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JP2003220073A - シャンクと、ロッドに接続するようこれに接続される保持要素とを備えた要素 - Google Patents

シャンクと、ロッドに接続するようこれに接続される保持要素とを備えた要素

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JP2003220073A
JP2003220073A JP2002342605A JP2002342605A JP2003220073A JP 2003220073 A JP2003220073 A JP 2003220073A JP 2002342605 A JP2002342605 A JP 2002342605A JP 2002342605 A JP2002342605 A JP 2002342605A JP 2003220073 A JP2003220073 A JP 2003220073A
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rod
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shank
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ルッツ・ビーダーマン
Juergen Harms
ユルゲン・ハルムス
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Biedermann Motech GmbH and Co KG
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シャンク(1)と、ロッド(100)に接続
するようこれに接続される保持要素(2)とを備えた要
素を提供する。 【解決手段】 保持要素(2)は、一方端(6)で開放
する2つの脚(4,5)でロッド(100)を受けるた
めのU字型断面を有する窪み(3)と、開放脚上の雌ね
じ山(7;29)と、開放脚の雌ねじ山と協働する雄ね
じ山(8)を備えたロック要素(9)とを含み、脚の雌
ねじ山(7)とロック要素の雄ねじ山(8)とは、平ね
じ山で構築され、2つのフランク(7a,7b;8a,
8b)はそれぞれが、ねじの軸(S,M)と90°の角
度をなすことを特徴とする。これにより、ロック要素が
ねじ込まれた場合の、開放脚の広がりを防ぐ。平ねじ山
は製作が容易である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】この発明は、脊柱外科または災害外科にお
いて用いられるべき、シャンクと、ロッドに接続するよ
うこれに接続される保持要素とを備えた要素に関する。
【0002】請求項1のプリアンブルに記載のシャンク
と、ロッドに接続するようこれに接続される保持要素と
を備えた骨ねじは、EP 0 614 649から公知
である。記載されるこのいわゆる多軸骨ねじにおいて
は、保持要素または受け部品の開放脚の雌ねじ山およ
び、中ねじの雄ねじ山が実質的に丸められたねじ山を有
する。
【0003】US 5,005,562およびUS
6,074,391のそれぞれから、請求項1のプリア
ンブルに記載の要素が公知である。保持要素または受け
部品の開放脚の雌ねじ山と中ねじの雄ねじ山とは鋸歯ピ
ッチで構築され、ねじ込みの間に半径方向に作用する力
によって脚が広がることを防ぐ。
【0004】請求項1のプリアンブルに記載の要素はま
た、WO 00/27 297からも公知である。この
要素においては、U字型の窪みによって形成される脚の
開放端に反する雌ねじ山のフランクと受け部品の中央軸
に直交する平面とは、負の角をなす。これもまた、脚の
広がりを防ぐことを意図する。
【0005】上述の装置において、いずれも外部から保
持要素を囲む装置が、脚の広がりを防ぐために必要であ
るか、またはまたは用いられるべきねじ山は製作が困難
なものである。
【0006】これは、WO 00/27 297から公
知である、負のフランク角を備えたねじ山に特に当ては
まる。
【0007】この発明の目的は、製作が容易であり、構
造がコンパクトであり、かつ扱いが容易である、シャン
クと、ロッドに接続するようこれに接続される保持要素
とを備えた要素を提供することである。
【0008】この目的は、請求項1にしたがった要素に
よって達成される。この発明のさらなる展開例は、従属
項に記載される。
【0009】この発明にしたがった要素は、平ねじ山と
して構築される脚の雌ねじ山またはロック要素の雄ねじ
山の製作が非常に容易である利点を有する。これにより
製作コストは削減され、精度は向上し得る。このねじ山
には半径方向に外側に働く力がないので、保持要素の開
放脚の広がりは防止され、よって広がりを防止するため
に外部から付与されるべき付加的な要素は必要ではな
い。これにより、よりコンパクトな構造が可能になる。
【0010】この発明のさらなる特徴および利点は、図
面を用いた実施例の説明から明らかとなる。
【0011】この発明にしたがった要素は、図面のうち
図1に示される実施例において、単軸骨ねじとして構築
される。これは、骨ねじ部分を備えたシャンク1と、こ
れに剛性を持って接続されて骨ねじをさらなる骨ねじに
接続するためのロッド100を受ける受け部品2とを有
する。この目的で、受け部品はU字型断面を有する窪み
3を設けられるが、これは中にロッド100が配置され
て窪みの底部に嵌まるのに十分なだけの大きさにダイメ
ンションが決められる。U字型窪み3によって、2つの
開放脚4、5は各々受け部品2の上端部を形成する一開
放端6を備えて形成される。開放端6に隣接して、脚
4、5は雌ねじ山7を有するが、これは対応の中ねじ9
の雄ねじ山8と協働して、脚4、5の間にねじ込まれて
ロッド100を固定する。
【0012】特に図1から図3(b)に見られるよう
に、雌ねじ山7および、これに対応する雄ねじ山8は、
平ねじ山として構築される。これは、雌ねじ山のねじ山
フランク7a、7bが、各々受け部品の中央軸Mと90
°の角度をなすことを特徴とする。対応して、中ねじ9
の雄ねじ山のねじ山フランク8a、8bはねじ軸Sと9
0°の角度をなす。ねじ山の断面は、実質的に矩形であ
る。端部は、さらに丸めて構築することも可能である。
ねじ山フランクはアンダーカットなしで構築することが
可能である。
【0013】特に図2(b)および図3(b)の拡大図
からわかるように、この実施例においては脚の雌ねじ山
8および中ねじ9の雄ねじ山8が互いに対して以下のよ
うにダイメンションが決められている:ねじ軸Sから中
ねじ9のねじ山の谷底8cまでの半径r1は受け部品2
のの中央軸Mからその頂7dまでの半径r2よりも小さ
い。ねじ軸Sから中ねじ9の頂8dまでの半径r3は、
受け部品2の中央軸Mからその雌ねじのねじ山の谷底7
cまでの半径r4よりも小さい。
【0014】さらに、図2(b)に示すように、ねじ山
のダイメンションは、無負荷で中ねじと受け部品の開放
脚4,5とを係合させる場合に、ねじ山の外径の1%〜
5%、好ましくは約1%、半径r1とr2とが異なる、す
なわち半径の遊びがあるものである。軸方向には、約5
mmの窪みに対して、約10%の軸の遊びがある。
【0015】動作においては、ロッドが受け部品2内に
配置された後で、最初に中ねじ9が、ロッドがまだ調節
可能なように、緩くねじ込まれる。ロッド100を固定
するために、中ねじ9が締められる。それにより、図3
(a)および図3(b)に矢印Fで示すように、反抗力
(counterforce)が生じる。その結果、開放端6に面す
る雄ねじ山のフランク8aと、開放端に反して面する雌
ねじ山のフランク7bとが、重なり合う。ねじ山フラン
クに作用する力は、図3(a)および図3(b)に短い
矢印fで示すように、軸方向にのみ作用する。したがっ
て、脚4、5が広がることはない。
【0016】図4に示される第2の実施例においては、
この発明にしたがった要素は多軸骨ねじとして構築され
る。多軸骨ねじは、骨ねじ山を備えたねじ山シャンク1
を備えたねじ要素を有し、これは球セグメント状に形成
されたヘッド20を介して受け部品21に接続される。
受け部品21は、その一方端に第1のボア22を有する
が、これは軸に対称的に位置合わせされ、その直径はシ
ャンク1のねじ山部分の直径より大きく、ヘッド20の
直径よりも小さい。受け部品21はさらに同軸状の第2
のボア23を有するが、これは第1のボア22と反対側
の端部で開放し、その直径は、ねじ要素が開放端を通し
て挿入されて、そのねじ部分が第1のボア22を通り、
そのヘッド20が第2のボア23の底部に到達するのに
十分に大きい。第1のボアと第2のボアとの間には、小
さな同軸状部分24が設けられ、これは第1のボア22
に隣接し開放端に向かって球状に構築され、半径は球セ
グメント状に形成されたヘッド20の部分と実質的に同
一である。受け部品21は、第1の実施例の受け部品2
と同様に、部品の中央に対して対称的に構成されるU字
型窪み25を有し、その底部は第1のボア22に向けら
れ、それにより2つの開放脚26、27が形成され、そ
の開放端28は受け部品21の上端部を形成する。開放
端28に隣接する領域28においては、脚26、27は
雌ねじ山29を有する。雌ねじ山はこの発明にしたがっ
て、第1の実施例に記載されるように、平ねじ山として
構築される。
【0017】さらに設けられるのは圧力要素30である
が、これはヘッド20に面するその側部に球状凹部31
を有するが、その半径は、球セグメント状に形成される
ヘッド20の部分の半径と実質的に同一である。圧力要
素の外径は、圧力要素が受け部品21内で滑動動作を行
なえるよう、すなわちヘッド20に向かって変位可能で
あるように選択される。圧力要素はさらに、ねじ締め具
と係合するためのねじヘッド20の窪み33にアクセス
するための同軸状ボア32を有する。
【0018】ロッド100とヘッドとをその角位置に固
定するために、第1の実施例と同様に中ねじ34が設け
られ、その雄ねじ山35は脚の雌ねじ山29と協働す
る。再び、雄ねじ山は、第1の実施例と同様に平ねじ山
として構築される。
【0019】動作においては、ねじ要素は受け部品21
内に配置された後で、骨にねじ込まれる。圧力要素30
およびロッド100が次いで挿入される。この段階にお
いて、ねじヘッド20はまだ旋回可能である。中ねじ3
4をねじ込むことにより、ねじ要素および受け部品21
は互いに対して固定され、よってロッド100も固定さ
れる。脚の協働するねじ山および中ねじの平ねじ山とし
ての構造により、脚の広がりは生じず、かつ付加的な固
定は必要なく、よって多軸ねじをコンパクトに構成し、
かつ妥当な代価で製作することが可能である。
【0020】図5および図6に示される第3の実施例も
また、多軸骨ねじを示す。第2の実施例に対応する部品
には、同じ参照番号を付与する。第3の実施例は、受け
部品、圧力要素、および中ねじの構造が、第2の実施例
とは異なる。
【0021】受け部品21’は、その開放端28に隣接
して、第2のボアよりも大きな直径を有し、かつ第1の
ボアに向かって円錐状にテーパが付けられる部分23’
を有する。U字型の窪みおよび脚26、27に関する受
け部品の構造は、第2の実施例と同様である。開放端2
8に隣接して、雌ねじ山29は部分23’における予め
定められた部分に形成される。雌ねじ山は、第1および
第2の実施例と同様に、平ねじ山として構築される。
【0022】この実施例の圧力要素40は、実質的に円
柱状の第1の部分41を有し、その外径は、圧力要素が
受け部品21’の第2のボア23内で滑動可能であるよ
うに選択される。この第1の部分41においては、球セ
グメント状に形成されかつ端部に向かって広がる窪み4
2が設けられ、球半径は、受け部品内に挿入された場合
に部分的にねじ要素のヘッド20を囲むように選択され
る。反対側の端部には、圧力要素40が第2の部分43
に形成され、その外径は第1の部分41と比較して大き
く、これは受け部品21’のボア23の内径よりも大き
いが脚26、27の間の内径よりも小さい。受け部品の
構造に対応して、第2の部分43は、第1の部分41に
円錐状に近接する。圧力要素40はさらに、これを貫通
して延在する中央ボア44を含む。中央ボア44の直径
は、ヘッド20に設けられる窪み33と係合するため
に、ねじ具が中を案内されるのにちょうど十分なだけダ
イメンションが決められる。
【0023】第2の実施例の圧力要素から実質的に異な
るのは、第3の実施例の圧力要素は脚の開放端28の方
向に長くされていることである。この目的で、これは球
セグメント状に形成された窪み42とは反対側の端部で
U字型の窪み45を有し、圧力要素のU字型窪みのダイ
メンションは、ロッド100がこれにより形成されるチ
ャネル内に配置され得るものである。U字型窪み45の
深さは、受け部品21’の円柱状軸の方向から見て、受
けられるべきロッド100の直径よりも大きく、それに
より圧力要素40は横脚46とともにロッド100の上
方に突出す。
【0024】圧力要素40は、さらにその外部ケーシン
グ上に2つの皿(countersunk)ボア47を有し、それ
らは対向してかつU字型窪みの中央から90°傾いて配
置され、半径方向に延在し、受け部品21’の外部ケー
シングにおける対応のクリンプ(crimped)ボア28と
協働する。
【0025】第1および第2の実施例の中ねじ9のかわ
りに、第3の実施例においては、受け部品の脚26、2
7の間に挿入され得るナット50に雄ねじ山51が設け
られ、これは脚の雌ねじ山29と協働する。ナットの雄
ねじ山51は、上述の実施例の雌ねじ山と同様に、平ね
じ山として構築される。ナット50の雌ねじ山52は、
メートルねじ山である。図6からわかるように、ナット
はその端部の1つにねじ具と係合するためのスリット5
3を有する。
【0026】さらに設けられるのは、ナット50に締め
るための中ねじまたはクランプまたは止めねじ60であ
り、これはナット50の雌ねじ山52と協働するメート
ル雄ねじ山61を有する。中ねじ60は、ねじ具と係合
するための窪み62を有する。
【0027】動作においては、第2の実施例と同様に、
最初にねじ要素が受け部品内に入れられる。次いで、第
2の実施例とは異なって、圧力要素40が挿入されて、
最初に皿およびクリンプボア47、48の上で緩く保持
される。次いで、骨ねじが骨にねじ込まれ、ロッド10
0が入れられる。その後ナット50がねじ込まれ、中ね
じ60は最初は緩く、ナットが脚46の上端部に触れる
まで、したがって圧力要素40がねじヘッド20を押圧
するまでねじ込まれ、それによりこれは受け部品内のそ
の位置にロックされる。脚の雌ねじ山29およびナット
50の雄ねじ山の平ねじ山としての構造により、ナット
はどのような半径方向力成分も受けず、軸方向に向けら
れる力のみを受けるので、脚は広がらない。ねじヘッド
はこうして固定してロックされる。圧力要素の脚46が
配置されたロッド100から上方に突出すので、ロッド
はまだ変位可能であるが、ナット50によって落下また
は傾斜が防止される。最後に、中ねじ60が、ロッド1
00を押圧して固定するまで、締められる。ロッドの固
定はこうして、ヘッドの固定とは独立して行なわれる。
【0028】図5および図6に示される第3の実施例に
おいては、ナット50および中ねじ60は完全に受け部
品21’にねじ込まれる。図7および図8に示す変形例
においては、ナット50’はスリット53を有する端部
に環状突出部54を有し、その外径は受け部品21’の
外径に対応する。環状突出部54の開放端はさらにキャ
ップ状に構築され、かつ傾斜(inclined)面55を有
し、これは受け部品21’にねじ込まれた状態で、受け
部品21’の開放端28の対応する斜角(bevelled)面
56と協働する。軸方向におけるナット50’の長さ
は、完全に受け部品21’内にねじ込まれた状態でナッ
ト50’が予め定められた力で圧力要素を押圧するよう
選択され、環状突出部54はこの力を制限するストップ
として作用する。
【0029】動作が第3の実施例とは唯一異なる点は、
ナット50’は環状突出部54に抗して静止するまでし
かねじ込むことができず、よって圧力要素に作用する力
が予め定められた値に設定されることである。
【0030】受け部品21’の脚26、27が、締め時
のねじり力によって生じる、軸方向の絞りによって歪め
られることを避けるために、斜角面55を備えたキャッ
プ状突出部54は受け部品の外側面上の対応の傾斜角5
6を掴む。最後の締めの後には、この種のねじり負荷は
なく、脚26、27はナット50’を緩めるおそれのあ
る外側に働く力を受けない。
【0031】突出部54のキャップ状構造に代えて、ね
じ締め具に設けられるリングが用いられてもよい。
【0032】上述の実施例の変形例においては、ねじ山
シャンク1に変えてフックが設けられる。多軸実施例の
さらなる変形例においては、ねじ山シャンク1またはフ
ックに代えて、バーまたはロッド形状要素が設けられ、
これは両側に球セグメント状に形成されるヘッドを有
し、上述の種類の受け部品に接続される、この態様で、
この種の要素は2つのロッド100の間で接続要素とし
て用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明にしたがった第1の実施例の断面図
である。
【図2】 (a)は、中ねじがまだ締められていない、
図1の実施例の部分図であり、(b)は、(a)の詳細
を示す拡大図である。
【図3】 (a)は、中ねじが締められた、図1の実施
例の部分図であり、(b)は、(a)の詳細を示す拡大
図である。
【図4】 第2の実施例の断面図である。
【図5】 第3の実施例の断面図である。
【図6】 図5からのナットの斜視図である。
【図7】 第3の実施例の変形例の断面における部分図
である。
【図8】 図7からの実施例のナットの斜視図である。
【符号の説明】
1 シャンク、2,21,21’ 保持要素、9,3
4,50,50’ロック要素。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルッツ・ビーダーマン ドイツ、78048 ファウ・エス−フィリン ゲン、アム・シェーファーシュタイク、8 (72)発明者 ユルゲン・ハルムス ドイツ、76227 カールスルーエ、イム・ ツァイトフォーゲル、14 Fターム(参考) 4C060 LL15 MM24

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シャンク(1)と、ロッド(100)に
    接続するようこれに接続される保持要素(2;21;2
    1’)とを備えた要素であって、保持要素(2;21;
    21’)は、一方端(6;28)で開放する2つの脚
    (4,5;26,27)でロッドを受けるためのU字型
    断面を有する窪みと、開放脚上の雌ねじ山(7;29)
    と、開放脚の雌ねじ山と協働する雄ねじ山(8;35;
    51)を備えたロック要素(9;34;50;50’)
    とを含み、雌ねじ山(7;29)の2つのフランク(7
    a,7b)はそれぞれが、保持要素の中心軸(M)と9
    0°の角度をなすことを特徴とする、シャンクとロッド
    に接続するようこれに接続される保持要素とを備えた要
    素。
  2. 【請求項2】 ねじ山の断面は実質的に矩形に構築され
    ることを特徴とする、請求項1に記載の要素。
  3. 【請求項3】 雌ねじ山(7;29)と協働するロック
    要素(9;34;50;50’)は、合致する雄ねじ山
    (8;35;51)を有することを特徴とする、請求項
    1または請求項2に記載の要素。
  4. 【請求項4】 ロック要素(9;34;50;50’)
    と保持要素(2;21;21’)の開放脚(4,5;2
    6,27)との無負荷係合時においては、開放端に反す
    る保持要素のフランク(7b)と、開放端に面するロッ
    ク要素のフランク(8a)との間に、ギャップが設けら
    れることを特徴とする、請求項1から請求項3のいずれ
    かに記載の要素。
  5. 【請求項5】 開放脚の雌ねじ山の谷底(7c)は、そ
    れぞれ丸められて形成されることを特徴とする、請求項
    1から請求項4のいずれかに記載の要素。
  6. 【請求項6】 保持要素(2)は、シャンク(1)に対
    して単軸的に形成されることを特徴とする、請求項1か
    ら請求項5のいずれかに記載の要素。
  7. 【請求項7】 ロック要素(50;50’)は、雌ねじ
    山(52)を備えたナットとして構築され、中ねじ(6
    0)はロック要素にねじ込まれるよう提供されることを
    特徴とする、請求項1から請求項6のいずれかに記載の
    要素。
  8. 【請求項8】 ロック要素(50;50’)の雌ねじ山
    (52)および中ねじ(60)の雄ねじ山(61)は、
    メートルねじ山として形成されることを特徴とする、請
    求項7に記載の要素。
  9. 【請求項9】 要素はヘッド(20)を有し、これはシ
    ャンク(1)に接続されて保持要素(21;21’)と
    多軸的に接続され、ヘッド(20)に作用する圧力要素
    (30;40)は、保持要素に対するヘッドの角位置を
    固定するよう提供されることを特徴とする、請求項1か
    ら請求項8のいずれかに記載の要素。
  10. 【請求項10】 圧力要素(40)は、そのヘッド(2
    0)に反する側に、ロッド(100)を受けるための開
    放端(28)に開放する窪み(45)を有し、その深さ
    は軸方向から見た場合にロッド(100)の直径よりも
    大きいことを特徴とする、請求項9に記載の要素。
  11. 【請求項11】 ロック要素(50;50’)は、その
    一方端に径方向に突出部(54)を有し、突出部(5
    4)はロック要素が開放脚(26,27)の間にねじ込
    まれた場合にストップとして作用することを特徴とす
    る、請求項1から請求項10のいずれかに記載の要素。
  12. 【請求項12】 突出部(54)は、その開放端に部分
    (55)を有し、部分(55)は保持要素(21’)の
    外側の対応の部分(56)と協働してキャップのように
    重なることを特徴とする、請求項11に記載の要素。
  13. 【請求項13】 シャンクの開放端に隣接する部分は、
    骨にねじ込むための骨ねじ山を備えて、またはフックと
    して形成されることを特徴とする、請求項1から請求項
    12のいずれかに記載の要素。
  14. 【請求項14】 雌ねじ山の2つのフランク(7a,7
    b)は、アンダーカットまたはステップなしに構築され
    ることを特徴とする、請求項1から請求項13のいずれ
    かに記載の要素。
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