特許 7173737 管状体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-08

(45)【発行日】2022-11-16

(54)【発明の名称】管状体

(51)【国際特許分類】

   A01K 87/00 20060101AFI20221109BHJP

   A01K 77/00 20060101ALI20221109BHJP

   B29C 70/20 20060101ALI20221109BHJP

   B29C 70/22 20060101ALI20221109BHJP

   B29C 70/30 20060101ALI20221109BHJP

   B32B 1/08 20060101ALI20221109BHJP

   A63B 53/10 20150101ALN20221109BHJP

   A63C 11/22 20060101ALN20221109BHJP

   B29K 101/10 20060101ALN20221109BHJP

   B29K 105/08 20060101ALN20221109BHJP

   B29L 23/00 20060101ALN20221109BHJP

【ＦＩ】

A01K87/00 630A

A01K77/00 A

B29C70/20

B29C70/22

B29C70/30

B32B1/08 Z

A63B53/10 A

A63C11/22 A

B29K101:10

B29K105:08

B29L23:00

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018035089

(22)【出願日】2018-02-28

(65)【公開番号】P2019146546

(43)【公開日】2019-09-05

【審査請求日】2020-03-24

【審判番号】

【審判請求日】2022-01-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000002495

【氏名又は名称】グローブライド株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100097559

【弁理士】

【氏名又は名称】水野 浩司

(72)【発明者】

【氏名】増渕 祐基

【合議体】

【審判長】居島 一仁

【審判官】佐藤 美紗子

【審判官】有家 秀郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１７９１３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平３－２９４５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－８１８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２３１９００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

A01K87/00

B32B1/08

A63B53/10

B29C70/20-70/30

A63C11/22

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属繊維とそれ以外の繊維材料で編成された複数繊維編成プリプレグを巻回した管状体において、
前記複数繊維編成プリプレグの外層側に、前記複数繊維編成プリプレグの全面を覆うように巻回される繊維強化樹脂製のカバーシートを配設しており、
前記カバーシートは、その下に巻回されている複数繊維編成プリプレグを部分的に露出させる開口を有することを特徴とする管状体。

【請求項2】

前記カバーシートは、強化繊維を軸長方向に引き揃えたプリプレグであることを特徴とする請求項１に記載の管状体。

【請求項3】

前記カバーシートの樹脂含浸量は、前記複数繊維編成プリプレグの樹脂含浸量以上であり、用いられる強化繊維の目付けは、２０～８０ｇ／ｍ ² の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の管状体。

【請求項4】

前記複数繊維編成プリプレグは、管状体を構成する本体プリプレグの両端を除く中間領域の外側に巻回されており、
前記本体プリプレグの両側に補強用プリプレグが巻回されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の管状体。

【請求項5】

前記本体プリプレグの樹脂含浸量は、前記複数繊維編成プリプレグの樹脂含浸量以上であることを特徴とする請求項４に記載の管状体。

【請求項6】

前記補強用プリプレグが巻回された部分の外径と、前記複数繊維編成プリプレグが巻回された部分の外径は、略等しいことを特徴とする請求項４又は５に記載の管状体。

【請求項7】

前記カバーシートは、前記複数繊維編成プリプレグの外層に１周以上巻回されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の管状体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、釣竿、玉網、ゴルフクラブ、スキー用ストック、自転車用フレーム等のスポーツ用品に用いられる管状体に関し、詳細には、繊維強化樹脂材によって構成される管状体に関する。

【背景技術】

【0002】

上記したような管状体を繊維強化樹脂材で構成する場合、外観に光輝性を持たせるように、例えば、特許文献１に開示されているように、金属繊維に合成樹脂を含侵させたシート（金属繊維強化プリプレグ）を用いること知られている。

【0003】

また、最近では、アルミニウム等の金属繊維とそれ以外の繊維材料（カーボン繊維、ガラス繊維など）を編成したプリプレグを用いることも行われている。このような構成のプリプレグは、金属繊維に蒸着等を施すことで光輝性のある様々な発色が得られるため、これを繊維材料と編成することで、より外観が向上した（光輝部分と暗い部分が規則性のある格子状の模様となる）管状体を成形することが可能となる。
なお、本明細書では、このような金属繊維とそれ以外の繊維材料で編成されたプリプレグを、「複数繊維編成プリプレグ」とも称する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１０－８５３７３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記したような複数繊維編成プリプレグは、金属繊維がほつれ易く、加熱・硬化処理後に、部分的に空気が入り込んだいわゆるピンホールが生じ易いという問題がある。具体的には、金属繊維は、炭素繊維と比べると滑りやすいことから、マンドレルへ巻回する際、更には、加熱処理時において変動しやすく、その部分に樹脂が十分にフローしないと空気が入り込み、これがピンホールとなって外観を低下させてしまう。特に、複数繊維編成プリプレグを、斜め方向（軸長方向に対して傾斜した方向）にカットしてマンドレルに巻回すると、その端面部分でほつれや緩みなどが生じやすく、したがって、ピンホールもできやすくなってしまいデザインも限定されてしまう（両端が軸長方向に対して９０°になったデザインしか得られない）。なお、このようなピンホールは、ほつれや緩み以外にも、例えば、異物が入ることによっても生じる可能性がある。

【0006】

本発明は、上記した問題に着目してなされたものであり、金属繊維とそれ以外の繊維材料で編成されたプリプレグを用いても、ピンホールの発生を抑制できる管状体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記した目的を達成するために、本発明は、金属繊維とそれ以外の繊維材料で編成された複数繊維編成プリプレグを巻回した管状体において、前記複数繊維編成プリプレグの端部の外層側に、繊維強化樹脂製のカバーシートを配設したことを特徴とする。

【0008】

上記した構成の管状体は、複数繊維編成プリプレグが用いられているため、光輝性のある外観が得られると共に、前記複数繊維編成プリプレグの端部の外層側に、繊維強化樹脂製のカバーシートを配設しているため、複数繊維編成プリプレグの端面や、中間領域での金属繊維の動きが抑制され、熱硬化前の巻回工程、及び、熱硬化工程時において、金属繊維のほつれや緩みが効果的防止でき、ピンホールの発生を極力抑えることが可能となる。また、カバーシートを配設することで、複数繊維編成プリプレグの表面領域が隠蔽されるため、その形状に応じてデザイン性の向上図ることが可能となる。
なお、上記した構成において、カバーシートは、少なくとも複数繊維編成プリプレグの端部の外層側に配設されていれば良く、その軸長方向長さや巻回量については特に限定されることはない。例えば、端部領域に１プライ以内で配設したもの、或いは、複数繊維編成プリプレグの外層側に全面に亘って巻回され、かつ、その中間領域に開口等が形成された構成であっても良い。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、金属繊維とそれ以外の繊維材料で編成されたプリプレグを用いても、ピンホールの発生を抑制できる管状体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る管状体を用いた一例（玉網）を示す図。

【図2】図１に示す玉網の管状体において、複数繊維編成プリプレグが用いられる部分の概略構成図。

【図3】複数繊維編成プリプレグ部分の拡大図。

【図4】（ａ）～（ｄ）は、図２に示す管状体部分を構成するプリプレグシートの配設例を示す図。

【図5】（ａ）～（ｄ）は、複数繊維編成プリプレグを備えた管状体部分の変形例を示すプリプレグシートの配設例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明に係る管状体の実施形態について、添付図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は、本発明に係る管状体を備えた玉網の一例を示す図である。本実施形態の玉網１は、元管１０Ａ、中管１０Ｂ、先管１０Ｃを備え、先端に網部１２が着脱可能となる振出式の管状体１０を備えており、中管１０Ｂに後述する複数繊維編成プリプレグ２０Ａによる装飾２０が施されている。また、元管１０Ａの後端開口には、下栓１４が装着されている。

【0012】

前記元竿１０Ａ、中管１０Ｂ、及び先管１０Ｃは、繊維強化樹脂製の管状体で構成されており、強化繊維（主に炭素繊維やガラス繊維等）に、エポキシ樹脂等の熱硬化性の合成樹脂を含浸した繊維強化樹脂プリプレグを芯金に巻回し、加熱工程を経た後、脱芯する等、定法に従って所定寸法の管状に形成されている。

【0013】

図２は、複数繊維編成プリプレグが用いられた部分の概略構成図であり、図３は、複数繊維編成プリプレグ部分の拡大図である。
図３に示すように、本実施形態の複数繊維編成プリプレグ２０Ａは、金属繊維（蒸着されたアルミニウム繊維）２０ａを横繊維とし、細径の金属繊維２０ｂ及びカーボン繊維２０ｃを縦繊維として平織り状に編成された構成となっており、金属繊維２０ａ、２０ｂが光輝性のある部分、カーボン繊維２０ｃが暗い部分となった規則性のある格子状の外観を呈している。このように編成された繊維には、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の熱硬化性樹脂が含浸されており、シート状に構成されている。なお、その肉厚や樹脂含浸量は限定されることはないが、肉厚が厚すぎたり、樹脂含浸量が多すぎると、重量化するため、肉厚は、０．３ｍｍ以下、樹脂含浸量は、２５ｗｔ％以上であることが望ましい（本実施形態では、肉厚は、０．２１５ｍｍ、樹脂含浸量は、２９ｗｔ％のものが用いられる）。このような複数繊維編成プリプレグ２０Ａは、後述するマンドレルに１巻回されるように裁断されており、本実施形態では、両端を軸長方向に対して直交する方向にカットして構成されている。このため、端部領域では、ほつれ等が生じ難いようにカットされている。

【0014】

前記複数繊維編成プリプレグ２０Ａの両端部分の外層側には、繊維強化樹脂製のカバーシート３０，３１が、その上層側となるように配設される。本実施形態のカバーシート３０，３１は、図に示すように、軸長方向に対して、その内側のエッジ３０ａ，３１ａが傾斜するように裁断されており（内側エッジは、軸長方向に対して傾斜している領域が含まれていれば良い）、これにより、複数繊維編成プリプレグ２０Ａの両端を軸長方向に対して直交する方向にカットしたとしても外観模様に意匠性を与えるようにしている。

【0015】

すなわち、カバーシート３０，３１が配設される部分は、複数繊維編成プリプレグ２０Ａの表面が隠蔽されるため、単なる管状の光輝性のある外観模様にはならず、両端側が軸長方向に対して、直線状及び／又は曲線状に傾斜した外観模様（装飾）を形成する等、カバーシート３０，３１の形状に応じてデザイン性の向上図ることが可能となる。なお、複数繊維編成プリプレグ２０Ａの両端のエッジ２１ａ，２１ｂについては、軸長方向に対して傾斜する斜め方向に裁断しても良いが、このような構成では、斜めに裁断したエッジ部分において繊維が切れて、ほつれ等が生じやすく、結果的にピンホールができ易くなってしまうことから、両端は軸長方向に対して直交する方向にカットすることが好ましい。

【0016】

前記複数繊維編成プリプレグ２０Ａを巻回して加熱すると、上述したように、金属繊維２０ａ，２０ｂがずれてほつれ、緩みが生じやすいが、その外層の両端側に、繊維強化樹脂製のカバーシート３０，３１を配設することで、複数繊維編成プリプレグ２０Ａの端面や、中間領域での金属繊維の動きが抑制され、熱硬化前の巻回工程、及び、熱硬化工程時において、金属繊維のほつれや緩みが効果的防止でき、合成樹脂が均等に編成された繊維間にフローしてピンホールの発生を極力抑えることが可能となる。

【0017】

前記カバーシート３０，３１は、炭素繊維などの強化繊維を軸長方向に引き揃えたプリプレグで構成することが好ましい。
このように強化繊維が軸長方向に指向していることで、巻回作業がし易いとともに、内側のエッジ３０ａ，３１ａ部分の強化繊維が毛羽立つことがなく（周方向に指向していると毛羽立つ）、きれいに仕上げることが可能となる。

【0018】

また、上記したようなプリプレグ（カバーシート３０，３１）は、１プライ未満であっても良いし、１プライ以上巻回しても良い。ただし、周方向に亘って１つの隠蔽領域が形成されれば良く、重量化することを考慮して、１プライ以内で巻回されていれば良い。１プライ巻回することで、全周に亘って複数繊維編成プリプレグ２０Ａを抑えることができるため、金属繊維のほつれや緩みを効果的に防止できるとともに、重量化することを抑制できる。

【0019】

また、カバーシートは、上記したようなシート（一方向引き揃えシート）であれば、その厚さは０．０３ｍｍ～０．０８ｍｍ程度のものを使用可能であり、これにより、巻回後の複数繊維編成プリプレグ２０Ａとの表面に大きな段差が生じないことから、表面を平坦に仕上げることができ、研磨処理も簡素化される。なお、カバーシートの端部側（外側）のエッジ３０ｂ，３１ｂは、複数繊維プリプレグ２０Ａの端部のエッジ２１ａ，２１ｂと一致させることが好ましく、これにより、段差を生じさせることなく、表面を平坦状に仕上げることが容易に行える。

【0020】

カバーシート３０，３１を構成するプリプレグの樹脂含浸量については、複数繊維編成プリプレグ２０Ａの樹脂含浸量以上であることが好ましい。すなわち、樹脂含浸量が複数繊維編成プリプレグ２０Ａの樹脂含浸量以上であれば、加熱成形時に合成樹脂が複数繊維編成プリプレグ２０Ａ側にフローするため、ピンホールの発生を効果的に抑制することが可能となる。なお、実際に加熱成形した後、黒い塗装をガン吹きにより被着して表面検査したところ、そのようなピンホールが発生していないことを確認することができた。

【0021】

また、カバーシート３０，３１を上記した範囲よりも薄くしたり、強化繊維の目付けを粗くすると、隠蔽効果が薄れ、その下の金属模様が視認できて外観が低下したり、ピンホールの発生を効果的に抑制できない可能性がある。具体的には、強化繊維（炭素繊維）の目付けについては、２０ｇ／ｍ² 以上あれば、ピンホールの発生を抑制しつつ、十分な隠蔽効果が得られるようになる。また、目付けが多すぎると、ピンホールの発生は抑制できるものの、段差が大きくなりすぎてしまい、平滑加工に手間がかかったり、平滑に仕上げることができず、かつ、重量も増加してしまうことから、目付けについては、８０ｇ／ｍ² 以下であることが好ましい（具体的には、目付けについては、３０ｇ／ｍ～５０ｇ／ｍ² の範囲内にあることが好ましい。

【0022】

本実施形態の管状体１０は、図１に示したように、振出式に構成されており、元管１０Ａに複数繊維編成プリプレグ２０Ａが用いられる構成となっているため、その両側サイドには、中管１０Ｂとの間で継合構造を構成し、かつ、下栓１４との間で圧入構造を構成する。このため、元管１０Ａは、管状体の全長を構成する本体プリプレグの両端を除く中間領域の外側に上記した複数繊維編成プリプレグ２０Ａが巻回される構成となっており、本体プリプレグの両側には、継合部分や圧入部分の強度を高める補強用プリプレグが巻回される構造となっている。

【0023】

すなわち、管状体が継合構造等を備えることなく単体構造であれば、複数繊維編成プリプレグ２０Ａをマンドレルに巻回し、その両側の外層に上記したカバーシート３０，３１を配設すればよいが、両側に補強部分を設けたり、管状体の中間部分に外観の向上等を目的として複数繊維編成プリプレグ２０Ａを用いるのであれば、本体プリプレグを巻回し、その外層に上記した複数繊維編成プリプレグ２０Ａが巻回される。

【0024】

図４（ａ）～（ｄ）は、そのような管状体（図２に模式的に示す管状体）を構成するプリプレグの構成例を示す図である。
以下、図４（ａ）～（ｄ）を参照して、中間部分に複数繊維編成プリプレグ２０Ａを配設した管状体を構成するプリプレグの配列態様を説明する。

【0025】

最初、マンドレル１００に対して、管状体の全長を形成する本体プリプレグ４０，４１を順に巻回する。この場合、本体プリプレグ４０，４１は、先端側及び後端側で１プライ巻回するように裁断されている。なお、本体プリプレグを構成する強化繊維やプライ数等の仕様、巻回枚数等については限定されることはなく、具体的な仕様については、強化繊維を軸長方向に引き揃えたもの、周方向に引き揃えたもの、傾斜方向に引き揃えたもの、織布状に編成したもの、スクリムシートを裏打ちしたもの等、管状体の用途によって適宜選択される。

【0026】

また、本体プリプレグの肉厚や目付けについても適宜変形することが可能であるが、本体プリプレグ４０，４１（特に複数繊維編成プリプレグ２０Ａと隣接する本体プリプレグ４１）の樹脂含浸量については、複数繊維編成プリプレグ２０Ａの樹脂含浸量以上であることが好ましい。すなわち、本体プリプレグ４１（４０）の樹脂含浸量が、その外側に巻回される複数繊維編成プリプレグ２０Ａの樹脂含浸量以上であれば、加熱成形時に合成樹脂が複数繊維編成プリプレグ２０Ａ側にフローするため、ピンホールの発生をより効果的に抑制することが可能となる。

【0027】

本体プリプレグ４０，４１の外層側には、上記した構成の複数繊維編成プリプレグ２０Ａが巻回される。この場合、その両端側の外層には、カバーシート３０，３１が配設されるが、これらのカバーシート３０，３１は、予め複数繊維編成プリプレグ２０Ａに添着しておいても良いし、別途、巻回するようにしても良い。

【0028】

そして、複数繊維編成プリプレグ２０Ａ（カバーシート３０，３１）を巻回した後、その両側には、補強用プリプレグ５０，５１が巻回される。この補強用のプリプレグ５０，５１は、例えば、強化繊維を軸長方向や周方向に引き揃えたものが用いられ、継合部分の補強効果を目的として巻回される。この場合、補強用プリプレグ５０，５１が巻回された部分の外径Ｄと複数繊維編成プリプレグ２０Ａが巻回された部分の外径Ｄ１は、略等しいように構成することが好ましい。

【0029】

上記したように、本体プリプレグ４０，４１の両端に、通常の補強用プリプレグ５０，５１を巻回すると、本体プリプレグの中間領域は多少、小径化されるが、この部分に、複数繊維編成プリプレグ２０Ａ（カバーシート３０，３１）が巻回されることで、補強用プリプレグ５０，５１との外径差を少なくすることが可能である。この場合、図２に示すように、複数繊維編成プリプレグ２０Ａ（カバーシート３０，３１）の端部と、補強用プリプレグ５０，５１との間には、僅かに段差６０が生じることとなるが、両者の外径が略等しくなっていることで段差６０の面積（肉盛りする部分）を極力減らすことができ、これにより、肉盛り７０がし易くなり、作業時間の短縮、及び、平滑性を向上して量産性を高めることが可能となる。

【0030】

図５（ａ）～（ｄ）は、複数繊維編成プリプレグを備えた管状体部分の変形例を示すプリプレグシートの配設例を示す図であり、特に、カバーシートの変形例を示す図である。
この変形例のカバーシート３５は、複数繊維編成プリプレグ２０Ａの全面を覆うように巻回（全長に亘って１プライ）されると共に、複数繊維プリプレグ２０Ａの端部のエッジ２１ａ，２１ｂよりも軸長方向に長くなるように裁断されている（図５（ｃ）及び（ｄ）参照）。なお、カバーシートの両端のエッジ３５ｂ，３５ｃについては、複数繊維プリプレグ２０Ａの端部のエッジ２１ａ，２１ｂと一致させても良いが、複数繊維プリプレグ２０Ａの軸長方向よりも長くすることで、端部における補強効果を高めることが可能となる。

【0031】

このように巻回されるカバーシート３５には、その下に存在する複数繊維プリプレグ２０Ａを部分的に露出させるような開口３５ａが形成されており、その下に巻回されている複数繊維プリプレグ２０Ａの表面は、その開口３５ａから露出する（図５（ｄ）参照）。この場合、図では、開口は楕円形状を示すが、その形状については限定されることはなく、複数個所に形成されていても良い。
前記カバーシート３５の材料については、炭素繊維などの強化繊維を軸長方向に引き揃えたプリプレグを用いるのが良く、巻き付け時にパターン形状が変形しないように、上記のプリプレグに、スクリーム（薄いガラス平織クロス）を貼り合せたシートを用いることが好ましい。そして、巻回されるカバーシート３５の両端側には、図４に示す構成と同様、補強用プリプレグ５０，５１を巻回しても良い（カバーシート３５の端部で十分な補強効果が得られる場合は巻回しなくても良い）。

【0032】

このように、複数繊維プリプレグ２０Ａの外観を呈し、かつ、成形時にピンホールの発生を抑制するカバーシートについては、その巻回位置、巻回数、軸方向長さ、複数繊維プリプレグ２０Ａの露出のし方（隠蔽の仕方）等、適宜変形することが可能である。

【0033】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されることはなく、種々変形することが可能である。

【0034】

管状体において、複数繊維編成プリプレグ２０Ａが巻回される位置や範囲については、限定されることはなく適宜変形することが可能である。また、カバーシートは、複数繊維編成プリプレグ２０Ａの両端以外にも、中間領域に巻回した構成であっても良いし、軸長方向に分断して巻回する構成であっても良い。

【符号の説明】

【0035】

１ 玉網
１０ 管状体
２０ 装飾
２０Ａ 複数繊維編成プリプレグ
２０ａ，２０ｂ 金属繊維
２０ｃ カーボン繊維
３０，３１，３５ カバーシート
４０，４１ 本体プリプレグ
５０，５１ 補強用プリプレグ
１００ マンドレル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】