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JP2020078439A - Drill for drilling and its operation control device - Google Patents

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JP2020078439A
JP2020078439A JP2018212711A JP2018212711A JP2020078439A JP 2020078439 A JP2020078439 A JP 2020078439A JP 2018212711 A JP2018212711 A JP 2018212711A JP 2018212711 A JP2018212711 A JP 2018212711A JP 2020078439 A JP2020078439 A JP 2020078439A
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JP
Japan
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drilling
drill
blade
protruding
tip
Prior art date
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Pending
Application number
JP2018212711A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
吉孝 木村
Yoshitaka Kimura
吉孝 木村
佑 左今
Yu Sakon
佑 左今
仁 諏訪部
Hitoshi Suwabe
仁 諏訪部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kimura Seiko Co Ltd
Kanazawa Institute of Technology (KIT)
Muratani Machine Manufacture Co Ltd
Original Assignee
Kimura Seiko Co Ltd
Kanazawa Institute of Technology (KIT)
Muratani Machine Manufacture Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kimura Seiko Co Ltd, Kanazawa Institute of Technology (KIT), Muratani Machine Manufacture Co Ltd filed Critical Kimura Seiko Co Ltd
Priority to JP2018212711A priority Critical patent/JP2020078439A/en
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Abstract

【課題】 穿孔後の組織(神経等)を損傷させる事態を抑制できるとともに、ブレが抑制されて高精度な穿孔が可能な穿孔用ドリル及びその操作制御装置を提供する。
【解決手段】 穿孔用ドリル1の先端部の外周に沿って一部突出する突出刃2Aが設けられており、穿孔用ドリル1を回転駆動させる駆動手段30と、穿孔用ドリル1を回転させて骨を穿孔したことを検出する検出部22と、穿孔用ドリル1の回転方向・回転速度や切削する深さを制御する制御部20を備え、前記制御部20は、前記突出刃2の先端側H1から基端側H3までの設定高さを利用して研削の深さを制御するとともに、穿孔用ドリル1の回転方向・回転速度を制御する。
【選択図】 図6
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drill for drilling capable of suppressing a situation in which a tissue (nerve or the like) is damaged after drilling, and capable of highly accurate drilling by suppressing blurring, and an operation control device thereof.
SOLUTION: A projecting blade 2A, which partially projects along the outer periphery of the tip of a drill 1 for drilling, is provided, and driving means 30 for driving the drill 1 for drilling and rotation of the drill 1 for drilling. A detection unit 22 that detects that a bone has been drilled and a control unit 20 that controls the rotation direction/rotational speed of the drill 1 for drilling and the cutting depth are provided, and the control unit 20 has the tip side of the protruding blade 2. The depth of grinding is controlled by using the set height from H1 to the base end side H3, and the rotation direction and rotation speed of the drill 1 for drilling are controlled.
[Selection diagram]

Description

本発明は、円筒状の刃を備えて、脊髄や頭蓋骨などの骨に穿孔を形成する医療用分野や加工対象物に穿孔を形成する産業用分野などに使用される穿孔用ドリル及びその操作制御装置に関する。   The present invention provides a drill for drilling, which is provided with a cylindrical blade and is used in a medical field for forming a hole in bones such as a spinal cord and a skull or an industrial field for forming a hole in a workpiece, and its operation control. Regarding the device.

外科手術などでは、脊髄や頭蓋骨などの骨の切除や切削を行うに際して、骨の近くの神経や動脈・静脈等を損傷させないようにする必要がある。すなわち、切削工具を貫通した状態で数ミリ以上に穿孔(切削)させてしまうと、神経,脳,脊髄,動脈,静脈,筋肉,筋膜や間接腔構造などの組織を損傷させてしまう危険がある。そこで、切削工具を用いる医師等は、骨を切削しすぎて神経等を損傷しないように注意する必要があるが、このような事態を防止する方法が特許文献等に開示されている。
また、骨の患部を検査したり治療したりした後は、穿孔された貫通穴に、切り出した骨を埋め戻す作業が必要になる場合があり、このような埋め戻し操作に使用する工具に関連する特許文献も開示されている。なお、上記埋め戻される骨としては、その切り出しから切り終わりにおいて、高精度な加工が要求される。その精度としては、穿孔される場所にもよるが、1mm以下の高い精度が要求される。
In surgery and the like, when cutting or cutting bone such as spinal cord and skull, it is necessary to prevent damage to nerves, arteries, veins, etc. near the bone. That is, drilling (cutting) a few millimeters or more with the cutting tool penetrating may damage the tissues such as nerves, brain, spinal cord, arteries, veins, muscles, fascia and indirect cavity structure. is there. Therefore, a doctor or the like using a cutting tool needs to be careful not to cut bone too much and damage nerves and the like, but patent documents and the like disclose methods for preventing such a situation.
In addition, after inspecting or treating the affected part of the bone, it may be necessary to backfill the cut bone in the through hole that has been drilled, and it is related to the tool used for such backfilling operation. Patent documents that do are also disclosed. It is to be noted that the bone to be backfilled is required to be machined with high accuracy from the cutting out to the cutting end. As the accuracy, a high accuracy of 1 mm or less is required, although it depends on the place to be punched.

特許文献1(特開2012−161401号公報)には、「(段落0033)・・・貫通孔を開けた後、穿孔用ドリル14がさらに進むと、硬膜56、神経根62を 損傷する恐れがある。そこで、穿孔用ドリル14は、貫通孔が開いたならば、できるだけ即時的にそれ以上進まず、回転を止めることが好ましい。そのためには、穿孔用ドリル14が貫通孔を形成した瞬間をできるだけ正確に把握することが必要である。本発明はその瞬間を、穿孔用ドリル14を回転させる駆動手段30の負荷電流で検出しようというものである。」と記載されている。また、「(段落0026)制御部20は、制御回路30と、ハンドル本体12の駆動回路である駆動手段4を含んで構成される。制御回路30は、ハンドル本体12の駆動手段30の電流である負荷電流を検出する負荷電流検出部32と、穿孔加工の過程における負荷電流の変化に基づいて、穿孔状況に関する信号を出力する信号出力部34と、穿孔過程において孔が生体組織を貫通したことを示す貫通信号が出力されたときに、駆動手段30を逆回転させて電気ブレーキを掛ける電気ブレーキ作動部36と、貫通信号が出力されたときに、電気ブレーキ作動と協働しながら駆動手段30への駆動電流の供給を止めて駆動手段30の駆動を停止させる駆動停止部38を含んで構成される。」と記載されている。さらに、「(段落0028)したがって、対象物に孔を開けるとき、対象物が軟質のときは負荷が軽いので、負荷による電流は少なく、対象物が硬質のときは負荷が重くなって電流が多くなる。対象物に孔を開けることが進行して、貫通直前になると、正確な理由はまだ明らかになっていないが、負荷電流が一時的に急上昇する。そして、貫通して穿孔用ドリル14の先端に負荷がなくなると、負荷電流は小さい値となる。このように、孔が貫通するときは、貫通直前に負荷電流が急増し、貫通と共に負荷電流が急減する負荷電流ピーク特性を示す。」と記載されている。   Patent Document 1 (JP 2012-161401 A) discloses that "(paragraph 0033)... When the drill 14 for drilling further advances after the through hole is opened, the dura 56 and the nerve root 62 may be damaged. Therefore, when the through hole is opened, it is preferable that the drill 14 does not advance any further as soon as possible and stops the rotation, for that purpose, at the moment when the drill 14 forms the through hole. It is necessary to grasp as accurately as possible. The present invention is to detect that moment by the load current of the driving means 30 for rotating the drill 14 for drilling." In addition, “(paragraph 0026) the control unit 20 is configured to include a control circuit 30 and a drive unit 4 which is a drive circuit of the handle body 12. The control circuit 30 uses the current of the drive unit 30 of the handle body 12. A load current detection unit 32 that detects a certain load current, a signal output unit 34 that outputs a signal related to the drilling status based on a change in the load current in the process of drilling, and that the hole has penetrated the biological tissue in the drilling process. When the penetration signal is output, the driving means 30 is rotated in the reverse direction to apply the electric brake, and when the penetration signal is output, the driving means 30 cooperates with the electric brake operation. It includes a drive stop unit 38 that stops the supply of the drive current to the drive means 30 to stop the drive of the drive means 30." Furthermore, “(Paragraph 0028) Therefore, when a hole is made in the object, the load is light when the object is soft, so the current due to the load is small, and when the object is hard, the load is heavy and the current is large. When the drilling of the object progresses and just before the penetration, the load current rises temporarily, though the exact reason has not been clarified yet. When there is no load at the tip, the load current becomes a small value.Thus, when the hole penetrates, the load current sharply increases immediately before the penetration, and the load current peaks such that the load current sharply decreases with penetration." Is described.

特許文献2(特開2015−91612号公報)には、「(段落0044)切削工具の加工対象が骨である場合、本発明者らの知見によれば、次のような現象を生じる。すなわち、加工初期においては、骨はほぼ剛体に近似できるので、切削工具による切削が実行される。このため、切削工具の回転量と駆動手段の電流値とは概ね一定の関係を保つ。つまり、切削抵抗がほぼ一定となる。そして、加工が進み、骨の貫通直前になると、骨の残厚が薄くなって、骨膜近傍部分が残る。すると、その部分が塑性変形し、工具が空転しやすくなる。骨の残存部分を、図4(b)において符号100aで示す。このため、切削抵抗が低下する。逆に言えば、切削作業後に切削抵抗が低下すれば、そのことにより、工具の空転を生じていると推測できる。」とされ、「(段落0045)そこで、工具の空転を識別することにより、骨の貫通直前に切削作業を停止させることができる。」と記載されている。   According to Patent Document 2 (JP-A-2015-91612), "(paragraph 0044) When the processing target of the cutting tool is a bone, the following phenomena occur according to the knowledge of the present inventors. In the initial stage of machining, since the bone can be approximated to a rigid body, the cutting is performed by the cutting tool, so that the rotation amount of the cutting tool and the current value of the driving means maintain a substantially constant relationship. The resistance becomes almost constant, and just before the bone is penetrated through the process, the remaining thickness of the bone becomes thin and the part near the periosteum remains, which causes plastic deformation of the part and makes it easier for the tool to idle. 4(b), the remaining portion of the bone is indicated by reference numeral 100a, which reduces the cutting resistance, and conversely, if the cutting resistance decreases after the cutting operation, the idling of the tool is caused. It can be assumed that the cutting operation is occurring.", "(Paragraph 0045) Thereupon, the cutting operation can be stopped immediately before the penetration of the bone by identifying the idling of the tool."

特許文献3(特表2011−525844号公報)では、「(段落0026) 或る実施形態では、機器は、回転速度(例えば、米国特許第4,723,911号に記載されている速度デバイス参照),加速度,減速度あるいはトルクを計測する計測器(メータ:meter)を備えていてもよい。計測器は、組織の異なる層を貫通する通路に関連する情報を、執刀医に与えることができる。例えば、皮質骨を貫通して髄様骨に入る,髄様骨から皮質骨への、或いは皮質骨から軟質の組織への、ドリルビットの動作である。前記装置は、穿通している組織が密度の高い皮質骨であるのか海綿(スポンジ:sponge)状の髄様骨であるか、穿痛している組織に対する感触を執刀医に与えながら、回転および漸進をもたらす。」とされ、「(段落0054)執刀医は軸方向に圧力を加えて、まず回転操作制御装置を所望の速度に働かせる。執刀医は、骨の密度およびユーザの好みに応じて、軸方向の操作制御装置を継続的に若しくは漸増的に働かせ続ける。穴あけは、皮質骨を貫通し髄様骨を貫通して続き、遠位側の皮質骨へ入って貫通する。予め設定された深さ制御手段,軸方向の抵抗,ドリルの回転速度からの聴覚によるフィードバック及び/又は加速度センサ若しくはトルクセンサからの聴覚によるフィードバックによって定められているように、遠位側の皮質骨を貫通すると、軸方向の動作は停止される。」と記載されている。   In Patent Document 3 (Japanese Patent Publication No. 2011-525844), “(paragraph 0026) In one embodiment, the device has a rotational speed (for example, refer to a speed device described in US Pat. No. 4,723,911). ), acceleration, deceleration, or torque may be provided to the surgeon to provide the surgeon with information relating to passages through different layers of tissue. For example, the movement of a drill bit through the cortical bone into the medulla, from the medulla to the cortex, or from the cortex to soft tissue. Is dense cortical bone or sponge-like medullary bone, giving rotation and progression to the surgeon while giving the surgeon a feel for the piercing tissue.” (Paragraph 0054) The surgeon exerts axial pressure to first actuate the rotational manipulator to the desired speed, the surgeon continuing the axial manipulator depending on bone density and user preference. Drilling continues through the cortical bone, through the medullary bone, and into the distal cortical bone. Pre-set depth control means, axial Axial movement is stopped when penetrating the distal cortical bone as defined by resistance, auditory feedback from the speed of rotation of the drill and/or auditory feedback from an acceleration or torque sensor ." is described.

特許文献4(特表2001−516610号公報)には、「(段落0002)(背景技術)外科用機器技術においてよく知られているように、頭蓋骨に穴をあけるための管錐、または頭蓋ドリルまたは穿孔器は、ある一定の深さに到達すると、即座に停止しなければならない。これは、穴あけが頭蓋骨の深さを越えて骨構造の下に ある脳脊髄硬膜および/または脳脊髄硬膜の下にある脳に貫入しないためには、非常に重要である。この機能を備えた頭蓋ドリル機器を開示した従来の特許は数多く、そのほとんどの部分において、これらの機器は、同心型穴あけ機または内側ビット(前側ドリルヘッド組立体)と外側ビット(後続外側ドリル)を含む頭蓋ドリルを使用している。内側ビットは、オペレータがドリルにかけた圧力に起因する骨に対する負荷を感知し、内側ビットが抵抗力を感じなくなると穴あけは、内側ドリルビットの軸方向の位置に呼応するクラッチ型機構によって停止する。」と記載されている。   Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-516610) discloses “(Paragraph 0002) (Background Art) As well known in the surgical instrument technology, a tube cone for drilling a hole in a skull or a skull drill. Or the perforator must stop as soon as it reaches a certain depth, which means that the drilling is beyond the depth of the skull and underneath the bony structure, the cerebrospinal dura and/or cerebrospinal dural. It is very important for not penetrating the brain beneath the membrane.There are numerous prior patents disclosing cranial drilling equipment with this feature, and for the most part, these equipment are concentric Machine or a skull drill that includes an inner bit (front drill head assembly) and an outer bit (successive outer drill) that senses the load on the bone due to the pressure exerted by the operator, When the bit no longer feels resistance, drilling is stopped by a clutch-type mechanism that corresponds to the axial position of the inner drill bit."

特許文献5(特表2006−512144号公報)には、先端が凸形状となっている詮索用ドリルが開示されている。すなわち、『(段落0090)図17から図17Aは、突き錐110を示す。突き錐110は、閉鎖時に(図17に示す)ドリル型先端を形成する複数の収納式「花弁(petal)」112を含む。開放時には(図17Aに示す)、花弁112はポリマーおよび縫合糸を管腔114を通して送ることができる。弁は、スプリング機構(図示せず)または他の適切なアクチュエータを用いて開けたり閉じたりされてもよい。』と記載され、『(段落0091)には「図18から18Aは、開放管腔124に交差するように放射状に伸びるブレード122を有する切削頭部120を示す。ブレード先端の間の開放部分は結び目のある縫合糸の送出を可能にする小穴126を形成する。」と記載され、また、「(段落0092)図19は、複数の鋸歯状切削/研磨管128、ポリマーおよび縫合糸を通過させて送ることができる中央管腔130、および吸引により骨片/破片を切削部位から取り出すための抽出管を含む穿孔器を示す。所望であれば、抽出管の内容物は穿孔器の筒、または外科用器具の他の場所、骨片/破片をポリマーの送り前にポリマーに混合できる部位に送り込まれてもよい。」と記載されている。   Patent Document 5 (Japanese Patent Publication No. 2006-512144) discloses a snooping drill having a convex tip. That is, “(paragraph 0090) FIG. 17 to FIG. 17A show the awl 110. The awl 110 includes a plurality of retractable "petals" 112 that form a drill tip when closed (shown in Figure 17). When open (shown in FIG. 17A), the petals 112 can deliver polymer and suture through the lumen 114. The valve may be opened and closed using a spring mechanism (not shown) or other suitable actuator. 18 to 18A show a cutting head 120 having a blade 122 extending radially across an open lumen 124. The open portion between the blade tips is The eyelet 126 is formed to allow delivery of the knotted suture.” and (“(Paragraph 0092) FIG. 19 shows a plurality of serrated cutting/abrasive tubes 128, a polymer and a suture being passed therethrough. 1 shows a perforator including a central lumen 130 that can be delivered by suction and an extraction tube for removal of bone fragments/debris from the cutting site by suction, if desired, the contents of the extraction tube can be the tube of the perforator, or It may be delivered elsewhere in the surgical instrument, to a site where the bone fragments/debris can be mixed with the polymer prior to delivery of the polymer."

特開2012−161401号公報JP 2012-161401 A 特開2015−91612号公報JP, 2005-91612, A 特表2011−525844号公報Special table 2011-525844 gazette 特表2001−516610号公報Special table 2001-516610 gazette 特表2006−512144号公報Japanese Patent Publication No. 2006-512144

ところで、頭蓋骨や脊髄などの手術では、内部中空で筒状の刃(ドリル)を用いて、貫通状態になるまで穿孔させて、筒状の骨を切り出して、検査や治療した後は、筒状に切り出した骨を埋め戻す操作が必要になる場合がある。このような埋め戻しが必要になる場合は、その切り出しや切り終わりなどの加工精度が高く要求される。
しかしながら、特許文献1は、単に穿孔を形成するものであり、筒状の骨を研削して、再利用に供するものではないと考えられる(筒状の内部に刃が設けられていたり、内部に向かって十字形などの刃が設けられている。)。そして、特許文献1では、円筒状の刃のドリルで、回転制御するものであるが、骨に対して一度に円周状の刃で貫通させるので、研削精度の高い筒状の骨を切り出したり戻したりすることはできなかった。また、その他の特許文献のいずれも、円筒状に切削したものを元の骨の部分に埋め戻すときに使用するものとしては、高精度の寸法で戻すことには十分なものとは言えなかった。
また、脊髄や頭蓋骨などの手術では、平坦な箇所にドリルを穿孔させるわけではなく、骨に対して斜めにドリルを当てる必要や、凹凸の表面にドリルを当てなければならない場合があり、このような場合にも、骨の近くの神経や組織等を損傷させないようにしなければならない。
さらに、穿孔用ドリルが振動等の原因でブレると、高精度な穿孔ができない問題を有するが、特に、ドリルの先端の刃の形状によっては、その高精度な穿孔のための制御ができなくなる問題を有していた。
By the way, in operations such as skull and spinal cord, a hollow internal tubular blade (drill) is used to pierce the bone until it is in a penetrating state. It may be necessary to refill the bone that was cut out. When such backfilling is required, high processing accuracy such as cutting and finishing is required.
However, it is considered that Patent Document 1 merely forms perforations, and does not grind a tubular bone for reuse (a blade is provided inside the tubular shape or inside the tubular shape). Faced with a cross shaped blade.) And in patent document 1, although rotation is controlled with a drill of a cylindrical blade, since it penetrates a bone with a circular blade at once, it is possible to cut out a cylindrical bone with high grinding accuracy. I couldn't put it back. In addition, none of the other patent documents was sufficient to restore with a highly accurate dimension as a one used when backfilling a portion cut into a cylindrical shape into the original bone part. ..
Also, in operations such as spinal cord and skull, it is not necessary to drill a flat area, but it may be necessary to drill diagonally to the bone, or it may be necessary to drill on an uneven surface. In all cases, it is necessary to prevent damage to nerves and tissues near the bone.
Further, when the drill for drilling is shaken due to vibration or the like, there is a problem that high-precision drilling cannot be performed. However, depending on the shape of the blade at the tip of the drill, control for high-precision drilling becomes impossible. Had a problem.

そこで本発明の目的は、一部突出する突出刃を使用して、一部分穿孔(貫通)してからその研削範囲を広くするように制御することで、穿孔後の組織(神経等)を損傷させる事態を抑制することができるとともに、ブレが抑制されて高精度な穿孔が可能な穿孔用ドリル及びその操作制御装置を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to damage a tissue (nerve etc.) after perforation by using a protruding blade that partially protrudes and controlling so as to widen the grinding range after partially perforating (penetrating). It is an object of the present invention to provide a drill for drilling and a control device for the drill, which can suppress the situation, suppress blurring, and perform high-precision drilling.

本発明の穿孔用ドリルは、円筒状の刃を備えて、脊髄や頭蓋骨などの骨に穿孔を形成する医療用分野や加工対象物に穿孔を形成する産業用分野などに使用される穿孔用ドリルにおいて、円筒状の刃の先端部の外周に沿って一部突出する突出刃が設けられており、前記突出刃の刃先部分は、前記円筒状の刃の先端部の幅よりも狭くなるように形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、前記突出刃は、前記突出刃の刃先部分は、前記円筒状の刃の先端部の幅よりも狭くなるように形成されていることから、加工対象物(ワーク)に対する穿孔による加工、すなわち穿孔の開始の切り込みと、穿孔(貫通)した後の骨(或いは、ワーク)にかかる負荷を軽減するので、穿孔加工がし易く高精度の加工が可能になる。特に患部に対して凹凸のある個所や斜めに穿孔用ドリルを当てる場合において、小さな穿孔穴を開けて、これをできるだけ大きくしないで穿孔操作を行うことができる。したがって、これを使用して穿孔した後(貫通後)に、切り出した筒状の骨は、その形状や大きさが整えられているので(特に切り終わり残留片を少なくできる。)、埋め戻し寸法精度の高いものとなる。
The drill for drilling of the present invention is provided with a cylindrical blade, and is used in the medical field for forming holes in bones such as spinal cords and skulls, and the industrial field for forming holes in workpieces. In, a protruding blade is provided that partially protrudes along the outer periphery of the tip of the cylindrical blade, and the blade tip portion of the protruding blade is narrower than the width of the tip of the cylindrical blade. It is characterized by being formed.
According to the present invention, the protruding blade is formed such that the blade tip portion of the protruding blade is narrower than the width of the tip end portion of the cylindrical blade, so that the object to be processed (workpiece) is perforated. Processing, that is, the cutting at the start of perforation and the load on the bone (or work) after perforation (penetration) are reduced, so that perforation processing is easy and high-precision machining is possible. In particular, when a piercing drill is applied to an affected area or at an angled portion, the piercing operation can be performed without making a small piercing hole and making it as large as possible. Therefore, after drilling using this (after penetrating), the cut-out tubular bone has the adjusted shape and size (particularly, it is possible to reduce the residual pieces after cutting), so that the backfilled dimension is obtained. It will be highly accurate.

本発明としては、前記突出刃の前記円筒状の刃の中心からの距離が、前記円筒状の刃の先端径の距離よりも長く形成されていることが好ましい。
本発明によれば、前記突出刃の先端が円筒状の刃の外周部の径よりも大きな径として形成されているので(外側に広がるように形成されている)、一部分穿孔(貫通)してからその範囲を広くするように制御することが行いやすくなる。すなわち、前記突出刃の先端が前記円筒状の刃の先端と同じ径であるかそれよりも小さいとすると、一部分穿孔(貫通)してからその範囲を広くするように制御することは、その後に径を広くして行く必要があるために難しいが、予め広がった外側に前記突出刃の先端が穿孔するので、それ以上広くする必要がなくなり、穿孔する範囲を広くする加工が容易になる。
In the present invention, it is preferable that the distance of the protruding blade from the center of the cylindrical blade is longer than the distance of the tip diameter of the cylindrical blade.
According to the present invention, since the tip of the protruding blade is formed to have a diameter larger than the diameter of the outer peripheral portion of the cylindrical blade (formed so as to expand to the outside), it partially pierces (penetrates). Therefore, it becomes easy to control so as to widen the range. That is, assuming that the tip of the protruding blade has the same diameter as that of the tip of the cylindrical blade or smaller than that, it is possible to partially perforate (penetrate) and then control to widen the range. It is difficult because the diameter needs to be increased, but since the tip of the projecting blade perforates the outer side that has expanded in advance, it is not necessary to further increase the diameter, and the process for widening the perforation range becomes easy.

本発明としては、前記円筒状の刃の中心位置には、当該円筒状の刃ないしは前記突出刃のブレを防止するための中心軸が設けられ、この中心軸の先端が加工対象物に当接することを特徴とする。
本発明によれば、上記中心軸の先端が加工対象物に突き刺さるので、穿孔用ドイルのブレを防止して正確な穿孔が行われる。
また、前記突出刃の部分は、左右の角部にR形状を有する凸形状として形成されているか、又は、凹凸の角部がR形状とされた凹凸形状に形成されていることを特徴とする。ここで、左右の角部のR形状は、円筒状の刃の外周形状の径よりも大きな径(R形状)により形成されていることが好ましい。
本発明によれば、円筒状の外周部の径よりも大きな径(R形状)等により形成されている場合、脊髄や頭蓋骨などの骨(或いは、ワーク)に対する穿孔による加工、すなわち穿孔の開始の切り込みと、切り終わりの穿孔加工がし易く、高精度の加工となる。また、ドリル(刃)にかかる負荷を軽減するのみならず(ドリルに加わるトルクが減少する。)、患部にかかる負荷を軽減する。そして、これを使用して穿孔した後(貫通後)に、切り出した筒状の骨は、その形状や大きさが整えられているので、埋め戻し寸法精度の高いものとなる。
本発明としては、前記円筒状の刃の先端側から前記突出刃の部分に亘って溝形状のパターンで砥粒が付着されていることが好ましい。溝形状のパターンとしては、円周の斜めや螺旋状等が好ましく、所定間隔で、砥粒が付着されている箇所と付着されていい箇所があることが好ましい。
本発明によれば、砥粒が付着されている箇所では、研削効果が高くなり、砥粒の付着されていない、溝のパターンの部分から研削屑を排出することができる。
According to the present invention, a central shaft for preventing the cylindrical blade or the protruding blade from being shaken is provided at a central position of the cylindrical blade, and a tip end of the central shaft abuts a workpiece. It is characterized by
According to the present invention, since the tip of the central axis pierces the object to be processed, the drilling doy is prevented from shaking and accurate drilling is performed.
Further, the protruding blade portion is formed as a convex shape having an R shape at the left and right corners, or is formed in an uneven shape in which the corner portions of the unevenness have an R shape. . Here, the R shapes of the left and right corners are preferably formed with a diameter (R shape) larger than the diameter of the outer peripheral shape of the cylindrical blade.
According to the present invention, when the diameter (R shape) or the like is larger than the diameter of the outer peripheral portion of the cylindrical shape, processing by perforation of bone (or work) such as spinal cord and skull, that is, the start of perforation Cutting and punching at the end of cutting are easy and highly accurate. In addition to reducing the load on the drill (blade) (the torque applied to the drill is reduced), the load on the affected area is also reduced. Then, after the boring using this (after penetrating), the cut-out tubular bone has the adjusted shape and size, so that the backfill dimensional accuracy is high.
In the present invention, it is preferable that the abrasive grains are attached in a groove-shaped pattern from the tip end side of the cylindrical blade to the protruding blade portion. The groove-shaped pattern is preferably an oblique circumference, a spiral shape, or the like, and it is preferable that there are locations where abrasive grains are attached and areas where they are not attached at predetermined intervals.
According to the present invention, the grinding effect is enhanced at the place where the abrasive grains are attached, and the grinding dust can be discharged from the groove pattern portion where the abrasive grains are not attached.

一方、穿孔用ドリルの操作制御装置は、円筒状の刃を備えて、脊髄や頭蓋骨などの骨に穿孔を形成する医療用分野や加工対象物に穿孔を形成する産業用分野などに使用される穿孔用ドリルの操作制御装置において、前記円筒状の刃の先端部の外周に沿って一部突出する突出刃が設けられており、前記円筒状の刃の中心位置には、当該円筒状の刃ないしは前記突出刃のブレを防止するための中心軸が設けられており、前記ブレ止めのための中心軸が昇降動作して加工対象物に当接すると、前記突出刃が形成された穿孔用ドリルが回転しながら昇降動作することを特徴とする。
本発明によれば、前記中心軸によりブレないように構成されているので、前記一部突出した突出刃が設けられていても、前記円筒状の刃としての全体的なバランスを失うことなく切削加工が可能になる。また、本願装置を斜めに傾けて使用する場合でも、前記中心軸が中心になって安定した加工を行うことができる。
また、本発明としては、円筒状の刃を備えて、脊髄や頭蓋骨などの骨に穿孔を形成する医療用分野や加工対象物に穿孔を形成する産業用分野などに使用される穿孔用ドリルの操作制御装置において、前記円筒状の刃の先端部の外周に沿って一部突出する突出刃が設けられており、前記穿孔用ドリルを回転駆動させる駆動手段と、前記穿孔用ドリルを回転させて加工対象物を穿孔したことを検出する検出部と、前記穿孔用ドリルの回転方向や回転速度を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記突出刃の先端側が加工対象物を一部分穿孔したことを検出した場合に、回転方向を逆にして回転させるか、又は、回転方向を逆にしたり当初の回転方向にしたりを繰り返えさせるかを行うことを特徴とする。
本発明によれば、前記突出刃の先端部側から基端側までの設定高さを利用して制御するので、一部穿孔(突出刃により一部貫通)したことを検出した後は、一部穿孔した貫通穴を徐々に拡大する制御が可能であり、貫通後の組織(神経等)を損傷させる事態を抑制することができる。すなわち、円筒状の刃の部分を使用せずに、前記突出刃の部分のみで研削加工するので、円筒状の刃による大きな穿孔穴(貫通穴)は形成されずに、一部突出した突出刃によって、できるだけ小さな穿孔穴(貫通穴)を基準にその範囲を徐々に大きくしていく研削加工ができる。
On the other hand, an operation control device for a drill for drilling is provided with a cylindrical blade and is used in a medical field for forming a hole in bones such as a spinal cord and a skull, and an industrial field for forming a hole in an object to be processed. In a drill drill operation control device, a protruding blade is provided that partially protrudes along the outer periphery of the tip of the cylindrical blade, and the cylindrical blade is located at the center position of the cylindrical blade. Or, a central shaft for preventing the protruding blade from being shaken is provided, and when the central shaft for preventing the shaking moves up and down and comes into contact with a workpiece, a drill for drilling with the protruding blade formed. It is characterized in that it moves up and down while rotating.
According to the present invention, since it is configured so as not to shake due to the central axis, even if the protruding blade that partially protrudes is provided, cutting can be performed without losing the overall balance as the cylindrical blade. Processing becomes possible. Further, even when the apparatus of the present application is used while being inclined, stable processing can be performed with the central axis as the center.
Further, as the present invention, a drill for drilling, which is provided with a cylindrical blade, is used in the medical field for forming holes in bones such as the spinal cord and the skull, and in the industrial field for forming holes in the object to be processed. In the operation control device, a protruding blade that partially protrudes along the outer periphery of the tip end of the cylindrical blade is provided, and a driving unit that rotationally drives the drill for drilling, and the drill for drilling are rotated. A detection unit that detects that the object to be machined is drilled, and a control unit that controls the rotation direction and the rotation speed of the drill for drilling are provided, and the control unit has the tip side of the protruding blade partially drilling the object to be machined. When this is detected, the rotation direction is reversed and the rotation is performed, or the rotation direction is reversed or the initial rotation direction is repeated.
According to the present invention, since the setting height from the tip end side to the base end side of the projecting blade is used for control, after detecting that a part of the holes (partially penetrated by the projecting blade) is detected, It is possible to gradually expand the through hole that has been partially drilled, and it is possible to suppress the situation of damaging the tissue (nerve or the like) after the penetration. That is, since only the protruding blade portion is ground without using the cylindrical blade portion, a large protruding hole (through hole) due to the cylindrical blade is not formed, and the protruding blade portion partially protrudes. By doing so, it is possible to perform a grinding process in which the range is gradually increased with the smallest possible hole (through hole) as a reference.

また、本発明の穿孔用ドリルの操作制御装置は、前記穿孔用ドリルを回転させて骨を貫通させて穿孔したことを検出する検出部と、前記穿孔用ドリルを第1および第2のモードで回転駆動する制御部を備え、前記制御部は、前記突出刃の先端側が骨を一部分穿孔したことを検出した場合に、回転方向を逆にして回転させるか、又は、回転方向を逆にしたり当初の回転方向にしたりを繰り返えさせるかを行う。
本発明によれば、前記制御部は、前記検出部が一部穿孔(突出刃により一部貫通)したことを検出した場合に、回転方向を逆にして回転させるか、又は、回転方向を逆にしたり当初の回転方向にしたりを繰り返すかすることにより、一部穿孔した貫通穴を徐々に拡大する制御が可能であり、貫通後の組織(神経等)を損傷させる事態を抑制することができる。
Further, the operation control device for a drill for drilling according to the present invention is configured to rotate the drill for drilling to detect a hole for drilling by piercing a bone, and the drill for drilling in the first and second modes. A control unit for rotationally driving the control unit is provided, and when the control unit detects that the tip side of the protruding blade has partially pierced the bone, the control unit rotates the rotation direction in the reverse direction, or reverses the rotation direction. Rotate in the same direction or repeat.
According to the present invention, when the control unit detects that the detection unit partially pierces (partially penetrates by the protruding blade), the control unit rotates the rotation direction in the opposite direction, or reverses the rotation direction. It is possible to control the gradual expansion of the partially pierced through-hole by changing the setting to "1" or repeating the initial rotation direction, and it is possible to suppress the situation of damaging the tissue (nerve etc.) after the penetration. ..

本発明としては、前記突出刃は、左右の角部にR形状を有する凸形状として形成されているか、又は、凹凸の角部がR形状とされた凹凸形状に形成されており、前記制御部は前記検出部が前記突出刃の一方のR形状分部が穿孔したことを検出した場合に、前記制御部は、前記突出刃の他方のR形状部が穿孔するまで回転駆動させることを特徴とする。また、前記突出刃は、円筒状の刃の先端側に少なくとも複数個設けられており、前記検出部が前記少なくとも複数の一方が穿孔したことを検出した場合に、前記制御部は、前記突出刃の他方が穿孔するまで回転駆動させることを特徴とする。
本発明によれば、前記突出刃の左右の角部のR形状や複数の突出刃を利用して、回転方向の切り出し側と切り終わり側(逆回転の切り出し側)とを変更制御して、最適な切り出しや切り終わりを制御することが可能になる。すなわち、円筒状の刃の部分を使用せずに、前記突出刃の部分のみで研削加工するので、円筒状の刃による大きな穿孔穴(貫通穴)は形成されずに、一部突出した突出刃によって、できるだけ小さな穿孔穴(貫通穴)を基準にその範囲を徐々に大きくしていく研削加工ができる。
In the present invention, the protruding blade is formed as a convex shape having an R shape at the left and right corners, or is formed in an uneven shape in which the corners of the unevenness have an R shape. When the detection unit detects that one R-shaped portion of the protruding blade has been drilled, the control unit rotationally drives until the other R-shaped portion of the protruding blade is drilled. To do. Further, at least a plurality of the protruding blades are provided on the tip side of the cylindrical blade, and when the detection unit detects that at least one of the plurality of holes is punched, the control unit causes the protruding blades to It is characterized in that it is rotationally driven until the other one of the holes is drilled.
According to the present invention, by utilizing the R shape of the left and right corners of the protruding blade and the plurality of protruding blades, the cut-out side and the cutting end side in the rotational direction (cut-out side of reverse rotation) are changed and controlled, It is possible to control the optimum cutting and cutting end. That is, since only the protruding blade portion is ground without using the cylindrical blade portion, a large protruding hole (through hole) due to the cylindrical blade is not formed, and the protruding blade portion partially protrudes. By doing so, it is possible to perform a grinding process in which the range is gradually increased with the smallest possible hole (through hole) as a reference.

本発明の穿孔用ドリルによれば、加工対象物に対して小さな穿孔を開けてから徐々にその穿孔の大きさを大きくして行きながら、大きな穿孔(貫通)にする加工に優れる。したがって、埋め戻しなどに使用する再利用する骨として高精度の研削加工が可能になる。
また、本発明の穿孔用ドリルの操作制御装置によれば、円筒状の刃の部分を使用せずに、前記突出刃の部分のみで研削加工できるので、円筒状の刃による大きな穿孔穴(貫通穴)は形成されずに、一部突出した突出刃によって、できるだけ小さな穿孔穴(貫通穴)を基準にその範囲を大きくしていく研削加工ができる。また、前記中心軸によりブレないように構成されているので、前記一部突出した突出刃が設けられていても、前記円筒状の刃としての全体的なバランスを失うことなく安定した切削加工が可能になる。したがって、貫通後の組織(神経等)を損傷させる事態を防止することができる。
The drill for drilling of the present invention is excellent in processing for making a large hole (penetration) while making a small hole in the object to be processed and then gradually increasing the size of the hole. Therefore, highly accurate grinding can be performed as a bone to be reused for backfilling or the like.
Further, according to the operation control device for a drill for drilling of the present invention, since it is possible to perform grinding only with the protruding blade portion without using the cylindrical blade portion, a large drilling hole (through A hole that is not formed, and a protruding blade that partially protrudes allows grinding to increase the range based on the smallest possible hole (through hole). Further, since it is configured so as not to shake by the central axis, stable cutting can be performed without losing the overall balance as the cylindrical blade even if the protruding blade that partially protrudes is provided. It will be possible. Therefore, it is possible to prevent a situation in which the tissue (nerve or the like) after the penetration is damaged.

本発明に係る第1の実施の形態の穿孔用ドリルの構成を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining composition of a drill for drilling of a 1st embodiment concerning the present invention. 本発明に係る実施の形態の穿孔用ドリルを示す図であり、(a)はその正面図であり、(b)はその断面図である。It is a figure which shows the drill for drilling of embodiment which concerns on this invention, (a) is the front view, (b) is the sectional view. 前記実施形態の穿孔用ドリルに砥粒が付着した例を説明する図である。It is a figure explaining the example which the abrasive grain adhered to the drill for drilling of the said embodiment. 本発明に係る実施の形態の穿孔用ドリルの他の例を説明する図である。It is a figure explaining the other example of the drill for drilling of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態の穿孔用ドリルの操作制御装置の制御回路と駆動回路を説明する図である。It is a figure explaining a control circuit and a drive circuit of an operation control device of a drill for drilling of an embodiment concerning the present invention. 本発明に係る実施の形態の穿孔用ドリルの操作の例を説明する図である。It is a figure explaining an example of operation of a drill for drilling of an embodiment concerning the present invention. 上記実施の形態の穿孔用ドリルの操作制御装置を使用して頭蓋骨の模型に穿孔用ドリルを穿孔加工する例を説明する図である。It is a figure explaining the example which carries out the drilling process of the drill for a model of a skull using the operation control device of the drill for drilling of the said embodiment. 本発明に係る実施の形態の穿孔用ドリルの操作制御装置を使用して筒状の骨の模型を研削により切り取った例を説明する図である。It is a figure explaining the example which cut out the cylindrical bone model by grinding using the operation control device of the drill for drills of the embodiment concerning the present invention. 本発明に係る実施の形態の突出刃を有する穿孔用ドリルと、突出刃を有しないドリルとを比較して説明する図である。It is a figure which compares and demonstrates the drill for drilling which has the protrusion blade of embodiment which concerns on this invention, and the drill which does not have a protrusion blade. 本発明に係る実施の形態の砥粒が付着された穿孔用ドリルを製造する装置を説明する図である。It is a figure explaining the apparatus which manufactures the drill for drilling to which the abrasive grain of embodiment of this invention was attached. 本発明に係る第2の実施の形態の穿孔用ドリルの構成を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining composition of a drill for drilling of a 2nd embodiment concerning the present invention. 上記実施の形態の穿孔用ドリルの断面図である。It is sectional drawing of the drill for drilling of the said embodiment. 上記実施の形態の中心軸の先端の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of the front-end|tip of the central axis of the said embodiment.

以下、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。
図1は、穿孔用ドリルの操作制御装置10の構成を説明する図である。この穿孔用ドリルの操作制御装置10は、先端に穿孔用ドリル1を有するハンドル本体12と連結して、ハンドル本体12の駆動制御を行う制御部11とを備え、本発明に係る穿孔用ドリル1を操作制御する。図2は、ドリルチャック14の中心穴および円筒ドリル中心を通って、穿孔用ドリル1と連結される中心軸15が設けられている。
本実施の形態の穿孔用ドリルの操作制御装置10は、頭蓋骨に貫通孔を開けるための穿孔用ドリルの操作制御装置を例に説明するが、頭蓋骨以外の生体組織に貫通孔を開けるものであってもよい。
なお、ハンドル本体を固定式の操作制御装置10に固定して、下方に向けた固定式装置としての穿孔用ドリルの操作制御装置として、骨組織への穿孔を行うことも可能である。
ハンドル本体12は、操作者が手で把持して操作するものであり、駆動モータである駆動手段30の出力軸が回転自在に保持されて先端から突き出されている。駆動手段30は、毎分所定回数(例えば1,500回転から200,000回転)で動作する駆動モータである。
ハンドル本体12を備えた本体部(操作制御部10)は、突出刃2Aの穿孔加工を制御する制御部20と、制御部20からの指令で駆動する駆動手段30を備え、制御部20は、突出刃2Aにかかる駆動力の大きさの相違や電流の負荷の相違を検出して、回転方向や回転速度等を制御する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an operation control device 10 for a drill for drilling. This drill drill operation control device 10 is provided with a control unit 11 that is connected to a handle body 12 having a drill 1 at the tip thereof and that controls the drive of the handle body 12, and the drill drill 1 according to the present invention. Control the operation. In FIG. 2, a central shaft 15 that is connected to the drill 1 for drilling is provided through the center hole of the drill chuck 14 and the center of the cylindrical drill.
The operation control device 10 for a drill for drilling according to the present embodiment will be described by taking an operation control device for a drill for drilling a hole in a skull as an example. May be.
It is also possible to fix the handle body to the fixed operation control device 10 and perform the perforation of the bone tissue as the operation control device of the drill for perforation as a fixed device facing downward.
The handle body 12 is operated by an operator gripping it with a hand, and an output shaft of a drive means 30 which is a drive motor is rotatably held and protrudes from a tip end thereof. The drive unit 30 is a drive motor that operates a predetermined number of times per minute (for example, 1,500 to 200,000 rotations).
The main body (operation control unit 10) including the handle main body 12 includes a control unit 20 that controls the boring process of the protruding blade 2A and a drive unit 30 that is driven by a command from the control unit 20, and the control unit 20 includes: The rotation direction, the rotation speed, etc. are controlled by detecting the difference in the magnitude of the driving force applied to the protruding blade 2A and the difference in the load of the current.

穿孔用ドリル1は、内部中空の円筒状の刃2Aを備えたものであり、先端部に一部突出した突出刃2Aが形成されている。この穿孔用ドリル1は、ハンドル本体12の先端から突き出る出力軸に設けられる挟持部で着脱自在で取り付けられる(図1(b))。突出刃2Aを有する穿孔用ドリル1は、突出刃2Aの刃先(凸状の形状や凹凸形状)の大きさや形状が異なるものを複数用意して、交換して使用される。   The drill 1 for drilling is provided with a hollow cylindrical blade 2A, and has a protruding blade 2A partially protruding at its tip. The drill 1 for drilling is detachably attached by a sandwiching portion provided on the output shaft protruding from the tip of the handle body 12 (FIG. 1B). For the drill 1 having the protruding blade 2A, a plurality of protruding blades 2A having different blade tips (convex shape or concave-convex shape) in size and shape are prepared and used in exchange.

穿孔用ドリル1の円筒状の刃3の先端部に突出刃2Aが設けられている。この突出刃2Aの部分は、高精度な切削を行うために設けられたものであり、本実施の形態では、一つの凸状として突出形成されている。突出刃2Aの先端側の幅Haは、円筒状の先端部の外周部2の幅Hbよりも狭く形成されている。また、円筒状の外周部2bの径よりも大きな径(R形状)r1,r2を有するとともに、先端部r3が平坦な凸形状に形成されている。治療や検査対象の骨(或いは、ワーク)に鋭く入り込むとともに、切り終わりも奇麗に切断させるためである。
ここで、円筒状の刃3の先端部に凹凸形状や波形を形成したものでも良いが、円筒状の刃2Aの先端部に凹凸形状や波形を形成したものよりも、上記突出刃2Aの部分は、角部がR形状を有する凸形状に形成されているもののほうが好ましい。また、この突出刃2Aの部分は、角部がR形状を有する凸形状に形成されている突出刃2Aは複数配置されているものでも良い。
円筒状の刃3の先端部を凹凸形状2Bにする例としては、図4(b)に示すように、円筒形状の刃3の先端部を凹凸形状に形成したものであり、外周にはレーザ光により螺旋状の溝8が形成されている。一部突出した突出刃である凹凸形状は、角部がR形状の波形形状で形成されているものでも良い。図6(b)に示す例では、円筒状の刃3の外周に拡径部3bが設けられており、この拡径部3bよりも径の小さな先端部に、前記凹凸形状2Bが形成されている。そして、この凹凸形状2Bの部分に砥粒Fが付着されていることが好ましい。
また、前記少なくとも複数の突出刃2Aは、形状や大きさが異なっており、この相違による駆動手段にかかる負荷や電流、電圧の相違を検出部22で検出しても良い。
また、前記凸状の突出刃2Aは、左右の角部に有するR形状の大きさや形状が異なっており、この相違による駆動手段にかかる負荷や電流、電圧の相違を検出部22で検出しても良い(図4(a))。すなわち、左右の角部r1,r2に有するR形状の大きさや形状が他方側のR形状が一方側よりも大きな角度で形成された突出刃2Cとして形成されているものでも良い(図4(a))。
また、図2(b)に示すように、筒状の回転刃3の回転軌道よりも突出刃2Aの回転軌道が外側に広がるように設定することが好ましい(図2中のG1<G2)。前記突出刃2Aの先端の中心軸2から径G2が前記円筒状の刃3の先端と同じ径G1と同じであるかそれよりも小さいとすると、一部分穿孔(貫通)してからその範囲を広くするように制御することは、その後に径を広くして行く必要があるために難しいからである。このため、前記突出刃2Aの先端を外側に向けて配置することで対応可能である。前記円筒状の刃3の先端と同じ径であるかそれよりも小さいとすると、一部分穿孔(貫通)してからその範囲を広くするように制御することは難しい。本実施の形態は、予め広がった外側に前記突出刃2Aの先端が穿孔するので、それ以上広くする必要がなくなり、穿孔する範囲を広くする加工が容易になる。
The protruding blade 2A is provided at the tip of the cylindrical blade 3 of the drill 1 for drilling. The portion of the protruding blade 2A is provided in order to perform highly accurate cutting, and in the present embodiment, it is formed so as to project as one convex shape. The width Ha on the tip side of the protruding blade 2A is formed to be narrower than the width Hb of the outer peripheral portion 2 of the cylindrical tip portion. Further, it has diameters (R shapes) r1 and r2 larger than the diameter of the cylindrical outer peripheral portion 2b, and the tip end portion r3 is formed in a flat convex shape. This is for sharply cutting into the bone (or work) to be treated or inspected and for cutting the cut end cleanly.
Here, the protrusions and recesses or the corrugation may be formed on the tip of the cylindrical blade 3, but the protruding blade 2A may be formed more than the protrusion and recess or the corrugation on the tip of the cylindrical blade 2A. It is more preferable that the corners are formed in a convex shape having an R shape. Further, in the protruding blade 2A portion, a plurality of protruding blades 2A having corners formed in a convex shape having an R shape may be arranged.
As an example in which the tip end portion of the cylindrical blade 3 is formed into an uneven shape 2B, the tip end portion of the cylindrical blade 3 is formed into an uneven shape as shown in FIG. A spiral groove 8 is formed by light. The uneven shape, which is a protruding blade that partially protrudes, may have a corrugated shape in which the corners are R-shaped. In the example shown in FIG. 6(b), an enlarged diameter portion 3b is provided on the outer circumference of the cylindrical blade 3, and the uneven shape 2B is formed at the tip end portion having a smaller diameter than the enlarged diameter portion 3b. There is. Then, it is preferable that the abrasive grains F are attached to the portion of the uneven shape 2B.
Further, the at least a plurality of protruding blades 2A have different shapes and sizes, and the detection unit 22 may detect a difference in load, current, or voltage applied to the driving means due to the difference.
Further, the convex projecting blades 2A differ in the size and shape of the R shape at the left and right corners, and the detection unit 22 detects the difference in the load, current, and voltage applied to the driving means due to this difference. Is also good (Fig. 4(a)). That is, the size and shape of the R shape in the left and right corners r1 and r2 may be formed as the protruding blade 2C in which the R shape on the other side is formed at an angle larger than that on the one side (FIG. 4(a)). )).
Further, as shown in FIG. 2B, it is preferable to set so that the rotational orbit of the protruding blade 2A is wider than the rotational orbit of the cylindrical rotary blade 3 (G1<G2 in FIG. 2). If the diameter G2 from the central axis 2 of the tip of the protruding blade 2A is equal to or smaller than the diameter G1 that is the same as the tip of the cylindrical blade 3, the range is widened after partially perforating (penetrating). This is because it is difficult to control so as to increase the diameter after that. Therefore, it can be dealt with by arranging the tip of the protruding blade 2A so as to face outward. If the diameter is the same as or smaller than the tip of the cylindrical blade 3, it is difficult to control so as to widen the range after partially perforating (penetrating). In the present embodiment, since the tip of the protruding blade 2A is perforated on the outer side that has been expanded in advance, it is not necessary to further widen it, and the process of widening the perforation range is facilitated.

また、前記円筒状の刃3の先端側から前記突出刃2Aの部分に亘って溝形状のパターン8で砥粒が付着されているものでも良い(図3(a)(b))。円筒状の刃3の先端側3aから突出刃2Aにかけて、更に、突出刃2Aの部分にかけて砥粒4が付着されていても良い。なお、砥粒の粒子は、平均粒径[mm]02.〜0.04(#80〜#400程度)が一般的に使用される。
本実施の形態では、円筒状の外周に螺旋状のパターン8がレーザ光又は電子ビームにより溶融されて形成されているとともに、前記螺旋状のパターン8が前記円筒状の先端部の突出刃2Bの部分にまで及んでいるものであり、このパターン8に沿って砥粒が付着されている。そして、凹凸形状の先端部2Bの凹部に前記パターン8が連結されている。レーザ光によって溶融するパターンは、砥粒9が付着されている部分と付着されていない部分があっても良く、付着されていない部分に溝8を形成することで、研削の屑を排出することができる。
したがって、操作制御装置10により穿孔用ドリル2が回転して、先端の突出刃2Aの研削に続いて円筒状の刃の外周部においても研削が続けられる。
Further, abrasive grains may be attached in a groove-shaped pattern 8 from the tip end side of the cylindrical blade 3 to the portion of the protruding blade 2A (FIGS. 3A and 3B). Abrasive grains 4 may be attached from the tip end side 3a of the cylindrical blade 3 to the protruding blade 2A and further to the portion of the protruding blade 2A. The particles of the abrasive grains have an average particle size [mm] 02. .About.0.04 (about #80 to #400) is generally used.
In the present embodiment, a spiral pattern 8 is formed on the outer circumference of the cylinder by melting with a laser beam or an electron beam, and the spiral pattern 8 of the protruding blade 2B of the cylindrical tip portion is formed. It extends to the part, and the abrasive grains are adhered along the pattern 8. The pattern 8 is connected to the concave portion of the uneven tip portion 2B. The pattern that is melted by the laser light may have a portion to which the abrasive grains 9 are attached and a portion to which the abrasive grains 9 are not attached. By forming the groove 8 in the portion not attached, grinding dust is discharged. You can
Therefore, the drill 2 for rotation is rotated by the operation control device 10, and the grinding of the protruding blade 2A at the tip is continued, and then the grinding of the outer peripheral portion of the cylindrical blade is continued.

前記突出刃2Aの部分や円筒状の刃3の外周に溝形状のパターン8で砥粒9を付着させるに際しては、図9に示すように、レーザ加工装置40と一体的に設けられる砥粒噴射装置50を使用して、レーザ光で所定パターン8に溶融した箇所に砥粒噴射装置50ら噴射された砥粒9を付着させる。レーザ光により、砥粒9を付着させる箇所の他、研削屑の排出のための溝8を形成することが好ましい。
なお、前記突出刃2Aの研削力を向上させるためには、前記突出刃である先端刃2Aの表裏や外周端部から外側に突出するように砥粒9を付着させることが好ましい。
When attaching the abrasive grains 9 in the groove-shaped pattern 8 to the portion of the protruding blade 2A or the outer periphery of the cylindrical blade 3, as shown in FIG. 9, an abrasive grain jet provided integrally with the laser processing device 40 is used. Using the device 50, the abrasive grains 9 sprayed from the abrasive grain spraying device 50 are attached to the spots melted into the predetermined pattern 8 by the laser light. It is preferable to form the groove 8 for discharging the grinding dust in addition to the place where the abrasive grains 9 are attached by the laser light.
In order to improve the grinding force of the projecting blade 2A, it is preferable to attach the abrasive grains 9 so as to project outward from the front and back surfaces of the tip blade 2A, which is the projecting blade, and the outer peripheral end portion.

本実施の形態は、金属製の円筒状の刃3の先端部に突出刃2Aが凸状に形成されるとともに、先端部に砥粒9が付着しており、突出刃2Aの先端部側H1〜H3の範囲で切削加工を行う(図6(b))。砥粒9の付着は、レーザ加工等で所定パターン8で溶融箇所を作って、そこに一部突出するように埋め込む。メッキを使用しても良いが、環境への配慮から、レーザ加工等で行うことが好ましい。例えば、操作制御装置11の制御部20は、前記検出部12が前記突出刃2Aの一方のR形状分部が穿孔したことを検出した場合に、前記制御部11は、前記突出刃2Aの他方のR形状r1が穿孔するまで回転駆動させることにより、高精度な穿孔加工ができる。
前記突出刃2の凸状の形状は、左右の角部が同じ形状のR形状であるが、異なるR形状や異なる大きさであっても良い。これにより、凸状の突出刃2Aの左右の角部(R形状)r1,r2にかかる駆動力の大きさの違いや電流負荷の相違を前記検出部22で検出して、回転方向や駆動手段30による回転速度等を制御する。
ここで、突出刃2Aを設けることが可能である。二つの突出刃2Aは、同じ形状であるが、異なる大きさや形状のものを設けても良い。異なる形状や大きさの突出刃2Aとすることで、突出刃にかかる負荷電流の相違を検出して、突出刃2Aの回転方向・回転速度や研削する深さを制御することができる(図4(c))。
In the present embodiment, the protruding blade 2A is formed in a convex shape at the tip of the metal cylindrical blade 3, and the abrasive grains 9 are attached to the tip, so that the tip H1 of the protruding blade 2A is located. Cutting is performed in the range of to H3 (FIG. 6B). To attach the abrasive grains 9, a melting portion is formed by a predetermined pattern 8 by laser processing or the like, and is embedded so as to partially project there. Although plating may be used, laser processing or the like is preferable in consideration of the environment. For example, when the control unit 20 of the operation control device 11 detects that the detection unit 12 perforates one R-shaped portion of the protruding blade 2A, the control unit 11 causes the other side of the protruding blade 2A. By rotating the R shape r1 until the R shape r1 is drilled, highly accurate drilling can be performed.
The protruding shape of the protruding blade 2 is an R shape in which the left and right corners have the same shape, but may have different R shapes and different sizes. As a result, the detection unit 22 detects the difference in the magnitude of the driving force applied to the left and right corners (R shape) r1, r2 of the convex protruding blade 2A and the difference in the current load, and the rotation direction and the driving means. The rotation speed by 30 is controlled.
Here, it is possible to provide the protruding blade 2A. The two protruding blades 2A have the same shape, but may have different sizes and shapes. By using the protruding blades 2A having different shapes and sizes, it is possible to detect the difference in load current applied to the protruding blades and control the rotation direction/rotational speed of the protruding blade 2A and the depth to be ground (FIG. 4). (C)).

操作制御装置10は、制御部20である制御回路と駆動手段30である駆動回路を備え、制御部21はハンドル本体12の先端の穿孔用ドリル1の回転数を設定したり、ハンドル本体12の駆動手段30に適当な駆動電流を供給し、穿孔用ドリル1を回転させ、また、制御部20の動作を停止させ、ハンドル本体12の駆動手段30の動作を停止させることができる。また、制御部20は、制御回路30と、ハンドル本体12の駆動回路である駆動手段30を備え、制御回路30は、ハンドル本体12の駆動手段30の電流である負荷電流や駆動力の大きさを検出部22で検出したり、穿孔加工の過程における負荷電流の変化等に基づいて、穿孔状況に関する信号を出力する。穿孔過程において貫通穴が生体組織を貫通したことを示す貫通信号が出力されたときに、駆動手段30を逆回転させて電気ブレーキ31を掛けると、貫通信号が出力されたときに、電気ブレーキ31の作動と協働しながら駆動手段30への駆動電流の供給を止めるなどの制御を行う。   The operation control device 10 includes a control circuit that is the control unit 20 and a drive circuit that is the drive unit 30, and the control unit 21 sets the rotation speed of the drill 1 for drilling at the tip of the handle body 12 or the handle body 12. It is possible to supply an appropriate driving current to the driving means 30, rotate the drill 1 for drilling, stop the operation of the control unit 20, and stop the operation of the driving means 30 of the handle body 12. In addition, the control unit 20 includes a control circuit 30 and a drive unit 30 that is a drive circuit of the handle body 12, and the control circuit 30 controls the load current and the drive force that are the current of the drive unit 30 of the handle body 12. Is detected by the detection unit 22, or a signal regarding the drilling status is output based on a change in the load current during the drilling process. When a penetration signal indicating that the penetration hole has penetrated the biological tissue is output during the perforation process, the drive means 30 is rotated in reverse to apply the electric brake 31, and when the penetration signal is output, the electric brake 31 is output. In cooperation with the operation of, the control such as stopping the supply of the drive current to the drive means 30 is performed.

ここで、制御部22による、突出刃2Aによる穿孔加工の制御の一例を説明する。
穿孔用ドリル1の突出刃2Aの負荷が重くなることを検出部12が検出すると、その負荷の重さに応じて電流が多くなり、他方、負荷が軽くなると電流が少なくなるので、駆動手段30の負荷電流を検出することで、穿孔用ドリル1にかかる負荷の大きさの程度が分かる。頭蓋骨などの骨Dに穿孔を開けたとき、すなわち突出刃2Aが骨を貫通して、突出刃2Aの先端側の形状に沿うように穿孔を開けると、負荷による電流は少なくなるため、その負荷電流を検出部22が検出して、これを制御部22は信号として受信して、回転方向を逆にする指令を出して、それ以上深く移動しないようにする。すなわち、穿孔の深度を停止して、回転方向を制御したり、回転速度を制御したりする。
この点、従来の穿孔用ドリル(従来の特許文献に示されるような筒状のみのドリル)やその制御では、いくら負荷電流の特性を示す状態で制御しても、いち早く貫通後の組織を損傷させないようにするには限界があった。円筒状の刃3の部分が全部貫通することを検出していたことが原因である。
これに対して、本願発明に係る実施の形態装置10による制御では、穿孔用ドリル1の突出刃2Aがその負荷に対して反応するので、貫通の瞬間を正確に把握することが可能である。本発明者の知見によれば、突出刃2Aの形状は、穿孔用ドリル1の先端の外周形状(円周形状)よりも大きさが小さいものであり(幅間隔が狭いものでありHa<Hb)、その切れ味が鋭ければ鋭いほどよく(例えば、穿孔用ドリル1の先端の外周形状(円周形状)よりも薄い刃であることが好ましい。さらに、突出刃2Aの部分は、角部がR形状を有する凸形状の左右のR形状r1とR形状r2との間には、一定の平坦部r3があることが好ましく、急減に減少(傾斜)する形状は好ましくない。検出部25による電流の負荷や駆動手段30の駆動力の違いを検出するために、前記平坦部r3が必要になる。
そして、前記突出刃2Aは、左右の角部にR形状を有する凸形状に形成され、前記左右のR形状の大きさや形状が異なる場合は、回転方向の切り出し側と切り終わり側(逆回転の切り出し側)とを変更制御して、最適な切り出しや切り終わりを制御することが可能になる。
Here, an example of the control of the punching process by the protruding blade 2A by the control unit 22 will be described.
When the detection unit 12 detects that the load of the protruding blade 2A of the drill 1 for drilling becomes heavy, the current increases according to the weight of the load, and on the other hand, when the load becomes light, the current decreases. By detecting the load current of 1, the magnitude of the load applied to the drill 1 for drilling can be known. When a hole is made in a bone D such as a skull, that is, when the protruding blade 2A penetrates the bone and the hole is formed so as to follow the shape of the tip side of the protruding blade 2A, the current due to the load decreases, so that the load The detection unit 22 detects the electric current, and the control unit 22 receives the electric current as a signal, issues a command to reverse the rotation direction, and prevents further movement. That is, the depth of perforation is stopped to control the rotation direction or the rotation speed.
In this respect, with conventional drills for drilling (cylindrical only drills as shown in conventional patent documents) and their control, no matter how much load current characteristics are controlled, damage to the tissue after penetration is promptly achieved. There was a limit to prevent it. The cause is that it was detected that the entire portion of the cylindrical blade 3 penetrates.
On the other hand, in the control by the apparatus 10 according to the embodiment of the present invention, since the protruding blade 2A of the drill 1 for drilling responds to the load, it is possible to accurately grasp the moment of penetration. According to the knowledge of the present inventor, the shape of the protruding blade 2A is smaller than the outer peripheral shape (circular shape) of the tip of the drill 1 for drilling (has a narrow width interval and Ha<Hb. ), the sharper the sharpness is, the better (for example, it is preferable that the blade is thinner than the outer peripheral shape (circumferential shape) of the tip of the drill 1 for drilling. Furthermore, the protruding blade 2A has a corner portion. It is preferable that a constant flat portion r3 be provided between the R shapes r1 and R shapes r2 on the left and right of the convex shape having the R shape, and a shape that sharply decreases (tilts) is not preferable. The flat portion r3 is necessary in order to detect the difference in the load and the driving force of the driving means 30.
Then, the protruding blade 2A is formed in a convex shape having an R shape at the left and right corners, and when the sizes and shapes of the left and right R shapes are different, the cutout side and the cut end side (in the reverse rotation direction) in the rotation direction. By changing and controlling (cutting side), it is possible to control the optimum cutting and cutting end.

図4〜図10は、頭蓋骨の模型(石膏製品)を使用して、穿孔用ドリルの操作制御装置10により、実施に穿孔加工を行った例を説明する図である。穿孔用ドリル1は、頭蓋骨の模型に対して、斜めに入り込んで回転する場合の例を示す(図6(b))。この場合、凸形状の突出刃2Aの骨組織Dに貫通孔を開けると、円弧形状(三日月形状)の穴S1が開けられる(図6(b))。この円弧形状の穴S1が形成されると、回転速度を遅くするか停止させるとともに深さ位置がそれ以上下方に進まないようにする(深さH1〜H3の範囲で制御する)。このとき、一旦、上昇させるように制御しても良い。
そして次に、穿孔用ドリル1の回転を逆回転させて、穿孔された三日月形の穿孔S1を徐々に大きく形成する。一度貫通穴S1が開けられると、同じ高さ位置で逆方向に回転しても、円弧形状の穴S1は、徐々に大きく形成される。これを繰り返して、円弧形状に空いた穴(貫通穴)S1を大きく形成して行く(図6(c):S1<S2<S3)。すなわち、逆方向に回転させたり、最初の回転方向と逆方向の回転とを繰り返す。このようにして円弧形状(三日月形)の穿孔の開口(貫通穴)S1を徐々に大きくして、徐々に円形Sに近づけて行く加工をする(図7(a)(b)(c))。
ここで、円筒状の刃3のみからなる穿孔用ドリル100の場合と比較して、前記突出刃2との駆動力にかかる相違や電流の負荷の相違や電圧の相違を比較して、前記突出刃による穿孔(貫通状態)であることを検出部22が検出するものでも良い。
FIG. 4 to FIG. 10 are diagrams illustrating an example in which a drilling operation is actually performed by the drill drill operation control device 10 using a skull model (gypsum product). The drill 1 for drilling shows an example in which the drill 1 is obliquely inserted into the model of the skull and rotated (FIG. 6B). In this case, when a through hole is formed in the bone tissue D of the convex protruding blade 2A, an arc-shaped (crescent-shaped) hole S1 is formed (FIG. 6(b)). When the arc-shaped hole S1 is formed, the rotation speed is slowed or stopped, and the depth position is prevented from moving further downward (controlled within the range of depths H1 to H3). At this time, control may be performed so as to raise once.
Then, next, the rotation of the drill 1 for drilling is reversely rotated to gradually form the crescent-shaped drilled hole S1. Once the through hole S1 is opened, the arc-shaped hole S1 is gradually formed larger even if the through hole S1 is rotated in the opposite direction at the same height position. By repeating this, a large hole (through hole) S1 having an arc shape is formed (FIG. 6C: S1<S2<S3). That is, it is rotated in the opposite direction or repeated in the opposite direction to the initial rotation direction. In this way, the opening (through hole) S1 of the circular-arc-shaped (crescent-shaped) hole is gradually enlarged so as to gradually approach the circle S (FIGS. 7(a)(b)(c)). ..
Here, as compared with the case of the drill 100 for drilling consisting of only the cylindrical blade 3, the difference in driving force, the difference in current load, and the difference in voltage are compared with each other to compare the protrusion. The detection unit 22 may detect that the blade is punched (penetrated state).

(実施例)
図8(a)(b)は、頭蓋骨の模型Dを使用して、直径10mm、長さ10mmの筒状の骨Daを研削して切り出した例を示している。
本実施例によれば、1mm以下の高い精度が要求される箇所でも、その条件をクリアすることができる。また、特に切り終わり残留片を少なくできることが分かる。
なお、図9に示す例は、突出刃2Aを一つ設けたドリル1と、2つ設けたドリル1と、突出刃2Aを設けずに、筒状の刃3の先端側に砥粒を付着した穿孔用ドリル7を使用して、穿孔状態の負荷の軽減する順序を調べたとところ、ドリル1の駆動力にかかる負荷等は、突出刃を有しないドリル7よりも小さなものであった。
(Example)
FIGS. 8A and 8B show an example in which a skull bone model D is used to grind and cut a cylindrical bone Da having a diameter of 10 mm and a length of 10 mm.
According to this embodiment, the condition can be cleared even in a place where high accuracy of 1 mm or less is required. Further, it can be seen that especially the residual pieces after cutting can be reduced.
In addition, in the example shown in FIG. 9, the abrasive grains are attached to the tip side of the tubular blade 3 without providing the drill 1 provided with one protruding blade 2A, the drill 1 provided with two, and the protruding blade 2A. When the order of reducing the load in the drilling state was examined using the drill 7 for drilling, the load applied to the driving force of the drill 1 was smaller than that of the drill 7 having no protruding blade.

(第2の実施の形態)
本実施の形態の穿孔用ドリル1は、図11(a)(b)に示すように、前記中心軸15の先端が穿孔用ドリル1の先端部付近まで延設されており、この中心軸15の先端15aが加工対象物(ワーク)に当たるか、突き刺さることにより、穿孔用ドリル1の回転姿勢のブレを防止するブレ止め機構51を備えている。第2の実施の形態では、装置本体の昇降動作もブレ止め機構に昇降動作も可能であるが、ブレ止め機構51としては、動かず固定されて、円筒ドリル3とドリルチャック14が前後するようにすることも可能である。また、ブレ止め機構51は、中心軸15の先端15aが加工対象物を刺したときに加工対象物(ワーク)から少し抜けにくいような形状にすることも可能である。例えば、中心軸15の先端15aが円錐形の矢印のようにしたり、L字状にして、引っ掛りやすくするなどである。そのことによって円筒ドリル1が貫通後、切り取った部分がブレ止め機構51にくっついてきて自然と加工対象物(ワーク)から外れるようにすることができる。
また、図11(b)に示すように、筒状の回転刃3の回転軌道よりも突出刃2Aの回転軌道が外側に広がるように設定することが好ましい(図11中のG1<G2)。
したがって、ブレ止め機構51は、器具本体50から伸びておりドリルチャック12の中心穴および円筒ドリル中心を通ってワーク(或いは骨)に刺さるが、加工対象物(ワーク)9に刺さったブレ止め機構51に沿って円筒ドリル1が昇降動することでブレを防止する。
また、中心軸15の先端差し込み部15aに対する突出刃2の先端の傾斜角度が所定値を超えた場合、減速したり停止したりする制御を行うことにより、ブレ止めと傾き防止ができるようになっている(図5の符号23)。また、前記中心軸15の先端差し込み部15aが突出刃2Aの先端2Aaよりも突出する加工や、突出刃2Aの先端2Aaの方が前記中心軸15の先端15aよりも突出する加工を制御する。
ここで、前記中心軸15の先端形状としては、尖った先端差し込み部15aの他に、図13(a)〜(d)に示すように、球状、凸状、凹状、先端が平坦な形状の多角形状などで構成することができる。
そして、前記中心軸15は昇降動作するので、前記突出刃2Aとの突出する位置関係を調節することができる(図12(a)(b))。すなわち、加工対象物(ワーク)に応じて、前記中心軸15の先端差し込み部15aが突出刃2Aの先端2Aaよりも突出する加工や(図12(a))、突出刃2Aの先端2Aaの方が前記中心軸15の先端15aよりも突出するようにして加工することも可能である(図12(b))。したがって、前記中心軸15により、一部突出した突出刃2Aが設けられていても、前記円筒状の刃3としての全体的なバランスを失うことなく切削加工ができるとともに、斜めに傾斜した使用する場合でも安定した加工を行うことができる。
(Second embodiment)
In the drill 1 for drilling of the present embodiment, as shown in FIGS. 11A and 11B, the tip of the central shaft 15 is extended to the vicinity of the tip of the drill 1 for drilling. An anti-vibration mechanism 51 is provided to prevent the rotational posture of the drill 1 for drilling from being shaken by hitting or piercing the tip 15a of the work piece (workpiece). In the second embodiment, the raising/lowering operation of the device body and the raising/lowering operation of the shake prevention mechanism are also possible, but the shake prevention mechanism 51 is fixed without moving so that the cylindrical drill 3 and the drill chuck 14 move back and forth. It is also possible to Further, the anti-vibration mechanism 51 may be formed in a shape such that the tip 15a of the central shaft 15 is less likely to come off the workpiece (workpiece) when the workpiece is pierced. For example, the tip 15a of the central shaft 15 may be shaped like a conical arrow, or may be L-shaped so that it can be easily caught. As a result, after the cylindrical drill 1 has penetrated, the cut-out portion sticks to the anti-vibration mechanism 51 and can be naturally separated from the workpiece (workpiece).
Further, as shown in FIG. 11(b), it is preferable to set so that the rotational orbit of the protruding blade 2A is wider than the rotational orbit of the tubular rotary blade 3 (G1<G2 in FIG. 11).
Therefore, the shake prevention mechanism 51 extends from the instrument body 50 and penetrates the workpiece (or bone) through the center hole of the drill chuck 12 and the center of the cylindrical drill, but the shake prevention mechanism 51 penetrates the workpiece (workpiece) 9. The cylindrical drill 1 moves up and down along 51 to prevent blurring.
Further, when the inclination angle of the tip of the protruding blade 2 with respect to the tip insertion portion 15a of the central shaft 15 exceeds a predetermined value, deceleration or stop is performed to prevent blurring and prevent inclination. (Reference numeral 23 in FIG. 5). Further, the processing of projecting the tip insertion portion 15a of the central shaft 15 from the tip 2Aa of the projecting blade 2A and the processing of projecting the tip 2Aa of the projecting blade 2A from the tip 15a of the central shaft 15 are controlled.
Here, as the tip shape of the central shaft 15, in addition to the pointed tip insertion portion 15a, as shown in FIGS. 13(a) to 13(d), a spherical shape, a convex shape, a concave shape, or a flat tip shape is used. It can be configured with a polygonal shape or the like.
Since the central shaft 15 moves up and down, it is possible to adjust the projecting positional relationship with the projecting blade 2A (FIGS. 12A and 12B). That is, depending on the object to be processed (workpiece), the tip insertion portion 15a of the central shaft 15 projects more than the tip 2Aa of the projecting blade 2A (FIG. 12A), or the tip 2Aa of the projecting blade 2A. It is also possible to process so as to project from the tip 15a of the central shaft 15 (FIG. 12(b)). Therefore, even if the central blade 15 is provided with the protruding blade 2A that partially protrudes, it is possible to perform cutting without losing the overall balance of the cylindrical blade 3 and to use it obliquely inclined. Even in the case, stable processing can be performed.

以上、穿孔用ドリルの操作制御装置10として、頭蓋骨に貫通孔を開けるための穿孔用ドリルの操作制御装置を例に説明するが、頭蓋骨以外の生体組織に貫通孔を開けるものであってもよく、骨のような硬質部であれば、骨の部分以外の外科手術にも使用可能であることは勿論、切削工具などとして用いる産業用の分野などにも応用して使用可能である。   As described above, the operation control device 10 for a drill for drilling will be described by taking the operation control device for a drill for drilling a through hole in the skull as an example. As long as it is a hard portion such as bone, it can be used not only in a surgical operation other than a bone portion, but also in an industrial field used as a cutting tool or the like.

1 本発明の穿孔用ドリル、
2,22AB 突出刃、2A 凸状の突出刃、 2B 凹凸形状の突出刃、
2Aa 突出刃の先端、
3 円筒状の刃、3a 円筒状の刃の先端部、
r1,r2 凸形状の突出刃のR形状の角部、r3 平坦部(突出刃の先端部)、
8 砥粒が付着されるパターン、
9 砥粒、
10 本発明の穿孔用ドリルの操作制御装置、
11 制御装置、
12 ハンドル本体、
14 ドリルチャック、
15 中心軸、15a 中心軸の先端(先端差し込み部)、
22 検出部、
29 制御部(制御回路)、
30 駆動手段、
51 ブレ止め機構、
G1 筒状の回転刃の回転軌道、G2 突出刃2Aの回転軌道、
D 加工対象物(頭蓋骨などの骨、ワーク)、Da 切り出した再利用の骨、
S,S1〜S3 穿孔(貫通穴、円弧形状の穴)、
H1〜H3 突出刃の操作制御範囲(深さ方向の制御)、


1 A drill for drilling of the present invention,
2,22AB protruding blade, 2A convex protruding blade, 2B uneven protruding blade,
2Aa Tip of protruding blade,
3 Cylindrical blade, 3a Tip of cylindrical blade,
r1, r2 R-shaped corners of the convex protruding blade, r3 flat portion (tip of the protruding blade),
8 Pattern to which abrasive grains are attached,
9 abrasive grains,
10 An operation control device for a drill for drilling according to the present invention,
11 control device,
12 handle body,
14 Drill chuck,
15 center axis, 15a center axis tip (tip insertion portion),
22 detector,
29 control unit (control circuit),
30 driving means,
51 Anti-shake mechanism,
G1 the rotary orbit of the cylindrical rotary blade, G2 the rotary orbit of the protruding blade 2A,
D Processing object (bone such as skull, work), Da Reused bone,
S, S1 to S3 perforations (through holes, arc-shaped holes),
H1 to H3 Operation control range of protruding blade (control in depth direction),


Claims (7)

円筒状の刃を備えて、脊髄や頭蓋骨などの骨に穿孔を形成する医療用分野や加工対象物に穿孔を形成する産業用分野などに使用される穿孔用ドリルにおいて、円筒状の刃の先端部の外周に沿って一部突出する突出刃が設けられており、前記突出刃の刃先部分は、前記円筒状の刃の先端部の幅よりも狭くなるように形成されていることを特徴とする穿孔用ドリル。   In a drill for drilling that has a cylindrical blade and is used in the medical field for forming holes in bones such as spinal cords and skulls and in the industrial field for forming holes in workpieces, the tip of the cylindrical blade A protruding blade that partially protrudes along the outer circumference of the portion is provided, and the blade tip portion of the protruding blade is formed so as to be narrower than the width of the tip portion of the cylindrical blade. A drill for drilling. 前記円筒状の刃の中心位置には、当該円筒状の刃ないしは前記突出刃のブレを防止するための中心軸が設けられ、この中心軸の先端が加工対象物に当接することを特徴とする請求項1記載の穿孔用ドリル。   The central position of the cylindrical blade is provided with a central shaft for preventing the cylindrical blade or the protruding blade from blurring, and the tip end of the central shaft abuts the workpiece. The drill for drilling according to claim 1. 円筒状の刃を備えて、脊髄や頭蓋骨などの骨に穿孔を形成する医療用分野や加工対象物に穿孔を形成する産業用分野などに使用される穿孔用ドリルの操作制御装置において、前記円筒状の刃の先端部の外周に沿って一部突出する突出刃が設けられており、前記円筒状の刃の中心位置には、当該円筒状の刃ないしは前記突出刃のブレを防止するための中心軸が設けられており、前記ブレ止めのための中心軸が昇降動作して加工対象物に当接すると、前記突出刃が形成された穿孔用ドリルが回転しながら昇降動作することを特徴とする穿孔用ドリルの操作制御装置。   An operation control device for a drill for drilling, which is provided with a cylindrical blade and is used in a medical field for forming a hole in a bone such as a spinal cord or a skull or an industrial field for forming a hole in a workpiece, A protruding blade that partially protrudes along the outer periphery of the tip of the blade is provided, and at the center position of the cylindrical blade, the cylindrical blade or for preventing the protruding blade from blurring. A central shaft is provided, and when the central shaft for preventing blurring moves up and down and comes into contact with an object to be processed, the drill for drilling formed with the protruding blade moves up and down while rotating. Operation control device for drills for drilling. 円筒状の刃を備えて、脊髄や頭蓋骨などの骨に穿孔を形成する医療用分野や加工対象物に穿孔を形成する産業用分野などに使用される穿孔用ドリルの操作制御装置において、前記円筒状の刃の先端部の外周に沿って一部突出する突出刃が設けられており、前記穿孔用ドリルを回転駆動させる駆動手段と、前記穿孔用ドリルを回転させて骨を穿孔したことを検出する検出部と、前記穿孔用ドリルの回転方向・回転速度や切削する深さを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記突出刃の先端側から基端側までの設定高さを利用して研削の深さを制御するとともに、穿孔用ドリルの回転方向・回転速度を制御することを特徴とする穿孔用ドリルの操作制御装置。   An operation control device for a drill for drilling, which is provided with a cylindrical blade and is used in a medical field for forming a hole in a bone such as a spinal cord or a skull or an industrial field for forming a hole in a workpiece, A protruding blade is provided that partially protrudes along the outer periphery of the tip of the blade, and driving means for rotating and driving the drill for drilling, and detection of drilling bone by rotating the drill for drilling And a control unit for controlling the rotation direction and rotation speed of the drill for drilling and the cutting depth, wherein the control unit uses a set height from the tip end side to the base end side of the protruding blade. An operation control device for a drill for drilling, characterized by controlling the depth of grinding and controlling the direction and speed of rotation of the drill for drilling. 円筒状の刃を備えて、脊髄や頭蓋骨などの骨に穿孔を形成する医療用分野や加工対象物に穿孔を形成する産業用分野などに使用される穿孔用ドリルの操作制御装置において、前記円筒状の刃の先端部の外周に沿って一部突出する突出刃が設けられており、前記穿孔用ドリルを回転駆動させる駆動手段と、前記穿孔用ドリルを回転させて加工対象物を穿孔したことを検出する検出部と、前記穿孔用ドリルの回転方向や回転速度を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記突出刃の先端側が加工対象物を一部分穿孔したことを検出した場合に、回転方向を逆にして回転させるか、又は、回転方向を逆にしたり当初の回転方向にしたりを繰り返えさせるかを行うことを特徴とする穿孔用ドリルの操作制御装置。   An operation control device for a drill for drilling, which is provided with a cylindrical blade and is used in a medical field for forming a hole in a bone such as a spinal cord or a skull or an industrial field for forming a hole in a workpiece, A protruding blade that partially protrudes along the outer periphery of the tip of a blade is provided, and driving means for rotationally driving the drill for drilling, and drilling a workpiece by rotating the drill for drilling And a control unit for controlling the rotation direction and the rotation speed of the drill for drilling, wherein the control unit detects that the tip side of the protruding blade has partially drilled the workpiece, An operation control device for a drill for drilling, which is characterized in that the rotation direction is reversed to rotate, or the rotation direction is reversed or the initial rotation direction is repeated. 円筒状の刃を備えて、脊髄や頭蓋骨などの骨に穿孔を形成する医療用分野や加工対象物に穿孔を形成する産業用分野などに使用される穿孔用ドリルの操作制御装置において、前記円筒状の刃の先端部の外周に沿って一部突出する突出刃が設けられており、前記円筒状の刃の中心位置には、当該円筒状の刃ないしは前記突出刃のブレを防止するための中心軸が設けられており、前記制御部は、前記突出刃の先端側が骨を一部分穿孔したことを検出した場合に、前記突出刃の前記中心軸に対する傾斜角度を検出して、その傾斜角度が所定の値よりも大きいときには、穿孔用ドリルの回転速度を減速させるか又は停止させることを特徴とする請求項4又は5記載の穿孔用ドリルの操作制御装置。   An operation control device for a drill for drilling, which is provided with a cylindrical blade and is used in a medical field for forming a hole in a bone such as a spinal cord or a skull or an industrial field for forming a hole in a workpiece, A protruding blade that partially protrudes along the outer periphery of the tip of the blade is provided, and at the center position of the cylindrical blade, the cylindrical blade or for preventing the protruding blade from blurring. A central axis is provided, and the control unit detects the inclination angle of the protruding blade with respect to the central axis when detecting that the tip side of the protruding blade has partially pierced the bone, and the inclination angle is The operation control device for a drill for drilling according to claim 4 or 5, wherein the rotation speed of the drill for drilling is decelerated or stopped when it is larger than a predetermined value. 前記突出刃は、円筒状の刃の先端側に複数個設けられており、前記検出部が前記複数の突出刃の一つが穿孔したことを検出した場合に、前記制御部は、前記複数の突出刃の他方が穿孔するまで回転駆動させることを特徴とする請求項4又は5記載の穿孔用ドリルの操作制御装置。

A plurality of the protruding blades are provided on the tip side of the cylindrical blade, and when the detection unit detects that one of the plurality of protruding blades has pierced, the control unit controls the plurality of protruding blades. The operation control device for a drill for drilling according to claim 4 or 5, characterized in that it is driven to rotate until the other of the blades is drilled.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP7495342B2 (en) 2020-12-23 2024-06-04 株式会社ナカニシ Surgical Burs
CN118845138A (en) * 2020-07-01 2024-10-29 北京和华瑞博医疗科技有限公司 A control method and system for preventing vibration of osteotomy saw blade

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