特開 2024-39640 固定機構及びこれを構成する部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024039640

(43)【公開日】2024-03-22

(54)【発明の名称】固定機構及びこれを構成する部材

(51)【国際特許分類】

   A61B 17/80 20060101AFI20240314BHJP

【ＦＩ】

A61B17/80

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023145296

(22)【出願日】2023-09-07

(31)【優先権主張番号】P 2022144200

(32)【優先日】2022-09-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】510202167

【氏名又は名称】Ｎｅｘｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ合同会社

(72)【発明者】

【氏名】道脇 裕

【テーマコード（参考）】

4C160

【Ｆターム（参考）】

4C160LL32

4C160LL70

(57)【要約】

【課題】 本発明によれば、簡易な構造によって、規定角固定体をベースプレートに対して所定の傾斜角で確実に固定すると共に解除でき、繰り返しの使用が可能な手段を提供する。
【解決手段】
本発明の固定機構は、第一部材に凹設されて成る受孔と、上記受孔に挿嵌し得る規定角固定体を有して成る第二部材と、を備え、上記規定角固定体の外周面は、上記受孔の内周面に対して圧接し得る複数の圧接外周面部を有し、複数の上記圧接外周面部は、それぞれ仮想軸方向における相異なる位置且つ該軸の周方向における相異なる位相に、配位される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一部材に凹設されて成る受孔と、
上記受孔に挿嵌し得る規定角固定体を有して成る第二部材と、
を備え、
上記規定角固定体の外周面は、上記受孔の内周面に対して圧接し得る複数の圧接外周面部を有し、
複数の上記圧接外周面部は、それぞれ仮想軸方向における相異なる位置且つ該軸の周方向における相異なる位相に、配位されることを特徴とする固定機構。

【請求項2】

前記第一部材が、板状を成すものであることを特徴とする請求項１に記載の固定機構。

【請求項3】

前記受孔は、前記第二部材を挿通する際の入口側開口と出口側開口とを有することを特徴とする請求項１に記載の固定機構。

【請求項4】

前記受孔は、前記入口側開口に対して前記出口側開口が小径に設定されることを特徴とする請求項３に記載の固定機構

【請求項5】

前記入口側開口は、入口側を成す外開口部から出口側を成す内開口部に向かって縮径する案内部を有することを特徴とする請求項３に記載の固定機構。

【請求項6】

前記受孔は、前記内開口部の内径に対して前記出口側開口の内径が小径に設定されることを特徴とする請求項３に記載の固定機構。

【請求項7】

前記受孔は、前記入口側開口の内径或いは前記内開口部の内径、及び、出口側開口の内径に対して、該入口側開口或いは該内開口部と、出口側開口との中間部の内径が最大となるように構成されることを特徴とする請求項３に記載の固定機構。

【請求項8】

前記受孔の内周面は、仮想部分球面に沿うものであることを特徴とする請求項１に記載の固定機構。

【請求項9】

前記第二部材は、全体として略鋲状を成すものであることを特徴とする請求項１に記載の固定機構。

【請求項10】

前記第二部材は、前記ロッド部に雄ねじ部を有し、全体として略鋲螺状を成すものであることを特徴とする請求項１に記載の固定機構。

【請求項11】

前記第二部材の複数の圧接外周面部は、前記仮想軸の周方向に等間隔で配位されることを特徴とする請求項１に記載の固定機構。

【請求項12】

前記第二部材の複数の圧接外周面部は、前記仮想軸の軸方向に等間隔で配位されることを特徴とする請求項１に記載の固定機構。

【請求項13】

前記受孔は、前記第二部材の規定角固定体が挿嵌される湾曲面を有し、該湾曲面は分割されて、それぞれの湾曲面が、第二部材の規定角固定体の外周に応じて、異なった曲率に形成されることを特徴とする請求項１に記載の固定機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、規定角固定体をベース部材に対して、所定の範囲内における任意の傾斜角で固定可能とする固定機構及びこれを構成する部材（固定システム）に関する。

【背景技術】

【0002】

ヘッド状部材やピン状部材などの部材におけるヘッド状部分とベース部材とが互いに固定される場合、例えば、その固定手段としては、一般的な機械工学における二つの構造部分を互いに固定する様々な固定機構が知られている。具体的には、ヘッド状を成す部材、部分としては、釘体の頭部、鋲体の頭部や雄ねじ体の頭部、或いは、雌ねじ体その物もヘッド状を成す部材として存在する。他方、ヘッド状部材やヘッド状部分を受容する類いのベース部材としては、ヘッド状部材、部分の頭部を受容し得、内底部が表裏に貫通した貫通孔を有する凹部が設けられた座金やコニカルワッシャ等が知られている。これらの中には、長尺軸状を成すスクリュの第一の雄ねじ部の一端に設けられる、該第一の雄ねじ部より大径のヘッド状部分の外周に第二の雄ねじ部が設けられ、ベース部材である座金（プレート）の貫通凹部の内周面には雌ねじ部が設けられ、これらヘッド状部分の第二の雄ねじ部とベース状部材の雌ねじ部とが互いに螺合可能に構成されたプレートとスクリュによるロッキングシステム等も存在し、それらの如くのロッキングシステムの多くは、プレートに対するスクリュの固定状態が予め定められた一定の角度でしかなく、所望の角度に調整することが出来ないものであった。

【0003】

この種のロッキングプレートシステムの一応用としては、医工学分野における骨折治療に適用される創内固定用器具、所謂インプラント用途が知られている。この種の治療用には、脛骨や大腿骨、橈骨等における遠位端部の骨折治療等があるが、骨折時の適切な治療としては、骨折した個々の骨を正常な位置に戻し、ベース部材としての骨板及びヘッド状部分を有する骨ネジによって所望の位置に固定する必要がある。

【0004】

例えば、橈骨の遠位端部の骨折を治療する場合、骨折線を跨ぐように骨板の頭板部と幹板部が、橈骨の遠位端部と幹部に当接され、骨ネジが骨板の貫通孔を介して橈骨に埋め込まれることによって、遠位端部の骨断片が幹部に固定されて、骨折した個々の骨が正常な位置に整復されて固定される。

【0005】

骨形状や骨折状態は千差万別である為、骨折の状態に応じて骨断部位を適切に固定する為には、個々の状態に合わせて、骨ネジは、骨板に対して適宜の傾斜角で固定可能であるのが望ましい。このような固定技術としては、例えば、骨板に特殊な雌ネジを形成するようにしている。具体的には、骨板には、骨ネジを通す為の貫通孔が形成され、該貫通孔の内周面には、骨ネジの頭部に設けられた雄ねじと螺合する雌ねじが形成される。

【0006】

貫通孔の内周面には軸方向に延びる複数の凹溝が形成され、上記雌ねじは周方向において分割して設けられることになる。これによって、骨ネジの頭部の雄ねじは、骨板の貫通孔の雌ねじと螺旋がずれた状態であっても係合可能となり、骨ネジは、骨板に対し所定の傾斜角、即ち、多軸にて固定可能となる。
（例えば、特許文献１、２参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特表２０１０－５３６４２７号公報

【特許文献2】特許第４９９９３２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

橈骨の遠位端部には筋力等による外力が作用していることから、骨板を橈骨の遠位端側骨折部に設置した骨ネジで固定した後に、骨ネジに緩みやズレが生じた場合、骨折部における骨片が橈骨の幹部側に落ち込みやすく、この落ち込みが生じると骨折が正常に治癒しなくなるおそれがある。

【0009】

例えば、特許文献１に記載されるように、骨板の貫通孔と骨ネジの頭部とを球形に形成し、各球面にネジを形成した場合、骨ネジを多軸型として、所定の傾斜角で適正位置に埋設することができるが、各球面のネジ同士の結合力は比較的弱い為、骨に無理な力が加わると骨ネジと骨板との固定状態が解除されるおそれがある。

【0010】

又、特許文献１、２のごとく骨板の貫通孔内の雌ネジをその周方向で間欠的に形成した場合も、骨ネジを傾斜することができるが、傾斜角はネジ同士が噛み合うことが可能な箇所に限られる為、決まった傾斜角からずれた箇所で固定したい場合には対応し難い。このような場合に、骨ネジの傾斜角が、決まった傾斜角での固定力は非常に弱く、骨ネジに緩みが生じやすい。

【0011】

本発明は、上記問題点に鑑みて本発明者の鋭意研究により成されたものであり、簡易な構造によって、規定角固定体をベース部材に対して所定の傾斜角で確実に固定すると共に解除でき、繰り返しの使用が可能な手段を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の固定機構は、第一部材に凹設されて成る受孔と、上記受孔に挿嵌し得る規定角固定体を有して成る第二部材と、を備え、上記規定角固定体の外周面は、上記受孔の内周面に対して圧接し得る複数の圧接外周面部を有し、複数の上記圧接外周面部は、それぞれ仮想軸方向における相異なる位置且つ該軸の周方向における相異なる位相に、配位される。

【0013】

前記第一部材が、板状を成す。

【0014】

前記受孔は、前記第二部材を挿通する際の入口側開口と出口側開口とを有する。

【0015】

前記受孔は、前記入口側開口に対して前記出口側開口が小径に設定される。

【0016】

前記入口側開口は、入口側を成す外開口部から出口側を成す内開口部に向かって縮径する案内部を有する。

【0017】

前記受孔は、前記内開口部の内径に対して前記出口側開口の内径が小径に設定される。

【0018】

前記受孔は、前記入口側開口の内径或いは前記内開口部の内径、及び、出口側開口の内径に対して、該入口側開口或いは該内開口部と、出口側開口との中間部の内径が最大となる。

【0019】

前記受孔の内周面は、仮想部分球面に沿う。

【0020】

前記第二部材は、全体として略鋲状を成す。

【0021】

前記第二部材は、前記ロッド部に雄ねじ部を有し、全体として略鋲螺状を成す。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、簡易な構造によって、規定角固定体をベース部材に対して所定の傾斜角で確実に固定する共に解除することができ、繰り返しの使用ができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】第一の実施形態に係る固定機構が適用されるロッキングプレートシステムを示す斜視図である。

【図2】ベースプレートを示す（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）底面図、（ｄ）正面図である。

【図3】図２のベースプレートにおける貫通孔のＡ－Ａ断面図である。

【図4】骨ネジを示す（ａ）斜視図、（ｂ）平面図、（ｃ）側面図である。

【図5】骨ネジの頭部を示す（ａ）拡大平面図（ｂ）α方向視側面図、（ｃ）β方向視側面図、（ｄ）γ方向視側面図である。

【図6】骨ネジのベースプレートへの取付状態を示す（ａ）挿入前状態、（ｂ）挿入途中、（ｃ）挿入状態である。

【図7】骨ネジがベースフレームに対して所定の円錐角範囲内における最大の傾斜角で傾斜した状態図。

【図8】圧接外周面部の形状及び配置の他の例を示す頭部と貫通孔との概略正面図である。

【図9】骨ピンの平面図である。

【図10】貫通孔の他の例を示す（ａ）断面図（ｂ）（ａ）のＢ部拡大断面図である。

【図11】第二の実施形態に係る固定機構が適用されるロッキングプレートシステムのうち第一部材を示す（ａ）全体斜視図（ｂ）（ａ）の止め穴部分拡大図である。

【図12】第二の実施形態に適用される第二部材を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下に本発明の固定機構を応用して成る実施形態を、図面を参照して説明する。なお、実施形態として記載され又は図面に示された構成部品の寸法、素材、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲を前述した内容に限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。例えば、「平行」、「直交」、「垂直」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは一義的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度及び距離をもって相対的に変位した状態も表すものとする。例えば、「同一」、「等しい」、「均等」及び「等密度」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差、又は、比率が存在した状態も表すものとする。例えば、三角錐、円錐、三角柱及び円柱等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での三角錐、円錐、三角柱及び円柱等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部及び面取り部等を含む形状も表すものとする。一方、一の構成要素を「備える」、「形成される」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【0025】

尚、本実施形態においては、本発明の固定機構を、骨折の治療に使用されるロッキングプレートシステムに適用した例を説明するが、例えば、二部品の傾斜角を変更可能に接続するようユニバーサルジョイントのような様々な機械部品の固定機構として適用することができ、適用対象は特に限定されるものではない。

【0026】

まず、本発明の全体的な概略構造を以下に説明する。

【0027】

図１、２に示すように、第一部材（ベース部材、座状部材）としてのベースプレート１は、例えば左手の橈骨における遠位端部の骨折を治療する為に用いられる。ベースプレート１は、橈骨の遠位端部に当接する頭板部１ａと、橈骨の幹部に掌側から当接する幹板部１ｂとを備えて略Ｔ字形を成す、一枚の金属板で形成されている。ベースプレート１は、骨の弾性係数に近い、例えば純チタンやチタン合金など適宜の材料によって構成される。

【0028】

ベースプレート１には、一面から他面へと貫通すると共に後述する骨ネジ２の頭部２ａを受ける受孔としての貫通孔１０が複数形成されている。頭板部１ａには、頭板部１ａの先端辺に沿い、且つ略平行に二列に並ぶ七つの貫通孔１０ａが形成され、幹板部１ｂには、幹板部１ｂの長手方向に沿うように、一つの貫通孔１０ｂが形成されている。

【0029】

図１、４に示すように、第二部材としての骨ネジ２は、規定角固定体としての頭部２ａとロッド部２ｂとを備えている。骨ネジ２は、硬度がベースプレート１と同等か、又はベースプレート１よりも硬いセラミック合金など適宜の材料によって構成される。骨ネジ２の頭部２ａには、ロッド部２ｂと反対側の面にドライバーが挿入される六角星形の穴２１が形成され、ロッド部２ｂの表面には雄ねじ部２０が形成されている。尚、橈骨に埋め込み固定できるのであれば、図９に示すように、ロッド部２ｂの表面に雄ねじ部を形成せずに平滑面を形成した鋲状の骨ピンを使用しても良い。

【0030】

ベースプレート１の橈骨への固定は、まず、ベースプレート１の頭板部１ａの先端辺を橈骨の遠位端部の軟骨下骨に沿わせると共に幹板部１ｂを橈骨の幹部に沿わせるように、ベースプレート１を設置し、続いて、骨ネジ２を貫通孔１０に所定の傾斜角で挿入し、ドライバーを頭部２の六角星形の穴２１に差し込んで回転して、骨ネジ２を橈骨にねじ込む（埋め込む）ことによって行われる。ベースプレート１が橈骨に固定された時、骨ネジ２とベースプレート１が、後述する固定構造によって、所定の円錐角範囲内にて所望の傾斜角で固定される。

【0031】

次に、固定構造を中心に、ベースプレート１と骨ネジ２の詳細な構造を説明する。

【0032】

図３に示すように、ベースプレート１の貫通孔１０は、一方の面に開口する入口側開口としての開口１１と、他方の面に開口する出口側開口としての開口１３とを有している。貫通孔１０の内周面には、一方の開口１１側にテーパ面１２が形成され、他方の開口１３側に湾曲面１４が形成されている。一方の開口１１と他方の開口１３は、何れも正円形状を成し、両円の中心を貫通孔１０の中心軸Ｏが通る。

【0033】

テーパ面１２は、中心軸Ｏを中心線とする円錐台形状を成し、一方の開口１１から他方の開口１３に向って縮径するように形成されている。湾曲面１４は、中心軸Ｏ上に中心を有する仮想部分球面に沿う球帯形状をなしている。テーパ面１２と湾曲面１４との交線により内開口１５が形成される。内開口１５は正円形状を成し、該円の中心を貫通孔１０の中心軸Ｏが通る。湾曲面１４は、テーパ面１２に連なる一端の内開口１５の径に比べて他端の開口１３の径が小さくなっている。

【0034】

貫通孔１０における、開口１１の径と、内開口１５の径と、開口１３の径のサイズは、以下の関係を有している。

【0035】

開口１１の径＞内開口１５の径＞開口１３の径
尚、実施例においては、内開口１５から開口１３にかけて拡径した後に縮径するように構成されている。

【0036】

図４に示すように、骨ネジ２の頭部２ａは、ロッド部２ｂの一端に設けられている。頭部２ａは、長手方向に延びるロッド部２ｂの中心軸Ｐ（仮想軸）を中心線とする仮想部分球体形状（球台形状）に近い異形球台形状を成している。頭部２ａは、三つの略真球のそれぞれ一部ずつが重なるように組み合わせて成り、外周面２２が三つの湾曲面２２ａ、２２ｂ、２２ｃから構成され、該湾曲面のそれぞれに圧接外周面部２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）を有している（図中斜線で示す領域）。頭部２ａは、外周面２２の最大外寸が、貫通孔１０の湾曲面１４内径よりも若干小さくなるように形成され、湾曲面１４内に収容された頭部２ａが、湾曲面１４内で自由に回転可能となっている。

【0037】

複数、実施例では三つの圧接外周面部２３は、ロッド部２ｂの軸方向における相異なる位置に配置され、且つ、該軸の周方向における相異なる位相に複数配置されている。該圧接外周面部２３が、貫通孔１０の内周面を構成する湾曲面１４と係合して、骨ネジ２がベースプレート１に対して所定の傾斜角で固定されることになる。

【0038】

頭部２ａは、開口１１及び内開口１５を通過可能で、且つ、開口１３を通過できない形状・サイズになるように構成されている。

【0039】

本実施形態において、複数の圧接外周面部２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）が、頭部２ａの外周面２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）にどのように配置されているかについて、図５（ａ）～（ｄ）により説明する。

【0040】

図５（ａ）は、頭部２ａの拡大平面図であって、これによると、圧接外周面部２３の周方向中心付近から、隣接する圧接外周面部２３の周方向中心付近までの角度が、１２０°になっている。即ち、圧接外周面部２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）は、中心軸Ｐを中心として周方向に１２０°の角度で均等に３箇所配位されている。

【0041】

図５（ｂ）は、図５において、圧接外周面部２３ａの周方向中心付近における接線方向αから見た頭部側面図であって、図５（ｃ）は、図５において、圧接外周面部２３ａから右回りに１２０°ずれた箇所に位置する圧接外周面部２３ｂの周方向中心付近における接線方向βから見た頭部側面図であって、図５（ｄ）は、図５において、圧接外周面部２３ｂから右回りに１２０°ずれた箇所に位置する圧接外周面部２３ｃの周方向中心付近における接線方向γから見た頭部側面図である。

【0042】

図５（ｂ）～（ｄ）には、圧接外周面部２３ａの軸方向略中心を通る水平線ｈ１と、圧接外周面部２３ｂの軸方向略中心を通る水平線ｈ２と、圧接外周面部２３ｃの軸方向略中心を通る水平線ｈ３を示している。このことからわかるように、圧接外周面部２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、六角星形穴２１側方向からロッド部２ｂ側方向に向かって、順次に、それぞれ一定量（所定のピッチ）でずれる（図面上は、上から下に向って一定量で徐々に下がる）ように配位されている。

【0043】

以上に説明したように、複数の圧接外周面部２３は、頭部２ａを六角星形穴２１側方向から見て、圧接外周面部２３ａから右回り（回転方向は、図５（ａ）の平面図における方向を示し、以降も説明が無い場合は同じとする）に、１２０°ずつ、圧接外周面部２３ｂ、２３ｃへと順次進むに従って、ロッド２ｂ側方向に向かって軸方向に略等ピッチずつ移動した位置に来るように、謂わば、仮想状の螺旋上に配置されている。

【0044】

骨ネジ２をベースプレート１に対して、所定の円錐角範囲内にて所望の傾斜角で固定する手順について説明する。

【0045】

図６（ａ）に示すように、骨ネジ２を、ベースプレート１に対して所望の傾斜角で傾斜して、ベースプレート１の一方の開口１１側にセットし、骨ネジ２のロッド部２ｂを一方の開口１１から貫通孔１０に挿入する。このとき、骨ネジ２は、ベースプレート１の案内部としてのテーパ面１２に誘い込まれるようにガイドされて貫通孔１０に挿入される。

【0046】

図６（ｂ）に示すように、骨ネジ２のロッド部２ｂが貫通孔１０に挿入されると、ロッド部２ｂに続いて頭部２ａの下方が貫通孔１０の一方の開口１１から挿入され始める。ここで、骨ネジ２の外周面２２の最大外形は、貫通孔１０の内開口１５よりも大きくなっている為、挿入された頭部２ａは、内開口１５に引っ掛かる。ここで、骨ネジ２を右回り（回転方向は、図５（ａ）の平面図における方向を示し、以降も説明が無い場合は同じとする）に回転しながら挿入方向へと押し込むと、頭部２ａが湾曲面１４内へと挿入される。

【0047】

図６（ｃ）に示すように、骨ネジ２の頭部２ａが湾曲面１４内に挿入され頭部２ａを湾曲面１４内で回転しながら骨ネジ２をベースプレート１に対して所望の傾斜角になるようにし、更に、頭部２ａの外周面２２の圧接外周面部２３を貫通孔１０の湾曲面１４の内周面に圧接するように、骨ネジ２を右回りに回転しながら押し込むと、三つの圧接外周面部２３ａ、２３ｂ、２３ｃと湾曲面１４とが圧接力を以って噛み合った状態が作出され、骨ネジ２がベースプレート１に対して固定される。

【0048】

これによって、骨ネジ２は、ベースプレート１に対して所望の傾斜角で固定可能となる。

【0049】

尚、図７に示すように、骨ネジ２がベースプレート１に対して所定の円錐角範囲内にて所望の傾斜角で傾斜可能となる最大の傾斜角は、貫通孔１０の中心軸Ｏから１５°であって、貫通孔１０における各部寸法は、このような傾斜が可能な寸法に設計されている。

【0050】

ベースプレート１に対する骨ネジ２の固定位置を変更したい場合、骨ネジ２を左回り（回転方向は、図５（ｂ）の平面図における方向を示し、以降も説明が無い場合は同じとする）に回転することで圧接外周面部２３と湾曲面１４との係合を解除することができる。

【0051】

以上説明したように、本発明によれば、簡易な構造によって、頭部（規定角固定体）をベースプレートに対して所定の傾斜角で確実に固定すると共に解除することができ、繰り返しの使用ができる。

【0052】

図８（ａ）～（ｆ）に、圧接外周面部の形状・配置の他の例を示す。

【0053】

図８（ａ）～（ｆ）は、何れも、頭部と貫通孔とを正面から見て、頭部の外形（実線）と、湾曲面の最大径部分（破線）１４Ｍを示した図である。

【0054】

図８（ａ）に示す変形例１では、頭部２００ａは、第一の実施形態と比較して、頭部２００ａを構成する三つの略真球の径が小さく形成されている。これにより、圧接外周面部２３０ａ～２３０ｃの湾曲面との接触面積が小さくなる。

【0055】

図８（ｂ）に示す変形例２では、頭部２０１ａは、第一の実施形態と比較して、頭部２０１ａを構成する三つの略真球の径が小さく形成され、且つ、圧接外周面部の配置が中心軸Ｐを中心とした周方向に均等ではなくなっている。

【0056】

図８（ｃ）に示す変形例３では、頭部２０２ａは、第一の実施形態と比較して、頭部２０２ａを構成する三つの略真球の径が小さく形成され、且つ、１つの大きさを異ならせている（大きくしている）。

【0057】

図８（ｄ）に示す変形例４では、頭部２０３ａは、第一の実施形態と比較して、頭部２０３ａを構成する略真球の径が小さくなり、且つその数が四つになっている。これにより、圧接外周面部２３３ａ～２３３ｄの４箇所になっている。

【0058】

図８（ｅ）に示す変形例５では、頭部２０４ａは、変形例４と比較して、圧接外周面部２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、２３４ｄが、中心軸Ｐを中心として周方向に９０°の角度で均等に４箇所配位されている。

【0059】

図８（ｆ）に示す変形例６では、頭部２０５ａは、第一の実施形態と比較して、三つの圧接外周面部２３５ａ、２３５ｂ、２３５ｃに加えて、四つ目の圧接外周面部２３５ｄが圧接外周面部２３５ｃから右回りに１２０°ずれた箇所に配位されている。即ち、圧接外周面部２３５ａと圧接外周面部２３５ｄとの周方向位置は、骨ネジの軸方向から見て略一致する。又、圧接外周面部２３５ａ～２３５ｄの軸方向におけるピッチは、第一の実施形態における圧接外周面部２３ａ～２３ｃの軸方向におけるピッチと比べて狭くなるように配位されている。

【0060】

尚、圧接外周面部の数は、二つ、或いは五つ以上であっても良い。

【0061】

図１０に、貫通孔形状の他の例を示す。図１０（ａ）は断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の一部拡大断面図である。

【0062】

図１０に示す変形例は、ベースプレート１Ａの貫通孔１００が、一方の面に開口する入口側開口としての開口１１０と、他方の面に開口する出口側開口としての開口１３０とを有している。貫通孔１００の内周面には、開口１１０から開口１３０に向って、テーパ面１２０、湾曲面１４０及び平行面１６０が順次形成されている。一方の開口１１０と他方の開口１３０は、何れも正円形状を成し、両円の中心を貫通孔１００の中心軸Ｏが通る。

【0063】

テーパ面１２０は、中心軸Ｏを中心線とする円錐台形状を成し、一方の開口１１０から他方の開口１３０に向って縮径するように形成されている。テーパ面１２０は中心軸Ｏに対して略２０°の角度で形成されている。

【0064】

湾曲面１４０は、テーパ面１２０に近い第一の湾曲面１４０ａと、開口１３０に近い第二の湾曲面１４０ｂを有している。第一及び二の湾曲面１４０ａ、１４０ｂは、中心軸Ｏ上に中心を有する仮想部分球面に沿う球帯形状が二つ組み合わされた形状をなしている。第一の湾曲面１４０ａはテーパ面１２０側から第二の湾曲面１４０ｂ側に向って拡径し、第二の湾曲面１４０ｂは、第一の湾曲面１４０ａ側から平行面１６０側に向って縮径している。第一の湾曲面１４０ａの曲率と、第二の湾曲面１４０ｂの曲率は、それぞれ挿嵌される骨ネジの頭部の外周形状に沿うようにそれぞれ独立して設定されている。実施例では、第一の湾曲面１４０ａの曲率は、第二の湾曲面１４０ｂの曲率よりも大きくなるように設定させているがこれに限られない。第一の湾曲面１４０ａは、図９中、三角マークＪ２の頂部からＪ３の頂部までの領域であって、第二の湾曲面１４０ｂは、三角マークＪ３の頂部からＪ４の頂部までの領域である。

【0065】

テーパ面１２０と湾曲面１４０との接続部分１８０は、Ｒ加工が施されて、湾曲面１４０とは逆方向に湾曲する半径方向内向きの湾曲面に形成されている。Ｒ加工された接続部分１８０の貫通孔１００の中心に向かって最も突出した部分は、内開口１５０を成している。内開口１５は正円形状を成し、該円の中心を貫通孔１００の中心軸Ｏが通る。接続部分１８０は、図９中、三角マークＪ１の頂部からＪ２の頂部までの領域である。

【0066】

平行面１６０は、中心軸Ｏを中心線とする円筒形状を成している。平行面１６０は、一端が開口１３０を成し、該開口１３０と反対の他端が開口１３０と径を同一にする開口１３０’を成している。

【0067】

ベースプレート１Ａの平行面１６０周囲における第二の湾曲面１４０ｂ下方は、補強部を構成している。その為、骨ネジ（図示しない）がベースプレート１Ａに所定の傾斜角で固定されるべく、頭部の圧接外周面部が第二の湾曲面１４０ｂに圧接力を以って噛み合ったとしても、第二の湾曲面１４０ｂの特に下方（平行面１６０側）に位置する部分が、平行面１６０側に変形してしまうことがなく、圧接外周面部と第二の湾曲面１４０ｂとの圧接が維持される。

【0068】

ここで、貫通孔１００における、開口１１０の径、開口１３０の径、開口１３０’の径及び内開口１５０の径のサイズは、以下の関係を有している。

【0069】

開口１１０の径＞内開口１５０の径＞開口１３０’の径≧開口１３０の径
尚、内開口１５０から第一の湾曲面１４０ａと第二の湾曲面１４０ｂとの間における軸直角断面開口１７０にかけて拡径し、該軸直角断面開口１７０から開口１３０’にかけて縮径するように構成されている。

【0070】

骨ネジの頭部は、貫通孔１００の内開口１５０から開口１３０’の間で保持される。

【0071】

以上のように、貫通孔形状の他の例によれば、貫通孔内周の湾曲面１４０が第一の湾曲面１４０ａと第二の湾曲面１４０ｂとに分割されて、それぞれの湾曲面１４０の曲率を、挿嵌される頭部の形状に合わせて独立して設定することが可能なので、頭部を確実に固定することが可能となる。

【0072】

尚、上記の変形例では、湾曲面１４０を、第一の湾曲面１４０ａと第二の湾曲面１４０ｂの二つで構成したが、二つに限られず三つ以上に分けて構成しても良い。

【0073】

次に、本発明の固定機構に係る第二の実施形態を、図１１、１２を参照して説明する。図１１は、第一部材及び該第一部材に凹設される受孔の他の例を示し、（ａ）は第一部材の全体斜視図、（ｂ）は受孔の一つの断面図である。

【0074】

第一の実施形態との主な相違点は、第一の実施形態は、第一部材が板状であって、該第一部材に形成される受孔が貫通孔であるのに対し、第二の実施形態は、第一部材がブロック状で、該第一部材に形成される受孔が有底の止め穴である点である。又、第一の実施形態の第二部材と、第二の実施形態の第二部材とは、頭部に対するロッド部の取付位置が逆、即ち、第一の実施形態において六角星形の穴２１が形成される部分にロッド部が形成され、更に、ロッド部が無くなった頭部が止め穴の底形状に合わせて球形に形成されており、第一の実施形態は、ロッド部から受孔に挿入されるのに対し、第二の実施形態は、頭部から受孔に挿入される点で相違する。

【0075】

図１１に示すように、第一部材は、球形の塊から成る球体状ブロック１Ｂの外周部に、受孔としての有底の止め穴１００ａが複数形成されている。図１１（ａ）に示す球体状ブロック１Ｂの斜視図には、三つの止め穴１００ａが形成されている。止め穴１００ａは、図１０で説明した貫通孔１００を有底に変形したもので、図１０と同様の構成については、同一の符号を使用している。

【0076】

図１１（ｂ）に示すように、止め穴１００ａは、球体状ブロック１Ｂの外周面側に形成される開口１１０を有している。止め穴１００ａの内周面には、開口１１０から穴の奥に向って、テーパ面１２０と、湾曲面１４０Ｂが順次形成されている。

【0077】

湾曲面１４０Ｂは、テーマ面１２０ａに近い第一の湾曲面１４０ａと、穴の奥側にある第二の湾曲面１４０ｃを有している。第二の湾曲面１４０ｃは、その曲率が、図１０で示した第二の湾曲面１４０ｂの曲率と同様に形成されて、球の一部が平面で切断された球冠状に形成されている。これによって、第二の湾曲面１４０ｃが止め穴１００ａの底部を構成する。

【0078】

図１２（ａ）～（ｃ）には、図１１で示した止め穴１００ａに適用可能なタイプの第二部材を示している。図１２（ａ）は、第二部材２０７が、頭部２０７ａとロッド部２０７ｂとを備える。

【0079】

頭部２０７ａは、図４に示した第一の実施形態の頭部２ａの外周面２２と同様に、三つの略真球のそれぞれ一部ずつが重なるように組み合わせて成り、湾曲面２２ａ、２２ｂ、２２ｃに対応して、三つの湾曲面２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃを備えている。尚、三つの湾曲面２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃには、第一の実施形態の圧接外周面部２３に対応して、それぞれの湾曲面に圧接外周面部２３７を有している。

【0080】

第一の実施形態では、ロッド部２ｂが湾曲面２２ｃ側に設けられていたが、第二の実施形態は、ロッド部２０７ｂが湾曲面２２７ａ側に設けられ、ロッド部２０７ｂが設けられない湾曲面２２７ｃ側は、止め穴１００ａの湾曲面１４０Ｂに合わせて球形に形成されている。頭部２０７ａは、外周面２２７の最大外寸が、止め穴１００ａの湾曲面１４０Ｂの最大内径よりも若干小さくなるように形成され、湾曲面１４０Ｂ内に収容された頭部２０７ａが、湾曲面１４０内で自由に回転可能となっている。

【0081】

ロッド部２０７ｂは、表面に雄ねじ部が形成されておらず、平滑面となった鋲状に形成されている。

【0082】

第二部材２０７を球体状ブロック１Ｂに対して、所定の円錐角範囲内にて所望の傾斜角で固定する手順について説明する。

【0083】

まず、第二部材２０７を、球体状ブロック１Ｂに対して所望の傾斜角で傾斜してセットし、第二部材２０７のロッド部２０７ｂを開口１１０から止め穴１００ａに挿入する。このとき、第二部材２０７は、球体状ブロック１Ｂの案内部としてのテーパ面１２０に誘い込まれるようにガイドされて止め穴１１０に挿入される。このとき、ロッド部２０７ｂを把持して操作することが可能である。

【0084】

続いて、頭部２０７ａの外周面２２７の湾曲面２２７ｃ側が止め穴１００ａの開口１１０から挿入され始める。ここで、第二部材２０７の外周面２２７の最大外形は、止め穴１００ａの内開口１５０よりも大きくなっている為、挿入された頭部２０７ａは、内開口１５０に引っ掛かる。ここで、第二部材２０７を球体状ブロック１Ｂに対して右回りに回転しながら挿入方向へと押し込むと、頭部２０７ａが湾曲面１４０Ｂ内へと挿入される。

【0085】

第二部材２０７の頭部２０７ａが湾曲面１４０Ｂ内に挿入され、頭部２０７ａを湾曲面１４０Ｂ内で回転しながら第二部材２０７を球体状ブロック１Ｂに対して所望の傾斜角になるようにし、更に、頭部２０７ａの外周面２２７の圧接外周面部２３７を止め穴１００ａの湾曲面１４０Ｂの内周面に圧接するように、第二部材２０７を右回りに回転しながら押し込むと、三つの圧接外周面部２３と湾曲面１４０Ｂとが所定の圧接力を以って噛み合った状態が作出され、第二部材２０７が球体状ブロック１Ｂに対して固定される。

【0086】

これによって、第二部材２０７は、球体状ブロック１Ｂに対して所望の傾斜角で固定可能となる。

【0087】

尚、上記第二の実施形態では、第一部材の形状を球体状としたが、球体状に限られず、立方体、直方体などの多面体、円錐、多角錐、円柱、多角柱等の形状であってもよく、またこれらに限定されず所望の立体形状とすることができる。

【0088】

図１２（ｂ）及び（ｃ）は、第二の実施形態に適用可能な第二部材の変形例を示す。図１２（ａ）に示す第二部材とは、頭部は共通し、ロッド部に対応する部分だけが異なっている。

【0089】

図１２（ｂ）の第二部材２０８は、頭部２０８ａとボール部２０８ｂとを備える。

【0090】

頭部２０８ａは、図１２（ａ）の頭部２０７ａと同様の構成である為、説明を省略する。ボール部２０８ｂは、略真球状の球体状を成している。第二部材２０８においても、球体状ブロック１Ｂに対して所望の傾斜角で固定可能となる。

【0091】

図１２（ｃ）の第二部材２０９は、頭部２０９ａと円筒部２０９ｂとを備える。

【0092】

頭部２０９ａは、図１２（ａ）の頭部２０９ａと同様の構成である為、説明を省略する。円筒部２０９ｂは、略真球状の球体状を成している。第二部材２０９においても、球体状ブロック１Ｂに対して所望の傾斜角で固定可能となる。

【0093】

以上に説明した第一の実施形態及びその変形例並びに第二の実施形態及びその変形例の構成要素は、矛盾の無い限り相互に組み合わせて実施することができ、更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。又、固定機構は、素材や部材の形状に限定はない。

【0094】

部材の素材には金属、非金属の何れも適用可能である。金属には、鉄系の金属と非鉄系の金属を含み、鉄系の金属としては、鋼（炭素量＜0.02%）、鋳鉄（炭素量＞2.14%）等を含む。鋼には、一般構造用圧延鋼材（SS）、溶接構造用圧延鋼材（SM）、冷間圧延鋼材（SPCC）等の普通鋼や、機械構造用合金鋼、工具鋼、特殊用途鋼等の特殊鋼を含む。機械構造用合金鋼炭素鋼は、クロム鋼（SCr）、ニッケルクロム鋼（SNC）等の合金鋼を含み、工具鋼は炭素工具鋼（SK）、合金工具鋼（SKD）、高速度工具鋼（SKH）を含み、特殊用途鋼は低合金系のバネ鋼（SUP）、軸受け鋼（SUJ）、快削鋼（SUM）、高合金系のステンレス鋼（SUS）、耐熱鋼（SUH）、高マンガン鋼を含む。鋳鉄は、ねずみ鋳鉄（FC）、球状黒鉛鋳鉄（FCD）を含む。非鉄系の金属としては、アルミニウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、リチウム、チタン等の軽金属、銅、スズ、亜鉛、鉛等のベースメタル、ニッケル、クロム、マンガン、モリブデン、タングステン、ビスマス、カドミニウム、コバルト等のレアメタル、セリウム、ネオジム、プラセオジム等のレアアース、金、銀、白金等の貴金属、ウラン、プルトニウム等の放射性金属が含まれ、またそれらを成分とする合金も含まれる。

【0095】

非金属には、木、プラスチック、紙、難燃処理した木、合板、ガラス、セラミック、陶器、磁器、ゴム、天然樹脂、合成樹脂、コンクリート、アスファルト等を含み、またこれらの複合材料を含む。

【0096】

木には、ツバキ、タブノキ、クスノキ、モミ、トウヒその他の常緑樹、カエデ、サクラ、カラマツ、ブナ、ミズナラその他の落葉樹を含み、またそれらの他、合板や集成材、樹脂複合材、樹脂強化や難燃処理を施した特殊仕様の木等も含まれる。

【0097】

プラスチック（合成樹脂）には、フェノール樹脂 (PF)、エポキシ樹脂（EP)、メラミン樹脂（MF)、尿素樹脂（ユリア樹脂、UF）、不飽和ポリエステル樹脂 (UP)、アルキド樹脂、ポリウレタン(PUR)、熱硬化性ポリイミド(PI)等の熱硬化性樹脂、ポリエチレン (PE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、ポリプロピレン (PP)、ポリ塩化ビニル (PVC)、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン (PS)、ポリ酢酸ビニル (PVAc)、ポリウレタン(PUR)、テフロン（登録商標）（ポリテトラフルオロエチレン、PTFE）、ABS樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂）、AS樹脂、アクリル樹脂 (PMMA)等の熱可塑性樹脂（汎用プラスチック）、各種ナイロン即ちポリアミド(PA)、ポリアセタール(POM)、ポリカーボネート(PC)、変性ポリフェニレンエーテル（m-PPE、変性PPE、PPO）、ポリエチレンテレフタレート (PET)、グラスファイバー強化ポリエチレンテレフタレート (GF-PET)、ポリブチレンテレフタレート (PBT)を含むボリエステル、環状ポリオレフィン (COP)等の熱可塑性樹脂（エンジニアリング・プラスチック）、ポリフェニレンスルファイド (PPS)、ポリサルフォン (PSF)、ポリエーテルサルフォン (PES)（Polyethersulfone）、非晶ポリアリレート (PAR)、液晶ポリマー (LCP)、ポリエーテルエーテルケトン (PEEK)、熱可塑性ポリイミド (PI)、ポリアミドイミド (PAI)（Polyamide-imide）等の熱可塑性樹脂（スーパーエンジニアリングプラスチック）等を含み、またこれらの複合物であるポリマーアロイを含み、また、トリメチレンカーボネート（TMC）、ポリグリコール酸（PGA）、ポリ乳酸（PLA）およびポリ-L-乳酸(PLLA)、ポリ-DL-乳酸(PDLLA)などの生体吸収性ポリマを含み、また、ガラス繊維、炭素繊維、ケイ素繊維、アラミド繊維、金属繊維等の強化材を混合して成る所謂ＦＲＰや各種の強化材料を含む。

【0098】

紙には、アサ、カジノキ、ガンピ、コウゾ、マユミ、ミツマタ、竹、藁（稲わら、麦わら）、亜麻、木綿、サトウキビインド、マニラアサ、ケナフ、バナナ、アブラヤシ、その他の非木材植物の紙原料からなるものや、広葉樹、針葉樹、木材チップ、古紙、再生紙、その他の木材の紙原料から成るものを含み、樹脂強化や難燃処理を施した特殊仕様の紙類を含む。

【0099】

難燃材料には、難燃処理木、難燃合板、難燃繊維板、難燃プラスチック板を含む。合板は、構造用合板、コンクリート型枠用合板（コンパネ）、普通合板、難燃合板、化粧合板、湾曲合板を含む。

【0100】

ガラスは、ソーダ石灰ガラス、カリガラス、クリスタルガラス、石英ガラス、偏光ガラス、複層ガラス（エコガラス）、強化ガラス、合わせガラス、耐熱ガラス・硼珪酸ガラス、防弾ガラス、ガラス繊維、表面に酸化チタン層を設けたり、極微細凹凸構造を形成するなどして構成される物を含む所謂光触媒クリーニングガラスや水ガラス、ウランガラス、アクリルガラス、ダイクロ、ゴールドストーン・茶金石・砂金石・紫金石、ガラスセラミックス、低融点ガラス、金属ガラス、サフィレット、分相ガラス、多孔質ガラス、リキッドガラスまたは液体ガラス、ハイブリッドガラス、有機ガラス、鉛ガラスを含む。

【0101】

セラミックは、酸化物系、水酸化物系、炭化物系、炭酸塩系、窒化物系、ハロゲン化物系、リン酸塩系等の元素系セラミック、チタン酸バリウム、高温超伝導セラミックス、窒化ホウ素、フェライト、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ステアタイト、酸化亜鉛、ジルコニア等のファインセラミックスを含む。

【0102】

陶磁器は、土器、せっ器（例えば半磁器、焼締め）、陶器、磁器を含む。

【0103】

合成ゴムは、ブタジエンゴム（BR）、スチレン・ブタジエンゴム（SBR）、クロロプレンゴム（CR）、ニトリルゴム（NBR）、ポリイソブチレン（ブチルゴム IIR）等のRグループ（天然ゴムを除く）、エチレンプロピレンゴム（EPM, EPDM）、クロロスルホン化ポリエチレン（CSM）、アクリルゴム（ACM）、フッ素ゴム（FKM）等のMグループ、エピクロルヒドリンゴム（CO, ECO）等のOグループ、ウレタンゴム（U）等のUグループ、シリコーンゴム（Q）等のQグループを含む。

【0104】

コンクリートは、普通コンクリート、高強度コンクリート、早強コンクリート、遮蔽コンクリート、軽量コンクリート、緑化コンクリート、水密コンクリート、補強コンクリート等を含む。補強コンクリートには、鉄筋コンクリート、竹筋コンクリート、コンクリート充填鋼管構造(CFT)、スチール繊維補強コンクリート(SFRC)、ガラス繊維補強コンクリート(GFRC, GRC)、炭素繊維補強コンクリート(CFRC)、ローマンコンクリートに代表される所謂古代コンクリートを含む。

【0105】

アスファルトは、ストレート・アスファルト（straight asphalt）、ブローン・アスファルト（blown asphalt）、防水工事用・アスファルト、舗装用改質アスファルト等を含む。

【0106】

部材の形状としては、例えば、板状、柱状、ブロック状等の同種のもの同士或いは異なる種類の部材にも適用することができる。

【0107】

例えば、圧接外周面部の中心軸Ｐ（仮想軸）の軸方向における配置位置は、均等でなくても良い。

【0108】

又、圧接外周面部の配置は、中心軸（仮想軸）の軸方向に螺旋状に配置しなくても良い。

【0109】

又、圧接外周面部の周辺部分を凹ませて、圧接外周面部が周辺部分から明らかに突出するように構成しても良い。

【0110】

さらに、ロッド部は骨ネジにあっては必要な構成であるが、用途によっては必ずしも必要ではない。この場合、頭部（規定角固定体）＝第二部材となる。

【符号の説明】

【0111】

１ ベースプレート（第一部材）
１０ 貫通孔（受孔）
１４ 湾曲面（受孔）
２ 骨ネジ（第二部材）
２ａ 頭部（第二部材）
２ｂ ロッド部
２２（２２ａ～２２ｃ） 外周面
２３（２３ａ～２３ｃ、２３０ａ～２３０ｃ、２３１ａ～２３１ｃ、２３２ａ～２３２ｃ、２３３ａ～２３３ｄ、２３４ａ～２３４ｄ、２３５ａ～２３５ｄ） 圧接外周面部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】