基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法

摘要

本发明提供一种基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法，能够以快速的循环且低价格地制造轻量且高弯曲刚性的纤维增强树脂制支承杆。该基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法包括：内筒体形成工序，在截面呈方形且为细长形状的芯材(2)上缠绕多层纤维增强树脂制的预浸料(3)，以形成内筒体(4)；层积工序，在所述内筒体(4)的侧面上，沿着该内筒体(4)的轴向，层积由纤维增强树脂制的预浸料(3)构成的加强层(5)，以形成预备成形体(6)；包装工序，在所述预备成形体(6)的外层缠绕包装带(7)；以及加热固化工序，对经包装的所述预备成形体(6)进行加热。

说明书

技术领域

本发明涉及基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法，在制造被用于各种基板、例如液晶显示装置中的玻璃基板等的工序中，该支承杆被配设在收纳该玻璃基板等的基板收纳盒内，对玻璃基板等进行支承。

背景技术

近年来，在液晶显示装置中使用的玻璃基板等的尺寸的大型化趋势日益显著。例如，在相当于约113～117英寸的第7代玻璃基板中，其大小约为1900mm×2200mm；在相当于约129英寸的第8代玻璃基板中，其大小约为2200mm×2500mm。随着玻璃基板的大型化，收纳玻璃基板的基板收纳盒也需要大型化，对于为了支承玻璃基板而配设在基板收纳盒内的支承杆的尺寸也需要增长。

但是，由于基板收纳盒用支承杆是被限制在基板收纳盒内以单臂状态进行支承，所以伴随支承杆的尺寸增长，随着朝向其顶端部，挠曲量增大。其结果，会发生在收纳玻璃基板时玻璃基板彼此接触而划伤的情况。相对于此，为了避免玻璃基板彼此接触而确保足够的支承杆的间隔进行配设时，能够收纳在基板收纳盒内的玻璃基板的数量减少，会出现收纳效率变差的情况。

另外，为了抑制挠曲量，按照其长度，增大支承杆的直径，以确保高弯曲刚性时，在上下方向上配设的支承杆的间隔变窄，会给玻璃基板的收纳带来不便。在这种情况下，为了确保收纳玻璃基板所需的收纳空间而扩大支承杆的间隔时，会存在基板收纳盒内的玻璃基板的收纳张数受制的问题。此外，伴随支承杆的大径化，除了增长导致的支承杆的重量增加之外，再加上大径化导致的支承杆的重量增加，导致支承杆自身的重量大幅度增加，从而导致基板收纳盒整体的重量大幅度增加。

鉴于这些问题，对于收纳近年来变得大型化的玻璃基板等的基板收纳盒用支承杆，要求支承杆自身的小径化及轻量化，并且要求支承杆具备高弯曲刚性，以便能够在不发生挠曲的情况下将大型化的玻璃基板支承。

在此，当将细长形状的部件的一个端部限制，对另一个端部施加荷重F时，将从限制部到荷重点的长度表示为L，将纵弹性系数表示为E，将截面惯性矩表示为I时，在荷重处朝下的移位量v用以下式(1)表示。

v＝FL³/3EI…(1)

也就是说，若要对支承杆赋予高弯曲刚性，则需要提高构成支承杆的部件的纵弹性系数，或需要提高截面惯性矩。

通常，作为具备轻量性和高弯曲刚性的材料，已知有纤维增强树脂(FRP)。纤维增强树脂是指在碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、碳化硅纤维、钢纤维、芳香族聚酰胺纤维等增强纤维中含浸不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚丙烯等基质树脂而成。而且，这些纤维增强树脂的纵弹性系数由所含有的增强纤维的种类来决定。由此，作为支承杆的材料，采用由高弹性模量的增强纤维构成的纤维增强树脂，从而实现高纵弹性系数，能够赋予高弯曲刚性。

另外，在提高截面惯性矩时，从考虑支承杆的截面形状的观点出发，截面为方形的方管型支承杆相比于截面为圆形的圆管型支承杆，截面惯性矩大且弯曲刚性优异，这已是众所周知的事实。以同等外径进行比较时，方管与圆管相比，截面惯性矩高7成左右。在专利文献1、专利文献2、专利文献3中公开了截面为四边形的方管的制造方法。

专利文献1：日本特开2006-123475号公报

专利文献2：日本特开平01-208121号公报

专利文献3：日本特开2007-90794号公报

在专利文献1所述的截面异形的FRP制中空部件的成形法中记载了这样的方法，将预浸料(prepreg)缠绕到截面为圆形的芯棒(mandrel)之后，拔出芯棒，制作中空部件，向该中空部分插入压力袋，将所述中空部件设置到模具内进行内压成形，该模具内配置有补充用的预浸料。另外，在专利文献2所述的方管型的纤维增强塑料制支承杆100的制造方法中记载了这样的制造方法，如图9所示，在方柱形管模具101上缠绕预浸料纤维增强塑料102达到预定厚度，在预浸料纤维增强塑料102的外侧面抵接截面拱形的模子103而进行热固化。此外，在引用文献3所述的纤维增强树脂制的管状部件的制造方法中记载了这样的方法，在大致古日本钱币形状(大致椭圆形)的芯棒上卷绕多层碳纤维增强树脂的预浸料而形成的内筒体上缠绕包装带进行加压后，用外部模具按压该内筒体的上表面及下表面进行加热成形。

这些制造方法均是在纤维增强树脂的外侧配置了模具之后，慢慢升高模具温度进行加热，从而进行成形。在这种成形方法中，需要在控制模具的温度的同时，慢慢升高到纤维增强树脂中的增强纤维被加热熔融的预定温度，而达到预定温度需要相应的时间。另外，在将成形后的模具用于下一次成形作业的情况下，需要将该模具冷却到增强纤维不会被加热熔融的预定温度以下。因此，作业工序需要较长时间，并且准备下一成形作业也需要较长时间，存在难以缩短方管制造的成形循环的问题。另一方面，为了提高生产效率而增加模具的数量时，设备费用增大，存在制造所需的费用会增加的问题。此外，随着支承杆增长，需要与其尺寸相适应的模具，所以应成型的模具进一步增加，存在设备费用增加很多的问题。

发明内容

本发明是鉴于这种现有技术的事情而作出的，其目的在于，提供一种能够以快速的循环且低价格地制造轻量且高弯曲刚性的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法。

为了实现上述目的，本发明的第一方面的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法包括：内筒体形成工序，在截面呈方形且为细长形状的芯材上缠绕多层纤维增强树脂制的预浸料，以形成内筒体；层积工序，在所述内筒体的侧面上，沿着该内筒体的轴向，层积由纤维增强树脂制的预浸料构成的加强层，以形成预备成形体；包装工序，在所述预备成形体的外层缠绕包装带；以及加热固化工序，对经包装的所述预备成形体进行加热。

根据此结构，能够采用薄片包装制法来制造出中空部分的截面呈方形状且外周面的截面呈圆形的方管型支承杆。

在通过薄片包装制法来制造图10所示的通常的方管200的情况下，在方形的中芯的外周缠绕预浸料之后，在预浸料外周缠绕包装带时，来自包装带的张力会集中作用到芯材的4个角部的预浸料上。在该张力集中在预浸料的角部上的状态下，在加热炉内使纤维增强树脂热熔融时，方管的外周表面的纤维增强树脂在从角部在径向上被按压的状态下加热熔融，通过之后的固化会在方管表面上产生树脂干枯现象。在加热固化工序中，包装带的热収缩产生的収缩力也会集中作用在预浸料的角部上，所以加热固化工序时压力会进一步集中在预浸料的角部。其结果，在所成形的方管表面上会产生褶皱201，外观形状变差。

相对于此，根据第一方面的构成，在缠绕包装带时，由内筒体的角部和所层积的加强层承受来自包装带的张力，所以能够分散承受张力的位置。而且，通过纤维增强树脂中的热固性树脂的熔融和在施加张力的状态下缠绕的包装带的热収缩，使得来自包装带的张力慢慢分散作用到预备成形体的整个外周面上，预备成形体的外周面逐渐变为截面呈圆形状。随着预备成形体慢慢变形为截面呈圆形状，来自包装带的张力及収缩力所作用的部位进一步在被包覆的预备成形体的外周面上分散，最终压力均匀地作用到预备成形体的整个外周面上，其外周面成形为截面呈圆形状。像这样，通过层积加强层，能够分散来自包装带的张力，所以虽然是中空部分为截面呈方形状的方管，仍能够通过薄片包装制法来成形。而且，能够避免在该支承杆的外周面上发生因压力集中作用在预定位置上而产生的树脂干枯现象，能够良好地保持支承杆的外观形状。

由此，能够采用薄片包装制法来制造出截面惯性矩大且弯曲刚性优异的高强度的方管型支承杆。无需使用在外周面为方形的现有的方管型支承杆的制造中所需的模具，能够以快速的循环且低价格地制造方管型支承杆。由于无需模具，所以成形循环相应地短缩，而且还能够减少设备费用。

本发明的第二方面的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法，在上述第一方面的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法中，在所述内筒体形成工序中，对截面呈方形且为细长形状的芯材的各角部实施倒角加工，在该芯材上缠绕所述预浸料，以形成内筒体。

根据此结构，能够抑制在缠绕预浸料时因压力集中施加到芯材的角部上而产生支承杆角部的薄壁化现象。

如图10所示，在没有对角部实施倒角加工的截面呈方形状的芯材中，当在施加张力的状态下缠绕预浸料时，预浸料在芯材的角部被拉伸，从而成形后的支承杆的角部202处的壁厚相比于侧面203处的壁厚变薄。其结果，有可能无法确保所成形的支承杆的高弯曲刚性。

相对于此，根据第二方面的构成，通过对芯材的角部实施倒角加工，从而作用到芯材的角部上的张力分散，能够抑制预浸料的局部拉伸，所以能够避免所成形的内筒体的角部相比于侧面的壁厚变薄。能够抑制方管型支承杆的角部上的强度下降，能够进一步提高方管型支承杆的弯曲刚性。

本发明的第三或第四方面的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法，在上述第一或第二方面的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法中，在所述层积工序中，层积多层纤维增强树脂制的预浸料，以形成细长形板状的加强层，将该加强层层积到所述内筒体的侧面上。

根据此结构，由于通过层积预浸料来形成加强层，所以能够通过层积数量来调整加强层的壁厚。由此，能够调整内筒体的侧面的壁厚。另外，加强层采用了预先将预浸料层积后载置到内筒体侧面上的构成，所以与将预浸料1层1层地层积到内筒体侧面上的情况相比，能够简化层积工序。此外，由于层积多层预浸料，所以能够对加强层自身赋予弯曲刚性。而且，通过壁厚化的加强层，能够将预备成形体的外周形状的截面进一步接近圆形状。

本发明的第五方面的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法，在上述第一方面所述的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法中，在所述内筒体形成工序及所述层积工序中，以形成所述内筒体及所述加强层的预浸料的增强纤维的纤维角度与所述支承杆的长度方向一致的方式，层叠所述预浸料。

根据此结构，由于将预浸料内的增强纤维的纤维角度与所述支承杆的长度方向一致，所以弯曲刚性的显现性高。因此，作为配设在收纳大型液晶面板的基板收纳盒内的细长形状的支承杆，能够良好地抑制其挠曲量。

本发明的第六方面的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法，在上述第一方面所述的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法中，在所述内筒体形成工序及所述层积工序中的至少任意一方的工序中，作为所述预浸料，层积由纤维增强织物构成的纤维增强树脂层。

本发明的第七方面的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法，在上述第一至第六方面的任意一项所述的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法中，在所述内筒体形成工序中，将所述芯材形成为轴向的外径逐渐变小的锥形状，在该芯材上缠绕所述预浸料，以形成内筒体。

根据此结构，能够成形为锥形的纤维增强树脂制支承杆。随着朝向锥形的小径部侧端部，支承杆的质量减轻，能够减少纤维增强树脂的使用量。而且，在将锥形的纤维增强树脂制支承杆配设在基板收纳盒内的情况下，能够以单臂状态将大径部侧的端部限制支承在基板收纳盒内，能够使小径部侧的端部位于基板收纳盒正面，从而能够抑制纤维增强树脂制支承杆的挠曲量。也就是说，与在基板收纳盒内以单臂状态将支承侧端部的直径相同且整体为直形状的支承杆限制支承的情况相比，支承杆的小径部侧端部处的自重减轻，能够良好地抑制该端部处的挠曲量。

本发明的第八方面的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法，在上述第一至第六方面的任意一项所述的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法中，在所述内筒体形成工序中，在所述芯材上形成轴向的外径逐渐变小的锥形部，在所述锥形部的大径侧端部上形成轴向的外径无变化的直部，在该芯材上缠绕所述预浸料，以形成内筒体。

根据此结构，在将纤维增强树脂制支承杆配设在基板收纳盒内，利用形成在该基板收纳盒内的支承部将纤维增强树脂制支承杆限制支承的情况下，想要将直部配置在基板收纳盒内进行限制支承的话，只要将该支承部同样地形成为直形状即可，所以能够简化支承部的结构。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够以快速的循环且低价格地制造轻量且高弯曲刚性的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法。

附图说明

图1是本发明的纤维增强树脂制支承杆的图，(a)是纤维增强树脂制支承杆的局部立体图，(b)是纤维增强树脂制支承杆的整体侧视图。

图2(a)是在内筒体形成工序中使用的芯棒的局部立体图，(b)是在内筒体形成工序中使用的芯棒的整体侧视图。

图3是表示在内筒体形成工序中在芯棒上缠绕预浸料的工序的说明图。

图4(a)是在内筒体形成工序中在芯棒上层积了预浸料的状态的内筒体的局部立体图，(b)是在内筒体形成工序中在芯棒上层积了预浸料的状态的内筒体的整体侧视图。

图5是在层积工序中层积的加强层的局部立体图。

图6是在层积工序中在内筒体的侧面上层积加强层而形成了预备成形体的状态的图。

图7是在包装工序中在预备成形体上缠绕包装带而形成了已包装的预备成形体的状态的图。

图8是示出芯棒的倒角部的变形例的主视图。

图9是示出现有的纤维增强塑料制方管的制造方法的立体图。

图10是由薄片包装制法成形的外周截面呈方形状的方管型支承杆的立体图。

附图标记说明

1纤维增强树脂制支承杆、2作为芯材的芯棒(mandrel)、3预浸料(prepreg)、4内筒体、5加强层、6预备成形体、7包装带、23锥形部、24直部。

具体实施方式

下面，根据图1～图7来说明将本发明具体化的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆1的制造方法。

首先，根据图1来说明通过本发明的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法制造出的纤维增强树脂制的支承杆1的结构。

如图1(a)所示，通过本实施方式的制造方法制造的支承杆1成形为圆筒状，轴向上具备截面大致正方形的中空部13。支承杆1的内周面由4个侧面11和4个斜面12构成，4个侧面11的径向长度相对较长，4个斜面12分别形成在相邻的侧面11之间，径向长度相对较短。各侧面11与各斜面12为彼此构成45°角的平面状，在支承杆1的与各斜面12对应的部分上形成有厚壁部14。另外，如图1(b)所示，支承杆1由锥形筒部15和直筒部16构成，锥形筒部15的外径随着朝向顶端而变小，直筒部16连设在该锥形筒部15的大径侧端部上、且轴向的外径无变化。所述厚壁部14形成在从锥形筒部15至直筒部16的、支承杆1的整个长度方向上。

接着，参照图2～图7来说明将本发明具体化的纤维增强树脂制支承杆的制造方法的每个工序。

如图3、图4(a)所示，在芯材上缠绕预浸料3而形成内筒体4的内筒体形成工序中，在作为芯材的芯棒2上缠绕薄片状的纤维增强树脂制的预浸料3，形成由多层的预浸料3构成的内筒体4。

首先，说明作为芯材的芯棒2。在此，在下面的说明中，将芯棒2的轴向规定为长度方向。

如图2(a)、(b)所示，芯棒2由锥形部23和连设在锥形部23上的直部24构成。锥形部23是截面呈大致正方形的细长形，形成为截面积随着朝向顶端而缩小的锥形。另外，直部24与锥形部23的大径侧相连，形成为长度方向的外径无变化的截面大致正方形状。

在芯棒2的长度方向的四个角部上形成有倒角部22。该倒角部22是通过对芯棒2的角部进行倒角加工而形成为平面形状，在芯棒2的各侧面21的长度方向上，各倒角部22与各侧面21分别形成45°角。而且，该倒角部22形成在从锥形部23至直部24的、芯棒2的整个长度方向上。

另外，作为芯棒2的材质，没有特别规定，优选不会因加热固化工序中的加热温度而变形的材质、且热膨胀率比构成预浸料3的纤维增强树脂材料大而在加热固化工序后容易从支承杆1拔出的材质。具体地讲，可以举出铝合金、铁等金属；或尼龙、硅树脂、特氟纶(注册商标)、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚甲醛、聚丙烯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯硫醚(polyphenylenesulfite)等树脂。

接着，说明缠绕到芯棒2上的纤维增强树脂制的预浸料3。纤维增强树脂是在碳纤维等增强纤维中含浸热固性树脂等成形用树脂而提高了强度的复合材料。增强纤维的混入方法大体包括2种方法：一种是将切得很细的纤维均匀地混合而湿润到树脂中的方法；另一种是在使纤维具有方向性的状态下湿润到树脂中的方法，而本实施方式的预浸料3构成为至少长纤维状的多根增强纤维在同一方向上排列的纤维增强树脂层。

作为构成预浸料3的增强纤维，可以使用碳纤维、玻璃纤维、各种陶瓷纤维、硼纤维、铜、不锈钢等金属纤维；非晶态纤维、芳香族聚酰胺等有机纤维；它们的混织物等，其中优选通过具有高弹性模量而具备高弯曲刚性、且比重较轻为1.8左右的碳纤维。另外，作为热固性树脂，能够使用环氧树脂、酚树脂、聚酯树脂、乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂等。

如图3所示，提供给内筒体形成工序的预浸料3通过将预浸料薄片(prepregsheet)切成预定形状而形成，预浸料薄片是作为至少长纤维状的多根增强纤维在同一方向上排列的薄片状纤维增强树脂层而形成的。在本实施方式中说明在芯棒2上缠绕4层预浸料3来形成内筒体4的情况。缠绕在芯棒2上的第一层的预浸料3是以与将芯棒2的外周面展开的展开形状相对应的形状且与将芯棒2的外周面展开的大小大致相同的大小的方式切出的。图3中示出将第一层的预浸料3缠绕到芯棒2上的工序。

与第2层以后(即，第2层及其后面的层)对应的部分的预浸料3形成为与第一层的预浸料3相同的形状，且其大小随着从与第一层对应的预浸料3移向外层而逐渐稍微增大。也就是说，第2层以后的预浸料3被切成相比于层积在相邻的内层侧的预浸料3增大了该预浸料3的厚度分的大小。另外，预浸料3被切出形成为，在缠绕到芯棒2上时，预浸料薄片中的增强纤维相对于芯棒2的长度方向在0°方向上配向。

在将预浸料3缠绕到芯棒2上来形成内筒体4的内筒体形成工序中，如图4(a)所示，从作为第一层切出形成的预浸料3起依次缠绕到芯棒2上，从而在芯棒2的外周上层积4层预浸料3。此时，各层的预浸料3均是在施加了张力的状态下进行缠绕。由此，将芯棒2的外周面无缝隙地包覆，而形成层积有4层预浸料3的内筒体4。此时，4层预浸料作为预浸料3中的碳纤维的纤维角度相对于芯棒2的长度方向成大致0°的直层来进行层积。另外，从所得到的支承杆1的强度的观点来说，优选层积了预浸料3后的内筒体4的层积壁厚b形成为与所述芯棒2的倒角部22的倒角尺寸a大致相同的程度。

另外，关于预浸料3的层积，该预浸料3具有一定程度的粘合力，所以通过依次缠绕在芯棒2的周围，芯棒2与预浸料3、及预浸料3彼此粘合。这样形成的内筒体4如图4(a)所示其截面形状如下，在长度方向上形成与芯棒2的侧面21对应的侧部41和与芯棒2的倒角部22对应的斜部42。另外，如图4(b)所示，其长度方向的形状为截面呈大致正方形状的锥形的内筒体锥形部43和截面呈大致正方形状的内筒体直部44连设而形成的形状。

接着，说明在所述内筒体4的侧面上沿着该内筒体4的长度方向层积由纤维增强树脂制的预浸料薄片形成的加强层5的层积工序。

加强层5是通过将层积了多层所述预浸料薄片而形成的薄片状的预浸料层切成细长形板状而形成的。在由4层预浸料3形成了所述内筒体4的本实施方式中，加强层5也同样是从层积了4层预浸料薄片而形成的薄片状的预浸料层切出形成的。被切出的加强层5如图5所示形成为截面为长方形状的细长形板状。另外，加强层5由加强层锥形部53和加强层直部54构成，加强层锥形部53的长方形截面的长边的长度随着沿着内筒体4的长度方向朝向顶端而逐渐变短，加强层直部54与该加强层锥形部53的大径侧端部连设，并且其长方形截面的长边的长度在内筒体4的长度方向上无变化。也就是说，在加强层锥形部53中，长边侧的侧面51形成为随着朝向其顶端，与长度方向正交的方向上的长度变短。

在加强层直部54的长边侧的侧面51上，长边的长度w形成为与所述内筒体4的各侧部41的外周面的宽度m大致相同。另外，从加强层直部54端部至加强层锥形部53端部的、加强层5的长度方向的长度d形成为与内筒体4的内筒体锥形部43及内筒体直部44的长度l大致相同。

这样形成的加强层5以其长度方向与内筒体4的长度方向相同、且该加强层5的长边侧的侧面51与内筒体4的侧部41的外周面接触的方式层积在内筒体4的各侧部41上，形成预备成形体6。此时，加强层5以内筒体直部44与加强层直部54、内筒体锥形部43与加强层锥形部53分别层积的方式载置到内筒体4上。而且，如图6所示，内筒体4的大径侧端部截面45及各加强层5的大径侧端部截面55大致一致，并且内筒体的小径侧端部截面及各加强层5的小径侧端部端面大致一致。此时，构成加强层5的预浸料层作为碳纤维的纤维角度相对于芯棒2的长度方向成大致0°的直层进行层积。因此，在本实施方式中，内筒体4及加强层5均作为直层缠绕/层积在芯棒2上。

接着，说明在所述预备成形体6的外层上缠绕包装带7而形成经包装的预备成形体的包装工序。如图7所示，在本发明的包覆工序中，将包装带7沿着长度方向一点一点错开的同时施加了张力的状态下在预备成形体6的外层上缠绕多圈，从而形成被包装了的预备成形体。

包装带7能够使用市售的公知的包装带。材质没有特别限定，优选包装时的拉伸强度和延伸特性优异、具备追随加热固化工序中的加热温度的热収缩特性和热应力特性、且具备能够容易地从成形后的成形体剥离的优异的脱模性的材料。

在接着包覆工序执行的加热固化工序中，在加热炉内对将包装带7缠绕在外周而进行了包装的预备成形体6进行加热。加热温度及加热时间由所层积的预浸料3中的热固性树脂的种类及预备成形体6的形状、或大小来适当决定。

通过在加热炉内对被包覆了的预备成形体6进行加热，从而加强层5中的热固性树脂与内筒体4中的热固性树脂被加热熔融。此时，在处于被施加了张力的状态的包装带7的作用下，预备成形体6的外周面被整形为截面呈圆形状。

进一步，在加热炉内加热预定时间后，从加热炉中取出被包装了的预备成形体6并冷却到室温，从而通过熔融而使得内筒体4及加强层5一体化的预备成形体6中的热固性树脂被冷却固化，得到外周面成圆筒状连续而一体化的支承杆1。然后，将冷却后的支承杆1外层的包装带7剥离，将支承杆1内部的芯棒2拔出，从而得到中空结构的纤维增强树脂制的支承杆1。

接着，说明通过本实施方式的纤维增强树脂制支承杆的制造方法得到的支承杆1在基板收纳盒内的配设。

在本实施方式中成形的纤维增强树脂制支承杆1由锥形筒部15和直筒部16连设而构成，锥形筒部15的外径随着朝向顶端而减小，直筒部16的外径在长度方向上无变化。在收纳玻璃基板等的基板收纳盒内配设支承杆1的情况下，以使直筒部16位于基板收纳盒内的方式，将该直筒部16插入到形成在基板收纳盒内的支承杆支承部上。这样能够将纤维增强树脂制支承杆1稳定地安装在基板收纳盒中。

另外，在直筒部16被安装在基板收纳盒内的状态下，锥形筒部15的小径侧端部被配设在基板收纳盒正面侧。以单臂状态安装在基板收纳盒中的支承杆1随着朝向未被支承的锥形筒部15的顶端部侧，截面的直径变小，从而荷重减少，能够减轻其挠曲量。

下面说明以上详细叙述的本实施方式的作用。

通过在缠绕了预浸料3的内筒体4上层积加强层5来形成预备成形体6，从而来自包装带7的张力不仅分散作用在内筒体4的角部，还会分散作用在加强层5的角部。通过基于加强层5的层积而产生的这种作用，与没有加强层5的情况相比，能够减轻对内筒体4的角部施加的张力。在加热固化工序中，除了分散作用的张力和来自包装带7的热収缩力之外，加上纤维增强树脂的加热熔融，预备成形体6的外周面形状逐渐接近截面圆形状。伴随于此，包装带7的张力及热収缩力逐渐在预备成形体6的整个外周面上分散。最终压力均匀地分散到预备成形体6的整个外周面，预备成形体6成形为圆筒状。

在芯棒2上形成有角部被进行了倒角加工的倒角部22。因此，在芯棒2上缠绕预浸料3时，对角部施加的张力在倒角部22分散。通过基于倒角部22的构成而产生的这种作用，能够将内筒体4的斜部42上的壁厚保持在与内筒体4的侧部41的壁厚相同的程度。能够抑制方管的角部的薄壁化，能够对方管型支承杆赋予高弯曲刚性。

根据以上详细说明的本实施方式，能够发挥如下的效果。

(1)在本实施方式中制造出的纤维增强树脂制支承杆采用在内筒体4上层积加强层5的构成，从而能够通过薄片包装制法来制造出弯曲刚性优异的方管型支承杆。通过采用薄片包装制法来制造支承杆，无需对模具进行预加热、或在加热成形后对模具进行冷却这样的作业，所以能够简化作业工序，能够快速制造支承杆。另外，无需准备多个高价的模具，所以能够更廉价地制造支承杆。像这样，由于无需模具，相应地能够缩短成形循环，还能够减少设备费用，所以能够消除使用模具进行成形而出现的问题。

(2)通过设置了加强层5，使得预备成形体6的外周形状接近截面圆形状，所以在薄片包装制法中能够对预备成形体6的外周面均匀地施加压力。能够抑制在采用薄片包装制法制造外周形状为截面呈方形状的方管的情况下产生的表面的树脂干枯现象。由此，能够快速且低价地制造出外观形状优异的支承杆。

(3)通过采用薄片包装制法来制造支承杆，能够通过加热炉内的加热及室温下的冷却来进行支承杆1的加热固化工序。能够以快速的循环且低价地进行支承杆1的量产。

(4)通过在芯棒2上形成倒角部22，从而在缠绕预浸料3时，在倒角部22上的压力分散，所以能够抑制与倒角部22对应的内筒体4的斜部42的薄壁化。由此，能够良好地抑制与斜部42对应的支承杆1的厚壁部14上的强度下降，进而抑制支承杆1整体的强度下降。

(5)在支承杆1的固定端形成直筒部16，并且形成外径随着朝向顶端减小的锥形筒部15，从而与直径相同的直状的支承杆相比，能够良好地抑制未被固定在基板收纳盒内的顶端部的挠曲量。另外，还能够抑制支承杆1自身的重量。

(6)由于将预浸料3内的增强纤维作为0°方向的直层配向，所以弯曲刚性的显现性高。因此，作为配设在收纳大型液晶面板的基板收纳盒内的细长形状的支承杆1，能够良好地抑制其挠曲量。

(7)通过采用薄片包装制法，能够使可成形的支承杆1的形状具有自由度。在使用模具来进行成形时，需要根据支承杆的形状分别准备相应的芯材及模具，然而在本实施方式中，准备成型为所需形状的芯材即可，容易变更支承杆的形状。除了像本实施方式这样将直筒部16和锥形筒部15组合的支承杆1之外，只由直筒部16构成的支承杆1，或是只由锥形筒部15构成的支承杆1，都能够通过将芯材成型为相应的形状而容易地成形。

(8)由于在支承杆1的端部形成有直筒部16，所以能够将基板收纳盒内的支承杆支承部的结构形成为直状，从而能够将支承杆1牢固地固定支承。无需将支承杆支承部严谨地形成为与支承杆的锥形形状一致，相应地能够简化支承杆1的安装方式。

另外，上述实施方式也可以采用如下方式进行变更，另外也可以将以下的变形例组合应用。

·在上述实施方式中，芯棒2的倒角部22通过对截面正方形状的四个角部进行倒角加工而形成为与芯棒2的各侧面21分别形成45°角的平面状，然而其形状没有特别限定。例如，如图8(a)、(b)所示，也可以形成为在倒角部22内存在角部，或将倒角部22形成为球面状。或者，也可以采用不形成倒角部22的结构。

·在本实施方式中，内筒体4及加强层5分别采用层积了4层预浸料3的构成，然而层积数量不限于此。可以是1层、2层或3层，也可以是5层以上。只要相对于所成形的支承杆1的长度具有应要求的足够高的弯曲刚性即可，可以适当变更层积数。另外，在本实施方式中，内筒体4和加强层5的预浸料3的层积张数相同，然而不限于相同。内筒体4的层积张数可以比加强层5的层积数量少或多。

·在本实施方式中，将层积了多层预浸料薄片而形成的薄片状的预浸料层切成细长形板状而形成了加强层5之后，层积到内筒体4上，然而层积方式不限于此。也可以将预浸料薄片切成细长形状的加强层之后一层一层地层积到内筒体4的侧部41的外周面上。

·在本实施方式中，将加强层5形成为截面长方形状的细长形板状，但截面形状不限于此。可以是截面梯形，也可以是截面五边形、截面六边形等截面多边形状，或者也可以是截面圆形状。

·在本实施方式中，在内筒体4的各侧部41上分别层积一个层积有4层预浸料3的加强层5而形成了预备成形体6，然而层积在内筒体4的各侧部41上的加强层5不限于一个。也可以采用在一个侧部41上层积多个加强层5的构成。此时，可以采用对层积在各侧部41上的一个加强层5，在其长边侧的侧面51的外侧进一步进行层积的方式；或者，采用多个加强层5以与一个侧部41接触的方式并排载置到侧部41上的方式。在采用对层积在各侧部41上的一个加强层5，进一步在长边侧的侧面51的外侧进行层积的方式的情况下，优选配置在外侧的加强层5的长边侧的侧面51的长度形成为比与在内侧相邻配置的加强层5的长边侧的侧面51的长度短。

·在本实施方式中，缠绕在芯棒2上的预浸料3是通过将预浸料薄片切成相对于展开图大致相同的形状及大小，然而切出形状不限于此。也可以在切成相对于展开图具有冗余的大小后缠绕到芯棒2上，然后将从芯棒2溢出的部分切掉。

·在本实施方式中，采用了分别切出层积张数分的缠绕在芯棒2上的预浸料3来进行缠绕的方式，然而也可以以多张连设的形状切出而连续缠绕。

·在本实施方式中，将加强层5的长边侧的侧面51的长度w形成为与内筒体4的侧部41的宽度m大致相同，然而也可以形成为比内筒体4的侧面的宽度m小。在加热固化工序中，只要通过加强层5的加热熔融使得外周面成截面圆形状即可，可以适当改变其大小。

·在本实施方式中，采用了在锥形筒部15的大径部侧连设了直筒部16的形状，然而其形状没有特别限定。也可以只由锥形筒部15形成，也可以只由直筒部16形成。另外，锥形筒部15和直筒部16也可以交替地连设。或者，若锥形筒部15不是连续的倾斜状平面，而是直径随着朝向顶端而阶段性地变小，则也可以不是倾斜成连续的平面状。

·在本实施方式中，形成为具备截面正方形状的中空部13的支承杆1，其形状没有不限于此。也可以形成为截面长方形状的中空部。在该情况下，加强层5的长边侧侧面51的长度w形成为在内筒体4的对置的侧面上彼此不同，所成形的支承杆1为外周截面呈椭圆形状。或者，也可以是截面为平行四边形的中空部，也可以是截面为梯形的中空部。

·在本实施方式中，将纤维增强树脂作为相对于支承杆的长度方向为0°方向的直层进行层积，然而配向方向没有特别限定。也可以作为45°方向的偏置层、90°方向的箍层(hoop layer)进行层积。另外，在本实施方式中，内筒体4及加强层5均作为直层进行层积，然而也可以使内筒体4和加强层5以纤维增强树脂中的增强纤维的配向方向不同的方式进行层积。或者，可以将内筒体4的各层以其配向方向不同的方式进行层积，并且也可以将加强层5的各层以其配向方向不同的方式进行层积。

·作为本实施方式的预浸料3，使用了将长纤维状的多根增强纤维沿着同一方向排列而成的增强纤维含浸到热固化树脂等成形用树脂中而得到纤维增强树脂层，然而预浸料3不限于此。也可以使用将多根增强纤维编织而形成的增强纤维织物中含浸成形用树脂而得到的纤维增强树脂层作为预浸料3。作为增强纤维织物，例如，可以使用将沿同一方向排列的多根增强纤维和沿着与该方向垂直的方向排列的多根增强纤维分别作为经线和纬线编织而成的织物。将这样的预浸料3以其中一个增强纤维相对于支承杆的长度方向成0°且另一个强化纤维相对于支承杆的长度方向成90°的方式配置，从而对支承杆赋予高强度。另外，由增强纤维织物构成的纤维增强树脂可以只用于内筒体4，也可以只用于加强层5，或者，也可以在内筒体4及加强层5中均使用。此外，也可以将构成内筒体4及加强层5的多个层的一部分设为由增强纤维织物构成的纤维增强树脂层，将其他部分设为长纤维状的多根增强纤维沿同一方向排列而成的纤维增强树脂层进行层积。

·也可以将由增强纤维织物构成的增强纤维树脂层构成为，各个增强纤维相对于支承杆成为偏置层。

下面，具体说明本实施方式的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法的实施例。

[实施例]

对采用本发明的基板收纳盒用纤维增强树脂制支承杆的制造方法制造出的支承杆与现有的圆管型支承杆进行比较，讨论用于实现相同挠曲量时的预浸料3的层积条件。

首先，如表1所示，作为芯棒2，准备了直部24的长度方向的长度为250mm、锥形部23的长度方向的长度为2130mm、直部24截面的高度及宽度为30mm、锥形部23的细径部侧顶端截面的高度及宽度为23mm的、截面呈大致正方形且为细长形状的芯棒2。另外，芯棒2上的直部24侧端部的倒角部22的倒角尺寸a为4.5mm。

缠绕在芯棒2上的预浸料3使用了将作为增强纤维的碳纤维或玻璃纤维含浸在作为热固性树脂的环氧树脂中的、树脂含量为33％的预浸料薄片。在内筒体4上层积了厚度为0.25mm的预浸料薄片，该预浸料薄片使用了拉伸弹性模量为7kgf/mm²的玻璃纤维。将该预浸料薄片切成所需的形状及大小，以作为预浸料3准备。该情况下的所需形状是指，预浸料3的形状与芯棒2的展开图的形状相当；所需的大小是指，第一层的大小与芯棒2的展开图相当，第2层之后的预浸料3的大小相对于层积在其相邻的内层侧上的预浸料3增大了与该预浸料3的厚度对应的部分。将预浸料3以成为碳纤维的配向方向相对于芯棒2的长度方向成0°方向的直层方式配置，并以将芯棒2的外周无缝隙地包覆的方式从第一层起依次进行了层积。在本实施例中，通过缠绕10层预浸料3来形成了内筒体4。另外，加强层5是以相对于内筒体4的各侧部41分别层积2个加强层5的方式载置，由此形成了预备成形体6。在此，将在载置于内筒体4的各侧部41上的加强层5设为下部加强层，并且将在位于下部加强层外侧的侧面51进一步层积的加强层5称为上部加强层。

上部加强层和下部加强层均是通过层积4层预浸料薄片来形成的，预浸料薄片使用了拉伸弹性模量为24kgf/mm²的碳纤维，其厚度为0.25mm，树脂含量为33％。如表2所示，下部加强层采用以高度为1mm、加强层直部54的长度为250mm、加强层锥形部53的长度为2130mm、且加强层直部54的长边的长度w为32mm、加强层锥形部53的顶端的细径部的长边的长度为25mm的方式切成细长形状的加强层。另外，上部加强层同样也使用了以高度为1mm、加强层直部54的长度为250mm、加强层锥形部53的长度为2130mm、加强层直部54的长边的长度w为22mm、加强层锥形部53的顶端的细径部的长边的长度为15mm的方式切成细长形状的加强层。

在内筒体4的侧部41上，将4个下部加强层分别以长度方向一致的方式从内筒体锥形部43沿着内筒体直部44层积，在位于4个下部加强层外侧的侧面51上进一步分别层积上部加强层，由此形成了预备成形体6。此时，以使内筒体锥形部43与加强层锥形部53、内筒体直部44与加强层直部54一致的方式进行了层积。另外，上部加强层和下部加强层均是像内筒体4的预浸料3那样碳纤维的配向方向为0°方向的直层的方式进行了层积。然后，在对包装带7施加了张力的状态下以将预备成形体6的外周包覆的方式缠绕包装带7。包装带7使用了信越薄膜株式会社制造的SD2(带宽度15mm、带厚度20μm)。

在加热固化工序中，在135℃的加热炉内将纤维增强树脂热熔融2小时，使内筒体4和加强层5熔融粘合之后取出，冷却到室温进行了固化。

[比较例]

在截面呈真圆形且为细长形状的芯棒上沿着直方向缠绕18层预浸料，通过薄片包装制法成形了圆管型支承杆。如表1所示，所使用的芯棒的形状为直部的直径为30mm、锥形部的小径部侧的直径为23mm。直部的长度方向的长度及锥形部的长度方向的长度与实施例的芯棒2的尺寸相同。在所缠绕的预浸料18层之中的内层侧和外层侧中，使用了拉伸弹性模量不同的预浸料。作为内层侧预浸料，缠绕了2层使用了拉伸弹性模量为7kgf/mm²的玻璃纤维的预浸料，作为外层预浸料，缠绕了16层使用了拉伸弹性模量为40kgf/mm²及30kgf/mm²的碳纤维的预浸料。预浸料的厚度为0.25mm、树脂含量为33％，这与实施例1的预浸料3相同。

实施例和比较例的支承杆各自的芯棒形状如表1所示。

【表1】

在实施例和比较例中使用的芯棒的形状

另外，在实施例中使用的下部加强层、上部加强层的形状如表2所示。

【表2】

对在实施例及比较例中制造的支承杆分别进行了挠曲量测定试验。挠曲量测定条件如下。

[挠曲量测定条件]

在实施例的支承杆、比较例的支承杆中分别从直部端部插入长度为250mm的治具，以悬臂状态对顶端施加了0.9kg的荷重。对该状态下的顶端部的挠曲量进行了测定。表3示出其结果。

【表3】

挠曲量测定试验的结果

根据表3所示的结果可知，在实施例及比较例的条件下成形的各个支承杆在顶端部出现了7mm的挠曲量，显示出了相同的数值。实施例的支承杆与比较例的圆管型的支承杆相比，尽管采用拉伸弹性模量低的纤维增强树脂来制造，仍实现了同等的弯曲刚性。

在比较例中，在层积张数18层中，使用了拉伸弹性模量为7kgf/mm²的玻璃纤维的预浸料为2层；相对于此，在实施例中，在层积张数18层中，使用了拉伸弹性模量为7kgf/mm²的玻璃纤维的预浸料为10层。另外，在比较例中，使用了拉伸弹性模量为40kgf/mm²及30kgf/mm²的碳纤维的预浸料加起来层积了16层；在实施例中，使用了相比于比较例较低的拉伸弹性模量为24kgf/mm²的碳纤维的预浸料层积了8层。像这样，在方管型支承杆中，尽管构成为层积使用了低拉伸弹性模量的增强纤维的预浸料，但仍能够确保高弯曲刚性。