(57)【要約】基板にアンダーカットを形成するために展開可能な切削刃を有する工具を開示する。工具はその切削チップ及びタング間に位置決めされる室を有する。切削刃は室内に移動可能に据え付けられる。室内における引き込み位置と、基板と係合すると共に基板を切削するために外方へ突出する伸長位置との間で移動可能に据え付けた片持ち梁で摺動、回転又は屈曲することにより刃は移動可能である。刃を移動させるアクチュエータはカムシャフトに据え付けられる偏心カムと、プッシュロッドと、膨張可能なバルーンとを含む。また、刃の基板との係合によって、工具が一方向へ回転した時に切削刃が室の中へ引き込み、且つ工具が反対方向へ回転した時に伸長位置へ展開するように、刃は弾性的に据え付けられると共に配向される。
2006523542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にアンダーカットを形成する工具であって、
一端に位置決めされる切削チップと対向端に位置決めされるタングとを有する長手状ビット軸と、該ビット軸は該切削チップを用いて前記基板に開口をあけるために長手軸の周りを回転可能とされており、
前記ビット軸内に配置されると共に前記切削チップ及びタングの間に位置決めされる室と、該室は該室への接近を可能にする開口を有し、
前記室内に位置決めされる切削刃と、該切削刃は前記室内の引き込み位置と、前記ビット軸から前記開口を通り外方へ突出する伸長位置との間で移動可能であり、
前記切削刃を前記引き込み位置と伸長位置との間で移動させる手段とを含み、該切削刃は該伸長位置にある時に、前記ビット軸を回転させて前記アンダーカットを形成する
ことを特徴とする工具。
【請求項２】
前記刃移動手段は、
前記室内において前記切削刃に隣接して回転可能に据え付けられるカムと、前記ビット軸は前記室及び開口間に延在する長溝を含み、該切削刃は該長溝と係合すると共に該長溝により案内され、
前記切削刃に据え付けられると共に前記カムと係合するカムフォロアと、前記ビット軸に対する該カムの相対回転は、前記切削刃を前記長溝を通り前記引き込み及び伸長位置の間で移動させ、
前記カムに取り付けられると共に前記ビット軸の通路を通り前記タングへ向けて長手方向へ延在するカムシャフトとを含み、該カムシャフトの回転は前記カムの回転をもたらし、前記切削刃を展開及び後退させる
ことを特徴とする請求項１に記載の工具。
【請求項３】
前記カムシャフトは前記ビット軸通路内において同軸に配置されることを特徴とする請求項２に記載の工具。
【請求項４】
前記カムフォロアは前記切削刃の一端から延出する一対のフランジを含み、前記カムは偏心路を画定する長溝を含み、該フランジは該長溝と係合すると共に、前記ビット軸に対する前記カムの相対回転と同時に前記偏心路に沿って強制的に移動させられる
ことを特徴とする請求項２に記載の工具。
【請求項５】
前記移動手段は、
前記ビット軸を通り長手方向に延在するボアと、該ボアは前記室と連通しており、前記室は通路を含み、該通路は前記ボアに対してある角度をなすように配向されると共に、前記刃を前記通路を通り案内するために該刃と係合可能な少なくとも１個の案内面を有し、
前記ボア内に位置決めされると共に前記刃に取り付けられる作動ロッドとを含み、該刃は該作動ロッドの前記ボアを通る長手方向動作と同時に、前記通路を通り前記後退位置と伸長位置との間で移動可能である
ことを特徴とする請求項１に記載の工具。
【請求項６】
前記刃は弾性及び可撓性を有すると共に、前記作動ロッドに固定されており、前記刃は前記通路を通り前記伸長位置へ移動した時に、前記作動ロッドから離間するように撓むことを特徴とする請求項５に記載の工具。
【請求項７】
前記通路は湾曲していることを特徴とする請求項６に記載の工具。
【請求項８】
前記刃移動手段は前記室内に位置決めされる軸を含み、該室は相互にある角度をなすよう
に配向される第１及び第２側壁により画定され、該軸は前記ビット軸の長手軸と略長手方向に整列されると共に該ビット軸の長手軸からオフセットされており、前記切削刃は室を出入りする回転動作のために前記軸上において前記側壁間に据え付けられ、前記ビット軸の第１方向への回転により、前記刃部材は前記軸上で回転すると共に、前記刃及び基板間の接触と同時に前記第１側壁に接するように前記室の中へ移動し、前記ビット軸の反対方向への回転により、前記切削刃は前記軸上で回転すると共に、前記刃及び基板間の接触と同時に前記室の外へ移動して前記第２側壁と係合することを特徴とする請求項１に記載の工具。
【請求項９】
前記第１及び第２側壁は相互に９０度の角度をなすように配向されることを特徴とする請求項８に記載の工具。
【請求項１０】
前記第１方向は前記ビット軸の前記基板を通る前進方向に対応することを特徴とする請求項８に記載の工具。
【請求項１１】
前記切削刃と係合すると共に該切削刃を前記引き込み位置へ付勢する付勢部材を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の工具。
【請求項１２】
前記移動部材は、
前記室内に据え付けられる軸と、前記切削刃は前記引き込み及び伸長位置間における回転動作のために前記軸に据え付けられ、
前記ビット軸及び切削刃の間に接続されて、前記切削刃を前記後退位置へ付勢する付勢部材と、
前記室内において前記切削刃に隣接して位置決めされる膨張可能なバルーンと、前記ビット軸に沿って延在し、圧縮流体を該バルーンに対して流入及び流出させて該バルーンを膨張及び収縮させる通路とを含み、前記切削刃は前記バルーンの膨張時に該バルーンにより係合させられると共に前記伸長位置へ向け前記軸上を回転させられ、前記付勢部材は該バルーンの収縮時に前記後退位置へ向け前記切削刃を回転させる
ことを特徴とする請求項１に記載の工具。
【請求項１３】
前記移動部材は前記室内に据え付けられる第１端及び対向端を有する可撓性弾性梁を含み、該梁は前記ビット軸に沿って略長手方向に配向され、前記室は側壁を有し、前記切削刃は前記梁の対向端上において前記側壁に隣接して据え付けられ、該梁は常態において前記切削刃を前記伸長位置へ位置決めするように付勢され、前記切削刃は該切削刃を前記側壁へ強制的に接触させる方向への前記ビット軸の回転磁に前記基板との接触により前記伸長位置に維持され、前記切削刃は前記ビット軸の反対方向への回転時に前記基板との接触により前記室の中へ弾性的に撓むことを特徴とする請求項１に記載の工具。
【請求項１４】
前記切削刃は前記梁の対向端から前記第１端へ向けて延出する、ある角度をなすように配向される切削刃先を含み、該切削刃先は前記切削刃の前記基板との係合時に前記梁の前記室の中への撓みを容易にすることを特徴とする請求項１３に記載の工具。
【請求項１５】
前記切削刃は前記ビット軸の長手軸に対してある角度をなすように配向されることを特徴とする請求項１３に記載の工具。
【請求項１６】
前記切削刃は湾曲していることを特徴とする請求項１３に記載の工具。
【請求項１７】
基板にアンダーカットを形成する工具であって、
一端に位置決めされる切削チップと対向端に位置決めされるタングとを有する長手状ビット軸と、該ビット軸は該切削チップを用いて前記基板に開口をあけるために、長手軸の
周りを回転可能であり、
前記ビット軸内に配置されると共に前記切削チップ及びタング間に位置決めされる室と、該室は該室への接近を可能にする開口を有し、
前記室内に位置決めされる切削刃と、該切削刃は前記室内における引き込み位置と、前記ビット軸から前記開口を通り外方へ突出する伸長位置との間で移動可能であり、
前記切削刃に接続されると共に該切削刃を前記引き込み及び伸長位置間で移動させるアクチュエータとを含み、該切削刃は該伸長位置にある時に前記ビット軸の回転と同時に前記アンダーカットを形成する
ことを特徴とする工具。
【請求項１８】
前記アクチュエータは、
前記室内において前記切削刃に隣接して回転可能に据え付けられるカムと、
前記切削刃に据え付けられると共に前記カムと係合するカムフォロアと、前記ビット軸に対する前記カムの相対回転は該切削刃を前記引き込み及び伸長位置の間で移動させ、
前記カムに取り付けられると共に前記ビット軸の通路を通り前記タングへ向けて長手方向に延出するカムシャフトとを含み、該カムシャフトの回転は前記カムを回転させて、前記切削刃を展開及び後退させる
ことを特徴とする請求項１７に記載の工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板に穴をあける一方でアンダーカットを形成するために展開させられる切削チップ及び切削刃を有する工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
背面又は基板の両面間等の基板の接近不能部分に空洞又はアンダーカットを形成することが望ましいことはよくある。アンダーカットは基板にあけられた穴よりも大きい寸法を有する。このアンダーカットは固定器具を脆い又は低強度の基板に取り付けるために特に有用である。なぜならば、アンダーカットは基板のより大きい部分に荷重を広げることができる拡張固定器具の使用を可能にするからであり、これにより固定具の応力が低減すると共に、引き抜き強さが増大する。
【０００３】
骨体は良い効果が得られるように拡張固定具が使用される基板の一例である。骨体に使用される時には、ねじ等の従来の固定具はねじの極く付近における基板の小さな部分だけに荷重を分配するので、比較的低荷重で失敗し、結果的に基板に高い応力がかかる。骨体における固定具の荷重はまた、骨体の構成物によって制限される。構成物は比較的軟質な組織の内側海綿質層を包囲する比較的硬質の皮層からなる。海綿質層は固定具の保持に殆ど効果的ではなく、それ故、固定具からの荷重は完全に硬質皮層に集中すると共に、応力が一層増加する。
【０００４】
骨体において拡張固定具を展開させるためには、皮層の後ろにおける海綿質層にアンダーカットを形成すると有利である。アンダーカットは皮層を貫通するようにあけられた穴よりも大きい直径を有し、これにより皮層の接近不能な背面に肩部が形成される。固定具はドリルであけられた穴に挿通され、荷重を皮層背面の比較的大きな部分に広げるために、アンダーカット内で拡張すると共に肩部と係合することが可能となる。その結果、固定具の応力が減少すると共に引き抜き荷重が増加する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
背面又は基板表面下にアンダーカットを形成する既存の装置は、予めドリル加工されたパイロット穴に所定深さだけ挿入される特殊工具であることが多い。次に切削刃が工具から展開させられ、且つ工具がアンダーカットを刻むと共に基板表面下に肩部を形成するように回転させられる。この工具は複雑化する傾向にあると共に、先ずパイロット穴がドリルで基板穴あけ加工され、次に他の方法では接近不可能な内面又は背面にアンダーカットを刻むために工具が使用されなければならない。パイロット穴をあける操作及び基板表面下へのアンダーカットの形成の両方を組み合わせたより簡単な工具に対する必要性が明確にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は穴をあけるための切削チップ、及び工具が前進させられる基板の別の方法では接近不能な部分にアンダーカットを刻む展開可能な切削刃の両方を有する工具に関する。アンダーカットは例えば基板の背面に、或いは基板表面下の所定深さに位置決めされてもよい。
【０００７】
本発明に係る基板にアンダーカットを形成する工具は、一端に位置決めされる切削チップと対向端に位置決めされるタングとを有する長手状ビット軸を含む。タングはビット軸がドリルに取り付けられるのを可能にする。ビット軸は切削チップを用いて基板に開口を
くりぬくために、長手軸の周りを回転可能とされている。室はビット軸内に配置されると共に、切削チップ及びタング間に位置決めされる。室はその室への接近を可能にする開口を有する。切削刃は室内に位置決めされる。切削刃は室内の引き込み位置と、ビット軸から開口を通り外方へ突出する伸長位置の間で移動可能とされる。切削刃を引き込み及び伸長位置間で移動させる種々の方法の一つでは、伸長位置にある時にビット軸を回転させると同時に切削刃がアンダーカットを形成する。
【０００８】
一実施形態において、刃移動手段は室内において切削刃に隣接して回転可能に据え付けられるカムを含む。ビット軸は室及び開口間に延在する長溝を含む。切削刃は長溝と係合すると共に、長溝により案内される。カムフォロアは切削刃に据え付けられると共にカムと係合する。ビット軸に対するカムの相対回転により、切削刃は長溝を通り引き込み及び伸長位置間を移動する。カムシャフトはカムに取り付けられると共に、ビット軸に形成された通路を通りタングへ向けて長手方向に延在する。カムシャフトの回転はカムを回転させて、切削刃を展開及び後退させる。
【０００９】
別の実施形態において、移動手段はビット軸を通り長手方向に延在するボアを含み、ボアは室と連通する。室は通路を有し、通路はボアに対してある角度をなすように配向されると共に、通路を通るように刃を案内するために刃と係合可能な少なくとも１個の案内面を有する。作動ロッドはボア内に位置決めされると共に、切削刃に取り付けられる。切削刃は、ボアを通る作動ロッドの長手方向動作と同時に、通路を通り引き込み及び伸長位置間を移動可能とされる。
【００１０】
更に別の実施形態において、刃移動手段は室内に位置決めされる軸を含む。この場合、室は相互にある角度をなすように配向される第１及び第２側壁により画定される。軸はビット軸の中心線と長手方向に略整列されると共に、その中心線からオフセットされる。切削刃は室に出入りする回転運動のために、側壁間において軸に据え付けられている。ビット軸の第１方向（好適には工具の基板を通る前進方向）への回転により、刃部材は軸上を回転すると共に、刃及び基板間の接触と同時に第１側壁に接した状態で室の中へ移動する。ビット軸の反対方向への回転により、切削刃は軸上を回転すると共に、刃及び基板間の接触と同時に室から外へ移動して第２側壁と係合する。
【００１１】
移動手段はまた室内に据え付けられる軸を含む。切削刃は引き込み及び伸長位置間における回転動作のために、軸に据え付けられている。付勢部材はビット軸及び切削刃の間に接続されており、切削刃を引き込み位置へ付勢する。膨張可能なバルーンは室内において切削刃に隣接して位置決めされる。通路はビット軸に沿って延在しており、圧縮流体をバルーンに対して流入及び流出させて、バルーンを膨張及び収縮させる。切削刃はバルーンの膨張と同時にバルーンにより係合されると共に、伸長位置まで軸上を回転させられる。付勢部材はバルーンの収縮と同時に切削刃を引き込み位置まで回転させる。
【００１２】
更なる例において、移動手段は室内に据え付けられる第１端と対向端とを有する可撓性及び弾性を備えた梁を含む。梁はビット軸に沿って略長手方向に配向される。室は側壁を有し、且つ切削刃は梁の対向端において側壁に隣接して据え付けられる。梁は常態では切削刃を伸長位置に位置決めするように付勢されており、切削刃を強制的に側壁と接触させる方向へのビット軸の回転と同時に、基板との接触により刃は伸長位置に維持される。切削刃はビット軸の反対方向への回転と同時に、基板との接触により室の中へ弾性的に屈曲させられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本発明に係るアンダーカット形成用の展開可能な切削刃を備えた工具の実施形態１０を示す。工具１０は、切削チップ１６に配置された、角張るように対向させられる切
削刃先１４を有する長手状ビット軸１２を備える。螺旋溝１８は切削刃先１４により生成された切削屑を容易に取り除くことができるように、ビット軸１２に沿って長手方向に延在する。タング２０はビット軸１２の反対側の端部に位置決めされている。タングは好適には円柱状であるが、ドリル加工の間にチャックに対するビットの滑りを阻止するように、特定のチャック２１と適合する他の形状を有してもよい。
【００１４】
切削刃２２は長溝２４内に摺動可能に位置決めされる。長溝２４はビット軸１２内において切削チップ１６に対して間隔をあけるように位置決めされる。図１Ａの矢印２３に示すように刃２２は、刃２２がビット軸１２の室２５内に位置させられた実線で示す引き込み位置と、刃２２がビット軸から長溝２４により画定される開口２７を通り略半径方向外方へ延出する破線で示す展開即ち伸長位置との間で、長溝２４内をビット軸１２に対して半径方向に相対移動可能とされる。刃２２は外方へ面する切削刃先２６及びビット軸１２の内方に面すると共に切削刃先２６の反対側に位置決めされるカムフォロア３０を有する。図１Ｂ及び図１Ｃに最良に示すように、カムフォロア３０は偏心カム３４と係合する。カム３４は室２５内に回転可能に据え付けられると共に、ビット軸１２内において略長手方向に配向される。カム３４はビット１０の長手軸３８の周りを回転可能であると共に、円周方向長溝４０を有する。長溝４０は偏心経路を画定すると共に、切削刃２２から突出するカムフォロア３０を受け入れる。図１Ａに示すように、カムフォロア３０は対向するように延出する一対のフランジ４２を有する。フランジ４２はカム３４上に位置決めされると共に長溝４０を画定する夫々の肩部４４と係合する。図１Ｃに最良に示すように、ビット軸に対するカム３４の軸３８の周りにおける（矢印４５により表される）第１方向への回転は、ビット軸１２から長溝２４を通り矢印２３により表される方向に、刃２２を強制的に半径方向外方へ滑動させる。刃２２の半径方向運動はカム３４の偏心性及びカムフォロア３０の長溝４０内への係合に起因する。カム３４のビット軸１２に対する反対方向への相対回転は、刃２２をビット軸１２内に引き戻し、カムフォロア３０上のフランジ４２はカム３４の肩部と係合する。
【００１５】
図１Ａに示すように、カム軸４６はタング２０より遠くからビット軸１２を通る長手方向経路３６を通り延出し、カム軸４６はカム３４に取り付けられる。
ビット軸１２に対するカム軸４６の軸３８の周りにおける相対回転は、上述するように刃２２を展開及び後退させる。好適には、工具１０が据え付けられるドリルは、操作者がドリル加工の間にカム軸をビット軸１２に対していずれかの方向に回転させることができるように機構係合カム軸４６を有する。
【００１６】
作動に際して、図１に示すように、図１Ａの実線に示すように刃２２が引き込み位置にある状態で、工具１０はドリルのチャック２１に据え付けられる。工具１０は基板４９に穴４７をあけるために回転させられ、カム軸４６はビット軸１２と共に回転する。刃２２をアンダーカット５１の所望する位置に位置決めするために、ビット１０が基板内において充分に深くなると、カム軸４６がビット軸１２と相対的に回転させられて、図１Ｃに示すようにカム３４が矢印４５により表される方向に回転する。カム３４及びカムフォロア３０の係合により，刃２２は長溝２４を通り、矢印２３により表される方向に半径方向外方へ移動させられて、切削刃先２６は刃２２に隣接する基板４９と係合すると共にアンダーカット５１を削り出す。工具１０の基板４９への所望深さは、図１に点線により概略的に表される深さゲージ５３により制御されてもよい。
【００１７】
カム軸４６は様々な方法でビット軸１２と相対回転させられてもよい。例えば、前進するビット軸１２の回転と同じ方向へのカム３４の回転は刃２２を展開位置へ移動させ、次にカム軸４６がビット軸に対して相対移動すると共に基板４９を切削するために刃２２を外方へ強制的に移動させるように、カム軸４６はドリルによりビット軸と同じ方向ではあるがより高速で回転させられる。切削刃２２を展開させるためにカム軸４６が前進するビ
ット軸１２と反対方向に回転しなければならないのであれば、ビット軸１２に対するカム軸４６の相対回転を減速又は停止させることにより、刃２２の展開は達成される。「前進するビット軸の回転方向」という用語は、穴４７をあけつつビット軸が基板４９の中へ前進するようにビット軸が回転する方向を言う。刃２２が所望範囲まで展開させられると、即ち部分的に拡張され或いは完全に拡張されると、次にカム軸４６は刃２２をその所望拡張位置に維持するために、ビット軸１２と同じ方向に同じ速度で回転させられる。
【００１８】
切削刃先２６の形状、切削刃先２６の長さ及びビット軸１２から外側へ伸長する距離がアンダーカット５１の形状及び寸法を決定する。一例として示されているように、ある角度をなす切削刃先２６は、円錐形状のアンダーカットを生産する。円錐形状のアンダーカットは拡張する固定機器と係合すると共にその固定機器が基板から抜け落ちることがないように、一端に肩部５５を有する。ビット軸１２と略平行に配向させられた切削刃先２６は、効果的に画定された肩部を両端に備えた円柱形状のアンダーカットを生産する。刃２２の長さはアンダーカットの長さを決定する。
【００１９】
アンダーカットが形成されると、ビット軸１２に対してカム軸４６が相対回転させられる方向を逆転させることにより、刃２２は後退させられる。これはビットが停止させられている間に行われる。カムフォロア３０上のフランジ４２はカム３４上の肩部４４により係合させられ、且つ刃２２はカム作用によって長溝２４の中へ引き込まれる。刃２２が長溝２４内へ完全に引き込まれると、ビット軸１２は穴４７から引き抜かれる。
【００２０】
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明に係る展開可能な切削刃を備えた工具の別の実施形態５０を示す。工具５０はビット軸５２を有し、ビット軸５２はその切削チップ５６にある角度をなす切削刃先５４を備えると共に、その対向端にタング（図示なし）を備える。螺旋溝５８はビット軸の表面６０に沿って延在する。長手状ボア６５２は好適ビット軸５２内において、好適には同軸となるように位置決めされる。ボア６２は、ボア６２に対してある角度６６で配向される通路６４を備えた室と連通する。通路６４はビット軸５２の表面に形成された開口６７へ至り、開口６７は切削刃先５４から間隔があけられている。通路６４は上側案内面６８及び下側案内面７０を備える。それら案内面は好適には以下に説明する理由のために湾曲している。
【００２１】
切削刃７２は通路６４内に移動可能に位置決めされる。刃７２は可撓性及び弾性を備えた刃軸７４を備え、刃軸７４は刃が通路６４を通り移動する時に案内面６８及び７０と係合するような湾曲形状に湾曲する。刃軸７４の一端は基板内にアンダーカットを削り出すために通路６４から開口６７を通り外方へ延出可能な切削刃先７６を有する。刃軸７４の対向端はビット軸５２のボア６２内に摺動可能に位置決めされる作動ロッド７８に取り付けられる。作動ロッド７８はボア６２に沿ってタングを通り外方へ延在する。刃軸７４は好適には、刃７２が以下に説明するばね作用によって通路６４へ引き込まれるのを助けるべく、片持ち梁のように作動ロッド７８に取り付けられる。
【００２２】
刃７２は作動ロッド７８を矢印８０の方向へビット軸５２に対して相対移動させることにより、図２Ａに示す通路６４内の引き込み位置から図２Ｂに示す伸長位置へ移動可能とされる。これは好適には工具が据え付けられたドリル内の機構により達成され、ドリルの操作者は作動ロッド７８の動作時期及び動作範囲を制御する。作動ロッド７８の矢印８０方向への動作により、刃７２は通路６４を通り矢印８１の方向へ強制的に移動させられ、刃切削刃先７６はドリル５０が貫通し且つ工具５０が回転するにつれてアンダーカットを刻み出す基板と係合するために、開口６７を通り外方へ伸長する。刃７２を展開させるべく作動ロッド７８を引き出すためには、張力が必要とされる。張力は通路６４の角度６６並びに案内面６８及び７０の形状に起因して生じる。通路６４の角度６６を刃７２が作動ロッド７８と形成する公称角度よりも大きくなるように調整することにより、刃軸７４は
通路６４を通るように引き出されると湾曲する。同様に湾曲案内面６８及び７０も、刃７２の弾性刃軸７４が通路６４を通り移動するにつれて、弾性刃軸７４を湾曲させる。刃７２が拘束されていなければ、刃軸７４の弾性付勢力は刃７２を真直にすると共に、刃７２を作動ロッド７８へ向けて引き込ませることになる。刃軸７４の弾性付勢力は刃軸７４が通路６４を通過するのに必要とされる形状へ湾曲するのに抵抗するが、刃軸７４は可撓性を備えるので、作動ロッド７８の移動により刃が強制的に通路６４の中に移動させられた時に撓む。刃軸７４はばねとして作用すると共に、作動ロッド７８への張力が解放された時に、刃軸の弾性付勢力は刃軸を案内面６８及び７０と係合させ、案内面６８及び７０の形状、間隔及び配向によって、通路６４の角度６６は刃７２を強制的に通路６４まで引き込み位置へ戻るように摺動させる。湾曲した案内面６８及び７０のために、刃７２を作動ロッド７８に片持ち状にすることにより、引き込み作用が増大させられることが予想され、従って刃を通路の中へ引き込ませる刃軸７４の付勢力が増大する。
【００２３】
或いは、通路６４の案内面６８及び７０は刃軸７４を撓ませないように略真直とされると共に間隔があけられてもよく、この場合には、刃７２の引き込みは作動ロッド７８を矢印８０と反対方向に、即ち工具５０の切削刃先５４へ向けて移動させることにより主に実行される。
【００２４】
図３Ａ及び図３Ｂは本発明に係る展開可能な刃を備えた工具の更に別の実施形態８２を示す。従来のドリルビットと同様に、工具８２はビット軸８４を有する。ビット軸はある角度をなす切削刃先８８を備えた切削チップ８６を備えると共に、対向端にドリルのチャックと係合するためのタング（図示なし）を備える。螺旋溝９０はビット軸８４に沿って延在し、穴あけ加工の間に切削くずを取り除く。
【００２５】
図３Ｂの断面図に最良に示すように、開放室９２はビット軸８４内において切削刃先８８と間隔があけられるように位置決めされる。室９２はその室が形成された後に残るビット軸の材料から成る側壁９１及び９３により画定される。切削刃９４は室９２内において軸９６に回転可能に取り付けられる。刃９４の軸９６はビット軸８４の長手軸９８と略整列させられるが、その長手軸９８から偏心又はオフセットされるように位置決めされる。図３Ｂの破線に示すように、刃９４はビット軸８４の長手軸９８を横切るように位置決めされた時に、室９２内に略嵌合するように寸法が決められる。しかしながら、刃９４がその回転軸９６の周りを矢印９５により表される方向に回転させられた時には、その切削刃先１００は回転軸の偏心位置に起因して、ビット軸８４から外方へ延出する。室９２を画定する側壁９１及び９３は刃９４の回転軸９６の周りにおける回転を制限する停止装置として作用する。側壁は刃９２がビット軸８４から延出する角度を制御するために、相互に様々な角度に設定され得る。一例として、側壁９１及び９３は相互に９０度に配向されるように図示されている。
【００２６】
好適には、刃９４は室９２内における引き込み位置から、基板との相互作用によって、工具８２が回転させられる方向に応じて、ビット軸８４から完全に伸長する展開位置へ移動させられる。実際上の工具８２では、ドリルが貫通する基板が刃９４の切削刃先１００と係合すると共に、刃を室９２内の引き込み位置へ維持するように、工具が穴あけ機能を実施するためにビット軸８４の前進方向へ回転させられた時には、ビット軸が長手軸９８の周りに矢印９７により表される方向へ回転させられるように、切削刃先８８及び溝９０は構成される。工具８２が基板を所望深さだけ貫通した後に、ビット軸の回転方向は矢印９９により表されるように逆転させられる。工具８２の矢印９９の方向への回転は、刃９４の切削刃先１００を基板と係合させる。基板との係合によって、刃が側壁９３と係合するまで、刃は回転軸９６の周りを矢印９５の方向へ回転する。回転軸９６はビット軸８４の長手軸９８に対して偏心しているので、刃９４はビット軸８４から外方へ延出すると共に、基板にアンダーカットを刻む。アンダーカットが刻まれた後に工具８２を取り出すべ
く刃９４を引き込ませるように、刃を矢印１０１の方向へ回転させると共に刃を側壁９１に接する引き込み位置へ付勢するために、リターンスプリング１０２が使用される。図３Ａに示すように、リターンスプリング１０２は好適には、刃９４の偏心回転軸９６と同軸上に据え付けられるコイルばねである。
【００２７】
図４Ａ及び図４Ｂは本発明に係る工具の別の実施形態１０４を示す。再び、工具１０４はビット軸１０６を有する。ビット軸１０６はある角度をなす切削刃先１０８を備えた切削チップと、ドリルのチャックと係合するために対向端に設けられるタング（図示なし）とを含む。螺旋溝１１２はビット軸１０６に沿って延出し、穴あけ加工の間に切削くずを取り除く。
【００２８】
長手方向ボア１１４はタングからビット軸１０６に沿って、好適にはビット軸１０６と同軸上に延在する。ボア１１４は好適にはタングの連結器を介して供給される圧縮流体を搬送する通路１１５を受け入れるように構成される。連結器は固定発生源から穴あけ加工の間にビット１０４と共に回転する通路１１５へ圧縮流体を通過させるように構成される。
【００２９】
室１１６はビット軸１０６において切削刃先１０８から間隔があけられるように位置決めされる。切削刃１１８は室１１６内に回転可能に据え付けられると共に、ビット軸１０６に対して横断方向に配向される回転軸１２０の周りを回転する。刃１１８は回転軸１２０の周りを室１１６から外方へ矢印１２２により表される方向に回転する。切削刃先１２４は刃に沿って長さ方向に位置決めされる。ビット軸１０６が回転した時に、基板にアンダーカットを形成するように切削刃先１２４を基板と係合させるために、刃１１８は室１１６から外方へ延出する。刃１１８は常態では室１１６内に残されるように、ばね１１９により付勢される。刃１１８の矢印１２２の方向への回転は、室１１６内に位置決めされるバルーン１２６により実行される。バルーン１２６は刃１１８と係合すると共に、導管１１５と流体連通する。バルーン１２６はボア１１４の中へポンプで汲み上げられた圧縮流体を受け取り、図４Ｂに図示するように、刃１１８をばね１１９の付勢力に抗して軸１２０の周りに回転させるために膨張する。切削刃先１２４を基板と係合させると共にアンダーカットを刻むために、刃１１８は室１１６から外方へ移動する。刃１１８の展開は、ビット１０４が基板内の適切な深さにある時に、ドリルの操作者により実行される。刃１１８は、バルーン１２６が収縮した時に刃１１８を室１１６へ戻るように移動させる付勢ばね１１９により引き込まれる。好適には、バルーンはナイロンにより形成されるが、他の材料も可能である。
【００３０】
或いは、室１１６において片持ちにされる可撓性弾性刃を固定すると共に、バルーン１２６によって刃を室から外方へ弾性的に撓ませることも可能である。刃の自然な弾性はバルーン内に圧力が存在しない時に、刃を室１１６へ戻すように付勢する。
【００３１】
本発明に係る工具１２８の別の実施形態が図５、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄに図示されている。工具１２８はビット軸１３０を有し、ビット軸１３０はその切削チップ１３４にある角度をなす切削刃先１３２を備えると共に、対向端にタング（図示なし）を備える。螺旋溝１３６はビット軸１３０に沿って長手方向に延在し、穴あけ加工の間に切削くずを取り除く。
【００３２】
室１３８はビット軸１３０を貫通するように延在し、切削チップ１３４から間隔があけられるように位置決めされる。好適には、室１３８はビット軸１３０の厚みを貫通するように延在すると共に、ビット軸の直径に集中させられている。しかしながら変形物も構想され、室１３８はビット軸を通り部分的な進路にのみ延在してもよく、また直径から偏心するように配置されてもよい。
【００３３】
梁１４０はビット軸１３０の全長と略平行な長手軸１４２に合わせて配向される。梁１４０は室１３８内に位置決めされており、一端１４４が片持ち梁状にビット軸に固定される。切削刃１４６は梁の対向端に据え付けられており、梁は可撓性及び弾性を備えると共に、刃１４６がビット軸１３０の円周を越えて突出し且つアンダーカットを形成することが望まれる基板と係合するように、室１３８の中へ自由に撓み、或いは室１３８から外方へ自由に撓む。非屈曲位置において、図５の実線に示すように刃１４６が室１３８から外方へ延出するように、梁１４０を付勢することが好ましい。
図５の長手方向断面図に更に示すように、刃１４６は好ましくは前対向部１５０を有する切削刃先１４８を有する。前対向部１５０はアーム１４０の長軸１４２に対してある角度をなすように配向される。前対向部１５０の角度は刃をアームに沿って片持ち梁状端部１４４へ向けて展開させ、刃１４６はその頂点１５２において幅が最も広くなっている。頂点に隣接して、切削刃先１４８は好適には後対向部１５４を有し、後対向部１５４は頂点１５２から梁１４０の片持ち梁状端部１４４まで刃１４６の幅を狭くするべく、前対向部１５０と逆に角度をなすようにされる。
【００３４】
図５Ａ及び図５Ｂは刃１４６の断面を示す。刃１４６の一面１５６は好適には、刃が切削刃先１４８から離間する方向へ向かうに従い厚さが増すように角度をなす。対向面１５８は好適には刃の幅を横断する方向に略平坦とされる。
【００３５】
上記に説明した刃の外形は、工具実施形態１２８が基板に穴をあけ、基板表面下にアンダーカットを形成し、更に基板を破損させることなく基板から容易に取り出され得るように構成される。作動に際して工具１２８は、図５Ｂにおいて矢印１６０により表されるように、切削チップ１３４から見た時に反時計方向の回転により基板の中へ前進させられる。ビット軸１３０が基板の中へ前進させられるにつれて、切削刃先１４８の前対向部１５０は、形成され且つ傾斜面として作用する穴縁において基板と係合する。傾斜面は刃が基板表面下を移動するにつれて梁１４０を室１３８の中へ内方に撓ませる。刃１４６の撓み位置は図５において破線で示されている。刃１４６はビット軸１３０が反時計方向へ回転させられた時には基板を切削しない。なぜならば、刃１４６は自由に基板１３８の中へ撓むからである。アンダーカットが所望される位置に刃１４６を位置決めするべく、工具１２８が適正な深さまで貫通すると、工具１２８の回転は図５Ａにおいて矢印１６２により表されるように、時計方向へ逆転させられる。時計方向へ回転させられた時には、工具１２８はもはや前進せず、刃１４６が室側壁１４７に対して押し当てられると共に、切削刃先１４８の平坦面１５８を基板に突き立ててアンダーカットを形成する。梁１４０の弾性は平坦面１５８及び側壁１４７の支持の間における平坦刃角度と組み合わされて、切削刃先１４８を弾性的に外方へ基板の中へ移動させ、切削刃先１４８が回転するにつれてアンダーカットを刻む。基板の削りくずは室１３８へ入り込み、ビット１２８と共に取り除かれる。図５Ｃに示すように、刃に対してより積極的な切削を提供するために、即ち、刃１４６が回転毎により大きく切削するために、平坦面１５８は半径方向に対して所定の角度１６４に設定される。或いは、図５Ｄに示すように、刃１４６は時計方向の回転の間に基板まで突き立てられるが、反時計方向の回転の間には基板上を摺動するが切削しないように湾曲していてもよい。
【００３６】
基板表面下にアンダーカットが形成されると、工具１２８の回転は停止させられ、且つビットが後退させられる。切削刃先１４８の後対向部１５４は基板と係合して、梁１４０を室１３８の中へ撓ませるべく傾斜面として作用することにより、刃１４６を室内に位置決めすると共に、基板表面のアンダーカット又は穴を破損させることなく、工具を都合よく後退させることができる。
【００３７】
上記に説明した本発明に係る工具の好適な材料は鋼、並びに骨を酸素又は他の汚染物質
によって汚染することなく骨体に穴をあけるために使用されるステンレス鋼及びチタンを含む。骨体に使用される工具の実際寸法は２ミリメートルから６ミリメートルの範囲内にある。
【００３８】
穴をあけると共にアンダーカットを切削することが可能な本発明に係る工具は、外科手術の場合において特に顕著な硬化を提供する。なぜならば、このような工具の使用は最初にパイロット穴をあける工程を本方法から除去することにより、本方法の時間を短縮すると共に誤作動の可能性を減少させるからである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る展開可能な切削刃を有する工具を示す側面図。
【図１Ａ】図１に示す工具の１Ａ−１Ａ線における拡大断面図。
【図１Ｂ】図１Ａに示す工具の１Ｂ−１Ｂ線における拡大断面図。
【図１Ｃ】図１Ｂと同様に図１Ａに示す工具の１Ｂ−１Ｂ線における拡大断面図。
【図２Ａ】本発明に係る工具の別の実施形態を示す部分断面図。
【図２Ｂ】図２Ａと同様に本発明に係る工具の別の実施形態を示す部分断面図。
【図３Ａ】本発明に係る工具の更に別の実施形態を示す部分長手方向断面図。
【図３Ｂ】図３Ａの３Ｂ−３Ｂ線における断面図。
【図４Ａ】本発明に係る工具の更に別の実施形態を示す部分断面図。
【図４Ｂ】図４Ａと同様に本発明に係る工具の更に別の実施形態を示す部分断面図。
【図５】本発明に係る工具の更に別の実施形態示す部分長手方向断面図。
【図５Ａ】図５の５Ａ−５Ａ線における断面図。
【図５Ｂ】図５の５Ｂ−５Ｂ線における断面図。
【図５Ｃ】図５の５Ｃ−５Ｃ線における断面図。
【図５Ｄ】図５の５Ｄ−５Ｄ線における断面図。
【図１】
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【図５】
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【国際調査報告】
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