具有可偏转锁止件的锁止紧固件的制作方法

文档序号:19417807发布日期:2019-12-14 01:06阅读:181来源:国知局
具有可偏转锁止件的锁止紧固件的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年3月2日提交的美国专利申请序列号no.15/447,570的优先权和权益,美国专利申请序列号no.15/447,570的申请是2016年4月15日提交的美国专利申请序列号no.15/099,763的部分延续申请,美国专利申请序列号no.15/099,763要求2015年4月17日提交的美国临时专利申请序列号no.62/148,846和2015年7月16日提交的美国临时专利申请序列号no.62/193,437的优先权和权益。特此通过引用将这些申请全文并入。

本公开的领域总体上涉及紧固件,更具体地涉及用于直径可调节的螺纹紧固件的锁止机构。



背景技术:

紧固件通常包括用于确保紧固件元件不会随时间推移而松动从而可能使所连接的元件松动或分离的机构。这些机构的示例包括螺孔插入件和拧紧时会变形的螺纹牙型。紧固件配件如锁止垫圈、开口销和锁止线材也常与紧固件一起使用,以防止紧固件元件松动。可以将诸如环氧树脂之类的粘合剂材料施加到紧固件螺纹以固定(stake)紧固件元件,从而防止紧固件元件松动。常规的紧固件机构、附件和粘合材料可能不适于某些应用场合,例如高温环境或具有经受振动的结构的应用场合。

通常,这些常规的机构、附件和粘合剂材料对于它们的期望目的而言是令人满意的。但是,在本领域中仍然需要改进的紧固件。本公开提供了针对这种需求的解决方案。



技术实现要素:

在一方面,提供了一种用于紧固件的锁止机构。该锁止机构包括锁止螺母。另外,锁止机构包括锁止构件,该锁止构件可释放地联接到锁止螺母以与其一起旋转。锁止构件包括具有径向延伸的止动构件的环形本体。此外锁止机构包括锁止垫圈,该锁止垫圈具有围绕锁止垫圈的外周轴向地延伸的壁。轴向地延伸的壁限定内腔,该内腔用于将锁止构件的环形本体的一部分接纳在其中。轴向地延伸的壁还包括在其中限定的多个径向地延伸的凹口,该凹口构造成接纳径向地延伸的止动构件。

在另一方面,提供了一种直径可调节的紧固件组件。直径可调节的紧固件组件包括螺纹构件,该螺纹构件限定纵向轴线并且包括本体部分和形成在本体部分中的至少一个防旋转特征结构。直径可调节的紧固件组件还包括可径向膨胀的衬套,该可径向膨胀的衬套可滑动地联接到螺纹构件的周围。此外,直径可调节的紧固件组件包括构造成与螺纹构件螺纹地接合的锁止螺母。锁止螺母包括外周面,该外周面包括限定在其中的轴向地延伸的槽。此外,直径可调节的紧固件组件包括可释放地联接到锁止螺母的锁止构件。该锁止构件包括环形本体和联接到环形本体的轴向地延伸的弹性/弹簧指形件。轴向地延伸的弹性指形件包括自由端,该自由端相对于环形本体径向向内延伸。环形本体包括径向地延伸的止动构件。另外,直径可调节的紧固件组件包括锁止垫圈,该锁止垫圈包括围绕所述锁止垫圈的外周轴向地延伸的壁。该轴向地延伸的壁限定用于将锁止构件的环形本体的一部分接纳在其中的内腔,并且包括限定在其中的多个径向地延伸的凹口。多个径向地延伸的凹口中的每个径向地延伸的凹口构造成接纳径向地延伸的止动构件。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时,本公开的这些特征、方面和优点以及其它的特征、方面和优点将变得更好理解,在所有附图中,相同或相似的附图标记表示相同或相似的零件,其中:

图1是根据本公开所构成的紧固件装置的分解透视图,示出了紧固件装置的螺母构件、锁止构件、垫圈构件和螺栓构件;

图2是图1的紧固件装置的透视图,示出了处于组装构型中的紧固件装置;

图3是图1的螺栓构件的透视图,示出了螺栓构件的细长本体、螺纹部段和止挡(banking)特征结构;

图4是图1的螺母构件的透视图,示出了螺母构件的螺孔、环形凹部、六角形凹部和示例性轴向槽;

图5是图1的锁止构件的透视图,示出了锁止构件的可变形本体、直立的弹性指形件和齿;

图6是图1的垫圈构件的透视图,示出了垫圈构件的中心孔口和止挡部分、周向唇缘以及相对于周向唇缘径向向内定向的径向齿;

图7是图1的紧固件的透视图,示出了处于锁止位置的紧固件和紧固件锁止机构;

图8是图1的紧固件的透视图,示出了处于释放或拧紧位置的紧固件和紧固件锁止机构;

图9是根据本公开所构成的紧固件装置的另一实施例的分解透视图,示出了包括根据本公开的锁止机构的骨固定系统。

图10是图9的螺栓构件的透视图,示出螺栓构件的杆和郁金香形/喇叭口形(tulip)头部;

图11是图9的垫圈构件的透视图,示出了垫圈构件的中心杆部;

图12-14是用于本文描述的紧固件的螺母构件和锁止构件的实施例的透视图,示出了弹性构件的凸部和在螺母构件的轴向槽内限定的相应的凸部插口;

图15是直径可调节的紧固件组件的分解透视图;

图16是图15所示的直径可调节的紧固件组件的处于第一定向上的截面透视图,包括与锁止构件接合并相对于螺纹构件旋转固定的锁止垫圈;

图17是图15所示的直径可调节的紧固件组件的处于第二定向上的截面透视图,包括与锁止垫圈分离的锁止构件;

图18是图15所示的直径可调节的紧固件组件的螺纹构件的透视图;

图19是图18所示的螺纹构件的侧视图;

图20是图15所示的直径可调节的紧固件组件的锁止垫圈的透视图;

图21是图20所示的锁止垫圈的俯视图;

图22是图15所示的直径可调节的紧固件组件的锁止螺母的透视图;

图23是图22所示的锁止螺母的通过线23-23截取的剖视图;

图24是图15所示的直径可调节的紧固件组件的锁止构件的透视图;

图25是图24所示的锁止构件的底视图;

图26是替代的直径可调节的紧固件组件的分解透视图;

图27是图26所示的直径可调节的紧固件组件的螺纹构件的透视图;

图28是图27所示的螺纹构件的侧视图;

图29是另一替代的直径可调节的紧固件组件的分解透视图;

图30是图29所示的直径可调节的紧固件组件的螺纹构件的透视图;以及

图31是图30所示的螺纹构件的侧视图。

除非以其它方式指出,否则本文提供的附图旨在示出本公开的实施例的特征。这些特征被认为可适用于包括本公开的一个或更多实施例的各种系统中。因此,附图并非旨在包括本领域的普通技术人员为了实践本文中公开的实施例而需要了解的所有常规特征结构。

具体实施方式

在下文的说明书和权利要求书中,将提及多个术语,这些术语将被定义为具有以下含义。

单数形式“一”、“一个”和“该/所述”(“a”,“an”,和“the”)包括多个指代对象,除非在上下文中清楚地另有所指。

“任选的”或“任选地”意味着随后描述的事件或情形可以发生,也可以不发生,并且该描述包括发生该事件的情况和不发生该事件的情况。

如文中在说明书和权利要求书全文所用的近似语可以适用于修饰任何能够准许改变而不会引起它所涉及的基本功能的变化的量化表示。因此,由一个或多个术语如“约”、“大约”和“大致”所修饰的值并不局限于所指定的精确值。在至少一些情形中,近似语可以对应于用于测量该值的仪器的精度。在本文中并在整个说明书和权利要求书中,范围的限制均可被组合和/或互换;这些范围被指定并且包括其中包含的所有子范围,除非上下文或语言另行指出。

在本文中使用的相对描述符如向上、向下、左、右、上、下、长、高、宽、厚等均参照附图,而不旨在起限制作用。另外,所说明的实施例可以理解为提供某些实施例的不同细节的示例性特征,因此,可以将这些说明的特征结构、部件、模块、元件和/或各方面以其它方式组合、互连、排序、分离、互换、定位和/或重新排列而不会实质性地脱离所公开的紧固件组件。另外,部件的形状和尺寸也是示例性的,并且可以进行更改而不会实质性地影响或限制所公开的技术。

本发明针对于一种紧固件锁止机构,其包括:细长形螺栓构件,该细长形螺栓构件具有带止挡特征结构的螺纹部段;垫圈构件,该垫圈构件具有带径向面向内的接合齿的周向壁和与螺栓构件的止挡特征结构互补的止挡部;锁止构件,该锁止构件具有环形本体,该环形本体具有直立的弹性指形件和设置在该环形本体的径向外表面上的齿;和螺母构件,该螺母构件具有周向平坦部和与螺栓构件的螺纹部段对应的螺孔,该周向平坦部具有轴向槽。螺栓构件的止挡特征结构与垫圈构件的止挡部配合,以将垫圈构件相对于螺栓构件在旋转上固定。锁止构件的弹性指形件与螺母构件的轴向槽配合,以将锁止构件相对于螺母构件在旋转上固定。锁止构件的齿可相对于螺栓构件径向移位,以与垫圈构件的接合齿相接合以及脱离接合。在径向外侧位置,锁止构件的齿与垫圈构件的接合齿相互啮合,以将锁止构件和螺母构件相对于垫圈构件在旋转上固定。在径向内侧位置,锁止构件的齿可相对于垫圈构件旋转,使得锁止构件和螺母构件可相对于垫圈构件和螺栓构件旋转。

根据某些实施例,螺栓构件可包括平坦部。该平坦部可以沿着螺栓构件的长度轴向地延伸。螺栓构件的止挡特征结构可以包括该平坦部。该平坦部可以在径向上邻近螺栓构件的螺纹部段。该平坦部可以是第一平坦部,并且螺栓构件可以包括一个或多个第二平坦部。止挡特征结构可以包括第一平坦部和第二平坦部两者。第二平坦部可以沿着螺栓构件轴向地延伸。第二平坦部可以设置在螺栓构件的与第一平坦部直径地相对的一侧。螺纹部段可围绕螺栓构件周向地延伸,并将第一平坦部与第二平坦部联接。

还可以设想,根据某些实施例,垫圈构件可具有以垫圈构件的轴向厚度间隔开的相对的轴向表面。周向壁可从外周从垫圈构件的表面轴向地延伸。接合齿可设置在周壁的径向内表面上。接合齿可从周向壁径向向内延伸。中心孔口可在垫圈构件的轴向表面之间贯穿垫圈构件的厚度延伸。中心孔口可以包括与螺栓构件的止挡特征结构互补的止挡部。例如,一个或多个平坦部段可以界定该中心孔口。平坦部段可以与螺栓构件的止挡特征结构对应。中心孔口可包括界定中心孔口的一个或多个弓形部段。该弓形部段可对应于螺栓构件的一个或多个螺纹部段。中心孔口可包括平坦部段和弓形部段,并且在平坦部段和弓形部段的相交处可设置有应力减小特征结构。

在某些实施例中,锁止构件可包括具有自由端和固定端的弹性指形件。该自由端可以设置在该固定端的径向内侧。固定端可以连接到锁止构件的环形本体。齿和弹性指形件可以周向地彼此对准。锁止构件的环形本体可以具有圆形、椭圆形、正方形、长方形或任何适当形状的轴向剖面形状。环形本体可以是可变形的,例如响应于在弹性指形件的固定端和自由端之间的位置处施加在弹性指形件上的向内的力而变得更圆(或更椭圆)。弹性指形件可以是第一弹性指形件,并且锁止构件可以包括第二弹性指形件,第二弹性指形件在环形本体的与第一弹性指形件相对的一侧连接到所述环形本体。

根据某些实施例,锁止构件可以具有第一齿和第二齿,其各自都从锁止构件的环形本体径向向外延伸。第一齿和第二齿可以在周向上彼此相邻。第一和第二齿也可以与弹性片周向地对准。第一齿和第二齿可以设置在锁止构件的环形本体的相对侧,使得第一齿和第二齿都沿彼此相反的方向径向地延伸。第二齿可以与锁止构件的第二弹性指形件周向地对准。还可以设想,一个以上的周向相邻的齿可以与第一弹性指形件对准,并且一个以上的周向相邻的齿可以与第二弹性指形件对准。

根据某些实施例,还可以设想到螺母构件可以具有环形凹部。环形凹部的直径可以小于锁止构件的环形本体的直径。螺母构件可以具有带有多个面的外周。螺母构件的多个面可形成围绕螺母构件延伸的六角形外周。螺母构件的一个或多个面可具有轴向槽。轴向槽可在环形凹部和螺母构件的与螺母构件的环形凹部相对的端部之间延伸。可以设想的是,螺母构件可以具有带有轴向槽的面,这些轴向槽设置在直径上彼此相对的面上。

在一方面,螺栓构件的螺纹部段和止挡特征结构、垫圈构件的中心孔口和接合齿、锁止构件的齿和弹性指形件以及螺母构件的轴向槽可以配合作为锁止机构。锁止机构可具有锁止位置,在该锁止位置中环形本体促动锁止构件的齿径向向外,使得该齿与垫圈构件的接合齿相互啮合,从而将锁止构件相对于垫圈构件在旋转上固定并防止螺母构件从螺栓构件松动。锁止机构可具有拧紧或释放位置,在该拧紧或释放位置中锁止构件的环形本体促动锁止构件的齿径向向内,从而使锁止构件和螺母构件可相对于垫圈构件和螺栓构件旋转。可以设想的是,锁止构件可以具有正常情况下促动锁止构件的齿径向向外的弹性预加载,并且施加在锁止构件的弹性指形件上的力可以促动锁止构件的齿径向向内而移动以将锁止机构从锁止位置重新配置到拧紧或释放位置。

在另一方面,一种脊柱固定系统包括如上所述的紧固件锁止机构和杆。该杆位于螺栓构件中,并位于垫圈构件下方。可以设想的是,将螺母构件拧紧会在垫圈构件上施加力,继而将杆推靠在螺栓构件上。

在某些实施例中,螺栓构件可具有联接到茎部区段的一端的头部部分。该头部部分可以相对于茎部部分固定。接头可介设于头部部分与茎部部分之间,从而头部部分可相对于茎部部分移动。头部部分可相对于茎部部分枢转,例如在锥形运动包络线中枢转。头部部分可具有第一螺纹部段,而茎部部分可具有第二螺纹部段。第一螺纹部段可以是与由螺母构件的孔所限定的内螺纹部段相对应的外螺纹部段。第二螺纹部段可以在与头部构件相邻的一端和茎部部分的与头部部分相对的一端之间逐渐变细。可以设想的是,第二螺纹部段可以具有适于将螺栓构件安置在骨结构(诸如椎弓根)上的螺纹。

根据某些实施例,螺栓构件可包括郁金香形头部。郁金香形头部可具有穿过其中延伸的狭槽,用于使杆就位。该槽可居中设置并跨螺栓构件的顶部延伸。该槽可横向布置并跨螺栓构件的一侧延伸。瓣部可限定在槽的相对两侧。瓣部可具有在其上限定的螺栓构件的止挡特征结构。瓣部可具有在其上限定的螺栓构件的螺纹部段。在一个设想的示例性实施例中,每个瓣部具有在其上限定的螺纹部段和止挡特征结构两部分。

根据某些实施例,还可以设想的是垫圈构件可以包括中心杆部。中心杆部可以延伸穿过垫圈构件的中心孔口并且将中心孔口分成第一部分和第二部分。螺栓构件的郁金香形头部的一个瓣部可延伸穿过中心孔口的第一部分,而螺栓构件郁金香形头部的另一个瓣部可以延伸穿过中心孔口的第二部分。中心杆部可从垫圈构件的止挡部延伸,使得当中心杆部与郁金香形头部的槽就位时,垫圈构件相对于郁金香形头部在旋转上固定。可以设想的是,中心杆部可以就位在郁金香形头部的槽中、覆在所述杆的上面、并且可以设置在螺母构件、锁止构件和螺栓构件的茎部之间。

应当理解的是,本技术可以以多种方式被实施和利用为包括但不限于用于现在已知和今后开发的应用的过程、设备、系统、装置以及方法。根据以下描述和附图,本文公开的技术的这些和其它独特的特征将变得更加显而易见。

本公开克服了与螺纹紧固件(包括直径可调节的紧固件)相关联的许多现有技术问题。一般而言,螺纹紧固件用于各种应用中以固定地连接两个或更多个部件,这些应用例如但不限于外科植入物、工业应用、航空航天应用和建筑应用。除其它特征和益处之外,所公开的紧固装置和系统可提供以下各项中的一者或多者:快速和容易的安装和/或移除、抗振的固定紧密度和/或用于盲紧固应用/单边紧固应用的单端进入。根据以下结合附图对某些优选实施例的详细描述,本文所描述的技术的优点和其它特征对于本领域的普通技术人员将变得更加显而易见。附图阐述了本公开的代表性实施例,并且其中相同或相似的附图标记表示相同或相似的结构元件。

图1示出了总体上由附图标记100表示的紧固件,其具有根据本公开所构成的锁止机构。紧固件装置100通常包括细长形的螺栓构件110、垫圈构件120、锁止构件130和螺母构件140。螺栓构件110具有螺纹部段114。螺纹部段114包括对应于设置在螺母构件140上的内螺纹的外螺纹。螺栓构件110、垫圈构件120、锁止构件130和螺母构件140中的一者或多者可包括塑料、金属、它们的组合或任何其它合适的材料。

参考图2,垫圈构件120围绕螺纹部段114就位,使得垫圈构件120相对于螺栓构件110在旋转上固定并且可轴向地移位。锁止构件130围绕螺栓构件110的螺纹部段114并且抵靠垫圈构件120的轴向表面就位。螺母构件140具有与螺纹部段114上的外螺纹螺纹地接合的内螺纹,并且沿着螺栓构件110轴向地设置,使得螺母构件140抵靠垫圈构件120就位。锁止构件130围绕螺纹区段114就位并且轴向地介设在垫圈构件120与螺母构件140之间。

参考图3,示出了示例性螺栓构件110。螺栓构件110限定紧固件轴线“a”,并且在所示的示例性实施例中包括头部部分112,该头部部分112设置在与螺纹部段114相反的一端上。螺纹部段114具有止挡特征结构116,在所示的示例性实施例中,该止挡特征结构包括第一纵向延伸的平坦部116a和相对的第二纵向延伸的平坦部116b。应当理解和意识到的是,在本公开的范围内,其它止挡特征结构几何形状也是可以的,例如单个平坦部分、凹口、沟槽、凸部、凹部、突起、槽和/或其组合。在公开号为2014/0308089a1的美国专利申请中示出和描述了这种特征结构的示例,其全部内容通过引用结合于此。

参考图4,示出了螺母构件140。螺母构件140包括具有内螺纹的孔142、环形凹部144、一个或多个开槽周向面146以及一个或多个连续面147。孔142在螺母构件140的轴向相对的面之间延伸。环形凹部144围绕孔142并邻近螺母构件140的工具接合面周向地延伸。一个或多个开槽周向面146和一个或多个连续面147限定工具接合面,该工具接合面在环形凹部144和螺母构件140的轴向面之间轴向地延伸,所述轴向面与环形凹部144相对并且周向地围绕螺母构件140。该工具接合面可对应于一个或多个普通工具,例如扳手或套筒,并且在所示的示例性实施例中限定六边形外周。这允许使用普通的手动工具拧紧或松开螺母构件140而无需使用专用工具。

一个或多个开槽周向面146限定轴向槽148。轴向槽148沿着开槽周向面146在环形凹部144和螺母构件140的与环形凹部144相对的轴向面之间轴向地延伸,并且具有与弹性指形件134(在图5中示出)和弹性指形件136(在图5中示出)的宽度对应的周向宽度。这使得螺母构件140能够与弹性指形件134的预加载相配合,以使得当轴向槽148围绕紧固件轴线“a”(在图3中示出)旋转对准时弹性指形件134卡入轴向槽148中。如本领域技术人员根据本公开所能理解的那样,将弹性指形件134卡入轴向槽148中使得将锁止构件130相对于螺母构件140在旋转上固定。

在图4所示的示例性实施例中,轴向槽148是第一轴向槽,并且螺母构件140包括第二轴向槽149。第二轴向槽149设置在螺母构件140的在直径上的相对侧(即轴线“a”的与第一轴向槽148相对的一侧),并设置在与开槽周向面146基本上平行的开槽面上。如本领域技术人员根据本公开所能理解的那样,螺母构件140可以具有一个、两个或多于两个的轴向槽。螺母构件140上的轴向槽的数量和周向位置可以与锁止构件130的相对应。尽管在所示的示例性实施例中示出了两个轴向槽,但是应当理解和认识到,螺母构件140可以具有一个轴向槽或两个以上的轴向槽,取决于预期的应用。

参考图5,示出了锁止构件130。锁止构件130包括可变形的环形本体132。在所示的示例性实施例中,环形本体132具有环形形状。可以设想的是,环形本体132可以呈圆形、椭圆形(oval)、椭圆体(ellipsoid)或任何其它合适的形状,并且由诸如弹性体或弹簧钢的弹性材料构成。响应于一个或多个弹性指形件134施加在其上的径向力,环形本体132可以或多或少呈圆形,取决于施加在环形本体132上的径向力的大小和锁止构件130的弹簧常数/弹性常数。

弹性指形件134从环形本体132直立并且在固定端134a与自由端134b之间延伸。固定端134a连接到环形本体132。弹性指形件134从固定端134a径向向内延伸,使得自由端134b设置在固定端134a的径向内侧。在所示的示例性实施例中,弹性指形件134是第一弹性指形件,并且锁止构件130包括第二弹性指形件136。第二弹性指形件136类似于第一弹性片134,并且附加地连接到环形本体132,使得第二弹性指形件136在锁止构件130的与第一弹性指形件134直径地相对的一侧处面向第一弹性指形件134。

齿138设置在锁止构件130的径向外表面上,并且相对于弹性指形件134周向对准。齿138包括与垫圈构件120(在图4中示出)的锁止面和滑动面对应的锁止面138b和滑动面138a。这允许工具如工具10(在图8中示出)可滑动地接合弹性指形件134,从而使齿138相对于垫圈构件120的接合齿126径向移位。在所示的示例性实施例中,齿138是多个齿中的一个,并且第二齿139设置在环形本体132的在直径上相对的一侧、并与第二弹性指形件136周向相邻。第一齿138和/或第二齿139可以各自都是围绕环形本体132的径向外表面布置的多个周向相邻齿中的一个,用于将锁止构件130相对于垫圈构件120(在图6中示出)在旋转上固定。

参考图6,示出了垫圈构件120。垫圈构件120具有在第一轴向面129与对向的第二轴向面123之间延伸的中心孔121。第一轴向面129以垫圈构件120的轴向厚度t与第二轴向面123隔开。中心孔121由与螺栓构件110的止挡特征结构116(在图3中示出)互补的多个止挡部段界定。在所示的示例性实施例中,多个止挡部段包括通过一对弓形部段联接的一对平坦部和多个应力减小特征结构。在这方面,中心孔121包括界定中心孔121的第一平坦部124a和第二平坦部124b。第一弓形部段124c在第一平坦部124a与第二平坦部124b之间延伸。第二弓形部段124d面向第一弓形部段124c,并且在第一平坦部124a和第二平坦部124b的相对端之间延伸。应力减小特征结构125被限定在中心孔121的拐角处,各个平坦部和弓形部段在该拐角处彼此相交。应当认识到,在本公开的范围内可以设想其它止挡部段。

周向壁127从第一轴向面129围绕垫圈构件120的外周轴向地延伸。周向壁127具有多个接合齿126。接合齿126围绕周向壁127的径向内表面分布并从周向壁127径向向内并且朝向中心孔121延伸。在所示的示例性实施例中,接合齿126包括相对于周壁127基本上正交的锁止面126a和相对于周壁127倾斜的滑动面126b。

参考图7和8,示出了处于组装构造的紧固件100。图7示出了紧固件100,其中锁止机构102处于锁止位置。图8示出了紧固件100,其中锁止机构102处于拧紧或释放位置。在图7所示的锁止位置,垫圈构件120、锁止构件130和螺母构件140各自相对于螺栓构件110既在轴向上固定,又在旋转上固定。在图8所示的拧紧或释放位置,锁止构件130和螺母构件140两者都相对于螺栓构件110自由旋转。应当认识到,螺母构件140相对于螺栓构件110的旋转使螺母构件140相对于螺栓构件110轴向移位,从而允许垫圈构件120和锁止构件130相对于螺栓构件110的相应轴向移位。

如图7所示,当锁止机构102处于锁止位置时,弹性指形件134的固定端134a呈现出锁止位置径向偏移p1。在锁止位置径向偏移p1下,可变形的环形本体132在对应于弹性指形件134的周向位置处被径向向外促动。在对应于弹性指形件134的位置处径向向外促动环形本体132进而促动锁止构件130的齿138抵靠在垫圈构件120的接合齿126上。因此,在锁止构件的齿的一个或多个锁止表面138a与接合齿126的对应锁止表面126a对准并以共平面布置而重叠的周向布置下,锁止构件130变成相对于垫圈构件120在旋转上固定。

如图7中还示出的,当锁止机构102处于锁止位置时,弹性指形件134的自由端134b在轴向槽148内就位。弹性指形件134的自由端134b在轴向槽148中就位将锁止构件130与螺母构件140在旋转上固定。将锁止构件130相对于螺母构件140在旋转上固定致使锁止构件130与螺母构件140一起旋转。因此,当锁止构件130的齿138抵靠垫圈构件120的接合齿126就位时,锁止构件130变成相对于垫圈构件120在旋转上固定。应该认识到,由于垫圈构件120相对于互补的止挡构件和每个止挡构件的止挡部在旋转上固定,所以锁止构件130的齿138抵靠接合齿126就位也将螺母构件140相对于螺栓构件110在旋转上固定。

参考图8,示出了紧固件100,其中锁止机构102处于拧紧或释放位置。通过将工具安置在紧固件100的端部之上,锁止机构102从锁止位置(在图7中示出)移动到所示的拧紧或释放位置。在这方面,工具10包括围绕工具10的内凹部周向地延伸的指形件接触表面12。当通过使工具10相对于紧固件100轴向移位而将工具10安置在螺母构件140之上时,接触表面12接触弹性指形件134并在弹性指形件134的固定端134a和自由端134b之间的位置处在弹性指形件上施加相对于其倾斜地定向的接触力f。接触力f促动弹性指形件134相对于紧固件轴线“a”径向向内,从而使环形本体132变形,使得弹性指形件134的固定端134a呈现出解锁或拧紧的径向偏移p2。

解锁或拧紧的径向偏移p2小于锁止的径向偏移p1。将弹性指形件134的固定端134a从锁止的径向偏移p1移动到解锁或释放的径向偏移p2致使齿138的锁止面138b滑过接合齿126的锁止面。这使锁止构件130的齿138与垫圈构件120的接合齿126分离,从而允许锁止构件130和螺母构件140相对于垫圈构件120和螺栓构件110旋转。应该认识到,工具10可以围绕紧固件轴线“a”顺时针或逆时针旋转以使螺母构件140沿着紧固件轴线“a”在任一方向上轴向地移位,从而酌情拧紧螺母构件140或松开螺母构件140。因此,当将诸如常规套筒扳手的工具施加到螺母构件140时,锁止构件130径向向内偏转,使得锁止构件130的齿脱离垫圈构件120的齿,从而允许锁止构件130和螺母构件140相对于垫圈构件120和螺栓构件110旋转。

现在参照图9,具有根据本公开所构成的锁止机构的紧固件的另一实施例总体上由附图标记200表示。紧固件200类似于紧固件100,并且通常包括细长的螺栓构件210、垫圈构件220、锁止构件230和螺母构件240。螺母构件240类似于螺母构件140(在图6中示出)。锁止构件230类似于锁止构件130(在图5中示出)。

参考图10,螺栓构件210类似于螺栓构件110,并且另外构造为用于将杆204联接至骨的固定系统,例如,脊椎椎弓根螺钉杆系统。螺栓构件210包括郁金香形头部211和细长茎部/长形茎部212。细长茎部212包括第二螺纹部段217,第二螺纹部段217从邻近郁金香形头部211的一端到与郁金香形头部211相对的一端逐渐变细,从而便于细长茎部212插入到骨结构如椎弓根中。

郁金香形头部211包括具有第一尖头214a和相对的第二尖头214b的横向槽213。郁金香形头部211具有带止挡特征结构216的第一螺纹部段215。第一螺纹部段215具有与在螺母构件240(在图9中示出)的中心孔内限定的内螺纹对应的外螺纹。止挡特征结构216与垫圈构件220(在图11中示出)的止挡特征结构互补,使得垫圈构件220相对于郁金香形头部211在旋转上固定并且可轴向移位。止挡特征结构216被横向槽213分开,由此允许杆204可在其中就位并延伸穿过其中,从而允许杆204相对于郁金香形头部211在旋转上固定并且可轴向地移位。

现在参考图11,示出了垫圈构件220。垫圈构件220类似于垫圈构件120,并且另外包括中心杆部227。中心杆部227设置在垫圈构件中心孔口225内,并且在垫圈构件止挡部224的第一平坦部224a和第二平坦部224b之间延伸。在这方面,中心杆部227跨越中心孔口225,从而允许力从螺母构件240(在图9中示出)在包括中心杆部227的力流动路径中向杆204(在图10中示出)传递。应当认识到,中心杆部227在横向槽213的相对的两侧之间延伸,以在郁金香形头部的止挡特征结构的在直径上相对的平坦部上产生两个分立的轴向孔口。

参照图9-11,第一尖头214a(在图10中示出)和第二尖头214b上的平坦部构造成与垫圈构件220的相应的第一平坦内表面224a或第二内表面224b配合。这使得当将喇叭口形头部211的第一尖头214a和第二尖头214b插入到由中心杆部227界定的分立的轴向孔洞中时,垫圈构件220相对于郁金香形头部211在旋转上固定。这允许垫圈构件220沿着郁金香形头部211的尖头轴向地移动,以将杆204在垫圈构件220、锁止构件230和郁金香形头部211之间固定在横向槽213内。在将杆204放置在横向槽213内之后,将垫圈构件220插入穿过郁金香形头部211的尖头,并且中心杆部227响应于螺母构件240的向下的轴向位移而在横向槽213内轴向向下移位以抵靠该杆204。

本领域技术人员将容易地认识到,由于螺母构件240和垫圈构件220与螺母构件140和垫圈构件120基本相似,因此可以使用诸如扳手或套筒的普通工具通过顺时针或逆时针旋转螺母构件240来将杆204拧紧到紧固件100上或将杆204从紧固件100上移除。传统的骨固定系统往往需要显著的扭矩以便将杆锁定到紧固件上或将杆从紧固件移除。例如,在常规的外部骨固定系统和/或内部骨固定系统如脊柱椎弓根螺钉杆系统中就是这种情况。然而,本领域技术人员将容易地认识到,与传统的脊柱椎弓根螺钉杆系统相比,本发明的实施例降低了所需的扭矩。

参考图12-14,示出了根据另一实施例的螺母构件340和锁止构件330。参考图12,示出了螺母构件340。螺母构件340类似于螺母构件140(在图6中示出),并且另外包括阶梯状轴向槽348。阶梯状轴向槽348具有第一台阶348a和第二台阶348b。第一台阶348a穿过环形沟槽344并轴向地延伸到第二台阶348b。第二台阶348b设置在第一台阶348a的径向内侧。弓形升起面348c径向向外延伸并轴向地面向。

参照图13,示出了锁止构件330。锁止构件330类似于锁止构件130(在图5中示出),并且另外包括加强的可变形环形本体332、加强的第一弹性指形件334a和加强的第二弹性指形件334b。如本文中所使用的,加强意味着使环形本体332、第一弹性指形件334a和/或第二弹性指形件334b变形需要比环形本体132、第一弹性指形件134和/或第二弹性指形件136(均在图5中示出)更大的力。例如,这可以通过相对于图5所示的实施例中所示的对应元件而加厚相应的元件来实现。

第一弹性指形件334a和第二弹性指形件334均包括突起347(出于清楚的原因在图13中仅示出了一个)。突起347对应于阶梯状轴向槽348的第二台阶348b(在图12中示出),并且在所示的示例性实施例中具有轮廓与弓形升起面348(在图12中示出)互补的弓形唇缘,使得弓形升起348c在第二台阶348b(在图12中示出)中就位。这允许锁止构件330抵靠340就位并且在安装在螺栓构件上之前保持组装构型(在图14中示出),从而简化了紧固元件并防止了安装过程出错。

图15是直径可调节的紧固件组件400的分解透视图。图16是处于第一取向402上的直径可调节的紧固件组件400的截面透视图,示出了与锁止构件406接合并且相对于螺纹构件408在旋转上固定的锁止垫圈404。图17是处于第二取向410上的直径可调节的紧固件组件400的截面透视图,示出了锁止构件406与锁止垫圈404脱离。在该示例性实施例中,直径可调节的紧固件组件400是可调节衬套紧固件,该可调节衬套紧固件通过径向可膨胀/径向可膨胀衬套24的径向膨胀而操作。可替代地,直径可调节的紧固件组件400是任何类型的直径可调节的紧固件组件,例如但不限于压缩或夹紧型紧固件组件。

在该示例性实施例中,径向可调节衬套24围绕螺纹构件408定位在邻近头部部分414的止推环22与靠近螺纹构件408的螺纹部分420的止推环22之间。止推垫圈26定位在头部部分414与止推环22之间。衬套24包括定位在外环30之间的多个内环32。如本领域中已知的,内环32具有相对的圆锥楔形表面。外环30具有圆柱形外表面和与内环32的圆锥楔形表面对应的内部的相对的圆锥楔形表面。外环30在其相对端与内环32接合。内环32和外环30分别由延伸穿过每个环的壁的槽分裂,其中该槽相对于所述环轴向地延伸。衬套24的轴向端部由内环32的半个部段(半段)44形成,以便于提供衬套24的平坦端部。可替代地,衬套24的端部可以由外环30的半段形成,或者衬套24的一端可以由内环32的半段形成且另一端由外环30的半段形成。应该认识到,外环30和内环32的圆锥楔形表面的几何形状可以变化,包括截面形状。改变外环30和内环32的截面形状有利于将外环30和内环32构造成以预定方式膨胀,例如但不限于使内环32比外环30更多和/或更早地膨胀。

在该示例性实施例中,直径可调节的紧固件组件400包括锁止垫圈404、锁止构件406、螺纹构件408和锁止螺母412。图18是螺纹构件408的透视图,图19是螺纹构件408的侧视图。螺纹构件408包括头部部分414、从头部部分414轴向地延伸的细长/长形本体部分416以及至少一个防旋转特征结构418。可替代地,螺纹构件408可以没有头部部分414。例如但不限于,螺纹构件408可以是杆、螺栓、螺钉或使直径可调节的紧固件组件400能够如本文所述起作用的任何其它螺纹构件。

在该示例性实施例中,防旋转特征结构418包括形成在本体部分416的螺纹部分420中的一对相对的纵向延伸区段。可以设想的是,防旋转特征418包括例如但不限于平坦部、凹口、沟槽和/或使螺纹构件408能够如本文所述起作用的任何其它特征结构。本体部分416具有限定螺纹构件408的尺寸的直径“d”。在该示例性实施例中,防旋转特征结构418包括一对彼此平行且间隔开宽度“w”的平坦部分。宽度“w”小于直径“d”。所述防旋转特征结构418的尺寸和形状基本上相等,并且从螺纹构件408的端部422沿着本体部分416的螺纹部分420延伸预定长度“l”。可以设想的是,防旋转特征418可以沿着本体部分416延伸任何长度“l”,直到并且包括延伸到头部部分414。在如图18所示的示例性实施例中,头部部分414是六角形的头部。可替代地,头部部分414具有任何形状或形式,例如但不限于花键头、平头、内六角沉头/内六角圆柱头/内六角头/沉头(socketcaphead)、郁金香形头部和盘头,其使得直径可调节的紧固件组件400能够如本文所述起作用。

图20是锁止垫圈404的透视图,图21是锁止垫圈404的俯视图。在该示例性实施例中,锁止垫圈404构造成可滑动地联接到防旋转特征结构418,以沿着螺纹构件408轴向移动。防旋转特征结构418便于相对于螺纹构件408在旋转上固定锁止垫圈404。锁止垫圈404包括轴向孔口424,该轴向孔口424延伸穿过锁止垫圈404。轴向孔口424尺寸设计成便于将锁止垫圈404自由地滑动到螺纹构件408的本体部分416上。这样,轴向孔口424具有略大于本体部分416的直径“d”的直径“dw1”。轴向孔口424还包括防旋转结构426,该防旋转结构426构造成与螺纹构件408的防旋转特征结构418接合。可以设想的是,防旋转结构426包括例如但不限于指形件、构件、平坦部、凹口、沟槽和/或构造成接合防旋转特征结构418的任何其它部件。在该示例性实施例中,防旋转结构426包括一对相对的平坦内表面,其尺寸和形状设计成对应于本体部分416的一对相对的纵向延伸的防旋转特征结构418。防旋转特征结构418与锁止垫圈404的防旋转结构426可滑动地联接,以在本体部分416插入轴向孔口424中时在旋转上固定锁止垫圈404。这样,锁止垫圈404在轴向上沿着本体部分416自由移动。

锁止垫圈404还包括中心部分428,该中心部分428围绕轴向孔口424并且构造成以面到面接触的方式接触锁止螺母412(在图23中示出)的底面443(在图23中示出)。周向壁430从中心部分428围绕锁止垫圈404的周边轴向向上延伸。周向壁430具有径向内表面432,其限定锁止垫圈404的内腔直径“dw2”。内腔直径“dw2”尺寸确定为将锁止构件406(在图24中示出)的环形本体460(在图24中示出)接纳在其中。周向壁430具有在周向壁430的径向内表面432中限定出的多个凹口434或锁止齿。在该示例性实施例中,每个凹口434由滑动面436、固定面438和径向内表面432限定,并且构造成分别对应于锁止构件406的相应齿464(在图25中示出)的滑动面484(在图25中示出)和固定面486(在图25中示出)。特别地,固定面438基本上正交于径向内表面432,并且构造成以面到面接触的方式接触齿464的固定面486。滑动面436形成为相对于径向内表面432倾斜,该滑动面436构造成以面到面接触的方式接触齿464的滑动面484。

在该示例性实施例中,锁止垫圈404由金属制成,例如但不限于钢、铝、钛或超合金。可替代地,锁止垫圈404由使直径可调节的紧固件组件400能够如本文所述起作用的任何材料制成,例如但不限于复合材料、树脂、纤维增强树脂、塑料和纤维增强塑料。

图22是锁止螺母412的透视图,图23是沿着线23-23(在图22中示出)截取的锁止螺母412的剖视图。在该示例性实施例中,锁止螺母412包括头部部分440和从头部部分440沿着纵向轴线“a”轴向地延伸的肩部442。内螺纹部分444延伸穿过锁止螺母412并围绕纵向轴线“a”形成。头部部分440包括一个或多个开槽的周向面446和一个或多个连续的面448。开槽的周向面446和连续的面448组合限定工具接合面,该工具接合面在锁止螺母412的肩部442和与肩部442相对的顶面450之间大致轴向地延伸。工具接合面构造成六边形的布置,但是可以设想其它构型。工具接合面对应于一个或多个工具,例如但不限于扳手和/或套筒。因此,工具接合面便于使用普通的手动工具拧紧和/或松开锁止螺母412,而无需使用专用工具。

在该示例性实施例中,每个开槽的周向面446限定轴向槽452。每个轴向槽452从锁止螺母412的顶面450沿着开槽的周向面446大体上轴向地延伸,并且具有周向宽度454,该周向宽度的尺寸设置成接纳锁止构件406(在图24中示出)的弹性指形件462(在图24中示出)。这便于当轴向槽452与弹性指形件462对准时相对于锁止螺母412在旋转上固定锁止构件406。特别地,弹性指形件462卡入轴向槽452中以便于将锁止构件406联接到锁止螺母412。轴向槽452的顶部部分456朝向纵向轴线“a”向内渐缩预定的距离458,以限定出一个壁架,该壁架接纳弹性指形件462的耳部482。这便于将锁止构件406围绕纵向轴线“a”保持在锁止螺母412上。

在该示例性实施例中,锁止螺母412包括两个轴向槽452,两个轴向槽452设置于在直径上相对的开槽周向面446上,即设置于彼此大致平行并且关于纵向轴线“a”大体上彼此对称定位的开槽周向面446上。在替代实施例中,锁止螺母412包括少于两个或多于两个的轴向槽452,使得例如相应的轴向槽452相对于锁止构件406的相应弹性指形件462周向地定位。

在该示例性实施例中,锁止螺母412由金属——例如但不限于钢、铝、钛或超合金——制成。或者,锁止螺母412由使直径可调节的紧固件组件400能够如本文所述起作用的任何材料制成,例如但不限于:复合材料、树脂、纤维增强树脂、塑料和纤维增强塑料。

图24是锁止构件406的透视图,图25是锁止构件406的底视图。在该示例性实施例中,锁止构件406包括环状的环形本体460,该环形本体460具有从环形本体460大体上轴向向上延伸的一个或多个弹性指形件462。环形本体460包括设置在环形本体460的外表面466上的一个或多个径向延伸的齿464(广义而言为止动构件)。在该示例性实施例中,环形本体460是具有预定壁厚468的大体椭圆形的环,该预定壁厚468当与内长轴长度470组合时便于装配在锁止垫圈404(在图21中示出)的内腔直径“dw2”(在图21中示出)内。环形本体460也具有预定的内部短轴长度472,该长度对应于锁止螺母412(在图23中示出)的肩部部分442(在图23中示出)的直径“dn”(在图23中示出),以便于将锁止构件406联接到锁止螺母412。在该示例性实施例中,内部长轴长度470大于内部短轴长度472。环形本体460的高度474也略短于锁止螺母412的肩部部分442的高度476(在图23中示出),使得当肩部部分442对锁止垫圈404施加轴向力时,锁止构件406保持能够偏转或挠曲,如文中进一步描述。在该示例性实施例中,环形本体460是可偏转的,使得响应于由一个或多个弹性指形件462施加在其上的径向力,环形本体460径向偏转,从而基于施加在环形本体460上的径向力的大小而变得或多或少呈圆形。

可以设想的是,环形本体460可以具有椭圆形以外的形状,例如但不限于,环形本体460可以呈圆形、椭圆体或任何其它合适的形状。在该示例性实施例中,环形本体460由诸如弹簧钢的弹性金属材料制成。或者,环形本体460由使锁止构件406能够如本文所述起作用的任何弹性材料制成,例如但不限于弹性复合材料、树脂、纤维增强树脂、塑料和纤维增强塑料。

在该示例性实施例中,每个弹性指形件462从环形本体460从固定端478到自由端480轴向向上延伸。固定端478联接到环形本体460。自由端480径向向内延伸并限定耳部482。耳部482径向向内延伸,使得当联接到锁止螺母412时,耳部482在轴向槽452(在图23中示出)的顶部部分456(在图23中示出)上方延伸,以便于将锁止构件406保持在锁止螺母412上。在一个实施例中,自由端480向内弯曲以形成耳部482。可替代地,自由端480弯曲和/或径向向内倾斜以限定耳部482,或者以使得锁止构件406能够如本文所述起作用的任何方式径向向内延伸。在该示例性实施例中,每个弹性指形件462形成为基本上相同。虽然锁止构件406被描述为具有两个弹性指形件462,但是在替代实施例中,锁止构件406包括少于两个或多于两个弹性指形件462,使得例如相应的弹性指形件462相对于锁止螺母412的相应轴向槽452周向定位。

如上所述,在环形本体460的外表面466上设置有一个或多个径向延伸的齿464(或止动构件)。特别地,在该示例性实施例中,在环形本体460上设置有三组相邻的径向延伸的齿464,每组相对于相应的弹性指形件462大体上周向对齐。每个齿464包括滑动面484和固定面486。滑动面484和固定面486的尺寸和形状设计成分别对应于锁止垫圈404的凹口434(在图21中示出)的滑动面436(在图21中示出)和固定面438(在图21中示出)。在该示例性实施例中,径向延伸的齿464构造成有助于防止影响锁止螺母412相对于锁止垫圈404的松动的旋转,例如沿逆时针方向的旋转。可替代地,径向延伸的齿464构造成有助于防止锁止螺母412沿顺时针方向或沿逆时针方向和顺时针方向两者旋转。尽管描述了锁止构件406具有在每个弹性指形件462附近形成的三个径向延伸的齿464,但是在替代实施例中,锁止构件406包括少于三个或多于三个的齿464。

在操作中,参考图16,在第一取向402上,锁止垫圈404、锁止构件406和锁止螺母412相对于螺纹构件408在轴向上和在旋转上固定。在图17所示的第二取向410上,锁止构件406和锁止螺母412相对于螺纹构件408在旋转上是自由的。锁止螺母412相对于螺纹构件408的旋转使锁止螺母412和锁止构件406相对于螺纹构件408轴向移位,从而有助于调节直径可调节的紧固件组件400的直径。特别地,锁止螺母412使锁止垫圈404相对于螺纹构件408轴向地移位,使得锁止垫圈404对靠近螺纹构件408的螺纹部分420的止推环22施加轴向(或压缩)力。在螺纹构件408的相对端,止推垫圈26抵靠第二止推环22就位。锁止螺母412的继续旋转有助于压缩衬套24,从而缩短了衬套24的总长度。这样,内环32收缩/缩回且外环30被迫使膨胀/扩张并呈现出增大的直径,从而有助于调节衬套24的外径。

在第一取向402上,螺纹构件408的螺纹部分420插入穿过锁止垫圈404的轴向孔口424,使得防旋转结构426与螺纹构件408的防旋转特征结构418接合,从将锁止垫圈404相对于螺纹构件408在旋转上固定。环形本体460(在图24中示出)的椭圆形状有利于促动径向延伸的齿464——该齿定位成相对于相应的弹性指形件462周向地大致对准——径向向外并与锁止垫圈404的凹口434接触。特别地,径向延伸的齿464的滑动面484和固定面486(在图25中示出)中的一者或多者被促动以分别与凹口434的滑动面436和固定面438(在图23中示出)面到面接触,从而将锁止构件406相对于锁止垫圈404在旋转上固定。

如图16所示,在第一取向402上,弹性指形件462的自由端480在锁止螺母412的轴向槽452的顶部部分456内就位。弹性指形件462的自由端480在轴向槽452的顶部456中就位有助于将锁止构件406与锁止螺母412在旋转上固定。这样,使锁止构件406和锁止螺母412一起旋转。因此,当锁止构件406的一个或多个径向延伸的齿464抵靠锁止垫圈404的一个或多个凹口434就位时,锁止构件406变成相对于锁止垫圈404在旋转上固定,从而使锁止螺母412变得相对于锁止垫圈404和螺纹构件408在旋转上固定。

如上所述,锁止构件406被束缚/约束在锁止螺母412与锁止垫圈404之间,并且具体地,被束缚/约束为围绕锁止螺母412的肩部部分442(在图22中示出)。由于环形本体460的高度474(在图24中示出)比锁止螺母412的肩部部分442的高度476(在图23中示出)小,所以锁止构件406可如本文所述那样偏转或挠曲。

在第二取向410上,每个弹性指形件462径向向内移位,以便于环形本体460(在图24中示出)偏转,以使径向延伸的齿464脱离锁止垫圈404的凹口434。特别地,使弹性指形件462的固定端478(在图24中示出)径向向内移位便于使径向延伸的齿464的滑动面484和固定面486(在图25中示出)中的一者或多者分别脱离与凹口434的滑动面436和固定面438(在图21中示出)的面到面接触,以利于锁止螺母412和锁止构件406相对于锁止垫圈404的旋转。

为了便于使弹性指形件462径向向内移位,如本文所述,工具(未示出)如常规的套筒或扳手联接到锁止螺母412。该工具相对于锁止螺母412轴向移位到其接触弹性指形件462的自由端480。如上所述,自由端480向内弯曲以形成耳部482(在图24中示出)。当工具接触耳部482时,弹性指形件462径向移位,从而便于使环形本体460偏转以使得径向延伸的齿464脱离凹口434。工具可以绕纵向轴线“a”顺时针或逆时针旋转,以使锁止螺母412在沿纵向轴线“a”的任一方向上轴向地移位,从而酌情拧紧锁止螺母412或松开锁止螺母412。因此,当将诸如常规套筒或扳手的工具施加至锁止螺母412时,锁止构件406径向向内偏转,使得锁止构件406的齿464脱离锁止垫圈404的凹口434,从而允许锁止构件406和锁止螺母412相对于锁止垫圈404和螺纹构件408旋转。

图26是替代的直径可调节的紧固件组件500的分解透视图。在该示例性实施例中,直径可调节的紧固件组件500类似于直径可调节的紧固件组件400(在图15中示出),并且包括在螺纹构件502的第一端516附近的第一锁止垫圈504、第一锁止构件506和的第一锁止螺母508。另外,直径可调节的紧固件组件500包括在螺纹构件502的第二端518附近的第二锁止垫圈510、第二锁止构件512和第二锁止螺母514。在该示例性实施例中,直径可调节的紧固件组件500是可调节衬套紧固件类型的直径可调节的夹紧螺栓,其通过径向可膨胀/径向可扩张的衬套24的径向膨胀/扩张来操作。可替代地,直径可调节的紧固件组件500是任何类型的直径可调节的紧固件组件,例如但不限于压缩或夹紧型紧固件组件。

在该示例性实施例中,直径可调节的紧固件组件500的功能基本上类似于直径可调节的紧固件组件400,但是包括代替螺纹构件408(在图15中示出)的头部部分414(在图15中示出)的第二组锁止部件。特别地,第一锁止垫圈504和第二锁止垫圈510基本上类似于锁止垫圈404(在图15中示出)地制造;第一锁止构件506和第二锁止构件512基本上类似于锁止构件406(在图15中示出)地制造;并且第一锁止螺母508和第二锁止螺母514基本上类似于锁止螺母412(在图15中示出)地制造。要注意的是,部件的相对尺寸可以不同;然而,一般功能与直径可调节的紧固件组件400基本上相同。特别地,第一锁止螺母508和第二锁止螺母514的旋转的固定与以上参考图16和17针对直径可调节的紧固件组件400所描述的基本上相同。

图27是螺纹构件502的透视图,图28是螺纹构件502的侧视图。螺纹构件502包括从第一端516轴向地延伸到第二端518的细长/长形本体部分520。螺纹构件502还包括在第一端516处的第一螺纹部分522和在第二端518处的第二螺纹部分。楔形部分526邻近第二端518形成,并且构造成接纳衬套24的一部分(在图26中示出),以便于在直径可调节的紧固件组件500的使用期间压缩衬套24。在第一端516处形成有至少一个第一防旋转特征结构528,并且在第二端518处形成有至少一个第二防旋转特征结构530。

在该示例性实施例中,第一防旋转特征结构528和第二防旋转特征结构530形成为基本上类似于防旋转特征418(在图18中示出),并且包括分别形成在第一螺纹部分522和第二螺纹部分524中的一对相对的纵向延伸的区段。可以设想,防旋转特征结构528和530包括例如但不限于平坦部、凹口、沟槽和/或使螺纹构件502能够如本文所述起作用的任何其它特征结构。在该示例性实施例中,第一防旋转特征结构528包括一对平坦部分,其彼此平行,尺寸和形状基本上相同,并且沿着螺纹部分522的至少一部分延伸。可以设想,防旋转特征结构528可以沿着本体部分520延伸任何长度,直至并且包括延伸到楔形部分526。另外,第二防旋转特征结构530也包括一对平坦部分,其彼此平行,尺寸和形状基本上相同,并且沿着螺纹部分524的至少一部分延伸。可以设想,防旋转特征结构530可以沿着本体部分520延伸任何长度,直至并且包括延伸到楔形部分526。

在该示例性实施例中,如图27所示,螺纹构件502的第一端516包括形成在本体部分520的端面534中的插口532。插口532形成为六角形插口,以便于接纳工具以用于固定螺纹构件502以防止其在锁止螺母508和514中的一个或多个被拧紧和/或松开时旋转。可替代地,插口532是任何形状或形式,例如但不限于花键头部和/或槽,其使得直径可调节的紧固件组件500能够如本文所述地作用。

图29是替代的直径可调节的紧固件组件600的分解透视图。在该示例性实施例中,直径可调节的紧固件组件600类似于直径可调节的紧固件组件400(在图15中示出),并且包括螺纹构件602、衬套24、锁止垫圈604、锁止构件606和锁止螺母608。在该示例性实施例中,直径可调节的紧固件组件600是可调节衬套紧固件类型的直径可调节的单边螺栓/盲孔螺栓(blindbolt),其通过径向可膨胀的衬套24的径向膨胀而动作。直径可调节的紧固件组件600是任何类型的直径可调节的紧固件组件,例如但不限于压缩或夹紧型紧固件组件。

在该示例性实施例中,直径可调节的紧固件组件600的功能基本上类似于直径可调节的紧固件组件400,但是包括平滑的头部部分610而不是螺纹构件408(在图15中示出)的六角形头部部分414(在图15中示出)。特别地,锁止垫圈604与锁止垫圈404(在图15中示出)基本上相似地制造,锁止构件606与锁止构件406(在图15中示出)基本上相似地制造,并且锁止螺母608与锁止螺母412(在图15中示出)基本上相似地制造。这样,锁止螺母608的旋转的固定与上面参考图16和17针对直径可调节的紧固件组件400所描述的基本上相同。

图30是螺纹构件602的透视图,图31是螺纹构件602的侧视图。在该示例性实施例中,螺纹构件602包括光滑的头部部分610、从头部部分610轴向地延伸的细长/长形本体部分612以及至少一个防旋转特征结构614。防旋转特征结构614基本上类似于防旋转特征结构418(在图18中示出)地形成,并且包括形成在本体部分612的螺纹部分616中的一对相对的纵向延伸区段。可以设想,防旋转部件614包括例如但不限于平坦部、凹口、沟槽和/或使螺纹构件602能够如本文所述起作用的任何其它特征结构。本体部分612具有限定螺纹构件602的尺寸的直径618。防旋转特征结构614包括彼此平行并且间隔开小于直径618的宽度620的一对平坦部分。防旋转特征结构614的尺寸和形状基本上相同,并且从螺纹构件602的一端622沿着本体部分612的螺纹部分616的至少一部分延伸预定长度624。可以设想,防旋转特征结构614可以沿着本体部分612延伸任何长度624,直到并且包括延伸到头部部分610。

在该示例性实施例中,如图29所示,头部部分610是曲面的或倒圆的头部,其宽度基本上类似于衬套24的宽度或直径。可替代地,头部部分610是使得直径可调节的紧固件组件600能够如本文所述起作用的任何形状或形式。头部部分610包括楔形部分626,楔形部分626构造成接纳衬套24(在图29中示出)的一部分,以在直径可调节的紧固件组件600的使用期间便于衬套24的压缩。

在该示例性实施例中,如图30所示,螺纹构件602的端部622包括形成在本体部分612中的插口628。插口628形成为六角形插口,以便于接纳工具以用于固定螺纹构件602以防止其在锁止螺母608被拧紧和/或松开时旋转。可替代地,插口628为例如但不限于花键头部和/或槽的任何形状或形式,其使得直径可调节的紧固件组件600能够如本文所述起作用。

根据以下详细描述,本公开的其它方面和优点对于本领域技术人员将变得显而易见,其中,仅通过说明为了实施本公开而设想的最佳模式而仅示出和描述了本公开的示例性实施例。如将认识到的,本公开能够具有其它和不同的实施例,并且其若干细节能够在各种明显的方面被修改,所有这些都不脱离本公开。因此,附图和描述本质上应被认为是说明性的而不是限制性的。

本文所述的紧固装置技术在工业和其它用途中的应用没有限制。特别有利的应用将涉及在马达或移动的设备附近的使用,在这些应用中振动可能会导致传统紧固件的松动,例如在汽车应用、航空航天应用、石油和天然气以及制造机械中。本紧固装置技术还非常适合于医疗应用,例如将椎弓根螺钉附接到脊柱杆上的应用、附接脊柱板和骨折板的应用、固定人工关节(比方说臀部和膝盖)的应用、在整形外科的和颌面的外固定器系统中的应用等。特别地,本领域技术人员将容易认识到,本文描述的紧固装置技术的实施例可以承受高温应用,例如,它们可以耐受与由制造它们的材料一样高的温度,并且容易施用、取下和重复使用。另外,可以设想的是,螺母构件在螺栓构件上的拧紧可以是盲的/单边的。例如,代替头部部分,在螺栓构件上限定的平面可以在拧紧期间被保持或以其它方式固定。

另外,本文描述的一些实施例提供了直径可调节的锁止和抗振紧固件组件。例如,如本文的实施例中所述,当从相关联的紧固件组件移除工具时,锁止构件上的齿接合相应的锁止垫圈的凹口。当齿接合时,由于锁止垫圈对锁止构件的在旋转上的锁止关系,锁止螺母在旋转上被锁止。当工具施用于锁止螺母时,锁止构件径向向内移位,以使齿与凹口脱离。当齿与锁止垫圈的凹口脱离时,锁止螺母相对于锁止垫圈和配件本体在旋转上是自由的。

上面描述了用于在旋转上锁止(旋转锁止)的直径可调节的紧固件组件的系统和方法的示例性实施例。所述系统和方法不限于本文描述的具体实施例,而是相反,所述系统的部件和/或所述方法的操作可以与本文描述的其它部件和/或操作独立地和分开地使用。此外,所描述的部件和/或操作还可以在其它系统、方法和/或装置中限定或与其它系统、方法和/或装置结合使用,并且不限于仅与本文描述的系统一起实践。

虽然本发明的各种实施例的特定特征可能在一些附图中示出而在其它附图中未示出,但这仅是为了方便。按照本发明的原理,附图的任何特征结构均可以结合任何其它附图的任何特征结构以被引用和/或主张权利。

该书面描述使用示例来公开实施例,包括最佳模式,并且还使任何本领域技术人员能够实践所述实施例,包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何所并入的方法。本公开可取得专利权的范围通过权利要求来限定,并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果此类其它实例具有与权利要求的文字语言并无不同的结构元件,或者它们包括与权利要求的文字语言无实质性区别的等同结构元件,则认为此类其它实例包含在权利要求的保护范围内。

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