JP6647045B2

JP6647045B2 - Tube connection method

Info

Publication number: JP6647045B2
Application number: JP2016001248A
Authority: JP
Inventors: 健嗣川嶋; 貴▲浩▼ 菅野; 大輔原口
Original assignee: Tokyo Medical and Dental University NUC; Riverfield Inc
Current assignee: Tokyo Medical and Dental University NUC; Riverfield Inc
Priority date: 2016-01-06
Filing date: 2016-01-06
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2036-01-06
Also published as: JP2017121733A

Description

本発明は、チューブ接続方法に関する。 The present invention relates to a tube connection method.

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。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a surgical robot for medical use, which drives an actuator provided on a robot arm (hereinafter, referred to as an arm) by air pressure to cause the arm to perform a desired operation. In such a device, air required for the operation of the arm is pumped from the air pump to the actuator using a tube.
The tube for pumping air to the actuator is made of a flexible resin material such as polyethylene in consideration of the movement of the arm.

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。 In such a surgical robot, several different types of tubes are connected in a stepwise manner so that the diameter of the tube becomes smaller as it approaches the distal end. For example, in the vicinity of the tip of the arm, the outer diameter is set as small as about 1.0 mm.
However, even when trying to connect such small-diameter tubes, there is a case where there is no joint member (one-touch joint or pipe joint) having a corresponding diameter.

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。 There is also known a connection structure in which a joint portion is formed by expanding the end of a relatively large-diameter fluororesin tube (for example, see Patent Document 1).
In such a connection method, the end of the other small-diameter tube is inserted and fitted to the joint portion of one of the expanded tubes.

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。 Then, the outer surfaces of the ends inserted into the inner surfaces of the joints are brought into pressure contact with each other, so that the ends of the two tubes can be directly connected without air leakage without using an adhesive.
However, it is difficult to further change the radial dimension of a small-diameter tube such as that provided in an arm of a surgical robot.

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。 For this reason, generally, the end of a small-diameter tube having an outer diameter equivalent to the inner diameter of the large-diameter tube is directly inserted into the end of the relatively large-diameter tube. Then, a connection structure that seals a gap between tubes by using an adhesive when connecting between both ends is adopted.

特開平１０−１３８３４６号公報JP-A-10-138346

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。 However, in the connection structure in which the gap between the tubes is sealed by such an adhesive, there is a problem that it takes time until the adhesive hardens and exhibits a desired sealing property.
Further, there is a problem that a sufficient sealing property cannot be obtained depending on the compatibility between the material constituting the tube and the adhesive. When the tube is bent in response to the movement of the arm, the adhesive cannot follow the deformation, and peels off from the tube surface.
In particular, when the small-diameter tube is made of polyethylene or the like, there is a possibility that air leaks through a path formed by peeling off the adhesive.

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。 Therefore, an object of the present invention is to provide a tube connecting method capable of maintaining a good sealing property and firmly connecting without using an adhesive.

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。 The tube connection method according to the present invention includes a first flexible tube made of a thermoplastic resin material and a second flexible tube having an inner diameter larger than an outer diameter of the first flexible tube. And a tube connecting method for connecting the first flexible tube and the first flexible tube to each other so that the first flexible tube is inserted through a hard pipe member made of a material harder than the first flexible tube. On the outer peripheral surface of the first flexible tube that is not inserted into the hard pipe member, a round flange-like shape larger than the inner diameter of the second flexible tube and equal to or larger than the outer diameter of the hard pipe member is provided. A ridge is formed, and the ridge is press-fitted into the second flexible tube using a hard pipe member.

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。 According to such a configuration, the raised portion of the first flexible tube press-fitted by the hard pipe member is pressed against the inner peripheral surface of the end of the second flexible tube to prevent it from falling off.
Further, the raised portion keeps pressing against the inner peripheral surface of the second flexible tube even when the tube is bent in response to the movement.
Therefore, a seal is maintained between the first flexible tube and the second flexible tube, and no air leakage occurs.

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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the tube connection method which can maintain a favorable sealing property and can connect firmly without using an adhesive material is provided.

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。It is a longitudinal cross-sectional view of the principal part explaining the mode that an end part is connected in the tube connection structure of embodiment. 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。It is the perspective view which expanded the principal part of the surgical robot to which the tube connection structure of embodiment was applied. 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。It is a typical perspective view of the connection part in the tube connection structure of a comparative example. 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。In the tube connection method of the embodiment, (a) is a longitudinal sectional view showing a state where a hard pipe member is externally fitted to an end of a first flexible tube, and (b) is a state where a metal wire is inserted. (C) is a vertical cross section showing a state during heating, (d) is a vertical cross section explaining how to connect one tube to the other tube, and (e) is a vertical cross section showing the other tube. It is a longitudinal cross-sectional view explaining the mode that one tube was connected to the tube. チューブ接続構造で、一変形例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows a modified example in a tube connection structure. チューブ接続構造で、他の変形例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows another modification in a tube connection structure.

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。 An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the description, the same elements will be denoted by the same reference numerals, without redundant description.

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。 FIG. 1 is a perspective view illustrating the overall configuration of a tube connection structure obtained by a tube connection method according to an embodiment. FIG. 2 is an enlarged perspective view of a main part of a medical surgical robot 1 to which the tube connection structure of the embodiment is applied.
The tube connection structure of this embodiment is used for connection between resin tubes. These tubes made of resin are used, for example, when air required for operation of the arm is pumped from an air pump (not shown) to an actuator 2 provided on the arm of the surgical robot 1.
The tube for feeding air to the actuator is made of a flexible resin material in consideration of the movement of the arm, and is made of, for example, a thermoplastic resin material such as a polyethylene material.

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。 The tube connection structure of this embodiment includes a first flexible tube 10 provided on the arm side as a resin tube, and a second flexible tube 10 connected to the air pump side with the same material as the first flexible tube 10. The flexible tube 20 and the hard pipe member 30 are provided.

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。 Among these, the first flexible tube 10 has a hollow tubular shape in which a hole 11b for transmitting air is formed over the entire length in the longitudinal direction. A raised portion 12 is formed at the end 11 of the first flexible tube 10 so as to protrude from the outer peripheral surface of the distal end portion in a round flange shape.
In addition, the second flexible tube 20 has a hole 21b that allows air to pass through and has a larger radial dimension than the hole 11b.
The hole 21b has an inner diameter d2 (d2> d1) that is equal to or larger than the outer diameter d1 of the first flexible tube 10. Further, as long as the first flexible tube 10 is large enough to be inserted, the inner diameter may be set slightly smaller than the same (d2 <d1).

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。 The end 11 of the first flexible tube 10 is inserted into and connected to a hole 21 b formed in the end 21 of the second flexible tube 20.
The insertion length dimension W4 of the end portion 11 is set such that the protruding portion 12 provided on the end portion 11 is inserted to a position where it can be locked inside the hole 21b.

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。 A round flange-shaped protruding portion 12 is formed on the outer peripheral surface 11a of the end portion 11 so as to protrude. The raised portion 12 has an outer diameter dimension d4 larger than the outer diameter dimension d1 of the first flexible tube 10, and a pressure contact surface 12a, which will be described later, is formed on the outer peripheral surface of the raised portion 12. It is constituted so that it may be provided in a shape.

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。 The raised portion 12 is configured to have an outer diameter d4 (d2 <d4) slightly larger than the inner diameter d2 of the end portion 21 of the second flexible tube 10 to be connected.
The raised portion 12 of this embodiment has a spherical shape on the outer surface and a curved surface with substantially the same radius of curvature, so that the vertical cross-sectional shape in the tube axis direction has a round mountain shape with a substantially central portion at the top. .
However, the raised portion 12 may have a cross-sectional shape in which the press-contact surface 12a is provided on the outer surface, and the cross-sectional shape has a flattened part of the top of the head and is formed with an inclined surface, a semicircular shape, a trapezoidal shape, and an elliptical shape. It may have another cross-sectional shape such as a mold.

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。 Further, the ridge 12 of this embodiment is formed at the end 11 of the first flexible tube 10. In the vicinity of the top of the raised portion 12, the thickness of the bulge from the outer peripheral surface 11a is added to the thickness of the tube wall of the first flexible tube 10, and the thickness of the first flexible tube 10 is increased. It is formed so as to be thicker than the other tube wall portions.

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。 A ring-shaped press contact surface 12a is formed by connecting the top portion having the largest thickness in the pipe circumferential direction. The pressure contact surface 12a is pressed against the inner peripheral surface 21a of the end portion 21 of the second flexible tube 20 over the entire circumference in the circumferential direction with a ring width dimension W1 as a predetermined width direction dimension. The gap between the outer peripheral surface 11a and the inner peripheral surface 21a of the end 21 is sealed.

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。 The ring width dimension W1 of the press contact surface 12a of this embodiment is set to be shorter than the insertion length dimension W4 (W1 <W4). The protruding portion 12 keeps the press contact surface 12 a against the inner peripheral surface 21 a of the flexible tube 20 even if the end portion 11 and the end portion 21 are relatively displaced by bending according to the movement of the arm. It is configured to keep pressing.
For this reason, between the first flexible tube 10 and the second flexible tube 10, a seal is maintained in a ring shape, so that air leakage does not occur.

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。 Further, the tube connection structure of this embodiment includes a hard pipe member 30. The hard pipe member 30 of this embodiment has a cylindrical shape having a hole 30b along the pipe axis direction, and is a resin material harder than the first flexible tube 10 or the second flexible tube 20. For example, it is made of a PEEK (polyetheretherketone) material.

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。 The hard pipe member 30 is interposed between the outer peripheral surface 11a of the first flexible tube 10 and the inner peripheral surface 21a of the end 21 of the second flexible tube 20.
In this embodiment, the inner diameter of the hard pipe member 3 is substantially the same as the outer diameter d1 of the first flexible tube 10. Further, the outer diameter of the hard pipe member 3 is slightly larger than the inner diameter d2 of the second flexible tube 20, and the outer diameter of the raised portion 12 formed at the end 11 of the first flexible tube 10. It is set to be almost the same as d4 or slightly smaller.

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。 When the end 11 of the first flexible tube 10 is inserted into the hole 21 b of the end 21 of the second flexible tube 20, the rigid pipe member 30 has the hole 21 b together with the end 11. And the distal edge 31 is positioned adjacent to the ridge 12.
As a result, the rigid pipe member 30 has a lengthwise dimension W2 that is inserted into the hole 21b and overlaps with the end 21 is substantially equal to the lengthwise dimension W3 that is projected from the end 21 without being inserted. It is configured as follows.

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。 The ring width dimension W1 of the press contact surface 12a of the raised portion 12 is such that the rigid pipe member 3 is overlapped with the end portion 21 in the tube length direction size W2, and the end portion 11 of the first flexible tube 10 is. The second flexible tube 20 is configured to be smaller (W1 <W2 <W4) than any of the insertion length dimensions W4 inserted into the end portion 21 of the second flexible tube 20.

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。 Next, the operation and effect of the tube connection structure of this embodiment will be described.
According to the tube connection structure of the embodiment configured as described above, the raised portion 12 formed by softening and deforming the edge of the end portion 11 of one first flexible tube 10 is used as the other. The pressure contact surface 12a is pressed against the inner peripheral surface 21a of the end portion 21 of the second flexible tube 20 in a ring shape, so that no air leakage occurs between the end portion 11 and the end portion 21 over the entire circumference. Seal.

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。 The raised portion 12 having a chevron-shaped cross section is engaged by locking the top of the head while deforming the inner peripheral surface 21a of the second flexible tube 10 in the radially expanding direction. For this reason, the end 11 of the first flexible tube 10 is prevented from coming off in the inner diameter direction by the return reaction force of the inner peripheral surface 21a, and does not easily come off the hole 21b.

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。 In addition, the space between the first flexible tube 10 and the second flexible tube 20 is sealed in a ring shape by the raised portion 12. The press-contact surface 12a of the raised portion 12 has an inner peripheral surface of the second flexible tube 20 even if the first flexible tube 10 and the second flexible tube 20 are bent in accordance with the movement of the arm. The state of being pressed against the surface 21a in a ring shape is maintained.

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。 In this embodiment, the round flange-shaped protruding portion 12 has a vertical cross-sectional shape in the pipe axis direction of a round mountain shape. For this reason, even if the first flexible tube 10 and the second flexible tube 20 are bent and a displacement occurs such that the connection angle between the end 11 and the end 21 is changed. The pressure contact surface 12a maintains the pressure contact with the inner peripheral surface 21a while moving along the outer surface of the raised portion 12, and does not break the ring-shaped seal.
Therefore, according to the tube connection structure of this embodiment, between the end portion 11 and the end portion 21, even if an adhesive is not used, good sealing performance is maintained and air leakage is prevented. Further, since the first flexible tube 10 and the second flexible tube 20 can be firmly connected to each other, the tube connecting structure is provided because the first flexible tube 10 and the second flexible tube 20 can be firmly connected.

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。 Next, the operation and effect of the tube connection structure of this embodiment will be described in further detail using a comparison with a connection structure using an adhesive material which has been conventionally performed.
FIG. 3 shows a tube connection structure of a comparative example, in which an end 11 of a first flexible tube 10 having a different diameter and an end 21 of a second flexible tube 20 are connected using an adhesive. Is what it is.

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。 In such a device, when a bending stress due to bending is applied to a portion connecting the ends 11 and 21 of the tube by the operation of the arm or the like, the stress acts on the inside in the compression direction S, and the outside acts on the outside. Stress acts in the extension direction L.
For this reason, the flexible tube has a large relative displacement inside and outside the inserted portion, and the adhesive cannot follow the displacement. Therefore, even if the ends 11 and 21 are bonded to each other with a relatively long insertion length W, the adhesive filling the gap is peeled off, and an air path is formed along the pipe length direction to prevent air leakage. There was a problem of causing it.

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。 Further, a method of using a joint member to connect tubes having different diameters is also conceivable. However, in the vicinity of the tip of the arm of a medical surgical robot or the like, the outer diameter of the tube is as small as about 1.0 mm. In the tube, the inner diameter is smaller than the outer diameter in consideration of the wall thickness. For this reason, it is difficult to manufacture a joint member for connecting the ends of such a small-diameter tube.
Further, if a joint having an incompatible diameter is used, there is a possibility that air leakage may occur due to poor connection.

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。 On the other hand, in the tube connection structure of the present embodiment, a flange-shaped raised portion 12 is formed on the outer peripheral surface 11a of the end portion 11. The protruding portion 12 presses the press-contact surface 12a in a ring shape around the top of the mountain-shaped cross section that is continuous with the inner peripheral surface of the end portion 21. This makes it possible to seal without air leakage without using an adhesive as in the comparative example.

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。 Further, the raised portion 12 of this embodiment is formed such that the outer surface on which the ring-shaped press contact surface 12a is formed is spherical.
For this reason, even if the ends 11 and 21 of the tube are bent so as to change the relative position by the movement of the arm, the press-contact surface 12a is displaced from the press-contact position while the ring-shaped press-contact surface 12a and the inner peripheral surface are shifted. It is possible to maintain the pressure contact between the surfaces between the surfaces 21a and 21a.

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。 At this time, the press contact surface 12a moves on the outer surface of the raised portion 12 having a curved surface with substantially the same radius of curvature. Therefore, the width W1 of the pressed ring does not decrease, and the pressing force does not decrease. Therefore, the sealing performance at the connection portion is not impaired.

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。 In addition, the raised portion 12 is formed in a round mountain shape having a cross-sectional shape substantially at the center of the head so that the outer diameter d4 (d2 <d4) is slightly larger than the inner diameter d2 of the end 21. I have.
The raised portion 12 bites into the inner peripheral surface 21 a by an amount corresponding to the smaller ring width dimension W1 of the peripheral edge of the abutting vertex, and the elastic reaction force of the enlarged inner peripheral surface 21 a presses against the raised portion 12. The protruding portion 12 has a round mountain shape having a top portion, and an elastic reaction force from the inner peripheral surface 21a acts on the inclined surface on the tip edge 31 side in FIG.

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。 The flange-shaped raised portion 12 is pressed into a ring shape over the entire circumference of the inner peripheral surface 21a, bites into the ring, and is connected so as to be in close contact with each other so that the end portion 11 is not easily pulled out from the end portion 21. Stop. Therefore, as in the connection structure using the adhesive of the comparative example, the connection can be made more firmly as compared with the connection structure in which the adhesive area is reduced due to the peeling of the adhesive and the adhesive strength is reduced.

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。 Moreover, in this embodiment, the ring width dimension W1 of the raised portion 12 is configured to be smaller (W1 <W4) than the insertion length dimension W4.
For this reason, by giving a fixed insertion length dimension W4, it becomes possible to obtain a pipe length direction dimension W2 to which the hard pipe member 30 can be attached.

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。 The hard pipe member 30 is made of a resin material harder than the first flexible tube 10 and the second flexible tube 20. For this reason, the portion where the hard pipe member 30 is inserted is harder to bend than the other portions of the flexible tubes 10 and 20.

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。 Accordingly, the outer peripheral surface of the first flexible tube 10 and the second outer surface of the second flexible tube 10 are connected to each other so that a displacement such that the connection angle between the end 11 and the end 21 is changed in accordance with the movement of the arm does not occur. The rigid pipe member 30 interposed between the flexible tube 20 and the inner peripheral surface 21a of the end portion 21 interferes with each other. For this reason, the amount of movement of the press contact surface 12a along the outer surface of the raised portion 12 is reduced, and the sealing performance can be further improved.

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。 When the hard pipe member 30 is mounted, the hard pipe member 30 is inserted between the outer peripheral surface of the first flexible tube 10 and the inner peripheral surface 21 a of the end 21 of the second flexible tube 20. Then, the tube axes of the first flexible tube 10 and the second flexible tube 20 are aligned on a straight line.
Therefore, in the raised portion 12, the press-contact surface 12a can be located near the top of the highest central portion of the mountain-shaped section, and sealing can be performed effectively.

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。 Moreover, in the tube connection structure of this embodiment, the thickness of the radial end portion 11 up to the top of the head is reduced over the entire circumference by making the cross-sectional shape of the protruding portion 12 bulging into a round flange into a mountain shape. The first flexible tube 10 can be made thicker than the other tube wall surfaces.
For this reason, the end portion 11 is reinforced and does not collapse even when a force is applied in the radial direction from the periphery when the end portion 11 is internally fitted into the hole 21 b of the second flexible tube 20. Therefore, there is no possibility of reducing the cross-sectional area of the air passage.

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。 Drawing 4 is a figure explaining a tube connection method of an embodiment.
4A is a longitudinal sectional view showing a state in which the hard pipe member 30 is externally fitted to the end portion 11 of the first flexible tube 10, and FIG. FIG. 4C is a longitudinal sectional view showing a state during heating, and FIG. 4D is a longitudinal section showing one state of the first flexible tube at the end 21 of the other second flexible tube 20. 10 (e) is a longitudinal sectional view illustrating a state in which one first flexible tube 10 is connected to the other second flexible tube 20. FIG. .

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。 In the tube connection method of this embodiment, first, as shown in FIG. 4A, the end 11 of the first flexible tube 10 is inserted into the hole 30b of the hard pipe member 30. Then, the end 11 is projected from the hard pipe member 30 by a certain dimension.

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。 FIGS. 4B and 4C show a step of heating the end 11 of the first flexible tube 10 using a linear metal wire 50 having a circular cross section.
The metal wire 50 is made of a nickel titanium alloy material having high elasticity. Further, the metal wire 50 has an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the hole 11b of the end portion 11 of the flexible tube 10.

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。 First, as shown in FIG. 4B, the metal wire 50 is inserted into the hole 11b of the end portion 11. In this embodiment, the distal end of the metal wire 50 is inserted and stopped to a position that does not overlap the hard pipe member 30 in the pipe axis direction.
Then, as shown in FIG. 4 (c), the heating device 60 is heated to bring the metal wire 50 into contact with a protruding portion that is not inserted from the end 11. The heating device 60 may be configured by a soldering iron that generates heat when energized.

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。 The heat of the heating device 60 heats the metal wire 50 and raises the temperature of the end 11 where the metal wire 50 is inserted from the hole 11b side. Thereby, the thermoplastic resin material at the end portion 11 located around the hole 11b is heated and starts to soften.
In this state, since the metal wire 50 is inserted inside the hole 11b, the resin material cannot move radially inward. Therefore, the resin material of the end portion 11 bulges outwardly in the radial direction from the outer peripheral surface into a spherical shape by surface tension due to softening deformation from the end edge to form the round flange-shaped raised portion 12. Form. Then, when the heating device 60 is stopped and the metal wire 50 is pulled out from the hole 11b, the raised portion 12 is hardened by cooling so that the vertical cross-sectional shape becomes a mountain shape having a vertex at a substantially central portion.

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。 Thus, in the tube connection method of this embodiment, when the resin material of the end 11 is heated and deformed, the metal wire 50 is inserted into the hole 11b of the end 11. For this reason, the resin material whose movement in the inner diameter direction is hindered swells in the outer diameter direction, and has a mountain-shaped cross section on the outer peripheral surface of the end portion 11, and a ridge portion in which the crown portion is continuous in a ring shape. 12 is formed in the shape of a round flange, and the hole 11b on the inner surface side is kept open without being closed.
At this time, the size of the raised portion 12 can be adjusted to an appropriate size depending on the time during which the metal wire 50 is heated by the heating device 60. Here, the size of the raised portion 12 is a size such that the outer diameter is larger than the outer diameter of the hard pipe member 30 and the second flexible tube 20 can be inserted.

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。 Next, after the raised portion 12 is cooled, as shown in FIG. 4D, the hardened end portion 11 in a state where the thickness of the raised portion 12 is increased is changed to the end portion 21 of the second flexible tube 20. Is inserted into the hole 21b formed in the hole.
The radial thickness of the protruding portion 12 of the end portion 11 formed by the bulging is thicker than the radial thickness of the other first flexible tube 10, and in particular, approximately the center of the protruding portion 12. Is formed in such a manner that the wall thickness of the tube wall becomes the largest due to deformation.

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。 The raised portion 12 of the end 11 is inclined toward the tip and has a tapered shape, so that the end 11 can be easily inserted into the hole 21b. For this reason, even when a force that compresses from the outer diameter direction to the inner diameter direction is applied when inserted into the end portion 21, the end portion 11 is not easily crushed, and the end portion 21 can be inserted smoothly while expanding the diameter.
At this time, the protruding portion 12 of the end portion 11 is linearly pushed into the inside of the hole 21b by the distal end edge 31 of the hard pipe member 30 fitted to the end portion 11. Therefore, the first flexible tube 10 does not bend due to the frictional force at the time of pushing.

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。 As shown in FIG. 4 (e), even if the outer dimension of the raised portion 12 is slightly larger than the inner diameter of the hole 21 b of the end 21, the end of the first flexible tube 10 is expanded while the end 21 is enlarged. The part 11 is inserted into the hole 21b of the end part 21.
For this reason, the raised portion 12 of the inserted first flexible tube 10 is formed on the inner peripheral surface of the end portion 21 of the second flexible tube 20 in the hole 21b having the slightly smaller inner diameter d2. It can be reliably sealed.

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。 On the other hand, for example, it is conceivable that the raised portion 12 of the end portion 11 is directly pushed into the hole 21 b of the end portion 21 instead of being temporarily pushed by the hard pipe member 30.
With such an assembling method, it is difficult to insert when the frictional force generated between the inner peripheral surface of the hole 21b and the outer peripheral surface of the raised portion 12 is large. In addition, when the outer dimensions of the raised portion 12 are set to be large in order to improve the sealing performance, the frictional force is further increased.
In addition, when the frictional force at the time of pushing is large, if the pushing direction is deviated from the axial direction of the tube and inclined, the first flexible tube 10 buckles.

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。 On the other hand, in the present embodiment, the raised portion 12 of the end portion 11 coincides with the end portion 21 in the tube axis direction by the cylindrical rigid pipe member 30. The end 11 is pushed into a hole 21 b formed in the end 21 of the second flexible tube 20 while being guided linearly.
In addition, even if the outer dimensions of the raised portion 12 are set to be somewhat large, a uniform pressing force is transmitted from the leading edge 31 of the hard pipe member 30 to the entire periphery of the raised portion 12.

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。 At this time, the portion of the hard pipe member 30 that is not inserted into the end portion 21 has a predetermined pipe length dimension W3. Therefore, the end part 11 can be easily inserted into the hole 21b while the assembling operator picks up the non-inserted portion, and the workability is good. In addition, since the ring width dimension W1 of the raised portion 12 is set relatively small, it is not necessary to set the insertion length dimension W4 large, and the assembling workability is also good in this regard.

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。 Further, the hard pipe member 30 of this embodiment has an outer diameter that is substantially the same as or slightly smaller than the outer diameter of the raised portion 12, as shown in FIG. Therefore, the axial direction of the first flexible tube 10 is aligned with the axial direction of the second flexible tube 20, and the end portion 11 is linearly changed into the desired longitudinal direction in the hole 21 b of the end portion 21. It can be inserted up to the position.

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。 The raised portion 12 is formed to have an outer diameter d4 (d2 <d4) slightly larger than the inner diameter d2 of the end 21. For this reason, the protruding portion 12 once pushed into the inside of the hole 21b of the end portion 21 by the distal end edge 31 of the hard pipe member 30 is locked so as to bite into the inner peripheral surface 21a and not come off.

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。 In the state where the rigid pipe member 30 is mounted, even if the relative position between the ends 11 and 21 of the tubes is displaced in the bending direction due to the movement of the arm, the outer peripheral surface of the first flexible tube 10 is displaced. The displacement is suppressed by the linear hard pipe member 30 interposed between the inner peripheral surface of the second flexible tube 20 and the second flexible tube 20.
For this reason, the relative movement between the raised portion 12 and the inner peripheral surface 21a with the pressing surface 12a interposed therebetween is minimized, and the sealing performance can be further improved.

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。 Further, a portion of the hard pipe member 30 that is not inserted into the end portion 21 has a constant pipe length dimension W3. Therefore, the length W3 of the rigid pipe member 30 in the lengthwise direction of the pipe can be set to be long (the length W2 + W3 shown in FIG. 1) together with the lengthwise dimension W2 of the rigid pipe member 30 inserted into the hole 21b of the end 21.

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。 As described above, since the linear hard pipe member 30 is located at the connection portion, the bending of the connection portion is also suppressed and protected. Therefore, air leakage caused by bending of the connection portion is prevented, and the sealing performance can be further improved. In addition, since the hard pipe member 30 can be used for the purpose of reinforcement after the connection, there is no need to remove the hard pipe member 30. In this respect, the assembling workability can be improved.

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。 In this embodiment, the end 11 of the first flexible tube 10 is heated using the metal wire 50 as the metal wire. For this reason, a connection structure can be easily obtained without requiring a special tool. Moreover, in this embodiment, the outer diameter of the metal wire 50 is set to be substantially the same as the inner diameter of the first flexible tube 10. For this reason, the end 11 of the first flexible tube 10 is substantially uniformly heated in the circumferential direction, and is similarly softened. Therefore, the shape of the formed protruding portion 12 becomes ring-shaped, and the occurrence of bias is suppressed.

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。 FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a modified example of the tube connection structure. Note that the same parts as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In the tube connection structure of this modified example, in order to connect the first flexible tubes 10 and 10 having the same diameter, the second flexible tube 20 having a diameter larger than that of the first flexible tube 10 is used. It is interposed between the ends 11,11 of both first flexible tubes 10,10.

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。 The hard pipe members 30, 30 are formed so as to have the same inner diameter and outer diameter, have the same tube length dimension, and have a cylindrical shape.
In the tube structure of the modified example configured as described above, the first flexible tubes 10 having the same diameter or almost the same diameter can be connected via the second flexible tube 20.
Therefore, even when it is necessary to extend the first flexible tube 10 having the same inner diameter, the extension can be easily performed by interposing the second flexible tube 20.
The other configuration and operation and effect are the same as those of the above-described embodiment, and thus the description is omitted.

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。 FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another modification of the tube connection structure. Note that the same parts as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In the tube connection structure of this modification, the first flexible tubes 110 and 210 having different diameters are connected to each other, so that the second flexible tube 120 having a diameter larger than that of the first flexible tubes 110 and 210. Are connected between the ends 111 and 112.

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。 The hard pipe members 130 and 230 are formed in a cylindrical shape having different diameters corresponding to the first flexible tubes 110 and 210 with respect to the outer diameter dimension and the first flexible tubes 110 and 210 with respect to the inner diameter dimension. I have.
That is, the inner diameter of one hard pipe member 130 is formed to be substantially the same as the outer diameter of the first flexible tube 110. Further, the inside diameter of the other hard pipe member 230 is formed to be substantially the same as the outside diameter of the first flexible tube 210.

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。 The bulge 112 bulging from the outer peripheral surface of the end 111 of the first flexible tube 110 is a bulge bulging from the outer peripheral surface of the end 211 of the first flexible tube 210. It is formed so as to have substantially the same outer diameter as the portion 212.
For this reason, the raised portions 112 and 212 are pressed against the inner peripheral surface of the second flexible tube 120 in an annular shape with substantially the same width. Therefore, substantially equal sealing properties can be obtained between the end portions 11 and 211 and the second flexible tube 120, and the possibility of causing air leakage can be reduced.
The other configuration and operation and effect are the same as those of the above-described embodiment, and thus the description is omitted.

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。 As described above, the tube connection method according to the present embodiment has been described in detail, but it is needless to say that the present invention is not limited to these embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. .

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。 For example, in the present embodiment, the tube is made of a resin material having flexibility in consideration of the movement of the arm, for example, is configured using a thermoplastic resin material such as a polyethylene (polyethylene) material. However, the present invention is not limited thereto, and may be formed of a linear polymer such as a vinyl polymer such as polypropylene, polystyrene, and polyvinyl chloride, and a condensation polymer such as polyester and polyamide.

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。 Further, the hard pipe member 30 is made of a PEEK material, but is not limited to this. For example, a metal material or another resin material may be used. As long as the hard pipe member 30 is made of a hard material, the shape, quantity and material of the hard pipe member 30 are not particularly limited.

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。 In this embodiment, the metal wire 50 is made of a nickel-titanium alloy material having high elasticity. However, the present invention is not limited to this. If the outer peripheral surface is smooth and has a predetermined heat conduction characteristic, , Other metal materials or ceramic materials.
Further, in this embodiment, the metal wire 50 is heated by the heating device 60 to deform the end 11 of the first flexible tube 10. However, the present invention is not particularly limited to this, and the metal wire 50 may be heated using, for example, another portable heater or heating device.

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surgical robot 2 Actuator 10, 110, 210 1st flexible tube 11, 111, 211 End part 11a Outer peripheral surface 12 Ridge part 12a Pressure contact surface 20, 120 2nd flexible tube 21 End part 21a Inner peripheral surface 30, 130, 230 Hard pipe member 31 Tip edge 50 Metal wire 60 Heating device

Claims

A first flexible tube made of a thermoplastic resin material and a second flexible tube having an inner diameter larger than the outer diameter of the first flexible tube are connected so as to be in close contact with each other. Tube connection method,
The first flexible tube is inserted through a hard pipe member made of a material harder than the first flexible tube,
A round flange larger than the inner diameter of the second flexible tube and equal to or larger than the outer diameter of the hard pipe member is provided on the outer peripheral surface of the first flexible tube not inserted into the hard pipe member. To form a ridge,
A method of connecting a tube, wherein the raised portion is press-fitted into the second flexible tube using the hard pipe member.

The ridge inserts a metal wire into the first flexible tube;
The tube connection method according to claim 1, wherein a portion of the metal wire that is not inserted is heated to soften an end of the first flexible tube.

The tube connection method according to claim 1, wherein an outer diameter of the hard pipe member is set to be equal to or larger than an inner diameter of the second flexible tube.

The tube connection method according to claim 2 , wherein an outer diameter of the metal wire is set to be substantially equal to an inner diameter of the first flexible tube.

5. The tube connection method according to claim 2 , wherein the size of the raised portion is adjusted according to a time during which the metal wire is heated. 6.