(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
一般に、釣竿はブランクと称される筒状部材から構成される。単体のブランクが釣竿を構成する場合のほか、複数のブランクがいわゆる入れ子状に組み合わされて釣竿を構成する場合もある。
【0003】
ブランクは、一般にプリプレグがマンドレルに巻回され、その後に加熱処理が施されることによって焼成される。プリプレグとは、カーボン繊維等の強化繊維に熱硬化樹脂が含浸されたシート状の部材であり、加熱されることによって樹脂が硬化する。上記マンドレルへのプリプレグの巻き方によってブランクの機械的強度が異なる。
【0004】
ところで、シート状のプリプレグがマンドレルに巻回されてブランクが焼成された場合、巻回されたプリプレグの端部が当該プリプレグと重なり合い、この部位に段差部が形成される。この段差部はスパインと称され、ブランクの長手方向に沿って延びる突条を形成する。実釣においてブランクに曲げモーメントが作用した場合(つまり、ターゲットがヒットした場合)、ブランクが滑らかな円弧を描くように湾曲するのが理想であるが、上記スパインが形成されることによってブランクが滑らかに湾曲しにくくなる。また、複数のブランクが入れ子状に組み合わされ且つ各ブランクが薄肉である場合に、内側のブランクのスパインが外側のブランクの内壁面と接触して双方が損傷を受けるおそれもある。
【0005】
このような不都合が解消されるためには、プリプレグが重なり合わないように(上記スパインが形成されないように)、つまり、プリプレグの端部同士の間に一定の隙間が形成されるように当該プリプレグがマンドレルに巻回されればよい。また、プリプレグの端部の肉厚が漸次変化するように、プリプレグの端面が斜めにカットされればよい(たとえば、特許文献1及び特許文献2参照)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、プリプレグが重なり合わないように上記隙間が形成されると、ブランクの機械的強度は局部的に低下し、当該ブランクの滑らかな湾曲が実現されない。また、プリプレグは非常に薄肉であるから、これを厚み方向に斜めにカットする作業は、不可能ではないとしてもきわめて困難であり、現実的ではない。
【0008】
本発明はかかる背景のもとになされたものであって、その目的は、機械的強度が局部的に変化せず且つ安価なブランク及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
(1) 本発明に係る釣竿用ブランクは、繊維により強化された樹脂からなる。この釣竿用ブランクは、上記繊維が上記ブランクの長手方向と交差する方向に延びる第1樹脂層と、当該第1樹脂層に対して上記ブランクの径方向に積層され、上記繊維が上記ブランクの長手方向に延びる第2樹脂層と、上記第2樹脂層が
周方向に欠損することにより上記ブランクの長手方向に沿って形成された凹条を覆う帯状の第3樹脂層が積層されている。
上記第1樹脂層は、上記第2樹脂層よりも径方向内側に配置されており、上記第3樹脂層は、上記第2樹脂層の径方向外側に配置されている。
【0010】
この構成によれば、上記第1樹脂層は、上記繊維がいわゆる逆目方向に沿って延びる逆目層を形成し、上記第2樹脂層は、上記繊維がいわゆる順目方向に沿って延びる順目層を形成する。この順目層は、一般に肉厚のプリプレグから構成される。したがって、上記第2樹脂層が周方向に欠損した部位は顕著にギャップが形成され、上記欠損部位に凹条が現れる。上記第3樹脂層は、上記ギャップが形成された部位に積層され、上記凹条に沿って積層されている。したがって、上記ギャップに上記第3樹脂層が配置され、当該ギャップが緩和される。これにより、当該釣竿用ブランクの機械的強度は、周方向に均一となる。
また、上記逆目層が上記順目層によって覆われる。逆目層は一般に薄肉のプリプレグから構成されるので、この逆目層が周方向に欠損しても、当該部位に生じたギャップは、順目層により緩和される。
【0011】
(2) 本発明に係る釣竿用ブランクの製造方法は、マンドレルの長手方向と交差する方向に強化繊維が沿うように当該マンドレルに第1プリプレグが巻回される第1工程と、上記マンドレルの長手方向に強化繊維が沿うように上記第1プリプレグの外側に重ね合わせて第2プリプレグが巻回される第2工程と、当該第2工程により巻回された第2プリプレグの端縁が離間する部位を当該第2プリプレグの外側から被覆するように、熱硬化性樹脂が含浸されたスリットテープが積層される第3工程とを含む。
【0012】
この構成によれば、第1工程により、マンドレルに第1プリプレグが巻回される。この第1プリプレグは、強化繊維がマンドレルの長手方向と交差する方向に沿うように巻かれる。つまり、第1プリプレグは、いわゆる逆目層を形成する。第2工程により、第1プリプレグを覆うように第2プリプレグが巻回される。この第2プリプレグは、強化繊維がマンドレルの長手方向に沿うように巻かれる。つまり、第2プリプレグは、いわゆる順目層を形成する。もちろん、第1プリプレグと第2プリプレグとが予め重ねられてからマンドレルに巻回されてもよい。また、第2プリプレグは、単一層であってもよいし複数層を構成していてもよい。上記第2プリプレグがマンドレルに巻かれると、当該第2プリプレグの端縁が隙間をあけて離間する。第3工程により、上記第2プリプレグの端縁が離間した部位を覆うようにスリットテープが配置される。
【0013】
この状態で加熱処理されることにより、釣竿用ブランクが焼成される。焼成された釣竿用ブランクは、径方向内側に逆目層が形成され、この逆目層の外側を順目層が覆う。第1プリプレグの端縁が隙間をあけて離間している場合は、当該離間部位にギャップが生じる。他方、加熱処理により流動した第1プリプレグ及び第2プリプレグに含まれる樹脂は、上記ギャップに流入して当該ギャップを緩和する。同様に、第2プリプレグの端縁が隙間をあけて離間している場合は、当該離間部位にギャップが生じる。しかし、上記スリットテープが配置されているので、当該スリットテープに含まれる樹脂が上記離間部位に流入して当該ギャップを緩和する。
【0014】
すなわち、従来では、第2プリプレグがマンドレルに巻回されることにより生じるギャップ(上記離間部位)が、焼成された釣竿用ブランクに条を形成して異形に変形させていたが、この発明では、上記スリットテープが配置されるだけで簡単に釣竿用ブランクの形状(断面形状)を円に近づけることができる。
【0015】
(3) 上記スリットテープは、強化繊維を含んでおり、当該強化繊維は、マンドレルの長手方向に沿って配置されているのが好ましい。
【0016】
この構成では、上記スリットテープも強化繊維を含んでいるから、焼成された釣竿用ブランクの機械的強度が局部的に低下することが確実に防止される。
【発明の効果】
【0017】
この発明によれば、釣竿用ブランクの機械的強度が周方向に均一となり、局部的に低下することがない。また、上記機械的強度の均一化のために、第3樹脂層が積層されるだけであるから、製造コストが大幅に上昇することがなく、安価な釣竿用ブランクが提供される。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の好ましい実施形態が、適宜図面が参照されながら説明される。なお、本実施の形態は、本発明に係る釣竿用ブランクの一態様にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施態様が変更されてもよいことは言うまでもない。
【0021】
図1は、本発明の一実施形態に係る釣竿用ブランク(以下、単に「ブランク」と称される。)10の外観斜視図である。
【0022】
このブランク10は、たとえば磯釣用釣竿の構成部品である。同図が示すように、ブランク10は円筒状に形成されており、その内径及び外径並びに長さ寸法は、釣竿の用途に応じて所要の機械的強度が達成されるように設定される。
【0023】
図2は、ブランク10の要部拡大断面図である。
【0024】
ブランク10は、5層構造を有している。すなわち、ブランク10は、径方向内側から順に、逆目層11(特許請求の範囲に記載された「第1樹脂層」に相当)、第1順目層12(特許請求の範囲に記載された「第2樹脂層」に相当)、第2順目層13(特許請求の範囲に記載された「第2樹脂層」に相当)、充填層14(特許請求の範囲に記載された「第3樹脂層」に相当)及び外層15を備えている。こららは、同図が示すように径方向に積層されている。
【0025】
上記各層11〜15は、炭素繊維により強化された熱硬化性樹脂(典型的にはエポキシ樹脂)からなる。もちろん、炭素繊維以外の強化繊維が採用されてもよいし、エポキシ樹脂に代えて他の熱硬化性樹脂が採用されてもよい。
【0026】
逆目層11に含有される炭素繊維は、ブランク10の長手方向と交差する方向に沿って配置されている。逆目層11の肉厚t1は、本実施形態では0.02mm〜0.05mmに設定される。第1順目層12に含有される炭素繊維は、ブランク10の長手方向に沿って配置されている。第1順目層12の肉厚t2は、本実施形態では0.07mm〜0.25mmに設定される。第2順目層13に含有される炭素繊維もブランク10の長手方向に沿って配置されている。第2順目層12の肉厚t3は、本実施形態では0.07mm〜0.25mmに設定される。充填層14に含有される炭素繊維の方向は特に限定されるものではなく、ブランク10の長手方向に沿って配置されていてもよいし、ブランク10の長手方向に交差する方向に沿って配置されていてもよい。充填層14の肉厚t4は、本実施形態では0.02mm〜0.1mmに設定される。なお、充填層14は、強化繊維を含んでいなくてもよい。外層15に含有される炭素繊維は、逆目層11と同様にブランク10の長手方向に交差する方向に沿って配置されている。外層15の肉厚t5は、本実施形態では0.02mm〜0.1mmに設定される。
【0027】
同図が示すように、ブランク10では、第2順目層13が欠損部16を有し、上記充填層14が欠損部16を覆い、当該欠損部16により生じたギャップを埋めている。このように充填層14が欠損部16を覆うことによる作用効果については後述される。
【0028】
図3〜
図10は、ブランク10の製造方法を示している。
【0029】
以下では、ブランク10の製造工程が詳細に説明される。
【0030】
ブランク10は、基本的にマンドレルに巻回されたプリプレグが熱処理されることにより焼成される。プリプレグは、炭素繊維に熱硬化性樹脂(典型的にはエポキシ樹脂)が含浸されたシート状の部材であり、汎用品が採用され得る。
【0032】
図3(a)が示すように、プリプレグ17及びプリプレグ18が所定形状に裁断される。各プリプレグ17、18は、後述のように順にマンドレルに巻回される。ただし、本実施形態では、プリプレグ17、18は予め重ね合わされ、同時にマンドレルに巻回される。
【0033】
プリプレグ17に含まれる炭素繊維19及びプリプレグ18に含まれる炭素繊維20は、それぞれ
図3(a)が示す方向に沿って配置されている。つまり、プリプレグ17の炭素繊維19とプリプレグ18の炭素背に20とは交差している。炭素繊維19と炭素繊維20との交差角度は直交しているのが好ましいが、一定角度で交差していればよい。各プリプレグ17、18の肉厚は所定寸法に設定されており、後述のように焼成されることによって
図2が示す肉厚の層を形成する。プリプレグ17は、プリプレグ18に比べて薄肉である。
【0035】
図4(a)が示すように、上記プリプレグ17、18がマンドレル21に巻回される(特許請求の範囲に記載された「第1工程」及び「第2工程」に相当)。このとき、プリプレグ18の上にプリプレグ17が重ねられる。したがって、プリプレグ17がマンドレル21に接し、プリプレグ18がプリプレグ17を覆う。すなわち、プリプレグ17に含まれる炭素繊維19は、マンドレル21の長手方向と交差する方向に沿い、プリプレグ18に含まれる炭素繊維20は、マンドレル21の長手方向に沿って配置される。つまり、ブランク10(
図1参照)が焼成されたときに、プリプレグ17が逆目層11を形成し、プリプレグ18が第1順目層12を形成する。
【0036】
もっとも、予めプリプレグ17、18が重ね合わされることなく、先ずプリプレグ17がマンドレル21に巻回され(特許請求の範囲に記載された「第1工程」に相当)、その後にプリプレグ18がプリプレグ17を覆うように巻回されてもよい(特許請求の範囲に記載された「第2工程」に相当)。
【0037】
図4(b)が示すように、プリプレグ17、18が完全にマンドレル21に巻かれる。この状態でマンドレル21とプリプレグ17、18との位置関係は、
図5が示すようになる。すなわち、プリプレグ17の端縁22、23は、互いに重なり合ってマンドレル21の軸方向に沿って延びる凸条を形成する。プリプレグ18の端縁24と端縁25との間に所定の隙間27が形成される。この隙間27は、マンドレル21の軸方向に沿って延びる凹条を形成し、焼成されたブランク10の欠損部16(
図2参照)を形成する。もっとも、上記隙間27が形成されることなく、プリプレグ18の端縁24、25が互いに重なり合ってもよい。その場合には、当該重なり合う部位によって、マンドレル21の軸方向に沿って延びる凸条が形成される。
【0038】
図6が示すように、プリプレグ18の端縁24と端縁25との間にスリットテープ26が配置される(特許請求の範囲に記載された「第3工程」に相当)。このスリットテープ26も炭素繊維に熱硬化性樹脂(典型的にはエポキシ樹脂)が含浸されたものである。スリットテープ26は、
図6及び
図7が示すように、マンドレル21の軸方向に沿って、上記隙間27に沿って当該隙間27を覆って埋めるように配置される。本実施形態では、スリットテープ26は、いわゆる樹脂リッチタイプのものであり、その肉厚t6は、0.02mm〜0.1mmに設定されるのが好ましい。スリットテープ26に含まれる炭素繊維28は、同図が示すようにマンドレル21の長手方向(すなわち、焼成されたブランク10の長手方向)に交差する方向に沿って配置される。もっとも、このスリットテープ26に炭素繊維28が含まれていなくてもよい。
【0039】
図8が示すように、プリプレグ18及びスリットテープ26を覆うようにプリプレグ29が巻回される。なお、プリプレグ29もプリプレグ18と同様に予め上記裁断工程にて所定の形状に裁断される。このプリプレグ29は、上記プリプレグ18と同様の構造を有する。プリプレグ29に含まれる炭素繊維は、マンドレル21の長手方向に沿って配置される。つまり、ブランク10が焼成されたときに、プリプレグ29が第2順目層13(
図2参照)を形成する。
【0040】
プリプレグ29が完全に巻回されると、同図が示すように、プリプレグ29の端縁30と端縁31との間に所定の隙間32が形成される。この隙間32は、マンドレル21の軸方向に沿って延びる凹条を形成し、焼成されたブランク10の欠損部16(
図2参照)を形成する。もっとも、上記隙間32が形成されることなく、プリプレグ29の端縁24、25が互いに重なり合ってもよい。その場合には、当該重なり合う部位によって、マンドレル21の軸方向に沿って延びる凸条が形成される。
【0041】
図9が示すように、プリプレグ29の端縁30と端縁31との間にスリットテープ33が配置される(特許請求の範囲に記載された「第3工程」に相当)。このスリットテープ33も炭素繊維により強化された熱硬化性樹脂(典型的にはエポキシ樹脂)からなり、上記スリットテープ26(
図7参照)と同様の構成である。すなわち、スリットテープ33は、いわゆる樹脂リッチタイプのものであり、その肉厚は、スリットテープ26の肉厚t6と同様である。スリットテープ33は、スリットテープ26と同様にマンドレル21の軸方向に沿って、上記隙間32に沿って当該隙間32を覆って埋めるように配置される。スリットテープ26に含まれる炭素繊維は、マンドレル21の長手方向(すなわち、焼成されたブランク10の長手方向)に交差する方向に沿って配置される。もっとも、このスリットテープ33に炭素繊維が含まれていなくてもよい。
【0042】
なお、スリットテープ26、33が前述のように配置されることにより(
図7、
図9参照)、ブランク10が焼成されたときに上記充填層14(
図2参照)を構成する。
【0043】
図10が示すように、プリプレグ29及びスリットテープ33を覆うように外層テープ34が巻回される。この外層テープ34は、上記スリットテープ26と同様の構成である。外層テープ34は、マンドレル21のまわりを螺旋状に巻回され、プリプレグ29及びスリットテープ33を覆う。このとき、螺旋ピッチは、外層テープ34の幅寸法よりも小さく設定される。つまり、外層テープ34は、一定の重なりを形成してマンドレル21の軸方向に巻き進められる。外層テープ34に含まれる炭素繊維は、マンドレル21の長手方向に対して交差するように、当該外層テープ34が巻回される。つまり、ブランク10が焼成されたときに、外層テープ34が外層15(
図2参照)を形成する。
【0045】
上記外層テープ34の外側に成形テープ(不図示)が巻回され、マンドレル21と共に炉に入れられる。この炉は、典型的には電気オーブンであり、たとえば140℃の雰囲気で120分間加熱される。これにより、上記各プリプレグ17、18、29及びスリットテープ26、33並びに外層テープ34に含まれているエポキシ樹脂が硬化し、引張強度、曲げ強度に優れた軽量のブランク10が成形される。
【0046】
焼成工程が終了すると、マンドレル21がブランク10から引き抜かれる。焼成されたブランク10の外周面から上記成形テープが取り外され、その後、ブランク10の表面が研磨され、所定の寸法に裁断され、所要の塗装が施される。
【0048】
前述の製法によりブランク10が製造された場合、次のような作用効果が奏される。
【0049】
図2が示すように、最内層に逆目層11が配置され、この端縁22、23同士が重なり合っている。したがって、ブランク10の機械的強度はきわめて高くなる。しかも、当該逆目層11が薄肉であることから、当該端縁22、23同士の重なり合いによって生じるギャップは大きくない。したがって、このギャップは、第1順目層12によって緩和される。すなわち、上記焼成工程にて、プリプレグ18に含まれる樹脂が流動して上記ギャップを埋める。
【0050】
プリプレグ18によって形成される第1順目層12の端縁24、25同士の間に隙間27が形成されるから、当該隙間27によってギャップが生じる。第1順目層12は肉厚層であるから、上記ギャップは大きくなる。しかし、上記隙間27を埋めるように配置されたスリットテープ26が充填層14を形成し、この充填層14が上記隙間27を埋めて、上記ギャップを緩和する。すなわち、ブランク10の断面形状は真円に近づく。
【0051】
したがって、ブランク10の機械的強度が周方向に均一となり、局部的に低下することがない。また、ブランク10の機械的強度の均一化のために、スリットテープ26がマンドレル21の軸方向に沿って積層されるだけであるから、ブランク10の製造コストが大幅に上昇することがない。
【0052】
本実施形態では、
図2が示すように第1順目層12に第2順目層13が重ねられている。このため、ブランク10の機械的強度は大幅に高くなる。この第2順目層13を形成するプリプレグ29の端縁30、31同士の間にも隙間32が形成されるから、当該隙間32によってギャップが生じる。第2順目層13も肉厚層であるから、上記ギャップは大きくなる。しかし、上記隙間32を埋めるように配置されたスリットテープ33が充填層14を形成し、この充填層14が上記隙間32を埋めて、上記ギャップを緩和する。すなわち、第2順目層13が形成されていても、ブランク10の断面形状は真円に近づく。その結果、ブランク10の機械的強度が局部的に低下することがないし、ブランク10の機械的強度の均一化のために、スリットテープ33が積層されるだけであるから、ブランク10の製造コストが大幅に上昇することがない。
【0053】
前述のように、第1順目層12の端縁24、25同士、及び第2順目層13の端縁30、31同士が互いに重なり合って上記凸条が形成されている場合であっても、上記スリットテープ26、33が前述のように配置されることにより、上記凸条により形成されるギャップが緩和される。なお、上記第2順目層13は省略されてもよいことは勿論である。
【0054】
本実施形態では、逆目層11が最も内側に配置されており、当該逆目層11を第1順目層12が覆っている。ただし、第1順目層
12がもっとも内側に配置され、これを逆目層11が覆う構造であってもよい。その場合、第1順目層
12の端縁24、25同士が重なり合うと、第1順目層
12が厚肉であることから、大きなギャップが形成される。特に、上記巻回工程において、マンドレル21の外周面とプリプレグ18との間に隙間が生じてしまう。この場合、当該隙間が形成される部位に沿って予めスリットテープ26が配置されるのが好ましい。すなわち、先ずスリットテープ26がマンドレル21の軸方向に沿って配置され、その上にプリプレグ18が巻回されればよい。これにより、プリプレグ18の重なりにより生じる隙間をスリットテープ26が埋める。