專利名稱：用于構(gòu)筑體可折疊、膨脹的管子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)用于構(gòu)筑體的可折疊、膨脹、由織料構(gòu)成的管子，可用作帳蓬支柱或在舟船或游泳池內(nèi)用于支承框等。
通過(guò)將空氣吹入織料制管子內(nèi)使管子膨脹而彎成弓形，將多根這樣的弓形管子用作穹狀帳蓬支柱已為公眾熟知，后述圖4所示可作為上述用途的一例，將8根弓形管子11的各一端集結(jié)成一點(diǎn)，該接合部成為蓬頂?shù)闹行?，按輻射形配置，將上?根管子11的各另一端按等間隔沿地面并列排列，在這些管子11的內(nèi)面鋪上罩布12形成穹形帳蓬10。
現(xiàn)有兩類上述這樣的織料制管子，一類是在構(gòu)成管子的織料上形成樹(shù)脂涂層而構(gòu)成氣密，在其一端上安裝為注入空氣用的閥門(mén)，經(jīng)此閥門(mén)將空氣直接充填入織料制管子內(nèi)，另一類是預(yù)先將帶閥門(mén)的橡膠管或PCV管等插入不十分氣密的織料制管子內(nèi)，將空氣充入此橡膠等管子內(nèi)，使外側(cè)織料制管子被彎曲成弓形。然而，對(duì)于上述中的任一類，都是用為形成上述弓形膨脹狀態(tài)織料管的立體裁剪法將一大片織料裁剪分割成多片，將得到的多片裁斷片縫合成形弓形管，或者是如后述圖2所示，將一片織料13剪斷成兩片扇形布料14，再使其重疊，且分別使其外側(cè)圓弧邊14a，14a和內(nèi)側(cè)圓弧邊14b、16b相互縫合，形成弓形管，其后，將其兩端封閉。
然而，存在由于用此立體裁剪法裁剪得到的零件數(shù)量多費(fèi)工時(shí)，且使加工費(fèi)增多的問(wèn)題。此外，當(dāng)采用縫合兩扇形布料方法雖然比立體裁剪法省工時(shí)，但由于將織料裁剪成彎曲形，使成品與原料比率下降到50%以下，因而存在材料費(fèi)用增大的問(wèn)題。
因此，本發(fā)明提供的管子能折疊成任意形狀，而且通過(guò)充填空氣產(chǎn)生內(nèi)壓使能膨脹形成弓形，不僅可作為上述穹形帳蓬支柱，也能用于舟船或游泳池等上，且和傳統(tǒng)的裁剪成扇形布料方法相比，不僅能同樣程度地省工時(shí)，而且能大幅度提高成品和原料的比率。
本發(fā)明的用于構(gòu)筑體的可折疊、膨脹的管子(參照

圖1)的特征在于將裁剪成長(zhǎng)方形的兩片織料通過(guò)接合形成直形管，其中的一片織料由和其縱向平行的經(jīng)紗和與此經(jīng)紗垂直相交的緯紗構(gòu)成，其中的另一片織料由和其縱向成30-60°傾斜的經(jīng)紗和與此經(jīng)紗垂直相交的緯紗構(gòu)成。
構(gòu)成本發(fā)明管子的織料可采用密織的織料，可采用傳統(tǒng)的尼龍、聚酯等合成纖維絲作為該織料的經(jīng)絲和緯絲。且和以往一樣，在此織料上進(jìn)行樹(shù)脂加工，特別在以不使用橡膠管或PVC管的管子為目的場(chǎng)合，在織料正反面涂敷涂膠用粘接料(例如含有粘接增強(qiáng)劑的聚氨酯粘接劑)后，進(jìn)行涂敷一層聚氨酯、聚乙烯等樹(shù)脂或橡膠而形成氣密性皮膜，以后，將其裁剪成所需的形狀，用高頻焊機(jī)等進(jìn)行熔融粘合，之后，再裝上為注入空氣用的閥門(mén)而完成制造過(guò)程。
然而，在以使用橡膠管等為前提的場(chǎng)合，只要求使具有憎水性和使橡膠管受到保護(hù)，例如，在上述織料的正反面上進(jìn)行涂敷丙烯和氨酯的混合樹(shù)脂后進(jìn)行裁剪，縫制接合后，將橡膠管等插入而完成制造。
然而，本發(fā)明的明顯特征在于織料制管子是將裁剪成長(zhǎng)方形的兩片織料片通過(guò)接合形成直形管，分別使一側(cè)的織料片和另一側(cè)的織料片的經(jīng)紗和緯紗的方向各不相同，使前者的織料片的經(jīng)紗和其長(zhǎng)度方向平行，使后者的織料片的經(jīng)紗和緯紗分別相對(duì)其長(zhǎng)度方向傾斜30-60度，即使用所謂斜裁織料片，但是，可以使前者和后者的寬度相等，也可以使兩者的寬度不等，總之能按照所需的弓形曲率進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定。
當(dāng)向本發(fā)明的構(gòu)筑體用管子內(nèi)充填空氣增加內(nèi)壓使其膨脹時(shí)，使上述管子彎曲成弓形(后述圖1中雙點(diǎn)劃線20A所示)。此時(shí)，使構(gòu)成其經(jīng)紗和長(zhǎng)度方向平行的織料片(以下稱徑向織料片)向外側(cè)彎曲，使經(jīng)紗和緯紗都相對(duì)其長(zhǎng)度方向傾斜的織料片(以下稱斜向織料片)向內(nèi)側(cè)彎曲，從而形成弓形管。
此外，眾所周知，當(dāng)考慮將上述管子作為薄壁管，將該管的半徑作為r，內(nèi)壓作為P時(shí)，沿管子周向作用的張力N1成為Pr，沿其軸向作用的張力N2成為Pr/2，由于周向張力N1比軸向張力N2大，成為使和經(jīng)向織料片相比容易變形的斜向織料片沿周向(徑向方向)拉伸，由于此拉伸而使斜向織料片沿軸向收縮。而且，當(dāng)把徑向織料片和斜向織料片的寬度設(shè)定為相等時(shí)，使上述管子的曲率半徑成為最小，且還隨著上述寬度差的增大而增大。
對(duì)附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1為說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例制造過(guò)程的俯視圖，圖2為說(shuō)明傳統(tǒng)裁剪方法的俯視圖，圖3表示斜向織料的應(yīng)力-拉伸曲線，圖4為表示穹形帳蓬構(gòu)筑物的主視圖。
實(shí)施例用表1所示各種織料，將其裁剪成上述徑向織料片21和斜向織料片22，且使其大小分別相等，制成表2所示的實(shí)施例1-12的構(gòu)筑體用管子20。但是，在表1中，表示涂敷種類的丙烯.氨酯，是按照使丙烯和氨酯的混合樹(shù)脂的固體涂量為50g/m2進(jìn)行涂敷。
表1織料名 材質(zhì) 纖度 經(jīng)密度×緯密度 涂復(fù)種類(旦尼爾) (/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 橡膠(0.02mm厚)840D Ny-66 840 25×25 橡膠(0.02mm厚)42104C Ny-6 420 54×36 丙烯·氨酯表2實(shí)施例 徑向織料片 斜向織料片 管長(zhǎng) 管直徑實(shí)施例1 F4260 F4260 2950mm 175.7mm實(shí)施例2 N4260 N4260 同上 同上實(shí)施例3 210D 210D 同上 同上實(shí)施例4 8400 8400 同上 同上實(shí)施例5 42104C 42104C 同上 同上實(shí)施例6 N4260 2100 同上 同上實(shí)施例7 N4260 N4260 同上 150.0mm實(shí)施例8 42104C N4260 同上 同上實(shí)施例9 42104C N4260 3200mm 150.0mm實(shí)施例10 42104C N4260 同上 200.0mm實(shí)施例11 42104C N4260 同上 175.0mm實(shí)施例12 42104C N4260 同上 100.0mm用鼓風(fēng)機(jī)向上述實(shí)施例1-12的構(gòu)筑體用管子內(nèi)充氣，使其內(nèi)壓達(dá)到0.15kg/cm2而使上述管子膨脹，測(cè)得由此得到的弓形管子20A的中心軸線的曲率半徑。另一方面，基于上述內(nèi)壓，計(jì)算出管子的周向張力N1和軸向張力N2。此外，分別從上述表1中的各種織料切取沿縱向、橫向和斜向的試驗(yàn)片進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，從該拉伸-應(yīng)力曲線分別求出徑向織料片21因上述軸向張力N2用途的縱向拉伸(軸向拉伸)變形RE2，和斜向織料片22因上述周向張力N1作用的橫向拉伸(周向拉伸)變形BE1，以及斜向織料片22因上述軸向張力N2作用的縱向拉伸(軸向拉伸)變形BE2。將這些測(cè)定值和計(jì)算值記載在下述表3內(nèi)。
表3實(shí)施例 R(mm/100) N1(kg/5cm) N2(kg/5cm) RE2(%) BE1(%) BE2(%)實(shí)施例1 104.94 6.59 3.30 0.88 6.56 2.72實(shí)施例2 35.15 同上 同上 1.15 13.32 6.82實(shí)施例3 24.84 同上 同上 1.92 19.25 13.24實(shí)施例4 34.37 同上 同上 0.89 19.53 13.97實(shí)施例5 47.40 同上 同上 0.92 16.02 9.68實(shí)施例6 17.16 同上 同上 1.15 19.25 13.24實(shí)施例7 15.59 5.63 2.81 1.02 11.82 5.56實(shí)施例8 17.62 同上 同上 0.86 11.82 5.56實(shí)施例9 18.54 同上 同上 0.86 11.82 5.56實(shí)施例10 27.66 7.50 3.75 1.02 14.46 7.70實(shí)施例11 18.33 6.56 3.28 0.94 13.26 6.55實(shí)施例12 41.88 3.75 1.88 0.67 7.77 3.51接著，試試從徑向織料片21和斜向織料片22的拉伸變形計(jì)算上述曲率半徑R。就是將圖1中的弓形管子20A的中心軸線長(zhǎng)作為L(zhǎng)，其外側(cè)母線長(zhǎng)為L(zhǎng)1，內(nèi)側(cè)母線長(zhǎng)為L(zhǎng)2，則L1＝Lxα1，L2＝Lxα2(α1，α2分別為系數(shù))，管子的半徑為r時(shí)，可將上述曲率半徑R表示成R＝r(α1-α2)/(α1+α2)這里，若將α1定為徑向織料片21因軸向張力作用的縱向拉伸變形)，α2為斜向織料22因軸向張力作用的縱向拉伸變形，則上述α1和α2可分別用α1＝(L+LXRE2)/L和α2＝(L-LXBE2)/L表示，因此，可從L、r、RE2和BE2算出R。
但是，由于考慮因作用在弓形管子20A周方向張力N1是上述軸向張力N2的兩倍，特別是斜向織料片22比徑向織料片21更易產(chǎn)生拉伸變形，使斜向織料片22的周沿周向張力N1作用的周向拉伸變形BE1對(duì)管子的曲率或徑R產(chǎn)生較大影響，求出斜向織料片22因周向張力N1作用的周向拉伸變形BE1和用上述R的公式求出值之間的關(guān)系時(shí)，得出-0.9341那樣高的相關(guān)系數(shù)。此外，上述曲率半徑R的計(jì)算值和曲率半徑R的實(shí)測(cè)值間的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.8181。就是弓形管的曲率半徑可大致用斜向織料片22的周向拉伸變形BE1決定。
圖3表示將上述表1中的布料42104C按斜向裁剪作成試驗(yàn)片，對(duì)其進(jìn)行張力試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力-拉伸變形曲線的一個(gè)例子，從作為目的物弓形管的半徑和內(nèi)壓算出周向張力N1，可從上述應(yīng)力-拉伸變形曲線求出對(duì)應(yīng)此周向張力N1的拉伸變形，從而能通過(guò)利用此拉伸變形預(yù)測(cè)膨脹時(shí)曲率半徑。換句話說(shuō)，能通過(guò)預(yù)先對(duì)各種布料進(jìn)行張力試驗(yàn)，然后利用其應(yīng)力-拉伸變形曲線設(shè)計(jì)本發(fā)明的構(gòu)筑體用的弓形管。
接下來(lái)，用上述表1中的布料42104C形成等長(zhǎng)，不等寬的徑向織料片和斜向織料片，作成實(shí)施例13-17的構(gòu)筑體用的弓形管(長(zhǎng)度為3580mm，直徑為150mm)，且和上述一樣，向其內(nèi)充空氣，使內(nèi)壓達(dá)0.15kg/cm2，而使上述管子膨脹，測(cè)定得到的弓形管的曲率半徑。將上述徑向織料片和斜向織料片的寬，該寬分別對(duì)該管子周長(zhǎng)的比率(%)以及弓形管子的曲率半徑表示在下述表4中。
表4實(shí)施例編號(hào) 13 14 15 16 17徑向織料片寬(mm) 346 321 296 271 236上述寬與管子周長(zhǎng)的比(%) 73.5 68.2 62.8 57.5 50.0斜向織料片寬(mm) 125 150 175 200 236上述寬與管子周長(zhǎng)的比(%) 26.5 31.8 37.2 42.5 50.0曲率半徑(mm) 4428 3013 2909 2619 1854由上述表4表明的那樣，當(dāng)使徑向織料片和斜向織料片的合計(jì)寬，即管子的直徑為一定時(shí)，如實(shí)施例17所示，兩織料片的寬相等時(shí)，使弓形管的曲率半徑為最小，和隨著斜向織料片寬的減小曲率半徑增大，此外，當(dāng)使斜向織料片的寬比徑向織料片的寬還大時(shí)，也使上述曲率半徑增大。
本發(fā)明用于構(gòu)筑體的可折疊、膨脹的管子如上所述，是通過(guò)使兩片長(zhǎng)方形的織料片接合而形成直管狀管子，使其一側(cè)的織料片由縱向平行的經(jīng)紗和與此經(jīng)紗垂直相交的緯紗構(gòu)成，使其另一側(cè)的織料片由相對(duì)縱向成45度傾斜的經(jīng)紗和與此經(jīng)紗垂直相交的緯紗構(gòu)成，當(dāng)使其產(chǎn)生內(nèi)壓而膨脹時(shí)，使其經(jīng)紗和縱向平行的一側(cè)織料片向外側(cè)，使其經(jīng)紗和緯紗分別相對(duì)縱向傾斜的另一側(cè)織料片向內(nèi)側(cè)彎曲成弓形，可用作帳蓬支柱，舟船或游泳池等上的支承框。而且，由于通過(guò)使其正反面和經(jīng)紗與緯紗相平行裁剪得到上述一側(cè)織料片，通過(guò)使其正反面按斜向裁剪得到上述另一側(cè)織料片，且將其均裁剪成長(zhǎng)方形，和將其正反面按扇形裁剪的傳統(tǒng)方法相比，使成品與原料的比提高接近兩倍，而工時(shí)仍保持同等程度。此外，能通過(guò)改變上述一側(cè)織料片和另一側(cè)織料片的種類或?qū)挾葋?lái)自由設(shè)定弓形管的曲率半徑。
權(quán)利要求
1.用于構(gòu)筑體的可折疊、膨脹的管子，將裁剪成長(zhǎng)方形的兩片織料片通過(guò)接合形成直形管，其特征在于其一側(cè)的織料片由和其縱向平行的經(jīng)紗和與此經(jīng)紗垂直相交的緯紗構(gòu)成，其另一側(cè)的織料片由相對(duì)其縱向成30-60度傾斜的經(jīng)紗和與此經(jīng)紗垂直相交的緯紗構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明用于構(gòu)筑體的可折疊、膨脹的管子，通過(guò)將裁剪成長(zhǎng)方形兩片織料片接合形成直形管，其一側(cè)織料片由和縱向平行的經(jīng)紗和與該經(jīng)紗成正交的緯紗構(gòu)成，其另一側(cè)織料片由和縱向成30—60度傾斜的經(jīng)紗和與該經(jīng)紗成正交的緯紗構(gòu)成，能折疊成任意形，通過(guò)充填空氣能膨脹成弓形，可用作穹形帳篷支柱、舟船、游泳池上的支承框，能使制造時(shí)省工時(shí)和大幅度提高成品與原料的比率。
文檔編號(hào)F16L11/02GK1097054SQ93120330
公開(kāi)日1995年1月4日 申請(qǐng)日期1993年11月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月26日
發(fā)明者大田淳一, 酒井啟子, 巖井武夫 申請(qǐng)人:東洋橡膠工業(yè)株式會(huì)社