CN101454538A - 改进的闭合波形槽 - Google Patents

Abstract

一种机构将活塞在气缸内的纵向往复运动转换为活塞的组合的单向转动和往复运动。为了实现这种转换，该活塞在其圆周上包括闭合波形槽。该闭合波形槽在其顶点处设有凹口。该凹口破坏了凹槽的对称。滚子设置在气缸内伸出到凹槽中。当活塞做往复运动时，凹槽在滚子上滑动。弹性热收缩环确保滚子位于适当位置上并且确保恒定地朝着凹槽的表面偏压滚子。

Description

改进的闭合波形槽

技术领域

本发明涉及采用闭合波形槽机构***的机械***，该闭合波形槽机构***利用闭合的波形槽在第一和第二元件之间的机械联接装置的交界面包含闭合凹槽时将第一元件的纵向运动转换为第二元件的转动运动，特别涉及一种改进的闭合波形槽机构。

背景技术

这种闭合波形槽机构是现有技术中已知的，在本发明人的美国专利No.5350390、No.5806404和PCT申请IL2003/00807中进行了详细描述。

发明内容

本发明是改进的闭合封闭槽机构。

本发明的目的是提供一种确保活塞的单向转动的闭合封闭波形槽。

本发明的另一目的是提供一种适于以小尺寸部件进行制造的闭合波形槽，例如动脉粥样硬化切除术装置。

本发明的另一目的是提供一种易于制造的闭合封闭槽。

本发明的又一目的是提供一种机构，其中滚子沿整个路径与凹槽的表面接触。

本发明的又一目的是提供一种机构，其中弹性环将补偿制造公差。

本发明的另一目的是提供一种易于装配的机构。

根据本发明的宗旨，提供了一种用于将活塞的往复运动转换为活塞的单向转动和往复运动的组合的机构，该机构包括构造在活塞的圆周面内的闭合波形槽，由此该闭合波形槽包括构造为使该闭合波形槽不对称的至少一个异形(anomaly)，并且该异形包括在该闭合波形槽的至少一个顶点内构造的凹口。

根据本发明进一步的宗旨，该凹口构造为将活塞转动的方向限制到单方向转动上。

根据本发明进一步的宗旨，该异形在闭合波形槽内生成双不对称。

根据本发明进一步的宗旨，所述闭合波形槽的至少一个顶点包含凹口，使之构造成平行于活塞轴线延伸的凹槽段。

根据本发明进一步的宗旨，从该至少一个顶点延伸的凹槽段的至少一部分具有不同的深度，由此按照离开该顶点的距离的函数从活塞轴线向外倾斜。

根据本发明的宗旨还提供一种用于将活塞的往复运动转换为活塞的单向转动和往复运动的组合的机构，该机构包括：(a)构造在活塞的圆周面内的闭合波形槽；和(b)至少一个滚子元件，配置为至少部分延伸到该闭合波形槽内；其中该至少一个滚子元件固定在适当位置上并且通过弹性环朝着凹槽的表面偏压。

根据本发明进一步的宗旨，还提供其中配置有活塞的汽缸元件，该汽缸元件的圆周外表面具有非圆形的闭合曲线轮廓。

根据本发明进一步的宗旨，该非圆形的闭合曲线轮廓是椭圆。

附图说明

这里仅通过示例、参照附图描述本发明，其中：

图1a是对称闭合波形槽的平面图；

图1b是对称闭合波形槽的3D图；

图2a是一个优选实施例的不对称闭合波形槽的平面图，其在顶点处设有凹口；

图2b是沿图2a的线A-A的一个优选实施例的不对称闭合波形槽的横剖视图；

图2c是一个优选实施例的不对称闭合波形槽的3D视图；

图3a是设有双不对称闭合波形槽的另一优选实施例的平面图；

图3b是沿图3a的B-B线的设有双不对称闭合波形槽的另一优选实施例的剖视图；

图3c是设有双不对称闭合波形槽的另一优选实施例的3D视图；

图4a是装配前的该机构的分解视图；

图4b是装配后的机构的纵向剖视图；

图4c是沿图4b中线4c-4c的装配后的机构的横剖视图。

具体实施方式

本发明是改进的闭合波形槽机构。

通过参照附图和相应的描述可以更好的理解根据本发明的改进的闭合波形槽机构的原理和操作。

通过介绍，本发明旨在对闭合波形槽的改进，其中该槽限定在活塞的圆周表面上并且包括具有交替斜面的螺旋段。该交替的螺旋段在它们的顶点处相接。因此，所述交替顶点代表连续的冠(crest)和常规波形槽。在此处所使用的短语“闭合波形槽”指的是构造在基本为圆柱形表层的面内的凹槽，其中凹槽沿大体呈波形的路径前进，其中该路径自我闭合由此形成单个的连续槽。在此处所使用的短语“波段”指的是在两个顶点之间延伸的凹槽路径的一段。

该机构的基本概念是将往复纵向运动转换为组合的往复纵向和单向转动运动，由此附接到该机构上的钻头或者刀具将进行相同的组合的纵向和连续单向转动运动。重要的是为了将碎片散落在血管内的可能性最小化，该运动将是单向的。在美国专利No.5350390和PCT申请IL2003/00807中所描述的动脉粥样硬化切除术装置中，动脉粥样被刀具锋利的刀刃切除，挤入刀具内，并且接着经由导管内的中心腔通过抽吸被移除到体外。如果刀具的运动不是单向的话，将存在风险：动脉粥样的切割碎片被散落到血管内而不是被挤入刀具内。由于碎片将远流入动脉内并阻塞血液流动，这种情况对于病人而言是危险的。

上述参考专利和申请描述了促使或者沿一个方向转动的机构的不同措施。在美国专利No.5350390中显示了位于凹槽顶点处的倾斜切口。美国专利No.5806404中描述了直接作用在滚子上的弹性装置以及远离闭合波形槽沿纵向设置的棘齿机构。在PCT申请IL2003/00807中描述了在顶点处不对称的凹槽。所有这些实施例共享仅限定在活塞圆周表面上的凹槽路径，由此该凹槽的定义路径(轨道)的所有点都处在距离活塞的轴线相同距离的地方。也就是说，前述的闭合波形槽沿其整体具有均一的深度。本发明涉及一种闭合波形槽，其中该定义路径的不同点都处在距离活塞的轴线不同距离的地方。也就是说，本发明的闭合波形槽的深度沿其长度变化。

在优选实施例中，利用滚子和磨机形成槽。然而，其它凹槽横截面轮廓也是可能的，例如但不限于V形槽。应当注意V形槽将方便滚子在凹槽内的转动。

优选至少两个滚子配置在该凹槽内；然而，这个数量不应当被认定为对本发明范围的限定，因此可以配置几乎任意数量的滚子。为了容许滚子在凹槽内平稳滑动并且不损坏凹槽，优选采用高硬度的材料。

本发明的凹槽配置为使得位于异形内的凹槽段的每一个顶点致使凹槽不对称。在参照图2a-2c讨论的第一优选实施例中，本发明的凹槽构造为使得凹槽段的每一个顶点比定义路径的其余部分更靠近活塞的轴线，由此在每一个顶点处生成凹口。这样配置，在该槽内移动的滚子将落入位于顶点处的凹口内并且将不能够向后移动到它所出发的段内。

在参照图3a-3c讨论的第二优选实施例中，本发明的凹槽的异形包括在凹槽段的每个顶点处构造的双不对称。

这种类型的凹槽在医学领域有一些优势。由于该机构非常小的尺寸，就存在空间限制，因此它要优于包括附加元件(例如棘齿或者弹性装置)的方案。这种类型的凹槽由于在切割粉碎机的一次扫过(sweep)中产生，因此容易制造。

为了确保滚子沿整个路径与凹槽的表面接触，弹性环将它们压在凹槽上。

现在参照附图，应当注意，实际上滚子基本静止，是其中构造有凹槽的活塞从它上面滑过。为了方便解释，将滚子描述为在凹槽内移动。同样，应当理解，凹槽的特征可随特定的应用而变化。因此，虽然此处的附图显示了设有四个顶点的凹槽，波长可改变，由此增大或减少顶点数量。此外，为了改变往复活塞运动的范围，位于顶点之间的波段的斜面可变化。

图1a和图1b显示了对称闭合波形槽的平面图和3D视图。所示的这些参考视图只是为了强调凹槽顶点处不对称的重要性。在凹槽在其顶点处是对称的情况下，正如这些附图所示的，位于顶点处的滚子1设置在奇点上，即当纵向推动滚子时，它在选择凹槽的那一倾斜段来移动时没有偏爱。它可以向右移动到螺旋段2或者向左移动到螺旋段3。由此，活塞4的转动是随意的。附接到活塞4的刀具(图中未示)将进行相同的任意运动。正如之前提到的，如果刀具的运动不是单向的话，将存在风险：动脉粥样的切割碎片不是被挤入刀具内，而是被切割并散落到血管内。由于碎片将远流入动脉内并阻塞血液流动，因此这种情况对于病人而言是危险的。

图2a、图2b和图2c所示的实施例是本发明的第一优选实施例。在凹槽的顶点处，增添了凹口5。凹口5经由斜面6连接螺旋段3。滚子1在螺旋段2内移动，直到它抵达凹槽顶点，在这里它落入凹口5内。当纵向推动滚子时，因为凹口5的右壁7妨碍它，它不能向后移动到螺旋段2内。滚子1被迫沿连接螺旋段3的斜面6移动。因此，滚子1经常沿相同方向移动。这个的最终结果就是活塞4和附接到它上的刀具实施单向运动。

在图3a、图3b和图3c中显示了本发明的第二优选实施例。此处示出的是在凹槽的顶点处设有双不对称的凹槽。这个实施例是此处所描述的由凹口引起的不对称和在PCT申请IL2003/00807中描述的不对称的组合。此处描述的不对称在图3a中由词语“偏置”加以标注。正如所看到的，凹槽的每个顶点都包含平行于活塞4的轴线延伸的段8，并且包含凹口5，和从活塞4的轴线向外倾斜以便帮助滚子1离开凹口5的斜面6。正如此处所示，仅平行于轴线的段8倾斜。然而应当注意，每个螺旋段的至少一部分或者甚至整个长度(即从顶点到顶点)可构造向外的斜面。应当理解的是从顶点延伸的凹槽段的至少一部分具有变化的深度，它按照离开该顶点的距离的函数从活塞轴线向外倾斜。

这种类型的结构在确保滚子1可始终沿相同方向移动方面甚至优于参照图2a描述的凹槽。

图4a和图4b显示了该机构的装配。正如此处所示，两个滚子1经由孔9***到气缸10内，由此它们至少部分延伸到凹槽13内。可以理解的是能够通过非限定示例将滚子替换为销。在图4a中显示了装配在气缸10之前的金属热收缩环11。金属热收缩环是现有技术中已知的。作为非限定性示例，某些这种环是由从40摄氏度开始收缩的镍钛诺制造的。一个例子是由美国IntrinsicDevices制造的Unilok环。图4b显示了将环11设置在气缸10上并加热后的组件。应当理解的是图4b中显示的部分在此处示意性显示是为了易于理解，真正的部分具有更为复杂的形状。

如图所示，滚子1设置在凹口12内，由此它们不能全部阻止环11的收缩。当活塞4开始轴向移动时，滚子1被迫在倾斜的凹槽13内移动。滚子1被径向向外推动，导致环弹性变形。当滚子1抵达凹槽13时它们与环11一起落入它内，环返回到其原始形状，仍旧将滚子1压在凹槽的表面上。也就是说，环11朝着凹槽的表面偏压滚子1。

因此，弹性环11使滚子1始终保持与凹槽的表面接触。应当注意的是弹性环的使用也适用于其它应用，例如非限定性的示例，在PCT申请IL2003/00807中描述的凹槽结构，即在顶点处没有凹口的凹槽。采用弹性环的优点在于方便机械装配。

图4c显示了图4a和图4b的机构的变形实施例。位于环11位置处的气缸10的横截面可以是圆形的。正如此处所示，可选择的是气缸10的圆周轮廓15呈椭圆形。清楚的是当两个相等并且相对的径向力从外部施加在自由环(参见图4c的箭头)上时，环的圆形形状将变成椭圆形，椭圆形的主轴线沿径向力的作用线。因此，如果气缸10的圆周15制造成细长形状，例如非限定性示例，椭圆，它将减少施加在环11上的压力，由此减小气缸10内的压力和位移。应当理解的是此处描述的椭圆外形是用作非限定性示例，基本上任何非圆形的闭合曲线轮廓都落入本发明的范围内。

应当理解上述说明仅仅是用作示例，并且很多其它实施例都可能落入本发明精神和范围内。

Claims (8)

1、一种用于将活塞的往复运动转换为活塞的单向转动和往复运动的组合的机构，该机构包括：构造在活塞的圆周面内的闭合波形槽，由此所述闭合波形槽包括至少一个构造为使所述闭合波形槽不对称的异形，并且所述异形包括构造在所述闭合波形槽的至少一个顶点内的凹口。

2、根据权利要求1的机构，其特征在于：所述凹口构造为将活塞转动的方向限制到单方向转动上。

3、根据权利要求2的机构，其特征在于：所述异形在所述闭合波形槽内生成双不对称。

4、根据权利要求3的机构，其特征在于：所述闭合波形槽的至少一个顶点包含凹口，使之构造成平行于活塞轴线延伸的凹槽段。

5、根据权利要求4的机构，其特征在于：从所述至少一个顶点延伸的凹槽段的至少一部分具有不同的深度，由此按照离开所述顶点的距离的函数从活塞轴线向外倾斜。

6、一种用于将活塞的往复运动转换为活塞的单向转动和往复运动的组合的机构，该机构包括：

(a)构造在活塞的圆周表面内的闭合波形槽；和

(b)至少一个滚子元件，配置为至少部分延伸到所述闭合波形槽内；

其中所述至少一个滚子元件固定在适当位置上并且通过弹性环朝着凹槽的表面偏压。

7、根据权利要求6的机构，还包括其中配置有所述活塞的汽缸元件，所述汽缸元件的圆周外表面具有非圆形的闭合曲线轮廓。

8、根据权利要求6的机构，其特征在于：所述非圆形的闭合曲线轮廓是椭圆。

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