JP7169810B2 - ガイドリング及び釣糸ガイド並びに釣竿 - Google Patents

Description

本発明は、釣竿やリール、ウキ等の各種の釣り具に使用される釣糸用のガイドリングと、釣竿用の釣糸ガイドと、釣竿に関する。

例えば下記特許文献１のように、炭化ケイ素のガイドリングが使用されている。炭化ケイ素のガイドリングは、耐摩耗性に優れている。しかしながら、炭化ケイ素のガイドリングは、形状の自由度が小さい。また、炭化ケイ素のガイドリングは、薄肉、軽量化が困難である。

特開２００４－１７８号公報

それゆえに本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ、耐摩耗性に優れると共に形状の自由度が大きく、薄肉、軽量化も容易なガイドリングとそれを備えた釣糸ガイドと釣竿を提供することを課題とする。

本発明に係る釣糸用のガイドリングは、釣糸が摺動するガイドリングであって、母材が金属であり、該母材の表面に硬化層を有しており、該硬化層は炭化チタン層であることを特徴とする。

また、本発明に係る釣糸用のガイドリングは、釣糸が摺動するガイドリングであって、母材が金属であり、該母材の表面に硬化層を有しており、該硬化層は炭化バナジウム層であることを特徴とする。

これらのガイドリングは、硬化層として炭化チタン層や炭化バナジウム層を備えている。これらの硬化層は硬度が極めて高く、耐摩耗性に優れている。そして、母材が金属製であるので、炭化ケイ素からなるガイドリングに比して、形状の自由度が高く、種々の形状に容易に形成できる。そのため、ガイドリングの軽量化や薄肉化も容易である。ガイドリングが薄肉になると、ガイドリングの外径が同じであってもガイドリングの内径が大きくなる。そのため、糸通りが良好になる。特に、大口径のガイドリングでは、薄肉軽量化できることのメリットが大きい。

特に、母材がオーステナイト系のステンレス鋼であることが好ましく、耐食性に優れている。

更に、硬化層の内側に、クロマイジング層を有していることが好ましく、硬化層の母材への密着性が高まり、耐食性もより一層向上する。母材がステンレス鋼の場合には母材がクロムを含んでいるので、クロマイジング層は、母材の他の部分よりもクロムの比率が高くなったクロムリッチ層となる。

以上のように、母材の表面に硬化層として炭化チタン層や炭化バナジウム層を有しているので、耐摩耗性に優れている。そして、母材が金属であるので、形状の自由度が大きく、薄肉、軽量化も容易である。

本発明の一実施形態における釣糸ガイドを前側且つ下側から見た斜視図。 同釣糸ガイドの断面図。 同釣糸ガイドのガイドリングの製造工程を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図。 （ａ）及び（ｂ）は同ガイドリングの製造工程を示す断面図。 同ガイドリングの表面付近を模式的に示した断面図。 同ガイドリングの表面付近を模式的に示した断面図。 同ガイドリングの母材に浸炭処理した状態を模式的に示した断面図。 同ガイドリングの表面付近のＢＳＥ像を示す図面代用写真。 同ガイドリングの表面付近のＥＤＳ元素分析結果を示す図面代用写真。 同ガイドリングの母材に浸炭処理した状態を示す図面代用写真。 同ガイドリングの表面付近を示す図面代用写真。 サンプルの耐摩耗性を示すグラフ。 サンプルの耐摩耗性を示すグラフ。 サンプルの耐摩耗性を示すグラフ。

以下、本発明の一実施形態に係るガイドリング、釣糸ガイド及び釣竿について図面を参酌しつつ説明する。釣糸ガイドは、竿本体に接着固定される固定ガイドであってもよいし、竿本体に対して前後に移動可能で所定位置で摩擦により固定される遊動ガイドであってもよい。また、釣糸ガイドは、トップガイドであってもよいし、二番以降のガイドであってもよい。釣竿は、釣糸ガイドが竿本体の外側に位置する外ガイド式の釣竿であってもよいし、中通し竿であってもよい。

図１及び図２に本実施形態における釣糸ガイド１０を示している。本実施形態における釣糸ガイド１０は、釣糸を直接案内するためのガイドリング１１と、該ガイドリング１１を保持すると共に竿本体１４（ブランク）に取り付けられるフレーム１２と、該ガイドリング１１の全周のうちフレーム１２によって保持されない下部における環状溝２０を埋めるためのスペーサ１３とを備えている。尚、図２に、竿先側（前側）を符号Ｘ１で示し、竿尻側（後側）を符号Ｘ２で示している。

ガイドリング１１は、円形の環状である。但し、ガイドリング１１は、楕円形や長円形等であってもよい。ガイドリング１１の内周面には釣糸が摺動する。ガイドリング１１の内周面は、断面視において、内側凸（中心側凸）となるように前後方向に湾曲した曲面である、また、ガイドリング１１の外周面も断面視において内側凸（中心側凸）となるように前後方向に湾曲した曲面である。ガイドリング１１の外周面には、環状溝２０が全周に亘って形成されている。ガイドリング１１の外周面の環状溝２０にフレーム１２とスペーサ１３が係合する。

ガイドリング１１は、金属板を所定形状にプレス加工することにより形成されている。図３のように金属板をドーナツ状に打ち抜き、この打ち抜いたドーナツ状の金属板２１を図４（ａ）のように表面と裏面のうち一方の面側から矢印で示すようにプレス加工して筒状に変形させると共に、筒状となった金属板２１の一端部を径方向外側に鍔状に湾曲させる。次に、図４（ｂ）のように反対側である他方の面側から矢印で示すように筒状の金属板２１を更にプレス加工してその他端部も一端部と同様に径方向外側に鍔状に湾曲させる。このように、金属板２１の断面形状を全体として中心側凸に湾曲した断面視弧状の断面形状としてガイドリング１１を形成する。金属板２１からガイドリング１１を形成することにより、ガイドリング１１を容易に薄肉軽量化することができ、また、任意の形状に形成することも容易である。このように金属板２１からガイドリング１１を形成した後に、後述のような表面処理を行う。

フレーム１２は、ガイドリング１１を保持するためのリング保持部３０と、竿本体１４の外周面に取り付けるための取付脚部３２と、リング保持部３０と取付脚部３２とをつなぐ左右一対の支持脚部３１とを備えている。フレーム１２は断面円形の金属製の線材から構成されている。フレーム１２の全体が一本の線材から構成されていてもよいが、本実施形態では、中空状の線材と中実状の線材とが互いに連結されてフレーム１２が構成されている。中空状の線材の両端部と中実状の線材の両端部は、それぞれ支持脚部３１の下部において互いに連結されている。フレーム１２は、二本の金属線材から構成されていて、全体として無端状となっている。中空状の線材からリング保持部３０と支持脚部３１が形成され、中実状の線材から支持脚部３１の下部と取付脚部３２とが形成されている。金属線材は、例えばチタン合金やステンレス、アルミニウム合金からなる。その中でも特に軽量化の観点からはチタン合金が好ましい。リング保持部３０は、下方に開口した下向きＣ字状であり、ガイドリング１１の全周のうち所定角度範囲のみを保持する。リング保持部３０はガイドリング１１の上側の１８０度を越える所定角度範囲を周回して保持する。リング保持部３０は、ガイドリング１１の環状溝２０に係合している。

スペーサ１３はガイドリング１１の下部における環状溝２０に係合している。スペーサ１３はガイドリング１１に接着されている。ガイドリング１１の全周のうちフレーム１２のリング保持部３０が周回していない下部にスペーサ１３が装着されている。

＜ガイドリング１１の表面処理＞
図５に本実施形態におけるガイドリング１１の表面付近の要部断面を模式的に示している。ガイドリング１１は、母材１と、母材１の表面全体を覆う硬化層３と、該硬化層３と母材１との間に位置する中間層２とを備えている。

母材１は、各種の金属である。炭素鋼やステンレス鋼、コバルト合金等であってよい。母材１は、特にはステンレス鋼が好ましい。ステンレス鋼の中でも特にオーステナイト系のステンレス鋼が、耐食性に優れていて好ましい。

中間層２は、クロマイジング層である。クロマイジング層は、母材１の表面にクロムが拡散浸透した層（クロム拡散浸透層）である。クロマイジング層は、母材１の表面がクロマイジング処理されることによって形成される。母材１がクロムを含有している場合、例えば、母材１がステンレス鋼である場合、クロマイジング層は、母材１の他の部分に比してクロムの比率が高くなったクロムリッチ層となる。クロマイジング層の厚さは、例えば数μｍ～数十μｍ程度である。尚、図６のように、中間層２がなく、母材１の表面に硬化層３が形成された構成であってもよい。

硬化層３は、炭化チタン層（ＴｉＣ層）又は炭化バナジウム層（ＶＣ層）である。硬化層３の厚さは、例えば数μｍ～数十μｍ程度である。硬化層３の硬度は、例えばＨｖ３０００である。炭化チタン層は、母材１の表面にチタンが拡散浸透した層（チタン拡散浸透層）である。炭化チタン層は、母材１の表面がチタナイジング処理されることによって形成される。中間層２を備える場合、母材１の表面をクロマイジング処理した後に、更に、チタナイジング処理されることによって、中間層２の上に炭化チタン層が形成される。炭化バナジウム層は、母材１の表面にバナジウムが拡散浸透した層（バナジウム拡散浸透層）である。炭化バナジウム層は、母材１の表面がバナダイジング処理されることによって形成される。中間層２を備える場合、母材１の表面をクロマイジング処理した後に、更に、バナダイジング処理されることによって、中間層２の上に炭化バナジウム層が形成される。

母材１に炭素が一定比率以上含まれていない場合、例えば、母材１がオーステナイト系のステンレス鋼の場合には、硬化層３を形成する前に、母材１の表面に炭素を固溶させる浸炭処理を行う。この浸炭処理によって、図７のように、母材１の表面に炭素の固溶層４が形成される。固溶層４の厚さは例えば数十μｍ程度である。このように固溶層４を形成した後に、クロマイジング処理を行い、その後、チタナイジング処理やバナダイジング処理を行う。あるいは、固溶層４を形成した後に、クロマイジング処理を行うことなく、チタナイジング処理やバナダイジング処理を行う。図１０は、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなる母材１に浸炭処理した状態を示す図面代用写真である。

図８に、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなる母材１の表面に、中間層２としてのクロマイジング層と硬化層３としての炭化チタン層とが形成されたガイドリング１１の表面付近のＢＳＥ像を示している。また、図９には、ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分光器）による元素分析結果を示している。但し、図９はグレースケールで示しており、元々のカラー表示ではなくなっている。含有する元素のうちチタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）のみを表示している。上側が表面側（外側）、下側が内側（深い側）である。左側から右側へ、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）の順で分析結果を示している。クロムの分析結果のように、母材１の表面にはクロムの含有率が相対的に高くなったクロムリッチ層が中間層２として形成されている。尚、最表面には、クロム、ニッケル、鉄の存在が確認される。このクロム、ニッケル、鉄を含む層は、炭化チタン層の外側に位置している。この層は摩耗しやすい残部の層であり、バレル研磨等の各種の研磨処理によって除去してもよいし、極めて薄いため、そのまま残しておいてもよい。尚、図１１は、炭素鋼からなる母材１の表面に、中間層２としてのクロマイジング層と硬化層３としての炭化バナジウム層とが形成されたガイドリング１１の表面付近を示す図面代用写真である。

次に、サンプルを作製して、耐摩耗性の評価を行った。耐摩耗性の評価には、（株）パルメソ製のＭＳＥ（ｍｉｃｒｏ ｓｌｕｒｒｙ－ｊｅｔ ｅｒｏｓｉｏｎ）試験機を用いた。試験の流れは、まず、サンプルを試験機にセットし、設定投射量にてエロ－ジョン処理を行う。次に、形状測定器でエロ－ジョン痕の形状測定を行う。このようなエロ－ジョン処理と形状測定を設定回数繰り返し、Ｎ回分の形状計測データを取得する。尚、試験モードは切削モードで、粒子は平均粒子径が１．２μｍの多角アルミナ粒子を使用し、投射力は標準とした。粒子を含んだウォータジェットを試験片の設定エリアに投射することで、設定エリアの表面が徐々に削れて掘れていく。その深さ（エロ－ジョン深さ）を測定することにより、表面の耐摩耗性を評価することができる。アルミナ粒子を１ｇ投射したときに、設定エリアが何μｍ削れて掘れているかというエロ－ジョン率を測定し、評価する。

図１２及び図１３に、試験結果をグラフで示している。グラフは、エロ－ジョン率分布グラフであり、各エロ－ジョン深さの脆さ、強度を示している。エロ－ジョン率（μｍ／ｇ）＝深さ（μｍ）／投射粒子量（ｇ）である。エロ－ジョン率が小さい程、耐摩耗性に優れている。また、エロ－ジョン深さが０のところが表面であり、エロ－ジョン深さが深くなる程内部となる。尚、深さの途中で止まっているデータは、そこで測定を終了しているためである。また、図１４に各サンプル毎の表面３μｍ平均のエロ－ジョン率を棒グラフで示している。

サンプル１は、ＳＵＳ３０４を母材１とし、中間層２としてのクロマイジング層と硬化層３としての炭化チタン層とを備えたものである。グラフでは、「チタナイジング」と表記している。サンプル２は、炭素鋼を母材１とし、中間層２としてのクロマイジング層と硬化層３としてのバナダイジング層とを備えたものである。グラフでは、「バナダイジング」と表記している。サンプル３～サンプル７は、比較例である。サンプル３は、コバルト合金を母材とし、その表面に硬化層として、クロマイジング処理によってクロマイジング層を形成したものである。グラフでは、「クロマイジング」と表記している。サンプル４は、ガイドリングとして使用されている炭化ケイ素（ＳｉＣ）である。サンプル５とサンプル６は、ガイドリングとして使用されている二種類のアルミナであって、グラフでは、それぞれ「アルミナ１」、「アルミナ２」と表記している。サンプル７は、ガイドリングとして使用されている窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）である。

サンプル４「炭化ケイ素」は、表面３μｍ平均のエロ－ジョン率が０．１μｍ／ｇと優れた値を示している。また、深さが深くなっても安定した耐摩耗性を示している。サンプル５「アルミナ１」とサンプル６「アルミナ２」は、表面３μｍ平均のエロ－ジョン率がそれぞれ０．３μｍ／ｇ、０．５μｍ／ｇと小さく、炭化ケイ素に比べると劣るものの優れた耐摩耗性を有している。サンプル７「窒化ケイ素」も同様に、表面３μｍ平均のエロ－ジョン率が０．５μｍ／ｇと小さく、炭化ケイ素に比べると劣るものの、サンプル６「アルミナ２」と同等の耐摩耗性を有している。

硬化層を有する三つのサンプル１，２，３のうち、サンプル３「クロマイジング」は、測定開始直後、即ち表面の耐摩耗性が低く、表面３μｍ平均のエロ－ジョン率も２．１μｍ／ｇと、他のサンプルに比して耐摩耗性が低い。一方、サンプル１「チタナイジング」とサンプル２「バナダイジング」は、何れも優れた耐摩耗性を有している。表面３μｍ平均のエロ－ジョン率はそれぞれ０．１μｍ／ｇ、０．２μｍ／ｇと小さく、炭化ケイ素と同等の耐摩耗性を有している。

尚、ガイドリング１１は、釣糸が摺動する使用状態の各種の釣り具に使用できる。ガイドリング１１は、例えば、上述したような釣竿用の釣糸ガイド１０の他、両軸リールのレベルワインダや、中通しウキ等、種々の釣り具に使用できる。また、釣糸ガイド１０においてフレーム１２とガイドリング１１が一つの金属製部材から構成されている場合には、その金属製部材に硬化層３を形成してもよい。金属製部材の全体のうち、少なくとも、釣糸が摺動する部分である釣糸案内部に硬化層３を形成してよい。

１ 母材
２ 中間層
３ 硬化層
４ 固溶層
１０ 釣糸ガイド
１１ ガイドリング
１２ フレーム
１３ スペーサ
１４ 竿本体
２０ 環状溝
２１ 金属版
３０ リング保持部
３１ 支持脚部
３２ 取付脚部

Claims (4)

1. 釣糸が摺動するガイドリングであって、
   オーステナイト系のステンレス鋼である母材と、
   前記母材の表面に設けられた炭化チタン層と、
   前記母材と前記炭化チタン層との間に設けられ、オーステナイト系のステンレス鋼よりもクロム含有率が高いクロマイジング層と、
   を備えた、釣糸用のガイドリング。
2. 釣糸が摺動するガイドリングであって、
   オーステナイト系のステンレス鋼である母材と、
   前記母材の表面に設けられた炭化バナジウム層と、
   前記母材と前記炭化バナジウム層との間に設けられ、オーステナイト系のステンレス鋼よりもクロム含有率が高いたクロマイジング層と、
   を備えた、釣糸用のガイドリング。
3. 請求項１又は２に記載のガイドリングと、
   前記ガイドリングを保持するフレームと、
   を備えた釣竿用の釣糸ガイド。
4. 請求項３記載の釣糸ガイドを備えた釣竿。

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