JP4271289B2 - 竿 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は竿に関し、特に、中実状のソリッド体を備えてなる竿に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、軽量化と曲げ剛性確保のために、竿においてカーボン繊維が補強繊維として用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、竿全体を中実状のソリッド体として形成すると、カーボン繊維の弾性率が高いことから竿が硬くなりすぎて竿の調子を出すことが困難となる。つまり、しなやかな曲がりを得ることが難しくなる。従って、調子を出すためには細く形成する必要があるが、細くすると折れやすくなり、折損に対する必要強度が得られないという問題がある。
【０００４】
このように、従来においては、竿全体をソリッド体として構成する場合において、そのソリッド体の補強繊維としてカーボン繊維を使用すると、カーボン繊維の弾性率の高さゆえに上記のような問題点が生じることとなるため、ソリッド体の補強繊維としてはガラス繊維が使用されていたのである。しかし、ガラス繊維を補強繊維として使用すると、相対的に竿の重量が重くなるという問題がある。また、竿先から竿元まで中実状に形成した場合、その竿の調子を調節するには、ソリッド体の形状を竿先から竿元まで複雑に変化させる必要が生じ、その結果、このソリッド体の加工、即ち製造工程が複雑化する。
【０００５】
そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、中実状でありながら軽量化でき、折損に対する強度を確保しつつ竿の調子を容易に調節でき、しかも、製造工程を簡易化できる竿を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、本発明に係る竿は、弾性率が２３ｔｏｎ／ｍｍ²以下のカーボン繊維を補強繊維とした中実状のソリッド体３を備え、該ソリッド体３には、竿元部側に向かって巻き付け量が多くなるように、軸方向に沿った長さが異なる扇状のプリプレグ６が巻装され且つテープ状のプリプレグ７が螺旋状に密に巻装されてなり、前記扇状のプリプレグ６およびテープ状のプリプレグ７の双方は、カーボン繊維を補強繊維とし且つその弾性率がソリッド体３のカーボン繊維の弾性率以上とされていることを特徴とする。
【０００７】
該構成の竿にあっては、弾性率が２３ｔｏｎ／ｍｍ²以下の低弾性のカーボン繊維をソリッド体３の補強繊維として用いてなるので、しなやかな竿の曲がりを得ることができる。しかも、ソリッド体３のみで竿を構成するのではなくプリプレグ６，７を巻装してなるので、プリプレグ６，７の巻装で竿径を調節できる。従って、プリプレグ６，７の巻装で竿の調子を調節することができ、その結果、ソリッド体３の形状がシンプルにできる。
【０００８】
更に、プリプレグ６，７側のカーボン繊維の弾性率をソリッド体３のそれ以上にすることによって、竿径を極端に太くすることなく、必要強度を確保でき、軽量化との両立を図ることが可能となる。
【０００９】
特に、請求項２記載の如く、ソリッド体３のカーボン繊維の弾性率を１９ｔｏｎ／ｍｍ²以下とすることにより、より一層しなやかな曲がりを得ることができる。
【００１０】
また、一般に、竿は、竿先部１よりも竿元部２側の径を大きくして曲げに対する強度を確保する。従って、低弾性のソリッド体３を竿元部２まで設けた場合には、請求項３記載の如く、少なくとも竿元部２に前記扇状のプリプレグ６を巻装して、竿元部２における強度を確保しつつ竿全体の曲がりの調節をすることにより、竿元部２の径が極大化することを防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る竿の一実施形態について、図１乃至図４を参酌しつつ、竿先部１から竿元部２まで中実状のソリッド体３が設けられ、該ソリッド体３の外周にプリプレグが巻装されて、ソリッド体３とプリプレグとが一体化されてなる竿について説明する。
【００１２】
前記ソリッド体３は、竿先部１から竿元部２にかけて径が大きくなったテーパ状に形成されてなり、カーボン繊維を補強繊維として使用してなる。該カーボン繊維は一定方向に揃えられており、その方向は竿の軸方向と略一致している。尚、該ソリッド体３は、カーボン繊維を長さ方向に集合したものに合成樹脂を含浸させて加圧加熱により硬化成形して形成したものである。ここで、カーボン繊維の弾性率は、２３ｔｏｎ／ｍｍ²以下であり、特に、１９ｔｏｎ／ｍｍ²以下が好ましく、本実施形態では、１５ｔｏｎ／ｍｍ²のものを使用している。また、前記合成樹脂としては不飽和ポリエステルを使用しているが、これに限定されない。そして、ソリッド体３の合成樹脂の含浸量は、３０乃至５０重量％程度が好ましく、本実施形態では、４３重量％である。
【００１３】
そして、該ソリッド体３に前記プリプレグが巻装されることによりプリプレグ層４が形成されてなる。尚、図１の如く、ソリッド体３の竿元部２側には、プリプレグ層４が設けられていない領域があるが、これは、ソリッド体３をハンドル部５に挿入固定するための領域である。従って、竿全体としては、ハンドル部５から先の領域の全長に亘ってプリプレグが巻装されてプリプレグ層４が形成されている。
【００１４】
かかるプリプレグは、カーボン繊維を補強繊維としており、カーボン繊維を一定方向に引き揃えて合成樹脂を含浸させたシート状のものを、扇状や所定幅のテープ状に裁断したものである。具体的には、図３の如く、ソリッド体３の外周に、竿元部２側に向かって広がった四枚の扇状のプリプレグ６を順に巻装して竿元部２側の巻き付け量を多くし、図４の如く、その外周に全長に亘ってテープ状のプリプレグ７を螺旋状に密に巻装してソリッド体３と一体化して形成する。四枚の扇状のプリプレグ６は、ソリッド体３の軸方向に沿った長さが各々異なっており、これにより、竿元部２側ほどテーパの勾配がきつくなるようにしている。より具体的には、四枚の扇状のプリプレグ６のうち、内側の三枚は、ソリッド体３の中間部から竿元部２側端部までに亘って、最も外側のものはソリッド体３の中間部から竿先部１端部までに亘って巻装されている。そして、内側の三枚は、外側のもの程、ソリッド体３の軸方向に沿った長さとを大きくしている。即ち、外側のもの程、竿先部１側まで巻装できるようにしている。尚、テープ状のプリプレグ７についても、竿元部２側ほど螺旋のピッチを狭くする等により、竿元部２側の厚みが厚くなるようにしており、また、扇状のプリプレグ６の巻回方向と逆方向に巻回させている。
【００１５】
このように本実施形態では、複数のプリプレグ６，７を巻装させてなるが、その結果形成されるプリプレグ層４は、扇状のプリプレグ６の巻装による第一プリプレグ層４ａと、テープ状のプリプレグ７の巻装による第二プリプレグ層４ｂとから構成される。そして、プリプレグ層４とソリッド体３との径方向の寸法関係を具体的に説明すると、図２のようになる。まず、竿先部１端部において、ソリッド体３の径Ｄ１が約１．８ｍｍ、第一プリプレグ層４ａの外径Ｄ２が約２．２乃至２．６ｍｍ、第二プリプレグ層４ｂの外径Ｄ３が２．４乃至２．８ｍｍとなっている。竿元部２端部では、ソリッド体３の径Ｄ１が約７．７ｍｍ、第一プリプレグ層４ａの外径Ｄ２が約１１．６乃至１４．６ｍｍ、第二プリプレグ層４ｂの外径Ｄ３が１２乃至１５ｍｍとなっている。
【００１６】
また、プリプレグのカーボン繊維の弾性率については、扇状のプリプレグ６のそれが１７ｔｏｎ／ｍｍ²相当で、テープ状のプリプレグ７のそれが２４ｔｏｎ／ｍｍ²である。尚、扇状のプリプレグ６は全て、弾性率の異なる二種類のカーボン繊維が混合されたもの、具体的には、１０ｔｏｎ／ｍｍ²と２４ｔｏｎ／ｍｍ²との混合であって全体としての弾性率が上述した１７ｔｏｎ／ｍｍ²相当のものである。また、プリプレグについても合成樹脂は特に限定されず、その含浸量も３０乃至５０重量％が好ましいが、本実施形態ではエポキシ樹脂を採用し、その含浸量を３７重量％としている。
【００１７】
このようにソリッド体３とプリプレグ層４とから竿を構成してなることにより、以下のような利点がある。
まず、ソリッド体３の補強繊維としてカーボン繊維を用いてなるので、ガラス繊維を用いる場合に比して中実状でありながら竿を軽量にできる。しかも、カーボン繊維の弾性率が２３ｔｏｎ／ｍｍ²以下の低弾性のもので、特に、１９ｔｏｎ／ｍｍ²以下のものであるため、ガラス繊維に比して軽量化と高剛性とを確保しつつも、しなやかな竿の曲がりを得ることが可能となる。従って、所望の調子を得るためにソリッド体３を極端に細くする必要がなくなるため、折損に対する必要強度を確実に得ることができる。
【００１８】
更に、そのソリッド体３のカーボン繊維よりも弾性率が大きいプリプレグを巻装することで、該プリプレグによってソリッド体３を確実に補強することもできる。また、プリプレグの巻装によって竿の調子を自在に調節できるため、ソリッド体３単体で竿の調子を調節するのに比して、設計自由度が高くなる利点がある。特に、上記実施形態のように、低弾性のカーボン繊維を用いたソリッド体３を竿先部１から竿元部２まで設けた場合には、竿元部２が極大化するおそれがあるが、竿元部２にプリプレグを巻装してなるので、竿元部２の調子の調節が極めて容易であり、竿元部２の極大化を防止でき、軽量化も図れる。また、ソリッド体３の中間部から各々の扇状のプリプレグ６を巻装することで、竿のテーパ率の調節が容易でありソリッド体３の形状をシンプルにできる。そして、ソリッド体３の形状をシンプルにできる結果、ソリッド体３の削り代を少なくできたり、ソリッド体３の加工数を削減できたり、加工時の破損を防止できたりする等、ソリッド体３の製造工程を簡略化できるという利点がある。
【００１９】
更に、上記実施形態のように、カーボン繊維の弾性率を、ソリッド体３、扇状のプリプレグ６、テープ状のプリプレグ７の順に大きくし且つ、ソリッド体３とプリプレグ層との間の弾性率の差を小さくしてなるので、ソリッド体３とプリプレグ層４との境界部で生じやすい応力集中の発生を防止できる。
【００２０】
このように、竿を単一素材で構成せずに弾性率の異なる複数素材から構成する場合には、その境界部での応力集中を防止することが重要となる。従って、ソリッド体３とプリプレグ層４との境界部における応力集中の発生を確実に防止するために、扇状のプリプレグ６のカーボン繊維の弾性率をソリッド体３と同じにすることも可能である。即ち、例えば、ソリッド体３のカーボン繊維の弾性率を１５ｔｏｎ／ｍｍ²とする場合に、その外周面に直接巻装する扇状のプリプレグ６におけるカーボン繊維の弾性率も１５ｔｏｎ／ｍｍ²とすることで、応力集中を確実に防止することができる。この場合、ソリッド体３と扇状のプリプレグ６の弾性率が同じであるが、プリプレグ層４によって竿の調子の調節が容易となり、ソリッド体３の製造が容易になるので、ソリッド体３の径を第一プリプレグ層４ａ分だけ大きくする場合よりも有利である。
【００２１】
尚、上記実施形態では、テープ状のプリプレグ７を巻装してなるが、これを省略してもよく、また、扇状のプリプレグ６も同一素材である（同一の弾性率のカーボン繊維を使用している）が、各々の弾性率が異なっていてもよく、少なくとも、ソリッド体３のカーボン繊維の弾性率以上の弾性率のカーボン繊維を補強繊維としたプリプレグを巻装していれば、本発明の意図する範囲内である。
【００２２】
その他、竿先部１から竿元部２までソリッド体３の外周にプリプレグを巻装したもの以外にも、例えば、竿元部２のみプリプレグを巻装したものであってもよい。また、プリプレグが巻装されたソリッド体３が例えば竿先部１にのみ設けられ、竿元部２側が中空状である竿とすることも可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明における竿にあっては、ソリッド体の補強繊維としてカーボン繊維を使用することで中実状でありながら竿の軽量化を達成でき、しかも、２３ｔｏｎ／ｍｍ²以下の低弾性のものであるため、容易にしなやかな曲がりを得ることができると共に、極端にソリッド体の径を細くする必要がなくなって折損に対する強度を確保できる。
【００２４】
更に、竿径等の調節をプリプレグの巻装で調節できるので、ソリッド体のみで竿を構成する場合に比して、竿の調子の調節が容易となる。また、ソリッド体の形状をシンプルにできるため、その製造工程を簡易化できる。
【００２５】
しかも、プリプレグのカーボン繊維の弾性率をソリッド体のそれ以上とすることで、曲げに対する強度確保のために竿径が極大化することを防止でき、ソリッド体の補強繊維としてカーボン繊維を用いたことと相まってより一層軽量化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における竿の要部を示す概略縦断面図。
【図２】同横断面図。
【図３】同実施形態の竿の製造過程を示す概略図。
【図４】同実施形態の竿の製造過程を示す概略図。
【符号の説明】
１…竿先部、２…竿元部、３…ソリッド体、６…扇状のプリプレグ、７…テープ状のプリプレグ

Claims (3)

1. 弾性率が２３ｔｏｎ／ｍｍ²以下のカーボン繊維を補強繊維とした中実状のソリッド体（３）を備え、該ソリッド体（３）には、竿元部側に向かって巻き付け量が多くなるように、軸方向に沿った長さが異なる扇状のプリプレグ（６）が巻装され且つテープ状のプリプレグ（７）が螺旋状に密に巻装されてなり、前記扇状のプリプレグ（６）およびテープ状のプリプレグ（７）の双方は、カーボン繊維を補強繊維とし且つその弾性率がソリッド体（３）のカーボン繊維の弾性率以上とされていることを特徴とする竿。
2. 前記ソリッド体（３）のカーボン繊維の弾性率が１９ｔｏｎ／ｍｍ²以下である請求項１記載の竿。
3. 前記ソリッド体（３）が竿先部（１）から竿元部（２）まで設けられ、少なくとも竿元部（２）に前記扇状のプリプレグ（６）が巻装されてなる請求項１又は２記載の竿。

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