(57)【要約】【課題】曲げ剛性に優れ、コスト的にも優れた筒状体を提供する。【解決手段】基端部で支持されて略水平方向に延びる片持ち状態での使用に適用される筒状体であって、繊維強化樹脂製の筒状の本体部２１と、繊維Ｆが前記本体部２１の軸方向に沿うように延びる繊維強化樹脂製の補強部２２を備え、前記補強部２２では、径方向断面あたりの繊維量が前記基端部から先端部に向かって少なくなっている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端部で支持されて略水平方向に延びる片持ち状態での使用に適用される筒状体であって、
繊維強化樹脂製の筒状の本体部と、繊維が前記本体部の軸方向に沿うように延びる繊維強化樹脂製の補強部を備え、
前記補強部では、径方向断面あたりの繊維量が前記基端部から先端部に向かって少なくなっていることを特徴とする筒状体。
【請求項２】
基端部で支持されて略水平方向に延びる片持ち状態での使用に適用される筒状体の製造方法であって、
長尺状の芯材に繊維強化樹脂製のプリプレグシートを巻きつけて本体層を形成する本体層形成工程と、
繊維強化樹脂製の複数のプリプレグシートを、繊維の配向方向が前記芯材の軸方向に沿うように積層して補強層を形成する積層工程と、
前記本体層及び前記補強層が形成された予備成形体を加圧及び加熱して成形体を形成する成形工程と
を備え、
前記積層工程では、前記プリプレグシートの積層数が基端部から先端部に向かって少なくなるように積層することを特徴とする筒状体の製造方法。
【請求項３】
前記積層工程では、前記芯材の軸方向に沿う方向の長さが異なる複数の前記プリプレグシートを積層するとともに、複数の前記プリプレグシートのうち、長さが長い前記プリプレグシートを、長さが短い前記プリプレグシートの外側に積層する請求項２に記載の筒状体の製造方法。
【請求項４】
前記積層工程では、複数の前記プリプレグシートを前記本体層の周面の基端縁から積層する請求項３に記載の筒状体の製造方法。
【請求項５】
前記積層工程では、前記本体層の周面の周方向の一部に第１補強層を積層するとともに、前記本体層の周面の周方向の一部であって前記第１補強層と対向する部分に第２補強層を積層する請求項２〜４のいずれか一項に記載の筒状体の製造方法。
【請求項６】
前記成形体の外周面に受け部を取り付ける受け部取り付け工程をさらに備え、
前記受け部取り付け工程では、前記積層工程で積層された前記プリプレグシートの端縁が位置する以外の部分に前記受け部を取り付ける請求項２〜５のいずれか一項に記載の筒状体の製造方法。
【請求項７】
前記受け部が取り付けられる部分の最外層にクロスプリプレグシートを積層する請求項６に記載の筒状体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂製の筒状体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の製造工程で、同装置に使用されるガラス基板等を収納するための基板収納カセットやガラス基板等を搬送するための搬送ロボットが知られている。基板収納カセットや搬送ロボットには、ガラス基板等を支持するための複数のサポートバーが取り付けられている。例えば、基板収納カセット内のサポートバーは、その基端部で基板収納カセット奥の側面に取り付けられ、片持ち状態で支持されている。そのため、その先端部に行くに従って撓み量が大きくなりやすい。特に近年では、ガラス基板等の大型化に伴ってサポートバーが長尺化しており、その傾向が顕著となっている。これは、搬送ロボットに取り付けられたサポートバーについても同様である。
【０００３】
撓み量を抑制して曲げ剛性を付与するべく、サポートバーを繊維強化樹脂で成形することが知られている。特許文献１には、曲げ剛性に優れた炭素繊維強化樹脂を使用したサポートバーに係る発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１８８８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるサポートバーは、ガラス繊維強化樹脂製のベースパイプの上面及び下面に炭素繊維強化樹脂製の補強部が形成され、側面に整形部が形成された楕円筒形状をなしている。炭素繊維強化樹脂は引張弾性率の高いものほど高価であることから、補強部に使用する炭素繊維強化樹脂は、引張弾性率の異なる複数の炭素繊維強化樹脂を併用する構成としている。使用時の固定端側の領域には相対的に引張弾性率の高い炭素繊維強化樹脂を使用する一方で、自由端側の領域には相対的に引張弾性率の低い炭素繊維強化樹脂を使用している。これにより、曲げ剛性の向上とコストの低減が図れるとしている。
【０００６】
しかし、曲げ剛性の向上とコストの低減の観点からは、なお改善の余地がある。本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、曲げ剛性に優れ、コスト的にも優れた筒状体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の筒状体は、基端部で支持されて略水平方向に延びる片持ち状態での使用に適用される筒状体であって、繊維強化樹脂製の筒状の本体部と、繊維が前記本体部の軸方向に沿うように延びる繊維強化樹脂製の補強部を備え、径方向断面あたりの繊維量が前記基端部から先端部に向かって少なくなっている。
【０００８】
上記の構成によれば、基端部で支持されて片持ち状態で使用される筒状体の自由端側の先端部では、径方向断面積あたりの繊維強化樹脂の繊維量が基端部より少ない。そのため、基端部側にはより剛性が付与されるとともに、先端部側での重量を抑えることができる。先端部での撓み量を抑制して曲げ剛性に優れた筒状体が得られる。また、先端部での径方向断面積あたりの繊維量を少なくすることで必要な繊維強化樹脂が抑えられる。コスト的に優れた筒状体が得られる。
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の筒状体の製造方法は、基端部で支持されて略水平方向に延びる片持ち状態での使用に適用される筒状体の製造方法であって、長尺状の芯材に繊維強化樹脂製のプリプレグシートを巻きつけて本体層を形成する本体層形成工程と、繊維強化樹脂製の複数のプリプレグシートを、繊維の配向方向が前記芯材の軸方向に沿うように積層して補強層を形成する積層工程と、前記本体層及び前記補強層が形成された予備成形体を加圧及び加熱して成形体を形成する成形工程とを備え、前記積層工程では、前記プリプレグシートの積層数が基端部から先端部に向かって少なくなるように積層する。
【００１０】
上記の構成によれば、繊維強化樹脂製のプリプレグシートの積層数が基端部から先端部に向かって少なくなるように積層して補強層を形成している。補強層として、片持ち状態で支持される筒状体の基端部には繊維強化樹脂製のプリプレグシートが多く積層されるようにし、加わる曲げモーメントが基端部より小さい先端部には少なく積層されるようにしている。そのため、より少ない繊維強化樹脂で、撓み量が抑制されて曲げ剛性に優れた筒状体を製造することができる。また、プリプレグシートの積層数を先端部に向かって少なくすることができるため、プリプレグシートの使用量が抑制される、コスト的に優れた筒状体を製造することができる。
【００１１】
上記の構成において、前記積層工程では、前記芯材の軸方向に沿う方向の長さが異なる複数の前記プリプレグシートを積層するとともに、複数の前記プリプレグシートのうち、長さが長い前記プリプレグシートを、長さが短い前記プリプレグシートの外側に積層することが好ましい。
【００１２】
上記の構成において、前記積層工程では、複数の前記プリプレグシートを前記本体層の周面の基端縁から積層することが好ましい。
上記の構成において、前記積層工程では、前記本体層の周面の周方向の一部に第１補強層を積層するとともに、前記本体層の周面の周方向の一部であって前記第１補強層と対向する部分に第２補強層を積層することが好ましい。
【００１３】
上記の構成において、前記成形体の外周面に受け部を取り付ける受け部取り付け工程をさらに備え、前記受け部取り付け工程では、前記積層工程で積層された前記プリプレグシートの端縁が位置する以外の部分に前記受け部を取り付けることが好ましい。
【００１４】
上記の構成において、前記受け部が取り付けられる部分の最外層にクロスプリプレグシートを積層することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、曲げ剛性に優れ、コスト的にも優れた筒状体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の筒状体の斜視図。
【図２】筒状体の断面模式図であり、（ａ）は図１のＡ‐Ａ線での断面模式図、（ｂ）は図１のＢ‐Ｂ線での断面模式図。
【図３】筒本体の断面模式図であり、（ａ）は図１のＡ‐Ａ線での断面模式図、（ｂ）は図１のＢ‐Ｂ線での断面模式図。
【図４】本体層と補強層の構成について説明する図。（ａ）は筒状体の長手方向断面の構成について説明する図、（ｂ）は筒本体の径方向断面の構成について説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の筒状体を具体化した一実施形態を、図１〜図４に基づいて説明する。本実施形態の筒状体１０は、基板収納カセットや搬送ロボット等に取り付けられる繊維強化樹脂製サポートバーに適用される。
【００１８】
図１に示すように、筒状体１０は、筒本体２０と筒本体２０の外周面に取り付けられた複数の受けコマ３０を有している。筒状体１０は、筒本体２０の基端部２０ｂに取り付けられた取付部４０を介して基板収納カセットの内側面等に略水平方向に延びるように固定されて片持ち状態で使用されるものであり、筒本体２０の基端部２０ｂが固定端となり先端部２０ａが自由端となる。受けコマ３０は、筒状体１０が固定された状態で上側となる筒本体２０の外周面に取り付けられており、液晶基板等の下面を支持する受け部として機能する。以下では、使用状態での筒状体１０の上下方向を筒本体２０の上下方向として説明する。
【００１９】
図１及び図２に示すように、筒本体２０は、内周面と外周面がともに基端部２０ｂから先端部２０ａに行くほど徐々に小径となるテーパ筒状に形成されている。また、相対的に小径な先端部２０ａは、相対的に大径な基端部２０ｂより軽量であり、基端部２０ｂから先端部２０ａに行くほど徐々に軽量となっている。
【００２０】
図２に示すように、筒本体２０は、内周側に形成されたほぼ円筒形状の本体部２１と、本体部２１の上下方向外周側に形成された一対の補強部２２を有しており、長手方向全体の外形が楕円筒形状に形成されている。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、筒本体２０の本体部２１は、断面円形状で基端部２０ｂから先端部２０ａへ行くほど徐々に小径となっており、本体部２１の上下には、基端部２０ｂから先端部２０ａへ行くほど少なくなるように補強部２２が形成されている。そのため、筒本体２０の外形は、基端部２０ｂ側ほど大径であるとともに上下方向の高さが大きい断面楕円形状をなし、先端部２０ａ側ほど小径であるとともに上下方向の高さが小さい断面楕円形状をなしている。また、筒本体２０の基端部２０ｂでは、断面積全体に占める補強部２２の割合が相対的に多く、先端部２０ａに行くほど断面積全体に占める補強部２２の割合が相対的に少なくなっている。
【００２１】
筒本体２０は、炭素繊維等の強化繊維に熱硬化性樹脂等の成形用樹脂を含浸させた繊維強化樹脂製のプリプレグシートを複数層積層して熱硬化させることによって形成されてなるものである。そのため、本体部２１と補強部２２では樹脂が溶融して一体化した状態で硬化している。図２は、筒状体１０の基端部２０ｂと先端部２０ａの断面模式図であり、本体部２１と補強部２２の形成状態を示すものである。図２では、本体部２１と補強部２２の境界部分を示しているが、実際には、本体部２１を構成する樹脂と補強部２２を構成する樹脂は溶融により一体化しており、樹脂の境界部分は明瞭ではない。
【００２２】
繊維強化樹脂を構成する繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、各種セラミックス繊維、ボロン繊維、銅、ステンレス等の金属繊維、アモルファス繊維、芳香族ポリアミド等の有機繊維、それらの混織物等を用いることができる。炭素繊維の場合、ＰＡＮ系であってもピッチ系であってもよい。曲げ剛性に優れた筒状体１０を得るためには、炭素繊維強化樹脂を使用することが好ましく、コスト面を考慮するとガラス繊維強化樹脂を使用することが好ましい。繊維の種類は曲げ剛性やコスト面を考慮して適宜選択すればよい。繊維は１種類であってもよく、複数種類を併用してもよい。
【００２３】
また、繊維強化樹脂を構成する成形用樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。本体部２１と補強部２２は、同じか或いは異なる種類の繊維に同じ材質の熱硬化性樹脂を含侵させた繊維強化樹脂で構成されていることが好ましい。
【００２４】
筒本体２０の本体部２１では、繊維が筒本体２０の長手方向に対して、±４５゜のバイアス方向に配向されていてもよく、９０゜のフープ方向に配向されていてもよく、０゜のストレート方向に配向されていてもよい。また、繊維の配向方向が異なるものが適宜混合されていてもよい。一方、筒本体２０の補強部２２では、筒状体１０の曲げ剛性を向上させる観点から、繊維が筒本体２０の長手方向に対して０゜方向に配向されている。なお、補強部２２では、０゜以外の方向に配向されている繊維を含んでいてもよい。
【００２５】
図３に示すように、本実施形態の筒本体２０の本体部２１及び補強部２２は、ともに繊維強化樹脂製の複数層のプリプレグシートが積層されて形成されており、その断面では、プリプレグシートを積層した状態を、繊維Ｆの層が積層された状態として視認することができる。つまり、本体部２１及び補強部２２では、溶融して一体化した状態で硬化した熱硬化性樹脂の中に、繊維Ｆが周方向に並んだ層が積層された状態として視認することができる。なお、図３は筒状体１０の断面模式図であり、繊維Ｆの層がわかりやすいように、対応するプリプレグシートの層を二点鎖線で示し、筒状体１０の上下方向の寸法を図２より大きく示している。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、基端部２０ｂ側の補強部２２では、繊維Ｆの層が相対的に多く積層されており、先端部２０ａ側の補強部２２では、繊維Ｆの層が相対的に少なく積層されている。繊維Ｆの層の積層数は、基端部２０ｂから先端部２０ａに向かって少なくなっている。また、繊維Ｆの層の積層数が基端部２０ｂから先端部２０ａに向かって少なくなっていることにより、径方向断面積あたりの繊維量も基端部２０ｂから先端部２０ａに向かって少なくなっている。つまり、基端部２０ｂ側の補強部２２では、径方向断面積あたりの繊維量が相対的に多く、先端部２０ａ側の補強部２２では、径方向断面積あたりの繊維量が相対的に少ない。
【００２７】
ここで、繊維Ｆの層の積層数が基端部２０ｂから先端部２０ａに向かって少なくなっているとは、連続的に少なくなっている場合だけでなく、段階的に少なくなっている場合も含むものとする。また、必ずしも筒本体２０のすべてにおいて、繊維Ｆの層の積層数が基端部２０ｂ側より先端部２０ａ側が少ない場合に限定されない。筒本体２０の一部で基端側より先端側が多い部分があったとしても、全体として基端部２０ｂから先端部２０ａに向かって少なくなっていればよい。径方向断面積あたりの繊維量についても同様である。
【００２８】
次に、筒状体１０の製造方法について図４に基づいて説明する。
本実施形態の筒状体１０の製造方法は、長尺状の芯材に繊維強化樹脂製のプリプレグシートを巻きつけて本体層を形成する本体層形成工程、本体層の外周面に繊維強化樹脂製の複数のプリプレグシートを積層して補強層を形成する積層工程、本体層及び補強層が形成された予備成形体の外周面にラッピングテープを巻きつけるラッピング工程、ラッピングテープが巻きつけられた予備成形体を加熱して成形体を形成する成形工程、成形体の外周面を研磨、塗装等する研磨工程、成形体の外周面に受けコマ３０を取り付ける受け部取り付け工程を備えている。本体層形成工程により形成された本体層は、筒本体２０の本体部２１となり、積層工程により形成された補強層は、筒本体２０の補強部２２となる。なお、図４（ａ）、（ｂ）は本体層と補強層の構成について説明する模式図であり、筒本体２０の本体部２１となる本体層の構成を「２１」で示し、補強部２２となる補強層の構成を「２２」で示している。また、筒状体１０の固定端（筒本体２０の基端部２０ｂ）に対応する部分を基端、筒状体１０の自由端（筒本体２０の先端部２０ａ）に対応する端部を先端と言うものとする。さらに、筒状体１０の使用状態での上下方向で、本体層、補強層、予備成形体、成形体の上下方向を言うものとする。
【００２９】
本体層形成工程では、芯材としてのマンドレルにシート状の繊維強化樹脂製のプリプレグシートを複数層巻き付けて本体層を形成する。マンドレルは断面円形状であり、基端から先端に向かうにつれて連続的に小径となるテーパ状に形成されている。マンドレルは、筒状体１０より長手方向の長さが少し長いものを使用する。
【００３０】
マンドレルに巻きつける繊維強化樹脂製のプリプレグシートは、炭素繊維等の強化繊維に方向性を持たせた状態で熱硬化性樹脂を含浸させたものを使用する。プリプレグシートとしては、同一方向に配列された多数本の強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させてなるＵＤプリプレグシート、強化繊維の織物や編物に熱硬化性樹脂を含侵させてなるクロスプリプレグシートを使用することが好ましい。本体層におけるプリプレグシートの積層数は特に限定されないが、筒状体１０の曲げ剛性とコストとの両立の観点から、１〜５層程度であることが好ましい。例えば、ガラス繊維強化樹脂製の２層のクロスプリプレグシートを、その繊維方向がマンドレルの軸方向に対して±４５゜をなすように積層して本体層を形成する。
【００３１】
次に、積層工程では、本体層の外周面に、繊維強化樹脂製の複数層のプリプレグシートからなる補強層を積層する。補強層を形成するプリプレグシートは、曲げ剛性に優れた筒状体１０を得るために、炭素繊維強化樹脂のプリプレグシートを使用することが好ましい。また、プリプレグシートしては、ＵＤプリプレグシート、クロスプリプレグシートを使用することができるが、曲げ剛性に優れた筒状体１０を得るためには、ＵＤプリプレグシートを使用することが好ましい。また、ＵＤプリプレグシート、クロスプリプレグシートのいずれを使用する場合であっても、その繊維の配向方向がマンドレル（本体層）の軸方向に沿う０゜方向となるように配向する。
【００３２】
図４（ａ）に示すように、補強層は、長手方向の長さが異なる複数種類の短冊状シートを本体層の外周面に積層して形成する。複数種類の短冊状シートは、長手方向の長さが異なるようにプリプレグシートを切り出すことにより形成する。ここでは、補強層を形成する複数種類の短冊状シートをそれぞれ「不等長シート」と言うものとする。また、長手方向の長さが短いものから順に「不等長シート１」、「不等長シート２」、・・・と言うものとする。各不等長シートの長手方向の長さや種類は特に限定されないが、実現したい曲げ剛性及びコストとの両立の観点から、適宜の長さや種類に調整すればよい。例えば、本体層の長手方向の長さの約１／３程度の長さから、本体層の長手方向の長さとほぼ同一の長さまでの範囲であって、適宜選択された２〜２０種類程度の長さのものを調整することができる。また、各不等長シートの短手方向の長さはほぼ同じに形成されている。
【００３３】
図４（ｂ）に示すように、各不等長シートは、本体層の外周面の周方向の一部である本体層の上側の外周面と下側の外周面にそれぞれ積層する。上側の補強層と下側の補強層の不等長シートの構成は同じとすることが好ましい。こうすることで、筒状体１０の反りを抑制することができる。また、上側の補強層と下側の補強層の不等長シートは、筒状体１０を片持ち状態で固定した状態での本体層断面における重心位置に対して上下に対向する位置に積層する。上側の補強層と下側の補強層の短手方向の長さは、筒状体１０の高い曲げ剛性と製造コストの点から、それぞれ本体層の周長の約１／６〜１／３程度であることが好ましい。
【００３４】
各不等長シートにおけるプリプレグシートの積層数は特に限定されないが、筒状体１０の曲げ剛性とコストとの両立の観点から、１〜５層程度であることが好ましい。各不等長シートにおけるプリプレグシートの積層数は、補強層に使用するプリプレグシートの使用量（繊維強化樹脂の使用量）が、筒本体２０全体に使用するプリプレグシートの使用量（繊維強化樹脂の使用量）に対して３５％以上であることが好ましく、５５％以上であることがより好ましい。補強層の繊維強化樹脂量の割合がこの範囲であると、筒状体１０の製造コストを抑えつつ曲げ剛性を向上させることができる。
【００３５】
図４（ａ）に示すように、各不等長シートは、長手方向の一端縁を本体層の基端縁に合わせ、本体層の先端縁に向けて延びるように積層することが好ましい。また、外層側ほど長手方向の長さが長い不等長シートを積層し、最外層の不等長シートは、本体層の長手方向全長に亘る長さを有するものを積層することが好ましい。
【００３６】
図４（ａ）に示す例では、不等長シートを長手方向の長さが異なる６種類で構成している。最も長手方向の長さが短い不等長シート１が本体層の長手方向の長さの約２／５程度であり、最も長手方向の長さが長い不等長シート６が本体層の長手方向とほぼ同じ長さである。不等長シート２、３、４、５の長手方向の長さは、不等長シート１と不等長シート６の間であって、不等長シート１から不等長シート６に向けて順に同じ長さ分ずつ長くなるように構成されている。例えば、各不等長シート１、２、３、４、５、６は、それぞれ炭素繊維強化樹脂製のＵＤプリプレグシートからなる２層の長尺状シートで構成し、その繊維方向が本体層の軸方向に沿う０゜方向に配向して積層されている。
【００３７】
また、積層工程では、受け部取り付け工程で取り付ける受けコマ３０の取付け位置に対応する部分（以下、受け部取り付け部分と言う。）を少なくとも含む領域の最外層にクロスプリプレグシートを積層することが好ましい。これは、最も外層側にある不等長シートの最外層をクロスプリプレグシートで構成することによっても可能である。例えば、図４（ａ）に示す不等長シート６が２層のプリプレグシートで構成されている場合、２層のプリプレグシートをともにクロスプリプレグシートで構成してもよく、最外層の１層をプリプレグシートで構成してもよい。或いは、最も外層側にある不等長シート（図２（ａ）の不等長シート６）の最外層のプリプレグシートの受け部取り付け部分を覆うように、クロスプリプレグシートからなる小片をさらに積層することで構成することも可能である。
【００３８】
このようにして、本体層の外周面に繊維強化樹脂製の複数のプリプレグシートからなる補強層が積層された予備成形体が得られる。
ラッピング工程では、予備成形体の外周面にラッピングテープを巻きつける。ラッピングテープは、予備成形体の外周面に長手方向に少しずつずらしながら、張力をかけた状態で複数回巻回する。
【００３９】
加熱工程では、ラッピングされた予備成形体を加熱炉内で加熱して成形体を形成する。加熱温度及び加熱時間は、積層されたプリプレグシート中の熱硬化性樹脂の種類及び予備成形体の形状、或いは大きさにより適宜決定すればよい。加熱炉内での予備成形体の加熱により、補強層中の熱硬化樹脂が本体層中の熱硬化樹脂とともに加熱溶融する。このとき、張力を掛けた状態のラッピングテープにより、予備成形体の外周面が断面楕円形状に整形される。加熱炉内での一定時間の加熱後、ラッピングされた予備成形体を加熱炉から取り出して室温まで冷却することで、溶融されて本体層及び補強層が一体化した予備成形体中の熱硬化樹脂が冷却硬化され、外周面が楕円形状に連続して一体化した成形体（筒本体２０）が得られる。本体層形成工程で形成された本体層は筒本体２０の本体部２１となり、積層工程で積層された補強層は筒本体２０の補強部２２となる。本体部２１と補強部２２では樹脂が溶融して一体化するとともに、本体部２１及び補強部２２を構成するプリプレグシートに配向された繊維Ｆは、プリプレグシートの積層順に層状に積層された状態となる（図３（ａ）、（ｂ）参照）。
【００４０】
続いて、研磨工程では、成形体からラッピングテープを除去した後、成形体の外周面を研磨、塗装等する。
図２、図３及び図４（ａ）に示すように、受け部取り付け工程では、成形体の外周面に受けコマ３０を取り付ける。受けコマ３０は、上側の補強部２２の最上部の位置であって、筒本体２０の長手方向の複数個所に取り付ける。受けコマ３０の取り付け個数は特に限定されないが、例えば、成形体の先端、中央、基端の合計３箇所に取り付けることが好ましい。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、受けコマ３０の取付け位置は、不等長シートの端縁の位置で決定する。具体的には、複数の受けコマ３０のうちの少なくとも一つは、不等長シートの端縁が位置する以外の部分に取り付ける。各不等長シートは、それぞれの先端側の端縁が成形体（筒本体２０）の長手方向の中間に位置しており、不等長シートの端縁の位置では、その両側で不等長シートの積層枚数が異なっている。そのため、受けコマ３０を不等長シートの端縁が位置する以外の部分に取り付けると、不等長シートの積層枚数が異なる境界部分に受けコマ３０が取り付けられることが回避され、受けコマ３０の取り付け状態を安定させることができる。
【００４２】
本実施形態の筒状体１０の作用について以下に説明する。
本実施形態の筒状体１０は、基板収納カセットのサポートバーに適用され、筒本体２０の基端部２０ｂに取り付けられた取付部４０により、基端部２０ｂが固定端とされ、先端部２０ａが自由端とされた片持ち状態で基板収納カセットの側面に固定される。筒本体２０は、先端部２０ａから基端部２０ｂにかけて徐々に大径となるテーパ筒状に形成されている。また、基端部２０ｂから先端部２０ａに行くほど徐々に軽量になっている。そのため、筒本体２０は相対的に大径な基端部２０ｂでの剛性が高く、相対的に小径で軽量な先端部２０ａでの撓み量が抑制される。
【００４３】
また、筒本体２０には、筒状体１０が固定された状態での本体部２１の上下方向外周側に補強部２２が形成されている。補強部２２により、基板収納カセットに固定された筒状体１０に対して鉛直方向に重力が作用したり、基板を支持した状態で鉛直方向に基板の重量が作用したりしても、筒状体１０が撓みにくい。
【００４４】
補強部２２は、長手方向の長さの異なる複数種類の不等長シートを積層してなる補強層から形成されており、各不等長シートは、長手方向の一端縁を本体層の基端縁に合わせ、本体層の先端縁に向けて延びるように積層している。これにより、筒本体２０の基端部２０ｂでは、断面積全体に占める補強部２２の割合が相対的に多く、先端部２０ａに行くほど断面積全体に占める補強部２２の割合が相対的に少なくなっている。また、筒本体２０の基端部２０ｂ側の補強部２２では、繊維Ｆの層の積層数が相対的に多く、先端部２０ａに行くほど繊維Ｆの層の積層数が相対的に少なくなっている。そして、径方向断面積あたりの繊維量も基端部２０ｂから先端部２０ａに向かって少なくなっている。そのため、基端部２０ｂ側での剛性が高く、先端部２０ａ側に行くほど軽量となって、先端部２０ａでの撓み量が抑制される。
【００４５】
本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態の筒状体１０は、繊維強化樹脂製の本体部２１と、本体部２１の外周に設けられて繊維Ｆが本体部２１の軸方向に沿うように延びる補強部２２を備えている。補強部２２では、径方向断面あたりの繊維量が基端部２０ｂから先端部２０ａに向かって少なくなっている。つまり、基端部２０ｂで支持されて片持ち状態で使用される筒状体１０の自由端側では、補強部２２における径方向断面あたりの繊維量が固定端側より少ない。
【００４６】
そのため、基端部２０ｂ側にはより剛性が付与されるとともに、先端部２０ａ側での重量を抑えることができる。先端部２０ａでの撓み量を抑制して曲げ剛性に優れた筒状体１０が得られる。
【００４７】
（２）本実施形態の筒状体１０の補強部２２は、本体部２１の外周面の周方向の一部と、対向する周方向の一部にそれぞれ形成されている。そのため、補強部２２が本体部２１の外周面の周方向の全体に形成されている場合に比べて、繊維強化樹脂の使用量を少なくすることができる。筒状体１０の製造コストを抑制することができる。
【００４８】
（３）本実施形態の筒状体１０は、先端部２０ｓほど小径のテーパ形状に形成されている。そのため、先端部２０ａ側での重量を抑えて、先端部２０ａでの撓み量を抑制することができる。
【００４９】
（４）本実施形態の筒状体１０の製造方法では、本体層の外周面に、繊維強化樹脂製の複数のプリプレグシート（不等長シート）からなる補強層を積層して予備成形体を形成する積層工程を備えている。積層工程では、複数種類の不等長シートの積層数が基端部から先端部に向かって少なくなるように積層している。そのため、基端部２０ｂほど繊維強化樹脂量が多く、繊維Ｆの層の積層数が多い筒状体１０を、不等長シートの積層数を部位によって変えることで容易に製造することができる。先端部２０ａでの撓み量が抑制されて曲げ剛性に優れた筒状体１０の製造が容易である。
【００５０】
（５）筒本体２０の先端部２０ａに行くほど繊維Ｆの層の積層数を少なくすることで、筒状体１０を製造するために必要な繊維強化樹脂量を抑えることができる。また、径方向断面積あたりの繊維量を少なくすることで、筒状体１０を製造するために必要な繊維強化樹脂量を抑えることができる。筒状体１０の製造コストを抑制することができる。
【００５１】
（６）積層工程では、長手方向の長さが異なる複数種類の不等長シートを準備し、先端部に行くほど不等長シートの積層数が少なくなるように積層している。つまり、径方向断面あたりの繊維量が基端部２０ｂから先端部２０ａに向かって少なくなる補強部２２の構成を、プリプレグシートの積層数の調整により容易に実現することができる。また、複数種類の不等長シートの適宜の組み合わせにより、先端部２０ａに向かって繊維Ｆの積層数が少なくなるように調整したり、繊維量が少なくなるように調整したりすることが容易にできる。コスト的に優れた筒状体１０の設計が容易にできる。
【００５２】
（７）本実施形態の積層工程では、長手方向の長さが異なる複数種類の不等長シートを本体層の外周面の基端縁から積層している。そのため、長さが異なる不等長シートの位置合わせがしやすく、作業をスムーズに行うことができる。
【００５３】
（８）本実施形態の積層工程では、長手方向の長さが異なる複数種類の不等長シートを積層するとともに、複数の不等長シートのうち、長さが長い不等長シートを、長さが短い不等長シートの外側に積層している。そのため、長さが異なる複数種類の不等長シートを積層したとしても、長さが短い不等長シートの端縁の位置が、長さが長い不等長シートで覆われる。不等長シートの端縁の位置で不等長シートの積層枚数が異なることによる厚み分の段差が生じたとしても、筒本体２０の外周面への影響が生じにくい。外面形状に優れた筒本体２０、筒状体１０が得られる。
【００５４】
（９）本実施形態の受け部取り付け工程では、積層工程で積層された不等長シートの端縁が位置する以外の部分に受けコマ３０を取り付けている。不等長シートの端縁の位置での段差を避けて受けコマ３０を取り付けることができる。そのため、受けコマ３０の取り付け状態を安定させることができる。
【００５５】
（１０）本実施形態の積層工程では、受けコマ３０が取り付けられる部分の補強層の外側にクロスプリプレグシートを積層している。受けコマ３０が取り付けられる部分の補強層の最外層がＵＤプリプレグシートであると、受けコマ３０の取り付け穴の穴開け加工によって切断された繊維の端縁が筒状体１０の外周面から突出したり、繊維方向に裂けて剥離したりする場合がある。この点、最外層を繊維が織物状に織り込まれたクロスプリプレグシートとすることで、受けコマ３０の取り付け穴の加工によって繊維が切断されたとしても、繊維の端縁の突出や裂けを抑制することができる。
【００５６】
上記実施形態は、次のように変更できる。なお、上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて適用することができる。
・上記実施形態の筒本体２０は、本体部２１の上下に補強部２２が形成されているが、補強部２２が本体部２１の全周に形成されていてもよい。
【００５７】
・上記実施形態の筒本体２０は、本体部２１の外周側の上下に補強部２２が形成されているが、本体部２１の内周側の上下に補強部２２が形成されていてもよい。この場合、補強層となる各不等長シートをマンドレルの上下に積層した後、本体層となるプリプレグシートを不等長シートの外周面に巻き付ければよい。また、本体層となるプリプレグシートの最外層をクロスプリプレグシートとするか、その最外層における受け部取り付け部分を少なくとも含む領域の外層にクロスプリプレグシートを積層する。
【００５８】
・上記実施形態の筒本体２０は、本体部２１の外周側に補強部２２が形成されているが、本体部２１、補強部２２が複数存在していてもよい。例えば、最も内層側の１番目の本体部２１の外周側に１番目の補強部２２が形成され、さらにその外周側に２番目の本体部２１が形成され、さらにその外周側に２番目の補強部２２が形成されるというように、本体部２１と補強部２２とが交互に形成されていてもよい。この場合、例えば、１番目の本体層となるプリプレグシートをマンドレルに巻き付けた後、不等長シートを上下に積層し、さらにその外周に２番目の本体層となるプリプレグシートを巻き付けるといった方法を採用することができる。
【００５９】
・上記実施形態の筒本体２０は、長手方向全体の外形が楕円筒形状に形成されているが、筒本体２０の形状はこれに限定されない。四角筒形状の本体部の上下に補強部が形成された四角筒形状であってもよい。この場合、筒本体を製造する際には、断面四角形状のマンドレルにプリプレグシートを巻き付けて四角筒形状の本体層を形成し、本体層の上下面に不等長シートを積層して補強層を形成すればよい。不等長シートの短手方向の長さを本体層の上下面の短手方向の長さと略同一にすると製造上の効率が高い。
【００６０】
・上記実施形態の筒状体１０の製造方法では、本体層の上下の外周面のそれぞれに補強層を積層したが、本体層の上下の外周面以外の周面に補強層を積層してもよい。この場合、上下の外周面の補強層の積層数を多くするとともに、上下の外周面以外の周面の補強層の積層数を少なくすることにより、高い曲げ剛性を実現しつつコストを抑えるようにしてもよい。
【００６１】
・補強層を形成するための複数種類の不等長シートは、すべて本体層の基端縁から積層されていなくてもよい。本体層の基端縁から積層されるものと、基端縁より先端側に変位した位置から積層されるものとが混在していてもよい。
【００６２】
・積層工程では、長手方向の長さの短い不等長シート１から、長手方向の長さが長くなる不等長シート２、３、４、５、６を長さの順に積層したが、これに限定されない。すべての不等長シートで、長さが長いものが外側になくてもよく、一部では長さが長い不等長シートの外側に長さが短い不等長シートが積層されていてもよい。例えば、内層側から不等長シート１、２、４、３、５、６の順に積層されていてもよく、不等長シート２、３、１、５、４、６の順に積層されていてもよい。この場合であっても、長さが短い不調長シートが長さが長い不等長シートで覆われる部分があれば、不等長シートの積層枚数が異なることによる厚み分の段差が生じたとしても、筒本体２０の外周面への影響が生じにくい。
【００６３】
・図４では、プリプレグシートを２層積層して本体層を形成し、６種類の不等長シートをそれぞれ２層積層して補強層を形成したが、積層数は特に限定されない。筒状体１０の長さに対して、要求されるべき曲げ剛性を充足し、コスト的にも満足できるものであれば、適宜積層数を変更することができる。また、複数種類の不等長シートの少なくともいずれかの積層数を異ならせてもよい。
【００６４】
・上側の補強層と下側の補強層の不等長シートの構成は同じとしたが、必ずしも同じでなくてもよい。
・各不等長シートの短手方向の長さがほぼ同じものを積層したが、これに限定されない。短手方向の長さが異なるものが混在していてもよい。この場合、例えば、短手方向の長さが短い不等長シートをより外層側に積層するようにしてもよい。
【００６５】
・補強層として積層するプリプレグシートは、ＵＤプリプレグシートとクロスプリプレグシートを併用してもよい。また、補強層を構成するプリプレグシートは、繊維が本体層の軸方向に沿うように延びるように積層するが、補強層を構成するすべてのプリプレグシートの繊維の配向方向が本体層の軸方向に沿っていなくてもよい。繊維の配向方向が本体層の軸方向に沿っていないプリプレグシートが積層されていてもよい。
【００６６】
・上記実施形態の製造方法では、予備成形体の外周面にラッピングテープを巻きつけて加圧し、ラッピングテープが巻きつけられた予備成形体を加熱して成形体を形成したが、これに限定されない。例えば、断面四角形状の予備成形体に対して、上下面及び左右側面に板材を押し当てて加圧してもよい。また、加熱された板材を押し当てて、加圧及び加熱を同時に行ってもよい。
【００６７】
・複数の受けコマ３０のすべてが、不等長シートの端縁が位置する以外の部分に取り付けられていなくてもよい。受けコマ３０の一部が不等長シートの端縁が位置する以外の部分に取り付けられていることにより、受けコマ３０の取り付け状態を安定させることができる。また、複数の受けコマ３０のすべてが、不等長シートの端縁が位置する部分に取り付けられていてもよい。この場合、研磨工程で成形体の外周面を研磨することにより、受けコマ３０を安定して取り付けることができる。
【００６８】
・受け部取り付け部分の最外層だけでなく、最内層をクロスプリプレグシートとしてもよい。この場合、本体層の最内層を構成するプリプレグシートをクロスプリプレグシートとしてもよく、本体層をクロスプリプレグシートで形成してもよい。
【００６９】
・受けコマ３０を取り付ける受け部取り付け部分の最外層がクロスプリプレグシートでなくてもよい。
以下、本実施形態の基板収納カセット用繊維強化樹脂製サポートバーの製造方法の実施例について具体的に説明する。
【実施例】
【００７０】
本発明の筒状体について、以下の試験に基づいてさらに詳細に説明する。なお、本発明は、実施例欄記載の構成に限定されるものではない。
＜試験１＞
補強層の積層構成を変えた筒状体を作成し、各筒状体について曲げ剛性を測定した。実施例及び比較例の筒状体は、いずれも長手方向の長さが約１８００ｍｍ、基端縁の上下方向の外径が約４５．８ｍｍ、先端側の上下方向の外径が約２７．７ｍｍであった。なお、ここで作成した各筒状体は、内筒伝形成工程、積層工程、ラッピング工程、加熱工程を経て製造されたものであり、研磨工程及び受け部取り付け工程を省略したものである。また、ラッピング工程及び加熱工程の条件は、実施例及び各比較例ですべて同一とした。加熱工程では、１３５℃に加熱した加熱炉内で約３時間加熱して筒状体を得た。
【００７１】
[実施例１−１]
芯材として、長さ約２０００ｍｍ、基端縁の直径が約４３ｍｍ、先端縁の直径が約２５ｍｍの長尺テーパ形状のマンドレルを準備した。本体部を形成するためのプリプレグシートは、引張弾性率２４ｋｇｆ／ｍｍ２のＰＡＮ系炭素繊維をエポキシ樹脂に含侵させたＵＤプリプレグシート（繊維量２５０ｇ／ｍ２、樹脂量１５３ｇ／ｍ２）と、ガラス繊維をエポキシ樹脂に含侵させたクロスプリプレグシート（繊維量３０ｇ／ｍ２、樹脂量２０ｇ／ｍ２）を貼り合わせたもの（以下、シートＡという。）を使用した。このシートＡから、長手方向の長さが１８３３ｍｍ、一方の底辺の長さが１３８ｍｍ、他方の底辺の長さが８５ｍｍの略等脚台形状のシートを切り出してマンドレルに巻き付け、シートＡを３層積層して本体層を形成した。シートＡは、ＵＤプリプレグシートの繊維の配向方向がマンドレルの軸方向に沿う０゜であり、クロスプリプレグシートの繊維の配向方向が０゜／９０゜となるように積層した。
【００７２】
補強部は、本体部の上下で同じ構成とした。補強部を形成するためのプリプレグシートは、短手方向の長さが同じで長手方向の長さが異なるように長方形状に切り出した６種類の短冊状のシート（不等長シート）を使用した。補強層は、それぞれの不等長シートを１層ずつ積層して形成した。各不等長シートの短手方向の長さは１４ｍｍである。また、長手方向の長さが短いものから順に「不等長シート１」、「不等長シート２」・・・とした場合、長手方向の長さが最も短く、最も内層側に積層した不等長シート１は、長手方向の長さが９４５ｍｍである。長手方向の長さが最も長く、最も外層側に積層した不等長シート６は、長手方向の長さが本体層の長手方向の長さと同じ１８３３ｍｍである。長手方向の長さが不等長シート１から順に長くなる不等長シート２、３、４、５は、それぞれ１１４５ｍｍ、１３４５ｍｍ、１５４５ｍｍ、１７４５ｍｍである。また、最も外層側に積層した不等長シート６は、ガラス繊維をエポキシ樹脂に含侵させたクロスプリプレグシート（繊維量８５ｇ／ｍ２、樹脂量５７ｇ／ｍ２、以下、シートＣという。）を使用した。他の不等長シートは、すべて引張弾性率８０ｋｇｆ／ｍｍ２のピッチ系炭素繊維をエポキシ樹脂に含侵させたＵＤプリプレグシート（繊維量２５０ｇ／ｍ２、樹脂量１１４ｇ／ｍ２、以下、シートＢという。）を使用した。不等長シート１、２、３、４、５は、シートＢの繊維の配向方向がマンドレルの軸方向に沿う０゜となるように積層し、不等長シート６は、シートＣの繊維の配向方向が０゜／９０゜となるように積層した。
【００７３】
[実施例１−２]
実施例１−１と同様にして本体層を形成した。補強部を形成するためのプリプレグシートは、長手方向の長さが異なるように略等脚台形状に切り出した６種類のシート（以下、便宜上、全周型不等長シートという。）を使用した。補強層は、本体層の全周に、長手方向の長さが短い全周型不等長シートから順に１層ずつ巻き付けて形成した。各全周型不等長シートの長手方向の長さは、実施例１−１の各不等長シートの長手方向の長さと同じである。また、積層した全周型不等長シートの材質及び繊維の配向方向は、実施例１−１の不等長シートの材質及び繊維の配向方向と同じである。
【００７４】
[比較例１−１]
実施例１−１と同様にして本体層を形成した。補強部は、本体部の上下で同じ構成とした。補強部を形成するためのプリプレグシートは、短手方向の長さと長手方向の長さがすべて同じとなるように長方形状に切り出した短冊状のシート（以下、便宜上、等長シートという。）を使用した。補強層は、本体層の上下の外周面に等長シートをそれぞれ６層積層して形成した。等長シートの短手方向の長さは１４ｍｍであり、長手方向の長さは本体層の長手方向の長さと同じ１８３３ｍｍである。また、積層した等長シートの材質及び繊維の配向方向は、実施例１−１の不等長シートの材質及び繊維の配向方向と同じである。
【００７５】
[比較例１−２]
実施例１−１と同様にして本体層を形成した。補強部を形成するためのプリプレグシートは、長手方向の長さが同じであって略等脚台形状に切り出したシート（以下、便宜上、全周型等長シートという。）を使用した。補強層は、本体層の全周に全周型等長シートを６層巻き付けて形成した。全周型等長シートの長手方向の長さは本体層の長手方向の長さと同じ１８３３ｍｍである。また、積層した全周型等長シートの材質及び繊維の配向方向は、実施例１−１の不等長シートの材質及び繊維の配向方向と同じである。
【００７６】
実施例１−１、１−２及び比較例１−１、１−２の筒状体を形成するために使用したプリプレグシートの構成を表１に示した。補強層は、内層側から順に「１」、「２」・・・とした。
【００７７】
＜筒状体の曲げ剛性試験＞
実施例１−１、１−２及び比較例１−１、１−２の筒状体について曲げ剛性試験を行った。曲げ剛性試験は、各筒状体を水平方向に延びるように基端を固定して片持ち状態とし、自由端である先端に質量３００ｇの荷重をかけて、筒状体の先端の撓み量（ｍｍ）を測定することにより行った。撓み量（ｍｍ）は、筒状体の先端の、無荷重の状態からの変位量（ｍｍ）として測定した。また、実施例の筒状体の撓み量（ｍｍ）に対する比較例の筒状体の撓み量（ｍｍ）の割合（％）を算出した。その結果を表２に示した。
【００７８】
＜筒状体の全質量及び補強層の全質量の測定＞
実施例１−１、１−２及び比較例１−１、１−２の筒状体について、筒状体を作成する前に、筒状体を構成するプリプレグシートの全質量と、補強層を構成するプリプレグシートの全質量を測定した。その結果を表２に示した。
【００７９】
【表１】
2020049701.tif 000003
【００８０】
【表２】
2020049701.tif 000004
表２の結果より、実施例１−１の筒状体は、比較例１−１の筒状体とほぼ同程度の撓み量であり、同程度の曲げ剛性を備えていることがわかった。つまり、実施例１−１と比較例１−１との比較から、基端部での補強層の積層数が同じであると、先端部に向かって補強層の積層数が少なくなるように積層しても、先端部に向かって補強層の積層数が変化しないように積層しても、得られる筒状体の曲げ剛性は同等であることがわかる。一方、先端部に向かって補強層の積層数が変化しないように積層した比較例１−１では、実施例１−１に比べて２０％以上材料コストが増加しており、コスト的に不利であることがわかる。
【００８１】
また、実施例１−２と比較例１−２との比較から、本体層の全周に補強層を積層した場合であっても同様の結果が得られた。つまり、本体層の全周に補強層を積層した場合であっても、基端部での補強層の積層数が同じであると、先端部に向かって補強層の積層数が少なくなるように積層しても、先端部に向かって補強層の積層数が変化しないように積層しても、得られる筒状体の曲げ剛性は同等であることがわかる。一方、先端部に向かって補強層の積層数が変化しないように積層した比較例１−２では、実施例１−２に比べて約２０％材料コストが増加しており、コスト的に不利であることがわかる。
【００８２】
＜試験２＞
試験１の実施例１−１の筒状体の全質量と同等であり、補強層の積層構成が異なる筒状体を作成し、各筒状体について曲げ剛性を測定した。実施例及び比較例の筒状体は、いずれも長手方向の長さが約１８００ｍｍ、基端縁の上下方向の外径が約４５．８ｍｍ、先端側の上下方向の外径が約２７．７ｍｍであった。なお、ここで作成した各筒状体は、内筒伝形成工程、積層工程、ラッピング工程、加熱工程を経て製造されたものであり、研磨工程及び受け部取り付け工程を省略したものである。また、ラッピング工程及び加熱工程の条件は、実施例及び比較例ですべて同一とした。加熱工程では、１３５℃に加熱した加熱炉内で約３時間加熱して筒状体を得た。
【００８３】
[実施例２−１]
試験１での実施例１−１と同じものを使用した。
[実施例２−２]
実施例２−１と同様にして本体層を形成した。補強部を形成するためのプリプレグシートは、長手方向の長さが異なるように略等脚台形状に切り出した３種類のシート（以下、便宜上、全周型不等長シートという。）を使用した。補強層は、本体層の全周に、長手方向の長さが短い全周型不等長シートから順に１層ずつ巻き付けて形成した。各全周型不等長シートの長手方向の長さは、内層側から順に１１４５ｍｍ、１５４５ｍｍ、１８３３ｍｍである。また、最も外層側に積層した不等長シート６には上記シートＣを使用して繊維の配向方向が０゜／９０゜となるように積層した。他の２種類の全周型不等長シートは、引張弾性率８０ｋｇｆ／ｍｍ２のピッチ系炭素繊維をエポキシ樹脂に含侵させたＵＤプリプレグシート（繊維量７５ｇ／ｍ２、樹脂量３４ｇ／ｍ２、以下、シートＤという。）を使用して、繊維の配向方向が０゜／９０゜となるように積層した。
【００８４】
[比較例２−１]
実施例２−１と同様にして本体層を形成した。補強部は、本体部の上下で同じ構成とした。補強部を形成するためのプリプレグシートは、短手方向の長さと長手方向の長さがすべて同じとなるように長方形状に切り出した短冊状のシート（以下、便宜上、等長シートという。）を使用した。補強層は、本体層の上下の外周面に等長シートをそれぞれ５層積層して形成した。等長シートの短手方向の長さは１４ｍｍであり、長手方向の長さは本体層の長手方向の長さと同じ１８３３ｍｍである。また、最も外層側に積層した等長シートは上記シートＣを使用して繊維の配向方向が０゜／９０゜となるように積層した。内層側の３層の等長シートは上記シートＡを使用して繊維の配向方向が０゜となるように積層した。内層側から４層目の等長シートは、引張弾性率８０ｋｇｆ／ｍｍ２のピッチ系炭素繊維をエポキシ樹脂に含侵させたＵＤプリプレグシート（繊維量１７５ｇ／ｍ２、樹脂量８０ｇ／ｍ２、以下、シートＥという。）を使用して、繊維の配向方向がマンドレルの軸方向に沿う０゜となるように積層した。
【００８５】
[比較例２−２]
実施例２−１と同様にして本体層を形成した。補強部を形成するためのプリプレグシートは、長手方向の長さが同じであって略等脚台形状に切り出したシート（以下、便宜上、全周型等長シートという。）を使用した。補強層は、本体層の全周に全周型等長シートを２層巻き付けて形成した。全周型等長シートの長手方向の長さは本体層の長手方向の長さと同じ１８３３ｍｍである。また、外層側に積層した全周型等長シートは上記シートＣを使用して繊維の配向方向が０゜／９０゜となるように積層した。内層側に積層した全周型等長シートは、引張弾性率８０ｋｇｆ／ｍｍ２のピッチ系炭素繊維をエポキシ樹脂に含侵させたＵＤプリプレグシート（繊維量１２５ｇ／ｍ２、樹脂量５７ｇ／ｍ２、以下、シートＦという。）を使用して、シートＦの繊維の配向方向がマンドレルの軸方向に沿う０゜となるように積層した。
【００８６】
実施例２−１、２−２及び比較例２−１、２−２の筒状体を形成するために使用したプリプレグシートの構成を表３に示した。また、実施例２−１、２−２及び比較例２−１、２−２の筒状体について、試験１と同様の方法で曲げ剛性試験を行い、筒状体の全質量及び補強層の全質量を測定した。その結果を表４に示した。
【００８７】
【表３】
2020049701.tif 000005
【００８８】
【表４】
2020049701.tif 000006
表４の結果より、実施例２−１と比較例２−１との比較から、本体層の外周面の上下に補強層を積層したものでは、筒状体全体に使用する繊維強化樹脂量が同等であると、先端部に向かって補強層の積層数が少なくなるように積層したほうが撓み量が少なく、曲げ剛性に優れていることがわかる。撓み量は、約２０％抑えられていた。同様に、実施例２−２と比較例２−２との比較から、本体層の外周面全体に補強層を積層したものでも、筒状体全体に使用する繊維強化樹脂量が同じであると、先端部に向かって補強層の積層数が少なくなるように積層したほうが撓み量が少なく、曲げ剛性に優れていることがわかる。
【００８９】
また、実施例２−１、２−２、比較例２−１、２−２の比較から、実施例２−１の筒状体の曲げ剛性が最も高いことがわかる。使用する繊維強化樹脂量が同等であると、補強部が本体部の上下に形成され、基端部から先端部に向かって少なくなるように形成されている筒状体が、曲げ剛性に優れ、コスト的にも優れていることがわかる。
【符号の説明】
【００９０】
１０…サポートバー（筒状体）、２０…筒本体、２０ａ…先端部、２０ｂ…基端部、２１…本体部、２２…補強部、３０…受けコマ（受け部）、４０…取付部。
【図１】
2020049701.tif 000007
【図２】
2020049701.tif 000008
【図３】
2020049701.tif 000009
【図４】
2020049701.tif 000010