JP2008537901A - 外科用機械及び外科用機械の制御及び/又は調整方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (183)
- ハウジング(102;302;502;712)と、外科用駆動部(120;320;520;714)とを含む外科用機械(100;300;500;700)であって、前記駆動部(120;320;520;714)と前記ハウジング(102;302;502;712)とが、着脱自在に直接的又は非直接的に接続可能であることを特徴とする機械。
- 請求項1記載の機械であって、前記ハウジング(102;302;502;712)が、少なくとも2つの開口部を含むことを特徴とする機械。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の機械であって、前記機械(100;300;500;700)が、前記ハウジング(102;302;502;712)を通じて導入可能な電源供給ユニット(206;722)を含むことを特徴とする機械。
- 請求項3記載の機械であって、前記機械(100;300;500;700)が、電源ユニット(206;722)なしで完全に洗浄可能及び/又は減菌可能であることを特徴とする機械。
- 請求項3又は4記載の機械であって、前記電源供給ユニット(206;722)が、バッテリ又は充電可能なアキュムレータであることを特徴とする機械。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の機械であって、前記機械(100;300;500;700)が、前記駆動部(120;320;520;714)を制御及び/又は調整するための制御及び/又は調整ユニット(246;724)を含むことを特徴とする機械。
- 請求項6記載の機械であって、前記制御及び/又は調整ユニット(246;724)が、モータコントローラであることを特徴とする機械。
- 請求項6又は7記載の機械であって、前記電源供給ユニット(206;722)と前記制御及び/又は調整ユニット(246;724)とが、全体を前記ハウジング(102;302;502;712)内に導入可能な電源及び制御ユニット(110;720)を形成することを特徴とする機械。
- 請求項6〜8のいずれか1つに記載の機械であって、前記ハウジング(102;302;502;712)の一部が前記機械(100;300;500;700)のグリップ(108;308;508;718)を形成し、かつ、前記電源及び制御ユニット(110;720)が前記グリップ(108;308;508;718)内に挿入可能であることを特徴とする機械。
- 請求項8又は9記載の機械であって、前記電源及び制御ユニット(110)が、前記電源供給ユニット(206)を充電器(202)に接続するための充電用接点(200)と、前記駆動部(120;320;520)に接続するための接続用接点と、を含むことを特徴とする機械。
- 請求項10記載の機械であって、4つの充電用接点(200)が設けられていることを特徴とする機械。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の機械であって、前記駆動部(120;320;520)が、少なくとも2つのモータ巻線(199;399;599)と、それぞれ2つのモータ巻線(199;399;599)に接続された少なくとも2つのモータ接点(194;394;594)と、を含むことを特徴とする機械。
- 請求項12記載の機械であって、前記駆動部が、3つのモータ巻線(199;399;599)と、互いに平行に突出した接続ピンの形態での3つのモータ接点(194;394;594)と、を含むことを特徴とする機械。
- 請求項13記載の機械であって、前記接続ピン(194;394;594)が固体構造を有することを特徴とする機械。
- 請求項13又は14記載の機械であって、前記電源及び制御ユニット(110)が、前記接続ピン(194;394;594)に対応する接続ソケット(198)を含むことを特徴とする機械。
- 請求項15記載の機械であって、前記コンタクトソケット(198)が、略中空−円筒構造であって、かつ前記接続ピン(194;394;594)をクランプ留めして保持するための弾性壁部を含むことを特徴とする機械。
- 請求項8〜16のいずれか1つに記載の機械であって、前記電源及び制御ユニット(110;720)が、作動部材(136;336;536;726)により非接触で作動可能である回転速度設定センサ(282)を備えた回転速度設定ユニット(246;724)を含むことを特徴とする機械。
- 請求項8〜17のいずれか1つに記載の機械であって、前記電源及び制御ユニット(110;720)が、作動部材(138,728)によって非接触で作動可能な少なくとも1つの動作モード切り替えセンサ(276)を有することを特徴とする機械。
- 請求項18記載の機械であって、前記少なくとも1つの動作モード切り替えセンサ(276)がライトバリアであり、このライトバリアは作動部材(138,728)によって非接触で作動可能であることを特徴とする機械。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の機械であって、前記機械(100;300;500;700)のある動作モードをアクティブに又は非アクティブにするために少なくとも1つの動作モードアクティブ化センサ(278)が設けられていることを特徴とする機械。
- 請求項20記載の機械であって、前記動作モードアクティブ化センサ(278)がライトバリアであり、前記ライトバリア(278)は動作モードアクティベーション作動部材により非接触で作動可能であることを特徴とする機械。
- 請求項19又は21に記載の機械であって、前記ライトバリア(278)が赤外線ライトバリアことを特徴とする機械。
- 請求項21又は22記載の機械であって、先記駆動部(120;320;520)が前記動作モードアクティベーション作動部材を有することを特徴とする機械。
- 請求項8〜23のいずれか1つに記載の機械であって、前記電源及び制御ユニット(110)が前記動作モードアクティブ化センサを有することを特徴とする機械。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の機械であって、前記ハウジング(102;302;502;712)がチタン製であることを特徴とする機械。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の機械であって、前記ハウジング(102;302;502)に接続可能なフレーム(128;328;528)が設けられ、前記駆動部(120;320;520)が前記フレーム(128;328;528)に着脱自在に接続されていることを特徴とする機械。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の機械であって、前記駆動部(120;320;520;714)の回転速度及び/又は回転方向及び/又は動作モードを設定するために少なくとも1つの作動部材(136;138;336;536;726;728)が設けられていることを特徴とする機械。
- 請求項27記載の機械であって、プッシュボタンユニット(140;340;540;729)を形成するために前記少なくとも1つの作動部材(136;138;336;536;726;728)が前記フレーム(128;328;528)に着脱自在に接続されていることを特徴とする機械。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の機械であって、外科用ツール(162)に接続するための結合装置(180;388;588;716)が設けられていることを特徴とする機械。
- 請求項29記載の機械であって、前記結合装置(180)が前記フレーム(128)に着脱自在に接続可能であることを特徴とする機械。
- 請求項29又は30記載の機械であって、前記結合装置(180)が、前記外科用ツール(162)の結合要素(184)又は結合レセプタクル(218)内の器具を固定するための少なくとも1つのロック要素(228)を含むことを特徴とする機械。
- 請求項31記載の機械であって、前記少なくとも1つのロック要素(228)が前記結合装置(180)の長手軸(104)に対して横方向に移動可能であり、挿入位置において、前記結合要素(184)を挿入するための前記結合レセプタクル(218)を開放し、結合位置において、前記結合レセプタクル(218)を閉鎖することを特徴とする機械。
- 請求項31又は32記載の機械であって、前記少なくとも1つのロック要素(228)が、基本位置において、結合位置となることを特徴とする機械。
- 請求項31〜33のいずれか1つに記載の機械であって、前記少なくとも1つのロック要素(228)が、弾性により付勢された状態で前記基本位置に保持されることを特徴とする機械。
- 請求項31〜34のいずれか1つに記載の機械であって、前記少なくとも1つのロック要素(228)は、前記結合要素(184)を前記結合レセプタクル(218)内に導入することで前記結合位置から前記挿入位置まで移動可能であることを特徴とする機械。
- 請求項31〜35のいずれか1つに記載の機械であって、前記少なくとも1つのロック要素(228)が第1スライド面(230)を含み、この第1スライド面上で結合要素(184)がスライドして前記ロック要素(228)を前記結合位置から前記挿入位置に移動可能であることを特徴とする機械。
- 請求項31〜36のいずれか1つに記載の機械であって、前記ロック要素(228)が第2スライド表面(232)を有し、前記ロック要素(228)が、前記ロック要素(228)を前記結合レセプタクル内(218)内に挿入した後に、前記第2スライド表面(232)が前記結合要素(184)上をスライド可能でかつ前記結合要素(184)を前記結合レセプタクル(218)内に遊びのない状態で保持するように装着されることを特徴とする機械。
- 請求項31〜37のいずれか1つに記載の機械であって、前記少なくとも1つの結合レセプタクル(218)が、前記結合装置(180)の長手軸(104)の方向に伸びるとともに、前記結合装置(180)の前記長手軸(104)に同軸に配置されたツールレセプタクル(216)に接する凹部であり、かつ、前記少なくとも1つの結合要素(184)は、前記器具又はツール(162)から径方向に突き出ているとともに前記結合レセプタクル(218)内に導入可能な突出部であることを特徴とする機械。
- 請求項38記載の機械であって、前記突出部(184)が円筒状のピンであることを特徴とする機械。
- 請求項31〜39のいずれか1つに記載の機械であって、それぞれ1つの結合要素(184)に対して1つのロック要素(228)をそれぞれ備えた3つの結合レセプタクル(218)が設けられていることを特徴とする機械。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の機械であって、前記駆動部(120;320;520)に着脱自在に接続可能なギア(162;362;562)が設けられていることを特徴とする機械。
- 請求項41記載の機械であって、前記ギア(162;362;520)が前記フレーム(128;328;528)に対して着脱自在に接続可能であることを特徴とする機械。
- 請求項41又は42記載の機械であって、前記ギア(162;362;520)がステップダウンギア又はステップアップギアであることを特徴とする機械。
- 請求項41〜43のいずれか1つに記載の機械であって、前記ギア(362;562)によって前記駆動部(320;520)の駆動シャフト(352;552)の回転運動が、ツールに接続可能な結合部(388;588)の振動運動(450;688)に変換可能であることを特徴とする機械。
- 請求項44記載の機械であって、前記結合部(388)が、前記結合部(388)の振動運動(450)が前記駆動シャフト(352)の長手軸(304)の延長として発生可能となるように装着されていることを特徴とする機械。
- 請求項41〜45のいずれか1つに記載の機械であって、前記ギア(362)が円筒ギア(404;462)により駆動される偏心器(464)を含むことを特徴とする機械。
- 請求項46記載の機械であって、前記円筒ギアが、前記駆動シャフト(352)の長手軸(304)に対して横方向の軸に関して回転するよう装着されたかさ歯車(462)を有し、前記かさ歯車(462)は偏心器(464)を備え、前記偏心器(464)が前記かさ歯車(462)の長手軸(460)に平行に突出することを特徴とする機械。
- 請求項2〜47のいずれか1つに記載の機械であって、少なくとも2つの開口部(112,126;312,326,375;512,526,575)を閉じるために設けられた、少なくとも2つのクロージャー要素(114,128,166;328,366;528,566)が設けられていることを特徴とする機械。
- 請求項48記載の機械であって、前記フレーム(128;328;528)がクロージャー要素を形成することを特徴とする機械。
- 請求項2〜49のいずれか1つに記載の機械であって、前記少なくとも2つの開口部(112,126;312,326,375;512,526,575)が液密に密封されていることを特徴とする機械。
- 請求項48〜50のいずれか1つに記載の機械であって、前記少なくとも2つのクロージャー要素(114,128,166;328,366;528,566)が前記少なくとも2つの開口部(112,126;312,326,375;512,526,575)を液密に閉鎖することを特徴とする機械。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の機械であって、前記駆動部(120;320;520;714)が電気モータであることを特徴とする機械。
- 請求項52記載の機械であって、前記電気モータ(120;320;520;714)がブラシレスモータであることを特徴とする機械。
- 請求項52又は53記載の機械であって、前記電気モータ(120;320;520;714)が電気的に整流されたDCモータであることを特徴とする機械。
- 請求項52〜54のいずれか1つに記載の機械であって、前記電気モータ(120;320;520;714)がセンサレスモータであることを特徴とする機械。
- 請求項26〜55のいずれか1つに記載の機械であって、前記駆動部を含む駆動ユニット(120;320;520)が設けられ、前記駆動ユニット(120;320;520)が前記フレーム(128;328;528)に着脱自在に接続可能であることを特徴とする機械。
- 請求項56記載の機械であって、前記電気モータ(120;320;520)がロータ(150;350;550)を含み、前記ロータ(150;350;550)が、前記結合装置(180)及び/又は前記フレーム(128;328;528)に配置された前記ギア(362;562)を取り外した後に、前記駆動ユニット(120;320;520)からその長手軸(104;304;504)に平行に取り外し可能であることを特徴とする機械。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の機械であって、前記ハウジング(102;302;502)上に前記駆動部(120;320;520)を保持するための少なくとも1つの取付け要素(166;366;566)が設けられていることを特徴とする機械。
- 請求項58記載の機械であって、前記取付け要素(166;366;566)は、前記駆動部(120;320;520)を前記ハウジング(102;302;502)に固定的に接続するために前記駆動部(120;320;520)の長手軸(104;304;504)の延長線上に設けられていることを特徴とする機械。
- 請求項58又は59記載の機械であって、前記少なくとも1つの取付け要素(166;366;566)がクロージャー要素を形成することを特徴とする機械。
- 請求項58〜60のいずれか1つに記載の機械であって、前記少なくとも1つの取付け要素(166;366;566)を取り外した後に、前記フレーム(120;320;520)が前記ハウジング(102;302;502)から着脱自在であることを特徴とする機械。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の機械であって、前記機械(100;300;500;700)がドリル装置、ミーリング装置(100;700)、ジグソー(300)又はオシレーティングソー(500)であることを特徴とする機械。
- 請求項27〜62のいずれか1つに記載の機械であって、前記フレーム(128;328;528)又は前記ハウジング(712)上で移動可能に装着された前記少なくとも1つの作動部材(136;138;336;536;726、728)が前記フレーム(128;328;528)及び/又は前記ハウジング(714)に対して液密に密封されていることを特徴とする機械。
- 請求項63記載の機械であって、前記少なくとも1つの作動部材(136;336;536)に対してベローシール(444;644)が設けられていることを特徴とする機械。
- 請求項62〜64のいずれか1つに記載の機械であって、前記ジグソー(300)及び前記オシレーティングソー(500)が前記駆動部(320;520)の回転速度を設定するための移動可能に設けられた作動部材(336;536)を1つだけ有することを特徴とする機械。
- 請求項62〜65のいずれか1つに記載の機械であって、前記ジグソー(300)及び/又はオシレーティングソー(500)が、駆動部(320;520)のロータ(350;550)のシャフトベアリング(354;554)を備えた駆動部(320;520)を一方端にのみ含み、前記ロータ(350;550)の第2シャフトベアリング(356;556)が前記機械(300;500)のギアユニット(362;562)に設けられていることを特徴とする機械。
- 請求項62〜64のいずれか1つに記載の機械であって、前記ドリル又はミーリング装置(100;700)が、前記駆動部(120;714)の回転速度を設定し、かつ、前記駆動部(120;714)の第1動作モードから少なくとも第2の動作モードへの切り替え及びその逆への切り替えを行うための、2つの移動可能に装着された作動部材(136;138;726;728)を有することを特徴とする機械。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の機械であって、前記外科用機械(100;300;500;700)の回転速度及び/又は回転方向を設定するために作動方向(104;304;504;794)に移動可能に装着された少なくとも1つの作動部材(136;138;336;536;726,728)にプッシュボタンユニット(140;340;540;729)が設けられていることを特徴とする機械。
- 請求項68記載の機械であって、前記プッシュボタンユニット(140;340;540)は、フレーム(128;328;528)を含むことを特徴とする機械。
- 請求項68又は69記載の機械であって、磁界又は電界を生成するためのフィールド生成ユニット(266;782)が設けられ、前記作動部材(136;336;536;726)の移動及び/又は位置に応答して作動信号を生成するために少なくとも1つの作動センサ(264;770)が設けられ、生成された作動信号は、前記作動部材(136;336;536;726)の移動の結果として発生する、前記フィールド生成ユニット(266;782)により生成されたフィールドの変化及び/又はフィールド強度に関連づけられることを特徴とする機械。
- 請求項70記載の機械であって、前記作動センサ(264;770)が前記フィールド生成ユニット(266,782)に結合されており、前記フィールド生成ユニット(266,782)によって生成されて前記作動センサ(264,770)の位置に作用しているフィールドに変化を生成するために、フィールド変化部材(448;648;788)が設けられ、この変化は前記作動部材(136;336;536;726)の運動及び/又は位置変化の結果として生じるものであることを特徴とする機械。
- 請求項70又は71記載の機械であって、前記作動センサ(264;770)及びフィールド生成ユニット(266,782)は互いに固定して配置されることを特徴とする機械。
- 請求項70〜72のいずれか1つに記載の機械であって、前記作動センサが磁界センサ(264;770)であることを特徴とする機械。
- 請求項73記載の機械であって、前記磁界センサはホールセンサ(264;770)であることを特徴とする機械。
- 請求項71〜74記載の機械であって、前記フィールド変化部材(448;648;788)が少なくとも部分的に磁気的に分極可能で、0ではない値の磁化率χmを有することを特徴とする機械。
- 請求項75記載の機械であって、前記フィールド変化部材(448;648;788)は、少なくとも部分的に反磁性、常磁性、強磁性、反強磁性、或いはフェリ磁性であることを特徴とする機械。
- 請求項75又は76記載の機械であって、前記フィールド変化部材は、軟鉄要素(448;648;788)であることを特徴とする機械。
- 請求項70〜77のいずれか1つに記載の機械であって、前記フィールド生成ユニットは磁石(266;782)であることを特徴とする機械。
- 請求項78記載の機械であって、前記磁石は永久磁石(266,782)であることを特徴とする機械。
- 請求項78記載の機械であって、前記磁石(266,782)はコイルにより生成されることを特徴とする機械。
- 請求項70〜80のいずれか1つに記載の機械であって、前記作動センサ(264;770)はフィールド生成ユニット(266,782)の極の間に配置されていることを特徴とする機械。
- 請求項81記載の機械であって、前記作動センサ(264;770)はリングコイルのギャップ内に配置されることを特徴とする機械。
- 請求項70〜82のいずれか1つに記載の機械であって、前記フィールド変化部材(448;648;788)の断面(798;800)が前記作動部材(136;336;536;726;728)の作動方向に(304;504;794)おいて変化することを特徴とする機械。
- 請求項83記載の機械であって、前記断面(798;800)が増加することを特徴とする機械。
- 請求項70〜84のいずれか1つに記載の機械であって、前記フィールド生成ユニット(266,782)は、リターンパスシステム(776)によって前記作動センサ(264;770)と結合されることを特徴とする機械。
- 請求項85記載の機械であって、前記リターンパスシステム(776)が磁気リターンパスシステムであることを特徴とする機械。
- 請求項70〜86のいずれか1つに記載の機械であって、前記フィールド生成ユニット(266,782)、リターンパスシステム(776)、及び作動センサ(264;770)が凹部(284)を画定し、前記フィールド変化部材(448;648;788)が、前記作動部材(136;336;536;726;728)の移動の結果として少なくとも部分的に前記凹部(284)内に導入可能となるように配置されていることを特徴とする機械。
- 請求項87記載の機械であって、前記凹部(284)が、略長方形の断面を有することを特徴とする機械。
- 請求項70〜88のいずれか1つに記載の機械であって、前記作動部材(136;336;536;726,728)が前記フィールド変化部材(448;648;788)を有することを特徴とする機械。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の機械であって、前記フィールド生成ユニット(266)は、前記電源及び制御ユニット(110)に配置されていることを特徴とする機械。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の機械であって、前記機械(100;300;500;700)は、少なくとも2つの異なる動作モードを有し、前記少なくとも1つの作動部材(136;336;536;728)の第1動作モード位置が第1動作モードに関連づけられており、前記少なくとも1つの作動部材(136;336;536;728)が前記第1動作モード位置から第2動作モード位置へと回転軸に関して回転可能であり、前記駆動ユニット(100;300;500;700)を前記第1動作モードから前記第2動作モードに切り替えるために、前記第2動作モード位置が前記機械(100;300;500;700)の第2動作モードに関連づけられていることを特徴とする機械。
- 請求項7〜91のいずれか1つに記載の機械であって、全てのモータ巻線(199;399;599)に対して同時に電流を供給可能であるとともに前記電気モータ(120;320;520;714)の制御及び/又は調整のための空間ベクトルパルス幅変調(SVPWM)方法(A)を、前記モータコントローラ(246,724)が実行可能であることを特徴とする機械。
- 請求項7〜92のいずれか1つに記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)が、制御ユニット(736)及び電源ユニット(740)を含むことを特徴とする機械。
- 請求項93に記載の機械であって、前記電源ユニット(740)が、前記少なくとも2つのモータ巻線のそれぞれに対して、2つのパワートランジスタ(Q1;Q2;Q3;Q4; Q5;Q6)をそれぞれ含むことを特徴とする機械。
- 請求項52〜94のいずれか1つに記載の機械であって、前記電気モータ(120;320;520;714)が電気的に整流されるブラシレスDCモータであることを特徴とする機械。
- 請求項92〜95のいずれか1つに記載の機械であって、前記電気モータ(120;320;520;714)のロータ位置は、前記少なくとも2つのモータ巻線(199;399;599)への電流供給を制御及び/又は調整することで決定可能であることを特徴とする機械。
- 請求項96記載の機械であって、前記電気モータ(120;320;520;714)のロータ位置を決定するために、前記少なくとも2つのモータ巻線(199;399;599)の少なくとも一方が前記機械(100;300;500;700)の電源(206;722)から時間間隔tinterruptの間分離可能であり、前記少なくとも2つのモータ巻線(199;399;599)の前記少なくとも1つにおけるCEMF(逆起電力)が前記時間間隔tinterrupt中に測定可能であり、前記ロータ(150;350;550)の実位置は前記測定されたCEMF(逆起電力)から計算することができることを特徴とする機械。
- 請求項97記載の機械において、全てのモータ巻線は、時間間隔tinterruptの間、前記機械(100;300;500;700)の電源(206;722)から同時に分離可能であることを特徴とする機械。
- 請求項97又は98に記載の機械において、前記少なくとも2つのモータ巻線(199;399;599)に印加される電圧は、前記時間間隔tinterruptの開始時又は開始前、或いはCEMF(逆起電力)の測定前において測定可能であり、最低電圧が測定されるモータ巻線(199;399;599)は、所定の電位に接続可能であることを特徴とする機械。
- 請求項99記載の機械において、前記所定の電位は接地であることを特徴とする機械。
- 請求項97〜100のいずれか1つに記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)は、前記時間間隔tinterruptの間、遷移時間ttransientが経過する迄は前記CEMF(逆起電力)の測定を行わないことを特徴とする機械。
- 請求項97〜101のいずれか1つに記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)は、CEMF(逆起電力)を決定するために、前記モータ巻線又は前記所定の電位に接続されていないモータ巻線(199;399;599)で電圧の挙動が測定可能であるように、かつ、前記遷移時間ttransientが、前記モータ巻線(199;399;599)に印加される電圧又は前記所定の電位に接続されていないモータ巻線(199;399;599)の電圧が時間の経過により一定もしくはほぼ一定となるまでの時間tconstantに少なくとも対応するように設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項97〜102のいずれか1つに記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)は、前記時間間隔tinterruptに対して一定値が予め定められるように設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項97〜102のいずれか1つに記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)は、前記時間間隔tinterruptが可変となるように設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項104記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)は、前記時間間隔tinterruptを、この時間間隔tinterruptの間に、モータ巻線に印加される電圧又は前記所定の電位に接続されていないモータ巻線(199;399;599)の電圧がその時間の経過により一定又はほぼ一定とみなせるように予め定めることができるように設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項104又は105記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)は、前記時間tconstantが前記時間間隔tinterruptよりも大きいときは前記時間間隔tinterruptを大きくでき、及び/又は前記時間tconstantが前記時間間隔tinterruptよりも小さい場合は前記時間間隔tinterruptを小さくできるように設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項104〜106のいずれか1つに記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)は、前記時間間隔tinterruptを変更可能で、特に、1回転毎に段階的に大きく又は小さくすることができるように設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項97〜107のいずれか1つに記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)は、前記ロータ(150;350;550)の特定の位置を、CEMF(逆起電力)の測定により決定される前記ロータ(150;350;550)の実際の位置と比較可能であり、前記空間ベクトルパルス幅変調(SVPWM)のフィールド角は前記ロータ(150;350;550)の前記特定の位置と前記実際の位置との間から決定される差に応じて調整可能であるように設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項97〜108のいずれか1つに記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)は、前記少なくとも2つのモータ巻線(199;399;599)の少なくとも1つのモータ電流が0にまで下落した後にのみ前記CEMF(逆起電力)の測定が可能であるように設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項109記載の前記主電源から独立した電源ユニット(206;722)及び前記モータコントローラ(246;724)が1つのユニット(110;720)を形成し、前記ユニット(110;720)が前記機械(100;300;500;700)に着脱自在に接続されることを特徴とする機械。
- 請求項109又は110記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)が接続回路(742)を備え、この接続回路(742)は、前記電気モータ(120;320;520;714)が前記モータコントローラ(246;724)に接続されるまでは、前記モータコントローラ(246;724)のプロセッサ(738)を前記電源ユニット(206;722)には接続しないことを特徴とする機械。
- 先行する請求項のいずれか1つに記載の機械であって、前記電気モータ(120;320;520;714)が3つのモータ巻線(199;399;599)を含むことを特徴とする機械。
- 請求項97〜112のいずれか1つに記載の機械であって、前記外科用機械(100;300;500;700)の回転速度範囲全体(730,732)は、低速回転用の少なくとも1つの低速回転速度範囲(730)と、この少なくとも1つの低速回転速度範囲(730)よりも高速回転用の少なくとも1つの高速回転速度範囲(732)と、に分割され、前記モータコントローラ(246;724)は、前記電気モータ(120;320;520;714)を制御及び/又は調整するための第1制御及び/又は調整方法(A)を前記少なくとも1つの低速回転速度範囲(730)において実行可能であるように設計されており、かつ、前記電気モータ(120;320;520;714)を制御及び/又は調整するための第2制御及び/又は調整方法(B)を、前記少なくとも1つの高速回転速度範囲(732)において実行可能であることを特徴とする機械。
- 請求項113記載の機械であって、前記第1の及び/又は第2の制御及び/又は調整方法(A、B)は、パルス幅変調(PWM)方法であることを特徴とする機械。
- 請求項113又は114記載の機械であって、前記第1の制御及び/又は調整方法(A)は、空間ベクトルパルス幅変調(SVPWM)方法であり、全てのモータ巻線に対して同時に電流供給可能であることを特徴とする機械。
- 請求項113〜115のいずれか1つに記載の機械であって、前記電気モータ(120;320;520;714)が回転速度検出センサを備え、前記モータコントローラ(246;724)が、前記第1の制御及び/又は調整方法(A)が、前記モータコントローラ(246;724)は前記回転速度検出センサにより測定される実回転速度に応じて前記電気モータ(120;320;520;714)に制御信号を与える前記外科用機械(100;300;500;700)の制御及び/又は調整方法であるように設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項116記載の機械であって、前記電気モータ(120;320;520;714)の実回転速度を検出するためにホールシステムが設けられ、前記ホールシステムには回転速度検出センサが含まれることを特徴とする機械。
- 請求項113〜117のいずれか1つに記載の機械であって、前記少なくとも1つの低速回転速度範囲(730)と前記少なくとも1つの高速回転速度範囲(732)との間の回転速度限界値(Dlimit1,Dlimit2)は、変更できないことを特徴とする機械。
- 請求項113〜117のいずれか1つに記載の機械であって、前記少なくとも1つの低速回転速度範囲(730)と前記少なくとも1つの高速回転速度範囲(732)との間の回転速度限界値(Dlimit1,Dlimit2)は、可変であることを特徴とする機械。
- 請求項113〜119のいずれか1つに記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)は、前記第1の制御及び/又は調整方法(A)から前記第2の制御及び/又は調整方法(B)への切り替えが第1のスイッチオーバー回転速度(Dlimit1)で発生し、前記第2の制御及び/又は調整方法(B)から前記第1の制御及び/又は調整方法(A)への切り替えが第2のスイッチオーバー回転速度(Dlimit2)で発生するように設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項120記載の機械であって、前記第1のスイッチオーバー回転速度(Dlimit1)が前記第2のスイッチオーバー回転速度(Dlimit2)以上であることを特徴とする機械。
- 請求項113〜121のいずれか1つに記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)は、前記第1の制御及び/又は調整方法(A)から前記第2の制御及び/又は調整方法(B)への切り替えが、前記少なくとも1つの低速回転速度範囲(730)から前記少なくとも1つの高速回転速度範囲(732)への遷移時に自動的に発生し、その逆もしかりとなるように設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項113〜122のいずれか1つに記載の機械であって、前記電気モータ(120;320;520;714)が3つのモータ巻線(199;399;599)を含むことを特徴とする機械。
- 請求項7〜123のいずれか1つに記載の機械であって、前記機械(100;700)が第1及び第2作動部材(136、138;726,728)を含み、前記モータコントローラ(246;724)が、前記駆動部(120;714)の回転速度が前記第1作動部材(136;726)を作動させることにより前記モータコントローラ(246;724)に設定可能であるよう設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項124記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)が、前記第2作動部材(138;728)の作動によって、前記駆動部(120;714)の時計回り動作から前記駆動部の反時計回り動作への切り替えが生じるように設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項124又は125記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)が、前記駆動部(120;714)が時計回り動作及び/又は反時計回り動作及び/又は振動動作(286)及び/又はピルグリムステップ動作(284)が可能なように設計されており、前記振動動作中においては、前記駆動部(120;714)がその回転方向が、各場合において、等時間で交互に異なる方向に変わるように動作し、前記ピルグリムステップ動作(284)では、前記駆動部(120;714)がその回転方向が交互に異なる方向に変わるように動作し、各場合において、前記駆動部(120;714)が、第1回転方向での動作が第2回転方向での動作よりもある程度長くなるよう作動されることを特徴とする機械。
- 請求項126記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)が、前記機械の時計回り動作又は反時計回り動作から振動動作(286)及び/又はピルグリムステップ動作(284)への切り替え動作のために、前記作動部材(138;728)が少なくとも設定された切り替え時間tzの間連続的に作動可能であるよう設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項126又は127記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)は、時計回り動作又は反時計回り動作から振動動作(286)又はピルグリムステップ動作への切り替えのために前記第2作動部材(138;728)が、前記第1作動部材(136;726)が作動していない間に作動されるように設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項127又は128記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)は、切り替え時間(tz)として2秒〜5秒の範囲の期間が設定可能であるよう設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項126〜129のいずれか1つに記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)は、前記第2作動部材(138;728)が設定された切り替え時間(tz)作動し終えて、もはや作動されていない状態となった後でも、振動動作(286)又はピルグリムステップ動作(284)が維持されるように設計されることを特徴とする機械。
- 請求項126〜130のいずれか1つに記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)は、前記駆動部(120;714)の振動動作(286)又はピルグリムステップ動作(284)から時計回り動作への切り替えが、前記第2作動部材(138;728)を前記設定された切り替え時間(tz)よりも短い期間作動させることにより行われるよう設計されることを特徴とする機械。
- 請求項126〜130のいずれか1つに記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)は、前記駆動部(120;714)の振動動作(286)又はピルグリムステップ動作(284)から反時計回り動作への切り替えが、前記第2作動部材(138;728)を前記設定された切り替え時間(tz)より短い期間作動させることにより行われるよう設計されることを特徴とする機械。
- 請求項126〜132のいずれか1つに記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)は、時計回り動作又は反時計回り動作から振動動作(286)又はピルグリムステップ動作(284)に切り替えた後に、第1作動部材(136;726)の作動後に最初に前記駆動部(120;714)のピルグリムステップ動作への切り替えが発生するよう設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項126〜133のいずれか1つに記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)が、前記第1作動部材(136;726)によって、切り替え回転速度よりも低い回転速度が設定される限り、前記機械(100;700)がピルグリムステップ動作(284)で動作できるよう設計されていることを特徴とする機械。
- 請求項126〜134のいずれか1つに記載の機械であって、前記モータコントローラ(246;724)が、前記第1作動部材(136;726)によって、切り替え回転速度よりも高い回転速度が設定されている場合、前記機械(100;700)がピルグリムステップ動作(284)から振動動作(286)へと切り替え可能であるように設計されていることを特徴とする機械。
- ロータと少なくとも2つのモータ巻線を含んだ電気モータと、前記電気モータを制御及び/又は調整するためのモータコントローラと、を含む外科用機械の制御及び/又は調整方法であって、前記モータコントローラによって空間ベクトルパルス幅変調(SVPWM)方法が実行されることを特徴とする方法。
- 請求項136記載の方法であって、
前記モータコントローラが制御ユニット及び動力ユニットを含むことを特徴とする方法。 - 請求項137記載の方法であって、前記動力ユニットが、前記少なくとも2つのモータ巻線のそれぞれに対して、2つのパワートランジスタをそれぞれ含むことを特徴とする方法。
- 請求項136〜138のいずれか1つに記載の方法であって、前記電気モータがブラシレスDCモータであることを特徴とする方法。
- 請求項136〜139のいずれか1つに記載の方法であって、前記電気モータのロータ位置は、前記少なくとも2つのモータ巻線への電流供給を制御及び/又は調整することで決定されることを特徴とする方法。
- 請求項140記載の方法であって、前記電気モータのロータ位置を決定するために、前記少なくとも2つのモータ巻線の少なくとも一方が前記機械の電源から時間間隔tinterruptの間分離可能であり、前記少なくとも2つのモータ巻線の前記少なくとも1つにおけるCEMF(逆起電力)が前記時間間隔tinterrupt中に測定可能であり、前記ロータの実位置は前記測定されたCEMF(逆起電力)から計算することができることを特徴とする方法。
- 請求項141記載の方法であって、全てのモータ巻線は、時間間隔tinterruptの間、前記機械の電源から同時に分離可能であることを特徴とする方法。
- 請求項141又は142記載の方法であって、前記少なくとも2つのモータ巻線に印加される電圧は、前記時間間隔tinterruptの開始時又は開始前、或いはCEMF(逆起電力)の測定前において測定可能であり、最低電圧が測定されるモータ巻線は、所定の電位に接続可能であることを特徴とする方法。
- 請求項143記載の方法であって、前記所定の電位が接地であることを特徴とする方法。
- 請求項141〜144のいずれか1つに記載の方法であって、前記時間間隔tinterruptの間、遷移時間ttransientが経過する迄は前記CEMF(逆起電力)の測定を行わないことを特徴とする方法。
- 請求項141〜145のいずれか1つに記載の方法であって、CEMF(逆起電力)を決定するために、電圧の挙動がモータ巻線で測定可能であるか、又は、モータ巻線が前記所定の電位に接続されておらず、かつ、前記遷移時間ttransientは、モータ巻線に印加される電圧又は前記所定の電位に接続されていないモータ巻線の電圧が時間の経過により一定もしくはほぼ一定となるまでの時間tconstantに少なくとも対応することを特徴とする方法。
- 請求項141〜146のいずれか1つに記載の方法であって、前記時間間隔tinterruptに対して一定値が予め定められていることを特徴とする方法。
- 請求項141〜147のいずれか1つに記載の方法であって、前記機械の操作中に前記時間間隔tinterruptが変更されることを特徴とする方法。
- 請求項148記載の方法であって、前記時間間隔tinterruptは、この時間間隔tinterruptの間に、モータ巻線に印加される電圧又は前記所定の電位に接続されていないモータ巻線の電圧がその時間の経過により一定又はほぼ一定とみなせるように予め定められていることを特徴とする方法。
- 請求項148又は149記載の方法であって、前記時間tconstantが前記時間間隔tinterruptよりも大きいときは前記時間間隔tinterruptが増加され、及び/又は前記時間tconstantが前記時間間隔tinterruptよりも小さい場合は前記時間間隔tinterruptが減少されることを特徴とする方法。
- 請求項148〜150のいずれか1つに記載の方法であって、前記時間間隔tinterruptが周期的に変更、特に、増加又は減少され、この変更は段階的、特に回転毎になされることを特徴とする方法。
- 請求項141〜151のいずれか1つに記載の方法であって、CEMF(逆起電力)の測定後、のモータラインが前記機械の前記電源に再接続されることを特徴とする方法。
- 請求項141〜152のいずれか1つに記載の方法であって、前記ロータの特定の位置を、CEMF(逆起電力)の測定により決定される前記ロータの実際の位置と比較可能であり、前記空間ベクトルパルス幅変調(SVPWM)のフィールド角は前記ロータの前記特定の位置と前記実際の位置との間から決定される差に応じて調整可能であることを特徴とする方法。
- 請求項141〜153のいずれか1つに記載の方法であって、前記少なくとも2つのモータ巻線の少なくとも1つのモータ電流が0にまで下落した後にのみ前記CEMF(逆起電力)の測定が可能であることを特徴とする方法。
- 請求項136〜154のいずれか1つに記載の方法であって、前記機械への電源供給のために、主電源から独立した電源、特に電池が用いられることを特徴とする方法。
- 請求項155記載の方法であって、前記主電源から独立した電源及び前記モータコントローラが1つのユニットを形成し、前記ユニットは、前記機械を操作させる前に前記機械に接続されることを特徴とする方法。
- 請求項155又は156に記載の方法であって、前記電気モータが前記モータコントローラに接続されるまでは、前記モータコントローラのプロセッサは前記主電源から独立した電源に接続されないことを特徴とする方法。
- 請求項136〜157のいずれか1つに記載の方法であって、3つのモータ巻線を備えた電気モータが使用されることを特徴とする方法。
- 請求項136〜158のいずれか1つに記載の方法であって、前記外科用機械の回転速度範囲全体は、低速回転用の少なくとも1つの低速回転速度範囲と、この少なくとも1つの低速回転速度範囲よりも高速回転用の少なくとも1つの高速回転速度範囲と、に分割され、前記少なくとも1つの低速回転速度範囲において前記空間ベクトルパルス幅変調(SVPWM)方法が実行されることを特徴とする方法。
- 請求項159記載の方法であって、前記外科用機械を制御及び/又は調整する第2の方法であるパルス幅変調(PWM)方法を、前記少なくとも1つの高速回転速度範囲において実行することを特徴とする方法。
- 請求項136〜160のいずれか1つに記載の方法、又は請求項136の前段部に記載の方法、又は請求項136の前段部及び請求項137〜160のいずれか1つに記載の方法であって、前記外科用機械の回転速度範囲全体は、低速回転用の少なくとも1つの低速回転速度範囲と、この少なくとも1つの低速回転速度範囲よりも高速回転用の少なくとも1つの高速回転速度範囲と、に分割され、前記電気モータを制御及び/又は調整するための第1の制御及び/又は調整方法が前記少なくとも1つの低速回転速度範囲で実行され、かつ、前記電気モータを制御及び/又は調整するための第2の制御及び/又は調整方法が前記少なくとも1つの高速回転速度範囲で実行可能されることを特徴とする方法。
- 請求項161記載の方法であって、前記第1の及び/又は第2の制御及び/又は調整方法は、パルス幅変調(PWM)方法であることを特徴とする方法。
- 請求項161又は162記載の方法であって、前記第1の制御及び/又は調整方法が、全てのモータ巻線に対して同時に電流供給可能である空間ベクトルパルス幅変調(SVPWM)方法であることを特徴とする方法。
- 請求項161〜163のいずれか1つに記載の方法であって、センサレス電気モータである電気モータが使用されることを特徴とする方法。
- 請求項161〜163のいずれか1つに記載の方法であって、前記電気モータが回転速度検出センサを備え、前記第1の制御及び/又は調整方法が前記外科用機械の制御及び/又は調整方法であり、モータコントローラが前記回転速度検出センサにより測定される実回転速度に応じて前記電気モータに制御信号を与えることを特徴とする方法。
- 請求項165記載の方法であって、前記電気モータの実回転速度を検出するためにホールシステムが設けられ、前記ホールシステムには回転速度検出センサが含まれることを特徴とする方法。
- 請求項161〜166のいずれか1つに記載の方法であって、前記少なくとも1つの低速回転速度範囲と前記少なくとも1つの高速回転速度範囲との間の回転速度限界値は、前記機会の作動中は変更できないことを特徴とする方法。
- 請求項161〜167のいずれか1つに記載の方法であって、前記少なくとも1つの低速回転速度範囲と前記少なくとも1つの高速回転速度範囲との間の回転速度限界値は、可変であることを特徴とする方法。
- 請求項161〜168のいずれか1つに記載の方法であって、前記第1の制御及び/又は調整方法から前記第2の制御及び/又は調整方法への切り替えが第1のスイッチオーバー回転速度で発生し、前記第2の制御及び/又は調整方法から前記第1の制御及び/又は調整方法への切り替えが第2のスイッチオーバー回転速度で発生することを特徴とする方法。
- 請求項169記載の方法であって、前記第1のスイッチオーバー回転速度が前記第2のスイッチオーバー回転速度以上であることを特徴とする方法。
- 請求項161〜170のいずれか1つに記載の方法であって、前記第1の制御及び/又は調整方法から前記第2の制御及び/又は調整方法への切り替えが、前記少なくとも1つの低速回転速度範囲から前記少なくとも1つの高速回転速度範囲への遷移時に自動的に発生し、その逆もしかりとなるように設計されていることを特徴とする方法。
- 請求項136の前段部、又は請求項136〜171のいずれか1つ、又は請求項136の前段部及び請求項136〜171のいずれか1つ、に記載の方法であって、前記機械は第1及び第2作動部材を有し、前記電気モータの回転速度は、前記第1作動部材を作動させることで前記モータコントローラにより設定されることを特徴とする方法。
- 請求項172記載の方法であって、前記電気モータの時計回り動作から前記電気モータの反時計回りの動作への切り替えは、前記第2作動部材の作動により引き起こされることを特徴とする方法。
- 請求項136〜173のいずれか1つに記載の方法であって、前記機械は時計回り動作及び/又は反時計回り動作及び/又は振動動作及び/又はピルグリムステップ動作で可能なように設計されており、前記振動動作中においては、前記電気モータがその回転方向が等時間で交互に異なる方向に変わるように動作し、前記ピルグリムステップ動作では、前記電気モータがその回転方向が交互に異なる方向に変わるように動作し、各場合において、前記電気モータが時計回りでの動作が反時計回りでの動作よりもある程度長くなっているように作動されることを特徴とする方法。
- 請求項174記載の方法であって、前記機械の時計回り動作又は反時計回り動作から振動動作又はピルグリムステップ動作への切り替え動作のために、前記第2作動部材が少なくとも設定された切り替え時間の間連続的に作動されることを特徴とする方法。
- 請求項174又は175記載の方法であって、時計回り動作又は反時計回り動作から振動動作及び/又はピルグリムステップ動作への切り替えのために前記第2作動部材が、前記第1作動部材が作動していない間に作動されることを特徴とする方法。
- 請求項175又は176記載の方法であって、切り替え時間として2秒〜5秒の範囲の期間が設定されていることを特徴とする方法。
- 請求項175〜177のいずれか1つに記載の方法であって、前記第2作動部材が設定された切り替え時間作動し終えて、もはや作動されていない状態となった後でも、振動動作及び/又はピルグリムステップ動作が維持されることを特徴とする方法。
- 請求項174〜178のいずれか1つに記載の方法であって、振動動作又はピルグリムステップ動作から時計回り動作への切り替えが、前記第2作動部材を前記設定された切り替え時間よりも短い期間作動させることにより行われることを特徴とする方法。
- 請求項174〜178のいずれか1つに記載の方法であって、振動動作又はピルグリムステップ動作から反時計回り動作への切り替えが、前記第2作動部材を前記設定された切り替え時間より短い期間作動させることにより行われることを特徴とする方法。
- 請求項174〜180のいずれか1つに記載の方法であって、時計回り動作又は反時計回り動作から振動動作又はピルグリムステップ動作に切り替えた後に、前記第1作動部材(136;726)の作動後に最初にピルグリムステップ動作への切り替えが発生することを特徴とする方法。
- 請求項174〜181のいずれか1つに記載の方法であって、前記第1作動部材によって、切り替え回転速度よりも低い回転速度が設定される限り、前記機械がピルグリムステップ動作で動作することを特徴とする方法。
- 請求項182に記載の方法であって、前記第1作動部材によって、切り替え回転速度よりも高い回転速度が設定されている場合、前記機械がピルグリムステップ動作から振動動作へと切り替えられることを特徴とする方法。
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