(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチステージ係合装置であって、
中心線に沿って移動するように構成された第１コンポーネントと、
前記中心線に沿って移動するように構成され且つ第１傾斜コイルバネにより該第１コンポーネントに連結する第２コンポーネントにして、前記第１傾斜コイルバネが、前記第２コンポーネント上に位置付けた溝及び前記第１コンポーネント上に位置付けた溝により捕捉される第２コンポーネントと、
前記中心線に沿って移動するように構成され且つ第２傾斜コイルバネにより該第２コンポーネントに連結する第３コンポーネントにして、前記第２傾斜コイルバネが、前記第２コンポーネント上に位置付けた溝及び前記第３コンポーネント上に位置付けた溝により捕捉される第３コンポーネントと、
を含み、
第２コンポーネント及び第３コンポーネント間の第１連結釈放に要する第２力が、第１コンポーネント及び第２コンポーネント間の第２連結釈放に要する第１力より小さく、
前記第１連結釈放時に、前記第３コンポーネントが前記第１コンポーネント及び前記第２コンポーネントに対して前記中心線に沿って移動し、
前記第２連結釈放時に、前記第３コンポーネント及び前記第２コンポーネントが前記第１コンポーネントに対して前記中心線に沿って移動するマルチステージ係合装置。
【請求項２】
前記第１コンポーネントの溝が底壁と２つの側壁とを有する請求項１に記載のマルチステージ係合装置。
【請求項３】
前記第２コンポーネントが前記第１コンポーネントの内部に位置付けられる請求項１に記載のマルチステージ係合装置。
【請求項４】
前記第３コンポーネントが前記第２及び第１の各コンポーネントに関して摺動自在である請求項１に記載のマルチステージ係合装置。
【請求項５】
前記第３コンポーネントが、相互取り付けした少なくとも２つの別個のパーツから作製される請求項１に記載のマルチステージ係合装置。
【請求項６】
前記第３コンポーネントが、２つの端部セクションを有し、前記２つの端部セクションが、第２コンポーネントに関する移動中の前記第３コンポーネントの、ストッパとして機能する２つの端部セクションを有する請求項１に記載のマルチステージ係合装置。
【請求項７】
前記第２コンポーネントから前記第３コンポーネントを引き離すに要する力は前記第２コンポーネントから前記第３コンポーネントを押し離すに要する力とは相違する請求項１に記載のマルチステージ係合装置。
【請求項８】
前記第２コンポーネントから前記第３コンポーネントを引き離すに要する力は前記第２コンポーネントから前記第３コンポーネントを押し離すに要する力より大きい請求項７に記載のマルチステージ係合装置。
【請求項９】
前記第２コンポーネントから前記第３コンポーネントを引き離すに要する力は前記第２コンポーネントから前記第３コンポーネントを押し離すに要する力より小さい請求項７に記載のマルチステージ係合装置。
【請求項１０】
マルチステージ係合装置の製造方法であって、
第１傾斜コイルバネにより第１コンポーネントを第２コンポーネントに釈放自在に中心線に沿って連結して第２連結を形成し、当該第２連結を、前記第１コンポーネントまたは前記第２コンポーネントの少なくとも一方に第１力を行使することにより釈放自在とすること、
第２傾斜コイルバネにより前記第２コンポーネントを第３コンポーネントに釈放自在に中心線に沿って連結して第１連結を形成し、当該第１連結を、前記第２コンポーネントまたは前記第３コンポーネントの少なくとも一方に第２力を行使することにより釈放自在とすること、
を含み、
前記第１傾斜コイルバネが、前記第２コンポーネント上に位置付けた溝及び前記第１コンポーネント上に位置付けた溝により捕捉され、
前記第２傾斜コイルバネが、前記第２コンポーネント上に位置付けた溝及び前記第３コンポーネント上に位置付けた溝により捕捉され、
前記第１連結の釈放時に、前記第３コンポーネントが前記第１コンポーネント及び前記第２コンポーネントに対して前記中心線に沿って移動し、
前記第２連結の釈放時に、前記第３コンポーネント及び前記第２コンポーネントが前記第１コンポーネントに対して前記中心線に沿って移動し、
前記第２力は前記第１力より小さい方法。
【請求項１１】
前記第１傾斜コイルバネが軸方向傾斜コイルバネである請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２傾斜コイルバネが軸方向傾斜コイルバネである請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２傾斜コイルバネが、半径方向傾斜コイルバネであり、前記第２傾斜コイルバネを捕捉することにより、前記第２コンポーネントを前記第３コンポーネントに錠止することを更に含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記第３コンポーネントを前記第２コンポーネントに関して摺動させることを更に含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２コンポーネントを前記第１コンポーネント内に配置することを更に含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記第３コンポーネントが、２つの端部セクションを有し、前記２つの端部セクションが、第２コンポーネントに関する移動中の前記第３コンポーネントの、ストッパとして機能する２つの端部セクションを有する請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２コンポーネントから前記第３コンポーネントを引き離すに要する力は前記第２コンポーネントから前記第３コンポーネントを押し離すに要する力とは相違する請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２コンポーネントから前記第３コンポーネントを引き離すに要する力は前記第２コンポーネントから前記第３コンポーネントを押し離すに要する力より大きい請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２コンポーネントから前記第３コンポーネントを引き離すに要する力は前記第２コンポーネントから前記第３コンポーネントを押し離すに要する力より小さい請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は２０１１年１月７日付で提出された仮出願特許第６１／４３０，９１２号及び２０１０年１１月３０日付で提出された仮出願特許第６１，４１８，３３１号の通常の一般出願であり、それら仮出願特許の内容はここに参照することにより本明細書の一部とする。
本発明は一般に、マルチステージ型のラッチ止め、錠止、または保持機構に関し、詳しくは、多重のラッチ止め、錠止及びまたは保持を提供する２つあるいはそれ以上のラッチ止め、錠止または保持ポイントを各備えるマルチステージ型のラッチ止め、錠止、または保持機構のアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
装置内部の各部品を機械的に連結する用途では、それら各部品を連結するジョイントまたはデバイスを、装置にダメージを与えずに切断または離断するよう設計する必要がある。この連結用途の一例には、人工補綴物と、当該補綴物をユーザーの身体に係止させる金属製骨グラフトとの間におけるものがある。人工補綴物に大きな外力が付加されると人工補綴物と骨との間のバイオメカニカルジョイントがダメージを受け得る。従って、人工補綴物の全体または一部は代表的には、身体から分離させ、バイオメカニカルジョイント及びまたは人工補綴物連結骨へのダメージを防止する設計とされる。その他の連結または用途例には分割式の自動車部品、電子装置用ハウジングカバー、おもちゃ、遊園地の乗り物、宇宙空間用の部品またはデバイス等がある。
【０００３】
ある用途では、２つの物体が相対移動し、各物体の相対位置に依存する多数の代替可能な連結力により相互連結し得ることが要求され得る。装置内部で各物体が機械的に連結される別の用途では、各物体間の連結部は装置へのダメージを避けるべく切断または離断する設計とされ得る。上述した各用途例には、人工補綴物と、ユーザーの身体に当該人工補綴物を係止する金属製骨グラフトとの間の連結部、分割式の自動車部品、電子装置用ハウジングカバー、おもちゃ、遊園地の乗り物、宇宙空間用の部品またはデバイス等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】公開番号第２０１０／００２８０７６Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許第４，６７８，２１０号明細書
【特許文献３】米国特許第５，０８２，３９０号明細書
【特許文献４】米国特許第５，４１１，３４８号明細書
【特許文献５】米国特許第５，５４５，８４２号明細書
【特許文献６】米国特許第６，７４９，３５８号明細書
【特許文献７】米国特許第６，８３５，０８４号明細書
【特許文献８】米国特許第７，０７０，４５５号明細書
【特許文献９】米国特許第７，１９５，５２３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多重のラッチ止め、錠止及びまたは保持を提供する２つあるいはそれ以上のラッチ止め、錠止または保持ポイントを各備えるマルチステージ型のラッチ止め、錠止、または保持機構のアセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１様相に従う進行的釈放（プログレッシブリリース）装置は、第１コンポーネント、該第１コンポーネントに第１傾斜コイルバネにより連結する第２コンポーネント、該第２コンポーネントに第２傾斜コイルバネにより連結する第３コンポーネント、を含む。第２及び第３の各コンポーネント間の連結釈放要求力は第１及び第２の各コンポーネント間の連結釈放要求力より小さい。
一例では第１傾斜コイルバネは第２コンポーネント上及び第１コンポーネント上に夫々位置付けた溝により捕捉される。
一例では第２傾斜コイルバネは第２コンポーネント上及び第３コンポーネント上に夫々位置付けた溝により捕捉される。
一例では第２コンポーネントは第１コンポーネントの内部に位置付けられる。
【０００７】
一例では第３コンポーネントは第２及び第１の各コンポーネントに関して摺動自在である。
一例では第３コンポーネントは相互取付けした少なくとも２つの個別部品から作製される。
本発明の他の様相によれば、義肢等の身体部分用の補完または交換デバイスで使用し得る進行的釈放装置が提供される。前記身体部分用の補完または交換デバイスは、バイオメカニカルジョイント位置で身体に連結する構成の第１部品と、身体部分として機能する構成の第２部品とを含む。進行的釈放装置の第１コンポーネントが前記第１部品に連結され、第３コンポーネントが前記第２部品に連結される。進行的釈放装置は、第１力で第１部品及び第２部品を少なくとも部分的に分離させることで、切迫した身体部分損傷の恐れをユーザーに警告する。進行的釈放装置は次いで、第１力より大きい第２力で第１及び第２の各部品を完全に分離させ、かくして前記身体部分の損傷を防止する。
【０００８】
本発明によれば進行的釈放装置の組み立て方法が提供され、本方法には、第１傾斜コイルバネにより第１コンポーネントを第２コンポーネントに釈放自在に連結することが含まれ、当該連結は第１または第２の各コンポーネントの少なくとも一方に付加される第１力により釈放され得る。本方法には、第２傾斜コイルバネにより第２コンポーネントを第３コンポーネントに釈放自在に連結することも含まれ、当該連結は第２または第３の各コンポーネントの少なくとも一方に付加される第２力により釈放され得る。前記第２力は前記第１力よりも小さい。
【０００９】
本発明によれば、マルチステージ係合装置の作製方法が提供され、本方法には、第１傾斜コイルバネにより第１コンポーネントを第２コンポーネントに釈放自在に連結すること、第２傾斜コイルバネにより第２コンポーネントを第３コンポーネントに釈放自在に連結すること、を含み、前記第１及び第２の各コンポーネント間の連結は前記第１または第２の各コンポーネントの少なくとも一方に付加される第１力により釈放され得、前記第２及び第３の各コンポーネント間の連結は第２または第３の各コンポーネントの少なくとも一方に付加される第２力により釈放され得、前記第２力は前記第１力よりも小さい。
【００１０】
前記方法の一例には、第１傾斜コイルバネを捕捉する共通溝にして、第１または第２のコンポーネントに軸力を付加すると第１傾斜コイルバネを捕捉してその短軸を撓ませる共通溝を提供することで、該第１コンポーネントを第２コンポーネントにラッチ止めすることが更に含まれる。
他の前記方法例には、第２傾斜コイルバネを捕捉する共通溝にして、第２または第３のコンポーネントに軸力を付加すると第２傾斜コイルバネを捕捉してその短軸を撓ませる共通溝を提供することで、該第２コンポーネントを第３コンポーネントにラッチ止めすることが更に含まれる。
【００１１】
他の前記方法例には、第２傾斜コイルバネを捕捉し、該第２傾斜コイルバネをその長軸に沿って負荷する共通溝を提供することにより第２コンポーネントを第３コンポーネントに錠止することが更に含まれる。
他の前記方法例には、第３コンポーネントを第２コンポーネントに関して摺動させることが更に含まれる。
他の方法実施例には、第２コンポーネントを第１コンポーネントの内側に配置することが更に含まれる。
【００１２】
本発明の他の様相によれば、マルチステージラッチ止め装置であって、シャフトと、該シャフトを受ける構成の穿孔を有するハウジングと、該ハウジングの穿孔内または前記シャフト上の少なくとも２つの溝と、該溝の何れかに格納される構成の少なくとも１つの傾斜コイルバネにして、前記ハウジングとシャフトとの間における多重的なラッチ連結を提供する傾斜コイルバネと、を含むラッチ止め装置が提供される。
【００１３】
本発明の更に他の様相によれば、２部品のラッチ係合法であって、傾斜コイルバネを受ける構成の少なくとも２つの溝を含む第１部品または第２部品において、第１部品を第２部品の穿孔内に挿入すること、前記傾斜コイルバネを前記溝の一方の内部に位置付けた状態下に前記穿孔内で第１部品を移動させて該第１部品を第１ラッチ位置で第２部品にラッチ係合させること、前記傾斜コイルバネを前記溝の他方の内部に位置付けた状態下に前記穿孔内で第１部品を移動させて該第１部品を前記第２部品にラッチ係合させること、を含むラッチ係合法が提供される。
【００１４】
本発明の更に他の様相によれば、マルチステージ係合装置であって、シャフトと、該シャフトを受ける構成の穿孔を有するハウジングと、該ハウジングの穿孔内またはシャフト上の第１及び第２の溝と、傾斜コイルバネにして、前記シャフトまたはハウジングに第１軸力を付加することで前記第１溝内に位置決め自在であり、前記シャフトまたはハウジングに前記第１軸力より大きい第２軸力を付加することで前記第２溝内に位置決め自在である傾斜コイルバネと、を含む係合装置が提供される。
【００１５】
１装置例では装置は、ハウジングの穿孔内にシャフトを挿入組み込みする以前に傾斜コイルバネを維持する維持用溝を更に含む。
１装置例では、第２溝の側壁の、シャフト中心線に関するテーパが第１溝の側壁におけるそれより大きい。
１装置例では、第１溝及び第２溝の各底壁がシャフト中心線に関する異なる深さを有する。
１装置例ではシャフトが第１製造物品に連結される。
１装置例では第２溝の底壁が第１溝の底壁よりも少なくとも１．５倍長い。
【００１６】
本発明の進行的釈放装置の各実施例は、その１つのみでは所望の属性を有し得ないところの幾つかの特徴部分を有する。以下に、本発明の進行的釈放装置の優れた特徴部分を、付随する請求項に記載の実施例の範囲を限定することなく説明する。本明細書の前記各実施例の特徴部分の種々用途における利益は、特に“発明の詳細な説明”において明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の１実施例に従う進行的釈放装置の略断面図である。
【図２Ａ】バイオメカニカル的人工補綴物での使用状況を示す図１の進行的釈放装置の例示図である。
【図２Ｂ】バイオメカニカル的人工補綴物での使用状況を示す図１の進行的釈放装置の例示図である。
【図３Ａ】バイオメカニカル的人工補綴物での使用状況を示す図１の進行的釈放装置の例示図である。
【図３Ｂ】バイオメカニカル的人工補綴物での使用状況を示す図１の進行的釈放装置の例示図である。
【図４】義足での使用状況を示す進行的釈放装置の例示図である。
【図５Ａ】他の実施例に従う進行的釈放装置の例示図である。
【図５Ｂ】他の実施例に従う進行的釈放装置の例示図である。
【図５Ｃ】他の実施例に従う進行的釈放装置の例示図である。
【図６】他の実施例に従うラッチ止め装置の側方断面図である。
【図７】他の実施例に従うラッチ止め装置の側方断面図である。
【図８】他の実施例に従うラッチ止め装置の側方断面図である。
【図９】他の実施例に従うラッチ止め装置の側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明のコネクタ、システム及び関連方法を図面を参照して説明する。添付図面及び関連説明では装置の特定コンポーネントは一体形成され、その他の特定コンポーネントは個別部品として形成されるが、一体形成物として説明される各コンポーネントは他の実施例では個別部品として形成され得、また個別形成される各部品は一体形成され得るものとする。ここで、「一体」とは、単一ユニットまたはユニットピースを意味し、ユニットピースとは単独形成した単一ピース、例えば、単独形成した型または鋳物を言うものとする。また、ここで“第１”及び“第２”とは異なる部品の区別上のみにおぴて使用され、特に断りのない限り、“第１”及び“第２”は異なる２つのコンポーネントを限定しないものとする。
【００１９】
図１には本発明のシステム及び方法の１実施例に従う装置２０が例示される。本装置は、進行的釈放装置またはマルチステージ的なラッチ止め、錠止または保持用装置２０として参照され得、第１傾斜コイルバネ２６により相互に保持、ラッチ止めまたは錠止された構成を有し得る第１コンポーネント２２及び第２コンポーネント２４を含む。以下に詳しく説明する如く、第１傾斜コイルバネ２６が、第１コンポーネント２２及び第２コンポーネント２４がラッチ止めまたは錠止結合される状態下に第１コンポーネント２２と第２コンポーネント２４との間に位置付けた少なくとも１つの共通溝に係入する。第１傾斜コイルバネ２６は、第１コンポーネント２２及び第２コンポーネント２４が保持連結される状態下に、第１コンポーネント２２または第２コンポーネント２４の何れかに位置付けた少なくとも１つの溝に係入する。本装置は、保持、ラッチ止め、錠止、またはそれらの組み合わせであり得るマルチステージ係合装置として参照され得る。進行的釈放装置２０は、第２傾斜コイルバネ３０により第２コンポーネント２４にラッチ止めまたは錠止連結する第３コンポーネント２８を更に含む。以下に詳しく説明する如く、第２傾斜コイルバネ３０が、第３コンポーネント２８及び第２コンポーネント２４がラッチ止めまたは錠止連結される状態下に、第２コンポーネント２４と第３コンポーネント２８との間に位置付けた少なくとも１つの共通溝に係入する。第２傾斜コイルバネ３０が、第３コンポーネント２８及び第２コンポーネント２４が保持連結される状態下に、第３コンポーネント２８または第２コンポーネント２４の何れかに位置付けた少なくとも１つの溝に係入する。第２コンポーネント２４及び第３コンポーネント２８間の連結は第１連結として理解され得、第１コンポーネント２２及び第２コンポーネント２４間の連結は第２連結として理解され得る。
【００２０】
以下に、第１連結及び第２連結をラッチ連結部として説明するが、その何れかの連結は、所定用途での進行的釈放装置の機能及び能力要件あるいは設定に基づき、保持連結部または錠止連結部であり得る。以下に詳しく説明する如く、第１連結を釈放するに要する力は第２連結を釈放または分離するに要する力よりも小さい。従って、第１コンポーネント２２及びまたは第３コンポーネント２８への付加力を漸増させると第２連結より先に第１連結が分離する。ここで、バネのラッチ止めとは、バネが２つの溝、即ち共通溝間に捕捉されるが、アンラッチが許容される捕捉を含み、バネの錠止とは、バネが２つの溝間に捕捉されるが、アンラッチはバネの破壊により許容される捕捉を含むものとする。
【００２１】
図２Ａを参照するに、第１コンポーネント２２は、中心線ＣＬに沿って第１コンポーネント２２に力Ｆａを行使し得る外部装置（図示せず）に連結され得る。力Ｆａが、第１コンポーネント２２を前記中心線に沿って力Ｆａ方向に移動させる。第３コンポーネント２８は、中心線ＣＬに沿って前記力Ｆａに等しい、Ｆａ未満の、またはＦａ以上の力Ｆｂを行使し得る同一のまたは他の外部装置（図示せず）に連結され得る。力Ｆｂは第３コンポーネント２８を前記中心線ＣＬに沿って移動させる。力Ｆａ及びＦｂは中心線ＣＬに沿って外側方向に相互に逆向きである。従って、力Ｆａ及びＦｂは第３コンポーネント２８及び第１コンポーネント２２を離間させるように作用する。当該状況下において、第１及び第２の両連結には中心線ＣＬに沿った力Ｆａ及びＦｂの合力に等しい正味の力Ｆ１が作用する。当該正味の力Ｆ１は、図２Ｂに示す如く第１コンポーネント２２を固定する仮定条件下に第３コンポーネント２８に作用する単一力として理解され得る。
【００２２】
図３Ａを参照するに、力Ｆａ及びＦｂが中心線ＣＬに沿って相互に対向する状況が示される。従って、力Ｆａ及びＦｂは第３コンポーネント２８及び第１コンポーネント２２を相互に押圧する。この場合、第１及び第２の両連結部には中心線ＣＬに沿った力Ｆａ及びＦｂの合力に等しい正味の力Ｆ２が作用する。当該正味の力Ｆ２は、図３Ｂに示す如く第１コンポーネント２２を固定する仮定条件下に第３コンポーネント２８に作用する単一力として理解され得る。中心線ＣＬに沿った力Ｆａ及びＦｂの各方向が同じである場合の正味の力は、強い方の力Ｆａ及びＦｂの方向と同じ方向の、力Ｆａ及びＦｂと間の差分力となる。従って、進行的釈放装置２０の第１連結及びまたは第２連結に行使される種々の力の効果を説明する目的上、第３コンポーネント２８に作用する全体に中心線ＣＬに沿った正味の力Ｆを、第１コンポーネント２２を固定する仮定条件下において説明する。第１コンポーネント２２を固定する仮定条件下では、第１コンポーネント２２、第２コンポーネント２４及びまたは第３コンポーネント２８に行使される多数の異なる力は、中心線ＣＬに沿って第３コンポーネント２８に作用する単一の正味の力成分Ｆとなり得る。
【００２３】
図１の実施例では第１コンポーネント２２はスリーブであり、開放端部４０、閉鎖端部４２、内壁４４を有する。第１コンポーネント２２は円、楕円、四角、それらの複合または矩形等の断面形状を有し得る。更に、第１コンポーネント２２の開放端部４０及び閉鎖端部４２は何れも開放され、肩部、テーパ付けセクションその他を有し得る。第２コンポーネント２４はカラーであり、外壁４６と、内壁４８を画定する貫通穿孔とを有する。外壁４６の断面形状は、当該外壁及び前記内壁間の相対移動を許容する受け入れ可能な多少の誤差を有する状況下に、第１コンポーネント２２の内壁４４のそれと類似する。また、中心線ＣＬに関する外壁４６のディメンションは、前記中心線ＣＬに関する内壁４４の相当するディメンションより若干小さい。例えば、内壁４４が円筒状である場合、外壁４６の外径は内壁４４の内径より若干小さい。従って、第２コンポーネント２４を第１コンポーネント２２に挿通し、中心線ＣＬに沿って移動させ得る。他の実施例では、２つ以上のラッチ止めまたは錠止位置を有する進行的釈放装置を提供するべく、カラー及びカップリング等の追加部品を組み込み得る。
【００２４】
第３コンポーネント２８は第１セクション５０及び２つの端部セクション５２、５４を有する。組み立てを容易化するために、２つの端部セクション５２、５４の一方を別個に形成し、次いでこれを第１セクション５０に装着し得る。あるいは、またはそれに加え、第２コンポーネント２４を２つ以上の部品から形成し、これら部品を相互に組み立て、次いでこれを第３コンポーネント２８に連結させ得る。第１セクション５０の外壁５６の断面形状は、当該外壁及び第２コンポーネント２４の内壁４８間の相対移動を許容する受け入れ可能な多少の誤差を有する状況下に、第２コンポーネント２４の内壁４８のそれと類似する。例えば、中心線ＣＬに関する外壁５６のディメンションは、前記中心線ＣＬに関する第２コンポーネント２４の内壁４８の相当するディメンションより若干小さい。内壁４８の断面が円形である場合、外壁５６の外径は内壁４８の内径より若干小さい．従って、第３コンポーネント２８を第２コンポーネント２４に挿通し、中心線ＣＬに沿って移動させ得る。他の実施例では潤滑剤またはベアリングを使用して前記移動を容易化させ得る。例えばテフロン（登録商標）製スリーブベアリングを組み込み得る。
【００２５】
第３コンポーネント２８の第１セクション５０の軸方向長さは第２コンポーネント２４のそれよりも長い。更には、端部セクション５２、５４の各外径は内壁４８、即ち穿孔の直径より大きい。従って、第１セクション５０は、端部セクション５２、５４が第２コンポーネント２４の相当する端部表面に衝突するまで、内壁４８の画定する穿孔内で移動自在である。かくして、端部セクション５２、５４は、移動中の第３コンポーネント２８の、第２コンポーネント２４に関するストッパとして機能する。他の実施例では第３コンポーネント２８は第２コンポーネント２４からの完全脱落を防止する端部セクション５４のみを含み得る。当該実施例では第１コンポーネント２２の閉鎖端部４２が第３コンポーネント２８と係合し、かくして第３コンポーネント２８の第１セクション５０の移動制限用ストッパとして機能する。ある実施例では、種々のコンポーネント間の相対移動中に生じ得る衝撃を緩和させるバンパーまたは緩衝材を組み込み得る。
【００２６】
図１〜図４の各実施例では第１コンポーネント２２及び第２コンポーネント２４間の第２連結はラッチ連結部である。第１コンポーネント２２及び第２コンポーネント２４は、ラッチ連結部を提供するための、バネ２６を受ける円周方向の共通溝を有する。当該共通溝は、第１コンポーネント２２の内壁４４の、バネ２６の一部を受ける構成の溝６０と、第２コンポーネント２４の外壁４６の、バネ２６の他の一部を受ける構成の溝６２とにより画定される。図１の実施例ではバネ２６は軸方向傾斜コイルバネである。他の実施例では半径方向傾斜コイルバネを、当該半径方向傾斜コイルバネの負荷力を所望方向に配向させるテーパ付き溝と共に使用し得る。バネ２６は溝６０及び６２内でこれら溝の壁と圧縮状態下に係合し、かくして第２コンポーネント２４を第１コンポーネント２２にラッチ止めする。第２連結のラッチ止め強度は少なくとも部分的には、溝６０、６２、バネ自身の各形状あるいはその両者に依存する。例えば、バネの空間、傾斜角度、バネ用ワイヤの径及び材質を、バネが所望の保持、ラッチ止め及びまたは錠止の各強度を提供するよう調節し得る。溝６０及び６２は環状を有し得、または第１コンポーネント２２及び第２コンポーネント２４の全円周未満において伸延し得る。例えば、溝６０及び６２は第１コンポーネント２２及び第２コンポーネント２４の周囲を部分的に伸延し得る。各溝は種々の溝ジオメトリを有し得、それらジオメトリには、平底壁、テーパ底壁、２つ以上のテーパ面を持つ複合底壁、テーパ側壁または直線的、即ち非テーパ側壁、が含まれ得る。溝ジオメトリは、バネ軸を所定方向に回転させてのアンラッチに際し、バネ軸を撓ませるに要する力を増減させるよう影響し得る。
【００２７】
図１〜図４の各実施例において、第１連結はラッチ連結部である。第３コンポーネント２８及び第２コンポーネント２４はラッチ連結部を提供するための、バネ３０を受ける円周方向共通溝を有する。この共通溝は、第２コンポーネント２４の内壁４８の、バネ３０の一部を受ける形態の溝７０と、第３コンポーネント２８の第１セクション５０の外壁５６の、バネ３０の他の部分を受ける溝７２とにより画定される。図１の実施例ではバネ３０は軸方向傾斜コイルバネである。バネ３０は、溝７０及び７２内でこれら溝７０及び７２の壁と圧縮状態下に係合し、かくして第２コンポーネント２４を第３コンポーネント２８にラッチ止めする。第２連結のラッチ止め強度は少なくとも部分的には溝７０及び７２の形状、バネ形式、またはその両方に依存する。溝７０及び７２は第２コンポーネント２４及び第３コンポーネント２８の全周囲には伸延され得ない。溝７０及び７２は環状または第２コンポーネント２４及び第３コンポーネント２８のの各周囲の一部分のみを伸延し得る。
【００２８】
図２Ｂ及び図３Ｂを参照するに、各溝及び各バネは力Ｆ１が力Ｆ２より強い、弱い、あるいは実質等しくなるよう構成され得る。例えば、進行的釈放装置２０の特定用途では、第２コンポーネント２４から第３コンポーネント２８を引き離すに要する力と考え得るＦ１を、第２コンポーネント２４から第３コンポーネント２８を押し離すに要する力と考え得る力Ｆ２より強くする必要があり得る。この用途では溝７０及び７２は、第２コンポーネント２４から第３コンポーネント２８を引き離す（図２Ｂ）方が、それら溝を押し開く（図３Ｂ）より容易化される形状を有し得る。あるいは２つの共通溝用の各バネを異なる力で分離するようサイズ化し、他方、２つの溝を同一化し得る。更に他の実施例では各溝が異なる溝形態を有し、他方、各バネは同一のままとされ得る。更に他の実施例では第１連結及び第２連結間で各溝及びバネを相違させ得る。
【００２９】
先に議論した如く、２つの部品間の、ラッチ連結部または錠止連結部等の連結部形式は少なくとも各部品における溝形状に依存する。例えば、テーパまたは傾斜側壁を持つ溝は、各側壁のテーパが、共通溝から出てガイドされるバネを持ち上げて徐々に圧縮させ得ることからラッチ連結部を提供し得る。１つまたは２つの垂直側壁（即ち、中心線に直交する）間に平底壁またはテーパ底壁等位置付けた矩形形状を有する溝は錠止連結部を提供し得る。垂直側壁はバネを持ち上げて圧縮させ得ず、従って、共通溝からのバネ外れを、バネを破壊させることなく防止する。しかしながら、錠止形態では十分に強い分離力がバネを変形または損傷させ得、かくして第１コンポーネントと第２コンポーネントとを、または第２コンポーネントと第３コンポーネントとを分離させ得る。従って、ラッチ連結部は再使用自在であるが錠止連結部再使用にはバネ交換を要する。更に、溝の側壁のテーパまたは傾斜はラッチ連結部の強度上の少なくとも１つのファクタである。かくして、傾斜のきつい側壁の溝は傾斜の弱い（比較的少ない）側壁を持つ溝と比較して高強度のラッチ連結部を提供する。傾斜のきつい側壁では第２コンポーネントからの第１コンポーネント分離、または第３コンポーネントからの第２コンポーネント分離に要する分離力が大きくなる。連結及び分離の各力や傾斜負荷及び釈放角度に関するその他情報はここへの引用によりその内容を本明細書の一部とする公開番号第２０１０／００２８０７６Ａ１に記載される。
【００３０】
保持連結部の場合、代表的には一方のコンポーネントのみに傾斜コイルバネ受け用溝が組み込まれる。従って、２つの各部品を連結するとバネの一部が一方の部品の溝内に位置決めされ、バネの他の部分が他方の部品の外側表面に押し付けられる。バネと、溝を持たない部品の外側表面との間の摩擦接触が保持連結部を提供する。従って、保持連結部による連結力は一般に弱く、例えばその分離力は、３つの全形態において同じバネを使用したと仮定した場合、その連結強度が錠止連結部におけるそれよりも弱いラッチ連結部の分離力より小さい。図１〜図４の各実施例では第１連結及び第２連結は、連結部品間のラッチ連結部または錠止連結部を画定する共通溝をベースにして示される。然し乍ら、第１連結及びまたは第２連結は、単一の、しかし非共通の溝を用いる保持連結部でもあり得る。当業者においては、第１連結または第２連結の各々が、進行的釈放装置の特定用途上好ましい連結強度に依存して保持、ラッチ止め、または錠止の各連結部として構成され得ることを容易に認識されよう。傾斜コイルバネを使用しての２つのコンポーネントの連結と、連結形式に関わる溝形状及びバネ特性の効果に関する詳細は、ここへの引用によりその内容を本明細書の一部とする米国特許第４，６７８，２１０号、同５，０８２，３９０号、同５，４１１，３４８号、同５，５４５，８４２号、同６，７４９，３５８号、同６，８３５，０８４号、同７，０７０，４５５号、同７，１９５，５２３号に記載される。
【００３１】
図４には進行的釈放装置２０の用途例が示される。進行的釈放装置２０は人体または動物の身体部分への、バイオメカニカルジョイントを介した義肢９０の連結に使用し得る。義肢９０のユーザーはここでは“ユーザー”として参照する。義肢９０は義脚、義足、義手、義腕あるいはその他の、手足の部分的交換、手足機能の補助、あるいは外部装置への骨連結用の人工構造物であり得る。図４の例では義肢９０は義脚であり、義脚９０として参照され得る。義脚９０は、ユーザーの切断した脚に代替機能する構成を持つ主部材、脚ジョイント、シャフト、または第１下方延長部１００を含む。主部材１００は関節動作するまたは固定した義足１０１に連結され得る。義脚９０は、バイオメカニカルジョイント１０２の一端に連結または一体化した、ベース部材、上方脚ジョイント、上方シャフト、または第２延長部あるいはベース部材１０４をも含む。バイオメカニカルジョイント１０２の反対側端部はユーザーの胴部１０６、例えば上部大腿骨、膝あるいは臀部等に連結または一体化される。バイオメカニカルジョイント１０２は骨グラフト構造１０８により形成され得る。骨グラフト構造１０８は、骨グラフト、骨セメント及びまたはその他の、代表的には骨折接続及びまたは骨成長促進に用いる材料を有するメッシュまたはラティスを含み得る。このメッシュは構造的支持を提供して骨成長を更に促進させる。上述したバイオメカニカルジョイント１０２は、骨または生細胞等の生物部材への人工部材の連結または溶着に使用し得る種々の装置、システム及び方法の一例に過ぎない。当業者には当該目的上多数のその他装置、システム及び方法を使用し得ることを認識されよう。
【００３２】
進行的釈放装置２０は主部材１００をベース部材１０４に連結する。図４に示す如く、主部材１００は第３コンポーネント２８に連結され、ベース部材１０４は第１コンポーネント２２に連結される。ベース部材１０４はユーザーの動作による骨１０６の移動に基づく種々の方向に力を発生する。例えば、ユーザーの歩行またはジャンプによりベース部材１０４に力が行使される。義足１０１もまた、主部材１００に力を行使する。例えば、ユーザーが歩行またはジャンプすると義足１０１に衝撃力が生じ、この衝撃力が主部材１００に移行される。他の実施例ではユーザーは物体の持ち上げまたは主部材１００に力を作用させる運動に際し、義足１０１を用いてそれら作用を安定化及びまたは平均化させる。
【００３３】
バイオメカニカルジョイント１０２は骨１０６を義脚９０に連結するため、上述した全ての力を受ける。以下に詳しく説明する如く、骨１０６の負傷及びまたはバイオメカニカルジョイント１０２の損傷を防止するべく、進行的釈放装置２０はバイオメカニカルジョイント１０２及びまたは骨１０６を２段階において保護する。先ず、進行的釈放装置２０はバイオメカニカルジョイント１０２への作用力が当該バイオメカニカルジョイント１０２または骨１０６を損傷／負傷させる力に近い場合にユーザーに警告する。この警告は、第３コンポーネント２８に作用する正味の力Ｆが第１所定力レベルを超える場合の第１連結の分離を伴う。進行的釈放装置２０は、前記作用力が継続する場合にユーザーの、例えば、バイオメカニカルジョイント１０２または骨１０６の損傷／負傷を防止するための追加手段を有する。図示実施例の装置は、第３コンポーネント２８への作用力が、前記第１所定力レベルより大きいがバイオメカニカルジョイント１０２及びまたは骨１０６を損傷させる力未満の第２所定力レベルを超える場合に第２連結を分離する構成を有する。第１、第２及び第３の各コンポーネント２２、２４、２８は、第１連結及び第２連結の分離に際して相対移動するための所望の分離、ギャップ、余裕または空間が許容される任意数の形態において寸法付け及び構造化され得る。かくして、図４の実施例では第３コンポーネント２８の端部セクション５４と第２コンポーネント２４の端縁部との間には第１連結の分離を許容するギャップを設け得る。進行的釈放装置は少なくとも２つのラッチ止めポイントを有し、かくして、作用力に依存して連続的にラッチ止めするマルチラッチ止め装置として参照され得る。
【００３４】
図４を参照するに、力Ｆが主部材１００に作用する状況が示される。力Ｆは歩行またはジャンプ中の義脚９０と物体との間の衝撃により発生され得る。力Ｆは主部材１００を介し第３コンポーネント２８に移行する。次いで第３コンポーネント２８は前記力をバネ３０、第２コンポーネント２４、バネ２６を介して第１コンポーネント２２に移行させる。第１連結５００の分離に要する力Ｆ２は、第２連結５１０を分離させる力Ｆ１より小さい。また、力Ｆ２は、バイオメカニカルジョイント１０２を損傷させ及びまたは骨１０６を負傷させる力Ｆ３より小さい。力Ｆが力Ｆ１になると第１連結５００が分離するが、第２コンポーネント２４はＦ１＜Ｆ２であるからそのままの状態に維持される。この状況では第３コンポーネント２８は第２コンポーネント２４内で移動自在である。端部セクション５２及び５４が、第２コンポーネント２４からの第３コンポーネント２８の完全分離を防止する。ストッパを構成するところの前記端部セクション５２及び５４により可能とされる範囲での第３コンポーネント２８の自由移動がユーザーへの警告として作用し、かくして第１連結５００を分離させた活動を停止させ、第３コンポーネント２８を第２コンポーネント２４に再連結させる。ユーザーが第１連結の分離を無視するかまたは力Ｆがユーザーに制御されないままＦ２に急増すると、第２連結５１０が分離してバイオメカニカルジョイント１０２への損傷／損傷が防止される。第１連結、第２連結、あるいはその両方が分離すると義脚９０はもはや機能せず、ユーザーは義脚９０を使用するために第１及びまたは第２の各連結部を再確立させる必要がある。
【００３５】
上述した如く、進行的釈放装置２０は２つの部品を相互連結させ得、この進行的釈放装置２０への作用力が増大してこれら２つの部品が完全分離し得る状況を表示する警告として機能する第１釈放または分離機構を提供する。更に、進行的釈放装置２０は、２つの部品の一方または両方への過剰な作用力によるこれら２つの部品の損傷を防止するべく完全分離する第２釈放または分離機構を含む。他の実施例において、可聴アラームまたは可聴信号を組み込み、ユーザーに、例えば第１連結及びまたは第２連結の何れかの分離に際しての過剰な作用力の潜在リスクを更に警告させ得る。
【００３６】
第１コンポーネント２２、第２コンポーネント２４、第３コンポーネント２８は、進行的釈放装置２０の特徴的機能を提供する任意の断面に形状を有し得る。例えば、図５Ａ〜図５Ｃには他の各実施例に従う進行的釈放装置１２０、２２０、３２０が例示される。図５Ａの実施例では進行的釈放装置１２０は第１コンポーネント１２２、第２コンポーネント１２４、第３コンポーネント１２８を有し、これら全てのコンポーネントは円形断面を有する。詳しくは、第１コンポーネント１２２の内壁１４４及び第２コンポーネント１２４の外壁１４６は円形断面を有する。従って、２つのコンポーネントは特定用途上好ましい相対回転を生じる。同様に、第２コンポーネント１２４の内壁１４８と第３コンポーネント１２８の外壁１５６とは円形断面を有する。従って、これら２つのコンポーネントは特定用途上好ましい相対回転を生じる。
【００３７】
図５Ｂの実施例では進行的釈放装置２２０は第１コンポーネント２２２、第２コンポーネント２２４、第３コンポーネント２２８を有し、これらコンポーネントは全て四角形断面を有している。詳しくは、第１コンポーネント２２２の内壁２４４と第２コンポーネント２２４の外壁２４６とは四角形断面を有する。従って、これら２つのコンポーネントは相対回転せず、その特定用途に好適であり得る。第２コンポーネント２４４の内壁２４８及び第３コンポーネント２２８の外壁２５６も同様に四角形断面を有する。従って、これら２つのコンポーネントは相対回転せず、その特定用途に好適であり得る。例えば、上述した義脚９０の場合、当該義脚９０の回転は専らユーザーが制御すべきであるため、進行的釈放装置２２０は好ましいものとなる。従って、進行的釈放装置２２０は義脚９０用には好適であり得る。
【００３８】
図５Ｃの実施例では進行的釈放装置３２０が第１コンポーネント３２２、第２コンポーネント３２４、第３コンポーネント３２８、を有している。第１コンポーネント３２２の内壁３４４と第２コンポーネント３２４の外壁３４６とは四角形断面を有する．従って、これら２つのコンポーネントは相対回転せず、その特定用途に好適であり得る。然し乍ら、第２コンポーネント３２４の内壁３４８と第３コンポーネント３２８の外壁３５６とは円形断面を有する。従って、これら２つのコンポーネントは相対回転し得、その特定用途に好適であり得る。
【００３９】
ここで例示及び説明する進行的釈放装置は入れ子式の３つのコンポーネント、即ち、第１コンポーネント、第１コンポーネント内で可動の第２コンポーネント、第２コンポーネント内で可動の第３コンポーネント、を有する。別の実施例では進行的釈放装置は特定用途上好ましい多数の機能を提供するべく任意数、例えば４あるいはそれ以上の入れ子式コンポーネントを有し得る。入れ子状態において各コンポーネントは外側に隣り合うコンポーネント内で保持、ラッチ止めあるいは錠止され得、その釈放に際しては他のコンポーネントの相対的釈放に要する釈放力と同じまたは異なり得る釈放力が要求される。
【００４０】
ここでの開示により理解される如く、少なくとも３つあるいはそれ以上の入れ子式コンポーネントを含む進行的釈放装置は多数の異なる用途、例えば宇宙空間、エネルギー分与、コンシューマエレクトロニクス、自動車、医療装置、家庭用品、おもちゃ、及びその他の、各入れ子コンポーネント間の連結及び分離の力を進行的に制御する工業用途で使用可能である。進行的釈放装置はここで議論する如き警報装置としてだけではなく、２つの個別の連結・分離力を利用するフィードバック及びインジケータとしても使用できる。かくして、図４を参照するに、主部材１００及びベース部材１０４が、義肢に代わるコンシューマープロダクトあるいは工業製品として使用し得る構造または物体となり得る。例えば、主部材１００とベース部材１０４とは、ジム設備の一部を構成し得、進行的釈放装置としての義脚９０は分離してケガを防止する構成を有し得る。他の例では主部材１００とベース部材１０４とが負荷支承構造、例えば棚の一部を構成し得、義脚９０が分離することでユーザーに過負荷を警告する構成を有し得る。
【００４１】
図６を参照するに、本発明の１実施例に従うマルチステージラッチ止め装置４００が示される。ラッチ止め装置４００は、中心線ＣＬに沿ってハウジング４０６の穿孔４０４に挿通され、かくしてハウジング４０６を少なくとも１つの傾斜コイルバネ４０８と係合させるシャフト４０２を含む。シャフト４０２は図６で矢印で示す方向に力を付加することで穿孔４０４に挿入される。シャフト４０２は円筒状、矩形、三角形、楕円等の任意の断面形状を有し得る。シャフト４０２は、図６の実施例では矩形形状を有するものとして示す少なくとも１つの環状溝４１０を有し得る。溝４１０は、中心線ＣＬ方向に平坦（図６の断面で見た場合の）な底壁４１０ａと、２つの側壁４１０ｂ及び４１０ｃとを有する。バネ４０８は傾斜コイルバネであり、本実施例では半径方向傾斜コイルバネであるが、溝に対する相当変化を生じる軸方向傾斜コイルバネであっても良い。バネ４０８はシャフト４０２をハウジング４０６に挿通する前に溝４１０に位置決めする。ハウジング４０６は少なくとも１つの環状の第１溝４１２と、環状の第２溝４１４とを含む。第１溝４１２は底壁、中心線ＣＬ方向に平坦（図６の断面で見た場合の）な壁または側壁４１２ａと、中心線ＣＬ方向に傾斜する２つの傾斜側壁４１２ｂ及び４１２ｃとを有する。第１溝４１２は傾斜側壁４１２ｂにおいて第２溝４１４内に移行する。第２溝４１４は中心線ＣＬ方向に平坦（図６の断面で見た場合の）な底壁４１４ａを含む。第２溝４１４は、第１溝４１２の傾斜側壁４１２ｂから離間する傾斜側壁４１４ｂをも含む。他の実施例ではシャフトの溝４１０と、ハウジングの溝４１２、４１４とを入れ替え、ハウジングが単一の溝を有し、シャフトが２つの溝を有しても良い。
【００４２】
シャフト４０２をハウジング４０６の穿孔４０４に挿通すると傾斜コイルバネ４０８が、バネ４０８が第１溝４１２に到達するまで、穿孔４０４の内壁により圧縮される。次いでバネ４０８は２つの溝４１２、４１０の底壁４１０ａ、４１２ａにより尚圧縮されつつ若干伸張して第１溝４１２と係合する。当該位置は、図６に示すシャフト４０２及びハウジング４０４間の第１ラッチ止め位置を表す。シャフト４０２を図示される方向の力により穿孔４０４へと更に挿通させると傾斜側壁４１２ｂがバネ４０８と係合または接触し、かくしてバネをその短軸に沿って半径方向に圧縮する。側壁４１２ｂの傾斜度合いが、シャフト４０２を穿孔４０４に更に挿通させるに要する力の量に影響し得る。シャフト４０２がその第１ラッチ止め位置から穿孔４０４に更に挿通されるに従い、傾斜側壁４１２ｂは、バネ４０８が第２溝４１４の底壁４１４ａと係合して当該第２溝４１４内に位置付けられるまでバネ４０８を圧縮する。当該位置は、シャフト４０２及びハウジング４０４（図示せず）間の第２ラッチ位置を表す。第２溝４１４は第１溝４１２よりも浅いため、バネ４０８は第２ラッチ止め位置では第１ラッチ止め位置におけるよりも更に圧縮される。かくして、第２ラッチ止め位置でのラッチ止め力は、２つの底壁４１０ａ、４１４ａ間の溝間隙が傾斜コイルバネの、代表的には平坦または一定負荷の範囲部分に直角に作用する構成を有する場合は特に、第１ラッチ止め位置における場合より強くなる。ラッチ止め装置４００はラッチ止め力の異なる多数のラッチ止め連結部を必要とする用途で使用できる。例えば、別の実施例（図示せず）ではハウジング４０６に第３の溝が設けられる。また別の実施例ではハウジング４０６に３つ以上の溝が設けられる。更に他の実施例ではラッチ止め装置４００は図４に示す義足と共に使用され得る。あるいは先に議論した如く、ラッチ止め装置４００はジム設備における衝撃緩和用途または負荷支承用途に使用され得る。
【００４３】
図示及び説明された如く、第２溝４１４は第１溝４１２の底壁４１２ａより１．５倍長い底壁４１４ａを有する。ある実施例では前記長さは第１溝の底壁４１２ａの約１．６〜約３．５倍である。然し乍ら、前記長さは第２ラッチ止めまたは錠止位置の位置に依存して第１溝の底壁４１２ａの３．５倍以上であり得る。更に、第２溝４１４はバネ４０８が、第１溝の底壁４１４ａにより圧縮され、次いで第２溝の傾斜側壁４１４ｂに接触するまで底壁４１４ａの長手方向に沿って摺動し得る構成を有する。図示実施例では第２溝の底壁４１４ａは、第２溝の傾斜側壁４１４ｂと第１溝の傾斜側壁４１２ｂとの間の直径が一定である。
【００４４】
図７を参照するに、本発明の他の実施例に従うマルチステージラッチ止め装置５２０が示される。ラッチ止め装置５２０は、ハウジング５２６の穿孔５２４にシャフト５２２を中心線ＣＬに沿って挿通し、ハウジング５２６を少なくとも１つの傾斜コイルバネ５２８と係合させることにより形成される。シャフト５２２は図７の矢印で示す方向に力を付加することにより穿孔５２４内に挿通される。シャフト５２２は円筒形、矩形、三角形、楕円等の任意の断面形状を有し得る。シャフト５２２は、図７の実施例では台形の少なくとも１つの環状溝５３０を含む。溝５３０は中心線ＣＬに関して傾斜した、例えば底壁または底面５３０ａを含む。溝５３０は２つの側壁５３０ｂ及び５３０ｃを含む。図示の如く、前記２つの側壁５３０ｂ及び５３０ｃは中心線ＣＬに直交するラインに関して直線的または非テーパ状を有し、全体に相互に平行である。バネ５２８は傾斜コイルバネであり、本実施例では軸方向傾斜コイルバネであり得る。バネ５２８は、シャフト５２２をハウジング５２６に挿通する以前に溝５３０内に位置決めする。ハウジングは、少なくとも１つの環状の第１溝５３２と、第２溝５３４とを含む。第１溝５３２は、中心線ＣＬ方向において平坦（図７の断面で見た場合に）な底壁５３２ａと、中心線ＣＬ方向において傾斜した２つの傾斜側壁５３２ｂ及び５３２ｃを有する。第２溝５３４は、中心線ＣＬ方向において（図７の断面で見た場合に）平坦な底壁５３４ａと、中心線ＣＬ方向において傾斜した２つの傾斜側壁５３４ｂ及び５３４ｃを有する。２つの溝５３２及び５３４、詳しくはこれら溝５３２及び５３４の２つの傾斜側壁５３２ｂ及び５３４ｃは、ハウジング５２６の内側分割壁５４０により相互に分離される。
【００４５】
シャフト５２２をハウジング５２６の穿孔５２４に挿通すると、傾斜コイルバネ５２８が、傾斜コイルバネ５２８が溝５３２に到達するまで穿孔５２４の内壁５４２により圧縮される。次いで傾斜コイルバネ５２８は、２つの溝５３０及び５３２の底壁５３２ａ及び５３０ａにより尚圧縮されつつ、若干伸張して溝５３２と係合する。当該位置は、図７に示すシャフト５２２とハウジング５２４との間の第１ラッチ止め位置を表す。シャフト５２２を矢印方向で穿孔５２４に更に挿通させると第１溝５３２の側壁５３２ｂが傾斜コイルバネ５２８と係合または接触して傾斜コイルバネ５２８を圧縮する。側壁５３２ｂ及びシャフトの溝の底壁５３０ａの傾斜の度合いは、穿孔５２４内にシャフト５２２を更に挿通するに要する力の量に影響し得る。シャフト５２２を第１ラッチ止め位置から穿孔５２４内に更に挿入すると、側壁５３２ｂが、続いて穿孔５２４の内側分離壁５４０がバネ５２８を圧縮し、バネが第２溝５３４に到達するまで当該バネを時計方向に旋回させる。次いでバネ５２８は、軸方向に尚圧縮されつつ若干伸張し且つ反時計方向に回転して溝５３４と係合する。当該位置はシャフト５２２とハウジング５２６（図示せず）との間の第２ラッチ止め位置を表す。
【００４６】
側壁５３４ｂは、第１溝の側壁５３２ｂよりもきつい傾斜を有するように示される。従って、シャフト５２２を穿孔５３４内により深く挿通させて第１ラッチ止め位置からシャフト５２２をアンラッチさせるに要する力は、シャフト５２２を矢印方向で穿孔５２４から出す方向に移動させて第２ラッチ止め位置からアンラッチさせる力より小さい。従って、第２ラッチ止め位置でシャフトを矢印方向に沿って移動させる力は、第１ラッチ止め位置におけるそれを上回る。当業者においては、溝５３２、５３４の深さ、側壁５３２ｂ及び５３４ｃの傾斜、底壁５３０ａ及び５３２ａの傾斜が、第１及び第２の各ラッチ止め位置において提供される相対的なラッチ止め力を決定し得ることを容易に認識されよう。溝の構成は更に、穿孔５２４内の２つのラッチ止め位置間でシャフト５２２を移動させるに要する力も決定する。ラッチ止め装置５２０は、図４を参照して説明した如き人工補綴デバイス等の、ラッチ止め力の異なる多数のラッチ止め連結を必要とする用途で使用し得る。
【００４７】
かくして、本発明の装置、システム及び方法は、ラッチ止め装置であって、内側分離壁５４０により相互に分離された、各々が底壁表面を有する２つの溝を含み、前記内側分離壁５４０の壁直径が、第１底壁５３２ａ、第２底壁５３４ａ、またはこれら第１底壁５３２ａ、第２底壁５３４ａの両方の壁の直径より小さいラッチ止め装置を含む。他の実施例では第１溝が、第２溝の相当する傾斜側壁５３４ｂよりも傾斜の少ない傾斜側壁５３２ｂを有し、かくしてバネが、第２溝から当該バネを分離させるより少ない力で第１溝から同じ分離方向に分離される。
【００４８】
図８を参照するに、本発明の他の実施例に従う、マルチステージラッチ止め機構を有するラッチ止め装置６００が示される。ラッチ止め装置６００は、ハウジング６０６の穿孔６０４内にその中心線ＣＬに沿ってシャフト６０２を挿通させ、ハウジング６０６を少なくとも１つの傾斜コイルバネ６０８と係合させることにより形成される。シャフト６０２は、図８の矢印で示す方向に力を付加することにより穿孔６０４内に挿通される。シャフト６０２は円筒状、矩形、三角形、楕円等の任意の断面形状を有し得る。ハウジング６０６は、図３の実施例では矩形または四角形を有する少なくとも１つの環状溝６１０を含む。従って、溝６１０は、中心線ＣＬ方向に沿って平坦（図８の断面で見た場合の）な底壁６１０ａと、当該底壁に直交する２つの側壁６１０ｂ及び６１０ｃとを含む。バネ６０８は、本実施例では軸方向傾斜ガーターコイルバネである傾斜コイルバネである。バネ６０８はハウジング６０６にシャフト６０２を挿通する以前にハウジング６０６の溝６１０に位置決めする。シャフト６０２は少なくとも１つの環状の第１溝６１４と、環状の第２溝６１２を含む。第１溝６１４は、中心線ＣＬ方向に沿って平坦（図８の断面で見た場合の）な底壁６１４ａと、中心線ＣＬから離れる方向に傾斜する２つの側壁６１４ｂ及び６１４ｃとを含む。第２溝６１２は、中心線ＣＬ方向に沿って平坦（図８の断面で見た場合の）な底壁６１２ａと、中心線ＣＬから離れる方向に傾斜する２つの側壁６１２ｂ及び６１２ｃとを含む。
【００４９】
ハウジング６０６の穿孔６０４にシャフト６０２を挿通すると、傾斜コイルバネはハウジングの溝６１０内で半径方向に伸張し、第１溝６１４が傾斜コイルバネ６０８に到達するまで、シャフト６０２により軸方向に圧縮される。次いで傾斜コイルバネ６０８は半径方向内側に圧縮され、かくして、尚、軸方向において２つの側壁６１０ｃ及び６１０ｂに押し当てられつつ、第１溝６１４と係合する。当該位置はシャフト６０２とハウジング６０６との間の第１ラッチ止め位置（図示せず）を表す。バネは当該第１ラッチ止め位置ではハウジングの溝６１０の底壁６１０ａから離間されることを銘記されたい。シャフト６０２を穿孔６０４内に更に挿通すると、側壁６１４ｂがバネ６０８と係合し、かくしてバネ６０８は半径方向及び軸方向に共に圧縮される。側壁６１４ｂの傾斜の度合いは、穿孔６０４内にシャフト６０２を更に挿通させるに要する力量に影響し得る。シャフト６０２を第１ラッチ止め位置から穿孔６０４内に更に挿通させると、側壁６１４ｃが、次いで穿孔６０４の内壁がバネ６０８を半径方向に圧縮し、かくしてバネ６０８は、当該バネが第２溝６１２に達するまで、ハウジングの溝６１０内の深い方へと半径方向に伸張する。次いでバネ６０８は尚、軸方向に圧縮されつつ若干縮んで溝６１２と係合する。当該位置は、シャフト６０２と、ハウジング６０４との間の図示されない第２ラッチ止め位置を表す。第２ラッチ止め位置（図示せず）ではバネはハウジングの溝６１０の底壁６１０ａからもまた離間されることを銘記されたい。側壁６１２ｃは側壁６１４ｃよりきつい傾斜を有するように示される。従って、シャフト６０２を穿孔６１４内により深く、即ち矢印方向に更に移動させて第１ラッチ止め位置からアンラッチさせるに要する力は、第２溝６１２及び穿孔６０４から出る方向にシャフト６０２を移動させて第２ラッチ位置からシャフト６０２をアンラッチさせるに要する力より小さい。当業者には、溝６１２及び６１４の深さ、傾斜側壁６１２ｃ及び６１４ｃの傾斜が、第１及び第２の各ラッチ止め位置に於て提供される相対的なラッチ止め力を決定し得、また更には、２つのラッチ止め位置間の穿孔６０４内でシャフト６０２を移動させるに要する力を決定することを容易に認識されよう。ラッチ止め装置６００は異なるラッチ止め力による多数のラッチ止め連結を必要とする用途において使用可能である。
【００５０】
図９には本発明の他の様相に従うマルチステージラッチ止め装置７００が略示される。図６〜図８の装置と同様、本装置は、バネ７０２を第１コネクタコンポーネント７０８の溝７０４と、第２コネクタコンポーネント７１０の第１溝７０６との間に捕捉した場合における第１ラッチ止め位置（図９に示す）を有する。本装置は、図９に示す矢印方向において力を付加した場合等において、第２コネクタコンポーネント７１０の溝７０４及び第２溝７１２間にバネが捕捉される場合の第２ラッチ止め位置（図示せず）を有する。先に議論した如きと同様に、装置を第１ラッチ止め位置に移動させ、次いで第２ラッチ止め位置に移動させ、次いで、第１及び第２の各溝７０６及び７１２の傾斜側壁により少なくとも部分的に決定される第２ラッチ止め位置を更に超えて移動させるに要する力は進行的に高くなる。本実施例では、ピン、円筒状部材またはシャフトであり得る第１コネクタコンポーネント７０８は第１製造物品７１４に連結され、第２コネクタコンポーネント７１０は第２製造物品７１６の一部であり得、あるいは第２製造物品に装着され得る。
【００５１】
実用上、第１及び第２の製造物品７１４、７１６は、進行的に増大する力を伴うマルチラッチ止め能力を利用する、任意数のアイテム、構造または装置、例えば、付加された力に応じて任意の特定位置でラッチ止めする２つ以上のラッチ止めポイントを組み入れることで連続的にラッチ止めする装置に於て具体化され得る。
例えば、図４を参照して先に議論した如く、第１製造物品７１４は主部材であり、第２製造物品７１６はベース部材であり得る。他の実施例では第１製造物品は窓であり、第２製造物品は窓を維持する壁フレームであり得る。第１ラッチ止め位置では窓を壁フレームに初期設置し得、第２ラッチ止め位置では窓を壁フレームに恒久的に設置し得る。他の実施例では自動車のドアパネルに、同様に飛行機のパネルに、本発明のマルチラッチ止め装置を組み込み得る。
【００５２】
当業者においては、ハウジングのシャフト及びまたは（単数あるいは複数の）溝の（単数または複数の）溝の形態を相違化すればラッチ止め装置のラッチ止め力を相違化させ得ることを容易に認識されよう。溝は深くなる程傾斜コイルバネの大きな部分を捕捉し、バネの圧縮度は低下し、かくしてそのラッチ力は、類似形状を有するがもっと浅い溝におけるそれより小さくなる。溝の側壁の傾斜は、シャフトとハウジングとの間の連結をアンラッチするに要する力に影響する。例えば、傾斜のきつい側壁のラッチ力は、類似形状の同じ深さの傾斜の浅い側壁におけるそれより大きい。従って、本発明に従うラッチ止め装置の各溝は好ましいラッチ力を提供する構成を有し得る。各溝もまた、シャフトとハウジングとの間の錠止連結または保持連結を提供する構成を有し得る。傾斜コイルバネによる２つのコンポーネントの連結に関する詳細及び、連結形式を決める溝形状やバネ特性の影響については、ここへの参照によりその内容を本明細書の一部とする米国特許第４，６７８，２１０号、同第５，０８２，３９０号、同第５，４１１，３４８号、同第５，５４５，８４２号、同第６，７４９，３５８号、同第６，８３５，０８４号、同第７，０７０，４５５号、同第７，１９５，５２３号に記載される。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【００５３】
２０  進行的釈放装置
２２  第１コンポーネント
２４  第２コンポーネント
２６  第１傾斜コイルバネ
２８  第３コンポーネント
３０  第２傾斜コイルバネ
４０  開放端部
４２  閉鎖端部
４４  内壁
４６  外壁
４８  内壁
５０  第１セクション
５２、５４  端部セクション
５６  外壁
６０、６２、７０、７２  溝
９０  義脚
１００  主部材または第１下方延長部
１０１  義足
１０２  バイオメカニカルジョイント
１０４  第２延長部（ベース部材）
１０８  骨グラフト構造
１２０  進行的釈放装置
１２２  第１コンポーネント
１２４  第２コンポーネント
１２８  第３コンポーネント
１４４、１４８  内壁
１４６、１５６  外壁
２２０  進行的釈放装置
２２２  第１コンポーネント
２２４  第２コンポーネント
２２８  第３コンポーネント
２４４  第２コンポーネント
２４６、２５６  外壁
２４８  内壁
３２０  進行的釈放装置
３２２  第１コンポーネント
３２４  第２コンポーネント
３２８  第３コンポーネント
３４４、３４８  内壁
３４６、３５６  外壁
４００  装置
４０２  シャフト
４０４  穿孔４０４
４０６  ハウジング
４０８  傾斜コイルバネ
４１０  環状溝
４１０ａ  底壁
４１０ｂ  側壁
４１２  第１溝
４１２ａ  傾斜側壁
４１２ｂ  傾斜側壁
４１４  第２溝
４１４ａ  底壁
４１４ｂ  傾斜側壁
５００  第１連結
５０４  穿孔
５１０  第２連結
５２０  装置
５２２  シャフト
５２４  穿孔
５２６  ハウジング
５２８  傾斜コイルバネ
５３０  環状溝
５３０ａ  底壁
５３０ｂ  側壁
５３２  第１溝
５３２ａ  第１底壁
５３２ｂ  傾斜側壁
５３４  第２溝
５３４ａ  第２底壁
５３４ｂ  傾斜側壁
５４０  内側分離壁
５４２  内壁
６００  装置
６０２  シャフト
６０４  ハウジング
６０４  穿孔
６０６  ハウジング
６０８  傾斜コイルバネ
６１０  環状溝
６１０ａ  底壁
６１０ｂ  側壁
６１０ｃ  側壁
６１２  第２溝
６１２ａ  底壁
６１２ｂ  側壁
６１２ｃ  側壁
６１４  第１溝
６１４ａ  底壁
６１４ｂ  側壁
６１４ｃ  側壁
７００  装置
７０２  バネ
７０４  溝
７０６  第１溝
７０８  第１コネクタコンポーネント
７１０  第２コネクタコンポーネント
７１４  第１製造物品
７１６  第２製造物品
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
0006021318.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
0006021318.tif 000006
【図４】
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【図５Ａ】
0006021318.tif 000008
【図５Ｂ】
0006021318.tif 000009
【図５Ｃ】
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【図６】
0006021318.tif 000011
【図７】
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【図８】
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【図９】
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