KR101727771B1 - 골을 세정하고 세정된 골을 밀링하여 골 칩을 형성하는 일체화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터(54)를 갖는 기부 유닛(52), 브러시(58)를 갖는 세정 헤드(56) 및 밀 부재(62)를 갖는 밀 헤드(60)를 포함하는 골 세정용 시스템(50)에 관한 것이다. 세정 헤드 및 밀 헤드 둘 다는 기부 유닛에 결합되도록 설계된다. 브러시 및 밀 부재 둘 다는 모터에 대한 이들의 결합을 촉진시키는 특징부를 갖는다. 세정 헤드가 기부 유닛에 부착되는 경우, 기부 유닛 중의 모터는 브러시를 회전시켜 골을 세정한다. 밀 헤드가 기부 유닛에 결합되는 경우, 기부 유닛 모터는 밀 부재를 작동시켜 세정된 골을 골 칩으로 전환시킨다.

Description

골을 세정하고 세정된 골을 밀링하여 골 칩을 형성하는 일체화 시스템{INTEGRATED SYSTEM FOR CLEANING BONE AND MILLING THE CLEANED BONE TO FORM BONE CHIPS}

본 발명은, 골 스톡(bone stock)을 먼저 세정하고, 골 스톡이 세정되면, 골을 밀링하여 골 칩을 형성하는 시스템에 관한 것이다.

칩 크기의 골을 다른 골 절편에 인접한 충전제로서 사용하는 다수의 상이한 수술 절차가 있다. 예를 들면, 척수 융합 수술에서는, 밀링된 골 외부에 형성된 화합물을 인접한 척추골의 배열에 사용된 로드 주위에 위치시키는 것이 공지되어 있다. 이 화합물은 척추골을 형성하는 조직이 성장하여 로드 주위에 골의 기초를 형성하는 격자로서 사용된다. 이러한 기초는 로드에 부과된 하중을 분산시킨다. 골 칩은 또한 정형외과 수술 및 상악안면 수술 등의 기타 수술에서 충전제 및/또는 성장 형성 격자로서 사용되고 있다.

골 칩은, 당해 물질(골이 형성되는 단백질)이 인접한 살아 있는 골 세포의 모세포가 새로운 골을 형성하는 구성 물질로서 사용되기 때문에, 이들 수술에서 충전제/성장 형성 격자로서 사용된다.

골 칩에 대한 스톡의 이상적 공급원은 골 칩이 팩키징되어야 하는 환자이다. 이는 환자 자신의 골, 자신의 조직이 공여체 골보다 환자 면역계에 의해 거부될 가능성이 작기 때문이다. 따라서, 골 칩이 요구되는 수술에서, 환자 골 중의 하나로부터 종종 수거된 골 스톡은 작은 부분, 통상 0.25 내지 3 cm³의 골의 소실을 제공한다. 환자의 또 다른 부분으로의 이식을 위해 환자로부터 제거된 골은 자가이식편 골(autograft bone)로서 지칭된다.

골이 수거되면, 이는 세정된다. 세정 후, 골은 밀링되어 칩을 형성한다. 본 출원인의 양수인의 미국 공개 특허 공보[참조: US 2009/011735 A1/PCT Pub. No. WO 2009/061728 A1, BONE MILL INCLUDING A BASE AND A MILL HEAD SEPARATE FROM THE BASE, THE MILL HEAD INCLUDING A REMOVABLE CATCH TRAY; 이의 내용은 명백하게는 본원에서 참조로서 인용된다]는 골 스톡을 골 칩으로 전환시킬 수 있는 골 밀을 개시한다. 이러한 골 밀은 모터를 갖는 기부를 포함한다. 골 밀링 부품을 함유하는 밀 헤드는 기부에 제거가능하게 부착된다. 헤드가 기부에 부착되는 경우, 모터는 밀링 부품의 적어도 하나와 맞물린다(engage). 모터의 작동은 밀링 부품을 유사하게 작동시킨다. 이는 골 스톡을 골 칩으로 전환시킨다.

참조로 도입된 공보의 골 밀은 골 스톡을 골 칩으로 밀링하는 보다 적절한 작업을 수행하는 것으로 이해된다. 그럼에도, 이러한 공정 이전에, 골을 세정하여, 골 칩을 형성하는 적합한 스톡이 아닌 인대 및 기타 조직을 제거하는 것이 여전히 요구된다. 현재, 수술 담당자는 이러한 작업을 퀴레트(curettes), 론저(rongeurs), 브러시(brushes) 및/또는 콥(cobbs)을 사용하여 수동으로 수행한다. 수술 담당자가 당해 공정을 수행하는 데는 15분 이상이 걸릴 수 있다.

더욱이, 세정 공정을 수행하기 위해, 수술 담당자는 골을 확실하게 움켜 잡을 필요가 있다. 골에 대해 이러한 힘을 발휘하는 것은 수술 담당자가 착용한 장갑을 찢어지게 할 수 있다. 이러한 찢어짐은 수술 담당자의 피부가 골과 직접 접촉할 가능성을 일으킬 수 있다. 이러한 접촉은 골을 오염시킬 수 있다.

본 발명은 골을 먼저 세정하고, 골이 세정되면, 골을 밀링하여 골 칩을 형성하는 새롭고 유용한 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 시스템의 한 가지 양태는 기부 유닛; 세정 헤드 및 밀 헤드를 포함한다. 기부 유닛의 내부에는 모터가 있다. 기부 유닛은 또한 먼저 세정 헤드 및 이어서 밀 헤드를 탈착 가능하게 유지하는 부품을 포함한다. 세정 헤드의 내부에는 적어도 하나의 세정 부재가 있다. 몇몇 양태에서, 세정 부재는 이동 가능한 브러시, 회전 강판(grater) 및/또는 세로 홈을 판 회전 스크류이다. 세정 부재에는 기부 유닛 모터에 세정 부재를 탈착 가능하게 결합시키는 특징부가 부착되어 있다. 밀 헤드의 내부에는 이동 가능한 밀 부재가 있다. 밀 부재는, 작동시키는 경우, 골 스톡을 골 칩으로 밀링하도록 설계된다. 밀 부재는 당해 밀 부재를 기부 유닛 모터에 탈착 가능하게 결합시키는 특징부를 포함한다.

본 발명의 시스템은 세정 헤드를 기부에 먼저 결합시킴으로써 수거된 골 스톡을 골 칩으로 전환시키는데 사용된다. 수거된 골 스톡은 세정 헤드에 배치된다. 기부 유닛 모터는 세정 헤드의 세정 부재의 유사한 작동을 유발하도록 작동된다. 골 스톡에 대한 세정 부재의 이동은 골 스톡의 표면으로부터 인대, 근육, 결합 조직, 및 기타 잔해 물질을 제거한다.

골 스톡이 세정되면, 세정 헤드는 기부 유닛으로부터 제거된다. 밀 헤드는 기부 유닛에 장착된다. 골 스톡은 밀 헤드에 배치된다. 기부 유닛 모터는 밀 부재의 유사한 작동을 유발하도록 작동된다. 밀 부재의 작동은 골 스톡을 환자에의 이식에 적합한 골 칩으로 전환시킨다.

본 발명의 일체화 시스템은 골 스톡을 세정 및 밀링하는 부품을 포함한다. 기계화 세정 헤드가 세정 공정을 수행하게 함으로써, 수술실 담당자가 이러한 작업을 수행할 필요성이 제거된다. 다수의 상황에서, 세정 헤드는 개개인이 동일한 작업을 수행하는데 걸리는 시간보다 적은 시간으로 골 스톡을 세정한다.

본 발명의 일체화 시스템의 또 다른 이점은 단일 장치, 즉 기부 유닛이, 세정 헤드 내부의 세정 부재 및 밀 헤드 내부의 밀 부재를 작동시키는데 필요한 전원을 제공하는 것이다. 각 헤드에 대해 하나씩 필수적으로 중복되는 전원 장치를 제공할 필요성이 제거된다.

본 발명의 또 다른 양태에 있어서, 단일 헤드가 기부에 부착된다. 헤드는 골을 세정하는 브러시가 있는 모듈을 갖는다. 세정 모듈 하부에서, 헤드는 밀 모듈을 갖는다. 밀 모듈 내부에는 골 스톡을 칩으로 밀링하는 부품이 있다. 밀 모듈은 기부 유닛에 제거가능하게 결합되도록 하는 치수를 갖는다. 모듈은, 헤드가 기부 유닛에 부착되는 경우, 브러시 및 이동 밀 부재를 기부 유닛 내부의 모터에 결합하는 부품을 갖는다. 본 발명의 이러한 변형의 한 가지 양태에서, 세정 모듈은 밀 모듈에 대해 이동 가능하다.

본 발명의 또 다른 양태는 헤드를 기부에 결합시켜 사용하기 위해 제조된다. 수거된 골 스톡은 세정 헤드에 배치된다. 기부 유닛 모터가 작동된다. 모터는 골을 세정하도록 헤드 내부의 브러시를 작동시킨다. 골이 세정되면, 세정 모듈은 밀 모듈과의 공급 포트 일체를 지시하는 위치로 이동된다. 세정된 골은 세정 모듈로부터 밀 모듈로 배출된다. 골이 밀 모듈로 이렇게 전달되면, 모터는 다시 작동한다. 모터의 이러한 작동 결과로서, 밀 부재의 후속적 작동은 이미 세정된 골 스톡을 골 칩으로 전환시킨다.

골 스톡을 세정하는 어셈블리는 기부를 포함한다. 쉘은 세정되는 골 스톡을 수용하는 보이드 공간(void space)을 한정하는 기부에 의해 지지된다. 적어도 하나의 세정 부재는 보이드 공간 속에 배치된다. 구동 어셈블리는 적어도 하나의 세정 부재에 결합되어 적어도 하나의 세정 부재를 작동시켜 골 스톡을 세정한다. 몇몇 양태에서, 세정 부재는 회전 브러시, 회전 강판 및/또는 세로 홈을 판 회전 스크류를 포함한다.

본 발명의 상기 대체 양태의 추가의 이점은, 골 스톡이 세정 헤드 속에 배치되면, 수술 담당자가 골을 만질 필요성이 실질적으로 제거된다는 것이다.

본 발명은 특허청구범위에서 상세하게 지시된다. 본 발명의 상기 및 추가의 특징 및 이점은 하기 도면과 관련하여 하기 상세한 설명에 의해 더욱 잘 이해된다.
도 1은 본 발명의 골을 세정 및 밀링하는 일체화 시스템의 기본 부품을 도시한다.
도 2는 기부 유닛의 투시도이다.
도 3은 기부 유닛 내부의 부품의 횡단면도이다.
도 4는 기부 유닛 상부의 투시도이다.
도 5는 기부 유닛 및 세정 헤드 내부의 메모리, 및 데이터가 이들 메모리로부터 판독되고 메모리에 쓰이는 부품의 개략 블록 다이어그램이다.
도 6은 제어 콘솔 내부의 회로의 단순 블록 다이어그램이다.
도 7은 세정 헤드를 형성하는 부품의 분해도이다.
도 8은 세정 헤드의 하부 쉘의 투시도이다.
도 9는 세정 헤드의 하부 쉘의 바닥면을 도시한 도면이다.
도 10은 세정 헤드 하부 쉘의, 아래로 본, 평면도이다.
도 11은 세정 헤드 상부 쉘의 횡단면도이다.
도 12는 세정 헤드 하부 브러시의 기판의 바닥면의 투시도이다.
도 13은 세정 헤드 하부 브러시의 측면도이다.
도 14는 세정 헤드 하부 브러시 기판에 장착된 RFID 메모리 중의 데이터 필드를 나타낸다.
도 15는 세정 헤드 상부 브러시의 측면도이다.
도 16은 시스템 밀 헤드의 분해도이다.
도 17은 밀 헤드의 하부 쉘의 투시도이다.
도 18은 밀 헤드 내부의 밀 부재, 여기서는 절단 디스크의 평면도이다.
도 19a 내지 19c는, 함께 어셈블리되는 경우, 본 발명의 시스템을 사용하여 골 스톡을 세정하고 골 스톡을 칩으로 전환시키도록 수행된 단계의 흐름도를 형성한다.
도 20은 본 발명의 대체 세정 헤드의 분해도이다.
도 21은 도 20의 밀 헤드의 상부 쉘 및 샤프트의 횡단면도이다.
도 22는 도 20의 밀 헤드의 상부 쉘, 샤프트 및 스페이서 링의 바닥부를, 상부에서 본 평면도이다.
도 23은 도 20의 밀 헤드의 하부 브러시 기판의 밑면의 투시도이다.
도 24는 도 20의 밀 헤드의 구동 어셈블리의 투시도이다.
도 25는 도 20의 밀 헤드의 구동 샤프트의 투시도이다.
도 26은 본 발명의 일체화 세정 및 밀 헤드의 분해도이다.
도 27은 도 26의 헤드의 하부 플레이트의 측면 평면도이다.
도 28은 도 26의 헤드의 상부 플레이트의 투시도이다.
도 29는 도 26의 헤드의 작동 동안 실행된 공정 단계의 흐름도이다.
도 30은 본 발명의 시스템의 대체 브러시의 분해도이다.
도 31은 도 30의 브러시의 기판/수퍼스트레이트(superstrate)의 측면 평면도이다.
도 32는 본 발명의 제2 대체 세정 헤드의 분해도이다.
도 33은 도 32의 대체 세정 헤드 기부의 상부 평면도이다.
도 34는 도 33의 기부의 라인 34-34를 따르는 횡단면도이다.
도 35는 도 32의 세정 헤드의 캡의 바닥부 평면도이다.
도 36은 도 32의 세정 헤드의 캡 바닥부의 투시도이다.
도 37은 도 32의 세정 헤드가 보조 밀 헤드와 짝을 이루어, 세정된 골 스톡을 세정 헤드로부터 밀 헤드로 전달하는 것을 촉진하는 방법을 도시한다.
도 38은 복수의 세로 홈을 판 회전 스크류 및 중앙 교반기를 포함하는 본 발명의 제3 대체 세정 헤드의 횡단면 투시도이다.
도 39는 도 38의 대체 세정 헤드의 분해도이다.
도 40은 도 39의 대체 세정 헤드의 세로 홈을 판 회전 스크류 중의 하나의 분해도이다.
도 41은 도 40의 세로 홈을 판 회전 스크류의 횡단면도이다.
도 42 및 도 43은 도 38의 대체 세정 헤드의 세로 홈을 판 회전 스크류를 작동시키는데 사용된 스핀들의 상부 및 바닥부 투시도이다.
도 44는 세로 홈을 판 회전 스크류가 도 38의 세정 헤드에서 회전하는 축의 투시도이다.
도 45는 도 38의 대체 세정 헤드의 쉐이빙 블록(shaving block)의 투시도이다.
도 46은 도 38의 대체 세정 헤드를 위한 플러그의 투시도이다.
도 47은 도 38의 대체 세정 헤드의 세로 홈을 판 회전 스크류와 함께 보이드 공간 및 쉐이빙 블록을 설명하는 부분 투시도이다.
도 48은 회전 내부 바스켓 및 회전 브러시를 포함하는 본 발명의 제4 대체 세정 헤드의 횡단면 투시도이다.
도 49는 도 48의 대체 세정 헤드의 분해도이다.
도 49a는 도 48의 대체 세정 헤드를 위한 대체 기어열의 부분 투시도이다.
도 50은 회전 강판 및 플런저를 갖는 제5 대체 세정 헤드의 분해도이다.
도 51은 도 50의 대체 세정 헤드의 횡단면도이다.
도 51a는 도 50의 회전 강판의 상부 투시도이다.
도 52는 회전 강판 및 충돌 플레이트를 포함하는 본 발명의 제6 대체 세정 헤드의 분해도이다.
도 53은 회전 강판 및 충돌 플레이트를 설명하는 도 52의 대체 세정 헤드의 상부 투시도이다.
도 54는 회전 강판, 세로 홈을 판 회전 스크류 및 플런저를 포함하는 본 발명의 제7 대체 세정 헤드의 분해도이다.
도 55는 도 54의 대체 세정 헤드의 횡단면도이다.
도 56은 회전 강판 및 세로 홈을 판 회전 스크류를 설명하는 도 54의 대체 세정 헤드의 상부 투시도이다.

I. 개요

도 1은 골 스톡을 세정 및 밀링하기 위한 본 발명의 일체화 시스템(50)의 기본 부품을 설명한다. 시스템(50)은 기부 유닛(52)을 포함한다. 기부 유닛(52)의 내부에는 모터(54)가 있다(도 3). 세정 헤드(56)는 기부 유닛(52)에 제거가능하게 부착되어 있다. 세정 헤드의 내부에는 브러시(58 및 59)가 있다(도 7). 세정 헤드(56)는, 세정 헤드(56)가 기부 유닛(52)에 부착되는 경우, 브러시(58)가 모터(54)에 연결되어 모터(54)에 의해 작동하도록 배열되어 있다. 시스템(50)은, 세정 헤드(56)와 같이, 기부 유닛(52)에 제거가능하게 부착되도록 배열된 밀 헤드(60)를 포함한다. 밀 부재(62)(도 16)(종종 절단 장치로서 지칭됨)는 밀 헤드(60)의 내부에 제거가능하게 탑재되어 있다. 밀 부재(62)는, 밀 헤드(60)가 기부 유닛(52)에 탑재되는 경우, 밀 부재를 모터(54)에 결합시키는 특징부를 포함한다.

또한, 시스템(50)의 부품은 제어 콘솔(66)이다. 제어 콘솔(66)은 모터(54)를 작동시키는 실행 신호를 모터(54)에 공급한다. 기부 유닛(52)과 콘솔(66) 사이를 연결한 케이블(67)은 실행 신호가 콘솔(66)로부터 모터(54)로 공급되는 전도체(설명하지 않음)를 포함한다.

본 발명의 시스템(50)은 세정 헤드(56)를 기부(52)에 결합시킴으로써 사용된다. 수거된 골 스톡은 세정 헤드(56)에 배치되어 있다. 모터(54)는 브러시(58)를 유사하게 작동시키도록 작동된다. 골 스톡에 대한 브러시(58)의 작용은 골 스톡으로부터 연질 조직 및 기타 잔해를 제거한다. 세정 헤드(56)는 기부 유닛(52)으로부터 제거되고, 밀 헤드(60)는 기부 유닛에 장착되어 있다. 세정된 골 스톡은 밀 헤드(60)에 배치된다. 기부 유닛 모터(54)는 다시 작동하여 밀 부재(62)를 유사하게 작동시킨다. 밀 부재(62)의 작동 결과로서, 세정된 골 스톡은 환자에게 이식하기에 적합한 골 칩으로 밀링된다.

II. 기부 유닛 및 제어 콘솔

기부 유닛(52)(이제 도 2 및 3을 참조로 기재됨)은 환상 받침대(70)를 포함한다. 환상 횡단면을 갖는 레그(72)는 받침대(70)로부터 상향으로 연장한다. 레그(72)는 관 형상이다. 대좌(74)는 레그(72)의 상부에 배치되어 있다. 대좌(74)는 레그(72)로부터 외부 방향으로 테이퍼링된다. 대좌(74)는 일반적으로 환상 상부 표면(76)을 갖는다. 대좌는 상부 표면의 외부 주변으로 상향 연장하는 립(78)을 갖도록 추가로 형성된다. 대좌(74)의 외부 경계선의 립(78)의 외부 경계선은 받침대(70)의 경계선보다 작고 레그(72)의 경계선보다 크다. 대좌(74)는 상부 표면(76)의 중앙에 개구부(80)를 갖도록 추가로 형성된다.

대좌(74)는 일반적으로 환상의 형상인 반면, 도 4에서 가장 잘 보는 바와 같이, 노치(83)는 외부 주변으로부터 내부 방향으로 연장한다. 노치(83)는 따라서 립(78)에 중단부(break)를 형성한다. 본 발명의 설명된 양태에서, 노치(83)는 중앙 개구부(80)로 연장한다. 대좌는 다수의 아치형으로 이격된 톱니부(84)를 포함하도록 추가로 형성된다. 각각의 톱니부(84)는 립(78)에 인접한 대좌 상부 표면(76)의 외부 주변으로부터 상향으로 연장한다. 대좌(74)는 중앙 개구부(80) 및 노치(84) 둘 다로부터 이격되어 있는 직사각형 개구부(85)를 갖도록 추가로 형성된다.

2개의 체류 아암(retention arm)(86)(도 3에 가장 잘 도시됨)은 대좌(74)에 피벗가능하게 탑재되어 있다. 체류 아암(86)은 립(78)에 형성된 컷아웃(cutouts)에서 대좌에 탑재되어 있다(컷아웃은 번호 부여되지 않음). 각각의 체류 아암은, 당해 아암이 휴식 상태에 있는 경우, 대좌 상부 표면(76)의 일부분으로 연장하는 핑거(88)를 갖는다. 아암(86)이 이렇게 위치되는 경우, 당해 아암은 "잠긴" 상태에 있다. 각 체류 아암(86)은, 대좌(74) 아래에 위치한 탭(89)을 갖는다. 대좌(74)의 밑면을 향해 탭(89)을 내부 방향으로 압축함으로써, 아암(86)은 외부 방향으로 피벗되어, 대좌 상부 표면(76) 위의 위치로부터 회합된 핑거(88)를 피벗한다. 아암(86)이 이렇게 위치되는 경우, 당해 아암은 "해제" 상태로 간주될 수 있다. 대좌(74)의 내부 표면과 각 아암(86) 사이에 배치된 스프링(90)은 잠긴 상태에서 통상 각 아암을 유지한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 모터(54)는 레그(72)의 중앙 중공부에 배치된 샤프트(96)를 포함한다. 샤프트(96)는 대좌 중앙 개구부(80)를 향해 상향으로 연장한다. 샤프트 상부의 기어 헤드(기어 헤드는 번호 부여되지 않음)는 모터(54) 상부의 레그(72)에 배치된 기어열(98)과 맞물린다. 기어열(98)은 모터 샤프트(96)에 의해 출력된 회전 모멘트의 회전 속도를 단계적으로 감소시킨다. 기어 어셈블리(98)는 상부 표면(76) 하부의 대좌 중앙 개구부(80)에 배치된 출력 샤프트(102)를 갖는다. 출력 샤프트(102)는 관 형상이다. 샤프트(102)는 당해 샤프트를 따라 종방향으로 연장하는 2개의 직경방향 반대측 타원형 개구부(103)(도 2에 도시된 것)를 갖도록 형성된다.

본 발명의 몇몇 양태에서, 모터(54) 및 기어열(98)은, 기어열 출력 샤프트(102)가 100 내지 500 RPM의 속도로 회전할 수 있도록 전체적으로 제공된다. 이들 속도는, 골 스톡이 세정 헤드(56) 또는 밀 헤드(60)에 배치될 때의 하부 부하 속도이다. 하기 명백한 이유로 인해, 모터(54) 및 기어열(98)은 발진 패턴으로 출력 샤프트(102)를 구동하도록 설계된다.

구동 스핀들(104)은 출력 샤프트(102)에 배치되어 있다. 구동 스핀들(104)은 스템(106)을 포함한다. 스템(106) 위에, 스핀들(104)은 디스크 형상의 헤드(108)를 갖도록 하는 형상을 갖는다. 다수의 상이한 부품이 스핀들 헤드(108)의 상부 표면으로부터 상향으로 연장한다. 이들 부품 중의 하나는 얼라인먼트 핀(110)이다. 얼라인먼트 핀(110)은 스핀들(104)의 종축과 동축이고, 헤드(108)의 중앙으로부터 상향으로 연장한다. 핀(110)은 하부 부분(스핀들 헤드(108)로부터 상향으로 연장하는 부분)이 원통형 형상을 갖도록 하는 형상을 갖는다. 얼라인먼트 핀의 상부 부분은 평평한 팁을 갖는 원뿔 형상을 갖는다. (얼라인먼트 핀(110)의 개개 부분은 번호 부여되지 않음)

4개의 등각 이격된 얼라인먼트 톱니부(112)는 또한 스핀들 헤드(108)의 상부 표면으로부터 상향으로 연장한다. 톱니부(112)는 스핀들 헤드(108)의 외부 주변 주위에 위치되어 있다. 톱니부(112)의 아치형 외부 표면은 스핀들 헤드(108)의 외부 표면과 동일 평면이다. 각각의 톱니부(112)는 한 쌍의 내부 테이퍼링된 측표면과 아치형 내표면을 갖는다(표면은 번호 부여되지 않음). 톱니부(112)는 얼라인먼트 핀(110)을 연장하는 만큼 스핀들 헤드(108) 상부로 연장하지 않는다.

스핀들(104)은, 기어 어셈블리 출력 샤프트(102)를 통해 연장하는 보어에서 스템(106)이 슬라이딩 가능하게 탑재되도록 하는 치수를 갖고 위치된다(보어는 번호 부여되지 않음). 핀(114)은 스핀들 스템(106)에서 보어(107)를 통해 연장한다. 핀(114)의 반대측 단부는 샤프트(102)에 형성된 직경 방향 반대측 개구부(103)에 설치되어 있다. 핀(114)은, 당해 스핀들이 샤프트와 조합하여 회전하고 기어 어셈블리(98)에 대해 종방향으로 이동할 수 있도록 샤프트(102)에 대해 구동 스핀들(104)을 유지한다.

스프링(118)은 스핀들 스템(106) 하부의 출력 샤프트(102)에 배치되어 있다. 스프링(118)은 파형 스프링이다. 스프링(118)의 하나의 단부는 출력 샤프트(102) 내부의 환상 계단 위에 설치되어 있다(계단은 번호 부여되지 않음). 스프링(118)의 반대측 단부는 스핀들 스템(106)의 바닥부 단부에 대해 배치되어 있다. 스프링(118)은 스핀들 스템(106) 상에서 상향 바이어스를 가한다. 수동 힘의 적용에 의해 극복될 수 있는 이러한 힘은, 스핀들(104)을 통상 이동시켜서, 헤드(108)가 대좌 상부 표면(76)으로부터 이격되게 한다.

스프링 바이어스된, 통상 개방 가압 버튼 스위치(120)는 기부 유닛 받침대(70)에 탑재된다(도 2). 도 5에 상징적으로 도시된 소켓(122)은 제어 콘솔(66)로부터 케이블(67)을 수용한다. 받침대(70)의 내부에는 회로 기판(124)이 있다(도 3). 회로 기판(124)에는 스위치(122)와, 소켓(122)으로 연장하는 전도체 사이의 인터페이스로서 작용하는 부품이 탑재되어 있다. 또한, 회로 기판(124) 위에는 케이블(67) 내부의 전원 전도체와, 모터(54)의 권취부까지 연장하는 전도체 사이의 인터페이스로서 작용하는 부품이 배치되어 있다. 이들 부품 뿐만 아니라, 모터(54), 스위치(120) 및 소켓(122)으로 연장하는 전도체의 구조 및 배열은 본 발명에서 설명되지 않거나 본 발명의 일부가 아니다.

또한, 회로 기판(124) 위에는 도 5에 도시된 비휘발성 메모리(126)가 배치되어 있다. 메모리(126)는 기부 유닛(52)을 기재하는 데이터를 포함한다. 이들 데이터는 장치 종류를 식별하는 데이터를 포함하며, 여기서 당해 장치는 골 세정기/골 밀 기부 유닛이다. 이들 데이터는 또한 모터(54)에 실행 신호를 공급하는데 유용한 데이터를 포함한다. 이들 후자의 데이터는 모터의 속도 범위와 당해 모터가 유입해야 하는 전류를 나타내는 데이터를 포함한다. 메모리(126)에 포함될 수 있는 데이터의 보다 완전한 목록은 전체 내용이 본원에서 참조로서 명백히 도입되는 본 출원인의 양도인의 미국 특허 제6,017,354호(INTEGRATED SYSTEM FOR POWERED SURGICAL TOOLS)에서 발견될 수 있다. 본 발명의 한 가지 양태에서, 메모리(126)는 전파 식별 장치(RFID)이고, 도 5에서와 같이 식별된다. 안테나(코일)(125)는 메모리(126)에 연결되어 있다. 코일(127)은 소켓(122)으로부터 연장하는 전도체(123)에 연결되어 있다. 제어 콘솔(66)과 메모리(126) 사이의 신호는 메모리 코일(125)과 기부 유닛 코일(127) 사이에서 유도적으로 교환된다.

기부 유닛(52)은 또한 세정 헤드(56) 및 밀 헤드(60)와 일체인 비휘발성 메모리를 판독하는 어셈블리를 포함한다. 이러한 어셈블리는 코일(130)을 포함한다. 코일(130)은 대좌 개구부(85)에 배치되어 있다. 코일(130)은 개구부(85)에 배치된 블록(132)(도 4)에 넣어져 있다. 코일(130)은 코일(127)에 직렬로 연결되어 있다. 블록(132)은 RF 에너지에 투과성인 재료로 형성되어 있고, 이는 가혹한 오토클레이브 멸균을 견딜 수 있다.

도 6은 제어 콘솔(66) 내부의 기본 어셈블리 일부의 블록 다이어그램이다. 이들 어셈블리 중의 하나가 전원 공급장치(160)이다. 전원 공급장치(160)는 라인 신호를 기부 유닛 모터(54) 내부의 권취부에 대한 적용에 적합한 DC 전압으로 전환시킨다. 전원 공급장치(160)는 또한 제어 콘솔 내부, 및 제어 콘솔(66)과 기부 유닛(52) 내부의 다른 부품에 의해 AC 및 DC 전압을 생산한다. 단순화를 위해, 전원 공급장치(160) 외부에 도시된 유일한 연결부는 모터 권취부에 적용되는 VDC이다. 이러한 VDC 신호는 모터 드라이버(162)에 적용된다. 모터 드라이버(162)는 모터의 개개 권취부를 VDC 신호 또는 접지부에 선택적으로 결합시킨다. 이것이 모터 권취부(권취부는 설명되지 않음)를 통해 유동된 전류의 정류이다. 모터 드라이버(162)는 콘솔(66)과 일체인 소켓(163)에 의해 케이블(67)에 연결되어 있다.

모터 드라이버(162)는 권취부로부터의 피드백 신호 및 디스플레이 제어장치(164)로부터의 명령 신호 둘 다에 기초하여 모터 권취부를 VDC 신호 및 접지부에 선택적으로 결합시킨다. 디스플레이 제어장치(164)는 모터가 작동되는 속도, 권취부가 유입해야 하는 최대 전류, 및 권취부를 통해 전압이 인가되는 순서를 나타내는 명령 신호를 생성한다. 이들 최종 데이터는 모터 샤프트가 회전하는 방향을 조절하는데 사용된다. 디스플레이 제어장치(164)는, 모터에 적용되어야 하는 실행 신호의 특징을 나타내는 사용자 도입 데이터 및 저장 데이터 둘 다에 기초하여 이들 명령 신호를 생성한다.

기부 유닛 모터(54)에 적용되어야 하는 실행 신호의 특징을 나타내는 데이터는 상이한 공급원으로부터 회수된다. 이들 데이터는 제어 콘솔(66) 내부의 메모리(166)에 저장될 수 있다. 이들 데이터는 기부 유닛(52) 내부의 메모리(126)로부터 회수될 수도 있다. 또는, 이들 데이터는 세정 헤드(56) 내부의 메모리(270)(도 5) 또는 밀 헤드(60) 내부의 메모리(320)(도 17)로부터 회수될 수도 있다.

기부 유닛 메모리(126), 세정 헤드 메모리(270) 및 밀 헤드 메모리(320)에서 데이터를 판독하기 위해, 제어 콘솔(66)은 RFID 인터페이스(168)를 포함한다. RFID 인터페이스(168)는 디스플레이 제어장치(164)에 연결되어 있다. 디스플레이 제어장치(164)로부터의 명령 신호에 반응하여, RFID 인터페이스는 판독 요구 신호를 보조 메모리로 보낸다. 판독 요구에 반응하여, 메모리(126, 270 또는 320)는 저장 데이터를 기록한다. 인터페이스(168)는 이들 데이터 신호를, 디스플레이 제어장치(164)에 의해 해석되는 디지털 신호로 전환시킨다.

제어 콘솔(66)은 또한 터치 스크린 디스플레이(174)를 포함한다. 디스플레이 제어장치(164)는 데이터 이미지, 및 당해 디스플레이(174) 상에 나타내기 위한 명령 버튼 이미지 둘 다를 생성한다. 디스플레이 제어장치(164)는, 개인이 디스플레이 버튼을 누르는 경우에 신호를 수용한다. 버튼의 하락에 반응하여, 디스플레이 제어장치(164)는 적절한 명령을 생성하여 기부 유닛 모터(54)의 사용자 요구 작업을 유발한다.

제어 콘솔(66)의 구조에 대한 보다 상세한 이해는, 이의 내용이 본원에서 참조로서 명백하게 도입되는, 본 출원인의 양도인의 미국 특허 제7,422,582호[참조: CONTROL CONSOLE TO WHICH POWERED SURGICAL HANDPIECES ARE CONNECTED, THE CONSOLE CONFIGURED TO SIMULTANEOUSLY ENERGIZE MORE THAN ONE AND LESS THAN ALL OF THE HANDPIECES]에서 발견할 수 있다.

III. 세정 헤드

도 7을 참조로 하여 알 수 있는 바와 같이, 세정 헤드는 각각 반대측의 하부 및 상부 쉘(192 및 194)을 포함하고, 이들은 함께 탈착 가능하게 결합되어 있다. 하부 브러시(58)는 하부 쉘(192)에 회전 가능하게 및 제거가능하게 배치되어 있다. 상부 브러시(59)는 상부 쉘(194)에 배치되어 있다. 상부 브러시(59)는 제거가능하게 및 제한된 정도까지 상부 쉘과 관련하여 이동 가능하게 탑재되어 있는 반면, 상부 브러시는 회전하지 않는다. 캡(설명되지 않음)은 상부 쉘(194)의 노출된 상부 위에 제거가능하게 장착될 수 있다.

하부 쉘(192)은 반복 오토클레이브 멸균을 견딜 수 있는 알루미늄 또는 기타 재료로 형성된다. 도 8, 9 및 10에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 하부 쉘은 디스크 형상의 기부(206)를 갖도록 하는 형상을 갖는다. 기부(206)는, 쉘(192)을 립(78) 내의 대좌 상부 표면(76) 바로 위의 보이드 공간에 슬립 장착시키는 외부 직경을 갖는다. 쉘 기부(206)는 중앙 개구부(208)를 갖는다. 중앙 개구부(208)는 스핀들 헤드(108)의 직경보다 대략 2 mm 큰 직경을 갖는다. 4개의 등각 이격된 노치(210)는 쉘 기부의 하향 방향 면으로부터 내향 및 상향으로 연장한다. 노치(210)는, 세정 헤드(56)가 기부 유닛(52)에 장착되어 있는 경우, 대좌 톱니부(84)가 당해 노치를 설치시킬 수 있도록 하는 치수를 갖는다.

개구부(208)로부터 방사상 외향으로 위치되는 경우, 기부(206)는 환상 연장하는 홈(212)을 갖도록 형성되어 있다. 홈(212)은, 세정 헤드(56)가 대좌 보이드 공간(79)에 설치되는 경우, 홈(212)이 코일(130) 상부 공간 위로 연장하도록 위치되어 있다. 홀(213)은 홈(212)의 기부로부터 상향으로 연장한다.

링(214)은 쉘 기부(206)와 일체로 형성되고, 그 외부 주변으로부터 상향으로 연장한다. 링(214)의 외부 직경은 기부(206)의 외부 직경과 일치한다. 링(214)은 하부 쉘(192) 내에 원통형 보이드 공간(번호 부여되지 않음)을 한정한다. 쉘 기부(206)의 외부 방향 면은 이러한 보이드 공간의 기부로서 작용한다. 하부 쉘(192)은 서로 직경 방향으로 반대측인 2개의 추가의 노치(220)를 갖도록 추가로 형성된다. (도 8에는 하나의 노치(220)만 도시됨). 노치(220)는 쉘 하부 위의 소정 위치에서 쉘(192)의 외부 원통형 표면으로부터 내향으로 연장한다. 특히, 쉘(192)은, 당해 쉘이 대좌 보이드 공간(79)에 설치되고 톱니부(84)가 노치(210)에 존재하는 경우, 노치(220)가 이렇게 위치되어, 대좌 체류 아암(86)과 일체의 핑거(88)는, 노치(220)의 기부를 한정하는 쉘 링 표면에 대해 설치할 수 있도록 형성된다.

하부 쉘(192)은 링(214)의 노출된 환상의 외향 방향 면에서 3개의 등각 이격된 슬롯(224)을 갖도록 추가로 형성되어 있다. 각각의 슬롯(224)은 키홀 형상으로 일반적으로 기재될 수 있는 형상을 갖는다. 즉, 각각의 슬롯(224)은 원형 부분, 및 당해 원형 부분으로부터 떨어져 연장하는 곡면 부분과 유사한 부분을 갖는다(개개 부분은 번호 부여되지 않음). 각각의 곡면 부분 절편의 폭은 원형 부분의 직경보다 작다. 더욱 상세히, 하부 쉘(192)은, 반대측 선반(226)이 슬롯 곡면 부분 위로 연장하여 슬롯 원형 절편의 직경보다 작은 폭을 갖는 이들 절편의 외관을 제공하도록 형성된다. 선반(226) 하부에서 슬롯의 통상의 폭은 일정하다.

쉘 기부(206)는 당해 기부의 외부 방향 면으로 원형 홈(230)을 갖도록 추가로 형성된다. 홀(213)은 홈(230)의 기부를 형성하는 기부(206)의 표면 내로 개방한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 코일(232)은 기부 홈(212)에 배치되어 있다. 코일(232)이 매립된 PEEK, 폴리에테르이미드, 또는 기타 멸균 플라스틱으로 형성된 링은 도시되지 않는다. 따라서, 코일(232) 및 링 둘 다는 쉘 기부(206)의 하부 방향 면과 동일 평면으로 되도록 홈(212)에 설치된다. 전도체(234)는 쉘 기부 홀(213)을 통해 코일(232)로부터 연장한다. 전도체(234)는 쉘 기부 홈(230)에 설치된 코일(236)까지 연장한다. 코일(236)은 당해 코일(232)이 매립되어 있는 동일한 종류의 링(설명되지 않음)에 매립되어 있다. 코일(236) 및 이의 보조 링은 쉘 기부(206)의 인접한 외부 방향 면과 동일 평면으로 되도록 홈(230)에 설치된다.

세정 헤드 상부 쉘(194)(이제 도 7 및 11을 참조로 하여 기재됨)는 하부 쉘(192)이 형성되는 동일한 재료로 형성되어 있다. 상부 쉘(194)은 원형 플레이트(240)를 포함한다. 플레이트(240)는 하부 쉘(192)의 동일한 외부 직경을 갖고, 상부 쉘(194)의 상부 구조체로서 작용한다. 플레이트(240)와 일체로 형성된 환상 스커트(242)는 당해 플레이트의 외부 주변으로부터 하향으로 연장한다. 따라서, 플레이트(240) 및 스커트(242)의 바닥부 표면은, 스커트의 외면으로부터 플레이트(240)의 하방 표면으로 상향으로 연장하는 상부 쉘(194) 내부의 보이드 공간(246)을 한정한다.

3개의 등각 이격된 핀(248)은 스커트(242)의 하부 방면으로부터 하향으로 연장한다(하나의 핀(248)만이 도 7 및 11에 도시됨). 각각의 핀(248)은 좁은 직경 스템(번호 부여되지 않음) 및 큰 직경 헤드(번호 부여되지 않음)를 갖는다. 핀 헤드는 하부 쉘 슬롯(224) 중의 하나의 큰 직경 개구부를 통해 통과하지만 슬롯의 좁은 직경 곡면 부분을 통해 통과하지 않도록 하는 치수를 갖는다. 상부 쉘 핀(248)은 따라서, 다른 잠금 부품의 도움 없이 쉘(192 및 194)를 함께 제거가능하게 유지하도록 하부 쉘 슬롯(224)을 보충하는 잠금 부재이다. 플레이트(240)와 일체로 형성된 원통형 보스(250)는 당해 플레이트의 노출된 상부 표면으로부터 상향으로 연장한다. 보스(250)는 플레이트(240)의 종축 위에 중심이 있다. 보어(252)는 플레이트(240) 및 위에 있는 보스(250)를 통해 연장한다. 보어(252)는 플레이트(240) 및 보스(250)의 종축 위에 중심이 있다. 보어(252)는 비원형 횡단면 형상을 갖는다. 본 발명의 설명된 양태에서, 보어(252)는 정사각형의 횡단면 형상을 갖는다. 트레드화 보어(threaded bore)(249)는 보스(250) 측면으로부터 보어(252)로 측면으로 연장한다.

3개의 로드 핀(253)이 플레이트(240)에 형성된 홀(251)을 통해 슬라이딩 가능하게 탑재되어 있다. 홀(251)은 서로 등각 이격되어 있고 쉘 보스(250)의 외방으로 위치되어 있다. 각각의 핀(254)은 보이드 공간(246)으로 연장한다. 나선형 스프링(254)은 쉘 보이드 공간(246)에 배치된 부분 핀(253) 주위에 배치되어 있다. 스프링(254)은 핀(253)을 하부 쉘(192) 쪽으로 가압한다. 당해 스프링(254)이 접하는 핀의 헤드, 및 핀이 홀(251) 외부로 낙하하는 것을 방지하는 핀의 받침대는 도시되어 있지 않다.

도 12 및 도 13은 세정 헤드 하부 브러시(58)의 특징부를 설명한다. 브러시(58)는 유리 충전된 나일론 등의 금속 또는 멸균 플라스틱으로 형성된 디스크 형상의 기판(260)을 갖도록 형성되어 있다. 기판(260)은, 일반적으로 하부 쉘 링(214)의 내부 벽에 의해 한정된 보이드 공간의 직경보다 적어도 0.5 mm 작은 외부 직경을 갖는다. 따라서, 브러시(58)는 하부 쉘(192) 내에서 부유하여 위치를 측면 시프트할 수 있다. 기판(260)의 반대측 상면 및 하면은 일반적으로 평평 및 평행하고, 다수의 톱니부들은 기판(260)의 내부 하면으로부터 상향으로 연장한다. 이들 톱니부 중의 하나는 디스크의 종축 위에 중심이 있는 단부 밀폐된 보어(262)이다. 보어(262)는 기부 유닛이 스핀들 얼라인먼트 핀(110)을 구동시켜 내부에 설치하는 직경을 갖는다. 4개의 등각 이격된 노치(264)는, 하부 브러시 기판(260)의 바닥부 방향 면으로부터 상향으로 연장하는 다른 톱니부이다. 노치(264)는, 스핀들 핀(110)이 기판 보어(262)에 설치되는 경우, 스핀들 톱니부(112)가 노치에 설치되도록 위치되어 있다. 기판(260)은 또한 단일 노치(266)를 갖도록 형성되어 있다. 노치(266)는, 하부 브러시(58)가 하부 쉘(192)에 설치되는 경우, 노치(266)가 코일(236) 위에 배치되도록 위치되어 있다.

하부 브러시(58)는, 기판(260)의 상향 방향 면으로부터 상향으로 연장하는 다수의 강모(268)를 포함한다. 강모(268)는 스테인리스 강으로 형성되어 있다. 강모(268)는 에폭시 접착제 등의 접착부(267)에 의해 기판에 부착되어 있다. 제조시에, 접착부(267)는 기판(260)의 상향 방향 면 위에 먼저 적용된다. 접착제의 경화 전에, 강모(268)는 접착부(267)에 매립되어 있다.

도 5에 설명된 바와 같이, RFID 칩(270)은 기판 노치(266)에 배치되어 있다. RFID 칩(270)은 하부 브러시(194)에 대한 메모리로서 작용한다. RFID 칩(270)에는 코일(271)이 부착되어 있다. RFID 칩(270) 및 코일(271)은 플라스틱 블록(269)에 캡슐화되어 있다(도 5에서 환영으로 도시됨). 블록(269)은, 쉘 코일(236) 및 브러시 코일(271) 사이에서 유도 신호를 교환하는 플라스틱으로 형성되어 있다.

도 14는 RFID 칩(270) 내부의 실제 메모리(272)에 저장된 상이한 데이터를 설명한다. 메모리(272) 내의 당해 데이터는 장치 식별 필드(273)를 포함한다. 필드(273) 내의 데이터는 관련 장치가 골 세정 브러시임을 확인한다. 다수의 상이한 골 세정 브러시가 존재하는 경우, 필드(273) 내의 데이터는 특정 종류의 브러시를 확인한다. 사용 필드(274)는 브러시가 유용한지의 여부를 나타내는 데이터를 포함한다. 사용 후 멸균과 관련된 비용에 기인하여, 각각의 브러시는 1회용 브러시일 것이다. 따라서, 필드(274)는 브러시(58)가 사용될 수 있음을 나타내는 데이터를 포함하도록 초기에 설정되어 있는 단일 비트 필드일 수 있다.

메모리(272)는 또한 각각 최소, 디폴트 및 최대 모터 속도 필드(275, 276 및 277)를 포함한다. 각각 최소 및 최대 모터 속도 필드(275 및 277) 내의 데이터는 기부 유닛 모터(54)가 구동하여 하부 브러시(58)를 회전시키는 바람직한 최소 및 최대 속도를 각각 나타낸다. 디폴트 속도 필드(276)는, 시스템을 작동하는 인력이 임의의 다른 속도를 설정하지 않을 경우에, 모터가 구동되는 속도를 나타낸다.

방향 필드(278)는 기부 유닛 모터(54)가 구동되어야 하는 방향을 나타낸다. 전형적으로, 필드(278) 내의 데이터는 모터가 단일 방향 또는 진동 모드로 구동되어야 하는지를 나타낸다. 모터, 실제로, 하부 브러시(58)가 단일 방향에서 구동되어야 하는 경우, 회전 방향은 무관하다. 하부 브러시(58)가 전후방으로 진동되어야 하는 경우, 필드(278)는 회전 방향이 역전되기 전에 당해 브러시가 어느 정도로 회전되어야 하는지를 나타내는 추가의 데이터 지시를 포함할 수 있다.

본 발명의 몇몇 양태에서, 필드(278)는 하부 브러시(58)가 작동하는 회전 순서를 나타내는 데이터를 함유할 수 있다. 한 가지 순서는 한 방향으로의 10회까지의 회전인 브러시의 초기 회전, 및 이어서 진동 패턴의 회전을 포함하고, 여기서 진동의 각 위상에서 브러시는 회전 방향이 역전되기 전에 한 방향으로 2회 회전(720°)한다.

도 15를 참조로 하여 이제 기재된 상부 브러시(59)는 디스크 형상의 수퍼스트레이트(284)를 포함한다. 수퍼스트레이트(284)는 하부 브러시 기판(260)이 형성되는 동일한 재료로 형성되어 있다. 수퍼스트레이트(284)는 하부 브러시 기판(260)과 동일한 외부 직경을 갖는다. 포스트(286)는 수퍼스트레이트(284)의 중심 종축으로부터 상향으로 연장한다. 포스트(286)는 상부 쉘 보어(252)에 슬라이딩 가능하게 장착되도록 하는 치수를 갖는다.

강모(290)는 수퍼스트레이트(284)의 바닥부 면상 표면으로부터 하향으로 연장한다. 접착부(288)의 층은 강모(290)를 수퍼스트레이트(284)에 유지한다.

볼 플런저(257)(도 7)가 상부 쉘 보어(249)에 장착되어 있다. 볼 플런저(257)는 상부 브러시(59)가 상부 쉘(194) 외부로 낙하되는 것을 방지하도록 포스트(286)에 대해 누르도록 설정된다. 본 발명의 몇몇 양태에서, 브러시 포스트(286)는 플런저 헤드를 수용하는 멈춤쇠(detent)(설명되지 않음)로 형성되어 있다.

IV. 밀 헤드

도 16은 밀 헤드(60)의 기본 부품을 설명한다. 각각 바닥부 및 상부 쉘(302 및 304)이 있다. 함께 조립하는 경우, 쉘(302 및 304)은 밀 헤드(60)의 하우징부를 형성한다. 밀 부재(62)는 쉘(302 및 304) 사이에 샌드위치된 디스크 형상의 부재이다. 상부 쉘(304)은 개방 단부 공급 슬리브(306)를 갖도록 형성된다. 슬리브(306)에 의해 한정된 중앙 공간은 밀 부재(62)가 설치되어 있는 공간으로 개방한다. 플런저(308)는 공급 슬리브(306) 속에 슬라이딩 가능하게 장착되어 있다.

상부 쉘(304)에는 충돌 플레이트(308)(직사각형 바로서 환영으로 도시됨)이 장착되어 있다. 충돌 플레이트(308)는 공급 슬리브의 기부 근처 및 밀 부재(62)의 바로 상부에 존재하도록 상부 쉘에 탑재되어 있다.

바닥부 쉘(302)은 공급 슬리브(306) 바로 하부에 개구부(309)를 갖도록 형성되어 있다. 제거가능한 캐치 트레이(310)가 바닥부 쉘(302)에 슬라이딩 가능하게 장착되어 있다. 캐치 트레이(310)는 바닥부 슬리브(306)에 장착되어 개구부(309)를 통해 밀 헤드(60)로부터 배출된 골 칩을 수용한다.

도 17에 제시된 밀 헤드 바닥부 쉘(302)은 일반적으로 원형 형상을 갖는다. 특히, 쉘(302)은 기부 유닛 보이드 공간(79) 속에 설치되도록 하는 치수를 갖는다. 쉘(302)은 쉘의 외부 주변으로부터 내향으로 연장하는 4개 등각 이격된 노치(312)를 갖도록 형성되어 있다. 노치(312)는, 밀 헤드(60)가 기부 유닛 대좌(74) 위에 설치되는 경우, 대좌 톱니부(84)가 노치(312)에 설치되도록 위치되어 있다. 쉘(302)은, 기부 유닛 구동 스핀들(104)을 수용하는 치수의 중심 위치 개구(314)를 갖는다.

개구부(309)는 바닥부 쉘(302)의 주변으로부터 내향으로 연장한다. 바닥부 쉘(302)은 추가로 개구부(309)의 반대측 위에 위치된 2개의 레일(316)을 갖도록 형성되어 있다. 레일(316)은 캐치 트레이가 개구부(309) 하부에서 쉘(302)에 슬라이딩 가능하게 유지되도록 하는 치수를 갖는다. 본 발명과 무관한 이유로, 레일(316)은 서로 상이한 형상을 갖는다.

도 17에서 환형 직사각형으로 도시된 RFID 칩(320)은 바닥부 쉘(302)에 매립되어 있다. 환영으로 또한 제시된 보조 코일(322)은 RFID 칩(320)에 부착되어 있고 또한 쉘(320)에 매립되어 있다. 코일(322)은, 밀 헤드(60)가 기부 유닛(52)에 배치되는 경우, 코일(322)이 기부 유닛 코일(130) 위에 배치되도록 쉘(302) 속에 배치되어 있다. RFID(320)의 메모리는 세정 헤드 RFID(270)에 함유된 것과 유사한 데이터를 함유한다. 구체적으로, 장치, 밀 헤드(56)의 종류를 확인하는 데이터가 저장되어 있는 데이터 필드가 존재한다. 또한, 밀 헤드(56)가 부착되는 경우에 기부 유닛 모터(54)가 작동해야 하는 속도를 나타내는 적어도 하나의 데이터 필드가 존재한다. 전형적으로, 밀 부재(62)는 단일 속도로 구동되도록 의도된다. 따라서, 본 발명의 다수의 양태에서, RFID(320)는 단지, 밀 부재(62)가 회전되어야 하는 속도를 나타내는 데이터를 함유하는 단일 데이터 필드를 함유한다. 또한, 밀 부재(62)는 통상 단일 방향으로만 회전된다. 따라서, RFID(320)는 마찬가지로 밀 부재(62)를 구동하는 전방/역방 순서에 관한 지침을 포함하는 임의의 데이터를 포함하지 않는다.

도 16으로 돌아가서, 바닥부 쉘(302)과 같이 상부 쉘(304)은 일반적으로 디스크 형상인 것을 볼 수 있다. 상부 쉘(304)은 일반적으로 바닥부 쉘(302)과 동일한 외부 직경을 갖도록 하는 형상이다. 총괄적으로, 쉘(302 및 304)은, 밀 헤드(60)가 기부 유닛 보이드 공간에 설치되는 경우, 상부 쉘(304)의 외면이 대좌 립(78) 약간 상부에 존재하도록 하는 형상이다. 상부 쉘(304)은 2개의 직경 반대측 노치(328)(도 16에서 도시된 하나의 노치)을 갖도록 형성된다. 노치(328)는, 밀 헤드(60)가 기부 유닛 대좌(74)에 장착되는 경우, 기부 유닛 체류 아암 핑거(88)가 노치(328)에 설치되도록 위치되어 있다.

도 18에서 가장 잘 보는 바와 같이, 밀 부재(62)는 410 스테인리스 강 등의 금속으로 형성될 수 있다. 본 발명의 설명된 양태에서, 밀 부재(62)는 일반적으로 평면 디스크 형태로 존재한다. 본 발명의 설명된 양태에서, 밀 부재(62)는 종종 절단 디스크로서 지칭된다. 총괄적으로, 밀 헤드(60)를 형성하는 부품은 밀 부재(62)가 밀 헤드 하우징부에서 일부 상하 이동뿐만 아니라 측면 이동에 관여할 수 있도록 하는 치수를 갖는다.

밀 부재(62)는 또한 중앙 위치된 홀(332)을 갖는 형상이다. 홀(332)은, 기부 유닛 구동 스핀들(104)과 일체의 얼라인먼트 핀(110)을 수용하도록 하는 치수를 갖는다. 홀(332) 주위에 위치되면, 밀 부재(62)는 4개의 등각 형상의 개구부(334)를 갖도록 형성된다. 각각의 개구부(334)는 스핀들(104)과 일체의 톱니부(112) 중의 별개의 하나를 수용하도록 하는 형상이다. 따라서, 개구부(334)는 아치형 형상이다. 개구부(334)의 외부 주변에 의해 한정된 원은 바닥부 쉘 개구부(314)보다 작다.

밀 부재(62)는 다수의 절단 스캘럽(cutting scallops)(336)을 갖도록 형성된다. 각각의 절단 스캘럽(336)과 일체로 종축 정렬되는 경우, 절단 디스크는 관통 개구부(338)를 갖는다. 더욱 상세히, 밀 부재(62)는 각각의 절단 스캘럽(336)이 당해 부재의 인접한 상부 표면 위로 연장하도록 형성되어 있다. 스캘럽(336)은 인접한 개구부(338)의 주변을 형성하는 절단 에지(340)를 한정하도록 밀링된다.

충돌 플레이트(308)는 골 스톡이 당해 플레이트를 파괴하지 않고서 누를 수 있는 재료로 형성되어 있다. 본 발명의 몇몇 양태에서, 이러한 재료는 304 스테인리스 강이다. 충돌 플레이트(308)는 밀 헤드 상부 쉘(304)에 장착되어, 공급 슬리브(306)를 통한 개구의 한 측면에 및 밀 부재(62)의 상부에 존재한다. 충돌 플레이트(308)는, 밀 부재(62)가 회전함에 따라서, 먼저 부재 개구부(338) 및 이어서 개구부를 한정하는 절단 에지-한정 스캘럽(336)이 플레이트(308)를 향해 하부에서 회전하도록 위치되어 있다.

V. 작동

본 발명의 시스템(50)은 골 칩이 형성되는 스톡으로서 사용하기 위해 수거되는 골을 세정 및 밀링하기 위해 사용된다. 사용 시스템을 제조하기 위해, 하부 브러시(58)를 하부 쉘(192)에 장착하고, 상부 브러시(59)를 상부 쉘(194)에 장착한다. 수거된 골은 하부 쉘 강모(268)에 대해 위치되어 있다. 상부 쉘(194)은, 당해 수거된 골 스톡이 각각 하부 및 상부 브러시(58 및 59) 사이에 샌드위치되도록 하부 쉘에 결합되어 있다. 쉘(192 및 194)을 함께 결합시키기 위해, 상부 쉘 핀(248)은 하부 쉘 슬롯(224)에 회전 유지되어 있다. 총괄적으로, 이들 단계는 도 19a에서 단계(350)로 제시되어 있다.

2개의 쉘(192 및 194)이 함께 결합되면, 포스트(286)는 볼 플런저(257)로부터 포스트를 잠금 해제하기 위해 하향으로 누를 수 있다. 이는 상부 브러시(59)가 세정 헤드(56) 내에서 종방향으로 이동하게 한다. 스프링(254)에 의해 상부 브러시 수퍼스트레이트(284)에 대해 압박되어 있는 핀(253)은 세정되는 골에 대해 상부 브러시 강모(290)를 누르는 중력 이외의 힘을 제공한다. 하부 쉘(192) 및 브러시(58)의 상대적 치수에 기인하여, 브러시는 쉘 내에서 측면으로 이동할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

이어서, 세정 헤드(56)를 기부 유닛(52)에 탑재한다(단계 351). 더욱 상세히, 세정 헤드(56)는, 헤드 하부 쉘(192)이 대좌 상부 표면(76) 위에 위치되어 대좌 톱니부(84)가 쉘 노치(210)에 설치되도록 위치되어 있다. 기부 유닛 체류 아암(86)은 핑거(88)가 대좌 노치(220)에 설치되도록 설정되어 있다. 하부 쉘 노치(220)에서 체류 아암 핑거(88)의 이러한 설치가 세정 헤드(56)를 기부 유닛(52)에 유지하는 것이다. 세정 헤드 노치(210)에서 기부 유닛 톱니부(84)의 설치는 기부 유닛(52)에 대한 헤드(56)의 회전을 방지한다.

기부 유닛(52) 위에서 세정 헤드(56)의 설치 부분(단계 351)으로서, 구동 스핀들(108)은 하부 쉘 개구부(208)를 통해 연장한다. 스핀들 얼라인먼트 핀(110)은 하부 브러시 개구부(262)에 설치된다. 개구부(262) 내에 핀(110)의 설치는, 기판 개구부(264)가 스핀들 구동 톱니부(112) 위로 배열되어 있는 원을 한정하도록 하부 쉘(192)에서 하부 브러시(58)를 측면으로 이동시킬 수 있다.

또한, 사용을 위한 시스템(50)의 제조 부분으로서, 기부 유닛(52)은 케이블(67)에 의해 제어 콘솔(55)에 연결되어 있다. 제어 콘솔(66)은 작동된다(단계는 설명되지 않음).

시스템이 작동하면, 제어 콘솔 디스플레이 제어장치(164)는, RFID 인터페이스(168)를 통해, 기부 유닛 메모리(216)의 내용을 판독한다(도 19a의 단계 354). 메모리(126) 내의 유닛-확인 데이터(단계 324)에 기초하여, 디스플레이 제어장치(164)는 제어 콘솔(66)에 부착된 장치가 골 세정장치/골 밀 기부 유닛(52)인지를 결정한다(단계 356). 이러한 결정에 기초하여, 디스플레이 제어장치(164)는, 단계 (356)의 일부로서, 기부 유닛 모터(54)에 적용되어야 하는 실행 전류의 특성을 결정하기 전에 기부 유닛에 부착된 헤드(56 또는 60)의 종류를 결정해야 함을 인지한다. 따라서, 단계(358)에서, 디스플레이 제어장치(164)는, RFID 인터페이스(168)를 통해, 세정 헤드 브러시 RFID(270)에서 데이터를 판독한다(단계 360). 이들 데이터는 기부 유닛 코일(130), 쉘 코일(232 및 236) 및 브러시 코일(271) 사이의 유도 신호 교환의 결과로서 판독된다.

기부 유닛(52)에 부착되면, 세정 헤드(56) 또는 밀 헤드(60)는 제거될 가능성이 언제나 존재하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 기부 유닛(52)이 제어 콘솔(66)에 부착되는 시간 전체에 걸쳐 주기적으로, 디스플레이 제어장치(164)는, 기부 유닛(52)에 이미 부착된 헤드(56 및 60)가 여전히 부착되어 있는 것을 결정하기 위해 RFID 인터페이스가 기본적 질문을 수행할 것을 요청할 것이다. 이러한 일체화 과정은 종종 임의의 부착된 RFID가 몇몇 기본 확인 데이터를 다시 쓰는 요구에 대해 RFID 인터페이스(168)에 의한 a의 출력을 수반한다. 이들 데이터는, 디스플레이 제어장치(164)에 다시 쓰이면, 기부 유닛(52)에 부착된 장치가 여전히 부착되어 있는 것을 나타낸다. 따라서, 기부 유닛이 콘솔(66)에 연결되어 있는 한, 데이터는 기부 유닛 메모리(126)로부터 콘솔로 다시 쓰인다. 밀 헤드(56)가 기부 유닛(52)에 부착되어 있는 한, 데이터의 동일한 판독이 발생한다.

이들 쓰기 요구에 대한 반응의 부재는 기부 유닛(52)이 콘솔에 더 이상 부착되어 있지 않거나 시스템 부품, 세정 헤드 또는 밀 헤드가 기부 유닛에 더 이상 부착되어 있지 않은 것으로 디스플레이 제어장치(164)에 의해 해석된다. 도 19a 내지 19c의 흐름도에서 제시되어 있지 않지만, 이들 기본 질문 과정은, 제어 콘솔(66)이 턴 온되고 기부 유닛(52)에 연결되어 있는 한, 반복적으로 실행됨을 이해해야 한다.

당해 데이터에 기초하여, 브러시 RFID(270)는 골을 세정하는 작업을 위해 제어장치 배열 시스템(50)을 표시한다(단계 362). 단계(362)는 모터가 회전해야 하는 속도 및 방향을 나타내는 지시 순서의 작성을 수반한다. 단계(362)의 일부로서, 디스플레이 제어장치(164)는 또한 당해 시스템(50)의 상태에 대한 정보를 디스플레이(174) 위에 나타내게 한다. 이들 데이터는 부착된 장치가 골 세정 헤드임을 나타내는 데이터, 디폴트 작동 속도(default operating speed)뿐만 아니라 기부 유닛(54)이 작동해야 하는 속도 범위를 나타내는 데이터를 포함한다. 수술 담당자는, 이들이 원하면, 단계(364)에서, 세정 헤드(56)에 배치된 골의 특성의 개인 선호도에 기초하여 작동시키는 시스템을 설정할 수 있다.

이어서, 수술 담당자는 기부 유닛 버튼(120)을 눌러서 세정 헤드를 작동시킨다(단계는 설명되지 않음). 버튼(120)의 누름에 반응하여, 디스플레이 제어장치(164)는, 단계(368)에서 하부 브러시가 회전되어야 하는 방향으로 모터를 회전시키도록 모터 드라이버(142)가 기부 유닛(54)에 실행 신호를 적용하게 한다. 초기에, 스핀들 톱니부는 브러시 노치(264)에 설치되지 않을 수 있다. 그러나 브러시와 스핀들의 정렬에 기인하여, 스핀들, 및 스프링(118)에 의해 제공된 바이어스력의 90°미만의 회전 후, 스핀들 톱니부(112)는 브러시 헤드 노치(264)에 설치된다. 스핀들 톱니부(112)가 이렇게 설치되면, 스핀들(104)의 연속 회전은 세정 헤드 하부 브러시(58)를 유사하게 회전시킨다.

상기 언급한 바와 같이, 세정 헤드 쉘(192 및 194)이 함께 클램프되면, 수거된 골은 하부 브러시(58) 및 상부 브러시(59)의 각각 강모(268 및 290) 사이에서 눌려진다. 하부 브러시 강모의 회전은 골이 두 세트의 강모(268 및 290)에 대해 마찰되도록 한다. 강모에 대한 골의 마찰은 골 외부로 인대 및 기타 잔해를 떼어내어 골을 세정한다(단계 370). 작동되면, 본 발명의 세정 헤드(56)는 5분 이내에, 몇몇 경우에는 3분 이내에 골 스톡을 세정할 수 있는 것으로 생각된다.

단계(368 및 370) 동안, 모터는 메모리(270)에서 방향 필드(278)에 명시된 순서 데이터에 따라 작동된다고 이해된다. 마찬가지로, 사용자에 의해 변형되지 않으면, 모터는 디폴트 속도 필드(276)에 명시된 데이터에 따라 브러시를 회전시키는데 필요한 속도로 작동한다.

세정 공정의 결과로, 세정 헤드(56)는 기부 유닛(52)으로부터 제거된다. 세정 헤드 쉘(192 및 194)은 세정된 골을 헤드(56)로부터 제거하도록 서로 잠김 해제된다. 이들 공정 둘 다는 도 19b에서 단계(372)로서 지칭된다.

이어서, 밀 헤드(60)는 기부 유닛(52)에 결합된다(단계 373). 밀 헤드(60)를 이렇게 위치시키기 위해, 밀 헤드 바닥부 쉘은, 대좌 톱니부(84)가 바닥부 쉘 노치(312)에 설치되고 캐치 트레이(catch tray)(310)가 대좌 노치(83)에 설치되도록 대좌 표면(76) 위에 설치된다. 밀 헤드(60)는, 아암 핑거(88)가 상부 쉘 노치(328)에 설치되도록, 보유 아암(86)의 설치에 의해 기부 유닛(52)에 탈착 가능하게 고정된다. 이러한 공정 동안, 스핀들 얼라인먼트 핀(110)은 밀 부재 개구부(332)에 설치된다. 이는, 부재 개구부(334)가 스핀들 톱니부(112) 위에 배치된 원에 존재하도록, 밀 부재(62)를 구동 스핀들(104)과 함께 정렬하는데 사용된다. 밀 헤드 노치(312)에서 기부 유닛 톱니부(84)의 설치는 기부 유닛(52)에 대해 밀 헤드(60)의 회전을 방지한다.

상기 언급한 바와 같이, 디스플레이 제어장치(164)가, 기부 유닛(52)이 제어 콘솔(66)에 부착되어 있음을 인식하는 한, 디스플레이 제어장치(164)는, RFID 인터페이스(168)를 통해, 장치가 기부 유닛에 부착되어 있는지의 여부를 결정하기 위해 질문을 계속 수행한다. 밀 헤드(60)가 기부 유닛(52)에 장착되면, 이러한 기본 질문에 반응하여, 밀 헤드 RFID(320)는 당해 밀 헤드가 기부 유닛에 부착되어 있음을 나타내는 데이터를 쓴다. 이러한 사건 발생에 반응하여, 디스플레이 제어장치(164)는, 단계(374)에서, 밀 헤드 RFID(320)에서 모든 데이터를 판독한다.

밀 헤드 RFID로부터 판독된 데이터에 기초하여, 디스플레이 제어장치(164)는 밀 헤드(60)를 작동시키기 위해 시스템(50)을 배열한다. 이러한 공정은 밀 부재(64)가 적절한 속도로 회전하게 할 수 있는 속도로 기부 유닛 모터(54)를 작동시키는 지시의 작성을 수반한다. 또한, 디스플레이 제어장치(164)는, 밀 헤드(60)가 기부 유닛(52)에 부착되어 있음을 나타내도록 콘솔 디스플레이(174) 위에 데이터가 제시되도록 한다.

세정된 골 스톡은 공급 슬리브(306)에 위치되고, 플런저(307)는 골 위의 슬리브에 위치된다(단계 378). 수술 담당자는 기부 유닛 버튼(120)을 누름으로써 실제 밀링 공정을 개시한다. 개인은 또한 밀 부재(62)에 대해 골 스톡을 누르도록 플런저(307) 위에 하향으로 누른다. 이들 두 단계는 도 19c에서 단계 380으로서 지칭된다.

단계 380에서 디스플레이 제어장치(164)가 버튼(120)의 누름을 검출하는 결과로서(단계는 번호 부여되지 않음), 디스플레이 제어장치(164)는, 단계 380에서, 밀 부재(62)를 원하는 속도로 회전시키는데 필요한 속도로 드라이버가 기부 유닛 모터(54)를 작동시키는 모터 드라이버(162)에 지시를 보낸다. 또한, 메모리(320) 중의 데이터에 기초하여, 이 속도는, 모터(54)가 작동하여 세정 헤드(56)를 작동시키는 속도와 상이할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 골이 밀 부재(62)에 대해 눌려지고 밀 부재가 충돌 플레이트(308)를 향해 절단 에지(340)가 회전하도록 회전하는 결과로서, 골은 밀 부재 스캘럽과 충돌 플레이트 사이에서 압축된다. 밀 부재 절단 에지(340)는 골 스톡을 칩으로 전단한다. 당해 칩은 캐치 트레이(310)에 낙하한다.

밀링 공정 후, 골 칩으로 채워진 캐치 트레이(310)는 밀 헤드로부터 제거된다(단계 384). 이어서, 당해 칩은 추가의 처리 및 후속적으로 환자로의 이식을 위해 추출된다.

시스템(50)은 칩으로 연마하기 전에 골 스톡을 수동 세정할 필요를 제거한다. 따라서, 골 스톡의 세정 책임이 있는 개인에게 세정 공정에서 장갑이 찢어져 교차 오염 위험을 발생시킬 가능성이 또한 제거된다.

본 발명의 또 다른 특징은 세정 공정을 수행하는데 사용된 대부분 고가의 비-일회용 부품, 기부 유닛(52) 및 제어 콘솔(66)이 2가지 기능을 갖는다는 것이다. 이들 부품은 밀 헤드(60) 중의 밀 부재(62) 및 세정 헤드(56) 중의 브러시(58) 둘 다를 활성화시는데 사용된다. 이는 본 발명의 시스템(50)을 제공하는 비용을 감소시킨다.

메모리(RFIDs)(270 및 320)는 이들이 관련되는 브러시(58) 및 밀 부재(62)에 대한 배열 데이터를 각각 제공한다. 제어 콘솔(66)은 이들 배열 데이터에 기초하여, 모터가 부착된 브러시(58) 또는 밀 부재(62)를 위한 속도로 작동하도록 기부 유닛 모터(54)의 작동을 제어한다. 이는, 먼저 세정 헤드 및 이어서 밀 헤드를 기부 유닛에 탑재할 때의 작동을 위해 개인이 시스템(50)의 배열 시간의 양을 최소화한다. 당해 데이터가 세정 헤드로부터 전달되고 밀 헤드가 자동적인 경우, 사람 오차(human error)로 인해 콘솔이 부정확한 배열/작동 데이터를 수용할 가능성이 본질적으로 제거된다. 따라서, 제어 콘솔(66)은 기부 유닛 모터(54)가, 어떤 헤드 즉, 세정 헤드(56) 또는 밀 헤드(60)가 기부 유닛(52)에 부착되는 것과 무관하게 적절한 속도로 작동하는 것을 보장한다.

본 발명의 시스템(50)의 또 다른 특징은, 본 발명의 몇몇 양태에서, 세정 헤드(56)의 유일한 일회용 부분이 브러시(58 및 59)라는 것이다. 이는 작동 시스템(50)과 관련된 비용을 추가로 감소시킨다.

VI. 제1 대체 세정 헤드

도 20은 본 발명의 시스템(50)과 함께 사용하기 위한 대체 세정 헤드(410)의 기본 특징을 설명한다. 헤드(410)는 각각 하부 및 상부 쉘(412 및 414)을 포함한다. 하부 브러시(416)는 하부 쉘(412)에 배치되어 있다. 상부 브러시(418)는 상부 쉘(414)에 배치되어 있다. 구동 어셈블리(하기에 언급되는 부품)는 동시 회전을 위한 브러시를 연결시킨다. 본 발명의 한 가지 양태에서, 당해 브러시는, 하부 브러시(416)가 한 방향으로 회전하는 경우, 상부 브러시(418)가 반대 방향으로 회전하도록 함께 연결된다.

하부 쉘(412)은 세정 헤드(56)의 하부 쉘(192)이 형성되는 재료와 동일한 재료로 형성된다. 하부 쉘(412)은, 도 24에서 가장 잘 보는 바와 같이, 쉘(192)과 동일한 기본 원형 형상을 갖는다. 더욱 상세히, 쉘의 디스크 형상 기부에는 기부 유닛의 구동 스핀들(104)이 연장할 수 있는 중앙 위치된 개구부(설명되지 않음)가 있다. 세정 헤드(410)가 기부 유닛(56) 위에 설치되는 경우, 대좌 톱니부(84)가 설치되는 노치(422)가 있다. 하부 쉘(412)은 기부로부터 상향으로 연장하는 원형 링(424)을 갖는다. 쉘(412)의 링(424)은 쉘(194)의 링(214)보다 높이가 더 짧다. 따라서, 기부 유닛의 체류 아암(88)이 설치되는 링에서 형성된 노치(426)는 링(426)의 노출된 외부 방향 면으로부터 하향으로 연장한다. 슬롯(224)은, 당해 슬롯(224)이 쉘(192)에 존재하는 것과 동일한 이유로 링(424)의 외부 방향 면에 형성되어 있다.

세정 헤드의 상부 쉘(414)은 하부 쉘(412)이 형성되는 물질과 동일한 물질로 형성된다. 상부 쉘(414)은, 세정 헤드(56)의 쉘(194)과 같이, 원통형 형상이다. 도 20 및 도 21에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 상부 쉘(414)은 쉘(194)보다 상부-대-바닥부 높이가 보다 크다. 다수의 동축 보어가 상부 쉘(414)을 통해 종방향으로 연장한다. 보어(430)는 상부 쉘(414)의 바닥부로부터 상향으로 연장한다. 보어(430)는 쉘(414)을 통해 거리의 대략 50%를 연장하고, 최대 직경 보어이다. 보어(432)는 보어(430)의 바로 상부에 위치되어 있고 보어(430)와 연속한다. 보어(432)는 보어(430)의 직경보다 약간 작은 직경을 갖는다. 상부 쉘(414)은 보어(432)의 외부 주변이, 쉘(414)의 내부 표면으로부터 내향으로 연장하는 톱니부(434)의 원형 링에 의해 한정되도록 형성된다.

보어(432) 위에는 보어(436), 보어(438) 및 보어(440)가 있다. 보어(436)는 제조상의 이유로 존재하며, 보어(430)와 보어(432) 사이의 직경을 갖는다. 보어(438)는 보어(436) 바로 위에 존재한다. 보어(438)는 보어(436)의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 보어(440)는 보어(438)와, 쉘(414)의 상면 사이로 연장한다. 보어(440)는 보어(438)의 직경보다 작은 직경을 갖는다.

상부 쉘(194)의 기부로부터 하향으로 연장하는 동일한 핀(248)은 상부 쉘(414)의 기부로부터 하향으로 연장한다.

하부 브러시(416)는 기판(260)과 유사한 기판(444)을 갖는다. 도 23에서 보는 바와 같이, 보어(446)는 기판(444)이 회전하는 축을 따라 기판(444)을 통해 연장한다. 보어(446)는 정사각형 횡단면 형상을 갖는다. 보어(446)를 가로지르는 폭은 구동 스핀들 얼라인먼트 핀(110)의 최대 외부 직경과 동일하거나 이보다 크다. 기판(260)에 존재하는 노치(264)는 기판(444)의 보어(446) 주위에 등각으로 이격되어 있다.

기판(444)은 기판의 밑면 위에 밀폐된 단부 노치(448)를 갖는 것으로 추가로 도시되어 있다. 이는 기판(260)과 같이 기판(444)이 메모리(RFID)(270)(도 5)를 보유하는 것을 나타내며, 이 메모리에는 세정 헤드(410)의 신원 및 작동에 관한 데이터가 저장된다.

강모(268)는 기판(444)의 상부 방향 면으로부터 상향으로 연장한다. 기판(444)과 강모 사이의 접착제 층은 번호가 부여되지 않는다.

상부 브러시(418)는 쉘 보어(430)의 직경보다 적어도 0.5 mm 작은 외부 직경을 갖는 디스크 형상의 수퍼스트레이트(450)를 갖는다. 수퍼스트레이트(450)는 3개의 보어로 형성되어 있다. 관통 보어(452)는 기판의 종축을 따라 기판을 통해 축방향으로 연장한다. 또한, 2개의 밀폐된 단부 보어(454 및 456)가 있다. 보어(452, 454 및 456)는 선형으로 배열되어 있다. 보어(456)는 수퍼스트레이트(450)의 외부 주변에 대해 바로 내향으로 위치되어 있다.

세정 헤드(410)의 구동 어셈블리는, 도 24 및 25를 참조로 하여 이제 기재되는 샤프트(460)를 포함한다. 샤프트(460)는 스테인리스 강 또는 기타 금속으로 형성되거나, 몇몇 경우, 플라스틱 및 단일 조각 유닛으로서 형성된다. 샤프트(460)는 일반적으로 신장된 원통형 바디(462)를 갖도록 하는 형상이다. 바디(462)는 상부 브러시 기판(450)의 보어(452)의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 바디(462)와 일체로 형성되면, 바디의 바닥부 단부에서, 샤프트(460)는 받침대(464)를 갖는다. 받침대(464)는 직사각형 횡단편 프로파일을 갖는다. 더욱 상세히, 샤프트 받침대(464)는 하부 브러시 기판(444) 내부의 보어(446)에 단단하게 장치되는 형상을 갖는다. 설명하지는 않았지만, 샤프트 받침대(464)는 받침대의 기부로부터 상향으로 연장하는 보어를 가질 수 있다. 이러한 보어는 기부 유닛 구동 스핀들(104)과 일체의 얼라인먼트 핀(110)을 수용하도록 하는 형상이다. 샤프트(466)는 신장된 슬롯(466)을 갖도록 추가로 형성된다. 슬롯(466)은 샤프트 상부의 대략 2 내지 4 cm 아래의 샤프트 바디(462)에 위치되어 있다. 슬롯(464)은 샤프트 바디(462)를 통해 직경 방향으로 연장한다.

샤프트(460)는, 받침대(464)가 하부 브러시 기판 보어(446)에 설치되도록 위치되어 있다. 샤프트 바디(462)는 상부 브러시 기판(450)에서 보어(452)를 통해 및 그 위로 연장한다. 도 21에 도시된 바와 같이, 샤프트 바디(462)는 또한 상부 쉘 보어(436, 438 및 440)를 통해 연장한다.

세정 헤드의 구동 어셈블리는 또한 도 20 및 도 24에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이 상부 브러시 기판(450)의 상부 바로 위에 위치된 3개의 기어(468, 470, 472)를 포함한다. 기어(468)는 수퍼스트레이트(450) 위로 연장하는 샤프트 바디(462)의 부분 위에 슬립 장착된다. 기어(468)와 일체의 링 형상 칼라(474)가 샤프트 바디(462) 주위로 또한 연장하도록 기어로부터 상향으로 연장한다. 칼라(474)는 도시된 직경방향 반대측의 개구부(476)를 갖도록 형성된다. 핀(478)은, 기어(468)를 샤프트(460)에 결합시켜 기어가 샤프트와 함께 회전하도록 칼라 개구부(476) 및 샤프트 슬롯(466)을 통해 연장한다. 핀(478)이 샤프트 슬롯(466)을 통해 연장하면, 기어(468)는, 상부 브러시(418)와 같이, 샤프트(462)를 따라 종방향으로 이동할 수 있음은 명백하다.

세정 헤드(410)가 조립되는 경우, 칼라(474)는 상부 쉘 보어(438)로 연장할 수 있음은 추가로 자명할 것이다. 따라서, 상부 쉘(414)은 보어(438)가 칼라(474)보다 큰 직경을 갖도록 형성되어 있다.

기어(470 및 472)는 수퍼스트레이트(450)의 상부 표면에 회전 가능하게 탑재되어 있다. 더욱 상세히, 기어(470)는 수퍼스트레이트 보어(454)에 설치된 축(480)의 샤프트 위에 배치되어 있다. 기어(472)는 수퍼스트레이트 보어(456)에 설치된 축(482)의 샤프트 위에 배치되어 있다. 핀(486)은 각각 축(480 및 482)에 기어(470 및 472)를 보유한다. 세척장치(484)는 각 기어(470 및 472)와 적층 핀 헤드 사이에 배치되어 있다. 기어(470)는 기어(468 및 472) 둘 다와 연동한다. 기어(472)는 기어의 톱니부가 수퍼스트레이트(450)의 주변 너머로 돌출하도록 위치되어 있다.

강모(290)는 수퍼스트레이트(450)로부터 하향으로 연장한다. 수퍼스트레이트에 강모(290)를 보유하는 접착제 층은 번호가 부여되지 않는다.

세정 헤드(410)는 또한 링(488)을 포함한다. 링(488)은 샤프트 바디(462) 위로 슬립 장착되도록 하는 치수를 갖는다. 하기의 명백한 이유로 인해, 본 발명의 이러한 양태는 상이한 높이의 다수의 상이한 링을 포함할 수 있다.

골 스톡은 하부 쉘(412)에 하부 브러시(416)를 먼저 위치시킴으로써 세정 헤드(410)를 사용하여 세정된다. 샤프트(460)는, 샤프트 받침대(464)가 기판 보어(446)에 설치되도록 브러시(416)에 탑재되어 있다. 골 스톡의 높이보다 약간 작은 높이를 갖는 링(488)은 샤프트 바디(462) 위로 슬리핑되어 있다. 골은 브러시 강모(268) 위에 위치되어 있다.

상부 브러시(418)는 하부 브러시 위에 배치되어, 샤프트 바디는 수퍼스트레이트 보어(452)를 통해 연장한다. 링(488)의 존재는 상부 브러시(418)가 골 스톡에 대해 아래로 밀리는 정도를 제한하는 것이 명백할 것이다.

이어서, 상부 쉘(414)은 하부 쉘(412), 골 스톡 및 브러시(416 및 418) 위에 배치되어 있다. 당해 위치에서 상부 쉘(414)의 위치 결정의 결과로서, 상부 브러시 기판(450) 너머로 연장하는 기어(472)의 톱니부는 상부 쉘(414) 내부의 톱니부(434)와 맞물린다.

이어서, 세정 헤드(410)는, 세정 헤드(56)가 이렇게 부착되어 있는 동일한 방식으로 기부 유닛 대좌(74)에 탈착 가능하게 결합되어 있다. 세정 헤드(410)는, 세정 헤드(56)가 작동하는 동일한 일반 공정으로 작동한다. 세정 헤드, 더욱 상세히 하부 브러시(416)에 메모리(270)(여기서, 세정 헤드의 작동 파라미터를 한정하는 데이터가 저장된다)가 제공되는 경우, 제어 콘솔(66)은 이들 데이터에 기초하여 기부 유닛 모터(54)를 활성화시킨다.

세정 헤드(410)의 작동 동안, 기부 유닛 스핀들(110)은 하부 브러시(416)를 회전시킨다. 이는 샤프트(460)의 유사한 회전을 발생시킨다. 샤프트(460)의 회전은 기어(468, 470 및 472)의 회전을 발생시킨다. 상부 쉘 톱니부(434)에서 기어(472)의 톱니부의 맞물림은 샤프트(460) 주위의 상부 브러시(418)의 회전을 발생시킨다. 더욱 상세히, 수퍼스트레이트(450) 및 상부 브러시는 하부 브러시(416)가 회전하는 반대 방향으로 회전한다. 따라서, 강모(268 및 290)는 반대 방향으로 골 스톡의 반대측 표면에 대해 동시에 마찰한다. 반대 방향에서 골 스톡의 2개 표면의 이러한 동시 브러싱은 세정 공정 동안 브러시 사이에서 골 스톡을 롤링시킨다. 이는 골 스톡의 세밀한 세정을 촉진시키고, 골 스톡의 세정에 요구되는 전체 시간을 잠재적으로 감소시킨다.

VII. 일체화 세정 및 밀 헤드

본 발명의 또 다른 대체 양태에서, 당해 시스템은 골 스톡을 세정 및 밀링하는 부품과 함께 도 26을 참조로 하여 이제 기재되는 단일 헤드(490)를 포함할 수 있다. 헤드(490)는 각각 하부 및 상부 플레이트(492 및 496)를 포함한다. 플레이트(492 및 496) 사이에는 밀 부재(494)가 회전 가능하게 배치되어 있다. 하부 및 상부 쉘(502 및 508)을 각각 포함하는 세정 모듈은 상부 플레이트(496)에 이동 가능하게 탑재되어 있다. 하부 및 상부 브러시(504 및 506)는 각각 브러시 하우징부 내부에 배치되어 있다. 하부 브러시(504)는 당해 브러시가 밀 부재와 함께 회전하도록 브러시를 밀 부재(494)에 탈착 가능하게 결합시키는 특징부가 제공된다.

헤드 하부 플레이트(492)는 폴리카보네이트 플라스틱 등의 멸균가능한 플라스틱과 같은 플라스틱으로부터 형성되어 있다. 도 27에 도시된 바와 같이, 하부 플레이트는 원통형 기부(510)를 갖도록 형성된다. 기부(510)는 립(78) 내의 기부 유닛 대좌 상부 표면(76) 위에 설치되도록 하는 직경을 갖는다. 기부(510)는 적어도 표면(76) 위의 립(78)의 높이만큼 큰 높이를 갖는다. 하부 플레이트(492)는, 기부(510)와 일체화되어 기부(510) 너머로 환상 및 방사상으로 연장하는 림(512)을 갖도록 형성된다. 기부는 4개의 노치(514) 및 2개의 노치(516)(하나의 노치(514)가 도 27에 도시됨)를 갖도록 형성된다. 노치(514)는 기부(510)의 바닥부 표면 주위 위치되어 있다. 노치(514)는, 헤드(490)가 기부 유닛(52) 위에 설치되는 경우, 톱니부(84)를 수용하도록 하는 직경을 갖는다. 노치(516)는 서로에 대해 직경 방향으로 반대이다. 노치(516)는, 림(512)이 기부로부터 외향으로 돌출하는 경우, 바로 아래의 기부(510)의 상부에 위치되어 있다. 노치(516)는 기부 유닛(52)에 대한 헤드(490)의 탈착 가능한 결합을 촉진시키기 위해 체류 아암 핑거(88)를 수용하도록 위치결정 및 치수를 갖는다.

하부 플레이트(492)는 림(512)과 동축으로 림(512) 내에 위치된 원형 보이드 공간(518)을 갖도록 추가로 형성된다. 보다 구체적으로는, 하부 플레이트(492)는 보이드 공간(518)이 림(512)을 통해 및 부분적으로 기부(512)를 통해 연장하도록 형성된다. 도 27에서 환영으로 도시된 원형 개구부(520)는 플레이트 기부(510)를 통해 보이드 공간(518)의 바닥부로부터 동심원상으로 연장한다. 개구부(520)는 구동 스핀들 헤드(108)의 직경보다 약간 큰 직경을 갖는다. 하부 플레이트는 또한 배출 포트(522)와 함께 형성된다. 배출 포트(522)는 횡단면으로 정사각형이고, 플레이트 기부(510)를 통해 보이드 공간의 바닥부로부터 연장한다. 포트(522)는 개구부(520)와 플레이트 기부(510)의 외부 주변 사이에 위치되어 있다.

도면에 도시되어 있지 않지만, 캐치 트레이(310)와 유사한 캐치 트레이가 하부 플레이트 기부(510)에 제거가능하게 탑재되어 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 배출 포트(522) 하부의 캐치 트레이의 제거가능한 탑재를 촉진하는 하부 플레이트(492)와 일체의 레일은 설명되지 않는다.

상부 플레이트(494)는, 하부 플레이트(492)가 형성되는 동일 종류의 플라스틱으로부터 형성되고, 일반적으로 디스크 형상이다. 상부 플레이트(494)는 기부 플레이트 림(512)의 외부 직경과 동일한 외부 직경을 갖는다. 상부 플레이트(494)는 중앙 위치된 홀(524)(도 28에서 환영으로 제시됨)을 갖도록 형성된다. 상부 플레이트(496)는 공급 포트(526)를 갖도록 추가로 형성된다. 공급 포트(526)는 정사각형 형상이다. 본 발명의 설명된 양태에서, 플레이트는, 포트로 유도되는 플레이트(496)의 내부 표면이 내향으로 테이퍼링되어, 포트(526)의 크기가 플레이트의 상부로부터 내향으로 점차 감소하도록 하는 형상이다. 헤드(490)가 조립되는 경우, 플레이트(492 및 496)는, 상부 플레이트 공급 포트(526)가 하부 플레이트 배출 포트(522)와 함께 교합 상태로 되도록 배향되어 있다.

상부 플레이트(496)는 중앙 위치된 관상 슬리브(528)를 갖도록 추가로 형성된다. 당해 플레이트는, 슬리브(528)가 플레이트 중앙 위치된 홀(520) 주위로 및 위로 연장하도록 형성된다.

도 28에서 환영 직사각형으로 제시된 충돌 플레이트(530)는 상부 플레이트(496)의 바닥부에 탑재되어 있다. 충돌 플레이트(530)는 플레이트 공급 포트(526)에 바로 인접하여 위치되어 있다.

2개의 평행 웹(534)은 상부 플레이트(496)로부터 상향으로 연장한다. 본 발명의 몇몇 양태에서, 웹(534)은 상부 플레이트(496)와 일체로 형성되어 있다. 웹(534)은, 플레이트 홀(524), 공급 포트(526) 및 슬리브(528)가 웹 사이에 위치되도록 위치되어 있다. 웹(534)은 쉘(502 및 508)의 외부 직경보다 큰 거리만큼 서로 이격되어 있다. 본 발명의 설명된 양태에서, 직사각형 리브(rib)(536)는 각 웹(534)과 일체로 형성되어 있다. 각 리브(536)(도시된 것)는 슬리브(528)를 향해 지시되는 웹의 표면으로부터 외향으로 연장한다. 리브(536)는 웹(534)에 구조적 강도를 제공한다.

웹(534)은 일반적으로 고형 구조 부재이다. 각 웹(534)은 웹을 가로질러 연장하는 웹 상부의 바로 아래에 슬롯(540)을 갖도록 추가로 형성되어 있다. 서로 교합 상태로 존재하는 슬롯(540)은 각각 3개의 하향 톱니부(542, 544 및 546)를 갖도록 형성되어 있다. 2개의 톱니부(542 및 546)는 각 슬롯의 반대측 단부에 위치되어 있다. 각 톱니부(544)는 일체화되는 슬롯(540)의 중간점으로부터 하향으로 연장한다.

밀 부재(494)는 절단 디스크(540)를 포함한다. 디스크(540)는 밀 부재(62)와 동일한 기본 특징부를 갖는다. 디스크(540)는 하부 플레이트 보이드 공간(518)의 직경보다 약간 작은 외부 직경을 갖는다. 밀 부재(494)는 또한 디스크(540)의 상부 표면으로부터 상향으로 연장하는 포스트(544)를 갖고, 상기 표면 위에서 디스크 스캘럽(번호 부여되지 않음)이 연장한다. 본 발명의 설명된 양태에서, 포스트(544)는 디스크(540)의 상부에 용접되거나 그 밖의 방식으로 고정된 원형 기부(542)로부터 상향으로 연장한다. 포스트(544)는 주요 기부(542)의 직경보다 작은 직경을 갖는다.

원형 헤드(546)는 포스트(544)의 상부에 탑재되어 있다. 헤드(546)는 스핀들 얼라인먼트 핀(110)과 유사한 얼라인먼트 핀(548)을 갖도록 하는 형상이다. 헤드(546)는 또한 구동 스핀들(112)과 일체의 구동 톱니부(112)와 유사한 톱니부(550)를 갖는다. 톱니부(550)는 핀(548) 주위에 등각으로 배치되어 있고, 핀(548)보다 높이가 작다. 밀 부재(494)는, 헤드(490)가 조립되는 경우, 절단 디스크(540)가 하부 플레이트 보이드 공간(518)에 배치되고 포스트(544)가 슬리브(528)를 통해 연장하고 부재 헤드(546)가 슬리브 상부에 공간을 갖도록 하는 직경을 갖는다.

하부 쉘(502)은 세정 헤드(56)의 쉘(192)과 동일한 기본 형상을 갖는다. 쉘(502)은, 기부 유닛(52)에 대한 쉘의 설치 또는 쉘의 결합을 촉진하는 노치를 갖지 않는다. 쉘(502)은 쉘의 외부 립으로부터 하향으로 연장하는 노치(554)를 갖는다. 본 발명의 몇몇 양태에서, 노치(554)는 쉘(502)의 기부로 연장한다. 하부 쉘(502)은 2개의 직경방향 반대측, 선형 정렬된 밀폐 단부 보어(556)를 갖도록 추가로 형성된다.

핀(558)은 상부 플레이트(494)와 일체의 웹(534)에 하부 쉘(502)을 이동 가능하게 탑재한다. 각각의 핀(558)은 쉘 보어(556) 중의 하나에 설치된 단부를 갖는다. 쉘(502)의 외향으로 연장하는 핀(558)의 단부는 인접한 웹 슬롯(540)으로 연장한다. 핀(558)은, 당해 핀이 슬롯 및 톱니부(542-546)에 슬라이딩 가능하게 이동할 수 있도록 슬롯(540)에 대한 치수를 갖는다. 따라서, 핀(558)은 하부 쉘(502) 및 당해 쉘에 탑재된 부품이 상부 플레이트(496) 위로 이동하고 피벗할 수 있게 하는 것은 명백하다.

상부 쉘(508)은 세정 헤드(56)의 쉘(194)과 동일한 기본 원통형 형상을 갖는다. 직사각형 형상의 노치(560)는 쉘(194)의 하향 연장 스커트를 통해 연장한다(스커트는 번호 부여되지 않음). 총괄적으로, 쉘(502 및 508)은, 함께 조립되어 세정 모듈 하우징부를 형성하는 경우, 상부 쉘 노치(560)가 하부 쉘 노치(554)와 교합 상태로 되도록 하는 형상이다. 또한, 노치(554 및 560)는 통상의 폭을 공유하는 것으로 이해되어야 한다. 2개의 선형 정렬된 측방향 연장 보어(564)는 또한 상부 쉘(508) 속에 형성되어 있다. 보어(564)는 노치(560)로 개방하도록 위치되어 있다.

상부 쉘(508)과 일체의 핀(248)(도시된 것)은 함께 쉘의 탈착 가능한 결합을 촉진시키기 위해 하부 쉘(502)에 형성된 슬롯(224)에 설치된다. 또한, 총괄적으로, 쉘(502 및 508)은 헤드(490)의 세정 모듈의 하우징부를 형성한다.

하부 브러시(504)는 브러시(58)와 동일한 기본 특징부를 갖는다. 상부 브러시(506)는 브러시(59)와 동일한 기본 특징부를 갖는다.

본 발명의 이러한 양태의 헤드(490)는 또한 슬라이드 플레이트(568)를 포함한다. 플레이트(568)는 세정 모듈 하우징부와 일체의 연속 노치(554 및 560)에 탑재되어 있다. 플레이트(568)는 일반적으로 직사각형 형상이다. 플레이트(568)의 폭은, 노치(554 및 560)에 플레이트(568)의 슬라이딩 이동을 촉진하도록 선택된다. 플레이트(568)의 반대측 표면은 종방향 연장 그루브(570)(도시된 것)를 갖도록 각각 형성되어 있다. 탭(572)은 플레이트(568)로부터 수직방향으로 연장한다. 본 발명의 설명된 양태에서, 플레이트(568)는, 헤드(490)가 조립되는 경우, 탭(572)이 상부 쉘(508)의 상부 위로 연장하도록 구성된다.

두 핀(574)은 플레이트(568)를 세정 모듈 하우징부에 유지시킨다. 더욱 상세히, 각 핀(574)은 상부 쉘(508)에서 형성된 보어(564) 중의 하나에 부분적으로 설치된다. 핀(574)의 노출된 단부는 플레이트(568)와 일체의 인접 그루브(570)에 설치한다. 따라서, 핀(574)은 플레이트를 세정 모듈 하우징부에 유지시키면서 플레이트가 슬라이딩하여 노치(554 및 560)를 선택적으로 보호하고 노출시키도록 한다.

설명되지 않았지만, 메모리(320)와 유사한 메모리가 하부 플레이트 기부(510)에 배치될 수 있다. 이 메모리는 밀 부재(494) 및 하부 브러시(504) 둘 다가 회전되어야 하는 속도를 나타내는 데이터를 포함한다.

헤드(490)를 사용하기 위해, 헤드는 초기에 기부 유닛(52)에 탑재된다. 기부 유닛 대좌 표면(76) 상에 하부 플레이트 기부(510)의 설치 결과로서, 구동 스핀들 얼라인먼트 핀(110)은 밀 부재(494)가 구동 스핀들(104)과 정렬되도록 한다.

세정 모듈에서 세정하기 위한 골 스톡을 로드(load)하기 위해, 모듈을 먼저 이동시켜 핀(558)이 웹 슬롯 톱니부(546)에 설치되게 한다. 따라서, 세정 모듈은 상부 플레이트 공급 포트(526)로부터 가장 멀리 이격되도록 배치된다. 이어서, 세정 모듈을 노치(554 및 560) 및 플레이트(568)가 상향 지시되도록 피벗한다. 플레이트(568)를 개방하여 노치(554 및 560)를 노출시킨다. 골 스톡을 브러시(504 및 506) 사이에서 노치를 통해 통과시킨다. 노치 사이의 충분한 간격을 보장하기 위해, 이 공정을 수행하는 사람은 브러시(506)와 일체의 포스트 상에서 끌어당겨 이를 브러시(504)에서 떨어져서 유지시킬 수 있다. 플레이트(568)를 밀폐 상태로 반환시킨다.

이어서, 세정 모듈을 이동시켜 핀(554)을 웹 슬롯 톱니부(544)에 고정시킨다. 세정 모듈이 이렇게 배치된 결과, 브러시(504)에서 형성된 보조 개구부에서 밀 부재(494)와 일체의 얼라인먼트 핀(548)은 브러시 내부의 구동 개구부를 톱니부(550)가 배치된 원과 정렬시킨다. 총괄적으로, 헤드(490)의 성분은 추가로, 핀(558)을 톱니부(544)에 설치하는 경우, 하부 쉘(502)의 하면을 슬리브(528)에 대해 설치하도록 구성될 수 있다.

헤드(490)와 일체의 메모리는 당해 헤드가 조합된 세정 및 밀 헤드임을 제어 콘솔 디스플레이 제어장치(164)에 통지하는 데이터를 포함한다(도 29a의 단계 582). 이 정보에 반응하여, 디스플레이 제어장치(164)는, 사용자에게 장치가 세정 모드 또는 밀링 모드로 작동되어야 하는지를 나타낼 것을 요구하는 버튼을 디스플레이(174) 상에 제공한다(단계 584). 장치가 세정 모드로 작동되어야 한다는 단계(585)의 명령을 등록시, 단계(586)에서 디스플레이 제어장치는 모터 드라이버(162)가 브러시(504)를 적합한 속도에서 적합한 방향으로 회전시키기에 적당한 방식으로 모터(54)를 작동시키도록 하는 지침을 준비한다. 일단 버튼(120)이 눌러지면, (단계는 도시되지 않음) 제어 콘솔(66)은 모터(54)를 작동시켜 세정 모듈의 적당한 작동을 유도한다(단계 588).

단계(588)에서, 모터(54) 및 구동 스핀들(108)의 작동은 밀 부재(494)의 유사한 작동을 유도한다. 절단 디스크(540), 포스트(544) 및 헤드(546)가 모두 회전된다. 톱니부(550)가 도 12의 개구부(264)와 동일한 브러시 개구부에 미리 설치되지 않았을 경우, 이들은 헤드(546)의 초기 회전 동안 이들 개구부에 설치한다. 브러시 개구부에서 톱니부(550)의 맞물림 결과로서, 브러시는 유사한 회전을 경험한다. 브러시(58)가 회전됨에 따라, 이 작용은 골 스톡의 세정을 유도한다.

세정 공정이 종결되면, 제어 콘솔은 단계(584)로 복귀되어, 모터가 작동되는 다음 시점에서, 이것이 작동하여 밀 부재(494) 또는 브러시(504)를 작동시키는지에 대한 지시를 기다린다.

골이 세정되면, 세정 모듈은 이동되어, 핀(554)이 웹 슬롯 톱니부(542), 톱니부 인접 공급 포트(526)에 설치된다. 세정 모듈은 피벗되어, 모듈 노치(554 및 560)가 공급 포트(526)를 향한다. 플레이트(568)는 개방 상태로 슬라이딩한다. 중력은 세정된 골 스톡이 공급 포트(526)로 낙하되도록 한다. 이러한 공정을 촉진하기 위해, 브러시(506)와 일체의 포스트를 끌어당겨 브러시를 따로 유지하는 것이 요구될 수도 있다.

골 스톡이 하부 플레이트, 필수적으로 밀 어셈블리로 전달되면, 세정 모듈은 공급 포트(526)로부터 멀리 이동된다. 이는 공급 포트 내로 플런저의 후속 삽입을 위한 간격을 제공한다.

사용자는 제어 콘솔 디스플레이(174) 위에 제공된 적절한 버튼을 눌러, 헤드(490)가 세정 모드로 작동됨을 나타내고 단계(585)가 재실행된다. 눌려지는 이러한 버튼에 반응하여, 단계(562)에서, 디스플레이 제어장치(164)는 절단 디스크(540)의 회전에 적절한 속도로 기부 유닛 모터(54)가 작동되도록 하는 지침을 준비한다(단계 562).

골이 밀링되는 경우, 버튼(120)은 눌려진다(설명되지 않은 단계). 이는 제어 콘솔(66)이 적절한 속도로 기부 유닛 모터(54)를 작동시키도록 한다(단계 564). 모터의 작동과 동시에, 도 16의 플런저(307) 등의 플런저를 사용하여 회전 절단 디스크(540)에 대해 골 스톡을 강제한다. 회전 절단 디스크(540) 및 충돌 플레이트(530)는 골 스톡을 골 칩으로 전환하는데 협력한다.

본 발명의 헤드(490)의 한 가지 잇점은 단일 유닛이, 골 스톡을 먼저 세정한 다음 스톡을 칩으로 밀링하는 부품을 포함한다는 것이다. 이들 공정 사이에 헤드를 변경할 필요가 제거된다. 헤드(490)를 포함하는 본 발명의 시스템의 추가의 잇점은 세정된 골이 세정 모듈로부터 밀 모듈로 전달되는 것이 중력을 사용하여 발생한다는 것이다. 개인이 이러한 전달을 실행할 필요가 제거된다.

물론, 본 발명의 세정 공정 또는 밀링 공정 중의 하나를 사용하는 것이 적절하지만, 둘 다가 헤드(490)의 모듈을 사용하는 것은 부적절한 공정이 있는 것으로 인정되어야 한다.

VIII. 대체 브러시

도 30 및 도 31은 본 발명의 시스템에 사용될 수 있는 대체 브러시(602)를 설명한다. 설명된 브러시(602)는 하부 브러시이다. 당해 브러시의 변형은 상부 브러시로서 배열될 수 있다. 브러시(602)는 디스크 기판(606)을 포함한다. 다수의 브러시 헤드(608)(도시된 것)는 기판(606)에 제거가능하게 부착되어 있다.

기판(606)은, 브러시(602)가 설치되어 있는 헤드/모듈에 장착되어 회전하도록 하는 치수를 갖는다. 얼라인먼트 핀(110 또는 548)을 수용하는 기판의 밑면 상의 개구부는 도시되지 않는다. 또한, 구동 톱니부(112 또는 550)를 수용하는 기판(606)의 밑면 중의 개구부도 도시되지 않는다. 기판(606)은 4개의 등각 이격된 슬롯(610)을 갖도록 형성되어 있다. 각각의 슬롯(610)은 기판 중심으로부터 방사상으로 이격된 위치로부터 개시하고, 기판의 외부 주변까지 방사상 외향으로 연장한다. 번호가 부여되지 않았지만, 이 도면들에서는 각각의 슬롯(610)은 폭이 넓은 하부 부분 및 폭이 좁은 상부 부분을 포함하는 것을 볼 수 있다. 슬롯 하부 부분은 슬롯(610)의 밀폐된 단부 기부를 형성하는 것이 관찰된다. 슬롯(610) 상부 부분은 기판(606)의 표면으로 개방되어 있다.

각각의 브러시 헤드(608)는 직사각형 기부(614)를 포함한다. 기부(614)는 기판 슬롯(610)의 하부 부분에서 당해 기부가 슬라이딩하도록 하는 폭을 갖는다. 강모(616)는 기부(614)의 상부 표면으로부터 상향으로 연장한다. 강모(616)는 기부(614)에 접착 고정될 수 있다. 택일적으로, 강모는 기부 중의 밀폐 단부 보어(설명되지 않음)에 압축 팩키징될 수 있다. 강모(616)가 기부(614)에 탑재되는 방법과 무관하게, 강모는 슬롯(610)의 상부 부분의 폭 거리와 대략 동등한 거리까지 기부를 가로질러 연장한다. 강모(616)는, 당해 강모가 슬롯(610)의 상부 부분 위로 및 외부로 연장하기에 충분한 길이를 갖는다.

본 발명의 브러시(602)는 기판 슬롯(610)의 각 하나에 브러시 헤드(608)를 슬라이딩시킴으로써 사용 준비된다. 이어서, 브러시(602)는 세정 헤드/모듈에 탑재하고, 상기한 브러시(58, 59, 416, 418, 504 또는 506)와 동일한 방식으로 사용된다.

본 발명의 시스템에서 하나 이상의 브러시(602)가 사용되는 경우, 당해 브러시 헤드(608)는 세정 또는 폐기 및 치환을 위해 기판(또는 수퍼스트레이트)으로부터 제거될 수 있다. 기판(또는 수퍼스트레이트)은 독립적으로 멸균될 수 있다. 따라서, 본 발명의 시스템의 이러한 양태의 브러시(602)의 사용은, 각각의 사용 후에, 브러시 전체를 버릴 필요성을 제거한다.

IX. 제2 대체 세정 헤드

본 발명의 제2 대체 세정 헤드(630)는 먼저 도 32를 참조로 하여 이제 기재된다. 세정 헤드(630)는 기부(632)를 포함한다. 기부(632)는 기부 유닛 상부 표면(76) 위에 설치되도록 하는 치수를 갖는다. 브러시(58)(또는 브러시(602))는 기부(632) 내에서 회전 가능하게 배치되어 있다. 가요성 캡(634)은 기부(632)에 장착되어 브러시(58) 위로 연장한다.

세정 헤드 기부(632)는, 헤드(56)의 쉘(192 및 194)이 형성되는 것과 동일한 재료로 형성될 수 있다. 택일적으로, 세정 헤드(630)가 1회 사용 유닛인 경우, 기부(632)는 폴리카보네이트 플라스틱 등의 멸균가능한 플라스틱으로 형성될 수 있다. 도 33 및 도 34에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 기부(632)는 기부 유닛 표면(76) 위에 설치되도록 하는 치수를 갖는 원통형 받침대(638)를 갖도록 형성된다. 받침대(638)는, 기부 유닛 립(78)에 의해 한정된 원형 보이드 공간 내에 받침대가 슬립 장착되도록 하는 외부 직경을 갖는다. 4개의 등각 이격된 노치(640)는 받침대의 외부 주변 주위로 받침대(638)의 바닥부로부터 상향으로 연장한다. 노치는, 세정 헤드(630)가 기부 유닛(52) 위에 설치되는 경우, 대좌 톱니부(84)를 수용한다. 본 발명의 설명된 양태에서, 그루브(642)는 받침대(638)의 원주 외부 표면 주위로 내향으로 연장한다. 받침대(638)는, 당해 받침대의 외부 원주 표면으로부터 내향으로 연장하는 2개의 직경방향 반대측의 노치(644)(도 32에 도시된 것)를 갖도록 형성된다. 노치(644)는 그루브(642)를 가로지른다. 각각의 노치(644)는 기부 유닛 체류 아암(86)과 일체의 분리된 1개 핑거(88)를 수용하도록 하는 치수를 갖는다. 기부 받침대(638)는 또한 받침대를 통해 상부에서 바닥부로 연장하는 관통 홀(646)을 갖는다. 홀(646)은 받침대(638)의 상부에서 바닥부로의 종축을 따라 중심이 설정된다. 홀(646)은 기부 유닛 스핀들 헤드(108)가 내부에서 자유롭게 이동하도록 하는 치수를 갖는다.

설명되지는 않았지만, RFID(270) 및 코일(271)(도 5)은 세정 헤드 기부(632)의 받침대(638)에 매립되어 있음을 이해해야 한다. RFID(270) 중의 데이터는 제어 콘솔(66)에 의해 사용되어, 세정 헤드(630)가 부착되는 경우, 시스템 기부 유닛(52)의 작동을 조절한다.

기부(632)는 받침대(638)의 외부 주변으로부터 상향으로 연장하는 다구역 링(647)을 갖도록 또한 형성된다. 링은 비교적 두꺼운 횡단면 폭을 갖는 하부 구역(구역(650))을 갖는다. 링은 보다 좁은 횡단면 폭을 갖는 상부 구역(구역(652))을 갖는다. 링(647)은 하부 및 상부 구역(650 및 652)의 내부 벽이 일정 직경의 받침대(638) 위의 보이드 공간(654)을 한정하는 쉘을 형성하도록 하는 형상이다. 보이드 공간(654)은 브러시(58)의 직경보다 적어도 0.5 mm 큰 직경을 갖는다. 따라서, 링의 외부 표면 주위에서, 링 상부 구역(652)은 하부 구역(650)으로부터 내향으로 나아간다. 링은, 보이드 공간(654)이 모든 브러시, 즉 기판(260) 및 강모(268) 둘 다를 수용할 수 있는 충분한 높이를 갖는다. 링은 상부 구역(652)의 상부로부터 방사상 외향으로 돌출하는 플랜지(656)를 갖도록 추가로 형성된다. 명명되지는 않았지만, 플랜지의 외부 표면이 외향으로 테이퍼링되는 것은 도 34에서 볼 수 있다.

세정 헤드 기부(632)는 링 주위 및 상부로 실질적으로 원주로 연장하는 립(660)을 갖도록 또한 형성된다. 립(660)은, 링 하부 구역(650)의 상부로부터 방사상으로 연장하는 수평 구역(662)을 갖도록 형성되어 있다. 립(660)은 또한 수평 구역(662)의 외부 단부와 일체의 수직 구역(664)을 갖는다. 더욱 상세히, 립(660)은, 수직 구역(664)이 수평 구역으로부터 외향 및 상향으로 연장하도록 형성된다. 설명된 양태를 포함하는 본 발명의 다수의 양태에서, 립(660)은 수직 구역(664)의 상부 에지가 링 상부 구역(652)의 상부 위에 위치되도록 형성된다.

세정 헤드 기부(632)는 스파우트(spout)(668)를 갖도록 추가로 형성된다. 스파우트(668)는 링 하부 구역(650)의 아치형 구역으로부터 방사상 및 외향으로 연장하는 핑거(670)를 포함한다. 이러한 핑거(670)의 면은 각각 링의 상부 및 하부 구역(652 및 650) 사이의 인접한 아치형 단계와 동일 평면에 있다. 핑거(670)는 팁의 어느 측면 위의 핑거 부분 너머로 방사상 외향으로 연장하는 팁(672)이 형성된다. 스파우트(668)는 또한, 핑거(672) 너머로 방사상으로 연장하는 3개의 벽 슈트(Chute)(678)를 갖는다. 슈트(678)를 형성하는 벽, 즉 측벽 사이의 벽뿐만 아니라 2개의 반대 측벽은 수직 구역 자체보다 더욱 수직 상향으로 연장하는 립 수직 구역(664)의 연장부이다. 총괄적으로, 스파우트 핑거(670)의 외부 단부 및 인접한 관통 이격된 슈트 벽은 스파우트(668)를 통해 개구부(676)를 한정한다. 본 발명의 설명된 양태에서, 3면 립(680)은 슈트 벽의 내면으로부터 개구부(676)로 내향으로 연장한다. 개구부(676)는 밀 헤드 공급 슬리브(306)의 설치를 허용하도록 하는 치수를 갖는다.

번호가 부여되지 않았으나, 스파우트(668)로 유도된 캡 립(660)의 상향 지시된 부분은 립(660)의 인접 표면에 대해 우묵하게 들어가 있는 것이 도 32로부터 관찰된다.

세정 헤드(630)의 캡(634)은 열가소성 수지 등의 가요성 재료로 형성되어 있다. 도 32, 35 및 36에 가장 잘 도시된 캡(634)은 링 형상의 림(684)을 갖는다. 양면 오목 돔(686)은 림(684)의 내부 에지로부터 내향으로 연장하고, 캡(634)의 중심을 형성한다. 캡(634)은, 돔(686)이 아래에 있는 브러시(58)의 외부 표면으로부터 떨어져 림의 외부 표면으로부터 상향으로 연장한다. 강모(688)(또한 캡(634)의 부분)는 브러시(58) 쪽을 지시하는 돔(686)의 표면으로부터 하향으로 연장한다.

C 형상의 립(690)은 캡 림(684)의 외부 주변으로부터 외향으로 연장한다. 립(690)의 한 단부는 림(684)의 외부 에지와 연속한다. 캡(634)은, 립(690)이 기부(632)와 면하는 림의 측면 아래에서 만곡하도록 하는 형상이다. 캡(634)은 립(690)이 기부(632)와 일체의 플랜지(656) 위로 스냅 장착할 수 있도록 형성된다. 캡(634)은 다수의 가요성 탭(692)을 갖도록 추가로 형성된다. 탭(692)은, 립이 림(684) 아래에서 만곡하기 시작하는 곳에 인접한 캡 립(690)의 외부 표면으로부터 방사상 및 상향으로 돌출한다. 탭(692)은, 기부 링 상부 구역(652) 위로 캡을 뻗게 하고 이로부터 캡을 제거하는 핑거 유지부로서 사용된다.

본 발명의 세정 헤드(630)는 기부 보이드 공간(654)에 브러시(58)(또는 브러시(602))를 설치함으로써 사용된다. 세정 및 밀링되는 골 스톡은 브러시 강모(268) 위에 위치되어 있다. 캡(634)은 기부 링 상부 구역(652) 위에 스냅 장착되어 있다. 이어서, 세정 헤드(630)는 기부 유닛(52)에 장착 및 고정된다.

기부 유닛 모터(54)는 브러시(58)를 작동하기 위해 상기한 바와 같이 작동된다. 브러시(58)가 회전하는 시간 동안, 세정 과정을 책임지는 개인은 캡 돔(686)을 누를 수 있다. 이러한 행동은 캡 강모(688)를 골에 대해 누른다. 따라서, 골은 브러시 강모(268)와 캡 강모(688) 사이에서 압축된다. 브러시(58)의 회전은 강모(268 및 688)의 두 세트에 대해 골 스톡을 회전시켜 골로부터 인대 및 기타 잔해를 제거한다.

골이 세정되면, 아마도 캡(634)이 여전히 부착된 세정 헤드(630)는 기부 유닛(52)으로부터 제거된다. 밀 헤드(60)가 기부 유닛(52)에 부착되어 있다. 이어서, 도 37에서 볼 수 있는 바와 같이, 세정 헤드(630)가 슈트(678)가 밀 헤드 공급 슬리브(306)의 상부에서 연장하도록 위치되어 있다. 스파우트 개구부(676)를 둘러싸는 립(680)의 밑면은 공급 슬리브(306)의 상부 에지 표면에 접한다. 이러한 립-대-슬리브 접촉은 세정 헤드(630)가 밀 헤드 공급 슬리브(306) 아래로 슬라이딩하는 것을 방지한다.

세정 캡(634)은 헤드(630)의 나머지로부터 제거된다. 외향으로 벌어지는 립(660)의 존재는 세정된 골 스톡이 기부(632) 외부로 낙하하는 것을 방지한다. 골 스톡이 검사를 통과하는 것을 가정하면, 핀셋(forceps) 등의 휴대용 장치를 사용하여, 세정된 골 스톡이 스파우트(668)를 통해 브러시(58) 외부로 및 공급 슬리브(306) 내로 유도한다. 이러한 공정 동안, 립(660) 및 슈트(678) 벽은 골 스톡이 세정 헤드 기부(632) 외부로 낙하하는 것으로 방지한다.

본 발명의 기재된 양태에서, 골이 공급 슬리브(306)로 전달되면, 플런저(307)는, 먼저 세정 헤드(630)를 제거할 필요 없이 공급 슬리브에 장착될 수 있다.

본 발명의 시스템의 이러한 양태의 세정 헤드(630) 및 밀 헤드(60)는 각각 더 많은 동작을 하여, 골 스톡을 세정 및 밀링한다. 이들 부품은 세정 및 밀링 공정 사이에 각각 결합되도록 설계된다. 본 발명의 기재된 양태에서, 이러한 메이팅(mating)은 이동 부품을 갖는 세트 스크류 또는 볼 핀 등의 보조 부품을 제공하지 않고서 발생한다. 이러한 부품 메이팅은, 밀 헤드(60)로 전달하기 전에, 세정된 골 스톡을 처리해야 하는 정도를 최소화한다. 이는 밀 헤드로 골 스톡의 전달을 단순화시키고, 전달 과정 동안, 골 스톡이 경솔하게 잘못 처리될 가능성을 감소시킨다.

세정 헤드(630)의 립(660) 및 슈트(668)는 골 스톡이 헤드 기부(632) 외부로 경솔하게 낙하는 것을 방지하는 구조적 부재로서의 기능 이상의 기능을 한다. 립(660) 및 슈트(668)는, 기부를 처리할 때에 개인이 보유할 수 있는 기부(632)의 특징부로서 기능한다. 이들 특징부는 브러시(58)로부터 둘 다 이격되어 있다. 따라서, 개인은 기부 립(660) 또는 슈트(668)를 유지함으로써 브러시(58)로부터 이격되게 자신의 손가락을 가지면서 기부를 처리할 수 있다. 이는 개인이 브러시(58)를 경솔하게 만질 가능성 및 이러한 접촉에 의해 유발된 가능한 문제를 감소시킨다.

X. 제3 대체 세정 헤드

도 38 내지 도 47을 참조하면, 제3 대체 세정 헤드(700)가 도시되어 있다. 세정 헤드(700)는 기부(702)를 포함한다. 쉘(704)은 기부(702)에 탑재되어 있다. 쉘(704)은 세정되는 골을 수용하는 보이드 공간(706)을 한정한다. 캡(707)(도 39에만 도시됨)은 쉘(704)의 상부에 제거가능하게 탑재되어 보이드 공간(706)을 포위한다. 기부(702), 쉘(704) 및 캡(707)은, 헤드(56)의 쉘(192 및 194)이 형성되는 재료와 동일한 재료로 형성될 수 있다. 택일적으로, 세정 헤드(700)가 1회 사용 유닛인 경우, 기부(702), 쉘(704) 및 캡(707)은 폴리카보네이트 플라스틱 등의 멸균가능한 플라스틱으로 형성될 수 있다.

기부(702)는 기부 유닛(52)과 맞물리는 임의의 특징부 없는 직사각형 형상인 것으로 도 38 및 도 39에 도시되어 있다. 따라서, 세정 헤드(700)는, 기부(702)가 분리된 구동 시스템(번호 부여 없이 도시됨)에 단순히 부착되어 있는, 골을 세정하는 자립형 유닛일 수 있다. 그러나 다른 양태에서, 기부(702)는, 기부 유닛 립(78)에 의해 한정된 원형 보이드 공간 속에 기부(702)가 슬립 장착되도록 하는 외부 직경을 갖는다. 결과적으로, 세정 헤드(700)는 기부 유닛(52)에 의해 작동될 수 있다. 이 경우, 제2 대체 세정 헤드(630)와 마찬가지로, 기부(702)는 원형 형상(도시되지 않음)이고, 4개 등각 이격된 노치(도시되지 않음)는 기부(702)의 외부 원주 주위로 기부(702)의 바닥부로부터 상향으로 연장한다. 노치는, 세정 헤드(700)가 기부 유닛(52) 위에 설치되는 경우, 대좌 톱니부(84)를 수용한다. 그루브(도시되지 않음)는, 그루브(642)와 마찬가지로, 기부(702)의 원주 외부 표면 주위로 내향으로 연장한다. 기부(702)는, 기부(702)의 외부 원주 표면으로부터 내향으로 연장하는 노치(644)(도 32에 도시된 것)와 마찬가지로, 2개의 직경방향 반대측 노치(도시되지 않음)를 갖는다. 각각의 노치는, 기부 유닛 체류 아암(86)과 일체의 핑거(88) 각각을 수용하도록 하는 치수를 갖는다.

도 38의 양태를 다시 참조하면, 기부(702)는 기부(702)를 통해 상부에서 바닥부로 연장하는 관통 홀(708)을 갖는다. 홀(708)은 기부(702)의 상부에서 바닥부로의 종축을 따라 중심이 설정된다. 홀(708)은 스핀들(710)에 의해 점유된다. 스핀들(710)은 세정 헤드(700)의 구동 어셈블리(714)의 일부를 형성한다. 스핀들(710)은 기부(702)에 탑재된 베어링(712)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 분해도에 도시된 바늘 함유 어셈블리(needle bearing assembly)는 기부(702)와 스핀들(710)의 적층 표면 사이에 배치되어 있다. 바늘 함유 어셈블리는 스핀들 및 부착된 부품의 추력 부하를 흡수한다. 세정 헤드(700)가 기부 유닛(52)에 의해 작동되는 대체 양태에서, 스핀들(710)은 존재하지 않고, 홀(708)은 기부 유닛 스핀들 헤드(108)가 내부에서 자유롭게 이동하고 세정 헤드(700)와 맞물리도록 하는 치수를 갖는다.

도 38 및 도 39를 참조하면, 쉘(704)은, 복수의 쉐이빙 블록(718)이 탑재되어 있는 쉘 기부(716)를 포함한다. 택일적으로, 쉘(704)은, 쉘 기부(716)와 일체화되는 쉐이빙 블록(718)과 원피스(one-piece)로 형성될 수 있다. 캡(707)은 복수의 잠금 장치(717)(도 39에만 도시됨)에 의해 쉘 기부(716)에 탑재되어 있다. 택일적으로, 캡(707)은 잠금 특징부(도시되지 않음)에 의해 쉘 기부(716)에 탈착 가능하게 잠겨지거나, 캡(707)은 골 세정 동안 일시적으로 쉘(704)의 상부에 단순히 장착될 수 있다. 쉘 기부(716)는 일반적으로 원형 형상인 바닥부(720)를 포함한다. 복수의 스페이서(721)는 기부(702)로부터 바닥부(720)를 이격시킨다. 바닥부(720)는 바닥부(720) 속에 일반적으로 중심 위치되는 관통 보어(722)를 한정한다. 부싱(724)은 관통 홀(722)에서 바닥부(720)에 탑재되고, 교반기(726)를 회전 가능하게 지지한다.

교반기(726)는, 스핀들(710)의 상응하는 십자가 형상의 그루빙된 단부(730)와 맞물리는 십자가 형상의 제1 단부(728)를 포함한다. 단부(728 및 730)는 스핀들(710)의 회전이 교반기(726)의 직접 회전을 유도하도록 메이팅된다. 교반기(726)는, 바닥부(720)의 바로 아래에 위치된 제1 단부(728)로부터, 관통 보어(722)를 통해 및 보이드 공간(706)의 상향으로 제2 자유 단부(732)까지 연장한다. 캡(707)이 부착되는 경우, 교반기 제2 단부(732)는 캡(707)에 형성된 밀폐 단부 보어에 설치된다. 캡(707)은 따라서 교반기 제2 단부(732)를 지지한다.

교반기(726)는 일반적으로 원통형 형상이고, 그 단부(728, 732) 사이로 신장된다. 교반기(726)는 스템(734)으로부터 방사상 외향으로 연장하는 한 쌍의 핀(736) 및 회전 축에 대해 배치된 스템(734)을 포함한다. 핀(736)은 제1 단부(728)로부터 제2 단부(732)를 향해 회전 축에 대해 나선형으로 연장한다. 골이 보이드 공간(706)에 위치되는 경우, 핀(736)은 회전하여 골을 들어내어 붕괴시키고(tumble), 교반기(726)의 회전 축으로부터 외향으로 골을 누른다. 핀(736)은, 교반기(726)가 제1 단부(728)를 향해 제2 단부(732)로부터 연장함에 따라, 핀(736)이 스템(734)으로부터 방사상 외부 치수가 증가하도록 제1 단부(728)로부터 제2 단부(732)로 테이퍼링될 수 있다.

세로 홈을 판 스크류(738) 형태의 세정 부재(738)는 보이드 공간(706)에 위치된 골로부터 연질 조직을 세정한다. 축(740)은 쉐이빙 블록(718)에서 세로 홈을 판 스크류(738)를 회전 가능하게 지지한다. 축(740)은 기부(702) 중의 제1 단부에서 지지되어 고정되고, 기부(702)로부터 제2 단부로 상향으로 연장한다. 제2 단부는 쉐이빙 블록(718)의 상부 플레이트(759) 중의 상부 개구부(742)에 배치되어 있다.

도 40 및 도 41을 참조로 하여, 각각의 세로 홈을 판 스크류(738)는 슬리브(744), 축(740)에 대해 회전하도록 슬리브(744)의 반대측 단부로 압축 고정시키는 한 쌍의 결합부(746, 748), 및 세정 헤드(700)의 구동 어셈블리(714)와 맞물리는 피니언 기어(750)를 포함한다. 각각의 슬리브(744)는 축방향 연장 관통 보어를 갖는다(번호 부여되지 않음). 각각의 슬리브(744)는, 당해 슬리브의 외부 표면 주위로 나선형으로 연장하는 복수의 세로 홈(752)를 갖도록 하는 형상을 갖는다. 세로 홈은, 하기 언급될 한정 에지(761)에서 회합하는 인접 표면이 형성되어 있다. 이러한 세로 홈 구조는 세정 공정의 일부로서 골로부터 연질 조직을 붙잡아 찢는 것을 촉진시킨다. 도 39에 도시된 바와 같이, 각각의 세로 홈을 판 스크류(738)는 쉐이빙 블록(718) 각각에 회전 가능하게 탑재되어 있다. 슬리브(744)는 바람직하게는 스테인리스 강으로 형성된다.

도 45 및 도 47을 참조로 하면, 쉐이빙 블록(718)은 바람직하게는 스테인리스 강으로 형성되어 있다. 쉐이빙 블록(718)은, 쉘 기부(716)와 인접하게 탑재되어 쉘(704)의 일반적으로 원통형 내부 표면(754)의 일부를 형성한다. 내부 표면(754)은 보이드 공간(706)을 추가로 한정한다. 골은 교반기(726)에 의해 내부 표면(754)에 대해 압축된다. 각각의 쉐이빙 블록(718)은 링 형상의 칼라(755)를 포함한다. 칼라(755)는 관련된 세로 홈을 판 스크류(738)를 수용하는 개구부(757)를 한정한다. 전방 포스트(756)는 칼라(755)로부터 상부 플레이트(759)까지 상향으로 연장한다. 상부 플레이트는 추력 베어링(설명되지 않음)에 의해 종방향으로 지지되어 있다. 포스트(756)는 내부 표면(754)의 전방 표면(758) 형성부를 갖는다. 신장된 공간(760)은 전방 포스트(756)에서 한정되어 세로 홈을 판 스크류(738)를 수용한다. 세로 홈을 판 스크류(738)는 전방 포스트(756) 중의 신장된 공간(760)에서 회전한다. 슬리브(744)의 일부는 전방 표면(758)으로부터 소정 거리 떨어져 교반기(726)를 향해 방사상 내향으로 연장하여, 보이드 공간(706)에 배치된 골에 부착된 연질 조직을 움켜쥔다.

각각의 슬리브 세로 홈(752)은 신장된 공간(760)의 반대측에 배치된 한 쌍의 절단 에지(761)를 한정하도록 하는 형상을 갖는다(도 47 참조). 이들 절단 에지(761)는 관련된 슬리브(744)가 회전 동안 붙잡거나 포획하는 연질 조직을 절단하기에 충분히 날카롭다. 각각의 슬리브(744)는 골에 여전히 부착된 연질 조직과 맞물리고, 회전 동안 절단 에지(761)에 대해 그 연질 조직을 충돌시켜 골로부터 그 연질 조직을 절단되도록 한다. 교반기(726)는 슬리브(744)를 향해 연질 조직이 부착된 골을 강제하여 세로 홈을 판 스크류(738)에 의한 연질 조직의 붙잡기 및 절단 에지(761)에 의한 연질 조직의 상응하는 절단을 촉진하게 한다. 세로 홈을 판 슬리브(744)는 또한 한정된 정도까지 골로부터 연질 조직을 절단하도록 개별적으로 작용한다.

복수의 와이어 브러시(762)는 각각의 쉐이빙 블록(718)에 장착되어 관련된 세로 홈을 판 스크류(738)를 세정한다. 도시된 양태에서, 2개의 와이어 브러시(762)는 각각의 쉐이빙 블록(718)에 부착되어 있다. 각각의 브러시(762)는 쉐이빙 블록(718)의 상부 플레이트(759)에 장착된 제1 단부(764) 및 기부 칼라(755)에 인접하여 배치된 제2 단부(766)를 갖는다. 플러그(763)(도 46 참조)는 쉐이빙 블록(718)의 상부 플레이트(759) 중의 개구부(765)에 삽입되어 있다. 와이어 브러시의 제1 단부(764)는 플러그(763) 중의 보어(767) 내로 가압 장착된다. 플러그(763)는 개구부(765) 내로 가압 장착되고, 브러시(762)가 세로 홈을 판 회전 스크류(738)에 대해 고정되도록 개구부(765) 중의 제1 단부를 편안하게 유지한다.

도 39를 참조하면, 각각의 와이어 브러시(762)는 금속 또는 유리-충전된 나일론 등의 멸균가능한 플라스틱으로 형성된 신장된 원통형 형상의 기판(777)을 포함한다. 강모(768)는 바람직하게는 스테인리스 강 등의 금속으로 제조된다. 강모(768)는, 세로 홈을 판 스크류(738)가 보이드 공간(706)에서 회전함에 따라, 세로 홈을 판 스크류(738)의 세로 홈(752)에 포획된 연질 조직을 세정한다. 따라서, 강모(768)는, 이들이 세로 홈을 판 스크류(738)의 세로 홈(752) 내로 침투하도록 위치되어 있다. 강모(768)는 쉘(704)에 고정되는 반면, 세로 홈을 판 회전 스크류(738)은 쉘(704) 및 고정된 강모(768)에 대해 회전한다.

상기 언급한 바와 같이, 기부(702)를 통해 연장하는 홀(708)은 스핀들(710)에 의해 점유되어 있다. 스핀들(710)은 교반기(726)의 제1 단부(728)를, 구동 모터(도시되어 있지만 번호 부여되지 않음) 등의 구동 시스템과 메이팅된 특징부(예를 들면, 정사각형 샤프트 배열)를 갖는 제2 단부(770)와 맞물리는 제1 단부(730)로부터 연장한다. 도시된 양태에서, 구동 어셈블리(714)는 스핀들(710)에 고정 탑재되어 있는 피니언 기어(772)를 추가로 포함한다. 기어(772)는 세로 홈을 판 스크류(738)의 기어(750)와 메이팅하도록 적용되어, 스크류(738)에 동력을 전달한다. 이는, 구동 시스템이 작동하는 경우, 세로 홈을 판 스크류(738)가 회전하게 한다. 동시에, 스핀들(710)은 또한 동력을 구동 시스템으로부터 교반기(726)로 전달하여 교반기를 회전시킨다. 택일적으로, 교반기(726)의 제1 단부(728) 및 기어(772)는, 얼라인먼트 핀(110) 및 톱니부(112)를 통해 기부 유닛 스핀들 헤드(108)와 맞물려 이에 회전 가능하게 고정되어 기부 유닛(52)에 의해 작동되도록 배열된다.

도시된 양태에서, 기어(772) 대 기어(750)의 기어 비는 1:1이다. 대체 양태에서, 상이한 기어 비, 예를 들면, 교반기(726) 및 세로 홈을 판 스크류(738)의 특정한 목적의 상대 회전 속도에 따라 1:2 또는 1:3 및 그 반대의 비도 사용될 수 있다.

작동 동안, 미세정 골은 세정을 위해 보이드 공간(706)에 먼저 위치된 다음, 캡(707)을 위치시켜 보이드 공간(706)을 커버한다. 미세정 골은, 밀 헤드(60)에 의한 처리 전에 제거를 필요로 하는 이에 부착된 연질 조직을 포함한다. 이어서, 구동 시스템 또는 기부 유닛(52)(세정 헤드(700)가 기부 유닛(52)에 탑재되는 경우)을 작동시켜 구동 시스템의 회전 및 동시에 교반기(726) 및 세로 홈을 판 스크류(738)의 회전을 개시한다. 이어서, 교반기(726)는 골을 붕괴시키도록 작용하고, 세로 홈을 판 스크류(738)에 대해 골을 강제한다. 세로 홈을 판 스크류(738)는 골에 부착된 연질 조직을 붙잡고, 세로 홈을 판 스크류(738) 상의 세로 홈(752)의 성질에 의해 또는 쉐이빙 블록(718)의 절단 에지(761)에 대해 연질 조직을 충돌시킴으로써 골로부터 연질 조직을 절단한다. 와이어 브러시(762)는 세로 홈(752)으로부터 재료를 제거함으로써 세로 홈을 판 스크류(738)를 세정하도록 연속 작용한다. 세정 헤드(700)가 골로부터 연질 조직을 충분히 제거하면, 캡(707)을 제거하고, 세정된 골을 추가 처리를 위해 핀셋 또는 기타 장치로 붙잡는다. 이어서, 세정 헤드(700)는 세정하거나 버릴 수 있다.

설명되지 않았으나, RFID(270) 또는 코일(271)(도 5)은 세정 헤드(700)의 기부(702)에 매립될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. RFID(270) 중의 데이터는 제어 콘솔(66)에 의해 사용되어, 세정 헤드(700)가 부착되는 경우, 시스템 기부 유닛(52)의 작동을 조절한다.

XI. 제4 대체 세정 헤드

도 48 및 도 49를 참조하면, 제4 대체 세정 헤드(800)가 이제 기재된다. 세정 헤드(800)는 기부(802)를 포함한다. 쉘(804)은 기부(802)에 탑재되어 있다. 쉘(804)은 세정되는 골을 수용하는 보이드 공간(806)을 한정한다. 한 쌍의 차폐부(805)는 쉘(804)의 반대측 위의 기부(802)에 고정되어 있다. 캡(807)은 쉘(804) 위의 차폐부(805)의 각각에 탑재되어 보이드 공간(806)을 커버링한다. 기부(802), 쉘(804) 및 캡(807)은 헤드(56)의 쉘(192 및 194)이 형성되는 재료와 동일한 재료로 형성될 수 있다. 택일적으로, 세정 헤드(800)가 1회 사용 유닛인 경우, 기부(802), 쉘(804) 및 캡(807)은 폴리카보네이트 플라스틱 등의 멸균가능한 플라스틱으로 형성될 수 있다.

기부(802)는 기부 유닛(52)과 맞물리는 임의의 특징부 없이 직사각형 형상인 것으로 도 48 및 도 49에 도시되어 있다. 따라서, 세정 헤드(800)는, 기부(802)가 분리된 구동 시스템(도시되지만 번호 부여되지 않음)에 단순히 부착되어 있는 골을 세정하는 자립형 유닛일 수 있다. 그러나 대체 양태에서, 세정 헤드(800)는 기부 유닛(52)에 의해 작동된다. 이들 양태에서, 기부(802)는, 기부(802)가 기부 유닛 립(78)에 의해 한정된 원형 보이드 공간 내에 슬립 장착되도록 하는 외부 직경을 갖는다. 이 경우, 제2 대체 세정 헤드(630)와 마찬가지로, 기부(802)는 원형 형상이고, 4개의 등각 이격된 노치(도시되지 않음)는 기부(802)의 외부 주변 주위로 기부(802)의 바닥부로부터 상향으로 연장한다. 노치는, 세정 헤드(800)가 기부 유닛(52) 위에 설치되는 경우, 대좌 톱니부(84)를 수용한다. 그루브(도시되지 않음)는, 그루브(642)와 마찬가지로, 기부(802)의 원주상 외부 표면 주위로 내향으로 연장한다. 기부(802)에는, 기부(802)의 외부 원주상 표면으로부터 내향으로 연장하는 노치(644)(도 32에 도시된 것)와 마찬가지로, 2개의 직경방향 반대측 노치(도시되지 않음)가 추가 형성된다. 각각의 노치는, 기부 유닛 체류 아암(86)과 일체의 핑거(88) 각각을 수용하도록 하는 치수를 갖는다.

도 48 및 도 49의 양태를 다시 참조하면, 기부(802)는, 기부(802)를 통해 상부에서 바닥부로 연장하는 관통 홀(808)을 갖는다. 홀(808)은 기부(802)의 상부에서 바닥부로의 종축을 따라 중심이 설정되어 있다. 홀(808)은 스핀들(810)에 의해 점유되어 있다. 스핀들(810)은 세정 헤드(800)의 구동 어셈블리의 일부를 형성한다. 스핀들(810)은 기부(802)에 탑재된 베어링(812)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 세정 헤드(800)가 기부 유닛(52)에 의해 작동되는 대체 양태에서, 스핀들(810)은 존재하지 않고, 홀(808)은 기부 유닛 스핀들 헤드(108)가 내부에서 자유롭게 이동하고 세정 헤드(800)와 맞물리도록 하는 치수를 갖는다.

도 48을 참조하면, 쉘(804)은 외부 바스켓(814), 및 외부 바스켓(814)으로부터 이격된 내부 바스켓(816)을 포함하여 이들 사이에 갭(818)을 한정한다. 도시된 양태에서, 외부(814) 및 내부(816) 바스켓은 서로에 대해 및 스핀들(810)에 대해 고정되어, 스핀들(810)의 회전이 바스켓(814, 816) 둘 다의 회전을 유도한다. 외부 바스켓(814)은 스핀들(810)의 원형 플레이트(824)를 수용하는 내부에 한정된 환상 공동(822)과 함께 바닥부(820)를 갖는다. 원형 플레이트(824)는 잠금장치(도시되지 않음)로 외부 바스켓(814)에 고정된다. 기부(802)는 외부 바스켓(814)의 바닥부(820)를 수용하는 포켓(807)을 한정한다. 이들 사이에 배치된 롤러 베어링(도시되지 않음)을 갖는 한 쌍의 세척장치(821)는 기부(802) 및 외부 바스켓(814) 사이의 포켓(807)에서 설치되어 기부(802)에 대한 회전을 위해 외부 바스켓(814)을 회전 가능하게 지지한다. 차폐부(805)는 사용자를 회전 쉘(804)로부터 보호한다.

내부 바스켓(816)은 바닥부 플레이트(826)를 갖는다. 관 형상 슬리브(828)는 플레이트(826)로부터 상향으로 연장한다. 슬리브(828)는 세정되는 골이 바스켓(816)에 퇴적될 때 거치는 개부 단부(830)를 갖는다. 슬리브(828)는 복수의 개구부(832)를 포함한다. 각각의 개구부(832)는 상승되어 내향 지시된 스캘럽(설명되지 않음)에 의해 한정된다. 밀 부재 스캘럽(336)과 유사한 각각의 스캘럽은 날카로운 에지를 갖고, 이는 인접한 개구부(832)를 한정한다. 따라서, 개구부(832) 한정 스캘럽은 강판의 형상과 유사한 형상을 슬리브(828)에게 제공한다. 여기서, 스캘럽은 바스켓의 종축을 향해 내측 방향으로 향하고 있기 때문에, 슬리브(828)의 내부 벽은 내부 바스켓(816)의 격자 표면(grating surface)이다. 개구부(832)는, 골이 낙하되는 것을 방지하도록 충분히 작지만, 골을 붙잡거나 적어도 부분적으로 포획하여 일시적으로 유지하고 내부 바스켓(816)의 내부 표면(834)에 대해 골을 붕괴시키도록 하기에 충분히 크도록 치수화 및 배열된다. 플레이트(826)는 대체 양태 중의 유사한 개구부를 포함하지만, 도시된 양태에서 고체이다.

브러시(840) 형태의 세정 부재(840)는 내부 바스켓(816)의 내부 표면(834)에 대해 붕괴되고 있는 골을 맞물리기 위해 보이드 공간(806)에 회전 가능하게 지지된다. 브러시(840)는 보이드 공간(806)의 외부에 배치된 제1 단부(842) 및 보이드 공간(806)의 내부에 배치된 제2 단부(844)를 갖는다. 브러시(840)는 금속 또는 유리 충전된 나일론 등의 멸균가능한 플라스틱으로 형성된 신장된 원통형 형상의 기판(846)을 포함한다. 강모(848)는 에폭시 접착제 등의 접착제(847)에 의해 기판(846)에 부착되어 있다. 제조시에, 접착제(847)는 먼저 기판(846)의 외부 원통형 면 위에 도포된다. 접착제가 경화되기 전에, 강모(848)는 접착제(847) 속에 이식된다. 강모(848)는 바람직하게는 스테인리스 강 등의 금속으로 제조된다. 강모(848)는 골로부터 연질 조직을 붙잡아 찢고, 골은 개구부(832)를 통해 내부 바스켓(816)에 의해 마찰가능하게 붙잡힌다. 개구부(832)에 의해 제거되는 연질 조직은 외부(814) 및 내부(816) 바스켓 사이의 갭(818)에 포획된다. 도 48에서, 브러시(840)는 중심축에 대해 회전하는 보이드 공간(806)에 일반적으로 중심 배치되어 있다. 다른 양태에서, 브러시(840)는 보이드 공간(806)의 중심 축으로부터 오프셋된 축에 대해 배치되어 있고, 브러시(840)는 마찬가지로 쉘(804)에 예각으로 배치될 수 있다.

이미 언급한 바와 같이, 기부(802)를 통해 연장하는 홀(808)은 스핀들(810)에 의해 점유되어 있다. 스핀들(810)은 원형 플레이트(824)로부터, 구동 모터(도시되지만, 번호 부여되지 않음) 등의 구동 시스템과 메이팅하는 특징부(예: 정사각형 샤프트 배열)를 갖는 단부(850)까지 연장한다. 도시된 양태에서, 스핀들(810)은 외부(814) 및 내부(816) 바스켓 둘 다에 회전 가능하게 고정되어 동력을 구동 시스템으로부터 바스켓(814, 816)에 전달함으로써, 구동 시스템이 작동하는 경우, 바스켓(814, 816)이 회전하도록 한다. 택일적으로, 원형 플레이트(824)는 얼라인먼트 핀(110) 및 톱니부(112)를 통해 기부 유닛 스핀들 헤드(108)와 맞물리고 회전 가능하게 고정되도록 배열될 수 있다. 결과적으로, 세정 헤드(800)는 기부 유닛(52)에 의해 작동될 수 있다.

도시된 양태에서, 분리된 구동 시스템(도시되지만 번호 부여되지 않음)은 브러시(840)의 제1 단부(842)와 맞물려 보이드 공간(806)에서 브러시(840)를 회전시킨다. 분리된 구동 시스템은 바스켓(814, 816)의 회전 방향과 반대 방향으로 브러시(840)를 회전시킨다. 택일적으로, 브러시(840)는 동일한 회전 속도 또는 상이한 회전 속도로 바스켓(814, 816)과 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 이러한 분리된 구동 시스템은 보이드 공간(806) 위의 기부(802)에 고정된 정지 헤드일 수 있고, 이때 모터가 보이드 공간(806) 위의 정지 헤드에 배치된다.

다른 양태에서, 바스켓(814, 816)을 회전시키는 동일한 구동 시스템은 또한 브러시(840)을 회전시킨다. 도 49a를 참조하면, 이러한 양태에서, 스핀들(810a)은 쉘(804a)의 중심으로부터 오프셋될 수 있고, 하부 벽(820a)에서 한정된 환상 동공(822a)에서 톱니부(862)와 맞물려 외부(814a) 및 내부(816a) 바스켓을 회전시키는 피이언 기어(860)를 포함할 수 있다. 분리된 피니언 기어(864)는 브러시(840a)의 제1 단부(842a)에 부착되어 있다. 따라서, 스핀들(810a)이 제1 방향에서 회전하는 경우, 외부(814a) 및 내부(816a) 바스켓도 또한 제1 방향으로 회전하며, 브러시(840a)는 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 회전한다. 따라서, 스핀들(810a), 기어(860), 톱니부(862) 및 기어(864)는 세정 헤드(800)의 구동 어셈블리를 형성할 것이다. 기어(860, 864) 및 톱니부(862) 사이의 기어 비는, 브러시(840a)의 회전 속도가 바스켓(814a, 816a)의 회전 속도보다 실질적으로 빠르도록 선택된다. 몇몇 경우, 브러시의 회전 속도는 5,000 내지 10,000 RPM이고, 바스켓(814a, 816a)의 회전 속도는 1000 RPM 미만, 종종 500 RPM 미만, 및 가능하게는 100 RPM 이하이다. 따라서, 브러시(840, 840a) 대 바스켓(814, 814a, 816, 816a)의 회전 속도의 비는 약 5:1 내지 약 100:1이다.

작동 동안, 미세정 골은 세정을 위해 보이드 공간(806)에 먼저 위치되고, 이어서 캡(807)이 위치되어 보이드 공간(806)을 커버링한다. 미세정 골은 밀 헤드(60)에 의한 처리 전에 제거를 필요로 하는 연질 조직을 포함한다. 이어서, 구동 시스템 또는 기부 유닛(52)(세정 헤드(800)가 기부 유닛(52)에 탑재되는 경우)은 스핀들(810, 810a)의 회전 및 이어서 쉘(814, 814a, 816, 816a)의 회전을 개시하도록 작동된다. 브러시(840a)가 스핀들(810a)에 연결된 다음, 브러시(840a)의 회전이 또한 작동된다. 택일적으로, 브러시 구동 시스템이 동시에 작동하여, 바람직하게는 바스켓(814, 814a, 816, 816a)과 반대 방향으로 브러시(840)를 회전시킨다. 내부 바스켓(816, 816a), 및 내부 바스켓(816, 816a) 중의 개구부(832)는 골을 붙잡아 붕괴시키도록 작동한다. 브러시(840, 840a)의 강모(848)는 골에 부착된 연질 조직을 붙잡아 찢는다. 세정 헤드(800)가 골로부터 연질 조직을 충분히 제거하면, 캡(807)을 제거하고, 세정된 골을 추가 처리를 위해 핀셋 및 기타 장치로 붙잡는다. 이어서, 세정 헤드(800)를 세정하거나 버릴 수 있다. 몇몇 경우, 내부 바스켓(816, 816a) 및 브러시(840, 840a)를 버리고, 잔류하는 부품을 멸균하여 재사용한다.

설명되지는 않았지만, RFID(270) 및 코일(271)(도 5)이 세정 헤드(800)의 기부(802)에 매립될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

XII. 제5 대체 세정 헤드

도 50 및 도 51을 참조로 하면, 제5 대체 세정 헤드(900)가 이제 기재된다. 세정 헤드(900)는 기부(902)를 포함한다. 기부(902)의 링 형상의 구역(904)은 기부(902)의 바닥부 구역(905)으로부터 상향으로 돌출한다. 동공(906)은 돌출하는 링 형상의 구역(904)으로부터 방사상 내향으로 한정되어 있다. 쉘(908)은 링 형상의 구역(904)에 대해 및 동공(906) 위에 복수의 잠금장치(907)를 사용하여 기부(902)에 탑재되어 있다. 기부(902) 및 쉘(908)은 헤드(56)의 쉘(192 및 194)이 형성되는 재료와 동일한 재료로 형성될 수 있다. 택일적으로, 세정 헤드(900)가 1회 사용 유닛인 경우, 기부(902) 및 쉘(908)은 폴리카보네이트 플라스틱 등의 멸균 플라스틱으로부터 형성될 수 있다.

기부(902)의 하부 구역(905)은 기부 유닛(52)과 맞물리는 임의의 특징부 없이 직사각형 형상인 것으로 도 50 및 도 51에 도시되어 있다. 따라서, 세정 헤드(900)는, 기부(902)가 분리된 구동 시스템(도시되지만 번호 부여되지 않음)에 단순히 부착되어 있는 골을 세정하는 자립형 유닛일 수 있다. 그러나 다른 양태에서, 기부(902)는 기부 유닛(52)에 의해 작동시키기 위해 기부 유닛(52)에 부착되어 있다. 이 경우, 기부(902)는 기부 유닛 립(78)에 의해 한정된 원형 보이드 공간 내에 기부(902)가 슬립 장착되도록 하는 외부 직경을 갖는다. 제2 대체 세정 헤드(630)와 마찬가지로, 기부(902)는 원형 형상이고, 4개의 등각 이격된 노치(도시되지 않음)는 기부(902)의 바닥부로부터 기부(902)의 외부 주변 주위로 상향으로 연장한다. 노치는, 세정 헤드(900)가 기부 유닛(52)에 설치되는 경우, 대좌 톱니부(82)를 수용한다. 그루브(도시되지 않음)는, 그루브(642)와 마찬가지로, 기부(902)의 원주 외부 표면 주위로 내향으로 연장한다. 기부(902)는, 기부(902)의 외부 원주 표면으로부터 내향으로 연장하는 노치(1644)(도 32에 하나가 도시됨)와 같은 2개의 직경방향 반대측 노치(도시되지 않음)를 갖도록 추가로 형성된다. 각각의 노치는 기부 유닛 체류 아암(86)과 일체의 핑거(88) 각각을 수용하도록 하는 치수를 갖는다.

도 51을 참조하면, 기부(902)는 기부(902)를 통해 상부에서 바닥부로 연장하는 관통 홀(902)을 갖는 것을 볼 수 있다. 홀(909)은 기부(902)의 상부에서 바닥부로의 종축을 따라 중심이 있다. 홀(909)은 스핀들(910)에 의해 점유되어 있다. 스핀들은 기부(902)에 탑재된 베어링(912)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 스핀들(910)은 세정 헤드(900)의 구동 어셈블리의 일부를 형성한다. 세정 헤드(900)가 기부 유닛(52)에 부착되어 있는 양태에서, 스핀들(910)은 존재하지않고, 홀(909)은 기부 유닛 스핀들 헤드(108)가 내부에서 자유롭게 이동하고 세정 헤드(900)와 맞물리도록 하는 치수를 갖는다.

세정 헤드(900)는, 세정 부재로서 작용하는 회전 강판 디스크(914)를 포함한다. 강판 디스크(914)는 바람직하게는 스테인리스 강으로 형성되어 있다. 강판(914)은 디스크 형상이고, 디스크의 중심 주위에 개구부(번호 부여되지 않음)를 갖는다. 개구부는 스핀들 플레이트(916)와 일체의 톱니부와 맞물리도록 위치되고 형상을 갖는다(톱니부는 번호 부여되지 않음). 디스크(918)와 함께 스핀들(910)에 대한 디스크(914)의 맞물림은 디스크들이 스핀들과 조합하여 회전하게 한다. 강화 디스크(918)는 원형 플레이트(916) 및 강판 디스크(914) 사이에 배치되어 있다. 강판 디스크(914)는 골로부터 연질 조직을 화일링(file away)하도록 배열된 복수의 개구부(920)를 포함한다. 강화 디스크(918)는, 연질 조직의 화일링된 조각이 기부(902)의 슈트(924)에 의해 세정 헤드(900)를 통해 및 외부로 낙하하도록 치수화된 보다 큰 개구부(922)를 포함한다. 디스크(914, 918) 둘 다는 스핀들(910)에 회전 가능하게 고정되어 스핀들(910)과 함께 회전한다.

강판 디스크 개구부(920)는, 도 51a에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 서로부터 각을 이루어 이격되어 있는 디스크(914) 위에 아치형 그룹으로 정렬되어 있다. 따라서, 강판 디스크(914)는 개구부(920)를 포함하지 않는 다수의 아치형 구역을 갖는다. 이는 강판 디스크(914)의 기계적 강도를 증가시킨다. 개구부(920)가 형성되어 있는 강판 디스크(914)의 구역은, 보다 큰 개구부(922)가 위치되어 있는 강화 디스크(918)의 구역 위로 연장한다. 따라서, 강판에 간 조직은 강판 디스크 개구부(920) 및 강화 디스크 개구부(922) 둘 다를 통해 낙하한다. 개구부(920)의 치수는, 미세정 골 위에 존재하는 연질 조직 및 잔해가 화일링 및 제거되어 골을 세정하지만 골 자체는 유용한 상태 이상으로 손상되지 않거나 감소되지 않도록 하는 치수이다. 달리 말하면, 개구부(920)는 밀 헤드(60)의 밀 부재(62)와 같이 골의 밀링을 유도하지 않도록 치수화되어 배열된다. 한 가지 양태에서, 개구부(920)는 폭보다 큰 길이를 갖는 직사각형 형상이다(도 51a 참조). 더욱 특정한 양태에서, 개구부(920)는 0.39 cm(0.1 inch) 이하의 길이 및 1.3 cm(0.5 inch) 이하의 폭이다. 인접한 개구부(920)는 열간 대략 0.2 cm(0.08 inch) 이하 및 행간 0.1 cm(0.04 inch) 이하의 평행 행렬로 이격되어 있다.

번호가 부여되지 않았지만, 강판 디스크(914)는 다수의 아치형으로 이격되고 방사상 외향으로 연장하는 탭으로 형성되어 있음을 도 51a로부터 볼 수 있다. 디스크(914)의 조립 동안, 강판 디스크(914)는 강화 디스크(918) 위에 위치되어 있다. 강판 디스크 탭은 아래에 있는 강화 디스크(918)의 노출된 면 위로 및 이 면에 대해 굴곡되어 있다. 탭은 단일 어셈블리로서 디스크(914 및 918)를 함께 유지한다.

개구부(926)는 강판 디스크(914) 위의 쉘(908)을 통해 한정된다. 플런저 하우징부(930)는 복수의 잠금장치(907a)를 사용하여 개구부(926) 주위의 쉘(908)에 탑재되어 있다. 플런저 하우징부(930)는, 플런저 통과부(934)를 한정하는 슈트(932)를 갖는다. 슈트(932)의 하나의 단부는 쉘 개구부(930)의 외부 주변 내로 및 주변 주위로 연장한다. 플랜지(936)는 쉘(908)에 대해 배치된 슈트의 단부 위의 슈트로부터 외향으로 연장한다. 플랜지(936)는 쉘(908)에 탑재되어 있다. 슈트(932)는 세정되는 골 스톡을 수용하는 쉘 개구부(926) 위의 보이드 공간(938)을 한정한다. 캡(915)은 플런저 통과부(934)를 커버링한다.

슈트(932)에 설치된 플런저(940)는 강판 디스크(914)에 대해 골을 눌러 골로부터 연질 조직의 제거를 용이하게 한다. 플런저(940)는, 플런저 통과부(934)에 슬라이딩 가능하게 장착되도록 플런저 통과부(934)의 내부 원주보다 약간 작은 외부 원주로 치수화된 플런저 헤드(942)를 포함한다. 샤프트(944)는 플런저 헤드(942)에 고정된 제1 단부(946)를 갖는다. 핸들(948)은 샤프트(944)의 제2 단부(950)에 고정된다. 샤프트(944)는 통과부(934) 중의 플런저 헤드(942)로부터 핸들(948)까지 연장한다. 샤프트(944)는 캡(915)을 통해 연장하고, 캡(915) 내에서 슬라이딩할 수 있다.

스프링(952)은 캡(915)과 플런저 헤드(942) 사이의 샤프트(944) 주위에 배치되어 있다. 스프링(952)은 골을 향해 하향으로 플런저 헤드(942)가 강판 디스크(914)에 대해 골을 누르게 한다. 플런저(940)는 수동으로 또는 자동으로 작동된다.

이미 언급한 바와 같이, 기부(902)를 통해 연장하는 홀(909)은 스핀들(910)에 의해 점유되어 있다. 스핀들(910)은 원형 플레이트(916)로부터, 구동 모터(도시되지만 번호 부여되지 않음) 등의 구동 시스템과 메이팅하는 특징부(예를 들면, 정사각형 샤프트 배열)을 갖는 단부(960)까지 연장한다. 도시된 양태에서, 스핀들(910)은 디스크(914, 918) 둘 다에 회전 가능하게 고정되어 동력을 구동 시스템으로부터 디스크(914, 918)로 전달함으로써, 구동 시스템이 작동하는 경우, 디스크(914, 918)를 회전시킨다. 택일적으로, 세정 헤드(900)가 기부 유닛(52)에 탑재되어 있는 양태에서, 스핀들(910)은 존재하지 않고, 디스크(914, 918)는 얼라인먼트 핀(110) 및 톱니부(112)를 통해 기부 유닛 스핀들 헤드(108)와 맞물려 회전 가능하게 고정된다.

작동 동안, 미세정 골은 세정을 위해 보이드 공간(938)에 먼저 위치되고, 캡(915)이 위치되어 보이드 공간(938)을 커버링한다. 미세정 골은 밀 헤드(60)에 의한 처리 전에 제거를 필요로 하는 이에 부착된 연질 조직을 포함한다. 이어서, 구동 시스템 또는 기부 유닛(52)(세정 헤드(900)가 기부 유닛(52)에 탑재되는 경우)이 작동되어, 스핀들(910)의 회전 및 이어서 디스크(914, 918)의 회전을 개시한다. 스프링(952)은 플런저(936)를 하향으로 눌러, 플런저 헤드(942)가 강판 디스크(914)에 대해 골을 누른다. 강판 디스크(914)는, 개구부(920)를 한정하여 골로부터 연질 조직을 절단하는 스캘럽 에지에 의존한다.

밀 헤드(900)의 작동 동안, 사용자는 핸들(948)을 주기적으로 잡아당겨, 골에 대해 플런저 헤드(952)를 유지하는 스프링(952)의 힘을 극복한다. 이어서, 골 스톡을 디스크(914, 918)로 회전시킨다. 골 스톡이 회전한 직후, 골은 개구부(926)를 한정하는 쉘(908)의 내부 벽에 대해 눌려진다. 쉘에 대한 골 스톡의 이러한 접합 및 아래에 있는 강판 디스크(914)의 회전은 골이 개구부(926)에서 붕괴되도록 한다. 플런저(940)에 대한 수동 힘이 릴리스되는 경우, 스프링(942)은 플런저 헤드(942)가 골에 대해 그 위치로 복귀되도록 한다. 골은 붕괴되기 때문에, 이 시점에서는 상이한 표면의 골이 세정을 위한 강판 디스크에 대해 눌려지게 된다.

세정 헤드(900)가 골로부터 충분히 연질 조직을 제거한 경우, 캡(915)은 제거되고, 세정된 골은 추가의 처리를 위해 핀셋 또는 기타 장치에 의해 붙잡는다. 이어서, 세정된 헤드(900)는 세정되거나 배출될 수 있다. 몇몇 경우, 디스크(914, 918) 및 플런저(940)만이 폐기되고, 나머지 부품은 멸균되어 재사용된다.

또한, RFID(270) 및 코일(271)(도 5)이 세정 헤드 기부(902)에 매립되어 상기 한정된 기능을 실행할 수 있다.

또한, 대체 구조물을 사용하여 강판 디스크(914)에 대해 골을 연속적으로 및 반복적으로 누르고 골을 붕괴시킴으로써 각 표면이 디스크에 대해 눌려진다. 예를 들면, 본 발명의 몇몇 양태에서, 스프링(946)이 제거될 수 있다. 본 발명의 이들 양태에서, 세정 헤드(900)가 작동되는 경우, 세정 작업을 수행하는 기술자는 플런저(940)를 반복적으로 누르고 수축할 것이다. 플런저의 누름은 플런저 헤드(942)가 강판 디스크(914)에 대해 골을 누르게 한다. 플런저(940)의 수축은 골이 붕괴되도록 한다. 캠 어셈블리 등의 기계 장치를 사용하여, 플런저(940)를 상승시키거나 누를 수 있다. 이러한 기계 장치는 플런저(940)에 대해 작용하는 스프링(946)을 포함하거나 포함하지 않는 본 발명의 양태에 사용될 수 있다.

수동 힘을 사용하여 세정 디스크에 대해 골을 누르는 본 발명의 양태에서, 이러한 힘을 제한하는 메커니즘이 존재할 수 있다. 이는, 골이 디스크(914)에 대해 눌려지기 때문에, 골이 우연하게 밀링될 가능성을 최소화시키는데 바람직할 수 있다. 한가지 이러한 힘 제한 부품은 하나의 단부가 캡에 및 제2 단부가 플런저 헤드에 연결된 스프링일 수 있다. 이러한 스프링은, 디스크에 대해 플런저 헤드를 강제하는 대신에, 디스크 위에 헤드를 보유하도록 치수화된다. 이어서, 수동 힘은 디스크에 대해 골을 누르기 위해 플런저 헤드를 하향으로 밀어내는 스프링 힘을 극복하는데 요구된다. 스프링은 이와 같이 세정 과정 동안 기술자가 플런저 헤드에 적용할 수 있는 수동 힘을 감쇠시킨다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 강판 디스크(grating disc)(940)는 하나 또는 그 이상의 리브를 갖도록 형성될 수 있다. 각각의 리브는 골 스톡이 눌려지는 디스크 표면으로부터 상향으로 돌출한다. 디스크가 회전함에 따라, 리브/리브들은 골 스톡 아래에서 회전한다. 골 스톡 아래에서 리브의 이동은 쉘 개구부(926) 내에서 골이 적어도 부분적으로 회전 및 붕괴되도록 하는데 사용된다. 또한, 본 발명의 이러한 양태는 플런저(94)에 대해 작용하는 스프링(946)을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 스프링이 존재해야한다면, 당해 스프링은 발휘된 스프링 힘이 골에 대해 밀어내는 디스크 리브의 작용에 의해 극복될 수 있도록 선택된다.

택일적으로, 강판 디스크는 하나 이상의 가요성 탭으로 형성될 수 있다. 탭은, 예를 들면, 개구부를 포함하지 않는 디스크의 아치형 구역에 형성될 수 있다. 탭의 표면은 디스크의 개구 한정 구역으로부터 상향으로 각을 이룬다. 디스크가 회전함에 따라, 골은 탭의 경사진 표면 위로 올라간다. 탭의 가요성 성질은 탭 및 골이 강판 디스크에 대해 골을 유지하는 임의의 힘을 적어도 부분적으로 극복하게 한다. 디스크가 계속 회전함에 따라, 골은 탭의 상승된 에지로부터 낙하한다. 골의 이러한 낙하, 롤링은 골의 회전에 사용되어, 세정을 위한 강판 디스크에 대해 골의 또 다른 표면을 제공한다.

XIII. 제6 대체 세정 헤드

도 52 및 도 53은 제6 대체 세정 헤드(1000)를 도시한다. 세정 헤드(1000)는, 플런저(940)가 충돌 플레이트(1052)로 대체된 것을 제외하고는 세정 헤드(900)와 유사하다. 충돌 플레이트(1052)는 강판 개구부에 대해 골을 압축시킨다. 세정 헤드(1000)는 기부(1002)를 포함한다. 기부(1002)의 링 형상의 구역(1004)은 기부(1002)의 바닥부 구역(1005)으로부터 상향으로 돌출한다. 동공(1006)은 돌출하는 링 형상의 구역(1004)으로부터 방사상 내향으로 한정된다. 쉘(1008)은 링 형상의 구역(1004)의 상부 및 동공(1006) 위의 기부(1002)에 탑재되어 있다. 기부(1002) 및 쉘(1008)은 헤드(56)의 쉘(192 및 194)이 형성되는 재료와 동일한 재료로 형성될 수 있다. 택일적으로, 세정 헤드(1000)가 1회 사용 유닛인 경우, 기부(1002) 및 쉘(1008)은 폴리카보네이트 플라스틱 등의 멸균가능한 플라스틱으로 형성될 수 있다.

기부(1002)의 바닥부 구역(1005)은 도 50 및 도 51과 관련하여 기재된 기부(902)의 바닥부 구역(905)의 것과 유사하다. 따라서, 세정 헤드(1000)는 기부(1002)가 분리된 구동 시스템(도시되지만 번호 부여되지 않음)에 단순하게 부착되어 있는 골을 세정하는 자립형 유닛일 수 있다. 택일적으로, 기부(1002)는 또한 기부 유닛(52)에 사용하기 위해 배열되어, 세정 헤드(1000)가 기부 유닛(52)에 의해 작동된다. 이러한 양태에서, 기부(1002)는 기부 유닛 립(78)에 의해 한정된 원형 보이드 공간 내에 기부(1002)를 슬립 장착시키는 외부 직경을 갖는다. 제2 대체 세정 헤드(630)와 유사하게, 기부(1002)는 원형 형상이고, 4개의 등각 이격된 노치(도시되지 않음)는 기부(1002)의 외부 원주 주위로 기부(1002)의 바닥부로부터 상향으로 연장한다. 노치는, 세정 헤드(1000)가 기부 유닛(52)에 설치되는 경우, 대좌 톱니부(84)를 수용한다. 그루브(도시되지 않음)는, 그루브(642)와 유사하게, 기부(1002)의 원주 외부 표면 주위로 내향으로 연장한다. 기부(1002)는, 기부(1002)의 외부 원주 표면으로부터 내향하여 연장하는 노치(644)(도 32에 도시된 것)와 마찬가지로, 2개의 직경방향 반대측 노치(도시되지 않음)를 갖도록 형성된다. 각각의 노치는 기부 유닛 체류 아암(86)과 일체의 핑거(88) 각각을 수용하도록 하는 치수를 갖는다.

도 52 및 도 53을 다시 참조하면, 기부(1002)는 기부(1002)를 통해 상부에서 바닥부로 연장하는 관통 홀(도시되지 않았지만, 도 51에 도시된 홀(909)과 동일함)을 갖는다. 홀은 기부(1002)의 상부에서 바닥부로의 종축을 따라 중심이 있다. 당해 홀은 스핀들(도시되지 않았지만, 도 51에 도시된 스핀들(910)과 동일함)에 의해 점유되어 있다. 스핀들은 기부(1002)에 탑재된 베어링(도시되지 않았지만, 도 51에 도시된 베어링(912)과 동일함)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 스핀들은 세정 헤드(1000)의 구동 어셈블리의 일부를 형성한다. 세정 헤드(1000)가 기부 유닛(52)에 탑재되어 작동되는 양태에서, 스핀들은 존재하지 않고, 홀은 기부 유닛 스핀들 헤드(108)가 내부에서 자유롭게 이동하고 세정 헤드(1000)와 맞물리도록 하는 치수를 갖는다.

회전 강판(1014) 형태의 세정 부재(1014)는 동공(1006)에 배치되어 있다. 강판(1006)은 바람직하게는 스테인리스 강으로 형성되어 있다. 강판(1014)은 디스크 형상이고, 스핀들의 원형 플레이트(도시되지 않았지만, 도 51에 도시된 원형 플레이트(916)와 동일함)와 맞물려 스핀들로 회전되는 특징부를 갖는다. 강화 디스크(1018)는 원형 플레이트 및 강판 디스크(1020) 사이에 배치되어 있다. 강판 디스크(1014)는 복수의 개구부(1020)를 포함한다. 각 개구부(1020)의 원주는 상승된 스캘럽(번호 부여되지 않음)에 의해 한정된다. 개구부를 한정하는 스캘럽의 에지는 골로부터 연질 조직을 화일링한다. 강화 디스크(1018)는, 연질 조직의 조각을 화일링하여 기부(1002)에서 슈트(1024)를 통해 세정 헤드(1000)를 통해 및 세정 헤드(1000) 외부로 낙하하도록 치수화된 보다 큰 개구부(1022)를 포함한다. 디스크(1014, 1018)는 스핀들(1010)에 회전 가능하게 고정되어 작동 동안 스핀들(1010)과 함께 회전한다.

개구부(1020)는 바람직하게는, 전체 강판 디스크(1014)에 개구부(1020)가 형성되지 않도록 강판 디스크(1014) 위의 원주 이격된 부분으로 한정된다. 이는 강판 디스크(1014)의 강도를 증가시킨다. 이들 이격된 부분은 디스크(1014, 1018)를 통해 화일링된 연질 조직의 이동을 추가로 촉진시키기 위해 강화 디스크(1018)에서 보다 큰 개구부(1022)와 일치한다. 개구부(1020)의 치수(들)는 미세정 골 위에 존재하는 연질 조직 및 잔해가 화일링되어 제거되어 골을 세정하지만, 유용한 상태 이상으로 손상되거나 감소되지 않도록 하는 치수이다. 달리 말하면, 개구부(1020)는 밀 헤드(60)의 밀 부재(62)와 같이 골의 밀링을 유도하지 않도록 치수화 및 배열된다. 한 가지 양태에서, 개구부(1020)는 길이가 폭보다 큰 직사각형 형상이다(도 51a 참조). 보다 구체적인 양태에서, 개구부(920)는 길이 0.39 cm 이하 x 폭 1.3 cm 이하이다. 인접한 개구부(1020)는 열 사이가 대략 0.2 cm 이하 및 행 사이가 0.1 cm 이하인 평행 행렬로 이격되어 있다.

개구부(1026)는 강판 디스크(1014) 위의 쉘(1008)을 통해 한정된다. 캡(1015)은 개구부(1026)를 부분적으로 커버링하여 골을 위한 보이드 공간(1017)을 한정한다. 캡(1015)은, 캡(1015)과 기부(1002) 사이에 포획된 쉘(1008)과 함께 잠금장치(1007)에 의해 기부에 탑재되어 있다. 이러한 양태에서 보이드 공간(1017)은 캡(1015) 아래 및 강판 디스크(1014) 위에서 쉘(1008)의 방사상 내향으로 한정된다. 캡(1015)은 또한 보이드 공간(1017)의 일부분과 일치하는 개구부(1030)를 갖는다.

충돌 메커니즘은 강판 디스크(1014) 위의 개구부(1030)에 배치되어 있다. 충돌 메커니즘은, 강판 디스크(1014)에 대해 골을 누르는 플레이트(1052)를 포함한다. 플레이트(1052)는 가요성이다. 충돌 메커니즘은, 잠금장치(1043)에 의해 브라켓(1044)에 탑재된 블록(1045)을 포함한다. 브라켓(1044)은 잠금장치(1046)에 의해 기부(1002)에 고정되어 있다. 블록(1045)은, 플레이트(1052)가 탑재되어 있는 샤프트(1050)를 수용하는 신장된 슬롯(1048)으로 형성된다. 샤프트(1050)의 하나의 단부는 블록 슬롯(1048)에 설치된다. 설정 스크류(1049)는 슬롯(1048) 중의 고정된 회전 위치에 샤프트(1050)를 보유한다. 충돌 플레이트(1052)는 샤프트(1050)의 제2 단부로 설치되어 고정된다. 설정 스크류(1049)는 골의 상이한 적용 및 상이한 치수를 위해 변경되는 충돌 플레이트(1052)와 강판 디스크(1014) 사이의 환상 관계를 허용한다. 제2 캡(1019)은 블록(1045) 위로 연장한다. 제2 캡(1019)은 충돌 플레이트(1052)의 구역을 수용하도록 치수화된 슬롯(1021)이 형성되어 있다.

상기 언급된 바와 같이, 기부(1002)를 통해 연장하는 홀은 스핀들에 의해 점유되어 있다. 스핀들은 원형 플레이트로부터 구동 모터(도시되어 있지만 번호 부여되지 않음) 등의 구동 시스템과 메이팅하는 특징부(예를 들면, 정사각형 샤프트 배열)를 갖는 단부(도시되지 않지만 도 51의 단부(960)와 동일함)까지 연장한다. 도시된 양태에서, 스핀들은 디스크(1014, 1018) 둘 다에 회전 가능하게 고정되어 동력을 구동 시스템으로부터 디스크(1014, 1018)로 전달함으로써, 구동 시스템이 작동하는 경우, 디스크(1014, 1018)를 회전시킨다. 택일적으로, 세정 헤드(1000)가 기부 유닛(52)에 의해 작동되는 양태에서, 디스크(1014, 1018)는 얼라인먼트 핀(110) 및 톱니부(112)를 통해 기부 유닛 스핀들 헤드(108)와 맞물려 회전 가능하게 고정되도록 배열된다.

골 스톡을 세정하기 위해, 골은 먼저 보이드 공간(1017)에 위치된다. 이어서, 캡(1015)을 위치시켜 보이드 공간(1017)을 커버링한다. 이어서, 구동 시스템 또는 기부 유닛(52)(세정 헤드(1000)가 기부 유닛(52)에 탑재되는 경우)을 작동시켜, 스핀들의 회전 및 이어서 디스크(1014, 1018)의 회전을 개시한다. 골이 충돌 플레이트(1052) 아래, 즉 디스크(1014)를 향하는 충돌 플레이트의 표면 아래로 회전할 때까지 골은 강판과 함께 회전한다. 처음에, 충돌 플레이트는 강판 디스크(1014)에 대해 골을 유지한다. 이러한 유지 작용은 골을 세정 디스크에 대해 누르고, 따라서 디스크는 연질 조직을 골로부터 제거한다. 그러나 충돌 플레이트는 가요성이다. 결과적으로, 디스크는 골을 충돌 플레이트(1052)의 아래 및 이를 가로질러 밀어낼 수 있다. 골의 이러한 이송 동안, 충돌 플레이트가 굴곡하는 것은 명백하다. 골이 충돌 플레이트 아래도 이동함에 따라, 골은 충돌 플레이트(1052)의 하부 에지에 의해 순간적으로 포획된다. 충돌 플레이트(1052)가 정적 상태로 다시 급변함에 따라, 플레이트는 골을 강판 디스크 위로 회전시킨다. 이는 상이한 표면의 골이 디스크에 대해 배치되게 한다. 세정 헤드(1000)가 골로부터 연질 조직을 충분히 제거하면, 캡(1015)을 제거하고, 세정된 골을 추가의 처리를 위해 핀셋 또는 기타 장치로 붙잡는다. 이어서, 세정 헤드(1000)를 세정하거나 폐기할 수 있다. 몇몇 경우에, 디스크(1014, 1018)만을 폐기하고, 나머지 부품은 멸균하여 재사용한다.

XIV. 제7 대체 세정 헤드

본 발명의 제7 대체 세정 헤드(1100)는 먼저 도 54 내지 도 56을 참조로 하여 이제 기재된다. 세정 헤드(1100)는 기부(1102)를 포함한다. 기부(1102)의 링 형태 구역(1104)은 기부(1002)의 바닥부 구역(1105)으로부터 상향으로 돌출한다. 공동(1106)은 돌출성 링 형태 구역(1004)으로부터 방사상 내향으로 한정된다. 쉘(1108)은 링 형태 구역(1104)의 상부 및 공동(1106) 위의 기부(1102)에 탑재된다. 기부(1102) 및 쉘(1108)은 헤드(56)의 쉘(192 및 194)이 형성되는 것과 동일한 재료로 형성될 수 있다. 택일적으로, 세정 헤드(1100)가 1회 사용 유닛일 경우, 기부(1102)는 폴리카보네이트 플라스틱 등의 멸균가능한 플라스틱으로 형성될 수 있다.

기부(1102)의 하부 구역(1105)은, 기부 유닛(52)을 맞물리게 하는 임의의 특징 없이 형상이 직사각형인 것으로 도 54에 도시된다. 따라서, 세정 헤드(1100)는, 기부(1102)가 간단하게 별도의 구동 시스템(도시되지만 번호부여되지 않음)에 결합된 골을 세정하기 위한 자립형 유닛일 수 있다. 그러나 기부(1102)는 다른 양태에서는 기부 유닛(52)에 설치되어 기부 유닛(52)에 의해 작동되도록 배열될 수 있다. 이러한 양태에서, 기부(1102)는, 기부(1102)가 기부 유닛 립(78)에 의해 한정된 원형 보이드 공간 내에 기부(1102)가 슬립 장착되도록 하는 외부 직경을 갖는다. 이러한 경우, 제2 대체 세정 헤드(630)와 같이, 기부(1102)는 형상이 원형이고, 4개의 등각 이격된 노치(도시되지 않음)는, 기부(1102)의 외부 주변 주위로 기부(1102)의 바닥부로부터 상향으로 연장한다. 노치는, 세정 헤드(1100)가 기부 유닛(52) 위에 설치되는 경우, 대좌 톱니부(84)를 수용한다. 그루브(642)와 같은 그루브(도시되지 않음)가 기부(1102)의 원주 외부 표면 주위로 내향으로 연장한다. 기부(1102)는, 기부(1102)의 외부 원주 표면으로부터 내향으로 연장하는 노치(644)(도 32에 도시된 것)와 같은 2개의 정반대로 대향된 노치(도시되지 않음)를 갖도록 형성된다. 각각의 노치는 기부 유닛 체류 아암(86)과 일체의 핑거(88) 각각을 수용하도록 하는 치수를 갖는다.

도 54 내지 도 56을 다시 참조하면, 기부(1102)는 또한 기부(1102)를 통해 상부에서 바닥부로 연장하는 관통 홀(1109)을 갖는다. 홀(1109)은 기부(1102)의 상부에서 바닥부로의 종축을 따라 그 중심에 있다. 홀(1109)은 스핀들(1110)에 의해 점유된다. 스핀들(1110)은 기부 유닛(1102)에 탑재된 베어링(1112)에 회전 가능하도록 지지된다. 스핀들(1110)은 세정 헤드(1100)의 구동 어셈블리의 일부를 형성한다. 세정 헤드(1100)가 기부 유닛(52)에 탑재되는 양태에서, 홀(1109)은 기부 유닛 스핀들 헤드(108)가 내부에서 자유롭게 이동하여 세정 헤드(1100)와 맞물리게 하는 치수를 갖는다.

회전 강판(1114) 형태의 세정 부재가 공동(1106)에 배치된다. 강판(1114)은 바람직하게는 스테인리스 강으로 형성된다. 강판(1114)은 디스크 형상이고, 스핀들(1110)과 함께 회전시키기 위해 스핀들(1110)의 원형 플레이트(1110)와 맞물리도록 하는 특징을 갖는다. 강화 디스크(1119)는 원형 플레이트(1116)와 강판 디스크(1114) 사이에 배치할 수 있다. 강판 디스크(1114)는, 골로부터 연질 조직을 화일링(file away)하도록 배열된 복수의 개구부(1120)를 포함한다. 화일링된 조직을 이후 개구부(1120)를 통해 및 기부(1102) 중의 개구부(1124)를 통해 세정 헤드(1100)로부터 낙하시킨다. 디스크(1114)는, 작동 동안 스핀들(1110)과 함께 회전하도록 스핀들(1110)에 회전 가능하도록 고정시킨다.

개구부(1120)는, 바람직하게는 전체 강판 디스크(1114)가 개구부(1120)와 함께 형성되지 않도록 강판 디스크(1114) 상의 원주 이격 영역으로 한정된다. 이는 강판 디스크(1114)의 강도를 증가시킨다. 개구부(1120)의 치수(들)는, 세정되지 않은 골 상의 연질 조직 및 파편이 화일링되고 제거되어 골을 세정하지만, 골 자체는 사용가능한 상태 이상으로 손상되거나 축소되지 않을 정도이다. 즉, 개구부(1120)는 밀 헤드(60)의 밀 부재(62)와 같이 골 밀링을 유도하지 않도록 치수화되고 배열된다. 하나의 양태에서, 개구부(1120)는 폭보다 길이가 큰 직사각형 형상이다(참조: 도 51a). 더욱 구체적인 양태에서, 개구부(1120)는 길이 0.39 cm 이하 x 폭 1.3 cm 이하이다. 인접 개구부(1120)는 열간 약 0.2cm 이하 및 행간 0.1cm 이하로 평행한 행렬로 이격된다.

개구부(1126)는 강판 디스크(1114) 위의 쉘(1008)을 통해 한정된다. 캡(1115)은 개구부(1126)를 부분적으로 커버하여 골을 위한 보이드 공간(1117)을 한정한다. 캡(1115)은 잠금장치(1107)를 통해 기부에 탑재된다. 쉘(1108)은 캡(1115)과 기부(1102) 사이에 포획된다. 이 양태에서 보이드 공간(1117)은 캡(1115) 이하 및 강판 디스크(1114) 위로 쉘(1108)의 방사상 내향으로 한정된다. 캡(1115)은 추가로 보이드 공간(1117)의 부분과 일치하는 개구부(1130)를 갖는다.

플런저(1140)는 세정 헤드(1100)에 이동 가능하게 탑재된다. 플런저(1140)는 하나의 단부에 헤드(1114)가 결합된 핸들(1142)을 갖는다. 플런저 헤드(1144)는 약간 작게 치수화되고, 최소 간격을 갖고 개구부를 통해 장착시키기 위해 개구부(1130)의 형상과 유사한 형상을 갖는다. 플런저 헤드(1144)는 개구부(1130)에서 수동으로(도시됨) 또는 기계적으로(도시되지 않음) 왕복운동하여 골을 강판 디스크(1114)에 대해 압착시킨다. 플런저(1140)는 바람직하게는 스테인리스 강 또는 멸균가능한 플라스틱으로 형성된다.

제2 세정 부재인 세로 홈을 판 스크류(1150)를 보이드 공간(1117)에 배치한다. 쉐이빙 블록(1152)은 세로 홈을 판 스크류(1150)를 회전 가능하게 지지한다. 쉐이빙 블록(1152)은 캡(1115) 중의 또 다른 개구부(1154)를 통해 위치된다. 쉐이빙 블록(1152)은 일반적으로 보이드 공간(1117)의 중심에 위치되지만, 기타 양태에서는 제3 대체 세정 헤드(700)와 유사한 보이드 공간(1117)의 주변 주위에 위치될 수 있다. 추가의 세로 홈을 판 스크류(1150)도 또한 사용될 수 있다. 제시된 양태에서, 세로 홈을 판 스크류(1150)는 관통 보어(1162)를 한정하는 슬리브(1160)를 포함한다. 슬리브(1160)는 바람직하게는 스핀들(1110)과 함께 회전하도록 고정된다. 슬리브(1160)는 골을 세정하기 위한 회전 동안 보이드 공간(1117)에서 골로부터 연질 조직을 움켜쥐어 뜯음을 촉진시키는 복수의 세로 홈(1164)을 한정한다. 세로 홈을 판 스크류(1150)는 바람직하게는 스테인리스 강으로 형성된다.

도 56을 참조하면, 쉐이빙 블록(1152)은 바람직하게는 스테인리스 강으로 형성된다. 쉐이빙 블록(1152)은 개구부(1154) 주위에 캡(1115)에 탑재된 플랜지(1170)를 갖는다. 쉐이빙 블록(1152)의 벽(1172)은 개구부(1154)를 통해 연장하고, 강판 디스크(1114)의 회전을 중단시키지 않도록 강판 디스크(1114) 위에 약간 부유시킨다. 벽(1172)의 바닥부와 강판 디스크(1114) 사이의 공간은 골이 그 아래로 통과하기에는 너무 작다. 신장된 공간(1174)은 벽(1172)에서 세로 홈을 판 스크류(1150)를 수용하도록 한정된다. 세로 홈을 판 스크류(1150)는 벽(1172) 중의 신장된 공간(1174)에서 회전한다. 세로 홈을 판 스크류(1150)의 제1 단부는 쉐이빙 블록(1152)에 회전 가능하게 탑재되는 반면, 세로 홈을 판 스크류(1150)의 대향 단부는 스핀들(1110)에 고정된다. 세로 홈을 판 스크류(1150)의 일부는 벽(1172)의 전방 표면(1176)으로부터 떨어진 거리에서 연장하여 보이드 공간(1117)에 배치된 골에 결합된 연질 조직을 움켜쥔다.

쉐이빙 블록(1152)은 신장된 공간(1174)의 대향면에 배치된 한쌍의 절단 에지(1178)를 한정하도록 형상화된다(참조: 도 56). 이러한 절단 에지(1178)는 세로 홈을 판 스크류(1150)가 회전 동안 움켜쥐거나 포획한 연질 조직을 절단하기에 충분히 날카롭다. 즉, 세로 홈을 판 스크류(1150)는 골에 결합된 연질 조직을 맞물리게 하여 그 연질 조직을 회전 동안 절단 에지(1178)에 대해 충돌하여 연질 조직을 골로부터 절단한다. 플런저 헤드(1144)는 골을 세로 홈을 판 스크류(1150)를 향해 강제하도록 고안된다. 스크류(1150)에 대한 골의 접합 결과로서, 골에 결합된 연질 조직을 세로 홈 사이의 공간으로 압착시킨다. 스크류(1150)가 회전함에 따라, 스크류(1150)가 끌고간 조직은 절단 에지(1178)에 대해 회전한다. 끌고간 조직과 함께 스크류의 연속 회전은 절단 에지가 조직을 골로부터 분리하도록 한다. 스크류(1150)의 세로 홈의 날카로운 에지는 또한 제한된 정도이지만 골로부터 일부 연질 조직을 별도로 절단한다.

플런저 헤드(1144)는 일반적으로 박스 형상 개구부(1130)에 상응하는 박스 형상이다. 쉘(1108)은 이의 내부 표면 위에 플런저 헤드(1144)의 제1 플랫 측면(1184)에 상응하는 플랫(1180)을 갖는다. 따라서, 플런저 헤드(1144)가 개구부(1130)에 배치될 경우, 플런저 헤드(1144)의 제1 플랫 측면(1184)은 그 사이에 한정된 작은 갭을 갖고 쉘(1108)의 내부 표면(1182) 상의 플랫(1180)과 직면한다(참조: 도 55). 작은 갭은 골이 도입되는 것을 방지하는 크기이다. 플런저 헤드(1144)의 다른 측면 상의 플랫(1180)의 대향은 세로 홈을 판 스크류(1150) 및 쉐이빙 블록(1152)이다. 플런저 헤드(1144)의 제2 플랫 측면(1186)과 세로 홈을 판 스크류(1150) 사이의 갭은 작은 단편의 골을 제한적으로 수용하는 크기이다. 결과로서, 모든 골은 플런저 헤드(1144) 아래로 통과하여 플런저 헤드(1144)를 강판 디스크(1114)에 대해 압착시켜 골로부터 연질 조직을 제거하거나, 플런저 헤드(1144) 및 세로 홈을 판 스크류(1150) 사이를 통과시켜 세로 홈을 판 스크류(1150)에 의해 움켜쥐어지게 해야 하며, 이때 관련 연질 조직은 세로 홈을 판 스크류(1150)에 의해 움켜쥐어지고 절단 에지(1178)에 의해 절단된다.

이미 논의된 바와 같이, 기부(1102)를 통해 연장하는 홀(1109)은 스핀들(1110)에 의해 점유된다. 스핀들(1110)은 원형 플레이트(1116)에서 구동 모터(도시되었지만 번호 부여되지 않음)와 같은 구동 시스템과 메이팅하기 위한 특징부(예: 정사각형 축 배열)을 갖는 단부(1190)로 연장한다. 제시된 양태에서, 스핀들(1110)은 강판 디스크(1114) 및 세로 홈을 판 스크류(1150) 둘 다에 회전 가능하게 고정시켜 동력을 구동 시스템으로부터 강판 디스크(1114) 및 세로 홈을 판 스크류(1150)로 전달하고, 이에 의해, 구동 시스템이 작동할 경우, 강판 디스크(1114) 및 세로 홈을 판 스크류(1150)가 회전되도록 한다. 택일적으로, 세정 헤드(1100)가 기부 유닛(52)에 의해 작동될 경우, 강판 디스크(1114) 및 세로 홈을 판 스크류(1150)는 맞물리도록 배열되고, 얼라인먼트 핀(110) 및 톱니부(112)를 통해 기부 유닛 스핀들 헤드(108)에 회전 가능하도록 고정된다.

작동 동안, 세정되지 않은 골은 먼저 세정을 위한 보이드 공간(1117)에 위치시킨 다음, 캡(1115)을 위치시켜 보이드 공간(1117)을 커버한다. 세정되지 않은 골은 밀 헤드(60)에 의해 처리되기 전에 제거되어야 하는 이에 결합된 연질 조직을 포함한다. 이어서, 구동 시스템 또는 기부 유닛(52)(세정 헤드(1100)가 기부 유닛(52)에 탑재된 경우)을 작동시켜 스핀들(1110)의 회전 및, 강판 디스크(1114) 및 세로 홈을 판 스크류(1150)의 후속적 회전을 시작한다. 강판 디스크(1114)는 골로부터 연질 조직을 멀리 절단하기 위해 개구부(1120)를 한정하는 스캘럽 에지에 좌우된다. 강판 디스크(1114) 및 플런저 헤드(1144)를 작동시켜 골을 붕괴시킨다. 플런저 헤드(1144)는 골을 강판 디스크(1114)에 대해 압착시켜 스캘럽화 개구부(1120)에 의해 골로부터 연질 조직의 절단을 향상시킨다. 세로 홈을 판 스크류(1150)는 골에 결합된 연질 조직을 움켜쥐고, 골로부터 연질 조직을 세로 홈을 판 스크류(1150) 상의 세로 홈(1164)의 특성에 의해 또는 연질 조직을 쉐이빙 블록(1152)의 절단 에지(1178)에 대해 충돌시킴으로써 절단한다. 일단 세정 헤드(1100)가 골로부터 연질 조직을 충분히 제거하면, 캡(1115)을 제거하고, 세정된 골을 집게(forceps) 또는 추가의 처리를 위한 기타 장치로 움켜쥔다. 이어서, 세정 헤드(1100)를 세정하거나 버릴 수 있다. 일부 경우에, 단지 강판 디스크(1114) 및 플런저(1140)를 버리고, 나머지 부분은 멸균화하고 재사용한다.

XV. 대체 양태

상기한 것은 본 발명의 시스템의 특정 변형에 관한 것이다. 본 발명의 시스템의 기타 변형은 기술된 것과 상이한 특징을 가질 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 변형의 다양한 특징을 조합할 수 있다. 따라서, 세정 모듈 및 밀링 모듈 둘 다를 갖는 단일 헤드가 존재하는 본 발명의 일부 변형에서 세정 모듈은 하부 및 상부 브러시 둘 다를 회전시키는 구동 어셈블리를 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 특징은 기술된 것과 상이할 수 있다. 본 발명의 일부 변형에서, 세정 헤드의 세정 부재 및 밀 헤드의 밀 부재는 통상의 구동 스핀들에 맞물리도록 하기 위한 공통의 커플링 특징을 가질 수 있지만, 세정 헤드 및 밀 헤드를 기부 유닛에 유지시키기 위한 상이한 커플링 특징을 가질 수 있다.

유사하게, 세정 헤드 및 밀 헤드는 헤드를 기부 유닛에 유지시키기 위한 공통의 커플링 특징을 가질 수 있다. 따라서, 이러한 본 발명의 변형은 기저 유닛과 일체의 상이한 구동 부재에 결합시키기 위한 상이한 결합 특징부를 가질 수 있다. 따라서, 단일 구동 스핀들을 갖는 대신, 기부 유닛은 세정 헤드(56)에 대한 제1 속도 및 밀 헤드(60)에 대한 제2 속도와 같은 상이한 속도에서 구동되는 별도의 구동 스핀들을 가질 수 있다. 통상의 기어 어셈블리는 이들 스핀들 모두를 모터(54)의 출력 샤프트에 연결한다(축은 도시되지 않음). 이러한 본 발명의 변형에서, 세정 부재 및 밀 부재가 제공된 보충성 결합 특징부는 서로 상이할 수 있다.

유사하게, 본 발명의 모든 변형에서, 세정 부재 및 밀 부재는 이들 중심 축주위를 회전하는 디스크 형상 부재이어야 한다는 요건이 없다. 본 발명의 일부 변형에서, 예를 들어, 세정 부재 또는 밀 부재 중의 하나 또는 둘 다는 관 형상일 수 있다. 이렇게 형상화된 브러시는 브러시의 본체로부터 내향으로 연장하는 강모를 가질 수 있다. 이 브러시는 세정할 골 스톡을 브러시 내부에 위치시킴으로써 사용된다. 이렇게 형상화된 밀 부재는 본체의 외부 표면으로부터 드러나는 절단 에지를 가질 수 있다. 골은 이 표면에 대해 압착시킨다. 형성된 칩을 밀 부재의 중심 내에 위치된 캐치 트레이에 낙하시킨다. 상기한 브러시 및 밀 부재는 따라서 이의 중심 루멘을 통해 연장하는 축 주위를 회전하도록 고안된다.

본 발명의 세정 헤드 및 밀 헤드는 모두 기술된 것 이외의 특징을 가질 수 있다. 예를 들어, 밀 헤드(56)와 관련된 캡은 브러시(59)와 일체의 포스트(286)에 장착시킬 수 있다. 이는 의학 관계자로 하여금 캡을 아래로 압착시킴으로써 브러시(59) 상에서 아래로 압착시키도록 한다. 브러시에 대한 아래로의 압착은 따라서 브러시(58 및 59) 사이에 위치된 골에 대한 강모의 힘을 증가시킨다.

본 발명의 일체화된 세정 및 밀 헤드는 상기한 헤드(490)와 상이한 특징을 가질 수 있다. 예를 들어, 장치의 일부 변형에서, 세정 모듈은 다른 부품에 정적인 상태로 탑재될 수 있다. 이러한 본 발명의 변형에서, 트랩의 이동은 세정된 골을 통한 경로가 밀링 모듈을 통과할 수 있음을 확립한다. 또한, 본 발명의 일부 변형에서, 기계적 부재는 세정된 골을 물리적으로 변위하여 세정된 골의 밀링 모듈로의 이전에 영향을 미칠 수 있다. 본 발명의 이러한 양태의 일부 변형에서, 세정된 골의 세정된 모듈로부터 밀링 모듈로의 이전을 허용하는(수행하는) 트랩 (또는 부재)은 자동적으로 작동될 수 있다. 이는 수술 관계자가 골 세정 및 골 밀링 공정을 수행하거나 모니터링하는데 들여야 할 시간 양을 추가로 감소시킨다.

또한, 본 발명의 일부 변형에서, 브러시 강모는 항상 일정한 높이일 수는 없다. 본 발명의 일부 변형에서, 브러시의 회전 중심에 인접한 강모의 높이가 회전 중심으로부터 이격된 강모보다 낮도록 하부 브러시를 구성하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 본 발명의 변형에서, 회전 중심에 밀접한 이의 강모가 이 축으로부터 이격된 강모보다 길도록 상부 브러시를 구성하는 것이 또한 바람직할 수 있다. 이러한 특징을 갖는 브러시를 제공하는 이점은 강모 배열이, 원심력이 세정할 골 스톡을 브러시의 외부 주변으로 이동하도록 하는 정도를 감소시킨다는 것으로 간주된다. 골 스톡을 브러시의 중심에 인접하게 유지시킴으로써, 골 스톡이 브러시의 외부 주변과 세정 헤드 하우징부의 주위 표면 사이에서 포획될 가능성은 상당히 감소된다. 골 스톡이 그렇게 포획되면, 세정 공정의 효능은 악영향을 받을 수 있다.

또한, 일체화된 세정 및 밀링 모듈을 갖는 본 발명의 변형에서 이들 모듈은 단일 조각 유닛으로서의 기부로부터 제거할 수 있지 않을 것을 이해해야 한다. 본 발명의 일부 변형에서, 세정 모듈 및 밀링 모듈은 별도로 제거가능할 수 있다. 사용 후, 각 모듈은 독립적으로 멸균시키고, 닳은 부분은 대체시키고, 기부 유닛에 재결합시킨다.

또한, 본 발명의 시스템의 변형은 기술된 모든 부분들 보다 더 적은 부품을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 모든 변형이, 세정 부재 및 밀 부재가 구동되어야 하는 특정 속도를 기술하는 메모리를 포함할 수는 없다. 이는 세정 부재 및 밀 부재가 동일 속도에서 구동되는 본 발명의 변형의 경우 특히 그렇다. 이는 또한 기부 유닛이 상이한 속도에서 작동하도록 설계된 두 개의 구동 스핀들을 갖는 본 발명의 변형의 경우 또한 그럴 수 있다.

본 발명의 일부 변형은 밀링된 골을 유지시키기 위한 제거가능한 캐치 트레이를 포함하지 않을 수 있다. 본 발명의 일부 세정 헤드/모듈은 단지 단일 세정 부재를 가질 수 있다. 본 발명의 일부 변형에서, 브러시는 강모를 갖지 않을 수 있다. 대신, 각각의 브러시는 골 스톡에 대해 마모될 경우, 골 스톡을 세정하는 연마 표면을 갖는다.

또한, 본 발명의 일부 변형에서, 브러시(416 및 418)를 동시에 회전시키는 세정 헤드 구동 어셈블리는 브러시를 동일 방향으로 회전시킬 수 있다. 브러시 또는 기타 세정 부재를 상이한 속도로 회전시키는 구동 어셈블리도 또한 제공될 수 있다.

본 발명의 일부 변형에서, 제거가능한 보유 링을 갖는 세정 헤드(630)가 제공될 수 있다. 이 링은 캡 림(684)에 대해 연장하는 림을 갖는다. 당해 링은 링의 기부(632)에의 제거가능한 커플링을 용이하게 하는 특징을 갖는 스커트를 갖는다. 당해 링은 세정 공정 동안 헤드의 나머지에 결합되어 아래에 있는 기부(632) 및 브러시(58)로부터 멀리 캡의 예기하지 않은 리프팅(lifting)을 방지한다.

택일적으로, 세정 헤드(630)는 브러시(58)가 설치된 보이드 공간이 브러시의 높이보다 깊은 깊이를 갖도록 구성될 수 있다.

세정 헤드가 브러시에 대해 굴곡된 캡이 제공된 본 발명의 일부 변형에서, 캡은 핸드 홀드(hand hold)를 가질 수 있다. 핸드 홀드는 캡 돔(cap dome)의 정상으로부터 상향으로 연장하는 원통형 목(neck)을 포함할 수 있다. 또한, 형상이 원통형이고, 목 위로 배치되고, 목을 초과하여 방사상 외향으로 연장하는 헤드도 또한 이 핸드 홀드의 일부이다. 세정 공정 동안, 세정을 담당한 개인은 핸드 홀드를 움켜쥐어 캡을 아래로 밀고, 또한 캡의 상부가 좌우로 회전하도록 캡을 이동시킨다. 이러한 캡의 회전은 캡으로부터 하향으로 연장하는 강모의 방향성을 변화시킨다. 강모의 이러한 방향성의 변화는 일부 환경에서 세정 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 세정 헤드 및 밀 헤드에는 골 이전 공정의 일부로서 이들 두 헤드를 함께 결합시킴을 촉진시키기 위한 기술된 스파우트(668) 및 슬리브(308) 이외의 특징이 제공될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일부 변형에서, 세정 헤드는 세정된 골 스톡을 밀 헤드로 도입시키는 밀 헤드 공급 포트에 설치되도록 치수화된 스파우트를 가질 수 있다.

또한, 본 발명이 자가 이식편(autograft) 골을 세정하는데 사용하고자 하지만, 이의 적용은 그렇게 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 시스템(50)은 또한 때때로 동종 이식편 골로서 언급되는 공여체 골을 세정하고 밀링하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 부분들이 제조되는 재료는 상기한 것과 상이할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일부 변형에서, 하우징부-형성 쉘 부분들을 포함하는 도입 세정 헤드는 일회용일 수 있다. 이러한 본 발명의 변형에서, 하우징부를 형성하는 부분은 금속으로 제조되는 대신 멸균가능한 플라스틱으로 제조될 수 있다. 또한, 브러시가 항상 스테인리스 강으로 형성된 강모를 포함해야 한다는 요건도 없다. 강모는 파손되기 쉽지 않은 기타 구부릴 수 있는 금속, 예를 들어, 티탄 또는 티탄의 합금으로 형성될 수 있다.

상기 부분의 기하학적인 형상은 또한 가변적일 수 있다. 예를 들어, 세정 부재가 디스크인 본 발명의 변형에서, 세정 기능을 수행하는 에지(edges)를 갖는 스캘럽(scallops)은 멀리 아치형으로 이격된 클러스터 세트로 존재하는 것으로 예시된다. 본 발명의 대체 양태에서, 에지를 갖는 스캘럽, 및 보충성 개구부는 디스크 본체 전반을 통해 형성된다. 디스크의 스캘럽 및 개구부 없는 구역은 없다.

당해 시스템에 의해 수행된 처리 단계가 기술된 것과 상이할 수 있다는 것을 추가로 이해해야 한다. 예를 들어, 세정 헤드 및 밀 헤드 메모리는 일단 헤드가 사용되면 세팅되는 플래그 비트(flag bits)를 갖는 것으로 기술된다. 이는 새로운 환자에 대한 시술에 멸균되지 않은 헤드의 재사용을 방지하기 위한 것이다. 그러나, 초기 량이 세정되고 밀링된 후, 외과 의사가 이용할 수 있는 추가의 골 칩을 가질 필요가 있다고 결정할 시간이 존재할 수 있다. 따라서, 소프트웨어는, 수술 관계자가 세정 헤드 또는 밀 헤드가 사용되었음을 인식한 후, 세정 헤드를 재사용하도록 하는 오버라이드(override)를 가질 수 있다. 따라서, 관계자가 단일 환자에게 동일 시술 동안 헤드를 재사용하도록 한다.

또한, 본 발명은 골 세정 및 밀링 모두에 대한 조합된 시스템으로서 기술되었지만, 본 발명의 기타 변형은 두 기능을 수행하지 않을 수 있다. 기부 유닛 및 세정 헤드는 골을 세정하기 위해 사용된 본 발명의 시스템을 형성할 수 있다. 당해 시스템의 이점은 이것이 수술 관계자가 골을 보유할 필요를 실질적으로 제거하는 골을 세정하는 기계화 수단을 제공한다는 점이다. 또한, 본 발명의 시스템에 따라, 세정 부재가 당해 시스템의 유일한 일회용 부분일 수 있다. 이 시스템이 제조되는 성분을 형성하는 재료에 따라, 이는 시스템을 제공함과 관련되는 비용을 제한할 수 있다.

추가로, 상기 기술된 세정 부재 중의 다양한 것뿐만 아니라 기타 세정 부재를 단일 세정 헤드에 함께 조합시킬 수 있다는 것이 명백할 것이다.

본 발명의 시스템은 먼저 골이 세정된 다음 밀링되도록 구성되어야 한다는 요건은 없다. 본 발명의 일부 변형에서, 골은 초기에 밀링되어 실질적으로 균일한 크기의 칩을 형성할 수 있다. 이어서, 이러한 칩을 세정 헤드/모듈로 처리한다. 세정 헤드는 특히 밀 헤드/모듈에 의해 제조된 칩을 세정하도록 형상화된 세정 부재를 함유한다.

따라서, 첨부된 특허청구범위의 목적은 본 발명의 진정한 취지 및 범주 내에 속하는 모든 이러한 변형 및 수정을 포함하는 것이다.

Claims (32)

1. 기부 유닛(52);
   상기 기부 유닛(52)에 배치된 모터(54);
   상기 기부 유닛(52)으로부터 분리된 세정 헤드(56, 410, 630, 700, 800, 900, 1000, 1100) - 상기 세정 헤드는 상기 기부 유닛에 탈착 가능하게 부착되고 골 스톡을 수용하도록 하는 형상을 가짐 - ;
   작동하는 경우, 골 스톡(bone stock)을 세정하고, 상기 세정 헤드(56, 410, 630, 700, 800, 900, 1000, 1100) 내에 이동 가능하게 탑재된 적어도 하나의 세정 부재(58, 416, 418, 608, 738, 840, 914, 1014, 1114, 1150) - 상기 적어도 하나의 세정 부재는, 상기 세정 헤드(56)가 상기 기부 유닛(52)에 부착되어 상기 모터의 작동이 상기 세정 부재를 작동시키는 경우, 상기 기부 유닛의 모터(54)에 연결된 보조 결합 특징부(112)와 맞물리도록 하는 형상을 갖는 적어도 하나의 결합 특징부(264)를 포함함 - ;
   상기 기부 유닛(52) 및 상기 세정 헤드로부터 분리된 밀 헤드(60) - 상기 밀 헤드는 상기 기부 유닛에 탈착 가능하게 부착되고 상기 세정 헤드의 상기 세정 부재에 의해 세정된 골 스톡을 수용하도록 하는 형상을 가짐 - ;
   상기 밀 헤드(60)에 이동 가능하게 배치된 밀 부재(62) - 상기 밀 부재는 상기 밀 헤드에 도입된 골 스톡을 골 칩(bone chip)으로 전환시키는 적어도 하나의 특징부(336); 및 상기 밀 헤드(60)가 상기 기부 유닛(52)에 부착되어 상기 모터의 작동이 상기 밀 부재를 작동시키는 경우, 상기 기부 유닛의 모터(54)에 연결된 보조 결합 특징부(112)와 맞물리도록 하는 형상을 갖는 적어도 하나의 결합 특징부(334)를 가짐 - 를 포함하는, 골 스톡을 세정 및 밀링하기 위한 시스템(50).
2. 청구항 1에 있어서, 상기 밀 부재의 적어도 하나의 결합 특징부(334) 및 상기 세정 부재의 적어도 하나의 결합 특징부(264)는, 상기 기부 유닛의 모터(54)에 연결된 동일한 보조 결합 특징부(112)와 맞물리도록 하는 형상을 갖는, 골 스톡을 세정 및 밀링하기 위한 시스템(50).
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 세정 헤드(56, 410, 630, 700, 800, 900, 1000, 1100)에는, 상기 기부 유닛과 일체의 보조 잠김 특징부와 맞물려 상기 세정 헤드를 상기 기부 유닛에 대해 탈착 가능하게 유지시키는 적어도 하나의 잠김 특징부(210, 220)가 형성되며,
   상기 밀 헤드(60)에는, 상기 기부 유닛(52)과 일체의 보조 잠김 특징부(84, 86)와 맞물려 상기 밀 헤드를 상기 기부 유닛에 대해 탈착 가능하게 유지시키는 적어도 하나의 잠김 특징부(312, 328)가 형성되고, 상기 밀 헤드의 잠김 특징부(312, 328) 및 상기 세정 헤드의 잠김 특징부는 상기 기부 유닛(52)과 일체의 동일한 보조 잠김 특징부(84, 86)와 맞물리도록 하는 형상을 갖는, 골 스톡을 세정 및 밀링하기 위한 시스템(50).
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 기부 유닛의 모터(54)에 연결된 제어장치(66)가 상기 모터의 작동을 조절하고;
   상기 밀 헤드(60)는, 식별자가 상기 밀 헤드와 관련됨을 나타내는 식별자(320)를 포함하고;
   상기 세정 헤드(56, 410, 630, 700, 800, 900, 1000, 1100)는, 식별자가 상기 세정 헤드와 관련됨을 나타내는 식별자(270)를 포함하고;
   상기 기부 유닛(52)은, 상기 밀 헤드의 식별자(320)와 상기 세정 헤드의 식별자(270) 둘 모두를 판독할 수 있는 판독기(130)를 포함하고;
   상기 제어장치(66)는, 상기 식별자 판독기에 의해 판독된 데이터를 수용하기 위해 상기 기부 유닛의 식별자 판독기(130)에 결합되고,
   판독 데이터가 상기 밀 헤드(60)가 상기 기부 유닛(52)에 부착된 것을 나타내는 경우, 상기 제어장치는 상기 기부 유닛의 모터(54)를 작동시켜 상기 적어도 하나의 밀 부재(62)를 적절하게 작동시키고; 및
   판독 데이터가 상기 세정 헤드가 상기 기부 유닛에 부착된 것을 나타내는 경우, 상기 제어장치는 상기 기부 유닛의 모터(54)를 작동시켜 상기 적어도 하나의 세정 부재(58, 416, 418, 608, 738, 840, 914, 1014, 1114, 1150)를 적절히 작동시키는, 골 스톡을 세정 및 밀링하기 위한 시스템(50).
5. 청구항 4에 있어서, 상기 밀 헤드의 식별자(320)는, 칩이 상기 밀 헤드에 부착됨을 나타내는 데이터를 포함하는 RFID 칩이고;
   상기 세정 헤드의 식별자(270)는, 칩이 상기 세정 헤드에 부착됨을 나타내는 데이터를 포함하는 RFID 칩이며;
   상기 기부 유닛의 판독기(130)는, 상기 밀 헤드의 식별자(320)인 상기 RFID 칩과, 상기 세정 헤드의 식별자(270)인 상기 RFID 칩으로부터 데이터를 판독하도록 구성되는, 골 스톡을 세정 및 밀링하기 위한 시스템(50).
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 적어도 하나의 세정 부재는, 회전 브러시; 회전 강판; 및 세로 홈을 판 회전 스크류로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것인, 골 스톡을 세정 및 밀링하기 위한 시스템(50).
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 세정 헤드는, 상기 세정 헤드 내에 탑재된 교반기를 더 포함하고, 상기 교반기는, 상기 세정 헤드 내에서, 골 스톡을 붕괴(tumble)시키도록 배열된, 골 스톡을 세정 및 밀링하기 위한 시스템(50).
8. 청구항 7에 있어서, 상기 교반기는 상기 세정 헤드 내에서 이동 가능하게 탑재되어 있고, 상기 세정 헤드를 상기 기부 유닛(52)에 부착하는 경우, 모터에 의해 작동하기 위해 상기 기부 유닛의 모터(54)에 연결되는, 골 스톡을 세정 및 밀링하기 위한 시스템(50).
9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 세정 헤드는:
   골 스톡에 대한 제1 세정 작업을 수행하도록 배열된, 상기 기부 유닛의 모터의 작동시에 작동되는 상기 세정 헤드 내에서 이동 가능하게 탑재된 적어도 하나의 제1 세정 부재; 및
   골 스톡에 대한 상기 제1 세정 작업과 상이한 제2 세정 작업을 수행하도록 배열된, 상기 적어도 하나의 제1 세정 부재와 상이한, 상기 세정 헤드 내에 배치된 적어도 하나의 제2 세정 부재를 포함하는, 골 스톡을 세정 및 밀링하기 위한 시스템(50).
10. 청구항 9에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 세정 부재는 상기 세정 헤드 내에서 이동 가능하게 탑재되어 있고, 상기 세정 헤드를 상기 기부 유닛(52)에 부착하는 경우, 모터에 의해 작동하기 위해 상기 기부 유닛의 모터(54)에 연결되는, 골 스톡을 세정 및 밀링하기 위한 시스템(50).
11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 세정 헤드(630)에는 슈트(chute)(678)가 형성되어 있고;
    상기 밀 헤드(60)에는, 골 스톡을 상기 밀 헤드로 도입시키는 공급 개구부(306)가 형성되어 있고,
    상기 세정 헤드의 슈트(678)는, 상기 공급 개구부(306) 주위에서 상기 밀 헤드(60)에 결합되어, 골 스톡이 상기 슈트로부터 상기 공급 개구부를 통해 상기 밀 헤드로 전달될 수 있도록 하는 형상을 갖는, 골 스톡을 세정 및 밀링하기 위한 시스템(50).
12. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 세정 헤드는, 상기 기부 유닛의 모터(54)의 작동시에 작동되는, 상기 밀 헤드 내에서 이동 가능하게 탑재된 복수의 상기 세정 부재를 포함하는, 골 스톡을 세정 및 밀링하기 위한 시스템(50).
13. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 밀 헤드(60)는, 골 스톡을 상기 밀 헤드 내로 도입시키는 제1 개구부(306) 및 골 칩을 상기 밀 헤드로부터 방출시키는 제2 개구부(309)를 포함하는, 골 스톡을 세정 및 밀링하기 위한 시스템(50).
14. 청구항 13에 있어서, 상기 밀 헤드의 밀 부재(62)는, 상기 밀 헤드의 제1 개구부(306)와 상기 밀 헤드의 제2 개구부(309) 사이에 위치하는, 골 스톡을 세정 및 밀링하기 위한 시스템(50).
15. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 시스템과 함께 사용하기 위한 세정 헤드(56, 410, 630, 700, 800, 900, 1000, 1100)로서,
    상기 세정 헤드는:
    상기 기부 유닛(52) 및 상기 밀 헤드(60) 둘 모두로부터 분리된 하우징부 - 상기 하우징부는 상기 기부 유닛에 탈착 가능하게 부착되고 골 스톡을 수용하도록 하는 형상을 가짐 - ; 및
    작동되는 경우, 골 스톡을 세정하고, 상기 하우징부 내에서 이동 가능하게 탑재된 적어도 하나의 세정 부재(58, 416, 418, 608, 738, 840, 914, 1014, 1114, 1150) - 상기 적어도 하나의 세정 부재는, 상기 세정 헤드(56)가 상기 기부 유닛(52)에 부착되어 상기 모터의 작동이 상기 세정 부재를 작동시키는 경우, 상기 기부 유닛의 모터(54)에 연결된 보조 결합 특징부(112)와 맞물리도록 하는 형상을 갖는 적어도 하나의 결합 특징부(264)를 포함함 - 를 포함하는 세정 헤드.
16. 청구항 15에 있어서, 상기 적어도 하나의 세정 부재는, 회전 브러시; 회전 강판; 및 세로 홈을 판 회전 스크류로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것인 세정 헤드.
17. 청구항 15에 있어서, 상기 세정 헤드는, 상기 세정 헤드 내에 탑재된 교반기를 더 포함하고, 상기 교반기는, 상기 세정 헤드 내에서, 골 스톡을 붕괴시키도록 배열된 세정 헤드.
18. 청구항 17에 있어서, 상기 교반기는 상기 세정 헤드 내에서 이동 가능하게 탑재되어 있고, 상기 세정 헤드를 상기 기부 유닛(52)에 부착하는 경우, 모터에 의해 작동하기 위해 상기 기부 유닛의 모터(54)에 연결되는 세정 헤드.
19. 청구항 17에 있어서, 상기 교반기는, 상기 적어도 하나의 세정 부재가 작동하는 경우에, 상기 세정 헤드의 하우징부 내에서 회전하도록 상기 세정 헤드에 탑재되는 세정 헤드.
20. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 시스템과 함께 사용하기 위한 밀 헤드(60)로서,
    상기 밀 헤드는:
    상기 기부 유닛(52)과 상기 세정 헤드 둘 모두로부터 분리된 하우징부(302, 304) - 상기 하우징부는, 세정된 골 스톡을 상기 하우징부에 삽입시키는 입력 개구부(306)와, 골칩을 상기 하우징부로부터 방출시키는 출력 개구부(309)를 가짐 - ; 및
    상기 입력 개구부와 상기 출력 개구부 사이에서 상기 하우징부에 위치하는 밀 부재 - 상기 밀 부재는 상기 밀 헤드의 입력 개구부에 도입된 골 스톡을 골 칩으로 전환시키기 위한 적어도 하나의 특징부(336); 및 상기 밀 헤드(60)가 상기 기부 유닛(52)에 부착되어 상기 모터의 작동이 상기 밀 부재를 작동시키는 경우, 상기 기부 유닛의 모터(54)에 연결된 보조 결합 특징부(112)와 맞물리도록 하는 형상을 갖는 적어도 하나의 결합 특징부(334)를 가짐 - 를 포함하는 밀 헤드.
21. 청구항 20에 있어서, 상기 출력 개구부를 통해 방출되는 골 칩을 수용하기 위해 상기 출력 개구부 인근의 상기 하우징부에 탈착 가능하게 부착되는 캐치 트레이(310)를 더 포함하는 밀 헤드.
22. 청구항 16에 있어서, 상기 세정 헤드는, 상기 세정 헤드 내에 탑재된 교반기를 더 포함하고, 상기 교반기는, 상기 세정 헤드 내에서, 골 스톡을 붕괴시키도록 배열된 세정 헤드.
    
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