專(zhuān)利名稱(chēng)：體育用支柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輕且強(qiáng)韌、易于設(shè)置或撤除、外觀美觀的網(wǎng)柱、標(biāo)桿、及運(yùn)動(dòng)場(chǎng)用支柱等體育用支柱。
現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)有排球與網(wǎng)球用網(wǎng)柱以及足球、橄欖球、美式足球、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等的體育用支柱，都是由鐵或不銹鋼等金屬制成。特別是在網(wǎng)柱上，為了承受網(wǎng)線(xiàn)上施加拉力時(shí)產(chǎn)生的彎曲力矩，考慮到強(qiáng)度問(wèn)題，都要由壁厚相當(dāng)厚的金屬制成主要結(jié)構(gòu)部分；另外，這些支柱的伸縮機(jī)構(gòu)一般是將多根中空管成望遠(yuǎn)鏡筒式相配合連接、由螺紋機(jī)構(gòu)升降內(nèi)管。本伸縮機(jī)構(gòu)是將操作手柄插入外管側(cè)面設(shè)置的插入孔，通過(guò)傘形齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)藏的螺桿，升降固定著螺母的內(nèi)管，以此可以調(diào)節(jié)出各比賽項(xiàng)目的適當(dāng)網(wǎng)高。這里在轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿時(shí)，必須限制著螺母部分的隨轉(zhuǎn)；而在現(xiàn)有的鋼制品上，在固定有螺母的內(nèi)管表面上、沿管的軸向加工出導(dǎo)入溝，在該導(dǎo)入溝中嚙合著外管上設(shè)置的鍵。因此，內(nèi)管可以實(shí)現(xiàn)不隨螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的升降。
現(xiàn)有厚壁金屬制體育用支柱非常重，設(shè)置與撤去時(shí)勞動(dòng)量太大。比如搬拿體育用支柱之一種的網(wǎng)柱，在體育館等多用途場(chǎng)所使用與專(zhuān)用運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等不同，設(shè)置與撤去頻繁；另外，排球用等的網(wǎng)柱很長(zhǎng)，所以也很重，使設(shè)置與撤去人員的工作非常勞苦。
發(fā)明目的本發(fā)明的體育用支柱的特征是，多根纖維強(qiáng)化塑料制中空管相配合連接，且內(nèi)藏螺紋伸縮機(jī)構(gòu)。其中最好是使用權(quán)利要求1所記述的一中空管上固定的棒狀物貫穿另一中空管上固定的構(gòu)件上的貫穿孔的結(jié)構(gòu)。
另外，本發(fā)明的另一形式是，構(gòu)成中空管的該強(qiáng)化纖維層主要是由該纖維的片狀物的疊層結(jié)構(gòu)形成的體育用支柱。最好是這種纖維為碳纖維，并主要由其纖維絲朝一個(gè)方向并絲形成的片狀物形成；再就是最好由與從外部可目視的線(xiàn)束構(gòu)造層的疊層結(jié)構(gòu)形成的體育用支柱。作為線(xiàn)束結(jié)構(gòu)物，可使用織物、線(xiàn)束卷繞物等。
本發(fā)明的特征還在于，以輕而強(qiáng)韌的纖維強(qiáng)化塑料制成體育用支柱的主要結(jié)構(gòu)部分，這樣可以在維持承受大的彎曲力矩時(shí)的強(qiáng)度的同時(shí)，大幅度減輕重量，對(duì)于需要頻繁設(shè)置與撤去的體育用支柱，特別是對(duì)于排球用與網(wǎng)球用網(wǎng)柱的設(shè)置與撤去，可以大大減小工作者的勞苦。
另外，在使多根纖維強(qiáng)化塑料制中空管相配合連接并伸縮的情況下，如象現(xiàn)有的鋼制件那樣，切削加工管表面并設(shè)置防止隨轉(zhuǎn)的鍵導(dǎo)入槽，則纖維強(qiáng)化塑料的強(qiáng)化纖維會(huì)斷裂，引起本質(zhì)性的強(qiáng)度降低；但在本發(fā)明中，由于采用了一中空管上固定棒狀物、并使該棒狀物貫穿固定于另一中空管上的構(gòu)件上的貫穿孔的特定防隨轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，因此，強(qiáng)化纖維不會(huì)斷裂，管子本身強(qiáng)度不會(huì)降低，并具有伸縮機(jī)能，也可避免不必要的成本提高。
圖面簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的體育用支柱之一種的排球用伸縮式網(wǎng)柱的側(cè)面圖；圖2是本發(fā)明體育用支柱內(nèi)部升降機(jī)構(gòu)斷面圖；圖3是作為防隨轉(zhuǎn)用棒狀物之一例的L型棒的側(cè)面圖；圖4是圖2的A-A斷面圖；圖5是圖2的B-B斷面圖；圖6是本發(fā)明體育用支柱之表面的一例，表示了以織物狀的線(xiàn)束構(gòu)造層構(gòu)成最表層部分時(shí)的裝飾狀態(tài)的部分放大圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳實(shí)施例本發(fā)明中所說(shuō)的纖維強(qiáng)化塑料，只要是通過(guò)使纖維承擔(dān)強(qiáng)度，使實(shí)現(xiàn)輕量化的纖維與樹(shù)脂一體化而成的材料，不管怎樣的纖維強(qiáng)化樹(shù)脂都可使用；而本發(fā)明的目的，是要求實(shí)現(xiàn)重量輕、而且強(qiáng)度高。作為實(shí)現(xiàn)這種目的的強(qiáng)化纖維，最好是其拉伸強(qiáng)度至少為20g/d以上的高強(qiáng)度纖維。另外，作為支柱的彎曲，有必要抑制在鐵或鋼的水平，為此，使用具有高拉伸彈性系數(shù)的高強(qiáng)度纖維。為達(dá)到此目的所使用的高強(qiáng)度纖維的拉伸彈性系數(shù)最好至少為5000kgf/mm2，如能達(dá)到20000kgf/mm2以上更好。還有，在將多根中空管配合連接起來(lái)的情況下，在彎曲應(yīng)力集中的外管側(cè)，若能使用比如經(jīng)石墨化處理、拉伸彈性系數(shù)高達(dá)30000kgf/mm2水平的碳纖維(石墨化纖維)等就更好。
這種纖維是依材料、制線(xiàn)方法、以及后加工等要素制造而成。作為材料要素的纖維可以使用芳香族聚酰胺系纖維、碳纖維、玻璃纖維、輕金屬纖維等；作為制線(xiàn)方法要素的纖維可以使用以高分子量聚合物為原料、紡線(xiàn)后經(jīng)高倍延伸制成的纖維；作為后加工要素的纖維可以使用暴露在包含等離子放電射線(xiàn)下延伸成的纖維等。作為后兩種方法制作的纖維可以使用聚脂系纖維、聚酰胺系纖維、聚烯系纖維、聚乙酸乙烯脂系纖維、聚丙烯腈系纖維等。在這些纖維中為達(dá)到本發(fā)明的目的，從加工成形為復(fù)合材料時(shí)的熱性能等方面考慮，最好是使用具有高強(qiáng)度、高彈性，同時(shí)具有良好耐熱性能的纖維。從這個(gè)意義來(lái)說(shuō)，碳纖維(含有石墨化纖維)最適合。
這種纖維，以加強(qiáng)支柱為主要目的，從而以盡可能充分發(fā)揮該纖維的特性的形狀、構(gòu)造與樹(shù)脂相結(jié)合為最好。作為該纖維的形狀、構(gòu)造，該支柱最好是由這種纖維形成的片狀物，即并絲片、編織物、不織布中至少一種卷繞起來(lái)形成中空狀的結(jié)構(gòu)；具體來(lái)說(shuō)，最好使用比如將該纖維的線(xiàn)束形成并絲的片狀物、或紡織物，再將其卷繞成片狀繞制結(jié)構(gòu)。另外，如不使線(xiàn)束片狀化，而直接多重卷繞于芯體上，也可形成中空卷繞結(jié)構(gòu)，可將其叫作線(xiàn)繞制結(jié)構(gòu)，使用這種結(jié)構(gòu)也是很好的，當(dāng)然了，如將上述兩種結(jié)構(gòu)并用，構(gòu)成纖維強(qiáng)化層也是非常好的。
在這類(lèi)支柱中，為利用高強(qiáng)度纖維的強(qiáng)力來(lái)強(qiáng)化這類(lèi)支柱的強(qiáng)度，最好是采用在上述這些片狀物或線(xiàn)束中至少一種成分在這類(lèi)支柱圓周方向成平行并絲的結(jié)構(gòu)，具體來(lái)說(shuō)就像釣魚(yú)竿上應(yīng)用的那種結(jié)構(gòu)。另外，再進(jìn)一步說(shuō)，為改善與樹(shù)脂的粘結(jié)性，這些片狀物或線(xiàn)束最好是進(jìn)行放電處理或親和基體樹(shù)脂處理。
進(jìn)而，把最表層的強(qiáng)化纖維層作為從外部可目視的線(xiàn)束結(jié)構(gòu)層，而且，基體樹(shù)脂用的是透明樹(shù)脂的話(huà)，線(xiàn)束結(jié)構(gòu)層的花紋可以作為裝飾原樣利用，因此從圖案設(shè)計(jì)上來(lái)看是很好的。這里所說(shuō)線(xiàn)束結(jié)構(gòu)是指織物或線(xiàn)束的卷繞結(jié)構(gòu)，而且為從外部可目視這些結(jié)構(gòu)，平面上可見(jiàn)的線(xiàn)束寬度至少1mm以上，最好是2mm以上。而作為織物的具體組織，平紋組織、斜紋組織、鍛紋組織為基本結(jié)構(gòu)形式，為適應(yīng)裝飾之目的，可靈活運(yùn)用由這些基本組織演變出來(lái)的組織。比如，在斜紋組織情況下，由于盡可能將組織做大，以便得到大的可見(jiàn)花紋，而在鍛紋組織的情況下，由平紋組織、斜紋組織組成盡可能小的組織點(diǎn)，可以得到非常平滑而有光澤的花紋。
其次，作為用于纖維強(qiáng)化復(fù)合材料的基體，為達(dá)到重量輕的目的，其比重越小越好，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)最好使用樹(shù)脂。這種樹(shù)脂可以使用天然樹(shù)脂，但最好是使用高分子合成樹(shù)脂。在合成樹(shù)脂中也是最好使用熱性能與機(jī)械性能優(yōu)良的熱硬化樹(shù)脂。而在熱硬化樹(shù)脂中最好使用苯酚系樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚脂系樹(shù)脂，以求其韌性強(qiáng)、加工性能良好。
如上所述，由纖維強(qiáng)化復(fù)合材料成型的體育用支柱的中空管，特別是在減輕重量方面，比現(xiàn)有的金屬制支柱有很大的改善。而在彎曲強(qiáng)度、彎曲剛性方面也具有與金屬制支柱同樣的性能。但是，在當(dāng)過(guò)大的載荷加于支柱時(shí)引起的破壞特性方面，金屬與纖維強(qiáng)化復(fù)合材料間很可能產(chǎn)生差異。即，載荷與彎曲的關(guān)系，對(duì)于纖維強(qiáng)化復(fù)合材料，直至破壞都顯示為彈性特性，而對(duì)于金屬，在達(dá)到某一載荷之前，顯示為彈性特性；而一旦超過(guò)了屈服點(diǎn)，剛性大大降低，則顯示為塑性變形特性。即在二者承載能力相同水平下，金屬顯示韌性斷裂，而纖維強(qiáng)化復(fù)合材料顯示脆性破壞特性。從而，在實(shí)用上，當(dāng)有不可預(yù)料的過(guò)大載荷加于支柱上時(shí)，金屬管的破壞可以及早得知，這一點(diǎn)是金屬優(yōu)于纖維強(qiáng)化復(fù)合材料的地方。
因此，若把構(gòu)成體育用支柱的中空管做成纖維強(qiáng)化塑料與金屬的混合結(jié)構(gòu)，可以彌補(bǔ)兩者的缺點(diǎn)，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，要比僅用纖維強(qiáng)化塑料做成支柱更好。這里所說(shuō)的混合結(jié)構(gòu)以纖維復(fù)合材料與金屬成層狀粘合起來(lái)為好。關(guān)于層狀結(jié)構(gòu)，沒(méi)有什么特別的限制，但在加工工藝上最好是中空管內(nèi)層一側(cè)粘合以金屬層的結(jié)構(gòu)。即一般由纖維強(qiáng)化復(fù)合材料成型中空管時(shí)，按前述辦法將由該纖維形成的片狀物或線(xiàn)束卷繞于叫做鐵心的金屬棒芯上。如果使用金屬制中空管來(lái)代替這種鐵心的話(huà)，可以省去通常需要做的鐵心拉制工序；同時(shí)，可以得到混合結(jié)構(gòu)之目的。關(guān)于這種金屬制中空管的材質(zhì)也沒(méi)有什么特別限制，但為減輕重量以選擇鋁等比重小的金屬為好。另外，關(guān)于其壁厚，必須綜合考慮重輕與防止脆性破壞兩種因素來(lái)決定；并依中空管的直徑與使用的金屬種類(lèi)而變化；但在卷繞強(qiáng)化纖維片狀物的工序中，其最低限度必須是具有能夠耐受滾床(ロ-リニグテ-ブル)以及3根滾子等的軋壓以上的厚度。
其次，在本發(fā)明中，在將多根纖維強(qiáng)化塑料制中空管配合連接，并賦予伸縮機(jī)能時(shí)，采用新型螺旋式伸縮機(jī)構(gòu)。即在賦予螺旋式內(nèi)藏伸縮機(jī)構(gòu)以防隨轉(zhuǎn)機(jī)能時(shí)，鑒于現(xiàn)有鋼制品中切削內(nèi)管、做成導(dǎo)入溝等進(jìn)行的切削加工不僅招致了管本身強(qiáng)度的降低，而且不可避免的成本提高的事實(shí)，不采用這種辦法，而使用棒狀物、采用特定的防隨轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
關(guān)于本發(fā)明的伸縮機(jī)構(gòu)借圖加以說(shuō)明。本發(fā)明的伸縮機(jī)構(gòu)是，一方內(nèi)管中設(shè)有螺母部，而另一方之外管內(nèi)部設(shè)有螺桿回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，將該螺桿配合于前述螺母部；再通過(guò)傘形齒輪使該螺桿回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的螺桿回轉(zhuǎn)，以此使前述內(nèi)管升降，這種方式的特征在于，前述一方中空管上固定的棒狀物貫穿了另一方中空管上固定的貫穿孔，以此起到防隨轉(zhuǎn)作用。
圖1示出了應(yīng)用本發(fā)明的排球用網(wǎng)柱的整體構(gòu)成圖；圖2是表示其內(nèi)部升降機(jī)構(gòu)的斷面圖。下邊借這些圖來(lái)說(shuō)明本專(zhuān)利的網(wǎng)柱升降機(jī)構(gòu)。1是外管，2是內(nèi)管，兩管像望遠(yuǎn)鏡筒或天線(xiàn)那樣配合連接，由內(nèi)管的升降來(lái)調(diào)整支柱的高度。在升降網(wǎng)柱時(shí)，首先將升降用手柄4插入外管側(cè)面上設(shè)置的手柄插入孔3中，轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給傘形齒輪5。由傘形齒輪將回轉(zhuǎn)軸換向到與管軸方向一致；同時(shí)使內(nèi)藏固定于外管內(nèi)的升降用螺桿6轉(zhuǎn)動(dòng)；隨著螺桿6的轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)管2升降。到此為止，是與現(xiàn)有的內(nèi)藏式螺紋伸縮機(jī)構(gòu)一樣的。
本發(fā)明的特征是在于升降用螺母7的防隨轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。即，內(nèi)藏式螺紋伸縮通過(guò)抑制螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)而成為可能，當(dāng)然，這種抑制轉(zhuǎn)動(dòng)不能妨礙內(nèi)管的升降運(yùn)動(dòng)。因而，在現(xiàn)有鋼制網(wǎng)柱上，在內(nèi)管2的表面，加工出軸向?qū)霚希谠搶?dǎo)入溝中配入外管1上設(shè)置的鍵，由該鍵在導(dǎo)入溝內(nèi)的移動(dòng)，不妨礙伸縮，又起到防隨轉(zhuǎn)作用。
本發(fā)明即是依靠這種與現(xiàn)有機(jī)構(gòu)完全不同的方法而保證了升降用螺母的防隨轉(zhuǎn)作用。即采用了固定于一方中空管上的棒狀物貫穿固定于另一方中空管上的構(gòu)件的貫穿孔的機(jī)構(gòu)。具體例子，由圖2所示，將棒狀物8平行而不接觸螺桿6地固定于升降用螺母7上，再將該棒狀物8貫穿設(shè)置于固定在外管內(nèi)部的升降用螺桿固定臺(tái)9上的導(dǎo)入孔10。圖3上示出了本發(fā)明中使用的棒狀物的一例(L型棒)；而圖4是圖2的A-A斷面圖，示出了將圖3的L型棒以螺釘固定于升降用螺母7上的情形。圖5是圖2的B-B斷面圖，它示出了從升降用螺母7垂下來(lái)的L型棒貫穿設(shè)置于升降用螺桿固定臺(tái)9上的導(dǎo)入孔10的情形。
由于棒狀物的長(zhǎng)度至少要比實(shí)用伸縮長(zhǎng)度長(zhǎng)，故棒狀物8可沿導(dǎo)入孔10自由上下(升降)，可防止螺母的隨轉(zhuǎn)。棒狀物的形狀，不管是圓柱形、角柱形都行，但必須成直線(xiàn)形，而且必須沒(méi)有阻礙沿長(zhǎng)度方向移動(dòng)的臺(tái)階、溝槽、突起等。棒狀物的材質(zhì)必須具有在防止隨轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生破壞與大的變形的強(qiáng)度與剛度，其他并無(wú)特別的要求。
另外，依本發(fā)明這樣所構(gòu)成的網(wǎng)柱的強(qiáng)度特性之改善效果依管的材質(zhì)而有很大不同。即，為了達(dá)到減輕重量的目的，管的材質(zhì)取用纖維強(qiáng)化塑料的話(huà)，其改善效果比之于鋼制品顯著增大。在要設(shè)置與現(xiàn)有鋼制品同樣的導(dǎo)入溝的情況下，就要進(jìn)行從管表面深3mm、寬約5mm的切削加工，但為發(fā)揮由強(qiáng)化纖維的拉伸強(qiáng)度與拉伸剛性而形成的管子的彎曲強(qiáng)度與彎曲剛性，而由于切削加工后相當(dāng)于溝深的纖維強(qiáng)化復(fù)合材料層的強(qiáng)化纖維的斷裂，纖維強(qiáng)化塑料的強(qiáng)度幾乎為零。強(qiáng)化纖維如果使用高強(qiáng)度纖維，會(huì)將中空管的壁厚盡量做薄，進(jìn)行現(xiàn)有這種切削加工會(huì)招致致命的強(qiáng)度下降。因此，在由強(qiáng)化纖維復(fù)合材料成型網(wǎng)柱的情況下，必須采用不需進(jìn)行切削加工的本發(fā)明之構(gòu)成。
再者，本發(fā)明的體育用支柱，也可用于高爾夫球練習(xí)場(chǎng)以及棒球場(chǎng)等支承球網(wǎng)的支柱，具有一定強(qiáng)度而且重量輕當(dāng)然也很重要，但其最大的特點(diǎn)是易于設(shè)置和撤去。本發(fā)明所說(shuō)的體育用支柱，包括排球、網(wǎng)球、羽毛球、高爾夫球、棒球、或乒乓球等用的網(wǎng)柱，以及(英式)足球、橄欖球、美式足球、手球、或曲棍球等的門(mén)柱，乃至運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上使用的各種支柱與欄架等各種框架。本發(fā)明的體育用支柱，若使用于設(shè)置與撤去比較頻繁的體育館等多用途場(chǎng)所之球類(lèi)比賽的各種支柱，可以大大發(fā)揮其減輕設(shè)置與撤去時(shí)體力勞動(dòng)的作用。如上所述，本發(fā)明的體育用網(wǎng)柱，由于廣泛用于室內(nèi)外進(jìn)行的體育比賽，包括有棒狀、框架，同時(shí)管的斷面形狀成中空形，不僅有圓形，而且有橢圓形、多角形等，可以適應(yīng)各種使用目的而變化，可構(gòu)成用于體育比賽的各種用具。
實(shí)施例實(shí)施例1作為排球用網(wǎng)柱制成了圖1所示的伸縮式網(wǎng)柱。首先是由以碳化纖維絲作為強(qiáng)化纖維的纖維強(qiáng)化塑料做成網(wǎng)柱主要結(jié)構(gòu)件的中空管。碳化纖維絲選擇強(qiáng)度40g/d、拉伸彈性系數(shù)為30000kgf/mm2的高彈性型的，將環(huán)氧樹(shù)脂為基體的片狀預(yù)浸樹(shù)脂布，以片狀繞制法制成壁厚6mm的管狀。作為片狀繞制法的具體方法選用滾壓法；作為層狀型式，將一個(gè)方向的預(yù)浸樹(shù)脂布相對(duì)周向成0°與±45°方向配置，以求強(qiáng)度上的均衡。在本網(wǎng)柱中，0°方向與±45°方向的均衡比設(shè)計(jì)為4∶1，以此來(lái)決定各個(gè)方向的層數(shù)。另外，在最表層使用了作為裝飾用的5張鍛紋組織片。將這些層狀預(yù)浸樹(shù)脂布首先在滾床上加以3kgf/cm2的壓力，同時(shí)多層繞到鐵芯上，卷成纏繞帶后，在硬化爐中于130℃下硬化，最后抽出鐵芯。將依本成型法得到的2根不同直徑的中空管成望遠(yuǎn)鏡筒式的配合，再安裝主結(jié)構(gòu)件以外的部分，即滑輪部分、繞線(xiàn)部分、升降用螺桿、螺母等，組裝成排球用網(wǎng)柱。但在本實(shí)施例的網(wǎng)柱中，還要將圖3所示的鋼制L型棒固定在圖2所示的升降用螺母7上，再將此L型棒貫穿升降用螺桿固定臺(tái)9上設(shè)置的導(dǎo)入孔10。同時(shí)還要將L型棒的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)得足夠長(zhǎng)，以保證在螺桿伸展到最大限度時(shí)它也不會(huì)從導(dǎo)入孔中拔出來(lái)。再在所得到的網(wǎng)柱表面浸透透明環(huán)氧樹(shù)脂，由纖維層可見(jiàn)的最表層組織，裝飾成圖6所示的樣子。
比較例1在本比較例中，做成與現(xiàn)有鋼制件同樣的螺旋式升降機(jī)構(gòu)。即，首先以與實(shí)施例1同樣的方法以碳纖維為強(qiáng)化纖維制成壁厚6mm的中空管，對(duì)內(nèi)管外表面進(jìn)行切削加工，形成沿長(zhǎng)度方向連續(xù)的深3mm、寬5mm的溝槽。將均配于該溝槽中的鍵設(shè)于外管頂端的內(nèi)壁上，并使其配合于內(nèi)管外壁的溝槽中，即組裝起網(wǎng)柱。
比較例2是現(xiàn)有鋼制排球用網(wǎng)柱的市售品，與比較例1同樣，在內(nèi)管外面切槽；在外管頂端內(nèi)壁設(shè)鍵；而管的壁厚為5.2mm。
實(shí)施例2和實(shí)施例一樣，以碳纖維絲作為強(qiáng)化纖維，由片狀繞制法成型中空管，但是以壁厚1.0mm的鋁管代替原用鐵心作芯棒使用，從而得到鋁與碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂層的層狀結(jié)構(gòu)。鋁與纖維強(qiáng)化樹(shù)脂層成粘合狀態(tài)，在實(shí)用上是足夠的，不需要再專(zhuān)門(mén)用底涂料等。另外，所制得的中空管的總壁厚與實(shí)施例1一樣，為6mm，內(nèi)部升降機(jī)構(gòu)也相同。
關(guān)于這些網(wǎng)柱的升降裝置的操作性能與中空管的彎曲特性的評(píng)價(jià)結(jié)果如表1所示。所謂升降裝置的操作性能主要是以不對(duì)網(wǎng)線(xiàn)施加拉伸的情況下、手動(dòng)升降手柄使其轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力來(lái)判斷的。關(guān)于彎曲特性，可參考制品安全協(xié)會(huì)制定的排球器具安全性品質(zhì)認(rèn)定基準(zhǔn)的確認(rèn)方法。首先在保持支柱高度為2430mm的狀態(tài)下，施加50kgf的初始拉力、展開(kāi)網(wǎng)、穩(wěn)定1分鐘以上。而后，以此狀態(tài)為基準(zhǔn)，再加上200kgf的載荷，保持穩(wěn)定1分鐘以上之后，以量器測(cè)定其撓度。按照制品安全協(xié)會(huì)的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)，在鋼制支柱上加上250kgf的載荷時(shí)，其撓度量必須在130mm以下。
如上所述，依本發(fā)明制作的排球用網(wǎng)柱由于是用碳纖維強(qiáng)化塑料制成，與現(xiàn)有的使用鋼制網(wǎng)柱的比較例2相比，重量低于其1/3，不僅設(shè)置、撤去時(shí)的搬運(yùn)工作性能，而且升降裝置的操作性能也變得輕便、優(yōu)良。另外，以相同的碳纖維強(qiáng)化塑料制成，僅是升降機(jī)構(gòu)與現(xiàn)有鋼制品相同的比較例1，就其操作性能來(lái)說(shuō)，與實(shí)施例1無(wú)什么差別，但就施加上拉力時(shí)支柱的撓度而言，與施加拉力時(shí)之實(shí)施例1和比較例2相比撓度增大，以至于在撓度量超過(guò)200mm時(shí)，為防止出現(xiàn)危險(xiǎn)而中止測(cè)定。這樣，對(duì)于在內(nèi)管實(shí)施切削加工的比較例1的支柱，很明顯，呈現(xiàn)出了使比賽者心理不安的撓度，同時(shí)，強(qiáng)度上也大大降低，因而確認(rèn)若不大幅度增加壁厚在實(shí)用上將是不可能的。在實(shí)施例2中，與實(shí)施例1比較，重量與撓度略有增加；升降裝置的操作性能沒(méi)有明顯差異；而且在實(shí)際使用上，重量與撓度的差異幾乎是感覺(jué)不到。根據(jù)以上結(jié)果，在將纖維強(qiáng)化塑料使用于網(wǎng)柱主要結(jié)構(gòu)件的情況下，依照不進(jìn)行切削加工的本專(zhuān)利的構(gòu)成被判定為第一次全部滿(mǎn)足了重量輕、升降操作性能、與彎曲特性(撓度)良好的要求。
表1

注重量中包括滑輪部分、繞線(xiàn)部分、升降用螺桿、螺母等。
權(quán)利要求
1.一種體育用支柱，其特征在于，多根纖維強(qiáng)化塑料制中空管配合連接起來(lái)，且內(nèi)藏有螺旋式伸縮機(jī)構(gòu)。
2.按權(quán)利要求1所記述的體育用支柱，其特征在于，固定于一中空管上的棒狀物貫穿固定于另一中空管的構(gòu)件上的貫穿孔。
3.一種體育用支柱，其特征在于，構(gòu)成纖維強(qiáng)化塑料制中空管的強(qiáng)化纖維層，主要由纖維的片狀物的疊層構(gòu)造所形成。
4.按權(quán)利要求3所記述的體育用支柱，其特征在于，該纖維的片狀物是將纖維絲朝一個(gè)方向并絲形成的片狀物、編織物、無(wú)紡布中的至少一種。
5.按權(quán)利要求3所記述的體育用支柱，其特征在于，該強(qiáng)化纖維層是由將纖維絲朝一個(gè)方向并絲形成的片狀物與從外部可目視的線(xiàn)束構(gòu)造層的疊層構(gòu)造所形成。
6.按權(quán)利要求5所記述的體育用支柱，其特征在于，長(zhǎng)絲束構(gòu)造層是織物。
7.按權(quán)利要求5所記述的體育用支柱，其特征在于，線(xiàn)束構(gòu)造層是線(xiàn)束卷繞層。
8.一種體育用支柱，其特征在于，構(gòu)成纖維強(qiáng)化塑料制中空管的強(qiáng)化纖維層是線(xiàn)束的卷繞層。
9.按權(quán)利要求5或8所記述的體育用支柱，其特征在于，平面上看的線(xiàn)束寬度在1mm以上。
10.按權(quán)利要求5或8所記述的體育用支柱，其特征在于，平面上看線(xiàn)束寬度在2mm以上。
11.按權(quán)利要求1或3或8所記述的體育用支柱，其特征在于，強(qiáng)化纖維的強(qiáng)度在20g/d以上。
12.按權(quán)利要求1或3或8所記述的體育用支柱，其特征在于，強(qiáng)化纖維的拉伸彈性系數(shù)在5000kgf/mm2以上。
13.按權(quán)利要求1或3或8所記述的體育用支柱，其特征在于，強(qiáng)化纖維的拉伸彈性系數(shù)在20000kgf/mm2以上。
14.按權(quán)利要求1或3或8所記述的體育用支柱，其特征在于，強(qiáng)化纖維是從聚酯系纖維、聚酰胺系纖維、聚烯系纖維、聚乙酸乙烯酯系纖維、聚丙烯腈系纖維、輕金屬纖維、碳纖維、玻璃纖維中選出的至少一種。
15.按權(quán)利要求1或3或8所記述的體育用支柱，其特征在于，強(qiáng)化纖維是碳纖維。
16.按權(quán)利要求1所記述的體育用支柱，其特征在于，靠外管側(cè)用高彈性纖維。
17.按權(quán)利要求1或3或8所記述的體育用支柱，其特征在于，金屬層配置于最內(nèi)層。
18.按權(quán)利要求1或3或8所記述的體育用支柱，其特征在于，基體樹(shù)脂是透明熱硬化樹(shù)脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及輕、強(qiáng)韌、易于設(shè)置和撤除、外觀優(yōu)美的網(wǎng)柱、標(biāo)桿及其他運(yùn)動(dòng)場(chǎng)用支柱。本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)用支柱的特征是,多根纖維強(qiáng)化塑料制中空管,使其相互配合連接,且內(nèi)藏螺紋伸縮機(jī)構(gòu),在這樣的體育用支柱中,固定于一中空管的棒狀物(8)貫穿固定于另一中空管(1)的構(gòu)件(9)的貫穿孔(10)。這樣做成的支柱,具有耐很大彎矩的強(qiáng)度,重量大大減輕;由于采用了特殊的防隨轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),強(qiáng)化纖維不會(huì)斷裂,管子強(qiáng)度不會(huì)降低,而且具有伸縮機(jī)能。
文檔編號(hào)A63B61/02GK1188421SQ9619480
公開(kāi)日1998年7月22日 申請(qǐng)日期1996年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月4日
發(fā)明者淺田康裕, 山本英行 申請(qǐng)人:東麗株式會(huì)社