专利名称：具有方便精调或粗调配件轴伸出长度的耦合组件的用于旋转配件轴的医学/手术动力手 ...的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种被选择性地附连配件的手术工具系统。更具体地，本发明涉及一种手术工具系统和附属配件，它们协同构造成允许配件相对于手持器具的纵向位置被选择性地精设置或粗设置。
背景技术：
在现代手术中，医学人员可供使用的最重要器械之一是动力型手术工具。典型地， 该工具包括某种类型的手持器具，其中马达被容置。紧固于手持器具的是配件，其被设计成在手术部位应用于患者，以便完成特定的医学任务。一些动力型手术工具配备有钻头或锉， 用于向硬质组织中切孔或用于选择性地去除硬质组织。还有动力型手术工具配备有锯片， 作为切割配件。这些工具被用于分开大块硬质和/或软质组织。在患者身上使用动力型手术工具的能力减轻了医师和其它医学人员在对患者实施各种处理过程时的身体紧张。另外，利用动力型手术工具，同使用以前的手工同类工具相比，大多数手术过程能够更快且更精确地完成。以引用方式并入本申请的本申请人受让的1999年3月30日授权的名称为 "MULTI-PURPOSE SURGICAL TOOL SYSTEM” 的美国专利 No. 5，888，200 公开了一种手术工具系统，其被设计成多种不同的用途。该工具系统包括手持器具，其中马达被容置。手持器具包括第一耦合组件，用于选择性地将配件的轴耦合至马达轴。该手持器具包括第二耦合组件。该第二耦合组件用于将附连元件选择性地紧固至手持器具的前端。该附连元件可以包括其自身驱动轴和配件耦合组件。这些附连元件有细长的附连元件、角形附连元件和/ 或能够致动锯片。因此，提供这种类型的工具系统的一个优点是单一手持器具可被用于驱动大量不同的切割配件，并且便于以特定手术过程必须或理想的方式将配件定位在手术部位。与这种类型的手术工具系统一起使用的流行的切割配件包括钻头和锉。这些切割配件中的每个典型地具有头部，其形成配件的实际组织去除件。轴从头部向后延伸。轴是切割配件的这样的组成部件，即耦合组件围绕着轴锁定。与上面描述的系统相关存在一个局限。这种系统的耦合组件被设计成使得切割配件只能紧固在相对于手持器具的单一固定位置。这种构造的一个问题是，医师常会发现在相对于手持器具定位切割配件头部时具有一定程度的灵活性是有利的。此前，为了提供这种灵活性，必须提供一组具有相同切割头部的切割配件。配件之间的差异是它们的附属轴的长度。当医师希望配件的头部被相对靠近手持器具定位时，其在手持器具中安装具有相对较短的轴的切割配件。如果医师希望配件的头部与手持器具分开一段距离，其将具有相对较长轴的切割配件安装在手持器具中。另外，在手术过程中，医师可能希望在手术部位使用不同的工具以接触到不同的部位。或者，医师在他们如何理想地观测手术部位和/或操控他们的手术工具方面各有各的嗜好。为了适应于这些变化，手术工具系统配备有各种部件，所采用的部件只在几何形状和/或尺寸不同，以便将手持器具马达传声的动力传递至相关的切割配件。例如，描述于前面引用的美国专利No. 5，888，200中的工具系统具有不同长度的附连元件和附连元件，它们的远端部是从相关的手持器具壳体笔直或成角度伸出。如果医师需要接触到靠近患者皮肤的手术部位，其需要使用中等长度的附连元件。或者，如果医师必须接触到深入患者体内的手术部位，医师需要使用长的附连元件。该附连元件，同中等长度附连元件相比，将切割配件的头部保持与手持器具相隔的相对长距离。角形附连元件也可使用。这些附连元件被用于将切割配件保持在从手持器具的纵向轴线偏离的角度。角形附连元件被用于将切割配件定位在难以到达的手术部位和/或向医师提供对手术部位的备选的视场。显然，可以使用这些不同的附连元件，对医师而言是有利的。然而，这些附连元件内部的耦合组件通常安置在与它们的头部端、它们的远端、配件的轴伸出的端部相隔不同的纵向距离。为了使用这些附连元件，必须为切割配提供件相同的头部，但具有不同长度的轴。具有长度较短的轴的配件被装配在附连元件中，其中耦合组件被定位在与它们的远端开口分隔相对较短距离。具有较长长度的轴的配件被装配在附连元件中，其中耦合组件被定位在与它们的远端开口分隔较长距离。这是为什么有时在单一手术过程中必须可供使用只在它们的轴长度上彼此不同的多个不同切割配件的另一个原因。与切割配件例如钻头和锉相关的另一限制有关这样的事实，即有时多个不同的配件以套组的形式封装。这些配件被封装在一起，因为在手术中医师可能希望看到整组的可供使用的配件。或者，在启动手术过程之前，多个不同的配件分别被拆开包装，并且以成组的方式码放以供医师使用。同样，这使得医师能够看到并且容易触及多个不同的配件。然而，在手术过程中，医师经常不使用从它们的消毒包装中拆开的全部切割配件。 配件在用后典型地被弃置。这是因为这些配件的切割头部被至少局部磨损。然而，在手术之后，可能有一或多个暴露的切割配件未被使用。这些配件可在新的手术中使用，如果在重新使用之前被消毒以便去除它们因暴露给环境而可能沾染的任何污物的话。在用于消毒这些配件的过程中，它们被加热至大约132°C的温度，并且经受2. 1巴的压力的水蒸汽处理。这些配件由工具钢制成，因为工具钢制成的切割面同不锈钢制成的切割面相比磨损速度低。 此外，工具钢同替代性材料如硬质碳钢相比价格更低。然而，在上面描述的消毒过程中，工具钢趋向于褪色。这种褪色是医学人员不希望看到的。因此，医学人员不愿意使用这些未用过的高压锅消毒配件，即使它们的质量和卫生程度与从制造商封装中刚刚取出的配件相同。因此，这些未使用过的配件有可能被弃用，即使它们在蒸汽消毒后能够被用于后续的手术中。弃置这些切割配件，即使它们还没被用过，也是资源的浪费。本申请人受让的美国专利No. 6，562，055提供了一种手术工具系统，切割配件被选择性地附连在其上。‘055专利中描述的手术工具系统包括专门设计的具有限位特征的切割配件。如‘055专利的图40和41中所示，限位特征包括从切割配件轴的外圆周壁向内延伸的切口。这些切口与锁定机构协作，该锁定机构允许配件相对于手持工具的纵向位置可被调节。相对位置可以在各切口限定的位置之间调节，并且这些位置之间的距离等于切口之间的纵向距离。因此，在‘055专利的系统中，相对位置只能以等于该距离的增量来调节。 实践中，已经发现这些限位特征不得不相隔最小2. 4mm的距离。如果限位特征之间相隔的距离更小，则各特征因此而变小。手持器具耦合组件的互补耦合特征可能就不能在足够大的表面区域上抓住限位特征了，从而不能确保从手持器具耦合特征向配件轴传递扭矩。
发明内容
本发明涉及一种新颖且实用的手术工具组件。本发明的工具组件包括带有马达的手持器具。马达可以是电动的或气动的。输出驱动轴连接着马达一体的转子，以便与转子一起旋转。耦合组件将切割配件的轴可释放地保持在输出驱动轴上，从而配件轴与输出驱动轴一起旋转。耦合组件包括多个锁定元件。锁定元件既沿圆弧方向彼此相隔，又沿输出驱动轴的纵向轴线彼此相隔。本发明的另一方面在于，配件的几何形状被设计成与上面描述的手术工具一起使用。配件包括细长轴，头部，和多个限位特征。细长轴具有远端，近端，和纵向轴线。头部在远端连接着轴。多个限位特征布置成多重限位特征的列。这些列围绕配件轴沿圆弧方向相隔。限位特征被进一步排列成使得一列中的限位特征相对于相邻列中的限位特征纵向偏置。使用本发明的工具系统，可以通过在配件轴上推或拉而调节配件轴从耦合组件向前延伸的距离。这个动作引起每个锁定元件依次接合单一限位特征列中的限位特征。这种调节将导致轴的调节单位等于单列中的限位特征的纵向间隔，从而粗调轴的伸出/缩回距离。或者，可以通过旋转配件轴而调节配件轴伸出/缩回距离。这个动作导致每个切割配件锁定元件接合第一列中的限位特征，然后接合邻近第一列的第二列中的限位特征。相邻特征列之间的轴限位特征间纵向间距小于单一列中的特征之间的间距。这样，重新设定配件轴位置导致比粗调过程更小的增量变化，即轴位置的精细变化。在本发明的又一方面，提供了一种DC无刷马达，其具有壳体，线圈组件，转子，和扇块磁体组件。线圈组件连接着壳体。线圈组件具有套筒和围绕套筒交替布置的多个绕组。 绕组由具有大致矩形横截面的电线构成。转子具有内孔，并且可旋转地连接着壳体。扇块磁体组件布置在内孔中。
通过下面结合附图考察的详细描述，本发明的其它优点可被更清楚地展现出来并且被更好地理解，在附图中图1是根据本发明的一种实施方式的工具系统的基本组成元件的俯视图；图2是本发明的工具系统的包含耦合组件的附连元件的横截面图；图3是附连元件的分解图；图3A是附连元件一体的锁致动器的透视图；图;3B是锁致动器的俯视4是图3中的附连元件的横截面图；图5是图1中的工具系统的手持器具的分解图；图6是图5中的手持器具的横截面图；图7是手持器具的耦合组件的分解图；图7A是锁释放环的透视图；图8是图7中的耦合组件的横截面图8A是耦合组件套环的第一横截面图；图8B是在从图8A中的视图所截取的平面转动90°的平面中所作的耦合组件套环的第二横截面图；图8C是手持器具轴承组件的横截面图；图9是本发明的马达转子和手持器具的耦合组件的一部分的分解图；图10是本发明的马达转子和手持器具的耦合组件的一部分的横截面图；图IOA是耦合组件棘轮弹簧的透视图；图IOB是棘轮弹簧在包含弹簧纵向轴线的平面中所作的横截面图；图11是图1中的工具系统的电缆组件的分解图；图12是手持器具内部的电缆和马达的横截面图；图12A是图12中的铁芯叠片盖的横截面图；图13是图11中的电缆组件的第二部分的横截面图；图14A是图1中的工具系统的锁弹簧的第一横截面图；图14B是图14A中的锁弹簧的第二横截面图；图14C是图14A中的锁弹簧的近端视图；图15A是图1中的工具系统的驱动轴的侧向横截面图；图15B是图15A中的驱动轴的侧视图；图15C是图15A中的驱动轴的第二横截面图；图16A是图1中的工具系统的切割配件的侧视图；图16B是图16A中的切割配件的端部放大图；图16C是图16B中的切割配件的端部俯视图；图16D是图16C中的切割配件的端部的横截面图；图17A是根据本发明的一种实施方式的线圈组件的视图；图17B是图1中的工具系统的马达的横截面图；以及图17C是图17A中的线圈组件的绕组之一的第一视图。
具体实施例方式图1和2示出了本发明的手术工具系统30的基本组成元件。系统30包括手持器具32，其中马达34(以虚线表示)被容置。附连元件36被可旋转地和可移除地装配在手持器具32的前部远端上。手持器具32包括管形壳体52，其形成手持器具的外壳。套环58 从壳体52的远端向前延伸。耦合组件38布置在手持器具32内。耦合组件38可释放地将配件40保持在系统30的其余部分上。配件40可以是切割工具，锯片，钻头，锉装置，或其它类型的配件，或者可以将附连元件提供至另一装置(未示出)。耦合组件38还将手持器具马达34产生的旋转动力传递至配件40。耦合组件38还将附连元件36可释放地保持在手持器具32上。配件40包括头部42。头部42是配件40的作用于手术部位的部分。轴44与头部 42 一体地形成，并且从头部的基部向后延伸。耦合组件38传递手持器具马达34产生的旋转动力至配件40。耦合组件38和轴44还被组合设计成使得配件轴44延伸到耦合组件前侧的长度可通过粗调或精调(见下文)选择性地设定。这种选择能力允许医师调节切割配件头部42延伸到手持器具32前侧的长度。在本申请中，可以理解，“向前"、“前"和"远侧"是指朝向配件头部42的方向，“向后"、“后"和"近侧"是指朝向手持器具32的最远离配件头部42的端部的方向。首先参看图2和3，可以更详细地了解附连元件36的结构。附连元件36包括鼻部 50和基段56。鼻部50是大致管形的，从而具有轴向延伸的内孔49。基段56安置在鼻部 50后面。基段56的直径大于鼻部50，并且具有轴向延伸的贯通内孔57。在本发明的许多型式中，鼻部50通过螺纹紧固在基段内孔57的远端中的配合内孔中(配合内孔未被赋予标记)。附连元件36被转动，以将手持器具耦合组件在运转状态和加载状态之间移动，在运转状态，耦合组件保持着切割配件40以便旋转，在加载状态，配件40可从手持器具32移除或安装至手持器具32。此外，当耦合组件38处在加载状态时，配件40相对于手持器具32 的纵向位置可通过粗调或精调而被选择性地设定。如最佳示于图2、5和6，手持器具壳体52大致为管的形式，其在彼此相反的近端和远端敞开。在近端，壳体52具有螺纹配合内孔53 (螺纹未示出)。在远端，壳体52被形成为具有螺纹配合内孔55 (螺纹未示出)。这两个配合内孔53和55的直径略微大于穿过壳体的空隙空间的直径。转子60，作为马达34的一部分，被可旋转地装配在手持器具壳体52 内部的空隙空间中。转子60，如最佳示于图8，具有圆柱形主段62。茎杆64从主段62向后延伸。茎杆64的外径小于主段62的外径。轴向延伸的端部封闭的内孔68从转子主段60 的前端延伸。轴向延伸内孔68保持着下面讨论的扇块驱动磁体组件。从图6和8可以看出，转子60连接着输出驱动轴76。输出驱动轴76通过套筒形前部转子端件71被紧固装配至转子60。输出驱动轴76由单块金属形成，其被成形为具有圆柱形的实心茎杆段78。输出驱动轴76的茎杆段78被压配到前部转子端件71的内孔中。转子端件71则被压配到转子60的内孔68中。这种耦合配置确保了转子60和输出驱动轴76 —起旋转。输出驱动轴76被进一步形成为具有主段82，如最佳示于图15A和15B，其安置在茎杆段78的前侧。茎杆段78和主段82被形成为具有圆形横截面轮廓。此外，可以理解， 输出驱动轴76的外径不是沿着轴的长度恒定的。围绕茎杆78和主段82的邻近部分，轴76 具有外圆形壁137。在壁137的前方，围绕主段的大约中部，轴76具有外圆形壁139。壁 139的直径大于壁137。外圆形壁141是输出驱动轴的最靠前外圆形壁。壁139的直径大于壁137的直径。如示于图15B，并且仅仅是出于制造方面的原因，压配台阶形成在轴76的相反两端，形成在邻近壁139的近端，内切部形成在壁137和139之间，且内切部形成在壁 139和141之间。轴承组件70，如最佳示于图6和8，延伸在驱动轴圆形壁137和轴承壳80的邻近内周壁之间。轴承壳80是大致管形件，其布置在手持器具壳体52的敞开远端中并且从其向前延伸。轴承组件70因此将转子60的前端可旋转地保持在手持器具壳体52中。转子茎杆段64被可旋转地保持在同样布置在手持器具壳体中的圆形接收板110上。输出驱动轴76形成有轴向延伸的端部封闭的内孔74，其从茎杆段78的前端向后延伸至轴前面。内孔74是耦合组件38的内部空间，在其中切割配件轴44的近侧后端被装配。参看图3和4，可以看出，附连元件36还包括锁致动器84、0型环86、轴承保持器88和复式轴承对90。锁致动器84，现在参看图3A和进行描述，大致呈环的形式，并且从基段56向后朝向近侧延伸。在本发明的一种型式中，锁致动器84通过螺纹紧固在基段56 的近端上。锁致动器84被形成为在外表面上具有一对对称地相对的凹槽83。每个凹槽83 以螺旋的形式从锁致动器84的近端向上延伸。每个凹槽83被进一步形成为在凹槽的远侧封闭端具有向下延伸段，从而在锁致动器84中限定出卡止部85。锁致动器84被进一步形成为在外表面中具有第三凹槽，即凹槽87。凹槽87在凹槽83的前方围绕锁致动器84的外表面沿圆周方向延伸。附连元件鼻部50接收切割配件轴44。鼻部50具有末端部87，其为鼻部的最靠前端部。末端部87限定出通向前端内孔49的开口。靠近于末端部87，鼻部50被形成为使得内孔49的直径略微大于配件轴44的直径。复式轴承对90布置在前端内孔49中，以使得最靠前轴承的外滚道支靠于鼻部50的限定出内孔49的内部环形表面。复式轴承对90提供了配件轴44和附连元件36之间的旋转配合。轴承保持器88是大致C形件，在组装附连元件36之前，其外径大于鼻部内孔49的直径。将轴承保持器88坐靠在前端内孔中，可将保持器88压缩保持在前端88中。当装配在鼻部50中时，轴承保持器抵接轴承对90的最近侧部分，以将轴承对90保持就位。装配就位的保持器88的内径小于配件轴44的外径。0型环86布置在锁致动器凹槽87中。附连元件锁84与套环58 (和其它部件)一起工作，以将配件40锁定就位。特别参看图6、11和12，可以看出，电缆组件92从手持器具32朝向近侧延伸。通过导体电缆96，电缆组件92提供电能至马达34。电缆组件92包括压缩环98和卡箍100。 后盖94布置在手持器具壳体52的近端开口上。后盖94包括孔眼104，穿过其电缆96延伸到手持器具32中。卡箍100包括管状侧缘101，其外径允许卡箍松弛地滑动装配到手持器具壳体52内。可变形的指杆106从卡箍侧缘101的后端向后朝向近侧延伸。指杆101向内缩减，并且彼此沿圆周方向相隔。压缩环98具有外圆柱形表面，其配备有螺纹(未示出)。 压缩环98还具有轴向延伸的贯通内孔97。环98被形成为使得贯通内孔97不具有恒定直径。相反，压缩环98被形成为使得内孔97具有锥度，即内孔97的直径在环的近端比在远端小。此外，沿着内孔的长度，内孔97的直径略微小于卡箍指杆106的外周限定出的锥体的直径。当手持器具32被组装时，电缆96的远端被进给穿过盖孔眼104，卡箍指杆101之间的环内孔97，并且延伸到卡箍侧缘101的前面。电缆96内部的导体被附连至马达34的绕组108(图17A)。上述子组件被布置在手持器具壳体52中。压缩环98通过螺纹紧固在壳体配合内孔53中。压缩环98的旋转导致环的限定出内孔97的内表面压靠于卡箍指杆 106。卡箍指杆106因此被向内挤压。作为卡箍指杆106向内移动的结果，指杆压缩保持电缆96就位。当压缩环98被如此紧固于手持器具壳体52时，环的近端向后延伸出壳体的近端。 后盖94通过螺纹紧固在压缩环98的暴露螺纹外表面上。布置在卡箍侧缘101内的是柔性电路。在图3中，柔性电路113被示于组装折叠状态。柔性电路113承载着用于控制马达34致动的部件，这些与本发明不相关。这些部件之一在图4中以矩形块113a示意性表示。在本发明的一些型式中，在手持器具32被部分地组装后，灌封化合物(未示出)被注入卡箍侧缘101中，以便封装柔性电路113。
特别参看图11和13，电缆96的近端连接着阳连接器组件116。阳连接器组件116 插入适宜的插座或电源(未示出)，以便提供电能至手持器具32。一种这样的组件公开于本申请人受让的美国专利文献US 2007/0250098 Al,"MOTORIZED SURGICAL HANDPIECE AND CONTROLLER FOR RE⑶LATING THE HANDPIECE MOTOR BASED ON THE INDUCTIVELY SENSED DETERMINATION OF MOTOR ROTOR POSITION”，其内容以引用方式并入本申请。在所示出的实施方式中，阳连接器组件116包括电缆主体118，阳触点块120，柔性电路122，插座套管 124，接地条126，垫圈128，和保持器螺母130。保持器螺母130和套管120接收导体电缆的端部。导体电缆96的组成电线通过柔性电路122电连接着阳触点块120的插针132。阳连接器组件116中的各组成元件被卡扣在一起。耦合组件38将被更详细描述。具体地讲，如最佳示于图8和8C，可以注意到轴承壳80被形成为具有圆柱形头部81。头部81的外表面形成有螺纹(未示出)。轴承壳80 被形成为使得头部81可被螺纹紧固到壳体配合内孔55中。构成手持器具32的各个元件进一步形成为使得当轴承壳80被如此紧固在壳体52上时，轴承壳头部的一部分从壳体向前延伸。轴承壳被进一步形成为具有套筒形侧缘75，其从头部81向后延伸。侧缘75的尺寸设置成具有外径，其允许侧缘松弛地滑动装配在延伸穿过壳体52的圆柱形空隙空间中。多个同轴内孔延伸穿过轴承壳头部81。第一内孔，即内孔145，从轴承头部81的近端向前延伸。内孔145因此连续着轴承壳侧缘75中的圆形空隙空间。从内孔145向前延伸的是内孔147。内孔147的直径小于内孔145的直径。第三内孔，即内孔150，从内孔 147向前安置，并且形成通向轴承壳80中的远端开口。内孔150的直径大于内孔145的之间。参看图8A和8B，可以看到套环58被形成为具有多个同轴、恒定直径的内孔，它们一起首尾相接地延伸穿过套环。第一内孔，即内孔59，从套环58的远端向后延伸。第二内孔，即内孔61，从内孔59的近端延伸。内孔61的直径大于内孔59。第三内孔，即内孔63， 从内孔61的近端延伸，以形成通向套环58中的近端开口。内孔63的直径大于内孔61的直径。虽然未示出，套环58的限定出内孔63的内环形壁配备有螺纹。虽然未被赋予标记， 出于加工的目的形成在内孔61和63之间的内切部被示出了。套环58被进一步形成为具有凹槽65。凹槽65沿着套环58的限定出内孔61的内环形壁纵向延伸。一对彼此相反的径向相对通孔162延伸穿过套环进入内孔59。套环58 的内部设有一对凹陷163，位于限定出内孔59的环形壁中。每个凹陷163围绕相应的一个单独的通孔162延伸。当手持器具32被组装时，套环58的限定出内孔63的近端通过螺纹紧固在轴承壳头部81的从壳体52向前延伸的部分上。图9和10提供马达转子60和耦合组件38的组成部件的更详细图示。一或多个垫圈134安置在转子端件71和轴承70之间。轴承70的内滚道的相反侧配合抵靠在外圆形壁137和外圆形壁139之间的输出驱动轴76上的台阶上。轴承70的外滚道的前向边缘支靠于内孔145和147之间的轴承壳80中的台阶上。棘轮弹簧136布置在输出驱动轴76的外圆周壁139上。棘轮弹簧136由单块金属形成，例如465不锈钢。参看图10A和10B可以看到，锁弹簧包括环形基部182和从基部向前分隔的环形头部186。螺旋弹簧元件184延伸在基部182和头部186之间。更具体地，弹簧元件184被形成为可变形，从而头部186可被朝向基部182压缩。棘轮弹簧136被进一步形成为使得基部182的内径允许基部182被围绕轴的外圆柱形壁139压配紧固。棘轮弹簧的弹簧元件184和头部186具有共同的内径，其大于基部182的内径。弹簧元件184 和头部186的较大内径允许这些部件在轴的外圆柱形壁139上纵向移动。棘轮弹簧136被进一步形成为使得头部186的朝向远侧的环形表面不是平面结构。相反，头部被形成为使得该表面具有三个等角度圆弧形台阶188、190和192。台阶188 是最前侧台阶。台阶190安置在台阶188后面，台阶192安置在台阶190后面。台阶188-192 组合起来形成一个圆，其在沿一个方向旋转时台阶190随从于台阶188 ；台阶192随从于台阶190 ；而台阶188随从于台阶192。棘轮弹簧136还还被成形为使得三个相同形状的缺口 194从头部186的内圆形壁向内延伸。每个缺口 194从相应的一个台阶188、190和192的顶表面向后朝向近侧延伸。 因此，缺口 194都彼此角向和纵向相隔。每个缺口 194相对于该缺口相关的台阶188、190 或192对中。每个缺口 194被形成为使得沿着垂直于弹簧136纵向轴线的平面截取的缺口横截面具有弯曲轮廓。然而，缺口 194不具有恒定宽度或深度。随着每个缺口 194从相关的台阶188、190或192的顶部朝向近侧延伸，缺口的深度和宽度都减小。任何缺口 194，即使是与台阶192相关的缺口，都没有延伸经过弹簧头部186的全长。参看图15A和15B，可以看出输出驱动轴76在主段82中具有内孔138。主段82 包括多个孔眼140。在本发明的一个方面，主段82包括奇数个孔眼140。孔眼140延伸穿过轴外周壁139。在所示出的实施方式中，主段82包括第一、第二和第三孔眼140A、140B、 140C。如图所示，各孔眼140绕输出驱动轴76的轴线142等距相隔。例如，在所示出的实施方式中3个孔眼140彼此轴向相隔120°。此外，孔眼140沿着轴线142纵向相隔。在所示出的实施方式中，没有任何两个孔眼140定心在同一个垂直于轴线142的平面中。在一种实施方式中，各孔眼140沿着轴线纵向相隔预定距离"d"。该距离d等于距离棘轮弹簧头部边缘台阶188的顶部与台阶190的分隔距离和台阶190与台阶192的分隔距离。在图15A中，距离"2d"形成在最远侧孔眼140A和最近侧孔眼140C之间。这反映出，两个孔眼140A和140C分别与中央孔眼140B相隔距离d。如最佳示于针对孔眼140B的图15C，每个孔眼140采用的形式为多段同轴内孔 (各段未被赋予标记)。具有第一直径的第一段从轴外周壁139向内延伸。在第一段的基部，设有第二过渡段，其直径向内缩减。具有恒定直径的第三段从第二段延伸到轴内孔138 中。第三段的直径小于第一段。在图15C中，看上去孔眼140A和140C的缩减的最小直径段相对于最大直径段偏离轴线。这是因为图15C是沿着孔眼140B的中心纵向轴线所作的横截面图。由于孔眼140A和140C彼此之间和相对于孔眼140B纵向偏置，因此在图15C中， 形成孔眼140A的各内孔段的同心度和形成孔眼140C的各内孔段的同心度没有体现出来。参看图8至10，在孔眼140中装配着锁定元件，在所示出的实施方式中显示的为陶瓷球体144。每个球体144的直径允许球体突伸穿过相关的孔眼140进入轴内孔138中，但不会完全穿过孔眼而落入内孔138中。(在图6、8和10中，单一球体144被显示在通孔之一中。)管状锁弹簧146布置在轴外周壁141上，并且邻近轴外周壁139的远端。锁弹簧， 类似于棘轮弹簧136，被形成为单件式单元，并且由与形成棘轮弹簧的材料相同的材料形成。锁弹簧146，现在参看图14A、14B和14C详细描述，具有远端环形头部202和近端环形根部206。头部202和根部206之间的螺旋形弹簧元件204允许头部和根部相对于彼此变形。弹簧头部202的内径允许头部邻近于轴76的远端被压配在轴外周壁141上。锁弹簧的弹簧元件204和根部206具有共同的内径，其大于轴外周壁141的内径。这种输出驱动轴76和锁弹簧146的相对尺寸设置允许弹簧的弹簧元件204和根部在轴76上纵向移动。锁弹簧根部206被进一步形成为使得棘轮弹簧136的头部186可以坐靠在根部的开放端中。锁弹簧根部206被进一步形成具有两个圆弧形趾部208和210，它们设置在根部的朝向近侧的端部前面，并且从根部的内周壁向内延伸。每个趾部208和210延伸经过大约120°的圆弧。趾部208安置在从根部206的近端向前朝向远侧的第一距离。趾部210 安置在根部206的近端朝向前侧的第二距离，第二距离大于第一距离。当手持器具32被组装后，棘轮弹簧头部的最远侧部分，即限定出台阶188的部分，安置在锁弹簧趾部210下面的空隙空间中。棘轮弹簧136的限定出台阶190的部分坐靠在锁弹簧趾部208下面的空隙空间中。棘轮弹簧的限定出台阶192的部分坐靠在锁弹簧根部206的最近表面的紧邻前方的空间中。锁弹簧根部206还被成形为限定出三个等角度相隔的缺口 214。缺口 214从根部 206的内周表面向内延伸。第一个缺口从根部206的朝向近侧的底端向远侧向前延伸。第二个缺口 214从趾部208向远侧向前延伸。第三缺口 214从趾部210向远侧向前延伸。各缺口 214的形状相同。每个缺口 214在垂直于锁弹簧146纵向轴线的平面中具有弯曲轮廓。 从缺口 214的起始部位即缺口的开放端向远侧，缺口的宽度和深度逐渐减小。缺口 214进一步形成为接收球体144的突伸超出输出驱动轴76的部分。此外，起始于弹簧根部206底端和趾部208的缺口不向前延伸超出根部。起始于趾部210的缺口从根部206的远端向前延伸一段小距离而进入弹簧元件204的最近簧圈中。还与锁弹簧根部206 —体的是两个圆弧形对称排列的键216。键216从根部206 的底端向后朝向近侧延伸。当手持器具32被组装时，棘轮弹簧136具有足够的长度，以使得，如果弹簧136能够完全伸展，弹簧头部186将布置在输出驱动轴孔眼140上。类似地，锁弹簧146具有足够的长度，以使得，在伸展状态，弹簧根部206延伸到输出驱动轴孔眼140上。锁弹簧146的弹簧力大于棘轮弹簧136的弹簧力。这样，当弹簧136和146抵接时，如果没有任何其它力存在，锁弹簧146将输出足够的力以将棘轮弹簧头部186朝向近侧推离孔眼140。耦合组件38包括锁释放环154，如最佳示于图7和7A。锁释放环154由两个半圆形段形成，这两个段由卡环156保持在一起。锁释放环IM具有中心开口 220，其允许环被可滑动地配合在棘轮弹簧136上。当这两个半体组装在一起时，锁释放环巧4具有主体 222。环主体222的外径允许环巧4在套环58内部的内孔61中滑动。卡环156坐靠在从环主体222的外圆柱形表面向内延伸的凹槽(未被赋予标记)中。在主体222内侧，锁释放环巧4具有台阶155，其从主体222的朝向远侧的表面向内凹陷。在台阶155上方，锁环限定出环形空隙空间，(该空间未被赋予标记)。该环形空隙空间具有足够的直径，以允许锁弹簧根部206的近端坐靠在该空间中。锁释放环巧4还被形成为使得在台阶155中具有两个径向相对沟槽224。沟槽224 还向环主体222的内周中延伸一小段距离。每个沟槽224的尺寸设置成适于接收与锁弹簧根部206 —体的键216中的相应一个。锁释放环主体222的外圆柱形表面形成有带封闭端的内孔226。内孔2 被形成为部分地接收球形轴承158，如见于图7和8。轴承158的延伸超出环154的部分坐靠在套环58内部的凹槽65中。轴承158与套环58和锁释放环IM 二者的接合因此允许环在套环内孔65中纵向移动，同时防止环的旋转。波形弹簧152，也是耦合组件38的一部分，布置在棘轮弹簧136上。波形弹簧152 的直径允许该弹簧装配在轴承壳80内部的内孔150中。波形弹簧152的近端支靠在轴承壳50的限定出内孔150基部的朝向远侧的表面上。波形弹簧152的远端支靠于锁释放环 154的朝向近侧的表面。当本发明的手持器具32被组装时，锁释放弹簧146和波形弹簧152作用于锁释放环154的相反表面。各部件被选择为使得波形弹簧IM施加的力大于锁弹簧146施加的力。这样，当手持器具32被组装时，波形弹簧152向前推压锁释放环154，并且进一步推压锁弹簧146。在锁释放环154的朝向远侧的表面抵靠在套环内孔59和61之间的环形台阶上时，这些部件的向前移动被阻止。两个径向相对套管160，如最佳示于图7和8，被可旋转地安装在套环内孔51中。 每个套管160被可旋转地安装至销159。每个销159的茎杆装配在套环通孔162中的相应一个中。每个套管160部分地坐靠在围绕每个通孔162的套环58内部的凹陷163中并且从其向外延伸。套管160的尺寸设置成适于在形成在锁致动器84中的凹槽83中运行。手持器具马达34的结构下面通过首先参看图17B而被更详细讨论。马达34是四极、无刷、无传感器的DC马达。四个磁体72布置在转子内孔68中。每个磁体72的形状大致为扇形块，其延伸经过90°的圆弧。每个磁体的北-南极定位是这样的，即一个极安置在磁体两侧相会的角部，相反的极沿着磁体外弯曲表面安置。磁体被协同布置成使得北极位于它们外表面的上的两个磁体相对于彼此对角排布。这样，南极沿着它们外表面分布的磁体72类似地对角排布。马达34包括铁芯叠片和一组绕组108。现在参看图6、11和12进行描述，铁芯叠片170包括由软质可磁化材料形成的一组彼此上下叠置的垫圈形材料(各垫圈未被赋予标记)。铁芯叠片170布置在转子60中的布置着绕组108的区段上。铁芯叠片170被形成为使得，当布置在转子60上时，转子和铁芯叠片之间存在环形空隙空间。铁芯叠片的近端支靠在叠片端盖240上，如最佳示于图12和12A。盖MO由塑料形成。盖240包括相应的内外同轴套筒242和对8。内套筒242具有贯通内孔，未被赋予标记，其直径大于转子茎杆64的直径。在内套筒242的近端，垫圈形腹板M6向外延伸，以将套筒242和248连接在一起。外套筒248延伸在内套筒242上并且与内套筒242径向隔开。外套筒M8的直径允许套筒248松弛地滑动装配在手持器具壳体52上。外套筒248 还从腹板对6向前延伸一段距离，该距离大于内套筒242从腹板延伸离开的距离。叠片端盖240被进一步形成为在外套筒M8的开放端具有配合内孔M9。叠片端盖240被进一步形成为使得多个刚性管250延伸穿过腹板M6。在所描述的本发明的型式中，三个管250围绕叠片端盖240的纵向轴线等角分隔。(只有两个管250 可见于图12A.)每个管250从腹板246的朝向近侧的端面向后延伸离开。管250用作导管， 电缆96 —体的导体穿过其，以使得导体可被连接到马达绕组108。
当手持器具32被组装时，盖腹板246的近端被布置成抵靠着接收板110的朝向远侧的表面。盖的管250延伸穿过接收板中的开口 251。在图12中，只有单一开口 251被示出。转子茎杆64延伸穿过内套筒M2的中心空隙空间。铁芯叠片170的近端支靠在外套筒248的配合内孔249上。在图12中，环形电路板243围绕盖内套筒242的远端布置。电路板242承载着用于控制手持器具马达34的致动的部件。铁芯叠片170的远端支靠在叠片前盖252上。叠片前盖252由单块塑料构成，并且在两端敞开。盖252被形成为具有基部254。基部254的外径允许叠片前盖252松弛地滑动装配在手持器具壳体52上。在基部2M前面，盖252具有环形头部256。头部256的外径小于基部254的外径。两个内孔，即内孔258和沈0，轴向延伸穿过盖238。内孔258 从盖基部254的远端向前延伸，部分地穿过基部。内孔260从内孔沈0的远端延伸穿过基部254的远侧部分和整个盖头部256。内孔沈0的直径小于内孔258的直径。当本发明的手持器具32被组装时，叠片前盖头部256被布置成抵靠于轴承壳侧缘 75的内圆形壁。铁芯叠片170的远端支靠在盖内孔260上。绕组108被布置在转子60和铁芯叠片170之间的环形空隙空间中。在所示出的本发明的型式中，有六个绕组108A至108F。图17C示出了单一绕组108的代表例子。绕组由卷绕的电线102形成。更具体地，电线102是具有矩形横截面轮廓的电线。在本发明的一种型式中，形成绕组108的电线102的两侧之间宽度在0. 13和0. 38mm之间，上下高度在0. 51和1. 3mm之间。电线102被卷绕成使得每个绕组108大致呈带有圆角的矩形框架的形式。每个绕组108包括多重层叠圈的电线102。电线构成环路，以使得各电线的宽表面的顶表面和底表面相抵接。如示于图17C，由于绕组108的结构，每个绕组限定出安置在中心的细长空隙空间109。形成绕组108的每段电线的相反两端是绕组引线111。虽然未示出，可以理解，绝缘涂层布置在形成绕组108的电线102上。参看图17A和17B，可以看出，当手持器具32被组装后，绕组108A-108F抵靠着形成铁芯叠片170的垫圈的内环形表面安置。绕组被布置成彼此交错。因此，每个绕组108D 和108E的一个长边布置在绕组108A的长边之间的空隙空间109中。类似地，绕组108A的第一个长边布置在绕组108D的长边之间的空隙空间109中。绕组108A的第二长边布置在绕组108E的长边之间的空隙空间109中。当手持器具32被组装后，绕组的相反顶端和底端分别由铁芯叠片170的远端和近端延伸出来。绕组引线111从铁芯叠片的近侧后端延伸出来。在这些位于铁芯叠片前方和后方的空间中，绕组108彼此交叉，从而相互交错。虽然未示出，可以理解，绕组引线111连接着电缆96 —体的导体。还可理解，在组装手持器具32时，绕组108的内表面和转子主段 62之间存在小的环形间隙，转子主段即转子60的其中布置着磁体72的段。切割配件轴44的结构现在参看图16A-16D进行描述。大体上，配件轴44具有圆柱形形状。轴被进一步成形为在近端具有末端部272，该末端部具有大致锥形形状。更具体地讲，轴的最近端末端部272，作为切割配件40的最近端，具有平坦表面，并且其直径小于轴44主体的直径。末端部272的外周表面具有截头圆锥形状，并且向外扩张至轴44的直径。在位于末端部272前面处，配件轴44被形成为具有多个限位特征274。在所示出的本发明的型式中，每个限位特征274采用的形式为轴上的凹坑。每个限位特征274包括中心面观0，其相对于配件轴的外表面内凹。每个中心面观0围绕垂直于轴44的纵向轴线的轴线弯曲。限位特征中心面观0的公共弯曲半径小于球体144的半径。每个限位特征274 包括一对相对的刻面278，它们从相关中心面观0的朝向近侧和朝向远侧的相对边延伸离开。每个刻面278从相关的平坦面274向上成角度延伸至配件轴的外表面。每个限位特征 274的位于相对刻面278的端部之间的长度足以将球体144的至少一部分容纳在刻面之间的空隙空间中。限位特征274在多个角向相隔的列中分布在配件轴上。在示于图16C的展开显示的轴的部分中，轴被示出为具有6个限位特征列观0、观2、观4、观6、观8、四0。在每个限位特征列观0-四0中具有多重限位特征。在所示出的本发明的型式中，限位特征列280-290彼此等角相隔。在所示出的本发明的型式中，每个限位特征列280-290中的限位特征274彼此纵向相隔。例如，在本发明的一种型式中，每个限位特征的纵向长度"e"为大约2. 1mm，并且两个相邻纵向排列限位特征之间的间距"f"为大约0.9mm。这样，两个相邻纵向排列限位特征的横轴之间距离为3. 0mm。这些距离可以理解为是示例性的，而非限制性的。本发明的切割配件40被进一步构造成使得相邻列中的限位特征不彼此横向对正。这里，“横向对正"可以理解为沿着垂直于轴44的纵向轴线的轴线对正。事实上，沿圆周方向相邻的列例如列284和观6中的相邻限位特征274位于相对于配件轴244的近端的不同距离处。相邻列的限位特征之间的角向和纵向间隔使得限位特征274看上去像是围绕着轴44布置成螺旋状。在所示出的本发明的型式中，一列中的限位特征被定位成使得它们的横轴从相邻列中的限位特征的横轴纵向偏置的距离等于单列限位特征中相邻限位特征之间分开的纵向距离六分之一。因此，在图16C中，列284中的限位特征274B位于相邻列282中的相邻限位特征274A上方相隔距离0. 50mm处。此外，限位特征274B位于相邻列观6中的相邻限位特征274C下方相隔距离0. 5mm处。这个距离与输出驱动轴76的孔眼140A、140B和140C 之间的纵向距离d相关。更具体地讲，相邻限位特征列中的限位特征274之间的纵向间距为孔眼140A、140B和140C之间纵向距离的一半。通过下面的描述可清楚地理解这种关系背后的逻辑。从图16C可进一步看出，相邻限位特征列中的限位特征274，例如列284和观6中的特征，彼此部分地重叠。最初，附连元件36和配件40都没有附连于本发明的手持器具32。当手持器具32 处在这种状态时，波形弹簧152将锁释放环IM保持在其完全远侧向前位置，从而环IM抵接套环内孔59和61之间的环形台阶，如示于图8。由于锁释放环IM被向远侧向前推压， 因此锁弹簧根部206的近端抵接锁释放环一体的台阶155。波形弹簧152的弹簧力大于锁弹簧146的弹簧力。因此，波形弹簧152不但将锁释放环IM保持在最靠前位置，而且波形弹簧提供足够的力，以使得锁释放环1 能够保持锁弹簧根部206离开驱动轴中的孔眼 140。由于锁弹簧根部206被保持离开孔眼140，因此棘轮弹簧136能够伸展到输出驱动轴76上。棘轮弹簧头部186因此围绕孔眼140延伸。当弹簧头部186处在这个位置时，每个球体144的暴露部分安置在坐靠于弹簧头部186内部的相应一个缺口 194中的轴76外面。更具体地，球体144布置在最远侧孔眼即孔眼140A中，该孔眼坐靠在与最远侧台阶即台阶188相关的缺口 194中。中间孔眼140B中的球体144坐靠在与中间台阶190相关的凹槽194中。与最近侧孔眼140C相关的球体坐靠在近侧台阶192的凹槽194中。作为围绕球体144的弹簧头部186的结果，球体承受阻止力，其防止球体从孔眼140落出和离开输出驱动轴76。然而，由于下面将要解释的原因，棘轮弹簧136不施加足以防止球体被从轴内孔138推出的力。当耦合组件38处在这个状态时，耦合组件38被认为处在加载状态。当耦合组件38处在加载状态时，锁释放环IM不仅仅是将锁弹簧根部206向前推动。作为锁释放环巧4推抵锁弹簧根部206的结果，弹簧根部一体的键216坐靠在锁释放环内部的沟槽224中。如前所述，虽然锁释放环IM可以相对于手持器具32的其它部件纵向移动，但该环被阻止而不能旋转。因此，当手持器具处在加载状态时，锁弹簧与锁释放环之间的键在沟槽中的配合可防止弹簧旋转并且扩展到防止输出驱动轴76旋转。这种部件之间的接合可防止输出驱动轴的意外致动和将任何配件装配至轴，除非耦合组件处在运转状态。本发明的系统30在准备使用时，首先要将前端附连元件36安置在手持器具32 上。此时，附连元件36尚未完全插入手持器具套环80中。实际上，附连元件36被装配在手持器具32上，以使得手持器具套环套管160只部分地旋过致动器凹槽83。此时，虽然附连元件锁致动器84的近端可以抵接锁释放环154，但锁致动器不移动锁释放环。此外，此时， 附连元件0型环86延伸到套环内孔59中。0型环86的外表面抵接套环80的限定出内孔 59的邻近环形壁，从而在附连元件36和手持器具32之间建立手工可释放的摩擦配合。在附连元件36部分地紧固于手持器具32的情况下，接下来配件40被插入。配件轴44穿过附连元件，从而轴的近端末端部272进入输出驱动轴内孔138。最终，末端部272 的锥形表面抵接通过棘轮弹簧136保持在内孔中的各球体144的部分。由于其锥形轮廓， 随着轴末端部272被向内推压，末端部能够克服棘轮弹簧136的力并将球体144向外推动。随着轴朝向近侧移动，每个球体144移入和移出形成在相应一个限位特征列观0-四2中的限位特征274。更具体地，球体144坐靠在交错的限位特征列中。因此，球体 144坐靠在列观0、284和观8中的限位特征或列观2、286和四0中的限位特征上。随着轴 44被推压进入轴内孔138或从其后退，每次移动轴要随着球体移入和移出限位特征克服棘轮弹簧136施加于球体144的变化量的力。呈现变化量的力提供了触感反馈，以得知球体 144坐靠在不同的限位特征274的设定位置上。可以进一步理解，当耦合组件球体144坐靠在轴限位特征274上时，球体不完全坐靠于限位特征的表面上。也就是说，球体抵接相对的限位刻面278。因此，每次球体-限位特征接触是沿着一个圆的两个相对部分发生的。如此设计的特征允许克服棘轮弹簧136的力所需的手工力以一定程度的精确性建立。在这一过程中，有两个途径可以使切割配件40从手持器具32向前延伸的长度被选择性地设定。通过在配件40上向内直线推或向外直线拉，每个球体144依次坐靠在单一的一个限位特征列观0、观2、观4、观6、288或四0中的限位特征上。每次球体144在一组限位特征中移入和移出时，轴移动的距离等于单一限位特征列中的相邻限位特征中心之间的距离。如此调节轴伸出/缩回距离是粗调配件伸出长度。
或者，配件轴44可以被螺旋转动。当轴44被如此旋转时，球体144从坐靠在列观0、观4和288中一体的限位特征274中变迁至列观2、286和290中一体的限位特征中。如前所述，相邻特征列中的限位特征之间的纵向间隔为距离d的0. 5倍。由于孔眼140A、140B 和140C中的球体之间的纵向距离为距离d，因此球体能够坐靠在交替限位特征列中的限位特征上。同样，相邻列中的限位特征彼此纵向偏置的距离为列内相邻限位特征之间距离的六分之一。因此，每次轴旋转60°导致轴伸出或缩回的距离等于构成单一限位特征列中的纵向排列限位特征之间距离的六分之一。例如，通过螺旋转动轴44，轴可从其中球体144坐靠在分别与列280、284和288相关的限位特征274D、274E和274F上的位置偏移到其中球体设置在限位特征274G、274H和2741上的位置。后面这些限位特征274G、274H、274I (以虚线表示在图16C)分别与列观2、286和290相关。这种调节配件轴44的伸出/缩回距离是精调配件伸出长度。在所描述的本发明的型式中，精调幅度因此为0. 5mm，而粗调幅度为 3. Omm0一旦配件轴44的位置被设定，耦合组件38就可被置于运转状态。这个动作是这样实现的，即螺旋旋转附连元件36以使得锁致动器84被朝向手持器具马达36朝近侧推动。附连元件80被转动，直至耦合组件套管160坐靠在锁致动器沟槽83的远端，超出卡止部85。作为附连元件36朝向近侧移动的结果，锁致动器83的底表面抵接和朝向近侧推压锁释放环154。换言之，将附连元件84朝向近侧旋转而单独施加的力足以克服波形弹簧152 在远侧位置施加的用于保持锁释放环154的力。作为锁释放环154向后移动的结果，锁弹簧206可自由伸展。锁弹簧的弹簧元件 204推压朝向近侧弹簧根部206。由于锁弹簧的弹簧元件204的弹簧力大于棘轮弹簧的弹簧元件184的弹簧力，因此锁弹簧根部206推压棘轮弹簧头部186离开轴76的形成有孔眼 140的段。锁弹簧根部206延伸到孔眼140上。更具体地，锁弹簧146被装配到输出驱动轴76上，以使得当弹簧根部206向后朝向近侧延伸时，每个球体144坐靠在形成在根部的缺口 214之一上。具体地讲，坐靠在最远侧轴孔眼140A上的球体140坐靠在与趾部210相关的缺口 214中。坐靠在中间孔眼140B上的球体140坐靠在与趾部208相关的缺口 214 中。坐靠在最近侧孔眼140C上的球体144坐靠在从弹簧根部206的最近端向前延伸的缺口 214 中。锁弹簧146被进一步构造成使得弹簧元件204承受切割配件轴44施加在耦合组件球体144上的切向力。因此，当弹簧根部206被布置在耦合组件球体144上时，耦合组件可被认出处在运转状态，其中组件保持着切割配件40，以使得配件与手持器具输出驱动轴 76 一致地运动。锁释放环IM移动离开锁弹簧根部206不仅仅是允许锁弹簧将切割配件40锁定至手持器具输出驱动轴76。作为锁释放环154向后移动离开锁弹簧根部206的结果，根部键216被从锁环沟槽224自由释放。将锁弹簧146从锁释放环IM脱离，允许当马达34被致动时弹簧146以及进一步输出驱动轴76自由旋转。当耦合组件38处在运转状态时，锁释放环IM继续压靠于锁致动器84，从而将附连元件36向前推压。作为附连元件80的这种运动的结果，手持器具套管80被设定在锁致动器凹槽83的端部，低于相邻卡止部85的边缘。将套管160坐靠在凹槽83的远端导致将附连元件36可释放地紧固至手持器具32。
在系统30致动的过程中，附连元件0型环86用作密封件，以防止系统暴露在其中的流体流入附连元件36和手持器具套环58之间。在附连元件36和切割配件40被锁定在手持器具32上后，从业者可以重新设定附连元件轴44从手持器具向前延伸的长度。这种调节是这样实现的，即向下推、然后旋转附连元件36，以使得附连元件向前移动离开手持器具套环58。波形弹簧152通过锁释放环巧4将附连元件36向前推压。0型环86产生的摩擦防止波形弹簧152输出的力将附连元件36完全推出套环内孔59。尽管如此，锁释放环IM被向前移动足够的距离，以使得环 154将锁弹簧根部206移离轴孔眼140。耦合组件38返回到加载状态，以允许配件轴44伸出或缩回。在配件44的位置被重新设定后，附连元件36被向下转回到手持器具32上，以使耦合组件38返回运转状态。，可以理解，前面的描述针对的是本发明的一种特定型式。本发明的其它型式可以具有与前面所描述的不同的特征。例如，并不需要本发明的所有型式具有前面公开的马达 34。因此本发明的带交流电马达的型式是可行的。类似地，可以构造出带气动或液压马达的型式。类似地，本发明的具有不同于前面详细描述过的耦合组件的备选型式可以提供。 例如，在本发明的一些型式中，除球体直起来的锁定元件可以被采用，以将配件轴保持在手持器具输出驱动轴上。因此，在本发明的一些型式中，具有弹簧加载根部的卡箍可以实现这个功能。在本发明的这些型式中，卡箍根部延伸到输出驱动轴内孔中，以便用作锁定元件。 在本发明的这些和其它型式中，借助于卡箍根部的驻留在内孔中的天然弹簧趋势，可以消除对提供保持根部(锁定元件)就位的棘轮弹簧的需求。此外，并不要求在本发明的所有型式中采用三个锁定元件。通常，为了防止配件轴 44被加载到一侧，需要设置至少两个等角分隔锁定元件。然而，一些耦合组件结构可能只要求单一的锁定元件。在本发明的其它型式中，四个或更多个锁定元件可以采用。类似地，并不要求在本发明的所有型式中使得将耦合组件38置于加载状态的锁致动器是可移除附连元件的一部分。在本发明的一些实施方式中，该锁致动器，其甚至可以不是环形的，可能被可移动地装配至手持器具。当从业者希望耦合组件在加载状态和运转状态之间过渡时，手持器具上的驱动件例如钮被移动。连接着锁致动器的驱动件的移动，导致锁致动器的类似移动，以引起耦合组件期望的加载/运转状态过渡。可以理解，在本发明的一些型式中，弹簧可以不必用作选择性地将锁元件限定在运转位置的锁件。在本发明的一些型式中，在加载和运转位置之间手工移动的环或套筒可实现此功能。在本发明的上述实施方式的一些型式中，手持器具甚至可以不被设计成接收附连元件。在备选型式中，第二耦合组件用于将附连元件可释放地耦合至手持器具。类似地，可以理解，上面描述的带有附连元件的耦合组件甚至可以包含在附连元件内。因此，在本发明的这种实施方式中，附连元件具有其自身输出驱动轴。耦合组件允许实现上面描述的粗调或精调配件轴从附连元件向前延伸的长度。类似地，可以理解，配件限位特征和互补耦合组件锁定元件可以具有与前面描述的不同的几何形状。在本发明的一些型式中，配件限位特征甚至可以是凸台或其它从配件轴44的表面向外延伸的部件。在本发明的一些型式中，限位特征可以是配件轴上的V形、W 形或部分球形或圆形形状的凹坑。在本发明的这些型式中，手持器具耦合组件锁定元件被成形为坐靠在这些特征上或这些特征中。此外，在本发明的一些型式中，单一限位特征列中的限位特征可以不彼此相隔。因此，沿着轴在一个限位特征结束的紧邻近侧或远侧，另一限位特征可以开始。类似地，在所公开的本发明的型式中，相邻限位特征列中的限位特征274部分地重叠。在本发明的一些型式中，相邻限位特征列之间可以存在一定的圆周方向间隔。在本发明的一些型式中，相邻限位特征列中的限位特征可以不彼此纵向重叠。还可理解，在本发明的系统30的一些型式中，手持器具耦合组件锁定元件与轴限位特征列之间的比例可以不同于所公开的1 2比例。在本发明的一些型式中，该比例可以是1 1。因此，关于本发明的具有三个锁定元件的型式，每次120°螺旋转动轴将导致对轴的长度的精调，精调幅度为单次粗调的幅度的三分之一。或者，所述比例可以大于1 2。 例如，在本发明的一种系统中，手持器具耦合组件具有两个锁定元件，轴可以具有轴每转动 360°八个限位特征。在本发明的这种型式中，45°的旋转轴将导致在精调轴伸出或缩回长度，精调幅度为单次粗调的幅度的八分之一。类似地，位于切割配件轴44远端的实际组织处理件可以不同于描述和示出的锉型头部。本发明的其它手术用手持器具中，上面公开的马达34和耦合组件一些或全部特征可以具有不同于前面公开的特征。因此，本发明的手持器具的转子可以带有所描述的扇块形磁体和替代性的绕组结构。类似地，本发明的一些手持器具可以具有所描述的绕组，但转子内部的磁体具有不同的设计。转子磁体和定子绕组的数量也可以与前面描述的有所不同。类似地，在本发明的一些型式中，形成马达34的绕组的电线可以在横截面中只具有两个彼此相反的表面，它们是平表面且相互平行。类似地，在本发明的另一些型式中，电线在横截面中可以具有四边形形状，它们可以不是矩形的。并不需要在本发明的所有型式中使得输出驱动轴刚性附连至马达转子60。在本发明的一些型式中，未示出的齿轮组件可以用作马达转子和输出驱动轴76之间的界面。取决于齿轮组件的配置，该组件可以增加或减小输出驱动轴相对于马达转子的旋转速度。因此，权利要求的目的是覆盖所有这样的不脱离本发明主旨和范围的变型和改型。
权利要求
1.一种切割配件(40)，用于与手术用动力型手持器具一起使用，所述切割配件包括细长的轴(44)，其具有彼此相反的近端和远端；组织处理件(42)，其附连至轴的远端；以及多个限位特征074)，它们在所述近端的前方形成在轴上，所述限位特征分布成沿着轴纵向延伸的多个列(观0，282，284, 286, 288, 290)，每个列包括多个彼此纵向相隔的限位特征，各限位特征列彼此沿圆周方向相隔，其特征在于，各限位特征在轴G4)上进一步形成为使得一个限位特征列中的限位特征074D， 274E，274F)相对于沿圆周方向相邻的限位特征列中的限位特征Q74G，274H，2741)纵向偏置。
2.根据权利要求1的切割配件，其中，每个所述限位特征(274)是轴04)上的凹坑。
3.根据权利要求1和2中任一项的切割配件，其中，在每个限位特征(274)列(观0， 282，284, 286, 288, 290)中，各纵向相邻的限位特征之间彼此纵向相隔。
4.根据权利要求1至3中任一项的切割配件，其中，在轴04)的近端设有末端部 (272)，所述末端部被成形为，随着其向远侧延伸，所述末端部向外逐渐增大到轴的外周。
5.根据权利要求1至4中任一项的切割配件，其中，组织处理件02)是锉。
6.一种手术用动力型手持器具(32)，所述手持器具包括壳体(52)；布置在壳体内的马达(34)，所述马达具有转子(60)；输出驱动轴(76)，其连接着马达转子，以便被马达转子旋转，所述输出驱动轴具有细长的内孔(138)，所述内孔的尺寸设置成适于接收切割配件(36)的轴04)；多个沿圆周方向相隔的锁定元件(144)，它们围绕延伸到所述内孔中的输出驱动轴布置，用以接合形成在切割配件轴上的互补限位特征074)，以使得当锁定元件如此接合时， 输出驱动轴和切割配件将一起旋转；以及布置在输出驱动轴(76)上的锁组件(84，146，152，巧4)，其选择性地将锁定元件保持在输出驱动轴内孔(138)中以使得锁定元件接合切割配件限位特征074)，以及允许锁定元件后退离开切割配件限位特征；其特征在于所述锁定元件(144)围绕延伸到轴内孔(138)中的输出驱动轴(76)沿着轴内孔布置在彼此纵向相隔的位置。
7.根据权利要求6的动力型手术工具，其中，所述输出驱动轴(76)形成有多个孔眼 (140A，140B，140C)，所述锁定元件(144)适于支靠在所述孔眼中，并且锁定元件穿过所述孔眼延伸到轴内孔(138)中，所述孔眼沿着轴(76)彼此沿圆周方向相隔且彼此纵向相隔。
8.根据权利要求6和7中任一项的手术用动力型手持器具，其中，锁定元件(144)是球形的。
9.根据权利要求6至8中任一项的手术用动力型手持器具，其中所述手持器具具有远端，并且所述输出驱动轴(76)从手持器具的远端向后朝向近侧延伸；并且一附连元件(36)以可移除的方式附连至手持器具的远端，所述附连元件具有内孔(49，57)，切割配件轴04)延伸穿过所述内孔。
10.根据权利要求6至9中任一项的手术用动力型手持器具，其中，锁组件的至少一个组成部件(84)是以可移除的方式附连至手持器具壳体(5 的附连元件(36)的一部分。
11.根据权利要求10的手术用动力型手持器具，其中，所述手持器具和所述附连元件(36)被协同布置成使得，当所述附连元件被初始连接到手持器具时，所述附连元件具有第一状态，而当所述附连元件被最终连接到手持器具后， 所述附连元件具第二设置状态；并且所述锁组件(84，146，152，154)被构造成使得，当所述附连元件被初始连接到手持器具时，锁组件允许锁定元件(144)后退离开切割配件限位特征(27)，而当所述附连元件被最终连接到手持器具后，锁组件保持锁定元件与切割配件限位特征接合。
12.根据权利要求6至11中任一项的手术用动力型手持器具，其中，所述锁组件(84， 146，152，154)被构造成，当锁定组件被定位成允许锁定元件(144)后退离开切割配件限位特征时，所述锁组件接合输出驱动轴(76)以阻止输出驱动轴旋转，而当所述锁组件被定位成保持锁定元件与切割配件限位特征接合时，所述锁组件脱离输出驱动轴，以允许输出驱动轴旋转。
13.根据权利要求6至12中任一项的手术用动力型手持器具，还包括偏压件(136)，当锁组件(84，146，152，154)允许锁定元件后退离开切割配件限位特征(274)时，所述偏压件将锁定元件(14)保持在输出驱动轴内孔(138)中。
14.根据权利要求6至13中任一项的手术用动力型手持器具，其中，锁组件包括布置在输出驱动轴上的第一弹簧元件(146)，其施加保持锁定元件(144)与切割配件限位特征 (274)接合的力。
15.根据权利要求14的手术用动力型手持器具，其中，锁组件包括相对于所述第一弹簧元件(146)可移动的释放件(IM)，其被定位成选择性地推抵所述第一弹簧元件，以将所述第一弹簧元件从锁定元件(144)脱离而不再保持该锁定元件与切割配件限位特征(274)接合。
16.根据权利要求14和15中任一项的手术用动力型手持器具，其中，锁组件包括第二弹簧元件(152)，其作用于所述第一弹簧元件(146)，以便将所述第一弹簧元件限制在一位置，在此所述第一弹簧元件不再保持锁定元件(144)与切割配件限位特征(274)接合。
17.根据权利要求6至16中任一项的手术用动力型手持器具，其中，马达(34)是电马达或气动马达。
18.—种手术用动力型手持器具(32)，所述手持器具包括壳体(52)；布置在壳体内的电马达(34)，所述马达具有转子(60)；输出驱动轴(76)，其连接着马达转子，以便被马达转子旋转，所述输出驱动轴具有细长的内孔(138)，所述内孔的尺寸设置成适于接收切割配件(36)的轴04)；以及布置在输出驱动轴上的耦合组件(84，146，152，巧4)，其具有延伸到轴内孔(138)中的锁定元件(144)，所述锁定元件用于接合形成在切割配件轴上的互补限位特征074)，以使得当锁定元件如此接合时，输出驱动轴和切割配件将一起旋转；并且其特征在于所述马达转子形成有内孔(68)；至少两个磁体(72)被罩在转子内孔中，并且被布置成在内孔中彼此邻接。
19.根据权利要求18的手术用动力型手持器具，其中，所述马达(60)包括至少是四个的偶数个磁体m，每个磁体的横截面形状使得所述磁体的磁极之一位于角部，并且所述磁体布置在转子内孔(68)中，以使得各磁体的角部相邻接。
20.一种手术用动力型手持器具(32)，所述手持器具包括壳体(52)；布置在壳体中的电马达(34)，所述马达具有转子(60)；围绕转子布置的铁芯叠片(170)，所述铁芯叠片由可磁化的材料形成；以及布置在所述铁芯叠片和所述转子之间的绕组组件，所述绕组组件包括多个绕组 (108)；输出驱动轴(76)，其连接着马达转子，以便被马达转子旋转，所述输出驱动轴具有细长的内孔(138)，所述内孔的尺寸设置成适于接收切割配件(36)的轴04)；以及布置在输出驱动轴上的耦合组件(84，146，152，巧4)，其具有延伸到轴内孔(138)中的锁定元件(144)，所述锁定元件用于接合形成在切割配件轴上的互补限位特征074)，以使得当锁定元件如此接合时，所述输出驱动轴和切割配件将一起旋转；以及其特征在于所述绕组组件的电线(108)是由电线线圈形成的，形成各线圈的电线在横截面轮廓中具有至少两个彼此相反的平表面，并且被卷绕成使得每个所述线圈具有侧边部和位于侧边部之间的空隙空间(109)，各绕组被布置成使得每个绕组的侧边部在该绕组的每侧安置在其它绕组的空隙空间中。
21.根据权利要求20的手术用动力型手持器具，其中，所述组件电线具有四边形横截面轮廓。
全文摘要
一种手术工具系统包括带有马达的手持器具和具有被手持器具马达转动的轴的切割配件。手持器具包括耦合组件，其具有多重锁定元件，用于将配件轴保持在由手持器具马达致动的输出驱动轴上。锁定元件彼此纵向相隔。配件轴形成有限位特征，手持器具锁定元件接合在其上。轴限位特征布置成列。相邻限位特征列中的限位特征彼此纵向偏置。这使得能够粗调或精调配件轴从手持器具耦合组件向前伸出的长度。
文档编号A61B17/16GK102202587SQ200980144248
公开日2011年9月28日 申请日期2009年9月2日 优先权日2008年9月5日
发明者D·L·麦库姆斯 申请人:史赛克公司