JP4022809B2 - 内蔵式スポーツ・ボール膨張機構 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、ボールを膨張させ又はボールに圧力を付与する機構を入れたスポーツ・ボール(sport ball)に関する。
【0002】
バスケットボール用ボール、フットボール用ボール、サッカーボール用ボール、バレーボール用ボール及びソフトボール(playground ball)のような従来の膨張式スポーツ・ボール(inflatable sport ball) は、セルフシール膨張弁(self−sealing inflation valve)内にこの弁を貫いて挿入する別個の膨張ニードルを使って伝統的膨張弁によって膨張させる。在来の自転車ポンプのような別個のポンプは、膨張ニードル(inflation neadle)に連結され、そしてスポーツ・ボールは、このポンプを使って膨張させられる。次いで膨張ニードルを、圧力を保持するようにセルフシールする膨張弁から抜出す。このシステムは、スポーツ・ボールが膨張又は圧力増加を必要とするまでは精密に作用するが、ニードル及び/又はポンプは容易には利用できない。
【0003】
【発明の要約】
本発明は、内蔵式膨張機構(self−contained inflation mechanism)を持つスポーツ・ボールを提供する。本発明の目的は、別個の膨張用のニードル又はポンプのような別個の膨張装置を必要としないでスポーツ・ボールを膨張させ又は圧力を加えることができるようにすることにある。とくに本発明は、ボール外部から操作でき所望の圧力が得られるように周囲空気をスポーツ・ボール内部に送り込む内蔵式のポンプ装置を備えたスポーツ・ボールに係わる。なおとくに、この内蔵式ポンプ装置は、スポーツ・ボール内の室にこの室内に周囲空気を送り込む手段を設け又この室から一方弁手段を経てスポーツ・ボールの内容積に空気を押込む手段を提供する。この内蔵式ポンプ装置はなおとくに、スポーツ・ボール外部から作動できるピストンを備えたピストン及びシリンダ構造を備える。
【0004】
【実施例】
先ず添付図面の図1ないし図5は本発明の1実施例によるスポーツ・ボール10の一部を例示したボールは、空気保持用のゴム袋(rubber bladder)12を持つカーカスと、ゴム袋12のまわりに巻いたナイロン又はポリエステルの糸(yarn)の巻いた物(winding)から成る層14と、外側ゴム層16と、により構成した典型的なバスケットボール構造である。積層ボールでは、革又は合成材から成る付加的外層18は、接着剤により当てがい常温成形により固定したパネルから成る。巻いた物は、乱雑な配向にし(oriented)、2層又は3層の厚さとする。これ等の巻いた物は、あまり広くは広がることができなくてボールをその正常なプレイ圧力以上に膨張したときにその規定寸法以上に膨張しないように制限する層を形成する。フットボール、バレーボール及びサッカーボール用のこの層は、ライニング層と呼ばれ、通常、ビニルゴム又はラテックスゴムのようなたわみ性バインダー樹脂(binder resin)を含浸させた木綿布又はポリエステル布から成る。
【0005】
本発明スポーツ・ボールのカーカス内には、ゴム接着剤を使い袋に接着したフランジ22を持ち、中心穴を形成したゴム製ポンプ・ブーツ(pump boot)又はハウジング20を製造中に協働させる。ポンプ・ブーツ20はゴム製袋12と巻線14の層との間に位置させる。アルミニウム製成形プラグは成形巻取処理(molding and winding process)中にブーツ穴内に挿入し、製造作業中に適正な形状の中心穴を保持し袋を膨張させる。ポンプ・ブーツ20を貫く中心穴は、ポンプ・シリンダ28の上端部にフランジ26を保持するようにみぞ24を形成してある。ポンプ・シリンダ28は任意適当な軟性の接着剤(エポキシ樹脂、ウレタン又はその他)を使いポンプ・ブーツに適宜に接着することができる。
【0006】
ポンプ・シリンダ28内には、図1及び2に示したポンプ・ピストン30を位置させてある。ポンプ・ピストン30は、ポンプ・シリンダ28内でポンプ・ピストン30を押上げるばね34を納めた円形みぞ32を下部に形成してある。又ポンプ・ピストン30の下端部には、O−リング38を入れたO−リングみぞ36を設けてある。図1に明らかなようにO−リングみぞ36は、O−リング38がみぞ36内で上下に動くことができるように寸法を定めてある。O−リング38は、ポンプ・ピストン30を押下げたときに図1に示した位置に押付けられる。この位置ではO−リング38はシリンダ壁とみぞ36の上部フランジ40との間を密封する。図2には、みぞ36内で上部フランジ40の真下から下方に下部フランジ44を貫いて延びるみぞ穴すなわちくぼみ42を設けてある。図2にはこれ等のくぼみ42のうち1つだけしか示してないが2つ又はそれ以上設けるのがよい。ピストン30をばね34により押上げると、O−リング38はみぞ36の下部に動くことにより、くぼみ42を経てO−リング38のまわりにバイパスを開き従ってポンプ・ピストン30の下方でポンプ・シリンダ28に空気が入る。次いでポンプ・ピストン30を押下げると、O−リング38はみぞ36の上部に戻りシリンダ出口ノズル46を通る空気の流出を密封する。
【0007】
ポンプ・ピストン30の上端部には2個のフランジ48を設けてある。各フランジ48はシリンダ・キャップ50と協働してポンプ・ピストン30をシリンダ28内で押え付け又ポンプ・ピストン30をポンプ作用のために解放する。シリンダ・キャップ50はシリンダ28の頂部に固定され、又ポンプ・ピストン30はシリンダ・キャップ50の中心を貫いて延びる。キャップ50は、ポンプ・シリンダ28に固定してある。図3は、シリンダ・キャップ50下部の斜視図であり、中心穴の互いに対向する側に開放区域52を示す。この中心穴は解錠位置でポンプ・ピストン30の2個のフランジ48が通過することができる。鎖錠位置ではポンプ・ピストン30は押下げられ、2個のフランジ48が突起54の下方を通り鎖錠くぼみ56内に回動するように回転する。ポンプ・ピストン30の上端部にはボタンすなわちキャップ58を取付てある。ボタン58は、カーカスの穴を実質的に完全に充てんしボールの表面に面一になるように作ってある。ボタン58は成形のウレタン又はゴムのような任意所望の材料から構成すればよい。シリンダキャップ50の上面にはパッド60を取付けてある。パッド60は、ピストン30をバネ力に逆って押下げたときにボタン58に係合し、ポンプ・ピストン30を鎖錠し又は解錠する。パッド60は、ポンプに対しクッション作用を生じ又ボールの当たる感じに合致するようにたわみ性を持たなければならない。ボールの表面はつかみ作用を高める組成を持たなければならない。
【0008】
図1はポンプの出口ノズル46を示すがこの出口ノズルに取付けた一方弁は示してない。図4には、流出ノズル46に取付けるダックビル形(duckbill−type)の一方弁アセンブリ(one−way valve assembly)62が示されている。この一方弁アセンブリ62は入口端部ピース64と出口端部ピース66と2個の端部ピース64、66間に保持したエラストマー質のダックビル弁(duckbill valve)68とを備える。端部ピース64、66はポリカーボネートのようなプラスチックが好適であり、互いに超音波溶接すればよい。
【0009】
出口ノズル46には任意所望の一方弁を使うことができ又ダックビル弁が普通の形式の一方弁であるが、特定のダックビル構造が図4に示され図5にはさらに詳しく示してある。ダックビル弁68は、エラストマー質のシリコーン材料で形成され、フランジ72を持つ円筒形の胴70を持つように成形する。胴70内には、胴70内に内周のまわりに上部入口端部76を成形したダックビル74を設けてある。ダックビル74の壁又は側部78は次いで下方に向きテーパを設けられダックビル・スリット80を持つ直線の下端部を形成する。ダックビル74は、入口空気圧力によりダックビル・スリット80を開き空気を入れると共に、ボールの内側の空気圧力によりダックビル・スリットを締付けて閉じ空気の漏れを防ぐ。このようなダックビル構造は米国オハイヨー州イエロウ・スプリングス市のバーネイ・ラボラトリズ・インコーポレイテッド(Vernay Laboratories, Inc.)製のものがある。
【0010】
図1ないし5について前記したポンプ・アセンブリは主として耐衝撃性ポリスチレン(high impact polystyrene)のようなプラスチックで作るのがよい。このポンプ・アセンブリは小形軽量で大体約25gに過ぎないが、ボール構造に加える重量がポンプ機構の重量につりあうことが望ましい。図6は、ポンプ機構82がボールの一方の側にあり標準のニードル弁84がボールの対向側にあるような配置を示す。この場合ニードル弁84を形成する材料86の重量を量る。ニードル弁ハウジング又はこの弁を囲む領域に付加的な材料を加える。或はタングステンのような高密度の金属粉末をゴム化合物に加える。
【0011】
図1ないし5についての以上の説明は特定の好適なポンプ構造についてのものである。しかし本発明の範囲内で他のポンプ構造を使ってもよい。図7、8及び9は外部から操作できるボール内部の他の形式のポンプを示す。このポンプは、ボールのカーカス90に取付けた剛性のシリンダ88を備える。ピストン92は中空で頂部にキャップ94を設けてある。O−リング96はピストン92及びシリンダ88の間のシールを形成する。ピストン92の頂部に空気取入れ穴98が設けられ又空気出口穴100はピストン92の底部にある。フラップ弁102は、空気がピストン92に流入しピストン92を引上げたときに空気出口穴100からフラップ弁102を経て流出しシリンダ88に空気を充満するように空気出口穴100を覆う。シリンダ88の底部には穴104及びフラップ弁106を設けてある。ピストン92を下方に押し戻すときは、フラップ弁102が閉じフラップ弁106が開き、そしてシリンダ88内の空気は穴104及びフラップ弁106を経てボール内に押込まれる。ピストン92を押上げているときは、フラップ弁106は閉鎖される。ばね108はピストン92を頂部にすなわち伸長位置に押し、又ピストン92はばね108の力に逆って押下げられる。ピストン92のJ字形みぞ穴110はシリンダ88の突起112と協働してピストン92を下降位置に鎖錠する。従ってピストン92は、たとえばみぞ穴116にコイン114を使用することにより回動してピストン92を鎖錠し又は解錠する。
【0012】
本発明の他の変型を図10及び11に示してある。スポーツ・ボールのカーカス120に取付けたシリンダ118と、シリンダ118のキャップ122とを示してある。カーカス120の実際の層は図10には示してない。シリンダ118内でピストン124にO−リング・シール126及びピストン棒128を設けてある。シリンダ118の底部にはダックビル形の一方弁130を設けてある。この構造ではばね132によりピストン124及びピストン棒128をシリンダ118内で押下げ、ピストン棒128をばね力に逆って引上げるようにし又ばね132によりピストン124及びピストン棒128をシリンダ118内で押下げる。ピストン棒128の上端部にはフリップ−アップ・プル・リング(flip−up pull ring)134を取付けてある。図11に示すようにこのフリップ−アップ・プル・リング134は、ベルクロTM(VelcroTM)のような典型的なフック−アンド−ループ布(hook−and−loop fabric)138により押え付けたボール・カバーのフラップ136を押当て覆ってある。
【0013】
図12は他の実施例を示し、この実施例ではシリンダ142、ピストン144、ピストン棒146及びダックビル弁148を備えたポンプ140は、クランク輪すなわち回転ディスク150に回転できるように連結したピストン棒146を備えている。回転ディスク150は室152内に回転できるように取付けられ、又クランク取付具154は、ボールのカーカスを貫いて延びる。クランク156はクランク取付具154内に挿入され、回転ディスク150を回転することによりポンプを作動するようにしてある。図13に示した変型はボールの表面に回転できるように取付けた、回転ディスク150と同様な回転ディスク158を持つ。回転ディスク158は指穴160を持ち、回転ディスク158を、穴160内に挿入した指で手動回転できるようにしてある。
【0014】
スポーツ・ボール内の圧力は過膨張又は温度の増加によって高すぎるようになるから、普通の膨張ニードルを利用できないときはボールから圧力を流出させるようにするのがよい。このような構造は図14に示すように、ボールのカーカスを貫く流出穴162と、この流出穴162内のプラグ164と、流出穴162内に密封されたプラグ164を通常緊密に保持する穴168付きの弾性カバー166とを備える。弾性カバー166によりプラグ162を各穴168及び穴162を経て流出圧力まで押し開くことができる。
【0015】
図15は、ピストン棒173により駆動輪174は取付けたピストン172を備えた引きコード機構170により作動するポンプを示す。駆動輪174はラチェットを取付けらればね付勢され芝刈機のスタータと同じでよく知られているようにして作動する。ピストン172はO−リング・シール176を設けてある。O−リング・シール176は、図1に示したO−リング・シールと同じであって、ピストンを過ぎて空気流を一方向に通すことができるが他方向には通すことができない。このシリンダには、ボール内への流入を可能にし、流出を防止するダックビル形の一方向弁178を設けてある。
【0016】
図16は、シリンダ180と、一方向流O−リング構造(one−way flow O−ring arrangement)184を持つピストン182と、ポンプ内部からボール内への空気流用の一方向フラップ弁186とを備えた他の変型によるポンプを示す。さらにポンプ・シリンダの支持体188を示してある。この支持体188はゴムのようにたわみ性の又は軟質の材料から成りポンプの運動を支え最小にする。
【0017】
図17は引張りひも又は引張りコード(pull string or cord)により作動する変型によるポンプを示す。ポンプのシリンダ190はたわみ性の支持体192、194によりボール内に支えてある。シリンダ190内には、支持体192の穴196を経て又一方向フラップ弁(one−way flap valve)198を経て空気を入れる。ピストン200は周辺のまわりに一方向逆止め弁として作用するスカート202を持つ。このようにして、ピストンが下降する際にピストンを過ぎて流通させ、このピストンを引上げる際にバイパス流を防ぐ。ばね204はピストンを押し下げ又ひも(string)206は、ばね力に逆ってピストンを引上げ空気をスポーツ・ボール内にダックビル出口弁208を経て送込むのに使用される。
【0018】
図18は別の変型によるポンプ210を示す。ポンプ210は下端部に図4及び5に示したダックビル弁のようなダックビル弁を備える。底部の延長部分212とピストン216の延長部分214とによりばね218を中心に保持しばね218がシリンダ壁に過度にこすれることがないようにする。これ等の延長部分212、214は又、ばね218が圧縮されこれ等の延長部分が相互に係合すると止めとして作用する。この変型ではこの場合にも一方向流れO−リング220を持つピストン216は、別個の押し棒を穴222を経て挿入しピストン216をばね力に逆って押下げることにより作動される。
【0019】
図19は、スポーツ・ボールのカーカスに取付けた室226の端部を形成するピストン224を備えた変型によるポンプを示す。空気は室226内に穴228を経て入れられ、室226からピストン224の穴230を通り一方フラップ弁232を経てシリンダ234内に流れる。スカート弁又はマイクロ−カップ弁(skirt or micro−cup valve)236は、ピストン224と、シリンダ234の壁との間にシールを形成する。シリンダ234は、穴240及び一方フラップ弁242を持つ端部238で閉じてある。シリンダ支持管244は空気流246用の穴246を持つ。このポンプを作動するには、穴228の区域のスポーツ・ボールの頂部を押下げ室226を押下げる。この場合シリンダ234内でピストン224を押下げ、フラップ弁232を閉じ、シリンダ234からフラップ弁242を経て穴246からスポーツ・ボール内に空気を押込む。フラップ弁242により空気がスポーツ・ボールから流れ戻らないようにする。又フラップ弁242によりスカート236のまわりでスポーツ・ボールから流下しないようにする
【0020】
図20は2種類のうちの一方で作用できる構造を示す。この構造ではシリンダ250内にピストン248を備え、ピストン248をばね252により押上げる。ピストン248も又一方流れO−リング254を備え、シリンダ250は一方流れダックビル弁256を持つ。この変型ではピストン棒は自動車又は自転車のタイヤに使うのと同じ弁棒258を備える。弁棒258は、弁棒258を押下げることにより、ピストン248を機械的に往復動させるのに使うことができる。弁棒を鎖錠するのに図示してない手段を使う。機械的にピストンを動かすことによりボールを膨張させることができるほかに、ボールはタイヤ・ポンプで膨張させることができる。タイヤ・ポンプは、通常弁棒258に取付けるだけで自動車又は自転車のタイヤと同様にスポーツ・ボールに空気を送り込むのに使用される。
【0021】
図21及び22は、たわみ性の袋262で形成したシリンダ261を持つ異なる形式のポンプ260を示す。ゴム又は類似の材料から成るたわみ性の袋は、ボールのカーカス264に部分266で密封し下端部をダックビル弁270を持つ丸いプレート268により閉じてある。袋262は、大気への穴274とフラップ弁276とを持つピストン272に頂部を取付けてある。ピストン272をピストン棒278により図21に示した位置から押下げるときは、フラップ弁276は閉じ袋262からダックビル弁270を経てスポーツ・ボール内に空気が押出される。ピストン272を押下げると、袋262がたわみ頂部部分がピストン272を下部部分内に図22に示した位置に追従させる。ピストン272を引上げるときはフラップ弁276が開き、袋に空気が充満する。ベルクロにより保持されたフラップはボール穴280を覆う。
【図面の簡単な説明】
【図1】 空気圧の付与にボール外部から作動できる内蔵式のピストン及びシリンダ構造を持つ本発明スポーツ・ボールの1実施例の部分横断面図である。
【図2】 図1に示したピストンの側面図である。
【図3】 図1のポンプのキャップのポンプ・ピストン鎖錠解錠用構造の斜視図である。
【図4】 図1のポンプの出口に使う一方弁アセンブリの拡大軸断面図である。
【図5】 図4のアセンブリのダックビル弁の拡大軸断面図である。
【図6】 一方の側のポンプと、つりあいおもりを含む他方の側の普通の膨張弁とを示すスポーツ・ボール全体の断面図である。
【図7】 本発明の他の実施例のピストン及びシリンダ構造の部分横断面図である。
【図8】 図7のピストンの部分斜視図である。
【図9】 図8の別の斜視図である。
【図10】 図7の別のポンプ構造の軸断面図である。
【図11】 図10の上部から見たスポーツ・ボールの斜視図である。
【図12】 回転運動により作動するポンプ構造の実施例の軸断面図である。
【図13】 図12を上部から見たスポーツ・ボールの斜視図である。
【図14】 スポーツ・ボールから圧力を解放する構造の部分横断面図8である。
【図15】 他の実施例のポンプの軸断面図である。
【図16】 他の実施例の要部の横断面図である。
【図17】 他の実施例の部分横断面図である。
【図18】 他の実施例の部分横断面図である。
【図19】 他の実施例の部分横断面図である。
【図20】 他の実施例の要部の横断面図である。
【図21】 他の実施例の要部の横断面図である。
【図22】 他の実施例の要部の横断面図である。
【符号の説明】
10 スポーツ・ボール
28 シリンダ
30 ピストン
46 出口ノズル
62 一方弁
Claims (9)
- カーカスと、このカーカスに取付けた内部ポンプとを備えた膨張式スポーツ・ボールであって、
前記内部ポンプに、
前記スポーツ・ボール内への空気出口を持つシリンダと、
前記空気出口に取付けられ、前記シリンダから前記ボール内部への空気の流入を可能にするが、前記スポーツ・ボールから前記シリンダ内への空気の逆流を防止する一方弁と、
前記シリンダ内に位置させられ、前記スポーツ・ボールの外部から前記シリンダ内に周囲空気を吸引し、この吸引した周囲空気を前記シリンダから前記一方弁を経て前記スポーツ・ボール内に押込むように作動できるピストンと、
を設け、
前記カーカスの外部から前記ピストンを作動する作動手段と、
前記ピストンを挿入された位置に鎖錠する鎖錠手段と、
をさらに備えた膨張式スポーツ・ボールにおいて、
前記ピストンを作動する前記作動手段を、前記ピストンに取付けられ、前記カーカスの穴を貫いて延び、伸長位置と挿入位置との間で可動なピストン棒により構成し、
さらに前記ピストンを前記シリンダ内で前記空気出口から遠ざかる向きに押上げ、前記ピストン棒を前記スポーツ・ボールの外部の前記伸長位置に前記穴を経て押すように位置させることにより、前記ピストン棒を、作動できるようにするばねと、
前記ピストン棒を前記挿入位置に鎖錠する鎖錠手段と、
を備えた膨張式スポーツ・ボール。 - 前記シリンダを、前記カーカスに前記穴のまわりで密封した請求項1の膨張式スポーツ・ボール。
- 前記ピストンが中空であり、このピストン内に周囲空気を入れるための空気入口穴と、前記中空のピストンから前記シリンダ内に空気を入れる第2の一方弁を持つ空気出口穴とを設けた請求項1の膨張式スポーツ・ボール。
- カーカスと、このカーカスに取付けた内部ポンプとを備えた膨張式スポーツ・ボールであって、
前記内部ポンプに、
前記スポーツ・ボール内への空気出口を持つシリンダと、
前記空気出口に取付けられ、前記シリンダから前記ボール内部への空気の流入を可能にするが、前記スポーツ・ボールから前記シリンダ内への空気の逆流を防止する一方弁と、
前記シリンダ内に位置させられ、前記スポーツ・ボールの外部から前記シリンダ内に周囲空気を吸引し、この吸引した周囲空気を前記シリンダから前記一方弁を経て前記スポーツ・ボール内に押込むように作動できるピストンと、
を設け、
前記カーカスの外部から前記ピストンを作動する作動手段と、
前記ピストンを挿入された位置に鎖錠する鎖錠手段と、
をさらに備えた膨張式スポーツ・ボールにおいて、
前記ピストンを作動する前記作動手段を、前記ピストンに取付けられ、前記カーカスの穴を貫いて延び、伸長位置と挿入位置との間で可動なピストン棒により構成し、
さらに、前記ピストンを前記シリンダ内で前記空気出口に向かって押下げ、前記ピストン棒を前記挿入位置に押すように位置させたばねを備えることにより、前記ピストン棒を前記ばねの力に逆って前記伸長位置に引き前記スポーツ・ボール内部に空気を送り込むように作動できるようにした膨張式スポーツ・ボール。 - カーカスと、このカーカスに取付けた内部ポンプとを備えた膨張式スポーツ・ボールであって、
前記内部ポンプに、
前記スポーツ・ボール内への空気出口を持つシリンダと、
前記空気出口に取付けられ、前記シリンダから前記ボール内部への空気の流入を可能にするが、前記スポーツ・ボールから前記シリンダ内への空気の逆流を防止する一方弁と、
前記シリンダ内に位置させられ、前記スポーツ・ボールの外部から前記シリンダ内に周囲空気を吸引し、この吸引した周囲空気を前記シリンダから前記一方弁を経て前記スポーツ・ボール内に押込むように作動できるピストンと、
を設け、
前記カーカスの外部から前記ピストンを作動する作動手段と、
前記ピストンを挿入された位置に鎖錠する鎖錠手段と、
をさらに備えた膨張式スポーツ・ボールにおいて、
前記ピストンを作動する前記作動手段を、回転できるクランク輪と、このクランク輪と前記ピストンとの間に取付けたピストン棒とにより構成し、前記クランク輪を前記スポーツ・ボールの外部から回転できるようにした膨張式スポーツ・ボール。 - さらに、前記内部ポンプの重量につりあうように、前記スポーツ・ボールの内部に取付けられたつりあい手段を備えた請求項1、4、5のいずれか1つの膨張式スポーツ・ボール。
- さらに、前記スポーツ・ボールから空気圧力を流出させる流出手段を備えた請求項1、4、5のいずれか1つの膨張式スポーツ・ボール。
- 前記スポーツ・ボールが、バスケットボールである請求項1、4、5のいずれか1つの膨張式スポーツ・ボール。
- 前記スポーツ・ボールが、バレーボールである請求項1、4、5のいずれか1つの膨張式スポーツ・ボール。
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