JP3154805B2 - 管状体 - Google Patents
管状体Info
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- fiber
- resin
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Description
層、外面樹脂層夫々を炭素繊維で補強された樹脂の一体
化で管状に成形すると共に、内面樹脂層、外面樹脂層夫
々の炭素繊維の繊維方向を該管状体の略周方向に設定
し、中間樹脂層の炭素繊維の繊維方向を該管状体の略長
手方向に設定して成る管状体に関し、詳しくは、管状体
の弾性率を高くしながら、曲げ強度を向上させる技術に
関するものである。
と称し、従来、上記のように複数の樹脂層で管状に成形
されたCFRPとしては、釣り竿、ゴルフクラブのシャ
フト等が存在し、このれらの管状体は、炭素繊維にエポ
キシ樹脂等を含浸させたプリプレグをマンドレルに巻回
し、焼成することにより製造されている。
体を釣り竿に用いることについて考えるに、釣り人が使
用する際の疲れを減少させ、かつ、素早い操作を可能に
するために軽量なものが求められると同時に、魚の強い
引きに対しても耐え得るよう管状体の曲げ強度の高いも
のが求められている。又、釣り竿はその種類により必要
とされる各部の曲げ剛性を実現しながら軽量化するため
に、より高弾性の材料の使用が望まれている。炭素繊維
は出発材料である前駆体の違い、熱処理の温度、及び、
製造時の処理等により種々の弾性率、強度のものがあ
り、炭素繊維の種類によりコンポジット(樹脂と繊維と
の複合材)の繊維方向の圧縮強度も異なるものとなって
いる。尚、高弾性炭素繊維にはポリアクリルニトリルを
前駆体とするPAN系のものと、メソフェーズピッチを
前駆体とするピッチ系のものとが存在し、PAN系のも
のではピッチ系と比較して、コンポジットの繊維方向で
高い圧縮強度が得られるものの、ピッチ系と比較して高
い弾性率が得られにくいものであり、又、ピッチ系のも
のではPAN系のものほどコンポジットの繊維方向で高
い圧縮強度が得られない反面、PAN系より高い弾性率
が容易に得られるものとなっている。因みに、PAN系
の繊維とピッチ系の繊維とでは、使用材料の差異によ
り、ピッチ系の繊維のコストが低く、このピッチ系の繊
維を用いることが望まれている。
状体においては、コンポジットの繊維方向の圧縮強度に
大きく左右されることから、この種の管状体の折損を阻
止するためには、高い曲げ強度を得るようコンポジット
の繊維方向で高い圧縮強度の炭素繊維を用いたい面があ
る。しかし、前述したようにコンポジットで高弾性率を
得る炭素繊維はコンポジットの圧縮強度が低いことか
ら、この種の炭素繊維を用いた場合には高い弾性率を得
る反面、曲げ強度を向上させる目的で管状体の厚みの増
大を必要とし、管状体を重量化するものとなり適度の弾
性、若しくは、剛性が得られず改善の余地がある。
弾性率を損なうこと無く、高い曲げ強度を現出する管状
体を合理的に構成する点にある。
したように、内面樹脂層、中間樹脂層、外面樹脂層夫々
を炭素繊維で補強された樹脂の一体化で管状に成形する
と共に、前記内面樹脂層、前記外面樹脂層夫々の炭素繊
維の繊維方向を該管状体の略周方向に設定し、前記中間
樹脂層の炭素繊維の繊維方向を該管状体の略長手方向に
設定して成る管状体であって、前記中間樹脂層を、前記
外面樹脂層に接する第1樹脂層と、この第1樹脂層の内
面側に接する第2樹脂層との2つの樹脂層を少なくとも
備えた複数の樹脂層で構成し、前記第1樹脂層の炭素繊
維と樹脂との複合材の繊維方向の圧縮強度と比較して、
前記第2樹脂層の炭素繊維と樹脂との複合材の繊維方向
の圧縮強度を低く設定して成る点にあり、その作用、及
び、効果は次の通りである。
例に挙げ、
脂層Bを形成した管状体の曲げ強度試験を行うと、その
結果は、下の表のようになり、
間樹脂層Bの最外面側、即ち外面樹脂層Cに接する部位
の樹脂層の圧縮強度と比較して、この樹脂層の内面側に
接する樹脂層の圧縮強度をより低く設定することで、
(イ)の繊維を2層形成したもの((a)のテストピー
ス)、及び、該(c) のテストピースと逆に(イ)、
(ロ)の配置を入れ換えたもの((b)のテストピー
ス)より高強度になり、しかも、このように比較的安価
なピッチ系の繊維を用い乍ら高い強度が現出するのであ
る。更に、(d)の結果から中間樹脂層Bの最外面側、
即ち外面樹脂層Cに接する部位と、最内面側で、即ち内
面樹脂層Aに接する部位の樹脂層の圧縮強度を、外面樹
脂層Cに接する部位の樹脂層の内面側に接する樹脂層の
圧縮強度より高く設定することで、より高い曲げ強度を
有する管状体を得ることができる。尚、この試験では内
面樹脂層A、外面樹脂層C夫々とも0.034mmの厚
みで、弾性率30t/mm2の炭素繊維を1m2あたり3
0g、樹脂を20gで形成し、中間樹脂層Bは管状体の
単位長さあたりの重量が等しくなるように、2層のもの
(a),(b),(c)では各層が1m2あたり炭素繊維を
150g、樹脂を50gで形成した3層のものであり、
(d)は炭素繊維(ロ)の層を夫々1m2あたり炭素繊
維を75g、樹脂を25gで形成し、炭素繊維(イ)の
層を1m2あたり炭素繊維を150g、樹脂を50gで
形成した。
有するものの、中間樹脂層Bを複数層で形成すると共
に、この炭素繊維に性能の異なるものを組み合わせるこ
とにより、単一種の炭素繊維を同一重量で用いたものよ
り高い曲げ強度を得て折損が抑制されると同時に炭素繊
維が複合されるので一方の炭素繊維の高い弾性率も活か
せるものとなるのである。
を損なうこと無く、高い曲げ強度を現出する管状体が合
理的に構成されたのである。特に、この中間樹脂層をP
AN系、ピッチ系の炭素繊維の組み合わせで形成した場
合には、ピッチ系の炭素繊維がPAN系より安価である
ことが活かされ、コストを低減できるという効果も奏す
る。
する。図1及び図2に示すように、内面樹脂層A、中間
樹脂層B、外面樹脂層C夫々を炭素繊維で補強された樹
脂の一体化で管状に成形すると共に、内面樹脂層A、外
面樹脂層C夫々の炭素繊維の繊維方向S,Sを該管状体
の周方向に設定し、中間樹脂層の炭素繊維の繊維方向S
を該管状体の長手方向に設定して管状体を構成する。こ
の管状体は釣り竿、ゴルフクラブのシャフト等に用いら
れるものであり、前記中間樹脂層Bは、外面樹脂層Cに
接する第1樹脂層1と、この第1樹脂層1の内面側に接
する第2樹脂層2と、更に、この第2樹脂層2の内面に
接する第3樹脂層3との3層の樹脂層で構成されてい
る。この3層の樹脂層は第1樹脂層1と第3樹脂層3と
に同性能のPAN系の炭素繊維を用い、第2樹脂層2に
ピッチ系のものを用い、第1樹脂層1と第3樹脂層3と
のコンポジット(樹脂と繊維との複合材)の圧縮強度を
高く、第2樹脂層のコンポジットの圧縮強度を低くする
ことにより高い曲げ強度を現出するものとなっている。
樹脂層C夫々ともPAN系の炭素繊維を0.03ミリメ
ートル程度の厚みに形成し、中間樹脂層のうち、第1、
第2、第3樹脂層1,2,3夫々を0.2ミリメートル
程度の厚みに設定してあり、この管状体はマンドレルに
対して夫々の炭素繊維を含んだプリプレグを巻回し、焼
成することにより製造される(製造方法は詳述せず)。
例えば、図3に示すように、中間樹脂層を第1樹脂層1
と、第2樹脂層2との2層で構成することが可能であ
り、このように2層に形成する場合にも、第2樹脂層2
のコンポジットの圧縮強度と比較して、第1樹脂層1の
コンポジットの圧縮強度を高くすることで高い曲げ強度
を現出するものとなる。又、この発明では中間樹脂層を
3層以上の樹脂層で構成することが可能であり、第1、
第2樹脂層夫々の炭素繊維に、弾性率、圧縮強度が夫々
異なるPAN系同士を複数層形成して良く、又、ピッチ
系同士を複数層形成して良く、このように同種の炭素繊
維を含んだ樹脂層を形成しても同様の効果を得るものと
なる。又、この発明では内面樹脂層、外面樹脂層夫々の
炭素繊維がPAN系に限定されるもので無く、ピッチ系
でも良く、更に、内面樹脂層がピッチ系で外面樹脂層が
PAN系となる組合せでも良く、又、逆の組合せであっ
ても良い。
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
Claims (2)
- 【請求項1】内面樹脂層(A)、中間樹脂層(B)、外
面樹脂層(C)夫々を炭素繊維で補強された樹脂の一体
化で管状に成形すると共に、前記内面樹脂層(A)、前
記外面樹脂層(C)夫々の炭素繊維の繊維方向を該管状
体の略周方向に設定し、前記中間樹脂層(B)の炭素繊
維の繊維方向を該管状体の略長手方向に設定して成る管
状体であって、 前記中間樹脂層(B)を、前記外面樹脂層(C)に接す
る第1樹脂層(1)と、この第1樹脂層(1)の内面側
に接する第2樹脂層(2)との2つの樹脂層から成るも
のとし、 前記第1樹脂層(1)の炭素繊維をポリアクリルニトリ
ルを原料とするPAN系のものとするとともに、前記第
2樹脂層(2)の炭素繊維をピッチを原料とするピッチ
系のものとし、 前記第1樹脂層(1)の炭素繊維と樹脂との複合材の繊
維方向の圧縮強度と比較して、前記第2樹脂層(2)の
炭素繊維と樹脂との複合材の繊維方向の圧縮強度を低く
設定して成る管状体。 - 【請求項2】内面樹脂層(A)、中間樹脂層(B)、外
面樹脂層(C)夫々を炭素繊維で補強された樹脂の一体
化で管状に成形すると共に、前記内面樹脂層(A)、前
記外面樹脂層(C)夫々の炭素繊維の繊維方向を該管状
体の略周方向に設定し、前記中間樹脂層(B)の炭素繊
維の繊維方向を該管状体の略長手方向に設定して成る管
状体であって、 前記中間樹脂層(B)を、前記外面樹脂層(C)に接す
る第1樹脂層(1)と、この第1樹脂層(1)の内面側
に接する第2樹脂層(2)と、前記内面樹脂層(A)の
外面側に接する第3樹脂層(3)とを少なくとも備えた
3層以上の樹脂層から成るものとし、 前記第1樹脂層(1)および前記第3樹脂層(3)の炭
素繊維をポリアクリルニトリルを原料とするPAN系の
ものとするとともに、前記第2樹脂層(2)の炭素繊維
をピッチを原料とするピッチ系のものとし、 前記第1樹脂層(1)および前記第3樹脂層(3)の炭
素繊維と樹脂との複合材の繊維方向の圧縮強度と比較し
て、前記第2樹脂層(2)の炭素繊維と樹脂と の複合材
の繊維方向の圧縮強度を低く設定して成る 管状体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11091992A JP3154805B2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 管状体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11091992A JP3154805B2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 管状体 |
Publications (2)
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JPH05304860A JPH05304860A (ja) | 1993-11-19 |
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Family
ID=14547958
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11091992A Expired - Lifetime JP3154805B2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 管状体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3154805B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003092372A1 (fr) * | 2002-05-01 | 2003-11-13 | Shimano Inc. | Canne a peche |
Families Citing this family (4)
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-
1992
- 1992-04-30 JP JP11091992A patent/JP3154805B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2003092372A1 (fr) * | 2002-05-01 | 2003-11-13 | Shimano Inc. | Canne a peche |
CN100521930C (zh) * | 2002-05-01 | 2009-08-05 | 株式会社岛野 | 钓竿 |
Also Published As
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