JPS59142134A - 釣竿等の積層管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は力竿、ゴルフクラフシャフトその他の積１−管
に関する。

上述釣竿等の積Ｉ−管において、最も重要な物性的要素
は比剛性、比強度及び曲げ強度、圧縮によるつぶれ強度
並びに引張り、曲げ１．つぶれによって生じる層間剪断
強度に優れることであるが、現存する積層管は上述物性
の点で十分満足し得るものではなかった。

そこで本発明は、上述物性的要素について種々検討した
結果、適当な材質をもって片肉の断面を内、外方向に対
称構造に構成したことによって、軽量でかつ強度、バラ
ンスの良いことを目的とした横層管を得たものである。

以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述する。

横層管１は、熱硬化性樹脂を含侵したクロス及びシート
を８１ｔ望形状及び寸法に裁−ｒし、これをマンドレル
に巻付けた後、その外側をセｏファンテープ等で巻込み
、加熱硬化させ、硬化後マンドレルと分離する従来の製
法によって製造されるもので、その片肉の断面構造を、
横層管１の内、外方向に対称構造に構成したものでろ＠
２図ないし第９図は積１−管ｌの一部を拡大して夫々示
した片肉２の断面構造である。

（例１） 第２図をと示したように、片肉２の断面が内外方向に対
称構造に構成しである。

（例２） 第２図に示したように、例１の構成において最外層８と
最内層４へ同一の緘組成を有する織物ａを夫々−１護な
いし二層配置し、中間層５へ縦糸のみを配列したシート
ｂを一層ないし数層配置昂じて構成しである、 （例３） 第３図に示したように例１の構成において、上記最外層
３と最内１ｍ　４へ同一の組成を有する縦糸、横糸を配
列した直交交叉シートＣを夫々一層ないし二層配置し、
中間層５へ縦糸のみを配列し１こシートｂを一層ないし
数１−配置して構成されている。

（例４） 第４図に示したように例１及び例２の構成において、中
間Ｉ−５へ縦糸のみを配列したカーボン等の、シートｄ
へ極薄のガラスクロスｅを裏打しｊコものを一層ないし
数層配置して構成されている。

（例５） 例１及び例３の構成において、中間層５へ例４の中間層
と同一材料を配置して構成されている。

（例６） 第５図に示したように例１及び例２の構成において、中
間）ｒ！ｊ５へ物性の異なるシートｆを交互に合計３枚
ないし数枚配置して構成されている。

（例７） 例１及び例３の構成において、中間層を例６の中間層と
同一に構成されている。

（例８） 第６図に示したように例６、例７において中間１−５へ
カーボン等の引揃えシートｇに極薄のガラスクロス１１
を裏打ちしたもので物性の異なるものを交互に配置して
構成さ、れている。

（例９） 第７図に示したように例１の構成において、最外、１−
３と最内層４へ同一の織組底を有する織物ａを夫々−な
いし二層配置し、その中間ノー５に、これら織物ａと縦
糸のみを配列したシートｉを交互に夫々数層配置して構
成されている。

（例１０） 例１の構成において、最外層３と最内層４へ同一の組成
を有する縦糸、横糸を自己夕ｌした直交交叉シートＣ−
を夫々−な（ルニ層自己Ｉ７ｙ　（、、そ０′〕中間Ｊ
ａ１５へこれら直交交叉シートＣと縦糸Ｏ）みを配列し
たシートを交互に夫々数層配置して構成されている。

（例１１　） 第８図に示しｆこように例１の構成をこおＬ）で、最外
層３と最内Ｉ！！４へ上述Ｏ）ような織ｑ勿ａ又Ｌｃシ
ー１−　Ｃを配置し、該最外層３及び最内１鐙４番こ評
い層６へ高強度の繊維σ）縦糸σ）みを内己夕Ｉ　Ｌ、
　ｆニーシート、ｌを配置し、中間層５へ毘弾性の繊維
０）縦糸のみを配列しｊこシートｋを配置して構成され
ている。

（例１２） 第９図に示しＴこように例１及び例１１（こおし）で中
間層５の高強度及び置弾性糸よりなるシートｌに極薄の
ガラスクロスｎ１を裏打ちしｔこもＯ）を配置して構成
される。　′ 次に、上述１１゛４成した積層管１０’）構成材料０）
物性及び計算結果を説明する。

計算に便゛用した各材料Ｏ）物性を表−１１こ示す。

計算手順は下記の通りである。

（Ｉ）　　引張り応力及び材料の安全係数（イ）種々の
物性の異なる層で構成しｔコ積層管について、これらの
層を等質０）　モ０）　トｈｆ！し、軸方向の剛性ＥＩ
ｘ　＝　１０．ツ内径ｇ２ｇ　ｏ＞条件において、外径
を調整し１こ。

（ロ）　この積層管にモーメント１，５００　Ｋｓ＋ｍ
ｍからかけ、５（ｌＯＫ９ｍｍピッチで増加させた。

（〕１　この時発生する軸方向のｉＥｘ、周方向の　　
に）甫Ｅ、Ｙを算出した。

（に）　＋ｌｉ＋１方回の４Ｅｘから輔万同の各ｊ−の
応力を算出し、この応力を各層を構成する材料が　　（
ホ）有する強度で除算して算出したものを引張り安全係
数として表示しているが、この数　（至）＋＋ｒ＋か１
を越えると破壊することになる。　　　を表−２は最初
に破壊が発生する材料の引張り′ゲ全係数を１とし、そ
の時の他の材料の安全係数をみている。

（１］）軸と直角方向の曲げ応力、剪断応力とその安全
係数 （イ）　＠層管１の片肉厚分を第１０図の様に軸方向と
９０万同に取出し、積層板２ａとする。

（０）　　１ＪＩＩ方回の剛性ＥＩｘ＝１０７及び内径
σ２０によって、この積層板２ａの剛性Ｅｌｙを求めた
。

（／１　この様にして求められた剛性ＥＩｙｏ）椴につ
いて、周方向の企Ｅｙからの曲げ応力及び。

剪断応力を算出し、これを各層の材料が有する強ｌ蔓で
除算して算出し１こ。

曲げ応力については、この数１−が１を越えて破壊する
場合と、剛性バランスの悪さから圧壊する場合がある。

Ｗ［１ｒ応力については、この数値が１を越えると剥離
が発生することへなる。

これら各構成における各層の応力分布数値表−２に示す
。

尚、ｆｉ−１、表−２において、Ｗは軸方向の剛１７１
ＥＥ１ｘ＝ｌυ７、内径ω２０とし１こ時の積層管１０
）車重であり、この数値が小さい程軽量であるといえる
。

′１゛は、輔万同の剛性ＥＩｘ＝ｌＱ７、内径ω２０に
調整した後の厚さ。

１ぢＩｙは、軸方向の剛性ＥＩｘ＝ｌＱ７、内径Ｂｚｏ
　ｏ＞時の周方向の剛性であり、大きい程横の曲げ剛性
が関＜、つぶれにくいが、大きすぎる場合は無駄なもの
か含まれていると言える。

又、クロスを最外層３へ配置することにより］二記周方
回の剛性ＥＩｙの増加が顕著である。

」すは、各柿層倫造の軸方向の各材料の内、引張り応力
／所有強度−１になった時に耐えられるモーメン１−７
！−表わすが、Ｍが大きい程嶋強度Ｏ）構造といえる Ｍ／ｗは、最大モーメントを槓Ｊ−官の重量で除算し１
こ比強度を表わす。この値が大きい程軽くかつ５用度を
有する構造であると（゛える。

Ｅｌ　ｘ／Ｗは、輔万同の剛性を槓）醐管の重量で除算
した比弾性を表わす。この値が大きい程軽くかつ剛性が
犬である構造といえる。

以上から軸方向の引張り応力は、使用する材料の破断伸
度の差に負う点が犬であるか、配置と４１２４の組合せ
比率によってその差が特に見られる。

これは、モーメントの差及び比強Ｊｉ　ＬＭ　／　Ｗ　
テ総８旧な優劣が判断でき、その１−別の安全係数は軸
方向の引１辰り安全係数で判断できる対称構造の優位性
は１−別に見た場合、大きく表われていないが、総合的
に見ると有利であることがわかる。

周方向の曲げ１ノ６力は、対称構造の効果が最も顕著に
表オ）れる要素であり、最外ＪＨ８、最内層４へ縦糸、
横糸ｍＪＩの比率が同一なりロス及び繊維を配列しｆこ
シートを配置１■シたことにより、表−２に友しｆコ従
来例１より安定し、最大応力が発生する最外層３、最内
層４へ同一構成のクロス又は交叉シートを配置すること
はル６刀の均等な負担をさせる意味で最も効果的な配置
ｑであることか判る。

同方向の剪断応力は、対称構造及びＰ」、外画／ｍ　４
．３へクロスを配置する構成が最も効果を発揮できる要
系である。

均質構造の場合は、層の中央部へ最大心力が発生するこ
とは公知であるが、擬似対称の例２及び完全対称の例３
〜８、待に例べ例６については！−内の各層に均等なめ
力が発生していることか明確であり、集中応力を分散さ
せる構成であることがわかる。

総合的にみると、構成の優劣順位を表−３に示す。

例２．　ａ　４．１１．　（１）　Ｆ’ｌ、％　ニ（＋
１３　）ｒＶ１７Ｗ、　ＥＩｘ／Ｗ　ｆ　モｆこらした
のは、円、外層へ同一構成のクロス又は交叉シートを配
置したことに起因する。

例４のクロス又は交叉シートと高弾性炭素線維を交互に
配置ｄシ、対称にし１こことにまってこの効果が発揮さ
れる。

例６．６を比較すると、商強度炭素緘維からなるシート
を内、外１凶よりに配置したことにより例５の万かや′
＞有利となっている。

４１／Ｉ１３と例１Ｏ及び例へ６と例９を比較すると対
称構造及びクロスを内、外層へ配置した効果が顕著に表
われており、例５と例９の比較でモー）　＞　ｌ”ｌｉ
　４％（１）Ｉｌｌカ□、例、お例１ｇ　ｏ＞比、□１
−メンｌ−１５，８％の増加が夫々みられる。

Ｍ４と例１１を比軟してみても１．７３％のモーメント
の増加がみられる。

これらを総合的にみると、対称構造であるこ〆賢は直交
交叉シートを最外、最ビ」層へ配置したこと、尚＠層系
を最外、最内層のクロスの内”側へ配置したこと、クロ
ス及び−万引揃えシートを交互に配置しｆここと等の効
果が顕著であることが判る。

以上説明し１こように本発明に係る釣竿等の横層哲によ
れは、片肉２の断１Ｈ１が、カーボン等のシート及びカ
ラスクロス等からなる最外層３、最内）ｎ４及び甲曲層
５からなって、内外方向に対称構造に構力兄してなるも
のであるから、軽量でかつ比剛性、比強度及び強度、圧
縮によるつぶれ＠度並びに引張り、曲げ、つぶれによっ
て生じる層間剪ＩＥｊ強度等の強度的バランスに優れる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る釣竿等槓胸官を一部切欠して示し
１こ側面図、第２図ないし第９図は同相１ｆｉＪ官にお
ける片肉断面の各実施例を夫々ポした間断面図、第１０
図は同種ノー管の片肉厚分を強ＩＷ計算の為に１１ｙ出
す柚ノー板の取出し説明図である。 １・・・槓１繭官　　　　　２・・・片肉３・・最外１
ｆｆ４　　　　　４．　　最内層特許出願人 第７図 第２図　　　　　　第３図 第１図　　　　　　第５図 第６図　　　　　　第７図 第す図　　　　　第り図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 片肉の断面が、カーボン等のシート及びガラスクロス□
   等からなる最外層、最内層及び中間層からなって、内外
   方向に対称構造を有することを特徴とする釣竿等の積層
   管。