JP6347585B2 - 穂先竿 - Google Patents

Description

本発明は、強化繊維群にマトリックス樹脂を含浸させたプリプレグを巻回して作成される鮎竿や渓流竿等に使用される穂先竿に関する。

従来においては、穂先竿を構成するに、穂先竿の全長に相当する長さの中実状の芯材の外側に、その芯材の軸芯長の中間位置から竿元側に掛けて、プリプレグシートを巻回していた（特許公報１）。

特開２０１０−１０４２６３号公報（段落番号〔００１９〕、図１）

確かに、特許文献１に記載した構成のものでは、中実状の芯材とその芯材の外側にプリプレグシートを巻回した部分では、断面形状が大きく変化して、釣り糸の巻付き時の対応を所期通りできるものであることは認められる。
しかし、穂先竿として中実状の芯材とその外側に巻回されるプリプレグシートとの二つの異なった種類の部品が必要になるところから、製作上の負担となっていた。

〔比較例〕
上記のような構成に対して、プリプレグシートを駆使して穂先竿を構成するものが考えられた。
つまり、図３に示すように、第３プリプレグテープ１０Ａと第４プリプレグテープ１０Ｂと第５プリプレグテープ１０Ｃとを重ね合わせ、これら重ね合わせたプリプレグを芯金１１に巻回することによって、竿体としている。第３プリプレグテープ１０Ａと第４プリプレグテープ１０Ｂとは台形状の同一外形に裁断されており、第５プリプレグテープ１０Ｃは三角形状に裁断されている。

二枚の第３プリプレグテープ１０Ａと第４プリプレグテープ１０Ｂとにおいては、プリプレグシート１０の一辺１０ａを竿軸線Ｘに沿った直線辺に形成し、この一辺１０ａに対向する他辺１０ｂを、竿元側程離れていく傾斜辺に形成してある。竿軸線Ｘに直交する状態に裁断してある竿先辺１０ｃと竿元辺１０ｄとは互いに平行に形成してある。
以上のように、二枚のプリプレグシート１０Ａ、１０Ｂの裁断形状は一致するものであるが、後記するように、強化繊維ｃの引き揃え向きが異なっている。

つまり、プリプレグシート１０を二枚重ねたバイアス式のものになっており、図３に示すように、重ねる状態は強化繊維ｃの引き揃え方向が竿軸線Ｘに対して傾斜角αを約１°〜５°とする範囲で傾斜させかつ竿軸線Ｘに対して対称となるように配置するものである。
図３において、竿元側ほど強化繊維ｃが一辺１０ａに近づく方向に引き揃えられている側のプリプレグシート１０を第３プリプレグシート１０Ａ、竿元側ほど強化繊維ｃが一辺１０ａから離れる方向に引き揃えられている側のプリプレグシート１０を第４プリプレグシート１０Ｂと称する。

プリプレグシート１０を構成する強化繊維ｃとしては、具体的には、炭素繊維以外にガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維等が使用でき、樹脂としては、エポキシ樹脂の他に、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂やＰＶ（Ｅ）等の熱可塑性樹脂が使用できる。
強化繊維ｃの弾性率は２４トン／ｍｍ^２で、中弾性率の強化繊維が採用されている。ただし、ここでは、弾性率２４トン／ｍｍ^２の強化繊維を採用したが、２０〜３０トン／ｍｍ^２の中弾性率の強化繊維を採用してもよい。

一方、第５プリプレグシート１０Ｃは、直角三角形状を呈しており、斜辺１０ｅを第３プリプレグシート１０Ａの他辺１０ｂに平行な状態に配置し、一部分を第３プリプレグシート１０Ａに重ね合わせて、直交する二つの辺を張り出させている。強化繊維ｃの弾性率は、４６トン／ｍｍ^２で、高弾性率の強化繊維が採用されている。

図３に示すように、芯金１１の外径は、先端側の外径Ｄ３と元端側の外径Ｄ２であり、芯金１１の軸線方向に沿ったテーパは２／１０００〜３／１０００である。先端側の外径Ｄ３と元端側の外径Ｄ２との比率は、１／２．５〜１／３．３となるように設定する。

以上、第３、第４、第５プリプレグシート１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを重ね合わせて芯金１１に巻回する際の巻回数は、竿先辺１０ｃにおいて４プライ、竿元辺１０ｄにおいて５プライとなる。これによって、竿先辺１０ｃの長さＬ３を４プライ分の長さに、竿元辺１０ｄの長さＬ４を５プライの長さに設定してある。なお、第５プリプレグシート１０Ｃでの巻回数は、２．８プライであり、図３の長さＬ５を２．８プライの長さに設定してある。

このように、プリプレグシートのみで竿体を構成するものであるが、次のような欠点がある。竿先側の巻回数が４プライであり、竿元側の巻回数が５プライ＋２．８プライ＝７．８プライとなり、巻回数が異なる。このような場合には、竿体の軸線方向における巻回数を見てみると、竿先側の４プライから徐々に巻回数が増していって、全長の半分の位置において、巻回数は、４プライ〜７．８プライの中間の値５．９プライとはならない傾向がある。５．９プライ位置は、竿体の全長の半分位置よりも竿先側に変位した位置になる。
具体的には、竿体の竿先端から１／８長さ位置で、既に、５プライになっており、竿体の竿先端から１／４長さ位置で、略５．９プライとなっている。このような傾向に対して、竿先端から半分位置から竿尻端に掛けてはプライ数の増加係数は徐々に低下することとなる。

したがって、竿先側の方が計算上より巻回数が多くなり、このことが剛性を高くする。剛性は、縦弾性係数（弾性率）と断面二次モーメントを掛け合わせたものである。そうすると、図４の撓み試験で示すように、架台Ｃに片持ち状態で支持され、穂先先端に錘Ｄを取り付けられた竿体は、竿先側部分Ｂａの剛性が高くなるので、円弧状になる撓み度合いが低く、やや突っ張った状態になり、魚の動きに対する追従性が悪く、魚の警戒感を抱かせることとなる。一方、竿体の竿尻側部分Ｂｂにおいては、プライ数の増加係数が低いので、竿体としては、柔らかい状態になって、図４に示すように、曲率半径が大きなものになっている。
また、複数プライ分の幅を備えたプリプレグシートを芯金に巻回していく場合に、先行して芯金に巻き付けられた巻始辺に重ねるように、プリプレグシートの残りの部分に重ねて巻き付けていく。
その場合に、竿先側と竿元側とで巻回数が異なるので、竿体の外周面にプリプレグシートの巻終わり辺が螺旋状になって現れ、偏肉状態を現出し、バランスの面で十分でないものがある。
以上のような竿体より穂先竿Ｂを形成する。

本発明の目的は、撓り特性の向上を図りながら、剛性の維持及び十分に軽量化が達成できる穂先竿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、弾性率が３３トン／ｍｍ^２〜５０トン／ｍｍ^２である高弾性率の強化繊維群にマトリックス樹脂を含浸させたプリプレグシートを巻回し、全長に亘って同じプライ数の筒状体に形成し、かつ、前記プリプレグシートの巻始辺が竿軸線に沿った直線辺に設定するとともに、先端側の内径と元端側の内径との比率は、１／３．５〜１／７に設定してある点にあり、その作用効果は次の通りである。

〔作用〕
プリプレグシートを全長に亘って同じプライ数で巻回して筒状体を構成している。従って、剛性の偏りを回避でき、良好な撓り特性を得ることができる。
但し、比較例で記載したものと同じように、中弾性率の強化繊維を使用して筒状体を形成すると、竿元側での剛性不足を来たし易い。従って、強化繊維として高弾性率のものを採用した。そして、この高弾性率の強化繊維の採用によって、剛性の維持ができ、かつ、魚の当たりに対する手元の反応が鋭敏になり、比較例で記載したような、第５プリプレグシートの存在は必要ではなく、このことによる軽量化の達成ができた。

〔効果〕
プライ数を同数にかつ高弾性率の強化繊維の採用によって、撓り特性の向上を図りながら、魚の当たりを鋭敏に捉えることができ、剛性の維持及び軽量化を図ることができ、操作しやすい穂先竿を提供できた。

〔構成〕
請求項２に係る発明の特徴構成は前記強化繊維群を一方向に引き揃えた第１プリプレグシートと、前記強化繊維群を一方向に引き揃えた第２プリプレグシートとを、前記第１プリプレグシートの第１強化繊維群と前記第２プリプレグシートの強化繊維群とが、互いに交差する方向にかつ竿軸線を基準に対称に位置するように、二枚重ね合わせたバイアス式に巻回してある点にあり、その作用効果は次の通りである。

〔作用効果〕
二枚のプリプレグシートを重ねて巻回し、重ねる際に互いの強化繊維が交差するように巻回してあるので、強化繊維が竿の軸線方向だけでなく、竿の軸線方向に対して直交する方向に対して対抗力を発揮できる成分を有しているので、釣り竿が上下方向に対して曲りを生じる場合に対する対抗力だけでなく、竿体の断面を上下方向に押し潰し左右方向に膨張させるような場合にも対抗力を発揮するものを提供できた。

図１は、鮎竿の穂先竿と穂持竿を示す側面図である。 図２（ａ）は、バイアス式に重ね合わせた第１プリプレグシートと第２プリプレグシートとを芯金に巻回する前の状態を示す斜視図、（ｂ）は第１プリプレグシートの強化繊維と第２プリプレグシートの強化繊維との竿軸線を基準線としてその傾斜度合いを示す説明図である。 図３は比較例における、バイアス式に重ね合わせた第１プリプレグシートと第２プリプレグシートとを芯金に巻回する前の状態を示す斜視図である。 図４は本願発明の穂先竿と、比較例にかかる穂先竿との曲り試験を示す図である。

釣り竿Ａについて説明する。
釣り竿Ａは、図１に示すように、釣り糸ａを取付ための金属製の糸連結具１Ａを備えた穂先竿１と、その穂先竿１を支持する穂持竿２、及び、図外の中間竿、元竿等を備えて鮎釣り、渓流釣り等に使用される振出竿として構成されている。

穂先竿１の作成方法について説明する。図２（ａ）に示すように、穂先竿１を構成する第１プリプレグシート３Ａと第２プリプレグシート３Ｂとを重ね合わせて、芯金４に巻回して構成する。
具体的には、図２（ａ）に示すように、炭素繊維等の強化繊維ａを一方向に引き揃え、その引き揃え強化繊維群にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂（又は熱可塑性樹脂）を含浸させて、プリプレグシート３を形成する。このプリプレグシート３を所定の台形状に裁断し、裁断した二枚のプリプレグシート３Ａ、３Ｂを二枚重ねて芯金２に巻回して、穂先竿１の原形となる竿体を形成する。

二枚のプリプレグシート３においては、プリプレグシート３の一辺３ａを竿軸線Ｘに沿った直線辺に形成し、この一辺３ａに対向する他辺３ｂを、竿元側程離れていく傾斜辺に形成してある。竿軸線Ｘに直交する状態に裁断してある竿先辺３ｃと竿元辺３ｄとは互いに平行に形成してある。
以上のように、二枚のプリプレグシート３の裁断形状は一致するものであるが、後記するように、強化繊維ｃの引き揃え向きが異なっている。

つまり、プリプレグシート３を二枚重ねたバイアス式のものになっており、図２（ｂ）に示すように、重ねる状態は強化繊維ｃの引き揃え方向が竿軸線Ｘに対して傾斜角αを３°で傾斜させかつ竿軸線Ｘに対して対称となるように配置するものである。
ただし、傾斜角αとしては、２°〜１６°の範囲で選択できる。
図２（ａ）において、竿元側ほど強化繊維ｃが一辺３ａに近づく方向に引き揃えられている側のプリプレグシート３を第１プリプレグシート３Ａ、竿元側ほど強化繊維ｃが一辺３ａから離れる方向に引き揃えられている側のプリプレグシート３を第２プリプレグシート３Ｂと称する。
このような構成によって、請求項２に記載したような作用効果を奏することができる。

ただし、バイアス式を採用せずに一枚もののプリプレグシート３で構成してもよい。この場合には、強化繊維ｃの方向は、竿軸線Ｘに沿った方向とする。この際芯金４に周方向繊維ｃを有るプリプレグを巻回した後、強化繊維ｃの方向が竿軸線Ｘ方向に沿ったプリプレグシートを巻回して構成してもよい。

プリプレグシート３を構成する強化繊維ｃとしては、具体的には、炭素繊維以外にガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維等が使用でき、樹脂としては、エポキシ樹脂の他に、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂やＰＶ（Ｅ）等の熱可塑性樹脂が使用できる。
強化繊維ｃの弾性率は４０トン／ｍｍ^２で、高弾性率の強化繊維が採用されている。目付（１平方メートル当たりの強化繊維量）は２５ｇ／ｍ^２で、プリプレグシート３の樹脂量割合は３０パーセントである。
ただし、ここでは、弾性率４０トン／ｍｍ^２の強化繊維を採用したが、３３トン／ｍｍ^２〜５０トン／ｍｍ^２の高弾性率の強化繊維を採用してもよい。また、目付は１０ｇ／ｍ^２〜３０ｇ／ｍ^２の範囲で使用可能である。樹脂量も２５パーセント〜４０パーセントの間で採用できる。

一方、芯金４は次のような材料によって構成されている。芯金４は、構造用鋼（例えばＳ４５Ｃに表面焼き入れ）やＮｉ―Ｍｏ鋼などの高耐熱耐食合金鋼を使用し、表面にクロムメッキ等を施して仕上げ加工される。
図２（ａ）に示すように、芯金４の外径は、先端側の外径Ｄ１と元端側の外径Ｄ２であり、芯金４の外周面の軸線方向に沿ったテーパは２／１０００〜３／１０００である。先端側の外径Ｄ１と元端側の外径Ｄ２との比率は、１／３．５〜１／７となるように設定する。

以上のような構成になるプリプレグシート３を芯金４に巻回する。図２に示すように、第１プリプレグシート３Ａと第２プリプレグシート３Ｂとを、互いに強化繊維ｃが交差するように、かつ、竿軸線Ｘに対して傾斜角αで傾斜して対称に配置されるように、バイアス式に重ね合わせて巻回する。
この場合に、各プリプレグシート３Ａ、３Ｂの巻回数は、６プライである。つまり、各プリプレグシート３Ａ、３Ｂの竿先辺３ｃの長さＬ１、竿元辺３ｄの長さＬ２のみならず、竿軸線Ｘに沿った全長に亘って巻回数は６回、つまり、６プライである。

上記した各プリプレグシート３Ａ、３Ｂを巻回したものに対して、ポリエステル等の成形テープ（図示せず）を巻回して締め込んだものを、芯金４に巻回した状態で炉に入れて焼成し、焼成後成形テープを剥離しかつ芯金４を脱芯して円筒状の竿素材を取り出しその竿素材を所定長に裁断して、仕上加工を施し穂先竿１とする。

以上のように形成した本願発明に掛かる穂先竿１と前記比較例で記載した穂先竿Ｂとを比較すると、穂持竿２との関係より穂先竿１の竿元側の外径Ｄ２については、比較例のものと同一である。しかし、竿先側の外径Ｄ１については、比較例の穂先竿における外径Ｄ３より小径になっている。これは、同プライ数を維持するとともに、強化繊維を中弾性率のものから高弾性率のものに切り替えたことによって、強化繊維が高弾性に成った分だけ断面二次モーメントを小さくして、剛性を比較例のものと同じにする必要があったからである。
従って、巻回後の穂先竿１の先端側の内径と元端側の内径との比率は、１／３．５〜１／７内に収まり、実質的には、穂先竿１としても、１０パーセントを超える軽量化が達成できている。

以上のように、巻回プライ数が竿全長について一定の穂先竿１では、図４に示すように、竿先側部分１ａから竿尻側部分１ｂまでほぼ同一の曲率な円弧状を呈し、釣り人の操作をより好ましいものにしてある。

〔別実施形態〕
（１） プリプレグシート３を巻回することに先行して、竿先側と竿元側とに、軸線長の短い補強プリプレグを巻回してもよい。補強プリプレグとしては、強化繊維ａを竿軸線Ｘに平行なものであってもよく、或いは、強化繊維ａを竿軸線Ｘに対して僅かに傾斜させた二枚のプリプレグをバイアス式に重ね合わせたものでもよい。
（２） 第１プリプレグシート３Ａと第２プリプレグシート３Ｂの代わりに、単一のプリプレグシート３だけを巻回して竿体を形成してもよい。この場合に強化繊維ｃを縦横にクロスさせて編み上げたクロス状のプリプレグシートであってもよい。
（３） 上記実施形態においては、６プライのものを示したが、全長に亘って同じプライ数のものであれば、巻回数は問わない。

本願発明は、鮎竿等の穂先竿に適用し、突っ張り感の少ない扱い易い竿を提案する。

３ プリプレグシート
３Ａ 第１プリプレグシート
３Ｂ 第２プリプレグシート
ｃ 強化繊維

Claims (2)

1. 弾性率が３３トン／ｍｍ^２〜５０トン／ｍｍ^２である高弾性率の強化繊維群にマトリックス樹脂を含浸させたプリプレグシートを巻回し、全長に亘って同じプライ数の筒状体に形成し、かつ、前記プリプレグシートの巻始辺が竿軸線に沿った直線辺に設定するとともに、先端側の内径と元端側の内径との比率は、１／３．５〜１／７に設定してある穂先竿。
2. 前記強化繊維群を一方向に引き揃えた第１プリプレグシートと、前記強化繊維群を一方向に引き揃えた第２プリプレグシートとを、前記第１プリプレグシートの第１強化繊維群と前記第２プリプレグシートの強化繊維群とが、互いに交差する方向にかつ竿軸線を基準に対称に位置するように、二枚重ね合わせたバイアス式に巻回してある請求項１記載の穂先竿。

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