运动球壳体及制造该壳体的方法

申请号 CN201280032122.8 申请日 2012-06-22 公开(公告)号 CN103781518B 公开(公告)日 2016-05-25
申请人 耐克创新有限合伙公司; 发明人 斯科特·R·伯格伦; 斯科特·W·约翰逊; 文森特·F·怀特; 以利亚撒·C·查韦斯;
摘要 一种运动球(10),其包括壳体(20)和球胆(40)。壳体包括多个板(21),该多个板(21)具有用结合部连接到彼此的边缘区域,且边缘区域向球的外部突出。球胆 定位 在壳体中。在另一方面中,壳体包括第一板和第二板,该第一板和第二板各自具有面向外的外表面和面向内的相对的内表面。第一板的内表面结合到第二板的内表面以形成接缝(22),该接缝(22)将第一板和第二板连接在一起。一种制造壳体的方法可以包括在板之间形成热结合部。
权利要求

1.一种运动球,包括:
壳体,其包括多个板,所述多个板具有用结合部连接到彼此的边缘区域,所述边缘区域向所述球的外部突出;及
球胆,其定位在所述壳体内;
其中所述多个板包括第一板和在接缝处连接到所述第一板的第二板;并且其中所述第一板具有层状构型,所述层状构型包括(a)形成所述第一板的外表面的一部分的第一层,(b)由聚合物泡沫材料形成且在邻近所述接缝处比在与所述接缝隔开的区域中具有更小的厚度的第二层,及(c)形成所述第一板的内表面的一部分的第三层。
2.根据权利要求1所述的运动球,其中所述壳体的外表面界定所述板之间的凹痕。
3.根据权利要求1所述的运动球,其中限制结构定位在所述壳体和所述球胆之间。
4.根据权利要求1所述的运动球,其中所述板具有五边形形状。
5.根据权利要求1所述的运动球,其中所述板包括热塑性聚合物材料且所述结合部是热结合部。
6.一种运动球,包括:
壳体,其包括第一板和第二板,所述第一板和第二板各自具有面向外的外表面和面向内的相对的内表面,所述第一板的所述内表面结合到所述第二板的所述内表面以形成将所述第一板和所述第二板连接在一起的接缝;及
球胆,其定位在所述壳体内;
其中所述第一板具有层状构型,所述层状构型包括(a)形成所述第一板的所述外表面的一部分的第一层,(b)由聚合物泡沫材料形成且在邻近所述接缝处比在与所述接缝隔开的区域中具有更小的厚度的第二层,及(c)形成所述第一板的所述内表面的一部分的第三层。
7.根据权利要求6所述的运动球,其中所述第一板和所述第二板中的至少一个包括热塑性聚合物材料,所述热塑性聚合物材料在所述接缝处形成热结合部。
8.根据权利要求6所述的运动球,其中所述第一板和所述第二板的边缘形成所述壳体的外部表面的一部分。
9.根据权利要求6所述的运动球,其中限制结构定位在所述壳体和所述球胆之间。
10.根据权利要求6所述的运动球,其中所述第一板和所述第二板各自在邻近所述接缝处比在与所述接缝隔开的区域中具有更小的厚度。
11.根据权利要求6所述的运动球,其中所述聚合物泡沫材料包括在具有更小的厚度的区域中的塌缩微孔。
12.根据权利要求6所述的运动球,其中所述壳体的外表面界定所述板之间的凹痕。
13.一种制造运动球的方法,所述方法包括:
提供至少第一板和第二板,所述第一板和第二板各自具有第一表面和相对的第二表面;
通过(a)抵靠着所述第二板的所述第二表面定位所述第一板的所述第二表面及(b)形成将所述第一板的所述第二表面连接到所述第二板的所述第二表面的结合部,将所述第一板连接到所述第二板;及
将所述第一板和所述第二板定向成,使得(a)所述第一板的所述第一表面和所述第二板的所述第一表面面向外并面向所述运动球的外部,且(b)所述第一板的所述第二表面和所述第二板的所述第二表面面向内并面向所述运动球的内部,
其中所述第一板具有层状构型,所述层状构型包括(a)形成所述第一板的所述第一表面的一部分的第一层,(b)由聚合物泡沫材料形成且在邻近将所述第一板和所述第二板连接在一起的接缝处比在与所述接缝隔开的区域中具有更小的厚度的第二层,及(c)形成所述第一板的所述第二表面的一部分的第三层。
14.根据权利要求13所述的方法,其中连接步骤包括施加热以在所述第一板和所述第二板之间形成热结合部。
15.根据权利要求14所述的方法,其中提供的步骤包括将热塑性聚合物材料并入所述第一板和所述第二板的至少一个中。
16.根据权利要求13所述的方法,其中连接的步骤包括:
将所述第一板的翼缘区域置于与所述第二板的翼缘区域接触
将所述翼缘区域压缩在一起;及
加热所述翼缘区域。
17.根据权利要求16所述的方法,还包括修整所述翼缘区域的步骤。
18.根据权利要求16所述的方法,其中连接的步骤还包括对齐所述翼缘区域中的对准孔。
19.一种制造运动球的方法,所述方法包括:
提供各自包括热塑性聚合物材料的第一板和第二板,所述第一板界定第一翼缘且所述第二板界定第二翼缘;
通过将所述第一翼缘置于与所述第二翼缘接触、将所述第一翼缘和所述第二翼缘压缩在一起且加热所述第一翼缘和所述第二翼缘,在所述第一板和所述第二板之间形成接缝;
移掉所述第一翼缘和所述第二翼缘的至少一部分,以界定所述接缝的突出部分;及朝向所述运动球的外部定向所述接缝的所述突出部分,
其中提供的步骤包括选择所述第一板和所述第二板以具有包括聚合物泡沫材料的层状构型。
20.根据权利要求19所述的方法,其中形成的步骤包括压缩所述聚合物泡沫材料以减少所述第一翼缘和所述第二翼缘的厚度。
21.根据权利要求19所述的方法,其中形成的步骤包括减少所述第一翼缘和所述第二翼缘的厚度。
22.根据权利要求19所述的方法,其中定向的步骤包括将所述第一板和所述第二板的边缘暴露在所述运动球的外部上。
23.根据权利要求19所述的方法,其中形成所述接缝的步骤还包括对齐所述第一翼缘和所述第二翼缘中的对准孔。
24.一种运动球,包括:
壳体,其由包括第一板和第二板的多个板形成;
所述第一板具有面向外的第一外表面和面向内的与所述第一外表面相对的第一内表面;
所述第二板具有面向外的第二外表面和面向内的与所述第二外表面相对的第二内表面;
所述第一板包括第一边缘和在所述第一边缘处延伸的第一翼缘;
所述第二板包括第二边缘和在所述第二边缘处延伸的第二翼缘;
球胆,其定位在所述壳体内,所述球胆被配置为使用加压气体充胀;以及限制结构,其定位在所述球胆和所述壳体之间,所述限制结构具有有限的拉伸度;
其中所述第一翼缘和所述第二翼缘在向外的方向上弯曲,所述第一翼缘和所述第二翼缘彼此结合,从而形成所述第一板和所述第二板之间的接缝;
其中所述第一板具有层状构型,所述层状构型包括(a)形成所述第一板的所述外表面的一部分的第一层,(b)由聚合物泡沫材料形成的第二层,及(c)形成所述第一板的所述内表面的一部分的第三层;并且
其中所述第二层具有在邻近所述接缝的第一区域中的第一厚度和在与所述接缝隔开的第二区域中的第二厚度,所述第一厚度小于所述第二厚度。
25.根据权利要求24所述的运动球,其中所述壳体的外表面界定所述板之间的凹痕。
26.根据权利要求24所述的运动球,其中所述第一翼缘和所述第二翼缘通过热结合彼此结合。
27.根据权利要求26所述的运动球,其中所述第一板和所述第二板中的至少一个包括在所述接缝处形成热结合部的热塑性聚合物材料。
28.根据权利要求24所述的运动球,其中所述第一板和所述第二板各自在邻近所述接缝处比在与所述接缝隔开的区域中具有更小的厚度。
29.根据权利要求24所述的运动球,其中所述第二层的所述聚合物泡沫材料包括在所述第一区域中的塌缩微孔。
30.一种运动球,包括:
壳体,其由多个板形成,所述板具有中心部分和周边部分,所述周边部分通过结合部彼此结合,从而形成所述运动球的接缝;
球胆,其定位在所述壳体内,所述球胆被配置为使用加压气体充胀;以及限制结构,其定位在所述球胆和所述壳体之间,所述限制结构具有有限的拉伸度;
其中所述多个板的所述周边部分包括边缘;
其中所述多个板的所述边缘在所述接缝处形成所述运动球的外表面的部分;
其中所述壳体具有层状构型,所述层状构型包括(a)形成所述壳体的外表面的一部分的第一层,(b)由聚合物泡沫材料形成的第二层,及(c)形成所述壳体的内表面的一部分的第三层;并且
其中所述第二层具有在邻近所述接缝的第一区域中的第一厚度和在与所述接缝隔开的第二区域中的第二厚度,所述第一厚度小于所述第二厚度。
31.根据权利要求30所述的运动球,其中所述接缝凹进所述运动球的所述外表面的大部分的下面,在所述多个板之间的所述接缝处形成凹痕。
32.根据权利要求30所述的运动球,其中所述板通过热结合彼此结合。
33.根据权利要求32所述的运动球,其中所述板包括在所述接缝处形成热结合部的热塑性聚合物材料。
34.根据权利要求30所述的运动球,其中所述第二层的所述聚合物泡沫材料包括在邻近接缝的所述第一区域中的塌缩微孔。

说明书全文

运动球壳体及制造该壳体的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及包括壳体和球胆的运动球以及制造运动球的方法。

背景技术

[0002] 多种可充胀运动球,比如足球,常规地呈现包括壳体、限制结构和球胆的层状结构。壳体形成运动球的外部部分且通常由沿邻接的边缘连接在一起(例如,用缝合或粘合剂)的耐用且耐磨的多个板(panel)形成。虽然板的构型可以显著变化,但传统足球的壳体包括三十二个板,其中十二个具有五边形形状且其中二十个具有六边形形状。
[0003] 限制结构形成运动球的中间部分且定位在壳体和球胆之间。在其他目的中,限制结构可以为运动球提供软化的感觉、赋予能量返回并限制球胆的膨胀。在一些构型中,限制结构或限制结构的部分可作为衬底材料被结合、连接或另外并入到壳体中。
[0004] 具有可充胀构型的球胆定位于限制结构内,以提供运动球的内部部分。为了有助于充胀(即,用加压空气),球胆通常包括穿过限制结构和壳体的每一个延伸的装有的开口,从而从运动球的外部可进入。

发明内容

[0005] 运动球在下面公开为包括壳体和球胆。壳体包括多个板,该多个板具有用结合部连接到彼此的边缘区域,且边缘区域向球的外部突出。球胆定位在壳体内。在另一方面,壳体包括第一板和第二板,该第一板和第二板各自具有面向外的外表面和面向内的相对的内表面。第一板的内表面被结合到第二板的内表面以形成将第一板和第二板连接在一起的接缝。
[0006] 下面还公开了制造运动球的方法。该方法包括提供至少第一板和第二板,该至少第一板和第二板各自具有第一表面和相对的第二表面。通过(a)抵靠着第二板的第二表面定位第一板的第二表面及(b)形成将第一板的第二表面连接到第二板的第二表面的结合部,来将第一板连接到第二板。另外,将第一板和第二板定向成使得(a)第一板的第一表面和第二板的第一表面面向外并朝向运动球的外部,及(b)第一板的第二表面和第二板的第二表面面向内并朝向运动球的内部。
[0007] 本发明的新颖性表征方面的优点和特征在附加的权利要求中特别指出。然而,为了使新颖性的优点和特征得到改进的理解,可以参考下面描述的内容和附图,下面描述的内容和附图描述和图示了与本发明相关的不同构型和概念。

附图说明

[0008] 当结合附图阅读时,前面的概述和下面的详述将被更好地理解。
[0009] 图1是运动球的透视图。
[0010] 图2是运动球的另一个透视图。
[0011] 图3是如图2中剖面线3-3所界定的运动球的一部分的横截面图。
[0012] 图4是运动球的板的俯视图。
[0013] 图5是两个已连接的板的透视图。
[0014] 图6是如图5中剖面线6-6所界定的两个已连接的板的横截面图。
[0015] 图7是连接板时使用的结合模具的透视图。
[0016] 图8是如图7中剖面线8-8所界定的结合模具的横截面图。
[0017] 图9A-9E是描绘在运动球的制造过程中将板连接在一起的步骤的示意性横截面图。
[0018] 图10是与图8相对应且描绘了结合模具的另一种构型的横截面图。
[0019] 图11A-11D是描绘运动球的制造过程中的另外的步骤的透视图。

具体实施方式

[0020] 下面的讨论和附图公开一种运动球及该运动球的制造方法。虽然运动球被讨论和描绘为足球,但与运动球及制造方法相关的概念可以应用到各种类型的可充胀运动球。因此,除了足球外,本文所讨论的概念可以并入例如篮球、足球(用于或者美式足球或者英式橄榄球)、排球和球。多种非充胀运动球,比如棒球和垒球,也可包含本文所讨论的概念。
[0021] 运动球构型
[0022] 图1-图3中描绘了具有足球的一般构型的运动球10。运动球10呈现层状结构,该层状结构具有(a)形成运动球10的外部部分的壳体20,(b)位于壳体20内且形成运动球10的中间部分的限制结构30,以及(c)可充胀且形成运动球10的内部部分的球胆40。加压时,球胆40促使运动球10呈现实质上球形形状。更特别地,球胆40内的压导致球胆40对限制结构30施加向外的力。进而,限制结构30对壳体20施加向外的力。为了限制球胆40的膨胀且也限制壳体20中的张力,限制结构30可以具有有限的拉伸度。换句话说,球胆40对限制结构30施加向外的力,但限制结构30的拉伸特性有效地防止向外的力引起壳体20中显著的张力。同样,限制结构30抑制来自球胆40的压力,同时允许向外的力引起壳体20中的球形形状,从而赋予运动球10球形形状。
[0023] 壳体20由不同的板21形成,不同的板21沿邻接的侧部或边缘连接在一起以形成多个接缝22。也就是说,板21的边缘区域被连接到彼此以形成接缝22。虽然板21被描绘为具有十二个等边五边形的形状,但板21可以具有以镶嵌式(tessellation-type)的方式组合以形成壳体20的不等边的形状、凹形或凸形的边缘或多种其他形状(例如,三形、正方形、长方形、六边形、梯形、圆形、椭圆形、非几何形)。在一些构型中,球10可具有十二个五边形板21和二十个六边形板21以赋予传统足球的一般构型。选择的板21也可以由与邻近的板21整体的(即,一个件)的结构形成,以形成减少接缝22的数量的桥接的板。因此,壳体20的构型可显著变化。
[0024] 所选择的用于壳体20的材料可以包括皮革、合成皮革、聚甲酸酯、聚氯乙烯及通常耐用且耐磨的其他材料。在许多构型中,板21中的每一个可以由单一的材料形成,比如合成皮革层。然而,在一些构型中,板21中的每一个可以具有组合两种或更多种材料的层状构型。例如,图3将壳体20描绘为具有包括外层23、中间层24及内层25的层状结构。虽然为层23-25所选择的材料可以相当大地变化,但外层23可以由合成皮革形成,中间层24可由聚合物泡沫材料形成,且内层25可以是纺织品(例如,机织纺织品、非机织纺织品或针织纺织品)。因此,可以在壳体20中使用不同的材料和材料的组合。
[0025] 常规壳体与壳体20之间的区别涉及板21被连接以形成接缝22的方式。常规运动球的板常常用缝合(例如,手工缝合或机器缝合)来连接。相反,结合工艺(例如,粘合剂结合或热结合)在运动球10的制造中使用以连接板21并形成接缝22。接缝22的构型的例子描绘在图3的横截面中,其中结合工艺已将板21中的两个有效地固定、粘合、焊接或另外连接到彼此。虽然结合工艺可以用于形成所有接缝22,但板21中的一些可以通过缝合或其他工艺来连接,或者通过结合工艺所形成的不同的接缝22可补充以缝合。
[0026] 在另一方面,接缝22的构型不同于常规的接缝。在许多运动球中,接缝有效地向内突出。也就是说,板的形成彼此抵靠着搁放的外表面的部分被连接到彼此,且向内弯曲以形成延伸进运动球的接缝。相反,接缝22有效地向外弯曲,从而向外突出。再次参考图3,形成壳体20的内表面的内层25抵靠着彼此搁放且连接到彼此。也就是说,板21的内表面抵靠着彼此搁放且连接到彼此以形成接缝22,接缝22具有向外突出的构型。因此,接缝22的构型将每个板21的一部分暴露在运动球10的外部上。也就是说,板21的边缘在接缝22处形成运动球10的外表面的一部分。
[0027] 利用结合工艺以形成接缝22的一个优点涉及运动球10的总质量。鉴于常规运动球的质量的约百分之十至百分之十五可以来自板之间的接缝,结合板21可以减少在接缝22处的质量。通过消除壳体20中的缝合的接缝,否则将由缝合的接缝赋予的质量可以用于增强运动球10的性能特性(例如,能量返回、球形、质量分布、耐久性、空气动力学)的其他结构元件。另一个优点涉及制造效率。缝合常规运动球的接缝中的每一个是相对耗时的工艺,特别是当利用手工缝合时。通过在接缝22处将板21结合在一起,用于形成壳体20所必需的时间可被减少,从而提高总的制造效率。
[0028] 限制结构30形成运动球10的中间层且定位在壳体20和球胆40之间。通常,限制结构30由具有有限的拉伸度的材料形成,以便限制球胆40的膨胀,但可以具有多种构型或用途。作为例子,限制结构30可以由下述形成:(a)在不同的方向上围绕球胆40重复地缠绕以形成实质上覆盖球胆40的全部的网状物的线、纱或丝,(b)被缝合在一起以形成围绕球胆40延伸的结构的多个大体平的或平坦的纺织品元件,(c)用乳胶浸渍且以重叠的构型围绕球胆40放置的多个大体平的或平坦的纺织品带,或(d)实质上无接缝的球形纺织品。在运动球10的一些构型中,限制结构30还可以被结合、连接或另外并入壳体20和球胆40中的任一个,或限制结构30可以在运动球10中不存在。因此,限制结构30的结构可以显著变化以包括多种构型和材料。
[0029] 球胆40具有可充胀构型且定位在限制结构30中以提供运动球10的内部部分。当充胀时,球胆40呈现出圆形的形状或大体球形形状。为了有助于充气,球胆40包括阀41,阀41穿过限制结构30和壳体20延伸,从而从运动球10的外部可进入。在其他构型中,球胆40可以具有半永久充胀的无阀结构。球胆40可以由多种材料形成,包括例如橡胶乳胶、聚氨基甲酸酯、氨基甲酸乙酯、聚酯、聚酯型聚氨基甲酸酯、聚醚型聚氨基甲酸酯及其混合物或层状构型。虽然这些材料在防止球胆40内的空气或其他流体传递或扩散到运动球10的外部方面是有效的,但Mitchell等人的第5,713,141号和第5,952,065号美国专利公开了可实质上防止传递和扩散的材料,该两个专利均通过参考并入本文。虽然可以使用不同的构型,但这种材料通常包括第一层热塑性聚合物材料和第二层阻隔材料。热塑性聚合物材料提供在材料的元件之间形成结合部的能力,及合适的程度的抗拉强度、撕裂强度、弯曲疲劳强度、弹性模量耐磨性。阻隔材料在限制球胆40内的流体(例如,氮气)的传递方面是有效的。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聚酯、聚醚、聚己内酯、聚丙烯和聚碳酸酯巨乙二醇(polycarbonate macroglycol)基材料及其混合物的组。在一些构型中,阻隔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(methyl acrylate)的共聚物、诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate)的聚酯、脂肪族聚酰胺和芳香族聚酰胺、液晶聚合物及聚氨基甲酸酯热塑性工程塑料的组。因此,球胆40可以由多种材料形成。
[0030] 板结合工艺
[0031] 如上面所讨论的,常规运动球的板可用缝合(例如,手工缝合或机器缝合)来连接。然而,板21通过结合工艺被连接。参考图4,板21中的一个在并入运动球10之前被描绘为具有板区域26和五个翼缘区域27。板区域26通常形成板21的中心部分,而翼缘区域27形成板21的周边部分并围绕板区域26延伸。为了参考的目的,虚线被描绘为在板区域
26和不同的翼缘区域27之间延伸。板21具有五边形形状且翼缘区域27中的每一个与五边形形状的一个边部位对应。在板具有不同的形状的另外的构型中,翼缘区域的数目可以改变,以与该形状的边的数目对应。板21界定五个切口28,该五个切口28从五边形形状的顶点向内延伸且有效地将不同的翼缘区域27彼此分离。虽然翼缘区域27保持连接到板区域26,但是切口28完全穿过板21的厚度延伸,以将翼缘区域25彼此断开并允许翼缘区域
27弯曲或以另外的方式独立于彼此移动。此外,每个翼缘区域27界定不同的对准孔29,该对准孔29形成穿过板21延伸的孔。
[0032] 不同板21的板区域26形成壳体20的在运动球10的外部上可见的部分的大部分或全部。然而,每个翼缘区域27的大部分被修整或另外从壳体20除掉且通常在运动球10中不存在。接缝22在板区域26和翼缘区域27之间的界面处形成,因此翼缘区域27的相对小的部分可以保留在壳体20中,特别在接缝22处。参考图5和图6,描绘了在中间制造步骤中两个板21连接到彼此的方式的例子。虽然板区域26通常与彼此共面,但是连接的翼缘区域27向上弯曲且沿邻接的表面固定到彼此。因此,来自被连接的翼缘区域27的每一个的对准孔29被对齐。通过在结合之前对齐对准孔29,翼缘区域27被合适地相对彼此定位。
[0033] 多种技术可以用于将翼缘区域27结合到彼此,包括粘合剂结合和热结合。例如,参考图3和图6,内层25的表面抵靠着彼此搁放且被结合到彼此以形成接缝22中的一个。在粘合剂结合中,粘合剂可以定位在邻接的板21的内层25之间以将内层25结合到彼此,从而连接邻接的板21并形成接缝22中的一个。在热结合中,热可以被施加到板21以将内层25结合到彼此,从而连接邻近的板21并形成接缝22中的一个。如下面更详细地讨论的,热结合通常涉及热塑性聚合物材料形成接缝22的使用。
[0034] 当暴露于充分的热时,热塑性聚合物材料从固体状态转变为或者软化状态或者液体状态。当充分地冷却时,热塑性聚合物材料然后从软化状态或者液体状态转变回固体状态。基于热塑性聚合物材料的这些性能,热结合工艺可以用于形成将板21的部分(即,翼缘区域27)连接到彼此的结合部。如本文所使用的,术语“热结合”或其变体被定义为两元件之间的固定技术,该固定技术涉及元件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在冷却时被固定到彼此。同样,术语“热结合部”或其变体定义为通过一种工艺连接两元件的焊接部、联结部或结构,该工艺涉及元件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在冷却时固定到彼此。
[0035] 现在将讨论不同的热结合的例子。在第一热结合工艺中,两个邻近的板21可以各自至少部分地由热塑性聚合物材料形成。邻近的板21与彼此接触放置且被加热以引起热塑性聚合物材料熔化或软化。然后热塑性聚合物材料与彼此混合(例如,穿过热塑性聚合物材料之间的边界层扩散)且当冷却时被固定在一起,从而形成接缝22中的一个。在第二热结合工艺中,两邻近的板21可以各自至少部分地由热塑性聚合物材料形成。邻近的板21与彼此接触放置且被加热以引起热塑性聚合物材料熔化或软化。然后热塑性聚合物材料渗入其他板21中形成的裂缝或腔,且板21在冷却时被固定在一起。在第三热结合工艺中,来自两邻近的板21的内层25可以各自至少部分地由预结合到热塑性聚合物材料的层的纺织品形成。内层25彼此接触放置且被加热以引起热塑性聚合区材料熔化或软化。邻近的内层25内的热塑性聚合物材料与彼此混合(例如,穿过热塑性聚合物材料之间的界面层扩散)且当冷却时被固定在一起。在第四热结合工艺中,来自两邻近的板21的内层25由纺织品形成。热塑性聚合物材料的薄片放置在内层25之间且被加热以引起热塑性聚合物材料熔化或软化。热塑性聚合物材料然后围绕内层25内的纱、丝或纤维延伸或与它们结合。当冷却时,热塑性聚合材料有效地将内层25连接到彼此。因此,当板21中的两个、一个包括热塑性聚合物材料或者两个都不包括热塑性聚合物材料时,热结合可以发生。而且,热结合通常不涉及缝合和粘合剂的使用,但涉及用热量直接将板21结合到彼此。然而,在一些情况下,缝合或粘合剂可以用于补充热结合。
[0036] 图7和图8描绘了可以用于通过结合两个翼缘区域27来形成接缝22的结合模具50。结合模具50包括在长度上与板21的侧部中的一个的长度大体对应的两部分51。也就是说,结合模具50的长度通常与翼缘区域27的长度一样长或者长于翼缘区域27的长度。
每个部分51还界定面对其他部分51的面对面52。也就是说,面对面52彼此面对。例如,如果用于传热的目的,部分51可以各自包括内部加热元件或引导加热过的液体的管道以便充分地提高结合模具50的温度以在翼缘区域27之间形成热结合部。如果用于射频加热的目的,部分51中的一个或两个可以发射射频能量,该射频能量加热板21内的特定的聚合物材料。结合模具50的另一个构型还可以通过超声加热来加热翼缘区域27。除了结合模具50外,也可以利用有效地在板21之间形成热结合部的多种其他设备。
[0037] 现在将参考图9A-图9E来讨论用于用结合模具50连接板21的一般过程。首先,两个板21定位成使得(a)翼缘区域27彼此邻近,(b)内层25的表面彼此面对,以及(c)对准孔29大体对齐,如图9A中所描绘的。结合模具50的部分51也定位在翼缘区域27的相对的侧部上。参考图9B,部分51然后在面对面52之间将翼缘区域27压缩在一起以导致内层25的表面彼此接触。通过用结合模具50加热翼缘区域27,内层25内的热塑性聚合物材料熔化或另外软化到有助于翼缘区域27之间的热结合的程度。通过用结合模具50压缩翼缘区域27,层23-层25中的一个或多个也压缩。例如,中间层24可以由聚合物泡沫材料形成,且来自结合模具的热量和压缩可以压缩中间层24并有效地减少部分51之间的区域中的中间层24的厚度。
[0038] 在一些构型中,内层25均包含热塑性材料,该热塑性材料在图9B所描绘的步骤期间被加热。例如,内层25可以由热塑性聚合物材料薄片形成,内层25可以是用热塑性聚合物材料浸渍过的纺织品(例如,结合到热塑性聚合物薄片的聚酯和纺织品)或内层25可以是具有由热塑性聚合材料物形成的纱的纺织品。然而,如上所述的,当板21中的两个、一个包括热塑性聚合材料或者两个都不包括热塑性聚合材料时,热结合可以发生。照这样,当内层25中的仅仅一个包含热塑性聚合物材料时,热结合可以发生。而且,在内层25的两个都不包含热塑性聚合物材料的情况下,在图9A中热塑性聚合物元件可放置在板21之间,且在图9B中热塑性聚合物元件可以在板21之间被压缩和加热,从而形成连接内层为25的热结合部。
[0039] 加热和压缩之后,部分51分离且从板21移开,如图9C中所描绘的。在这个阶段,板21被允许冷却,从而确保在内层25之间形成热结合部的热塑性聚合物材料可以凝固。而且,中间层24通常保持被压缩。更特别地,来自结合模具50的热量和压缩可以熔化中间层24的聚合物泡沫材料的部分或当部分51被分离时可以使中间层24内的微孔倒塌以保持被压缩的构型。可包括界定对准孔29的区域的翼缘区域27的多余的部分然后被修整或另外除掉,如图9D中所描绘的。如图9E中所描绘的,然后两个板区域26被旋转或者分离以显示接缝22的形成。
[0040] 上面所讨论的结合工艺的优点是接缝22凹进由外层23形成的壳体20的外表面的大部分的下面。而且,在热结合之后被修整的板21的边缘也凹进壳体20的外表面的大部分的下面。这种构型有效地形成板21之间和接缝22处的凹痕。在结合工艺期间,结合模具50压紧板21(例如,压缩中间层24)。由于这种压缩,接缝22的区域中的板21的厚度减少,其允许接缝22和板21的修整过的边缘形成凹痕且保持凹进在壳体20的外表面的下面。在这种构型中,板21在邻近接缝22处比与接缝22隔开的区域中各自具有更小的厚度。
[0041] 多种修整工艺可以用于移掉翼缘区域27的多余的部分。作为例子,修整工艺可以包括激光切割设备、冲压裁剪机、砂轮或蚀刻工艺的使用。作为另一个例子,结合模具50可以包含如图10中所描绘的切割刃53,切割刃53在结合工艺期间修整翼缘区域27。也就是说,当部分51在面对面52之间加热并将翼缘区域27压缩在一起时,切割刃53可以用于同时地通过翼缘区域27突出并有效地修整翼缘区域27。
[0042] 图9A-图9E中所公开的结合工艺形成接缝22,接缝22具有有效地向外且朝向运动球10的外部突出的构型。通过结合工艺,形成壳体20的内表面的内层25抵靠着彼此搁放且被结合到彼此。也就是说,板21的内表面抵靠着彼此搁放且被连接到彼此以形成接缝22,接缝22具有向外突出的构型。由于板21在结合部形成的区域中的压缩(例如,中间层
24中的压缩),以及翼缘区域27的多余的部分的修整,因此接缝22及板21的修整过的边缘凹进壳体20的外表面的大部分的下面。
[0043] 作为另外的问题,通过上面所讨论的结合工艺形成的接缝22具有将每个板21的边缘的一部分暴露到运动球10的外部的构型。也就是说,板21的边缘在接缝22处形成运动球10的外表面和壳体20的一部分。参考图9E,例如,被修整过的板21的区域暴露层23-层25中的每一个的边缘,从而暴露板21的边缘。这种构型的优点是接缝22可以呈现运动球10区别于常规运动球的唯一美学特性。
[0044] 运动球形成
[0045] 结合翼缘区域27以在板21之间形成接缝22的一般工艺在上面相对于图9A-图9E被大体讨论。该一般工艺可以用多个板21并在每个板21的多个翼缘区域27上重复进行以有效地形成具有大体球形或封闭的结构的壳体20。更特别地,来自壳体20中的不同板
21的翼缘区域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,则翼缘区域27的多余的部分可以被修整,以有效地完成接缝22的形成,如图11B中所描绘的。在一些工艺中,翼缘区域27可以在形成每个结合部后而不是在形成翼缘区域27之间的结合部中的每一个之后立即被修整。
[0046] 虽然接缝22通常在翼缘区域27的每一个之间形成,但接缝22的至少一个在制造过程的这个阶段可以保持未结合到彼此。参考图11A和图11B,两个未结合的翼缘区域27形成壳体20中的开口11。留下至少两个翼缘区域27未结合到彼此从而形成开口11的一个目的是限制结构30和球胆40现在可以被插入壳体20中,如图11C所描绘的。一旦限制结构30和球胆40被合适地定位,包括通过板21中的一个中的孔放置阀41,则最终的两个翼缘区域27可以被结合和修整以形成最终的接缝22,如图11D中所描绘的。
[0047] 基于上面所讨论的内容,壳体20可以至少部分地由通过结合工艺连接板21形成。与连接板的其他方法相比,结合工艺可以减少运动球10的总质量并提高制造效率。一旦结合工艺用于连接板21的大部分,则壳体20中的开口11可以用于插入限制结构30和球胆
40,且开口11通过形成最终的接缝22被大体密封。
[0048] 通过参考并入本文的Raynak等人的第2010/0240479号美国专利申请公布公开了板可以通过其被连接且运动球可以通过其被形成的另一种工艺。正如上面所讨论的工艺,本公布中的工艺包括(a)结合板以形成壳体的接缝,(b)通过壳体中的开口将组件插入壳体中,及(c)通过在开口的位置形成最终的接缝来封闭开口。虽然上面所讨论的结合工艺可以用于在运动球(例如,运动球10)中形成所有接缝,但结合工艺也可以用于形成本公布中所公开的运功球中最终的接缝。因此,本文所公开的结合工艺可以被应用到通过不同的工艺形成的多种运动球。
[0049] 在上面和附图中参考多种构型公开了本发明。然而,本公开内容的用于的目的是提供与本发明相关的不同特征和概念的例子,不是限制本发明的范围。相关领域的技术人员将认识到在不偏离如通过所附权利要求所界定的本发明的范围的情况下可以对上面所描述的构型作多种变化和修改
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