JP6106662B2 - 起動機構及び蓄積ばねエネルギーを使用する外部固定クランプシステム - Google Patents

Description

本開示は、起動（trigger）機構を利用する外部固定クランプシステムに関する。特に、本開示は、蓄積ばねエネルギーを持つ外部固定クランプシステムに関する。

外部固定システムは、骨折した骨を安定させるため又は矯正手術の後に骨を固定するために使用される。外部固定システムは、通常、クランプによって一緒に保持された構造部材によって構成され、構成部材は全て手術中に外科医によって組み立てられる。クランプは、骨ピンに配置され、バーに取り付けられて、特定の関係性において骨を保持するフレームを形成する。典型的には、外部固定フレームは外科医が希望する形態に組み立てられ、その後、骨折が整復されて、クランプが締められる。従来のいくつかのクランプは、骨ピン又はバーをクランプの中に暫定的にロックするために部分的に締めなければならない。

１つの既知の外部固定クランプ装置において、固定要素は、外側ジョーと内側ジョーを寄せ合わせる軸線方向のばね力に抵抗して挿入される。同一のばねが、最終的な締付けの前に固定要素を保持する仮ロック力を与える。ばねの力は、クランプ装置内へナットをねじ込む程度によって決まる。全くねじ込まれていない状態においては、力は比較的小さく、固定要素を容易に挿入できる。同時に、固定要素はかなり簡単に飛び出す可能性がある。ナットがクランプ装置内へ徐々にねじ込まれるにつれて、ばね力は大きくなり、ある点において、クランプ装置は固定要素の挿入が機械的に阻止される程度まで締められる。これが生じる点は、固定要素がクランプ装置に挿入される第１要素か第２要素かによっても異なる。従って、第１固定要素の挿入後、第２固定要素を挿入するにはクランプ装置を緩める必要があることが分かる。この可変性は、少なくとも迷惑である。別の既知の装置において、ばね力は、固定要素の挿入作業によって開かざるを得ないラッチスライドに作用する。挿入作業時に作用を受けるばね要素は、固定要素が挿入された後、ラッチ装置へ復帰力のみを与える。すなわち、仮締付け力は与えないので、固定要素は、保持されながら、クランプ要素を締め付ける前にクランプの中で緩む。これも、少なくとも迷惑である。

１つの形態において、本開示は、固定要素を受容するための外部固定クランプに関する。クランプは、内側ジョーと、固定要素を捕捉するように内側ジョーと協働するように配設された外側ジョーとを含む。内側ジョーと外側ジョーは、内側ジョーと外側ジョーとの間に固定要素を配置できるようにする開放位置と、内側ジョーと外側ジョーとの間からの固定要素の取外しを制限する閉鎖位置との間で移動可能である。ラッチ組立体は、内側ジョー及び外側ジョーと協働して、ジョーを閉鎖位置に固定することができる。ラッチ組立体は、ラッチとラッチ付勢部材とを備えることができる。ラッチは、内側ジョーと外側ジョーの一方に対して線形に並進するように構成することができ、ラッチ付勢部材は、内側ジョーと外側ジョーが開放位置にあるときの第１のより高い蓄積エネルギーレベルと、内側ジョーと外側ジョーが閉鎖位置にあるときの第２のより低い蓄積エネルギーレベルとを有することができる。

１つの形態において、蓄積エネルギーの変化は、ラッチの線形並進中にラッチ付勢部材を圧縮解除する結果生じる。

本開示の代表的形態において、固定要素を受容するための外部固定クランプは、第１サイズを有する第１固定要素用の第１着座部と、第１サイズとは異なる第２サイズを有する第２固定要素用の第２着座部とを有する内側ジョーを含む。外側ジョーは、固定要素を捕捉するように協働するように配置されることができる。外側ジョーは、第１サイズの第１固定要素用の第３着座部と、第２サイズの第２固定要素用の第４着座部とを有する。１つの形態において、第１着座部と第３着座部の一方は、横断溝である。

１つの代表的形態において、本開示は、固定要素を受容するための外部固定クランプに関する。クランプは、内側ジョーと、固定要素を捕捉するように内側ジョーと協働するように配設された外側ジョーとを含む。内側ジョー及び外側ジョーは、内側ジョーと外側ジョーとの間に固定要素を配置できるようにする開放位置と、内側ジョーと外側ジョーとの間からの固定要素の取外しを制限する閉鎖位置との間で移動可能である。付勢要素は、第１ジョーと第２ジョーとの間に配置され、第１ジョーと第２ジョーを開放位置へ付勢するように構成される。１つの形態において、付勢要素は、外側ジョーを開放位置へ付勢する外側ジョーの突出タブに対して負荷を与えるように配置される。

１つの代表的形態において、本開示は、固定要素を受容するための外部固定クランプに関する。クランプは、内側ジョーと、固定要素を捕捉するように内側ジョーと協働するように配設された外側ジョーとを含む。ラッチ組立体は、固定要素と接触した結果として内側ジョーと外側ジョーの一方が変位したとき起動を行い（trigger）クランプ内に蓄積されたエネルギーを放出させるように、内側ジョー及び外側ジョーと協働するように配設されることができる。

１つの代表的形態において、本開示は、第１ジョーが第２ジョーに対して回転して、固定要素を付勢するジョー付勢要素を圧縮するように、第１ジョーの一部に当接させて固定要素を挿入するステップと、ポテンシャルエネルギー全該が減少するようにラッチが固定要素へ向かって移動するときにラッチ付勢要素からエネルギーを放出するステップとを含む方法に関する。

本開示の形態は、添付図面を参照しながら以下の説明を読めば、より良く理解できる。

図１は、患者の骨組織へ接続された本開示の１つの代表的な形態に係る代表的な外部固定システムを示す。 図２は、本開示の１つの代表的な形態に係る外部固定システムのクランプ組立体を示す。 図３は、本開示の１つの形態に係る図２のクランプ組立体の部分分解図である。 図４は、本開示の１つの代表的な形態に係る図２のクランプ組立体のクランプの分解斜視図である。 図５は、本開示の１つの形態に係る図４のクランプの内側ジョーを示す。 図６は、本開示の１つの形態に係る図４のクランプの外側ジョーを示す。 図７は、本開示の１つの形態に係る図４のクランプの側面図である。 図８は、本開示の１つの形態に係る図４のクランプの背面図である。 図９は、本開示の１つの代表的な形態に係る図７のクランプの図７の線９−９に沿って見た断面図である。 図１０は、本開示の１つの代表的な形態に係る図８のクランプの図８の線１０-１０に沿って見た断面図である。 図１１は、本開示の１つの代表的な形態に係る図８のクランプの図８の線１１-１１に沿って見た断面図である。 図１２は、本開示の１つの代表的な形態に係る図８のクランプの図８の線１２-１２に沿って見た断面図である。 図１３は、本開示の１つの代表的な形態に係るクランプ組立体のクランプの分解斜視図である。 図１４は、本開示の１つの形態に係る図１３のクランプの外側ジョーを示す。 図１５は、本開示の１つの形態に係る図１３のクランプの外側ジョー及び内側ジョーを示す。 図１６は、本開示の１つの形態に係る閉鎖位置にある図１３のクランプの断面図である。 図１７は、本開示の１つの形態に係る開放位置にある図１３のクランプの断面図である。 図１８は、本開示の１つの形態に係るサドル組立体の分解図である。 図１９は、本開示の１つの形態に係るスペーサ及びサドルベースの分解図である。 図２０は、本開示の１つの形態に係るスペーサ及びサドルベースの分解図である。 図２１は、本開示の１つの形態に係る組立状態のサドル組立体の一部の断面図である。 図２２は、本開示の１つの形態に係るサドル組立体の分解図である。 図２３は、本開示の１つの形態に係る組立状態のサドル組立体の一部の断面図である。

本発明の原理を理解しやすくするために、次に図に示す実施形態又は実施例を参照し、実施例を説明するために具体的文言を使用する。ただし、それによって本発明の範囲を限定することを意図しないことが分かるはずである。説明する実施形態における改変及びさらなる修正及び本出願において説明する本発明の原理のさらなる応用は、本発明が関係する分野の熟練者であれば、通常思い浮かぶものと思われる。

本開示は、固定要素がクランプに挿入された後より固定装置がクランプに挿入される前により高いレベルのばねエネルギーを蓄積する起動・撃鉄式（cocking-type）装置を採用するクランプ組立体を持つ外部固定システムに関する。

１つの形態において、本開示は、クランプ作用が不変であり締付けナットの位置に依存しないクランプ組立体を持つ外部固定システムに関する。別の形態において、固定要素を挿入する動作だけでジョーの閉鎖を引き起こすように、ばね力は、「撃鉄作用」によって予め付与されることができる。ジョーの閉鎖は、その後、固定要素に暫定的荷重を与え、これを積極的に保持する。上述のシステムは、基本的な設計形態すなわち蓄積エネルギーによって特徴付けられ、且つこれによって先行技術から区別される。

１つの形態において、この開示は、固定要素の挿入前により高い蓄積エネルギーレベルを持つように予め構成された外部固定システム用のクランプ装置に関する。これによって、蓄積エネルギーは、固定要素の挿入プロセスの結果として生じる起動作用によって放出され、その結果、固定要素がクランプ機構内にあるときに蓄積エネルギーの量は小さくなる。従って、蓄積エネルギーは、クランプへの固定要素の挿入によって減少する。さらに、固定要素の挿入時に放出される予測可能なエネルギー量は、固定要素に作用する力として存在するポテンシャルエネルギーとして利用され、これにより仮締付け荷重を与えることができる。

さらに、本開示の１つの形態は、ラッチ及び仮負荷機能を締付け機能から分離する。これは、先行技術の設計に比べていくつか利点を与える。例えば、本出願において開示するクランプ組立体は、締付け機能が最小限の移動しか必要とせず、完全に緩められた状態から完全に締付けた状態までにロックナットが必要とする回転数を減少する設計を与えることができるので、この種の多くのクランプ要素を締めなければならないことを考えると、時間の節約になる。さらに、クランプ組立体は、固定要素を受け入れる能力がクランプ要素の位置に依存せず、固定要素を挿入するためにクランプ要素を適切な位置に調節する必要がない設計を含むことができる。さらに、クランプ組立体は、銃の撃鉄を起こすようにスライドを単純に素早く後へ引くだけで固定要素を受け入れるように設定できる設計を含むことができ、工具、捻り、試し及びエラーなどがない。また、クランプ組立体は、固定要素を受け入れる能力が、配置されるのが第１要素か第２要素かに依存しない設計を含むことができる。別の形態において、クランプ組立体は、固定要素取外しによってクランプが固定要素受入れ準備状態になる設計を含むことができる。

別の代表的形態において、本開示は、固定要素を受容するための外部固定クランプに関する。クランプは、内側ジョーと、固定要素を捕捉するように内側ジョーと協働するように配設された外側ジョーとを含む。また、クランプは、固定要素と接触した結果として内側ジョーと外側ジョーの一方が変位したときに起動を行いクランプ内に蓄積されたエネルギーを放出するように内側ジョー及び外側ジョーと協働するように配設されたラッチ組立体を含む。

図１は、患者の骨折した脛骨に取り付けられた代表的外部固定システム１０を示す。システム１０は、クランプ装置１００の間に延在する１本以上の剛性バー１２として固定要素を含み、骨折の両側において骨にねじ込まれた１本以上のピン１４を含む。本開示はバー及びピンを参考として示すが、骨ピン、ワイヤ、リング、ストラット、バー、ロッド又はその他の構造部材を含めて任意の固定要素を使用できることが分かるはずである。図１の例において、各ピン１４は、クランプ装置１００のピンクランプの向かい合うジョーの間にピン１４を挿入することによって、クランプ装置１００の１つ内に受容される。同様に、バー１２は、以下でさらに説明するように、各クランプ装置１００のバークランプの向かい合うジョーの間にバー１２を挿入することによって、クランプ装置１００の各々内に受容されて、骨安定化のための外部固定枠組みを確立する。いくつかの実施形態において、バー１２又はピン１４を挿入することがクランプを起動しクランプを仮ロック状態にする。この位置において、それぞれのクランプは、バー１２又はピンの周りで回転させることができ、バー又はピン１４に沿って軸線方向へ移動させることができる。さらに、クランプの少なくとも１つは、クランプ装置１００の長手軸線の回りを回転でき、ジョーがクランプ内にバー又はピンを維持しながら、サドル要素の円筒軸線の回りで上下にピッチ調節できる。残りのピン１４が、クランプ装置１００の１つを用いてバーに接続されるとき、クランプは、治療のために骨を整列させる必要がある角度及び向きを与えるように調節され得る。必要に応じてフレームを拡張して接続するために、付加的なバー対バー固定クランプ及び／又はバー対ピン固定クランプを追加することができる。適切に形成されたら、クランプを仮ロック状態からロック状態に変えることによって、フレームをロックすることができる。

図２〜２２は、クランプ装置１００の代表的な実施形態を示す。図２は、クランプ装置の等角投影図であり、図３は、クランプ装置１００の部分分解図である。代表的なクランプ装置１００は、ロッドクランプ１０２と、ピンクランプ１０４と、これらの間に配置されたベース組立体又はサドル組立体１０６とを含む。各クランプ１０２、１０４は、別個にバー、ピン又はその他の固定要素を受容してこれを固定する。クランプ装置１００の別の実施形態は、２つのロッドクランプ又は２つのピンクランプを含む。さらに別の実施形態は、一方の端に単一のクランプのみを含み、他方の端に複数クランプセット又は他の構成体を含む。

クランプ装置１００の各クランプ１０２、１０４は、複数の自由度を与え、各々が他から独立して作用する。図２は、上側クランプ１０２及び下側クランプ１０４におけるロール軸線（roll axis）２０、ピッチ軸線（pitch axis）３０及びヨー軸線（yaw axis）４０として自由度を示す。ロール軸線２０は、クランプ内部における固定要素の軸線であり、クランプが暫定的にロックされたときクランプ装置１００がその周りで回転できる軸線である。ピッチ軸線３０は、外側ジョー及び内側ジョーがサドル組立体１０６に対して及び対向するクランプに対して回転する際の軸線である。ヨー軸線４０は、ポスト（下で説明）によって形成され、その周りでクランプ１０２、１０４の一方が他方に対して回転できる。

以下でさらに詳しく説明するように、ロッドクランプ１０２及びピンクランプ１０４は、大部分において同様であり、ピンクランプ１０４は、この実施形態において複数のサイズのいずれかのピンを受容するように構成される。１つの例において、ピンクランプ１０４は、５ｍｍ又は６ｍｍの固定要素の両方を受け入れるように構成されるのに対して、ロッドクランプ１０２は、１１ｍｍの固定要素を受け入れるように構成される。しかしながら、別の実施形態において、ピンクランプ１０４は、４ｍｍ又は６ｍｍの固定要素を受け入れるように構成される。他の実施形態は、他のサイズの固定要素を受け入れる。ロッドクランプ１０４も、上述の１１ｍｍの例より大きい又は小さい適切なサイズのロッドを受容する寸法を持つことができる。

この実施形態において、サドル組立体１０６は、付勢ワッシャ又はばねワッシャ、嵌合ひだ及び軸受け部品から成る自己充足型の部分組立体（subassembly）であり、保持装置と共に一緒に作用して、自由度に関するロッドクランプ１０２及びピンクランプ１０４の積極的なロックを含めて用途に合わせた摩擦度を与える。本出願において使用される場合、クランプ１０２、１０４の前部又は前端は、固定要素を受容するクランプの側であり、後部又は後端は固定要素を受容するクランプの側の反対側である。

図３は、クランプ装置１００の部分分解図である。ロッドクランプ１０２、ピンクランプ１０４及びサドル組立体１０６の他に、クランプ装置１００は、球面ワッシャ１０８、ポスト１１０、ナット１１２及びロックナットを備えて、不注意による分解を防止する保持装置として作用するロック用部分組立体を含む。図３に示す例において、ポスト１１０は、一端に球面ヘッド１１６を含み、他方の端に、球面ワッシャ１０８及びナット１１２と一緒に作用してロック機能を与えるねじ部１１８を含む。ロックナット１１４は、この例において、ねじ部１１８に対向するねじ部を有し、ポスト１１０に被せてねじ式に嵌め合わされて、ナット１１２が不注意で外れないようにする。この例において、ロックナットのねじ部は、ナット１１２がロックナット１１４に抵抗して上に戻されると、それ以上ナット１１２を緩める動作がロックナット１１４を締めるよう作用する左ねじである。いくつかの実施形態において、ロックナット１１４は、ロック複合物を用いてさらに固定される。ポスト１１０の球面ヘッド１１６及び球面ワッシャ１０８は、締付け作業時にピンクランプ１０４とロッドクランプ１０２との間の移動性及び自動整列を維持できるようにする。ポスト１１０は、非円形スペーサ（図１９に関連して説明する）と噛み合う六角形の中間シャフトを有し、ナット１１２を締めるとき、ポスト１１０が簡単にロッドクランプ及びピンクランプ内で回転しないように回転防止機能を与える。

図示する例において、ナット１１２は、ピンクランプ１０４ではなくロッドクランプ１０２に隣接して回転式に係合するように選択される。これによって、トルク反作用荷重を、より薄い固定要素１４（例えば、５又は６ｍｍピン）ではなくより厚いロッド固定要素１２（例えば、１１ｍｍバーなど）によって保持することができる。さらに、ピンクランプ１０４とロッドクランプ１０２がポスト１１０の回りで相互に対して回転したとき、ポスト１１０及びナット１１２は一緒に回転するので、緩みも締付けも生じない。これは、骨折の整復時に外科医が望む締付けの程度を維持しながらクランプ組立体１００の早期のロック又は不注意による緩みを防止するので、従来のシステムより外科医にとって非常に重要な利点である。別の実施形態において、ポストは、ナット１１２がピンクランプ１０４に隣接して回転式に係合するように反転する。いくつかの実施形態において、ポスト要素は、ヘッドを含まず、クランプ組立体１００を締めるために２つのナットと協働する２つのねじ切り端部を有する。軸線及びポスト要素又はスタッドの付加的な説明は、２０１１年１０月１２日出願のＭｕｌｌａｎｅｙの米国特許出願第１３／２７１９４４号（Ａｔｔｙ． ｄｏｃｋｅｔ４２６２０．５９）（参照により本出願に組み込まれる）に示される。この例において、ナット１１２は、外科医にとって有利な付加的形態、つまり、従来の直線的六角形ではなくボール形六角形を有する。これによって、ナットと同軸である必要なく円錐容積内にソケットドライバ（図示せず）を配置することができる。基本的に、これは、使用者にとってのクランプ組立体１００の使い易さを増大する種類のユニバーサルジョイントを提供する。

ロッドクランプ１０２について、図４〜１２を参照してさらに詳しく説明する。図４は、分解図であり、図５及び６はそれぞれ内側ジョー及び外側ジョーを示し、図７は側面図であり、図８は背面図であり、図９〜１２は断面図である。

ロッドクランプ１０２は、内側ジョー１２２と、外側ジョー１２４と、ラッチ１２６と、複数の付勢部材とを含む。付勢部材は、１つ以上のラッチ付勢部材又はラッチばね１２８、１つ以上のジョー付勢部材又はジョーばね１３０、及び図において１つ以上の線ばね１３２として示される１つ以上のクランプ付勢部材として特定される。

この実施形態において、内側ジョー１２２は、外側ジョー１２４の一部を受容するように配設された中空の中央部、すなわち凹部１３６を含む。内側ジョー１２２は、外側ジョー１２４と協働して、固定要素を締め付けて固定する。内側ジョーは、外側ジョー１２４に面する内側クランプ面１３８を含み、かつサドル組立体（図３）に面しこれと界面接続（interface）する外側クランプ面１４０（図５）を含む。内側ジョー１２２は中空構造なので、内側ジョーは、側壁部１４２と後壁部１４４も含む。側壁部１４２は、突出ガイド１４６が形成された内向き部を含む。図４において、突出ガイド１４６は、突出円弧として示される。側壁部１４２の外向き部に沿って又は内側ジョーの側面に沿って、ラッチばね着座部１４８及び切欠き１４９が設けられる。ラッチばね着座部１４８は、側面に沿って内側ジョー１２２の前端から後端へ向かって延びる溝として示される。ラッチばね着座部１４８は前端において開放され、後端において閉鎖されて、ラッチばね１２８と協働して、ラッチ１２６を付勢する。切欠き１４９は、ラッチばね着座部１４８の下方に配置され、ラッチ１２６の一部を受容してこれと連結するように構成される。

内側クランプ面１３８は、この中に形成された凹部又は窪み１５２を含む。さらに、内側クランプ１２２は、中空中心又は凹部１３６のコーナーに、線ばね１３２の対応するコーナーを受容し支持する受容部１５４を含む。以下でさらに詳しく説明するように、受容部１５４が線ばね１３２のコーナーを支持する一方で、窪み又は凹部１５２は、負荷の下で凹部の中へ線ばね１３２が下向きにたわむことができるような形状とされる。これについては、以下でさらに説明する。

中央孔１６０は、内側クランプ面１３８から外側クランプ面１４０まで延び、ポスト１１０を受容する大きさとされる。クランプは、ポストの周りを回転して、ヨー軸線１４０（図３）の周りの回転を与える。図示する例において、中央孔１６０は、ロッドクランプ１０２が図２に示すようにポストに対してピッチ軸線の回りを回転できるように構成される。従って、中央孔１６０は、長さが幅より大きい長さ及び幅を持つように形成される。中央孔１６０を、図９及び１０の断面図に示す。中央孔１４０については２０１１年１０月１２日出願のＭｕｌｌａｎｅｙの米国特許出願第１３／２７１７４４号（米国特許公開第２０１２／００８９１４２号として公開）（参照により本出願に組み込まれる）において詳しく説明される。

内側クランプ面１３８に形成された部分円筒孔１６４は、中央孔１６０から内側ジョー１２２の後部へ向かって延びる。部分円筒孔１６４は、ジョーばね１３０を収容し、以下に説明するように外側ジョー１２４の下向きに延びる部分を受容する大きさとされる。図示する実において、部分円筒孔１６４のサイズ及び形状は、部分円筒孔１６４がジョーばね１３０を収容するが、ジョーばねが内側クランプ面１３８を通過して部分円筒孔１６４から出られないように、溝の最大幅より小さい上部開口部を持つように定められる。代わりに、この例において、ジョーばね１３０は、部分円筒孔１６４と中央孔１６０との交差部において部分円筒孔１６４の中へ配置され又は部分円筒孔から取り外されてもよい。起動溝１６６が中央孔１６０から内側ジョー１２２の前端に向かって延びる。起動溝１６６は、以下に説明する外側ジョー１２０の一部を収容する。

外側クランプ面１４０は、半円筒形面であり、図５に示すように平行の長手方向のスプラインを含む。これらスプラインは、サドル組立体１０６の対応するスプラインと噛合うように構成される。円筒形面は、その回りで内側ジョー１２２が回動する半径を形成して、運動範囲を与える。図５にはスプラインを示すが、いくつかの例は、粗面、刻み又は充分に係合して所望であるときに相対的な回動の可能性を減少できる平滑な面など他の摩擦強化形態を使用する。

また、内側ジョー１２２は、横断溝として図示する固定要素把持面部１６８を含む（図４）。把持面部１６８は、クランプ１０２の前部すなわち把持側に配置され、固定要素又はロッド１２と係合する。把持面部は、一方の側面から他方の側面まで延びて、バー、ピン又はその他の固定要素又は安定化要素を受容する形状とされる。把持面部１６８は、クランプの前端に固定要素をクランプ内に固定するフック又はリップを持つように形成される。把持面部１６８は、丸みのある底部を持つか又は一連の平面又は面で形成されてもよい。いくつかの実施形態においては、曲面と平面の両方の組合せを持つ。把持面部１６８の深さは、クランプが把持する固定要素のサイズに応じて、クランプ間で変えられる。いくつかの実施形態において、把持面部１６８の形態及び深さは、骨ピンなど小さい直径のバーを固定するように構成されてもよいし、またはフレームバーなどより大きい直径のバーを固定するように構成されてもよい。さらに、いくつかの実施形態において、バー及びピンの断面は円形ではない形状とされる場合があるので、把持面部１６８は、これらバー及びピンと噛み合って界面接続するような形状とされてもよい。例えば、把持面部１６８は、歯、カットアウト又は平滑でない又は非円形の外面を有するバーと界面接続する他の形態を有してもよい。

外側ジョー１２４は、内側クランプ面１８０（図６）と外側クランプ面１８２（図４）とを含む。内側クランプ面１８０は、バー受容横断把持面部１８４と中央孔１８６とを含む。上述の内側ジョー１２２の把持面部１６８と同様、把持面部１８４は、一方の側面から他方の側面まで延びて、内側ジョー１０８と協働してバー、ピン又はその他の固定要素又は安定化要素を受容する形状とされる。上述の把持面部１６８と同様、把持面部１８４は、丸みのある底部、平面、面又はこれらの組合せで形成されてもよい。いくつかの実施形態において、把持面部１８４の深さ及び形状は、把持面部１６８の深さ及び形状と同じである。従って、把持面部１６８に関する上の説明は、把持面部１８４に等しく適用できる。この例において、把持面部１８４は、側方に延びる歯を含み、固定を改良できるリライ（relies）を含む。

中央孔１８６は、外側ジョーの関節的動作（articulation）が内側ジョー１２２の関節的動作と適合する態様で、ポスト１１０に対して関節的動作を与えるような形態を含む。いくつかの例において、図９及び１０の断面図から分かるように、中央孔１８６は、概ね砂時計形であり、内側クランプ面１８０と外側クランプ面１８２との間に狭いネックが配置される。内側クランプ面１８０において、中央孔１８６は相対的に矩形であり、幅より大きい長さを持つ。内側クランプ面１８０から、孔は、ネックへ向かって内向きにテーパー状になり、内側孔表面は湾曲部並びに平面部を含む。図示する実施形態において、図９から分かるように、中央孔１８６は、内側ジョー１２２の回動と適合する回動範囲、例えば４０°内で、外側ジョー１２４が側方に回動できるような大きさとされる。他の回動範囲も想定され、本開示の範囲内であると考えられる。回動範囲は、孔１６０、１８６のサイズを変えることによって修正できる。ただし、代表的内側ジョー１２２と異なり、本実施形態の外側ジョー１２４は、図１０の断面図で示す角度で最もよく分かるように、長手方向又は前後方向にも関節的動作を与えるように構成される。

外側クランプ面１８２に隣接する中央孔１８６の部分は、球面ポケット１８８の形状とされる。球面ポケット１８８は、球面ワッシャ１０８又は組立体に応じて球面ヘッド１１６を受容し、その回りで関節式に動くように構成される。外側ジョー１２４は、中にトラック１９０が形成された側面を含む。トラック１９０は、内側ジョー１２２の突出ガイド１４６を受容するような大きさとされ且つ構造とされる。これは、図９及び１１から分かる。図示する実施例において、トラック１９０は、外側ジョー１２４が内側ジョー１２２に対して突出ガイド１４６に沿って摺動することができるようにする円弧形とされる。さらに、トラック１９０は、突出ガイド１４６の幅より大きいトラック幅を有する。従って、外側ジョー１２４は、突出ガイド１４６がトラック１９０内に配置される間であっても、内側ジョー１２２に対してポスト１１０に沿って軸線方向に変位することができる。これは、図９のクリアランスから見て取れる。この実施形態において、トラック１９０は、球面ポケット１８８と同心状の形状とされ、よって外側ジョー１２４がトラック１９０の回りで回転すると、外側ジョーは、球面ワッシャ１０８又は球面ヘッド１１６の回りでも回転する。

内側クランプ面１８０からは、ピボットタブ１９４及びロードピン(loading pin)１９６が突出する。ピボットタブ１９４は、中央孔１８６の後方に配置され、内側ジョー１２２の部分円筒孔１６４内に嵌合するように構成される。ロードピン１９６は、中央孔１８６の前方に配置され、クランプ１０２に挿入されるロッドなど固定要素が係合するように構成される。ロードピンは、ロードピン溝１６６内に嵌合するように構成される。ロードピン１９６は、固定要素がクランプの閉鎖を引き起こすために作用する表面として作用する。

把持面部１８４に隣接して、外側クランプ１２４は、内側ジョー１２２の中空凹部１３６より大きい幅を有する肩部１９８（図４）を備える。肩部１９８は、ラッチ１２６の前方移動を制限することができる。外側ジョー１２４の後端は、ラッチが図１０の断面図に示すロック位置にあるときラッチの周りに嵌合するような大きさとされ且つ配設されるストッパ面１９６を含む。このストッパ面１９６は、ラッチと当接して、上側ジョー１２４がトラック１９０に沿って回転してロック位置に入った後にクランプが開くのを防止する。

別の実施形態において、突出ガイド１４６は外側ジョーに形成され、トラック１９０は内側ジョーに形成される。別の実施形態において、突出ガイドは側壁部１４２の外向き面に配置され、トラックは外側ジョーに形成される。他の構成も想定される。

ラッチ１２６について、図４を参照して説明する。ラッチ１２６は、後方バー２１２によって接続された２つの側壁２１０を含む。側壁２１０は、部分円筒孔２１４及び突出リップ２１６が形成された内向き面部を含む。部分円筒孔２１４は、内側ジョー１２２の部分円筒孔１６４と整列するように構成される。ただし、ラッチ１２６において、部分円筒孔２１４は、ラッチ１２６の後端から前端へ向かって延びる。ラッチ１２６の部分円筒孔２１４と内側ジョー１２２の部分円筒孔１６４とは、協働してラッチばね１２８を保持する。これは、図１２の断面図から分かる。部分円筒孔の閉鎖端は対向して配置されるので、ラッチばね１２８は、ラッチ１２６をクランプ１０２の前方へ向けて付勢する。突出リップ２１６は、切欠き１４９（図９）内に嵌合しラッチ１２６を内側ジョー１２２に固定する大きさとされる。従って、ラッチ１２６は、内側ジョー１２２に沿って前後に摺動することができる。側壁２１０の先端２１８は、外側ジョー１２４の肩部１９８に当接するように構成される。或いは、側壁の先端面は、クランプ１０２内の固定要素に直接当接することができる。側壁２１０の外面は、後述するように、使用者がラッチ１２６を掴んで後方へ引っ張ってクランプ１０２を開けられるようにする摘み面２２０を含む。

後方バー２１２は２つの側壁２１０を接続し、ストッパ面１９６と選択的に係合して内側ジョー１２２に対する外側ジョー１２４の回転を防止する当接面２２２を含む。すなわち、後方バー２１２が外側ジョー１２４と内側ジョー１２２との間に配置されるとき、外側ジョー１２４が回動しないように、後方バー２１２を２つのジョーの間に配置することができる。これは図１０から分かる。

線ばね１３２は、外側ジョー１２４の内側クランプ面１８０と内側ジョー１２２の内側クランプ面１３８との間に配置される。線ばねはそのコーナーで支持され、窪み１５２全体に亘る。ここで、線ばね３１２は、実質的に正方形であり、一つの端の開口部に、ワイヤを所定の位置に固定するのに役立つ角度を成す端部を有する。突出ガイド１２６がトラック１９０内部に配置されると、外側ジョー１２４の内側クランプ面１８０は、図１１に示すように線ばね１３２の上に着座し又は載置される。従って、クランプが完全ロック状態ではないとき、線ばね１３２は外側ジョー１２４を内側ジョー１２２から離れる方向へ図１１に示す位置まで付勢する。ただし、同時に、突出ガイド１２６はトラック１９０と界面接続して、ジョーのそれ以上の軸線方向の分離を防止する。これは仮ロック状態である。以下に説明するように、クランプ１０４が、完全ロック状態に置かれるとき、外側ジョー１２４はさらに内側ジョー１２２へ向かって押されるので、線ばね１３２は窪み１５２の中へたわんで、内側ジョー１２２と外側ジョー１２４は摩擦力で係合する。本実施形態において単一の線ばねが図示されるが、他の実施形態において、２つ以上の線ばねが使用される。線ばねは平行配列に配置されて、前後方向へ延びるか又は他の配列が可能である。例えば、図４を参照して説明した中空部又は凹部１３６の両側に配置されてもよい。別の実施形態において、コイルばねが使用される。他の付勢要素も想定される。

使用時に、外側ジョー１２４は、内側ジョー１２２と回転式に係合し、突出ガイド１４６とトラック１９０が係合して、球面ポケット１８８と共通の回転中心を形成する。トラック１９０の上向き面は、図１１に示すように線ばね１３２の僅かなたわみによって生成された付勢力によって突出ガイド１４６の下向き面に当接して保持される。この付勢力の目的は、予荷重を与えて、固定要素を容易に挿入できるように開放位置にあるときジョー１２２、１２４をその適切な位置に保持しながら、クランプが締められたとき固定要素に対して締付け荷重を与えるのに必要なクリアランスを与えることである。また、付勢力は、外側ジョー１２４がポスト１１０の球面ワッシャ１０８又は球面ヘッド１１６と係合したまま保持されるようして、外側ジョー１２４がワッシャ１０８又はポストの球面ヘッド１１６の回転中心の周りで回転するようにする。従来の装置と異なり、この分離ばね力は、閉鎖位置ではなく開放位置においてクランプ組立体１００に予荷重を与えるように作用する。この分離力は、クランプ１０２全体に予荷重を与えて過剰な隙間を排除するためにも使用できる。言い換えると、線ばね１３２は、内側ジョー１２２と外側ジョー１２４の対面する表面を相互に離すように付勢する。同時に、上述のように、線ばね１３２は、トラック１９０の上向き面を突出ガイド１４６の下向き面へ向けて付勢する。従来のばね要素など、内側ジョー１２２と外側ジョー１２４との間に分離力を与える他の機構も想定される。

ピンクランプ１０４について、図１３〜１８を参照して説明する。ピンクランプは、上述のロッドクランプ１０２と多くの点で類似するので、上述の説明の一部は同様にピンクランプ１０４に適用され、完全には繰り返さない。ピンクランプ１０４は、内側ジョー２５０と、外側ジョー２５２と、ラッチ１２６と、複数の付勢要素とを含む。付勢要素及びラッチは、ロッドクランプに関して説明した付勢要素及びラッチと同様であり、ここではこれ以上説明しない。説明を単純化するために、ジョーの同様の形態には同様の参照番号を当てる。

内側ジョー２５０及び外側ジョー２５２は、上述の内側ジョー及び外側ジョーと多くの類似点を持つが、複数サイズのピンなどの固定要素を収容するように構成され配設される。これによって、外科医は複数サイズの固定要素にクランプを使用できるので、クランプの汎用性が増す。

図から分かるように、内側ジョー２５０は、拡張された把持面部２５４を含む。把持面部２５４は、上述のように固定要素と係合し、これを支持するように構成される。ただし、この場合、拡張された把持面部２５４は、第１横断溝２６０と第２横断溝２６２とを備える。以下で説明するように、横断溝は、異なるサイズの固定要素を収容するように設計される。また、内側ジョー２５０は、拡張されたロードピン溝２５６も含む。上述のロードピン溝１６６と同様、拡張ロードピン溝２５６は、中央孔から内側ジョー２５０の前端まで延びる。

外側ジョー２５２は、拡張把持部２７０とロードピン２７２とを含む。これらを図１３及び１４に示す。拡張された把持部２７０は、上述のように固定要素と係合しこれを支持するように構成され、第１横断溝２６４と第２横断溝２６６とを備える。ロードピン２７２は、この実施形態において、ベース２７４と、ベース２７４に対して角度を成す突出部２７６とを含む。ロードピン２７２は、クランプ１０４が閉鎖位置にあるとき、ロードピン溝２５６内に嵌合する大きさとされる。ロードピン２７２は、複数の目的で利用される。例えば、ロードピンは、固定要素がクランプの閉鎖を引き起こす際に作用する表面として作用する。さらに、拡張された把持部２７０と協働して、固定要素を適切な横断溝と整列させる。例えば、ロードピン２７２及び拡張された把持部２７０は、比較的大きい固定要素を前進させて第１横断溝２６０、２６４の間に嵌合させて、第１横断溝によって把握さすることができるようにし、比較的小さい固定要素を前進させて第２横断溝２６２、２６６の間に嵌合させて、第２横断溝に把握することができるようにする。この例において、ロードピン２７２は、内側ジョー２５０のロードピン溝２５６内にあるとき、締付け機能においては役割を果たさない。ロードピン２７２と横断溝２６４、２６６との間に形成される経路は、外側ジョー２５２の横断溝２６４、２６６が固定要素に巻き付いて固定要素をより安定して捕捉するように、多少回旋状である。

図１５は、内側ジョー２５０及び外側ジョー２５２の両方の上に重ねられた６ｍｍ及び５ｍｍの構造円の両方を示している。これら構造円は、それぞれ６ｍｍ及び５ｍｍ固定要素を表す。内側ジョー２５０は、第１横断溝２６０と第２横断溝２６２とを含み、第１横断溝は２６０６ｍｍ固定要素を受容するのに適し、第２横断溝２６２は５ｍｍ固定要素を受容するのに適する。溝２６０及び２６２は、外側ジョー２６２に対して放射状に配置される。同様に、外側ジョー２５２の横断溝２６４、２６６は、対応する構造円によって示されるように配置される。これら溝２６４、２６６は、内側ジョー２５０及び外側ジョー２５２の各々においてそれぞれの構造円の中心間の直線が、ジョー２５０、２５２が固定要素６ｍｍ又は５ｍｍのいずれかを締め付けるように配設されたとき一致するように構成される。これによって、内側ジョー２５０に対する外側ジョー２５２の回転又は変位は、どのサイズの固定要素が選択されるかに関係なく実質的に同じとされる。このようにすることによって、ピンクランプ１０４を構成する他の要素が、各々同様に機能できるようにし、他の設計と同様の、他の設計より比較的予測可能なかつ比較的信頼できる設計となる。他の固定要素用の溝も想定できることが分かるはずである。さらに、１つのサイズのみの溝を含むピンクランプも想定される。すなわち、第１横断溝２６０は第１横断溝２６４と協働して、６ｍｍ固定ロッドをしっかりと捕捉して、これを所定の位置に保持する。同様に、第２横断溝２６２は、第２横断溝２６６と協働して、５ｍｍ固定ロッドをしっかりと捕捉する。この例において、ジョー２５０、２５２は、異なるサイズの複数の固定要素を収容するが、ジョー２５０、２５２の相対位置は不変である。５ｍｍ及び６ｍｍ固定要素を参照して説明したが、これらは単なる代表的なものであり、他のサイズの固定ロッドも想定される。

図１６および１７は、それぞれ閉鎖状態及び開放状態のクランプ１０４を示す。開放状態は、撃鉄を起こした状態と言うこともでき、ラッチ１２６を引き戻すことによって得られる。ラッチは、切欠き１４９及び突出リップ２１６を介して内側ジョー２５０に摺動可能に係合される。ラッチの引戻しは、ラッチばね着座部１４８及び部分円筒孔２１４の中に捕捉されているラッチばね１２８として特定されている付勢部材の力に抵抗して行われる。ラッチ１２６が充分な距離を引き戻されると、当接面２２２は移動して外側ジョー２５２のストッパ面１９６から外れる。これによって外側ジョー２５２は、内側ジョー２５０に対して回転可能になる。ピン又はタブ１９４に加わるジョーばね１３０の力は、外側ジョー２５２を、内側ジョー２５０及び球面ワッシャ１０８又は球面ポスト端部１１０の回りで回転させて、開放状態にする。すなわち、内側ジョー２５０と外側ジョー２５２の把持面部はさらに分離して、固定要素の直径よりも広い位置までジョーを開く。この時点で、ラッチ１２６が解放される場合、ラッチは、外側ジョー２５２の背面に当接して、ジョー及びクランプを効果的に開放状態又は撃鉄を起こした状態に保持する。

閉鎖状態又はラッチ作動状態は、固定要素の挿入プロセスの結果として生じる。固定要素がロードピン２７２の後部に当接すると、外側ジョー２５２を回転させて閉鎖するよう作用するトルクが生じる。上述のように、外側ジョーは、内側ジョー２５０に対して及び線ばね１３２に対して回転する。この回転は、ジョーばね１３０に対抗して内側ジョー２５０に対してタブ１９２を変位させて、ジョーばね１３０を圧縮する。ジョーばね１３０は、回転の結果として圧縮する。外側ジョー２５２が内側ジョー２５０及びラッチ１２６に対して回転するとき、外側ジョー２５２後部が持ち上がる。外側ジョー２５２の後部が、ラッチ１２６が前方へ移動できるようにするクリアランスを当接面２２２へ与えるのに充分な高さまで上がったとき、外側ジョー２５２は、閉鎖位置にロックされる。ラッチ１２６の当接面２２２は、上側ジョー２５２が回転して開放状態へ戻るのを防止する。いくつかの実施形態において、ラッチ１２６の先端２１８又は別の先行面も、固定要素に当接することができ、ラッチ１２６の前方ストッパとして利用され得る。或いは、ラッチ１２６の先端２１８は、外側ジョー１２４の肩部１９８に当接できる。ラッチ１２６によって固定要素又は当接肩部１９８に対して生じた力は、それぞれピン又はロッドジョー１０２、１０４及び組立体１００全体において固定要素を暫定的に保持できるようにする。この仮保持状態において、クランプ組立体１００は、容易に、挿入された固定要素に沿って簡単に摺動するかまたは挿入された固定要素の回りを回転できるが、固定要素は、ラッチ１２６を解放しなければ組立体１００から外れない。さらに、固定要素とラッチとの間の係合は、クランプが仮保持状態にあるとき、固定要素に対するクランプの移動に対して摩擦抵抗を増大できる。これによって、組立体１００が重力だけで固定要素上で摺動又は回転する可能性を防止又は減少する。ただし、摩擦抵抗は、外科医が、完全ロック前に組立体１００を摺動又は回転して調節することを許容する。同様に、把持面部及び固定要素の摩擦は、仮保持状態における移動に対する摩擦抵抗を増大する。これによって、組立体１００が重力だけで固定要素上で摺動又は回転する可能性を防止又は減少する。ただし、摩擦抵抗は、完全ロック前に外科医が希望するように組立体を摺動又は回転して調節することを許容する。

固定要素を解放するプロセスは、前述の開放又は撃鉄起こしのプロセスと同じである。すなわち、ラッチ１２６を後方へ引いて、ラッチばね１２８を圧縮して、ジョーばね１３０が内側ジョー２５０に対して外側ジョー２５２を回転することができるようにする。ロッドクランプ１０２は、単一寸法の固定要素のみを受容する点を除いて、ピンクランプ１０４と同様に作動する。

図３に示すように、ポスト１１０の周りにおいてロッドクランプ１０２とピンクランプ１０４との間にサドル組立体１０６が配置される。サドル組立体１０６は、クランプ装置１００がロック解除状態又は仮ロック状態のときロッドクランプ１０２をピンクランプ１０４に対して回転できるように配設される。さらに、サドル組立体１０６は、ロッドクランプ１０２の各々がピンクランプ１０４に対して図２のピッチ軸線１３０の周りで独自に回動するための基礎又は土台を与える。

図１８〜２１は、サドル組立体１０６の第１実施形態を示す。図１８は、分解図であり、図１９及び２０は、サドル組立体の構成要素をより詳細に示し、図２１は、サドル組立体１０６の一部の断面図である。サドル組立体１０６は、スルースペーサ（through spacer）３０２、第１サドルベース３０４、第２サドルベース３０６及び非円形スペーサ３０８を含めて一連の構成要素を含む。図示する例において、ばねワッシャ３１０がサドルの各々と隣接するスペーサとの間に配置される。これら構成要素について以下で説明する。スルースペーサ３０２及び第１サドルベース３０４を、図１９及び２０に示す。スルースペーサ３０２は、サドルベース３０４を隣接するクランプの内側ジョーから選択的に離間して、クランプ装置１００が完全ロック状態のときサドルベース３０４と隣接するクランプとの間の相対的回動を防止するように構成される。この実施形態についてはスルースペーサがロッドクランプ１０２と係合するように配置されるものとして説明するが、サドル組立体は、スルースペーサがピンクランプ１０４と係合するように回転できる。

スルースペーサ３０２は、クランプ向き面３１２とサドル向き面３１４とを含む。図１９において、サドル向き面３１４は、サドルベース３０４（図３にも図示する）のスペーサ着座部３１８内に配置でき、ばねワッシャ３１０と界面接続するのに対して、クランプ向き面３１２は、ロッドクランプ１０２の隣接する内側ジョーに面するように配設される。スルースペーサは、サドル向き面からジョー向き面３１２まで延びる貫通孔３１６を含む。貫通孔３１６は、スルースペーサ３１６がその対応するサドル３０４と一緒にポスト１１０の周りで回転できるような大きさ及び形状とされる。スルースペーサ３０２は、スペーサ着座部３１８内に着座してスルースペーサ３０２とサドルベース３０４との間の相対的回転が防止される形状及び構成とされる。使用時に、クランプ向き面３１２の円滑な円筒形表面は、図２に示すように内側ジョー１２２の外側クランプ面１４０の円筒形の関節式接続部と同心的に噛み合う。スルースペーサ３０２の高さは、スペーサ着座部３１８の深さと協働して、サドルベース３０４の線形スプラインを内側ジョー１２２の外側クランプ面１０４のスプライン部の線形スプラインと選択的に係合及び係合解除するように、選択される。特に、ばねワッシャが圧縮解除状態であるとき、スルースペーサ３０２はサドルベース３０４からオフセットされる。このオフセットは、これに応じて、内側ジョー１２２をサドルベース３０４からオフセットするので、サドルベース３０４の線形スプラインと内側ジョー１２２の線形スプラインとは係合を解除する。この状態において、内側ジョー１２２従ってロッドクランプ１０２全体は、内側ジョー１２２の外側クランプ面１４０の円筒形の関節式接続面をスルースペーサ３０２の表面３１２と界面接続させたまま、サドル組立体１０６に対してピッチ軸線３０の周りで回動できる。クランプ組立体１００が完全ロック状態になると、ばねワッシャ３１０が圧縮されて、オフセットが減少または排除され、スルースペーサ３０２は、スペーサ着座部３１８の中へより完全に着座する。同様に、内側ジョー１２２は、内側ジョー１２２の円筒面の線形スプラインがサドルベース３０４のクランプ界面接続部３２８の線形スプラインと係合するまで、サドルベース３０４に接近する。これによって、クランプ１０２はサドル組立体１０６にロックされて、軸線の周りでのそれ以上の回動が防止される。

さらに図１９〜２１を参照すると、サドルベース３０４は、内向き面３２０と外向き面３２２とを含む。内向き面３２０を図２０に示し、外向き面３２２を図１９に示す。外向き面３２２から始めると、サドルベース３０４は、中央に配置された貫通孔３２４と、付勢部材又はばねワッシャ着座部３２６と、嵌合ひだ３３０を有するクランプ界面接続部３２８と、を含む。貫通孔３２４は、内向き面３２０から外向き面３２２まで延びる中央孔である。貫通孔は、ポスト１１０を受容する大きさ及び構成とされ、且つサドルベース３０４がポスト１１０の周りを自由に回転できるようにする大きさとされる。ばねワッシャ着座部３２６とクランプ界面接続部３２８は、貫通孔３２４の周りに同心的に配置される。ばねワッシャ着座部３２６は、ばねワッシャ３１０を受容する大きさとされる。クランプ界面接続部３２８は、ばねワッシャ着座部３２６とサドルベース周縁との間に配置され、サドル組立体１０６とロッドクランプ１０２が一緒にロックされたときに選択的に係合してピッチ軸線３０の回りでの相対的回動を積極的に抑止し、クランプ装置１００が完全ロック状態のときにサドル組立体１０６とクランプ１０２との間の相対的回転を防止するように構成される。この例において、クランプ界面接続部３２８は、クランプ装置１００が完全にロックされたとき、クランプ１０２の嵌合ひだ又はスプラインなど対応する摩擦強化形態と係合する嵌合ひだ又はスプラインなどの摩擦強化形態を含む。ばねワッシャ３１０は、サドルベース３０４とスルースペーサ３０２との間に配置される。

サドルベース３０４の内向き面３２０は、サドルベース３０６の対応する内向き面に面する。内向き面は、各々、係合してサドルベース間の相対的回転を防止するように構成された放射状スプライン３４２などの摩擦強化形態を有する。他の摩擦強化形体も想定される。図示する例において、サドルベース３０４は、サドルベース３０４をサドルベース３０６から離れるように付勢する組込み可撓性付勢機能を有するように形成される。この付勢機能は、荷重が加えられたときサドルベース３０４の中央部３４０がサドル周縁に対して弾性的に変位できるようにする、サドルベースに形成された複数の溝３３８によって形成される。図２１は、この一部を断面図で示す。図示する例において、中立状態のとき、サドルベース３０４の中央部３４０は、少なくともスプラインとして示される摩擦強化形態３４２を通過して形成される平面まで又はこれを超えて突出する。従って、中立状態のとき、中央部３４０は、サドルベース３０６の対向する中央部に係合し、図２１に示すように、摩擦強化形体３４２をサドルベース３０６の対向する中央部からオフセットさせる。充分な荷重を受けると、中央部３４０は、摩擦強化形態３４２を通過する平面より下の位置までたわむ。これによって、摩擦強化形態３４２は、対向するサドルベース３０６の摩擦強化形体と係合して、これと協働することができる。サドルベース３０６は、サドルベース３０４と同様に形成されるので、本明細書においては、これ以上説明しない。

非円形スペーサ３０８は、サドルベース３１０と協働して、スルースペーサ３０２と同じ界面接続機能を果たす。さらに、非円形スペーサ３０８は、図３に示すポスト１１０の非円形形状と適合する非円形内部形状（本実施例においては、六角形として示される）を有する突出ボス３５０を含む。従って、非円形スペーサ３０８がポスト１１０に配置されたとき、スペーサがポスト１１０の回りで回転するのを制限することができる。サドルベース３０４、３０６及びスルースペーサ３０２は、全て、ボス３５０の周りに嵌合し、ボス３５０に対して回転できるように構成されることができる。従って、スルースペーサ３０２及びサドルベース３０４は、非円形スペーサ３０８及びポスト１１０に対して回転するように構成されることができる。サドルベース３０６は、非円形スペーサ３０８の一部を着座部内に受容し、それが相対的回転を防止するので、サドルベース３０６はボス３５０の周りで回転を制限される。従って、図示する例において、スルースペーサ３０２及びサドルベース３０４は、ロッドクランプ１０２と一緒にポスト１１０の回りを回転できる。同様に、非円形スペーサ３０８及びサドルベース３０６は、ピンクランプ１０４と一緒にポスト１１０の回りを回転できる。他の点に関しては、非円形スペーサ３０８は、スルースペーサに関連して上述したのと同様の形態を含み、ピンクランプ１０４に係合するように構成されることができる。

サドル組立体１０６は、サドル組立体１０６を完全なサブ組立体として独立して組み立てられるようにする保持リング３８０も含むように構成されることができる。この保持リングを図２１に示す。保持リングは、以下にさらに説明するように、ばねワッシャ及びサドルベースの可撓性付勢部に予荷重を与えることによって、サドル組立体に予荷重を与えることができる。

参照番号１０６ａで示される図２２及び２３に示す別の実施形態において、サドルは、中実の（solid）ベースを含み、サドルは付加的ばねワッシャ３１０によって選択的に分離される。このサドル組立体は、ばねワッシャ３１０と共に、スルースペーサ４０２と、２つのサドルベース４０４、４０６と、非円形スペーサ４０８と、を含む。多くの点で、これらの構成要素は上述の構成要素と類似するので、その説明は繰り返さない。さらに、サドル組立体１０６ａは、非円形スペーサ４０８のボスと係合してサドル組立体１０６ａを単一組立体に維持する保持リング４１２も含む。これは図２３から分かる。これによって、クランプ組立体１００全体の組立てを容易にすることができる。

１つの実施例において、サドル組立体１０６及び１０６ａのばねワッシャ３１０は、高いばね定数を持つワッシャとなるように選択される。本出願において使用される場合、「高いばね定数」とは、ラッチを作動するため又は固定要素を内側ジョー及び外側ジョー内に暫定的に固定するために加えられる作用力を上回り、且つ噛合い面を離間された関係に維持するのに充分なばね定数を含むものとする。１つの例において、これは、約０．５３６ｋｇ／ｍｍ（約３０ｌｂｓ／ｉｎｃｈ）以上のばね定数である。いくつかの実施例において、ばねワッシャ３１０は、約０.８９３ｋｇ／ｍｍ（約５０ｌｂｓ／ｉｎｃｈ）以上のばね定数を有する。この例において、ばねワッシャは、高いばね定数のワッシャであり、その結果、力は大きく移動量は少ない。

ばね定数が大きいので、ラッチ作動のためにばねワッシャ３１０によってクランプ１０２、１０４のジョーに対して力を加えることなく、全てのラッチ作動が実施される。従って、固定要素へのラッチ作動のために、サドル組立体１０６、１０６ａは、ラッチ作動において役割を果たさないので、剛体として扱うことができるような剛性を有する。

いくつかの先行技術のシステムは、内側ジョーと外側ジョーを寄せ合わせて締付け相互作用を生成するばね要素を有するクランプ組立体を含む。本開示において、ばねワッシャ３１０は、過剰な荷重がサドル組立体１０６に加えられた場合のみ、内側ジョーと外側ジョーを寄せ合わせるように作用する方向に作用する。しかしながら、図示する実施形態では、サドル組立体１０６、１０６ａは、線ばね１３２を完全にたわませる荷重より大きい量まで予荷重を与えられる。従って、ばねワッシャ３１０又はサドルベース３０４、３０６をたわませる荷重が存在した場合、ピン用部分組立体１０１及びロッド用サブ組立体１０３内の線ばね１３２は、必然的にすでに完全にたわんでおり（そのばね定数は著しく低いので）、ロッドクランプ１０２及びピンクランプ１０４は固定要素を受け入れられないので、これらを作動不能にする。挿入プロセス又は締付けプロセスを助ける代わりに、ばねワッシャ３１０及びサドルベース３０４、３０６の付勢部は、固定要素が挿入されラッチが作動された後に骨折の円滑な整復を可能にする。事実、固定要素の挿入前に締められるとしたら、予荷重を与えるために利用できる機構は、上述したようなクランプを作動不能にするクランプ要素以外に無い。

１つの例において、初期予荷重は、非円形スペーサ３０８、４０８がサドル組立体１０６、１０６ａをクランプ１０２、１０４から分離するように設定される。システム１００の１つの例において、サドル組立体１０６、１０６ａには、予荷重が与えられる。従って、システム１００への荷重が予荷重を上回った場合にのみ変位が生じる。この予荷重は、例えば４５.５ｋＮ／ｍｍ（２６０ｋ ｌｂＦ／ｉｎ）を上回る荷重のみが付加的変位を生じるように設定できる。１つの実施形態において、４５.５ｋＮ／ｍｍは非円形スペーサのばね定数である。このような予荷重を使用することによって、ばねワッシャ３１０及びサドルベース３０４、３０６の付勢部は、４５.５ｋＮ／ｍｍに達した後に初めてジョーを締め付けるための力に寄与する。他の閾値も想定される。クランプ１０２、１０４は、そのときまでにすでに閉鎖しているので、サドル組立体のばねワッシャ３１０及びサドルベース３０４、３０６の付勢部は、ジョー締付けプロセスにおいては何の役割も果たさず、ジョー締付けプロセスにおいては剛性要素として作用する。

下に示すのは、クランプ１０２、１０４が開放位置及び閉鎖位置にあるときにラッチばね１２８及びジョーばね１３０によって加えられる力及び蓄積エネルギーの差を比較する表である。注目されるのは、従来の装置は、ばねが第一のより低い蓄積エネルギーを持つ（ばね変位が小さいか又はゼロである）開放状態と、ばねが第２のより高い蓄積エネルギーを持つ（ばね変位が相対的に大きい）閉鎖状態とを有することである。すなわち、クランプの中へバーを挿入するプロセスはばねを圧縮し、その結果ばね力を増大させる。しかし、本開示の装置は、ラッチ１２６が後方へ引っ張られクランプが開放状態のとき、装置にエネルギーが導入され、ラッチばね１２８が圧縮される。

値に基づいて、２つのラッチばね及び１つのジョーばねの総エネルギーを比較した結果は下記のとおりである。すなわち、
開放状態＝２ｘ０.０１４６＋０.００００５６＝０.０２９２Ｎｍ（０．２５９ ｉｎ−ｌｂＦ）
閉鎖状態＝２ｘ０.００６７８＋０.０００５６＝０.０２０６Ｎｍ（０.１８３ ｉｎ−ｌｂＦ）

従って、総エネルギーは、ラッチが閉鎖しているときのほうが小さい。上の表は、クランプが開放状態のときのラッチばねの蓄積エネルギー値を示す。ラッチ１２６が解放され、閉鎖位置まで前方へ移動すると、全部ではなくある程度のエネルギーが放出される。表は、閉鎖状態のときのラッチばね１２８の蓄積エネルギー値を示す。閉鎖状態の蓄積エネルギー値は低くなる。従って、装置１００は、閉鎖状態のときの方が開放状態のときより蓄積エネルギーが小さい。なお、エネルギーは、ポストの方向ではなく挿入方向に作用する。この例において、挿入方向は、ポストの方向を横切る方向である。

ジョーばね１３０は、バー又はピンには作用しないので、無視できる。ただし、完璧を期すために、表に含めた。ジョーばねを考慮に入れても、ロッドクランプのばねの総エネルギー比較は、閉鎖状態における０.０２０６Ｎｍ（０.１８３ ｉｎ−ｌｂＦ）に対して開放状態において０.０２９２Ｎｍ（０.２５９ ｉｎ−ｌｂＦ）である。

なお、ばねのパラメータは、上述の例に使用されたものから変更してもよい。例えば、長さ及び定数は、クランプによって異なってもよい。それでも、この構成は、開放位置におけるより閉鎖位置においてばねエネルギーが低いという利点を与えることができる。

使用時において、クランプ組立体１００は、開放状態においてから始まるか、またはピンクランプ１０２又はロッドクランプ１０４の一方の内側ジョー及び外側ジョーに対してラッチ１２６を引っ張ることによって開放状態に設定できる。説明のために、ロッドクランプ１０２に関して作動を説明する。ラッチ１２６を引っ張ると、ラッチばね１２８が圧縮されて、クランプの中のポテンシャルエネルギーが増大される。ラッチ１２６を後へ引くと、外側ジョー１２４は、ラッチ１２６及び内側ジョー１２２に対して回転するためのクリアランスを有する。ラッチ１２６を後へ引くと、ジョーばね１３０は、内側ジョー１２２に対して外側ジョーを開放位置へ付勢する。特に、ラッチ１２６を後へ引くと、ジョーばね１３０は、タブ１９２に対して作用して、内側ジョー１２２に対して外側ジョー１２４全体を回転させて変位させる。ラッチ１２６は、外側ジョー１２４の後部と干渉することによってその変位位置に維持される。ラッチ１２６は後へ引かれるので、ラッチばね１２８は圧縮されて、高いポテンシャル又は蓄積エネルギーを有する。

クランプ１０２が開放位置にあるとき、上述のように固定要素１２を導入できる。すなわち、固定要素は、内側ジョー１２２と外側ジョー１２４との間に導入される。ジョーは、固定要素の幅より大きい幅を持つ開口を持つように配設される。従って、固定要素は、ばねエネルギーの大きさを変えることなく開口部を通過することができる。固定要素がジョー１２２、１２４の間にあるとき、さらに挿入すると、固定要素はロードピン２７２に係合して、外側ジョー１２４を変位させる。その後、外側ジョー１２４は、球面ワッシャ１０８又はポスト１１０の球面ヘッド１１６の回りで回転し始める。外側ジョー１２４の回転は、ばね荷重を受けたラッチ１２６を起動し、ジョー１２２、１２４を開放位置から閉鎖位置へ移動させて、内側ジョー１２２と外側ジョー１２４との間に固定要素を捕捉する。このとき、圧縮されたラッチばね１２８内に蓄積されたエネルギーは放出される。従って、部分組立体内に蓄積されたエネルギー量は固定要素が挿入されたとき、起動機構の結果として減少する。ただし、上の表において指摘したように、エネルギーの一部は残存する。このエネルギーの残存部分は、固定要素に対して仮締付け力を与える。

クランプが閉鎖位置にあるとき、固定要素はその中に固定され、クランプ１０２は仮保持状態にある。この状態において、固定要素は、クランプ１０２から外せないが、クランプ１０２は調節可能な接続を行うのに充分な緩さである。

１つの例では、クランプ１０２は、重力だけでルーズに摺動するのを防止するのに十分な力で摩擦により固定要素と係合する。従って、外科医は、固定フレームを操作したり、あるいは固定要素上でクランプ組立体１００を所望の位置へ摺動又は回転したりすることができる。線ばね１３２は固定要素を把持するためにジョー１２２、１２４を付勢するので、組立体１００は、ばたつかず、重力だけで移動することは無く、外科医が操作する必要がある。

外科医が固定フレーム又はクランプ組立体１００を所望の位置に配置したら、それ以上の調節及びそれ以上の移動を防止するためにクランプ組立体を完全にロックすることができる。これは、ナット１１２を締めることによって行われる。ナット１１２をポスト１１０に対して締めると、ロッドクランプ１０４及びピンクランプ１０２が圧縮し始める。ロッド用部分組立体及びピン用部分組立体の線ばね１３２のばね定数は、サドル組立体１０６のばねワッシャ３１０より小さいので、ナット１１２を締めると、まず線ばねがたわむ。ナット１１２を締めると、内側ジョー１２２と外側ジョー１２４は、相互に近づいて、線ばね１３２を圧縮し、外側ジョー及び内側ジョーが実質的に剛体になるまで固定要素に対するジョー１２２、１２４の摩擦把持力を増大させる。ジョーが実質的に剛体になるのは、外側ジョー１２４が固定要素及びラッチ１２６に対して圧迫されるときである。ナット１１２をさらに締めると、サドル組立体１０６の高いばね定数を持つばねワッシャ３１０を圧縮するより高い力を生じる。ばねワッシャが圧縮されると、サドルベース３０４、３０６と内側ジョー１２２、２５０の嵌合ひだは、係合して又は機械的に干渉して、サドル組立体１０６に対するクランプの回動を排除又は減少させる。同時に、２つのサドルベース３０４、３０６の向かい合う嵌合ひだは、係合して又は機械的に干渉して、ポスト１１０の回りでのサドルベース３０４、３０６の相対的回転を排除又は減少させ、それによって、ピン用部分組立体１０２とロッド用部分組立体１０４の相互に対する回転位置を固定させる。この状態において、クランプ組立体１００は、完全ロック位置にある。固定フレーム組立体の分解は、ナット１１２を緩めて、組立体を仮保持位置へ戻し、ラッチ１２６を後へ引っ張って上側ジョー１２４を回動させ固定要素を解放することによって行うことができる。

この実施形態において、保持機構全体は、ロック機構から完全に独立して作動する。すなわち、仮締付けにおいて含まれる全てのエネルギーは、固定要素の完全ロック又は完全締付けに使用されたばねエネルギーから独立した別個のものである。さらに、図から明らかなように、起動機構を駆動し固定要素を捕捉するばね力は、ポスト方向に沿ってではなく、ポスト方向を横切る方向に作用する。これに対して、ロック機構を駆動するばね力は、全てポスト方向に平行な方向に作用する。従って、ピンクランプ１０４、サドル組立体１０６及びロッドクランプ１０２の各々は、相互に独立して作用し、他の助けなしで要望どおりに作動できる。

組立体１００のいくつかの実施形態は医療用の使い捨て装置であることが想定されるが、組立体１００の利点の１つは、別のロッド又はピンを解放し受容する能力である。例えば、ラッチを引っ張ると、ピン用部分組立体又はロッド用部分組立体に保持された固定バーを解放するだけでなく、別のピン又は固定ロッドを受容するために組立体を開放状態にする。このことは、外科医又は他の医療専門家が、複数のロッド及び複数のピンを用いて外部固定システムを構成する場合、特に有益となる。医療専門家が固定システムの構成を修正しようとする場合、クランプを引っ張ってバー又はピンを解放し、その後さらにクランプを操作することなく別のバー又はピンを締め付けることによって、簡単に構成を修正することができる。その後、上述のようにロック部分組立体を用いて、組立体１００をロックすることができる。図にはコイルばね、ばねワッシャ及び線ばねを含めて様々なタイプのばねとして示すが、付勢部材を、他のタイプの付勢部材としてもよい。

１つの形態において、本開示は、少なくとも１つの固定要素を解放することなく保持する能力を有する外部固定クランプに関するものであり、固定要素を通過させる開口があらゆる点で固定要素の最大断面における固定要素の幅より大きい幅を持つ状態において、クランプへの挿入が行われる。

別の形態において、本開示は、少なくとも１つの固定要素を解放することなく保持する能力を有する外部固定クランプに関するものであり、固定要素を挿入する行為が起動事象となり、それによって、クランプ内に蓄積されたエネルギーが放出され、その一部は残留して、固定要素に対して仮締付け力を与える。

別の形態において、本開示は、少なくとも固定要素を解放せずに保持する能力を有する外部固定クランプに関するものであり、保持機構はクランプ機構とは別個である。

別の形態において、本開示は、少なくとも１つの固定要素を解放することなく保持する能力を有する外部固定クランプに関するものであり、クランプ要素を固定要素から取り外すと、クランプ要素はそれ以上の調節なしに別の固定要素を受け入れる準備が整う。

別の形態において、本開示は、少なくとも１つの固定要素を解放することなく保持する能力を有する外部固定クランプに関するものであり、クランプを締める程度の関数である可変量の運動抵抗を生成する能力を有し、調節量は、クランプ要素の締付け量の変化を除いてクランプに加えられる全ての外部作用に関して変動しない。

別の形態において、本開示は、少なくとも１つの固定要素を解放することなく保持する能力を有する外部固定クランプに関するものであり、固定要素が挿入されるとクランプ内の蓄積エネルギーが小さくなる。

別の形態において、本開示は、少なくとも１つの固定要素を解放することなく保持する能力を有する外部固定クランプに関するものであり、複数の円筒形サイズを個別に収容でき、ジョー要素の相対的位置は不変のままである。

別の形態において、本開示は、少なくとも１つの固定要素を解放することなく保持する能力を有する外部固定クランプに関するものであり、クランプの自然状態（最小限の蓄積エネルギーを持つ状態）は閉鎖状態である。

別の形態において、本開示は、少なくとも１つの固定要素を解放することなく保持する能力を有する外部固定クランプに関するものであり、そのクランプ要素は本質的に複数の球面区分にある締付け界面（tightening interface）を有する。

別の形態において、本開示は、固定要素を受容するための外部固定クランプに関する。固定クランプは、内側ジョーと、固定要素を捕捉するように内側ジョーと協働するように配設された外側ジョーとを含むジョー部分組立体を備える。内側ジョーと外側ジョーは、固定要素を内側ジョーと外側ジョーとの間に配置できるようにする開放位置と、内側ジョーと外側ジョーとの間からの固定要素の取外しを制限する閉鎖位置との間で移動可能である。ジョー部分組立体は、内側ジョー及び外側ジョーと協働してジョーを閉鎖位置に固定するラッチ組立体も含む。ラッチ組立体は、ラッチと、ラッチばねとを備え、ラッチばねは、内側ジョーと外側ジョーが開放位置にあるときの第１のより高い蓄積エネルギーレベルと、内側ジョーと外側ジョーが閉鎖位置にあるときの第２のより低い蓄積エネルギーレベルとを有する。

１つの形態において、ラッチは、上側ジョーと下側ジョーとの対の一方に対して線形に並進するように構成され、蓄積エネルギーの変化は、ラッチの線形並進時にコイルばねを圧縮する結果として生じる。

別の形態において、本開示は、固定要素を受容するための外部固定クランプに関する。固定クランプは、第１サイズを有する第１固定要素用の第１着座部を有し且つ第１サイズとは異なる第２サイズを有する第２固定要素用の第２着座部を有する内側ジョーを含む。また、固定クランプは、第１サイズの第１固定要素用の第３着座部と第２サイズの第２固定要素用の第４着座部とを有する外側ジョーを含む。

別の形態において、本開示は、固定要素を受容するための外部固定クランプに関する。固定クランプは、内側ジョーと、固定要素を捕捉するように内側ジョーと協働するように配設された外側ジョーとを含む。内側ジョーと外側ジョーは、固定要素を内側ジョーと外側ジョーとの間に配置できるようにする開放位置と、内側ジョーと外側ジョーとの間からの固定要素の取外しを制限する閉鎖位置との間で移動可能である。また、クランプは、第１ジョーと第２ジョーとの間に配置され、第１ジョーと第２ジョーを開放位置へ付勢するように構成された付勢要素も含む。

図面の他の形態は、ばねに作用する力が挿入プロセスではなく撃鉄起こしのプロセスによって生じること、及び挿入前に存在したクランプ組立体内の蓄積エネルギーが挿入後に最終的に小さくなることを実証するためのものである。これも、先行技術から離脱しており、既述のように、これはクランプ要素をラッチ要素から切り離すので、クランプ組立体を一貫してより操作しやすいものにする。

Claims (17)

1. 固定要素を受容するための外部固定クランプにおいて、
   内側把持部と該内側把持部とは反対側の内側後部を備える内側ジョーと、
   外側把持部と該外側把持部とは反対側の外側後部を備え、前記内側及び外側ジョーの前記内側及び外側把持部が固定要素を捕捉するように協働するように配設された外側ジョーであって、前記内側ジョーと外側ジョーが、前記内側ジョーと外側ジョーとの間に前記固定要素を配置できるようにする開放位置と、前記内側ジョーと外側ジョーとの間からの前記固定要素の取外しを制限する閉鎖位置との間で移動可能である、外側ジョーと、
   前記内側ジョー及び外側ジョーと協働して前記ジョーを閉鎖位置に固定するラッチ組立体であって、該ラッチ組立体が、ラッチとラッチ付勢部材とを備え、該ラッチは、バーで接続された第１及び第２側部を備え、該バーは、前記内側及び外側ジョーの前記内側及び外側後部間に配置され、前記第１側部は、前記内側及び外側ジョーのそれぞれの第１側部と連携し、前記第２側部は、前記内側及び外側ジョーのそれぞれの第２側部と連携し、前記ラッチが前記内側ジョーと外側ジョーとの一方に対して線形に並進するように構成され、前記ラッチ付勢部材が、前記内側ジョーと外側ジョーが前記開放位置にあるときの第１のより高い蓄積エネルギーレベルと、前記内側ジョーと外側ジョーが前記閉鎖位置にあるときの第２のより低い蓄積エネルギーレベルとを有する、ラッチと、
   を備える、外部固定クランプ。
2. 蓄積エネルギーの変化が、前記ラッチの前記線形並進中に前記ラッチ付勢部材を圧縮解除する結果生じる、請求項１に記載の外部固定クランプ。
3. 前記内側ジョーを前記外側ジョーから離すように付勢するジョー付勢部材を更に備える、請求項１に記載の外部固定クランプ。
4. 前記ジョー付勢部材が、前記内側ジョーと外側ジョーとの間に配置され、線ばねである、請求項３に記載の外部固定クランプ。
5. 前記内側ジョーが、第１サイズを有する第１固定要素用の第１着座部と、前記第１サイズとは異なる第２サイズを有する第２固定要素用の第２着座部とを備える、請求項１に記載の外部固定クランプ。
6. 前記外側ジョーが、前記第１サイズの前記第１固定要素用の第３着座部と、前記第２サイズの前記第２固定要素用の第４着座部とを備える、請求項５に記載の外部固定クランプ。
7. 前記内側ジョーと外側ジョーを開放位置に付勢する付勢要素を更に備える、請求項１に記載の外部固定クランプ。
8. 予荷重を与えられたばね要素を有するサドル組立体を更に備える、請求項１に記載の外部固定クランプ。
9. 前記内側ジョーと外側ジョーの一方と選択的に係合するサドルベースを更に備え、前記サドルベースが、前記サドルベースを隣接する構成要素から選択的に離間するように構成されたたわみ性部分を備える、請求項１に記載の外部固定クランプ。
10. 前記ラッチの前記第１及び第２側部が、前記バーによって接続された第１壁部及び第２壁部を備える、請求項１に記載の外部固定クランプ。
11. 前記第１着座部と前記第３着座部の一方が横断溝である、請求項６に記載の外部固定クランプ。
12. 前記内側ジョーが突出部を含み、前記外側ジョーが前記突出部を受容するトラックを含む、請求項１に記載の外部固定クランプ。
13. 前記内側ジョーと外側ジョーの一方が、前記内側ジョーと外側ジョーとの間に導入された固定要素が係合するように配置された突出ロードピン要素を備える、請求項１０に記載の外部固定クランプ。
14. 前記突出ロードピン要素が、ベースと突出部とを備え、前記突出部が、外側ジョーにおいて前記固定要素を受容する形状及び大きさとされる受容区分を形成する、請求項１３に記載の外部固定クランプ。
15. 前記内側ジョーと外側ジョーの他方が切欠き又は溝を備え、前記切欠きまたは溝を通過して前記突出ロードピン要素が受容される、請求項１３に記載の外部固定クランプ。
16. 請求項３に記載の外部固定クランプにおいて、
    前記ジョー付勢部材が、前記内側ジョーと外側ジョーとの間に配置され、前記内側ジョーと外側ジョーを前記開放位置へ付勢するように構成された、
    外部固定クランプ。
17. 前記ジョー付勢部材が、前記外側ジョーを前記開放位置へ付勢する前記外側ジョーの突出タブに対して負荷を与えるように配置される、請求項１６に記載の外部固定クランプ。

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