針挿通弁及び中空ボール
【課題】注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気漏れを防止する針挿通弁、及び、この針挿通弁を備えた中空ボールを提供すること。
【解決手段】軸線方向に延在して空気注入用の注入針が挿通される針通路１１を有するゴム製の針挿通弁１であって、針通路１１は、注入針が挿通されていないときに開放し、注入針が挿通されたときに注入針の外周に密接して閉塞する第１シール部１２と、注入針が挿通されていないときに密接して閉塞する第２シール部１３とを、注入針の挿通方向に沿ってこの順で、有していることを特徴とする針挿通弁１、並びに、この針挿通弁１を備えて成る中空ボール。
【解決手段】軸線方向に延在して空気注入用の注入針が挿通される針通路１１を有するゴム製の針挿通弁１であって、針通路１１は、注入針が挿通されていないときに開放し、注入針が挿通されたときに注入針の外周に密接して閉塞する第１シール部１２と、注入針が挿通されていないときに密接して閉塞する第２シール部１３とを、注入針の挿通方向に沿ってこの順で、有していることを特徴とする針挿通弁１、並びに、この針挿通弁１を備えて成る中空ボール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、針挿通弁及び中空ボールに関し、さらに詳しくは、注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気漏れを防止できる針挿通弁、並びに、この針挿通弁を備えた中空ボールに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、サッカーボール、バレーボール、バスケットボール、ハンドボール、ラグビーボール、テニスボール等の中空ボールは内部空間に空気が充填されている。ところが、時間の経過と共に、及び／又は、使用状態によって、内部空間に充填された空気が外部に漏出することがあるので、空気を内部空間に補充する必要がある。したがって、このような中空ボールは、ポンプ等に接続された、空気を注入するための注入針が刺通又は挿通される針挿通弁を備えている。
【０００３】
このような針挿通弁として、例えば、空気注入用の注入針を挿通する針通路を有する針挿通弁が提案されている。例えば、特許文献１の図３及び図４には、針挿通弁として「弾性ゴムよりなる円柱部（２）、該円柱部（２）と同一の弾性ゴム材料よりなり該円柱部（２）側面に一体形成された鍔部（３）、上記円柱部（２）に設けられた微小孔（４）及び切断部（５）よりなるムシ（１）」が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には「前記ボール球殻の内周面に接着される薄肉のフランジ部と、前記フランジ部から外方側に突出し、前記ボール球殻に形成した小孔に係合する突部と、前記突部の外面に開口する有底の開口部と、前記フランジ部から内方側に延びる柱状のバルブ本体と、前記開口部の底面から前記バルブ本体の内端面を貫いて前記ゴムバルブ内に形成されたスリットとを有し、前記バルブ本体は外方から内方に向かうに従って外径が漸減するテーパー形状に形成されているゴムバルブ」が記載されている（請求項１及び図２等）。
【０００５】
さらに、特許文献３には「前記ボール球殻の内周面に接着されるフランジ部と、前記フランジ部から外方側に突出し、前記ボール球殻に形成した小孔に係合する突部と、前記突部の外面に開口する有底の開口部と、前記フランジ部からボール内方側に延びる柱状の胴部と、前記開口部の底面から前記胴部の内端面を貫いて前記ゴムバルブ内に形成されたスリットとを有し、前記胴部は、前記内端面に略平行する断面の縦横の長さが異なる柱状に形成し、前記スリットの長さ方向と前記胴部の長径方向とが略直交する方向に前記スリットを貫通形成したゴムバルブ」が記載されている（請求項１及び図２等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６１−５４８６７号公報
【特許文献２】特開２００４−２０１７３３号公報
【特許文献３】特開２００６−５５３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気漏れを防止できる針挿通弁、並びに、この針挿通弁を備えた中空ボールを提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、軸線方向に延在して空気注入用の注入針が挿通される針通路を有するゴム製の針挿通弁であって、前記針通路は前記注入針が挿通されていないときに開放し、前記注入針が挿通されたときに前記注入針の外周に密接して閉塞する第１シール部と、前記注入針が挿通されていないときに密接して閉塞する第２シール部とを前記注入針の挿通方向に沿ってこの順で有していることを特徴とする針挿通弁であり、
請求項２は、前記第１シール部は前記注入針の外径よりも小さな内径の内面を有していることを特徴とする請求項１に記載の針挿通弁であり、
請求項３は、前記第１シール部は前記軸線方向に沿って延設された有底穴であることを特徴とする請求項１又は２に記載の針挿通弁であり、
請求項４は、前記第１シール部は前記針通路の内側に突出する少なくとも１つの環状体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の針挿通弁であり、
請求項５は、前記第２シール部はスリットであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の針挿通弁であり、
請求項６は、前記第２シール部は前記第１シール部に連設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の針挿通弁であり、
請求項７は、前記挿通方向の前記第１シール部よりも上流側に前記注入針を前記第１シール部に案内する案内孔を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の針挿通弁であり、
請求項８は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の針挿通弁を備えて成る中空ボールである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る針挿通弁は、注入針が挿通されていないときに開放し、注入針が挿通されたときに注入針の外周に密接して閉塞する第１シール部と、注入針が挿通されていないときに密接して閉塞する第２シール部とを注入針の挿通方向に沿ってこの順で有する針通路を有しているから、注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気漏れを防止できる。また、この発明に係る中空ボールはこの発明に係る針挿通弁を備えている。
【００１０】
したがって、この発明によれば、注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気漏れを防止できる針挿通弁、及び、この針挿通弁を備えた中空ボールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、この発明に係る針挿通弁の一例である針挿通弁を示す図であり、図１（ａ）はこの発明に係る針挿通弁の一例である針挿通弁を示す正面図であり、図１（ｂ）はこの発明に係る針挿通弁の一例である針挿通弁の断面を示す断面図である。
【図２】図２は、この発明に係る針挿通弁の別の一例である針挿通弁を示す図であり、図２（ａ）はこの発明に係る針挿通弁の別の一例である針挿通弁を示す正面図であり、図２（ｂ）はこの発明に係る針挿通弁の別の一例である針挿通弁の断面を示す断面図である。
【図３】図３は、この発明に係る針挿通弁のまた別の一例である針挿通弁を示す図であり、図３（ａ）はこの発明に係る針挿通弁のまた別の一例である針挿通弁を示す正面図であり、図３（ｂ）はこの発明に係る針挿通弁のまた別の一例である針挿通弁の断面を示す断面図である。
【図４】図４は、この発明に係る針挿通弁のさらにまた別の一例である針挿通弁を示す図であり、図４（ａ）はこの発明に係る針挿通弁のさらにまた別の一例である針挿通弁を示す正面図であり、図４（ｂ）はこの発明に係る針挿通弁のさらにまた別の一例である針挿通弁の断面を示す断面図である。
【図５】図５は、この発明に係る針挿通弁の一例である針挿通弁に注入針を挿通した状態を示す図であり、図５（ａ）はこの発明に係る針挿通弁の一例である針挿通弁に注入針を挿通した状態を示す断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線における断面を示す断面図であり、図５（ｃ）はこの発明に係る針挿通弁の一例である針挿通弁に挿通した注入針を抜脱する途中の状態を示す断面図である。
【図６】図６は、この発明に係る針挿通弁の別の一例である針挿通弁に注入針を挿脱した状態を示す図であり、図６（ａ）はこの発明に係る別の針挿通弁の一例である針挿通弁に注入針を挿通した状態を示す断面図であり、図６（ｂ）はこの発明に係る針挿通弁の別の一例である針挿通弁に挿通した注入針を抜脱する途中の状態を示す断面図である。
【図７】図７は、従来の針挿通弁の一例である針挿通弁を示す図であり、図７（ａ）は従来の針挿通弁の一例である針挿通弁を示す正面図であり、図７（ｂ）は従来の針挿通弁の一例である針挿通弁の断面を示す断面図であり、図７（ｃ）は従来の針挿通弁の一例である針挿通弁に注入針を挿通した状態を示す断面図である。
【図８】図８は、この発明に係る中空ボールの一例である中空ボールを示す概略断面図であり、図８（ａ）はこの発明に係る中空ボールの一例である中空ボールの全体を示す概略断面図であり、図８（ｂ）はこの発明に係る中空ボールの一例である中空ボールの針挿通弁装着部近傍を示す概略拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
この発明に係る針挿通弁は、中空ボールに装着されて、空気注入用の注入針が刺通又は挿通される弁である。この発明に係る針挿通弁が装着される中空ボールは、その内部に空間を有し、この内部空間に空気等の気体が所定の空気圧で充填されるボールであればよく、例えば、スポーツ用ボール、具体的には、サッカーボール、バレーボール、バスケットボール、ハンドボール、ラグビーボール、テニスボール等が挙げられる。
【００１３】
また、この発明に係る針挿通弁に挿脱される注入針は、通常管体であり、その先端は尖形である必要はなく、平坦な先端面又は半球面状若しくは半楕円球面状の先端面であるのが取扱性及び安全性が高くてよい。この発明に係る針挿通弁が装着される中空ボールにもよるが、注入針は、その軸線に垂直な断面形状が円形又は楕円形であるのが一般的であり、その外径（長径）は、例えば、０．８〜２．４ｍｍである。
【００１４】
この発明に係る針挿通弁は、その一部例えばその軸線方向の一端面が中空ボールの表面に露出するように、中空ボール、特にその内面に装着される。したがって、この発明に係る針挿通弁は中空ボールの針挿通弁と称することができる。
【００１５】
この発明に係る針挿通弁は、通常、管状体に形成され、その軸線に垂直な断面形状は円形又は楕円形になっている。この発明に係る針挿通弁は装着される中空ボールの種類等に応じて適宜の寸法に設定される。この発明に係る針挿通弁は、ポンプ等に接続された、空気注入用の注入針が刺通又は挿通され、空気を補充した後に刺通又は挿通された注入針が抜脱される。したがって、この発明に係る針挿通弁は、軸線方向に延在した針通路、すなわち、軸線方向の一端面から他端面にわたって連通した針通路、さらにいうと、軸線方向に貫通した針通路を有し、この針通路は空気注入用の注入針が挿通される。この針通路は、針挿通弁の軸線に沿って、好ましくはこの軸線と同軸となるように形成され、空気を補充する際等に注入針が挿脱されると共に中空ボールの内部空間に充填された空気の漏出を防止する機能を果たす。
【００１６】
この発明に係る針挿通弁における針通路は、注入針が挿通されていないとき、すなわち非挿通時に開放し、注入針が挿通されたとき、すなわち挿通時に注入針の外周に密接して閉塞する第１シール部を有している。この第１シール部は、注入針が挿通されたときに注入針との密着性すなわち機密性を保って中空ボールの内部空間を中空ボールの外側から閉塞する機能を奏する。したがって、第１シール部は、挿通された注入針の外周に密接して中空ボールの内部と外部との連通を遮断し、すなわち、中空ボールの内部を閉塞するように構成されていればよく、例えば、注入針が挿通されていないときに間隙を有し、注入針が挿通されたときに注入針の外周に密接する環状の内面を有している。この内面は、挿通された注入針の外周に密接する形状であればよく、例えば、針通路の軸線に垂直な平面における輪郭が円形、楕円形又は多角形等、注入針の軸線に垂直な断面形状と相似形等が挙げられ、注入針の軸線に垂直な断面形状と相似形であるのが好ましい。このような内面を有する第１シール部として、例えば、針挿通弁の軸線方向に沿って延設された有底穴、針通路の内側に突出する環状体等が挙げられる。この第１シール部は、注入針が挿通されていないときに針通路の半径方向に間隙を有して開放されており、すなわち閉塞されていない。注入針が挿通されていないときに第１シール部が解放されていると注入針を挿通させるときの目安になる。
【００１７】
したがって、この第１シール部、すなわち、内面は注入針の外径よりも小さな間隙距離を有している。この間隙距離は、注入針の挿脱しやすさ（以下、注入針の挿脱性と称することがある。）と空気漏れの防止とを高い水準で両立できる点で、例えば、注入針の外径に対して５０％以上１００％未満であるのが好ましく、７０〜９５％であるのが特に好ましい。具体的には、この間隙距離は、０．４〜２．４ｍｍであるのが好ましく、０．６〜２．２ｍｍであるのが特に好ましい。
【００１８】
この発明に係る針挿通弁における針通路は、注入針が挿通されていないとき、好ましくは中空ボールに装着され、かつ注入針が挿通されていないときに、密接して針通路の軸線方向の両側、すなわち、中空ボールの内部空間と外側とを閉塞する第２シール部を有している。この第２シール部は、注入針が挿通されていないときに中空ボールの内部空間の気密性を保って中空ボールの内部空間を中空ボールの外側から閉塞する機能を奏する。したがって、第２シール部は、少なくも注入針が挿通されていない非挿通時は閉塞状態になるように構成されていればよく、例えば、スリット等が採用される。このようなスリットとして、例えば、一文字スリット、三叉スリット、十字スリット等が挙げられる。スリットの寸法すなわちスリット幅は、注入針の挿脱性と空気漏れの防止防とを高い水準で両立できる点で、例えば、注入針の外径に対して１２０〜２００％であるのが好ましく、１４０〜１７０％であるのが特に好ましく、具体的には、１．２〜４ｍｍであるのが好ましく、１．５〜３．５ｍｍであるのが特に好ましい。なお、スリット幅は、スリットの端部に外接する仮想外接円の直径であり、例えば、一文字スリットの場合はその全長、三叉スリット又は十字スリットの場合は３つ又は４つのスリットそれぞれの端部に外接する仮想外接円の直径である。
【００１９】
この発明に係る針挿通弁における針通路は、第１シール部と第２シール部とを、注入針の挿通方向に沿って上流から下流に向かってこの順で有している。すなわち、針通路において、第１シール部は中空ボールの外側に形成され、第２シール部は中空ボールの内部空間側に形成される。第１シール部と第２シール部とは、この順で針通路に配設されていればよく、第１シール部と第２シール部とが連設されていてもよく、互いに離れて配設されていてもよい。
【００２０】
この発明に係る針挿通弁は、第１シール部と第２シール部とを有する針通路が形成されているから、第１シール部で注入針の挿脱時における内部空間に充填された空気の漏出を防止し、第２シール部で注入針の非挿脱時すなわち通常時における内部空間に充填された空気の漏出を防止できる。したがって、この発明に係る針挿通弁は、中空ボールに装着されたときに、具体的には後述するように、注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気漏れを防止できる。
【００２１】
この発明に係る針挿通弁は、ゴムで形成されている。針挿通弁を形成するゴムは、特に限定されず、各種のゴムが挙げられる。ゴムとして、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の合成ゴムが挙げられる。この中でも、空気漏れを防止できることに加えて注入針をスムーズに挿通できることに着目すると、シリコーンゴムが好ましい。シリコーンゴムは、特に限定されず、各種のシリコーンゴムを用いることができ、例えば、ジメチルシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、炭素数１〜６のアルキル基を有するオルガノシリコーンゴム等が挙げられる。ゴムは通常用いられる各種添加剤を含有していてもよい。このような添加剤としては、例えば、分散剤、発泡剤、加硫剤、老化防止剤、酸化防止剤、充填材、顔料、着色剤、加工助剤、可塑剤、難燃性向上剤、離型剤等が挙げられる。
【００２２】
このゴム、すなわち、針挿通弁は、そのゴム硬度（ＪＩＳ Ａ）が１０〜５０°であるのが好ましく、２０〜４０°であるのが特に好ましい。ゴムのゴム硬度が前記範囲内にあると、針挿通弁の針通路を高い気密性で閉塞できる。ゴム硬度（ＪＩＳ Ａ）は次のようにして測定できる。すなわち、ゴムを形成するゴム組成物を準備する。具体的には、ゴムの組成が分かっている場合にはその組成のゴム組成物を準備し、ゴムの組成が不明である場合にはＩＲ分析方法によって決定された組成のゴム組成物を準備する。そして準備したゴム組成物を用いて上下面が平滑な平面で平行である板状の試験片（１４ｍｍ以上×１４ｍｍ以上×４ｍｍ以上）を作成し、この試験片における硬度をＪＩＳ Ｋ ６２５３ デューロメータ硬さ試験法に準拠して測定したときの値をゴムの硬度とする。
【００２３】
この発明に係る針挿通弁は、例えば、ゴムを形成可能なゴム組成物を所定形状に成形して、製造することできる。準備するゴム組成物は、ゴムを形成するゴム前駆体及び所望により各種の前記添加剤を含有する。ゴム前駆体としては、各種ゴムを形成しうる公知のモノマー等が挙げられる。例えば、シリコーンゴム前駆体としてポリオルガノシロキサン、ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。
【００２４】
準備したゴム組成物を、例えば、各種成形方法で所定形状に成形する。例えば、金型を用いた射出成形、圧縮成形等が好適に採用される。このようにして針挿通弁を製造することができる。なお、第２シール部がスリットである場合にはゴム組成物を成形した後にカッター等を用いて第２シール部を後から形成することもできる。
【００２５】
この発明に係る中空ボールは、この発明に係る針挿通弁を備えている。この発明に係る中空ボールは、球状に形成された球殻と、この球殻に設けられた弁装着部と、この弁装着部に装着された針挿通弁とを有している。球殻は、１層構造でも複層構造でもよく、中空ボールの用途に応じて適宜に層構造が選択される。複層の球殻を構成する層として、例えば、球殻の強度を補強する補強層、表皮層等が挙げられる。弁装着部は、球殻の内側に嵌合等によって設けられ、針挿通弁を自身の収納空間に収納する。したがって、弁装着部は管状の中空筐体になっている。この弁装着部において、通常その収納空間は径方向の寸法が針挿通弁よりも小さくなっており、針挿通弁はこの収納空間に径方向に圧縮された状態で、かつ収納凹部に形成された針挿通弁の鍔部が嵌合した状態で、収納される。このように収納空間に収納されることによって針挿通弁、特に第２シール部は高い密接状態を維持する。この発明に係る中空ボールは、この発明に係る針挿通弁以外は、公知の構成を適宜に採用することができ、中空ボールの種類、例えば、サッカーボール、バレーボール、バスケットボール、ハンドボール、ラグビーボール、テニスボール等に応じて、適宜の構成とされる。
【００２６】
この発明に係る中空ボールは、この発明に係る針挿通弁を備えているから、注入針を容易に挿脱でき、注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気が漏れにくい。したがって、この発明によれば、注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気が漏れにくい中空ボールを提供するという目的を達成できる。
【００２７】
この発明に係る針挿通弁を図面を参酌して具体的に説明する。この発明に係る針挿通弁の一例である針挿通弁１は、図１に示されるように、ゴムで形成され、管状の基体７と基体７の外周面に形成された鍔部８とを有している。この針挿通弁１の軸線長さは、中空ボールの種類にかかわらず同一長さにすることもでき、例えば１７〜１８ｍｍに設定される。
【００２８】
基体７は、図１に示されるように、外径が一定の円筒部７ａとこの円筒部７ａの端部に連設され、延在方向に向かって外径が徐々に減少する円錐台部７ｂとを有し、さらに、円筒部７ａの円錐台部７ｂに対する反対側には面取りされた面取部７ｃを有している。すなわち、この基体７は、軸線方向に沿って円錐台部７ｂ、円筒部７ａ及び面取部７ｃが連続して形成された管状体に成形されている。基体７は、その軸線に垂直な断面形状が円形になっている。基体７は、針挿通弁１が装着される中空ボールの種類、内部空間に充填される空気圧等に応じて適宜の外径及び軸線長さに調整される。基体７の外径は、中空ボールの種類にかかわらず同一径にすることもでき、例えば４〜１１ｍｍに設定される。円筒部７ａ、円錐台部７ｂ及び面取部７ｃの軸線方向長さは適宜に決定される。
【００２９】
基体７は、図１に示されるように、軸線方向に延在し、好ましくは軸線と同軸となるように軸線方向に延在した針通路１１を有している。この針通路１１は、注入針が挿通されていないときに開放し、注入針が挿通されたときに注入針の外周に密接して閉塞する第１シール部１２と、注入針が挿通されていないときに密接して閉塞する第２シール部１３とを、有している。したがって、この針通路１１は、中空ボールに装着されたときに、注入針が挿通されているか否かにかかわらず、少なくとも第２シール部１３で中空ボールの内部空間と中空ボールの外部とを気密に閉塞する。
【００３０】
第１シール部１２は、図１に示されるように、基体７の軸線に沿って穿孔され、挿通された注入針の外周に密接する環状の内面１５と底部１４とを有する有底穴となっている。すなわち、針挿通弁１における第１シール部１２は針挿通弁１の軸線方向に沿って延設された有底穴１２となっている。この有底穴１２は、その軸線に垂直な平面における輪郭が注入針の軸線に垂直な断面形状と相似形である円形であってこの注入針の外周に密接するようになっている。このように有底穴１２の内周面全体が内面１５になっていると注入針の外周により高い機密性を確保して密接するから空気漏れを高度に防止できる。
【００３１】
この有底穴１２は注入針が挿通されていないときに針通路１１の半径方向に間隙を有して開放している。この間隙の間隙距離すなわち内面１５の内径は０を超え注入針の外径よりも小さく、注入針の挿脱性と空気漏れの防止とを高い水準で両立できる点で、例えば、注入針の外径に対して５０％以上１００％未満であるのが好ましく、７０〜９５％であるのが特に好ましい。具体的には、この間隙距離は、０．４〜２．４ｍｍであるのが好ましく、０．６〜２．２ｍｍであるのが特に好ましい。針挿通弁１において、有底穴１２は、後述する鍔部８まで形成されているが、有底穴１２の深さは基体７の軸線長さ等に応じて適宜に設定され、例えば、６〜９ｍｍとされる。有底穴１２の底部１４は注入針を後述する第２シール部１３に案内するように略半球状に形成されている。
【００３２】
第２シール部１３は、図１に示されるように、第１シール部１２の底部１４から面取部７ｃの端面まで、軸線方向に沿って、好ましくは第１シール部１２と同軸となるように、形成されている。この第２シール部１３は、針挿通弁１の軸線方向に沿って有底穴１２に連設され、非挿通時は互いの内面が密接して閉塞状態になる一文字状のスリットとして形成されている。このスリット１３の寸法は、注入針の挿脱性と空気漏れの防止とを高い水準で両立できる点で、例えば、注入針の外径に対して１２０〜２００％であるのが好ましく、１４０〜１７０％であるのが特に好ましい。具体的には、この寸法は、１．２〜４ｍｍであるのが好ましく、１．５〜３．５ｍｍであるのが特に好ましい。
【００３３】
鍔部８は、図１に示されるように、基体７の軸線方向の略中央に、基体７の外周面から放射状に膨出する環状に、形成されている。鍔部８は中空ボール内に設けられた装着体の嵌合凹部に嵌合して針挿通弁１が中空ボールから容易に脱落しないように機能する。したがって、鍔部８は、嵌合凹部と嵌合するように、その形成位置並びに外径及び軸線長さが設定されている。例えば、鍔部８の外径は５〜１５ｍｍ、軸線長さは３〜６ｍｍである。
【００３４】
この発明に係る針挿通弁の別の一例である針挿通弁２は、図２に示されるように、針通路２１が異なること以外は針挿通弁１と基本的に同様である。この針通路２１は、第１シール部１２と第２シール部１３と導出穴２２とを、注入針の挿通方向に沿ってこの順で有している。この針通路２１の第１シール部１２及び第２シール部１３は針通路１１の第１シール部１２及び第２シール部１３と基本的に同様である。導出穴２２は、図２に示されるように、基体７の最下流側に穿孔された有底穴であって底部が第２シール部１３に連設され、注入針の針挿通弁２からの導出を案内する。この導出穴２２は、注入針の外径よりも大きな外径を有し、注入針を案内する。したがって、導出穴２２の内径は注入針の外径よりも大きければよく、例えば、注入針の外径に対して１０１〜３００％に設定されている。導出穴２２の、軸線に垂直な断面形状は特に限定されないが、注入針の案内確実性等を考慮すると、円形、楕円形又は多角形であるのがよく、注入針の断面形状に相似の形状であるのが好ましく、この例においては円形とされている。導出穴２２の底部は略半球状に形成されている。導出穴２２の深さは基体７の軸線長さ等に応じて適宜に設定され、例えば、１〜５ｍｍとされる。
【００３５】
この発明に係る針挿通弁のまた別の一例である針挿通弁３は、図３に示されるように、針通路３１が異なること以外は針挿通弁１と基本的に同様である。この針通路３１は、基体７の軸線に沿って穿孔された案内穴３５と、案内穴３５の底部３４から連設された第２シール部１３とを、注入針の挿通方向に沿ってこの順で有し、案内穴３５における軸線方向略中央の内面に形成された第１シール部３２を有している。この針通路３１の第２シール部１３は針通路１１の第２シール部１３と基本的に同様である。
【００３６】
案内穴３５は、図３に示されるように、基体７の最上流側に基体７の軸線に沿って穿孔され、底部３４を有する有底穴となっている。この案内穴３５は、注入針の外径よりも大きな外径を有し、注入針を案内する。したがって、案内穴３５の内径は注入針の外径よりも大きければよく、例えば、注入針の外径に対して１０１〜３００％に設定されている。案内穴３５の、軸線に垂直な断面形状は特に限定されないが、注入針の案内確実性等を考慮すると、円形、楕円形又は多角形であるのがよく、注入針の断面形状に相似の形状であるのが好ましく、この例においては円形とされている。案内穴３５の底部３４は注入針を第２シール部１３に案内するように略半球状に形成されている。案内穴３５の深さは基体７の軸線長さ等に応じて適宜に設定され、例えば３〜９ｍｍとされる。
【００３７】
第１シール部３２は、図３に示されるように、案内穴３５の軸線方向の略中央部に形成され、針通路３１すなわち案内穴３５の内側に向かって突出すると共に案内穴３５の内周面を一巡する環状体３２である。この環状体３２は、案内穴３５に挿通された注入針の外周に密接する環状の内面３３（図３（ｂ）参照。）を有している。この内面３３は、その軸線方向の長さが異なること以外は、有底穴１２の内面１５と基本的に同様であって注入針の外周に密接するようになっている。したがって、内面３３の間隙距離すなわち内径は０を超え注入針の外径よりも小さくなっている。内面３３の軸線方向の長さは注入針の挿脱性と空気漏れの防止とを考慮して適宜に設定され、例えば１〜５ｍｍとされる。
【００３８】
この発明に係る針挿通弁のさらにまた別の一例である針挿通弁４は、図４に示されるように、針通路４１が異なること以外は針挿通弁１と基本的に同様である。この針通路４１は、注入針を案内する案内孔４４と、第１シール部４２と、第２シール部４３とを、注入針の挿通方向に沿って、この順で有している。
【００３９】
案内孔４４は、図４に示されるように、基体７の最上流側に基体７の軸線に沿って穿孔され、穿孔方向に向かって内径が徐々に小さくなる先細形状に形成されており、注入針を第１シール部４２に案内する。基体７に開口する案内孔４４の開口径（最大径）は注入針の外径よりも大きく、案内孔４４の最小径は後述する第１シール部４２の内径と同一となっている。案内孔４４の開口径は、例えば、注入針の外径に対して１０１〜３００％に設定されている。案内孔４４の、軸線に垂直な断面形状は特に限定されないが、注入針の案内確実性等を考慮すると、円形、楕円形又は多角形であるのがよく、注入針の断面形状に相似の形状であるのが好ましく、この例においては円形とされている。案内孔４４の深さは基体７の軸線長さ等に応じて適宜に設定され、例えば１〜５ｍｍとされる。
【００４０】
第１シール部４２は、案内孔４４に連接され、その軸線長さが異なること以外は第１シール部１２と基本的に同様である。第２シール部４３は十文字状のスリットであること以外は第２シール部１３と基本的に同様である。
【００４１】
この発明に係る針挿通弁に注入針を挿脱するときの状態を従来の針挿通弁と対比して説明する。この発明に係る針挿通弁に挿脱する注入針Ｎは、この発明に係る針挿通弁の第１シール部の内径よりも大きな外径を有する管体であり、その先端に開口した空気孔（図示しない。）を有している。
【００４２】
この注入針Ｎを針挿通弁１に挿通させるには、注入針Ｎの先端を第１シール部１２の開口に対向配置させて、針挿通弁１側に圧入する。このようにして注入針Ｎを針通路１１に圧入すると、図５（ａ）に示されるように、注入針Ｎは、第１シール部１２及び第２シール部１３に順次進入して、最終的に、その先端が第２シール部１３から突出して、中空ボールの内部空間に到達する。このようにして注入針Ｎが針挿通弁１に挿通され、図示しないポンプ等によって吐出された空気が注入針Ｎの空気孔から中空ボールの内部空間に供給される。
【００４３】
この注入針Ｎの挿通状態において、第１シール部１２は、注入針Ｎの進入によって、その間隙が径方向に拡径され、ゴム製の針挿通弁１の弾力等によって間隙に復元力が作用し、図５（ａ）に示されるように、第１シール部１２の内面１５が注入針Ｎの外周に密接している。一方、第２シール部１３はスリットであるから、注入針Ｎを挿通させると、図５（ｂ）に示されるように、第２シール部１３を挿通した注入針Ｎの外周と第２シール部１３の内面との間に隙間Ｇが形成されることがある。ところが、針挿通弁１は、第１シール部１２を有しているから、注入針Ｎの外周に密接している第１シール部１２によって中空ボールの内部空間と中空ボールの外部との連通が遮断され、たとえ第２シール部に隙間Ｇが形成されても中空ボールの内部空間が閉塞される。このようにして、注入針Ｎの挿通時に中空ボールの内部空間に充填された空気が中空ボールの外部に漏出することを防止できる。この発明において、針挿通弁１がシリコーンゴムで形成されている場合には針通路１１と注入針Ｎとの摩擦力が小さく注入針Ｎをスムーズに針通路１１に挿通できるという効果を奏する。
【００４４】
針通路１１に挿通した注入針Ｎを抜脱するときは、注入針Ｎの挿通と逆の操作を行う。すなわち、針通路１１に挿通された注入針Ｎを逆方向に後退すなわち針挿通弁１から後退させる。そうすると、注入針Ｎは第２シール部１３及び第１シール部１２から順次退却して、最終的に針挿通弁１から抜脱する。このとき、針挿通弁１がシリコーンゴムで形成されている場合には針通路１１と注入針Ｎとの摩擦力が小さく注入針Ｎをスムーズに針通路１１から抜脱できるという効果を奏する。
【００４５】
注入針Ｎの抜脱過程において、注入針Ｎの外周と第２シール部１３の内面との間に隙間Ｇが形成されても注入針Ｎが第２シール部１３に挿通している場合には注入針Ｎは常に第１シール部１２をも挿通しており、さらに、注入針Ｎが針挿通弁１から完全に抜脱されるまで第１シール部１２は注入針Ｎの外周に密接しているから、注入針Ｎの抜脱過程において、中空ボールの内部空間に充填された空気が中空ボールの外部に漏出することを防止できる。
【００４６】
注入針Ｎを針挿通弁２に挿通させるには針挿通弁１と同様にして針通路２１に注入針Ｎを圧入する。このようにして注入針Ｎを針通路２１に圧入すると、図６（ａ）に示されるように、注入針Ｎは、第１シール部１２、第２シール部１３及び導出穴２２に順次進入して、その先端が中空ボールの内部空間に到達する。この注入針Ｎの挿通状態において、図６（ａ）に示されるように、第１シール部１２は内面１５が注入針Ｎの外周に密接している。一方、注入針の外径よりも大きな内径を有する導出穴２２はその内面が注入針Ｎの外周に密接せず、また、第２シール部１３は注入針Ｎの外周との間に隙間Ｇが形成されることがある。ところが、針挿通弁２は、第１シール部１２によって中空ボールの内部空間と中空ボールの外部との連通が遮断され、注入針Ｎの挿通時に中空ボールの内部空間に充填された空気が中空ボールの外部に漏出することを防止できる。この発明において、針挿通弁２がシリコーンゴムで形成されている場合には針通路１２と注入針Ｎとの摩擦力が小さく注入針Ｎをスムーズに針通路１２に挿通できるという効果を奏する。
【００４７】
針通路２１に挿通した注入針Ｎを抜脱するには針挿通弁１と同様にして針通路２１に挿通された注入針Ｎを逆方向に後退させる。このとき、針挿通弁２がシリコーンゴムで形成されている場合には注入針Ｎをスムーズに針通路２１から抜脱できるという効果を奏する。注入針Ｎの抜脱過程において、針挿通弁１と同様に注入針Ｎが針挿通弁１から完全に抜脱されるまで第１シール部１２は注入針Ｎの外周に密接しているから、注入針Ｎの抜脱過程において、針挿通弁１と同様に、中空ボールの内部空間に充填された空気が中空ボールの外部に漏出することを防止できる。
【００４８】
そして、針挿通弁１及び２に注入針が挿通されていないときは、第１シール部１２及び第３シール部２２は開放しているが、第２シール部が閉塞しているから中空ボールの内部空間に充填された空気が中空ボールの外部に漏出することを防止できる。
【００４９】
針挿通弁３及び４における、中空ボールの内部空間に充填された空気の外部への漏出防止は針挿通弁１及び２と基本的に同様である。ただし、針挿通弁３においては、案内穴３５の形成された環状体３２の内面３３が注入針Ｎの外周に密接する点で異なる。したがって、この発明に係る針挿通弁は注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気漏れを防止できる。
【００５０】
これに対して、従来の針挿通弁５０は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されるように、注入針の外径よりも大きな内径を有する案内穴５２と、スリット５３と、注入針の外径よりも大きな内径を有する導出穴５４とを、注入針の挿通方向に沿ってこの順で有する針通路５１を備えている。この針挿通弁５０は、針挿通弁１と基本的に同様の外径に成形され、すなわち、針挿通弁５０は基体７及び鍔部８を有している。したがって、針挿通弁５０に注入針Ｎを挿通すると、図７（ｃ）に示されるように、案内穴５２及び導出穴５４の内面は注入針Ｎの外周に密接せず、注入針Ｎの外周と一文字状のスリット５３の内面との間に隙間Ｇが形成されることがある。このように、針挿通弁５０は、注入針Ｎを挿通すると中空ボールの内部空間が密閉されず、注入針Ｎから内部空間に空気を補充するかたわら内部空間に充填された空気がスリット５３と注入針Ｎとの隙間Ｇから漏出してしまう。したがって、従来の針挿通弁５０は特に注入針の挿通時に空気漏れが生じやすい。
【００５１】
この発明に係る針挿通弁は、前記例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、針挿通弁１〜４はいずれも基体７と鍔部８とを備えているが、この発明において、針挿通弁は鍔部に代えて他の嵌合手段を備えていなくてもよく、基体のみを備えていてもよい。
【００５２】
前記針挿通弁１、２及び４において、第１シール部１２及び４２は１つの有底穴に形成されているが、この発明において、第１シール部は複数有していてもよい。例えば、注入針Ｎの挿通方向の上流側から、第１シール部として機能するシール孔と、内径が拡径した連設部と、第１シール部として機能する有底穴とからなる２つの第１シール部を挙げることができる。
【００５３】
前記針挿通弁３において、針通路３１は、案内穴３５における軸線方向略中央の内面に環状体の第１シール部３２を１つ有しているが、この発明において、環状の第１シール部は案内穴の内面に複数形成されてもよく、また、案内穴における軸線方向中央以外の内面に形成されてもよい。
【００５４】
この発明に係る中空ボールを図面を参酌して具体的に説明する。この発明に係る中空ボールの一例である中空ボール７０は、図８に示されるように、球状に形成された球殻７１と、この球殻７１に設けられた弁装着部７２と、この弁装着部７２に装着された、この発明に係る針挿通弁、例えば、針挿通弁１とを有している。球殻７１は、基層７１ａと補強層７１ｂと表皮層７１ｃとからなる３層構造になっている。基層７１ａは空気非透過性のゴム、例えば、ブチルゴム等で中空状に形成されている。補強層７１ｂはナイロン等の繊維を基層７１ａの外周面上に巻き付けてなる層であり、表皮層７１ｃは天然皮革又は合成皮革で形成されている。この球殻７１は空気が充填される内部空間７３を画成する。弁装着部７２は、図８に示されるように、基層７１ａの内側に接着された管状の中空筐体であり、その内部に針挿通弁１を、鍔部８を嵌合凹部に嵌合させることで、径方向に圧縮して収納する収納空間７２ａ（図８（ｂ）参照。）を有している。
【００５５】
この発明に係る中空ボールは、前記例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、球殻７１は基層７１ａと補強層７１ｂと表皮層７１ｃとからなる３層構造を有しているが、この発明において、球殻は１層構造、２層構造又は４層以上の多層構造を有していてもよい。
【実施例】
【００５６】
（実施例１）
第１シール部１２を有する針通路１１を形成可能な金型に、シリコーンゴム前駆体を含有するシリコーンゴム組成物を注入し、成形温度１７５℃で６分成形した。この成形体に刃幅３ｍｍのカッターで第１シール部１２の底部１４から面取部７ｃの端面まで一字状のスリット１３を形成して、図１に示される針挿通弁１を製造した。この針挿通弁１のゴム硬度は４０°で以下の寸法を有していた。
針挿通弁１：軸線長さ１７．２ｍｍ
円筒部７ａ：外径６ｍｍ、軸線長さ７．０ｍｍ
円錐台部７ｂ：最大外径６ｍｍ、最小外径５．３ｍｍ、軸線長さ６．３ｍｍ
面取部７ｃ：最小外径４．６ｍｍ、軸線長さ０．７ｍｍ
鍔部８：外径９．６ｍｍ、軸線長さ３．２ｍｍ
第１シール部１２：深さ７ｍｍ、内径１．８ｍｍ、底部１４の曲率半径Ｒ１．８ｍｍ
第２シール部１３：軸線長さ１０．２ｍｍ、スリット幅３ｍｍ
【００５７】
（比較例１）
案内穴５２及び導出穴５４を有する針通路５１を形成可能な金型に前記シリコーンゴム組成物を注入し、成形温度１７５℃で６分成形した。この成形体に刃幅３ｍｍのカッターで案内穴５２のから導出穴５４まで一字状のスリット５３を形成して、図７に示される従来の針挿通弁５０を製造した。この針挿通弁５０のゴム硬度は４０°で以下の寸法を有していた。
針挿通弁５０：軸線長さ１７．２ｍｍ
円筒部７ａ：外径６ｍｍ、軸線長さ７．０ｍｍ
円錐台部７ｂ：最大外径６ｍｍ、最小外径５．３ｍｍ、軸線長さ６．３ｍｍ
面取部７ｃ：最小外径４．６ｍｍ、軸線長さ０．７ｍｍ
鍔部８：外径９．６ｍｍ、軸線長さ３．２ｍｍ
案内穴５２：深さ１ｍｍ、内径２．２ｍｍ、底部の曲率半径Ｒ１．８ｍｍ
スリット５３：軸線長さ９ｍｍ、スリット幅３ｍｍ
導出穴５４：深さ７．２ｍｍ、内径２．２ｍｍ、底部の曲率半径Ｒ２．２ｍｍ
【００５８】
（空気漏れ試験）
針挿通弁１及び針挿通弁５０それぞれを株式会社モルテン製のバレーボール（型番：ＭＴＶ５ＳＬＥＣ ５号）に装着し、中空内部の内圧を３００ｈＰａに調整した。その後、バレーボールに装着された各針挿通弁１及び５０に注入針Ｎ（外径２．５ｍｍ）が完全に貫通するまで挿通し、次いで、注入針Ｎを完全に針挿通弁から抜脱する挿脱操作を１サイクルとして、連続５０サイクルの挿脱操作を繰り返し行った。５０サイクルの挿脱操作が終了した後に「デジタル式ボール内圧計」（商品名「デジタル圧力計」、株式会社モルテン製）を針挿通弁２及び５０に挿通して各中空ボールの内圧を測定した。その結果、針挿通弁１を装着した中空ボールの内圧は２７０〜２８０ｈＰａであったのに対して、針挿通弁５０を装着した中空ボールの内圧は１００ｈＰａ以下であった。
【００５９】
したがって、針挿通弁を備えていない図８に示される中空ボールを準備して、この弁装着部７２に針挿通弁１を装着すると、注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気が漏れにくい中空ボールを製造できる。
【符号の説明】
【００６０】
１、２、３、４ 針挿通弁
７ 基体
８ 鍔部
１１、２１、３１、４１、 針通路
１２、４２ 第１シール部（有底穴）
１３、４３ 第２シール部（スリット）
１４ 底部
１５ 内面
２２ 導出穴
３２ 第１シール部（環状体）
３３ 内面
３４ 底部
３５ 案内穴
４４ 案内孔
７０ 中空ボール
７１ 球殻
７２ 弁装着部
７３ 内部空間
Ｎ 注入針
Ｇ 隙間
【技術分野】
【０００１】
この発明は、針挿通弁及び中空ボールに関し、さらに詳しくは、注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気漏れを防止できる針挿通弁、並びに、この針挿通弁を備えた中空ボールに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、サッカーボール、バレーボール、バスケットボール、ハンドボール、ラグビーボール、テニスボール等の中空ボールは内部空間に空気が充填されている。ところが、時間の経過と共に、及び／又は、使用状態によって、内部空間に充填された空気が外部に漏出することがあるので、空気を内部空間に補充する必要がある。したがって、このような中空ボールは、ポンプ等に接続された、空気を注入するための注入針が刺通又は挿通される針挿通弁を備えている。
【０００３】
このような針挿通弁として、例えば、空気注入用の注入針を挿通する針通路を有する針挿通弁が提案されている。例えば、特許文献１の図３及び図４には、針挿通弁として「弾性ゴムよりなる円柱部（２）、該円柱部（２）と同一の弾性ゴム材料よりなり該円柱部（２）側面に一体形成された鍔部（３）、上記円柱部（２）に設けられた微小孔（４）及び切断部（５）よりなるムシ（１）」が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には「前記ボール球殻の内周面に接着される薄肉のフランジ部と、前記フランジ部から外方側に突出し、前記ボール球殻に形成した小孔に係合する突部と、前記突部の外面に開口する有底の開口部と、前記フランジ部から内方側に延びる柱状のバルブ本体と、前記開口部の底面から前記バルブ本体の内端面を貫いて前記ゴムバルブ内に形成されたスリットとを有し、前記バルブ本体は外方から内方に向かうに従って外径が漸減するテーパー形状に形成されているゴムバルブ」が記載されている（請求項１及び図２等）。
【０００５】
さらに、特許文献３には「前記ボール球殻の内周面に接着されるフランジ部と、前記フランジ部から外方側に突出し、前記ボール球殻に形成した小孔に係合する突部と、前記突部の外面に開口する有底の開口部と、前記フランジ部からボール内方側に延びる柱状の胴部と、前記開口部の底面から前記胴部の内端面を貫いて前記ゴムバルブ内に形成されたスリットとを有し、前記胴部は、前記内端面に略平行する断面の縦横の長さが異なる柱状に形成し、前記スリットの長さ方向と前記胴部の長径方向とが略直交する方向に前記スリットを貫通形成したゴムバルブ」が記載されている（請求項１及び図２等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６１−５４８６７号公報
【特許文献２】特開２００４−２０１７３３号公報
【特許文献３】特開２００６−５５３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気漏れを防止できる針挿通弁、並びに、この針挿通弁を備えた中空ボールを提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、軸線方向に延在して空気注入用の注入針が挿通される針通路を有するゴム製の針挿通弁であって、前記針通路は前記注入針が挿通されていないときに開放し、前記注入針が挿通されたときに前記注入針の外周に密接して閉塞する第１シール部と、前記注入針が挿通されていないときに密接して閉塞する第２シール部とを前記注入針の挿通方向に沿ってこの順で有していることを特徴とする針挿通弁であり、
請求項２は、前記第１シール部は前記注入針の外径よりも小さな内径の内面を有していることを特徴とする請求項１に記載の針挿通弁であり、
請求項３は、前記第１シール部は前記軸線方向に沿って延設された有底穴であることを特徴とする請求項１又は２に記載の針挿通弁であり、
請求項４は、前記第１シール部は前記針通路の内側に突出する少なくとも１つの環状体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の針挿通弁であり、
請求項５は、前記第２シール部はスリットであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の針挿通弁であり、
請求項６は、前記第２シール部は前記第１シール部に連設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の針挿通弁であり、
請求項７は、前記挿通方向の前記第１シール部よりも上流側に前記注入針を前記第１シール部に案内する案内孔を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の針挿通弁であり、
請求項８は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の針挿通弁を備えて成る中空ボールである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る針挿通弁は、注入針が挿通されていないときに開放し、注入針が挿通されたときに注入針の外周に密接して閉塞する第１シール部と、注入針が挿通されていないときに密接して閉塞する第２シール部とを注入針の挿通方向に沿ってこの順で有する針通路を有しているから、注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気漏れを防止できる。また、この発明に係る中空ボールはこの発明に係る針挿通弁を備えている。
【００１０】
したがって、この発明によれば、注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気漏れを防止できる針挿通弁、及び、この針挿通弁を備えた中空ボールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、この発明に係る針挿通弁の一例である針挿通弁を示す図であり、図１（ａ）はこの発明に係る針挿通弁の一例である針挿通弁を示す正面図であり、図１（ｂ）はこの発明に係る針挿通弁の一例である針挿通弁の断面を示す断面図である。
【図２】図２は、この発明に係る針挿通弁の別の一例である針挿通弁を示す図であり、図２（ａ）はこの発明に係る針挿通弁の別の一例である針挿通弁を示す正面図であり、図２（ｂ）はこの発明に係る針挿通弁の別の一例である針挿通弁の断面を示す断面図である。
【図３】図３は、この発明に係る針挿通弁のまた別の一例である針挿通弁を示す図であり、図３（ａ）はこの発明に係る針挿通弁のまた別の一例である針挿通弁を示す正面図であり、図３（ｂ）はこの発明に係る針挿通弁のまた別の一例である針挿通弁の断面を示す断面図である。
【図４】図４は、この発明に係る針挿通弁のさらにまた別の一例である針挿通弁を示す図であり、図４（ａ）はこの発明に係る針挿通弁のさらにまた別の一例である針挿通弁を示す正面図であり、図４（ｂ）はこの発明に係る針挿通弁のさらにまた別の一例である針挿通弁の断面を示す断面図である。
【図５】図５は、この発明に係る針挿通弁の一例である針挿通弁に注入針を挿通した状態を示す図であり、図５（ａ）はこの発明に係る針挿通弁の一例である針挿通弁に注入針を挿通した状態を示す断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線における断面を示す断面図であり、図５（ｃ）はこの発明に係る針挿通弁の一例である針挿通弁に挿通した注入針を抜脱する途中の状態を示す断面図である。
【図６】図６は、この発明に係る針挿通弁の別の一例である針挿通弁に注入針を挿脱した状態を示す図であり、図６（ａ）はこの発明に係る別の針挿通弁の一例である針挿通弁に注入針を挿通した状態を示す断面図であり、図６（ｂ）はこの発明に係る針挿通弁の別の一例である針挿通弁に挿通した注入針を抜脱する途中の状態を示す断面図である。
【図７】図７は、従来の針挿通弁の一例である針挿通弁を示す図であり、図７（ａ）は従来の針挿通弁の一例である針挿通弁を示す正面図であり、図７（ｂ）は従来の針挿通弁の一例である針挿通弁の断面を示す断面図であり、図７（ｃ）は従来の針挿通弁の一例である針挿通弁に注入針を挿通した状態を示す断面図である。
【図８】図８は、この発明に係る中空ボールの一例である中空ボールを示す概略断面図であり、図８（ａ）はこの発明に係る中空ボールの一例である中空ボールの全体を示す概略断面図であり、図８（ｂ）はこの発明に係る中空ボールの一例である中空ボールの針挿通弁装着部近傍を示す概略拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
この発明に係る針挿通弁は、中空ボールに装着されて、空気注入用の注入針が刺通又は挿通される弁である。この発明に係る針挿通弁が装着される中空ボールは、その内部に空間を有し、この内部空間に空気等の気体が所定の空気圧で充填されるボールであればよく、例えば、スポーツ用ボール、具体的には、サッカーボール、バレーボール、バスケットボール、ハンドボール、ラグビーボール、テニスボール等が挙げられる。
【００１３】
また、この発明に係る針挿通弁に挿脱される注入針は、通常管体であり、その先端は尖形である必要はなく、平坦な先端面又は半球面状若しくは半楕円球面状の先端面であるのが取扱性及び安全性が高くてよい。この発明に係る針挿通弁が装着される中空ボールにもよるが、注入針は、その軸線に垂直な断面形状が円形又は楕円形であるのが一般的であり、その外径（長径）は、例えば、０．８〜２．４ｍｍである。
【００１４】
この発明に係る針挿通弁は、その一部例えばその軸線方向の一端面が中空ボールの表面に露出するように、中空ボール、特にその内面に装着される。したがって、この発明に係る針挿通弁は中空ボールの針挿通弁と称することができる。
【００１５】
この発明に係る針挿通弁は、通常、管状体に形成され、その軸線に垂直な断面形状は円形又は楕円形になっている。この発明に係る針挿通弁は装着される中空ボールの種類等に応じて適宜の寸法に設定される。この発明に係る針挿通弁は、ポンプ等に接続された、空気注入用の注入針が刺通又は挿通され、空気を補充した後に刺通又は挿通された注入針が抜脱される。したがって、この発明に係る針挿通弁は、軸線方向に延在した針通路、すなわち、軸線方向の一端面から他端面にわたって連通した針通路、さらにいうと、軸線方向に貫通した針通路を有し、この針通路は空気注入用の注入針が挿通される。この針通路は、針挿通弁の軸線に沿って、好ましくはこの軸線と同軸となるように形成され、空気を補充する際等に注入針が挿脱されると共に中空ボールの内部空間に充填された空気の漏出を防止する機能を果たす。
【００１６】
この発明に係る針挿通弁における針通路は、注入針が挿通されていないとき、すなわち非挿通時に開放し、注入針が挿通されたとき、すなわち挿通時に注入針の外周に密接して閉塞する第１シール部を有している。この第１シール部は、注入針が挿通されたときに注入針との密着性すなわち機密性を保って中空ボールの内部空間を中空ボールの外側から閉塞する機能を奏する。したがって、第１シール部は、挿通された注入針の外周に密接して中空ボールの内部と外部との連通を遮断し、すなわち、中空ボールの内部を閉塞するように構成されていればよく、例えば、注入針が挿通されていないときに間隙を有し、注入針が挿通されたときに注入針の外周に密接する環状の内面を有している。この内面は、挿通された注入針の外周に密接する形状であればよく、例えば、針通路の軸線に垂直な平面における輪郭が円形、楕円形又は多角形等、注入針の軸線に垂直な断面形状と相似形等が挙げられ、注入針の軸線に垂直な断面形状と相似形であるのが好ましい。このような内面を有する第１シール部として、例えば、針挿通弁の軸線方向に沿って延設された有底穴、針通路の内側に突出する環状体等が挙げられる。この第１シール部は、注入針が挿通されていないときに針通路の半径方向に間隙を有して開放されており、すなわち閉塞されていない。注入針が挿通されていないときに第１シール部が解放されていると注入針を挿通させるときの目安になる。
【００１７】
したがって、この第１シール部、すなわち、内面は注入針の外径よりも小さな間隙距離を有している。この間隙距離は、注入針の挿脱しやすさ（以下、注入針の挿脱性と称することがある。）と空気漏れの防止とを高い水準で両立できる点で、例えば、注入針の外径に対して５０％以上１００％未満であるのが好ましく、７０〜９５％であるのが特に好ましい。具体的には、この間隙距離は、０．４〜２．４ｍｍであるのが好ましく、０．６〜２．２ｍｍであるのが特に好ましい。
【００１８】
この発明に係る針挿通弁における針通路は、注入針が挿通されていないとき、好ましくは中空ボールに装着され、かつ注入針が挿通されていないときに、密接して針通路の軸線方向の両側、すなわち、中空ボールの内部空間と外側とを閉塞する第２シール部を有している。この第２シール部は、注入針が挿通されていないときに中空ボールの内部空間の気密性を保って中空ボールの内部空間を中空ボールの外側から閉塞する機能を奏する。したがって、第２シール部は、少なくも注入針が挿通されていない非挿通時は閉塞状態になるように構成されていればよく、例えば、スリット等が採用される。このようなスリットとして、例えば、一文字スリット、三叉スリット、十字スリット等が挙げられる。スリットの寸法すなわちスリット幅は、注入針の挿脱性と空気漏れの防止防とを高い水準で両立できる点で、例えば、注入針の外径に対して１２０〜２００％であるのが好ましく、１４０〜１７０％であるのが特に好ましく、具体的には、１．２〜４ｍｍであるのが好ましく、１．５〜３．５ｍｍであるのが特に好ましい。なお、スリット幅は、スリットの端部に外接する仮想外接円の直径であり、例えば、一文字スリットの場合はその全長、三叉スリット又は十字スリットの場合は３つ又は４つのスリットそれぞれの端部に外接する仮想外接円の直径である。
【００１９】
この発明に係る針挿通弁における針通路は、第１シール部と第２シール部とを、注入針の挿通方向に沿って上流から下流に向かってこの順で有している。すなわち、針通路において、第１シール部は中空ボールの外側に形成され、第２シール部は中空ボールの内部空間側に形成される。第１シール部と第２シール部とは、この順で針通路に配設されていればよく、第１シール部と第２シール部とが連設されていてもよく、互いに離れて配設されていてもよい。
【００２０】
この発明に係る針挿通弁は、第１シール部と第２シール部とを有する針通路が形成されているから、第１シール部で注入針の挿脱時における内部空間に充填された空気の漏出を防止し、第２シール部で注入針の非挿脱時すなわち通常時における内部空間に充填された空気の漏出を防止できる。したがって、この発明に係る針挿通弁は、中空ボールに装着されたときに、具体的には後述するように、注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気漏れを防止できる。
【００２１】
この発明に係る針挿通弁は、ゴムで形成されている。針挿通弁を形成するゴムは、特に限定されず、各種のゴムが挙げられる。ゴムとして、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の合成ゴムが挙げられる。この中でも、空気漏れを防止できることに加えて注入針をスムーズに挿通できることに着目すると、シリコーンゴムが好ましい。シリコーンゴムは、特に限定されず、各種のシリコーンゴムを用いることができ、例えば、ジメチルシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、炭素数１〜６のアルキル基を有するオルガノシリコーンゴム等が挙げられる。ゴムは通常用いられる各種添加剤を含有していてもよい。このような添加剤としては、例えば、分散剤、発泡剤、加硫剤、老化防止剤、酸化防止剤、充填材、顔料、着色剤、加工助剤、可塑剤、難燃性向上剤、離型剤等が挙げられる。
【００２２】
このゴム、すなわち、針挿通弁は、そのゴム硬度（ＪＩＳ Ａ）が１０〜５０°であるのが好ましく、２０〜４０°であるのが特に好ましい。ゴムのゴム硬度が前記範囲内にあると、針挿通弁の針通路を高い気密性で閉塞できる。ゴム硬度（ＪＩＳ Ａ）は次のようにして測定できる。すなわち、ゴムを形成するゴム組成物を準備する。具体的には、ゴムの組成が分かっている場合にはその組成のゴム組成物を準備し、ゴムの組成が不明である場合にはＩＲ分析方法によって決定された組成のゴム組成物を準備する。そして準備したゴム組成物を用いて上下面が平滑な平面で平行である板状の試験片（１４ｍｍ以上×１４ｍｍ以上×４ｍｍ以上）を作成し、この試験片における硬度をＪＩＳ Ｋ ６２５３ デューロメータ硬さ試験法に準拠して測定したときの値をゴムの硬度とする。
【００２３】
この発明に係る針挿通弁は、例えば、ゴムを形成可能なゴム組成物を所定形状に成形して、製造することできる。準備するゴム組成物は、ゴムを形成するゴム前駆体及び所望により各種の前記添加剤を含有する。ゴム前駆体としては、各種ゴムを形成しうる公知のモノマー等が挙げられる。例えば、シリコーンゴム前駆体としてポリオルガノシロキサン、ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。
【００２４】
準備したゴム組成物を、例えば、各種成形方法で所定形状に成形する。例えば、金型を用いた射出成形、圧縮成形等が好適に採用される。このようにして針挿通弁を製造することができる。なお、第２シール部がスリットである場合にはゴム組成物を成形した後にカッター等を用いて第２シール部を後から形成することもできる。
【００２５】
この発明に係る中空ボールは、この発明に係る針挿通弁を備えている。この発明に係る中空ボールは、球状に形成された球殻と、この球殻に設けられた弁装着部と、この弁装着部に装着された針挿通弁とを有している。球殻は、１層構造でも複層構造でもよく、中空ボールの用途に応じて適宜に層構造が選択される。複層の球殻を構成する層として、例えば、球殻の強度を補強する補強層、表皮層等が挙げられる。弁装着部は、球殻の内側に嵌合等によって設けられ、針挿通弁を自身の収納空間に収納する。したがって、弁装着部は管状の中空筐体になっている。この弁装着部において、通常その収納空間は径方向の寸法が針挿通弁よりも小さくなっており、針挿通弁はこの収納空間に径方向に圧縮された状態で、かつ収納凹部に形成された針挿通弁の鍔部が嵌合した状態で、収納される。このように収納空間に収納されることによって針挿通弁、特に第２シール部は高い密接状態を維持する。この発明に係る中空ボールは、この発明に係る針挿通弁以外は、公知の構成を適宜に採用することができ、中空ボールの種類、例えば、サッカーボール、バレーボール、バスケットボール、ハンドボール、ラグビーボール、テニスボール等に応じて、適宜の構成とされる。
【００２６】
この発明に係る中空ボールは、この発明に係る針挿通弁を備えているから、注入針を容易に挿脱でき、注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気が漏れにくい。したがって、この発明によれば、注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気が漏れにくい中空ボールを提供するという目的を達成できる。
【００２７】
この発明に係る針挿通弁を図面を参酌して具体的に説明する。この発明に係る針挿通弁の一例である針挿通弁１は、図１に示されるように、ゴムで形成され、管状の基体７と基体７の外周面に形成された鍔部８とを有している。この針挿通弁１の軸線長さは、中空ボールの種類にかかわらず同一長さにすることもでき、例えば１７〜１８ｍｍに設定される。
【００２８】
基体７は、図１に示されるように、外径が一定の円筒部７ａとこの円筒部７ａの端部に連設され、延在方向に向かって外径が徐々に減少する円錐台部７ｂとを有し、さらに、円筒部７ａの円錐台部７ｂに対する反対側には面取りされた面取部７ｃを有している。すなわち、この基体７は、軸線方向に沿って円錐台部７ｂ、円筒部７ａ及び面取部７ｃが連続して形成された管状体に成形されている。基体７は、その軸線に垂直な断面形状が円形になっている。基体７は、針挿通弁１が装着される中空ボールの種類、内部空間に充填される空気圧等に応じて適宜の外径及び軸線長さに調整される。基体７の外径は、中空ボールの種類にかかわらず同一径にすることもでき、例えば４〜１１ｍｍに設定される。円筒部７ａ、円錐台部７ｂ及び面取部７ｃの軸線方向長さは適宜に決定される。
【００２９】
基体７は、図１に示されるように、軸線方向に延在し、好ましくは軸線と同軸となるように軸線方向に延在した針通路１１を有している。この針通路１１は、注入針が挿通されていないときに開放し、注入針が挿通されたときに注入針の外周に密接して閉塞する第１シール部１２と、注入針が挿通されていないときに密接して閉塞する第２シール部１３とを、有している。したがって、この針通路１１は、中空ボールに装着されたときに、注入針が挿通されているか否かにかかわらず、少なくとも第２シール部１３で中空ボールの内部空間と中空ボールの外部とを気密に閉塞する。
【００３０】
第１シール部１２は、図１に示されるように、基体７の軸線に沿って穿孔され、挿通された注入針の外周に密接する環状の内面１５と底部１４とを有する有底穴となっている。すなわち、針挿通弁１における第１シール部１２は針挿通弁１の軸線方向に沿って延設された有底穴１２となっている。この有底穴１２は、その軸線に垂直な平面における輪郭が注入針の軸線に垂直な断面形状と相似形である円形であってこの注入針の外周に密接するようになっている。このように有底穴１２の内周面全体が内面１５になっていると注入針の外周により高い機密性を確保して密接するから空気漏れを高度に防止できる。
【００３１】
この有底穴１２は注入針が挿通されていないときに針通路１１の半径方向に間隙を有して開放している。この間隙の間隙距離すなわち内面１５の内径は０を超え注入針の外径よりも小さく、注入針の挿脱性と空気漏れの防止とを高い水準で両立できる点で、例えば、注入針の外径に対して５０％以上１００％未満であるのが好ましく、７０〜９５％であるのが特に好ましい。具体的には、この間隙距離は、０．４〜２．４ｍｍであるのが好ましく、０．６〜２．２ｍｍであるのが特に好ましい。針挿通弁１において、有底穴１２は、後述する鍔部８まで形成されているが、有底穴１２の深さは基体７の軸線長さ等に応じて適宜に設定され、例えば、６〜９ｍｍとされる。有底穴１２の底部１４は注入針を後述する第２シール部１３に案内するように略半球状に形成されている。
【００３２】
第２シール部１３は、図１に示されるように、第１シール部１２の底部１４から面取部７ｃの端面まで、軸線方向に沿って、好ましくは第１シール部１２と同軸となるように、形成されている。この第２シール部１３は、針挿通弁１の軸線方向に沿って有底穴１２に連設され、非挿通時は互いの内面が密接して閉塞状態になる一文字状のスリットとして形成されている。このスリット１３の寸法は、注入針の挿脱性と空気漏れの防止とを高い水準で両立できる点で、例えば、注入針の外径に対して１２０〜２００％であるのが好ましく、１４０〜１７０％であるのが特に好ましい。具体的には、この寸法は、１．２〜４ｍｍであるのが好ましく、１．５〜３．５ｍｍであるのが特に好ましい。
【００３３】
鍔部８は、図１に示されるように、基体７の軸線方向の略中央に、基体７の外周面から放射状に膨出する環状に、形成されている。鍔部８は中空ボール内に設けられた装着体の嵌合凹部に嵌合して針挿通弁１が中空ボールから容易に脱落しないように機能する。したがって、鍔部８は、嵌合凹部と嵌合するように、その形成位置並びに外径及び軸線長さが設定されている。例えば、鍔部８の外径は５〜１５ｍｍ、軸線長さは３〜６ｍｍである。
【００３４】
この発明に係る針挿通弁の別の一例である針挿通弁２は、図２に示されるように、針通路２１が異なること以外は針挿通弁１と基本的に同様である。この針通路２１は、第１シール部１２と第２シール部１３と導出穴２２とを、注入針の挿通方向に沿ってこの順で有している。この針通路２１の第１シール部１２及び第２シール部１３は針通路１１の第１シール部１２及び第２シール部１３と基本的に同様である。導出穴２２は、図２に示されるように、基体７の最下流側に穿孔された有底穴であって底部が第２シール部１３に連設され、注入針の針挿通弁２からの導出を案内する。この導出穴２２は、注入針の外径よりも大きな外径を有し、注入針を案内する。したがって、導出穴２２の内径は注入針の外径よりも大きければよく、例えば、注入針の外径に対して１０１〜３００％に設定されている。導出穴２２の、軸線に垂直な断面形状は特に限定されないが、注入針の案内確実性等を考慮すると、円形、楕円形又は多角形であるのがよく、注入針の断面形状に相似の形状であるのが好ましく、この例においては円形とされている。導出穴２２の底部は略半球状に形成されている。導出穴２２の深さは基体７の軸線長さ等に応じて適宜に設定され、例えば、１〜５ｍｍとされる。
【００３５】
この発明に係る針挿通弁のまた別の一例である針挿通弁３は、図３に示されるように、針通路３１が異なること以外は針挿通弁１と基本的に同様である。この針通路３１は、基体７の軸線に沿って穿孔された案内穴３５と、案内穴３５の底部３４から連設された第２シール部１３とを、注入針の挿通方向に沿ってこの順で有し、案内穴３５における軸線方向略中央の内面に形成された第１シール部３２を有している。この針通路３１の第２シール部１３は針通路１１の第２シール部１３と基本的に同様である。
【００３６】
案内穴３５は、図３に示されるように、基体７の最上流側に基体７の軸線に沿って穿孔され、底部３４を有する有底穴となっている。この案内穴３５は、注入針の外径よりも大きな外径を有し、注入針を案内する。したがって、案内穴３５の内径は注入針の外径よりも大きければよく、例えば、注入針の外径に対して１０１〜３００％に設定されている。案内穴３５の、軸線に垂直な断面形状は特に限定されないが、注入針の案内確実性等を考慮すると、円形、楕円形又は多角形であるのがよく、注入針の断面形状に相似の形状であるのが好ましく、この例においては円形とされている。案内穴３５の底部３４は注入針を第２シール部１３に案内するように略半球状に形成されている。案内穴３５の深さは基体７の軸線長さ等に応じて適宜に設定され、例えば３〜９ｍｍとされる。
【００３７】
第１シール部３２は、図３に示されるように、案内穴３５の軸線方向の略中央部に形成され、針通路３１すなわち案内穴３５の内側に向かって突出すると共に案内穴３５の内周面を一巡する環状体３２である。この環状体３２は、案内穴３５に挿通された注入針の外周に密接する環状の内面３３（図３（ｂ）参照。）を有している。この内面３３は、その軸線方向の長さが異なること以外は、有底穴１２の内面１５と基本的に同様であって注入針の外周に密接するようになっている。したがって、内面３３の間隙距離すなわち内径は０を超え注入針の外径よりも小さくなっている。内面３３の軸線方向の長さは注入針の挿脱性と空気漏れの防止とを考慮して適宜に設定され、例えば１〜５ｍｍとされる。
【００３８】
この発明に係る針挿通弁のさらにまた別の一例である針挿通弁４は、図４に示されるように、針通路４１が異なること以外は針挿通弁１と基本的に同様である。この針通路４１は、注入針を案内する案内孔４４と、第１シール部４２と、第２シール部４３とを、注入針の挿通方向に沿って、この順で有している。
【００３９】
案内孔４４は、図４に示されるように、基体７の最上流側に基体７の軸線に沿って穿孔され、穿孔方向に向かって内径が徐々に小さくなる先細形状に形成されており、注入針を第１シール部４２に案内する。基体７に開口する案内孔４４の開口径（最大径）は注入針の外径よりも大きく、案内孔４４の最小径は後述する第１シール部４２の内径と同一となっている。案内孔４４の開口径は、例えば、注入針の外径に対して１０１〜３００％に設定されている。案内孔４４の、軸線に垂直な断面形状は特に限定されないが、注入針の案内確実性等を考慮すると、円形、楕円形又は多角形であるのがよく、注入針の断面形状に相似の形状であるのが好ましく、この例においては円形とされている。案内孔４４の深さは基体７の軸線長さ等に応じて適宜に設定され、例えば１〜５ｍｍとされる。
【００４０】
第１シール部４２は、案内孔４４に連接され、その軸線長さが異なること以外は第１シール部１２と基本的に同様である。第２シール部４３は十文字状のスリットであること以外は第２シール部１３と基本的に同様である。
【００４１】
この発明に係る針挿通弁に注入針を挿脱するときの状態を従来の針挿通弁と対比して説明する。この発明に係る針挿通弁に挿脱する注入針Ｎは、この発明に係る針挿通弁の第１シール部の内径よりも大きな外径を有する管体であり、その先端に開口した空気孔（図示しない。）を有している。
【００４２】
この注入針Ｎを針挿通弁１に挿通させるには、注入針Ｎの先端を第１シール部１２の開口に対向配置させて、針挿通弁１側に圧入する。このようにして注入針Ｎを針通路１１に圧入すると、図５（ａ）に示されるように、注入針Ｎは、第１シール部１２及び第２シール部１３に順次進入して、最終的に、その先端が第２シール部１３から突出して、中空ボールの内部空間に到達する。このようにして注入針Ｎが針挿通弁１に挿通され、図示しないポンプ等によって吐出された空気が注入針Ｎの空気孔から中空ボールの内部空間に供給される。
【００４３】
この注入針Ｎの挿通状態において、第１シール部１２は、注入針Ｎの進入によって、その間隙が径方向に拡径され、ゴム製の針挿通弁１の弾力等によって間隙に復元力が作用し、図５（ａ）に示されるように、第１シール部１２の内面１５が注入針Ｎの外周に密接している。一方、第２シール部１３はスリットであるから、注入針Ｎを挿通させると、図５（ｂ）に示されるように、第２シール部１３を挿通した注入針Ｎの外周と第２シール部１３の内面との間に隙間Ｇが形成されることがある。ところが、針挿通弁１は、第１シール部１２を有しているから、注入針Ｎの外周に密接している第１シール部１２によって中空ボールの内部空間と中空ボールの外部との連通が遮断され、たとえ第２シール部に隙間Ｇが形成されても中空ボールの内部空間が閉塞される。このようにして、注入針Ｎの挿通時に中空ボールの内部空間に充填された空気が中空ボールの外部に漏出することを防止できる。この発明において、針挿通弁１がシリコーンゴムで形成されている場合には針通路１１と注入針Ｎとの摩擦力が小さく注入針Ｎをスムーズに針通路１１に挿通できるという効果を奏する。
【００４４】
針通路１１に挿通した注入針Ｎを抜脱するときは、注入針Ｎの挿通と逆の操作を行う。すなわち、針通路１１に挿通された注入針Ｎを逆方向に後退すなわち針挿通弁１から後退させる。そうすると、注入針Ｎは第２シール部１３及び第１シール部１２から順次退却して、最終的に針挿通弁１から抜脱する。このとき、針挿通弁１がシリコーンゴムで形成されている場合には針通路１１と注入針Ｎとの摩擦力が小さく注入針Ｎをスムーズに針通路１１から抜脱できるという効果を奏する。
【００４５】
注入針Ｎの抜脱過程において、注入針Ｎの外周と第２シール部１３の内面との間に隙間Ｇが形成されても注入針Ｎが第２シール部１３に挿通している場合には注入針Ｎは常に第１シール部１２をも挿通しており、さらに、注入針Ｎが針挿通弁１から完全に抜脱されるまで第１シール部１２は注入針Ｎの外周に密接しているから、注入針Ｎの抜脱過程において、中空ボールの内部空間に充填された空気が中空ボールの外部に漏出することを防止できる。
【００４６】
注入針Ｎを針挿通弁２に挿通させるには針挿通弁１と同様にして針通路２１に注入針Ｎを圧入する。このようにして注入針Ｎを針通路２１に圧入すると、図６（ａ）に示されるように、注入針Ｎは、第１シール部１２、第２シール部１３及び導出穴２２に順次進入して、その先端が中空ボールの内部空間に到達する。この注入針Ｎの挿通状態において、図６（ａ）に示されるように、第１シール部１２は内面１５が注入針Ｎの外周に密接している。一方、注入針の外径よりも大きな内径を有する導出穴２２はその内面が注入針Ｎの外周に密接せず、また、第２シール部１３は注入針Ｎの外周との間に隙間Ｇが形成されることがある。ところが、針挿通弁２は、第１シール部１２によって中空ボールの内部空間と中空ボールの外部との連通が遮断され、注入針Ｎの挿通時に中空ボールの内部空間に充填された空気が中空ボールの外部に漏出することを防止できる。この発明において、針挿通弁２がシリコーンゴムで形成されている場合には針通路１２と注入針Ｎとの摩擦力が小さく注入針Ｎをスムーズに針通路１２に挿通できるという効果を奏する。
【００４７】
針通路２１に挿通した注入針Ｎを抜脱するには針挿通弁１と同様にして針通路２１に挿通された注入針Ｎを逆方向に後退させる。このとき、針挿通弁２がシリコーンゴムで形成されている場合には注入針Ｎをスムーズに針通路２１から抜脱できるという効果を奏する。注入針Ｎの抜脱過程において、針挿通弁１と同様に注入針Ｎが針挿通弁１から完全に抜脱されるまで第１シール部１２は注入針Ｎの外周に密接しているから、注入針Ｎの抜脱過程において、針挿通弁１と同様に、中空ボールの内部空間に充填された空気が中空ボールの外部に漏出することを防止できる。
【００４８】
そして、針挿通弁１及び２に注入針が挿通されていないときは、第１シール部１２及び第３シール部２２は開放しているが、第２シール部が閉塞しているから中空ボールの内部空間に充填された空気が中空ボールの外部に漏出することを防止できる。
【００４９】
針挿通弁３及び４における、中空ボールの内部空間に充填された空気の外部への漏出防止は針挿通弁１及び２と基本的に同様である。ただし、針挿通弁３においては、案内穴３５の形成された環状体３２の内面３３が注入針Ｎの外周に密接する点で異なる。したがって、この発明に係る針挿通弁は注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気漏れを防止できる。
【００５０】
これに対して、従来の針挿通弁５０は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されるように、注入針の外径よりも大きな内径を有する案内穴５２と、スリット５３と、注入針の外径よりも大きな内径を有する導出穴５４とを、注入針の挿通方向に沿ってこの順で有する針通路５１を備えている。この針挿通弁５０は、針挿通弁１と基本的に同様の外径に成形され、すなわち、針挿通弁５０は基体７及び鍔部８を有している。したがって、針挿通弁５０に注入針Ｎを挿通すると、図７（ｃ）に示されるように、案内穴５２及び導出穴５４の内面は注入針Ｎの外周に密接せず、注入針Ｎの外周と一文字状のスリット５３の内面との間に隙間Ｇが形成されることがある。このように、針挿通弁５０は、注入針Ｎを挿通すると中空ボールの内部空間が密閉されず、注入針Ｎから内部空間に空気を補充するかたわら内部空間に充填された空気がスリット５３と注入針Ｎとの隙間Ｇから漏出してしまう。したがって、従来の針挿通弁５０は特に注入針の挿通時に空気漏れが生じやすい。
【００５１】
この発明に係る針挿通弁は、前記例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、針挿通弁１〜４はいずれも基体７と鍔部８とを備えているが、この発明において、針挿通弁は鍔部に代えて他の嵌合手段を備えていなくてもよく、基体のみを備えていてもよい。
【００５２】
前記針挿通弁１、２及び４において、第１シール部１２及び４２は１つの有底穴に形成されているが、この発明において、第１シール部は複数有していてもよい。例えば、注入針Ｎの挿通方向の上流側から、第１シール部として機能するシール孔と、内径が拡径した連設部と、第１シール部として機能する有底穴とからなる２つの第１シール部を挙げることができる。
【００５３】
前記針挿通弁３において、針通路３１は、案内穴３５における軸線方向略中央の内面に環状体の第１シール部３２を１つ有しているが、この発明において、環状の第１シール部は案内穴の内面に複数形成されてもよく、また、案内穴における軸線方向中央以外の内面に形成されてもよい。
【００５４】
この発明に係る中空ボールを図面を参酌して具体的に説明する。この発明に係る中空ボールの一例である中空ボール７０は、図８に示されるように、球状に形成された球殻７１と、この球殻７１に設けられた弁装着部７２と、この弁装着部７２に装着された、この発明に係る針挿通弁、例えば、針挿通弁１とを有している。球殻７１は、基層７１ａと補強層７１ｂと表皮層７１ｃとからなる３層構造になっている。基層７１ａは空気非透過性のゴム、例えば、ブチルゴム等で中空状に形成されている。補強層７１ｂはナイロン等の繊維を基層７１ａの外周面上に巻き付けてなる層であり、表皮層７１ｃは天然皮革又は合成皮革で形成されている。この球殻７１は空気が充填される内部空間７３を画成する。弁装着部７２は、図８に示されるように、基層７１ａの内側に接着された管状の中空筐体であり、その内部に針挿通弁１を、鍔部８を嵌合凹部に嵌合させることで、径方向に圧縮して収納する収納空間７２ａ（図８（ｂ）参照。）を有している。
【００５５】
この発明に係る中空ボールは、前記例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、球殻７１は基層７１ａと補強層７１ｂと表皮層７１ｃとからなる３層構造を有しているが、この発明において、球殻は１層構造、２層構造又は４層以上の多層構造を有していてもよい。
【実施例】
【００５６】
（実施例１）
第１シール部１２を有する針通路１１を形成可能な金型に、シリコーンゴム前駆体を含有するシリコーンゴム組成物を注入し、成形温度１７５℃で６分成形した。この成形体に刃幅３ｍｍのカッターで第１シール部１２の底部１４から面取部７ｃの端面まで一字状のスリット１３を形成して、図１に示される針挿通弁１を製造した。この針挿通弁１のゴム硬度は４０°で以下の寸法を有していた。
針挿通弁１：軸線長さ１７．２ｍｍ
円筒部７ａ：外径６ｍｍ、軸線長さ７．０ｍｍ
円錐台部７ｂ：最大外径６ｍｍ、最小外径５．３ｍｍ、軸線長さ６．３ｍｍ
面取部７ｃ：最小外径４．６ｍｍ、軸線長さ０．７ｍｍ
鍔部８：外径９．６ｍｍ、軸線長さ３．２ｍｍ
第１シール部１２：深さ７ｍｍ、内径１．８ｍｍ、底部１４の曲率半径Ｒ１．８ｍｍ
第２シール部１３：軸線長さ１０．２ｍｍ、スリット幅３ｍｍ
【００５７】
（比較例１）
案内穴５２及び導出穴５４を有する針通路５１を形成可能な金型に前記シリコーンゴム組成物を注入し、成形温度１７５℃で６分成形した。この成形体に刃幅３ｍｍのカッターで案内穴５２のから導出穴５４まで一字状のスリット５３を形成して、図７に示される従来の針挿通弁５０を製造した。この針挿通弁５０のゴム硬度は４０°で以下の寸法を有していた。
針挿通弁５０：軸線長さ１７．２ｍｍ
円筒部７ａ：外径６ｍｍ、軸線長さ７．０ｍｍ
円錐台部７ｂ：最大外径６ｍｍ、最小外径５．３ｍｍ、軸線長さ６．３ｍｍ
面取部７ｃ：最小外径４．６ｍｍ、軸線長さ０．７ｍｍ
鍔部８：外径９．６ｍｍ、軸線長さ３．２ｍｍ
案内穴５２：深さ１ｍｍ、内径２．２ｍｍ、底部の曲率半径Ｒ１．８ｍｍ
スリット５３：軸線長さ９ｍｍ、スリット幅３ｍｍ
導出穴５４：深さ７．２ｍｍ、内径２．２ｍｍ、底部の曲率半径Ｒ２．２ｍｍ
【００５８】
（空気漏れ試験）
針挿通弁１及び針挿通弁５０それぞれを株式会社モルテン製のバレーボール（型番：ＭＴＶ５ＳＬＥＣ ５号）に装着し、中空内部の内圧を３００ｈＰａに調整した。その後、バレーボールに装着された各針挿通弁１及び５０に注入針Ｎ（外径２．５ｍｍ）が完全に貫通するまで挿通し、次いで、注入針Ｎを完全に針挿通弁から抜脱する挿脱操作を１サイクルとして、連続５０サイクルの挿脱操作を繰り返し行った。５０サイクルの挿脱操作が終了した後に「デジタル式ボール内圧計」（商品名「デジタル圧力計」、株式会社モルテン製）を針挿通弁２及び５０に挿通して各中空ボールの内圧を測定した。その結果、針挿通弁１を装着した中空ボールの内圧は２７０〜２８０ｈＰａであったのに対して、針挿通弁５０を装着した中空ボールの内圧は１００ｈＰａ以下であった。
【００５９】
したがって、針挿通弁を備えていない図８に示される中空ボールを準備して、この弁装着部７２に針挿通弁１を装着すると、注入針の非挿通時及び挿通時のいずれにおいても空気が漏れにくい中空ボールを製造できる。
【符号の説明】
【００６０】
１、２、３、４ 針挿通弁
７ 基体
８ 鍔部
１１、２１、３１、４１、 針通路
１２、４２ 第１シール部（有底穴）
１３、４３ 第２シール部（スリット）
１４ 底部
１５ 内面
２２ 導出穴
３２ 第１シール部（環状体）
３３ 内面
３４ 底部
３５ 案内穴
４４ 案内孔
７０ 中空ボール
７１ 球殻
７２ 弁装着部
７３ 内部空間
Ｎ 注入針
Ｇ 隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延在して空気注入用の注入針が挿通される針通路を有するゴム製の針挿通弁であって、
前記針通路は、前記注入針が挿通されていないときに開放し、前記注入針が挿通されたときに前記注入針の外周に密接して閉塞する第１シール部と、前記注入針が挿通されていないときに密接して閉塞する第２シール部とを、前記注入針の挿通方向に沿ってこの順で、有していることを特徴とする針挿通弁。
【請求項２】
前記第１シール部は、前記注入針の外径よりも小さな内径の内面を有していることを特徴とする請求項１に記載の針挿通弁。
【請求項３】
前記第１シール部は、前記軸線方向に沿って延設された有底穴であることを特徴とする請求項１又は２に記載の針挿通弁。
【請求項４】
前記第１シール部は、前記針通路の内側に突出する少なくとも１つの環状体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の針挿通弁。
【請求項５】
前記第２シール部は、スリットであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の針挿通弁。
【請求項６】
前記第２シール部は、前記第１シール部に連設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の針挿通弁。
【請求項７】
前記挿通方向の前記第１シール部よりも上流側に前記注入針を前記第１シール部に案内する案内孔を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の針挿通弁。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の針挿通弁を備えて成る中空ボール。
【請求項１】
軸線方向に延在して空気注入用の注入針が挿通される針通路を有するゴム製の針挿通弁であって、
前記針通路は、前記注入針が挿通されていないときに開放し、前記注入針が挿通されたときに前記注入針の外周に密接して閉塞する第１シール部と、前記注入針が挿通されていないときに密接して閉塞する第２シール部とを、前記注入針の挿通方向に沿ってこの順で、有していることを特徴とする針挿通弁。
【請求項２】
前記第１シール部は、前記注入針の外径よりも小さな内径の内面を有していることを特徴とする請求項１に記載の針挿通弁。
【請求項３】
前記第１シール部は、前記軸線方向に沿って延設された有底穴であることを特徴とする請求項１又は２に記載の針挿通弁。
【請求項４】
前記第１シール部は、前記針通路の内側に突出する少なくとも１つの環状体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の針挿通弁。
【請求項５】
前記第２シール部は、スリットであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の針挿通弁。
【請求項６】
前記第２シール部は、前記第１シール部に連設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の針挿通弁。
【請求項７】
前記挿通方向の前記第１シール部よりも上流側に前記注入針を前記第１シール部に案内する案内孔を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の針挿通弁。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の針挿通弁を備えて成る中空ボール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１４３４２１（Ｐ２０１２−１４３４２１Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４５１０（Ｐ２０１１−４５１０）
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
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