(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のパネル及び第２のパネルを含むケーシングであって、第１のパネル及び第２のパネルの各々が、外周側を向いている外面と、これの反対側で内周側を向いている内面とを有し、第１のパネルと第２のパネルとを一体に継ぎ合わせるシームを形成するように、第１のパネルの内面と第２のパネルの内面とが接合されている、ケーシングと、
上記ケーシング内に配置されたブラダと、
を備え、
第１のパネル及び第２のパネルの各々が、上記シームから離間した領域においてよりも上記シームに隣接した領域において厚さが薄いことを特徴とするスポーツ用ボール。
【請求項２】
第１のパネル及び第２のパネルを含むケーシングであって、第１のパネル及び第２のパネルの各々が、外周側を向いている外面と、これの反対側で内周側を向いている内面とを有し、第１のパネルと第２のパネルとを一体に継ぎ合わせるシームを形成するように、第１のパネルの内面と第２のパネルの内面とが接合されている、ケーシングと、
上記ケーシング内に配置されたブラダと、
を備え、
第１のパネルが、（ａ）第１のパネルの外面の一部を形成する第１の層と、（ｂ）ポリマ発泡体材料から形成され、上記シームから離間した領域においてよりも上記シームに隣接した領域において厚さが薄い第２の層と、（ｃ）第１のパネルの内面の一部を形成している第３の層と、を含む層状の構成を有することを特徴とするスポーツ用ボール。
【請求項３】
第１のパネル及び第２のパネルのうち少なくとも一方が、上記シームの位置で熱ボンドを形成する熱可塑性ポリマ材料を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスポーツ用ボール。
【請求項４】
第１のパネル及び第２のパネルの辺縁が上記ケーシングの外面の一部を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスポーツ用ボール。
【請求項５】
上記ケーシングと上記ブラダとの間に制限構造体が配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスポーツ用ボール。
【請求項６】
スポーツ用ボールを製造する方法において、
第１のパネル及び第２のパネルを用意するステップであって、第１のパネル及び第２のパネルの各々が、第１の面と、これの反対側の第２の面とを有する、第１のパネル及び第２のパネルを用意するステップと、
第２のパネルに第１のパネルを継ぎ合わせるステップであって、（ａ）第２のパネルの第２の面に対して第１のパネルの第２の面を配置すること、及び、（ｂ）第２のパネルの第２の面に対して第１のパネルの第２の面を継ぎ合わせる接合を形成すること、により第２のパネルに第１のパネルを継ぎ合わせるステップと、
第１のパネル及び第２のパネルを配向するステップであって、（ａ）第１のパネルの第１の面と第２のパネルの第１の面が外側を向いて該スポーツ用ボールの外周側に面し、（ｂ）第１のパネルの第２の面と第２のパネルの第２の面が内側を向いて該スポーツ用ボールの内周側に面するように、第１のパネル及び第２のパネルを配向するステップと、
を含み、
上記継ぎ合わせるステップは、第１のパネルのフランジ領域と第２のパネルのフランジ領域とを接触させるように配置し、上記フランジ領域どうしを一体に圧縮し、上記フランジ領域を加熱することを含み、
上記継ぎ合わせるステップは、上記フランジ領域に形成された位置合せ孔を整列させることをさらに含む方法。
【請求項７】
上記用意するステップは、第１のパネルおよび第２のパネルのうちの少なくとも一方に熱可塑性ポリマ材料を組み込むことを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
上記フランジ領域を切り取ることをさらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
スポーツ用ボールを製造する方法において、
第１のパネル及び第２のパネルを用意するステップであって、第１のパネル及び第２のパネルの各々が熱可塑性ポリマ材料を含み、第１のパネルが第１のフランジを画定しているとともに、第２のパネルが第２のフランジを画定している、第１のパネル及び第２のパネルを用意するステップと、
第１のパネルと第２のパネルとの間にシームを形成するステップであって、第１のフランジと第２のフランジとを接触させるように配置し、第１のフランジと第２のフランジを一体に圧縮し、さらに第１のフランジと第２のフランジを加熱することによって、第１のパネルと第２のパネルとの間にシームを形成するステップと、
上記シームの突出部を画定するように、第１のフランジ及び第２のフランジの少なくとも一部を除去するステップと、
該スポーツ用ボールの外周側を向くように上記シームの突出部を配向するステップと、
を含み、
上記用意するステップは、ポリマ発泡体材料を含む層状の構成を有する第１のパネル及び第２のパネルを選択することを含む方法。
【請求項１０】
スポーツ用ボールを製造する方法において、
第１のパネル及び第２のパネルを用意するステップであって、第１のパネル及び第２のパネルの各々が熱可塑性ポリマ材料を含み、第１のパネルが第１のフランジを画定しているとともに、第２のパネルが第２のフランジを画定している、第１のパネル及び第２のパネルを用意するステップと、
第１のパネルと第２のパネルとの間にシームを形成するステップであって、第１のフランジと第２のフランジとを接触させるように配置し、第１のフランジと第２のフランジを一体に圧縮し、さらに第１のフランジと第２のフランジを加熱することによって、第１のパネルと第２のパネルとの間にシームを形成するステップと、
上記シームの突出部を画定するように、第１のフランジ及び第２のフランジの少なくとも一部を除去するステップと、
該スポーツ用ボールの外周側を向くように上記シームの突出部を配向するステップと、
を含み、
上記シームを形成するステップは、第１のフランジ及び第２のフランジに形成された位置合せ孔を整列させることを含む方法。
【請求項１１】
上記シームを形成するステップは、第１のフランジ及び第２のフランジの厚さを薄くするように、上記ポリマ発泡体材料を圧縮することを含む請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
上記シームを形成するステップは、第１のフランジ及び第２のフランジの厚さを薄くすることを含む請求項９または請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
上記配向するステップは、第１のパネル及び第２のパネルの辺縁を該スポーツ用ボールの外に露出させることを含む請求項９または請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポーツ用ボールのケーシング及びこれを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のサッカーボール等の様々な空気注入式スポーツ用ボールは、ケーシング、制限構造体及びブラダを含む層構造を呈する。ケーシングは、スポーツ用ボールの外側部分を形成するものであって、概して、互いに当接する辺縁に沿って一体に継ぎ合わされた（例えば、縫合又は接着の手段で）複数の耐久性かつ耐摩耗性のパネルから形成されている。パネルの構成は様々に変化し得るが、典型的なサッカーボールのケーシングは、３２枚のパネルを含む（このうち１２枚は五角形の形状であり、２０枚は六角形の形状を有する）。
【０００３】
制限構造体は、ケーシングとブラダとの間に配置され、スポーツ用ボールの中間部分を形成している。制限構造体を設ける目的として、スポーツ用ボールに柔らかい感触を提供すること、エネルギを還元すること、及びブラダの膨張を制限することが挙げられる。いくつかの構成においては、制限構造体または制限構造体の一部が、裏当て材としてケーシングに接合され、継ぎ合わされ、或いは組み込まれ得る。
【０００４】
空気注入式の構成を有するブラダは、スポーツ用ボールの内側部分を提供するように制限構造体内に配置される。膨張（すなわち、加圧された空気を使用すること）を容易にするために、ブラダは、概して、制限構造体とケーシングの各々を貫通する弁付きの開口を有し、これによって、スポーツ用ボールの外側からアクセスすることが可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スポーツ用ボールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ケーシングとブラダを含むスポーツ用ボールを以下に説明する。ケーシングは、接合により継ぎ合わされた辺縁領域を有する複数のパネルを含み、これらの辺縁領域は、ボールの外周側へ突出している。ブラダは、ケーシング内に配置されている。他の態様においては、ケーシングは、第１のパネルと第２のパネルを含み、第１のパネルと第２のパネルの各々は、外周側を向いている外面と、これの反対側で内周側を向いている内面と、を有する。第１のパネルと第２のパネルを一体に継ぎ合わせるシームを形成するように、第１のパネルの内面と第２のパネルの内面とが接合される。
【０００７】
また、スポーツ用ボールの製造方法を以下に説明する。この方法は、第１のパネル及び第２のパネルを用意するステップであって、第１のパネル及び第２のパネルの各々が、第１の面と、これの反対側の第２の面とを有する、第１のパネル及び第２のパネルを用意するステップと、第２のパネルに第１のパネルを継ぎ合わせるステップであって、（ａ）第２のパネルの第２の面に対して第１のパネルの第２の面を配置すること、及び、（ｂ）第２のパネルの第２の面に対して第１のパネルの第２の面を継ぎ合わせる接合を形成すること、により第２のパネルに第１のパネルを継ぎ合わせるステップと、第１のパネル及び第２のパネルを配向するステップであって、（ａ）第１のパネルの第１の面と第２のパネルの第１の面が外側を向いて該スポーツ用ボールの外周側に面し、（ｂ）第１のパネルの第２の面と第２のパネルの第２の面が内側を向いて該スポーツ用ボールの内周側に面するように、第１のパネル及び第２のパネルを配向するステップと、を含む。
【０００８】
本発明の利点や新規性を有する特徴部は、添付の特許請求の範囲に特定されている。本発明の利点および新規性のある特徴部をよく理解できるように、本発明に関連する様々な構成や概念を説明し図示する事項や図面が本願の参照となり得る。
【０００９】
上記の概要及び以下の詳細な説明は、添付の図を参照しつつ読むことにより更によく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】スポーツ用ボールの斜視図。
【図２】スポーツ用ボールの他の斜視図。
【図３】図２における分断線３−３に沿って切り出されたスポーツ用ボールの一部を示す断面図。
【図４】スポーツ用ボールの１枚のパネルの上面を示す平面図。
【図５】２枚の継ぎ合わされたパネルを示す斜視図。
【図６】図５における分断線６−６に沿って切り出された２枚の継ぎ合わされたパネルを示す断面図。
【図７】パネルを継ぎ合わせることに利用される接合用ダイの斜視図。
【図８】図７における分断線８−８に沿って切り出された接合用ダイの断面図。
【図９Ａ】スポーツ用ボールの製造プロセスにおいて複数のパネルを一体に溶接するステップを概略的に示す断面図。
【図９Ｂ】スポーツ用ボールの製造プロセスにおいて複数のパネルを一体に溶接するステップを概略的に示す断面図。
【図９Ｃ】スポーツ用ボールの製造プロセスにおいて複数のパネルを一体に溶接するステップを概略的に示す断面図。
【図９Ｄ】スポーツ用ボールの製造プロセスにおいて複数のパネルを一体に溶接するステップを概略的に示す断面図。
【図９Ｅ】スポーツ用ボールの製造プロセスにおいて複数のパネルを一体に溶接するステップを概略的に示す断面図。
【図１０】図８に対応し、接合用ダイの他の構成を示す断面図。
【図１１Ａ】スポーツ用ボールの製造プロセスにおける更なるステップを示す斜視図。
【図１１Ｂ】スポーツ用ボールの製造プロセスにおける更なるステップを示す斜視図。
【図１１Ｃ】スポーツ用ボールの製造プロセスにおける更なるステップを示す斜視図。
【図１１Ｄ】スポーツ用ボールの製造プロセスにおける更なるステップを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の詳細な説明及び添付の図は、様々なスポーツ用ボールを製造する方法を開示する。サッカーボールに関するものとしてスポーツ用ボールについて説明し図示するが、本発明のスポーツ用ボール及びこれを製造する方法に関連する考え方は、様々な型式の空気注入式スポーツ用ボールに適用され得る。従って、サッカーボールに加えて、本明細書中で説明する考え方は、例えば、バスケットボール、（アメリカンフットボールやラグビーの）フットボール、バレーボール、及び水球用ボールに適用され得る。野球のボールやソフトボールなどの様々な非空気注入式スポーツ用ボールに本明細書中で説明される考え方を取り入れてもよい。
【００１２】
スポーツ用ボールの構成
【００１３】
図１〜図３に、サッカーボールの一般的な構成を有するスポーツ用ボール１０が示されている。スポーツ用ボール１０は、（ａ）スポーツ用ボール１０の外側部分を形成するケーシング２０と、（ｂ）ケーシング２０内に配置され、スポーツ用ボールの中間部分を形成する制限構造体３０と、（ｃ）スポーツ用ボール１０の内側部分を形成する空気注入式のブラダ４０と、を有する層構造を呈する。ブラダ１０は、加圧されると、ボール１０がほぼ球形の形状となるように導く。詳しくは、ブラダ４０内の圧力に起因して、ブラダ４０が制限構造体３０に外周側への力を作用させる。この制限構造体３０が今度は、ケーシング２０に外周側への力を作用させる。ブラダ４０が拡大することを制限するとともにケーシング２０内の張力を制限するために、制限構造体３０の一部がある程度までしか伸びないようになっているとよい。換言すると、ブラダ４０は、制限構造体３０に外周側への力を作用させるが、この外周側への力がケーシング２０内に過度の張力を生じさせることがないように、制限構造体３０の伸び特性が有効に機能する。こうして、制限構造体３０がブラダ４０からの圧力を制限する一方で、外周側への力がケーシング２０内で球形の形状となるように導くことで、スポーツ用ボール１０が球形の形状となる。
【００１４】
ケーシング２０は、複数のシーム２２を形成するように互いに当接する辺つまり辺縁に沿って一体に継ぎ合わされた様々なパネル２１から形成される。すなわち、複数のパネル２１の辺縁領域が互いに継ぎ合わされてシーム２２を形成する。パネル２１は、１２枚の正五角形の形状を有するものとして示されているが、パネル２１は、寄木細工の要領でケーシング２０を形成するように互いに組み合わされる、非正多角形の形状、凹凸のある辺縁を有する形状、又は様々な他の形状（例えば、三角形、正方形、長方形、六角形、台形、円形、楕円形、非幾何学的形状）を有し得る。いくつかの構成においては、スポーツ用ボール１０は、典型的なサッカーボールの概形を与えるように、１２枚の五角形のパネル２１と、２０枚の六角形のパネル２１を有する。また、シーム２２の数を少なくすることができる架橋パネルを形成するために、選択されたパネル２１が、隣接するパネル２１と単一（すなわちワンピース）の構成で形成されている場合もある。従って、ケーシング２０の構成は、著しく変化し得る。
【００１５】
ケーシング２０用に選択される材料としては、皮革、合成皮革、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、および一般に耐久性と耐摩耗性を有する他の材料がある。多くの構成においては、パネル２１の各々は、合成皮革の層などの単一の材料から形成され得る。しかし、いくつかの構成においては、パネル２１の各々は、２つ以上の材料を組み合わせた層状の構成を有し得る。例えば、図３は、外側層２３、中間層２４および内側層２５を含む層構造を有するケーシング２０を示している。層２３〜２５用に選択される材料は著しく変化し得るが、外側層２３は、合成皮革から形成され、中間層２４はポリマ発泡体材料から形成され、内側層２５は織物（例えば、織ってつくられた、不織の、又はニット織物）であり得る。従って、様々な材料及び材料の組合せがケーシング２０に利用され得る。
【００１６】
従来のケーシングとケーシング２０との明確な違いは、シーム２２を形成するようにパネル２１が継ぎ合わされる様式に関連する。従来のスポーツ用ボールのパネルは、縫合（例えば、手縫い又はミシン縫い）で継ぎ合わされていることが多い。これに対して本発明では、スポーツ用ボール１０の製造においてパネル２１どうしを継ぎ合わせてシーム２２を形成するために、接合プロセス（接着または熱接合）が利用される。シーム２２の構成の一例を示す図３の断面図においては、接合プロセスにより、効果的に、互いに固定され、接合され、或いは継ぎ合わされた２枚のパネル２１が示されている。シーム２２のすべてを形成するために接合プロセスが用いられ得るが、パネル２１のいくつかは、縫合又は他のプロセスによって継ぎ合わされ、或いは接合プロセスによって形成される様々なシーム２２が縫合で補強され得る。
【００１７】
シーム２２の構成は、従来のシームとは異なり他の態様になっている。多くのスポーツ用ボールにおいて、シームは内周側へ有効に突出している。すなわち、外面どうしを合わせた複数のパネルの一部が継ぎ合わされていて、湾曲した内側がスポーツ用ボール内へ延びるシームを形成している。これに対して本発明では、シーム２２は、外周側へ有効に曲がっていて、外周側へ突出している。再び図３を参照すると、ケーシング２０の内面を形成する内側層２５どうしがくっ付くように継ぎ合わされている。すなわち、パネル２１の内面どうしがくっ付くように継ぎ合わされると、外周側へ突出する構成を有するシーム２２が形成される。これに加え、シーム２２の構成は、スポーツ用ボール１０の外側にある各パネル２１の辺縁の一部を露出させる。すなわち、パネル２１の辺縁が、スポーツ用ボール１０の外面の一部をシーム２２の位置で形成する。
【００１８】
シーム２２を形成するために接合プロセスを利用することの利点の一つは、スポーツ用ボール１０の総質量に関連する。従来のスポーツ用ボールの質量の約１０％〜約１５％がパネル間のシームで占められ得る一方で、本発明の接合パネル２１は、シーム２２の位置での質量を減らすことができる。縫合によるシームをケーシング２０から除くことにより、縫合によるシームの分の質量を他の構造エレメントに利用できるので、性能特性（例えば、エネルギの還元、真球度、質量の分布、耐久性、空力学特性）を高めることができる。他の利点が製造効率に関連する。従来のスポーツ用ボールにおけるシームの各々を縫合することは、特に手縫いの場合には、時間のかかるプロセスである。複数のパネル２１をシーム２２の位置で一体に接合することにより、ケーシング２０を形成するのに必要な時間が短縮され、これによって、全体の製造効率が向上する。
【００１９】
制限構造体３０は、ケーシング２０とブラダ４０との間に配置され、スポーツ用ボール１０の中間層を形成する。一般に、制限構造体３０は、ブラダ４０の膨張を制限するために拡張に限度のある材料から形成されるが、様々な構成や目的を有し得る。例えば、制限構造体３０は、（ａ）ブラダ４０のほぼ全体を覆うメッシュを形成するように様々な方向にブラダ４０に繰り返し巻き付けられた糸、編み糸又はフィラメント、（ｂ）ブラダ４０の周囲に延びる構造体を形成するように一体に縫合された複数の概ね平坦なつまり平らな織物エレメント、（ｃ）ブラダ４０の周囲に重なる（オーバラップする）構成に配置され、ラテックスを含浸する複数の概ね平坦なつまり平らな織物ストリップ、又は（ｄ）ほぼシームレスで球形の形状の織物、から形成され得る。スポーツ用ボール１０のいくつかの構成においては、制限構造体３０もまたケーシング２０かブラダ４０のいずれかに接合され、継ぎ合わされ、或いは組み込まれている。或いは、制限構造体３０は、スポーツ用ボール１０から省かれている。これに応じて、制限構造体３０の構成は、様々な構成および材料を含むように著しく変化し得る。
【００２０】
ブラダ４０は、空気注入式の構成を有し、スポーツ用ボール１０の内側部分を提供するように制限構造体３０内に配置されている。ブラダ４０は、膨張すると、丸い形状つまり概ね球形の形状となる。膨張し易くするために、ブラダ４０は、制限構造体３０とケーシング２０の各々を貫通する弁４１を有し、これによって、スポーツ用ボール１０の外側からアクセスすることが可能となっている。他の構成においては、ブラダ４０は、半永久的に膨張した弁なしの構造を有し得る。ブラダ４０は、例えば、ゴム、カーボン・ラテックス、ポリウレタン、ウレタン、ポリエステル、ポリエステル・ポリウレタン、ポリエーテル・ポリウレタン、及びこれらの混合物などの様々な材料から形成され、或いはこれらの材料からなる層状の構成にされ得る。これらの材料は、ブラダ４０内の空気又は他の流体がスポーツ用ボール１０の外へ放出されることつまり拡散することを防ぐのに有効であるが、Ｍｉｔｃｈｅｌｌらに与えられた米国特許第５，７１３，１４１号及び米国特許第５，９５２，０６５号（両者とも本願の参照となる）は、放出つまり拡散を実質的に防ぎ得る材料を開示している。様々な構成が利用され得るが、この材料は、概して、熱可塑性ポリマ材料からなる第１の層と、バリヤ材料からなる第２の層と、を含む。熱可塑性ポリマ材料は、材料のエレメント間の接合を形成することを可能にするとともに、適程な伸長強さ、摩耗強さ、曲げ疲労強さ、弾性率及び耐摩耗性をもたらす。バリヤ材料は、ブラダ４０内の流体が（例えば、窒素）放出されることを制限するのに有効である。いくつかの構成においては、熱可塑性ポリマ材料は、熱可塑性ウレタンである。さらには、熱可塑性ウレタンは、ポリエステル、ポリエーテル、ポリカプロラクトン、ポリオキシプロピレン及びポリカーボネート・マクログリコール基材料及びこれらの混合物を含む群から選択され得る。いくつかの構成においては、バリヤ材料は、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、アクリロニトリル−アクリル酸メチル共重合体、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、脂肪族ポリアミド及び芳香族ポリアミドなど）、液晶ポリマ、並びにポリウレタン・エンジニアリング熱可塑性材料を含む群から選択される。従って、ブラダ４０は、様々な材料から形成され得る。
【００２１】
パネル接合プロセス
【００２２】
上述したように、従来のスポーツ用ボールのパネルは、縫合（例えば、手縫いや機械縫い）によって継ぎ合わされ得る。しかし、本発明のパネル２１は、接合プロセスによって継ぎ合わされる。図４を参照すると、スポーツ用ボール１０に組み込まれる前のパネル２１の１枚が、パネル領域２６と５つのフランジ領域２７を有するものとして示されている。パネル領域２６が概してパネル２１の中心部を形成する一方で、フランジ領域２７は、パネル領域２６の周囲に延在し、パネル２１の周縁部分を形成している。基準線とする目的で、パネル領域２６と様々なフランジ領域２７との間に延びている破線が示されている。パネル２１は五角形の形状を有し、フランジ領域２７の各々が、五角形の形状の１辺の領域に対応する。パネルが別の形状を有するさらなる構成においては、フランジ領域の数は、その形状の辺の数に応じて変化し得る。パネル２１は、五角形の形状の各頂点から内側へ向けて複数のフランジ領域２７を互いに有効に分離する５つの切り込み２８を画定している。切り込み２８は、フランジ領域２５を互いに分断するようにパネルの厚さ全体を貫くように切り込まれ、フランジ領域２７がパネル領域２６と接続したまま、フランジ領域２７が曲がること或いは互いに独立して動くことを可能としている。加えて、各フランジ領域２７は、様々な位置合せ孔２９を画定しており、これらの位置合せ孔２９は、パネル２１を貫通する穴を形成している。
【００２３】
様々なパネル２１のパネル領域２６は、スポーツ用ボール１０の外側において視認可能なケーシング２０の半分以上の部分又は全部を形成する。しかし、各フランジ領域２７の半分以上は、ケーシング２０から切り取られるか或いは除去され、概して、スポーツ用ボール１０から省かれている。パネル領域２６とフランジ領域２７との間の境界にシーム２２が形成されているので、フランジ領域２７の比較的小さい部分がケーシング２０内に（特に、シーム２２の位置において）残り得る。図５及び図６を参照すると、中間の製造ステップにおいて、２つのパネル２１が互いに継ぎ合わされている様子の例が示されている。パネル領域２６は、概して、互いに共有の平面を有しているが、継ぎ合わされたフランジ領域２７は、上方へ曲がり、当接面に沿って互いに固定されている。加えて、継ぎ合わされたフランジ領域２７の各々からの位置合せ孔２６が整列している。接合する前に位置合せ孔２６を整列させることにより、複数のフランジ領域２７が互いに対して正しく配置される。
【００２４】
フランジ領域２７を互いに接合させるために接着や熱接合などの様々な技術が利用され得る。例えば、図３および図６を参照すると、内層２５の面どうしがくっ付くように互いに接合され、シーム２２の１つを形成している。接着においては、内層２５を互いに接着するために、隣接するパネル２１の内層２５間に接着剤が施され、これによって、隣接するパネル２１が継ぎ合わされ、シーム２２の１つが形成される。熱接合においては、内側層２５を互いに接合するように、パネル２１に熱が与えられ、これによって、隣接するパネル２１が継ぎ合わされ、シーム２２の１つが形成される。以下に詳しく説明するように、熱接合は、概して、熱可塑性ポリマ材料を使用してシーム２２を形成することに関する。
【００２５】
熱可塑性ポリマ材料は、充分な熱に晒されると、固体の状態から軟らかい状態つまり液体の状態に変化する。この熱可塑性ポリマ材料は、充分に冷却されると、軟らかい状態つまり液体の状態から固体の状態に戻る。熱可塑性ポリマ材料のこれらの特性に基づいて、パネル２１の一部（すなわち、フランジ領域２７）を互いに継ぎ合わせる接合を形成するために熱接合プロセスが利用され得る。本明細書中で使用される「熱接合」又はこれの同義語は、２つのエレメント間を固定する技術であって、これらのエレメントのうち少なくとも一方に含まれる熱可塑性ポリマ材料を軟らかくしつまり融かし、これらのエレメントが冷却されると互いに固定される技術として定義される。同様に、「熱ボンド」又はこれの同義語は、２つのエレメントのうち少なくとも一方に含まれる熱可塑性ポリマ材料を軟らかくしつまり融かし、これらのエレメントが冷却されると互いに固定されるプロセスを用いて２つのエレメントを継ぎ合わせる、溶接、リンク又は構造体として定義される。
【００２６】
熱接合の様々な例を以下に説明する。第１の熱接合プロセスにおいては、２つの隣接するパネル２１の各々の少なくとも一部が熱可塑性ポリマ材料からつくられている。隣接するパネル２１が互いに接触するように配置され、加熱されることで、熱可塑性ポリマ材料が融解しつまり軟らかくなるように導く。すると、熱可塑性ポリマ材料は、互いに混ざり合い（例えば、熱可塑性ポリマ材料間の境界層を越えて拡散し）、冷却されると一体に固定され、これによってシーム２２の一つが形成される。第２の熱接合プロセスにおいては、各２つの隣接するパネル２１のうちの一方の少なくとも一部が熱可塑性ポリマ材料から形成されている。隣接するパネル２１が互いに接触するように配置され、加熱されることで、熱可塑性ポリマ材料が融解しつまり軟らかくなるように導く。すると、熱可塑性ポリマ材料は、他方のパネル２１に形成された窪みつまりキャビティに浸透し、このパネル２１が冷却されると一体に固定される。第３の熱接合プロセスにおいては、２つの隣接するパネル２１からの内層２５の各々の少なくとも一部が、熱可塑性ポリマ材料の層に予備接合された織物から形成されている。この内層２５が互いに接触するように配置され、熱可塑性ポリマ材料が融解しつまり軟らかくなるように加熱される。隣接する内層２５に含まれる熱可塑性ポリマ材料が互いに混ざり合い（例えば、熱可塑性ポリマ材料間の境界層を越えて拡散し）、冷却されると一体に固定される。第４の熱接合プロセスにおいては、２つの隣接するパネル２１からの内層２５は、織物から形成されている。これらの内層２５間に熱可塑性ポリマ材料からなるシートが配置され、熱可塑性ポリマ材料が融解しつまり軟らかくなるように加熱される。すると、この熱可塑性ポリマ材料は、内層２５に含まれる編み糸、フィラメントないしファイバとからむように延びつまり結合する。この熱可塑性ポリマ材料は、内層２５を互いに有効に継ぎ合わせる。つまり、熱接合は、パネル２１の両方又は一方が熱可塑性ポリマ材料を含むときに生じるだけでなく、或いはいずれのパネル２１も熱可塑性ポリマ材料を含まないときにも生じる。しかも、熱接合は、一般に、縫合すること又は接着剤の使用とは関係なく、熱を使ってパネル２１を互いに直接に接合することに関する。しかし、いくつかの実施例においては、熱接合を補強するために縫合または接着剤が使用され得る。
【００２７】
図７及び図８に、接合用ダイ５０を使って２つのフランジ領域２７を接合することによりシーム２２が形成されることが示されている。接合用ダイ５０は、パネル２１の一辺の長さに概ね対応する長さを有する２つの部分５１を含む。すなわち、接合用ダイ５０の長さは、概して、フランジ領域２７の長さと同じかもっと長い。また、片方の部分５１が、もう片方の部分５１を向いている対面５２を画定する。すなわち、対面５２は、互いに向き合っている。例えば、熱を伝える目的で使用される場合には、接合用ダイ５０の温度を充分に上昇させてフランジ領域２７間に熱接合を形成するために、部分５１の各々が、加熱された液体を導く内側加熱エレメントつまりコンジットを含み得る。高周波加熱の目的で使用される場合には、部分５１の一方又は両方が、パネル２１に含まれる特定のポリマ材料を加熱する高周波エネルギを放出し得る。接合用ダイ５０の他の構成もまた、超音波加熱によりフランジ領域２７を加熱し得る。接合用ダイ５０に加え、パネル２１間に熱接合を有効に形成する様々な他の装置が利用され得る。
【００２８】
図９Ａ〜図９Ｅを参照して、接合用ダイ５０を使ってパネル２１を継ぎ合わせるプロセスを以下に説明する。図９Ａに示されるように、最初に、（ａ）フランジ領域２７が互いに隣接し、（ｂ）内層２５の面が互いに向き合い、（ｃ）位置合せ孔２９が概ね整列するように、２つのパネル２１が配置される。接合用ダイ５０の部分５１もまた、フランジ領域２７と対向する側に配置されている。そして、図９Ｂを参照すると、部分５１が、対面５２間でフランジ領域２７を一体に圧縮し、内層２５の面どうしを接触させている。接合用ダイ５０を使ってフランジ領域２７を加熱することにより、内層２５に含まれる熱可塑性ポリマ材料は、フランジ領域２７間の熱接合を容易にする程度にまで融解しつまり軟らかくなる。接合用ダイを用いてフランジ領域２７を圧縮することにより、１つまたは複数の層２３〜２５もまた縮む。例えば、中間層２４は、ポリマ発泡体材料から形成されていて、接合用ダイからの熱と圧縮により、中間層２４が圧縮され、部分５１間の領域における中間層２４の厚さが有効に薄くなる。
【００２９】
いくつかの構成においては、内層２５の両方が、図９Ｂに示されるステップの際に加熱される熱可塑性材料を含んでいる。例えば、内層２５が熱可塑性ポリマ材料のシートから形成されているか、内層２５が熱可塑性ポリマ材料を含浸する織物（例えば、熱可塑性ポリマシートに接合されたポリエステルや綿織物）であるか、或いは内層２５が熱可塑性ポリマ材料から形成された編み糸を有する織物である。しかし、上述したように、熱接合は、パネル２１の両方又は一方が熱可塑性ポリマ材料を含むときに生じるだけでなく、いずれのパネル２１も熱可塑性ポリマ材料を含まないときにも生じる。すなわち、熱接合は、内層２５の一方のみが熱可塑性ポリマ材料含むときに生じ得るし、内層２５のいずれも熱可塑性ポリマ材料を含まない条件でも、図９Ａに示されるようにパネル２１間に熱可塑性ポリマエレメントが配置され、図９Ｂに示されるようにパネル２１間で熱可塑性ポリマエレメントが圧縮され加熱されることによって、内層２５を継ぎ合わせる熱接合が形成される。
【００３０】
加熱と圧縮に続いて、図９Ｃに示されるように、部分５１は、パネル２１から分離される。この段階で、パネル２１が冷却されることによって、内層２５間に熱ボンドを形成する熱可塑性ポリマ材料が確実に固化される。また、中間層２４は、概して、圧縮されたままである。詳しくは、接合用ダイ５０からの熱と圧縮により、中間層２４のポリマ発泡体材料の一部が融けるか、或いは中間層２４に含まれる気泡（セル）が壊れることで、部分５１が分離したときに圧縮された構成を保ち得る。そして、図９Ｄに示されるように、位置合せ孔２９を画定する領域を含み得るフランジ領域２７の余分な部分が切り取られ、つまり除去される。そして、図９Ｅに示されるように、２つのパネル領域２６が回転され分離されると、シーム２２の構造が明らかになる。
【００３１】
上述した接合プロセスの利点の一つは、外層２３により形成されたケーシング２０の外面の半分以上よりも低い位置までシーム２２が凹んでいることである。また、熱接合後の切り取られたパネル２１の辺縁も、ケーシング２０の外面の半分以上よりも低い位置まで凹んでいる。この構成により、パネル２１間のシーム２２の位置で凹部が有効に形成される。接合プロセスの際に、接合用ダイ５０により、パネル２１が圧縮される（例えば、中間層２４が圧縮される）。この圧縮により、シーム２２の領域におけるパネル２１の厚さは薄くなり、これによって、シーム２２及び切り取られたパネル２１の辺縁は、窪みを形成し、ケーシング２０の外面よりも低い位置まで凹んだままである。この構成において、各パネル２１は、シーム２２から離れた領域においてよりもシーム２２に隣接した領域において厚さが薄い。
【００３２】
フランジ領域２７の余分な部分を除去するために、様々な切り取りプロセスが利用され得る。切り取りプロセスの例として、レーザ切断装置、ダイカッタ（打抜き）、研削盤又はエッチングプロセスがある。他の例として、図１０に示されるように、接合用ダイ５０の有する刃先５３が、接合プロセスの際にフランジ領域２７を切り取る。すなわち、刃先５３は、部分５１が対面５２間のフランジ領域２７を一体に加熱して圧縮するのと同時に、フランジ領域２７を貫いて突出することでフランジ領域２７を有効に切り取るように使用され得る。
【００３３】
図９Ａ〜図９Ｅに開示されている接合プロセスは、スポーツ用ボール１０の外周側へ向かって有効に突出する構成を有するシーム２２を形成する。接合プロセスにより、ケーシング２０の内面を形成する内層２５どうしがくっ付くように互いに接合される。すなわち、パネル２１の内面どうしがくっ付くように互いに継ぎ合わされることで、外周側へ突出する構成を有するシーム２２が形成される。接合が形成される領域においてパネル２１が圧縮される（例えば、中間層２４が圧縮される）ことにより、並びにフランジ領域２７の余分な部分を切り取ることにより、シーム２２及びパネル２１の切り取られた辺縁は、ケーシング２０の外面の半分以上よりも低い位置まで凹んでいる。
【００３４】
さらなる事項として、上述した接合プロセスにより形成されたシーム２２は、各パネル２１の辺縁の部分をスポーツ用ボール１０の外側に露出させる構成を有する。すなわち、パネル２１の辺縁は、スポーツ用ボール１０の外面の一部を形成するとともに、シーム２２の位置におけるケーシング２０を形成する。例えば、図９Ｅを参照すると、切り取られたパネル２１の領域が層２３〜２５の各々の辺縁を露出させ、これによって、パネル２１の辺縁が露出している。この構成の利点の一つは、シーム２２が、従来のスポーツ用ボールにはないスポーツ用ボール１０の独特の美感を呈し得ることである。
【００３５】
スポーツ用ボールの形成
【００３６】
パネル２１間にシーム２２を形成するようにフランジ領域２７を接合するゼネラル・プロセスは、概して、図９Ａ〜図９Ｅを参照して上述した通りである。このゼネラル・プロセスが、複数のパネル２１に関して、各パネル２１の複数のフランジ領域２７で繰り返し実行され得ることで、概ね球形のつまり閉じた構造を有するケーシング２０が有効に形成される。詳しくは、ケーシング２０の様々なパネル２１からのフランジ領域２７の半分以上が一体に接合されることで、図１１Ａに示される構造体が形成され得る。接合された後、フランジ領域２７の余分な部分が切り取られることで、図１１Ｂに示されるように、シーム２２の形成が有効に完了される。いくつかのプロセスにおいては、フランジ領域２７間の接合の各々が形成された後ではなく、各接合が形成された後すぐにフランジ領域２７が切り取られる。
【００３７】
シーム２２は、概して、フランジ領域２７の各間に形成されるが、製造プロセスのこの段階で、シーム２２の少なくとも１つが互いに接合されないままであるとよい。図１１Ａ及び図１１Ｂを参照すると、２つの接合されていないフランジ領域２７が、ケーシング２０内の開口１１を形成する。少なくとも２つのフランジ領域２７を互いに接合させずに開口１１を残すことの目的の一つは、図１１Ｃに示されるように、ケーシング２内へ制限構造体３０とブラダ４０を挿入できるようにすることにある。制限構造体３０とブラダ４０が正しく配置され、１枚のパネル２１内の孔を通る弁４１が配置された後、最後の２つのフランジ領域２７が接合され切り取られることで、図１１Ｄに示されるように、最後のシーム２２が形成される。
【００３８】
上記の説明に基づいて、接合プロセスを用いてパネル２１を継ぎ合わせることにより、ケーシング２０の少なくとも一部が形成され得る。パネルを継ぎ合わせる他の方法と比較して、接合プロセスは、スポーツ用ボール１０の総質量を小さくするとともに、生産効率を向上させることができる。接合プロセスを用いてパネル２１の半分以上が継ぎ合わされた後、ケーシング２０内の開口１１を通して制限構造体３０とブラダ４０が挿入されることに続いて、最後のシーム２２が形成されることにより、開口１１が密封され得る。
【００３９】
Ｒａｙｎａｋらの米国特許出願公開第２０１０／０２４０４７９号明細書（これは本願の参照となる）は、スポーツ用ボールを形成するようにパネルが継ぎ合わされ得る他のプロセスを開示している。該公報が開示するプロセスは、上記のプロセスと同様に、（ａ）複数のパネルを接合してケーシングのシームを形成すること、（ｂ）ケーシングの開口を通してケーシング内へ構成要素を挿入すること、及び（ｃ）開口の位置で最後のシームを形成することにより開口を閉じること、に関する。スポーツ用ボール（例えば、スポーツ用ボール１０）におけるすべてのシームを形成するために、上述した接合プロセスが利用され得るが、本発明の接合プロセスは、上記公報が開示するスポーツ用ボールにおける最後のシームを形成するために用いられてもよい。従って、本明細書中で開示した接合プロセスは、様なプロセスにより形成された様々なスポーツ用ボールに適用することができる。
【００４０】
添付の図を参照して本発明の様々な実施例を説明したが、この説明は限定することを意図するものではなく例示することを意図するものである。当業者であれば、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく、様々な変更や変形がなされ得ることを理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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