专利名称：用于构筑体可折叠、膨胀的管子的制作方法
技术领域：
本发明有关用于构筑体的可折叠、膨胀、由织料构成的管子，可用作帐蓬支柱或在舟船或游泳池内用于支承框等。
通过将空气吹入织料制管子内使管子膨胀而弯成弓形，将多根这样的弓形管子用作穹状帐蓬支柱已为公众熟知，后述图4所示可作为上述用途的一例，将8根弓形管子11的各一端集结成一点，该接合部成为蓬顶的中心，按辐射形配置，将上述8根管子11的各另一端按等间隔沿地面并列排列，在这些管子11的内面铺上罩布12形成穹形帐蓬10。
现有两类上述这样的织料制管子，一类是在构成管子的织料上形成树脂涂层而构成气密，在其一端上安装为注入空气用的阀门，经此阀门将空气直接充填入织料制管子内，另一类是预先将带阀门的橡胶管或PCV管等插入不十分气密的织料制管子内，将空气充入此橡胶等管子内，使外侧织料制管子被弯曲成弓形。然而，对于上述中的任一类，都是用为形成上述弓形膨胀状态织料管的立体裁剪法将一大片织料裁剪分割成多片，将得到的多片裁断片缝合成形弓形管，或者是如后述图2所示，将一片织料13剪断成两片扇形布料14，再使其重叠，且分别使其外侧圆弧边14a，14a和内侧圆弧边14b、16b相互缝合，形成弓形管，其后，将其两端封闭。
然而，存在由于用此立体裁剪法裁剪得到的零件数量多费工时，且使加工费增多的问题。此外，当采用缝合两扇形布料方法虽然比立体裁剪法省工时，但由于将织料裁剪成弯曲形，使成品与原料比率下降到50%以下，因而存在材料费用增大的问题。
因此，本发明提供的管子能折叠成任意形状，而且通过充填空气产生内压使能膨胀形成弓形，不仅可作为上述穹形帐蓬支柱，也能用于舟船或游泳池等上，且和传统的裁剪成扇形布料方法相比，不仅能同样程度地省工时，而且能大幅度提高成品和原料的比率。
本发明的用于构筑体的可折叠、膨胀的管子(参照
图1)的特征在于将裁剪成长方形的两片织料通过接合形成直形管，其中的一片织料由和其纵向平行的经纱和与此经纱垂直相交的纬纱构成，其中的另一片织料由和其纵向成30-60°倾斜的经纱和与此经纱垂直相交的纬纱构成。
构成本发明管子的织料可采用密织的织料，可采用传统的尼龙、聚酯等合成纤维丝作为该织料的经丝和纬丝。且和以往一样，在此织料上进行树脂加工，特别在以不使用橡胶管或PVC管的管子为目的场合，在织料正反面涂敷涂胶用粘接料(例如含有粘接增强剂的聚氨酯粘接剂)后，进行涂敷一层聚氨酯、聚乙烯等树脂或橡胶而形成气密性皮膜，以后，将其裁剪成所需的形状，用高频焊机等进行熔融粘合，之后，再装上为注入空气用的阀门而完成制造过程。
然而，在以使用橡胶管等为前提的场合，只要求使具有憎水性和使橡胶管受到保护，例如，在上述织料的正反面上进行涂敷丙烯和氨酯的混合树脂后进行裁剪，缝制接合后，将橡胶管等插入而完成制造。
然而，本发明的明显特征在于织料制管子是将裁剪成长方形的两片织料片通过接合形成直形管，分别使一侧的织料片和另一侧的织料片的经纱和纬纱的方向各不相同，使前者的织料片的经纱和其长度方向平行，使后者的织料片的经纱和纬纱分别相对其长度方向倾斜30-60度，即使用所谓斜裁织料片，但是，可以使前者和后者的宽度相等，也可以使两者的宽度不等，总之能按照所需的弓形曲率进行适当设定。
当向本发明的构筑体用管子内充填空气增加内压使其膨胀时，使上述管子弯曲成弓形(后述图1中双点划线20A所示)。此时，使构成其经纱和长度方向平行的织料片(以下称径向织料片)向外侧弯曲，使经纱和纬纱都相对其长度方向倾斜的织料片(以下称斜向织料片)向内侧弯曲，从而形成弓形管。
此外，众所周知，当考虑将上述管子作为薄壁管，将该管的半径作为r，内压作为P时，沿管子周向作用的张力N1成为Pr，沿其轴向作用的张力N2成为Pr/2，由于周向张力N1比轴向张力N2大，成为使和经向织料片相比容易变形的斜向织料片沿周向(径向方向)拉伸，由于此拉伸而使斜向织料片沿轴向收缩。而且，当把径向织料片和斜向织料片的宽度设定为相等时，使上述管子的曲率半径成为最小，且还随着上述宽度差的增大而增大。
对附图的简单说明图1为说明本发明实施例制造过程的俯视图，图2为说明传统裁剪方法的俯视图，图3表示斜向织料的应力-拉伸曲线，图4为表示穹形帐蓬构筑物的主视图。
实施例用表1所示各种织料，将其裁剪成上述径向织料片21和斜向织料片22，且使其大小分别相等，制成表2所示的实施例1-12的构筑体用管子20。但是，在表1中，表示涂敷种类的丙烯.氨酯，是按照使丙烯和氨酯的混合树脂的固体涂量为50g/m2进行涂敷。
表1织料名 材质 纤度 经密度×纬密度 涂复种类(旦尼尔) (/根/英寸)F4260 Ny-66 420 60×42 丙烯·氨酯N4260 Ny-6 420 60×42 丙烯·氨酯210D Ny-66 210 60×60 橡胶(0.02mm厚)840D Ny-66 840 25×25 橡胶(0.02mm厚)42104C Ny-6 420 54×36 丙烯·氨酯表2实施例 径向织料片 斜向织料片 管长 管直径实施例1 F4260 F4260 2950mm 175.7mm实施例2 N4260 N4260 同上 同上实施例3 210D 210D 同上 同上实施例4 8400 8400 同上 同上实施例5 42104C 42104C 同上 同上实施例6 N4260 2100 同上 同上实施例7 N4260 N4260 同上 150.0mm实施例8 42104C N4260 同上 同上实施例9 42104C N4260 3200mm 150.0mm实施例10 42104C N4260 同上 200.0mm实施例11 42104C N4260 同上 175.0mm实施例12 42104C N4260 同上 100.0mm用鼓风机向上述实施例1-12的构筑体用管子内充气，使其内压达到0.15kg/cm2而使上述管子膨胀，测得由此得到的弓形管子20A的中心轴线的曲率半径。另一方面，基于上述内压，计算出管子的周向张力N1和轴向张力N2。此外，分别从上述表1中的各种织料切取沿纵向、横向和斜向的试验片进行拉伸试验，从该拉伸-应力曲线分别求出径向织料片21因上述轴向张力N2用途的纵向拉伸(轴向拉伸)变形RE2，和斜向织料片22因上述周向张力N1作用的横向拉伸(周向拉伸)变形BE1，以及斜向织料片22因上述轴向张力N2作用的纵向拉伸(轴向拉伸)变形BE2。将这些测定值和计算值记载在下述表3内。
表3实施例 R(mm/100) N1(kg/5cm) N2(kg/5cm) RE2(%) BE1(%) BE2(%)实施例1 104.94 6.59 3.30 0.88 6.56 2.72实施例2 35.15 同上 同上 1.15 13.32 6.82实施例3 24.84 同上 同上 1.92 19.25 13.24实施例4 34.37 同上 同上 0.89 19.53 13.97实施例5 47.40 同上 同上 0.92 16.02 9.68实施例6 17.16 同上 同上 1.15 19.25 13.24实施例7 15.59 5.63 2.81 1.02 11.82 5.56实施例8 17.62 同上 同上 0.86 11.82 5.56实施例9 18.54 同上 同上 0.86 11.82 5.56实施例10 27.66 7.50 3.75 1.02 14.46 7.70实施例11 18.33 6.56 3.28 0.94 13.26 6.55实施例12 41.88 3.75 1.88 0.67 7.77 3.51接着，试试从径向织料片21和斜向织料片22的拉伸变形计算上述曲率半径R。就是将图1中的弓形管子20A的中心轴线长作为L，其外侧母线长为L1，内侧母线长为L2，则L1＝Lxα1，L2＝Lxα2(α1，α2分别为系数)，管子的半径为r时，可将上述曲率半径R表示成R＝r(α1-α2)/(α1+α2)这里，若将α1定为径向织料片21因轴向张力作用的纵向拉伸变形)，α2为斜向织料22因轴向张力作用的纵向拉伸变形，则上述α1和α2可分别用α1＝(L+LXRE2)/L和α2＝(L-LXBE2)/L表示，因此，可从L、r、RE2和BE2算出R。
但是，由于考虑因作用在弓形管子20A周方向张力N1是上述轴向张力N2的两倍，特别是斜向织料片22比径向织料片21更易产生拉伸变形，使斜向织料片22的周沿周向张力N1作用的周向拉伸变形BE1对管子的曲率或径R产生较大影响，求出斜向织料片22因周向张力N1作用的周向拉伸变形BE1和用上述R的公式求出值之间的关系时，得出-0.9341那样高的相关系数。此外，上述曲率半径R的计算值和曲率半径R的实测值间的相关系数高达0.8181。就是弓形管的曲率半径可大致用斜向织料片22的周向拉伸变形BE1决定。
图3表示将上述表1中的布料42104C按斜向裁剪作成试验片，对其进行张力试验时的应力-拉伸变形曲线的一个例子，从作为目的物弓形管的半径和内压算出周向张力N1，可从上述应力-拉伸变形曲线求出对应此周向张力N1的拉伸变形，从而能通过利用此拉伸变形预测膨胀时曲率半径。换句话说，能通过预先对各种布料进行张力试验，然后利用其应力-拉伸变形曲线设计本发明的构筑体用的弓形管。
接下来，用上述表1中的布料42104C形成等长，不等宽的径向织料片和斜向织料片，作成实施例13-17的构筑体用的弓形管(长度为3580mm，直径为150mm)，且和上述一样，向其内充空气，使内压达0.15kg/cm2，而使上述管子膨胀，测定得到的弓形管的曲率半径。将上述径向织料片和斜向织料片的宽，该宽分别对该管子周长的比率(%)以及弓形管子的曲率半径表示在下述表4中。
表4实施例编号 13 14 15 16 17径向织料片宽(mm) 346 321 296 271 236上述宽与管子周长的比(%) 73.5 68.2 62.8 57.5 50.0斜向织料片宽(mm) 125 150 175 200 236上述宽与管子周长的比(%) 26.5 31.8 37.2 42.5 50.0曲率半径(mm) 4428 3013 2909 2619 1854由上述表4表明的那样，当使径向织料片和斜向织料片的合计宽，即管子的直径为一定时，如实施例17所示，两织料片的宽相等时，使弓形管的曲率半径为最小，和随着斜向织料片宽的减小曲率半径增大，此外，当使斜向织料片的宽比径向织料片的宽还大时，也使上述曲率半径增大。
本发明用于构筑体的可折叠、膨胀的管子如上所述，是通过使两片长方形的织料片接合而形成直管状管子，使其一侧的织料片由纵向平行的经纱和与此经纱垂直相交的纬纱构成，使其另一侧的织料片由相对纵向成45度倾斜的经纱和与此经纱垂直相交的纬纱构成，当使其产生内压而膨胀时，使其经纱和纵向平行的一侧织料片向外侧，使其经纱和纬纱分别相对纵向倾斜的另一侧织料片向内侧弯曲成弓形，可用作帐蓬支柱，舟船或游泳池等上的支承框。而且，由于通过使其正反面和经纱与纬纱相平行裁剪得到上述一侧织料片，通过使其正反面按斜向裁剪得到上述另一侧织料片，且将其均裁剪成长方形，和将其正反面按扇形裁剪的传统方法相比，使成品与原料的比提高接近两倍，而工时仍保持同等程度。此外，能通过改变上述一侧织料片和另一侧织料片的种类或宽度来自由设定弓形管的曲率半径。
权利要求
1.用于构筑体的可折叠、膨胀的管子，将裁剪成长方形的两片织料片通过接合形成直形管，其特征在于其一侧的织料片由和其纵向平行的经纱和与此经纱垂直相交的纬纱构成，其另一侧的织料片由相对其纵向成30-60度倾斜的经纱和与此经纱垂直相交的纬纱构成。
全文摘要
本发明用于构筑体的可折叠、膨胀的管子，通过将裁剪成长方形两片织料片接合形成直形管，其一侧织料片由和纵向平行的经纱和与该经纱成正交的纬纱构成，其另一侧织料片由和纵向成30—60度倾斜的经纱和与该经纱成正交的纬纱构成，能折叠成任意形，通过充填空气能膨胀成弓形，可用作穹形帐篷支柱、舟船、游泳池上的支承框，能使制造时省工时和大幅度提高成品与原料的比率。
文档编号F16L11/02GK1097054SQ93120330
公开日1995年1月4日 申请日期1993年11月23日 优先权日1993年6月26日
发明者大田淳一, 酒井启子, 岩井武夫 申请人:东洋橡胶工业株式会社