JP2017504417A - 融合されたエンドキャップを備えたボールバット - Google Patents
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Abstract
ボールバットが、バットバレルの内面又は外面に直接的又は間接的に融合されたエンドキャップを有する。一実施形態では、スリーブは、バットバレルの内面又は外面に成形されているか結合されている。そして、エンドキャップは、選択的にスピン溶接プロセスによって、スリーブに融合される。エンドキャップの除去が試みられると、エンドキャップを破損する粉砕帯が生じ、この粉砕帯が、エンドキャップを使用不可能にし、効果的に置き換えられなくする。
Description
最近のボールバットの多くは、バットバレルの端部に機械的に固定されるか、適所に結合されたプラスチックのエンドキャップを有する。プラスチックのエンドキャップは、バットバレルの端部に軽量のクロージャーを提供する。バットとボールとの衝突が激しいので、エンドキャップ及びその取り付けメカニズムは、そのまま適所に残りながらかなりの衝撃に耐えなければならない。一般に生じる問題は、プラスチックが繊維複合材材料又は他の一般に使用されるバット材料に容易に結合可能ではなく、結合プロセスそれ自体の信頼性が低くなりえることである。バットバレルにキャップを固定する機械的なメカニズムはまた、しばしば信頼性が低い。
図1は、バットバレル12に機械的に取り付けられた既存のエンドキャップの一例を示している。エンドキャップ10は、射出成形された熱可塑性材料又は他の適切な材料で作られていることができる。このようなエンドキャップ10は、代表的には、バレル12の端部14を覆っており、キャップ10の外縁16の直径は、バットバレル12の外径18に実質的に等しい。図示される例では、バットバレル12は、内側に向いている溝26と、内側に突出している尾根22とを有し、これらは、それぞれ、外側に突出しているリング24とエンドキャップ10の外側に向いている溝20によって係合されている。エンドキャップは、追加的に、又は代替的に、接着剤でバレル12の内面に結合されることができる。
図1に示されるようなエンドキャップ10は、代表的には、ボールバットを破損することなく除去されることができる。この除去は、エンドキャップ及び接着剤を軟らかくするために熱又は蒸気を加えられて、グリップ装置を使用してバレル12からエンドキャップ10を引き抜くことによってなされることができる。一旦キャップが除去されると、アフターマーケットのバット修理業者は、内部からバレル12を引き出すことができ、より反応的なバットバレル(すなわち、バットの潜在的なパワーを高めたもの)を作り出す。このような改造バットは、リーグプレーに概して認可されず、ボールがバットを出るときの速度の増加により野手に危険になりうる。
このような認可されない改造に続いて、エンドキャップ10は、代表的には、内部改造が検出されないようにバットバレル12に再び取り付けられることができる。また、エンドキャップ10が偶然破損された場合には、新しいエンドキャップがオリジナルのキャップを交換するために使用されることができる。この種の認可されない改造がかなり普及してきており、交換キャップは、目下、第三の販売業者から入手可能である。したがって、検出できないバレルの改造をすることを困難にするか不可能にするようなやり方で構築されたボールバットが必要とされている。
ボールバットは、バットバレルの内面又は外面に直接的又は間接的に融合されたエンドキャップを有する。一実施形態では、スリーブは、バットバレルの内面又は外面のリングに成形されているか結合されている。そして、エンドキャップが、選択的に、スピン溶接プロセスによって、スリーブに融合されている。エンドキャップの除去が試みられると、エンドキャップを破損してエンドキャップを使用不可能で有効に置き換えられなくする破砕帯が生じる。他の特徴及び利点が以下に見られる。上に説明される特徴は、個々に、又は共に、又は、これらの1以上のさまざまな組合せで使用されることができる。
図面において、同じ参照符号は、いくつかの図面全体にわたって同じ要素を示している。
本発明のさまざまな実施形態が説明される。以下の説明は、これら実施形態の完全な理解及び可能な説明のための特定の詳説を提供する。しかしながら、当業者は、本発明が多くのこれらの詳説なしで実行されることができることを理解する。さらに、いくつかの周知の構造又は機能は、さまざまな実施形態の適切な説明を不要に不明瞭にしないように、図示されなかったり詳細に説明されなかったりしうる。
以下に示される説明で使用される術語は、たとえ本発明のある特定の実施形態の説明と共に使用されていても、最も広く合理的なように解釈されることを意図している。ある用語は、以下でさらに強調されることができるが、限定されるように解釈されることを意図したい術語は、この詳細な説明のセクションにおいてそういうものとして明確にはっきりと定義される。
内容的に許されるところでは、単数又は複数の用語はまた、それぞれ、複数又は単数の用語を含むことができる。さらに、「又は」との用語が2以上のアイテムのリスト中の他のアイテムから排他的な単一のアイテムのみを意味することが表現的に限定されていない限り、このようなリストにおける「又は」の使用は、(a)リスト中の単一のアイテム、(b)リスト中の全てのアイテム、又は(c)リスト中のアイテムの任意の組合せを含むと解釈されるべきである。さらに、別段の定めがない限り、「取り付けられた」又は「接続された」などの用語は、全体の接続、及び物理的な個々の要素間の接続を含むことを意図している。
詳細を図面に引き渡すと、図2に示されるように、「ボールバット」又は「バット」と以下に総称される野球又はソフトボールのバット1が図示され説明される。ボールバット1は、ハンドル2と、バレル4と、ハンドル2をバレル4につないでいるテーパー状セクション6とを有する。ハンドル2の自由端は、ノブ8又は同様の構造を有する。バレル4は、以下に詳細に説明されるように、エンドキャップ9によって閉じられている。バット1の内部は、好ましくは中空であり、これにより、バット1が比較的軽量であることを可能にし、この結果、バット1をスイングしたとき、選手が十分なバット速度を発生させることができる。
ボールバット1は、例えば、参照としてここに組み込まれる米国特許第5,593,158号に説明されるように、1ピース構造であってもよいし、2以上の個別の付属ピース(例えば、別個のハンドルとバレル)を有してもよい。バレル4は、カーボン又はガラスなどの複合材料、又はアルミニウムなどの金属材料で作られていることができる。バットハンドル2は、同じ材料、又はバレル4とは異なる材料から構築されることができる。2ピースのボールバットでは、例えば、ハンドル2は、複合材料(同じ、又はバレルを構築するために使用されるものとは異なる材料)、金属材料又は他の適切な材料から構築されることができる。
バットバレル4は、単一壁又は多重壁構造を有することができる。ここに参照として組み込まれる米国特許第7,115,054号に詳細に説明されているように、多重壁バレルは、例えば、1以上の界面剪断制御帯(ISCZ)によって互いに分離されたバレル壁を有することができる。
ボールバット1は、いかなる適切な寸法を有してもよい。ボールバット1は、全長20〜40インチ、又は26〜34インチであることができる。バレルの全体の直径は、2.0〜3.0インチ、又は2.25〜2.75インチであることができる。代表的なボールバットは、2.25インチ、2.625インチ又は2.75インチの直径を有する。これらの全長とバレルの直径、又は他の適切な寸法のさまざまな組合せを有するバットがここで考慮される。バットの寸法の特定の好ましい組合せは、バット1のユーザーによって一般に決定され、ユーザー間で大幅に変わりうる。
以下に説明される実施形態は、概して、バットバレルの内面に直接的又は間接的に融合されたエンドキャップを有するボールバットに向けられる。例えば、エンドキャップが融合されることができるスリーブは、バットバレルの内面に結合されるか、又は内面とともに成形されることができる。ここで使用される「融合」は、一般に、熱可塑性材料か複合材料でできた2つの要素のように、2つの融和性をもつ要素を一緒に溶解することによって達成される固体状態結合を表す。ポリエステルは、代表的なコンポジット(複合)バットバレルを形成するエポキシ樹脂に結合可能であるので、特に適した熱可塑性材料である。他の適切な材料は、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリプロピレンなどを含む。
一実施形態では、コンポジットバットバレルの内側スリーブは、バレルの成形中に形成されて取り付けられる。これは、熱及び圧力が成形金型中に加えられているとき、コンポジットバレルの内面にスリーブの外面を融合させることによって達成されることができる。コンポジットバットバレルは、一般に、管形状に伸ばされた繊維強化プリプレグ材料の層で作られる。ブラダーがプリプレグチューブの内部に置かれ、アセンブリが成形金型中に置かれる。エアーフィッティングが、ブラダー端部に適用されることができる。そして、成形金型が閉じられて加熱され、空気圧が、成形金型に対してプリプレグ層を押しつけるために、ブラダーに加えられ、層を固めて硬化する。
スリーブは、ブラダーと最も内側の層との間に置かれることができ、その結果、成形プロセス中に圧力が加えられたとき、スリーブは、最も内側の層に対して圧縮し、そのエポキシ樹脂に結合し、エポキシ樹脂がスリーブに沿って流れる。一旦エポキシが交差結合して硬化すると、スリーブは、バレルの内面に成形される。
あるいは、スリーブは、接着剤によって既に硬化されたバットバレルの内面に結合されることができる。これは、バレル材料がアルミニウム又は他の金属であるとき、あるいは、バット材料が、スリーブにバレルの内面を結合するために接着剤が使用されることを必要とするとき、好まれうる。一実施形態では、接着剤は、バットバレルの内面とスリーブの外面との間に配置される。そして、圧力が、接着剤を圧縮して結合プロセスを完了するために、内側スリーブに加えられることができる。
スリーブは、プラスチック、又は、円筒状の形状に伸ばされ、バットバレルの伸ばされたプリプレグ層の内部に置かれた同様の材料の1枚のシートであることができる。バレルを形成するとき、熱及び圧密圧力は、伸ばされたシートをプリプレグ層の熱硬化性樹脂に結合させて、内側スリーブをバットバレルの内面に永久的に固定させる。
他の実施形態では、スリーブは、バットバレルの内面に射出成形されることができる。このようなプロセスは、バレルの外面に対してシールする射出成形金型にバレルを置くことを必要とする。そして、摺動するコアが、バレルの内面の近くに、又はその内面に対してバレルの内部に配置されることができる。そして、プラスチックが、スリーブを形成するためにバレルの内面と摺動するコアとの間に注入される。
内側スリーブは、追加的に、又は代替的に、バットバレルの対応する又は補足的な特徴部に適所でスリーブを機械的にロックするための尾根、溝、孔又は他の表面結果を有することができる。
使用時、内側スリーブは、いかなる適切な寸法も有してもよい。一実施形態では、内側スリーブは、約0.03〜0.07インチの厚さと、約0.25〜0.75インチの長さとを有する。内側スリーブは、完全なシリンダーを形成することができるか、選択的に、成形中にスリーブがプリプレグ層に対して拡がることを可能にするためにその長さに沿ったギャップを有することができる。内側スリーブは、好ましくは、エンドキャップに熱で結合するように、エンドキャップと同じ材料又は同様の材料で作られている。内側スリーブはまた、好ましくは、コンポジットバレルの樹脂に結合可能か成形可能である。
他の実施形態では、バレル自体が、熱可塑性材料で作られているか、エンドキャップ材料がバットバレルの樹脂と融和性をもち融合可能であるように、同様の材料から作られることができる。この実施形態では、エンドキャップは、スリーブが必要でないように、バレルの内面か外面に直接的に融合されることができる。
一実施形態では、エンドキャップは、スピン溶接によってバットバレルの内側スリーブ又は内面に融合されている。スピン溶接は、2つの熱可塑性要素などにおいて、一方の要素を他方の要素に対して回転させて、これらを一緒にすることによって摩擦が発生されるプロセスである。摩擦からの熱は、2つの材料を融解してこれらの間の固体状態結合を生成する。エンドキャップは、好ましくは、幾分柔軟で、必要な干渉及び摩擦を生成するために、バレル又は内側スリーブの内面などのバット適合面の内径よりもわずかに大きな外径を有する。
このスピン溶接プロセスは、バットバレルの内側スリーブ又は内面にエンドキャップを融合する。このような融合されたエンドキャップの除去は非常に困難であり、エンドキャップ自体にかなりの破損又は破壊をもたらす。さらに、エンドキャップのいかなる「うまくいった」除去も、バットバレル又は内側スリーブに粉砕帯を生じ、粉砕帯に他のエンドキャップをうまく取り付けたり固定したりすることを効果的に不可能にする。
さまざまな特定の実施形態が説明される。もちろん、ここに説明される本発明の概念を利用する他の実施形態が代替的に利用されることができることが理解される。
図3並びに図4に戻ると、一実施形態では、スリーブ30は、バットバレル12の内面に永久的に結合されるか、成形されるか、そうでなければバットバレル12の内面に取り付けられている。柔軟なエンドキャップ29は、エンドキャップ29がバレル12へ挿入される前に内側スリーブ30の内径よりも大きな外径を有する尾根、すなわち突出したリング28を含む。エンドキャップ29及び内側スリーブ30は、熱可塑性又は他の適切な材料のような同様か同一の材料で作られているので、スピン溶接プロセス中に一緒に摩滅されたとき、例えば、これらはこれらの間に固体状態結合を形成する。最低でも、エンドキャップ29は、これらの間の熱結合がスピン溶接又は同様のプロセス中に達成されることができるように、バレルの樹脂と融和性をもつ材料で作られている。
一実施形態では、内側スリーブ30は、それをほぼ円筒形へと射出成形することによるバレル12へのその融解に先立って形成されることができ、その円筒形は、バットバレル12の内径に実質的に一致する外径を有する。内側スリーブ30は、追加的に、又は代替的に、バレル12に機械的なロックを与えるために、エポキシ樹脂が流れ込むことができる1以上の溝、又はバットバレル12の内面に対応する溝又はチャンネルと係合する1以上の尾根34を有することができる。内側スリーブ30は、選択的に、内側スリーブ30が成形中に拡がることを可能にするその長さに沿ったギャップを含むことができる。
一実施形態では、内側スリーブ30は、成形プロセス中にバレル12の内面32に結合されることができる。内側スリーブ30は、成形のパッキング中にバレルのプリフォームの内部に配置されることができる。成形金型が加熱されてプリプレグバレル層を固めるために空気圧が加えられたとき、これらのエポキシ樹脂に結合するように、内側スリーブ30が層に対して加えられる。
内側スリーブ30は、バレル12の内部材料の少なくとも一部を効果的に形成する。内側スリーブ30へのエンドキャップ29の融合は、製造プロセス中いつでも生じることができるが、代表的にはバレル12が完成され装飾された後にされる。スピン溶接のプロセスは、それ自体、内側スリーブ30へのエンドキャップ29を融合するのに十分である。このプロセスは、クランプで留めるか、そうでなければ、速い回転速度でエンドキャップ29を回転させて、バットバレル12にそれを挿入しながら適所にバットバレル12を固定することを必要とする。バットバレル12の内側スリーブ30又は内面にエンドキャップ29をスピン溶接するために、キャップ29は、約2500〜3500rpm、又は約3000rpmの速度で回転される。
図3並びに図4に示される実施形態では、エンドキャップ29の突出したリング28が内側スリーブ30と接触するようになり、これらの熱可塑性(又は他の同様の)材料が、これらの間の摩擦によって発生した熱により一緒に溶解する。エンドキャップ29は、エンドキャップ29のショルダー36がバットバレル12の端部と接触するまで、バレル12に挿入され続ける。そして、2つの要素の溶解領域38が、エンドキャップ29がバットバレル12に永久的に融合されるように凝固する。いかなる余剰な樹脂又はバリも、リリーフ領域31に選択的に集められることができる。第2のリリーフ領域が、溶解領域38のハンドル端部のところに選択的に含まれることができる。
図4は、完成状態におけるバットバレル12に融合されたエンドキャップ29を示している。エンドキャップ29の突出したリング28は、溶解して、溶解領域38の内側スリーブ30と融合している。過度のバリがリリーフ領域31に与えられる。溶解領域38の大きさは、使用される材料、所望の取り付け強度及びボールバットの所望の重量特性によって変わることができる。このような融合されたエンドキャップ29が除去されると、溶解領域38は壊れる。それにより生じる破砕帯は、凸凹していて整っていない表面を有し、エンドキャップ29を再び取り付けたり交換エンドキャップを取り付けたりすることを効果的に不可能にする。さらに、エンドキャップが取り付けられる使用可能な機械的なメカニズムも残っていない。
図5並びに図6は、内側スリーブ40がアルミニウムバレル42などの金属バレルの内面に射出成形された実施形態を示している。アルミニウムバレル42は、尾根、すなわち内側に突出しているリング44と、溝46とを有する。他の機械的な手段が、アルミニウムバレル42に内側スリーブ40をロックするために使用されてもよい。例えば、さらなる溝又は突出しているリングが利用されることができる。追加的に、又は代替的に、孔が、内側スリーブの突出部を受けるためにバレルの壁に開けられることができる。
バレル42は、射出成形金型に配置され、ここでは、成形金型の外側部分48が圧縮してバレル42の外面50に対してシールする。そして、内側コア52が、突出しているリング44及びバレル42の端部55を圧縮してシールするために、バレルに挿入される。ポリマー樹脂が、内側スリーブ40を形成するためにバレル42の内面54と内側コア52の外面56との間に形成された空間53に注入される。注入されたポリマーは、機械的なロックを与えるために溝46に流れ込む。
図6は、図5に示される射出成形プロセスによってバレル42に成形された内側スリーブ40を示している。ポリマーは、内側スリーブ40が除去されるのを防ぐ機械的なロックを与えるために、溝46に形成されている。続いて追加されるエンドキャップと内側スリーブ40との間の溶接帯が、内側スリーブ40の長さに沿ったいかなる場所にも位置されることができる。このようなエンドキャップの除去は、凸凹していて整っていない粉砕帯をもたらし、キャップの置換を効果的に不可能にする。
図7並びに図8は、エンドキャップ74がアルミニウムバレル60などの金属バレルに取り付けられた他の実施形態を示している。アルミニウムバレル60は、内側に突出している尾根、すなわちリム62と、内側に突出している受け部分、すなわち形成部分64とを有する。リム62は、バレル60の内面68よりも小さな直径を有する内縁66を有する。形成部分64は、湾曲部分70と、内縁72とを有する。内縁72の直径は、リム縁66の内径よりも小さい。
エンドキャップ74は、円筒形、又はほぼ円筒形の延長部76を有する。エンドキャップ74は、約2500〜3500rpm、又は約3000rpmの高速で回転され、バレル60へ挿入される。エンドキャップ延長部76がバレル60の湾曲部分70と接触するようになったとき、エンドキャップ74の熱可塑性(又は同様の)材料が軟らかくなり変形し始める。そして、変形している延長部76が、エンドキャップ74が適所に固定されるように、リム62の下のキャビティ78へと湾曲部分70によってガイドされる。図8は、取り付けられたエンドキャップ74を示しており、エンドキャップ74は、キャビティ78を満たしエンドキャップ74の位置をロックしている変形した延長部80を有する。
他の実施形態では、バットバレルは、エンドキャップの内面が融合されるか、そうでなければ取り付けられることができるスリーブを受けるために外側凹部又は帯を含むことができる。このような形態は、金属バットバレルに特に適用可能であるが、コンポジットバットバレルでも利用されることができる。バットバレルの端部は、金属バットの場合には機械加工することによって、又はコンポジットバットの場合には成形することによって形成されることができる。
図9ないし図11は、このような実施形態の一例を示している。バットバレル90は、リム94又は他の外向きの突出部で定められた凹んだチャンネル、すなわち溝92を有する。スリーブ100は、成形されるか、そうでなければ溝92の外面に取り付けられている。エンドキャップ110は、融合されるか、そうでなければエンドキャップ110の内面とスリーブ100の外面との間に形成された溶接領域112のところで外側スリーブ100に取り付けられている。
外側スリーブ100は、熱可塑性リングなどの適合するC形状リングであることができ、リム94を通り越して溝92の床102に据え付けるように引かれることができる。あるいは、スリーブ100は、溝92の外周に沿って配置された2以上の別個のピースで作られていることができる。スピン溶接又は同様のプロセスは、理想的には、エンドキャップ110に融合された1ピースのリングを形成するためにいかなるほころびをも融合する。
図示される実施形態では、選択的な孔96、すなわち開口が、溝領域のバットバレル90の壁98を貫通して開けられている。外側スリーブ100は、孔96の1以上に適合する1以上の突起104を有する。このような突起104は、エンドキャップ110がそれにスピン溶接されるかそうでなければ取り付けられたときに外側スリーブ100の回転を防ぐのを助ける。突起104の自由端は、選択的に、バットバレル90の内壁106に熱カシメすることができる。
上に説明された実施形態のいずれも、単独で、又は互いに組み合わせて使用されることができる。さらに、エンドキャップ及び関連する取り付けメカニズムは、ここに説明されない追加的な特徴を含むことができる。いくつかの実施形態が図示され説明されてきたが、もちろん、さまざまな変更及び置き換えが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱されることなくなされることができる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によるものを除き、限定されるべきではない。
Claims (20)
- ハンドルと、
前記ハンドルに取り付けられた、又は前記ハンドルと一体のバレルと、
前記バレルの表面に取り付けられた、又は前記バレルの表面と一体のスリーブと、
前記バレルの端部に配置され、前記スリーブに融合されたエンドキャップとを具備するボールバット。 - 前記エンドキャップ及び前記スリーブは、これらが互いに融合可能であるようにほぼ同様の材料を含む請求項1に記載のボールバット。
- 前記エンドキャップ及び前記スリーブの各々が、熱可塑性材料を含む請求項2に記載のボールバット。
- 前記バレルは、複合材料を含み、前記熱可塑性のスリーブは、前記複合バレルの内面に成形されているか結合されている請求項3に記載のボールバット。
- 前記バレルは、複合材料を含み、前記熱可塑性のスリーブは、前記複合バレルの外面に成形されているか結合されている請求項3に記載のボールバット。
- 前記エンドキャップは、前記スリーブの内面に融合されている請求項1に記載のボールバット。
- 前記エンドキャップは、前記スリーブの外面に融合されている請求項1に記載のボールバット。
- 前記スリーブは、前記バレルの内面に射出成形されている請求項1に記載のボールバット。
- 前記スリーブ及び前記バレルの前記内面の一方が、突出部を有し、
前記スリーブ及び前記バレルの前記内面の他方が、対応する溝を有し、前記突出部が、前記バレルの前記内面に前記スリーブを機械的に固定するために、前記溝に配置されている請求項8に記載のボールバット。 - 前記スリーブ及び前記バレルの表面の一方が、突出部を有し、
前記スリーブ及び前記バレルの表面の他方が、対応する溝を有し、前記突出部が、前記バレルの表面に前記スリーブを機械的に固定するために、前記溝に配置されている請求項1に記載のボールバット。 - ハンドルと、
前記ハンドルに取り付けられた、又は前記ハンドルと一体の第1の端部と、第2の先端部とを有し、前記第2の先端部で内側に突出しているリムと、前記リムから離間された内側に突出している形成部分とを有し、前記形成部分は、前記リムと前記形成部分との間にキャビティを規定している、バレルと、
前記リムの下で前記キャビティに配置された変形可能な延長部を有し、前記バレルに固定されているエンドキャップとを具備するボールバット。 - 前記バレルは、金属材料を含み、前記エンドキャップは、変形可能な材料を含む請求項11に記載のボールバット。
- 前記エンドキャップは、熱可塑性材料を含む請求項12に記載のボールバット。
- 前記形成部分は、前記キャビティの変形可能な延長部を位置決めする湾曲部分を有する請求項11に記載のボールバット。
- エンドキャップをボールバットのバレルに取り付ける方法であって、
前記バレルの内面にスリーブを取り付けることと、
前記エンドキャップを高速度で回転させることと、
前記エンドキャップの外側領域が前記スリーブの内面に対して回転するように、回転しているエンドキャップを前記バレルに挿入することと、
前記スリーブに前記エンドキャップの外側領域をこれらの間で生じた熱及び摩擦によって融合させることとを具備する方法。 - 取り付けるステップは、前記バレルの前記内面に前記スリーブを成形することを含む請求項15に記載の方法。
- 取り付けるステップは、前記バレルの前記内面に前記スリーブを結合することを含む請求項15に記載の方法。
- 回転させるステップは、前記エンドキャップを約3000rpmの速度で回転させることを含む請求項15に記載の方法。
- 挿入するステップが、前記エンドキャップのショルダーが前記バレルの端部と接触するまで、継続する請求項15の方法。
- ハンドルと、
第1の融合可能な材料を含み、前記ハンドルに取り付けられた、又は前記ハンドルと一体のバレルと、
前記第1の融合可能な材料と融和性をもつ第2の融合可能な材料を含み、前記バレルに直接的に融合されるエンドキャップとを具備するボールバット。
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