JP7495342B2 - 外科用バー - Google Patents

Description

本発明は、外科用バーに関する。

外科手術用の医療器具の一つに、骨手術用器械に用いられる外科用バー（surgical burs）が知られている（特許文献１～３）。外科用バーは、軸部と、軸部の先端に設けられ多数の刃が形成された切削部とを備える。多数の刃は、骨等の組織を切除する切刃として形成され、軸部は、ハンドピース等の駆動軸に固定される。そして、外科手術中においては、駆動軸を作動させて外科用バーを回転させながら、除去したい組織に切削部を押し当てることで、回転する切刃により組織を切削する。
このような外科用バーは、例えば、整形外科手術、神経外科手術、脊椎外科手術及び喉外科手術、等の各種の手術、又は組織の一部を選択的に除去する術式に用いられている。

特表２０１３－５０２９４３号公報 特表２０１６－５２７００３号公報 特表２０１９－５３１１４０号公報

上記の特許文献１～３のように、円滑な外科手術を遂行するため、種々の工夫を凝らした外科用バーが提案されている。外科用バーにおいては、種々の手術場面に的確に対応するため、切削部の高い切削性能と、術中の正確な操作性とを兼ね備えることが求められている。例えば、切削部を骨に押し当てた際に生じる跳ね返りは、正確な外科手術の遂行のため十分に抑制する必要があるが、この跳ね返りの抑制は、切削性能とのトレードオフの関係になりやすく、更なる改良が要望されている。そのため、術者が扱い易く、より高い切削性能を備えた外科用バーの開発が急務となっている。

そこで本発明は、操作性を向上しつつ安全性と切削性能とを更に向上させ、より正確な切削を可能にする外科用バーを提供することを目的とする。

本発明に係る外科用バーは、下記の構成からなる。
回転軸線を中心に回転される軸部と、前記軸部の先端に設けられたボール状の切削部と、を有する外科用バーであって、
前記切削部は、
当該切削部の軸方向先端側に設けられ、ダイヤモンド砥粒が付着した砥粒部と、当該砥粒部から前記切削部の軸方向後端側に向けて形成された切刃部と、
を備え、
前記切刃部の軸方向先端側の部位は、
前記回転軸線に垂直な面に沿って形成される平坦面と、
前記平坦面の平面視中心部において、前記平坦面から軸方向外側へ突出する突起と、
を有し、
前記砥粒部は、前記平坦面及び前記突起の表面上に前記ダイヤモンド砥粒が付着されてなる、
外科用バー。

本発明によれば、操作性を向上しつつ安全性と切削性能とを更に向上させ、より正確な切削が可能となる。

図１は、外科手術システムの概略構成図である。 図２は、外科用バーの構成図である。 図３は、外科用バーの切削部の斜視図である。 図４は、外科用バーの切削部の正面図である。 図５は、外科用バーの切削部の側面図である。 図６は、砥粒部にダイヤモンド砥粒を付着させる前の状態の切削部の斜視図である。 図７は、砥粒部にダイヤモンド砥粒を付着させる前の状態の切削部の正面図である。 図８は、砥粒部にダイヤモンド砥粒を付着させる前の状態の切削部の側面図である。 図９は、切削部の軸方向先端の一部拡大斜視図である。 図１０は、図９に示すＸ－Ｘ線に沿った断面図である。 図１１は、外科用バーの切削部の側面図である。 図１２は、図１１に示す切削部のＡ－Ａ線に沿った断面図である。 図１３は、図１１に示す切削部のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。 図１４は、図１１に示す切削部のＣ－Ｃ線に沿った断面図である。 図１５は、図１１に示す切削部のＤ－Ｄ線に沿った断面図である。 図１６は、切削部を切削対象に垂直に押し当てた様子を示す説明図である。 図１７は、外科用バーを傾斜させて切刃部の軸方向後端側を切削対象に押し当てながら切削する様子を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
ここでは、本発明に係る外科用バーを用いる医療機器として、骨手術器械である外科手術システムを例示するが、これに限らず歯科用等の他の用途の医療機器であってもよい。

＜外科手術システム＞
図１は、外科手術システム１００の概略構成図である。
外科手術システム１００は、コントロールユニット１０１と、ハンドピース１０３と、ハンドピース１０３をコントロールユニット１０１に接続する接続ケーブル１０５と、フットスイッチ１０７と、を含んで構成される。

ハンドピース１０３は、アタッチメント１０３ａと把持部１０３ｂとを備える。ハンドピース１０３の先端のアタッチメント１０３ａには、外科用バー１０が着脱自在に取り付けられている。ハンドピース１０３の把持部１０３ｂには、外科用バー１０を回転駆動する不図示のエアモータ又は電気モータ（電動機）等の動力源が設けられる。その動力源は、コントロールユニット１０１に接続されたフットスイッチ１０７によって回転又は回転停止される。コントロールユニット１０１は、ハンドピース１０３による駆動を制御する。

＜外科用バー＞
図２は、外科用バー１０の構成図である。
外科用バー１０は、回転軸線Ｌに沿った棒状の軸部１３と、軸部１３の一方の先端に設けられたボール状の切削部１１とを有する。ここでいうボール状とは、外科用バー１０を、回転軸線Ｌを中心に回転させた場合に、切削部１１に形成される刃先を包絡した曲面の形状が、回転軸線Ｌを中心とする球又は回転楕円体の表面形状を含むことを意味する。
この外科用バー１０は、ステンレス鋼、超硬合金（タングステンカーバイド）等の硬質材料によって形成される。軸部１３の切削部１１と反対側の基端には、ハンドピース１０３の回転軸に固定される接続部１５が設けられる。回転軸に固定された外科用バー１０は、ハンドピース１０３の回転駆動によって切削部１１と軸部１３とが回転軸線を中心に回転される。

この外科手術システム１００では、術者がハンドピース１０３を持ちながらフットスイッチ１０７を操作することで、外科用バー１０を高速回転させる。そして、術者が外科用バー１０の切削部１１を所望の除去部位に押し当てたままハンドピース１０３を動かすと、回転する切削部１１によって当該除去部位を切削できるようになっている。

＜切削部の構成＞
次に、切削部１１の構成について説明を行う。
以下の説明では、外科用バー１０の切削部１１は、軸部１３との接続部を軸方向後端、この接続部側を後端側といい、軸部１３とは反対側の端部を先端又は軸方向先端、この端部側を先端側という。また、軸部１３の軸方向をＸ方向、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向とする。そして、同一の部材又は同一の部位に対しては、同一の符号を付与することで、その説明を省略、又は簡単にする。

図３は、外科用バー１０の切削部１１の斜視図、図４は、外科用バー１０の切削部１１の正面図、図５は、外科用バー１０の切削部１１の側面図である。
図３、図４、図５に示すように、切削部１１は、軸方向先端側にダイヤモンド砥粒が付着した砥粒部１１Ａと、砥粒部１１Ａから切削部１１の軸方向後端側に向けて形成された切刃部１１Ｂとを備える。

砥粒部１１Ａは、その表面に多数のダイヤモンド砥粒Ｄが電着等により付着されている。本構成の砥粒部１１Ａの外周面は、概ね曲面状に形成されている。

一方、切刃部１１Ｂはダイヤモンド砥粒Ｄが付着されておらず、砥粒部１１Ａから連続して複数の刃が配置されて構成される。本構成の切刃部１１Ｂは、図４に示す第１切削刃ＢＬ１、第２切削刃ＢＬ２、第３切削刃ＢＬ３、第４切削刃ＢＬ４の４枚の切削刃を有している。

つまり、切削部１１が回転軸線Ｌを中心に回転した場合に、切刃部１１Ｂの切削刃の刃先を包絡した曲面と、砥粒部１１Ａのダイヤモンド砥粒Ｄの外周面とが連続しており、刃先を包絡した曲面とダイヤモンド砥粒Ｄの外周面とが、１つのボール状の外周面となる。

＜砥粒部＞
次に砥粒部１１Ａについて説明する。
図６、図７、図８は、砥粒部１１Ａにダイヤモンド砥粒Ｄを付着させる前の状態の切削部１１の斜視図、正面図、側面図である。図６、図７、図８のそれぞれは、ダイヤモンド砥粒Ｄを付着させた状態の図３、図４、図５に対応している。
ダイヤモンド砥粒Ｄを付着させる前の切削部１１は、図６、図７、図８に示す形状に加工がされている。すなわち、切削部１１は、図６に示すように、切刃部１１Ｂよりも先端側の部位が、平坦面１６と突起１７とを有するように加工されている。

本実施形態の外科用バー１０は、回転軸線Ｌを軸に回転運動する。ダイヤモンド砥粒Ｄを付着させる前の平坦面１６は、その回転軸線Ｌに垂直な面に沿って形成されている。換言すると、平坦面１６は、回転軸線Ｌに平行な方向を法線方向とする平面に沿っている。また、突起１７は、切削部１１のボール形状の半径よりも小さい半径の球状曲面を有する。

また、図７、図８に示すように、回転軸線Ｌは球状曲面の中心、すなわち、球状曲面の突出した頂点を通過し、球状曲面を取り囲むように環状の平坦面１６が形成される。これら突起１７及び平坦面１６の表面上にダイヤモンド砥粒Ｄを付着させることにより、前述した砥粒部１１Ａが形成される。つまり、ダイヤモンド砥粒Ｄが付着した砥粒部１１Ａの外縁形状は、回転中心となる回転軸線Ｌの部位に頂部を持つ曲面形状を呈する。

上記のように、切削部１１の軸方向先端側に平坦面１６及び突起１７を設けることにより、ダイヤモンド砥粒Ｄを平坦面１６と突起１７との双方に付着させ、これにより、ダイヤモンド砥粒Ｄが突起１７に沿ったドーム状に設けられる。突起１７の外周に設けた平坦面１６は、ドーム状に盛り上がったダイヤモンド砥粒Ｄの外周縁の部分を支持するように配置される。そのため、砥粒部１１Ａにおけるダイヤモンド砥粒Ｄの外周縁の部分を、高い接合強度で切削部１１側に付着させることができ、ダイヤモンド砥粒Ｄの欠落を効果的に防止できる。

ここで、環状の平坦面１６の径方向幅は、図７に示すリードギャッシュＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４による溝（詳細は後述）が形成された部位の幅Ｗが、最小の幅となる。

平坦面１６の幅は、ダイヤモンド砥粒Ｄの平均粒径に応じて設定される。なお、採用されるダイヤモンド砥粒Ｄの平均粒径は特に限定されない。

上記したように、切削部１１の軸方向先端側にダイヤモンド砥粒Ｄが付着された砥粒部１１Ａを設けることにより、切削時において切削部１１の砥粒部１１Ａと切刃部１１Ｂとを同時に切削対象に押し当てた際、ダイヤモンド砥粒Ｄが効果的に作用して切削部１１の跳ね返りが抑制され、振動を生じさせることなく切削対象を精緻に切削できる。つまり、砥粒部１１Ａは、繊細な切削作業に適している。

また、砥粒部１１Ａは、切削部１１の軸方向において最大直径位置（後述する図１１のＢ－Ｂ線の位置）より軸方向先端側に設けられる。これにより、軸方向先端側の砥粒部１１Ａによる精緻な切削と、少なくとも最大直径位置に存在して高い切削能力を発揮する切刃部１１Ｂによる速やかな切削とを、選択的に実施でき、砥粒部１１Ａと切刃部１１Ｂとの使い分けが容易となる。

平坦面１６及び突起１７の大きさ、形状、位置等を適宜に変更することで、種々の態様の砥粒部１１Ａが得られる。外科用バー１０に要求される切削能力に応じて、平坦面１６、突起１７を調整することで、このような要求に応えることができる。

＜切刃部＞
次に切刃部１１Ｂについて説明する。
図７は、外科用バー１０の切刃部１１Ｂの正面図である。
図７に示すように、切刃部１１Ｂには、外科用バー１０の先端側の正面から見て、回転軸線Ｌを中心として時計回りに第１切削刃ＢＬ１、第２切削刃ＢＬ２、第３切削刃ＢＬ３、第４切削刃ＢＬ４の４枚の切削刃が、それぞれ異なる周方向位置に、この順で形成されている。切削時には、切削部１１は、外科用バー１０の軸方向先端側から見たとき、回転方向Ｒに対応して反時計回りに回転し、４枚の切削刃が切削に寄与する。

図８は、外科用バー１０の切刃部１１Ｂの側面図である。
図８に示すように、４枚の切削刃は、回転軸線Ｌを中心として、切刃部１１Ｂの基端側に向けたねじれに沿って軸部１３に向けて延びている。

ここでは、切刃部１１Ｂの各面を符号で表現するにあたり、各面を次のように定義する。すなわち、図７に示すように、切刃部１１Ｂを先端側から見た場合に、回転軸線Ｌを中心として、４枚の切削刃が９０°毎に配置される。これら切削刃のうち、切削部１１の回転方向Ｒに関して、第１切削刃ＢＬ１の刃先から第２切削刃ＢＬ２の刃先までの間の第１象限の範囲内に配置される面については、個々の面を種類毎に個別にアルファベットで示すとともに、各アルファベットにその象限の数（ここでは第１象限の“１”）を付与する。同様に、第２切削刃ＢＬ２の刃先から第３切削刃ＢＬ３の刃先までの間を第２象限、第３切削刃ＢＬ３の刃先から第４切削刃ＢＬ４の刃先までの間を第３象限、第４切削刃ＢＬ４の刃先から第１切削刃ＢＬ１の刃先までの間を第４象限として、各面をそれぞれ区別して定義する。

＜切削刃の構成＞
図６、図７、図８に示す４枚の切削刃の構成は、次のとおりであり、各面の詳細については後述する。
第１切削刃ＢＬ１は、第１の外周刃ＢＬ１Ｂを有する。
第２切削刃ＢＬ２は、第２の外周刃ＢＬ２Ｂを有する。
第３切削刃ＢＬ３は、第３の外周刃ＢＬ３Ｂを有する。
第４切削刃ＢＬ４は、第４の外周刃ＢＬ４Ｂを有する。
第１の外周刃ＢＬ１Ｂは、第４のリードギャッシュＢ４と第４の主溝Ｈ４をすくい面とし、第１の外周２番Ｅ１を逃げ面として形成される。また、第１の外周２番Ｅ１に続く逃げ面として、第１の外周３番Ｆ１、第１の背溝Ｉ１を有する。
第２の外周刃ＢＬ２Ｂは、第１のリードギャッシュＢ１と第１の主溝Ｈ１をすくい面とし、第２の外周２番Ｅ２を逃げ面として形成される。また、第２の外周２番Ｅ２に続く逃げ面として、第２の外周３番Ｆ２、第２の背溝Ｉ２を有する。
第３の外周刃ＢＬ３Ｂは、第２のリードギャッシュＢ２と第２の主溝Ｈ２をすくい面とし、第３の外周２番Ｅ３を逃げ面として形成される。また、第３の外周２番Ｅ３に続く逃げ面として、第３の外周３番Ｆ３、第３の背溝Ｉ３を有する。
第４の外周刃ＢＬ４Ｂは、第３のリードギャッシュＢ３と第３の主溝Ｈ３をすくい面とし、第４の外周２番Ｅ４を逃げ面として形成される。また、第４の外周２番Ｅ２に続く逃げ面として、第４の外周３番Ｆ４、第４の背溝Ｉ４を有する。

次に、第１切削刃ＢＬ１、第２切削刃ＢＬ２、第３切削刃ＢＬ３、第４切削刃ＢＬ４の詳細を説明する。
第１切削刃ＢＬ１は、前述した第１の外周刃ＢＬ１Ｂを備える。第１の外周刃ＢＬ１Ｂは、平坦面１６の所定の位置から、切削部１１のボール状の外周に沿って、軸方向後端に向けてねじれながら延びている。第２切削刃ＢＬ２は、前述した第２の外周刃ＢＬ２Ｂを備える。第２の外周刃ＢＬ２Ｂは、平坦面１６の所定の位置から、切削部１１のボール状の外周に沿って、軸方向後端に向けてねじれながら延びている。

第３切削刃ＢＬ３は、前述した第３の外周刃ＢＬ３Ｂを備える。第３の外周刃ＢＬ３Ｂは、平坦面１６の所定の位置から、切削部１１のボール状の外周に沿って、軸方向後端に向けてねじれながら延びている。第４切削刃ＢＬ４は、前述した第４の外周刃ＢＬ４Ｂを備える。第４の外周刃ＢＬ４Ｂは、平坦面１６の所定の位置から、切削部１１のボール状の外周に沿って、軸方向後端に向けてねじれながら延びている。

＜外周刃のすくい面と外周逃げ面＞
ここで、再び図７を参照する。第１の外周刃ＢＬ１Ｂは、主に第４のリードギャッシュＢ４と、すくい面となる第４の主溝Ｈ４と、逃げ面となる第１の外周２番Ｅ１とにより形成される。
第２の外周刃ＢＬ２Ｂは、主に第１のリードギャッシュＢ１と、すくい面となる第１の主溝Ｈ１と、逃げ面となる第２の外周２番Ｅ２とにより形成される。
第３の外周刃ＢＬ３Ｂは、主に第２のリードギャッシュＢ２と、すくい面となる第２の主溝Ｈ２と、逃げ面となる第３の外周２番Ｅ３とにより形成される。
第４の外周刃ＢＬ４Ｂは、主に第３のリードギャッシュＢ３と、すくい面となる第３の主溝Ｈ３と、逃げ面となる第４の外周２番Ｅ４とにより形成される。

厳密には、上記した第１の外周刃ＢＬ１Ｂ、第２の外周刃ＢＬ２Ｂ、第３の外周刃ＢＬ３Ｂ、第４の外周刃ＢＬ４Ｂの逃げ面は、複数の外周逃げ面を更に有する。

つまり、第１の外周刃ＢＬ１Ｂのすくい面は、第４のリードギャッシュＢ４と第４の主溝Ｈ４である。また、第１の外周刃ＢＬ１Ｂの外周逃げ面は、第１の外周２番Ｅ１と、第１の外周３番Ｆ１である。
同様に、第２の外周刃ＢＬ２Ｂのすくい面は、第１のリードギャッシュＢ１と第１の主溝Ｈ１である。また、第２の外周刃ＢＬ２Ｂの外周逃げ面は、第２の外周２番Ｅ２と、第２の外周３番Ｆ２である。
同様に、第３の外周刃ＢＬ３Ｂのすくい面は、第２のリードギャッシュＢ２と第２の主溝Ｈ２である。また、第３の外周刃ＢＬ３Ｂの外周逃げ面は、第３の外周２番Ｅ３と、第３の外周３番Ｆ３である。
同様に、第４の外周刃ＢＬ４Ｂのすくい面は、第３のリードギャッシュＢ３と第３の主溝Ｈ３である。また、第４の外周刃ＢＬ４Ｂの外周逃げ面は、第４の外周２番Ｅ４と、第４の外周３番Ｆ４である。
このように、第１の外周刃ＢＬ１Ｂと、第２の外周刃ＢＬ２Ｂと、第３の外周刃ＢＬ３Ｂと、第４の外周刃ＢＬ４Ｂの外周逃げ面は、それぞれ逃げ角が異なる複数の面を有して構成される。

図９は、切削部１１の軸方向先端の一部拡大斜視図である。図９に示すように、第１の外周刃ＢＬ１Ｂの外周逃げ面は、第１の外周２番Ｅ１と、第１の外周３番Ｆ１とを備える。

同様に、第２の外周刃ＢＬ２Ｂの外周逃げ面も、図７に示すように、第２の外周２番Ｅ２、第２の外周３番Ｆ２を備える。また、第３の外周刃ＢＬ３Ｂの外周逃げ面も、第３の外周２番Ｅ３、第３の外周３番Ｆ３を備える。さらに、第４の外周刃ＢＬ４Ｂの外周逃げ面も、第４の外周２番Ｅ４、第４の外周３番Ｆ４を備える。

図１０は、図９に示すＸ－Ｘ線に沿って切削部１１を切断した断面図である。
上述したように、第１の外周刃ＢＬ１Ｂの外周逃げ面は、第１の外周２番Ｅ１、第１の外周３番Ｆ１を有して構成される。これら第１の外周２番Ｅ１、第１の外周３番Ｆ１は、図１０に示すように、互いに異なる複数の逃げ角γａ，γｂを形成している。

第１の外周刃ＢＬ１Ｂは、互いに異なる逃げ角を形成する複数の外周逃げ面を有することにより、適正な刃の厚さを確保でき、刃の剛性を向上できる。第２の外周刃ＢＬ２Ｂ、第３の外周刃ＢＬ３Ｂ、第４の外周刃ＢＬ４Ｂについても同様に、複数の外周逃げ面によって適正な刃の厚さを確保でき、刃の剛性を向上できる。

また、図８に示すように、第１の外周刃ＢＬ１Ｂと、その回転方向後方に隣り合う第２の外周刃ＢＬ２Ｂとの間に、切削部１１の軸方向に延びる第１の主溝（フルート）Ｈ１が形成されている。同様に、図７に示すように、第２の外周刃ＢＬ２Ｂと第３の外周刃ＢＬ３Ｂとの間に第２の主溝Ｈ２が形成され、第３の外周刃ＢＬ３Ｂと第４の外周刃ＢＬ４Ｂとの間に第３の主溝Ｈ３が形成され、第４の外周刃ＢＬ４Ｂと第１の外周刃ＢＬ１Ｂとの間に第４の主溝Ｈ４が形成されている。

第１の主溝Ｈ１、第２の主溝Ｈ２、第３の主溝Ｈ３、第４の主溝Ｈ４のそれぞれは、切削屑をスムーズに排出させる機能を有する。さらに、図８に示すように、第１の主溝Ｈ１に沿って第１の背溝Ｉ１が形成され、同様に他の主溝Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４についても、それぞれに対応して背溝Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４が形成されている。第１の背溝Ｉ１、第２の背溝Ｉ２、第３の背溝Ｉ３、第４の背溝Ｉ４により、切削屑をよりスムーズに排出できるようになっている。

以上のとおり、第１の外周刃ＢＬ１Ｂ、第２の外周刃ＢＬ２Ｂ、第３の外周刃ＢＬ３Ｂ、第４の外周刃ＢＬ４Ｂの４枚の刃は、それぞれ回転軸線Ｌまわりに同じ位置関係（周方向及び径方向）となる回転対称形状を有する。そのため、切削部１１が１／４回転、１／２回転、３／４回転すると、回転前と回転後で４枚の刃は同じ周方向及び径方向位置に配置される。また、４枚の刃は、同じ軸方向位置においてそれぞれ同じ刃形状を有するため、切削部１１の連続回転中において、各刃の切れ味が均等となり、周方向に関して切れ味が一定に確保され、円滑な切削が可能となる。

＜切刃部の刃形状の軸方向変化＞
次に、第１の外周刃ＢＬ１Ｂ、第２の外周刃ＢＬ２Ｂ、第３の外周刃ＢＬ３Ｂ、第４の外周刃ＢＬ４Ｂの、軸方向に沿った刃形状について説明する。
図１１は、外科用バー１０の切削部１１の側面図である。
本構成の外科用バー１０においては、第１の外周刃ＢＬ１Ｂ、第２の外周刃ＢＬ２Ｂ、第３の外周刃ＢＬ３Ｂ、第４の外周刃ＢＬ４Ｂは、回転軸線Ｌを中心とする回転対称形状を有しつつ、回転軸線Ｌに沿ってそれぞれの刃形状を変化させている。つまり、上記の各刃は、回転軸線Ｌに沿った軸方向位置に応じて異なる刃形状を有し、且つ、前述したように、同じ軸方向位置では回転方向に関して同じ刃形状となる関係を有している。

すなわち、第１の外周刃ＢＬ１Ｂ、第２の外周刃ＢＬ２Ｂ、第３の外周刃ＢＬ３Ｂ、第４の外周刃ＢＬ４Ｂは、切削部１１の軸方向に沿って刃形状が変化している。また、切削部１１を任意の軸方向位置で回転軸線Ｌに直交する面で切断したとき、第１の外周刃ＢＬ１Ｂ、第２の外周刃ＢＬ２Ｂ、第３の外周刃ＢＬ３Ｂ、第４の外周刃ＢＬ４Ｂのそれぞれの刃断面の形状が、回転軸線Ｌを中心とした回転対称形状である。

本実施形態で例示される外科用バー１０の切刃は、切削状況に応じた刃形状が選択される。具体的には、外科用バー１０は、刃に求められる性能に応じて、切刃部１１Ｂの軸方向の位置毎に異なるように刃形状を変化させている。

図１２、図１３、図１４、図１５は、それぞれ図１１に示す切刃部１１ＢのＡ－Ａ線、Ｂ－Ｂ線、Ｃ－Ｃ線、Ｄ－Ｄ線に沿った断面図である。ただし、図１２～図１５は、切刃部１１Ｂの軸方向の異なる位置における断面形状を、第１の外周刃ＢＬ１Ｂを基準として、第１の外周刃ＢＬ１Ｂが各断面図において一つの固定された頂点に配置されるように、切削部を順次回転させながら示している。

図１２に示すように、切刃部１１Ｂの軸方向先端側においては、第１の外周刃ＢＬ１Ｂ、第２の外周刃ＢＬ２Ｂ、第３の外周刃ＢＬ３Ｂ、第４の外周刃ＢＬ４Ｂは、それぞれの刃が負のすくい角となる断面形状を有し、刃先角が比較的大きくなっている。一般に、刃の進行方向（回転方向）の前方には、切屑が発生し切屑をすくい取るすくい面があり、このすくい面の先端の刃先と切削対象とが交差する線を含んだ、切削対象の面の垂直面と、すくい面とのなす角をすくい角という。ここでは、すくい角が、垂直面に対して刃先角が小さくなる側にあるときのすくい角を正、刃先角が大きくなる側にあるときのすくい角を負とする。

図１３に示すように、切削部１１の軸方向中央部の付近においては、第１の外周刃ＢＬ１Ｂ、第２の外周刃ＢＬ２Ｂ、第３の外周刃ＢＬ３Ｂ、第４の外周刃ＢＬ４Ｂは、それぞれの刃が正のすくい角となる断面形状を有し、刃先角が比較的小さくなっている。

図１４に示すように、切刃部１１Ｂの軸方向後端側においては、第１の外周刃ＢＬ１Ｂ、第２の外周刃ＢＬ２Ｂ、第３の外周刃ＢＬ３Ｂ、第４の外周刃ＢＬ４Ｂは、それぞれの刃の断面形状が負のすくい角となる断面形状を有し、刃先角が比較的大きくなっている。そして、図１５に示すように、切刃部１１Ｂの更に軸方向後端側においては、第１の外周刃ＢＬ１Ｂ、第２の外周刃ＢＬ２Ｂ、第３の外周刃ＢＬ３Ｂ、第４の外周刃ＢＬ４Ｂは、切削が可能な刃形状を維持している。

つまり、図１４、図１５に示すように、切刃部１１Ｂには、切削部１１の軸方向中央部から軸方向後端に至るまでの範囲に、後方切れ刃領域が形成されて、この後方切れ刃領域の刃形状は、必要十分な切削能力を備えている。

ここで、切刃部１１Ｂの第１の外周刃ＢＬ１Ｂ、第２の外周刃ＢＬ２Ｂ、第３の外周刃ＢＬ３Ｂ、第４の外周刃ＢＬ４Ｂの刃先を包絡した曲面は、回転軸線Ｌを中心軸とする略球形状（ボール形状）となる。この球形状と軸部１３の外周面とが接続される部位を、切削部１１の後端接続部２３とする。また、図１１に示す切削部１１の最大直径位置であるＢ－Ｂ線から後端接続部２３までの軸方向長さをＬＴとする。

後方切れ刃領域は、軸方向に関して、最大直径位置のＢ－Ｂ線から、軸方向長さＬＴの５０％以上、好ましくはＬＴの６０％以上、更に好ましくはＬＴの７０％以上の長さにわたって形成するのがよい。このような切削部１１の軸方向後端側の広い範囲にわたって後方切れ刃領域が設けられることで、切削部１１による切削自由度が向上し、多様な姿勢で切削対象を切削できようになる。

上述した軸方向に沿った刃形状の変化は、切削部１１の軸方向の位置毎に刃に求められる主たる性能が異なることから設定される。主たる性能には、切れ味の確保と、寿命の確保があり、求められる各性能のバランスが、切削部１１の位置に応じて異なっている。

＜切削部による切削の様子＞
上記したように、本構成の外科用バー１０においては、切削部１１に砥粒部１１Ａと切刃部１１Ｂとが設けられる。

図１６に示すように、術者が図１に示すハンドピース１０３を操作して、切削部１１の砥粒部１１Ａを切削対象２１に押し当てた際、多数のダイヤモンド砥粒Ｄが切削対象２１に均等に接触することで、術者は、切削部１１がソフトなタッチで切削対象２１に接触し始めたように感じられる。その接触の際には、切削対象２１へ衝撃を加えることがなく、滑らかに切削が開始され、術者は跳ね返りの発生を気にする必要がない。

そして、図１７に示すように、外科用バー１０をいずれかの方向に傾斜させ、この傾斜させた姿勢のままハンドピース１０３を移動させると、切削部１１の切刃部１１Ｂが切削対象２１に当たり、切刃部１１Ｂによる高い切削能力で切削が進められる。このように、ハンドピース１０３の傾きに応じて所望の切削が行える。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

上述した実施形態では、第１切削刃ＢＬ１、第２切削刃ＢＬ２、第３切削刃ＢＬ３、第４切削刃ＢＬ４の４枚の切削刃が設けられているが、切削刃の数は特に限定されず、複数の切削刃、ひいては複数の外周刃が設けられれば良い。また、各刃を形成するすくい面、逃げ面等の数、位置、種類等も変更が可能である。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 回転軸線を中心に回転される軸部と、前記軸部の先端に設けられたボール状の切削部と、を有する外科用バーであって、
前記切削部は、
当該切削部の軸方向先端側に設けられ、ダイヤモンド砥粒が付着した砥粒部と、当該砥粒部から前記切削部の軸方向後端側に向けて形成された切刃部と、
を備え、
前記切刃部の軸方向先端側の部位は、
前記回転軸線に垂直な面に沿って形成される平坦面と、
前記平坦面の平面視中心部において、前記平坦面から軸方向外側へ突出する突起と、
を有し、
前記砥粒部は、前記平坦面及び前記突起の表面上に前記ダイヤモンド砥粒が付着されてなる。
この外科用バーによれば、砥粒部が切削対象に接触し、精緻な切削を可能にするとともに、跳ね返りを抑制し、安定した切削が可能となる。また、切刃部を用いることにより速やかな切削を行える。

（２） （１）に記載の外科用バーであって、
前記突起は、ボール状の前記切削部の半径よりも小さい半径を有する球面の一部で構成された球状曲面を有し、
前記回転軸線が前記球状曲面の中心を通過し、
前記球状曲面を取り囲むように前記平坦面が形成される。
この外科用バーによれば、ダイヤモンド砥粒が付着した砥粒部が、中心である回転軸線の部位に頂部を持つ略球状曲面の形状を呈することになり、切削対象を精緻に切削できる。

（３） （１）又は（２）に記載の外科用バーであって、
前記砥粒部は、前記切削部の軸方向において最大直径位置より軸方向先端側に設けられる。
この外科用バーによれば、先端側の砥粒部による精緻な切削を実施できるともに、少なくとも最大直径位置に存在する切刃部による速やかな切削をも行うことができ、砥粒部と切刃部の使い分けが容易となる。

（４） （１）～（３）のいずれか１つに記載の外科用バーであって、
前記切刃部は、
前記砥粒部の外縁に接続され、それぞれ前記切削部の軸方向後端側に向けて延びる複数の外周刃を備え、
前記切削部を任意の軸方向位置で前記回転軸線に直交する面で切断したとき、前記複数の外周刃のそれぞれの刃断面の形状が、前記回転軸線を中心とした回転対称形状である。
この外科用バーによれば、回転中において周方向に一定の切れ味が確保され、円滑な切削が可能となる。

（５） （４）に記載の外科用バーであって、
前記複数の外周刃は、前記切削部の軸方向に沿って刃形状が変化している。
この外科用バーによれば、切削部の軸方向の位置毎に、刃に求められる性能に応えることが可能となる。

（６） （５）に記載の外科用バーであって、
前記複数の外周刃のそれぞれは、前記切削部の最大直径位置より軸方向後端側に、前記最大直径位置より軸方向先端側の刃先角よりも小さい刃先角の後方切れ刃領域を有する。
この外科用バーによれば、切削対象に押し当てられる先端側の寿命を優先して確保するとともに、軸方向後端側の切れ味を優先して確保できる。

（７） （６）に記載の外科用バーであって、
前記後方切れ刃領域は、前記切削部の前記最大直径位置から軸方向後端までの軸方向長さにおける半分以上の長さにわたって、前記最大直径位置から前記軸部に向けて形成されている。
この外科用バーによれば、切削部の軸方向基端側となる後方切れ刃領域でも良好な切削が行える。そのため、外科用バーを切削対象に傾斜して押し当てて、その傾斜方向に沿って移動させながら切削する場合に、後方切れ刃領域の外周刃によって切削性良く円滑に切削できる。

（８） （４）～（７）のいずれか１つに記載の外科用バーであって、
前記複数の外周刃は、それぞれ径方向に沿う主溝と、周方向に沿う外周逃げ面とを有し、
前記外周逃げ面のそれぞれは、互いに異なる逃げ角を形成する複数の面から構成される。
この外科用バーによれば、外周刃の刃先回転軌道よりも、複数の外周逃げ面を径方向内側に収めつつ、適正な刃の厚さが確保できるため、切れ味と刃強度とのバランスを保つことができる。

（９） 回転軸線を軸に回転する軸部と、
前記軸部の先端に設けられ、前記軸部の回転に連動して回転するボール状の切削部と
を具備し、
前記切削部は、
当該切削部の軸方向先端側に設けられ、ダイヤモンド砥粒が付着した砥粒部と、
前記砥粒部と前記軸部との間に形成された切刃部と、
を備える
外科用バー。
この外科用バーによれば、砥粒部が切削対象に接触し、精緻な切削を可能にするとともに、跳ね返りを抑制し、安定した切削が可能となる。また、切刃部を用いることにより速やかな切削を行える。

（１０） （９）に記載の外科用バーにおいて、
前記切刃部は、
刃先を有する複数の切刃を備え、
前記切削部を所定の位置で前記回転軸線に直角な面に切断するときの前記複数の切刃の各々が同じ断面形状である
外科用バー。
この外科用バーによれば、回転中において周方向に一定の切れ味が確保され、円滑な切削が可能となる。

１０ 外科用バー
１１ 切削部
１１Ａ 砥粒部
１１Ｂ 切刃部
１３ 軸部
１５ 接続部
１６ 平坦面
１７ 突起
１００ 外科手術システム
１０１ コントロールユニット
１０３ ハンドピース
１０３ａ アタッチメント
１０３ｂ 把持部
１０５ 接続ケーブル
１０７ フットスイッチ
Ｂ１ 第１のリードギャッシュ
Ｂ２ 第２のリードギャッシュ
Ｂ３ 第３のリードギャッシュ
Ｂ４ 第４のリードギャッシュ
ＢＬ１ 第１切削刃
ＢＬ２ 第２切削刃
ＢＬ３ 第３切削刃
ＢＬ４ 第４切削刃
ＢＬ１Ｂ 第１の外周刃
ＢＬ２Ｂ 第２の外周刃
ＢＬ３Ｂ 第３の外周刃
ＢＬ４Ｂ 第４の外周刃
Ｅ１ 第１の外周２番
Ｅ２ 第２の外周２番
Ｅ３ 第３の外周２番
Ｅ４ 第４の外周２番
Ｆ１ 第１の外周３番
Ｆ２ 第２の外周３番
Ｆ３ 第３の外周３番
Ｆ４ 第４の外周３番
Ｈ１ 第１の主溝
Ｈ２ 第２の主溝
Ｈ３ 第３の主溝
Ｈ４ 第４の主溝
Ｉ１ 第１の背溝
Ｉ２ 第２の背溝
Ｉ３ 第３の背溝
Ｉ４ 第４の背溝
Ｌ 回転軸線

Claims (10)

1. 回転軸線を中心に回転される軸部と、前記軸部の先端に設けられたボール状の切削部と、を有する外科用バーであって、
   前記切削部は、
   当該切削部の軸方向先端側に設けられ、ダイヤモンド砥粒が付着した砥粒部と、当該砥粒部から前記切削部の軸方向後端側に向けて形成された切刃部と、
   を備え、
   前記切刃部の軸方向先端側の部位は、
   前記回転軸線に垂直な面に沿って形成される平坦面と、
   前記平坦面の平面視中心部において、前記平坦面から軸方向外側へ突出する突起と、
   を有し、
   前記砥粒部は、前記平坦面及び前記突起の表面上に前記ダイヤモンド砥粒が付着されてなる、
   外科用バー。
2. 請求項１に記載の外科用バーであって、
   前記突起は、ボール状の前記切削部の半径よりも小さい半径を有する球面の一部で構成された球状曲面を有し、
   前記回転軸線が前記球状曲面の中心を通過し、
   前記球状曲面を取り囲むように前記平坦面が形成される、
   外科用バー。
3. 請求項１又は２に記載の外科用バーであって、
   前記砥粒部は、前記切削部の軸方向において最大直径位置より軸方向先端側に設けられる、
   外科用バー。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の外科用バーであって、
   前記切刃部は、
   前記砥粒部の外縁に接続され、それぞれ前記切削部の軸方向後端側に向けて延びる複数の外周刃を備え、
   前記切削部を任意の軸方向位置で前記回転軸線に直交する面で切断したとき、前記複数の外周刃のそれぞれの刃断面の形状が、前記回転軸線を中心とした回転対称形状である、
   外科用バー。
5. 請求項４に記載の外科用バーであって、
   前記複数の外周刃は、前記切削部の軸方向に沿って刃形状が変化している、
   外科用バー。
6. 請求項５に記載の外科用バーであって、
   前記複数の外周刃のそれぞれは、前記切削部の最大直径位置より軸方向後端側に、前記最大直径位置より軸方向先端側の刃先角よりも小さい刃先角の後方切れ刃領域を有する、
   外科用バー。
7. 請求項６に記載の外科用バーであって、
   前記後方切れ刃領域は、前記切削部の前記最大直径位置から軸方向後端までの軸方向長さにおける半分以上の長さにわたって、前記最大直径位置から前記軸部に向けて形成されている、
   外科用バー。
8. 請求項４～７のいずれか１項に記載の外科用バーであって、
   前記複数の外周刃は、それぞれ径方向に沿う主溝と、周方向に沿う外周逃げ面とを有し、
   前記外周逃げ面のそれぞれは、互いに異なる逃げ角を形成する複数の面から構成される、外科用バー。
9. 回転軸線を軸に回転する軸部と、
   前記軸部の先端に設けられ、前記軸部の回転に連動して回転するボール状の切削部と
   を具備し、
   前記切削部は、
   当該切削部の軸方向先端側に設けられ、ダイヤモンド砥粒が付着した砥粒部と、
   前記砥粒部と前記軸部との間に形成された切刃部と、
   を備える
   外科用バー。
10. 請求項９に記載の外科用バーにおいて、
    前記切刃部は、
    刃先を有する複数の切刃を備え、
    前記切削部を所定の位置で前記回転軸線に直角な面に切断するときの前記複数の切刃の各々が同じ断面形状である
    外科用バー。

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