(57)【要約】  本発明は、モータを用いてトルクを提供する駆動ユニット（４）に取付ける駆動側カップリング（３）及び工具を受容する出力側カップリング（５）を有する外科用ドリル（２）のための工具取付けアタッチメント（１）に関する。駆動ユニット（６）は、上記の２カップリング間に一体化され、手動で動作できる。また、本発明は、本発明による工具取付けアタッチメント（１）の駆動側カップリング（３）を介して接続される電気モータを含む外科用ドリルにも関する。【選択図】図１
2018520793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科用機械、好適にはドリル（２）のための工具取付けアタッチメント（１）であって、
モータを用いてトルクを提供する駆動ユニット（４）に取付けるための駆動側カップリング（３）と、
工具を受け入れるための出力側カップリング（５）と、
を備えており、
前記の２個のカップリング（３、５）の間には、手動で動作される駆動ユニット（６）が、好適には、ラチェットユニット（７）として、組み合わされている、工具取付けアタッチメント（１）。
【請求項２】
好適には請求項１に従った、医療用被駆動機械（２）の工具取付け体（１）であって、
トルクを介して、駆動ユニット、好適にはモータ（４）を前記工具取付け体に連結するための駆動側カップリング（３）と、
トルクの伝達のため、医療用工具を受け入れ又は接続するための出力側カップリング（５）と、
を備えており、
前記の両カップリング間に、有効な回転方向が手動で変換でき、手動で動作可能なラチェットユニット（７）が配設され、
前記ラチェットユニットは、そのために、ハンドル（９）を介して手動でトルク動作されるトルク導入部材／ラチェット入力部品（２）を含み、
前記ラチェットユニットは、好ましくは、ケーシング、及び、前記出力側カップリング（５）とトルク結合して、有効な回転方向を手動で設定することに応じて、手動で導入されたトルクを前記出力側カップリング（５）に伝達するガイドシャフト／ラチェット出力部品（２４）として構成され、
切断カップリングとしての機能を有するガイドシャフト／ラチェット出力部品（２４）は、好ましくは、前記出力側カップリング（５）に対して、前記ハンドル（９）を用いて軸方向に可動であり、
第１移動位置において、前記ハンドルは、前記ラチェットユニット（７）を迂回しながら、トルクを介して、前記駆動側カップリング（３）を前記出力側カップリング（５）に接続し、それと同時に、前記ラチェットユニット（７）を非動作状態にし、
第２移動位置において、前記ハンドルは、前記駆動側カップリング（３）と前記出力側カップリング（５）との間のトルクの接続を切断し、それと同時に、前記ラチェットユニット（７）を動作状態にする、工具取付け体（１）。
【請求項３】
前記トルク導入部材／ラチェット入力部品（２）と前記ガイドシャフト／ラチェット出力部品（２４）とは、回転方向を切換可能なフリーホイールを形成するギアユニット（４）を通してトルクを介して連結でき、
前記ギアユニット（４）は、
前記トルク導入部材／ラチェット入力部品（２）に、回転可能及び軸方向に固定して連結されている第１トルク伝達スリーブ／トルク伝達要素（５）と、
前記トルク導入部材／ラチェット入力部品（２）に、回転可能に固定され、かつ、軸方向に可動にして連結されている第２トルク伝達スリーブ／トルク伝達要素（６）と、を含み、
前記トルク導入部材／ラチェット入力部品（２）は、反対方向に作用するギア（１２、１４）を有し、
前記トルク導入部材／ラチェット入力部品（２）は、前記第２トルク伝達スリーブ（６）の手動で調節可能な軸方向位置に応じて、軸方向に可動なだけでなく前記トルク伝達スリーブ（５、６）の前記ギア（１２、１４）へと付勢されるように配置されている中間スリーブ／選択部品（１７）と任意だが、交互に噛み合わせでき、
前記中間スリーブ／選択部品（１７）は、トルクを介して、前記ガイドシャフト／ラチェット出力部品（２４）に連結されることを特徴とする、請求項２に記載の工具取付け体。
【請求項４】
切断カップリングとしての機能を有する前記ガイドシャフト／ラチェット出力部品（２４）は、好ましくは、径方向肩部又はシャフトリングの形をした軸方向に作用するドライバを含み、
前記ドライバは、前記中間スリーブ／選択部品（１７）に作用し、
前記ドライバは、
前記中間スリーブ／選択部品（１７）を、前記ガイドシャフト（２４）の前記第１移動位置において、２個の前記ギア（１２、１４）に対して、噛み合い選択肢の外の方向に動かして、前記ラチェットユニット（７）を非動作状態にし、
前記中間スリーブ／選択部品（１７）を、前記ガイドシャフト（２４）の前記第２移動位置において、前記２個のギア（１２、１４）に対して、噛み合い選択肢の内の方向に動かして、前記ラチェットユニット（７）を動作状態にする、請求項３に記載の工具取付け体。
【請求項５】
前記ガイドシャフト／ラチェット出力部品（２４）は、好適には平歯車装置の形をしたトルク伝達結合部を更に含み、
前記ガイドシャフト（２４）の前記第１移動位置において、前記ラチェットユニット（７）が非動作状態にある間に、前記駆動側カップリング（３）とのトルク結合が、前記トルク伝達結合部を介して、生じる、請求項４に記載の工具取付け体。
【請求項６】
トルクリミッタ（１０）が組み合わされている、請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の工具取付けアタッチメント（１）。
【請求項７】
前記トルクリミッタ（１０）は、前記駆動側カップリング（５）と前記ラチェット装置／ラチェットユニット（７）との間に配置されている、請求項６に記載の工具取付けアタッチメント（１）。
【請求項８】
手動力でトルクを提供するために配置された前記駆動ユニット（６）は、ラチェット装置／ラチェットユニット（７）又は爪に接続されている、或いは、ラチェット装置／ラチェットユニット（７）又は爪と組み合わされている、請求項１に記載の工具取付けアタッチメント（１）。
【請求項９】
機械式ラチェットとして形成された前記ラチェット装置／ラチェットユニット（７）は、方向選択制御ユニット（８）を介して、時計回り回転と反時計回り回転との間で変換可能である、請求項８に記載の工具取付けアタッチメント（１）。
【請求項１０】
前記方向選択制御ユニット（８）は、電気的動作中にだけ可動であるように組み合わされていることを特徴とする、請求項９に記載の工具取付けアタッチメント（１）。
【請求項１１】
手動の前記駆動ユニット（６）は、手動の把持レバー（９）に接続されている、請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の工具取付けアタッチメント（１）。
【請求項１２】
トルクリミッタ（１０）が組み合わされている、請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の工具取付けアタッチメント（１）。
【請求項１３】
前記トルクリミッタ（１０）は、前記出力側カップリング（５）と前記ラチェット装置／ラチェットユニット（７）との間に配置されている、請求項１２に記載の工具取付けアタッチメント（１）。
【請求項１４】
手動の前記駆動ユニット（６）は、前記手動の駆動ユニット（６）の動作時に、前記出力側カップリング（５）に対するモータ駆動トルクの伝達を不可能にするように、切断カップリングに接続されることを特徴とする、請求項８から請求項１３のいずれか一項に記載の工具取付けアタッチメント（１）。
【請求項１５】
前記切断カップリングは、前記レバー（９）の動作時に、前記切断カップリングが動作されるように、前記手動の駆動ユニット（６）の前記レバー（９）に接続されることを特徴とする、請求項１４に記載の工具取付けアタッチメント（１）。
【請求項１６】
トルクを前記工具取付けアタッチメント（１）に導入するための電気モータであって、請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の工具取付けアタッチメント（１）の前記駆動側カップリング（３）を介して前記工具取付けアタッチメント（１）に接続される電気モータを備える、外科用ドリル（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外科用スクリュードライバとも呼ばれる又は使用されることもある外科用ドリル等の医療用モータ駆動機械工具のための工具取付けアタッチメントに関し、該工具取付けアタッチメントは、電気モータを含む駆動モータ等のモータ（電気）を用いてトルクを提供する駆動ユニット／モータに取付けるための駆動側カップリング、及びスクリュードライバ、ドリル又は同様の回転工具等の工具を受け入れるための出力側カップリング／工具取付けチャックを含む。
【背景技術】
【０００２】
医療工学において、とりわけ外科、特に外科的介入において、骨ネジ、例えば、脊椎手術で使用される、所謂、椎弓根スクリューが、設置される。このために、初めに、ネジが次に椎体に穿孔された各穴に設置できるように、穿孔動作が行われる必要がある。残念ながら、治療される全ての骨／椎骨は、脆さが異なる。そのため、正確に穴を設置し、非破壊的に／即ち、椎体を損傷せずに、ネジを導入するのに、一定の繊細さが、求められる。しかしながら、とりわけ重要なのは、穿孔動作の最終段階及び螺着動作の最終段階である。それまでに、多くの回転運動が、掘削孔を作成すること、及び、十分深くネジを導入することに必要であるため、椎骨から抜ける又はネジを締め過ぎる危険性が、とりわけ穿孔及び螺着動作の各最終段階で高まる。
【０００３】
しかしながら、外科用ネジを手動で螺入すると、反復運動で外科医の手や腕の筋肉が急速に疲労してしまう。これは、思わしくない手術結果を招くことがあるだけでなく、医師の長期的症状を引き起こすこともある。
【０００４】
従って、トルクを提供するために、モータ駆動ユニット（電気、油圧又は空気圧モータ）を利用するのが、常に望ましいとされてきた。その際、しばしば電気モータ駆動ユニット、即ち、電気モータを含む駆動モータが使用され、電気モータ駆動ユニットには、電池／蓄電池等に依存して電力が供給される、でなければケーブルを介した外部電力が利用される。
【０００５】
特定の機能を実現するレバーを利用する外科用ドリルのためのアタッチメントを構成する、所謂、貫通ワイヤチャックが、既に知られている。貫通ワイヤは、機械を通して案内される。レバーが引かれると、ワイヤは、モータに挟持されて、駆動ユニットによって回転させられるようになっている。このようにして、ワイヤは、組織の方へと向かうことができる。レバーを解除すると、ワイヤは、軸方向に、回転自在にモータ内で移動できる。また、この原理は、他の医療機器でも更に探求されている。
【０００６】
従来技術から、例えば電気ケーブル結束螺着ピストルが、米国特許第８７８６２３３Ｂ２号明細書（特許文献１）から知られており、同特許文献は、欧州特許出願公開第２７０１８７９Ａ１号明細書（特許文献２）と同じファミリに属する。同特許文献では、電動スクリュードライバ用電気ラチェットが開示されている。上記の既知のラチェットは、引き金が作動された場合を除いて、電子ラチェットが有効な状態になるように設計されている。ユーザは、更なる動作ユニットで、時計回り回転と反時計回り回転との他、両方向への回転を阻止することを、選択してもよい。
【０００７】
ラチェットは、電気的に構成され／始動可能であり、その結果、確実にラチェットが、激しい発熱が生じるようなモータにおける高電流を阻止するようになっている。また、音による手応えは、無い。この場合、例えば、最終穿孔段階で穿孔するために実行される手動ラチェッティング、又は、例えば、螺着の最終段階でも使用されるような、ネジ切り加工中に使用される機械式ラチェッティングは、提供されていない。また、このシステムは、ケーブル結束されるため、動きの範囲／自由度は、極めて限定される。更に、このシステムの欠点として、閉鎖系が提示されている点、及び手動で螺着中に、不注意で引き金を作動した結果、ネジが突然貫通してしまう、又は突然続けて穿孔してしまう点がある。しかしながら、患者に適用された場合には、これは悲惨である。
【０００８】
また、ネジアタッチメントは、他のメーカの、例えば、「Ｓｙｎｔｈｅｓ  Ｂｏｈｒｐｉｓｔｏｌｅ  ５１０．０１」からも知られている。ドリルピストルの出力速度を約３００ｒｐｍまで減速するアタッチメントは、上記のドリルピストルに取着できる。使用するには、トルクリミッタをこのネジアタッチメントに取着することが、更に規定されている。欠点として、かかるトルクリミッタは調節可能ではなく、事前に規定した値である０．４Ｎｍ、０．８Ｎｍ、１．５Ｎｍ及び４Ｎｍだけで容易に利用可能である点がある。更に、このシステムは、ネジを手動で螺着したり、締めたりするのには、使用できない。そのため、工具の交換が常に必要である。実際、トルクを制限することで、柔軟性も不足してしまう。機械式ラチェットによって、例えば一体化したラチェットを有するスクリュードライバを用いて、手動でネジを螺入するのは、この場合、螺着動作中にグリップを交換するのを回避できるという利点があるものの、有用ではない。欠点として、ラチェットを使用しても、結果的に筋肉の疲労を齎すような反復運動が、依然として必要であり、従って、手術結果に直接悪影響を与える可能性もある。医師に症状が生じるのも、防げない。
【０００９】
これら様々なシステムの別の欠点として、皿ネジ継手用にだけ、又は多軸ネジ用にだけに採用できる点がある。これに関連する多軸ネジは、例えば、球状のネジ頭部を有するネジであり、該ネジ頭部は、ケースがネジの長尺軸に対して調節自在なように、ケースで包囲されている。特に、椎弓根スクリューは、このように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第８７８６２３３Ｂ２号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２７０１８７９Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、上記の欠点を排除する又は少なくとも軽減する椎弓根スクリュー／多軸ネジと皿ネジ継手の両方に使用可能な工具取付けアタッチメントを提供することである。とりわけ、ネジを導入する際のユーザ（外科医）の身体的負荷を低減することも意図している。更に、本発明は、ユーザ（外科医）が安全な機械による螺着を達成できることを、特に意図している。加えて、モータ速度の調節を、ユーザが正確に所望の速度に調節できるように、選択可能にすることを意図している。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、請求項１又は請求項２の特徴を含む工具アタッチメントによって、及び請求項２３の特徴を含むドリルによって達成される。
【００１３】
本発明の基本的な考えは、モータを片方の入力カップリングに接続するため、及び、工具を外側の出力カップリングに取付け／接続するための、２個のカップリング間に、ラチェットの形をした、手動で動作できる／手動力で動作される駆動ユニットが含まれ、該駆動ユニットは、ラチェットハンドル／ラチェット自体の手動動作ユニットを用いて、ラチェット機能を迂回して、トルクが入力カップリングから出力カップリングに伝達される第１動作位置にでき、及び、該駆動ユニットは、２個のカップリングが、トルクによって分離され、その代わりに、ラチェットハンドル／手動動作ユニットによってラチェット機能を介して導入される手動トルクが、出力カップリングに伝達される第２動作位置にできることに基づいている。
【００１４】
モータ駆動によってトルクを伝達する代わりに、より正確に調節可能な手動によるトルクの伝達が実現できる。これは、工具交換を行う必要もなく、機械自体をラチェットから何らかの方法で分離して動作する必要もなく可能である。即ち、前述の各動作位置は、ラチェット（ラチェットハンドル）内部の機能及び手段によってのみで、互いに連通するラチェットとユニットの機能によってではなく、調節可能である。これにより確実に、前述の２動作位置が、機械が動作される方法、例えばモータを動作することによって、機械／機械のグリップ等を介して工具を穿孔される骨に／螺入されるネジに押圧することによってといった方法に関係無く、調節でき、且つ維持できる。このようにして、安全な動作が可能である。患者又は医師へのダメージは防止される。正確な使用が可能になる。
【００１５】
具体的に言うと、構造上の設計によって、２個のトルク伝達要素（スリーブ）を含むようにラチェットを構成してもよく、該２個のトルク伝達要素は、其々が反対方向に作用する歯車システムを有し、ラチェットケーシング等の手動入力部品から出力スリーブ等のラチェット出力要素に、時計回り又は反時計回りに作用するトルクを伝達するために、手動選択に応じて動作するように、交互に切換えできる。ラチェット出力要素と２個のトルク伝達要素との間には、選択用プレート／スリーブ等の選択部品の種類が、配設され、該選択部品は、トルク伝達要素のどちらかと動作係合状態にするために、手動で調節できる。また、選択部品は、ラチェットハンドルを用いて、ラチェット出力要素が作動すると、該ラチェット出力要素を介して、ラチェットの非機能位置を採用するように、調節されてもよく、該非機能位置では、ラチェットは、手動で導入されたトルクをラチェット出力要素に伝達できなくなるが、それと同時にラチェット出力要素は、この動作位置で、トルクを介して２個のカップリングを直接接続する。
【００１６】
例えば、ラチェット出力要素は、軸方向に可動だが、回転可能に固定されて、工具取付け体の出力シャフトを取り囲むスリーブを構成し、平歯車装置等のギアを有し、該ギアは、工具取付け体の出力シャフトに対するラチェット出力要素の軸方向位置に応じて、入力カップリングの直接／間接出力要素に係合できる。更に、ラチェット出力要素は、駆動ピン又は突起といった種類のドライバを含み、該ドライバは、ラチェットの上記選択部品に作用し、該ラチェット出力要素をラチェットの非動作位置に調節中に、ラチェットの選択部品と２個のトルク伝達要素との間の動作係合が遮断される位置に、選択部品を駆動する。その場合、ラチェット機能は、非動作状態になるが、モータから出力カップリングへのトルク伝達は、可能である。しかしながら、ラチェット出力要素が、入力カップリングの直接／間接的な出力要素と全く直接的な動作係合がない位置に調節されると、選択部品は、例えば弾力的に、２個のトルク伝達要素のどちらかに選択的に、動作係合できる位置に付勢される。その場合、ラチェット機能は、動作状態になるが、モータから出力カップリングへのトルク伝達は、中断される。
【００１７】
ラチェットを扱い易くするために、ハンドルは、例えば、ケーシングを工具取付け体の出力シャフト周りに回転させ、そうして、手動トルクをラチェットに導入するように、ラチェットのケーシングに支持されるレバーとしてもよい。同時に、レバーは、ラチェットケーシングにある工具取付け体の出力シャフトの長手方向に枢動されてもよく、ラチェット内部に突出するレバー端部で、ラチェット出力要素を軸方向に移動し、その結果、ラチェット機能を非動作状態に／動作状態にする上記２個の位置を設定するように、ラチェット出力要素に作用してもよい。
【００１８】
この場合、ラチェットに固有の１本のハンドルは、２個の位置を設定するだけでなく、手動トルクをラチェットに導入するように動作する必要がある。
【００１９】
また、有利な実施形態については、従属項に記載され、以下で詳述される。
【００２０】
手動力によってトルクを提供するように配設された駆動ユニット（ケーシング）が、ラチェットユニット／ラチェット装置又は爪（ケーシング内の）に接続されると、或いはラチェットユニット／ラチェット装置又は爪と一体化されると、有利である。その結果、例えば、螺着接続を緩めたり、締めたりするための限定された作業コンパートメント内での回転運動が、効率的に可能になる。このために、ギアは、ラチェットユニット／ラチェット装置又は爪内で使用されてもよく、例えば、出力要素の回転を得るために、少なくとも１０°〜１５°の回転角を必要とする。しかしながら、約５°の回転角でも十分にネジの移動を生じるように、微細な歯のラチェットも使用可能である。
【００２１】
ラチェット又は爪が、手動駆動ユニット（ラチェット入力要素／ラチェットケーシング）の下流で接続される、即ち、手動駆動ユニットと出力側カップリング（出力カップリング）との間に挿入されると、更に有利である。このようにして、効率的な動作を達成できる。
【００２２】
音による手応えを促進するために、ラチェットユニット／ラチェット装置が、機械式ラチェットであると、有利である。加えて、方向選択制御ユニットを介して時計回り回転と反時計回り回転とを切換可能である。このようにして、螺入する、又はその代わりに螺出する位置の切換えが提供されてもよい。
【００２３】
誤動作を避けるために、電気動作中にのみ作動を可能にするように、方向選択制御ユニットが、一体化されると、有利である。
【００２４】
更に、手動駆動ユニットが、手で把持されるように適合されたレバーに接続されると、有利である。レバーは、Ｚ、Ｎ又はＳ形状としてもよい。
【００２５】
トルクリミッタが組み込まれると、制限トルクを超えて穿孔又は螺着するのを、防止できる。従って、動作の安全性は、高くなる。
【００２６】
また、有利な実施形態は、トルクリミッタが、駆動側カップリングとラチェット装置／ラチェットユニットとの間に配設されることを特徴とする。
【００２７】
手動駆動ユニットを作動する場合に、手動駆動ユニットが、切断カップリングに接続されると、モータ駆動トルクの出力側カップリングへの伝達が遮断されると有用である。有利には、切断カップリングは、いつでも作動されるように適合される。これにより、電気動作モードと手動動作モードとの円滑な又は指先での変換（ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｈａｎｇｅ）が可能になる。
【００２８】
ラチェットのレバーを適切に作動させると、切断カップリングが作動されるように、切断カップリングが、手動駆動ユニットのレバーに接続されると有利である。  
【００２９】
本発明は、更に、外科用ドリル及び外科用スクリュードライバに関し、該ドリル及びスクリュードライバは其々、本発明による工具取付けアタッチメントの駆動側カップリングを介して、該アタッチメントにトルクを導入するために、接続される電気モータを含む。
【００３０】
つまり、本発明は、ユーザがいつでも手動動作モードによって、工具を交換せずに、手動でネジを螺入することを決定できる工具取付けアタッチメントに関する。これは、ユーザに、骨の状態について、より多くの直接的なフィードバックを与えるであろう。切換え可能な反時計回り回転及び時計回り回転を含む機械式ラチェットは、そうした手動による螺着を一層便利にする。螺入中の不注意な変換を防ぐために、回転方向（反時計回り／時計回りの回転）は、電気モードだけで変換できる。
【００３１】
電気モードだけで有効になる調節自在なトルク制限は、ユーザが、手動による螺着を開始したい正確な時点を選択するのに役立つ。これは、安全機能として追加的に使用されてもよい。調節自在なことで、様々な用途に柔軟に適応可能になる。係止機構は、不注意による調節を防止する。
【００３２】
外科用ドリルで手動駆動を機械的に実現することが、容易になる。より厳密には、手動駆動の実現は、外科用ドリルのためのアタッチメントで達成される。加えて、ラチェット機能は、一体化される。ラチェット機能の回転方向の変換が、提供される。レバーにより、電気動作モードと手動動作モードとの円滑な又は指先での変換が可能になる。調節自在なトルク制限と更に組合せると、有利であり、該トルク制限は、Ｎｍ目盛りと連動してもよい又は無限に可変としてもよい、またＮｍ目盛り無しで済ませてもよい。この機能は、単一のアタッチメントのみで実現できる。
【００３３】
電気及び手動による螺着は、全く工具の交換無しで可能となる。外科医の身体的負荷は、軽減される。「引き金」の作動は、手動モードでは必須ではないため、動作の安全性は高まる。ラチェットは、手動モードで、手動螺着中の利便性が確実に向上する。音による手応えは、ラチェット音を発生させるラチェットによって促進される。安全性は、調節可能なトルク制限によって向上する。同じく、トルク制限を超える（ｓｌｉｐ）と、音による手応えは、強制的に実行される。整合カップリングによって、工具取付けアタッチメントは、各モータと共に使用できる、即ち純粋に機械的な方法で使用できる。殺菌能力に関する問題を起こす可能性がある電子機器は、全く必要とされない。その結果、簡単な操作が、達成される。
【００３４】
ネジの手動螺着には、多大な時間や力を費やす必要がある。それと同時に、触覚フィードバックがないため、医師は、機械によってだけでは螺着できない。本発明は、全く工具を交換せずに、選択的に手によって又は機械によって、ネジを螺入可能にする。それを支援するために、更に、制限トルクを、調節自在にできる。
【００３５】
アタッチメントは、「プラグアンドプレイ（ｐｌｕｇ−ａｎｄ−ｐｌａｙ）」カップリングを介してモータと連結される。遠位端に、螺着用工具を収容できる、別の「プラグアンドプレイ」カップリングが設けられる。係合解除トルクは、電気駆動部にある回転ハンドルを係止解除及び調節することによって設定できる。トルクを設定した後、回転ハンドルは、係止できる。回転ハンドルは、利用中にユーザを支援するために、グリッドを含んでもよい。
【００３６】
既に述べた通り、工具取付けシャフトの長手方向にレバーを引くことによって、ユーザは、ラチェットを介して手動でネジを骨に螺入してもよい。実施例では、出力は、電気駆動部（モータ）から完全に切断されており、それにより、動作の安全性を更に高められる。レバーを解放すると、電気駆動部への接続は、回復される。手動駆動部は、調節可能なラチェットの形で実装される。別の動作要素によって、ユーザは、反時計回り回転と時計回り回転との間で交換できる。不注意による調節を防止するために、動作は、電気動作モードだけで可能にする。動作要素を設計する際には、直感的な動作を重視する。その結果、実施例では、動作要素の前位置は、時計回り回転に、つまりネジの貫通に対応している。
【００３７】
以下では、本発明について、第１実施形態を示す図面を用いて、詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による工具取付けアタッチメントの側面図を示している。
【図２】本発明による外科用ドリルを側面図で示しており、該外科用ドリルは、本発明に従って適合された工具取付けアタッチメントを含む外科用スクリュードライバとして使用しても差し支えない。
【図３】本発明によるドリルの縦断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
これらの図面は、本発明の理解に役立つだけである。同じ要素には、同じ参照番号を付している。
【００４０】
図１では、本発明による工具取付けアタッチメント１が、示されている。工具取付けアタッチメント１は、図２に示された外科用ドリル２に提供され、該ドリルに連結される。
【００４１】
図１を参照すると、工具取付けアタッチメント１が、モータ、モータギヤユニット等の駆動ユニット４（図２参照）を取付けるための駆動側カップリング（入力カップリング）３を含むことが、説明されている。駆動カップリング３は、「プラグアンドプレイ」カップリングとして構成される。従って、駆動側カップリング３は、再構成がないカップリング又はユーザに応じた再調節がないカップリングである。駆動ユニットは、穿孔機／ねじ締め機／切削機（ｍｉｌｌｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ）等の医療用／外科用機械としてもよいが、従来から十分知られているため、ここでは詳細に説明する必要はない。
【００４２】
工具取付けアタッチメント１の近位端には、駆動側カップリング３が存在する一方で、遠位端には、出力側カップリング（出力カップリング）５が存在する。
【００４３】
また、出力側カップリング５も「プラグアンドプレイ」カップリングとして設計されている状態で、２個のカップリング３と５との間には、手動で動作可能な、即ち、手動力で動作可能な別の駆動ユニット６が設けられる。駆動ユニット６は、ラチェット装置／ラチェットユニット７が手動ラチェットの形で、ラチェット装置／ラチェットユニット７に接続される、又は一体化される。
【００４４】
具体的に言うと、図３によるラチェット７は、手動駆動ユニット６としてのケーシングから成り、該ケーシング内には、２個のスリーブ形状のトルク伝達要素が、ケーシング６と回転可能に固定されるように収容され、該ケーシング６の少なくとも片方のトルク伝達要素は、他方のトルク伝達要素に対して軸方向に可動に保持されている。好適には、両トルク伝達要素は、互いに対する軸方向位置に応じて交互に及び選択的に、トルク伝達要素に軸方向で隣接する円盤又はリングの形をした中間／選択部品と噛み合うように、前端部に、それぞれギアを含む。
【００４５】
上記の相対的な軸方向位置は、手動で動作可能なスライドを用いて調節できる。スライドは、２個のトルク伝達要素のどちらかと連結され、該トルク伝達要素を軸方向に動かす。これにより、少なくとも片方の軸方向に可動なトルク伝達要素を、中間／選択部品と噛み合わせる又は噛み合わせ解除する。中間／選択部品は、等しく軸方向に可動に保持され、２個の中間／選択部品の方向にバネによって付勢される。その結果、片方のトルク伝達要素が、中間／選択部品に対してスライドによって軸方向に強制的に噛み合わせられると、中間／選択部品がバネの付勢に対して軸方向に動かされ、他方のトルク伝達要素との噛み合いが解除され、またその逆も可能である。
【００４６】
２個のトルク伝達要素のギアは、時計回り又は反時計回りのトルクを伝達して其々他方向に惰性回転（フリーホイールで回転）させるようにして、反対方向に作用する。選択されたトルク伝達要素に応じて、このようにして、時計回り又は反時計回りのトルクが、手動駆動ユニット６から始まり、ラチェットを介して伝達できる。更に、中間／選択部品は、軸方向に可動になるように支持されるが、スリーブ形状のラチェット出力要素に回転可能に固定され、該ラチェット出力要素は、次に、出力側カップリング５のシャフトに回転可能に固定されるが、軸方向に可動になるように支持される。
【００４７】
好適には、ラチェット出力要素は、前端部に、ギアを含み、ラチェット出力要素は、該ギアを介して、入力側カップリング３の出力要素とトルクを伝達する噛み合い状態にし、出力側カップリング５のシャフトに対する軸方向位置に応じて、トルクをモータから出力側カップリング５に伝達してもよい。
【００４８】
手動駆動ユニット（ケーシング）６は、レバー９を介して始動され、駆動される。そのために、レバー９は、クランク式で構成され、人間の手の大きさに適合される。即ち、レバー９は、ケーシング６が、該レバーを介して工具取付け体の中心軸周りに回転でき、そのようにして、トルク伝達要素が駆動できるように、ケーシング６内で支持される。しかしながら、図３で示されるように、レバー９は、工具取付け体の軸方向に枢動される。ケーシング内部に突出するレバー延伸部は、ラチェット出力要素が、レバー９を枢動させることによって軸方向に変位できるように、ラチェット出力要素に連結される。
【００４９】
ラチェット出力要素は、径方向に突出した形のドライバを含み、該ドライバは、ラチェット出力要素の軸方向の移動に対応して、必要に応じて、ラチェットの中間／選択部品を駆動するために、該中間／選択部品に直接的又は間接的に作用する。
【００５０】
その結果、ラチェット出力要素が、レバー９を介して、入力側カップリング３の出力要素に対して、軸方向に変位されて、トルクを伝達する噛み合い状態になると、ラチェットの中間／選択部品は、２個のトルク伝達要素のどちらかがこれ以上噛み合い状態になれない軸方向位置に駆動される。この場合、トルクは、モータから出力側カップリング５に伝達されるが、ラチェット機能は、非動作状態になる。しかしながら、ラチェット出力要素が、レバー９を介して入力側カップリング３の出力要素から軸方向に離隔して転位される（もう噛み合わなくなる）と、ラチェットの中間／選択部品は、２つのトルク伝達要素のどちらかと噛み合うことができる軸方向位置に駆動される。その場合、モータから出力側カップリング５にトルクを全く伝達できないが、しかしながら、ラチェット機能は、動作状態になる。このように、いわば（ｑｕａｓｉ）、切断カップリングが実現される。
【００５１】
この様にして、レバー９に、２つの機能、即ち、
−モータを、出力側カップリング５へ接続する／出力側カップリング５から切断すると同時に、ラチェット機能を動作／非動作状態にする機能、及び
−ラチェットを手動で動作する機能
が与えられている。
【００５２】
手動ラチェット間、とりわけ、ラチェット出力要素と駆動側カップリング３との間に、トルクリミッタ１０を更に設ける。例えば、回転ハンドルを介して、トルクリミッタは、手動で調節、係止解除及び係止できる。回転ハンドルには、参照番号１１を付す。
【００５３】
図２及び図３では、完全に組立てた外科用ドリル２を示しており、外科用ドリル２は、挿入された工具取付けアタッチメント１を含む。２個の作動ボタン１２が使用され、該ボタンによって、ドリル２の異なる機能が制御／設定できる。
【符号の説明】
【００５４】
１  工具取付けアタッチメント
２  外科用ドリル
３  駆動側カップリング
４  駆動ユニット
５  出力側カップリング
６  手動駆動ユニット
７  ラチェット装置／ラチェットユニット
８  方向選択制御ユニット
９  レバー
１０  トルクリミッタ
１１  回転ハンドル
１２  作動ボタン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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