JP6994323B2

JP6994323B2 - ガイドリング、釣糸用ガイドリング、釣糸用ガイド、釣り竿

Info

Publication number: JP6994323B2
Application number: JP2017165134A
Authority: JP
Inventors: 善則久保; 幹裕梅原
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2017-08-30
Publication date: 2022-01-14
Anticipated expiration: 2037-08-30
Also published as: JP2019041599A

Description

本開示は、ガイドリング、釣糸用ガイドリング、釣糸用ガイド、釣り竿に関する。

糸状部材（以下、糸ともいう）を移動可能な状態に保持するために、糸状部材を通すための導通部となる内周面側の空間を備えたガイドリングは、例えば、繊維機械や釣り竿に利用されている。このガイドリングは、高速で移動する糸や糸に付着した砂等の異物と接触するため、耐摩耗性に優れることが要求されている。

従来、ガイドリングは、硬質クロムメッキを施した金属で作られていた。しかしながら、このような金属製のガイドリングは硬度が低く、寿命が短いといった問題があった。このような問題を解決するため、特許文献１には、硬度および強度に優れるアルミナ質多結晶体や単結晶であるサファイアをガイドリングとして用いることが記載されている。アルミナ質多結晶体とサファイアは、主成分は同じであり、多結晶体であるか単結晶体であるかの点で異なっている。特許文献１には、多結晶体よりも単結晶体の方が硬度に優れ、耐摩耗性の観点からは、主成分が同じであれば、多結晶体よりも単結晶体の方が優れていることが記載されている。

また、例えば、釣糸用のガイドリングのように趣味性の高い製品に用いる場合には、さらに装飾性も求められ、高価ではあるもののサファイアやルビーなどの人工単結晶がガイドリングとして用いられている。

特開平７－２３７９６５号公報

サファイアやルビー等の単結晶は、大きな塊から切断、研削加工、研磨加工を経て製造されるため、予め、製品形状に近い形に成形した成形体を焼成して得られた焼結体を加工する多結晶体に比べ、加工に多くの時間を要する。そのため、所望の形状を得ることが困難であった。

本開示は、耐摩耗性および装飾性、加工性に優れた材質からなるガイドリングを提供することを目的とする。また、本開示は、このガイドリングからなる釣糸用ガイドリングを提供することを目的とする。また、本開示は、この釣糸用ガイドリングおよび釣糸用ガイドリングを保持するための保持部を備えた釣糸用ガイドを提供することを目的とする。また、本開示は、この釣糸用ガイドを備えた釣り竿を提供することを目的とする。

本開示のガイドリングは、青色を呈し、酸素欠陥を有する単結晶スピネルからなる。本開示の釣糸用ガイドリングは、前述のガイドリングからなる。本開示の釣糸用ガイドは、前述の釣糸用ガイドリングおよび釣糸用ガイドリングを保持するための保持部とを備えたものである。本開示の釣り竿は、前述の釣糸用ガイドを備えるものである。

本開示によれば、耐摩耗性および装飾性、加工性に優れた材質からなるガイドリング、
釣糸用ガイドリング、釣糸用ガイドリングおよび釣糸用ガイドリングを保持するための保持部と、を備えた釣糸用ガイド、釣糸用ガイドを備えた釣り竿を提供できる。

（ａ）は本開示のガイドリング、釣糸用ガイドリングの概略図であり、（ｂ）は本開示の釣糸用ガイドリングを用いた釣糸用ガイドの斜視図である。本開示の釣り竿の斜視図である。マグネシアとスピネルとアルミナの状態図である。

本開示のガイドリングは、糸を通すための環状の部材である。本開示のガイドリングは、例えば、繊維機械用のガイドリングや釣り竿に用いる釣糸用ガイドリングとして用いることができる。

以下に、釣糸用ガイドリングを例として、図を参照しながら説明する。図１（ａ）は、本開示の釣糸用ガイドリング１の概略図であり、図１（ｂ）は本開示の釣糸用ガイドリング１を用いた釣糸用ガイド１０の概略図である。釣糸用ガイドリング１は、その内周面１ａに釣糸（図示しない）を挿通して案内するものであり、釣糸用ガイド１０は、釣糸用ガイドリング１を保持する保持部２を備えたものである。また、釣り糸用ガイド１０は、この保持部２の支持部３および釣竿（図示しない）に取り付ける取り付け部４が一体的に形成された枠体５に釣糸用ガイドリング１を備えていてもよい。

図２を用いて、本開示の釣糸用ガイド１０を備えた釣り竿１３の一例について説明する。本開示の釣り竿１３は、リール１４と竿部１５がそれぞれ持ち手部１６に取り付けられている。その持ち手部１６に繋がった竿部１５の所定箇所に、複数の釣糸用ガイド１０のそれぞれの取り付け部４を取り付け、リール１４に巻かれた釣糸１７を複数の釣糸用ガイド１０の釣糸用ガイドリング１を通して竿先から導出するものである。

本開示のガイドリング１は、単結晶スピネルからなるものである。以下に、単結晶スピネルについて説明する。本開示における、スピネルとは、化学式ＭｇＡｌ_２Ｏ_４で表される化合物に加え、化学量論比からずれたものも含まれる。例えば、化学量論比よりもＡｌが多いものや、Ｍｇが多いもの、酸素が過剰であるもの、過小であるものも含む。例えば、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４と、マグネシア（ＭｇＯ）またはアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）との固溶体であってもよい。スピネルの同定は、例えば、Ｘ線回折装置を用いて行えばよい。

本開示のガイドリング１に用いる単結晶スピネルは、硬度および強度が高く、高速で移動する糸と接触しても摩耗しにくい。また、高速で移動する糸に加え、糸に付着した砂などとも接触することがあるが、砂の構成成分として代表的なシリカよりも硬度が高いため、砂と接触しても摩耗しにくい。

単結晶スピネルは、サファイアと比較して、硬度が低いため、サファイアよりも加工性に優れており、単結晶体であるものの所望の形状に加工しやすい。なお、ルビーの物性は、サファイアと基本的に同じであるため、以下の対比は、ルビーを省略し、サファイアのみとする。

また、単結晶スピネルの熱膨張係数は、７×１０^－６Ｋである。単結晶スピネルは熱膨張係数に異方性を持たない。一方、サファイアが熱膨張係数の異方性（７×１０^－６Ｋおよび７．７×１０^－６Ｋ）を有しているため、平均した熱膨張係数は、単結晶スピネルの方が小さくなる。単結晶スピネルは、サファイアの平均した熱膨張係数と比較して熱膨張係数が小さいため、ガイドリング１が糸との摩擦によって加熱されても寸法の変化が小さ
く、保持部２との間で応力が生じにくいため、壊れにくい。

また、サファイアが熱膨張係数の異方性を有しているのに比べ、単結晶スピネルは、熱膨張係数の異方性がないため、ガイドリング１を保持する保持部材との熱膨張差による応力の発生を考慮した設計が容易となる。

釣り竿１３は、長時間にわたって使用することがあるため、使用者の負担を軽減する観点から軽量とすることが求められている。単結晶スピネルの比重は３．６ｇ／ｃｍ^３であり、サファイアの比重３．９８ｇ／ｃｍ^３と比較すると、比重が軽いため、同じ大きさの釣糸用ガイドリング１であれば、その重量を小さくすることができる。また、本開示の釣糸用ガイドリング１を有する釣糸用ガイド１０および釣り竿１３の重量も軽減することができる。

特に、持ち手１６側よりも竿先部分で釣糸用ガイドリング１の重量の占める割合が大きくなるため、本開示の釣糸用ガイドリング１を用いたことによる使用者が感じる軽量化の効果は顕著である。釣り竿１３の竿先を軽くすると、魚の動きに竿先が追随しやすくなり、釣り竿１３から伝わる情報量を増やすことができる。

釣り竿１３には、複数の釣糸用ガイドリング１が装着されており、釣り竿１３の持ち手部１６側の釣糸用ガイドリング１の方が、寸法が大きく、竿先側に行くにつれて、釣糸用ガイドリング１の寸法は小さくなる。つまり、一竿あたり、寸法の異なる複数の釣糸用ガイドリング１を製造する必要があるため、加工の難度が高いほど、コストが高くなる。

本開示のガイドリング１に用いた単結晶スピネルは、サファイアよりも硬度が低く、加工性に優れているため、素材からガイドリング１形状に加工する時間を短縮でき、ガイドリング１を製造するコストを低くすることができる。

本開示のガイドリング１は、青色としてもよく、ＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における明度指数Ｌ＊の値が１８以上３０以下、クロマティクネス指数ａ＊が－５以上２５以下およびｂ＊が－４０以上０以下としてもよい。釣糸用ガイドリング１として用いる場合には、青色の釣糸用ガイドリング１は使用者に海や川、湖の色を想起させる。特に、単結晶特有の透明感を有する釣糸用ガイドリング１は高い装飾性を有している。また、サファイアやルビーの赤色系とは、全く異なる色となる。

この範囲の色調は、色調の鮮やかさを抑えた深みのある青色系の色調となるので、使用者に落ち着いた耽美性を感じさせることができる。

明度指数Ｌ＊とは色調の明暗を示す指数であり、明度指数Ｌ＊の値が大きいと色調は明るく、明度指数Ｌ＊の値が小さいと色調は暗くなる。本開示のガイドリング１の明度指数Ｌ＊が１８以上３０以下、特に好ましくは２１以上２７以下の範囲であれば、単結晶スピネル製装飾部品の色調に程良い明るさ（暗さ）を与えることができる。

クロマティクネス指数ａ＊は色調の赤から緑の度合いを示す指数であり、クロマティクネス指数ａ＊の値がプラス方向に大きいと赤色の色調になり、その絶対値が小さいと色調は鮮やかさを抑えた渋い色調になり、クロマティクネス指数ａ＊の値がマイナス方向に大きいと緑色の色調になる。また、クロマティクネス指数ｂ＊は色調の黄から青の度合いを示す指数であり、クロマティクネス指数ｂ＊の値がプラス方向に大きいと黄色の色調になり、その絶対値が小さいと鮮やかさが抑えられた渋い色調になり、クロマティクネス指数ｂ＊の値がマイナス方向に大きいと青色の色調になる。

なお、装飾面のＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における明度指数Ｌ＊、クロマティクネス指数ａ＊およびｂ＊の値は、ＪＩＳＺ８７２２－２００９に準拠して求めることができる。例えば、日本電色工業製ＮＦ７７７などの分光色差計を用い、測定条件としては、光源をＣＩＥ標準光源Ｄ６５、視野角度を２°に設定すればよい。測定値が測定箇所によって変化する場合は、複数の測定箇所について測定し、その平均値を採用する。

測定箇所は、使用者の目に触れる箇所とすればよい。例えば、ガイドリング１の糸と接触する接糸面１ａで行うとよい。

また、本開示のガイドリング１は、全成分１００質量％のうち、コバルトを０．１質量％以上０．５質量％以下、クロムを０．１質量％以上０．５質量％以下含有する単結晶スピネルからなるものとしてもよい。

単結晶スピネルが、このような組成であると、青色を基調とする深みのある色となり、使用者は、高級感および美的満足感を得ることができる。

単結晶スピネルは、例えば、ベルヌーイ法によって製造することができる。添加物の少ない単結晶スピネルは、無色透明であるが、コバルトを添加することで青色に着色し、クロムを添加することで赤色に着色する。コバルトとクロムを添加すると、それぞれの添加物に起因する色が混ざり合った色となり、深みのある濃青色となる。このように着色させた単結晶スピネルは、装飾部品としても使用される。

図３に示すマグネシアとスピネルとアルミナの状態図から明らかなように、スピネルはマグネシアとアルミナの化合物である。化学量論組成のスピネルは、総質量に対するアルミナの比率が７１．７質量％（アルミニウムに換算すると３７．９質量％）である。状態図に示すように、スピネルの融点よりもやや低い温度では、アルミナを約６０～約９２質量％（アルミニウムを３２～４９質量％）含有するスピネルが存在する。このような状態のスピネルを副結晶相が析出しないように冷却することで、組成が化学量論組成からずれた単結晶スピネルを製造することができる。

ガイドリング１に使用する単結晶スピネルとして、例えば、化学量論比のＭｇＡｌ_２Ｏ_４（マグネシウムが１７．１質量％、アルミニウムが３７．９質量％、酸素が４５．０質量％）よりもアルミニウムリッチな、単結晶スピネルとしてもよい。例えばアルミナが固溶したスピネル（すなわち、マグネシウムが１７．１質量％よりも少なく、アルミニウムが３７．９質量％よりも多く、酸素が４５．０質量％よりも多い）としてもよい。例えば、ベルヌーイ法を用い、マグネシウム含有量を６．９質量％～１４．４質量％アルミニウム含有量を３８．８質量％～４６．６質量％とした原料を用いるとよい。

このようなアルミニウムリッチな単結晶スピネルは、モル比で、マグネシウムの２倍を超えるアルミニウムを含有している。過剰なアルミニウムは特定の波長の光を吸収する着色中心となり、単結晶スピネルの発色に寄与するものと思われる。

アルミナが固溶した単結晶スピネルにおける、マグネシウムとアルミニウムの総原子数に対する、マグネシウムの原子数の比をｘ、アルミニウムの原子の比を１－ｘとすると、酸素の原子数の比は１．５－０．５ｘである。例えば、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４では、それぞれ、約０．３３、約０．６７、約１．３３である。酸素の原子比が１．５－０．５ｘよりも小さくしてもよい。このような単結晶スピネルは、酸素欠陥を有するものである。酸素欠陥も、単結晶スピネルの発色に寄与すると思われる。

また、ガイドリング１は、糸や釣糸と接触する接糸面１ａの算術平均粗さＲａを０．０
１μｍ以上、０．５μｍ以下としてもよい。このような構成とすると、糸や釣糸との摩擦係数を小さくすることができる。

なお、算術平均粗さＲａはＪＩＳＢ０６０１－２００１に準拠して測定すればよい。例えば、触針式の表面粗さ計を用いて、測定長さを５ｍｍ，カットオフ値を０．８ｍｍとし、先端部の半径が２μｍの触針を当てて、速度を０．５ｍｍ／秒として触針を走査すればよい。

以下、ガイドリング１の製造方法について説明する。ガイドリング１の材料である単結晶スピネルはベルヌーイ法などの既知の製造方法で製造される。ベルヌーイ法では、底部に原料粉末供給用の開口を設けた容器に収納した原料粉末を炉に供給する。

この原料粉末と共に、酸素と水素とが炉に接続された配管により炉へと供給される。酸素と水素が合流する場所で、点火し、中心部では少なくともスピネルの融点（２１３５℃）以上の温度で燃焼する。原料粉末がこの炎を通過すると溶融して小さな液滴となり、炉の下方に置かれたセラミック製の支持棒の上へと落下する。支持棒上で液滴は徐々に円錐状の結晶を形成し、種結晶となる。なお、予め種結晶を炉の下方に配置してもよい。結晶の先端上により多くの液滴が滴下していくとブールと呼ばれる単結晶が形成され始め、単結晶の先端部分が常に液状となるように支持棒は徐々に下方へ引き下げられていく。

なお、上記の水素を酸素で燃焼させる過程で水素の量を多くすると、マグネシウム、アルミニウムなどのそれぞれの金属の量からＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３に酸化物換算して計算される量よりも、酸素の含有量が少ない、単結晶スピネルを得ることができる。

このようにして得られた単結晶スピネルの両端を切断し、外形研削、ドリル加工などにより所望の管形状に形成した後、ワイヤソーなどを用いて複数のリング状部材に切断する。リング状部材の表面をさらに研削装置、研磨装置などを用いて所望の形状、および表面粗さに仕上げ、ガイドリング１が完成する。結晶の残留応力や加工欠陥の低減のため、加工後に熱処理や表面のエッチングを行ってもよい。

単結晶スピネルは、サファイアに比べ、硬度が低いため、加工性に優れており、加工時間を短縮することができる。

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよい。

以下、本開示の実施例を具体的に説明する。まず、主原料（アルミナとマグネシア）と、添加物原料（酸化クロム、酸化コバルト）からなる１次原料粉末を準備し、各元素が所望の混合比となるように秤量、混合した後、焼成し、添加物を含まない多結晶スピネルおよび添加物を含有する多結晶スピネルを合成した。これらの多結晶スピネルを粉砕して得られた２次原料粉末を用いて、ベルヌーイ法により単結晶スピネルを作製し、この単結晶スピネルを加工して、図１のような釣糸用ガイドリングを製造した。

そして、原料組成以外は、おおよそ同様な方法により組成の異なるスピネル単結晶および比較のためのサファイアを作製した。

単結晶スピネルからなるガイドリングは、添加物原料の有無によらず、加工性に優れており、サファイアよりよりも加工時間を短くすることができた。

また、添加物を含まない単結晶スピネルは、透光性を有し、良好な装飾性を有していた。

また、クロム、コバルトをそれぞれ、０．１質量％以上０．５質量％以下含有する単結晶スピネルは、青色を呈し、特に装飾性に優れたものとなった。

なお、装飾性は、精神的安らぎ、高級感および美的満足の３項目について、５０人のモニターにアンケート調査を実施して評価したものである。

１：ガイドリング、釣糸用ガイドリング
１ａ：接糸面
２：保持部
１０：釣糸用ガイド
１３：釣り竿

Claims

青色を呈し、酸素欠陥を有する単結晶スピネルからなるガイドリング。
前記単結晶スピネルは、全成分１００質量％のうち、コバルトを０．１質量％以上０．５質量％以下、クロムを０．１質量％以上０．５質量％以下含有する請求項１に記載のガイドリング。
前記単結晶スピネルは、モル比で、マグネシウムの２倍を超えるアルミニウムを含有している、請求項１または２に記載のガイドリング。
前記単結晶スピネルは、マグネシウムとアルミニウムの総原子数に対する、マグネシウムの原子数の比をｘとしたとき、酸素の原子数の比が１．５－０．５ｘよりも小さい、請求項１乃至３のいずれかに記載のガイドリング。
前記単結晶スピネルは、マグネシウムを６．９質量％～１４．４質量％、アルミニウムを３８．８質量％～４６．６質量％含有している、請求項１乃至４のいずれかに記載のガイドリング。
接糸面の算術平均粗さＲａが、０．０１μｍ以上、０．５μｍ以下である、請求項１乃至５のいずれかに記載のガイドリング。
請求項１乃至６のいずれかに記載のガイドリングからなる、釣糸用ガイドリング。
請求項７に記載の釣糸用ガイドリングと、該釣糸用ガイドリングを保持するための保持部とを備える、釣糸用ガイド。
請求項８に記載の釣糸用ガイドを備える、釣り竿。