JPH06510683A - 粘弾性プラスチック部を有する内部人工器官 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 粘弾性プラスチック部を有する内部人工器官内部人工器官に関しては、例えばそ の接合面を形成するポリエチレン等の粘弾性合成樹脂よりなる部分は、金属の支 持部に固定しなければならないものが多い。

スクリューがゆるむ方向に回転するのは望ましくないので、それを阻止するロッ クが必要とされる。機械工学では、ヨーロッパ特許出願第０２９０９６７号公開 明細書に示されるように、スクリューを、力を伝達するその端面に、向かい合う 面に食い込む複数本のリブを半径方向に形成することによりロックするという方 法が知られている。向かい合う面にリブを貫通させる深さは、スクリューを締め るときの力によって決まる。これは、より低い接触面をリブとリブとの間に設け ることによって制限できる。この接触面は、意図する深さまでリブを貫通させた 状態で、向かい合う面に対して付勢する。しかし、このようにリブを特定の深さ まで貫通させても、スクリューを締めている力に影響される。従って、スクリュ ーがゆるむとロックはもはや機能しない。一方、本発明によれば、通常、スクリ ューを締めている力は、そうであるとしてもわずかしか、固定すべき合成樹脂部 に作用しないので、周知の原理はここでは直接には採用されていない。

従って、本発明は、これら特定の状況に適したスクリューロックを提供すること を目的としている。本発明に係る解決の手段は、請求項１に記す特徴に明白に示 されている。

一方におけるスクリュ一部材のロック面と、それと協働する合成樹脂部の表面と の相対位置は設計で決められる事項であるので、ロック作用はスクリューを締め ている力から独立している。さらに、ロック面は非常に強い結合力で締め付けら れるので、合成樹脂部の損傷を確実に回避することができる。むしろ、完全に組 み合わさった状態では、合成樹脂材料は、確実に、所定程度に可塑的に応力を受 けるに過ぎないようになっている。

合成樹脂の可塑性材料を移動させ、移動したその可塑性材料をその後に少な（と も部分的に弛緩作用によって再度排除すべく、それぞれ複数の立ち上がり部とく ぼみとを形成している。弛緩作用によって、ロック面と、それと協働する合成樹 脂の表面との相互係合が、延いては、スクリュ一部材と合成樹脂との望ましい相 互ロック作用が達成される。スクリュ一部材の豆ち上がり部あるいはくぼみは、 傾斜のきつい方のフランクが、スクリューのゆるむ方向に対抗するように向いて いるのこ歯として、周方向に形成することが好ましい。

スクリューを締結具として使用する場合には、金属製支持部内のねじ筋の付いた 穴と協働するねじをその端部に、さらに、このねじに隣接して金属製支持部上で ストップを形成する、より太いンヤンクを頭部の端部に設けることができる。

従って、スクリューが最終位置にあるときには、頭部は、金属製支持部の表面か ら、ポリエチレン部の厚みに相当する所定距離だけ離れた位置にある。この場合 には、スクリューを締めている力のほとんどは支持部と相互に作用し、ポリエチ レン部と相互に作用する力の割合はわずかなものに過ぎない。このような手段に よって、ロック面の位置は設計によって決定する。スクリューの形状それ自体は 、米国特許箪４．８２２．３６６号明細書に示された周知のものであるが、そこ ではスクリューのロックに関する記載はなされていない。

本発明の変形例では、ロック面は、周方向に設けられており、それよりも小さな 、合成樹脂部内の対応する穴と協働する。このように設計することにより、ロッ ク面を予め定めている。

本発明を、代表的な実施例を示す図面を参照しながら以下に詳細に説明する。

図１は第１実施例の縦断面図を示している。

図２は第２実施例の縦断面図を示している。

図３は第２実施例の平面図を示している。

ポリエチレンＮ４は、スクリュー３によって、ねじ筋の付いた穴２を有する金属 製支持部１に固定されるようになっている。スクリューを締めるときに生じる力 は、通常、ポリエチレン部が耐え得るだけの力よりも大きいので、より大きな直 径を冑するシャンク７をねじ５とスクリューの頭部６との間に設けている。この ノヤングは、スクリューが所定最終位置に到達したときに、支持部１の停止面９ と協働する停止面８を形成する。

スクリューを受け入れるために、ポリエチレンＮ４は、スクリューの頭部６を収 容すべく参照符号１１の部分で拡大している穴１０を有している。従って、スク リューの頭部の底面１２は、ポリエチレン部の支持面１３と協働する。通常は、 スクリューの底面１２と停止面８間の距離は、ポリエチレン部の支持面１３と支 持部の停止面９間の距離とほぼ正確に等しい長さにする。停止面８．９が張力を 受けて互いに対して付勢し、スクリューの最終位置が定まると、スクリューの頭 部６の底面１２はポリエチレン部の支持面１３上に直接位置する。

しかし、図１に示す実施例では、スクリューの頭部の底面１２には、ロック面を 形成すべく、周方向に延在する複数ののこ歯１４が設けられている。こののこ歯 １４は、一方では傾斜のゆるやかなフランク１５によって他方では傾斜のきつい フランク１６によって境界を画しており、これらのフランクは、スクリューを締 めるときには傾斜のゆるやかなフランク１５が先行し、スクリューをゆるめると きには傾斜のきついフランク１６が先行するように設けられている。のこ歯１４ の先端と停止面８間の距離は、支持面１３と停止面９間の距離よりも短いので、 スクリューを締めたときに、のこ歯１４は支持面１３の粘弾性ポリエチレン材料 に食い込み、ポリエチレン材料の少なくとも一部はのこ歯１４の進路から塑性変 形する。これにより、スクリューを締めた直後に、そのゆるみを防ぎ得る合成樹 脂材料が（あったとしてもわずかたけではあるが）傾斜のきついフランク１６の 反対側に押しのけられるという結果が生じる。しかし、ポリエチレンや他の多く の合成樹脂は−だからこそ本発明の課題にも適しているのであるか−、粘弾性で ある故に弛緩性を有するのは明白である。この弛緩性とは、すなわち、変形した 後に、原形に戻りながらゆっくりと逆変形する特性である。従って、合成樹脂は 、隣接するのこ歯１４とのこ歯１４の間の空間内に徐々に入り込んで復元し、さ らに、少な（ともその一部は、傾斜のきついフランク１６の前方の空間を埋める 。

このように、スクリューは、合成樹脂材料を取り除かないことにはゆるめること ができず、また、フランク１６の傾斜が急となっているので、スクリューは、相 当大きな力をかけた場合のみゆるめることができる。さらに、フランク１６の傾 斜をきつ（することにより、合成樹脂材料は、単に移動するだけではなく破壊し ないことには変形できなくなっているので、スクリューをゆるめる力は通常太き い。これは、上記の場合に予想される小さな力に対するゆるみ止めを行うには十 分である。

支持部１の停止面９とポリエチレン部の支持面１３間の高さの違いは、スクリュ ーの停止面８とのこ歯のベース部１７間の高さの違いと正確に等しくすることが できる。この場合には、合成樹脂を押しのけるのにのこ歯の全体積を使用するこ とになる。しかし、停止面９と支持面１３間の高さの違いを幾分短く、すなわち 、停止面８とのこ歯の傾斜のゆるやかなフランク１５との間の平均距離にほぼ一 致させることもできる。このような場合には、進行方向先端側の、のこ歯の半分 によって押しのけられる材料の体積は、のこ歯の隙間の上半分の体積にほぼ相当 し、その押しのけられた合成樹脂材料はこの部分に受け入れられる。最適な寸法 は実験によって容易に決定することができる。

図２．３に示す変形例は、以下に記す点を除けば、図１に示す実施例と同一であ る。両者の違いは、ロック面を形成するために、スクリューの頭部６の底面１２ ではなく周面１８を使用しているという点である。この周面１８は、合成樹脂部 ４に形成された、スクリューの頭部６を取り囲む穴の表面１９と協働し、そこに は複数ののこ歯状立ち上がり部２０が形成されている。周囲の材料を塑性変形さ せるべく、のこ歯状立ち上がり部のフランク２１は回転方向に沿ってゆるやかに 隆起している。一方、その反対側２２は、スクリューがゆるむ方向に回転するの を抑えかつ合成樹脂材料を破壊すべく、急な傾斜で落ち込んでいる。図３を見る と分かるように、合成樹脂材料の表面１９は、スクリュー３のねじ込みの際に塑 性変形した後、のこ歯２０間に形成されたくぼみ内に再び入り込み、のこ歯の後 方フランク２２と確実に係合する。

本発明の目的のためには、のこ歯の形状が特に都合が良い。しかし、スクリュ一 部材の底面に複数の突起を使用することもできる。この場合には、変形に要する 力が比較的小さくても十分にスクリューをロックできることが多々あるので、ス クリューをゆるめるときには、それを締めるときよりも大きな力は必要とされな い。

「スクリュ一部材」という用語には、スクリュー、ナツト、及び、ねじ回すこと によって支持面と接触しうるすべての部材が含まれる。

本発明の第２の利点は、スクリューをゆるめる際に合成樹脂を破壊することによ って、合成樹脂部の再使用を確実に回避できるということである。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成　６年　３月　２２ミ夢

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．スクリュー部材（３）によって、より抵抗力のある材料よりなる支持部（１ ）に固定すべき、粘弾性合成樹脂、特にポリエチレン、よりなる部分（４）を有 する内部人工器官であって、 上記スクリュー部材（３）は、上記合成樹脂部（４）よりも硬質である部分（８ ９，１．５）の設計によってその位置が予め定められているロック面（１２，１ ８）に、上記合成樹脂部の表面（１３，１９）に係合する複数の立ち上がり部（ １４，２０）を有し、 上記立ち上がり部（１４，２０）は、少なくとも、スクリューをねじ込んだとき に上記合成樹脂の表面と接続する面（１５，２１）において、上記合成樹脂が粘 弾性的に押しのけられ、その後に、該押しのけられた合成樹脂の少なくとも一部 が弛緩して上記立ち上がり部間に形成されたくぼみ内に入り込むように形成され ていることを特徴とする内部人工器官。
2. ２．上記ロック面は、上記スクリュー部材（３）の、上記合成樹脂部と向かい合 う端面（１２）によって形成され、上記ロック面の位置を設計によって決定する ために、上記スクリュー部材の最終位置は、より抵抗力のある材料よりなるスト ップ（８，９）によって定まることを特徴とする請求項１記載の内部人工器官。
3. ３．上記ロック面は上記スクリュー部材（３）の周面（１８）によって形成され 、上記合成樹脂部（４）の、該周面を取り囲む穴の表面（１９）の初期位置は、 上記ロック面の、上記立ち上がり部（２０）の位置と上記くぼみの位置との間に あることを特徴とする請求項１記載の内部人工器官。
4. ４．上記スクリュー部材（３）のロック面（１２，１８）の突起（１４，２０） は、ゆるみ方向に対抗するように向いた比較的傾斜のきつい歯状フランク（１６ ，２２）を有するのこ歯として形成されることを特徴とする請求項１記載の内部 人工器官。