JP2021110490A - Stabilizer for archery and manufacturing method of original tube used for stabilizer for archery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アーチェリー用のスタビライザー、及びアーチェリー用のスタビライザーに使用される素管の製造方法に関する。より具体的には、繊維強化樹脂製のスタビライザー、及び繊維強化樹脂製のスタビライザーに使用される素管の製造方法に関する。 The present invention relates to a stabilizer for archery and a method for manufacturing a raw tube used for a stabilizer for archery. More specifically, the present invention relates to a stabilizer made of fiber reinforced resin and a method for manufacturing a raw tube used for a stabilizer made of fiber reinforced resin.
アーチェリー競技で使用される洋弓として、例えば、図6に示されるようなものが知られている。この洋弓100は、ハンドル101と、ハンドル101の両端に設けられた一対のリム102と、一対のリム102間に張り渡されたストリング103を備えている。洋弓100により矢を発射する場合、ストリング103を引いて手を離すと、一対のリム102間でストリング103が撥ね返り、矢はストリング103に押されて前方にリリースされる。
As a Western bow used in archery competition, for example, the one shown in FIG. 6 is known. The
ところで、矢を発射する際、矢の先端は洋弓100本体を強く押し退けるように作用しながら通過することから、この矢の初期拳動に応じて洋弓100本体が敏感に応動することが必要である。しかし、洋弓100本体が敏感に応動できないと、それが矢に対する反発作用となり、矢の方向が不安定となったり、洋弓100本体がその衝撃で振動したりする場合がある。そこで、洋弓100本体の振動を抑制するために、ハンドル101の前部に前後方向に延びるスタビライザー104を装着することが一般的に行われている。スタビライザー104としては、例えば、前後方向に延びる1本のセンターロッド105からなるものや、センターロッド105に加えて、その後端部からV字状に延びる一対のサイドロッド106を備えているものが知られている。
By the way, when firing an arrow, the tip of the arrow passes while acting to strongly push back the main body of the
スタビライザー104に要求される性能としては、狙いを定める際(エイミング時)に矢を安定させること、矢を発射した際に生じる振動を軽減させること等が挙げられる。矢を安定させるために、使用者は、センターロッド105の先端におもりをつけて質量バランスをとるようにする場合がある。また、矢を発射した際の振動を軽減させるためには、センターロッド105の剛性を高める必要があり、これにより、矢が飛び出た際の洋弓本体の衝撃と振動を低減させることができる。
The performance required for the
特許文献1には、洋弓本体に、繊維強化樹脂などで成形されたスタビライザーを装着し、センターロッドの先端部に、質量体としてのダンパーヘッドを取り付けることが記載されている。ダンパーヘッドは、センターロッドの軸方向に摺動可能に挿通され、適宜の摺動位置に位置決め固定可能に構成されており、バランスの微調整を容易に行えるようになっている。これにより、洋弓全体のバランスを安定させ、洋弓本体の振動を吸収・発散させることができるとされている。 Patent Document 1 describes that a stabilizer molded of a fiber reinforced resin or the like is attached to the main body of the archery, and a damper head as a mass body is attached to the tip of the center rod. The damper head is slidably inserted in the axial direction of the center rod, and is configured so that it can be positioned and fixed at an appropriate sliding position, so that fine adjustment of the balance can be easily performed. It is said that this stabilizes the balance of the entire archery and can absorb and dissipate the vibration of the archery body.
しかし、バランサーであるダンパーヘッドをセンターロッドに取り付けることで、洋弓本体の振動減衰の効果を得ようとするものであるため、スタビライザー自体の振動減衰効果についてはなお不十分なものであった。スタビライザーによる振動減衰の観点からは改善の余地があるものである。 However, since the damper head, which is a balancer, is attached to the center rod to obtain the vibration damping effect of the archery body, the vibration damping effect of the stabilizer itself is still insufficient. There is room for improvement from the viewpoint of vibration damping by the stabilizer.
本発明は、こうした従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、矢の発射時の振動を効果的に減衰させることのできるアーチェリー用のスタビライザーを提供することである。 The present invention has been made to solve these conventional problems, and an object of the present invention is to provide a stabilizer for archery that can effectively attenuate the vibration at the time of firing an arrow.
上記の課題を解決するため、本発明のアーチェリー用のスタビライザーは、繊維強化樹脂製の複数層のシート層が積層されてなる本体部と、粘弾性体からなる振動減衰部とを有する筒状の素管で構成されたセンターロッドを備え、前記振動減衰部は、前記素管の管壁の厚み方向中間位置に該素管の長手方向に沿って延びるように設けられているとともに、該素管の長手方向の一部に設けられている。 In order to solve the above problems, the stabilizer for archery of the present invention has a tubular shape having a main body portion in which a plurality of sheet layers made of fiber-reinforced resin are laminated and a vibration damping portion made of a viscoelastic body. A center rod composed of a raw pipe is provided, and the vibration damping portion is provided at an intermediate position in the thickness direction of the pipe wall of the raw pipe so as to extend along the longitudinal direction of the raw pipe, and the raw pipe is provided. It is provided in a part of the longitudinal direction of the.
上記の構成によれば、粘弾性体からなる振動減衰部はセンターロッドを構成する素管に一体に設けられているため、矢を発射する際の振動を、センターロッドによって効果的に減衰させることができる。また、振動減衰部は、素管の長手方向に延びるようにその一部に設けられているため、粘弾性体を有していても、センターロッド全体の剛性を低下させることが抑制される。剛性の低下が抑制されることで、矢を発射した際にスタビライザー全体に生じる衝撃が抑制され、粘弾性体からなる振動減衰部を搭載することで、矢を発射した際に生じた振動が効果的に減衰される。なお、ここでの素管の壁厚の厚み方向中間位置とは、素管の壁の外周面と内周面に露出していない位置を言う。 According to the above configuration, since the vibration damping portion made of the viscoelastic body is integrally provided with the raw pipe constituting the center rod, the vibration at the time of firing the arrow can be effectively damped by the center rod. Can be done. Further, since the vibration damping portion is provided in a part thereof so as to extend in the longitudinal direction of the raw pipe, it is possible to suppress a decrease in the rigidity of the entire center rod even if it has a viscoelastic body. By suppressing the decrease in rigidity, the impact generated on the entire stabilizer when firing an arrow is suppressed, and by mounting a vibration damping part made of a viscoelastic body, the vibration generated when firing an arrow is effective. Is attenuated. The intermediate position in the thickness direction of the wall thickness of the raw pipe here means a position that is not exposed on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the wall of the raw pipe.
上記の構成において、前記振動減衰部は、使用時に先端側となる位置に設けられており、前記振動減衰部の長手方向の長さは、前記素管の全長の10%超50%未満であることが好ましい。 In the above configuration, the vibration damping portion is provided at a position on the tip side during use, and the length of the vibration damping portion in the longitudinal direction is more than 10% and less than 50% of the total length of the raw pipe. Is preferable.
上記の構成によれば、振動減衰部が素管の先端側に設けられているため、矢を発射した際にスタビライザー全体に生じる衝撃を効果的に抑制させることができる。また、振動減衰部の長手方向の長さが、素管の全長の10%超50%未満であることから、粘弾性体を有していても、センターロッド全体の剛性を低下させることが抑制される。 According to the above configuration, since the vibration damping portion is provided on the tip end side of the raw tube, it is possible to effectively suppress the impact generated on the entire stabilizer when the arrow is fired. Further, since the length of the vibration damping portion in the longitudinal direction is more than 10% and less than 50% of the total length of the raw pipe, it is possible to suppress a decrease in the rigidity of the entire center rod even if it has a viscoelastic body. Will be done.
上記の構成において、前記振動減衰部は、前記素管の先端から設けられていることが好ましい。
上記の構成によれば、スタビライザーの把持部側での剛性を維持しつつ、先端側での振動減衰効果を得ることができる。スタビライザー全体の剛性を低下させることが抑制されるとともに、矢の発射時の振動を効果的に減衰させることができる。
In the above configuration, it is preferable that the vibration damping portion is provided from the tip of the raw pipe.
According to the above configuration, it is possible to obtain the vibration damping effect on the tip side while maintaining the rigidity on the grip portion side of the stabilizer. It is possible to suppress the decrease in the rigidity of the entire stabilizer and effectively attenuate the vibration at the time of firing the arrow.
上記の構成において、前記素管において前記振動減衰部が設けられた部分の基端側端部では、前記本体部に対する前記振動減衰部の割合が、基端側ほど徐々に減少していることが好ましい。 In the above configuration, at the base end side end portion of the portion of the raw pipe provided with the vibration damping portion, the ratio of the vibration damping portion to the main body portion is gradually reduced toward the proximal end side. preferable.
上記の構成によれば、振動減衰部が設けられた部分と設けられていない部分との境界部分での、スタビライザーの剛性の急激な変動を抑制することができる。
上記の課題を解決するため、上記の構成のスタビライザーに使用される前記素管の製造方法は、繊維強化樹脂製のシート層を芯材の周囲に複数層積層して、円筒状の中間体を形成する積層工程と、前記中間体を加圧及び加熱して前記素管を成形する成形工程とを備え、前記積層工程では、前記中間体を形成する複数層の前記シート層のうち、前記中間体の壁厚の厚み方向中間位置に積層する前記シート層である中間シート層の一部を、粘弾性体からなるシート体に置き換えて積層する。
According to the above configuration, it is possible to suppress abrupt fluctuations in the rigidity of the stabilizer at the boundary portion between the portion provided with the vibration damping portion and the portion not provided with the vibration damping portion.
In order to solve the above problems, the method for manufacturing the raw tube used in the stabilizer having the above configuration is to laminate a plurality of layers of fiber-reinforced resin sheet layers around the core material to form a cylindrical intermediate. A laminating step of forming and a molding step of pressurizing and heating the intermediate to form the raw tube are provided. In the laminating step, the intermediate of the plurality of sheets forming the intermediate is formed. A part of the intermediate sheet layer, which is the sheet layer to be laminated at an intermediate position in the thickness direction of the wall thickness of the body, is replaced with a sheet body made of a viscoelastic body and laminated.
上記の構成によれば、積層工程では、繊維強化樹脂製のシート層のうち、前記中間体の壁厚の厚み方向中間位置に積層する中間シート層の一部を、粘弾性体からなるシート体に置き換えて、芯材の周囲に巻き付けて積層する。そのため、粘弾性体からなる振動減衰部が内部に設けられた素管を容易に製造することができる。なお、ここでの中間シート層とは、複数層のシート層のうち、最外層と最内層に積層するシート層以外のものを言う。つまり、中間体の壁厚の厚み方向中間位置とは、中間体の壁の外周面と内周面に露出していない位置を言う。 According to the above configuration, in the laminating step, a part of the intermediate sheet layer laminated at the intermediate position in the thickness direction of the wall thickness of the intermediate body among the sheet layers made of fiber reinforced resin is a sheet body made of a viscoelastic body. Replace with, wrap around the core material and stack. Therefore, it is possible to easily manufacture a raw tube in which a vibration damping portion made of a viscoelastic body is provided. The intermediate sheet layer here refers to a plurality of sheet layers other than the sheet layer laminated on the outermost layer and the innermost layer. That is, the intermediate position in the thickness direction of the wall thickness of the intermediate is a position that is not exposed on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the wall of the intermediate.
上記の構成において、前記積層工程では、前記素管において使用時に先端側となる部分が前記芯材の軸方向に対して傾斜する斜辺を有する前記中間シート層と、前記素管において使用時に基端側となる部分が前記芯材の軸方向に対して傾斜する斜辺を有する前記シート体を、前記芯材の軸方向に並べて巻き付けることが好ましい。 In the above configuration, in the laminating step, the intermediate sheet layer having a hypotenuse in which the portion to be the tip end side in the raw pipe is inclined with respect to the axial direction of the core material and the base end in the raw pipe at the time of use. It is preferable to wind the sheet body having a side portion having an inclined side inclined with respect to the axial direction of the core material side by side in the axial direction of the core material.
上記の構成によれば、素管において振動減衰部が設けられた部分の基端側端部で、本体部に対する振動減衰部の割合が基端側ほど徐々に減少するような素管を容易に製造することができる。剛性の急激な変動が抑制されたセンターロッドの製造が容易である。 According to the above configuration, it is easy to form a raw pipe in which the ratio of the vibration damping portion to the main body portion gradually decreases toward the proximal end side at the proximal end side end portion of the portion of the raw pipe provided with the vibration damping portion. Can be manufactured. It is easy to manufacture a center rod in which sudden fluctuations in rigidity are suppressed.
本発明によれば、矢の発射時の振動を効果的に吸収することのできるアーチェリー用のセンターロッドが得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a center rod for archery that can effectively absorb the vibration at the time of firing an arrow.
以下、本発明を具体化したアーチェリー用のスタビライザーに使用されるセンターロッドの一実施形態について説明する。
本実施形態のスタビライザー10は、図6に示すアーチェリー用の洋弓100に取り付けられたものと同様の形状に形成されている。
Hereinafter, an embodiment of a center rod used in a stabilizer for archery that embodies the present invention will be described.
The
図1に示すように、スタビライザー10は、使用時に前後方向に延びる1本のセンターロッド11と、センターロッド11の後端部から後方に向かうほど広がるようにV字状に延びる一対のサイドロッド12と、センターロッド11の後端部から後方へ延びるエクステンダーロッド13を備えている。センターロッド11は、矢を発射する際の振動を吸収することにより、主に洋弓100全体の左右の動きや上下の傾きを抑制する機能を有し、サイドロッド12は、主に回転を抑制する機能を有している。エクステンダーロッド13は、その後端部で、図6に示すような洋弓10本体のハンドル101に取り付けられている。スタビライザー10の後端部側が、使用者が把持する把持部側となる。
As shown in FIG. 1, the
センターロッド11は、繊維強化樹脂製の筒状体である素管20の表面を、研磨加工、塗装加工等することによって製造される。
まず、センターロッド11に使用される繊維強化樹脂製の素管20について説明する。以下では、使用者が矢を発射させる際に、前方となる側を先端側、後方となる側であって、使用者が把持する把持部側を基端側というものとする。
The
First, the fiber-reinforced resin
本実施形態の素管20は、繊維強化樹脂製の複数層のプリプレグシートが積層された円筒状の中間体を、加圧及び加熱することにより成形される。素管20の内周面及び外周面は、ともに径方向断面が真円形状とされている。また、素管20は、内径及び外径の寸法が軸方向に変化せず、壁厚が軸方向(長手方向)に変化しない真っ直ぐな形状に形成されている。
The
図2に示すように、素管20は、繊維強化樹脂製の複数層のプリプレグシートが積層された本体部21と、粘弾性体からなる振動減衰部22を備えている。振動減衰部22は、素管20の内部で、素管20の軸方向に沿って延びるように配置されている。
As shown in FIG. 2, the
本体部21のプリプレグシートを構成する樹脂の材質は、従来公知のものであればその材質は特に限定されない。熱硬化性樹脂であっても熱可塑性樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂の場合、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂等を挙げることができる。また、熱可塑性樹脂の場合、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等を挙げることができる。強化繊維も、従来公知のものであればその種類は特に限定されない。例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ナイロン繊維、ボロン繊維等を挙げることができる。
The material of the resin constituting the prepreg sheet of the
また、プリプレグシートは、強化繊維が一方向に引き揃えられた連続繊維に樹脂を含浸したものを使用することが好ましい。連続繊維プリプレグシートを使用することで、センターロッド11として必要な剛性を備えた素管20を成形することができる。
Further, as the prepreg sheet, it is preferable to use a continuous fiber in which reinforcing fibers are aligned in one direction and impregnated with a resin. By using the continuous fiber prepreg sheet, it is possible to form the
振動減衰部22を構成する粘弾性体は、粘弾性を有する物体であればその材質は特に限定されない。粘弾性体としては、例えば、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム等の熱硬化性樹脂系エラストマーや、ポリスチレン系、ポリ塩化ビニル系、ポリエステル系、ポリウレタン系等の熱可塑性樹脂系エラストマーが挙げられる。振動を効果的に減衰する観点から言えば、例えば、弾性率が10MPa以下であるような材質の物体で形成されていることが好ましい。
The material of the viscoelastic body constituting the
図2に示すように、振動減衰部22は、素管20の厚みTの中間位置に、素管20の軸線方向に沿って延びるように配置されている。つまり、振動減衰部22の内層側及び外層側には、いずれもプリプレグシートが積層されてなる本体部21が存在しており、振動減衰部22は素管20の外面及び内面に露出しない状態となっている。
As shown in FIG. 2, the
振動減衰部22は、素管20の軸方向の一部に設けられている。具体的には、素管20の先端側の一部に設けられている。振動減衰部22の長さは、素管20の全長の10%より長く、50%より短いことが好ましく、素管20の全長の10%より長く、40%より短いことがより好ましい。振動減衰部22がこうした範囲に設けられていることにより、素管20の基端側での剛性を維持しつつ、先端側での好適な振動減衰効果を得ることができる。これにより、センターロッド11として使用した場合には、狙いを定める際に矢が安定し、矢を発射した際に生じる振動が減衰して矢の方向が安定する。なお、例えば20%というときには、20%±2%程度の誤差がある場合も含むものとする。
The
振動減衰部22は、素管20の軸方向の中央より先端側に設けられていることが好ましく、素管20の先端から設けられていることがより好ましい。振動減衰部22が素管20の先端から設けられていると、センターロッド11の把持部側での剛性を維持しつつ、先端側での振動減衰効果を得ることができる。また、振動減衰部22が素管20の先端から設けられていない場合には、振動減衰部22の基端縁は、素管20の先端から50%の位置、つまり、素管20の長手方向の中央位置に位置していないことが好ましい。これは、センターロッド11としての一次振動の腹位置が、センターロッド11全長の中央位置に生じることによる。一次振動の腹位置での剛性が変化すると、スタビライザー10として、製品ごとのばらつきが生じ易くなるため、安定した品質の製品を供給するためには、振動減衰部22の基端縁がセンターロッド11全長の中央位置に位置しないように設計することが好ましい。
The
図2に示すように、振動減衰部22は、その先端側では素管20の周方向全体に配置されているのに対し、振動減衰部22における軸方向中間位置より基端側では周方向の一部に配置されており、周方向に占める割合は基端側へ行くほど徐々に減少するように設けられている。つまり、振動減衰部22の基端縁では、本体部21に対する振動減衰部22の割合が最も低く、先端側に行くほど連続的に高くなり、本体部21に対する振動減衰部22の割合が所定の値になって以降は、それより先端側での割合は一定となる。このように、素管20において振動減衰部22が設けられた部分の基端側端部では、本体部21に対する振動減衰部22の割合が、基端側へ行くほど徐々に減少する。
As shown in FIG. 2, the
例えば、振動減衰部22が素管20の先端縁から20%の位置に設けられている場合について説明する。この場合、振動減衰部22の基端縁は、素管20の先端縁から20%となる位置にあり、この20%の位置より基端側では本体部21に対する振動減衰部22の割合は0%である。また、例えば、素管20の先端縁から10%となる位置より先端側では、本体部21に対する振動減衰部22の割合は約15%で一定である。そして、素管20の先端縁から10%から20%の位置では、本体部21に対する振動減衰部22の割合は、基端側に行くにつれて、15%から0%まで連続的に減少する。このように、振動減衰部22の基端側端部で、本体部21に対する振動減衰部22の割合が徐々に減少していると、素管20の軸方向における剛性が急激に変動することが抑制されて、センターロッド11としての性能、ひいてはスタビライザー10の性能を安定させることができる。
For example, a case where the
次に、素管20の製造方法について説明する。
素管20の製造方法は、繊維強化樹脂製のプリプレグシートを、芯材としてのマンドレルの周囲に複数層積層して、円筒状の中間体を形成する積層工程、中間体に熱収縮性のラッピングテープを巻回して加圧及び加熱することにより素管20を成形する成形工程、素管20からマンドレルを脱芯する脱芯工程とを備えている。
Next, a method of manufacturing the
The method for manufacturing the
図3(a)に示すように、積層工程では、プリプレグシートとして、一方向に引き揃えられて配向された強化繊維に樹脂が含浸されてなるシート層30を複数層積層する。シート層30は、長辺がマンドレルの長さより少し長く、短辺がマンドレルの周長より少し長い略矩形状に切り出されたものを使用する。シート層30の積層数、シート層30の積層時の強化繊維の配向角度は、特に限定されるものではない。素管20を細径としつつ、好適な剛性を付与する観点から、強化繊維がマンドレルの軸方向に沿うように配向された0゜配向のシート層30が多くなるように構成することが好ましい。また、素管20を細径としつつ、好適な剛性を付与する観点から、0゜配向のシート層30が、90゜配向のシート層30より弾性率が大きいものを使用することが好ましい。
As shown in FIG. 3A, in the laminating step, as a prepreg sheet, a plurality of sheet layers 30 formed by impregnating reinforcing fibers aligned in one direction with a resin are laminated. The
図3(a)に示す積層構成は一例である。プリプレグシートは12層積層されており、1層目と9層目が90゜配向のシート層30であり、それ以外が0゜配向のシート層30である。このように、0゜配向のシート層30を多くすることで、細径でありながら良好な曲げ剛性を備えた素管20を成形することが可能であり、これにより空気の影響を受け難く安定した状態で使用できるセンターロッド11を得ることができる。
The laminated structure shown in FIG. 3A is an example. The prepreg sheet is laminated with 12 layers, the first layer and the ninth layer are
図3(a)及び(b)に示すように、積層工程では、シート層30のうち素管20の管壁の厚みTの中間位置となるシート層30の一部を、粘弾性体からなるシート体40に置き換えて、シート層30とシート体40とを積層するようにしている。素管20の管壁の厚みTの中間位置にあり、シート体40で置き換えるシート層30を中間シート層31とすると、例えば、図3(a)に示す例では、4層目のシート層30を中間シート層31としている。以下では、図3(a)に示す4層目の構成について、図3(a)の積層構成で成形される素管20が、素管20の先端縁から20%の位置に振動減衰部22が設けられているものであるとして説明する。
As shown in FIGS. 3A and 3B, in the laminating step, a part of the
図3(b)に示すように、中間シート層31は、短側辺31bの長さがマンドレルの長さの約80%であり、長側辺31aと短側辺31bの先端側が斜辺31cで連結される形状に切り出されたものを使用する。長側辺31aに対する斜辺31cの傾斜角度θ1は、約45゜である。また、4層目に積層するシート体40は、長側辺40aの長さがマンドレルの長さの約20%であり、長側辺40aと短側辺40bの基端側が斜辺40cで連結される形状に切り出されたものを使用する。長側辺40aに対する斜辺40cの傾斜角度θ2は、約45゜である。シート体40の厚みは、全体に一定である。
As shown in FIG. 3B, in the
積層工程では、中間シート層31を積層する際、図3(a)に示すように、中間シート層31の斜辺31cとシート体40の斜辺40cを突き合せた状態で、マンドレルの軸方向に並べて巻き付ける。こうすることで、積層工程を経て得られた中間体は、シート体40の基端側端部においては、中間体の基端縁に行くほどシート層30に対するシート体40の割合が徐々に減少していくように形成される。
In the laminating step, when laminating the
続いて、成形工程では、中間体に熱収縮性のラッピングテープを巻回して加圧及び加熱することにより素管20を成形する。ラッピングテープは、熱収縮性の従来公知のものを使用することができる。また、加熱温度及び加熱時間は、シート層30を構成する樹脂の材質によって適宜調整すればよい。
Subsequently, in the molding step, the
続いて、脱芯工程では素管20からマンドレルを脱芯する。得られた素管20の表面を研磨加工し、適宜の塗装加工、機械加工等を施すことによって、センターロッド11として使用することができる。なお、シート体40の厚みが、中間シート層31の厚みより多少厚い場合であっても、素管20の表面の研磨加工により、平坦かつ平滑な外表面とすることができる。
Subsequently, in the decentering step, the mandrel is decentered from the
なお、サイドロッド12及びエクステンダーロッド13も同様に、繊維強化樹脂製のプリプレグシートを複数層積層して、加圧及び加熱することにより成形する。サイドロッド12及びエクステンダーロッド13に使用するプリプレグシートの材質は、センターロッド11と同様のものであることが好ましい。サイドロッド12及びエクステンダーロッド13についても、研磨加工、塗装加工、機械加工等を施す。センターロッド11、サイドロッド12、及びエクステンダーロッド13を連結具により連結することで、スタビライザー10が得られる。
Similarly, the
次に、上記実施形態のスタビライザー10が備えるセンターロッド11、センターロッド11に使用される素管20、素管20の製造方法の効果について説明する。
(1)上記実施形態のセンターロッド11は、繊維強化樹脂製の複数層のシート層30が積層されてなる筒状の素管20で構成されている。素管20は、繊維強化樹脂材料からなる本体部21と、粘弾性体からなる振動減衰部22を備えている。
Next, the effect of the method of manufacturing the
(1) The
粘弾性体からなる振動減衰部22が設けられていることで、振動減衰部22が設けられていない場合に比べて、矢を発射する際に生じる振動を、センターロッド11によって効果的に減衰させることができる。また、振動減衰部22が素管20の一部として設けられていることで、素管20の構成を簡素化しつつ、優れた振動減衰性を実現することができる。
Since the
(2)振動減衰部22は、素管20の管壁の厚み方向中間位置であって、素管20の長手方向の一部に設けられている。
そのため、振動減衰部22が設けられていても、素管20の剛性を低下させることが抑制される。センターロッド11として要求される剛性を確保することで矢を発射する際の衝撃を抑制しつつ、優れた振動減衰性を実現することができる。
(2) The
Therefore, even if the
(3)振動減衰部22は、素管20の先端側であって、素管20の長手方向の全長の10%超50%未満の範囲に設けられている。
そのため、素管20の基端側での剛性を維持しつつ、振動を効果的に吸収することができる。これにより、センターロッド11の把持部側での剛性を実現しつつ、センターロッド11により振動減衰効果を得ることができる。矢の発射時の振動を効果的に減衰させることができる。
(3) The
Therefore, vibration can be effectively absorbed while maintaining the rigidity of the
(4)素管20において振動減衰部22が設けられた部分の基端側端部では、本体部21に対する振動減衰部22の割合が基端側ほど徐々に減少している。
そのため、素管20の軸方向において、その剛性が急激に変動することが抑制される。センターロッド11の品質を安定させることができる。
(4) At the base end side end portion of the portion of the
Therefore, it is possible to prevent the rigidity of the
(5)素管20は、繊維強化樹脂製のシート層30を芯材としてのマンドレルの周囲に複数層積層して、円筒状の中間体を形成する積層工程と、中間体を加圧及び加熱して素管20を成形する成形工程とを備えている。積層工程では、複数層のシート層30のうち中間層となる中間シート層31の一部を、粘弾性体からなるシート体40に置き換えて積層している。
(5) The
そのため、粘弾性体からなる振動減衰部22が内部に設けられた素管20を容易に製造することができる。
(6)積層工程では、スタビライザーとしての使用時に先端側となる部分がマンドレルの軸方向に対して傾斜する斜辺31cを有する中間シート層31と、スタビライザーとしての使用時に基端側となる部分がマンドレルの軸方向に対して傾斜する斜辺40cを有するシート体40をマンドレルの軸方向に並べて巻き付けている。
Therefore, the
(6) In the laminating step, the
そのため、振動減衰部22の基端側端部で、本体部21に対する振動減衰部22の割合が徐々に減少するような素管20を容易に製造することができる。剛性の急激な変動が抑制されたセンターロッド11の製造が容易である。
Therefore, it is possible to easily manufacture the
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。 The above embodiment can be modified and implemented as follows. The above embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
・上記実施形態では、センターロッド11として、1本のセンターロッド11と、一対のサイドロッド12と、エクステンダーロッド13を備えているスタビライザー10に適用されるものとして説明したが、スタビライザー10はこうした形状のものに限定されない。例えば、一対のサイドロッド12を備えていない形状のものであってもよい。
-In the above embodiment, the
・上記実施形態では、振動減衰部22が素管20の先端縁から設けられているものについて説明したが、必ずしも先端縁から設けられていなくてもよい。例えば、先端縁より少し基端側から設けられていてもよい。
-In the above embodiment, the
・プリプレグシートの積層構成は、図3(a)に示すものに限定されない。90゜層の割合が異なっていてもよく、±30゜、±45゜、±60゜等、プリプレグシート中の強化繊維の配向方向が、マンドレルの軸線方向に対して傾斜するように積層された層を有していてもよい。空気抵抗の影響を考慮してできるだけ細径とするとともに、センターロッド11として必要な剛性を付与するためには、0゜層の割合を多くすることが好ましい。
The laminated structure of the prepreg sheet is not limited to that shown in FIG. 3 (a). The ratio of the 90 ° layers may be different, and the reinforcing fibers in the prepreg sheet are laminated so that the orientation direction of the reinforcing fibers in the prepreg sheet is inclined with respect to the axial direction of the mandrel, such as ± 30 °, ± 45 °, ± 60 °, etc. It may have a layer. In order to make the diameter as small as possible in consideration of the influence of air resistance and to impart the rigidity required for the
・プリプレグシートの積層数は、12層に限らず適宜調整することができる。要求される剛性、径、重量等に応じて適宜調整すればよい。
・上記実施形態では、図3(a)に示すように、第4層のシート層30を中間シート層31として、その一部を粘弾性体からなるシート体40に置き換えたが、中間シート層31の位置は第4層に限定されない。中間体の最外層及び最内層でなければどこであってもよい。この場合、中間シート層31は、成形された素管20の管壁の厚み方向中央位置ではないことが好ましい。振動減衰部22が素管20の管壁の厚み方向中央位置とならないようにすることで、好適な振動減衰効果を得ることができる。
-The number of laminated prepreg sheets is not limited to 12 layers and can be adjusted as appropriate. It may be appropriately adjusted according to the required rigidity, diameter, weight and the like.
In the above embodiment, as shown in FIG. 3A, the
・図3(b)に示すような中間シート層31における長側辺31aに対する斜辺31cの傾斜角度θ1、すなわち、シート体40における長側辺40aに対する斜辺40cの傾斜角度θ2は適宜調整することができる。傾斜角度θ1、θ2は、振動減衰部22の端部での剛性の急激な変動が抑制される程度に設定すればよい。なお、傾斜角度θ1と傾斜角度θ2は等しいことが好ましい。
The inclination angle θ1 of the
・シート体40に置き換えられる中間シート層31は、複数層存在していてもよい。例えば、第3層と第4層が中間シート層31とされていてもよい。
・シート体40として、全体に一定の厚みのものを使用したが、厚みが変化するものを使用してもよい。例えば、マンドレルに巻き付ける際、基端側ほど徐々に厚みが薄くなるようなシート体40を巻き付けるようにしてもよい。
-A plurality of intermediate sheet layers 31 to be replaced with the
-As the
次に、上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
(イ)アーチェリー用のセンターロッドに適用される筒状の素管であって、繊維強化樹脂製の複数層のシート層が積層されてなる本体部と、粘弾性体からなる振動減衰部とを備え、前記振動減衰部は、前記素管の管壁の厚み方向中間位置であって、前記素管の長手方向の中央より先端側に設けられており、その長さは、前記素管の全長の10%より長いことを特徴とする素管。
Next, the technical idea that can be grasped from the above-described embodiment and modification is described below.
(B) A tubular base tube applied to a center rod for archery, which has a main body portion in which a plurality of sheet layers made of fiber-reinforced resin are laminated, and a vibration damping portion made of a viscoelastic body. The vibration damping portion is provided at an intermediate position in the thickness direction of the pipe wall of the raw pipe, and is provided on the tip side from the center in the longitudinal direction of the raw pipe, and the length thereof is the total length of the raw pipe. A bare tube characterized by being longer than 10% of.
(ロ)前記振動減衰部は、前記素管の先端から設けられていることを特徴とする前記(イ)に規制の素管。
(ハ)前記素管において前記振動減衰部が設けられた部分の基端側端部では、前記本体部に対する前記振動減衰部の割合が、基端側ほど徐々に減少していることを特徴とする前記(イ)又は(ロ)に記載の素管。
(B) The vibration damping portion is the raw pipe regulated in (a) above, characterized in that it is provided from the tip of the raw pipe.
(C) At the base end side end portion of the portion of the raw pipe provided with the vibration damping portion, the ratio of the vibration damping portion to the main body portion is gradually reduced toward the proximal end side. The raw pipe according to (a) or (b) above.
本発明のスタビライザー10のセンターロッド11に使用される素管20についてさらに詳細に説明する。
(試験1)
センターロッド11用の素管20における振動減衰部22の位置、長さを検討するために、振動減衰部22の位置、長さが異なる複数の素管20を成形して、それぞれの素管20の剛性についての評価、及び振動減衰効果についての評価を行った。
The
(Test 1)
In order to examine the position and length of the
<素管20の成形>
センターロッド11用の素管20における振動減衰部22の位置、長さを検討するために、6種類の試作品の素管20を成形した。以下では、試作品1〜6という。試作品1は、振動減衰部22が設けられていないものであり、試作品2〜6は、その長手方向の一部または全部に振動減衰部22が設けられているものである。
<Molding of
In order to examine the position and length of the
試作品1は、シート層30として、炭素繊維が熱硬化性エポキシ樹脂に含浸されたプリプレグシートを使用し、シート層30を長尺円筒状のマンドレルに12層積層した後、加圧及び加熱することによって成形した。プリプレグシートは、炭素繊維が1方向に引き揃えられて配向されているものを使用した。また、マンドレルの直径は10mmのものを使用した。1層目及び9層目では、炭素繊維の配向方向がマンドレルの軸線方向に対して90゜となるように巻き付け、それ以外では、炭素繊維の配向方向がマンドレルの軸線方向に対して0゜となるように巻き付けた。90゜層として使用したプリプレグシートは、弾性率が24tのものであり、0゜層として使用したプリプレグシートは、弾性率が60tのものである。
Prototype 1 uses a prepreg sheet in which carbon fibers are impregnated with a thermosetting epoxy resin as the
試作品2〜6は、振動減衰部22を有する素管20として成形した。試作品2〜6の積層構成は、試作品1と同様であり、4層目のシート層30を中間シート層31として、その一部または全部を粘弾性体のシート体40に置き換えて積層した。試作品2〜6に設けられた粘弾性体のシート体40は、熱可塑性エラストマーコンパウンド(厚み0.3mm)を使用した。
Prototypes 2 to 6 were molded as a
試作品2では、4層目のシート層30(中間シート層31)として、短側辺31bの長さが他のシート層30の長手方向の長さの約90%、長側辺31aに対する斜辺31cの傾斜角度θ1が約45゜となるものを使用した。また、粘弾性体のシート体40として、長側辺40aの長さが他のシート層30の長手方向の長さの約10%、長側辺40aに対する斜辺40cの傾斜角度θ2が約45゜となるものを使用した。4層目の中間シート層31を積層する際には、中間シート層31とシート体40とがマンドレルの長手方向にほぼ隙間なく並べられた状態で巻き付けた。つまり、試作品2は、素管20の長手方向における粘弾性体(振動減衰部22)の長さの割合(%)が10%となるようにシート体40を積層したものである。
In prototype 2, as the fourth sheet layer 30 (intermediate sheet layer 31), the length of the
試作品3では、4層目の中間シート層31として、短側辺31bの長さが他のシート層30の長手方向の長さの約80%、長側辺31aに対する斜辺31cの傾斜角度θ1が約45゜となるものを使用した。粘弾性体のシート体40として、長側辺40aの長さが他のシート層30の長手方向の長さの約20%、長側辺40aに対する斜辺40cの傾斜角度θ2が約45゜となるものを使用した。試作品3は、素管20の長手方向における粘弾性体(振動減衰部22)の長さの割合(%)が20%である。
In Prototype 3, as the fourth
試作品4では、4層目の中間シート層31として、短側辺31bの長さが他のシート層30の長手方向の長さの約66.67%(2/3)、長側辺31aに対する斜辺31cの傾斜角度θ1が約45゜となるものを使用した。粘弾性体のシート体40として、長側辺40aの長さが他のシート層30の長手方向の長さの約33.33%(1/3)、長側辺40aに対する斜辺40cの傾斜角度θ2が約45゜となるものを使用した。試作品4は、素管20の長手方向における粘弾性体(振動減衰部22)の長さの割合(%)が33.3%(1/3)である。
In Prototype 4, as the fourth
試作品5では、4層目の中間シート層31として、短側辺31bの長さが他のシート層30の長手方向の長さの約50%、長側辺31aに対する斜辺31cの傾斜角度θ1が約45゜となるものを使用した。粘弾性体のシート体40として、長側辺40aの長さが他のシート層30の長手方向の長さの約50%、長側辺40aに対する斜辺40cの傾斜角度θ2が約45゜となるものを使用した。試作品5は、素管20の長手方向における粘弾性体(振動減衰部22)の長さの割合(%)が50%である。
In the prototype 5, as the fourth
試作品3〜5についても試作品2と同様に、4層目の中間シート層31を積層する際には、中間シート層31とシート体40とがマンドレルの長手方向にほぼ隙間なく並べられた状態で巻き付けた。
As for prototypes 3 to 5, similar to prototype 2, when the fourth
試作品6では、4層目のシート層30に代えて、マンドレルの長手方向全長に亘って粘弾性体のシート体40を巻き付けた。試作品5は、素管20の長手方向における粘弾性体(振動減衰部22)の長さの割合(%)が100%である。
In prototype 6, instead of the
試作品1〜6は、中間体の外周面に高収縮性のラッピングテープを巻き付けた後、ラッピングテープの周面を加圧しつつ、135℃で90分加熱することによって成形した。できあがった試作品1〜6の素管20は、内径(直径)が約10mm、外径(直径)が約14mm、厚みTが約2mmであった。
Prototypes 1 to 6 were formed by wrapping a highly shrinkable wrapping tape around the outer peripheral surface of the intermediate, and then heating the peripheral surface of the wrapping tape at 135 ° C. for 90 minutes while pressurizing the peripheral surface of the wrapping tape. The
<剛性評価>
剛性評価は、各試作品の素管20について、片持ち撓み量を解析することにより評価した。具体的には、各試作品の素管20の基端縁にある節点を完全に拘束し、先端縁にある節点に10Nの荷重を加えた。その際に発生した先端縁にある節点の変形量(mm)を測定した。また、振動減衰部22を有していない試作品1の先端変形量(mm)に対する試作品2〜6の先端変形量(mm)の増加した割合を「先端変形量増加率(%)」として算出した。
<Rigidity evaluation>
The rigidity was evaluated by analyzing the cantilever deflection amount of the
<振動減衰効果の評価>
振動減衰効果の評価は、各試作品の素管20の先端縁の振動により評価した。具体的には、各試作品の素管20の基端縁に糸を取り付けて宙づり状態とし、先端縁に加速度計を取り付けた。素管20の中点を加振して、加速度計が振動する挙動を計測した。加振は、インパルスハンマーを用いて、20N±10%のインパルス波を与え、その際の応答を計測した。1次振動の減衰比を求めるために、500Hzのローパスフィルタでフィルタリングを行い、減衰自由振動を表す以下の数式1から減衰比ζを算出した。ここで、Ainitialは初期の振幅(m/s2)、ωは各周波数(rad/s)、tは時間(sec)を表す。
<Evaluation of vibration damping effect>
The vibration damping effect was evaluated by the vibration of the tip edge of the
試作品1〜6の素管20の先端変形量(mm)、先端変形量増加率(%)、減衰比、減衰比増加率(%)の値を、表1に示した。また、先端変形量増加率(%)の結果を図4、減衰比増加率(%)の結果を図5に示した。
Table 1 shows the values of the tip deformation amount (mm), the tip deformation amount increase rate (%), the damping ratio, and the damping ratio increase rate (%) of the
表1及び図5より、粘弾性体が素管20の先端から10%の位置まで積層されている試作品2では、減衰比の増加率(%)が、粘弾性体が積層されていない試作品1に対して変化しなかった。一方、粘弾性体が素管20の先端から20%の長さの位置まで積層されている試作品3では、減衰比が5%増加しており、試作品3〜6では、素管20の長手方向における粘弾性体の長さの割合が大きくなるほど、減衰比の増加率(%)が大きくなる傾向が見られた。振動減衰部22が素管20の先端側の位置に設けられており、素管20の長手方向の長さより10%超長ければ、矢の発射の際に生じる振動を好適に吸収することができ、スタビライザーとしての振動減衰効果が得られることがわかった。
From Table 1 and FIG. 5, in the prototype 2 in which the viscoelastic body is laminated to the position of 10% from the tip of the
以上の結果より、素管20の先端から振動減衰部22が設けられており、その長さが、素管20の全長の10%より長く、50%未満の長さであると、スタビライザーとしての剛性を維持しつつ、好適な振動減衰効果を得ることができると言える。なお、素管20の先端縁から50%の位置まで振動減衰部22が設けられている試作品5では、先端変形量が抑えられ、減衰比も増加していたが、センターロッド11として使用する場合には、一次振動の節の位置(素管20の長手方向中央の位置)に振動減衰部22の基端縁が位置することになり、振動減衰の観点からは好ましくない。したがって、スタビライザーとしての剛性を維持しつつ、好適な振動減衰効果を得るには、素管20の先端から振動減衰部22が設けられており、その長さが、10%超50%未満であることが好ましい。
From the above results, if the
(試験2)
粘弾性体からなる振動減衰部22をセンターロッド11として使用する素管20の一部に設けることにより、スタビライザーとしての性能がどの程度向上するかについて評価を官能試験として行った。
(Test 2)
A sensory test was conducted to evaluate how much the performance as a stabilizer is improved by providing the
センターロッド用の素管20として、先端側40%の位置に粘弾性体が積層されたもの、先端側60%の位置に粘弾性体が積層されたもの、粘弾性体が積層されていないものの3種類の試作品を成形した。粘弾性体が積層された2種類の試作品は、ともに素管20の先端から粘弾性体が積層されている。それぞれの試作品の表面を機械研磨し、アーチェリー用スタビライザーとして調整した。3種類のスタビライザーを装着して、試打した場合の官能評価を、ウエイト感、硬さ感、重さ感、振動収束性、左右のぶれ易さ、上下の振動し易さ、矢の飛び出し易さ、エイミング感の8つの観点から行った。各官能評価は、粘弾性体が積層されていない素管20をスタビライザーのセンターロッドとした場合に対して、粘弾性体が積層された素管20をスタビライザーのセンターロッドとした場合に受ける印象の違いを、以下の評定により行った。その結果を、表2に示した。
As the
◎;粘弾性体がないものと比べて向上した。
〇;粘弾性体がないものと比べて変化がなかった。
△;粘弾性体がないものと比べて低下した。
⊚; Improved compared to those without a viscoelastic body.
〇; There was no change compared to the one without the viscoelastic body.
Δ: It was lower than that without the viscoelastic body.
これに対して、粘弾性体が素管20の先端から60%までの位置に積層された素管20を使用したスタビライザーでは、「振動収束性」については使用感が向上するといった評価となったが、「硬さ感」、「左右のぶれ難さ」、「上下の振動し難さ」、「矢の飛び出し易さ」、「エイミング感」で使用感が低下したといった評価となった。
On the other hand, in the stabilizer using the
素管20の先端から振動減衰部22が設けられており、その長さが、10%超50%未満であるにより、センターロッドとしての剛性を維持しつつ、好適な振動減衰効果を得ることができるといった効果が、官能評価によって裏付けられた。センターロッドの基端側の剛性を高めて硬くすることで、スタビライザー全体の揺れが抑えられ、センターロッドの先端側に粘弾性体を搭載することで、振動が効果的に逃がされて揺れ戻しを抑制するための振動吸収が効果的になされると考えられる。
Since the
10…スタビライザー、11…センターロッド、20…素管、21…本体部、22…振動減衰部、30…シート層、31…中間シート層、31c…斜辺、40…シート体、40c…斜辺。 10 ... Stabilizer, 11 ... Center rod, 20 ... Raw pipe, 21 ... Main body, 22 ... Vibration damping part, 30 ... Sheet layer, 31 ... Intermediate sheet layer, 31c ... Hypotenuse, 40 ... Sheet body, 40c ... Hypotenuse.
Claims (6)
前記振動減衰部は、前記素管の管壁の厚み方向中間位置に該素管の長手方向に沿って延びるように設けられているとともに、該素管の長手方向の一部に設けられていることを特徴とするアーチェリー用のスタビライザー。 A center rod composed of a tubular base tube having a main body portion in which a plurality of sheet layers made of fiber reinforced resin are laminated and a vibration damping portion made of a viscoelastic body is provided.
The vibration damping portion is provided at an intermediate position in the thickness direction of the pipe wall of the raw pipe so as to extend along the longitudinal direction of the raw pipe, and is provided at a part of the raw pipe in the longitudinal direction. A stabilizer for archery that is characterized by that.
前記振動減衰部の長手方向の長さは、前記素管の全長の10%超50%未満であることを特徴とする請求項1に記載のアーチェリー用のスタビライザー。 The vibration damping portion is provided at a position on the tip side during use.
The stabilizer for archery according to claim 1, wherein the length of the vibration damping portion in the longitudinal direction is more than 10% and less than 50% of the total length of the raw pipe.
繊維強化樹脂製のシート層を芯材の周囲に複数層積層して、円筒状の中間体を形成する積層工程と、
前記中間体を加圧及び加熱して前記素管を成形する成形工程と
を備え、
前記積層工程では、前記中間体を形成する複数層の前記シート層のうち、前記中間体の壁厚の厚み方向中間位置に積層する前記シート層である中間シート層の一部を、粘弾性体からなるシート体に置き換えて積層することを特徴とする素管の製造方法。 The method for manufacturing the raw tube used in the stabilizer for archery according to any one of claims 1 to 4.
A laminating process in which a sheet layer made of fiber reinforced plastic is laminated around a core material to form a cylindrical intermediate, and a laminating process.
It is provided with a molding step of forming the raw tube by pressurizing and heating the intermediate.
In the laminating step, a part of the intermediate sheet layer, which is the sheet layer to be laminated at an intermediate position in the thickness direction of the wall thickness of the intermediate body, is a viscoelastic body among the plurality of the sheet layers forming the intermediate body. A method for manufacturing a raw tube, which is characterized in that it is replaced with a sheet body made of and laminated.
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