(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記従来構成においては、確かにプリプレグシートを外巻することによって捩じり剛性を高めることができ、それによって、魚を抜き上げる際の穂先の横ブレ等を抑制し釣り操作性の悪化を回避することができた。
【0005】
しかし、プリプレグシートを外巻することによって却って剛性が勝ち過ぎる面も否めず、ガラス繊維による柔軟性が損なわれ、繊細な当たりの補足性が低下していた。
しかも、プリプレグシートを巻回することによって、穂先竿が重くなり、操作性の向上が要望されていた。
【0006】
本発明の目的は、中実棒状のコア体を基礎とした竿体でありながら、捩じり強度が高くかつ塑性変形等が起きにくい穂先竿を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
[構成]
請求項1に係る発明の特徴構成は、コア体と前記コア体の外側に位置する外側層とを備える穂先竿であって、
前記コア体は、軸線に沿った方向に引き揃えたガラス製強化繊維群に含浸されたマトリックス樹脂でなる中実棒状体であり、
前記コア体は、竿の竿先側から竿元側に向かって徐々に大径化する円錐棒状体と、前記円錐棒状体の竿元側に連設され竿元側に向かって徐々に小径化する当接傾斜面と、前記当接傾斜面の竿元側に連設され竿元側に向かって延びる円柱状の円柱状部と、を備え、
前記外側層は、長手方向に沿って強化繊維を引き揃え、かつ、軸芯方向で一定の螺旋間隔を開けてその軸線方向に沿って螺旋状に巻回された細幅の外側層用の内側プリプレグテープと、長手方向に沿って強化繊維を引き揃え、かつ、軸芯方向で一定の螺旋間隔を開けてその軸線方向に沿って螺旋状に巻回された細幅の外側層用の外側プリプレグテープとが、それら外側層用の内外プリプレグテープの強化繊維が、径方向視において互いに交差するように巻回され、更に、前記内外プリプレグテープの前記軸線に対する巻き付けリード角を前記中実棒状体における元端側の大径部分において60°〜89°に設定しているX巻螺旋体であ
り、
前記内外プリプレグテープは、前記円錐棒状体の外周面に巻回されている点にあり、その作用効果は次の通りである。
【0008】
〔作用〕
つまり、外側層用の内側プリプレグテープと外側層用の外側プリプレグテープとを螺旋状に巻回しながら交差させることによって、X字状を呈するように外側層を構成した。これによって、外側層のプリプレグテープの長手方向に配置されている炭素製強化繊維が中実棒状体の軸線に対して傾斜する姿勢で配置され、それらが、X字状に交差するように配置してあるので、左右いずれの捩じれが作用しても、これらの炭素製強化繊維が対抗力を発揮し、捩じれに対して対抗力の高い穂先竿を提供することができた。
【0009】
しかも、外側層として中実棒状体の外側に巻回したものは、プリプレグシートではなく、プリプレグテープでありそのプリプレグテープを、螺旋間隔を開けて巻回しているので、中実棒状体の外側に位置する外側層としてプリプレグシートを巻回するよりも、剛性の高まりを抑制することができるとともに、重量化を軽減するものとなった。
【0010】
ただし、単純にプリプレグテープを、螺旋間隔を開けて螺旋状に巻回するだけでは、
図8(e)の備考で記載したように、塑性の発生が見られた。
つまり、プリプレグテープのテープ幅を3mmとしたものを巻回してテストを行ってみた。テストの方法は、固定治具に手元部を取付固定した状態で、先端部側を片持ち状に延出し、先端に錘を吊り下げて、穂先竿の挙動を監視した。
【0011】
そうすると、穂先竿が一旦曲りを生じるともとに戻らなくなる塑性の発生が見られた。この場合の、テープ幅と中実棒状体に対するテープの巻き付けリード角を測定してみると、中実棒状体の元側部分の外径の大きな部分(ここでは6mm径)では、軸線に対する巻き付けリード角Θが51.5°でしかなかった。
そして、必然的に、中実棒状体の先側部分に行く程、巻き付けリード角が
図8(e)に示すように小さくなっており、強化繊維の引き揃え方向が軸線Xに沿う方向に近くなり、曲げに対する強度が高くなり、ガラス繊維製の中実棒状体の良さが生かせず、炭素繊維製のプリプレグによる曲げ剛性が高くなり、塑性の発生を見ていた。
【0012】
そこで、本願発明においては、更に細幅のプリプレグテープ(テープ幅1mm)を導入し、中実棒状体の元側部分の外径の大きな部分(ここでは6mm径)では、巻付けリード角を60°〜89°に設定する方策を採ることにした。
このことによって、プリプレグテープの巻き付け状態をテープ幅3mmの場合に比べて、中実棒状体の全長に亘る範囲で略円周方向に沿った状態に近づけることができ、捩じり力に対する対抗力及び曲げに対する対抗力を小さくして、塑性の発生を抑制することができた。
しかも、巻付けリード角を60°〜89°に達しない角度に設定する方策によって、魚が掛かった場合に穂先竿に係る曲り等の竿の調子に対する影響を抑制し、かつ、軸芯方向に沿って配置されているガラス製の強化繊維に対して引張弾性率が大きく異なる炭素製の強化繊維を軸芯方向に略直交する方向に沿って配置することによって、穂先竿に曲げが作用した場合にも、プリプレグテープが中実棒状体より剥離するといった現象を抑制できた。
【0013】
〔効果〕
以上のように、繊細な引きに対しても適確に捉えやすいガラス繊維製のコア体を形成しながら、適度な剛性を維持し、かつ、竿の調子や曲り或いはプリプレグテープの剥離と言った種々の悪影響を抑制し、竿として重くならない穂先竿を提供することができた。
【0016】
[構成]
請求項
2に係る発明の特徴構成は、前記内外プリプレグテープのテープ幅は、前記中実棒状体の細径部と略同様の幅であり、前記螺旋間隔は前記テープ幅の4倍から6倍に設定してある点にあり、その作用効果は次の通りである。
【0017】
〔作用効果〕
つまり、前記中実棒状体の細径部と略同様の幅であり、前記螺旋間隔は前記テープ幅の4倍から6倍に設定してあるので、中実棒状体の細径部であっても、プリプレグテープを巻き付ける作業が容易であり、かつ、大径部においても、十分な螺旋間隔をとっているので、捩じり強度を大きくし過ぎることはなく、かつ、重量増の懸念も抑制できる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
〔実施形態〕
並継式の船竿Aについて説明する。
図1及び
図2に示すように、船竿Aは、竿先側の竿先竿Bと竿元側の元竿Cとを並継ぎ式に連結して構成してある。竿先竿Bには、竿先端のトップガイド及び中間ガイド等の釣り糸ガイド3が設けてあるとともに、
図1に示すように、竿先竿Bは、長さL1の中実棒状体をコア体とする小径の穂先竿1とその小径の穂先竿1に連結固定される長さL2の中空状の大径の穂持竿2とからなる。元竿Cと大径の穂持竿2との連結は並継方式が採用されており、元竿Cの竿先端部Caを穂持竿2の竿尻端部2D内に差込嵌合して連結するべく構成してある。
ここでは、穂先竿1と穂持竿2とに外付けの釣り糸ガイド3を備えたもので説明する。
【0020】
図1に示すように、穂持竿2の竿尻端部と並継式に連結された元竿Cには、ブランクス9に可動フード10を備えたリールシート11、リアグリップ12を装着してある。
小径の穂先竿1は、中実棒状のコア体とそのコア体の外側に巻回されるプリプレグテープ13でなる外側層1Dとで構成してある。
【0021】
穂先竿1のコア体について説明する。
図2(b)に示すように、コア体は、竿の軸線X方向に沿って徐々に大径化する円錐棒状体1Cに形成されるとともに、竿元端近くに形成される最大大径部aから竿元端側に竿元側程小径化する傾斜外周面としての当接傾斜面1Aとそのさらに竿元側に円柱状の円柱状部1Bとを形成して、穂持竿2に連結可能に構成してある。
当接傾斜面1Aを形成してある部分の軸芯長L3は、最大大径部aの直径の3倍位あり、かつ、円柱状部1Bの軸芯長L4は、L3の2倍から3倍の長さに設定されている。
【0022】
一方、中空状の穂持竿2について説明する。
図2(b)に示すように、穂持竿2の竿先端開口部に奥側程小径化する受止傾斜面2Bを形成するとともに、その受止傾斜面2Bから更に奥側に向かって小径孔状の円筒状部2Aを形成してある。小径孔状の円筒状部2Aは略一定径の円筒状に形成されている。
【0023】
コア体の製作方法は次ぎの通りである。図示はしていないが、軸線に沿って束ねたガラス強化繊維の束(500本〜1000本)を熱硬化性樹脂液内に潜らせてその樹脂を含浸させた後ダイスより引き抜き所定長さに裁断して中実棒状の部材を形成する。
ここで、強化繊維としては炭素繊維等も使用できるが、炭素繊維等に比して引張弾性率が低く柔軟性の高いガラス繊維を採用する。使用するガラス繊維の引張弾性率としては、5Ton/mm
2〜15Ton/mm
2が使用できる。
このように穂先竿に使用する部材を中実棒状としているのは、魚が掛かった場合に、竿が鋭敏に反応すべく構成する必要があるとともに、竿の先端に設けるものであるために、中実棒状の方が中空状のものに比べて軽量でありながら細径化できるからである。
【0024】
ただし、剛性が高すぎると急激な魚の引き等に対応できずに折れや割れが発生する虞があるので、靭性を保持する為にガラス繊維を採用する方がよい。
以上のように形成した中実棒状の部材の外周面に対して竿元側程徐々に大径化する円錐状に研削加工を施すとともに、竿元端部に削り加工を施して、竿元側程小径化する当接傾斜面1Aとそのさらに竿元側に一定の径を有する円柱状部1Bとを形成する。
【0025】
中空状の穂持竿2の製作方法について説明するが、まず、マンドレル4の形状について説明する。
図3に示すように、棒状の素材より研削加工を施して、先端側から元側に掛けてその外周面を、一定の割合で大径化する棒状体に形成する。
【0026】
このようなマンドレル4に対して巻き付けられる側のプリプレグパターンについて説明する。
図3に示すように、竿軸線Xに対して角度θで傾斜する姿勢に引き揃えた炭素繊維(ガラス繊維)cに熱硬化性樹脂(熱可塑性樹脂)を含浸させて構成したプリプレグ5Aと前記プリプレグ5Aの強化繊維(ガラス繊維)cと竿軸線Xを挟んで対称に引き揃え配置された強化繊維(ガラス繊維)cに熱硬化性樹脂(熱可塑性樹脂)を含浸させて構成したプリプレグ5Bとを竿の軸線方向に沿った全長に相当する長さのメインパターン5を用意する。
【0027】
中空状の穂持竿2に使用される強化繊維として35Ton/mm
2〜45Ton/mm
2の引張弾性率を持つ繊維が選ばれる。この引張弾性率は高弾性系に属するものであり、強化繊維としてはPAN系炭素繊維やアラミド繊維、ボロン繊維等が使用できる。
以上のように形成したメインパターン5から中空状の穂持竿2を形成する。
図3に示すように、二枚のプリプレグ5A、5Bを炭素繊維同士が交差する状態に重ねてマンドレル4に巻回する。
【0028】
メインパターン5を巻回した後は、図示していないが、ポリエステルテープ等で緊縛するとともに、焼成炉で焼成した後に、そのテープを剥離し、所定長さに裁断する。裁断した後には、センタレス研磨機等で所定の外面形状に加工する。つまり、竿元側に掛けて徐々に大径化する筒状体に形成され、所定の塗料や釣り糸ガイド3等を取り付けて穂持竿2を形成する。
【0029】
図4(a)に示すように、上記したような製作方法で穂持竿2の内周面には、円筒状部2Aが形成されており、穂先竿1の円柱状部1Bを内嵌合すべく構成してある。
なお、センタレス研磨機等で所定の外面形状に加工する段階で、穂先竿1との連結部を形成する為に、
図4(a)(b)に示すように、ドリルD等の適当な工具によって円筒状部2Aの入口に竿元側程小径化する傾斜内周面としての受止傾斜面2Bを形成してある。
【0030】
以上のように、穂先竿1と穂持竿2との連結部位を形成し、
図2(c)に示すように、穂先竿1の当接傾斜面1Aと円柱状部1Bとを、穂持竿2の受止傾斜面2Bと円筒状部2A内に装着する。装着面には接着剤が塗布されて接着剤層6が形成されており、穂先竿1と穂持竿2とは接着固定される。接着剤は、
図2(b)に示すように、穂先竿1における当接傾斜面1Aから円柱状部1Bに亘って塗布されている。
【0031】
接着剤層6の接着剤は次のようなものである。
ホットメルト接着剤は、熱可塑性の樹脂又はゴムを主成分とする不燃性の接着剤であり、加熱による溶融で流動化する一方で、温度が低下すると硬化して接着対象物を接着させる。このような接着剤としては、例えば、HM−650−2(セメダイン株式会社製、商品名)、Scotch−Weld3748(住友スリーエム株式会社製、商品名、Scotch−Weldは登録商標)、PES−111EE(東亞合成株式会社製、商品名)がある。
代表してScotch−Weld3748について諸元を記載する。
(1) 主成分 ポリプロピレン(PP)
(2) 色 乳白色
(3) 接着可能時間 45秒
(4) 負荷耐熱温度 78℃
(5) 耐熱軟化点 145℃
(6) 引張り剪断接着強さ 2.4MPa
(7) 180℃剥離接着強さ 7.8kN/m
以上:出典 3Mカタログ
【0032】
次に、接着剤で固めた連結部位に締め付け固定する糸7を巻回する。
図5に示すように、穂先竿1の外周面から穂持竿2の外周面にかけて締め付け用の糸7を巻回する。ここで使用される糸7は無撚り綿糸を使用する。
【0033】
糸7で巻き締めた後には、糸7の上からクリアー塗装剤8を吹き付け塗布する。糸7の施行範囲は、穂持竿2と穂先竿1の接続点となっている最大大径部aを中心として竿軸線方向に沿って同じ長さb、bの寸法に振り分けられている。
以上のような構成により、穂先竿1と穂持竿2は一本のロッドとして形成される。
【0034】
次に、穂先竿1の構造について詳細に説明する。
図2及び
図5〜7に示すように、穂先竿1は、コア体としての中実棒状体と中実棒状体の外周面に施される外側層1Dとでなる。
中実棒状体は、前記したように、ガラス製の強化繊維群にエポキシ樹脂等のマトリックス樹脂を含浸させて形成した強化繊維群を、ダイスを通して棒状に引き抜いて形成される。その引き抜いた棒状体をセンタレス研磨機等で外周面に所定のテーパ面等を付与して、
図2及び
図6に示すように、当接傾斜面1Aと円柱状部1Bと円錐棒状体1Cとを備えた先細の棒状体に形成されている。
【0035】
外側層
1Dについて説明する。
図6に示すように、長手方向に沿って引き揃えた炭素繊維等の強化繊維に、マトリックス樹脂としてのエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて細幅の外側層用のプリプレグテープ13を形成する。そのプリプレグテープ13を、
図6(b)に示すように、コア体としての中実棒状体における円錐棒状体1Cの外周面に対して軸線方向に沿って螺旋状に巻回する。螺旋状に巻回する状態は、隣接する螺旋の間隔P
1がプリプレグテープ13のテープ幅t
1の5倍に設定した状態で離間して巻回する。
つまり、具体的には、テープ幅
t1=1mmで螺旋間隔P
1=5mmである。
【0036】
上記したように、プリプレグテープ13の諸元については、テープ幅t
1=1mmで、螺旋間隔P
1=5mm、テープ厚は、0.1mmから0.01mmであるが、その巻き付けリード角Θ
1〜Θ
3は、円錐棒状体1Cの直径が大きく成る程、次のよう
に変化する。つまり、
図7(d)、及び、(e)の表に示すように、中実棒状のコア体の先端細径部の直径d
1=1mmにおいては、巻き付けリード角Θ
1=32°であり、中実棒状のコア体の中間部の直径d
2=3mmにおいては、巻き付けリード角
Θ2=62°であり、中実棒状のコア体の元側部の直径d
3=6mmにおいては、巻き付けリード角
Θ3=75.1°である。
なお、この巻き付けリード角Θの測定は、
図7(d)で示すように、コア体の外周面で形成される稜線Yを基準として行っているが、コア体の軸線Xに対して稜線Yの傾斜角は殆ど無視できるオーダであるので、請求項の記載では、軸線Xを基準とした表記をとっている。
【0037】
図6(c)に示すように、内側プリプレグテープ13Aを元端まで巻回すると、端部で円周方向に周回し一旦終了する。そして、改めて、中実棒状体の細径部側から、外側プリプレグテープ13Bを、先行して巻回した内側プリプレグテープ13Aの上にさらに交差するようにかつ軸線Xに対して対称になるように巻回してX巻螺旋体を形成する。
したがって、軸線Xに対して直交する方向からみると、内側プリプレグテープ13Aと外側プリプレグテープ13BがX字状に交差しているのが分かる。また、プリプレグテープ13の巻き付けリード角Θは軸線Xに対して35°〜75.1°の範囲である。この場合は、外側層用の内外プリプレグテープ13A、13Bは同一のプリプレグテープである。
【0038】
外側層用のプリプレグテープ13を構成する強化繊維cとしては、具体的には、炭素繊維を使用するが、それ以外にガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維等が使用でき、樹脂としては、エポキシ樹脂の他に、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂やPV(E)等の熱可塑性樹脂が使用できる。
強化繊維cの弾性率は20〜40トン/mm
2で、中・高弾性率の強化繊維が採用されている。プリプレグテープの幅は1mmが採用され、厚みは0.1mm以下で出来れば、0.01mm〜0.05mmの間の値を採ることが望ましい。
【0039】
外側層1Dを巻回した後には、ポリエステル等の樹脂テープで全長を被覆し、焼成炉で焼成する。焼成後は、樹脂テープを剥がし、銀鏡塗装等の所定の装飾処理を施して、釣り竿に仕上げる。
なお、上記実施形態では、外側層1Dを形成するのに、外側層用の内側プリプレグテープ13Aを手元端まで巻き終えた後に、そして先端側から手元側に向けて、外側層用の内側プリプレグテープ13Aの上から外側層用の外側プリプレグテープ13BをX字状に手元端まで巻回する方法を採ったが、一つのプリプレグテープ13を往復させて行っても良い。
【0040】
以上のような構成によって、先に記した次のような作用効果を奏する。
つまり、外側層用の内側プリプレグテープと外側層用の外側プリプレグテープとを螺旋状に巻回しながら交差させることによって、X字状を呈するように外側層を構成した。これによって、外側層のプリプレグテープの長手方向に配置されている炭素製強化繊維が軸線に対して傾斜する姿勢で配置され、それらが、X字状に交差するように配置してあるので、左右いずれの捩じれが作用しても、これらの炭素製強化繊維が対抗力を発揮し、捩じれに対して対抗力の高い穂先竿を提供することができた。
【0041】
しかも、外側層として中実棒状体の外側に巻回したものは、プリプレグシートではなく、プリプレグテープでありそのプリプレグテープを、間隔を開けて巻回しているので、中実棒状体の外側に位置する外側層としてプリプレグシートを巻回するよりも、剛性の高まりを抑制することができるとともに、重量化を軽減するものとなった。
【0042】
ただし、後記するように、単純にプリプレグテープを、螺旋間隔を開けて螺旋状に巻回するだけでは、塑性の発生が見られる。そこで、この実施例では、テープ幅t
1=1mmと1/3に細くし、かつ、コア体に巻き付けリード角Θを大きくして、略直角に近づく構成を採ることによって、塑性の発生を抑制することができた。つまり、
図6において、大径部d
3での巻き付けリード角Θを75.1°に設定する状態を提示したが、大径部d
3が6mmより小さくなれば巻き付けリード角Θも小さくなり、大径部d
3が6mmより大きくなれば巻き付けリード角Θも大きくなる。そこで、請求項1において本願発明が採り得る巻き付けリード角Θを60°〜89°の角度に設定した。
【0043】
〔比較例〕
次に、作用効果の項でも少し触れたが、ここで、
図6、7で示した本願発明の穂先竿1を発明する途中の過程で考え出した比較例について説明する。
図8に示すように、コア体の外周面にプリプレグテープ14を巻回する状態は同様である。つまり、内側プリプレグテープ14Aと外側プリプレグテープ14Bを螺旋状でかつ交差するように巻回する状態は同じである。ただ異なる点は、プリプレグテープ14の幅t
2が3mmであり、かつ、螺旋間隔P
2も15mmである。
【0044】
このようなプリプレグテープ14を同一のコア体に巻回した場合には、その螺旋の巻き付けリード角Θは次のようになる。
つまり、
図8(e)の表に示すように、中実棒状のコア体の先端細径部の直径d
1=1mmにおいては、巻き付けリード角Θ
4=11.8°であり、中実棒状のコア体の中間部の直径
d2=3mmにおいては、巻き付けリード角Θ
5=32.1°であり、中実棒状のコア体の元側部の直径d
3=6mmにおいては、巻き付けリード角Θ
6=51.5°である。
【0045】
このような構成によって、外側層のプリプレグテープの長手方向に配置されている炭素製強化繊維が軸線Xに対して傾斜する姿勢で配置され、それらが、X字状に交差するように配置してあるので、左右いずれの捩じれが作用しても、これらの炭素製強化繊維が対抗力を発揮し、捩じれに対して対抗力の高い穂先竿を提供することはできた。
【0046】
ただし、前記したように、塑性の発生を阻止することができず、前記実施形態に於いて記載したように、プリプレグテープ13のテープ幅t
1を1mmにし、巻き付けリード角を直角に近い角度に採ることによって、捩じり剛性と曲げ剛性が高くなりすぎることを抑制し、塑性の発生を抑制した。
【0047】
〔別実施形態〕
(1)内外プリプレグテープ13A、13Bのコア体に対する巻き付けリード角Θは、元端側の大径部分における外径とテープ幅とに密接に関係し、ここでは、
図6(e)に示す75.1°に限定されるものではなく、60°〜89°の間の角度を採用し得る。
(2)テープ幅tに対して螺旋間隔Pを5倍に設定してあるが、細径部が密で大径部が疎に、又は、反対に細径部が疎で大径部が密になるように、種々に変更して使用可能である。
(3)釣り竿Aとして、複数本の竿体からなるものを提示したが、穂先から手元まで1本の竿体で構成するものに本発明を適用してもよい。