(57)【要約】【課題】矩形断面の角部の耐衝撃性を向上させることができる角パイプの提供を目的とする。【解決手段】本発明は、樹脂が含浸された繊維を積層して成る断面が矩形状の角パイプであって、四隅の角部２Ａと、これらの角部２Ａ間を繋ぐ４つの側面部２ａとを有している。角部２Ａにおける繊維層Ｓ１〜Ｓ５の樹脂５０の含有率は、側面部２ａにおける繊維層Ｓ１〜Ｓ５の樹脂５０の含有率よりも高く設定されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂が含浸された繊維を積層して成る断面が矩形状の角パイプであって、四隅の角部と、これらの角部間を繋ぐ４つの側面部とを有し、前記角部における繊維層の樹脂含有率が前記側面部における繊維層の樹脂含有率よりも高いことを特徴とする角パイプ。
【請求項２】
前記角部は、軸長方向に延出し外方に向けて膨出する膨出部として形成されることを特徴とする請求項１に記載の角パイプ。
【請求項３】
前記膨出部は、強化繊維に樹脂を含浸させてなるプリプレグシートによって一体形成されていることを特徴とする請求項２に記載の角パイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、矩形断面を有する角パイプであって、例えばアイスホッケーやフィールドホッケー、或いはクリケット等の競技に用いられる競技用スティックのシャフトに用いられる角パイプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から矩形断面を有する中空の角パイプは様々な形態のものが知られている（例えば特許文献１参照）。このような角パイプは、様々な産業分野で使用され、例えば競技に用いられる競技用スティックのシャフトなどにおいても幅広く利用される。
前記競技用スティックは、握持、保持されるシャフトと、シャフトの先端部に一体的、又は着脱可能に装着され、ボールやパックを叩くブレードとを備えている。通常、このような競技用スティックのシャフトは、例えば、繊維強化プラスチックのような複合材を用いて軽量化を図ることが知られている。
【０００３】
また、前記シャフトは、断面形状を矩形にすることが一般化されている。これは、ブレード部分でボールやパックを打つ（以下、打球と称する）際、軸に対して加わる回転トルクを抑え易くするためである。すなわち、シャフトの断面が円形状や楕円形状であると、シャフトを強く握持、保持していても、回転トルクが作用すると掌の内部で回転し易くなってしまい、結果として、ブレード部分で強く打球した際に回転トルクに負けてシャフトが回り、正確なシュート（方向性）を打てないか、或いは、ボールやパックに十分な力を伝えきれないからである。
【特許文献１】特開平３−２３４６１４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、シャフトの断面形状を矩形にすることによって１つの問題が生じる。すなわち、シャフトの角部を成す四隅が障害物とぶつかり易くなり、破損してしまう場合があるという問題である。無論、このような問題は、競技用スティックのシャフトに限らず、様々な用途における角パイプにおいても同様である。
【０００５】
前述した特許文献１にも開示されるように、一般に、強化繊維を用いて断面が矩形の角パイプを形成する場合には、角型のマンドレルの外周に樹脂が含浸された強化繊維を何層にも巻き付けることによって強化繊維層を形成するが、この巻き付けに際しては、図１２に示されるように、その巻き付け力により、マンドレルＭの周囲に巻回された矩形断面を成す強化繊維層Ｓ１〜Ｓ５の特に四隅の角部１００がそれ以外の部位１０２に比べてマンドレルＭに対して強く押し付けられ（実線矢印Ｆ参照）、それにより、繊維層間の押圧力が角部１００で増大して、繊維に含浸されていた樹脂が四隅の角部１００からその両側の部位（矩形断面の４辺を構成する平坦部位）１０２へと流れ（点線矢印参照）、結果として、四隅の角部１００の樹脂含有率がその他の部位１０２のそれに比べて少なくなり、四隅の角部１００の耐衝撃性が低下する。つまり、障害物とぶつかった際に角部１００が破損し易くなる。また、矩形断面の強化繊維層を外型に入れて加熱成形する場合には、型の角の頂部に樹脂が溜まって欠け易くなるという問題もある。
【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、矩形断面の角部の耐衝撃性を向上させることができる角パイプ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、本発明は、樹脂が含浸された繊維を積層して成る断面が矩形状の角パイプであって、四隅の角部と、これらの角部間を繋ぐ４つの側面部とを有し、前記角部における繊維層の樹脂含有率が前記側面部における繊維層の樹脂含有率よりも高いことを特徴とする。
【０００８】
上記した構成の角パイプでは、角部における繊維層の樹脂含有率が側面部における繊維層の樹脂含有率よりも高いため、特に障害物にぶつかり易い角部の耐衝撃性（衝撃吸収性能）が樹脂によって増大される。つまり、矩形断面の角部の耐衝撃性を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、矩形断面の角部の耐衝撃性を向上させることができる角パイプを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る角パイプの実施形態について添付図面に沿って具体的に説明する。
【００１１】
図１は、角パイプの一例としてのシャフト２を有する競技用スティック１の全体構成を示す図である。
本実施形態の競技用スティック１は、シャフト２と、シャフト２の先端に装着され、ボールやパック等を打球するブレード５とを備えた構成となっている。前記シャフト２は、強化繊維（例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維）にエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等のマトリックス樹脂を含浸して形成された、いわゆるプリプレグシートを巻装することで構成されている。この場合、本実施形態のシャフト２は、断面が矩形形状で中空状の角パイプとして構成されており、四隅の角部２Ａと、これらの角部２Ａ間を繋ぐ４つの側面部２ａとを有している（図２および図３参照）。なお、シャフト２の内部には、振動を吸収できるように発泡体等が充填されていても良い。
ここで、「角部」とは、図３に示されるように、角パイプ（シャフト２）の互いに隣り合う内面の延長部分（破線で示される部分）同士が外周面側で成す角度範囲Ｒ部分を少なくとも含む四隅の領域のことである。
【００１２】
前記シャフト２の基端部には、グリップテープ７が巻回されている。通常、シャフト２は、使用者の身長や競技における各人のポジション等に応じてカットされ、このカット部分が隠蔽されるように前記グリップテープ７が巻回されている。なお、グリップテープ７は、シャフト２の外周面に直接、巻回しても良いし、握り性を考慮して、シャフト２に別部材を取着した状態で巻回しても良い。
【００１３】
前記ブレード５は、用途によって形状や材料が選択され、前記シャフト２の先端に装着される。この場合、ブレード５については、シャフト２と一体化されていても良いし、交換可能に構成されていても良い。
【００１４】
図２から図６は、図１に示すシャフト２の構成を示す図であり、図２はシャフト２の断面形状を示す斜視図、図３は、断面図、図４は、シャフト２の製造方法の一例の概略を示す断面図、そして、図５は、シャフト２の製造方法の一例の概略を示す断面図であって、角部２Ａを膨出部として形成した状態を示す図、図６は角部２Ａの拡大断面図である。
【００１５】
前述したように、本実施形態において、シャフト２は、樹脂が含浸された強化繊維としてのプリプレグシートを積層して成る断面が矩形状の角パイプとして形成されているが、特に図６に明確に示されるように、角部２Ａにおける各繊維層Ｓ１〜Ｓ５の樹脂５０の含有率は、側面部２ａにおける各繊維層Ｓ１〜Ｓ５の樹脂５０の含有率よりも高く設定されている。その結果、本実施形態では、一例として、シャフト２の角部２Ａが、軸長方向に延出し且つ外方に向けて膨出する膨出部として形成されている。ここで、角部２Ａにおける各繊維層Ｓ１〜Ｓ５の樹脂５０の含有率は４５〜６０％であり、側面部２ａにおける各繊維層Ｓ１〜Ｓ５の樹脂５０の含有率は３０〜４５％であり、相対的な樹脂の比率としては、角部２Ａにおける繊維層Ｓ１〜Ｓ５の方が側面部２ａにおける繊維層Ｓ１〜Ｓ５よりも３０〜５０％高いことが望ましい。
【００１６】
なお、膨出部としての角部２Ａは、シャフト２の側面部２ａに対して外方に膨出するように形成されたものであれば良く、握り心地が良好となるように、その表面は円弧状に形成されていることが好ましい。また、角部２Ａの側面部２ａに対する高さＨについては、高過ぎると握持した際に違和感が生じやすくなり、低過ぎると回転抑制の効果が十分に発揮できなくなることから、０．３〜１．２ｍｍ、好ましくは、０．４〜０．８ｍｍの範囲に設定される。更に、上記した膨出部状の角部２Ａの長さＬは６〜７ｍｍ、側面部２ａの短辺の長さＬ１は７〜８ｍｍ、側面部２ａの長辺の長さＬ２は１０〜１６ｍｍに設定しておくことが好ましい。このような大きさに設定しておくことにより、握り込んだ際の保持感の向上が図れると共に、指の腹部や掌が膨出部状の角部２Ａに引っ掛かり易くなって、シャフト２の回転を抑制することが可能になる。
【００１７】
上記したように構成されるシャフト２は、例えば、断面が矩形に形成された芯金（マンドレル）Ｍに対して、先から元側まで通して巻回されるプリプレグシート２０によって構成することが可能である。この場合、プリプレグシート２０は、織布状にした強化繊維に合成樹脂を含浸させて構成されたものであり、芯金Ｍに対して、所定回数巻回される。
【００１８】
なお、プリプレグシートについては、それを構成する強化繊維が、軸長方向、周方向、或いは傾斜方向に引き揃えられたもの（一方向プリプレグシート）であっても良い。この場合、シャフトとして割れや折れが生じないように、強化繊維の引き揃え方向が交差するように、一方向プリプレグシートについては重ねて組み合わせることが望ましい。また、シャフトの軸長方向において、部分的に補強されるように、補強用のプリプレグシートを巻回しても良い。そして、このような補強用のプリプレグシートについては、プリプレグシート２０に貼着されていても良い。
【００１９】
上記したように構成されるプリプレグシート２０は、端縁が軸長方向に沿って芯金Ｍに対して当て付けられ、アイロン付け等される。そして、ローリングしながら芯金Ｍに巻回して行き、最終的に巻回し終わった段階で固定用のテープ（図示せず）を巻回してプリプレグシートを安定させる。
【００２０】
そして、上記したようにプリプレグシート２０が巻回されてテーピングされた芯金Ｍは、図４に示すように、プリプレグシート２０の頂部（角部）２１が露出するように、所定形状の押圧型３０，３１によって押圧されながら加熱される。この際、押圧型３０，３１は、矩形の各表面部に対して、それぞれ直交方向で、中心に向かうように略均等の圧力で押圧される（図５の矢印参照）。
【００２１】
これにより、上記した加熱工程によって、プリプレグシート２０の合成樹脂が熱硬化される際、図５に示すように、押圧型３０，３１による押圧力によりそれぞれの頂部２１部分に樹脂が流入して外方に向けて略均等に膨出する（樹脂リッチになって外方に膨出する）ようになり、最終的に表面が円弧状になった膨出部状の角部２Ａがシャフトと共に一体形成される。そして、その後、固定用のテープの剥離工程、脱芯工程を経て、図１に示すようなシャフト２が形成される。なお、形成されたシャフト２の表面に、例えば、塗装を施したり、装飾用フィルム等を取着することで、外観を向上させても良い。
【００２２】
上記した構成の競技用スティック１のシャフト（角パイプ）２では、それぞれの膨出部状の角部２Ａの樹脂含有率の増大により当該角部２Ａの耐衝撃性が高くなり破損しにくくなるだけでなく、図７及び図８に示すように、シャフト２を握持、保持して打球した際、シャフト２が回転しようとしても、それぞれの膨出部状の角部２Ａに指の腹部、及び掌が引っ掛り易くなって、シャフト２の回転が効果的に抑制されるようになる。この結果、ボールやパックを強く打球しても、シャフト２がぶれないことから、スピードが速く方向性の良い打球をすることが可能となる。特に、上記した実施形態では、断面矩形部分の頂部を膨出させているため、握持、保持性の向上が図れると共に、シャフト２の回転をより効果的に抑制することが可能となる。
【００２３】
また、上記した実施形態では、膨出部状の角部２Ａを、プリプレグシート２０によって、シャフト２と共に一体形成しているため、シャフト本体との密着性が良く、製造が容易で低コスト化を図ることが可能となる。
【００２４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記した実施の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。
上記した角部２Ａは、シャフト２の表面部から外方に向けて突出しているが、例えば、図９に示すように、全体が円弧形状ではなく、部分的に直線状部分２ｂを備えていても良い。このように、角部２Ａの形状については、加熱工程時に用いられる押圧型の形状に応じて適宜変形することが可能である。
【００２５】
また、シャフト２の断面形状については、五角形以上の多角形状にしても良いし、図１０及び図１１に示すように、断面円形状にしたり、楕円形状にしても良い。さらに、表面部に設けられる膨出部状の角部２Ａについては、効果的にシャフトの回転が防止でき、かつ握り心地が低下しないように、少なくともシャフト２の表面部に２つ以上あれば良い。また、膨出部は、多角形の頂部以外の部分に設けても良いし、シャフトの長手方向において主に握持、保持される領域部分のみに設けても良い。
【００２６】
さらに、上記した実施形態において、シャフト２を構成するプリプレグシートは、例えば、強化繊維の引き揃え方向、合成樹脂の含浸量、肉厚、巻回数等について、適宜変形して用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る角パイプを有する競技用スティックの全体構成を示す図。
【図２】図１に示すシャフトの断面形状を示す斜視図。
【図３】シャフトの断面図。
【図４】シャフトの製造方法の概略を示す断面図。
【図５】シャフトの製造方法の概略を示す断面図であり、膨出部が形成された状態を示す図。
【図６】シャフトの角部の拡大断面図である。
【図７】シャフトを握持、保持した状態をグリップエンド側から見た図。
【図８】シャフトを握持、保持した状態を示す斜視図。
【図９】シャフトの第１の変形例を示す断面図。
【図１０】シャフトの第２の変形例を示す断面図。
【図１１】第２の変形例のシャフトを握持、保持した状態を示す斜視図。
【図１２】従来の角パイプの繊維層の断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  競技用スティック
２  シャフト
２Ａ  角部
２ａ  側面部
５  ブレード
２０  プリプレグシート
３０，３１  押圧型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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