具有一体的囊袋材料的运动球壳体的制作方法

具有一体的囊袋材料的运动球壳体的制作方法
【专利摘要】运动球(10)包括多个具有第一表面和相反的第二表面的面板(21)，第一表面形成球的外部表面的大部分。此外，运动球包括内部层(60)，内部层(60)被固定于面板的第二表面并且形成球的内部表面的实质上全部以把流体束缚在球内，内部层在面板之间延伸以把面板接合在一起。此外，运动球可以包括被固定于内部层的阀门(41)。
【专利说明】具有一体的囊袋材料的运动球壳体
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是于2011年6月28日提交的名称为Sport Ball Casing And Methods OfManufacturing The Casing(运动球壳体及制造壳体的方法)的共同待审的美国专利申请第13/170,912号(律师案卷号51-2241)的部分继续申请，其的整个的公开内容通过引用并入本文。
[0003]背景
[0004]多种可充气的运动球，例如足球，常规地呈现出包括壳体、约束结构和囊袋的层叠的结构。壳体形成运动球的外部部分并且通常由被沿着邻接的边缘接合在一起(例如使用缝合或粘合剂)的多个耐久的并且抗磨损的面板形成。虽然面板配置可以显著地变化，但是传统的足球的壳体包括三十二个面板，其中的十二个具有五边形的形状并且其中的二十个具有六边形的形状。
[0005]约束结构形成运动球的中部部分并且被定位在壳体和囊袋之间。除了其他的目的以外，约束结构可以向运动球提供软化的感觉，赋予能量返回，以及约束囊袋的膨胀。在某些配置中，约束结构或约束结构的各部分可以作为背衬材料被结合、接合或以其他方式结合入壳体中。
[0006]囊袋具有可充气的配置，被定位在约束结构内以提供运动球的内部部分。为了帮助充气(即，使用加压空气)，囊袋通常包括延伸穿过约束结构和壳体中的每个的有阀门的开口，由此是从运动球的外部可到达的。
[0007]概述
[0008]在一个方面中，本公开内容涉及运动球。运动球可以包括多个具有第一表面和相对的第二表面的面板，第一表面形成球的外部表面的大部分。此外，运动球可以包括内部层，内部层被固定于面板的第二表面并且形成球的内部表面的实质上全部以把流体束缚在球内，内部层在面板之间延伸以把面板接合在一起。此外，运动球可以包括被固定于内部层的阀门。
[0009]在另一个方面中，本公开内容涉及包括壳体的运动球。壳体可以包括第一面板和第二面板，第一面板和第二面板每个具有面向外的外部表面和面向内的相反的内部表面。第一面板的内部表面可以被结合于第二面板的内部表面以形成把第一面板和第二面板接合在一起的接缝。此外，内部表面可以由包括用于把加压流体封装在壳体内的囊袋材料的内层界定。囊袋材料可以包括热塑性聚合物材料的第一层和乙烯-乙烯醇共聚物的第二层。
[0010]在另一个方面中，本公开内容涉及制造运动球的方法。方法可以包括通过接合至少第一面板和至少第二面板形成壳体，每个面板具有第一表面和相反的第二表面。方法可以还包括定向第一面板和第二面板，使得(a)第一面板的第一表面和第二面板的第一表面面向外朝向运动球的外部并且(b)第一面板的第二表面和第二面板的第二表面面向内朝向运动球的内部。把第一面板接合于第二面板的步骤可以包括在第一面板的第二表面和第二面板的第二表面之间形成结合部以形成内部层，该内部层形成球的内部表面的实质上全部以把流体束缚在球内。
[0011]在另一个方面中，本公开内容涉及制造运动球的方法。方法可以包括提供第一面板和第二面板，第一面板界定第一凸缘并且第二面板界定第二凸缘。方法还可以包括通过把第一凸缘置于与第二凸缘接触来在第一面板和第二面板之间形成接缝，把第一凸缘和第二凸缘压缩在一起，以及加热第一凸缘和第二凸缘。此外，方法可以包括除去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。此外，方法可以包括把接缝的突出部分定向为朝向运动球的外部。第一面板和第二面板的内层可以包括用于把加压流体封装在由壳体界定的室内的囊袋材料。囊袋材料可以包括热塑性聚合物材料的第一层和乙烯-乙烯醇共聚物的第二层。此外，形成接缝包括把第一凸缘部分上的囊袋材料密封于第二凸缘部分上的囊袋材料。
[0012]本发明的特征化新颖性的方面的优点和特征被在所附的权利要求中特别地指出。然而，为了获得新颖性的优点和特征的改进的理解，可以参照下文的描述和图示与本发明有关的各种配置和构思的描述性材料和附图。

【专利附图】

【附图说明】
[0013]上文的概述和下文的详细描述当参照附图被阅读时将被更好地理解。
[0014]图1是运动球的透视图。
[0015]图2是运动球的另一个透视图。
[0016]图3A是运动球的一部分的如由图2中的剖面线3-3界定的横截面图。
[0017]图3B是运动球的另一个配置的一部分的如由图2中的剖面线3-3界定的横截面图。
[0018]图4是运动球的面板的俯视平面图。
[0019]图5是两个已接合的面板的透视图。
[0020]图6是两个已接合的面板的如由图5中的剖面线6-6界定的横截面图。
[0021]图7是在接合面板中利用的结合模具的透视图。
[0022]图8是结合模具的如由图7中的剖面线8-8界定的横截面图。
[0023]图9A-9E是描绘了在用于运动球的制造工艺中把面板接合在一起的步骤的示意性的横截面图。
[0024]图10是相应于图8并且描绘了结合模具的另一个配置的横截面图。
[0025]图11A-11D是描绘了在用于运动球的制造工艺中的另外的步骤的透视图。
[0026]图12是相应于图3并且描绘了运动球的另一个配置的横截面图。
[0027]图13A-13C是运动球的详细的横截面图，如在图12中界定的。
[0028]详细描述
[0029]下文的讨论和附图公开了运动球和用于运动球的制造的方法。虽然运动球被讨论和描绘为是足球，但是与运动球和用于制造的方法相关联的构思可以被应用于可充气的运动球的各种类型。因此，除了足球之外，本文讨论的构思可以被结合入例如篮球、橄榄球(用于美式足球或英式橄榄球)、排球和水球中。多种不可充气的运动球例如棒球和垒球也可以包含本文讨论的构思。
[0030]运动球配置
[0031]具有足球的一般的配置的运动球10在图1-3B中描绘。运动球10呈现出层叠的结构，层叠的结构具有(a)形成运动球10的外部部分的壳体20，(b)位于壳体20内并且形成运动球10的中间部分的约束结构30，以及(c)是可充气的并且形成运动球10的内部部分的囊袋40。在加压时，囊袋40诱导运动球10呈现实质上球形的形状。更具体地，囊袋40内的压力使囊袋40把向外的力置于约束结构30上。进而，约束结构30把向外的力置于壳体20上。为了限制囊袋40的膨胀并且也限制壳体20中的张紧，约束结构30可以具有有限的拉伸程度。换句话说，囊袋40把向外的力置于约束结构30上，但是约束结构30的拉伸特性有效地防止向外的力诱导壳体20中的显著的张紧。据此，约束结构30束缚来自囊袋40的压力，同时允许向外的力诱导在壳体20中的球形的形状，由此向运动球10赋予球形的形状。
[0032]壳体20由被沿着邻接的侧部或边缘接合在一起以形成多个接缝22的各种面板21形成。即，面板21的边缘区域被接合于彼此以形成接缝22。虽然面板21被描绘为具有十二个等边的五边形的形状，但是面板21可以具有以棋盘形类型方式组合以形成壳体20的非等边的形状、凹形的或凸形的边缘、或多种其他的形状(例如三角形的、正方形的、矩形的、六边形的、梯形的、圆形的、卵形的、非几何的)。在某些配置中，运动球10可以具有十二个五边形的面板21和二十个六边形的面板21以赋予传统的足球的一般的配置。所选择的面板21也可以与毗邻的面板21—起由一体的(即单块)构造形成以形成减少接缝22的数量的桥接的面板。据此，壳体20的配置可以显著地变化。
[0033]为壳体20所选择的材料可以包括皮革、合成皮革、聚氨酯、聚氯乙烯和其他的通常是耐久的并且抗磨损的材料。在许多配置中，面板21中的每个可以由单一的材料形成，例如合成皮革的层。在某些配置中，然而，面板21中的每个可以具有组合两个或更多个材料的层叠的配置。例如，图3把壳体20描绘为具有包括外层23、中部层24和内层25的层叠的结构。虽然为层23-25所选择的材料可以很大地变化，但是外层23可以由合成皮革形成，中部层24可以由聚合物泡沫材料形成，并且内层25可以是织物(例如编织的、非编织的或针织的织物)。据此，各种材料和材料的组合可以被在壳体20中利用。
[0034]常规的壳体和壳体20之间的一个区别涉及面板21被接合以形成接缝22的方式。常规的运动球的面板经常地使用缝合(例如手或机器缝合)被接合。相反地，结合工艺(例如粘合性结合或热结合)被在运动球10的制造中利用以接合面板21并且形成接缝22。接缝22的配置的一个实施例在图3的横截面中描绘，其中结合工艺已经有效地把面板21中的两个固定、附着、焊接或以其他方式接合于彼此。虽然结合工艺可以被用于形成接缝22的全部，但是面板21中的某些可以通过缝合或其他的工艺接合，或各种通过结合工艺形成的接缝22可以使用缝合来补充。
[0035]接缝22的配置在另一个方面中从常规的接缝变化。在许多运动球中，接缝有效地向内地突出。即，面板的形成外部表面的部分紧贴彼此地停靠，被接合于彼此，并且从延伸入运动球中的接缝向内地弯曲。相反地，接缝22有效地向外地弯曲，由此向外地突出。再次地参照图3，形成壳体20的内部表面的内层25紧贴彼此地停靠并且被接合于彼此。即，面板21的内部表面紧贴彼此地停靠并且被接合于彼此以形成接缝22，接缝22具有向外地突出的配置。此外，接缝22的配置暴露运动球10的外部上的每个面板21的边缘的一部分。即，面板21的边缘在接缝22处形成运动球10的外表面的一部分。
[0036]利用结合工艺形成接缝22的一个优点涉及运动球10的总的质量。虽然常规的运动球的质量的约百分之十至十五可以来自面板之间的接缝，但是结合面板21可以减少在接缝22的质量。通过消除壳体20中的缝合的接缝，如果不以这种方式那么就将被缝合的接缝赋予的质量可以被用于增强运动球10的性能性质(例如能量返回、球形、质量分布、耐久性、空气动力学)的其他的结构元件。另一个优点涉及制造效率。缝合常规的运动球的接缝中的每个是相对地耗费时间的过程，特别是当手动缝合被利用时。通过把面板21在接缝22结合在一起，为了形成壳体20所必需的时间可以被减少，由此增加总体的制造效率。
[0037]约束结构30形成运动球10的中部层并且被定位在壳体20和囊袋40之间。通常，约束结构30由具有有限的拉伸程度的材料形成以约束囊袋40的膨胀，但是可以具有多种配置或目的。作为实施例，约束结构30可以由以下形成:(a)线、纱线或长丝，其被围绕囊袋40在各种方向反复地缠绕以形成覆盖实质上所有的囊袋40的网，(b)多个大体上平坦的或平面的织物元件，其被缝合在一起以形成围绕囊袋40延伸的结构，(c)多个大体上平坦的或平面的织物带条，其被乳胶浸溃并且在重叠的配置中围绕囊袋40放置，或(d)实质上无缝的球形形状的织物。在运动球10的某些配置中，约束结构30也可以被结合、接合或以其他方式并入壳体20和囊袋40的任一个中，或约束结构30可以在运动球10中不存在。据此，约束结构30的构建可以显著地变化以包括多种配置和材料。
[0038]囊袋40具有可充气的配置并且位于约束结构30内以提供运动球10的内部分。当被充气时，囊袋40展示圆形的或大体上球形的形状。为了帮助充气，囊袋40包括延伸穿过约束结构30和壳体20的阀门41，由此是从运动球10的外部可到达的。在其他的配置中，囊袋40可以具有被半永久地充气的无阀门的结构。囊袋40可以由多种材料形成，包括橡胶、碳乳胶、聚氨酯、氨基甲酸酯、聚酯、聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯和其的混合物或层叠的配置，例如。虽然这些材料是在防止囊袋40内的空气或其他的流体传输或扩散至运动球10的外部中有效的，但是Mitchell等人的美国专利第5，713，141号和第5，952，065号，其二者都通过引用并入本文，公开了可以实质上防止传输或扩散的材料。虽然各种配置可以被利用，但是该材料通常包括热塑性聚合物材料的第一层和阻挡层材料的第二层。热塑性聚合物材料提供形成在材料的元件之间的结合部以及合适的程度的拉伸强度、撕裂强度、挠曲疲劳强度、弹性模量和抗磨损性的能力。阻挡层材料是在限制流体(例如氮气)在囊袋40内的传输中有效的。在某些配置中，热塑性聚合物材料可以是热塑性聚氨酯。此夕卜，热塑性聚氨酯可以选自包括基于聚酯、聚醚、聚己内酯、聚氧丙烯和聚碳酸酯巨乙二醇(polycarbonate macroglycol)的材料和其混合物的组。在某些配置中，阻挡层材料可以选自包括乙烯-乙烯醇共聚物、聚偏二氯乙烯、丙烯腈和丙烯酸甲酯的共聚物、聚酯类例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、脂肪族的和芳族的聚酰胺类、液晶聚合物和聚氨酯工程热塑性塑料的组。据此，囊袋40可以由多种材料形成。
[0039]如在图3A中图示的，在某些配置中，接缝22可以包括很大的量的来自被布置在外层23和内层25之间的中部层24的材料。图3B图示了接缝22的另一个配置，其中在接缝22中在外层23和内层25之间布置了最小量的中部层材料。在接合面板的焊接工艺期间，中部层材料可以被实质上压缩，仅在接缝22中在外层23和内层25之间留出薄层的中部层材料。
[0040]面板结合工艺
[0041]常规的运动球的面板，如上文讨论的，可以使用缝合(例如手或机器缝合)接合。然而，面板21通过结合工艺被接合。参照图4，面板21中的一个在被包含到运动球10中之前被描绘为具有面板区域26和五个凸缘区域27。虽然面板区域26大体上形成面板21的中央部分，但是凸缘区域27形成面板21的周边部分并且围绕面板区域26延伸。为了参照的目的，虚线被描绘为在面板区域26和各种凸缘区域27之间延伸。面板21具有五边形的形状并且凸缘区域27中的每个相应于五边形的形状的一个侧部区。在其中面板具有不同的形状的另外的配置中，凸缘区域的数量可以改变以相应于形状的侧部的数量。面板21界定五个切口 28，切口 28从五边形的形状的顶点向内地延伸并且有效地把各个凸缘区域27彼此分隔。切口 28整个地延伸经过面板21的厚度以把凸缘区域25彼此断开并且允许凸缘区域27折曲或以其他方式独立于彼此地运动，虽然凸缘区域27保持被连接于面板区域26。此外，每个凸缘区域27界定各种形成延伸穿过面板21的洞的套准孔29。
[0042]各种面板21的面板区域26形成壳体20的在运动球10的外部上可见的部分的主要部分或全部。然而，每个凸缘区域27的大部分被修边或以其他方式从壳体20除去并且通常是在运动球10中不存在的。接缝22被形成在面板区域26和凸缘区域27之间的界面处，所以凸缘区域27的相对地小的部分可以保持在壳体20中，特别是在接缝22处。参照图5和6，两个面板21在中间制造步骤中被接合于彼此的方式的一个实施例被描绘。虽然面板区域26是大体上与彼此共面的，但是已接合的凸缘区域27向上地弯曲并且被沿着邻接的表面固定于彼此。此外，来自已接合的凸缘区域27中的每个的套准孔29被对准。通过在结合之前对准套准孔29，凸缘区域27被合适地相对于彼此定位。
[0043]多种技术可以被用于把凸缘区域27结合于彼此，包括粘合剂结合和热结合。参照图3和6，例如，内层25的表面紧贴彼此地停靠并且被结合于彼此以形成接缝22中的一个。在粘合剂结合中，粘合剂可以被定位在毗邻的面板21的内层25之间以把内层25结合于彼此，由此接合毗邻的面板21并且形成接缝22中的一个。在热结合中，热可以被施加于面板21以把内层25结合于彼此，由此接合毗邻的面板21并且形成接缝22中的一个。如在下文更详细地讨论的，热结合通常涉及热塑性聚合物材料的使用以形成接缝22。
[0044]当被暴露于足够的热时，热塑性聚合物材料从固态过渡至被软化的状态或液态。当被足够地冷却时，热塑性聚合物材料然后从被软化的状态或液态过渡返回至固态。基于热塑性聚合物材料的这些性质，热结合工艺可以被用于形成把面板21的部分(即凸缘区域27)接合于彼此的结合部。如本文利用的，术语“热结合”或其的变化形式被定义为涉及元件中的至少一个内的热塑性聚合物材料的软化或熔融使得元件当被冷却时被固定于彼此的在两个元件之间的固定技术。相似地，术语“热结合部”或其的变化形式被定义为通过涉及元件中的至少一个内的热塑性聚合物材料的软化或熔融使得元件当被冷却时被固定于彼此的工艺接合两个元件的焊接部、联接部或结构。
[0045]热结合的各种实施例现在将被讨论。在第一热结合工艺中，两个毗邻的面板21可以每个至少部分地由热塑性聚合物材料形成。毗邻的面板21被置于与彼此接触并且被加热以诱导热塑性聚合物材料熔融或软化。热塑性聚合物材料然后与彼此混合(例如扩散经过在热塑性聚合物材料之间的边界层)并且当被冷却时固定在一起，由此形成接缝22中的一个。在第二热结合工艺中，两个毗邻的面板21中的一个可以每个至少部分地由热塑性聚合物材料形成。毗邻的面板21被置于与彼此接触并且被加热以诱导热塑性聚合物材料熔融或软化。热塑性聚合物材料然后渗透被在另一个面板21中形成的裂缝或空腔，并且面板21当被冷却时被固定在一起。在第三热结合工艺中，来自两个毗邻的面板21的内层25可以每个至少部分地由被预结合于热塑性聚合物材料的层的织物形成。内层25被置于与彼此接触并且被加热以诱导热塑性聚合物材料熔融或软化。毗邻的内层25内的热塑性聚合物材料与彼此混合(例如扩散经过在热塑性聚合物材料之间的边界层)并且当被冷却时被固定在一起。在第四热结合工艺中，来自两个毗邻的面板21的内层25由织物形成。热塑性聚合物材料的片材被置于内层25之间并且被加热以诱导热塑性聚合物材料熔融或软化。热塑性聚合物材料然后围绕内层25内的纱线、长丝和纤维延伸或与内层25内的纱线、长丝和纤维结合。在冷却时，热塑性聚合物材料有效地把内层25接合于彼此。因此，热结合可以当面板21的二者、一个或没有任何一个包含热塑性聚合物材料时发生。此外，热结合通常不涉及缝合或粘合剂的使用，但是涉及使用热把面板21直接地结合于彼此。然而，在某些条件中，缝合或粘合剂可以被用于补充热结合。
[0046]可以被用于通过结合两个凸缘区域27来形成接缝22的结合模具50在图7和8中描绘。结合模具50包括两个大体上在长度上相应于面板21的侧部中的一个的长度的部分51。即，结合模具50的长度是通常长至或比凸缘区域27的长度长。每个部分51还界定面向另一个部分51的面向表面52。即，面向表面52面向彼此。如果为了传导加热的目的而被利用，例如，那么部分51可以每个包括引导已加热的液体的内部加热元件或导管以足够地升高结合模具50的温度以形成凸缘区域27之间的热结合部。如果为了射频加热的目的被利用，那么部分51中的一个或二者可以发射加热面板21内的特定的聚合物材料的射频能量。结合模具50的另一个配置还可以通过超声加热来加热凸缘区域27。除了结合模具50之外，多种其他的有效地形成面板21之间的热结合部的设备可以被利用。
[0047]一般的用于利用结合模具50把面板21接合的工艺现在将参照图9A-9E被讨论。初始地，两个面板21被定位为使得(a)凸缘区域27毗邻于彼此，(b)内层25的表面面向彼此，并且(c)套准孔29被大体上对准，如在图9A中描绘的。结合模具50的部分51也位于凸缘区域27的相对的侧部。参照图9B，部分51然后把凸缘区域27在面向表面52之间压缩在一起以使内层25的表面接触彼此。通过使用结合模具50加热凸缘区域27，内层25内的热塑性聚合物材料熔融或以其他方式软化至帮助凸缘区域27之间的热结合的程度。通过使用结合模具50压缩凸缘区域27，层23-25中的一个或多个也压缩。例如，中部层24可以由聚合物泡沫材料形成，并且来自结合模具的加热和压缩可以压缩中部层24并且有效地减少在部分51之间的区域中中部层24的厚度。
[0048]在某些配置中，内层25 二者都包含在图9B中描绘的步骤期间被加热的热塑性材料。例如，内层25可以由热塑性聚合物材料的片材形成，内层25可以是被热塑性聚合物材料浸溃的织物(例如被结合于热塑性聚合物片材的聚酯和棉织物)，或内层25可以是具有由热塑性聚合物材料形成的纱线的织物。如上文提出的，然而，热结合可以当面板21的二者、一个或没有任何一个包含热塑性聚合物材料时发生。据此，热结合可以当内层25中的仅一个包含热塑性聚合物材料时发生。此外，在其中没有一个内层25包含热塑性聚合物材料的条件中，热塑性聚合物元件可以被置于图9A中的面板21之间，并且该热塑性聚合物元件可以被在图9B中的面板21之间压缩和加热，由此形成接合内层25的热结合部。
[0049]在加热和压缩之后，部分51分离并且远离面板21移动，如在图9C中描绘的。在该阶段，面板21被允许冷却，由此确保形成内层25之间的热结合部的热塑性聚合物材料可以固化。此外，中部层24通常保持被压缩。更具体地，来自结合模具50的热和压缩可以熔融中部层24的聚合物泡沫材料的各部分或可以塌陷中部层24内的小室以当部分51被分离时保持被压缩的配置。凸缘区域27的过度的部分，其可以包括界定套准孔29的区域，然后被修边或以其他方式除去，如在图9D中描绘的。两个面板区域26然后被旋转或分离，如在图9E中描绘的，以揭示接缝22的形成。
[0050]上文讨论的结合工艺的一个优点是接缝22被凹陷至壳体20的外表面的大部分下方，壳体20的外表面由外层23形成。此外，面板21的在热结合之后被修边的边缘也被凹陷至壳体20的外表面的大部分下方。这种配置有效地形成面板21之间的并且在接缝22处的压痕。在结合工艺期间，结合模具50压缩面板21 (例如压缩中部层24)。由于这种压缩，面板21的在接缝22的区域中的厚度被减少，这允许接缝22和面板21的已修边的边缘形成压痕并且保持在壳体20的外表面下方被凹陷。在该配置中，面板21每个具有毗邻于接缝22比在与接缝22间隔开的区域中小的厚度。
[0051]多种修边工艺可以被用于除去凸缘区域27的过量的部分。作为实施例，修边工艺可以包括激光切割设备、模切机、砂轮或蚀刻工艺的使用。作为另一个实施例，结合模具50可以包含在结合工艺期间修边凸缘区域27的切割边缘53，如在图10中描绘的。S卩，切割边缘53可以被用于当部分51把凸缘区域27加热并且在面向表面52之间压缩在一起时同时地突出穿过凸缘区域27并且有效地修边凸缘区域27。
[0052]在图9A-9E中公开的结合工艺形成接缝22以具有有效地向外地并且朝向运动球10的外部突出的配置。通过结合工艺，形成壳体20的内部表面的内层25紧贴彼此地停靠并且被结合于彼此。即，面板21的内部表面紧贴彼此地停靠并且被接合于彼此以形成接缝22，接缝22具有向外地突出的配置。由于在形成结合部的区域中面板21的压缩(例如在中部层24中的压缩)，以及凸缘区域27的过量的部分的修边，接缝22和面板21的已修边的边缘被凹陷至壳体20的外表面的大部分下方。
[0053]作为另外的事实，通过上文讨论的结合工艺形成的接缝22具有把每个面板21的边缘的一部分暴露于运动球10的外部的配置。即，面板21的边缘在接缝22处形成运动球10和壳体20的外表面的一部分。参照图9E，例如，面板21的被修边的区域暴露层23-25中的每个的边缘，由此暴露面板21的边缘。这种配置的一个优点是可以展示区分运动球10与常规的运动球的独特的美学品质。
[0054]运动球形成
[0055]一般的结合凸缘区域27以形成面板21之间的接缝22的工艺被在上文关于图9A-9E 一般地讨论。这种一般的工艺可以使用多个面板21并且在每个面板21的多个凸缘区域27上被反复地进行以有效地形成壳体20以具有大体上球形的或封闭的结构。更具体地，来自壳体20中的各种面板21的凸缘区域27的大部分可以被结合在一起以形成图11A中的结构。一旦被结合，那么凸缘区域27的过量的部分可以被修边以有效地完成接缝22的形成，如在图11B中描绘的。在某些工艺中，凸缘区域27可以在形成每个结合部之后立即地被修边，而非在形成凸缘区域27之间的结合部中的每个之后。
[0056]虽然接缝22通常形成在凸缘区域27中的每个之间，但是接缝22中的至少一个可以在制造工艺的该阶段保持不被结合于彼此。参照图11A和11B，两个不被结合的凸缘区域27形成壳体20中的开口 11。留出至少两个凸缘区域27不被结合于彼此由此形成开口11的一个目的是约束结构30和囊袋40可以现在被插入壳体20中，如在图11C中描绘的。一旦约束结构30和囊袋40被合适地定位，包括把阀门41放置穿过面板21中的一个中的孔，那么最终的两个凸缘区域27可以被结合和修边以形成最终的接缝22，如在图11D中描绘的。
[0057]如上文讨论的，接缝22的配置从常规的接缝变化。更具体地，许多常规的接缝向内地突出，而接缝22向外地突出。利用以这种方式形成接缝22的结合工艺的一个优点是面板21可以被从壳体20的外部接合。参照图11A-11D，例如，壳体20被形成为正面朝外，如与从内面朝外相反。即，因为接缝22向外地突出，所以面板21可以在不必把壳体20从内向外翻地情况下被接合，因为在壳体20被定向为正面朝外的情况下提供了通向接缝22的通路。
[0058]基于上文的讨论，壳体20可以至少部分地借助于通过结合工艺接合面板21而形成。与其他的接合面板的方法相比，结合工艺可以减少运动球10的总的质量并且增加制造效率。一旦结合工艺被用于接合面板21的大部分，那么壳体20中的开口 11可以被用于插入约束结构30和囊袋40，并且开口 11可以然后通过形成最终的接缝22而被密封。
[0059]一体的囊袋配置
[0060]球10的另一个配置在图12中描绘。如在图12中示出的，球10可以包括多个界定形成球的外部表面121的大部分的第一表面的面板21。在该配置中，球10可以包括被固定于面板21的内层25并且因此形成球10的内部表面122的内部层60。如在图12中示出的，阀门41延伸经过壳体20并且被固定于内部层60。考虑到内部层60形成每个面板21的内部表面并且被在面板21中的每个之间的接缝22处结合，内部层60形成在球10内的用于束缚加压流体的密封结构。例如，内部层60可以在面板之间延伸以把面板接合在一起。据此，内部层60可以形成球10的内部表面122的实质上全部以确保流体被合适地束缚在球10内。然而，在一个区域中，阀门41与内部层60接合并且可以延伸经过内部层60以帮助球10的充气。
[0061]在某些实施方案中，球10可以实质上由壳体20和阀门41形成，如在图12中示出的。在其他的配置中，另外的层和/或其他的部件可以也被包括。例如，相似于约束结构30的约束结构可以包括一个或多个包含在球10中的层以限制当球10被加压时壳体20的膨胀。在某些配置中，约束结构可以被结合入壳体20中。作为一个实施例，内层25可以由限制拉伸的实质上非伸展的织物形成。在另一个配置中，阀门41可以是在球10中不存在的，以向被永久地充气的内部层60赋予整体密封的结构。此外，壳体20的外部表面可以包括增强球10的美学的图形层或其他的特征。
[0062]内部层60向球10赋予两个优点。首先，内部层60被用于把毗邻的面板21接合于彼此，由此形成接缝22。更具体地，上文讨论的一般的结合工艺或相似的结合工艺可以被用于接合来自两个毗邻的面板21的内部层60并且形成接缝22。第二，内部层60形成在球10内的束缚加压流体的密封结构。在球10的上文讨论的配置中，囊袋40位于壳体20内以束缚给球10充气的加压流体。在该配置中，然而，内部层60包封并且束缚加压流体。
[0063]内部层60可以由层叠的材料形成以向球10赋予结合和流体束缚二者。参照图13A,例如，内部层60包括第一层61和第二层62。虽然第一层61形成壳体20的内部表面，但是第二层62被接合于第一层61和内层25 二者。这种层叠的配置的一个优点是形成第一层61的材料的性质和形成第二层62的材料的性质被有效地组合。例如，第一层61可以由帮助热结合和接缝22的形成的热塑性聚合物材料形成，并且第二层62可以由实质上防止或减少被容纳在内部层60内的流体的传输的阻挡层材料形成。作为另一个配置，图13B描绘了包括第三层63的层叠的结构。在该配置中，所有的三个层61-63可以由不同的具有有益于球10的性质的材料形成。可选择地，层61和63可以由同一个材料形成，其中第二层62由不同的材料形成。例如，层61和63可以由热塑性聚合物材料形成，并且第二层62可以由阻挡层材料形成。据此，内部层60内的材料的结构可以很大地变化。
[0064]在构建内部层60时，可以考虑包含热塑性聚合物材料的层和包含阻挡层材料的层的相对位置。在上文讨论的一般的结合工艺中，来自两个毗邻的面板21的凸缘区域27被置于与彼此接触并且然后被加热和压缩以形成接缝22。此外，面板21的内部表面，其在结合工艺期间接触彼此，包含热塑性聚合物材料以帮助热结合部的形成。据此，由热塑性聚合物材料形成第一层61具有把热塑性聚合物材料置于热结合在其处发生的内部表面处的优点。此外，由热塑性聚合物材料形成第三层63具有把热塑性聚合物材料置于与内层25结合或以其他方式接合的表面处的优点。可以被在内部层60内利用的热塑性聚合物材料的实例包括热塑性聚氨酯、氨基甲酸酯、聚酯、聚酯型聚氨酯、聚醚、聚醚型聚氨酯、乳胶、聚己内酯、聚氧丙烯、聚碳酸酯巨乙二醇和其的混合物。
[0065]通常，被球10容纳的流体将是被经过阀门41引入的空气。空气主要地包含以以下的比例的分子:百分之78氮，百分之21氧，小于百分之一氩和二氧化碳，以及小的量的其他的气体。取决于湿气水平，空气还包含平均约百分之一水蒸气。据此，选择具有实质上防止氮气或氧气的传输的能力的材料可以是在限制被内部层60容纳的流体的传输上有效的，由此限制球10内的压力的改变。其他的可以被内部层60容纳的流体包括六氟化硫和实质上纯的氮气。
[0066]在限制传输上有效的材料的一个实例在Mitchell等人的美国专利第5，713，141号和第5，952，065号中公开，其二者都通过引用并入本文。虽然各种配置可以被利用，但是该材料通常包括热塑性聚合物材料的第一层和阻挡层材料的第二层。热塑性聚合物材料提供形成热结合部以及合适的程度的拉伸强度、撕裂强度、挠曲疲劳强度、弹性模量和抗磨损性的能力。阻挡层材料是在限制流体(例如氮气)在内部层60内的传输中有效的。在某些配置中，热塑性聚合物材料可以是热塑性聚氨酯。此外，热塑性聚氨酯可以选自包括基于聚酯、聚醚、聚己内酯、聚氧丙烯和聚碳酸酯巨乙二醇的材料和其混合物的组。在某些配置中，阻挡层材料可以选自包括乙烯-乙烯醇共聚物、聚偏二氯乙烯、丙烯腈和丙烯酸甲酯的共聚物、聚酯类例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、脂肪族的和芳族的聚酰胺类、液晶聚合物和聚氨酯工程热塑性塑料的组。在图13A的配置中，例如，热塑性聚氨酯可以形成第一层61并且阻挡层材料(例如乙烯-乙烯醇共聚物)可以形成第二层62。作为另一个实施例，其涉及图13B的配置，热塑性聚氨酯可以形成层61和63并且阻挡层材料(例如乙烯-乙烯醇共聚物)可以形成第二层62。在某些配置中，内部层60可以由其他的层叠的材料形成，包括在Bonk等人的美国专利第6，082, 025号和第6，127，026号中公开的材料，其二者都通过引用并入本文。
[0067]另外的合适的材料在Rudy的美国专利第4，183，156号和第4，219，945号中公开，其通过引用并入本文。例如，合适的材料可以包括含有结晶材料的热塑性膜，如在Rudy的美国专利第4，936，029号和第5，042，176号中公开的，以及包含聚酯多元醇的聚氨酯，如在Bonk等人的美国专利第6，013，340号、第6，203，868号和第6，321，465号中公开的。这些专利的整个的公开内容由此通过引用并入。
[0068]在限制流体(例如氮气)的传输上有效的材料的另一个实例在图13C中描绘。该材料包括具有四个层64、一个层65和两个层66的多层的配置。层64可以是热塑性聚氨酯，包括选自包括基于聚酯、聚醚、聚己内酯、聚氧丙烯和聚碳酸酯巨乙二醇的材料和其混合物的组的任何。层65可以是乙烯-乙烯醇共聚物。此外，层66可以是热塑性聚氨酯和乙烯-乙烯醇共聚物的再磨研物或混合物，潜在地来自该材料的被回收的部分。注意，该材料的中央部分包括位于一个由乙烯-乙烯醇共聚物形成的层65的相对的侧部的两个由热塑性聚氨酯形成的层64。
[0069]Raynak等人的美国专利申请公布第2010/0240479号,其通过引用并入本文，公开了另一个通过其面板可以被接合并且运动球可以被形成的工艺。如同上文讨论的工艺，该公布中的工艺涉及(a)结合面板以形成壳体的接缝，(b)把部件经过壳体中的开口插入壳体中，以及(c)通过形成在开口的地点处的最终的接缝闭合开口。虽然上文讨论的结合工艺可以被用于形成运动球(例如运动球10)中的所有的接缝，但是结合工艺可以也被用于形成在该公布中公开的运动球中的最终的接缝。据此，本文公开的结合工艺可以被应用于多种通过各种工艺被形成的运动球。
[0070]本发明在上文并且在附图中参照多种配置被公开。然而，被本公开内容服务的目的是提供与本发明有关的各种特征和构思的实施例，不是限制本发明的范围。本领域的技术人员将意识到，可以对上文描述的配置作出多种变化和修改，而不偏离本发明的如被所附的权利要求定义的范围。此外，将意识到，关于所公开的配置中的任何讨论的构思中的任何可以与其他的所公开的配置中的任何共同使用。
【权利要求】
1.一种运动球，包括: 多个面板，其界定形成所述球的外部表面的大部分的第一表面； 内部层，其固定在所述面板的内部侧部并且形成所述球的内部表面的实质上全部以把流体束缚在所述球内，所述内部层在所述面板之间延伸以把所述面板接合在一起；以及阀门，其固定于所述内部层。
2.根据权利要求1所述的运动球，其中所述内部层包含囊袋材料，所述囊袋材料包括热塑性聚合物材料的第一层和被配置为限制流体的传输的阻挡层材料的第二层。
3.根据权利要求2所述的运动球，其中所述阻挡层材料包括乙烯-乙烯醇共聚物。
4.根据权利要求2所述的运动球，其中所述热塑性聚合物材料是热塑性聚氨酯。
5.根据权利要求4所述的运动球，其中所述热塑性聚氨酯选自由基于聚酯、聚醚、聚己内酯、聚氧丙烯和聚碳酸酯巨乙二醇的材料和其混合物组成的组。
6.根据权利要求2所述的运动球，其中所述内部层包括第三层，所述第三层由热塑性聚合物材料形成，其中所述第二层位于所述第一层和所述第三层之间。
7.根据权利要求2所述的运动球，其中所述第一层位于所述第二层的外部。
8.根据权利要求1所述的运动球，其中所述球的外部表面界定在所述面板之间的压痕。
9.一种运动球,包括壳体,所述壳体包括: 第一面板和第二面板，所述第一面板和第二面板每个具有面向外的外部表面和面向内的相对的内部表面，所述第一面板的所述内部表面被结合于所述第二面板的所述内部表面以形成把所述第一面板和所述第二面板接合在一起的接缝； 其中所述内部表面由包括用于把加压流体封装在所述壳体内的囊袋材料的内层界定，所述囊袋材料包括热塑性聚合物材料的第一层和乙烯-乙烯醇共聚物的第二层。
10.根据权利要求9所述的运动球，其中所述第一面板和所述第二面板的边缘形成所述壳体的外部表面的一部分。
11.根据权利要求9所述的运动球，其中所述热塑性聚合物材料是热塑性聚氨酯。
12.根据权利要求11所述的运动球，其中所述热塑性聚氨酯选自由基于聚酯、聚醚、聚己内酯、聚氧丙烯和聚碳酸酯巨乙二醇的材料和其混合物组成的组。
13.根据权利要求9所述的运动球，其中所述球的外部表面界定在所述接缝处在所述面板之间的压痕。
14.一种制造运动球的方法，所述方法包括: 通过把至少第一面板接合于至少第二面板形成壳体，每个面板具有第一表面和相对的第二表面； 定向所述第一面板和所述第二面板，使得(a)所述第一面板的所述第一表面和所述第二面板的所述第一表面面向外朝向所述运动球的外部并且(b)所述第一面板的所述第二表面和所述第二面板的所述第二表面面向内朝向所述运动球的内部； 其中把所述第一面板接合于所述第二面板包括在所述第一面板的所述第二表面和所述第二面板的所述第二表面之间形成结合部以形成内部层，该内部层形成所述球的内部表面的实质上全部以把流体束缚在所述球内。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述接合的步骤包括施加热以在所述第一面板和所述第二面板之间形成热结合部。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述接合的步骤包括: 把所述第一面板的第一凸缘区域置于与所述第二面板的第二凸缘区域接触； 把所述第一凸缘区域和所述第二凸缘区域压缩在一起；以及 加热所述凸缘区域以形成凸缘接合部。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一凸缘区域包括自由边缘并且所述第二凸缘区域包括第二自由边缘；并且 其中把所述第一凸缘区域置于与所述第二凸缘区域接触包括把所述第一自由边缘和所述第二自由边缘定向为从所述球的中心径向地向外延伸。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，室被所述壳体界定，所述囊袋材料包括热塑性聚合物材料的第一层和乙烯-乙烯醇共聚物的第二层。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述热塑性聚合物材料是热塑性聚氨酯。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述热塑性聚氨酯选自由基于聚酯、聚醚、聚己内酯、聚氧丙烯和聚碳酸酯巨乙二醇的材料和其混合物组成的组。
【文档编号】A63B45/00GK104379222SQ201380016954
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年3月28日 优先权日:2012年3月30日
【发明者】文森特·F·怀特, 斯科特·W·约翰逊 申请人:耐克创新有限合伙公司