JPH1176261A - 細長い力伝達エレメント - Google Patents

細長い力伝達エレメント

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JPH1176261A
JPH1176261A JP10181761A JP18176198A JPH1176261A JP H1176261 A JPH1176261 A JP H1176261A JP 10181761 A JP10181761 A JP 10181761A JP 18176198 A JP18176198 A JP 18176198A JP H1176261 A JPH1176261 A JP H1176261A
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force transmitting
tube
transmitting element
openings
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JP10181761A
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Hans E Harder
ハンス・エリッヒ・ハルダー
Harm-Iven Jensen
ハルム−イーヴェン・イェンセン
Andreas Werner Speitling
アンドレアス・ヴェルナー・シュパイトリンク
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Stryker Trauma GmbH
Stryker Ireland Ltd
Original Assignee
Howmedica GmbH
Howmedica International Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 弾性材料製の中空の細長い力伝達エレメント
を提供する。 【解決手段】 力伝達エレメント（２）の壁（４）に
は、曲げ抵抗モーメントを減少する開口部（６）が設け
られており、これらの開口部は、エレメントの捩じり抵
抗モーメントが本質的に維持されるように配置されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、細長い力伝達エレ
メントに関する。
【０００２】
【従来の技術】周知の機構では、力を伝達するためにエ
レメントが使用される。このエレメントの構造、形状、
及び取り付けは、力の伝達に加え、空間的自由度の様々
な組み合わせで「可撓性」（弾性変形性）を提供する。
例えば、ケーブルは、引張力を伝達する（ゴムケーブル
又はゴムバンドは弾性的に引張力を伝達する）が、圧縮
力、横方向力、捩じり力、及び曲げモーメントを伝達し
ない。他方、剛性ビームは、全ての周知の力及びモーメ
ントを伝達するが、ケーブルに関しては、例えば、伸長
方向に対して横方向への自由変形性を提供せず、かくし
て、伝達された引張力の方向をローラーを介して再配向
する。
【０００３】技術的システムで力を伝達するための細長
いエレメントは、静的な又は動的な機能で使用され、例
えば、シャフトそれ自体が回転し、かくして捩じり力を
伝達するための細長いエレメントが動的な用途で使用さ
れる。ロッド骨組、例えば足場の部分としての上文中に
言及したビームは、特に引張力及び圧縮力を伝達する静
的な用途で使用される細長いエレメントであるが、座屈
を回避するため、曲げモーメントも吸収する。
【０００４】力を様々な空間的方向で伝達するための周
知の細長いエレメントは、本質的に剛性であるか或いは
「弛緩」しているが、幾つかの実施例では、所定の所望
の可撓性又は弾性（剛性）を備えている。この例は、上
文中に言及したゴムケーブルである。これは、その長さ
方向において、所定のゴム弾性を有し、全ての方向で弛
緩している。別の例は、いわゆる曲げシャフトであり、
これは、その長さ方向軸線に対して垂直な任意の軸線を
中心とした曲げモーメントを弾性的に吸収し、本質的に
剛性のその長さ方向軸線を中心とした捩じり力を伝達す
る。曲げ可能なシャフトは、通常は、ワイヤを巻き、ワ
イヤ巻線をその形状に保持するためにコーティングを施
したものである。捩じり力を両方向に伝達するため、通
常は、反対方向に巻き付けた第２のワイヤ層が必要とさ
れる。従って、このような曲げ可能なシャフトは幾つか
の部品から製造されるが、従って製造に費用がかかり、
可負荷力が比較的小さく、予想寿命が比較的短い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、長さ
方向軸線に対して垂直に少なくとも一つの軸線を中心と
して弾性的に曲がることができ、その技術的特性に関し
て改善された、細長い力伝達エレメントを提供すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明にお
いて、請求項１の特徴部分に記載された特徴によって達
成される。
【０００７】本発明によれば、中空の細長い力伝達エレ
メントは弾性材料製である。細長いエレメントの壁に
は、エレメントの曲げ抵抗モーメントを減少する配置で
開口部が設けられている。エレメントの壁のこれらの開
口部は、エレメントの捩じり抵抗モーメントが本質的に
変化しないように配置されている。エレメントは、円筒
形、好ましくはチューブ状である。別の部品が取り付け
られておらず、互いに擦れ合うことがないため、潤滑や
定期的な保守を必要としない。
【０００８】開口部は、エレメントの長さ方向に循環す
るパターンで配置されている。これは、好ましくは、螺
旋状のパターンである。
【０００９】本発明の好ましい実施例の形体は、開口部
としてスロットを備えている。これらのスロットは、各
場合において、エレメントに対して横断方向に延びてい
る。円筒形断面、好ましくはチューブ状の断面を持つエ
レメントには、各スロットによって横断方向にノッチが
形成されており、縁部に近い領域、好ましくは、ノッチ
が設けられた各断面のチューブ壁の領域は、スロットに
よって切断されていない。スロットは、切断されていな
い領域がエレメントの長さ方向に螺旋状に配置されるよ
うに周方向にずらして配置されている。
【００１０】この方法では、エレメントの曲げ抵抗モー
メントは、先ず第１に、ノッチが個々に設けられた各セ
グメントで大幅に減少する。各スロットは、チューブ壁
に一つのウェブだけを残して切断してある。スロットの
深さに従って変化するスロットの幅は、好ましくは、チ
ューブの壁厚よりも大きく形成されている。高さよりも
幅が大きいこのウェブを中心としたエレメントの曲げ抵
抗モーメントは、ウェブの幅と平行な軸線を中心として
最少である。スロットが設けられた断面の投げ抵抗モー
メントがこのように方向に従って変化するため、及びこ
れらの断面がエレメントの長さ方向で螺旋状に配置され
ているため、各曲げ方向でのエレメントを中心とした螺
旋の開口部領域では、各場合において、曲げ抵抗モーメ
ントが小さい断面が形成される。エレメントの長さ方向
でエレメントの周囲に螺旋状パターンが数個配置されて
いるため、エレメントは、全体として、全ての方向に曲
がることができる。
【００１１】捩じり力が加えられた各構成要素では、主
張力線が捩じり軸線を中心として螺旋状に延びている。
開口部をエレメントの長さ方向に螺旋状パターンで配置
することによって、切断されていないウェブが螺旋状に
配置され、螺旋状の中断していない材料領域を形成す
る。この領域は、主捩じり張力を弱めることなく伝達す
る位置にある。
【００１２】エレメントは、好ましくは金属材料製であ
る。外科的技術で様々に、例えば上腕の骨髄を釘止めす
るためのインプラントとして、又は骨髄空間を穿孔する
ための可曲性シャフトとして適用できるため、エレメン
トは、好ましくは、生体親和性材料、詳細にはインプラ
ント鋼又はチタニウムでできている。
【００１３】エレメントの一部品形態により、張力及び
圧縮力を本質的に剛性に伝達できる。開口部の寸法を定
めることによって、詳細には、上文中に説明した実施例
のスロットの深さを定めることによって、座屈に対する
エレメントの安全性を確保できる。
【００１４】本発明によれば、弾性材料製の中空の細長
い力伝達エレメントにおいて、壁には、曲げ抵抗モーメ
ントを減少する開口部が設けられており、これらの開口
部は、エレメントの捩じり抵抗モーメントが本質的に維
持されるように配置されている、力伝達エレメントが提
供される。
【００１５】上記エレメントは円筒形であってもよい。
【００１６】上記エレメントはチューブ状であってもよ
い。
【００１７】上記開口部は、上記エレメントの長さ方向
に循環するパターンで配置されているのがよい。
【００１８】上記開口部上記は、上記エレメントの長さ
方向に螺旋状のパターンをなして配置されているのがよ
い。
【００１９】上記開口部はスロットであり、これらのス
ロットの各々は、上記エレメント内に横断方向に延びて
おり、各スロットは、夫々の横断方向断面で縁部の近く
のエレメントの領域で切断しておらず、上記スロット
は、上記縁部近くの上記領域が上記エレメントの長さ方
向に螺旋状に配置されるように互いに食い違って形成さ
れているのがよい。
【００２０】上記エレメントはチューブ状であり、チュ
ーブの壁厚Ｓはチューブの外径Ｄの５％よりも大きく、
各スロットは、隣接したスロットに対し、チューブの外
径Ｄの５％よりも大きく且つ４０％よりも小さい距離Ａ
だけ、チューブの長さ方向軸線１０を中心として２０°
よりも大きく且つ１８０°以下の角度で食い違ってお
り、上記エレメント内にチューブの外径Ｄの９０％より
も小さい深さＴだけ横断方向に延びており、スロットの
幅Ｂは、隣接したスロットまでの距離Ａの２０％よりも
大きく且つ８０％よりも小さいのがよい。
【００２１】上記エレメントは金属材料でできていても
よい。
【００２２】上記エレメントは、生体親和性材料、詳細
にはインプラント鋼又はチタニウムでできていてもよ
い。
【００２３】本発明の実施例を添付図面を参照して以下
に詳細に説明する。
【００２４】
【発明の実施の形態】図１及び図２を参照すると、細長
い力伝達エレメント２は、外径がＤで厚さがＳのチュー
ブとして形成されている。エレメント２の壁４には、幅
がＢで深さがＴのスロット６が設けられており、これら
のスロットの各々は、エレメント２内に横断方向に延び
ている。このスロット６の各々は、縁部近くにエレメン
トの領域８が残してあり、この領域は、夫々の横断方向
断面に切り込んでいない。スロット６は、互いに対して
所定距離に配置されている。
【００２５】図１では、各スロット６は、隣接したスロ
ットに対し、チューブの長さ方向軸線を中心として９０
°ずつ角度をずらして形成されている。第２図では、こ
の角度は１８０°である。このため、図１によるエレメ
ント２は、エレメント２の長さ方向軸線１０に対して直
角であり且つ互いに対して直角な二つの軸線を中心とし
て曲げることができる。図２によるエレメント２は、エ
レメント２の長さ方向軸線１０に対して直角な一つの軸
線だけを中心としてしか曲げることができない。図１及
び図２による両エレメントは、例えば、上腕骨に穿孔し
た骨髄空間への導入時に上腕を釘止めする、解剖学的構
造に応じて上腕骨の湾曲に従う骨髄用インプラントであ
る。
【００２６】捩じり力、引張力、及び圧縮力を伝達する
ため、及び長さ方向軸線に対して垂直な曲げ軸線で弾性
的に曲がるようにするため、エレメント２は、以下の構
成を備えているのがよい。即ち、スロット６の互いに対
する距離Ａが、チューブの外径Ｄの５％よりも大きく且
つ４０％よりも小さいように構成されている。スロット
６の幅Ｂは、隣接したスロットへの距離Ａの２０％より
も大きく且つ８０％よりも小さい。スロット６の隣接し
たスロットに対する角度は、チューブの長さ方向軸線１
０を中心として約２０°よりも大きく、１８０°以下で
ある。各スロット６は、チューブの外径Ｄの９０％より
も小さい深さＴでエレメント２内に横断方向に延びてい
る。チューブ状エレメント２の壁厚Ｓは、チューブの外
径Ｄの５％よりも大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による力伝達エレメントの一部の平面図
である。
【図２】別の力伝達エレメントの一部の平面図である。
【図３】図１及び図２のエレメントのＸ−Ｙ線に沿った
断面図である。
【符号の説明】
２ 力伝達エレメント ４ 壁 ６ スロット ８ 領域 １０ 長さ方向軸線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハルム−イーヴェン・イェンセン ドイツ連邦共和国デー−24214 ノエア, ハフカムプ 16 (72)発明者 アンドレアス・ヴェルナー・シュパイトリ ンク ドイツ連邦共和国デー−24105 キール, クノーパー・ヴェーク 150ベー

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 弾性材料製の中空の細長い力伝達エレメ
    ント（２）において、壁（４）には、曲げ抵抗モーメン
    トを減少する開口部（６）が設けられており、これらの
    開口部は、エレメントの捩じり抵抗モーメントが本質的
    に維持されるように配置されている、ことを特徴とする
    力伝達エレメント。
  2. 【請求項２】 前記エレメントは円筒形である、請求項
    １に記載の力伝達エレメント。
  3. 【請求項３】 前記エレメントはチューブ状である、請
    求項１又は２に記載の力伝達エレメント。
  4. 【請求項４】 前記開口部（６）は、前記エレメント
    （２）の長さ方向に循環するパターンで配置されてい
    る、請求項１に記載の力伝達エレメント。
  5. 【請求項５】 前記開口部（６）は、前記エレメント
    （２）の長さ方向に螺旋状のパターンをなして配置され
    ている、請求項１に記載の力伝達エレメント。
  6. 【請求項６】 前記開口部はスロット（６）であり、こ
    れらのスロットの各々は、前記エレメント（２）内に横
    断方向に延びており、各スロットは、夫々の横断方向断
    面で縁部の近くのエレメントの領域（８）で切断してお
    らず、前記スロットは、前記縁部近くの前記領域（８）
    が前記エレメント（２）の長さ方向に螺旋状に配置され
    るように互いに食い違って形成されている、請求項１に
    記載の力伝達エレメント。
  7. 【請求項７】 前記エレメント（２）はチューブ状であ
    り、チューブの壁厚（Ｓ）はチューブの外径（Ｄ）の５
    ％よりも大きく、各スロットは、隣接したスロットに対
    し、チューブの外径（Ｄ）の５％よりも大きく且つ４０
    ％よりも小さい距離（Ａ）だけ、チューブの長さ方向軸
    線（１０）を中心として２０°よりも大きく且つ１８０
    °以下の角度で食い違っており、前記エレメント（２）
    内にチューブの外径（Ｄ）の９０％よりも小さい深さ
    （Ｔ）だけ横断方向に延びており、スロットの幅（Ｂ）
    は、隣接したスロットまでの距離（Ａ）の２０％よりも
    大きく且つ８０％よりも小さい、請求項６に記載の力伝
    達エレメント。
  8. 【請求項８】 前記エレメント（２）は金属材料ででき
    ている、請求項１に記載の力伝達エレメント。
  9. 【請求項９】 前記エレメント（２）は、生体親和性材
    料、詳細にはインプラント鋼又はチタニウムでできてい
    る、請求項１に記載の力伝達エレメント。
JP10181761A 1997-07-02 1998-06-29 細長い力伝達エレメント Pending JPH1176261A (ja)

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DE (2) DE29711559U1 (ja)
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