(57)【要約】【課題】芯部と表皮材との間の発泡材の発泡状態を均一に近づけることにより、ボールの歪みを抑制して、使用感の良好なボールを得る。【解決手段】ボール１は、気体が注入される芯部としてのチューブ２と、チューブ２の外側に設けられた発泡材１１と、発泡材１１の外側に設けられた表皮材１０とを備えている。発泡材１１は、発泡材料が機械発泡されてなるものとする。【選択図】図２
2012176290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯部と、該芯部の外側に設けられた発泡材と、該発泡材の外側に設けられた表皮材とを備えたボールであって、
上記発泡材は、熱硬化エラストマーフォーム材が機械発泡されてなる独立気泡構造を有するものであることを特徴とするボール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、球技等で使用されるボールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、サッカーボール等は、チューブからなる芯部と、芯部を覆うように設けられた複数の表皮パネルとを備えている（例えば、特許文献１参照）。各表皮パネルは、ボールの最外層を構成する樹脂製の表皮材と、表皮材の裏側に設けられた発泡材とを有している。発泡材は、ポリウレタンフォームで構成されている。
【０００３】
上記特許文献１には、表皮パネルの製造方法が開示されている。すなわち、まず、表皮材を予め成形しておき、この表皮材を発泡材成形用の成形型のキャビティ内に配置する。そして、そのキャビティにポリウレタンフォーム材料を注入する。この発泡材料は、キャビティ内で熱や圧力等の雰囲気環境によって化学変化を起こして発泡しながら膨張して表皮材と一体化し、これにより、表皮パネルが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７４２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１のように発泡材を成形する際にポリウレタンフォーム材料をキャビティ内で発泡させるようにした場合、発泡の過程でポリウレタンフォーム材料が曝される雰囲気環境は部位によって異なることになる。また、雰囲気環境を常に一定に保つことは難しい。よって、ポリウレタンフォーム材料の化学変化の進行度合いが部位によって異なったり、成形サイクル毎に異なったりして、発泡材の発泡状態を均一化するのは困難である。発泡状態が均一に近い状態でないと、ボールに歪みが生じるとともに、ボールの部位によって硬さが異なることになる。そのため、ボールの外形状が設計通りにならず使用者にとって扱い難いものになるとともに、使用者が例えば蹴った場合に、飛び方や転がり方、脚へ食い込む感じに違和感を感じたり、リバウンドが不自然になったりして、ボールの使用感が悪化する。
【０００６】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、芯部と表皮材との間にある発泡材の発泡状態を均一に近づけることにより、ボールの歪みを抑制するとともに、硬さの均一化を図り、これによって使用感の良好なボールを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、発泡材料を機械発泡させることによって発泡材を構成するようにした。
【０００８】
具体的には、第１の発明では、芯部と、該芯部の外側に設けられた発泡材と、該発泡材の外側に設けられた表皮材とを備えたボールであって、上記発泡材は、熱硬化エラストマーフォーム材が機械発泡されてなる独立気泡構造を有する構成とする。
【０００９】
この構成によれば、芯部と表皮材との間の発泡材が機械発泡したものであるため、従来の化学発泡させた場合のように雰囲気環境の影響を受け難く、よって、発泡材の発泡状態は全体として見たときに均一に近い状態となる。これにより、ボールの歪みが抑制されるとともに、ボールの部位によって硬さが異なるのを回避することが可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明によれば、芯部と表皮材との間の発泡材を機械発泡してなるものとしたので、ボールの歪みを抑制できるとともに、ボールの部位によって硬さが異なるのを回避できる。これにより、ボールを例えば蹴った場合に、飛び方や転がり方、脚へ食い込む感じが自然になるとともに、リバウンドも自然になり、使用感の良好なボールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係るボールの外観図である。
【図２】図１のII−II線における断面図である。
【図３】表皮材の本体部を成形する成形型の断面図である。
【図４】表皮材の本体部を成形した状態の図３相当図である。
【図５】表皮材の本体部を脱型した状態の図３相当図である。
【図６】表皮材の突出壁部を成形する成形型の断面図である。
【図７】表皮材の本体部を保持した状態の図６相当図である。
【図８】表皮材の突出壁部を成形した状態の図６相当図である。
【図９】表皮材を脱型した状態の図６相当図である。
【図１０】発泡材料供給装置の構成図である。
【図１１】発泡材を成形する成形型の断面図である。
【図１２】発泡材の成形途中の図１１相当図である。
【図１３】発泡材を成形した状態の図１１相当図である。
【図１４】実施形態１の変形例１に係る図２相当図である。
【図１５】実施形態１の変形例２に係る図２相当図である。
【図１６】実施形態１の変形例３に係る図２相当図である。
【図１７】実施形態１の変形例４に係る図２相当図である。
【図１８】実施形態１の変形例５に係る図２相当図である。
【図１９】実施形態１の変形例６に係る図２相当図である。
【図２０】実施形態１の変形例７に係る図２相当図である。
【図２１】実施形態１の変形例８に係る図２相当図である。
【図２２】実施形態１の変形例９に係る図２相当図である。
【図２３】実施形態１の変形例１０に係る表皮パネルの平面図である。
【図２４】図２３のXXIV−XXIV線における断面図である。
【図２５】実施形態２の図２相当図である。
【図２６】チューブの補強材表面に発泡材料を塗布している状態を説明する図である。
【図２７】チューブの補強材表面に発泡材を設けた状態の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１３】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るボール１を示すものである。このボール１は、球技用のものであり、図２に示すように、芯部としてのチューブ２と、該チューブ２の外周面を覆う表皮を構成する複数の表皮パネル３、３、…とを備えている。この実施形態では、表皮パネル３の枚数を１２枚としており、従って、各表皮パネル３の面積は、ボール１の総表面積の８％以上となっている。また、ボール１の直径は、１６ｃｍ以上２５ｃｍ以下に設定されている。尚、表皮パネル３の数や、ボール１の直径は上記に限られるものではない。
【００１４】
上記チューブ２は、例えば、ブチルゴム又はラテックスゴム等の空気非透過性を有する弾性材料で構成されており、図１に示すように、周知の構造のゴム製バルブ４を有している。このバルブ４は、表皮パネル３を貫通してボール１の外面に露出している。バルブ４を介してチューブ２内に圧縮空気が注入されるようになっている。バルブ４の構造は上記に限定されるものではない。
【００１５】
また、チューブ２には、補強層５が設けられている。補強層５は、チューブ２の外周面に密着している。この補強層５は、チューブ２に接着された布や、糸で構成されている。尚、補強層５は省略してもよいし、布や糸以外の部材で構成してもよい。
【００１６】
上記表皮パネル３の形状は、五角形又は六角形状とされている。表皮パネル３は、全体として、チューブ２の外周面形状に沿うように湾曲形状をなしている。この表皮パネル３は、ボール２の最外層を構成する表皮材１０と、表皮材１０の裏側に設けられた発泡材１１とを有する２層構造となっている。つまり、ボール１は、チューブ２と、チューブ２の外側に設けられた発泡材１１と、発泡材１１の外側に設けられた表皮材１０とを備えた構造となっている。
【００１７】
表皮材１０は、例えば、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル等の樹脂材を射出成形してなる射出成形品である。表皮材１０は、湾曲した板状の本体部１０ａと、本体部１０ａの周縁部から裏側へ向けて突出する突出壁部１０ｂとが一体化されてなる。本体部１０ａの厚みは、その全体に亘って同じになっており、例えば、０．０１ｍｍ〜３．００ｍｍの範囲で設定されている。突出壁部１０ｂは、表皮材１０の全周に亘って連続した環状をなしている。突出壁部１０ｂの厚みは、本体部１０ａの厚みと同じに設定されている。突出壁部１０ｂの突出方向先端部は、チューブ２の補強層５に接している。尚、本体部１０ａと突出壁部１０ｂとは、同じ樹脂材料で形成してもよいし、異なる樹脂材料で形成してもよい。異なる樹脂材料で形成する場合には、突出壁部１０ｂを形成する樹脂材料の方を柔らかくするのが好ましい。こうすることにより、突出壁部１０ｂの剛性が低下して、ボール１の硬さを全体に亘って均一に近づけることが可能になる。
【００１８】
発泡材１１は、ウレタン樹脂等を含む発泡材料を機械発泡させてなるものであり、表皮材１０の本体部１０ａの裏面と突出壁部１０ｂの内面に接着されていて、表皮材１０と一体化している。発泡材１１の厚みは、全体に亘って、突出壁部１０ｂの突出高さと略同じに設定されていて、発泡材１１の裏面は、表皮材１０の本体部１０ａの形状と同様な湾曲形状となっている。尚、上記機械発泡とは、気体を物理的手段で原料に導入して細胞様の構造を得るように当該原料を発泡させることをいい、気体を原料に導入する手段としては、以下に示す加圧手段以外にも、例えば攪拌手段等がある。
【００１９】
発泡材１１の裏面は、チューブ２の補強層５に接着剤（図示せず）によって接着されている。また、チューブ２上で隣り合う表皮パネル３、３のうち、表皮材１０の突出壁部１０ｂの外面同士は、接着剤（図示せず）によって接着されている。
【００２０】
次に、上記表皮パネル３を製造する製造装置について説明する。この製造装置は、表皮材１０の本体部１０ａを成形する本体部成形装置と、表皮材１０の突出壁部１０ｂを成形する突出壁部成形装置と、発泡材１１を成形する発泡材成形装置とで構成されている。
【００２１】
上記本体部成形装置は、射出成形機（図示せず）と、成形型２０（図３に示す）とを備えている。射出成形機は、樹脂材料を混練して溶融状態にしてノズルから射出するように構成された周知のものである。一方、成形型２０は、上下に対向するように配置された上型２１及び下型２２と、上型２１を上下方向に移動させて下型２２に対し接離させる型駆動装置（図示せず）とを備えている。上型２１の下面には、本体部１０ａの表面側を成形する表面側成形面２１ａが形成されている。この表面側成形面２１ａは、表皮材１０の湾曲形状を形成するために上方へ湾曲している。下型２２の上面には、本体部１０ａの裏面側を成形する裏面側成形面２２ａが形成されている。この裏面側成形面２２ａも同様に湾曲している。上型２１と下型２２とを型締めすると、表面側成形面２１ａと裏面側成形面２２ａとによってキャビティ（図示せず）が形成されるようになっている。図示しないが、下型２２には、射出成形機のノズルに連通するランナが形成されている。ランナの下流端は、キャビティに開口するゲートに接続されている。
【００２２】
上記突出壁部成形装置は、本体部成形装置と同様な射出成形機と、成形型２５（図６に示す）とで構成されている。成形型２５は、上型２６及び下型２７と、型駆動装置（図示せず）とを備えている。上型２６の下面には、本体部１０ａの表面形状に対応した湾曲面２６ａが形成されている。湾曲面２６ａの周縁部は、本体部１０ａの周縁部よりも外方へ延びるように形成されており、この湾曲面２６ａの周縁部によって突出壁部１０ｂの一部が成形されるようになっている。下型２７の上面には、本体部１０ａの裏面形状に対応した湾曲面２７ａが形成されている。この湾曲面２７ａは、下型２７の上面の外周部に比べて一段上がっており、この段差部分によって突出壁部１０ｂの残りの部位が成形されるようになっている。上型２６と下型２７とを型締めすると、本体部１０ａが両湾曲面２６ａ、２７ａによって表裏方向に挟持された状態となり、さらに、その本体部１０ａの周囲を囲むように突出壁部１０ｂ用のキャビティが形成されるようになっている。下型２７には、ランナ及びゲートが設けられている。
【００２３】
尚、上記成形型２０、２５は、左右方向に接離する型で構成してもよい。また、ランナ及びゲートは、どちらの型に設けられていてもよい。また、ゲート及びランナの位置や形状は、任意に設定することができる。
【００２４】
上記発泡材成形装置は、図１０に示す発泡材料供給装置３０と、図１１に示す成形型５０とで構成されている。発泡材料供給装置３０は、気体供給装置３１、材料供給装置３２、気体導入装置３３、制御ユニット３４、加圧装置３５、分散装置３６及び吐出装置３７とで構成されている。
【００２５】
気体供給装置３１は、コンプレッサやボンベＡに接続される接続管３１ａと、周知の圧力調整弁３１ｂと、気体流量計３１ｃと、気体供給管３１ｄとを備えている。接続管３１ａに導入された圧縮気体が圧力調整されてから、気体供給管３１ｄを流れるようになっている。この気体供給装置３１により供給される気体の圧力は、例えば、０．１〜５．０ｋｇ／ｃｍ２の低圧領域で調整可能となっている。また、供給する気体の種類としては、例えば、空気、炭酸ガス、窒素ガス等であるが、好ましくは空気である。
【００２６】
材料供給装置３２は、フォロアプレート式のプランジャーポンプ３２ａと、プランジャーポンプ３２ａの吐出管に接続された材料供給管３２ｂとを備えている。プランジャーポンプ３２ａの吸入管は、熱硬化性発泡ウレタン材料が貯留された容器Ｂに挿入されている。プランジャーポンプ３２ａによって、容器Ｂ内の熱硬化性発泡ウレタン材料が材料供給管３２ｂに送出されるようになっている。このウレタン材料の送出圧力は、例えば、１００〜３００ｋｇ／ｃｍ２の高圧領域で調整可能となっている。
【００２７】
気体導入装置３３は、第１ピストンポンプ３３ａ及び第２ピストンポンプ３３ｂと、弁３３ｃ〜３３ｈと、モーターＭ１、Ｍ２とを備えている。第１及び第２ピストンポンプ３３ａ、３３ｂは、それぞれ、モーターＭ１、Ｍ２によってピストンが往復駆動されることにより、吸入行程と吐出行程とを行うようになっている。気体供給管３１ｄの下流側は２つに分岐しており、各々が第１及び第２ピストンポンプ３３ａ、３３ｂの吸入管に接続されている。また、材料供給管３２ｂの下流側も２つに分岐しており、各々が第１及び第２ピストンポンプ３３ａ、３３ｂの吸入管に接続されている。従って、気体供給管３１ｄを流れる気体及び材料供給管３２ｂを流れるウレタン材料は、第１及び第２ピストンポンプ３３ａ、３３ｂに導入されるようになっている。気体供給管３１ｄの分岐部よりも下流側と、材料供給管３２ｂの分岐部よりも下流側とには、それぞれ、弁３３ｃ〜３３ｆが設けられている。また、第１及び第２ピストンポンプ３３ａ、３３ｂの吐出管には、それぞれ、弁３３ｇ、３３ｈが設けられている。
【００２８】
モーターＭ１、Ｍ２及び弁３３ｃ〜３３ｈは、制御ユニット３４によって制御されるようになっている。具体的には、第１及び第２ピストンポンプ３３ａ、３３ｂのシリンダー内に、吸入行程で気体を流入させ、その後、吸入行程の後にウレタン材料を流入させるようにし、ウレタン材料の流入が終了したら、吐出行程に移行して気体及びウレタン材料を吐出管に送出するようになっている。
【００２９】
加圧装置３５は、第１ピストンポンプ３５ａ及び第２ピストンポンプ３５ｂと、弁３５ｃ〜３５ｆと、モーターＭ３、Ｍ４とを備えている。第１及び第２ピストンポンプ３５ａ、３５ｂは、それぞれ、モーターＭ３、Ｍ４によってピストンが往復駆動されて、吸入行程と吐出行程とが行われるようになっている。弁３５ｃは、第１ピストンポンプ３５ａの吸入管に設けられ、弁３５ｄは、第２ピストンポンプ３５ｂの吸入管に設けられている。また、弁３５ｅは、第１ピストンポンプ３５ａの吐出管に設けられ、弁３５ｆは、第２ピストンポンプ３５ｂの吐出管に設けられている。
【００３０】
モーターＭ３、Ｍ４及び弁３５ｃ〜３５ｆは、上記制御ユニット３４によって制御されるようになっている。具体的には、第１ピストンポンプ３５ａを作動させるときには、まず、弁３５ｃを開いて弁３５ｅを閉じた状態で、ピストンを動かして吸入行程として気体導入装置３３から送られてきた混合物をシリンダー内に吸入させる。この状態で、弁３５ｃを閉じて弁３５ｅを開いた状態で、ピストンを動かして吐出行程としてシリンダー内の混合物を吐出管に送出するようになっている。第２ピストンポンプ３５ｂも同様に動作する。第１及び第２ピストンポンプ３５ａ、３５ｂからの混合物の吐出圧力は、１５０ｋｇ／ｃｍ２以上とされている。第１及び第２ピストンポンプ３５ａ、３５ｂからの混合物の吐出圧力及び流量は、制御ユニット３４からの信号によって変更可能となっている。また、制御ユニット３４には、図示しないが、各種設定を行うための操作パネルが設けられている。
【００３１】
分散装置３６は、吐出管に接続された分散用管３６ａと、分散用管３６ａを開閉する弁３６ｂとを備えている。分散用管３６ａは、内径が１０ｍｍ以下の細い管であり、長さは１０ｍ程度に設定されている。
【００３２】
吐出装置３７は、分散装置３６の分散用管３６ａの下流側に接続された吐出用管３７ａと、吐出用管３７ａの下流側に設けられた弁内蔵型のノズル３７ｂとを備えている。尚、上記した発泡材料供給装置３０は、一例であり、各部を変更して用いることも可能である。
【００３３】
一方、成形型５０は、図１１に示すように、上型５１及び下型５２と、加熱装置５３と、型駆動装置（図示せず）とを備えている。上型５１の下面には、発泡材１１の裏面を成形する裏面成形面５１ａが形成されている。裏面側成形面５１ａは、発泡材１１の湾曲形状を形成するために下方へ湾曲している。下型５２の上面には、表皮材１０の本体部１０ａの表面及び突出壁部１０ｂの外面に沿って延びる凹面５２ａが形成されており、この凹面５２ａによって表皮材１０が保持されるようになっている。加熱装置５３は、上型５１に配設される上型加熱器５３ａと、下型５２に配設される下型加熱器５３ｂと、これら加熱器５３ａ、５３ｂに接続された制御ユニット５３ｃとで構成されている。上型加熱器５３ａは、上型５１に形成された孔部内に収容されており、例えば、電熱線ヒーター等で構成されている。下型加熱器５３ｂも同様である。これら加熱器５３ａ、５３ｂは、制御ユニット５３ｃによって制御されて、上型５１の裏面成形面５１ａ及び下型５２の凹面５２ａの温度を所定範囲で調整するようになっている。
【００３４】
次に、上記のように構成された製造装置によって表皮パネル３を製造する要領について説明する。まず、図３〜図５に示すように、本体部成形装置によって表皮材１０の本体部１０ａを成形する。すなわち、上型２１及び下型２２を型締めした状態で、射出成形機のノズルから溶融樹脂材料をキャビティに射出する（図４参照）。キャビティ内の樹脂材料が固化した後に型開きすると、表皮材１０の本体部１０ａが得られる（図５参照）。
【００３５】
次いで、図６に示すように、本体部１０ａを突出壁部成形装置の下型２７の湾曲面２７ａに載置し、図７に示すように、上型２６及び下型２７を型締めした状態で、射出成形機のノズルから溶融樹脂材料をキャビティに射出する。すると、図８に示すように、溶融樹脂材料が、本体部１０ａの周縁部に溶着した状態で成形され、図９に示すように、固化後に型開きすると、本体部１０ａと突出壁部１０ｂとが一体化した表皮材１０が得られる。このように、本体部１０ａ及び突出壁部１０ｂを射出成形する際、成形型２０、２５のキャビティには、成形に必要なだけの樹脂材料を供給すればよいので、樹脂材料の無駄が殆どない。また、溶融樹脂材料を成形型２０、２５で成形することで、残留応力が生じ難く、高精度な表皮材１０を得ることが可能になる。
【００３６】
しかる後、図１１に示すように、上記表皮材１０を発泡材成形装置の下型５２の凹面５２ａに嵌める。このときの上型５１及び下型５２の温度は、後述の発泡材料Ｃが熱硬化する温度まで上昇しており、例えば、約８０℃となっている。
【００３７】
そして、次のようにして発泡材料Ｃを表皮材１０の裏面に供給する。
【００３８】
すなわち、図１０に示すように、発泡材料供給装置３０においては、気体供給装置３１及び材料供給装置３２により、気体及びウレタン材料が、気体導入装置３３の第１及び第２ピストンポンプ３３ａ、３３ｂに供給される。ウレタン材料としては、例えば、サンスター技研株式会社製のペースト状の自在成型エラストマーフォーム材（ペンギンフォーム）を用いることができる。このフォーム材は、流動性のある１液タイプである。尚、ウレタン材料は、上記したものに限られず、機械発泡が可能な材料であれば特に限定されない。
【００３９】
気体導入装置３３の第１及び第２ピストンポンプ３３ａ、３３ｂは別々に動作する。まず、弁３３ｃを開いて弁３３ｄ、３３ｇを閉じた状態にしてから、第１ピストンポンプ３３ａのシリンダー内に、吸入行程で気体を所定量流入させる。その後、弁３３ｃを閉じて弁３３ｄを開いてから、吸入行程の後にウレタン材料を流入させる。ウレタン材料を所定量流入させたら、弁３３ｃ、３３ｄを共に閉じたまま、弁３３ｇを開いて吐出行程に移行し、気体及びウレタン材料を吐出管に送出する。第１ピストンポンプ３３ａが吐出行程に移行したら、第２ピストンポンプ３３ｂのシリンダに同様にして気体及びウレタン材料を流入させた後、気体及びウレタン材料を吐出管に送出する。つまり、気体導入装置３３は、バッチ式に作動するようになっており、気体とウレタン材料との混合物は、第１及び第２ピストンポンプ３３ａ、３３ｂから交互に吐出されるようになっている。また、各ピストンポンプ３３ａ、３３ｂのシリンダに流入する気体とウレタン材料との比率は、気体供給装置３１及び材料供給装置３２による供給圧力や、弁３３ｃ〜３３ｆの開閉タイミング及び開閉量によって任意に調整可能となっている。
【００４０】
第１及び第２ピストンポンプ３３ａ、３３ｂから吐出された混合物は、加圧装置３５の第１及び第２ピストンポンプ３５ａ、３５ｂに吸入される。すなわち、弁３５ｃを開いて弁３５ｅ、３５ｄが閉じた状態で第１ピストンポンプ３５ａが吸入行程になると、混合物がシリンダに吸入される。そして、弁３５ｅを開いて弁３５ｃを閉じた状態で第１ピストンポンプ３５ａが吐出行程に移行すると、混合物が吐出される。このときの圧力は、１５０ｋｇ／ｃｍ２以上に設定され、また、流量は、１００〜１０００ｍｌ／ｍｉｎ程度に設定されている。第２ピストンポンプ３５ｂも同様にして混合物を吸入し吐出する。第１及び第２ピストンポンプ３５ａ、３５ｂは、交互に作動する。
【００４１】
加圧装置３５の第１及び第２ピストンポンプ３５ａ、３５ｂから吐出された混合物は、分散装置３６の分散用管３６ａに流入する。分散用管３６ａに流入した混合物の圧力は、１５０ｋｇ／ｃｍ２以上で、流量は、１００〜１０００ｍｌ／ｍｉｎ程度に設定されているので、混合物が分散用管３６ａを流通する間に、気体が微細な気泡となってウレタン材料中に略均一に分散する。これにより、本発明の発泡材料Ｃが得られる。この気泡の平均粒径は、約０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍ程度の微細なものである。
【００４２】
分散装置３６から送出された発泡材料Ｃは、吐出装置３７の吐出用管３７ａを経て、ノズル３７ｂから吐出されて、図１１に示すように表皮材１０の裏面に供給される。発泡材料Ｃは、ノズル３７ｃから吐出されることで、大気開放された状態となる。よって、ノズル３７ｃから吐出された後の単位質量当たりの体積は、吐出される前の単位質量当たりの体積よりも大きくなるが、これは化学変化による発泡ではないため、大気開放された直後に体積が大きくなってから以後は、体積の変化は殆ど無い。尚、ノズル３７ｂから吐出された後の単位質量当たりの体積を、ノズル３７ｂから吐出される前の単位質量当たりの体積で除した値が発泡倍率であり、この発泡倍率は、気体とウレタン材料との混合比率によって任意に設定できるようになっている。
【００４３】
各表皮材１０の裏面に供給する発泡材料Ｃの量は、上述の如く発泡材料Ｃが吐出後に殆ど体積変化しないものなので、発泡材１１の体積と略同じ量である。
【００４４】
上記のようにして発泡材料Ｃを表皮材１０の裏面に供給した後、図１２に示すように、上型５１と下型５２とを型締めすると、発泡材料Ｃは、上型５１の裏面成形面５１ａで成形されるとともに、上型５１及び下型５２によって加熱されて硬化して、図１３に示すように、発泡材１１が得られる。この発泡材１１の成形時に、発泡材１１は、表皮材１０に接着された状態となる。このように発泡材料Ｃを機械発泡させて発泡材１１を得るようにしているので、従来の化学発泡させた場合のように雰囲気環境の影響を受け難く、よって、発泡材１１の発泡状態は全体として見たときに均一に近い状態となる。また、発泡材料Ｃ中には、気体が微細な気泡となって分散して存在しているので、発泡材１１は、その気泡同士が壁で仕切られていて繋がってない、いわゆる独立気泡構造を有するものとなる。
【００４５】
そして、上型５１及び下型５２を型開きすると、表皮パネル３が得られる。以上が、表皮パネル製造工程である。
【００４６】
尚、発泡材料Ｃを表皮材１０の裏面に供給する場合には、例えば、表皮材１０の裏面中心部近傍から外周部へ向けて渦巻きを描くように供給してもよい。こうすることで、発泡材料Ｃの中に空気が入り難くなり、発泡材１１をより均一な発泡状態とすることが可能になる。発泡材料Ｃは、表皮材１０の裏面外周部から中心部へ向けて渦巻きを描くように供給してもよい。発泡材料Ｃの供給方法は、上記したものに限定されるものではない。
【００４７】
その後、表皮パネル接合行程に移って、表皮パネル３をチューブ２の補強層５に接着するとともに、隣り合う表皮パネル３、３の突出壁部１０ｂ、１０ｂ同士を接着する。以上のようにしてボール１を得ることができる。
【００４８】
以上説明したように、この実施形態１によれば、チューブ２と表皮材１０との間の発泡材１１を機械発泡してなるものとしたので、発泡材１１の発泡状態を全体として均一に近い状態とすることができる。これにより、ボール１の歪みを抑制できるとともに、ボール１の部位によって硬さが異なるのを回避できる。よって、ボールを例えば蹴った場合に、飛び方や転がり方、脚へ食い込む感じが自然になるとともに、リバウンドも自然になり、使用感の良好なボール１を得ることができる。
【００４９】
また、発泡材１１が独立気泡構造を有しているので、例えば雨天時等にボール１が水を吸って重くなってしまうのを抑制でき、天候によらず使用感を良好にできる。また、埃等が発泡材１１の内部に入り込むのも抑制できる。また、これらのことにより、ボール１の長寿命化を図ることもできる。
【００５０】
また、連続気泡構造のものに比べて、発泡材１１中の気泡が独立した小さいものとなる。これにより、例えば蹴ることによって発泡材１１が衝撃を受けて、気泡の壁が破れて隣り合う気泡が連通した場合においても、連続気泡構造のものに比べて小さい空間とすることが可能になる。その結果、発泡材１１の強度低下が抑制される。また、気泡が小さいものなので、チューブ２や表皮材１０への接着面積を広く確保することが可能になり、強い接着力が得られる。これらのことにより、ボール１の耐久性が向上する。
【００５１】
また、発泡材１１中に小さい気泡が独立して形成されているので、発泡材１１の部位による硬度を均一に近づけることが可能になるとともに、各部位の比重も均一に近づき、ボール１の重量を簡単に規定重量にすることが可能になる。上記のように発泡材１１の部位による硬度を均一に近づけることで、例えば蹴った際にボール１の飛ぶ方向や、脚へ食い込む感じに違和感を感じなくなる。
【００５２】
また、発泡材料Ｃに空気、炭酸ガス、窒素のいずれかを混合させるようにしたので、製造工程において、安全性が高く、人体や環境への悪影響が無い。また、発泡材１１においても、安全性が高く、人体や環境への悪影響が無いものが得られる。
【００５３】
また、表皮材１０を射出成形品としたことで、例えば、フィルム状の材料から打ち抜いて表皮材を成形する場合に比べて、歩留まりが向上するとともに、寸法精度を高めることができる。
【００５４】
また、表皮材１０を射出成形してなるものとしたので、無駄な材料が殆ど生じなくなって歩留まりを向上でき、また、表皮材１０の寸法精度を高めることができ、扱いやすいボール１を得ることができる。
【００５５】
また、表皮材１０の突出壁部１０ｂの樹脂を本体部１０ａの樹脂よりも柔らかくしたので、使用時に突出壁部１０ｂが突っ張り難くなり、よって、表面の硬さが均一に近いボール１を得ることができる。これにより、飛び方や転がり方、脚へ食い込む感じが自然になるとともに、リバウンド特性も自然になり、ボール１の使用感を良好にすることができる。
【００５６】
尚、表皮材１０の本体部１０ａと突出壁部１０ｂとは一体成形してもよい。この場合、図１４に示す変形例１のように、突出壁部１０ｂの厚みを本体部１０ａの厚みよりも薄くすることも可能である。突出壁部１０ｂの厚みは、本体部１０ａの１／２〜１／３の範囲で設定するのが好ましい。これにより、突出壁部１０ｂの剛性が低下して、突出壁部１０ｂが突っ張り難くなり、ボール１の硬さが全体に亘って均一に近づくようになる。変形例１において、本体部１０ａと突出壁部１０ｂとを別々に成形するようにしてもよい。
【００５７】
また、図１５に示す変形例２のように、表皮材１０の突出壁部１０ｂの突出高さを低くして、突出壁部１０ｂの先端部をチューブ２の補強層５から離すようにしてもよい。この変形例２のものでは、突出壁部１０ｂの先端部と補強層５との間に発泡材１１が介在することになり、ボール１の硬さが全体に亘って均一に近づくようになる。この変形例２において、突出壁部１０ｂの厚みを本体部１０ａの厚みよりも薄くしてもよいし、また、本体部１０ａと突出壁部１０ｂとを別々に成形するようにしてもよい。
【００５８】
また、表皮材１０の本体部１０ａの厚みを部位によって変えてもよいし、突出壁部１０ｂの厚みを部位によって変えてもよい。
【００５９】
また、図１６に示す変形例３のように、発泡材１１を、突出壁部１０ｂ側の内側部１１ａと外側部１１ｂとで別々に成形してもよい。この場合、外側部１１ｂを内側部１１ａよりも柔らかくするのが好ましい。具体的には、発泡材１１の外側部１１ｂの発泡倍率を内側部１１ａの発泡倍率よりも大きくすることや、外側部１１ｂのウレタン材料を内側部１１ａのウレタン材料よりも柔らかくすることで可能となる。この変形例３の発泡材１１を形成する場合には、図示しないが、外側部１１ｂを成形する成形型と、内側部１１ａを成形する成形型とを用意して、外側部１１ｂと内側部１１ａとを別々に成形する。また、外側部１１ｂと内側部１１ａとは接着してもよいし、熱溶着してもよい。また、外側部１１ｂと内側部１１ａとは、ウレタン材料以外の材料で構成してもよい。また、外側部１１ｂと内側部１１ａとは、異なる材料で構成してもよく、硬さも任意に設定することができる。
【００６０】
また、図１７に示す変形例４のように、発泡材１１が多数のビーズ５５を有するようにしてもよい。このビーズ５５は、成形前に発泡材料Ｃに混ぜておくことで、発泡材１１に分散させることができる。ビーズ５５の比重を発泡材１１の比重よりも小さくすることで、ボール１の重量を軽くすることができ、また、逆に、ビーズ５５の比重を発泡材１１の比重よりも大きくすることで、ボール１の重量を重くすることができる。ビーズ５５は、例えば、各種樹脂材で構成することができるものである。ビーズ５５の個数や大きさ、材質は、任意に設定できる。例えば、発泡材１１よりも高反発な材料でビーズ５５を形成した場合には、ボール１の反発性を向上させることができ、低反発な材料でビーズ５５を形成した場合には、ボール１の反発性を低下させることができる。また、ビーズ５５の直径は、例えば、０．０１ｍｍ〜３．００ｍｍの範囲内で設定するのが好ましい。また、ビーズ５５の形状は、球以外であってもよい。
【００６１】
また、図１８に示す変形例５のように、表皮材１０の突出壁部１０ｂを短くした場合に、隣り合う表皮材１０の周縁部に対応するように、別体の発泡材１２を設けるようにしてもよい。この周縁部の発泡材１２を発泡材１１よりも柔らかくするのが好ましい。こうすることで、ボール１の突出壁部１１ｂに対応する部位の硬さを、他の部位の硬さに近づけることができる。
【００６２】
また、図１９に示す変形例６のように、発泡材１１の裏面に凹凸部１１ｃを設けてもよい。これにより、チューブ２の補強層５との接触面積が増加して、発泡材１１の剥がれや浮きを抑制できる。凹凸部１１ｃは、発泡材１１の裏面の一部に設けてもよいし、全面に設けてもよい。
【００６３】
また、図２０に示す変形例７のように、表皮材１０の本体部１０ａに凹凸部を設けることによって波板形状に形成してもよい。この波板形状は、表皮材１０の射出成形時に成形型２０によって形成されたものである。このように表皮材１０を射出成形することによって、凹部や凸部を容易に形成することができる。また、本体部１０ａを波板状にすることなく、ボール１の周方向に延びる凸条（凸部）や凹条（凹部）を設けてもよいし、ディンプル形状部（凹部）を設けてもよい。表皮材１０の凹部や凸部の形状によって、カーブのかかり易いボール１や飛びやすいボール１とすることもできる。尚、上記のように本体部１０ａの表側に凹部や凸部を形成することで、それらに対応した形状が本体部１０ａの裏側にも形成されることになるが、本体部１０ａが射出成形してなるものであることから、裏側の形状と表側の形状とは異なる形状にすることも可能である。
【００６４】
また、図２１に示す変形例８のように、発泡材１１の裏面に複数の凹部１１ｃを形成してもよい。これにより、ボール１を蹴ったときの脚へ食い込む感じや、リバウンド特性、頭や脚へ与える衝撃といったボール１の使用感を発泡材１１によって変更することが可能になる。また、図２２に示す変形例９のように、発泡材１１に凹部１１ｄを設ける場合に、凹部１１ｄのうち、その底部側（表皮パネル３表面側）の断面を球形にして拡大させてもよい。この変形例８では、発泡材１１に凹部１１ｄを形成して柔らかくしながら、補強層５との接着面積を十分に確保することができ、剥がれや浮きを抑制できる。また、凹部１１ｄによってボール１のリバウンド性を調整することも可能である。
【００６５】
また、図２３に示す変形例１０のように、例えば、学校名が印刷されたフィルム５６を表皮材１０の本体部１０ａに設けるようにしてもよい。この場合、表皮材１０を形成する材料は透光性を有する材料とする。このフィルム５６は、表皮材１０の成形時、成形型２０の裏面側成形面２２ａに保持しておく（インサート成形する）ことで、フィルム５６の表面を樹脂材で覆うことができる。これにより、フィルム５６の表面を保護することができ、ボール１の使用によって文字が消えてしまうのを抑制できる。インサートするフィルム５６には、学校名に限らず、チーム名、クラブ名、スポーツ協会の認定マーク、大会名の他、ボール１のメーカー名等の各種文字や模様を印刷しておくことが可能である。また、そのようにフィルム５６の表面が透光性のある樹脂材で覆われることにより、フィルム５６の文字や模様はボール１の表面よりも奥に見えることになって、ボール１のデザインに高級感を与えることができるとともに、ボール１の見栄えを向上できる。また、複数枚のフィルム５６を１枚の表皮材１０にインサート成形するようにしてもよい。フィルム５６の大きさや形状は任意に設定できるものである。また、フィルム５６を、表皮材１０の表側にインサート成形してもよいし、表皮材５６の厚み方向中間部にインサート成形するようにしてもよい。また、フィルム５６をインサート成形することなく、表皮材１０の表面や裏面に貼り付けるようにしてもよい。
【００６６】
変形例１〜１０として例示する構造は、任意に組み合わせることが可能である。
【００６７】
また、上記実施形態では、発泡材１１を表皮材１０に一体に成形するようにしているが、これに限らず、例えば、発泡材１１を、表皮材１０の裏面の形状に対応する形状に予め成形しておき、この発泡材１１を表皮材１０に接着するようにしてもよい。すなわち、発泡材料をシート材にしておき、このシート材から型を用いて表皮材１０の裏面形状に一致する形状の発泡材１１を切り抜くようにすることで、表皮材１０の裏面の形状に対応する発泡材１１を得ることができる。
【００６８】
この場合、発泡材１１は、チューブ２の外周面形状に沿うように湾曲した形状とするのが好ましい。また、発泡材１１をチューブ２の補強層５に接着した後に、表皮材１０を発泡材１１に接着するようにしてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、複数の表皮パネル３を同じ硬さの発泡材１１で構成するようにしているが、これら表皮パネル３のうち、例えば１枚のみを他の表皮パネル３よりも硬くしたり、柔らかくしてもよい。これにより、例えば、サッカーボールにおいては、コーナーキックやフリーキックの際に、例えばカーブをかかりやすくすることができる等、ボールコントロールが容易になる。他の表皮パネル３と硬さを変えた表皮パネル３の数は、２枚や３枚であってもよい。また、その表皮パネル３の色や模様を他の表皮パネル３と変えるのが好ましい。
【００７０】
また、上記実施形態では、表皮材１０の本体部１０ａと突出壁部１０ｂとを別体の装置で成形するようにしているが、本体部１０ａと成形型と突出壁部１０ｂの成形型とが一体化した装置を用いて成形するようにしてもよい。
【００７１】
（実施形態２）
図２５は、本発明の実施形態２に係るボール１の断面図である。この実施形態２に係るボール１は、チューブ２の補強層５に設けた発泡材５７が実施形態１のように分割されていない点で実施形態１のものと異なっている。以下、実施形態２のボール１について、実施形態１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
【００７２】
発泡材５７は、発泡材料を機械発泡させてなるものであり、チューブ２の補強層５の全体に亘って均一な厚さで連続して設けられており、一体成形されたものである。また、各表皮材１０には、実施形態１のような突出壁部が無く、裏面全体が発泡材５７の表面に貼り付けられている。
【００７３】
この実施形態２のボール１は、次のようにして製造される。すなわち、まず、チューブ２の補強層５の表面全体に、図２６に示すようにして、実施形態１の発泡材料供給装置３０を用いて発泡材料Ｃを塗布し、補強層５を発泡材料Ｃでコーティングした状態にする。その後、図示しないが、約８０℃に加熱された加熱炉に入れて発泡材料を硬化させることにより、図２７に示すように発泡材５７が得られる。これが発泡材形成工程である。
【００７４】
その後、発泡材５７の表面に表皮材１０を接着する。このとき、隣り合う表皮材１０、１０の周縁部同士も接着しておく。これが表皮材接合工程である。表皮材１０は、実施形態１の本体壁部成形装置と同様な装置によって得ることが可能である。
【００７５】
この実施形態２のものでも、チューブ２と表皮材１０との間の発泡材５７を機械発泡してなるものとしたことで、ボールを例えば蹴った場合に、飛び方や転がり方、脚へ食い込む感じが自然になるとともに、リバウンドも自然になり、使用感の良好なボール１を得ることができる。
【００７６】
尚、上記実施形態２において、実施形態１の変形例４のように発泡材５７がビーズを有するものであってもよい。実施形態２において、表皮材１０に波板形状や、凸条、凹条、ディンプル形状を設けてもよい。実施形態２において、表皮材１０にフィルムをインサート成形してもよい。
【００７７】
また、上記実施形態１、２では、表皮材１０が単層構造である場合について説明したが、表皮材１０は、多層構造であってもよい。
【００７８】
また、上記実施形態１、２において、表皮材１０を透光性のある樹脂材料で形成するようにしてもよい。これにより、発泡材１１、５７の色がボール１の表面から透けて見えるようになり、ボール１を、深みのあるデザインとすることができる。この場合、発泡材１１、５７の色を任意に設定することで、発泡材１１、５７をデザインの一部として利用することができる。また、表皮材１０を有色の透明にすることで、発泡材１１、５７の色と表皮材１０の色とが混ざって見えることになり、デザインの自由度が向上する。また、表皮材１０に印刷を施す場合には、発泡材１１、５７の色を利用することで、その印刷色を減らすことが可能になる。また、表皮材１０を無色透明とすることで、シースルーデザインのボール１を得ることができる。また、表皮材１０の色を、多色が不完全に混ざったようなマーブル模様にしてもよいし、発泡材１１、５７の色を同様なマーブル模様にしてもよい。また、表皮材１１を形成する樹脂材や発泡材１１の材料には、蓄光材や、光を反射する反射材、蛍光材等を混ぜてもよい。
【００７９】
また、上記実施形態１、２では、ボール１の表皮材１０が五角形や六角形の場合について説明したが、これに限らず、表皮材１０の形状は、任意に設定することができる。例えば、表皮材１０を半球状にして２枚を合わせるようにしてもよいし、球を１／４や１／５にした形状にしてこれらを複数枚合わせるようにしてもよい。
【００８０】
また、上記実施形態１、２では、表皮材１０が湾曲した形状である場合について説明したが、この表皮材１０は、平板形状であってもよい。同様に、発泡材１１も平板形状であってもよい。
【００８１】
また、発泡材１１、５７の発泡倍率を変化させることで、ボール１の重量を変更することや、反発性（リバウンド性）を変更することも容易に可能である。
【００８２】
また、発泡材１１、５７の厚みや、表皮材１０の厚みは任意に設定することができる。
【００８３】
また、表皮材１０には、パッド印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷によって印刷層を形成するようにしてもよい。この場合、印刷層は、表皮材１０の一部に形成してもよいし、全面に形成してもよい。
【００８４】
また、表皮材１０の材料や色は、互いに変えてもよい。また、表皮材１０は、例えば、樹脂製のシート材から打ち抜いて得るようにしてもよい。
【００８５】
また、本発明は、サッカーボール、フットサル用ボール、ハンドボール、バスケットボール、バレーボール等の球技用のボールの他、玩具用のボールに適用することも可能である。また、上記実施形態では、本発明の芯部をチューブ２で構成しているが、芯部は、中空構造のもの以外にも、スポンジやゲル等からなる中実構造のものであってもよい。また、芯部の材料は、上記したものに限られず、様々な種類のものを用いることができる。また、芯部の形状は、球形以外にも、例えばラグビーボールのような形状であってもよい。また、芯部は、多層構造であってもよい。
【００８６】
また、フットサル用のボールにおいては、サッカーボール等に比べてリバウンド性を低下させる必要があるが、この場合に、発泡材１１を低反発にすることで、内部に詰め物をすることなく、所望のリバウンド性を得ることができる。これにより、内部が軽く、かつ、外周部が重いボールが得られるので、コントロール性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
以上説明したように、本発明は、例えば、サッカーボール等に適用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１              ボール
２              チューブ（芯部）
３              表皮パネル
１０            表皮材
１１、５７      発泡材
１１ｄ          凹部
５５            ビーズ
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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