CN109899365B - 螺栓 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种螺栓，属于医疗技术领域，所述螺栓接受一驱动装置产生的一扭力以结合一U型螺母，其包含一螺柱与一延伸件。螺柱为第一中空柱体，其外表面形成一螺纹，其内表面形成一第一扭转结构。延伸件为第二中空柱体，其分别地提供一结合部与一施力部。结合部连接螺柱的一端，施力部在第二中空柱体的内表面形成一第二扭转结构。其中，结合部的一第一端面与一第二端面具有不同的截面积，且第一端面连接螺柱的一端。第一端面不大于第二端面。其中，扭力作用于第二扭转结构以扭转螺柱转动，直到螺柱反馈一作用力，当扭力不小于作用力时，自结合部与螺柱连接的一端断裂，使得螺柱与延伸件分离。

Description

螺栓

技术领域

本发明是关于医疗的技术领域，特别是植入生物体内用于固定例如脊柱的螺栓。

背景技术

传统医疗领域中，是利用螺栓锁固两个脊柱之间的脊柱连接杆，其目的是用以稳定和调整脊柱对齐。

传统的螺栓的结构可请参考图1，其结构的上半部为外六角结构，下半部为螺纹结构，使用者通过锁固器械施力于脊柱，当施力超过一阀值之后，上半部与下半部分离，使得仅下半部锁固脊柱，以避免上半部突出于脊柱。

然而，传统的螺栓存在几个缺点，一是锁固为不可逆的动作，当上半部断裂之后，无法轻易地重新调整；二是上半部为外六角结构，若要施力，则锁固器械必须包覆上半部，使得锁固器械将可能在固定过程中损坏脊柱以外的组织与器件，除前述的缺点之外，还包含其他缺失。

有鉴于此，本发明提供一种螺栓，以解决现有技术的缺失。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种螺栓，能够接受一驱动装置产生的一扭力以结合一U型螺母的目的。

本发明的第二目的是根据前述螺栓，包含一螺柱与一延伸件，在螺栓结合U型螺母之后，若施加的扭力大于或等于螺柱反馈的一作用力时，用以达到螺柱与延伸件分离的目的。

本发明的第三目的是根据前述螺栓，在螺柱提供一第一扭转结构，在延伸件提供一第二扭转结构，其中第一扭转结构与第二扭转结构相差一角度，用以达到驱动装置被限制于第二扭转结构，而不会进入到第一扭转结构的目的。

本发明的第四目的是根据前述螺栓，螺柱的一端的外表面与内表面相差一角度，使得在螺柱的一端呈现凹陷状，用以在螺柱与延伸件分离之后，螺柱的该端呈现平坦状。

本发明的第五目的是根据前述螺栓，延伸件的数量可为复数个，藉由在这些延伸件之间设定承受扭力不同的力度，以执行多次的反复锁固/调整。

为达到上述目的或其他目的，本发明提供一种螺栓，其接受一驱动装置产生的一扭力以结合一U型螺母。螺栓包含一螺柱与一延伸件。一螺柱为一第一中空柱体。第一中空柱体的外表面形成一螺纹，第一中空柱体的内表面形成一第一扭转结构。延伸件为一第二中空柱体。第二中空柱体分别地提供一结合部与一施力部。结合部连接螺柱的一端，施力部在第二中空柱体的内表面形成一第二扭转结构。其中，结合部的一第一端面与一第二端面具有不同的截面积。第一端面连接螺柱的一端，第一端面小于或等于第二端面。其中，扭力作用于第二扭转结构以扭转螺柱转动，直到螺柱反馈一作用力。当扭力不小于作用力时，自结合部与螺柱连接的一端断裂，使得螺柱与延伸件分离。

相较于现有技术，本发明提供的螺栓提供多段(例如二段)结构，其中一段为螺柱，另一段为延伸件，其具有以下的特点：

(a)螺柱与延伸件的内表面分别地提供扭转结构(例如内六角型等)，能够与外部的驱动装置(或称器械)作用并产生扭力，进而让螺栓结合U型螺母。当扭力超过预设的力度时，螺柱与延伸件将分离，使得在U型螺母仅剩余螺柱锁固脊柱连接杆，用以降低螺柱自U型螺母松脱的风险。

(b)螺柱与延伸件的扭转结构可在同一圆心下产生一错位设置，使得驱动装置无法直接地贯穿螺柱与延伸件的交接处，以避免驱动装置直接触碰到脊柱连接杆而造成脊柱连接杆的损坏。

(c)螺栓的螺柱具有上反角设计的螺纹(亦称螺牙)，当螺柱结合U型螺母，将更可以降低螺柱自U型螺母松脱的风险。

(d)螺柱内表面具有扭转结构，虽然延伸件已断裂，但是驱动装置仍可通过扭转结构，重新调整位于U型螺母内的螺柱的位置。

(e)螺柱与延伸件连接的一端，其外表面与内表面相差一角度，因此，当螺柱脱离延伸件之后，螺柱的断面将无毛边产生且呈现平坦状。

(f)延伸件可为多段设计，且这些延伸件之间可以根据设计成不同承受的力度，以执行多次的反复锁固/调整。

附图说明

图1为现有技术的螺栓的结构示意图。

图2为本发明第一实施例的螺栓的结构示意图。

图3为说明本发明螺栓的结构示意图。

图4为说明本发明螺栓的剖面示意图。

图5为说明本发明第一实施例的螺栓的俯视图示意图。

图6为说明本发明第一实施例的螺柱的结构示意图。

图7为本发明第二实施例的螺栓的结构示意图。

符号说明：

2 U型螺母

10、10’ 螺栓

12 螺柱

122 外表面

124 螺纹

126 内表面

128 第一扭转结构

14、14’ 延伸件

142 结合部

1424 顶部

144 施力部

1442 第二扭转结构

1444 第一端面

1446 第二端面

F 扭力

F’ 作用力

θ 角度

A 上延伸件

B 下延伸件

具体实施方式

为充分了解本发明的目的、特征及功效，现藉由下述具体的实施例，并配合附图，对本发明做一详细说明，说明如后：

在本发明中，使用“一”或“一个”来描述本文所述的单元、元件和组件。此举只是为了方便说明，并且对本发明的范畴提供一般性的意义。因此，除非很明显地另指他意，否则此种描述应理解为包括一个、至少一个，且单数也同时包括复数。

在本文中，用语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其他任何类似用语意欲涵盖非排他性的包括物。举例而言，含有复数要件的一元件、结构、制品或装置不仅限于本文所列出的这些要件而已，而是可以包括未明确列出但却是该元件、结构、制品或装置通常固有的其他要件。除此之外，除非有相反的明确说明，用语“或”是指涵括性的“或”，而不是指排他性的“或”。

请参考图2，为本发明第一实施例的螺栓的结构示意图。在图2中，螺栓10接受一驱动装置(例如六角器械)(图未示)产生的一扭力F以结合一U型螺母2，请参考图3，其中U型螺母2内表面形成内螺纹。

螺栓10包含螺柱12与延伸件14。

螺柱12为一第一中空柱体，例如本实施例以圆柱体为例说明，且第一中空柱体的截面直径范围可介于8毫米(mm)与10毫米之间。第一中空柱体的外表面122形成一螺纹124，例如螺纹124的型态可为右螺纹、左螺纹、单螺纹、复螺纹等。其中，螺纹124的数量可依照设计的需求，增减螺纹124的数量。在另一实施例中，螺纹124可为上反角的结构。螺纹124可对应U型螺母2的内螺纹。

一并参考图4，第一中空柱体的内表面126形成一第一扭转结构128，第一扭转结构128的形状例如为星状、内六角、一字、十字等任意形状，其形状相关于驱动装置。在本实施例中，第一扭转结构128的形状以内六角为例说明。

回到图2，延伸件14为一第二中空柱体，且第二中空柱体的截面直径范围可介于8毫米(mm)与10毫米之间，以及延伸件14的高度范围可介于4毫米与7毫米之间，前述高度也可以视为驱动装置可以插入的深度。第二中空柱体分别地提供一结合部142与一施力部144，一并参考图4，结合部142指的是位于第二中空柱体的下方，施力部144指的是位于第二中空柱体的上方。

结合部142用于连接螺柱12的上端，其结合方式可例如为一体成型。施力部144在第二中空柱体的内表面形成一第二扭转结构1442，例如第二扭转结构1442的形状例如为星状、内六角、一字、十字等任意形状。在本实施例中，第二扭转结构1442的形状以内六角为例说明，在其他实施例中，第二扭转结构1442的形状可不相同于第一扭转结构128的形状。

另外，在本实施例中，结合部142的一第一端面1444与一第二端面1446具有不同的截面积，即第一端面1444小于第二端面1446，并且在第一端面1444与第二端面1446之间截面积呈现连续变化，让结合部142形成一锥体。前述中，第一端面1444是指连接螺柱12的一端。此外，根据第一端面1444与第二端面1446的截面积的配置，可以决定结合部142与螺柱12连接的一端承受扭力F的力度，例如扭力的范围可介于9牛顿米(Nm)与15牛顿米之间。

在第二扭转结构1442与驱动装置结合之后，扭力F将作用于第二扭转结构1442，扭力F驱使螺柱12转动，直到螺柱12反馈一作用力F’。作用力F’产生于螺柱12因受到例如固脊柱连接杆(图未示)阻碍而无法在U型螺母2继续旋转时所产生的反作用力。此时，若扭力F大于或等于作用力F’时，自结合部142与螺柱12连接的一端(例如本实施例中所提及的第一端面1444)断裂，使得螺柱12与延伸件14分离。

值得注意的是，在螺柱12与延伸件14分离之后，驱动装置仍可通过第一扭转结构128施加扭力F于螺柱12，用以在U型螺母2进行调整。

请参考图5，为说明本发明第一实施例的螺栓的俯视图示意图。在图5中，第一扭转结构128与第二扭转结构1442为相同的内六角结构，当第一扭转结构128定义为0度时，第二扭转结构1442偏移一角度，让第一扭转结构128与第二扭转结构1442形成一错位(即两者的截面在轴向上偏移一定角度)，两者截面不重合，两者截面面积可以相等，也可以不相等，优选第一扭转结构128的截面面积小于第二扭转结构1442的截面面积。如此的设置，将让驱动装置被限制于第二扭转结构1442，而不会直接地进入/贯穿到第一扭转结构128。举例而言，在本实施例中，角度θ以90度为例说明。在另一实施例中，角度的范围可以介于25度与35度之间。

请参考图6，为说明本发明第一实施例的螺柱的示意图。在图6中，螺柱12与结合部142连接的一端，其外表面与内表面相差一角度θ，使得螺柱12的一端似为倒置的锥体(或锥形体)，亦即螺柱12的一端呈现凹陷状。在本实施例中，结合部142连接至锥体的顶部1424，在结合部142自螺柱12断裂之后，断裂处是位于顶部1424，但由于断裂处是位于凹陷处，让不平整的断面(或称毛边)，不致于影响螺柱12的一端的水平面的平整度。

请参考图7，为本发明第二实施例的螺栓的结构示意图。在图7中，螺栓10’同样也接受驱动装置(图未示)产生的一扭力F以结合一U型螺母2，螺栓10’除包含第一实施例的螺柱12之外，其与第一实施例的差异在于，本实施例的延伸件14’的数量是复数个。

螺柱12的说明如同前述实施例所述，此处不再赘述。

在本实施例中，延伸件14’的数量以两个为例说明，在其他实施例，可以视情况增加至三个以上。为便于说明，延伸件14’分为上延伸件A与下延伸件B。上延伸件A与下延伸件B分别地具有结合部142与施力部144，结合部142与施力部144的功能说明如前所述，此处不再赘述。

在本实施例中，延伸件14’的数量以两个为例说明，在其他实施例，可以视情况增加至三个以上。为便于说明，延伸件14’分为上延伸件A与下延伸件B。上延伸件A与下延伸件B分别地具有结合部142与施力部144，其上延伸件A的第二端面连接下延伸件B的第一端面的一处，而结合部142与施力部144的功能说明如前所述，此处不再赘述。

在前述实施例说明到，根据结合部142的第一端面与第二端面的截面积的配置，可以决定承受扭力F的力度。在本实施例中，藉由设计上延伸件A的结合部142的第一端面与第二端面的截面积，可以决定上延伸件A与下延伸件B连接的一端承受一扭力F’的力度。为了达到多段调整的目的，上延伸件A与下延伸件B可藉由不同的设定/设计承受不同的扭力F的力度。举例而言，若上延伸件A设定的力度小于下延伸件B所设定的力度时，则当驱动装置施加扭力F作用于延伸件14’，上延伸件A将会先行断裂，若持续地增加扭力F，则下延伸件B将会接着断裂。藉由如此的设计，将可以进行多段的调整。

本发明在上文中已以较佳实施例揭露，然而本领域技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，凡是与该实施例等效的变化与置换，均应视为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种螺栓，接受一驱动装置产生的一扭力以结合一U型螺母，其特征在于，该螺栓包含：

一螺柱，为一第一中空柱体，该第一中空柱体的外表面形成一螺纹，该第一中空柱体的内表面形成一第一扭转结构；以及

一延伸件，为一第二中空柱体，该第二中空柱体分别地提供一结合部与一施力部，该结合部连接该螺柱的一端，该施力部在该第二中空柱体的内表面形成一第二扭转结构，其中该结合部的一第一端面与一第二端面具有不同的截面积，该第一端面连接该螺柱的一端，该第一端面不大于该第二端面；

其中该扭力作用于该第二扭转结构以扭转该螺柱转动，直到该螺柱反馈一作用力，当该扭力不小于该作用力时，自该结合部与该螺柱连接的一端断裂，使得该螺柱与该延伸件分离；

该第一扭转结构与该第二扭转结构相差一角度，让该驱动装置被限制于该第二扭转结构，而不会进入到该第一扭转结构；

该螺柱与该结合部连接的一端，其外表面与内表面相差一角度，使得在螺柱的一端为倒置的锥体，即螺柱的一端呈现凹陷状；结合部连接至锥体的顶部，在结合部自螺柱断裂之后，断裂处位于凹陷处，用以在螺柱与延伸件分离之后，螺柱的该端呈现平坦状。

2.如权利要求1所述的螺栓，其特征在于，该第一扭转结构与该第二扭转结构的截面形状分别地为星状、内六角、一字或十字。

3.如权利要求1所述的螺栓，其特征在于，该角度介于25度与35度之间。

4.如权利要求1所述的螺栓，其特征在于，该螺柱与该延伸件的截面直径范围介于8毫米与10毫米之间、该延伸件的高度范围介于4毫米与7毫米之间或该扭力的范围介于9牛顿米与15牛顿米之间。

5.如权利要求1所述的螺栓，其特征在于，根据该第一端面与该第二端面的截面积的配置，以决定该结合部与该螺柱连接的一端承受该扭力的力度。

6.如权利要求5所述的螺栓，其特征在于，该延伸件的数量为复数个，这些延伸件之间的该结合部根据该第一端面与该第二端面设定承受该扭力不同的该力度。

7.如权利要求6所述的螺栓，其特征在于，这些延伸件中直接地结合该螺柱的延伸件所设定的该力度不小于其余的这些延伸件所设定的该力度。

8.如权利要求1所述的螺栓，其特征在于，该螺纹为上反角的结构。

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