| 【発明の名称】 |
ロッド構造およびその形成方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】スティーブン・エル・グライス
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| 【要約】 |
【課題】従来の魚釣り用ロッドなどのロッドは強度が不充分で、美観的にも問題があった。これら課題を解決するロッド構造がが要望されている。
【解決手段】本発明は増大したフープ強度を有して、かつ目視的に特異で魅力のある外観を有するロッド構造を提供する。本発明は不編織材料を使用して弾性が高く、増大したフープ強度を有し、優れた目視的美観を有する。詳細には本発明の望ましい実施例によれば、不編織材料がプリプレッグ工程において単一方向性プリプレッグ材料に適用され、同時に重ね合わされた単一方向性不織性の予め浸透せしめられた繊維性複合材料を形成し、これが魚釣り用ロッド素材として使用される。別の実施例において、不編織材料が仕上げ工程においてロッドの最外方層に取り付けられてロッドの美観を改善する。下層の材料と織られた外側層とが対比的な色彩を有するとき美観はさらに改善される。別の実施例においてロッド素材の最内方層は不編織材料から形成される。不編織材料として望ましい材料はケブラー、ガラス、アラミド、ポリエステル、炭素繊維がある。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 実質的に円形の断面を有する管状中空ロッド構造にして、内側層と、該内側層の周りに配置された少なくとも１つの中間層と、該少なくとも１つの中間層の最外方の周りに配置された外側層とを含んでおり、前記内側層と前記少なくとも１つの中間層と前記外側層とは、同時プライ単一方向性かつ不編織プリプレッグ繊維性複合材料から形成されている、ロッド構造。
【請求項２】 請求項１に記載のロッド構造にして、前記同時重ね合わせ単一方向性かつ非編み込みの予め充満せしめられた繊維性複合材料の不編織繊維性材料が、ガラス、アラミド、炭素繊維から成る群から選択された少なくとも１つの繊維から形成されている、ロッド構造。
【請求項３】 請求項２に記載のロッド構造にして、前記同時重ね合わせ単一方向性かつ不編織のプリプレッグ繊維性複合材料の単一方向性繊維性材料が、同時重ね合わせかつ不編織のプリプレッグ繊維性複合材料の不編織の繊維性材料とは相違している、ロッド構造。
【請求項４】 請求項１に記載のロッド構造にして、前記ロッドが魚釣り用ロッド、ゴルフ用シャフト、またはスキー用ポールである、ロッド構造。
【請求項５】 実質的に円形の断面を有する魚釣り用ロッド構造にして、内側層と、該内側層の周りに配置された少なくとも１つの中間層と、前記少なくとも１つの中間層の周りに配置された外側層とを含み、該外側層が不編織材料である、ロッド構造。
【請求項６】 請求項５に記載のロッド構造にして、前記少なくとも１つの中間層の最外方層は編織材料である、ロッド構造。
【請求項７】 請求項６に記載のロッド構造にして、前記不編織材料がガラス、アラミド、炭素繊維から成る群から選択された少なくとも１つの繊維から形成されている、ロッド構造。
【請求項８】 実質的に円形断面を有する中空管状のロッド構造にして、内側層と、該内側層の周りに配置された少なくとも１つの中間層と、前記少なくとも１つの中間層の周りに配置された外側層とを含み、前記内側層が不編織材料である、ロッド構造。
【請求項９】 請求項８に記載のロッド構造にして、前記不編織材料がガラス、アラミド、炭素繊維から成る群から選択された少なくとも１つの繊維から形成されている、ロッド構造。
【請求項１０】 請求項８に記載のロッド構造にして、前記ロッドが魚釣り用ロッド、ゴルフ用シャフト、またはスキー用ポールである、ロッド構造。
【請求項１１】 実質的に円形断面を有する中空管状のロッド構造にして、内側層と、該内側層の周りに配置された少なくとも１つの中間層と、前記少なくとも１つの中間層の周りに配置された外側層とを含み、前記内側層と前記少なくとも１つの中間層と前記外側層との少なくとも１つが不編織材料である、ロッド構造。
【請求項１２】 請求項１１に記載のロッド構造にして、前記不編織材料がエポキシおよび樹脂の少なくとも１つと共にプリプレッグされている、ロッド構造。
【請求項１３】 請求項１２に記載のロッド構造にして、前記不編織材料がガラス、アラミド、炭素繊維から成る群から選択された少なくとも１つの繊維から形成されている、ロッド構造。
【請求項１４】 請求項１１に記載のロッド構造にして、前記ロッドが魚釣り用ロッド、ゴルフ用シャフト、またはスキー用ポールである、ロッド構造。
【請求項１５】 中空管状ロッド構造を形成する方法にして、内側層の材料を予め形成されたマンドレルの周りに巻き付け、内側層の周りに少なくとも１つの中間層を巻き付け、前記少なくとも１つの中間層の最外方層の周りに外側層を巻き付け、前記内側層、前記少なくとも１つの中間層および前記外側層の少なくとも１つが、同時重ね合わせ、単一方向性、不編織の予めプリプレッグされた複合体である、中空管状ロッド構造を形成する方法。
【請求項１６】 請求項１１に記載の中空管状ロッド構造を形成する方法にして、前記同時重ね合わせ、単一方向性、不編織の予めプリプレッグされた複合体が不編織材料を単一方向性プリプレッグに供給することによって形成される、中空管状ロッド構造を形成する方法。
【請求項１７】 請求項１６に記載の中空管状ロッド構造を形成する方法にして、前記単一方向性プリプレッグが前記不編織材料の繊維とは相違している、中空管状ロッド構造を形成する方法。
【請求項１８】 請求項１６に記載の中空管状ロッド構造を形成する方法にして、前記不編織材料がガラス、アラミド、および炭素繊維から成る群から選択された少なくとも１つの繊維から形成される、中空管状ロッド構造を形成する方法。
【請求項１９】 請求項１５に記載の中空管状ロッド構造を形成する方法にして、前記ロッドが魚釣り用ロッド、ゴルフ用シャフト、またはスキー用ポールである、中空管状ロッド構造を形成する方法。
【請求項２０】 中空管状ロッド構造を形成する方法にして、予め形成されたマンドレルの周りに材料の内側層を巻付け、内側層の周りに少なくとも１つの中間層を巻付け、前記少なくとも１つの中間層の最外方の層の周りに外側層を巻付け、該外側層が不編織材料から成り、少なくとも１つの中間層の最外方層が編織材料から成ることを特徴とする、前記方法。
【請求項２１】 請求項２０に記載の方法にして、前記不編織材料が前記編織材料とは異なる色彩を有することを特徴とする、前記方法。
【請求項２２】 請求項２０に記載の方法にして、前記不編織材料が、ガラス、アラミド、炭素繊維から成る群から選択された少なくとも１つの繊維から形成される、ことを特徴とする前記方法。
【請求項２３】 請求項２０に記載の方法にして、前記ロッドが魚釣り用のロッド、ゴルフ用シャフト、またはスキー用ポールの形状を有する、ことを特徴とする前記方法。
【請求項２４】 中空管状ロッド構造を形成する方法にして、予め形成されたマンドレルの周りに材料の内側層を巻付け、内側層の周りに少なくとも１つの中間層を巻付け、前記少なくとも１つの中間層の最外方の層の周りに外側層を巻付け、前記内側層が不編織材料を含む、ことを特徴とする前記方法。
【請求項２５】 請求項２４に記載の方法にして、前記不編織材料が、ガラス、アラミド、炭素繊維から成る群から選択された少なくとも１つの繊維から形成される、ことを特徴とする前記方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はロッド構造に関し、特にグラファイト製の魚釣り用ロッドに関する。詳細には、補強用非編織材料を設けたことによって全体的強度、弾力性、および耐久性を著しく向上し、審美的外見が改善されるという付加的な利点をも有するロッド構造が得られる。
【０００２】
【従来の技術】通常、例えば魚釣り用などのグラファイト製ロッドは多数プライのファイバから製作され、ファイバはマンドレルの周りに巻き付けられて中空ロッドを形成する。プライは通常エポキシその他の適当なプラスチック樹脂材料を含み、樹脂がファイバを互いに接着せしめて不編織の布を形成し、これがマンドレルの周りに巻き付けられる。多数プライのロッドは通常マンドレル上で硬化せしめられ、マンドレルが除去されて軽量で、耐久性の高い、中空の魚釣り用ロッドの素材が形成される。代表的には各種任意の不編織の布のファイバの方向性は単一、すなわち単一方向性である。単一方向性の不編織の布は通常プレプレッグシートと呼ばれる。
【０００３】軽量で強度の高いロッドを製造するために、従来技術ではファイバのプライの配列を変えて所望の成果を得ることを示している。米国特許第２７４９６４３号明細書には長手方向に延長するグラスファイバの外側層を示している。内側層は螺旋形に巻かれたグラスファイバである。外側のファイバは張力および圧縮力部材としてロッドの曲げに抵抗する。グラスファイバの内側層はロッド素材に適当なフープ強度を与え、潰れに抵抗すると記載されている。適当なフープ強度を与えることは重要であり、外側層と中立軸との間の間隔を一定に保持することにより曲げ抵抗性を最大とすることができる。
【０００４】内方の螺旋形に巻かれた層内にグラファイト製のフィラメントを使用するテーパした中空ロッドの場合は、フープ強度および潰れ強度は巻かれたフィラメントによって与えられる。外側プライは直角三角形の形状の型紙を使用して形成されるが、ファイバは型紙の長辺に平行に配置される。型紙の短辺はマンドレルの大径端に該当し、マンドレルは大径端において残りの部分より迅速（周速が）であるから、大径部のファイバの軸線に対する角度はロッドの外部に近づくにつれて次第に増加する。ファイバを巻き付けたマンドレルと合同した各プライとを硬化せしめて一体の層状体とした後に、マンドレルを除去すれば可撓性のロッドが得られる。
【０００５】中空の魚釣りロッド材料を形成する別の材料として編織材料がある。編織材料としては、例えばグラファイトファイバなどの実際のファイバから衣料用ファイバと同様に製造された編織材料がある。定義として、編織材料の製造としては編織工程を含んでいる。編織材料例えば織物は２つ以上の方向に配置されたファイバを含むものであり、不織布の場合などの場合の単一方向とは相違する。
【０００６】近年、別の形式の材料が開発され、これは製造時に織り工程を必要とせずに、ファイバを互いに接着せしめる。これら材料は通常、不編織材料または不織物と名付けられる。不編織材料の場合、ファイバは特定の方向性を持っておらず、通常は吹き付け後に熔着その他により接着される。吹き付けられたファイバは本質的に無作為の方向を有する。不織物は強度および美観的に多くの望ましい特性を有している。しかし、不織物は魚釣りロッドその他のグラファイトロッドの製造に使用されたことはなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い強度と耐久性とを有し特異の美観的外観を有する魚釣りロッド構造をえるにある。詳細には本発明は魚釣りロッド構造を与えるもので、多数層状構造の１つ以上の層に不編織材料が使用されて可撓性および破壊抵抗、すなわちフープ強度を改善する。別の実施例において、不編織材料が仕上げ層に使用され、これは直下層の織物またはプレプレッグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）層の樹脂に濡れたとき、特異のかつ目視的に魅力のある外観を完成品であるロッドに与える。
【０００８】すなわち、本発明の目的はフープ強度の改善された魚釣りロッド構造を与えるにある。
【０００９】本発明の別の目的は美観的に特異で、かつ魅力的な魚釣りロッド構造を与えるにある。
【００１０】本発明のさらに別の目的は不編織材料を使用して、完成された魚釣りロッドの可撓性、フープ強度および外観の点で改良された構造を与えるにある。
【００１１】上述のように、通常の魚釣りロッド構造は２つの形式のファイバ補強構造、すなわち単一方向ファイバと編織ファイバまたは布とがある。単一方向ファイバは補強用ファイバが単一方向に指向されている。単一方向ファイバの例としてプリプレッグシートがある。編織ファイバまたは布の場合は衣料用の布と同様に２つ以上の方向に指向されたファイバを含む。単一方向ファイバと編織ファイバとは各種材料、例えば炭素、ガラス、またはアラミドファイバなどであってよく、材料の選択は通常は、設計者の設計目的によって定まる。
【００１２】新しい形式のファイバ材料が開発され、その特性は織物に類似であるが、不織性である。これら材料は通常、不織物と名付けられる。不織物は各種材料、例えば炭素、ガラス、またはアラミドファイバなどから製造され、空間的ファイバ重量を有している。不織物のファイバ方向は本質的に無作為である。しかし、ファイバの大きな部分は材料の主軸の１つに沿う方向に配列される傾向がある。不織物の面積重量は広い範囲で変化してよく、現在の魚釣りロッド業界における範囲を含む。
【００１３】不織物を魚釣りロッド素材に使用するとき魚釣りロッドの特性に特異な効果を与える。詳細には、２つの特性が挙げられる。第１に、不織物材料を使用することは、他のファイバ構造と対比して重量の増加は僅少であるが楕円化抵抗および圧潰抵抗が強化される。第２に、不織物材料がロッドの外層に使用されると特異の外観が得られる。特異の外観は、不織物材料の層の直下の織物材料の層が下方の材料に対して対比的な色彩を有するとき、強化される。望ましい実施例において、ブランクは単一方向性炭素繊維プリプレッグから形成され、炭素繊維の層の外側には不織のケブラー（商標名）の薄い層が設けられる。このようにして完成された素材は弾性、圧潰および楕円化抵抗において優れ、目視的外観が良好となされる。
【００１４】本発明の効果を達成するために各種の異なる構造が使用可能である。一つの変形例として、一方向性グラファイトプリプレッグのためのプリプレッグ工程時に不織物材料が使用され、得られたプリプレッグがブランク製造工程で通常のように使用される。別の構造として、不織物材料はロッドの外側プライに取り付けられる。さらに別の実施例として、不織物材料がロッドの最内方プライの内側に取り付けられる。さらに、不織物材料にレジンを浸透せしめて別のプライとして、ロッドの内側、中間プライまたは外側プライに取り付けてもよい。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上述およびその他の目的および効果は本発明によって達成され、本発明によれば、内側層と、該内側層の周りに配置された少なくとも１つの中間層と、該少なくとも１つの中間層の最外方の周りに配置された外側層とを含んでおり、少なくとも１つの層は不編織材料を単一方向性プリプレッグに適用して、同時重ね合わせ単一方向性かつ予め充満せしめられた繊維性複合材料を形成する、実質的に円形の断面を有する管状中空ロッド構造が与えられる。別の実施例において外側層は不編織材料、望ましくはガラス、ケブラー（商標名）その他のアラミド材料として、対照的な色彩を有する下層材料を囲む用にする。別の実施例において、最内方の層が不編織材料、または単一方向性、不編織プリプレッグ繊維性複合体から形成される。
【００１６】
【作用】不編織材料が貯蔵工程において単一方向性プリプレッグに適用されると、材料は互いに接着して別の複合材料となる。新しい複合材料は、同時プライ単一方向性不編織プリプレッグ繊維性複合体、として示される。
【００１７】
【実施例】本発明は望ましい実施例を示す図面を参照して以下に詳述するが、同一参照数字は同一または類似の部品または部分を示す。
【００１８】本発明の複合体は多層積層体で、ほぼ３５〜４５％望ましくは約４０％の樹脂性材料を含む樹脂状マトリックス内の補強ファイバの複数プライと、適宜の補強ファイバを有する不編織材料の少なくとの１プライとを含む。複合体に使用される補強ファイバはグラファイト、ガラス、アラミド、ボロン、ベクトラン（商標名、ＶＥＣＴＲＡＮ）などを含む。使用可能な樹脂状マトリックスとしては、エポキシ、アクリル、その他の通常、魚釣りロッド、ゴルフシャフト、スキーポールなどの管状構造物の製造に使用されるものとしてよい。本発明の複合体の適当な重量は１００〜１５０ｇ／ｍ2 、望ましくは約１２５ｇ／ｍ2 とする。
【００１９】不編織層に使用される繊維状材料は、層状体の残りのプライに使用される補強ファイバと化学的にかつ性能的に適合するものから選択する。適当な繊維としてグラファイト、ガラス、アラミド、ポリエステル、ベクトラン（商標名）などがある。これら材料から形成される不編織シート材料は各種の重量、長さ及び厚さを有するものとして市販されている。適当な不編織材料の重量としては８．４７〜１６．９５ｇ／ｍ2 （０．２５〜０．５ｏｚ／ｙｄ2 ）望ましくは１３．５６ｇ／ｍ2 （約０．４ｏｚ／ｙｄ2 ）とする。不編織材料を形成するためのファイバの適当な長さは約６．３５〜２５．４ｍｍ（０．２５〜１インチ）、望ましくは約１２．７ｍｍ（０．５インチ）とする。
【００２０】不編織材料は最内方プライ、中間プライ、最外方プライ（仕上げ後）のいづれでもよく、これらの組合わせとしてもよい。望ましくは不編織材料はガラススクリムの犠牲的な最外方層の内側で複合体に適用され、通常の方法で硬化せしめられる。硬化後に素材は砂吹きされ、平滑な外面を持つようにする。ガラススクリム層は表面の砂吹き工程で除去され、不編織層が最終製品の最外層となる。
【００２１】軽量の不編織材料は、ファイバの性質によるが、樹脂状マトリックスによって濡れる。不編織材料のファイバが染色、色付け、その他によって色彩が与えられて下方のプライに使用される補強ファイバと対照的な色彩となされると、目視的効果は特異に魅力的な大理石状の外観となる。特定の色彩と対照の程度とは効果と高めまたは弱めるように選定される。目視的効果を達成するための望ましい不編織材料の重量としては８．４７〜１６．９５ｇ／ｍ2 （０．２５〜０．５ｏｚ／ｙｄ2 ）であって、色は赤、ブルー、緑、黄、オレンジ、紫、その他から選択される。
【００２２】図１を参照すると、本発明の望ましい実施例として積層魚釣り用ロッド１の断面図が示される。図１に示す構造は内側層７と、少なくとも１つの中間層５と、外側層３とを含む。通常、層３、５、７はプリプレッグシート、織物ファイバ材料、またはこれらの任意の組合わせから、ロッド１の設計者の選択により形成される。本発明の望ましい実施例によれば、層３、５、７のいづれか又はすべては不編織材料をプリプレッグ工程において単一方向性プリプレッグに適用することによる複合体として形成される。完成した複合材料は同時重ね合わせ、単一方向性かつプリプレッグ繊維性複合体である。このようにして形成された複合体は、高い破壊／楕円化抵抗力をロッドに与え、高いフープ強度を持つ。図２は図１の上述構造の断面図である。不編織材料は各種任意の公知の繊維性材料から形成されてよく、例えばケブラー、ガラス、アラミド、および炭素（グラファイト）などのファイバから形成される。
【００２３】図３、図４に示す本発明の別の実施例において、魚釣り用ロッド素材１は内側層７と、少なくとも１つの中間層５と、不編織層を中間層５の最外面に取付けることによって形成される外方層９とを含む。ロッドの目視的外観を改善するために少なくとも１つの中間層５の最外方層は編織材料とすることが望ましい。編織材料は図７の拡大図に示すように織り繊維２と、織り繊維２の間に形成される隙間空間６とを含む。代表的には、織物材料５が内側層７に取り付けられるとき、接着用樹脂またはエポキシ樹脂が使用される。不編織の外側層９は織物の中間層５に取付けられるが、中間層５の樹脂が不編織の外側層９を濡らすようになされる。不編織の外側層９が中間層５の樹脂で濡らされることによる効果は、半透明の不編織の外側層が織物組織を強調して、織物組織２と隙間６とが目立って対比的に示され、これによって著しく望ましい目視的効果が与えられる。この目視的効果は、織物組織の繊維２の色彩がブランクの下方材料７と対比的である場合に特に強化される。内側層７と中間層５の最内方とは単一方向性プリプレッグ、織りファイバ、および／または同時重ね合わせ単一方向性および不編織プリインプレッグ（ｐｒｅｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ）繊維複合体から形成されてよく、ロッド設計者の設計的考慮によって選択される。
【００２４】図５、図６には別の実施例が示され、最内方層１１は不編織材料から形成される。ロッドは不編織材料を最内方層１１として形成される。ロッドの残りの層、すなわち中間層５と外方層３とは単一方向性プリプレッグ、織物ファイバ材料、及びまたは同時重ね合わせ、単一方向性および不織性プリインプレッグ繊維性複合材料から形成されるが、この選択はロッド設計者によって行われる。この形式の魚釣りロッド構造１は潰れおよび楕円化に対する抵抗性、すなわちフープ強度が高い。
【００２５】上述構造のいづれにおいても、不編織材料はレジンによって予めインプレッグされ、別のプライとしてロッドの内側、中央部または中間層として、又は外側のプライとして使用される。この不編織材料が取付けられる位置によってフープ強度および美的外観の著しい改善が達成される。さらに、同時プライ、単一方向かつ不織性プリインプレッグ繊維性複合材料の場合、単一方向性材料が不編織材料を形成する材料と相違するときにはフープ強度に関する付加的な利点が得られ、この場合、例えば単一方向性材料が炭素で、不編織材料はアラミドとする。上述した炭素とアラミドとの組み合わせ以外に各種の組み合わせが、完成品としてのロッドの所望の特性により選択可能である。
【００２６】
【発明の効果】上述のように、当業者には不編織材料が魚釣りロッドの仕上げに通常使用される材料とは著しく相違することが理解されよう。例えば通常の魚釣りロッド製造技術においてガラスまたはプラスチックの外側層を設けることは一般的である。仕上げ工程において、ガラスまたはプラスチックは許容される目視的外観を得るためには、除去または磨きの工程が必要である。これに対比して不編織材料は、非限定的にガラス、アラミド、炭素繊維を含む任意各種の繊維状材料から製造可能であり、材料の繊維を吹き付けて実質的に無作為の方向性をもって溶着せしめて不編織シートを形成する。この基本的な相違が上述した優れたロッド特性を与えるものである。
【００２７】本発明は特定の実施例について説明したが、各種の変形、改変、代替が当業者には容易に実施可能である。本発明の望ましい実施例として前述したものは、理解を目的とするもので、限定的なものではない。各種の変更は請求の範囲によって限定される本発明の範囲と精神との範囲内において実施可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９８０５５２１９
【氏名又は名称】バークリー・インコーポレーテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｂｅｒｋｌｅｙ Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】１９００ １８ｔｈ Ｓｔｒｅｅｔ，Ｓｐｉｒｉｔ Ｌａｋｅ，Ｉｏｗａ ５１３６０−１０９９，Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）４月２４日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】社本 一夫 （外４名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−４６４０ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１月１２日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１１５０４２ |
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