JP3540912B2 - 釣糸用ガイド部材 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、釣竿に取り付けて釣糸を案内するための釣糸用ガイド部材に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にリールを用いた釣りでは、釣竿にリング状のガイド部材を複数個備え、釣糸を案内するようになっており、これらのガイド部材は、従来、樹脂や金属からなるものが一般的である。しかし、実際に魚を釣りあげる際には、釣糸に強い力がかかってガイド部材と摺動するため、ガイド部材には優れた耐摩耗性が要求される。これに対し、樹脂や金属製のガイド部材では、強度、耐摩耗性、摺動性等の特性が劣っており、釣糸を損傷させやすく、比較的短期間の使用で糸切れを生じやすくなるという問題があった。
【0003】
そこで、樹脂や金属に代えてセラミックスを用いた釣糸用ガイド部材が提案されている。例えば、特公昭63−41532号公報ではジルコニアセラミックス製の釣糸用ガイド部材が、特開平5−153887号公報では、炭化珪素質セラミックス製の釣糸用ガイド部材がそれぞれ提案されている。これらのセラミックス製釣糸用ガイド部材は、強度が高く、耐摩耗性、摺動性に優れるため、長期間にわたって良好に使用できるものであった。
【0004】
一方、最近の釣り業界では、ルアーを用いた釣りの普及が目ざましい。ルアー釣りでは、ルアーの投げ、巻き戻しの作業回数が非常に多く、また軽いルアーを使用するために比較的細い釣糸を使用する場合が多いことから、釣糸にかかる負担が大きくなる。そこで、この負担を小さくするために、ガイド部材と釣糸との摩擦抵抗をより小さくする必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、セラミックス製の釣糸用ガイド部材では、釣糸との摩擦抵抗を小さくすることができず、上記の要求特性を満たすことができなかった。
【0006】
即ち、従来のセラミックス製釣糸用ガイド部材は、アルミナ(Al2 O3 )、ジルコニア(ZrO2 )、炭化珪素(SiC)等の主成分と焼結助剤からなる原料を成形し、緻密に焼成した後、表面を研磨したものであって、その釣糸の案内面は気孔の存在しない滑らかな面となっている。そのため、釣糸と案内面との接触面積が大きくなり、摩擦抵抗が大きくなることを避けられなかった。
【0007】
これを解決するために、例えばセラミックス製釣糸用ガイド部材の案内面の表面粗さを大きくしたり、あるいはガイド部材をセラミックス多孔質体で形成し表面に気孔を存在させて、釣糸との接触面積を小さくすることも考えられる。しかし、案内面の表面粗さを大きくすると釣糸が損傷しやすくなり、またガイド部材を多孔質体とすれば強度が低下することから、使用時に釣竿が岩やコンクリート等に接触した場合にガイド部材が破損しやすくなるという問題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記問題点に鑑みて本発明は、炭化珪素を主成分とするセラミックスの表面に釣糸の案内面を形成してなり、該案内面近傍部に気孔を有し、各気孔の間は滑らかな平坦面となり、内部は気孔が実質的に存在しない緻密なセラミックスからなることを特徴とする。
また、上記案内面近傍部の気孔率が1.1〜4.0%で、平均気孔径が10μm以下であり、ナイロン製釣糸との摩擦係数が0.4以下であることを特徴とする。
また、上記セラミックスが、炭化珪素を主成分とし、Al2O3、Y2O3等の金属酸化物を焼結助剤として含有し、液相焼結してなる炭化珪素質セラミックスであることを特徴とする。
また平均気孔径を8μm以下、最大気孔径を30μm以下とすることを特徴とする。
【0013】
即ち、金属酸化物を含有し、液相焼結した炭化珪素質セラミックスは、焼成条件を調整することによって、表面の液相成分を分解させ、表面のみに気孔を生成することができ、上述したような釣糸用ガイド部材を容易に製造することができるのである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図によって説明する。
【0015】
図1に示す釣糸用のガイド部材1は、炭化珪素を主成分とするセラミックスからなるリング状体であり、平坦な外周面3を有し、それ以外の内周面側は滑らかな曲面状の案内面2となっている。このガイド部材1は、外周面3を金属又は樹脂製の支持部材で固定して釣竿(不図示)に取り付けられる。そして、案内面2で釣糸と摺動し、案内するようになっている。
【0016】
また、図2(a)に示すように、上記案内面2には微小な気孔2aが存在した状態となっており、そのため、釣糸4が摺動する際に、接触面積を小さくして摩擦抵抗を減少することができる。また、各気孔2aの間は、滑らかな平坦面2bとなり、しかも各気孔2aのエッジ部は滑らかな曲面状としてあることから、釣糸4を損傷させる恐れもない。一方、図2(b)に示すように、従来のガイド部材1の案内面2は気孔の存在しない滑らかな面となっているため、釣糸4との接触面積が大きく、摩擦抵抗を減少させられないのである。
【0017】
このように、本発明のガイド部材1は、内部は気孔が実質的に存在しない緻密なセラミックスからなり、その表面の案内面2の近傍部のみに微小な気孔2aが存在するようにしたものである。そのため、ガイド部材1自体の強度を高く維持したまま、上記のように釣糸4の摩擦抵抗を小さくすることができる。
【0018】
なお、案内面2の近傍部のみに気孔2aが存在するとは、案内面2aに開口するだけでなく、案内面2aからある一定深さの範囲に気孔2aが存在することを言う。そのため、使用時に案内面2が若干摩耗しても、同様に気孔2aが存在し、摩擦抵抗を小さく維持できる。
【0019】
そして、案内面2の近傍部に存在する気孔2aは、気孔率0.2〜5.0%で、平均気孔径10μm以下の範囲とする。これは、気孔率が0.2%未満では上述した釣糸4の摩擦抵抗を減少させる効果に乏しく、気孔率が5.0%を超えるか又は平均気孔径が10μmを超えると釣糸4を損傷させやすくなるだけでなく、くすんだ色調となって装飾性に欠けるためである。なお、平均気孔径については、8μm以下とすることが好ましく、さらに最大気孔径を30μm以下とすることが好ましい。
【0020】
また、ガイド部材1の内部に実質的に気孔が存在しないとは、ガイド部材1の中央部における気孔率が0.2%未満であることを言う。
【0021】
なお、上記気孔率、平均気孔径、最大気孔径は画像解析により測定するが、具体的な方法は以下の通りである。まず、案内面2の近傍部を測定する場合は、案内面2自体は曲面状であることから、この案内面2から0.5mm研削して平坦面を作製し、この平坦面にて100×100μmの範囲を画像解析装置(ルーゼックス等)で測定して、存在する気孔の円相当径と気孔の占有面積率を求める。このような測定を異なる3カ所にて行い、気孔の円相当径の平均値を平均気孔径、最大値を最大気孔径とし、気孔の占有面積率の平均値を気孔率とする。また、ガイド部材1の内部を測定する場合は、破断面を研磨して、上記と同様の測定を行えば良い。
【0022】
次に、本発明のガイド部材1を成す炭化珪素質セラミックスについて説明する。
【0023】
一般に炭化珪素質セラミックスを製造する場合は、固相焼結させる場合と液相焼結させる場合がある。固相焼結とは、主成分である炭化珪素(SiC)に硼素(B)、炭素(C)等の焼結助剤を加えた原料を成形、焼成することによって、SiC結晶粒子間を固相で結合して焼結させることである。また、液相焼結とは、炭化珪素(SiC)にアルミナ(Al2 O3 )、イットリア(Y2 O3 )等の金属酸化物からなる焼結助剤を加えた原料を成形、焼成することによって、SiC結晶粒子間を上記金属酸化物からなるガラス状の粒界相(液相)で結合して焼結させることである。
【0024】
そして、本発明では、釣糸用ガイド部材1として、特に液相焼結した炭化珪素質セラミックスを用いたことを特徴とする。これは、液相焼結した炭化珪素質セラミックスは、焼成時に条件を調整すれば、上記金属酸化物からなる液相成分が表面部分で分解して表面のみに気孔を存在させることができ、上述したような案内面2近傍部のみに気孔2aを有するガイド部材1を容易に製造できるからである。
【0025】
しかも、液相焼結した炭化珪素質セラミックスは、他のセラミックスに比べて高い硬度、熱伝導性を維持したまま靱性を向上させることができる。そのため、耐摩耗性、放熱性に優れるとともに、ガイド部材1自体の破損を防止できる。 このような効果を奏するためには、ビッカース硬度1500kg/mm2 以上、破壊靱性K1C4MPa√m以上、熱伝導率40W/m・K以上の炭化珪素質セラミックスであることが好ましい。
【0026】
なお、上記炭化珪素質セラミックスに含有する金属酸化物としては、特にAl2 O3 を1〜7重量%と、Y2 O3 、CeO2 等の周期律表第3a族元素酸化物を0.1〜5重量%の範囲で含有させることが好ましい。これらの金属酸化物は焼結助剤として炭化珪素質セラミックスの焼結性を高めるとともに、焼結体中で炭化珪素粒子間にガラス状の粒界相(液相)を形成してクラックの進展を防止し、セラミックスの靱性を高くする作用がある。
【0027】
次に、本発明のガイド部材1の製造方法を説明する。
【0028】
炭化珪素粉末に、焼結助剤として 上述した金属酸化物を添加し、混合、粉砕した原料粉末を用いて、粉末プレス成形法やその他の公知の方法で図1に示すようなリング状体に成形する。この成形体を常圧下で1800〜2200℃の範囲で焼成するが、このとき、添加した金属酸化物からなる液相成分が表面において分解し、微小な気孔を生成するような条件で焼成する。得られた焼結体に対し、バレル研磨等の流動研磨を施すことによって、表面に存在する気孔2aのエッジ部を丸くし滑らかな案内面2を形成する。最後に、外周面3を研削して本発明のガイド部材1を得ることができる。
【0029】
以上の製造方法において、原料粉末の粒径、焼成条件(温度、時間)を調整すれば、案内面2の近傍部に存在する気孔の最大径や気孔率を容易に調整することができる。
【0030】
ここで、各種セラミックスの特性を表1に示す。表1中SiC−Eは固相焼結した炭化珪素質セラミックスであって、靱性値K1Cが3.4MPa√mと小さいものである。これに対し、本発明で用いる液相焼結した炭化珪素質セラミックス(SiC−A〜D)は、ビッカース硬度が1900kg/mm2 以上、破壊靱性K1Cが5.0MPa√m以上、熱伝導率が60W/m・K以上と優れた特性を示すことがわかる。
【0031】
【表1】
【0032】
【実施例】
表1中のSiC−Bからなる炭化珪素質セラミックスを用いて、図1に示すガイド部材1を作製した。ガイド部材1の寸法は、外径14.35mm、内径10.6mm、案内面2の曲率半径1.35mmとし、焼成条件を変化させることによって案内面2近傍部の気孔率の異なるものを用意した。
【0033】
それぞれのガイド部材1を用いて、摩擦係数を測定した。具体的には、図3に示すように、釣糸4としてナイロン釣糸2号を用い、ガイド部材1との接触角θを90°として走行速度50m/分で走行させ、ガイド部材1へ入る側の糸の張力T1 を20gとした時に、ガイド部材1から出る側の張力T2 を測定し、
T2 =T1 exp(μθ) 〔Amontonの法則〕
から、摩擦係数μを算出した。
【0034】
次に、各ガイド部材1を用いてヒーティングテストを行った。具体的には、図4に示すように、ガイド部材1に釣糸4を通し、垂直方向に4.5kgの重り5を釣下げ、一方水平方向に延ばした釣糸4をシリンダー6に接続した。このシリンダー6で、300mmのストロークで3秒間に1往復の速度でガイド部材1と釣糸4を700回摺動させ、釣糸4が切れるまでの回数を調べた。
【0035】
結果は表2に示す通りである。なお、表2中の気孔率とは、前述した方法により、案内面2から0.5mm研削した平坦面により、画像解析装置で測定した気孔の占有面積率のことである。
【0036】
表2の結果より、気孔率が0.2%未満であるNo.1では、摩擦係数が高く釣糸4の摩擦抵抗が大きいことから、ヒーティングテストでも700回未満の摺動で釣糸4が切れてしまった。また、気孔率を大きくするほど摩擦係数も小さくなるが、気孔率が4%を超えると逆に摩擦係数が大きくなり、気孔率が5.0%を超えるNo.7では、気孔2aのエッジで釣糸4を損傷させやすくなるため、ヒーティングテストでも700回未満の摺動で釣糸4が切れてしまった。
【0037】
これらに対し、気孔率0.2〜5.0%の範囲内にした本発明実施例では、摩擦係数が0.4以下であり、ヒーティングテストで700回の摺動では糸切れは生じなかった。
【0038】
【表2】
【0039】
次に、上記と同様にして、案内面2近傍部における気孔率が約1.0%であり、平均気孔径が異なるガイド部材1を作製し、上述したヒーティングテストを行った。
【0040】
結果を表3に示す。なお、この平均気孔径とは、前述した方法により、案内面2から0.5mm研削した平坦面により、画像解析装置で測定した気孔の円相当径の平均値のことである。
【0041】
表3より、平均気孔径が10μmを超えるもの(No.6)では、気孔2aのエッジで釣糸4を損傷させやすいことから、ヒーティングテストで300回未満の摺動で糸切れが生じた。これに対し、平均気孔径を10μm以下の範囲にした本発明実施例(No.1〜5)では、ヒーティングテストで糸切れが生じるまでの摺動回数を長くでき、特に平均気孔径を8μm以下とすれば(No.1〜4)糸切れが生じるまでの摺動回数を450回以上とすることができた。
【0042】
【表3】
【0043】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、炭化珪素を主成分とするセラミックスの表面に釣糸の案内面を形成してなる釣糸用ガイド部材において、該案内面近傍部にな気孔を有することによって、高い強度を維持したまま案内面と釣糸の接触面積を小さくして、摩擦抵抗を小さくすることができる。しかも、案内面は、平坦面に部分的に気孔が存在した状態であることから釣糸を損傷させることも防止できる。
【0044】
しかも、炭化珪素質セラミックスは、耐摩耗性、放熱性等に優れており、長期間にわたって、糸切れ等がなく良好に使用できる釣糸用ガイド部材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の釣糸用ガイド部材の斜視図、(b)は(a)中のX−X線断面図である。
【図2】(a)は本発明の釣糸用ガイド部材の案内面を示す拡大断面図、(b)は従来の釣糸用ガイド部材の案内面を示す拡大断面図である。
【図3】釣糸用ガイド部材の摩擦係数の測定方法を説明するための図である。
【図4】釣糸用ガイド部材のヒーティングテストを説明するための図である。
【符号の説明】
1:ガイド部材
2:案内面
2a:気孔
2b:平坦面
3:外周面
4:釣糸
Claims (4)
- 炭化珪素を主成分とするセラミックスの表面に釣糸の案内面を形成してなり、該案内面近傍部に気孔を有し、各気孔の間は滑らかな平坦面となり、内部は気孔が実質的に存在しない緻密なセラミックスからなることを特徴とする釣糸用ガイド部材。
- 上記案内面近傍部の気孔率が1.1〜4.0%で、平均気孔径が10μm以下であり、ナイロン製釣糸との摩擦係数が0.4以下であることを特徴とする請求項1記載の釣糸用ガイド部材。
- 上記セラミックスが、炭化珪素を主成分とし、Al2O3、Y2O3等の金属酸化物を焼結助剤として含有し、液相焼結してなる炭化珪素質セラミックスであることを特徴とする請求項1記載の釣糸用ガイド部材。
- 平均気孔径を8μm以下、最大気孔径を30μm以下とすることを特徴とする請求項1記載の釣糸用ガイド部材。
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