JPH043972B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は医学装置、より詳しくは臨床医が人体
もしくは動物体の頭蓋骨又は他の骨組織の手術に
用いるドリルに関する。

多くの外科手術では頭蓋骨の穴や脳に直接接近
することが必要である。このような手術を行うた
めに、頭蓋骨を貫いて穿孔することが必要になる
ことがしばしばである。骨は非常に硬いのでこれ
に穿孔するためには相当の圧力を加える必要があ
る。頭蓋骨の下の硬脳膜と脳自体は非常に繊細で
あるから硬脳膜が切断されあるいは損傷される直
前に穿孔を停止することが重要である。

これまで、非医学用の用途、例えば大工仕事の
ために使用する手回しブレースやビツトと非常に
よく似たものが用いられたことがある。これらの
道具は、頭蓋骨を切り貫ぬいて髄膜もしくは脳を
損傷するおそれがあるし、頭蓋骨やその下にある
膜がもとに近い状態まで治ゆすることができない
状態にしてしまうことがわかつたので、完全に満
足できるものではなかつた。また、手動具は速度
が遅いし、外科医が膨大な体力を消耗することも
わかつた。これらの制約のいくつかを解消した動
力式の頭蓋骨用ドリルを提供する試みがなされ
た。自動ドリルと題するG.W.スミスによる米国
特許2842131号には、頭蓋骨用ドリルが開示され
ている。スミスのドリルには、テーパーになつた
安全はしぐり（以下「もみ下げ」ともいう）つば
（counterbore collar）の中を自由に滑動できか
つ案内可能な主ドリルが備つている。スミスのド
リルには、骨組織の内側骨板の最後の殻が開口の
端緒として取り除かれたとたんに、主ドリルを自
動的に解き離すクラツチ機構が備つている。もみ
下げつばによつてつくられたもみ下げはドリル機
構を支持し、主ドリルが頭蓋骨を貫通したとき
に、ドリルの残る部分を頭蓋骨の穴の方へ動かさ
ないで該主ドリルが離れるようになつている。

スミスのドリルの切削面は、骨組織をたくさん
の骨片として除去するように設計されていて、手
術が終つた後に該骨片をもとにもどし骨組織全体
に合体させることができるようになつている。

スミスのドリルは、清掃および殺菌のために分
解できるように設計されている。しかし、清掃お
よび殺菌の方法は、清掃および殺菌の後にドリル
を再組立てし試験するのに膨大な時間を費さなけ
ればならないので、コスト高になることがわかつ
た。

そこで、完全に使い捨て可能で永久に組立てら
れたままのドリルであつて、分解、清掃、殺菌、
再組立て、および定期的な研磨をすることができ
ず、また該ドリルに清掃あるいは殺菌の試みがな
されたか否かを使用者に対して知らせるインデイ
ケータを備えたものが要望されている。

スミスのドリルのクラツチ機構は、ドリル機構
を駆動体から解除するのを助長するためにばねの
力を用いている。スミスのクラツチの部品の相互
作用によつてもたらされるカムの動作も、ドリル
が穿孔されるべき骨組織を貫通すると、スミスの
主ドリルに対し軸方向の力を与えてクラツチの係
合解除をさらに助長する。

主ドリルが頭蓋骨を貫通した後は、できる限り
素連しクラツチ機構を解除することが望ましい。

本発明は完全に使い捨て可能で低コストの頭蓋
骨用ドリルであつて、一式で穿孔とまくれの取り
除きの両方を行うことができるものを提供する。

頭蓋骨の穿孔に特によく適するが、人体の他の
部分の骨組織の穴あけにも有用である。このドリ
ル組立体（drill assembly）は、製造者の工場で
組立てられ試験された使い捨て可能なユニツトで
ある。それから、これは発送の前に包装された殺
菌が行われる。これは一度使用したら捨てられ
る。したがつて、分解清掃および殺菌の費用は省
かれる。

本発明のドリルは外科医が、そのドリルが分解
されもしくは殺菌のよく知られた方法、例えば加
熱やエチレンオキシドのような殺菌性ガスに供さ
れたことがあるかどうかを知ることができるよう
に設計されている。このドリルはドリルを分解し
て清掃するためには、切断しあるいは完全に破壊
しなければならないプラスチツクのスリーブでは
じめから組立てられている。このドリルにはエチ
レンオキシドの存在で脱色される片（strip）を
有するラベルも備つている。分解性スリーブと失
色性ラベルは、そのドリルが殺菌のための加熱も
しくは通常の殺菌性ガスに供されたか、あるいは
分解されたかどうか、を外科医が判断できる情報
を提供する。

本発明のドリルには、その末端（distal end）
に骨組織を切り貫くための切削面がたくさんつい
ている主ドリル部材を備えている。ドリルに連結
されるように適合される駆動体は、クラツチ機構
を介して、主ドリル部材にこれを駆動するように
かつ選択的に連結される。好ましい実施態様で
は、細溝（slot）−ピン型のクラツチを用いる。
主ドリル部材の基端（proximal end）にはそれ
を貫通して延びる半径方向の孔を有するステム
（stem，くき状部分）が備つていて、その中でピ
ンが非固定状態で支持される。駆動体はその末端
へ延びる、圧縮ばねを収容するための軸方向の孔
を有し、該ばねの下端は主ドリル部材のステムを
圧する。駆動体の末端には、主ドリル部材に設け
られたピンを受け入れるための横断的細溝が備つ
ている。駆動体には、駆動体の末端の中へ主ドリ
ルのステムの高さよりも小さい長さだけ延びてい
る軸方向のくり開げられた孔がある。主ドリル部
材と駆動体をばねの力に対してともに圧したと
き、主ドリル部材のピンが駆動体の末端の細溝に
係合し、この２つは一緒に回転する。組立てると
き、クラツチのピンがクラツチの細溝の底につ
き、主ドリル部材が駆動体の底につかないように
する。

駆動体と主ドリル部材をドリル本体の反対側の
それぞれの端へ滑り込ませる。このドリル本体に
は、その下端にもみ下げ用切削みぞ
（counterbore cutting flute），その上端近くのド
リル本体の回りに環状の凹み、そして該ドリル本
体の側壁の向い合う反対部分を直径方向に貫く大
体三角形のスロツトが備つている。別の態様とし
ては、このスロツトは円形でも、楕円形状でもよ
い。駆動体と主ドリル部材をドリル本体の内部に
組立てるとき、クラツチピンを大体三角形のスロ
ツトの中へ突き入れ、ドリル本体と主ドリルを一
緒に保持する。そしてクラツチを係合させた時、
もみ下げドリル本体と主ドリル部材を一緒に回転
させる。

プラスチツク・スリーブ、これは殺菌用加熱に
供されたならば溶融し該ドリルを分解するために
は切断もしくは完全に破壊しなければならないも
のであるが、ドリル本体の外周に取付けられる。
このスリーブには半径方向外向きに延びる隆起で
あつて、ドリル本体の回りの環状凹みの中へ内向
きに延びるように変形して、駆動体とドリル本体
をともに支えるものが備つている。

駆動体、ばね、および主ドリル部材をドリル本
体の中へ挿入しかつクラツチピンを設置すること
によつてドリルを組立てる。次いでスリーブをド
リル本体の回りに配し、スリーブの隆起部分をド
リル本体の凹みの中へ変形することにより組立て
る。クラツチピンはドリル本体のスロツトおよび
側面に突き入れる。スロツトの軸方向の長さがク
ラツチが係合する位置とクラツチの係合が解除に
なる位置との間のクラツチの動程（throw
distance）を支配する。

三角形のスロツトを用いると、クラツチピンと
三角形の側面との間の協働的作用であつて、主ド
リル部材が穿孔される骨組織を貫通するときにク
ラツチを解除するのを助ける作用がもたらされ
る。

静止した位置では、ばねが、ピンがドリル本体
の壁の三角形のスロツトの前方部分と係合するま
で主ドリル部材を前方へ駆り立てる。この位置で
は主ドリル部材によつて運ばれるピンが駆動体の
細溝からはずされ、その結果クラツチの係合が解
除される。そして、駆動体はドリル部材と独立に
回転することができる。主ドリル部材を、骨組織
に対してばねを圧縮するのに十分な力で置くと、
主ドリル部材とそれが運ぶピンが、三角形のスロ
ツトの頂上近くの位置で駆動体の端にある細溝の
底にピンがつくまで駆動体の方へ押し戻される。
この時、クラツチは係合し駆動体と主ドリル部材
は一緒に回転する。またドリル本体、これにはそ
の下端にもみ下げみぞが備つているが、これは主
ドリル部材と結合されて、これらは一体となつて
回転する。ピンが三角形のスロツトの側壁と係合
し軸方向の分力を生み出す。主ドリルが骨組織を
貫通すると、この分力は軸方向のばね力と一緒に
なつてクラツチの係合を解除するのを助ける。ク
ラツチを解除すると、主ドリル部材もドリル本体
の端にあるもみ下げ溝も回転を停止する。

ドリルが働いている間、主ドリル部材の切削面
はドリル本体のもみ下げみぞの端を越えもみ下げ
の長さ突き出る。このもみ下げは、ドリル機構に
対し支持面となる棚を形成して、主ドリル部材が
頭蓋骨を貫通した時にドリル機構の残る部分を頭
蓋骨の穴の方へ動かさずに解き離たれるようにな
つている。

別の実施態様では、駆動体の中心部の回りに取
付けられ、ドリル本体の内面と協働して適切な軸
受を提供する環状軸受が備つている。

駆動体、主ドリル部材、クラツチピン、ばねお
よびドリル本体はステンレス鋼から成ることが好
ましい。プラスチツク・スリーブは、殺菌用加熱
に供した時に溶融し、ドリルを分解するために除
去すると壊れる材料でできていて、その結果使用
者は工場から出た後にそのドリルに殺菌または分
解しようとする企てがなされたかどうかを知るこ
とができる。

本発明が、骨組織を穿孔するのに有用な、完全
に使い捨て可能なドリルを提供するものであるこ
とがわかる。

さて図１を参照すると、本発明のドリル組立が
示されていて、これには大体円筒状のドリル本体
１０であつて、末端（図面の状態に置いたときの
下端）から延びるもみ下げみぞ１２、基端（図面
の状態においたときの上端）に近いドリル本体の
回りに円周状に延びる凹み１４、およびドリル本
体１０の壁の対向する部分を直径方向に貫いて延
びる大体三角形状のスロツト（孔、slot）１６が
備つている。大体円筒状の主ドリル部材３０が、
ドリル本体１０の末端の中に、自由に回転しかつ
軸方向に滑べることができるようなぐあいの隙間
ではまり込む。ドリル部材３０には横断的せん孔
３８が貫いているステム３６が備つている。

大体円筒状の駆動体５０がドリル本体１０の他
端の中へはまり込む。駆動体５０の末端５２に
は、軸に沿う孔５４と、これを同軸の案内孔
（pilot bore）５６が備つている。横断的な細溝
６８が駆動体５０の末端５２を横切つて延びてい
る。

駆動体５０にはチヤツク・ステム６４が備つて
いて、これはドリルのチヤツクとかみ合うように
適合される。第１のステム６４（図１Ａに示す）
は大体円筒形で同軸に一直線になつているステム
で、駆動体５０の基端から延びているものであ
る。これはヤコブ・ステム（Jacobs stem）とし
て知られる。第２の心棒６４′は図１に示され、
図２および図３に関連して一層詳細に説明する
が、これはハドソン・ステム（Hudson stem）
として知られている。いずれのステムも使用でき
る。

フランジ６０が駆動体５０から半径方向外方へ
延び、支え面６２を提供するが、この支え面は、
駆動体５０をドリル本体１０の中に組立てたとき
にドリル本体１０の基端の対向面を支えるように
適合されている。主ドリル部材３０と駆動体５０
をドリル本体１０の中へ組立てる時、ピン４０を
スロツト１６およびステムの孔３８へ延ばして、
ドリル部材３０をドリル本体１０の中に保持させ
る。駆動体５０の末端にある横断的細溝６８は、
ピン４０とかみ合うように協働的に配されて、ド
リル部材３０に推進駆動力をもたらすクラツチを
形成する。ピン４０はスロツト１６を貫くのに十
分長いので、ドリル本体１０およびもみ下げみぞ
１２に推進駆動力を与える。

スリーブ７０はドリル本体１０の外周に取りつ
けられ、半径方向内方へそしてスリーブ７０の基
端の回りの周囲に沿つて延びるフランジ７２を備
え、駆動体５０をドリル本体内に保持する手段を
与えている。スリーブ７０の側部から延びる隆起
部７４は、駆動体５０をドリル本体１０内へ完全
に組立てる時に、ドリル本体１０の凹み１４の中
へ変形される。外方へ延びるフランジ７３がスリ
ーブ７０の末端の回りをとりまくように延びて、
ドリル１０の前方への動きのストツパーとして働
く。

図１に示すように、駆動体５０には、環状の軸
受スリーブ８０であつて半径方向外方およびその
回りの周に沿つて延びるフランジ８６を有するも
のを取付けてもよい。軸受８０にはその全長に沿
つて延びるらせん状のスロツト８８が備わつてい
る。駆動体５０は、その中心部に沿つて駆動体の
フランジ支え面６２からほぼ駆動体５０の末端ま
で延びる後退部（内方へ後退して直径が小さくな
つている部分）８２を備えることにより、軸受８
０を取付ける。軸受８０は、ドリル本体１０の内
径よりも幾分大きい余裕のある外径を有する弾性
材料でできている。軸受け８０を駆動体５０の後
退部８２に取付け、次いで駆動体５０をドリル本
体１０の中に挿入すると、弾性軸受８０は少々圧
縮されてドリル本体１０の内面とぴつたりと摩擦
する接触を保つようになるが、駆動体５０は自由
に回転できる。

図１Ａに示したこれに代わる実施態様のよう
に、軸受８０、後退部８２およびへり８４を省略
してもよく、駆動体５０を直接ドリル本体１０に
はめ込み、その中で自由に回転でき滑動できるよ
うにしてもよい。

再び図１を参照し、本発明のドリルの各部品を
一層詳細に説明する。環状ドリル本体１０には、
その末端にもみ下げ切削用みぞと、その基端の近
くにドリル本体１０の回りに円周状に凹み１４が
備わつている。スロツト１６が環状ドリル本体１
０の側壁の直径方向に向き合う部分を貫いて延び
ている。スロツト１６の周辺面は大体三角形のカ
ム面を形成し、この三角形の底辺２０はドリル本
体１０の円周と概ね平行であつて三角形の側辺
（複数）２２はドリル本体１０の軸に対し一定の
角度で並んでいる。

大体円筒状の主ドリル部材３０はドリル本体１
０の末端に隙間のある取付状態で受け入れられ、
ドリル本体１０の中で自由に回転できかつドリル
本体１０の中で軸方向に滑動できるようになつて
いる。ドリル部材３０には、その末端に切削面３
２を好ましくは４個備え、その基端の回りに外周
に沿つて凹んだへり（lip）３４を備えている。

ドリル部材３０には、同軸に一直線になつた概
ね円筒状のステム（くき、stem）３６がその基
端からドリル本体１０に延びて備つている。ステ
ム３６はピン４０を受け入れるために貫ぬいて穿
たれた孔３８を有する。組立てドリルを組立てる
時、ドリル部材３０は孔３８がドリル本体１０の
壁にあるスロツト１６と並ぶように十分に深くド
リル本体内へ挿入する。ピン４０をドリル本体１
０の一方の側面にあるスロツト１６を通し、ドリ
ル部材の孔３８を通し、そしてドリル本体の他方
の側面にあるスロツト１６の中へ挿入する。ピン
４０の長さはドリル本体１０の外径よりも短くド
リル本体の内径よりも長くて、ピン４０の両端が
スロツト１６の周辺面１８と係合し、ドリル部材
３０のドリル本体１０内における軸方向の移動を
限定し、かつドリル本体１０とドリル部材３０が
一緒に回転すべく結合するようになつている。

ドリルの組立て部品の製造許容誤差内にある
少々の変化があつても該クラツチがなおうまく作
動するように、ピン４０はステムの孔３８の中に
ゆるく取付ける。例えば、スロツト１６またはス
テムの孔３８が中心から少し離れると、ゆるく取
付けられているピンにより自動調整的に心合せ
（alignment）が行われる。これにより該ドリル
の部品が交換可能になつている。従つて、各部品
は、機構を正しく作動させるために手作業の機械
加工や仕上げを要しない。

大体円筒状の駆動体５０はドリル本体１０の基
端の中に挿入され、ドリル本体１０内で自由に回
転しかつ軸方向に滑動し得る。各駆動体５０（図
１および図１Ａ）の末端５２には、軸に沿う孔で
あつてドリル部材のステム３６の軸方向の高さよ
りも小さい長さだけ駆動体５０の中へ同軸に延び
ているもの５４が備わつている。案内孔
（pilotbore）５６が軸に沿う孔５４の底から圧縮
ばね５８を収容するのに十分な長さで駆動体５０
の中へ延びている。駆動体５０の末端では、環状
のフランジ６６が軸に沿う孔５４を取りまいてい
る。細溝６８が、環状フランジ６６の直径方向に
対向する両側に設けられている。細溝６８の深さ
はピン４０の直径よりも少し小さいことが好まし
い。

フランジ６０が駆動体５０から半径方向外方へ
かつ駆動体５０の基端の回りを円周状に延びてお
り、ドリル本体１０の対向面と向き合う支え面６
２を備えている。フランジ６０の外径はドリル本
体１０の外径とほぼ等しい。駆動体５０には駆動
体５０の基端から延びている同軸のステム（くき
部，stem）６４が備つていて、このステムは該
ドリルのチヤツクの中に受け入れられるように合
わせられる。図１と図１Ａに示した二つ駆動体間
の主な相違点は、駆動体に用いられるチヤツク・
ステムの種類である。後で別のチヤツク・ステム
を一層詳細に説明しよう。

大体円筒状のスリーブ７０が、ゆるい隙間のあ
る取付状態でドリル本体１０の外側の回りに取付
けられる。内向きに突き出た半径方向のフランジ
７２が、スリーブ７０の基端の回りに円周状に延
びている。フランジ７２は駆動体５０のフランジ
６０の基端に突き当り、スリーブ７０をドリル本
体１０の上に押した時にフランジ７２が駆動体５
０をドリル本体１０内の然るべき位置に保持する
ようになつている。支え面６２をドリル本体１０
の対する支え面に突き当てて駆動体５０を適切な
位置に保持した時に、ピン４０が孔３８から落ち
ないようにスリーブ７０がスロツト１６を覆うの
に、スリーブ７０は十分な長さである。スリーブ
７０には、スリーブ７０の上に円周に沿つて、そ
の回りに部分的に延びている隆起部７４があり、
しかもこの隆起部はドリル本体１０の凹み１４と
軸方向に並んでいる。隆起部７４は、半径方向内
方へ変形させてドリル本体１０の凹み１４と係合
させ、スリーブ７０と駆動体５０をドリル本体１
０の上に支持することができる。スリーブ７０に
は、その末端の回りに円周状にかつ外方に延びる
フランジ７３が備つていて、該ドリルの前方向へ
の動きに対するストツパーを提供している。

スリーブ７０は、滅菌用加熱に供した時に溶融
し、ドリルを分解するために取り除くと破損ない
し破壊されてしまうプラスチツク材料でできてい
る。スリーブ７０には、エチレンオキシドのよう
な通常の滅菌ガスに当てた時に脱色する化学処理
片７５を含む接着ラベル７１が取付けられてい
る。したがつて使用者は、そのドリルが分解され
たものかあるいは滅菌用の熱もしくはガスに当て
られたものかどうかを判断することができる。

プラスチツク材料は駆動体フランジ６０の基端
とフランジ７２のスリーブ内側との間に良好な軸
受面を提供し、そのためこの二つの部分は互いに
対して回転することができるようになつている。
スリーブ７０の内面も良好な軸受面で、隆起部７
４の変形された内面は凹み１４の中を自由に滑動
できる。すなわち、スリーブ７０は駆動体５０と
ドリル本体１０をともに保持するが、両部品に対
して自由に回転し、ドリル組立体を固結しようと
するものではない。

ここで本発明品の操作を図１Ａに関連して述べ
よう。駆動体５０がドリル本体１０の中で自由に
回転しかつ軸方向に滑動できるように、駆動体５
０をドリル本体１０の中に挿入した時に駆動体５
０とドリル本体１０の間に余裕のある取付けを形
成すべく駆動体５０の外径を選定する。案内孔５
６内に配したバネ５６が駆動体５０の末端を少し
越えて延びる状態で駆動体５０をドリル本体１０
の基端の中へ挿入する時、バネ５８の末端はドリ
ル部材ステム３６の基端面を支え；そして支え面
６２がドリル本体１０の相対する基端面を支える
ように駆動体５０をドリル本体内へ完全に挿入す
るときに、細溝６８はピン４０を一列に並んでク
ラツチを形成する。組立てたドリルを穴あけする
骨組織に対してドリル部材３０がばね５８の力に
抗してドリル本体内へ動くのに十分な力で押す
と、ピン４０が細溝６８の中へ滑り込み、ドリル
３０とドリル本体１０に推進的駆動を与える。ば
ね５８のばね力は外科医がクラツチを係合させる
のに楽に克服できるように選ぶ。クラツチが係合
した状態で、ドリル部材と駆動体は結合して、一
体となつて回転し骨組織を切り貫く。ピン４０は
スロツト１６の周辺面１８の側壁と相互作用し、
ドリル本体１０もドリル部材３０及び駆動体５０
とともに一体となつて回転させられるようになつ
ている。したがつてこのドリル組立体はせん孔と
もみ下げを同時に行う。

一旦ドリル部材３０が骨組織を貫通すると、ば
ね５８とスロツト１６のピン４０に対する軸方向
の力の合力がドリル部材３０を前方へ押し、その
結果ピン４０を細溝６８との係合から離脱させて
ドリル部材３０と対応するドリル本体１０がほと
んど即座に回転を停止する。

ピン４０とスロツト１６の周辺面１８の側壁２
２との相互作用が、ドリル部材３０を前方に駆り
たてようとする。軸方向の分力を生み出すことは
望ましいことである。この分力は、ピン４０が駆
動体５０の細溝６８からはずれるのを助けること
により、クラツチ機構の結合解除を加速する。

ばね５８とスロツト１６のピン４０への軸方向
の力との合力がドリル部材３０に対して前方への
偏りを十分にもたらし、それが骨を完全に穿ち貫
く直前にドリル部材３０を前へ押し出す。残る骨
が次第に薄くなるにつれて、それはドリル本体に
加えられる偏りの力の下で曲り始めるであろう。
残る骨が非常に薄くなると、偏りの力はドリル部
材３０と残つている骨を前方へ動かし、ドリルが
その骨を完全に貫通する前にクラツチを係合解除
する。

このクラツチの係合解除を一層容易にするため
に、細溝６８の縁を少々丸くしてもよいし、ある
いは各細溝の末端が各細溝の底よりも広く開くよ
うに細溝６８の両側壁が少し傾斜（tapered）し
ていてもよい。

別の態様としては、スロツト１６は三角形であ
る必要はなく、軸方向の直線であつてもよい。

さらに別の態様としては、図４に示すように円
形でもよいしあるいは楕円であつたとしてもよ
い。円形である態様の場合、ピン４０は図１の実
施態様とまつたく同様に円形スロツトの壁と相互
作用を行う。

図５に示したように、別種のクラツチを使用す
ることができる。変形ドリル部材３０１にはステ
ム３０２が備わつていて、このステム３０２には
ステム３０２からドリル部材３０１の外周を越え
て半径方向に短く延びる耳（ear）３０４がつい
ている。変形ドリル本体３１０には、ドリル部材
３０１をドリル本体３１０の中へ組立てる時に、
耳３０４が滑り込む溝３１２が軸方向に直線的
に、直径方向に向いあつて備つている。耳３０４
は、図１の実施態様について述べたと同様に、駆
動体６４の細溝６８と係合する。耳３０４と溝３
１２が軸方向の分力を作り出してクラツチの解除
を助けるように、溝３１２が本体３１０の軸に対
して傾斜し耳３０４の縁が丸くなつていてもよ
い。

図１の実施態様では、フランジの付いた環状軸
受８０を駆動体５０とドリル本体１０の内面との
間の軸受として使用できる。この実施態様では、
駆動体５０の中心部分に、その回りに駆動体フラ
ンジ６０からほぼ駆動体５０の末端まで延びてい
る円周をとりまく後退部８２が備つている。隆起
したへり８４が、後退部８２の末端と駆動体５０
の末端の間に残つている。軸受８０はその基端の
回りに円周状に延び、半径方向に延びるフランジ
８６を有し、またそれは駆動体のフランジ６０の
外径と実質的に等しい外径を有している。フラン
ジ８６は駆動体のフランジ６０の支え面６２とド
リル本体１０の基端の対向する支え面との間に配
され、駆動体５０のドリル本体１０に対する滑ら
かな回転を容易にする。軸受８０はその基端から
その末端まで延びるらせん状スロツト８８を有す
る。軸受８０は、半径方向外方向に弾性的であり
ドリル本体１０の内径よりも少し大きいゆるい外
径を有する弾性材料でできている。軸受８０のゆ
るい内径は、駆動体５０の後退部分８２の外径よ
りも少し大きい。軸受８０は駆動体５０の後退部
分８２にはまり込み、軸受８０の末端のへり８４
に対する係合並びにフランジ８６の支え面６２に
対する係合によつて軸方向の動きに対して保持さ
れる。弛緩した状態では、軸受８０はゆるい隙間
で後退部８２にはまる。組立てた駆動体５０と軸
受８０をドリル本体１０の中に挿入すると、軸受
８０は半径方向に少し圧縮されてドリル本体１０
の内面とびつたりと摩擦を生ずる接触を持ち、そ
の結果運転中に軸受８０はドリル本体１０に対し
て静止した状態にとどまろうとし、駆動体５０が
滑らかな軸受面を提供する軸受８０内で自由に回
転するのを可能にする。本発明のこの実施態様で
は、フランジ６０の厚さおよび後退部８２の直径
の寸法は、ライナ（かいもの）フランジ８６の付
加的な厚さを考慮して選んで、これらの部品が結
合手段や望ましからぬ妨害もなしにうまいぐあい
にはまり合うようにする。

ここで図２を参照すると、本発明のドリル組立
体の内部作動を示すために部分的に破断して示し
たドリル組立体の立面図が示されている。図２
は、頭蓋骨１１０の中に一部延びているドリル部
材３０であつて、もみ下げみぞ１２の前面１００
もみぞ１２がもみ下げにより生じた肩の上に載る
ように頭蓋骨の中に延びているものを示す。クラ
ツチ機構の観察することができる。ピン４０がド
リル本体の三角形のスロツト１６を通し、ドリル
部材のステムの孔３８を通し、ドリル本体１０の
他方の側面のスロツト１６（図示せず）を通して
挿入される。細溝６８の底がピン４０の外周と係
合するが、ステム３６の基端面は駆動体５０の軸
に沿う孔５４の底につかない。これに対応して、
駆動体５０の末端はドリル部材３０の向い合う基
端に突き当らない。ステム３６，孔３８，細溝６
８およびピン４０は、ピン−細溝型（pin−slot
−type）のクラツチ機構を形成し、クラツチが係
合した時にドリル部材３０に推進的駆動力をもた
らす。好ましい実施態様では、ピン４０はドリル
部材のステム３６の孔３８内に支持され、協働す
る細溝６８が駆動体５０に設けられている。軸に
沿う孔５４と案内孔５６も駆動体５０に設けられ
ている。図２では、ピン部材４０がスロツト１６
の周辺壁１８の側壁と、三角形のスロツト１６の
頂上に少し足りない所で係合しているのが認めら
れる。ピン４０はスロツト１６の中へ延びるか
ら、クラツチが係合した時にドリル本体を一緒に
動かし、その結果ドリル本体１０ともみ下げみぞ
１２がドリル部材３０とともに回転する。三角形
の周辺面１８の側部２２はピン４０とカム面を形
成し、ドリル部材３０を駆動体５０から押し離し
てクラツチを係合解除しようとする軸方向の分力
を生み出す。したがつて、ドリル部材３０の切削
面が骨を貫通する時、クラツチ機構が係合解除す
る直前に、該軸方向の分力がクラツチを係合解除
しようとすることがわかる。この力は、圧縮ばね
５８によりもたらされるばね力とともに、ドリル
部材３０の末端にある切削刃が骨組織を貫通する
やいなや、クラツチ機構を解除しドリル部材３０
とドリル本体１０を駆動体による直接的駆動から
解放する。

前述したように、ばね５８のばね力とスロツト
１６にあるピンの相互作用から生ずる軸方向の力
が一緒になつて、ドリル部材３０が骨を完全に穿
ち貫く直前に、該ドリル部材を前方へ駆り立てる
のに十分な偏りの力を提供する。残る骨はより薄
くなるにつれてこの偏りの力により曲り始め、そ
の結果クラツチはドリルが完全に骨を貫通する前
に係合解除する。それから、残つている骨の残片
は、外科医の手により注意深く除くことができ
る。

ピン４０とスロツト１６の間の相互作用から生
ずる軸方向の力は、それ自身で、ドリルが骨を貫
通する時にクラツチを解除するのに十分である
が、ばね５８を備えると好ましいことがわかつ
た。ドリルが作動していない間は、ばね５８によ
りクラツチは係合が解除された状態に保たれるの
で、外科医は穿孔すべき表面に対してドリルを積
極的かつはつきりした力で押さなければならな
い。これは外科医に対しクラツチ状態の明確な保
証を与え、安全性の特徴を付加するものである。
したがつて、クラツチの早過ぎる係合はあり得な
いし、外科医がそれを係合せんとする明確な操作
をとる時にだけ係合することができる。

また図２を参照すると、軸受８０が、駆動体の
フランジ６０とフランジの支え面６２の間で駆動
体５０の後退部８２に配置されていることを明確
に認めることができる。

半径方向に延びているフランジ８６は、駆動体
の支え面６２とドリル本体１０の対向する基端面
の間に軸受を提供し、該クラツチを係合解除した
ときに駆動体５０のドリル本体１０に対する自由
な回転を容易にする。

さらに図２を参照すると、スリーブ７０の、ド
リル本体１０の外面との相互関係を明確に知るこ
とができる。基端のフランジ７２は駆動体のフラ
ンジ６０の上面に載る。隆起部７４がドリル本体
１０上の凹み１４と一致するようにスリーブ７０
を押すと、ばね５８がドリル部材のステム３６の
対向面を圧する。次いで隆起部７４を凹み１４の
中へ変形させると、駆動体５０が適切な位置に保
持される。隆起部７４は機械的にまたは超音波溶
接によりまたは他の適切な方法によつて変形すれ
ばよい。この好ましい実施態様の隆起部材７４
は、環状の凹み１４の回りで部分的にのみ延びて
いる。しかし、隆起部７４が凹み１４の回りに、
完全に環状に延びることも可能である。

ここで図３を参照すると、本発明のドリル組立
体が、クラツチを係合解除にした状態で示されて
いる。一旦ドリル部材３０が骨組織を貫通した
ら、ばね５８およびピン４０とスロツト１６の相
互作用から生ずる軸方向の力がステム３６を前方
へ駆り立て、ピン４０が細溝６８からはずれる。
駆動体５０は回転し続けることができるが、クラ
ツチが係合解除した状態ではドリル部材３０もド
リル本体１０も回転を停止する。

代わりのチヤツク・ステム（chuck stem）６
４′を、特に図２と図３に示す。このチヤツク・
ステムはハドソン・ステム（Hudson stem）と
して知られる。大体円筒形の基部１２０が駆動体
のフランジ６０から延び、駆動体のフランジ６０
の直径より少し小さい直径になつている。大体円
錐形のステム１２２が基部１２０から同軸に延
び、駆動体５０の基端（上端）へ向つて半径方向
内向きに次第に細くなる（taper）。基部１２０と
ステム１２２が出合う位置では、たな１２１が形
成される。逆円錐形の部分１２４がステム１２２
と同軸に延び、駆動体５０の基端へ向つて半径方
向外向きに次第に太くなつている（taper）。ステ
ム１２２と逆円錐状ステム１２４が出合う所で、
たな１２６が形成されている。

逆円錐形のステム１２４は、大体内筒形の部分
１２８で終つている。円筒形部分１２８と逆円錐
部分１２４が出合う所では、たな１３０が形成さ
れる。基部１２０の直径方向に向い合つた部分が
削り取られていて、たな１２１がドリルのチヤツ
クの中に受け入れられるキー（key）を形成する
ようになつている。平らな部分１３１がステム１
２２に残る。

骨組織の穴あけに従事する使用者により加えら
れる軸方向の力が駆動体５０を介して主ドリル部
材３０ともみ下げのドリル本体１０に伝えられる
ことが、図２から理解できる。駆動体５０に加え
られる軸方向に力の一部は、駆動体のフランジ６
０と軸受のフランジ８６を介してドリル本体１０
に伝えられる。駆動体５０に加えられる軸方向の
力の残りは、ピン４０を介して主ドリル部材３０
に伝えられる。かくして、ドリルが骨組織を切削
している間、十分な力が本体１０のもみ下げみぞ
１２と主ドリル部材３０の主たる切削面３２に伝
えられる。主ドリル部材３０が骨組織を貫通する
と、ドリルに加えられる軸方向の力すべてがもみ
下げみぞ１２の前面１００に伝えられることにな
る。みぞ１２はもみ下げ穴の底にとどまつてドリ
ル機構を支え、主ドリルが頭蓋骨を貫通して離れ
ると該ドリルの他の部分が頭蓋骨の凹みへ前進し
ないようにする。

本発明を特定の好ましい実施態様に関連して述
べたが、当業者ならば本発明の範囲から逸脱する
ことなく一定の改変をなし得ることを理解でき
る。したがつて、本発明を特許請求の範囲に記載
したままの概念に限定しようとするものではな
い。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の頭蓋骨用ドリルの組立て斜視図
を示し；図１Ａは本発明の別の実施態様の組立て
斜視図を示し；図２はクラツチが係合した状態に
ある本発明の頭蓋骨用ドリルの断面立面図を示
し；図３はクラツチが係合解除した状態にある本
発明の頭蓋骨用ドリルの断面立面図を示し；図４
はドリルの一部の改変した実施態様の一部の立面
図を示し；図５は該ドリルの更に別の改変実施態
様の破断斜視図を示す。 １０……ドリル本体、１２……もみ下げみぞ、
１６……スロツト、３０……ドリル部材、５０…
…駆動体、７０……スリーブ、１１０……頭蓋
骨、３０１……ドリル部材、３１０……ドリル本
体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 末端に切削面を有しかつ基端を有する概ね円
   筒状の主ドリル部材と； 前記ドリル部材の基端に対向しうる関係で配置
   された末端を有しかつ基端を有する概ね円筒状の
   駆動体であつて、駆動体の基端から突出しドリ
   ル・チヤツクへ挿入するように適合されたステム
   および基端の回りを半径方向外方へ延びるフラン
   ジを有する駆動体； 前記ドリル部材および前記駆動体を滑動可能に
   かつ回転可能に受け入れる概ね環状のドリル本体
   であつて、ドリル本体の壁面に開口を有し、ドリ
   ル本体の基端が支え面を有して、前記フランジに
   対向する前記駆動体のドリル本体内に嵌入する度
   合いを制限するドリル本体； 対向する、前記主ドリル部材の基端と前記駆動
   体の末端に協働的に設けられた細溝とピンよりな
   るクラツチ手段； 前記ドリル本体の周りに配され、前記ドリル本
   体の壁面にある前記開口を覆い、そして前記駆動
   体上の半径方向に延びるフランジと突き当たるた
   めの半径方向内方に延びるフランジをその基端に
   備えている環状のスリーブならびに； 前記スリーブの外側に装置が殺菌剤に接触した
   かどうかを示すための手段； とからなり、 前記クラツチ手段が、前記ドリル部材の基端か
   ら軸方向に突出し、前記ドリル部材の直径よりも
   小さい直径を有する円筒状ステムを備えており； 前記ステムは概ね半径方向に貫き延びる孔を有
   し； 前記駆動体がその末端へ前記ドリル部材のステ
   ムの高さよりも小さい長さだけ延びる軸に沿う孔
   であつて前記ドリル部材のステムを隙間のあるは
   まりあいで受け入れるように適合した孔を有し、
   前記孔が前記駆動体の末端の周りに環状フランジ
   を残しており； 細溝が、前記駆動体の末端にある前記環状フラ
   ンジに半径方向に、前記軸に沿う孔と連絡して延
   びており； ピンが前記ドリル本体の壁面の開口を通して前
   記ステムの半径方向の孔の中へ延びていて、前記
   駆動体と前記ドリル部材を結合して一緒にさせる
   ときに前記駆動体の細溝の中に受け入れるように
   適合しており； 前記ドリル本体の壁面にある開口の周辺が概ね
   三角形のカム面を形成し、前記三角形の底辺が前
   記ドリル本体の円周に平行になつており、前記三
   角形の側辺が前記ドリル本体の軸に対して一定の
   角度をなしており； そしてそれにより、前記クラツチが係合される
   時に前記ピンが前記駆動体の細溝と係合して前記
   駆動体と前記ドリル部材を一体として回転させ、
   そして骨組織の中へ穿孔させ； 前記クラツチが係合解除される時に前記ピンが
   前記細溝からはずれて、ドリル部材が骨組織を貫
   通する時に前記ドリル部材を、前記駆動体が回転
   したままで、静止した状態にし； 前記ドリル部材と前記駆動体を結合して一体に
   する時に、前記ピンが前記三角形のカム面の一方
   と係合し； 前記ドリル部材が前記骨組織を貫通し前記クラ
   ツチが解除し始める時に、前記ピンが前記三角形
   のカム面の側面に沿つて乗り、カム面とピンの間
   の力の軸方向の分力が前記ドリル部材を前記駆動
   体から離れるように駆動して前記ドリル部材が前
   記駆動体からはずれるのを促進し、より迅速に前
   記クラツチ手段を離脱させ、そしてそれにより前
   記ドリル部材が骨組織の内部に位置する組織ある
   いは器官を損傷するするおそれを減少させる骨組
   織穿孔装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の装置であつ
   て、前記駆動体の横断的細溝が、前記駆動体の末
   端にある前記フランジを完全にわたつて半径方向
   に延びており、前記ピンが前記ドリル部材のステ
   ムを完全に貫いて延びてドリル部材ステムの両側
   で駆動体を横断的細溝と係合するもの。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の装置であつ
   て、前記ドリル本体の壁が、それを貫き延びる直
   径方向に対向した開口を有するもの。 ４ 特許請求の範囲第２項に記載の装置であつ
   て、前記ドリル本体が、その末端から延びるはし
   ぐり切削刃であつて、前記主ドリル部材の切削刃
   をして前記はしぐり刃の末端を越えて軸方向へ、
   前記ドリル部材および前記駆動体を前記クラツチ
   手段によつて係合して一体にさせる時に、所望の
   はしぐりに等しい長さだけ伸ばすに充分な長さを
   延びているはしぐり切削刃を備えているもの。 ５ 特許請求の範囲第１〜４のいずれかの項に記
   載の装置であつて、前記ドリル本体の基端が支え
   面を備え； 前記駆動体が前記ドリル本体の支え面に対面す
   る前記駆動体の基端の回りに概ね半径方向に延び
   るフランジを備え； 軸方向の案内孔が前記駆動体の中へその末端か
   ら延びていて、前記ドリル本体のステムの直径よ
   りも小さい直径を有しており； 圧縮ばねが前記案内孔の底につくように入れら
   れ、前記駆動体と前記ドリル部材の離脱を促して
   前記クラツチ手段の係合に対して抵抗する力（こ
   の力はドリル部材を骨組織の上に置き、穿孔が始
   まるときに克服される）を生むように前記ドリル
   部材を圧し； 前記圧縮ばねが、前記ドリル部材が骨組織を貫
   通する時に前記クラツチ手段を離脱するのを助け
   るもの。 ６ 特許請求の範囲第５項に記載の装置であつ
   て、前記駆動体がその末端の回りに延びる隆起し
   た環状フランジを備え； 弾性材料からなる概ね環状の軸受がそれに沿つ
   て延びるらせん状スロツトを有し、そのために前
   記軸受が半径方向に弾力的であり； そして半径方向に延びるフランジであつて実質
   的に軸受の一端の円周に延びているフランジを有
   し； 前記軸受が、前記駆動体の回りで、前記の隆起
   した末端フランジと前記の半径方向に延びる基部
   のフランジとの間に配されていて； それにより前記軸受と前記駆動体を前記ドリル
   本体の中へ挿入した時に、前記の弾性軸受が広が
   つて前記ドリル本体の内壁と緊密な摩擦のある接
   触をしそして前記駆動体がその中で自由に回転で
   きるようにし、前記軸受の環状のフランジが前記
   駆動体の基部フランジの対向する表面と前記ドリ
   ル本体の端にある隣接する支え面との間に軸受面
   を提供するもの。 ７ 特許請求の範囲第１〜６項のいずれかの項に
   記載の装置であつて、 凹みが前記ドリル本体の外面の回りに少なくと
   も部分的に延びていて、前記駆動体と前記ドリル
   本体を一緒に保持してそれらが軸方向に離れない
   ようにするために、前記スリーブの変形可能な部
   分を受け入れるように適合しているもの。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載の装置であつ
   て、前記スリーブが、前記穿孔装置を分解するた
   めに該スリーブを除くならば、壊れてしまう材料
   からなるもの。 ９ 特許請求の範囲第１項に記載の装置であつ
   て、前記ピンが前記ステムの孔の中へ隙間をもつ
   てはまり、それにより前記ピンと前記細溝が少し
   中心からずれたら自己補正の効果を生みだすも
   の。 １０ 特許請求の範囲第１項に記載の装置であつ
   て、前記駆動体の横断細溝の深さと前記ドリル部
   材のステムの孔の位置が協働し、前記ピンがステ
   ムの孔の中の適所にあつて駆動体の細溝と係合す
   る時にドリル部材のステムの基端が前記駆動体の
   軸上の孔の底につかないようになつており、駆動
   体の末端面がドリル部材の対向面に突き当たらな
   いもの。 １１ 特許請求の範囲第１項に記載の装置であつ
   て、前記ドリル本体が前記ドリル本体の末端には
   しぐり切削面を備え； 前記ドリル本体のはしぐり切削面の末端が、前
   記ドリル部材と前記駆動体を結合させて一体にし
   た時に必要なはしぐり長さをもたらすように、前
   記ドリル部材の末端から基部方向へ間隔を置いて
   いるもの。 １２ 特許請求の範囲第１項に記載の装置であつ
   て、圧縮ばねが前記ドリル部材と前記駆動体の対
   向面の間に、これら二つを離し、抵抗力（この力
   はドリル部材が骨組織に対して圧せられ、穿孔が
   始まるときに克服される）を生み出すために配置
   されているもの。