KR102199862B1 - 외과용 토크 제한 기구 - Google Patents

Abstract

토크를 제한하기 위한 기구가 기구의 손잡이로부터 토크 전달 부재를 통해 손잡이에 대해 연장되는 샤프트로 전달되는 토크를 제한하기 위한 방법을 포함할 수 있다. 이 방법은 토크를 샤프트에 대한 일정 방향을 따라 손잡이에 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 인가된 토크가 제한 토크 값 미만일 때 인가된 토크를 손잡이로부터 토크 전달 부재를 통해 샤프트로 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 인가된 토크가 제한 토크 값보다 클 때, 토크 전달 부재 및 손잡이 중 적어도 하나가 변형되어 손잡이가 토크 전달 부재 및 샤프트 둘 모두에 대해 상기 방향을 따라 회전하게 한다.

Description

외과용 토크 제한 기구{SURGICAL TORQUE LIMITING INSTRUMENT}

관련 출원과의 상호 참조

본 출원은 2013년 3월 14일자로 출원된 미국 가출원 제61/782,594호 및 2013년 3월 14일자로 출원된 미국 출원 제13/826,718호에 대한 우선권 및 그의 이익을 청구한다. 이들의 전체 개시 내용이 이 출원에 참고로 포함된다.

본 발명은 토크 제한 기구(torque limiting instrument), 시스템 및 관련 방법에 관한 것으로, 특히 토크 제한 구동 기구 및 시스템, 이의 제조 방법, 및 토크를 제한하기 위한 방법에 관한 것이다.

임플란트를 골 또는 다른 조직에 고정시키는, 앵커(anchor) 또는 스크루(screw)와 같은 외과용 고정 장치는 임상 시험된 프로토콜과 일관되게 사용될 때 효과적이다. 토크 제한기들은 외과의들이 앵커를 제위치에 위치시키고 적절히 로킹시키는 데 도움을 주기 위해 사용할 수 있는 하나의 유형의 장치이다. 토크 제한기들은 임플란트를 제위치에 고정시키는 데 필요한 토크만이 실제로 이식 동안에 앵커에 인가되는 것을 보장하는 데 도움을 줄 수 있다. 토크 제한기들은 또한 앵커 또는 조직의 손상을 제한하는 데 도움을 준다. 의료 응용들을 위한 토크 제한기들의 사용에도 불구하고, 전형적인 토크 제한기 설계들은 복잡하고 제조에 많은 비용이 든다.

본 발명의 일 실시예는, 구동 기구의 손잡이 단부로부터 토크 전달 부재를 통해 손잡이에 대해 연장되는 샤프트로 전달되는 토크를 제한하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은 토크를 샤프트에 대한 일정 방향을 따라 손잡이에 인가하는 단계, 및 인가된 토크가 제한 토크 값 미만일 때 인가된 토크를 손잡이로부터 토크 전달 부재를 통해 샤프트로 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 인가된 토크가 제한 토크 값보다 클 때, 토크 전달 부재 및 손잡이 중 적어도 하나가 변형되어 손잡이가 토크 전달 부재 및 샤프트 둘 모두에 대해 상기 방향을 따라 회전하게 한다.

상기의 개요뿐만 아니라, 본 발명의 기구의 예시적인 실시예들의 하기의 상세한 설명은 첨부 도면과 관련하여 읽을 때 더 잘 이해될 것이다. 그러나, 본 출원이 도시된 정확한 도해 및 배열로 제한되지 않음이 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 제한 기구의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 기구의 분해도.
도 3은 도 1에 도시된 기구의 분해 사시도.
도 4는 도 1의 선 4-4를 따라 취해진 기구의 단면도.
도 5a는 도 1에 도시된 기구의 손잡이의 측면도.
도 5b는 도 5a의 선 5B-5B를 따라 취해진 손잡이의 단면도.
도 5c는 도 5b에 도시된 손잡이의 일부분의 상세 단면도.
도 6a는 도 1에 도시된 기구의 토크 전달 부재의 측면도.
도 6b는 도 6a의 선 6B-6B를 따라 취해진 토크 전달 부재의 단면도.
도 7은 도 1에 도시된 기구의 측면도.
도 8a는 도 7의 선 8A-8A를 따라 취해진 기구의 단면도.
도 8b는 도 8a에 도시된 손잡이의 일부분의 상세 단면도.
도 9a 및 도 9b는 손잡이를 제1 또는 초기 구성에서 도시하는, 도 1의 기구의 일부분의 개략 단면도.
도 10a 및 도 10b는 손잡이를 제2 변형 구성에서 도시하는, 도 1에 도시된 기구의 일부분의 개략 단면도.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기구의 단면도.
도 12는 도 11에 도시된 기구의 분해도.
도 13은 도 11에 도시된 기구의 분해 단면도.
도 14는 도 11에 도시된 기구의 단면도.
도 15a 및 도 15b는 토크 전달 부재를 제1 구성 및 제2 변형 구성에서 도시하는, 도 11에 도시된 기구의 일부분의 단면도.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기구의 단면도.
도 17은 도 16에 도시된 기구의 분해도.
도 18은 도 16에 도시된 기구의 분해 단면도.
도 19a 및 도 19b는 초기 구성 및 변형 구성을 도시하는, 도 16에 도시된 기구에서의 액추에이터의 단면도.
도 20은 도 16에 도시된 기구에 사용되는 토크 전달 부재 및 액추에이터의 사시도.

도 1을 참조하면, 토크 제한 구동 기구 또는 기구(2)가 체결구(14)를 수용하거나 지지할 수 있고, 체결구(14)를 규정된 토크 한계 또는 제한 토크 값(TL)까지 체결 위치(16) 내로 고정시킬 수 있다. 기구(2)는 손잡이(4), 손잡이(4)에 회전가능하게 결합되는 토크 전달 부재(6), 및 적어도 토크 전달 부재(6)에 의해 지지되는 샤프트(8)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 샤프트(8)는 토크 전달 부재(6)에 부착되거나, 토크 전달 부재(6)와 일체형이고 모놀리식(monolithic)이다. 기구(2)는 손잡이(4)에 의해 한정될 수 있는 근위 단부(proximal end)(10), 및 길이방향(L) 또는 원하는 대로 임의의 다른 선형 또는 비선형 방향을 따라 연장될 수 있는 기구 축(11)을 따라 근위 단부(10)로부터 이격되는 원위(distal) 또는 체결구 맞물림 단부(fastener engaging end)(12) 사이에서 연장된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "근위"및 그의 파생어는 체결구 맞물림 단부(12)로부터 근위 단부를 향하는 방향을 지칭한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "원위"및 그의 파생어는 근위 단부(10)로부터 체결구 맞물림 단부(12)를 향하는 방향을 지칭한다.

샤프트(8)는 손잡이(4)에 대해 기구 축(11)을 따라 체결구 맞물림 단부(12)를 향해 연장된다. 제1 회전 방향(3)(도 5)을 따라 손잡이(4)에 인가되는 토크(본 명세서에서 인가된 토크(TA)로 또한 지칭됨)가 제한 토크 값(TL)보다 작을 때, 인가된 토크(TA)가 토크 전달 부재(6)를 통해 샤프트(8)로 전달되고, 기구(2)는 체결구(14)를 체결 위치(16) 내로 구동시킨다. 손잡이(4)에 인가되는 인가된 토크(TA)가 제한 토크 값(TL)보다 클 때, 토크 전달 부재(6) 및 손잡이(4) 중 적어도 하나가 탄성적으로 변형되어 손잡이(4)가 토크 전달 부재(6) 및 샤프트(8) 둘 모두에 대해 회전 방향(3)을 따라 회전하게 할 수 있다. 손잡이(4)가 토크 전달 부재(6) 및 샤프트(8) 둘 모두에 대해 회전할 때, 체결 위치(16) 내로의 회전 방향(3)을 따른 체결구(14)의 추가의 회전 또는 조임이 제한되는데, 그 이유는 토크가 더 이상 샤프트(8)를 통해 체결구(14)로 전달되지 않기 때문이다. 손잡이(4) 및/또는 토크 전달 부재(6)의 변형은, 샤프트(8)로 전달되는 토크를 제한하기 위해 손잡이(4)도 토크 전달 부재(6)도 길이방향으로 변위되지 않도록, 기구 축(11) 상의 고정된 위치를 따라 일어난다. 또한, 기구는 전술된 바와 같이 손잡이(4)가 제1 회전 방향(3)을 따라 회전될 때 토크를 제한하도록 구성된다. 손잡이(4)가 제1 회전 방향과는 반대인 제2 회전 방향(5)을 따라 회전될 때, 기구(2)는 토크 제한 기능을 포함하지 않는다. 일부 체결구들이 시계방향 회전 방향을 통해 제위치에 고정되거나 죄어지고, 다른 체결구들이 반시계방향 회전 방향을 통해 제위치에 죄어질 수 있음이 당업자에 의해 인식될 것이다. 따라서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 토크 제한 기구는 체결구가 구성되는 어떠한 체결 방향으로도 인가되는 토크의 인가를 제한하도록 구성될 수 있다.

기구(2)는 손잡이(4) 또는 토크 전달 부재(6)가 제1 구성(X)(도 4, 도 15a)과 제2 또는 변형 구성(Y)(도 10a, 도 10b, 도 15b) 사이에서 주기적으로 반복할 수 있도록 구성된다. 제1 구성(X)은 기구(2)가 인가된 토크(TA)를 토크 전달 부재(6)를 통해 샤프트(8)로 전달할 수 있도록 손잡이(4)와 토크 전달 부재(6)가 회전가능하게 결합되는 때이다. 제2 또는 변형 구성(Y)은 인가된 토크(TA)가 토크 제한 값(TL)을 초과하고, 손잡이(4) 또는 토크 전달 부재(6)가 변형되어 손잡이(4)가 토크 전달 부재(6)로부터 분리되고 토크 전달 부재(6)와 샤프트(8)에 대해 회전할 수 있게 되는 때이다. 기구(2)가 제2 구성(Y)에 있고 추가의 토크가 회전 방향(3)을 따라 손잡이(4)에 인가될 때, 손잡이(4)가 토크 전달 부재(6)에 대해 계속 회전하여, 기구(2)가 다시 제1 구성(X)(도 4, 도 15a)으로 전이되게 한다. 제1 구성과 제2 구성(Y) 사이에서의 반복은 체결구(14)에 대한 규정된 토크 한계가 충족되었음을 사용자에게 알리는 가청 "클릭음(click)"을 유발할 수 있다. 기구 축(11)은 기구 길이방향(L)과 대체로 정렬되고 기구 길이방향을 따라 연장된다. 기구(2)는 길이방향(L) 및/또는 기구 축(11)에 수직하게 배향되는 반경방향(R)을 한정한다. 반경방향(R)은 길이방향(L) 및/또는 기구 축(11)에 수직한 횡방향(T), 반경방향(R)과 길이방향(L) 및/또는 기구 축(11) 둘 모두에 수직한 측방향(A), 또는 측방향(A)과 횡방향(T)의 조합을 따라 배향될 수 있다. 따라서, 기구(2)가 반경방향 좌표를 갖는 것으로 예시되지만, 기구는 대안적으로 반경방향(R)이 측방향(A) 및 횡방향(T) 중 하나 또는 둘 모두를 한정하도록 직교 좌표를 한정하게 구성될 수 있다.

체결구 맞물림 단부(12)는 체결구(14)를 수용하거나 이와 맞물리거나 이를 지지하도록 구성된다. 체결구(14)는 임의의 유형의 체결구, 예를 들어 앵커, 스크루, 볼트, 또는 나삿니-형성된(threaded) 샤프트일 수 있다. 체결 위치(16)는 골(19) 내의 보어 또는 공동(cavity)(17), 임플란트 내의 보어 및/또는 공동, 추가의 체결구, 예를 들어 너트 또는 소켓, 자체-드릴링(self-drilling) 체결구, 또는 체결구를 수용하도록 구성되는 임의의 다른 장치 또는 구조체일 수 있다. 특정 실시예에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 기구는 앵커 또는 스크루를 이식가능 장치, 골 또는 다른 조직 내에 이식하기 위해 사용되는 외과용 구동 기구이다.

도 4를 참조하면, 손잡이(4)는 토크 전달 부재(6)에 회전가능하게 결합되도록 구성된다. 예시된 실시예에서, 손잡이(4)는 손잡이 몸체(30)를 한정할 수 있는데, 이때 하나 이상의 길이방향으로 정렬된 홈(60)들이 손잡이 몸체(30)의 일부분을 따라 연장된다. 토크 전달 부재(6)는 하나 이상의 돌출부(72)들을 갖는 몸체(70)를 한정할 수 있으며, 돌출부는 몸체(70)로부터 반경방향(R)을 따라 홈(60)과의 결합 맞물림 상태로 돌출된다. 홈(60)들 및 돌출부(72)들은 기구(2)가 제1 구성(X)에 있을 때 다른 것의 대응하는 구조체와 정합 및 결합되도록 구성된다. 기구가 제2 구성(Y)에 있을 때, 돌출부(72)는 손잡이(4)가 토크 전달 부재(6)와 샤프트(8)에 대해 회전가능하도록 홈(60)들로부터 결합해제된다.

도 1, 도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 샤프트(8)의 적어도 일부분은 토크 전달 부재(6)에 고정되는데, 예를 들어 회전 고정된다. 샤프트(8)의 일부분은 또한 손잡이(4)에 의해 지지될 수 있다. 샤프트(8)는 원위 단부(18), 원위 단부(18)로부터 길이방향(L)을 따라 근위방향으로 이격되는 근위 단부(20), 및 샤프트 원위 단부(18)와 근위 단부(20) 사이에 배치되는 중간 부분(22)을 한정할 수 있다. 예시된 실시예에서, 샤프트 원위 단부(18)는 기구(2)의 체결구 맞물림 단부(12)를 형성하고, 중간 부분(22)은 토크 전달 부재(6)에 의해 지지되며, 샤프트 근위 단부(20)는 손잡이(4)에 의해 지탱된다(도 7 및 도 8). 샤프트 원위 단부(18)는 체결구(14)와 맞물리도록 임의의 방식으로 구성될 수 있다. 체결구 맞물림 단부(12)는 육각형 팁(hex tip), 십자홈(phillips), 납작형(flat), 별모양, 소켓, 또는 임의의 다른 적합한 체결구 부착 부재를 한정할 수 있다. 다른 실시예에서, 체결구 맞물림 단부(12)는 체결구 부착 부재에 부착될 수 있다. 예를 들어, 체결구 맞물림 단부(12)는 체결구 부착 부재를 한정하는 소켓(도 12)에 결합될 수 있다. 소켓은 체결구의 헤드, 예를 들어 앵커 또는 스크루의 헤드, 또는 너트와 정합하도록 구성될 수 있다. 또한, 샤프트 원위 단부(18)는 다양한 맞물림 팁들이 샤프트 원위 단부(18)에 결합되고 교체가능하게 사용될 수 있도록 모듈식 설계(modular design)를 갖게 구성될 수 있다. 샤프트 원위 단부(18)는 체결구를 지지하기 위해 자화(magnetized)될 수 있다. 샤프트 중간 부분(22)은 토크 전달 부재(6)가 샤프트(8)에 회전 고정되도록 토크 전달 부재(6)와 맞물린다. 샤프트(8)는 샤프트 근위 단부(20)와 샤프트 원위 단부(18) 사이에 배치되는 리지(ridge)(28)를 한정할 수 있다. 중간 부분(22)은 샤프트 근위 단부(20)를 향해 리지(28)에 대하여 근위방향으로 배치된다. 중간 부분(22)은 토크 전달 부재(6) 내의 대응하는 구조체와 정합하도록 구성되는 정사각형, 직사각형, 또는 십자형 단면 양상(dimension)을 가질 수 있다. 리지(28)에 대해 원위에 있는 단면 양상은 원형일 수 있다. 샤프트 근위 단부(20)는 목부(neck)(24) 및 목부(24)로부터 연장되는 맞물림 부재(26)를 한정할 수 있다. 샤프트(8)는 강(steel), 스테인레스강, 금속 또는 금속 합금, 또는 구동 기구에 사용하기에 충분한 강도와 강성을 갖는 임의의 다른 재료로 형성될 수 있다. 손잡이(4)는 손잡이(4)가 샤프트에 대해 회전가능하도록 샤프트 맞물림 부재(26)를 수용할 수 있다.

도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 손잡이(4)는 손잡이 근위 단부(32)와 근위 단부(32)로부터 길이방향(L)을 따라 이격되는 손잡이 원위 단부(34) 사이에서 연장되는 손잡이 몸체(30)를 한정할 수 있다. 손잡이 몸체(30)는 손잡이 몸체(30)의 반경방향 중심에 배치되는 손잡이 중심축(31)을 추가로 한정할 수 있다. 손잡이 축(31)은 기구 축(11)과 동축이다. 손잡이 몸체(30)는 또한 외측 표면(36), 외측 표면(36)으로부터 반경방향(R)을 따라 이격되는 내측 표면(38), 및 내측 표면(38)으로부터 손잡이 중심축(31)을 향해 반경방향(R)을 따라 연장되는 원위 지향 표면(distal-facing surface)(40)을 한정할 수 있다. 손잡이 외측 표면(36)과 손잡이 내측 표면(38) 사이에서 반경방향(R)을 따라 그리고 손잡이 몸체(30)의 주변부 주위로 벽(62)이 연장된다. 내측 표면(38)과 원위 지향 표면(40)은 길이방향(L)을 따라 적어도 부분적으로 손잡이 몸체(30)를 통해 연장되는 공동(42)을 한정할 수 있다. 손잡이 몸체(30)는 또한 공동(42)과 연통하는 원위 개구(44)를 한정한다. 개구(44)는 개구를 통해 토크 전달 부재(6)의 적어도 일부분을 수용하도록 크기 설정된다. 공동(42)은 더 상세히 후술되는 바와 같이 손잡이(4)를 토크 전달 부재(6)에 회전가능하게 결합시키도록 구성된다.

도 3과 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 손잡이 몸체(30), 예를 들어 벽(62)은 홈(60a 내지 60h)들을 한정할 수 있다. 홈(60a 내지 60h)들은 돌출부(72)들의 구조에 대응하도록 구성된다. 홈(60a 내지 60h)들은 손잡이 원위 단부(34)로부터 원위 지향 표면(40)을 향해 길이방향(L)(도 3)을 따라 연장된다. 홈(60a 내지 60h)들은 선형 홈들일 수 있다. 손잡이 몸체(30)는 직경방향으로 반대편에 있는 홈(60)들, 예를 들어 홈(60a, 60e)들을 통해 연장되는 제1 손잡이 반경방향 축(T1)을 한정할 수 있다. 제1 반경방향 축은 손잡이 축(31)에 수직이다. 손잡이 몸체(30)는 또한 직경방향으로 반대편에 있는 홈(60)들, 예를 들어 홈(60c, 60g)을 통해 연장되는 제2 손잡이 반경방향 축(T2)을 한정한다. 제1 반경방향 축(T1)은 제2 반경방향 축(T2)에 수직이다. 각각의 축(T1, T2)들은 손잡이 몸체(30)의 손잡이 축(31) 또는 반경방향 중심(C)과 교차한다.

도 5b와 도 5c를 참조하면, 벽(62)은 홈(60)이 반경방향(R)을 따라 외측 표면(36)을 향해 연장되도록 각각의 홈(60)을 한정한다. 내측 표면(38)은 또한 각각의 홈(60) 사이에 배치되는 내측 반경방향 표면(166a 내지 166h)들을 한정한다. 내측 반경방향 표면(166a 내지 166h)들은 또한 벽 돌출부(64)들의 종단 단부(terminal end)들로 지칭될 수 있다. 손잡이 내측 표면(38)은 각자의 하나 이상의 홈(60)들의 최외측 반경방향 경계를 한정하는 하나 이상의 외측 반경방향 표면(160)들을 한정할 수 있다. 외측 반경방향 표면(160)들은 제1 벽(162)과 제1 벽(162)의 반대편의 제2 벽(164) 사이에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 벽(162, 164)들과 외측 반경방향 표면(160)은 홈(60)을 적어도 부분적으로 한정한다. 제1 벽(162)은 외측 반경방향 표면(160)으로부터 손잡이 외측 표면(36)(그리고 외측 반경방향 표면(160))으로부터 반경방향(R)을 따라 이격되는 제1 내측 반경방향 표면(166a)까지 연장된다. 제2 벽(164)은 또한 외측 반경방향 표면(160)으로부터 내측 반경방향 표면(166a)까지 연장된다. 제1 벽(162)은 제1 회전 방향(3)을 향해 경사진다. 구체적으로, 제1 벽(162)은 각도 α로 경사진다. 각도 α는 제1 벽(162)을 따라 연장되는 선(165)과 제1 반경방향 축(T1) 사이에 한정된다. 예시된 실시예에서, 각도 α는 약 20도와 약 75도 사이에서 변할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 각도 α는 약 45도이다. 제2 벽(164)은 외측 반경방향 표면(160)에 수직이거나 그에 대해 약간의 경사를 가질 수 있다.

계속해서 도 5b와 도 5c를 참조하면, 손잡이 몸체(30)는 제1 구성과 제2 구성(Y) 사이에서의 변형 또는 반복을 용이하게 하도록 치수 설정된다. 손잡이 몸체(30)는 직경방향으로 반대편에 있는 각자의 홈(60c, 60g)들의 반대편 반경방향 표면(160c, 160g)들 사이에서 연장되는 제1 거리 또는 홈 쌍 거리(A1)를 한정할 수 있다. 손잡이 몸체(30)는 또한 제2 반경방향 축(T2)과 교차하는 외측 표면(36) 상의 한 쌍의 반대편 지점(66a, 66b)들 사이에서 연장되는 제2 거리 또는 손잡이 외경(A2)을 한정할 수 있다. A1과 A2 사이의 차이가 벽 홈 두께(W1)를 한정할 수 있다. 손잡이 몸체(30)는 또한 손잡이(4)의 내측 표면(166b, 166f) 상의 한 쌍의 지점(67a, 67b)들 사이에서 연장되는 제3 거리 또는 돌출부 쌍 내경(A3)을 한정할 수 있다. 거리 A2와 거리 A3 사이의 차이가 벽 돌출부 두께(W2)를 한정할 수 있다. W2와 W1 사이의 차이가 반경방향(R)을 따른 홈 깊이(W3)를 한정한다. 거리(A1, A2, A3)들은 필요에 따라 달라질 수 있고, 토크 전달 부재(6)의 대응하는 치수들에 합치하도록 선택된다. 일 실시예에서, 제1 거리(A1)는 약 14 mm 내지 약 46 mm의 범위일 수 있다. 제2 거리(A2)는 약 18 mm 내지 약 50 mm의 범위일 수 있다. 제3 거리(A3)는 약 12 mm 내지 약 43 mm의 범위일 수 있다. 벽 홈 두께(W1), 돌출부 벽 두께(W2), 및 홈 깊이(W3)가 또한 거리(A1, A2, A3)들의 변경에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 0.8 nM 토크 한계에 대해 구성되는 기구에서, 거리 A1은 18.3 mm일 수 있고, 거리 A2는 약 22 mm일 수 있으며, 거리 A3은 17 mm일 수 있다. 4.0 nM 토크 한계에 대해 구성되는 기구에서, 거리 A1은 약 22 mm일 수 있고, 거리 A2는 약 22 mm일 수 있으며, 거리 A3은 약 20 mm일 수 있다.

도 7 내지 도 8b를 참조하면, 손잡이 몸체(30)는 손잡이(4)가 샤프트(8)에 대해 회전가능하도록 샤프트(8)의 일부분을 수용하게 구성될 수 있다. 예시된 실시예에서, 손잡이 몸체(30)는 길이방향(L)을 따라 원위 지향 표면(40)으로부터 손잡이 근위 단부(32)를 향해 연장되는 보어(46)를 한정한다. 보어(46)는 손잡이 몸체(30)를 통해 부분적으로 연장될 수 있다. 원위 지향 표면(40)은 보어(46)와 연통하는 개구(47)를 한정한다. 샤프트(8)는 개구(47)를 통해 보어(46) 내로 통과할 수 있다. 보어(46)와 개구(47)는 손잡이 축(31) 및 기구 축(11)과 동축일 수 있다.

도 8a와 도 8b를 참조하면, 손잡이 몸체(30)는 샤프트(8)의 일부분을 회전가능하게 지지하도록 구성된다. 손잡이 몸체는 보어(46) 내로 반경방향(R)을 따라 샤프트 목부(24) 내로 연장되는 리지(55)를 한정한다. 샤프트 맞물림 부재(26)는 보어(46) 내에서의 샤프트(8)의 길이방향 위치를 고정시키기 위해 리지(55)에 대해 근위에 있다. 리지(55)는 전술된 바와 같이 인가된 토크가 토크 한계를 초과할 때 손잡이(4)가 샤프트(8)를 중심으로 회전할 수 있도록 샤프트 맞물림 부재(26)에 인접한다.

도 4, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 토크 전달 부재(6)는 손잡이(4)에 회전가능하게 결합되도록 구성되고, 토크 전달 부재(6)와 샤프트(8)가 함께 회전가능하도록 샤프트(8)의 일부분에 고정 결합된다. 토크 전달 부재 몸체(70)는 근위 단부(74)와 근위 단부(74)로부터 길이방향(L)을 따라 이격되는 원위 단부(76) 사이에서 연장된다. 몸체(70)는 몸체 근위 단부(74)와 몸체 원위 단부(76)를 통해 연장되는 중심축(71)을 한정한다. 중심축(71)은 기구 축(11)과 동축이고, 길이방향(L)과 정렬된다. 몸체(70)는 또한 반경방향(R)을 따라 돌출부(72a, 72b)들을 통해 연장되는 제1 반경방향 축(M1)과, 반경방향(R)을 따라 연장되고 제1 반경방향 축(M1)과 중심축(71)에 수직인 제2 반경방향 축(M2)을 한정할 수 있다. 원주방향 레지(78)가 몸체(70)로부터 반경방향(R)을 따라 연장되고, 손잡이 몸체(30)의 63에 인접하도록 구성되는 근위 지향 표면(79)을 구비한다. 몸체(70)는 손잡이 몸체(30)의 개구(47) 내로 삽입되도록 구성되는 근위 돌출부(75)를 한정할 수 있다. 몸체(70)는 샤프트(8), 예를 들어 샤프트(8)의 중간 부분(22)을 고정 지지하도록 구성된다. 몸체(70)는 몸체(70)의 근위 단부(74)와 원위 단부(76) 사이에서 중심축(71)을 따라 연장되는 보어(82)를 한정한다. 보어(82)는 보어를 통해 샤프트(8)의 적어도 일부분을 고정 수용하도록 구성된다. 보어(82)의 단면 형상은 기구가 도 8에 도시된 바와 같이 조립된 때 토크 전달 부재(6)가 샤프트(8)를 중심으로 회전가능하지 않도록 샤프트(8)의 중간 부분(22)의 단면 형상에 대응할 수 있다. 예를 들어, 보어(82)의 단면 형상은 정사각형, 직사각형, 또는 십자형일 수 있다.

도 6b에 도시된 바와 같은 특정 실시예에서, 몸체(70)는 보어(82)를 포함하는 샤프트 지지 부재(85)를 한정할 수 있다. 몸체(70)는 외측 표면(80)으로부터 반경방향(R)을 따라 이격되는 내측 표면(81)을 구비하여 외측 표면(80)과 내측 표면(81) 사이에서 연장되는 벽(83)을 한정할 수 있다. 몸체(70)는 샤프트 지지 부재(85)를 지지하기 위해 벽(83)으로부터 반경방향(R)을 따라 중심축(71)을 향해 연장되는 스트럿(strut)(84a 내지 84d)들을 포함한다. 스트럿(84a, 84c)들은 제1 횡방향 축(M1)과 대체로 정렬되는 반면, 스트럿(84b, 84d)들은 제2 반경방향 축(M2)과 정렬된다. 예시된 실시예에서, 샤프트 지지 부재(85)는 근위 돌출부(75)를 한정한다. 보어(82)는 샤프트(8)가 보어(82, 46)들에 의해 적어도 부분적으로 수용되도록 손잡이 몸체 보어(46)와 축방향으로 정렬된다.

도 4, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 하나 이상의 돌출부(72)들은 몸체(70)로부터 반경방향(R)을 따라 돌출되고, 손잡이(4)의 결합하는 대응 홈(60)들 내로 연장된다. 하나 이상의 돌출부(72)들은 몸체(70)로부터 반경방향(R)을 따라 돌출되는 제1 돌출부(72a), 및 몸체(70)로부터 반경방향(R)을 따라 돌출되는 제2 돌출부(72b)를 포함할 수 있다. 제1 돌출부(72a)는 제2 돌출부(72b)에 대해 직경방향으로 반대편에 있는 것으로 도시되어 있다. 돌출부(72)들은 필요에 따라 다른 원주방향 간격을 가질 수 있다. 제1 및 제2 돌출부(72a, 72b)들은 반대편의 각자의 홈(60)들 내에 수용된다. 예를 들어, 제1 및 제2 돌출부(72a, 72b)들은 도 4에 도시된 바와 같이 각자의 홈 쌍(60a, 60e)들 내에 수용된다. 제1 및 제2 돌출부(72a, 72b)들은 제1 반경방향 축(M1)을 따라 배치된다. 하나 이상의 돌출부(72)들은 또한 몸체 근위 단부(74)와 몸체 원위 단부(76) 사이에서 적어도 부분적으로 길이방향(L)을 따라서 몸체(70)의 외측 표면(80)을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 돌출부(72)는 레지(78)로부터 단부(89)까지 연장될 수 있으며, 이는 돌출부 길이(L1)를 한정할 수 있다. 이 길이(L1)는 범위가 5 mm 내지 10 mm일 수 있다. 0.8 Nm 토크 한계값에 대해 구성되는 기구의 예시적인 실시예에서, 길이(L1)는 약 6.8 mm일 수 있다. 4.0 Nm 토크 한계값에 대해 구성되는 기구의 예시적인 실시예에서, 길이(L1)는 8.1 mm일 수 있다. 돌출부(72)는 또한 길이방향(L)을 따라 몸체 근위 단부(74)와 몸체 근위 단부(74) 사이에서 연장될 수 있다. 예를 들어, 돌출부(72)는 레지(78)로부터 몸체 근위 단부(74)까지 연장될 수 있다. 한 쌍의 돌출부(72a, 72b)들이 도시되지만, 2개 초과의 돌출부(72)들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 돌출부(72)들은 복수의 가요성 탭(tab)(도 14)들일 수 있다.

도 4와 도 9a를 참조하면, 각각의 돌출부(72)는 또한 제1 벽(88), 외측 몸체 표면(80)으로부터 반경방향(R)을 따라 이격되는 외측 돌출부 표면(90), 및 반경방향(R)을 따라 외측 표면(80)으로부터 돌출부 표면(90)을 향해 연장되는 제2 벽(92)을 한정할 수 있다. 제1 벽(88)은 홈(60)의 제1 벽(162)과 정합하도록 경사진다. 제1 벽(88)은 1) 제1 벽(88)을 따라 연장되는 선과 2) 제1 반경방향 축(M1) 사이에 한정되는 각도 β로 경사진다. 일 실시예에서, 각도 β는 각도 α와 실질적으로 동일하다. 제2 벽(92)은 몸체(70)에 수직하거나 몸체에 대해 임의의 방향으로 약간 경사질 수 있다. 토크 전달 부재(6)는 반대편의 돌출부 표면(90a, 90b)들 사이에서 축(M1)을 따라 연장되는 제1 또는 외측 부재 거리(B1)를 한정할 수 있다. 외측 거리(B1)는 약 15 mm 내지 약 25 mm의 범위일 수 있지만, 그러한 거리는 그렇게 제한되지 않는다. 거리(B1)는 손잡이가 회전할 때 돌출부(72)가 벽(62)을 편향시킬 수 있도록(도 10a와 도 10b) 홈 쌍 거리(A2)보다 작거나 이와 대략 동일하고 돌출부 쌍 거리(A3)보다 크다. 몸체(70)는 또한 제2 몸체 외측 거리(B2)를 한정할 수 있다. 제2 몸체 외측 거리(B2)는 약 17 mm 내지 약 23 mm의 범위일 수 있지만, 그러한 거리는 그렇게 제한되지 않는다. 예를 들어 0.8 nM 토크 한계에 대해 구성되는 기구에서, 거리(B1)는 18.3 mm일 수 있고, 거리(B2)는 약 16 mm일 수 있다. 예를 들어 4.0 nM 토크 한계에 대해 구성되는 기구에서, 거리(B1)는 약 21.9 mm일 수 있고, 거리(B2)는 약 18.5 mm일 수 있다. 특정 치수들 B1과 B2는 토크 전달 부재(6)가 손잡이(4)와 마찰 끼워맞춤되도록 형성된다.

도 9a 내지 도 10b를 참조하면, 제1 구성(X)은 부재 쌍(72)들이 대응하는 홈(60)들에 결합되는 때를 지칭하고, 제2 구성(Y)은 돌출부(72)들의 쌍이 홈(60)들로부터 결합해제되고 손잡이(4)가 토크 전달 부재(6)를 중심으로 회전가능하도록 손잡이(4)가 변형되는 때를 지칭한다. 도 4에 도시된 제1 구성(X)에서, 돌출부 쌍(72a, 72b)들은 대응하는 홈들의 쌍(60a, 60e)에 결합된다. 제1 경사 벽(88a, 88b)들은 홈 쌍(60a, 60e)들의 각자의 홈 경사 벽(162a, 162e)들과 활주가능하게 맞물린다. 제2 돌출부 벽(92a, 92b)들은 홈(60a, 60e)들의 각자의 제2 홈 벽(164a, 164e)들과 인접 관계에 있다. 손잡이(4)가 제1 회전 방향(3)으로 회전될 때, 손잡이(4)에 인가되는 인가된 토크가 토크 한계값(TL)보다 클 때까지 제1 경사 벽(88a, 88b)들이 홈 경사 벽(162a, 162e)들을 가압한다. 인가된 토크가 토크 한계값(TL)보다 크거나 이와 동일할 때, 돌출부 쌍(72a, 72b)들이 홈 경사 벽(162a, 162e)들을 따라 활주하여, 손잡이 몸체(30)가 도 10a와 도 10b에 도시된 바와 같은 제2 변형 구성(Y)으로 변형되게 할 수 있다. 손잡이(4)가 더욱 변형됨에 따라, 돌출부 쌍(72a, 72b)들이 손잡이 몸체 내측 반경방향 표면(166a, 166e)과의 인접 관계로 활주되어, 손잡이(4)를 제2 변형 구성(Y)으로 변형시킨다. 회전 방향(3)으로의 손잡이(4)의 추가의 회전은 돌출부 쌍(72a, 72b)들이 각각 인접 홈(60b, 60f)들(도시되지 않음) 내로 미끄러지게 한다.

손잡이 몸체 벽(62)은 도 4에 도시된 바와 같이 손잡이(4)가 제1 구성(X)에 있을 때 원형 단면 양상을 한정할 수 있다. 손잡이(4)가 제2 구성(Y)으로 변형될 때, 벽(62)은 도 10a에 도시된 바와 같이 치수 Q와 Z를 갖는 대체로 타원형인 단면 양상으로 편향되거나 변형된다. 따라서, 돌출부(72)들과 홈들이 다시 결합되도록 손잡이(4)가 회전될 때, 손잡이 몸체 벽(62)이 실질적으로 초기 원형 단면 양상으로 복원된다.

일 실시예에서, 손잡이, 토크 전달 부재, 또는 손잡이 및 토크 전달 부재 둘 모두는 소정량의 인가된 토크에 저항하도록 구성된다. 인가된 토크(TA)가 한계에 도달할 때, 손잡이(4) 또는 토크 전달 부재(6)는 손잡이 또는 토크 전달 부재(6)가 다른 하나에 대해 회전가능하도록 반경방향으로 변형될 수 있다. 예를 들어, 인가된 토크(TA)가 한계에 도달할 때, 손잡이(4)는 손잡이(4)가 토크 전달 부재(6)에 대해 회전하도록 반경방향으로 확장될 수 있다. 다른 실시예에서, 인가된 토크(TA)가 한계에 도달할 때, 토크 전달 부재(6)는 손잡이(4)가 토크 전달 부재(6)에 대해 회전할 수 있도록 반경방향으로 변형될 수 있다.

손잡이(4)와 토크 전달 부재(6)는 중합체 재료로 형성될 수 있다. 그러한 중합체 재료는 열가소성 물질 또는 열경화성 물질일 수 있다. 또한, 중합체 재료는 하나 이상의 중합체들의 블렌드일 수 있다. 경화제, 분자량 증량제, 안료, 충전제, 윤활제, 점도 조절제 등과 같은 추가의 첨가제가 하나 이상의 중합체 재료들과 함께 혼입될 수 있다. 손잡이(4) 및/또는 토크 전달 부재(6)를 형성하기 위해 사용될 수 있는 중합체 재료는 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌, 고분자량 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리글리콜-락트산, 폴리에테르케톤(PEK), 예를 들어 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리에테르케톤케톤(PEKK)뿐만 아니라 이들 중합체 중 임의의 것, 실리콘 및 이들의 유도체의 공중합체를 포함한다. 일 실시예에서, 손잡이(4)와 토크 전달 부재(6)는 동일한 중합체 재료로 형성될 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 손잡이(4)는 제1 중합체 재료로부터 형성되고, 토크 전달 부재(6)는 제1 중합체 재료와는 상이한 제2 중합체 재료로부터 형성된다. 또한, 손잡이(4) 또는 토크 전달 부재는 금속 재료로 형성될 수 있고, 손잡이(4) 및 토크 전달 부재(6) 중 다른 하나는 중합체 재료로 형성될 수 있다. 금속 재료는 강, 스테인레스강, 알루미늄, 또는 임의의 금속 합금일 수 있다.

도 1 내지 도 10b에 도시된 실시예는 손잡이(4) 또는 벽(62)이 토크 전달 부재(6)에 대해 변형되어, 돌출부(72)들이 홈(60)들로부터 결합해제된다고 기술된다. 다른 실시예들에서, 돌출부(64)들은 탄성적으로 압축가능하여 손잡이(4)를 토크 전달 부재(6)로부터 선택적으로 결합해제시킬 수 있다. 예를 들어, 인가된 토크가 토크 한계값보다 클 때 돌출부 쌍(72a, 72b)들이 탄성적으로 압축가능하여 홈(260)들로부터 결합해제될 수 있다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 토크 전달 부재(6)가 손잡이(4)에 대해 변형되고 복원될 수 있다. 예를 들어, 예컨대 도 11 내지 도 15b에 도시되고 상세히 후술되는 바와 같이, 토크 전달 부재(6)가 제1 반경방향 축(T1)을 따라 반경방향으로 압축되어 돌출부 쌍(72a, 72b)들이 홈(60)들로부터 결합해제되게 한다. 또한, 손잡이(4)가 토크 전달 부재(6)에 의해 형성되는 공동 내로 부분적으로 삽입되도록 기구(2)가 구성될 수 있음이 인식될 것이다. 예를 들어, 손잡이(4)는 돌출부 쌍(72)들을 포함할 수 있는 반면, 토크 전달 부재(6)는 돌출부(72)들에 결합되기 위한 홈(60)들/돌출부(64)들을 포함할 수 있다. 따라서, 손잡이(4)가 토크를 제한하도록 구성될 수 있거나, 토크 전달 부재(6)가 토크를 제한하도록 구성될 수 있다.

도 11 내지 도 15b를 참조하면, 대안적인 실시예에 따르면, 기구(202)는 손잡이(204), 손잡이(204)에 결합되는 토크 전달 부재(206), 및 손잡이(204)와 토크 전달 부재(206)에 의해 지지되는 샤프트(208)를 포함할 수 있다. 캡 부재(207)가 손잡이(204)에 결합되고, 토크 전달 부재(206)와 맞물린다. 예를 들어, 캡 부재(207)는 토크 전달 부재(206)를 손잡이(204) 내에 유지시킬 수 있다. 기구(202)는 근위 단부(210) 및 기구 축(211)을 따라 근위 단부(210)로부터 이격되는 원위 또는 체결구 맞물림 단부(212)를 한정한다. 샤프트(208)는 토크 전달 부재(206)에 회전 고정되고, 손잡이(204)에 대해 기구 축(211)을 따라 체결구 맞물림 단부(212)를 향해 연장된다. 이러한 대안적인 실시예에 따르면, 손잡이(204)에 인가되는 토크가 토크 한계값(TV)을 초과할 때, 토크 전달 부재(206)의 일부분이 변형되어 손잡이(204)가 토크 전달 부재(206)와 샤프트(208)에 대해 회전하게 한다. 구체적으로, 손잡이 몸체(230)는 손잡이(204)의 길이방향(L)을 따라 연장되는 복수의 홈(260)들을 한정할 수 있다. 또한, 토크 전달 부재(206)는 몸체(270), 및 대응하는 개수의 홈(260)들과 결합하도록 몸체(270)로부터 연장되는, 예를 들어 가요성 탭(272a 내지 272f)들로서 구성되는 복수의 돌출부(272)들을 한정한다. 기구(202)는 제1 구성(X)(도 14, 도 15a)과 제2 구성(Y)(도 15b에 도시됨) 사이에서 반복하도록 구성된다. 토크 전달 부재(206)가 제1 구성(X)에 있을 때, 가요성 탭(272)들은 홈(260)들과의 맞물림 상태로 편의되거나(biased) 사전-응력을 받는다(pre-stressed). 토크 전달 부재(206)가 도 15b에 도시된 제2 구성(Y)에 있을 때(파선으로 도시된 탭), 가요성 탭(272a 내지 272f)들이 홈(260)들로부터 결합해제되어, 손잡이(204)가 토크 전달 부재(206)와 샤프트(208)에 대해 회전가능하게 된다.

도 11과 도 12에 도시된 바와 같이, 샤프트(208)는 원위 단부(218), 원위 단부(218)로부터 길이방향(L)을 따라 이격되는 근위 단부(220), 및 샤프트 원위 단부(218)와 근위 단부(220) 사이에 배치되는 중간 부분(222)을 한정할 수 있다. 이러한 대안적인 실시예에 따르면, 샤프트 원위 단부(218)는 기구(202)의 체결구 맞물림 단부(212)를 형성하고, 중간 부분(222)은 손잡이(204)(도 11)에 의해 지지되며, 샤프트 근위 단부(220)는 토크 전달 부재(206)에 회전 고정된다. 샤프트 원위 단부(218)는 내부에 구동 팁(221)을 수용하도록 구성되는 소켓(219)으로서 구성될 수 있다. 샤프트 원위 단부(218)는 체결구(14)와 맞물리도록 구성될 수 있다. 샤프트 근위 단부(220)는 토크 전달 부재(206) 내의 대응하는 구조체와 정합하도록 구성되는 맞물림 부재(223)를 한정할 수 있다. 맞물림 부재(223)는 십자(도 14) 형태의 단면 형상을 가질 수 있다. 토크 전달 부재(206) 내의 대응하는 구조체와 정합하도록 구성되는 정사각형, 직사각형 또는 부분 선형 단면 치수와 같은 다른 형상들이 가능하다. 맞물림 부재(223)는 팁(227)을 한정할 수 있다. 샤프트(208)는 또한 리지(228)를 한정할 수 있다. 샤프트 중간 부분(222)은 리지(228)로부터 맞물림 부재(223)까지 근위방향으로 연장된다. 샤프트 중간 부분(222)은 제1 단면 치수(1C)를 갖는다. 팁(227)은 제1 단면 치수(C1)보다 작은 제2 단면 치수(C2)를 갖는다. 팁(227)은 십자-형상으로 예시된 동일한 단면 형상을 가질 수 있다. 중간 부분(222)은 원형 단면 형상을 가질 수 있다.

손잡이(204)는 토크 전달 부재(206)를 지지하거나 지탱한다. 도 12와 도 13을 참조하면, 손잡이(204)는 손잡이 근위 단부(232)와 근위 단부(232)로부터 길이방향(L)을 따라 이격되는 손잡이 원위 단부(234) 사이에서 연장되는 손잡이 몸체(230)를 한정할 수 있다. 손잡이 몸체(230)는 손잡이 중심축(231)을 추가로 한정할 수 있다. 손잡이 축(231)은 기구 축(211)과 동축이다. 손잡이 몸체(230)는 또한 외측 표면(236), 외측 표면(236)으로부터 반경방향(R)을 따라 이격되는 내측 표면(238), 및 내측 표면(238)으로부터 손잡이 중심축(231)을 향해 반경방향(R)을 따라 연장되는 근위 지향 횡방향 표면(240)을 한정할 수 있다. 손잡이 몸체 내측 표면(238)과 근위 지향 표면(240)은 손잡이 몸체(230)를 통해 길이방향(L)을 따라 근위 지향 표면(240)으로부터 손잡이 근위 단부(232)를 향해 연장되는 공동(242)을 한정할 수 있다. 손잡이 몸체(230)는 공동(242)과 연통하는 근위 개구(244)를 한정할 수 있으며, 개구(244)는 개구를 통해 캡 부재(207)의 적어도 일부분을 수용하도록 크기 설정된다. 공동(242)은 손잡이(204)를 토크 전달 부재(206)에 결합시키도록 구성된다. 구체적으로, 공동(242)에서의 내측 표면(238)은 복수의 돌출부(265)들과 교번하는 복수의 홈(260)들을 한정할 수 있다. 상기 각각의 홈(260)들은 제1 벽(362)과 제2 벽(364) 사이에서 연장되는 반경방향 표면(360)을 포함한다. 인접한 벽(362, 364)들이 교차하여 돌출부(265)를 한정할 수 있다. 벽(362, 364)들의 교차는 돌출부 정점(365)을 한정할 수 있다. 홈(260)들은 손잡이(204)의 길이방향(L)을 따라 연장된다. 또한, 손잡이 몸체(230)는 캡 부재(207)의 일부분과 정합하도록 구성된다. 손잡이 몸체(230)의 근위 단부(232)는 내측 표면(238)으로부터 반경방향(R)을 따라 적어도 부분적으로 손잡이 몸체(230) 내로 손잡이 외측 표면(236)을 향해 연장되는 한 쌍의 디텐트 섹션(detent section)(248, 250)들을 한정할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 홈(260)들은 손잡이(204)의 일부분을 따라 비-선형적으로 연장되고, 손잡이 몸체(230)로 점진적으로 테이퍼링된다(도 12). 기구(202)의 조립 동안에, 비-선형 테이퍼링된 홈들은 토크 전달 부재(206)를 기구 근위 단부(210)를 향해 제위치로 안내할 수 있다. 구체적으로, 토크 전달 부재(206)가 공동(242) 내로 삽입될 수 있다. 토크 전달 부재(206)가 길이방향(L)을 따라 전진될 때, 테이퍼링된 홈들은 탭(272)들과 맞물린다. 토크 전달 부재(206)가 공동의 최원위 부분에 안착되고 탭(272)들이 홈(260)들 내로 편의될 때까지, 길이방향(L)을 따른 토크 전달 부재(206)의 추가의 전진이 탭(272)들을 더욱 편의시킨다. 캡 부재(207)는 손잡이(204) 내에서의 토크 전달 부재(206)의 길이방향 위치를 유지시킬 수 있다.

손잡이 몸체(230)는 손잡이(204)가 샤프트(208)에 대해 회전가능하도록 샤프트(208)의 일부분을 지지한다. 손잡이 몸체(230)는 근위 지향 표면(240)으로부터 손잡이 원위 단부(234)까지 길이방향(L)을 따라 연장되는, 공동(242)에 대해 원위에 있는 보어(246)를 한정할 수 있다. 근위 지향 표면(240)은 보어(246) 내로의 샤프트(208)의 통과를 제공하는 개구(247)를 한정한다. 보어(246)와 개구(247)는 손잡이 축(231) 및 기구 축(211)과 정렬될 수 있다. 보어(246)는 손잡이 몸체(230)가 샤프트(208)를 중심으로 회전할 수 있도록 샤프트(208)의 일부분을 회전가능하게 수용 및 지탱하도록 구성된다. 예를 들어, 보어(246)는 샤프트(208)의 중간 부분(222)에 상호보완적인 대체로 원통형인 단면 양상을 가질 수 있다. 따라서, 보어(246)는 손잡이 몸체(230)가 샤프트(208)를 중심으로 회전할 수 있도록 샤프트(208)의 중간 부분(222)을 회전가능하게 수용 및 지탱할 수 있다.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 캡 부재(207)는 근위 단부(312)와 반대편의 원위 단부(314) 사이에서 연장되는 몸체(310)를 한정할 수 있다. 몸체(310)는 몸체(310)로부터 길이방향(L)을 따라 캡 부재 원위 단부(314)까지 연장되는 기다란 부재(315)를 한정할 수 있다. 캡 부재 원위 단부(314)는 토크 전달 부재(206)의 근위 단부(276)에 인접할 수 있다. 기다란 부재(315)는 토크 전달 부재(206)를 공동(242)의 최원위 부분에 유지시키기 위해 토크 전달 부재(206)에 힘(F)을 인가할 수 있다. 캡 부재 몸체(310)는 외측 표면(318)과 외측 표면(318)으로부터 반경방향(R)을 따라 이격되는 내측 표면(320) 사이에서 연장되는 벽(316)을 한정할 수 있다. 캡 부재 몸체(310)는 몸체(310)로부터 반경방향(R)을 따라 돌출되는 한 쌍의 슬랫(slat)(322, 324)들을 한정할 수 있다. 슬랫 쌍(322, 324)들은 캡 부재(207)가 손잡이 몸체(230) 내에 회전 고정되도록 손잡이 몸체(230)의 디텐트 섹션 쌍(248, 250)들 내에 수용된다. 또한, 캡 부재 몸체는 몸체(310)로부터 연장되는 레지(326)를 한정하고, 레지는 기구가 조립될 때 손잡이 몸체(230)의 최근위 부분(263)에 인접할 수 있는 원위 면(328)을 형성한다.

도 11 내지 도 15b를 참조하면, 토크 전달 부재(206)는 손잡이(204)에 회전가능하게 결합되면서 샤프트(208)에 회전가능하게 고정된다. 토크 전달 부재 몸체(270)는 근위 단부(276)와 근위 단부(276)로부터 기구 축(211)을 따라 이격되는 원위 단부(278) 사이에서 연장된다. 몸체(270)는 근위 단부(276)와 원위 단부(278) 사이에서 몸체(270)를 통해 연장되는 보어(280)를 한정할 수 있다. 보어(280)는 제1 부분(282) 및 제1 부분(282)에 대해 근위에 있는 제2 부분(284)을 한정할 수 있다. 보어(280)는 샤프트(208)의 맞물림 부재(223)의 단면 형상에 대응하는 단면 형상을 가질 수 있고, 예를 들어 십자-형상을 가질 수 있다. 제1 보어 부분(282)은 맞물림 부재 기부(225)를 수용할 수 있고, 제2 보어 부분(288)은 맞물림 부재 팁(227)을 수용한다. 맞물림 부재(223)가 보어(280) 내로 삽입될 때, 토크 전달 부재(206)가 샤프트(208)에 대해 회전 고정되어, 토크 전달 부재(206)가 샤프트(208)를 중심으로 회전하는 것이 방지되게 한다.

몸체(270)는 가요성 탭(272a 내지 272f)들로서 구성되는 다수의 돌출부(272)들을 포함한다. 가요성 탭(272)들은 토크 전달 부재(206)가 공동(242) 내에 위치되고 홈(260)들에 의해 수용될 때 각각의 탭(272)이 압축되거나 편의되도록 구성된다. 각각의 가요성 탭(272a 및 272f)은 기부(288)와 기부(288)로부터 이격되는 반대편의 자유 단부(290) 사이에서 연장되는 탭 몸체(273)를 한정할 수 있다. 기부(288)는 토크 전달 부재 몸체(270)에 인접한 반면, 자유 단부(290)는 탭(272)이 몸체(270)에 대해 경사지거나 각도 오프셋되도록 몸체(270)로부터 반경방향(R)을 따라 오프셋된다. 탭 몸체(273)는 손잡이 몸체(270)의 내측 표면(238)에 대면하는 자유 단부(290)와 기부(288) 사이에서 연장되는 외부 표면(289), 및 몸체(270)와 인접 탭(272)에 부분적으로 대면하는 반대편의 내부 표면(291)을 추가로 한정할 수 있다. 몸체(270)와 내부 지향 표면(291)은 이들 사이에서 간극(293)을 한정한다.

도 15a와 도 15b를 참조하면, 가요성 탭(272a 내지 272f)들은 선택적으로 각자의 홈(260)들에 결합되고 이들로부터 결합해제되도록 탄성적으로 휘어지게 구성된다. 토크 전달 부재(206)는 탭(272)들이 홈(260)들에 이동가능하게 결합되는 때의 제1 구성(X)과 가요성 탭(272)들이 편향되어 홈(260)들로부터 결합해제되는 때의 제2 구성(Y) 사이에서 반복할 수 있다. 토크 전달 부재(206)가 제1 구성(X)에 있을 때, 탭(272)들은 공동(242) 내에 압축된 상태로 있다. 즉, 탭(272)들은 홈(260)들에 결합될 때 몸체(270)를 향해 편의된다. 편의의 정도는 원하는 토크 한계값에 영향을 미칠 수 있다. 제1 구성(X)에 있을 때 탭(272)들이 더욱 압축되거나 편의될수록, 토크 한계값이 더 높아질 수 있다. 제1 구성(X)에 있을 때에도 또한 탭(272)들이 비-편의된 구성으로 홈(260)들 내로 돌출될 수 있음이 인식될 것이다. 제2 구성(Y)은 토크 전달 부재(206)가 반경방향으로 변형되어 토크 전달 부재(206)에 대한 손잡이(204)의 회전을 허용할 때 일어난다. 예를 들어, 가요성 탭(272a 내지 272f)들이 편의되어 홈(260)들로부터 결합해제된다. 손잡이(204)는 가요성 탭(272a 내지 272f)들이 몸체(270)를 향해 휘어지거나 변형되어 홈(260)들로부터 결합해제될 때 토크 전달 부재(206)와 샤프트(208)를 중심으로 회전가능하다. 손잡이(4)가 제1 회전 방향(3)으로 회전될 때, 인가된 토크가 증가함에 따라 탭 자유 단부(273)들이 벽(362)에 맞닿아 활주한다. 탭 자유 단부(273)가 몸체(270)를 향해 가압되거나 편향됨으로써 간극(293)을 감소시켜, 토크 전달 부재(206)가 제2 구성(Y)으로 변형되게 한다. 인가된 토크가 토크 한계값(TL)보다 크거나 이와 동일할 때, 탭 자유 단부(273)가 정점(265)을 지나 인접 홈(260) 내로 미끄러진다. 탭은 다시 제1 구성(X)으로 탄성적으로 복원된다. 회전 방향(3)을 따른 손잡이(4)의 추가의 회전이 가요성 탭(272)들을 일 세트의 인접 홈(260)들 내로 안내한다. 제2 회전 방향(5)으로의 손잡이(4)의 회전이, 손잡이(204), 토크 전달 부재(206) 및 샤프트(8)가 함께 회전하도록 탭 자유 단부(273)들이 홈(260)들에 인접하게 할 수 있다. 즉, 기구(202)는 체결구를 체결 위치로 죄기 위해 사용되는 동일한 회전 방향인 제1 회전 방향을 따라 토크를 제한하도록 구성된다.

다른 대안적인 실시예에 따르면, 기구는 토크를 제한하는 방법과 함께 구성된다. 기구는 예를 들어 외과용 구동 기구일 수 있고, 도 1 내지 도 15b에 관하여 전술된 실시예들에 따라 구성될 수 있다. 이 방법은 샤프트(8)에 대해 회전 방향(3)을 따라 손잡이(4)에 토크를 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 인가된 토크는 인가된 토크가 제한 토크 값보다 작을 때 손잡이(4)로부터 토크 전달 부재(6)를 통해 샤프트(8)로 전달될 수 있다. 이 방법은 인가된 토크가 제한 토크 값보다 클 때 토크 전달 부재 및 손잡이 중 적어도 하나를 변형시키는 단계를 포함할 수 있다. 토크 전달, 및 손잡이(4)/토크 전달 부재(6) 변형은 손잡이(4)와 토크 전달 부재(6)가 기구 근위 단부(10)와 기구 원위 단부(12) 사이에서 기구 축(11) 상에 정지되어 있는 동안에 일어날 수 있다. 일 실시예에서, 손잡이(4)가 변형되는 반면, 다른 실시예에서는 토크 전달 부재(6)가 변형된다.

이 방법은 또한 손잡이를 제1 구성으로부터 제2 구성으로 변형시키는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 구성은 손잡이가 토크 전달 부재와 샤프트에 대해 회전하게 되지 않는 때로 정의되고, 제2 구성은 손잡이가 변형되어 손잡이가 토크 전달 부재 및 샤프트 둘 모두에 대해 상기 방향을 따라 회전하게 하는 때로 정의된다. 예를 들어, 변형시키는 단계는 돌출부들이 홈들로부터 결합해제되게 하여, 손잡이가 토크 전달 부재를 중심으로 회전하게 할 수 있다. 대안적으로, 변형시키는 방법은 토크 전달 부재를 제1 구성으로부터 제2 구성으로 변형시키는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 구성은 손잡이가 토크 전달 부재와 샤프트에 대해 회전하게 되지 않는 때이고, 제2 구성은 토크 전달 부재가 변형되어 손잡이가 토크 전달 부재와 샤프트에 대해 상기 방향을 따라 회전하게 하는 때로 정의된다. 예를 들어, 변형시키는 단계는 가요성 탭이 적어도 하나의 홈으로부터 결합해제되게 하여, 손잡이가 토크 전달 부재를 중심으로 회전하게 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 전술되고 도 1 내지 도 15b에 도시된 실시예들에 따른 토크 제한 구동 기구를 제조하는 방법을 포함한다. 이 방법은 손잡이(4, 204)를 형성하는 단계, 및 토크 전달 부재(6, 206)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 또한 전술된 그리고 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같은 캡 부재(207)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 중합체 또는 중합체들, 첨가제, 윤활제 및 다른 처리제들을 중합체 화합물 내로 배합하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 중합체 화합물은 사출 성형, 반응 사출 성형, 취입 성형, 진공 선형, 열성형, 부가 기계가공(additive machining), 또는 레이저 소결에 의해 손잡이(4)(또는 204)와 토크 전달 부재(6)(또는 206)로 형성될 수 있다. 손잡이 또는 토크 전달 부재가 열경화성 물질로 형성될 때 경화 단계가 포함될 수 있다. 배합하는 단계 및 형성하는 단계는 별개로 그리고 순차적으로, 또는 단일 단계로 함께 수행될 수 있다. 또한, 금속 재료가 손잡이 또는 토크 전달 부재를 형성할 때, CNC 기계가공 또는 다른 금속 성형 기술이 사용될 수 있다. 형성하는 단계는 (중합체를 이용하든 금속 재료를 이용하든 간에) 손잡이와 토크 전달 부재를 전술되고 도 1 내지 도 15b에 도시된 각자의 구조적 상세 사항을 갖도록 형성하는 단계를 포함한다.

또한, 기구를 제조하는 방법은 손잡이, 토크 전달 부재 및 샤프트를 함께 조립하여 규정된 토크 한계를 갖는 기구를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 제조하는 방법은 샤프트가 토크 전달 부재로부터 기구 축(11)을 따라 연장되도록 샤프트를 토크 전달 부재에 부착시키는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 또한 토크 전달 부재를 손잡이에 부착시키는 단계를 포함할 수 있다. 토크 전달 부재를 손잡이에 부착시키는 단계는 토크 전달 부재를 손잡이 공동 내로 삽입하는 단계를 포함한다. 대안적인 실시예에 따르면, 이 방법은 손잡이를 토크 전달 부재 공동 내로 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 이 방법은 기구를 패키징하는 단계를 포함할 수 있다. 패키징하는 단계는 기구를 무균 용기, 예를 들어 중합체 백, 카톤(carton), 또는 다른 패킹 재료 내에 배치하는 단계를 포함할 수 있다.

도 16 내지 도 19b를 참조하면, 대안적인 실시예에 따르면, 기구(402)는 손잡이(404), 손잡이(404)에 결합되는 토크 전달 부재(406), 및 손잡이(404)와 토크 전달 부재(406)에 의해 지지되는 샤프트(408)를 포함할 수 있다. 기구는 이동가능한 토크 작동 부재(546)를 포함하는 액추에이터(407)를 추가로 포함할 수 있다. 토크 작동 부재(546)는 손잡이(404)와 토크 전달 부재(406)에 대해 길이방향(L)을 따라 이동하거나 편향되도록 구성된다. 액추에이터(407)가 손잡이(404)에 결합될 때, 토크 작동 부재(546)는 더욱 상세히 후술되는 바와 같이 토크 전달 부재(406)와의 회전가능 결합 상태로 그리고 회전가능 결합 상태로부터 벗어나게 편향될 수 있다. 도 1 내지 도 15에 관하여 전술된 실시예와 유사하게, 기구(402)는 근위 단부(410) 및 근위 단부(410)로부터 기구 축(411)을 따라 이격되는 원위 또는 체결구 맞물림 단부(412)를 한정할 수 있다. 기구 축(411)은 기구 길이방향(L)과 정렬되고 이를 따라 연장된다. 샤프트(408)는 손잡이(404)에 대해 기구 축(411)을 따라 체결구 맞물림 단부(412)를 향해 연장되고, 토크 전달 부재(406)에 회전 고정될 수 있다. 이러한 대안적인 실시예에 따르면, 액추에이터(407)는 기구(402)를 1) 손잡이(404)가 토크 전달 부재(406)와 샤프트(408)에 대해 회전가능한 비작용 구성(inactive configuration)과 2) 손잡이(404)가 토크 전달 부재(406)와 함께 회전가능한 작용 구성(active configuration) 사이에서 반복시키도록 구성된다. 또한, 기구(402)가 작용 구성에 있는 경우에, 인가된 토크가 제한 토크 값(TV)보다 작을 때, 손잡이(404)에 대한 인가된 토크(TA)가 토크 전달 부재(406)를 통해 샤프트(408)로 전달된다. 인가된 토크(TA)가 제한 토크 값(TV)보다 클 때, 토크 전달 부재(406)와 토크 작동 부재(546)가 결합해제됨으로써, 손잡이(404)가 토크 전달 부재(406)와 샤프트(408)에 대해 회전하게 한다.

도 16과 도 17에 도시된 바와 같이, 샤프트(408)는 원위 단부(418), 원위 단부(418)로부터 길이방향(L)을 따라 이격되는 근위 단부(420), 및 샤프트 근위 단부(420)와 원위 단부(418) 사이에 배치되는 중간 부분(422)을 한정할 수 있다. 이러한 대안적인 실시예에 따르면, 샤프트 원위 단부(418)는 기구(402)의 체결구 맞물림 단부(412)를 형성하고, 중간 부분(422)은 손잡이(404)에 의해 지지되며, 샤프트 근위 단부(420)는 토크 전달 부재(406)에 회전 고정된다. 샤프트 원위 단부(418)는 구동 팁(421)을 수용하도록 구성되는 소켓(419)으로서 구성될 수 있다. 구동 팁(421)은 육각형 형상을 가질 수 있다. 샤프트 원위 단부(418)는 체결구(14)와 맞물릴 수 있다. 샤프트 근위 단부(420)는 토크 전달 부재가 샤프트(408)에 회전 고정되고 샤프트(408)를 따라 위치 고정되도록 토크 전달 부재(406)와 맞물리게 구성될 수 있다. 즉, 토크 전달 부재(406)는 바람직하게는 샤프트(408)를 따라서 길이방향(L)을 따라 활주가능하지 않다. 샤프트 근위 단부(420)는 토크 전달 부재(406) 내의 대응하는 구조체와 정합하도록 구성되는 맞물림 부재(423)를 한정할 수 있다. 맞물림 부재(423)는 십자-형상 형태의 단면 형상을 가질 수 있다. 필요에 따라 정사각형, 직사각형, 별모양 등과 같은 다른 형상들이 가능하다. 맞물림 부재(423)는 팁(427)을 한정할 수 있다. 샤프트의 중간 부분(422)은 제1 단면 치수(C3)를 가질 수 있고, 팁(427)은 제1 단면 치수(C3)보다 작은 제2 단면 치수(C4)를 갖는다. 샤프트의 중간 부분(422)은 손잡이(404)와 정합하도록 구성되는 원형 단면 형상을 가질 수 있다.

손잡이(404)는 액추에이터(407)의 적어도 일부분과 토크 전달 부재(406)를 지지 또는 지탱하도록 구성된다. 도 16 내지 도 18에서 볼 수 있는 바와 같이, 손잡이(404)는 손잡이 근위 단부(432)와 근위 단부(432)로부터 길이방향(L)을 따라 이격되는 손잡이 원위 단부(434) 사이에서 연장되는 손잡이 몸체(430)를 한정할 수 있다. 손잡이 몸체(430)는 손잡이 몸체(430)의 반경방향 중심(도시되지 않음)과 교차하는 손잡이 중심축(431)을 추가로 한정할 수 있다. 손잡이 축(431)은 기구 축(411)과 동축일 수 있다. 손잡이 몸체(430)는 외측 표면(436), 외측 표면(436)으로부터 반경방향(R)을 따라 이격되는 내측 표면(438), 및 내측 표면(438)으로부터 손잡이 중심축(431)을 향해 반경방향(R)을 따라 연장되는 근위 지향 횡방향 표면(440)을 한정한다. 손잡이 몸체(430)는 외측 표면(436)과 내측 표면(438) 사이에서 연장되는 벽(461)을 포함한다. 손잡이 몸체 내측 표면(438)과 근위 지향 표면(440)은 공동(442)을 한정할 수 있다. 따라서, 예시된 실시예에서, 공동(442)은 손잡이 몸체(430)를 통해 길이방향(L)을 따라 근위 지향 표면(440)으로부터 손잡이 근위 단부(432)를 향해 연장된다. 손잡이 몸체(430)는 또한 공동(442)과 연통하는 근위 개구(444)를 한정한다. 개구(444)는 액추에이터(407)의 적어도 일부분을 수용하도록 크기 설정된다. 손잡이 몸체(430)는 내측 표면(438)으로부터 반경방향(R)을 따라 적어도 부분적으로 손잡이 몸체(430) 내로 손잡이 외측 표면(436)을 향해 연장되는 디텐트 쌍(448, 450)들을 포함할 수 있다. 디텐트 쌍(448, 450)들은 내부에 액추에이터(407)의 일부분을 수용하도록 구성된다. 또한, 몸체(430)는 벽(461)을 통해 연장되는 횡방향 개구(433)를 포함한다.

손잡이 몸체(430)는 또한 손잡이(404)가 샤프트(408)에 대해 회전가능하도록 샤프트(408)의 일부분을 지지하게 구성된다. 예시된 실시예에서, 손잡이 몸체(430)는 몸체(430)를 통해 길이방향(L)을 따라 손잡이 원위 단부(434)와 근위 지향 표면(440) 사이에서 연장되는 보어(445)를 한정할 수 있다. 근위 지향 표면(440)은 또한 보어(445)와 연통하는 개구(447)를 한정할 수 있다. 개구(447)는 샤프트를 위한 통로를 제공한다. 보어(445)와 개구(447)는 기구 축(411)과 동축일 수 있다. 보어(445)는 샤프트(408)의 중간 부분(422)에 상호보완적인 대체로 원통형인 단면 양상을 가질 수 있다. 따라서, 보어(445)는 손잡이 몸체(430)가 샤프트(408)를 중심으로 회전할 수 있도록 샤프트(408)의 중간 부분(422)을 수용 및 지탱할 수 있다.

액추에이터(407)와 토크 전달 부재(406)는 기구를 작용 구성과 비작용 구성 사이에서 반복시키도록 선택적으로 결합된다. 도 16 내지 도 18을 참조하면, 손잡이(404)는 공동(442)의 최원위 부분에서의 토크 전달 부재(406), 액추에이터(407)의 적어도 일부분, 및 토크 전달 부재(406)와 액추에이터(407)의 일부분 사이에 배치되는 편의 부재(409), 예를 들어 스프링을 지탱한다. 편의 부재(409)는 토크 전달 부재(406)에 스프링 힘을 인가하여 토크 전달 부재(406)를 손잡이 몸체(430)의 근위방향 표면(440)과의 접촉 상태로 편의시킨다.

도 14를 참조하면, 액추에이터(407)는 근위 단부(512)와 반대편의 원위 단부(514) 사이에서 액추에이터 축(511)을 따라 연장된다. 액추에이터 근위 단부(512)는 또한 기구 근위 단부(410)로 지칭될 수 있다. 액추에이터 원위 단부(514)는 토크 전달 부재(도 20a 및 도 20b)(406)와 맞물릴 수 있다. 액추에이터(407)는 기부(510), 기부(510)에 연결되는 이동가능 커플링 부재(516), 및 커플링 부재(516)에 연결되는 기다란 부재(518)를 한정할 수 있다. 기다란 부재(518)는 기부(510)에 대해 길이방향(L)을 따라 액추에이터 원위 단부(514)를 향해 연장된다. 토크 작동 부재(546)가 액추에이터 원위 단부(314)에 배치된다. 커플링 부재(516)는 토크 작동 부재(546)를 토크 전달 부재(406)(도 16)에 선택적으로 회전가능하게 결합시키기 위해 제1 위치(도 19)와 제2 위치(도시되지 않음) 사이에서 반복될 수 있다. 기부(510)는 원위 지향 표면(520), 및 표면(520)으로부터 액추에이터 근위 단부(512)를 향해 길이방향(L)을 따라 연장되는 원주방향 슬롯(521)을 한정할 수 있다.

액추에이터(407)는 스트럿(524) 및 스트럿(524)을 커플링 부재(518)에 연결하는 가요성 부재(540)를 포함한다. 스트럿(524)은 또한 기부(510)를 기다란 부재(518)에 연결한다. 액추에이터(407)는 기부(510) 및 기다란 부재(518)가 정적으로 연결되는 반면, 커플링 부재(516)가 가요성 부재(540)에 의해 스트럿(524)에 이동가능하게 연결되도록 구성된다. 커플링 부재(516)가 더 상세히 후술되는 바와 같이 손잡이(404)에 결합될 때, 기부(510)와 기다란 부재(518)가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 길이방향(L)을 따라 이동할 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(407)의 근위 단부(512)에 대한 하중의 인가가 기부(510)와 기다란 부재(518)로 하여금 커플링 부재(516)(그리고 손잡이(404))에 대해 병진이동하게 할 수 있다.

커플링 부재(516)는 외측 표면(528)과 외측 표면(528)으로부터 반경방향(R)을 따라 이격되는 내측 표면(530) 사이에서 연장되는 벽(526)을 한정할 수 있다. 커플링 부재(516)는 벽(526)으로부터 반경방향(R)을 따라 돌출되는 한 쌍의 슬랫(532, 534)들을 한정할 수 있다. 슬랫 쌍(532, 534)들은 액추에이터(407)가 손잡이 몸체(430) 내에서 회전 이동하는 것이 방지되도록 손잡이 몸체(430)의 디텐트 쌍(448, 450)들에 의해 수용된다. 또한, 커플링 부재(516)는 벽(526)으로부터 연장되는 레지(536)를 한정하고, 레지는 근위 면(539)(도 16)으로부터 이격되는 원위 면(538)을 형성한다. 원위 면(538)은 기구(502)가 조립될 때 손잡이 몸체(430)의 최근위 부분에 인접할 수 있다. 가요성 부재(540)는 벽(526)과 스트럿(524) 사이에서 연장된다. 원주방향 리지(542)가 레지(536)로부터 길이방향(L)을 따라 (기부 상의) 슬롯(521)과의 선택적 맞물림 상태로 연장된다. 리지(542)가 슬롯(521) 내로 삽입될 때, 레지 근위 면(539)이 기부(510)의 표면(520)에 인접한다. 벽(526)의 최원위 부분(463)은 편의 부재(409)와 맞물리는 자유 단부(527)를 한정한다. 몸체(519)는 부재 몸체(519)를 통해 반경방향(R)을 따라 연장되는 횡방향 개구(533)를 포함할 수 있다. 비작용 구성(도 16)에 있을 때, 횡방향 개구(533)는 손잡이 몸체 개구(433)와 정렬된다.

기다란 부재(518)는 길이방향(L)을 따라 액추에이터 원위 단부(514)를 향해 연장되는 몸체(519)를 한정할 수 있다. 기다란 부재(518)는 원위 단부(514)에 배치되는 토크 작동 부재(546)를 포함할 수 있다. 토크 작동 부재(546)는 몸체(548), 예를 들어 원형 판, 하나 이상의 리지(550)들, 및 몸체(548)로부터 길이방향(L)을 따라 연장되는 돌출부(552)를 한정한다. 리지(550)들은 예를 들어 한 쌍의 리지(550a, 550b)들로서 구성될 수 있다. 리지 쌍(550a, 550b)들 및 돌출부(552)는 토크 전달 부재(406)와 선택적으로 회전가능하게 결합되도록 구성된다. 각각의 리지(550)는 경사 표면(556), 몸체(548)로부터 이격되는 원위 면(558), 및 몸체(548)와 원위 면(558) 사이에서 수직으로 연장되는 측부 표면(560)을 포함할 수 있다. 측부 표면(560)은 몸체(548)에 대해 약간 경사질 수 있다. 경사 표면(556)은 몸체(548)에 수직한 선에 대해 각도 θ로 배치된다. 일 실시예에서, 각도 θ는 약 20도와 약 75도 사이에서 변할 수 있다. 예시된 실시예에서, 각도 θ(도시되지 않음)는 약 45도이다. 경사 표면이 도시된 바와 같이 선형이거나 필요에 따라 곡선일 수 있음이 인식될 것이다. 리지 쌍(550a, 550b)들은 각각의 경사 표면(556)들이 회전 방향(3)을 향하도록 배치된다.

토크 전달 부재(406)는 몸체(462) 및 몸체(462)로부터 돌출되는 하나 이상의 리지(464)들을 한정한다. 하나 이상의 리지들은 리지들의 쌍(464a, 464b)일 수 있다. 리지 쌍(464a, 464b)들은 대응하는 리지 쌍(550a, 550b)들과 결합하도록 토크 전달 부재 몸체(462)로부터 돌출된다. 토크 전달 부재(406)의 리지 쌍(464a, 464b)들은 액추에이터(407)의 리지 쌍(550a, 550b)들과 유사하게 구성된다. 그러나, 리지 쌍(464)들의 경사 표면(466)들은 액추에이터(407)의 경사 표면(556)들에 인접하도록 제2 회전 방향(5)(제1 회전 방향(3)과 반대임)을 향한다. 토크 전달 부재 몸체(462)는 근위 단부(468)와 근위 단부(468)로부터 기구 축(411)을 따라 이격되는 원위 단부(470) 사이에서 연장된다. 몸체(462)는 근위 단부(468)와 원위 단부(470) 사이에서 연장되는 보어(446)를 한정할 수 있다. 보어(446)는 몸체(462)로부터 보어(446)의 일부분 내로 연장되어 보어(446)를 2개의 부분들로 분할하는 리지(473)를 한정할 수 있다. 따라서, 보어(446)는 리지(473)로부터 원위방향으로 연장되는 샤프트 맞물림 또는 제1 부분(474), 및 리지(473)로부터 근위방향으로 연장되는 액추에이터 맞물림 또는 제2 부분(476)을 가질 수 있다. 샤프트 맞물림 부분(474)은 샤프트(408)의 맞물림 부재(423)의 단면 형상에 대응하는 단면 형상을 가질 수 있고, 예를 들어 십자-형상을 가질 수 있다. 샤프트 맞물림 부재(423)가 샤프트 맞물림 부분(474) 내로 삽입될 때, 토크 전달 부재(406)가 샤프트(408)에 대해 회전 고정되고, 팁(427)이 리지(473)에 인접한다. 액추에이터 맞물림 부분(476)은 액추에이터 돌출부(552)의 단면 형상에 대응하는 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 액추에이터 맞물림 부분(476)은 원통형이어서, 돌출부가 그 내부에서 선택적으로 활주 및/또는 회전할 수 있게 한다.

기구(402)가 체결구(14)를 체결 위치(16) 내로 구동하도록 작동될 때, 액추에이터(407)는 작용 구성으로 작동될 수 있다. 기구(402)를 작동시키기 위해, 액추에이터 기부(510)가 길이방향(L)을 따라 이동되어 가요성 부재(540)를 휘어지게 하거나 변형시켜서, 기부(510) 및 기다란 부재(518)가 커플링 부재(516)와 손잡이(404)에 대해 병진이동하게 한다. 작동 동안에, 기부 슬롯(521)은 커플링 부재 리지(542)를 수용하는 반면, 돌출부(552)는 토크 전달 부재(406)의 보어(446) 내로 변위된다. 액추에이터 벽(526)(벽 자유 단부(527))이 또한 편의 부재(409)를 압축시켜, 액추에이터 리지(550)들이 토크 전달 부재의 리지(472)들에 인접하게 하여서, 토크 작동 부재(546)가 토크 전달 부재(406)에 회전가능하게 결합되게 한다. 기구(402)가 작용 구성에 있고 토크가 회전 방향(3)을 따라 손잡이(404)에 인가될 때, 손잡이(404)는 손잡이(404), 토크 전달 부재(406) 및 샤프트(408)가 함께 회전하도록 인가된 토크(TA)를 토크 전달 부재(406)를 통해 샤프트(408)로 전달한다. 손잡이에 인가되는 토크가 증가함에 따라, 토크 전달 부재(406)가 토크 작동 부재(546)에 대해 회전하여, 리지(472, 550)가 서로에 대해 활주하게 한다. 추가의 회전이 토크 전달 부재(406)를 편의 부재(409)의 스프링 힘에 대항하여 변위시킨다. 인가된 토크(TA)가 제한 토크 값(TV)보다 클 때, 토크 전달 부재(406)가 토크 작동 부재(546)를 변위시켜, 가요성 부재(540)를 편향시키고, 또한 스프링을 압축시켜 리지(472, 550)들이 서로를 지나 미끄러지게 한다. 리지(472, 550)들이 미끄러질 때, 손잡이(4)가 토크 전달 부재(406)와 샤프트(408)에 대해 회전한다.

본 발명의 다른 실시예는 전술되고 도 16 내지 도 20b에 도시된 실시예들에 따른 토크 제한 구동 기구를 제조하는 방법을 포함한다. 이 방법은 손잡이(404) 및 토크 전달 부재(406)를 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 이 방법은 액추에이터(407)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 손잡이(404), 토크 전달 부재(406) 및/또는 액추에이터(407)는 중합체 재료로 형성될 수 있다. 대안적인 실시예에 따르면, 이 방법은 중합체 또는 중합체들, 첨가제, 윤활제 및 다른 처리제를 배합하여 중합체 화합물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 중합체 화합물은 사용될 수 있는 그러한 플라스틱 성형 또는 배합 방법, 예를 들어 사출 성형, 취입 성형 및/또는 반응 사출 성형을 사용하여 손잡이(404), 토크 전달 부재(406) 및/또는 액추에이터(407)로 형성될 수 있다. 배합하는 단계 및 형성하는 단계는 별개로, 순차적으로, 또는 단일 단계로 함께 수행될 수 있다. 열경화성 물질에 대해 경화 단계가 포함될 수 있다. 또한, 금속 재료가 손잡이 또는 토크 전달 부재 중 하나를 형성하기 위해 사용될 때, CNC 기계가공 또는 다른 금속 성형 공정이 사용될 수 있다. 손잡이(404) 또는 토크 전달 부재(406) 및 액추에이터(407) 성형 단계는 각자의 손잡이(404), 토크 전달 부재(406), 및 액추에이터(407)를 전술되고 도 16 내지 도 20b에 도시된 구조적 상세 사항을 갖도록 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 도 16 내지 도 20b에 도시된 기구를 제조하는 방법은 손잡이(404), 토크 전달 부재(406), 샤프트(408), 및 액추에이터(407)를 조립하여 규정된 토크 한계를 갖는 기구(402)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 샤프트(408)가 토크 전달 부재(406)로부터 기구 축(11)을 따라 연장되도록 샤프트(408)를 토크 전달 부재(406)에 부착시키는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 또한 (샤프트가 있거나 없이) 토크 전달 부재(406)를 손잡이 공동(442) 내로 삽입함으로써 토크 전달 부재(406)를 손잡이(404)에 부착시키는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 이 방법은 편의 부재(409)를 토크 전달 부재(406)와의 맞물림 상태로 손잡이(404) 내에 배치하는 단계를 포함할 수 있다. 액추에이터(407)가 손잡이(404)와 토크 전달 부재(406)에 결합될 수 있다. 액추에이터의 배치 동안에, 액추에이터는 편의력이 토크 전달 부재(406)의 일부분과 액추에이터(407)에 인가되도록 편의 부재를 편의시킬 수 있다. 또한, 이 방법은 기구(402)를 무균 용기 내에 패키징하는 단계, 예를 들어 기구를 무균 용기 내에 개별적으로 패키징하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 또한 2개 이상의 토크 제한 기구들, 예를 들어 제1 구동 기구와 제2 구동 기구를 포함하는 외과용 키트를 포함한다. 제1 및 제2 기구들은 도 1 내지 도 20b에 도시되고 기술된 바와 같은 실시예들 중 임의의 것에 따라 구성될 수 있다. 그러나, 제1 구동 기구는 제1 토크 한계가 획득될 때까지 제1 체결구를 제1 회전 방향(3)을 따라 회전시키도록 구성된다. 제1 토크 한계는 예를 들어 0.8 nM일 수 있다. 제2 구동 기구는 제2 토크 한계가 획득될 때까지 제2 체결구를 제1 회전 방향(3)을 따라 회전시키도록 구성된다. 제2 토크 한계는 예를 들어 4.0 nM일 수 있다. 기구에 대한 토크 한계는 임의의 특정 한계에 이를 수 있다. 일 실시예에서, 제1 토크 제한 기구, 제2 토크 제한 기구, 또는 제1 및 제2 토크 제한 기구들 둘 모두는 토크가 제1 회전 방향을 따라 인가될 때 축으로 전달되는 토크를 제한하며, 제1 회전 방향(3)과 반대인 제2 회전 방향(5)을 따른 회전이 제2 회전 방향(5)으로 인가되는 토크와는 무관하게 제2 회전 방향(5)을 따른 체결구의 회전을 허용하도록 구성된다. 즉, 기구들은 체결구를 제위치에서 죄기 위한 회전 방향과 동일한 방향인 하나의 회전 방향으로 토크를 제한하는 반면, 체결구가 풀리는 회전 방향으로 회전될 때에는 토크 한계를 포함하지 않도록 구성된다.

본 명세서에 기술된 바와 같은 2개 이상의 구성요소들 중 임의의 단일 구성요소 또는 이들의 조합이 본 발명의 예시적인 실시예를 형성할 수 있음이 인식되어야 한다. 예를 들어, 손잡이와 토크 전달 부재, 또는 손잡이 및 토크 전달 부재의 일부분들뿐만 아니라 본 명세서에 기술된 방법들의 다양한 단계들의 임의의 조합이 본 발명의 다양한 실시예들을 형성할 수 있다. 또한, 일 실시예에서 이들 전술된 구성요소들 각각의 소정의 특징부들이 또한 다른 실시예들에서 필요에 따라 상이한 구성요소들의 다른 특징부들과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 재료들 중 임의의 하나 또는 이들의 조합이 기구 장치의 다양한 실시예들에서 다양한 구성요소들 또는 구성요소들의 조합들에 사용될 수 있다.

본 발명이 상세히 기술되었지만, 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 본 발명에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 이루어질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 범주는 본 명세서에 기술된 특정 실시예들로 제한되도록 의도되지 않는다. 당업자는 본 명세서에 기술된 대응하는 실시예들과 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 실질적으로 동일한 결과를 달성하는 현재 존재하는 또는 추후 개발될 기구, 장치, 공정, 기계, 제조, 물질 조성, 수단, 방법 또는 단계가 본 발명에 따라 이용될 수 있음을 쉽게 인식할 것이다.

Claims (35)

1. 외과용 구동 기구의 손잡이 단부로부터 토크 전달 부재를 통해 상기 손잡이로부터 기구 축을 따라 연장하는 샤프트로 전달되는 토크를 제한하기 위한 방법으로서, 상기 토크 전달 부재의 적어도 일부는 상기 손잡이의 공동(cavity)에 수용되고, 상기 공동은 상기 손잡이의 벽으로부터 반경방향으로 내향으로 연장하는, 상기 방법에 있어서,
   토크를 상기 샤프트에 대한 일정 방향을 따라 상기 손잡이에 인가하는 단계;
   상기 인가된 토크가 제한 토크 값 미만일 때 상기 인가된 토크를 상기 손잡이로부터 상기 토크 전달 부재를 통해 상기 샤프트로 전달하는 단계; 및
   상기 인가된 토크가 상기 제한 토크 값보다 클 때 상기 토크 전달 부재로 상기 벽의 적어도 일부를 상기 반경방향으로 변형시켜, 상기 인가된 토크가 상기 제한 토크 값보다 클 때 상기 손잡이가 상기 토크 전달 부재 및 상기 샤프트 둘 모두에 대해 상기 방향을 따라 회전하게 하는 단계를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 전달하는 단계 및 상기 변형시키는 단계는 상기 손잡이와 상기 토크 전달 부재를 기구 근위 단부(proximal end)와 반대편의 기구 원위 단부(distal end) 사이에서 상기 기구 축 상에 움직이지 않게 유지하면서 일어나는, 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 토크 전달 부재는 기부(base) 및 상기 기부로부터 연장되는 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 손잡이의 상호보완적인 구조체에 결합되는, 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 변형시키는 단계는 상기 손잡이를 제1 구성으로부터 제2 구성으로 변형시키는 단계를 추가로 포함하며, 상기 제1 구성은 상기 손잡이가 상기 토크 전달 부재와 상기 샤프트에 대해 회전하지 않게 하는 경우로서 정의되고, 상기 제2 구성은 상기 인가된 토크가 상기 제한 토크 값보다 크고 상기 손잡이가 변형되어 상기 손잡이가 상기 토크 전달 부재 및 상기 샤프트 둘 모두에 대해 상기 방향을 따라 회전하게 하는 경우로서 정의되는, 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 손잡이는 몸체 및 상기 몸체로부터 연장되는 돌출부를 포함하고, 상기 몸체의 돌출부는 상기 토크 전달 부재의 상호보완적인 구조체에 결합되는, 방법.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 기구는 근위 단부 및 상기 근위 단부로부터 상기 기구 축을 따라 이격된 맞물림 단부(engaging end)를 한정하고, 상기 손잡이 또는 상기 토크 전달 부재는 적어도 부분적으로 상기 기구 축을 따라 연장되는 적어도 하나의 홈을 한정하며, 상기 손잡이 및 상기 토크 전달 부재 중 다른 하나는 몸체 및 상기 몸체로부터 연장되는 적어도 하나의 돌출부를 한정하고, 상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 적어도 하나의 홈과 결합되며, 상기 변형시키는 단계는 상기 적어도 하나의 돌출부를 상기 적어도 하나의 홈으로부터 결합해제시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 기부로부터 연장되어 대응하는 적어도 하나의 홈과 맞물리는 적어도 하나의 가요성 탭(tab)이고, 상기 변형시키는 단계는 상기 적어도 하나의 가요성 탭을 상기 적어도 하나의 홈과의 맞물림 상태로부터 벗어나게 변형시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
8. 체결구(fastener)를 체결 위치 내로 구동시키도록 구성되고, 근위 단부 및 상기 근위 단부로부터 기구 축을 따라 이격된 체결구 맞물림 단부를 한정하는 토크 제한 외과용 구동 기구를 생성하는 방법으로서,
   샤프트를 토크 전달 부재에 부착시키는 단계로서, 상기 샤프트가 상기 토크 전달 부재로부터 중심축을 따라 연장되게 하는, 상기 샤프트를 토크 전달 부재에 부착시키는 단계; 및
   상기 토크 전달 부재를 손잡이에 부착시키는 단계로서, 상기 토크 전달 부재 또는 상기 손잡이 중 적어도 하나가 상기 토크 전달 부재 또는 상기 손잡이 중 다른 하나에 인접하도록 구성되는 적어도 하나의 돌출부를 한정하게 하는, 상기 토크 전달 부재를 손잡이에 부착시키는 단계를 포함하고,
   상기 손잡이의 주위 벽은 제한 토크 값보다 큰 상기 손잡이에 인가되는 토크에 응답하여 상기 중심축에 수직인 반경반향으로 변형되도록 구성됨으로써, 상기 손잡이가 상기 샤프트에 대해 회전하게 하고, 상기 주위 벽은 상기 손잡이의 외측 표면으로부터 상기 손잡이의 내측 표면으로 반경방향으로 연장하는, 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 손잡이는 상기 토크 전달 부재를 수용하도록 구성되는 내측 공동(cavity)을 한정하고, 상기 토크 전달 부재를 상기 손잡이에 부착시키는 단계는 상기 토크 전달 부재를 상기 내측 공동 내로 삽입하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 토크 전달 부재는 상기 손잡이를 수용하도록 구성되는 공동을 한정하고, 상기 토크 전달 부재를 상기 손잡이에 부착시키는 단계는 상기 손잡이를 상기 토크 전달 부재의 공동 내로 삽입하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
11. 제8항에 있어서, 상기 토크 전달 부재는 기부 및 상기 기부로부터 연장되는 적어도 하나의 탭을 한정하고, 상기 손잡이는 적어도 하나의 홈을 한정하며, 상기 토크 전달 부재를 상기 손잡이에 부착시키는 단계는 상기 적어도 하나의 탭이 상기 손잡이의 적어도 하나의 홈에 의해 적어도 부분적으로 수용되도록 상기 토크 전달 부재를 위치시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
12. 앵커(anchor)를 수술 부위 내로 구동시키기 위한 토크 제한 구동 기구로서, 상기 구동 기구는 근위 단부 및 상기 근위 단부로부터 기구 축을 따라 이격된 원위 단부를 한정하는, 상기 토크 제한 구동 기구로서,
    벽을 갖는 손잡이로서, 상기 벽으로부터 상기 기구 축을 향해 상기 기구 축에 수직인 반경방향으로 내향으로 연장하는 공동을 한정하는 상기 손잡이;
    적어도 부분적으로 상기 공동 내의 상기 손잡이에 결합되는 토크 전달 부재로서, 상기 토크 전달 부재는 상기 토크 전달 부재로부터 연장되는 적어도 하나의 돌출부를 갖고, 상기 토크 전달 부재는 상기 적어도 하나의 돌출부가 상기 손잡이의 상호보완적인 구조체에 인접하도록 상기 손잡이에 결합되는, 상기 토크 전달 부재; 및
    상기 토크 전달 부재로부터 상기 기구 축을 따라 앵커 맞물림 단부까지 연장되고, 상기 토크 전달 부재에 회전 고정되는, 샤프트를 포함하고,
    상기 손잡이의 벽은 상기 손잡이가 상기 토크 전달 부재에 대해 선택적으로 회전가능하도록 상기 반경방향으로 변형가능하고, 상기 구동 기구는 상기 손잡이에 인가되는 토크가 제한 토크 값보다 클 때까지 상기 앵커를 회전 방향을 따라 회전시키도록 구성되는, 토크 제한 구동 기구.
13. 제12항에 있어서, 상기 손잡이와 상기 토크 전달 부재는 상기 손잡이에 인가된 토크가 상기 제한 토크 값보다 작을 때 상기 구동 기구의 근위 및 원위 단부들에 대해 움직이지 않는, 토크 제한 구동 기구.
14. 제12항에 있어서, 상기 손잡이의 상호보완적인 구조체는 상기 벽에 형성된 적어도 하나의 홈이고, 상기 적어도 하나의 홈은 적어도 부분적으로 상기 기구 축을 따라 연장되는, 토크 제한 구동 기구.
15. 제12항에 있어서, 상기 손잡이 및 상기 토크 전달 부재 중 적어도 하나는 중합체인, 토크 제한 구동 기구.
16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 기구는 제1 구성과 제2 구성 사이에서 반복하도록 구성되며, 상기 제1 구성은 상기 손잡이가 상기 토크 전달 부재와 상기 샤프트에 대해 회전가능하지 않은 경우로서 한정되고, 상기 제2 구성은 상기 인가된 토크가 상기 제한 토크 값보다 커서 상기 손잡이가 상기 토크 전달 부재와 상기 샤프트에 대해 회전가능하게 되는 경우로서 한정되는, 토크 제한 구동 기구.
17. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벽은 상기 손잡이가 상기 토크 전달 부재와 상기 샤프트에 대해 회전하게 하도록 반경방향으로 변형되게 구성되는, 토크 제한 구동 기구.
18. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 토크 전달 부재로부터 연장되어 상기 손잡이 벽의 대응하는 적어도 하나의 홈과 맞물리는 적어도 하나의 가요성 탭인, 토크 제한 구동 기구.
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