(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弦楽器で使用される繊維強化プラスチック製の弓竿を製造する方法であって、
繊維に樹脂を含浸させたプリプレグを、先端に向かって漸次径が細くなる芯金に巻き付ける工程と、
前記芯金に前記プリプレグが巻き付けられた中間体を金型内に設置した後、この中間体を前記金型内で加熱加圧することにより、前記金型と前記芯金との間に形成されるキャビティに対応した形状に成形する工程と、
前記キャビティに対応した形状に成形された成形体から前記芯金を抜き取ることによって、中空長尺状の竿本体を得る工程とを含み、
前記芯金の径又は径の変化率を軸線方向において段階的に変化させたものを複数種用意し、この中から選択された一の芯金を用いて、前記キャビティの容積を変化させることによって、同じ外形形状及び寸法を有する弓竿の中で、前記竿本体の重量分布、重心位置、重量のうち少なくとも１つを段階的に調整した複数の弓竿を作製することを特徴とする弦楽器用弓竿の製造方法。
【請求項２】
前記キャビティの容積に合わせて、予め前記芯金に巻き付けられるプリプレグの量を軸線方向において調整しておくことを特徴とする請求項１に記載の弦楽器用弓竿の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弦楽器用弓竿の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、バイオリンやビオラ、チェロ、コントラバスなどの弦楽器用の弓（ボウ）には、木製の弓竿（スティック）が使用されており、その中でも、高密度で硬く、湿気に強く、曲げ強度に優れたフェルナンブコ材が弓竿に最適な材料として用いられている。しかしながら、フェルナンブコ材は、原木の伐採によって数が激減し、近年の国際的な取引規制によって入手が困難となっている。
【０００３】
そこで、フェルナンブコ材などの木製の弓竿に代わるものとして、例えば炭素繊維強化プラスチック(ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics)やガラス繊維強化プラスチック(ＣＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics)などの繊維と樹脂との複合材料を用いた繊維強化プラスチック(ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics)製の弓竿が開発されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
また、木製の弓竿は、木材から削り出して一つ一つ手作業で仕上げられるため、全く同じものを製造することができないのに対し、ＦＲＰ製の弓竿は、同じ材料と金型を用いて作製されるため、工業的に同じものを再現性良く製造することが可能である。さらに、木製の弓竿を製造する場合は、天然素材である木材に密度のバラツキがあるため、外形形状や寸法を変えずに、例えば弓竿の重量分布や重心位置、重量などを調整することは困難である。
【０００５】
ところで、中空状繊維強化樹脂成形体の製造方法としては、内圧成形法と呼ばれる方法を挙げることができる（例えば、特許文献２を参照。）。この内圧成形法では、繊維に未硬化の樹脂を含浸させたプリプレグを、可撓性素材からなる加圧用袋に巻き付けた後、金型に設置する。そして、型締め後に加圧用袋を膨らませてプリプレグを金型の内面に押し付けながら加熱する。これにより、プリプレグを金型と加圧用袋との間に形成されるキャビティに対応した形状に成形することができる。
【０００６】
しかしながら、この内圧成形法を用いた中空状繊維強化樹脂成形体の製造方法では、上述した加圧用袋を膨らませたときに、金型内でプリプレグが動くことによって、加圧用袋の膨らみにバラツキが生じることがあった。
【０００７】
したがって、このような内圧成形法を用いて弓竿を製造した場合には、上述したキャビティの形状が成形毎に一定とならず、成形される弓竿の重量分布や重心位置にバラツキが生じることになる。
【０００８】
一方、本発明者らは、先細りの形状であるスプリングバックが可能な金属製の柱状の芯金に、ＦＲＰプリプレグを巻き付け、このＦＲＰプリプレグを巻き付けた芯金を、中空構造物の外形部分をキャビティとする金型内に設置し、ついで、この金型を加熱して成形品を得た後、芯金を脱芯する中空構造物の成形方法を提案している（特許文献３を参照。）。
【０００９】
この中空構造物の成形方法を用いて弓竿を製造した場合には、成形時に金型と芯金との間に形成されるキャビティの形状を成形毎に一定に保つことができる。したがって、上述した成形後の弓竿に重量分布や重心位置のバラツキが生じるのを防ぐことが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特公昭４４−１９１８９号公報
【特許文献２】特開平１１−４８３１８号公報
【特許文献３】特許第３５４１７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、弦楽器用の弓竿は、その重量分布や重心位置、重量などの僅かな違いによっても、使用者（弦楽器の演奏者）の嗜好が分かれることから、上述したＦＲＰ製の弓竿を製造する場合、このような使用者の嗜好に合わせて、弓竿の重量分布や重心位置、重量などを細かく調整したものを複数取り揃えておくことが求められる。
【００１２】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、弓竿の重量分布や重心位置、重量を細かく且つ容易に調整できる弦楽器用弓竿の製造方法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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る弦楽器用弓竿の製造方法は、弦楽器で使用される繊維強化プラスチック製の弓竿を製造する方法であって、繊維に樹脂を含浸させたプリプレグを、先端に向かって漸次径が細くなる芯金に巻き付ける工程と、芯金にプリプレグが巻き付けられた中間体を金型内に設置した後、この中間体を金型内で加熱加圧することにより、金型と芯金との間に形成されるキャビティに対応した形状に成形する工程と、キャビティに対応した形状に成形された成形体から芯金を抜き取ることによって、中空長尺状の竿本体を得る工程とを含み、芯金の径又は径の変化率を軸線方向において段階的に変化させたものを複数種用意し、この中から選択された一の芯金を用いて、キャビティの容積を変化させることによって、同じ外形形状及び寸法を有する弓竿の中で、竿本体の重量分布、重心位置、重量のうち少なくとも１つを段階的に調整した複数の弓竿を作製することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明に係る弦楽器用弓竿の製造方法では、芯金の径又は径の変化率を軸線方向において段階的に変化させたものを用いて、キャビティの容積を変化させることで、金型を変更することなく、この金型内で成形される竿本体の重量分布や重心位置、重量を細かく且つ容易に調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態として示す弦楽器用弓の平面図である。
【図２】上記図１に示す弦楽器用弓が備える弓竿を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はそのＸ１−Ｘ１’断面図、（ｃ）はそのＸ２−Ｘ２’断面図である。
【図３】上記図２に示す弓竿の製造方法を説明するための図であり、（ａ）はマンドレルにプリプレグを巻き付ける前の状態を示す模式図であり、（ｂ）はマンドレルにプリプレグが巻き付けられた状態を示す模式図である。
【図４】上記図２に示す弓竿の製造方法を説明するための図であり、一方の金型を突合せ面側から見た平面図である。
【図５】上記図２に示す弓竿の製造方法を説明するための図であり、（ａ）は中間体が一方の金型に設置された状態を示す断面図であり、（ｂ）は金型が型締めされた状態を示す断面図である。
【図６】上記図２に示す弓竿の製造方法を説明するための図であり、（ａ）は成形体（竿本体）からマンドレルが抜き取られた状態を示す断面図であり、（ｂ）は竿本体（弓竿）が金型から離型された状態を示す断面図である。
【図７】（ａ）は、マンドレルの径を軸線方向において段階的に変化させた一例を示す模式図であり、（ｂ）は、マンドレルのテーパー角を軸線方向において段階的に変化させた一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した弦楽器用弓竿の製造方法及び弦楽器用弓竿について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を模式的に示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００１９】
本発明の一実施形態として図１に示す弦楽器用弓（ボウ）は、例えばバイオリンやビオラ、チェロ、コントラバスなどの弦楽器で使用されるものであり、フェルナンブコ材などの木製の弓竿（スティック）に代わるものとして、例えばＣＦＲＰ製の弓竿１を用いた、いわゆるカーボン弓と呼ばれるものである。
【００２０】
この図１に示す弦楽器用弓は、弓竿１の先端側に設けられたヘッド部１ａと、基端側の外周部に取り付けられたフロッグ２との間でヘアー３が張設されると共に、この弓竿１の基端部に取り付けられたスクリュー４を回すことで、ヘアー３の張り具合（テンション）を調整することが可能となっている。
【００２１】
弓竿１は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、上記ヘッド部１ａと一体に成形された中空長尺状の竿本体１Ａを備えている。この竿本体１Ａは、上記ヘアー３が張設される側とは反対側に反った弓形形状を有し、上記ヘアー３を張設したときに反った方向とは逆方向に曲げる（弾性変形させる）ことが可能となっている。
【００２２】
竿本体１Ａは、図２（ａ）に示すように、上記ヘッド部１ａを除いて先端側が基端側よりも全体として細くなる外形形状を有している。また、弓本体１Ａの断面形状は、図２（ｂ）に示すように、その軸線方向に亘って略円形状を為しているが、この竿本体１Ａの曲げ強度（剛性）やデザイン性等を高めるため、その基端側の一部が図２（ｃ）に示すような略八角形状を為している。
【００２３】
竿本体１Ａの中心部には、断面略円形状の軸孔１ｂが軸線方向に亘って形成されている。また、軸孔１ｂは、上述した竿本体１Ａの外形形状に合わせて、その基端側から先端側に向かって漸次径が細くなる、いわゆるテーパー形状（先細り形状）を有している（φ１＜φ２）。
【００２４】
なお、上記図２に示す弓本体１Ａの形状は、ほんの一例であり、この竿本体１Ａの形状については、上述した曲げ強度（剛性）やデザイン性等を考慮して、その軸線方向における各位置での太さや断面形状などを適宜変更して実施することが可能である。
【００２５】
次に、上記弓竿１の製造方法について図３〜図６を参照しながら説明する。
上記弓竿１を製造する際は、先ず、図３（ａ），（ｂ）に示すように、マンドレル（芯金）１０にプリプレグ１１を巻き付ける。
【００２６】
マンドレル１０は、後述する図４に示す金型２０内に入れて、巻き付けられたプリプレグ１１を上記弓竿１に成形する空間（キャビティ）を規定するものであり、例えばスプリングバックが可能な金属棒からなる。また、マンドレル１０は、上記竿本体１Ａの軸孔１ｂを成形するため、その基端側から先端側に向かって漸次径が細くなるテーパー形状（先細り形状）を有している。
【００２７】
プリプレグ１１は、炭素繊維に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させたものであり、例えば、炭素繊維を一方向に引き揃えて熱硬化性樹脂を含浸させたものや、平織、綾織又は朱子織された炭素繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたもの、短繊維化した炭素繊維を熱硬化性樹脂で固めたものなどを用いることができる。また、熱硬化性樹脂には、例えばエポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂などを用いることができる。
【００２８】
本発明では、上記キャビティの形状に合わせて、予めマンドレル１０に巻き付けられるプリプレグ１１の量を軸線方向において調整している。具体的に、本発明では、マンドレル１０に巻き付けられるプリプレグ１１の巻き付け幅分布を変えることによって、上記キャビティの大きさ（容積）に合わせてプリプレグ１１の量を調整する。
【００２９】
このプリプレグ１１の巻き付け幅分布は、図３（ａ）に示すように、マンドレル１０に巻き付けられるプリプレグ１１の面積によって、成形される竿本体１Ａの重量を変えることができる。すなわち、プリプレグ１１の面積を大きくすれば、マンドレル１０に巻き付けられるプリプレグ１１の巻付け量を増やし、成形される竿本体１Ａの重量を大きくすることが可能である。一方、プリプレグ１１の面積を小さくすれば、マンドレル１０に巻き付けられるプリプレグ１１の巻付け量を減らし、成形される竿本体１Ａの重量を小さくすることが可能である。
【００３０】
また、マンドレル１０に巻き付けられるプリプレグ１１の形状によって、成形される竿本体１Ａの重量分布及び重心位置を変えることができる。すなわち、プリプレグの巻き取り側の端部に傾斜部１１ａを設け、この傾斜部１１ａの位置や角度を調整することによって、成形される竿本体１Ａの重量分布及び重心位置を調整することが可能である。
【００３１】
また、プリプレグ１１の巻き付け幅分布を調整する際は、上述したプリプレグ１１の面積及び形状に合わせた巻き付け幅分布となるように、複数枚に分割されたプリプレグ１１をマンドレル１０に積層して巻き付けてもよい。この場合も、マンドレル１０に巻き付けられるプリプレグ１１の量を軸線方向において調整することが可能である。
【００３２】
次に、図５（ａ）に示すように、マンドレル１０にプリプレグ１１が巻き付けられた中間体１Ｂを金型２０内に設置する。
【００３３】
金型２０は、図４及び図５（ａ），（ｂ）に示すように、上記竿本体１Ａ（弓竿１）の外形形状を規定するものであり、上下方向に分割された一対の下型２１及び上型２２を有している。これら下型２１及び上型２２は、上記竿本体１Ａ（弓竿１）を軸線方向に沿った分割面を挟んで左右対称に成形するものであり、互いの突合せ面には、それぞれ上記竿本体１Ａ（弓竿１）の外形形状に対応した形状の凹部２１ａ，２２ａが形成されている。
【００３４】
そして、金型２０は、これら下型２１と上型２２とを突き合わせたときに、互いの凹部２１ａ，２２ａが突き合わされることによって、上記竿本体１Ａの外形形状に対応した空間を形成することが可能となっている。
【００３５】
なお、下型２１と上型２２とは、互いの凹部２１ａ，２２ａが左右対称に形成されている以外は同様の形状を有することから、図４においては、一方の金型２０（下型２１）のみを図示している。
【００３６】
金型２０は、図５（ａ）に示すように、下型２１の凹部２１ａ内に上記中間体１Ｂを設置した後、下型２１と上型２２とを突き合わせることによって、図５（ｂ）に示すように、型締めされた状態となる。
【００３７】
このとき、金型２０とマンドレル１０との間には、上記竿本体１Ａ（弓竿１）に対応した形状のキャビティＳが形成される。また、上記中間体１Ｂは、このキャビティＳ内に充填された状態となっている。
【００３８】
そして、型締め後に、上記中間体１Ｂを金型２０内で加熱加圧する。これにより、上記中間体１Ｂは、プリプレグ１１中の熱硬化性樹脂を硬化させながら、上記キャビティＳに対応した形状に成形されることになる。
【００３９】
次に、図６（ａ），（ｂ）に示すように、上記キャビティＳに対応した形状に成形された成形体、すなわち竿本体１Ａからマンドレル１０を抜き取る。その後、下型２１と上型２２との突き合わせを解除することによって、この竿本体１Ａ（弓竿１）を金型２０から離型させることができる。なお、マンドレル１０は、上記竿本体１Ａを金型２０から離型した後に、上記竿本体１Ａから抜き取ることも可能である。
以上のような工程を経ることによって、上記図２に示す弓竿１を作製することが可能である。
【００４０】
なお、上記弓竿１のヘッド部１ａについては、図示を省略するものの、上記中間体１Ｂとは別に、中芯型にプリプレグが巻き付けられた中間体を金型２０内に設置した後、上記中間体１Ｂと共に金型２０内で加熱加圧することで、上記竿本体１Ａと一体に成形される。
【００４１】
ところで、本発明を適用した弓竿１の製造方法は、上記竿本体１Ａの重量分布、重心位置、重量のうち少なくとも１つを調整する際に、上記マンドレル１０の径又は径の変化率（テーパー角）を軸線方向において段階的に変化させたものを用いて、上記キャビティＳの容積を変化させることを特徴としている。
【００４２】
具体的に、本発明では、例えば図７（ａ）に模式的に示すような軸線方向において径を段階的に変化させたマンドレル１０Ａを用いることができる。このマンドレル１０Ａには、その先端側から基端側に向かって順次径を大きくした部分１０ａ〜１０ｅが段差１０ｆ〜１０ｉを挟んで軸線方向に並んで設けられている。すなわち、これら各部分１０ａ〜１０ｅのテーパー角は同じであるものの、一定の距離毎に段差１０ｆ〜１０ｉを設けて各部分１０ａ〜１０ｅの径を変化させている。
【００４３】
一方、本発明では、例えば図７（ｂ）に模式的に示すような軸線方向においてテーパー角を段階的に変化させたマンドレル１０Ｂを用いることができる。このマンドレル１０Ｂには、その先端側から基端側に向かって順次テーパー角を大きくした部分１０ｊ〜１０ｎが軸線方向に並んで設けられている。すなわち、これら各部分１０ａ〜１０ｅのテーパー角は異なっており、一定の距離毎に各部分１０ａ〜１０ｅのテーパー角を変化させている。
【００４４】
本発明では、これらマンドレル１０Ａ，１０Ｂにおける各部分１０ａ〜１０ｅ，１０ｊ〜１０ｎの径や、径の変化率（テーパー角）、更に各部分１０ａ〜１０ｅ，１０ｊ〜１０ｎの長さ（段差１０ｆ〜１０ｉの間隔）などを調整することで、上記キャビティＳの容積を変化させることが可能である。
【００４５】
そして、本発明では、上記キャビティＳの容積が変化したのに合わせて、上記プリプレグ１１の巻き付け幅分布の調整を行う。すなわち、上記キャビティＳの容積に合わせて、上記マンドレル１０Ａ，１０Ｂに巻き付けられるプリプレグ１１の量を軸線方向において調整する。
【００４６】
これにより、本発明では、上記金型２０を変更することなく、この金型２０内で成形される竿本体１Ａの重量分布や重心位置、重量等を細かく且つ容易に調整することが可能となる。また、本発明では、上記竿本体１Ａの外形形状や寸法を変更することなく、この竿本体１Ａの重量分布や重心位置、重量等が精度良く調整された弓竿１を得ることが可能となる。
【００４７】
以上のように、本発明を適用した弓竿１の製造方法では、マンドレル１０の径又は径の変化率（テーパー角）を軸線方向において段階的に変化させたものを用いて、キャビティＳの容積を変化させることで、金型２０を変更することなく、この金型２０内で成形される竿本体１Ａの重量分布や重心位置、重量を細かく且つ容易に調整することが可能である。
【００４８】
また、本発明を適用した弓竿１では、軸孔１ｂの径又は径の変化率（テーパー角）を軸線方向において段階的に変化させることで、竿本体１Ａの外形形状や寸法を変更することなく、この竿本体１Ａの重量分布や重心位置、重量を精度良く調整することが可能である。
【００４９】
したがって、本発明によれば、上記図１に示す弦楽器弓を使用する使用者（弦楽器の演奏者）の嗜好に合わせて、上記弓竿１の重量分布や重心位置、重量などが細かく調整され弦楽器弓を複数取り揃えておくことが可能となる。そして、使用者は、その中から本人の嗜好に合ったものを選んで使用することが可能となる。
【００５０】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００５１】
具体的に、本発明において、上記図７（ａ），（ｂ）に示すマンドレル１０Ａ，１０Ｂの形状は、ほんの一例であり、これらマンドレル１０Ａ，１０Ｂの形状に必ずしも限定されるものではない。
【００５２】
例えば、上記図７（ａ）に示すマンドレル１０Ａでは、上記径を変化させた部分１０ａ〜１０ｅ及び段差１０ｆ〜１０ｉの配置や数等を適宜変更することが可能である。また、上記図７（ａ）に示すマンドレル１０Ａでは、上記段差１０ｆ〜１０ｉが傾斜したものであってもよい。同様に、上記図７（ｂ）に示すマンドレル１０Ｂでも、上記テーパー角を変化させた部分１０ｊ〜１０ｎの配置や数等を適宜変更することが可能である。
【００５３】
また、上記図７（ａ），（ｂ）に示すマンドレル１０Ａ，１０Ｂでは、上記各部分１０ａ〜１０ｅ，１０ｊ〜１０ｎの径を軸線方向において直線状に異ならせたり、曲線状に異ならせたりすることが可能である。さらに、これらの形状を組み合わせて上記キャビティＳの容積を変化させることも可能である。
【００５４】
すなわち、本発明では、上記成形体（竿本体１Ａ）から抜き取れるように、少なくとも先端側が基端側よりも全体として細くなる形状（先細り形状）を有するマンドレル１０を使用し、その中で上記竿本体１Ａを作製する上で必要な肉厚（キャビティＳ）を確保できる範囲で、マンドレル１０の形状を変化させたものを使用することが可能である。
【００５５】
また、本発明では、上記竿本体１Ａの重量分布、重心位置、重量のうち少なくとも１つを調整する際に、上記マンドレル１０の径又は径の変化率（テーパー角）を軸線方向において段階的に変化させたものを複数種用意し、この中から選択された一のマンドレル１０を用いて、上記キャビティＳの容積を変化させることが可能である。
【００５６】
この場合、同じ外形形状及び寸法を有する弓竿１の中で、重量分布や重心位置、重量などが段階的に調整されたものを複数取り揃えておくことが可能となる。
【００５７】
なお、本発明を適用した弓竿１は、上述したＣＦＲＰ製のものに限らず、例えば、ＧＦＲＰ製のものや、ＣＦＲＰとＧＦＲＰとを組み合わせたものなどを挙げることができ、このような繊維と樹脂との複合材料を用いたＦＲＰ製の弓竿に対して、本発明を幅広く適用することが可能である。
また、プリプレグ１１は、上述した熱硬化性樹脂を用いたものに限らず、例えばナイロン樹脂やポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）などの熱可塑性樹脂を用いたものであってもよい。
さらに、弓竿１には、例えば木目調の外装を施してもよい。これにより、木製の弓竿に近い外観を得ることが可能である。
【００５８】
また、本発明では、上記金型２０（下型２１及び上型２２）に形成された凹部２１ａ，２２ａの形状を変えて、上記弓竿１の外形形状や寸法等を変更したものを作製してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１…弓竿  １Ａ…竿本体  １ａ…ヘッド部  １ｂ…軸孔  ２…フロッグ  ３…ヘアー  ４…スクリュー  １０，１０Ａ，１０Ｂ…マンドレル（芯金）  １１…プリプレグ  ２０…金型  ２１…下型  ２２…上型  Ｓ…キャビティ
【図１】
0005899820.tif 000002
【図２】
0005899820.tif 000003
【図３】
0005899820.tif 000004
【図４】
0005899820.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005899820.tif 000007
【図７】
0005899820.tif 000008