JPH0768651A - 管状体 - Google Patents
管状体Info
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- JPH0768651A JPH0768651A JP5219488A JP21948893A JPH0768651A JP H0768651 A JPH0768651 A JP H0768651A JP 5219488 A JP5219488 A JP 5219488A JP 21948893 A JP21948893 A JP 21948893A JP H0768651 A JPH0768651 A JP H0768651A
- Authority
- JP
- Japan
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- carbon fiber
- layer
- resin
- pan
- based carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Fishing Rods (AREA)
- Golf Clubs (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 魚とのやりとりをする場合の糸切れ等を防止
すべく、竿の撓みが大きな状態での弾性を有する竿を提
供する点にある。 【構成】 内面層Ａ、中間層Ｂ、外面層Ｃを、樹脂２と
強化繊維１とからなるプリプレグで形成するとともに、
内面層Ａ及び外面層Ｂとして、ＰＡＮ系の強化繊維を使
用したプリプレグを配置し、中間層Ｂを、ＰＡＮ系の強
化繊維を使用した二層のプリプレグで、その中間層Ｂを
形成するＰＡＮ系の強化繊維の弾性率よりも大きな弾性
率を有するピッチ系の強化繊維を使用したプリプレグを
挟み込む状態に積層して構成してある。
すべく、竿の撓みが大きな状態での弾性を有する竿を提
供する点にある。 【構成】 内面層Ａ、中間層Ｂ、外面層Ｃを、樹脂２と
強化繊維１とからなるプリプレグで形成するとともに、
内面層Ａ及び外面層Ｂとして、ＰＡＮ系の強化繊維を使
用したプリプレグを配置し、中間層Ｂを、ＰＡＮ系の強
化繊維を使用した二層のプリプレグで、その中間層Ｂを
形成するＰＡＮ系の強化繊維の弾性率よりも大きな弾性
率を有するピッチ系の強化繊維を使用したプリプレグを
挟み込む状態に積層して構成してある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、釣り竿、ゴル
フシャフト等に使用されるもので、複数層のプリプレグ
を巻回して形成してある管状体に関する。
フシャフト等に使用されるもので、複数層のプリプレグ
を巻回して形成してある管状体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来一般には、管状体を形成するに、中
間層においてＰＡＮ系の炭素繊維を使用したプリプレグ
を巻回して構成していた。
間層においてＰＡＮ系の炭素繊維を使用したプリプレグ
を巻回して構成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来構成に
おいては、管状体の曲げ歪みが大きくなると、弾性率が
高くなり、柔軟性が欠如してくる傾向にあった。この傾
向を掴む為に、次のような試験設備を利用して、撓みを
測ってみた。詳しいテスト方法及びテストピースについ
ては、実施例において詳述する。ここでは、結果のみを
記すが、図５に示すグラフとそのグラフのもとになった
測定値の表とで示すように、
おいては、管状体の曲げ歪みが大きくなると、弾性率が
高くなり、柔軟性が欠如してくる傾向にあった。この傾
向を掴む為に、次のような試験設備を利用して、撓みを
測ってみた。詳しいテスト方法及びテストピースについ
ては、実施例において詳述する。ここでは、結果のみを
記すが、図５に示すグラフとそのグラフのもとになった
測定値の表とで示すように、
【０００４】
【表１】
【０００５】実測撓み値と理論（計算）撓み値との比
が、テスト荷重が大きくなるほど、つまり、撓みが大き
くなる程、荷重が小さい時より低い値になっている。こ
れは、撓みが大きくなるほど、理論計算に使用した弾性
率よりも実測弾性率が高くなり、柔軟性が低下してきた
ことを意味する。つまり、理論撓み値は、平板での曲げ
試験で得られた弾性率を、炭素繊維量の体積含有率に換
算して新たに計算し、その換算弾性率（表１、表２に示
す）を用いて算出される。これは、実際のテストピース
とは、使用材料等に起因する炭素繊維量の変動、樹脂量
の変動により、理論撓み値とは一致しないことを意味す
る。しかしながら、実測撓み値と理論撓み値との比は１
００％とはならないものの、荷重が増加して撓み量が大
きくなっても一定の比率になることが予想されていた
が、中間層にＰＡＮ系の炭素繊維を使用した場合には、
荷重が増すと実測値と理論値の比が小さくなり、弾性率
が高くなっている。そうすると、釣り竿に使用した場合
には、魚の引きによって竿が曲がった場合に柔軟性が低
下し、その魚の引きを竿ではためることができず、糸切
れを起こしたり、魚の口切れを起こしたりすることがあ
った。また、ゴルフシャフトとして使用した場合にも、
クラブフェイスが地面内に深く入り込み過ぎたりする
と、撓みが大きくなると同時に柔軟性を失い、折損し易
くなることもある。又、撓み量の違いによって弾性率が
異なるものになるので、それによって、撓みの小さい通
常の竿操作している場合と魚がかかり竿が大きく撓んだ
場合とで竿の調子が変化し、釣り操作が難しい面もあっ
た。本第１発明の目的は管状体が曲げ作用を受けて大き
く撓んだ状態においても、柔軟性が低下せず、釣り竿と
して使用した場合に、竿操作を円滑に行うことができ、
かつ、ゴルフシャフトとして使用した場合にも切損しに
くい管状体を提供する点にある。
が、テスト荷重が大きくなるほど、つまり、撓みが大き
くなる程、荷重が小さい時より低い値になっている。こ
れは、撓みが大きくなるほど、理論計算に使用した弾性
率よりも実測弾性率が高くなり、柔軟性が低下してきた
ことを意味する。つまり、理論撓み値は、平板での曲げ
試験で得られた弾性率を、炭素繊維量の体積含有率に換
算して新たに計算し、その換算弾性率（表１、表２に示
す）を用いて算出される。これは、実際のテストピース
とは、使用材料等に起因する炭素繊維量の変動、樹脂量
の変動により、理論撓み値とは一致しないことを意味す
る。しかしながら、実測撓み値と理論撓み値との比は１
００％とはならないものの、荷重が増加して撓み量が大
きくなっても一定の比率になることが予想されていた
が、中間層にＰＡＮ系の炭素繊維を使用した場合には、
荷重が増すと実測値と理論値の比が小さくなり、弾性率
が高くなっている。そうすると、釣り竿に使用した場合
には、魚の引きによって竿が曲がった場合に柔軟性が低
下し、その魚の引きを竿ではためることができず、糸切
れを起こしたり、魚の口切れを起こしたりすることがあ
った。また、ゴルフシャフトとして使用した場合にも、
クラブフェイスが地面内に深く入り込み過ぎたりする
と、撓みが大きくなると同時に柔軟性を失い、折損し易
くなることもある。又、撓み量の違いによって弾性率が
異なるものになるので、それによって、撓みの小さい通
常の竿操作している場合と魚がかかり竿が大きく撓んだ
場合とで竿の調子が変化し、釣り操作が難しい面もあっ
た。本第１発明の目的は管状体が曲げ作用を受けて大き
く撓んだ状態においても、柔軟性が低下せず、釣り竿と
して使用した場合に、竿操作を円滑に行うことができ、
かつ、ゴルフシャフトとして使用した場合にも切損しに
くい管状体を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本第１発明による特徴構
成は内面層、中間層、外面層を、炭素繊維と樹脂とで管
状に形成するとともに、中間層を、ピッチ系の炭素繊維
と樹脂とで構成されるプリプレグと、そのピッチ系の炭
素繊維の弾性率より小さな弾性率を持つＰＡＮ系の炭素
繊維と樹脂とで構成されるプリプレグを巻回して構成し
てある点にあり、その作用効果は次の通りである。但
し、上記課題を解決する為に、ピッチ系の炭素繊維を中
間層に使用する構成とすることもできるが、かかる構成
によっては、ピッチ系の炭素繊維の強度の弱い層が管状
体としての最終的な曲げ強度となるとされているのが一
般的である。そこで、上記したように、中間層を、ＰＡ
Ｎ系とピッチ系との炭素繊維で構成するものを採用す
る。
成は内面層、中間層、外面層を、炭素繊維と樹脂とで管
状に形成するとともに、中間層を、ピッチ系の炭素繊維
と樹脂とで構成されるプリプレグと、そのピッチ系の炭
素繊維の弾性率より小さな弾性率を持つＰＡＮ系の炭素
繊維と樹脂とで構成されるプリプレグを巻回して構成し
てある点にあり、その作用効果は次の通りである。但
し、上記課題を解決する為に、ピッチ系の炭素繊維を中
間層に使用する構成とすることもできるが、かかる構成
によっては、ピッチ系の炭素繊維の強度の弱い層が管状
体としての最終的な曲げ強度となるとされているのが一
般的である。そこで、上記したように、中間層を、ＰＡ
Ｎ系とピッチ系との炭素繊維で構成するものを採用す
る。
【０００７】
【作用】まず、ピッチ系の炭素繊維と樹脂とで構成され
るプリプレグと、ＰＡＮ系の炭素繊維と樹脂とで構成さ
れるプリプレグとを、巻回したハイブリット構造の撓み
について図４及び表２に示す。
るプリプレグと、ＰＡＮ系の炭素繊維と樹脂とで構成さ
れるプリプレグとを、巻回したハイブリット構造の撓み
について図４及び表２に示す。
【０００８】
【表２】
【０００９】この図によると、ＰＡＮ系の炭素繊維を使
用した場合と比べると、撓みが大きくなる６００ｇ荷重
点において、理論撓み値に対する比率が１００％に近い
ものになっており、弾性率が理論撓み値の計算に用いら
れた弾性率にちかずき、弾性が大きくなることがわか
る。又、テスト荷重が２００ｇ、４００ｇ、６００ｇへ
と変化しても、比率の変化が少なく、弾性率が一定に近
ずくこともわかる。したがって、このような弾性体を竿
に使用すると、魚の引きによって竿が曲がっても、その
状態で柔軟を残しているので、その竿の弾性を利用し
て、更なる魚の締め込みに対しても竿でためて堪えるこ
とができ、糸切れや魚の口切れ等を回避できる。また、
ゴルフシャフトに使用した場合には、大きな撓みを生ず
るような反力を受けても、その弾性によって、切損する
ことはない。
用した場合と比べると、撓みが大きくなる６００ｇ荷重
点において、理論撓み値に対する比率が１００％に近い
ものになっており、弾性率が理論撓み値の計算に用いら
れた弾性率にちかずき、弾性が大きくなることがわか
る。又、テスト荷重が２００ｇ、４００ｇ、６００ｇへ
と変化しても、比率の変化が少なく、弾性率が一定に近
ずくこともわかる。したがって、このような弾性体を竿
に使用すると、魚の引きによって竿が曲がっても、その
状態で柔軟を残しているので、その竿の弾性を利用し
て、更なる魚の締め込みに対しても竿でためて堪えるこ
とができ、糸切れや魚の口切れ等を回避できる。また、
ゴルフシャフトに使用した場合には、大きな撓みを生ず
るような反力を受けても、その弾性によって、切損する
ことはない。
【００１０】
【発明の効果】したがって、竿としては、魚とのやりと
り操作において扱い易いものになる。また、ゴルフシャ
フトに使用した場合にも、切損しにくいシャフトとする
ことができる。また、撓み量の大小によっても、弾性率
が余り変動していないので、竿の操作時に撓み量の違い
による操作性の違いはない。本第２発明の目的は、本第
１発明の目的と同様の目的を達成するとともに、管状体
としては、強度の高い構造のものを提供する点にある。
り操作において扱い易いものになる。また、ゴルフシャ
フトに使用した場合にも、切損しにくいシャフトとする
ことができる。また、撓み量の大小によっても、弾性率
が余り変動していないので、竿の操作時に撓み量の違い
による操作性の違いはない。本第２発明の目的は、本第
１発明の目的と同様の目的を達成するとともに、管状体
としては、強度の高い構造のものを提供する点にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本第２発明による特徴構
成は内面層、中間層、外面層を、炭素繊維と樹脂とから
なるプリプレグで形成するとともに、内面層及び外面層
として、ＰＡＮ系の炭素繊維と樹脂とで構成されるプリ
プレグを巻回し、中間層を、ＰＡＮ系の炭素繊維と樹脂
とで構成されるプリプレグと、その中間層を形成するＰ
ＡＮ系の炭素繊維の弾性率よりも大きな弾性率を有する
ピッチ系の炭素繊維と樹脂とで構成されるプリプレグと
を、巻回して構成してある点にあり、その作用効果は次
の通りである。
成は内面層、中間層、外面層を、炭素繊維と樹脂とから
なるプリプレグで形成するとともに、内面層及び外面層
として、ＰＡＮ系の炭素繊維と樹脂とで構成されるプリ
プレグを巻回し、中間層を、ＰＡＮ系の炭素繊維と樹脂
とで構成されるプリプレグと、その中間層を形成するＰ
ＡＮ系の炭素繊維の弾性率よりも大きな弾性率を有する
ピッチ系の炭素繊維と樹脂とで構成されるプリプレグと
を、巻回して構成してある点にあり、その作用効果は次
の通りである。
【００１２】
【作用】請求項１の作用に加えて、次のような作用を記
すことができる。つまり、管状体が曲げをうけると、管
状体はその断面を横長のものに押しつぶされるような変
形を受ける。その際に、内面層は圧縮力を受け、外面層
は引張力を受ける。したがって、この内外面には機械的
強度が要求される。そこで、表３で示す、ピッチ系の炭
素繊維に比べて弾性率が低く、樹脂と炭素繊維とのコン
ポジットの曲げ強度等において高い数値を示すＰＡＮ系
の炭素繊維を使用した。
すことができる。つまり、管状体が曲げをうけると、管
状体はその断面を横長のものに押しつぶされるような変
形を受ける。その際に、内面層は圧縮力を受け、外面層
は引張力を受ける。したがって、この内外面には機械的
強度が要求される。そこで、表３で示す、ピッチ系の炭
素繊維に比べて弾性率が低く、樹脂と炭素繊維とのコン
ポジットの曲げ強度等において高い数値を示すＰＡＮ系
の炭素繊維を使用した。
【００１３】
【表３】
【００１４】
【発明の効果】請求項１の効果に加えて、次のような効
果を記すことができる。内外面層における機械的脆さが
解消されて、内外面層からの亀裂の発生等を回避でき
る。本第３発明の目的は、本第２発明の目的と同様の目
的を達成するものを提供する点にある。
果を記すことができる。内外面層における機械的脆さが
解消されて、内外面層からの亀裂の発生等を回避でき
る。本第３発明の目的は、本第２発明の目的と同様の目
的を達成するものを提供する点にある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本第３発明による特徴構
成は、内面層、中間層、外面層を、炭素繊維と樹脂とか
らなるプリプレグで形成するとともに、内面層及び外面
層として、ＰＡＮ系の炭素繊維と樹脂とで構成されるプ
リプレグを巻回し、中間層を、ＰＡＮ系の炭素繊維と樹
脂とで構成される少なくとも二層のプリプレグで、その
中間層を形成するＰＡＮ系の炭素繊維の弾性率よりも大
きな弾性率を有するピッチ系の炭素繊維と樹脂とからな
るプリプレグを挟み込む状態に巻回して、少なくとも三
層の中間層を構成してある点にあり、その作用効果は次
の通りである。
成は、内面層、中間層、外面層を、炭素繊維と樹脂とか
らなるプリプレグで形成するとともに、内面層及び外面
層として、ＰＡＮ系の炭素繊維と樹脂とで構成されるプ
リプレグを巻回し、中間層を、ＰＡＮ系の炭素繊維と樹
脂とで構成される少なくとも二層のプリプレグで、その
中間層を形成するＰＡＮ系の炭素繊維の弾性率よりも大
きな弾性率を有するピッチ系の炭素繊維と樹脂とからな
るプリプレグを挟み込む状態に巻回して、少なくとも三
層の中間層を構成してある点にあり、その作用効果は次
の通りである。
【００１６】
【作用】請求項２の作用に加えて、次のような作用を記
すことができる。つまり、中間層において、弾性率が高
く竿の剛性を維持するピッチ系の炭素繊維を使用したプ
リプレグを、表３で示すように、弾性率は低いが機械的
強度の高いＰＡＮ系の炭素繊維を使用したプリプレグで
挟み込み、双方で両者の欠点を補い、内部亀裂等の発生
を抑制しながら、高弾性率の炭素繊維の使用を確保す
る。
すことができる。つまり、中間層において、弾性率が高
く竿の剛性を維持するピッチ系の炭素繊維を使用したプ
リプレグを、表３で示すように、弾性率は低いが機械的
強度の高いＰＡＮ系の炭素繊維を使用したプリプレグで
挟み込み、双方で両者の欠点を補い、内部亀裂等の発生
を抑制しながら、高弾性率の炭素繊維の使用を確保す
る。
【００１７】
【発明の効果】請求項２の効果に加えて、次のような効
果を記すことができる。内外面層における機械的脆さが
解消されて、内外面層からの亀裂の発生等を回避でき
る。本第４発明の目的は、本第２発明の目的と同様の目
的を達成するものを提供する点にある。
果を記すことができる。内外面層における機械的脆さが
解消されて、内外面層からの亀裂の発生等を回避でき
る。本第４発明の目的は、本第２発明の目的と同様の目
的を達成するものを提供する点にある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本第４発明による特徴構
成は、中間層を形成するピッチ系の炭素繊維の弾性率が
略６０t/mm2 以上であり、ＰＡＮ系の炭素繊維の弾性率
が略６０t/mm2 以下である点にあり、その作用効果は次
の通りである。
成は、中間層を形成するピッチ系の炭素繊維の弾性率が
略６０t/mm2 以上であり、ＰＡＮ系の炭素繊維の弾性率
が略６０t/mm2 以下である点にあり、その作用効果は次
の通りである。
【００１９】
【作用】つまり、弾性率をこのように設定することによ
って、ピッチ系の炭素繊維で剛性を高めて竿の張りを強
くしながら、このような剛性の高いものであっても、曲
がりが大きくなってもＰＡＮ系の炭素繊維よりも柔軟を
維持できる特性を強化できるものであり、さらに、ＰＡ
Ｎ系の炭素繊維を使用することにより、亀裂の発生や割
れ等の発生に関係する引張強度等の機械的強度を高いも
のにできる。
って、ピッチ系の炭素繊維で剛性を高めて竿の張りを強
くしながら、このような剛性の高いものであっても、曲
がりが大きくなってもＰＡＮ系の炭素繊維よりも柔軟を
維持できる特性を強化できるものであり、さらに、ＰＡ
Ｎ系の炭素繊維を使用することにより、亀裂の発生や割
れ等の発生に関係する引張強度等の機械的強度を高いも
のにできる。
【００２０】
【発明の効果】したがって、竿全体としての粗成をみる
と、機械的強度においてはピッチ系炭素繊維の影響を抑
えて、ＰＡＮ系炭素繊維の機械的強度を発現させて、亀
裂の発生等を抑え曲げ強度等の高いものに維持しなが
ら、しかも、ピッチ系炭素繊維の高弾性効果によって、
剛性の大きな特性を維持でき、相反する特性を満足させ
ることができる。本第５発明の目的は、外面層として竿
の強度を高め得るものを提供する点にある。
と、機械的強度においてはピッチ系炭素繊維の影響を抑
えて、ＰＡＮ系炭素繊維の機械的強度を発現させて、亀
裂の発生等を抑え曲げ強度等の高いものに維持しなが
ら、しかも、ピッチ系炭素繊維の高弾性効果によって、
剛性の大きな特性を維持でき、相反する特性を満足させ
ることができる。本第５発明の目的は、外面層として竿
の強度を高め得るものを提供する点にある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本第５発明による特徴構
成は、外面層が、軸芯方向に螺旋状に巻き付けていくテ
ープ状のプリプレグである点にあり、その作用効果は次
の通りである。
成は、外面層が、軸芯方向に螺旋状に巻き付けていくテ
ープ状のプリプレグである点にあり、その作用効果は次
の通りである。
【００２２】
【作用】つまり、シート状のものに比べて幅の狭いテー
プを巻付けて行くので、テープ全幅に亘って均一に巻付
引張力が作用し、皺等の発生を抑えることができる。
プを巻付けて行くので、テープ全幅に亘って均一に巻付
引張力が作用し、皺等の発生を抑えることができる。
【００２３】
【発明の効果】このような構成によって、外面層と中間
層との間の密着性を高め、竿としての強度を高めること
ができる。
層との間の密着性を高め、竿としての強度を高めること
ができる。
【００２４】
【実施例】図１及び図２に示すように、内面層Ａ，中間
層Ｂ，外面層Ｃ、夫々を、炭素繊維１に樹脂２を含浸さ
せたプリプレグを巻回して管状に形成するとともに、内
面層Ａ及び外面層Ｂにおける炭素繊維の引き揃え方向
Ｓ，Ｓを管状の周方向に設定し、中間層の炭素繊維の繊
維方向Ｓを管状の軸芯方向に設定してある。但し、外面
層Ｃにおいては繊維方向Ｓを軸芯方向に設定する場合も
ある。内面層Ａ，中間層Ｂはプリプレグのシートを巻回
したものであり、外面層Ｃはプリプレグのシートを５mm
幅の細幅テープ状にして、このテープを突き合わせ状態
で巻回し、管状体を形成する。この管状体は、図示して
はないが、この後さらに成形用のポリエステルテープを
巻回し焼成後、塗装を施して、釣り竿等になる。中間層
Ｂは、外面層Ｃに接する第１層３と、この第１層３の内
面に接する第２層４と、この第２層４の内面に接する第
３層５とからなり、第１層３と第３層５はＰＡＮ系の炭
素繊維を用い、第２層４はピッチ系の炭素繊維を用いて
いる。代表例として、各炭素繊維の組成を記すと、内面
層Ａとしては、プリプレグシートであって、ＰＡＮ系の
炭素繊維を用い、弾性率は３０t/mm2 、炭素繊維密度３
０ｇ／ｍ2 、樹脂量が重量比で４０％である。中間層Ｂ
においては、プリプレグシートであって、ＰＡＮ系炭素
繊維として、弾性率は４０t/mm2 、炭素繊維密度は７５
ｇ／ｍ2 、樹脂量が重量比で２４％のものを使用し、ピ
ッチ系炭素繊維として、弾性率は７０t/mm2 、炭素繊維
密度は１５０ｇ／ｍ2 、樹脂量が重量比で２５％のもの
を使用している。外面層Ｃとしては、プリプレグのテー
プであって、ＰＡＮ系の炭素繊維を用い、弾性率は３０
t/mm2 、炭素繊維密度２３ｇ／ｍ2 、樹脂量が重量比で
４０％である。この管状体では、内外面層におけるプリ
プレグ厚みは０．０３mm程度の厚みに形成し、中間層Ｂ
における各プリプレグ厚みは０．２mm程度の厚みに形成
してある。上記した炭素繊維の組成は１例であり、仕様
に合わせて変更する。次ぎに、管状体における撓み測定
方法について説明する。図３に示すように、撓みの測定
装置Ｘとしては、長さを１Ｍに裁断したテストピース７
を取り付ける取り付け台６と、テストピース７の元側に
装着する中実丸棒１１と、テストピース７の先端に装着
する中実丸棒８と、錘り９と読み取り具１０である。取
り付け台６は測定に影響しないように充分な剛性をもた
せてある。テストピース７としては、次のようになる。
表２に示すように、ハイブリット１においては、内外層
Ａ，Ｃとしては、ＰＡＮ系の炭素繊維を用い、弾性率は
２４t/mm2 、炭素繊維密度２７．５ｇ／ｍ2 、樹脂量が
重量比で４２％である。中間層Ｂにおいては、ＰＡＮ系
炭素繊維として、弾性率は４０t/mm2 、炭素繊維密度は
１５０ｇ／ｍ2 、樹脂量が重量比で２４％のものを使用
し、ピッチ系炭素繊維として、弾性率は７０t/mm2 、炭
素繊維密度は１５０ｇ／ｍ2 、樹脂量が重量比で２５％
のものを使用している。ハイブリット２は、ハイブリッ
ト１とは、中間層ＢにおけるＰＡＮ系繊維の樹脂層とピ
ッチ系繊維の樹脂層とが内外入れ代わったものを示す。
ハイブリット３おいては、内外面層Ａ，Ｃはハイブリッ
ト１と同様であり、中間層Ｂを３層構造としたもので、
ＰＡＮ系炭素繊維として、弾性率は４０t/mm2、炭素繊
維密度は７５ｇ／ｍ2 、樹脂量が重量比で２４％のもの
を使用している点で異なるだけである。中実丸棒８，１
１においては、弾性率は２４t/mm2 、炭素繊維の体積含
有率が５０％の引き抜き材をテーパに削り出したものを
使用している。
層Ｂ，外面層Ｃ、夫々を、炭素繊維１に樹脂２を含浸さ
せたプリプレグを巻回して管状に形成するとともに、内
面層Ａ及び外面層Ｂにおける炭素繊維の引き揃え方向
Ｓ，Ｓを管状の周方向に設定し、中間層の炭素繊維の繊
維方向Ｓを管状の軸芯方向に設定してある。但し、外面
層Ｃにおいては繊維方向Ｓを軸芯方向に設定する場合も
ある。内面層Ａ，中間層Ｂはプリプレグのシートを巻回
したものであり、外面層Ｃはプリプレグのシートを５mm
幅の細幅テープ状にして、このテープを突き合わせ状態
で巻回し、管状体を形成する。この管状体は、図示して
はないが、この後さらに成形用のポリエステルテープを
巻回し焼成後、塗装を施して、釣り竿等になる。中間層
Ｂは、外面層Ｃに接する第１層３と、この第１層３の内
面に接する第２層４と、この第２層４の内面に接する第
３層５とからなり、第１層３と第３層５はＰＡＮ系の炭
素繊維を用い、第２層４はピッチ系の炭素繊維を用いて
いる。代表例として、各炭素繊維の組成を記すと、内面
層Ａとしては、プリプレグシートであって、ＰＡＮ系の
炭素繊維を用い、弾性率は３０t/mm2 、炭素繊維密度３
０ｇ／ｍ2 、樹脂量が重量比で４０％である。中間層Ｂ
においては、プリプレグシートであって、ＰＡＮ系炭素
繊維として、弾性率は４０t/mm2 、炭素繊維密度は７５
ｇ／ｍ2 、樹脂量が重量比で２４％のものを使用し、ピ
ッチ系炭素繊維として、弾性率は７０t/mm2 、炭素繊維
密度は１５０ｇ／ｍ2 、樹脂量が重量比で２５％のもの
を使用している。外面層Ｃとしては、プリプレグのテー
プであって、ＰＡＮ系の炭素繊維を用い、弾性率は３０
t/mm2 、炭素繊維密度２３ｇ／ｍ2 、樹脂量が重量比で
４０％である。この管状体では、内外面層におけるプリ
プレグ厚みは０．０３mm程度の厚みに形成し、中間層Ｂ
における各プリプレグ厚みは０．２mm程度の厚みに形成
してある。上記した炭素繊維の組成は１例であり、仕様
に合わせて変更する。次ぎに、管状体における撓み測定
方法について説明する。図３に示すように、撓みの測定
装置Ｘとしては、長さを１Ｍに裁断したテストピース７
を取り付ける取り付け台６と、テストピース７の元側に
装着する中実丸棒１１と、テストピース７の先端に装着
する中実丸棒８と、錘り９と読み取り具１０である。取
り付け台６は測定に影響しないように充分な剛性をもた
せてある。テストピース７としては、次のようになる。
表２に示すように、ハイブリット１においては、内外層
Ａ，Ｃとしては、ＰＡＮ系の炭素繊維を用い、弾性率は
２４t/mm2 、炭素繊維密度２７．５ｇ／ｍ2 、樹脂量が
重量比で４２％である。中間層Ｂにおいては、ＰＡＮ系
炭素繊維として、弾性率は４０t/mm2 、炭素繊維密度は
１５０ｇ／ｍ2 、樹脂量が重量比で２４％のものを使用
し、ピッチ系炭素繊維として、弾性率は７０t/mm2 、炭
素繊維密度は１５０ｇ／ｍ2 、樹脂量が重量比で２５％
のものを使用している。ハイブリット２は、ハイブリッ
ト１とは、中間層ＢにおけるＰＡＮ系繊維の樹脂層とピ
ッチ系繊維の樹脂層とが内外入れ代わったものを示す。
ハイブリット３おいては、内外面層Ａ，Ｃはハイブリッ
ト１と同様であり、中間層Ｂを３層構造としたもので、
ＰＡＮ系炭素繊維として、弾性率は４０t/mm2、炭素繊
維密度は７５ｇ／ｍ2 、樹脂量が重量比で２４％のもの
を使用している点で異なるだけである。中実丸棒８，１
１においては、弾性率は２４t/mm2 、炭素繊維の体積含
有率が５０％の引き抜き材をテーパに削り出したものを
使用している。
【００２５】次ぎに、この装置で撓みを実測するのであ
るが、それに先立って、弾性率を一定とした撓みの理論
値を計算で求める必要がある。そこで、図６を基にし
て、その計算方法を記すと、まず、材料力学の基本公式
を適用する為に、テストピース７及び中実丸棒８、中実
丸棒１１の長さを２００分の１等分して、通常の撓み式
を当てはめて、撓み角を計算し、その計算によって算出
した撓み角を利用し差分法によって撓みＷを算出する。
全長が短い場合は１００分の１に等分する。つまり、一
般式ｄθ／ｄＳ＝Ｍ／ＥＩ を基本式とする。ここに、
θは撓み角、Ｓは長さであり、Ｍは曲げモーメント、Ｅ
は弾性率（表１に示す）、Ｉは断面二次モーメントを示
す。上式を２００等分した各部分に適用すると、 となる。ここに、 Δθk ：ｋ番目とｋ＋１番目の部分のなす角度 ΔＳk ：ｋ番目の部分の長さ Ｅk ：ｋ番目の部分の中点での弾性率 Ｉk ：ｋ番目の部分の中点での断面二次モーメント Ｍk ：ｋ番目の部分の中点での荷重によるモーメント さて、 ΔＳk は分割長によって決まる Ｅk は分割部中点の材料構成によって決まる Ｉk は分割部中点の内径・外径によって決まる Ｍk は分割部中点と荷重点との水平距離及び荷重によっ
て決まる 以上より、Δθk が求まる。そして、各分割部の位置
は、図６に示すように、ｋ番目とｋ＋１番目の部分の座
標を（Ｘk+1,Ｙk+1 ）、（Ｘk,Ｙk ）とすると、 Ｘk+1 ＝Ｘk ＋ΔＳk ＣＯＳ（θ0 −Σi=1,k Δθi ） Ｙk+1 ＝Ｙk ＋ΔＳk ＳＩＮ（θ0 −Σi=1,k Δθi ） （Ｘn,Ｙn ）が算出でき、これによって撓みＷを算出で
きる。このようにして計算した値と測定した値を前記し
た表２に示した。この表２に基づいて作成したグラフを
図４に示す。このグラフによって判断すると、６００ｇ
の荷重点において理論撓みに近ずき、弾性が発現するこ
とが分かり、図５に示したＰＡＮ系のものに比べると、
その違いがハッキリする。
るが、それに先立って、弾性率を一定とした撓みの理論
値を計算で求める必要がある。そこで、図６を基にし
て、その計算方法を記すと、まず、材料力学の基本公式
を適用する為に、テストピース７及び中実丸棒８、中実
丸棒１１の長さを２００分の１等分して、通常の撓み式
を当てはめて、撓み角を計算し、その計算によって算出
した撓み角を利用し差分法によって撓みＷを算出する。
全長が短い場合は１００分の１に等分する。つまり、一
般式ｄθ／ｄＳ＝Ｍ／ＥＩ を基本式とする。ここに、
θは撓み角、Ｓは長さであり、Ｍは曲げモーメント、Ｅ
は弾性率（表１に示す）、Ｉは断面二次モーメントを示
す。上式を２００等分した各部分に適用すると、 となる。ここに、 Δθk ：ｋ番目とｋ＋１番目の部分のなす角度 ΔＳk ：ｋ番目の部分の長さ Ｅk ：ｋ番目の部分の中点での弾性率 Ｉk ：ｋ番目の部分の中点での断面二次モーメント Ｍk ：ｋ番目の部分の中点での荷重によるモーメント さて、 ΔＳk は分割長によって決まる Ｅk は分割部中点の材料構成によって決まる Ｉk は分割部中点の内径・外径によって決まる Ｍk は分割部中点と荷重点との水平距離及び荷重によっ
て決まる 以上より、Δθk が求まる。そして、各分割部の位置
は、図６に示すように、ｋ番目とｋ＋１番目の部分の座
標を（Ｘk+1,Ｙk+1 ）、（Ｘk,Ｙk ）とすると、 Ｘk+1 ＝Ｘk ＋ΔＳk ＣＯＳ（θ0 −Σi=1,k Δθi ） Ｙk+1 ＝Ｙk ＋ΔＳk ＳＩＮ（θ0 −Σi=1,k Δθi ） （Ｘn,Ｙn ）が算出でき、これによって撓みＷを算出で
きる。このようにして計算した値と測定した値を前記し
た表２に示した。この表２に基づいて作成したグラフを
図４に示す。このグラフによって判断すると、６００ｇ
の荷重点において理論撓みに近ずき、弾性が発現するこ
とが分かり、図５に示したＰＡＮ系のものに比べると、
その違いがハッキリする。
【００２６】〔別実施例〕 図７に示すように、内外面層Ａ，Ｃの構成は前記し
た実施例のものと同様で、中間層Ｂの構成として、第１
層３と第２層４だけを巻回したもの、または、第２層４
と第３層５とを巻回した二層構造のものであってもよ
い。尚、この場合にも、炭素繊維の引き揃え方向は管状
の軸芯方向に沿った方向である。 更に、図８に示すように、中間層Ｂを複数層にする
には、ＰＡＮ系の炭素繊維を使用した樹脂層と、ピッチ
系の炭素繊維を使用した樹脂層とを交互に重合わせる構
成とする。
た実施例のものと同様で、中間層Ｂの構成として、第１
層３と第２層４だけを巻回したもの、または、第２層４
と第３層５とを巻回した二層構造のものであってもよ
い。尚、この場合にも、炭素繊維の引き揃え方向は管状
の軸芯方向に沿った方向である。 更に、図８に示すように、中間層Ｂを複数層にする
には、ＰＡＮ系の炭素繊維を使用した樹脂層と、ピッチ
系の炭素繊維を使用した樹脂層とを交互に重合わせる構
成とする。
【００２７】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図１】プリプレグを巻回して竿を形成する状態を示す
斜視図
斜視図
【図２】ハイブリット３に対応する竿の断面図
【図３】撓み測定装置を示す構成図
【図４】ハイブリットの撓み比率を示すグラフ
【図５】従来のＰＡＮ系炭素繊維を使用した竿の撓み比
率を示すグラフ
率を示すグラフ
【図６】撓みを生じる竿を等分割して座標化した状態を
示すグラフ
示すグラフ
【図７】ハイブリット１、２に対応する竿の断面図
【図８】中間層をさらに多層構造にした断面図
１ 炭素繊維 ２ 樹脂 Ａ 内面層 Ｂ 中間層 Ｃ 外面層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｊ 5/24 7310−4Ｆ // Ｂ２９Ｋ 233:20 Ｂ２９Ｌ 23:00
Claims (5)
- 【請求項１】 内面層（Ａ）、中間層（Ｂ）、外面層
（Ｃ）を、炭素繊維（１）と樹脂（２）とで管状に形成
するとともに、中間層（Ｂ）を、ピッチ系の炭素繊維
（Ｂ）と樹脂（２）とで構成されるプリプレグと、その
ピッチ系の炭素繊維（１）の弾性率より小さな弾性率を
持つＰＡＮ系の炭素繊維（１）と樹脂（２）とで構成さ
れるプリプレグとを、巻回して構成してある管状体。 - 【請求項２】 内面層（Ａ）、中間層（Ｂ）、外面層
（Ｃ）を、炭素繊維（１）と樹脂（２）とからなるプリ
プレグで形成するとともに、内面層（Ａ）及び外面層
（Ｃ）として、ＰＡＮ系の炭素繊維（１）と樹脂（２）
とで構成されるプリプレグを巻回し、中間層（Ｂ）を、
ＰＡＮ系の炭素繊維（１）と樹脂（２）とで構成される
プリプレグと、その中間層（Ｂ）を形成するＰＡＮ系の
炭素繊維の弾性率よりも大きな弾性率を有するピッチ系
の炭素繊維（１）と樹脂（２）とで構成されるプリプレ
グとを、巻回して構成してある管状体。 - 【請求項３】 内面層（Ａ）、中間層（Ｂ）、外面層
（Ｃ）を、炭素繊維（１）と樹脂（２）とからなるプリ
プレグで形成するとともに、内面層（Ａ）及び外面層
（Ｃ）として、ＰＡＮ系の炭素繊維（１）と樹脂（２）
とで構成されるプリプレグを巻回し、中間層（Ｂ）を、
ＰＡＮ系の炭素繊維（１）と樹脂（２）とで構成される
少なくとも二層のプリプレグで、その中間層（Ｂ）を形
成するＰＡＮ系の炭素繊維（１）の弾性率よりも大きな
弾性率を有するピッチ系の炭素繊維（１）と樹脂（２）
とからなるプリプレグを挟み込む状態に巻回して、少な
くとも三層の中間層（Ｂ）を構成してある管状体。 - 【請求項４】 中間層（Ｂ）を形成するピッチ系の炭素
繊維（１）の弾性率が略６０t/mm2 以上であり、ＰＡＮ
系の炭素繊維（１）の弾性率が略６０t/mm2以下である
請求項１、２、又は、３に記載の管状体。 - 【請求項５】 外面層（Ｃ）が、軸芯方向に螺旋状に巻
き付けていくテープ状のプリプレグである請求項１、
２、又は、３に記載の管状体。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21948893A JP3373257B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 管状体 |
| IT94MI001803A IT1279371B1 (it) | 1993-09-03 | 1994-08-31 | Elemento tubolare comprendente l'avvolgimento di una pluralita' di strati di materiale pre-impregnato per l'impiego ad esempio come canna |
| DE4430980A DE4430980B4 (de) | 1993-09-03 | 1994-08-31 | Rohrförmiges Teil |
| FR9410551A FR2709441B1 (fr) | 1993-09-03 | 1994-09-02 | Elément tubulaire en matériau composite. |
| GB9417703A GB2281491B (en) | 1993-09-03 | 1994-09-02 | Tubular member |
| US08/590,055 US5721030A (en) | 1993-09-03 | 1996-01-16 | Tubular member |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21948893A JP3373257B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 管状体 |
| US08/590,055 US5721030A (en) | 1993-09-03 | 1996-01-16 | Tubular member |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0768651A true JPH0768651A (ja) | 1995-03-14 |
| JP3373257B2 JP3373257B2 (ja) | 2003-02-04 |
Family
ID=26523149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21948893A Expired - Lifetime JP3373257B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 管状体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3373257B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0826481A2 (en) * | 1996-08-27 | 1998-03-04 | Daiwa Seiko Inc. | Pipe-shaped body |
| JPH1133151A (ja) * | 1997-07-15 | 1999-02-09 | Daiwa Seiko Inc | ゴルフクラブ |
| US5968621A (en) * | 1996-01-16 | 1999-10-19 | Shimano, Inc. | Tubular member |
| JP2010284343A (ja) * | 2009-06-12 | 2010-12-24 | Sri Sports Ltd | ゴルフクラブシャフト及びゴルフクラブ |
| KR20110008269A (ko) * | 2008-04-29 | 2011-01-26 | 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이. | 제 1 층 및 제 2 층의 스택, 패널 및 상기 스택 또는 패널을 포함하는 내탄도성 제품 |
| WO2019194030A1 (ja) * | 2018-04-04 | 2019-10-10 | 三菱電機株式会社 | ホーム柵の扉 |
-
1993
- 1993-09-03 JP JP21948893A patent/JP3373257B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5968621A (en) * | 1996-01-16 | 1999-10-19 | Shimano, Inc. | Tubular member |
| EP0826481A2 (en) * | 1996-08-27 | 1998-03-04 | Daiwa Seiko Inc. | Pipe-shaped body |
| EP0826481A3 (en) * | 1996-08-27 | 1999-06-02 | Daiwa Seiko Inc. | Pipe-shaped body |
| JPH1133151A (ja) * | 1997-07-15 | 1999-02-09 | Daiwa Seiko Inc | ゴルフクラブ |
| KR20110008269A (ko) * | 2008-04-29 | 2011-01-26 | 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이. | 제 1 층 및 제 2 층의 스택, 패널 및 상기 스택 또는 패널을 포함하는 내탄도성 제품 |
| JP2011523381A (ja) * | 2008-04-29 | 2011-08-11 | ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． | 第１層および第２層のスタック、パネル、ならびにそのスタックまたはパネルを含む弾道抵抗性物品 |
| JP2010284343A (ja) * | 2009-06-12 | 2010-12-24 | Sri Sports Ltd | ゴルフクラブシャフト及びゴルフクラブ |
| US8535175B2 (en) | 2009-06-12 | 2013-09-17 | Sri Sports Limited | Golf club shaft and golf club |
| WO2019194030A1 (ja) * | 2018-04-04 | 2019-10-10 | 三菱電機株式会社 | ホーム柵の扉 |
| JP6612005B1 (ja) * | 2018-04-04 | 2019-11-27 | 三菱電機株式会社 | ホーム柵の扉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3373257B2 (ja) | 2003-02-04 |
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