JP2013176617A - ボール用バルブ及びボール用バルブを備えたボール - Google Patents

Abstract

【課題】 ボール用バルブにおいて、耐漏性を向上させる。
【解決手段】
本発明は、ケーシング１００と、コア２００とを含むボール用バルブに関する。コア２００は、少なくとも部分的にケーシング１００の内部に配置される。コア２００は、交互になった凹面２３１と凸面２３２との曲率を有する複数の部分を備えた第１の封止領域２３０を含む。ケーシング１００は第２の封止領域１３０を含み、第２の封止領域１３０は第１の封止領域２３０に係合する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ボール用バルブ及びそのバルブを備えたボールに関する。

ボールは、ボール内部に所要の圧力を実現するため、製造後にボール用ポンプでボールを膨らませるためのバルブを備える。しかしながら、公知のボール及びバルブは気密性が完全ではないため、時間の経過に伴い、ボールを何度も繰り返し膨らませなければならない。これは、ボールが使用中に強烈に変形するとき、例えばサッカーの場合に特に当てはまる。

従来のボール用バルブは、ケーシングとコアとからなる。ケーシングとコアとは、通常はゴム又はゴム混合物から、別個に製造される。バルブの組立時、相当量の力を加えることによってコアがケーシングに圧入される。

かかるボール用バルブが、例えば、特許文献１に記載されている。このバルブのコアは、矩形の断面形状を有する角状突起を備える。角状突起がケーシングの溝に係合し、それによってコアがケーシング内に固定される。同様の構造が、特許文献２に記載されている。

さらに、特許文献３には、直径の大きい部分が半円形の凹部を有し、この凹部がケーシング上の対応するリブに係合するコアが開示されている。

特許文献４には、耐漏性を向上させるための、バルブ上方の開口部を封止するプラグにが記載されている。このプラグは丸い突起を含み得る。ボールを膨らませるために、プラグは引き抜くか、又は押し退けることができる。しかしながら、このプラグはバルブそれ自体の耐漏性を向上させるものではない。

従って、公知のボール用バルブは様々な欠点を有する。コアの突起は、確かにコアの表面積を増加させ、コアとケーシングとの間の耐漏性を高め得る。他方で、例えば、ボールに作用する強い力によって引き起こされる変形に起因して、コア及びケーシングの角状及び矩形の突起、それぞれの凹部により、空気が逃げ易くなることが分かっている。

さらに、バルブの組立中にコアがケーシングに圧入されるとき、コアの突起によってケーシングに変形が生じる。こうした変形によりケーシングが破損し、耐漏性が低下し得る。逆に、挿入中にコアが破損することもある。

さらに、スポーツにおいてボールを使用するには、ボールが気密バルブを有することは十分でない。むしろ、ボールは適切な圧力も有しなければならない。従って、ボールの運動性及び反発性が悪影響を受ける前であっても、ボールの圧力を単純な方法で確認し、必要に応じてそれを調整することが可能でなければならない。ボールに圧力センサを提供して圧力を表示することがさらに公知である。

例えば、特許文献５には、ボールに作用する外力を検知するセンサを備えたボールが記載されており、このボールは、数値用ディスプレイを有する。特許文献６には、圧力センサと機械的又は電子的圧力ディスプレイとを備えた練習用ボールが記載されている。別のボール用圧力ディスプレイが、特許文献７に記載されている。圧力センサ及びディスプレイはタイヤについても公知であり、例えば、特許文献８及び特許文献９に記載されている。

特許文献１０には、圧力センサを備えたボールが開示されており、測定された圧力は、透明なバルブに取り付けられたＬＥＤ（発光ダイオード）によって表示される。蓄電池又はバッテリによって電源が供給されなければならない。

しかしながら、この文献は、どのようにして蓄電池にエネルギーが供給されるべきか、及びどのようにしてボール内部のこの複雑なシステムを、動きの円滑さを損なうことなく実現するかについて、未解決のままである。

独国特許出願公開第１９８ ００ ７９６ Ａ１号明細書 米国特許第５，９１５，４０７号明細書 米国特許第４，５６８，０８１号明細書 独国特許出願公開第３２ ２１ ７４９ Ａ１号明細書 米国特許第４，５７７，８６５号明細書 米国特許第６，５４７，７０３号明細書 米国特許第５，７５５，６３４号明細書 米国特許第６，０５５，８５４号明細書 米国特許第５，８５６，６１９号明細書 独国特許出願公開第１０ ２００７ ０１３ ０２５ Ａ１号明細書

従って、先行技術の欠点を克服し、且つ、特に耐漏性の向上したボール用バルブ、及びそのバルブを備えたボールを提供することが、本発明の課題である。本発明の別の課題は、向上した耐漏性を有するのみならず、耐漏性を確実に確認することも可能なボールを提供することである。

本発明は、第１の実施形態において、ボール用バルブの製造方法によりこうした問題を解決し、ここでバルブはコアとケーシングとを含む。この方法の第１のステップでは、コアが第１の弾性材料で作製される。第２のステップでは、ケーシングがコアの周囲に第２の材料から形成される。

先行技術とは異なり、後にコアをケーシングに挿入する必要なしにバルブは形成される。これにより、先行技術に従うと挿入中に不可避的に生じるような、空気漏れにつながり得るコア、及び特にケーシングの変形が回避される。

好ましくは、コアはその作製後、すなわち第１のステップの後に成形型内に配置され、第２のステップにおいて、その成形型内に射出成形によってケーシングが形成される。特に、ケーシングは、気密性を向上させるため高圧を用いて射出される。成形型を使用することにより、なかでも射出成形が特に好ましい有利な成形技術を適用することが可能となる。しかしながら、他の技術、例えばプレス加工又は押出加工を企図することも可能である。言及された技術を適用すると、後にコアをケーシングに挿入する必要がないようにして、コアの周囲にケーシングを形成することができる。

代替的方法では、まず初めにケーシングが射出成形によって作製され、ここでケーシングは空洞を備える。第２のステップで、その空洞によって圧力下にコアが作製される。

好ましい実施形態において、コアは形成中、固定具によって成形型に固定される。これにより、コアをケーシングに対して正確に位置決めすることが可能となり、これはバルブが適切に機能するために重要である。

第２の材料、すなわちケーシングの材料は、実質的に透明であることがさらに好ましい。これにより、ケーシングの凹部に点灯手段、特に発光ダイオード（ＬＥＤ）を配置することが可能となり、その光はケーシングを通じて外部に放たれ得る。従って、そのように配置された点灯手段は保護されており、別個のハウジングは必要ない。点灯手段を使用して、ボール内の電子デバイス、例えば圧力センサの状態又は値を表示することができる。

好ましい実施形態において、第２の材料は弾性を有し、好ましくは熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）を含む。

好ましくは、第１の弾性材料、すなわちコアの材料は、ゴム材料を含む。代替的実施形態において、第１の弾性材料はＴＰＵを含む。従って双方の実施形態とも、その材料の弾性によって、変形する場合にも耐漏性の高いバルブを実現する。

本発明のさらなる態様は、ケーシングと、少なくとも部分的にケーシング内部に配置されるコアとを含むボール用バルブに関する。コアは、交互になった凹面と凸面との曲率を有する複数の部分を備えた第１の封止領域を含む。

上記に説明されたとおり、先行技術に係るコア及びケーシングの角状及び矩形の突起、それぞれの凹部は、バルブを通じた空気漏れにつながる。その原因は、以下のとおり説明することができる：バルブが変形する際、コアとケーシングとの互いに接し合う表面に力が作用する。こうした力は、概して弾性材料の変形をもたらす。しかしながら、平面的な表面及び縁端、すなわち不連続な表面曲率の場合、表面と平行な力の成分によって、２つの表面が互いに対しずれを生じ得る。このずれによって、典型的には縁端において、２つの表面間にさらに空洞が生じ、ひいてはこれが空気の漏出につながり得る。

この漏出問題は、本発明のこの態様に従えば、コアが、複数の交互になった凹面部分と凸面部分とを備えた第１の封止領域を含むことで解決される。交互の表面曲率は、コアに作用する力がケーシングに対してずれを生じさせるリスク、及びその逆のリスクを実質的に軽減する。これにより、空洞の発生、ひいては空気の漏出が回避される。

好ましくは、ケーシングが第２の封止領域を含み、ここで第２の封止領域は第１の封止領域に係合し、及び第２の封止領域の曲率は、第１の封止領域の曲率と実質的に一致する。この場合、係合によって第１の封止領域と第２の封止領域とは密閉状の湾曲した接触表面を形成し、これは、その上に力が作用するとき、２つの表面が互いに対してずれることなく、一体となって変形する。

さらに、第１の封止領域は連続的に湾曲している、すなわち、第１の封止領域の表面が縁端又は「キンク」を有しないことが好ましい。上記に説明されたとおり、これにより、第１の封止領域と第２の封止領域との間にずれが起こる場合に空気が漏れる可能性が低減される。また、これにより、コアをケーシングに挿入することによってバルブが製造される場合に、コアの表面の縁端又はキンクによりケーシングが破損するリスクも回避される。

さらに、凸面部分の曲率半径と凹面部分の曲率半径とは、実質的に等しいことが好ましい。これにより、製造が簡略化される。例えば、これはコア用の成形型のより単純な形状につながる。

また、複数の凸面部分及び凹面部分の少なくとも一方が、ほぼ半円形の断面を含むことも好ましい。この形状は、第１の封止領域と第２の封止領域との間の接触表面の最大化、及び２つの封止領域の間の係合の最適化、従って気密性の向上をもたらす。従って、複数の凸面部分及び凹面部分の各々がほぼ半円形の断面を含むならば、特に好ましい。

さらなる実施形態において、コアは、第１の縁端を備えた少なくとも１つの第３の封止領域を含み、第１の縁端はケーシングの対応する第２の縁端に係合する。先述したが、第１の封止領域と第２の封止領域との湾曲した表面に加え、コアの少なくとも１つの第３の封止領域における第１の縁端が、ケーシングの第２の縁端に係合することが有利であり得る。これにより、ケーシング内部にコアを正確に位置決めすることができる。

さらに、第３の封止領域の直径は第１の封止領域の直径より大きいことが好ましい。第３の封止領域の直径が大きいほど、バルブの長手方向軸に沿って作用する、ずれを生じさせる力に対する抵抗性が大きくなる。かかる力は、特に、ボール用ポンプがバルブに挿入されてボールを膨らませる間に生じる。

さらなる実施形態において、第３の封止領域はコアの外端部分に配置される。この領域では、コアをケーシングに対して確定的に位置決めすることが特に重要であり、これは、まさにこの点でボール用ポンプがコアに入り、コアに強い力を及ぼすためである。

さらなる実施形態において、ケーシングはその外端に、ケーシングの内端より大きい直径のカバー領域を含む。このカバー領域は、ケーシングをボールの内袋と密接に結合するためのより大きい領域を提供する。

さらなる実施形態において、少なくとも１つの点灯手段、特に少なくとも１つのＬＥＤ（発光ダイオード）を受け入れるための少なくとも１つの凹部が、ケーシングの外端に配置される。従って、ケーシングは点灯手段用のハウジングとして使用することができ、点灯手段はその光を、好ましくは透明のケーシングの外端を通じて外部に放つ。また、点灯手段用の別個のハウジングは不要である。

さらなる実施形態において、ハウジングは電磁コイル用の凹部を含み、これは好ましくはケーシングの内端に配置される。このコイルを使用して、ボール内部のエネルギー貯蔵装置、例えば蓄電池又はコンデンサを誘導充電することができる。このように、エネルギー貯蔵装置を外部から充電するための別個の電磁コイル又はコネクタを必要とすることなく、ボール内部の電源についての極めて単純な可能性が提供される。ケーシングの内端に配置すると、ボールの層との干渉が回避され、従って空気漏れの問題が回避されるため有利である。

本発明のさらなる態様は、上記のバルブを備えたボールに関する。好ましくは、ボールは電磁コイルを含み、これは先述したケーシングの凹部に配置される。さらに、ボールは、電子デバイスと、電磁コイルによって誘導充電することのできるエネルギー貯蔵装置とを含む。さらに、電子デバイスは圧力センサを含むことが好ましい。

電磁コイルをケーシングに配置することに代えて、電磁コイルはボールの内袋に、好ましくはバルブを囲む環形状で配置される。

かかるボールは、特に気密のバルブを有するだけでなく、ボール内部の圧力を確認することも可能である。必要に応じて、ボールの機能特性が損なわれる前に、予め圧力を補正することができる。

さらに、電磁コイルは、ボールのバランスをとるための電子デバイスに対するカウンタウェイトとして機能することが好ましい。一般に、ボールの動きの円滑さを損なわないためには、カウンタウェイトによってボール内部のデバイスのバランスをとる必要がある。電磁コイルをバルブに配置すると、バランスをとる必要のある構成要素を省略できるだけでなく、電磁コイルの寸法（材料、ワイヤ厚、巻き数など）を変えることにより、コイルそれ自体を、内袋の反対側にある電子デバイスのバランスをとるための可変カウンタウェイトとして使用することができる。

さらなる実施形態において、少なくとも１つの点灯手段が、電子デバイスのディスプレイとしてケーシングの少なくとも１つの凹部に配置される。好ましくは、第１の点灯手段がボールの過剰な低圧及び／又は過剰な高圧を表示し、及び第２の点灯手段が適正な圧力を表示する。点灯手段、例えばＬＥＤは、機能状態の表示についての極めて単純な、従って容易に認識することのできる可能性を提供する。これにより、ボールの圧力の現在の状態に関する直接的で有効なフィードバックが常時可能となる。別の可能性は、圧力又は他の情報を表示するための単一の点灯手段の使用である。

さらに好ましい実施形態が、さらなる従属請求項に記載される。

以下の本発明の実施形態の態様では、添付の図面を参照することによってさらに詳細に説明する。

ボール用バルブの実施形態の断面の斜視図である。 図１のバルブの概略側面図である。 図２の断面の分解図である。 ボール用バルブの実施形態の斜視図である。 ボール用バルブの実施形態の概略図である。 バルブのコアの実施形態の概略図である。 ボール用バルブの実施形態の概略図である。 ボール用バルブの実施形態の概略図である。 バルブ及び電磁コイルの実施形態である。 エネルギー貯蔵装置を有するボール用の充電ステーションの実施形態である。 エネルギー貯蔵装置を有するボール用の充電ステーションのさらなる実施形態である。

以下の本発明の実施形態では、ボール用バルブ、バルブの製造方法及びこのバルブを備えたボールの例を用いて、さらに詳細に説明する。本発明は、サッカー、ハンドボール、バスケットボール、アメリカンフットボールなどのスポーツ用の任意のタイプのボールに適用し得ることが理解されるべきである。

図１は、ボール用バルブの断面の斜視図である。図１には、ケーシング１００とコア２００とを有するバルブ１を見ることができる。コア２００は、少なくとも部分的にケーシング１００の内部に配置される。ケーシング１００は、カバー領域１１２と凹部１２１とを含む。

カバー領域１１２は、好ましくはケーシング１００の他の部分より実質的に大きい直径を有し、そのためケーシング１００をボールと広範囲に、従って密接に結合することが可能となる。例えば、カバー領域１１２は、ケーシング１００の他の部分が内袋の開口部を通じて内袋の中に延在するようにして、ボールの内袋の上に重ね置かれ得る。この開口部はカバー領域１１２によって覆われ、気密シールが提供される。

ボールを膨らませるため、ケーシング１００はコア２００を貫通する孔１１１を含む。コア２００は、孔１１１の延長上に細径パイプ２１１を有し、これによってボール用ポンプの針状上端をボール内部に挿入することが可能となる。細径パイプ２１１は、コア２１１の弾性材料によって圧縮されているため、細径パイプ２１１を通じて空気が漏出することはない。同様に図１に見ることができるとおり、ケーシング１００はコア２００を間隙なく、囲い込むため、ケーシング１００とコア２００との接触表面に沿って空気が漏出することも、同様に不可能である。

凹部１２１は、電磁コイル（図１には図示せず）の巻線用のレセプタクルとして働き、ボールの内部に配置されたエネルギー貯蔵装置（図１には図示せず）を誘導充電するために用いることができる。これによって電子デバイス（図１には図示せず）の動作が可能となり、電子デバイスとしては、圧力センサ、加速度センサ、温度センサ及びさらに別のセンサ、並びに、ボールの特性、その位置及びその動きを測定するための回路が含まれ得る。

図２の概略側面図は、図１のバルブのさらなる詳細を示す。特に、図２は、バルブ１、カバー領域１１２と凹部１２１とを備えるケーシング１００、コア２００、及び孔１１１を示す。ケーシング１００とコア２００とは、軸１０に関して回転対称である。さらなる実施形態において、ケーシング１００及びコア２００は回転対称ではなく、例えば角状の、特に矩形の形状を有し得る。

ケーシング１００の外端１１０は、カバー領域１１２を介してボールの内袋と結合するケーシング１００の端部である。カバー領域１１２はその下側面で（すなわち、ケーシング１００の内端１２０に向く側面で）、例えば接着又は溶接によってそれが結合される内袋の外面上に載置される。従って、ケーシング１００の内端１２０は、ボールの中に延在する端部である。この定義と同様に、コア２００は外端２１０と内端２２０とを有する。

電磁コイルを受け入れるための凹部１２１は、ケーシング１００の内端１２０に位置する。図２の実施形態では、凹部１２１は軸１０に対し、ケーシング１００の外端１１０に向かって傾斜している。他の実施形態において、凹部１２１は異なる傾斜及び／又は異なる形状を有する；例えば、凹部１２１は軸１０と平行に延在してもよく、又は湾曲していてもよい。凹部１２１に配置される電磁コイルは、ボールの内部に配置される追加的な電子デバイスのバランスをとるためのカウンタウェイトとして用いることができ、これは以下で図９に関連して説明される。或いは、単純な重り又は他の大きい重量を有する手段が凹部１２１に配置されてもよい。

図２は、ケーシング１００のカバー領域１１２とコア２００の他方の境界２１３との間に配置された領域１１５をさらに示す。領域１１５の高さは、点灯手段を受け入れるための陥凹部を配置するのに好適であるように選択されている。これは、以下で図４に関連してさらに詳細に説明される。

図２はまた、コア２００のさらなる機構、特に、コア２００の内端２２０と外端２１０との間に配置された第１の封止領域２３０も示す。第１の封止領域２３０は複数の凹面部分２３１と凸面部分２３２とを含み、これらの部分は互いに当接している。或いは、これらの部分は直線部分によって分離されてもよい。各凸面部分２３２は、ケーシング１００の第２の封止領域１３０の対応する凹面部分１３２に係合し、コア２００の各凹面部分２３１は、ケーシング１００の対応する凸面部分１３１に係合する。従って、ケーシング１００はコア２００を間隙なしに囲い込み、そのため耐漏性の高いバルブ１が可能となる。

図２の実施形態では、コア２００の凹面部分２３１と凸面部分２３２とは、交互に並んで、且つ互いに当接して配置されている。特に、３つの凸面部分２３２を有し、それらの間に２つの凹面部分２３１が配置された、図２に示される第１の封止領域２３０が好ましい。従って、ケーシング１００の対応する第２の封止領域１３０は、３つの凹面部分１３２と２つの凸面部分１３１とを有する。代替的実施形態において、この凸面部分と凹面部分との並び方は異なってもよい。特に、凹面部分が、別の凹面部分に続き得る。これは、それに対応して凸面部分にも当てはまる。さらなる実施形態において（図示せず）、第１の封止領域は、互いに当接する１つの凹面部分と１つの凸面部分としか含まない。さらに別の実施形態において（図示せず）、第１の封止領域は、２つの凸面部分と、それらの間に配置された１つの凹面部分とを含む。

凹面部分と凸面部分との並びにより、コア２００とケーシング１００との間に高い耐漏性が提供されるが、それに対して、先行技術から公知のバルブの平面及び縁端、例えば矩形の陥凹部又は突起は、空気漏れにつながることが判明している。この空気漏れの一原因は、平面及び縁端の変形が、コアとケーシングとの表面間にずれをもたらし得ることである。ひいてはこれが空洞を作り出すことがあり、そこを通じて空気が逃げ得る（本発明の概要を参照）。従って、コア２００の第１の封止領域２３０が（従ってケーシング１００の第２の封止領域１３０も）、その領域に縁端又は平面がないように連続的に湾曲しているならば、特に好ましい。

図２の実施形態では、凹面部分２３１及び凸面部分２３２の曲率半径が、実質的に、すなわち通常の製造公差を除き、等しいことも分かる。これにより、製造方法、例えばコア２００用の成形型の機械加工が簡略化される。

図２はまた、凸面部分２３２及び凹面部分２３１の形状がほぼ半円形であることも示す。この形状は、第１の封止領域２３０と第２の封止領域１３０との間の接触表面の最大化、及び双方の封止領域の係合の最適化、従って耐漏性の向上をもたらす。

図２はまた、コア２００の内端２２０がケーシング１００を越えて延在することも示し、ここで内端２２０は、半球体２２１で終端となる。半球体２２１の形状によってバルブの耐漏性が向上し、その理由は以下のとおりである：ポンプをボールの内部に挿入するための細径パイプ２１１（図１を参照）は、その出口点を半球体２２１の領域に有する。ボール内部の空気圧は、半球体２２１をあらゆる側面及び方向から均等に圧縮するため、管２１１もまた圧縮され、それによって管２１１を通じた空気漏れが回避される。半球体のさらなる利点は、容易に製造することができ、トリム加工する必要がないことである。

図２は、コア２００の外端２１０に配置された第３の封止領域２４０をさらに示し、これは、１つの凸面部分２４１と２つの凹面部分２４２とを有する。第１の封止領域２３０とは異なり、第３の封止領域２４０は１つ又は複数の第１の縁端２４３を含む。加えて、第３の封止領域２４０は第１の封止領域２３０より大きい直径を有する。従って第３の封止領域２４０により、長軸１０に沿って力が作用する場合に備えて、ケーシング１００の内部でコア２００を確定的に位置決めすることができる。これは、より大きい直径及び縁端２４３が、長軸１０に沿ったずれを防ぐためである。かかる力は、例えば、ボールポンプの挿入中及び抜き取り中に生じる。従って、第３の封止領域２４０をコア２００の外端２１０に配置すると、ボールポンプはちょうどこの点に特に大きい力を及ぼすため、特に有利である。

次に第３の封止領域２４０は、第１の封止領域２３０と第２の封止領域１３０との場合と同じく、ケーシング１００の第４の封止領域１４０に対応する。第４の封止領域１４０は、コア２００の対応する第１の縁端２４３に係合する１つ又は複数の第２の縁端１４３を特に含む。

図３は図１の断面の分解図であり、ここでは、バルブ１、カバー領域１１２と凹部１２１とを備えたケーシング１００、コア２００、孔１１１及び細径パイプ２１１を見ることができる。図３は、コア２００に対応するケーシング１００の空洞１０１を特に良く示し、これは面一な適合を、従ってケーシング１００とコア２００との間の耐漏性を提供する。コア２００及びケーシング１００の双方とも、弾性材料で作られるため、バルブ１は変形時にも漏出に耐える。図３はまた、大きい曲率がいかにコア２００の表面積２０１を増加させ、従ってバルブ１の耐漏性が向上するかについても示す。

従来のバルブの製造方法に従えば、ケーシングとコアとは別個に作製され、続いてコアが開口部を通じてケーシングに圧入される。導入部において既述のとおり、この方法はいくつかの欠点を有する。特に、ケーシングは挿入中に引き伸ばされ、破損し得る。さらに、コアの形状は、ケーシングに導入し得るように制限されなければならない。コアの直径が大きくなるほど、ケーシングへの挿入が困難となり、破損のリスクが高まる。従って、コア２００をケーシング１００に挿入する必要のない製造方法を有することが望ましい。これは、製造プロセスのステップが省略されるというさらなる利点を有する。

本発明のさらなる態様に相当するバルブ１のかかる製造方法は、実質的に２つのステップを含む。第１のステップでは、コア２００が第１の弾性材料から作製される。好ましくは、第１の弾性材料はゴム材料を含み、ここでコア２００は、プレス加工又は射出成形によって形成される。或いは、第１の材料はＴＰＵ（熱可塑性ポリウレタン）を含み、この場合コア２００は、射出成形によって作製される。代替的実施形態において、コア２００は他の弾性材料及び関連する作製方法で作られる。

第２のステップでは、ケーシング１００が、第２の材料を用いてコアの周囲に射出成形され、第２の材料は好ましくは透明であり、特に好ましくはＴＰＵを含む。代替的実施形態において、ケーシング１００は異なる弾性材料及び関連する作製方法で作られる。次に、コア２００は孔１１１の延長上に針で孔が開けられ、細径管２１１が作り出される。針はコア２００を半球体２２１の頂点から出る。

好ましくは、コア２００はその作製後、すなわち第１のステップの後に成形型内に配置され、第２のステップにおいて、その成形型内で射出成形によりケーシングがコア２００の周囲の成形型に形成される。成形型は、プラスチック部品の製造に使用されるとおりの従来の成形型である。成形型を使用することにより、なかでも射出成形が特に好ましい有利な成形技術を適用することが可能となる。しかしながら、他の技術、例えば、プレス加工又は押出加工を企図することも可能である。

好ましくは、コアは少なくとも１本の針によって適所に保持される。例えば、コア２００は、孔１１１に置かれた固定具、特に針によって、成形型内で適所に保持することができる。

ボールバルブ１を製造するには、ボールの内袋と結合される。特に、ケーシング１００が開口部を通じて内袋に圧入される。開口部の直径は、ケーシング１００の内端１２０における直径と実質的に等しい（図２を参照）。次に、カバー領域１１２の底面が、例えば接着又は溶接によって、内袋の外面と結合される。

図４は、ボール用バルブの実施形態の斜視図である。バルブ１、カバー領域１１２と凹部１２１とを備えるケーシング１００を、この図に見ることができる。この図では、コア２００の半球体２２１のみが見えている。

ケーシング１００は、例えば、ＴＰＵ又はゴム材料（ビニルなど）から製造することができる。ケーシング１００と内袋との間に良好な結合を提供するため、内袋は好ましくは、ケーシング１００と同じ材料から作製される。ある（透明又は半透明の）材料の使用は、ＴＰＵより安価であるため好ましい。

図４の実施形態では、さらに、点灯手段用の１つ又は複数のレセプタクル１１６が、ケーシング１００のカバー領域１１２の下方の領域１１５に配置されることを見ることができる。レセプタクル１１６は、点灯手段を受け入れるためのケーシング１００における陥凹部１１７と、ケーシング１００のブレーシング１１８とを含む。このようにして、ケーシング１００を点灯手段用のハウジングとして使用することができ、点灯手段はその光を透明ケーシング１００のカバー領域１１２を通じて外部に放つ。これにより、点灯手段用の別個のハウジングが省略される。光は、ケーシング１００上に配置された突起か、又は点灯手段の上方に配置されたケーシング１００の孔のいずれか、及びバルブの上方にあるボールの層（カーカス及び外層）におけるさらなる開口部を通じて外部に漏れ得る。

以下の図５〜図８における寸法は、好ましい実施形態についての例示に過ぎず、他の実施形態においてはそれから逸脱し得る。

図５は、ボール用バルブの実施形態の概略図を示す。この図は、側面図５１と、底面図５２と、底面図５２の線Ａ−Ａに沿った断面５３と、底面図５２の線Ｂ−Ｂに沿った断面５４とを示す。これらの図では、カバー領域１１２と電磁コイルを受け入れるための凹部１２１とを備えるケーシング１００、並びにコア２００を見ることができる。

図５は、図５１、図５２、及び図５４において、点灯手段用のレセプタクル１１６をさらに示し、これは各々、陥凹部１１７とブレーシング１１８とを備える。図５の実施形態では、好ましくは半球形の突起１１９が（透明）ケーシング１００のカバー領域１１２上に配置される。突起１１９は、点灯手段を受け入れるための陥凹部１１７の上方に配置される。突起１１９は点灯手段の光を広範囲に放射し、従って点灯手段の高い視認性を提供する。突起１１９の上方でボールの層（カーカス及び外層）に小さい開口部が設けられ、光が漏れることを可能とする。突起１１９は、好ましくはボールの層の厚さと一致する高さを有する。

図６は、ボールのバルブ用のコアの好ましい実施形態の概略図である。この図は、側面図６１と、底面図６２と、コア２００の底面図６２の線Ｂ−Ｂに沿った断面６３とを示す。コア２００の好ましい寸法は、図から直接読み取ることができる。例えば、図６の実施形態では、コア２００の凹面部分２３１及び凸面部分２３２の曲率半径は、各々０．７５ｍｍの値を有する。

図７は、ボール用バルブのさらなる実施形態の概略図である。この図は、側面図７１と、底面図７２と、底面図７２の線Ｂ−Ｂに沿った断面７４とを示す。ここでも、カバー領域１１２と電磁コイル用の凹部１２１とを備えたケーシング６００、並びにコア７００を見ることができる。

図７の実施形態では、先述の実施形態とは異なり、コア７００の（外側）輪郭７０２は、凹面部分１３２と凸面部分１３１とを含むケーシング６００の（内側）輪郭と一致しない。むしろ、コア７００の輪郭７０２はほんの僅かしか湾曲せず、実質的に唯１つの凹面部分７３１と２つの隣接する凸面部分とを含む。対照的に、ケーシング６００の輪郭は一層大きく湾曲して、いくつかの凹面部分１３２と凸面部分１３１とを、好ましくは４つの凹面部分１３２と３つの凸面部分１３１とを含み、これは図７３及び図７４に見ることができる。

コア７００及びケーシング６００は別個に製造され、続いてコア７００がケーシング６００に挿入される。コア７００は弾性材料（例えばゴム）で作られ、且つ、ケーシング６００は弾性材料（例えばＴＰＵ）で作られるため、コア７００はその形態がケーシング６００に適応する。コア７００をケーシング６００に挿入する前は、コア７００の輪郭とケーシング６００の輪郭とは異なる。コア７００は挿入される間に、その輪郭がケーシング６００の輪郭に適応する。図７は、ケーシング６００と挿入されたコア７００とを示し、ここでコア７００は依然としてその元の輪郭を有し、ケーシング６００の輪郭にまだ適応していない。

コア７００をケーシング１００に挿入する前は、凹面１３２部分と凸面１３１部分とを含むケーシング１００の輪郭は、コア７００の輪郭７０２と面一ではない。しかしながら、この実施形態においても、特に、ケーシング１００の凸面部分１３１が、コア７００の輪郭７０２に対して耐漏性を確実とするような高圧を及ぼすため、バルブは漏出に耐える。

図７の図７１、図７２及び図７４は、点灯手段用のレセプタクル１１６をさらに示し、ここで各レセプタクル１１６は陥凹部１１７とブレーシング１１８とを有する。図７の実施形態では、図５における突起１１９とは異なり、突起７１９は（透明）ケーシング１００のカバー領域１１２の中心に配置される。好ましくは、突起７１９は円筒形状を有する。突起７１９は、突起７１９の下方の陥凹部１１７に配置された点灯手段からの光を集め、集めた光を広範囲に放つ。これにより、点灯手段の高い視認性が提供される。

図８は、ケーシング８００とコア７００とを備えたボール用バルブのさらなる実施形態の概略図である。図７とは異なり、ケーシング８００の輪郭８０２はコア７００の輪郭７０２と一致し、従って双方の輪郭は面一で、高い耐漏性を提供する。コア７００の輪郭７０２は、図７と同様にほんの僅かしか湾曲せず、ある凹面部分７３１と２つの凸面部分７３２とを備える第１の封止領域７３０を含む。それに対応して、ケーシング８００の輪郭８０２はほんの僅かしか湾曲せず、第１の封止領域７３０と形状が一致する第２の封止領域８３０を含む。輪郭の面一な適合及びそれらの曲率が僅かであることにより、コア７００のケーシング８００への挿入が簡単となり、破損のリスクが低減される。

コア７００とケーシング８００とは別個に製造されてもよく、製造後、コア７００はケーシング８００に挿入される。或いは、ケーシング８００がコア７００の周囲に射出成形されてもよい。

本発明のさらなる態様は、上記のとおりのバルブ１を含むボールに関する。かかるボールは、電子デバイスとエネルギー貯蔵装置とをさらに含む。エネルギー貯蔵装置は電磁コイルによって誘導充電することができ、電磁コイルは、ケーシング１００の凹部１２１内の巻線によって形成される。これにより、ボール内部の追加的な構成要素、すなわち電磁コイルの必要性が回避される。ケーシング１００の１つ又は複数のレセプタクル１１６に配置される点灯手段によって、電子デバイスの状態を表示することができる。例えば、赤色の点灯手段が、ボールの過剰に低い、及び／又は過剰に高い圧力を表示することができ、緑色の点灯手段が、ボール内部の適正な圧力を表示することができる。或いは、単一の点灯手段が使用されてもよい。１つ又は複数の点灯手段は、エネルギー貯蔵装置（例えば、バッテリ又はコンデンサ）の充電状態を表示してもよい。上述されるとおり、電子デバイスとしては、圧力センサ、加速度センサ、温度センサ及びさらに別のセンサ、並びに、ボールの特性、その位置及びその動きを測定するための回路が含まれ得る。

図９は、バルブ及び電磁コイルの代替的実施形態を示す。バルブ１と電磁コイル９０１とを有するボールの内袋１０を見ることができる。電磁コイル９０１は内袋１０に配置され、環形状にバルブ１を取り囲む。さらなる実施形態において、電磁コイル９０１は内袋１０の他の位置に配置され、ここでは充電ステーションの電磁場までの距離が関連する。電磁コイル９０１が充電ステーションの電磁場に近接して位置するほど、電磁コイル９０１に接続されたエネルギー貯蔵装置をより速く充電することができ、且つ必要なエネルギーが少ない。電磁コイル９０１を内袋１０に配置し、ここで電磁コイル９０１がバルブ１を囲む環形状に配置されると、充電ステーションの電磁場までの距離を特に短くすることが可能となり、従ってより速く充電することが可能となる。

図９は、電磁コイル９０１が接続線９０２によってバルブ１に接続されていることをさらに示す。一実施形態において、電磁コイル９０１は内袋１０のトンネル部に配置される。さらなる実施形態において、電磁コイル９０１は他の固定手段、例えば接着又は溶接によって内袋１０に取り付けられる。

図１０は、エネルギー貯蔵装置を有するボール９００用の充電ステーション９１０の実施形態を示す。図示されるとおり、ボール９００はエネルギー貯蔵装置を充電する際、充電ステーション９１０に置かれる。これを達成するため、ボール９００のバルブ１（見えない）が充電ステーション９１０の充電コイル（図示せず）に近接される。従って、充電ステーション９１０はボールを容易に回転させることができるように設計されている。充電ステーション９１０は、ボール内部のコイルが充電ステーション９１０の充電コイルに十分に近付いたとき、及び充電が完了したときに、それを信号で伝えるディスプレイを装備することができる。

図１１は、エネルギー貯蔵装置を有するボール用の充電ステーションのさらなる実施形態を示す。例示される充電ステーション９１０は、ボール用の凹部９１１を含む。さらに、充電ステーション９１０は、コントローラ９１３、例えばマイクロコントローラにディスプレイ９１４を含み、これは図１１の図示においては、充電ステーション９１０から取り出されている。通常、コントローラ９１３は充電ステーション９１０の内部に配置される。ディスプレイ９１４は、例えば充電ステーション９１０の表面に配置されてもよい。

ディスプレイ９１４は、ボールが充電ステーション９１０において、ボール内部のエネルギー貯蔵装置を充電するのに適正な位置にあるかどうかを示す。これを達成するため、充電ステーション９１０は、例えば凹部９１１の底面に配置され得る第２の電磁コイルを含む。さらなる実施形態において、第２の電磁コイル９１２は、充電ステーション９１０の他の位置に配置されてもよい。

ボール内部の電磁コイルが、第２の電磁コイル９１２に信号を送る。充電ステーション９１０のコントローラ９１３がその信号を測定し、この信号は、第２の電磁コイル９１２に対する充電ステーション９１０内のボールの種々の向きに従い変化する。ボール内部の電磁コイルが充電に適正な位置にくると、それをコントローラ９１３が認識する。充電に適正な位置は、ディスプレイ９１４によって表示される。さらなる実施形態において、同様に種々の色を伴う数個のディスプレイが用いられる。ディスプレイの輝度を用いることで、ボール内部の電磁コイルの、充電に適正な位置までの距離を示してもよい。

１つ又は複数の電子デバイス及びエネルギー貯蔵装置をボールの内部に配置するには、ボールのバランスをとって、ボールの円滑な動きに対する負の影響を回避する必要がある。この点で、電磁コイルの取付け台としてバルブを使用すると、ボール内部の追加的な構成要素が回避されて有利である。これはまた、重量の節減にもなる。さらに、バルブ及び電磁コイルそれ自体を、エネルギー貯蔵装置及び電子デバイスに対するカウンタウェイトとして使用することができる。さらに、バルブ及び電磁コイルは、凹部１２１の形状（図１〜図５、図７を参照）、材料、ワイヤ厚さ、巻き数及び電磁コイルの他のパラメータを変えることにより、バランスをとるための可変カウンタウェイトとして使用することが可能である。

Claims (22)

1. ａ．ケーシング（１００、６００、８００）と、
   ｂ．前記ケーシング（１００、６００、８００）の内部に少なくとも部分的に配置されたコア（２００、７００）と、
   を含むボール用バルブ（１）であって、
   ｃ．前記コア（２００、７００）が、複数の部分を備えた第１の封止領域（２３０、７３０）を含み、前記部分が、交互になった凹面（２３１、７３１）と凸面（２３２、７３２）との曲率を有し、
   前記ケーシング（１００、６００、８００）が、第２の封止領域（１３０、８３０）を含み、前記第２の封止領域（１３０、８３０）が前記第１の封止領域（２３０、７３０）に係合することを特徴とする、バルブ（１）。
2. 前記第２の封止領域（１３０、８３０）が、前記第１の封止領域（２３０、７３０）の曲率半径と実質的に一致する曲率半径を含むことを特徴とする、請求項１に記載のバルブ（１）。
3. 前記第１の封止領域（２３０、７３０）が連続的に湾曲していることを特徴とする、請求項１または２のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
4. 前記複数の凹面（２３１、７３１）部分と凸面（２３２、７３２）部分との曲率半径が、実質的に等しいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
5. 前記複数の凹面（２３１、７３１）部分及び凸面（２３２、７３２）部分の少なくとも一方が、ほぼ半円形の断面として形成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
6. 前記複数の凹面（２３１、７３１）部分と凸面（２３２、７３２）部分との各々が、ほぼ半円形の断面として形成されることを特徴とする、請求項５に記載のバルブ（１）。
7. 前記コア（２００）が、前記ケーシング（１００）の対応する第２の縁端（１４３）に係合する第１の縁端（２４３）を備える少なくとも１つの第３の封止領域（２４０）を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
8. 前記少なくとも１つの第３の封止領域（２４０）が、前記第１の封止領域（２３０）より大きい直径を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
9. 前記第３の封止領域（２４０）が前記コア（２００）の外端（２１０）に配置されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
10. 前記ケーシング（１００）が外端（１１０）にカバー領域（１１２）を含み、前記カバー領域が前記ケーシング（１００）の内端（１２０）より大きい直径を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
11. 少なくとも１つの点灯手段を受け入れるための少なくとも１つのレセプタクル（１１６）が、前記ケーシング（１００）の前記外端（１１０）に配置されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
12. 前記ケーシング（１００）が実質的に透明な材料を含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
13. 前記少なくとも１つの点灯手段からの光を集め、それを放つための少なくとも１つの突起（１１９、７１９）が前記カバー領域（１１２）に配置されることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
14. 前記ケーシング（１００）が電磁コイル用の凹部（１２１）を含むことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のバルブ（１）。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載のバルブ（１）を備えることを特徴とする、ボール。
16. 電磁コイルと、
    前記電磁コイルによって誘導充電することができるエネルギー貯蔵装置と、
    電子デバイスと、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載のボール。
17. 前記電子デバイスが圧力センサを含むことを特徴とする、請求項１６に記載のボール。
18. 前記電磁コイルが前記ケーシング（１００）の凹部（１２１）に配置されることを特徴とする、請求項１６または１７に記載のボール。
19. 前記電磁コイルが前記ボールの内袋に配置されることを特徴とする、請求項１６または１７に記載のボール。
20. 前記電磁コイルが、前記ボールのバランスをとるための、前記電子デバイスに対するカウンタウェイトとして機能することを特徴とする、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載のボール。
21. 少なくとも１つの点灯手段が、前記電子デバイス用のディスプレイデバイスとして前記少なくとも１つのレセプタクル（１１６）に配置されることを特徴とする、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載のボール。
22. 第１の点灯手段が、前記ボール内部の過剰に低い、及び／又は過剰に高い圧力を表示し、及び第２の点灯手段が、前記ボール内部の適正な圧力を表示することを特徴とする、請求項２１に記載のボール。

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