CN103282085B - 比赛用球及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种比赛用球，例如英式足球，其具有由一个或多个包覆面板坯件和一个或多个加强材料坯件组成的包覆件。所述包覆面板坯件和加强材料坯件被热粘合在一起以使得包覆面板坯件的自由边缘和内部面板边界与加强材料坯件对准。

Description

比赛用球及其制造方法

交叉参考有关申请

本申请基于2010年12月29日提交的美国非临时申请序列号12/980,868，并且要求其优先权，该美国非临时申请以参考的方式由此被并入本文中。

背景技术

许多运动球和比赛用球包括可充气的气囊和围绕该气囊的包覆件或罩壳。这样的运动球包括，例如，排球，篮球，足球，和英式足球。所述包覆件包括多个包覆面板，其中每个包覆面板通常边缘到边缘地缝合到相邻的包覆面板。本发明致力于一种改进的运动球，其中包覆件包括通过将加强材料热粘合到包覆面板而加强的包覆面板。

发明内容

本发明总体上涉及运动球或比赛用球及其制造方法和设备。特别地，本发明涉及具有多面板式包覆件的运动球，其中所述面板已经被热粘合在一起而不需要缝合。所述运动球包括已经被热粘合在一起的包覆面板坯件和加强材料坯件形成的加强包覆件或包覆部分。加强材料位于包覆材料中的面板的内部面板边界之下。也就是说，加强材料沿着包覆面板坯件的区域设置以使得加强材料模仿传统的比赛用球（例如，英式足球）上的手缝合接缝。

在一个方面，用于制造运动球包覆件或包覆部分的方法包括步骤：提供具有面板图案的包覆面板坯件，所述面板图案包括由自由边缘和内部面板边界限定的多个面板；提供加强材料坯件；和热粘合包覆面板坯件到加强材料坯件以使得加强材料坯件被配置为与自由边缘和内部面板边界的一个或多个对准。在另一方面，包覆面板坯件包括六个五边形面板和十个六边形面板。在又一个方面，加强材料坯件包括多个连接的多边形轮廓（例如，五个五边形轮廓），其中多边形轮廓的每个顶点具有从其延伸的放射状臂。在又一个方面中，每个五边形轮廓的放射状臂之一具有Y状端部。

在一个方面，用于制造运动球包覆件或包覆部分的方法包括热粘合步骤，该步骤包括施加足以将包覆面板坯件和加强材料坯件热粘合在一起的交变射频电场到面板坯件和加强材料坯件。在另一个方面，交变射频电场的频率大约为1MHz到200MHz，交变射频电场的电压大约为1,000V到10,000V。

在又一个方面，热粘合步骤包括将包覆面板坯件和加强材料坯件放置在模制设备中的步骤。所述模制设备具有位于第一电极和第二电极之间的模制腔，以及交变射频电场产生在第一和第二电极之间。

在仍进一步的方面，模制设备包括外部电极和内部电极，以及位于所述外部电极和内部电极之间的阴球包覆件模具和阳球包覆件模具。阴球包覆件模具和阳球包覆件模具限定在它们之间的模制腔。包覆面板坯件和加强材料坯件被放置在所述模制腔中。在进一步方面，阴球包覆件模具具有用于接收在包覆面板坯件的面板图案中的面板的多个图案化的面板凹陷。阳球包覆件模具具有用于接收在包覆面板坯件的面板图案中的面板的多个面板突起以及用于接收加强材料坯件的凹陷。

在又一个方面，模制设备包括外部电极和内部电极。内部电极是罩在气囊中的导电流体。模制设备还包括在外部电极和气囊之间的外部模具以使得外部模具和气囊在它们之间限定模制腔。包覆面板坯件和加强材料坯件被放置在所述模制腔中。在又一个方面，外部模具具有用于接收在包覆面板坯件的面板图案中的面板的多个图案化的面板凹陷。加强材料坯件在热粘合步骤之前使用胶带或其他的粘合剂被固定到包覆面板坯件或模制腔。在热粘合之后，导电流体从气囊被移除。在又一个方面，气囊然后充填有空气。

在又一进一步的方面，模制设备包括外部电极和包括气囊的内部电极，所述气囊具有在其上的导电涂层并且充填有气体或液体。所述模制设备还包括在外部电极和气囊之间的外部模具以使得外部模具和气囊在它们之间限定模制腔。包覆面板坯件和加强材料坯件被放置在所述模制腔中。在又一方面，外部模具具有用于接收在包覆面板坯件的面板图案中的面板的多个图案化的面板凹陷。在又另一方面，加强材料坯件在热粘合步骤之前使用胶带或其他的粘合剂被固定到包覆面板坯件或模制腔。气囊充填有气体以使得它在热粘合步骤中被充气。

在又另一方面，通过将包覆材料放置在包括第一模具和第二模具的模制设备中来形成包覆面板坯件，其中所述第一模具和第二模具共同限定在它们之间的面板片材模制腔。面板片材模制腔位于第一电极和第二电极之间。第一模具具有多个面板凹陷，第二模具具有多个面板突起。包覆面板坯件通过以下步骤形成：将交变射频施加在第一和第二电极之间以形成具有多边形（例如，六边形和五边形）面板的面板片材，其中所述多边形面板的轮廓和形状形成为具有最终球的曲率半径；以及将多余的材料从所述面板片材切除以形成所述包覆面板坯件。在另一方面，交变射频电场的频率大约为1MHz到200MHz，交变射频电场的电压大约为1,000V到10,000V。

在又另一方面，本发明致力于一运动球包覆件或包覆部分模制系统。该系统包括第一电极和第二电极，和第一模具和第二模具。第一模具和第二模具位于第一电极和第二电极之间以使得第一模具和第二模具限定在它们之间的模制腔。所述系统包括包覆面板坯件和加强材料坯件，其中包覆面板坯件具有面板图案，该面板图案包括由自由边缘和内部面板边界限定的多个面板。包覆面板坯件和加强材料坯件位于模制腔中。模制系统用来热粘合包覆面板坯件到加强材料坯件以使得加强材料坯件被配置为与内部面板边界和自由边缘的一个或多个对准。

在另一个方面，本发明致力于用于制造运动球包覆件的方法，该方法包括这样的步骤：形成第一包覆部分和第二包覆部分，其优选为半球包覆部分。每个包覆部分由已经热粘合到加强材料坯件的包覆面板坯件组成。包覆部分然后热粘合在一起。在优选的方面中，每个半球包覆部分包括具有五个侧边的中心五边形面板，其中所述中心五边形面板的每个侧边相邻于五个内部六边形面板的第一侧边，以及其中五个内部六边形面板的每个的第二侧边相邻于五个外部六边形面板的第一侧边，以及其中五个内部六边形面板的第三侧边相邻于五个外部五边形面板的第一侧边。第一和第二半球包覆部分的端部边缘的每个包括交替的六边形面板和五边形面板。六边形面板每个都具有完全没有加强材料的第一六边形面板边缘和第二和第三端部六边形面板边缘，该第二和第三端部六边形面板边缘的一部分覆盖有来自加强材料坯件的重叠加强材料。每个五边形面板都具有端部五边形面板边缘，其覆盖有重叠加强材料。在一个方面，热粘合第一包覆部分到第二包覆部分的步骤包括将没有来自于第一半球包覆部分的加强材料的第一端部六边形面板边缘与覆盖有来自于第二半球包覆部分的重叠加强材料的端部五边形面板边缘对准的步骤。在另一个方面，热粘合第一包覆部分到第二包覆部分的步骤包括将其一部分覆盖有来自于第一半球包覆部分的加强材料的第二和第三端部六边形面板边缘与其一部分覆盖有来自于第二半球包覆部分的重叠加强材料的第二和第三端部六边形面板边缘对准的步骤。

本发明还致力于一种模制设备，该模制设备包括第一外部电极和第二外部电极以使得第一和第二电极由电介质材料分开。所述模制设备还包括限定模制腔的第一模具和第二模具。第一包覆部分被放置在第一模具中，第二包覆部分被放置在第二模具中以形成第一包覆部分和第二包覆部分之间的重叠部分。所述设备然后用来通过施加交变电场在第一外部电极和第二外部电极之间而仅在重叠部分中热粘合第一包覆部分和第二包覆部分。

本发明的其他方面及其优点和新颖特征，将在之后的说明书中进行部分地描述，并且在查看以下内容之后对本领域内的技术人员部分将是明显的，或者可从本发明实施中可了解到。本发明的目的和优点可借助于特别地在所附权利要求中指出的手段和组合得以实现和获得。

附图说明

图1A是根据本发明做成的英式足球的透视图；

图1B是图1A所示的英式足球的一部分的横截面；

图2是示出用于形成包覆面板坯件的示例性的流动成型模制（flowmolding）设备的示意图；

图3A是是示例性的面板片材的顶部平面图，以及图3B是面板片材的底部平面图；

图4是图3A的面板片材沿着线4-4截得的横截面；

图5是已经从图3A、图3B和图4所示的面板片材冲切下的包覆面板坯件的顶部平面图；

图6是示例性加强材料坯件的顶部平面图；

图7A是根据本发明的用于形成英式足球的半球包覆部分的示例性流动成型模制设备的透视图；

图7B是示出用于形成英式足球的半球包覆部分的图7A的示例性流动成型模制设备的横截面的示意图；

图8A是当从将为球的内部看时的球包覆件的半球包覆部分的透视图。图8B是当从将为球的外部看时的球包覆件的半球包覆部分的透视图。加强材料已经被粘合到包覆材料；

图9A到9D示出了用于将两个球包覆件半球（每个为所述球的二分之一）结合在一起的模制设备。图9A和9B示出球包覆件的第一半球包覆部分和气囊被放置在一个模具中，以及图9C示出所述气囊如何用附连到管子的端部的针头从外部管子充填空气，其中所述管子的端部被引导穿过所述模具中的孔，优选所述模具中心的孔，以接合气囊中的空气阀。图9D示出球包覆件的第二半球包覆部分被放置在模制设备的另一半中。

图10A和10B示出用于将两个球包覆件半球包覆部分（每个为所述球的二分之一）结合在一起的模制设备。图10A是总体上在图10B的示意图中示出的模制设备的横截面。另外，图10A示出所述球的两个半球包覆部分是如何在模制腔中取向的。将认识到，将半球包覆部分分开的直线在横截面图中没有被绘出，而是用来描述总体上如图10C所示的球的半球包覆部分的对准；

图11示出用于在单个步骤中模制包括包覆面板坯件和加强材料坯件的整个英式足球包覆件的模制设备。

具体实施方式

本发明致力于一种运动球，该运动球包括多面板式的包覆件，其中所述面板的一个或多个侧边被粘合在一起而不需要缝合并且用位于面板的内表面上的加强材料在面板边界处进行加强。包覆件包括已经被加热粘合到加强材料坯件的包覆面板坯件。

现在参照图1到11，示出根据本发明的优选实施例的运动球10，例如英式足球。如图1A和1B所示，运动球10包括具有传统的空气阀25的可充气的气囊20。运动球10还包括加强包覆件30，其由已经被热粘合在一起的一个或多个包覆面板坯件35和一个或多个加强材料坯件65形成。包覆面板坯件35在其上具有面板图案，例如包括根据典型的英式足球图案的十二个五边形面板和二十个六边形面板的面板图案。面板图案由内部面板边界43限定，加强材料仅沿着内部面板边分界位以便模仿传统的接缝。一个或多个可选的中间层（未示出）可位于加强包覆件30和气囊20之间，如本领域内的技术人员已知的。

可充气的气囊20典型地由任何挠性材料做成。示例性的材料包括丁基橡胶，天然橡胶，丁基橡胶和天然橡胶的组合物，乳胶，及其他弹性材料。在特别优选的实施例中，气囊20由80%的丁基橡胶和20%自然橡胶做成。可充气的气囊适合于通过空气阀25充分地充气以在加强包覆件30内形成基本为球形的形状。

加强包覆件30包括已经被热粘合在一起的一个或多个包覆面板坯件35和一个或多个加强材料坯件65。如在此使用的，术语“热粘合”，或者其变体，被限定为两个元件之间的固定方法，其包括熔化或软化至少一个元件以使得这些元件的材料在冷却时彼此固定。通常，热粘合可包括熔化或软化包覆材料和加强材料以使得所述材料在冷却时被固定在一起。相应地，热粘合通常不包括使用缝合或者粘合剂。而是，两个元件通过热直接粘合。在一些情况下，然而，可利用缝合或粘合剂以补充通过热粘合进行的元件接合。

在一示例性方面，加强包覆件30包括由包覆材料做成的两个或更多包覆面板坯件。包覆面板坯件由面板片材形成，所述面板片材包括具有如下更详细论述的面板图案的连续的包覆材料片材。加强材料被施加到包覆面板坯件以便有助于热粘合包覆面板坯件在一起。

包覆材料32优选地包括一个或多个合成皮革，热塑性的氨基甲酸乙酯，聚氨酯，聚氯乙烯，热塑性弹性体，橡胶，各种其他的热塑性或热固性的材料，或其他合适的材料，不论是合成的还是天然的，它们通常是耐用的和耐磨的。在一些配置中，包覆材料可具有组合典型地被共同挤压成型的两种或更多种材料的层状配置。例如，包覆材料外部部分可由聚氨酯或聚氯乙烯形成，包覆材料的内部部分可由纺织品元件（例如，编织物或非编织物）形成。也就是说，充当衬垫或支撑件的纺织品元件可被粘合到聚氨酯或聚氯乙烯并且相邻气囊定位。包覆材料典型地具有在大约0.5毫米到4毫米（例如，大约0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，或4.0毫米）范围内的厚度。

在优选实施例中，具有面板图案40的面板片材37使用流动成型模制设备由包覆材料形成。大体上，如图2所示，示例性的流动成型模制设备110包括第一电极112和第二电极114，其中两者都被连接到电磁能量源（未示出），电磁能量源是可操作的以在电极之间产生交变的射频电场。交变的射频电场可在从1MHz到500MHz范围内的频率下产生，优选地在从10MHz到200MHz范围内的频率下产生，以及最优选地在27.12MHz或40.68MHz的频率下产生。典型地，能量被施加大约10到30秒（例如，大约10，15，20，25，或者30秒）。还包括在所述设备内的是第一模具116和第二模具118，它们一起在其间限定面板片材模制腔120。包覆材料32被布置在面板片材模制腔120内以便将包覆材料32模制成面板片材37。

已经使用图2的模制设备进行模制的示例性的面板片材37被示出在图3A、3B和4中。在一优选方面中，面板片材37的整个配置为以使得它大体上为平坦的。也就是说，如图4所示，每个多边形（例如，六边形和五边形面板）的顶点大致位于同一平面内。然而，面板片材37的面板图案40内的每个面板三维弯曲以遵循成品球10的曲率半径。面板图案内的面板由多个内部面板边界43分界。

将认识到，第一模具116具有用于形成面板片材中的面板图案40中的面板的顶部表面的多个图案化的面板凹陷117a和用于形成内部面板边界43的多个突起117b。同样地，第二模具118具有用于形成面板图案40中的面板的底部表面的多个面板突起119a和用于形成内部面板边界43的凹陷119b。凹陷和突起的配置和图案将取决于在最终比赛用球中所希望的面板图案。例如，在优选的方面，第一模具116的图案化的面板凹陷117a和突起117b将能够形成如图3A所示的面板片材37的顶部。同样地，第二模具118的面板突起119a和凹陷119b将能够形成如图3B所示的面板片材37的底部。

面板片材37还可以被模制成以使得它包括各种表面状况（topographical）特征或表面特征，例如，肋，通道，杆，图形，标记等。进一步地，表面特征可包括在所述表面上的鹅卵石状的或酒窝状的纹理（类似于传统篮球中的纹理）。尽管这样的表面状况特征或表面特征可在模制工艺过程中形成，但是，将认识到，这样的特征可在模制之后，例如通过用激光蚀刻或用合适的机械装置压花而得以施加。

在示例性的面板片材37中，面板片材37中的面板图案40包括多个多边形面板42，其由各种下陷，通道，或槽，突起，或脊（取决于是从顶部（例如，图3A）还是从底部（例如，图3B）观察）分界，它们被共同称为“内部面板边界”43。内部面板边界优选地具有模仿英式足球上的传统的手缝合接缝的尺寸。典型地，边界43的宽度大约为2毫米到6毫米（例如，大约2.0，2.2，2.4，2.6，2.8，3.0，3.2，3.4，3.6，3.8，4.0，4.2，4.4，4.6，4.8，5.0，5.2，5.4，5.6，5.8，或6.0毫米的宽度，优选大约为3.2到4.0毫米的宽度，以及更优选地为3.6毫米的宽度），并且具有的深度为大约1.0到2.0毫米（例如，大约1.0，1.2，1.4，1.6，1.8，或2.0毫米的深度，以及最优选地大约1.8毫米深度）。

示例性的面板图案40示于图3A和3B中。该面板图案40对应于英式足球的一个半球形部分的面板图案。面板图案40包括六个五边形面板44a，44b，44c，44d，44e，44f和十个六边形面板46a，46b，46c，46d，46e，46f，46g，46h，46i，46j。中心五边形面板44a的每个侧边相邻于五个内部六边形面板46a，46b，46c，46d，46e的第一侧边。五个内部六边形面板46a，46b，46c，46d，46e的每个的第二侧边相邻于五个相邻的外部六边形面板46f，46g，46h，46i，46j的第一侧边。五个内部六边形面板46a，46b，46c，46d，46e的每个的第三侧边也相邻于五个外部五边形面板44b，44c，44d，44e，44f的第一侧边。

本领域内的技术人员将认识到，面板片材37中的面板图案40可以为各种形式。例如，尽管示例性的面板图案40被描述为具有等边的五边形和六边形的形状，但是，所述面板可具有非等边的形状。面板图案可包括以棋盘形布置方式结合以形成包覆件的各种其他形状（例如，三角形的，正方形的，矩形的，五边形的，六边形的，梯形的，圆形的，椭圆形的），并且所述面板图案还可包括非规则的或非几何形状的形状。

在形成面板片材37之后，面板片材37被切割以形成包覆面板坯件35。包覆面板坯件包括面板图案40。多余的包覆材料32被移除以便提供围绕包覆面板坯件的周边的自由边缘，而面板图案40通过结合自由边缘和内部面板边界得以保持。多余的包覆材料32优选地通过冲切移除。

图5示出由图3A、3B和4的面板片材37形成的示例性的包覆面板坯件35。中心五边形面板44a与五个内部六边形面板46a，46b，46c，46d，46e由内部面板边界43分界。中心五边形面板44a不包含自由边缘48。五个内部六边形面板46a，46b，46c，46d，46e与中心五边形面板44a，五个外部六边形面板46f，46g，46h，46i，46j，以及五个外部五边形面板44b，44c，44d，44e，44f由内部面板边界43分界。每个内部六边形面板46a，46b，46c，46d，46e包含三个自由边缘48。每个外部六边形面板46f，46g，46h，46i，46j具有五个自由边缘48，以及每个外部五边形面板44b，44c，44d，44e，44f具有四个自由边缘48。多边形面板一体连接成以使得它们由一片包覆材料形成，但是由如上论述的内部面板边界分界。

如下更充分论述的，在该示例性的实施例中，包覆面板坯件的自由边缘48被热粘合在一起以形成半球包覆部分50，并且还沿着自由边缘48和内部面板边界43热粘合到加强材料坯件65。

加强材料坯件65由加强材料60组成。加强材料60优选地包括以下的一种或多种：合成皮革，热塑性的氨基甲酸乙酯，聚氨酯，聚氯乙烯，热塑性弹性体，橡胶，各种其他的热塑性或热固性材料，或其他合适的材料，不论合成还是天然的，它们通常是耐用的和耐磨的。在一些配置中，包覆材料可具有层状配置，该层状配置结合典型地被共同挤压成型的两种或更多种材料。例如，包覆材料的外部部分可由聚氨酯或聚氯乙烯形成，包覆材料的内部部分可由纺织品元件（例如，编织物或非编织物）形成。也就是说，充当衬垫或支撑件的纺织品元件可粘合到聚氨酯或聚氯乙烯并且紧邻所述气囊定位。加强材料60可以是与包覆材料32相同的或不同的。加强材料的厚度大约为0.5毫米到4毫米（例如，大约为0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，或4.0毫米）。

包覆材料和加强材料的选择，以及每个的厚度的选择，被优选地选择为以使得每个以及气囊的总重量符合适用的运动规则，例如，英式足球情况下的国际足联的运动规则。

加强材料65被配置为和成形为以使得其可与包覆面板坯件35的自由边缘48，和优选地还有内部面板边界43对准以形成加强球包覆件或包覆部分。加强材料坯件65典型地通过将合适的材料冲切成希望的配置而进行制备。

示例性的加强材料坯件65示出在图6中。加强材料坯件65包括多个连接的多边形轮廓70，其中所述多边形轮廓的每个顶点72包含从其延伸的放射状臂74。每个多边形轮廓的一个放射状臂74具有Y状的端部76，而每个多边形轮廓的四个其他放射状臂74大致是直线的且是等长的。典型地，加强材料坯件的宽度大约为6到25毫米（例如，大约为6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，或25毫米，和优选地大约10到18毫米，和最优选地大约14毫米的宽度）。该宽度被设计成以遵循传统的手缝合接缝的宽度。在一些实施例中，加强材料坯件的宽度比传统的手缝合接缝稍宽以便改进所述球的整体性能。

将容易认识到，加强材料坯件65的配置可包括多个加强材料坯件部分而不是如图所示的单个加强材料坯件。例如，图6所示的五个五边形轮廓的每个可是单独的加强材料坯件部分。进一步地，每个五边形的各部分可单独制造（例如，加强材料坯件部分可以为五边形的两个侧边）。由单片加强材料组成的加强材料坯件65（与多个部分相反）是优选的，因为它减少了与运动球的制造有关的时间。

进一步地，将认识到，加强材料坯件65的配置将根据包覆面板坯件35中的面板图案40变化。因而，加强材料坯件可根据包覆面板坯件中的面板图案40的特性而包括三角形的，正方形的，矩形的，五边形的，六边形的，梯形的，圆形的，或者甚至椭圆形的轮廓。

在形成包覆面板坯件35和加强材料坯件65之后，这两个然后热粘合在一起以形成所述比赛用球的包覆件或包覆部分。在优选实施例中，所述材料使用流动成型模制设备，例如使用电介质加热，被粘合在一起。示例性流动成型模制设备200示出在图7－8中。通常，流动成型模制设备包括顶部电极212和底部电极214，其中两者都被连接到电磁能量源（未示出），电磁能量源是可操作的以在电极之间产生交变的射频电场。电极212，214优选地为球状的以使得球的半球将被均匀加热，如通常在Marc的美国专利号4,268,238中论述的，该美国专利以参考的方式被并入。

还包括在所述设备内的是第一模具和第二模具。如图7B所示，第一模具包括阴球包覆件模具216，第二模具包含阳球包覆件模具218，它们一起在它们之间限定模制腔220。阴球包覆件模具216是半球形形状，并且包含用于接收包覆面板坯件35中的面板图案40中的相应面板的多个图案化的面板凹陷217a以及要与内部面板边界43和自由边缘48对准的突起217b。同样地，阳球包覆件模具218包含要与包覆面板坯件35的面板图案40中的相应面板对准的多个面板突起219a以及用于接收与所述包覆面板坯件35的内部面板边界43和自由边缘48对准的加强材料坯件65的凹陷219b。阴球包覆件模具216和阳球包覆件模具218被对准以使得加强材料坯件65与包覆面板坯件35的自由边缘48，以及还优选地与内部面板边界43，对准。

为了热粘合，交变电场可产生在从1MHz到500MHz的频率下，优选地产生在从10MHz到200MHz范围内的频率下，以及最优选地产生在27.12MHz或40.68MHz下。能量典型地施加大约10到80秒（例如，大约10，20，30，40，50，60，70，或80秒）。加强材料坯件65因而热粘合到包覆面板坯件35以使得加强材料沿着包覆面板坯件35的所有或部分的自由边缘（其被热粘合并且因而在热粘合之后不再“自由”）定位，以及优选地沿着内部面板边界48，定位。球包覆件的第一半球包覆部分50因而形成，其大致示出在图8A和8B中。球包覆件的第二半球包覆部分52可被做成相似的形式（因而图8A和8B被标记为半球包覆部分50，52）。

为了组装运动球，加强球包覆件30的第一和第二半球包覆部分50，52被热粘合在一起。在有关的方面中，球包覆件的第一和第二半球包覆部分50，52仅在每个半球包覆部分的重叠区域处热粘合在一起。两个半球包覆部分50，52中的一个还具有在面板之一中，例如在中心五边形面板44a中，的用于气囊阀25的位置的冲切孔55。

图9A－9D示出了用于将球包覆件的半球包覆部分50，52热粘合在一起的第一示例性模制设备300。该模制设备包含第一屏障312和第二屏障314，其中两者都屏蔽来自为可操作的以产生微波热和功效的能量源的电磁能量以将微波能俘获在所述设备内部。典型地，能量被施加大约1到3分钟。微波能优选地通过在两个半球包覆部分50，52的重叠部分之间的中心处且具有大约所述重叠部分的尺寸的宽度的波导管305而产生。所述重叠部分优选地位于微波能的正弦波的波峰处以使得大部分的微波能位于所述两个半球包覆部分的重叠部分上。还包括在所述设备内的是第一模具316和第二模具318，它们共同限定它们之间的模制腔。第一和第二模具316，318每个都接收所述加强球包覆件30的半球包覆部分50，52之一。因而，所述模具优选地包含用于接收包覆件中的面板的面板凹陷和用于接收内部面板边界的突起。图9A，9B和9C示出了具有连接到管子27的空气阀25的气囊20。管子27被插入到半球包覆部分之一中的孔55中并且还穿过第一模具316和屏障312中的孔310（图9C）。管子27被连接到能够根据所需为气囊20充气或放气的调压器（未示出）。所述模具闭合，然后气囊20优选地通过位于管子27端部处的针头典型地充气到0.6巴到0.8巴之间。加强球包覆件30的第一和第二半球包覆部分50，52在旋转球包覆件时，优选地至少360度时，使用微波能热粘合在一起，以便沿着球包覆件的整个周缘在两个半球形部分50，52的重叠区域中均匀加热。球包覆件可使用旋转装置317，例如链条，齿轮等，旋转，或者甚至手动地旋转。在根据需要将半球包覆部分50，52一起加热并且给气囊20充气后，形成运动球10。加强包覆件30因而包括具有多个面板的包覆材料，其中所述加强材料沿着所述包覆材料的内部面板边界热粘合，以及沿着之前的“自由”边缘（其在热粘合之后不再自由）热粘合。插入到球包覆件的半球包覆部分之一中的孔55中的空气阀25允许根据需要给气囊20充气或放气。

图10A和10B示出了用于将球包覆件的半球包覆部分50，52的每个热粘合在一起的第二示例性模制设备400。模制设备包含第一电极412和第二电极414，其中两者都被连接到电磁能量源（未示出），电磁能量源是可操作的以在电极之间产生交变电场。电极412，414优选地为半球形形状，但是还可以构成环，该环大致位于球的两个半球包覆部分50，52的重叠部分51之上和之下。交变电场可产生在从1MHz到500MHz范围内的频率下，优选地产生在从10MHz到200MHz的范围内的频率下，以及最优选地产生在27.12MHz或40.68MHz频率下。典型地，能量被施加大约10到40秒（例如，大约10，15，25，30，35，或40秒）。还包括在所述设备内的是第一外部模具416和第二外部模具418，它们共同限定它们之间的球模制腔。如图10A所示，第一和第二模具416，418每个接收加强球包覆件30的半球包覆部分50，52。因而，模具416，418优选地包含用于接收包覆件中的面板的面板凹陷和用于接收内部面板边界的突起。

模制设备400还包括环422，其由电介质材料，例如聚乙烯或聚丙烯，组成，该电介质材料将电极412，414分开。在图10A中，两个电介质材料环被示出：一个环422a，当模制设备处于闭合位置时，该环相邻于第一电极412；另一个环422b，当模制设备处于闭合位置时，该环相邻于第二电极414。还将认识到，环422可包括第一和第二模具416，418的一部分，其也由电介质材料组成。电介质材料的环422具有大约为热粘合在一起以形成最终球10的两个半球包覆部分50，52的每个的重叠部分51的尺寸的宽度。销，螺钉，闭锁，舌状件/槽或者其他的结合装置可用来将所述模具固定在一起。

为了构造根据该实施例的比赛用球，流动成型模制设备的第一模具416和第二模具418被分开。加强球包覆件30的第一和第二半球包覆部分50，52（与气囊20一起，为了简洁在图10A中未示出气囊20）被放置在所述模具的模制腔内。模具被闭合，气囊（通过模具和一个半球包覆部分中的孔，大致如上所述）被典型地充气在0.6巴和0.8巴之间。气囊起到内部模具的作用以帮助保持两个半球形部分对准。加强球包覆件30的第一和第二半球包覆部分50，52优选地使用电介质加热被热粘合在一起。交变射频电场能产生在电极之间。将认识到，半球包覆部分50，52的介电常数大于气囊20内的空气的介电常数，并且还大于模具416，418和电介质环422a，422b的介电常数。例如，在典型的实施例中，气囊内的空气的介电常数大约为1，电介质环的介电常数大约为2，外部模具416，418的介电常数大约为3，半球包覆部分的介电常数大约为6。从而，电流优选地行进通过位于第一和第二电极412，414之间的重叠部分51中的半球包覆部分50，52。结果，与交变电场有关的能量优选地被在两个半球包覆部分50，52的重叠部分之间引导从而将两个半球包覆部分50，52热粘合在一起。在将半球包覆部分50，52加热在一起之后，形成最终的运动球10。加强包覆件因而包括由多个面板组成的包覆材料，其中加强材料沿着包覆材料的内部面板边界热粘合，以及沿着之前的“自由”边缘（其在热粘合之后不再自由）热粘合。被插入到球包覆件的半球包覆部分之一的孔55中的空气阀25允许根据需要给气囊20充气或放气。

图10C示出了在热粘合工艺过程中大致在图8A和8B中所示的球包覆件的两个半球包覆部分50，52的对准。在示例性实施例中，每个半球包覆部分50，52的边缘包括与第二多边形面板（五边形面板44）交替的第一多边形面板（六边形面板46）。六边形面板46每个都具有三个端部六边形面板边缘：完全没有加强材料的第一端部六边形面板边缘45a，和第二和第三端部六边形面板边缘45b，45c，其一部分被覆盖有来自加强材料坯件65的重叠加强材料。也就是说，如图8B和10C最佳所示，第二和第三端部六边形面板边缘45b，45c每个都具有没有加强材料的第一端部六边形面板边缘部分47和具有重叠加强材料的第二端部六边形面板边缘部分49。五边形面板44每个都具有覆盖有重叠加强材料的端部五边形面板边缘45d（图8B和图10C）。

图10C示出两个半球包覆部分50，52如何在模制腔内对准的。来自第一半球包覆部分50的每个第一端部六边形面板边缘45a（没有加强材料）与具有来自第二半球包覆部分52的重叠加强材料的每个端部五边形面板边缘45d对准。进一步地，其一部分覆盖有来自第一半球包覆部分50的重叠加强材料的第二和第三端部六边形面板边缘45b，45c的每个与其一部分覆盖有来自第二半球包覆部分52的加强材料的第二和第三端部六边形面板边缘45b，45c对准。也就是说，没有来自第一半球包覆部分50的加强材料的第一端部六边形面板边缘部分47与相应的具有来自第二半球包覆部分52的重叠加强材料的第二端部六边形面板边缘部分49对准。结果，加强材料在当两个半球包覆部分50，52如此对准时覆盖并重叠所有的端部边缘45a，45b，45c。热粘合然后被施加到半球包覆部分50，52，优选地限于重叠区域51，以使得两个半球包覆部分形成最终的球10。将认识到，该对准可用于图9或图10所示的任何一个示例性模制设备。

在另一个示例性实施例中，包覆面板坯件35被热粘合到适于在单个步骤中形成加强包覆件30的流动成型模制设备500中的加强材料。也就是说，并非在第一步骤中形成两个半球包覆部分50，52（或多个其他的部分），然后在第二步骤中热粘合在一起，而是整个球加强包覆件30在单个步骤中形成。

示例性流动成型模制设备500示出在图11中。总体上，流动成型模制设备包括外部电极512和罩在气囊20中的内部导电流体。内部导电流体起到内部电极514的作用。外部电极512和内部电极514都被连接到电磁能量源（未示出），电磁能量源是可操作的以在电极之间产生交变电场。还包括在所述设备内的是外部模具516。气囊20起到内部模具518的作用。模制腔被限定在外部模具516和内部模具（气囊）518之间。整个配置（外部电极512和外部模具516二者）是球状形状，虽然外部电极512和外部模具516可包括多个部分550，552以允许放置包覆面板坯件35，加强材料坯件65，气囊20，和最终的球10到所述设备中以及将它们从所述设备中移除。外部模具516包含用于接收包覆面板坯件35中的面板图案40中的相应的面板的多个图案化的面板凹陷517a以及要与包覆面板坯件35的内部面板边界43和自由边缘48对准的突起517b。进一步地，外部电极和外部模具512具有至少一个孔519，其中导电流体514可被注入或移除，和/或射频发生器可附连到电极。

为构造根据该实施例的英式足球，流动成型模制设备的第一部分550和流动成型模制设备的第二部分552被分开。包覆面板坯件的多边形面板然后在外部模具516的相应的面板凹陷517a内对准。突起517b与包覆面板坯件35的内部面板边界43和自由边缘48对准。加强材料坯件65然后被放置在包覆面板坯件35之上以使得包覆面板坯件35的内部面板边界43和自由边缘48与加强材料坯件65对准。胶带或其他的粘合剂可用来临时地固定加强材料坯件65到包覆面板坯件35。模制设备的部分550，552然后被闭合。另外的液体导电材料可通过孔519注入到气囊20中以保证气囊充填模制腔的内部并提供足够的压力。液体导电材料推动气囊20抵靠加强材料坯件65和包覆面板坯件35并且因而气囊20起到内部模具418的作用。

交变电场然后产生在外部电极512和内部电极514之间。交变电场可产生在从1MHz到500MHz的范围内的频率下，优选地产生在从10MHz到200MHz的范围内的频率下，以及最优选地产生在27.12MHz或40.68MHz的频率下。模制设备的部分550，552然后被打开以移除具有加强包覆件30的球10。加强包覆件因而包括由多个面板组成的包覆材料，其中加强材料沿着包覆材料的内部面板边界热粘合，以及沿着之前的“自由”边缘（其在热粘合之后不再自由）热粘合。液体传导流体然后可经由孔519被移除，气囊20可使用已经被插入到孔519中的空气阀25充空气或其他气体。

尽管上述实施例利用了充填有导电流体的气囊20作为内部电极514，但是该内部电极可由其他材料组成。例如，内部电极514可包括已经被涂覆有导电材料（例如银）的气囊20。气囊20可充填有液体或气体（例如空气）。涂覆在气囊20上的导电材料因而在热粘合工艺过程中起到内部电极514的作用。

如上所述的，本发明关于各种实施例进行了描述。在一个实施例中，加强包覆件30包括两个半球包覆部分50，52，每个半球包覆部分50，52包括近似50%的球包覆件。每个半球包覆部分包括热粘合在一起的包覆面板坯件35和加强材料坯件65。半球包覆部分50，52的每个然后被热粘合在一起以形成整个球10。在第二实施例中，包覆件包括包覆面板坯件35和加强材料坯件65，它们热粘合在一起以在单个步骤中形成球状的加强包覆件30以使得没有形成中间半球包覆部分50，52。

根据以上所述，将认识到，可利用一个或多个包覆面板坯件35和一个或多个加强材料坯件65。例如，每个包覆面板坯件可包括大约10%，20%，30%，40%，50%，60%，70%，80%，90%的球包覆件，或它们的一些组合。作为更具体的例子，半球包覆部分可使用包括两个六边形面板和五边形面板的四个包覆面板坯件以及包括两个五边形面板和两个六边形面板的第五包覆面板坯件得以形成。也就是说，第一包覆面板坯件可包括内部五边形面板44a，内部六边形面板46a，外部六边形面板46f，和外部五边形面板44b。第二包覆面板坯件可包括内部六边形面板46b，外部六边形面板46g，和外部五边形面板44c。第三包覆面板坯件可包括内部六边形面板46c，外部六边形面板46h，和外部五边形面板44d。第四包覆面板坯件可包括内部六边形面板46d，外部六边形面板46i，和外部五边形面板44e。第五包覆面板坯件可包括内部六边形面板46e，外部六边形面板46j，和外部五边形面板44f。包覆面板坯件35的各种图案和配置基本上没有限制。同样地，加强材料坯件65的多边形轮廓不必被连接在一起，每个多边形的各个部分可单独制造（例如，五边形的两个侧边）。本发明想到包覆面板坯件35和加强材料坯件65的各种组合，只要加强材料与内部面板边界对准。

可以预见到，根据本发明做成的运动球具有能提高所述球的性能的结构元件。加强材料模仿其中单个面板被手缝合在一起以形成内部接缝的传统的运动球的整个配置。然而，通过模制包覆件，运动球与可在手缝合时具有不完美性的球相比是完美的球形。另外，通过消除对包覆件中的缝合接缝的需要，可制备防水球。进一步地，包覆件的结构继续允许球在冲击位置的变形。从而，在英式足球的情况下，例如，英式足球将以类似于其中面板是手缝合在一起的传统的英式足球的方式旋转。通常，具有根据本发明的包覆件的球实际上应当比使用手缝合面板做成的传统的相应运动球更快地回弹到它的原始形状。这是有利的，因为根据本发明的运动球在空气将展现出更少的摆动。

从以上所述，将看到本发明非常适合于获得在本文中以上所述的所有目标和目的以及其他优点，这是明显的且是本发明固有。因为许多可能的实施例可由本发明形成而不背离它的范围，将理解到，在此所述或在附图中所示的所有事项要被理解为说明性的而不是限制性的。尽管已经示出和论述了具体的实施例，但是当然可进行各种改型，并且本发明不限于在本文中描述的部件和步骤的具体形式或布置，除非这样的限制包括在以下权利要求中。进一步地，将理解到，某些特征和子组合具有实用性并且可在没有参照其他特征和子组合的情况下使用。这由权利要求的范围构想到并且位于权利要求的范围内。

Claims (25)

1.一种用于制造运动球的加强包覆部分的方法，包括：

在模制设备中模制连续的包覆材料面板片材，其中所述连续的包覆材料面板片材包括多个面板，每个面板弯曲以具有所述运动球的曲率半径，其中所述连续的包覆材料面板片材配置为以使得所述面板的每个一体连接到所述片材的相邻的面板；

从所述连续的包覆材料面板片材切割包覆面板坯件；

提供由加强材料形成的加强材料坯件；以及

粘合所述包覆面板坯件到所述加强材料坯件以提供加强包覆部分。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述包覆面板坯件包括六个五边形面板和十个六边形面板。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述粘合步骤包括热粘合所述包覆面板坯件到所述加强材料坯件。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述粘合步骤包括利用粘合剂粘连所述包覆面板坯件到所述加强材料坯件。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述加强材料坯件包括多个连接的多边形轮廓。

6.如权利要求1的方法，其中，所述包覆面板坯件的所述面板由内部面板边界和自由边缘限定，其中所述方法进一步包括对准所述加强材料坯件与所述内部面板边界和所述自由边缘的一个或多个以使得所述加强材料坯件沿着所述内部面板边界和所述自由边缘粘合到所述包覆面板坯件。

7.如权利要求6所述的方法，其中，在所述粘合步骤过程中，所述包覆材料和所述加强材料沿着所述内部面板边界和所述自由边缘流到一起。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述模制设备包括：

第一电极和第二电极；

定位在所述第一和第二电极之间的第一模具和第二模具，其中所述第一和第二模具在它们二者之间限定模制腔；以及

可操作以在所述第一和第二电极之间以及跨过所述模制腔产生交变电场的能源。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述模制步骤包括：

将所述包覆材料放置在所述模制腔中；以及

通过跨过所述模制腔产生所述交变电场而加热所述包覆材料以形成所述连续的包覆材料面板片材。

10.如权利要求1所述的方法，其中，所述包覆面板坯件包括由编织物或者非编织物支撑的聚氨酯、聚氯乙烯、合成皮革或者其组合。

11.一种用于制造运动球的加强包覆部分的方法，包括：

在模制设备中模制连续的包覆材料面板片材，其中所述连续的包覆材料面板片材包括多个面板，每个面板弯曲以具有所述运动球的曲率半径，其中所述连续的包覆材料面板片材配置为以使得所述面板的每个一体连接到所述片材的相邻的面板；

从所述连续的包覆材料面板片材切割包覆面板坯件；

提供包括由加强材料形成的多个连接多边形轮廓的加强材料坯件；以及

粘合所述包覆面板坯件到所述加强材料坯件的所述连接多边形轮廓以提供加强包覆部分。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述包覆面板坯件包括六个五边形面板和十个六边形面板。

13.如权利要求11所述的方法，其中，所述粘合步骤包括热粘合所述包覆面板坯件到所述加强材料坯件。

14.如权利要求11所述的方法，其中，所述粘合步骤包括利用粘合剂粘连所述包覆面板坯件到所述加强材料坯件。

15.如权利要求11所述的方法，其中，所述包覆面板坯件的所述面板由内部面板边界和自由边缘限定。

16.如权利要求15所述的方法，进一步包括对准所述加强材料坯件与所述内部面板边界和所述自由边缘的一个或多个以使得所述加强材料坯件沿着所述内部面板边界和所述自由边缘粘合到所述包覆面板坯件。

17.如权利要求16所述的方法，其中，在所述粘合步骤过程中，所述包覆材料和所述加强材料沿着所述内部面板边界和所述自由边缘流到一起。

18.如权利要求11所述的方法，其中，所述模制设备包括：

第一电极和第二电极；

定位在所述第一和第二电极之间的第一模具和第二模具，其中所述第一和第二模具在它们二者之间限定模制腔；以及

可操作以在所述第一和第二电极之间以及跨过所述模制腔产生交变电场的能源。

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述模制步骤包括：

将所述包覆材料放置在所述模制腔中；以及

通过跨过所述模制腔产生所述交变电场而加热所述包覆材料以形成所述连续的包覆材料面板片材。

20.如权利要求11所述的方法，其中，所述包覆面板坯件包括由编织物或者非编织物支撑的聚氨酯、聚氯乙烯、合成皮革或者其组合。

21.一种用于制造运动球的方法，包括：

形成第一加强包覆部分，其包括步骤：在模制设备中模制第一连续包覆材料面板片材，其中所述第一连续包覆材料面板片材包括多个面板，每个面板弯曲以具有所述运动球的曲率半径，其中所述第一连续包覆材料面板片材配置为以使得所述面板的每个一体连接到所述片材的相邻的面板；从所述第一连续包覆材料面板片材切割第一包覆面板坯件；提供由加强材料形成的第一加强材料坯件；以及粘合所述第一包覆面板坯件到所述第一加强材料坯件以提供第一加强包覆部分；

形成第二加强包覆部分，其包括步骤：在模制设备中模制第二连续包覆材料面板片材，其中所述第二连续包覆材料面板片材包括多个面板，每个面板弯曲以具有所述运动球的曲率半径，其中所述第二连续包覆材料面板片材配置为以使得所述面板的每个一体连接到所述片材的相邻的面板；从所述第二连续包覆材料面板片材切割第二包覆面板坯件；提供由加强材料形成的第二加强材料坯件；以及粘合所述第二包覆面板坯件到所述第二加强材料坯件以提供第二加强包覆部分；以及

粘合所述第一加强包覆部分到所述第二加强包覆部分。

22.如权利要求21所述的方法，其中，所述第一加强包覆部分和所述第二加强包覆部分每个包括所述运动球的半球包覆部分。

23.如权利要求21所述的方法，其中，通过施加交变电场，所述第一加强包覆部分粘合到所述第二加强包覆部分。

24.如权利要求21所述的方法，其中，通过施加交变电场，所述第一和第二包覆面板坯件分别粘合到所述第一和第二加强材料坯件。

25.如权利要求21所述的方法，其中，通过利用粘合剂，所述第一和 第二包覆面板坯件分别粘合到所述第一和第二加强材料坯件。