JP7427172B2

JP7427172B2 - 被加工骨保持具

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Publication number: JP7427172B2
Application number: JP2021180966A
Authority: JP
Inventors: 亮輔山添; 嵩平村岡; 秀和辻; 健二井上; 浩次田中; 晃錦織
Original assignee: Fulfil
Current assignee: Fulfil
Priority date: 2021-11-05
Filing date: 2021-11-05
Publication date: 2024-02-05
Anticipated expiration: 2041-11-05
Also published as: WO2023080211A1; JP2023069231A

Description

本発明は、被加工骨保持具に関する。

剥離骨折等を治療するための骨接合術において使用する螺子を、患者の骨から採取した骨片を切削加工することにより作製する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。ここでは、骨片をチャック装置に掴ませた状態で、骨片にバイトを当接させることにより切削加工を行う。この種の切削加工に使用されるチャック装置として、例えば等間隔角度で配設された複数のチャック爪によりワークをセンタリングチャックするワーク保持装置が提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開２００６－２３９８２５号公報特開２０１２－２２８７６６号公報

ところで、螺子を作製するために使用する骨片は、患者への負担を軽減する観点からなるべく少量とすることが要請されている。しかしながら、特許文献２に記載されたワーク保持装置を使用する場合、少なくとも複数のチャック爪により掴む部分を確保できる大きさの骨片が必要となるため、その分、骨の採取量が増えてしまい患者への負担が増大する虞がある。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、患者への負担を軽減できる被加工骨保持具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る被加工骨保持具は、
長尺の柱状であり長手方向に沿って延在する貫通孔が形成された被加工骨を保持する被加工骨保持具であって、
棒状であり長手方向に沿った側壁に第１の雄螺子部が形成されるとともに、前記貫通孔に挿通される挿通部と、棒状であり長手方向における一端部で前記挿通部に連続するとともに、長手方向に直交する断面の面積が前記貫通孔の前記被加工骨の長手方向に直交する断面の面積よりも大きく前記被加工骨を支持する支持部と、を有する基台と、
内壁に前記第１の雄螺子部に螺合する第１の雌螺子部が形成された第１の螺子孔を有し前記挿通部に螺着され前記被加工骨に当接した状態で、前記支持部の前記一端部とともに前記被加工骨を挟持する挟持部材と、を備え、
前記挿通部は、前記挿通部の長手方向における他端部に前記挿通部の長手方向に直交する方向において前記挿通部の長手方向に沿った中心軸から離れる方向へ突出する少なくとも１つの突出部を有し、
前記被加工骨は、前記貫通孔の延在方向における両端部の少なくとも一方の前記貫通孔の内壁に形成された前記少なくとも１つの突出部が係合する係合溝が形成されている。

本発明によれば、基台が、被加工骨の貫通孔に挿通される挿通部と、長手方向に直交する断面の面積が被加工骨の貫通孔の被加工骨の長手方向に直交する断面の面積よりも大きい支持部と、を有する。また、挟持部材が、基台の挿通部に螺着され被加工骨に当接した状態で、支持部とともに被加工骨を挟持する。これにより、被加工骨の側壁を掴むこと無く被加工骨を堅固に保持することができるので、患者から採取すべき被加工骨の量を低減することができ、それ故、患者への負担を軽減することができる。

本発明の実施の形態１に係る切削加工装置の概略図である。実施の形態１に係る被加工骨保持具およびスクロールチャックの斜視図である。実施の形態１に係る被加工骨保持具およびスクロールチャックの図２のＡ－Ａ線における断面矢視図である。実施の形態１に係る被加工骨保持具の図３のＢ－Ｂ線における断面矢視図である。実施の形態２に係る被加工骨保持具およびスクロールチャックの斜視図である。実施の形態２に係る被加工骨保持具およびスクロールチャックの図５のＣ－Ｃ線における断面矢視図である。実施の形態３に係る被加工骨保持具およびスクロールチャックの断面図である。実施の形態３に係る挟持部材を示し、（Ａ）は一部破断した側面図であり、（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＤ－Ｄ線における断面矢視図である。（Ａ）は変形例に係る被加工骨保持具およびチャックの断面図であり、（Ｂ）は他の変形例に係る被加工骨保持具および固定具の断面図である。変形例に係る被加工骨保持具およびスクロールチャックの断面図である。

（実施の形態１）
以下、本実施の形態に係る被加工骨保持具について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態に係る被加工骨保持具は、長尺の柱状であり長手方向に沿って延在する貫通孔が形成された被加工骨を保持する。この被加工骨保持具は、基台と、基台とともに被加工骨を挟持する挟持部材と、を備える。基台は、棒状であり長手方向に沿った側壁に第１の雄螺子部が形成されるとともに、被加工骨の貫通孔に挿通される挿通部と、棒状であり長手方向における一端部で挿通部に連続するとともに、長手方向に直交する断面の面積が前述の貫通孔の被加工骨の長手方向に直交する断面の面積よりも大きい支持部と、を有する。また、挟持部材は、内壁に基台の第１の雄螺子部に螺合する第１の雌螺子部が形成された第１の螺子孔を有し、基台の挿通部に螺着され被加工骨に当接した状態で、基台の支持部の一端部とともに被加工骨を挟持する。

図１に示すように、本実施の形態に係る切削加工装置１０００は、工具１００２が固定されるヘッド１００５と、ヘッド１００５に対向して配置され被加工骨Ｂｏを保持する保持ユニット１００３と、を備える。ここで、工具１００２は、例えば被加工骨Ｂｏに雄螺子部を形成するためのドリルである。また、切削加工装置１０００は、矩形箱状であり側壁の一部に被加工骨Ｂｏを保持する被加工骨保持具１を出し入れするための開口部１０１０ｂが形成されるとともに、内側にヘッド１００５および保持ユニット１００３を収容する筐体１０１０を備える。そして、保持ユニット１００３には、被加工骨Ｂｏを保持する被加工骨保持具１を保持するスクロールチャック１００が設けられている。

スクロールチャック１００は、図２に示すように、回転軸Ｊ０周りに回転可能であり、複数（図２では３つ）のチャック爪１０２と、スクロールチャック本体１０３と、ベース部材１０１と、を有するワーク保持装置である。スクロールチャック本体１０３は、平面視円形状であり、各チャック爪１０２をスクロールチャック本体１０３の径方向に沿って摺動自在に保持し、各チャック爪１０２を径方向に同時に摺動させることにより各チャック爪１０２で被加工骨保持具１をセンタリングチャックする。被加工骨Ｂｏは、長尺の円柱状である。そして、被加工骨Ｂｏには、図３に示すように、その長手方向に沿って延在する貫通孔Ｈ１、Ｈ２が形成されている。ベース部材１０１には、スクロールチャック１００を回転駆動するモータ２０１により回転されるシャフト２０２が挿通される貫通孔１０１ａが形成されている。ここで、シャフト２０２の先端部には、回転軸Ｊ０に沿って延出し被加工骨保持部１の位置決めを行うための位置決めピン２０２ａが設けられている。

被加工骨保持具１は、基台１１と、基台１１とともに被加工骨Ｂｏを挟持する挟持部材１２と、被加工骨Ｂｏの加工後において被加工骨Ｂｏを押し出すための押出部材１３と、を有する。基台１１は、被加工骨Ｂｏの貫通孔Ｈ１、Ｈ２に挿通される挿通部１１３、１１４と、被加工骨Ｂｏを支持する支持部１１２と、スクロールチャック１００によりチャックされる被保持部１１１と、を有する。挿通部１１４は、棒状であり長手方向に沿った側壁に雄螺子部１１４ａが形成されている。挿通部１１３は、挿通部１１４の長手方向における被保持部１１１側に位置する。挿通部１１３、１１４は、それらの長手方向に沿った中心軸Ｊ１がスクロールチャック１００の回転軸Ｊ０と一致する姿勢で配置されている。挿通部１１３は、図４に示すように、断面六角形の柱状である。そして、被加工骨Ｂｏの貫通孔Ｈ２の内壁には、挿通部１１３の６つの角部１１３ａそれぞれが係合する係合溝ＢＴが形成されている。

図３に戻って、支持部１１２は、円柱棒状であり長手方向における一端部で挿通部１１３に連続している。そして、支持部１１２のその長手方向に直交する断面の面積が、被加工骨Ｂｏの貫通孔Ｈ２の被加工骨Ｂｏの長手方向に直交する断面の面積よりも大きい。これにより、挿通部１１３と支持部１１２との間に、被加工骨Ｂｏの貫通孔Ｈ２の端縁が係止される段部１１２ａが形成されている。また、支持部１１２の長手方向に沿った側壁には、雄螺子部１１２ｂが形成されている。

被保持部１１１は、外径が支持部１１２の外径よりも長い円柱状であり、支持部１１２における挿通部１１３側とは反対側の他端側に連続している。被保持部１１１は、前述のスクロールチャック１００の複数のチャック爪１０２によりセンタリングチャックされる。また、被保持部１１１は、その支持部１１２側とは反対側の端面に、前述のシャフト２０２の位置決めピン２０２ａの先端部が嵌入される凹部１１１ａが形成されている。

挟持部材１２は、内壁に挿通部１１４の雄螺子部１１４ａに螺合する雌螺子部１２１ｂが形成された螺子孔１２１ａを有する本体部１２１と、本体部１２１の螺子孔１２１ａの延在方向における一端部からその延在方向に直交する方向で外側へ張り出した外鍔部１２３と、を有する。そして、挟持部材１２が、基台１１の挿通部１１４に螺着され被加工骨Ｂｏに当接した状態で、支持部１１２の挿通部１１３側の一端部に形成された段部１１２ａとともに被加工骨Ｂｏを挟持する。

押出部材１３は、例えばナットであり、支持部１１２の雄螺子部１１２ｂに螺合する雌螺子部１３ｂが形成された螺子孔１３ａを有する。被加工骨Ｂｏの加工後において、押出部材１３を被加工骨Ｂｏの底面に当接させた状態で支持部１１２の長手方向に沿った中心軸周りに回転させることにより、被加工骨Ｂｏを基台１１の挿通部１１４の先端部側へ押し出すことができる。

次に、本実施の形態に係る被加工骨保持具１を用いていわゆるイモ螺子を作製する工程について説明する。まず、被加工骨保持具１に保持される被加工骨Ｂｏを作製する。具体的には、初めに例えば円筒状の刃具を用いて患者から円柱状の骨片を採取する。次に、取り出した骨片の円形の断面に直交する方向に延在する貫通孔（図３のＨ１、Ｈ２）を骨片に穿設する。次に、挿通部１１３の角部１１３ａが嵌入する係合溝ＢＴを形成する。このようにして、被加工骨Ｂｏが作製される。

次に、被加工骨Ｂｏを基台１１の挿通部１１３、１１４に挿通する。このとき、被加工骨Ｂｏの係合溝ＢＴが、挿通部１１３の角部１１３ａに嵌合する。これにより、被加工骨Ｂｏの切削加工時において被加工骨Ｂｏが挿通部１１３、１１４に対して回転軸Ｊ０周りに相対的に回転移動することを防止できる。続いて、挟持部材１２を挿通部１１４に螺合させて被加工骨Ｂｏの端部に当接させることにより基台１１の支持部１１２と挟持部材１２とで被加工骨Ｂｏを挟持する。ここで、挟持部材１２の外鍔部１２３の外径は、例えば被加工骨Ｂｏに雄螺子部を形成するためのドリルのような工具１００２（図１参照）の内径よりも小さく設定されており、工具１００２と干渉しないようになっている。その後、被加工骨Ｂｏを保持した被加工骨保持具１を、その被保持部１１１の凹部１１１ａにスクロールチャック１００の位置決めピン２０２ａの先端部を嵌入させる。次に、スクロールチャック１００のチャック爪１０２により保持させる。このように、被加工骨保持具１の被保持部１１１の凹部１１１ａにスクロールチャック１００の位置決めピン２０２ａの先端部を嵌入させた状態でスクロールチャック１００に保持させることにより、被加工骨Ｂｏの切削加工を繰り返す際の被加工骨Ｂｏの保持位置のばらつきを抑制することができる。続いて、スクロールチャック１００を回転させながら、スクロールチャック１００の回転軸Ｊ０に沿った一方向から工具１００２を被加工骨Ｂｏに近づけて接触させることにより切削加工（螺子切り加工）を行う。このようにして、いわゆるイモ螺子が作製される。

ところで、スクロールチャック１００で被加工骨Ｂｏを掴む場合において、被加工骨Ｂｏの長さが短いと、いわゆる掴み代が十分に確保できずに保持力が低下してしまう。このため、被加工骨Ｂｏの加工中に被加工骨Ｂｏがスクロールチャック１００から外れてしまう虞がある。一方、患者の骨の一部から骨片を採取して例えば骨折治療用の螺子を作製する場合、その螺子の基となる被加工骨Ｂｏの大きさを小さくすることにより、骨片の採取量を少なくすることが患者への負担を軽減する観点から好ましい。これに対して、本実施の形態に係る被加工骨保持具１によれば、基台１１が、被加工骨Ｂｏの貫通孔Ｈ１、Ｈ２に挿通される挿通部１１３、１１４と、長手方向に直交する断面の面積が被加工骨Ｂｏの貫通孔Ｈ２の被加工骨Ｂｏの長手方向に直交する断面の面積よりも大きい支持部１１２と、を有する。また、挟持部材１２が、基台１１の挿通部１１４に螺着され被加工骨Ｂｏに当接した状態で、支持部１１２とともに被加工骨Ｂｏを挟持する。これにより、被加工骨Ｂｏの側壁を直接掴むこと無く被加工骨Ｂｏを堅固に保持することができる。従って、被加工骨Ｂｏの切削加工の加工精度を安定させることができるとともに、被加工骨Ｂｏにいわゆる掴み代に相当する部分が不要となるので、その分、患者から採取すべき被加工骨Ｂｏの量を低減することができ、それ故、患者への負担を軽減することができる。

また、螺子として側壁全体に雄螺子部が形成されたいわゆるイモ螺子を作製する場合、まず、被加工骨Ｂｏにおけるスクロールチャック１００で掴んだ部分以外の部分に雄螺子部を形成した後、被加工骨Ｂｏにおける雄螺子部が形成されていない部分が露出する形で掴み直してから未加工部分を切削加工する必要があり、１つの工程で被加工骨Ｂｏの切削加工を完了することができない。また、被加工骨Ｂｏを掴み直したときに、スクロールチャック１００のチャック爪１０２が雄螺子部に接触するため、雄螺子部が欠損してしまう虞もある。これに対して、本実施の形態に係る被加工骨保持具１によれば、被加工骨Ｂｏを掴み直すことなく前述のイモ螺子を切削加工により作製することができるので、工程数削減によるタクトタイムの短縮、並びに、被加工骨Ｂｏの切削加工時の雄螺子部の欠損を防止することによる歩留まり向上を図ることができる。

また、本実施の形態に係る基台１１の挿通部１１３は、挿通部１１４の長手方向に直交する断面が六角形状である。そして、被加工骨Ｂｏの貫通孔Ｈ２の内壁には、挿通部１１３の角部１１３ａが係合する係合溝ＢＴが形成されている。これにより、被加工骨Ｂｏの中心軸Ｊ１周りの回転が規制されるので、被加工骨Ｂｏの加工精度を高めることができる。

ところで、被加工骨Ｂｏの加工時において、被加工骨Ｂｏの円周方向に生じるトルク負荷により、被加工骨Ｂｏの係合溝ＢＴが挿通部１１３の一部に食い込んでしまう場合がある。この場合、被加工骨Ｂｏの加工後に被加工骨Ｂｏを被加工骨保持具１からスムーズに取り外せなくなる虞がある。そして、この場合に、例えば被加工骨Ｂｏを手で把持して挿通部１１３から無理に引き抜こうとして被加工骨Ｂｏが欠損してしまう虞もある。これに対して、本実施の形態に係る基台１１の支持部１１２には、支持部１１２の長手方向に沿った側壁に雄螺子部１１２ｂが形成されている。そして、押出部材１３が、支持部１１２の雄螺子部１１２ｂに螺着されている。これにより、被加工骨Ｂｏの加工後に押出部材１３を被加工骨Ｂｏの底面に当接させて押出部材１３を支持部１１２の長手方向に沿った中心軸周りに回転させることにより、被加工骨Ｂｏに無理な力を作用させることなく且つ被加工骨Ｂｏを押し出す方向への比較的強い力を発生させることができる。従って、被加工骨Ｂｏの係合溝ＢＴに挿通部１１３の一部が食い込んだ状態となった場合でも、被加工骨Ｂｏに無理な力を作用させることなくその状態を解消することができるので、被加工骨Ｂｏの欠損を抑制できる。

また、本実施の形態に係る基台１１は、支持部１１２に連続し、スクロールチャック１００の複数のチャック爪１０２によりセンタリングチャックされる被保持部１１１を有する。これにより、被加工骨Ｂｏを、被加工骨保持具１を介してスクロールチャック１００に固定することができるので、被加工骨Ｂｏの切削加工に適用できる切削加工装置１０００のバリエーションを増やすことができる。

（実施の形態２）
本実施の形態に係る被加工骨保持具は、基台に設けられ、被加工骨が基台の支持部と挟持部材とで挟持された状態で、被加工骨の側壁に冷却液を供給することにより被加工骨を冷却する冷却液供給部を備える点で実施の形態１に係る被加工骨保持具と相違する。

図５に示すように、本実施の形態に係る被加工骨保持具２は、基台２１と、基台２１とともに被加工骨Ｂｏを挟持する挟持部材１２と、押出部材１３と、を有する。なお、図５において、実施の形態１と同様の構成については図２と同一の符号を付している。基台２１には、矢印ＡＲ１に示すように、被加工骨Ｂｏの側壁に向かって冷却液を吐出することにより冷却液を被加工骨Ｂｏの側壁に供給する冷却液供給部である吐出孔２１１ｂが設けられている。冷却液としては、例えば生理食塩水が採用される。

基台２１は、図６に示すように、被加工骨Ｂｏの貫通孔Ｈ１、Ｈ２に挿通される挿通部１１３、１１４と、被加工骨Ｂｏを支持する支持部１１２と、スクロールチャック１００によりチャックされる被保持部２１１と、を有する。なお、図６において、実施の形態１と同一の構成については図３と同一の符号を付している。被保持部２１１は、外径が支持部１１２の外径よりも長い平面視円形の箱状であり、内側に冷却液を貯留する貯留領域２１１ｃを有する。また、被保持部２１１における支持部１１２側の天壁２１１ｄには、前述の吐出孔２１１ｂが設けられている。また、被保持部２１１の底壁２１１ｅの外面には、シャフト２２０２の先端部に設けられた位置決めピン２２０２ａの先端部が嵌入される凹部２１１ａが形成されている。そして、凹部２１１ａの底には、貯留領域２１１ｃに連通する貫通孔２１１ｆが貫設されている。凹部２１１ａの内壁と位置決めピン２２０２ａの先端部との間には、例えばオイルシール（図示せず）が介在しており水密に維持されている。

ここで、シャフト２２０２および位置決めピン２２０２ａの内部には、冷却液を被保持部２１１の貯留領域２１１ｃ内へ供給するための供給路２２０２ｂが形成されている。この供給路２２０２ｂは、ロータリジョイント２２０３および供給管ＰＩ１を介してポンプ２２０４に接続されている。そして、ポンプ２２０４は、冷却液貯留タンク２２０５に貯留された冷却液を、供給管ＰＩ１、ロータリジョイント２２０３および供給路２２０２ｂを通じて被保持部２１１の貯留領域２１１ｃへ供給する。

本実施の形態に係る被加工骨保持具２を使用した被加工骨Ｂｏの切削加工では、被加工骨Ｂｏが基台２１の支持部１１２と挟持部材１２とで挟持された状態で、吐出孔２１１ｂから被加工骨Ｂｏの側壁へ冷却液を供給しながら被加工骨Ｂｏの切削加工を行う。ここで、被加工骨Ｂｏを切削加工する際に発生する熱は例えば金属を切削加工する際に発生する熱よりも小さいので、比較的少量の冷却液を吐出するだけでも被加工骨Ｂｏの温度上昇を抑制できる。一方、被加工骨Ｂｏの切削加工を行う際に被加工骨Ｂｏの側壁に供給する冷却液の量が多すぎると、逆に被加工骨Ｂｏを形成する組織が損傷してしまう虞がある。従って、吐出孔２１１ｂから被加工骨Ｂｏの側壁へ供給する冷却液の量は、被加工骨Ｂｏの熱による組織の壊死および過度の冷却液供給に起因した組織の損傷を防止できる予め設定された範囲内の量に設定することが好ましい。

ところで、被加工骨Ｂｏの切削加工では、被加工骨Ｂｏを切削する際に発生する熱により被加工骨Ｂｏの温度が上昇してしまい、特に被加工骨Ｂｏの温度が５０℃以上まで上昇すると被加工骨Ｂｏを形成する組織が壊死してしまう虞がある。これに対して、本実施の形態に係る被加工骨保持具２の基台２１には、被加工骨Ｂｏが基台２１の支持部１１２と挟持部材１２とで挟持された状態で、被加工骨Ｂｏの側壁に冷却液を供給する吐出孔２１１ｂが設けられている。これにより、被加工骨Ｂｏの温度上昇を抑制しながら被加工骨Ｂｏを切削加工することができるので、被加工骨Ｂｏを形成する組織の壊死を抑制することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態に係る被加工骨保持具は、挟持部材の構造が実施の形態１に係る被加工骨保持具と相違する。本実施の形態に係る挟持部材は、基台の挿通部の雄螺子部に螺合する雌螺子部が形成された第１の螺子孔を有する本体部と、回転軸が第１の螺子孔の中心軸と一致した状態で配置された第１クラッチと、第１クラッチに噛合する第２クラッチと、第２クラッチに固定された把持部とを有する。そして、把持部により第１クラッチを前述の回転軸周りに回転させるときのトルクが、基準トルクを超えると、第２クラッチが第１クラッチに対して空転する。

図７に示すように、本実施の形態に係る被加工骨保持具３は、基台１１と、基台１１とともに被加工骨Ｂｏを挟持する挟持部材３２と、押出部材１３と、を有する。なお、図７において、実施の形態１と同様の構成については図２と同一の符号を付している。挟持部材３２は、図８（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本体部３２１と、外鍔部１２３と、把持部３２４と、噛み合いクラッチ３２５と、支持部３２７と、付勢部材３２８と、支持部材３２９と、を有する。本体部３２１は、円柱状であり、内側に基台１１の挿通部１１４の雄螺子部１１４ａに螺合する雌螺子部３２１ｂが形成された螺子孔３２１ａを有する。支持部３２７は、長尺の円柱状であり、本体部３２１と連続一体に形成され、長手方向における本体部３２１に連続する一端部とは反対側の他端部に支持部材３２９の一部が嵌入固定される凹部３２７ａが形成された支持部本体３２７１と、支持部本体３２７１の側壁における噛み合いクラッチ３２５に対向する部分から径方向に突出する突起３２７２と、を有する。

噛み合いクラッチ３２５は、把持部３２４の内側に配置され、内側に支持部３２７が挿通される貫通孔３２５１ａが貫設された第１クラッチ部材３２５１と、内側に支持部３２７が挿通される貫通孔３２５２ａが貫設された第２クラッチ部材３２５２と、を有する。第１クラッチ部材３２５１は、円板状であり、厚さ方向における一面側に周方向に沿って複数の係合歯が配設されている。第１クラッチ部材３２５１は、回転軸Ｊ４が本体部３２１の螺子孔３２１ａの中心軸Ｊ５と一致し、回転軸Ｊ４方向へ移動自在な状態で配置されている。また、第１クラッチ部材３２５１の貫通孔３２５１ａの内壁には、第１クラッチ部材３２５１の厚さ方向に延在し、支持部３２７の突起３２７２が嵌入する溝３２５１ｂが形成されている。そして、この溝３２５１ｂには、図８（Ｃ）に示すように、支持部３２７の突起３２７２が嵌入されており、これにより、第１クラッチ部材３２５１の本体部３２１および支持部３２７に対して回転軸Ｊ４周りの回転が規制されている。

第２クラッチ部材３２５２は、円板状であり、厚さ方向における一面側に周方向に沿って複数の係合歯が配設されている。ここで、第２クラッチ部材３２５２は、回転軸Ｊ６が第１クラッチ部材３２５１の回転軸Ｊ４と一致し、複数の係合歯が配設された一面側が第１クラッチ部材３２５１の複数の係合歯が配設された面に対向した姿勢で配置されている。そして、第２クラッチ部材３２５２は、その係合歯が第１クラッチ部材３２５１の複数の係合歯に噛合することにより第１クラッチ部材３２５１と締結する。

付勢部材３２８は、例えば支持部３２７に巻回されたコイルばねであり、第１クラッチ部材３２５１を第２クラッチ部材３２５２へ押し付ける方向へ付勢している。把持部３２４は、有底円筒状であり、底壁に支持部材３２９の一部が挿通される開口部３２４ａが設けられている。この把持部３２４は、開口部３２４ａに挿通される支持部材３２９により枢支されている。また、把持部３２４は、その内側に配置された第２クラッチ部材３２５２に固定されており、第２クラッチ部材３２５２とともにその回転軸Ｊ６周りに回転可能となっている。

ここで、第１クラッチ部材３２５１と第２クラッチ部材３２５２とが締結した状態で、ユーザが把持部３２４を把持して回転させると、これに伴い、支持部３２７および本体部３２１が本体部３２１の螺子孔３２１ａの中心軸Ｊ５周りに回転する。これにより、挟持部材３２が被加工骨Ｂｏに向かう方向へ移動して挟持部材３２を被加工骨Ｂｏに当接させることができる。そして、挟持部材３２が被加工骨Ｂｏに当接した状態で、更に、把持部３２４を回転させようとすると、第２クラッチ部材３２５２の回転トルクが上昇していく。そして、把持部３２４により第２クラッチ部材３２５２を回転軸Ｊ６周りに回転させるときのトルクが、予め設定された基準トルクを超えると、第２クラッチ部材３２５２が第１クラッチ部材３２５１に対して空転する。ここで、基準トルクは、付勢部材３２８により第１クラッチ部材３２５１を第２クラッチ部材３２５２へ押し付ける力により規定される。これにより、挟持部材３２が被加工骨Ｂｏに当接した状態で、挟持部材３２を被加工骨Ｂｏに押し付ける方向へ加わる力を制限することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る被加工骨保持具３によれば、把持部３２４により第２クラッチ部材３２５２を回転軸Ｊ６周りに回転させるときのトルクが、予め設定された基準トルクを超えると、第２クラッチ部材３２５２が第１クラッチ部材３２５１に対して空転し、挟持部材３２が被加工骨Ｂｏに当接した状態で、挟持部材３２を被加工骨Ｂｏに押し付ける方向へ加わる力を制限することができる。これにより、被加工骨Ｂｏを挟持部材３２と基台１１の支持部１１２とで挟持する際の挟持力の大きさを基準トルクに対応する大きさに制限することができるので、被加工骨Ｂｏを必要以上の力で挟持することに起因した被加工骨Ｂｏの破損を抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前述の実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば図９（Ａ）に示すようなチャック５００に被加工骨保持具５が保持されるものであってもよい。なお、図９（Ａ）において、実施の形態１と同様の構成については図３と同一の符号を付している。チャック５００は、ブロック状であり被加工骨保持具５の一部が内側に配置される凹部５０１ａと外壁から凹部５０１ａの内側に連通する少なくとも１つの螺子孔５０１ｂとが形成されたチャック本体５０１と、少なくとも１つの螺子孔５０１ｂそれぞれに螺合し先端部が凹部５０１ａの内側に配置された被加工骨保持具５の一部に当接するチャック螺子５０２と、を備える。また、被加工骨保持具５の基台５１は、チャック５００の凹部５０１ａに嵌入される被保持部５１１を有する。そして、被保持部５１１は、チャック５００の凹部５０１ａに嵌入された状態でチャック螺子５０２により固定される。

或いは、図９（Ｂ）に示すような固定具６００に被加工骨保持具６が固定されるものであってもよい。なお、図９（Ｂ）において、実施の形態１と同様の構成については図３と同一の符号を付している。ここで、固定具６００は、例えば扁平なブロック状であり、厚さ方向に貫通する少なくとも１つの螺子孔６００ａを有する。また、被加工骨保持具５の基台６１は、板状であり、固定具６００における被加工骨保持具６が載置される載置面６００ｂに載置された状態で少なくとも１つの螺子孔６００ａに対応する部分それぞれに螺子孔６１１ａが穿設された被固定部６１１を有する。そして、被加工骨保持具６は、基台６１の被固定部６１１を固定具６００の載置面６００ｂに載置した状態で、被固定部６１１の螺子孔６１１ａに螺着した固定螺子６０３を固定具６００の螺子孔６００ａ，６０１ａに螺合させることにより固定具６００に固定される。

実施の形態２では、被加工骨Ｂｏの側壁に向かって冷却液を吐出することにより冷却液を被加工骨Ｂｏの側壁に供給する吐出孔２１１ｂが基台２１に設けられている被加工骨保持具２の例について説明した。但し、被加工骨保持具に設けられる冷却液供給部の構成はこれに限定されるものではない。例えば図１０に示す被加工骨保持具７のように、基台７１の挿通部７１４の先端部から冷却液を流出し矢印ＡＲ２に示すように被加工骨Ｂｏの側壁へ冷却液を供給するものであってもよい。なお、図１０において、実施の形態２と同様の構成については図８と同一の符号を付している。

ここで、被加工骨保持具７は、基台７１と、基台７１とともに被加工骨Ｂｏを挟持する挟持部材１２と、押出部材１３と、を有する。基台７１は、被加工骨Ｂｏの貫通孔Ｈ１、Ｈ２に挿通される挿通部７１３、７１４と、被加工骨Ｂｏを支持する支持部７１２と、スクロールチャック１００によりチャックされる被保持部７１１と、を有する。そして、基台７１の内部には、貯留領域２１１ｃに貯留された冷却液を挿通部７１４の先端部まで供給するための供給路７１１ｂが形成されている。ここで、供給路７１１ｂは、一端部で被保持部７１１の貯留領域２１１ｃに連通し、他端部が挿通部７１４の先端部で挟持部材１２の螺子孔１２１ａの内側に連通している。

各実施の形態では、被加工骨Ｂｏを患者の骨の一部から採取する例について説明したが、これに限らず、例えばハイドロキシアパタイト・ポリ－Ｌ－乳酸複合材料（ＨＡ－ＰＬＬＡ）のような人工の骨材料から形成されるものであってもよい。また、被加工骨Ｂｏの代わりにタングステンのようなレアメタル或いはダイヤモンドのような高価な材料から形成された被加工物についても適用することができる。

以上、本発明の実施の形態および変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、実施の形態および変形例が適宜組み合わされたもの、それに適宜変更が加えられたものを含む。

本発明は、骨の切削加工を行う切削加工装置に使用される被加工骨保持具として好適である。

１，２,３,５,６,７：被加工骨保持具、１１,２１，５１,６１,７１：基台、１２,３２：挟持部材、１３：押出部材、１３ａ,１２１ａ, ３２１ａ，５０１ｂ，６００ａ，６０１ａ，６１１ａ：螺子孔、１３ｂ,１２１ｂ，３２１ｂ：雌螺子部、１００：スクロールチャック、１０１：ベース部材、１０１ａ,２１１ｆ,３２５１ａ，３２５２ａ，Ｈ１,Ｈ２：貫通孔、１０２：チャック爪、１０３：スクロールチャック本体、１１１,２１１，５１１,７１１：被保持部、１１１ａ,２１１ａ，３２７ａ，５０１ａ：凹部、１１２,３２７，７１２：支持部、１１２ａ：段部、１１２ｂ,１１４ａ：雄螺子部、１１３,１１４,７１３,７１４：挿通部、１１３ａ：角部、１２１，３２１：本体部、１２３：外鍔部、２０１：モータ、２０２,２２０２：シャフト、２０２ａ,２２０２ａ：位置決めピン、２１１ｂ：吐出孔、２１１ｃ：貯留領域、２１１ｄ：天壁、２１１ｅ：底壁、３２４：把持部、３２４ａ，１０１０ｂ：開口部、３２５：噛み合いクラッチ、３２７ａ：凹部、３２８：付勢部材、３２９：支持部材、５００：チャック、５０１：チャック本体、５０２：チャック螺子、６００：固定具、６００ｂ：載置面、６０３：固定螺子、６１１：被固定部、７１１ｂ，２２０２ｂ：供給路、１０００：切削加工装置、１００２：工具、１００３：保持ユニット、１００５：ヘッド、１０１０：筐体、２２０３：ロータリジョイント、２２０４：ポンプ、２２０５：冷却液貯留タンク、３２５１：第１クラッチ部材、３２５１ｂ：溝、３２５２：第２クラッチ部材、３２７１：支持部本体、３２７２：突起、Ｂｏ：被加工骨、ＢＴ：係合溝、Ｊ０，Ｊ４，Ｊ６：回転軸、Ｊ１，Ｊ５：中心軸、ＰＩ１：供給管

Claims

長尺の柱状であり長手方向に沿って延在する貫通孔が形成された被加工骨を保持する被加工骨保持具であって、
棒状であり長手方向に沿った側壁に第１の雄螺子部が形成されるとともに、前記貫通孔に挿通される挿通部と、棒状であり長手方向における一端部で前記挿通部に連続するとともに、長手方向に直交する断面の面積が前記貫通孔の前記被加工骨の長手方向に直交する断面の面積よりも大きく前記被加工骨を支持する支持部と、を有する基台と、
内壁に前記第１の雄螺子部に螺合する第１の雌螺子部が形成された第１の螺子孔を有し前記挿通部に螺着され前記被加工骨に当接した状態で、前記支持部の前記一端部とともに前記被加工骨を挟持する挟持部材と、を備え、
前記挿通部は、前記挿通部の長手方向における他端部に前記挿通部の長手方向に直交する方向において前記挿通部の長手方向に沿った中心軸から離れる方向へ突出する少なくとも１つの突出部を有し、
前記被加工骨は、前記貫通孔の延在方向における両端部の少なくとも一方の前記貫通孔の内壁に形成された前記少なくとも１つの突出部が係合する係合溝が形成されている、
被加工骨保持具。
長尺の柱状であり長手方向に沿って延在する貫通孔が形成された被加工骨を保持する被加工骨保持具であって、
棒状であり長手方向に沿った側壁に第１の雄螺子部が形成されるとともに、前記貫通孔に挿通される挿通部と、棒状であり長手方向における一端部で前記挿通部に連続するとともに、長手方向に直交する断面の面積が前記貫通孔の前記被加工骨の長手方向に直交する断面の面積よりも大きく前記被加工骨を支持する支持部と、を有する基台と、
内壁に前記第１の雄螺子部に螺合する第１の雌螺子部が形成された第１の螺子孔を有し前記挿通部に螺着され前記被加工骨に当接した状態で、前記支持部の前記一端部とともに前記被加工骨を挟持する挟持部材と、を備え、
前記支持部は、前記支持部の長手方向に沿った側壁に第２の雄螺子部が形成され、
内壁に前記第２の雄螺子部に螺合する第２の雌螺子部が形成された第２の螺子孔を有し前記支持部に螺着され、前記被加工骨に当接した状態で前記支持部の長手方向に沿った中心軸周りに回転されることにより前記被加工骨を押し出す押出部材を更に備える、
被加工骨保持具。
長尺の柱状であり長手方向に沿って延在する貫通孔が形成された被加工骨を保持する被加工骨保持具であって、
棒状であり長手方向に沿った側壁に第１の雄螺子部が形成されるとともに、前記貫通孔に挿通される挿通部と、棒状であり長手方向における一端部で前記挿通部に連続するとともに、長手方向に直交する断面の面積が前記貫通孔の前記被加工骨の長手方向に直交する断面の面積よりも大きく前記被加工骨を支持する支持部と、を有する基台と、
内壁に前記第１の雄螺子部に螺合する第１の雌螺子部が形成された第１の螺子孔を有し前記挿通部に螺着され前記被加工骨に当接した状態で、前記支持部の前記一端部とともに前記被加工骨を挟持する挟持部材と、を備え、
前記基台に設けられ、前記被加工骨が前記支持部の前記一端部と前記挟持部材とで挟持された状態で、前記被加工骨の側壁に冷却液を供給することにより前記被加工骨を冷却する冷却液供給部を更に備える、
被加工骨保持具。
前記挟持部材は、
前記第１の螺子孔を有する本体部と、
回転軸が前記第１の螺子孔の中心軸と一致し、前記本体部に対して前記回転軸周りの回転が規制されるとともに、前記回転軸方向へ移動自在な状態で配置された第１クラッチ部材と、
回転軸が前記第１クラッチ部材の回転軸と一致し前記第１クラッチ部材に締結される第２クラッチ部材と、
前記第１クラッチ部材を前記第２クラッチ部材へ押し付ける方向へ付勢する付勢部材と、
前記第２クラッチ部材に固定された把持部と、を有し、
前記把持部により前記第１クラッチ部材を前記回転軸周りに回転させるときのトルクが、前記付勢部材により前記第１クラッチ部材を前記第２クラッチ部材へ押し付ける力により規定される基準トルクを超えると、前記第２クラッチ部材が前記第１クラッチ部材に対して空転する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の被加工骨保持具。
前記基台は、前記支持部の他端部に連続し、複数のチャック爪を有するワーク保持装置の前記複数のチャック爪によりセンタリングチャックされる被保持部を更に有する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の被加工骨保持具。