KR101595597B1 - 수술 핸드피스와 사용하기 위한 것이며, 액세서리 샤프트의 대충 조정 또는 정밀 조정을 돕는 특징을 갖는 컷팅 액세서리 - Google Patents

수술 핸드피스와 사용하기 위한 것이며, 액세서리 샤프트의 대충 조정 또는 정밀 조정을 돕는 특징을 갖는 컷팅 액세서리 Download PDF

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Abstract

모터를 가진 핸드피스 및 핸드피스 모터에 의해 회전되는 샤프트를 가진 컷팅 액세서리를 포함하는 수술 도구 시스템이다. 핸드피스는, 핸드피스 모터에 의해 작동되는 출력 드라이브 샤프트에 액세서리 샤프트를 홀드하기 위한 복수의 록킹 요소를 가진 결합 조립체를 포함한다. 록킹 요소들은 서로 길이 방향으로 이격되어 있다. 액세서리 샤프트에는, 핸드피스 록킹 요소들이 속박하는 정체 피쳐들이 형성되어 있다. 샤프트 정체 피쳐들은 칼럼들내에 있다. 인접한 정체 피쳐들의 정체 피쳐들은 서로 길이 방향으로 오프셋되어 있다. 이것은, 액세서리 샤프트가 핸드피스 결합 조립체로부터 전방으로 연장하는 범위의 대충 조정 또는 정밀 조정을 가능케 한다.

Description

수술 핸드피스와 사용하기 위한 것이며, 액세서리 샤프트의 대충 조정 또는 정밀 조정을 돕는 특징을 갖는 컷팅 액세서리{CUTTING ACCESSORY FOR USE WITH A SURGICAL HANDPIECE, THE ACCESSORY HAVING FEATURES THAT FACILTIATE THE COARSE OR FINE ADJUSTMENT OF THE ACCESSORY SHAFT}
본 발명은 일반적으로 액세서리들이 선택적으로 부착되는 수술 도구 시스템(surgical tool system)에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 핸드피스(handpiece)에 상대적인 액세서리의 길이 방향 위치를 선택적으로 정밀 설정(finely set) 또는 대충 설정(coarsely set)될 수 있게 하도록 집합적으로 구성되어 있는 상보적인 액세서리(complementary accessory) 및 수술 도구 시스템에 관한 것이다.
현대의 수술에 있어서, 의료인에게 가용한 가장 중요한 기구들 중 하나가 동력 수술 도구(powered surgical tool)이다. 일반적으로, 이러한 도구는 모터가 수용되어 있는 몇몇 타입의 핸드피스를 포함한다. 핸드피스에는, 특정의 의료 작업을 달성하기 위해 환자의 수술 부위에 적용하도록 설계된 액세서리가 고정된다. 몇몇의 동력 수술 도구에는, 단단한 조직(hard tissue)을 컷팅하기 위한 또는 단단한 조직을 선택적으로 제거하기 위한 드릴 또는 버(bur)가 구비되어 있다. 또 다른 동력 수술 도구에는 컷팅 액세서리(cutting accessory)로서 톱날이 구비되어 있다. 이러한 도구들은 단단한 조직 및/또는 부드러운 조직의 큰 섹션(section)을 분리하기 위해 사용된다. 동력 수술 도구를 환자에게 사용하는 능력은, 환자에게 프로시져(procedure)를 실시할 때 의사 및 다른 의료인의 육체적 긴장을 경감하였다. 또한, 동력 수술 도구에 의한 대부분의 수술 프로시져는, 동력 수술 도구에 선행하는 수동 수술 도구보다, 더 신속하고 더 정확하게 실시될 수 있다.
이 명세서에 참조로 통합되어 있는, 출원인의 양수인의 미국 특허 제5,888,200호, 제목 “MULTI-PURPOSE SURGICAL TOOL SYSTEM”(1999년 3월 30일에 특허됨)은, 다수의 상이한 응용을 위해 설계된 수술 도구 시스템을 개시한다. 이러한 도구 시스템은 모터가 수용되어 있는 핸드피스를 포함한다. 핸드피스는 또한, 액세서리의 샤프트를 모터 샤프트에 선택적으로 결합하기 위한 제1 결합 조립체를 포함한다. 이러한 핸드피스는 제2 결합 조립체를 또한 포함한다. 제2 결합 조립체는 핸드피스의 전방 단부에 부착물(attachment)을 선택적으로 고정하는데 사용된다. 이러한 부착물은 그 자신의 드라이브 샤프트 및 액세서리 결합 조립체를 포함할 수 있다. 이러한 부착물은 세장의(elongated) 부착물, 각진 부착물이며 그리고/또는 톱날들을 작동시킬 수 있다. 따라서, 이러한 타입의 도구 시스템을 제공하는 이점은, 대다수의 상이한 컷팅 액세서리들을 드라이브하는데 그리고 액세서리의 포지셔닝(positioning)을 수술 부위에서, 특정 수술 프로시져를 위해 요구되거나 요망되는 방식으로, 돕는데 사용될 수 있다.
이러한 타입의 수술 도구 시스템과 사용되는 대중적인 컷팅 액세서리는 드릴과 버를 포함한다. 이러한 컷팅 액세서리의 각각은 액세서리의 실제적인 조직 제거 부재를 형성하는 헤드를 일반적으로 갖는다. 샤프트는 헤드로부터 후방으로 연장된다. 샤프트는 결합 조립체가 그 주위를 록(lock)하는 컷팅 액세서리의 부품이다.
상기한 시스템과 관련된 제한이 있다. 이러한 시스템의 결합 조립체는, 컷팅 액세서리가 오로지 핸드피스에 상대적인 단일의 고정된 위치에서 그것에 고정될 수 있도록 설계된다. 이러한 배열의 단점은, 핸드피스에 상대적인 컷팅 액세서리의 헤드를 위치시키는 것에 있어서, 어느 정도의 유연성을 갖도록 하는데 유용한 그것을 외과 의사가 빈번하게 찾는다는 것이다. 지금까지는, 이러한 유연성을 제공하기 위해, 동일한 컷팅 헤드들을 갖는 컷팅 액세서리들의 세트(set)를 제공하는 것이 필요하다. 액세서리들 간의 차이는 그것들의 상보적인 샤프트들의 길이이다. 외과 의사가 액세서리의 헤드를 핸드피스에 상대적으로 가깝게 위치되도록 희망할 때, 외과 의사는 상대적으로 길이가 짧은 샤프트를 가진 컷팅 액세서리를 핸드피스내에 설치한다. 외과 의사가 액세서리의 헤드를 핸드피스로부터 거리를 두도록 희망할 때, 외과 의사는 상대적으로 긴 샤프트를 가진 컷팅 액세서리를 핸드피스내에 설치한다.
또한, 수술 프로시져 동안에, 외과 의사는 수술 부위에서 상이한 위치를 접근하기 위해 상이한 도구를 사용하도록 희망할 수 있다. 대신으로, 외과 의사는, 그들이 수술 부위를 관찰하기를 희망하는 방식 그리고/또는 그들의 수술 도구를 다루는 방식에 관한 개인적인 선호(preference)를 갖는다. 이러한 변동들을 조화시키기 위해서, 수술 도구 시스템에는, 핸드피스 모터에 의해 발생된 힘을 관련 컷팅 액세서리에 전하기 위해 채용된 부품들의 기하학적 구조 및/또는 치수에서만 변화하는 부재들이 구비되어 있다. 예를 들면, 앞서 언급된 미국 특허 제5,888,200호에 기술되어 있는 도구 시스템은, 관련 핸드피스 하우징(handpiece housing)으로부터 곧고 각진 원위단(distal end) 섹션들을 갖는 상이한 길이 부착물들 및 부착물들을 갖는다. 만약, 외과 의사가 환자의 피부에 가깝게 위치되는 수술 부위를 접근해야한다면, 외과 의사는 가용한 중간 길이 부착물을 갖는다. 대신으로, 만약, 외과 의사가 환자내로 깊숙한 수술 부위를 접근해야한다면, 외과 의사는 가용한 긴 부착물을 갖는다. 이러한 부착물은, 중간 길이 부착물과 비교하여, 핸드피스로부터 상대적으로 긴 거리로 컷팅 액세서리의 헤드를 홀드(hold)한다. 각진 부착물도 또한 사용 가능하다. 이러한 부착물은, 핸드피스의 길이 방향 축에 대해 오프셋(offset)되어 있는 각도에서 컷팅 액세서리를 홀드하는데 사용된다. 각진 부착물은, 수술 부위의 대안적인 시야를 외과 의사에게 제공하기에 그리고/또는 도달하기에 어려운 수술부위에 컷팅 액세서리를 위치시키는데 사용된다.
명확하게, 가용한 이러한 상이한 부착물들을 갖는 것은 외과 의사에게 유익하다. 하지만, 이러한 부착물들 내부의 결합 조립체들은, 그것들의 헤드 단부들, 그것들의 원위단들, 액세서리의 샤프트가 나오는 단부들로부터 상이한 길이 방향 거리들에 종종 위치된다. 이러한 부착물들을 사용하기 위해서, 동일한 헤드를 갖지만 상이한 길이의 샤프트를 가진 컷팅 액세서리를 제공하는 것이 필요하다. 짧은 길이 샤프트들을 가진 액세서리들은, 결합 조립체들이 그것들의 원위단 개구들로부터 상대적으로 짧은 거리들에 위치되는 부착물들내로 들어맞는다. 긴 길이의 샤프트들을 가진 액세서리들은, 결합 조립체들이 그것들의 원위단 개구들로부터 더 긴 거리들에 위치되는, 부착물들내로 들어맞는다. 이것은, 그것들의 샤프트 길이에서만 변화하는 단일의 수술 프로시져에서 사용할 수 있는 다수의 상이한 절단 액세서리들을 갖는 것이 때때로 필요한 다른 이유이다.
드릴 및 버와 같은 컷팅 액세서리와 관련된 다른 제한은, 다수의 상이한 액세서리들이 때때로 세트로 패키징된다는 사실에 관련된다. 이러한 액세서리들은, 프로시져 동안에, 외과 의사가 갖고 있는 액세서리들의 완벽한 세트를 보기를 희망할 수 있기 때문에, 사용할 수 있게끔 함께 그렇게 패키징된다(packaged). 대신으로, 수술 프로시져의 시작 전에, 다수의 개별적인 액세서리들이 각각 언패키징되고(unpackaged) 외과 의사를 위해 세트로 배열된다. 다시금, 이것은, 외과 의사로 하여금 다수의 상이한 액세서리들에 용이하게 접근하고 보는 것을 가능케 하기 위한 것이다.
하지만, 종종, 프로시져 동안에, 외과 의사는 그들의 살균된 패키징으로부터 풀러진 컷팅 액세서리들의 모두를 사용하지는 않는다. 사용된 액세서리들은 일반적으로 폐기된다. 이것은 이러한 액세서리들의 컷팅 헤드들이 적어도 부분적으로 마모되기 때문이다. 하지만, 프로시져 후에, 사용되지 않은 하나 이상의 노출된 컷팅 액세서리들이 있을 수 있다. 이러한 액세서리들은, 재사용전에 환경에 대한 그것들의 노출의 결과로서 그것들이 픽업되었을 수 있는 임의의 오염을 제거하도록 살균된다면, 새로운 프로시져에서 사용될 수 있다. 이러한 액세서리들을 살균하기 위해 사용되는 프로시져에 있어서, 그것들은 약 132℃의 온도로 가열되고, 2.1바(bar)의 압력에서 포화 수증기를 받게 된다. 이러한 액세서리들은, 이러한 재료로부터 형성된 컷팅 표면들이 스테인레스 강으로부터 형성된 더 느린 속도의 컷팅 표면들에서 마모되는 경향이 있기 때문에, 공구강(tool steel)으로 형성된다. 또한, 공구강은 대안적인 재료, 카바이드 강(carbide steel)보다 염가이다. 하지만, 상기한 소독 처리 동안에, 공구강은 변색되는 경향이 있다. 이러한 변색은 의료인을 당황케 한다. 따라서, 의료인은, 이러한 미사용의 압력솥 살균된 액세서리들을, 그것들의 살균 정도 및 품질이 제조자의 패키징으로부터 방금 변위된 액세서리와 동일하더라도, 사용하기 꺼린다. 따라서, 이러한 미사용의 액세서리들을, 적절한 살균으로 그것들을 나중의 프로시져에서 사용할 수 있을지라도, 폐기하는 경향이 있다. 이러한 컷팅 액세서리들의 폐기는, 그것들이 사용되지 조차 않았을지라도, 자원의 낭비이다.
출원인의 양수인의 미국 특허 제6,562,055호는 컷팅 액세서리가 선택적으로 부착되는 수술 도구 시스템을 제공한다. '055 특허에서의 수술 도구 시스템은 정체 피쳐(retention feature)들을 가진 특별히 설계된 컷팅 액세서리를 포함한다. '055 특허의 도면 40 및 41에 도시된 바와 같이, 정체 피쳐들은 컷팅 액세서리 샤프트의 외측 원통형 벽으로부터 내향하여 연장되는 컷아웃(cut-out)들로 이루어진다. 컷아웃들은, 핸드 도구에 상대적인 액세서리의 길이 방향 위치가 조정될 수 있게 하는 록킹 메커니즘(locking mechanism)과 함께 일한다. 상대 위치는, 컷아우들 사이의 길이 방향 거리와 동등한 위치들 사이의 거리 및 컷아웃들에 의해 규정되는 위치들 사이에서 조정될 수 있다. 따라서, ''055 시스템에 있어서, 상대 위치는 이러한 거리와 동등한 증가로서만 조정될 수 있다. 실제적으로, 정체 피쳐들이 최소 2.4 mm 이격될 필요가 있다는 것을 알게 되었다. 정체 피쳐들이 더 적은 거리로 이격되면, 피쳐들이 그에 따라 더 작아질 것이다. 그러면, 핸드피스 결합 조립체의 상보적인 결합 피쳐들은, 핸드피스 결합 피쳐들로부터 액세서리 샤프트로의 토크(torque)의 전달을 보장하기에 충분히 큰 표면적에 걸쳐 정체 피쳐들을 붙잡는 것이 가능하지 않을 수 있다.
본 발명은 새롭고 유용한 수술 도구 조립체에 관한 것이다. 본 발명의 도구 조립체는 모터를 가진 핸드피스를 포함한다. 모터는 전기 또는 공기식일 수 있다. 출력 드라이브 샤프트(output drive shaft)는 로터에 의해 회전하도록 모터와 일체인 로터에 연결되어 있다. 결합 조립체가 컷팅 액세서리의 샤프트를 출력 드라이브 샤프트에 릴리즈 가능하게(releaseably) 홀드하여, 액세서리 샤프트가 출력 드라이브 샤프트와 회전한다. 결합 조립체는 다수의 록킹 요소(locking element)를 포함한다. 록킹 요소는 서로 아치형으로 이격되고, 출력 드라이브 샤프트의 길이 방향 축을 따라, 서로 이격되기도 한다.
본 발명의 다른 양태는, 상기한 수술 도구와 사용하기 위해 설계된 액세서리의 기하학적 구조이다. 액세서리는, 세장 샤프트, 헤드, 및 복수의 정체 피쳐들을 포함한다. 세장 샤프트는 원위단, 근위단(proximal end), 및 길이 방향 축을 갖는다. 헤드는 원위단에서 샤프트에 연결된다. 복수의 정체 피쳐는 복수의 정체 피쳐들의 칼럼(column)들내에 배열되어 있다. 칼럼들은 액세서리 샤프트 주위에 아치형으로 이격되어 있다. 정체 피쳐들은 또한, 하나의 칼럼내의 정체 피쳐들이 인접한 칼럼들내의 정체 피쳐들에 상대적으로 길이 방향으로 오프셋되어 있도록, 정렬된다.
본 발명의 도구 시스템을 이용하여, 액세서리 샤프트를 밀거나 당기는 것에 의해 결합 조립체로부터 액세서리 샤프트가 전방으로 연장되는 거리를 조정할 수 있다. 이러한 운동은 각각의 록킹 요소로 하여금 정체 피쳐들의 단일 칼럼내의 정체 피쳐들을 연속적으로 속박시키게 한다. 이러한 조정은, 단일 칼럼내의 정체 피쳐들의 길이 방향 분리와 동등한 단위만큼의 샤프트의 조정, 샤프트 연장/수축의 대충 조정을 초래할 것이다. 대신으로, 액세서리 샤프트를 회전시키는 것에 의해 액세서리 샤프트 연장/수축을 조정할 수 있다. 이러한 작용은, 각각의 컷팅 액세서리 록킹 요소가 제1 칼럼내의 정체 피쳐들을 속박하고, 그 다음에 제1 칼럼에 인접한 제2 칼럼내의 정체 피쳐를 속박하는 결과를 가져온다. 인접한 칼럼들의 피쳐들 사이의 샤프트 정체 피쳐들 사이를 길이 방향 간격은 단일 칼럼내의 피쳐들 사이의 간격보다 좁다. 따라서, 이러한 액세서리 샤프트 위치의 재설정은, 대충 조정 처리에서보다 샤프트 위치에 있어서, 더 적은 증분의 변경, 정밀 변경을 초래한다.
본 발명의 또 다른 양태에 있어서, 하우징, 코일 조립체, 로터, 및 파이 자석 조립체(pie magnet assembly)를 가진 DC 브러시리스(brushless) 모터가 제공된다. 코일 조립체는 하우징에 결합되어 있다. 코일 조립체는 슬리브(sleeve) 및 슬리브에 인접하여 얽힌 복수의 권선(winding)을 갖는다. 권선은 대체로 직사각형 단면을 갖는 와이어(wire)로부터 구성된다. 로터는 보어(bore)를 갖고 하우징에 회전 가능하게 결합되어 있다. 파이 자석 조립체는 보어내에 위치된다.
본 발명의 다른 장점은, 첨부 도면과 관련하여 고려될 때, 하기의 상세한 설명을 참조하는 것에 의해 본 발명의 다른 장점이 더 잘 이해되어지므로, 즉시 이해될 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도구 시스템의 기본 부품들의 평면도이다.
도 2는 결합 조립체를 포함하는 본 발명의 도구 시스템의 부착물의 단면도이다.
도 3은 부착물의 분해도이다.
도 3a는 부착물과 일체인 록 액츄에이터의 사시도이다.
도 3b는 록 액츄에이터의 평면도이다.
도 4는 도 3의 부착물의 단면이다.
도 5는 도 1의 도구 시스템의 핸드피스의 분해도이다.
도 6은 도 5의 핸드피스의 단면이다.
도 7은 핸드피스의 결합 조립체의 분해도이다.
도 7a는 록 릴리즈 링의 사시도이다.
도 8은 도 7의 결합 조립체의 단면이다.
도 8a는 결합 조립체 칼라(collar)의 제1 단면도이다.
도 8b는 도 8a의 도면이 취해진 도면의 평면으로부터 90°회전된 평면을 따라 취해진 결합 조립체 칼라의 제2 단면도이다.
도 8c는 핸드피스 베어링 조립체의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 핸드피스의 결합 조립체의 일부분 및 모터 로터의 분해도이다.
도 10은 본 발명의 핸드피스의 결합 조립체의 일부분 및 모터 로터의 단면이다.
도 10a는 결합 조립체 래칫 스프링의 사시도이다.
도 10b는 스프링의 길이 방향 축을 포함하는 평면을 따라 취해진 래칫 스프링의 단면도이다.
도 11은 도 1의 도구 시스템의 케이블 조립체의 분해도이다.
도 12는 핸드피스 내부의 모터 및 케이블의 단면도이다.
도 12a는 도 12의 적층 스택 캡의 단면도이다.
도 13은 도 11의 케이블 조립체의 제2 부분의 단면도이다.
도 14a는 도 1의 도구 시스템의 록 스프링의 제1 단면이다.
도 14b는 도 14a의 록 스프링의 제2 단면이다.
도 14c는 도 14a의 록 스프링의 근위단 도면이다.
도 15a는 도 1의 도구 시스템의 드라이브 샤프트의 측 단면도이다.
도 15b는 도 15a의 드라이브 샤프트의 측면도이다.
도 15c는 도 15a의 드라이브 샤프트의 제2 단면도이다.
도 16a는 도 1의 도구 시스템의 컷팅 액세서리의 측면도이다.
도 16b는 도 16a의 컷팅 액세서리의 확대도이다.
도 16c는 도 16b의 컷팅 액세서리의 단부의 평면도이다.
도 16d는 도 16c의 컷팅 액세서리의 단부의 단면이다.
도 17a는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 조립체의 도면이다.
도 17b는 도 1의 도구 시스템의 모터의 단면이다.
도 17c는 도 17a의 코일 조립체의 권선 중 하나의 제1 도면이다.
도 1 및 2는 본 발명의 수술 도구 시스템(30)의 기본 부품들을 예시한다. 시스템(30)은 모터(34)(팬텀(phantom)으로 도시됨)가 수용되어 있는 핸드피스(32)를 포함한다. 부착물(36)은 핸드피스(32)의 전방의, 원위단에 회전 가능하게 그리고 탈착 가능하게 들어맞는다. 핸드피스(32)는 핸드피스의 외부 하우징을 형성하는 튜브형 셸(tube-shaped shell)(52)을 포함한다. 칼라(collar)(58)는 셸(52)의 원위단으로부터 전방으로 연장된다. 결합 조립체(38)는 핸드피스(32)의 내부에 배치되어 있다. 결합 조립체(38)는 액세서리(40)를 시스템(30)의 나머지에 릴리즈 가능하게 홀드한다. 액세서리(40)는 컷팅 도구, 톱날, 드릴 비트(drill bit), 버링 장치(buring device), 또는 다른 타입의 액세서리일 수 있고, 또는 (도시되지 않은) 다른 디바이스에 대한 부착물을 제공할 수 있다. 결합 조립체(38)는 또한, 핸드피스 모터(34)에 의해 발생된 회전 동력을 액세서리(40)에 전한다. 결합 조립체(38)는 또한, 부착물(36)을 핸드피스(32)에 릴리즈가능하게 홀드한다.
액세서리(40)는 헤드(42)를 포함한다. 헤드(42)는 수술 부위에 적용되는 액세서리(40)의 부분이다. 샤프트(44)는 헤드(42)와 일체로 형성되어 있고 헤드의 베이스(base)로부터 후방으로 연장한다. 결합 조립체(38)는 핸드피스 모터(34)에 의해 발생된 회전 동력을 액세서리(40)에 전한다. 결합 조립체(38) 및 샤프트(44)는 또한, 액세서리 샤프트(44)가 결합 조립체의 전방으로 연장하는 범위가 대충 조정 또는 정밀 조정을 통해 선택적으로 설정되도록 집합적으로 설계되어 있다(하기 참조). 이것은 선택적으로, 외과 의사로 하여금 컷팅 액세서리 헤드(420가 핸드피스(32)의 전방으로 연장되는 범위를 조절할 수 있게끔 한다.
본 출원의 전체에 걸쳐서, “전방으로(forward)”, “전방(front)” 및 “원위의(distal)”는 액세서리 헤드(42)쪽의 방향을 의미하고, “후방으로(Rearward)”, “후방(rear)” 및 “근위의(proximal)”는 액세서리 헤드(42)로부터 가장 먼 핸드피스(32)의 단부쪽의 방향을 의미한다는 것을 이제는 이해해야 한다.
부착물(36)의 구조의 상세한 이해는 도 2 및 3을 초기에 참조하는 것에 의해 달성된다. 부착물(36)은 노즈(nose)(50) 및 베이스 섹션(base section)(56)을 포함한다. 노즈(50)는 대체로 튜브형태임으로써, 축방향으로 연장하는 보어(49)를 갖는다. 베이스 섹션(56)이 노즈(50)의 후방으로 위치되어 있다. 베이스 섹션(56)은 노즈(50)보다 직경이 더 넓고 축방향으로 연장하는 관통 보어(through bore)(57)를 갖는다. 본 발명의 많은 버전(version)에 있어서, 노즈(50)는 베이스 섹션 보어(57)의 원위단에서 상대측 보어내에 나사식으로 고정되어 있다(상대측 보어는 밝히지 않음). 부착물(36)이 회전되어, 결합 조립체가 회전에 대해 컷팅 액세서리(40)를 홀드하는 런 상태(run state)와 액세서리(40)가 핸드피스(32)에 설치될 수 있는 또는 핸드피스(32)로부터 제거될 수 있는 로드 상태(load state) 사이에서 핸드피스 결합 조립체를 이동시킨다. 또한, 결합 조립체(38)가 로드 상태에 있을 때, 핸드피스(32)에 상대적인 액세서리(40)의 길이 방향 위치는 대충 조정 또는 정밀 조정을 통해 선택적으로 설정될 수 있다.
도 2, 5, 및 6에서 최적으로 보여지는 바와 같이, 핸드피스 셸(52)은 대체로, 대향된 근위단과 원위단에서 개방된 튜브 형태이다. 근위단에서, 셸(52)은 나사식의 상대측 보어(53)(나사산은 도시되지 않음)를 갖는다. 원위단에서, 셸(52)은 나사식의 상대측 보어(55)(나사산은 예시되어 있지 않음)를 갖도록 형성되어 있다. 양쪽의 상대측 보어(53 및 55)는 셸을 통하는 빈 공간의 직경보다 약간 더 큰 직경들을 갖는다. 로터(60), 모터(34)의 부분은 핸드피스 셸(52)의 내부 빈 공간에 회전 가능하게 들어맞는다. 도 8에서 최적으로 볼 수 있는, 로터(60)는 원통형태의 메인 섹션(main section)(62)을 갖는다. 스템(stem)(64)은 메인 섹션(62)으로부터 후방으로 연장된다. 스템(64)은 메인 섹션(62)보다 더 적은 외경을 갖는다. 축방향으로 연장하는, 단부가 폐쇄된 보어(68)는 로터 메인 섹션(60)의 전방 단부로부터 연장한다. 축방향으로 연장하는 보어(68)는 후술되는 파이 드라이브 자석 조립체를 홀드한다. 도 6 및 8로부터, 로터(60)가 출력 드라이브 샤프트(76)에 결합되어 있다는 것을 알 수 있다. 출력 드라이브 샤프트(76)는 슬리브 형태의 전방 로터 단부 피스(sleeve-shaped front rotor end piece)(71)에 의해 로터(60)에 고정적으로 들어맞는다. 출력 드라이브 샤프트(76)는, 원통형의 고형의 스템 섹션(78)을 갖도록 형태를 이루는 단일 피스(single piece)의 금속으로부터 형성된다. 출력 드라이브 샤프트(76)의 스템 섹션(78)은 전방 로터 단부 피스(71)의 보어내로 압입된다. 로터 단부 피스(71)가, 다음 차례에, 로터(60)의 보어(68)내로 압입된다. 이러한 결합 배열은, 로터(60) 및 출력 드라이브 샤프트(76)가 일치하여 회전되는 것을 보장한다.
출력 드라이브 샤프트(76)는, 스템 섹션(78)의 번방에 위치되는, 도면 15a 및 15b에서 최적으로 볼 수 있는, 메인 섹션(82)을 갖도록 또한 형성되어 있다. 스템 섹션(78)과 메인 섹션(82)은 원형의 단면 프로파일(profile)을 갖도록 형성되어 있다. 또한, 출력 드라이브 샤프트(76)의 외경이 샤프트의 길이를 따라 일정하지 않다는 것을 이해해야 한다. 스템(78)과 메인 섹션(82)의 인접한 부분의 주위에, 샤프트(76)는 원형의 외벽(137)을 갖는다. 벽(137)의 전방에, 대략 메인 섹션의 중간 주위에, 샤프트(76)는 원형의 외벽(139)을 갖는다. 벽(139)은 벽(137)보다 더 큰 직경을 갖는다. 원형의 외벽(141)은 출력 드라이브 샤프트의 가장 전방의 원형의 외벽이다. 벽(139)은 벽(137)의 직경보다 더 큰 직경을 갖는다. 샤프트(76)의 대향하는 단부들, 그리고 벽(139)의 근위단 부근, 벽들(137 및 139) 사이의 언더컷(undercut) 및 벽들(139 및 141) 사이의 언더컷에서의 압입 공정들은 도 15b에 도시되었지만 오로지 제조 이유에 대해 관련된다.
도 6 및 8에 최적으로 보여지는 베어링 조립체(70)는, 드라이브 샤프트 원형 벽(137)과 인근의 베어링 하우징(80)의 내주 벽 사이에서 연장한다. 베어링 하우징(80)은, 핸드피스 셸(52)의 개방 원위단에 배치되고 그로부터 전방에 연장하는 대체로 튜브형태의 부재이다. 베어링 조립체(70)는 따라서 핸드피스 셸(52)내의 로터(60)의 전방 단부를 회전 가능하게 홀드한다. 로터 스템 섹션(64)은 핸드피스 셸내에 또한 배치된 원형의 수용판(receiving plate)(110)에 회전가능하게 홀드되어 있다.
출력 드라이브 샤프트(76)에는, 스템 섹션(78)의 전방 단부로부터 후방으로, 샤프트의 전방으로 연장하는, 축방향으로 연장하는 단부가 폐쇄된 보어(74)가 형성되어 있다. 보어(74)는, 컷팅 액세서리 샤프트(44)의 근위의 후방 단부가 들어맞아 있는 결합 조립체(38)에 대한 내부 공간이다.
도 3 및 4로 돌아가서, 부착물(36)이 록 액츄에이터(lock actuator)(84), O-링(86), 베어링 리테이너(bearing retainer)(88) 및 2중 베어링 쌍(90)을 더 포함하는 것을 알 수 있다. 도 3a 및 3b를 참조하여 이제 설명되는 록 액츄에이터(84)는 대체로 링의 형태이고 베이스 섹션(56)으로부터 후방으로 근위로 연장한다. 본 발명의 일 버전에 있어서, 록 액츄에이터(84)는 베이스 섹션(56)의 근위단 위에 나사식으로 고정되어 있다. 록 액츄에이터(84)는 외부면에 한쌍의 대칭적으로 대향된 홈들(83)을 갖도록 형성되어 있다. 각각의 홈(83)은 록 액츄에이터(84)의 근위단으로부터 상향하여 나선형 패턴으로 연장한다. 각각의 홈(83)은 또한, 홈의 폐쇄된 원위단에 록 액츄에이터(84)내의 멈춤쇠(detent)(85)를 규정하도록 하향 연장하는 섹션을 갖도록 형성되어 있다.
록 액츄에이터(84)에는 외부면에 제3 홈, 홈(87)을 갖도록 또한 형성되어 있다. 홈(87)은 홈(83)의 전방에 록 액츄에이터(84)의 외부면 주변에 원주방향으로 연장한다.
부착물 노즈(50)는 컷팅 액세서리 샤프트(44)를 수용한다. 노즈(50)는 노즈의 최전방 단부인 팁(87)을 갖는다. 팁(87)은 전방 단부 보어(49)내로의 개구를 규정한다. 팁(87)에 인접하여, 노즈(50)는, 보어(49)가 액세서리 샤프트(44)보다 약간 더 큰 직경을 갖도록 형성되어 있다. 2중 베어링 쌍(90)은, 최전방 베어링의 외부 레이스(race)가 보어(49)를 규정하는 노즈(50)의 내부 고리모양 면에 대해서 놓여있도록, 보어 전방 단부 보어(49)내에 배치되어 있다. 2중 베어링 쌍(90)은 액세서리 샤프트(44)와 부착물(36) 사이에 회전 맞춤(rotating fit)을 제공한다. 베어링 리테이너(88)는, 부착물(36)의 조립 전에, 노즈 보어(49)의 직경보다 더 큰 외경을 갖는 대체로 C-자 형상의 부재이다. 전방 단부 보어내에 베어링 리테이너(88)를 놓는 것은 전방 단부(88)내에서 리테이너(88)를 압축 홀드한다. 노즈(50)내에 들어맞을 때, 베어링 리테이너는, 적소에 베어링의 쌍(90)을 홀드하기 위해 베어링 형태 쌍(90)의 최근위에 인접한다. 적소에 들어맞은 리테이너(88)의 내경은 액세서리 샤프트(44)의 외경보다 더 작다.
O-링(86)은 록 액츄에이터 홈(87)내에 배치되어 있다. 부착물 록(84)은 적소에 액세서리(40)를 록하기 위해 칼라(collar)(58)( 및 다른 부품들)와 작동한다.
도 6, 11, 및 12를 특히 참조하면, 케이블 조립체(92)가 핸드피스(92)로부터 근위로 연장하는 것을 알 수 있다. 케이블 조립체(92)는 컨덕터 케이블(96)을 통해 모터(34)에 전력을 공급한다. 케이블 조립체(92)는 또한 압축 링(98) 및 콜릿(collet)(100)을 포함한다. 후방 캡(cap)(94)은 핸드피스 셸(52)의 근위 단부 개구 위에 배치되어 있다. 후방 캡(94)은, 케이블(96)이 핸드피스(32)내로 연장하는 구멍(aperture)(104)을 포함한다. 콜릿(100)은, 콜릿으로 하여금 핸드피스 셸(52)내로 밀착 미끄럼 맞춤될 수 있게 하는 외경을 갖는 튜브형 스커트(skirt)(101)를 포함한다. 유연성이 있는 핑거(finger)들(106)은 콜릿 스커트(101)의 후방 단부로부터 후방으로 근위로 연장된다. 핑거들(101)은 내향하여 테이퍼지고 서로 방사상으로 이격된다. 압축 링(98)은 (예시되지 않은) 나사산이 구비되어 있는 외주면을 갖는다. 압축 링(98)은 축방향으로 연장하는 관통 보어(97)를 또한 갖는다. 링(98)은, 관통 보어(97)가 일정한 직경을 갖지 않도록 형성되어 있다. 대신에, 압축 링(98)은, 보어(97)가 테이퍼지도록 형성되어 있고, 보어(97)의 직경은, 원위단에서보다 링의 근위단에서 더 작다. 또한, 보어의 길이를 따르는 보어(97)의 직경은, 콜릿 핑거들(106)의 외주에 의해 규정되는 콘(cone)의 직경보다 약간 더 작다.
핸드피스(32)가 조립되면, 케이블(96)의 원위단은 콜릿 핑거들(101)과 콜릿 스커트(101)의 연장된 전방 사이에 캡 개구(104), 링 보어(97)를 통해 공급된다. 케이블(96) 내부의 컨덕터들은 모터(34)의 권선들(108)(도 17a)에 부착되어 있다. 상기 서브-조립체는 핸드피스 셸(52)내에 배치되어 있다. 압축 링(98)은 셸 상대측 보어(53)내에 스크류 고정되어 있다. 압축 링(98)의 회전은, 보어(97)를 규정하는 링의 내부면으로 하여금 콜릿 핑거들(106)에 대해 압축하게끔 한다. 콜릿 핑거들(106)은 따라서 내향하여 죄어진다. 콜릿 핑거들(106)의 내향 운동의 결과로서, 핑거들은 적소에 케이블(96)을 압축 홀드한다.
압축 링(98)이 핸드피스 셸(52)에 그렇게 고정되면, 링의 근위단이 셸의 근위단의 밖으로 후방으로 연장된다. 후방 캡(94)은 압축 링(98)의 노출된 나사산이 있는 외부면 위에 스크류 고정된다.
플렉스 회로(flex circuit)가 콜릿 스커트(101)의 내부에 배치되어 있다. 도 3에 있어서, 플렉스 회로(113)는 조립되어 접어진 상태로 도시되어 있다. 플렉스 회로(113)는, 본 발명에 관련되지 않는 모터(34)의 작동을 제어하는데 사용되는 부품들을 지닌다. 이러한 부품들 중 하나가 도 4에서 직사각형 블록(113a)로서 개략적으로 도시되어 있다. 본 발명의 몇몇의 버전에 있어서, 핸드피스(32)가 부분적으로 조립된 후에, 매입 컴파운드(potting compound)(예시되지 않음)이 콜릿 스커트(101)내로 흘러서 플렉스 회로(113)를 캡슐화시킨다.
도 11 및 13을 특히 참조하면, 케이블(96)의 근위단이 수 커넥터 조립체(male connector assembly)(116)에 결합되어 있다. 수 커넥터 조립체(116)는, 핸드피스(32)에 전력을 공급하기 위한 적절한 콘솔(console) 또는 전원(도시되지 않음)내로 플러그 인된다. 하나의 그러한 조립체는, 출원인의 양수인의 미국 특허 공개 제 US 2007/0250098 Al 호, “MOTORIZED SURGICAL HANDPIECE AND CONTROLLER FOR REGULATING THE HANDPIECE MOTOR BASED ON THE INDUCTIVELY SENSED DETERMINATION OF MOTOR ROTOR POSITION”에 개시되어 있고, 참조로 이 명세서에 그 내용이 통합되어 있다. 예시된 실시예에 있어서, 수 커넥터 조립체(116)는, 케이블 주 몸체(118), 수 컨택트 블록(male contact block)(120), 플렉스 회로(122), 콘솔 부싱(console bushing)(124), 그라운드 스트랩(ground strap)(126), 와셔(128), 및 리테이너 너트(retainer nut)(130)를 포함한다. 리테이너 너트(130) 및 부싱(120)은 컨덕터 케이블의 단부를 수용한다. 컨덕트 케이블(96)의 부품 와이어들은 플렉스 회로(122)를 통해 수 컨택트 블록(120)의 핀들(132)에 전기적으로 결합되어 있다. 수 커넥터 조립체(116)의 부품 피스(component piece)들은 함께 찰칵 닫혀 있다.
결합 조립체(38)는 매우 상세히 기술되어 있다. 구체적으로, 도 8 및 8c에 최적으로 보여지는 바와 같이, 베어링 하우징(80)이 원통형 헤드(81)를 갖도록 형태를 이룬다는 것이 주목되어 진다. 헤드(81)의 외부면에는 (도시되지 않은) 나사산이 형성되어 있다. 베어링 하우징(80)은, 헤드(81)가 하우징 셸 상대측 보어(55)내로 스크류 고정될 수 있도록, 형태를 이룬다. 핸드 피스(32)를 형성하는 부품들은 또한, 베어링 하우징(80)이 셀(52)내에 그렇게 고정될 때, 베어링 하우징의 일부분이 셸로부터 전방에 연장하도록, 형태를 이룬다. 베어링 하우징은 또한, 헤드(81)로부터 후방으로 연장하는 슬리브 형태의 스커트(75)를 갖도록 형성되어 있다. 스커트(75)는, 스커트로 하여금, 하우징 셸(52)을 통해 연장하는 원통형의 빈 공간내에 밀착 미끄럼 맞춤될 수 있게끔 하는 외경을 갖도록 크기를 갖는다.
다수의 동축 보어가 베어링 하우징 헤드(81)를 통해 연장한다. 제1 보어, 보어(145)는 베어링 헤드(81)의 근위단으로부터 전방에 연장된다. 보어(145)는 따라서, 베어링 하우징 스커트(75)내에서 원형의 빈 공간과 접근되어 있다. 보어(147)가 보어(145)로부터 전방에 연장되어 있다. 보어(147)는 보어(145)의 직경보다 더 작은 직경을 갖는다. 제3 보어, 보어(150)는 보어(147)로부터 전방에 위치되어 있고 베어링 하우징(80)내로 원위단 개구를 형성한다. 보어(150)는 보어(145)보다 더 큰 직경을 갖는다.
도 8a 및 8b를 참조하는 것에 의해, 칼라(58)가, 칼라를 통해 단 대 단으로 집합적으로 연장하는 다수의 동축의, 일정한 직경의 보어들을 갖도록 형성되어 있다는 것을 알 수 있다. 제1 보어, 보어(59)는 칼라(58)의 원위단으로부터 후방으로 연장한다. 제2 보어, 보어(61)는 보어(59)의 근위단으로부터 연장한다. 보어(61)는 보어(59)보다 더 큰 직경을 갖는다. 제3 보어, 보어(63)는 칼라(58)내로 근위단 개구를 형성하도록 보어(61)의 근위단으로부터 연장한다. 보어(63)는 보어(61)의 직경보다 더 큰 직경을 갖는다. 예시되어 있지는 않지만, 보어(63)를 규정하는, 칼라(58)의 내부 고리모양 벽에는 나사산이 구비되어 있다. 식별되지는 않지만, 보어(61)와 보어(63) 사이에 제조 목적을 위해 존재하는 언더컷이 예시되어 있다.
칼라(58)는 홈(65)을 갖도록 또한 형성되어 있다. 홈(65)은, 보어(61)를 규정하는 칼라(58)의 내부 고리모양 벽을 따라 길이 방향으로 연장한다. 정반대로 대향된 관통 구멍들(162)의 쌍은 칼라를 통해 보어(59)내로 연장한다. 칼라(58)의 내부에는, 보어(59)를 규정하는 고리모양 벽내의 리세스(recess)들(163)의 쌍이 있다. 각각의 리세스(163)는 홀(hole)들(162) 중 분리된 하나 주위에 연장한다.
핸드피스(32)가 조립되면, 보어(63)를 규정하는 칼라(58)의 근위단이 셸(52)로부터 전방에 연장하는 베어링 하우징 헤드(81)의 부분 위에 스크류 고정되어 있다.
도 9 및 10은, 모터 로터(60) 및 결합 조립체(38)의 부품의 보다 상세한 도면을 제공한다. 하나 이상의 와셔(134)가 로터 단부 피스(71)와 베어링들(70) 사이에 놓인다. 베어링(70)의 내부 레이스의 대향 측은, 원형 외벽(137)과 원형 외벽(139) 사이에 출력 드라이브 샤프트(76)의 스텝(step)에 대해서 들어맞는다. 베어링(70)의 외부 레이스의 전방 에지(edge)는 보어(145)와 보어(147) 사이에 베어링 하우징(80)의 스텝에 대해서 놓인다.
래칫 스프링(ratchet spring)(136)은 출력 드라이브 샤프트(76)의 원통형 외벽(139) 위에 배치되어 있다. 래칫 스프링(136)은 465 스테인레스 강과 같은 금속의 단일 피스로부터 형성된다. 도 10a 및 10b를 참조하는 것에 의해 알 수 있는 바와 같이, 록 스프링은, 헤드로부터 전방에 이격된 링 형태의 헤드(186)와 링 형태의 베이스(182)를 포함한다. 나선형 스프링 요소(184)는 베이스(182)와 헤드(186) 사이에 연장한다. 보다 상세하게는, 스프링 요소(184)가 유연성 있게 형성되어, 헤드(186)가 베이스(182)쪽으로 압축될 수 있다. 래칫 스프링(136)은 또한, 베이스(182)로 하여금 그 샤프트 원통형 외벽(139) 주위에 압입 고정되게끔 하는 내경을 베이스(182)가 갖도록, 형성되어 있다. 래칫 스프링 스프링 요소(184) 및 헤드(186)는, 베이스(182)의 내경보다 더 큰 공통의 내경을 갖는다. 스프링 요소(184) 및 헤드(186)의 더 큰 내경은, 이러한 부품들을 샤프트 원통형 외벽(139) 위에 길이 방향으로 이동될 수 있게 한다.
래칫 스프링(136)은 또한, 헤드(186)의 고리모양의 원위로 지향된 면이 평면 구조가 아니도록, 형성된다. 대신에, 헤드는, 면이 3개의 등각의 아크형의 스텝들(188, 190 및 192)을 갖도록, 형성되어 있다. 스텝(188)은 스텝들 중 최전방이다. 스텝(190)은 스텝(188)의 후방에 위치되어 있고 스텝(192)은 스텝(190)의 후방에 위치되어 있다. 집합적으로 스텝들(188~192)은, 스텝(188) 다음에 스텝(190), 스텝(190) 다음에 스텝(192), 그리고 스텝(192) 다음에 스텝(188)의, 회전의 일 방향으로 원을 형성한다.
래칫 스프링(136)은 또한, 헤드(186)의 원형 내벽으로부터 내향하여 연장하는 3개의 동일한 형태의 노치(notch)들(194)이 있도록, 형태를 이룬다. 각각의 노치(194)는, 스텝들(188, 190 및 192) 중 분리된 하나의 상부면으로부터 후방에 근위로 연장한다. 따라서, 노치들(194)은 모두 서로 각이 지게 길이 방향으로 이격되어 있다. 각각의 노치(194)는, 노치가 관련되는 스텝(188, 190 또는 192)에 관하여 중심에 있다. 각각의 노치(194)는, 스프링(136)의 길이 방향 축에 수직한 평면을 따라 노치의 취해진 단면 슬라이스(slice)가 곡선 모양의 프로파일(curved profile)을 갖도록, 형태를 이룬다. 하지만, 노치들(194)은 일정한 폭 또는 깊이는 아니다. 각각의 노치(194)가 관련 스텝(188, 190 또는 192)의 상부로부터 근위로 연장함에 따라, 노치의 깊이와 폭이 모두 감소한다. 스프링 헤드(186)의 전체 길이를 연장하는 노치들(194)은, 스텝(192)과 관련된 노치조차도, 없다.
도 15a 및 15b로 돌아가서, 출력 드라이브 샤프트(76)가 메인 섹션(82)내의 내부 보어(138)를 갖는다는 것을 알 수 있다. 메인 섹션(82)은 또한 복수의 구멍(1400을 포함한다. 본 발명의 일 양태에 있어서, 메인 섹션(82)은 홀수의 구멍들(140)을 포함한다. 구멍(140)은 샤프트 외주 벽(139)을 통해 연장한다. 예시된 실시예에 있어서, 메인 섹션(82)은 제1, 제2 및 제3 구멍들(140A, 140B, 140C)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 구멍들(140)은 출력 드라이브 샤프트(76)의 축(142)에 대해 동등하게 축방향으로 이격되어 있다. 예를 들면, 3개의 구멍들(140)이 예시된 실시예에서 축방향으로 120° 이격되어 있다. 또한, 구멍들(140)은 축(142)을 따라 길이 방향으로 이격되어 있다. 예시된 실시예에 있어서, 2개의 구멍들(140)이 축(142)에 수직한 동일 평면의 중앙에 놓여 있지 않다. 일 실시예에 있어서, 구멍들(140)은 축을 따라 길이 방향으로 미리 정해진 거리 “d”로 이격되어 있다. 이러한 거리 d는 스텝(190)으로부터 래칫 스프링 헤드 에지 스텝(188)의 상부를 분리하고, 스텝(192)로부터 스텝(190)을 분리하는 동일한 거리이다.
도 15a에 있어서, 거리 “2d”는 최원위 구멍(140A)과 최근위 구멍(140C) 사이를 호출한다. 이것은 양쪽의 구멍(140A 및 140C)이 중앙 구멍(140B)으로부터 거리 d로 이격되어 있다는 사실을 반영한다.
구멍(140B)에 관하여 도 15c에서 최적으로 보여지는 바와 같이, 각각의 구멍(140)은 멀티 섹션 동축 보어(개개의 섹션들이 식별되어 있지는 않음)의 형태이다. 제1 직경을 가진 제1 섹션은 샤프트 외주 벽(139)으로부터 내향하여 연장한다. 제1 섹션의 베이스에는, 내향하여 테이퍼지는 직경을 가진 제2 천이 섹션이 있다. 일정 직경의 제3 섹션은 제2 섹션으로부터 샤프트 보어(138)내로 연장한다. 제3 섹션은 제1 섹션보다 더 작은 직경을 갖는다. 도 15c에 있어서, 구멍들(140A 및 140C)의 테이퍼지고 최소의 직경이, 최대 직경의 섹션들에 관하여 축외라는 것이 나타나 있다. 이것은 15c가 구멍(140B)의 중앙 길이 방향 축을 따르는 단면도이기 때문이다. 서로 길이 방향으로 오프셋되어 있는 구멍들(140A 및 140C) 및 구멍(140B)에 기인하여, 도 15c에 있어서 구멍(140A)을 형성하는 보어 섹션들의 집중성과 구멍(140C)을 형성하는 보어 섹션들의 집중성이 명백하지 않다.
도 8 내지 10으로 돌아가서, 예시된 실시예에 세라믹 볼들(144)로서 도시되어 있는, 록킹 요소들은 구멍들(140)내에 들어맞는다. 각각의 볼(144)은, 볼로 하여금 샤프트 보어(138)내로 관련 구멍(140)을 통해 돌출할 수 있도록, 하지만 보어(138)내로 떨어지도록 구멍을 완전히 통과하지는 않도록 하는 직경을 갖는다. (도 6, 8 및 10에 있어서, 단일 볼(144)은 홀들 중 하나에만 도시되어 있다.)
튜브 모양의 록 스프링(146)은 샤프트 외주 벽(141) 및 샤프트 외주 벽(139)의 인접한 원위단 위에 배치되어 있다. 록 스프링은, 래칫 스프링(136)처럼, 단일 피스 유닛으로서 형성되어 있고, 래칫 스프링이 형성되는 동일 재료로부터 형성된다. 이제 도 14a, 14b, 및 14c를 참조하여 상세하게 설명되는 록 스프링(146)은 원위단 링 형태의 헤드(202) 및 근위단 링 형태의 풋(foot)(206)을 갖는다. 헤드(202)와 풋(206) 사이의 나선형의 스프링 요소(204)는 헤드와 풋으로 하여금 서로에 대해 유연할 수 있게 한다. 스프링 헤드(202)는, 헤드로 하여금, 샤프트(76)의 원위단 인근의 샤프트 외주 벽(141) 위에 압입될 수 있게 하는 내경을 갖는다. 록 스프링 스프링 요소(204) 및 풋(206)은 샤프트 외주 벽(141)의 내경보다 더 큰 공통의 내경을 갖는다. 출력 드라이브 샤프트(76)와 록 스프링(146)의 이러한 상대적인 치수화는, 스프링 스프링 요소(204) 및 풋으로 하여금 샤프트(76) 위에 길이 방향으로 이동할 수 있게 한다.
록 스프링 풋(206)은 또한, 래칫 스프링(136)의 헤드(186)가 풋의 개방 단 내에 놓일 수 있도록, 형성되어 있다. 록 스프링 풋(206)은 또한, 풋의 근위 지향된 단부의 전방에 위치되고 풋의 내주 벽으로부터 내향하여 연장하는 2개의 아크 형태의 토(toe)들(208 및 210)을 갖도록, 형성되어 있다. 각각의 토(208 및 210)는 120°의 아크에 대한다. 토(208)는 풋(206)의 근위단의 전방에 원위로 제1 거리에 위치된다. 토(210)는 풋(206)의 근위단의 전방에 제2 거리에 위치된다 - 제2 거리는 제1 거리보다 더 길다 -. 핸드피스(32)가 조립되면, 래칫 스프링 헤드의 최원위 부분 - 상기 부분은 스텝(188)을 규정함 - 은 록 스프링 토(210) 아래의 빈 공간에 놓인다. 스텝(190)을 규정하는 래칫 스프링(136)의 부분은 록 스프링 토(208) 아래의 빈 공간에 놓인다. 스텝(192)을 규정하는 래칫 스프링의 부분은 록 스프링 풋(206)의 최근위 표면의 바로 전방의 공간내에 놓인다.
록 스프링 풋(206)은 또한, 3개의 등각의 이격된 노치들(214)을 규정하도록, 형태를 이룬다. 노치들(214)은, 풋(206)의 내주면으로부터 내향하여 연장한다. 노치들 중 제1 노치가 풋(206)의 근위 지향된 하부 단으로부터 전방에 원위로 연장한다. 노치들(214) 중 제2 노치가 토(208)로부터 전방에 원위로 연장한다. 제3 노치(214)는 토(210)로부터 전방에 원위로 연장한다. 노치들(214)은 동일한 형태이다. 록 스프링(146)의 길이 방향 축에 수직한 평면에 각각의 노치(214)가 갖는 것은 곡선 모양의 프로파일이다. 노치(214)가 배향하는 곳으로부터 원위의, 노치의 개방 단부, 노치의 폭 및 깊이는 감소한다. 노치들(214)은 또한, 출력 드라이브 샤프트(76) 너머로 돌출하는 볼들(144)의 부분들을 수용하도록 형성되어 있다. 또한, 스프링 풋(206) 및 토(208)의 하부단으로부터 시작하는 노치들은 풋 너머로 전방에 연장하지 않는다. 토(210)로부터 시작하는 노치는, 풋(206)의 원위단으로부터 전방에 스프링 요소(204)의 최근위 턴(turn)내로 약간의 거리로 연장한다.
또한, 2개의 아크 형태의 대칭적으로 정렬된 키(key)들(216)이 록 스프링 풋(206)과 일체이다. 키들(216)은 풋(206)의 하부단으로부터 후방으로 근위로 연장한다.
핸드피스(32)가 조립되면, 래칫 스프링(136)은, 스프링(136)이 완전히 팽창될 수 있었던 경우에, 스프링 헤드(186)가 출력 드라이브 샤프트 구멍들(140) 위에 배치되도록, 충분한 길이를 갖는다. 유사하게, 록 스프링(146)은, 팽창된 상태에서, 스프링 풋(206)이 출력 드라이브 샤프트 구멍들(140) 위에 연장하도록 충분한 길이를 갖는다. 록 스프링(146)의 스프링 힘은 래칫 스프링(136)보다 더 크다. 따라서, 임의의 다른 존재하는 힘이 없이, 스프링들(136 및 146)이 인접할 때, 록 스프링(146)은 래칫 스프링 헤드(186)를 구멍들(140)로부터 근위적으로 멀리 밀기에 충분한 힘을 출력한다.
결합 조립체(38)는 또한, 도 7 및 7a에서 최적으로 보여지는, 록 릴리즈 링(lock release ring)(154)을 포함한다. 록 릴리즈 링(154)은, 스냅 링(snap ring)(156)에 의해 함께 홀드되는 2개의 반원형 섹션들로부터 형성된다. 롤 릴리즈 링(154)은, 링으로 하여금 래칫 스프링(136) 위에 미끄럼 맞춤될 수 있게 하는 중앙 개구(220)를 갖는다. 2등분이 함께 조립되면, 록 릴리즈 링(154)은 주 몸체(222)를 갖는다. 링 주 몸체(222)는, 링(154)으로 하여금 칼라(58) 내부의 보어(61)내에 미끄러질 수 있게 하는 외경을 갖는다. 스냅 링(156)은 링 주 몸체(222)의 원통형 외견으로부터 내향하여 연장하는 홈(식별되지 않음)내에 놓인다. 주 몸체(222)의 내향으로, 록 릴리즈 링(154)은, 주 몸체(222)의 원위로 지향된 면의 내향하여 리세스된 스텝(155)을 갖는다. 스텝(155) 위에서 록 링이 고리 모양의 빈 공안을 규정한다, (공간은 식별되지 않음). 이러한 고리 모양의 빈 공간은 록 스프링 풋(206)의 근위단으로 하여금 상기 공간에 놓일 수 있기에 충분한 직경을 갖는다.
록 릴리즈 링(154)은 또한, 스텝(155)내에, 2개의 정반대의 슬롯들(224)이 있도록, 형성되어 있다. 슬롯들(224)은 또한, 링 주 몸체(222)의 내부 주계내로 약간의 거리로 연장한다. 각각의 슬롯(224)은 록 스프링 풋(206)과 일체의 키들(216) 중 분리된 하나를 수용하도록 크기를 갖는다.
록 릴리즈 링 주 몸체(222)의 원통형 외면에는 단부가 폐쇄된 보어(226)가 형성되어 있다. 보어(226)는 도 7 및 8에 보여지는 둥근 베어링(158)을 부분적으로 수용하도록 형태를 이룬다. 링(154) 너머로 연장하는 베어링(158)의 부분은 칼라(58) 내부의 홈(65)내에 놓인다. 칼라(58)와 록 릴리즈 링(154)의 양쪽과 베어링(158)의 속박은 따라서, 링으로 하여금 링의 회전을 방지하는 동안에 칼라 보어(65)내에서 길이 방향으로 이동할 수 있게 한다.
또한 결합 조립체(38)의 부분인 웨이브 스프링(wave spring)(152)은, 래칫 스프링(136) 위에 배치되어 있다. 웨이브 스프링(152)은, 스프링으로 하여금 베어링 하우징(80) 내부의 보어(150)내에 들어맞을 수 있게 하는 직경을 갖는다. 웨이브 스프링(152)의 근위단은 보어(150)의 베이스를 규정하는 베어링 하우징(500의 원위로 면하는 표면에 대해서 놓인다. 웨이브 스프링(152)의 원위단은 록 릴리즈 링(154)의 근위 지향된 면에 대해서 놓인다.
본 발명의 핸드피스(32)가 조립되면, 록 릴리즈 스프링(146) 및 웨이브 스프링(152)이 록 릴리즈 링(154)의 대향된 면들에 작용한다. 부품들은, 웨이브 스프링(154)이 록 스프링(146)에 의해 발휘되는 것보다 더 큰 힘을 발휘하도록, 선택된다. 따라서, 핸드피스(32)가 조립될 때, 웨이브 스프링(152)이 록 릴리즈 스프링(154)을 그리고, 연장에 의해서, 록 스프링(146)을 전방에 민다. 이러한 부품들의 전방 움직임은, 칼리 보어들(59 및 61) 사이의 고리 모양 스텝에 대해서의 록 릴리즈 링(154)의 원위 지향된 면의 접함에 의해 정지된다.
도 7 및 8에 최적으로 보여지는 2개의 정반대의 부싱들(160)은 칼라 보어(51)내에 회전 가능하게 장착되어 있다. 각각의 부싱(160)은 핀(159)에 회전 가능하게 장착되어 있다. 각각의 핀(159)의 스템은 홀들(162)을 통해 칼라 중 분리된 하나내로 들어맞는다. 각각의 부싱(160)은 각각의 홀(162)을 에워싸는 칼라(58)의 내부의 리세스(163)내에 부분적으로 놓여서 그로부터 외향하여 연장한다. 부싱들(160)은 록 액츄에이터(84)내에 형성되는 홈들(83)내에 이동하도록 크기를 갖는다.
핸드피스 모터(34)의 구조가 이제 도 17b를 초기 참조하여 보다 상세하게 논의된다. 모터(34)는 4극, 브러시리스 무센서의 DC 모터이다. 4개의 자석(72)은 로터 보어(68)내에 배치되어 있다. 각각의 자석(72)은 90°의 아크를 대하는 대체로 파이 슬라이스(pie slice)의 형태이다. 각각의 자석의 북극-남극 정렬은, 하나의 극이 구석에 위치되고, 자석의 2 측부가 만나며, 대향 극이 자석의 굴곡진 외면을 따라 위치되도록 되어 있다. 자석들은, 그것들의 외주면에 북극이 있는 2개의 자석들이 서로에 대하여 정반대로 정렬되어 있도록, 집합적으로 배열되어 있다. 따라서, 그것들의 외주면을 따라 남극이 있는 자석들(72)이 유사하게 정반대로 정렬되어 있다.
모터(34)는 또한, 적층 스택(lamination stack) 및 권선(108)의 세트를 포함한다. 도 6, 11 및 12를 참조하여 이제 설명되는 적층 스택(170)은, 서로 상부에 하나가 스택되는 소프트 자성화 가능 재료(soft magnetizable material)(개개의 와셔들은 식별되지 않음)로부터 형성되는 일련의 와셔형태의 재료로 이루어진다. 적층 스택(170)은 권선들(108)이 배치되어 있는 로터(60)의 섹션 위에 배치되어 있다. 적층 스택(170)은, 로터(60) 위에 배치되었을 때, 로터와 적층 스택 사이에 고리 모양의 빈 공간이 있도록, 형태를 이룬다.
적층 스택의 근위단은, 도 12 및 12a에 최적으로 보여지는, 스택 단부 캡(240)에 놓여 있다. 캡(240)은 플라스틱으로부터 형성된다. 캡(240)은 내부 및 외부의 동축 슬리브들(242 및 248)로 각각 이루어진다. 내부 슬리브(242)는, 로터 스템(64)의 직경보다 더 큰 직경을 가진, 식별되지 않은, 관통 보어를 갖는다. 내부 슬리브(242)의 근위단에서, 와셔 형태의 웹(web)(246)은 슬리브들(242 및 248)을 함께 연결하기 위해 외향하여 연장한다. 외부 슬리브(248)는 내부 슬리브(242)위로 연장하고 내부 슬리브(242)로부터 방사상으로 이격되어 있다. 외부 슬리브(248)는, 슬리브(248)로 하여금 핸드피스 셸(52)내에 밀착 미끄럼 맞춤될 수 있게 하는 직경을 갖는다. 외부 슬리브(248)는 또한, 내부 슬리브(242)가 웹으로부터 멀리 연장하는 거리보다 더 긴 거리로 웹(246)으로부터 전방에 연장한다. 스택 단부 캡(240)은, 외부 슬리브(248)의 개방단내에 상대측 보어(249)를 갖도록, 또한 형성되어 있다.
스택 단부 캡(240)은, 다수의 단단한 튜브들(250)이 웹(246)을 통해 연장하도록, 또한 형성되어 있다. 본 발명의 설명된 버전에 있어서, 스택 단부 캡(240)의 길이 방향 축 주위에 등각으로 이격된 3개의 튜브들(250)이 있다. (2개의 튜브들(250)만이 도 12a에 도시되어 있음.) 각각의 튜브(250)는 웹(246)의 근위 지향된 단부면으로부터 멀리 후방으로 연장된다. 튜브들(250)은, 케이블(96)과 일체인 컨덕터들이 패스하는 도관으로서 기능하여, 컨덕터들이 모터 권선(108)에 연결될 수 있다.
핸드피스(32)가 조립되면, 캡 웹(246)의 근위단은 수용판(110)의 원위로 면하는 표면에 대해서 배치되어 있다. 캡 튜브들(250)은 수용판내의 개구(251)를 통해 연장한다. 도 12에 있어서 단일의 개구(251)만이 도시되어 있다. 로터 스템(64)은 내부 슬리브(242)의 중앙의 빈 공간을 통해 연장한다. 적층 스택(170)의 근위단은 외부 슬리브(248)의 상대측 보어(249)에 놓여 있다.
도 12에 있어서, 링 형태의 회로 기판(243)이 캡 내부 슬리브(242)의 원위단 주위에 배치되어 있다. 회로 기판(242)은 핸드피스 모터(34)의 작동을 조절하도록 사용되는 부품들을 지지한다.
적층 스택(170)의 원위단은 스택 전방 캡(252)내에 놓여 있다. 스택 전방 캡(252)은 단일 피스의 플라스틱으로부터이고 양쪽의 단부들에서 개방되어 있다. 캡(252)은 베이스(254)를 갖도록 형성되어 있다. 베이스(254)는, 스택 전방 캡(252)으로 하여금 핸드피스 셸(52)내에 밀착 미끄럼 맞춤될 수 있게 하는 외경을 갖는다. 베이스(254)의 전방에, 캡(252)은 링 형태의 헤드(256)를 갖는다. 헤드(256)는 베이스(254)보다 더 작은 외경을 갖는다. 2개의 보어들, 보어(258) 및 보어(260)는 캡(238)을 통해 축방향으로 연장한다. 보어(258)는 베이스를 부분적으로 통하여 캡 베이스(254)의 원위단으로부터 전방에 연장한다. 보어(260)는 베이스(254)의 원위 부분 및 캡 패드(256)의 전체를 통해 보어(260)의 원위단으로부터 연장한다. 보어(260)는 보어(258)보다 더 작은 직경을 갖는다.
본 발명의 핸드피스(32)가 조립될 때, 스택 전방 캡 헤드(256)는 베어링 하우징 스커드(75)의 원형 내벽에 대해서 배치되어 있다. 적층 스택(170)의 원위단은 캡 보어(260)내에 놓여 있다.
권선(108)은 로터(60)와 적층 스택(170) 사이에 고리 모양의 빈 공안내에 배치되어 있다. 본 발명의 예시된 버전에 있어서, 6개의 권선들(108A 내지 108F)가 있다. 도 17c는 단일 권선(108)의 묘사이다. 권선은 와이어(102)의 랩(wrap)으로부터 형성된다. 보다 상세하게, 와이어(102)는 직사각형의 단면 프로파일을 갖는 와이어이다. 본 발명의 하나의 버전에 있어서, 권선(108)을 형성하는 와이어(102)는 0.13과 0.38 mm 사이의 측부 대 측부의 폭 및 0.51과 1.3 mm 사이의 상부 대 하부의 높이를 갖는다. 와이어(102)는, 각각의 권선(108)이 대체로, 둥근 구석들을 가진 직사각형 프레임의 형태이도록 래핑되어 있다(wrapped). 각각의 권선(108)은 와이어(102)의 다수의 중첩 권회(multiple overlapping turn)로 이루어진다. 와이어는, 와이어의 넓게 표면화된 상부 및 하부면들이 인접하도록, 루프화되어 있다(looped). 도 17c에 도시되어 있는 바와 같이, 권선(108)의 구조에 기인하여, 각각의 권선은 중앙에 위치된 세장의 빈 공간(108)을 규정한다. 권선(108)을 형성하는 와이어의 각 섹션의 대향된 단부들은 권선 리드들(111)이다.
예시되지는 않았으나, 절연 코팅이 권선(108)을 형성하는 와이어들(102)위에 배치되어 있다는 것을 이해해야 한다.
도 17a 및 17b를 참조하는 것에 의해, 핸드피스(32)가 조립될 때, 권선들(108A~108F)이, 적층 스택(170)을 형성하는 와셔들의 고리모양의 내면에 대해서 위치된다는 것을 알 수 있다. 권선들은, 서로 인터리브(interleave)되도록 배열되어 있다. 따라서, 권선들(108D 및 108E)의 각각 중 하나의 세장의 측부는, 권선(108A)의 세장의 측부들 사이의 빈 공간(109)내에 배치되어 있다. 유사하게, 권선(108A)의 새장의 측부들 중 제1의 측부가, 권선(108D)의 측부들 사이의 빈 공간(109)내에 배치되어 있다. 권선(108A)의 세장의 측부들 중 제2의 측부가, 권선(108E)의 세장의 측부들 사이의 빈 공간(109)내에 배치되어 있다.
핸드피스(32)가 조립될 때, 권선들의 대향된 상부 및 하부의 단부들이, 각각, 적층 스택(170)의 원위 및 근위단들로부터 연장된다. 권선 리드들(111)은 적층 스택의 후방 근위단으로부터 연장된다. 그것은, 이러한 공간내에서, 권선(108)이 인터리브되도록 서로 크로스 오버(cross over)하는 적층 스택의 뒤에 그리고 전방이다. 예시되지 않았지만, 권선 리드들(111)이 케이블(96)과 일체인 컨덕터들에 연결된다는 것을 이해해야 한다. 또한, 핸드피스(32)의 조립시에, 권선들(108)의 내부면들과 로터 메인 섹션(62)의 사이에 작은 고리 모양의 갭(gap), 자석들(72)이 배치되어 있는 로터(60)의 섹션이 있다는 것을 이해해야 한다.
컷팅 액세서리 샤프트(44)의 구조가 이제 도 16a 내지 16d를 참조하는 것에 의해 설명된다. 일반적으로 액세서리 샤프트(44)는 원통 형태를 갖는다. 샤프트는 그래도 또한, 근위단에서, 테이퍼진 형태를 가진 팁(272)을 갖도록 형태를 이룬다. 보다 상세하게, 컷팅 액세서리(40)의 최근위단인 샤프트 팁(272)의 최근위단이 편평한 표면이고, 샤프트(44)의 주 몸체의 직경보다 더 작은 직경을 갖는다. 팁(272)은 형태적으로 원추대이고 샤프트(44)의 직경쪽으로 외향하여 테이퍼진 외주면을 갖는다.
팁(272)의 전방에 위치되어 있는, 액세서리 샤프트(44)가 다수의 정체 피쳐들(274)을 갖도록 형태를 이룬다. 본 발명의 예시된 버전에 있어서, 각각의 정체 피쳐(274)는 샤프트내의 압흔(indentation)의 형태이다. 각각의 정체 피쳐(274)는, 액세서리 샤프트의 외면에 관하여 오목한 중앙 면(280)을 포함한다. 각각의 중앙 면(280)은, 샤프트(44)의 길이 방향 축에 수직한 축 주위에 굴곡져 있다. 정체 피쳐 중앙 면(280)의 공통 곡률 반경은 볼들(144)의 반경보다 더 작다. 각각의 정체 피쳐는 또한, 관련 중앙 면(280)의 대향된 근위로 그리고 원위로 지향된 측부들로부터 연장되는 대향된 패싯들(facet)(278)의 쌍을 포함한다. 각각의 패싯(278)은, 관련 플랫(flat)(274)으로부터 액세서리 샤프트의 외면으로 상향하여 각이 진다. 대향된 패싯들(278)의 단부들 사이의 각각의 정체 피쳐(274)의 길이는, 패싯들 사이의 빈 공간내의 볼들(144)의 적어도 일부분을 수용하기에 충분하다.
정체 피쳐들(274)은 액세서리 샤프트상에 복수의 각을 이뤄 이격된 칼럼들에 배열되어 있다. 도 16c에 도시된 “래핑되지 않은” 샤프트의 섹션에 있어서, 샤프트는 정체 피쳐들의 6개의 칼럼들(280, 282, 284, 286, 288, 290)을 갖도록 도시되어 있다. 정체 피쳐들의 각각의 칼럼(280~290)내에 복수의 정체 피쳐들이 있다. 본 발명의 예시된 버전에 있어서, 정체 피쳐들의 칼럼들(280~290)은 서로 등각으로 이격되어 있다.
본 발명의 예시된 버전에 있어서, 정체 피쳐들의 각각의 칼럼(280~290)의 정체 피쳐들(274)은 서로 길이 방향으로 이격되어 있다. 예를 들면, 본 발명의 하나의 버전에 있어서, 각각의 정체 피쳐들은 약 2.1 mm의 길이 방향 길이 “e”를 갖고, 2개의 인접한 길이 방향으로 정렬된 정체 피쳐들 사이의 간격 “f”는 약 0.9 mm이다. 따라서, 2개의 인접한 길이 방향으로 정렬된 정체 피쳐들의 옆의 축들 사이의 거리는 3.0 mm이다. 이러한 거리는 한정이 아닌 예시로 이해되어진다.
본 발명의 컷팅 액세서리(40)는, 인접한 칼럼들의 정체 피쳐들이 서로 옆으로 정렬되지 않도록, 또한 구성되어 있다. 여기서, “옆으로 정렬됨”은 샤프트(44)의 길이 방향 축에 수직한 축을 따라 정렬되는 의미로 이해되어 진다. 대신에, 방사상으로 인접한 칼럼들, 예컨대, 칼럼들(284 및 286)의 인접한 정체 피쳐들(274)은, 액세서리 샤프트(244)의 근위단에 상대적으로 상이한 거리들에 있다. 인접한 칼럼들 사이의 정체 피쳐들의 각이 진 그리고 길이 방향의 간격은, 정체 피쳐들(274)이 샤프트(44) 주위에 나선형으로 배열되어 있는 생김새를 부여한다.
본 발명의 예시된 버전에 있어서, 하나의 칼럼내의 정체 피쳐들은, 그것들의 옆의 축이, 정체 피쳐들의 단일 칼럼내의 인접한 정체 피쳐들을 분리하는 길이 방향 거리의 6분의 1에 동등한 거리만큼 인접한 칼럼내의 정체 피쳐들의 옆의 축으로부터 길이 방향으로 오프셋되도록, 위치된다. 따라서, 도 16c에 있어서, 칼럼(284)내의 정체 피쳐(274B)는, 인접한 칼럼(282)의 인접한 정체 피쳐(274A) 위애 0.50 mm의 거리로 이격되어 있다. 또한, 정체 피쳐(274B)는 인접한 칼럼(286)의 인접한 정체 피체(274C) 아래에 0.5 mm의 거리로 이격되어 있다. 이러한 거리는, 출력 드라이브 샤프트(76)의 구멍들(140A, 140B 및 140C) 사이의 길이 방향 거리 d에 관련된다. 보다 상세하게, 정체 피쳐들의 인접한 칼럼들의 정체 피쳐들(274) 사이의 길이 방향 간격은 구멍들(140A, 140B 및 140C) 사이의 길이 방향 거리 d의 2분의 1이다. 이러한 관계 배후의 논리가 명백히 후술될 것이다.
도 16c로부터, 정체 피쳐들의 인접한 칼럼들의 정체 피쳐들(274), 예컨대, 칼럼들(284 및 286)의 피쳐들이 서로 부분적으로 중첩한다는 것을 또한 알 수 있다.
초기에, 부착물(36)도 액세서리(40)도 본 발명의 핸드피스(32)에 부착되지 않는다. 핸드피스(32)가 이러한 상태에 있을 때, 웨이브 스프링(152)은 그것의 완전한 원위의 전방 위치에 있어서 록 릴리즈 링(154)을 홀드하여, 링(154)이 도 8에 도시된 바와 같이 칼라 보어들(59 및 61) 사이의 고리 모양 스텝을 접한다. 원위로 전방에 몰아쳐진 록 릴리즈 링(154)으로 인해, 록 스프링 풋(206)의 근위단이 록 릴리즈 링과 일체인 스텝(155)과 접한다. 웨이브 스프링(152)의 스프링 힘은, 록 스프링(146)보다 더 크다. 따라서, 웨이브 스프링(152)은 최전방 위치에 있어서 록 릴리즈 링을 홀드하는 것만이 아니라, 웨이브 스프링은, 록 릴리즈 링(154)이 드라이브 샤프트의 구멍들(140)로부터 멀리 록 스프링 풋(206)을 홀드할 수 있는 충분한 힘을 제공한다.
록 스프링 풋(206)이 구멍들(140)로부터 멀리 홀드되기 때문에, 래칫 스프링(136)은 출력 드라이브 샤프트(76) 위에 팽창될 수 있다. 래칫 스프링 헤드(186)는 따라서 구멍들(1400 주위에 연장한다. 스프링 헤드(186)가 이러한 위치에 있을 때, 볼들(144)의 각각의 노출된 섹션들이, 스프링 헤드(186)의 내부의 노치들(194) 중 각각의 하나들내에 놓인다. 보다 상세하게, 최원위 구멍, 구멍(140A)내에 배치되어 있는 볼(144)은, 최원위 스텝, 스텝(188)과 관련된 노치(194)내에 놓인다. 중간 구멍(140B)내의 볼(144)은, 중간 스텝(190)과 관련된 홈(194)내에 놓인다. 최근위 구멍(140C)과 관련된 볼은 근위의 스텝(192)의 홈(194)내에 놓인다. 스프링 헤드(186)가 볼들(144)을 에워싸는 결과로서, 볼들이 구멍들(140)로부터 그리고 출력 드라이브 샤프트(76)로부터 떨어지는 것을방지하는 차단력을 볼들이 받게된다. 하지만, 후술되는 이유로 인해, 래칫 스프링(136)은 볼들이 샤프트 보어(138)로부터 밀려 나오는 것을 방지하기에 충분한 힘을 발휘하지 않는다. 결합 조립체(38)가 이러한 상태에 있을 때, 결합 조립체(38)가 로드 상태(load state)에 있는 것으로 간주된다.
결합 조립체(38)가 로드 상태에 있을 때, 록 릴리즈 링(154)은 롯 스프링 풋(206)을 전방에 더 민다. 록 릴리즈 링(154)이 록 스프링 풋(206)을 접하는 결과로서, 스프링 풋와 일체인 키들(216)이 록 릴리즈 링 내부의 슬롯들(224)에 놓인다. 상기한 바와 같이, 록 릴리즈 링(154)이 핸드피스(32)의 다른 부품들에 상대적으로 길이 방향으로 이동할 수 있는 동안에, 링은 회전이 차단된다. 따라서, 핸드피스가 로드 상태에 있을 때, 록 릴리즈 링에 대한 록 스프링의 키-인-슬롯 결합(key-in-slot mating)은 출력 드라이브 샤프트(76)의 연장에 의해 스프링 회전하는 것을 방지한다. 이러한 부품 속박은, 결합 조립체가 런 상태(run state)에 있지 않는 한 샤프트에 들어맞은 임의의 액세서리 및 출력 드라이브 샤프트의 우연한 작동을 방지한다.
본 발명의 시스템(30)은, 핸드피스(32) 위에 전방 단부 부착물(36)을 먼저 배치하는 것으로 사용을 위해 준비되어 있다. 이때 그럼에도, 부착물(36)은 핸드피스 칼라(80)내로 완전하게 삽입되어 있지는 않다. 대신에, 부착물(36)이 핸드피스(32) 위에 들어맞음으로써, 핸드피스 칼라 부싱들(160)이 액츄에이터 홈들(83)을 통해 부분적으로만 빠져나간다. 이때, 부착물 록 액츄에이터(84)의 근위단이 록 릴리즈 링(154)에 접하는 동안에, 록 액츄에이터는 록 릴리즈 링을 변위되지 않는다. 또한, 이때, 부착물 O-링(86)은 칼라 보어(59)내로 연장한다. O-링(86)의 외면이, 보어(59)를 규정하는 칼라(80)의 인접한 고리 모양의 벽에 접하여, 부착물(36)과 핸드피스(32) 사이의 수동적으로 릴리즈 가능한 마찰 맞춤을 수립한다.
부착물(36)이 핸드피스(32)에 부분적으로 고정되어, 액세서리(40)가 그 다음에 삽입된다. 액세서리 샤프트(44)가 부착물을 통해 삽입되어, 샤프트의 근위단 팁(272)이 출력 드라이브 샤프트 보어(138)에 들어간다. 궁극적으로, 팁(272)의 테이퍼진 표면이 래칫 스프링(136)에 의해 보어내에 홀드된 볼들(144)의 부분들을 접한다. 그 테이퍼진 프로파일로 인해, 샤프트 팁(272)이 내향하여 밀어짐에 따라, 팁은, 래칫 스프링(136)의 힘을 극복하여 볼들(144)을 외향하여 밀 수 있다.
샤프트가 근위로 이동됨에 따라, 각각의 볼(144)은 정체 피쳐들의 칼럼들(280~292)의 각각의 하나를 형성하는 정체 피쳐들(274)로부터 그리고 정체 피쳐들(274)내에서 이동한다. 보다 상세하게, 볼들(144)은 정체 피쳐들의 교번하는 칼럼들에 놓인다. 따라서, 볼들(144)은, 칼럼들(280, 284 및 288)의 정체 피쳐들 또는 칼럼들(282, 286 및 290)의 정체 피쳐들내에 놓인다. 샤프트(44)가 샤프트 보어(138)내로 밀어지거나 샤프트 보어(138)로부터 끌어내어짐에 따라, 샤프트를 개별적으로 변위시키는 것은, 볼들이 정체 피쳐들내에서 그리고 정체 피쳐들로부터 이동함에 따라, 래칫 스프링(136)이 볼들(144)에 부과하는 힘의 양이 변화하는 것을 극복한다. 이러한 변화하는 힘들에 대한 노출은, 볼들(144)이 상이한 세트들의 정체 피쳐들(274)내에 놓여 있다는 촉각적인 피드백(tactile feedback)을 제공한다.
결합 조립체 볼(144)이 샤프트 정체 피쳐(274)내에 놓일 때, 볼이 정체 피쳐의 표면들에 대해서 완전히 놓이지 않는다는 것을 또한 이해해야 한다. 즉, 볼이 정체 피쳐의 대향된 패싯들(278)을 접한다. 따라서, 개별적인 볼-정체 피쳐 접촉은 원의 대향하는 섹션들을 따른다. 이러한 설계 피쳐는, 약간의 정밀도를 가지고 수립되도록 래칫 스프링(136)의 힘을 극복하는데 필요한 수동의 힘을 허용한다.
이러한 처리 동안에, 핸드피스(32)로부터 전방에 컷팅 액세서리(40)가 연장하는 길이가 선택적으로 설정될 수 있는 2가지 방식이 있다. 액세서리(40)를 내향하여 직선으로 밀거나 액세서리(40)을 외향하여 직선으로 당기는 것에 의해, 각각의 볼(144)은 정체 피쳐들의 칼럼들(280, 282, 284, 286, 288 또는 290) 중 단일의 칼럼의 정체 피쳐들에 차례로 자리한다. 매회, 볼들(144)은 정체 피쳐들의 세트로부터 그리고 정체 피쳐들의 세트내로 이동하며, 샤프트는 정체 피쳐들의 단일 칼럼의 인접한 정체 피쳐들의 중앙들 사이의 거리에 동등한 거리를 이동한다. 샤프트 연장/수축의 이러한 조정은 액세서리 연장의 대충 조정이다.
대안적으로, 액세서리 샤프트(44)는 나선형으로 회전될 수 있다. 샤프트(44)가 그렇게 회전될 때, 볼들(144)은 칼럼들(280, 284 및 288)과 일체인 정체 피쳐들(274)내에 자리하는 것으로부터 칼럼들(282, 286 및 290)과 일체인 정체 피쳐들에로 교체한다. 상기한 바와 같이, 피쳐들의 인접한 칼럼들의 정체 피쳐들 사이의 길이 방향 분리는 0.5 거리 d이다. 구멍들(140A, 140B 및 140C)의 볼들 사이의 길이 방향 거리가 거리 d이기 때문에, 볼들은 정체 피쳐들의 교번적인 칼럼들의 정체 피쳐들에 자리할 수 있다. 다시, 인접한 칼럼들의 정체 피쳐가, 인근의 정체 피쳐들의 6분의 1의 내부 칼럼 분리의 거리만큼 서로 길이 방향으로 오프셋되어 있다. 따라서, 60°만큼 샤프트의 각 회전이, 정체 피쳐들의 단일 칼럼을 형성하는 길이방향으로 정렬된 정체 피쳐들 6분의 1에 동등한 거리만큼 샤프트의 연장 또는 수축을 초래한다. 예를 들면, 샤프트(44)를 나선형으로 회전시키는 것에 의해, 샤프트는, 볼들(144)이 칼럼들(280, 284 및 288)과 각각 관련되는 정체 피쳐들(274D, 274E 및 274F)에 놓이는 위치로부터, 볼들이 정체 피쳐들(274G, 274H 및 274I)에 놓이는 위치로 변위될 수 있다. 이러한 후자의 정체 피쳐들(274G, 274H, 274I)(도 16c에서 팬텀으로 도시되어 있음)은 각각 칼럼들(282, 286 및 290)과 관련된다. 액세서리 샤프트(44) 연장/수축의 이러한 조정은 액세서리 연장의 정밀 조정이다. 본 발명의 기술된 버전에 있어서, 정밀 조정은 따라서, 3.0 mm의 대충 조정과는 대조적으로 0.5 mm이다.
일단 액세서리 샤프트(44)의 위치가 설정되면, 결합 조립체(38)는 런 상태에 놓인다. 이러한 작동은, 록 액츄에이터(84)가 핸드피스 모터(36)쪽으로 근위로 몰아대어지도록, 부착물(36)을 나선형으로 회전시키는 것에 의해 실행된다. 부착물(80)은, 결합 조립체 부싱(160)이, 멈춤쇠(85) 너머로, 록 액츄에이터 슬롯들(83)의 원위단에 놓일 때까지, 회전된다. 부착물(36)의 근위의 변위의 결과로서, 록 액츄에이터(83)의 하부면이 록 릴리즈 링(154)을 근위로 접하여 민다. 환언하면, 부착물(84)을 회전시키는 것에 있어서 개개가 발휘하는 힘은, 웨이브 스프링(152)이 원위의 위치에서 록 릴리즈 링(154)을 홀드하는데 발휘하는 힘을 극복하기에 충분하다.
록 릴리즈 링(154)의 후방 변위의 결과로서, 록 스프링(206)은 팽창에 대해 자유롭다. 록 스프링 스프링 요소(204)는 스프링 풋(206)을 근위로 민다. 록 스프링 스프링 요소(204)가 래칫 스프링 스프링 요소(184)보다 더 많은 스프링 힘을 갖기 때문에, 록 스프링 풋(206)은 구멍들(140)이 형성되어 있는 샤프트(76)의 섹션으로부터 멀리 래칫 스프링 헤드(186)를 민다. 롯 스프링 풋(206)은 구멍들(140) 위에 연장한다. 보다 상세하게, 록 스프링(146)은, 스프링 풋(206)이 근위로 후방으로 연장할 때, 볼들(144)의 각각이 풋내에 형성된 노치들(214) 중 하나에 놓이도록, 출력 드라이브 샤프트(76)에 들어맞는다. 구체적으로, 최원위의 샤프트 구멍(140A)에 놓여 있는 볼(140)은 토(210)와 관련된 노치(214)에 놓인다. 중간의 구멍(140b)에 놓여 있는 볼(140)은 토(208)와 관련된 노치(214)내에 놓인다. 최근위의 구멍(140C)에 놓여 있는 볼(144)은, 스프링 풋(206)의 최근위단으로부터 전방에 연장하는 노치(214)내에 놓인다.
록 스프링(146)은, 컷팅 액세서리 샤프트(44)가 결합 조립체 볼들(144)에 부과하는 접선의 힘들을 스프링 요소(204)가 견디도록, 또한 구성되어 있다. 따라서, 스프링 풋(206)이 결합 조립체 볼들(144) 위에 배치될 때, 결합 조립체는, 상기 조립체기 컷팅 액세서리(40)를 홀드하여 액세서리가 핸드피스 출력 드라이브 샤프트(76)와 일치하여 이동하는, 런 상태에 있는 것으로 간주될 수 있다.
록 스프링 풋(206)으로부터의 록 릴리즈 링(154)의 변위는, 록 스프링으로 하여금 컷팅 액세서리(40)를 핸드피스 출력 드라이브 샤프트(76)에 록할 수 있게 하는 것보다 더 멀리 행해진다. 록 스프링 풋(206)으로부터의 록 릴리즈 링(154)의 후방 이동의 결과로서, 풋 키들(216)이 록 링 슬롯들(224)로부터 자유롭게 된다. 록 릴리즈 링(154)으로부터의 록 스프링(146)의 이러한 속박 해제(disengagement)는 스프링(146)으로 하여금, 그리고, 연장에 의해, 출력 드라이브 샤프트(76)로 하여금, 모터(34)가 작동될 때, 자유롭게 회전될 수 있게 한다.
결합 조립체(38)가 런 상태에 있을 때, 록 릴리즈 링(154)이, 부착물(36)을 전방으로 밀도록, 록 액츄에이터(84)에 대해서 계속해서 압력을 가한다. 부착물(80)의 이러한 변위의 결과로서, 핸드피스 부싱들(80)이, 인접한 멈춤쇠(85)의 에지들 아래의, 록 액츄에이터 홈들(83)의 단부에 놓인다. 홈들(83)의 원위단내의 부싱들(160)의 이러한 놓임은, 부착물(36)을 핸드피스(32)에 릴리즈 가능하게 고정한다.
시스템(30)의 작동 동안에, 부착물 O-링(86)은, 시스템이 노출되는 유체가, 부착물(36)과 핸드피스 칼라(58) 사이에 흐르는 것을 방지하는 시일(seal)의 역할을 한다.
일단 부착물(36)과 컷팅 액세서리(40)가 핸드피스(32)에 록 되면, 의사는, 부착물 샤프트(44)가 핸드피스로부터 전방에 연장하는 범위를 리셋(reset)할 수 있다. 이러한 조정은, 부착물이 핸드피스 칼라(58)로부터 전방에 이동하도록, 부착물(36)을 아래로 밀고 그 다음에 회전시키는 것에 의해 실시된다. 웨이브 스프링(152)은, 록 릴리즈 링(154)을 통해, 부착물(36)을 전방에 민다. O-링(86)에 의해 부과되는 마찰은, 웨이브 스프링(152)에 의해 출력되는 힘이 부착물(36)을 칼라 보어(59)로부터 완전히 밀어내는 것을 방지한다. 그렇지만, 록 릴리즈 링(154)은, 링(154)이 샤프트 구멍들(140)로부터 멀리 록 스프링 풋(206)을 옮기도록, 충분한 거리로 전방에 변위되다. 결합 조립체(38)는 액세서리 샤프트(44)의 연장 또는 수축을 가능케 하도록 로드 상태로 돌아간다. 일단, 액세서리(44)의 위치가 리셋되면, 부착물(36)이 핸드피스(32) 위에서 되돌아 아래로 회전되어 결합 조립체(38)를 런 상태로 돌아가게 한다.
상기한 것은 본 발명의 하나의 특정한 버전에 대한 것이라는 것을 이해해야 한다. 본 발명의 다른 버전들이 설명된 것과는 상이한 피쳐들을 가질 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 모든 버전들이 설명된 모터(34)를 갖는 다는 요구 사항은 없다.
따라서, 대안적인 전기 모터들을 가진 본 발명의 다른 버전들도 가능하다. 마찬가지로, 공기식 또는 수력식 모터를 가진 이러한 버전을 구성하는 것이 가능하다.
마찬가지로, 상세하게 설명된 것과는 상이한 결합 조립체들을 가진 본 발명의 대안적인 버전들이 제공될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 몇몇 버전들에 있어서, 볼 이외의 록킹 요소들이, 액세서리 샤프트를 핸드피스 출력 드라이브 샤프트에 홀드하기 위해 채용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 몇몇 버전들에 있어서, 스프링이 로드된 풋들을 가진 콜릿이 이러한 기능을 행할 수 있다. 본 발명의 이러한 버전들에 있어서, 콜릿 풋들은, 록킹 요소로서 기능하도록 출력 드라이브 샤프트 보어내로 연장된다. 본 발명의 이러한 버전들 및 다른 버전들에 있어서, 콜릿 풋들을 보어내에 머무르게 하는 스프링의 자연적인 성향은, 풋들(록킹 요소들)을 적소에 홀드하기 위해 래칫 스프링을 제공할 필요를 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 모든 버전들에 있어서, 3개의 록킹 요소들이 존재한다고 하는 요구 사항도 없다. 액세서리 샤프트(44)의 측면 로드를 방지하기 위해 일반적으로, 적어도 2개의 등각으로 이격된 록킹 요소들이 있다. 하지만, 결합 조립체의 몇몇 구성은, 단일의 록킹 요소만을 요구할 수 있다. 본 발명의 다른 버전들에 있어서, 4개 이상의 록킹 요소들이 존재할 수 있다.
마찬가지로, 본 발명의 모든 버전들에 있어서, 결합 조립체(38)를 로드 상태로 두는 록 액츄에이터가 탈착 가능한 부착물의 부분이라는 요구 사항이 없다. 본 발명의 몇몇 실시예들에 있어서, 심지어 링 형태일 수 있는, 이러한 록 액츄에이터는 핸드피스에 이동 가능하게 들어맞을 수 있다. 의사가 결합 조립체를 로드 상태와 런 상태 사이에서 천이시키기를 희망할 때, 핸드피스상의, 버튼과 같은, 드라이브 부재가 변위된다. 록 액츄에이터에 연결되는 드라이브 부재의 변위는, 록 액츄에이터의 유사한 변위가 결합 조립체의 요구되는 로드 상태/런 상태 천이를 유발시키는 결과를 가져온다.
그때, 본 발명의 몇몇 버전들에 있어서, 스프링이, 록 요소들을 런 위치로 선택적으로 유지시키는 록 부재로서 채용되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 발명의 몇몇 버전들에 있어서, 로드 위치와 런 위치 사이를 수동으로 변위되는 링 또는 슬리브가 이러한 기능을 행한다.
본 발명의 상기한 실시예의 몇몇 버전들에 있어서, 핸드피스는 심지어 부착물을 수용하도록 설계되어 있지 않을 수 있다. 대안적인 버전들에 있어서, 제2 결합 조립체가 부착물을 핸드피스에 릴리즈 가능하게 결합하는데 사용된다.
마찬가지로, 부착물을 포함하는 상기한 결합 조립체가 심지어 부착물에 포함될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명의 이러한 실시예에 있어서, 부착물은 그 자신의 출력 드라이브 샤프트를 가진다. 결합 조립체는, 액세서리 샤프트가 부착물로부터 전방에 연장하는 범위의 상기한 대충 조정 또는 정밀 조정을 가능케 한다.
유사하게, 액세서리 정체 피쳐들과 상보적인 결합 조립체 록킹 요소들이 설명된 것과는 다른 기하학적 구조를 가질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 본 발명의 몇몇 버전들에 있어서, 액세서리 정체 피쳐들은 심지어, 액세서리 샤프트(44)의 표면으로부터 외향하여 연장하는 탭(tab) 또는 다른 부재들일 수 있다. 본 발명의 몇몇 버전들에 있어서, 정체 피쳐들은 액세서리 샤프트에 있어서의 V자 형태, W자 형태 또는 부분적으로 구형이거나 원형의 압흔일 수 있다. 본 발명의 이러한 버전들에 있어서, 핸드피스 결합 조립체 록킹 요소들은, 이러한 피쳐들 위에 또는 피쳐들 내에 놓이도록 형태를 이룬다.
또한, 본 발명의 몇몇 버전들에 있어서, 정체 피쳐들의 단일 칼럼내의 정체 피쳐들은 서로 이격되지 않을 수 있다. 따라서, 하나의 정체 피쳐가 끝나는 바로 근위의 또는 원위의 샤프트를 따라서, 다른 정체 피쳐가 시작한다. 유사하게, 본 발명의 설명된 버전에 있어서, 정체 피쳐들의 인접한 칼럼들에 있는 정체 피쳐들(274)이 부분적으로 중첩한다. 본 발명의 몇몇 버전들에 있어서, 정체 피쳐들의 인접한 칼럼들 사이에 약간의 방사상의 분리가 있을 수 있다. 본 발명의 몇몇 버전들에 있어서, 정체 피쳐들의 인접한 칼럼들내의 정체 피쳐들이 서로 길이 방향으로 중첩하지 않을 수 있다.
본 발명의 시스템(30)의 몇몇 버전들에 있어서, 샤프트 정체 피쳐들의 칼럼들에 대한 핸드피스 결합 조립체 록킹 요소들의 비율이 설명된 1:2 비율과는 상이할 수 있다는 것을 또한 이해해야 한다. 본 발명의 몇몇 버전들에 있어서, 이러한 비율은 1:1일 수 있다. 따라서, 3개의 록킹 요소들을 가진 본 발명의 버전들에 관하여, 샤프트의 각각의 120°나선형 턴(turn)은, 단일 대충 조정의 3분의 1인 샤프트 길이 정밀 조정을 초래할 것이다. 대안적으로, 비율은 1:2보다 더 클 수 있다. 예를 들면, 핸드피스 결합 조립체가 2개의 록킹 요소를 갖는 본 발명이 시스템에 있어서, 샤프트는 샤프트의 360°턴 마다 8개의 정체 피쳐들을 가질 수 있다. 본 발명의 이러한 버전에 있어서, 샤프트의 45°회전은, 단일 대충 조정의 8분의 1인 샤프트 연장 또는 수축의 정밀 조정을 초래할 것이다.
마찬가지로, 컷팅 액세서리 샤프트(44)의 원위단에서의 실제 조직 작업 부재는, 설명되고 예시된 버 헤드와는 상이할 수 있다.
본 발명의 다른 수술 핸드피스들은, 설명된 것과는 상이한 피쳐들을 갖는 결합 조립체 및 설명된 모터(34)의 피쳐들의 일부 또는 전부를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 핸드피스는, 설명된 바와 같은 파이 슬라이스된 형태를 갖는 자석들 및 대안적인 권선 배열을 가질 수 있다. 마찬가지로, 본 발명의 몇몇의 핸드피스들은 설명된 권선들 외에 상이한 설계의 로터 내부의 자석들을 가질 수 있다. 다수의 로터 자석들과 스테이터(stator) 권선들이 또한 설명된 것과는 다를 수 있다.
마찬가지로, 본 발명의 몇몇 버전들에 있어서, 모터(34)의 권선들을 형성하는 와이어들이, 단면에 있어서, 평면이고 나란한 2개의 대향된 표면들을 가질 수 있다. 마찬가지로, 본 발명의 또 다른 버전들에 있어서, 와이어들이 단면에 있어서 사각형의 형태일 수 있지만, 그것들이 직사각형은 아닐 수 있다.
본 발명의 모든 버전들에 있어서, 출력 드라이브 샤프트가 모터 로터(60)에 단단히 부착되는 요구 사항이 없다. 본 발명의 몇몇 버전들에 있어서, 예시되지 않은 기어 조립체(gear assembly)가 모터 로터와 출력 드라이브 샤프트(76) 사이의 인터페이스로서 기능할 수 있다. 기어 조립체의 구성에 따라, 이러한 조립체는 모터 로터의 그것에 상대적인 출력 드라이브 샤프트의 회전 속도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 진정한 사상 및 권리 범위에 속하는 모든 그러한 변형과 수정을 커버하는 것이 첨부된 청구 범위의 목적이다.

Claims (23)

  1. 동력 수술 핸드피스(powered surgical handpiece)와 사용하기 위한 컷팅 액세서리(cutting accessory)로서,
    대향된 근위단(proximal end)과 원위단(distal end), 및 상기 근위단과 상기 원위단 사이를 연장하는 길이 방향 축을 갖는 세장 샤프트(elongated shaft);
    상기 샤프트의 원위단에 부착된 조직 작업 부재(tissue working member); 및
    상기 근위단에 대해 원위의 상기 샤프트에 형성되는 복수의 정체 피쳐(retention feature)로서, 각각의 상기 정체 피쳐가, 상기 컷팅 액세서리가 부착되는, 동력 수술 도구(power surgical tool)와 일체인 결합 부재(coupling member)와 맞물리도록 구성됨으로써, 상기 결합 부재와 상기 정체 피쳐의 맞물림이 상기 샤프트를 상기 도구에 유지(hold)시키며, 상기 정체 피쳐들은 상기 샤프트를 따라 길이 방향으로 연장되는 칼럼(member)들로 배열되고, 각각의 칼럼은 복수의 길이 방향으로 정렬된 정체 피쳐들을 포함하며, 상기 정체 피쳐들의 칼럼들은 상기 샤프트 주위에서 서로 각지게 이격되며, 각각의 정체 피쳐는 상기 샤프트의 길이 방향 축에 수직한 횡축(lateral axis)을 가지고;
    정체 피쳐들의 각각의 칼럼에 있어서, 인접한 정체 피쳐들의 횡축들은 상기 샤프트를 따라 공통의 거리로 길이 방향으로 이격되며, 상기 공통의 거리는 정체 피쳐들의 각각의 칼럼에 대해 동일한, 복수의 정체 피쳐를 포함하며;
    정체 피쳐들의 각지게 인접한 칼럼들이 상기 샤프트를 따라 길이 방향으로 이격됨으로써, 상기 샤프트상에서 서로 가장 가까운 각지게 인접한 정체 피쳐들의 칼럼들내의 2개의 상기 정체 피쳐들의 횡축들이 상기 샤프트를 따라 서로 길이 방향으로 오프셋되어 있고, 정체 피쳐들의 동일 칼럼내에 있는 길이 방향으로 인접한 정체 피쳐들의 횡축들간에 상기 공통 거리보다 더 짧은 거리로 서로 길이 방향으로 오프셋되어 있는, 컷팅 액세서리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    각각의 상기 정체 피쳐는 상기 샤프트의 압흔(indentation)인, 컷팅 액세서리.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    정체 피쳐들의 각각의 칼럼에 있어서, 길이 방향으로 인접한 정체 피쳐들이 서로 길이 방향으로 이격되어 있는, 컷팅 액세서리.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 샤프트의 근위단에는 팁(tip)이 있고, 상기 팁은, 상기 팁을 따라 원위로(distally) 연장되면서 외향하여 테이퍼(taper)지도록 된 형태를 갖는, 컷팅 액세서리.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 조직 작업 부재는 버(bur) 또는 드릴 비트(drill bit)인, 컷팅 액세서리.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    정체 피쳐들의 각각의 칼럼에 있어서, 길이 방향으로 인접한 정체 피쳐들이 서로 길이 방향으로 이격되지 않는, 컷팅 액세서리.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    정체 피쳐들은, 정체 피쳐들의 각지게 인접된 칼럼들내의 2개의 가장 가까운 정체 피쳐들이 부분적으로 중첩(overlap)하도록 형성되어 있는, 컷팅 액세서리.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 샤프트는 6 칼럼의 정체 피쳐들을 갖도록 형성되어 있는, 컷팅 액세서리.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 정체 피쳐들은, 정체 피쳐들의 각지게 인접한 칼럼들내의 2개의 가장 가까운 정체 피쳐들의 횡축들이, 정체 피쳐들의 동일 칼럼내에 있는 길이 방향으로 인접한 정체 피쳐들의 횡축들간에 공통 거리의 6분의 1에 동등한 거리로 서로 길이 방향으로 이격되도록, 상기 샤프트상에 또한 형성되어 있는, 컷팅 액세서리.
  10. 동력 수술 도구와 사용하기 위한 컷팅 액세서리로서,
    수술 위치(surgical site)에 갖다 대기(application) 위한 헤드;
    상기 헤드로부터 연장되며, 상기 헤드에 인접한 원위단, 상기 원위단에 대향하는 근위단 및 상기 원위단과 근위단 사이를 연장하는 길이 방향 축을 갖는 샤프트; 및
    상기 샤프트에 형성된 복수의 정체 피쳐들로서, 각각의 상기 정체 피쳐가, 상기 컷팅 액세서리가 부착되는, 동력 수술 도구와 일체인 결합 부재와 맞물리도록 구성됨으로써, 상기 결합 부재와 상기 정체 피쳐의 맞물림이 상기 샤프트를 상기 도구에 유지시키며, 각각의 상기 정체 피쳐는 샤프트 길이 방향 축에 수직인 횡축을 가지며, 상기 정체 피쳐들은 복수의 칼럼으로 배열되며:
    각각의 칼럼은, 상기 샤프트를 따라 길이 방향으로 연장되는 복수의 정체 피쳐들로 구성되며;
    상기 칼럼들은 상기 샤프트 주위에 각지게 이격되도록 배열되고;
    상기 칼럼들은, 상기 샤프트를 따라 길이 방향으로, 2개의 각지게 인접한 칼럼들내의 2개의 가장 가까운 인접한 정체 피쳐들의 횡축들이 상기 샤프트를 따라 서로 길이 방향으로 이격되도록, 또한 배열되어 있는, 복수의 정체 피쳐들을 포함하는, 컷팅 액세서리.
  11. 청구항 10에 있어서,
    각각의 상기 정체 피쳐는 상기 샤프트의 압흔인, 컷팅 액세서리.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    정체 피쳐들의 각각의 칼럼에 있어서, 길이 방향으로 인접한 정체 피쳐들이 서로 길이 방향으로 이격되어 있는, 컷팅 액세서리.
  13. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    정체 피쳐들의 각각의 칼럼에 있어서, 길이 방향으로 인접한 정체 피쳐들이 서로 길이 방향으로 이격되지 않는, 컷팅 액세서리.
  14. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 샤프트의 근위단에는 팁이 있고, 상기 팁은, 상기 팁을 따라 원위로 연장되면서 외향하여 테이퍼지도록 된 형태를 갖는, 컷팅 액세서리.
  15. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 헤드는 버 또는 드릴 비트인, 컷팅 액세서리.
  16. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 샤프트는 6 칼럼의 정체 피쳐들을 갖도록 형성되어 있는, 컷팅 액세서리.
  17. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 정체 피쳐들은, 정체 피쳐들의 각지게 인접한 칼럼들내의 2개의 인접한 정체 피쳐들의 횡축들이, 정체 피쳐들의 동일 칼럼내에 있는 길이 방향으로 인접한 정체 피쳐들의 횡축들간에 거리의 6분의 1에 동등한 거리로 서로 길이 방향으로 이격되도록, 상기 샤프트상에 또한 형성되어 있는, 컷팅 액세서리.
  18. 동력 수술 도구와 사용하기 위한 컷팅 액세서리로서,
    수술 위치에 갖다 대기 위한 헤드;
    상기 헤드로부터 연장되며, 상기 헤드에 인접한 원위단, 상기 원위단에 대향하는 근위단 및 상기 원위단과 근위단 사이를 연장하는 길이 방향 축을 갖는 샤프트; 및
    상기 샤프트에 형성된 복수의 정체 피쳐로서, 각각의 상기 정체 피쳐가, 상기 컷팅 액세서리가 부착되는, 동력 수술 도구와 일체인 결합 부재와 맞물리도록 구성됨으로써, 상기 결합 부재와 상기 정체 피쳐의 맞물림이 상기 샤프트를 상기 도구에 유지시키며, 각각의 상기 정체 피쳐는 샤프트 길이 방향 축으로부터 각지게 오프셋된 횡축을 가지며, 상기 정체 피쳐들은 복수의 칼럼으로 배열되며:
    각각의 칼럼은, 상기 샤프트를 따라 길이 방향으로 연장되는 복수의 정체 피쳐들로 구성되며, 상기 칼럼을 따라, 길이 방향으로 인접된 정체 피쳐들의 횡축들이 공통 거리로 이격되고, 상기 공통 거리는 정체 피쳐들의 각각의 칼럼에 대해 동일하며;
    각각의 칼럼은 상기 샤프트 주위에 인접한 칼럼으로부터 각지게 이격되고;
    정체 피쳐들의 칼럼들은 상기 샤프트를 따라 서로 횡방향으로 정렬되어 있지 않음으로써, 정체 피쳐들의 각지게 인접한 칼럼들내의 2개의 가장 가까운 인접한 정체 피쳐들의 횡축들이 상기 샤프트의 근위단으로부터 상이한 거리들에 있도록 그리고, 상기 샤프트를 따라 길이 방향으로, 각지게 인접한 칼럼들내의 2개의 인접한 정체 피쳐들이 적어도 부분적으로 중첩하도록 되어 있는, 복수의 정체 피쳐를 포함하는, 컷팅 액세서리.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 정체 피쳐들은, 정체 피쳐들의 2개의 각지게 인접한 칼럼들내의 2개의 가장 가까운 정체 피쳐들이 - 상기 2개의 가장 가까운 정체 피쳐들이 상기 샤프트 주위로 연장되는 나선의 일부를 형성하게끔 - 접하도록, 배열되어 있는, 컷팅 액세서리.
  20. 청구항 18 또는 청구항 19에 있어서,
    정체 피쳐들의 각각의 칼럼에 있어서, 길이 방향으로 인접한 정체 피쳐들이 서로 길이 방향으로 이격되어 있는, 컷팅 액세서리.
  21. 청구항 18 또는 청구항 19에 있어서,
    정체 피쳐들의 각각의 칼럼에 있어서, 길이 방향으로 인접한 정체 피쳐들이 서로 길이 방향으로 이격되지 않는, 컷팅 액세서리.
  22. 청구항 18 또는 청구항 19에 있어서,
    상기 샤프트는 6 칼럼의 정체 피쳐들을 갖도록 형성되어 있는, 컷팅 액세서리.
  23. 청구항 18 또는 청구항 19에 있어서,
    상기 정체 피쳐들은, 정체 피쳐들의 각지게 인접한 칼럼들내의 2개의 인접한 정체 피쳐들의 횡축들이, 정체 피쳐들의 동일 칼럼내에 있는 길이 방향으로 인접한 정체 피쳐들의 횡축들간에 거리의 6분의 1에 동등한 거리로 서로 길이 방향으로 이격되도록, 상기 샤프트상에 또한 형성되어 있는, 컷팅 액세서리.
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