フリスビー

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背景

40年前の発売以来、組織的なスポーツとレクリエーションの両方で3億近くのフリスビーが販売されています。マテルによると、アメリカ人の90％がこの空飛ぶおもちゃで一度に遊んだことがあり、毎年1,500万人がこのスポーツを楽しんでいます。現在、このおもちゃの古いバージョンは、数百ドル以上の価値のあるコレクターのアイテムになっています。

フリスビーの起源は、実際には、南北戦争後にウィリアムラッセルフリスビーによって設立された、コネチカット州ニューヘブンのフリスビーパイカンパニーと呼ばれるパン屋にまでさかのぼります。ベーカリーは1958年まで営業を続け、この期間中、最初は会社の運転手が、後にアイビーリーグの大学生が（クッキー缶の蓋だったと言う人もいます）、会社のパイ缶を投げると、フリスビーはよく知られている用語になりました。北東部でのフライングディスクの再生について説明します。

第二次世界大戦から数年後、自動車のシールドビームヘッドライトの発明者の息子であるウォルターフレデリックモリソンと彼のパートナーであるウォーレンフランシオーニは、パイ缶を商品化することを検討しました。最初に、彼らはプレートの安定性を改善するためにリムの内側にスチールリングを溶接しましたが、成功しませんでした。それから、彼らはプラスチックに切り替え、今日私たちが知っているフリスビーが生まれました。

上部に6つの湾曲したスポイラーまたはベーンを組み込んだ初期の設計は、1951年に大幅に改良され、最初の大量生産されたフライングディスクであるプルートプラッターになりました。ディスクの外側3分の1にスロープを組み込んだこのデザインは、今日まで基本デザインの一部として残っています。モリソンプルートプラッターは、最初の真のキューポラ（モリソンのアジサシの小屋）を持ち、この時期に描かれた空飛ぶ円盤（UFO）の概念に似ていて、舷窓がありました。 1954年、ダートマス大学はガッツと呼ばれるゲームを含む最初のフリスビートーナメントを開催しました。

カリフォルニアの玩具会社であるWham-Oの創設者は、1955年にこのフライングディスクに興味を持ち、約1年後にモリソンから権利を取得して生産を開始しました。同社がフリスビーイングと呼ばれる東海岸でのパイ缶ゲームについて聞いた後、名前はフリスビーに変更されました。 （Wham-Oは1957年1月にPluto Platterを最初に販売しましたが、1957年7月までフリスビーという単語を追加しませんでした。）1959年に、最初のプロモデルのフリスビーが製造されました。

フリスビーが大流行し、すぐに国際フリスビー協会やオリンピックフリスビー連盟などのスポーツイベントを推進する組織が設立されたのは1960年代初頭のことでした。サッカーに似た距離と精度の両方を備えたスポーツであるアルティメットフリスビーの最初のゲームは、1968年にニュージャージーの高校で行われました。現在、600近くの大学と32か国で演奏されています。 1969年、米陸軍は40万ドルを投資して、フリスビーに配置されたフレアが空中に留まるかどうかを確認しましたが、成功しませんでした。

1970年代に、ディスクゴルフ、フリースタイル、ガッツなどの特定のイベントを宣伝するために、いくつかの組織が結成されました。 Professional Disc Golf Association（PDGA）には、現在20か国に14,000人を超えるメンバーがおり、700を超えるフリスビーゴルフコースでプレーしています。今日、35か国の40,000人のアスリートがアルティメットフリスビーで競い合っています。そのような協会の結成は、1980年代に開催された世界選手権につながりました。

今日、世界フライングディスク連盟（WFDF）の支援の下、9つの異なるイベント（ディスクゴルフとフリースタイルを含む）で組織された大会が毎年世界中で開催されています。 1984年に設立されたWFDFは、22か国に会員協会があり、さらに28か国に暫定会員がいます。 1991年の砂漠の盾作戦では、フリスビーを使用して、サウジアラビアで勤務している2万人の米兵の士気を高めました。

デザイン

フリスビーのメーカーは、コンピューター支援設計ソフトウェアを使用してモデルを作成します。次に、設計をテストするためのプロトタイプが作成されます。フリスビーの種類によっては、風洞などの高度な方法で飛行特性をテストすることもあります。現在、数千分の1インチ以内の製造公差が設計に組み込まれています。

設計者は、揚力、抗力、スピン、角運動量、トルク、およびオブジェクトの飛行に影響を与えるその他の力を改善するために、設計または形状を変更することにより、飛行特性を決定する物理的特性を操作する新しい方法を常に探しています。たとえば、ディスクに小さなリップと凹面のエッジを追加すると、飛行中の安定性が大幅に向上します。

ディスク設計者が克服しなければならない主な障害は、ジャイロスコープの歳差運動によって引き起こされるこの不安定性、スピンの方向と空力揚力が得られる場所に応じて、回転するオブジェクトが飛行中に右または左に回転する傾向です。ディスクの重心が揚力の中心に近いほど、飛行はより安定してまっすぐになります。

回転するディスクが飛ぶとき、その揚力の中心はディスクの前縁または前縁の近くにあり、ディスクを上向きに傾ける傾向があります。スピンのため、ディスクの端に近いポイントの揚力の多くは、約1/4回転後までそれ自体を発揮しません。このようなジャイロスコープの歳差運動は、ディスクを横に押し上げ、横転を引き起こします。これが、通常、上から見て時計回りに回転するようにバックハンドで投げられるフリスビーが、飛行中に投げる人の視点から左に転がる傾向がある理由です。

空中に浮かぶと、リフトと角運動量がフリスビーに作用し、バレエのようなパフォーマンスを発揮します。揚力は、フリスビーが空中を通過するときに、フリスビーの形をした表面によって生成されます。正の迎え角を維持しながら、フリスビーの上を移動する空気は、フリスビーの下を移動する空気よりも速く流れます。

Bemoulli Principleの下では、フリスビーの上の気圧は下よりも低くなります。圧力の違いにより、フリスビーが上昇または上昇します。これは、飛行機が離陸、飛行、着陸することを可能にするのと同じ原理です。フリスビーの揚力に作用するもう1つの重要な要因は、ニュートンの第3法則です。それは、すべての行動に対して、等しく反対の反応があると述べています。フリスビーは空気を押し下げ（アクション）、空気はフリスビーを上に押し上げます（反作用）。空気はフリスビーの傾き、つまり迎え角によって下向きに偏向します。

フリスビーを投げるときに回転させたり、角運動量を与えたりすると、フリスビーに安定性がもたらされます。角運動量は、あらゆる回転質量の特性です。スピンせずにフリスビーを投げると、地面に転がります。スピンの勢いはまた、それに配向安定性を与え、フリスビーがそれを通過するときに空気から安定した揚力を受けることを可能にします。フリスビーの回転が速いほど、安定性が高くなります。

原材料

フリスビーは、1950年代初頭から、ポリエチレンと呼ばれる熱可塑性材料で作られてきました。ポリエチレンは、世界で消費される最大の量のポリマーです。この材料は、無色の可燃性ガスであるエチレンに由来します。このガスは、ガスをポリマーに変換する触媒の存在下で高温高圧にさらされます。添加される可能性のある他の成分には、寸法安定性と耐亀裂性を改善するための着色剤、潤滑剤、および化学薬品が含まれます。

製造
プロセス

フリスビーを作るために、射出成形と呼ばれる高速プロセスが使用されます。これは、通常はマルチキャビティタイプの閉じた金型に流動性のプラスチック材料を射出することに基づいています。金型に入ると、プラスチックは フリスビーは、流動プラスチックの射出に基づく射出成形と呼ばれる高速プロセスで製造されます。通常はマルチキャビティタイプの閉じた金型に材料を入れます。金型に入ると、プラスチックはキャビティを反映する形状に冷却されます。虫歯。このプロセスを使用して複雑な形状を作成できるため、金型から取り外した後のわずかなトリミングだけが、必要な他の仕上げです。これらの利点により、このプロセスは、さまざまなおもちゃから自動車のバンパーまで、幅広い製品の製造に使用されます。

通常、ホッパー、加熱押出バレル、レシプロスクリュー、ノズル、モールドクランプを備えた成形機が使用されます。この機械は、圧力下で容易に流動できるようになるまでプラスチックを加熱し、この溶融物を加圧して閉じた金型に射出し、材料の射出と凝固の両方で金型を閉じたままにし、金型を開いて固体部分を除去できるようにします。 。

原材料の準備

• 1別の配合操作を使用して、樹脂の形状を変換すると同時に、添加剤を導入して、射出成形に適したものに変換します。熱可塑性プラスチックの場合、これは通常、プラスチックメーカーで通常行われる押し出しと乾燥のステップの組み合わせによって、材料を乾燥した自由流動性のペレットに成形することを意味します。配合ステップが完了すると、材料の含水率と平均分子量がチェックされます。
• 2プラスチックペレットは、50〜100ポンド（22.7〜45.4 kg）のバッグまたは500〜1,000ポンド（227〜454 kg）の箱でフリスビーメーカーに出荷されます。プラスチックペレットを大きなドラム缶に入れ、そこに顔料と重量増強添加剤を加えます。顔料をペレットに付着させるために、油などの結合剤が使用されます。ドラムを振動させて材料をブレンドします。

材料の供給

• 3溶けていないペレットは、材料をバレルに供給するホッパーに入れられます。ホッパーには、余分な水分を除去するための乾燥システムと、鉄の汚染物質を除去するための磁石が装備されている場合があります。場合によっては、このステップ中に複合操作のすべてまたは一部が実行されます。

輸送と融解

• 4このステップでは、成形コンパウンドが供給セクションから、往復スクリューを含む加熱された押出機バレルに移動します。ここでは、材料がバレルを下って前方に運ばれるにつれて、材料は徐々に溶けていきます。テーパースクリューは、ポンピング、圧縮、減圧、および混合を提供し、スクリューのベントの助けを借りて材料を脱気する圧力勾配をもたらします。熱可塑性材料は、2〜3以上の範囲の圧縮比（供給ゾーンの開放体積をスクリューの端の体積で割ったもの）のより長いスクリューを必要とします。射出成形スクリューの適切な圧縮比は、受け取ったままの成形コンパウンドのかさ密度を溶融樹脂の密度で割った値よりもわずかに大きくなります。
• 5輸送プロセスの最後に、スクリューがバレルからスライドするときに、体積的に所定量の化合物がスクリューの前のどこかに蓄積します。ショットと呼ばれ、ネジの動きが逆になると前方に押し出されます。射出中に成形コンパウンドがスクリューを逆流するのを防ぐために、スクリューの先端にメカニカルバルブが配置されています。

インジェクション

• 6金型を満たすのに十分な材料が揃うと、スクリューの回転が停止し、機械は射出の準備が整います。溶融したプラスチックは、金型のゲートにつながるランナーのシステムを使用して、高圧（通常、10,000〜30,000 psi）でノズルから金型に射出されます。通常、複数のゲートを使用して材料を金型に送り、各ゲートはチャネルまたはランナーによって供給されます。適切に射出するには、金型内の空気も適切に排出する必要があります。

冷却と取り外し

• 7凝固プロセスをスピードアップするために、冷却方法が金型に組み込まれています。これには通常、金型に穴を開けることが含まれ、そこから水などの冷却液を循環させることができます。凝固後、金型の半分を溶融樹脂の射出圧力に抗して閉じたままにする金型クランプが金型を開き、引き込み式のアームで部品を取り外すことができます。このステップの間に、スクリューは回転し始め、次のショットのために新しい材料を溶かします。

飾る

• 8フリスビーを型から取り出した後、フリスビーの名前、製造元、その他の情報またはデザインを刻印または装飾します。使用される方法は3つあり、最も一般的なのはホットスタンプです。他の方法は、シルクスクリーンまたは活版印刷機を使用してインクを塗布することを含む。レタープレスは、色ごとに異なるインクパッドを使用します。

パッケージング

• 9飾った後、フリスビーは包装の準備ができています。 1つの方法は、各フリスビーをビニール袋に入れ、段ボールのヘッダーにホッチキスで自動的に取り付けます。別の方法では、フリスビーを段ボールの裏地に置き、それをプラスチックフィルムでシュリンクラップします。フリスビーは箱に詰められていることがあります。

品質管理

重量は最も重要な特性の1つであり、射出成形プロセス中に、適切な量の材料を金型に押し込む機械のスクリューによって自動的に制御されます。ゴルフフリスビーのもう1つの重要な特性は柔軟性です。これは、ディスクの端に重りを置き、ディスクの曲がり具合を測定することによってテストされます。 PDGAは、柔軟性について新しいゴルフディスクの1つのサンプルをテストするだけで済みます。

副産物/廃棄物

通常、製造工程で発生する廃棄物はほとんどありません。フリスビーを型から外した後、エッジの周りにフラッシュと呼ばれる余分な材料がある場合があります。これはトリミングされ、再粉砕機に送られ、次に未使用の材料と混合されます。他のフリスビーは、正しい重量でないか、装飾の欠陥がある場合、拒否される可能性があります。塗布方法に応じて、カットまたは溶剤を使用して装飾を除去した後、リジェクトも同様の方法でリサイクルされます。

未来

フリスビーは、素晴らしいスポーツと娯楽の1つとして21世紀を支配すると予想されています。フリスビースポーツは、その歴史を保存することに関心のあるコレクターグループと同様に、成長し続けるはずです。ブーメラン、シリンダー、リングなど、他のフライング玩具が市場に出回っていますが、フライングディスクは、おそらくこれまでに発明されたものよりも多くの時間を世界中の人々に提供し続けます。

ディスクゴルフは特に記録的な成長を遂げています。過去3年間のそれぞれで、米国だけでコースの数は10％増加しました。ディスクゴルフとそれが提供する利点をまだ認識していない国の多くの地域がまだあるので、そのような成長は続くはずです。

また、フリスビーはいつかオリンピック競技になるかもしれません。スポーツがオリンピックの対象となるには、少なくとも50か国で2年間プレーする必要があります。アルティメットフリスビーはすでに35か国でプレイされており、他のフリスビースポーツとともに人気が高まっています。