| 【発明の名称】 |
釣り竿用積層管の製造方法及び釣り竿用積層管 |
| 【発明者】 |
【氏名】重藤 秀俊
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| 【要約】 |
【課題】樹脂量が少なく軽量で、中空円筒部と中実円錐部との一体感の高く、且つ、製造工程において作業者の環境を向上させる釣り竿用積層管の製造方法及び釣り竿用積層管の提供。
【解決手段】釣り竿用積層管１は、基部をなす中空円筒部１０と先端部をなす中実円錐部２０とからなる。中空円筒部１０は、急テーパ部１２と、内層１１Ａ、外層１１Ｂからなる二層構造をした緩テーパ部１１とにより構成されている。内層１１Ａは、芯金の周方向に積層されたプリプレグシートにより構成されており、プリプレグシート中の補強繊維は軸方向と周方向とに指向する。外層１１Ｂ、急テーパ部１２及び中実円錐部２０は、芯金の軸方向に配置された連続するヤーンプリプレグにより一体に構成される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 先端を急テーパの円錐形状に形成した芯金の外周の緩テーパ部に高強度・高弾性補強繊維を少なくとも該芯金の周方向に巻回し、該巻回層の外周の基部から先端よりも先まで該芯金の軸方向に合成樹脂を含浸させて半乾燥させた高強度・高弾性補強繊維束を複数本配置して軸方向繊維層を形成し、該軸方向繊維層の外周に加圧テープを巻回して加熱硬化させ後に該加圧テープを除去すると共に該芯金を脱芯して仕上げ加工をすることを特徴とする釣り竿用積層管の製造方法。
【請求項２】 基部の中空円筒部と先端部中実円錐部とを一体に形成してなる釣り竿用積層管において、前記中空円筒部の内周は、周方向及び軸方向に高強度・高弾性補強繊維を配向させたプリプレグシート或いはプリプレグテープの巻回層からなり、前記中空円筒部の外周及び前記先端部中実円錐部は、基端から先端に亘って軸方向に配向された高強度・高弾性補強繊維樹脂層からなることを特徴とする釣り竿用積層管。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は釣り竿用積層管の製造方法及び釣り竿用積層管に関し、特に先端部が中実円錐部、基部が中空円筒部からなる釣り竿用積層管及び釣り竿用積層管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、一本もののルアー竿や、継竿を構成する穂先竿としては、中空円筒部たる基部と中実円錐部たる先端部とが一体に設けられた釣り竿用積層管により構成されるタイプが知られている。
【０００３】特開平８−３３２００２号公報にはこのタイプの釣り竿用積層管が記載されている。図３に示されるように、釣竿を構成する中空円筒部１１０たる基部は、図示せぬ基端から先端１１０Ａへ向かって細くなる緩いテーパを有している。先端の中実円錐部１２０には、その底面から円錐の軸方向であって円錐から離間する方向に同軸的に突出する円柱部１２０Ａを有しており、円柱部１２０Ａの直径は、中空円筒部１１０の先端の内周の直径に一致する。
【０００４】一般に、このタイプの積層管１０１は、以下の方法により製造される。中空円筒部１１０は、次の工程により製造される。先ず、一端から他端へ向かって大径となるように緩いテーパをもたせた図示せぬ芯金の外周面に、フッ素等の離型剤を塗布する。次に、離型剤の塗布された芯金の外周に、バインダーとしての熱硬化性合成樹脂を補強繊維に含浸させて半乾燥させた図示せぬプリプレグを、所望の量だけ巻回し積層する。
【０００５】次に、巻回し積層したプリプレグの外周面に、加圧テープを加圧テープの両側面が重なり合うように螺旋状に巻回し、加熱炉内に吊下げて加熱して熱硬化性合成樹脂を溶融・硬化させ、最後に、加圧テープを剥離し、芯金を抜き去り、両端を所定の位置で切断し、外周面を研磨する仕上げ加工をすることにより、中空円筒部１１０が製造される。
【０００６】中実円錐部１２０は、繊維補強合成樹脂からなる図示せぬ円柱体の外周面を切削加工して、中実円錐部１２０の形状とすることにより製造されるか、または、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性合成樹脂液中に浸漬させた炭素繊維や硝子繊維等からなる補強繊維を、内面が略円錐状をした型内に引込んで加熱硬化させ、硬化後に型内から引出すことにより製造される。
【０００７】最後に、中実円錐部の１２０円柱部１２０Ａが、中空円筒部１１０の先端部１１０Ａから中空円筒部１１０内に挿入され、中空円筒部１１０に接着されることによって、中空円筒部１１０と中実円錐部１２０とが一体となり、釣り竿用積層管１０１が製造される。
【０００８】このタイプの釣り竿用積層管の製造方法においては、中実円錐部１２０の中空円筒部１１０への接着工程が必要であり、また、積層管１０１の使用頻度が多くなると、接着した部分が剥離し積層管１０１の破壊につながるという問題が生じていた。また、中実円錐部１２０の円柱部１２０Ａが接着されている中空円筒部１１０の部分に、たわみ時の応力が集中して破損しやすく、竿先の重量増に伴う持ち重りの原因になるのみならず、竿調子がでなくなるといった問題も生じていた。また、この部分の周方向の補強が不足すると割れが発生してしまうといった問題も生じていた。
【０００９】特公昭３７−１２８１２号公報には、緩いテーパを有する略円柱形状の芯金の外周に、補強繊維からなるヤーンを周方向へほぼ密に巻回させた後に、芯金の軸方向に芯金の一端よりも所定の距離だけ離間した位置まで、直前にタンク内の熱硬化性合成樹脂溶液に浸漬されヤーンに付着した樹脂をシゴキとるための伸縮自在のゴム板に通されて余分な樹脂が除去された補強繊維からなる複数本のヤーンを配置させ、後に加熱することによりヤーンに含浸した熱硬化性合成樹脂を硬化させ、外周面の研磨を行う仕上げ加工を行う他の製造方法が開示されている。芯金の先端は、棒が切断されたような所定の半径を有する断面となっているため、芯金の先端よりも先は芯金が存在しておらず、芯金の軸方向に配置されるヤーンは、その部分、即ち、中実円錐部となる部分において芯金の半径方向内方へ入り込むことになり、中空円筒部と中実円錐部とが接続されている部分に段差が生じる。仕上げ加工にて、この段差を削り取るとこの部分の強度をすこぶる低下させることになる。
【００１０】しかし、特公昭３７−１２８１２号公報記載の積層管の製造方法では、熱硬化性合成樹脂の溶液にヤーンを浸積した後に芯金上に配置するため、溶媒が積層管内に多量に含まれ、硬化時に気泡となり、製造された積層管内部へ気泡が多数残存し、積層管が破損し易かった。
【００１１】また、熱硬化性合成樹脂の溶液にヤーンを浸積した直後に余分な樹脂をゴム板で除去していたが十分に除去することができず、製造された積層管の樹脂量重量比率は多くなって、重い積層管しか得られないため操作性が悪かった。
【００１２】また、熱硬化性合成樹脂の溶液へヤーンを浸積するためヤーン１本ずつへ一定の張力をかけることができず、製造された積層管内部でヤーンが上下左右に蛇行した状態になってしまい、曲げ剛性や曲げ強力が一定にならないため積層管が破損しやすいといった問題や、ヤーンが丸くなろうとするため厚さが一定にならず、製造された積層管の表面に凹凸ができ、外層のヤーンが屈曲し、曲げ剛性、曲げ強力が低下し不安定であるといった問題が生じていた。
【００１３】また、このタイプの釣竿用積層管の製造方法においては、必要とされる竿の曲げ強力や曲げ剛性から積層管の基端の肉厚を設定し、積層管の基端をベースに芯金の軸方向に配置されるヤーンの目付や本数を決定しなければならないので、先端中実円錐部の補強繊維量が増大して、しなやかなたわみ曲線を描く積層管を得にくく、肉厚は芯金の径が大きい元部で薄く、芯金の径が小さい先端部で大きくなっていた。このため、先端部の中実円錐部の外径は不必要に太く重くなり、研磨して廃棄する材料が多く、持ち重りが非常に大きく操作性が悪い竿になっていた。
【００１４】また、特公昭３７−１２８１２号公報記載の積層管の製造方法では、周方向に巻回するヤーンに代えてプリプレグを使用すると、巻回されたプリプレグに含浸されている樹脂が、溶液中の溶媒によって溶解されてプリプレグ中の補強繊維がばらけてしまうという不具合が発生する問題もある。
【００１５】
【本発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、樹脂量が少なく軽量で、中空円筒部と中実円錐部との一体感の高く、且つ、製造工程において作業者の環境を向上させる釣り竿用積層管の製造方法及び釣り竿用積層管を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明による釣り竿用積層管の製造方法は、先端２Ｄを急テーパ２Ａの円錐形状に形成した芯金２の外周の緩テーパ部２Ｂに高強度・高弾性補強繊維１３を少なくとも該芯金２の周方向に巻回し、該巻回層１１Ａの外周の基部２から先端２Ｄよりも先まで該芯金２の軸方向に合成樹脂を含浸させて半乾燥させた高強度・高弾性補強繊維束１４を複数本配置して軸方向繊維層１１Ｂを形成し、該軸方向繊維層１１Ｂの外周に加圧テープを巻回して加熱硬化させ後に該加圧テープを除去すると共に該芯金２を脱芯して仕上げ加工をする。
【００１７】また本発明による釣り用積層管１は、基部の中空円筒部１０と先端部中実円錐部２０とを一体に形成してなる釣り竿用積層管１において、前記中空円筒部１０の内周１１Ａは、周方向及び軸方向に高強度・高弾性補強繊維を配向させたプリプレグシート１３或いはプリプレグテープの巻回層からなり、前記中空円筒部の外周１１Ｂ及び前記先端部中実円錐部２０は、基端から先端１Ａに亘って軸方向に配向された高強度・高弾性補強繊維樹脂層からなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態による釣り竿用積層管１及び釣り竿用積層管１の製造方法について図１乃至図２に基づき説明する。釣り竿用積層管１は、一本もののルアー竿を構成し、図１に示されるように、基部を構成する中空円筒部１０と先端部を構成する中実円錐部２０とにより構成されている。中空円筒部１０は、積層管の図示せぬ基端から先端１Ａへ向かって細径となる緩テーパ部１１を有し、細径となっている緩テーパ部１１の一端よりも積層管の先端寄りの部分は、積層管の図示せぬ基端から先端１Ａへ向かって更に細径となる急テーパ部１２を有している。釣り用積層管１を構成する中空円筒部１０の、細径となっている急テーパ部１２の一端から積層管の先端１Ａに至る部分は、円錐形状の中実円錐部２０により構成されている。従って、中実円錐部２０は中空円筒部１０の急テーパ部１２に一体的に形成されており、急テーパ部１２は緩テーパ部１１に一体的に形成されている。
【００１９】中空円筒部１０の緩テーパ部１１は内層１１Ａと外層１１Ｂとからなる二層構造になっている。内層１１Ａには、プリプレグシート１３（図２）を巻回することにより構成されている。プリプレグシート１３は、炭素繊維を有するプリプレグシートをガラススクリムクロスで裏打ちしたものを２プライ巻回して２層とすることにより構成されている。具体的には、プリプレグシート１３には、０３ガラススクリムクロスによって裏打ちされたトレカ３０５３Ｓ−０５からなるトレカ３０５３Ｓ−０５０３を使用している。プリプレグシート１３中の炭素繊維は、全て釣り用積層管１の軸方向に指向している。０３スクリムクロスを構成するガラス繊維は、軸方向に指向するガラス繊維と周方向に指向するガラス繊維とを織成して形成している。トレカ３０５３Ｓ−０５は、炭素繊維重量が５５ｇ／ｍ２、樹脂量が３０ＷＴ％であり、０３ガラススクリムクロスは、ガラス繊維重量が２４ｇ／ｍ２、樹脂量が３１．４ＷＴ％であり、トレカ３０５３Ｓ−０５０３全体の合計重量は１１３．６ｇ／ｍ２である。プリプレグシート１３のトレカ３０５３Ｓ−０５、０３ガラススクリムクロスには熱硬化性合成樹脂としてエポキシ樹脂を含浸させて半乾燥させている。プリプレグシート１３中のガラス繊維は、周方向に巻回された高強度、高弾性補強繊維に相当する。
【００２０】外層１１Ｂは、熱硬化性合成樹脂としてのエポキシ樹脂と炭素繊維束とからなるヤーンプリプレグ１４を、釣り竿用積層管１の軸方向に指向させて構成されている。より具体的には、直径が７ミクロンの炭素繊維３０００本を一束としたトレカＴ−７００Ｓ−２４トン炭素繊維３Ｋにエポキシ樹脂を含浸させて半乾燥させたヤーンプリプレグ１４が３２本用いられて、外層１１Ｂは構成されている。ヤーンプリプレグ１４は、ヤーンサイズが３Ｋ、繊維重量が０．１９８ｇ／ｍ、樹脂量が２４ＷＴ％、プリプレグ重量が０．２６１ｇ／ｍ、繊維容積が０．１１０ｍ３／ｍ、樹脂容積が０．０５０ｍ３／ｍ、ヤーンプリプレグの容積が０．１６０ｍ３／ｍ、繊維容積比率が６８．６％、弾性率が１５，８７３ｋｇ／ｍｍ２である。外層１１Ｂを構成するヤーンプリプレグ１４が配置された後に加圧・加熱され、プリプレグシート１３及びヤーンプリプレグ１４に含浸されている熱硬化性合成樹脂が硬化されて、外層１１Ｂ及び内層１１Ａからなる二層構造の中空円筒部１０を形成する。
【００２１】軸方向に配置され外層１１Ｂに用いられている３２本のヤーンプリプレグ１４の各々は、外層１１Ｂに用いられている部分以外の部分が中空円筒部１０の急テーパ部１２、中実円錐部２０として用いられている。即ち、一本のヤーンプリプレグ１４の一部は、緩テーパ部１１の外層１１Ｂを構成するために用いられ、外層１１Ｂに用いられている部分に先端側で隣接する部分は急テーパ部１２を形成するために用いられ、急テーパ部１２に用いられている部分に先端側で隣接する部分は中実円錐部２０に用いられる。中実円錐部２０、中空円筒部１０の急テーパ部１２は、緩テーパ部１１の外層１１Ｂに用いられているヤーンプリプレグ１４のみが用いられて構成されている。
【００２２】製造した釣り用積層管１の全長は、１８００ｍｍであり、基端の内径は６．５００ｍｍ、外径は７．２１０ｍｍであり、内層１１Ａと外層１１Ｂとの境界線からなる面よって規定される、積層管の半径方向の断面の径、即ち、中間径は、６．７４３ｍｍである。急テーパ部１２の、中実円錐部２０と接続されている部分の内径は０．４００ｍｍである。また、製造された釣竿用積層管の重量は１７．７ｇであり、持ち重り、即ちモーメントは１３８９７ｇ・ｍｍである。
【００２３】釣り用積層管１の製造方法で用いられる芯金２は、略棒状をしており、先端側急テーパ部２Ａと基部側緩テーパ部２Ｂと、基部側急テーパ部２Ｃとにより構成されている。先端側急テーパ部２Ａ及び基部側急テーパ部２Ｃは円錐形状をしている。先端側急テーパ部２Ａの先端は芯金２の先端２Ｄをなし、基端側急テーパ部の先端は芯金２の基端２Ｅをなす。芯金２の外径は、先端２Ｄではφ０．４ｍｍ、先端からの距離が５０ｍｍの位置ではφ１．９ｍｍ、先端からの距離が１５００ｍｍの位置、即ち、基部側緩テーパ部２Ｂと基部側急テーパ部２Ｃとが接続されている位置ではφ６．５ｍｍである。
【００２４】釣り用積層管１の製造に際しては、先ず、芯金２の外周面全体にフッ素等からなる離型剤を塗布する。次に、基部側緩テーパ部２Ｂに、トレカ３０５３Ｓ−０５０３を台形状に裁断したプリプレグシート１３が、芯金２の周方向に巻回される。芯金２にプリプレグシート１３を巻回する際には、プリプレグシート１３中の炭素繊維が芯金２の軸方向に指向するように配置する。
【００２５】次に、プリプレグシート１３が巻回された芯金２上に配置され緩テーパ部１１の外層１１Ｂ、急テーパ部１２、及び中実円錐部２０をなすヤーンプリプレグ１４の本数、目付を決定する。ヤーンプリプレグ１４の目付、本数は、製造される釣り用積層管１に要求される曲げ剛性及び曲げ強力に基づいて中実円錐部２０の急テーパ部１２と接続されている部分の外径を決定し、この外径に加工代を加えた状態の半径方向の断面積から決定する。本実施の形態による釣り用積層管１の製造方法では、本数は３２本、用いられるヤーンプリプレグ１４は、トレカＴ−７００Ｓ−２４トン炭素繊維３Ｋとエポキシ樹脂とにより構成され熱硬化性合成樹脂を２４ＷＴ％含むものに選定される。
【００２６】３２本のヤーンプリプレグ１４は、プリプレグシート１３の巻回された芯金２の周方向に等間隔で、芯金２の軸方向に指向した状態で配置される。ヤーンプリプレグ１４は、芯金２の、基端側急テーパ部と基端側緩テーパ部とが接続されている位置から、芯金２の先端側急テーパ部２Ａの方向に配置されてゆき、先端側急テーパ部２Ａの先端よりも先まで、即ち、芯金２の先端からこの軸方向に離間した所定の位置まで配置される。
【００２７】次に、配置したヤーンプリプレグ１４の上から、加圧テープを、加圧テープの両側面が重なり合うように螺旋状に巻回する。そして、加熱炉内に吊下げて加熱することにより、プリプレグシート１３及びヤーンプリプレグ１４を溶融させ、更に硬化させる。この段階における急テーパ部１２の、中実円錐部２０と接続されている一端の外径は２．５８４ｍｍ、中実円錐部２０の、急テーパ部１２と接続されている一端の外径は２．５５ｍｍであり、外径の差は０．０３４ｍｍである。急テーパ部１２と中実円錐体とは同軸的な位置関係であり釣り用積層管１の半径方向に軸心を中心として線対称の位置関係に２つ形成されているため、外径の差を２で割った値が段差の値であり、段差は０．０１７ｍｍである。
【００２８】最後に、加圧テープを剥離し、芯金２を抜き、所定の位置で積層管の両端を切断し、外周面を研磨加工して、所望の釣り用積層管１の形状とする。
【００２９】ヤーンプリプレグ１４を軸方向に配置させて、緩テーパ部１１の外層１１Ｂ、急テーパ部１２、及び中実円錐部２０を構成したため、ヤーンプリプレグ１４を構成する熱硬化性合成樹脂の量をヤーンプリプレグ１４中で均一となるようにコントロールすることが可能となり、樹脂量を２０乃至３５％といった低い値にまで任意にコントロールすることができる。このため、竿の大幅な軽量化を図ることができる。また、ヤーンプリプレグ１４の乾燥状態を容易に管理できるため、ヤーンプリプレグ１４中の溶媒の残存量を１．５％以下にすることが可能となり、釣り用積層管１へ持込む溶媒の量を極端に減少でき、釣り用積層管１の強度の安定、向上を図ることができる。
【００３０】また、ヤーンプリプレグ１４中のヤーン１本ずつの張力のコントロールが容易となり、芯金２外周へ配置したヤーンの乱れが無くなり、曲げ剛性、曲げ強力の安定化と向上を図ることができる。
【００３１】ヤーンプリプレグ１４は半乾燥状態であり溶媒がほとんど無いため、芯金２へ前もってプリプレグのシート、プリプレグクロスなどを積層し、その上にヤーンプリプレグ１４を配置しても、プリプレグシート１３中の補強繊維がばらけない。このため、設計の自由度を向上させることができる。また、釣り用積層管１を製造する工場とは別の換気状態のよい部屋で、前もってヤーンへ樹脂を含浸しヤーンプリプレグ１４を製造しておくことができるため、積層管を製造する工場内に熱硬化性合成樹脂と溶媒のタンクを置く必要がなく、作業環境の向上を図ることができる。
【００３２】また、プリプレグの厚さを均一とすることができるため、芯金２に巻回された状態のプリプレグ表面に凹凸が生じないようにすることができる。このため、プリプレグの上に配置され外層１１Ｂをなすヤーンプリプレグ１４の繊維配列が安定し、品質を向上させることができる。
【００３３】また、ヤーンプリプレグ１４の目付、本数は、製造される釣り用積層管１に要求される曲げ剛性及び曲げ強力に基づいて中実円錐部２０の急テーパ部１２と接続されている部分の外径が決定され、この外径により定まる断面積から決定されるようにできるため、仕上げ加工を行う際に、釣り用積層管１の先端を構成するヤーンプリプレグ１４からなる部分を、研磨して廃棄するロスを大きく減少することができる。
【００３４】また、基部の芯金２径や前もって積層され内層１１Ａをなすプリプレグシート１３の肉厚によって外層１１Ｂの内径が設定され、外層１１Ｂの外径を計算できる。このため、ヤーンプリプレグ１４とは異なる種々の弾性率、強度を有するプリプレグシート１３等を内層として使用でき、設計の自由度が格段に向上し、大きな軽量化が図れ、持ち重りが無く操作性に優れた竿を得ることができる。
【００３５】また、周方向補強材として、プリプレグテープ単体もしくはプリプレグシートへの張り合わせ材を使用できるため積層管の厚さが安定し、品質を安定、向上させることができる。
【００３６】また、緩テーパ部１１は、内層に炭素繊維・ガラス繊維、外層に炭素繊維を有する二層構造であり、急テーパ部１２及び中実円錐部２０は、炭素繊維を有しガラス繊維を有していないため、曲がりがスムーズでより先調子の竿を得ることができる。
【００３７】また、中空円筒部１０の緩テーパ部１１をガラス繊維と炭素繊維とが混在した構造としたため、ガラスと炭素との中間の弾性率を得ることができ、軽い竿を得ることができる。また、ガラス繊維等の、炭素繊維の弾性率とは異なる材料を緩テーパ部１１に混在・配合させることによって、緩テーパ部１１の弾性率をその配合比率により調整して、任意に得ることができる。
【００３８】また、芯金２先端外径をφ０．４ｍｍ以下としたことにより、中実円錐部２０と中空円筒部１０との境目に生ずる段差を極度に減少させることができ、仕上げ加工における研磨後の繊維切断等に起因しての破損が防止できる。
【００３９】次に、本実施の形態による釣り竿用積層管１の効果を明らかにするために、本実施の形態による釣り竿用積層管１と同等の曲げ剛性及び曲げ強力を有する図示せぬ従来の釣り竿用積層管を、前述の特公昭３７−１２８１２号公報に記載の製造方法に基づき製造し比較を行った。
【００４０】従来の釣り竿用積層管は一本もののルアー竿であり、本実施の形態による釣り竿用積層管１と類似の構成をしており、中実円錐部と中空円筒部とからなり、中空円筒部は緩テーパ部と急テーパ部とからなる。また、緩テーパ部は外層と内層とからなる二層構造になっている。但し、中実円錐部、中空円筒部の急テーパ部、緩テーパ部の内層、外層に用いられている材料は、本実施の形態による釣り竿用積層管１のものとはそれぞれ異なっている。
【００４１】内層には炭素繊維からなるヤーン、より具体的には、直径が７ミクロンの炭素繊維３０００本を一束としたヤーンであるトレカＴ−７００Ｓ−２４トン炭素繊維３Ｋが周方向に巻回されて螺旋状とされ、ヤーンの両側面が互いに接触した状態とされて用いられている。また、外層には、内層に用いられているヤーンと同一のヤーン３６本が、エポキシ樹脂溶液に浸漬され、内層を構成するヤーンの上に周方向に均等の間隔で釣り竿用積層管の軸方向に指向するように配置されている。外層を構成するヤーンが配置された後に加熱され、ヤーンに含浸したエポキシ樹脂が硬化されて、外層及び内層からなる二層構造の中空円筒部をなす。
【００４２】エポキシ樹脂溶液に浸漬され外層に用いられた３６本のヤーンは、本実施の形態と同様に、それぞれ中空円筒部の急テーパ部及び中実円錐部にも用いられており、ヤーンが配置された後に加熱され、ヤーンに含浸したエポキシ樹脂が硬化されることにより、急テーパ部及び中実円錐部を構成する。
【００４３】釣り竿用積層管の全長は、１８００ｍｍであり、基端の外径はφ８．７３４ｍｍ、内径は８．０００である。急テーパ部の、中実円錐部に接続されている部分の内径は０．８００ｍｍである。釣り竿用積層管の重量は２４．０ｇであり、持ち重り、即ちモーメントは１９７０８ｇ・ｍｍである。
【００４４】比較される従来の釣り竿用積層管の製造方法は、本実施の形態による釣り竿用積層管１の製造方法とは若干異なる。具体的には、芯金にはプリプレグシートではなくヤーンを周方向に螺旋状に巻回しヤーンの側面が互いに接した状態とし、その上に、ヤーンプリプレグではなく熱硬化性合成樹脂を含浸させたヤーンを芯金の軸方向に配置する点で本実施の形態による釣り竿用積層管の製造方法とは異なる。ヤーンは、本実施の形態におけるヤーンプリプレグが有するヤーンと同一であり、熱硬化性合成樹脂を含浸させた状態のヤーンは、樹脂量が５０ＷＴ％、重量が０．３９６ｇ／ｍ、樹脂容積が０．１５８ｍ３／ｍ、ヤーンの容積が０．２６８ｍ３／ｍ、繊維容積比率が４１．０％、弾性率が９，４８７ｋｇ／ｍｍ２である。
【００４５】ヤーンの目付や本数は、本実施の形態による釣り竿用積層管の曲げ強力や曲げ剛性の値を基準として決定した。従来の釣り竿用積層管の製造方法では、本数は３６本、目付は、０．１９８ｇ／ｍ、用いられるヤーンは、トレカＴ−７００Ｓ−２４トン炭素繊維３Ｋと決定した。
【００４６】また、芯金の形状も異なる。芯金は略棒状をしており、一端から他端へ向かって小径となる緩いテーパを有している。一端は芯金の基端をなし、他端は芯金の先端をなす。芯金の外径は、先端ではφ０．８ｍｍ、先端からの距離が１５００ｍｍの位置、即ち、基端の位置ではφ８．０ｍｍである。これら以外は、本実施の形態による釣り竿用積層管１の製造方法と同一である。
【００４７】また、比較される従来の釣り竿用積層管の製造方法における、仕上げ加工をする前の段階の急テーパ部の先端の外径は３．５９５ｍｍ、中実円錐部の、急テーパ部の先端と接続されている部分の外径は３．５０５ｍｍである。従って、外径の差は０．０９０ｍｍであり、外径の差を２で割ることにより求まる段差の値は０．０４５ｍｍである。
【００４８】本実施の形態による釣り竿用積層管１と従来の釣り竿用積層管とを比較すると、従来の釣り竿用積層管に対して本実施の形態による釣り竿用積層管の重量は７３．８％と軽量化されている。また、基端の外径は、８２．５％と小径化され、モーメントは７０．５％と小さくなっており、商品価値が格段に向上していることが分かる。中実円錐部の急テーパ部の先端と接続されている部分に生ずる段差は、３５．８％と大幅に小さくなっており、仕上げ加工における研磨によって中空円筒部が損傷を受けて折れることがなくなり、品質が格段に向上することが分かる。
【００４９】本発明による釣り竿用積層管の製造方法及び釣り竿用積層管は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、本実施の形態では、軸方向に配置され、又は周方向に巻回された高強度・高弾性補強繊維として炭素繊維、ガラス繊維を用いたが、炭素繊維は、低弾性、中弾性、高弾性のいずれであってもよく、また、ケブラーなどの有機繊維、ボロン、アモルファスなどの金属繊維であってもよい。これらの内の一を単独で用いてもよく、２種類以上の繊維を重ねて配置してもよく、並列させて配置してもよい。従って、プリプレグシートとしては、一方向引揃えシート、直交シート、張り合わせシート、ガラススクリムクロスのみからなるプリプレグシート、織物でもよい。また、形状はシートではなくてもよくテープ状のものを両側面が重なるように螺旋状に巻回するようにしてもよい。
【００５０】また、本実施の形態では、熱硬化性合成樹脂としてエポキシ樹脂を用いたが、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等を用いてもよい。
【００５１】また、ヤーンプリプレグの樹脂量は２４ＷＴ％であったが、３５％ＷＴ以下であればよく、２０乃至３０ＷＴ％であることが望ましい。
【００５２】また、外層にヤーンプリプレグが用いられるのであれば、内層にはプリプレグシートが用いられなくてもよく、例えば、内層にはヤーンが用いられてもよい。
【００５３】
【発明の効果】請求項１記載の釣り竿用積層管の製造方法によれば、巻回層の外周の基部から先端よりも先まで芯金の軸方向に合成樹脂を含浸させて半乾燥させた高強度・高弾性補強繊維束を複数本配置して軸方向繊維層を形成するようにしたため、高強度・高弾性補強繊維束を構成する熱硬化性合成樹脂の量を、合成樹脂を含浸させて半乾燥させた高強度・高弾性補強繊維束中で均一となるようにコントロールすることが可能となり、樹脂量を２０乃至３５％といった低い値にまで任意にコントロールすることができる。このため、釣り竿用積層管の大幅な軽量化を図ることができる。また、合成樹脂を含浸させて半乾燥させた高強度・高弾性補強繊維束の乾燥状態を容易に管理できるため、合成樹脂を含浸させて半乾燥させた高強度・高弾性補強繊維束中の溶媒の残存量を低減させることが可能となり、釣り竿用積層管へ持込む溶媒の量を極端に減少でき、釣り竿用積層管の強度の安定、向上を図ることができる。
【００５４】また、合成樹脂を含浸させて半乾燥させた高強度・高弾性補強繊維束中のヤーン１本ずつの張力のコントロールが容易となり、芯金外周へ配置したヤーンの乱れが無くなり、釣り竿用積層管の曲げ剛性、曲げ強力の安定化と向上を図ることができる。
【００５５】また、合成樹脂を含浸させて半乾燥させた高強度・高弾性補強繊維束には溶媒がほとんど無いため、芯金へ前もってプリプレグのシート、プリプレグクロスなどを積層し、その上に合成樹脂を含浸させて半乾燥させた高強度・高弾性補強繊維束を配置しても、プリプレグシート中の補強繊維がばらけない。このため、設計の自由度を向上させることができる。また、釣り竿用積層管を製造する工場とは別の換気状態のよい部屋で、前もってヤーンへ樹脂を含浸し合成樹脂を含浸させて半乾燥させた高強度・高弾性補強繊維束を製造しておくことができるため、積層管を製造する工場内に熱硬化性合成樹脂と溶媒のタンクを置く必要がなく、作業環境の向上を図ることができる。
【００５６】また、内層の周方向補強材にプリプレグシートやプリプレグテープ、プリプレグクロステープ等を使用できるため、繊維の毛羽立ちが無くなり、作業環境の向上を図ることができる。また、プリプレグの厚さを均一とすることができるため、芯金に巻回された状態のプリプレグ表面に凹凸が生じないようにすることができる。このため、プリプレグの上に配置され外層をなす合成樹脂を含浸させて半乾燥させた高強度・高弾性補強繊維束の繊維配列が安定し、品質を向上させることができる。
【００５７】また、基部の芯金径や前もって積層され内層をなすプリプレグシートの肉厚によって外層の内径が設定され、外層の外径を計算できる。このため、合成樹脂を含浸させて半乾燥させた高強度・高弾性補強繊維束とは異なる種々の弾性率、強度を有するプリプレグシート等を内層として使用でき、設計の自由度が格段に向上し、大きな軽量化が図れ、持ち重りが無く操作性に優れた釣り竿用積層管を得ることができる。
【００５８】また、周方向補強材として、プリプレグテープ単体もしくはプリプレグシートへの張り合わせ材を使用できるため積層管の厚さが安定し、品質を安定、向上させることができる。
【００５９】請求項２記載の釣り竿用積層管によれば、中空円筒部の内周は、周方向及び軸方向に高強度・高弾性補強繊維を配向させたプリプレグシート或いはプリプレグテープの巻回層からなり、中空円筒部の外周及び先端部中実円錐部は、基端から先端に亘って軸方向に配向された高強度・高弾性補強繊維樹脂層からなるようにしたため、高強度・高弾性補強繊維樹脂層を構成するヤーンプリプレグの熱硬化性合成樹脂の量をヤーンプリプレグ中で均一となるようにコントロールすることが可能となり、樹脂量を２０乃至３５％といった低い値にまで任意にコントロールすることができる。このため、釣り竿用積層管を大幅に軽量化することができる。また、ヤーンプリプレグの乾燥状態を容易に管理できるため、ヤーンプリプレグ中の溶媒の残存量を低減させることが可能となり、釣り竿用積層管へ持込む溶媒の量を極端に減少でき、強度の安定、向上化が図られた釣り竿用積層管とすることができる。
【００６０】また、ヤーンプリプレグ中のヤーン１本ずつの張力が的確にコントロールされ、芯金外周へ配置したヤーンの乱れが無く、曲げ剛性、曲げ強力の安定化と向上が図られた釣り竿用積層管とすることができる。
【００６１】ヤーンプリプレグは半乾燥状態であり溶媒がほとんど無いため、芯金へ前もってプリプレグのシート、プリプレグクロスなどを積層し、その上にヤーンプリプレグを配置しても、プリプレグシート中の補強繊維がばらけない。このため、設計の自由度の向上した釣り竿用積層管とすることができる。また、釣り竿用積層管を製造する工場とは別の換気状態のよい部屋で、前もってヤーンへ樹脂を含浸しヤーンプリプレグを製造しておくことができるため、積層管を製造する工場内に熱硬化性合成樹脂と溶媒のタンクを置く必要がなく、作業環境の向上を図られた状態で製造される釣り竿用積層管とすることができる。
【００６２】内層に軸方向の繊維を配向させるので、外層のヤーンプリプレグの目付、本数は中実円錐部の急テーパ部と接続されている部分の外径により定まる断面積にて決定でき、外層のヤーンプリプレグの目付、本数の低減が図れ、軽量かつ持ち重り感のない細身の積層管に要求される曲げ剛性及び曲げ強力を得ることができる。
【００６３】また、中空円筒部の内周は、周方向及び軸方向に高強度・高弾性補強繊維を配向させたプリプレグシート或いはプリプレグテープの巻回層からなるため、製造される過程において繊維の毛羽立ちが無くなり、作業環境の向上が図られた状態で製造される釣り竿用積層管とすることができる。また、プリプレグの厚さを均一とすることができるため、芯金に巻回された状態のプリプレグ表面に凹凸が生じないようにすることができる。このため、プリプレグの上に配置され外層をなすヤーンプリプレグの繊維配列が安定し、品質の向上した釣り竿用積層管とすることができる。
【００６４】また、基部の芯金径や前もって積層され内層をなすプリプレグシートの肉厚によって外層の内径が設定され、外層の外径を計算できる。このため、ヤーンプリプレグとは異なる種々の弾性率、強度を有するプリプレグシート等を内層として使用でき、設計の自由度が格段に向上し、大きな軽量化が図られ、持ち重りが無く操作性に優れた釣り竿用積層管とすることができる。
【００６５】また、周方向補強材として、プリプレグテープ単体もしくはプリプレグシートへの張り合わせ材を使用できるため厚さが安定し、品質を安定、向上させた釣り竿用積層管とすることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９２２６２１６３
【氏名又は名称】株式会社 上州屋
【識別番号】５９１２３１４６５
【氏名又は名称】株式会社銀星社
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| 【出願日】 |
平成１３年４月１３日（２００１．４．１３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９４９８３
【弁理士】
【氏名又は名称】北澤 一浩 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−３０６０２８（Ｐ２００２−３０６０２８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１０月２２日（２００２．１０．２２） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１１５０６４（Ｐ２００１−１１５０６４） |
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