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JPH0730769B2 - 支持体に部品を固定する装置 - Google Patents
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JPH0730769B2 - 支持体に部品を固定する装置 - Google Patents

支持体に部品を固定する装置

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JPH0730769B2
JPH0730769B2 JP1134832A JP13483289A JPH0730769B2 JP H0730769 B2 JPH0730769 B2 JP H0730769B2 JP 1134832 A JP1134832 A JP 1134832A JP 13483289 A JP13483289 A JP 13483289A JP H0730769 B2 JPH0730769 B2 JP H0730769B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、支持体に固着される少なくとも１つの固定部
材の助けにより部品を支持体に装着する装置に関する。
［従来の技術及び発明が解決しようとする問題点］ ヘッドと、ねじ付きロッドとから成るねじの助けにより
部品を支持体に固定することは既に知られている。ロッ
ドは部品を貫通して、支持体を構成する物質の中にねじ
込まれ、ヘッドは部品と接触する。
ねじを支持体にねじ込むと、部品と支持体との接触面に
圧縮応力が発生し、この圧縮応力は、部品と支持体との
境界面に、支持体に対する部品の相対運動を全く阻止す
る摩擦力を発生させようとする。
支持体の物質が部品との境界面で変化するような場合、
摩擦力はそれが消滅するまで減少を続け、その結果、部
品はその長手方向軸に対し垂直な方向の応力を受けやす
くなり、支持体の中でねじの遊びが発生するという事態
が起こり、ついには抜落ちてしまったり、少なく見積も
っても、用途によっては許容されない程度の自在な動き
が部品に与えられたりする。ここで、第１の問題が起こ
る。
これは、硬度の低い仕上げ層で被覆されたコンクリート
壁に少なくとも１つのねじにより部品を固定すべき場合
に当たる。仕上げ層は変化することがあると考えられ、
ねじがコンクリートに固定され、完全に留まっていたと
しても、部品は壁に対してある程度自由に動く、これは
組立体の品質維持には不利である。荷重が加わること
と、荷重を除去することを周期的に繰返すと、その影響
によって部品はねじに対して相対運動するようになるの
で、支持体の物質、この場合はコンクリートがねじ山の
周囲で徐々に劣化し、その結果、ねじはある程度の移動
度を得ることになるであろう。
用途によっては、この問題はさらに大きくなる。特に、
移植物を骨に固定しなければならない外科手術の場合に
は重大である。たとえば、骨折の場合、安定した組立体
を得るために、骨折片の相対運動と、骨折片の移植物に
対する動きをいずれも抑制することが必要である。
さらに、骨折片相互の間又は骨折片と移植物との間で埋
伏現象（impaction phenomena）が起こることもあり、
この場合、ねじがそれがねじ込まれている骨に対して全
く動かないと考えると、埋伏現象によって、移植物がね
じに対して動くことになる。そうなれば、組立体は不安
定になり、当初の位置関係は保たれない。
ねじにより部品を支持体に装着した組立体の改良は、ね
じの長手方向軸を互いに関して斜めになるように方向規
制することにある。
この場合には、境界面の劣化は部品にある程度の自由を
与える。ねじのヘッドは部品に対して自在に並進運動及
び回転運動することができるので、部品は、応力を受け
たとき、ねじに偶力を加えようとする。あらかじめ、引
抜き力の方向に対して発散する方向に向けられているね
じの軸は徐々に引抜き力の方向と平行になるので、容易
に抜落ちてしまう。
原子炉で使用され、ねじの係止及び交換が可能であるよ
うな装置も知られている（米国特許第4,683,108号）。
この装置は、部品内の座に受入れられる膨張係止カップ
を具備する。座には、ねじのヘッドも配置されており、
係止カップは回転時にヘッドと一体である。このよう
に、ねじのヘッドはカップにより回転を阻止され、ロッ
ドが偶発的に破断した場合にも保持される。しかしなが
ら、このような装置は前述の問題点を解決していないな
どの欠点を有する。実際問題として、 −この装置は、ねじのヘッドを隣接する支持面から引離
そうとする軸方向応力に対して大きな軸方向抵抗を与え
ない。すなわち、この抵抗はカップの内壁を変形させる
ために必要な力に限定される。
−同じように、カップはねじのヘッドに軸方向応力を全
く加えないので、ねじのヘッドと、それが当接する部品
とは有効に装着されない。
−係止カップの側壁を膨張させるために全く特別の機器
が必要である。
−カップの変形は永久的であるので、装置は分解不可能
である。
本発明の目的は、支持体物質が部品と支持体の境界面で
劣化しやすいときも安定したままであり且つ抜落ちに対
する抵抗が改善されているような、部品と支持体とを少
なくとも１つの固定部材の助けにより装着する装置を提
供することである。
［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するために、本発明は、ヘッドと、支持
体の物質内に固着されるロッドとを具備する少なくとも
１つの固定部材の助けにより部品を支持体に装着する装
置で、部品は、固定部材のロッドが挿通する通路と、ヘ
ッドの支持面を構成する基盤を画成するように固定部材
のヘッドの直径より大きい直径を有する皿穴とを境界限
定し、補助係止部材がその皿穴に受入れられ且つ固定さ
れる装置において、補助係止部材には雄ねじが形成さ
れ、補助係止部材は皿穴の内壁に形成された雌ねじ部と
共働し、この係止部材は、固定部材のヘッドに、ヘッド
を皿穴の底面に当接させる軸方向圧縮応力を加えること
を特徴とする装置に関する。
さらに、本発明は少なくとも１つのそのような装置によ
り形成される組立体と、外科領域への装置の利用にも関
する。。
［実施例］ 以下、添付の図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第１図は、部品10をねじ14の助けにより支持体12に固定
するための本発明による装置を示す。
このねじは、支持体を構成する物質の内部に貫入するね
じ付きロッド16と、部品10と共働するヘッド18とを具備
する。ヘッド18は直径「ｄ」のねじなし円筒形中間部分
20と、直径ｄより大きい直径「Ｄ」のフランジ22と、円
筒形ピン30とから構成される。フランジのロッド側の面
24は凸形であり、反対側の面26は切頭形であるのが好ま
しい。
さらに、フランジには孔32が等分に設けられる。図示さ
れる実施例では、孔は120゜ごとに３つ配置されてい
る。
部品10は、それぞれ支持体側の面38と、外側に向いた面
40とに通じる通路34及び皿穴36を有する。
通路34は直径ｄよりわずかに大きい直径を有する。皿穴
36に関していえば、これはこの通路と同軸である。皿穴
は、ねじのピッチとは逆のピッチを有するのが好ましい
雌ねじ部37をさらに含む。形状が相補形であることによ
りフランジの面24と共働するために、皿穴の底面42は凹
形である。
面38と皿穴の底面42との間で通路34を包囲する領域44の
厚さは外側に向かってｅからＥへ半径方向に徐々に大き
くなる。
同様にねじという用語でも呼ばれるねじ付き係止部材46
は皿穴36のねじ部分と共働する。この係止ねじ46は、ね
じと同軸となるように中心位置を限定され且つピン30を
わずかな遊びをもって受入れる孔48を有する。
係止ねじ46の端面50はフランジ22の面26の輪郭形状と相
補形の輪郭形状を有する。
係止ねじ46は、フランジの孔32と類似し、同じように配
分されている孔52をさらに有する。
上述の様々な要素の大きさは互いに関連し合っている。
このように、フランジ22が皿穴36の底面42と接触したと
き、ピン30は突出することなく受入れ面40と同じ高さで
並んでいなければならない。同様に、係止ねじ46の長さ
は、その端面50がフランジの面26に当接したときに、こ
のねじが突出することなく受入れ面40と同じ高さで並ぶ
ように定められなければならない。
このような装置は次のようにして所定位置にセットされ
る。ねじ14は所望の深さまで、たとえば、部品10が支持
体12と接触するが、それにもかかわらず支持体に著しい
圧力を加えないような状態となるため、支持体の内部に
ねじ込まれる。この操作は、孔32と共働する出張りを含
む工具（図示せず）を使用して実施される。
係止ねじ46は、好ましくは前述と同一の工具を使用し
て、フランジ22を皿穴の底面42にしっかりと当接させる
ような程度まで皿穴36の中にねじ込まれる。その結果、
部品10に対するねじ14の固定が確保される。
この効率良い固定によって、部品に加えられた軸方向応
力は、部品と支持体とを境界面を介することなくねじ14
のねじ山を介して支持物質に伝達される。公知の構成と
は異なり、部品10と支持体12の固定は互いに加え合う圧
縮応力に依存せず、従って、それらの境界面における摩
擦力に依存するものでもなく、固定部材（ねじ14等）の
支持体への固着、続く部品10の係止ねじ46による固定部
材への固定により得られる密封効果によって行われる。
通路34の壁面と、係止ねじ46の孔48の壁面とにそれぞれ
当接して、それらの構成要素により発生されるねじのプ
レートに対する回転に対抗する中間部分20及びピン30が
横方向の力を吸収する。
ある変形例では、固定ねじは、部品が支持体と直接に接
触することなく、支持体にねじ込まれる。これは、支持
体12と部品10との間に硬度の低い材料から成る層（図示
せず）が挿入されるような場合に対応するであろう。
別の変形例によれば、ねじ14の代わりに、ねじ山がな
く、単に支持体12の物質内に固着されるロッドから構成
される釘又はその他の固定部材を使用することができ
る。
第２図は、本発明を医療の分野に適用した場合を示す。
この場合、第１図の支持体12は、骨端と骨幹の二重骨折
で傷ついた大腿骨54から構成される。また、部品10は、
２つの骨折片56及び58を所定の位置に保持するプレート
60である。
このプレートは上述のような種類の固定ねじをいくつか
具備し、ねじのロッドはプレートを貫通し、ヘッドは対
応する係止ねじによりプレートに固定されている。
この用途においては、支持体の物質は皮質骨物質自体
と、骨の中心部に配置される機械的抵抗の低い海綿状骨
とにより形成される骨である。
固定ねじの座、すなわち、通路と皿穴は、引抜きに対す
る抵抗を大きくするために、ねじの軸が互いに関して斜
め方向に向くように方向を定められる。
同様に、固定ねじの安定性を向上させるために、固定ね
じは、骨の機械的抵抗が最も大きい部分、すなわち、プ
レートに対抗して位置する骨物質と共働するように、一
般にまっすぐに延出する。
この第２図において、骨折片58は、プレートとの境界面
で骨物質が劣化してしまった場合でも、プレートに対し
て所定の位置に保持される。実際には、ねじは骨折片58
に対して固定され、ねじ自体がプレートに対して固定さ
れているために、骨折片58は並進運動と、ねじのヘッド
の１つに関する回転の双方において当初の位置に保持す
る。
第３図は、本発明を医療の分野に適用した別の例、すな
わち、臀部補形術の場合の盃状部品62の腸骨64への固定
の例を示す。盃状部品62のシェル66はほぼ半球形であ
り、その表面に配分された穴は前述のような固定ねじ14
及び係止ねじ46を受入れるためのものである。
盃状部品のシェルの内側は、穴及びねじのヘッドを被覆
するジャケット68を受入れるような形状となっており、
これは盃状部品と相補形の断面を有するボール70と共働
するためである。
このジャケット68はシェルに対する回転に際して固定さ
れていなければならず、この目的のために、ジャケット
とシェルは、共に、それぞれ外側と内側で角錐台の形状
を有する。
この場合、盃状部品が圧縮応力を受けると、盃状部品の
固定ねじに対するいかなる運動をも抑制し、従って、固
定ねじが骨物質に固着されているという理由により盃状
部品の骨に対するいかなる運動をも抑制する係止ねじが
その圧縮応力を吸収する。
必要であるとわかれば、盃状部品が収容される盃部が劣
化することによって発生する空洞を充填するために材料
を挿入することが可能である。圧縮応力がせん断力はね
じにより腸骨の骨物質の中に直接吸収されてしまうの
で、この材料がそのような力を受けることはない。
このように、ねじが構成する固着部は部品から比較的大
きな距離を置いて離間することができる。
医療の分野では、本発明による装置は単一のプレート及
び盃状部品に限定されず、あらゆる種類の移植物又は補
助材料、すなわち、一時的に固定され且つ補形部を位置
決することができる材料の固定に適用される。
第４図の実施例においては、本発明は、比較的直径の小
さいねじ付き皿穴の形成にはそれほど適していない材料
から成る非金属部品10の場合に適用される。この問題点
を解決するために、雄ねじ部102と、雌ねじ部104が設け
られた皿穴103とを含む金属ガセット100が設けられる。
このガセットは固定部材106のヘッド106aのための支持
面105と、この固定部材のロッド106bのための通路108と
を画成する。装置は雄ねじ付き係止部材110と、ガセッ
ト100の周囲に形成される溝116に係合するタブ114が設
けられたキャップ112とにより完成する。
このような装置の使用方法は次の通りである。ドリルを
使用して、組立てるべき２つの要素A,Bにドリル穴をあ
け、次に、シェルドリルを使用して、要素Ａに、ガセッ
ト100を受入れるための座を形成する。ガセットをこの
座にねじ込んだ後、固定部材を要素Ｂに固定し、係止部
材をガセット100にねじ込み、最後に、要素Ａに対する
ガセットの係止を確実にするようにキャップ112を所定
の位置にはめる。
本発明は外科の分野に使用されると特に有用であるが、
建築やDIYなどの他の分野でも多大な利点を提供するこ
とができ、また、しっくい、セメント又はその他の密封
材料を必要とし、特に解体について同じ能力を発揮しな
いはとめ又は壁固定具に代わるものとして使用すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による装置の断面図、 第２図は、本発明によるプレート及びねじを含む装置を
示す図、 第３図は、この目的のために改良された盃状部品の固定
に使用される本発明による装置を取出して示す斜視図、
及び 第４図は、一変形実施例の展開図である。 ［主要部分の符号の説明］ 10……部品、12……支持体、14……固定ねじ、16……ね
じ付きロッド、18……ヘッド、30……ピン、32……孔、
34……通路、36……皿穴、37……雌ねじ部、42……皿穴
の底面、46……係止ねじ、48……孔、52……孔、60……
プレート、62……盃状部品、66……シェル、68……ジャ
ケット、100……ガセット、102……雄ねじ部、103……
皿穴、104……雌ねじ部、105……支持面、106……固定
部材、106a……ヘッド、106b……ロッド、110……係止
部材、112……キャップ、114……タブ、116……溝、A,B
……組立てるべき要素、

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ヘッド（18）と、支持体物質内に固着され
    るロッド（16）とを具備する少なくとも１つの固定部材
    （14）の助けにより部品（10）及び支持体（12）のよう
    な２つの要素を装着する装置であって、部品（10）は、
    固定部材のロッド（16）が挿通する通路（34）と、前記
    ヘッドの支持面を構成する底面（42）を画成するように
    固定部材のヘッド（18）の直径より大きい直径を有する
    皿穴（36）とを境界限定し、補助係止部材が固定部材の
    ヘッド（18）のヘッド（18）を皿穴の底面（42）に当接
    させる軸方向圧縮力を加えることにより、この皿穴に受
    入れられ且つねじ込まれる装置において、 支持体物質は部品（10）より低い硬度を有しており、固
    定部材（14）は２つの要素（10,12;A,B）間の界面にい
    かなる圧縮力を生ずることなく支持体物質内に固定され
    ることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の装置において、固定部材
    （14）はねじであることを特徴とする装置。
  3. 【請求項３】請求項２に記載の装置において、皿穴（3
    6）には、固定ねじ（14）のロッド（16）のねじ山のピ
    ッチとは逆のピッチでねじ山が形成されていることを特
    徴とする装置。
  4. 【請求項４】請求項１に記載の装置において、固定部材
    （14）は釘であることを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】請求項１から４のいずれか１項に記載の装
    置において、固定部材（14）のヘッド（18）と係止ねじ
    （46）は側部保持のための相補形手段を具備することを
    特徴とする装置。
  6. 【請求項６】請求項５に記載の装置において、側部保持
    のための相補形手段は固定部材（14）のヘッドから突出
    するピン（30）と、係止ねじ（46）に形成される中心穴
    （48）とから構成されることを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】請求項２に記載の装置において、固定部材
    （14）のヘッド（18）と係止ねじ（46）は組立工具と共
    働するための偏心凹部（32,52）を具備することを特徴
    とする装置。
  8. 【請求項８】請求項１から７のいずれか１項に記載の装
    置において、部品（10）は通路（34）を境界限定する領
    域から徐々に増す厚さを有することを特徴とする装置。
  9. 【請求項９】請求項１から８のいずれか１項に記載の装
    置において、装置は、雄ねじ部（102）を含み、且つ部
    品（10）の材料の中へねじ込まれるガセット（100）を
    具備し、このガセットは固定部材（106）のヘッド（106
    a）の支持面（105）と、この固定部材のロッド（106b）
    を通す通路（108）と、相補形係止部材（110）と共働す
    る雌ねじ部（104）が設けられている皿穴（103）とを境
    界限定することを特徴とする装置。
  10. 【請求項１０】請求項９に記載の装置において、ガセッ
    ト（100）は、その周囲に、少なくとも１つの長手方向
    溝（116）を有し、装置は、溝（116）に係合してガセッ
    トをそれがねじ込まれる要素（Ａ）に対して回転しない
    ように係止する少なくとも１つのタブ（114）が設けら
    れているキャップ（112）により完成することを特徴と
    する装置。
  11. 【請求項１１】請求項１から10のいずれかに記載の装置
    において、装置は互いに対して斜めに配置される少なく
    とも２つの固定部材を具備することを特徴とする装置。
  12. 【請求項１２】外科の分野で使用される請求項１から11
    のいずれか１項に記載の少なくとも１つの装置で、支持
    体は少なくとも１本の骨から構成され、部品は内移植物
    又は補助材料から成る要素である装置。
  13. 【請求項１３】請求項12に記載の装置において、内移植
    物は、球形の外面と、角錘台形の内面とを有するシェル
    （66）と、相補形の角錘台形のジャケット（68）とから
    構成される盃状部材（62）であり、固定部材及び係止ね
    じはこのシェルの面の少なくともいくつかに配置される
    ことを特徴とする装置。
JP1134832A 1988-05-30 1989-05-30 支持体に部品を固定する装置 Expired - Fee Related JPH0730769B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8807170 1988-05-30
FR8807170A FR2632029B1 (fr) 1988-05-30 1988-05-30 Dispositif de fixation d'une piece sur un support notamment d'un implant sur un os

Publications (2)

Publication Number Publication Date
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