專利名稱：通氣軟管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及待連接于氣動設(shè)備的通氣軟管，所述氣動設(shè)備可以諸如是在發(fā)動機充氣和排氣系統(tǒng)、燃料汽之類的供給系統(tǒng)中的真空控制閥、真空開關(guān)、隔膜閥、單向閥和其它類似物。
通氣軟管應(yīng)該具有種種特性，諸如高的柔性和高生產(chǎn)率。例如，由于設(shè)置有氣動設(shè)備的車輛有可能在寒冷和炎熱的各種環(huán)境中使用，因此其中所使用的通氣軟管需要具有優(yōu)良的耐候性，諸如耐熱性、耐寒性和耐臭氧性。為此，人們通常使用由具有優(yōu)良耐候性的橡膠材料、諸如表氯醇-氧化乙烯共聚物(ECO)制成的單層軟管。
但是，與車輛的氣動設(shè)備(例如，在發(fā)動機充氣和排氣系統(tǒng)、燃料汽之類的供給系統(tǒng)中的真空控制閥、真空開關(guān)、隔膜閥、單向閥和其它類似物)相連的通氣軟管都設(shè)置在車輛的種種構(gòu)件和車身附近。因此，由于車輛自身或發(fā)動機的振動，通氣軟管會不斷地與車輛的這些構(gòu)件或車身相接觸。這種反復(fù)的接觸使得通氣軟管在其接觸部分處發(fā)生損壞。為了避免出現(xiàn)該問題，將一螺旋式保護(hù)器裹繞在通氣軟管外表面上與接觸部分相對應(yīng)的位置上。但是，有時需要將通氣軟管從氣動設(shè)備上拆卸下來，以對車輛進(jìn)行修理或檢查，此時，在修理或檢查完畢之后，必需再次將所述保護(hù)器裹繞在所需位置，因此操作較為麻煩。
而且，當(dāng)ECO制成的通氣軟管連接于氣動設(shè)備經(jīng)過一段較長的時間后，通氣軟管常常會粘附于氣動設(shè)備的諸連接管上，因此如果不用較大的力來拉動它們，就不能將它們從諸連接管上取下來。通氣軟管粘附于諸連接管的現(xiàn)象是由于通氣軟管的內(nèi)壁組份隨時間發(fā)生變化而產(chǎn)生的，當(dāng)諸連接管是由樹脂制成時，更容易發(fā)生這種現(xiàn)象。
而且，由于氣動設(shè)備可能設(shè)置在車輛的種種不同位置，軟管也就隨之與氣動設(shè)備連接在其種種位置上，因此，通氣軟管必需能容易且簡單地安裝到在氣動設(shè)備的諸連接管上。而且，還要求在對車輛進(jìn)行修理或檢查時，能很容易很簡單地將通氣軟管從諸連接管上拆卸下來。但是，如果采用傳統(tǒng)的通氣軟管，由于諸如由ECO制成的橡膠所具有的那些特性，不容易將通氣軟管安裝到氣動設(shè)備上或從氣動設(shè)備上拆卸下來。因此，人們需要一種能很方便地進(jìn)行安裝和拆卸的通氣軟管。
為了解決上述問題，本發(fā)明的第一目的在于避免因與外界構(gòu)件相接觸而帶來的弊病，本發(fā)明的第二目的在于同時還能改善安裝和從氣動設(shè)備上拆卸下來的方便性，并能避免粘附于諸連接管。
本發(fā)明的通氣軟管包括一具有表氯醇橡膠的第一橡膠層和具有氯磺化聚乙烯橡膠的第二橡膠層，所述第二橡膠層形成在第一橡膠層的外表面上，并且其厚度約為0.2毫米至約0.6毫米

圖1是例子1的通氣軟管10的放大剖視圖。
圖2是一說明如何對通氣軟管10進(jìn)行鑒定試驗的示意圖。
圖3是一示出了在通氣軟管10上進(jìn)行的鑒定試驗的結(jié)果的曲線圖。
圖4是例子2的通氣軟管10A的放大剖視圖。
圖5是說明硅酮涂層16是如何形成的示意圖。
圖6是一說明用來測定通氣軟管10A內(nèi)硅酮涂層16的厚度的方法的曲線圖。
圖7是將通氣軟管10A的插入載荷和拔出載荷與一作為比較例子的通氣軟管的插入載荷和拔出載荷進(jìn)行比較的曲線圖。
在本發(fā)明中，第一橡膠層包括一表氯醇橡膠。所述表氯醇橡膠包括將表氯醇作為單元體的均聚物和共聚物，作為例子，它們可以由表氯醇-氧化乙烯共聚物(ECO)、表氯醇-氧化乙烯-烯丙基縮水甘油醚共聚物(GECO)和其它類似物制成。
所述第二橡膠層包括一氯磺化聚乙烯橡膠，并且圍繞在所述第一橡膠層外表面大約0.2-0.6毫米的厚度。
根據(jù)本發(fā)明的、具有上述結(jié)構(gòu)的通氣軟管，為了將其外徑保持得與傳統(tǒng)軟管外徑相近似，第一橡膠層外表面上的所述第二橡膠層的厚度制造得較薄，即，大約0.2毫米至0.6毫米，因此可以確保內(nèi)第一橡膠層的厚度與傳統(tǒng)單層通氣軟管的厚度相近似。由于第一橡膠層是由表氯醇橡膠形成且具有足夠的厚度，它對軟管內(nèi)的空氣具有較理想的耐候性，另一方面，本發(fā)明的通氣軟管是通過由氯磺化聚乙烯橡膠組成的第二橡膠層而與外界構(gòu)件相接觸的。由于氯磺化聚乙烯橡膠具有優(yōu)良的耐磨性，因此，即使第二橡膠層的厚度是一厚度約為0.2毫米至約0.6毫米的薄層，也可以避免因與外界構(gòu)件接觸而可能產(chǎn)生的問題。因此，通過使用本發(fā)明的通氣軟管，可以很容易地避免因與外界構(gòu)件接觸而產(chǎn)生的問題，而不需要采用傳統(tǒng)的保護(hù)裝置。
為了使第二橡膠層可以藉助同一擠壓機而與第一橡膠層共同擠壓且均勻地形成，第二橡膠層的厚度最好約為0.2毫米或高于0.2毫米。同時，由于為了使第一橡膠層的厚度能與傳統(tǒng)單層軟管的厚度相近似，以及所述軟管的外徑保持與傳統(tǒng)軟管的外徑相近似，因此，第二橡膠層的厚度最好約為0.6毫米或0.6毫米以下。
在本發(fā)明的通氣軟管中，最好是在第一橡膠層的內(nèi)壁表面上提供一硅酮涂層。當(dāng)將具有這種結(jié)構(gòu)的通氣軟管安裝于氣動設(shè)備的諸連接管時，由于所述硅酮涂層與連接管相接觸，可以很方便地進(jìn)行所述軟管的安裝和拆卸，因為所述硅酮涂層具有較大的靜摩擦力和較小的動摩擦力。而且，由于分子結(jié)構(gòu)含有硅氧烷鍵，因此硅酮組份不會隨時間而變化，故可以避免通氣軟管粘附于氣動設(shè)備上。
作為本發(fā)明通氣軟管的一個特定實施例，所述硅酮涂層可以設(shè)置在第一橡膠層的內(nèi)表面上的僅僅與氣動設(shè)備相接觸的區(qū)域。根據(jù)該實施例，即使當(dāng)通氣軟管的總長較長時，其上有硅酮涂層的區(qū)域還是較小的，因此，硅酮的涂敷作業(yè)是較容易的，而且，由于可以降低硅酮的使用量，因此還可以降低成本。
所述硅酮涂層可以藉助下述方法而形成，即例如如圖5所示，將一種每單位長度具有給定量的乳劑型硅酮涂層組份灌入具有第一橡膠層12和第二橡膠層14的通氣軟管10A的通道12a內(nèi)，讓通氣軟管在一對擠壓輥34之間通過從而將硅酮涂層組份均勻地涂敷在通道12a的表面上，即涂敷在第一橡膠層12的內(nèi)表面上，然后烘干所述涂層。硅酮涂層也可以通過涂敷一種溶解在諸如三氯乙烷的溶劑中的硅酮橡膠溶液而形成。
下面藉助例子對本發(fā)明的通氣軟管進(jìn)行具本描述。
例子1圖1是第一例子的通氣軟管10的放大剖視圖。如圖1所示，通氣軟管10具有占據(jù)軟管主要部分的第一橡膠層10，和一形成在第一橡膠層的外表面周圍的第二橡膠層14。第一橡膠層12是一包括表氯醇-氧化乙烯共聚物(ECO)的橡膠層，第二橡膠層14是一包括一氯磺化聚乙烯(CSM)的橡膠層。在這一例子中，通氣軟管10的內(nèi)徑和外徑與使用在車輛中的傳統(tǒng)單層通氣軟管的內(nèi)徑和外徑相同，并且所述通氣軟管10的內(nèi)徑，即第一橡膠層12的內(nèi)徑約為3.5毫米。以及，通氣軟管10的外徑，即第二橡膠層的外徑約為7.5毫米。第二橡膠層14是利用一軟管擠壓機與第一橡膠層12同時形成的，并且是藉助一擠壓機與第一橡膠層12同軸擠壓模制而成的，所述第二橡膠層的厚度約為0.4毫米。
下面描述對通氣軟管10進(jìn)行的鑒定試驗。用來與此例子的通氣軟管作比較的、作為比較例的軟管是一種由ECO制成并且其內(nèi)徑和外徑與此例子的上述通氣軟管相同的單層通氣軟管。首先，準(zhǔn)備好此例子的通氣軟管10和比較例的軟管，并設(shè)置在如圖2所示的鑒定試驗裝置內(nèi)。所述試驗裝置具有一用來固定軟管11和一與所述軟管相接觸的金屬管32的夾具30。上下移動所述金屬管32并使它與軟管11接觸，測出上、下移動的次數(shù)(接觸次數(shù))和軟管的磨損程度之間的相互關(guān)系。在試驗過程中，將具有給定長度的軟管11固定于夾具30，并將所述夾具30和金屬管32設(shè)置成在一給定載荷F(大約20g)的作用下使軟管與金屬管32相接觸。以40赫茲的頻率(上、下移動的行程大約為3.0毫米)上、下移動金屬管32。結(jié)果如圖3所示。
從圖3中可以看到，在與所述金屬管接觸了大約500,000次之后，比較例軟管的磨損深度約為0.4毫米，在與金屬管接觸了大約3,000,000次之后，比較例軟管的磨損深度約為1毫米。而本例子的通氣軟管10在與金屬管接觸了大約3,000,000次之后，其磨損深度僅為0.1毫米，因此，本例子的通氣軟管10的耐磨性是比較例軟管的10倍左右。雖然本例子的通氣軟管在與金屬管接觸了大約3,000,000次之后，其磨損深度約為0.1毫米，但由于第二橡膠層14的厚度約為0.4毫米，因此，第二橡膠層14在接觸部分依然保持著。所以，本發(fā)明的通氣軟管10即使是在接觸了3,000,000次之后仍不會使磨損性降低得太多。
這樣，即使當(dāng)本例子的通氣軟管10與外界構(gòu)件相接觸，因第二橡膠層14具有較高的耐磨性，因此，所述通氣軟管不會受到嚴(yán)重地磨損。所以，所述通氣軟管10不需要使用保護(hù)裝置就可以避免因與外界構(gòu)件接觸而產(chǎn)生的問題。
而且，在使用本例子的通氣軟管10的情況下，由ECO制成的、具有耐候性的橡膠層(第一橡膠層12)的厚度約為1.6毫米，該厚度是厚度約為2毫米的傳統(tǒng)型單層通氣軟管的大約80％。因此，它對于軟管內(nèi)的空氣能呈現(xiàn)出良好的耐候性。
例子2如圖4所示，第二例子的通氣軟管10A具有類似于上述通氣軟管10的第一橡膠層12和第二橡膠層14，并且在第一橡膠層12的內(nèi)壁表面上具有一硅酮涂層16。所述硅酮涂層是以下述方式形成的。
如圖5所示，將一種對每單位軟管長度具有給定量的乳劑型硅酮涂層組份引入具有第一橡膠層12和第二橡膠層14的通氣軟管10A的通道12a內(nèi)，并使通氣軟管經(jīng)過一對擠壓輥34。在軟管經(jīng)過兩輥之間的過程中，將硅酮涂層組份均勻地涂敷在通道12a的表面上，即涂敷在第一橡膠層12的內(nèi)表面上，然后烘干所述涂層，就形成了所述硅酮涂層16。
在此第二例子中，首先預(yù)備好具有各種厚度硅酮涂層16的通氣軟管10A。對每一通氣軟管10A(內(nèi)徑大約3.5毫米)，測量當(dāng)將所述通氣軟管與一氣動設(shè)備的連接管相連時所需的插入載荷和當(dāng)將所述通氣軟管從所述連接管上拆卸下來時所需的拔出載荷。所述測量結(jié)果如圖6所示。硅酮涂層16的厚度由利用EPMA(電子探測微量分析儀)進(jìn)行測量的通氣軟管每單位面積上的硅酮涂敷量(cps)來表示。所述拔出載荷是在80℃的大氣中進(jìn)行測量的。
從圖6中可以看到，當(dāng)硅酮涂敷量在大約100cps至大約200cps的范圍內(nèi)時，所述插入載荷約為27.4牛頓至約35.3牛頓，該插入載荷小于插入載荷的上限。因此，從插入的方便性來看，即從將所述軟管連接于所述連接管的方便性來看，在上述范圍內(nèi)的涂敷量是較佳的。插入載荷的上限的定義是超過該上限值，將所述通氣軟管連接于所述連接管時將比較困難。
當(dāng)所述硅酮涂敷量在上述范圍內(nèi)時，拔出載荷(在80℃的大氣中測得的)約為17.6牛頓至約21.6牛頓，它大于拔出載荷的下限。因此，從所述軟管比較難以掉落下來，即能將所述軟管可靠地固定于諸連接管上，以及在修理和檢查時能方便地將它從諸連接管上拆卸下來的角度來看，所述涂敷量也是較佳的。拔出載荷的下限的定義是低于該下限值，所述通氣軟管能很容易地從諸連接管上掉落下來，從而會影響軟管連接的可靠性。
接下來，對硅酮涂敷量約為150cps的通氣軟管10A(此例子中用的軟管和一在第一橡膠層12(通道12a)的內(nèi)表面上不具有硅酮涂層16的通氣軟管(比較例的通氣軟管)的插入載荷和拔出載荷的分別作比較。圖7示出了所述比較結(jié)果。從圖7可知，具有硅酮涂層16的通氣軟管10A的插入載荷比比較例的通氣軟管的插入載荷小Δa(大約10牛頓)，其拔出載荷比比較例的通氣軟管的要小Δb(大約5牛頓)。也就是說，與比較例的通氣軟管相比，用本發(fā)明的通氣軟管少用Δa的力就可以將通氣軟管10A插入，并且少用Δb的力就可以將其拔出，同時它分別在插入載荷和拔出載荷的上限和下限的范圍內(nèi)。因此，通過使用具有硅酮涂層16的通氣軟管10A，將通氣軟管安裝或從氣動設(shè)備上拆卸的作業(yè)可以得到簡化。
接下來，當(dāng)將上述通氣軟管10A和比較例的通氣軟管連接于氣動設(shè)備的諸連接管，并且在該狀態(tài)使它們處在150℃的高溫氣氛中70小時而迫使它們經(jīng)受熱老化時，對上述通氣軟管10A和比較例通氣軟管的可拔出性進(jìn)行比較。當(dāng)用150牛頓的力將通氣軟管10A拔出時，可以將它從連接管中拔出來而不會引起任何損壞。而用150牛頓的力卻不能將比較例的通氣軟管拔出來，當(dāng)施加大約300牛頓的力時，所述軟管在與連接管相連的那部分處發(fā)生斷裂。由于分子結(jié)構(gòu)中含有硅氧烷鍵，硅桐涂層16的組份不會隨時間發(fā)生變化，因此本發(fā)明的通氣軟管10A不會在連接部分發(fā)生熱老化。從而可以防止這種通氣軟管粘附于氣動設(shè)備上。
以上描述了本發(fā)明的諸例子，但是，本發(fā)明并不受這些例子或?qū)嵤├南拗?，而是還可以對它作出種種不背離本發(fā)明保護(hù)范圍的實施例。
本申請是以1996年6月17日申請的、申請?zhí)枮镹o.08-207832的日本專利為基礎(chǔ)的，因此將該專利援引在此作為參考。
權(quán)利要求
1.一種通氣軟管，它包括一表氯醇橡膠的第一橡膠層和一氯磺化聚乙烯橡膠的第二橡膠層，所述第二橡膠層形成在第一橡膠層的外表面上，并且其厚度約為0.2毫米至約0.6毫米。
2.如權(quán)利要求1所述的通氣軟管，它還具有一位于第一橡膠層的內(nèi)壁表面上的硅酮涂層。
全文摘要
一種通氣軟管,它包括一表氯醇橡膠的第一橡膠層和一氯磺化聚乙烯橡膠的第二橡膠層,所述第二橡膠層形成在第一橡膠層的外表面上,并且其厚度約為0.2毫米至約0.6毫米。
文檔編號F16L11/20GK1177696SQ9711540
公開日1998年4月1日 申請日期1997年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月17日
發(fā)明者野田達(dá)人, 加藤善久, 椿公男 申請人:豐田合成株式會社