TWI635024B

TWI635024B - 呼吸管結構及其製造方法

Info

Publication number: TWI635024B
Application number: TW106127665A
Authority: TW
Inventors: 薛志誠
Original assignee: 誠加興業股份有限公司
Priority date: 2017-08-15
Filing date: 2017-08-15
Publication date: 2018-09-11
Also published as: TW201910209A; JP2019034718A; US20190054988A1; FR3070158A1; DE102018118527A1

Abstract

本發明關於一種呼吸管結構，其包含一管體及一分隔件。管體沿著一軸線延伸形成，且包含一外緣面及一與外緣面相對之內緣面，內緣面圍繞軸線定義出一氣體通道，其中軸線包含一彎曲段。分隔件沿著軸線延伸，與管體一體成型，且設置於內緣面上，以將氣體通道分隔成進氣通道及出氣通道。本發明另關於一種呼吸結構之製造方法，其包含：形成一型胚，其中型胚包含相分隔之一第一通道及一第二通道；放置型胚於一模具之模穴中；將空氣注入第一通道及第二通道中，使型胚膨脹而抵靠至模穴之壁面；以及將膨脹後的型胚從模具中取出，以得到一呼吸管結構。

Description

呼吸管結構及其製造方法

本發明係關於一種呼吸管結構及其製造方法；更詳細而言，係關於一種用於浮潛或潛水運動裝備之呼吸管結構及其製造方法。

呼吸管係普遍地被使用於浮潛或潛水運動中，其通常與咬嘴或面罩相組合，以讓使用者在臉部位於水面下的狀態時仍能呼吸到水面上之空氣；為達此目的，呼吸管通常係為一長形管體，以使其末端能位於水面上。

傳統上，呼吸管之管體僅具有單一氣體通道，使用者所吸入之水面上新鮮空氣及自體吐出之含二氧化碳之廢氣皆需通過此單一氣體通道。然而，這樣的呼吸管會讓使用者吸氣時一併吸入自體吐出之二氧化碳，造成所吸入之氣體含氧量較低。如此，使用者容易有頭暈的狀況或需頻繁換氣，導致無法持久進行浮潛或潛水運動。

即便有業者嘗試開發進氣及出氣通道相分開之呼吸管，但由於射出成型之製程上的若干限制，致使該呼吸管難符所需。

有鑑於此，如何改善上述的缺失，乃為此業界待解決的問題。

本發明之一目的在於提供一種呼吸管結構及其製造方法，該呼吸管能具有相分隔之進氣通道及出氣通道，且呼吸管能有適當的形狀、尺寸及/或強度。

為達上述目的，本發明所提出的呼吸管結構包含：一管體沿著一軸線延伸形成，且包含一外緣面及一與外緣面相對之內緣面，內緣面圍繞軸線定義出一氣體通道，其中軸線包含一彎曲段；以及一分隔件沿著該軸線延伸、並與管體為一體成型，且設置於內緣面上，以將氣體通道分隔成一進氣通道及一出氣通道。

為達上述目的，本發明所提出的呼吸管結構包含：一管體，係沿著一軸線延伸形成，且包含一外緣面及一與該外緣面相對之內緣面，該內緣面圍繞該軸線定義出一氣體通道；以及一分隔件，係沿著該軸線延伸、並與該管體為一體成型，且設置於該內緣面上，以將該氣體通道分隔成一進氣通道及一出氣通道；其中，該管體及/或該分隔件具有一厚度，該厚度不大於1.5公釐。

於一實施例中，分隔件包含一板體。

於一實施例中，管體及/或分隔件具有一厚度不大於1.0公釐；該厚度亦可不大於0.7公釐、不小於0.5公釐。

於一實施例中，呼吸管結構所具有之軸線包含二端點，二端點之間定義有一直線距離，直線距離不小於320公釐。

於一實施例中，管體包含一垂直軸線之截面，截面連接外緣面及內緣面，截面之形狀包含：心形、水滴形、星形、梅花形或三角形。

為達上述目的，本發明所提出的呼吸管結構的製造方法，包含：形成一型胚，其中型胚包含相分隔之一第一通道及一第二通道；放置型胚於一模具之一模穴中；將空氣注入第一通道及第二通道中，致使型胚膨脹而抵靠至模穴之一壁面；以及將膨脹後的型胚從該模具中取出，以得到一呼吸管結構。

於一實施例中，形成型胚之步驟包含：將一塑料從一模頭（die head）擠出，以得到包含一氣體通道的型胚。

於一實施例中，形成型胚之步驟包含：將一塑料注入一注射模具（injection mold）中，然後將塑料從注射模具中取出，以得到包含一氣體通道的型胚。

於一實施例中，形成型胚之一步驟更包含：迫使型胚變形，俾使型胚之氣體通道分隔成一第一通道及一第二通道。

於一實施例中，迫使型胚變形之步驟包含：將型胚放置於二夾板之間；以及使二夾板分別擠壓型胚之二部分，致使二部分相結合，以使氣體通道分隔成第一通道及第二通道。

於一實施例中，形成型胚之一步驟包含：將一塑料注入一注射模具中，然後將塑料從注射模具中取出，以得到包含該第一通道及該第二通道的型胚。

為讓上述目的、技術特徵及優點能更明顯易懂，下文係以較佳之實施例配合所附圖式進行詳細說明。

請參閱第1圖所示，為依據本發明之較佳實施例之一呼吸管結構10之示意圖，該呼吸管結構10可應用於一呼吸管裝置中（作為呼吸管裝置的一構成元件），可連接呼吸管裝置的咬嘴總成20及防水器30等元件。該呼吸管結構10亦可應用於一全罩式之水鏡面罩（圖未示），例如申請人所申請的第106116199申請號之台灣專利申請案所揭露的水鏡面罩結構。

該呼吸管結構10可藉由中空吹塑成型（blow molding）來製作出（關於製造的具體技術內容將於後述），故呼吸管結構10之形狀、尺寸及/或強度皆有別於習知的由射出成型（injection molding）所製作出的呼吸管，使得呼吸管結構10更能因應不同之需求。請同時參閱第2圖及第3圖，分別為呼吸管結構10的縱切剖面圖及橫切剖面圖，呼吸管結構10可包含一管體100及一分隔件200，各元件之技術內容依序說明如下。

管體100係沿著一軸線L延伸形成，該軸線L係為一假想線，也就是，管體100之一開口端至另一開口端之間具有複數個截面（例如第3圖所示），而該軸線L垂直通過該等截面之形心。管體100之各部分皆為一體成形，並非多件式組裝而成。管體100包含一外緣面110與一外緣面100相對之內緣面120（而截面連接外緣面110及內緣面120），內緣面120圍繞軸線L定義出一氣體通道130，換言之，內緣面120所圍繞之空間即為氣體通道130。使用者所吸入或吐出之空氣將於氣體通道130中流動。

軸線L包含一彎曲段（非直線段），詳細而言，軸線L可為一連續彎曲的曲線段（曲線之曲率可為變化者）或包含至少一直線段及至少一彎曲段，換言之，中空吹塑成型之管體100可整體上為一彎管、或是為部分直管及部分彎管。如此，具有彎管部分之管體100於使用時較不會妨礙使用者之視線或穿戴困難，且能具有更為流線的外觀。若呼吸管結構10使用於全罩式之水鏡面罩時，呼吸管結構10可整體上為一直管，不包含彎管部分，換言之，軸線L不包含任何彎曲段。

另一方面，軸線L更包含二端點P，二端點P之間定義有一直線距離（即二端點P之間的連接直線）。該直線距離可不小於320公釐，換言之，中空吹塑成型之管體100之管長為320公釐以上，例如可達350公釐或400公釐等，以因應不同使用者之臉長。

分隔件200可包含一板體210，且亦沿著該軸線L延伸，並與管體100為一體成型，換言之，分隔件200及管體100是由同一材料、經由中空吹塑成型而同時形成。對應管體100之形狀，分隔件200整體上可為一彎板、或是為部分直板及部分彎板。此外，分隔件200設置於管體100之內緣面120上，以將氣體通道130分隔成一進氣通道132與一出氣通道134，易言之，沿著軸線L，分隔件200可將氣體通道130分隔成兩部分。進氣通道132與出氣通道134內可設置一或多個單向閥（圖未示），使得進氣通道132僅能讓氣體從一方向通過，而出氣通道134僅能讓氣體從另一相反方向通過；此外，進氣通道132與出氣通道134內流動的空氣無法相流通、混合。

藉此，使用者可經由進氣通道132吸入新鮮空氣，經由出氣通道134呼出含二氧化碳之空氣，從而避免於吸入自身剛呼出之二氧化碳，使用者將可更長時間地或更舒適地使用該呼吸管結構10。也就是，使用者較不易感到頭暈，亦有可能助於減少使用者體內氮氣的累積，此種配置若用於全罩式之水鏡面罩上更可有效減少面罩霧氣的產生。

另一方面，藉由中空吹塑成型之呼吸管結構10在製造材料上可有較多的選擇，不限於軟料或硬料，例如可包含如聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，PVC）、熱塑性橡膠(Thermoplastic Elastomer，TPR)、熱塑性聚氨酯樹脂（Thermoplastic polyurethane，TPU）基底等流動性好的材料，或如聚碳酸酯（Poly Carbonate，PC）、苯乙烯共聚合物（Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS）、乙烯乙酸乙烯酯（Ethylene Vinyl Acetate，EVA）、聚丙烯（Polypropylene，PP）、高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，HDPE）、低密度聚乙烯（Low Density Polyethylene，LDPE）、聚酯樹脂（Polyethylene terephthalate，PET）等其他材料。這些材料在中空吹塑成型時的加工溫度較低，例如聚丙烯（PP）為210至230℃，高密度聚乙烯（HDPE）為170至220℃，低密度聚乙烯（LDPE）為150至190℃，聚氯乙烯（PVC）為180至200℃，因此，相較於其他成型技術，中空吹塑成型所使用之機台設備及加工環境可要求較低，故生產成本較低。

再一方面，藉由中空吹塑成型之呼吸管結構10可具有較小的管壁厚度，也就是，管體100及/或分隔件200可具有一厚度，該厚度不大於1.5公釐，較佳地，不大於1公釐，不大於0.7公釐，甚至不大於0.5公釐，使得呼吸管結構10之重量輕盈。此外，較小管厚之呼吸管結構10可具有較大之進氣通道132與出氣通道134，故氣體之流動阻力較小，俾以使用者呼吸更為順暢輕鬆。

除了第3圖所例式之截面，如第4圖所示，呼吸管結構10之管體100亦可能形成不同形狀之截面，例如可包含：方形、橢圓形、心形、水滴形、星形、梅花形或三角形，以因應消費者喜好做變更。

接著將說明依據本發明較佳實施例的呼吸管結構的製造方法，該製造方法可製造出相同或類似於上述實施例的呼吸管結構10，故製造方法的技術內容與呼吸管結構10的技術內容可相互參考，相同的部分將省略或簡化。

該製造方法係利用中空吹塑成型之技術，可包含以下主要步驟：形成一型胚（parison）300（如第5圖或第6B圖所示），其中，該型胚300包含相分隔之一第一通道312及一第二通道314（如第7C圖所示）；放置型胚300於一模具400之一模穴410中（如第8A圖所示）；將空氣注入第一通道312及第二通道314中（圖未示），致使型胚300膨脹而底靠至模穴410之一壁面411（如第8B圖所示）；以及將膨脹的型胚300從模具400中取出，以得到一呼吸管結構10（如第1圖所示）。各步驟的技術內容依序說明如下。

如第5圖所示，形成型胚300之步驟包含用擠製加工（extrusion）的方式：將一塑料從一模頭（die head）500擠出，以得到包含一氣體通道310的型胚300；或者如第6A圖及第6B圖所示，採用射出加工（injection）的方式：將一塑料注入一注射模具（injection mold）550中，然後將塑料從注射模具中取出，以得到包含一氣體通道310的型胚300，但不以此為限制。此外，藉由不同注射模具之設計，亦可於注射模具中直接形成包含第一通道312及第二通道314之型胚300。

形成型胚300後，為使呼吸管結構10具有分隔之氣體通道310，形成型胚300的步驟更包含：迫使該型胚300變形，俾使該型胚300之該氣體通道310分隔成一第一通道312及第二通道314。

詳細而言，如第7A圖至第7C圖所示，迫使該型胚300變形的方法可包含：將型胚300放置於二夾板600之間；以及使二夾板分別擠壓型胚300之二部分301，致使二部分301相結合成一體，以使氣體通道310初步地分隔成第一通道312及第二通道314。

後續，如第8A圖及第8B圖所示，型胚300將放入模具400之模穴410中，然後將空氣（圖未示）注入型胚300之第一通道312及第二通道314，致使型胚300膨脹（第一通道312及第二通道314擴大）而抵靠至模穴410之壁面411，以形成如第3圖或第4圖所示之一截面的呼吸管結構10。待膨脹的型胚300固化後，將型胚300取出，即可製作出呼吸管結構10。

另說明的是，在形成型胚300的過程中，採用擠製加工的方式時，型胚300係可在較低壓力下成型，例如0.2~1.0百萬牛頓（MN）。低壓成型之型胚300膨脹後所形成的呼吸管結構10可有較小殘餘應力，故可較耐拉伸、抗衝擊、彎曲等各種應變。

綜合上述，本發明之呼吸管結構係藉由中空吹塑成型來製造出，且可具有分隔的進氣及出氣通道，益於使用者換氣；呼吸管結構所具有之形狀較不受限，且可較具有較大之長度及/或較小之厚度；此外，呼吸管結構之結構強度亦較佳，製造成本亦較低。

上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。

10‧‧‧呼吸管結構
20‧‧‧咬嘴總成
30‧‧‧防水器
100‧‧‧管體
110‧‧‧外緣面
120‧‧‧內緣面
130‧‧‧氣體通道
132‧‧‧進氣通道
134‧‧‧出氣通道
200‧‧‧分隔件
210‧‧‧板體
300‧‧‧型胚
301‧‧‧部分
310‧‧‧氣體通道
312‧‧‧第一通道
314‧‧‧第二通道
400‧‧‧模具
410‧‧‧模穴
411‧‧‧壁面
500‧‧‧模頭
550‧‧‧注射模具
600‧‧‧夾板
L‧‧‧軸線
P‧‧‧端點

第1圖為依據本發明較佳實施例之呼吸管結構使用於一浮潛呼吸管之示意圖；第2圖為第1圖所示之呼吸管結構於縱向上之剖面圖；第3圖為第2圖所示之呼吸管結構沿A-A線段（橫向上）之剖面圖；第4圖為第1圖所示之呼吸管結構於橫向上呈現不同截面之示意圖；第5圖為依據本發明較佳實施例之呼吸管結構之製造方法中，以擠製加工形成型胚之示意圖；第6A圖及第6B圖為依據本發明較佳實施例之呼吸管結構之製造方法中，以射出加工形成型胚之流程示意圖；第7A圖至第7C圖為依據本發明較佳實施例之呼吸管結構之製造方法中，迫使型胚變形之流程示意圖；以及第8A圖及第8B圖為依據本發明較佳實施例之呼吸管結構之製造方法中，使型胚膨脹之流程示意圖。

Claims

一種呼吸管結構，包含：　　一管體，係沿著一軸線延伸形成，且包含一外緣面及一與該外緣面相對之內緣面，該內緣面圍繞該軸線定義出一氣體通道，其中該軸線包含一彎曲段；以及　　一分隔件，係沿著該軸線延伸、並與該管體為一體成型，且設置於該內緣面上，以將該氣體通道分隔成一進氣通道及一出氣通道。
如請求項1所述之呼吸管結構，其中，該分隔件係包含一板體。
如請求項1或2所述之呼吸管結構，其中，該管體及/或該分隔件具有一厚度，該厚度不大於1.5公釐。
如請求項3所述之呼吸管結構，其中，該厚度更不大於1.0公釐。
如請求項1或2所述之呼吸管結構，其中，該軸線包含二端點，該二端點之間定義有一直線距離，該直線距離不小於320公釐。
如請求項1或2所述之呼吸管結構，其中，該管體包含一垂直該軸線之截面，該截面連接該外緣面及該內緣面，該截面之形狀包含：心形、水滴形、星形、梅花形或三角形。
一種呼吸管結構，包含：　　一管體，係沿著一軸線延伸形成，且包含一外緣面及一與該外緣面相對之內緣面，該內緣面圍繞該軸線定義出一氣體通道；以及　　一分隔件，係沿著該軸線延伸、並與該管體為一體成型，且設置於該內緣面上，以將該氣體通道分隔成一進氣通道及一出氣通道；其中，該管體及/或該分隔件具有一厚度，該厚度不大於1.5公釐。
如請求項7所述之呼吸管結構，其中，該厚度更不大於1.0公釐。
如請求項8所述之呼吸管結構，其中，該厚度不大於0.7公釐，亦不小於0.5公釐。
如請求項7至9任一項所述之呼吸管結構，其中，該分隔件係包含一板體。
如請求項7或8所述之呼吸管結構，其中，該管體包含一垂直該軸線之截面，該截面連接該外緣面及該內緣面，該截面之形狀包含：心形、水滴形、星形、梅花形或三角形。
一種呼吸管結構之製造方法，包含：　　形成一型胚，其中，該型胚包含相分隔之一第一通道及一第二通道；　　放置該型胚於一模具之一模穴中；　　將空氣注入該第一通道及該第二通道中，致使該型胚膨脹而抵靠至該模穴之一壁面；以及　　將膨脹後的該型胚從該模具中取出，以得到一呼吸管結構。
如請求項12所述之呼吸管結構之製造方法，其中，形成該型胚的該步驟係包含：將一塑料從一模頭（die head）擠出，以得到包含一氣體通道的該型胚。
如請求項12所述之呼吸管結構之製造方法，其中，形成該型胚的該步驟係包含：將一塑料注入一注射模具（injection mold）中，然後將該塑料從該注射模具中取出，以得到包含一氣體通道的該型胚。
如請求項13或14所述之呼吸管結構之製造方法，其中，形成該型胚的該步驟更包含：迫使該型胚變形，俾使該型胚之該氣體通道分隔成一第一通道及一第二通道。
如請求項15所述之呼吸管結構之製造方法，其中，迫使該型胚變形的該步驟係包含：　　將該型胚放置於二夾板之間；以及　　使該二夾板分別擠壓該型胚之二部分，致使該二部分相結合，以使該氣體通道分隔成該第一通道及該第二通道。
如請求項12所述之呼吸管結構之製造方法，其中，形成該型胚的該步驟係包含：將一塑料注入一注射模具（injection mold）中，然後將該塑料從該注射模具中取出，以得到包含該第一通道及該第二通道的該型胚。