(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂材料にて構成される第１の可撓性チューブと、前記第１の可撓性チューブの外径よりも大きな内径を有する第２の可撓性チューブとを互いに密接するように接続するチューブ接続方法であって、
前記第１の可撓性チューブと比較して硬質の材料にて構成された硬質パイプ部材に、第１の可撓性チューブを挿通し、
該硬質パイプ部材に挿入されていない第１の可撓性チューブの外周面に前記第２の可撓性チューブの内径よりも大きく、かつ、前記硬質パイプ部材の外径と同じかあるいは大きな丸鍔状の隆起部を形成し、
前記隆起部を前記硬質パイプ部材を用いて前記第２の可撓性チューブに圧入することを特徴とする、チューブ接続方法。
【請求項２】
前記隆起部は、前記第１の可撓性チューブに金属線を挿入し、
前記金属線のうち挿入されていない部分を加熱して、該第１の可撓性チューブの端縁を軟化させて形成されることを特徴とする、請求項１に記載のチューブ接続方法。
【請求項３】
前記硬質パイプ部材の外径は、前記第２の可撓性チューブの内径と同じか大きくなるように設定されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のチューブ接続方法。
【請求項４】
前記金属線の外径は、前記第１の可撓性チューブの内径と同程度に設定されていることを特徴とする、請求項２に記載のチューブ接続方法。
【請求項５】
前記金属線を加熱している時間によって、前記隆起部の大きさを調節することを特徴とする、請求項２または４に記載のチューブ接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チューブ接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療用の手術ロボットなど、ロボットアーム（以下、アームと記す）に設けられたアクチュエータを空気圧によって駆動して、アームに所望の動作を行なわせるものが知られている。このようなものでは、エアポンプからアクチュエータまで、アームの動作に必要とされる空気がチューブを用いて圧送される。
アクチュエータに空気を圧送するチューブは、アームの動きを考慮して可撓性を有する樹脂材料製の材料、たとえばポリエチレンなどによって構成されている。
【０００３】
このような手術ロボットでは、異なる数種類のチューブを段階的に接続して、先端部に近づくに従い、チューブの径の大きさが細径となるように構成されている。たとえば、アーム先端部近傍では、外径が約１．０ｍｍ程度まで小さく設定して使用される。
ところが、このような細径のチューブ同士を接続しようとしても、対応する径寸法の継手部材（ワンタッチ継手や管継手）が存在しない場合がある。
【０００４】
また、比較的大径のフッ素樹脂製チューブの端部を拡径して継手部を形成する接続構造も知られている（例えば、特許文献１等参照）。
このような接続方法では、拡径された一方のチューブの継手部に、小径の他方のチューブの端部が挿入されて嵌着される。
【０００５】
そして、継手部の内側面に挿入された端部の外側面を圧接させて接着材を用いることなく２本のチューブの端部同士を空気漏れなく直接接続することができる。
しかしながら、手術ロボットのアームに設けられるような細径のチューブに、さらに径方向の寸法を変更する加工を施すことは困難である。
【０００６】
このため、一般的には、比較的大径のチューブの端部内側に、この大径のチューブの内径と同等の外径を有する小径のチューブの端部を直接挿入する。そして、両端部間を接続する際に接着材を用いることにより、チューブ間の隙間をシールする接続構造を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１３８３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような接着材によって、チューブ間の隙間をシールする接続構造では、接着材が硬化して所望のシール性を発揮させるまで時間がかかるといった問題があった。
また、チューブを構成する材質と接着材との相性によっては、充分なシール性が得られないといった問題があった。そして、アームの動きに応じてチューブが屈曲すると、接着材が変形に追従出来ず、チューブ表面から剥離してしまう。
特に細径のチューブがポリエチレンなどにて構成されている場合、接着材の剥離により形成された経路を通じて空気もれを起こす可能性があった。
【０００９】
そこで、本発明は、接着材を用いなくても、良好なシール性を保ち、強固に接続できるチューブ接続方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るチューブ接続方法は、熱可塑性樹脂材料にて構成される第１の可撓性チューブと、第１の可撓性チューブの外径よりも大きな内径を有する第２の可撓性チューブとを互いに密接するように接続するチューブ接続方法であって、第１の可撓性チューブと比較して硬質の材料にて構成された硬質パイプ部材に、第１の可撓性チューブを挿通し、硬質パイプ部材に挿入されていない第１の可撓性チューブの外周面に第２の可撓性チューブの内径よりも大きく、かつ、硬質パイプ部材の外径と同じかあるいは大きな丸鍔状の隆起部を形成し、隆起部を硬質パイプ部材を用いて第２の可撓性チューブに圧入することを特徴としている。
【００１１】
このような構成によれば、硬質パイプ部材によって圧入された第１の可撓性チューブの隆起部は、第２の可撓性チューブの端部の内周面に圧接されて抜け止めとなる。
また、隆起部は、動きに応じてチューブが屈曲しても、第２の可撓性チューブの内周面に圧接しつづける。
このため、第１の可撓性チューブと第２の可撓性チューブとの間では、シールが保たれて、空気漏れが発生しない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、接着材を用いなくても、良好なシール性を保ち、強固に接続できるチューブ接続方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態のチューブ接続構造で、端部同士が接続されている様子を説明する要部の縦断面図である。
【図２】実施形態のチューブ接続構造を適用した手術ロボットの要部を拡大した斜視図である。
【図３】比較例のチューブ接続構造で接続部分の模式的な斜視図である。
【図４】実施形態のチューブ接続方法で、（ａ）は、第１の可撓性チューブの端部に、硬質パイプ部材を外嵌した様子を示す縦断面図、（ｂ）は、金属線を挿入した様子を示す縦断面図、（ｃ）は、加熱中の様子を示す縦断面、（ｄ）は、他方のチューブに一方のチューブを接続する様子を説明する縦断面図、（ｅ）は、他方のチューブに一方のチューブを接続した様子を説明する縦断面図である。
【図５】チューブ接続構造で、一変形例を示す縦断面図である。
【図６】チューブ接続構造で、他の変形例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態について、図１乃至図６を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
図１は、実施形態のチューブ接続方法によって得られるチューブ接続構造の全体の構成を説明する斜視図である。また、図２は、実施形態のチューブ接続構造を適用した医療用の手術ロボット１の要部を拡大した斜視図である。
この実施形態のチューブ接続構造は、樹脂製のチューブ間の接続に用いられるものである。樹脂製のこれらのチューブは、たとえば、手術ロボット１のアームに設けられるアクチュエータ２に、図示しないエアポンプから、アームの動作に必要とされる空気を圧送する際に用いられる。
アクチュエータに空気を圧送するチューブは、アームの動きを考慮して可撓性を有する樹脂材料製で、たとえばポリエチレン(polyethylene)材料などの熱可塑性樹脂材料にて構成されている。
【００１６】
この実施形態のチューブ接続構造は、樹脂製のチューブとしてアーム側に設けられる第１の可撓性チューブ１０と、この第１の可撓性チューブ１０と同じ材質でエアポンプ側に接続される第２の可撓性チューブ２０と、硬質パイプ部材３０とを備えている。
【００１７】
このうち、第１の可撓性チューブ１０は、長手方向の全長にわたり、空気を送通する孔１１ｂが形成されている中空管状を呈している。そして、この第１の可撓性チューブ１０の端部１１には、隆起部１２が先端部の外周面から丸鍔状に膨出されて形成されている。
また、第２の可撓性チューブ２０には、空気を送通するとともに、孔１１ｂよりも径方向寸法を大きく設定する孔２１ｂを有している。
この孔２１ｂは、第１の可撓性チューブ１０の外径寸法ｄ１と同程度もしくは同程度よりも大きな内径寸法ｄ２（ｄ２＞ｄ１）を有している。また、第１の可撓性チューブ１０が挿入可能な大きさであれば、同程度よりもやや小さな内径寸法（ｄ２＜ｄ１）に設定されていてもよい。
【００１８】
この第１の可撓性チューブ１０の端部１１は、第２の可撓性チューブ２０の端部２１に開口形成された孔２１ｂ内に、内挿されて接続されている。
この端部１１の挿入長寸法Ｗ４は、端部１１に設けられた隆起部１２が孔２１ｂの内側に係止可能な位置まで挿入されるように設定されている。
【００１９】
そして、端部１１の外周面１１ａには、丸鍔状の隆起部１２が膨出形成されている。この隆起部１２は、第１の可撓性チューブ１０の外径寸法ｄ１よりも大きな外径寸法ｄ４が設定されていて、さらにこの隆起部１２の外周面には、後述する圧接面１２ａがリング状に設けられるように構成されている。
【００２０】
また、この隆起部１２は、接続される第２の可撓性チューブ１０の端部２１の内径寸法ｄ２よりもやや大きな外径寸法ｄ４（ｄ２＜ｄ４）となるように構成されている。
そして、この実施形態の隆起部１２は、外側面を球面状としてほぼ同一曲率半径の曲面とすることにより、管軸方向の縦断面形状がほぼ中央部を頭頂部とする丸山型を呈している。
しかしながら、隆起部１２は、外側面に圧接面１２ａが設けられる断面形状であればよく、頭頂部の一部を平坦として傾斜面が形成された断面山型状、半円型、台形型、楕円型など他の断面山型形状であってもよい。
【００２１】
さらに、この実施形態の隆起部１２は、第１の可撓性チューブ１０の端部１１に形成されている。隆起部１２の頭頂部近傍では、外周面１１ａからの膨出分の厚み寸法が第１の可撓性チューブ１０の管壁部の厚み寸法に加えられて、第１の可撓性チューブ１０の他の管壁部よりも肉厚となるように形成されている。
【００２２】
そして、この最も肉厚となる頭頂部を、管周方向に連続させてリング状の圧接面１２ａが形成されている。圧接面１２ａは、第２の可撓性チューブ２０の端部２１の内周面２１ａに、所定の幅方向寸法としてのリング幅寸法Ｗ１で周方向全周に渡り圧接されて、端部１１の外周面１１ａと端部２１の内周面２１ａとの間の隙間をシールするように構成されている。
【００２３】
この実施形態の圧接面１２ａのリング幅寸法Ｗ１は、挿入長寸法Ｗ４よりも短かく（Ｗ１＜Ｗ４）なるように設定されている。そして隆起部１２は、アームの動きに応じて、端部１１と端部２１との間が屈曲により相対変位しても、可撓性チューブ２０の内周面２１ａに対して、圧接面１２ａを圧接しつづけるように構成されている。
このため、第１の可撓性チューブ１０と第２の可撓性チューブ１０との間では、リング状にシールが保たれて、空気漏れが発生しないように構成されている。
【００２４】
さらに、この実施形態のチューブ接続構造は、硬質パイプ部材３０を備えている。この実施形態の硬質パイプ部材３０は、管軸方向に沿って孔３０ｂを有する円筒形形状を呈して、第１の可撓性チューブ１０または第２の可撓性チューブ２０よりも硬質の樹脂材料、たとえば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン：polyetheretherketone)材料にて構成されている。
【００２５】
この硬質パイプ部材３０は、第１の可撓性チューブ１０の外周面１１ａと、第２の可撓性チューブ２０の端部２１の内周面２１ａとの間に介挿される。
この実施形態では、硬質パイプ部材３の内径は、第１の可撓性チューブ１０の外径寸法ｄ１とほぼ同じ内径寸法である。さらに硬質パイプ部材３の外径は、第２の可撓性チューブ２０の内径寸法ｄ２よりもやや大きく、第１の可撓性チューブ１０の端部１１に形成される隆起部１２の外径寸法ｄ４とほぼ同じかあるいはやや小さくなるように設定されている。
【００２６】
そして、この硬質パイプ部材３０は、第１の可撓性チューブ１０の端部１１が第２の可撓性チューブ２０の端部２１の孔２１ｂに挿入された状態では、端部１１とともに孔２１ｂ内に挿入されて、先端縁３１を隆起部１２に近接させて配置される。
これにより、硬質パイプ部材３０は、孔２１ｂ内に挿通されて端部２１と重複する管長方向寸法Ｗ２を、挿入されることなく端部２１から突出されている管長方向寸法Ｗ３と同程度となるように構成されている。
【００２７】
なお、前記隆起部１２のうち、圧接面１２ａのリング幅寸法Ｗ１は、この硬質パイプ部材３が端部２１と重複する管長方向寸法Ｗ２、および第１の可撓性チューブ１０の端部１１が第２の可撓性チューブ２０の端部２１に挿入されている挿入長寸法Ｗ４のいずれよりも小さく（Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ４）なるように構成されている。
【００２８】
次に、この実施形態のチューブ接続構造の作用効果について説明する。
このように構成された実施形態のチューブ接続構造によれば、一方の第１の可撓性チューブ１０の端部１１の端縁が軟化して変形することにより形成された隆起部１２が他方の第２の可撓性チューブ２０の端部２１の内周面２１ａに、圧接面１２ａをリング状に圧接させて、端部１１と端部２１との間を全周に渡り空気漏れが生じないようにシールする。
【００２９】
山型を呈した断面を有する隆起部１２は、頭頂部を第２の可撓性チューブ１０の内周面２１ａを拡径方向へ変形させながら食い込ませて係止される。このため、第１の可撓性チューブ１０の端部１１は、内周面２１ａの戻り反力により内径方向へ向けて抜け止めされて孔２１ｂから容易に外れることがない。
【００３０】
また、第１の可撓性チューブ１０と第２の可撓性チューブ２０との間は、隆起部１２によってリング状にシールされる。隆起部１２の圧接面１２ａは、アームの動きに応じて第１の可撓性チューブ１０と第２の可撓性チューブ２０とが屈曲しても、第２の可撓性チューブ２０の内周面２１ａに対してリング状に圧接された状態を維持する。
【００３１】
この実施形態では、丸鍔状の隆起部１２は、管軸方向の縦断面形状を丸山型としている。このため、第１の可撓性チューブ１０と第２の可撓性チューブ２０とが屈曲して、端部１１と端部２１との間の接続角度が変更されるような変位が生じても、圧接面１２ａは、隆起部１２の外側面に沿って移動しながら、内周面２１ａとの圧接を維持して、リング状のシールを断絶させることがない。
したがって、この実施形態のチューブ接続構造によれば、端部１１と端部２１との間では、接着材を用いなくても、良好なシール性が保たれて空気漏れが防止される。また、隆起部１２によって抜け止めされるため、強固に第１の可撓性チューブ１０と第２の可撓性チューブ２０との間を接続できるチューブ接続構造が提供される。
【００３２】
次に、従来から行われている接着材による接続構造との対比を用いて、この実施形態のチューブ接続構造の作用効果についてさらに詳述する。
図３は、比較例のチューブ接続構造で、異なる径の第１の可撓性チューブ１０の端部１１と、第２の可撓性チューブ２０の端部２１とが接着材を用いて接続されているものである。
【００３３】
このようなものでは、アームの動作などにより、チューブの端部１１，２１同士を接続している部分に対して湾曲による曲げ応力が加わると、内側は圧縮方向Ｓに応力が働き、外側は、伸長方向Ｌに応力が働く。
このため、可撓性を有するチューブは、挿入されている部分の内外で、相対変位が大きくなり、接着材が変位に追従出来なくなる。したがって、端部１１，２１同士が比較的長い挿入長寸法Ｗで接着されていても、隙間を埋めている接着材が剥離して、管長方向に沿って空気の経路が形成されて空気漏れを発生させるといった問題があった。
【００３４】
また、異径のチューブ同士を接続するため、ジョイント部材を用いる方法も考えられる。しかしながら、医療用の手術ロボットなどのアーム先端部近傍では、チューブの外径が約１．０ｍｍ程度と小さくなる。チューブでは、肉厚を考慮すると外径よりも内径はさらに小さくなる。このため、このような小径のチューブの端部同士を接続するジョイント部材を製作することは困難である。
さらに適合しない径寸法のジョイントを使用すると、接続不良により空気漏れを起こす原因となるおそれがあった。
【００３５】
これに対して、この実施形態のチューブ接続構造では、端部１１の外周面１１ａに円鍔状の隆起部１２を形成している。隆起部１２は、端部２１の内周面に対して連続する山型断面の頭頂部を中心として圧接面１２ａをリング状に圧接させる。これにより、比較例のように接着材を使用しなくても空気漏れがないようにシールすることができる。
【００３６】
さらにこの実施形態の隆起部１２は、リング状の圧接面１２ａが形成される外側面が球面状となるように形成されている。
このため、チューブの端部１１，２１同士がアームの動きによって、相対位置を変更するように屈曲されても、圧接面１２ａは、圧接位置をずらしながら、リング状に圧接面１２ａと内周面２１ａとの間の面同士の圧接を維持することが可能となる。
【００３７】
この際、ほぼ同一曲率半径の曲面を有する隆起部１２の外側面を、圧接面１２ａは移動する。このため、圧接されているリング幅寸法Ｗ１は減少せず、圧接力も低下しない。したがって、接続部分におけるシール性が損なわれることがない。
【００３８】
しかも、この隆起部１２は、端部２１の内径寸法ｄ２よりもやや大きな外径寸法ｄ４（ｄ２＜ｄ４）となるように、断面形状をほぼ中央部を頭頂部とする丸山型に形成されている。
隆起部１２は、当接する頂点周縁のリング幅寸法Ｗ１が小さい分、内周面２１ａに食い込み、拡径された内周面２１ａの弾性反力は、隆起部１２に圧接する。隆起部１２は、頭頂部とする丸山型で、図１中の先端縁３１側の傾斜面に対しても、内周面２１ａからの弾性反力が作用する。
【００３９】
円鍔状の隆起部１２は、内周面２１ａの全周に渡り、リング状に圧接して食い込み、密接するように接続されて容易に端部２１から端部１１が引き抜かれないように係止する。したがって、比較例の接着材を用いる接続構造のように、接着材の剥離により接着面積が減少して接着力を低下させてしまうものと比べて強固に接続できる。
【００４０】
しかも、この実施形態では、隆起部１２のリング幅寸法Ｗ１は、挿入長寸法Ｗ４と比較して小さく（Ｗ１＜Ｗ４）なるように構成されている。
このため、一定の挿入長寸法Ｗ４を与えることにより、硬質パイプ部材３０が装着可能な管長方向寸法Ｗ２を得ることが可能となる。
【００４１】
硬質パイプ部材３０は、第１の可撓性チューブ１０および第２の可撓性チューブ２０よりも硬質の樹脂材料で構成されている。このため、硬質パイプ部材３０が介挿されている箇所は、可撓性チューブ１０，２０の他の部分よりも曲がりにくい。
【００４２】
したがって、アームの動きに応じて、端部１１と端部２１との間の接続角度が変更されるような変位が生じないように第１の可撓性チューブ１０の外周面と、第２の可撓性チューブ２０の端部２１の内周面２１ａとの間に介装された硬質パイプ部材３０が干渉する。このため、隆起部１２の外側面に沿う圧接面１２ａの移動量が減少して、さらにシール性を向上させることができる。
【００４３】
また、硬質パイプ部材３０が装着された状態では、第１の可撓性チューブ１０の外周面と、第２の可撓性チューブ２０の端部２１の内周面２１ａとの間に介挿されて、第１の可撓性チューブ１０および第２の可撓性チューブ２０の管軸方向を、一直線上に揃える。
したがって、隆起部１２は、断面山型のうち、もっとも高いほぼ中央部の頭頂部付近に圧接面１２ａを位置させることが出来、効果的にシールを行なうことができる。
【００４４】
しかも、この実施形態のチューブ接続構造は、丸鍔状に膨出した隆起部１２の断面形状を山型とすることにより、頭頂部までの径方向の端部１１の肉厚を全周にて、第１の可撓性チューブ１０の他の管壁面よりも肉厚とすることができる。
このため、端部１１は補強されて、第２の可撓性チューブ２０の孔２１ｂに内嵌される際に、周囲から内径方向に力が加わっても潰れることがない。したがって、エアの流路断面積を減少させるおそれがない。
【００４５】
図４は、実施形態のチューブ接続方法を説明する図である。
このうち、図４（ａ）は、第１の可撓性チューブ１０の端部１１に、硬質パイプ部材３０を外嵌した様子を示す縦断面図、（ｂ）は、金属線５０を挿入した様子を示す縦断面図、（ｃ）は、加熱中の様子を示す縦断面、（ｄ）は、他方の第２の可撓性チューブ２０の端部２１に一方の第１の可撓性チューブ１０を接続する様子を説明する縦断面図、（ｅ）は、他方の第２の可撓性チューブ２０に一方の第１の可撓性チューブ１０を接続した様子を説明する縦断面図である。
【００４６】
この実施形態のチューブ接続方法では、まず、図４（ａ）に示すように、第１の可撓性チューブ１０の端部１１を、硬質パイプ部材３０の孔３０ｂに挿通する。そして、端部１１を、硬質パイプ部材３０から一定寸法突出させる。
【００４７】
図４（ｂ）（ｃ）は、断面円形で直線状の金属線５０を用いて、第１の可撓性チューブ１０の端部１１を加熱する工程である。
金属線５０は、高弾性を有するニッケルチタン合金材料によって構成されている。また、金属線５０は、可撓性チューブ１０の端部１１の孔１１ｂの内径と同程度の外径を有している。
【００４８】
まず、図４（ｂ）に示すように、金属線５０をこの端部１１の孔１１ｂに挿入する。そして、この実施形態では、金属線５０の先端は、硬質パイプ部材３０と管軸方向で重複しない位置まで挿入されて止められる。
そして、図４（ｃ）に示すように、加熱装置６０を加熱して金属線５０のうち、端部１１から挿入されていない突出している部分に接触させる。加熱装置６０は、通電により発熱するはんだごてなどにより構成されていてもよい。
【００４９】
加熱装置６０の熱は、この金属線５０を加熱して、金属線５０が挿入されている端部１１の温度を孔１１ｂ側から上昇させる。これにより、孔１１ｂの周囲に位置する端部１１の熱可塑性樹脂材料は加熱されて軟化を開始する。
この状態では、孔１１ｂには、内側に金属線５０が挿入されているため、樹脂材料は、径方向内側に移動できない。よって、端部１１の樹脂材料は、端縁から軟化による変形にて、外周面よりも径方向外側に向けて表面張力にて球形状になるように膨出して丸鍔状の隆起部１２を形成する。そして、加熱装置６０を停止し金属線５０が孔１１ｂから引抜かれると、隆起部１２は、冷却により縦断面形状がほぼ中央部を頂点とする山型形状となるように硬化する。
【００５０】
このように、この実施形態のチューブ接続方法では、端部１１の樹脂材料が加熱されて変形する際、端部１１の孔１１ｂには金属線５０が挿入されている。このため、内径方向への移動を阻害された樹脂材料は、外径方向へ向けて膨出して、端部１１の外周面に断面山型形状で、頭頂部をリング状に連続させた隆起部１２を丸鍔状に形成するとともに、内側面側の孔１１ｂは塞がれることなく開口状態が維持される。
この際、金属線５０を加熱装置６０で加熱している時間によって、隆起部１２の大きさを適切な大きさとなるように調節することができる。ここで、隆起部１２の大きさとは、外径寸法が硬質パイプ部材３０の外径寸法よりも大きく、第２の可撓性チューブ２０の挿入可能な大きさである。
【００５１】
次に、隆起部１２を冷却した後、図４（ｄ）に示すように、隆起部１２の肉厚が増大した状態で硬化した端部１１が第２の可撓性チューブ２０の端部２１に形成された孔２１ｂの内部に挿入される。
膨出により形成された端部１１の隆起部１２の径方向の肉厚は、他の第１の可撓性チューブ１０の径方向の肉厚と比較して厚く、特に隆起部１２の略中央に位置する頭頂部近傍は、変形により管壁面の肉厚が最も厚くなるように形成されている。
【００５２】
そして、端部１１の隆起部１２は、先端に向けて傾斜して、先細形状を呈しているため、容易に端部１１を孔２１ｂ内に挿入することができる。このため、端部２１に挿入される際、外径方向から内径方向へ圧縮する力が加わっても、端部１１が潰れにくく、端部２１を拡径しながら円滑に挿入可能である。
このとき、端部１１の隆起部１２は、端部１１に外嵌されている硬質パイプ部材３０の先端縁３１によって、直線状に孔２１ｂの内部に押し込まれる。したがって、押し込む際の摩擦力によって第１の可撓性チューブ１０が折れ曲がることがない。
【００５３】
図４（ｅ）に示すように隆起部１２の外形寸法は、端部２１の孔２１ｂの内径寸法より多少大きくても、端部２１を拡径させながら第１の可撓性チューブ１０の端部１１は、端部２１の孔２１ｂの内部に挿入される。
このため、挿入された第１の可撓性チューブ１０の隆起部１２は、やや小さい内径寸法ｄ２の孔２１ｂの中で、第２の可撓性チューブ２０の端部２１の内周面にリング状に圧接されて、確実にシールすることができる。
【００５４】
これに対して、たとえば、仮に硬質パイプ部材３０によって押し込むのではなく、端部１１の隆起部１２を端部２１の孔２１ｂに直接、押し込むことが考えられる。
このような組み立て方法では、孔２１ｂの内周面と隆起部１２の外周面との間に生じる摩擦力が大きい場合、挿入することが困難である。しかも、シール性を向上させるため、隆起部１２の外形寸法を大きく設定すると、さらに摩擦力は増大してしまう。
しかも、押し込む際の摩擦力が大きい場合、押し込む方向がチューブの軸方向からずれて傾いていると、第１の可撓性チューブ１０が座屈してしまうといった問題もあった。
【００５５】
これに対して、本実施形態では、円筒形形状の硬質パイプ部材３０によって、端部１１の隆起部１２が端部２１と管軸方向を一致する。端部１１は、直線状にガイドされながら、第２の可撓性チューブ２０の端部２１に形成された孔２１ｂの内部に押込まれる。
しかも、隆起部１２の外形寸法がある程度大きく設定されていても、隆起部１２の全周に硬質パイプ部材３０の先端縁３１から均等な押圧力が伝えられる。
【００５６】
このとき、硬質パイプ部材３０のうち、端部２１に挿入されていない部分は、所定の管長方向寸法Ｗ３を有している。このため、この挿入されていない部分を組み立て作業者が摘まみながら容易に端部１１を孔２１ｂ内に挿入出来、作業性が良好である。しかも、隆起部１２は、リング幅寸法Ｗ１が比較的小さく設定されているため、挿入長寸法Ｗ４を大きく設定する必要がなく、この点においても組み付け作業性が良好である。
【００５７】
また、この実施形態の硬質パイプ部材３０は、図１に示すように隆起部１２の外径とほぼ同じかやや小さな外径寸法を有している。このため、第２の可撓性チューブ２０の軸方向に第１の可撓性チューブ１０の軸方向を合わせて、端部１１を直線的に端部２１の孔２１ｂの中の所望の長手方向位置まで挿入することができる。
【００５８】
そして、隆起部１２は、端部２１の内径寸法ｄ２よりもやや大きな外径寸法ｄ４（ｄ２＜ｄ４）となるように形成されている。このため、一旦、硬質パイプ部材３０の先端縁３１によって端部２１の孔２１ｂの内部に押し込まれた隆起部１２は、内周面２１ａに食い込んで抜け出ないように係止される。
【００５９】
また、硬質パイプ部材３０が装着されている状態では、アームの動きによって、チューブの端部１１，２１同士の相対位置が屈曲方向に変位しようとしても、第１の可撓性チューブ１０の外周面と第２の可撓性チューブ２０の内周面との間に介在する直線状の硬質パイプ部材３０により、変位が抑制される。
このため、圧接面１２ａを挟んで隆起部１２と内周面２１ａとの間の相対移動は最小限に抑えられて、さらにシール性を向上させることができる。
【００６０】
さらに、硬質パイプ部材３０のうち、端部２１に挿入されていない部分がある一定の管長方向寸法Ｗ３を有している。このため、硬質パイプ部材３０の管長方向寸法Ｗ３を端部２１の孔２１ｂの中に挿入されている管長方向寸法Ｗ２分とあわせて長く設定（図１に示す管長方向寸法Ｗ２＋Ｗ３）できる。
【００６１】
このように、直線状の硬質パイプ部材３０が接続部分に位置することにより、接続部分の折れ曲がりも抑制されて保護される。したがって、接続部分の折れ曲がりにより生じる空気漏れが防止されて、さらにシール性を向上させることができる。しかも、接続後、硬質パイプ部材３０を補強目的で使用できるため、取り外す必要がなく、この点においても組み立て作業性を向上させることができる。
【００６２】
また、この実施形態では、金属線としての金属線５０を用いて、第１の可撓性チューブ１０の端部１１を加熱している。このため、特殊な工具を必要とせず容易に、接続構造を得る事ができる。しかもこの実施形態では、金属線５０の外径寸法は、第１の可撓性チューブ１０の内径寸法と同程度に設定されている。このため、第１の可撓性チューブ１０の端部１１が周方向では略均等に加熱されて、同様に軟化する。したがって形成される隆起部１２の形状がリング状となり、偏りが生じることが抑制される。
【００６３】
図５は、チューブ接続構造で、一変形例を示す縦断面図である。なお、前記実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
この変形例のチューブ接続構造では、同径の第１の可撓性チューブ１０，１０を接続するため、第１の可撓性チューブ１０よりも大径の第２の可撓性チューブ２０を、両方の第１の可撓性チューブ１０,１０の端部１１，１１間に介在させている。
【００６４】
また、硬質パイプ部材３０，３０は、内径寸法および外径寸法ともに同径で、同等の管長方向寸法を有して、円筒形形状を呈するように形成されている。
このように構成された変形例のチューブ構造では、同一径あるいはほぼ同じ径の第１の可撓性チューブ１０，１０を第２の可撓性チューブ２０を介在させて接続することができる。
このため、同じ内径の第１の可撓性チューブ１０を延長する必要がある場合であっても、第２の可撓性チューブ２０を介在させることにより容易に延長することができる。
他の構成および作用効果については、前記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６５】
図６は、チューブ接続構造で、他の変形例を示す縦断面図である。なお、前記実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
この変形例のチューブ接続構造では、異径の第１の可撓性チューブ１１０，２１０を接続するため、第１の可撓性チューブ１１０および２１０よりも大径の第２の可撓性チューブ１２０を、端部１１１，１１２間に介在させて接続している。
【００６６】
そして、硬質パイプ部材１３０，２３０は、外径寸法に関しては同径で、内径寸法に関しては、第１の可撓性チューブ１１０および２１０に対応して、異径となる円筒形形状に構成されている。
すなわち、一方の硬質パイプ部材１３０の内径は、第１の可撓性チューブ１１０の外径とほぼ同じ寸法に形成されている。また、もう一方の硬質パイプ部材２３０の内径は、第１の可撓性チューブ２１０の外径とほぼ同じ寸法に形成されている。
【００６７】
そして、第１の可撓性チューブ１１０の端部１１１の外周面から膨出形成される隆起部１１２は、第１の可撓性チューブ２１０の端部２１１の外周面から膨出形成される隆起部２１２と、ほぼ同じ外径寸法となるように形成されている。
このため、隆起部１１２および２１２は、第２の可撓性チューブ１２０の内周面にほぼ同じ幅にて環状に圧接される。したがって、端部１１および端部２１１と第２の可撓性チューブ１２０との間でほぼ同等のシール性を得る事ができ、空気漏れを生じさせる可能性を減少させることができる。
他の構成および作用効果については、前記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６８】
以上、本実施形態に係るチューブ接続方法について詳述してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００６９】
例えば、本実施形態では、チューブとして、アームの動きを考慮して可撓性を有する樹脂材料製、たとえばポリエチレン(polyethylene)材料などの熱可塑性樹脂材料を用いて構成しているが、特にこれに限らず、たとえば、ポリプロピレン，ポリスチレン，ポリ塩化ビニルなどビニル系ポリマー，ポリエステル，ポリアミドなどの縮合系ポリマーなどの線状ポリマーによって構成してもよい。
【００７０】
また、硬質パイプ部材３０をＰＥＥＫ材料にて構成するようにしているが特にこれに限らず、例えば、金属材料や他の樹脂材料であってもよく、第１の可撓性チューブ１０と比較して硬質の材料にて構成されていれば、硬質パイプ部材３０の形状、数量および材質が特に限定されるものではない。
【００７１】
そして、この実施形態では、金属線５０が高弾性を有するニッケルチタン合金材料によって構成されているが特にこれに限らず、外周面の表面が滑らかで、所定の熱伝導特性を有するものであれば、他の金属材料あるいは、セラミック材料などによって構成されていてもよい。
また、この実施形態では、加熱装置６０によって金属線５０を加熱して、第１の可撓性チューブ１０の端部１１を変形させている。しかしながら、特にこれに限らず、たとえば他の携帯用ヒータや加熱用機器を用いて金属線５０を加熱するものであってもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１      手術ロボット
２      アクチュエータ
１０，１１０，２１０  第１の可撓性チューブ
１１，１１１，２１１  端部
１１ａ  外周面
１２    隆起部
１２ａ  圧接面
２０，１２０  第２の可撓性チューブ
２１    端部
２１ａ  内周面
３０，１３０，２３０  硬質パイプ部材
３１    先端縁
５０    金属線
６０    加熱装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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