JPH0751301A

JPH0751301A - 人工骨頭

Info

Publication number: JPH0751301A
Application number: JP6071354A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Totsugi; 勝利戸次
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1993-06-10
Filing date: 1994-03-14
Publication date: 1995-02-28

Abstract

(57)【要約】【目的】外球と内球を有する二重構造の人工骨頭で、
置換後、内球（ステム）の揺動に応じ、転がり球を常
時、円滑に転動させ、内外球の球面に損傷を与えない骨
頭を提供する。【構成】内球３が揺動したときに転がり球保持リング
６と共に転がり球４が外球２の頂部Ｔ側に略平均に配置
される作用を受けるように、転がり球保持リング６を外
球２の頂部Ｔ側に平均に押付けるコイルバネ９を設け
る。内外球２，３の間に圧縮荷重が作用した下、内球３
が揺動すれば、それに応じて転がり球４が転動するが、
引張り荷重が作用したときは、転がり球４は勝手に動い
て傾斜することなく転がり球保持リング６と共にコイル
バネ９により頂部Ｔ側に移動する。したがって、その状
態で、圧縮荷重が作用し、内球３が揺動するときには、
転がり球４はスリップせず円滑に転動できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人体の大腿骨の骨頭が
骨折や変形性股関節症等によって損傷を受けたときに、
代用として置換される人工骨頭（以下、単に「骨頭」と
もいう）に関し、詳しくは、お椀状に形成された半球体
である外球の内側に内球を組込んでなる二重構造の骨頭
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の人工骨頭としては、特開平
１−３００９４９号および実開平４−１１１３１８号公
報記載の技術を挙げることができる。特開平１−３００
９４９号公報記載の人工骨頭は、骨頭の球面軸受部、す
なわち骨頭を構成する外球の内面と内球の外面との両球
面の中間に、多数の転がり球（ボール）を保持器（リテ
ナー）に組込んで介在させた構造のものであり、内外球
面相互間を転がり軸受け方式としたことで摩擦係数の低
減を図り、骨頭の揺動の円滑化を図ったものである。す
なわちこの技術は、転がり球を備えた保持器（転がり球
保持手段）を外球の内面頂部側に内挿し、その内側に内
球を嵌合し、その下で、外球の開口側を、内球を揺動可
能に保持する保持部材（内球保持リング）を取着するこ
とで閉塞状とし、一体的に組付けたものであって、外球
に対して内球及びそれに接続される大腿骨に打込まれる
ステムが、内外球面の中間を転動する転がり球を介して
揺動するように構成されており、保持器は転がり球の動
きに連動して揺動するようになっている。

【０００３】また、実開平４−１１１３１８号公報記載
の技術は、前記の保持器に代えて、内径が内球の外径よ
り小さく、環状に形成されてなる転がり球保持リング
（転がり球を保持手段）を内外球の中間であって内球の
頂部（上半球）側にスライド可能にして介在させ、その
転がり球保持リング内（頂部側）に転がり球をほぼ隙間
なく配置し、これにより、骨頭の揺動の円滑化を図った
ものである。

【０００４】上記両技術とも、置換された患者が歩行す
るときには、ステムおよび内球が揺動する。このとき、
転がり球は、内球の揺動（回転）作用を受け、外球の内
面に案内されるようにして回転（自転）しながら内外球
の中間を移動（転動）し、これに連動し、転がり球保持
手段も内外球の中間を一緒に球面運動する。こうして、
転がり球が置換時に一定の姿勢で外球の頂部側（中立位
置）に平均に配置されておれば、理想的にはその姿勢で
は常に元位置（外球の頂部）にあるように設定されてい
る。

【０００５】ところで、歩行時には、足は地面や床面に
対して離着が繰り返されるなどし、したがって揺動する
骨頭にかかる力は頻繁かつ複雑に変化する。そして、内
球、転がり球および外球との間には、揺動の円滑化を図
るために若干の遊び（間隙）ができる構造となってい
る。すなわち、例えば、着地し骨頭が体重を支えている
ときには内外球の間には圧縮荷重が作用し、したがって
内外球と転がり球との間に間隙はなく、内球が揺動する
と、それに同調して転がり球が転動する。一方、歩行時
など、片足が持ち上げられて宙に浮いているようなとき
には、逆に引っ張り荷重（片足の重さ）が作用して内球
が外球に相対して引張られることとなり、転がり球と内
球又は外球との間には、非接触状態、すなわち隙間を生
じる。したがって、この時には、転がり球は、内球の回
転作用を受けないために、転がり球保持手段と共に内外
球の中間を自由（勝手）に動いてしまうことがある。つ
まり、外球に対して内球（ステム）が揺動していなくと
も、転がり球および転がり球保持手段が外球の頂部側に
なく傾いていることがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】こうしたことから、特
開平１−３００９４９号及び実開平４−１１１３１８号
公報記載の骨頭には、次のような解決すべき課題があっ
た。すなわち、転がり球が中立位置に戻ることなく、自
由に揺動して一方に傾斜して、転がり球保持手段が保持
部材（内球保持リング）に当たって停止しており、その
位置で、内外球の間に圧縮荷重が作用し、さらに同じ方
向に内球が揺動するときは、転がり球は内球の回転作用
を受けるもののそれ以上転動できない。したがって、そ
の位置でスリップしてしまい、その接触面（外球の内面
又は内球の外面）を磨耗（変形）させたり、損傷させた
りし、これが、骨頭の寿命を低下させる要因となってい
た。本発明は、こうした上記従来技術の持つ解決すべき
課題に鑑みて案出したものであって、置換後、内球（ス
テム）の揺動に応じて転がり球が常時、円滑に転動（回
転）し、内外球の球面に損傷を与えることのない、耐久
性の高い骨頭を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの第１の手段は、外球の内側に内球を有し、外球の内
面と内球の外面との中間に複数の転がり球を備え、この
転がり球は前記中間を揺動可能に配設されてなる転がり
球保持手段に保持され、かつ外球の開口側には内球を揺
動可能に保持する保持部材が取着されてなる構造の人工
骨頭において、前記内球が揺動したときに前記転がり球
保持手段とともに前記転がり球が前記外球の頂部側に略
平均に配置される作用を受けるように、前記中間であっ
て前記保持部材と前記転がり球保持手段との間に、前記
転がり球保持手段を弾性的に支持する弾性支持手段を備
えてなることにある。

【０００８】また、第２の手段は、外球の内側に内球を
有し、外球の内面と内球の外面との中間に複数の転がり
球を備え、かつ外球の開口側には内球を揺動可能に保持
する保持部材が取着されてなる構造の人工骨頭におい
て、前記内球が揺動したときに前記転がり球が前記外球
の頂部側に略平均に配置される作用を受けるように、前
記中間であって前記保持部材と転がり球との間に、前記
転がり球を弾性的に支持する弾性支持手段を備えてなる
ことにある。

【０００９】

【作用】本発明に係る人工骨頭は上記の構成により、患
者への置換後、歩行時などにおいて次のように作用す
る。すなわち、前記第１の手段においては、内外球の間
に圧縮荷重が作用した下で、内球が揺動すると、転がり
球は内球の回転作用を受け、内外球面の中間を転動す
る。このとき、転がり球は、転がり球保持手段を弾性的
に支持する弾性支持手段の弾性に抗して転がり球保持手
段とともに動く。したがって転がり球は、その反作用に
より、転がり球保持手段を介して頂部側に略平均に配置
されるように付勢されていることから、内外球との間
に、逆に引っ張り荷重が作用するようなときには、その
付勢力により転がり球保持手段とともに外球の頂部側に
移動する。すなわち、内外球の間に引張り力が作用する
などしても、転がり球は勝手に動いて傾斜状態になるこ
となく頂部側に持ち来される。したがって、その状態
で、内外球の間に圧縮荷重が作用し、さらに内球が揺動
するときには、転がり球はスリップすることなく前記と
同様に内外球面の中間を転動することができ、その後さ
らに引張り荷重が作用しても前記の作用を繰返すから、
接触面に傷が付くことが防止される。

【００１０】また前記第２の手段においては、内外球の
間に圧縮荷重が作用した下で、内球が揺動すると、転が
り球は内球の回転作用を受け、内外球面の中間を転動す
る。そして転がり球は、それを弾性的に支持する弾性支
持手段の弾性に抗して動く。このとき、転がり球は頂部
側に略平均に配置されるように付勢されていることか
ら、その反作用により、前記第１の手段におけると同様
に、内外球との間に、逆に引っ張り荷重が作用すると外
球の頂部側に移動する。

【００１１】

【実施例】次に本発明に係る骨頭を具体化した一実施例
について、図１ないし図３を参照して詳細に説明する。
図中１は、股関節に置換される人工骨頭であって、お椀
状で半球状に形成された外球２と、内側の略球状に形成
された内球３とを主体とし、中間に複数の転がり球４，
４を備え、以下に詳述するように構成されている。ただ
し、内球３の下部にはステム５がその上端部を介して一
体化されている。

【００１２】すなわち、外球２と内球３の中間には、そ
れらの両球面（２ａ、３ａ）に接する状態で複数個の転
がり球４，４が組込まれている。ただし、転がり球４，
４は、外球２の頂部Ｔを中心とするほぼ上半分（上半
球）の部位に配置されている。そして、本例では、外球
２と内球３の中間に、これらの転がり球４，４を底部
（下）側から囲むようにして保持するように環状に形成
された転がり球保持手段としての転がり球保持リング６
が、内球３の外周に鉢巻き状に遊装されている。なお本
例では、転がり球保持リング６は内径が内球３の外径よ
りやや大きく、かつ、外径が外球２の内径よりやや小さ
く形成され、内外球２，３の中間を揺動自在に配設され
ている。

【００１３】また、外球２の下部内周縁には、内球３を
揺動可能に保持するため、リング状に形成された保持部
材７が取着され、開口側を閉塞し、内外球２，３を一体
的に保持している。ただし、本例では保持部材７は、そ
の下に周設された環状溝に嵌着された固定リング（穴用
スナップリング）８を介して装着されている。なお、保
持部材７の内側（内周面）と内球３の外面３ａとは、ス
テム５の軸線方向に沿い、内外球２，３間に圧縮荷重が
作用したときに、僅かの隙間が保持される一方、逆に引
張り荷重が作用したときは、密接状態になり、その下で
スライド（揺動）自在とされている。

【００１４】一方、保持部材７と転がり球保持リング６
との間には、転がり球保持リング６が揺動（傾斜し）し
たとき、これを保持部材７と平行にして転がり球４，４
を、常時、外球２の頂部Ｔ側に平均に配置する作用をす
るように、転がり球保持リング６の下面が弾性支持手段
であるコイルバネ９で支持されている。ただし、本例に
おけるコイルバネ９は、圧縮されて介挿され、転がり球
保持リング６をそのバネ作用により外球２の頂部Ｔ側に
平均（均等）に押付ける付勢力を付与されている。こう
して本例では、内外球間に体重の作用時において内球３
が揺動する場合には、コイルバネ９を圧縮変形させ、転
がり球４，４も転動するが、引張り荷重が作用するよう
なとき、そのバネ作用により、転がり球保持リング６
（および転がり球）を頂部Ｔ方向に移動させるように設
定されている。因みに、本例におけるコイルバネ９は、
ステンレス製で線径１ｍｍ、外径が２７ｍｍで、フリー
状態の長さが８ｍｍのもの（有効巻数１）を５ｍｍに圧
縮してなるものである。また、本例では、内球３の中心
を回転中心とし、ステム５は軸線に対し約３０度の角度
で円錐状の範囲内で揺動でき、転がり球保持リング６は
水平に対し約１５度傾斜できるように設定されている。

【００１５】本例の作用ないし効果について説明する。
本例人工骨頭１が患者に置換され、内外球２，３間に圧
縮荷重が作用した下で、ステム５とともに内球３が揺動
すると、転がり球４，４は内球３の動きに連動し、例え
ば内球３が左に揺動すればその外面３ａに沿い、右に自
転しながら外球２の内面２ａに沿って左に公転するよう
に球面運動をし、その動きに同調し、転がり球保持リン
グ６は内球３の外面３ａに沿い、コイルバネ９の弾性
（バネ力）に抗して球面を揺動する（図２参照）。この
際、転がり球４，４と共に転がり球保持リング６は、内
球３の揺動角θａの約半分の角度動き、最大、保持部材
７の上面に当たるまで、転がり球４，４と一緒に揺動す
る。

【００１６】一方、転がり球４，４と共に転がり球保持
リング６が傾斜した状態（図２）の下で、内外球２，３
間に引張り荷重Ｐが作用して内外球面２ａ、３ａとの間
が開くような作用を受けると（図３参照）、コイルバネ
９の弾性（反発力）により転がり球保持リング６は直ち
に外球２の頂部Ｔ側に移動し、略水平に配置される。し
たがって、その下で、また内外球２，３間に圧縮荷重が
作用し、さらに内球３が前と同方向に揺動するときに
は、転がり球４，４は内球３の回転に連動して前と同様
の動きをする。すなわち、こうしたときでも、転がり球
４，４がスリップすることなく内外球２，３の間を転動
できるから、内外球面２ａ、３ａに傷が付くのが防止さ
れる。

【００１７】なお、本例では、転がり球保持リング６
は、内径が内球３の外径より大きく形成されているか
ら、転がり球４，４を介して下へ押付けられても内球３
の外面に食い付くことがなく、その動きは極めて円滑で
ある。もっとも、転がり球保持リング６は、内径が内球
３の外径より小さくても、本例のようにコイルバネ９に
より頂部Ｔ側に付勢され、内球３の外面３ａから常時、
離れるように支持されていれば同様の効果がある。また
本例では、転がり球４，４はバネ作用により転がり球保
持リング６を介して常に外球２の頂部Ｔを中心とするほ
ぼ上半分（上半球）の部位に密に多数配置（組込）でき
るために、各転がり球４，４が効率的に荷重（体重）を
受け持つことができる。すなわち、各転がり球が受持つ
荷重が、保持器などにピッチをおいて組込まれた場合に
比べて小さくでき、したがってその分強度の向上が図ら
れる。

【００１８】上記実施例では、弾性保持手段は、内球３
を内挿する形の１個のコイルバネ９としたが、小径のコ
イルバネを保持部材７と転がり球保持リング６との間
に、周方向に間隔をおいて複数設けることもできる。ま
た、これら弾性保持手段は、ステンレス鋼以外でも、人
体適合性や強度などの点から適宜のものを選択して使用
することができるし、別段コイルバネでなくともよい。
さらに、バネ部材でなくとも、人体適合性がありかつ弾
性に富む、シリコンゴムなどの合成樹脂（ゴム）をリン
グ状などの適宜の形状とし、設けることもできる。詳し
くは後述する。内球３が揺動したときに転がり球４，４
が、外球２の頂部Ｔ側に略平均に配置されるように、転
がり球保持リング６を外球２の頂部Ｔ側に押付ける手段
であればよいからである。ただし、いずれの弾性支持手
段でも、内外球間に圧縮力が作用してないときに、転が
り球が頂部側に略平均（均等）に配置される程度の付勢
力のものでよい。この力が余りに大きくなると、転がり
球の転動がかえって不円滑となるからである。なお、弾
性支持手段は、本例のもののように、内球が揺動してい
ないときにおいても、転がり球が頂部側に略平均に配置
されるような付勢力をもつものがよい。ただし、転がり
球保持リング６の傾斜時、必ずしもその全周に、頂部方
向への付勢力が作用していなくともよい。例えば、圧縮
コイルを使用するとき、その上端は最大圧縮側の反対
（図２右）側において転がり球保持リングの下面と離れ
ていてもよい。

【００１９】なお、本発明における骨頭の構成材として
は、人体適合性や耐久性（強度）等の点から適宜のもの
を選択して使用すればよい。因みに、転がり球保持リン
グ、保持部材、転がり球は、ポリアセタール樹脂がよ
い。また、外球、内球はアルミナなどのセラミックが好
適であるが、強度、硬度、対摩耗性や生体適合性に優れ
るものであればセラミックでなくともよく、チタン合金
等のメタルでも使用できる。

【００２０】さて次に、図４及び図５を参照して、本発
明に係る骨頭の別の実施例について説明するが、本例の
ものは、転がり球保持手段をリング状のものに代え、球
面に転がり球を組込む球面状（椀状）の保持器１６とし
たもので、他の構成、作用および効果は前例と同様であ
るから、相違点のみ説明し同一部位には同一の符号を付
し、その説明を省略する。すなわち、本例では転がり球
４，４を保持する保持器１６は、図５に示すように、内
径半径を内球の半径よりやや大とする半球面状（椀状）
とされ、その半球頂部（点）方向に向けて、幅が転がり
球４，４の直径よりやや大きい長孔（小判形）１７を、
頂点側から見て円周方向に等分に６か所穿設している。
そして各長孔１７には適数個の転がり球４，４が挿入さ
れている。ただし、本例では、各長孔１７に４個づつ挿
入されている。

【００２１】かくして本例のものにおいても、前記実施
例の骨頭と同様の作用ないし効果を有する。ただし、本
例では、転がり球４，４は、長孔１７に沿う方向には密
に隙間なく配置できるが、前例に比べるとその数が減少
する分、強度が小さくなるものの、次の特有の作用、効
果がある。すなわち、人の股関節の動きは通常（歩行）
は前後方向であり概ね一定である。したがって、股関節
は、ほとんどの場合、骨頭の頂部Ｔとその回転中心を含
むほぼ特定の仮想平面上を揺動し、このときには、その
仮想平面上に位置する転がり球４，４が大きな力を受け
持ち、かつ高周速で転動する。本例では、長孔１７を保
持器１６の半球頂点方向に向かい放射状に複数設けたた
めに、揺動方向に近いいずれかの長孔１７（一対）にあ
る転がり球４，４が、長孔１７の内側面に案内されて転
動できるために、無理なく円滑に動くことができる。本
例では、体重の小さい患者に適し、また転がり球が少な
くてすむ分、コストダウンが期待される。なお、長孔１
７の数はなるべく多く、かつ揺動方向にはなるべく多く
の転がり球を挿入するとよい。

【００２２】なお、本発明は図４において、コイルバネ
９を、一端を転がり球保持手段である保持器１６の下部
に接続（固着）し、他端を保持部材７に接続し、保持器
１６を保持部材７側に平均に引付ける引張りコイルバネ
などの弾性支持手段としても具体化できる。この場合、
転がり球保持手段は、図４のものと同様の球面に転がり
球を組込む球面状のものでも、転がり球を所定のピッチ
で回転自在で拘束して組み付けた従来の保持器にも具体
化できる。

【００２３】図６は、転がり球保持手段を設けない技術
を具体化したものである。前記技術においては、いずれ
も、転がり球を転がり球保持手段により保持させたもの
であるが、本発明は、別個独立の転がり球保持手段を格
別設けることなくとも具体化できる。図６の技術は、弾
性支持手段であるコイルバネ２９の上端にその半径方向
に複数巻きしたループ２９ａを設け、その上端面で転が
り球４，４を支持する構成としたものであって、図１の
実施例における転がり球保持リング６に代えて、コイル
バネ２９の上端面を転がり球保持手段としたものともい
える。図１のものとはこの点のみ異なるが、他の構成、
および作用、効果は同様であり、構造の簡素化を図るこ
とができる。なお、コイルバネ２９に代えて、転がり球
４，４を外球２の頂部Ｔ側に略平均に弾性的に支持でき
る手段であれば、リング状ないし短円筒状のシリコンゴ
ムなど、弾性に富む合成ゴムを弾性支持手段として用い
ることもできるのは前記したのと同様である。

【００２４】次に、本発明における弾性支持手段をゴム
製のものとして具体化した技術を詳細に説明する。ただ
し、基本的には前記バネ部材のものと共通するので、相
違点を中心に説明し、同一の部位には同一の符号を付し
適宜その説明を省略する。

【００２５】図７は、内球３を揺動可能に保持する保持
部材２７と、転がり球保持手段である転がり球保持リン
グ２６との間に、弾性支持手段として、薄肉でほぼ等肉
厚の円筒（管）状ないし環状をなすゴム製筒体（チュー
ブ）３９を配設したものである。なお本例ではゴム製筒
体（以下、単に筒体ともいう）３９は、フリー（無負
荷）状態において、その両端面の間の中間部分（高さ方
向の略中央）が、周方向に沿い、縦断面において円弧状
に外方（半径方向）に湾曲された湾曲部３９ａとなすよ
うに成形されており、両端面間に圧縮荷重が作用すると
湾曲部３９ａが曲率半径を小さくするように変形し、逆
に引張り荷重が作用するとそれを大きくするように形成
されている。なお本例では筒体３９はその下端部が保持
部材２７の上面に円周状に凹設された周溝２７ａに嵌着
され、上端部が転がり球保持リング２６の外周下縁の縮
径部２６ａに弾性的に嵌着されており、内球３の揺動が
ない状態（図７）で転がり球保持リング２６とともに転
がり球４を頂部Ｔ側に平均に付勢している。

【００２６】しかして、図８に示したように内球３が左
に揺動する場合には、図８左側の湾曲部３９ａ付近を中
心として筒体３９が座屈ないし撓み変形するように潰れ
て転がり球保持リング２６と転がり球４の揺動を許容す
る一方、反対側（図８右）の湾曲部３９ａが引張られて
伸びて、転がり球保持リング２６の動きに追随する。そ
してゴムの弾性により、転がり球保持リング２６を筒体
３９の圧縮側（図８左）が押上、引張り側が引き下げる
ように作用し頂部Ｔ側に付勢するが、コイルバネの場合
と同様に、内球３が反対側に揺動すると、縮んでいた側
が伸び、逆に伸びていた側が縮む。また、このとき、図
９に示したように、内外球２，３の間に引張り力Ｐが作
用し、内外球面２ａ，３ａとの間が開くような作用を受
けると、ゴムの弾性により筒体３９が原の形状に戻り、
転がり球保リング２６を外球２の頂部Ｔ側に平均に移動
させる。したがって、その下で、また内外球２，３間に
圧縮荷重が作用し、さらに内球３が前と同方向に揺動す
るときには、転がり球４，４は内球３の回転に連動して
前と同様の動きをする。すなわち、こうしたときでも、
転がり球４，４がスリップすることなく内外球２，３の
間を転動できるから、内外球面２ａ、３ａに傷が付くの
が防止される。

【００２７】本例においては、弾性支持手段をバネ部材
とした前例技術による効果に加え、次のような特有の効
果がある。すなわち、コイルスプリングなどのバネ部材
とする場合には、強度面より材質がステンレス鋼に代表
される金属となるため、金属イオンの体内への溶出とい
った問題や内外球との接触（磨耗）に起因する金属磨耗
粉の発生が問題となるのに対し、本例のようにゴム製と
した場合にはこうした問題がない。とりわけ、本例で
は、その形状が円筒状で、かつ湾曲部３９ａを形成して
あるので、圧縮（変形）され易く、また伸び易いなどよ
り、弾性的な支持が円滑に行われる。なお、こうしたゴ
ム製筒体３９のとくに湾曲部３９ａは、それが縮むとき
の変形時に外球２の内面２ａに当接するが、擦られるこ
とがないから、磨耗もほとんどない。なお、ゴムは、な
るべく弾性に富みかつ柔軟性の高いものを使用するとよ
い。因みに本例では硬度Ｈｓ５０のシリコンゴムとし、
厚さは約１ｍｍである。なお、材質は、人体適合性や耐
久性などを考慮し、フッ素ゴムなどの合成ゴム或いは天
然ゴムなどから適宜に選択すればよい。本例のように、
ゴム製の筒体とする場合には、無負荷状態でなるべく円
筒に近い筒形をなすものとすると、内外球の中間にうま
く配置する。

【００２８】図１０，１１は、前例のゴム製筒体を別の
筒体４９としたもので、前例の変形とでもいうべきもの
であるので相違点のみ説明し、同一の部位には同一の符
号を付して説明を省略する。すなわち、図１０におい
て、本例の筒体４９は、フリー状態において、その両端
面の間の中間部分４９ａの肉厚が、周方向に沿い、内側
が縦断面において円弧状に削り取られた形で薄肉に形成
されており、この薄肉部により圧縮荷重（又は引張り荷
重）に対する撓み（変形）を容易としている。ただし図
１０においては筒体４９の上下に若干の圧縮荷重（予
圧）がかかるように設定されているために、図７，８の
場合のように中間部分４９ａがやや外方に湾曲した状態
になっているが、フリー状態は、その拡大図中に２点鎖
線で示したようである。本例においても前例と同様の作
用ないし効果がある。なお、図示はしないが、図１０の
場合と逆に、筒体の外側の肉を削り取る形で薄肉に形成
してもよい。また図１１は、筒体５９をべローズ管（蛇
腹）状とした点が相違するだけである。

【００２９】さて、図１２は、上記した図７ないし図１
１に例示した筒体の改良とでもいうべきもので、筒体６
９の中間部は図７のものと同様に湾曲部６９ａを備えて
いるが、下端部には内球の外面３ａと外球の内面２ａと
の間の密封を保持するため、幅広の密封パッキン部（フ
ランジ）６９ｂが一体的に周設されている。しかして、
保持部材７上に筒体６９がその密封パッキン部６９ｂの
下面を介して載置状に配置され、かつ断面ヒレ状をなす
その内外周縁６９ｃをそれぞれ内外球面２ａ，３ａに弾
性的に押し付け、内外球面の間の密封を保持している。
本例では、密封されている結果、たとえ内外球（セラミ
ック）の摩擦による磨耗粉などが発生しても、患者の体
内への流出が防止されるといった効果がある。

【００３０】図１３は、図６の技術の説明において略述
したように、図７におけるゴム製筒体３９において、別
個、独立の転がり球保持リング２６を要しないようにし
たものであると同時に、図１２の技術における筒体６９
と転がり球保持リング２６を一体化した技術ともいうべ
きものである。したがって相違点を中心に説明し、同一
の部位には同一の符号を付して説明を省略する。すなわ
ち、筒体７９の中間部に湾曲部７９ａを設ける一方その
上端部に、転がり球保持手段として転がり球４を支持可
能のフランジ７９ｄを内周側と外周側に突出するように
一体的に周設したものであり、構造の簡素化を図ったも
ので、いわば、筒体７９の上端面部を転がり球保持手段
としたものである。そして同時に、図１２のもののよう
に、筒体７９の下端部に内球３の外面３ａと外球２の内
面２ａとの間の密封を保持するため、幅広の密封パッキ
ン部（フランジ）７９ｂが一体的に周設されており、保
持部材７上に筒体７９がその密封パッキン部７９ｂの下
面を介して載置状に配置され、かつその内外周縁７９ｃ
をそれぞれ内外球面２ａ，３ａに押し付け、内外球面の
間の密封を保持している。

【００３１】図７ないし図１３においては、ゴム製の弾
性支持手段の好適なものとして、ゴムを筒体ないし環体
に形成したものを例示し、しかも湾曲部や薄肉部を設け
て積極的に変形し易くした技術を例示したが、本発明に
おいては、ゴム製筒体とする場合でも、転がり球保持手
段および転がり球又は転がり球を、外球の頂部側に略平
均に押付けることができればよい。したがって、例示技
術における湾曲部や薄肉部がなくともよいし、縦断面に
おいてその全体が外方（又は内方）に膨むように湾曲し
ていてもよい。また、図７のもののように湾曲部を設け
る場合、その断面は円弧状とすることなく、ＵないしＶ
状のものとしてもよい。さらに、弾性支持手段をゴム製
とする場合において、その形状は必ずしも筒体ないし環
体としなくともよい。要するに、バネ部材の場合と同様
に、転がり球を直接或いは転がり球保持手段（リング）
を介して外球の頂部側に略平均に押付けることができれ
ばよく、その形状は適宜の形に設計すればよい。

【００３２】図７ないし図１２に例示した技術のように
弾性支持手段をゴムとする場合でも、転がり球保持手段
を図４，５などに例示するように、球面に転がり球を組
込む球面状のものとし、そして、ゴムの一端側（上端
側）を転がり球保持手段に接続（固着）し、他端側を保
持部材に接続（固着）し、転がり球保持手段を保持部材
側に略平均に引付けるように設けてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の人工骨頭においては、内球が揺動したとき、転がり球
が外球の頂部側に略平均に配置される作用を受けるよう
にしたために、内外球との間に引張り力が作用し、転が
り球と内球又は外球とが非接触状態となっても、転がり
球は外球の頂部側に移動することができる。したがっ
て、次に内外球の間に圧縮荷重が作用し、その下で内球
が揺動するときは、転がり球はスリップすることなく内
外球面の中間を転動できる。かくして、本発明において
は、内外球面（接触面）の損傷が有効に防止されるため
に、人工骨頭としての耐久性が向上し、長期間の安定し
た使用を確保することができる。また、転がり球保持手
段を設けないものにあっては、その分、構造の簡素化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る人工骨頭において弾性支持手段を
コイルバネとした実施例を示す縦断正面図である。

【図２】図１において、内外球と転がり球との間に圧縮
荷重が作用した下で内球が揺動したときの縦断正面図で
ある。

【図３】図２において、内外球と転がり球との間に引張
り荷重が作用し、転がり球が転がり球保持リングととも
に外球の頂部側に移動したときの縦断正面図である。

【図４】本発明に係る人工骨頭において弾性支持手段を
コイルバネとした実施例を示す縦断正面図である。

【図５】図４に示す実施例に用いた転がり球の保持器
（転がり球保持手段）の底面図である。

【図６】本発明に係る人工骨頭において弾性支持手段を
コイルバネとした実施例を示す縦断正面図である。

【図７】本発明に係る人工骨頭において弾性支持手段を
ゴムとした実施例を示す縦断正面図およびその要部の拡
大図である。

【図８】図７において、内外球と転がり球との間に圧縮
荷重が作用した下で内球が揺動したときの縦断正面図で
ある。

【図９】図７において、内外球と転がり球との間に引張
り荷重が作用し、転がり球が転がり球保持リングととも
に外球の頂部側に移動したときの縦断正面図である。

【図１０】本発明に係る人工骨頭において弾性支持手段
をゴムとした実施例を示す縦断正面図およびその要部の
拡大図である。

【図１１】本発明に係る人工骨頭において弾性支持手段
をゴムとした実施例を示す要部の拡大断面図である。

【図１２】本発明に係る人工骨頭において弾性支持手段
をゴムとした実施例を示す要部の拡大断面図である。

【図１３】本発明に係る人工骨頭において弾性支持手段
をゴムとした実施例を示す縦断正面図およびその要部の
拡大図である。

【符号の説明】

１…人工骨頭２…外球２ａ…外球の内面３…内球３ａ…内球の外面４…転がり球６，２６…転がり球保持リング（転がり球保持手段）７，２７…保持部材９，２９…コイルバネ（弾性支持手段）３９，４９，５９，６９，７９…ゴム製筒体（弾性支持
手段）１６…保持器（転がり球保持手段）Ｔ…外球の頂部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外球の内側に内球を有し、外球の内面と
内球の外面との中間に複数の転がり球を備え、この転が
り球は前記中間を揺動可能に配設されてなる転がり球保
持手段に保持され、かつ外球の開口側には内球を揺動可
能に保持する保持部材が取着されてなる構造の人工骨頭
において、前記内球が揺動したときに前記転がり球保持
手段とともに前記転がり球が前記外球の頂部側に略平均
に配置される作用を受けるように、前記中間であって前
記保持部材と前記転がり球保持手段との間に、前記転が
り球保持手段を弾性的に支持する弾性支持手段を備えて
なることを特徴とする人工骨頭。
【請求項２】前記弾性支持手段が、前記転がり球保持
手段を前記外球の頂部側に略平均に押付けるコイルバネ
である請求項１記載の人工骨頭。
【請求項３】前記転がり球保持手段は、球面に転がり
球を組込む球面状のものであり、前記弾性支持手段が、
一端が前記転がり球保持手段に接続され他端が前記保持
部材に接続され、前記転がり球保持手段を前記保持部材
側に略平均に引付けるコイルバネである請求項１記載の
人工骨頭。
【請求項４】前記弾性支持手段が、前記転がり球保持
手段を前記外球の頂部側に略平均に押付けるゴムである
請求項１記載の人工骨頭。
【請求項５】前記弾性支持手段が、前記転がり球保持
手段を前記外球の頂部側に略平均に押付ける環状若しく
は筒状に形成されたゴムである請求項１記載の人工骨
頭。
【請求項６】前記転がり球保持手段は、球面に転がり
球を組込む球面状のものであり、前記弾性支持手段が、
一端が前記転がり球保持手段に接続され他端が前記保持
部材に接続され、前記転がり球保持手段を前記保持部材
側に略平均に引付けるゴムである請求項１記載の人工骨
頭。
【請求項７】外球の内側に内球を有し、外球の内面と
内球の外面との中間に複数の転がり球を備え、かつ外球
の開口側には内球を揺動可能に保持する保持部材が取着
されてなる構造の人工骨頭において、前記内球が揺動し
たときに前記転がり球が前記外球の頂部側に略平均に配
置される作用を受けるように、前記中間であって前記保
持部材と転がり球との間に、前記転がり球を弾性的に支
持する弾性支持手段を備えてなることを特徴とする人工
骨頭。
【請求項８】前記弾性支持手段が、前記転がり球を前
記外球の頂部側に略平均に押付けるコイルバネである請
求項７記載の人工骨頭。
【請求項９】前記弾性支持手段が、前記転がり球を前
記外球の頂部側に略平均に押付けるゴムである請求項７
記載の人工骨頭。
【請求項１０】前記弾性支持手段が、前記転がり球を
前記外球の頂部側に略平均に押付ける環状若しくは筒状
に形成されたゴムである請求項７記載の人工骨頭。