JP5422421B2

JP5422421B2 - 管状体

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Publication number: JP5422421B2
Application number: JP2010019429A
Authority: JP
Inventors: 篤斎藤
Original assignee: Globeride Inc
Current assignee: Globeride Inc
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2030-01-29
Also published as: JP2011155887A

Description

本発明は、管状体に関し、特に、強化繊維に合成樹脂を含浸した繊維強化プリプレグを巻回し、これらのプリプレグシートを締付ける緊締テープにより段部を外周面に形成した管状体に関する。

一般に、釣竿の竿管等に用いられる管状体は、強化繊維に合成樹脂を含浸させたプリプレグシートを、芯金に対して重合するように巻回して積層体に形成し、その上に緊締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、脱芯した後、緊締テープが除去される。この緊締テープを除去した後の管状体の外周面には、緊締テープによる螺旋状の段部が形成される。

成形後の管状体は、外周面を、研磨、塗装等の工程を経て、製品が完成する。例えば握持する部位等の完成した製品の所要部位には、握持性を向上させるための滑り止め手段が付される。

このような管状体には、シート状のプリプレグに代えてテープ状のプリプレグを、その幅方向の一部が重なり合う状態に巻回し、竿外面に凹凸部を形成するものがある（例えば特許文献１参照）。

また、緊締テープを剥離した後の竿素材を、プリプレグシートの硬化した樹脂よりも高硬度でかつ強化繊維よりも低硬度の研磨剤中に管状体を装入し、研磨剤に振動を与え、竿素材と研磨剤との間の相対運動により研磨加工し、５〜８ミクロン径の強化繊維の一部を樹脂よりも突出させた竿素材を形成する釣り竿もある（例えば特許文献２参照）。

特開平４−２１４３２９号公報特開平６−３２７３８０号公報

このような繊維強化樹脂製の管状体に形成された段部や凹凸は、研磨、塗装等の工程を経て平滑に形成することも可能であるが、製造工程の簡略化及び原材料の有効活用を図るためにも、成形時に形成される段部を維持して、より効果的に握持性を向上させることが望まれる。

しかし、テープ状のプリプレグを巻回して形成した竿は、大きな段部を形成可能であるとしても、表面を研磨したり、塗装層を設けることが多い。また、釣り竿表面に緊締テープによる螺旋状段部を残したままにしても、一条の螺旋状段部では滑りを防止した十分な握持性を得ることはできない。

本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、その強度を損なうことなく、効果的に滑りを防止した握持性に優れる管状体を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明は、強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレグシート巻回し、これらのプリプレグシートを締付ける緊締テープにより段部を外周面に形成した管状体であって、前記外周面に、それぞれ螺旋状に延びる第１及び第２段部を有し、第１段部と第２段部との一方は他方よりも小さなピッチで形成される管状体を提供する。

前記第１及び第２段部が形成する螺旋状形状のねじれ角は、管状体の長手方向に対して互いに逆方向に形成されていることが好ましい。

前記第１及び第２段部は、それぞれ螺旋状に延びる側面部間でこれらの側面部よりも幅狭に形成された端面部を有し、第１段部の端面部と第２段部の端面部とは、管状体の長手方向に沿って互いに反対方向に向けて配置されるものであってもよい。

前記第１段部と第２段部とは、互いに２．０〜１０．０度の角度で交差することが好ましい。

本発明の管状体によると、緊締テープにより外周面に形成される第１，第２段部がそれぞれピッチの異なる螺旋状に延設されることにより、握持する手の汗によるべたつきを防止しながら、軸方向及び周方向における滑りを効果的に防止され、それぞれピッチの相違する第１及び第２段部を介して握持位置を確認しながら移動することができ、握持性に優れた管状体を形成することができる。

第１及び第２段部のそれぞれが形成する螺旋状のねじれ角が、管状体の長手方向に対して互いに逆方向に形成される場合には、それぞれのねじれ角の相違から握持位置を正確に移動させることができる。

第１及び第２段部の端面部が管状体の長手方向に沿って互いに反対方向に配置される場合には、軸方向に沿う両方向の滑りを防止することができ、更に操作性が向上する。

第１段部と第２段部とが互いに２．０〜１０．０度の角度で交差する場合には、これらの交差部により、管状体を握持したときの滑りをより効果的に防止することができる。

本発明の好ましい実施形態による管状体の概略的な平面図。図１の管状体の一部の拡大図。図１の管状体の積層構造を示し、（Ａ）は管状体の横断面図、（Ｂ）は円Ｂで囲む部位の拡大図。図１の管状体を形成する１工程の説明図。図４の後の工程の説明図。他の実施形態による工程の説明図。図６の工程で形成される管状体の一部の拡大図。

図１及び図２は、本発明の好ましい実施形態による管状体１０を示す。

この管状体１０は、例えば釣り竿用として形成してあり、管状体１０の全長に沿う中空薄肉構造の本体１２を有する。この管状体１０は、釣り竿の元竿として用いるとよい。

この本体１２は、強化繊維ｆに合成樹脂ｐを含浸したプリプレグシートを図示しないテーパ付きの芯金に巻回することで形成される。このようなプリプレグシートは、強化繊維ｆ（図３の（Ｂ）参照）として例えば繊維直径が３〜２０μｍ程度の炭素繊維、ガラス繊維アルミナ繊維あるいはアラミド繊維等を用いるのが好ましく、強化繊維ｆに含浸する樹脂ｐ（図３の（Ｂ）参照）としては、例えばエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が好ましく、ポリアミド等の熱可塑性樹脂を混在させてもよい。

この繊維強化樹脂で形成した本体１２の外周面には、ピッチの大きな螺旋状に延びる第１段部２０と、ピッチの小さな螺旋状に延びる第２段部２２とが形成されている。これらの第１及び第２段部２０，２２は、巻回したプリプレグシートを芯金上での緊締テープＴ１，Ｔ２（図４及び図５）の締付けにより、形成したもので、これらの段部２０，２２については後述する。

図３に示すように、管状体１０の本体１２は、全体としてテーパ付きの中空体して形成される。この本体１２は、複数のプリプレグシートを内側から順に積層した積層構造を有し、強化繊維ｆを本体１２の中心軸線１２ａに対して周方向に配向させた最内層１４と、強化繊維ｆを中心軸線１２ａに沿う軸長方向に配向させた中間層１６と、強化繊維ｆを周方向に配向させた最外層１８とを形成している。本実施形態の中間層１６は、全長にわたって連続する内側中間層１６ａと外側中間層１６ｂとの２つの層からなり、本体１２の軸長方向に沿う曲げ剛性を向上させ、この中間層１６を挟む最内層１４と最外層１８が中空構造の本体１２の潰れを防止する。これにより、本体１２は、大きな曲げを可能としつつ、軸長方向および捩じり方向の大きな引張り力に耐えることができるように、基本的な曲げ強度を確保することができる。

なお、必要に応じて、本体１２の軸長方向に沿う一部に補強層を配置することも可能であり、このような補強層として、強化繊維ｆを周方向に引き揃えた周方向プリプレグ、強化繊維ｆを軸長方向に引き揃えた軸方向プリプレグ、強化繊維ｆを軸長方向に対して傾斜方向に引き揃えた斜向プリプレグを適宜に組合わせて巻回することが可能である。

本実施形態では、本体１２の強度と軽量化との双方を考慮して、最内層１４、中間層１６および最外層１８を形成するプリプレグシートは樹脂含浸量を１０〜４０ｗｔ％の範囲で形成してあり、例えば１０〜３０ｗｔ％の範囲とすることにより、より強度と軽量化とのバランスがとれた安定した管状体とすることができる。

このように樹脂含浸量の少ないプリプレグシートで形成される本体１２は、図３の（Ｂ）に拡大して示すように、強化繊維ｆの密度が極めて高く、隣接する強化繊維が互いに接触した状態となる。これにより、焼成する際に、強化繊維ｆの移動による蛇行が抑制される。各強化繊維ｆの特性を最大限に発揮した、高強度特性を維持し、少ない樹脂量により、軽量構造とすることができる。

また、樹脂含浸量が１０〜３０ｗｔ％の範囲であれば、プリプレグシートが隣接する層間の境界部に沿って、合成樹脂が他の領域よりも多く含む樹脂だまり部ｓが形成される。これにより、隣接するプリプレグシート間の層間剥離が防止され、強固な一体構造の積層体が形成される。なお、本実施形態では、外側中間層１６ｂの厚さ方向中間部に、合成樹脂比率の多い樹脂だまり部ｓが複数箇所に形成されている。このような層内の樹脂だまりｓは、強化繊維ｆが疎らな部位に合成樹脂が流入して個別に独立した状態で形成される。これにより、隣接する層間の樹脂だまりｓへの応力集中による白化を防止し、弾性の低下を抑制することができる。

本実施形態では、管状体１０の本体１２は、最外層１８の表面の樹脂量を、最外層１８の内層側よりも少なく形成してあり、本体１２の外周面の少なくとも一部に、強化繊維ｆが含浸した合成樹脂ｐで覆われることなく、直接露出させるように配置してある。このように外周面に硬質の強化繊維ｆを露出させることで、最外層１８の周方向に配した強化繊維を握持する手で触れると、カサカサした感触があり、滑りが防止される。更に、例えば釣り竿に用いた際に、握持する手に強化繊維を通じて微細な魚信を伝達することができ、魚信に対する感度を高めることができる。本体１２を釣り竿用として好適な２０〜４０ｍｍ程度の外径で、１００〜５００μｍ程度の肉厚に形成する場合には、最外層１８の肉厚を１０〜５０μｍ程度に形成することが好ましい。

このように、外周面に強化繊維を露出させるためには、樹脂含浸量の少ないプリプレグシートで形成する必要がある。このような樹脂含浸量の少ないプリプレグシートを円筒状に形成する際に、緊締テープで確実に押え、押圧することが必要となる。

図４及び図５は、このような樹脂含浸量の少ないプリプレグシートで本体１２を形成する工程を示す。

図示のように、最外層１８を形成するプリプレグシートを巻回した後、このプリプレグシートの上に、テーパ状の本体１２の例えば細径側（先端側）である一端側から太径側（基端側）まで、その全長にわたって緊締テープＴ１を螺旋状に巻回する。この緊締テープＴ１の巻付けは、先に巻回した緊締テープＴ１の一側の側縁部の上に、これから巻付けようとする緊締テープＴ１の他側の側縁部を重ねながら、先端側から基端側に螺旋Ｒ１の方向に沿って巻回し、本体１２の外周面の全体を緊締テープＴ１で覆う。更に、この緊締テープＴ１の上から、例えば基端部である他端側から緊締テープＴ１とは逆方向の螺旋Ｒ２の方向に向け、緊締テープＴ１と同様に、側縁部を先に巻回した緊締テープＴ２の近接する側縁部に重ねながら巻回する。緊締テープＴ１とその外側に巻回する緊締テープＴ２を介して、大きな締付力でプリプレグシートを締め付ける。

この緊締テープＴ１，Ｔ２は、厚さが１５〜３０μｍの範囲で、２０〜２５μｍ程度であることが好ましく、プリプレグシートに対する所要の締付力を形成できるものであれば適宜の材料で形成することができる。また、その幅は、０．２ｍｍ〜１０ｍｍのピッチで、隣接する側縁部を０．１〜１．０ｍｍ程度の幅寸法で重ねて本体１２の外周面の全長にわたって巻回できるものであれば、適宜の幅に形成することが可能なものであれば、適宜の寸法に形成することができる。

また、緊締テープＴ１は本体１２の全長にわたって、５ｍｍであるのが好ましい３．０〜１０．０ｍｍの範囲のピッチｔ１で巻回し、緊締テープＴ２はこの緊締テープＴ１の上から本体１２の全長にわたって第１緊締テープよりも小さい、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲から選択する例えば０．５ｍｍのピッチｔ２で巻回している。したがって、緊締テープＴ２は、緊締テープＴ１よりも幅狭に形成してある。

このように、大きなピッチｔ１で巻回した幅の広い緊締テープＴ１の上に、これよりも小さなピッチｔ２で幅の狭い緊締テープＴ２を巻回することにより、緊締テープＴ２が大きな締付力を形成する場合でも、緊締テープＴ１により強化繊維ｆの移動を防止し、更に、強化繊維ｆが損傷するのを防止することができる。

このように緊締テープＴ１の上から緊締テープＴ２が重ねて２重にプリプレグシートを押圧することにより、焼成の際に、外周部の表面の強化繊維が内側に偏倚し、又は、２重のテーピングによるテープ除去に繊維ズレが生じて、表面に微細な窪み部（図示しない）が形成される。この場合には、外周部の表面側の強化繊維ｆを覆う合成樹脂ｐが強化繊維ｆの外面を露出させた状態で内層側に移動し、内周側で強化繊維ｆを保持する状態となる。このように形成される窪み部は、例えば深さが２〜２０μｍ、周方向に２〜２００μｍ、軸長方向に２〜２０μｍ程度で、周方向に細長い形状を有する。

このように緊締テープＴ１，Ｔ２で安定させた後、この合成樹脂を熱硬化し、その後、冷却して、脱芯した後、緊締テープＴ１，Ｔ２を剥離すると、図１に示す本体１２が形成される。本体１２の外周部の表面に露出する強化繊維は、握持する手に魚信等の微細な振動を効率よく伝達し、表面に形成される微細な窪みは、例えば指の指紋等にも引掛かるような感触が得られ易く、滑り止め作用をなす。

図２に拡大して示すように、このような緊締テープＴ１，Ｔ２で形成された螺旋状の第１段部２０及び第２段部２２は、上述と同じ大きなピッチｔ１と小さなピッチｔ２とを有する螺旋状の２つの線条に沿って延設される。

第１段部は、螺旋状にピッチｔ１の幅で互いに隣接して螺旋状に延びる側面部２０ａ，２０ａ間に形成される端面部２０ｂを有する。明らかなように、側面部２０ａは緊締テープＴ１の面部に当接することで形成されたテーパ形状を有する。また、端面部２０ｂは緊締テープＴ１の側縁部を重ねた部位で、下側の緊締テープの側面に当接することで形成され、側面部２０ａより幅狭に形成される。これらの側面部２０ａと端面部２０ｂとは、その外側で螺旋状の連続した線条を形成し、中心軸線１２ａに直交する基準線Ｄに対して角度αのねじれ角を有する。

同様に、第２段部は、螺旋状にピッチｔ２の幅で互いに隣接して螺旋状に延びる側面部２２ａ，２２ａ間に形成される端面部２２ｂを有する。明らかなように、側面部２２ａは緊締テープＴ２の面部に当接することで形成されたテーパ状形状を有し、端面部２２ｂは緊締テープＴ２の側縁部を重ねた部位で、下側の緊締テープの側面に当接することで形成され、側面部２２ａより幅狭に形成される。これらの側面部２２ａと端面部２２ｂとがその外側で螺旋状の連続した線条を形成し、基準線Ｄに対して角度βのねじれ角を有する。

第１段部２０のピッチｔ１が第２段部２２のピッチｔ２よりも大きく、第１段部の端面部２０ｂの方が第２段部の端面部２２ｂよりも幅広で、より大きな段差を形成する。これらの段差は、後の工程で平滑研磨することにより、等しい大きさに形成することもできる。

第１，第２段部２０，２２がそれぞれピッチｔ１，ｔ２の異なる螺旋状に延設されることにより、握持する手の汗によるべたつきを防止しながら、軸方向及び周方向における滑りを効果的に防止され、それぞれピッチの相違する第１段部２０及び第２段部２２を介して本体１２上の握持位置を確認しながら移動することができ、握持性に優れた管状体１０を形成することができる。

また、緊締テープＴ１，Ｔ２の巻回方向に沿う螺旋Ｒ１，Ｒ２が互いに逆方向であるため、第１段部２０と第２段部２２のそれぞれが形成する螺旋状のねじれ角α，βが、管状体の長手方向に対して互いに逆方向に形成される。このため、第１段部２０及び第２段部２２のねじれ角α，βの大きさの相違から握持位置を移動する際に、その移動量を介して正確に握持位置を把握することができる。

更に、緊締テープＴ１，Ｔ２が互いに反対側の端部から巻回されるため、それぞれの段部２０，２２を形成する端面部２０ｂ，２２ｂが中心軸線１２ａに対して互いに逆方向に向き、軸方向に沿う両方向の滑りを防止することができ、更に操作性を向上させることができる。

また、第１段部２０と第２段部２２とのそれぞれのねじれ角α，βが相違するため、これらの段部の交差によって、本体１２の外周面に異なる方向に配向された段部が形成され、周方向に沿う滑りも防止することができる。これらのねじれ角α，βは、第１段部２０と第２段部２２とが２度以上１０度以下の範囲で交差することで、滑り止め効果を向上させることができる。

図６及び図７は他の実施形態による管状体１０を示す。なお、以下に説明する他の実施形態又は変形例は、基本的には上述の実施形態と同様であるため、同様な部位には同様な符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図６に示すように、緊締テープＴ１，Ｔ２は同じく先端側から、互いに逆向きの螺旋Ｒ１，Ｒ２に沿って巻回してある。

この場合には、第１段部２０を形成する端面部２０ｂと、第２段部２２を形成する端面部２２ｂとが軸方向に沿って同じ方向を向く。これにより、端面部２０ｂ，２２ｂによる滑り止め効果を向上させることができる。

なお、上述の説明では、釣り竿用の管状体１０として説明したが、これ以外にも、例えばテニス用ラケット、バトミントン用ラケット、又は、ゴルフクラブのシャフト等の運動に用いる管状体、更に、例えば玉網や柄杓等の釣りに用いる管状体等を形成することができるものである。

１０…管状体、１２…本体、２０，２２…段部、ｆ…強化繊維、ｐ…合成樹脂。

Claims

強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレグシート巻回し、これらのプリプレグシートを締付ける緊締テープにより段部を外周面に形成した管状体であって、
前記外周面に、それぞれ螺旋状に延びる第１及び第２段部を有し、第１段部と第２段部との一方は他方よりも小さなピッチで形成されることを特徴とする管状体。
前記第１及び第２段部が形成する螺旋状形状のねじれ角は、管状体の長手方向に対して互いに逆方向に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の管状体。
前記第１及び第２段部は、それぞれ螺旋状に延びる側面部間でこれらの側面部よりも幅狭に形成された端面部を有し、第１段部の端面部と第２段部の端面部とは、管状体の長手方向に沿って互いに反対方向に向けて配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の管状体。
前記第１段部と第２段部とは、互いに２．０〜１０．０度の角度で交差することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の管状体。