☆   竿の構造について
☆   竿の分割セクションとカーボン素材の使い分けについて

カーボン投げ竿の積層構造には、大きく分けて次の種類の積層構造が使い分けされています。

�@フープ構造：竿の軸線に対し90度の角度でカーボンシートを巻き付けた構造

�Aバイアス構造：竿の軸線に対してカーボンシートが斜方配列する構造

�Bストレート構造：竿の軸線方向に平行にカーボンシートが配列する構造

�C織物（クロス）構造：数千本のカーボンフィラメントを縦横に編み込んだカーボン布

上記�@〜�Bは一方向性カーボンシート、�Cは縦横の二方向性カーボン布となります。

キャスティングで竿に曲がりを与えたときには、スピニングリール種目の場合ガイド取り付け面側で引張応力が、ガイド取り付け面の裏側では圧縮応力が生じますが、これらの応力は竿の継ぎ目前後やブランクス勾配が急変する箇所の、特にブランクス表面層に集中的に作用します。

これら竿の曲げ荷重が集中作用する部位（応力集中部）では、丸い断面形状を有するブランクスが楕円形状にツブレることでブランクスを縦方向に引き裂く応力も発生するため、小さな荷重でも簡単に竿が折れてしまいます。

カーボン繊維で成形されたブランクスは、引張・圧縮それぞれ単独方向の荷重にはとても強い特性を持ちますが、ブランクス径のツブレ方向には非常に脆い性質を持つのです。

カーボン投げ竿が登場した初期（1970年代末）には、ブランクスのカーボン繊維積層の中間などにガラス繊維の織物を挟み込み、ブランクスの潰れ方向の応力に耐える設計をしていたようですが、やはりガラス繊維の配合率が高いと竿の自重が重くなり、反発力がスポイルされる点がネックとなっていました。

1980年代中頃には、竿の品質表示としてカーボン繊維含有率の明記が推奨され、各メーカー一斉にモデルチェンジを実施。それまでカーボン繊維とガラス繊維の配合比率はブラックボックス情報であったものが一気に95〜99%カーボン繊維製に切り替わりました。

当時の公正取引委員会指針では、カーボン繊維含有率25%以上でなければ「カーボン竿」と表示できなかった点から推測して、この頃姿を消した「カーボン竿」のほとんどはガラス繊維の配合比率がかなり高いものであったと思われます。

そんな中、リョービ・煌プロスカイヤーPC（Pure-Carbon）やその後継モデル：EX煌プロスカイヤーは、いち早く100%カーボン繊維でキャスティング競技用投げ竿を実現。発売から25年近く経過した今でもこれらの竿を現役で使用する選手もいるほどに長持ちの秘訣は、カーボンフィラメントが一方向に揃ったカーボンシートだけでなくカーボンフィラメントを数千本ずつ縦横に編み込んだ織物を使用した積層構造にあるようです。

カーボン織物は一方向性カーボンシートに比べると製造コストが高く、織物の厚さが大きいことと製竿するために多量のレジン（エポキシ）が必要となり、出来上がるブランクスは太くて重いものになりますが、ブランクスに作用する応力を分散させる能力に優れます。

つまり、軽さと反発力を阻害することなく耐折れ性能やネジレ剛性を向上するための、構造補強の第一歩がカーボン織物の採用だったのです。

リョービは後にもカーボン織物とカーボンシートの交互積層を貫き、キャスティング競技用投げ竿としてGFXプロスカイヤーやBORONプロスカイヤーなど、今でも絶賛される高反発ロッドを開発。

「これぞキャスティング競技用投げ竿」とキャスターをうならせるポイントは、竿の軸線方向に高弾性カーボンシートを敷き詰めつつ最表面層を高密度カーボン織物で構造補強することで、竿全体が弧を描いて曲がる胴調子アクションを実現した点が挙げられます。

このため、実釣用としては扱い難く万人受けしない硬派な投げ竿でしたが、飛距離優先のパワーキャスターには垂涎のモデル郡として今なお人気は根強いようです。

一方他のメーカーでは、曲げ荷重を加えた際の直径方向のツブレに対する補強構造として、ブランクス肉厚の中央付近に「バイアス構造」を配置したり、ブランクスの最内周から肉厚中央付近に「フープ構造」を配置したカーボン積層を採用しています。

また、ブランクスの最外周面に低弾性・高伸度カーボンヤーン（リボン，テープ状のもの）をスパイラル状またはX状，網目状に巻き付けた積層構造も併せて採用。

竿の軸線に対して45〜90度の角度で、ブランクス最外周面に繊維密度の高いカーボンテープを巻き付け、竿が曲がる際に生じるブランクス直径方向へのツブレ力を効率的に分散し、局部的な曲がり節の発生を防止する構造的補強を実現しました。

ブランクス最表面層にカーボンテープを巻き付ける構造が誕生した1980年代中頃には、「ハイパワーX」や「パワーメッシュ」，「スパイラルX」などの商品名で構造補強をアピールすることがトレンドにもなりました。

カーボン織物やバイアス構造は、いずれもフラッグシップモデルかそれに準じたモデルのみに採用されていますが、カーボンテープをX巻きした構造補強を採用するシマノでは、カーボンテープの幅や厚みを種々使い分けることで竿の調子や硬さ，反発力が異なる竿を様々な価格帯でラインナップしています。

これらのブランクス補強構造はキャスティング競技用も実釣用もほぼ同じもののように見えますが、採用するカーボン材の弾性率やレジン種，レジン量と、積層厚さを微妙にコントロールすることで様々な釣り味（投げ味）の竿に設計されているようです。

バイアス構造は、竿の分割セクションのうち入力される曲げ荷重を特に大きく受け支える#2セクションだけに採用できることが特徴ですが、バイアス構造の外側に巻き付けるカーボン繊維の弾性率や繊維密度（シートと織物の使い分けなど）によってハードスペックやコンペティションモデルといった兄弟機種をラインナップしているのが、ダイワ・サンダウナーシリーズの特徴です。

一方シマノは、約20年前から採用しているカーボンテープを竿の最表面層に巻き付ける設計において、竿の分割セクションごとにカーボンテープの材質や繊維密度を微妙に使い分けることで、幅広いユーザーニーズに対応した硬さ，反発力，曲がり調子などの要求特性を細身軽量設計の中で実現しています。

具体的には、しなやかさとネジレ剛性の兼ね備えが求められる穂先セクションでは細い（低密度）カーボンテープで構成し、キャスティング中最も大きな曲げ荷重を受け支える#2，#3セクションには太い（高密度）カーボンテープで構成して応力分散性と振動減衰性を高めています。

また、竿のスペックや価格帯に応じてカーボン素材のグレードを微調整することも併せて行い、竿の設計自由度を高めているようです。

投げ竿に関する考察　�Aにつづく・・・