KR20200077437A - 관상체, 및 관상체의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

관상체는, 관 모양으로 감겨지고 경화된 섬유 강화 수지제의 프리프레그 시트로 이루어지는 섬유 강화 수지층을 구비하고 있다. 프리프레그 시트는 그 감김 방향의 단부에 위치하는 테두리를 가지고 있다. 섬유 강화 수지층은, 프리프레그 시트의 테두리가 프리프레그 시트에 접합된 부위인 접합부를 구비하고 있다. 접합부는, 관상체의 축선의 둘레를 1둘레 이상에 걸쳐 나선 모양으로 연장되고 있다.

Description

관상체, 및 관상체의 제조 방법{TUBULAR BODY AND METHOD FOR MANUFACTURING TUBULAR BODY}

본 개시는, 관상체, 및 관상체의 제조 방법에 관한 것이다.

특개평 11-262545호 공보 및 특개 2009-58184호 공보에 개시되듯이, 배드민턴 라켓의 샤프트 혹은 궁시(弓矢)의 화살(矢)의 샤프트로서, 섬유 강화 수지제의 관상체가 이용되고 있다. 이러한 공보에 개시된 관상체는, 다음과 같이 하여 제조되고 있다. 즉, 도 7a 및 도 7b에 나타내듯이, 탄소 섬유 또는 유리 섬유 등의 강화 섬유에 열경화성 수지를 함침시킨 시트 모양의 재료인 프리프레그 시트(30)를 심재(31)의 외주에 감음으로써, 관 모양의 성형체를 형성한다. 그 다음으로, 성형체를 가열하여 열경화성 수지를 경화시킨다. 냉각 후, 심재(31)를 떼어냄으로써 관상체(33)를 얻을 수 있다.

도 7a에 나타내듯이, 프리프레그 시트(30)는, 그 감김 방향의 양단에 테두리(端椽)(30a)를 갖는다. 도 7b에 나타내듯이, 관 모양으로 감겨진 프리프레그 시트(30)를 경화시킴에 의해서 형성된 관상체(33)에는, 프리프레그 시트(30)의 테두리(30a)끼리가 접합된 부분인 접합부(33a)가 존재한다. 접합부(33a)는, 관상체(33)의 둘레 방향(周方向)에서의 잔류 스트레스의 분포를 불균일하게 하고, 관상체(33)에 의도하지 않은 휨 상태를 일으키게 하는 원인이 된다.

본 개시된 목적은, 프리프레그 시트를 이용하여 제조되는 관상체의 의도하지 않은 휨 상태를 억제하는 것에 있다.

본 개시된 한 태양에서는, 관상체는, 관 모양으로 감겨지고 경화한 섬유 강화 수지제의 프리프레그 시트로 이루어지는 섬유 강화 수지층을 구비한다. 상기 프리프레그 시트는 그 감김 방향의 단부에 위치하는 테두리를 갖는다. 상기 섬유 강화 수지층은, 상기 프리프레그 시트의 상기 테두리가 상기 프리프레그 시트에 접합된 부위인 접합부를 구비한다. 상기 접합부는, 상기 관상체의 축 선 둘레를 1둘레 이상에 걸쳐 나선 모양으로 연장되고 있다.

본 개시된 별도의 태양에서는, 관상체의 제조 방법은, 장척상(長尺狀)의 심재에 섬유 강화 수지제의 프리프레그 시트를 감는 감음 공정과, 상기 심재에 감겨진 상기 프리프레그 시트를 경화하는 경화 공정을 구비한다. 상기 프리프레그 시트는, 그 감김 방향의 양단에 위치하는 감김 시작 테두리 및 감김 종료 테두리를 갖는다. 상기 감음 공정은, 상기 감김 시작 테두리 및 상기 감김 종료 테두리 중 적어도 일방이 상기 심재의 축선의 둘레를 1둘레 이상에 걸쳐 나선 모양으로 연장되도록, 상기 심재에 상기 프리프레그 시트를 감는 것을 포함한다.

[도 1] 관상체의 사시도.
[도 2] 도 1의 2-2선에 따른 단면도.
[도 3a] 도 1의 3A-3A선에 따른 단면도.
[도 3b] 도 3a 중의 부호 3B로 나타내 보이는 부분의 확대 도.
[도 4a] 관상체의 제조 방법의 설명도.
[도 4b] 도 4a 중의 부호 4B로 나타내 보이는 부분의 확대 도.
[도 4c] 관상체의 제조 방법의 설명도.
[도 4d] 관상체의 제조 방법의 설명도.
[도 5a] 변경 예의 관상체의 측면도.
[도 5b] 도 5a 중의 부호 5B로 나타내 보이는 부분의 확대 도.
[도 5c] 도 5a 중의 부호 5C로 나타내 보이는 부분의 확대 도.
[도 6] 다른 변경 예의 성형체의 단면도.
[도 7a] 종래의 관상체의 제조 방법의 설명도.
[도 7b] 종래의 관상체의 제조 방법의 설명도.

이하, 본 개시된 일 실시 형태를 설명한다.

도 1~도 3a에 나타내듯이, 관상체(10)는, 섬유 강화 수지로 이루어지는 직관형(直管型)의 원통체이며, 예를 들면, 배드민턴 라켓의 샤프트, 혹은 궁시(弓矢)의 화살(矢)의 샤프트에 적용된다. 관상체(10)의 각 치수는, 관상체(10)의 용도에 따라 적당 설정할 수 있지만, 관상체(10)는 예를 들면, 두께가 0.5~5mm이며, 직경(D)에 대한 축 방향 길이(L)의 비율(L/D)이 50~200인 얇은 두께(薄肉)의 가는(細徑) 관상체이다.

도 3a에 나타내듯이, 관상체(10)는, 3층의 섬유 강화 수지층(11)을 구비하고 있다. 이하에서는, 섬유 강화 수지층(11)을 지름 방향 내측의 것으로부터 순서대로, 벽면층(11a), 중간층(11b), 외측층(11c)이라고 기재한다.

섬유 강화 수지층(11)을 구성하는 강화 섬유(12)는, 예를 들면, 탄소 섬유, 유리 섬유, 각종 세라믹스 섬유, 보론 섬유, 금속 섬유, 아몰퍼스(amorphous) 섬유, 혹은 유기 섬유이다. 금속 섬유는 예를 들면 동 또는 스테인리스로 이루어지는 섬유이다. 유기 섬유는 예를 들면 방향족 폴리아미드로 이루어지는 섬유이다. 강화 섬유(12)는, 1종만의 섬유여도 좋고, 복수 종류의 섬유를 포함하고 있어도 좋다.

강화 섬유(12)의 배열은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 강화 섬유(12)는 특정 방향으로 연장되도록 배열되고 있어도 좋고, 직물(織物) 또는 편물(編物)의 형태를 이루도록 배열되어도 좋다. 또, 배열 구조가 다른 강화 섬유(12)를 다단으로 중첩시켜도 좋다. 일례로서 도 3b에 나타나는 섬유 강화 수지층(11)에서는, 관상체(10)의 둘레 방향으로 연장되고 관상체(10)의 축 방향으로 배열된 강화 섬유(12a)와 관상체(10)의 축 방향으로 연장되고 관상체(10)의 둘레 방향으로 배열된 강화 섬유(12b)와 직물 또는 편물의 형태를 이루도록 배열된 강화 섬유(12c)가 중첩시킬 수 있다.

섬유 강화 수지층(11)을 구성하는 매트릭스 수지(13)는 열경화성 수지이고, 예를 들면, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐에스테르 수지, 및 불포화폴리에스테르 수지 중에서 선택된다. 매트릭스 수지(13)는, 1종만의 수지여도 좋고, 복수 종류의 수지를 포함하고 있어도 좋다.

3층의 섬유 강화 수지층(11)은, 강화 섬유에 합성 수지를 함침시킨 시트재인 프리프레그 시트를, 단면 소용돌이 모양을 이루도록 관 모양으로 감고 나서 경화함에 의해서 형성된다. 서로 이웃이 되는 섬유 강화 수지층(11)끼리는 서로 접합되어 일체화되고 있다. 프리프레그 시트는, 그 감김 방향의 양단에 위치하는 감김 시작 테두리 및 감김 종료 테두리를 갖는다. 도 3a에 나타내듯이, 가장 벽면에 위치하는 섬유 강화 수지층(11)인 벽면층(11a)은, 프리프레그 시트의 감김 시작 테두리가 프리프레그 시트에 접합된 부위인 제1 접합부(14a)를 갖는다. 가장 외측에 위치하는 섬유 강화 수지층(11)인 외측층(11c)은, 프리프레그 시트의 감김 종료 테두리가 프리프레그 시트에 접합된 부위인 제2 접합부(14b)를 갖는다. 도 3a의 예에서는, 프리프레그 시트의 테두리(감김 시작 테두리, 감김 종료 테두리)는, 프리프레그 시트에서의 테두리 이외의 부위에 접합되고 있다.

도 1 및 도 2에 나타내듯이, 제1 접합부(14a) 및 제2 접합부(14b)의 각각은, 관상체(10)의 축선(P1) 둘레를 1둘레 이상에 걸쳐 나선 모양으로 연장되고 있다. 축선(P1) 둘레를 1둘레 이상에 걸쳐 연장되는 선단을 제외하고, 제1 접합부(14a) 및 제2 접합부(14b)의 나선 형상은, 용도 등에 따라 요구되는 치수 정밀도나 제조 효율 등의 각종 조건에 따라 적당 설정할 수 있다. 예를 들면, 제1 접합부(14a) 및 제2 접합부(14b)의 각각은, 축선(P1)의 둘레를 1~5 둘레에 걸쳐 나선 모양으로 연장되고 있어도 좋다. 특히, 화살의 샤프트 부분에 적용되는 관상체(10)의 경우에는, 제1 접합부(14a) 및 제2 접합부(14b)의 각각은, 축선(P1)의 둘레를 1~6 둘레에 걸쳐 나선 모양으로 연장되고 있어도 좋다. 또, 제1 접합부(14a) 및 제2 접합부(14b)의 나선 형상은, 동일하여도 좋고, 차이가 있어도 좋다.

다음으로, 관상체(10)의 제조 방법의 일례에 대해 설명한다.

관상체(10)는, 심재에 섬유 강화 수지제의 프리프레그 시트를 감는 감음 공정과 심재에 감겨진 프리프레그 시트를 경화하는 경화 공정을 순서대로 거침으로써 제조된다.

도 4a에 나타내듯이, 감음 공정에서는, 강화 섬유에 경화 전의 열경화성 수지를 함침시킨 시트재인 프리프레그 시트(21)를, 장척상의 심재(20)의 외주면에 단면 소용돌이 모양을 이루도록 감는다. 심재(20)는, 장척상의 원주체이며, 제조해야 할 관상체(10)의 축 방향 길이보다 큰 길이를 갖는다. 프리프레그 시트(21)는, 그 감김 방향의 양단에 위치하고 또한 심재(20)의 축선(P2)에 대해서 경사하는 방향으로 연장되는 감김 시작 테두리(22) 및 감김 종료 테두리(23)와 감김 방향으로 평행한 2개의 측테두리(24)를 가지는 평행 사변형상의 시트이다.

프리프레그 시트(21)의 횡 방향 길이 L1는, 제조해야 할 관상체(10)의 축 방향 길이와 동일한 길이로 설정된다. 프리프레그 시트(21)의 종 방향 길이 L2는, 제조해야 할 관상체(10)에서의 섬유 강화 수지층(11)의 층수(3층)에 근거하는 길이로 설정된다.

감김 시작 테두리(22) 및 감김 종료 테두리(23)의 축선(P2)에 대한 경사 각도(Θ1, Θ2)는, 각각, 제조해야 할 관상체(10)의 제1 접합부(14a) 및 제2 접합부(14b)의 나선 형상에 근거하는 각도로 설정된다. 경사 각도(Θ1, Θ2)는, 예를 들면, 3도 이상이어도 좋다. 경사 각도(Θ1, Θ2)가 크면, 제1 접합부(14a) 및 제2 접합부(14b)가 형성하는 나선의 피치가 짧아진다. 또, 경사 각도(Θ1, Θ2)는, 예를 들면, 10도 이하여도 좋다. 경사 각도(Θ1, Θ2)가 작으면, 심재(20)에 프리프레그 시트(21)를 감기 위해서 필요한 조작량이 적어져서, 감음 공정이 효율화 된다.

프리프레그 시트(21)에서의 강화 섬유의 배열은 특히 한정되는 것은 아니다. 프리프레그 시트(21)는, 예를 들면, 동일 방향으로 연장되도록 배열된 여러 개의 강화 섬유에 열경화성 수지를 함침시켜서 이루어지는 UD 프리프레그 시트, 및/또는, 강화 섬유의 직물이나 편물에 열경화성 수지를 함침시켜서 이루어지는 크로스 프리프레그 시트를 포함할 수 있다.

프리프레그 시트(21)는, 중첩할 수 있는 복수의 프리프레그 시트를 포함해도 좋다. 도 4b에 나타내듯이, 본 실시 형태에서는, 감음 공정에 이용되는 프리프레그 시트(21)는, 중첩할 수 있는 3매의 프리프레그 시트, 즉 강화 섬유가 종 방향(감김 방향)으로 연장되도록 배향된 UD 프리프레그 시트(21a)와 강화 섬유가 횡 방향(심재(20)의 축선(P2)의 방향)으로 연장되도록 배향된 UD 프리프레그 시트(21b)와 크로스 프리프레그 시트(21c)를 포함한다.

도 4c에 나타내듯이, 감음 공정을 실시함으로써, 심재(20)의 외주면에 프리프레그 시트(21)가 관 모양으로 감겨진 성형체(25)를 얻을 수 있다. 프리프레그 시트(21)의 감김 시작 테두리(22)가 심재(20)의 축선(P2)에 대해서 경사하고 있으므로, 성형체(25)의 내주면에 위치하는 감김 시작 테두리(22)는 심재(20)의 축선(P2)의 둘레를 나선 모양으로 연장되고 있다(도시 생략). 동일하게, 프리프레그 시트(21)의 감김 종료 테두리(23)가 심재(20)의 축선(P2)에 대해서 경사하고 있으므로, 성형체(25)의 외주면에 위치하는 감김 종료 테두리(23)는 심재(20)의 축선(P2)의 둘레를 나선 모양으로 연장되고 있다.

도 4d에 나타내듯이, 경화 공정에서는, 우선, 성형체(25)의 외주면에 랩핑 테이프(26)를 감고, 성형체(25)를 랩핑 테이프(26)에 의해 단단히 조일 수 있는 가압 상태로 한다. 랩핑 테이프(26)는, 성형체(25)의 외주면에, 성형체(25)의 길이 방향으로 조금씩 어긋나도록 놓아서, 장력을 걸친 상태로 여러 차례, 감겨진다.

계속하여, 랩핑 테이프(26)가 감겨진 가압 상태의 성형체(25)를, 가열로 등을 이용하여 가열한다. 이것에 의해, 프리프레그 시트(21)를 구성하는 열경화성 수지가 경화함과 동시에, 단면 소용돌이 모양을 이루도록 감겨진 프리프레그 시트(21)의 층끼리가 접합되어 일체화된다. 경화 공정에서의 가열 온도는, 프리프레그 시트(21)를 구성하는 열경화성 수지의 경화온도에 근거하여 적당, 설정할 수 있다.

냉각 후, 랩핑 테이프(26) 및 심재(20)를 떼어내는 것으로, 관상체(10)를 얻을 수 있다.

다음으로, 본 실시 형태의 작용에 대해 설명한다.

관상체(10)에서, 프리프레그 시트(21)의 감김 시작 테두리(22)가 접합된 부위인 제1 접합부(14a)는, 관상체(10)의 축선(P1)의 둘레를 1둘레 이상에 걸쳐 나선 모양으로 연장되고 있고 제1 접합부(14a)는 관상체(10)의 둘레 방향 전체에 걸쳐 위치하고 있다. 동일하게, 프리프레그 시트(21)의 감김 종료 테두리(23)가 접합된 부위인 제2 접합부(14b)는, 관상체(10)의 축선(P1)의 둘레를 1둘레 이상에 걸쳐 나선 모양으로 연장되고 있고 제2 접합부(14b)는 관상체(10)의 둘레 방향 전체에 걸쳐 위치하고 있다.

제1 접합부(14a) 및 제2 접합부(14b)는, 경화 공정 후에 잔류 스트레스가 커지기 쉬운 부위이다. 그러나, 제1 접합부(14a) 및 제2 접합부(14b)의 위치를 둘레 방향으로 분산시킴으로써, 둘레 방향에서의 잔류스트레스의 분포를 균일화할 수 있다. 그 결과, 제1 접합부(14a) 및 제2 접합부(14b)에 기인하고 관상체(10)에 생기려는 의도하지 않은 휨 상태가 억제된다.

덧붙여 실험예로서 프리프레그 시트(21)의 감김 시작 테두리(22) 및 감김 종료 테두리(23)의 경사 각도(Θ1, Θ2)를 3도로 설정하고, 상기 제조 방법에 의해 얇은 두께의 가는(薄肉細徑) 직관형의 관상체(10)를 제조했다. 그리고, 경화 후의 관상체(10)에 대해서, 축선(P1) 둘레에서 1회전시켰을 때의 축선 방향 중앙부의 최대 높이와 최소 높이와의 차이로서 정의되는 휨 상태량을 측정했는데, 휨 상태량은 0.45mm였다. 제조한 관상체(10)는, 직경 8.0mm, 축 방향 길이 1050mm, 두께 0.7mm이며, 제1 접합부(14a) 및 제2 접합부(14b)의 각각이 형성하는 나선의 주회수(周回數)는 4회이다. 한편, 비교 대상으로서 경사 각도(Θ1, Θ2)를 0도로 설정한 선단을 제외하고 상기 실험예의 관상체(10)와 동일하게 제조한 종래 구조의 관상체의 휨 상태량을 측정했는데, 그 휨 상태량은 1.45mm였다.

다음으로, 본 실시 형태의 효과에 대해서 기재한다.

(1) 관상체(10)는, 섬유 강화 수지제의 프리프레그 시트(21)를 관 모양으로 감고 나서 경화함에 의해서 형성된 섬유 강화 수지층(11)을 구비하고 있다. 프리프레그 시트(21)는, 그 감김 방향의 단부에 위치하는 테두리(감김 시작 테두리(22), 감김 종료 테두리(23)를 갖는다. 섬유 강화 수지층(11)은, 프리프레그 시트(21)의 테두리(감김 시작 테두리(22), 감김 종료 테두리(23)가 프리프레그 시트(21)에 접합된 부위인 접합부(제1 접합부(14a), 제2 접합부(14b))를 구비하고 있다. 접합부(제1 접합부(14a), 제2 접합부(14b))는, 관상체(10)의 축선(P1)의 둘레를 1둘레 이상에 걸쳐 나선 모양으로 연장되고 있다.

상기 구성에 의하면, 접합부에 기인하고 관상체(10)에 생기는 의도하지 않은 휨 상태를 억제할 수 있다.

접합부에 기인하고 관상체(10)에 생기는 의도하지 않은 휨 상태는, 경화 후의 관상체(10)에 대해서 열교정 등의 교정 처리를 가함에 의해서 수정할 수도 있다. 그러나 이 경우, 시간의 경과에 수반하여 관상체(10)가 휨 상태가 있는 원래 상태로 돌아와 버릴 우려가 있다. 상기 구성에 의하면, 교정 처리를 가할 필요가 없어지고, 따라서, 교정 처리 후에 관상체(10)가 굽혀진 상태로 돌아와 버린다고 하는 문제가 없어진다. 또, 상기 교정 처리를 가했다고 해도, 그 교정량이 억제되기 때문에, 관상체(10)가 굽혀진 상태로 돌아오기 어렵다.

또한, 접합부가 나선 모양으로 연장되고 있으므로, 관상체(10)의 둘레 방향에서의 접합부의 배치의 편향을 억제하고, 둘레 방향에서의 질량 분포의 균일화를 도모할 수 있다. 또, 굽힘 방향에 의존하여 관상체(10)의 굴곡 강도가 불규칙하게 되는 것을 억제할 수 있다.

(2) 관상체(10)의 지름 방향에서 가장 외측에 위치하는 섬유 강화 수지층(11)(외측층(11c))은, 나선 모양으로 연장되는 접합부(제2 접합부(14b))를 구비하고 있다.

프리프레그 시트(21)의 감김 방향의 테두리에 기인하는 휨 상태는, 그 테두리가 관상체(10)의 외주 측에 위치하고 있는 만큼 발생하기 쉬워진다. 따라서, 나선 모양으로 연장되는 접합부를 가장 외측에 위치하는 섬유 강화 수지층(11)에 설치함으로써, 휨 상태의 억제 효과를 보다 현저하게 얻을 수 있다.

(3) 섬유 강화 수지층(11)은, 단면 소용돌이 모양을 이루도록 감겨진 프리프레그 시트(21)로 이루어진다.

프리프레그 시트(21)를 단면 소용돌이 모양을 이루도록 감았을 경우, 접합부(제1 접합부(14a), 제2 접합부(14b))의 주위에 단차가 형성되기 쉽고, 그 결과, 잔류 스트레스의 편향이 커지고 휨 상태가 발생하기 쉬워진다. 따라서, 이러한 구성에 대해서 나선 모양으로 연장되는 접합부(제1 접합부(14a), 제2 접합부(14b))를 채용함으로써, 휨 상태의 억제 효과를 보다 현저하게 얻을 수 있다. 또, 양산성을 높이는 것이 용이이다.

(4) 프리프레그 시트(21)는, 크로스 프리프레그 시트(21c)를 포함한다.

크로스 프리프레그 시트를 사용하면, 이방성이 있는 복합재료(특히 일 방향 재료)의 기계적 성질이 등방성에 가까워져, 잔류 스트레스의 균등화도 높아진다. 그 때문에, 크로스 프리프레그 시트의 사용은, 관상체(10)의 안정성(휨 상태의 감소)을 도모하는데 유리하다. 그러나, 일반적인 크로스 프리프레그 시트는 두께가 두껍기 때문에, 관 모양으로 감은 크로스 프리프레그 시트로부터 섬유 강화 수지층(11)을 형성했을 경우, 접합부(제1 접합부(14a), 제2 접합부(14b))에 큰 단차가 형성되기 쉬워진다. 단차가 큰 접합부가 관상체(10)의 둘레 방향으로 치우쳐 위치했을 경우에는, 관상체(10)가 굽혀지기 쉬워진다고 하는 디메리트가 생김과 동시에, 그 디메리트의 영향이 크로스 프리프레그 시트의 사용에 의해서 얻을 수 있는 이점을 넘어 버린다. 그러나, 나선 모양으로 연장되는 접합부를 채용함으로써, 그러한 디메리트를 억제하고, 크로스 프리프레그 시트의 이점을 살리는 것이 가능해진다.

(5) 관상체(10)의 치수는, 두께가 0.5~5mm이며, 직경(D)에 대한 축 방향 길이(L)의 비율(L/D)이 50~200이도록, 설정되어 있다.

프리프레그 시트(21)의 감김 방향의 테두리에 기인하는 휨 상태는, 관상체(10)의 두꺼운 부분이 얇고 또한 관상체(10)의 직경이 작은 만큼 발생하기 쉬워진다. 따라서, 두께가 얇고 가는 관상체(10)에 대해서 나선 모양으로 연장되는 접합부를 채용함으로써, 휨 상태의 억제 효과를 보다 현저하게 얻을 수 있다.

(6) 관상체(10)의 제조 방법은, 장척상의 심재(20)에 섬유 강화 수지제의 프리프레그 시트(21)를 감는 감음 공정과, 심재(20)에 감겨진 프리프레그 시트(21)를 경화하는 경화 공정을 구비하고 있다. 프리프레그 시트(21)는, 그 감김 방향의 양단에 위치하는 감김 시작 테두리(22) 및 감김 종료 테두리(23)를 갖는다. 감음 공정은, 감김 시작 테두리(22) 및 감김 종료 테두리(23)의 각각이 심재(20)의 축선(P2)의 둘레를 1둘레 이상에 걸쳐 나선 모양으로 연장되도록, 심재(20)에 프리프레그 시트(21)를 감는 것을 포함한다.

상기 구성에 의하면, 의도하지 않은 휨 상태가 억제된 관상체(10)를 제조할 수 있다.

덧붙여 본 실시 형태는, 이하와 같이 변경하여 실시할 수 있다. 본 실시 형태 및 이하의 변경예는, 기술적으로 모순되지 않는 범위에서 서로 조합하여 실시할 수 있다.

· 상기 나선 모양의 접합부는, 나선 모양이 아닌 부분을 부분적으로 가지고 있어도 좋다.

· 상기 나선 모양의 접합부는, 전체적으로 관상체(10)의 축선(P1)의 둘레를 1둘레 이상에 걸쳐 나선 모양으로 연장되고 있으면 좋다. 예를 들면, 도 5a~도 5c에 나타내듯이, 접합부의 형상, 바꾸어 말하면 프리프레그 시트(21)의 테두리의 형상은, 톱니(鋸齒) 형상 또는 들쭉날쭉한 형상이어도 좋고, 파도 형상(波形狀)이어도 좋다.

· 프리프레그 시트(21)의 감김 시작 테두리(22) 및 감김 종료 테두리(23)(바꾸어 말하면, 제1 접합부(14a) 및 제2 접합부(14b)) 중 어느 일방만이 나선 모양으로 연장되는 구성이어도 좋다.

· 섬유 강화 수지층(11)의 층수는, 1층 이상이면 특별히 한정되는 것이 아니고, 2층 이하여도 좋고, 4층 이상이어도 좋다.

· 섬유 강화 수지층(11)의 형상, 즉, 제조 시에서의 프리프레그 시트(21)의 감김 형상은, 단면 소용돌이 모양으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 6에 나타내는 성형체(25)와 같이, 프리프레그 시트(21)의 감김 시작 테두리(22) 및 감김 종료 테두리(23)가 상호에 접합되도록, 프리프레그 시트(21)는 단면 환상을 이루도록 감겨져도 좋다. 또, 관상체는, 단면 환상의 섬유 강화 수지층(11)을 복수층 구비하는 구성이어도 좋고, 단면 소용돌이 모양의 섬유 강화 수지층(11)과 단면 환상의 섬유 강화 수지층(11)의 양쪽 모두를 구비하는 구성이어도 좋다. 덧붙여 ?단면 환상(斷面環狀)?이란, 시트체의 감김 방향 양단(둘레 방향 양단)끼리를 접합하는 것에 의해서 얻을 수 있는 단면 형상을 의미한다. 도 6의 예에서는, 프리프레그 시트의 양단 테두리(감김 시작 테두리 및 감김 종료 테두리)끼리가 접합된 부위가 접합부이다.

· 관상체(10)는, 직관형(直管型)의 원통체, 즉 축 방향에 일정한 직경을 갖는 단면 원형상의 관상체로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 테이퍼 형상 등의 축 방향으로 직경이 변화하는 형상을 가지는 관상체여도 좋고, 각통체(角筒體), 즉 단면 다각형상의 관상체여도 좋다.

P1, P2…축선
10…관상체
11… 섬유 강화 수지층
11a…내층
11b…중간층
11c…외층
12, 12a, 12b, 12c…강화 섬유
13…매트릭스 수지
14a…제1 접합부
14b…제2 접합부
20…심재
21…프리프레그 시트
21a, 21b…UD 프리프레그 시트
21c…크로스 프리프레그 시트
22…감김 시작 테두리
23…감김 종료 테두리
25…성형체
26…랩핑 테이프

Claims (8)

1. 관상체이며,
   관 모양으로 감겨지고 경화된 섬유 강화 수지제의 프리프레그 시트로 이루어지는 섬유 강화 수지층을 구비하고,
   상기 프리프레그 시트는, 그 감김 방향의 단부에 위치하는 테두리를 갖고,
   상기 섬유 강화 수지층은, 상기 프리프레그 시트의 상기 테두리가 상기 프리프레그 시트에 접합된 부위인 접합부를 구비하고,
   상기 접합부는, 상기 관상체의 축선의 둘레를 1 둘레 이상에 걸쳐 나선 모양으로 연장되고 있는, 관상체.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 섬유 강화 수지층은 복수층이며,
   상기 섬유 강화 수지층의 적어도 1층이, 나선 모양으로 연장되는 상기 접합부를 구비하고 있는, 관상체.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 관상체의 지름 방향에서 가장 외측에 위치하는 상기 섬유 강화 수지층이, 나선 모양으로 연장되는 상기 접합부를 구비하고 있는 관상체.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 섬유 강화 수지층은, 단면 소용돌이 모양을 이루도록 감겨진 상기 프리프레그 시트로 이루어지는, 관상체.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프리프레그 시트는, 크로스 프리프레그 시트를 포함하는, 관상체.
   
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 관상체의 두께는 0.5~5mm이며, 상기 관상체의 직경에 대한 상기 관상체의 축 방향 길이의 비율은 50~200인, 관상체.
   
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 관상체는 화살의 샤프트 부분에 적용되고, 상기 접합부는 상기 관상체의 축선의 둘레를 1~6 둘레에 걸쳐 나선 모양으로 연장되는, 관상체.
   
8. 관상체의 제조 방법이며,
   장척상의 심재에 섬유 강화 수지제의 프리프레그 시트를 감는 감음 공정과,
   상기 심재에 감겨진 상기 프리프레그 시트를 경화하는 경화 공정을 구비하고,
   상기 프리프레그 시트는, 그 감김 방향의 양단에 위치하는 감김 시작 테두리 및 감김 종료 테두리를 갖고,
   상기 감음 공정은, 상기 감김 시작 테두리 및 상기 감김 종료 테두리 중 적어도 일방이 상기 심재의 축선의 둘레를 1 둘레 이상에 걸쳐 나선 모양으로 연장되도록, 상기 심재에 상기 프리프레그 시트를 감는 것을 포함하는, 관상체의 제조 방법.

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