JP2014517774A - 電動スクリュードライバのための電気ラチェット - Google Patents
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Abstract
【選択図】図6
Description
[0007]1つの態様によれば、本開示は、ユーザによって握持するように構成されるハンドル部を有するドライバハウジングを含むとともに、ハウジング内に配置されるモータを含む電動スクリュードライバシステムを対象とする。モータはステータとロータとを備え、ロータがステータ内に回転可能に配置される。作用端が、回転出力を与えるとともに、ロータに機械的に結合される。電源がモータに電力を供給する。コントローラが、モータ状態を表わす信号を受信するとともに、その受信された信号に基づいて、電気ラチェット能力を与える態様でモータを制御する。
[0014]本開示の態様は、添付図面から最も良く理解されて説明されるとともに、本明細書中の記載によって成文化される。
[0046]ステップ212において、現在の位置と望ましい位置との間のエラー値が予め設定された値xよりも大きい場合、コントローラ154は、ステップ214において、望ましい位置を達成するようにモータに通信する。したがって、ドライバハウジングがドライバ102のコレットおよび駆動工具に対して移動し始めるにつれて、現在の位置と望ましい位置との間のエラー値は、それが予め設定された値xを超えるまで増大する。エラー値がxよりも大きくなると、コントローラ154は、ロータをステータに対する望ましい位置にほぼ維持するために印加されるトルクを効果的にオフセットするのに十分な電力を用いてモータを制御する。これは、必ずしもエラーをゼロにする必要がなく、エラー値の更なる増大を単に制限するまたは制御することを含むだけでもよい。したがって、ユーザがトリガ122を押圧することなくドライバ102を順方向に回転させると、モータがステータに対するロータ位置をほぼ維持し、それにより、骨ネジなどのハードウェアが手動で駆動される。また、xの閾値は微小な程度であってもよいため、相対移動をユーザが感知できない場合がある。1つの実施例では、xの値が相対動作の1°未満に相当する。
Claims (20)
- ユーザによって握持するように構成されるハンドル部を有するドライバハウジングと、
前記ハウジング内に配置されるモータであって、前記モータがステータとロータとを備え、前記ロータが前記ステータ内に回転可能に配置される、モータと、
回転出力を与えるとともに、前記ロータに機械的に結合される作用端と、
前記モータに電力を供給するようになっている電源と、
モータ状態を表わす信号を受信するとともに、その受信された信号に基づいて、電気ラチェット能力を与える態様で前記モータを制御するようになっているコントローラと、
を備える電動スクリュードライバシステム。 - 前記コントローラは、前記ステータに対する前記ロータの位置を示す信号を受信するように構成されるとともに、前記ステータに対する第1の方向の前記ロータの望ましい位置を維持するために前記モータに給電するように構成される請求項1に記載の電動スクリュードライバシステム。
- 前記コントローラは、第1の方向と反対の第2の方向での前記ステータに対する前記ロータの自由回転を許容するように構成される請求項2に記載の電動スクリュードライバシステム。
- ドライバと、別個の制御コンソールとを更に備え、前記ドライバは、前記ドライバハウジングと、前記モータと、前記作用端とを備え、前記別個の制御コンソールが前記コントローラを備え、前記制御コンソールは、前記モータを制御するために前記ドライバと電気的に通信する請求項1に記載の電動スクリュードライバシステム。
- モータ状態を表わす前記信号は、前記ステータに対する前記ロータの位置を示す信号であり、前記コントローラは、前記信号に基づいて前記ロータの位置を決定するように構成される請求項1に記載の電動スクリュードライバシステム。
- 前記信号は、前記モータからの電磁力を示す信号およびロータ検知要素からの信号のうちの1つである請求項5に記載の電動スクリュードライバシステム。
- 前記コントローラは、
前記ステータに対する前記ロータの望ましい位置を定めること、および、
前記ロータを望ましい位置にほぼ維持するためにトルクが前記ロータに抗して第1の方向で印加されるときに前記モータを整流すること、
によって電気ラチェット能力を与える態様で前記モータを制御するように構成されるとともにそのように制御するようになっている請求項1に記載の電動スクリュードライバシステム。 - 前記コントローラは、
トルクが前記ロータに抗して第2の方向で印加されるときに前記ロータの自由回転移動を許容すること、
によって電気ラチェット能力を与える態様で前記モータを制御するように更に構成されるとともにそのように制御するようになっている請求項7に記載の電動スクリュードライバシステム。 - 前記ドライバハウジングおよび前記モータは、外科処置前に前記ハウジングを滅菌するためにオートクレーブ可能である請求項1に記載の電動スクリュードライバシステム。
- モードセレクタと、
前記モータを調整するための入力装置と、
を備え、
前記コントローラは、前記モードセレクタが順方向モードにあるとともに前記入力装置が押圧されないときにラチェットモードで動作するように構成される請求項1に記載の電動スクリュードライバシステム。 - ユーザによって握持するように構成されるハンドル部を有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置されるモータであって、前記モータがステータとロータとを備え、前記ロータが前記ステータ内に回転可能に配置される、モータと、
回転出力を与えるとともに、前記ロータに機械的に結合される作用端と、
を備えるハンドピースドライバと、
前記ハンドピースドライバとは別個の制御コンソールであって、前記ハンドピースドライバと電気的に通信する制御コンソールと、
を備え、
前記制御コンソールは、負荷が前記モータに第1の方向で印加されるときに前記ロータの望ましい相対位置を維持するために前記モータを整流するように構成されるコントローラを備え、前記コントローラは、負荷が前記モータに第2の方向で印加されるときに前記ステータ内の前記ロータの自由回転移動を許容するようにも構成される、
電動スクリュードライバシステム。 - 前記コントローラは、前記ステータに対する前記ロータの位置を示す信号を受信するように構成され、前記コントローラは、前記信号に基づいて前記ロータの望ましい相対位置を決定するように構成される請求項11に記載の電動スクリュードライバシステム。
- 前記信号は、前記モータからの電磁力を示す信号およびロータ検知要素からの信号のうちの1つである請求項12に記載の電動スクリュードライバシステム。
- 前記コントローラは、
前記ステータに対する前記ロータの望ましい相対位置を定める、および、
前記ロータを望ましい相対位置にほぼ維持するためにトルクが前記ロータに抗して第1の方向で印加されるときに前記モータを整流する、
ように構成されてそのようにするようになっている請求項11に記載の電動スクリュードライバシステム。 - 前記ドライバハウジングおよび前記モータは、外科処置前に前記ハウジングを滅菌するためにオートクレーブ可能である請求項1に記載の電動スクリュードライバシステム。
- 前記ハンドピースドライバは、前記ステータに対する実際のロータ位置を表わす信号を発するように構成され、前記制御コンソールは、望ましいロータ位置を定めるように構成されて、前記ハンドピースドライバから前記実際のロータ位置を表わす信号を受信するように構成されるとともに、前記実際のロータ位置が前記望ましいロータ位置から外れる場合を決定するように構成され、前記コントローラは、前記実際のロータ位置が予め設定された閾値量を超えて前記望ましいロータ位置から外れるときに前記モータを整流するように構成される請求項11に記載の電動スクリュードライバシステム。
- スクリュードライバシステムを動作させる方法であって、
ステータに対する開始ロータ位置を推定するステップと、
前記開始ロータ位置にほぼ相当する前記ステータに対する第1の望ましいロータ位置を設定するステップと、
前記ステータに対する前記第1の望ましいロータ位置をほぼ維持して前記ロータに第1の方向で印加される負荷をオフセットするためにモータを整流するステップと、
前記ロータに第2の方向で印加される負荷に応じて前記ステータ内の実際のロータ位置の移動を許容するステップと、
移動されたロータ位置にほぼ相当する前記ステータに対する第2の望ましいロータ位置を設定するステップと、
を備える方法。 - 前記第1の望ましいロータ位置と前記実際のロータ位置との間の差としてエラー因子を決定するステップと、
前記エラー因子が予め定められた閾値を超えるときに前記第1の望ましいロータ位置をほぼ維持するために前記モータを整流する前記ステップを行うステップと、
を備える請求項17に記載の方法。 - 前記第1の望ましいロータ位置と前記実際のロータ位置との間の差としてエラー因子を決定するステップと、
前記望ましいロータ位置がプラスで且つ前記エラー因子がマイナスのとき、または、前記望ましいロータ位置がマイナスで且つ前記エラー因子がプラスのときに、第2の望ましいロータ位置を設定する前記ステップを行うステップと、
を備える請求項17に記載の方法。 - 電気ラチェット能力がアクティブであるかどうかを決定するステップと、
モードセレクタが順方向モードであるかまたは逆方向モードであるかどうかを決定するステップと、
前記実際のロータ位置が前記望ましいロータ位置から自由に動くときに可聴クリックノイズを発するための信号を発生させるステップと、
を更に備える請求項17に記載の方法。
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