CN103861250B - 球体的构造及其一体成型的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种球体的构造及其一体成型的制造方法，球体以EVA为材料经一体成型形成球体形状，并增加球壁的厚度使之具有相当的弹性及强度，以维持球体的球面形状，球体在制造上以一体成型的制造方法，将以EVA为主要成份的混合原料，经射出成型注入模具中模制成型为具开口的球状中空胚体，并将该胚体经冷却定型后，再以片状的盖部封设于该开口中，以形成完整球形外观，且于封闭该开口的同时，维持该胚体中空内部与大气间的连通，适于大量地工业化生产，以降低成本，并维持良好的产品品质，由该方法所制成的球体成本得以大幅降低。
Description
技术领域
本发明与运动用具有关，特别是关于一种球体的构造及其一体成型的制造方法。
背景技术
一般常见如英式或盖尔式足球，其构造均以多数特定形状的片体彼此并接后，以缝接或粘着的加工方法使其相互固着，再经充气而形成球面的外观形状，该等传统的球体构造固已被广泛使用，但由于其制造繁琐与成本较高的因素，使得一般标准足球的价格较为昂贵，特别是对于相对较为贫困的地区而言，价格过高的足球相对即降低了人民购买使用的意愿。
再者，由于已知足球球体的构造由多数的片体彼此并接，其过于繁琐的制程除制造效率不彰外，易产生过多的瑕疵，造成品质的降低，凡此种种，均难以使足球的价格降低至国民所得较低的开发中国家中被广泛地使用。
另外，由于已知技术用以确保球体的球面外观是以球体内部的气体是否充盈为据，因此，当球体内部的气体压力不足时，即无法使球体保持完整的球面形状，而需再经充气后始能继续使用，相对的，当球体受外力的破坏而产生破孔时，无论破孔的尺寸大小，均将造成球体无法维持内部的气体压力，除非经过修补，否则无法继续使用。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供一种球体构造，其以EVA为材料经一体成型形成球体形状，并增加球壁的厚度使之具有相当的弹性及强度，以维持球体的球面形状，据此，当使用者使用该球体时，即无需如已知技术般需通过维持球体内部气体压力来确保球体的完整球面外观，纵于球体受有损坏产生破洞，也无碍于正常使用。
而为避免球体于不当受压力产生爆裂的过度损毁所致无法使用的情况，可使球体内部与大气间维持连通状态，据此，即使球体受到瞬间的过度挤压，仍可通过球体内部气体直接外泄至大气中，避免球体的爆裂情况产生
为达成上述目的，本发明采用以下技术方案：
球体构造，包含了有一中空的球状身部，以EVA经发泡一体成型，具有预定的壁厚；一开口，位于该身部上，用以连通该身部内部空间与大气；一弧片状盖部，嵌合固接于该开口中，且彼此的结合端面间并允许气体的流通，以维持该身部内部空间与大气间的连通。
而为维持该球体整体球面外观的完整性，令该盖部凸弧面的曲率与该身部的球面曲率相仿。
为使该盖部结合于该身部上，使该球体构造还包含有一开口朝向自身曲率中心的环状嵌槽，凹设于该开口周侧的身部壁面上，并使该盖部以周侧环端嵌设于该嵌槽中。
其中，该盖部还包含有一弧形填片，形状与该开口的形状相仿，并使凸弧面的曲率相仿于该身部的球面曲率，一环状嵌舌，突设于该填片的周侧端面上，并嵌入该嵌槽中，至少一逃气缺口，设于该嵌舌上。
其中，该逃气缺口自该嵌舌往该填片的一部延伸，而延伸至该填片的凹弧面上。
为避免该盖部与该身部间产生脱离，使该球体构造还包含有粘着剂，介于该嵌舌与该嵌槽的槽壁间，用以使该嵌舌与所嵌接的嵌槽粘着固接。
另外，本发明的又一目的则在提供一种球体的一体成型制造方法，其将以EVA为主要成份的组成原料，以射出成型加工技术经模制成型为具开口的球形胚体，经冷却定型后，再将胚体的封口予以封闭以形成完整球形外观，以适于大量地工业化生产，以降低成本，并维持良好的产品品质，使由该方法所制成的球体成本得以大幅降低，以造福国民所得较低的开发中国家人民。
为达成上述目的，本发明所提供球体的一体成型制造方法，将以EVA为主要成份的混合原料，经射出成型注入模具中模制成型为具开口的球状中空胚体，并将该胚体经冷却定型后，再以片状的盖部封设于该开口中，且于封闭该开口的同时，维持该胚体中空内部与大气间的连通。
具体而言，该球体的一体成型制造方法，包含了有下述步骤：
a.取用一模具，该模具具有一球形模芯，以及一环绕于该模芯周侧的球状模室；
b.闭合该模具后，以射出成型机将以EVA为主要成份的混合原料加热熔融后注入模室中，使该熔融态的混合原料于该模室中受模制成型为具开口的球状未发泡胚体；
c.开启该模具，使该胚体于该模具开启的同时完成模外发泡，以膨胀为具开口的球状已发泡胚体；
d.将该已发泡胚体以该开口自该模芯上脱出；
e.将取出的该已发泡胚体予以定型并冷却，确保其球形形状的正确性；
f.取用一片状的盖部封设于该开口中，以完整该已发泡胚体的球面外观，并于封闭该开口的同时，维持该已发泡胚体中空内部与外界大气间的连通。
其中，为使所制成的球体外观形状富于变化，可于该模室相向于该模芯周侧的周侧模壁上设有预定的饰纹形状，使该混合原料于该模室中受模制成型的同时，于该胚体的球面表面上形成对应的饰纹。
其中，该饰纹与足球表面形状相仿，使所制成的球体外观与已知足球具有相近外观。
更进一步来说，本发明所提供的球体的一体成型制造方法，其使球体内部与外界大气间维持连通，使球体内的气体压力相同于大气压力，以令球体纵有些许损伤，在其仍具有球体整体的完整形状下，仍得被继续使用，以强化球体对环境的耐受性，且延长球体的使用寿命。
本发明所提供的球体的一体成型制造方法于前述的f步骤使胚体的中空内部与外界大气维持连通。
具体而言，该f步骤用以封闭该开口的步骤还包含有：
f1.取用一片状盖部，并以该盖部封闭该开口；
f2.于该盖部与该开口相接的端面间，以粘着剂非连续地涂覆，使该盖部固着于该开口上；
其中，该a步骤中所取用的模具于对应于该开口的位置形成有凸唇，用以于模制该胚体的同时，于该开口周侧形成槽口朝向自身曲率中心的环状嵌槽；该f1步骤中以该盖部的周侧嵌接于该嵌槽中，以封闭该开口；该f2步骤中则使粘着剂介于该嵌槽一侧槽壁与所邻接的该盖部周侧端面间。
其中，该盖部具有一弧片状填片，凸弧面的曲率并与该已发泡胚体的球面曲率相仿，一环状嵌舌环设突伸于该填片的周侧，用以嵌接于该嵌槽中。
其中，该盖部还包含有至少一逃气缺口，缺设于该嵌舌上，并延伸至该填片的凹弧面上。
而为便于粘着剂涂设步骤的进行，该f2步骤还包含有下述操作步骤：
f2’.将已彼此嵌合的该已发泡胚体及盖部，以该盖部位于上方的方式，放置于一转盘上。
f2”.以一压体自该盖部上方向下抵压，使该盖部下凹变形，据以扩张该盖部周侧与该嵌槽间的空隙。
f2”’.将用以涂设粘着剂的施用器开口伸入该f2”步骤中所扩张的空隙内，并转动该转盘，使由该施用器中所流出的粘着剂得以被涂设于该盖部周侧与该嵌槽的一侧槽壁间。
另外，为使前述e步骤的实施适于为工业化的大量生产，其具体的步骤还包含有：
e1.取用一可充气的定型球；
e2.抽离该定型球内部的气体，并将该定型球置入该已发泡胚体的内部；
e3.将气体注入该定型球内部，使该定型球膨胀而以周侧球面抵贴于该已发泡胚体中空的内侧体壁壁面上，以通过该定型球内部的气体压力，于该已发泡胚体的内部提供向外撑开的均匀作用力，确保该已发泡胚体的球体形状正确性；
e4.维持该定型球内部的气压对该已发泡胚体的作用力，该已发泡胚体温降并定型；
e5.抽离该定型球内部的气体后，使之与该已发泡胚体分离。
其中，该定型球悬设于一架体下方，以使该已发泡胚体于该e3与该e4步骤实施时通过该定型球而悬吊于该架体下方。
本发明的优点在于：
适于大量地工业化生产，以降低成本，并维持良好的产品品质，由该方法所制成的球体成本得以大幅降低
附图说明
以下，兹即举以本发明一较佳实施例，并配合附图作进一步说明，其中：
图1是本发明一较佳实施例的流程示意图。
图2是以本发明一较佳实施例所制成的球体的分解立体图。
图3是以本发明一较佳实施例所制成的球体的组合立体图。
图4是以本发明一较佳实施例所制成的球体沿图3中4-4割线的剖视图。
图5是以本发明一较佳实施例所制成的球体沿图3中5-5割线的剖视图。
图6是以本发明一较佳实施例所制成的球体沿图3中6-6割线的剖视图。
具体实施方式
请参阅各图所示，在本发明一较佳实施例中所提供球体的一体成型制造方法，其主要的技术特征是将以EVA(ethylenevinylacetatecopolymer：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)为主要成份的混合原料，经射出成型注入模具中模制成型为具开口的球状中空胚体后，经冷却定型，再以片状的盖部封设于该开口中，且于封闭该开口的同时，维持该胚体中空内部与大气间的连通。
而就其具体的步骤而言，该球体的一体成型制造方法10主要包含了有下述步骤：
a.取用一模具20，该模具具有一球形的模芯21，以及一环绕于该模芯周侧的球状模室(图上未示)，对于熟知高分子加工成型用模具的技术人员而言，该模具20的详细技术内容属已知技术范畴，且属模具技术领域范畴，虽与高分子加工技术有关，但非本发明的主要技术特征所在，是以，申请人对于该模具20的详细技术内容，至于其开合模的操作方法等，因均属已知技术，所以在本案中即不对之另为冗陈。
b.闭合模具20后，以射出成型机将以EVA为主要成份的混合原料加热熔融后注入模室中，使该熔融态的混合原料于该模室中受模制成型为具开口的球状未发泡胚体，与该模具技术相同的，以EVA为原料配合模具以射出成型加工方法进行模外发泡的技术内容，属已知技术已有诸多揭露的现有技术，所以，申请人未对其操作条件另为说明，对于熟知EVA射出成型模外发泡的技术人员而言，并不构成其有因此而无法实施的情事，是以，申请人于此不对之再为赘言。
c.开启模具20，使该胚体于该模具开启的同时完成模外发泡，以膨胀为具开口31的球状已发泡胚体30。
d.将已发泡胚体30以开口31自模芯21上脱出，而与模具20分离；
e.将取出的已发泡胚体30予以定型并冷却，确保其球形形状的正确性；
f.取用一片状的盖部40封设于该开口中，完整已发泡胚体30的球面外观以构成一球体50成品，并于封闭该开口31的同时，维持已发泡胚体30中空内部与外界大气间的连通。
其中，为使所制得的球体50成品的外观与既有球体具有相仿的外观，当球体50呈圆形时，可于该模室相向于模芯21周侧的周侧模壁上预设有与足球外观纹路相仿的饰纹形状，以使该混合原料于该模室中受模制成型的同时，得以于该胚体的球面表面上形成对应于既有足球外观纹路形状饰纹，据以提高该球体50的美观性，相对地，饰纹纹路的形状也可设为与其他圆形运动用球相仿的纹路，如排球或篮球；并且，也可使球体50呈椭圆形，而被饰以与美式足球相仿的外观纹路形状；在此所应加以说明的是，球体50为圆形或椭圆形取决于模具20所提供的模制形状，而此则属已知技术所已得完成的技术内容。
进一步来说，在前述e步骤所揭对已发泡胚体30的定型冷却技术而言，其重点在于定型，冷却仅用以达成定型的技术手段，此因在c步骤实施时，该已发泡胚体30仍处于高温状态，在高温状态下倘未对该已发泡胚体30施以适当的加工，则其将因受力不均而造成在温降后造成永久变形，形成不良品。
是以，就用以使已发泡胚体30定型的该e步骤而言，其具体还包含有下述次步骤内容：
e1.取用一可充气的定型球60；
e2.抽离定型球60内部的气体，并将定型球60置入已发泡胚体30内部；
e3.将气体注入定型球60内部，使定型球60膨胀而以周侧球面抵贴于已发泡胚体30中空的内侧体壁壁面上，以通过定型球60内部的气体压力，于已发泡胚体30的内部提供向外撑开的均匀作用力，确保已发泡胚体30的球体形状正确性；
e4.维持定型球60内部的气压对已发泡胚体30的作用力，已发泡胚体30温降并定型；
e5.抽离定型球60内部的气体后，使之与已发泡胚体30分离；
其中，为使该e步骤得以在球体的一体成型制造方法10应用于工业化大量生产，其是将定型球60悬设于一架体61下方，以使已发泡胚体30于e3与e4步骤实施时通过定型球60而悬吊于架体61下方，温降至定型的程度时，始进行该将e5步骤，当定型球60内部的气体受抽离后，原受拘束而悬空定位的已发泡胚体30即得因重力作用自然掉落，而与定位球60分离。
再者，就f步骤用以使已发泡胚体30维持与外界大气连通的方法而言，其更为具体的技术内容则包含了有下述次步骤：
f1.取用片状盖部40，并以盖部40封闭开口31；
f2.于盖部40与开口31相接的端面间，以粘着剂(图上未示)非连续地涂覆，以使盖部40固着于开口31上。
其中，盖部40与开口40间的结合呈非气密的结合状态，则仅需维持该非气密结合状态即得保持已发泡胚体30中空内部与外界大气间的连通，是以，以粘着剂非连续涂覆的方法得以避免因粘着剂的粘合使非气密结合状态完全变更为气密结合，据此，即得遂行保持已发泡胚体30中空内部与外界大气间的连通目的。
而为使盖部40与开口31间的结合非仅通过粘着剂所提供的粘着力，得以由胚体与盖部40间关于物品的结构提供，具体而言，可于a步骤中所取用的模具20，于其对应于开口31的位置形成有凸唇(图上未示)，用以于模制胚体的同时，于开口31周侧形成槽口朝向自身曲率中心的环状嵌槽32，同时，于f1步骤中则以盖部40的周侧直接插入嵌接于嵌槽中，封闭开口，据此，则f2步骤中的使粘着剂即仅需涂置于嵌槽32一侧槽壁与所邻接的盖部40周侧端面间。
且为便于粘着剂涂设步骤的进行，f2步骤还包含有下述的操作步骤：
f2’.将已彼此嵌合的已发泡胚体30及盖部40，以盖部40位于上方的方式，放置于一转盘70上；
f2”.以一压体71自盖部40上方向下抵压，使盖部40下凹变形，据以扩张盖部40周侧与嵌槽32间的空隙；
f2”’.将用以涂设粘着剂的施用器72开口伸入f2”步骤中所扩张的空隙内，并转动转盘70，使由该施用器72中所流出的粘着剂得以被涂设于盖部40周侧与嵌槽32的一侧槽壁间。
再者，依前述的技术内容，固可提供已发泡胚体30中空内部与外界大气间的连通，但为确保该连通状态，通过物品构造的改变予以补强并确保，就此而言，可使盖部40具有一弧片状的填片41，凸弧面的曲率并与已发泡胚体30的球面曲率相仿，一环状的嵌舌42则环设并突伸于填片41的周侧，用以嵌接于嵌槽中，以及至少一缺设于嵌舌42上的逃气缺口43，延伸至填片41的凹弧面上，于本实施例中，逃气缺口43的数量为四个，而于此物品构造下，前述f”’步骤实施时，粘着剂的涂设位置即需避开各逃气缺口43所在的位置，以确保当球体受到瞬间剧烈压迫时，其内部气体逸出的速度得以缓冲压迫的外力，避免球体的爆裂。
另外，盖部40的材料选用与b步骤所取用的相同组成EVA混合原料，据以使所完成的球体外观较为一致，并避免盖部40与已发泡胚体30因材料的不同而产生相异的弹性系数与强度，导致使用上的问题。
综上所陈，球体的一体成型制造方法10是以EVA为原料经模制成型为一体成型的球状胚体，再经封口后完成一完整的球体构造，其方法在产业利用上得以进行大量的工业化生产，同时维持良好的产品品质，据以大幅降低生产的成本，提供价廉的商品，同时，依该球体的一体成型制造方法10所制成的球体，由于其弹力通过EVA发泡后所形成的中空构造所提供，并令该胚体具有适当的壁厚以维持其适当的强度，确保球形外观的维持，因此，其可使该胚体内部与外界大气间维持连通，而无需如已知技术般，需通过封闭于球体内部的高压气体来提供球体使用时的弹力，如此一来，依本案方法所制成的球体纵有因使用而产生破孔，只要其球形外观的形状仍然维持着，便能正常使用，而可延长其使用寿命，同时对于使用场地的条件要求也得以降低，是以，纵于基础建设不足的开发中国家使用，也不虞球体的损坏影响使用，其耐用性与对环境的耐受度均较传统球体更佳，再者，依前述方法所制成的球体，由于其以可被回收再利用的EVA为其构成主要成份，据此，得使其被回收再利用，以达到环保目的，避免对地球环境造成不良影响。
以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。
Claims (17)
1.一种球体的一体成型制造方法，其特征在于，将以EVA为主要成份的混合原料，经射出成型注入模具中模制成型为具开口的球状中空胚体，并将该胚体经冷却定型后，再以片状的盖部封设于该开口中，且于封闭该开口的同时，维持该胚体中空内部与大气间的连通。
2.依据权利要求1所述的球体的一体成型制造方法，其特征在于，包含有下述步骤：
a.取用一模具，该模具具有一球形模芯，以及一环绕于该模芯周侧的球状模室；
b.闭合该模具后，以射出成型机将以EVA为主要成份的混合原料加热熔融后注入该模室中，使该熔融态的混合原料于该模室中受模制成型为具开口的球状未发泡胚体；
c.开启该模具，使该未发泡胚体于该模具开启的同时完成模外发泡，以膨胀为具开口的球状已发泡胚体；
d.将该已发泡胚体以该开口自该模芯上脱出；
e.将取出的该已发泡胚体予以定型并冷却，确保其球形形状的正确性；
f.取用一片状的盖部封设于该开口中，以完整该已发泡胚体的球面外观，并于封闭该开口的同时，维持该已发泡胚体中空内部与外界大气间的连通。
3.依据权利要求2所述的球体的一体成型制造方法，其特征在于，所述模室相向于所述模芯周侧的周侧模壁上设有预定的饰纹形状，使所述混合原料于所述模室中受模制成型的同时，于所述未发泡胚体的球面表面上形成对应的饰纹。
4.依据权利要求3所述的球体的一体成型制造方法，其特征在于，所述饰纹与足球表面形状相仿。
5.依据权利要求2所述的球体的一体成型制造方法，其特征在于，所述e步骤中用以对所述已发泡胚体施以定型及冷却的步骤，还包含有：
e1.取用一可充气的定型球；
e2.抽离该定型球内部的气体，并将该定型球置入所述已发泡胚体的内部；
e3.将气体注入该定型球内部，使该定型球膨胀而以周侧球面抵贴于所述已发泡胚体中空的内侧体壁壁面上，以通过该定型球内部的气体压力，于所述已发泡胚体的内部提供向外撑开的均匀作用力，确保所述已发泡胚体的球体形状正确性；
e4.维持该定型球内部的气压对所述已发泡胚体的作用力，所述已发泡胚体温降并定型；
e5.抽离该定型球内部的气体后，使之与所述已发泡胚体分离。
6.依据权利要求5所述的球体的一体成型制造方法，其特征在于，所述定型球悬设于一架体下方，以使所述已发泡胚体于所述e3与所述e4步骤实施时通过所述定型球而悬吊于该架体下方。
7.依据权利要求2所述的球体的一体成型制造方法，其特征在于，所述f步骤用以封闭所述开口的步骤还包含有：
f1.取用一片状盖部，并以该盖部封闭所述开口；
f2.于该盖部与所述开口相接的端面间，以粘着剂非连续地涂覆，使该盖部固着于所述开口上。
8.依据权利要求7所述的球体的一体成型制造方法，其特征在于，
所述a步骤中所取用的模具于对应于所述开口的位置形成有凸唇，用以于模制所述未发泡胚体的同时，于所述开口周侧形成槽口朝向自身曲率中心的环状嵌槽；
所述f1步骤中是以所述盖部的周侧嵌接于所述嵌槽中，以封闭所述开口；
所述f2步骤中则是使粘着剂介于所述嵌槽一侧槽壁与所邻接的所述盖部周侧端面间。
9.依据权利要求8所述的球体的一体成型制造方法，其特征在于，所述f2步骤还包含有：
f2’.将已彼此嵌合的所述已发泡胚体及所述盖部，以所述盖部位于上方的方式，放置于一转盘上；
f2”.以一压体自所述盖部上方向下抵压，使所述盖部下凹变形，据以扩张所述盖部周侧与所述嵌槽间的空隙；
f2’”.将用以涂设粘着剂的施用器开口伸入所述f2”步骤中所扩张的空隙内，并转动该转盘，使由该施用器中所流出的粘着剂得以被涂设于所述盖部周侧与所述嵌槽的一侧槽壁间。
10.依据权利要求8所述的球体的一体成型制造方法，其特征在于，所述盖部具有一弧片状填片，凸弧面的曲率并与所述已发泡胚体的球面曲率相仿，一环状嵌舌环设突伸于所述填片的周侧，用以嵌接于所述嵌槽中。
11.依据权利要求10所述的球体的一体成型制造方法，其特征在于，所述盖部还包含有至少一逃气缺口，缺设于所述嵌舌上，并延伸至所述填片的凹弧面上。
12.一种球体构造，其特征在于，包含有：
一中空的球状身部，以EVA经发泡一体成型，具有预定的壁厚；
一开口，位于该身部上，用以连通该身部内部空间与大气；
一弧片状盖部，嵌合固接于该开口中，并维持该身部内部空间与大气间的连通。
13.依据权利要求12所述的球体构造，其特征在于，所述盖部凸弧面的曲率与所述身部的球面曲率相仿。
14.依据权利要求12或13所述的球体构造，其特征在于，还包含有一开口朝向自身曲率中心的环状嵌槽，凹设于所述开口周侧的身部壁面上，并使所述盖部以周侧环端嵌设于所述嵌槽中。
15.依据权利要求14所述的球体构造，其特征在于，所述盖部还包含有一弧形填片，形状与所述开口形状相仿，并使凸弧面的曲率相仿于所述身部的球面曲率，一环状嵌舌，突设于所述填片的周侧端面上，并嵌入所述嵌槽中，至少一逃气缺口，设于所述嵌舌上。
16.依据权利要求15所述的球体构造，其特征在于，所述逃气缺口自所述嵌舌往所述填片的一部延伸，而延伸至所述填片的凹弧面上。
17.依据权利要求15所述的球体构造，其特征在于，还包含有粘着剂，介于所述嵌舌与所述嵌槽的槽壁间，用以使所述嵌舌与所嵌接的嵌槽粘着固接。
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