TW201441026A - 支持構件 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種支持構件，其係一端部被固定且另一端部不被固定地以懸臂樑狀態使用之中空管形狀者，且包括：基管部，其遍及上述一端部至上述另一端部而延伸；補強部，其形成於上述基管部之使用時成為鉛垂方向上側之上側部分及與上述上側部分對向之下側部分的各者之上，並遍及上述一端部至上述另一端部而延伸。上述基管部由纖維增強複合樹脂材料構成，上述補強部包括沿自上述一端部朝向上述另一端部之方向排列之第1補強區域及第2補強區域，上述第1及第2補強區域由碳纖維增強複合樹脂材料構成，構成上述第1及第2補強區域之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之配向方向與自上述一端部朝向上述另一端部之方向大致一致，構成上述第1補強區域之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之拉伸彈性模數大於構成上述第2補強區域之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之拉伸彈性模數。
Description
本發明之一方面係關於一種於一端部固定為懸臂樑狀態之中空管形狀之支持構件。
作為上述技術領域之先前之技術，於日本專利特開2007-196615號公報(以下，稱為「專利文獻1」)中記載有例如於液晶顯示裝置(LCD)基板盒等中被設為懸臂樑狀態之稱為支持桿(support bar)等支持構件。專利文獻1所記載之支持構件包括：基管，其截面為圓形，由含有除碳纖維以外之增強纖維之增強纖維複合樹脂材料構成；補強層，其利用碳纖維增強複合樹脂材料形成於基管上。尤其，於該支持構件中，補強層形成於使用支持構件時基管之鉛垂上下方向上之外表面上。
又，於日本專利特開2013-010346號公報中記載有以較短之週期廉價地製造輕量且具備高剛性之纖維增強樹脂製支持桿的基板收納盒用纖維增強樹脂製支持桿之製造方法。該製造方法包括：內筒體形成步驟，其係於截面方形狀之長條狀之芯材上捲繞複數層纖維增強樹脂製之預浸體來形成內筒體；積層步驟，其係沿該內筒體之軸向於該內筒體之側面積層由纖維增強樹脂製之預浸體構成之補強層來形成預成形體；包封步驟，其係於上述預成形體之外層捲繞包封帶；加熱硬化步驟，其係對上述經包封之預成形體加熱。
如上所述，專利文獻1所記載之支持構件係僅於使用支持構件時基管之鉛垂上下方向上之部分上設有由碳纖維增強複合樹脂材料構成之補強層。結果，根據專利文獻1所記載之支持構件，藉由削減碳纖維之使用量來降低材料費，並獲得優異之負荷撓曲特性。如此，於上述技術領域之支持構件中，期望維持彎曲剛性並降低材料費。
另一方面，為了提高支持構件之彎曲剛性，使用於補強層之碳纖維較佳為使用高彈性模數之碳纖維，但存在高彈性模數之碳纖維比低彈性模數之碳纖維昂貴之問題。
本發明之一方面係鑒於此種情況而完成，其課題在於提供一種可維持彎曲剛性並削減高彈性模數之碳纖維之使用量以降低材料費之支持構件。
本發明者等人為了解決上述課題而反覆進行了潛心研究，結果獲得如下見解。即，於形成於基管部上之補強部中，若對於使用時被固定之固定端側之區域使用拉伸彈性模數相對較高之碳纖維之碳纖維增強複合樹脂材料，並對於使用時未被固定之自由端側之區域使用拉伸彈性模數相對較小之碳纖維之碳纖維增強複合樹脂材料，則可維持整體之彎曲剛性，並可削減拉伸彈性模數相對較大且昂貴之碳纖維之碳纖維增強複合樹脂材料之使用量，從而降低材料費。本發明之一方面基於此種見解而完成。
即，本發明之一方面之支持構件係一端部被固定且另一端部不被固定地以懸臂樑狀態使用之中空管形狀者，且包括：基管部，其遍及一端部至另一端部而延伸；及補強部，其形成於基管部之使用時成為鉛垂方向上側之上側部分及與上側部分對向之下側部分的各者之上，並遍及一端部至另一端部而延伸；且基管部由纖維增強複合樹脂材料構成，補強部包括沿自一端部朝向另一端部之方向排列的第1補強區域及第2補強區域，第1及第2補強區域由碳纖維增強複合樹脂材
料構成，構成第1及第2補強區域之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之配向方向與自一端部朝向另一端部之方向大致一致，構成第1補強區域之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之拉伸彈性模數大於構成第2補強區域之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之拉伸彈性模數。
於該支持構件中，於使用該支持構件時成為鉛垂方向上側之基管部之上側部分和與該上側部分對向之下側部分上，形成有由碳纖維增強複合樹脂材料構成之補強部。尤其，就補強部而言，使用時成為固定端之一端部側之第1補強區域由拉伸彈性模數相對較大之碳纖維之碳纖維增強複合樹脂材料構成，使用時成為自由端之另一端部側之第2補強區域由拉伸彈性模數相對較小之碳纖維之碳纖維增強複合樹脂材料構成。因此，根據該支持構件，可維持彎曲剛性並可降低材料費。
於本發明之一方面之支持構件中，可為：構成第1補強區域之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之拉伸彈性模數為400GPa以上且900GPa以下，構成第2補強區域之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之拉伸彈性模數為200GPa以上且未達400GPa。並且，於本發明之一方面之支持構件中，可為：於自一端部朝向另一端部之方向上，第1補強區域之長度為該支持構件全長之30%以上且70%以下，於自一端部朝向另一端部之方向上，於該第2補強區域之長度與第1區域之長度之合計為該支持構件全長之100%以下之範圍內，第2補強區域之長度為該支持構件全長之30%以上且70%以下。於該等情形時，可較佳地維持彎曲剛性並降低材料費。
於本發明之一方面之支持構件中，可為：構成第1補強區域之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維為瀝青基碳纖維，構成第2補強區域之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維為聚丙烯腈(PAN)基碳纖維。於此情形時，對作為固定端之一端部側之第1區域使用拉伸彈性模數較
大之瀝青基碳纖維之碳纖維增強複合樹脂材料，因此可充分地維持彎曲剛性。並且，對作為自由端之另一端部側之第2區域使用相對較廉價之PAN基碳纖維之碳纖維增強複合材料，因此可削減相對較昂貴之瀝青基碳纖維之碳纖維增強複合樹脂材料之使用量，從而可充分地降低材料費。
本發明之一方面之支持構件可呈一端部之外周之長度長於另一端部之外周之長度之錐形狀。於此情形時，可提高振動衰減特性。
於本發明之一方面之支持構件中，可為：基管部由玻璃纖維增強複合樹脂材料構成。如此，若對基管部使用相對較廉價之玻璃纖維增強複合材料，則可進一步降低材料費。
根據本發明之一方面，能夠提供一種可維持彎曲剛性並可削減高彈性模數之碳纖維之使用量以降低材料費之支持構件。
1‧‧‧支持構件
1A‧‧‧支持構件
1a‧‧‧一端部
1b‧‧‧另一端部
1s‧‧‧上表面
10‧‧‧基管部
10A‧‧‧基管部
11‧‧‧上側部分
11A‧‧‧上側部分
12‧‧‧下側部分
12A‧‧‧下側部分
13‧‧‧側方側部分
13A‧‧‧側方側部分
20‧‧‧補強部
21‧‧‧第1補強區域
22‧‧‧第2補強區域
30‧‧‧補強部
40‧‧‧整形部
D1‧‧‧支持構件安裝用零件
D2‧‧‧支持構件安裝用零件
L1‧‧‧支持構件之全長
L21‧‧‧第1補強區域之長度
L22‧‧‧第2補強區域之長度
P1‧‧‧接著部
P2‧‧‧固定部
P3‧‧‧接著部
P4‧‧‧固定部
圖1係表示本發明之一方面之支持構件之第1實施形態之構成之剖面圖。
圖2(a)、(b)係圖1所示之支持構件之另一剖面圖。
圖3(a)、(b)係表示圖1所示之支持構件之變化例之剖面圖。
圖4係表示本發明之一方面之支持構件之第2實施形態之構成之剖面圖。
圖5(a)、(b)係圖4所示之支持構件之另一剖面圖。
圖6(a)、(b)係表示圖4所示之支持構件之變化例之剖面圖。
圖7(a)、(b)係支持構件安裝用零件之立體圖。
圖8係表示本發明之一方面之支持構件之實施例及比較例之特性之測定結果之表。
圖9係表示本發明之一方面之支持構件之實施例及比較例之特性之測定結果之表。
以下，參照圖式，詳細地說明本發明之一方面之支持構件之一實施形態。再者，於圖式說明中，對同一要素彼此或者相當於同一要素之要素彼此標註同一符號，並省略重複之說明。又，於各圖中，存在各部之尺寸比率與實物不同之情況。
圖1係表示本發明之一方面之支持構件之第1實施形態之構成之剖面圖。圖2係圖1所示之支持構件之另一剖面圖。尤其，圖2之(a)係沿圖1之IIA-IIA線之剖面圖，圖2之(b)係沿圖1之IIB-IIB線之剖面圖。再者，於以下之說明中，將各圖之紙面上之上側及下側分別設為於使用支持構件時之鉛垂方向上之上側及下側。圖1、2所示之支持構件1例如可作為機械手之臂部、或基板盒之支持桿使用。
如圖1、圖2所示，支持構件1呈長條之中空管形狀。支持構件1係其長度方向上之一端部1a被固定而以懸臂樑狀態使用。即，支持構件1之一端部1a於使用時為固定端。另一方面，於支持構件1中，其長度方向上之另一端部1b不被固定。即，支持構件1之另一端部1b於使用時為自由端。支持構件1呈一端部1a之外周長度大於另一端部1b之外周長度之錐形狀。即，自一端部1a朝向另一端部1b，支持構件1之與長度方向正交之截面之外形面積逐漸縮小。於支持構件1中，例如，於使用時位於鉛垂方向上側之上表面1s，載置支持對象物(例如玻璃基板等)。支持構件1可採用如下構造：於向機器人或LCD基板收納盒安裝支持構件1時，於支持構件1之固定端側牢固地接合由金屬等構成之安裝用零件，經由該支持構件安裝用零件而安裝於機器人等。為了容易地進行該安裝用零件之接合或接著，可於支持構件1之固定端側設置筆直部分、即截面形狀及尺寸不發生變化之部分。
支持構件1包括中空管形狀之基管部10、設於基管部10上之補強
部20、設於補強部20上之補強部30及設於基管部10上之整形部40。基管部10遍及支持構件1之一端部1a至另一端部1b地延伸。基管部10呈如自支持構件1之一端部1a朝向另一端部1b而逐漸縮小之錐形狀。
基管部10之與支持構件1之長度方向正交之截面形狀(圖2所示之截面形狀)呈於與鉛垂上下方向交叉之左右方向上延伸且四角進行了倒角或為圓型之圓角狀之長方形環狀。基管部10由如下部分構成，即：位於支持構件1之上表面1s側(即，於使用時為鉛垂方向上側)之上側部分11、與該上側部分11對向之下側部分12、將上側部分11與下側部分12相互連接之一對側方側部分13。
此種基管部10例如可由玻璃纖維增強複合樹脂材料構成。於此情形時，基管部10可藉由積層複數層玻璃布預浸片而構成，該玻璃布預浸片係於玻璃纖維中含浸熱固性樹脂而成。然而，構成基管部10之材料並不限定於玻璃纖維增強複合樹脂材料，例如亦可為使用了PAN基碳纖維、或瀝青基碳纖維之碳纖維增強複合樹脂材料。基管部10可利用含有拉伸彈性模數小於構成下述補強部20之第1補強區域21之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之拉伸彈性模數之任意纖維之纖維增強複合樹脂材料構成。
補強部20遍及支持構件1之一端部1a至另一端部1b地延伸。補強部20形成於基管部10之上側部分11及下側部分12之各者之上。補強部20未形成於基管部10之側方側部分13上。補強部20之沿著與支持構件1之長度方向交叉之方向之截面形狀呈如厚度隨著自基管部10之上側部分11及下側部分12之邊緣部朝向中心部而增厚之凸形狀。
補強部20包含沿著自支持構件1之一端部1a朝向另一端部1b之方向排列的第1補強區域21及第2補強區域22。第1補強區域21自支持構件1之一端部1a延伸，第2補強區域22自第1補強區域21之終端部分延伸至支持構件1之另一端部1b。於支持構件1之長度方向上，第1補強
區域21之長度L21為支持構件1之全長L1之30%以上且70%以下左右。並且，於支持構件1之長度方向上，第2補強區域22之長度L22於該第2補強區域22之長度L22與第1補強區域21之長度L21之合計為支持構件1之全長L1之100%之範圍內為支持構件1之全長L1之30%以上且70%以下左右。
即，於本實施形態中，於支持構件1之長度方向上，於第1補強區域21之長度L21為支持構件1之全長L1之60%左右時，第2補強區域22之長度L22為支持構件1之全長L1之40%左右。再者，補強部20亦可包括與第1補強區域21及第2補強區域22不同之其他區域。於此情形時，只要於支持構件1之長度方向上，第1補強區域21之長度L21為支持構件1之全長L1之30%以上且70%以下左右，並且第2補強區域22之長度L22於該第2補強區域22之長度L22與第1補強區域21之長度L21之合計未達支持構件1之全長L1之100%之範圍內為支持構件1之全長L1之30%以上且70%以下左右即可。
第1補強區域21及第2補強區域22由碳纖維增強複合樹脂材料構成。構成第1補強區域21及第2補強區域22之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之配向方向與支持構件1之長度方向大致一致。構成第1補強區域21之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之拉伸彈性模數大於構成第2補強區域22之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之拉伸彈性模數。
更具體而言，構成第1補強區域21之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之拉伸彈性模數例如為400GPa以上且900GPa以下左右。又，構成第2補強區域22之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之拉伸彈性模數例如為200GPa以上且未達400GPa左右。進而具體而言，第1補強區域21可由使用了瀝青基碳纖維之碳纖維增強複合樹脂材料構成，第2補強區域22可由使用了PAN基碳纖維之碳纖維增強複合樹脂材料
構成。
此種補強部20可藉由如下方式構成，即：例如將用於第1補強區域21及第2補強區域22之各者之碳纖維預浸片於基管部10之上側部分11及下側部分12之各者之上積層複數層。碳纖維預浸片例如係藉由於碳纖維中含浸熱固性樹脂而成。
補強部30於基管部10之上側部分11及下側部分12之各者之上，以覆蓋補強部20之整體之方式形成於補強部20上。因此，補強部30遍及支持構件1之一端部1a至另一端部1b地延伸。補強部30未形成於基管部10之側方側部分13上。補強部30由碳纖維增強複合樹脂材料構成。
可使構成補強部30之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之拉伸強度大於構成第1補強區域21之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之拉伸強度。更具體而言，補強部30例如可由使用了PAN基碳纖維之碳纖維增強複合樹脂材料構成。補強部30例如可藉由於補強部20上積層一層碳纖維預浸片而構成。
整形部40形成於基管部10之側方側部分13之各者之上。整形部40遍及支持構件1之一端部1a至另一端部1b地延伸。整形部40例如可由玻璃纖維增強複合樹脂材料構成。於此情形時，整形部40可藉由於基管部10上積層複數層玻璃布預浸片而構成。整形部40之與支持構件1之長度方向正交之截面形狀呈如厚度隨著自基管部10之側方側部分13之邊緣部朝向中心部而增厚之凸形狀。
支持構件1之與長度方向正交之截面之外形由補強部20(及補強部30)與整形部40限定。因此，支持構件1之該外形因形成於基管部10之各部分上之凸形狀而呈大致橢圓形狀。相對於此，支持構件1之沿著與長度方向交叉之方向之截面之內側形狀由基管部10之各部分限定，因此呈長方形狀。再者，於本實施形態之支持構件1中，基管部10之與支持構件1之長度方向正交之截面之形狀亦可為正方形環狀。於此
情形時，支持構件1之與其長度方向正交之截面之外形為大致圓形。
如以上所說明般，於本實施形態之支持構件1中，於基管部10之使用該支持構件1時成為鉛垂方向上側之上側部分11及與該上側部分11對向之下側部分12上，形成有由碳纖維增強複合樹脂材料構成之補強部20。尤其，加強部20為，使用時成為固定端之一端部1a側之第1補強區域21由拉伸彈性模數相對較大之碳纖維之碳纖維增強複合樹脂材料構成，使用時成為自由端之另一端部1b側之第2補強區域22由拉伸彈性模數相對較小之碳纖維之碳纖維增強複合樹脂材料構成。因此，根據該支持構件1，可維持彎曲剛性並可降低材料費。
此處，本實施形態之支持構件1例如可以如下之方式製造。即，首先，將玻璃布預浸片於作為芯材之心軸上捲繞複數次，而形成與基管部10相當之部分。於與該基管部10相當之部分之分別與上側部分11及下側部分12相當之部分上，分別積層單層或複數層用於補強部20、30之碳纖維預浸片。又，於與左右之側方側部分13相當之部分上，積層單層或複數層用於整形部40之玻璃布預浸片。藉此，形成與支持構件1相當之積層體。其次，將上述積層體加熱而使構成各預浸片之熱固性樹脂硬化，將硬化物自心軸拔出，藉此可製造支持構件1。
以將支持構件1之外形修整為期望之形狀及用以防止熱固性樹脂中產生空隙之消泡為目的，通常於加壓下進行用於硬化熱固性樹脂之加熱。該加壓下之加熱通常採用模具法、帶張力(tape tension)法等。於模具法中，將於內側具有期望之支持構件1之外形形狀之可分割之加壓用模具以覆蓋心軸上之積層體之方式進行加壓並安裝，利用烘箱等加熱機構進行加熱。於帶張力法中，將藉由加熱而收縮之合成樹脂製帶(收縮帶)捲繞於心軸上之積層體整體，利用烘箱等加熱機構進行加熱。其中，模具法需要用於模具及附屬設備之設備投資，因此導致成本上升，相對於此，帶張力法不需要設備投資，因此可降低成本。
於支持構件1之沿著與長度方向正交之方向之截面之外形例如為四邊形般之具有角部及平坦部之形狀之情形時，若採用帶收縮法，則帶之張力會集中於積層體之角部而難以充分施加於平坦部。即，具有產生張力之不均勻化之傾向。於此情形時，具有難以將支持構件1之外形修整為期望之形狀之傾向。又，具有消泡不充分、容易產生空隙之傾向。相對於此，藉由使支持構件1之使用時之上下表面之補強部20、30之外形形成為朝向外方凸出之凸型，進而於左右側面設置朝向外方凸出之凸型之整形部40，從而使支持構件1之截面外形為大致橢圓形或大致圓形。因此，可將收縮帶之張力相對較均勻地施加於積層體之外周上各部，從而可容易地進行外形之整形及消泡。
又，本實施形態之支持構件1亦可採用如圖3所示般不設置整形部40之態樣。進而，本實施形態之支持構件1亦可為不設置補強部30之態樣。
接下來，說明本發明之一方面之支持構件之第2實施形態。圖4係表示本發明之一方面之支持構件之第2實施形態之構成之剖面圖。圖5係圖4所示之支持構件之另一剖面圖。尤其，圖5之(a)係沿圖4之VA-VA線之剖面圖，圖5之(b)係沿圖4之VB-VB線之剖面圖。
如圖4、5所示，本實施形態之支持構件1A於包括基管部10A來代替基管部10之方面、及不包括整形部40之方面與第1實施形態之支持構件1不同。本實施形態之支持構件1A之其他方面與第1實施形態之支持構件1相同。基管部10A之與支持構件1A之長度方向正交之截面之形狀(圖5所示之截面形狀)為圓環狀，此點與基管部10不同。
基管部10A由如下部分構成，即：位於支持構件1A之上表面1s側(即，鉛垂方向上側)之上側部分11A、與該上側部分11A對向之下側部分12A、及將上側部分11A與下側部分12A相互連接之一對側方側部分
13A。此種基管部10A例如可利用與基管部10相同之材料及方法構成。
於支持構件1A中，補強部20分別形成於基管部10A之上側部分11A及下側部分12A之各者之上。補強部20未形成於基管部10A之側方側部分13A上。補強部20之與支持構件1A之長度方向正交之截面之形狀以沿著基管部10A之上側部分11A及下側部分12A之各者之截面形狀之方式彎曲。
由於支持構件1A不包括整形部40，因此支持構件1A之與長度方向正交之截面之外形由補強部20(及補強部30)與基管部10A之側方側部分13A限定。因此，支持構件1A之該外形呈沿鉛垂上下方向延伸之橢圓形狀。相對於此，支持構件1A之與長度方向正交之截面之內側形狀由基管部10A之各部分限定，因此呈圓形狀。
再者，第2實施形態之支持構件1A之補強部20為與上述第1實施形態之支持構件1相同之構成，因此為了避免重複而省略說明。又，支持構件1A之製造方法亦係除所使用之心軸之形狀不同且不設置整形部40以外，可採用與上述第1實施形態之支持構件1相同之方法，因此省略說明。
如上所述之本實施形態之支持構件1A亦與第1實施形態之支持構件1同樣地可維持彎曲剛性並可降低材料費。
再者，於本實施形態之支持構件1A中，例如，如圖6所示，亦可將基管部10A之沿著與支持構件1A之長度方向交叉之方向之截面形狀設為沿與鉛垂上下方向交叉之左右方向延伸之橢圓環狀。又，本實施形態之支持構件1A亦可為不設置補強部30之態樣。
以上之實施形態說明本發明之一方面之支持構件之一實施形態。因此，本發明之一方面之支持構件並不限定於上述之支持構件1、1A，可於不變更各技術方案之主旨之範圍內任意地對支持構件
1、1A進行變更。
接下來，說明本發明之一方面之支持構件之實施例。於本實施例中，準備實施例1~6之支持構件與比較例1~6之支持構件，對其等之特性進行測定。再者，實施例1~3之支持構件為與上述第1實施形態之支持構件1相對應之構件，實施例4~6之支持構件為與上述第2實施形態之支持構件1A相對應之構件。以下，首先，進行實施例1~3及比較例1~3之說明，其次，進行實施例4~6及比較例4~6之說明。
首先，準備作為芯材之鋼製心軸。心軸由如下部分構成，即：固定端側之筆直部分，即截面形狀及尺寸不發生變化之範圍；及自由端側之錐形部分，即越朝向自由端側外周長度越短之範圍。於固定端側之筆直範圍內，心軸之形狀為正方形截面之方桿狀，於自由端側之錐形範圍內，心軸之形狀為自四角錐切掉其前端部分後之形狀(即四角錐台形狀)。關於心軸之尺寸，前端側寬度為10mm，前端側高度為10mm，基端側(近手側)寬度為22mm，基端側高度為22mm。全長為2400mm，固定端側250mm之範圍為寬度22mm、基端側高度22mm之筆直狀，自由端側之2150mm之範圍為錐形狀。為了容易地於心軸捲繞預浸片，而對該角部實施5R之圓角加工。又，此處之前端相當於支持構件1之另一端部1b側之端，基端相當於支持構件1之一端部1a側之端。
接下來，為了形成壁厚為2mm、全長為2400mm之尺寸之基管部，使玻璃布預浸片A於心軸上捲繞複數次而積層，該基管部係於基端側250mm，具有寬度(外側)為26mm、基端側高度(外側)為26mm之筆直範圍，朝向自由端側而外周縮小，於前端側，寬度(外側)為14mm，前端側高度(外側)為14mm。玻璃纖維之配向方向係設為心軸之
長度方向(0°)及周向(90°)。作為玻璃布預浸片A，使用於玻璃纖維布中含浸環氧樹脂而成之玻璃布預浸片(大東股份有限公司製，商品號：SCF243EP-BL3，厚度：0.25mm)。
繼而，作為第1補強層，準備兩組積層體，該積層體係將瀝青基高彈性碳纖維預浸片B剪切成由寬度為26mm、長度為250mm之長方形與上底為19mm、下底為26mm、高度為1300mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為1550mm之形狀並積層6片而成，以心軸之長度方向與碳纖維之配向方向大致一致之方式將該積層體配置於捲繞於心軸之玻璃布預浸片A上。此時，於使用時相當於鉛垂方向之上側及下側之部分(例如與基管部10之上側部分11及下側部分12相對應之部分)之各者，配置各積層體。尤其，各積層體之瀝青基高彈性碳纖維預浸片B之下邊、寬度為26mm之部分與心軸之基端一致。因此，第1補強層之瀝青基高彈性碳纖維預浸片B配置於心軸之基端側之1550mm之範圍。再者，於作為第1補強層之長度為1550mm之預浸片B中，碳纖維於長度方向上連續。
作為瀝青基高彈性碳纖維預浸片B，使用藉由使拉伸彈性模數為800GPa、拉伸強度為3430MPa之瀝青基高彈性碳纖維沿一方向配向並含浸環氧樹脂而成之瀝青基高彈性碳纖維預浸片(Nippon Graphite Fiber Corporation製造，商品號：E8026C-28N，CF：GRANOC XN-80(瀝青基)，CF單位面積重量：285g/m2，樹脂含有率：33重量%，厚度為0.25mm)。
繼而，作為第2補強層，準備兩組積層體，該積層體係將PAN基碳纖維預浸片C剪切成上底為14mm、下底為19mm、高度為850mm之左右對稱之梯形並積層6片而成之積層體，以心軸之長度方向與碳纖維之配向方向大致一致之方式將該積層體配置於捲繞於心軸之玻璃布預浸片A上。此時，於使用時相當於鉛垂方向之上側及下側之部分
(例如與基管部10之上側部分11及下側部分12相對應之部分)之各者，配置各積層體。尤其，各積層體之PAN基碳纖維預浸片C之上底與心軸之前端一致。因此，第2補強層之PAN基碳纖維預浸片C配置於心軸之前端側之850mm之範圍。
作為PAN基碳纖維預浸片C，使用藉由使拉伸彈性模數為230GPa、拉伸強度為4900MPa之PAN基碳纖維沿一方向配向並含浸環氧樹脂而成之PAN基碳纖維預浸片(東麗股份有限公司製造，商品號：P3052S-25，CF：Torayca T700S(PAN基)，CF單位面積重量：250g/m2，樹脂含有率：33重量%，厚度為0.24mm)。
繼而，作為第3補強層，準備兩組積層體，該積層體係將瀝青基高彈性碳纖維預浸片B剪切成由寬度為17mm、長度為250mm之長方形與上底為12mm、下底為17mm、高度為1400mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為1650mm之形狀並積層5片而成，以心軸之長度方向與碳纖維之配向方向大致一致之方式將該積層體配置於作為第1補強層之瀝青基高彈性碳纖維預浸片B上。此時，於使用時相當於鉛垂方向之上側及下側之部分(例如與基管部10之上側部分11及下側部分12相對應之部分)之各者，配置各積層體。尤其，各積層體之瀝青基高彈性碳纖維預浸片B之下邊、寬度為17mm之部分與心軸之基端一致。因此，第3補強層之瀝青基高彈性碳纖維預浸片B配置於心軸之靠基端側之1650mm之範圍。再者，於作為第3補強層之長度為1650mm之預浸片B中，碳纖維於長度方向上連續。
繼而，作為第4補強層，準備兩組積層體，該積層體係將PAN基碳纖維預浸片C剪切成上底為9mm、下底為12mm、高度為750mm之左右對稱之梯形並積層5片而成，以心軸之長度方向與碳纖維之配向方向大致一致之方式配置於作為第2補強層之PAN基碳纖維預浸片C上。此時，於使用時相當於鉛垂方向之上側及下側之部分(例如與基
管部10之上側部分11及下側部分12相對應之部分)之各者，配置各積層體。尤其，各積層體之PAN基碳纖維預浸片C之上底被配置為與心軸之前端一致。因此，第4補強層之PAN基碳纖維預浸片C配置於心軸之前端側之750mm之範圍。
繼而，作為第5補強層，將PAN基碳纖維預浸片C剪切成由寬度為26mm、長度為250mm之長方形與上底為14mm、下底為26mm、高度為2150mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為2400mm之形狀，準備兩組該剪切後之預浸片C，每組各一片，以心軸之長度方向與碳纖維之配向方向大致一致之方式配置於第3補強層之瀝青基高彈性碳纖維預浸片B及第4補強層之PAN基碳纖維預浸片C上。此時，於使用時相當於鉛垂方向之上側及下側之部分(例如，與基管部10之上側部分11及下側部分12相對應之部分)之各者，各配置一片作為第5補強層之預浸片C。第5補強層之PAN基碳纖維預浸片C配置於心軸全長之整個範圍內。再者，於作為第5補強層之長度為2400mm之預浸片C中，碳纖維於長度方向上連續。
此處，作為第1補強層及第3補強層之瀝青基高彈性碳纖維預浸片B之積層體與支持構件1之補強部20之第1補強區域21相對應，作為第2補強層及第4補強層之PAN基碳纖維預浸片C之積層體與支持構件1之補強部20之第2補強區域22相對應，作為第5補強層之PAN基碳纖維預浸片C與支持構件1之補強部30相對應。
根據以上之補強層之積層構造，於實施例1之支持構件中，於心軸之基端側2/3之範圍內配置有瀝青基高彈性碳纖維預浸片B，於心軸之前端側1/3之範圍內配置有PAN基碳纖維預浸片C，該瀝青基高彈性碳纖維預浸片B與PAN基碳纖維預浸片C之外側於心軸全長之整個範圍內被PAN基碳纖維預浸片C覆蓋。
繼而，將玻璃布預浸片A剪切成由寬度為26mm、長度為250mm
之長方形與上底為14mm、下底為26mm、高度為2150mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為2400mm之形狀，積層6片該剪切後之預浸片A，進而於其上積層6片將玻璃布預浸片A剪切成如下形狀而成者，該形狀為由寬度為17mm、長度為250mm之長方形與上底為9mm、下底為17mm、高度為2150mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為2400mm之形狀，而準備(兩組)積層體。其後，將該積層體配置於用於基管部10之玻璃布預浸片A上。此時，於使用時相對於鉛垂方向而言為左右方向之部分(例如與基管部10之側方側部分13相對應之部分)之各者，配置各積層體。此處，由該12片玻璃布預浸片A構成之積層體與支持構件1之整形部40相對應。
於以上之預浸體積層步驟之後，自整體之外側捲繞聚丙烯帶、或PET帶等藉由加熱而收縮之帶將各預浸片固定，利用烘箱同時對基管部、補強層及整形部進行加熱，使各預浸片硬化。此時，使溫度以2℃/min上升，於140℃保持120分鐘後，藉由自然冷卻恢復至常溫。最後，將心軸拔出，藉此獲得實施例1之與中空管形狀之支持構件1相對應之支持構件。
實施例2之支持構件與實施例1之支持構件之不同點在於，作為第1~4補強層之積層體之碳纖維預浸片之尺寸不同。實施例2之支持構件之其他方面與實施例1之支持構件相同。於實施例2中，為了形成第1補強層之積層體，將瀝青基高彈性碳纖維預浸片B剪切成由寬度為26mm、長度為250mm之長方形與上底為21mm、下底為26mm、高度為900mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為1150mm之形狀。又，為了形成第2補強層之積層體，將PAN基碳纖維預浸片C剪切成上底為14mm、下底為21mm、高度為1250mm之左右對稱之梯形。
又，為了形成第3補強層之積層體，將瀝青基高彈性碳纖維預浸
片B剪切成由寬度為17mm、長度為250mm之長方形與上底為14mm、下底為17mm、高度為1000mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為1250mm之形狀。進而，為了形成第4補強層之積層體，將PAN基碳纖維預浸片C剪切成上底為9mm、下底為14mm、高度為1150mm之左右對稱之梯形。
根據以上之補強層之積層構造，於實施例2之支持構件中，於心軸之基端側1/2之範圍內配置有瀝青基高彈性碳纖維預浸片B，於心軸之前端側1/2之範圍內配置有PAN基碳纖維預浸片C，該瀝青基高彈性碳纖維預浸片B與PAN基碳纖維預浸片C之外側於心軸全長之整個範圍內被PAN基碳纖維預浸片C覆蓋。
實施例3之支持構件與實施例1之支持構件之不同點在於，作為第1~4補強層之積層體之碳纖維預浸片之尺寸不同。實施例3之支持構件之其他方面與實施例1之支持構件相同。於實施例3中，為了形成第1補強層之積層體，將瀝青基高彈性碳纖維預浸片B剪切成由寬度為26mm、長度為250mm之長方形與上底為23mm、下底為26mm、高度為500mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為750mm之形狀。又，為了形成第2補強層之積層體，將PAN基碳纖維預浸片C剪切成上底為14mm、下底為23mm、高度為1650mm之左右對稱之梯形。
又，為了形成第3補強層之積層體，將瀝青基高彈性碳纖維預浸片B剪切成由寬度為17mm、長度為250mm之長方形與上底為15mm、下底為17mm、高度為600mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為850mm之形狀。進而，為了形成第4補強層之積層體，將PAN基碳纖維預浸片C剪切成上底為9mm、下底為15mm、高度為1550mm之左右對稱之梯形。
根據以上之補強層之積層構造，於實施例3之支持構件中，於心
軸之基端側1/3之範圍內配置有瀝青基高彈性碳纖維預浸片B，於心軸之前端側2/3之範圍內配置有PAN基碳纖維預浸片C，該瀝青基高彈性碳纖維預浸片B與PAN基碳纖維預浸片C之外側於心軸全長之整個範圍內被PAN基碳纖維預浸片C覆蓋。
比較例1之支持構件與實施例1之支持構件之不同點在於補強層之構造不同。比較例1之支持構件之其他方面與實施例1之支持構件相同。即，於比較例1中，作為第1、2補強層，將如下積層體配置於作為基管部之玻璃布預浸片A上，該積層體係將瀝青基高彈性碳纖維預浸片B剪切成由寬度為26mm、長度為250mm之長方形與上底為14mm、下底為26mm、高度為2150mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為2400mm之形狀並積層6片而成。
進而，作為第3~5補強層，將瀝青基高彈性碳纖維預浸片B剪切成由寬度為17mm、長度為250mm之長方形與上底為9mm、下底為17mm、高度為2150mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為2400mm之形狀，將積層6片該剪切後之預浸片B而成之積層體配置於作為第1、2補強層之積層體上。根據以上之補強層之積層構造，於比較例1之支持構件中，於心軸全長之整個範圍內配置有瀝青基高彈性碳纖維預浸片B。
比較例2之支持構件與比較例1之支持構件之不同點在於，使用PAN基碳纖維預浸片C來代替瀝青基高彈性碳纖維預浸片B。比較例2之支持構件之其他方面與比較例1之支持構件相同。於比較例2之支持構件中，於心軸全長之整個範圍內配置有PAN基碳纖維預浸片C。
比較例3之支持構件與實施例1之支持構件之不同點在於補強層
之構造不同。比較例3之支持構件之其他方面與實施例1之支持構件相同。於比較例3中，作為第1、2補強層，將瀝青基高彈性碳纖維預浸片B剪切成由寬度為26mm、長度為250mm之長方形與上底為14mm、下底為26mm、高度為2150mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為2400mm之形狀，於作為基管部10之玻璃布預浸片A上積層6片該剪切後之預浸片B。進而，於其上，作為第3~5補強層，積層6片將PAN基碳纖維預浸片C剪切成如下形狀者，該形狀為由寬度為17mm、長度為250mm之長方形與上底為9mm、下底為17mm、高度為2150mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為2400mm之形狀。
根據以上之補強層之積層構造，於比較例3之支持構件中，於心軸全長之整個範圍內延伸之瀝青基高彈性碳纖維預浸片B之外側，配置有於心軸全長之整個範圍內延伸之PAN基碳纖維預浸片C。再者，如上所述，於以上之實施例1~3及比較例1~3中，僅於使用時為鉛垂方向之上側及下側之部分形成有各補強層。
針對如以上般準備之實施例1~3及比較例1~3之支持構件，依照以下之順序測定負荷撓曲。首先，於各支持構件之近手側(基端側)牢固地結合圖7之(a)所示之支持構件安裝用零件D1。該零件D1由鋁等金屬製造而成，且由如下部分構成，即：插入至支持構件之內部而接著、結合之接著部P1、及安裝於機器人側、LCD收納盒側等之固定部P2。接著部P1之長度為200mm，利用環氧系接著劑將該安裝用零件D1接著於作為實施例及比較例而製作之支持構件。其後，於固定基座之水平面安裝固定部P2，並以螺栓緊固，藉此將各支持構件水平保持而使其成為懸臂樑狀態。然後，於距各支持構件之前端10mm之部位垂吊650g之重物，測定各支持構件於鉛垂下方向之撓曲(負荷撓曲)。
根據上述測定，獲得了圖8之表所示之結果。再者，於圖8之表中，亦表示出實施例1~3及比較例1~3之支持構件之各部分之具體之尺寸或材料等。如圖8所示，與於補強層整個區域(支持構件之全長)使用瀝青基高彈性碳纖維(瀝青基高彈性碳纖維預浸片B)之比較例1之支持構件相比，實施例1~3中任一實施例之支持構件均可將瀝青基高彈性碳纖維之使用量削減30%~64%，並且可抑制負荷撓曲之增加(即，彎曲剛性降低)。
又，與於補強層整個區域(支持構件之全長)使用PAN基碳纖維(PAN基碳纖維預浸片C)之比較例2之支持構件相比，實施例1~3中任一實施例之支持構件均可大幅度地降低負荷撓曲。
進而，於支持構件全長之整個範圍內延伸之補強層之內側層使用瀝青基高彈性碳纖維(瀝青基高彈性碳纖維預浸片B)且於該補強層之外側層使用PAN基碳纖維(PAN基碳纖維預浸片C)之比較例3之支持構件與比較例1之支持構件相比，可將瀝青基高彈性碳纖維之使用量降低40%，但根據實施例2之支持構件，可將瀝青基高彈性碳纖維之使用量削減更多，可削減46.5%，而且亦可進一步降低負荷撓曲(即，可維持更高之彎曲剛性)。
首先，準備作為芯材之鋼製心軸。心軸由如下部分構成，即：固定端側之筆直部分，即截面形狀及尺寸不發生變化之範圍；及自由端側之錐形部分，即越朝向自由端外周長度越短之範圍。於固定端側之筆直範圍內，心軸之形狀為實心圓形截面，於自由端側之錐形範圍內，心軸之形狀為自圓錐切掉其前端部分後之形狀(即圓錐台形狀)。關於心軸之尺寸，前端側直徑為15mm，基端側直徑為27mm。全長為2400mm，固定端側之200mm之範圍為直徑為27mm之實心圓桿狀
之筆直範圍，自由端側之2200mm之範圍為錐形狀。再者，此處之前端與支持構件1A之另一端部1b側之端相當，基端與支持構件1A之一端部1a側之端相當。
繼而，為了形成壁厚為1.5mm、長度為2400mm之中空之基管部，使玻璃布預浸片A於心軸上捲繞複數次進行積層，於該基管部中，於基端側之200mm，具有外徑為30mm之筆直範圍，朝向自由端側，外周長度縮小，於前端側，外徑為18mm。玻璃纖維之配向方向為心軸之長度方向(0°)及周向(90°)。再者，玻璃布預浸片A使用與上述之玻璃布預浸片A相同者。
繼而，作為第1補強層，準備兩組積層體，該積層體係將瀝青基高彈性碳纖維預浸片B剪切成由寬度為24mm、長度為200mm之長方形與上底為18mm、下底為24mm、高度為1400mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為1600mm之形狀並積層4片而成，以心軸之長度方向與碳纖維之配向方向大致一致之方式將該積層體配置於捲繞於心軸之玻璃布預浸片A上。此時，於使用時為鉛垂方向之上側及下側之部分(例如與基管部10A之上側部分11A及下側部分12A相對應之部分)之各者，配置各積層體。再者，於作為第1補強層之長度為1600mm之預浸片B中，碳纖維於長度方向上連續。
尤其，各積層體之瀝青基高彈性碳纖維預浸片B之下邊、寬度為24mm之部分與心軸之基端一致。因此，第1補強層之瀝青基高彈性碳纖維預浸片B配置於心軸之基端側1600mm之範圍。再者，於配置各積層體時，基管部之沿心軸之長度方向延伸之中心軸線與各積層體之瀝青基高彈性碳纖維預浸片B之梯形之長度方向上之中心軸線於鉛垂方向上一致。又，作為瀝青基高彈性碳纖維預浸片B，使用與上述之瀝青基高彈性碳纖維預浸片B相同者。
繼而，作為第2補強層，準備兩組積層體，該積層體係將PAN基
碳纖維預浸片C剪切成上底為14mm、下底為18mm、高度為800mm之左右對稱之梯形狀並積層4片而成，以心軸之長度方向與碳纖維之配向方向大致一致之方式將該積層體配置於捲繞於心軸之玻璃布預浸片A上。此時，於使用時相當於鉛垂方向之上側及下側之部分(例如與基管部10A之上側部分11A及下側部分12A相對應之部分)之各者，配置各積層體。
尤其，各積層體之PAN基碳纖維預浸片C之上底與心軸之前端一致。因此，第2補強層之PAN基碳纖維預浸片C配置於心軸之前端側之800mm之範圍。再者，於配置各積層體時，基管部之沿心軸之長度方向延伸之中心軸線與各積層體之PAN基碳纖維預浸片C之梯形之長度方向上之中心軸線於鉛垂方向上一致。又，作為PAN基碳纖維預浸片C使用與上述之PAN基碳纖維預浸片C相同者。
繼而，作為第3補強層，將PAN基碳纖維預浸片C剪切成由寬度為24mm、長度為200mm之長方形與上底為14mm、下底為24mm、高度為2200mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為2400mm之形狀，準備兩組該剪切後之預浸片C，每組各一片，以心軸之長度方向與碳纖維之配向方向大致一致之方式，於第1補強層之瀝青基高彈性碳纖維預浸片B及第2補強層之PAN基碳纖維預浸片C上配置一片該剪切後之預浸片C。此時，於使用時相當於鉛垂方向之上側及下側之部分(例如與基管部10A之上側部分11A及下側部分12A相對應之部分)之各者，各配置一片作為第3補強層之預浸片C。第3補強層之PAN基碳纖維預浸片C配置於心軸全長之整個範圍內。
此處，作為第1補強層之瀝青基高彈性碳纖維預浸片B之積層體與支持構件1A之補強部20之第1補強區域21相對應，作為第2補強層之PAN基碳纖維預浸片C之積層體與支持構件1A之補強部20之第2補強區域22相對應，作為第3補強層之PAN基碳纖維預浸片C與支持構件
1A之補強部30相對應。
根據以上之補強層之積層構造，於實施例4之支持構件中，於心軸之基端側2/3之範圍內配置有瀝青基高彈性碳纖維預浸片B，於心軸之前端側1/3之範圍內配置有PAN基碳纖維預浸片C，該瀝青基高彈性碳纖維預浸片B與PAN基碳纖維預浸片C之外側於心軸全長之整個範圍內被PAN基碳纖維預浸片C覆蓋。又，於著眼於沿著與心軸之長度方向交叉之方向之截面時，成為如下構造：於由玻璃布預浸片構成之壁厚為1.5mm之基管部之外側之鉛垂方向之上部及下部之90°之範圍內，積層有由碳纖維預浸片構成之壁厚為1mm之第1及第2補強層，進而積層有由碳纖維預浸片構成之壁厚為0.24mm之第3補強層。
於以上之預浸體積層步驟之後，自整體之外側捲繞聚丙烯帶、PET帶等藉由加熱而收縮之帶將各預浸片固定，利用烘箱同時對基管部與補強層進行加熱，使各預浸片硬化。此時，使溫度以2℃/min上升，於140℃保持120分鐘後，藉由自然冷卻恢復至常溫。最後，將心軸拔出，藉此獲得實施例4之與中空管形狀之支持構件1A相對應之支持構件。
實施例5之支持構件與實施例4之支持構件之不同點在於，作為第1、2補強層之積層體之碳纖維預浸片之尺寸不同。實施例5之支持構件之其他方面與實施例4之支持構件相同。即，於實施例5中，為了形成第1補強層之積層體，將瀝青基高彈性碳纖維預浸片B剪切成由寬度為24mm、長度為200mm之長方形與上底為19mm、下底為24mm、高度為1000mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為1200之形狀。又，為了形成第2補強層之積層體，將PAN基碳纖維預浸片C剪切成上底為14mm、下底為19mm、高度為1200mm之左右對稱之梯形狀。
根據以上之補強層之積層構造，於實施例5之支持構件中，於心軸之基端側1/2之範圍內配置有瀝青基高彈性碳纖維預浸片B，於心軸之前端側1/2之範圍內配置有PAN基碳纖維預浸片C，該瀝青基高彈性碳纖維預浸片B與PAN基碳纖維預浸片C之外側於心軸全長之整個範圍內被PAN基碳纖維預浸片C覆蓋。
實施例6之支持構件與實施例4之支持構件之不同點在於，作為第1、2補強層之積層體之碳纖維預浸片之尺寸不同。實施例6之支持構件之其他方面與實施例4之支持構件相同。於實施例6中，為了形成第1補強層之積層體，將瀝青基高彈性碳纖維預浸片B剪切成由寬度為24mm、長度為200mm之長方形與上底為21mm、下底為24mm、高度為600mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為800mm之形狀。又，為了形成第2補強層之積層體，將PAN基碳纖維預浸片C剪切成上底為14mm、下底為21mm、高度為1600mm之左右對稱之梯形。
根據以上之補強層之積層構造，於實施例6之支持構件中，於心軸之基端側1/3之範圍內配置有瀝青基高彈性碳纖維預浸片B，於心軸之前端側2/3之範圍內配置有PAN基碳纖維預浸片C，該瀝青基高彈性碳纖維預浸片B與PAN基碳纖維預浸片C之外側於心軸全長之整個範圍內被PAN基碳纖維預浸片C覆蓋。
比較例4之支持構件與實施例4之支持構件之不同點在於，補強層之構造不同。比較例4之支持構件之其他方面與實施例4之支持構件相同。於比較例4中，作為第1、2補強層，準備兩組積層體，該積層體係將瀝青基高彈性碳纖維預浸片B剪切成由寬度為24mm、長度為200mm之長方形與上底為14mm、下底為24mm、高度為2200mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為2400mm之形狀並積層4片而成，
將該積層體配置於作為基管部之玻璃布預浸片A上。於比較例4之支持構件中，於心軸全長之整個範圍內配置有瀝青基高彈性碳纖維預浸片B。
比較例5之支持構件與比較例4之支持構件之不同點在於，使用PAN基碳纖維預浸片C來代替瀝青基高彈性碳纖維預浸片B。比較例5之支持構件之其他方面與比較例4之支持構件相同。於比較例5之支持構件中，於心軸全長之整個範圍內配置有PAN基碳纖維預浸片C。
比較例6之支持構件與實施例4之支持構件之不同點在於，補強層之構造不同。比較例6之支持構件之其他方面與實施例4之支持構件相同。於比較例6中，作為第1、2補強層，將瀝青基高彈性碳纖維預浸片B剪切成由寬度為24mm、長度為200mm之長方形與上底為14mm、下底為24mm、高度為2200mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為2400mm之形狀，積層3片該剪切後之預浸片B，並且，進而各積層1片剪切後之預浸片C，其係將PAN基碳纖維預浸片C剪切成由寬度為24mm、長度為200mm之長方形與上底為14mm、下底為24mm、高度為2200mm之左右對稱之梯形組合而成之長度為2400mm之形狀，藉此準備兩組積層合計4片碳纖維預浸片而成之積層體。然後，將該積層體配置於作為基管部之玻璃布預浸片A上。
根據以上之補強層之積層構造，於比較例6之支持構件中，於心軸全長之整個範圍內延伸之瀝青基高彈性碳纖維預浸片B之外側配置有於心軸全長之整個範圍內延伸之PAN基碳纖維預浸片C。再者，如上所述，於以上之實施例4~6及比較例4~6中，僅於使用時為鉛垂方向之上側及下側之部分形成有各補強層。
針對如以上般準備之實施例4~6及比較例4~6之支持構件，依照以下之順序測定負荷撓曲。首先，於各支持構件之近手側(基端側)牢固地卡合圖7之(b)所示之支持構件安裝用零件D2。該零件D2由鐵等金屬製造而成，由如下部分構成，即：用於插入支持構件之內部並進行接著、結合之接著部P3及安裝於機器人側、LCD收納盒側等之固定部P4。接著部P3之長度為150mm，利用環氧系接著劑將該安裝用零件D2接著於作為實施例及比較例製作之支持構件。其後，於固定基座之垂直面安裝固定部P4，並利用螺栓緊固，藉此將各支持構件水平保持而使其成為懸臂樑狀態。然後，於距各支持構件之前端為10mm之部位垂吊300g之重物，測定各支持構件於鉛垂下方向之撓曲(負荷撓曲)。
根據上述測定，獲得圖9之表所示之結果。再者，於圖9中亦表示出了實施例4~6及比較例4~6之支持構件之各部之具體尺寸或材料等。如圖9所示，與於補強層整個區域(支持構件之全長)使用瀝青基高彈性碳纖維(瀝青基高彈性碳纖維預浸片B)之比較例4之支持構件相比，實施例4~6中任一實施例之支持構件均可將瀝青基高彈性碳纖維之使用量削減28%~61%，並可抑制負荷撓曲之增加(即，彎曲剛性降低)。
又，與之於補強層整個區域(支持構件之全長)使用PAN基碳纖維(PAN基碳纖維預浸片C)之比較例5支持構件相比，實施例4~6中任一實施例之支持構件均可大幅度地降低負荷撓曲。
進而，於支持構件全長之整個範圍內延伸之補強層之內側層使用瀝青基高彈性碳纖維(瀝青基高彈性碳纖維預浸片B)並於該補強層之外側層使用PAN基碳纖維(PAN基碳纖維預浸片C)之比較例6之支持構件與比較例4之支持構件相比，可將瀝青基高彈性碳纖維之使用量
降低24.0%，但根據實施例4之支持構件，可將瀝青基高彈性碳纖維之使用量削減更多，可削減28.0%，而且亦可進一步降低負荷撓曲(即，可維持更高之彎曲剛性)。
1‧‧‧支持構件
1a‧‧‧一端部
1b‧‧‧另一端部
1s‧‧‧上表面
10‧‧‧基管部
20‧‧‧補強部
21‧‧‧第1補強區域
22‧‧‧第2補強區域
30‧‧‧補強部
L1‧‧‧支持構件之全長
L21‧‧‧第1補強區域之長度
L22‧‧‧第2補強區域之長度
Claims (6)
- 一種支持構件，其係一端部被固定且另一端部不被固定地以懸臂樑狀態使用之中空管形狀者，且包括：基管部，其遍及上述一端部至上述另一端部而延伸；及補強部，其形成於上述基管部之使用時成為鉛垂方向上側之上側部分及與上述上側部分對向之下側部分的各者之上，並遍及上述一端部至上述另一端部而延伸；上述基管部含纖維增強複合樹脂材料構成，上述補強部包括沿自上述一端部朝向上述另一端部之方向排列的第1補強區域及第2補強區域，上述第1及第2補強區域含碳纖維增強複合樹脂材料構成，構成上述第1及第2補強區域之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之配向方向與自上述一端部朝向上述另一端部之方向大致一致，構成上述第1補強區域之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之拉伸彈性模數大於構成上述第2補強區域之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之拉伸彈性模數。
- 如請求項1之支持構件，其中構成上述第1補強區域之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之拉伸彈性模數為400GPa以上且900GPa以下，構成上述第2補強區域之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維之拉伸彈性模數為200GPa以上且未達400GPa。
- 如請求項1或2之支持構件，其中於自上述一端部朝向上述另一端部之方向上，上述第1補強區域之長度為該支持構件全長之30%以上且70%以下， 於自上述一端部朝向上述另一端部之方向上，於上述第2補強區域之長度與上述第1區域之長度之合計為該支持構件全長之100%以下之範圍內，上述第2補強區域之長度為該支持構件全長之30%以上且70%以下。
- 如請求項1至3中任一項之支持構件，其中構成上述第1補強區域之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維為瀝青基碳纖維，構成上述第2補強區域之碳纖維增強複合樹脂材料之碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維。
- 如請求項1至4中任一項之支持構件，其係呈上述一端部之外周之長度長於上述另一端部之外周之長度之錐形狀。
- 如請求項1至5中任一項之支持構件，其中上述基管部含玻璃纖維增強複合樹脂材料構成。
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