專利名稱：一體成型的健身運(yùn)動(dòng)環(huán)圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種一體成型的健身運(yùn)動(dòng)環(huán)圈，尤指一種適用于任何中空環(huán)圈結(jié)構(gòu)，設(shè)置成為可一體成型并具有護(hù)墊功能的健身器材，以同時(shí)可確保該環(huán)圈結(jié)合強(qiáng)度及美觀。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代人忙碌，無暇從事運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致身體因工作壓力及缺少運(yùn)動(dòng)而疾病叢生，故健身運(yùn)動(dòng)謂之風(fēng)潮，而應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)健身器材繁多不勝枚舉，為使在家利用短暫時(shí)間即可達(dá)運(yùn)動(dòng)健身目的，即有人作呼拉圈或如臺(tái)灣專利第81209495號(hào)(公告第210018號(hào))的運(yùn)動(dòng)建身器材如圖1所示，該運(yùn)動(dòng)健身器材，以一彈性桿10及兩施力座30結(jié)合而成，它利用一長條狀玻璃纖維復(fù)合材質(zhì)彈性桿彎曲成圈狀，并使之穿過一施力座30，而結(jié)合于另一施力座30插孔并用螺栓結(jié)合，即可通過向施力座30施力，而由于彈性桿10提供一份適切的彈力，達(dá)到運(yùn)動(dòng)健身目的。
上述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)美中不足之處在于，其雖有健身效果但其生產(chǎn)成本較高；且該施力座設(shè)于彎曲圈狀兩端，其中一施力座設(shè)置在彎取桿體兩端接合處，因此實(shí)際使用時(shí)有方向性限制；該施力座受限于固定關(guān)系，體積龐大并不具美觀效果者；另外，其桿體結(jié)構(gòu)設(shè)為平板片狀并強(qiáng)制彎曲，而因該結(jié)構(gòu)為復(fù)合材料制成，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)可知，復(fù)合材料受溫度影響程度相當(dāng)明顯，溫度愈高，其強(qiáng)度愈弱，當(dāng)溫度升高到Tg點(diǎn)(即玻璃纖維溫度轉(zhuǎn)換點(diǎn))，該復(fù)合材料即喪失彈性，故當(dāng)復(fù)合材以常態(tài)性設(shè)于彎曲受力狀態(tài)時(shí)，且為復(fù)合材材料特性，遇高溫環(huán)境即更易破裂?，F(xiàn)有技術(shù)中，用玻璃纖維復(fù)合材平板片體彎成圈狀并據(jù)以組合成形，該結(jié)構(gòu)縱使設(shè)在靜置狀態(tài)，該成環(huán)狀平板片體各部位即已同受一彎曲力(已形成一預(yù)應(yīng)力狀態(tài))，此時(shí)處在高溫環(huán)境下，如夏天貨柜或密閉車廂內(nèi)，將對(duì)生產(chǎn)后運(yùn)送成品產(chǎn)生不良影響，有破裂的可能。
而又根據(jù)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)可知該結(jié)構(gòu)為一平板狀經(jīng)設(shè)以強(qiáng)制彎曲成環(huán)圈狀，該成品在靜置狀態(tài)已有一形變產(chǎn)生，當(dāng)使用者在使用狀態(tài)中，現(xiàn)有環(huán)圈動(dòng)作即會(huì)如圖2、圖3所示，將該環(huán)圈透過兩側(cè)端點(diǎn)P及H端點(diǎn)握處的施力座施力向圓心擠壓，會(huì)使異于P及H點(diǎn)另側(cè)A、O兩端點(diǎn)形變加大且更彎曲，而P、H點(diǎn)兩側(cè)圓弧反趨于平緩，變形量比靜置時(shí)更小，故而環(huán)圈變形量過度集中于A、O兩點(diǎn)，致使A、O兩點(diǎn)處容易崩裂；反之，向外拉扯時(shí)，因預(yù)應(yīng)力的存在，該環(huán)圈不易受力向外，縱使向外，因兩端接設(shè)施力座并僅以螺栓鎖固，不當(dāng)使用時(shí)，易造成該接設(shè)處突然脫落，致使該環(huán)圈突然蹦出且因有預(yù)應(yīng)力存在該片板體脫落向外彈開對(duì)使用者有明顯的危險(xiǎn)性；故該現(xiàn)有技術(shù)僅為一有限彈性效果且易發(fā)生結(jié)構(gòu)上安全性問題；故有加以改進(jìn)的必要。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是研制開發(fā)一種可一體成型的健身運(yùn)動(dòng)環(huán)圈，主要利用一預(yù)浸樹脂紗束纏繞于成型模具外端，待其纏繞后并靜置硬化或加溫硬化以成環(huán)圈狀，并使之脫模，即成一無預(yù)應(yīng)力的中空環(huán)圈結(jié)構(gòu)，或用另以一高彈性塑料材質(zhì)一體射出方法以成型一中空環(huán)圈結(jié)構(gòu)，上述成型中空環(huán)圈可一體成型握持座，并且可與發(fā)泡材設(shè)為一體發(fā)泡成型；另外還可施加罩體以利握持；本實(shí)用新型可以減除預(yù)應(yīng)力，并且環(huán)圈受力形變平均，且用發(fā)泡材一體成形外加罩體以增進(jìn)其美觀效果，同時(shí)提高制程效率及使用安全性及整體美觀性。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣的本實(shí)用新型以高彈性預(yù)設(shè)材質(zhì)以成型為一體成型無接縫中空環(huán)圈結(jié)構(gòu)，其中包括有以復(fù)合材料材料成型，透過一預(yù)浸玻纖維紗束設(shè)以纏繞模具外環(huán)端面并靜置硬化后退出模具以直接一體成型圈狀或?yàn)橐惑w成型成一管狀材后再加以水平切割成一環(huán)圈，或以一高彈性塑料一體射出成型中空環(huán)圈結(jié)構(gòu)，且該高彈性塑料材料一體射出成型，并且可將該施力握持座同時(shí)一體成型。
本實(shí)用新型的加工成型至少包含如下步驟(1)、預(yù)先準(zhǔn)備一復(fù)合材料基材預(yù)浸樹脂以成一預(yù)置材料；(2)、將該預(yù)置材料纏繞于一預(yù)設(shè)大小成管狀模具外端面；(3)、將該纏繞預(yù)置材料依實(shí)際厚度及大小纏繞完成并靜置使之硬化或施以加熱硬化后，并設(shè)使該硬化預(yù)置材料退出模具后以成預(yù)定管柱狀基材；(4)、將該已成形管柱狀基材予以水平加工切割，以成實(shí)際所需大小的環(huán)圈狀物；(5)、將已成型環(huán)圈狀物基材再設(shè)與發(fā)泡材一體加工成型結(jié)合成一外設(shè)包覆罩體的環(huán)圈或以外加包覆一可供握持包覆基材的罩體；如上所述的健身運(yùn)動(dòng)環(huán)圈成型方法，其第3及4步驟可設(shè)為成同一步驟，即該環(huán)圈成形因?qū)嶋H需要，將纏繞于預(yù)浸紗束及加工模具設(shè)為實(shí)際大小尺寸，并待靜置硬化或加熱硬化后再予以脫模后，該預(yù)浸樹脂的復(fù)合材料基材設(shè)經(jīng)一體成型為一預(yù)定厚度中空管柱材狀后，再予以成型為一預(yù)設(shè)高度及完整無接縫中空環(huán)圈結(jié)構(gòu)。
如上所述的健身運(yùn)動(dòng)環(huán)圈成型方法，其復(fù)合材料基材可設(shè)為紗束狀或經(jīng)編織而成帶、布狀等玻璃纖維或碳纖維材料或其復(fù)合制成的復(fù)合材料，且該預(yù)浸的樹脂可依需要設(shè)為熱固型或熱塑型。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下1、本實(shí)用新型具有較高的結(jié)合強(qiáng)度與美觀性，其環(huán)圈狀以無預(yù)力狀態(tài)直接成型，該環(huán)圈環(huán)周結(jié)構(gòu)為呈無接縫無需外加組件固定搭接；2、以復(fù)合材料或以高彈性塑料成型呈中空環(huán)圈結(jié)構(gòu)，靜置狀態(tài)不受力即沒有變形，而使用中受力形變較趨于平均，即因各環(huán)圈各點(diǎn)受力承載得以平均分散，不因時(shí)間而改變其應(yīng)有的效能；3、本實(shí)用新型采用一體生產(chǎn)制作較有效率，本實(shí)用新型一體成型的結(jié)構(gòu)較現(xiàn)有結(jié)構(gòu)采用彎曲接合所制成的環(huán)圈，不僅結(jié)合強(qiáng)度佳，使用壽命長，且透過模具一體成型的模塊化設(shè)計(jì)，可提高成型的效率與品質(zhì)穩(wěn)定性，同時(shí)在外加美觀，整體構(gòu)件精簡；具有高安全性及使用便利性。
4、本環(huán)圈結(jié)構(gòu)為無接點(diǎn)、無應(yīng)力集中且受力可無方向限制，采用中空環(huán)圈一體成型，通過加壓、加熱成型方法可成無接縫，可配合高彈性塑料或復(fù)合材料制成或混合制成。
5、本實(shí)用新型為以復(fù)合材或以高彈性塑料材質(zhì)加工一體成型為中空環(huán)圈狀，無接縫，毋需用施力座固定成環(huán)圈狀，本實(shí)用新型不會(huì)發(fā)生接點(diǎn)脫落板片體彈開傷人情事，無預(yù)力存在，受力變形較平均其使用安全性及操作性俱佳。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)臺(tái)灣專利第210018號(hào)組合外觀示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)受力點(diǎn)力量仿真示意圖之一；圖3為，現(xiàn)有技術(shù)受力點(diǎn)力量仿真示意圖之二；圖4為本實(shí)用新型的中空環(huán)圈與握持座組合的示意圖；圖5為本實(shí)用新型環(huán)圈結(jié)構(gòu)組合外觀示意圖；圖6為本實(shí)用新型環(huán)圈結(jié)構(gòu)組合斷面示意圖；圖7為本實(shí)用新型加工流程示意圖；圖8為本實(shí)用新型健身環(huán)圈加工方法實(shí)施步驟示意圖；圖9為本實(shí)用新型健身環(huán)圈加工方法實(shí)施部件示意圖；圖10為本實(shí)用新型進(jìn)行切割形成環(huán)圈的示意圖；圖11為本實(shí)用新型單一環(huán)圈成品及其右視圖；圖12為本實(shí)用新型單一環(huán)圈加罩體的剖面示意圖；圖13為本實(shí)用新型環(huán)圈受力點(diǎn)(靜止?fàn)顟B(tài))模擬示意圖；圖14為本實(shí)用新型環(huán)圈受力點(diǎn)(施力狀態(tài))模擬示意圖；圖15為現(xiàn)有技術(shù)第210018號(hào)環(huán)圈端點(diǎn)受力時(shí)力量分布模擬示意圖之一；圖16為現(xiàn)有技術(shù)臺(tái)灣專利第210018號(hào)環(huán)圈端點(diǎn)受力時(shí)力量分布模擬示意圖；圖17為本實(shí)用新型環(huán)圈結(jié)構(gòu)受力狀況力量分布模擬示意圖之一；圖18為本實(shí)用新型環(huán)圈結(jié)構(gòu)受力狀況力量分布模擬示意圖之二。
具體實(shí)施方式
圖4所示，為本實(shí)用新型一體成型的健身運(yùn)動(dòng)環(huán)圈結(jié)構(gòu)及其與外覆罩體組合圖，其呈中空環(huán)圈10狀，其主要特征在于其以預(yù)設(shè)具高彈性基材成型為一預(yù)定厚度及高度且呈中空貫穿呈無接縫狀的中空環(huán)圈10結(jié)構(gòu)；該預(yù)設(shè)呈高彈性基材的中空環(huán)圈10成型材質(zhì)及成型方法至少包含有高彈性塑料及復(fù)合材料兩種；該呈中空環(huán)圈10結(jié)構(gòu)其預(yù)材亦可設(shè)為一高彈性塑料材質(zhì)制成，而其成型中空環(huán)圈10可依實(shí)際需要預(yù)設(shè)該環(huán)圈大小、環(huán)徑及厚度及高度，并經(jīng)射出加工予以一體成型為一呈中空貫穿無接縫的環(huán)圈結(jié)構(gòu)，該高彈性塑料可加入復(fù)合材料如碳纖維或玻璃纖維或其它復(fù)合材料為補(bǔ)強(qiáng)材以提高環(huán)圈結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及韌性；一體射出中空環(huán)圈10結(jié)構(gòu)還可設(shè)置有供使用者握持的握持座15并與該中空環(huán)圈10同時(shí)設(shè)為一體射出成型，且該環(huán)圈外環(huán)端面可加套或一體成形為具有一彈塑性罩體20，可供使用者舒適握持。
如圖4所示為本實(shí)用新型中空環(huán)圈10結(jié)構(gòu)一體加工成型后包覆一外加罩體20的結(jié)構(gòu)外觀示意圖，圖6為圖5中空環(huán)圈10一體加工與罩體20組合后局部剖面示意圖，以復(fù)合材料成型的環(huán)圈是以一熱固型或熱塑型樹脂6與一復(fù)合材料(通常設(shè)為玻璃纖維復(fù)合材料)的紗束5浸漬并繞設(shè)成一預(yù)定環(huán)圈10形狀成型為一體，或經(jīng)其一體成型為中空貫穿管材狀后再成一預(yù)設(shè)厚度及高度的無接縫的中空環(huán)圈；圖6成形方式如圖7所示流程。
圖8-11為本實(shí)用新型中空運(yùn)動(dòng)環(huán)圈套復(fù)合材料加工成形方法，該加工方法至少包含如下步驟；1.預(yù)先準(zhǔn)備一復(fù)合材料(通常設(shè)為玻璃纖維)紗束5先預(yù)浸樹脂6以成一預(yù)置物材；
2.將該預(yù)置材料纏繞于一預(yù)設(shè)大小成管圈狀模具7外端徑面(見圖8)；3.將該纏繞預(yù)置材料依實(shí)際厚度及大小纏繞完成并靜置使之硬化或施以加熱硬化后，并使該硬化預(yù)置材料退出模具7后以成預(yù)定管狀材(見圖9-10)；4.將該已成形管狀預(yù)形物予以水平加工切割，以成實(shí)際所需大小的環(huán)圈10狀基材(見圖11)；5.將各該已成型環(huán)圈狀基材設(shè)與橡膠發(fā)泡材一體加工成型結(jié)合成一外設(shè)包覆罩體20的環(huán)圈或以外加包覆一可供握持包覆罩體20(見圖12)；如圖8-10所示，本實(shí)用新型供預(yù)浸紗材繞設(shè)據(jù)以成形的模具7，其可設(shè)為依環(huán)圈狀寬度制成，并設(shè)為兩可拆式呈對(duì)應(yīng)狀環(huán)形柱體狀結(jié)構(gòu)，其中該母模具71設(shè)為一呈中空柱狀體，其一邊端設(shè)具接端沿711，而其另端是一空心狀延伸柱體712狀，且柱體外環(huán)圓徑并略小于接端沿711，且令該柱體中空處可供另一同具接端沿721及其沿設(shè)較小徑延伸柱體722的公模72呈一穿入組立，該組立后模具7其柱體外徑恰呈一凹陷狀，據(jù)此可供預(yù)浸紗束纏繞，故該結(jié)合模具為一可拆式，利于該硬化物圈狀物硬化取下；另該模具可依實(shí)際所需環(huán)圈10大小可設(shè)為單一長寬高；或設(shè)以較大高度，再設(shè)以成形本實(shí)用新型物中空圈狀基材后，再施予以加工水平切割加工成本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)。
表1 表2
圖13、圖14為本實(shí)用新型組合結(jié)構(gòu)簡易受力點(diǎn)，表2為受力狀況分布示意圖表，本實(shí)用新型為一體成型無接縫結(jié)構(gòu)，其施力為F，該圈狀受力點(diǎn)假設(shè)為A’...O’，其靜置時(shí)為無形變狀態(tài)，而其受力后其A，及O，兩點(diǎn)間最大變形量小于現(xiàn)有技術(shù)，且各點(diǎn)受力狀況為一緩和曲線，即為一受力較平均分配如圖9所示；圖2、3所示為臺(tái)灣專利公告第210018號(hào)現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)片板狀所圍成圈體結(jié)構(gòu)受力點(diǎn)，表1為受力狀況模擬示意圖表，圖2為片體圈狀各受力點(diǎn)，假設(shè)為A-O，當(dāng)其施以F力向內(nèi)擠壓時(shí)，如圖3所示，以A及O點(diǎn)兩點(diǎn)間形變受力為最高，而另如其它各點(diǎn)受力為一呈非緩和狀趨近直線下降狀態(tài)至兩側(cè)握持點(diǎn)為最低，如表1所示；圖15至圖16所示，分別為上述現(xiàn)有技術(shù)臺(tái)灣公告第210018號(hào)與本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)受力狀況仿真示意圖，圖15、圖16所示，假設(shè)該常用以板片狀搭接成一圈狀物結(jié)構(gòu)，其接設(shè)為圈狀物靜置時(shí)，該圈體各點(diǎn)已存在一預(yù)應(yīng)力(張力)F并存在于圖示A、B點(diǎn)，而再以F，力以向內(nèi)施力擠壓時(shí)，該A、B點(diǎn)兩點(diǎn)受力大小即為F+F’；圖17-18所示是本實(shí)用新型一體成型結(jié)構(gòu)，于靜置時(shí)該一體成型環(huán)圈結(jié)構(gòu)各點(diǎn)皆沒有預(yù)應(yīng)力存在或?yàn)樽畹蜖顩r(為一平緩狀態(tài))，而當(dāng)施以向內(nèi)擠壓F’力時(shí)，A、B點(diǎn)只承受F’施力；且該環(huán)圈高度或設(shè)以為水平繞設(shè)成型并采水平切割，且其采碳纖維或玻璃纖維的復(fù)合材或以高彈性塑料成型，其抗張強(qiáng)度亦可相對(duì)有效增加，由本實(shí)用新型及現(xiàn)有結(jié)構(gòu)受力分布曲線圖比較可知，可知本實(shí)用新型于靜置狀態(tài)為無任何預(yù)應(yīng)力，及受力后該一體成型無接縫中空環(huán)圈結(jié)構(gòu)可使外加力量可成一平均狀分配或各受力點(diǎn)形變平均。
包覆本實(shí)用新型中空環(huán)圈10結(jié)構(gòu)的外加罩體20，可設(shè)為成不同形狀如波浪狀并可依各所需要機(jī)能造形及設(shè)置位置施以一體加工或外加成型，該罩體可設(shè)為透明狀，其環(huán)圈表面或罩體外表并可設(shè)印刷各種不同圖案或文字或施以色彩變化。包覆環(huán)圈的罩體20可用PU發(fā)泡材質(zhì)或其它呈軟塑彈性或橡膠塑料制成。
綜上所述，本實(shí)用新型為一體成型所構(gòu)成環(huán)圈功能，同時(shí)可確保該圈狀結(jié)構(gòu)結(jié)合強(qiáng)度及安全性，使整體確具產(chǎn)業(yè)實(shí)用性及成本效益。
最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種一體成型的健身運(yùn)動(dòng)環(huán)圈，呈環(huán)圈可壓縮狀，其主要特征在于其是以彈性材制成一預(yù)定厚度及高度且呈中空形狀基材，并令該基材一體成型為一呈無接縫中空貫穿環(huán)圈結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體成型的健身運(yùn)動(dòng)環(huán)圈，其特征在于，所述的中空貫穿無接縫環(huán)圈是以一彈性塑料預(yù)材一體加工成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體成型的健身運(yùn)動(dòng)環(huán)圈，其特征在于，所述的中空貫穿無接縫環(huán)圈是以復(fù)合材料或以一彈性塑料預(yù)材加上碳纖維或玻璃纖維作為補(bǔ)強(qiáng)材并以一體加工成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一體成型的健身運(yùn)動(dòng)環(huán)圈，其特征在于，所述的復(fù)合材料優(yōu)選為碳纖維或玻璃纖維或其混制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體成型的健身運(yùn)動(dòng)環(huán)圈，其特征在于，所述的中空環(huán)圈端面上還可設(shè)置有握持座，并且可與該中空環(huán)圈一體射出成型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體成型的健身運(yùn)動(dòng)環(huán)圈，其特征在于，所述的中空環(huán)圈外環(huán)與一可發(fā)泡成型材質(zhì)設(shè)為一體成型以成為環(huán)繞該環(huán)圈周圍的罩體或直接外加一具塑彈性材質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一體成型的健身運(yùn)動(dòng)環(huán)圈，其特征在于，所述的可發(fā)泡成型材質(zhì)為橡膠或塑料或具塑彈性材質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體成型的健身運(yùn)動(dòng)環(huán)圈，其特征在于，所述的中空環(huán)圈還可設(shè)置包覆環(huán)圈周圍的罩體，并且可設(shè)成波浪狀，所述罩體可一體加工或以外加設(shè)置成型并可設(shè)為呈透明狀。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種一體成型的健身運(yùn)動(dòng)環(huán)圈，特別是指一種以復(fù)合材料高彈性塑料制成的一中空環(huán)圈結(jié)構(gòu)，其主要利用高彈性預(yù)材予以成型為一體成型無接縫呈中空貫穿環(huán)圈結(jié)構(gòu)，且該成型預(yù)材至少包括以復(fù)合材料或另以高彈性塑料設(shè)以一體加工成型或射出成型為一中空環(huán)圈結(jié)構(gòu)，該環(huán)圈周圍任一點(diǎn)受力趨于一致平均，本實(shí)用新型可以減除預(yù)應(yīng)力，并且環(huán)圈受力形變平均，且用發(fā)泡材一體成形外加罩體以增進(jìn)其美觀效果，同時(shí)提高制程效率及使用安全性及整體美觀性。
文檔編號(hào)A63B19/00GK2691651SQ0326307
公開日2005年4月13日 申請(qǐng)日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月15日
發(fā)明者梁孔泰 申請(qǐng)人:梁孔泰