JP6445176B2 - 位相組当たりのワイヤ数を増加させ充填比を増加させた外科用器械モーター及び対応の製造方法 - Google Patents
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Description
[0036]ブラシレスセンサレスDCモーターを含んでいる外科用器械が以下に開示されている。本ブラシレスセンサレスDCモーターは、伝統的な外科用器械のモーターよりも、増加されたパワー出力及び/又はトルク、低減された渦電流損失を含む電流損失、低減されたコイル抵抗、増加された充填比(又はコイルスロット充填レベル)、及び低減された発熱を有している。これらの特徴が、ブラシレスセンサレスDCモーターの全体外部寸法を増加させること無しに提供されている。これらの特徴が、固定子支持体構成要素の数を削減し而してモーターハウジングの内部を簡素化しながらに提供されている。ブラシレスセンサレスDCモーターを製造するための例示としての方法も開示されている。
12 ブラシレスセンサレスDCモーター
14 モーターハウジング
16 患者
20、22 外科用器械の部分
24 コレット
26 モーターハウジング
28 コネクタ
30 ケーブル
32 外科用工具
40 ハウジングの一部分
42 積層部
44 ハウジングの内壁
46 モーターの中央部分
48 コイル本体
50 回転子
52 固定子
56 シャフト
58 磁石
60 プレスリング
62 コイル本体の遠位端
64 コイル本体の近位端
70 空洞
80 コイル本体(又は多位相組コイル組立体)
82 ワイヤ
90 ワイヤ
92 フィラメント
94 絶縁層
96 結着層
100 プレス
102 基部
104 圧縮ブロック
106 分離層
108 マンドレル
110、112 穴
118、120、150、152 ピン
130 回転装置
132 取付ブラケット
134 モーター
136 回転チャック
138 制御モジュール
140 計数器
142 ねじ
144 マンドレルの第1端
148 ワイヤ
154 ワイヤ送達システム
156 スプール
157 スプール後テンショナー
158 スプールテンショナー
160 支持体ブラケット
161 ワイヤの第1端
162 結び目
164 テープ
166 シャフト
168 マンドレルの第2端
170 第1のコイル
172 第2のコイル
176 ワイヤの切断端
178 3位相組コイル組立体
179 ワイヤの被覆された端
180 はんだ槽
181 コイルの第1部分
182 コイルの中央
183 コイルの遠位端
184 ワイヤ
184 1回目の保護層の第1部分
185 結束バンド(又はタイラップ)
186 コイルの第2部分
187 コイルの近位端
188 1回目の保護層の第2部分
189 第2の結束バンド
190 保持層
192 熱電対
193 2回目の保護層
194 コイル本体
195 スリーブ
196 プレスの圧縮ブロックの上面
197 プレスの基部の上面
198 プレスの開口部
199 プレスの一方の側
G1、G2 ギャップ
D1、D2 コイル本体の内径
D3、D4 コイル本体の外径
D5、D6 ワイヤの断面直径
T1 絶縁層と結着層の組合せ厚さ
Claims (20)
- 外科用器械のためのモーターであって、
シャフト及び磁石を備える回転子と、
(i)前記回転子が配置されている空洞と、(ii)コイル組立体と、を備える固定子において、
前記コイル組立体は複数の位相組を備え、
前記複数の位相組は複数組のワイヤを備え、前記複数組のワイヤの各組は多数のワイヤを有し、
前記複数の位相組の各組は、複数のコイルを備えていて、前記複数組のワイヤの1組1組に対応し、
前記複数の位相組の各組内の前記コイルは前記回転子の周りのそれぞれの位置に在り、
前記複数組のワイヤの1つの組は少なくとも3本のワイヤを備え、
当該固定子は、前記回転子に、前記複数組のワイヤに受け取られる電流に基づいて前記外科用器械の外科用工具を軸方向に回転させるように仕向ける、
固定子と、
を備えているモーター。 - 請求項1に記載のモーターにおいて、前記複数組のワイヤの各組は3本又はそれ以上のワイヤを備えている、モーター。
- 請求項1に記載のモーターにおいて、前記複数組のワイヤの各組は15本−20本のワイヤを備えている、モーター。
- 請求項1から請求項3の何れか一項に記載のモーターにおいて、
前記コイル組立体は3つの位相組のコイルを備えており、
前記複数の位相組のコイルの各組は2つのコイルを備えており、
前記複数の位相組は前記回転子に対して互いから120°位相外れにあり、
前記複数の位相組内の前記コイルの各々は前記回転子の周りに60°の間隔で均等に分散されており、
前記複数の位相組の各組の前記コイルは互いから180°離間され、前記複数の位相組の各組内の前記コイルが互いに反対側になるようにされている、
モーター。 - 請求項1に記載のモーターにおいて、前記コイルは前記回転子の周りに60°の間隔で均等に分散されている、モーター。
- 請求項1から請求項5の何れか一項に記載のモーターにおいて、前記複数組のワイヤが保護層を用いて圧縮されて剛性構造を提供するので前記コイル組立体は当該コイル組立体内を延びる支持体部材によって支持されていない、モーター。
- 請求項1から請求項6の何れか一項に記載のモーターにおいて、前記複数組のワイヤの各ワイヤの断面直径は0.10mm以上0.12mm以下である、モーター。
- 請求項1から請求項7の何れか一項に記載のモーターにおいて、前記コイル組立体の充填比は58%以上である、モーター。
- 請求項1から請求項7の何れか一項に記載のモーターにおいて、前記コイル組立体の充填比は、前記ワイヤが結着層を備えている場合には58%以上65%以下である、モーター。
- 請求項1から請求項7の何れか一項に記載のモーターにおいて、前記コイル組立体の充填比は、前記ワイヤが結着層を備えていない場合には66%以上74%以下である、モーター。
- 外科用器械であって、
請求項1から請求項10の何れか一項に記載の前記モーターと
前記モーターを備えているモーターハウジングと、
前記モーターハウジングへ接続されていて前記外科用工具の一部分を挿通させているコレットと、
前記モーターへ接続されていて前記複数組のワイヤへ前記電流を供給しているケーブルと、
を備えている外科用器械。 - 外科用器械のためのモーターを製造する方法であって、
複数組のピンを備えるロッドを提供する段階と、
前記複数組のピンに複数組のワイヤを巻き付けて前記ロッド上に複数の位相組を形成してコイル本体を提供する段階であって、前記複数の位相組の各組は、複数のコイルを含んでいて、前記複数組のワイヤの1組1組に対応している、コイル本体を提供する段階であって、前記複数組のワイヤの各組は多数のワイヤを有する、段階と、
前記複数組のピンを前記ロッドから抜去する段階と、
前記コイル本体を圧縮する1回目の段階と、
前記コイル本体の一部分をスリーブに挿入する段階と、
前記複数の位相組を直列に接続する段階と、
前記複数の位相組へ電流を印加して前記複数組のワイヤを融着させる1回目の段階と、
前記コイル本体を圧縮する2回目の段階と、
前記複数の位相組へ電流を印加して前記複数組のワイヤを融着させる2回目の段階と、
前記コイル本体を前記ロッドから取り外す段階と、
前記コイル本体を前記外科用器械のモーターハウジングの中へ挿入する段階と、
を備えている方法。 - 請求項12に記載の方法において、前記複数組のワイヤは、
前記複数の位相組の各組内の前記コイルが前記ロッドの周りのそれぞれの位置に在るようにして、及び、
前記複数組のワイヤの1つの組が少なくとも3本のワイヤを備えるようにして、
前記複数組のピンに巻き付けられる、方法。 - 請求項12又は請求項13の何れか一項に記載の方法において、前記複数組のワイヤを前記複数組のピンに巻き付ける前記段階は、
前記複数組のピンが第1グループのピン、第2グループのピン、及び第3グループのピンを備えているとして、第1組のワイヤを前記第1グループのピンに巻き付けて第1の位相組を形成する段階と、
第2組のワイヤを前記第2グループのピンに巻き付けて第2の位相組を形成する段階と、
第3組のワイヤを前記第3グループのピンに巻き付けて第3の位相組を形成する段階と、
を備えている、方法。 - 請求項14に記載の方法において、前記複数組のワイヤの各組は、(i)前記複数の位相組の各組の前記複数のコイルが前記ロッドに対して互いから180°位相外れになるようにして、及び(ii)前記複数の位相組の各組が前記ロッドに対して互いから120°位相外れになるようにして、前記複数のピンに巻き付けられる、方法。
- 請求項12に記載の方法において、前記複数組のワイヤの各組は、(i)前記複数の位相組の各組の前記複数のコイルが前記ロッドの周りに180°の間隔で互いに反対側に位置付けられるようにして、及び(ii)前記複数の位相組が120°の間隔で前記ロッドの周りに位置付けられるようにして、前記複数のピンに巻き付けられる、方法。
- 請求項12から請求項16の何れか一項に記載の方法であって、更に、
1回目の、前記コイル本体を圧縮する段階に先立って、前記コイル本体へ1回目の保護層を適用する段階と、
1回目の、前記コイル本体を圧縮する段階に続いて前記1回目の保護層を除去する段階と、
1回目の、前記コイル本体を圧縮する段階に続いて前記コイル本体へ2回目の保護層を適用する段階と、
前記コイル本体の当該部分を前記2回目の保護層の対応する部分と一体に前記スリーブに挿入する段階と、
を備えている方法。 - 請求項12から請求項17の何れか一項に記載の方法であって、更に、
2回目の、前記コイル本体を圧縮する段階に続いて、前記コイル本体をプレス内で回転させる段階と、
3回目の、前記コイル本体を圧縮する段階と、
を備えている方法。 - 請求項12から請求項18の何れか一項に記載の方法であって、更に、
前記1回目の、前記複数組のワイヤを融着させる前記段階に先立って、当該複数組のワイヤの1回目の抵抗を測定する段階と、
前記2回目の、前記複数組のワイヤを融着させる前記段階に続いて、当該複数組のワイヤの2回目の抵抗を測定する段階と、
前記1回目の抵抗を前記2回目の抵抗に比較する段階と、
前記1回目の抵抗を前記2回目の抵抗に比較する前記段階の結果に基づいて、前記複数の位相組の1つの組が損傷しているかどうかを判定する段階と、
を備えている方法。 - 請求項12から請求項19の何れか一項に記載の方法であって、更に、
前記コイル本体へ熱電対を適用する段階と、
前記1回目の、前記複数組のワイヤを融着させる前記段階中及び前記2回目の、前記複数組のワイヤを融着させる前記段階中に、前記コイル本体の温度を監視する段階と、
前記温度に基づいて、前記複数の位相組へ供給される電流の量を制御する段階と、
を備えている方法。
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