JP6037599B2 - 杖 - Google Patents
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すなわち、本発明は杖に関し、シャフト部(4)とこのシャフト部(4)の上端にグリップ部(1)とを有する杖であって、上記のシャフト部(4)は高強度有機繊維強化樹脂層(31)と炭素繊維強化樹脂層(32)とを備えており、上記の炭素繊維強化樹脂層(32)は、少なくともその外周面に上記の高強度有機繊維強化樹脂層(31)が一体的に積層してあることを特徴とする。
上記の炭素繊維は、曲げ衝撃に対して折損し易いものの、上記の炭素繊維強化樹脂層はその外周面に高強度有機繊維強化樹脂層が一体的に積層してあるので、シャフト部や筒体が軸直交方向から衝撃をうけて炭素繊維が仮に折損しても、炭素繊維強化樹脂層が高強度有機繊維強化樹脂層で保護され、シャフト部や筒体は座屈変形するだけで、激しく破断することが防止され、しかも折損した炭素繊維がトゲ状に突出することが防止される。そしてこのシャフト部等が座屈変形した杖は、例えば市販の補修キット等を用いることで容易に補修される。
(2)振動減衰特性に優れた高強度有機繊維強化樹脂層を備えているので、杖先端の振動等を使用者の手元へ適確に伝えることができる。
(3)軽量の高強度有機繊維強化樹脂層と高い剛性の炭素繊維強化樹脂層とを組み合わせてあるので、シャフト部や筒体は高い強度を備えているうえ、高強度有機繊維強化樹脂層を過剰に厚くする必要がなく、軽量に維持することができる。
(4)高強度有機繊維強化樹脂層を備えているので、杖の先端で地面や障害物等を叩いても、その衝撃で高強度有機繊維に微小クラックを発生させる虞がなく、耐久性に優れる。
(6)軸直交方向から大きな曲げ衝撃を受けて炭素繊維が折損しても、炭素繊維強化樹脂層は外周面に一体化した高強度有機繊維強化樹脂層で保護され、激しく破断することが防止される。また、上記の曲げ衝撃を受けた部位で、折損した炭素繊維がトゲ状に突出することが防止される。この結果、例えば視覚障害者等は、この衝撃をうけて損傷した部位を手探り等で安全に確認することができる。
(7)シャフト部や筒体は、軸直交方向から大きな曲げ衝撃を受けても容易に破断することがないので、例えばその衝撃を受けた現場において、例えば市販の補修キット等を用いて簡単に補修でき、これによりその杖等を継続して使用することができる。
図1(a)に示すように、この第1実施形態の杖(7)は、シャフト部(4)と、このシャフト部(4)の上端に設けたグリップ部(1)と、シャフト部(4)の下端に固設した石突き(6)とを有している。
即ち、上記の炭素繊維強化樹脂層(32)は、その内周面に第1高強度有機繊維強化樹脂層(31a)が一体的に積層してあり、その第1高強度有機繊維強化樹脂層(31a)のさらに内周面に筒状の第1ガラス繊維強化樹脂層(33a)が一体的に積層してある。また、上記の炭素繊維強化樹脂層(32)の外周面には第2高強度有機繊維強化樹脂層(31b)が一体的に積層してあり、その第2高強度有機繊維強化樹脂層(31b)の外周面に筒状の第2ガラス繊維強化樹脂層(33b)が一体的に積層してある。
また上記の炭素繊維強化樹脂層(32)を構成する炭素繊維としては、例えばポリアクリロニトリル系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等が挙げられる。また上記のガラス繊維強化樹脂層(33)を構成するガラス繊維としては、例えば含アルカリガラス繊維、無アルカリガラス繊維、低誘電ガラス繊維等が挙げられる。但し本発明に用いる有機繊維や炭素繊維、ガラス繊維は、これらのものに限定されない。
即ちこの第3実施形態では、図6(a)に示すように、第1実施形態と同様、シャフト部(4)と、このシャフト部(4)の上端に設けたグリップ部(1)と、シャフト部(4)の下端に固設した石突き(6)とを有している。しかしこの第3実施形態では、第1実施形態と異なって、上記のシャフト部(4)は互いに連結・分離可能な複数の、例えば5つのシャフト部分(14)からなり、シャフト部分(14)同士の連結部分に、これを覆う筒状のジョイントカバー(5)が備えてある。そして上記のグリップ部(1)は、最も上段のシャフト部分(14)の上端に、延設した状態に一体的に形成してある。
なお上記のゴム紐(8)は、シャフト部分(14)同士を容易に分離・連結できる弾力性や伸縮性を備えておればよく、材質や太さは特に限定されず、公知のものを使用することができる。
高強度有機繊維として、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維であるケブラーK−29 1670dtx(東レ・デュポン株式会社製)を用いた。この有機繊維により、目付け73g/m2としたUD(一方向性繊維)シートを作成し、これに、樹脂含有比率が67:33となるようにエポキシ樹脂をホットメルト方式にて含浸させて、目付け110g/m2の高強度有機繊維プリプレグを得た。
また炭素繊維プリプレグとして、トレカ(登録商標、東レ株式会社製)のプリプレグ(品種:9052S-17と3252S-05)を用いた。このプリプレグは、目付け220g/m2のUDシートに、樹脂含有比率が67:33となるようにエポキシ樹脂を含浸させて、目付け330g/m2の炭素繊維プリプレグとしてある。
またガラス繊維として、目付け100g/m2のUDシートであるガラスクロスWPA-240D(日東紡績株式会社製)を用い、このガラスクロスに、樹脂含有比率が67:33となるようにエポキシ樹脂をホットメルト方式にて含浸させて、目付け150g/m2のガラス繊維プリプレグを得た。
実施例1の高強度有機繊維プリプレグとガラス繊維プリプレグに替えて、いずれも上記の炭素繊維プリプレグを用い、その他は実施例1と同様に処理して、比較例1の筒体を得た。
上記の実施例1の炭素繊維プリプレグとガラス繊維プリプレグに替えて、いずれも上記の高強度有機繊維プリプレグを用い、その他は実施例1と同様に処理して、比較例2の筒体を得た。
次にこれらの筒体について、剛性(撓み性)、耐衝撃性、安全性、現場補修性の各特性値を次の測定方法により測定した。
上記の実施例と比較例の各筒体を、支点間距離780mmで支持し、支点間の中央に3kgの荷重が付いたフックを掛けて10秒間放置したときの、その荷重により筒体が撓んだ寸法(mm)を測定した。
各実施例および比較例の杖を30cmにカットしてサンプルとし、JIS K 7055(プラスチックの3点曲げ試験法)に準じて、落錘型衝撃試験機(商品名:Dynatup (登録商標) 9210、インストロン社製)を用いて、カットしたサンプルを支点間距離105mmで固定し、直径22mmの抑え具(圧子)を110Jの条件で衝撃力を与え、サンプルの破断状態と、吸収エネルギー等を測定した。
なお、破断状態の評価基準は次の通りである。
○:破断なし
△:部分的に破断した。
×:容易に完全に破断した。
耐衝撃性試験後に、各筒体の衝撃付与位置での、トゲ状に突出した繊維の有無により、評価した。
なお、安全性の評価基準は次の通りである。
○:トゲ状に突出した繊維がなく、十分に安全である。
△:トゲ状に突出した繊維がわずかにある。
×:トゲ状に突出した繊維があり、手に刺さる虞がある。
耐衝撃性試験後に、破断または損傷した部位を、日本点字図書館の用具事業課の国産白杖の緊急用補修キット(商品名:やつはしくん;商品番号:39032)を用いて補修し、杖のシャフト部として再利用が可能か否かで評価した。図11に示すように、この緊急補修キット(26)は半円筒状の保持板(13)を一対備えており、各保持板(13)の裏面に貼り付けてある両面テープ(12)の剥離テープを剥がし、シャフト部(4)となる筒体の破断個所を真ん中にして挟むように両保持板(13)を仮止めし、付属の反射テープ(15)で保持板(13)の両端を巻いて筒体に確りと固定し、図12に示される状態でこの筒体が杖として再利用が可能か否かで評価した。
なお、現場補修性の評価基準は次の通りである。
○:衝突後に現場で簡易補修することで、杖として再利用できた。
×:衝突後に現場で簡易補修することができず、杖として再利用できなかった。
この測定結果から明らかなように、炭素繊維強化樹脂層のみで形成した比較例1では、剛性が高いものの、筒体の軸直交方向の力に対する耐衝撃性は十分ではなく、衝撃時に破断して繊維がトゲ状に突出し、安全性や現場補修性が優れていなかった。また、高強度有機繊維強化樹脂層のみで形成した比較例2では、耐衝撃性に優れており、衝撃時に破断せず、安全性や現場補修性に優れるものの、軸直交方向から荷重を加えた際の撓み量が大きく、剛性が低かった。
これに対し本発明の実施例1では、剛性が比較例2よりも優れており、しかも衝撃を与えた場合にやや折れ曲がるのみで、筒体の軸直交方向からの力に対する耐衝撃性が優れており、衝撃を受けた部位は繊維がトゲ状に突出することがなく安全性に優れ、破断しないので現場での補修補修性においても優れていることが確認された。
また上記の実施例1は外側表面に巻きつけた反射テープのさらにその外周面に、耐摩耗性透明樹脂フィルムを配置したので、このフィルムを省略した従来品と比べて、その外周面の耐摩耗性が格段に優れており、反射テープの摩損を良好に防止することができる。これを確認するため、次の測定方法により外表面の耐摩耗性を測定した。
幅25mm、長さ300mmの布ヤスリ(粒度#240、株式会社株式会社ノリタケコーテッドアブレーシブ製)を用いる。図14に示すように、シャフト部(4)を水平に保った状態とし、そのシャフト部(4)の軸方向に対し90度の方向に上記の布ヤスリ(36)を、水平状態に配置されたシャフト部(4)の上面から垂直面までの四半部(90度部分)と接するように、水平方向と垂直方向とに亘って配置する。この布ヤスリ(36)の垂直部分の下端に330gの荷重(37)をつりさげ、この状態で布ヤスリ(36)を、1往復2秒の速度でシャフトに対し200mm移動させ、シャフト部(4)の表面を摩耗した。
また上記の各実施形態ではいずれも反射テープや表示テープで表示層を形成した。しかし本発明は他の表示層を用いたものであってもよく、あるいはこれらの表示層を省略したものであってもよい。
さらに上記の実施形態では高強度有機繊維としてポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維を用いる場合について説明したが、本発明では他の種類の高強度有機繊維を用いたものであってもよいことは、いうまでもない。
4…シャフト部
5…ジョイントカバー
7…杖
9…小径部(インナーパイプ)
14…シャフト部分
17…中空部
18…外殻部
21…第1連結端部
22…第2連結端部
31…高強度有機繊維強化樹脂層
31a…第1高強度有機繊維強化樹脂層
31b…第2高強度有機繊維強化樹脂層
32…炭素繊維強化樹脂層
33…ガラス繊維強化樹脂層
33a…第1ガラス繊維強化樹脂層
33b…第2ガラス繊維強化樹脂層
34…表示層
35…耐摩耗性透明樹脂層
Claims (4)
- シャフト部(4)とこのシャフト部(4)の上端にグリップ部(1)とを有し、
上記のシャフト部(4)はパラ系アラミド繊維の強化樹脂層(31)と炭素繊維強化樹脂層(32)とを備えており、
上記の炭素繊維強化樹脂層(32)は、少なくともその外周面に上記のパラ系アラミド繊維の強化樹脂層(31)が一体的に積層してある視覚障害者用白杖において、
上記のシャフト部(4)の軸直交断面における中空部(17)とその周囲の外殻部(18)との断面積比率は80:20〜60:40の範囲内であり、シャフト部(4)の比重は1.32〜1.37の範囲内であり、軸直交方向からの力に対する衝撃吸収エネルギーが10J以上であることを特徴とする、視覚障害者用白杖。 - 上記の炭素繊維強化樹脂層(32)は、その外周面と内周面とにそれぞれ上記のパラ系アラミド繊維の強化樹脂層(31)が一体的に積層してある、請求項1に記載の視覚障害者用白杖。
- 上記のシャフト部(4)は、最も内側の高強度有機繊維強化樹脂層(31a)のさらに内側にガラス繊維強化樹脂層(33a)を備える、請求項1または請求項2に記載の視覚障害者用白杖。
- 上記のシャフト部(4)は、最も外側の高強度有機繊維強化樹脂層(31b)のさらに外側にガラス繊維強化樹脂層(33b)を備える、請求項1から3のいずれかに記載の視覚障害者用白杖。
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