运动球壳体及制造该壳体的方法
【专利说明】运动球壳体及制造该壳体的方法
[0001 ] 本申请是申请日为2010年02月22日，申请号为201080012013.0，发明名称为“运动球壳体及制造该壳体的方法”的申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及运动球壳体及制造该壳体的方法。
[0003]背景
[0004]各种可充气运动球如英式足球通常呈现分层的结构，该分层的结构包括壳体、中间层和球胆。壳体构成运动球的外部部分，且通常由沿着相邻的边(例如，通过缝合或粘结剂)连接在一起的多块耐用的且耐磨的板(panel)形成。虽然板的构造可较大地改变，但传统的英式足球的壳体包括三十二块板，其中的十二块具有五角形形状且其中的二十块具有六角形形状。
[0005]中间层构成运动球的中间部分且位于球胆和壳体之间。在其它目的中，中间层可使运动球具有柔软感，赋予能量回传性(energy return)，以及限制球胆的膨胀。在一些构造中，中间层或中间层的一部分可作为衬底材料被结合、连接或以其他方式并入到壳体中。
[0006]球胆，其具有可充气的构造，位于中间层之内，用来提供运动球的内部部分。为了便于充气(即，用压缩空气)，球胆通常包含装有气门的开口(valved opening)，该装有气门的开口延伸穿过中间层和壳体中的每个，从而使得从运动球的外部可接近。
[0007]概述
[0008]运动球可包括壳体和位于壳体内的球胆。壳体可包括用焊缝(weld)相互连接的多个板元件，且板元件的包含焊缝的部分可朝向球的内部突出。
[0009]在一个实施方式中，外表面可界定板元件之间的凹陷。
[0010]在一个实施方式中，在壳体和球胆之间可设置有中间层。
[0011 ]在一个实施方式中，板元件可具有五角形形状。
[0012]在一个实施方式中，板元件可包含热塑性聚合物材料。
[0013]在一个实施方式中，板元件可包含热塑性聚氨基甲酸酯材料。
[0014]本发明还提供了一种运动球，包含:
[0015]壳体，其形成球的外表面的至少一部分，壳体包含:
[0016]第一板，其至少部分地由热塑性聚合物材料形成，第一板界定第一边缘部分，以及
[0017]第二板，其至少部分地由热塑性聚合物材料形成，第二板界定第二边缘部分，
[0018]第一边缘部分和第二边缘部分通过焊缝连接到彼此，且第一边缘部分和第二边缘部分被定向成朝向球的内部突出；以及
[0019]球胆，其位于壳体内。
[0020]在一个实施方式中，第一边缘部分可以是第一凸缘，且第二边缘部分可以是第二凸缘，第一凸缘和第二凸缘可朝向球的内部突出。
[0021]在一个实施方式中，在壳体和球胆之间可设置有中间层。
[0022]在一个实施方式中，热塑性聚合物材料可以是热塑性聚氨基甲酸酯材料。
[0023]制造运动球的方法可包括提供包含聚合物材料的多个壳体元件，聚合物材料可以是热塑性聚合物材料。壳体元件的边缘被相互焊接以连接壳体元件。然后可通过由壳体元件中的至少一个形成的孔来将壳体元件由内而外翻转，以及可将孔密封。
[0024]在一个实施方式中，焊接步骤可包括:将热施加于聚合物材料，以在(a)壳体元件中的第一个壳体元件中的聚合物材料和(b)壳体元件中的第二个壳体元件中的聚合物材料之间形成结合。
[0025]在一个实施方式中，焊接步骤可包括:将壳体元件中的第一个壳体元件的凸缘区放置成与壳体元件中的第二个壳体元件的凸缘区接触;将凸缘区压到一起；以及加热凸缘区。
[0026]进一步地，该方法还可包括修整凸缘区的步骤。
[0027 ] 进一步地，焊接步骤还可包括对准凸缘区中的定位孔。
[0028]在一个实施方式中，还可包括通过孔插入球胆的步骤。
[0029]进一步地，该方法还可包括通过孔插入中间层的步骤。
[0030]本发明还提供了一种制造运动球的方法，该方法包括:
[0031]提供各自包含热塑性聚合物材料的第一板和第二板，第一板界定第一凸缘，且第二板界定第二凸缘；
[0032]通过以下操作在第一板和第二板之间形成接缝:将第一凸缘放置成与第二凸缘接触，将第一凸缘和第二凸缘压到一起，以及加热第一凸缘和第二凸缘；
[0033]去除第一凸缘和第二凸缘的至少一部分，以界定接缝的突出部分；以及
[0034]将接缝的突出部分定向成朝向运动球的内部。
[0035]在一个实施方式中，形成接缝的步骤还可包括:对准在第一凸缘和第二凸缘中的定位孔。
[0036]在所附权利要求中详细指出本发明的新颖性特性方面的优势和特征。但是，为了更好地理解新颖性的优势和特征，可参考描述且说明了与本发明有关的多个构造和概念的附图和以下描述性内容。
【附图说明】
[0037]当结合附图阅读时将能更好地理解上述概述和下面的详述。
[0038]图1是运动球的透视图。
[0039I图2是运动球的另一透视图。
[0040]图3是运动球的如由图2的截面线3-3界定的一部分的横截面图。
[0041]图4是运动球的板的顶部平面图。
[0042]图5是两个连接的板的透视图。
[0043]图6是如由图5的截面线6-6界定的连接板的横截面图。
[0044]图7是在连接板时使用的焊接工具的透视图。
[0045]图8是如由图7的截面线8-8界定的焊接工具的横截面图。
[0046]图9A-9E是描述运动球的制造过程中的将板焊接在一起的步骤的示意性横截面图。
[0047]图10是与图8相应的横截面图，且描述了焊接工具的另一构造。
[0048]图11A-11F是描述运动球的制造过程的另外的步骤的透视图。
[0049]图12是运动球的另一构造的透视图
[0050]图13是图12中描述的运动球的如由图12的截面线13-13界定的一部分的横截面图。
[0051 ]图14A-14E是与图13相应的横截面图，且描述另外的构造。
[0052]详述
[0053]下面的论述和附图公开了多种运动球构造和与制造运动球有关的方法。虽然论述和描述的是与英式足球相关的运动球，但与构造和方法相关的概念可被应用到多种类型的可充气运动球。因此，除英式足球之外，本文所论述的概念可被引入例如篮球、球(football)(美式足球或橄榄球)、排球和水球中。诸如棒球和皇球的各种非充气运动球也可引用本文所论述的概念。
[0054]图1-图3中描述了具有英式足球一般构造的运动球10。球10呈现出分层结构，具有(a)形成球10的外部部分的壳体20、(b)位于壳体20内的中间层30和(c)形成球10的内部部分的可充气的球胆40。当加压时，球胆40促使球10呈现基本上球形形状。更具体地，球胆40内的压力使得球胆40将向外的力施于中间层30。转而中间层30将向外的力施于壳体20。为了限制球胆40的膨胀，且还为了限制壳体20中的张力，中间层30的一部分可具有有限的伸展度。换句话说，球胆40将向外的力施于中间层30，但中间层的伸展特性有效地阻止向外的力引起壳体20中的相当大的张力。因此，中间层30抑制来自球胆40的压力，同时允许向外的力促使壳体20呈球形形状，从而给予球10球形形状。
[0055]壳体20由沿着相邻的边或边缘连接在一起以形成多个接缝22的多块板21形成。虽然板21被描述为具有十二个等边五角形的形状，但板21可具有非等边的形状、凹面或凸面，或以镶嵌型(tessellat1n-type)方式组合从而形成壳体20的多种其他形状(例如，三角形、正方形、矩形、六边形、梯形、圆形、椭圆形、非几何学图形)。在一些构造中，球10可具有十二个五边形板21和二十个六边形板21，以赋予传统的英式足球的一般构造。所选择的板21还被形成为与相邻的板21成为整体(S卩，一体式)结构，以形成减少接缝22数目的桥接板。因此，壳体20的构造可显著变化。
[0056]常规的壳体和壳体20之间的区别在于连接板21以形成接缝22的方式。常规的运动球的板可通过缝合(例如，手工缝合或机器缝合)连接。相比之下，在制作球10时使用焊接工艺来连接板21并形成接缝22。更具体地，板21至少部分由可为热塑性聚合物材料的聚合物材料形成，且板21的边缘可被加热并相互结合，从而形成接缝22。在图3的横截面中描述了接缝22的构造的实例，其中焊接工艺通过组合或混合每块板21的聚合物材料，来有效地将板21中的两个固定、结合或以其他方式连接到彼此。在一些构造中，可通过缝合将板21中的一些连接，或可通过缝合来增加多个接缝22。
[0057]使用焊接工艺形成接缝22的一个优点与球10的总质量有关。然而，板之间的接缝可构成常规的运动球的质量的约百分之十至百分之十五，焊接板21可减小接缝22的质量。通过消除壳体20中的缝合的接缝，由缝合的接缝另外给予的质量可被用于增强球10的性能(例如，能量回传性、球度、质量分布、耐用性、气体动力学)的其他结构元件。另一个优点与制造效率有关。缝合常规的运