(57)【要約】【課題】  体外から骨に固定した固定部の移動を制御可能にするとともに、上記固定部が外力によって移動することがなく、目的の位置を保持することができるようにする。【解決手段】  ケーシング１内に、磁性体で構成した内接ギアリング１４とこれに偏心して相対回転可能にした内接ギアリング１４とを設け、外接ギア７と一体的に回転するスクリューシャフト９と、その回転に伴って軸方向に移動する移動体１２とを設け、この移動体１２及びケーシング１の外周にはそれぞれ一対の固定部材２３，２４を設けるとともに、内接ギアリング１４を外接ギア７の所定の位置に接触させる方向の接触力を作用させる永久磁石１７の磁力と、保持体１８に設け複数の電磁石１９〜２１の磁力との合成力によって内接ギアリング１４揺動させ、この揺動に応じて外接ギア７及びスクリューシャフト９を回転ささせ、この回転によって固定部材２３，２４の間隔を広げる。【選択図】  図２
2012020065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に、内接リングと、この内接リングに対して偏心して一部を接触させた外接部材を設け、これら内接リングと外接部材とはそれらの一部を接触した状態で相対回転可能にし、かつ、これら内接リングあるいは外接部材のいずれか一方には、上記内接リングあるいは外接部材の自転を防止する自転防止機構を設け、いずれか他方の上記内接リングあるいは外接部材には、自転可能な内接リングあるいは外接部材と一体的に回転するスクリューシャフトを連結し、このスクリューシャフトに移動体を相対回転可能にかみ合わせるとともに、上記スクリューシャフトが回転したとき、上記移動体を、その回転を阻止しながらスクリューシャフトの軸方向に沿って移動させるためのガイド機構を備え、上記ケーシングの外側には骨に固定するための固定部を設け、上記移動体にも骨に固定する固定部を設け、この移動体に設けた固定部をケーシングの外方に突出させ、また、上記内接リングと外接部材とを互いに所定の箇所で接触させるために、内接リングあるいは外接部材のうちのいずれか一方に常時一定の力を作用させる接触力付与手段を設け、かつ、上記内接リングあるいは外接部材のいずれか一方を磁性体で構成し、さらに、上記ケーシングとは分離して別部材とした保持体を備え、この保持体をケーシングに対向させた状態で、上記ケーシングから離れる方向に複数の電磁石を設け、これら電磁石は、磁性体で構成した内接リングあるいは外接部材に対して上記接触力付与手段の力に抗する方向の力を作用させる構成にするとともに、これら複数の電磁石を制御する制御手段を設け、この制御手段は、上記電磁石が発揮する磁力と上記接触力付与手段が発揮する力とを合成した半径方向の合成力を周方向に順次変化させる機能を備え、この順次変化させた合成力で内接リングあるいは外接部材のいずれか一方を揺動させて上記スクリューシャフトを回転し、このスクリューシャフトの回転で上記移動体を移動させることによって上記一対の固定部の間隔を大きくしながら骨延長治療を実行する骨延長治療用装置。
【請求項２】
内接リングには揺動可能にした自転防止機構を設け、順次変化させた上記合成力によって内接リングを揺動させ、外接部材を自転させる構成にした請求項１に記載の骨延長治療用装置。
【請求項３】
内接リングには自転及び揺動を防止する機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記外接部材を揺動させながら自転させる構成にした請求項１に記載の骨延長治療用装置。
【請求項４】
外接部材には自転及び揺動を防止する機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記内接リングを揺動させながら自転させる構成にした請求項１に記載の骨延長治療用装置。
【請求項５】
外接部材には揺動可能にした自転防止機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記内接リングを自転させる構成にした請求項１に記載の骨延長治療用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、骨折等の治療に用いる骨延長治療用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人や動物が骨折などによって失った骨の部分は、自身の骨の延長によって再建することができるが、そのために必要な距離だけ骨を移動させて骨の延長を図る様々な骨延長治療用装置が従来から知られている。
例えば、特許文献１〜３に記載された装置は、何れも、間隔を広げたい一対の骨にそれぞれ固定部を固定し、その間をスクリューシャフトで連結するとともに、このスクリューシャフトの回転によって、一方の固定部を他方の固定部に対して移動させ、上記両固定部間の距離を広げようとするものである。
【０００３】
そして、特許文献１の装置は、スクリューシャフトに設けた操作部を体外に露出させ、この操作部を手動で回転させることによって上記固定部を移動させるようにしている。
また、特許文献２，３の装置は、体内に埋設した移動機構に対し、着脱自在にした駆動機構を利用してスクリューシャフトを回転させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−０４３２０３号公報
【特許文献２】特開２００７−３０７０５１号公報
【特許文献３】特表２００９−５４２２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載された治療用装置は手動操作部が常時体外に露出しているため、手などが触れてスクリューシャフトを不用意に回転させてしまう可能性がある。
また、特許文献２，３に記載の装置も、駆動機構を取り外した状態で、スクリューシャフトの回転を止めるストッパ機構を備えていないため、体内外からの外力によってスクリューシャフトが回転してしまうことがある。
このように、スクリューシャフトが外力によって回転してしまうと、骨の位置がずれてしまい、治療が計画通りに進まないだけでなく、患者に苦痛を与えることもある。
【０００６】
この発明の目的は、体内に設けた部材を体外に露出させることなく、体外から骨に固定した固定部の移動を制御可能にするとともに、上記固定部が外力によって移動することがなく、目的の位置を保持することができる骨延長治療用装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、ケーシング内に、内接リングと、この内接リングに対して偏心して一部を接触させた外接部材を設け、これら内接リングと外接部材とはそれらの一部を接触した状態で相対回転可能にし、かつ、これら内接リングあるいは外接部材のいずれか一方には、上記内接リングあるいは外接部材の自転を防止する自転防止機構を設け、いずれか他方の上記内接リングあるいは外接部材には、自転可能な内接リングあるいは外接部材と一体的に回転するスクリューシャフトを連結し、このスクリューシャフトに移動体を相対回転可能にかみ合わせるとともに、上記スクリューシャフトが回転したとき、上記移動体を、その回転を阻止しながらスクリューシャフトの軸方向に沿って移動させるためのガイド機構を備え、上記ケーシングの外側には骨に固定するための固定部を設け、上記移動体にも骨に固定する固定部を設け、この移動体に設けた固定部をケーシングの外方に突出させている。
【０００８】
また、上記内接リングと外接部材とを互いに所定の箇所で接触させるために、内接リングあるいは外接部材のうちのいずれか一方に常時一定の力を作用させる接触力付与手段を設け、かつ、上記内接リングあるいは外接部材のいずれか一方を磁性体で構成し、さらに、上記ケーシングとは分離して別部材とした保持体を備え、この保持体をケーシングに対向させた状態で、上記ケーシングから離れる方向に複数の電磁石を設け、これら電磁石は、磁性体で構成した内接リングあるいは外接部材に対して上記接触力付与手段の力に抗する方向の力を作用させる構成にするとともに、これら複数の電磁石を制御する制御手段を設け、この制御手段は、上記電磁石が発揮する磁力と上記接触力付与手段が発揮する力とを合成した半径方向の合成力を周方向に順次変化させる機能を備え、この順次変化させた合成力で内接リングあるいは外接部材のいずれか一方を揺動させて上記スクリューシャフトを回転し、このスクリューシャフトの回転で上記移動体を移動させることによって上記一対の固定部の間隔を大きくしながら骨延長治療を実行する点に特徴を有する。
なお、上記揺動とは、内接リングあるいは外接部材の中心がエンドレスの軌跡を描いて移動し、内接リングあるいは外接部材が揺れ動く運動のことである。また、この発明では、上記中心が自転するものと自転しないものの両方を含む。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明を前提とし、上記内接リングには揺動可能にした自転防止機構を設け、順次変化させた上記合成力によって内接リングを揺動させ、外接部材を自転させる構成にした。
【００１０】
第３の発明は、第１の発明を前提とし、上記内接リングには自転及び揺動を防止する機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記外接部材を揺動させながら自転させる構成にした。
【００１１】
第４の発明は、第１の発明を前提とし、上記外接部材には自転及び揺動を防止する機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記内接リングを揺動させながら自転させる構成にした。
【００１２】
第５の発明は、第１の発明を前提とし、上記外接部材には揺動可能にした自転防止機構を設け、順次変化させた上記合成力によって上記内接リングを自転させる構成にした。
【発明の効果】
【００１３】
第１〜第５の発明では、ケーシング内に設けた内接リングと外接部材とを所定の箇所で接触させる方向の接触力を作用させる接触力付与手段を設けているので、内接リングあるいは外接部材に上記電磁石による磁力が作用していないときにも、内接リングと外接部材とを所定の箇所で接触させることができ、この接触力によって両部材の相対回転が阻止される。そのため、スクリューシャフトが外力によって容易に回転して、移動体に設けた固定部が移動することを防止できる。
【００１４】
また、上記接触力付与手段による接触力を常時作用させているので、電磁石を円周方向に均等に設ける必要がない。そのため、電磁石をケーシングの外周において、上記接触力に抗する方向の力を発揮する一方に集中的に設けることができる。
そして、保持体には、上記保持体をケーシングに対向させたとき、複数の電磁石がケーシングから離れる方向に設け、保持体をケーシングに対向させて、電磁石を励磁すれば、磁性体で形成された内接リングあるいは外接部材に、直径方向外方へ向かう磁力を作用させるようにしている。
【００１５】
しかも、上記電磁石を設けた保持体を、ケーシングと別部材としているので、ケーシングを体内に設け、必要なときにだけ上記保持体を体外からケーシングに対向させ、電磁石を制御することによって固定部を設けた移動体を移動させることができる。
【００１６】
さらに、外接部材は内接リングに対して偏心して接触し、いずれかの部材が、その中心がエンドレスの軌道を描いて１周する１揺動ごとに、内接リングと外接部材の歯数の差、あるいは内接リングの内周と外接部材の外周の差分だけ一方の部材が自転するようにしているので、揺動に対するスクリューシャフトの回転量が小さくなる。
そのため、スクリューシャフトの回転に伴って移動する移動体の軸方向の移動量を細かく制御することが可能になる。特に、両部材の周長の差を小さくすればするほど、スクリューシャフトの回転量をより細かく制御でき、移動体の位置を精度よく制御できることになる。
【００１７】
第２、第３の発明によれば、外接部材に連結したスクリューシャフトの回転によって移動体を移動させることができる。
第４、第５の発明によれば、内接リングに連結したスクリューシャフトの回転によって移動体を移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は第１実施形態の斜視図である。
【図２】図２は第１実施形態の断面図である。
【図３】図３は上記図２のIII-III線断面図である。
【図４】図４は第２実施形態の斜視図である。
【図５】図５は第２実施形態の断面図である。
【図６】図６は上記図５のVI-VI線断面図である。
【図７】図７は上記図５のVII-VII線断面図である。
【図８】図８は第３実施形態の断面図である。
【図９】図９は第４実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１〜３に示した第１実施形態は、軸方向に所定の長さを保った筒状のケーシング１の一端側に、一対の軸保持部材２，３を、間隔を保ってはめる一方、ケーシング１の他端にも軸保持部材４をはめている。
一対の軸保持部材２，３のうち外側に位置する軸保持部材２には軸受５をはめ、軸保持部材４にも軸受６をはめている。
【００２０】
上記のように軸保持部材２にはめた軸受５は、この発明の外接部材であって、外周にギアを形成した外接ギア７の軸部８を回転自在に支持し、この外接ギア７を上記軸保持部材２，３間に保持している。また、上記外接ギア７であって、上記軸部８とは反対側にはスクリューシャフト９の軸部１０を一体に設けるとともに、この軸部１０は軸保持部材２，３のうちの内側に位置する軸保持部材３に回転自在に支持されている。
一方、上記スクリューシャフト９の先端に設けた軸部１１は、上記軸受６に回転自在に支持されている。
【００２１】
上記のようにしたスクリューシャフト９のスクリューには移動体１２を噛み合わせているが、この移動体１２は、ケーシング１の軸方向に沿って形成したこの発明のガイド機構であるガイド孔１３からケース１の外方に突出している。そして、上記スクリューシャフト９が回転したとき、上記移動体１２はガイド孔１３に規制されて回転を阻止されるので、スクリューシャフト９の回転にともなって、移動体１２はスクリューシャフト９の軸方向に移動する。
【００２２】
さらに、上記外接ギア７の周囲には、磁性体からなり、内周にギアを形成した内接ギアリング１４を設けている。言い換えると、外接ギア７を内接ギアリング１４内に組み込んでいる。そして、これら内接ギアリング１４と外接ギア７とは互いに偏心させるとともに、内接ギアリング１４は、その中心がエンドレスの移動軌跡を描く揺動が可能な構成にしている。また、内接ギアリング１４の歯数に対して外接ギア７の歯数を少なくし、これら内接ギアリング１４と外接ギアリング７とはそれらの一部が互いにかみ合って相対回転可能にしている。
なお、上記内接ギアリング１４がこの発明の内接リングを構成する。
【００２３】
上記のようにした内接ギアリング１４は、揺動はするがその自転を防止する自転防止機構を設けているが、この自転防止機構は、内接ギアリング１４の側面に設けた規制ピン１５と、上記軸保持部材２に形成した規制穴１６とによって構成される。
すなわち、上記規制穴１６の内径は、規制ピン１５の外径よりも大きくし、これら規制穴１６および規制ピン１５によって、内接ギアリング１４の自転を防止すとともに、中心がエンドレスの軌跡を描く内接ギアリング１４の揺動を許容する。
【００２４】
さらに、上記ケーシング１の一箇所には、この発明の接触力付与手段である永久磁石１７を設け、この永久磁石１７の磁力を、磁性体である内接ギアリング１４に作用させられるようにしている。
そして、上記永久磁石１７の磁力が内接ギアリング１４に作用すると、当該内接ギアリング１４は永久磁石１７側に引き寄せられ、永久磁石１７とは反対側において、図３に示すように内接ギアリング１４と外接ギア７とをかみ合わせる。
【００２５】
一方、上記ケーシング１の外形に沿う凹部１８ａを備えた半円状の保持体１８を設け、この保持体１８には３つの電磁石１９〜２１を設けるとともに、これらいずれの電磁石１９〜２１を励磁させるタイミングを制御する図示していない制御手段を設けている。
なお、上記保持体１８には、上記凹部１８ａをケーシング１に対向させた状態で、ケーシング１から離れる方向に電磁石１９〜２１を設けている。
また、上記スクリューシャフト９に噛み合わせた移動体１２には、骨に固定するための固定部である固定部材２３を設けるとともに、この固定部材２３と同一直線状で対向するケーシング１の外側にも骨に固定するための固定部材２４を設けている。これら各固定部材２３，２４は、それぞれビス孔２３ａ，２４ａを備え、このビス孔２３ａ，２４ａを利用し、上記固定部材２３，２４を骨にビス止めして用いる。
なお、図１では上記一対の固定部材２３，２４を省略している。
【００２６】
次に、外接ギア７を回転させて、上記移動体１２を軸方向に移動させる場合について説明する。
なお、この実施形態では、上記ケーシング１を患者の体内に設け、上記一対の固定部材２３、２４を、それぞれ、間隔を大きくしたい一対の骨にビス止めしている。
先ず、上記保持体１８の凹部１８ａを、永久磁石１７とは反対側においてケーシング１に対向させ、図３に示すように、永久磁石１７と反対側における半円内に電磁石１９〜２１を集中的に等間隔で配置された状態にする。このように、保持体１８の凹部１８ａを永久磁石１７と反対側に対向させるために、上記ケーシング１を体内に設置する際に、永久磁石１７を皮膚と反対側に位置させておく必要がある。
このとき、電磁石１９〜２１を非励磁状態に保っていれば、内接ギアリング１４は、永久磁石１７にひきつけられて、この永久磁石１７とは反対側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とがかみ合う。
【００２７】
上記の状態から制御手段を用いて、電磁石１９〜２１を円周方向に順に励磁させていけば、内接ギアリング１４は、永久磁石１７の吸引力と、励磁された電磁石１９〜２１の吸引力とによる半径方向の合成力が円周方向に変化していく。この変化する合成力によって、内接ギアリング１４は、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動をする。内接ギアリング１４が上記のように揺動運動すれば、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置が円周方向に順次ずれ、上記エンドレスの軌跡が１周する１揺動したとき、外接ギア７は、内接ギアリング１４との歯数の差分だけ回転することになる。
【００２８】
例えば、上記電磁石１９〜２１の全てが非励磁の図３の状態から、電磁石１９のみを励磁すると、この電磁石１９の磁力と上記永久磁石１７の磁力との合成力は、上記電磁石１９の磁力と上記永久磁石１７との中間から外側に向かう力となって、上記電磁石１９と上記永久磁石１７との中間において上記内接ギアリング１４をケーシング１側に引き付ける。次に、電磁石２０を励磁すると、上記永久磁石１７、電磁石１９、及び電磁石２０の磁力の合成力が、上記永久磁石１７と電磁石１９との合成力よりも、永久磁石１７から離れた位置に作用して、内接ギアリング１４を引き付ける。
さらに、電磁磁石２１を励磁すれば、この電磁石２１の磁力が加わった合成力が、永久磁石１７と反対方向、すなわち電磁石２０の方向に作用して、内接ギアリング１４を引き付ける。
【００２９】
次に、上記電磁石１９を非励磁にすると、合成力の方向は電磁石２０よりも電磁石２１側に移動する。同様に電磁石２０を非励磁、次に電磁石２１を順次非励磁にすれば、上記合成力の方向は円周方向に移動し、全てが非励磁の図３の状態に戻る。このように、永久磁石１７の磁力と、電磁石１９〜２１の磁力との合成力の方向が円周に沿って移動すると、この合成力の方向と反対側で接触する内接ギアリング１４と外接ギア７との接触位置も移動し、その１周ごとに、上記外接ギア７が、内接ギアリング１４との歯数の差分だけ回転することになる。
【００３０】
また、上記のように電磁石１９〜２１を円周方向に順次励磁させていくが、このとき、いずれかの電磁石を同時に励磁させたり、それらの磁力の大きさを個々に制御したりすることによって、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置を無段階的に円周方向に移動させて、よりスムーズな回転力を得ることができる。
なお、上記電磁石の制御方法は、上記の例に限らず、よりスムーズな回転力を得るためには、様々な方法が考えられる。
上記のようにして外接ギア７が回転すれば、それにともなってスクリューシャフト９が回転するとともに、ガイド孔１３で回転を規制された移動体１２がスクリューシャフト９に沿って移動する。
【００３１】
そして、スクリューシャフト９の回転方向に応じて移動体１２を図の矢印ｘ方向に移動させれば、移動体１２に設けた固定部材２３とケーシング１に設けた固定部材２４との間隔が大きくなり、骨の間隔を広げることができる。上記外接ギア７及びスクリューシャフト９の回転方向は、上記電磁石１９〜２１の励磁タイミングによって制御可能である。
なお、図３では上記保持体１８の凹部１８ａとケーシング１の外周とが密着して示されているが、この第１実施形態の装置を骨延長治療に使用する際には、上記凹部１８ａとケーシング１との間には患者の皮膚が介在する。
【００３２】
また、この第１実施形態の骨延長治療用装置は、上記したように電磁石１９〜２１を非励磁状態にしているときに、接触力付与手段である上記永久磁石１７の吸引力によって内接ギアリング１４と外接ギア７とがかみ合っている。そのため、外力によって内接ギアリング１４と外接ギア７とが相対回転することがなく、移動体１２の位置を保持することができる。従って、移動体１に設けた固定部材２３が移動して、一対の固定部材２３，２４の間隔が変わってしまうようなことがない。
【００３３】
図４〜７に示した第２実施形態は、磁性体からなる内接ギアリング１４が揺動回転する構成にしたもので、図５〜７は、電磁石１９〜２１の合成力が、永久磁石１７の吸引力とは正反対に作用している状態を示している。
なお、上記揺動運動とは、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動をしながら自転する運動のことである。
この第２実施形態では、内接ギアリング１４を、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動可能な状態でしかも自転可能にしてケーシング１に組み込んでいる。
【００３４】
上記のようにした内接ギアリング１４には、それよりも歯数を少なくした外接ギア７を、内接ギアリング１４に対して偏心させて組み込んでいるが、この外接ギア７には軸部２２を設け、この軸部２２をケーシング１に固定している。なお、この軸部２２とそれを固定したケーシング１とでこの発明の自転防止機構を構成するものである。
そして、上記内接ギアリング１４にはスクリューシャフト９を一体に設けるとともに、このスクリューシャフト９の先端に設けた軸部１１が、第１実施形態と同じように軸保持体４に設けた軸受６に支持されている。ただし、この軸受６の内径は軸部１１の内径よりも大きくし、軸部１１の中心が、内接ギアリング１４の中心が描く移動軌跡と同じ軌跡を描いて揺動できるようにしている。
【００３５】
上記スクリューシャフト９には移動体１２を設けているが、この移動体１２はスクリューシャフト９に直接はめた移動部１２ａとこの移動部１２ａに取付けた出力部１２ｂとからなる。そして、出力部１２ｂと移動部１２ａとの間には、すき間１２ｃを形成し、このすき間１２ｃの範囲内で移動部１２ａと出力部１２ｂとが相対移動してスクリューシャフト９の揺動を吸収するようにしている。
さらに、上記出力部１２ｂには、骨に固定するための固定部である固定部材２３を設けるとともに、この固定部材２３と同一直線状で対向するケーシング１の外側にも骨に固定するための固定部材２４を設けている。これら各固定部材２３，２４は、それぞれビス孔２３ａ，２４ａを備え、このビス孔２３ａ，２４ａを利用し、上記固定部材２３，２４を骨にビス止めして使用する。
なお、図４では上記一対の固定部材２３，２４を省略している。
【００３６】
なお、図中符号１２ｄは出力部１２ｂの側面に形成した溝で、この溝１２ｄとガイド孔１３の縁とがはまって、出力部１２ｂがガイド孔１３から抜け出るのを防止しながら、移動体１２の回転を規制している。
また、凹部１８ａを有する保持体１８に複数の電磁石１９〜２１を保持させている点は、第１実施形態とまったく同じである。
【００３７】
このようにした第２実施形態においても、内接ギアリング１４が、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動するとともに、内接ギアリング１４と外接ギア７とが相対回転する原理は第１実施形態と同じである。
すなわち、上記保持体１８を、この発明の接触力付与手段である永久磁石１７とは反対側においてケーシング１に対向させ、図６に示すように、永久磁石１７と反対側における半円内に電磁石１９〜２１を集中的に等間隔で配置された状態にする。
このとき、電磁石１９〜２１を非励磁状態に保っていれば、内接ギアリング１４は、永久磁石１７にひきつけられて、この永久磁石１７とは反対側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とがかみ合う。
【００３８】
上記の状態から制御手段を用いて、電磁石１９〜２１を円周方向に順に励磁させていけば、内接ギアリング１４は、永久磁石１７の吸引力と、励磁された電磁石１９〜２１の吸引力とによる半径方向の合成力が円周方向に変化していく。この変化する合成力によって、内接ギアリング１４は、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動をする。内接ギアリング１４が上記のように揺動運動すれば、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置が円周方向に順次ずれ、上記エンドレスの軌跡が１周する１揺動したとき、内接ギアリング１４は、外接ギア７との歯数の差分だけ回転することになる。
【００３９】
また、上記のように電磁石１９〜２１を円周方向に順次励磁させていくが、このとき、いずれかの電磁石を同時に励磁させたり、それらの励磁力を制御したりすることによって、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置を無段階的に円周方向に移動させて、よりスムーズに回転させることができる。
上記のように内接ギアリング１４が揺動回転すれば、スクリューシャフト９も揺動回転するので、その回転にともなって移動体１２がスクリューシャフト９に沿って移動する。なお、このときには、移動部１２ａも揺動するが、その揺動は上記すき間１２ｃで吸収される。
【００４０】
この第２実施形態においても、上記移動体１２が図の矢印ｘ方向、すなわちケーシング１に設けた固定部材２４から離れる方向に移動するようにスクリューシャフト９の回転方向を制御して、各固定部材２３，２４に固定した骨の間隔を広げることができる。
なお、図６では上記保持体１８の凹部１８ａとケーシング１の外周とが密着して示されているが、この第２実施形態の装置を骨延長治療に使用する際には、上記凹部１８ａとケーシング１との間には患者の皮膚が介在する。
【００４１】
また、この第２実施形態の骨延長治療用装置も、上記したように電磁石１９〜２１を非励磁状態にしているときに、接触力付与手段である上記永久磁石１７の吸引力によって内接ギアリング１４と外接ギア７とがかみ合っている。そのため、外力によって内接ギアリング１４と外接ギア７とが相対回転することがなく、移動体１２の位置を保持することができる。従って、移動体１に設けた固定部材２３が移動して、一対の固定部材２３，２４の間隔が変わってしまうようなことがない。
【００４２】
図８に示した第３実施形態は、ケーシング１に内接ギアリング１４を回転自在に組み込むとともに、この内接ギアリング１４の一方の側面にスクリューシャフト９を一体に設けている。さらに、このスクリューシャフト９の先端の軸部１１を、第１実施形態と同じ構成の軸受６に回転自在に支持させている。
【００４３】
また、上記スクリューシャフト９には、第１実施形態と同じ移動体１２を噛み合わせている。
そして、上記スクリューシャフト９に合わせた移動体１２には、骨に固定するための固定部である固定部材２３を設けるとともに、この固定部材２３と同一直線状で対向するケーシング１の外側にも固定部である固定部材２４を設けている。これら各固定部材２３，２４は、それぞれビス孔２３ａ，２４ａを備え、このビス孔２３ａ，２４ａを利用し、上記固定部材２３，２４を骨にビス止めして使用する点も、第１実施形態と同じである。
【００４４】
一方、上記内接ギアリング１４には、それよりも歯数を少なくした外接ギア７を、内接ギアリング１４に対して偏心させて組み込むとともに、この外接ギア７には上記内接ギアリング１４とは反対側である外側に突出させた揺動体７ａを一体に設けている。
そして、上記揺動体７ａの外径は外接ギア７よりも大きくし、その外接ギア７および揺動体７ａの揺動過程で、当該揺動体７ａがケーシング１に接触しながら揺動する大きさを保っている。
なお、上記外接ギア７および揺動体７ａは一体的にしてそれら両者を磁性体で構成しているが、外接ギア７と揺動体７ａとを別体にして、少なくとも揺動体７ａのみを磁性体で構成してもよい。
【００４５】
上記のようにした揺動体７ａの外側すなわち外接ギア７とは反対側面に軸部８を設け、この軸部８を第１実施形態と同様の軸受５に支持させている。ただし、この軸受５の内径は軸部８の内径よりも大きくし、軸部８の中心が、外接ギア７の中心が描く移動軌跡と同じ軌跡を描いて揺動できるようにしている。
【００４６】
さらに、上記揺動体７ａには、揺動はするがその自転を防止する自転防止機構を設けている。この自転防止機構は、揺動体７ａの側面に設けた規制ピン１５と、上記軸保持部材２に形成した規制穴１６とによって構成される。
すなわち、上記規制穴１６の内径は、規制ピン１５の外径よりも大きくし、これら規制穴１６および規制ピン１５によって、外接ギア７の自転を防止するとともに、中心がエンドレスの軌跡を描く外接ギア７の揺動を許容する。
【００４７】
さらに、上記ケーシング１の一箇所であって、上記揺動体７ａに対応する位置には、この発明の接触力付与手段である永久磁石１７を設け、この永久磁石１７の磁力を、磁性体である揺動体７ａに作用させられるようにしている。
そして、上記永久磁石１７の磁力が揺動体７ａに作用すると、当該揺動体７ａは永久磁石１７側に引き寄せられ、この永久磁石１７側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とをかみ合わせる。
【００４８】
そして、第１実施形態と同じ構成にした保持体１８の凹部１８ａを、永久磁石１７とは反対側においてケーシング１に対向させ、永久磁石１７と反対側における半円内に電磁石１９〜２１を集中的に等間隔で配置された状態にする。
このとき、電磁石１９〜２１を非励磁状態に保っていれば、上記したように外接ギア７は揺動体７ａとともに永久磁石１７にひきつけられて、この永久磁石１７側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とをかみ合わせる。
【００４９】
上記の状態から第１実施形態と同じ制御手段を用いて、電磁石１９〜２１を円周方向に順に励磁させていけば、外接ギア７は、永久磁石１７の吸引力と、励磁された電磁石１９〜２１の吸引力とによる半径方向の合成力が円周方向に変化していく。この変化する合成力によって、外接ギア７は、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動をする。外接ギア７が上記のように揺動運動すれば、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置が円周方向に順次ずれ、上記エンドレスの軌跡が１周する１揺動したとき、内接ギアリング１４は、外接ギア７との歯数の差分だけ回転することになる。
【００５０】
また、上記のように電磁石１９〜２１を円周方向に順次励磁させていくが、このとき、いずれかの電磁石を同時に励磁させたり、それらの励磁力を制御したりすることによって、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置を無段階的に円周方向に移動させて、よりスムーズな回転力を得ることができる。
上記のように内接ギアリング１４が回転すれば、スクリューシャフト９も回転するので、その回転にともなって移動体１２がスクリューシャフト９に沿って移動する。
【００５１】
この第３実施形態においても、上記移動体１２が図の矢印ｘ方向、すなわちケーシング１に設けた固定部材２４から離れる方向に移動するようにスクリューシャフト９の回転方向を制御して、各固定部材２３，２４に固定した骨の間隔を広げることができる。
また、この第３実施形態の骨延長治療用装置も、上記したように電磁石１９〜２１を非励磁状態にしているときに、接触力付与手段である上記永久磁石１７の吸引力によって内接ギアリング１４と外接ギア７とがかみ合っている。そのため、外力によって内接ギアリング１４と外接ギア７とが相対回転することがなく、移動体１２の位置を保持することができる。従って、移動体１に設けた固定部材２３が移動して、一対の固定部材２３，２４の間隔が変わってしまうようなことがない。
【００５２】
図９に示した第４実施形態は、磁性体からなる外接ギア７が揺動回転する構成にしたもので、図９は、電磁石１９〜２１の合成力が、永久磁石１７の吸引力とは正反対に作用している状態を示している。
なお、上記揺動運動とは、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動運動をしながら自転する運動のことである。
この第４実施形態では、ケーシング１に内接ギアリング１４を組み込んで固定しているが、このように内接ギアリング１４をケーシング１に固定する構造が、この発明の自転防止機構を構成することになる。
【００５３】
上記ケーシング１に固定した内接ギアリング１４には、それよりも歯数を少なくした磁性体からなる外接ギア７を、内接ギアリング１４に対して偏心させて組み込み、第１実施形態と同様の原理のもとで、外接ギア７は内接ギアリング１４に対して揺動回転可能にしている。
上記のようにした外接ギア７の外側面には軸部８を設け、この軸部８を第１実施形態と同様の軸受５に支持させている。ただし、この軸受５の内径は軸部８の内径よりも大きくし、軸部８の中心が、外接ギア７の中心が描く移動軌跡と同じ軌跡を描いて揺動できるようにしている。
【００５４】
また、上記外接ギア７であって上記軸部８とは反対側面に揺動体７ａを一体に設けているが、この揺動体７ａの外径は外接ギア７よりも大きくし、その外接ギア７および揺動体７ａが揺動回転する過程で、当該揺動体７ａがケーシング１に接触しながら揺動回転できるようにしている。
なお、上記外接ギア７および揺動体７ａは一体的にしてそれら両者を磁性体で構成しているが、外接ギア７と揺動体７ａとを別体にして、少なくとも揺動体７ａのみを磁性体で構成してもよい。
【００５５】
また、上記揺動体７ａの一方の側面すなわち上記軸部８とは反対側面にスクリューシャフト９を一体に設けている。さらに、このスクリューシャフト９の先端の軸部１１を、第１実施形態と同じ構成の軸受６に回転自在に支持させている。ただし、この軸受６の内径は軸部１１の内径よりも大きくし、軸部１１の中心が、外接ギア７の中心が描く移動軌跡と同じ軌跡を描いて揺動回転できるようにしている。
【００５６】
そして、上記スクリューシャフト９には、第２実施形態と同じ移動体１２を噛み合わせている。
また、上記移動体１２の出力部１２ｂには、骨に固定するための固定部である固定部材２３を設けるとともに、この固定部材２３と同一直線状で対向するケーシング１の外側にも固定部である固定部材２４を設けている。これら各固定部材２３，２４は、それぞれビス孔２３ａ，２４ａを備え、このビス孔２３ａ，２４ａを利用し、上記固定部材２３，２４を骨にビス止めして使用する点も、第２実施形態と同じである。
【００５７】
さらに、上記ケーシング１の一箇所であって、上記揺動体７ａに対応する位置には、この発明の接触力付与手段である永久磁石１７を設け、この永久磁石１７の磁力を、揺動体７ａに作用させられるようにしている。
そして、上記永久磁石１７の磁力が揺動体７ａに作用すると、当該揺動体７ａは永久磁石１７側に引き寄せられ、この永久磁石１７側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とをかみ合わせる。
【００５８】
そして、第１実施形態と同じ構成にした保持体１８の凹部１８ａを、永久磁石１７とは反対側においてケーシング１に対向させ、永久磁石１７と反対側における半円内に電磁石１９〜２１を集中的に等間隔で配置された状態にする。
このとき、電磁石１９〜２１を非励磁状態に保っていれば、上記したように外接ギア７は揺動体７ａとともに永久磁石１７にひきつけられて、この永久磁石１７側において、内接ギアリング１４と外接ギア７とをかみ合わせる。
【００５９】
上記の状態から第１実施形態と同じ制御手段を用いて、電磁石１９〜２１を円周方向に順に励磁させていけば、外接ギア７は、永久磁石１７の吸引力と、励磁された電磁石１９〜２１の吸引力とによる半径方向の合成力が円周方向に変化していく。この変化する合成力によって、外接ギア７は、その中心がエンドレスの軌跡を描く揺動回転運動をする。外接ギア７が上記のように揺動回転運動をすれば、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置が円周方向に順次ずれ、上記エンドレスの軌跡が１周する１揺動したとき、内接ギアリング１４と外接ギア７とはその歯数の差分だけ相対回転することになる。
【００６０】
また、上記のように電磁石１９〜２１を円周方向に順次励磁させていくが、このとき、いずれかの電磁石を同時に励磁させたり、それらの励磁力を制御したりすることによって、内接ギアリング１４と外接ギア７とのかみ合い位置を無段階的に円周方向に移動させて、よりスムーズな回転力を得ることができる。
上記のように外接ギア７が揺動回転すれば、スクリューシャフト９も揺動回転するので、その回転にともなって移動体１２がスクリューシャフト９に沿って移動する。
なお、移動体１２の出力部１２ｂと移動部１２ａとの間には、第２実施形態と同じすき間１２ｃを形成しているので、このすき間１２ｃの範囲内で移動部１２ａと出力部１２ｂとが相対移動してスクリューシャフト９の揺動を吸収する。
【００６１】
そして、この第４実施形態においても、上記移動体１２が図の矢印ｘ方向、すなわちケーシング１に設けた固定部材２４から離れる方向に移動するようにスクリューシャフト９の回転方向を制御して、各固定部材２３，２４に固定した骨の間隔を広げることができる。
また、この第１実施形態の骨延長治療用装置は、上記したように電磁石１９〜２１を非励磁状態にしているときに、接触力付与手段である上記永久磁石１７の吸引力によって内接ギアリング１４と外接ギア７とがかみ合っている。そのため、外力によって内接ギアリング１４と外接ギア７とが相対回転することがなく、移動体１２の位置を保持することができる。従って、移動体１に設けた固定部材２３が移動して、一対の固定部材２３，２４の間隔が変わってしまうようなことがない。
【００６２】
上記第１〜第４実施形態の保持体１８は、ケーシングの外周に対応した凹部１８ａを備えているので、この凹部１８ａとケーシングとの間に皮膚などがあったとしても、互いを対応させ易く、しかも、保持体１８とケーシング１とを接近させることができる。従って、磁性体で形成した内接リングあるいは外接部材に対して電磁石の磁力をより効率的に作用させることができる。
但し、保持体１８の形状は上記凹部１８ａを形成したものに限らない。例えば、板状の保持体から先端を突出させて複数の電磁石を設け、複数の電磁石が図示のように放射状に配置されるようにしてもよい。
【００６３】
また、上記各実施形態において、内接ギアリング１４あるいは外接ギア７を揺動させるために、電磁石１９〜２１の磁力を利用しているので、これら電磁石１９〜２１と磁性体で構成した内接ギアリング１４あるいは外接ギア７とを直接接触させる必要がない。そのため、体内に設置したケーシング１内の部材を体外に露出させなくても、体外から磁力によってスクリュー軸９を回転させることができる。
さらに、上記電磁石１９〜２１を、ケーシング１と別部材とした保持部体１８に設けているので、患者の体内に設けたケーシング１に対して、必要なときにのみ体外から保持体１８をケーシング１に近づけることができる。
【００６４】
なお、上記各実施形態では、接触力付与手段として永久磁石１７の引力を利用したが、この永久磁石の斥力を利用してもよい。この場合には、例えば、図３に示した永久磁石１７を、内接ギアリング１４を挟んで直径方向反対側に設けるとともに、内接ギアリング１４の周囲に永久磁石を設ける。そして、上記永久磁石１７と、内接ギアリング１４の永久磁石との間に斥力が発生するように、両永久磁石の磁極を配置する。
このようにすれば、電磁石１９〜２１を制御して、第１実施形態と同様に外接ギア７を回転させることができる。
【００６５】
また、上記の場合には、永久磁石１７も保持体１８側に位置させられるので、永久磁石１７と電磁石１９〜２１の全てを上記保持体１８側にまとめることができ、保持体１８とは反対側をスペース的に開放することができる。
なお、永久磁石の斥力を利用する考え方は、第２〜４実施形態の全てに利用できること当然である。
【００６６】
さらに、接触力付与手段としてスプリングを用い、このスプリングの弾性力を利用して、押圧力あるいは引っ張り力を発揮させるようにしてもよい。そして、このスプリングの押圧力を利用する場合には、上記スプリングを上記電磁石１９〜２１とともに保持体１８側にまとめることができる。
但し、上記接触力付与手段となる永久磁石やスプリングは、上記保持対１８ではなくケーシング１側に取り付ける必要がある。このようにケーシング側に、接触力付与手段を取り付けることによって、ケーシング１から保持体１８を分離した状態でも、内接ギアリング１４及び外接ギア７に接触力を作用させることができる。
【００６７】
また、上記各実施形態では、内接ギアリングおよび外接ギアというようにギアを用いたが、内接リングおよび外接部材として、お互いの摩擦力さえ維持できれば、どのようなものであってもよい。そして、ギアを備えていない内接リング及び外接部材であっても、上記接触力付与手段による接触力を作用させれば、電磁石１９〜２１の磁力を作用させていないときにでも、内接リング及び外接部材の接触箇所における摩擦力が大きくなり、外力によって容易に相対回転することはなくなる。つまり、不用意に固定部が移動することを防止できる。
【００６８】
さらに、上記各実施形態では、内接ギアリング１４と外接ギア７の何れかを、電磁石１９〜２１の吸引力を利用して揺動させることによって、スクリューシャフト９を連結した部材を回転させているので、内接ギアリング１４あるいは外接ギア７の中心が上記エンドレスの移動軌跡を描いて１周する１揺動ごとに、スクリューシャフト９が両ギアの歯数差分だけ回転することになる。そのため、電磁石１９〜２１を順次励磁させて移動する両ギアの接触位置の移動に比べて、上記スクリューシャフト９の回転量が小さくなる。
従って、回転量を細かく制御することができ、結果として移動体１２の位置も精度よく制御できる。
この点は、内接リング及び外接部材がギアを備えていない場合にも同様にいえることである。すなわち、内接リングと外接リングとのいずれかが１揺動するごとに、内接リングの内周と外接部材の外周との差分だけ、両部材が相対回転することになるので、スクリューシャフトの回転量を細かく制御できる。特に、内接リングの内周と外接部材の外周との差を小さくすれば、移動体の位置、すなわち固定部の位置決め精度をさらに上げることができる。
【００６９】
なお、この発明の骨延長治療用装置は、骨折に限らず、隣り合う骨の間隔を広げることが必要なさまざまな治療に有用である。例えば、生まれつき特定の骨の寸法が小さいために不都合が生じる場合、その骨を途中で切断し、切断部分に隙間を作ることによって骨の成長を促す治療を行なうことがある。このような治療においても、骨の切断部分の隙間を作るために上記骨延長治療装置を用いることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１      ケーシング
７      （外接部材である）外接ギア
９      スクリューシャフト
１２    移動体
１４    （内接リングである）内接ギアリング
１５    （自転防止機構を構成する）規制ピン
１６    （自転防止機構を構成する）規制穴
１７    （接触力付与手段である）永久磁石
１８    保持体
１９    電磁石
２０    電磁石
２１    電磁石
２３    固定部材
２４    固定部材
【図１】
2012020065.tif 000003
【図２】
2012020065.tif 000004
【図３】
2012020065.tif 000005
【図４】
2012020065.tif 000006
【図５】
2012020065.tif 000007
【図６】
2012020065.tif 000008
【図７】
2012020065.tif 000009
【図８】
2012020065.tif 000010
【図９】
2012020065.tif 000011