CN1703261A - 具有自备双效充气机构的运动球 - Google Patents

Abstract

一种可充气运动球，例如篮球、橄榄球、足球、排球或运动场用球，具有一个或多个自备充气机构，用于给球充气或增压。该机构是一种被定位并保持在球内的、可从球外侧操作以将周围空气泵送入球内的泵。该泵是一种双效泵，在前进冲程和返回冲程中都允许将空气加入球内。

Description

具有自备双效充气机构的运动球 本申请要求2002年12月20日提交的美国临时发明申请 NO.60/435,222为基础的优先权。

技术领域

本发明涉及一种含有给球充气或增压用的整体机构的运动或游戏球。所述充气机构是双效泵而不是当前在某些可充气运动球中可用的单效泵。

背景技术

常规的可充气运动球，例如篮球、橄榄球、足球、排球和运动场用球，都是通过传统的充气阀并利用一个独立的充气针来进行充气的，其中该充气针穿过球上的一个自动封闭的充气阀而插入。一个独立泵，例如传统的自行车打气筒与充气针相连，并用该泵给球充气。然后将充气针从充气阀拔出，于是该充气阀自动封闭以保持球内的气压。这种系统工作状况良好，除非在所述球需要充气或增压但是针和/或泵不是触手可及的情况。

最近，具有整体泵的可充气运动球已经得到发展，但是这些泵只是单效泵。如果需要增加相对较大的压力，加入空气和增加球的压力会很费时。这是因为泵较小并且在每个冲程不能增加大量的空气。

发明内容

本发明的目的是无需独立的充气设备例如独立的充气针和泵就可以给运动球充气或增压，以及通过减少在其它情形所需的冲程的数量能够更迅速地增加空气。

本发明提供一种具有自备双效充气机构的运动球。本发明还提供一种具有多个自备充气机构的球，其中至少其中一个充气机构是双效型的。这里所使用的“双效”或“双重作用”泵或充气机构指的是在内向冲程(下行冲程)和排气冲程(上行冲程)的过程中都增加空气的泵。再次重申的是，双效泵沿着两个抽吸作用方向将空气引入球内。

更具体地说，本发明涉及一种具有至少一个自备泵装置的运动球，该泵装置可从球外侧操作并将周围空气泵送入球内以获得期望的压力。此外，所述泵是双重作用泵或双效泵。在前进冲程和返回冲程中泵的双重作用通过在该每个冲程中将空气吸入独立的腔内可将空气引入可充气运动球的内部。后面将更具体地描述该双效泵。所述泵机构还可具有卸压机构和/或压力指示装置。

在第一方面，本发明提供一种具有整体泵的运动球。该球包括适于保持受压空气的柔性球主体。该主体还具有一个孔。所述球还包括设置在孔中并保持在球主体内的泵。该泵包括缸、设在该缸内的活塞、以及构造成在活塞从伸出位置向插入位置移动的过程中将空气吸入球主体内的阀组件。所述阀组件还构造成在活塞从插入位置向伸出位置移动的过程中也将空气吸入球主体内。

在另一方面，本发明提供一种具有改变球内气压用的整体双效泵组件的可充气的球。该球包括具有适于保持受压空气用的内部区域的橡胶球胆。该球还包括设在橡胶球胆周围的外层。该球还包括设在橡胶球胆的内部区域中的泵组件。该泵组件包括密封地设在与橡胶球胆紧固的缸内的可移动活塞。该活塞在前进冲程和返回冲程中都可移动。所述泵组件通过在前进冲程或返回冲程中移动活塞而将空气输送至橡胶球胆的内部区域。

在再一方面，本发明提供一种具有改变球内气压用的整体双效泵组件的可充气运动球。该球包括具有内部区域的球胎，该内部区域用于保持压力大于常压的空气。所述球胎具有一个位于内部区域与球外部之间的孔。该球还包括设置在孔内并伸入内部区域的泵组件。该泵组件包括泵缸，其包括开口端、喷嘴端、和在开口端与喷嘴端之间延伸的圆柱形侧壁。所述缸具有一个基本中空的内部。泵组件还包括泵活塞，其具有顶盖端、密封端、和在顶盖端与密封端之间延伸的管状壁。所述活塞具有一个基本中空的可从密封端进入的内部。所述活塞设置在缸的中空内部内并可在前进位置与返回位置之间移动，在该前进位置处所述活塞的密封端接近所述缸的喷嘴端，在该返回位置处所述活塞的密封端接近所述缸的开口端。在所述活塞从前进位置向返回位置或从返回位置向前进位置移动的过程中，空气被输送至球胎的内部区域。

在另一方面，本发明提供一种适于与可充气运动球结合的双效泵。该泵包括缸，其具有首端、喷嘴端、以及在它们之间延伸的圆柱形侧壁。该侧壁具有外表面和与之方向相对的内表面。所述缸具有一个基本中空的可从首端和喷嘴端进入的内腔。所述泵还包括设置在所述缸的中空内腔中的可移动活塞。该活塞具有顶盖端、密封端、和在它们之间延伸的管状壁。所述活塞具有一个中空的可从密封端进入的内部区域。所述泵还包括一个空气输送管，其在所述缸的中空内腔内以及在所述活塞的中空内部区域内延伸。该空气输送管紧固于所述缸的喷嘴端。

根据说明书、附图和权利要求书，本发明的这些和其它的目的和特征将会变得很清楚。

附图的简要描述

以下是附图的简要说明，这些附图的介绍仅是为了例证本发明而非为了限制本发明。

图1是篮球的部分剖视图，该篮球采用根据本发明的优选双效泵

实施例；

图2是橄榄球的部分剖视图，该橄榄球采用根据本发明的优选双效泵实施例；

图3是图1所示的部分篮球的详细剖视图，其示出了本发明双效泵用的优选安装构造；

图4是优选双效泵实施例的活塞部件的详细示意图；

图5是优选双效泵实施例的泵缸部件的详细示意图；

图6是根据本发明的优选双效泵的剖视图，其示出了在前进冲程中泵的第一腔内的气流；

图7是优选双效泵的剖视图，其示出了在返回冲程中第一腔内的气流；

图8是优选双效泵的剖视图，其示出了在前进冲程中第二腔内的气流；

图9是优选双效泵的剖视图，其示出了在返回冲程中第二腔内的气流；

图10是优选的缸盖的透视图，其用于紧固游戏球内的双效泵；

图11是游戏球的部分剖视图，其示出了双效泵、缸盖与套之间的安装构造；

图12是用于本发明双效泵的优选喷嘴部件的剖视图；

图13是用在图12的喷嘴部件中的优选鸭嘴阀的剖视图；

图14是根据本发明的游戏球的另一优选实施例。

具体实施方式

本发明涉及一种具有整体双效泵的运动或游戏球。该泵被保持在球内并可容易地将空气引入球内并由此给球充气。

所述泵优选包括三个部件，缸、设在缸内的活塞、和阀组件。缸中的活塞可在伸出位置与插入位置之间移动。阀组件包括这里将更详细描述的多个阀，在活塞沿着每个方向移动的过程中该多个阀能够使空气进入球内。也即，在活塞从伸出位置移至插入位置的过程中将空气引入球内。而且，在活塞从插入位置移至伸出位置的过程中也将空气引入球内。此外，活塞不必沿着整个行程长度也即在完全伸出位置与完全插入位置之间发生移动、或反之亦然。本发明独特的泵在活塞沿着任一方向移动的过程中将空气传送给球。然而，要理解的是，活塞沿着任一方向行进某一最小距离或阈值距离是必须的，以便获得足够的压力以促使空气进入球内。

参照图1，其示出的运动球10具有本发明的优选充气泵5实施例。所示的球是一种典型的包括球胎的篮球构造，该球胎具有保持空气用的橡胶球胆12、由尼龙层或聚酯涤纶纱层组成的在球胆12周围缠绕的层14，和外橡胶层16。要理解的是，“球胎”指的是球的柔性主体。对于叠层球，可采用皮革或合成材料的附加外层18，该层18优选包括用粘合剂粘合并通过冷塑法固定在层16上的面板。绕层14为任意定向，厚度为两层或三层，并且它们形成一个不能扩展至明显程度的层。当所充气超过其正常作用压力时，这种由绕层14形成的层还限定球10膨胀至任何超过其规定尺寸的显著程度。这种用于橄榄球、排球和足球的层14称为衬里层，并通常由用柔性粘合剂树脂例如乙烯基或乳胶橡胶浸渍过的棉或聚酯织物组成。外层18可缝合用于某些运动球，例如足球或排球。可选的该外层可以具有泡沫层背衬或一个独立的泡沫层。

图2根据本发明示出了具有充气泵5的橄榄球110。橄榄球110包括球胎，该球胎具有保持空气用的橡胶球胆112、和皮革或合成材料的外层118。要理解的是，橄榄球110的球胎可包括一个或多个附加层例如绕层或加强层、泡沫或背衬层、和第二橡胶衬里层。

其它的运动球结构，例如通过模制工艺如吹塑法制造的运动球，也可用于本发明。对于模制运动球的工艺的实例，参见美国专利NO.6,261,400，该专利在这里一并作为参考。

适于用作球胆的材料包括，但不限于，丁基合成橡胶、乳胶、氨基甲酸乙酯(urethane)、和本领域公知的其他橡胶材料。适于绕层的材料的实例包括，但不限于，尼龙、聚酯等。适于用作外层或覆盖层的材料的实例，包括，但不限于，聚氨酯，包括热塑聚氨酯；聚氯乙烯(PVC)；皮革；合成皮革；和复合皮革。适于用作可选泡沫层的材料包括，但不限于，氯丁二烯橡胶、SBR、TPE、EVA、或能够进行高或低能量吸收的任何泡沫。经济可取的高或低能吸收泡沫的实例包括可从Aearo EAR Specialty composites公司得到的CONFOR^TM敞开式(open-celled)聚氨酯泡沫，和可从Dupont Dow Elastomers得到的NEOPRENE^TM(聚氯丁二烯)泡沫。

参照图3，本发明球10的球胎在其形成过程中集成一个橡胶泵套或壳体20，该套20限定一个中心开口和一个外延凸缘22，该凸缘优选利用橡胶粘合剂与球胆12粘结。该套20优选地设在橡胶球胆12与绕层14之间。该套20可由任何合适的材料例如丁基橡胶、天然橡胶、聚氨酯橡胶、或本领域公知的任何合适的弹性体或橡胶材料、或它们的组合物构成。在模制和缠绕(winding)工艺过程中将模制栓塞(未示出)插入所述套开口内以保持该中心开口的适当形状并在制造过程中允许球胆12被充气。模制栓塞优选为铝、复合物或橡胶，而最优选为铝。通过套20限定的中心开口具有一个凹槽24以保持从泵缸顶端延伸的凸缘，后面将对其进行更详细描述。泵缸可利用任何合适的柔性粘合剂(例如环氧树脂(epoxy)、氨基甲酸乙酯(urethane)、氰基丙烯酸盐粘合剂、或本领域公知的任何其它柔性粘合剂)与套20任意地结合。

参照图4和5，根据本发明，优选的双效泵实施例包括活塞210和泵缸240。所示的泵缸240为直柱体，但其它不是直柱体的缸、例如具有非圆形剖面的缸也可使用。具体地说，参照图4，活塞210包括活塞主体220，该活塞主体220具有在其一端上限定或形成的顶盖212、和从主体220延伸远离顶盖212的管状壁230。顶盖212具有外表面214和纵向凹槽216。密封端232设置在管状壁230的末端，该密封端232沿着其外表面具有环形槽234。管状壁230基本在顶盖212与密封端232之间延伸。该管状壁230具有由内圆周面236和内端壁238限定的中空内部。内端壁238面向密封端232。可从密封端232进入所述中空内部。活塞入口228设在管状壁230的密封端232附近。该活塞入口228优选是穿过管状壁230的孔的形式。

泵缸240基本为具有两个开口端及独特侧壁构造的直柱体形状，其内设有空气输送管。具体地说，泵240包括首端242、喷嘴端270、和在它们之间延伸的基本为圆柱形的侧壁246。首端242具有两个孔250和262，这两个孔通向侧壁246内的中空通道。缸240还包括喷嘴端270附近的基部272。缸240的内侧基本为中空的并由内圆周面290限定，该内圆周面290是侧壁246的内表面。侧壁246还具有与内圆周面290相对的外表面。缸240的中空内部还由基部272附近的端壁292限定。

设在缸240的中空内部的是空气输送管280。该空气输送管在缸240的内部与缸240的喷嘴端270之间提供连通。优选地，该管280同心地定位在缸240的内部中心。空气输送管280也是中空的，它基本沿着缸240的端壁292由缸240的基部272支承并固定于该基部272上。空气输送管280优选与缸240的纵轴平行且共线地延伸。空气输送管280具有优选地位于首端242附近的第一孔282，和优选地位于缸基部272的侧壁292附近的第二孔284。第一和第二孔282和284分别优选的是穿过空气输送管280的侧壁的孔的形式。同样设在空气输送管280内并位于第一和第二孔282、284之间的是单向阀286。单向阀286仅允许空气从第一孔282流向第二孔284。

缸240的基部272具有排出通道274。该通道274基本从空气输送管280延伸至缸240的喷嘴端270。因此，排出通道274在缸240的内部与运动球的内部之间提供连通。

如上所述，缸240的侧壁246的特征在于独特的通道构造。进气口也即、“腔A”进气口248由在第一顶端孔250与第一侧壁孔254之间延伸的第一侧壁通道252提供。第一侧壁孔254设在缸240的基部272附近。单向阀255套在仅允许空气流入泵缸240内部的孔254上。要理解的是，虽然阀255在图5中是示意性地表示，但优选的是这里描述的单向阀。

另一个进气口也即、“腔B”进气口260由在第二顶端孔260与第二侧壁孔266之间延伸的第二侧壁通道264提供。单向阀267套在孔266上以便仅允许空气流入泵缸240内部。如同阀255一样，要理解的是虽然阀267在图5中是示意性地表示，但优选的是这里描述的单向阀。以下将进一步描述腔A和B的功能和重要性、以及它们的关联进气口、孔、和通道。

根据本发明，在组装优选双效泵实施例的过程中，将活塞210插入缸240的中空内部。具体的说，将活塞210设置在空气输送管280与缸240的侧壁246的内圆周面290之间的环形中空区域内。将活塞210插入缸240内，这样活塞210的密封端232被推向缸240的端壁292。

如图6-9所示，本发明的双效泵5包括这里称为第一密封件300和第二密封件320的两个密封件。第一和第二密封件300和320各自与空气输送管280内的单向阀286一起发挥作用，从而形成被指定为腔A和腔B的两个增压室。腔A一般规定为第一密封件300下方的内部区域，而腔B一般规定为第一密封件300上方的内部区域。在进一步描述腔A和B之前，介绍第一和第二密封件300和320是有益的。

第一密封件300优选由设在环形槽234内的O型圈302提供，该环形槽234沿着活塞210的密封端232构成。O型圈302设在活塞210的密封端232与泵缸240的内圆周面290之间的环形区域内。要理解的是，当活塞210相对于泵缸240移动时，正如这里将更详细的描述，第一密封件300，具体地说，O型圈302在密封件300下方的腔A与密封件300上方的腔B之间提供气密密封。当活塞210沿着泵缸240的长度方向移动时，O型圈302随同活塞的密封端232一道移位，同时与泵缸240的内圆周面290保持密封接触。在密封端232与空气输送管280的外表面之间优选具有密封元件301。

虽然这里所述的实施例指的是O型圈例如某些密封件用的O型圈302，但要理解的是，可采用其它类型的密封件。例如，可使用非圆形剖面的密封件。当然，有代表性的实例包括，但不限于，有负载的唇形密封件以及U-杯型密封件。

第二密封件320优选由几个密封元件的组件提供，其在空气输送管280与泵缸240的内圆周面290之间的环形区域内延伸。密封元件的组件包括上部密封元件322和下部密封元件324。下部密封元件324优选设在上部密封元件322与泵缸240的端壁292之间。第二密封件320通过在该第二密封件320下方的区域、也即下部密封元件324和端壁292之间的区域，与第二密封件320上方的区域之间临时提供气密密封而进行操作。第二密封件320构造成仅当活塞210从泵缸240中抽出或拔出时提供这种密封作用。在将活塞210反向移动的过程中，也即，当将活塞210向着端壁292插入或推进泵缸240时，第二密封件320允许该密封件320上方和下方区域之间的空气通过。

根据本发明，优选的双效泵5还包括另一种密封元件例如内部环形密封件330和外部环形密封件332。优选地，密封件330和332中的每个都是O型圈的形式。内部环形密封件330设置在空气输送管280的末端。内部环形密封件330基本围绕空气输送管280的周边安装并在管280的外表面与活塞210的的内圆周面236之间延伸。内部环形密封件330阻止密封件330上方和下方区域之间的空气通过。当活塞210相对于缸240移动时，内部环形密封件330基本保持在空气输送管280的末端位置处。

外部环形密封件332基本围绕活塞210的周边和泵缸240的内圆周面290安装。外部环形密封件332阻止密封件332上方和下方区域之间的空气通过。当活塞210相对于缸240移动时，外部环形密封件332基本保持在缸240的首端242附近的位置处。

内部和外部环形密封件330和332，除了执行所述的密封功能外，还用于使活塞210相对于泵缸240保持对准。也即，密封件330和332促进活塞210与缸240对准，并优选地，确保活塞210的纵向轴线不仅与缸240的纵向轴线平行，而且这两条轴线彼此共线。而且，密封件330和332不仅促进活塞210与缸240之间的所述对准，而且确保在活塞210相对于缸240移动的过程中仍然保持这种对准。

在泵的优选实施例中，该泵内设置一个弹簧(未示出)，以促使活塞210向上并远离缸240的喷嘴端270。活塞可任意含有一个压力指示装置(未示出)例如球或滑片、和压力指示线，和/或减少球压的卸压机构。

一般而言，优选的双效泵5的操作如下。当从缸240内提高或拔起活塞210(返回冲程)时，第二密封件320闭合，腔A用的阀255打开以允许空气进入腔A。当相对于缸240推进或下推活塞210(前进冲程)时，第二密封件320打开，阀255闭合，而单向阀286打开以允许空气从腔B通过孔284然后通过喷嘴端270进入球内。在腔B内的空气被推入球内的同时，腔A从泵外侧吸入空气。当推回活塞时，腔A中的空气在活塞的作用下进入球内同时腔B再次填满空气。这个过程一直重复直至已将所期望的空气量加入球内。利用每个冲程，内向冲程和排气冲程，把空气推入球内。

不像在一般的单效泵中活塞与缸之间的密封件仅沿一个方向形成密封，优选的双效泵5的第一密封件300在两个冲程方向上将腔A和B密封。这允许腔A中的空气在下行冲程或前进冲程中被推入球内，同时防止空气逸出。由密封件300提供的密封还允许被吸入腔B中的空气在上行冲程或返回冲程中被推入空气输送管280内然后进入球内，同时腔A利用通过腔A进气口248的空气进行再填充。

更具体地说，根据图6-9，优选双效泵5的操作解释如下。图6和7主要示出了在前进和返回冲程中分别进行与第一密封件300下方的腔A有关的泵作用。图8和9主要示出了在前进和返回冲程中分别进行与第一密封件300上方的腔B有关的泵作用。

如图6所示，当活塞210经历前进冲程时，由图6中的点画区表示的驻留在腔A中的空气，被压缩和推动以流过喷嘴端270进入球内。这种情况的发生是由于在压缩腔A内的空气的过程中，单向阀255闭合由此防止空气从腔A逸入腔A进气口248内。在对腔A进行压缩的同时，第二密封件320打开以允许腔A上部的、也即活塞210的密封端232与上部密封元件322之间的空气通过，以进入腔A的下部、也即下部密封元件324与端壁292之间。在对腔A进行压缩的同时，设置在空气输送管280中的单向阀286关闭以防止所述管280内的空气通过。当活塞210经历前进冲程时，腔A内压力的增加促使空气从该腔流经第二密封件322，并经过空气输送管280中的孔284，再经过喷嘴端270而进入正进行充气的球内。

图7示出了正处于返回冲程中的活塞210。在将活塞210的密封端232向远离第二密封件320的方向移动的过程中，腔A的体积增大，由此其内的压力减小。图7中的点画区表示腔A。这种压力变化使腔A进气口248的单向阀255打开。这种作用吸引通过由第一顶端孔250、第一侧壁孔254、和在它们之间延伸的第一侧壁通道252(见图5)限定的腔A进气口的空气。在活塞210处于返回冲程的同时，第二密封件320关闭，从而阻止空气从腔A的下部排出或通过喷嘴端270从球内排出。

图8示出了正处于前进冲程中的活塞210。在将活塞210的密封端232和第一密封件300向第二密封件320移动的过程中，腔B的体积也即第一密封件300上方的内部区域的体积增加。图8中的点画区表示腔B。这种体积的增加导致该腔内的压力减小并使设置在腔B进气口260(见图5)的第二侧壁孔266处的单向阀267打开。阀267的打开将通过腔B进气口的空气吸入腔B，该腔B基本限定在外部环形密封件332与第一密封件300之间。在活塞210经历前进冲程的过程中，第二密封件320和空气输送管280的单向阀286的操作都像前面参照图6所描述的那样。

图9示出了在活塞210的返回冲程中腔B中的变化。图9中的点画区表示腔B。在拉出活塞210的过程中，腔B中的压力增大由此使单向阀267关闭。腔B中压力的增加促使腔B的空气流过设置在空气输送管280的末端处的第一孔282，经过管280向下，再经过正打开的单向阀286，然而通过喷嘴端270进入球内。在活塞210经历返回冲程的过程中，第二密封件320的操作如前面参照图7所描述的那样。

最佳如图4和11所示，优选地，两个外延凸缘224和226设在活塞210末端附近，它们与缸盖350协作以将活塞210保持在缸240的侧壁246内，以及释放活塞210以便泵送。缸盖350在图10和11中示出。缸盖350紧固于缸240的末端。活塞210贯穿缸盖350的中心。盖350优选利用适当的粘合剂例如UV固化粘合剂粘结于缸240内。图10示意性地示出了缸盖350的底部并示出了位于中心开口两相对侧上的开口区域352，在解锁位置时活塞210的两凸缘224和226可以穿过该中心开口。在锁定位置，活塞210被下推并旋转从而两凸缘224和226在凸部354的下方经过并旋入锁定凹部356内。

如图4和11所示，连接在活塞210上端的是顶盖212，其设计成基本完全填满球胎中的洞或孔。在某些实施例例如篮球或橄榄球中，按钮或顶盖212优选与球表面基本齐平。在其它实施例例如足球中，按钮或顶盖212优选定位在球表面的下方。这种按钮212可以由任何期望的材料制成。适于用作按钮或顶盖212的材料的实例包括聚氨酯橡胶、丁基橡胶、天然橡胶或本领域公知的任何其它材料。用作按钮或顶盖的优选橡胶是热塑硫化橡胶例如可从Advanved ElastomerSystems，Akron，OH得到的SANTOPRENE^TM橡胶。按钮或顶盖应该匹配球外表面的质地或手感。根据需要例如对于篮球，按钮或顶盖的表面可以有织纹以增加引人注意的特征。对于足球，其表面可以是光滑的。

在优选的实施例中，在混合过程中可以将用于顶盖的纤维或其它加强材料加入橡胶复合物或热塑材料中。适于用于纤维材料的实例包括，但不限于，聚酯、聚酰胺、聚丙烯、凯夫拉尔、纤维素(cellulistic)、玻璃及它们的组合物。在按钮或顶盖中加入纤维或其它加强材料提高了按钮的耐用性并改进了按钮或顶盖与活塞杆的结合，因此避免按钮或顶盖在使用过程中被折断。虽然所述泵没有按钮依然会起作用，但它将变得难以使用。

优选地，将按钮或顶盖212与活塞210共注成一个部件。作为另一种选择，可将按钮或顶盖212和一个连接片共同注射，然后利用适于将两工件粘结在一起的粘合剂将按钮或顶盖212和连接片连接至活塞210的上端。将按钮212和活塞210共注成一个部件，或可选择地，按钮212和作为一个部件安装在活塞210上的连接片，提供了一个更耐用的部件，它在球的日常使用中很少会折断或破裂。按钮或顶盖材料以及活塞材料需要精选，这样当共同注射时这两种材料将粘结在一起。各种组合物的测试表明共同注射或挤出一个柔软的橡胶按钮例如包括SANTOPRENE^TM的按钮、和较硬的活塞例如聚碳酸酯或聚丙烯等，无需粘合剂就可提供耐久粘结。

活塞210和连接片可以由任何适当的材料形成，例如，但不限于，聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈-苯乙烯丙烯酸盐(ASA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、丙烯腈-丁二烯苯乙烯(ABS)共聚物、ABS/PC混合物、聚丙烯(优选为耐冲击性聚丙烯)、聚苯醚、尼龙、及它们的组合物，或本领域公知的任何合适材料。优选具有高冲击强度的材料。用于活塞的材料优选为透明的，特别是如果使用压力指示装置时，这样用户就可以对其进行观察。

进一步参照图11，安装在缸盖350上表面上的是垫360，当下推活塞210以锁定或解锁该活塞210时该垫360与顶盖212接合。该垫360给泵提供缓冲。如果需要，按钮或顶盖212的外表面214可以是有织纹或光滑的从而与球的手感相匹配。对于篮球而言，优选的是按钮或顶盖的顶部有织纹，而对于其它运动球例如足球和橄榄球而言，按钮的顶部优选为光滑的。

图6-9示出了泵5的喷嘴端270。图12是该部件的详细剖视图。图12中所示的是设置在喷嘴270中的鸭嘴形单向阀组件的一个优选实施例。该组件包括入口端件269、出口端件271以及位于两端件之间的弹性鸭嘴阀370。端件269和271优选为塑料，例如聚碳酸酯、聚丙烯、尼龙、聚乙烯、或它们的组合物，但也可以是适于使用的任何材料。端工件可以通过超声焊接在一起。虽然在喷嘴270上可以使用任何适当的单向阀，虽然鸭嘴阀是普通类型的单向阀，但是图13中示出的是一个特定的鸭嘴构造。鸭嘴阀370优选由弹性硅材料构成并与具有凸缘374的圆柱筒372模制在一起。筒372的内侧是鸭嘴376，鸭嘴上部的入口端378围绕筒372的内圆周模制。鸭嘴376的壁或侧面380向下成锥形以形成带有鸭嘴狭缝382的直线下端。鸭嘴的功能是，输入气压迫使鸭嘴狭缝382打开以接纳空气，以及球内气压挤压该鸭嘴狭缝使其关闭以避免漏气。这种鸭嘴结构商业上可从Yellow Springs，Ohio的Vernay Laboratories公司得到。可以采用任何类型的单向阀或本领域公知的能够密封的其它阀，只要它们可以防止球内的空气在不希望的时候流出。

这里所描述和示出的泵组件类型优选主要由塑料例如聚苯乙烯、聚乙烯、尼龙、聚碳酸酯和它们的组合物制成，但它可由本领域公知的任何适当材料制成。虽然所述组件较小并且重量较轻，可能仅约为5至25克，但可将一重量任意地加之于球结构上以平衡泵机构的重量。在这种应用中，将重量、也即平衡物定位在球上或球内，并具有合适的质量从而最终使球的质量中心与球的几何中心重合。在较轻或较小的球例如足球中，泵组件的重量可以轻于和/或小于(低于)较重球例如篮球的相应泵组件。图14示出了这种平衡布置，其中通常用405标明的泵机构位于球的一侧，而标准针阀410位于球400的相对一侧。在这种情况下，将形成针阀410的材料412加重。可将附加材料加至针阀壳体或包围该阀的区域中。作为另外一种选择，可将致密金属粉例如钨加至橡胶复合物中。这里使用的其它泵或充气阀指的是第二泵或充气阀。

至此所述的说明书和参考附图披露了一个特定且优选的泵构造。然而，在本发明的范围内也可使用其它泵配置，只要它们采用至少两个腔来提供双重作用。可以和本发明一起使用的其它泵配置的实例在共同未决的系列申请中示出，这些申请是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，在此它们一并作为参考。可以与这里所述的球和泵结合实施的其它细节和特征在2002年6月25日提交的申请号为10/183,337、公开号为US2002/187866的美国申请；2000年11月14日提交的申请号为09/712,116的美国专利6,491,595；2000年1月6日提交的申请号为09/478,225的美国专利6,287,225中公开，所有这些申请在此一并作为参考。

因为运动球内的压力可由于过度充气或温度升高而变得过高，或由于充气不足或漏气而太低，所以具有与泵成一整体的压力指示装置将是有利的。如果压力太低，可利用本发明的自备泵加入补充的空气。如果压力太高，利用常规充气针或其它能够打开常规充气阀以释放空气的器具来释放球压从而将压力解除。作为另一种选择，所述泵可具有一种通过泵的作用、或通过使用设在泵内的卸压机构将压力解除的机构，例如根据需要打开单向阀以允许空气流出球内部的一种机构。于是本发明的压力指示装置可用于确定是否将所述球正确地充气。如果除去了太多的空气，可利用所述泵加入补充的空气。

上文的描述，目前认为是本发明的优选实施例。然而，应该考虑的是可以在不背离本发明的情况下作出各种变化和修改，这对本领域技术人员而言是显然的。所以，上文的描述趋向于涵盖所有包含在本发明的宗旨和范围、包括所有等效方面内的这些变化和修改。

Claims (30)

1.一种具有整体泵的运动球，所述球包括：

适于保持受压空气的柔性球主体，所述主体具有一个孔；

设置在所述孔中并保持在所述球主体内的泵，所述泵包括(i)缸，(ii)设在所述缸内的活塞，所述活塞可在伸出位置与插入位置之间移动，及(iii)阀组件，其构造成在所述活塞从所述伸出位置向所述插入位置移动的过程中将空气吸入所述球主体内，而且在所述活塞从所述插入位置向所述伸出位置移动的过程中也将空气吸入所述球主体内。

2.根据权利要求1所述的运动球，其特征在于，所述运动球是篮球。

3.根据权利要求1所述的运动球，其特征在于，所述运动球是橄榄球。

4.根据权利要求1所述的运动球，所述球还包括第二整体泵。

5.一种可充气的球，具有改变所述球内气压用的整体双效泵组件，所述球包括：

橡胶球胆，所述橡胶球胆限定有适于保持受压空气的内部区域；

设在所述橡胶球胆周围的外层；和

设在所述橡胶球胆的所述内部区域中的泵组件，所述泵组件包括密封地设在与所述橡胶球胆紧固的缸内的可移动活塞，所述活塞在前进冲程和返回冲程中都可移动，通过在所述前进冲程或所述返回冲程中移动所述活塞，所述泵组件适于将空气输送至所述橡胶球胆的所述内部区域。

6.根据权利要求5所述的球，其特征在于，所述活塞具有可从所述球的所述外层进入的顶盖端，设置在所述缸内的密封端，以及在所述顶盖端与所述密封端之间延伸的管状壁。

7.根据权利要求5所述的球，其特征在于，所述缸具有紧固于所述橡胶球胆的首端，设置在所述橡胶球胆的所述内部区域中的喷嘴端，以及在所述首端与所述喷嘴端之间延伸的圆柱形侧壁，所述缸限定一个可从所述首端进入的并在所述圆柱形侧壁的内圆周面与内部端壁之间延伸的中空内腔，该内部端壁与所述喷嘴端相邻设置并指向所述首端。

8.根据权利要求7所述的球，还包括空气输送管，其设置在所述缸的所述中空内腔内并从所述内部端壁向所述首端延伸。

9.根据权利要求8所述的球，其特征在于，所述活塞具有可从所述活塞的所述密封端进入的中空内部区域，所述活塞被定位和设置在所述缸的所述中空内腔内，从而所述空气输送管设置在所述活塞的所述中空内部区域中。

10.根据权利要求5所述的球，其特征在于，所述球选自由篮球、橄榄球、足球、和排球构成的组。

11.根据权利要求10所述的球，其特征在于，所述球是篮球。

12.根据权利要求10所述的球，其特征在于，所述球是橄榄球。

13.根据权利要求5所述的球，其特征在于，所述球还包括设置在所述球上的具有适当质量的平衡物，从而使得所述球的质量中心与所述球的几何中心重合。

14.根据权利要求5所述的球，还包括：第二充气阀。

15.根据权利要求5所述的球，所述还包括第二整体泵。

16.一种可充气运动球，具有用于改变所述球内气压的整体双效泵，所述球包括：

限定有内部区域的球胎，该内部区域用于保持压力大于常压的空气，所述球胎具有位于所述内部区域与所述球的外部之间的孔；

设置在所述孔内并伸入所述内部区域的泵组件，所述泵组件包括：(i)泵缸，其包括开口端、喷嘴端、和在所述开口端与所述喷嘴端之间延伸的圆柱形侧壁，所述缸限定有基本中空的内部；(ii)泵活塞，其具有顶盖端、密封端、和在所述顶盖端与所述密封端之间延伸的管状壁，所述活塞限定有基本中空的可从所述密封端进入的内部，在前进位置与返回位置之间，所述活塞以可移动方式设置在所述缸的所述中空内部，在该前进位置处所述活塞的所述密封端接近所述缸的所述喷嘴端，在该返回位置处所述活塞的所述密封端接近所述缸的所述开口端，其中，在所述缸(i)从所述前进位置向所述返回位置、或(ii)从所述返回位置向所述前进位置移动的过程中，空气被输送至所述球胎的所述内部区域。

17.根据权利要求16所述的运动球，其特征在于，所述泵缸的所述基本中空的内部由所述喷嘴端附近的内部端壁和所述圆柱形侧壁限定的内圆周面所限定，所述泵缸还包括在所述泵缸的所述中空内部内延伸的并可在所述缸的所述喷嘴端与所述缸的所述中空内部之间提供连通的空气输送管。

18.根据权利要求17所述的运动球，其特征在于，所述空气输送管同心地设置在所述缸的中空内部。

19.根据权利要求17所述的运动球，其特征在于，所述空气输送管平行于所述缸的纵向轴线延伸。

20.根据权利要求17所述的运动球，其特征在于，所述空气输送管包括设置在所述空气输送管内的单向阀，所述阀构造成仅允许空气在朝着所述缸的所述内部端壁的方向上流动。

21.根据权利要求17所述的运动球，其特征在于，所述泵组件还包括：

设置在所述缸的所述中空内部的环形区域内的密封件，该密封件在所述空气输送管和由所述缸的所述侧壁限定的所述内圆周面之间延伸，所述密封件构造成仅允许空气在朝着所述缸的所述内部端壁的方向上流动。

22.根据权利要求17所述的运动球，其特征在于，所述泵缸还限定有第一进气通道，在所述圆柱形侧壁内从所述缸的所述首端处限定的第一顶端孔，延伸至由所述内圆周面限定的第一侧壁孔，所述第一侧壁孔设在所述内部端壁附近。

23.根据权利要求22所述的运动球，其特征在于，所述泵缸还包括与所述第一侧壁孔连通的单向阀，所述阀构造成允许空气仅沿一个方向流入所述缸的所述中空内部。

24.根据权利要求23所述的运动球，其特征在于，所述泵缸还限定有第二进气通道，在所述圆柱形侧壁内从所述缸的所述首端处限定的第二顶端孔，延伸至由所述内圆周面限定的第二侧壁孔，所述第二侧壁孔设在所述缸的所述首端附近。

25.根据权利要求24所述的运动球，其特征在于，所述泵缸还包括与所述第二侧壁孔连通的单向阀，所述第二阀构造成允许空气仅沿一个方向流入所述缸的所述中空内部。

26.根据权利要求16所述的运动球，其特征在于，所述泵活塞的所述中空内部由所述活塞的所述顶盖端附近的内部端壁以及所述活塞的所述管状壁限定的内圆周面所限定，所述管状壁限定有在所述活塞的所述基本中空的内部与所述活塞的外部之间提供连通的活塞入口，所述活塞入口设置在所述活塞的所述密封端与所述内部端壁之间。

27.根据权利要求16所述的运动球，还包括：第二充气阀。

28.根据权利要求16所述的可充气运动球，所述球还包括第二整体双效泵组件。

29.一种适于与可充气运动球结合的双效泵，所述泵包括：

缸，其具有首端、喷嘴端、以及在它们之间延伸的圆柱形侧壁，所述侧壁具有外表面和与之方向相对的内表面，所述缸限定有基本中空的可从所述首端和所述喷嘴端进入的内腔；

设置在所述缸的所述中空内腔中的可移动活塞，所述活塞具有顶盖端、密封端、和在它们之间延伸的管状壁，所述活塞限定有中空的可从所述密封端进入的内部区域；

在所述缸的所述中空内腔内以及在所述活塞的所述中空内部区域内延伸的空气输送管，所述空气输送管紧固于所述缸的所述喷嘴端；

其中，所述活塞的所述密封端与所述空气输送管以及所述缸的所述侧壁的所述内表面接触并提供密封。

30.根据权利要求29所述的双效泵，还包括设在所述空气输送管内的单向阀，该单向阀仅允许空气流向所述缸的所述喷嘴端。

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