剑术用的安全剑身

摘要

这种剑身至少在其部分长度上以及它们的自由端开始，有一个减小了横截面的、使剑身应力集中的纵向区域7，当构成剑身的材料出现疲劳而有可能引起剑身横向断裂时，能够纵向地把剑身分为两个纵向区段，该两段能显示这种材料的疲劳状态。对于花式剑来说，纵向断裂区域7由轴向腹板2b构成，轴向腹板2b由连接剑身小面的两个纵向深槽6加以限定，并形成“H”形截面，其厚度θ

说明书

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传统的剑术用的剑，即花式剑、剑和刀是用热处理钢、合金钢或非合金钢制成的。

击剑时，由于两个剑身相互接触，不断撞击，也由于剑身产生强应力，例如当击剑时已加工过的金属结构就会发生断裂。当击剑时剑身发生横向断裂时，击剑者手中的一截剩余的剑身，因其断头一般呈斜断面，这样就构成了一种可怕的武器，能够穿透对方的护胸和驱体，发生把对方杀死的危险。为了避免这种情况，人们曾经考虑用含有镍钛合金的或者不含有镍钛合金的，以及含钼钴合金的淬火结构钢来制作剑身。经验表明，这些材料制成的剑身比较坚固，但是在某些紧张激烈使用的条件下，这些剑身就像用常见的合金钢制成的剑身那样会发生横向断裂。看来，淬火结构钢在当时就已经被提出来了，但是，上述问题始终没有得到彻底解决。

本发明的目的，是克服这种不足之处，提供一种安全剑身，该剑身能指示剑身出现断裂迹象的危险时刻以及停止击剑。

为此，按照本发明的剑身，至少在剑身的部分长度上以及从剑身的自由端起，包括一个减小了横截面的、使剑身的应力集中的纵向区域，这样，当剑身结构材料的疲劳有可能引起横向断裂时，能把剑身纵向地分成两个能显示金属疲劳状态的纵向区段。

因此，当剑身的金属组织达到可能引起上述横向断裂的疲劳状态时，在击剑中引起的应力至少会在剑身的部分长度上的应力集中区域造成断裂。由此而形成的纵向裂缝可以改变剑身的物理特性，在剑身彼此撞击时，这种改变的物理特性和发出一种不同的声响表明两个击剑者必须停止击剑，以便把不好的剑换下来，防止发生人身事故。

由此可见，由于前面提到的剑身的特殊结构，就可以利用对击剑者不造成严重后果的纵向断裂来代替极其危险的横向断裂。

对于花式剑来说，纵向断裂区域由两个纵向深槽加以限定的轴向腹板所构成，纵向槽同剑身的缩小面相连接，形成“H”形截面，其厚度从断裂区域的一端到另一端越来越大，与剑身截面的增大成比例。

这种结构的剑身比较轻，所有的应力都分布在剑身的表面上;击剑时，声响在剑身的轴向腹板和剑身的长度上发出。尤其是在剑身的“H”形横截面的侧面形成的裂缝，可改变金属在负荷和撞击下的金属组织。这种裂缝发生在应力集中区域，只在应力集中区域的一半厚度上引起剑身的横向断裂。

如果剑具有众所周知的一种明显的“V”形横截面，那么，纵向断裂区域则位于剑背的侧面，並且在该侧面的外表面与连接“V”形截面凹处纵向槽的底部之间。纵向断裂区域的厚度从断裂区域的一端到另一端越来越大，与剑身的横截面的增大成比例。

本发明借助于说明书和参考附图更好的加以说明並不受所举的例子限制，共包括本发明的一个花式剑的实施例和一个剑的实施例。

图1是花式剑的透视图。

图2是图1中Ⅱ-Ⅱ的纵向剖面图。

图3、4和5是图2中Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ和Ⅴ-Ⅴ的剑身部分截面的按比例放大的剖面图。

图6是剑身的透视图。

图7是图6中Ⅶ-Ⅶ的剖面图。

图8是图6的能显示剑身凹处的正视图。

图9、10、11和12是图7中Ⅸ-Ⅸ、Ⅹ-Ⅹ、Ⅺ-Ⅺ和Ⅻ-Ⅻ的剑身横截面按比例放大的剖面图。

图13和14是表示花式剑两种断裂区的各一段按比例放大的侧视图。

在图1至图5中，2表示花式剑剑身，其剑头可以用螺纹套接管3延伸，其剑身根部可由固定在剑柄上的螺杆4延伸。众所周知，这种剑身一般来说都具有一种矩形横截面。

按照本发明，这种剑身包括两个同剑身的小面相连接的纵向深槽6，形成“H”形横截面，也就是说，“H”形横截面是由一个腹板2b而连接的两个侧边2a所构成的。准确地说，槽6的两个平行槽底6a在它们之间，在断裂区域7中，一个应力集中区是与“H”形截面的腹板2b相对应的每一个槽底6a通过园角8同相对应的侧面6b相连接。如图3至图5所示，在从剑身的一端到其大致一半长度的断裂控制距离“1”上，槽的深度为P₁-P₂，槽越来越深，明显地同剑身横截面的T₁-D₁、T₂-D₂的尺寸的增大成比例，在断裂区域7中，腹板2b的厚度e₁-e₂越来越大，也同截面的增大成比例，以便在这个长度上有一个恒定抗力。如图3所示，槽有一个不变的深度P和一个腹板2b，腹板2b的厚度E越来越大，一直到剑身根部。

当使用这种剑身时，不断的撞击以及作用在“H”形截面侧面上的交变压缩应力和拉伸应力，都转移到腹板2b的全部长度上。这样，金属的疲劳状态首先发生在断裂区域7周围，由于断裂区域7的厚度减小，因而金属的疲劳状态就得以缓和。出现的裂纹並不是象使用传统的剑身那样是横向的，而是至少在剑身的部分长度上是纵向的，该纵向裂纹把“H”形截面的两个侧面分开。这种裂纹对剑身的抗力和弹性有影响，而且还可以改变剑身彼此撞击的声响，这样也就构成了更换剑身的指示信号。

这些槽限定了纵向区域7，该区域7能够集中应力，不仅可以防止剑身发生危险的横向断裂，而且可以把这种断裂转变为纵向断裂，还可以通知击剑者应当停止使用他的剑身。

图6至图12所示的，标有数码10的剑，显示一种众所周知的从剑头13到剑根14的外侧面12所限定的“V”形横截面。剑头13装有螺纹套接管15，而剑根14由螺杆16延伸。

按照本发明，这种剑在其部分长度上，比如在其一半长度上，如同剑端的距离“I”所示，还包括一个应力集中並产生纵向断裂的纵向区域17。该区域位于剑背的侧面，並在构成该侧面的外表面12与剑的“V”形槽截面凹处相连的槽18的槽底18a之间。在剑身的部分长度1上，槽18的深度P₁-P₂，如同图11和图12所示，从剑头13处开始增大，並同该剑身的横截面的T₁和D₁的尺寸变化成比例。因此，纵向断裂区域17的厚度e₁-e₂，从剑头起到纵向区域7的末端逐步增大。沿着剑根14的方向，槽18有一个递减的深度，直到其槽底18a同剑身侧面凹入处的底部20齐平为止，如图10所示。该齐平区域位于剑身之端的距离L上，距离L的值大于距离I。

按照这种配置，当制成剑身的金属组织呈现疲劳状态，正好引起剑身的断裂时，该断裂是发生在应力集中区域17的纵向断裂，並且这种裂纹把“V”形截面的两个侧面分开。对于花式剑来说，这种断裂引起剑身的弹性性能的变化以及撞击时发出的声响变化，这样，就可以通知击剑者必须停止击剑，不能再用已损坏了的剑身。

剑的纵向断裂区域17的厚度还可以通过加工带有槽18或不带有槽18的面12来加以控制。

需要注意的是，剑的应力集中区域17的厚度e₁-e₂，同花式剑2的应力集中区域7的厚度e₁-e₂一样，小于同它相连接的每个侧面10a-2a的厚度Z，以便较好地构成断裂区域。

能够控制应力集中区域几何性能的槽6-18可以用构成剑身的各种材料来制作，尽管如此，还是利用暂时处于退火状态的具有高塑性和硬度较小的淬火合金结构钢制作剑身，这种制造简单、经济，速度也快。槽6和其他加工工作完成后，再通过升温将剑身硬化。

在图13和图14所示的不同制作方法来看，花剑2的腹板在其对应于纵向断裂区域7的部位贯穿着一些开口。这些园形孔口（如图13中的21所示）或者椭园形孔口（如图14中的22所示），按照规则或不规则的间距分布。这些开口限定了分别标以23和24的“材料之桥”，这些“桥”能增大应力集中並构成断裂的标准。椭园形孔口22与花式剑的纵向轴成30°～60°的倾斜，由一个小的间隔加以分开，各孔口的前端位于前面孔口后端之前，或者至少是齐平的。在未提到的实施例中，这些孔口也可以同剑身的纵向轴彼此交错排列，並完全与该轴平行。每个孔口的横向尺寸小于1毫米，大约为十分之几毫米。如图11和图12所示，孔口21或22还可以位于带有槽18或不带有槽18的剑的纵向断裂区域。

在前面的实施例中，已经谈及纵向断裂区域在剑身的一半长度上延伸，但是，很显然，这种纵向断裂区域的大小只是作为实施例中提及的尺寸，其实，这种纵向断裂区域也可以在剑身的三分之一、三分之二或更长的长度上延伸，根据构成剑身的材料的性能，剑身的材料可以是钢或锻钢，也可以是复合材料。