JP3905556B2 - 回転防止型の接続機構 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本発明は、1995年8月24日付けで出願された仮米国特許出願第60／002,741号及び1995年5月25日付けで出願された米国特許出願第08／451,083号の一部継続出願である。
発明の分野
本発明は、回転不能な合釘を採用する型式の回転制限式の接続機構に関するものであり、この回転不能な合釘は、非円形のソケット内に係合して、その共通の長手方向軸線の周りで２つの部品同士の相対的な回転を制限するような方法にてその２つの部品の端部同士を接続する。これは、例えば、歯科用インプラント、及び支台、義歯、又は、そのインプラントに回転不能に且つ着脱可能に取り付け得るような設計され且つそのように使用することを目的とするその他の部品にて具体化されている。
発明の背景
現在、採用されている歯科のインプラント法において、例えば、インプラント上にて六角形の合釘又はソケットと、インプラントに取り付けることを目的とする物品上における係合ソケット又は合釘とから成る、回転制限式の接続機構を使用することが一般的である。かかる物品（合釘、コーピング、義歯等）は各種のものがあるが、その全ての物品が所定の製造メーカの利用可能な全てのインプラントにて互換可能に取り付け得るようにするため、かかる合釘及びソケットは標準的な寸法のものを採用することが一般的な製造方法である。使用される寸法は小さい。製造許容公差が小さいことを一つの理由として、ソケットは、合釘よりも多少、より大きくし、歯科医が常に、その２つの合釘を自分の近くに脇に置いて、必要なときに、その合釘を困難なく組み立てることができるようにされている。典型的に、六角形の合釘の両側の平坦面間の距離は、係合する六角形ソケットの両側の平坦面間の距離よりも約0.0127ｍｍ（0.0005インチ）だけ小さい。この配置は、必須の回転制限式の接続部を提供する一方、この配置は、少量の回転可能な緩みを残し、この緩みは、自然の歯を安定させない点にて望ましくない。より重要なことは、部品同士の回転揺動は、インプラントに固定された物品を保持するねじ自体が緩みを生じる環境を作る。インプラントにて、歯を十分に修復するためには、その修復部分がインプラント上にて緩まないようにすることが極めて重要なことである。
発明の全体的な性質
全体として、本発明によれば、合釘とソケットとの相対的な回転を制限するような方法にて回転可能なソケットに非円形の合釘が着脱可能に取り付けられる。従来技術におけると同様に、合釘及びソケットの端部は、合釘を最初にソケット内に挿入し易くするために僅かに隔たった位置に配置された、両側の平坦面を有する。しかしながら、合釘をソケット内に更に挿入するとき、部品により緊密に係合して、その部品間の相対的回転を少なくする手段が、合釘、ソケット又はその双方に設けられる。本発明の一つの実施の形態において、ソケットは、従来技術の合釘にその自由端にてよりきちっと係合するようにするその底部に隣接する位置に設けられた内部手段を有している。本発明の別の実施の形態において、合釘は、従来技術のソケットにその開口部付近にてよりきちっと係合するように、その底部付近に設けられた外部手段を有している。本発明の第三の実施の形態において、ソケット及び合釘には、その間の相対的な回転を著しく小さくし得るような方法にて互いに緊密に係合する、内部手段及び外部手段がそれぞれ設けられている。その何れの実施の形態においても、合釘及びソケットを支承する２つの部品が共に締結されたとき、その共通の軸線での部品の相対的な回転は著しく解消され、これにより真の回転不能な接続部を形成することが判明した。
インプラント歯科にて使用される一般的な六角形の合釘及びソケット接続具にて実際に行われているように、第一及び第三の実施の形態におけるソケットは、その対応するコーナ部の各々にて合釘に接触する、平坦な隣接壁の間にてコーナ部の各々に列状に配置された６つの異なる接続部材を備える六角形の形態とすることができる。一方、第二及び第三の実施の形態において、この合釘は、そのコーナ部の各々におけるソケットに接触する、その基部に隣接するように設けられた接触手段を有することができる。例えば、この第一の実施の形態による改良されたソケットが取り付けられた支台は、通常の調節ねじによりインプラントの六角形の合釘に締結したとき、その支台とインプラントとがその共通の軸線の周りで相対的に回転することは殆ど、又は全く観察されない。例えば、インプラントの六角形ソケット内に、第二の実施の形態による、改良された合釘を取り付け且つ適当なねじによりインプラントに締結するとき、又は、第三の実施の形態による改良された合釘及び改良されたソケットを共に取り付け且つ支台ねじにより締結したときに、同様の結果が得られる。
【図面の簡単な説明】
図１は、六角形部分を貫通する、ねじ付きの内側穴開口部を有する円筒状の歯科用インプラントに一般に使用される、典型的な従来技術の回転制限式の外側「六角形」合釘の斜視図である。
図２ａは、従来技術の合釘及びソケットの相互係止状態を示す概略図である。
図２ｂは、従来技術の相互係止状態の回転可能な緩みを示す概略図である。
図３は、図１の従来技術の合釘と係合する設計とされた、本発明の一つの実施の形態による内側「六角形」ソケットを有する構成要素の斜視図である。
図４は、図３に示したソケットを形成するときに使用される、本発明による新規なブローチの斜視図である。
図５は、図１の合釘と係合する、図３のソケットの一部断面図とした拡大平面図である。
図６ａ乃至図６ｆは、本発明によるソケットの更なる実施の形態の部分斜視図である。
図７ａは、本発明に従って改変された合釘の斜視図である。
図７ｂは、図７Ａの合釘を形成するために使用できる幅の異なる断面を有する六角形の合釘の図である。
図７ｃは、本発明の別の実施の形態に従って形成された六角形の合釘の図である。
図８は、本発明の一つの実施の形態による合釘及びソケットの縦断面図である。
好適な実施の形態の詳細な説明
図１には、その歯肉面１４から上方に伸長する六角形の合釘１２を有する従来技術の円筒状の歯科用インプラント１０が図示されている。この構造体は周知であり、一本の歯を修復するために歯科インプラント法にて広く使用されており、この場合、修復した歯は、インプラント及び修復歯の共通の長手方向軸線の周りで自由に回動し得ないことが重要である。現在における一般的な方法として、六角形の合釘１２は、対向する３対の平坦面１２ａ、１２ｂ，１２ｃを有している。これらの対の平行面は、最初に円筒状の合釘１２を挟み平削りし、六角形部分と歯肉面１４との間に最初の円筒状の合釘の薄く丸い基部分１６が残るようにすることにより形成することができる。また、最初の円筒体の軸跡は、平坦面の隣接する端部間にて、コーナ部分１６ａ乃至１６ｆ内に残る。インプラントに形成されたねじ付き穴１８は、六角形の合釘を貫通して開口する。
図２ａには、六角形ソケット内の図１の六角形の合釘の外形図が図示されている。該ソケットは、対向した３対の平坦な壁２２ａ、２２ｂ、２２ｃを有しており、その隣接する壁は、丸みの無い鋭いコーナ部２４にて交わる。これらのコーナ部の各々は、合釘１２の丸味を付けたコーナ部１６ａ乃至１６ｆの１つに対面する。各コーナ部における空隙の距離は、図面に示すように、対向する平坦な壁の間の距離「ｄ」よりも長く、従来技術の六角形の合釘及び、ソケットの接続具に回転可能な緩みがあることを示す。この緩みの結果は図２ｂに図示されている。この場合、角度「ａ」は、ソケット内で合釘を一方向に、又はその反対方向に回転させることのできる角度である。この場合、その緩みの程度は、角度「ａ」の２倍となる。角度「ａ」の大きさは、距離「ｄ」の長さに依存する。実際には、従来技術の接続具は、各方向に向けて約0.75°乃至２°又はより大きい角度の範囲の回転可能な緩みを許容する。かかる緩みは、歯科用修復部を歯科用インプラントに締結するために使用されるねじが時間と共に緩むことを可能にする。
図３において、略管状の形状をした構成要素２０は、六角形の合釘１２と係合し得る寸法とした六角形のソケット２２を有している。従って、このソケットは、図２ａに図示するように、対向した３対の平坦な平坦面２２ａ、２２ｂ、２２ｃを有する。鋭利な刃部分を有するブローチにて六角形のソケットを形成し、隣接する平坦な壁２２ａ、２２ｂ、又は２２ｂ、２２ｃが交わる箇所である、丸みの無い鋭いコーナ部２４が残るようにすることが一般的な方法である。図３に図示した本発明の実施の形態において、ソケット２２内のコーナ部スペースは、ソケットの底部３０付近にてソケット内に各コーナ部に１つずつ配置されたコーナブロック２８で一部分、充填されている。このソケット２２は、図４に図示したブローチ４０にて形成することができる。このブローチ刃、工具の端部分４８を有している。この工具の端部分からは、対向した平行で平坦な３対の面４２ａ、４２ｂ、４２ｃが後方に伸長しており、その面の隣接する面は、ソケット２２内のコーナ部２４にそれぞれ対応する丸みの無い鋭いコーナ部４６にて交わる。ソケットを形成するために使用される工具部分は、破線５０で示してある。この工具部分の丸みの無い鋭いコーナ部４６の各々は、長手方向に方向決めされた平坦面４４によって線５０の途中にて端部４８から浮彫り加工され、その面４４の後には、略三角形の形状の傾斜面４４ａが続く。この三角形の頂点は、丸みの無い鋭いコーナ部４６に接続する。このブローチは、コーナブロック２８を有するソケット２２を形成するために使用することができ、この場合、傾斜する三角形の表面２８ａは、ブローチの傾斜面４４ａに対応する。構成要素２０をインプラント１０に接続すると、コーナブロック２８は、空隙２６を充填し、（図２ａ）、その丸味を付けたコーナ部１６ａ乃至１６ｆにて六角形の合釘１２を把持し、回転可能な緩みを略解消する。この傾斜面２８ａは、ブロック２８によって占められていたソケットの狭小な領域内に六角形のソケットが滑らかに入り易くする。
図５には、六角形の合釘１２及び六角形のソケット２２を介して構成要素２０及びインプラント１０を接続する方法が図示されている。合釘１２の両側部にて断面図で図示した、リング２１、コーナ部２４、構成要素２０の傾斜面２８ａ及びブロック２８を参照すると、リング２１（図３にも図示）は、構成要素がインプラントの表面１４に着座したとき、六角形の合釘１２の丸味を付けた基部分１６に対するスペースを形成する従来技術の部品である。該リングの後には、ソケットの丸みの無い鋭いコーナ部分２４が続き、このコーナ部分は、理解し得るように、六角形の合釘１２から隔たった位置に配置されている。この丸みの無い鋭いコーナ部分の後には、コーナブロック２８の傾斜面２８ａが続き、鋭角な隔たったコーナ部から徐々に遷移する部分を形成して、六角形の合釘とソケットとを接触させる。最後に、ブロック２８自体が丸味を付けたコーナ部１６ａ乃至１６ｆの各々にて六角形の合釘と確実に接触する。コーナブロックは、対向する対のブロック２８がコーナー部１６ａ乃至１６ｆにてそのブロックの間で六角形の合釘を押し付け得るような寸法とすることができる。構成要素は、例えば、通常の支台ねじ７０を使用してインプラントに締結することができる。
図６ａには、構成要素２０の一つの改変例が図示されており、この場合、図３に図示したコーナブロック２８に代えて、バルーン２０ａ内で膨張した状態で示したコーナシム６８が使用される。該シム６８は、コーナ部付近にて合釘の側壁と接触し、ソケット内で合釘が回転するのを防止し、対向するブロックの間にて合釘を押し付けることを利用する程度が少なく済むようにする。これらのシムは、図６ｂのバルーン２０ｂにて図示するように、コーナ部２４から多少除去することができる。比較が容易であるように、コーナブロック２８はバルーン２０ｃ内に図示されている（図６ｃ）。図６ｄには、ブロック２８の多少の押し付け効果と共に、シム６８の側部接触作用とを組み合わせ得るような設計とされた、バルーン２０ｄ内の改変したコーナブロック５８が図示されている。図６ｅには、バルーン２０ｅ内における、コーナブロック２８が側部シム６８と共に図示されており、本発明の回転防止ソケットの更に別の実施の形態を示している。
図６ｆには、回転防止効果を提供する一方で、六角形の合釘がソケット内に滑らかに入り易くするように改変したコーナシムを含む、本発明の一つの好適な実施の形態が図示されている。この改良点は、図６ｆに図示したシムと図６ａに示したシムとを比較することで最も良く理解することができる。図６ａを参照すると、コーナシム６８は、ソケットの上方端縁に対して略平行で且つ該上方端縁から下方に隔たった位置にある上方端縁を有することが分かる。最初に挿入したとき且つコーナシム６８の上端縁に出会う迄、六角形の合釘は、従来技術に見られる同程度の回転可能な緩みを伴ってソケット内に嵌まる。合釘をソケット内に更に挿入すると、該合釘は、コーナシム６８の上端縁に沿って急激に「締め付けられる」取り付け状態となる。図６ｆに図示した実施の形態は、各コーナ部の対のシムの上端縁をソケットの上端縁に対して角度を付けることにより、合釘がソケット内に入り易くする。具体的には、各対のシムの上端縁は互いの方向に向け且つソケットの上端縁に向けて角度が付けられており、これらシムは、ソケットのコーナ部の上端付近にて交わる。合釘をソケット内に挿入すると、該合釘は、最初に、従来技術と同程度の回転可能な緩みを生じるが、直ちに、角度を付けた対のシムの頂点に達する。合釘がソケット内に更に嵌入すると、合釘の側壁はソケットのコーナ部に最も近いシムの角度を付けた上端縁の端部に接触する。その後、合釘をソケット内に更に挿入すると、シムが合釘と完全に接触し、完全な回転防止効果を達成する迄、その側壁はシムの漸進的に増大する表面積と徐々に接触する。図６ｆの改良点を図６ａに関して説明したが、図６ｂ、図６ｄ、図６ｅに図示したようなその他の実施の形態において、シムの上端縁に角度を付けることにより、同一型式の改良点が実現可能である。
上述した本発明の実施の形態は、従来技術に存在する従来の六角形支台合釘と共に使用可能である。本発明のその他の実施の形態において、支台の合釘は、従来技術にて存在する従来の六角形ソケットと共に使用し得るように改変されている。図７ａには、一例として、本発明の一つの実施の形態に従って改変された六角形の合釘６０を有するインプラント１０ａが図示されている。この合釘の基部分６２は、歯科用インプラント及び歯科用の同様のものに取り付け可能な設計とされた支台及びその他の構成要素に見られる典型的な六角形ソケット内にきちっと嵌まるのに十分な大きさにて形成される。この基部分６２は、その自由端に向けて合釘６０の基部から短い距離だけ伸長しない。端部分６４は、六角形の形状のコーナ部から材料を除去することで浮彫り加工される。中間部分６６は、基部分６２から端部分６４まで傾斜する遷移部分を提供する。該端部分６４は利用可能な六角形ソケット内に緩く嵌まる。このように、本発明の合釘を六角形ソケット内に押し込んだとき、中間部分６６に達して、合釘をソケット内に着座させるためには更に僅かな力が必要とされ、基部分６２がソケットの壁に係合するようになる迄、その合釘は、容易に挿入される。この必要な力は係合する部品を互いに取り付けるために、通常、使用されるねじにより付与される。これは、支台ねじ、又は、例えば、移し替えコーピングをインプラントの上に又はインプラントの同様のもの上に取り付けるために使用される、ねじ又はボルトとすることが可能である。こうした部品は、周知であり、図示し、又は説明はしない。
図７ａに図示した実施の形態の合釘６０は、図７ｂの合釘１６に基づくものとすることができ、該合釘は、歯肉面１４から離れた第一の部分２２を有し、この第一の部分において、平坦な部分の間の距離は、従来技術で採用される通常の距離である。該合釘は、また歯肉面により近い第二の部分２４を有しており、該第二の部分における平坦な部分間の距離は、合釘を取り付けようとするソケットの内側の平坦な部分のより長い距離に近く、又はそれに等しいように選択される。図７ｂに図示した合釘は、周知の挟み平削り方法により形成することができるが、２つの工程にて行い、その第一の工程が平坦な部分間の距離が長い第二の部分２４を有する合釘を形成し、その第二の工程が、平坦な部分間の距離がより短い第一の部分２２を形成する。この合釘は、従来技術の合釘と同程度の容易さにてその係合するソケット内に導くことができるが、この合釘はより緊密に嵌まり、第二の部分２４がソケット内に入るとき、部品間の相対的回転の自由度を最小にする。
図７ｃには、更なる平削りステップを行うことにより、図７ａに図示した合釘を基にして形成することができる本発明の更に別の実施の形態が図示されており、この場合、挟み平削り工具は、歯肉面１４に向けて軸方向に動かし、図７ａに図示した最初の合釘の側壁に弧状部分６４′を切り、略図７ａに図示したコーナ部分６２′が残るようにする。こうした弧状部分は、図７ｃに図示するように、合釘の両部分６２、６４から材料を除去し得る深さまで切り込むことができる。これと代替的に、材料がより幅の広い部分６４のみから除去されるように、弧状部分を浅く切り込むこともできる。その何れの場合でも、図７ｃの実施の形態は、本発明の回転防止機能を損なうことなく、係合する部品間の摩擦を軽減する。図８には、本発明の合釘６２を本発明のソケット２２と組み合わせて、２つの部品の各々が本発明の改良点を具体化する、接続機構を提供する方法が図示されている。本明細書に記載したその他の実施の形態と同様に、合釘は、最初にソケット内に自由に入り、その後、合釘がソケット内に完全に着座したとき、より緊密に係合する。
本発明は、歯科用インプラントの分野にて現在、使用されている合釘及びソケットに関連して説明したが、こうした説明は、単に一例にしか過ぎないものである。本発明の範囲は請求の範囲に記載されている。

Claims (12)

1. 長手方向軸線に沿って整合するための、歯科用インプラント装置の第一の部品（２０）と第二の部品（１０）とを回転不能に接続する装置にして、
   基部（３０）と、開放した端部とを有するソケット（２２）を形成する前記第一の部品（２０）であって、該ソケット（２２）が前記長手方向軸線に平行でかつコーナ部（２４）で交わる複数の剛性でかつ略平坦な内側壁（２２ａ〜２２ｃ）を含む前記第一の部品（２０）と、
   基部と自由端とを有するボス（１２、１６、６０）を形成する前記第二の部品（１０）であって、前記ボス（１２、１６、６０）は前記長手方向軸線に平行でかつコーナ部（１６ａ〜１６ｄ）で交わる複数の剛性でかつ略平坦な外側壁（１２ａ〜１２ｃ）を含み、前記ボス（１２、１６、６０）の自由端は前記ソケット内に部分的に貫入して、前記第一の部品（２０）と前記第二の部品（１０）とを最初に接続させ得る前記第二の部品（１０）と、
   前記ボス（１２、１６、６０）を前記ソケット（２２）内に完全に挿入したとき、前記第一の部品（２０）と第二の部品（１０）とを最終的に接続すべく前記第一の部品（２０）の内側壁（２２ａ〜２２ｃ）上に設けられ、且つ該内側壁（２２ａ〜２２ｃ）の軸方向高さより小さい所定軸方向高さを有するコーナ部シム（６８）とを備え、
   前記最初の接続が、前記第一の部品（２０）の内側壁（２２ａ〜２２ｃ）と前記第二の部品（１０）の外側壁（１２ａ〜１２ｃ）とが所定距離（ｄ）を有して対向することにより、前記ボス（１２、１６、６０）と前記ソケット（２２）とを僅かな程度に相対的に回転させるのに十分な緩んだ状態にあり、且つ該最終的な接続が、前記第二の部品（１０）の外側壁（１２ａ〜１２ｃ）と前記コーナ部シム（６８）とが接触係合することにより、前記最初の接続よりも緊密であり且つ前記ボス（１２、１６、６０）と前記ソケット（２２）との間の相対的な回転を略防止するようにした、装置。
2. 請求項１に記載の装置にして、
   前記ボス（１２、１６、６０）及び前記ソケット（２２）が相補的な断面形状を有する、装置。
3. 請求項１に記載の装置にして、
   前記ボス（１２、１６、６０）及び前記ソケット（２２）が多角形の断面形状を有する、装置。
4. 請求項１に記載の装置にして、
   前記ボス（１２、１６、６０）及び前記ソケット（２２）が六角形の断面形状を有する。装置。
5. 請求項４に記載の装置にして、
   前記第一及び第二の部品の一方が歯科用インプラント（１０）であり、
   前記第一及び第二の部品のもう一方が歯科用支台（２０）である、装置。
6. 請求項５に記載の装置にして、
   前記コーナ部シム（６８）が、前記ソケット（２２）の内周にて不連続的に配置された複数の別個のシムを備える、装置。
7. 請求項６に記載の装置にして、
   前記コーナ部シム（６８）が、前記ソケット（２２）の前記コーナ部（２４）を含む領域内に配置される、装置。
8. 請求項７に記載の装置にして、
   前記コーナ部が前記ソケット（２２）のコーナ部（２４）と、該コーナ部（２４）から伸長する２つの隣接する側壁領域（２２ａ、２２ｂ）とを有する、装置。
9. 請求項８に記載の装置にして、
   前記ボス（１２、１６、６０）が、前記最初の接続時と前記最後の接続時との間にて前記ソケット内に漸進的により緊密に嵌まる、装置。
10. 請求項９に記載の装置にして、
    前記コーナ部シム（６８）が、前記ボス（１２、１６、６０）が前記ソケット（２２）内に滑らかに入り易くすべくテーパーが付けられた上面を有する、装置。
11. 請求項９に記載の装置にして、
    前記コーナ部シム（６８）が、前記ソケット（２２）のコーナ部（２４）内に複数対分配置され、第一及び第二の該コーナ部シム（６８）が、それぞれの上端縁を有し、該上端縁が、前記ソケットの上端縁に対して角度が付けられ、前記ボス（１２、１６、６０）が前記ソケット内に滑らかに入り易いようにした、装置。
12. 請求項１１に記載の装置にして、
    前記第一及び第二のコーナ部シム（６８）が、前記ソケット（２２）のコーナ部（２４）にて交わり、前記第一及び第二のコーナ部シム（６８）のそれぞれの上端縁が前記コーナ部にて交わり、前記ソケット（２２）の上端縁付近にて前記コーナ部の各々の頂点を画成する、装置。

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