CN103747840A - 具有保持充气的球胆的运动球 - Google Patents

Abstract

运动球（10）可以包括壳体（20）、球胆（40）和阀（50）。壳体形成球的外表面的至少一部分。球胆位于壳体内用于密封加压流体，且球胆可以由包括热塑性聚合物材料的第一层和屏障材料的第二层的材料形成。阀用于将流体引入到球胆中，且阀被固定到球胆且从壳体的外部可接近。连接层（62）可以位于球胆的表面和凸缘之间，以将凸缘连接到球胆。

Description

具有保持充气的球胆的运动球

背景

各种可充气的运动球比如英式足球、足球和篮球通常结合包括壳体、限制结构和球胆的层状结构。壳体形成运动球的外层且通常由耐用、耐磨的材料形成。在英式足球和足球中，例如，板（panel）可以沿着邻近边缘连接到一起（例如，使用缝合或粘合剂）。在篮球中，例如，板可以固定到限制结构和球胆的橡胶覆盖物的外表面。限制结构形成运动球的中间层且被定位在球胆和壳体之间，以限制球胆的膨胀。通常具有可充气的构型的球胆位于限制结构内，以提供运动球的内层。为了促进充气（即，使用空气），球胆通常包括延伸穿过限制结构和壳体中的每一个的带阀的开口（valved opening），因此可从运动球的外部进入。

概述

运动球在下文被公开为包括壳体、球胆和阀。壳体形成球的外表面的至少一部分。球胆位于壳体内以用于密封加压流体，且球胆由包括热塑性聚合物材料的第一层和屏障材料（barrier material）的第二层的材料形成。阀用于将流体引入到球胆中，且阀被固定到球胆且从壳体的外部可接近。

下文还公开制造运动球的方法。方法包括提供至少部分地由第一热塑性聚合物材料形成的球胆。还提供至少部分地由第二热塑性聚合物材料形成的阀。阀被热结合到球胆，且阀的至少一部分和球胆位于壳体内。

所附权利要求具体指出了表征本发明的各方面的新颖性的优势和特征。然而，为了获得对新颖性的优势和特征的改进理解，可以参照以下描述性内容和附图，附图描述并阐示了与本发明相关的各种构型和概念。

附图描述

当结合附图阅读时，将更好地理解前述的概述和以下的详述。

图1是第一运动球的透视图。

图2是第一运动球的另一透视图。

图3是第一运动球的球胆的透视图。

图4A-4E是球胆的额外构型的透视图。

图5是第一运动球的球胆的一部分和阀的第一构型的透视图。

图6是球胆的一部分和阀的第一构型的分解透视图。

图7是球胆的一部分和阀的第一构型的横截面图，如由图5中剖面线7所界定的。

图8是球胆的一部分和阀的第二构型的透视图。

图9是球胆的一部分和阀的第二构型的分解透视图。

图10是球胆的一部分和阀的第二构型的横截面图，如由图8中剖面线10所界定的。

图11是球胆的一部分和阀的第三构型的透视图。

图12是球胆的一部分和阀的第三构型的分解透视图。

图13是球胆的一部分和阀的第三构型的横截面图，如由图11中剖面线13所界定的。

图14A-14E是球胆的详细横截面图，如图7中所界定的。

图15是第二运动球的透视图。

图16是第二运动球的球胆的透视图。

图17是第三运动球的透视图。

图18是第三运动球的一部分的横截面图，如由图17中剖面线18所界定的。

图19是用于制造第三运动球的模具的透视图。

图20是模具的分解透视图。

图21A-21F是用于形成第三运动求的制造工艺的示意性透视图。

图22是阀和来自第三运动球的球胆的一部分的透视图。

图23是阀和来自第三运动球的球胆的一部分的分解透视图。

图24是阀和来自第三运动球的球胆的一部分的横截面图，如由图22中剖面线24所界定的。

详述

以下讨论和附图公开了各种运动球构型，包括英式足球、用于美式足球的足球及篮球。然而，本文所讨论的概念可以适用于各种其它具有可充气的或保持气体的构型的运动球中，包括例如用于英式橄榄球的足球、排球、水球、锻炼或健身实心球（medicine ball）、游戏场球、沙滩球及网球。因此，本文所讨论的概念适用于各种运动球构型。

第一运动球构型

具有英式足球的构型的运动球10被描绘在图1和图2中。运动球10具有包括壳体20、限制结构30和球胆40的层状结构。此外，运动球10包括阀50。壳体20形成运动球10的外部，且通常由沿着邻近侧或边缘缝合、结合或以其它方式连接到一起以在运动球10的外表面上形成多个接合处（seam）22的各种板21形成。板21被描绘成具有正六边形和正五边形的形状。然而，在运动球10的另外的构型中，板21可以具有不等边的形状，板21可以具有凹的或凸的边缘，且所选择的板21可以与邻近的板21整体形成，以形成例如使接合处21的数目减少的桥接式板（bridgedpanel）。板21还可以具有各种其它形状（例如，三角形、正方形、矩形、梯形、圆形、椭圆形、非几何形状），这些形状以棋盘形布置（tessellation）类型的方式结合以形成壳体20，且板21还可以展示不规则形状或非几何形状。在其它构型中，壳体20可以具有无接合处的结构（即，其中所有的接合处22是不存在的）。选择用于壳体20的材料可以是皮革、合成皮革、聚氨酯、聚氯乙烯或通常耐用且耐磨的其它材料。在一些构型中，每一块板21可以具有结合两种或更多种材料的层状构型。例如，每一块板21的外部部分可以是合成皮革层，每一块板21的中间部分可以是聚合物泡沫层，且每一块板21的内部部分可以是织物层。因此，壳体20的构造可以显著变化，以包括各种构型和材料。

限制结构30形成运动球10的中间层且被定位在壳体20和球胆40之间。一般而言，限制结构30由具有有限的拉伸度的材料形成，以限制球胆40的膨胀，但可以具有各种构型或目的。作为实例，限制结构30可以由以下形成：（a）线、纱线或丝，其以各个方向围绕球胆40反复缠绕，以形成基本上覆盖整个球胆40的网格，（b）多个大体上平的或平坦的织物元件，这些织物元件被缝合到一起，以形成围绕球胆40延伸的结构，（c）多个大体上平的或平坦的织物条，其浸渍有胶乳且以重叠构型围绕球胆40放置，或（d）基本上无接合处的球形织物。在运动球10的一些构型中，限制结构30还可以被结合、连接或以其他方式并入到壳体20和球胆40中的任一个内，或限制结构30可以不存在于运动球10中。因此，限制结构30的构造可以显著变化，以包括各种构型和材料。

球胆40位于限制结构30内，以提供运动球10的内部部分。与常规的运动球球胆一样，球胆40具有中空构型且可充气（例如，通过阀50），以有效地对运动球10的内部加压。参照图3，球胆40由通过单个圆周接合处42连接的两个球胆元件41形成。球胆元件41各自具有半球形形状。因此，当通过接合处42连接时，球胆元件41为球胆40提供大体球形的形态。为了赋予半球形形状，球胆元件41可以为热成型、模制或以其它方式制造以展示圆形的或半圆形的构型的聚合物片。一旦被模制，球胆元件41在接合处42处连接。作为可选择的方案，球胆元件41可以是在接合处42处连接且然后加压以引起膨胀并使球胆40呈大体球形形状的平坦聚合物元件。

用空气或其它流体来加压球胆40使得运动球10呈基本上球形形状。更具体地，球胆40内的流体压力使得球胆40将向外的力施加于限制结构30上。进而，限制结构30将向外的力施加于壳体20上。为了限制球胆40的膨胀且还限制壳体20中的张力，限制结构30通常由具有有限的拉伸度的材料形成。也就是说，球胆40将向外的力施加到限制结构30上，但限制结构30的拉伸特征有效地防止向外的力在壳体20中引起显著的张力。因此，限制结构30可以用于限制来自球胆40的压力，同时允许来自球胆40的向外的力在壳体20中引起基本上球形的形状，从而赋予运动球10基本上球形的形状。

尽管图3的构型提供球胆40的合适结构，但是球胆元件41和接合处42可以具有各种其它形状。作为一个实例，图4A描绘了另一个构型，其中球胆40结合通过具有在网球或棒球中的接合处的大体结构的接合处42连接的两个球胆元件41。球胆40还可以由具有六边形和五边形形状的多个球胆元件41形成，如图4B中所描绘的，从而赋予类似于壳体20的构型。在其它构型中，所有的球胆元件41都可以具有五边形形状，如图4C中所描绘的，或球胆元件41都可以具有三角形形状，如图4D中所描绘的。球胆元件41还可以具有非几何或不规则的形状，如图4E中所描绘的。因此，球胆40可以被形成为具有多种构型。

阀50被固定到球胆元件41中的一个且提供空气或其它流体可以通过其引入到球胆40中的结构。也就是说，阀50可以用于对球胆40的中空内部加压。本文所讨论的阀50的构型意图提供一种可用于运动球10和其它运动球的可能的阀构型的实例。然而，本文所讨论的概念可以适用于各种其它阀构型，不管是常规设计还是非常规设计。参照图5-7，描绘了球胆40的一部分和阀50。阀50包括阀壳51和阀***件52。阀壳51形成阀50的外部且包括凸缘53和通道54。凸缘53从阀50的剩余部分向外延伸且具有大体圆形的且平坦的构型。如图7中所描绘的，凸缘53邻近且平行于球胆40放置且被固定到球胆40。通道54延伸通过阀壳51且形成用于与充气装置（例如，连接到泵或空气压缩机的针）配合的开口。此外，通道54形成用于接纳阀***件52的扩大区域，阀***件52可以由密封以基本上防止流体通过阀50逃逸出球胆40的橡胶或硅酮材料形成。也就是说，阀***件52允许充气装置用流体对球胆40加压，且阀***件52形成密封件，以防止流体逃逸。

阀50的第一部分从球胆40向外突出且可以延伸到限制结构30和壳体20中。参照图1，例如，阀50通过壳体20中的孔是可见的且可以延伸进入到孔中，以与壳体20的表面齐平。因此，阀50通过壳体20中的孔可接近，用于将流体引入到球胆40中。阀50的第一部分从球胆40向外突出，而阀50的第二部分以相反的方向突出并进入到球胆40中。参照图6和图7，球胆40在固定阀50的区域中形成孔43。因此，阀50的第二部分突出通过孔43且位于球胆40内。

阀-球胆结合

可以采用各种结合技术将阀50固定到球胆40。这些结合技术的实例（将在下文中讨论其中的每一种）包括热结合、粘合剂结合及使用结合元件。用于将阀50固定到球胆40的特定的结合技术至少部分地取决于各因素，因素包括形成阀50和球胆40中的每一个的材料。更具体地，用于将阀50固定到球胆40的结合技术可以基于形成球胆40的外表面和凸缘53的材料来选择。

用热结合固定到球胆40的阀50的实例被描绘在图5-7中。在这个构型中，凸缘53平行于球胆40的外表面放置且接触球胆40的外表面。当球胆40的外表面和凸缘53中的一个或两者结合热塑性聚合物材料时，可以使用热结合。尽管当球胆40的外表面和凸缘53中的仅一个包含热塑性聚合物材料时阀50和球胆40之间的结合部（bond）的强度可以是足够强的，但是当球胆40的外表面和凸缘53两者由相容的（即，易于热结合的）热塑性聚合物材料形成时结合部可以展示出更大的强度。

如本文所使用的，术语“热结合”或其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化，使得元件的材料在冷却时固定到彼此的在两个元件之间的固定技术。作为实例，热结合可以涉及（a）结合热塑性聚合物材料的两个元件的熔化或软化，使得热塑性聚合物材料彼此相互混合（例如，扩散通过热塑性聚合物材料之间的边界层）且在冷却时固定到一起；（b）结合热塑性聚合物材料的第一元件的熔化或软化，使得热塑性聚合物材料延伸入或渗入第二元件的结构，以在冷却时使元件固定到一起；及（c）结合热塑性聚合物材料的第一元件的熔化或软化，使得热塑性聚合物材料延伸入或渗入在第二元件中形成的裂缝或腔，以在冷却时使元件固定到一起。因此，如上文所讨论的，当（a）球胆40的外表面和凸缘53两者包含热塑性聚合物材料或（b）球胆40的外表面和凸缘53中的仅一个包含热塑性聚合物材料时，因此可以发生热结合。尽管热结合可以用传导作为将热应用到元件的方式来进行，但是热结合还包括例如射频能量（即，射频结合）和高频声音（即，音波结合）的使用。此外，热结合通常不涉及粘合剂的使用，但涉及用热使元件直接结合到彼此。然而，在一些情况下，粘合剂可以被用于补充连接凸缘53和球胆40的热结合部。

用粘合剂结合固定到球胆40的阀50的实例被描绘在图8-10中。在这个构型中，凸缘53平行于球胆40的外表面放置且用粘合剂61连接到球胆40的外表面。尽管凸缘53可以在通过粘合剂结合连接时接触球胆40的外表面，但是粘合剂61的薄层还可以使凸缘53与球胆40的外表面隔开。一般而言，可以使用粘合剂结合，而不管形成球胆40的外表面和凸缘53的材料。然而，应根据形成球胆40的外表面和凸缘53的特定材料来选择粘合剂61的化学组成。也就是说，粘合剂61应被选择为能够结合球胆40的外表面和凸缘53两者。

此外，用具有连接层（tie layer）62的形式的结合元件固定到球胆40的阀50的实例被描绘在图11-13中。在这个构型中，凸缘53平行于球胆40的外表面放置且通过连接层62与球胆40的外表面隔开。也就是说，连接层62被定位在凸缘53和球胆40之间。尽管连接层62的结构可以显著变化，但是连接层62被描绘成具有圆形和环形形状的构型。而且，连接层62的直径被描绘成大于凸缘53的直径。在这个构型中，连接层62的外边缘向外延伸且延伸超出凸缘53的外边缘，如图11中所描绘的。

例如，当凸缘53由硫化橡胶形成且球胆40的外表面由另外的聚合物材料形成时，可以利用连接层62。如所描绘的，连接层62通过粘合剂结合（即，用粘合剂61）连接到凸缘53，且连接层62通过热结合连接到球胆40。因此，连接层62可以通过不同的结合技术连接到阀50和球胆40中的每一个。

连接层62的使用为运动球10提供各种优势。例如，粘合剂61可以用于首先将连接层62结合到凸缘53。随后，连接层62可以通过热结合连接到球胆40。在一些制造工艺期间，可以通过以下提高效率：在一个地方（例如，在制造阀50的地方）使连接层62结合到凸缘53且然后在另一个地方（例如，在制造球胆40的地方）利用热结合来使阀50连接到球胆40。连接层62的另外的优势在于其可以用于结合球胆40的外表面和凸缘53中的异质材料。例如，球胆40的外表面和凸缘53可以由不易通过热结合和粘合剂结合中的任一种来结合的材料形成。然而，连接层62的材料可以被选择为使得（a）粘合剂结合将连接层62连接到凸缘53且（b）热结合将连接层62连接到球胆40。也就是说，连接层的材料可以被选择为有效地连接阀50和球胆40。

材料选择

在选择用于球胆40的材料时，可以考虑多种因素。作为实例，可以考虑材料的工程性能（例如，抗拉强度、拉伸性能、疲劳特性、动态模量及损耗角正切）。可以考虑材料成形为球胆元件41且在制造球胆40的期间结合以形成接合处42的能力。还可以考虑材料通过上文所讨论的结合技术中的任一种结合阀50的能力。此外，可以考虑材料防止由球胆40容纳的流体的传输（例如，扩散、渗透）的能力。

用于球胆40的合适的材料包括各种热固性聚合物材料和热塑性聚合物材料。热塑性聚合物材料的优势在于它们可以被模制（例如，热成型）以赋予每一个球胆元件41的形状。而且，热塑性聚合物材料可以被彼此热结合，以形成接合处42。可用于球胆40的聚合物材料的实例包括以下中的任一种：聚氨酯、氨基甲酸酯（urethane）、聚酯、聚酯聚氨酯、聚醚、聚醚聚氨酯、胶乳、聚己酸内酯、聚氧丙烯、聚碳酸酯巨乙二醇（polycarbonate macroglycol）及其混合物。

如上所述的材料中的任一种可以形成球胆40。参照图14A，描绘了通过球胆40的一部分的横截面。在这个构型中，单一材料形成球胆40的两个表面且在表面之间均匀地延伸。因此，实际上，球胆40可以被形成为任何合适材料的单层。另外的构型被描绘在图14B中，其中球胆40包括第一层44和第二层45。第一层44形成球胆40的外表面的一部分，而第二层45形成球胆40的内表面的一部分。层状构型的优势在于有效地结合了形成第一层44的材料的性能和形成第二层45的材料的性能。例如，第一层44可以由促进与阀50热结合的耐用材料形成，且第二层45可以由基本上防止或减少由球胆40容纳的流体的传输的屏障材料形成。尽管层44和45的相对厚度可以基本上相等，但是图14C描绘了其中第二层45展示出比第一层44大的厚度的构型。作为另外的构型，图14D描绘了包括第三层46的层状结构。在这个构型中，所有三个层44-46可以由具有有利于球胆40的性能的不同材料形成。可选择地，层44和46可以由相同的材料形成，同时第二层45由不同的材料形成。因此，球胆40内的材料的结构可以显著变化。

一般而言，由球胆40容纳的流体将是空气，空气主要包括以下比例的分子：78%氮气，21%氧气，小于1%氩气和二氧化碳，及少量的其它气体。根据湿度水平，空气还包括平均约1%的水蒸气。因此，选择具有基本上防止氮气或氧气的传输的能力的材料可以有效地限制由球胆40容纳的流体的传输，从而限制球胆40内的压力变化。可以由球胆40容纳的其它流体包括六氟化硫和基本上纯的氮气。

在限制传输上有效的材料的实例被公开在Mitchell等人的美国专利号5,713,141和5,952,065中，所述两篇专利通过引用并入本文。尽管可以利用各种构型，但这种材料通常包括热塑性聚合物材料的第一层和屏障材料的第二层。热塑性聚合物材料提供形成热结合部的能力，以及适度的抗拉强度、撕裂强度、挠曲疲劳强度、弹性模量和耐磨性。屏障材料在限制球胆40内的流体（例如，氮气）的传输上是有效的。在一些构型中，热塑性聚合物材料可以是热塑性聚氨酯。而且，热塑性聚氨酯可以选自包括以下的组：基于聚酯、聚醚、聚己酸内酯、聚氧丙烯和聚碳酸酯巨乙二醇的材料，及其混合物。在一些构型中，屏障材料可以选自包括以下的组：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、聚酯比如聚对苯二甲酸乙二醇酯、脂肪族和芳香族聚酰胺、液晶聚合物及聚氨酯工程热塑性塑料。在图14B的构型中，例如，热塑性聚氨酯可以形成第一层44且屏障材料（例如，乙烯-乙烯醇共聚物）可以形成第二层45。作为涉及图14D的构型的另外的实例，热塑性聚氨酯可以形成层44和46，且屏障材料（例如，乙烯-乙烯醇共聚物）可以形成第二层45。在一些构型中，球胆40可以由其它层状材料形成，包括在Bonk等人的美国专利号6,082,025和6,127,026中公开的材料，这两篇专利通过引用并入本文。

在限制流体（例如，氮气）的传输中有效的材料的另外的实例被描绘在图14E中。这种材料包括具有四个层47、一个层48和两个层49的多层状构型。层47可以是热塑性聚氨酯，包括选自包括以下的组中的任一种：基于聚酯、聚醚、聚己酸内酯、聚氧丙烯和聚碳酸酯巨乙二醇的材料，及其混合物。层48可以是乙烯-乙烯醇共聚物。此外，层49可以是可能来自这种材料的循环部分的热塑性聚氨酯和乙烯-乙烯醇共聚物的再研磨物（regrind）或混合物。注意，这种材料的中心部分包括位于由乙烯-乙烯醇共聚物形成的一个层48的相对侧上的由热塑性聚氨酯形成的两个层47。

对图14E的材料进行的测试，证明了与常用于运动球球胆的其它材料相比的增加的保持充气的性能。更具体地，测试表明橡胶篮球球胆以约为图14E的材料的速率的47倍的速率传输氧气。类似地，测试表明热塑性聚氨酯足球球胆以约为图14E的材料的速率的361倍的速率传输氧气。此外，橡胶和热塑性聚氨酯两者以比图14E的材料大的速率传输氮气。因此，图14E的包含乙烯-乙烯醇共聚物作为屏障的材料展示出比常用于运动球球胆的其它材料小的氧气和氮气传输。因此，实际上，图14E的材料和上文所述的其它材料可以用于提供保持充气的球胆。

适合用于球胆40的材料的另外的实例包括具有气体屏障材料和弹性材料的交替层的柔性微层膜，如在Bonk等人的美国专利号6,082,025和6,127,026中所公开的。额外的合适的材料被公开在Rudy的美国专利号4,183,156和4,219,945中。另外的合适的材料包括含有晶体材料的热塑性薄膜，如在Rudy的美国专利号4,936,029和5,042,176中所公开的；及含有聚酯多元醇的聚氨酯，如在Bonk等人的美国专利号6,013,340、6,203,868和6,321,465中所公开的。

与球胆40一样，对于阀50，可以利用各种材料。阀壳51可以由各种热固性聚合物材料（例如，硫化橡胶）或各种热塑性聚合物材料（例如，热塑性聚氨酯和热塑性弹性体）形成。根据其中意图使用阀50的特定应用，可以通过由热固性聚合物材料或热塑性聚合物材料形成阀壳51，来获得优势。在用于运动球的一些制造方法（包括包含硫化的制造工艺）中，阀壳51可以经历热。已知热固性聚合物材料可以比热塑性聚合物更热稳定，可以将这些材料用于其中阀50被暴露于相对高的温度下的应用中。在存在相对低的或中等的温度的地方制造运动球时，阀壳51可以由热塑性聚合物材料形成，以利用热结合作为将阀50固定到球胆40的方式。而且，阀***件52还可以由各种材料形成，且实例为橡胶和硅酮。

用于第一运动球的制造工艺

运动球10可以通过各种工艺来制造。关于壳体20，各种壳体板21可以通过缝合、粘合剂结合或热结合来连接。传统上，英式足球的壳体板是通过缝合来连接的，且这种工艺是众所周知的。利用热结合来连接运动球的壳体板的工艺的实例被公开在Raynak等人的美国专利申请公布2009/0325744和Raynak等人的美国专利申请公布2010/0240479中。

球胆40可以通过各种方法来形成。如上文所讨论的，球胆元件41可以为热成型、模制或以其它方式制造以展示圆形的或半圆形的构型的聚合物元件。一旦被模制，球胆元件41在接合处42处连接。这种一般工艺被公开在Rapaport等人的美国专利申请公布2009/0325745中，所述专利申请公布通过引用并入本文。阀50可以通过粘合剂结合、热结合或结合元件在制造工艺的各个阶段连接到球胆40。例如，阀50可以（a）在热成型之前连接到聚合物片，（b）在形成接合处42之前连接到球胆元件41，或（c）在形成接合处42后连接到球胆40。作为可选择的方案，球胆元件41可以是在接合处42处连接且然后加压以引起膨胀并使球胆40呈大体球形形状的平坦聚合物元件。

在形成球胆40且连接阀50后，限制结构30可以围绕球胆40放置。如上文所讨论的，限制结构30可以由以下形成：（a）线、纱线或丝，其以各个方向围绕球胆40反复缠绕，以形成基本上覆盖整个球胆40的网格，（b）多个大体上平的或平坦的织物元件，这些织物元件被缝合到一起，以形成围绕球胆40延伸的结构，（c）多个大体上平的或平坦的织物条，其浸渍有胶乳且以重叠构型围绕球胆40放置，或（d）基本上无接合处的球形织物。限制结构30和球胆40的组合然后位于壳体20内，以基本上完成运动球10的制造。

关于用于运动球10的制造工艺的额外的考虑适合于阀50。如上文所讨论的，阀51可以由各种热固性聚合物材料（例如，硫化橡胶）或各种热塑性聚合物材料（例如，热塑性聚氨酯和热塑性弹性体）形成。上文所讨论的用于运动球10的制造工艺通常涉及相对低的或中等的温度。因此，阀50可以由热塑性聚合物材料形成，以利用热结合作为将阀50固定到球胆40的方式。然而，尽管相对低的或中等的温度，对于阀50，可以利用各种热固性聚合物材料。

第二运动球构型

尽管运动球10可以具有英式足球的构型，但是与运动球10相关联的概念可以结合到其它类型的运动球中。参照图15，运动球70被描绘成具有足球的构型。壳体71形成运动球70的外部且由通过接合处73连接的各种板72形成。带子（lace）74还沿着接合处73中的一个延伸。单独描绘在图16中的球胆75位于壳体71内且由在接合处77连接的各种球胆元件76形成。运动球10和球胆40各自具有大体球形形状，而运动球70和球胆75各自具有为足球的特征的长方形形状。此外，运动球70包括阀78。

球胆75和阀78结合了上文关于球胆40和阀50所讨论的许多特征。因此，球胆75可以由例如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的材料形成。此外，阀78可以通过粘合剂结合、热结合或结合元件固定到球胆75。在一些构型中，阀78可以由热固性聚合物材料（例如，硫化橡胶）或各种热塑性聚合物材料（例如，热塑性聚氨酯和热塑性弹性体）形成。因此，运动球70展示出上文关于运动球10所讨论的许多特征，且主要区别在于形状。类似地，包括壳体和球胆的其它类型的运动球还可以结合这些特征，包括例如用于橄榄球的足球和排球。还应注意，上文关于运动球10所讨论的一般制造工艺还可以用于运动球70。

第三运动球构型

另外的运动球80在图17和图18中被描绘为具有篮球构型。运动球80具有包括各种板81、构架层（carcass layer）82、缠绕层83和球胆84的层状构型。此外，运动球80包括阀85。板81是结合到构架层82的外部的单独的元件。尽管描绘了8块板81，但可以利用其它数目的板81。板81中的每一块与相邻的板81间隔开，以形成暴露构架层82的部分的缝隙或空间。因此，板81和构架层82两者形成运动球80的外表面的部分。缠绕层83位于构架层82的内部且由围绕球胆84反复缠绕的绳、线、纱线或丝形成，球胆84形成运动球80的内部部分。作为可选择的方案或除了缠绕层83以外，可以利用关于运动球10所述的任一限制结构。球胆84和阀85结合了上文关于球胆40和阀50所讨论的许多特征。作为一个实例，因此，球胆84可以由例如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的材料形成。而且，在下文的制造工艺中讨论的运动球80和运动球10和70之间的差异表明，上文关于球胆40所讨论的特征可以结合到各种运动球类型中。

在图19和图20中描绘的模具90可以用于形成运动球80的制造工艺中。模具90具有上模具部分91和下模具部分92。模具部分91和92中的每一个具有带构架层82的直径的半球形凹部93。因此，当使模具部分91和92连接到一起时，凹部93形成具有构架层82的尺寸的大体球形空腔。模具90结合可以为嵌入到模具部分91和92中的每一个内的一系列电阻加热元件的加热***（未描绘）。加热***还可以为穿过模具部分91和92以引导加热流体的多个导管。

现在将讨论利用模具90来形成运动球80的方式。首先，根据上文关于球胆40所述的一般原理来形成球胆84。此外，将阀85固定到球胆84。尽管热结合或粘合剂结合是合适的，但还可以利用类似于连接层62的结合元件。球胆84然后被充气至相应于运动球80内的球胆84的所得体积或直径的体积或直径。一旦被充气，绳、线、纱线或丝围绕球胆84反复缠绕，以形成缠绕层83，如图21A所描绘的。一旦完成缠绕层83，各种未硫化的橡胶元件86围绕缠绕层83、球胆84和阀85的组合而定位，如图21B所描绘的。缠绕层83、球胆84、阀85和橡胶元件86的组合然后被放置在模具部分91和92之间，如图21C所描绘的，且模具部分91和92围绕部件闭合，如图21D所描绘的。

在制造工艺的这个阶段，模具90被加热以使橡胶元件86硫化且由橡胶元件86形成构架层82。实际上，硫化工艺使橡胶元件86熔化且在橡胶元件86的化学结构内形成交联，以形成围绕缠绕层83、球胆84、阀85的硫化橡胶壳（即，构架层82）。一旦完成硫化工艺，打开模具90且取出构架层82、缠绕层83、球胆84和阀85的组合，如图21E中所描绘的。板81然后被固定到构架层82的外表面，如图21F中所描绘的，以基本上完成运动球80的制造。

例如，在运动球10中，壳体20通过连接壳体板21的各种缝合或结合工艺来形成。限制结构30和球胆40然后被***到壳体20内。相比之下，运动球80通过上文所讨论的模制工艺来形成，其中构架层82、缠绕层83、球胆84和阀85经历相对高的温度。更具体地，这些元件经历足以使构架层82中的橡胶材料硫化的温度。考虑到运动球80的元件在制造期间经历相对高的温度，通过由热固性聚合物材料（例如，橡胶）形成阀85（或至少阀85的阀壳）来获得优势。更具体地，热固性聚合物材料可以是相对热稳定的，因此可以将这些材料用于其中阀85被暴露于较高温度的应用中。尽管阀85可以由热固性聚合物材料形成，但球胆84可以结合热塑性聚合物材料，以及赋予运动球80保持充气性能的屏障材料。

阀85的构型被描绘成类似于来自运动球10的阀50。阀85意图提供可用于运动球80和其它运动球的一种可能的阀构型的实例。参照图22-24，可用于运动球80以及运动球10和70的另外的阀95被描绘成具有阀壳96和阀***件97。阀壳96包括从阀95的剩余部分向外延伸且用粘合剂61固定到连接层62的凸缘98。连接层62转而热结合到球胆84。在其它构型中，凸缘98可以通过粘合剂或热结合直接固定到球胆84。阀***件97允许充气装置用流体对球胆84加压，且阀***件97形成密封件，以防止流体逃逸。除了阀95以外，在包括运动球10、70和80的各种运动球中，还可以利用例如在美国专利号1,990,374、2,318,115、2,671,633、3,100,641、5,294,112、7,082,958和7,517,294中所描绘的阀构型中的任一种。

在上文和附图中参照多种构型公开了本发明。然而，本公开内容的目的是提供有关本发明的各种特征和概念的实例，而不是限制本发明的范围。相关领域的技术人员将认识到，可对以上描述的构型进行许多改变和变更，而不背离如由所附权利要求界定的本发明的范围。

Claims (38)

1.一种运动球，包括：

壳体，其形成所述球的外表面的至少一部分；

球胆，其位于所述壳体内以用于密封加压流体，所述球胆由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的材料形成；以及

阀，其用于将流体引入到所述球胆中，所述阀被固定到所述球胆且从所述壳体的外部可接近。

2.如权利要求1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。

3.如权利要求2所述的运动球，其中所述热塑性聚氨酯选自由以下组成的组：基于聚酯、聚醚、聚己酸内酯、聚氧丙烯和聚碳酸酯巨乙二醇的材料，及其混合物。

4.如权利要求1所述的运动球，其中所述球胆包括热塑性聚合物材料的第三层，所述第二层位于所述第一层和所述第三层之间。

5.如权利要求1所述的运动球，其中所述第一层位于所述第二层的外部。

6.如权利要求1所述的运动球，其中连接层将所述阀固定到所述球胆的所述第一层，所述连接层由热塑性聚合物材料形成。

7.如权利要求1所述的运动球，其中所述阀包括平行于所述球胆的表面放置的凸缘，所述凸缘被固定到所述球胆的外表面。

8.如权利要求1所述的运动球，其中所述阀包括平行于所述球胆的外表面放置的凸缘，且连接层位于所述凸缘和所述球胆的所述表面之间，所述连接层将所述阀结合到所述球胆。

9.如权利要求1所述的运动球，其中所述阀包括邻近所述球胆的所述第一层放置的凸缘，且连接层位于所述凸缘和所述球胆的所述第一层之间，所述连接层用粘合剂结合连接到所述凸缘，且所述连接层用热结合连接到所述球胆的所述第一层。

10.如权利要求1所述的运动球，其中限制结构位于所述壳体和所述球胆之间。

11.如权利要求1所述的运动球，其中所述壳体包括沿着邻近边缘连接的多块板。

12.如权利要求1所述的运动球，其中所述壳体包括硫化橡胶元件。

13.一种运动球，包括：

壳体，其形成所述球的外表面的至少一部分；

球胆，其位于所述壳体内以用于密封加压流体，所述球胆由包括热塑性聚氨酯的第一层和乙烯-乙烯醇共聚物的第二层的材料形成，所述第一层位于所述第二层的外部；以及

阀，其用于将流体引入到所述球胆中，所述阀被固定到所述球胆的所述第一层且从所述壳体的外部可接近。

14.如权利要求13所述的运动球，其中所述热塑性聚氨酯选自由以下组成的组：基于聚酯、聚醚、聚己酸内酯、聚氧丙烯和聚碳酸酯巨乙二醇的材料，及其混合物。

15.如权利要求13所述的运动球，其中所述球胆包括热塑性聚氨酯的第三层，所述第二层位于所述第一层和所述第三层之间。

16.如权利要求13所述的运动球，其中连接层将所述阀固定到所述球胆的所述第一层，所述连接层由热塑性材料形成。

17.如权利要求13所述的运动球，其中所述阀包括邻近所述球胆的所述第一层放置的凸缘，且连接层位于所述凸缘和所述球胆的所述第一层之间，所述连接层用粘合剂结合连接到所述凸缘，且所述连接层用热结合连接到所述球胆的所述第一层。

18.如权利要求13所述的运动球，其中限制结构位于所述壳体和所述球胆之间。

19.如权利要求13所述的运动球，其中所述壳体包括沿着邻近边缘连接的多块板。

20.如权利要求13所述的运动球，其中所述壳体包括硫化橡胶元件。

21.一种运动球，包括：

壳体，其形成所述球的外表面的至少一部分，所述壳体界定孔；

球胆，其位于所述壳体内以用于密封加压流体，所述球胆至少部分地由第一热塑性聚合物材料形成；以及

阀，其通过所述壳体的所述孔可接近，用于将流体引入到所述球胆中，所述阀至少部分地由热结合到所述球胆的所述第一热塑性聚合物材料的第二热塑性聚合物材料形成。

22.如权利要求21所述的运动球，其中所述第一热塑性聚合物材料和所述第二热塑性聚合物材料是热塑性聚氨酯。

23.如权利要求21所述的运动球，其中所述球胆包括第一层和第二层，所述第一层由所述第一热塑性聚合物材料形成，且所述第二层由乙烯-乙烯醇共聚物形成。

24.如权利要求23所述的运动球，其中所述第一热塑性聚合物材料是热塑性聚氨酯。

25.如权利要求24所述的运动球，其中所述热塑性聚氨酯选自由以下组成的组：基于聚酯、聚醚、聚己酸内酯、聚氧丙烯和聚碳酸酯巨乙二醇的材料，及其混合物。

26.如权利要求23所述的运动球，其中所述第一层位于所述第二层的外部。

27.如权利要求21所述的运动球，其中所述阀形成包括所述第二热塑性聚合物材料的凸缘，所述凸缘被热结合到所述球胆的所述第一热塑性聚合物材料。

28.如权利要求21所述的运动球，其中限制结构位于所述壳体和所述球胆之间。

29.如权利要求21所述的运动球，其中所述壳体包括沿着邻近边缘连接的多块板。

30.一种制造运动球的方法，所述方法包括：

提供至少部分地由第一热塑性聚合物材料形成的球胆；

提供至少部分地由第二热塑性聚合物材料形成的阀；

将所述阀热结合到所述球胆；以及

将所述阀的至少一部分和所述球胆定位在壳体内。

31.如权利要求30所述的方法，还包括将所述第一热塑性聚合物材料和所述第二热塑性聚合物材料选择为热塑性聚氨酯的步骤。

32.如权利要求30所述的方法，其中提供所述球胆的步骤包括形成第一层和第二层，所述第一层由所述第一热塑性聚合物材料形成，且所述第二层由乙烯-乙烯醇共聚物形成。

33.如权利要求32所述的方法，其中提供所述球胆的步骤还包括将所述第一热塑性聚合物材料选择成热塑性聚氨酯。

34.如权利要求32所述的方法，其中提供所述球胆的步骤还包括将所述第一层定位在所述第二层的外部。

35.一种运动球，包括：

壳体，其形成所述球的外表面的至少一部分；

球胆，其位于所述壳体内以用于密封加压流体，所述球胆由包括热塑性聚合物材料的第一层和屏障材料的第二层的材料形成；以及

阀，其用于将流体引入到所述球胆中，所述阀被固定到所述球胆且从所述壳体的外部可接近。

36.如权利要求35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。

37.如权利要求36所述的运动球，其中所述热塑性聚氨酯选自由以下组成的组：基于聚酯、聚醚、聚己酸内酯、聚氧丙烯和聚碳酸酯巨乙二醇的材料，及其混合物。

38.如权利要求35所述的运动球，其中所述屏障材料选自由以下组成的组：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、聚酯比如聚对苯二甲酸乙二醇酯、脂肪族和芳香族聚酰胺以及液晶聚合物。

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