JP3315338B2

JP3315338B2 - 管状体

Info

Publication number: JP3315338B2
Application number: JP10186197A
Authority: JP
Inventors: 謙一亀田; 寿久岡本; 正一小金井; 正憲渡辺; 伸二福岡
Original assignee: ダイワ精工株式会社
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 2002-08-19
Anticipated expiration: 2017-04-18
Also published as: JPH10291265A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、釣竿用の竿管、ゴ
ルフクラブのシャフト等の管状体に関し、具体的には、
強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレグシートを巻回
して構成される各種の管状体に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記した構成の管状体は、通常、芯金に
対してプリプレグシートを重合するように巻回し、その
上にセロハンテープを巻回して安定させた後、これを加
熱炉において合成樹脂を熱硬化し、その後、冷却して、
脱芯、セロハンテープの剥離、研磨、塗装等の工程を経
て作成されている。この場合、芯金に対して巻回される
上記プリプレグシートは、管状体の用途、要求特性等に
応じて、その強化繊維の種類、引揃方向、シートの厚
さ、樹脂含浸量、巻回態様等に関して、様々な構成のも
のが用いられている。例えば、薄肉で周方向に強化繊維
が引き揃えられたプリプレグシートを最内層となるよう
に巻回し、厚肉で軸長方向に強化繊維が引き揃えられた
プリプレグシートを中間層となるように巻回し、薄肉で
周方向に強化繊維が引き揃えられたプリプレグシートを
最外層となるように巻回した、いわゆる３層構造とする
ことにより、高強度な管状体が得られることが知られて
いる。

【０００３】ところで、上記したような厚肉の中間層を
形成する場合、１枚のプリプレグシートを複数回巻回し
て構成すると、巻き始めと巻き終りの繊維方向が変化
（傾斜）したり、シワ等の発生により偏肉するため、こ
のような状況が生じないように、例えば、特開昭５５−
７４７３９号に開示されているように、複数枚のプリプ
レグシートを１プライづつ別けて巻回することが一般的
に行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たように、プリプレグシートを芯金に対して１プライす
ると、その端部同士は必然的に重ね代（一端部の表面と
他端部の裏面が重なり合う）となってしまうため、この
部分において肉厚の変化、すなわち厚肉部が生じてしま
う。このように、周方向において一部に厚肉部が形成さ
れてしまうと、管状体として、方向性や強度のバラつき
が生じたり、重量化するという問題が生じる。本発明
は、周方向において肉厚変化を少なくして、プリプレグ
シートの積層状態の真円度が向上した管状体を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の管状体は、その巻回層において、１プライ
されるプリプレグシートの幅を、巻回したときにその端
部同士が重ならないように、いわゆる目開き部が形成さ
れるように設定したことに特徴がある。すなわち、本発
明は、加熱工程時において、プリプレグシートの樹脂や
強化繊維が流動する点に着目したものであり、上記した
ような目開き部を形成しておくことにより、実際の加熱
工程時において、そのプリプレグシートによる層と隣接
する層のプリプレグシート、及びそのプリプレグシート
自体の樹脂や強化繊維が目開き部に流入して、その隙間
を埋めてしまい、結果として周方向において肉厚の変化
が無い層を形成することを特徴としている。

【０００６】したがって、上記構成において、目開き部
による間隙が大きい場合は、その層と隣接するプリプレ
グシートによる層の重合部を、その目開き部に位置させ
れば良い。そのような重合部は、樹脂量、繊維量がそれ
だけ多くなっているため、それを間隙が大きい目開き部
に位置させることにより、目開き部で不足する樹脂、繊
維を流入させて補うことができ、かつ厚肉による肉厚変
化を無くすことができる。

【０００７】

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に沿って説明する。図１及び図２は、本発明の第１
の実施の形態を示す図であり、図１（ａ）は管状体の構
成を示す図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った断面図、そ
して、図２は、図１（ｂ）に示すような巻装状態が得ら
れるプリプレグシートの芯金に対する一配置例を示して
いる。

【０００９】図１（ａ）に示す管状体１は、強化繊維に
合成樹脂を含浸したプリプレグシートを巻装して構成さ
れた、いわゆるＦＲＰ製であり、その断面構造を図１
（ｂ）に示す。この実施の形態の管状体の基本構成は、
強化繊維を周方向に引揃たプリプレグシートで構成され
る最内層３と、強化繊維を軸長方向に引揃たプリプレグ
シートで構成される中間層５と、強化繊維を周方向に引
揃たプリプレグシートで構成される最外層７とによるも
のであり、最内層及び最外層は、夫々１プライのプリプ
レグシートで構成され、中間層は、１プライづつ巻回さ
れるプリプレグシート５ａ，５ｂで構成されている。

【００１０】上記１プライされるプリプレグシート５ａ
（５ｂ）の幅は、実際に巻回したときに、その両端部が
重合しない寸法となるように裁断されており、これによ
り、図に示すように、その重ならない端部同士による目
開き部６ａ（６ｂ）が形成される。そして、その目開き
部６ａ（６ｂ）には、このプリプレグシートと隣接する
プリプレグシートの重合部が位置される。具体的には、
本実施の形態の場合、内層側のプリプレグシート５ａに
よって形成される目開き部６ａには、最内層３のプリプ
レグシートの重合部３ａが位置され、外層側のプリプレ
グシート５ｂによって形成される目開き部６ｂには、最
外層７のプリプレグシートの重合部７ａが位置される。

【００１１】このような巻装状態が得られる各プリプレ
グシートの配置例が図２に示されている。以下、図１
（ｂ）と図２を対比しながら説明する。最内層となるプ
リプレグシート（符号３で示す）とプリプレグシート５
ａは、互いに重ね代が無い状態で一体化されている。ま
た、プリプレグシート５ｂと最外層となるプリプレグシ
ート（符号７で示す）は、同様に互いに重ね代が無い状
態で一体化されている。各プリプレグシートは、夫々芯
金１０に対して１プライされるのであり、プリプレグシ
ート３，７は、夫々端部が重合されるような幅に設定さ
れており、プリプレグシート５ａ，５ｂは、夫々上記し
たような目開き部６ａ，６ｂが形成される幅に設定され
ている。

【００１２】そして、このように配置構成されたプリプ
レグシートを、まずプリプレグシート３の端縁Ｐ１を芯
金１０の外表面に当て付けて、時計周りに巻回して行
く。１プライした時、プリプレグシート３の端部同士は
重合し、重合部３ａが形成される。引き続き一体化され
ているプリプレグシート５ａを巻回して行くと、予め設
定された大きさにより、１プライした時、目開き部６ａ
が形成されると共に、この部分に上記した重合部３ａが
位置される。

【００１３】次に、プリプレグシート５ｂの端縁Ｐ２
を、すでに巻回されているプリプレグシート５ａの外表
面に当て付けて、同様に時計周りに巻回して行く。この
とき、端縁Ｐ２を当て付ける位置は、どの位置であって
も差支えないが、好ましくは、バランスを考慮して、目
開き部６ａと対向する位置にするのが良い（図示せ
ず）。プリプレグシート５ｂを１プライした時、予め設
定された大きさにより、目開き部６ｂが形成され、そし
て、引き続き一体化されているプリプレグシート７を巻
回して１プライすると、目開き部６ｂの部分にプリプレ
グシート７の重合部７ａが位置する。

【００１４】そして、その後、常法に従って、このよう
にプリプレグシートが巻回された芯金１０を加熱する
と、目開き部６ａ，６ｂには、その周辺領域、特にその
層と隣接する層による各重合部３ａ，７ａから、樹脂及
び繊維が流入して、その間隙が埋められる。そして、最
終的には、プリプレグシート３，７、およびプリプレグ
シート５ａ、５ｂによって形成される巻回層は、周方向
において肉厚の変化が無くなった状態となる。これは、
本来、厚肉部を形成してしまう重合部による樹脂、繊維
が、対応する位置に配されている各目開き部６ａ，６ｂ
に流入したことによって均等化されることによるもので
ある。したがって、最終的に形成される管状体１には、
プリプレグシートによって構成される各層に肉厚変化が
なくなって、方向性や強度にバラつきが生じたりするこ
とはない。また、予め目開き部を形成したことにより、
その分の軽量化が図れる。

【００１５】上記した実施の形態において、各プリプレ
グシートについては、特に限定されることはないが、例
えば、以下のように構成することができる。中間層を構
成するプリプレグシート５ａ，５ｂは、その肉厚を０．
０３mm（好ましくは０．０８mm）〜０．２mmの範囲に設
定することが好ましい。また、最内層、最外層を構成す
る各プリプレグシート３，７は、その肉厚を０．０１mm
〜０．０７mm（好ましくは０．０５mm）の範囲に設定す
ることが好ましい。また、中間層を構成するプリプレグ
シート５ａ，５ｂの樹脂含浸量は、１０ｗｔ％〜３０ｗ
ｔ％（５０ｗｔ％以下でも可）とし、最内層、最外層を
構成するプリプレグシート３，７の樹脂含浸量は、２３
ｗｔ％〜６０ｗｔ％とすることが好ましい。実際には、
プリプレグシート５ａ，５ｂの目開き部６ａ，６ｂに樹
脂が流れ込みやすいように、プリプレグシート３，７の
方の樹脂含浸量を多くすることが好ましい。

【００１６】各プリプレグシートの強化繊維としては、
カーボン、ガラス、ボロン、アラミド、アルミナ等、有
機繊維や無機繊維を用いることができる。なお、実際に
カーボン繊維を使用する場合、通常は繊維弾性率が２４
ｔ／ｍｍ³ 〜６０ｔ／ｍｍ³のものが用いられるが、こ
れよりも大きくても小さくても良い。また、樹脂として
は、エポキシ、ポリエステル等の熱硬化性合成樹脂が用
いられる。

【００１７】また、上記した構成では、最内層、最外層
を各１層、中間層を２層としたが、他のプリプレグによ
る層を付加してもよいし、長手方向の一部（例えば、先
側、元側）に、他のプリプレグによる層を付加しても良
い。

【００１８】次に、本発明の第２の実施の形態を図３を
参照して説明する。図１に示したような基本構成の管状
体を得るに際して、各プリプレグシートの配置例は、図
２に示した構成に限定されることはなく、例えば、図３
（ｂ）に示すようなプリプレグシートの配置例であって
もよい。図３（ｂ）に示すプリプレグシートの配置例
は、最内層となるプリプレグシート３とプリプレグシー
ト５ａとは、互いに重ね代１２によって連結されてお
り、プリプレグシート３の端部裏面にプリプレグシート
５ａの端部表面が接着されている。同様に、プリプレグ
シート５ｂと最外層となるプリプレグシート７とは、互
いに重ね代１３によって連結されており、プリプレグシ
ート５ｂの端部裏面にプリプレグシート７の端部表面が
接着されている。

【００１９】そして、このように配置構成されたプリプ
レグシートを、図３（ａ）に示すように、まずプリプレ
グシート３の端縁Ｐ１を芯金１０の外表面に当て付け
て、時計周りに巻回して行く。そして、これを１プライ
した時、プリプレグシート３の端部同士は重合して重合
部３ａが形成される。引き続きこれに連結されているプ
リプレグシート５ａを巻回して行くと、予め設定された
大きさにより、１プライした時、目開き部６ａが形成さ
れると共に、この部分に上記した重合部３ａが位置され
る。

【００２０】次に、プリプレグシート５ｂの端縁Ｐ２
を、すでに巻回されているプリプレグシート５ａの外表
面に当て付けて、同様に時計周りに巻回して行く。プリ
プレグシート５ｂを１プライした時、予め設定された大
きさにより、目開き部６ｂが形成され、そして、引き続
き一体化されているプリプレグシート７を巻回して１プ
ライすると、目開き部６ｂの部分にプリプレグシート７
の重合部７ａが位置される。

【００２１】このようなプリプレグシートの配置構成例
によっても、実際の加熱工程時において、前記した実施
の形態と同様な効果が得られる。なお、この実施の形態
においては、プリプレグシート３と５ａ及びプリプレグ
シート５ｂと７は、重ね代１２，１３によって互いに重
合して連結されており、この重合部分からも、余分な樹
脂及び繊維が、夫々の目開き部６ａ，６ｂに流れ込むこ
とができる。この場合、各目開き部６ａ，６ｂの幅が少
ないと、この部分で、樹脂、繊維が余剰気味となり、最
終的に厚肉状となる場合があるため、図に示すように、
重ね代１２，１３の部分において、各プリプレグシート
５ａ，５ｂに薄肉部１２ａ，１３ａを形成しておくこと
が好ましい。このような薄肉部は、予め、その端部領域
をアイロン等によってプレスしておくことで形成するこ
とができる。

【００２２】次に、本発明の第３の実施の形態につい
て、図４を参照しながら説明する。上記した実施の形態
では、目開き部に位置させる隣接する層のプリプレグシ
ートの重合部は、いずれも最内層、及び最外層を利用し
ていたが、中間層を構成しているプリプレグシート間に
よっても、そのような配置構成を得ることが可能であ
る。すなわち、図に示すように、最内層２３の上側に位
置する第１の中間層となるプリプレグシート２５を、そ
の端部同士が重合するように１プライし、その重合部２
５ａの部分に、その上の中間層となるプリプレグシート
２６による目開き部２６ａを位置させても良い。このよ
うな構成においても、加熱工程の際、目開き部２６ａに
は、重合部２５ａ乃至その周辺領域から樹脂や繊維が流
れ込んで、図に示すように、目開き部２６ａによる間隙
は埋められ、最終的に形成される中間層に肉厚変化を無
くすことができる。

【００２３】上述したように、１プライされるプリプレ
グシートの幅は、これを巻回した際に、目開き部が形成
されるように設定されるが、目開き部による間隙を、
０．１mm〜１．０mm程度のように小さく設定しておけ
ば、目開き部に、上述したような隣接する層による重合
部を位置させなくても、周辺領域から流れ込む樹脂、繊
維によって目開き部を十分埋めることが可能である。す
なわち、図５に示す構成のように、最内層３３の上側に
位置する第１の中間層となるプリプレグシート３５の重
合部が形成されていない位置において、その上側に位置
する第２の中間層となるプリプレグシート３６の目開き
部３６ａを位置させても、その目開き部による間隙ｄが
０．１mm〜１．０mm程度であれば、加熱工程の際、目開
き部３６ａには、その目開き部の周辺領域から樹脂や繊
維が流れ込んで、図に示すように、目開き部３６ａによ
る間隙は埋められ、最終的に形成される中間層に肉厚変
化を無くすことができる。

【００２４】これに対して、目開き部による間隙を２mm
程度以上にした場合、実際の加熱工程時において、樹
脂、繊維が不足する場合が生じ、最終的に肉厚変化が生
じてしまう。このように、目開き部による間隙が広い場
合は、上記したような重合部を位置させたり、これと併
せて、あるいはこれとは別にプリプレグシートの巻回工
程中に、その間隙に厚さの薄いプリプレグシートや樹脂
シート等の補助材を、巻装等することによって、追加し
ておくのも良い。

【００２５】図４及び図５に示した実施の形態のよう
に、中間層を構成しているプリプレグシート間によって
も肉厚の変化を無くすような構成にすることができるた
め、図１乃至図３に示した構成と適宜組み合わせること
により、中間層の層数を種々変更することができる。

【００２６】次に、本発明の第４の実施の形態につい
て、図６及び図７を参照しながら説明する。上記した実
施の形態では、１プライされるプリプレグシートに目開
き部を形成することを特徴としていたが、このような目
開き部を形成する以外に、端部の重合部を薄くした構成
であっても良い。すなわち、そのような薄肉状の重合部
を形成しても、実際の加熱工程時において、周辺領域か
ら樹脂や繊維が流れ込むため、そのような薄肉領域は埋
められてしまい、結果として、周方向において肉厚の変
化の無い層を得ることができる。この構成においても、
前記同様、薄肉状になった重合部に、隣接する層のプリ
プレグシートの重合部を位置させても良いし、させなく
ても良い。

【００２７】図６（ａ）及び（ｂ）は、中間層となるプ
リプレグシート４５の両端部４５ａ，４５ｂによる重合
部を薄く構成する一例を示した図である。図（ａ）に示
すプリプレグシート４５の両端部４５ａ，４５ｂには、
図（ｂ）に示すように、巻回工程の前に、例えば、端部
領域をアイロン等によってプレスしておくことで、互い
に対向して傾斜する傾斜部４５ａ′，４５ｂ′を形成し
ておく。

【００２８】このような傾斜部４５ａ′，４５ｂ′が形
成されたプリプレグシート４５を、図７に示すように、
最内層４３の上側に巻回し、さらにその上に第２の中間
層となるプリプレグシート４６及び最外層となるプリプ
レグシート４７を順に巻回する。傾斜部４５ａ′，４５
ｂ′による重合部は薄肉状になっており、この重ね合わ
せによって薄肉部５０が形成される。そして、このよう
な巻装状態となった管状体を加熱すると、その周辺領域
から樹脂や繊維が薄肉部５０に流れ込むため、そのよう
な薄肉領域は埋められてしまい、結果として、周方向に
おいて肉厚の変化の無い層が形成される。

【００２９】以上の実施の形態で説明したように、プリ
プレグシートの両端部による重合部の余剰となる樹脂や
繊維は、隣接した部分に形成されている目開き部や薄肉
部に流れ込んで、その間隙を埋めてしまうため、最終的
に形成される積層構造は、肉厚変化のない状態となる。
また、目開き部、薄肉部による間隙が少ない場合には、
その周辺領域から樹脂や繊維が流れこみ、そのような間
隙が埋められて、最終的に形成される積層構造は、肉厚
変化のない状態となる。そして、このような目開き部や
薄肉部を形成しておくことで、管状体全体の軽量化も図
れる。

【００３０】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は上記した実施の形態に限定されることはなく種
々変形することができる。例えば、上記実施の形態の管
状体は、強化繊維を周方向に引揃たプリプレグシートで
構成される最内層と最外層、及び強化繊維を軸長方向に
引揃たプリプレグシートによる中間層による基本構造を
例にして説明したが、本発明は、このような構造に限定
されることはない。また、巻回層を構成するプリプレグ
シート自体の構成、その巻回数等についても種々変形す
ることが可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、管状体を構成するプリ
プレグシートによる巻回層は、その肉厚が均一化される
ため、方向性や強度のバラつきが抑制され、さらに、軽
量化した管状体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図であり、
（ａ）は管状体の構成を示す図、（ｂ）はＡ−Ａ線に沿
った断面図。

【図２】図１（ｂ）に示すような巻装状態が得られるプ
リプレグシートの芯金に対する配置例を示す図。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示し、（ａ）は管
状体の断面構造を示す図、（ｂ）はプリプレグシートの
芯金に対する配置例を示す図。

【図４】本発明の第３の実施の形態を示しており、管状
体の一部断面図。

【図５】図４に示す実施の形態の変形例を示しており、
管状体の一部断面図。

【図６】本発明の第４の実施の形態を示す図であり、
（ａ）はプリプレグシートの端部の処理前を示す図、
（ｂ）は端部の処理後を示す図。

【図７】図６（ｂ）に示す構造のプリプレグシートを、
実際に巻装した状態を示す管状体の一部断面図。

【符号の説明】

１管状体３プリプレグシート（最内層）３ａ重合部５ａ，５ｂプリプレグシート（中間層）６ａ，６ｂ目開き部７プリプレグシート（最外層）７ａ重合部１０芯金

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺正憲東京都東久留米市前沢３丁目14番16号ダイワ精工株式会社内 (72)発明者福岡伸二東京都東久留米市前沢３丁目14番16号ダイワ精工株式会社内 (56)参考文献特開平８−267594（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 B29C 70/00 - 70/88 A01K 87/00 A63B 53/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレ
グシートを巻装した巻回層を有する管状体において、前記巻回層の内、１プライされるプリプレグシートの幅
を、巻回したときにその両端部が重合しない寸法となる
ように形成し、その重合しない目開き部に、このプリプ
レグシートと隣接する層のプリプレグシートの重合部を
位置させたことを特徴とする管状体。
【請求項２】前記目開き部は、０．１mm〜１．０mmで
あることを特徴とする請求項１に記載の管状体。