[发明专利]超大扭矩装置

说明书

相关申请

本申请要求保护2010年5月6日提交的美国临时专利申请序列号61/332,169的全部巴黎公约的权益和优先权，其中内容以引用形式被全面地并入本文，犹如在此全部提出。本申请也以引用形式并入了2008年6月2日提交的美国专利申请序列号12/131,731，犹如在此全面地提出。

背景技术

1.技术领域

本发明涉及驱动工具，并且特别地涉及，在预定的扭矩限制脱离的医用扭矩限制驱动器。

2.总体背景

扭矩用来衡量作用在物体上的力，它引起物体的转动。对驱动器和紧固件而言，按照特定向量的叉积可以数学地计算出这个测量结果：

τ=r×F

其中，r是代表从紧固件轴线到施加力点的距离和方向的向量，F是作用在驱动器上的力向量。

扭矩具有力乘以距离的大小，扭矩的国际单位是牛顿米（N-m）。焦耳是能量或功的国际单位，也被定义为N-m，但是这个单位不能用于扭矩。因为能量可以被认为是力叉乘距离的结果，能量通常是标量的，而扭矩是力叉乘距离，因此是向量值的量。扭矩的其它非国际单位包括磅力-英尺、英尺-磅力、盎司力-英寸、米-千克力、英寸-盎司或英寸-磅。

扭矩限制驱动器被广泛用于医疗工业。这些扭矩限制驱动器具有出厂预设的扭矩以保证满足要求的手术环境所需的精确性和韧性。

医疗工业已使用可重复使用和一次性扭矩限制驱动器。在手术的环境下，没有错误的余地，因而这些驱动器必须传递/给予精度数量的扭矩。

可重复使用的驱动器需要经常的重新校准以保证驱动器传递精度数量的扭矩。重新校准是麻烦的工作但必须被常规地完成。这样的可重复使用的驱动器也需要灭菌。

一次性驱动器是可重复使用的驱动器的替代选择。一旦驱动器已被使用，那么应该被丢弃。

一次性驱动器传统上被用于低扭矩应用。这些应用的标准扭矩值通常在大约4到大约12英寸-盎司之间变化。但是，开发用于较大应用能够传递较大扭矩的可靠的一次性驱动器已是一个挑战。

已开发分开的/一件一件的动力传动系统用一次性装置增加或另外传递更大的扭矩。这样的分开的系统为装置提供了零件的可互换性，在其内部扭矩从分开的系统的零件到零件被传递。

发明内容

简而言之，依据本发明实施的扭矩装置通过减少扭矩零件到零件的过渡数量，从而避免了分开的（piecemeal）系统的不足。

依据一个或更多个示范的实施方式的若干方面，被公开的是扭矩限制驱动器包含：具有手柄的主体；上圆柱杆；具有驱动孔/驱动孔的下圆柱杆；螺母；在上圆柱杆和螺母之间的弹簧，其中弹簧被配置为施加跨越上圆柱杆和下圆柱杆的力；具有工件啮合顶端和在下圆柱杆驱动孔内被啮合的传动连接/驱动连接的轴；轴轴向延伸穿过下圆柱杆、上圆柱杆和弹簧并且被连接到螺母；其中上圆柱杆和下圆柱杆啮合以相对转动，并且其中当超出预定扭矩限制时，上圆柱杆和下圆柱杆脱离。

驱动孔可以是正方形驱动孔，并且传动连接可以是正方形传动连接。轴可以包括被拧到螺母上的螺纹。弹簧提供的力安全地维持轴的传动连接被啮合在下圆柱杆的驱动孔内。螺母包括具有外径基本上等于弹簧的内径和轴向延伸至少穿过弹簧的一部分的较低部分。扭矩限制驱动器可以进一步包含在弹簧和上圆柱杆之间的至少两个垫圈。扭矩限制驱动器可以进一步包含在圆柱杆和体之间的垫圈。扭矩限制驱动器可以进一步包含在弹簧和螺母之间的垫圈。

上圆柱杆和下圆柱杆可以每一个具有多个齿和轴向孔，齿具有垂直面、斜面和大体上的平峰，其中斜面由过渡到大体上的平峰的弯曲部分的第一直径确定，并且其中齿螺旋围绕轴向孔。垂直面可以在过渡到大体上的平峰的弯曲部分的第二直径处终止，并且其中弯曲部分的第二直径小于弯曲部分的第一直径。大体上的平面可以在外径处比在内径处宽些，并且其中大体上的平面垂直于上下杆的轴线。从弯曲部分的第一直径和弯曲部分的第二直径到大体上的平峰的过渡可以是平滑的。

预定的扭矩限制/限制可以至少为1英寸-磅。预定的扭矩限制可以在大约70英寸-磅和大约150英寸-磅之间。