JP4623565B2 - 振出竿用の竿体 - Google Patents

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Description

本発明は、プリプレグを材料として形成される振出竿用の竿体及びその製造方法に関する。
振出竿用の竿体は、炭素繊維等の強化繊維を引き揃えて、その引き揃え強化繊維にエポキシ等の熱硬化性樹脂を含浸させて形成したプリプレグシートを、所定のテーパ形状をしたマンドレルに巻き付けて巻回し、その巻回した筒状のものを焼成して形成されている。
そして、振出竿用の竿体としての小径竿体の竿尻端部を大径竿体の竿先側端部内に圧接させて小径竿体の抜け止め構造を形成するものであるが、小径竿体の竿尻端部等に荷重が集中することになるので、この部分にプリプレグを短く裁断した補助パターンを巻きつけて強度を向上する構成を採っていた。
この補助パターンは、竿の周方向に強化繊維を引き揃えたものに熱硬化性樹脂を含浸させて形成したプリプレグで構成して設けたものである(特許文献1参照)。
特開平5−3738号公報(段落番号〔0008〕及び、図2等)
しかし、上記した補助パターンを形成するプリプレグが、強化繊維を竿の周方向に引き揃えただけのものであるので、竿の軸線に対して傾斜する方向に作用する剪断力に対して強化繊維の配向方向にズレがあるところから、強度面で十分でないところがあった。
そうすると、小径竿体の竿尻端部等のいわゆる合わせ部分に変形が起こったり、割れが発生する等の問題があった。
本発明の目的は、小径竿体と大径竿体との合わせ部分における強度向上を図ることのできる振出竿用の竿体及びその製造方法を提供する点にある。
〔構成〕
請求項1に係る発明の特徴構成は、竿先端部と竿尻端部とに限定して夫々竿体の全長よりも短い第1補助パターンを配置して最内層を構成するとともに、前記最内層の外側に竿体の全長と同様の長さのメインパターンを配置して中間層を構成し、前記中間層の外側で竿先端部と竿尻端部とに夫々限定して竿体の全長よりも短い第2補助パターンを配置して最外層を構成し、前記メインパターンを、一方向に引き揃えた強化繊維群に熱硬化性樹脂を含浸させて形成したプリプレグを所定の形状に裁断して形成し、前記第1、2補助パターンを、同一平面上で3方向以上の方向から所定の交差角を持って交差する状態に配置された強化繊維群に、熱硬化性樹脂を含浸させて形成したプリプレグを所定の形状に裁断して形成してある点にあり、その作用効果は次の通りである。
〔作用〕
つまり、竿先端部と竿尻端部との夫々において、かつ、最内層と最外層とに補助パターンを配置して、これら補助パターンによって、メインパターンで構成される中間層を挟み込む状態に構成しているので、小径竿体と大径竿体との竿先端部と竿尻端部の合わせ部分の強度が向上する。しかも、補助パターンにおいては強化繊維が同一平面上で3方向以上の方向から所定の交差角を持って交差する状態に配置されているので、竿の軸線方向或いは竿の周方向だけでなく、それらに傾斜する方向にも強化繊維が配置されることになるので、竿に掛かる曲げ力や剪断力に対する対抗力が高まる。
〔効果〕
この結果、小径竿体と大径竿体との合わせ部分で変形や割れ等が抑制できるに至った。
しかも、補助パターンは竿体の全長に亘って設けているわけではなく、竿先端部と竿尻端部とに限定して設けてある。このことによって、合わせ部分での強度向上を図りながら、全長に亘るメインパターンを、強化繊維が同一平面上で3方向以上の方向から所定の交差角を持って交差する状態に配置されるプリプレグで構成した場合に見られる、ピンホール等の発生を抑制できるのである。
〔構成〕
請求項2に係る発明の特徴構成は、同一平面上で3方向以上の方向から互いに所定の交差角を持って交差すべくクロス配向した強化繊維群に熱硬化樹脂を含浸させて形成した第1プリプレグを、竿の軸線方向に沿った軸線方向長さが短い形状に裁断して補助パターンを形成し、一方向に引き揃えた強化繊維群に熱硬化樹脂を含浸させて形成した第2プリプレグを、竿の軸線方向に沿った軸線方向長さが前記補助パターンの軸線方向長さより長い形状に裁断してメインパターンを形成し、前記補助パターンを竿先側対応位置と竿尻側対応位置とに夫々限定して配置してマンドレルに巻回し、前記マンドレルに巻回した前記補助パターンの外側に前記メインパターンを巻回し、さらに、前記メインパターンの外側で竿先側対応位置と竿尻側対応位置とに前記補助パターンを巻回する点にあり、その作用効果は次の通りである。
〔作用効果〕
最内層に同一平面上で3方向以上の方向から互いに所定の交差角を持って交差すべくクロス配向した強化繊維を配置した補助パターンを配置し、その外周面にメインパターンを巻き付けるので、補助パターンとの協働で一方向に強化繊維を配置したメインパターンであっても竿先側端部と竿尻側端部での強化繊維の乱れや変形を、製作途中であっても抑えることができる。
そして、その強化繊維の乱れや変形が抑えられているメインパターンの上からさらに補助パターンを巻回するので、全体として安定した強度を発揮する竿体を製作することができる。
〔構成〕
請求項3に係る発明の特徴構成は、前記中間層が複数の層で構成され、前記中間層の内で最も内側に位置する内側中間層を、マンドレルの周長に相当する一巻き分の幅を有しかつ竿体の周方向に沿った方向に強化繊維を配置してある第1メインパターンで構成するとともに、前記内側中間層の外側に位置する外側中間層を、マンドレルの周長の数倍に相当する数巻き分の幅を有しかつ竿の軸線方向に沿った方向に強化繊維を配置してある第2メインパターンで構成してある点にあり、その作用効果は次の通りである。
〔作用効果〕
中間層を構成するに、内側中間層として竿の周方向に沿った強化繊維を有するプリプレグを裁断した第1メインパターンを採用することによって、このプリプレグをマンドレルに巻き付けて筒状に形成する際に、周方向に配置した強化繊維が引張強度を発揮し、プリプレグが周方向に分断されることを抑制する。
これによって、内側に位置するプリプレグの周方向強度が強化されるので、以後、外側中間層をその内側中間層に巻回する場合にも、安定して行える。
これに加えて、外側中間層として竿の軸線方向に強化繊維を配置したプリプレグからなる第2メインパターンを配置しているので、魚の荷重で下向きの曲がりを生ずる際の曲げモーメントに対して前記強化繊維が対抗力を発揮する。
このように、竿の周方向に強化繊維を配置した内側中間層と竿の軸線方向に強化繊維を配置した外側中間層との協働によって、竿の割れ現象に対抗力の高い構成を提供できた。
〔構成〕
請求項4に係る発明の特徴構成は、前記中間層を三層に構成し、前記中間層の内で最も内側に位置する第1中間層を、マンドレルの周長に相当する一巻き分の幅を有しかつ竿の周方向に沿った方向に強化繊維を配置してある第1メインパターンで構成するとともに、前記第1中間層の外側に位置する第2中間層を、マンドレルの周長の数倍に相当する数巻き分の幅を有しかつ竿の軸線方向に沿った方向に強化繊維を配置してある第2メインパターンで構成し、前記第2中間層のさらに外側に位置する第3中間層を、竿の軸線方向に沿った軸線長が短いスリット状のプリプレグテープを竿の全長に亘って巻回したテープで構成してある点にあり、その作用効果は次の通りである。
〔作用効果〕
請求項3に係る発明の作用効果に加えて、次ぎのような作用効果もある。請求項4に係る発明によると、プリプレグテープを第3中間層として第2中間層の外側に巻き付ける構成を採っている。これによって、プリプレグテープが巻き締め力を発揮し、この巻き締め力が竿の全長に亘って発揮される。これによって、ボイドの発生やその発生ボイドに起因するピンホール等の発生を抑制できる。
〔構成〕
請求項5に係る発明の特徴構成は、竿先端部と竿尻端部とに夫々内側補助パターンを配置して最内層を構成するとともに、前記最内層の外側に、竿の周方向に沿って強化繊維を引き揃えたスリット状のプリプレグテープを竿の全長に亘って巻回して第1中間層を構成し、マンドレルの周長の数倍に相当する数巻き分の幅を有しかつ竿の軸線方向に沿った方向に強化繊維を配置してあるメインパターンで第2中間層を構成し、前記第2中間層の外側で竿先端部と竿尻端部とに夫々外側補助パターンを配置して第3中間層を構成し、前記第3中間層の外側に、竿の周方向に沿って強化繊維を引き揃えたスリット状のプリプレグテープを竿の全長に亘って巻回して最外層を構成し、前記最内層に位置する内側補助パターンと前記第3中間層に位置する外側補助パターンとを、強化繊維が同一平面上で3方向以上の方向から所定の交差角を持って交差するプリプレグで形成してある点にあり、その作用効果は次の通りである。
〔作用効果〕
第1中間層と最外層とに、夫々、プリプレグテープを採用しているので、第1中間層では巻き締め力を高くした状態でマンドレルに巻き付けることができ、第1中間層を保形性の高い状態で形成でき、第1中間層が安定したものとなる。一方、最外層では請求項に係る発明でも述べたように、ボイドの発生等を回避した状態での巻き付けが可能となり、強度の高い形状の安定した竿体を提供できるに至った。
請求項6に係る発明の特徴構成は、前記最内層に位置する内側補助パターンと前記第3中間層に位置する外側補助パターンとを、強化繊維が同一平面上で3方向以上の方向から所定の交差角を持って交差する同一プリプレグで形成するとともに、前記内側補助パターンに対して前記外側補助パターンを、前記内側補助パターンのクロス配向された強化繊維が前記外側補助パターンのクロス配向された強化繊維に重ならないように、前記所定の交差角の半分の角度だけのズレをもって配置してある点にあり、その作用効果は次の通りである。
〔作用効果〕
前記外側補助パターンのクロス配向された強化繊維に重ならないように、前記所定の交差角の半分の角度だけのズレをもって配置してあることによって、強化繊維の配向方向を縦横に巡らせることができ、多方向からの曲げ力や剪断力に対する対抗力を高めることができた。
〔第1実施形態〕
穂先竿等の振出竿用竿体Aとして中空状竿体の製作方法について説明する。図1に示すように、最内層としての第1補助パターン1,1を竿先側対応位置と竿尻側対応位置とに夫々配置してマンドレル2に巻回し、内側中間層(第1中間層)としての第1メインパターン3を第1補助パターン1,1の外側に巻回し、さらに、第1メインパターン3の外側に外側中間層(第2中間層)としての第2メインパターン4を巻回し、その第2メインパターン4の外側で竿先側対応位置と竿尻側対応位置とに最外層としての第2補助パターン5,5を巻回する。各パターン1,1等を巻き付けたマンドレル2を焼成し、脱芯後研磨処理して竿体Aを構成する。
図1及び図2に示すように、補助パターン1、5は、同一平面上で3方向から互いに所定の交差角θを持って交差すべくクロス配向した炭素繊維等の強化繊維c群にエポキシ等の熱硬化樹脂を含浸させたプリプレグを所定形状に裁断したものである。図2及び図3に示すように、前記した交差角θは60°である。この交差角θとしては45°に設定して、強化繊維が4方向から交差するものに構成してもよい。
つまり、図2(イ)に示すように、第1補助パターン1,1においては、基準となる強化繊維cを竿の軸線方向に配置するともに、他の2本の強化繊維d、dを基準となる強化繊維cに対し交差角60°で交差するように配置して、3方向から交差するプリプレグで構成する。
図2(ロ)に示すように、第2補助パターン5,5では、基準となる強化繊維cを竿の周方向に配置するともに、他の2本の強化繊維d、dを基準となる強化繊維cに対して交差角60°で交差するように配置して、同一平面上で3方向から交差するプリプレグで構成する。
前記したように、第1補助パターン1と第2補助パターン5とは、基準となる強化繊維cの方向が軸線方向と周方向とになっているが、仕様としては同一のパターンであり、異なるのは、マンドレルに巻回する際に、第1補助パターン1では基準となる強化繊維cの方向を竿の周方向に沿った状態で巻き付け、第2補助パターン5では基準となる強化繊維cの方向を竿の軸線方向に沿った状態で巻き付ける点である。
このことによって、請求項6に係る発明のように、交差角60°の半分の30°ずつヅレた状態で各強化繊維c、dが配置されることになる。
図3に示すように、補助パターン1,5が同一平面上で4方向から交差する場合には、4本の強化繊維が互いに交差角45°で交差することになる。図3(イ)(ロ)に示すように第1補助パターン1と第2補助パターン5とは、交差角が45°の場合には、45°の半分の22.5°ずつズレた状態に配置することになる。ただし、この場合は、基準となる強化繊維cは竿の軸線方向や周方向に沿った状態では配置されない。
第1メインパターン3は、図1に示すように、一方向に引き揃えた炭素繊維等の強化繊維群にエポキシ等の熱硬化樹脂を含浸させて形成したプリプレグを所定形状に裁断して形成する。プリプレグとしては、炭素繊維等の強化繊維を竿の周方向に引き揃え、引き揃え強化繊維にエポキシ等の熱硬化性樹脂を含浸させて形成されたもので、竿の軸線方向に沿った軸線方向長さが補助パターン1,5の軸線方向長さより長い形状でかつ竿の周方向に沿った幅dがマンドレル2に一回だけ巻き付ける1プライのものに裁断されている。
第2メインパターン4は、図1に示すように、第1メインパターン3と略同様の構成をなすものであるが、一方向に引き揃えた強化繊維の方向が竿の軸線方向に設定されており、竿の周方向に沿った幅Dがマンドレル2に複数回だけ巻き付ける複数プライのものに裁断されている。
図1(ロ)に示すように、以上のような補助パターン1,5とメインパターン3,4とを重ね巻きすることによって、竿体Aを構成する。
以上のように構成した竿体Aを、振出式に継合した状態では、小径竿体の竿尻端部の補助パターン5による膨出部と大径竿体の竿先端部の補助パターン1による嵌合部とが圧接して、継合状態を強固にしており、補助パターン1,5を構成する強化繊維が竿の軸線に対して傾斜方向に配置されているので、竿先端部や竿尻端部の割れ等を抑制している。
〔第2実施形態〕
図4に示すように、第1実施形態と異なる点は、第2メインパターン4を巻き付けた後で、第2補助パターン5を巻付ける前に、第3中間層として、竿の軸線方向に沿った軸線長が短いスリット状のプリプレグテープ6を竿の全長に亘って巻回することにある。このプリプレグテープ6の強化繊維は竿の周方向に配置してある。
以上のような構成によって、最内層は第1補助パターン1、中間層として2つのメインパターン3,4とプリプレグテープ6とを配置し、最外層として第2補助パターン5とを配置して竿体Aを構成する。
〔第3実施形態〕
図5に示すように、内側補助パターンとしての第1補助パターン1,1を竿先端部と竿尻端部とに配置してマンドレル2に巻付ける点は同一である。この第1補助パターン1,1の外側にスリット状のプリプレグテープ6を竿の全長に亘って巻回する。このプリプレグテープ6の強化繊維は竿の周方向に配置してある。次に、このプリプレグテープ6の外側に、前記した第2メインパターン4を巻き付け、さらに、外側補助パターンとしての前記した第2補助パターン5,5を巻回する。この第2補助パターン5の外側にプリプレグテープ7を竿の全長に亘って巻回する。このプリプレグテープ7の強化繊維は竿の周方向に配置してある。
以上のような構成によって、最内層は第1補助パターン1、中間層としてメインパターン4とプリプレグテープ6とを配置し、外側中間層として第2補助パターン5を配置し、最外層としてプリプレグテープ7を配置して、竿体Aを構成する。
つぎに、例えば穂先竿等の小径竿体8と二番竿等の大径竿体9との合わせ部分における構造について説明する。
以前の構造においては、マンドレルは外周面が全長に亘って一定のテーパ面を持っており、それに巻付けられるメインパターンもテーパ面に沿った台形状に形成していた。したがって、成形後の竿は、図7に示すように、小径竿体8の竿尻側端部まで一定の傾斜外周面を有する筒体に形成されている。そうすると、小径竿体8の竿尻側端部の外周面に巻回されて合わせ部を構成する補助パターン10も同様にテーパ面を呈することになる。この小径竿体8の竿尻側端部に大径竿体9の竿先側端面が接合して振り出し竿の伸長状態が固定される。この場合に、小径竿体8の竿尻側端部に大径竿体9の竿先側端面が接合している合わせ部Rの竿先端での剛性と竿尻端での剛性に矢印で示すような違いがでる。この剛性の違いが突っ張り感として感じられ、竿が曲がった場合に、合わせ部分で竿の曲率が連続的につながらない虞があった。
このような欠点に対して次ぎのような対策を施す。図6(イ)(ロ)に示すように、マンドレル12として合わせ部Rに相当する部分を竿の軸線に平行な円柱面に形成する。マンドレル12外周面形状に合わせて、メインパターン14における竿尻端部を一定幅Lのものに裁断する。このメインパターン14を使用して小径竿体11を形成する。大径竿体9の竿先側端部のテーパ形状に変りはない。そして、小径竿体11の竿尻端部には補助パターン13によって膨出部が形成されている。
以上のような構成によって、小径竿体11を大径竿体9から引き出した伸長状態において、合わせ部Rでの剛性が矢印で示すように均一化されるところから、突っ張り感が解消されて竿の曲がりが連続的によく行われる。
〔別実施形態〕
(1) 第1実施形態において、メインパターンとしては、第2メインパターン4の一つのものでもよく、或いは、第2メインパターン4を二枚にして第1メインパターン3を二枚の第2メインパターン4,4で挟み込み、3層構造を採るものでもよい。
(2) 第1補助パターン1と第2補助パターン2においては、同一平面上で3方向以上の方向から所定の交差角θで交差する状態に配置されている強化繊維が、前記交差角θの半分の角度だけズレた状態で配置されているが、第1補助パターン1と第2補助パターン2とを、ズレを持たないで互いの強化繊維が重なるように配置してもよい。
また、第1補助パターン1と第2補助パターン2の強化繊維の交差する方向数を異なるものに変更してもよい。したがって、3方向または4方向だけのものに限定されない。
(3) 強化繊維としては、炭素繊維以外に、アラミド繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、ガラス繊維を利用してもよく、メインパターン3,4に使用する繊維の弾性率より補助パターン1,5の弾性率が低いものを使用する。メインパターン3,4としては、PAN系やピッチ系の炭素繊維が使用でき、弾性率が30トン/平方ミリ近辺の高弾性の繊維を使用する。
第1実施形態を示し、(イ)は、所定パターンを巻回する前の状態を示す斜視図、(ロ)は、マンドレルに所定パターンを巻き付け終えた状態を示す斜視図 補助パターンの強化繊維の配列方向を示し、(イ)は、強化繊維を所定角60°で配列した状態を示す構成図、(ロ)は、基準強化繊維の方向を所定角60°の半分だけズラした状態で配列した状態を示す構成図 補助パターンの強化繊維の配列方向を示し、(イ)は、強化繊維を所定角45°で配列した状態を示す構成図、(ロ)は、基準強化繊維の方向を所定角45°の半分だけズラした状態で配列した状態を示す構成図 第2実施形態を示し、(イ)は、所定パターンを巻回する前の状態を示す斜視図、(ロ)は、プリプレグテープを巻き付ける状態を示す斜視図、(ハ)は、マンドレルに所定パターンを巻き付け終えた状態を示す斜視図 第3実施形態を示し、(イ)は、第1補助パターンを巻き付ける前の状態を示す斜視図、(ロ)は、第1補助パターンをマンドレルに巻き終えた状態を示す斜視図、(ハ)は、プリプレグテープを巻き付ける状態を示す斜視図、(ニ)は、マンドレルに所定パターンを巻き付け終えた状態を示す斜視図(ホ)は、所定パターンを巻き終えた状態のものに更に、プリプレグテープを巻き付ける状態を示す斜視図 振出竿における合わせ部の突っ張り感を無くする構成を示すもので、(イ)は、メインパターンと補助パターンとをマンドレルに巻き付ける前の状態を示す斜視図、(ロ)は、振出竿を構成する小径竿体と大径竿体とを伸長状態に切換え、その合わせ部を示す縦断側面図 図6における従来構造を示す縦断側面図
1 第1補助パターン
3 第1メインパターン
4 第2メインパターン
5 第2補助パターン
6、7 プリプレグテープ
θ 交差角
c 基準強化繊維
d その他の強化繊維

Claims (6)

  1. 竿先端部と竿尻端部とに限定して夫々竿体の全長よりも短い第1補助パターンを配置して最内層を構成するとともに、前記最内層の外側に竿体の全長と同様の長さのメインパターンを配置して中間層を構成し、前記中間層の外側で竿先端部と竿尻端部とに夫々限定して竿体の全長よりも短い第2補助パターンを配置して最外層を構成し、前記メインパターンを、一方向に引き揃えた強化繊維群に熱硬化性樹脂を含浸させて形成したプリプレグを所定の形状に裁断して形成し、前記第1、2補助パターンを、同一平面上で3方向以上の方向から所定の交差角を持って交差する状態に配置された強化繊維群に、熱硬化性樹脂を含浸させて形成したプリプレグを所定の形状に裁断して形成してある振出竿用の竿体。
  2. 同一平面上で3方向以上の方向から互いに所定の交差角を持って交差すべくクロス配向した強化繊維群に熱硬化樹脂を含浸させて形成した第1プリプレグを、竿の軸線方向に沿った軸線方向長さが短い形状に裁断して補助パターンを形成し、一方向に引き揃えた強化繊維群に熱硬化樹脂を含浸させて形成した第2プリプレグを、竿の軸線方向に沿った軸線方向長さが前記補助パターンの軸線方向長さより長い形状に裁断してメインパターンを形成し、前記補助パターンを竿先側対応位置と竿尻側対応位置とに夫々限定して配置してマンドレルに巻回し、前記マンドレルに巻回した前記補助パターンの外側に前記メインパターンを巻回し、さらに、前記メインパターンの外側で竿先側対応位置と竿尻側対応位置とに前記補助パターンを巻回する振出竿用の竿体の製作方法。
  3. 前記中間層が複数の層で構成され、前記中間層の内で最も内側に位置する内側中間層を、マンドレルの周長に相当する一巻き分の幅を有しかつ竿の周方向に沿った方向に強化繊維を配置してある第1メインパターンで構成するとともに、前記内側中間層の外側に位置する外側中間層を、マンドレルの周長の数倍に相当する数巻き分の幅を有しかつ竿の軸線方向に沿った方向に強化繊維を配置してある第2メインパターンで構成してある請求項1記載の振出竿用の竿体。
  4. 前記中間層を三層に構成し、前記中間層の内で最も内側に位置する第1中間層を、マンドレルの周長に相当する一巻き分の幅を有しかつ竿の周方向に沿った方向に強化繊維を配置してある第1メインパターンで構成するとともに、前記第1中間層の外側に位置する第2中間層を、マンドレルの周長の数倍に相当する数巻き分の幅を有しかつ竿の軸線方向に沿った方向に強化繊維を配置してある第2メインパターンで構成し、前記第2中間層のさらに外側に位置する第3中間層を、スリット状のプリプレグテープを竿の全長に亘って巻回したテープで構成してある請求項1記載の振出竿用の竿体。
  5. 竿先端部と竿尻端部とに夫々内側補助パターンを配置して最内層を構成するとともに、前記最内層の外側に、竿の周方向に沿って強化繊維を引き揃えたスリット状のプリプレグテープを竿の全長に亘って巻回して第1中間層を構成し、マンドレルの周長の数倍に相当する数巻き分の幅を有しかつ竿の軸線方向に沿った方向に強化繊維を配置してあるメインパターンで第2中間層を構成し、前記第2中間層の外側で竿先端部と竿尻端部とに夫々外側補助パターンを配置して第3中間層を構成し、前記第3中間層の外側に、竿の周方向に沿って強化繊維を引き揃えたスリット状のプリプレグテープを竿の全長に亘って巻回して最外層を構成し、前記最内層に位置する内側補助パターンと前記第3中間層に位置する外側補助パターンとを、強化繊維が同一平面上で3方向以上の方向から所定の交差角を持って交差するプリプレグで形成してある振出竿用の竿体。
  6. 前記最内層に位置する内側補助パターンと前記第3中間層に位置する外側補助パターンとを、強化繊維が同一平面上で3方向以上の方向から所定の交差角を持って交差する同一プリプレグで形成するとともに、前記内側補助パターンに対して前記外側補助パターンを、前記内側補助パターンのクロス配向された強化繊維が前記外側補助パターンのクロス配向された強化繊維に重ならないように、前記所定の交差角の半分の角度だけのズレをもって配置してある請求項4又は5記載の振出竿用の竿体。
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