提供する。
【００８６】
下記は、ツール２０００と用いられる電源パック／センサーモジュール２００４の単回使用設計の利点のうちのいくつかである。
・使用のために備えられたセンサーモジュール２００４は、認定工場で較正された状態にある。
【００８７】
・コストの大半は、外科的処置に請求される単回使用用品である使い捨てのセンサーモジュール２００４にあるため、処置トレイ２２００内のツール２０００のコストは著しく低い。
【００８８】
・再使用可能なクレードル２００２は、適当なプラスチックまたは金属のものなどの簡単な構造のものであり、従って洗浄および滅菌が容易である。
・ツール２０００は処置トレイ２２００中で占める場所が少なく、トレイ２２００の重量を軽くし、従って、処置トレイ２２００の構成要素を滅菌するのにより軽量であり、より容易である。
【００８９】
・ツール２０００の構成は、依然として１本の機械的な再使用可能なハンドルをもつ処置トレイ２２００よりも軽量で低コストのトレイを提供しながらも、処置トレイ２２００に２つのツール２０００が配置されることを可能にし、トレイに予備（ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）を提供する。
【００９０】
・電源パック／センサーモジュール２００４は、単回使用のために予め較正され、次いで廃棄されるため、ツール２０００は再較正または保守プログラム、設備および人員の必要性をなくす。
【００９１】
図２８Ａ〜図２８Ｂは、ツール２０００の別の実施形態を示している。この実施形態において、クレードル２００２および電源パック／センサーモジュール２００４は、電源パック２００４が上から装入される方法（ｉｎ  ａ  ｔｏｐ  ｌｏａｄｉｎｇ  ｆａｓｈｉｏｎ）で、クレードル２００２に挿入されるように形成されており、スリーブまたはステム２０１１はクレードル２００２の中央開口２０１３を通って延びる。図２９Ａ〜図２９Ｂはツール２０００の別の実施形態を示しており、この実施形態では、クレードル２００２は、一端において単一の開口２００６を有して形成されており、そのため、電源パック２００４は側面から挿入される方法（ｉｎ  ａ  ｓｉｄｅ  ｌｏａｄｉｎｇ  ｆａｓｈｉｏｎ）でクレードル２００２に挿入され、ステム２０１１はクレードル２００２に形成されたスロット（図示せず）を通って延びる。
【００９２】
ここで図３０〜図３５を参照すると、クレードル２００２がモジュール２００４をクレードル２００２内に保持するために用いられるロック装置２３００を備えたツール２０００の別の実施形態が示されている。例示した実施形態において、ロック機構２３００は、ハウジング２０１０上に配置されたロック部材２０１８によって係合される多数の、好ましくは一対の対向凹部２０１６をクレードル２００２内に備える。ロック部材２０１８は、ハウジング２０１０内に配置され、その対向する側面から外側に延びるケーシング２０２０を備える。ケーシング２０２０は、各端部において一対の孔２０２２を備え、前記孔のそれぞれの中にはばね２０２４と移動止め２０２６とが配置されている。移動止め２０２６は、孔２０２２の外端に形成された内側に延びるリム２０２７によって孔２０２２内に保持される。ここでリム２０２７は、移動止め２０２６の直径より小さい直径を有する。移動止め２０２６は、ばね２０２４によって孔２０２２から外に圧迫されている。ハウジング２０１０がクレードル２００２内に配置されると、クレードル２００２の側面は、最初はばね２０２４の付勢に対して移動止め２０２６を孔２０２２内に押し込める。移動止め２０２６が凹部２０１６に到達すると、ばね２０２４は、移動止めを凹部２０１６へと外側に圧迫して、ハウジング２０１０をクレードル２００２に固定する。ハウジング２０１０をクレードル２００２から取り外すことは、移動止め２０２６をばね２０２４の付勢に対して孔２０２２内に押し戻すように、ハウジング２０１０に十分な力が印加されることを必要とする。ばね２０２４によって及ぼされる力は、ハウジング２０１０がツール２０００の通常動作中にクレードル２００２から不注意に取り外されないようなものである。
【００９３】
次に図３６を参照すると、ロックアウト機構２０２８が内部に配置されたツール２０００が示されている。ロックアウト機構２０２８は、ハウジング２０１０内に配置されたロックアウトスイッチ２０３０を備え、ロックアウトスイッチ２０３０は、ハウジング内に位置し、かつ、トルク感知機構またはシステム２０１４を形成する回路ボード２０３４に作動可能に接続されている。トルク感知機構またはシステム２０１４は、レンチのこの実施形態または他の実施形態において任意の種類の従来の電子式トルク感知機構である。ハウジング２０１０がクレードル２００２内に配置される場合、スイッチ２０３０はクレードル２００２内に保持された磁石２０３２上に配置され、磁石２０３２はスイッチ２０３０を作動させて、電源パック／センサーモジュール２００４が作動可能になることを可能にする。
【００９４】
図３６に示す実施形態はまた、トルク感知機構２０１４が、スリーブ２０１１に作動可能に接続された器具２０３８を介して、例えばクレードル２００２に固定され、クレードル２００２を通って挿入されたときにスリーブ２０１１によって係合されるアダプター２０５２を介して、ツール２０００によって印加されたトルクを感知するために、どのようにボード２０３４およびスリーブ２０１１に作動可能に接続されたセンサー２０３６を備えるかを示している。
【００９５】
次に図３７を見ると、ツール２０００の別の実施形態は、ハウジング２０１０がクレードル２００２と係合されたときに、クレードル２００２上の支柱２０４２上に配置されるボード２０３４に作動可能に接続された電子ロックアウトスイッチ２０４０を有するハウジング２０１０を備える。支柱２０４２はスイッチ２０４０と接触するか、または他の場合には作動可能に接続して、スイッチを操作し、電源パック／センサーモジュール２００４の電源を作動させる。これは、支柱２０４２がスイッチ２０４０に係合したときに、ハウジング２０１０、またはクレードル２００２上で視認可能である点灯した電源ランプ（ａｃｔｉｖｅ  ｐｏｗｅｒ  ｌｉｇｈｔ）（図示せず）を伴うことができる。
【００９６】
ここで図３８および図３９を参照すると、ツール２０００はラチェット機構２０４４を備える。ラチェット機構２０４４はアダプター２０５２内に配置され、アダプター２０５２はクレードル２００２に固定され、かつ、スリーブ２０１１に固定されたクレードル２００２にシャフト２０３８を固定するために用いられる。ラチェット機構２０４４を介して、器具シャフト２０３８はスリーブ２０１１と接続するように延びる。ラチェット機構２０４４は、器具２０３８が段階的にラチェット式に動かされることを可能にし、各段階はツール２０００によって及ぼされたトルクの表示をトルク感知機構２０１４によって提供される、米国特許第６，８１７，４５８号に開示されているもののなどの任意の適当な機構である。前記特許文献は、参照によって余すところなく明らかに本願に援用される。
【００９７】
ツール２０００へのラチェット機構２０４４の取り付けのための異なる構成において、図３９では、スリーブ２０１１は、その上に外歯スプライン２０４８を有する部材２０４６を備える。スプライン２０４６は、迅速解放アダプターであるアダプターまたはコネクター２０５２内に配置されたラチェットギヤ２０５１上に形成された内歯スプライン２０５０と組み合うことができる。アダプター２０５２のためにハウジング内に配置されたラチェットアセンブリまたは機構２０４４が存在する場合、ラチェットギヤは、多くの場合、前進位置または後進位置においてロックされる。ラチェットアセンブリ２０４４を有するクレードル２００２に電源パック２００４を組み付けようとする場合、電源パック２００４のシャフトまたはスリーブ２０１１は、トルクを伝えるためにラチェットギヤ２０５１と組み合わなければならない。組み合いが生じるためには、ラチェットギヤ２０５１は、シャフト２０１１に嵌合する／組み合うまで、回転される。しかしながら、ラチェットギヤ２０５１がロック位置にある場合には、ラチェットギヤ２０５１は回転することができない、またはラチェット位置にある場合には、ラチェットギヤ２０５１は時計回り（ＣＷ）または反時計回り（ＣＣＷ）の一方向のみに回転することができる。シャフト２０１１の組み合い端部上にテーパー状スプラインシャフト部材２０４６を有することにより、ラチェットギヤ２０５１を回転させたり、またはラチェットギヤ２０５１のロックを解除したりすることなく、シャフト２０１１が内部テーパー状スプライン２０５０を有するラチェットギヤ２０５１と容易に組み合うことが可能となる。シャフト２０１１上のスプライン２０４８が多い程、シャフト２０１１が回転する必要が少なくなり、従って、シャフト２０１１とギヤ２０５１との間の組み合いがより円滑になり、その結果、ラチェットギヤ位置を切り替える必要なく、電源パック２００４とラチェットアセンブリ２０４４とを組み合わせることができる。すなわち、多数のスプライン２０４８，２０５０により、ギヤ２０５１がロック位置にある間に、電源パック２００４が最小限の回転を有してギヤ２０５１に組み付けられることが可能となる。
【００９８】
さらに図４０〜図４２に示される別の構成、別の実施形態において、電源パック２００４は、ハウジングのスリーブ２０１１がラチェット機構２０４４上に配置されたロッキングカラー３０００と係合するためにクレードル２００２を貫通した状態で、クレードル２００２に挿入される。カラー３０００は、ラチェット機構２０４４に回転自在に取り付けられ、内部にアダプター３００２を有する。アダプター３００２はめくら孔３００４を画定し、めくら孔３００４の中にはスリーブ２０１１が挿入されて、クレードル２００２およびハウジング２０１０をカラー３０００および機構２０４４と係合させる。アダプター３００２の閉鎖端は、ラチェット機構２０４４の内歯車と係合した、多数の歯３００８をその上に有する突起３００６を備える。よって、スリーブ２０１１がアダプター３００２内に挿入されると、ハウジング２０１０とツール２０００のハンドルを形成するクレードル２００２とのねじれが相応してラチェット機構２０４４を動かし、機構２０４４およびそれに取り付けられた任意のシャフト２０３８に印加されたトルクが測定および表示のためのモジュール２００４に効率的に送信される。
【００９９】
スリーブ２０１１は、機構２０４４とスリーブ２０１１との間におけるカラー３００２の係合によってアダプター３００２内に保持される。例示した実施形態において、スリーブ２０１１は、スリーブ２０１１から外側に延びる支柱３０１０を備える。支柱３０１２はカラー３０００に形成されたチャネル３０１０内に挿入可能である。ロック部材３０１４は、カラー３０００内に配置され、かつ、支柱３０１２およびスリーブ２０１１をカラー３０００と確実に係合させるために、支柱３０１２と選択的に係合することができる。ロック部材３０１４は、スリーブ２０１１をアダプター３００２から引き抜くことができるようにするために、支柱３０１２から離脱させることができる。
【０１００】
次に図４３〜図４５を見ると、ツール２０００の別の実施形態において、クレードル２００２には、連結シャフト３０１６によってクレードル２００２に固定された機構２０４４が形成されている。センサーモジュール／電源パック２００４が、続いてクレードル２００２に挿入され、連結シャフト３０１６に接続される。図４４において、連結シャフト３０１６とクレードル２００２との間の接続は、クレードル２００２に配置された、一対の対向した切欠き３０２０内に係合される、シャフト３９１６上のロックピン３０１８によってなされる。
【０１０１】
図４５に最も良好に示されるこの実施形態において、ツール２０００によって印加され得る最大トルクは、米国特許第７，８０６，０２６号に開示されたもののようなトルク制限機構３０２２によって制限される。前記特許文献は参照によって余すところなく本願に明らかに援用される。加えて、ロックピン３０１８および／または連結シャフト３０１６は内部に切り欠き部３０２４を備える。これらの切欠き３０２４の大きさは、シャフト３０１６および／またはピン３０１８がツール２０００によって印加される最大トルクに等しいか、またはほぼ等しい剪断強度を有することを可能にするように選択されている。よって、このトルクレベルに達したときに、シャフト３０１６および／またはピン３０１８は切欠き３０２４で剪断し、ツール２０００を作動不能にして、さらなるトルクの印加をできなくする。
【０１０２】
図４６Ａ〜図４６Ｆは、ハウジング２０１０、およびクレードル２００２におけるハウジング２０１０の対応する挿入／係合の他の代替構成を示している。
次に図４７Ａ〜図４７Ｄを見ると、電源パック／センサーモジュール２００４のためのハウジング２０１０およびステム２０１１が、同一のモジュール２００４が異なる構成を有するクレードル２００２と用いられることを可能にする方法で構成されているツール２０００が示されている。図４７Ａでは、ハウジング２０１０はステム２０１１に固定された器具シャフト２０３８を有し、ハウジング２０１０およびシャフト２０３８の組み合わせは、最初にシャフト２０３８をクレードル２００２の開口部２０１３を介して挿入することにより、クレードル２００２と係合される。図４７Ｂでは、シャフト２０３８はクレードル２００２に固定されており、次にハウジング２０１０がクレードル２００２およびシャフト２０３８と係合される。図４７Ｃでは、クレードル２００２は、クレードル２００２に固定されたアダプター２０５２を備え、アダプター２０５２はシャフト２０３８をクレードル２００２に解放可能に接続するために用いられる。図４７Ｄでは、クレードル２００２は、内部にラチェット機構２０４４を有するアダプター２０５２を備える。
【０１０３】
ツール２０００のこれらの構成によって、センサーパック２００４は単回使用品であり、クレードル２００２はそれを滅菌することができるように再使用可能品である。一部の顧客は、固定シャフト（Ａ）を備えた装置を望むことがあり、その場合には、クレードル２００２は非常に小型軽量であり、恐らく最も安価である。クレードル２００２が器具用トレイキット２２００内にあるため、全体的な器具用トレイキットコストはより低くなる。
【０１０４】
選択肢Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて用いられるセンサーパック２００４は、互いに同一であり、選択肢Ａの唯一の相違は、シャフト２０３８の全長がセンサーパック２００４に取り付けられていることである。
【０１０５】
センサーパック２００４に対して同一の構成を有することは、エンドユーザが１つのセンサーパック２００４を購入して備えておき、さらにそのセンサーパックを３つの異なるクレードルの選択肢２００２のうちのいずれにでも用いることを可能にする。製造業者の観点から、選択肢Ａ〜Ｄに対してほとんど同一のセンサーパック２００４の構成を有することにより、より大量化を可能にし、よって物品のコストの低減を可能にする。
【０１０６】
Ｂ：この選択肢では、より短いシャフトを有するセンサーパック２００４は製造および出荷にそれほどコストが掛からないため、エンドユーザが単回使用品であるより低コストのセンサーパック２００４を購入することを可能にする。
【０１０７】
Ｃ：この選択肢では、エンドユーザがツール２０００との適当な組み合い機構を有する任意のシャフト２０３８を用いることを可能にする（センサーパック２００４＋クレードル２００２）。エンドユーザは、各植込みに対して、または様々な植込みに対して、特別に形成された（ｃｕｓｔｏｍ  ｔｏ）複数のシャフト２０３８を用いてもよい。
【０１０８】
Ｄ：この選択肢では、エンドユーザが任意のシャフト２０３８を用いることを可能にし、かつ、使い易くすることを目的として、ツール２０００を適当に配置するために装置をラチェットで動かす能力（ａｂｉｌｉｔｙ  ｔｏ  ｒａｔｃｈｅｔ）を有することを可能にする。
【０１０９】
さらに、図４８において、パック２００４をクレードル２００２およびシャフト２０３８に固定するためのコネクター８０００の１つの構成は、それぞれ内部に孔８００６を有するロッキングリング８００２および固定リング８００４を用いている。孔８００６の内部には、リング８００２，８００４の互いに対する移動を制御するために、スプリングピン８００８の対向する端部が配置されている。
【０１１０】
図４９に示されるツール４０００の別の実施形態において、ツール４０００に対して代替の安全態様を提供するために、クレードル４００２は、クレードル４００２内に配置された機械的トルク制限機構４１００を備える。機械的トルク制限機構４１００は、一端ではシャフト４０３８と係合し、他端ではセンサーパック４００４のハウジング４０１０上のステム４０１１と係合して、ツール４０００によって印加されるトルクを測定するために、センサーパック４００４内のトルク感知装置４０１４をシャフト４０３８と作動可能に接続する。トルク制限機構４１００は、米国特許第７，６５０，８２１号に開示されているもののような任意の適当な機構である。前記特許文献は参照によって余すところなく本願に明らかに援用される。センサーパック４００４が正常に機能せず、ツール４０００を通じてユーザーによって印加されているトルクをユーザーに対して正確に表示しない場合に、トルク制限機構４１００は、ツール４０００によって過大なトルクが印加されるのを防止するように機械的な方法で作動する。
【０１１１】
加えて、機構４１００とともに、ツール４０００は、機構４１００に作動可能に接続され、機構４１００がそのトルク限界を超えたという表示をツール４０００のユーザーに対して提供するインジケータ４１０２を備える。そのような機構４１０２の一例は米国特許第７，８０６，０２６号に開示されている。前記特許文献は、以前に参照により余すところなく本願に援用される。
【０１１２】
さらに、ツール４０００は、米国特許出願公開公報第ＵＳ２０１０／０２９４０８４号において開示されているもののような可変ギヤ比駆動機構４１０４を備える。前記特許文献は参照によって余すところなく本願に明らかに援用される。
【０１１３】
図５０および図５１には、センサーモジュール２００４が、モジュール２００４によって感知されたトルク値を表示するビデオ画面１８０００に作動可能に接続されているか、または感知したトルク値を表示でき、かつ、人がツール２０００を用いている部位を表示するビデオ画面としても機能することができる表示装置１８００２をモジュール２００４上に備えるツール２０００の実施形態が示されている。例示した実施形態において、図５０は、表示装置１８０００に無線で接続されたツール２０００を示しており、一方、図５１はツール２０００に直接配置された表示装置１８００２を示している。
【０１１４】
次に図５２〜５４を見ると、ツール５０００の第２１実施形態が示されている。この実施形態では、ツール５０００は、アダプター５０２８およびラチェット機構５０４４などの先の実施形態に示されている他の特徴の中でも、とりわけ、ツール５０００のハンドル５００４の一部の中に配置され、かつ、バッテリーパック５００５およびトルク測定機構（図示せず）および表示装置（図示せず）などのツール５０００内の他の電子部品に作動可能に接続された受電コイル５００２を備える。受電コイル５００２は、バッテリーパックに対して受電コイル５００２を介した無線の非接触式充電（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｃｈａｒｇｅ）を提供するために、充電ステーション５００８上に配置された送電コイル５００６と電気的に接触して配置されることができる。ステーション５００８は、ツール５０００がステーション５００８上に配置されたときに適切な充電を保証するために、ツール５０００および受電コイル５００２のステーション５００８上における送電コイル５００６との整合を正しく整合させて維持するための形状構成（ｆｅａｔｕｒｅ）を備える。加えて、ステーション５００８は、壁コンセント（図示せず）などの任意の従来の電力コンセントを通じてステーション５００８に電力が供給されることを可能にする電源コード５０１４を備える。ステーション５００８はまた、ステーション５００８上におけるツール５０００の充電の状態を含むが、これに限定されないステーション５００８の状態および前記ステーション上に配置されたツール５０００の状態に関する諸情報を提供する表示装置５０１０も備える。表示装置５０１０は、ステーション５００８上の選択ボタン５０１２を用いることによって変更することができる。ツール５０００のこの構成のいくつかの利点は次のものを含む。
【０１１５】
１．無線バッテリー充電は、充電式バッテリーが装置５０００内に密閉されることを可能にする。このように前記バッテリーは装置５０００内で滅菌される。これは、無菌法を用いている間に、バッテリーパックを取り扱ったり、バッテリーパックを装置に装填したりする必要性を排除する。従って患者の安全性が改善される。充電が無線であるため、充電器５００８および装置５０００の双方は、露出した金属接点を必要とせず、よってシールすることができ、これは、特にスチーム洗浄／加圧滅菌のような洗浄工程の間に水分への曝露を伴うことが多い手術室環境において使用したり、使用のために洗浄／滅菌したりするために充電器５００８および装置５０００の安全性を高める。
【０１１６】
２．動作原理：電力は誘導結合によって伝送される。前記システムは、バッテリー駆動装置（ｂａｔｔｅｒｙ  ｐｏｗｅｒｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）５０００と無線充電器５００８との２つの装置を含む。充電器５００８は送電コイル５００６を有し、送電コイル５００６は、受電コイル５００２が誘導結合により送電コイル５００６によって形成された磁界内に配置されると、装置５０００に位置する受電コイル５００２に電力を伝送する。受電コイル５００２は充電式バッテリーに接続される。このバッテリーはハンドル５００４内の回路に電力を供給する。前記送電コイルおよび受電コイルは高周波（無線周波数）を用いて電力を伝送し、この電力がバッテリーを充電する。前記の２つのコイルは、このエネルギー伝達を可能にするように互いに調整されている。これらのコイルをより近接して配置し、かつ、より整合させるほど、電力の伝送はより効率的になる。画像は、前記装置が充電器内のコイルの近くに配置されていることを示している。最良に整合させるために特別に適合したスタンドを設計することもできるし、または多数の装置を一度に充電するために、より一般的なマット型の充電器を用いることもできる。無線送電の関連特許としては、米国特許第３，９３８，０１８号、同第５，３１４，４５３号、同第５，３１４，４５７号および同第８，３７８，５２３号が挙げられる。前記特許文献は、参照により余すところなく本願に明らかに援用される。
【０１１７】
次に図５５〜図５７を参照すると、米国特許６，９１７，１８３号に記載されているような、滅菌した外科用器具またはツール１０，２０００，６０００において、再充電可能な従来技術の非滅菌バッテリーの使用を可能にするために、ユーザーは既知の「滅菌移行」技術を用いる。前記特許文献は参照によって余すところなく本願に明らかに援用される。恐らく他の名称によって知られているが、この技術は、概して、滅菌動力付き器具（ｓｔｅｒｉｌｅ  ｐｏｗｅｒｅｄ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）に取り付けられる滅菌バッテリー容器の滅菌および使用を含む。滅菌済み容器は、（例えば手術室看護師により）滅菌野内に保持され、滅菌シュラウドによって保護される。（例えば間接介助看護師によって保持された）非滅菌の充電済バッテリーは、既に滅菌されている容器を汚染しないように注意して、滅菌済み容器内に配置される。次に、前記シュラウドが間接介助看護師によって除去され、滅菌済み容器は、手術室看護師によって閉鎖され、器具に取り付けられる。前記容器は密閉してバッテリーを封入し、かつ、バッテリー端子に接続される自身の外部端子を有し、該外部端子を介して前記器具は電力を供給される。
【０１１８】
用いられるバッテリーは、一般に、１ユニットに配線され結合された複数の個々のバッテリーセルを備えたバッテリーパックである。前記セルの端子は直列に接続され、バッテリーパックの端子に接続される。なお、本願において用いる場合、「バッテリー」という用語はバッテリーパックを含む。
【０１１９】
従来技術のバッテリーパックは、一般に、表面実装され、前記装置の別の表面接点との隣接係合（ｃｏｎｔｉｇｕｏｕｓ  ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）によって係合可能である端子接点を有し、前記隣接係合により、前記バッテリーパックは作動するように設計されている。前記表面接点は、互いに向かって圧迫されるように設計されており、これは本質的に前記接点が隣接する地点において両接点を通過する想像線に沿って反対方向に押圧する。時として、ばね力は、端子接点が装置接点に対して圧迫する力を増強する係合に設計されている。
【０１２０】
表面接点は動力付き外科用器具において振動を受け、これは摩耗を増大し、性能に影響を与え得る。また、表面接点は、バッテリー端子が意図した器具に挿入される前に不注意で導電性材料に接続した場合に、バッテリーを短絡の危険に晒し得る。
【０１２１】
加えて、表面接点は、必然的にバッテリーおよび／またはバッテリー／器具の組み合わせの大きさを増大する。これは、単に使用中に確かな接続を維持するために、比較的大きな接点および／またはばね機構を提供する必要があるために生じる。さらにこれらの問題に対処するために蒸気滅菌される密閉されたバッテリーパックは、１３４°Ｃ（２７３．２°Ｆ）程度の高い滅菌温度まで加熱されたときに必然的に蓄積電荷のかなり優位な部分を失うことになる。
【０１２２】
蒸気滅菌は器具を滅菌するために最も一般的に用いられる方法であるため、加圧滅菌器内における蒸気滅菌の悪環境に耐えることができない従来技術の充電バッテリーパックのこれらの問題および不都合に対処するために、図５５〜図５７および図６０〜図６４において示されるツール６０００の第２２実施形態は、３つのサブアセンブリ、すなわちアダプター、ラチェット機構、トルク制限機構および照明アセンブリなどの先の実施形態の特性を備え得るハンドルベースまたはクレードル６００２と、ハンドル６００２と係合可能であるセンサーパック６００４と、ハンドル６００２およびセンサーパック６００４と係合された交換可能な充電式電池パック６００６とによって構成されている。各サブアセンブリは蒸気滅菌の悪環境において異なる「期待寿命」を有する。一実施形態において、
１．部分１−迅速接続コレット／アダプター６０２８およびラチェット機構６０４４を有するハンドルベース６００２、これは再使用可能であり、少なくとも１５０回の加圧滅菌まで蒸気滅菌可能である。
【０１２３】
２．部分２−センサーパック６００４（電子式トルク感知機構６０１４、電子ユニット６０２０および表示装置６０２２を構成する電子装置を含み、ベース６００２に解放可能に接続され得る）−約１００回の加圧滅菌まで再使用可能。
【０１２４】
３．部分３−バッテリーパック６００６は、特定の実施形態において、バッテリーパックに加えてブザーおよび振動モータ（図示せず）も収容しており、単回使用用に設計されている。バッテリーパック６００６はＥｔＯによって滅菌され、密封パウチ中において無菌で販売されており、蒸気滅菌用には意図されていない。各構成要素は、外科的処置をより安全で、より簡単にし、患者のリスクを低減し、予後を向上させる利点を有する。主な危険領域は洗浄および滅菌にある。密封されＥｔＯ滅菌されたバッテリーパックを用いることによって、ユーザーは完全に充電されたバッテリーパックを確実に受け取る。処置があまりに長い場合には、ユーザーは新しいバッテリーパックを開封することができる。
【０１２５】
４．部分４−滅菌挿入シールド６０４０は、図６０〜図６４に示される第２実施形態において、非滅菌バッテリーパック６００６’とともに、任意で用いられる。
単回使用バッテリーパック６００６は、充電式バッテリーに対して以下を含む多くの利点を有する。
【０１２６】
１．装置６０００が手術中に床に落ちた場合には、外科医は非滅菌バッテリーパック６００６を廃棄することができ、外科職員は数分内に装置６０００を洗浄してフラッシュ滅菌（ｆｌａｓｈ  ｓｔｅｒｉｌｉｚｅ）し、新たな滅菌バッテリーパック６００６を搭載することができ、それによりバッテリーが充電される待機時間を回避する。別の利点は、充電器が必要ではないということである。
【０１２７】
２．バッテリーパック６００６は滅菌され、密封パウチ中において無菌で販売されるため、不適当に洗浄された充電式バッテリーからの感染の危険性が低減される。
３．図６０〜図６４に最も良好に示されている、単回使用バッテリーパック６００６’が使用前に滅菌されない代替実施形態において、バッテリーパック６００６’は、蒸気滅菌可能ではないように設計されており、蒸気滅菌可能なバッテリーパック６００６に必要とされるよりも小型で軽量なバッテリーパック６００６’をもたらす。これは、蒸気滅菌可能なバッテリーパック６００６は、典型的には、バッテリーを包封するために、さらなる質量の熱遮蔽材料と、蒸気滅菌の高温（１２１°Ｃ〜１３５°Ｃ（２５０〜２７５°Ｆ））による一定量の電荷損失を補償するために必要以上の化学的物質（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍａｓｓ）とを有するためである。加えて、非滅菌バッテリーパック６００６’は、それらのバッテリーパックが蒸気滅菌の極限条件を繰り返し受けることがなく、また滅菌過程によって損傷する可能性のある、バッテリーパック６００６’内に配置されたバッテリーおよび／または他の電子装置を有さないため、滅菌可能なバッテリーパック６００６よりもはるかに長持ちする。さらに、滅菌可能ではないバッテリーパック６００６’は、高熱に晒されることがなく、従って破裂する可能性が低いため、より安全に使用することができる。
【０１２８】
この実施形態の装置６０００はまた、電子装置（図示せず）をその内部に、例えば、ハンドル６００２内、センサーパック６００４内、またはバッテリーパック６００６内に有し、前記電子装置は、装置６０００の電源が入れられた回数を、単独で、または装置６０００内の他の電子装置と協働して計数し、残された装置寿命およびセンサーパック６００４を交換するべき時間をユーザーに通知することができる。
【０１２９】
別の実施形態では、装置６０００は電子装置（図示せず）をその内部に、例えば、ハンドル６００２内、センサーパック６００４内、またはバッテリーパック６００６内に有し、前記電子装置は、装置６０００が加圧滅菌された回数を、単独で、または装置６０００内の他の電子装置と協働して計数し、残された装置寿命およびセンサーパック６００４を交換するべき時間をユーザーに通知することができる。
【０１３０】
滅菌可能ではない（ｎｏｎ−ｓｔｅｒｉｌｉｚａｂｌｅ）バッテリーパック６００６’が用いられる場合、この種のバッテリーパック６００６’を用いるための無菌移行プロセスが図６０〜図６４に示されている。最初、図６０において、装置６０００の滅菌したハンドル６００２またはセンサーパック６００４は、バッテリーパック６００６’が配置されるべきチャンバ６０４２を露出させるために、人Ｉによって滅菌野において開放される。開放位置において、チャンバ６０４２は、人Ｉによって滅菌野において、滅菌シールド６０４０（図６１）と係合される。滅菌シールド６０４０は、チャンバ６０４０と解放可能に係合可能であるスリーブ６０４４と、スリーブ６０４４を包囲し、かつ／または、スリーブ６０４４から外側に延びる複数の遮蔽表面６０４６，６０４８とを備える。前記表面６０４６，６０４８は、チャンバ６０４２または装置６０００の他の表面との直接接触を防止するとともに、スリーブ６０４４を介したチャンバ６０４２へのアクセスを可能にする。図６２において、シールド６０４０は、表面６０４６，６０４８を用いて、ハンドル６００２、センサーパック６００４、および装置６０００の残りの表面を保護しながら、スリーブ６０４４がチャンバ６０４２を露出させることができるように、チャンバ６０４２内に部分的に係合された状態で図示されている。図６３において、次に、滅菌野の外部の人Ｏは、その滅菌されていない人が滅菌した装置６０００と接触しないようにしながら、シールド６０４０のスリーブ６０４４を介してチャンバ６０４２に非滅菌バッテリーパック６００６’を挿入する。一旦、非滅菌バッテリーパック６００６’がチャンバ６０４２内に完全に挿入されたならば、シールド６０４０のスリーブ６０４４は滅菌野の外部の人によってバッテリーパック６００６’のまわりから取り外すことができ、滅菌野の人はバッテリーパック６００６’に接触することなく、ハンドル６００２を閉鎖し、非滅菌バッテリーパック６００６’を含む装置６０００を作動させることができる。
【０１３１】
次に図５８〜図５９Ｅを見ると、装置７０００の第２３実施形態において、装置７０００は、任意の先の実施形態の任意の特徴を備えることができ、示したように表示装置７００２を備える。また装置７０００は、適当なプロトコル（ＮＦＣ、ＲＦ１Ｄ、ブルートゥースなど）を用いて、とりわけ表示装置７００６も備え得るデスクトップコンピューター、ラップトップコンピュータまたはタブレットコンピューティング装置などの別体の電子コンピューティング装置７００４から情報を送信および／または受信するように構成された適当なトランシーバー（図示せず）を備える。装置７０００とコンピューティング装置７００４との間における通信は、装置７０００によって印加されているトルクが、装置７００４または装置７００４に作動可能に接続された適当な電子データ記憶媒体または位置に伝送され、格納されることを可能にする。
【０１３２】
一実施形態において、電子式トルクレンチ７０００のための記録機構（ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｆｅａｔｕｒｅ）は、装置７００４上のアプリ（ａｐｐ）にデータを無線で伝送することができる。アプリ（「アプリ（Ａｐｐ）」はアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）の略語である。「アプリ」の定義：アプリは１つのソフトウェアである。アプリは、インターネット上、コンピューター上、電話または他の電子装置上で動作し得る）は、アンドロイドまたはｉＯＳ装置のような任意の適当なオペレーティングシステムを備えた装置７００４上で動作することができる。前記処置は、医師が装置７００４上でアプリを開き、装置７００４は処置中に植え込まれている構成物全体の画像を示す初期工程を含む。続いて、電子式トルクレンチ７０００は送信モードに設定される。外科医は手術中にさらにこの構成物の画像を撮ることができる。次に、外科医は、装置７００４の表示装置７００６上の、これから締め付けようとしている締結具の画面画像に触れ、さらに、前記アプリは締結具を締め付けるための適当なトルク値を示し、外科医がその特定の締結具を締め付けるのに用いるために、トルク値を装置７０００にアップロードする。続けて、外科医は構成物上で締結具を締め付けるためにＥＴＷ７０００を使用し、装置７００４は装置７０００によって転送されているトルク値を記録し、それらのトルク値は装置７００４、または外科医がタップした画素格子位置（ｐｉｘｅｌ  ｇｒｉｄ  ｌｏｃａｔｉｏｎ）に現われるリンクを有する同様のスマート電子装置上に保存される。次に、外科医は、締め付けようとしている次の締結具に触れ、締結具を締め付ける。さらに外科医は、一実施形態において、装置７００４上に表示された情報によって提供される締結具を締め付けるために、所定のシーケンスを用いてこの機能を実施する。
【０１３３】
データ検索：装置７００４からデータを読み出す場合、データを読み出す人は、画面画像上の各ピクセル位置に提供されたリンクに触れることによって、各トルクデータファイルを再生することができる。
【０１３４】
この実施形態では、ＮＦＣ（短距離無線通信（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ））またはＲＦＩＤ（無線自動識別（Ｒａｄｉｏ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ））を用いて、ＥＴＷ７０００と、携帯電話またはｉｐａｄ（登録商標）のような電子装置７００４との間の接続を確立することができる。より高いデータ転送速度のためには、より高いデータ転送速度が可能なブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））のようなワイヤレス接続を用いることができる。ＥＴＷ装置７０００をモニタのような他の電子装置装置（図示せず）に接続して、ライブストリーミングトルクデータを表示したり、または記録データを再生したりすることができる。
【０１３５】
図５９Ａ〜図５９Ｅに示すように、ＥＴＷ７０００は、ボタンを有する画面７００２を有してもよいし、または画面およびボタンを有さなくてもよい。ボタンおよび画面を有さない場合には、ＥＴＷ７０００は、適合可能なＲＦＩＤ、ＮＦＣまたはブルートゥース（登録商標）が可能であるか、または同様の装置の存在によって制御され、さらに作動され得る。このデータは、ＥＴＷ７０００に記録されたデータをダウンロードすること、またはＮＦＣアプリ上に記録されているデータのビデオを再生することを含む。
【０１３６】
ＮＦＣは２台の装置間のリンクを確立する非常に簡単な方法であるので、これを用いてリンクを確立することができ、一方、ブルートゥース（登録商標）接続は２台の装置間でデータを転送するために用いることができる。この例は、ノキアおよびソニーの、ＮＦＣを用いて、ＮＦＣ装置でタップすることによって、ブルートゥースヘッドセットとスピーカとのペアリングを行うことである。
【０１３７】
患者データの安全性は、現在のところ４〜１０ｃｍの「近距離（ｎｅａｒ  ｆｉｅｌｄ）」である通信のタイプに固有である。また、安全性を増す別の方法は、セキュリティコードが２台の通信している装置上のＮＦＣタグ（給電されていないＮＦＣチップ（ｕｎ  ｐｏｗｅｒｅｄ  ＮＦＣ  ｃｈｉｐ）はタグと呼ばれる）にプログラムされることである。これは、それらの装置間で通信が開始するのを可能にする前に、双方の装置上のセキュリティコードを捜して確認するマイクロコントローラによって監視され得る。
【０１３８】
装置７０００により用いられるＲＦＩＤタグはアクティブ（能動型）またはパッシブ（受動型）のいずかであり得る。２つの装置間のＲＦＩＤ通信は以下の種類のものであり得る。
【０１３９】
パッシブ  リーダー  アクティブ  タグ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｒｅａｄｅｒ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｔａｇ：ＰＲＡＴ）
アクティブ  リーダー  パッシブ  タグ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｒｅａｄｅｒ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｔａｇ：ＡＲＰＴ）
アクティブ  リーダー  アクティブ  タグ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｒｅａｄｅｒ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｔａｇ：ＡＲＡＴ）
ツール／装置７０００の有用性に関して、下記は、装置７０００の実施形態の有用性のいくつかの理由、および装置７０００，７００４を用いるシステム７０１０の代替実施形態のいくつかの記載である。
【０１４０】
・前記装置は正しいトルクが印加されたことを外科医に保証する。
・調査において、正しくトルクが与えられた締結具の記録は、外科医、病院、およびインプラントＯＥＭ（ｉｍｐｌａｎｔ  ＯＥＭ）の正当性を示す（ｖｉｎｄｉｃａｔｅ）のを助ける。
【０１４１】
・厄介な問題がある場合に、より正確なトルク器具は、外科医が懸念する必要のある過失の可能性が少ないことを意味する。
・より高い精度はまた、単純なものに取りかかったが、複雑になり得る場合にも重要である。
【０１４２】
・市場に出ているより正確なトルクレンチは、ＯＥＭがこの高い精度を必要とする新たなインプラントを設計することにつながる。
・この高い精度は、非常に低い正確なトルクを必要とする蝸牛の植え込みのような手術において所望される。加えて、トルク制限機構からの鋭いきしみ（ｓｈａｒｐ  ｊａｒｒｉｎｇ）を有さないことは繊細な手術において望ましいことがある。
【０１４３】
・無線表示装置は、外科医が、ビデオ画面上で、リアルタイムの手術映像およびバイタル患者情報とともに、トルク値を見ることを可能にする。外科医はビデオ画面からトルクハンドルに目を移す必要がない。外科医はインジケータレンチを見るだけで、トルク制限レンチを見ない。外科医が、適当なトルクに達するか、またはそれを超える場合に、頭部が破損するタイプのねじを有する破断ドライバ（ｂｒｅａｋ−ａｗａｙ  ｄｒｉｖｅｒ）を用いているならば、外科医はトルクを用いないであろう。
【０１４４】
装置７０００はまた、外科医が各締結具に印加されたトルクの値を記録することを可能にする記録／記憶保存機能も備える。この特徴の利点は、締結具、ロッドまたは構成物の他のいくつかの部分が緩みを生じ、処置中に正しいトルクが印加されていたのかという疑問が存在する場合に、外科医が各締結具に印加されたトルクの証拠を有するということにある。
【０１４５】
記録機構に対する概念＃１。外科医は、解剖学的構造の画像上に重ねられた各締結具の画像を有するタブレットコンピュータまたは同様のタッチスクリーン装置７００４のような適当な携帯コンピューティング機器を用い、次に、外科医は、
・タブレット装置７００４上の締結具に触れ、
・次に装置７０００用のトルクメーター上の記録ボタンを押し、次いで締結具を締め付けることができる。
【０１４６】
装置７０００は次にピークトルク値を記録し、その値を装置７００４に転送し、装置７００４ではソフトウェアが記録されたトルク値に締結具の画像を結び付ける。
記録機構に対する概念＃２。装置７０００は、装置７０００または装置７００４のナビゲーションソフトウェアにその位置を通信する、装置７０００に取り付けられたナビゲーションオーブ（ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  ｏｒｂｓ）（図示せず）を有する。
【０１４７】
装置７０００上の記録ボタン（図示せず）が作動されると、装置７０００はトルク値および印加されたトルクの位置座標を記録する。次に、ナビゲーションソフトウェアは、このトルク記録を、締結具の位置を記録されたトルク値に結び付ける構成物の画像と一緒に保存する。
【０１４８】
本開示の概念は図面および記載において詳細に示され、説明されるが、そのような図解および記載は例であり、限定する性質のものではないと考えられるべきであり、例示的な実施形態のみが示され記載されており、本開示の主旨内に入る変更および改変はすべて保護されることが望まれることが理解される。本願において記載される装置、システム、および方法の様々な特徴から生じる本開示から推測され得る複数の利点が存在する。本開示の装置、システムおよび方法のそれぞれの代替実施形態は、本願で開示される様々な実施形態の各々の開示に含まれると考えられる他の実施形態で開示されたそのような特徴の推測される利点のうちの少なくとも一部からさらに恩恵を受ける記載された特徴のすべてを含んでいるとは限らないことに留意する。当業者は、本開示の特徴の１つ以上を組み込み、添付された特許請求の範囲によって定義される本開示の主旨および範囲内にある装置、システムおよび方法の自身の実施を容易に考案し得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８Ａ−２８Ｂ】
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【図２９Ａ−２９Ｂ】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６Ａ】
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【図４６Ｂ】
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【図４６Ｃ】
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【図４６Ｄ】
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【図４６Ｅ】
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【図４６Ｆ】
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【図４７Ａ】
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【図４７Ｂ】
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【図４７Ｃ】
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【図４７Ｄ】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９Ａ】
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【図５９Ｂ】
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【図５９Ｃ】
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【図５９Ｄ】
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【図５９Ｅ】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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