JP2886656B2

JP2886656B2 - 超音波式カッター

Info

Publication number: JP2886656B2
Application number: JP2280964A
Authority: JP
Inventors: 正彦矢野; 敦司堀内
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1990-10-19
Filing date: 1990-10-19
Publication date: 1999-04-26
Anticipated expiration: 2014-04-26
Also published as: JPH04156845A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、超音波カッターに係り、とくに、整形外科
的疾患の患部を固定するための固定材切断用として好適
な超音波カッターに関する。

〔背景技術〕

骨折，脱臼，捻挫，変形等の整形外科的疾患において
は、患部の固定，支持，保護又は矯正のために、硬化材
として焼石膏を使用するいわゆるギプス（Gyps）或いは
硬化材として合成樹脂を使用するプラスチックキャスト
等の固定材を使用して患部を固定することがなされてい
る。かかる患部の固定は、患部に綿やポリエステル等か
らなる綿状の包帯或いはチューブ状の包帯を巻き、その
上にギプス等の固定材を巻き上げて硬化させることによ
りなされる。

これらの固定材は、その後患部の治療のため、或いは
患部が治癒したため、部分的或いは全面的に切断除去す
る必要がある。かかる場合の、固定材の切断を目的とし
て、動力式カッター，ワイヤーカッター，熱刃式カッタ
ー，及び超音波式カッター等が、従来より種々開発され
実用に供されている。

この内、動力式カッターは、モータの回転運動を往復
運動に変換し、このエネルギーを丸型の鋸刃に伝達して
固定材を切削するものであるが、カッターそのものが重
く、音が煩く、振動が大きく、刃が回転するように見え
るため、術者にも患者にも恐怖感を与えるといった多く
の問題点がある。

また、ワイヤーカッターは、固定材を患部に巻き上げ
る際、予め細いワイヤーをセットしておき、固定材を除
去するときはこのワイヤーの一端を特殊棒にて強制的に
巻き込みながら固定材を線状に破砕するものであるが、
患部により種々のサイズのワイヤーを用意する必要があ
り、ワイヤーが腐食して途中で切断されることがある等
の問題点がある。

熱刃式カッターは、線状又は刃状に形成され電気的に
加熱される熱刃部を固定材に当てることにより樹脂を溶
解ないし分解するものであるが、無機物質からなるギプ
スや高熱性のプラスチックキャストに対しては使用でき
ず、通常のプラスチックキャストに対しても樹脂を溶解
ないし分解する際ガスが発生するため、ガス吸引装置等
が必要となり装置が大型化し高価になるという不都合が
ある。

これに対し、超音波式カッターは、超音波振動子によ
り振動せしめた切刃で固定材を切断するものであるか
ら、上述したような問題点がなく、しかも、切断能力が
大きいため、最近では、比較的多く研究開発されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

超音波式カッターにおいては、切断力が大きいため、
不慮の事故を未然に防止するための工夫が必要である。
例えば、従来例にあっては、切刃と皮膚との間の静電容
量を発振器の発振周波数決定要素として用い、切刃が皮
膚に近付いたときの発振周波数の変化を利用してカッタ
ーの振動を制御する方法等が提案されている。

しかしながら、かかる従来例にあっては、切刃に容量
変化検知用の所定のセンサ部材が必要となり、操作性が
悪くなり或いは装置全体が高価なものとなる等の不都合
が生じ、必ずしも十分なものではなかった。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来例の有する問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、特に、実際の使用に際
し、オペレータがギプス等の切断作業を気楽に且つ効率
よく進行させることのできる安価でしかも操作性の良好
な超音波式カッターを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、棒状の超音波発生器ケースと、この超音波
発生器ケース内に収納され且つ固定された超音波発生器
と、この超音波発生器の一端に前記ケースからその先端
が露出した状態で着脱自在に装着された切刃とを備えて
いる。また、超音波発生器ケース内に、先端部に切刃が
出没可能な貫孔を有する透明部材からなる刃カバーを当
該ケースの長手方向に沿って往復移動可能に装備してい
る。そして、超音波発生器ケースを、縦断面で二分割可
能な同一形状の一方と他方のケースから構成し、切刃の
刃背に当たる側のケースの所定箇所に、超音波発生器の
電源投入用のスイッチを設けるとともに、他側のケース
のスイッチに対向する部分に、刃カバーを切刃の刃先方
向へ付勢するバネ手段に抗して刃カバーが超音波発生器
ケース内に没入する長さを調整するための刃カバー調整
手段を設ける、という構成を採っている。これによっ
て、前述した目的を達成しようとするものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第10図に基づ
いて説明する。

第１図には、本発明の一実施例である超音波式カッタ
ーの外観が示されている。

この第１図に示す実施例の超音波式カッター１は、棒
状（具体的には、ペンの形状）の超音波発生器ケース２
と、この超音波発生器ケース２内に収納された後述する
超音波発生器３の一端（第１図における右端）に止めネ
ジ31を用いて着脱自在に装着された切刃４とを備えてい
る。

前記超音波発生器ケース２は、一方のケース2Aと他方
のケース2Bとの上下二部分に分割可能な構造となってい
る。即ち、これらのケース2A,2Bは、全く同一の形状を
有しており、タッピングネジ50,50,……により締め付け
られ一体化されている。前記切刃４は、後述するように
して超音波発生器ケース２の長手方向に沿って往復移動
可能に該超音波発生器ケース２内に装備された刃カバー
26に覆われている。この刃カバー26は、透明部材から構
成され、先端部に前記切刃４が出没可能な貫孔27が設け
られている。またこの刃カバー26の止めネジ31,31に対
応する部分には、略長方形状の開口部26Aが設けられ、
この開口部26Aを介してドライバーを挿入することによ
り、容易に止めネジ31,31を締め付けたり緩めたりでき
るようになっている。更に、この刃カバー26の先端の形
状は、第４図に示すように、円弧状に形成され、また、
貫孔27の周囲にも丸み部27Aが形成されている。このた
め、本実施例では、該刃カバー26は、ギプス等の表面に
押し付けられた際に、引っ掛かりが少なく滑り易くなっ
ている。

前記切刃４としては、本実施例では、第１図の下側及
び先端部に刃が形成されたものが使用されており、この
切刃４はホーンの先端面に形成された図示しない深溝内
に挿入され、前述した止めネジ31,31で強固に固定され
ている。

第１図において、符号43は後述するスイッチを構成す
る上部部品を示し、符号23は後述するカバー調整手段を
構成するカバー調整ツマミを示す。また、符号53は給電
用のリードワイヤを、符号54は該リードワイヤ53を保持
するブッシュを示す。

第２図には、第１図における上側のケース2Aを取り外
し、リードワイヤ等を省略したケース内の状態が示され
ている。この図において、ケース2B内には、前述の如く
超音波発生器３が収納されている。この超音波発生器３
は、超音波変換器５と、この超音波変換器５にブースタ
ー６を介して連結されたホーン７とを含んで構成されて
いる。

これを更に詳述すると、超音波変換器５は、順次に配
設されたアルミブロック8,電極9A,一方のセラミック振
動子10,電極9B,他方のセラミック振動子11から構成され
ており、これらは、図示しないボルトにより、アルミブ
ロック８側の端面からブースター６に締め付けられ固定
されている。即ち、セラミック振動子10,11は電極9A,9B
を介してアルミブロック８とブースター６とにより挟持
され、いわゆる内周締め形ボルト締めランジュバン振動
子が構成されている。ここで、ブースター６は、超音波
変換器５で発生した超音波振動を増幅してホーン７に伝
達する機能を有する。

前記ホーン７は、一端に小径部7Aが設けられ、他端に
大径部7Bが設けられるとともに、両者の中間部7Cがほぼ
エクスポネンシャル形に形成された形状のものが使用さ
れている。そして、このホーン７は、ブースター６の図
における右側に植え込みボルト20により固定されてい
る。また、このホーン７の大径部7Bと中間部7Cとの境目
の部分は、超音波変換器５で発生する超音波（定在波）
の振幅ゼロの位置に相当し、この部分に当該ホーンを超
音波発生器ケース２に固定するためのフランジ12が一体
的に設けられている。そして、このフランジ12の下半分
の部分は、ケース2Bの内周面に第３図に示すように形成
された凹溝32に嵌合した状態となっている。また、この
フランジ12の上半分の部分は、ケース2Aの内周面に同様
に形成された凹溝に嵌合し得るようになっている。即
ち、このフランジ12を、ケース2A側の凹溝とケース2B側
の凹溝32とで挟持せしめ、タッピングネジ50,50,……を
締め付けて両ケース2A,2Bを一体化させることにより、
超音波発生器３の超音波発生器ケース２への固定がなさ
れる構造となっている。

第２図ないし第３図において、符号33は後述するスイ
ッチに接続するリード線を通すための溝を示し、また、
符号34,35は、両ケース2A,2Bを一体化するためのタッピ
ングネジ用の穴である。これらの、穴34,35の断面形状
が第10図に示されている。ケース2Bの第１図における下
端面には、第３図に示すように、断面円形の貫孔36Bが
形成されており、この貫孔36Bに対向するケース2Aの部
分には、同様の貫孔36Aが形成されている（第８図参
照）。

前記電極9A,9Bは、実際には、超音波発生器ケース２
の後端から外方に導出されたリードワイヤ53を介して、
図示しない公知の発振回路に接続されており、この発振
回路により通電されてセラミック振動子10,11が超音波
を発生する（電気的振動を機械的振動に変換する）よう
になっている。

超音波発生器ケース２を構成する第１図における上側
のケース2Aには、第５図に示すように、スイッチ28が設
けられ、下側のケース2Bには、刃カバー調整手段40が設
けられている。

ここで、この刃カバー調整手段40の構成について、第
６図に基づいて説明する。この図において、ケース2Bに
形成された前述した貫孔36B内に、上端面にドック板21
が一体的に取り付けられたスタッド22が上方から挿通さ
れ、このスタッド22のケース2Bから下方に突出した部分
に、該スタッド22の脱落防止を兼ねた刃カバー調整ツマ
ミ23が下方から係合され、該刃カバー調整ツマミ23はネ
ジ37を用いてスタッド22に固定されている。このため、
スタッド22は、ドック板23と一体的にその中心軸を中心
に回動可能に構成されている（第７図参照）。このよう
にして、刃カバー調整手段40は、構成されている。

前記ドック板23としては、第７図に示すようにいわゆ
る接線カム形状のものが使用されており、このドック板
23が偏心カムとして機能し得るように、スタッド22中心
からドック板21の外縁までの距離は、第７図に示すよう
に設定されている。

前記超音波発生器ケース２の内部には、第２図或いは
第５図に示すように、当該超音波発生器ケース２の長手
方向に沿って往復移動可能にスプリングリテーナ（バネ
受け）24が装備されており、このスプリングリテーナ24
の背面（第５図における左端面）が、前記ドック板23に
当接した状態となっている。また、スプリングリテーナ
24の正面（第５図における右端面）側には、バネ手段と
してのスプリング25が収納されており、このスプリング
25の刃先側には、当該超音波発生器ケース２の長手方向
に沿って往復移動（第２図，第５図矢印A,A′参照）可
能に前述した刃カバー26が装備されている。そして、こ
の刃カバー26は、ケース2Bの先端面に形成された内側フ
ランジ38により、ケース2Bからの脱落が防止された構造
となっている。同様に、ケース2Aの先端面にも内側フラ
ンジが形成されており、ケース2A,2Bを一体化させた時
には、リング状の内側フランジが構成されるようになっ
ている。このため、本実施例では、スプリング25が最大
に延びた状態（第２図二点鎖線参照）では、刃カバー26
は、超音波発生器ケース２の先端からの突出量が最大と
なり、この時、刃カバー26の先端は切刃４の先端より幾
分外方に突出して切刃４を完全に収納するようになって
おり、また、スプリング25の最大圧縮状態（第２図の実
線参照）では、刃カバー調整手段を構成するドック板21
の第５図における右端面に規制されて定まる量だけ、刃
カバー26は、フロントケース２内に没入するようになっ
っている。換言すれば、切刃４が刃カバー26先端から外
部に露出する部分の長さ即ち，刃の有効長さは、ドック
板21の右端面のスタッド22中心からの距離（1₁，1₂，
1₃，1₄等）に応じて定まるようになっている。

前記スイッチ28は、図示しないスイッチ回路を開閉す
るためのものであり、このスイッチ28は、第８図に示す
ように、ケース2Aの上面に形成された貫孔36A内に下方
から挿通された第９図に示すような形状の絶縁座41と、
この絶縁座41の上方から当該絶縁座41の中央に設けられ
た貫孔41A内に一端が挿通され他端にフランジ部42Aを有
する棒状部材から成るスイッチノブ42と、該フランジ部
42Aが嵌合する凹溝をその上面に有するスイッチ上部部
品43とを含んで構成されている。これを更に詳述する
と、前記絶縁座41には、リード線挿通用の溝部41B,41C
が、第９図に示すように形成されている。そして、この
溝部41B,41Cにリード線51,52を挿通し、このリード線5
1,52のそれぞれの一端が絶縁座41のケース外突出端に半
田付けされている。これに対応して、可動接点を構成す
るリング状の導体44が上部部品43の下面に設けられ、こ
の導体44とケース2Aとの間には、上部部品43を外方に付
勢するスプリング45が介装されている。一方、スイッチ
ノブ42の他端（ケース内突出端）には、スナップリング
46が一体的に装着されており、当該スイッチノブ42の脱
落が阻止されている。このようにして、スイッチ28は構
成され、スイッチノブ42の先端が下方に押圧されると、
スプリング45に抗してスイッチノブ42,上部部品43,導体
44が下方に移動して、導体44が両リード線51,52間を電
気的に接続するようになっている。このため、本実施例
では、スイッチノブ42の先端を下方に押している間だ
け、回路が閉じ、超音波発生器３に電源が投入される構
造となっている。

上述のように構成された、本実施例の超音波式カッタ
ー１を用いて、ギプス等を切断する場合には、予め、刃
カバー調整ツマミ23によりスタッド22及びドック板21を
一体的に回転させ、刃カバー26の先端からの切刃４の露
出長さの調整を行い、その後、当該超音波式カッター１
の超音波発生器ケース２をペンを持つように握り、刃カ
バー26の先端をギプス等の表面に押し当て、人指し指で
スイッチノブ42を押すことにより、超音波発生器３が超
音波を発生し、この超音波振動により、切刃４が上下に
振動を開始し、この振動により切刃４がギプス等に食い
込み、刃カバー26が最大限超音波発生器ケース２内に没
した時（この時が、切刃４の露出長さが、ギプスの厚さ
と略等しくなっている）に、当該超音波式カッター１を
術者の手前側に引くことにより、極く容易にギプス等の
切断が行われる。

以上説明した本実施例によると、刃カバー26の先端か
らの切刃４の露出長さの調整が、刃カバー調整ツマミ23
を用いてスタッド22及びドック板21を回転させるだけ
で、極く容易にできるので、ギプス等の固定材の厚さに
合わせて切刃４の露出部の長さを調整するだけで、あと
は、ギプス等の切断作業の方向等僅かな気配りをするだ
けで比較的円滑に且つ能率よく作業を進めることが可能
となり、しかも、スイッチノブ42を押している間だけ、
超音波発生器３に電源が投入されるようになっているの
で、電源が入りっぱなしのものと比べて、安全性，信頼
性の向上が図られたものとなっており、スイッチノブ42
が刃と反対側の面に設けられているので、操作が容易で
ある。また、刃カバー26が透明部材で構成されているこ
とから、切断作業中に切断箇所及び内部の切刃４の様子
が直接目視にて常に確認できるので、その意味でも術者
及び患者に不安を与えない構造となっており、切刃４の
固定が緩む等の異常が発生した場合にも即座に対応する
ことが可能となっている。また、非使用時には、スプリ
ング25の機能により、刃カバー26が刃先方向に付勢さ
れ、これにより切刃４が刃カバー26に覆われるので、刃
先が術者の手等に触れにくいようになっている。更に
は、刃カバー26の先端形状が円弧状であるとともに、刃
カバー先端の貫孔27に丸み部27Aが形成されているた
め、ギプス等の表面に押し付けられた場合に、滑りやす
く操作が円滑であり、刃カバー26の止めネジ31に対応す
る部分に開口部26Aが設けられているので、この部分に
ドライバー等を差し込むことにより止めネジ31を緩めた
り締めたりすることができ、切刃４の取り外しが容易で
ある。また、超音波発生器ケース２が全く同形の二部
分，即ちケース2A,2Bから構成されているので、型代が
安価である。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成され機能するので、これに
よれば、刃カバー調整手段を用いてバネ手段に抗して刃
カバーがケース内に没入する長さを調整することができ
るので、結果的に刃カバーの先端からの刃の露出部の長
さを容易に調整することができ、刃の露出部の長さをギ
プス等の固定材の厚さに合わせて調整するだけで、効率
よく切断作業を継続することができ、また、刃カバーが
透明部材で構成されていることから、切断作業中に切断
箇所及び内部の刃の様子が直接目視にて常に確認できる
ので、その意味でも術者及び患者に不安を与えない構造
となっており、特に、超音波発生器ケースを縦断面で二
分割可能な全く同一形状の２つのケースから構成したこ
とから、部品点数の軽減，製作工程を数工程削減するこ
とが可能となり、型費の低減をも図ることができ、更に
は、刃部の刃の背に当たる部分に超音波発生器の電源投
入用のスイッチが設けられているので、操作性が良好で
あるという従来ない優れた超音波式カッターを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるカッターの外観を示
す図、第２図は第１図の上側のケースを取り除くととも
に一部省略した内部の状態を示す説明図、第３図は第１
図の下側のケースの先端部近傍を示す説明図、第４図は
刃カバーの形状を示す説明図、第５図は第１図のカッタ
ーの先端部の内部構造を示す説明図、第６図は第５図の
円Ｃ付近を拡大して示す説明図、第７図はドック板の形
状及び動きを説明するための図、第８図は第５図の円Ｄ
付近を拡大して示す説明図、第９図は絶縁座の形状を示
す斜視図、第10図は第３図のＸ−Ｘ線に沿った断面図で
ある。２……超音波発生器ケース、2A……一方のケース、2B…
…他方のケース、３……超音波発生器、４……切刃、25
……バネ手段としてのスプリング、26……刃カバー、27
……貫孔、28……スイッチ、40……刃カバー調整手段。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61F 15/02 B26B 7/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】棒状の超音波発生器ケースと、この超音波
発生器ケース内に収納され且つ固定された超音波発生器
と、この超音波発生器の一端に前記ケースからその先端
が露出した状態で着脱自在に装着された切刃とを備え、前記超音波発生器ケース内に、先端部に前記切刃が出没
可能な貫孔を有する透明部材からなる刃カバーを当該ケ
ースの長手方向に沿って往復移動可能に装備し、前記超音波発生器ケースを、縦断面で二分割可能な同一
形状の一方と他方のケースから構成し、前記切刃の刃の
背に当たる側のケースの所定箇所に、超音波発生器の電
源投入用のスイッチを設けるとともに、他側のケースの前記スイッチに対向する部分に、前記刃
カバーを前記切刃の刃先方向へ付勢するバネ手段に抗し
て前記刃カバーが前記超音波発生器ケース内に没入する
長さを調整するための刃カバー調整手段を設けたことを
特徴とする超音波式カッター。