专利名称：软管的制作方法
技术领域：
本发明涉及作为具有可挠性的空调用软管使用的软管、各种鼓风机和给排气风扇等的连接用软管、以及引导粒体和粉体的软管、引导液体的软管等用于引导气体和液体或粒体和粉体的软管。此外，通常将空调用软管和连接用软管等引导气体的软管称为导管。
背景技术：
对作为上述软管的一个例子的导管进行说明，该导管优选不仅重量轻、具有保形性，而且也具有可挠性，作为以往的导管，已提出将合成树脂涂膜材料与螺旋状的芯材接合以构成螺旋软管的方案(例如，参照专利文献1)。
专利文献1特开平8-296888号公报(参照图1)在上述专利文献1中，由于合成树脂涂膜材料在内外都形成有平坦的壁，所以其形状不能说是导管的具有可挠性的结构，合成树脂涂膜材料的材质和厚度起很大决定作用。附带说一下，如果考虑材质和厚度以提高可挠性，则导管的保形性降低，上述那样平坦的形状的壁难以使可挠性和保形性都满足。另外，考虑为了提高可挠性而将壁做成蛇腹结构，由于利用蛇腹结构无法使导管的内面变平坦，所以会产生空气阻力大的问题，有改善的余地。
另外，上述芯材的截面形状，在上述专利文献中未指明，但大多数芯材的截面形状为四角形或圆形，在这种四角形或圆形的芯材中，难以确保最大弯曲角度较大，不能用于弯曲较大的地方使用的导管，必须使用另外形成的导管，在施工性和成本方面不利。
发明内容
本发明鉴于上述情况而做出，要解决的问题是提供一种在可挠性和保形性方面均优异、而且在施工性和成本方面有利的软管。
为了解决上述问题，本发明提供一种软管，其特征在于包括增强材料和软管主体，上述增强材料能够呈螺旋状送出，相对于顶部在管轴芯方向两侧分别具有越靠近端部侧越位于管径方向内侧的接收面，由硬质合成树脂构成，上述软管主体用于覆盖该呈螺旋状送出的增强材料，由软质合成树脂构成，将上述增强材料以其顶部位于直径方向外侧的状态，呈螺旋状送出，向该送出的增强材料送出由软质合成树脂构成的带材，在该增强材料之间形成大致呈圆弧状向软管的中心侧突出的覆盖部，同时，通过将该带材熔融或利用粘接剂将该带材固定在该增强材料的表面上，构成内面大致平坦、截面形状大致为圆形的上述软管主体。
如上所述，通过由相对于其顶部在管轴芯方向两侧分别具有越靠近端部侧越位于管径方向内侧的接收面的结构构成增强材料，能够利用该接收面的接收作用，使位于增强材料之间的带材大致呈圆弧状向软管的中心侧突出，所以能够确保软管的最大弯曲角度较大。用图17(a)、(b)对这一点进行说明。图17(a)表示将利用带材3覆盖在顶部2D的管轴芯方向两侧具有一对接收倾斜面2a、2b的截面形状为三角形的增强材料2而构成的软管弯曲规定角度的状态下的软管的内侧部分；图17(b)表示将利用带材3覆盖截面形状为圆形的增强材料2K而构成的软管弯曲与图17(b)相同的规定角度的状态下的软管的内侧部分。对二者进行比较时，图17(a)的增强材料2、2之间的距离S1比图17(b)的增强材料2K、2K之间的距离S2大，这样，有能够确保最大弯曲角度的优点。另外，通过在增强材料之间形成大致呈圆弧状向软管的中心侧突出的覆盖部，由于圆弧状的覆盖部容易折叠，所以能够充分发挥可挠性。图17(a)表示截面形状为三角形的增强材料2，但只要在顶部2D的两侧分别具有接收面2a、2b，可以是任何形状。
另外，通过使用底面平坦的、截面形状为大致梯形或大致三角形的增强材料，具有与圆形和四角形的增强材料相比，能够减小增强材料和覆盖部之间产生的间隙，以及能够使内面大致平坦的优点。
另外，通过利用软质合成树脂构成上述覆盖部件，与由硬质合成树脂构成的覆盖部件相比，手感好。
优选上述增强材料的接收面为平面状，将构成该增强材料的平面状的底面与该接收面形成的角度设定在30度～80度的范围。
带材具有横跨在软管主体的长度方向上相邻的两个增强材料之间的大约1个间距的宽度，在上述增强材料上，在软管主体的长度方向上相邻的带材一部分重复并熔融粘接，由此，增强材料上的带材的厚度大约是增强材料间的带材的厚度的两倍，能够利用增强材料上的带材良好地吸收传递至软管的冲击力。而且，因为不需要增厚必需以外的部位、即增强材料之间的厚度，所以能够抑制重量的增大。
通过将从构成软管内面的上述增强材料的底面的两侧角部向顶部侧的上述接收面形成为沿着上述呈圆弧状突出的覆盖部的内面的弯曲面，能够将增强材料的底面的两侧角部和覆盖部之间产生的间隙抑制得较小。
在将上述增强材料的底面在软管轴芯方向的尺寸设定成比位于上述增强材料之间的覆盖部在软管轴芯方向的尺寸小的情况下，能够提高软管的可挠性；另外，在将上述增强材料的底面在软管轴芯方向的尺寸设定成比位于上述增强材料之间的覆盖部在软管轴芯方向的尺寸大的情况下，能够提高软管的强度；另外，在将上述增强材料的底面在软管轴芯方向的尺寸设定成与位于上述增强材料之间的覆盖部在软管轴芯方向的尺寸相同的情况下，能够相同程度地提高软管的可挠性和强度。
通过用硬度比上述带材小的软质树脂覆盖上述增强材料的底面和上述覆盖部的内面，可以大致平坦地形成软管内面。
将上述增强材料在软管直径方向分割为内外两部分，其中的软管直径方向外侧部分利用硬质合成树脂形成，剩余的软管直径方向内侧部分利用软质合成树脂形成，由此，能够利用由硬质合成树脂形成的外侧部分如期望的那样保持软管的强度，与全部用硬质合成树脂形成相比，能够提高软管的可挠性。
优选上述带材为EVA树脂、上述增强材料为聚乙烯的情况。在用EVA树脂构成带材的情况下，透明度高，能够观察到内部的空气、粒体、粉体等流体的流动。另外，EVA树脂和聚乙烯焚烧时灰分少、不产生有毒气体，能够容易地进行焚烧处理。另外，现有制品的软管中使用的材料为PVC，PVC的比重为1.3左右，与其相比，EVA树脂和聚乙烯的比重为0.9，能够比PVC重量轻30％。另外，虽然可以认为肖氏D硬度40～50的EVA对这样卷绕而形成软管不合适，但利用这次本申请的发明的结构，能够制造柔软性优异的软管(软管)。
通过使用具有接收面的增强材料，能够使位于增强材料之间的带材大致呈圆弧状向软管的中心侧突出，所以，与使用圆形或四角形的增强材料的情况相比，能够实现轻量化，而且，不但能够确保最大弯曲角度较大，而且与圆形或四角形的增强材料相比，能够减小增强材料和覆盖部之间产生的间隙，能够使内面大致平坦，在任何角度的路径上都能够施工，能够提供在施工方面有利、而且能够使轻量化和成本方面都有利、同时特别适合空调用的软管(也称为导管)。另外，通过如上述那样在增强材料之间形成大致呈圆弧状向软管的中心侧突出的覆盖部，因为圆弧状的覆盖部容易折叠，所以具有能够充分发挥可挠性的优点。
另外，通过用软质合成树脂构成上述覆盖部件，与用硬质合成树脂构成的覆盖部件相比，手感好，在处理方面也有利。
另外，因为上述增强材料的接收面为平面状、并将构成该增强材料的平面状的底面与该接收面形成的角度设定在30度～80度的范围，所以能够使位于增强材料之间的带材大致呈圆弧状地平滑且可靠地向软管的中心侧突出。
带材具有横跨在软管主体的长度方向上相邻的两个增强材料之间的大约1个间距的宽度，在上述增强材料上，在软管主体的长度方向上相邻的带材一部分重复并熔融粘接，由此构成上述软管主体，所以，增强材料上的带材的厚度大约是增强材料间的带材的厚度的两倍，能够利用增强材料上的带材良好地吸收传递至软管的冲击力，而且，能够抑制重量的增大，同时能够提高耐久性。
通过将从构成软管内面的增强材料的底面的两侧角部向顶部侧的表面形成为沿着呈圆弧状突出的覆盖部的内面的弯曲面，能够将增强材料的底面的两侧角部和覆盖部之间产生的间隙抑制得较小，不但能够减小空气的流动阻力，而且能够避免尘埃等异物滞留在间隙中等问题的发生。
在将增强材料的底面在软管轴芯方向的尺寸设定成比位于增强材料之间的覆盖部在软管轴芯方向的尺寸小的情况下，能够构成适合在特别需要可挠性的地方使用的软管；另外，在将增强材料的底面在软管轴芯方向的尺寸设定成比位于增强材料之间的覆盖部在软管轴芯方向的尺寸大的情况下，能够构成适合在特别需要强度的地方使用的软管；另外，在将增强材料的底面在软管轴芯方向的尺寸设定成与位于增强材料之间的覆盖部在软管轴芯方向的尺寸相同的情况下，能够构成适合在相同程度地需要软管的可挠性和强度的地方使用的软管。
如果通过用硬度比带材小的软质树脂覆盖增强材料的底面和覆盖部的内面，大致平坦地形成软管内面，则具有不但能够大幅减小空气的流动阻力，而且能够可靠地避免尘埃等异物滞留在增强材料和覆盖部之间等问题的发生的优点。
将增强材料在软管直径方向分割为内外两部分，其中的软管直径方向外侧部分利用硬质合成树脂形成，剩余的软管直径方向内侧部分利用软质合成树脂形成，由此，能够利用由硬质合成树脂形成的外侧部分如期望的那样保持软管的强度，与全部用硬质合成树脂形成相比，能够提高软管的可挠性，能够得到商品价值高的软管。
在用EVA树脂构成带材的情况下，透明度高，既能够观察到内部的空气、粒体、粉体等流体的流动，又能够观察到尘埃等异物的附着和污染程度。另外，EVA树脂和聚乙烯焚烧时灰分少、不产生有毒气体，能够容易地进行焚烧处理，对环境方面有利。
图1为使软管的一部分成为截面的侧视图。
图2为表示软管的上部的端面图。
图3为表示在软管成形装置中制造软管的状态的侧视图。
图4为表示将带材送出至呈螺旋状送出的增强材料的状态的截面的说明图。
图5为表示用其它形状的增强材料构成的软管的上部的端面图。
图6为表示用顶部稍圆的其它形状的增强材料构成的软管的上部的端面图。
图7为表示在内面具有涂层以使内面平坦的软管的上部的端面图。
图8为表示以与图7所示的增强材料不同的形状构成的软管的上部的端面图。
图9为表示在内面具有圆筒状部件从而平坦地构成内面的软管的上部的端面图。
图10为表示由在直径方向用硬度不同的树脂分割形成的增强材料构成的软管的上部的端面图。
图11为表示用其它形状的增强材料构成的软管的上部的端面图。
图12为表示用其它形状的增强材料构成的软管的上部的端面图。
图13为表示用其它形状的增强材料构成的软管的上部的端面图。
图14为表示用其它形状的增强材料构成的软管的上部的端面图。
图15为表示在管轴芯方向上相邻的增强材料之间的覆盖部具有两个圆弧部的软管的上部的端面图。
图16为表示覆盖部的最底部比增强材料的底面向直径方向内侧突出的软管的上部的端面图。
图17表示以相同角度弯曲的软管的内侧部分的截面图，(a)表示增强材料的截面形状为三角形的情况，(b)表示增强材料的截面形状为圆形的情况。
符号说明1 自动导引设备2 增强材料2C底面2D顶部2K增强材料2X外侧部分2Y内侧部分2U凹部3 带材3A覆盖部3Z内面
3S圆弧部3T平面部4 挤出机2A，2B角部2a，2b倾斜面(接收面)2A，2B两侧角部5 挤出机6 涂层6A软管内面7 圆筒状部件A 箭头B 箭头S1，S2距离θ 角度具体实施方式
图1和图2表示空调用软管(通常将空调中使用的软管称为导管)。该软管除了在空调中使用以外，也能作为各种鼓风机和给排气风扇等的引导气体的导管(连接用软管)使用，此外，如果用于引导液体、粒体或粉体等，则任何一种都可以。本发明的软管在需要重量轻和保形性、并且需要可挠性的情况下，能够特别有效地使用。
如图1和图2所示，上述软管利用图3所示的软管成形装置制造，该软管成形装置包括作为在图中箭头A的方向上驱动旋转的驱动旋转体的自动导引设备1；和将增强材料2和构成软管主体的带材3挤出到该自动导引设备1上的两台挤出机4、5。因此，通过利用挤出机4将增强材料2挤出到自动导引装置1上，呈螺旋状卷绕，按图中箭头B的方向依次移动，将具有规定宽度(在此为在软管轴芯方向上相邻的两个增强材料2的1个间距的长度，也可以为其它长度)的熔融状态的上述带材3送出至该增强材料2上，在增强材料2、2之间形成大致呈圆弧状向软管的中心侧(软管直径方向的内侧)突出的覆盖部3A，并通过与增强材料2的两个斜面2a、2b熔融粘接，能够构成内面大致平坦、截面形状大致为圆形的软管主体。
如图2和图4所示，上述增强材料2在其顶部2D的管轴芯方向两侧分别具有越靠近端部侧越位于管径方向内侧的两个倾斜面(接收面)2a、2b，截面形状大致为三角形，通过使载置在该增强材料2上的带材3的端部彼此重复，构成为倾斜面2a、2b上的带材3的厚度相对于上述覆盖部3A的厚度为大约两倍的厚度。通过这样构成，能够由大约为两层厚度的带材3良好地吸收传递至增强材料2的冲击力，但也可以使重合的带材3的两端的厚度为其它部分的大约一半，从而构成为任何部位都是相同的厚度。
如图2所示，上述平面状的倾斜面(接收面)2b(或2a)与平面状的底面2C形成的角度θ优选设定在30度～80度的范围。在图2中，将上述一个平面状的倾斜面(接收面)2a与平面状的底面2C形成的角度、和上述另一个平面状的倾斜面(接收面)2b与平面状的底面2C形成的角度，即两个倾斜面的倾斜角度，设定为相同，但也可以设定为不同。另外，在图2中，表明倾斜面为平面状的倾斜面，但也可以为弯曲面。
上述增强材料2为硬质的聚乙烯(只要是硬质合成树脂，也可以是其它材料)，底面(构成软管的内面的一侧的面)2C为平坦(扁平)的，从软管长度方向看的外形，即如图1和图2那样在软管长度方向切断的截面的外形，大致为三角形，也可以形成大致梯形，但与梯形的外形相比，三角形的外形具有能够使最大弯曲角度更大的优点，所以优选。
将上述增强材料2的底面的两侧的角部2A、2B形成为无角的圆弧状，但如图5所示，也可以构成为角比较尖。在这种情况下，可以通过将从两侧角部2A、2B向顶部2D侧的斜面2a、2b形成为沿着呈圆弧状突出的覆盖部3A的弯曲面，从而能够将在两侧角部2A、2B和覆盖部3A之间产生的间隙抑制得较小。图5中没有说明的其它结构与图2的结构相同。通过形成不将覆盖部3A焊接在上述增强材料2的底面的两侧的角部2A、2B上的结构，对软管的可挠性有利。
上述带材3优选作为软质树脂的EVA树脂(乙烯-乙酸乙烯共聚物)，只要是软质树脂，可以使用各种合成树脂。然后，从上述挤出机5将熔融状态的上述带材3挤出到增强材料2的上面，并与增强材料2的两个接收面2a、3b熔融粘接，利用自重形成覆盖部3A，能够构成软管。该覆盖部3A的弯曲的曲率半径，根据带材3在增强材料2、2之间施加的张力、增强材料2、2间的间距、增强材料2、2之间的带材3的重量和带材3的厚度、以及增强材料2的大小和形状等，其空间的大小和形状变化，但优选设定在满足软管的内径尺寸为D时的覆盖部3A的弯曲的曲率半径R＝(1/10)×D～(1/25)D的关系的范围。在此，将带材3熔融粘接在增强材料2上，但也可以利用粘接剂将带材3固定在增强材料2上。
另外，如图15所示，位于在上述管轴芯方向上相邻的增强材料2、2之间的覆盖部3A的两端具有圆弧部3S，可以将这两个圆弧部3S、3S之间用直线状的平面部3T构成。这种情况也包含大致呈圆弧状向软管的中心侧突出的情况。
另外，在图2、图5、和图6中，上述覆盖部3A的最底部的内面和增强材料2的底面2C构成为大致在一个面上的形状，但是，如图16所示，在上述覆盖部3A的最底部的内面3Z比增强材料2的底面2C向直径方向内侧稍微突出的状态下也能够实施。这种情况也包含软管的内面大致平坦的情况。
图5所示的截面形状大致为三角形的增强材料2的顶部的形状，也可以如图6和图7所示，做成呈圆弧状向软管的直径方向外侧突出的形状。另外，也可以将增强材料2的截面形状设定成软管轴芯方向的尺寸从增强材料2的底面2C到顶部2D逐渐减小，也可以是图8所示的截面形状为梯形的形状、和截面形状为半圆形的形状，但像三角形那样顶部2D为最细的形状对轻量化和可挠性都有利。
另外，作为上述增强材料2的截面形状，只要具有一对接收面2a、2b，任何形状都可以，例如可以是如图11所示顶部具有凹部(图中为U字形，也可以为方形和圆弧形等形状)2U的形状、如图12所示接近金刚石形状的五角形的形状、和如图13所示的五角形的形状。如果将由图11所示的凹部2U形成的空间作为放入电线等的空间利用，则具有只要设置软管就也能够完成配线操作的优点。另外，也可以是如图14所示将上述一对接收面2a、2b构成为向增强材料2的外面侧(也可以是内面侧)突出的圆弧状的弯曲面的增强材料2。只要是这样将底面2C在管轴芯方向的大小(宽度)H2设定为比顶部2D在管轴芯方向的大小(宽度)H1大(宽)、并在顶部2D的两侧可以具有一对倾斜面2a、2b的结构，增强材料2的形状可以为任何形状(参照图11)。
如图7和图8所示，在上述软管中，利用硬度比带材3小的软质树脂覆盖增强材料2的底面2C和覆盖部3A的内面，设置涂层6，由此大致平坦地构成软管内面6A。上述涂层6优选形成得尽量薄，例如优选设定成最大厚度部分为0.6mm～2.0mm、最小厚度部分为0.2mm～0.8mm。在图7和图8中，通过将软质树脂填充在增强材料2的底面2C和覆盖部3A的内面上，大致平坦地构成软管内面6A，但是，将由硬度比带材3小的软质树脂构成的带材卷绕在图1所示的自动导引设备1上，如图9所示，从圆筒状部件7上供给增强材料2和带材3，构成软管，由此，覆盖部3A的软管轴芯方向的两侧和与其对应的圆筒状部件7的部位之间产生间隙H、H，与图7和图8所示的软管相比，在可挠性方面有利。此外，形成上述涂层6的软质合成树脂，优选使用硬度为JIS A规定的55～65左右的软质材料。具体地说，作为合成树脂的种类，优选使用EPM(乙烯-丙烯共聚橡胶)。
图2和图8表示将增强材料2的底面2C在软管轴芯方向的尺寸2P设定成比位于增强材料2、2之间的覆盖部3A在软管轴芯方向的尺寸3P小的情况；另外，图6～图7表示将增强材料2的底面2C在软管轴芯方向的尺寸2P设定成比位于增强材料2、2之间的覆盖部3A在软管轴芯方向的尺寸3P大的情况；另外，图8表示将增强材料2的底面2C在软管轴芯方向的尺寸2P设定成与位于增强材料2、2之间的覆盖部3A在软管轴芯方向的尺寸3P相同的情况，但并不限定于图中所示的尺寸。
也可以如图10那样构成软管。即，将图5所示的增强材料1在软管直径方向分割成内外两部分，其中软管直径方向外侧部分2X由硬质合成脂制成，剩余的软管直径方向内侧部分2Y由软质合成树脂制成，由此，由硬质的外侧部分2X如期望的那样保持软管的强度，同时，在增强材料2的底面的两侧延伸并与带材3焊接的角部2A、2B容易变形，由此，能够尽可能地抑制软管的可挠性降低。此外，可以设置分别用于挤出硬质合成树脂和软质合成树脂的两台挤出机，将从这些挤出机挤出的合成树脂一体化而形成增强材料2的结构送出至自动导引设备，从其上卷绕带材3从而形成软管，也可以送出预先形成的增强材料2，从其上卷绕带材3从而形成软管。
权利要求
1.一种软管，其特征在于包括增强材料和软管主体，所述增强材料能够呈螺旋状送出，相对于顶部在管轴芯方向两侧分别具有越靠近端部侧越位于管径方向内侧的接收面，由硬质合成树脂构成，所述软管主体用于覆盖该呈螺旋状送出的增强材料，由软质合成树脂构成，将所述增强材料以其顶部位于直径方向外侧的状态，呈螺旋状送出，向该送出的增强材料送出由软质合成树脂构成的带材，在该增强材料之间形成大致呈圆弧状向软管的中心侧突出的覆盖部，同时，通过将该带材熔融或利用粘接剂将该带材固定在该增强材料的表面上，构成内面大致平坦、截面形状大致为圆形的所述软管主体。
2.如权利要求1所述的软管，其特征在于所述增强材料的接收面为平面状，将构成该增强材料的平面状的底面与该接收面形成的角度设定在30度～80度的范围。
3.如权利要求1或2所述的软管，其特征在于带材具有横跨在软管主体的长度方向上相邻的两个增强材料之间的大约1个间距的宽度，在所述增强材料上，在软管主体的长度方向上相邻的带材一部分重复并熔融粘接，由此构成所述软管主体。
4.如权利要求1或3所述的软管，其特征在于将从构成软管内面的所述增强材料的底面的两侧角部向顶部侧的所述接收面形成为沿着所述呈圆弧状突出的覆盖部的内面的弯曲面。
5.如权利要求1～4中任一项所述的软管，其特征在于将所述增强材料的底面在软管轴芯方向的尺寸设定成比位于所述增强材料之间的覆盖部在软管轴芯方向的尺寸小。
6.如权利要求1～4中任一项所述的软管，其特征在于将所述增强材料的底面在软管轴芯方向的尺寸设定成比位于所述增强材料之间的覆盖部在软管轴芯方向的尺寸大。
7.如权利要求1～4中任一项所述的软管，其特征在于将所述增强材料的底面在软管轴芯方向的尺寸设定成与位于所述增强材料之间的覆盖部在软管轴芯方向的尺寸相同。
8.如权利要求1～7中任一项所述的软管，其特征在于通过用硬度比所述带材小的软质树脂覆盖所述增强材料的底面和所述覆盖部的内面，大致平坦地形成软管内面。
9.如权利要求1～8中任一项所述的软管，其特征在于将所述增强材料在软管直径方向分割为内外两部分，其中的软管直径方向外侧部分利用硬质合成树脂形成，剩余的软管直径方向内侧部分利用软质合成树脂形成。
10.如权利要求1～9中任一项所述的软管，其特征在于所述带材为EVA树脂，所述增强材料为聚乙烯。
全文摘要
本发明提供一种可挠性和保形性均优异，且在施工性和成本方面有利的软管，其包括增强材料(2)和软管主体，增强材料(2)能够呈螺旋状送出，相对于顶部(2D)在管轴芯方向两侧分别具有越靠近端部侧越位于管径方向内侧的接收面(2a、2b)，由硬质合成树脂构成，软管主体用于覆盖该呈螺旋状送出的增强材料(2)，由软质合成树脂构成，将增强材料(2)以其顶部位于直径方向外侧的状态，呈螺旋状送出，向该送出的增强材料(2)送出由软质合成树脂构成的带材(3)，在该增强材料(2、2)之间形成大致呈圆弧状向软管的中心侧突出的覆盖部(3A)，并通过将该带材熔融或利用粘接剂将该带材固定在该增强材料(2)的表面上，构成内面大致平坦、截面形状大致为圆形的软管主体。
文档编号F24F13/02GK1922428SQ20048004203
公开日2007年2月28日 申请日期2004年11月26日 优先权日2004年2月23日
发明者金尾茂树 申请人:客纳福来有限公司