專利名稱：帶有指示壓力的自備充氣機構(gòu)的運動球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含有用于給球充氣或加壓的機構(gòu)的運動球。此外所述充氣機構(gòu)具有整體的壓力指示器。
背景技術(shù)：
常規(guī)的可充氣運動球，例如籃球、橄欖球、足球、排球和運動場用球，都是通過傳統(tǒng)的充氣閥并利用一個獨立的充氣針來進行充氣的，其中該充氣針插入并穿過球上的一個自動封閉的充氣閥。將一個獨立泵，例如傳統(tǒng)的自行車打氣筒與充氣針相連，并利用該打氣筒給球充氣。然后將充氣針從充氣閥中拔出，于是該充氣閥自動封閉以保持壓力。在所述球需要充氣或增壓之前，這種系統(tǒng)能良好工作，并且針和/或泵不易獲得。
在傳統(tǒng)的運動球中，沒有一種容易的方法來確定球壓。某些泵上具有壓力指示器。作為另一種選擇，可用一種獨立的壓力指示設(shè)備來確定壓力。這種表面壓力指示設(shè)備也是公知的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有一個或多個自備充氣機構(gòu)的運動球，所述充氣機構(gòu)具有整體的壓力指示設(shè)備。其目的是在不需要獨立充氣設(shè)備例如獨立的充氣針和泵的情況下能夠給運動球充氣或加壓，并且能夠確定球壓。特別是，本發(fā)明涉及一種具有至少一個自備泵設(shè)備的運動球，該泵設(shè)備可從球外面操作并將周圍空氣泵送入球內(nèi)以獲得所想要的壓力。此外，該泵具有整體的壓力指示器以確定球的相對壓力。
根據(jù)說明書、附圖和權(quán)利要求，本發(fā)明的其它目的將會更清楚。
附圖的簡要說明附圖中描述了本發(fā)明具有指示壓力的自備充氣機構(gòu)的運動球所具有的特征，所述附圖構(gòu)成該公開內(nèi)容的一部分，其中

圖1A和1B是具有自含式自備活塞和氣缸裝置的一部分運動球的剖視圖，所述裝置具有整體的壓力指示設(shè)備。在圖1A中，活塞被下推(位置1)。在圖1B中，活塞被上拉(位置2)；圖2是圖1A和1B中所示的活塞的側(cè)視圖；圖3是圖1A和1B的泵的頂蓋的立體圖，其示出了用于鎖定和解鎖該泵活塞的構(gòu)造；圖4為單向閥組件的詳細(xì)視圖，該單向閥組件用在圖1A和1B中的泵的出口上；圖5為整個運動球的剖視圖，其中泵位于一側(cè)而含有平衡物的常規(guī)充氣閥位于另一側(cè)；圖6為具有壓力指示設(shè)備的本發(fā)明泵組件的剖視圖。
具體實施例方式
參照圖1A至6，其示出了具有本發(fā)明充氣泵的運動球10的一部分。這些附圖中所示的球10是一種典型的包括球胎的籃球構(gòu)造，該球胎具有保持空氣用的橡膠球膽12、由尼龍或聚酯紗層組成的在球膽12周圍纏繞的中間層14，和外橡膠層16。對于疊層球，皮革或合成材料制成的附加外層18包括用粘合劑粘合并通過冷塑法固定在層16上的面板。中間層14的紗為隨機定向，厚度為兩層或三層，并且它們形成一個不能擴展至明顯程度的層，當(dāng)所充氣超過其正常作用壓力時，該層還限定球10膨脹至任何超過其規(guī)定尺寸的顯著程度。這種用于橄欖球、排球和足球的層14指的是襯里層，并通常由用柔性粘合劑樹脂例如己烯或乳膠橡膠浸漬過的棉或聚酯織物組成。外層18可縫合用于某些運動球10，例如足球或排球。該外層18還可具有泡沫層背襯16或一個獨立的泡沫層。
其它的運動球構(gòu)造，例如通過諸如吹塑法之類的模制工藝而制得的運動球，也可用于本發(fā)明。對于模制運動球的工藝實例，參見例如美國專利NO.6,261,400，該專利在這里一并作為參考。
適于用作球膽12的材料包括，但不限于，丁基橡膠、乳膠、聚氨脂、和本領(lǐng)域公知的其他橡膠材料。適于纏繞紗層的材料的實例包括，但不限于，尼龍、聚酯等。適于用作外層18或覆蓋層的材料的實例，包括，但不限于，包含熱塑聚氨酯的聚氨酯；聚氯乙烯(PVC)；皮革；人造革；和合成皮革。適于用作任意泡沫層的材料包括，但不限于，氯丁橡膠、SBR、TPE、EVA、或能夠進行高或低能量吸收的任何泡沫?？缮藤彽母呋虻湍芪张菽膶嵗蓮腁rearo EAR Specialtycomposites公司商購的CONFORTM敞開式聚氨酯泡沫，和可從DupontDow Elastomers商購的NEOPRENETM(氯丁橡膠)泡沫。
本發(fā)明球10的球胎在其形成過程中被加入其內(nèi)的是橡膠泵套體或殼體20，該套體20具有一個中心開口21和一個利用橡膠粘合劑與球膽12粘結(jié)的凸緣22。套體20優(yōu)選地設(shè)在橡膠球膽12與紗層14之間。該套體20可由任何合適材料例如丁基橡膠、天然橡膠、聚氨酯橡膠、或本領(lǐng)域公知的任何合適的彈性體或橡膠材料、或它們的組合物構(gòu)成。在模制和纏繞(winding)工藝過程中將模制栓塞(未示出)插入所述套的開口內(nèi)以保持該中心開口的適當(dāng)形狀并允許球膽12在制造過程中被充氣。模制栓塞優(yōu)選為鋁、化合物或橡膠，而最優(yōu)選為鋁。穿過套體20的中心開口21具有一個凹槽24以接合泵缸28，更具體地說，保持泵缸28上端的凸緣26。泵缸28可利用任何合適的柔性粘合劑(例如環(huán)氧樹脂、尿烷、氰基丙烯酸鹽粘合劑、或本領(lǐng)域公知的任何其它柔性粘合劑)與套體20任意地結(jié)合。所示的泵缸28為直柱體，但其它不是直柱體的缸、例如具有非圓形剖面的缸也可使用。
設(shè)置在泵缸28中的是泵活塞30，其在圖1A和1B中示出。泵活塞30的底部包括一個容納彈簧34的圓形凹槽32，該彈簧34將缸28中的活塞推向球10的外層18。然而，在以下描述的泵11的實施例中，彈簧34不必將泵缸28中的泵活塞30向上推。
在活塞30的底端還有包含O形圈38的O形圈凹槽36。如圖1A所示，該O形圈凹槽36的尺寸為使O形圈38可在凹槽36中上下移動。當(dāng)向下推活塞30時O形圈38被推入圖1A所示的位置。在該位置，O形圈38在氣缸壁與凹槽36的上凸緣40之間形成密封。如圖2所示，凹槽36中的凹部或狹槽42從上凸緣40的正下方向下延伸穿過下凸緣44。圖2中僅示出這些狹槽42中的一個，但優(yōu)選具有兩個或多個狹槽。當(dāng)彈簧34將活塞30上推時，O形圈38移至凹槽36的底端，因此將O形圈38周圍的通過凹部42的一個旁路打開，從而空氣可進入泵活塞30下面的氣缸28中。于是，當(dāng)向下推活塞30時，O形圈38向上返回至凹槽36的上端并密封從而通過氣缸噴嘴46將空氣擠出。
位于活塞30上端的是兩個凸緣48，它們與氣缸蓋50合作將氣缸28中的活塞保持向下以及釋放泵活塞30用于泵送。氣缸蓋50安裝在缸28的頂端，活塞30貫穿氣缸蓋50的中心。氣缸蓋50利用適當(dāng)?shù)恼澈蟿├鏤V固化粘合劑粘接于缸28內(nèi)。圖3為氣缸蓋50底端的立體圖并示出了在所述中心開口兩側(cè)的開口區(qū)域52，在解鎖位置時活塞30上的兩凸緣48穿過該開口區(qū)域。在鎖定位置時，活塞30被下推并旋轉(zhuǎn)從而這兩凸緣48在凸部54的下方經(jīng)過并旋入鎖定凹槽56內(nèi)。
連接在活塞30上端的是按鈕或頂蓋58，其設(shè)計成基本完全填滿球胎中的孔21。在某些實施例例如籃球或橄欖球中，按鈕或頂蓋58優(yōu)選與球10表面齊平或基本齊平。在其它實施例例如足球中，按鈕或頂蓋58優(yōu)選定位在球表面的下方。這種按鈕58可以是任何期望的材料。適于用作按鈕或頂蓋58的材料的實例包括聚氨酯橡膠、丁基橡膠、天然橡膠或本領(lǐng)域公知的任何其它材料。用作按鈕或頂蓋的優(yōu)選橡膠是熱塑硫化橡膠例如可從Advanved Elastomer Systems，Akron OH商購的SANTOPRENETM橡膠。按鈕或頂蓋58應(yīng)該匹配球10其它部分的手感。根據(jù)需要例如對于籃球，按鈕的表面可以有織紋以增加握力。對于足球，其表面可以是光滑的。
在優(yōu)選的實施例中，在混合過程中可以將纖維或其它加強材料加入橡膠化合物或熱塑材料中。適于使用纖維材料的實例包括，但不限于，聚酯、聚酰胺、聚丙烯、凱夫拉爾、纖維素(cellulistic)、玻璃及它們的組合物。在按鈕或頂蓋58中加入纖維或其它加強材料提高了按鈕58的耐用性并提高了按鈕或頂蓋58與活塞桿30的結(jié)合，從而避免了按鈕或頂蓋58在使用過程中被折斷。雖然所述泵沒有按鈕58依然會起作用，但它將變得難以使用。
優(yōu)選地，將按鈕或頂蓋58與活塞30共注成一個部件。作為另一種選擇，可將按鈕或頂蓋58和一個連接片共同注射，然后利用適于將兩工件粘結(jié)在一起的粘合劑將按鈕或頂蓋58和該連接片連接至活塞30的上端。將按鈕58和活塞30共注成一個部件，或可選擇地，將活塞58和該連接片作為一個部件安裝在活塞30上，提供了一個更耐用的部件，它在球的日常使用中很少會折斷或破裂。按鈕或頂蓋材料以及活塞材料需要精選，這樣當(dāng)共同注射時這兩種材料將粘結(jié)在一起。各種組合物的測試表明共同注射或擠出一個柔軟的橡膠按鈕例如由SANTOPRENETM構(gòu)成的按鈕、和較硬的活塞例如聚碳酸酯或聚丙烯等，無需粘合劑就可提供耐久粘結(jié)。
活塞30和連接片可以由任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬?，例如，但不限于，聚碳酸?PC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈-苯乙烯丙烯酸鹽(ASA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、丙烯腈-丁二烯苯乙烯(ABS)共聚物、ABS/PC混合物、聚丙烯(優(yōu)選為耐沖擊性聚丙烯)、聚苯醚、尼龍、及它們的組合物，或本領(lǐng)域公知的任何合適材料。優(yōu)選具有高沖擊強度的材料。用于活塞30的材料優(yōu)選為基本透明，以允許用戶觀察壓力指示裝置72，雖然也可以加入半透明材料。
參看圖1A，安裝在氣缸蓋50上表面上的是墊60，當(dāng)克服彈簧力下推活塞30以鎖定或解鎖該活塞30時該墊60與按鈕58接合。該墊60給泵提供緩沖，并且還應(yīng)該是柔性的以匹配球其它部分的手感。
圖1A和1B示出了泵噴嘴端46，但未示出與該出口相連的單向閥。圖4中所示的是安裝在噴嘴46中的鴨嘴形單向閥組件62的一個優(yōu)選實施例。該組件包括輸入端工件64、輸出端工件66以及位于兩端工件64、66之間的彈性鴨嘴閥68。端工件64、66優(yōu)選為塑料，例如聚碳酸酯、聚丙烯、尼龍、聚乙烯、或它們的組合物，但也可以是適于使用的任何材料。端工件64、66可以通過超聲焊接在一起?？梢圆捎帽绢I(lǐng)域公知的任何類型單向閥，只要它可防止球10內(nèi)部的空氣在不希望的時候流出即可。
圖1A至6中所描述和所示出的類型的泵組件11優(yōu)選主要由塑料例如聚苯乙烯、聚乙烯、尼龍、聚碳酸酯和它們的組合物制成，但它可由本領(lǐng)域公知的任何適當(dāng)材料制成。雖然所述組件較小和輕量，可能僅約為5至25克，但可將一重量任意地加之于球構(gòu)造上以使泵機構(gòu)11的重量平衡。在較輕或較小的球例如足球中，泵組件11的重量可以輕于和/或小于(低于)較重球例如籃球的相應(yīng)泵組件。
圖5示出了一種平衡配置，其中通常用182標(biāo)明的泵機構(gòu)位于球的一側(cè)，而標(biāo)準(zhǔn)針閥184位于球的另一側(cè)。在這種情況下，將形成針閥184的材料186加重?？蓪⒏郊硬牧霞又玲橀y殼體或包圍該閥的區(qū)域中。作為另外一種選擇，可將致密金屬粉末例如鎢粉加至橡膠化合物中。
進一步參看圖6，活塞30可以形成為具有一個由基本透明或半透明的聚碳酸脂材料制成的中空軸，這樣該活塞30能夠容納壓力指示裝置72。還有許多壓力指示線70標(biāo)在活塞30上，這樣壓力指示裝置72的位置將允許用戶確定運動球10內(nèi)的氣壓。本發(fā)明的壓力指示裝置72可采用多種形式，例如球形體或滑片。在圖6所示的實施例中，壓力指示裝置72包括與度量活塞74相連的度量圓盤(gage puck)76?；钊?0內(nèi)的度量彈簧73也設(shè)置在度量活塞74與按鈕58之間。度量彈簧73被校準(zhǔn)成使其將一個預(yù)定阻力用來抵靠度量活塞74?；钊?0還包括一個保持O形圈3 8并且還用于保持管或針78的軸端工件77，該管或針78從中空活塞30延伸至由缸28封閉的區(qū)域。在缸28的與活塞30相對的一端是一個穿通的橡膠單向閥82，該單向閥82與常規(guī)的諸如籃球之類的運動球中使用的單向閥相同。
圖6所示的活塞30如上所述地操作從而將空氣泵送入運動球10內(nèi)。此外，本發(fā)明的活塞30允許用戶通過簡單地將按鈕58向運動球10內(nèi)按壓來檢查運動球10內(nèi)的氣壓。特別是，按鈕58的作用力將活塞30從缸28推向橡膠單向閥82。當(dāng)軸端工件77移向橡膠單向閥82時，針78將橫穿中心導(dǎo)向裝置80并與橡膠單向閥82接合。針78將穿過單向閥82與運動球的中心區(qū)域接合，由此為球10內(nèi)的空氣逸入活塞30內(nèi)提供管道。將空氣排出球10的作用力將度量活塞74推向校準(zhǔn)的彈簧73，度量圓盤76將隨之移向按鈕58。因此，度量圓盤76將移至最近的壓力指示線70，該壓力指示線70是經(jīng)校準(zhǔn)的以便精確指示球10的氣壓。氣壓還將活塞30從缸28推向球10的外層18。然后，用戶通過基本透明或半透明的活塞30觀察度量圓盤76，將能夠監(jiān)控球10內(nèi)的氣壓。還應(yīng)該注意的是，當(dāng)活塞30的長度基本處于水平位置時測量最佳。
一旦用戶讀取了最佳量度，就可將活塞30如上所述地再插入并鎖定在缸28內(nèi)。度量彈簧73還將壓力作用于度量活塞74上以使該度量活塞74返回至靜止位置。
還應(yīng)該注意的是，在圖1A中所示的位置時，允許空氣從球10內(nèi)逸出并通過將壓力指示裝置72定位在與壓力指示線70對應(yīng)的相對位置處來表明壓力。實現(xiàn)這個的一個方法就是允許單向閥66通過泵11的針78打開。這允許空氣從球10的內(nèi)部逸出并驅(qū)使或移動泵活塞30內(nèi)的壓力指示裝置72，因為空氣流經(jīng)該壓力指示裝置72并從球10排出。在圖1B所示的位置時，用戶能夠觀察相應(yīng)的氣壓，然后當(dāng)活塞30被退回至缸28內(nèi)時迫使空氣進入球10內(nèi)。
至此所述的說明書和附圖1A至6披露了一個特定且優(yōu)選的泵裝置。然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可使用其它泵裝置?？梢院捅景l(fā)明一起使用的其它泵裝置的實例在共同未決的系列美國申請中示出，這些申請是2000年6月15日提交的NO.09/594,980；2000年6月14日提交的NO.09/594,547；2000年6月14日提交的NO.09/594,180；2000年4月28日提交的NO.09/560,768，在此它們一并作為參考。
因為運動球10內(nèi)的壓力由于過度充氣或溫度增加而變得太高，或由于充氣不足或漏氣而太低，所以具有與泵11成一整體的壓力指示裝置將是有益的。如果壓力太低，可利用本發(fā)明的自備泵11加入補充的空氣。如果壓力太高，利用常規(guī)充氣針(未示出)或其它能夠打開常規(guī)充氣閥以釋放空氣的器具來釋放球10的壓力從而將壓力解除。于是，本發(fā)明的壓力指示裝置72可用來確定是否將球10正確地充氣。如果除去了太多的空氣，可利用所述泵11加入補充的空氣。
上文的描述，目前認(rèn)為是“帶有指示壓力的自備充氣機構(gòu)的運動球”的優(yōu)選實施例。然而，應(yīng)該考慮的是在不脫離本發(fā)明的情況下可以作出各種變化和修改，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯然的。所以，上文的描述趨向于涵蓋所有包含在本發(fā)明的宗旨和范圍、包括所有等效方面內(nèi)的這些變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種具有內(nèi)部氣壓的可充氣運動球(10)，所述運動球(10)的特征在于內(nèi)部泵(11)與球(10)相連，所述泵(11)包括缸(28)，其具有進入球(10)內(nèi)的排氣口，與所述排氣口相連的閥(82)，其調(diào)節(jié)從所述缸(28)流入球(10)內(nèi)的空氣，位于所述缸(28)內(nèi)的中空活塞(30)，所述活塞(30)可將球(10)外面的環(huán)境空氣吸入所述缸(28)內(nèi)并迫使所述缸(28)內(nèi)的空氣從所述閥(82)進入球(10)內(nèi)；設(shè)在所述活塞(30)內(nèi)的壓力指示器(72)；從所述活塞(30)向所述閥(82)延伸的針(78)，所述針(78)橫穿所述閥(82)從而將所述活塞(30)與球(10)的氣壓相連，以將所述壓力指示器(72)定位。
2.如權(quán)利要求1所述的運動球(10)，其特征在于，還包括從球(10)外面驅(qū)動所述活塞(30)的部件，其中所述驅(qū)動活塞(30)的部件包括與所述活塞(30)相連的活塞桿，該活塞桿貫穿球(10)中心并可在伸出位置與插入位置之間移動。
3.如權(quán)利要求1所述的運動球(10)，其特征在于，還包括位于所述活塞(30)上的凹部(42)；圍繞所述活塞(30)并在所述凹部(42)附近的一對凸緣(40，44)；和位于所述凸緣(40，44)之間并接合所述凹部(42)的可調(diào)節(jié)O形圈(38)。
4.如權(quán)利要求1所述的運動球(10)，其特征在于，所述壓力指示器(72)包括度量活塞(74)以及與所述度量活塞(74)相連的度量圓盤。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動球(10)，其特征在于，所述活塞(30)為基本透明的聚碳酸酯材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動球(10)，其特征在于，所述活塞(30)為半透明的聚碳酸酯材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動球(10)，其特征在于，所述活塞(30)上標(biāo)有至少一個壓力指示線(70)。
8.一種利用內(nèi)部泵(11)測量運動球(10)的氣壓的方法，包括以下步驟a)將內(nèi)部泵(11)固定于運動球(10)上；b)將按鈕(58)推向所述運動球(10)；c)將與按鈕相連的中空活塞(30)推入固定于運動球(10)的缸(28)內(nèi)；d)把來自所述中空活塞(30)的針(78)驅(qū)動穿過固定于所述缸(28)的閥(82)，從而將中空活塞(30)與運動球(10)的內(nèi)部區(qū)域相連；e)根據(jù)運動球(10)中的氣壓，移動所述中空活塞(30)中的壓力指示裝置(72)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括的步驟有將所述壓力指示裝置抵靠著彈簧推動，至最近的所述中空活塞(30)上所標(biāo)的壓力指示線(70)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括以下步驟從球(10)中拉出所述按鈕；觀察所述中空活塞(30)中的所述壓力指示裝置(72)的位置。
11.一種用于測量和控制運動球(10)的內(nèi)部氣壓的內(nèi)部泵(11)，所述內(nèi)部泵(11)的特征在于，包括缸(28)，其具有進入球(10)內(nèi)的排氣口，與所述排氣口相連的閥(82)，其調(diào)節(jié)從所述缸(28)流入球(10)內(nèi)的空氣，設(shè)置在所述缸(28)內(nèi)的中空活塞(30)，所述活塞(30)可將球(10)外面的環(huán)境空氣吸入所述缸(28)內(nèi)并迫使所述缸(28)內(nèi)的空氣從所述閥(82)進入球(10)內(nèi)；監(jiān)控球(10)內(nèi)氣壓的部件，所述監(jiān)控部件位于所述中空活塞(30)中；連接所述中空活塞(30)與球(10)內(nèi)部區(qū)域的部件，所述連接部件橫穿所述閥(82)。
12.如權(quán)利要求11所述的運動球(10)，其特征在于，還包括從所述球胎外面驅(qū)動所述活塞(30)的部件，其中所述驅(qū)動所述活塞(30)的部件包括與所述中空活塞(30)相連的活塞桿，該活塞桿貫穿球(10)的開口并可在伸出位置與插入位置之間移動。
13.如權(quán)利要求11所述的運動球(10)，其特征在于，所述監(jiān)控部件為球(10)。
14.如權(quán)利要求11所述的運動球(10)，其特征在于，所述監(jiān)控部件為與活塞(30)相連的圓盤。
15.如權(quán)利要求11所述的運動球(10)，其特征在于，還包括位于所述中空活塞(30)內(nèi)的凹部(42)；圍繞所述活塞(30)并在所述凹部(42)附近的一對凸緣(40，44)；和位于所述凸緣(40，44)之間并接合所述凹部(42)的可調(diào)節(jié)O形圈(38)。
16.如權(quán)利要求11所述的運動球(10)，其特征在于，所述中空活塞(30)為基本透明的聚碳酸酯材料。
17.如權(quán)利要求11所述的運動球(10)，其特征在于，所述中空活塞(30)為半透明的聚碳酸酯材料。
18.如權(quán)利要求11所述的運動球(10)，其特征在于，所述中空活塞(30)上還標(biāo)有至少一個壓力指示線(70)。
19.如權(quán)利要求11所述的運動球(10)，其特征在于，所述連接部件為針(78)。
全文摘要
一種可充氣運動球(10)，例如籃球、橄欖球、足球、排球或運動場用球，具有一個或多個自備充氣機構(gòu)，用于給球(10)充氣或加壓。所述機構(gòu)為位于球(10)內(nèi)側(cè)的泵(11)并可從球(10)外面操作以將環(huán)境空氣泵送入球(10)內(nèi)。泵(11)含有壓力指示裝置從而可容易地確定球(10)的相對壓力。
文檔編號A63B41/12GK1674962SQ03819741
公開日2005年9月28日 申請日期2003年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月21日
發(fā)明者托馬斯·J·肯尼迪三世, 羅納德·P·拉里波蒂, 肯·朔姆堡 申請人:Sgg專利股份有限公司