자체 팽창장치를 갖춘 스포츠용 공{SELF CONTAINED SPORT BALL INFLATION MECHANISM}
농구공, 축구공, 배구공, 및 플레이 그라운드 공, 풋볼 공 같은 종래의 팽창용 스포트용 공은 자체 씰링 팽창 밸브를 통해 안에 삽입된 독립형 팽창 바늘을 이용하여 종래의 팽창 밸브로 공기를 넣는다. 종래의 자전거용 펌프 같이 독립형 펌프는 팽창 바늘에 연결되고 공은 펌프를 이용하여 공기가 들어간다. 이러한 팽창바늘은 압력을 유지하기 위해 자체적으로 씰링되는 팽창밸브로부터 빠져나온다.
본 발명은 공에 압력을 추가하거나 공을 팽창시키기 위한 장치를 포함하고 있는 스포츠용 공에 관련된다.
도 1은 공 안으로 가스를 방출하기 위해 공 외부에서 작동하는 고압가스 공급원을 자체적으로 포함하는 스포츠용 공의 횡단면도. 도 2는 도 1의 밸브장치에 대한 횡단면도. 도 3은 다른 고압의 가스 공급원과 함께 본 발명의 또 다른 실시예에 대한 횡단면도. 도 4는 도 3의 실시예를 따라는 가스 공급원과 밸브의 횡단면도. 도 5는 조절이 가능한 자체 조절 압력 릴리프 밸브의 횡단면도. * 부호 설명 * 10 : 스포츠용 공12 : 몸통 14 : 고무 블래더18 : 외부 고무층 20 : 외부 레이어22 : 용기 24 : 튜브26 : 가스 분출장치 28 : 바늘 밸브32 : 튜브 38 : 밸브스템
본 발명은 자체 팽창 장치를 갖고 있는 스포츠용 공을 제공한다. 독립형 팽창 바늘 및 펌프 같은 독립형 팽창장치가 필요없이 스포츠용 공에 압력을 증가시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 특히 본 발명은 원하는 압력을 얻기 위해서 공급원에서 공안에 높은 압력의 가스를 배출하기 위한 장치와 함께 공기나 이산화탄서 같은 고압 가스 공급원을 내부에 포함하고 있는 스포츠용 공과 관련된다.
도 1,2에 스포츠용 공(10)이 본 발명을 따르는 팽창장치와 함께 도시되었다. 도시돈 공은 도 2에 도시된 몸통(12)으로 구성된 통상적인 농구공의 구조를 하고 있는데, 공기를 유지하기 위한 고무 블래더(rubber bladder)(14)를 갖고, 외부 고무층(18)과 블래더 주변을 감싸고 있는 나일론 혹은 폴리에스터 얀 와인딩(yarn winding) 층으로 된 레이어(16)를 포함한다. 얇은 층들로 된 볼에 대해서 가죽이나합성물로 된 추가적인 외부 레이어(20)는 냉온 성형(cold molding)으로 고정되고 접착제가 발라진 패널로 구성된다. 와인딩(16)은 무작위적인 방향을 향하고 있으며 2~3개의 레이어 두께로 되어있고, 정상적인 경기할 때의 압력 이상으로 팽창되어할 경우 규정을 따르는 크기 이상으로 공기 팽창되지 않도록 연장될 수 없는 하나의 층을 형성한다. 풋볼, 농구공, 축구공에 대한 이러한 레이어는 라이닝 레이어(lining layer)라고 하며 비닐 혹은 라텍스 고무 강은 연성의 접합 수지(resin)가 함유된 면 혹은 폴리에스터 직물로 구성된다. 본 발명을 따라서 스포츠용 공은 공의 정상적인 팽창 압력 보다 높은 압력으로 가스를 포함하고 내부에 있는 분리형 용기를 갖고 있다. 예를 들어, 여러 가지 팽창성 스포츠용 공의 정상적인 팽창 압력은 약 5psig 내지 10 psig 범위에 있으며 공의 종류에 좌우된다. 분리형 고압가스 용기는 100psig 정도의 가스를 포함하고 있는데, 가스는 공의 압력을 증가시키기 위해 고압 용기로부터 공의 저압 내부체적 안에 방출될 수 있다. 도 1은 몸통(12)을 갖는 스포트용 공(10)으로 구성된 장치를 도시한다. 고압의 가스를 함유하고 있는 용기(22)는 공(10)의 내부에 장착된다. 용기(22)는 고압을 견딜 수 있는 재료로 만들어지지만 선호적으로 무게는 가볍다. 용기(22)에 대한 몇가지 재료의 예로써 폴리에칠렌 테레프탈레이트 및 나일론이다. 용기(22)는 다른 장치가 사용될 수 있지만 용기의 가스 분출장치(26)로 공에 장착되는 것으로 도시되었다. 용기충전 튜브(24)는 선호적으로 유연한 공동 튜브이며 용기(22)에 연결되어있고 통상적인 스포츠용 공 바늘 밸브(28)에 결합된다. 종래의 팽창 바늘은 팽창밸브(28)를 통해 삽입되어 가스(일반적으로 공기)가 튜브(24)를 통해 용기(22) 안으로 펌핑된다. 그런 다음 바늘은 빠져서 바늘 밸브(28)는 용기(22)에서 압력이 빠져나가는 것을 막는다. 공은 종래의 방법대로 공을 초기에 직접 팽창시키기 위한 분리형 바늘 밸브(30)를 갖는다. 본 발명의 팽창장치는 초기에 팽창시키는 것보다는 이미 팽창된 공이 압력을 더 추가하기 위해 사용된다. 용기의 가스방출 장치(26)는 도 2에 자세히 도시되었다. 튜브(32)는 (34)에서 몸통(12) 안에 부착되고 (36)에서 용기(22) 안에 부착된다. 튜브(32)의 단부에서 밸브시트(valve seat)(42)와 만나는 밸브부재(40)에서 종단되는 밸브스템(valve stem)(38)은 튜브(32)를 통해 연장된다. 밸브 스템(38)은 밸브시트(42)에 씰링된 밸브부재(40)를 유지하기 위해 스프링(44)에 의해 바이어스된다. 밸브스템(38)의 바깥쪽 단부에 있는 버튼(46)이 스프링 압력에 대해서 눌려질 때, 밸브는 열리고 압력은 용기(22)에서 파이프(32)로 방출되어 구멍(48)을 통해 공의 내부로 들어가 공의 압력을 증가시킨다. 본 발명의 또 다른 실시예가 도 3,4에 도시되었는데, 고압가스 용기는 이산화탄소 실린더(50) 같이 가압된 가스용기이다. 가스는 고압으로 저장될 수 있으며 용기 내에서 액체 형태로 존재하게 된다. 비슷한 카트리지가 페인트볼 총기류에 사용된다. 가스 용기(50)는 공의 되튐을 유지하기 위해 연성 디스크(54)로 덮힌 챔버(52)에 포함되어 있다. 벨크로(velcro)로 고정되어 있는 플립업 플랩(flip-up flap)(56)은 용기(50)를 교체하기 위해 접근이 허용된다. 도 4는 용기(50)로부터공의 내부체적 안으로 압력을 가스 압력을 방출하기 위한 밸브장치를 갖는 챔버(52) 내의 용기(50)를 자세히 도시한다. 밸브시트(55) 및 밸브(57)는 용기(50)의 단부에 있다. 밸브 스템(50) 주변에 있고 밸브스템에 부착된 플레이트(62)에 작용하는 스프링(58)은 밸브를 밸브시트(54)에 대해서 닫힌 위치 쪽으로 밸브(57)에 힘을 가한다. 챔버(52)의 단부영역(66) 및 용기(50) 사이에 있는 탄성 링(64)은 공간(68)을 유지한다. 몸통에서 용기(50)의 다른 쪽 단부가 눌려질 때 탄성링(64)은 포스트(post)(70)에 대해서 플레이트(62)에 힘을 가하여 압축시킨다. 이로 인해 밸브(57)에 힘을 가하여 개방한 다음 용기(50)에서 구멍(72)을 통해 공의 내부로 가스를 방출한다. 스포cm용 공의 압력이 과잉팽창과 온도 상승으로 너무 높아질 수 있기 때문에, 종래의 팽창 바늘이 없을 경우 공에서 압력을 빼기 위한 방법을 있어야 한다. 이러한 장치가 도 5에 도시되었는데, 자체 조절형 압력 릴리프 밸브(74)와 관련된다. 이것은 컵 모양의 엔클로저(78)에 의해 내부에 덮혀있고 몸통(12)과 통해 있는 구멍(76)으로 구성된다. 엔클로저(78)는 밸브 시트(82)와 함께 오프닝(80)을 갖는다. 밸브(84)는 공의 압력을 유지하기 위해 밸브 시트(82)에 대해서 씰링된다. 밸브스템(86)은 밸브스템(86)의 헤드(90)를 회전시켜 밸브스템(86)에서 축방향으로 이동이 가능한 디스크(disk)(88)를 통해 조여진다. 스프링(92)은 디스크(88)와 몸통 사이에 있는 밸브스템(86) 주변에 위치한다. 그러므로 밸브스템(86) 및 헤드(90)를 돌려서 디스크(88)를 밸브 스템 위에서 축방향으로 이동시키며 스프링(82)의 압력을 조절한다. 스프링(92)의 압력은 조절되어 공의 과도한 압력으로 밸브가 열려서 압력을 배출한 다음 원하는 압력이 되었을 때 닫힌다.
본 발명의 추가적인 실시예는 도 1에 도시된 실시예의 변형체이다. 이것은 구체(sphere)(22) 같은 고압의 공기나 다른 가스를 갖고 구멍의 내부에 지지된 구체로 구성된다. 이러한 경우 구체(22)는 반투과성이며 일정한 비율을 공기나 다른 가스를 구체를 통해 공 안에 확산시키는 폴리머 재료로 되어 있다. 폴리에칠렌 테레프탈레이트 혹은 폴리비닐 클로라이드 같이 가스를 확산시키기 위한 폴리머 재료가 구체에 대한 적합한 재료로 선택될 수 있다. 특정한 공이나 공의 재료에 대해서 공기 손실율이 발생된다. 이것을 기초로 하여 상응하는 표면적과 확산율을 갖는 특정한 크기의 구체는 공기가 구체를 빠져나와 공 안으로 들어가는 공의 공기손실율과 매치되도록 선택된다. 이러한 실시예에서 가스방출 장치(26)는 빠지고 구체를 지지하는 지지물이 대체된다. 용기충전 튜브(24)는 구체에 공기를 계속 채워서 공안으로 확산되도록 유지된다. 이것으로 인해 구체 안의 압력이 원하는 확산율을 유지하기 위해 초기 압력까지 올라가게 된다. |
