JP6148172B2 - 釣竿 - Google Patents

Description

本発明は、釣竿に関し、詳細には、穂先に特徴を有する釣竿に関する。

一般的に、釣竿は、強化繊維を特定方向に引き揃え、これに合成樹脂を含浸したいわゆるプリプレグを巻回することで構成されている。このような釣竿は、軽量化を図るために管状体として構成されるが、穂先については、撓み易く、かつ、魚がかかったときに大きく撓んでも破損しないように、中実状に構成されたものが用いられることもある。

通常、中実状に構成される穂先は、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されているように、基端から先端まで連続する強化繊維（カーボン繊維、ガラス繊維など）に合成樹脂を含浸した、いわゆる繊維強化樹脂材料で形成されており、これらは、主に、引き抜き成形法によって製造されている。そして、上記したように形成される穂先竿は、調子を出すために表面を削ってテーパ加工が施されている。

特開昭５４−８０３７２号 特開平９−２４８１０３号

上記した公知の穂先は、基端から先端に至るまで強化繊維が配向した状態（連続繊維ソリッド体）となっており、その表面にテーパを形成すべく切削加工を施すと、表面領域の強化繊維が切断され、その繊維端面が露出した状態となる。このように、強化繊維の切断端面が露出した状態になると、その部分から剥離が発生して折れ等の破損の原因になる。また、表面がささくれ状になることがあり、この部分に釣糸が接触すると、釣糸を傷つけてしまう可能性がある。

本発明は、上記した問題に着目してなされたものであり、表面にテーパが形成された穂先において、強化繊維の端面が露出しないようにして破損を防止するとともに、曲げ強度が向上した穂先を有する釣竿を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明は、軸長方向に亘って強化繊維が連続している繊維強化樹脂製の中実状の穂先を有し、当該穂先の表面に先端に移行するに従い細径化するテーパが形成されている釣竿において、前記穂先の表面に、短繊維をマトリクス樹脂材に分散した繊維強化樹脂製の被覆層を形成したことを特徴とする。

上記した構成の釣竿は、軸長方向に亘って強化繊維が連続している繊維強化樹脂製の中実状の穂先を有しており、その表面は、先端に移行するに従い細径化しているため、曲げ強度が高く、かつ先端側は撓み易い構成となっている。そして、その表面に、短繊維をマトリクス樹脂材に分散した被覆層を形成しているため、前記テーパ形成時に、連続している強化繊維の端面が露出しても、その露出状態が被覆され、剥離等による折れを防止することができる。また、被覆層は、短繊維をマトリクス樹脂材に分散した繊維強化樹脂材料で形成されるため、穂先の曲げ強度の向上が図れるとともに、穂先表面の剥離を抑える力も強くなる。特に、被覆層を構成する短繊維は分散した状態にあるため、異方性があり、曲げ強度に加え、捩じり強度を向上することが可能となる。
なお、上記した構成において、先端に移行するに従い細径化するテーパには、一部にストレート部分が存在するもの、一部に大径部が存在するもの、テーパ率が異なって細径化するもの、階段状に細径化するもの等を含む概念である。

本発明によれば、表面にテーパが形成された穂先において、強化繊維の端面が露出しないようにして破損を防止するとともに、曲げ強度が向上した穂先を有する釣竿を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る釣竿の全体図。 図１に示す釣竿の穂先竿杆の構成を示す側面図。 図２のＰの領域（穂先竿杆の先端領域）を拡大して示す図。 穂先竿杆の要部の拡大縦断面図。 図４のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、穂先竿杆を被覆する被覆層に含有される強化繊維（短繊維）の状態を模式的に示す図。 穂先竿杆を製造する方法を説明する図であり、金型の一例を示す図。 穂先竿杆の別の実施形態の構成を示す側面図。

以下、本発明に係る釣竿の一実施形態について添付図面を参照して具体的に説明する。
図１は本発明に係る釣竿の一例を示した全体図である。本実施形態の釣竿１は、外ガイド付きの継式釣竿であり、元竿杆１０と、複数の中竿杆（２本の中竿杆）１１ａ，１１ｂと、穂先竿杆１２とが振出式に継ぎ合わされた構成となっている。

前記元竿杆１０、及び中竿杆１１ａ，１１ｂは、公知のように、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の合成樹脂を、炭素繊維等の強化繊維で強化した繊維強化樹脂製の管状体として構成されている。なお、図に示す釣竿１は、元竿杆１０にリールシート５０を設けるとともに、リールシート５０に装着したリール５１から放出される釣糸をガイドする外ガイド５５、及びトップガイド５６が所定間隔をおいて設けられている（ガイドの一部は遊動式であっても良い）が、釣竿はこのような外ガイドが配設されていない構成であっても良い。また、図では、振出式の釣竿を示しているが、並継式や逆並継式であっても良い。

図２は、図１に示す釣竿の内、穂先竿杆１２を示している。
本実施形態の穂先竿杆１２は、全体が断面円形の中実状に構成されて、中竿杆１１ａに嵌入される構成となっており、穂先竿杆１２が穂先を構成している（以下、穂先竿杆を穂先とも称する）。この穂先竿杆１２は、上述したように、基端から先端まで連続する強化繊維（カーボン繊維、ガラス繊維など）に合成樹脂を含浸した、いわゆる繊維強化樹脂材料で形成されており、これらは、主に、引き抜き成形法によって製造されている（図２では、基端から先端に至るまで軸長方向に指向する強化繊維を符号１３で示している）。そして、上記したように形成される穂先竿杆は、調子を出すために表面にテーパ１２Ａが切削加工等によって形成されている。なお、穂先竿杆を構成する強化繊維１３は、基端から先端に至るまで連続したものであればよく、軸長方向にストレート状に延びたものが多数本束ねられたもの、何本かの強化繊維が軸長方向に沿って縒られており、これが複数本束ねられているもの、これらが組み合わされたもの等、強化繊維の配置の仕方については限定されることはない。すなわち、このような軸長方向に延びる強化繊維は、表面にテーパを形成するために切削加工した際に切断されてしまい、端面が表面露出する。

前記穂先竿杆１２の先端には、トップガイド５６が装着される。このトップガイド５６は、円筒状の嵌入部５６ａを備えており、嵌入部５６ａを矢印で示すように、穂先竿杆１２の先端に軸長方向に沿って差し込むことでトップガイド５６は、穂先竿杆１２に装着される。

なお、本実施形態の穂先竿杆１２は、全長に亘って断面円形で中実状（ソリッド体）に構成されているが、釣竿の穂先竿杆としては、基端側が管状体となっており、先端側が中実状に構成されていても良い。すなわち、先端側が中実状の穂先となり、基端側が中空状の穂持管となって両者を一体的に接続することで穂先竿杆が構成されていても良く、このように構成することで、釣竿として、穂先竿杆の先端の短い領域を感度良くすることが可能となる。また、穂先竿杆の中実部分については、一方向に曲がり易くなるように、板状の芯材として構成されていても良い。例えば、平板状にすることで、ワカサギ竿の穂先、ベイトリールを装着する釣竿の穂先として適した構成となる。或いは、穂先竿杆は、中実体（ソリッド体）ではなく、中空の管状体であっても良い。このような管状体は、テーパを有するマンドレルに、軸長方向に強化繊維を引き揃えたプリプレグを巻回することで成形することが可能であり、このような管状体の表面に被覆層を形成しても良い。このような構成によれば、穂先竿杆を軽量化することが可能となる。

前記穂先竿杆１２の表面には、図３に示すように被覆層２０が形成される。この被覆層２０は、表面にテーパ１２Ａが形成された後、後述するような製法例によって被着されるものであり、全面に亘って略均一に被着される。
被覆層２０は、図４及び図５に模式的に示すように、マトリクス樹脂２１に強化材となる短繊維２２を多数分散させた繊維強化樹脂製で構成される。この場合、マトリクス樹脂２１は、熱可塑性樹脂（例えば、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド）や、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ、フェノール）で構成される。或いは、ポリアミド樹脂を主成分として、それ以外の熱可塑性樹脂（ポリエステル、ポリカーボネートなど）を含有させたものであっても良い。

また、マトリクス樹脂２１には、それ以外の補材（強化材以外の材料）を含有させても良い。例えば、色を呈する顔料等の着色剤を混入することで、穂先竿杆に色彩を発現させたり、マトリクス樹脂を発泡させてマイクロバブルを混在させることで軽量化を図るようにしても良い。或いは、流動改質剤、帯電防止剤、離型剤、酸化防止剤などを加えることで、射出成形時の効率化を図ることも可能である。

前記マトリクス樹脂２１に多数、分散される強化繊維（短繊維２２）は、例えばＰＡＮ系またはピッチ系の炭素繊維やガラス繊維を用いることが可能である。各短繊維の大きさについては、特に限定されることはないが、平均繊維径が３μｍ〜１５μｍ、平均繊維長さが０．５ｍｍ〜１０ｍｍのものを用いることが好ましい。すなわち、混入される短繊維の大きさの繊維径が３μｍより小さく、長さが０．５ｍｍより短くなると、所望の強度を得るためには、多量の繊維を混入しておく必要があり、これにより成形時の流動性が悪くなって、軸長方向に万遍なく短繊維を分散できない傾向があるためである。また、繊維径が１５μｍより大きく、長さが１０ｍｍより長くなると、たとえ所望の弾性が得られるような繊維比率としても成形時の流動性が悪くなり、軸長方向に万遍なく短繊維を分散できない傾向があるためである。なお、マトリクス樹脂内に分散される短繊維については、全ての短繊維が上記した範囲内にある必要はなく、一部、この範囲から外れる大きさのものが含まれていても良い。すなわち、多数存在する短繊維の平均値が上記した範囲内にあれば良く、一部に上記した範囲よりも大きい短繊維や小さい短繊維が含まれていても良い。

また、上記した大きさの短繊維のマトリクス樹脂に対する含有量は、３ｗｔ％〜５０ｗｔ％に設定することが好ましい。これは、上記した大きさの短繊維であれば、３ｗｔ％未満にすると、十分な強度が得られないためであり、逆に５０ｗｔ％より多く含有させると、上記した大きさの短繊維であっても、成形時の流動性が悪くなり、軸長方向に万遍なく短繊維を分散できない傾向があるためである。また、穂先として要求される事項（柔らかく撓み性が維持でき、かつ強度が維持される）を考慮しても、短繊維の含有量が５０ｗｔ％以下であれば、そのような効果を十分に発揮することが可能である。

前記被覆層２０の厚さＴについては、厚くし過ぎると、重量が増加してしまうとともに、穂先竿杆として感度および撓み性が低下する傾向があり、逆に薄くし過ぎると、十分な補強効果が得られないとともに、上記の切断された強化繊維の端面が露出する可能性もあるため、０．１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内に設定しておくことが好ましい。

また、被覆層２０の短繊維の含有量については、軸長方向に亘って均一にしなくても良い。例えば、軸長方向の基端側に移行するに従い、連続的或いは段階的に短繊維の含有量が多くなるように構成すれば、曲げ強度の向上を図りながら先端側が撓み易い穂先とすることが可能となる。

さらに、上記した被覆層２０に分散される短繊維２２は、径方向内周側では異方状態が多く、径方向外周側では軸長方向に指向した状態が多くなるように前記マトリクス樹脂材２１に分散しておくことが好ましい。具体的には、図５の断面で示すように、短繊維が軸長方向に指向すると、その断面は略円形状になるが（径方向外方の短繊維２２参照）、短繊維が異方状態になると、断面視した際、短繊維が斜めにカットされることから、楕円状或いは長楕円状になる傾向が強くなる（径方向の中心領域に存在する短繊維２２´参照）。すなわち、被覆層２０は、外周領域の短繊維が軸長方向に配向した状態になっていると、効率的に曲げ剛性を向上することができ、所定の弾性力で撓み易い構成にすることができるようになる。また、内側領域に存在する短繊維が異方性を有することで、穂先のねじり強度を向上することができ、ねじり応力が作用した際の破損等を効果的に防止することができるようになる。

ここで、「径方向外周側で軸長方向に指向した状態が多くなる」とは、短繊維の断面が円形状になっている割合を対比することで把握することが可能である。具体的には、穂先１２のある位置における被覆層２０の肉厚をＴとした場合、表面から（１／２）Ｔよりも外周領域に存在している短繊維の円形状になっている割合が、それよりも内側領域に含まれている短繊維の円形状になっている割合よりも多くなっていれば、被覆層２０として、表面側に軸長方向に指向した短繊維が多数配置された状態になっていると評価することができ、これにより、所望の曲げ剛性が得られるとともに、ねじれに対する強度の向上が図れるようになる。なお、図５に示すような短繊維の配向状態については、後述するような製造方法によって実現することが可能である。

次に、上記したような穂先の表面に被覆層２０を形成する製造方法の一例について、図６を参照して具体的に説明する。
図２に示すような穂先１２は、常法に従って製造され、表面に切削加工等を施してテーパ１２Ａが形成されている。テーパ１２Ａの表面全体を覆う被覆層２０は、インサート成形によって形成される。具体的に、本実施形態では、横開きされる型３１，３２を有する金型３０によって被覆層２０を形成するようにしており、各型３１，３２の接合面３１ａ，３２ａには、穂先１２の外形よりも僅かに大きい空洞部３５が形成されるとともに、各型３１，３２には、所定の位置に繊維強化樹脂を注入するためのゲート３６が形成されている。このゲート３６は、前記空洞部３５に連通されるとともに側方に開口しており、その開口３６ａに成形機ノズル４０が差し込まれ、矢印で示すように繊維強化樹脂材が注入される。

なお、金型３０は、テーパ状に次第に縮径化する穂先１２の竿先側を下に向けた垂直状態となるように設置されており、型３１，３２のいずれか、或いは両方には、穂先１２を空洞部３５内で先端を下向きに向けて保持する保持部（図示せず）が設けられている。この場合、保持部の構成については、特に限定されることはなく、例えば、更に別の割型で保持しておき、空洞部内に位置付ける構成であっても良い。そして、穂先１２を保持部で保持した状態で空洞部３５内に設置すると、穂先１２の周囲と空洞部３５の内壁との間には、被覆される被覆層２０の肉厚に対応した隙間が形成されるようになっている。

上記したように穂先１２が空洞部３５内に設置されると、開口３６ａにノズルが差し込まれゲート３６に繊維強化樹脂材が注入される。注入される繊維強化樹脂材は、上述したように、強化材として、平均繊維径が３μｍ〜１５μｍ、平均繊維長さが０．５ｍｍ〜１０ｍｍの短繊維を３ｗｔ％〜５０ｗｔ％含んだ熱可塑性樹脂であり、所定の温度（略２００℃の可塑温度）で注入される。この場合、金型３０の温度は、注入される繊維強化樹脂材よりも低温に設定されており、注入される繊維強化樹脂材は、金型３０の内面と接触する表層側から冷却されて硬化することが可能となる。すなわち、注入される繊維強化樹脂材は、穂先１２の表面に沿って軸長方向に流れる状態となっているため、含有されている短繊維は、その流れに沿って軸長方向に向いており、このフロー状態で表面側から硬化するため、表面側（径方向外周側）の短繊維は軸長方向に指向する傾向となる。しかし、内側領域（径方向内側）では、硬化するまで時間があることから、流れが停止した状態（繊維強化樹脂材が略充填された状態）では、多少、自由に変動することが可能となっており、個々の短繊維の向きは異方性を生じるようになる（図５参照）。

このように、注入される繊維強化樹脂材の温度と金型の温度の差、及び注入方向（本実施形態のように垂直方向）によって、上述したように、表面側の短繊維を軸長方向に指向させ、かつ、内側領域の短繊維を異方状態にすることが可能となる。なお、図５に示すような短繊維の配列状態については、注入される繊維強化樹脂材の射出圧力、金型との温度差、ゲートの位置やゲートの個数等によって変更することも可能である。

また、穂先１２と被覆層２０との間の界面については、両者の密着性が向上する手段を用いることが好ましい。例えば、穂先１２のマトリクス樹脂と注入される繊維強化樹脂材のマトリクス樹脂を共に熱可塑性樹脂にすることで界面部分が溶融し、これにより両者が一体化して剥離を生じ難くすることができる。或いは、両者の界面部分に、ガラス繊維を含んだ織物プリプレグ（樹脂含浸量が３０ｗｔ％〜８０ｗｔ％であることが望ましい）を配設して界面部分を樹脂リッチ状態にして剥離し難くしても良い。或いは、界面部分の密着面積が増えるように、穂先１２の表面の密着面積を増やすような加工処理を施しても良い。具体的には、例えば、サンドブラスト等によって粗面化処理したり、螺旋状に傷（凹部）を付けたり、センタレス加工等で表面に凹部（砥石の選択により変更が可能）を形成したり、凹凸段差を形成したり、先端に向けて細径化する段差状のテーパを形成する等しても良い。或いは、短繊維樹脂に使用されているマトリクス樹脂より、加熱溶融時に粘度が低くなる熱可塑性樹脂層を両者の間に介在することで接着剤としての効果を発揮させ、両者の密着性を向上させても良い。

上記したようなインサート成形を施すことによって、テーパ１２Ａを有する穂先１２の表面には、均一な被覆層２０を容易に形成することが可能となる。この場合、被覆層２０は、穂先１２の先端面１２Ｂ（図２，図３参照）の表面にも形成されることとなり、穂先１２の先端には、トップガイド５６の嵌入部５６ａが差し込まれて固定されることから、被覆層２０の部分では固定強度が低下する可能性がある。このため、穂先１２の表面に均一に被覆層２０を形成した後は、図３のカットラインＣで示すように、被覆層２０の先端側をカットして穂先１２を構成する連続した強化繊維１３を露出させ、この露出端面にトップガイド５６を嵌入することが好ましい。すなわち、先端面１２Ｂに強化繊維１３を露出させた状態にしておくことで、トップガイド５６の装着強度を維持することが可能となる。なお、前記カットラインＣでカットをしない場合、軸長方向繊維を有する部分と短繊維を含んでいる部分との間で継部が生じ、この継部では、軸長方向繊維が無くなるため曲げ剛性が変化してしまう。このため、継部の領域では、大きな剛性変化が生じない（滑らかな曲げ状態が得られる）ように、部分的に太径化しておくことが好ましい。すなわち、表面形状としてテーパ状に細径化するのではなく、例えば、途中でストレート状部分が生じるように太径化しておいても良い。

上記穂先１２の表面に被覆層２０の形成方法については、上記したインサート成形以外にも、例えば、二色成形、シゴキ塗装によって形成することが可能である。

上記したような構成の穂先１２によれば、テーパ１２Ａが形成されており、強化繊維が基端から先端まで延びているため、調子を向上させて所望の曲げ強度が得られるとともに、その表面に、上記した被覆層２０を形成したため、穂先が曲がった際の剥離（折れのきっかけとなる）が抑えられ、曲げ強度（変位量）の向上が図れる。また、単なる合成樹脂単体ではなく、不連続の強化繊維（短繊維）が分散されているため、弾性率の向上が図れるとともに、調子にも影響を与えることができ、かつ、重量を増加させずに剥離を抑える力も強くなる。さらに、穂先表面にささくれ等が生じることもないため、釣糸を傷つけるようなことも防止できる。

図７は、穂先竿杆の別の実施形態の構成を示す側面図である。
この実施形態の竿杆１２は、中間部分の表面に急テーパ１２Ａ2を形成し、その先端側に略ストレート部１２Ａ1を、その基端側に緩テーパ１２Ａ3を形成している。このような形状では、穂先１２が撓んだ際、急テーパ１２Ａ2の領域は最大屈曲領域となる。すなわち、テーパの形成の仕方によっては、穂先１２は均等に撓むことは無く、ある特定の領域で撓み量が大きくなることがあり、このような領域では、その前後で露出している軸長方向の強化繊維がめくれるような状態となる。したがって、穂先の一部に最大屈曲部が生じる構成では、その部分のみに被覆層２０´を形成しておいても良く、これにより、効率的に破損等を防止することが可能となる。

また、図７に示す構成では、長手方向表面に２種類以上の材質の異なる部分（軸長方向に強化繊維が指向した部分と短繊維が分散する部分）が存在するため、屈曲性が異なる状態となる。このような構成において表面に塗装を施す場合、塗装との間で密着性に問題が生じる可能性がある。このため、少なくとも一方（好ましくは、湾曲が大きい方）に密着性を向上するプライマー（例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が用いられ、その中でも硬度が低い（柔らかい）ものが好ましい）を塗布して塗装を形成することが好ましい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態以外にも、適宜変形することが可能である。例えば、本実施形態の釣竿は、多数本の竿杆を継合する構成となっていたが、上記した特徴の穂先を有する１本竿として構成されていても良い。また、穂先の断面形状については、断面円形としたが、楕円状にするなど、断面が非円形であっても良い。さらに、前記被覆層２０，２０´については、合成樹脂を含浸したシート状部材に短繊維を分散させ、このシート状部材を穂先に巻回することで構成しても良い。

１ 釣竿
１２ 穂先竿杆（穂先）
１２Ａ テーパ
２０，２０´ 被覆層
２１ マトリクス樹脂
２２ 短繊維
３０ 金型

Claims (9)

1. 軸長方向に亘って強化繊維が連続している繊維強化樹脂製の中実状の穂先を有し、当該穂先の表面に先端に移行するに従い細径化するテーパが形成されている釣竿において、
   前記穂先の表面に、短繊維をマトリクス樹脂材に分散した繊維強化樹脂製の被覆層を形成し、
   前記短繊維は、径方向内側では異方状態が多く、径方向外周側では軸長方向に指向した状態が多くなるように前記マトリクス樹脂材に分散されていることを特徴とする釣竿。
2. 軸長方向に亘って強化繊維が連続している繊維強化樹脂製の中実状の穂先を有し、当該穂先の表面に先端に移行するに従い細径化するテーパが形成されている釣竿において、
   前記穂先の表面に、短繊維をマトリクス樹脂材に分散した繊維強化樹脂製の被覆層を形成し、
   前記短繊維は、軸長方向基端側の含有量が先端側の含有量よりも多くなるように、前記マトリクス樹脂に分散されていることを特徴とする釣竿。
3. 前記マトリクス樹脂材に分散される短繊維は、平均繊維径が３μｍ〜１５μｍ、平均繊維長さが０．５ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の釣竿。
4. 前記被覆層は、肉厚が０．１ｍｍ〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の釣竿。
5. 前記被覆層は、前記穂先の最大撓み領域に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の釣竿。
6. 前記穂先と被覆層との界面に、両者の密着性が向上する手段を設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の釣竿。
7. 前記被覆層は、インサート成形によって形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の釣竿。
8. 前記被覆層の先端側をカットして前記連続した強化繊維を露出させ、この露出端面に釣糸を案内するトップガイドを嵌入したことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の釣竿。
9. 前記中実状の穂先は、一方向に曲がり易くなるように、板状の芯材として構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の釣竿。

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