Stickingボールパック 空気の抜けないボールケース商品の概要

 課題

プレッシャーボールは、容器開封後から、未使用の状態でも、徐々にボール内の加圧気体が漏出し内圧が低下するという問題が有りました。

これまで対策
気密パッキンを設けた円筒型ケースの蓋部分をねじ込むことで、容器の体積を押し縮め、容器内の圧力を高めるタイプの商品が、欧米にて販売されていました。下の写真がそれで、外国製です。
上記既存品を入手してテストしてみました。
■ねじ込みストロークが10cm前後あり、パッキンの抵抗も強いので、容易に開け閉めできない。

シリンダー部分が変形すると漏れが生じるので、ケースを丈夫にするため厚肉化せざるを得ず重  たくなる。硬質樹脂製なので、落下させるとひび割れが生じやすい。

風呂の中で、蓋をねじ込んむと、パッキン部分から  、空気の泡が間歇的に吹き出し、気密構造が保てていないことが判りました。(私が入手したものだけかもしれませんが、、、)

Stickingボールパックの着想

上記のケースは、ボールの外側の空間の気圧を高めることで、ボールの内圧と均衡させて、空気の漏れを防ぐ、という構造でしたが、Stickingボールパックは、ボールの外側の空間を「0」に近づけて、ボールから気体が漏れ出る隙間を無くしてしまう、という発想で考案しました。
実際の問題として、表面のフエルトや、ブランドによる球の直径の差、などで、ケースとボールの間の空間を「0」にするのは不可能ですが、この残存空間を小さくすることが、この発明のポイントになります。

ケースとボールを密着させるとどうなるのか?
■ 僅かにケースを押し縮めるだけで、ケースの内圧を急激に上昇させることができるので、ケース  の開閉がワンタッチで手軽に行えます。

■ もし、ケース内圧の上昇が不十分な場合でも、ボールから漏出した気体が残存空間の気圧を急激に上昇させ、ボール内圧との気圧を均衡させます。

■ パッキンにかかる動的負担が少ないので気体が漏れにくく、構造的にPET樹脂等での製作が可  能な為、軽量化、耐衝撃性、が高くなり、低コストで生産可能になります。
既存品と、Stickingボールパックとの比較
従来品(外国製) Stickingボールパック
重量 350g 120g (3個連結)
材質 ポスチレン PETまたは、ポリカーボネイト
耐衝撃性 低い 高い
気密性 低い 高い
ボールの収容時間 40秒 15秒
開け閉めに要する力 強い力が必要 弱い力で可能
価格 1500円〜2500円 800円前後
パッキン寿命 短い 長い
外見
その他特徴 連結を繰り返して、長くできる。


Stickingボールパック 空気の抜けないボールケース
効果をテストしてみました

Stickingボールパックの簡素化したモデルを作り、効果の検証をしてみました。

テストモデル

ケース本体 ボールを入れる 上部シリコン型セット 蓋を閉める
テスト方法

254cmの高さから、コンクリート床面に、テニスボールを落下させ、バウンドした映像をビデオで撮影し、背景のメジャーをもとに、コマ送りにて高さを測定。

10〜20回、繰り返し測定し、平均値を算出。

ボール@は、開封後のボールをそのままの状態で放置。

ボールAは、開封後のボールを、測定後にStickingボールパックに保管。

■開封後、約50日後までのバウンドの変化量測定値■

ボール@

ボールA

バウンドの差

スタート0補正

1週目

151.5

149.7

1.8

0

2週目

152

154

-2

-3.8

3週目

152.4

154.7

-2.3

-4.1

4週目

150.4

154

-3.6

-5.4

5週目

149.2

152.5

-3.3

-5.1

6週目

148

152.5

-4.5

-6.3

7週目

148

152.8

-4.8

-6.6












テスト結果

グラフ右のバウンド差のグラフは、Stickingボールパックに収納した場合に比べて、そのまま放置した場合では、時間が経つにつれて、ボールが弾まなくなることを示しています。

ボールパックの基本機能である「ボール保管中の空気漏れを防ぐ。」
と言う機能については、上記の実験で証明された。 と考えます。

バウンド量の変化について、想定外のファクターだったのは、外気温(ボールの温度)の影響で、温度が低いほどバウンド量が低下する、という顕著な傾向がみられました。

これは、冷蔵庫や冷凍庫で低温化したボールのバウンド量を測定した別の実験で検証しました。

つまり、ボール@とAのバウンド量は、気温の影響も等しく受けていたため、グラフ左のボールA(系列2)の値も大きく変化したようです。


Stickingボールパック 空気の抜けないボールケース
予想される効果をシミュレーションしました。

Stickingボールパックを用いた場合の、減圧防止効果を具体的に推定してみます。

初期条件
代表的なプレッシャータイプテニスボールの構造寸法を測定してみると、
外径66o
メルトン層の厚み2.8mm 
ゴム球の厚み3.2mm 
ゴム球の内径54mm
尚、ボール内圧を1.8気圧、メルトン部分の空隙率を50%と仮定する。
実施例

テストモデル1に示した例のケースで、ケース内径を66ミリとして、ケース閉止時にパッキンが密着開始後3mmのストロークで圧縮されるとすると、
(つまり、ネジ部分の回転により、パッキン密着後に、更に3mm蓋が縮まるとすると、)

ゴム球内空間体積 82500 mm3

ゴム球体積    115400 mm3

ボール体積    150500mm3

直径66mm 幅3mmである縮減ストローク容積 10300 mm3 

ケース内容積(ストローク前)   15050010300160800 mm3

ケース内容積(ストローク後)   150500 mm3

ゴム体積     32900 mm3

メルトン実質体積 17600 mm3

3mmの加圧ストロークにより得られる、ケース内部の圧力上昇は、

ボールが入っていない状態では 150500+103001505001.068 

1.07気圧となる。

ボールが入っている状態では、

 { (150500-115400-17600)+10300}(150500-115400-17600)1.5835

1.58気圧となる。

 この状態で長期間保管した場合、ボール内の気体が容器内空間に漏れ出す。
この際の平衡状態となる気圧を計算すると。

ケース内の総気体が1気圧の時の体積  82500×1.817600×1.58176300

ケース内で、気体が占める事のできる体積  8250017600100100

ゴム球の内外で気圧が平均化されたとすると、  1763001001001.761

つまり、1.8気圧の内圧のボールを本発明ケース内に保管した場合、ボールの内圧と
ケースの内圧は約1.76気圧で平衡し、ボールの内圧はこれよりも低下することは無い。

尚、例えば何度目かの使用で1.6気圧になったボールを、再び本ケースに収納した場合、
同様に計算すると1.59気圧よりも低下することは無い。

以上、説明の通り、本発明のテニスボール保管用加圧ケースでは、従来のような長いストロークの圧縮密閉構造を必要とせず、ケース内の圧力を高めることができる。

即ち、ボールとケースの間の残存空間を最小化することで、ケース閉止時の僅かな圧縮ストロークでも効果的にケースの内圧を上昇させることができる上、ボールより漏出した気体により、ケース内部の気圧が高まる効果が顕著なものになる。


Stickingボールパック 空気の抜けないボールケースStickingボールパックの外観形状例



Stickingボールパックは、アレイケースと半球カバーから構成されます。

アレイケースは、片側がオスねじ、反対側がメスねじが形成されていて、半球カバーにも、夫々オスねじとメスねじが形成されます。

このため、アレイケース同士のオス側メス側を連続して繋げることで、3個以上に繋がったボールケースを組み立てることや、半球カバー同士を連結して、1個だけのケースとすることもできます。

また、係止構造としては、スクリューネジ以外に、バヨネット方式も可能です。

この他、Stickingボールパックは、下図のような二つ割ケースとして製作することも可能です。


コナリス エンタープライズ    代表 中川滋夫     
673-0848  明石市鷹匠町9−1 パークコート303
 FAX    078−918−0004



inserted by FC2 system