CN109421241A - 呼吸管结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种呼吸管结构及其制造方法，其呼吸管结构包含一管体及一分隔件。管体沿着一轴线延伸形成，且包含一外缘面及一与外缘面相对的内缘面，内缘面围绕轴线定义出一气体通道，其中轴线包含一弯曲段。分隔件沿着轴线延伸，与管体一体成型，且设置于内缘面上，以将气体通道分隔成进气通道及出气通道。本发明另关于一种呼吸结构的制造方法，其包含：形成一型胚，其中型胚包含相分隔的一第一通道及一第二通道；放置型胚于一模具的模穴中；将空气注入第一通道及第二通道中，使型胚膨胀而抵靠至模穴的壁面；以及将膨胀后的型胚从模具中取出，以得到一呼吸管结构。

Description

呼吸管结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种呼吸管结构及其制造方法；更详细而言，涉及一种用于浮潜或潜水运动装备的呼吸管结构及其制造方法。

背景技术

呼吸管普遍地被使用于浮潜或潜水运动中，其通常与咬嘴或面罩相组合，以让使用者在脸部位于水面下的状态时仍能呼吸到水面上的空气；为达此目的，呼吸管通常为一长形管体，以使其末端能位于水面上。

传统上，呼吸管的管体仅具有单一气体通道，使用者所吸入的水面上新鲜空气及自体吐出的含二氧化碳的废气都需通过此单一气体通道。然而，这样的呼吸管会让使用者吸气时一并吸入自体吐出的二氧化碳，造成所吸入的气体含氧量较低。如此，使用者容易有头晕的状况或需频繁换气，导致无法持久进行浮潜或潜水运动。

即便有业者尝试开发进气及出气通道相分开的呼吸管，但由于注塑成型的制作工艺上的若干限制，致使该呼吸管难符所需。

有鉴于此，如何改善上述的缺失，为此业界待解决的问题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种呼吸管结构及其制造方法，该呼吸管能具有相分隔的进气通道及出气通道，且呼吸管能有适当的形状、尺寸及/或强度。

为达上述目的，本发明所提出的呼吸管结构包含：一管体沿着一轴线延伸形成，且包含一外缘面及一与外缘面相对的内缘面，内缘面围绕轴线定义出一气体通道，其中轴线包含一弯曲段；以及一分隔件沿着该轴线延伸、并与管体为一体成型，且设置于内缘面上，以将气体通道分隔成一进气通道及一出气通道。

为达上述目的，本发明所提出的呼吸管结构包含：一管体，沿着一轴线延伸形成，且包含一外缘面及一与该外缘面相对的内缘面，该内缘面围绕该轴线定义出一气体通道；以及一分隔件，沿着该轴线延伸、并与该管体为一体成型，且设置于该内缘面上，以将该气体通道分隔成一进气通道及一出气通道；其中，该管体及/或该分隔件具有一厚度，该厚度不大于1.5毫米。

在一实施例中，分隔件包含一板体。

在一实施例中，管体及/或分隔件具有一厚度不大于1.0毫米；该厚度也可不大于0.7毫米、不小于0.5毫米。

在一实施例中，呼吸管结构所具有的轴线包含二端点，二端点之间定义有一直线距离，直线距离不小于320毫米。

在一实施例中，管体包含一垂直轴线的截面，截面连接外缘面及内缘面，截面的形状包含：心形、水滴形、星形、梅花形或三角形。

为达上述目的，本发明所提出的呼吸管结构的制造方法，包含：形成一型胚，其中型胚包含相分隔的一第一通道及一第二通道；放置型胚于一模具的一模穴中；将空气注入第一通道及第二通道中，致使型胚膨胀而抵靠至模穴的一壁面；以及将膨胀后的型胚从该模具中取出，以得到一呼吸管结构。

在一实施例中，形成型胚的步骤包含：将一塑料从一模头(die head)挤出，以得到包含一气体通道的型胚。

在一实施例中，形成型胚的步骤包含：将一塑料注入一注射模具(injectionmold)中，然后将塑料从注射模具中取出，以得到包含一气体通道的型胚。

在一实施例中，形成型胚的一步骤更包含：迫使型胚变形，使型胚的气体通道分隔成一第一通道及一第二通道。

在一实施例中，迫使型胚变形的步骤包含：将型胚放置于二夹板之间；以及使二夹板分别挤压型胚的二部分，致使二部分相结合，以使气体通道分隔成第一通道及第二通道。

在一实施例中，形成型胚的一步骤包含：将一塑料注入一注射模具中，然后将塑料从注射模具中取出，以得到包含该第一通道及该第二通道的型胚。

为让上述目的、技术特征及优点能更明显易懂，下文以优选的实施例配合所附的附图进行详细说明。

附图说明

图1为本发明优选实施例的呼吸管结构使用于一浮潜呼吸管的示意图；

图2为图1所示的呼吸管结构于纵向上的剖视图；

图3为图2所示的呼吸管结构沿A-A线段(横向上)的剖视图；

图4为图1所示的呼吸管结构于横向上呈现不同截面的示意图；

图5为本发明优选实施例的呼吸管结构的制造方法中，以挤制加工形成型胚的示意图；

图6A及图6B为本发明优选实施例的呼吸管结构的制造方法中，以注塑加工形成型胚的流程示意图；

图7A至图7C为本发明优选实施例的呼吸管结构的制造方法中，迫使型胚变形的流程示意图；以及

图8A及图8B为本发明优选实施例的呼吸管结构的制造方法中，使型胚膨胀的流程示意图。

符号说明

10 呼吸管结构

20 咬嘴总成

30 防水器

100 管体

110 外缘面

120 内缘面

130 气体通道

132 进气通道

134 出气通道

200 分隔件

210 板体

300 型胚

301 部分

310 气体通道

312 第一通道

314 第二通道

400 模具

410 模穴

411 壁面

500 模头

550 注射模具

600 夹板

L 轴线

P 端点

具体实施方式

请参阅图1所示，为依据本发明的优选实施例的一呼吸管结构10的示意图，该呼吸管结构10可应用于一呼吸管装置中(作为呼吸管装置的一构成元件)，可连接呼吸管装置的咬嘴总成20及防水器30等元件。该呼吸管结构10也可应用于一全罩式的水镜面罩(图未示)，例如申请人所申请的第106116199申请号的中国台湾专利申请案所公开的水镜面罩结构。

该呼吸管结构10可通过中空吹塑成型(blow molding)来制作出(关于制造的具体技术内容将于后述)，故呼吸管结构10的形状、尺寸及/或强度都有别于现有的由注塑成型(injection molding)所制作出的呼吸管，使得呼吸管结构10更能因应不同的需求。请同时参阅图2及图3，分别为呼吸管结构10的纵切剖视图及横切剖视图，呼吸管结构10可包含一管体100及一分隔件200，各元件的技术内容依序说明如下。

管体100沿着一轴线L延伸形成，该轴线L为一假想线，也就是，管体100的一开口端至另一开口端之间具有多个截面(例如图3所示)，而该轴线L垂直通过该等截面的形心。管体100的各部分都为一体成形，并非多件式组装而成。管体100包含一外缘面110与一外缘面100相对的内缘面120(而截面连接外缘面110及内缘面120)，内缘面120围绕轴线L定义出一气体通道130，换言之，内缘面120所围绕的空间即为气体通道130。使用者所吸入或吐出的空气将于气体通道130中流动。

轴线L包含一弯曲段(非直线段)，详细而言，轴线L可为一连续弯曲的曲线段(曲线的曲率可为变化者)或包含至少一直线段及至少一弯曲段，换言之，中空吹塑成型的管体100可整体上为一弯管、或是为部分直管及部分弯管。如此，具有弯管部分的管体100于使用时较不会妨碍使用者的视线或穿戴困难，且能具有更为流线的外观。若呼吸管结构10使用于全罩式的水镜面罩时，呼吸管结构10可整体上为一直管，不包含弯管部分，换言之，轴线L不包含任何弯曲段。

另一方面，轴线L还包含二端点P，二端点P之间定义有一直线距离(即二端点P之间的连接直线)。该直线距离可不小于320毫米，换言之，中空吹塑成型的管体100的管长为320毫米以上，例如可达350毫米或400毫米等，以因应不同使用者的脸长。

分隔件200可包含一板体210，且也沿着该轴线L延伸，并与管体100为一体成型，换言之，分隔件200及管体100是由同一材料、经由中空吹塑成型而同时形成。对应管体100的形状，分隔件200整体上可为一弯板、或是为部分直板及部分弯板。此外，分隔件200设置于管体100的内缘面120上，以将气体通道130分隔成一进气通道132与一出气通道134，易言之，沿着轴线L，分隔件200可将气体通道130分隔成两部分。进气通道132与出气通道134内可设置一或多个单向阀(图未示)，使得进气通道132仅能让气体从一方向通过，而出气通道134仅能让气体从另一相反方向通过；此外，进气通道132与出气通道134内流动的空气无法相流通、混合。

由此，使用者可经由进气通道132吸入新鲜空气，经由出气通道134呼出含二氧化碳的空气，从而避免于吸入自身刚呼出的二氧化碳，使用者将可更长时间地或更舒适地使用该呼吸管结构10。也就是，使用者较不易感到头晕，也有可能助于减少使用者体内氮气的累积，此种配置若用于全罩式的水镜面罩上更可有效减少面罩雾气的产生。

另一方面，通过中空吹塑成型的呼吸管结构10在制造材料上可有较多的选择，不限于软料或硬料，例如可包含如聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride，PVC)、热塑性橡胶(Thermoplastic Elastomer，TPR)、热塑性聚氨酯树脂(Thermoplastic polyurethane，TPU)基底等流动性好的材料，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)、聚酯树脂(Polyethyleneterephthalate，PET)等其他材料。这些材料在中空吹塑成型时的加工温度较低，例如聚丙烯(PP)为210至230℃，高密度聚乙烯(HDPE)为170至220℃，低密度聚乙烯(LDPE)为150至190℃，聚氯乙烯(PVC)为180至200℃，因此，相较于其他成型技术，中空吹塑成型所使用的机台设备及加工环境可要求较低，故生产成本较低。

再一方面，通过中空吹塑成型的呼吸管结构10可具有较小的管壁厚度，也就是，管体100及/或分隔件200可具有一厚度，该厚度不大于1.5毫米，较佳地，不大于1毫米，不大于0.7毫米，甚至不大于0.5毫米，使得呼吸管结构10的重量轻盈。此外，较小管厚的呼吸管结构10可具有较大的进气通道132与出气通道134，故气体的流动阻力较小，以使用者呼吸更为顺畅轻松。

除了图3所例式的截面，如图4所示，呼吸管结构10的管体100也可能形成不同形状的截面，例如可包含：方形、椭圆形、心形、水滴形、星形、梅花形或三角形，以因应消费者喜好做变更。

接着将说明依据本发明优选实施例的呼吸管结构的制造方法，该制造方法可制造出相同或类似于上述实施例的呼吸管结构10，故制造方法的技术内容与呼吸管结构10的技术内容可相互参考，相同的部分将省略或简化。

该制造方法是利用中空吹塑成型的技术，可包含以下主要步骤：形成一型胚(parison)300(如图5或图6B所示)，其中，该型胚300包含相分隔的一第一通道312及一第二通道314(如图7C所示)；放置型胚300于一模具400的一模穴410中(如图8A所示)；将空气注入第一通道312及第二通道314中(图未示)，致使型胚300膨胀而底靠至模穴410的一壁面411(如图8B所示)；以及将膨胀的型胚300从模具400中取出，以得到一呼吸管结构10(如图1所示)。各步骤的技术内容依序说明如下。

如图5所示，形成型胚300的步骤包含用挤制加工(extrusion)的方式：将一塑料从一模头(die head)500挤出，以得到包含一气体通道310的型胚300；或者如图6A及图6B所示，采用注塑加工(injection)的方式：将一塑料注入一注射模具(injection mold)550中，然后将塑料从注射模具中取出，以得到包含一气体通道310的型胚300，但不以此为限制。此外，通过不同注射模具的设计，也可于注射模具中直接形成包含第一通道312及第二通道314的型胚300。

形成型胚300后，为使呼吸管结构10具有分隔的气体通道310，形成型胚300的步骤还包含：迫使该型胚300变形，使该型胚300的该气体通道310分隔成一第一通道312及第二通道314。

详细而言，如图7A至图7C所示，迫使该型胚300变形的方法可包含：将型胚300放置于二夹板600之间；以及使二夹板分别挤压型胚300的二部分301，致使二部分301相结合成一体，以使气体通道310初步地分隔成第一通道312及第二通道314。

后续，如图8A及图8B所示，型胚300将放入模具400的模穴410中，然后将空气(图未示)注入型胚300的第一通道312及第二通道314，致使型胚300膨胀(第一通道312及第二通道314扩大)而抵靠至模穴410的壁面411，以形成如图3或图4所示的一截面的呼吸管结构10。待膨胀的型胚300固化后，将型胚300取出，即可制作出呼吸管结构10。

另说明的是，在形成型胚300的过程中，采用挤制加工的方式时，型胚300可在较低压力下成型，例如0.2～1.0百万牛顿(MN)。低压成型的型胚300膨胀后所形成的呼吸管结构10可有较小残余应力，故可较耐拉伸、抗冲击、弯曲等各种应变。

综合上述，本发明的呼吸管结构是通过中空吹塑成型来制造出，且可具有分隔的进气及出气通道，益于使用者换气；呼吸管结构所具有的形状较不受限，且可较具有较大的长度及/或较小的厚度；此外，呼吸管结构的结构强度亦较佳，制造成本亦较低。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求为准。

Claims (17)

1.一种呼吸管结构，包含：

管体，沿着一轴线延伸形成，且包含外缘面及与该外缘面相对的内缘面，该内缘面围绕该轴线定义出一气体通道，其中该轴线包含一弯曲段；以及

分隔件，沿着该轴线延伸、并与该管体为一体成型，且设置于该内缘面上，以将该气体通道分隔成进气通道及出气通道。

2.如权利要求1所述的呼吸管结构，其中，该分隔件包含板体。

3.如权利要求1或2所述的呼吸管结构，其中，该管体及/或该分隔件具有一厚度，该厚度不大于1.5毫米。

4.如权利要求3所述的呼吸管结构，其中，该厚度更不大于1.0毫米。

5.如权利要求1或2所述的呼吸管结构，其中，该轴线包含二端点，该二端点之间定义有一直线距离，该直线距离不小于320毫米。

6.如权利要求1或2所述的呼吸管结构，其中，该管体包含一垂直该轴线的截面，该截面连接该外缘面及该内缘面，该截面的形状包含：心形、水滴形、星形、梅花形或三角形。

7.一种呼吸管结构，包含：

管体，沿着一轴线延伸形成，且包含外缘面及与该外缘面相对的内缘面，该内缘面围绕该轴线定义出一气体通道；以及

分隔件，沿着该轴线延伸、并与该管体为一体成型，且设置于该内缘面上，以将该气体通道分隔成进气通道及出气通道；

其中，该管体及/或该分隔件具有一厚度，该厚度不大于1.5毫米。

8.如权利要求7所述的呼吸管结构，其中，该厚度更不大于1.0毫米。

9.如权利要求8所述的呼吸管结构，其中，该厚度不大于0.7毫米，也不小于0.5毫米。

10.如权利要求7至9任一所述的呼吸管结构，其中，该分隔件包含板体。

11.如权利要求7或8所述的呼吸管结构，其中，该管体包含一垂直该轴线的截面，该截面连接该外缘面及该内缘面，该截面的形状包含：心形、水滴形、星形、梅花形或三角形。

12.一种呼吸管结构的制造方法，包含：

形成一型胚，其中，该型胚包含相分隔的第一通道及第二通道；

放置该型胚于一模具的一模穴中；

将空气注入该第一通道及该第二通道中，致使该型胚膨胀而抵靠至该模穴的一壁面；以及

将膨胀后的该型胚从该模具中取出，以得到一呼吸管结构。

13.如权利要求12所述的呼吸管结构的制造方法，其中，形成该型胚的该步骤包含：将一塑料从一模头(die head)挤出，以得到包含一气体通道的该型胚。

14.如权利要求12所述的呼吸管结构的制造方法，其中，形成该型胚的该步骤包含：将一塑料注入一注射模具(injection mold)中，然后将该塑料从该注射模具中取出，以得到包含一气体通道的该型胚。

15.如权利要求13或14所述的呼吸管结构的制造方法，其中，形成该型胚的该步骤还包含：迫使该型胚变形，使该型胚的该气体通道分隔成第一通道及第二通道。

16.如权利要求15所述的呼吸管结构的制造方法，其中，迫使该型胚变形的该步骤包含：

将该型胚放置于二夹板之间；以及

使该二夹板分别挤压该型胚的二部分，致使该二部分相结合，以使该气体通道分隔成该第一通道及该第二通道。

17.如权利要求12所述的呼吸管结构的制造方法，其中，形成该型胚的该步骤包含：将一塑料注入一注射模具(injection mold)中，然后将该塑料从该注射模具中取出，以得到包含该第一通道及该第二通道的该型胚。